(57)【要約】【課題】蒸気発生器の大型化や、給水の流動抵抗増加による圧力損失の増大を招くことなく、熱交換効率を増大できること。【解決手段】伝熱管１３内の一次冷却水により給水を加熱して蒸気を発生させる蒸気発生器１０であって、給水が収容され且つ伝熱管が配置される容器１１内の熱交換領域１９が、一次冷却水の高温側が流れる伝熱管１３の高温側部分１３Ａを含む高温側熱交換領域１９Ａと、一次冷却水の低温側が流れる伝熱管の低温側部分１３Ｂを含み且つ給水配管１２に連通する低温側熱交換領域１９Ｂとに隔離板１５により隔離され、給水配管１２から低温側熱交換領域１９Ｂに流入した給水は、下降する間に伝熱管１３の低温側部分１３Ｂにより加熱され、隔離板の連通開口２７を経て低温側熱交換領域１９Ｂから高温側熱交換領域１９Ａに流入した給水は、上昇する間に伝熱管１３の高温側部分１３Ａにより加熱されるよう構成されたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次側流体を収容する容器と、
この容器に接続されて、二次側流体を前記容器内へ供給する二次側流体供給配管と、
前記容器の内部に配置され、二次側流体よりも高温の一次側流体が流動する伝熱管とを有し、
この伝熱管内の一次側流体により二次側流体を加熱して蒸気を発生させる蒸気発生器であってて、
二次側流体が収容され且つ前記伝熱管が配置される前記容器内の熱交換領域は、一次側流体の高温側が流れる前記伝熱管の高温側部分を含む高温側熱交換領域と、一次側流体の低温側が流れる前記伝熱管の低温側部分を含み且つ前記二次側流体供給配管に連通する低温側熱交換領域とに隔離部材により隔離され、
この隔離部材には、前記高温側熱交換領域と前記低温側熱交換領域とを連通する連通開口が形成され、
前記二次側流体供給配管から前記低温側熱交換領域に流入した二次側流体は、下降する間に前記伝熱管の前記低温側部分により加熱され、
前記連通開口を経て前記低温側熱交換領域から前記高温側熱交換領域に流入した二次側流体は、上昇する間に前記伝熱管の前記高温側部分により加熱されるよう構成されたことを特徴とする蒸気発生器。
【請求項２】
二次側流体を収容する容器と、
この容器に接続されて、二次側流体を前記容器内へ供給する二次側流体供給配管と、
前記容器の内部に配置され、二次側流体よりも高温の一次側流体が流動する伝熱管と、
前記容器内に鉛直方向に立設されて一次側流体の高温側が流れる前記伝熱管の高温側部分と、一次側流体の低温側が流れる前記伝熱管の低温側部分とを仕切る仕切り板と、
前記伝熱管の低温側部分に対して交差する方向に配設される整流板とを有し、
前記伝熱管内の一次側流体により二次側流体を加熱して蒸気を発生させる蒸気発生器であって、
前記整流板が配設される前記伝熱管の前記低温側部分の表面に焼結金属が設けられたことを特徴とする蒸気発生器。
【請求項３】
前記伝熱管の表面に、この伝熱管と同一または異なる材質の微小粒子がコーティングされたことを特徴とする請求項１または２に記載の蒸気発生器。
【請求項４】
二次側流体を収容する容器と、
この容器に接続されて、二次側流体を前記容器内へ供給する二次側流体供給配管と、
前記容器の内部に配置され、二次側流体よりも高温の一次側流体が流動する伝熱管とを有し、
この伝熱管内の一次側流体により二次側流体を加熱して蒸気を発生させる蒸気発生器であって、
前記伝熱管の表面に、この伝熱管と同一または異なる材質の微小粒子がコーティングされたことを特徴とする蒸気発生器。
【請求項５】
前記容器内には伝熱管を覆う被覆体が配置され、この被覆体と前記容器との間に、二次側流体供給配管から供給された二次側流体を下降させて前記伝熱管の下部へ導くダウンカマ部が形成され、
このダウンカマ部には、前記二次側流体供給配管に接続される二次側流体導入部が前記容器の周方向に沿って配置され、
