JPS6044709A - 湿分分離加熱器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は蒸気タービン用の湿分分離加熱器に係り、特に
発生蒸気が低圧タービンの入口で湿り状態となるＢＷＲ
蒸気発生設備に使用して好適なる湿分分離加熱器に関す
る。

〔発明の背景〕

例えば、ＢＷＲ蒸気発生設備での発生蒸気は、飽和蒸気
であるため高圧タービン排気の湿り度が１０〜１３％に
なる１、つまり低圧タービンの入口で湿り状態となる。

この水分は低圧タービンの性能低下や翼エロージョンを
引き起こす原因となる。

このため、一般には高圧タービンと低圧タービンとの間
に、蒸気中の水分の除去、加熱、再加熱を行う湿分分離
加熱器を設置し、低圧タービンの性能アンプを図ってい
る。

しかし、従来の湿分分離加熱器は、加熱蒸気の管束を２
段積みの構成としているため、該管束が加熱器全体のス
ペースの大半を占有してしまう。

従って、加熱器全体の大きさは、例えば１３００ＭＷ級
ＢＷＲで加熱器のシェル外径５ｍ、全長４０ｍ１総重量
５００ｂｙｒＬを４基使用する試算となって大型化して
し寸い、物量という点で、工場組立、輸送、現場据付は
作業、コスト面で非常に不利となる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、伝熱性能の向上を図ることにより、加
熱器全体の小型化、軽喰化を可能にし、工場組立、輸送
、現地据付は作業を容易に行え、かつコスト低減を図れ
る湿分分離加熱器を提供することにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明の湿分分離加熱器は
、加熱蒸気の管束を、波形に形成した特殊プレートを重
ね合せることにより構成すると共に、該特殊プレートの
溝筋が斜め下方に向くように配設し、前記特殊プレート
の各溝部には、被加熱蒸気から分離して溝部に集まる水
滴と加熱蒸気との熱交換を阻止すると共に該水滴を溝筋
に沿って排除させるフィンを設け、湿分除去と加熱とを
同時に行わせる構成とし、前記管束の占有スペースを小
さくしたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

第１図は本発明による湿分分離加熱器の外観正面図、第
２図は第１図の縦断正面図、第３図は第２図の■−■矢
視断面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ矢視図、第５図
は加熱蒸気の管束を示す斜視図、第６図は第５図の管束
における蒸気流動様式と水滴、凝縮液の挙動とを示す説
明図である。

第１図及び第２図において、圧力容器は、円筒形のシェ
ル１と該シェル１の両端を閉塞する鏡板２とで形成され
、該シェル１の上部には被加熱蒸気の入口３及び４、加
熱蒸気の入口５が設けられ、かつ下部には加熱蒸気の凝
縮液出口６、ドレン排出ロアが設けられている。鏡板２
の上部には被加熱蒸気の入口３が設けられている。そし
て前記圧力容器内の下部には、入口３から導入される被
加熱蒸気の湿分を取り除く湿分分離装置８が設置される
と共に、シェル１下部にドレン室１２を形成するドレン
抜き板１３が設置されている。また圧力容器の中央部に
は、入口５から導入する加熱蒸気を流通させて前記湿分
分離装置８を出た被加熱蒸気を加熱する管束９が設置さ
れている。ｌＯは入口３から導入する被加熱蒸気を整流
する整流板、１１は隔板である。

前記被加熱蒸気の入口３及び出口４、加熱蒸気の入口５
及び凝縮液出口６、ドレン排出ロア、湿分分離装置８、
管４Ｊ９、整流板１０、隔板１１ば、シェル１の上部中
央に設けた被加熱蒸気の入口３を中心として左右対称に
それぞれ配置されている。

周、矢印イは被加熱蒸気の流れを示し、矢印口は加熱蒸
気の流れを示す。

前記管束９は、第５図に示すように、波形に形成した特
殊プレー）９Ａを重ね合せることによ多構成され、各通
路１４に加熱流体を特殊プレート９Ａの溝筋に沿って流
通させることができるようになっている。また各列の特
殊プレー）９Ａは、加熱側蒸気圧（６８ａｔａ）と被加
熱側蒸気圧（１４ａｊａ　）との差圧（５４ａｔａ）に
よりたわむことがないように支持棒１５によりサポート
されている。

