(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及びマニホールドの整流機構を提供する。【解決手段】円筒形に形成される胴体と、胴体の内部に湿分を含む蒸気を胴体の軸線方向に導入する蒸気入口と、胴体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と、湿分分離エレメント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を有すると共にマニホールド４９内に設けられる整流手段７０を備える。【選択図】図１
2008128079.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、
前記マニホールド内に設けられると共に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手段を備えることを特徴とする、
湿分分離器。
【請求項２】
前記胴体内に設けられ前記蒸気入口と前記マニホールドとを連通す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流入室を備え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】
前記整流手段は、前記吹出口に対して所定の間隔をあけて設けられることを特徴とする、
請求項１又は請求項２に記載の湿分分離器。
【請求項４】
前記整流手段は、前記吹出口を覆って前記マニホールドの内面に沿って部分的に形成されることを特徴とする、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の湿分分離器。
【請求項５】
前記整流手段は、前記マニホールドの内面に沿って筒状に形成されることを特徴とする、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の湿分分離器。
【請求項６】
前記整流手段は、前記マニホールドの通路断面方向に沿って設けられ該マニホールドを前記軸線方向に対して仕切ると共に前記複数の孔が形成された仕切部を有することを特徴とする、
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の湿分分離器。
【請求項７】
前記整流手段は、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】
前記整流手段は、前記複数の孔の開口率が前記軸線方向で異なることを特徴とする、
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の湿分分離器。
【請求項９】
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８のいずれか１項に記載の湿分分離器。
【請求項１０】
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９のいずれか１項に記載の湿分分離器。
【請求項１１】
少なくとも一端が流体を導入可能に開口された筒状に形成されると共に側部に流体を吹き出し可能な複数の吹出口を有するマニホールド内に設けられ、前記一端から導入された流体を整流する複数の孔を有する整流手段を備えることを特徴とする、
マニホールドの整流機構。
【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及びそのマニホールドの整流機構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及びマニホールドの整流機構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１２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１２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及びマニホールドの整流機構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、前記マニホールド内に設けられると共に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手段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、前記胴体内に設けられ前記蒸気入口と前記マニホールドとを連通す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流入室を備え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、前記整流手段は、前記吹出口に対して所定の間隔をあけて設けら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、前記整流手段は、前記吹出口を覆って前記マニホールドの内面に沿って部分的に形成さ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、前記整流手段は、前記マニホールドの内面に沿って筒状に形成され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、前記マニホールドの通路断面方向に沿って設けられ該マニホールドを前記軸線方向に対して仕切ると共に前記複数の孔が形成された仕切部を有す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、前記整流手段は、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】
請求項８の発明の湿分分離器では、前記整流手段は、前記複数の孔の開口率が前記軸線方向で異な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。
【００２２】
請求項１０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。
【００２３】