この二次側流体導入部において二次側流体を前記ダウンカマ部へ流出させる流出ノズルが、鉛直方向に対し前記容器の周方向に傾斜して設けられたことを特徴とする請求項２または４に記載の蒸気発生器。
【請求項６】
前記容器内で伝熱管の上方に、蒸気と液体を分離する気液分離器が配置され、
この気液分離器における蒸気と液体の混合流を整流するスタンドパイプに、このスタンドパイプの内面に付着した液膜を除去する液膜除去機構が設けられたことを特徴とする請求項１、２または４のいずれか１項に記載の蒸気発生器。
【請求項７】
前記液膜除去機構が、スタンドパイプに形成された多数の穴またはスリットであることを特徴とする請求項６に記載の蒸気発生器。
【請求項８】
前記容器内で伝熱管の上方に、蒸気と液体を分離する気液分離器が配置され、
この気液分離器における蒸気と液体の混合流を整流するスタンドパイプの内面に、蒸気と液体の混合流を旋回させる螺旋溝が形成されたことを特徴とする請求項１、２または４のいずれか１項に記載の蒸気発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧水型原子力プラントに用いられる蒸気発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
加圧水型原子炉では、原子炉から取り出した熱を外部へ伝え、タービンを駆動させる蒸気を作るための熱交換器が備えられており、これが蒸気発生器と称される。
【０００３】
図９は、従来技術における加圧水型原子炉の蒸気発生器を示す縦断面図である。この蒸気発生器１００の容器１０３における下半部にはＵ字型伝熱管群１０１が配設され、この伝熱管群１０１は管板１０２に設置されている。伝熱管群１０１はラッパー１１２により覆われ、このラッパー１１２と容器１０３との間にダウンカマ部１０４が形成される。伝熱管群１０１の上方に、気水分離器１０５及び蒸気乾燥器１０６が設置される。また、伝熱管群１０１の上方に、給水配管１０８に接続された給水リング１０７が設けられる。
【０００４】
このような蒸気発生器１００において、原子炉容器からの高温の流体は、一次側流体（一次冷却水）として一次冷却水入口配管１０９に供給される。この一次冷却水は伝熱管群１０１内を流れ、この伝熱管群１０１の外側を流れる低温の二次側流体（給水）と熱交換し、一次冷却水出口配管１１０から流出する。給水は、伝熱管群１０１を介して熱を受け取り、沸騰して伝熱管群１０１に沿って上昇する。この沸騰した蒸気と水の混合流は、伝熱管群１０１の上方の気水分離器１０５によって分離され、蒸気は、更に蒸気乾燥器１０６により湿分が除去されて、蒸気配管１１１から流出する。
【０００５】
蒸気配管１１１から流出した蒸気は、タービンで仕事をした後、凝縮して復水となり、二次側流体（給水）となる。この給水は、給水配管１０８を通って給水リング１０８に供給される。給水リング１０８には複数の開口が周方向に設けられており、容器１０３の内部に給水される。給水された給水は、気水分離器１０５で分離されて流下した熱水と混合し、ダウンカマ部１０４内を下降流として流れ、管板１０２付近で上昇流となり、伝熱管群１０１に沿って上方へ流れる。
【０００６】
尚、前記気水分離器１０５は、図１０に示すように、助走部のスタンドパイプ１１３、スワラー１１４、バレル１１５、第１段ピックオフリング１１６、第２段ピックオフリング１１７及び第３段ピックオフリング１１８を備えて構成される。沸騰した蒸気と水の混合流はスタンドパイプ１１３にて整流され、スワラー１１４により旋回が与えられ、蒸気と水の密度差に基づき遠心力によって分離される。分離された水はバレル１１５の内面に液膜１１９となって付着するため、３段のピックオフリング１１６、１１７、１１８によって掻き取られ、熱水として流下し、蒸気のみが上昇する。
【０００７】
