(57)【要約】【課題】蒸気の圧力損失を抑えつつも、ドレンを効率よく除去する。【解決手段】蒸気ドレン除去装置２０は、曲率軸Ａｕ，Ａｄを基準に曲がり、曲がりの外側に開口１１が形成されて、内部に湿り蒸気Ｓｗが流れる曲がり管１０と、曲がり管１０内を通る湿り蒸気中のドレン滴Ｄｄを捕獲するドレン捕獲器２１と、曲がり管１０内の外側部分で、蒸気流れの向きに且つ蒸気流速よりも速い周速度でドレン捕獲器２１が移動するよう、曲率軸と平行な軸であって曲がり管１０を基準にして曲率軸と反対側の回転軸３２回りにドレン捕獲器２１を回転させる捕獲駆動機３１と、回転軸回りに回転するドレン捕獲器２１を覆いつつ開口１１を塞いで、ドレン捕獲器２１で捕獲されたドレン滴が溜まるドレン溜り４１と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲率軸を基準に曲がり、曲がりの外側に開口が形成されて、内部に湿り蒸気が流れる曲がり管と、
前記曲がり管内を通る湿り蒸気中のドレン滴を捕獲するドレン捕獲器と、
前記曲がり管内の外側部分で、蒸気流れの向きに且つ蒸気流速よりも速い周速度で前記ドレン捕獲器が移動するよう、前記曲率軸と平行な軸であって前記曲がり管を基準にして前記曲率軸と反対側の回転軸回りに前記ドレン捕獲器を回転させる捕獲駆動機と、
前記回転軸回りに回転する前記ドレン捕獲器及び前記開口を前記曲がり管の外側から覆って、該ドレン捕獲器で捕獲されたドレン滴が溜まるドレン溜りと、
を備えていることを特徴とする蒸気ドレン除去装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸気ドレン除去装置において、
前記曲がり管内で前記ドレン捕獲器が通る経路上に、該曲がり管内の湿り蒸気を導く蒸気ガイドを備えている、
ことを特徴とする蒸気ドレン除去装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の蒸気ドレン除去装置において、
前記ドレン捕獲器は、複数の孔が形成され、該孔の開口が該ドレン捕獲器の回転方向に対向する網部材を有する、
ことを特徴とする蒸気ドレン除去装置。
【請求項４】
請求項３に記載の蒸気ドレン除去装置において、
前記網部材の複数の前記孔のうち、前記回転軸から遠い側の孔のサイズが近い側の孔のサイズよりも小さい、
ことを特徴とする蒸気ドレン除去装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の蒸気ドレン除去装置において、
前記ドレン捕獲器には、該ドレン捕獲器の回転方向の反対向きになだらかに凹むドレン捕獲面が形成されている、
ことを特徴とする蒸気ドレン除去装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の蒸気ドレン除去装置において、
前記曲率軸は、前記曲がり管の上流側の曲がりの基準になる上流側曲率軸と、該曲がり管の下流側の曲がりの基準となる下流側曲率軸とがあり、
前記下流側曲率軸は、前記曲がり管を基準にして前記上流側曲率軸と同じ側に位置し、該下流側曲率軸を基準にする該曲がり管の下流側の曲率半径は、該上流側曲率軸を基準にする該曲がり管の上流側の曲率半径よりも小さい、
ことを特徴とする蒸気ドレン除去装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の蒸気ドレン除去装置において、
前記曲がり管の曲がり角度は９０°以上であり、
前記曲がり管の曲がり始めの位置から曲がりの向き側に４５〜６０°の位置に前記回転軸が設けられている、