上記の目的を達成するための請求項１１の発明のマニホールドの整流機構は、少なくとも一端が流体を導入可能に開口された筒状に形成されると共に側部に流体を吹き出し可能な複数の吹出口を有するマニホールド内に設けられ、前記一端から導入された流体を整流する複数の孔を有する整流手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
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、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、その後、蒸気出口から外部に排出される。このとき、マニホールド内に蒸気を整流する複数の孔を有する整流手段を設けたことから、蒸気はマニホールドの複数の吹出口から吹き出される前に、整流手段の複数の孔を通ることで整流され、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、この整流手段を基端が開口されたマニホールド内に設けることから、マニホールドの基端側から先端側に向けて押し込むように挿入することでこの整流手段をマニホールド内に容易に施工することができる。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。
【００２５】
請求項２の発明の湿分分離器によれば、マニホールドの開口が外部からアクセス可能な領域として設けられる流入室に面して形成されることから、メンテナンスなどによる装置の停止時にこの整流手段を取り替える場合でも、この流入室側から容易に整流手段を取り替えることができる。
【００２６】
請求項３の発明の湿分分離器によれば、整流手段をマニホールドに形成される複数の吹出口に対して所定の間隔をあけて設けることで、整流手段が吹出口を閉塞することがなく、吹出口による蒸気の吹き出し面積を大きく確保することができるので、蒸気の圧力損失の増加を抑制することができる。
【００２７】
請求項４の発明の湿分分離器によれば、マニホールドの内面に吹出口を覆うように部分的に整流手段を設けることから、この整流手段を小型化することができ、整流手段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。
【００２８】
請求項５の発明の湿分分離器によれば、整流手段を円筒状に形成することから、整流手段の強度を適正に確保することができる。
【００２９】
請求項６の発明の湿分分離器によれば、整流手段が前記マニホールドの通路断面方向に沿って設けられ該マニホールドを前記軸線方向に対して仕切ると共に前記複数の孔が形成された仕切部を有することから、整流手段は、この仕切部によりマニホールド内を流動する蒸気を整流することができる。さらに、整流手段はこの仕切部により径方向に対する強度が確保され、径方向に対して変形することが防止される。この結果、整流手段の施工中にこの整流手段が変形することが防止されることから、施工性を向上させることができる。
【００３０】
請求項７の発明の湿分分離器によれば、整流手段を軸線方向に対して複数に分割して設けたことから、１つの整流手段を小型化することができるので、整流手段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。
【００３１】
請求項８の発明の湿分分離器によれば、整流手段における孔の開口率を軸線方向において異ならせることで、蒸気の流速が高くなる領域の分布に応じて整流することが可能となり、蒸気の偏流をより効果的に抑制することができると共に孔における蒸気の圧力損失が増加する領域を最小限に抑えることができることから、圧力損失の増加も抑制することができる。
【００３２】
請求項９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。
【００３３】
請求項１０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。
【００３４】
請求項１１の発明のマニホールドの整流機構によれば、マニホールド内に流体を整流する複数の孔を有する整流手段を設けたことから、流体はマニホールドの複数の吹出口から吹き出される前に、複数の孔を通ることで整流されるので、流速が相対的に高くなる領域が部分的に形成されことを抑制することができる。さらに、この整流手段を少なくとも一端が開口されたマニホールド内に設けることから、マニホールドの一端から他端に向けて押し込むように挿入することでこの整流手段をマニホールド内に容易に施工することができる。この結果、流体の偏流を抑制しつつ良好な施工性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に、本発明に係る湿分分離器及びマニホールドの整流機構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】
【００３６】
図１は、本発明の実施例１に係る湿分分離加熱器のマニホールド及び整流機構の切欠斜視図、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の径方向の部分断面図、図６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、本実施例では、本発明のマニホールドの整流機構を湿分分離器に適用して説明する。
【００３７】
図６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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
湿分分離加熱器１７は、さらに具体的には、図２乃至図５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。なお、本実施例では、後述する一対のマニホールド４９の軸線方向及び径方向は、この胴体４０の軸線方向及び径方向と一致する。
【００４１】
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６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。
【００４２】
この胴体４０は、図２乃至図５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。
【００４３】
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、蒸気入口４１を介して外部から胴体４０内に導入される蒸気は、通路断面が大きいこの流入室６０に流入する。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。
