(57)【要約】【課題】蒸気タービンに接続された復水器の、特に上部本体内に給水加熱器及び強度補強部材等が密に配列された場合においても、蒸気タービンから排出され、復水器に導入されたタービン排気の圧力損失を抑制し、凝縮率の低下及び復水としての回収効率の低下を抑制する。【解決手段】蒸気タービンに接続され、当該蒸気タービンから排出されるタービン排気蒸気を凝縮させて復水を得るための復水器であって、前記復水器は、上部本体と、下部本体と、前記上部本体内に配設された気密なケース部材とを具え、前記ケース部材内には少なくとも給水過熱器が配設されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気タービンに接続され、当該蒸気タービンから排出されるタービン排気蒸気を凝縮させて復水を得るための復水器であって、
前記復水器は、上部本体と、下部本体と、前記上部本体内に配設された気密なケース部材とを具え、
前記ケース部材内には少なくとも給水過熱器が配設されていることを特徴とする、復水器。
【請求項２】
前記ケース部材の、前記タービン排気蒸気の流れに沿った相対向する側壁のうち少なくとも一対が、前記タービン排気蒸気の上流側から下流側に向けて、幅が狭小化するように形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の復水器。
【請求項３】
複数の蒸気タービンそれぞれに接続され、前記複数の蒸気タービンそれぞれから排出されるタービン排気蒸気を凝縮させて復水を得るための複数の復水器を有する複合復水器であって、
各復水器は、上部本体と、下部本体と、前記上部本体内に配設された気密なケース部材とを具えるとともに、前記ケース部材内には少なくとも給水過熱器が配設され、
前記複数の復水器は、それらの胴板側部において互いに連結されていることを特徴とする、複合復水器。
【請求項４】
複数の蒸気タービンそれぞれに接続され、前記複数の蒸気タービンそれぞれから排出されるタービン排気蒸気を凝縮させて復水を得るための複数の復水器を有する複合復水器であって、
各復水器は、上部本体と、下部本体とを具えるとともに、前記複数の復水器は、それらの胴板側部に配設された気密なケース部材を介して互いに連結され、
前記ケース部材内には少なくとも給水過熱器が配設されていることを特徴とする、複合復水器。
【請求項５】
前記ケース部材の、前記タービン排気蒸気の流れに沿った相対向する一対の側壁が、前記タービン排気蒸気の上流側から下流側に向けて、前記一対の側壁で画定される幅が狭小化するように形成されていることを特徴とする、請求項３又は４に記載の複合復水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、復水器及び複合復水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、蒸気タービンプラントでは、蒸気タービンに復水器を接続させ、タービンの駆動に使用されたタービン排気蒸気（以下、「タービン排気」という）が蒸気タービンから排出された後、復水器で凝縮され、タービン排気の持つ熱エネルギーを回収してプラント熱効率の向上を図っている。
【０００３】
通常、復水器は上部本体及び下部本体から構成され、上部本体内には、蒸気タービンの軸方向と直交するようにして低圧給水加熱器が配設されるとともに、低圧給水加熱器を保持する架台、及び上部本体の強度補強を図るための補強部材やトラスなどが配設されている。また、下部本体内には、蒸気タービンの軸方向と直交するようにして複数の伝熱管が配設され、いわゆる管束を構成している。
【０００４】
なお、給水加熱器は、原子炉の炉心に供給する水を予め所定の温度まで加熱するための装置であるが、蒸気タービンプラントにおいては、その設計上の観点から、一般に復水器の上部本体内にその一部を配設する。
【０００５】
上述のような構成の復水器において、蒸気タービンから排出されたタービン排気は、復水器の上部本体に導入され、次いで、下部本体に導入された後、管束を構成する伝熱管内を流れる海水等の冷却水と熱交換し、復水となる。
【０００６】
一方、近年では、蒸気タービンプラントの蒸気タービンを大型化させてタービン性能の高効率化を求める傾向にある。蒸気タービンの大型化、タービン性能の高効率化に伴って、蒸気タービンと接続する復水器では、上部本体に配設する低圧給水加熱器の配管を密に配置する必要があるとともに、上部本体の強度を十分に向上させるべく、トラス等の強度補強部材をも密に配置する必要がある。
【０００７】
しかしながら、上述した給水加熱器の配管や強度補強部材は、導入されたタービン排気に対しては障害物として作用するため、給水加熱器の配管や強度補強部材等が密に配置されると、タービン排気は、給水加熱器の配管や強度補強部材等の隙間を抜けて下方に移動する際に圧力損失を受けることになる。この結果、復水器の下方本体における管束での凝縮率が低下し、復水としての回収効率が低下する。
【０００８】
