(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴本体内に側部からスプレイノズルを水平に胴本体内に挿入し、スプレイノズルからスプレイ給水流れ方向上流側へ向けて順次水平なスプレイ給水入口配管、下方へ延在するスプレイ給水入口配管を接続し、胴本体の外周及び下方へ延在するスプレイ給水配管の外周に保温材を取り付け、スプレイ給水入口配管の保温材を取り付けていない部分に冷却フィンを固設したことを特徴とする過熱低減器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スプレイ給水が間歇的に注入される際に発生するハンマリングを防止し得るようにした過熱低減器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
発電設備においては、高圧タービンから抽気された過熱蒸気は再熱器に送られて再熱されるが、再熱器へ導入される過熱蒸気の温度が高過ぎる場合には、再熱器が焼損する虞れがある。このため、従来は高圧タービンから再熱器へ至る過熱蒸気管の中途部に過熱低減器を設けて間歇的に過熱蒸気に水をスプレイし、過熱蒸気の温度を低減することが行われている。
【０００３】
而して、従来の過熱低減器の一例は図３に示されており、図３中、１は紙面と直交する方向へ延在する円管状の胴本体、２は左右両側から胴本体１を貫通して胴本体１内へ挿入され、胴本体１内の中心部近傍まで延在する水平配置されたスプレイノズル、２ａはスプレイノズル２の胴本体１内に位置する部分に過熱蒸気流れ方向下流側へ向けて穿設された複数のスプレイ孔、３はスプレイノズル２の胴本体１中心側端部に接続された閉塞板、４は胴本体１の左右両外側に位置し、前記スプレイノズル２に接続された水平なスプレイ給水入口配管、５はスプレイ給水入口配管４のスプレイノズル２とは反対側の端部に接続された９０°エルボである。
【０００４】
９０°エルボ５は水平状態から９０°曲折して垂直下方へ延在しその下端はスプレイ給水入口配管４よりも下方に位置している。
【０００５】
６は左右の９０°エルボ５の下端に垂直に接続されたスプレイ給水入口配管、７は下端において左右の垂直なスプレイ給水入口配管６同士を接続する水平なスプレイ給水入口配管、８はスプレイ給水入口配管７に接続されたスプレイ給水配管であり、スプレイ給水配管８の中途部には、スプレイ給水流れ方向Ｄ上流側から下流側へ向けて遮断弁９、逆止弁１０が接続され、スプレイ給水配管８のスプレイ給水流れ方向Ｄ上流側端部には給水ポンプ１１が接続されている。
【０００６】
１２は保温材であり、胴本体１からスプレイ給水入口配管４、９０°エルボ５、スプレイ給水入口配管６，７、スプレイ給水配管８の外周は、スプレイノズル２接続部も含めて露出部がないように保温材１２により被覆されている。
【０００７】
高圧タービンから抽気された過熱蒸気は、過熱蒸気管及び過熱蒸気管の中途部に設けられた過熱低減器を経て再熱器へ送給される。
【０００８】
而して、過熱低減器において過熱蒸気に水Ｗをスプレイする場合は、給水ポンプを駆動した状態で遮断弁９を開く。このため、給水は、スプレイ給水配管８からスプレイ給水入口配管７へ流入して左右へ分岐し、左右へ分岐した給水は夫々左右のスプレイ給水入口配管６、９０°エルボ５、スプレイ給水入口配管４からスプレイノズル２へ送給され、スプレイノズル２のスプレイ孔２ａから胴本体１内へ過熱蒸気流れ方向へ向けてスプレイされる。このため、過熱蒸気は温度を低減され、その結果、再熱器は過熱蒸気により焼損することはない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
過熱低減器への給水のスプレイは連続的には行われず、必要に応じて間歇的に行われるが、この場合には、以下に述べるごとき問題点がある。
【００１０】
