(57)【要約】【課題】湿分分離器において、製造コストの増加や性能の低下を抑制しながらエロージョンの発生を抑制して長寿命化を可能とする。【解決手段】胴体４０の長手方向における一端部から加熱管群４４を挿通し、他端部に仕切壁４７により蒸気流入室Ｓ5を区画すると共に、この蒸気流入室Ｓ5に低温再熱蒸気を流入する蒸気入口４１を設け、第１支持板４９により湿分分離エレメント５０を支持し、各支持板４９，５８，５９，６０により吹出口６４を有する蒸気通路Ｓ1を区画して蒸気流入室Ｓ5と連通し、湿分分離エレメント５０によりこの吹出口６４から吹き出された蒸気から湿分を分離可能として構成し、蒸気流入室Ｓ5に、蒸気入口４１に対向して内部に導入される蒸気が衝突する耐侵食性を有する受衝板６５を設ける。【選択図】      図１
2008144716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空形状をなす胴体と、該胴体における長手方向の一端部に仕切壁により区画される流入室と、該流入室に湿分を含む蒸気を導入する蒸気入口と、前記胴体の内部に設けられて一端部が前記流入室に連通する一方、前記胴体内へ蒸気を吹き出す複数の吹出口を有する蒸気通路と、前記胴体の内部に設けられて前記吹出口から吹き出された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、前記胴体の上部に設けられて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排出する蒸気出口と、前記胴体の下部に設けられて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排出するドレン出口とを具えた湿分分離器において、前記流入室に前記蒸気入口に対向して内部に導入される蒸気が衝突する耐侵食性を有する受衝部材を設けたことを特徴とする湿分分離器。
【請求項２】
請求項１に記載の湿分分離器において、前記蒸気通路は前記胴体内の両側に設けられ、前記受衝部材は、前記蒸気通路における前記流入室との連通開口の間に位置して設けられることを特徴とする湿分分離器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の湿分分離器において、前記受衝部材の外径は前記蒸気入口の内径より大きく設定され、前記受衝部材と前記蒸気入口との距離は該蒸気入口の内径以上に設定されることを特徴とする湿分分離器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の湿分分離器において、前記蒸気通路における前記流入室との連通開口に蒸気拡散部材が設けられることを特徴とする湿分分離器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の湿分分離器において、前記蒸気通路における前記流入室側の内面に連通開口から等価直径の長さの領域に耐摩耗部材が設けられることを特徴とする湿分分離器。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一つに記載の湿分分離器において、前記蒸気通路における前記複数の吹出口の周囲に耐摩耗部材が設けられることを特徴とする湿分分離器。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一つに記載の湿分分離器において、前記仕切壁における前記流入室側の表面に蒸気中の湿分を回収する湿分回収部材が設けられることを特徴とする湿分分離器。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一つに記載の湿分分離器において、前記流入室側における内周面に蒸気中の湿分を回収する湿分回収部材が設けられることを特徴とする湿分分離器。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一つに記載の湿分分離器において、前記蒸気通路は前記胴体内の両側に設けられると共に、前記各蒸気通路に対応して前記湿分分離エレメントがそれぞれ設けられ、前記胴体の長手方向における他端部から前記各蒸気通路の間に加熱管が挿通され、前記各蒸気通路の吹出口から吹出された蒸気は、前記各湿分分離エレメントを通過することで湿分が除去され、湿分が除去された蒸気は前記加熱管に接触して加熱されてから前記蒸気出口に流動することを特徴とする湿分分離器。
【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である。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〜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１４は、従来の湿分分離器を表す概略図、図１５は、従来の湿分分離器の縦断面図である。
【０００５】
従来の湿分分離器において、図１４及び図１５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００３が形成され、この蒸気入口００３は流入室００４を介して胴体００１内の加熱管００２の両側に位置する２つのマニホールド００５に連通している。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００５には、高圧タービンからの湿分を含む低温再熱蒸気が蒸気入口００３を通して供給され、側部に形成された多数の吹出口００６から蒸気を胴体００１内へ吹き出し可能となっている。
【０００６】
胴体００１内の下部には、水平な仕切底板００７が固定され、この仕切底板００７上に、各マニホールド００５に対応して湿分分離エレメント００８がそれぞれ固定されている。また、仕切底板００７の下方にはドレン通路００９が形成され、胴体００１にこのドレン通路００９のドレン（湿分）を排出するドレン出口０１０が形成されている。
【０００７】
そして、各湿分分離エレメント００８の上部には、仕切側板０１１がそれぞれ固定されており、この各仕切側板０１１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０１２が形成されている。なお、この蒸気出口０１２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。
【０００８】
従って、高圧タービンからの低温再熱蒸気は、蒸気入口００３から流入室００４に流入し、各マニホールド００５を通って多数の吹出口００６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、各仕切側板０１１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０１２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、ドレン通路００９に流下し、ドレン出口０１０から外部に排出される。
【０００９】
このような湿分分離器としては、下記特許文献１に記載されたものがある。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１３０６０９号公報（特許文献１は、ヒアリングで提示されたものではなく、上記背景技術で説明したものと同タイプの湿分分離加熱器の特許文献に変更しました。）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上述した湿分分離器では、液滴（湿分）を含む低温再熱蒸気が蒸気入口００３から流入室００４を介して２つのマニホールド００５に流入し、各マニホールド００５における多数の吹出口００６から胴体００１内へ吹き出され、各湿分分離エレメント００８により湿分が分離される。この場合、低温再熱蒸気は、高速で蒸気入口００３から流入室００４を通って２つのマニホールド００５に分岐して流入することから、温再熱蒸気が流入室００４から各マニホールド００５へ流入するとき、このマニホールド００５の内面に垂直に近い角度で衝突し、エロージョン（侵食）が発生して耐久性が低下してしまうという問題がある。