【００４４】
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、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。
【００４５】
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、上支持枠５６ａ及び下支持枠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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
そして、この湿分分離エレメント５３は、図５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。
【００５４】
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。
【００５５】
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６を用いて詳細に説明する。
【００５６】
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６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。
【００５７】
この湿分分離加熱器１７では、図２乃至図５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。
【００５８】
一方、高圧タービン１４からの低温再熱蒸気は、蒸気入口４１から流入室６０に流入し、その後、一対のマニホールド４９内に分岐して供給され、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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
そこで、本実施例の湿分分離加熱器１７では、図１及び図３に示すように、各マニホールド４９内に整流手段としての整流機構７０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。
【００６２】
整流手段としての整流機構７０は、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。さらに具体的には、本実施例の整流機構７０は、複数の孔７０ａを有する円筒状の多孔板により形成される。つまり、整流機構７０は、マニホールド４９の内面に沿って円筒状に形成され、マニホールド４９と同軸となるように配置される。
【００６３】
また、この整流機構７０は、マニホールド４９の内面に対してシムプレートにより若干の間隔をあけて位置決めされ、溶接付けされる。すなわち、この整流機構７０をマニホールド４９に形成される複数の吹出口５０に接するように設けるのではなく、この複数の吹出口５０に対して所定の間隔をあけて設けることで、整流機構７０が吹出口５０を閉塞させることがなく、吹出口５０による蒸気の吹き出し面積を大きく確保することができる。
【００６４】
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、蒸気入口４１から流入室６０に流入し、その後、一対のマニホールド４９内に分岐して供給された蒸気が、マニホールド４９の複数の吹出口５０から吹き出される前に、この整流機構７０の複数の孔７０ａを通ることで整流される。その後、蒸気は複数の吹出口５０から蒸気供給空間Ｓ21に向けて吹き出され、蒸気供給空間Ｓ21内を流動する。
【００６５】
このとき、蒸気供給空間Ｓ21内を流動する蒸気は、吹出口５０から吹き出される直前に整流機構７０により整流され、複数の孔７０ａ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。
【００６６】
さらに、上述したように、内側に整流機構７０が設けられるマニホールド４９は、先端が閉鎖される一方、基端が開口していることから、この整流機構７０は、マニホールド４９の基端側から先端側に向けて押し込むように挿入することで、マニホールド４９内に容易に施工可能である。さらに、例えば、経年変化によりこの整流機構７０を取り替える必要が生じた際にも、このマニホールド４９の基端がアクセス可能領域として形成される流入室６０に開口していることから、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）を通って流入室６０に進入し、この流入室６０側から容易にこの整流機構７０を取り替えることが可能である。
【００６７】
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、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このマニホールド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、マニホールド４９内に設けられると共に蒸気入口４１から導入された蒸気を整流する複数の孔７０ａを有する整流機構７０を備える。
【００６８】
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、その後、蒸気出口４２から外部に排出される。このとき、蒸気はマニホールド４９の複数の吹出口５０から吹き出される前に、整流機構７０の複数の孔７０ａを通ることで整流され、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、この整流機構７０を基端が流体として蒸気を導入可能に開口された筒状に形成されるマニホールド４９内に設けることから、マニホールド４９の基端側から先端側に向けて押し込むように挿入することで、この整流機構７０をマニホールド４９内に容易に施工することができる。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。
【００６９】