すなわち、図３に示す遮断弁９を閉止してスプレイノズル２のスプレイ孔２ａからの給水のスプレイを中断すると、スプレイノズル２及びスプレイ給水入口配管４並に９０°エルボ５、スプレイ給水入口配管６内には下側のスプレイ孔２ａ下縁部が上端の液面Ｘ１となるよう水Ｗが残存する（図４参照）。
【００１１】
この場合、例えばスプレイ給水入口配管４上部の温度は約１９８℃、スプレイ給水入口配管４下部の温度は約１４８℃となる。スプレイ給水入口配管４下部の方が上部よりも温度が低いのは、スプレイ給水入口配管４下部には水Ｗが残存しているためである。又、９０°エルボ５下端近傍の温度は例えば約１１１℃となるが、これは、スプレイ時に低温の水Ｗが給水されているためである。
【００１２】
遮断弁９を閉止して長時間経過すると、図４に示す水Ｗの一部は熱により蒸発して水位は下降し、例えば９０°エルボ５の下端近傍となる。而して、この場合、閉止時間が長い程液面Ｘ２は低下し、液面Ｘ２よりも上方の９０°エルボ５、スプレイ給水入口配管４、スプレイノズル２内には、湿り蒸気ＶＷが残存する（図５参照）。この場合、液面Ｘ２の部分は飽和水ＷＳ（温度約２０２℃）であり、スプレイ給水入口配管４の部分の上部の温度は約３３５℃、下部の温度は約３１８℃程度になり、これらのメタル温度は高圧タービン排気圧力の飽和温度以上である。又、胴本体１内を流れる過熱蒸気は、例えば圧力１５．５ｋｇ／ｃｍ2Ｇである。
【００１３】
過熱蒸気に水Ｗをスプレイするために再び図３の遮断弁９を開くと、スプレイ給水入口配管６には、温度が約５８℃よりも高い低温給水ＷＬが供給され、飽和水ＷＳは上方へ押上げられるため、熱により飽和水ＷＳは急速に蒸発して沸騰が生じ、飽和蒸気ＶＳが発生する（図６参照）。
【００１４】
その後更に少量の低温給水ＷＬがスプレイ給水入口配管６、９０°エルボ５、スプレイ給水入口配管４を通ってスプレイノズル２内へ流入すると、スプレイノズル２内下部にある飽和蒸気ＶＳは凝縮して水Ｗとなるが、スプレイノズル２内上部には、飽和蒸気ＶＳが残存する（図７参照）。
【００１５】
又スプレイノズル２下部で発生した水Ｗは、高速流ＷＨとなってスプレイノズル２内を前進し、閉塞板３に衝突して跳ねかえり、高速の圧力波ＷＰとして９０°エルボ５側へ戻り９０°エルボ５に衝突する（図８参照）。
【００１６】
このためスプレイノズル２から９０°エルボ５に至る給水系統にはハンマリングが発生し、各機器に悪影響を与えていた。
【００１７】
斯かるハンマリングを防止するために、スプレイ給水入口配管４，６，７やスプレイ給水配管８に沿ってスチームトレーサー管や電気ヒータ等の加熱手段を配置し、これら加熱手段により配管４，６，７，８内の給水の温度を飽和温度近傍まで上昇させることも行われているが、この場合には加熱手段を敷設する必要があるため、工事が複雑でコストアップを招来する虞れがある。
【００１８】
本発明は、上述の実情に鑑み、簡単な手段で過熱低減器へ水を供給する給水系統にハンマリングが生じないようにすることを目的としてなしたものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、胴本体内に側部からスプレイノズルを水平に胴本体内に挿入し、スプレイノズルからスプレイ給水流れ方向上流側へ向けて順次水平なスプレイ給水入口配管、下方へ延在するスプレイ給水入口配管を接続し、胴本体の外周及び下方へ延在するスプレイ給水配管の外周に保温材を取り付け、スプレイ給水入口配管の保温材を取り付けていない部分に冷却フィンを固設したものである。
【００２０】
本発明では、スプレイノズルから下方へ延在するスプレイ給水入口配管に至る給水系統に保温材のない部分があるうえ冷却フィンを設けているため、温度の放熱が良好に行われる。このため、スプレイノズルやスプレイ給水入口配管のメタル温度は、過熱低減器の本体胴内の内圧に対応した飽和温度以下に保持される。
【００２１】