【００１２】
従来、このマニホールド００５のエロージョンを防止するため、マニホールド００５を耐侵食性に優れた材料（ステンレス鋼など）で製作したいたが、高コスト化を招いてしまう。また、蒸気入口００３から流入室００４に流入する蒸気を整流してからマニホールド００５に導入することが考えられるが、圧力損失が増大して性能が低下してしまうという問題がある。
【００１３】
本発明は上述した課題を解決するものであり、製造コストの増加や性能の低下を抑制しながらエロージョンの発生を抑制して長寿命化を可能とす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】
【００１４】
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、中空形状をなす胴体と、該胴体における長手方向の一端部に仕切壁により区画される流入室と、該流入室に湿分を含む蒸気を導入する蒸気入口と、前記胴体の内部に設けられて一端部が前記流入室に連通する一方、前記胴体内へ蒸気を吹き出す複数の吹出口を有する蒸気通路と、前記胴体の内部に設けられて前記吹出口から吹き出された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、前記胴体の上部に設けられて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排出する蒸気出口と、前記胴体の下部に設けられて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排出するドレン出口とを具えた湿分分離器において、前記流入室に前記蒸気入口に対向して内部に導入される蒸気が衝突する耐侵食性を有する受衝部材を設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２の発明の湿分分離器では、前記蒸気通路は前記胴体内の両側に設けられ、前記受衝部材は、前記蒸気通路における前記流入室との連通開口の間に位置して設けられることを特徴としている。
【００１６】
請求項３の発明の湿分分離器では、前記受衝部材の外径は前記蒸気入口の内径より大きく設定され、前記受衝部材と前記蒸気入口との距離は該蒸気入口の内径以上に設定されることを特徴としている。
【００１７】
請求項４の発明の湿分分離器では、前記蒸気通路における前記流入室との連通開口に蒸気拡散部材が設けられることを特徴としている。
【００１８】
請求項５の発明の湿分分離器では、前記蒸気通路における前記流入室側の内面に連通開口から等価直径の長さの領域に耐摩耗部材が設けられることを特徴としている。
【００１９】
請求項６の発明の湿分分離器では、前記蒸気通路における前記複数の吹出口の周囲に耐摩耗部材が設けられることを特徴としている。
【００２０】
請求項７の発明の湿分分離器では、前記仕切壁における前記流入室側の表面に蒸気中の湿分を回収する湿分回収部材が設けられることを特徴としている。
【００２１】
請求項８の発明の湿分分離器では、前記前記流入室側における内周面に蒸気中の湿分を回収する湿分回収部材が設けられることを特徴としている。
【００２２】
請求項９の発明の湿分分離器では、前記蒸気通路は前記胴体内の両側に設けられると共に、前記各蒸気通路に対応して前記湿分分離エレメントがそれぞれ設けられ、前記胴体の長手方向における他端部から前記各蒸気通路の間に加熱管が挿通され、前記各蒸気通路の吹出口から吹出された蒸気は、前記各湿分分離エレメントを通過することで湿分が除去され、湿分が除去された蒸気は前記加熱管に接触して加熱されてから前記蒸気出口に流動することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１の発明の湿分分離器によれば、中空形状をなす胴体における長手方向の一端部に仕切壁により流入室を区画すると共に、この流入室に湿分を含む蒸気を導入する蒸気入口を設け、複数の吹出口を有する蒸気通路を胴体の内部に設け、一端部を流入室に連通し、この吹出口から吹き出された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を設けて構成し、流入室に蒸気入口に対向して内部に導入される蒸気が衝突する耐侵食性を有する受衝部材を設けている。
【００２４】
従って、湿分を含んだ蒸気は、蒸気入口から流入室に流入し、この流入室から蒸気通路に流入し、多数の吹出口から胴体内へ吹き出され、湿分分離エレメントを通過することで湿分が分離され、この湿分が分離された蒸気は蒸気出口から排出される一方、湿分は、ドレン出口から排出される。このとき、蒸気入口から流入室に流入した蒸気は、耐侵食性を有する受衝部材に衝突した後、この受衝部材を迂回するように流れて蒸気通路に流入するため、この流入室で蒸気の流速が低下すると共に、この蒸気が流入室からスムースに蒸気通路に流入することとなり、製造コストの増加や性能の低下を抑制しながらエロージョンの発生を抑制して長寿命化を可能とすることができ、その結果、湿分分離性能の向上を図ることができる。
【００２５】
請求項２の発明の湿分分離器によれば、蒸気通路を胴体内の両側に設け、受衝部材を蒸気通路における流入室との連通開口の間に位置して設けるので、蒸気入口から流入室に流入した蒸気は、受衝部材に衝突した後、この受衝部材を迂回するように流れることで、この蒸気の流れが蒸気通路と略平行な流れになってからこの蒸気通路に流入することとなり、この蒸気がスムースに蒸気通路に流入することで、エロージョンの発生を効果的に抑制することができる。
【００２６】
請求項３の発明の湿分分離器によれば、受衝部材の外径を蒸気入口の内径より大きく設定し、受衝部材と蒸気入口との距離を蒸気入口の内径以上に設定するので、流入室における受衝部材の大きさと位置を適正に設定することで、蒸気入口から流入室に流入した蒸気の流れをこの受衝部材により適正な流れに矯正することができる。
【００２７】
請求項４の発明の湿分分離器によれば、蒸気通路における流入室との連通開口に蒸気拡散部材を設けるので、蒸気入口から流入室に流入した蒸気は、受衝部材に衝突した後、蒸気拡散部材を通過して蒸気通路に流入することとなり、蒸気通路に流入した蒸気をこの蒸気拡散部材によりこの蒸気通路全体に拡散することで流速を低下させることができ、エロージョンの発生を効果的に抑制することができる。
【００２８】
請求項５の発明の湿分分離器によれば、蒸気通路における流入室側の内面に連通開口から等価直径の長さの領域に耐摩耗部材を設けるので、蒸気入口から流入室を介して蒸気通路に流入する蒸気は、耐摩耗部材に衝突することとなり、この蒸気通路のエロージョンの発生を抑制することができる。
【００２９】
請求項６の発明の湿分分離器によれば、蒸気通路における複数の吹出口の周囲に耐摩耗部材を設けるので、蒸気入口から流入室を介して蒸気通路に流入する蒸気は、多数の吹出口から胴体内へ吹き出されるが、一部の蒸気は吹出口の周囲にある耐摩耗部材に衝突することとなり、この蒸気通路のエロージョンの発生を抑制することができる。
【００３０】
