(57)【要約】【課題】湿分分離性能の低下を抑制しつつ良好な施工性を確保することができる湿分分離器を提供する。【解決手段】円筒形に形成される胴体４０と、胴体４０の内部に湿分を含む蒸気を胴体４０の軸線方向に導入する蒸気入口と、蒸気が通過することで湿分を分離する複数のセパレータベーン５４がセパレータベーン支持枠５５により軸線方向に並べて支持される湿分分離エレメント５３と、湿分分離エレメント５３により湿分が分離された蒸気を軸線方向と交差する方向に向けて胴体４０の外部に排出する蒸気出口と、蒸気入口から導入された蒸気を整流する複数の孔７０ａを有する整流板７０と、セパレータベーン支持枠５５に設けられると共に整流板７０が取り付けられることで湿分分離エレメント５３と整流板７０とをユニット化する強度部材５６ｃ、５６ｅとを備える。【選択図】図１
2008128573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形に形成される胴体と、前記胴体の内部に湿分を含む蒸気を前記胴体の軸線方向に導入する蒸気入口と、前記蒸気が通過することで湿分を分離する複数のセパレータベーンがセパレータベーン支持枠により前記軸線方向に並べて支持される湿分分離エレメントと、前記湿分分離エレメントにより湿分が分離された蒸気を前記軸線方向と交差する方向に向けて前記胴体の外部に排出する蒸気出口とを備える湿分分離器において、
前記蒸気入口から導入された蒸気を整流する複数の孔を有する整流板と、
前記セパレータベーン支持枠に設けられると共に前記整流板が取り付けられることで前記湿分分離エレメントと前記整流板とをユニット化する強度部材とを備えることを特徴とする、
湿分分離器。
【請求項２】
前記蒸気を前記胴体内の内面に沿って前記湿分分離エレメントに供給可能であると共に外部からアクセス可能な領域として形成される蒸気供給空間を備え、
前記強度部材は、前記セパレータベーン支持枠の前記蒸気供給空間側端面に該セパレータベーン支持枠と一体に形成され、
前記整流板は、前記蒸気供給空間に面して配置されることを特徴とする、
請求項１に記載の湿分分離器。
【請求項３】
前記胴体の内部に前記軸線方向に対して平行に設けられ、基端が前記蒸気入口に連通すると共に先端が閉鎖された一対のマニホールドと、
前記各マニホールドの側部に前記軸線方向に沿って所定間隔で形成され該各マニホールドから蒸気を吹き出し可能な複数の吹出口と、
前記一対のマニホールドに各々対応し互いに対向して設けられる一対の前記湿分分離エレメントの間に区画され湿分が分離された前記蒸気を排出可能であると共に外部からアクセス可能な領域として形成される蒸気排出空間とを備え、
前記強度部材は、前記セパレータベーン支持枠の前記蒸気排出空間側端面に該セパレータベーン支持枠と一体に形成され、
前記整流板は、前記蒸気排出空間に面して配置されることを特徴とする、
請求項１に記載の湿分分離器。
【請求項４】
前記セパレータベーン支持枠は、前記セパレータベーンの対向する端部をそれぞれ支持すると共に各々に前記強度部材が設けられた第１支持枠及び第２支持枠を有し、
前記整流板は、前記第１支持枠と前記第２支持枠とを連結するように取り付けられることを特徴とする、
請求項２又は請求項３に記載の湿分分離器。
【請求項５】
前記胴体は、前記軸線方向が水平方向に設定され、
前記強度部材は、前記セパレータベーン支持枠の端面における鉛直方向下端部に設けられ、
前記整流板は、基端が前記強度部材に固定されると共に先端が前記セパレータベーン支持枠の端面における鉛直方向上端部に対して所定の間隔をあけて位置することを特徴とする、
請求項２又は請求項３に記載の湿分分離器。
【請求項６】
前記強度部材は、前記セパレータベーン支持枠の内側に前記軸線方向に沿って設けられ、
前記セパレータベーンは、前記蒸気の通過方向に沿って複数設けられ、
前記整流板は、前記通過方向に沿って隣接する前記セパレータベーンの間に該各セパレータベーンの一端が固定されて設けられることを特徴とする、
請求項１に記載の湿分分離器。
【請求項７】
前記整流板は、前記軸線方向に対して複数に分割されることを特徴とする、
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の湿分分離器。
【請求項８】
円筒形に形成される胴体と、前記胴体の内部に湿分を含む蒸気を前記胴体の軸線方向に導入する蒸気入口と、前記胴体の内部に前記軸線方向に対して平行に設けられ基端が前記蒸気入口に連通すると共に先端が閉鎖されたマニホールドと、前記マニホールドの側部に前記軸線方向に沿って所定間隔で形成され該マニホールドから蒸気を吹き出し可能な複数の吹出口と、前記胴体の内面に前記軸線方向に沿って所定間隔で並んで固定されると共に前記マニホールドを支持する板状の複数のマニホールド支持板と、前記蒸気が通過することで湿分を分離する湿分分離エレメントと、前記湿分分離エレメントにより湿分が分離された蒸気を前記軸線方向と交差する方向に向けて前記胴体の外部に排出する蒸気出口とを備える湿分分離器において、
前記吹出口から吹き出された蒸気を整流する複数の孔を有すると共に前記マニホールド支持板に取り付けられる整流板を備えることを特徴とする、
湿分分離器。
【請求項９】
前記蒸気を前記胴体内の内面に沿って前記湿分分離エレメントに供給可能であると共に外部からアクセス可能な領域として形成される蒸気供給空間を備え、
前記整流板は、前記蒸気供給空間内に前記軸線方向に沿って所定間隔で並んで複数設けられ前記蒸気供給空間を軸線方向に分割すると共に前記マニホールド支持板の端面部と前記胴体内の内面とにより支持されることを特徴とする、
請求項８に記載の湿分分離器。
【請求項１０】
前記蒸気を前記胴体内の内面に沿って前記湿分分離エレメントに供給可能であると共に外部からアクセス可能な領域として形成される蒸気供給空間を備え、
前記整流板は、隣接する前記マニホールド支持板の端面部により前記蒸気供給空間内に支持され前記吹出口に対向することを特徴とする、
請求項８に記載の湿分分離器。
【請求項１１】
円筒形に形成される胴体と、前記胴体の内部に湿分を含む蒸気を前記胴体の軸線方向に導入する蒸気入口と、前記胴体の内部に前記軸線方向に対して平行に設けられ基端が前記蒸気入口に連通すると共に先端が閉鎖されたマニホールドと、前記マニホールドの側部に前記軸線方向に沿って所定間隔で形成され該マニホールドから蒸気を吹き出し可能な複数の吹出口と、前記蒸気が通過することで湿分を分離する湿分分離エレメントと、前記湿分分離エレメントにより湿分が分離された蒸気を前記軸線方向と交差する方向に向けて前記胴体の外部に排出する蒸気出口とを備える湿分分離器において、
前記吹出口から吹き出された蒸気を整流する複数の孔を有すると共に前記マニホールドにおいて該吹出口の外側に取り付けられる整流板を備えることを特徴とする、
湿分分離器。
【請求項１２】
円筒形に形成される胴体と、前記胴体の内部に湿分を含む蒸気を前記胴体の軸線方向に導入する蒸気入口と、前記蒸気が通過することで湿分を分離する複数のセパレータベーンがセパレータベーン支持枠により前記軸線方向に並べて支持される湿分分離エレメントと、前記湿分分離エレメントにより湿分が分離された蒸気を前記軸線方向と交差する方向に向けて前記胴体の外部に排出する蒸気出口とを備える湿分分離器において、
前記セパレータベーン支持枠の内面と前記セパレータベーンの端面との間隙を仕切る仕切部を備えることを特徴とする、
湿分分離器。
【請求項１３】
円筒形に形成されると共に前記軸線方向が水平方向に設定される胴体と、前記胴体の内部に湿分を含む蒸気を前記胴体の軸線方向に導入する蒸気入口と、前記蒸気が通過することで湿分を分離する複数のセパレータベーンがセパレータベーン支持枠により前記軸線方向に並べて支持される湿分分離エレメントと、前記湿分分離エレメントにより湿分が分離された蒸気を前記軸線方向と交差する方向に向けて前記胴体の外部に排出する蒸気出口とを備える湿分分離器において、
前記セパレータベーン支持枠の端面における鉛直方向下端部に設けられる強度部材に取り付けられることで前記湿分分離エレメントとユニット化されると共に前記セパレータベーン支持枠の下端部から内側に向けて所定の傾きを有する蒸気規制プレートを備えることを特徴とする、
湿分分離器。
【請求項１４】
円筒形に形成されると共に前記軸線方向が水平方向に設定される胴体と、前記胴体の内部に湿分を含む蒸気を前記胴体の軸線方向に導入する蒸気入口と、前記蒸気が通過することで湿分を分離する複数のセパレータベーンがセパレータベーン支持枠により前記軸線方向に並べて支持される湿分分離エレメントと、前記湿分分離エレメントにより湿分が分離された蒸気を前記軸線方向と交差する方向に向けて前記胴体の外部に排出する蒸気出口とを備える湿分分離器において、
前記複数のセパレータベーンの鉛直方向下端部に設けられる空間部を備えることを特徴とする、
湿分分離器。
【請求項１５】
前記胴体の内部に区画され、前記湿分分離エレメントにより蒸気から分離された湿分を収容可能なドレン通路と、
前記湿分分離エレメントの内側と前記ドレン通路とを連通するドレン流通路と、
前記胴体に前記ドレン通路と連通して設けられ前記湿分を前記胴体の外部に排出するドレン出口とを備えることを特徴とする、
請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の湿分分離器。
【請求項１６】
前記軸線方向に沿って前記胴体に挿通され前記蒸気出口の上流側で前記蒸気を加熱可能な加熱管を備えることを特徴とする、
請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の湿分分離器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気から湿分を除去する湿分分離器に関するものであり、特に、原子力発電プラントなどに適用して好適な湿分分離器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、加圧水型原子力発電プラントでは、原子炉にて、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電するものがある。そして、この加圧水型原子炉は、高温高圧の一次冷却水の熱を蒸気発生器を介して二次冷却水に伝え、二次冷却水で水蒸気を発生させるものである。また、蒸気発生器は、多数の細い伝熱管の内側を一次冷却水が流れ、外側を流れる二次冷却水に熱を伝えて水蒸気を生成し、この水蒸気をタービン発電機に送給している。
【０００３】
一方、このタービン発電機では、高圧タービン及び低圧タービンを有する蒸気タービンと、この蒸気タービンの出力により発電する発電機を有している。この場合、高圧タービンと低圧タービンとの間には、一般的に、湿分分離器が設けられている。この湿分分離器は、高圧タービンから排出される低圧蒸気に含まれる湿分を分離すると共に、低圧蒸気を再加熱して過熱蒸気として低圧タービンに供給することで、この低圧タービンの出口湿り度を低減させてエロージョンを防止すると共に、タービンプラントの熱効率を向上させている。
【０００４】
図１９は、従来の湿分分離器を表す概略図である。従来の湿分分離器において、図１９に示すように、円筒形状をなす胴体００１は、一端部から加熱管００２が挿通され、他端部に蒸気入口が形成され、この蒸気入口に連通するように２つのマニホールド００３が加熱管００２の下方両側に設けられている。そして、加熱管００２には、蒸気発生器からの高圧加熱蒸気が供給される一方、各マニホールド００３には、蒸気入口を介して高圧タービンからの湿分を含む低温再熱蒸気が供給され、側部に形成された多数の吹出口００４から蒸気を胴体００１内へ吹き出し可能となっている。
【０００５】
胴体内の下部には、水平な仕切底板００５が固定されることでその下方にドレン通路００６が区画され、胴体００１にこのドレン通路００６のドレン（湿分）を排出するドレン出口００７が形成されている。また、この仕切底板００５上に、各マニホールド００３に対応して、胴体００１の径方向に左右一対の湿分分離エレメント００８がそれぞれ固定されている。この湿分分離エレメント００８は、波形をなすセパレータベーンが所定間隔で多数積層された状態で、上下の支持枠により支持されて構成され、下支持枠にドレンスリットが形成されている。
【０００６】
そして、各湿分分離エレメント００８の上部には、胴体００１の径方向に左右一対の仕切側板が固定されており、この一対の仕切側板の間の上方には、上述した加熱管００２が位置しており、加熱管００２の上方に位置する胴体００１に、湿分が分離された蒸気を排出する蒸気出口００９が形成されている。なお、この蒸気出口００９から排出された高温再熱蒸気は、低圧タービンに送られる。
【０００７】
従って、高圧タービンからの低温再熱蒸気は、各マニホールド００３を通って多数の吹出口００４から胴体００１内へ吹き出され、内壁面にガイドされながら各湿分分離エレメント００８に導入される。すると、蒸気が湿分分離エレメント００８を通過するときに、湿分がセパレータベーンに衝突することで分離される。そして、湿分が分離された蒸気は、左右一対の仕切側板の間を通って上昇し、加熱管００２に接触することで加熱され、高温再熱蒸気となって蒸気出口００９から排出される。一方、湿分分離エレメント００８で分離された湿分は、ドレンスリットを通ってドレン通路００６に流下し、ドレン出口００７から外部に排出される。
【０００８】
ここで、上述した湿分分離器では、装置のコンパクト化が望まれており、そのためには胴体やマニホールド００３を小径化する必要がある。上述した従来の湿分分離器では、低温再熱蒸気がマニホールド００３を通り、多数の吹出口００４から胴体００１内へ吹き出され、湿分分離エレメント００８を通過するときに蒸気から湿分が分離される。この場合、マニホールド００３を小径化すると、このマニホールド００３内を流動する蒸気の流速が増大し、吹出口００４から吹き出された蒸気が胴体００１の先端側の隔壁に衝突して静圧回復することから、蒸気の流れに偏流が発生することがある。そして、吹出口００４から吹き出された蒸気に偏流が発生すると、蒸気のセパレータベーンへの近寄り流速が相対的に高くなる領域が部分的に形成され、例えば、蒸気の流速がセパレータベーンにおいて適正な湿分分離性能を発揮しうる限界流速を上回り、すなわち、湿分分離エレメント００８における蒸気の滞在時間が短くなり十分に湿分がとりきれなかったり、例えば、流速が相対的に高くなる領域において、湿分分離エレメント００８により蒸気から分離されドレン通路００６に流下する前にセパレータベーンの下側支持枠に滞在する湿分が蒸気の動圧により吹き上げられたりすることで、湿分分離エレメント００８での湿分分離性能が低下してしまうことがあった。
【０００９】