上述の機能を備えた蒸気発生器１００では熱交換効率の向上が課題である。蒸気発生器１００の熱交換効率を増大させることによって、この蒸気発生器１００から流出する蒸気の温度が上昇し、原子炉の熱効率を向上させることができるからである。この課題を解決するため、これまでにいくつかの特許が提案されている。主な特許文献を下記に挙げる。
【０００８】
特許文献１は、Ｕ字型伝熱管群に配設される整流板によるよどみ部を解消するものである。また、特許文献２は、熱交換を劣化させるスラッジを除去するためのランシング装置を挿入する挿入部を改良したものである。更に特許文献３は、ダウンカマ部からＵ字型伝熱管群間へ流入する二次側流体（給水）の流入部に抵抗体を設けて、低温水と高温水を良好に混合させる技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３３３２８８号公報
【特許文献２】特開２００３−１２１０８７号公報
【特許文献３】特開平５−９３５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
蒸気発生器の熱交換効率を向上させるためには、まず、一次冷却水と給水との熱交換を促進させて、熱交換量を増大させる必要がある。熱交換量は、伝熱面積が大きいほど、また熱抵抗が小さいほど大きくなる。
【００１１】
伝熱面積を増大させるためには、伝熱管の本数を増やすことが考えられる。しかし、単に伝熱管の本数を増やすと蒸気発生器が大型化してしまうため、新型の蒸気発生器では、伝熱管配列ピッチを小さくしたり、あるいは伝熱管を四角配列から三角配列にして稠密化を図ることにより、伝熱管の本数を増加させている。しかしながら、上述のような伝熱管の稠密配置は、伝熱管群の間を通過する給水の流動抵抗を増大させ、動力コストが上昇してしまうというデメリットを生ずる。
【００１２】
一方、熱抵抗の減少については、一般的な熱交換器の伝熱管では、例えば表面にフィンを設けたり、螺旋状の溝加工をすること等によって、熱伝達率を向上させる方法がある。しかしながらこの方法も、フィンや溝によって伝熱管群の間を流れる給水の流動抵抗を増大させ、動力コストが上昇するというデメリットがある。
【００１３】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、蒸気発生器の大型化や、二次側流体の流動抵抗増加による圧力損失の増大を招くことなく、熱交換効率を増大させることができる蒸気発生器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、二次側流体を収容する容器と、この容器に接続されて、二次側流体を前記容器内へ供給する二次側流体供給配管と、前記容器の内部に配置され、二次側流体よりも高温の一次側流体が流動する伝熱管とを有し、この伝熱管内の一次側流体により二次側流体を加熱して蒸気を発生させる蒸気発生器であって、二次側流体が収容され且つ前記伝熱管が配置される前記容器内の熱交換領域は、一次側流体の高温側が流れる前記伝熱管の高温側部分を含む高温側熱交換領域と、一次側流体の低温側が流れる前記伝熱管の低温側部分を含み且つ前記二次側流体供給配管に連通する低温側熱交換領域とに隔離部材により隔離され、この隔離部材には、前記高温側熱交換領域と前記低温側熱交換領域とを連通する連通開口が形成され、前記二次側流体供給配管から前記低温側熱交換領域に流入した二次側流体は、下降する間に前記伝熱管の前記低温側部分により加熱され、前記連通開口を経て前記低温側熱交換領域から前記高温側熱交換領域に流入した二次側流体は、上昇する間に前記伝熱管の前記高温側部分により加熱されるよう構成されたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明は、二次側流体を収容する容器と、この容器に接続されて、二次側流体を前記容器内へ供給する二次側流体供給配管と、前記容器の内部に配置され、二次側流体よりも高温の一次側流体が流動する伝熱管と、前記容器内に鉛直方向に立設されて一次側流体の高温側が流れる前記伝熱管の高温側部分と、一次側流体の低温側が流れる前記伝熱管の低温側部分とを仕切る仕切り板と、前記伝熱管の低温側部分に対して交差する方向に配設される整流板とを有し、前記伝熱管内の一次側流体により二次側流体を加熱して蒸気を発生させる蒸気発生器であって、前記整流板が配設される前記伝熱管の前記低温側部分の表面に焼結金属が設けられたことを特徴とするものである。