請求項７の発明の湿分分離器によれば、仕切壁における流入室側の表面に蒸気中の湿分を回収する湿分回収部材を設けるので、蒸気入口から流入室に流入した蒸気は、仕切壁の表面にある湿分回収部材に衝突することで、この湿分回収部材により蒸気中の湿分が回収されることとなり、湿分の再飛散を抑制して湿分分離性能を向上することができる。
【００３１】
請求項８の発明の湿分分離器によれば、流入室側における内周面に蒸気中の湿分を回収する湿分回収部材を設けるので、蒸気入口から流入室に流入した蒸気は、流入室側における内周面にある湿分回収部材に衝突することで、この湿分回収部材により蒸気中の湿分が回収されることとなり、湿分の再飛散を抑制して湿分分離性能を向上することができる。
【００３２】
請求項９の発明の湿分分離器によれば、蒸気通路を胴体内の両側に設けると共に、各蒸気通路に対応して湿分分離エレメントをそれぞれ設け、胴体の長手方向における他端部から各蒸気通路の間に加熱管を挿通し、各蒸気通路の吹出口から吹出された蒸気が各湿分分離エレメントを通過することで湿分を除去し、湿分が除去された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ようにするので、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と共に、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】
【００３３】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る湿分分離器の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００３４】
図１は、本発明の実施例１に係る湿分分離器における蒸気流入部の縦断面図、図２は、実施例１の湿分分離器における蒸気流入部の正面図、図３は、実施例１の湿分分離器を表す概略図、図４は、実施例１の湿分分離器を表す縦断面図、図５は、実施例１の湿分分離器の内部構造を表す切欠斜視図、図６は、実施例１の湿分分離器が適用された発電プラントの概略構成図である。
【００３５】
実施例１の発電プラントは、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、他の発電プラントにも適用可能である。
【００３６】
即ち、本実施例の発電プラントにおいて、図６に示すように、蒸気発生器１１は、蒸気タービン１２と冷却水配管１３を介して連結されており、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、高圧タービン１４と低圧タービン１５との間には、湿分分離器１７が設けられており、高圧タービン１４と湿分分離器１７は低温再熱管１８により連結され、湿分分離器１７と低圧タービン１５は高温再熱管１９により連結されている。更に、蒸気タービン１２は、復水器２０を有しており、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。
【００３７】
従って、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。
【００３８】
上述した本実施例の湿分分離器１７において、図３乃至図５に示すように、胴体４０は、横置きの中空円筒形状をなし、一端部が閉塞されて他端部に湿分を含む蒸気（低温再熱蒸気）を導入する蒸気入口４１が形成されると共に、上部に湿分が分離されて加熱された蒸気（高温再熱蒸気）を排出する蒸気出口４２が形成される一方、下部に蒸気から分離された湿分（ドレン）を排出するドレン出口４３が形成されている。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。
【００３９】
この胴体４０は、図３乃至図５に示すように、その長手方向における一端部から加熱管群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４７，４８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１３の冷却水配管１９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。
【００４０】
また、胴体４０内の下部には、水平な第１支持板４９が固定され、この第１支持板４９の両側には、左右一対の湿分分離エレメント５０が設けられており、この湿分分離エレメント５０は、蒸気が通過することで湿分を分離することができる。即ち、この湿分分離エレメント５０は、波形をなすセパレータベーン５１が所定間隔で多数積層された状態で、上下の支持枠５２，５３により支持されて構成されている。本実施例では、下支持枠５３が第１支持板４９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、後述するドレン通路Ｓ4が区画されており、このドレン通路Ｓ4の下方に上述したドレン出口４３が設けられている。
【００４１】
なお、上述した湿分分離エレメント５０は、胴体４０の長手方向に沿って配設されているが、胴体４０の長手方向の一端部側にて、メンテナンス空間５５により２つの湿分分離エレメントユニット５０ａ，５０ｂの領域に分割されている。そして、各湿分分離エレメント５０ａ，５０ｂは、両者の間に複数のジャッキボルト５６が介装されることで支持されている。
【００４２】
そして、この湿分分離エレメント５２は、上述したように、波形をなす複数のセパレータベーン５１が所定間隔で積層され、上下の支持枠５２，５３により支持されており、蒸気がこの複数のセパレータベーン５２の間を通過することで、この蒸気に含まれる湿分が衝突して分離される。そのため、下支持枠５３には、蒸気から分離した湿分（ドレン）を排出するドレン開口５７が形成されている。
【００４３】
また、各湿分分離エレメント５０の上部には、左右一対の第２支持板５８が立設され、加熱管群４４の両側に鉛直方向に沿って上方に延出され、上端部が胴体４０に連結される一方、下端部が上支持枠５３に連結されている。そして、各第２支持板５８の両側の上部には、胴体４０との間に水平な第３支持板５９が架設されると共に、各第２支持板５８の両側の下部には、胴体４０との間にほぼ水平で胴体４０側が若干下方に傾斜した第４支持板６０が架設されている。この場合、第２、第３、第４支持板５８，５９，６０の長手方向における各端部は、仕切壁４７，４８に固定されている。なお、この加熱管群４４は、側部が上下に開口した外筒６１により被覆されると共に、先端部がカバー６２により被覆されており、この外筒６１は複数の支持壁６３により第２支持板５８に支持され、カバー６２は仕切壁４７に固定されている。
【００４４】
そのため、胴体４０の内部空間は、第２、第３、第４支持板５８，５９，６０により区画された加熱管群４４の両側に位置する蒸気通路Ｓ1と、第１、第４支持板４９，６０及び湿分分離エレメント５０により区画された蒸気流動空間Ｓ2と、第１、第２支持板４９，５８及び湿分分離エレメント５０により区画された蒸気排出空間Ｓ3と、第１支持板４９及び湿分分離エレメント５０により区画されたドレン通路Ｓ4とに区画されている。
【００４５】
また、胴体４０の内部空間には、仕切壁４７により蒸気流入室Ｓ5が形成されており、この蒸気流入室Ｓ5には蒸気入口４１が連通すると共に、蒸気通路Ｓ1の一端部が仕切壁４７に形成された連通開口４７ａを介して連通している。なお、蒸気通路Ｓ1の他端部は、仕切壁４８により閉塞されている。更に、第４支持板６０には、その長手方向に沿って複数の吹出口６４が形成されおり、蒸気通路Ｓ1と蒸気流動空間Ｓ2は、この複数の吹出口５０により連通している。