なお、上記のセパレータベーンへの近寄り流速の偏りを抑制するためにセパレータベーンの側部に多孔板を設けた湿分分離加熱器が下記特許文献１に開示されている。
【００１０】
【特許文献１】特許第２７１４２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上記の特許文献１に記載されている湿分分離加熱器では、すでに湿分分離器が設置されている現場における多孔板の施工が困難であり、例えば、経年変化による性能低下やメンテナンスによる交換の際には、極限の管理区域内において短時間で施工しなければならず、極めて困難な作業となっていた。
【００１２】
そこで本発明は、湿分分離性能の低下を抑制しつつ良好な施工性を確保することができる湿分分離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】
【００１３】
上記の目的を達成するための請求項１の発明の湿分分離器は、円筒形に形成される胴体と、前記胴体の内部に湿分を含む蒸気を前記胴体の軸線方向に導入する蒸気入口と、前記蒸気が通過することで湿分を分離する複数のセパレータベーンがセパレータベーン支持枠により前記軸線方向に並べて支持される湿分分離エレメントと、前記湿分分離エレメントにより湿分が分離された蒸気を前記軸線方向と交差する方向に向けて前記胴体の外部に排出する蒸気出口とを備える湿分分離器において、前記蒸気入口から導入された蒸気を整流する複数の孔を有する整流板と、前記セパレータベーン支持枠に設けられると共に前記整流板が取り付けられることで前記湿分分離エレメントと前記整流板とをユニット化する強度部材とを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項２の発明の湿分分離器では、前記蒸気を前記胴体内の内面に沿って前記湿分分離エレメントに供給可能であると共に外部からアクセス可能な領域として形成される蒸気供給空間を備え、前記強度部材は、前記セパレータベーン支持枠の前記蒸気供給空間側端面に該セパレータベーン支持枠と一体に形成され、前記整流板は、前記蒸気供給空間に面して配置されることを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明の湿分分離器では、前記胴体の内部に前記軸線方向に対して平行に設けられ、基端が前記蒸気入口に連通すると共に先端が閉鎖された一対のマニホールドと、前記各マニホールドの側部に前記軸線方向に沿って所定間隔で形成され該各マニホールドから蒸気を吹き出し可能な複数の吹出口と、前記一対のマニホールドに各々対応し互いに対向して設けられる一対の前記湿分分離エレメントの間に区画され湿分が分離された前記蒸気を排出可能であると共に外部からアクセス可能な領域として形成される蒸気排出空間とを備え、前記強度部材は、前記セパレータベーン支持枠の前記蒸気排出空間側端面に該セパレータベーン支持枠と一体に形成され、前記整流板は、前記蒸気排出空間に面して配置されることを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明の湿分分離器では、前記胴体は、前記セパレータベーン支持枠は、前記セパレータベーンの対向する端部をそれぞれ支持すると共に各々に前記強度部材が設けられた第１支持枠及び第２支持枠を有し、前記整流板は、前記第１支持枠と前記第２支持枠とを連結するように取り付けられることを特徴とする。
【００１７】
請求項５の発明の湿分分離器では、前記胴体は、前記軸線方向が水平方向に設定され、
前記強度部材は、前記セパレータベーン支持枠の端面における鉛直方向下端部に設けられ、前記整流板は、基端が前記強度部材に固定されると共に先端が前記セパレータベーン支持枠の端面における鉛直方向上端部に対して所定の間隔をあけて位置することを特徴とする。
【００１８】
請求項６の発明の湿分分離器では、前記強度部材は、前記セパレータベーン支持枠の内側に前記軸線方向に沿って設けられ、前記セパレータベーンは、前記蒸気の通過方向に沿って複数設けられ、前記整流板は、前記通過方向に沿って隣接する前記セパレータベーンの間に該各セパレータベーンの一端が固定されて設けられることを特徴とする。
【００１９】
請求項７の発明の湿分分離器では、前記整流板は、前記軸線方向に対して複数に分割されることを特徴とする。
【００２０】
上記の目的を達成するための請求項８の発明の湿分分離器は、円筒形に形成される胴体と、前記胴体の内部に湿分を含む蒸気を前記胴体の軸線方向に導入する蒸気入口と、前記胴体の内部に前記軸線方向に対して平行に設けられ基端が前記蒸気入口に連通すると共に先端が閉鎖されたマニホールドと、前記マニホールドの側部に前記軸線方向に沿って所定間隔で形成され該マニホールドから蒸気を吹き出し可能な複数の吹出口と、前記胴体の内面に前記軸線方向に沿って所定間隔で並んで固定されると共に前記マニホールドを支持する板状の複数のマニホールド支持板と、前記蒸気が通過することで湿分を分離する湿分分離エレメントと、前記湿分分離エレメントにより湿分が分離された蒸気を前記軸線方向と交差する方向に向けて前記胴体の外部に排出する蒸気出口とを備える湿分分離器において、前記吹出口から吹き出された蒸気を整流する複数の孔を有すると共に前記マニホールド支持板に取り付けられる整流板を備えることを特徴とする。
【００２１】
請求項９の発明の湿分分離器では、前記蒸気を前記胴体内の内面に沿って前記湿分分離エレメントに供給可能であると共に外部からアクセス可能な領域として形成される蒸気供給空間を備え、前記整流板は、前記蒸気供給空間内に前記軸線方向に沿って所定間隔で並んで複数設けられ前記蒸気供給空間を軸線方向に分割すると共に前記マニホールド支持板の端面部と前記胴体内の内面とにより支持されることを特徴とする。
【００２２】
請求項１０の発明の湿分分離器では、前記蒸気を前記胴体内の内面に沿って前記湿分分離エレメントに供給可能であると共に外部からアクセス可能な領域として形成される蒸気供給空間を備え、前記整流板は、隣接する前記マニホールド支持板の端面部により前記蒸気供給空間内に支持され前記吹出口に対向することを特徴とする。
【００２３】
上記の目的を達成するための請求項１１の発明の湿分分離器は、円筒形に形成される胴体と、前記胴体の内部に湿分を含む蒸気を前記胴体の軸線方向に導入する蒸気入口と、前記胴体の内部に前記軸線方向に対して平行に設けられ基端が前記蒸気入口に連通すると共に先端が閉鎖されたマニホールドと、前記マニホールドの側部に前記軸線方向に沿って所定間隔で形成され該マニホールドから蒸気を吹き出し可能な複数の吹出口と、前記蒸気が通過することで湿分を分離する湿分分離エレメントと、前記湿分分離エレメントにより湿分が分離された蒸気を前記軸線方向と交差する方向に向けて前記胴体の外部に排出する蒸気出口とを備える湿分分離器において、前記吹出口から吹き出された蒸気を整流する複数の孔を有すると共に前記マニホールドにおいて該吹出口の外側に取り付けられる整流板を備えることを特徴とする。
【００２４】
上記の目的を達成するための請求項１２の発明の湿分分離器は、円筒形に形成される胴体と、前記胴体の内部に湿分を含む蒸気を前記胴体の軸線方向に導入する蒸気入口と、前記蒸気が通過することで湿分を分離する複数のセパレータベーンがセパレータベーン支持枠により前記軸線方向に並べて支持される湿分分離エレメントと、前記湿分分離エレメントにより湿分が分離された蒸気を前記軸線方向と交差する方向に向けて前記胴体の外部に排出する蒸気出口とを備える湿分分離器において、前記セパレータベーン支持枠の内面と前記セパレータベーンの端面との間隙を仕切る仕切部を備えることを特徴とする。
【００２５】
上記の目的を達成するための請求項１３の発明の湿分分離器は、円筒形に形成されると共に前記軸線方向が水平方向に設定される胴体と、前記胴体の内部に湿分を含む蒸気を前記胴体の軸線方向に導入する蒸気入口と、前記蒸気が通過することで湿分を分離する複数のセパレータベーンがセパレータベーン支持枠により前記軸線方向に並べて支持される湿分分離エレメントと、前記湿分分離エレメントにより湿分が分離された蒸気を前記軸線方向と交差する方向に向けて前記胴体の外部に排出する蒸気出口とを備える湿分分離器において、前記セパレータベーン支持枠の端面における鉛直方向下端部に設けられる強度部材に取り付けられることで前記湿分分離エレメントとユニット化されると共に前記セパレータベーン支持枠の下端部から内側に向けて所定の傾きを有する蒸気規制プレートを備えることを特徴とする。
【００２６】
上記の目的を達成するための請求項１４の発明の湿分分離器は、円筒形に形成されると共に前記軸線方向が水平方向に設定される胴体と、前記胴体の内部に湿分を含む蒸気を前記胴体の軸線方向に導入する蒸気入口と、前記蒸気が通過することで湿分を分離する複数のセパレータベーンがセパレータベーン支持枠により前記軸線方向に並べて支持される湿分分離エレメントと、前記湿分分離エレメントにより湿分が分離された蒸気を前記軸線方向と交差する方向に向けて前記胴体の外部に排出する蒸気出口とを備える湿分分離器において、前記複数のセパレータベーンの鉛直方向下端部に設けられる空間部を備えることを特徴とする。
【００２７】
請求項１５の発明の湿分分離器では、前記胴体の内部に区画され、前記湿分分離エレメントにより蒸気から分離された湿分を収容可能なドレン通路と、前記湿分分離エレメントの内側と前記ドレン通路とを連通するドレン流通路と、前記胴体に前記ドレン通路と連通して設けられ前記湿分を前記胴体の外部に排出するドレン出口とを備えることを特徴とする。
【００２８】
請求項１６の発明の湿分分離器では、前記軸線方向に沿って前記胴体に挿通され前記蒸気出口の上流側で前記蒸気を加熱可能な加熱管を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
請求項１の発明の湿分分離器によれば、蒸気入口から胴体内に導入された湿分を含む蒸気は、湿分分離エレメントを通過することで湿分が分離される。このとき、蒸気は複数の孔を有する整流板を通過することで整流され、セパレータベーンへの近寄り流速が相対的に高くなる領域が部分的に形成されことが抑制されるので、湿分分離性能の低下を抑制することができる。さらに、この整流板は、強度部材により湿分分離エレメントとユニット化されることから、その施工性が向上されると共に湿分分離エレメントに確実に取り付けることができる。この結果、湿分分離性能の低下を抑制しつつ良好な施工性を確保することができる。
【００３０】
請求項２の発明の湿分分離器によれば、強度部材をセパレータベーン支持枠の蒸気供給空間側端面にこのセパレータベーン支持枠と一体に設け、整流板を蒸気供給空間に面して配置したことで、メンテナンスなどによる装置の停止時にこの整流板を取り替える場合でも、外部からアクセス可能な領域として形成される蒸気供給空間に面して整流板が設けられていることから、この蒸気供給空間側から容易にこの整流板を取り替えることができる。
【００３１】
請求項３の発明の湿分分離器によれば、一対のマニホールドに設けられた複数の吹出口から蒸気が吹き出され、各々に対応し互いに対向して設けられる一対の湿分分離エレメントで蒸気から湿分が分離され、その後、この蒸気は蒸気排出空間で合流して蒸気出口から外部に排出される。このとき、強度部材をセパレータベーン支持枠の蒸気排出空間側端面にこのセパレータベーン支持枠と一体に設け、整流板を蒸気排出空間に面して配置したことで、メンテナンスなどによる装置の停止時に整流板を取り替える場合、外部からアクセス可能な領域として形成される蒸気排出空間に面して整流板が設けられていることから、この蒸気排出空間側から容易に整流板を取り替えることができる。また、蒸気排出空間から一対の湿分分離エレメントの両方に対して整流板の取り替え作業ができることから、その施工性をさらに向上させることができる。
【００３２】
請求項４の発明の湿分分離器によれば、整流板をセパレータベーンの対向する端部をそれぞれ支持すると共に各々に強度部材が設けられた第１支持枠及び第２支持枠とを連結するように設けたことから、セパレータベーン支持枠と整流板とを確実にユニット化すると共にこの整流板がセパレータベーン支持枠の変形を防止し強度を向上することができる。
【００３３】
請求項５の発明の湿分分離器によれば、整流板を先端がセパレータベーン支持枠の端面における鉛直方向上端部に対して所定の間隔をあけて位置するように設けたことで、蒸気のセパレータベーンへの近寄り流速が相対的に高くなりやすい湿分分離エレメントの鉛直方向下部を覆うことができ、効率的に蒸気の流速を抑制することができる。これにより、蒸気の圧力損失を抑制しながらセパレータベーン支持枠内に滞在する湿分がこの蒸気の動圧により吹き上げられることが効果的に防止され、この結果、湿分分離器における湿分分離性能の低下を抑制することができる。さらに、整流板を小型化することができることから、整流板の取り付けをより簡単に精度よく行うことができると共に取り替えの際には胴体内に容易に出し入れすることができる。
【００３４】
請求項６の発明の湿分分離器によれば、セパレータベーンを整流板の両側に固定しユニット化したことから、その製作精度を向上することができると共にその施工性をさらに向上することができる。また、この整流板がセパレータベーンの軸線方向に対するリブとしても機能することからセパレータベーンの強度を向上することができる。
【００３５】
請求項７の発明の湿分分離器によれば、整流板を軸線方向に対して複数に分割して設けたことから、１枚の整流板を小型化することができるので、整流板の取り付けがより簡単に精度よく行うことができると共に取替えの際には胴体内に容易に出し入れすることができる。
【００３６】
請求項８の発明の湿分分離器によれば、蒸気入口から胴体内に導入された湿分を含む蒸気は、マニホールドを通って複数の吹出口から吹き出され、湿分分離エレメントを通過することで湿分が分離される。このとき、複数の吹出口から吹き出された蒸気は複数の孔を有する整流板を通過することで整流され、セパレータベーンへの近寄り流速が相対的に高くなる領域が部分的に形成されことが抑制されるので、湿分分離性能の低下を抑制することができる。さらに、この整流板は、マニホールドを支持するため剛性の高い構造部材であるマニホールド支持板に取り付けられることから、この整流板を胴体内に確実に取り付けることができ、マニホールド支持板の他に整流板を組み付けための部材を設ける必要がないので、部品点数及び組み付けの際の作業行程数を抑制することができる。この結果、湿分分離性能の低下を抑制しつつ良好な施工性を確保することができる。
【００３７】