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内に設けられ蒸気入口４１とマニホールド４９とを連通すると共にアクセス可能領域として形成される流入室６０を備える。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整流機構７０を取り替える場合でも、マニホールド４９の開口がアクセス可能領域として設けられる流入室６０に面して形成されることから、この流入室６０側から容易に整流機構７０を取り替えることができる。
【００７０】
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、整流機構７０は、吹出口５０に対して所定の間隔をあけて設けられる。したがって、この整流機構７０をマニホールド４９に形成される複数の吹出口５０に対して所定の間隔をあけて設けることで、整流機構７０が吹出口５０を閉塞することがなく、吹出口５０による蒸気の吹き出し面積を大きく確保することができるので、蒸気の圧力損失の増加を抑制することができる。この結果、低圧タービン１５のタービン効率の低下を抑制することができる。
【００７１】
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、整流機構７０は、マニホールド４９の内面に沿って円筒状に形成される。したがって、整流機構７０を円筒状に形成することから、整流機構７０の強度も適正に確保することができる。
【００７２】
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。
【００７３】
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】
【００７４】
図７は、本発明の実施例２に係る湿分分離加熱器の整流機構の概略斜視図である。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、整流手段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。
【００７５】
図７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を有する整流手段としての整流機構２７０を備える。整流機構２７０は、複数の孔２７０ａを有する多孔板によりマニホールド４９の内面に沿って円筒状に形成され、マニホールド４９と同軸となるように配置される。そして、本実施例の整流機構２７０は、軸線方向に対して複数、ここでは３つに分割されている。すなわち、この整流機構２７０は、軸線方向に並んだ３つの分割整流機構２７０ｂにより形成されている。
【００７６】
これにより、１つの分割整流機構２７０ｂを小型化することができるため施工性がさらに向上する。そして、上述したように、内側に整流機構２７０が設けられるマニホールド４９は、先端が閉鎖される一方、基端が開口していることから、この整流機構２７０は、各分割整流機構２７０ｂを１つずつマニホールド４９の基端側から先端側に向けて押し込むように挿入し、隣接する分割整流機構２７０ｂの端面同士を溶接して連結することで、マニホールド４９内に容易に施工可能である。また、メンテナンスなどによる装置の停止時にこの整流機構２７０を取り替える場合でも、整流機構２７０が複数の分割整流機構２７０ｂに分割され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内の流入室６０に容易に出し入れすることができる。
【００７７】
このように実施例２の湿分分離加熱器２１７にあっては、整流機構２７０は軸線方向に対して複数に分割される。したがって、整流機構２７０が軸線方向に並んだ複数の分割整流機構２７０ｂにより形成されることから、１つの分割整流機構２７０ｂを小型化することができ、整流機構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】
【００７８】
図８は、本発明の実施例３に係る湿分分離加熱器の整流機構の概略斜視図である。実施例３に係る湿分分離加熱器は、実施例２に係る湿分分離加熱器と略同様の構成であるが、整流手段に形成される複数の孔の大きさが実施例２に係る湿分分離加熱器とは異なる。その他、実施例２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。
【００７９】
図８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を有する整流手段としての整流機構３７０を備える。整流機構３７０は、複数の孔３７０ａを有する多孔板によりマニホールド４９の内面に沿って円筒状に形成され、マニホールド４９と同軸となるように配置される。そして、整流機構３７０は、軸線方向に対して複数、ここでは３つに分割され、軸線方向に並んだ３つの分割整流機構３７０ｂ1、３７０ｂ2、３７０ｂ3により形成されている。
【００８０】
そして、本実施例の整流機構３７０は、複数の孔３７０ａの開口率が分割された部分毎に異なる。すなわち、整流機構３７０は、分割整流機構３７０ｂ1における孔３７０ａ1の開口率、分割整流機構３７０ｂ2における孔３７０ａ2の開口率及び分割整流機構３７０ｂ3における孔３７０ａ3の開口率がそれぞれ異なる開口率に設定されている。ここで複数の孔３７０ａの開口率とは、整流機構３７０において蒸気が通過することのできる面積の比率であり、この数字が大きくなれば、蒸気が整流機構３７０を通過しやすくなる一方、この数字が小さくなれば、孔３７０ａでの圧力損失が増加し、蒸気が整流機構３７０を通過しにくくなる。本実施例では、孔３７０ａ1の径を孔３７０ａ2の径よりも大きくし、孔３７０ａ3の径を孔３７０ａ2の径よりも小さくすることで、孔３７０ａ1、孔３７０ａ2及び孔３７０ａ3の開口率を異ならせている。
【００８１】
さらに具体的には、本実施例では、マニホールド４９の基端側、すなわち、蒸気の流動方向に対する上流側に位置する分割整流機構３７０ｂ1における孔３７０ａ1の開口率を最も大きくし、マニホールド４９の先端側、すなわち、蒸気の流動方向に対する下流側に位置する分割整流機構３７０ｂ3における孔３７０ａ3の開口率を最も小さくしている。つまり、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い。しかしながら、本実施例では、分割整流機構３７０ｂ1における孔３７０ａ1の開口率を最も大きくする一方、分割整流機構３７０ｂ3における孔３７０ａ3の開口率を最も小さくしていることから、孔３７０ａ3を通過して吹出口５０から吹き出される蒸気の流速低下が孔３７０ａ1を通過して吹出口５０から吹き出される蒸気の流速低下よりも大きくなり、この結果、蒸気の偏流をより効果的に抑制することができる。さらに、蒸気の流速が高くなりやすい領域に応じて複数の孔３７０ａの開口率を適切に設定することで、孔３７０ａにおける蒸気の圧力損失が増加する領域を最小限に抑えることができることから、圧力損失の増加も抑制することができる。