ことを特徴とする蒸気ドレン除去装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の蒸気ドレン除去装置において、
前記捕獲駆動機は、前記湿り蒸気より高い圧力の蒸気を駆動源として前記ドレン捕獲器を回転させる、
ことを特徴とする蒸気ドレン除去装置。
【請求項９】
前記湿り蒸気を排出する第一蒸気処理装置と、
前記第一蒸気処理装置から排出された前記湿り蒸気中のドレンを除去する請求項１から８のいずれか一項に記載の蒸気ドレン除去装置と、
前記蒸気ドレン除去装置を通過した蒸気が供給される第二蒸気処理装置と、
を備えていることを特徴とする蒸気プラント。
【請求項１０】
蒸気を発生する蒸気発生器と、
前記蒸気発生器で発生した前記蒸気で駆動して湿り蒸気を排出する高圧蒸気タービンと、
前記高圧蒸気タービンから排出された湿り蒸気中のドレンを除去する請求項１から８のいずれか一項に記載の蒸気ドレン除去装置と、
前記蒸気ドレン除去装置を通過した蒸気を乾き蒸気にする湿分分離加熱器と、
前記湿分分離加熱器からの前記乾き蒸気で駆動する低圧蒸気タービンと、
を備えていることを特徴とする蒸気プラント。
【請求項１１】
請求項１０に記載の蒸気プラントにおいて、
前記蒸気ドレン除去装置の前記捕獲駆動機は、前記蒸気発生器で発生し、高圧蒸気タービンから排出される前の蒸気を駆動源として前記ドレン捕獲器を回転させる、
ことを特徴とする蒸気プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿り蒸気中のドレンを除去する蒸気ドレン除去装置、及びこれを備えている蒸気プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
湿り蒸気中のドレンを除去する装置としては、例えば、以下の特許文献１に開示されている装置がある。
【０００３】
この装置は、鉛直方向に延びる蒸気配管中に配置され、鉛直方向に延びる回転軸回りに回転する遠心旋回ベーンを備えている。この装置では、この遠心旋回ベーンの遠心力で、湿り蒸気中のドレン滴を蒸気配管の外周側に導いて除去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−１２６９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の装置では、確かに、湿り蒸気中のドレン滴を除去することができるものの、遠心旋回ベーンが蒸気流れの抵抗になるため、蒸気の圧力損失が大きいという問題点がある。
【０００６】
そこで、本発明は、蒸気の圧力損失を抑えつつも、ドレンを効率よく除去することができる蒸気ドレン除去装置、及びこれを備えている蒸気プラントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するための発明に係る一態様としての蒸気ドレン除去装置は、
曲率軸を基準に曲がり、曲がりの外側に開口が形成されて、内部に湿り蒸気が流れる曲がり管と、前記曲がり管内を通る湿り蒸気中のドレン滴を捕獲するドレン捕獲器と、前記曲がり管内の外側部分で、蒸気流れの向きに且つ蒸気流速よりも速い周速度で前記ドレン捕獲器が移動するよう、前記曲率軸と平行な軸であって前記曲がり管を基準にして前記曲率軸と反対側の回転軸回りに前記ドレン捕獲器を回転させる捕獲駆動機と、前記回転軸回りに回転する前記ドレン捕獲器及び前記開口を前記曲がり管の外側から覆って、該ドレン捕獲器で捕獲されたドレン滴が溜まるドレン溜りと、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