【００４６】
また、本実施例の湿分分離器１７では、胴体４０の蒸気流入室Ｓ5に、蒸気入口４１に対向して内部に導入される蒸気が衝突する耐侵食性を有する受衝板（受衝部材）６５が設けられている。受衝板６５は円板形状をなし、耐侵食性を有するステンレス鋼などにより形成されている。この受衝板６５は、蒸気流入室Ｓ5にて、左右の各蒸気通路Ｓ1における各連通開口４７ａの間に、仕切壁４７から所定の隙間をもって位置しており、４本のステイによりカバー６２に支持されている。
【００４７】
従って、蒸気入口４１から胴体４０の蒸気流入室Ｓ5に流入した蒸気は、受衝板６５に衝突した後、この受衝板６５を迂回するように、その外周部側を流れて各蒸気通路Ｓ1に流入することとなり、ここで、この蒸気流入室Ｓ5で蒸気の流速が低下すると共に、この蒸気の流れが蒸気通路Ｓ1と略平行となってこの蒸気通路Ｓ1にスムースに流入する。
【００４８】
ここで、本実施例の湿分分離器１７による湿分分離の作用について、図１乃至図６を用いて詳細に説明する。
【００４９】
本実施例の湿分分離器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１３で生成された加熱蒸気は、冷却水配管１９を通して蒸気タービン１８を構成する高圧タービン２０に送られると共に、湿分分離器１７に送られる。そして、高圧タービン２０を駆動した低温再熱蒸気は、低温再熱管３４を通して湿分分離器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３３を通して低圧タービン２１に送られる。
【００５０】
この湿分分離器１７では、図３乃至図５に示すように、蒸気発生器１３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。
【００５１】
一方、高圧タービンからの低温再熱蒸気は、蒸気入口４１から蒸気流入室Ｓ5を介して蒸気通路Ｓ1内に供給され、多数の吹出口６４から胴体４０の蒸気流動空間Ｓ2へ吹き出される。この胴体４０の蒸気流動空間Ｓ2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５０に案内される。すると、この湿分分離エレメント５０にて、蒸気が波形をなす複数のセパレータベーン５１の間を通過することで、この蒸気に含まれる湿分がセパレータベーン５１に衝突することで、ドレンとなって分離される。
【００５２】
そして、湿分分離エレメント５０により湿分が分離された蒸気は、左右の第２支持板５８により区画された蒸気排出空間Ｓ3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５０で蒸気から分離された湿分（ドレン）は、ドレン開口５７を通ってドレン通路Ｓ4に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。
【００５３】
このとき、本実施例の湿分分離器１７では、胴体４０の蒸気流入室Ｓ5に、蒸気入口４１に対向して内部に導入される蒸気が衝突する耐侵食性を有する受衝部材６５を設けている。従って、蒸気入口４１から胴体４０の蒸気流入室Ｓ5に流入した蒸気は、この受衝板６５に衝突して外側に拡散し、受衝板６５を迂回するようにその外周部側を流れて各蒸気通路Ｓ1に流入することとなる。そのため、蒸気が受衝部材６５に衝突してこれを迂回することで、蒸気流入室Ｓ5における蒸気の流速が低下すると共に、この蒸気の流れが蒸気通路Ｓ1と略平行となることから、蒸気は蒸気通路Ｓ1の内面、例えば、この蒸気通路Ｓ1を構成する胴部４０の内面部や各支持板５８，５９，６０の平面部にほぼ鉛直な角度をもって衝突することはなく、蒸気通路Ｓ1にスムースに流入する。
【００５４】
なお、受衝部材６５を、耐侵食性を有するステンレス鋼などの部材により形成したが、カバー６２や仕切壁４７も耐侵食性を有するステンレス鋼などの部材により形成することが望ましい。
【００５５】
このように実施例１の湿分分離器１７にあっては、胴体４０の長手方向における一端部から加熱管群４４を挿通し、他端部に仕切壁４７により蒸気流入室Ｓ5を区画すると共に、この蒸気流入室Ｓ5に低温再熱蒸気を流入する蒸気入口４１を設け、第１支持板４９により湿分分離エレメント５０を支持し、各支持板４９，５８，５９，６０により吹出口６４を有する蒸気通路Ｓ1を区画して蒸気流入室Ｓ5と連通し、湿分分離エレメント５０によりこの吹出口６４から吹き出された蒸気から湿分を分離可能として構成し、蒸気流入室Ｓ5に、蒸気入口４１に対向して内部に導入される蒸気が衝突する耐侵食性を有する受衝板６５を設けている。
【００５６】
従って、湿分を含んだ蒸気は、蒸気入口４１から蒸気流入室Ｓ5に流入し、この蒸気流入室Ｓ5から蒸気通路Ｓ1に流入し、多数の吹出口６４から胴体４０の蒸気流動空間Ｓ2へ吹き出され、湿分分離エレメント５０を通過することで湿分が分離され、この湿分が分離された蒸気は蒸気排出空間Ｓ3を通って蒸気出口４２から排出される一方、湿分はドレン開口５７からドレン通路Ｓ4に流下してドレン出口４３から排出される。このとき、蒸気入口４１から蒸気流入室Ｓ5に流入した蒸気は、受衝板６５に衝突した後、この受衝板６５を迂回するように流れて蒸気通路Ｓ1に流入するため、この蒸気流入室Ｓ5で蒸気の流速が低下すると共に、この蒸気が蒸気流入室Ｓ5からスムースに蒸気通路Ｓ1に流入することとなる。
【００５７】
その結果、蒸気が蒸気通路Ｓ1を構成する胴部４０の内面部や各支持板５８，５９，６０の平面部にほぼ鉛直な角度をもって衝突することはなく、蒸気通路Ｓ1にスムースに流入することとなり、エロージョンの発生を抑制して長寿命化を可能とすることができる。また、少なくとも受衝板６５だけを耐侵食性を有する材料にするだめで、胴部４０や各支持板５８，５９，６０を安価な炭素鋼により製作することができ、製造コストの増加を抑制することができる。更に、整流手段などの追加で発生する圧力損失による性能の低下を抑制することができ、湿分分離性能の向上を図ることができる。
【００５８】
また、本実施例では、蒸気通路Ｓ1を胴体４０内の両側に形成し、受衝板６５を蒸気通路Ｓ1における蒸気流入室Ｓ5との連通開口４７ａの間に位置して設けている。従って、蒸気入口４１から蒸気流入室Ｓ5に流入した蒸気は、受衝板６５に衝突した後、この受衝板６５を迂回するように流れることで、この蒸気の流れが蒸気通路Ｓ1と略平行な流れになってからこの蒸気通路Ｓ1に流入することとなり、この蒸気がスムースに蒸気通路Ｓ1に流入することで、エロージョンの発生を効果的に抑制することができる。
【実施例２】
【００５９】
図７は、本発明の実施例２に係る湿分分離器における蒸気流入部の縦断面図である。なお、本実施例の内燃機関の湿分分離器における全体構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、図３乃至図６を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６０】
実施例２の湿分分離器において、図７に示すように、胴体４０の蒸気流入室Ｓ5に、蒸気入口４１に対向して内部に導入される蒸気が衝突する耐侵食性を有する受衝板６５が設けられている。この受衝板６５は円板形状をなし、４本のステイ６６によりカバー６２に支持されている。そして、受衝板６５の外径Ｄ２は、蒸気入口４１の内径Ｄ１より大きく、好ましくは、蒸気入口４１の内径Ｄ１の２倍に設定されている。また、受衝板６５と蒸気入口４１との距離Ｌは、蒸気入口４１の内径Ｄ１以上に、好ましくは、圧力損失などの影響を考慮すると、蒸気入口４１の内径Ｄ１の１．７５倍より大きく設定されている。