前記特殊プレー）９Ａの製作は、平板をプレス機械によ
り台形の波状プレートに塑性加工することで得ている。

また特殊プレー）９Ａの材質としては、耐食性の優れた
フェライト系ステンレス鋼が使用されている。

また、前記管束９における特殊プレー）９Ａの各溝部に
は、該溝部を２つに仕切るフィン１６が溝筋に沿って設
けられている。とのフィン１６は特殊プレー）９Ａに溶
接により固着されている。

そして、前記の管束９は、第３図に示すように傾斜した
状態で上下２段に配置されている。即ち、シェル１の中
央部に仕切板１７により区画された２つの蒸気室１８Ａ
、１８Ｂを形成し、一方の蒸気室１８Ａと入口５との間
に管束９−１が、蒸気室１８Ａと出口６との間に管束９
−２がそれぞれ配置され、また他方の蒸気室１８Ｂと入
口５との間に管束９−３が、蒸気室１８Ｂと出口６との
間に管束９−４がそれぞれ配置されている。つまり、各
管束は、菌５図に示した特殊プレー）９Ａの溝筋が斜め
下方に向くように配置されると共に、特殊プレー）９Ａ
間を流通する被加熱蒸気が該特殊ｊｖ−）９Ａの溝筋と
直交して流れるようになっている。

第３図、第４図において、１９は入口５から導入する加
熱蒸気を整流する整流板、２ｏは管束の管板、２１は管
束の特殊プレート間を流通する被加熱蒸気から分離し該
特殊プレートの溝から排除される水滴を受けてドレン室
１２に導く水滴排出溝である。

次に本発明の作用について説明する。高圧タービン（図
示せず）から送られる排気蒸気（湿り度１０〜１３％）
は、被加熱蒸気として第１図、第２図の入口３に導かれ
る。各人口３に流入した被加熱蒸気は隔壁１１、整流板
１０によって均−流量流れに配分されて湿分分離装置８
へ導かれ、ここで湿分（水滴）が分離される。分離され
た水滴は下方へ流れ落ち、ドレン抜き板１３を介してド
レン室１２に集められた後、ドレン排出ロアより外部に
排出される。湿分が分離された被加熱蒸気（湿り度１〜
２％）は、第３図に示す加熱蒸気の管束９−１．９−２
．９−３．９−４部を矢印イのように流通する間に、該
管束の通路内を流通している加熱蒸気と熱交換すること
により加熱されて出口４より流出し、低圧タービン側へ
導かれる。

一方、加熱蒸気は、第２図の入口５より流入し、第３図
に示した整流板１９にて均−流量流れに配分された後、
管束９−１．９−２の各通路、蒸気室１８Ａ、１８Ｂ及
び管束９−３．９−４の各通路を矢印口のように流通し
、この間に被加熱蒸気と熱交換し凝縮液となって凝縮液
出口６より流出し、給水加熱器側へ導かれる。

前記被加熱蒸気が各管束にて加熱蒸気により加熱される
過程において、該被加熱蒸気の流れは、第５図に示す如
く管束９における特殊プレート９Ａの溝筋方向ｙと゛直
交したＸ方向流れとなる。

従って、被加熱蒸気の流れは、第６図の矢印イの如く波
状にうねった流れとなり、蒸気中の水分が、その慣性力
により矢印ノ・の如く特殊プレー）９Ａの溝側面２１に
衝突し、重力２作用で前記水滴２４は分力ＮとＦの力を
受け、溝側面２２とフィン１６との間の溝部２３に集ま
ると共に、フィン１６により該溝部２３と反対側の溝部
２３′への移動が阻止される。しかして、管束９は、そ
の特殊プレー）９Ａの溝筋を斜め下方に向けて配置させ
ているので、前記水滴は自らの表面張力にて前記溝部２
２へ引き寄せられた状態で該溝部２３を伝わって下方ｙ
へ流れ落ちる。そして前記水滴は特殊プレート９Ａ下端
の管板より第３図の排出溝２１に落下し、該排出溝２１
を伝わってドレン室１２に集められ、ドレン排出ロアよ
り外へ排出される。