曲がり管内を流れる湿り蒸気中のドレン滴は、遠心力により曲がり管の外側に次第によってくる。当該蒸気ドレン除去装置では、遠心力により曲がり管の外側に寄ったドレン滴を、曲がり管内の外側部分で、蒸気流れの向きに且つ蒸気流速よりも速い周速で移動するドレン捕獲器で捕獲する。すなわち、当該蒸気ドレン除去装置では、ドレン捕獲器がドレン滴の進行方向（蒸気流れの向き）の後ろ側からドレン滴を追ってこのドレンを捕獲する。この際、ドレン捕獲器は、曲がり管内の外側部分を蒸気流れの向きに移動するため、蒸気流れの抵抗にはならず、ドレン捕獲器の存在による蒸気の圧力損失を抑えることができる。さらに、ドレン捕獲器は、曲がり管内の外側部分を蒸気流れの向きに移動し、このドレン捕獲器の移動による抵抗が小さいため、このドレン捕獲器を移動させる捕獲駆動機の駆動力を抑えることができる。
【０００９】
曲がり管内の外周部分でドレン捕獲器に捕獲されたドレン滴は、このドレン捕獲器の回転による遠心力で、次第に回転軸から遠ざかる側に集まり、このドレン捕獲器から離れ、ドレン溜り内にドレン液として溜まる。そして、このドレン溜りから、例えば、ドレン配管を経て外部に排出される。
【００１０】
よって、当該蒸気ドレン除去装置では、蒸気の圧力損失を抑えつつも、ドレンを効率よく除去することができる。また、当該蒸気ドレン除去装置では、曲がり管内の下流側部分におけるドレン滴の衝突によるエロージョンを抑えることができる。
【００１１】
ここで、前記蒸気ドレン除去装置において、前記曲がり管内で前記ドレン捕獲器が通る経路上に、該曲がり管内の湿り蒸気を導く蒸気ガイドを備えていてもよい。
【００１２】
当該蒸気ドレン除去装置では、蒸気ガイドにより、曲がり管内の湿り蒸気がドレン捕獲器の経路上に導かれるため、この湿り蒸気中のドレン滴を効率よくドレン捕獲器で捕獲することができる。
【００１３】
また、以上のいずれかの蒸気ドレン除去装置において、前記ドレン捕獲器は、複数の孔が形成され、該孔の開口が該ドレン捕獲器の回転方向に対向する網部材を有してもよい。
【００１４】
当該蒸気ドレン除去装置では、ドレン捕獲器が網部材を有して構成されているので、ドレン捕獲器がドレン滴の後ろ側からドレン滴を追っても、湿り蒸気中の気体は網部材の多数の孔をすり抜ける。このため、湿り蒸気中のドレン滴は、後ろ側から追ってくるドレン捕獲器に対して横へ逃げず、湿り蒸気中の気体と共に網部材に至る。よって、当該蒸気ドレン除去装置によれば、ドレン滴の捕獲率を高めることができる。
【００１５】
また、ドレン捕獲器が網部材を有する蒸気ドレン除去装置において、前記網部材の複数の前記孔のうち、前記回転軸から遠い側の孔のサイズが近い側の孔のサイズよりも小さいことが好ましい。
【００１６】
曲がり管内では、曲がりの内側に向かうに連れて、遠心力の影響の小さい比較的に小粒のドレン滴が多くなる。当該蒸気ドレン除去装置では、ドレン捕獲器の孔のうち、回転軸から遠い孔のサイズが回転軸から近い孔のサイズより小さいため、遠心力の影響の小さい比較的小粒のドレン滴の捕獲率を高めることができる。
【００１７】
また、以上のいずれかの蒸気ドレン除去装置において、前記ドレン捕獲器には、該ドレン捕獲器の回転方向の反対向きになだらかに凹むドレン捕獲面が形成されていることが好ましい。
【００１８】
当該蒸気ドレン除去装置では、ドレン捕獲器で、一旦、捕獲したドレン滴を直ちに逃がしてしまうことを回避することができる。
【００１９】
また、以上のいずれかの蒸気ドレン除去装置において、前記曲率軸は、前記曲がり管の上流側の曲がりの基準になる上流側曲率軸と、該曲がり管の下流側の曲がりの基準となる下流側曲率軸とがあり、前記下流側曲率軸は、前記曲がり管を基準にして前記上流側曲率軸と同じ側に位置し、該下流側曲率軸を基準にする該曲がり管の下流側の曲率半径は、該上流側曲率軸を基準にする該曲がり管の上流側の曲率半径よりも小さくてもよい。