請求項９の発明の湿分分離器によれば、蒸気供給空間内に軸線方向に沿ってマニホールド支持板と胴体の内面とにより整流板を支持しこの整流板により蒸気供給空間を軸線方向に分割することで、蒸気供給空間内で蒸気を整流すると共に、この整流板が剛性の高いマニホールド支持板と胴体の内面とにより強固に支持されることから、蒸気により吹き飛ばされることを防止することができ、振動が発生し疲労破壊することも抑制することができる。また、メンテナンスなどによる装置の停止時にこの整流板を取り替える場合でも、外部からアクセス可能な領域として形成される蒸気供給空間内にこの整流板が設けられていることから、この蒸気供給空間から容易にこの整流板を取り替えることができる。
【００３８】
請求項１０の発明の湿分分離器によれば、隣接するマニホールド支持板により蒸気供給空間内に軸線方向に沿って整流板を支持しこの整流板が吹出口に対向することで、吹出口から吹き出された蒸気を整流すると共に、この整流板が剛性の高い隣接するマニホールド支持板により強固に支持されることから、蒸気により吹き飛ばされることを防止することができ、振動が発生し疲労破壊することも抑制することができる。また、メンテナンスなどによる装置の停止時にこの整流板を取り替える場合でも、外部からアクセス可能な領域として形成される蒸気供給空間内にこの整流板が設けられていることから、この蒸気供給空間から容易にこの整流板を取り替えることができる。さらに、蒸気供給空間における各マニホールド支持板の下端下方において連通している空間を閉塞することもないので、他のメンテナンス作業の邪魔になることもない。
【００３９】
請求項１１の発明の湿分分離器によれば、蒸気入口から胴体内に導入された湿分を含む蒸気は、マニホールドを通って複数の吹出口から吹き出され、湿分分離エレメントを通過することで湿分が分離される。このとき、マニホールドにおいて吹出口の外側に整流板を設けたことから、複数の吹出口から吹き出された蒸気は、吹出口から吹き出された直後に複数の孔を有する整流板を通過することで整流され、セパレータベーンへの近寄り流速が相対的に高くなる領域が部分的に形成されことが抑制されるので、湿分分離性能の低下を抑制することができる。そして、マニホールドに直接整流板が取り付けられることで、この整流板を胴体内に確実に取り付けることができ、整流板を組み付けための部材を設ける必要がないので、部品点数及び組み付けの際の作業行程数を抑制することができる。さらに、整流板は、複数の吹出口を覆う大きさであればよいことから、より小型化することができる。この結果、湿分分離性能の低下を抑制しつつ良好な施工性を確保することができる。
【００４０】
請求項１２の発明の湿分分離器によれば、蒸気入口から胴体内に導入された湿分を含む蒸気は、湿分分離エレメントを通過することで湿分が分離される。このとき、セパレータベーン支持枠の内面とセパレータベーンの端面との間隙を仕切るように仕切部を設けたことで、この仕切部がセパレータベーン支持枠とセパレータベーンの端面との間隙を塞ぐことから、蒸気がセパレータベーンを通らずにこの隙間を通って湿分分離エレメントを通過してしまうことが抑制されるので、湿分分離性能を向上させることができる。さらにこのため、セパレータベーンやセパレータベーン支持枠の製作時に高い寸法精度を要しないので、施工性を向上することもできる。この結果、湿分分離性能の低下を抑制しつつ良好な施工性を確保することができる。
【００４１】
請求項１３の発明の湿分分離器によれば、蒸気入口から胴体内に導入された湿分を含む蒸気は、湿分分離エレメントを通過することで湿分が分離される。このとき、蒸気のセパレータベーンへの近寄り流速が相対的に高くなりやすい湿分分離エレメントの鉛直方向下部に内側に向けて傾きを有する蒸気規制プレートを設けたことで、蒸気がセパレータベーン支持枠内に滞在する湿分の液面に向かうことを防止することができ、蒸気の動圧により湿分が吹き上げられることを抑制することができ、よって、湿分分離器における湿分分離性能の低下を抑制することができる。さらに、この蒸気規制プレートは、強度部材により湿分分離エレメントのセパレータベーン支持枠とユニット化されることから、その施工性が向上されると共に湿分分離エレメントに確実に取り付けることができる。この結果、湿分分離性能の低下を抑制しつつ良好な施工性を確保することができる。
【００４２】
請求項１４の発明の湿分分離器によれば、蒸気入口から胴体内に導入された湿分を含む蒸気は、湿分分離エレメントを通過することで湿分が分離される。このとき、各セパレータベーンの鉛直方向下端部に空間部を設けることで、セパレータベーン支持枠内が連通されるため、このセパレータベーン支持枠内に一時的に滞在する湿分が軸線方向に対して分散・均一化され、その液面が部分的に高くなることが抑制されるので、蒸気の動圧により湿分が吹き上げられることを抑制することができる。よって、湿分分離器における湿分分離性能の低下を抑制することができる。さらに、このセパレータベーンに空間部を設けるだけで、新規の部材を設ける必要が無いので施工性も向上することができ、また、セパレータベーンに空間部を設けておけば、現場での作業はセパレータベーンの設置だけで済むことから、部品点数及び組み付けの際の作業行程数を抑制することができる。この結果、湿分分離性能の低下を抑制しつつ良好な施工性を確保することができる。
【００４３】
請求項１５の発明の湿分分離器によれば、胴体の内部に区画され湿分分離エレメントにより蒸気から分離された湿分を収容可能なドレン通路と、湿分分離エレメント内側とドレン通路とを連通するドレン流通路と、胴体にドレン通路と連通して設けられ湿分を胴体の外部に排出するドレン出口とを設けたことで、各湿分分離エレメントを通過させることで湿分を除去し、湿分が除去された蒸気を蒸気出口に流動させる一方、湿分をドレン流通路からドレン通路を通ってドレン出口に導くので、胴体内に蒸気を効率的に流動して適性に湿分を分離することができる。
【００４４】
請求項１６の発明の湿分分離器によれば、軸線方向に沿って胴体に挿通され蒸気出口の上流側で蒸気を加熱可能な加熱管を設けたので、各湿分分離エレメントを通過させることで湿分が除去され蒸気を加熱管に接触して加熱してから蒸気出口に流動するので、湿分を分離した蒸気を加熱してから排出することで、蒸気の有効利用を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下に、本発明に係る湿分分離器の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００４６】
図１は、本発明の実施例１に係る湿分分離加熱器の径方向の部分断面図、図２は、本発明の実施例１に係る湿分分離加熱器の軸線方向の概略断面図、図３は、本発明の実施例１に係る湿分分離加熱器の径方向の概略断面図、図４は、本発明の実施例１に係る湿分分離加熱器の内部構造を示す切欠斜視図、図５は、本発明の実施例１に係る湿分分離加熱器が適用された発電プラントの概略構成図である。なお、図２、図３及び図４では説明を分かり易くするため、本発明の整流板としての多孔板７０の図示を省略している。
【００４７】
図５に示すように、本実施例の湿分分離器としての湿分分離加熱器１７が適用される発電プラント１は、例えば、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）やこれを改良した改良型加圧水型原子炉（ＡＰＷＲ：Advanced Pressurized Water Reactor）に適用することができるが、本実施例の湿分分離加熱器１７他の発電プラントにも適用可能である。
【００４８】
本実施例の発電プラント１は、蒸気発生器１１と、蒸気タービン１２と、湿分分離加熱器１７を備える。蒸気発生器１１は、冷却水配管１３を介して蒸気タービン１２に連結されている。この蒸気タービン１２は、高圧タービン１４及び低圧タービン１５を有すると共に発電機１６が接続されている。また、湿分分離加熱器１７は、高圧タービン１４と低圧タービン１５との間に設けられており、すなわち、高圧タービン１４は、低温再熱管１８を介して湿分分離加熱器１７に連結される一方、湿分分離加熱器１７は、高温再熱管１９を介して低圧タービン１５に連結されている。さらに、蒸気タービン１２は、復水器２０を有しており、この復水器２０は、冷却水配管２１を介して蒸気発生器１１に連結されており、この冷却水配管２１には復水ポンプ２２が設けられている。
【００４９】
したがって、蒸気発生器１１にて、高圧高温の軽水と熱交換を行って生成された蒸気は、冷却水配管１３を通して蒸気タービン１２（高圧タービン１４から低圧タービン１５）に送られ、この蒸気により蒸気タービン１２を駆動して発電機１６により発電を行う。この場合、蒸気発生器１１からの蒸気は、高圧タービン１４を駆動した後、湿分分離加熱器１７で蒸気に含まれる湿分が除去されると共に加熱されてから低圧タービン１５を駆動する。そして、蒸気タービン１２を駆動した蒸気は、復水器２０で冷却された後、冷却水配管２１を通して蒸気発生器１１に戻される。
【００５０】
湿分分離加熱器１７は、さらに具体的には、図２乃至図４に示すように、装置の各部を収容する胴体４０を備える。胴体４０は、中空円筒形状に形成されると共にその軸線方向が水平方向となるように横置きに設置される。なお、以下の説明では特に断りの無い限り、「胴体４０の軸線方向」のことを単に「軸線方向」、「胴体４０の径方向」のことを単に「径方向」と略記する。
【００５１】
この胴体４０は、軸線方向に対する一端部が閉塞されると共に他端部に蒸気入口４１が形成され、さらに鉛直方向上部に蒸気出口４２が形成される一方、鉛直方向下部にドレン出口４３が形成される。蒸気入口４１は、湿分を含む蒸気（低温再熱蒸気）を胴体４０の内部に導入可能な開口であり、胴体４０の外部から軸線方向に蒸気を導入する。蒸気出口４２は、湿分が分離され加熱された蒸気（高温再熱蒸気）を胴体４０の外部に排出可能な開口であり、軸線方向と交差する方向、ここでは、鉛直方向上方に向けて蒸気を胴体４０の外部に排出する。すなわち、本実施例の湿分分離加熱器１７は、いわゆる軸流型の湿分分離加熱器である。また、ドレン出口４３は、蒸気から分離された湿分（ドレン）を排出可能な開口であり、湿分を胴体４０の鉛直方向下方の外部に排出する。そして、図５に示すように、蒸気入口４１は、低温再熱管１８を介して高圧タービン１４に連結され、蒸気出口４２は、高温再熱管１９を介して低圧タービン１５に連結され、ドレン出口４３は、図示しないドレン配管を介してドレンタンクに連結されている。
【００５２】
この胴体４０は、図２乃至図４に示すように、その軸線方向（長手方向）における一端部から軸線方向に沿って加熱管群４４が挿通されている。この加熱管群４４は、胴体４０の外部に位置する蒸気室４５と、この蒸気室４５から胴体４０内に延出されたＵ字形状をなす複数の加熱管４６とから構成されている。この複数の加熱管４６は、胴体４０の内部に固定された一対の仕切壁４７及びその間に固定されたマニホールド支持板としての複数の支持壁４８により支持されている。そして、蒸気室４５は、内部が上下に分割され、複数の加熱管４６の一端部が連結される上側の入口管台４５ａに、蒸気発生器１１の冷却水配管１３から分岐された配管が連結される一方、複数の加熱管４６の他端部が連結される下側の出口管台４５ｂにドレンタンクに延出されるドレン配管が連結されている。
【００５３】
胴体４０の内部の蒸気入口４１側には、胴体４０の内面と上述の仕切壁４７により流入室６０が区画される。流入室６０は、蒸気入口４１と連通し所定の容積を有する空間として設けられる。そして、胴体４０は、その軸線方向における他端部から、加熱管群４４の下方の両側に位置し、径方向に対して左右一対のマニホールド４９が設けられている。
【００５４】
この一対のマニホールド４９は、上述の複数の支持壁４８を貫通して胴体４０の内部に軸線方向に対して平行に設けられる。各マニホールド４９は、基端が一方の仕切壁４７に固定され流入室６０を介して蒸気入口４１に連通すると共に先端が他方の仕切壁４７に固定されて閉塞している。そして、マニホールド支持板としての複数の支持壁４８は、板状に形成されると共に胴体４０の内面に軸線方向に沿って所定間隔で並んで固定されている。したがって、各マニホールド４９は、この複数の支持壁４８を介して胴体４０に支持される。そして、各マニホールド４９は、胴体４０の壁面に対向する側部にこの胴体４０内へ蒸気を吹き出す複数の吹出口５０が形成されている。この複数の吹出口５０は、各マニホールド４９の側部に軸線方向に沿って所定間隔で形成されると共に該各マニホールド４９内から下方に向けて蒸気を吹き出し可能である。
【００５５】
胴体４０内の下部には、水平な第１支持板５１が固定され、この第１支持板５１の両側には、一対のマニホールド４９に対応して、径方向に対して左右一対の湿分分離エレメント５３が設けられている。すなわち、一対の湿分分離エレメント５３は、径方向に対して互いに対向するように設けられる。湿分分離エレメント５３は、マニホールド４９の各吹出口５０に対向して位置し、蒸気が通過することで湿分を分離することができる。すなわち、この湿分分離エレメント５３は、蒸気が通過することで湿分を分離する複数のセパレータベーン５４と、この複数のセパレータベーン５４を軸線方向に並べて支持するセパレータベーン支持枠５５とを有する。セパレータベーン５４は、波形をなし、軸線方向に所定間隔で多数積層されている。セパレータベーン支持枠５５は、第１支持枠としての上支持枠５６ａ及び第２支持枠としての下支持枠５６ｂにより構成され、これにより、セパレータベーン５４を第１支持板５１上に支持している。ここでは、下支持枠５６ｂが第１支持板５１の両側部に一体に固定されると共に、胴体４０の内壁面に固定されることで、ドレン通路５２が区画されており、このドレン通路５２の下方に上述したドレン出口４３が設けられている。
【００５６】
ドレン通路５２は、第１支持板５１及び下支持枠５６ｂにより胴体４０内の下部に区画される。そして、セパレータベーン支持枠５５の下支持枠５６ｂには、このセパレータベーン支持枠５５の内側とドレン通路５２とを連通するドレン流通路としてのドレン開口５９が形成されている。ドレン通路５２は、湿分分離エレメント５３により蒸気から分離され下支持枠５６ｂ上に滞在する湿分をこのドレン開口５９を介して収容可能となる。さらに、上述のドレン出口４３は、このドレン通路５２に連通している。これにより、ドレン通路５２に収容されたこの湿分は、ドレン出口４３を介して胴体４０の外部に排出される。
【００５７】
また、各湿分分離エレメント５３の上部には、径方向に対して左右一対の第２支持板５７が立設される。各第２支持板５７は、加熱管群４４の両側に沿って湾曲するように上方に延出され、上端部が胴体４０に連結される一方、下端部がセパレータベーン支持枠５５の上支持枠５６ａに連結されている。
【００５８】
従って、胴体４０の内部空間は、上述した第１支持板５１及び下支持枠５６ｂにより、マニホールド４９の吹出口５０から吹出された蒸気が湿分分離エレメント５３を通過して蒸気出口４２に流動する蒸気流動空間Ｓ1と、湿分分離エレメント５３により分離された湿分をドレン出口４３に導くドレン通路５２とに区画されている。