一方、加熱蒸気は特殊プレー）９Ａの溝筋と平行に通路
１４内を流れるため、圧力損失が小さい流動形式となる
。そして、被加熱蒸気と熱交換して凝縮した凝縮液２５
は、第６図に示す如く、重力２作用によって分力ＮとＦ
で通路１４のＮ方向片隅に集まった状態で流下する。こ
のとき、加熱側の凝縮液２５と前記溝部２３における被
加熱側の水滴２４とは、特殊プレー）９Ａを介して相隣
接し、その流れはどちらも層流であるので熱伝達（９） が悪い。一方、蒸気の流れは、両方とも乱流になってお
り、かつ特殊プレー）９Ａを介した直交流れであるので
熱伝達が良い。つまり、被加熱蒸気中の湿分は、蒸発潜
熱として熱を奪う量が少なく、水滴状態で前記溝部２３
より排出されるため、伝熱性能が良い。

従って、本発明による湿分分離加熱器では、管束部にお
いて被加熱蒸気の湿分除去と加熱とを同時に行える、つ
まり管束部の伝熱性能の向上を図れるので、該管束部を
小型にすることができる。

第１表は伝熱性能について、本発明と従来とを比較した
ものを表わし、また第２表ば１３００ＭＷのＢＷＲ，に
設置する１ユニット当りの管束部の伝熱面積及び長さ、
シェルの大きさ、加熱器の縮重蓋を、本発明と従来とを
比較して表わしている。

（１０） 第　１　表 第　２　表 これらの表からも分るように、本発明においては、伝熱
性能の向上が図れることにより、加熱器全体の小型化、
軽量化が可能となり、工場組立、輸送、現地据付は作業
を容易に行えると共に、コスト低減を図れる。

（１１） 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、被加熱蒸気の湿
分除去と加熱とを同時に行って伝熱性能の向上を図れる
ので、加熱器全体の小型化、軽量化が可能となり、工場
組立、輸送、現地据付は作業を容易に行え、かつコスト
低減を図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示し、第１図
は本発明による湿分分離加熱器の外観正面図、第２図は
第１図の縦断正面図、第３図は第２図の■−■矢視断面
図、第４図は第３図のＭ−ＩＶ矢視図、第５図は加熱蒸
気の管束を示す斜視図、第６図は第５図の管束における
蒸気流動様式と水滴、凝縮液の挙動とを示す説明図であ
る。 ９・・・管束、９Ａ・・・特殊プレート、１４・・・通
路、１６・・・フィン、２３・・・溝部。 代理人　弁理士　秋本正実 （１２） 第　３　図 °　特開昭６Ｏ−４４７０９（５） ８６渇黙幻竪″

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蒸気タービン用の湿分分離加熱器において、加熱蒸
   気の管束を、波形に形成した特殊プレートを重ね合せる
   ことにより構成すると共に、該特殊プレートの溝筋が斜
   め下方に向くように配設し、前記特殊プレートの各溝部
   には、被加熱蒸気から分離して溝部に集まる水滴と加熱
   蒸気との熱交換を阻止すると共に該水滴を溝筋に沿って
   排除させるフィンを設け、湿分除去と加熱とを同時に行
   わせる構成としたことを特徴とする湿分分離加熱器。 ２、特許請求の範囲第１項において、加熱蒸気の流れを
   特殊プレートの溝筋方向と一致させ、被加熱蒸気の流れ
   を特殊プレートの溝筋と直交させたことを特徴とする湿
   分分離加熱器。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項において、特殊
   プレートが、フェライト系ステンレス鋼で作られている
   ことを特徴とする湿分分離加熱器。