【００１６】
更に、本発明は、二次側流体を収容する容器と、この容器に接続されて、二次側流体を前記容器内へ供給する二次側流体供給配管と、前記容器の内部に配置され、二次側流体よりも高温の一次側流体が流動する伝熱管とを有し、この伝熱管内の一次側流体により二次側流体を加熱して蒸気を発生させる蒸気発生器であって、前記伝熱管の表面に、この伝熱管と同一または異なる材質の微小粒子がコーティングされたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、二次側流体は、容器内の低温側熱交換領域を下降する間と、その後、容器内の高温側熱交換領域を上昇する間とで、伝熱管内の一次側流体により加熱される。このため、二次側流体が容器内を上昇する間だけ一次側流体により加熱される場合に比べて、伝熱管により加熱される時間が長くなるので、蒸気発生器の熱交換効率を増大させることができる。
【００１８】
また、本発明によれば、熱伝達率の良好な焼結金属が、伝熱管の低温側部分において整流板が配設される部分の表面に設けられたので、この低温側部分の内側を流れる一次側流体の低温側と外側を流れる二次側流体との熱交換効率が高まり、従って蒸気発生器の熱交換効率を増大させることができる。
【００１９】
更に、本発明によれば、伝熱管の表面に微小粒子がコーティングされたので、伝熱管の表面に凹凸が形成された状態となり、この伝熱管表面の表面積が増加して熱伝達率が向上する。この結果、蒸気発生器の熱交換効率を増大させることができる。
【００２０】
また、いずれの場合も、伝熱管の本数や配列、形状を変更する必要がないので、蒸気発生器の大型化や、多数本の伝熱管の間を流れる二次側流体の流動抵抗増加による圧力損失の増大を招くことがない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る蒸気発生器の第１の実施の形態を示す縦断面図。
【図２】図１の伝熱管を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は図２（Ａ）のＩＩ部拡大図。
【図３】図１の気水分離器を示す縦断面図。
【図４】図３の気水分離器の変形形態を示す縦断面図。
【図５】本発明に係る蒸気発生器の第２の実施の形態を示す縦断面図。
【図６】図５のダウンカマ部及び給水リングを示す斜視図。
【図７】図６の給水リングの底面図。
【図８】図５の気水分離器を示す縦断面図。
【図９】従来の蒸気発生器を示す縦断面図。
【図１０】図９の気水分離器を示す縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。
【００２３】
［Ａ］第１の実施の形態（図１〜図４）
図１は、本発明に係る蒸気発生器の第１の実施の形態を示す縦断面図である。この図１に示す蒸気発生器１０は、図示しない加圧水型原子炉からの一次側流体としての高温の一次冷却水と、二次側流体としての給水とを熱交換して（即ち一次冷却水の熱を給水に与えて）蒸気を発生させるものであり、容器１１、２次側流体供給配管としての給水配管１２、伝熱管１３、水室１４、隔離部材としての隔離板１５、気液分離器としての気水分離器１６及び蒸気乾燥器１７を有して構成される。
【００２４】
容器１１は円筒形状に形成され、下部に管板１８が設置されると共に、この管板１８の下方に水室１４が設けられる。また、容器１１の上部に給水配管１２が接続されると共に、容器１１の内部上方に気水分離器１６、蒸気乾燥器１７が順次配置される。