【００５９】
また、蒸気流動空間Ｓ1は、湿分分離エレメント５３を境界とする第２支持板５７及び上支持枠５６ａにより、吹出口５０から吹出された蒸気が湿分分離エレメント５３に流動する蒸気供給空間Ｓ21と、湿分分離エレメント５３により湿分が分離された蒸気を蒸気出口４２に流動する蒸気排出空間Ｓ22とに区画されている。
【００６０】
さらに具体的には、蒸気供給空間Ｓ21は、胴体４０内の内面に沿って設けられ空間であり、複数の吹出口５０から吹き出された蒸気を胴体４０の内方に設けられる湿分分離エレメント５３に向けて供給可能である。胴体４０の内部には、一対のマニホールド４９に対応して、径方向に対して左右一対の蒸気供給空間Ｓ21が設けられている。この蒸気供給空間Ｓ21は、軸線方向に隣接する支持壁４８により挟まれた空間と、各支持壁４８の下端下方において連通している空間とにより構成される。
【００６１】
蒸気排出空間Ｓ22は、一対の湿分分離エレメント５３の間に区画されると共に蒸気出口４２に連通している。蒸気排出空間Ｓ22は、各湿分分離エレメント５３を通過し湿分が分離された蒸気を鉛直方向上方に向けて流動させ、蒸気出口４２を介して排出可能である。上述の加熱管群４４は、蒸気排出空間Ｓ22内に軸線方向に沿って設けられ、これにより、湿分分離エレメント５３により湿分が分離された蒸気を蒸気出口４２の上流側で加熱可能である。
【００６２】
なお、上述した湿分分離エレメント５３は、胴体４０の軸線方向に沿って配設されているが、マニホールド４９の蒸気入口４１側にて、メンテナンス空間Ｓ3により２つの湿分分離エレメント５３ａ、５３ｂの領域に分割されている。そして、各湿分分離エレメント５３ａ，５３ｂは、両者の間に複数のジャッキボルト５８が介装されることで支持されている。
【００６３】
そして、この湿分分離エレメント５３は、図１に示すように、波形をなす複数のセパレータベーン５４が所定間隔で積層され、セパレータベーン支持枠５５の上支持枠５６ａ、下支持枠５６ｂにより支持されており、マニホールド４９の吹出口５０から吹き出された蒸気がこの複数のセパレータベーン５４の間を通過することで、蒸気に含まれる湿分が衝突して分離される。セパレータベーン支持枠５５の上支持枠５６ａ及び下支持枠５６ｂは、それぞれ蒸気供給空間Ｓ21側に立設する上縦壁部５６ｃ、下縦壁部５６ｅと、蒸気排出空間Ｓ22側に立設する上縦壁部５６ｄ、下縦壁部５６ｆとを有する。すなわち、上支持枠５６ａ及び下支持枠５６ｂは、コの字型のフレーム構造をなしている。セパレータベーン５４により蒸気から分離された湿分、つまり、ドレンは、この下支持枠５６ｂ上の下縦壁部５６ｅと下縦壁部５６ｆとの間の領域に一旦滞在し、上述のドレン開口５９を通ってドレン通路５２に排出され収容される。
【００６４】
なお、この湿分分離加熱器１７の胴体４０や仕切壁４７には、この胴体４０に対する作業員の出入りを可能とするマンホール６１（図４参照）が設けられている。そして、上述の蒸気供給空間Ｓ21、蒸気排出空間Ｓ22及び流入室６０は、このマンホール６１（図４参照）を通って外部から作業員が進入可能な領域（アクセス可能領域）として形成され、例えば、装置の定期点検時などにおいてメンテナンス空間として用いられることがある。
【００６５】
ここで、本実施例の湿分分離加熱器１７による湿分分離の作用について、図２乃至図５を用いて詳細に説明する。
【００６６】
本実施例の湿分分離加熱器１７による湿分分離において、図５に示すように、蒸気発生器１１で生成された加熱蒸気は、冷却水配管１３を通して蒸気タービン１２を構成する高圧タービン１４に送られると共に、湿分分離加熱器１７に送られる。そして、高圧タービン１４を駆動した低温再熱蒸気は、低温再熱管１８を通して湿分分離加熱器１７に送られ、ここで、蒸気に含まれる湿分が除去されると共に加熱されて高温再熱蒸気となり、高温再熱管１９を通して低圧タービン１５に送られる。
【００６７】
この湿分分離加熱器１７では、図２乃至図４に示すように、蒸気発生器１１で生成された加熱蒸気が蒸気室４５の入口管台４５ａから加熱管群４４に供給され、胴体４０内に配設された複数の加熱管４６を通って蒸気室４５に戻され、出口管台４５ｂからドレンとして排出される。
【００６８】
一方、高圧タービン１４からの低温再熱蒸気は、蒸気入口４１からマニホールド４９内に供給され、多数の吹出口５０から胴体４０の蒸気供給空間Ｓ21へ吹き出される。この胴体４０の蒸気供給空間Ｓ21内に吹き出された蒸気は、内壁面に沿って各湿分分離エレメント５３に案内される。すると、この湿分分離エレメント５３にて、蒸気が波形をなす複数のセパレータベーン５４の間を通過し、この蒸気に含まれる湿分がセパレータベーン５４に衝突することで、ドレンとなって分離される。
【００６９】
そして、湿分分離エレメント５３により湿分が分離された蒸気は、左右の第２支持板５７により区画された蒸気排出空間Ｓ22を通って上昇し、複数の加熱管４６の間を通過する際に、各加熱管４６内を通る加熱蒸気により加熱され、高温再熱蒸気となって蒸気出口４２から排出される。一方、湿分分離エレメント５３で蒸気から分離された湿分（ドレン）は、ドレン開口５９を通ってドレン通路５２に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。
【００７０】
ところで、本実施例の湿分分離加熱器１７では、装置のコンパクト化のために胴体４０やマニホールド４９の小径化が図られている。この場合、マニホールド４９を小径化すると、このマニホールド４９内を流動する蒸気の流速が増大し、各吹出口５０から吹き出された蒸気がマニホールド４９の先端側（図２にて左側）の仕切壁４７に衝突して静圧回復することから、蒸気の流れに偏流が発生するおそれがある。そして、吹出口５０から吹き出された蒸気に偏流が発生すると、蒸気のセパレータベーン５４への近寄り流速が相対的に高くなる領域が部分的に形成され、例えば、蒸気の流速がセパレータベーン５４において適正な湿分分離性能を発揮しうる限界流速を上回り、すなわち、湿分分離エレメント５３における蒸気の滞在時間が短くなり十分に湿分がとりきれなかったり、例えば、流速が相対的に高くなる領域において、セパレータベーン支持枠５５における下支持枠５６ｂ上の下縦壁部５６ｅと下縦壁部５６ｆとの間の領域に一旦滞在する湿分が蒸気の動圧により吹き上げられたりすることで、湿分分離エレメント５３での湿分分離性能が低下してしまうおそれがある。
【００７１】
そこで、本実施例の湿分分離加熱器１７では、図１に示すように、蒸気入口４１から導入された蒸気を整流する整流板を設けることで、湿分分離性能の低下を抑制している。そしてさらに、このような湿分分離加熱器１７は、すでに現場に設置されている場合、例えば、経年変化による性能低下やメンテナンスによる部品交換の際には、極限の管理区域内において短時間で施工しなければならず、極めて困難な作業となることがある。しかしながら、本実施例の湿分分離加熱器１７では、湿分分離性能の低下を抑制しながらさらに良好な施工性の確保を図っている。
【００７２】
具体的には、整流板としての多孔板７０は、蒸気を整流する複数の孔７０ａを有する。そして、この多孔板７０は、セパレータベーン支持枠５５に設けられる強度部材としての上縦壁部５６ｃ及び下縦壁部５６ｅに取り付けられる。この上縦壁部５６ｃ及び下縦壁部５６ｅは、上述したように、セパレータベーン支持枠５５の蒸気供給空間Ｓ21側端面にこのセパレータベーン支持枠５５と一体に形成される。さらに、上縦壁部５６ｃ及び下縦壁部５６ｅは、セパレータベーン５４に沿うように軸線方向に延設されており、高い剛性を有している。
【００７３】
多孔板７０は、この上縦壁部５６ｃ及び下縦壁部５６ｅにボルトや溶接により固定されて蒸気供給空間Ｓ21に面して配置される。この多孔板７０は、セパレータベーン５４の蒸気供給空間Ｓ21側の側面の全体を覆うように軸線方向に沿って、すなわち、上縦壁部５６ｃ及び下縦壁部５６ｅに沿って延設される。つまり、上縦壁部５６ｃ及び下縦壁部５６ｅは、湿分分離エレメント５３のセパレータベーン支持枠５５と多孔板７０とを連結しユニット化し、湿分分離エレメント５３と多孔板７０とがモジュール構造をなす。つまり、多孔板７０は、セパレータベーン支持枠５５の上支持枠５６ａと下支持枠５６ｂとを連結するように取り付けられる。
【００７４】
この湿分分離加熱器１７は、上記のように構成されることで、蒸気供給空間Ｓ21を流動する蒸気がこの多孔板７０の複数の孔７０ａを通ることで整流され、湿分分離エレメント５３での蒸気の流速分布が均一化される。そして、蒸気の偏流が抑制されることで蒸気のセパレータベーン５４への近寄り流速が相対的に高くなる領域が部分的に形成されことが抑制され、蒸気の流速がセパレータベーン５４において適正な湿分分離性能を発揮しうる限界流速を上回ってしまうことが防止され、これにより、湿分分離エレメント５３における蒸気の滞在時間が十分に確保され、蒸気から湿分を適正に分離することができる。また、蒸気の流速が高くなる領域がなくなることから、下支持枠５６ｂ上の下縦壁部５６ｅと下縦壁部５６ｆとの間の領域に滞在する湿分がこの蒸気の動圧により吹き上げられることも防止される。この結果、湿分分離加熱器１７における湿分分離性能の低下を抑制することができる。また、蒸気の偏流が防止されることで、軸線方向に積層して設けられるセパレータベーン５４を均等に用いることができ、このため、セパレータベーン５４の性能が部分的に低下してしまうことが防止される。
【００７５】
さらに、この多孔板７０は、上縦壁部５６ｃ及び下縦壁部５６ｅにより湿分分離エレメント５３のセパレータベーン支持枠５５とユニット化されることから、湿分分離エレメント５３と共に胴体４０内に設置することができ、その施工性が向上されると共に剛性の高い上縦壁部５６ｃ及び下縦壁部５６ｅに確実に取り付けられることから蒸気により吹き飛ばされることもなく、振動が発生し疲労破壊することもない。さらに、例えば、経年変化により取替える必要が生じた際にも、アクセス可能領域として形成される蒸気供給空間Ｓ21に面して多孔板７０が設けられていることから、装置の停止時に、作業員が外部からマンホール６１（図４参照）を通って蒸気供給空間Ｓ21に進入し、この蒸気供給空間Ｓ21側から容易にこの多孔板７０を取り替えることが可能である。
【００７６】
このように実施例１の湿分分離加熱器１７にあっては、円筒形に形成される胴体４０と、胴体４０の内部に湿分を含む蒸気を胴体４０の軸線方向に導入する蒸気入口４１と、蒸気が通過することで湿分を分離する複数のセパレータベーン５４がセパレータベーン支持枠５５により軸線方向に並べて支持される湿分分離エレメント５３と、湿分分離エレメント５３により湿分が分離された蒸気を軸線方向と交差する方向に向けて胴体４０の外部に排出する蒸気出口４２と、蒸気入口４１から導入された蒸気を整流する複数の孔７０ａを有する多孔板７０と、セパレータベーン支持枠５５に設けられると共に多孔板７０が取り付けられることで湿分分離エレメント５３と多孔板７０とをユニット化する上縦壁部５６ｃ及び下縦壁部５６ｅとを備える。
【００７７】
したがって、蒸気入口４１から胴体４０内に導入された湿分を含む蒸気は、湿分分離エレメント５３を通過することで湿分が分離される。このとき、蒸気は複数の孔７０ａを有する多孔板７０を通過することで整流され、セパレータベーン５４への近寄り流速が相対的に高くなる領域が部分的に形成されことが抑制されるので、湿分分離性能の低下を抑制することができる。さらに、この多孔板７０は、上縦壁部５６ｃ及び下縦壁部５６ｅにより湿分分離エレメント５３のセパレータベーン支持枠５５とユニット化されることから、その施工性が向上されると共に湿分分離エレメント５３に確実に取り付けることができる。この結果、湿分分離性能の低下を抑制しつつ良好な施工性を確保することができる。
【００７８】
さらに、このように実施例１の湿分分離加熱器１７にあっては、蒸気を胴体４０内の内面に沿って湿分分離エレメント５３に供給可能であると共にアクセス可能領域として形成される蒸気供給空間Ｓ21を備え、強度部材としての上縦壁部５６ｃ及び下縦壁部５６ｅは、セパレータベーン支持枠５５の蒸気供給空間Ｓ21側端面に該セパレータベーン支持枠５５と一体に形成され、多孔板７０は、蒸気供給空間Ｓ21に面して配置される。したがって、メンテナンスなどによる装置の停止時にこの多孔板７０を取り替える場合でも、アクセス可能領域として形成される蒸気供給空間Ｓ21に面して多孔板７０が設けられていることから、この蒸気供給空間Ｓ21側から容易にこの多孔板７０を取り替えることができる。
【００７９】
さらに、このように実施例１の湿分分離加熱器１７にあっては、セパレータベーン支持枠５５は、セパレータベーン５４の対向する端部をそれぞれ支持すると共に各々に上縦壁部５６ｃ、下縦壁部５６ｅが設けられた上支持枠５６ａ及び下支持枠５６ｂを有し、多孔板７０は、上支持枠５６ａと下支持枠５６ｂとを連結するように取り付けられる。したがって、多孔板７０をセパレータベーン５４の対向する端部をそれぞれ支持すると共に各々に上縦壁部５６ｃ、下縦壁部５６ｅが設けられた上支持枠５６ａ及び下支持枠５６ｂとを連結するように設けたことから、セパレータベーン支持枠５５と多孔板７０とを確実にユニット化すると共にこの多孔板７０がセパレータベーン支持枠５５の変形を防止し強度を向上することができる。
【００８０】
さらに、このように実施例１の湿分分離加熱器１７にあっては、胴体４０の内部に区画され湿分分離エレメント５３により蒸気から分離された湿分を収容可能なドレン通路５２と、湿分分離エレメント５３のセパレータベーン支持枠５５の内側とドレン通路５２とを連通するドレン開口５９と、胴体４０にドレン通路５２と連通して設けられ湿分を胴体４０の外部に排出するドレン出口４３とを備える。したがって、各湿分分離エレメント５３を通過させることで湿分を除去し、湿分が除去された蒸気を蒸気出口４２に流動させる一方、湿分をドレン開口５９からドレン通路５２を通ってドレン出口４３に導くので、胴体４０内に蒸気を効率的に流動して適性に湿分を分離することができる。
【００８１】
さらに、このように実施例１の湿分分離加熱器１７にあっては、軸線方向に沿って胴体４０に挿通され蒸気出口４２の上流側で蒸気を加熱可能な加熱管群４４を備える。したがって、各湿分分離エレメント５３を通過させることで湿分が除去され蒸気を加熱管群４４に接触して加熱してから蒸気出口４２に流動するので、湿分を分離した蒸気を加熱してから排出することで、蒸気の有効利用を図ることができる。
【実施例２】
【００８２】