【００６１】
従って、図３乃至図５に示すように、加熱蒸気が加熱管群４４に供給され、胴体４０内に配設された複数の加熱管４６を通ってドレンとして排出される。一方、湿分を含んだ蒸気は、蒸気入口４１から蒸気流入室Ｓ5を介して蒸気通路Ｓ1内に供給され、多数の吹出口６４から胴体４０の蒸気流動空間Ｓ2へ吹き出される。この胴体４０の蒸気流動空間Ｓ2内に吹き出された蒸気は、各湿分分離エレメント５０における複数のセパレータベーン５１の間を通過することで、この蒸気に含まれる湿分がドレンとして分離される。
【００６２】
そして、湿分分離エレメント５０により湿分が分離された蒸気は、蒸気排出空間Ｓ3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５０で蒸気から分離された湿分（ドレン）は、ドレン開口５７を通ってドレン通路Ｓ4に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。
【００６３】
このとき、本実施例の湿分分離器１７では、図７に示すように、胴体４０の蒸気流入室Ｓ5の所定の位置に、蒸気入口４１に対向して内部に導入される蒸気が衝突する耐侵食性を有する受衝部材６５を所定の大きさで設けている。従って、蒸気入口４１から胴体４０の蒸気流入室Ｓ5に流入した蒸気は、この受衝板６５に衝突して外側に拡散し、受衝板６５を迂回するようにその外周部側を流れて各蒸気通路Ｓ1に流入することとなる。そのため、蒸気が受衝部材６５に衝突してこれを迂回することで、蒸気流入室Ｓ5における蒸気の流速が低下すると共に、この蒸気の流れが蒸気通路Ｓ1と略平行となることから、蒸気は蒸気通路Ｓ1の内面、例えば、この蒸気通路Ｓ1を構成する胴部４０の内面部や各支持板５８，５９，６０の平面部にほぼ鉛直な角度をもって衝突することはなく、蒸気通路Ｓ1にスムースに流入する。
【００６４】
このように実施例２の湿分分離器１７にあっては、蒸気流入室Ｓ5に、蒸気入口４１に対向して内部に導入される蒸気が衝突する耐侵食性を有する受衝板６５を設け、受衝板６５の外径Ｄ２を蒸気入口４１の内径Ｄ１より大きく、好ましくは、蒸気入口４１の内径Ｄ１の２倍に設定する共に、受衝板６５と蒸気入口４１との距離Ｌを蒸気入口４１の内径Ｄ１以上、好ましくは、蒸気入口４１の内径Ｄ１の１．７５倍より大きく設定している。
【００６５】
従って、受衝板が蒸気入口４１に対して適正な大きさで、且つ、適正な位置に設けられているため、湿分を含んだ蒸気が蒸気入口４１を通って蒸気流入室Ｓ5に流入したとき、受衝板６５に衝突してからこの受衝板６５を迂回するように流れて蒸気通路Ｓ1に流入することで、この蒸気流入室Ｓ5で蒸気の流速が低下すると共に、この蒸気が蒸気流入室Ｓ5からスムースに蒸気通路Ｓ1に流入することとなり、蒸気が蒸気通路Ｓ1を構成する胴部４０の内面部や各支持板５８，５９，６０の平面部にほぼ鉛直な角度をもって衝突することはなく、蒸気通路Ｓ1にスムースに流入することで、エロージョンの発生を抑制して長寿命化を可能とすることができる。この場合、少なくとも受衝板６５だけを耐侵食性を有する材料にするだめで、胴部４０や各支持板５８，５９，６０を安価な炭素鋼により製作することができ、製造コストの増加を抑制することができる。
【実施例３】
【００６６】
図８は、本発明の実施例３に係る湿分分離器における蒸気流入部の正面図である。なお、本実施例の内燃機関の湿分分離器における全体構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、図３乃至図６を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６７】
実施例３の湿分分離器において、図８に示すように、胴体４０の内部空間は、第２、第３、第４支持板５８，５９，６０により加熱管群４４の両側に位置して左右一対の蒸気通路Ｓ1が区画されると共に、仕切壁４７により蒸気流入室Ｓ5が区画されており、この蒸気流入室Ｓ5には蒸気入口４１が連通すると共に、各蒸気通路Ｓ1の一端部が連通開口４７ａを介して連通している。また、この蒸気流入室Ｓ5に、蒸気入口４１に対向して内部に導入される蒸気が衝突する耐侵食性を有する受衝板６５が設けられている。この受衝板６５は円板形状をなし、４本のステイ６６によりカバー６２に支持されている。そして、各蒸気通路Ｓ1における蒸気流入室Ｓ5への開口部、つまり、蒸気通路Ｓ1における蒸気流入室Ｓ5との連通開口４７に蒸気拡散部材としてのワイヤーメッシュ７１が固定されている。このワイヤーメッシュ７１は、多数の細いワイヤーを格子状に編んで形成されたものであり、これを通過する蒸気の流動抵抗係数が低くなるように、多数のワイヤーにより形成される多数の貫通孔の径が設定される。
【００６８】
従って、図３乃至図５に示すように、加熱蒸気が加熱管群４４に供給され、胴体４０内に配設された複数の加熱管４６を通ってドレンとして排出される。一方、湿分を含んだ蒸気は、蒸気入口４１から蒸気流入室Ｓ5を介して蒸気通路Ｓ1内に供給され、多数の吹出口６４から胴体４０の蒸気流動空間Ｓ2へ吹き出される。この胴体４０の蒸気流動空間Ｓ2内に吹き出された蒸気は、各湿分分離エレメント５０における複数のセパレータベーン５１の間を通過することで、この蒸気に含まれる湿分がドレンとして分離される。
【００６９】
そして、湿分分離エレメント５０により湿分が分離された蒸気は、蒸気排出空間Ｓ3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５０で蒸気から分離された湿分（ドレン）は、ドレン開口５７を通ってドレン通路Ｓ4に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。
【００７０】
このとき、本実施例の湿分分離器１７では、図８に示すように、胴体４０の蒸気流入室Ｓ5に、蒸気入口４１に対向して内部に導入される蒸気が衝突する受衝部材６５を設けると共に、各蒸気通路Ｓ1における蒸気流入室Ｓ5との連通開口４７にワイヤーメッシュ７１を設けている。従って、蒸気入口４１から胴体４０の蒸気流入室Ｓ5に流入した蒸気は、この受衝板６５に衝突して外側に拡散し、受衝板６５を迂回するようにその外周部側を流れて各蒸気通路Ｓ1に流入することとなる。そのため、蒸気が受衝部材６５に衝突してこれを迂回することで、蒸気流入室Ｓ5における蒸気の流速が低下すると共に、この蒸気の流れが蒸気通路Ｓ1と略平行となることから、蒸気は蒸気通路Ｓ1の内面、例えば、この蒸気通路Ｓ1を構成する胴部４０の内面部や各支持板５８，５９，６０の平面部にほぼ鉛直な角度をもって衝突することはなく、蒸気通路Ｓ1にスムースに流入する。また、蒸気が蒸気流入室Ｓ5から蒸気通路Ｓ1に流入するとき、ワイヤーメッシュ７１を通過することで、この蒸気が蒸気通路Ｓ1で拡散して流速が低下し、蒸気通路Ｓ1内をスムースに流動する。更に、蒸気がワイヤーメッシュ７１を通過することで、この蒸気に含まれる湿分が液滴としてワイヤーメッシュ７１に付着することとなり、蒸気に含まれる湿分を効果的に除去される。
【００７１】
このように実施例３の湿分分離器１７にあっては、蒸気流入室Ｓ5に、蒸気入口４１に対向して内部に導入される蒸気が衝突する耐侵食性を有する受衝板６５を設けると共に、蒸気通路Ｓ1における蒸気流入室Ｓ5との連通開口４７にワイヤーメッシュ７１を設けている。
【００７２】