【００８２】
このように実施例３の湿分分離加熱器３１７にあっては、整流機構３７０は、複数の孔３７０ａの開口率が軸線方向で異なる。したがって、整流機構３７０における孔３７０ａの開口率を軸線方向において蒸気の流速が高くなる領域の分布に応じて異ならせることで、蒸気の偏流をより効果的に抑制することができると共に孔３７０ａにおける蒸気の圧力損失が増加する領域を最小限に抑えることができることから、圧力損失の増加も抑制することができる。このため、低圧タービン１５のタービン効率の低下を抑制することができる。
【実施例４】
【００８３】
図９は、本発明の実施例４に係る湿分分離加熱器のマニホールド及び整流機構の切欠斜視図、図１０は、本発明の実施例４に係る湿分分離加熱器の径方向の概略断面図である。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、整流手段の形状が実施例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。
【００８４】
図９及び図１０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を有する整流手段としての整流機構４７０を備える。そして、本実施例の整流機構４７０は、実施例１の整流機構７０（図１参照）とは異なり、複数の孔４７０ａを有する多孔板により複数の吹出口５０を覆ってマニホールド４９の内面に沿って部分的に形成される。すなわち、本発明の整流手段は、完全な円筒状でなくてもよく、マニホールド４９内面で複数の吹出口５０を覆っていれば、本実施例の整流機構４７０のように、径方向の断面形状が円弧状となるように形成されていてもよい。
【００８５】
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、蒸気は吹出口５０から吹き出される直前に整流機構４７０により整流され、複数の孔４７０ａ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、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、この整流機構４７０は、マニホールド４９の基端側から先端側に向けて押し込むように挿入することで、マニホールド４９内に容易に施工可能であり、また、マニホールド４９の基端がアクセス可能領域として形成される流入室６０に開口していることから、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）を通って流入室６０に進入し、この流入室６０側から容易にこの整流機構４７０を取り替えることが可能である。
【００８６】
さらに、整流機構４７０は複数の吹出口５０を覆うことのできる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、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整流機構４７０を取り替える場合でも、整流機構４７０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内の流入室６０に容易に出し入れすることができる。また、マニホールド４９の内面に部分的に整流機構４７０を設けるだけなので、マニホールド４９内における作業員の作業スペースも確保しやすいので、さらに施工性が向上する。
【００８７】
このように実施例４の湿分分離加熱器４１７にあっては、整流機構４７０は、吹出口５０を覆ってマニホールド４９の内面に沿って部分的に形成される。したがって、マニホールド４９の内面に吹出口５０を覆うように部分的に整流機構４７０を設けることから、この整流機構４７０を小型化することができ、整流機構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。
【実施例５】
【００８８】
図１１は、本発明の実施例５に係る湿分分離加熱器の整流機構の概略斜視図である。実施例５に係る湿分分離加熱器は、実施例２に係る湿分分離加熱器と略同様の構成であるが、整流手段が仕切部を有する点で実施例２に係る湿分分離加熱器とは異なる。その他、実施例２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。
【００８９】
図１１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を有する整流手段としての整流機構５７０を備える。整流機構５７０は、複数の孔５７０ａを有する多孔板によりマニホールド４９の内面に沿って円筒状に形成され、マニホールド４９と同軸となるように配置される。そして、本実施例の整流機構５７０は、軸線方向に対して複数、ここでは３つに分割されている。すなわち、この整流機構５７０は、軸線方向に並んだ３つの分割整流機構５７０ｂにより形成されている。
【００９０】
さらに、本実施例の整流機構５７０は、２つの仕切部としての支持部５７１を有する。各支持部５７１は、蒸気を整流する複数の孔５７１ａを有する多孔板により形成される。また、各支持部５７１は、マニホールド４９の通路断面とほぼ等しい円盤状に形成される。そして、この各支持部５７１は、隣接する分割整流機構５７０ｂの端面同士の間にマニホールド４９の通路断面方向に沿って設けられる。すなわち、支持部５７１は、軸線方向に対して直交するように設けられ、マニホールド４９内を軸線方向に対して複数に分割するように仕切る。
【００９１】