図６は、本発明の実施例２に係る湿分分離加熱器の軸線方向の概略断面図である。実施例２に係る湿分分離加熱器は、実施例１に係る湿分分離加熱器と略同様の構成であるが、整流板が複数に分割されている点で実施例１に係る湿分分離加熱器とは異なる。その他、実施例１と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。
【００８３】
図６に示すように、実施例２に係る湿分分離器としての湿分分離加熱器２１７は、蒸気を整流する複数の孔２７０ａを有する整流板としての多孔板２７０が軸線方向に対して複数に分割されている。すなわち、本実施例の多孔板２７０は、軸線方向に並んだ複数の分割多孔板２７０ｂにより形成されている。分割多孔板２７０ｂは、一辺の長さが上述したマンホール６１や蒸気入口４１の内径などよりも短い矩形状に形成される。そして、ここでは、セパレータベーン５４及びセパレータベーン支持枠５５を含む湿分分離エレメント５３も多孔板２７０に対応して軸線方向に対して複数に分割されており、この分割された多孔板２７０及び湿分分離エレメント５３が１つのユニットを形成する。これにより、多孔板２７０と湿分分離エレメント５３の１つのユニットが、例えば、実施例１における多孔板７０（図１参照）と湿分分離エレメント５３のユニットよりも、小さくなることから、施工性がさらに向上する。また、メンテナンスなどによる装置の停止時にこの多孔板２７０と湿分分離エレメント５３とのユニットごと取り替える場合や多孔板２７０だけを取り替える場合でも、多孔板２７０や湿分分離エレメント５３が小型化されていることから、マンホール６１を介して胴体４０内の蒸気供給空間Ｓ21に容易に出し入れすることができる。
【００８４】
このように実施例２の湿分分離加熱器２１７にあっては、多孔板２７０は、軸線方向に対して複数に分割される。したがって、多孔板２７０が軸線方向に並んだ複数の分割多孔板２７０ｂにより形成されることから、１枚を小型化することができ、多孔板２７０の取り付けをより簡単に精度よく行うことができると共に取り替えの際には胴体４０内に容易に出し入れすることができる。
【実施例３】
【００８５】
図７は、本発明の実施例３に係る湿分分離加熱器の径方向の部分断面図である。実施例３に係る湿分分離加熱器は、実施例１に係る湿分分離加熱器と略同様の構成であるが、セパレータベーン支持枠における整流板の取り付け位置が実施例１に係る湿分分離加熱器とは異なる。その他、実施例１と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。
【００８６】
図７に示すように、実施例３に係る湿分分離器としての湿分分離加熱器３１７は、蒸気を整流する複数の孔３７０ａを有する整流板としての多孔板３７０を備える。そして、この多孔板３７０は、セパレータベーン支持枠５５に設けられる強度部材としての上縦壁部５６ｄ及び下縦壁部５６ｆに取り付けられる。この上縦壁部５６ｄ及び下縦壁部５６ｆは、上述したように、セパレータベーン支持枠５５の蒸気排出空間Ｓ22側端面にこのセパレータベーン支持枠５５と一体に形成される。さらに、上縦壁部５６ｄ及び下縦壁部５６ｆは、セパレータベーン５４に沿うように軸線方向に延設されており、高い剛性を有している。
【００８７】
多孔板３７０は、この上縦壁部５６ｄ及び下縦壁部５６ｆにボルトや溶接により固定されて蒸気排出空間Ｓ22に面して配置される。この多孔板３７０は、セパレータベーン５４の蒸気排出空間Ｓ22側の側面の全体を覆うように軸線方向に沿って、すなわち、上縦壁部５６ｄ及び下縦壁部５６ｆに沿って延設される。つまり、上縦壁部５６ｄ及び下縦壁部５６ｆは、湿分分離エレメント５３のセパレータベーン支持枠５５と多孔板３７０とを連結しユニット化し、湿分分離エレメント５３と多孔板３７０とがモジュール構造をなす。つまり、多孔板３７０は、セパレータベーン支持枠５５の上支持枠５６ａと下支持枠５６ｂとを連結するように取り付けられる。
【００８８】
この湿分分離加熱器３１７は、上記のように構成されることで、蒸気の流れがこの多孔板３７０の複数の孔３７０ａにより整流され、湿分分離エレメント５３での蒸気の流速分布が均一化される。そして、蒸気の偏流が抑制されることで蒸気のセパレータベーン５４への近寄り流速が相対的に高くなる領域が部分的に形成されことが抑制され、蒸気の流速がセパレータベーン５４において適正な湿分分離性能を発揮しうる限界流速を上回ってしまうことが防止され、これにより、湿分分離エレメント５３における蒸気の滞在時間が十分に確保され、蒸気から湿分を適正に分離することができる。また、蒸気の流速が高くなる領域がなくなることから、下支持枠５６ｂ上の下縦壁部５６ｅと下縦壁部５６ｆとの間の領域に滞在する湿分がこの蒸気の動圧により吹き上げられることも防止される。この結果、湿分分離加熱器３１７における湿分分離性能の低下を抑制することができる。また、蒸気の偏流が防止されることで、軸線方向に積層して設けられるセパレータベーン５４を均等に用いることができ、このため、セパレータベーン５４の性能が部分的に低下してしまうことが防止される。
【００８９】
さらに、この多孔板３７０は、上縦壁部５６ｄ及び下縦壁部５６ｆにより湿分分離エレメント５３のセパレータベーン支持枠５５とユニット化されることから、湿分分離エレメント５３と共に胴体４０内に設置することができ、その施工性が向上されると共に剛性の高い上縦壁部５６ｄ及び下縦壁部５６ｆに確実に取り付けられることから蒸気により吹き飛ばされることもなく、振動が発生し疲労破壊することもない。さらに、例えば、経年変化により取替える必要が生じた際にも、アクセス可能領域として形成される蒸気排出空間Ｓ22に面して多孔板３７０が設けられていることから、装置の停止時に、作業員が外部からマンホール６１（図４参照）を通って蒸気排出空間Ｓ22に進入し、この蒸気排出空間Ｓ22側から容易にこの多孔板３７０を取り替えることが可能である。
【００９０】
このように実施例３の湿分分離加熱器３１７にあっては、胴体４０の内部に軸線方向に対して平行に設けられ、基端が蒸気入口４１に連通すると共に先端が閉鎖された一対のマニホールド４９と、各マニホールド４９の側部に軸線方向に沿って所定間隔で形成され該各マニホールド４９から蒸気を吹き出し可能な複数の吹出口５０と、一対のマニホールド４９に各々対応し互いに対向して設けられる一対の湿分分離エレメント５３の間に区画され湿分が分離された蒸気を排出可能であると共にアクセス可能領域として形成される蒸気排出空間Ｓ22とを備え、強度部材としての上縦壁部５６ｄ及び下縦壁部５６ｆは、セパレータベーン支持枠５５の蒸気排出空間Ｓ22側端面にこのセパレータベーン支持枠５５と一体に形成され、多孔板３７０は、蒸気排出空間Ｓ22に面して配置される。
【００９１】
したがって、径方向に対して左右一対のマニホールド４９に設けられた複数の吹出口５０から蒸気が吹き出され、各々に対応し互いに対向して設けられる一対の湿分分離エレメント５３で蒸気から湿分が分離され、その後、この蒸気は蒸気排出空間Ｓ22で合流して蒸気出口４２から外部に排出される。そして、メンテナンスなどによる装置の停止時に多孔板３７０を取り替える場合、アクセス可能領域として形成される蒸気排出空間Ｓ22に面してこの多孔板３７０が設けられていることから、この蒸気排出空間Ｓ22側から容易に多孔板３７０を取り替えることができる。また、蒸気排出空間Ｓ22から一対の湿分分離エレメント５３の両方に対して多孔板３７０の取り替え作業ができることから、その施工性をさらに向上させることができる。
【００９２】
さらに、このように実施例３の湿分分離加熱器３１７にあっては、セパレータベーン支持枠５５は、セパレータベーン５４の対向する端部をそれぞれ支持すると共に各々に上縦壁部５６ｄ、下縦壁部５６ｆが設けられた上支持枠５６ａ及び下支持枠５６ｂを有し、多孔板３７０は、上支持枠５６ａと下支持枠５６ｂとを連結するように取り付けられる。したがって、多孔板７０をセパレータベーン５４の対向する端部をそれぞれ支持すると共に各々に上縦壁部５６ｄ、下縦壁部５６ｆが設けられた上支持枠５６ａ及び下支持枠５６ｂとを連結するように設けたことから、セパレータベーン支持枠５５と多孔板３７０とを確実にユニット化すると共にこの多孔板３７０がセパレータベーン支持枠５５の変形を防止し強度を向上することができる。
【実施例４】
【００９３】
図８は、本発明の実施例４に係る湿分分離加熱器の径方向の部分断面図である。実施例４に係る湿分分離加熱器は、実施例１に係る湿分分離加熱器と略同様の構成であるが、整流板が片持ちで強度部材に固定される点で実施例１に係る湿分分離加熱器とは異なる。その他、実施例１と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。
【００９４】
図８に示すように、実施例４に係る湿分分離器としての湿分分離加熱器４１７は、蒸気を整流する複数の孔４７０ａを有する整流板としての多孔板４７０を備える。そして、この多孔板４７０は、セパレータベーン支持枠５５に設けられる強度部材としての下縦壁部５６ｅに片持ちで固定される。すなわち、本発明の強度部材は、セパレータベーン支持枠５５の蒸気供給空間Ｓ21側の端面における鉛直方向下端部に下縦壁部５６ｅとして設けられる。下縦壁部５６ｅは、上述したように、セパレータベーン支持枠５５の蒸気供給空間Ｓ21側端面にこのセパレータベーン支持枠５５の下支持枠５６ｂと一体に形成される。さらに、下縦壁部５６ｅは、セパレータベーン５４に沿うように軸線方向に延設されており、高い剛性を有している。
【００９５】
そして多孔板４７０は、基端がこの下縦壁部５６ｅにボルトや溶接により固定され、先端が上支持枠５６ａ側に延びるように片持ちで設けられると共に蒸気供給空間Ｓ21に面して配置される。つまり、多孔板４７０は、基端が下縦壁部５６ｅに固定されると共に先端がセパレータベーン支持枠５５の端面における鉛直方向上端部の上縦壁部５６ｃに対して所定の間隔をあけて位置する。すなわち、この多孔板４７０は、実施例１の多孔板７０とは異なり、セパレータベーン５４の蒸気供給空間Ｓ21側の側面の全体を覆うのではなく、その側面の鉛直方向下部のみを覆っている。そして、この多孔板４７０は、軸線方向に沿って、すなわち、下縦壁部５６ｅに沿って延設される。つまり、下縦壁部５６ｅは、湿分分離エレメント５３のセパレータベーン支持枠５５と多孔板４７０とを連結しユニット化し、湿分分離エレメント５３と多孔板４７０とがモジュール構造をなす。
【００９６】
この湿分分離加熱器４１７は、上記のように構成されることで、蒸気の流れがセパレータベーン支持枠５５の蒸気供給空間Ｓ21側の端面における鉛直方向下端部において、この多孔板４７０の複数の孔４７０ａにより整流され、セパレータベーン５４への近寄り流速が相対的に高くなる領域が部分的に形成されことが抑制される。これにより、蒸気の流速が高くなる領域がなくなることが防止されることから、下支持枠５６ｂ上の下縦壁部５６ｅと下縦壁部５６ｆとの間の領域に滞在する湿分がこの蒸気の動圧により吹き上げられることが防止される。この結果、湿分分離加熱器４１７における湿分分離性能の低下を抑制することができる。
【００９７】
また、上述したように、各マニホールド４９の複数の吹出口５０は、鉛直方向下方に向けて蒸気を吹き出し、蒸気供給空間Ｓ21内を胴体４０の内面に沿って流動してくることから、湿分分離エレメント５３の鉛直方向下部側の蒸気の流速が相対的に高くなりやすいが、多孔板４７０がセパレータベーン５４の蒸気供給空間Ｓ21側の側面の鉛直方向下部を覆うように設けられているため、この流速が高くなりやすい領域において効率的に蒸気の流速を抑制することができる。
【００９８】
さらに、この多孔板４７０は、下縦壁部５６ｅにより湿分分離エレメント５３のセパレータベーン支持枠５５とユニット化されることから、湿分分離エレメント５３と共に胴体４０内に設置することができ、その施工性が向上されると共に剛性の高い下縦壁部５６ｅに確実に取り付けられることから蒸気により吹き飛ばされることもなく、振動が発生し疲労破壊することもない。さらに、例えば、経年変化により取替える必要が生じた際にも、アクセス可能領域として形成される蒸気供給空間Ｓ21に面して多孔板４７０が設けられていることから、装置の停止時に、作業員が外部からマンホール６１（図４参照）を通って蒸気供給空間Ｓ21に進入し、この蒸気供給空間Ｓ21側から容易にこの多孔板４７０を取り替えることが可能である。このとき、多孔板４７０は、上述のように、下縦壁部５６ｅに片持ちで固定され、セパレータベーン５４の蒸気供給空間Ｓ21側の側面の全体を覆うのではなく、その側面の鉛直方向下部のみを覆うことができる大きさであればよいことから、例えば、実施例１の多孔板７０と比較して、より小型化することができ、このため、多孔板４７０の取り付けをより簡単に精度よく行うことができると共に取り替えの際には胴体４０内に容易に出し入れすることができる。
【００９９】
このように実施例４の湿分分離加熱器４１７にあっては、胴体４０は軸線方向が水平方向に設定され、強度部材としての下縦壁部５６ｅは、セパレータベーン支持枠５５の端面における鉛直方向下端部の下支持枠５６ｂに設けられ、多孔板４７０は、基端が下縦壁部５６ｅに固定されると共に先端がセパレータベーン支持枠５５の端面における鉛直方向上端部の上縦壁部５６ｃに対して所定の間隔をあけて位置する。したがって、多孔板４７０が蒸気のセパレータベーン５４への近寄り流速が相対的に高くなりやすい湿分分離エレメント５３の鉛直方向下部を覆うように設けられることで効率的に蒸気の流速を抑制することができる。これにより、蒸気の圧力損失を抑制しながら下支持枠５６ｂ上の下縦壁部５６ｅと下縦壁部５６ｆとの間の領域に滞在する湿分がこの蒸気の動圧により吹き上げられることが効果的に防止され、この結果、湿分分離加熱器４１７における湿分分離性能の低下を抑制することができる。さらに、多孔板４７０を小型化することができることから、多孔板４７０の取り付けをより簡単に精度よく行うことができると共に取り替えの際には胴体４０内に容易に出し入れすることができる。
【０１００】
なお、上述した本発明の実施例４の湿分分離加熱器４１７は、上述した実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。多孔板４７０は、実施例２で説明したように、軸線方向に対して複数に分割しても設けてもよい。この場合、多孔板４７０をさらに小型化することができ、その施工性をさらに向上させることができる。
【実施例５】
【０１０１】
図９は、本発明の実施例５に係る湿分分離加熱器の径方向の部分断面図である。実施例５に係る湿分分離加熱器は、実施例４に係る湿分分離加熱器と略同様の構成であるが、セパレータベーン支持枠における整流板の取り付け位置が実施例４に係る湿分分離加熱器とは異なる。その他、実施例４と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。
【０１０２】