【００２０】
また、以上のいずれかの蒸気ドレン除去装置において、前記曲がり管の曲がり角度は９０°以上であり、前記曲がり管の曲がり始めの位置から曲がりの向き側に４５〜６０°の位置に前記回転軸が設けられていることが好ましい。
【００２１】
曲がり管の上流側に接続されている直管中で、この直管の中心軸よりも曲がりの内側に位置しているドレン滴は、曲がりの外側に位置しているドレン滴よりも、曲がり管中のより下流側で外側部分に至る。そこで、当該蒸気ドレン除去装置では、曲がり管の曲がり始めの位置から曲がりの向き側に４５〜６０°の位置、つまり曲がり管の下流側の位置にドレン捕獲器の回転軸を配置し、直管中でこの直管の中心軸よりも曲がりの内側に位置しているドレン滴も捕獲できるようにしている。
【００２２】
また、以上のいずれかの蒸気ドレン除去装置において、前記捕獲駆動機は、前記湿り蒸気より高い圧力の蒸気を駆動源として前記ドレン捕獲器を回転させてもよい。
【００２３】
また、上記問題点を解決するための発明に係る一態様としての蒸気プラントは、
前記湿り蒸気を排出する第一蒸気処理装置と、前記第一蒸気処理装置から排出された前記湿り蒸気中のドレンを除去する以上のいずれかの蒸気ドレン除去装置と、前記蒸気ドレン除去装置を通過した蒸気が供給される第二蒸気処理装置と、を備えていることを特徴とする。
【００２４】
また、上記問題点を解決するための発明に係る他の態様としての蒸気プラントは、
蒸気を発生する蒸気発生器と、前記蒸気発生器で発生した前記蒸気で駆動して湿り蒸気を排出する高圧蒸気タービンと、前記高圧蒸気タービンから排出された湿り蒸気中のドレンを除去する以上のいずれかの蒸気ドレン除去装置と、前記蒸気ドレン除去装置を通過した蒸気を乾き蒸気にする湿分分離加熱器と、前記湿分分離加熱器からの前記乾き蒸気で駆動する低圧蒸気タービンと、を備えていることを特徴とする。
【００２５】
以上の各態様の蒸気プラントでも、上記蒸気ドレン除去装置を備えているので、湿り蒸気の圧力損失を抑えつつ、湿り蒸気中のドレン滴を除去することできる。特に、湿分分離加熱器を備えている蒸気プラントでは、この湿分分離加熱器の負担を軽減でき、この湿分分離加熱器を小型化することができる。
【００２６】
また、蒸気発生器を備えている蒸気プラントにおいて、前記蒸気ドレン除去装置の前記捕獲駆動機は、前記蒸気発生器で発生し、高圧蒸気タービンから排出される前の蒸気を駆動源として前記ドレン捕獲器を回転させてもよい。
【００２７】
当該蒸気プラントでは、捕獲駆動機の駆動源として蒸気発生器で発生した蒸気を用いるので、捕獲器駆動機の駆動のためのランニングコストを抑えることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明では、蒸気の圧力損失を抑えつつも、ドレンを効率よく除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る一実施形態における蒸気ドレン除去装置の断面図である。
【図２】図１におけるII−II線断面図である。
【図３】本発明に係る一実施形態におけるドレン捕獲器を示し、同図（ａ）はその側面図であり、同図（ｂ）はその正面図である。
【図４】本発明に係る一実施形態における蒸気プラントの系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る蒸気ドレン除去装置及びこれを備えている蒸気プラントの一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