従って、湿分を含んだ蒸気が蒸気入口４１を通って蒸気流入室Ｓ5に流入したとき、受衝板６５に衝突してからこの受衝板６５を迂回するように流れて蒸気通路Ｓ1に流入することで、この蒸気流入室Ｓ5で蒸気の流速が低下すると共に、この蒸気が蒸気流入室Ｓ5からスムースに蒸気通路Ｓ1に流入することとなり、また、蒸気が蒸気流入室Ｓ5から蒸気通路Ｓ1に流入するとき、ワイヤーメッシュ７１を通過することで、この蒸気が蒸気通路Ｓ1で拡散して流速が低下し、蒸気通路Ｓ1内をスムースに流動することとなり、蒸気が蒸気通路Ｓ1を構成する胴部４０の内面部や各支持板５８，５９，６０の平面部にほぼ鉛直な角度をもって衝突することはなく、蒸気通路Ｓ1にスムースに流入することで、エロージョンの発生を抑制して長寿命化を可能とすることができる。また、蒸気がワイヤーメッシュ７１を通過することで、この蒸気に含まれる湿分が液滴としてワイヤーメッシュ７１に付着することとなり、蒸気に含まれる湿分を効果的に除去し、湿分分離エレメント５０の負担を軽減することができる。
【００７３】
なお、この実施例３では、蒸気拡散部材としてのワイヤーメッシュ７１を適用したが、これに限定されるものではなく、例えば、他孔板であってもよい。
【実施例４】
【００７４】
図９は、本発明の実施例４に係る湿分分離器における蒸気流入部の水平断面図である。なお、本実施例の内燃機関の湿分分離器における全体構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、図３乃至図６を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００７５】
実施例４の湿分分離器において、図９に示すように、胴体４０の内部空間は、第２、第３、第４支持板５８，５９，６０により加熱管群４４の両側に位置して左右一対の蒸気通路Ｓ1が区画されると共に、仕切壁４７により蒸気流入室Ｓ5が区画されており、この蒸気流入室Ｓ5には蒸気入口４１が連通すると共に、各蒸気通路Ｓ1の一端部が連通開口４７ａを介して連通している。また、この蒸気流入室Ｓ5に、蒸気入口４１に対向して内部に導入される蒸気が衝突する耐侵食性を有する受衝板６５が設けられている。この受衝板６５は円板形状をなし、４本のステイ６６によりカバー６２に支持されている。そして、蒸気通路Ｓ1における蒸気流入室Ｓ5側の内面に連通開口４７ａから等価直径の長さの領域に耐摩耗部材としての補強管７２が設けられている。この補強管７２は、耐侵食性を有するステンレス鋼などの部材により形成され、蒸気通路Ｓ1の端部の内面に溶接などにより固定される。
【００７６】
この場合、等価直径Ｄｅは、その流路が流動の点から直径いくらの円管の集合と等価であるかを示す代表長さであって、下記数式より求めることができる。
Ｄｅ＝４Ａｆ／Ｗｐ
なお、Ａｆは、蒸気通路Ｓ1の流路断面積、Ｗｐは、濡れ縁長さ（断面にある壁面の長さであり、蒸気通路Ｓ1の半径をＲのとすると、等価直径Ｄｅ＝２Ｒとなる。
Ｄｅ＝４πＲ2／２πＲ＝２Ｒ
【００７７】
従って、図３乃至図５に示すように、加熱蒸気が加熱管群４４に供給され、胴体４０内に配設された複数の加熱管４６を通ってドレンとして排出される。一方、湿分を含んだ蒸気は、蒸気入口４１から蒸気流入室Ｓ5を介して蒸気通路Ｓ1内に供給され、多数の吹出口６４から胴体４０の蒸気流動空間Ｓ2へ吹き出される。この胴体４０の蒸気流動空間Ｓ2内に吹き出された蒸気は、各湿分分離エレメント５０における複数のセパレータベーン５１の間を通過することで、この蒸気に含まれる湿分がドレンとして分離される。
【００７８】
そして、湿分分離エレメント５０により湿分が分離された蒸気は、蒸気排出空間Ｓ3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５０で蒸気から分離された湿分（ドレン）は、ドレン開口５７を通ってドレン通路Ｓ4に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。
【００７９】
このとき、本実施例の湿分分離器１７では、図９に示すように、胴体４０の蒸気流入室Ｓ5に、蒸気入口４１に対向して内部に導入される蒸気が衝突する受衝部材６５を設けると共に、蒸気通路Ｓ1における蒸気流入室Ｓ5側の内面に連通開口４７ａから等価直径の長さの領域に補強管７２を設けている。従って、蒸気入口４１から胴体４０の蒸気流入室Ｓ5に流入した蒸気は、この受衝板６５に衝突して外側に拡散し、受衝板６５を迂回するようにその外周部側を流れて各蒸気通路Ｓ1に流入することとなる。そのため、蒸気が受衝部材６５に衝突してこれを迂回することで、蒸気流入室Ｓ5における蒸気の流速が低下すると共に、この蒸気の流れが蒸気通路Ｓ1と略平行となることから、蒸気は蒸気通路Ｓ1の内面、例えば、この蒸気通路Ｓ1を構成する胴部４０の内面部や各支持板５８，５９，６０の平面部にほぼ鉛直な角度をもって衝突することはなく、蒸気通路Ｓ1にスムースに流入する。また、受衝部材６５を迂回した蒸気の一部が蒸気通路Ｓ1の入口部分の内面に所定の角度をもって衝突しても、ここに補強管７２が位置することから、蒸気通路Ｓ1の内面におけるエロージョンの発生が防止される。
【００８０】
このように実施例４の湿分分離器１７にあっては、蒸気流入室Ｓ5に、蒸気入口４１に対向して内部に導入される蒸気が衝突する耐侵食性を有する受衝板６５を設けると共に、蒸気通路Ｓ1における蒸気流入室Ｓ5側の内面に連通開口４７ａから等価直径の長さの領域に補強管７２を設けている。
【００８１】
従って、湿分を含んだ蒸気が蒸気入口４１を通って蒸気流入室Ｓ5に流入したとき、受衝板６５に衝突してからこの受衝板６５を迂回するように流れて蒸気通路Ｓ1に流入することで、この蒸気流入室Ｓ5で蒸気の流速が低下すると共に、この蒸気が蒸気流入室Ｓ5からスムースに蒸気通路Ｓ1に流入することとなり、蒸気が蒸気通路Ｓ1を構成する胴部４０の内面部や各支持板５８，５９，６０の平面部にほぼ鉛直な角度をもって衝突することはなく、蒸気通路Ｓ1にスムースに流入することで、エロージョンの発生を抑制して長寿命化を可能とすることができる。また、受衝部材６５を迂回した蒸気の一部が蒸気通路Ｓ1の入口部分の内面に所定の角度をもって衝突しても、ここに補強管７２が位置することから、蒸気通路Ｓ1の内面におけるエロージョンの発生を防止することができる。
【実施例５】
【００８２】
図１０は、本発明の実施例５に係る湿分分離器における縦断面図である。なお、本実施例の内燃機関の湿分分離器における全体構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、図３乃至図６を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００８３】
実施例２の湿分分離器において、図１０に示すように、胴体４０内の中央上部に加熱管群４４が配設される一方、胴体４０内の下部に水平な第１支持板４９が固定され、この第１支持板４９上に左右一対の湿分分離エレメント５０が設けられている。各湿分分離エレメント５０の上部には、左右一対の第２支持板５８が立設されると共に、各第２支持板５８と胴体４０との間には、上下に第３支持板５９及び第４支持板６０が架設されている。そのため、胴体４０の内部空間は、各支持板４９，５８，５９，６０及び湿分分離エレメント５０により蒸気通路Ｓ1と蒸気流動空間Ｓ2と蒸気排出空間Ｓ3とドレン通路Ｓ4とに区画されている。また、胴体４０の長手方向の一端部には、仕切壁４７により蒸気流入室Ｓ5が形成されており、この蒸気流入室Ｓ5には蒸気入口４１が連通すると共に、蒸気通路Ｓ1の一端部が仕切壁４７に形成された連通開口４７ａを介して連通している。更に、第４支持板６０には、複数の吹出口６４が形成されおり、この複数の吹出口５０により蒸気通路Ｓ1と蒸気流動空間Ｓ2が連通している。
【００８４】