図９に示すように、実施例５に係る湿分分離器としての湿分分離加熱器５１７は、蒸気を整流する複数の孔５７０ａを有する整流板としての多孔板５７０を備える。そして、この多孔板５７０は、セパレータベーン支持枠５５に設けられる強度部材としての下縦壁部５６ｆに片持ちで固定される。下縦壁部５６ｆは、セパレータベーン５４に沿うように軸線方向に延設されており、高い剛性を有している。そして多孔板５７０は、基端がこの下縦壁部５６ｆにボルトや溶接により固定され、先端が上支持枠５６ａ側に延びるように片持ちで設けられると共に蒸気排出空間Ｓ22に面して配置される。つまり、多孔板５７０は、基端が下縦壁部５６ｆに固定されると共に先端がセパレータベーン支持枠５５の端面における鉛直方向上端部の上縦壁部５６ｄに対して所定の間隔をあけて位置する。下縦壁部５６ｆは、湿分分離エレメント５３のセパレータベーン支持枠５５と多孔板５７０とを連結しユニット化し、湿分分離エレメント５３と多孔板５７０とがモジュール構造をなす。
【０１０３】
この湿分分離加熱器５１７は、上述のように、湿分分離エレメント５３の鉛直方向下部側の蒸気の流速が相対的に高くなりやすいが、多孔板５７０がセパレータベーン５４の蒸気排出空間Ｓ22側の側面の鉛直方向下部を覆うように設けられているため、この流速が高くなりやすい領域において効率的に蒸気の流速を抑制することができ、よって下支持枠５６ｂ上の下縦壁部５６ｅと下縦壁部５６ｆとの間の領域に滞在する湿分がこの蒸気の動圧により吹き上げられることが防止される。さらに、この領域に滞在する湿分が仮に吹き上げられたとしても、蒸気排出空間Ｓ22側に設けられる多孔板５７０が、堰のように機能してこの湿分の吹き上げ自体を規制することで、この湿分が蒸気により蒸気排出空間Ｓ22まで運ばれることが防止される。
【０１０４】
さらに、この多孔板５７０は、下縦壁部５６ｆにより湿分分離エレメント５３のセパレータベーン支持枠５５とユニット化されることから、その施工性が向上されると共に蒸気により吹き飛ばされることもなく、振動が発生し疲労破壊することもない。さらに、例えば、経年変化により取替える必要が生じた際にも、アクセス可能領域として形成される蒸気排出空間Ｓ22に面して多孔板５７０が設けられていることから、この蒸気供給空間Ｓ21側から容易にこの多孔板５７０を取り替えることが可能である。このとき、多孔板５７０は、より小型化することができるため、多孔板５７０の取り付けをより簡単に精度よく行うことができると共に取り替えの際には胴体４０内に容易に出し入れすることができる。
【０１０５】
このように実施例５の湿分分離加熱器５１７にあっては、胴体４０は軸線方向が水平方向に設定され、強度部材としての下縦壁部５６ｆは、セパレータベーン支持枠５５の端面における鉛直方向下端部の下支持枠５６ｂに設けられ、多孔板５７０は、基端が下縦壁部５６ｆに固定されると共に先端がセパレータベーン支持枠５５の端面における鉛直方向上端部の上縦壁部５６ｄに対して所定の間隔をあけて位置する。したがって、多孔板５７０が蒸気のセパレータベーン５４への近寄り流速が相対的に高くなりやすい湿分分離エレメント５３の鉛直方向下部を覆うように設けられることで効率的に蒸気の流速を抑制することができ、これにより、蒸気の圧力損失を抑制しながら下支持枠５６ｂ上の下縦壁部５６ｅと下縦壁部５６ｆとの間の領域に滞在する湿分がこの蒸気の動圧により吹き上げられることが効果的に防止され、この結果、湿分分離加熱器５１７における湿分分離性能の低下を抑制することができる。さらに、この領域に滞在する湿分が仮に吹き上げられたとしても、蒸気の流動方向に対して下流側の蒸気排出空間Ｓ22に面して設けられる多孔板５７０が、堰のように機能してこの湿分の吹き上げ自体を規制することで、この湿分が蒸気により蒸気排出空間Ｓ22まで運ばれることを防止することができる。
【実施例６】
【０１０６】
図１０は、本発明の実施例６に係る湿分分離加熱器の径方向の部分断面図である。実施例６に係る湿分分離加熱器は、実施例１に係る湿分分離加熱器と略同様の構成であるが、セパレータベーン支持枠における整流板の取り付け位置が実施例１に係る湿分分離加熱器とは異なる。その他、実施例１と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。
【０１０７】
図１０に示すように、実施例６に係る湿分分離器としての湿分分離加熱器６１７は、蒸気を整流する複数の孔６７０ａを有する整流板としての多孔板６７０を備える。そして、セパレータベーン支持枠５５の内側には、強度部材としてのレール部材６５６ｇ及びレール部材６５６ｈが設けられており、多孔板６７０は、このレール部材６５６ｇ及びレール部材６５６ｈによりセパレータベーン支持枠５５に取り付けられる。
【０１０８】
レール部材６５６ｇ及びレール部材６５６ｈは、上支持枠５６ａ及び下支持枠５６ｂのセパレータベーン５４側の面（内面）からセパレータベーン５４側に突出するように設けられると共に多孔板６７０の端面が嵌合する溝を有している。レール部材６５６ｇ及びレール部材６５６ｈは、多孔板６７０をセパレータベーン支持枠５５に取り付け可能であれば、上支持枠５６ａ及び下支持枠５６ｂと一体でもよいし別体でもよい。また、レール部材６５６ｇ及びレール部材６５６ｈは、セパレータベーン５４に沿うように軸線方向に延設されており、高い剛性を有している。
【０１０９】
すなわち、多孔板６７０は、セパレータベーン支持枠５５の内側に上支持枠５６ａと下支持枠５６ｂとの間に位置すると共に端面がレール部材６５６ｇ及びレール部材６５６ｈの溝に嵌合することで、このレール部材６５６ｇ及びレール部材６５６ｈに沿って軸線方向に延設される。レール部材６５６ｇ及びレール部材６５６ｈは、湿分分離エレメント５３のセパレータベーン支持枠５５と多孔板６７０とを連結しユニット化し、湿分分離エレメント５３と多孔板６７０とがモジュール構造をなす。
【０１１０】
そして、さらに、本実施例では、セパレータベーン５４は、径方向に対して多孔板６７０を挟んで分割されており、すなわち、多孔板６７０の蒸気供給空間Ｓ21側に設けられる第１段ベーン５４ａと蒸気排出空間Ｓ22側に設けられる第２段ベーン５４ｂとにより構成されている。つまり、第１段ベーン５４ａは、多孔板６７０の蒸気供給空間Ｓ21側の面に固定され、第２段ベーン５４ｂは、多孔板６７０の蒸気排出空間Ｓ22側の面に固定され、よって、セパレータベーン５４は、多孔板６７０の両側に固定されこの多孔板６７０とユニット化される。
【０１１１】
この湿分分離加熱器６１７は、上記のように構成されることで、蒸気の流れがこの多孔板６７０の複数の孔６７０ａにより整流され、湿分分離エレメント５３での蒸気の流速分布が均一化される。そして、蒸気の偏流が抑制されることで蒸気のセパレータベーン５４への近寄り流速が相対的に高くなる領域が部分的に形成されことが抑制され、蒸気の流速がセパレータベーン５４において適正な湿分分離性能を発揮しうる限界流速を上回ってしまうことが防止され、これにより、湿分分離エレメント５３における蒸気の滞在時間が十分に確保され、蒸気から湿分を適正に分離することができる。また、蒸気の流速が高くなる領域がなくなることから、下支持枠５６ｂ上の下縦壁部５６ｅと下縦壁部５６ｆとの間の領域に滞在する湿分がこの蒸気の動圧により吹き上げられることも防止される。この結果、湿分分離加熱器６１７における湿分分離性能の低下を抑制することができる。
【０１１２】
さらに、この多孔板６７０は、レール部材６５６ｇ及びレール部材６５６ｈにより湿分分離エレメント５３のセパレータベーン支持枠５５とユニット化されることから、湿分分離エレメント５３と共に胴体４０内に設置することができ、その施工性が向上されると共に剛性の高いレール部材６５６ｇ及びレール部材６５６ｈに確実に取り付けられることから蒸気により吹き飛ばされることもなく、振動が発生し疲労破壊することもない。さらに、例えば、経年変化により取替える必要が生じた際にも、作業員が外部からマンホール６１（図４参照）を通ってアクセス可能領域として形成される蒸気供給空間Ｓ21又は蒸気排出空間Ｓ22に進入し、容易にこの多孔板６７０を取り替えることが可能であると共に状況に応じて蒸気供給空間Ｓ21又は蒸気排出空間Ｓ22の一方を適宜アクセス可能領域として用いることができるので汎用性も向上することができる。
【０１１３】
さらに、このセパレータベーン５４は、多孔板６７０の両側に固定されこの多孔板６７０とユニット化されることから、このセパレータベーン５４と多孔板６７０とのユニットを工場等で製作できることからその製作精度を向上することができると共に多孔板６７０をセパレータベーン５４と共に一括でセパレータベーン支持枠５５内に設置することができ、その施工性がさらに向上する。また、この多孔板６７０がセパレータベーン５４の軸線方向に対するリブとしても機能することからセパレータベーン５４の強度も向上する。
【０１１４】
さらに、多孔板６７０をセパレータベーン支持枠５５に取り付ける強度部材としてのレール部材６５６ｇ及びレール部材６５６ｈが上支持枠５６ａ及び下支持枠５６ｂからセパレータベーン５４側に突出するように設けられることで、このレール部材６５６ｇ及びレール部材６５６ｈが上支持枠５６ａ、下支持枠５６ｂとセパレータベーン５４の端面との間隙を塞ぐことから、蒸気がセパレータベーン５４を通らずにこの隙間を通って蒸気排出空間Ｓ22に至ることが抑制される。なお、本実施例の湿分分離加熱器６１７の場合、ドレン流通路としてのドレン開口５９は、第１段ベーン５４ａ側と第２段ベーン５４ｂ側とに各々対応させて複数設けておけばよい。
【０１１５】
このように実施例６の湿分分離加熱器６１７にあっては、強度部材としてのレール部材６５６ｇ及びレール部材６５６ｈは、セパレータベーン支持枠５５の内側に軸線方向に沿って設けられ、セパレータベーン５４は、蒸気の通過方向に沿って第１段ベーン５４ａ側と第２段ベーン５４ｂの複数設けられ、多孔板６７０は、蒸気の通過方向に沿って隣接する第１段ベーン５４ａ側と第２段ベーン５４ｂの間にこの第１段ベーン５４ａ側と第２段ベーン５４ｂの一端が各々固定されて設けられる。したがって、メンテナンスなどによる装置の停止時に多孔板６７０を取り替える場合、状況に応じて蒸気供給空間Ｓ21又は蒸気排出空間Ｓ22の一方を適宜アクセス可能領域として用いることができるので汎用性も向上することができる。さらに、セパレータベーン５４は、多孔板６７０の両側に固定されこの多孔板６７０とユニット化されることから、その製作精度を向上することができると共にその施工性をさらに向上することができる。また、この多孔板６７０がセパレータベーン５４の軸線方向に対するリブとしても機能することからセパレータベーン５４の強度を向上することができる。また、レール部材６５６ｇ及びレール部材６５６ｈが上支持枠５６ａ及び下支持枠５６ｂからセパレータベーン５４側に突出するように設けられることで上支持枠５６ａ、下支持枠５６ｂとセパレータベーン５４の端面との間隙を塞ぐことから、蒸気がセパレータベーン５４を通らずにこの隙間を通って蒸気排出空間Ｓ22に至ることが抑制されるので、湿分分離性能をさらに向上させることができる。
【０１１６】
なお、上述した本発明の実施例６の湿分分離加熱器６１７は、上述した実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。強度部材としてのレール部材６５６ｇ及びレール部材６５６ｈは、上支持枠５６ａ及び下支持枠５６ｂのセパレータベーン５４側の面（内面）からセパレータベーン５４側に突出するように設けられるものとして説明したが、多孔板６７０をセパレータベーン支持枠５５に支持する強度を有していれば、単に上支持枠５６ａ及び下支持枠５６ｂに多孔板６７０の端面が嵌合する溝を形成するだけでもよい。
【実施例７】
【０１１７】
図１１は、本発明の実施例７に係る湿分分離加熱器の径方向の断面図、図１２は、本発明の実施例７に係る湿分分離加熱器の軸線方向の概略断面図である。実施例７に係る湿分分離加熱器は、実施例１に係る湿分分離加熱器と略同様の構成であるが、整流板がマニホールド支持板に設けられている点で実施例１に係る湿分分離加熱器とは異なる。その他、実施例１と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。
【０１１８】
図１１及び図１２に示すように、実施例７に係る湿分分離器としての湿分分離加熱器７１７は、蒸気を整流する複数の孔７７０ａを有する整流板としての多孔板７７０を備える。そして、本実施例では、この多孔板７７０は、マニホールド支持板としての支持壁４８に取り付けられる。この支持壁４８は、上述したように、板状に形成され胴体４０の内面に軸線方向に沿って所定間隔で並んで固定されていると共にマニホールド４９が貫通されることでこのマニホールド４９を支持する。多孔板７７０は、マニホールド４９を支持するためもともと剛性の高い構造部材であるこの支持壁４８に取り付けられることで、例えば、実施例１乃至実施例６の湿分分離加熱器のようにセパレータベーン支持枠５５にあらためて強度部材を設けなくとも、胴体４０内に確実に取り付けることができる。
【０１１９】
さらに具体的には、本実施例の多孔板７７０は、複数の支持壁４８に対応して蒸気供給空間Ｓ21内に軸線方向に沿って所定間隔で並んで複数設けられる。そして、この多孔板７７０は、各支持壁４８の鉛直方向下側の端面部と胴体４０内の内面とにより支持される。多孔板７７０は、支持壁４８、胴体４０にボルトや溶接により固定すればよい。すなわち、各多孔板７７０は、蒸気供給空間Ｓ21における各支持壁４８の下端下方において連通している空間に断面方向（鉛直方向）に沿って設けられる。これにより、各多孔板７７０は、剛性の高い支持壁４８と胴体４０内の内面とにより強固に支持されることから、蒸気により吹き飛ばされることもなく、振動が発生し疲労破壊することもない。
【０１２０】
この湿分分離加熱器７１７は、上記のように構成されることで、複数の吹出口５０から吹き出された蒸気の流れがこの多孔板７７０の複数の孔７７０ａにより整流され、湿分分離エレメント５３での蒸気の流速分布が均一化される。そして、蒸気の偏流が抑制されることで蒸気のセパレータベーン５４への近寄り流速が相対的に高くなる領域が部分的に形成されことが抑制され、蒸気の流速がセパレータベーン５４において適正な湿分分離性能を発揮しうる限界流速を上回ってしまうことが防止され、これにより、湿分分離エレメント５３における蒸気の滞在時間が十分に確保され、蒸気から湿分を適正に分離することができる。また、蒸気の流速が高くなる領域がなくなることから、下支持枠５６ｂ上の下縦壁部５６ｅと下縦壁部５６ｆとの間の領域に滞在する湿分がこの蒸気の動圧により吹き上げられることも防止される。この結果、湿分分離加熱器７１７における湿分分離性能の低下を抑制することができる。さらに、例えば、経年変化により取替える必要が生じた際にも、作業員が外部からマンホール６１（図４参照）を通ってアクセス可能領域として形成される蒸気供給空間Ｓ21に進入し、容易にこの多孔板７７０を取り替えることが可能である。