このような問題に対処すべく、複数の給水加熱器を覆うようにして外被を設けるとともに、この外被の側部にタービン排気吸込口及び底部にタービン排気排出口を形成する技術が開示されている（特許文献１）。しかしながら、この技術では、復水器の上部本体内に設けられた強度補強部材による撹乱や渦流れを防止することはできるものの、タービン排気は、タービン排気吸込口から外被内に導入され、複数の給水加熱器の空隙を通過することになるので、圧力損失を避けることはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１４３８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、蒸気タービンに接続された復水器の、特に上部本体内に給水加熱器及び強度補強部材等が密に配列された場合においても、蒸気タービンから排出され、復水器に導入されたタービン排気の圧力損失を抑制し、凝縮率の低下及び復水としての回収効率の低下を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様は、蒸気タービンに接続され、当該蒸気タービンから排出されるタービン排気蒸気を凝縮させて復水を得るための復水器であって、前記復水器は、上部本体と、下部本体と、前記上部本体内に配設された気密なケース部材とを具え、前記ケース部材内には少なくとも給水過熱器が配設されていることを特徴とする、復水器に関する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、蒸気タービンに接続された復水器の、特に上部本体内に給水加熱器及び強度補強部材等が密に配列された場合においても、蒸気タービンから排出され、復水器に導入されたタービン排気の圧力損失を抑制し、凝縮率の低下及び復水としての回収効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態の復水器の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す復水器のＩ−Ｉ線に沿って切断した面から下方の構成を示す平面図である。
【図３】第２の実施形態の復水器の概略構成を示す断面図である。
【図４】第３の実施形態の復水器の概略構成を示す断面図である。
【図５】第４の実施形態の復水器の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
図１及び図２は、本実施形態における復水器の概略構成を示す図である。図１は、本実施形態の復水器の概略構成を示す断面図であり、図２は、図１に示す復水器のＩ−Ｉ線に沿って切断した面から下方の構成を示す平面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、本実施形態の復水器１１は、上部本体１２及び下部本体１３を具えている。また、上部本体１２の幅方向の中心部であって、その上方には直方体状の気密なケース部材１２１が配設されている。ケース部材１２１内には、架台１２３が複数段に設けられており、それぞれの架台１２３上には給水加熱器１２２が配置されている。また、本実施形態では、ケース部材１２１内に復水器１１の上部本体１２の強度補強のためのトラス１２４をも設けている。
【００１６】
なお、復水器１１の上部本体１２は、蒸気タービン１４に接続されており、給水加熱器１２２は、その軸方向と直交するように配置されている。
【００１７】
また、復水器１１の上部本体１２内であって、ケース部材１２１の外側には、板状の補強部材１２５が配設されている。
【００１８】
給水加熱器１２２は、原子炉の炉心に供給する水を予め所定の温度まで加熱するための装置であるが、蒸気タービンプラントにおいては、その設計上の観点から、一般に復水器の上部本体内にその一部を配設する。本実施形態では、このような給水加熱器１２２を復水器１１の上部本体１２内に配設されたケース部材１２１中に配置している。
【００１９】
復水器１１の下部本体１３内には、複数の伝熱管が配設された管束１３１が配設されている。
【００２０】
なお、復水器１１、ケース部材１２１、給水加熱器１２２、架台１２３、トラス１２４及び補強部材１２５は炭素鋼から構成することができる。この場合、運転中は蒸気タービン１４からのタービン排気蒸気（以下、「タービン排気」という）が復水器１１内を連続して流れるので、当該運転中に復水器１１等の表面にさびが生じることはない。但し、運転を中止した場合においては、復水器１１等の表面にさびが生じるので、運転前には復水器１１等の表面に生成したさびを適宜除去する必要がある。
【００２１】
また、復水器１１の下部本体１３内に配設された管束１３１を構成する伝熱管は、以下に説明するように内部に海水等を流すため、管内部にさびが発生し易くなる。したがって、このような管内部のさびの発生を抑制すべく、伝熱管は例えばチタン等から構成する。
【００２２】
次に、図１及び図２に示す復水器１１の動作について説明する。なお、図中における矢印は、蒸気タービン１４からのタービン排気の流れを示すものである。
【００２３】
復水器１１の上部に配設された蒸気タービン１４から排出されたタービン排気は、復水器１１の上部本体１２内に導入される。上部本体１２内には気密なケース部材１２１が配設されているので、タービン排気は、図中矢印で示すようにケース部材１２１の外方の空間Ｓ内を通過し、下部本体１３内に導入される。下部本体１３内では、管束１３１を構成する複数の伝熱管内に例えば海水等を流し、導入されたタービン排気との熱交換によって冷却され、復水となる。
【００２４】