【００２５】
容器１１の内部で鉛直方向中央部分に、給水配管１２から供給される給水を収容し、且つ多数本の伝熱管１３が配置される熱交換領域１９が設けられる。伝熱管１３はＵ字形状のＵ字型伝熱管であり、現実には多数本設けられているが、図１では複雑さを避けるため省略して１本のみを示す。これらの伝熱管１３は、頂部１３Ｔを上方にして管板１８に立設される。
【００２６】
管板１８下方の水室１４は、水室仕切り板２０により入口水室２１と出口水室２２に区画され、入口水室２１に一次冷却水入口配管２３が、出口水室２２に一次冷却水出口配管２４がそれぞれ連通される。また、入口水室２１は、管板１８に形成された連通孔２５を介して、伝熱管１３の一端に連通される。更に出口水室２２は、連通孔２５を介して、伝熱管１３の他端に連通される。
【００２７】
従って、原子炉から一次冷却水入口配管２３を経て入口水室２１に流入した一次冷却水は、伝熱管１３の一端に流入してこの伝熱管１３内を流れ、伝熱管１３の他端から出口水室２２に流出し、一次冷却水出口配管２４を経て原子炉へ戻る。一次冷却水は、伝熱管１３内を流れる間に、熱交換領域１９内の給水と熱交換して、一次冷却水よりも低温の給水を加熱し、蒸気を発生させる。このため伝熱管１３は、Ｕ字形状の頂部１３Ｔを境として、入口水室２１側が、高温の一次冷却水が流れる高温側部分１３Ａとなり、出口水室２２側が、低温の一次冷却水が流れる低温側部分１３Ｂとなっている。
【００２８】
この伝熱管１３の表面には、図２に示すように、伝熱管１３と同一または異なる材質の微小粒子２９が無数コーティングされている。伝熱管１３がステンレスまたはニッケル−クロム−鉄合金にて構成されている場合、微小粒子２９は、チタンまたはステンレス等が好ましい。この微小粒子２９の寸法は数１０μｍ程度であり、この微小粒子２９が伝熱管１３の表面の全面、または低温側部分１３Ｂの表面に無数コーティングされることで、微小粒子２９がコーティングされた伝熱管１３の表面に凹凸が形成された状態となり、伝熱管１３の表面積が増加する。
【００２９】
図１に示すように、前記隔離板１５は、熱交換領域１９を、伝熱管１３の高温側部分１３Ａを含む高温側熱交換領域１９Ａと、伝熱管１３の低温側部分１３Ｂを含み且つ給水配管１２に連通する低温側熱交換領域１９Ｂとに隔離する。具体的には、隔離板１５は、管板１８から鉛直方向に立設されて伝熱管１３の頂部１３Ｔ上方まで延び、更に給水配管１２が接続される位置の上部における容器１１の内側に固着される。このため、この隔離板１５には、伝熱管１３の頂部１３Ｔが貫通する貫通孔２６が形成されている。また、隔離板１５には、管板１８近傍に、高温側熱交換領域１９Ａと低温側熱交換領域１９Ｂとを連通する連通開口２７が形成されている。
【００３０】
従って、給水配管１２からの給水は、まず低温側熱交換領域１９Ｂ内に流入し、この低温側熱交換領域１９Ｂ内を下降する間に、伝熱管１３の低温側部分１３Ｂ内を流れる一次冷却水（つまり、一次冷却水の低温側）と熱交換して加熱され、その後、隔離板１５の連通開口２７から高温側熱交換領域１９Ａへ流入する。高温側熱交換領域１９Ａ内に流入した給水は、この高温側熱交換領域１９Ａ内を上昇する間に、伝熱管１３の高温側部分１３Ａ内を流れる一次冷却水（つまり一次冷却水の高温側）と熱交換して加熱され、蒸発して気水分離器１６へ至る。
【００３１】
この蒸気は、気水分離器１６にて気水分離され、更に蒸気乾燥器１７にて湿分が除去され乾燥蒸気となって、容器１１の頂部に接続された蒸気配管２８から流出し、タービン（不図示）へ導かれる。
【００３２】
気水分離器１６は、容器１１の隔離板１５の上方に設置された支持部材３０により支持され、図３に示すように、スタンドパイプ３１の上端にバレル３２が接続され、このバレル３２の下端部内側にスワラー３３が配置されると共に、第１ピックオフリング３４、第２ピックオフリング３５が、バレル３２の上方へ向かって順次設置されて構成される。