そして、上述したように、内側に整流機構５７０が設けられるマニホールド４９は、先端が閉鎖される一方、基端が開口していることから、この整流機構５７０は、まず、各分割整流機構５７０ｂの一端面に支持部５７１の一方の面を溶接しておき、分割整流機構５７０ｂの他端面側をマニホールド４９の基端側から先端側に向けて押し込むように挿入し、その後、次の分割整流機構５７０ｂの他端面を先に挿入した分割整流機構５７０ｂの支持部５７１の他方の面に溶接して、隣接する分割整流機構５７０ｂの端面同士をこの支持部５７１を介して溶接して連結する。これを繰り返すことで、整流機構５７０をマニホールド４９内に容易に施工可能である。そして、整流機構５７０は、この支持部５７１により径方向に対する強度が確保され、変形することが防止される。つまり、マニホールド４９の内面に沿って円筒状に構成される整流機構５７０の径方向断面の真円度が維持される。また、マニホールド４９内を流動する蒸気は、複数に孔５７０ａにより整流される前に支持部５７１に形成された複数の孔５７１ａにより整流されることから、湿分分離エレメント５３での蒸気の流速分布がより効果的に均一化され、湿分分離加熱器５１７における湿分分離性能の低下をより効果的に抑制することができる。
【００９２】
このように実施例５の湿分分離加熱器５１７にあっては、整流機構５７０は、マニホールド４９の通路断面方向に沿って設けられこのマニホールド４９を軸線方向に対して仕切ると共に複数の孔５７１ａが形成された支持部５７１を有する。したがって、整流機構５７０は、この支持部５７１によりマニホールド４９内を流動する蒸気を整流することができる。さらに、整流機構５７０は、この支持部５７１により径方向に対する強度が確保され、径方向に対して変形することが防止される。この結果、整流機構５７０の施工中にこの整流機構５７０が変形することが防止されることから、施工性を向上させることができる。
【００９３】
なお、上述した本発明の実施例に係る湿分分離器及びマニホールドの整流機構は、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、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。
【００９４】
また、以上の実施例３の湿分分離加熱器３１７の説明では、孔３７０ａ1の径を孔３７０ａ2の径よりも大きくし、孔３７０ａ3の径を孔３７０ａ2の径よりも小さくすることで、孔３７０ａ1、孔３７０ａ2及び孔３７０ａ3の開口率を異ならせるものとして説明したが、孔３７０ａ1、孔３７０ａ2及び孔３７０ａ3の径は等しくして、孔３７０ａ1、孔３７０ａ2及び孔３７０ａ3の密度（数）を変えることで開口率を異ならせるようにしてもよい。また、孔３７０ａ1、孔３７０ａ2及び孔３７０ａ3の開口率は、分割位置にかかわらず軸線方向において蒸気の偏流分布に応じて適宜調整してもよい。整流機構３７０は、分割されていなくてもよい。
【００９５】
また、以上の実施例５の湿分分離加熱器５１７の説明では、支持部５７１は、隣接する分割整流機構５７０ｂの端面同士の間に設けられるものとして説明したが、分割部分以外の部分に設けてもよい。また、整流機構５７０は、分割されていなくてもよい。また、整流機構５７０は、実施例３の整流機構３７０のようにマニホールド４９の基端側に位置する分割整流機構５７０ｂにおける孔５７０ａの開口率を最も大きくし、マニホールド４９の先端側に位置する分割整流機構５７０ｂにおける孔５７０ａの開口率を最も小さくしてもよく、さらに、支持部５７１の孔５７１ａの開口率を軸線方向で異なるようにしてもよい。この場合、マニホールド４９の基端側に位置する支持部５７１の孔５７１ａの開口率を小さくし、マニホールド４９の先端側に位置する支持部５７１の孔５７１ａの開口率を大きくしてもよい。すなわち、整流機構５７０において、軸線方向に沿って設けられる円筒状部では基端側の開口率を先端側の開口率よりも大きくし、軸線方向に垂直な径方向に沿って設けられる仕切部としての支持部５７１では、基端側の開口率を先端側の開口率よりも小さくしてもよい。これにより、孔５７０ａ及び孔５７１ａを通過して先端側で吹出口５０から吹き出される蒸気の流速低下が基端側で吹出口５０から吹き出される蒸気の流速低下よりも大きくなり、この結果、蒸気の偏流をより効果的に抑制することができる。また、整流機構５７０は、円筒状部を有さず、仕切部のみにより構成してもよく、また、蒸気の流速分布に応じて孔の開口率を適宜変更してもよい。
【００９６】
また、以上の説明では、本発明のマニホールドの整流機構を湿分分離加熱器のマニホールドに適用して説明したが、少なくとも一端が流体を導入可能に開口された筒状に形成されると共に側部に流体を吹き出し可能な複数の吹出口を有するマニホールドであれば他のマニホールドに適用しても、上記で説明した整流機構とほぼ同様の作用、効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
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】
【００９８】
【図１】本発明の実施例１に係る湿分分離加熱器のマニホールド及び整流機構の切欠斜視図である。
【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の径方向の部分断面図である。
【図６】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７】本発明の実施例２に係る湿分分離加熱器の整流機構の概略斜視図である。
【図８】本発明の実施例３に係る湿分分離加熱器の整流機構の概略斜視図である。
【図９】本発明の実施例４に係る湿分分離加熱器のマニホールド及び整流機構の切欠斜視図である。
【図１０】本発明の実施例４に係る湿分分離加熱器の径方向の概略断面図である。
【図１１】本発明の実施例５に係る湿分分離加熱器の整流機構の概略斜視図である。
【図１２】従来の湿分分離器を表す概略図である。
【符号の説明】
【００９９】
１７、２１７、３１７、４１７、５１７    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
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
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、５７１ａ    孔
７０、２７０、３７０、４７０、５７０    整流機構（整流手段）
５７１    支持部（仕切部）
Ｓ1    蒸気流動空間
Ｓ21    蒸気供給空間
Ｓ22    蒸気排出空間
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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