そして、本実施例では、蒸気通路Ｓ1における複数の吹出口６４の周囲に耐摩耗部材としてのワイヤーメッシュ８１が多孔板８２により設けられている。即ち、ワイヤーメッシュ８１は、細いワイヤーを丸めたものであり、これを第４支持板６０の上面に各吹出孔６４を避けて敷き詰め、その上方から多孔板８２を重ねることで保持している。この場合、多孔板８２は、吹出口６４を通過する蒸気の流動抵抗係数が低くなるように、多数の貫通孔の径が設定される。
【００８５】
従って、図３乃至図５に示すように、加熱蒸気が加熱管群４４に供給され、胴体４０内に配設された複数の加熱管４６を通ってドレンとして排出される。一方、湿分を含んだ蒸気は、蒸気入口４１から蒸気流入室Ｓ5を介して蒸気通路Ｓ1内に供給され、多数の吹出口６４から胴体４０の蒸気流動空間Ｓ2へ吹き出される。この胴体４０の蒸気流動空間Ｓ2内に吹き出された蒸気は、各湿分分離エレメント５０における複数のセパレータベーン５１の間を通過することで、この蒸気に含まれる湿分がドレンとして分離される。
【００８６】
そして、湿分分離エレメント５０により湿分が分離された蒸気は、蒸気排出空間Ｓ3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５０で蒸気から分離された湿分（ドレン）は、ドレン開口５７を通ってドレン通路Ｓ4に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。
【００８７】
このとき、本実施例の湿分分離器１７では、図１０に示すように、蒸気通路Ｓ1における複数の吹出口６４の周囲にワイヤーメッシュ８１を多孔板８２により設けている。従って、胴体４０内に供給された湿分を含んだ蒸気は、蒸気流入室Ｓ5から各蒸気通路Ｓ1に流入し、多数の吹出口６４から蒸気流動空間Ｓ2へ吹き出されるが、このとき、一部の蒸気は吹出口６４の周囲にあるワイヤーメッシュ８１に衝突することとなり、ここでその衝突力が軽減されることで、第４支持板６０のエロージョンの発生が抑制される。
【００８８】
このように実施例５の湿分分離器１７にあっては、各支持板５８，５９，６０により形成された蒸気通路Ｓ1にて、第４支持板６０に形成されて蒸気通路Ｓ1から蒸気流動空間Ｓ2に蒸気を供給する複数の吹出口６４の周囲にワイヤーメッシュ８１を多孔板８２により設けている。
【００８９】
従って、胴体４０内に供給された湿分を含んだ蒸気は、蒸気通路Ｓ1から多数の吹出口６４を通って蒸気流動空間Ｓ2へ吹き出されるが、このとき、一部の蒸気が吹出口６４の周囲にあるワイヤーメッシュ８１に衝突することとなり、ここで、その衝突力が軽減されることとなり、蒸気が高速で第４支持板６０に衝突することはなく、エロージョンの発生を抑制して長寿命化を可能とすることができる。
【００９０】
なお、上述した実施例５では、耐摩耗部材としてのワイヤーメッシュ８１及び多孔板８２を適用したが、これに限定されるものではなく、例えば、第２支持板６０における吹出口６４の周囲にワイヤーメッシュ８１だけを溶接などにより固定したり、２支持板６０に多孔板８２だけを溶接などにより固定したり、または、第２支持板６０における吹出口６４の周囲に耐摩耗部材としてのステンレス鋼のからなる補強板を固定してもよい。
【実施例６】
【００９１】
図１１は、本発明の実施例６に係る湿分分離器における蒸気流入部の正面図である。なお、本実施例の内燃機関の湿分分離器における全体構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、図３乃至図６を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００９２】
実施例６の湿分分離器において、図１１に示すように、胴体４０の内部空間は、第２、第３、第４支持板５８，５９，６０により加熱管群４４の両側に位置して左右一対の蒸気通路Ｓ1が区画されると共に、仕切壁４７により蒸気流入室Ｓ5が区画されており、この蒸気流入室Ｓ5には蒸気入口４１が連通すると共に、各蒸気通路Ｓ1の一端部が連通開口４７ａを介して連通している。また、この蒸気流入室Ｓ5に、蒸気入口４１に対向して内部に導入される蒸気が衝突する耐侵食性を有する受衝板６５が設けられている。この受衝板６５は円板形状をなし、４本のステイ６６によりカバー６２に支持されている。そして、仕切壁３７における蒸気流入室Ｓ5側の表面に蒸気中の湿分を回収する湿分回収部材としてのワイヤーメッシュ９１が固定されている。このワイヤーメッシュ９１は、多数の細いワイヤーを格子状に編んで形成されたものである。
【００９３】
従って、図３乃至図５に示すように、加熱蒸気が加熱管群４４に供給され、胴体４０内に配設された複数の加熱管４６を通ってドレンとして排出される。一方、湿分を含んだ蒸気は、蒸気入口４１から蒸気流入室Ｓ5を介して蒸気通路Ｓ1内に供給され、多数の吹出口６４から胴体４０の蒸気流動空間Ｓ2へ吹き出される。この胴体４０の蒸気流動空間Ｓ2内に吹き出された蒸気は、各湿分分離エレメント５０における複数のセパレータベーン５１の間を通過することで、この蒸気に含まれる湿分がドレンとして分離される。
【００９４】
そして、湿分分離エレメント５０により湿分が分離された蒸気は、蒸気排出空間Ｓ3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５０で蒸気から分離された湿分（ドレン）は、ドレン開口５７を通ってドレン通路Ｓ4に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。
【００９５】
このとき、本実施例の湿分分離器１７では、図１１に示すように、胴体４０の蒸気流入室Ｓ5に、蒸気入口４１に対向して内部に導入される蒸気が衝突する受衝部材６５を設けると共に、仕切壁３７における蒸気流入室Ｓ5側の表面にワイヤーメッシュ９１を設けている。従って、蒸気入口４１から胴体４０の蒸気流入室Ｓ5に流入した蒸気は、この受衝板６５に衝突して外側に拡散し、受衝板６５を迂回するようにその外周部側を流れて各蒸気通路Ｓ1に流入することとなる。そのため、蒸気が受衝部材６５に衝突してこれを迂回することで、蒸気流入室Ｓ5における蒸気の流速が低下すると共に、この蒸気の流れが蒸気通路Ｓ1と略平行となることから、蒸気は蒸気通路Ｓ1の内面、例えば、この蒸気通路Ｓ1を構成する胴部４０の内面部や各支持板５８，５９，６０の平面部にほぼ鉛直な角度をもって衝突することはなく、蒸気通路Ｓ1にスムースに流入する。
【００９６】
また、蒸気が受衝部材６５を迂回して蒸気通路Ｓ1に流入するとき、一部の蒸気がワイヤーメッシュ９１に衝突することで流速が低下し、この蒸気に含まれる湿分が液滴としてワイヤーメッシュ９１に付着することとなり、蒸気に含まれる湿分が効果的に除去されると共に、ワイヤーメッシュ９１に付着した液滴は仕切壁３７を伝って下方に流れることとなり、液滴の再飛散が防止される。なお、ワイヤーメッシュ９１に付着した液滴は仕切壁３７を伝って下方に流れ、ドレンとして胴体４０に貯留されてからドレン通路Ｓ4を通ってドレン開口４３から排出される。
【００９７】
このように実施例６の湿分分離器１７にあっては、蒸気流入室Ｓ5に、蒸気入口４１に対向して内部に導入される蒸気が衝突する耐侵食性を有する受衝板６５を設けると共に、仕切壁３７における蒸気流入室Ｓ5側の表面にワイヤーメッシュ９１を設けている。
【００９８】