【００３３】
スタンドパイプ３１は、高温側熱交換領域１９Ａからの蒸気と水の混合流を整流してスワラー３３へ導く。スワラー３３は、この混合流を旋回させ、蒸気と水をそれらの密度差に基づき遠心力によって分離する。分離された水は、バレル３２の内面に液膜３６となって付着し、第１ピックオフリング３４、第２ピックオフリング３５により順次掻き取られ、熱水として流下する。気水分離器１６にて分離された蒸気のみがバレル３２内を上昇し蒸気乾燥器１７へ導かれる。
【００３４】
前記スタンドパイプ３１には、液膜除去機構としてのスリット３７が設けられている。このスリット３７は、スタンドパイプ３１の軸方向、つまり蒸気と水の混合流が上昇する方向に延在すると共に、スタンドパイプ３１の周方向に複数形成される。これらのスリット３７により、蒸気と水の混合流がバレル３２へ至る前に、湿分（水）の大部分がスリット３７からスタンドパイプ３１外へ熱水として排出されることになる。
【００３５】
尚、液膜除去機構は、上述のスリット３７に代えて、図４に示すように、スタンドパイプ３１に貫通して形成された、例えば円形状の多数の穴３８であってもよい。また、図１中の符号３９は水面を示す。
【００３６】
以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果（１）〜（４）を奏する。
【００３７】
（１）容器１１の熱交換領域１９が隔離板１５によって、伝熱管１３の高温側部分１３Ａを含む高温側熱交換領域１９Ａと、伝熱管１３の低温側部分１３Ｂを含み且つ給水配管１２に連通する低温側熱交換領域１９Ｂとに隔離され、給水は、容器１１内の低温側熱交換領域１９Ｂを下降する間と、その後、容器１１内の高温側熱交換領域１９Ａを上昇する間とで、伝熱管１３内の一次冷却水により加熱される。このため、従来の如く、給水が容器１１内を上昇する間だけ一次冷却水により加熱される場合に比べて、伝熱管１３により加熱される時間が長くなるので、蒸気発生器１０の熱交換効率を増大させることができ、原子炉の熱効率を向上させることができる。
【００３８】
（２）本実施の形態の蒸気発生器１０では、伝熱管１３の本数や配列、形状を変更する必要がないので、蒸気発生器１０の大型化や、多数本の伝熱管１３の間を流れる給水の流動抵抗増加による圧力損失の増大を招くことがない。
【００３９】
（３）伝熱管１３の表面に微小粒子２９が無数コーティングされたので、伝熱管１３の表面に凹凸が形成された状態となり、この伝熱管１３の表面積が増加して熱伝達率が向上する。この結果、蒸気発生器１０の熱交換効率を増大させることができる。
【００４０】
（４）気水分離器１６におけるスタンドパイプ３１に液膜除去機構としてのスリット３７または穴３８が形成されて、バレル３２へ至る前の蒸気と水の混合流中の湿分（水）がスリット３７または穴３８から除去される。このため、液膜排除に必要なバレル３２の長さ（蒸気と水の混合流が上昇する方向の寸法）を短くでき、且つピックオフリング３４、３５の段数を減少できる。これにより、気水分離器１６の全長を短縮できるので、蒸気発生器１０の全長を変更することなく、伝熱管１３の高さを高く設定できる。この結果、伝熱管１３の伝熱面積が増加して、蒸気発生器１０の熱交換効率を向上させることができる。
【００４１】
［Ｂ］第２の実施の形態（図５〜図８）
図５は、本発明に係る蒸気発生器の第２の実施の形態を示す縦断面図である。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００４２】
本実施の形態の蒸気発生器４０が前記第１の実施の形態及び背景技術と異なる点は、伝熱管１３の低温側部分１３Ｂの表面に焼結金属４１が設けられると共に、給水配管１２に接続されてダウンカマ部４２の上部に配置された給水リング４３の流出ノズル４４の向きを変更した点などである。