本実施形態の蒸気プラントは、図４に示すように、蒸気Ｓｈを発生する蒸気発生器１と、蒸気発生器１からの蒸気Ｓｈで駆動する高圧蒸気タービン（第一蒸気処理装置）２と、高圧蒸気タービン２から排出された湿り蒸気Ｓｗ中のドレンを除去する蒸気ドレン除去装置２０と、蒸気ドレン除去装置２０を通過した蒸気を乾き蒸気にする湿分分離加熱器（第二蒸気処理装置）３と、湿分分離加熱器３からの蒸気で駆動する低圧蒸気タービン４と、低圧蒸気タービン４から排出された蒸気を水に戻す復水器５と、復水器５中の復水を蒸気発生器１に送る給水ポンプ６と、を備えている。
【００３２】
蒸気発生器１と高圧蒸気タービン２とは、高圧主蒸気ライン７で接続されている。高圧蒸気タービン２と低圧蒸気タービン４とは、低圧主蒸気ライン８で接続されている。この低圧主蒸気ライン８に、蒸気ドレン除去装置２０が設けられ、さらに、この蒸気ドレン除去装置２０の下流側に湿分分離加熱器３が設けられている。
【００３３】
湿分分離加熱器３には、下部に蒸気入口３ａが形成され、上部に蒸気出口３ｂが形成されている。低圧主蒸気ライン８は、水平方向に延びて、高圧蒸気タービン２からの湿り蒸気Ｓｗが流れる水平直管８ａと、この水平直管８ａの端から９０°曲がってから鉛直上方に向かう曲がり管１０と、曲がり管１０の端から鉛直上方に延びて湿分分離加熱器３の蒸気入口３ａに接続されている鉛直直管８ｂとを有している。
【００３４】
蒸気ドレン除去装置２０は、図１及び図２に示すように、低圧主蒸気ライン８を構成する配管の一部である曲がり管１０と、曲がり管１０の途中に形成されている開口１１から曲がり管１０内に入り込んで、曲がり管１０を通る湿り蒸気Ｓｗ中のドレン滴Ｄｄを捕獲する偶数個のドレン捕獲器２１と、複数のドレン捕獲器２１を回転させる捕獲駆動機３１と、曲がり管１０内でドレン捕獲器２１が通る経路上に湿り蒸気Ｓｗを導く蒸気ガイド４９と、回転する複数のドレン捕獲器２１及び曲がり管１０の開口１１を覆い、ドレン捕獲器２１で捕獲されたドレン滴Ｄｄが溜まるドレン溜り４１と、を備えている。
【００３５】
曲がり管１０には、水平直管８ａと接続されている上流側口１０ａと、鉛直直管８ｂと接続されている下流側口１０ｂとが形成されている。この曲がり管１０の曲がりは、上流側が緩やかで下流側が急である。つまり、この曲がり管１０は、２つの曲率軸Ａｕ，Ａｄを中心として曲がっており、一方の曲率軸である上流側曲率軸Ａｕを中心とする曲率半径Ｒｕは、他方の曲率軸である下流側曲率軸Ａｄを中心とする曲率半径Ｒｄよりも大きい。言いかえると、下流側曲率軸Ａｄを中心とする曲率半径Ｒｄは、上流側曲率軸Ａｕを中心とする曲率半径Ｒｕよりも小さい。上流側曲率軸Ａｕ及び下流側曲率軸Ａｄは、いずれも、鉛直方向の位置が上流側口１０ａより上側であって、水平方向の位置が下流側口１０ｂよりも上流側口１０ａ側に存在する。なお、ここでの曲率半径Ｒｕ，Ｒｄは、曲率軸Ａｕ，Ａｄから曲がり管１０の中心軸までの距離である。この曲がり管１０の上流側口１０ａと下流側口１０ｂとの間であって曲がりの外側には、前述の開口１１が形成されている。
【００３６】
捕獲駆動機３１は、曲がり管１０の外部に配置されている回転軸３２と、この回転軸３２から放射方向に延びて先端にドレン捕獲器２１が固定されているアーム３３と、回転軸３２に固定されている捕獲器タービン３４（図２参照）と、を有している。
【００３７】
回転軸３２は、曲がり管１０の外部であって、この曲がり管１０を基準にして各曲率軸Ａｕ，Ａｄと反対側の外側に、各曲率軸Ａｕ，Ａｄと平行に配置されている。また、この回転軸３２は、曲がり管１０の曲がり始めの位置Ｂｓから曲がりの向き側に４５〜６０°の位置に配置されている。また、曲がり管１０の開口１１における曲がり管延在方向の中心位置も、曲がり管１０の曲がり始めの位置Ｂｓから曲がりの向き側に４５〜６０°の位置である。
