(57)【要約】【課題】  湿分分離加熱器本体胴の建屋床面に対する変位を許容する。【解決手段】  湿分分離加熱器１は、円筒形状を横置きした本体胴１と、サイクル蒸気を本体胴１に流入させる蒸気入口座２と、本体胴１から排出する蒸気出口座３と、加熱器ヘッダー５から加熱蒸気を流入させ、サイクル蒸気と加熱蒸気の間で熱交換を行う加熱器管束と、サイクル蒸気から湿分を分離する湿分分離エレメント８と、本体胴１の両端下部に設けられて本体胴１を建屋床面２１上に支持し、本体胴１の建屋床面２１に対する変位を許容する変位許容部材とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状を横置きした本体胴と、
サイクル蒸気を前記本体胴に流入させる蒸気入口座と、
サイクル蒸気を前記本体胴から排出する蒸気出口座と、
加熱器ヘッダーから加熱蒸気を流入させ、サイクル蒸気と加熱蒸気の間で熱交換を行う加熱器管束と、
サイクル蒸気から湿分を分離する湿分分離エレメントと、
前記本体胴の両端下部の少なくとも一方に設けられて前記本体胴を建屋床面上に支持し、前記本体胴の前記建屋床面に対する変位を許容する変位許容部材とを備えることを特徴とする湿分分離加熱器。
【請求項２】
前記変位許容部材は、前記本体胴の両端下部の少なくとも一方に設けられ前記建屋床面を支持し、前記本体胴の長手方向に回転可能な車輪であることを特徴とする請求項1に記載の湿分分離加熱器。
【請求項３】
前記変位許容部材は、前記建屋床面に設けられる軸受けと、この軸受け上で回転可能に保持される回転軸と、この回転軸上で前記本体胴を支持する支持補強部であることを特徴とする湿分分離加熱器。
【請求項４】
前記蒸気入口座は、前記蒸気出口座より前記本体胴の下方に設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の湿分分離加熱器。
【請求項５】
前記変位許容部材は、前記本体胴の上下方向に変形可能な前記スプリングサポートをさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の湿分分離加熱器。
【請求項６】
前記本体胴の中央下部に設けられ、前記建屋床面と前記本体胴を固定する固定具をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の湿分分離加熱器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイクル蒸気を加熱してタービンに供給する湿分分離加熱器に関する。
【背景技術】
【０００２】
湿分分離加熱器は、主に原子力発電プラントに設置され、高圧タービンから排出されるサイクル蒸気の湿分を除去し、その後タービン抽気蒸気または蒸気発生器や原子炉からの主蒸気を利用して、サイクル蒸気を加熱して低圧タービンに供給するものである。
【０００３】
湿分分離加熱器には、発電プラントの効率向上のためにサイクル蒸気の圧損を低減させ、高温の蒸気を低圧タービンに提供することが要求される。そこで、蒸気タービン用の湿分分離加熱器内を流通するサイクル蒸気の圧力損失を抑制する方法として、高さ方向に薄く伝熱面積の大きい幅広い管束が適用される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また湿分分離加熱器において、内部を流れるサイクル蒸気の圧損を小さくするため、サイクル蒸気の入口座を本体胴の下側に設置し出口座を上側に設置するものがある。この場合、湿分分離加熱器の本体胴はサイクル蒸気入口の下側が低温で出口の上側が高温の温度分布となって変形し、本体が全体的に高温になることから熱伸びも生じる。そこで、この熱変形を拘束しないように吊下げ支持とした湿分分離加熱器が開発されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−９４８３９号公報
【特許文献２】特許第３１７１５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した吊下げ支持構造とすると建屋構造が複雑になり、その結果建設コストが増加してしまう。一方、熱変形が生じる湿分分離加熱器を床に設置し固定すると、変形した際に架台が損傷する可能性もある。