【００４３】
つまり、容器１１内には、多数本の伝熱管１３を覆う被覆体としてのラッパー４５が配置され、このラッパー４５と容器１１との空間がダウンカマ部４２として形成される。このダウンカマ部４２の上部に、二次側流体導入部としての給水リング４３が、給水配管１２に接続されて配置される。この給水リング４３は、図６及び図７に示すように、容器１１の周方向に沿いその全周に亘る形状である。この給水リング４３には、容器１１の周方向に沿う複数箇所に流出ノズル４４が形成され、この流出ノズル４４からダウンカマ部４２内へ給水が流出される。
【００４４】
図１に示すように、ラッパー４５の内部空間は、多数本の伝熱管１３が配置され、且つ給水を収容する熱交換領域４６として構成される。そして、ラッパー４５の下端部（即ち管板１８近傍）に流出開口４７が形成される。この流出開口４７は、ラッパー４５の周方向に沿う複数箇所に設けられる。この流出開口４７により、熱交換領域４６とダウンカマ部４２とが連通される。従って、給水配管１２からの給水は、給水リング４３の流出ノズル４４を経てダウンカマ部４２内へ流出した後、このダウンカマ部４２内を下降し、流出開口４７から熱交換領域４６へ流出して、この熱交換領域４６内の伝熱管１３の下部に至り、熱交換領域４６内を上昇する。
【００４５】
前記給水リング４３の流出ノズル４４は、図６及び図７に示すように、給水が下降する鉛直方向に対し容器１１の周方向に沿って傾斜角θだけ傾斜して構成される。図１に示すように、給水リング４３の上方には気水分離器１６が、ラッパー４５の頂面４５Ｔに支持されて配置されている。この気水分離器１６からは、分離された水が熱水４８（図６）として流下する。給水リング４３の流出ノズル４４が上述のように傾斜して設けられたことで、この流出ノズル４４からは給水が旋回流となってダウンカマ部４２内へ流出することになる。このため、この給水と気水分離器１６からの熱水４８とが混合されやすくなり、ダウンカマ部４２を流下する水の温度が均一化される。この水は、給水となってラッパー４５の流出開口４７から熱交換領域４６内へ至る。
【００４６】
熱交換領域４６内では、伝熱管１３の高温側部分１３Ａと低温側部分１３Ｂとを仕切る仕切り板４９が管板１８に立設される。この仕切り板４９は、伝熱管１３の頂部１３Ｔよりも低い位置まで延在される。そして、伝熱管１３の低温側部分１３Ｂに、この低温側部分１３Ｂに対して略直角に交差する整流板５０Ａ及び５０Ｂが配設されて、エコノマイザ５１が構成される。整流板５０Ａが仕切り板４９に、整流板５０Ｂがラッパー４５にそれぞれ固着され、これらの整流板５０Ａ、５０Ｂは、伝熱管１３の低温側部分１３Ｂの長手方向に沿って交互に配設される。
【００４７】
従って、ラッパー４５の流出開口４７から熱交換領域４６に至った給水は、伝熱管１３の高温側部分１３Ａの外側については鉛直方向に略直線状に上昇するが、伝熱管１３の低温側部分１３Ｂの外側については、整流板５０Ａ、５０Ｂ間を蛇行しながら上昇する。これにより、伝熱管１３の低温側部分１３Ｂと給水とが接触する時間が長くなり、熱交換量が増加する。
【００４８】
また、この伝熱管１３の低温側部分１３Ｂの表面、特に整流板５０Ａ及び５０Ｂが配設された部分の表面に、焼結金属４１が、例えば貼着して設けられる。この焼結金属４１は、熱伝達率が伝熱管１３よりも高いため、伝熱管１３の低温側部分１３Ｂ内を流れる一次冷却水が低温であっても、この一次冷却水と給水とを良好に熱交換させることが可能になる。
【００４９】
熱交換領域４６内で給水は、伝熱管１３内を流れる一次冷却水と熱交換しながら上昇し、加熱されて蒸発し、蒸気と水の混合流になって、熱交換領域４６内から気水分離器１６へ至る。蒸気と水の混合流は、気水分離器１６にて分離され、蒸気のみが蒸気乾燥器１７に至り、湿分が除去されて、乾燥蒸気として蒸気配管２８から流出する。
【００５０】