本実施形態では、従来、蒸気タービン１４から排出されたタービン排気の圧力損失の原因となる給水加熱器１２２及びトラス１２４を気密なケース部材１２１内に配設し、タービン排気の通過する空間Ｓには給水加熱器１２２等を配設しないようにしている。したがって、給水加熱器１２２及びトラス１２４を密に配列した場合においても、復水器１１の上部本体１２内でのタービン排気の圧力損失を抑制し、復水器１１の下部本体１３内でのタービン排気の凝縮率の低下及び復水としての回収効率の低下を抑制することができる。
【００２５】
また、本実施形態では、復水器１１の上部本体１２内に気密なケース部材１２１を配設しているので、ケース部材１２１自体が上部本体１２の補強部材として作用する。さらに、補強部材１２５を設けているので、ケース部材１２１及び補強部材１２５の相乗効果によって、復水器１１の上部本体１２の強度をより増大することができる。
【００２６】
（第２の実施形態）
図３は、本実施形態における復水器の概略構成を示す図であり、第１の実施形態の図１に相当する断面図である。なお、図１及び図２に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素に関しては、同一の参照数字を用いている。
【００２７】
第１の実施形態の復水器１１では、上部本体１２内に配設したケース部材１２１は直方体状に形成されていることから、相対向する一対の側壁は互いに略平行となっている。しかしながら、本実施形態の復水器２１では、上部本体１２内に配設されたケース部材１２１の相対向する一対の側壁１２１Ａが、タービン排気の上流側から下流側に向けて、一対の側壁１２１Ａで画定される幅が狭小化されるように構成されている。なお、その他の構成については、第１の実施形態に示す復水器１１と同様であるので、説明を省略する。
【００２８】
本実施形態でも、従来、蒸気タービン１４から排出されたタービン排気の圧力損失の原因となる給水加熱器１２２及びトラス１２４を気密なケース部材１２１内に配設し、タービン排気の通過する空間Ｓには給水加熱器１２２等を配設しないようにしている。したがって、給水加熱器１２２及びトラス１２４を密に配列した場合においても、復水器１１の上部本体１２内でのタービン排気の圧力損失を抑制し、復水器１１の下部本体１３内でのタービン排気の凝縮率の低下及び復水としての回収効率の低下を抑制することができる。
【００２９】
また、ケース部材１２１の側壁１２１Ａをタービン排気の上流側から下流側に向けて、いわゆるテーパー状に形成しているので、タービン排気が当該ケース部材１２１の側壁１２１Ａに衝突することによる圧力損失をも抑制することができる。したがって、復水器１１の下部本体１３内でのタービン排気の凝縮率の低下及び復水としての回収効率の低下をより効果的に抑制することができる。
【００３０】
なお、その他の作用効果については、第１の実施形態の復水器１１と同様である。すなわち、復水器２１の上部本体１２内に気密なケース部材１２１を配設しているので、ケース部材１２１自体が上部本体１２の補強部材として作用する。さらに、補強部材１２５を設けているので、ケース部材１２１及び補強部材１２５との相乗効果によって、復水器１１の上部本体１２の強度をより増大することができる。
【００３１】
（第３の実施形態）
図４は、本実施形態の複合復水器の概略構成を示す図であり、第１の実施形態の図１に相当する断面図である。なお、図１及び図２に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素に関しては、同一の参照数字を用いている。
【００３２】
本実施形態では、第１の実施形態に示す３個の復水器１１が、その上部本体１２の側壁１２Ａを介して並列に接続され、複合復水器を構成している。すなわち、側壁１２Ａの一部を切欠いて開口させ、この開口を介して連続的に接合するようにしている。また、３個の復水器１１それぞれの上方に蒸気タービン１４が配設されている。なお、複合復水器における復水器の数は必要に応じて任意の数とすることができる。
【００３３】
また、各復水器１１の構成は第１の実施形態に示すものと同様である。但し、図４に示すように、隣接する復水器１１の上部本体１２の接合部（側壁１２Ａの近傍）において新たな空間Ｓ’が形成されている点で第１の実施形態に示すものと相違する。なお、その他の構成については、第１の実施形態に示す復水器１１と同様であるので、説明を省略する。
【００３４】
本実施形態でも、従来、蒸気タービン１４から排出されたタービン排気の圧力損失の原因となる給水加熱器１２２及びトラス１２４を気密なケース部材１２１内に配設し、タービン排気の通過する空間Ｓには給水加熱器１２２等を配設しないようにしている。したがって、給水加熱器１２２及びトラス１２４を密に配列した場合においても、復水器１１の上部本体１２内でのタービン排気の圧力損失を抑制し、復水器１１の下部本体１３内でのタービン排気の凝縮率の低下及び復水としての回収効率の低下を抑制することができる。
【００３５】
また、３つの復水器１１を側壁１２Ａを介して互いに接合し、複合復水器を構成するようにしているので、上述のように隣接する復水器１１の接合部には空間Ｓ’が形成される。したがって、上述したタービン排気は、空間Ｓに加えて空間Ｓ’を通過して、復水器１１の下部本体１３に導入されるようになる。図４から明らかなように、空間Ｓ’は空間Ｓに比較して十分に大きいので、タービン排気が空間Ｓ’を通過することにより、その圧力損失を大幅に低減することができる。このため、本実施形態の複合復水器では、各復水器１１の下部本体１３内でのタービン排気の凝縮率の低下及び復水としての回収効率の低下をより効果的に抑制することができる。