変形を抑制するために本体胴が一様な温度になるようにサイクル蒸気を流して耐震支持の容易な床置き型の湿分分離加熱器もあるが、構造上の制限から低圧損型の管束を設置することは困難で伝熱面積を小さくせざるを得なく、サイクル蒸気の流速が上昇するため圧力損失が大きくなりプラント効率が低下するという問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、簡易な構成で熱による変形を許容することができる湿分分離加熱器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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の湿分分離加熱器は、円筒形状を横置きした本体胴と、サイクル蒸気を本体胴に流入させる蒸気入口座と、本体胴から排出する蒸気出口座と、加熱器ヘッダーから加熱蒸気を流入させ、サイクル蒸気と加熱蒸気の間で熱交換を行う加熱器管束と、サイクル蒸気から湿分を分離する湿分分離エレメントと、本体胴の両端下部の少なくとも一方に設けられて本体胴を建屋床面上に支持し、本体胴の建屋床面に対する変位を許容する変位許容部材とを備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る湿分分離加熱器を示し、（ａ）は本体胴全体の概略横面図、（ｂ）は本体胴端部の概略横面図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る湿分分離加熱器の本体胴長手方向に垂直な縦断面図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る湿分分離加熱器を示し、（ａ）は本体胴中央部の概略横面図、（ｂ）は本体胴の概略縦断面。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る湿分分離加熱器を示し、（ａ）は本体胴全体の概略横面図、（ｂ）は本体胴端部の概略横面図。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る湿分分離加熱器の本体胴長手方向に垂直な縦断面図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る湿分分離加熱器を示し、（ａ）は軸受けの概略斜視図、（ｂ）は回転軸の概略斜視図。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る湿分分離加熱器を示し、（ａ）は本体胴全体の概略横面図、（ｂ）は本体胴端部の概略横面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第１の実施形態に係る湿分分離加熱器について図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る湿分分離加熱器を示し、（ａ）は本体胴全体の概略横面図、（ｂ）は本体胴端部の概略横面図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る湿分分離加熱器の本体胴長手方向に垂直な縦断面図である。
【００１２】
湿分分離加熱器１００は、本体胴１と、蒸気入口座２と、蒸気出口座３と、ドレン出口座４と、加熱器ヘッダー５と、第一段加熱器管束６と、第二段加熱器管束７と、湿分分離エレメント８と、車輪９とから構成される。
【００１３】
本体胴１は円筒形状を横置きにした形状である。蒸気入口座２は、本体胴１下部に複数設けられ、高圧タービンから排出されるサイクル蒸気を本体胴１内部に流入させる。本体胴１内部には、下から順に湿分分離エレメント８、第一段加熱器管束６、第二段加熱器管束７が設けられる。蒸気出口座３は、本体胴１上部に複数設けられ、サイクル蒸気を本体胴１外部へ排出する。
【００１４】
ドレン出口座４は、本体胴１下部に設けられ、湿分分離エレメント８でサイクル蒸気から分離された湿分を本体胴２から排出する。加熱器ヘッダー５は、サイクル蒸気を加熱するための加熱蒸気を第一段加熱器管束６および第二段加熱器管束７に流入させる。
【００１５】
ここで、第一段加熱器管束６および第二段加熱器管束７は、サイクル蒸気の圧力損失を抑制し、効率よく熱交換を行うために、高さ方向に薄く伝熱面積の大きい幅広い管束を適用することができる。さらに、内部を流れるサイクル蒸気の圧損を小さくするため、蒸気入口座２を本体胴１下部に設置し、蒸気出口座３を本体胴１上部に設置する。この場合、湿分分離加熱器１００の本体胴１は蒸気入口座２を有する下部が低温で、蒸気出口座３を有する上部が高温の温度分布となる。
【００１６】
車輪９は、本体胴１の横置きにした円筒形状の両端下部に設けられ、本体胴１を建屋床面２１上に支持する。車輪９は、本体胴１の円筒形状長手方向に回転可能に設けられる。例えば、両端下部にそれぞれ２つの車輪９を配置し、合計４つの車輪９で４点支持するように、車輪支持座９ａを介して本体胴１下部に車輪９を設けることができる。または、４点支持のそれぞれにおいて２以上の車輪９を設けてもよい。
【００１７】
さらに、車輪９を長円筒形状として、本体胴１の両端下部の各々において、本体胴１長手方向に対して車輪９の長円筒軸方向を垂直にして配置し、２つの長円筒形状の車輪９によって本体胴１を支持してもよい。この場合も、本体胴１の円筒形状周方向の変位・回転を防ぐために、本体胴１下部に車輪支持座９ａを介して車輪９を設けることができる。