このとき、気水分離器１６のスタンドパイプ５２では、図８に示すように、このスタンドパイプ５２の内面に、蒸気と水の混合流を旋回させる螺旋溝５３が形成されている。蒸気と水の混合流は、スタンドパイプ５２の下流側（上方）のスワラー３３にて旋回流になる前に、螺旋溝５３により旋回が与えられるので、バレル３２内での蒸気と水の分離が良好になる。このため、前記実施の形態と同様に、バレル３２の長手方向長さ（蒸気と水の混合流が上昇する方向の寸法）が短縮される。
【００５１】
以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態の効果（２）と同様な効果を奏するほか、次の効果（５）〜（７）を奏する。
【００５２】
（５）熱伝達率の良好な焼結金属４１が、伝熱管１３の低温側部分１３Ｂにおいて整流板５０Ａ及び５０Ｂが配置される部分の表面に設けられたので、この低温側部分１３Ｂの内側を流れる一次冷却水の低温側と、外側を流れる給水との熱交換効率が高まり、従って蒸気発生器１０の熱交換効率を増大させることができる。
【００５３】
（６）給水配管１２からの給水を導入してダウンカマ部４２へ流出する給水リング４３の流出ノズル４４が、鉛直方向に対し蒸気１１の周方向に傾斜角θだけ傾斜して設けられたので、流出ノズル４４から流出する給水を旋回流とすることができる。ダウンカマ部４２の上方からは、気水分離器１６にて分離された水が熱水４８として流下するが、この熱水は、給水の旋回流によって給水と良好に混合されて給水となり、ダウンカマ部４２内を流下する間に温度が均一になる。この結果、ダウンカマ部４２から熱交換領域４２に至った給水は、伝熱管１３にて一次冷却水との熱交換効率を向上させることができると共に、ダウンカマ部４２を構成する容器１１及びラッパー４５の温度差に起因する熱疲労を抑制できる。
【００５４】
（７）気水分離器１６におけるスタンドパイプ５２に螺旋溝５３が形成され、気水分離器１６に至った蒸気と水の混合流には、螺旋溝５３により、スワラー３３に至る前に旋回が与えられるので、バレル３２での蒸気と水の分離を良好にできる。このため、バレル３２の長さ（蒸気と水の混合流が上昇する方向の寸法）を短くでき、且つピックオフリング３４、３５の段数を減少できる。これにより、気水分離器１６の全長を短縮できるので、蒸気発生器４０の全長を変更することなく伝熱管１３の高さを高く設定できる。この結果、伝熱管１３の伝熱面積が増加して、蒸気発生器４０の熱交換効率を向上させることができる。
【００５５】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、前記第２の実施の形態の伝熱管１３においても、第１の実施の形態の場合と同様に、焼結金属４１が設けられていない部分において、微小粒子２９をコーティングしてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１０  蒸気発生器、１１  容器、１２  給水配管（二次側流体供給配管）、１３  伝熱管、１３Ａ  高温側部分、１３Ｂ  低温側部分、１５  隔離板（隔離部材）、１６  気水分離器（気液分離器）、１９  熱交換領域、１９Ａ  高温側熱交換領域、
１９Ｂ  低温側熱交換領域、２７  連通開口、２９  微小粒子、２９  スタンドパイプ、３７  スリット（液膜除去機構）、３８  穴（液膜除去機構）、４０  蒸気発生器、４１  焼結金属、４２  ダウンカマ部、４３  給水リング（二次側流体導入部）、４４  流出ノズル、４５  ラッパー（被覆体）、４６  熱交換領域、４９  仕切り板、５０Ａ、５０Ｂ  整流板、５２  スタンドパイプ、θ  傾斜角。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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