【００３６】
なお、その他の作用効果については、第１の実施形態の復水器１１と同様である。すなわち、復水器２１の上部本体１２内に気密なケース部材１２１を配設しているので、ケース部材１２１自体が上部本体１２の補強部材として作用する。さらに、補強部材１２５を設けているので、ケース部材１２１及び補強部材１２５の相乗効果によって、復水器１１の上部本体１２の強度をより増大することができる。
【００３７】
また、本実施形態において、ケース部材１２１は相対向する一対の側壁が略平行となるようにして直方体状に形成されているが、第２の実施形態に示すように、ケース部材１２１の側壁をタービン排気の上流側から下流側に向けて、いわゆるテーパー状に形成することができる。この場合、タービン排気が当該ケース部材１２１の側壁に衝突することによる圧力損失をも抑制することができる。したがって、本実施形態の複合復水器の下部本体１３内でのタービン排気の凝縮率の低下及び復水としての回収効率の低下をより効果的に抑制することができる。
【００３８】
（第４の実施形態）
図５は、本実施形態の複合復水器の概略構成を示す図であり、第１の実施形態の図１に相当する断面図である。なお、図１及び図２に示す構成要素と類似あるいは同一の構成要素に関しては、同一の参照数字を用いている。
【００３９】
本実施形態では、第１の実施形態に示す３個の復水器１１が、その上部本体１２の側部に配設された直方体形状のち密なケース部材１２１を介して並列に接続され、複合復水器を構成している。この場合、ケース部材１２１は、各復水器１１の接合部における側壁として機能する。
【００４０】
なお、ケース部材１２１内には、架台１２３が三段に配設され、各架台１２３上には給水加熱器１２２が配置されている。また、ケース部材１２１の上部には、トラス１２４が配設されている。但し、架台１２３の数等については、必要に応じて任意の数とすることができ、例えば、第１の実施形態のように２段とすることもできる。
【００４１】
また、３個の復水器１１それぞれの上方に蒸気タービン１４が配設されている。なお、複合復水器における復水器の数は必要に応じて任意の数とすることができる。
【００４２】
さらに、右端及び左端に位置する復水器１１の上部本体１２内の角部には、板状の補強部材１２５が配設されている。
【００４３】
本実施形態の複合復水器においては、給水加熱器１２２等が収納されたケース部材１２１が、復水器１１の接合部に配設され、復水器１１の側壁を構成している。したがって、各復水器１１のケース部材１２１の外方に形成された空間Ｓは、第１の実施形態における復水器１１に比較して大きくなる。
【００４４】
結果として、上述したタービン排気は、複合復水器の拡大した空間Ｓを通過して、各復水器１１の下部本体１３に導入されるようになる。上述したように、本実施形態の複合復水器においては、各復水器１１の空間Ｓは第１の実施形態の復水器１１の空間Ｓに比較して十分に大きくなっているので、タービン排気が空間Ｓを通過することにより、その圧力損失を大幅に低減することができる。したがって、複合復水器の各復水器１１の下部本体１３内でのタービン排気の凝縮率の低下及び復水としての回収効率の低下をより効果的に抑制することができる。
【００４５】
また、本実施形態の複合復水器においては、隣接する復水器１１の接合部にケース部材１２１を配設しているので、複合復水器全体としての強度を増大することができる。
【００４６】
本実施形態において、ケース部材１２１は相対向する一対の側壁が略平行となるようにして直方体状に形成されているが、第２の実施形態に示すように、ケース部材１２１の側壁をタービン排気の上流側から下流側に向けて、いわゆるテーパー状に形成することができる。この場合、タービン排気が当該ケース部材１２１の側壁に衝突することによる圧力損失をも抑制することができる。したがって、本実施形態の複合復水器の下部本体１３内でのタービン排気の凝縮率の低下及び復水としての回収効率の低下をより効果的に抑制することができる。
【００４７】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として掲示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４８】
１１  復水器
１２  （復水器の）上部本体
１２１  ケース部材
１２２  給水加熱器
１２３  架台
１２４  トラス
１２５  補強部材
１３  （復水器の）下部本体
１３１  管束
１４  蒸気タービン
Ｓ、Ｓ’空間
【図１】
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【図２】
2014052161.tif 000004
【図３】
2014052161.tif 000005
【図４】
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【図５】
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