【００１８】
（作用）
以下、本発明の第１の実施形態の作用について説明する。
【００１９】
プラントの起動、運転時において、蒸気入口座２から本体胴１内部に流入されたサイクル蒸気は、湿分分離エレメント８で湿分が除去された後、第一段加熱器管束６および第二段加熱器管束７で加熱蒸気によって加熱される。湿分の除去および加熱が行われたサイクル蒸気は、蒸気出口座３から排出され、低圧タービンに供給される。
【００２０】
湿分分離加熱器１００の本体胴１は、蒸気入口座２が本体胴１下部に、蒸気出口座３が本体胴１上部に設けられているため、本体胴１下部が低温で、本体胴１上部が高温の温度分布となり、上部が下部より膨張してバナナ状に熱変形し、さらに本体が全体的に高温になることから主に円筒形状長手方向の熱伸びも生じる。
【００２１】
上述した熱変形や熱伸びによって、本体胴１は建屋床面２１に対して変位が生じる。このとき、本体胴１の両端下部に設置した車輪９が回転して本体胴１端部を建屋床面２１に対して変位させ、本体胴１を建屋床面２１上に支持したまま、本体胴１の建屋床面２１に対する変位を許容する。
【００２２】
なお、本体胴１の両端下部のうち一方に車輪９を設け、他方を固定脚としてもよい。この場合、固定脚において本体胴１の移動を防止し、車輪９側に伸縮する変位を許容することができる。
【００２３】
（効果）
本発明の第１の実施形態によれば、本体胴１の両端下部に設置した車輪９によって、熱変形や熱伸びを拘束することなく本体胴１を支持することができる。また、吊り下げ支持構造等に必要な建屋天井等の構造物が不要な、簡素な構成であるため、設備コストや設置時間を短縮することができる。
【００２４】
（第２の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第２の実施形態に係る湿分分離加熱器について図３を参照して説明する。図３は、本発明の第２の実施形態に係る湿分分離加熱器を示し、（ａ）は本体胴中央部の概略横面図、（ｂ）は本体胴の概略縦断面である。本実施形態は、第１の実施形態に加えて固定具１０を設けた点である。本体胴中央部固定具１０は、本体胴固定具１０ａと床面固定具１０ｂとから構成される。本体胴固定具１０ａは本体胴１下部に設けられ、床面固定具１０ｂは建屋床面２１に設けられ、互いが嵌合することによって本体胴１長手方向の変位を防ぐ。
【００２５】
（作用）
以下、本発明の第２の実施形態の作用について説明する。本体胴１を車輪９によって建屋床面２１上に変位可能に支持した状態で熱変形や熱伸びが生じた場合、本体胴１全体の位置が建屋床面２１に対し移動するおそれがある。
【００２６】
本体胴中央部固定具１０は、本体胴固定具１０ａと床面固定具１０ｂを嵌合させることにより、本体胴１の中心下部において本体胴１と建屋床面２１を固定する。この結果、本体胴１の中心位置を保ったまま、車輪９近傍の変位を許容することができる。
【００２７】
本体胴固定具１０ａと床面固定具１０ｂの嵌合は、湿分分離加熱器１００据付け時において、予め建屋床面２１に床面固定具１０ｂを設け、本体胴固定具１０ａを本体胴１下部に設けた湿分分離加熱器１００本体を、上方から建屋床面２１に降ろすことによって嵌合させることができる。
【００２８】
さらに図３（ｂ）のように、本体胴１の両端下部に本体胴両端部固定具１１を設けてもよい。本体胴両端部固定具１１の本体胴固定具１１ａと床面固定具１１ｂは、本体胴１長手方向のみの摺動を許容する嵌合形状である。この場合、車輪の回転９による変位方向を本体胴１長手方向に矯正することができる。
【００２９】
（効果）
本発明の第２の実施形態によれば、本体胴１の中心下部に本体胴中央部固定具１０を設けることによって、本体胴１全体の位置が建屋床面２１に対し移動することを防ぐことができる。さらに本体胴１の両端下部に本体胴両端部固定具１１を設けることによって、本体胴１の変位方向を本体胴１長手方向に矯正することができる。
【００３０】
（第３の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第３の実施形態に係る湿分分離加熱器について図４乃至図６を参照して説明する。図４は、本発明の第３の実施形態に係る湿分分離加熱器を示し、（ａ）は本体胴全体の概略横面図、（ｂ）は本体胴端部の概略横面図である。図５は、本発明の第３の実施形態に係る湿分分離加熱器の本体胴長手方向に垂直な縦断面図である。図６は、本発明の第３の実施形態に係る湿分分離加熱器を示し、（ａ）は軸受けの概略斜視図、（ｂ）は回転軸の概略斜視図である。本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、車輪９に代えて支持補強部１２と軸受け１３と回転軸１４を設けた点である。
【００３１】