従って、過熱蒸気に給水をスプレイするために低温の給水をスプレイノズルに供給した場合、スプレイノズル内等に滞留していた水に沸騰が生じることがなく、その結果、沸騰した水の凝縮も生じないため、高速流や圧力波が発生せず、ハンマリングを防止することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
図１、２は本発明の実施の形態の一例で、保温材１２は、胴本体１の外周と９０°エルボ５下方のスプレイ給水入口配管６，７、スプレイ給水配管８の外周には巻付けてあるが、スプレイノズル２外側のスプレイ給水入口配管４から９０°エルボ５下端までの間には、保温材１２は巻付けられず、左右のスプレイ給水入口配管４、９０°エルボ５は露出した状態となっている。
【００２４】
又、スプレイ給水入口配管４の露出部には、胴本体１に出来るだけ近接して片側２枚の円板状の冷却フィン１３が固設されており、隣り合う冷却フィン１３同士はブラケット１４により連結されている。
【００２５】
なお、図１中、図３に示すものと同一のものには同一の符号が付してある。
【００２６】
本発明の実施の形態においては、スプレイを中断するために遮断弁９を閉止しておくと、胴本体１内を通過する過熱蒸気により、スプレイノズル２、スプレイ給水入口配管４、９０°エルボ５等が加熱されるが、給水系統の一部には保温材１２が取り付けてないうえ、冷却フィン１３により熱は大気中に積極的に放熱されるため、スプレイノズル２やスプレイ給水入口配管４、９０°エルボ５等のメタル温度は、過熱低減器の胴本体１内の内圧に対応した飽和温度以下に保持される。
【００２７】
従って、過熱蒸気に水Ｗをスプレイするために遮断弁９を開いて低温の給水をスプレイノズル２に供給した場合、スプレイノズル２内等に滞留していた水に沸騰が生じることがなく、その結果、沸騰した水の凝縮も生じないため、高速流や圧力波が発生せず、ハンマリングを防止することができる。
【００２８】
なお、本発明の実施の形態においては放熱フィンを片側２枚設ける場合について説明したが、放熱フィンの枚数は、過熱低減器の胴本体側の温度（熱容量）と、フィン設置部の保持温度とのバランスで調整可能なこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の過熱低減器によれば、過熱低減器のスプレイノズル、スプレイ給水入口配管等の給水系統にハンマリングが生じることを防止できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の過熱低減器の縦断面図である。
【図２】図１に示す冷却フィンの側面図である。
【図３】従来の過熱低減器の縦断面図である。
【図４】従来の過熱低減器において遮断弁を閉止した直後にスプレイノズルからスプレイ給水入口配管に至る給水系統に水が残留する状態を示す縦断面図である。
【図５】従来の過熱低減器において過熱蒸気に給水をスプレイするために遮断弁を開く直前の給水系統内の湿り蒸気の状態を示す縦断面図である。
【図６】従来の過熱低減器において給水を行った場合に飽和水が沸騰する状態を示す縦断面図である。
【図７】従来の過熱低減器において、スプレイノズル入口下部で凝縮が生じ、上部で蒸発が生じた状態を示す縦断面図である。
【図８】従来の過熱低減器において、スプレイノズルから９０°エルボまでの給水系統に高速流が発生すると共に圧力波が伝播する状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１    胴本体
２    スプレイノズル
４    スプレイ給水入口配管
６    スプレイ給水入口配管
１２  保温材
１３  冷却フィン
Ｄ    スプレイ給水流れ方向
【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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