【００３８】
アーム３３の寸法は、曲がり管１０内の外側部分がドレン捕獲器２１の回転経路の一部になる寸法である。回転軸３２には、図２に示すように、アーム３３を基準にして、回転軸３２が延びている回転軸方向の両側の位置に、捕獲器タービン３４が固定されている。捕獲器タービン３４は、回転軸３２から放射方向に延びる複数のタービン翼３５を有している。捕獲器タービン３４は、高圧の蒸気Ｓｈを受けて駆動し、回転軸３２をその中心軸回りに回転させる。この回転軸３２の回転により、複数のドレン捕獲器２１は、回転軸３２回りに回転して、曲がり管１０内の外側部分において、この曲がり管１０内を流れる湿り蒸気Ｓｗの流れの向きに且つ湿り蒸気Ｓｗの流速よりも速い周速で移動する。具体的に、ドレン捕獲器２１の回転軸３２から最も遠い部分の周速度は、曲がり管１０内の湿り蒸気Ｓｗの流速の１．５〜５倍程度の速度である。
【００３９】
ドレン溜り４１には、ここに溜まったドレン液Ｄを排出するためのドレン配管４２が接続されている。また、このドレン溜り４１には、回転軸３２の両端部が収まる軸端収納部４５が形成されている。この軸端収納部４５には、回転軸３２の両端部を支持する軸受３６と、軸シール３７とが設けられている。また、この軸端収納部４５内には、回転軸３２に固定されている前述の捕獲器タービン３４が配置されている。さらに、この軸端収納部４５には、高圧の蒸気Ｓｈを捕獲器タービン３４に供給する捕獲器駆動蒸気ライン９が接続されている。この軸端収納部４５には、回転軸方向においてアーム３３に近い側から、捕獲器タービン３４、捕獲器駆動蒸気ライン９からの蒸気噴出し口３８、軸シール３７、軸受３６の順で配置されている。また、軸シール３７の外周側に存在する軸端収納部４５には、軸シール３７から漏れ出た蒸気をこの軸端収納部４５から排出するリーク蒸気ライン４３が接続されている。
【００４０】
捕獲器駆動蒸気ライン９には、ここを通る蒸気の流量を制御する制御弁３９が設けられている。この捕獲器駆動蒸気ライン９は、例えば、図４に示すように、高圧主蒸気ライン７に接続されている。すなわち、本実施形態では、捕獲器タービン３４の駆動用蒸気として、高圧主蒸気ライン７を流れる高圧主蒸気Ｓｈ、つまり曲がり管１０内の湿り蒸気Ｓｗよりも高い圧力の蒸気を用いている。なお、捕獲器駆動タービンの駆動用蒸気としては、このほか、高圧蒸気タービン２から排気された湿り蒸気Ｓｗと高圧主蒸気ライン７を流れる高圧主蒸気Ｓｈとの混合蒸気や、高圧蒸気タービン２からの抽気蒸気等を用いてもよい。
【００４１】
ドレン捕獲器２１は、図１〜図３に示すように、多数の孔が形成されている網部材２２と、この網部材２２の外周縁を支持する網枠２３とを有して構成されている。網部材２２は、金属製の網でもよいが、金属板に多数の孔を形成したパンチングメタルのようなものであってもよい。ドレン捕獲器２１は、回転軸３２に対する放射方向成分及び回転軸方向成分を有する方向に広がり、且つドレン捕獲器２１の回転方向Ｒの反対向きになだらかに凹んでいる。つまり、ドレン捕獲器２１には、この回転方向Ｒの反対向きに凹んで、この回転方向Ｒに対向するドレン捕獲面２２ｆが形成され、このドレン捕獲面２２ｆに網部材２２の孔が形成されている。
【００４２】
ドレン捕獲器２１の回転軸方向の寸法Ｌ１（図２参照）は、曲がり管１０の内径ｄ寸法にほぼ等しい。また、このドレン捕獲器２１の回転軸３２に対する放射方向の寸法Ｌ２は、曲がり管１０の内径ｄ寸法の１／４〜１／３程度の寸法である。このドレン捕獲器２１の回転軸３２から最遠部の位置と、曲がり管１０の中心軸との間の最短距離Ｌは、曲がり管１０の内径ｄ寸法の１／４〜１／６程度である。