図４に示すように、軸受け１３は建屋床面２１に固定設置される。また図６に示すように、軸受け１３の半円形状をくり抜いた部位において回転軸１４を保持する。さらに図５に示すように、本体胴１の両端下部に支持補強部１２が設けられ、支持補強部１２が回転軸１４上で本体胴１長手方向に変位可能に設けられる。
【００３２】
（作用）
以下、本発明の第３の実施形態の作用について説明する。
【００３３】
プラントの起動、運転時における上下の温度差で生じる本体胴１の熱変形に対し、回転軸１４の回転によって熱変形を許容する。さらに支持補強部１２と回転軸１４が本体胴１長手方向に摺動、変位することによって、本体胴１の熱伸びを許容する。さらに、本体胴１の両端下部に設けられる軸受け１３と回転軸１４のうち、片側の軸受け１３を固定脚とすることで、本体胴１の長手方向の移動が拘束される。また、従来の吊り下げ構造等に使用している下部支持構造を支持補強部１２として利用し、建屋床面２１に設けた軸受け１３および回転軸１４に上方から据付けることによって、湿分分離加熱器１００に大きな設計変更をすることなく床置き式とすることができる。
【００３４】
なお、支持補強部１２を回転軸１４上で本体胴１を長手方向に変位可能にするように設けるだけでなく、回転軸１４上において支持補強部１２を保持し、回転軸１４が回転し、支持補強部１２が回転軸１４上で変位可能な構成としてもよい。
【００３５】
（効果）
本発明の第３の実施形態によれば、軸受け１３、回転軸１４および支持補強部１２によって本体胴１の熱変形・熱伸びを許容するとともに、従来の吊り下げ構造等に使用している下部支持構造を支持補強部１２として利用することによって、大きな設計変更をすることなく床置き式とすることができる。
【００３６】
（第４の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第４の実施形態に係る湿分分離加熱器について図７を参照して説明する。図７は、本発明の第４の実施形態に係る湿分分離加熱器を示し、（ａ）は本体胴全体の概略横面図、（ｂ）は本体胴端部の概略横面図である。本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、車輪９に代えてスプリングサポート１５を設けた点である。
【００３７】
スプリングサポート１５は、スプリングサポート１５と建屋床面２１上の基礎架台１６を固定し、スプリングサポート１５と本体胴１下部に設けた固定座１７を摺動可能に設ける。スプリングサポート１５は、上下方向に変形可能な部材である。
【００３８】
（作用）
以下、本発明の第４の実施形態の作用について説明する。
【００３９】
プラント起動、運転時の本体胴１の熱変形、熱伸びによって、本体胴１の両端部が上下に変位する場合がある。このとき、スプリングサポート１５が伸縮して本体胴１の上下変位を許容する。さらに、スプリングサポート１５と固定座は、摺動可能であるため本体胴１の熱伸びも許容することができる。
【００４０】
ここで、スプリングサポート１５を上下のみに変形するように固定することで、スプリングサポート１５が斜め方向に変形することがなくスプリングへの過度な荷重を防ぐことができる。
【００４１】
さらに両端のうち片側の基礎架台１６と固定座１７をスプリングサポート１５によって摺動不能に固定することで、本体胴１全体の長手方向の移動を防ぐことができる。なお、第１の実施形態における車輪９をスプリングサポート１５を介して本体胴１下部に設けてもよい。
【００４２】
（効果）
本発明の第４の実施形態によれば、スプリングサポート１５を本体胴１または建屋床面２１と摺動可能に設けることによって、本体胴１の上下方向の変位ならびに本体胴１の長手方向の変位を許容することができる。
【００４３】
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、例として提示したものであり、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】
【００４４】
１・・・本体胴
２・・・サイクル蒸気入口座
３・・・サイクル蒸気出口座
４・・・ドレン出口座
５・・・加熱器ヘッダー
６・・・第一段加熱器管束
７・・・第二段加熱器管束
８・・・湿分分離エレメント
９・・・車輪
９ａ・・・車輪支持座
１０・・・本体胴中央部固定具
１０ａ・・・本体胴固定具
１０ｂ・・・床面固定具
１１・・・本体胴両端部固定具
１２・・・支持補強
１３・・・軸受け
１４・・・回転軸
１５・・・スプリングサポート
１６・・・基礎架台
１７・・・固定座
２１・・・建屋床面
１００・・・湿分分離加熱器
【図１】
2015004474.tif 000003
【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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