【０１２１】
このように実施例７の湿分分離加熱器７１７にあっては、円筒形に形成される胴体４０と、胴体４０の内部に湿分を含む蒸気を胴体４０の軸線方向に導入する蒸気入口４１と、胴体４０の内部に軸線方向に対して平行に設けられ基端が蒸気入口４１に連通すると共に先端が閉鎖されたマニホールド４９と、マニホールド４９の側部に軸線方向に沿って所定間隔で形成され該マニホールド４９から蒸気を吹き出し可能な複数の吹出口５０と、胴体４０の内面に軸線方向に沿って所定間隔で並んで固定されると共にマニホールド４９を支持する板状の複数の支持壁４８と、蒸気が通過することで湿分を分離する湿分分離エレメント５３と、湿分分離エレメント５３により湿分が分離された蒸気を軸線方向と交差する方向に向けて胴体４０の外部に排出する蒸気出口４２と、吹出口５０から吹き出された蒸気を整流する複数の孔７７０ａを有すると共に支持壁４８に取り付けられる多孔板７７０を備える。
【０１２２】
したがって、蒸気入口４１から胴体４０内に導入された湿分を含む蒸気は、マニホールド４９を通って複数の吹出口５０から吹き出され、湿分分離エレメント５３を通過することで湿分が分離される。このとき、複数の吹出口５０から吹き出された蒸気は複数の孔７７０ａを有する多孔板７７０を通過することで整流され、セパレータベーン５４への近寄り流速が相対的に高くなる領域が部分的に形成されことが抑制されるので、湿分分離性能の低下を抑制することができる。そして、マニホールド４９を支持するためもともと剛性の高い構造部材である支持壁４８に多孔板７７０が取り付けられることから、この多孔板７７０を胴体４０内に確実に取り付けることができ、そのうえ、部品点数及び組み付けの際の作業行程数を抑制することができる。この結果、湿分分離性能の低下を抑制しつつ良好な施工性を確保することができる。
【０１２３】
さらに、このように実施例７の湿分分離加熱器７１７にあっては、蒸気を胴体４０内の内面に沿って湿分分離エレメント５３に供給可能であると共にアクセス可能領域として形成される蒸気供給空間Ｓ21を備え、多孔板７７０は、蒸気供給空間Ｓ21内に軸線方向に沿って所定間隔で並んで複数設けられ蒸気供給空間Ｓ21を軸線方向に分割すると共に支持壁４８の端面部と胴体４０内の内面とにより支持される。したがって、剛性の高い支持壁４８と胴体４０内の内面とにより強固に多孔板７７０を支持しこの多孔板７７０により蒸気供給空間Ｓ21を軸線方向に分割することで、蒸気供給空間Ｓ21内で蒸気を整流すると共に、この多孔板７７０が蒸気により吹き飛ばされることを防止することができ、振動が発生し疲労破壊することも抑制することができる。また、メンテナンスなどによる装置の停止時にこの多孔板７７０を取り替える場合でも、アクセス可能領域として形成される蒸気供給空間Ｓ21内にこの多孔板７７０が設けられていることから、この蒸気供給空間Ｓ21から容易にこの多孔板７７０を取り替えることができる。
【実施例８】
【０１２４】
図１３は、本発明の実施例８に係る湿分分離加熱器の径方向の断面図、図１４は、本発明の実施例８に係る湿分分離加熱器の軸線方向の概略断面図である。実施例８に係る湿分分離加熱器は、実施例７に係る湿分分離加熱器と略同様の構成であるが、マニホールド支持板における整流板の取り付け位置が実施例７に係る湿分分離加熱器とは異なる。その他、実施例１と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。
【０１２５】
図１３及び図１４に示すように、実施例８に係る湿分分離器としての湿分分離加熱器８１７は、蒸気を整流する複数の孔８７０ａを有する整流板としての多孔板８７０を備える。そして、本実施例では、この多孔板８７０は、隣接するマニホールド支持板としての支持壁４８の端面部により蒸気供給空間Ｓ21内に支持される。この支持壁４８は、上述したように、板状に形成され胴体４０の内面に軸線方向に沿って所定間隔で並んで固定されていると共にマニホールド４９が貫通されることでこのマニホールド４９を支持する。すなわち、複数の多孔板８７０は、各々隣接する支持壁４８の端面部に軸線方向に沿って掛け渡されるようにして胴体４０内に設けられる。
【０１２６】
これにより、多孔板８７０は、マニホールド４９を支持するためもともと剛性の高い構造部材であるこの支持壁４８に取り付けられることで、例えば、実施例１乃至実施例６の湿分分離加熱器のようにセパレータベーン支持枠５５にあらためて強度部材を設けなくとも、胴体４０内に確実に取り付けることができる。また、多孔板８７０は、隣接する支持壁４８の鉛直方向下側の端面部により支持されることで、剛性の高い支持壁４８により強固に支持されることから、蒸気により吹き飛ばされることもなく、振動が発生し疲労破壊することもない。
【０１２７】
このように実施例８の湿分分離加熱器８１７にあっては、蒸気を胴体４０内の内面に沿って湿分分離エレメント５３に供給可能であると共にアクセス可能領域として形成される蒸気供給空間Ｓ21を備え、多孔板８７０は、隣接する支持壁４８の端面部により蒸気供給空間Ｓ21内に支持され吹出口５０に対向する。したがって、剛性の高い隣接する支持壁４８により強固に多孔板８７０を支持しこの多孔板８７０が吹出口５０に対向することで、吹出口５０から吹き出された蒸気を整流すると共に、この多孔板８７０が蒸気により吹き飛ばされることを防止することができ、振動が発生し疲労破壊することも抑制することができる。また、メンテナンスなどによる装置の停止時にこの多孔板８７０を取り替える場合でも、アクセス可能領域として形成される蒸気供給空間Ｓ21内にこの多孔板８７０が設けられていることから、この蒸気供給空間Ｓ21から容易にこの多孔板８７０を取り替えることができ、さらに、例えば、実施例７の多孔板７７０のように、蒸気供給空間Ｓ21における各支持壁４８の下端下方において連通している空間を閉塞することもないので、他のメンテナンス作業の邪魔になることもない。
【実施例９】
【０１２８】
図１５は、本発明の実施例９に係る湿分分離加熱器のマニホールドの径方向断面図である。実施例９に係る湿分分離加熱器は、実施例１に係る湿分分離加熱器と略同様の構成であるが、整流板がマニホールドに設けられている点で実施例１に係る湿分分離加熱器とは異なる。その他、実施例１と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。
【０１２９】
図１５に示すように、実施例９に係る湿分分離器としての湿分分離加熱器９１７は、蒸気を整流する複数の孔９７０ａを有する整流板としての多孔板９７０を備える。そして、本実施例では、多孔板９７０は、各マニホールド４９に取り付けられる。すなわち、この多孔板９７０は、複数の吹出口５０の外側を覆うようにしてマニホールド４９の外周面に取り付けられる。多孔板９７０は、マニホールド４９にボルトや溶接により固定すればよい。
【０１３０】
この湿分分離加熱器９１７は、上記のように構成されることで、複数の吹出口５０から吹き出された蒸気の流れが、吹出口５０から吹き出された直後にこの多孔板９７０の複数の孔９７０ａにより整流され、この孔９７０ａから放射状に噴射されるようになることから軸線方向に沿った蒸気の流れ、すなわち、軸流が低減され、湿分分離エレメント５３での蒸気の流速分布が均一化される。そして、蒸気の偏流が抑制されることで蒸気のセパレータベーン５４への近寄り流速が相対的に高くなる領域が部分的に形成されことが抑制され、蒸気の流速がセパレータベーン５４において適正な湿分分離性能を発揮しうる限界流速を上回ってしまうことが防止され、これにより、湿分分離エレメント５３における蒸気の滞在時間が十分に確保され、蒸気から湿分を適正に分離することができる。また、蒸気の流速が高くなる領域がなくなることから、下支持枠５６ｂ上の下縦壁部５６ｅと下縦壁部５６ｆとの間の領域に滞在する湿分がこの蒸気の動圧により吹き上げられることも防止される。この結果、湿分分離加熱器９１７における湿分分離性能の低下を抑制することができる。さらに、例えば、経年変化により取替える必要が生じた際にも、作業員が外部からマンホール６１（図４参照）を通ってアクセス可能領域として形成される蒸気供給空間Ｓ21に進入し、容易にこの多孔板９７０を取り替えることが可能である。
【０１３１】
また、多孔板９７０は、マニホールド４９に直接取り付けられることで、例えば、実施例１乃至実施例６の湿分分離加熱器のようにセパレータベーン支持枠５５にあらためて強度部材を設けなくとも、胴体４０内に確実に取り付けることができる。さらに、多孔板９７０は、複数の吹出口５０を覆う大きさであればよいことから、より小型化することができ、このため、多孔板９７０の取り付けをより簡単に精度よく行うことができると共に取り替えの際には胴体４０内に容易に出し入れすることができる。
【０１３２】
このように実施例９の湿分分離加熱器９１７にあっては、円筒形に形成される胴体４０と、胴体４０の内部に湿分を含む蒸気を胴体４０の軸線方向に導入する蒸気入口４１と、胴体４０の内部に軸線方向に対して平行に設けられ基端が蒸気入口４１に連通すると共に先端が閉鎖されたマニホールド４９と、マニホールド４９の側部に軸線方向に沿って所定間隔で形成され該マニホールド４９から蒸気を吹き出し可能な複数の吹出口５０と、蒸気が通過することで湿分を分離する湿分分離エレメント５３と、湿分分離エレメント５３により湿分が分離された蒸気を軸線方向と交差する方向に向けて胴体４０の外部に排出する蒸気出口４２と、吹出口５０から吹き出された蒸気を整流する複数の孔９７０ａを有すると共にマニホールド４９においてこの吹出口５０の外側に取り付けられる多孔板９７０を備える。
【０１３３】
したがって、蒸気入口４１から胴体４０内に導入された湿分を含む蒸気は、マニホールド４９を通って複数の吹出口５０から吹き出され、湿分分離エレメント５３を通過することで湿分が分離される。このとき、複数の吹出口５０から吹き出された蒸気は、吹出口５０から吹き出された直後に複数の孔９７０ａを有する多孔板９７０を通過することで整流され、セパレータベーン５４への近寄り流速が相対的に高くなる領域が部分的に形成されことが抑制されるので、湿分分離性能の低下を抑制することができる。そして、マニホールド４９に直接多孔板９７０が取り付けられることで、この多孔板９７０を胴体４０内に確実に取り付けることができ、そのうえ、部品点数及び組み付けの際の作業行程数を抑制することができる。さらに、多孔板９７０は、複数の吹出口５０を覆う大きさであればよいことから、より小型化することができる。この結果、湿分分離性能の低下を抑制しつつ良好な施工性を確保することができる。
【実施例１０】
【０１３４】
図１６は、本発明の実施例１０に係る湿分分離加熱器の径方向の部分断面図である。実施例１０に係る湿分分離加熱器は、実施例１に係る湿分分離加熱器と略同様の構成であるが、整流板及び強度部材に代えてセパレータベーン支持枠内に仕切部を備える点で実施例１に係る湿分分離加熱器とは異なる。その他、実施例１と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。
【０１３５】
図１６に示すように、実施例１０に係る湿分分離器としての湿分分離加熱器１０１７は、実施例１の多孔板７０に代えてセパレータベーン支持枠５５内に仕切部としての突出部１０７１を備える。突出部１０７１は、セパレータベーン支持枠５５の内面からこのセパレータベーン５４との間隙に突出する。
【０１３６】
さらに具体的には、突出部１０７１は、上支持枠５６ａのセパレータベーン５４側の面（内面）からセパレータベーン５４側に突出するように設けられる。突出部１０７１は、セパレータベーン支持枠５５の内面とセパレータベーン５４の鉛直方向上側の端面との間隙を仕切るように設けられる。突出部１０７１は、上支持枠５６ａと一体でもよいし別体でもよい。上支持枠５６ａと別体に形成する場合、突出部１０７１は、溶接により上支持枠５６ａに固定すればよい。また、突出部１０７１は、セパレータベーン５４に沿うように軸線方向に延設されている。
【０１３７】
上記のように構成されるこの湿分分離加熱器１０１７では、突出部１０７１が上支持枠５６ａからセパレータベーン５４側に突出するように設けられることで、例えば、セパレータベーン５４が自重により鉛直方向下方にたわんだとしても、この突出部１０７１が上支持枠５６ａとセパレータベーン５４の端面との間隙を塞ぐことから、蒸気がセパレータベーン５４を通らずにこの隙間を通って蒸気排出空間Ｓ22に至ることが抑制される。よって、セパレータベーン５４やセパレータベーン支持枠５５の製作時に高い寸法精度を要しないので、施工性も向上する。また、例えば、経年変化により取替える必要が生じた際にも、作業員が外部からマンホール６１（図４参照）を通ってアクセス可能領域として形成される蒸気供給空間Ｓ21又は蒸気排出空間Ｓ22に進入し、容易に取り替えることが可能であると共に状況に応じて蒸気供給空間Ｓ21又は蒸気排出空間Ｓ22の一方を適宜アクセス可能領域として用いることができるので汎用性も向上することができる。
【０１３８】
このように実施例１０の湿分分離加熱器１０１７にあっては、円筒形に形成される胴体４０と、胴体４０の内部に湿分を含む蒸気を胴体４０の軸線方向に導入する蒸気入口４１と、蒸気が通過することで湿分を分離する複数のセパレータベーン５４がセパレータベーン支持枠５５により軸線方向に並べて支持される湿分分離エレメント５３と、湿分分離エレメント５３により湿分が分離された蒸気を軸線方向と交差する方向に向けて胴体４０の外部に排出する蒸気出口４２と、セパレータベーン支持枠５５の内面とセパレータベーン５４の端面との間隙を仕切る突出部１０７１を備える。
【０１３９】
したがって、蒸気入口４１から胴体４０内に導入された湿分を含む蒸気は、湿分分離エレメント５３を通過することで湿分が分離される。このとき、セパレータベーン支持枠５５の内面とセパレータベーン５４の端面との間隙を仕切るように突出部１０７１を設けたことで、この突出部１０７１が上支持枠５６ａとセパレータベーン５４の端面との間隙を塞ぐことから、蒸気がセパレータベーン５４を通らずにこの隙間を通って蒸気排出空間Ｓ22に至ることが抑制されるので、湿分分離性能を向上させることができる。さらにこのため、セパレータベーン５４やセパレータベーン支持枠５５の製作時に高い寸法精度を要しないので、施工性を向上することもできる。この結果、湿分分離性能の低下を抑制しつつ良好な施工性を確保することができる。
【実施例１１】
【０１４０】