【００４３】
網部材２２の孔の開口１１の寸法は、回転軸３２に対する放射方向において、回転軸３２から遠ざかるに従って次第に小さくなっている。
【００４４】
蒸気ガイド４９は、図１に示すように、曲がり管１０内のドレン捕獲器２１の回転経路の外周側に配置されている板である。この蒸気ガイド４９は、曲がり管１０内を通る湿り蒸気Ｓｗの下流側に向うに連れて次第に、曲がり管１０の曲がりの外側に向って傾斜している。この蒸気ガイド４９の上流端は、低圧主蒸気ライン８の水平直管８ａ中で、曲がり管１０の曲がりの内側に接続されている部分の延長線Ｌｅ上よりも下流側口１０ｂ側に位置している。これは、低圧主蒸気ライン８の水平直管８ａ中で、曲がりの内側に位置しているドレン滴Ｄｄが、曲がり管１０中を直進しても、この蒸気ガイド４９により、このドレン滴Ｄｄを曲がり管１０中のより外側に導けるようにするためである。
【００４５】
次に、以上で説明した蒸気ドレン除去装置２０の動作及び作用について説明する。
【００４６】
湿り蒸気Ｓｗ中のドレン滴Ｄｄは、湿り蒸気Ｓｗ中の気体に比べて、曲がり管１０内を通る過程で強い遠心力を受けるため、曲がり管１０の曲がりの外側に次第に寄ってくる。さらに、本実施形態では、曲がり管１０内に蒸気ガイド４９が配置されているため、湿り蒸気Ｓｗ中のドレン滴Ｄｄは、より曲がりの外側に導かれる。
【００４７】
曲がり管１０の外側に寄ったドレン滴Ｄｄは、曲がり管１０内の外側部分で、蒸気流れの向きに且つ蒸気流速よりも速い周速で移動するドレン捕獲器２１で捕獲される。すなわち、本実施形態では、ドレン捕獲器２１は、ドレン滴Ｄｄの進行方向（蒸気流れの向き）の後ろ側からドレン滴Ｄｄを追ってこのドレン滴Ｄｄを捕獲する。この際、ドレン捕獲器２１は、曲がり管１０内の外側部分を蒸気流れの向きに移動するため、蒸気流れの抵抗にはならず、ドレン捕獲器２１の存在による蒸気の圧力損失は実質的にないと言える。
【００４８】
また、本実施形態では、ドレン捕獲器２１が曲がり管１０内の外側部分を蒸気流れの向きに移動し、このドレン捕獲器２１の移動に伴う駆動抵抗が小さいため、このドレン捕獲器２１を移動させる捕獲駆動機３１の駆動力を抑えることができる。
【００４９】
低圧主蒸気ライン８の水平直管８ａ中で、この水平直管８ａの中心軸よりも曲がりの内側に位置しているドレン滴Ｄｄは、曲がりの外側に位置しているドレン滴Ｄｄよりも、曲がり管１０中の外側部分に至るタイミングが遅くなる。言い換えると、水平直管８ａの中心軸よりも曲がりの内側に位置しているドレン滴Ｄｄは、曲がりの外側に位置しているドレン滴Ｄｄよりも、曲がり管１０中のより下流側で外側部分に至る。そこで、本実施形態では、この曲がり管１０の曲がりを上流側よりも下流側の方を急にすると共に、蒸気ドレン除去装置２０の回転軸３２の位置及び曲がり管１０の開口１１における曲がり管延在方向の中心位置を曲がり管１０の曲がり始めの位置Ｂｓから曲がりの向き側に４５〜６０°の位置、つまり曲がり管１０中の下流側に配置している。これにより、本実施形態では、水平直管８ａ中でこの水平直管８ａの中心軸よりも曲がりの内側に位置しているドレン滴Ｄｄも捕獲できる。
【００５０】
また、本実施形態では、ドレン捕獲器２１が網部材２２を有して構成されているので、ドレン捕獲器２１がドレン滴Ｄｄの後ろ側からドレン滴Ｄｄを追っても、湿り蒸気Ｓｗ中の気体は網部材２２の多数の孔をすり抜ける。このため、湿り蒸気Ｓｗ中のドレン滴Ｄｄは、後ろ側から追ってくるドレン捕獲器２１に対して横へ逃げず、湿り蒸気Ｓｗ中の気体と共に網部材２２に至る。よって、本実施形態によれば、ドレン滴Ｄｄの捕獲率を高めることができる。
【００５１】
曲がり管１０内では、曲がりの内側に向かうに連れて、遠心力の影響の小さい比較的に小粒のドレン滴Ｄｄが多くなる。本実施形態では、ドレン捕獲器２１の孔の開口１１が回転軸３２から遠ざかるに従って次第に小さくなっているため、遠心力の影響の小さい比較的小粒のドレン滴Ｄｄの捕獲率を高めることができる。
【００５２】
さらに、本実施形態のドレン捕獲器２１には、ドレン捕獲器２１の回転方向Ｒの反対向きに凹んだドレン捕獲面２２ｆが形成されているため、一旦、捕獲したドレン滴Ｄｄを直ちに逃がしてしまうことはない。
【００５３】
曲がり管１０内の外周部分でドレン捕獲器２１に捕獲されたドレン滴Ｄｄは、このドレン捕獲器２１の回転による遠心力で、次第に回転軸３２から遠ざかる側に集まり、このドレン捕獲器２１から離れ、ドレン溜り４１内にドレン液Ｄとして溜まる。このドレン液Ｄは、ドレン配管４２から外部へ排出される。
【００５４】
以上のように、本実施形態の蒸気ドレン除去装置２０では、湿り蒸気Ｓｗの圧損を抑えつつも、湿り蒸気Ｓｗ中のドレン滴Ｄｄを効率よく捕獲し、これを除去することができる。
【００５５】
このため、本実施形態では、曲がり管１０内の下流側部分におけるドレン滴の衝突によるエロージョンを抑えることができる。
【００５６】
さらに、本実施形態の蒸気プラントでは、湿分分離加熱器３によるドレン除去の負担を低減することができ、この湿分分離加熱器３の小型化を図ることができる。
【００５７】
なお、本実施形態では、水平直管８ａから鉛直直管８ｂに至る曲がり部分に蒸気ドレン除去装置２０を設けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、曲がり部分であれば如何なる部分に設けてもよく、例えば、水平方向に延びて互いに直交する二つの水平直管のうちの一方の水平直管から他方の水平直管に至る曲がり部分に設けてもよい。また、曲がり管１０の曲がり角度は、９０°である必要性はなく、９０°より小さくても大きくてもよい。
【００５８】
また、本実施形態では、曲がり管１０の曲率軸として、上流側曲率軸Ａｕと下流側曲率軸Ａｄの二つがあるが、一つであってもよいし、三つ以上であってもよい。但し、三つ以上の場合は、より下流側の曲率軸を基準とする曲率半径は、これより上流側の曲率軸を基準とする曲率半径よりも小さい必要がある。
【００５９】
また、本実施形態では、高圧蒸気タービン２と湿分分離加熱器３との間の低圧蒸気ライン８中に蒸気ドレン除去装置２０を設けているが、湿り蒸気Ｓｗが通る蒸気ラインであれば如何なる箇所に蒸気ドレン除去装置２０を設けてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１…蒸気発生器、２…高圧蒸気タービン（第一蒸気処理装置）、３…湿分分離加熱器（第二蒸気処理装置）、４…低圧蒸気タービン、５…復水器、６…給水ポンプ、７…高圧主蒸気ライン、８…低圧主蒸気ライン、８ａ…水平直管、８ｂ…鉛直直管、９…捕獲器駆動蒸気ライン、１０…曲がり管、１１…開口、２０…蒸気ドレン除去装置、２１…ドレン捕獲器、２２…網部材、２２ｆ…ドレン捕獲面、３１…捕獲駆動機、３２…回転軸、３３…アーム、３４…捕獲器タービン、４１…ドレン溜り、４２…ドレン配管、４５…軸端収納部、４９…蒸気ガイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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