図１７は、本発明の実施例１１に係る湿分分離加熱器の径方向の部分断面図である。実施例１１に係る湿分分離加熱器は、実施例４に係る湿分分離加熱器と略同様の構成であるが、整流板に代えて蒸気規制プレートを備える点で実施例４に係る湿分分離加熱器とは異なる。その他、実施例４と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。
【０１４１】
図１７に示すように、実施例１１に係る湿分分離器としての湿分分離加熱器１１１７は、蒸気の流動を規制する板状（孔を有さない）の蒸気規制プレート１１７２を備える。そして、この蒸気規制プレート１１７２は、セパレータベーン支持枠５５に設けられる強度部材としての下縦壁部５６ｅに片持ちで固定される。すなわち、本発明の強度部材は、セパレータベーン支持枠５５の蒸気供給空間Ｓ21側の端面における鉛直方向下端部に下縦壁部５６ｅとして設けられる。下縦壁部５６ｅは、上述したように、セパレータベーン支持枠５５の蒸気供給空間Ｓ21側端面にこのセパレータベーン支持枠５５の下支持枠５６ｂと一体に形成される。さらに、下縦壁部５６ｅは、セパレータベーン５４に沿うように軸線方向に延設されており、高い剛性を有している。
【０１４２】
そして蒸気規制プレート１１７２は、基端がこの下縦壁部５６ｅにボルトや溶接により固定され、先端がセパレータベーン支持枠５５の内側に延びるように片持ちで設けられる。すなわち、蒸気規制プレート１１７２は、セパレータベーン支持枠５５の内側に向けて傾きを有して蒸気供給空間Ｓ21側に設けられる。そして、この蒸気規制プレート１１７２は、軸線方向に沿って、すなわち、下縦壁部５６ｅに沿って延設される。つまり、下縦壁部５６ｅは、湿分分離エレメント５３のセパレータベーン支持枠５５と蒸気規制プレート１１７２とを連結しユニット化し、湿分分離エレメント５３と蒸気規制プレート１１７２とがモジュール構造をなす。
【０１４３】
上記のように構成されるこの湿分分離加熱器１１１７では、上述したように、各マニホールド４９の複数の吹出口５０は、鉛直方向下方に向けて蒸気を吹き出し、蒸気供給空間Ｓ21内を胴体４０の内面に沿って流動してくることから、湿分分離エレメント５３の鉛直方向下部側の蒸気の流速が相対的に高くなりやすいが、蒸気が下支持枠５６ｂ上の下縦壁部５６ｅと下縦壁部５６ｆとの間の領域に滞在する湿分の液面に向かうことがこの蒸気規制プレート１１７２により防止されることから、蒸気の動圧により湿分が吹き上げられることが抑制される。
【０１４４】
さらに、この蒸気規制プレート１１７２は、下縦壁部５６ｅにより湿分分離エレメント５３のセパレータベーン支持枠５５とユニット化されることから、湿分分離エレメント５３と共に胴体４０内に設置することができ、その施工性が向上されると共に剛性の高い下縦壁部５６ｅに確実に取り付けられることから蒸気により吹き飛ばされることもなく、振動が発生し疲労破壊することもない。さらに、例えば、経年変化により取替える必要が生じた際にも、アクセス可能領域として形成される蒸気供給空間Ｓ21に面して蒸気規制プレート１１７２が設けられていることから、装置の停止時に、作業員が外部からマンホール６１（図４参照）を通って蒸気供給空間Ｓ21に進入し、この蒸気供給空間Ｓ21側から容易にこの蒸気規制プレート１１７２を取り替えることが可能である。このとき、蒸気規制プレート１１７２は、上述のように、下縦壁部５６ｅに片持ちで固定され、下支持枠５６ｂ上の下縦壁部５６ｅと下縦壁部５６ｆとの間の領域に滞在する湿分の液面に向かう蒸気を規制できる大きさであればよいことから、例えば、実施例１の多孔板７０と比較して、より小型化することができ、このため、蒸気規制プレート１１７２の取り付けをより簡単に精度よく行うことができると共に取り替えの際には胴体４０内に容易に出し入れすることができる。
【０１４５】
このように実施例１０の湿分分離加熱器１１１７にあっては、円筒形に形成されると共に軸線方向が水平方向に設定される胴体４０と、胴体４０の内部に湿分を含む蒸気を胴体４０の軸線方向に導入する蒸気入口４１と、蒸気が通過することで湿分を分離する複数のセパレータベーン５４がセパレータベーン支持枠５５により軸線方向に並べて支持される湿分分離エレメント５３と、湿分分離エレメント５３により湿分が分離された蒸気を軸線方向と交差する方向に向けて胴体４０の外部に排出する蒸気出口４２と、セパレータベーン支持枠５５の端面における鉛直方向下端部に設けられる強度部材としての下縦壁部５６ｅに取り付けられることで湿分分離エレメント５３とユニット化されると共にセパレータベーン支持枠５５の下端部の下縦壁部５６ｅから内側に向けて所定の傾きを有する蒸気規制プレート１１７２を備える。
【０１４６】
したがって、蒸気入口４１から胴体４０内に導入された湿分を含む蒸気は、湿分分離エレメント５３を通過することで湿分が分離される。このとき、蒸気のセパレータベーン５４への近寄り流速が相対的に高くなりやすい湿分分離エレメント５３の鉛直方向下部に内側に向けて傾きを有して蒸気規制プレート１１７２が設けられることで、蒸気が下支持枠５６ｂ上の下縦壁部５６ｅと下縦壁部５６ｆとの間の領域に滞在する湿分の液面に向かうことを防止することができ、蒸気の動圧により湿分が吹き上げられることを抑制することができ、よって、湿分分離加熱器１１１７における湿分分離性能の低下を抑制することができる。さらに、この蒸気規制プレート１１７２は、下縦壁部５６ｅにより湿分分離エレメント５３のセパレータベーン支持枠５５とユニット化されることから、その施工性が向上されると共に湿分分離エレメント５３に確実に取り付けることができる。この結果、湿分分離性能の低下を抑制しつつ良好な施工性を確保することができる。
【０１４７】
なお、上述した本発明の実施例１１の湿分分離加熱器１１１７は、上述した実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。蒸気規制プレート１１７２は、実施例２で説明した多孔板２７０ように、軸線方向に対して複数に分割しても設けてもよい。この場合、湿分分離加熱器１１１７をさらに小型化することができ、その施工性をさらに向上させることができる。
【実施例１２】
【０１４８】
図１８は、本発明の実施例１２に係る湿分分離加熱器の径方向の部分断面図である。実施例１２に係る湿分分離加熱器は、実施例１に係る湿分分離加熱器と略同様の構成であるが、整流板及び強度部材に代えてセパレータベーンに空間部を設けている点で実施例１に係る湿分分離加熱器とは異なる。その他、実施例１と共通する構成、作用、効果については、重複した説明はできるだけ省略するとともに、同一の符号を付す。
【０１４９】
図１８に示すように、実施例１２に係る湿分分離器としての湿分分離加熱器１２１７は、実施例１の多孔板７０に代えて、複数のセパレータベーン５４にそれぞれ空間部としての切り欠き１２７３を設けている。切り欠き１２７３は、各セパレータベーン５４の鉛直方向下端部に設けられており、その上端が下縦壁部５６ｅ、下縦壁部５６ｆの上端とほぼ等しい高さまで延設されている。そして、本実施例の湿分分離加熱器１２１７では、下支持枠５６ｂ上の下縦壁部５６ｅと下縦壁部５６ｆとの間の領域は、この各セパレータベーン５４に形成される切り欠き１２７３により軸線方向に連通される。
【０１５０】
上記のように構成されるこの湿分分離加熱器１２１７では、各セパレータベーン５４の鉛直方向下端部に切り欠き１２７３を設けることで、下支持枠５６ｂ上の下縦壁部５６ｅと下縦壁部５６ｆとの間の領域が連通されるため、この領域に一時的に滞在する湿分の液面が部分的に高くなることが抑制される。すなわち、上述したように各吹出口５０から吹き出される蒸気は、マニホールド４９の先端側（閉端側）でその流速が高くなりやすく、よって、蒸気の動圧も大きくなりやすい。このため、下支持枠５６ｂ上の下縦壁部５６ｅと下縦壁部５６ｆとの間の領域に滞在する湿分の液面は、マニホールド４９の先端側で高くなりやすく吹き上げられやすい。しかしながら、本実施例の湿分分離加熱器１２１７では、切り欠き１２７３により下支持枠５６ｂ上の下縦壁部５６ｅと下縦壁部５６ｆとの間の領域が連通されることから、この領域に滞在している湿分がこの切り欠き１２７３を介して軸線方向に対して分散され均一化されるので、湿分の液面が局所的に高くなることが防止される。
【０１５１】
このように実施例１２の湿分分離加熱器１２１７にあっては、円筒形に形成されると共に軸線方向が水平方向に設定される胴体４０と、胴体４０の内部に湿分を含む蒸気を胴体４０の軸線方向に導入する蒸気入口４１と、蒸気が通過することで湿分を分離する複数のセパレータベーン５４がセパレータベーン支持枠５５により軸線方向に並べて支持される湿分分離エレメント５３と、湿分分離エレメント５３により湿分が分離された蒸気を軸線方向と交差する方向に向けて胴体４０の外部に排出する蒸気出口４２と、複数のセパレータベーン５４の鉛直方向下端部に設けられる切り欠き１２７３を備える。
【０１５２】
したがって、蒸気入口４１から胴体４０内に導入された湿分を含む蒸気は、湿分分離エレメント５３を通過することで湿分が分離される。このとき、各セパレータベーン５４の鉛直方向下端部に切り欠き１２７３を設けることで、下支持枠５６ｂ上の下縦壁部５６ｅと下縦壁部５６ｆとの間の領域が連通されるため、この領域に一時的に滞在する湿分が軸線方向に対して分散・均一化され、その液面が部分的に高くなることが抑制されるので、蒸気の動圧により湿分が吹き上げられることを抑制することができる。よって、湿分分離加熱器１２１７における湿分分離性能の低下を抑制することができる。さらに、このセパレータベーン５４に切り欠き１２７３を設けるだけで、新規の部材を設ける必要が無いので施工性も向上することができ、また、セパレータベーン５４に切り欠き１２７３を設けておけば、現場での作業はセパレータベーン５４の設置だけで済むことから、部品点数及び組み付けの際の作業行程数を抑制することができる。この結果、湿分分離性能の低下を抑制しつつ良好な施工性を確保することができる。
【０１５３】
なお、上述した本発明の実施例に係る湿分分離器は、上述した実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。以上の説明では、蒸気を整流する複数の孔を有する整流板は多孔板であるものとして説明したが、格子状に孔が形成されたメッシュ状の部材でもよい。また、整流板は多孔板を重ねて多段にして用いてもよい。また、複数の孔の開口率を胴体内における多孔板の設置位置に応じて異なるようにしてもよい。すなわち、蒸気の偏流に応じて複数の孔の開口率を部分的に変えてもよい。また、空間部は、セパレータベーン５４の鉛直方向下端を短くすることで形成してもよい。また、本発明の実施例に係る湿分分離器は、以上で説明した実施例を複数組み合わせることで構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５４】
本発明に係る湿分分離器は、湿分分離性能の低下を抑制しつつ良好な施工性を確保するものであり、各種プラントの湿分分離器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】本発明の実施例１に係る湿分分離加熱器の径方向の部分断面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る湿分分離加熱器の軸線方向の概略断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る湿分分離加熱器の径方向の概略断面図である。
【図４】本発明の実施例１に係る湿分分離加熱器の内部構造を示す切欠斜視図である。
【図５】本発明の実施例１に係る湿分分離加熱器が適用された発電プラントの概略構成図である。
【図６】本発明の実施例２に係る湿分分離加熱器の軸線方向の概略断面図である。
【図７】本発明の実施例３に係る湿分分離加熱器の径方向の部分断面図である。
【図８】本発明の実施例４に係る湿分分離加熱器の径方向の部分断面図である。
【図９】本発明の実施例５に係る湿分分離加熱器の径方向の部分断面図である。
【図１０】本発明の実施例６に係る湿分分離加熱器の径方向の部分断面図である。
【図１１】本発明の実施例７に係る湿分分離加熱器の径方向の概略断面図である。
【図１２】本発明の実施例７に係る湿分分離加熱器の軸線方向の概略断面図である。
【図１３】本発明の実施例８に係る湿分分離加熱器の径方向の概略断面図である。
【図１４】本発明の実施例８に係る湿分分離加熱器の軸線方向の概略断面図である。
【図１５】本発明の実施例９に係る湿分分離加熱器のマニホールドの径方向断面図である。
【図１６】本発明の実施例１０に係る湿分分離加熱器の径方向の部分断面図である。
【図１７】本発明の実施例１１に係る湿分分離加熱器の径方向の部分断面図である。
【図１８】本発明の実施例１２に係る湿分分離加熱器の径方向の部分断面図である。
【図１９】従来の湿分分離器を表す概略図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１７、２１７、３１７、４１７、５１７、６１７、７１７、８１７、９１７、１０１７、１１１７、１２１７    湿分分離加熱器（湿分分離器）
４０    胴体
４１    蒸気入口
４２    蒸気出口
４３    ドレン出口
４６    加熱管
４８    支持壁（マニホールド支持板）
４９    マニホールド
５０    吹出口
５２    ドレン通路
５３、５３ａ、５３ｂ    湿分分離エレメント
５４    セパレータベーン
５５    セパレータベーン支持枠
５６ａ    上支持枠（第１支持枠）
５６ｂ    下支持枠（第２支持枠）
５６ｃ、５６ｄ    上縦壁部（強度部材）
５６ｅ、５６ｆ    下縦壁部（強度部材）
５９    ドレン開口（ドレン流通路）
６０    流入室
６１    マンホール
７０ａ、２７０ａ、３７０ａ、４７０ａ、５７０ａ、６７０ａ、７７０ａ、８７０ａ、９７０ａ    孔
７０、２７０、３７０、４７０、５７０、６７０、７７０、８７０、９７０    多孔板（整流板）
６５６ｇ、６５６ｈ    レール部材（強度部材）
１０７１    突出部（仕切部）
１１７２    蒸気規制プレート
１２１７    湿分分離加熱器
１２７３    切り欠き（空間部）
Ｓ1    蒸気流動空間
Ｓ21    蒸気供給空間
Ｓ22    蒸気排出空間
【図１】
2008128573.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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2008128573.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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