従って、湿分を含んだ蒸気が蒸気入口４１を通って蒸気流入室Ｓ5に流入したとき、受衝板６５に衝突してからこの受衝板６５を迂回するように流れて蒸気通路Ｓ1に流入することで、この蒸気流入室Ｓ5で蒸気の流速が低下すると共に、この蒸気が蒸気流入室Ｓ5からスムースに蒸気通路Ｓ1に流入することとなり、蒸気が蒸気通路Ｓ1を構成する胴部４０の内面部や各支持板５８，５９，６０の平面部にほぼ鉛直な角度をもって衝突することはなく、蒸気通路Ｓ1にスムースに流入することで、エロージョンの発生を抑制して長寿命化を可能とすることができる。また、蒸気が受衝部材６５を迂回して蒸気通路Ｓ1に流入するとき、一部の蒸気がワイヤーメッシュ９１に衝突することで流速が低下し、この蒸気に含まれる湿分が液滴としてワイヤーメッシュ９１に付着することとなり、蒸気に含まれる湿分を効果的に除去し、湿分分離エレメント５０の負担を軽減することができる。
【００９９】
なお、この実施例６では、湿分回収部材としてのワイヤーメッシュ９１を適用したが、これに限定されるものではなく、例えば、他孔板であってもよい。
【実施例７】
【０１００】
図１２は、本発明の実施例７に係る湿分分離器における蒸気流入部の水平断面図、図１３は、実施例７の湿分分離器における蒸気流入部の正面図である。なお、本実施例の内燃機関の湿分分離器における全体構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、図３乃至図６を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０１０１】
実施例７の湿分分離器において、図１２及び図１３に示すように、胴体４０の内部空間は、第２、第３、第４支持板５８，５９，６０により加熱管群４４の両側に位置して左右一対の蒸気通路Ｓ1が区画されると共に、仕切壁４７により蒸気流入室Ｓ5が区画されており、この蒸気流入室Ｓ5には蒸気入口４１が連通すると共に、各蒸気通路Ｓ1の一端部が連通開口４７ａを介して連通している。また、この蒸気流入室Ｓ5に、蒸気入口４１に対向して内部に導入される蒸気が衝突する耐侵食性を有する受衝板６５が設けられている。この受衝板６５は円板形状をなし、４本のステイ６６によりカバー６２に支持されている。そして、胴体４０の蒸気流入室Ｓ5における内周面に蒸気中の湿分を回収する湿分回収部材としてのワイヤーメッシュ９２が固定されている。このワイヤーメッシュ９２は、多数の細いワイヤーを格子状に編んだ湾曲帯形状に形成されており、蒸気流入室Ｓ5の両側に第２支持板６８から第１支持板４９にかけて仕切壁３７に接近して固定されている。
【０１０２】
従って、図３乃至図５に示すように、加熱蒸気が加熱管群４４に供給され、胴体４０内に配設された複数の加熱管４６を通ってドレンとして排出される。一方、湿分を含んだ蒸気は、蒸気入口４１から蒸気流入室Ｓ5を介して蒸気通路Ｓ1内に供給され、多数の吹出口６４から胴体４０の蒸気流動空間Ｓ2へ吹き出される。この胴体４０の蒸気流動空間Ｓ2内に吹き出された蒸気は、各湿分分離エレメント５０における複数のセパレータベーン５１の間を通過することで、この蒸気に含まれる湿分がドレンとして分離される。
【０１０３】
そして、湿分分離エレメント５０により湿分が分離された蒸気は、蒸気排出空間Ｓ3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５０で蒸気から分離された湿分（ドレン）は、ドレン開口５７を通ってドレン通路Ｓ4に流下し、ドレン出口４３から外部に排出される。
【０１０４】
このとき、本実施例の湿分分離器１７では、図１２及び図１３に示すように、胴体４０の蒸気流入室Ｓ5に、蒸気入口４１に対向して内部に導入される蒸気が衝突する受衝部材６５を設けると共に、胴体４０の蒸気流入室Ｓ5における内周面にワイヤーメッシュ９２を設けている。従って、蒸気入口４１から胴体４０の蒸気流入室Ｓ5に流入した蒸気は、この受衝板６５に衝突して外側に拡散し、受衝板６５を迂回するようにその外周部側を流れて各蒸気通路Ｓ1に流入することとなる。そのため、蒸気が受衝部材６５に衝突してこれを迂回することで、蒸気流入室Ｓ5における蒸気の流速が低下すると共に、この蒸気の流れが蒸気通路Ｓ1と略平行となることから、蒸気は蒸気通路Ｓ1の内面、例えば、この蒸気通路Ｓ1を構成する胴部４０の内面部や各支持板５８，５９，６０の平面部にほぼ鉛直な角度をもって衝突することはなく、蒸気通路Ｓ1にスムースに流入する。
【０１０５】
また、蒸気が受衝部材６５を迂回して蒸気通路Ｓ1に流入するとき、一部の蒸気が外側に流れてワイヤーメッシュ９２に衝突することで流速が低下し、この蒸気に含まれる湿分が液滴としてワイヤーメッシュ９２に付着することとなり、蒸気に含まれる湿分が効果的に除去されると共に、ワイヤーメッシュ９２に付着した液滴は胴体４０の内面や仕切壁３７を伝って下方に流れることとなり、液滴の再飛散が防止される。なお、ワイヤーメッシュ９１に付着した液滴は胴体４０の内面や仕切壁３７を伝って下方に流れ、ドレンとして胴体４０に貯留されてからドレン通路Ｓ4を通ってドレン開口４３から排出される。
【０１０６】
このように実施例７の湿分分離器１７にあっては、蒸気流入室Ｓ5に、蒸気入口４１に対向して内部に導入される蒸気が衝突する耐侵食性を有する受衝板６５を設けると共に、胴体４０の蒸気流入室Ｓ5における内周面に蒸気中の湿分を回収するワイヤーメッシュ９２を設けている。
【０１０７】
従って、湿分を含んだ蒸気が蒸気入口４１を通って蒸気流入室Ｓ5に流入したとき、受衝板６５に衝突してからこの受衝板６５を迂回するように流れて蒸気通路Ｓ1に流入することで、この蒸気流入室Ｓ5で蒸気の流速が低下すると共に、この蒸気が蒸気流入室Ｓ5からスムースに蒸気通路Ｓ1に流入することとなり、蒸気が蒸気通路Ｓ1を構成する胴部４０の内面部や各支持板５８，５９，６０の平面部にほぼ鉛直な角度をもって衝突することはなく、蒸気通路Ｓ1にスムースに流入することで、エロージョンの発生を抑制して長寿命化を可能とすることができる。また、蒸気が受衝部材６５を迂回して蒸気通路Ｓ1に流入するとき、一部の蒸気がワイヤーメッシュ９２に衝突することで流速が低下し、この蒸気に含まれる湿分が液滴としてワイヤーメッシュ９２に付着することとなり、蒸気に含まれる湿分を効果的に除去し、湿分分離エレメント５０の負担を軽減することができる。
【０１０８】
なお、この実施例７では、湿分回収部材としてのワイヤーメッシュ９２を適用したが、これに限定されるものではなく、例えば、他孔板であってもよい。
【０１０９】
また、上述した各実施例では、受衝板３５を仕切壁４７に固定した加熱管群４４のカバー６２にステイ６３により固定したが、仕切壁４７に直接固定してもよい。また、この受衝板３５の形状も円板形状に限らず、正方形や長方形などであってもよく、また、蒸気入口４１からの蒸気を蒸気通路Ｓ1に適正に流入するように、表面を湾曲形状としてもよい。
【０１１０】
また、本発明の湿分分離器を加熱管を有する湿分分離加熱器として説明したが、胴体４０内に加熱管群４４を有しない湿分分離器であってもよい。また、上述した各実施例では、本発明の湿分分離器を、胴体４０内に各支持板５８，５９，６０を固定することで２つの蒸気通路Ｓ1を区画したが、１つまたは３つ以上であってもよい。更に、胴体内にマニホールドを挿通して蒸気通路を形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明に係る湿分分離器は、製造コストの増加や性能の低下を抑制しながらエロージョンの発生を抑制して長寿命化を可能とするものであり、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】
【０１１２】
【図１】本発明の実施例１に係る湿分分離器における蒸気流入部の縦断面図である。
【図２】実施例１の湿分分離器における蒸気流入部の正面図である。
【図３】実施例１の湿分分離器を表す概略図である。
【図４】実施例１の湿分分離器を表す縦断面図である。
【図５】実施例１の湿分分離器の内部構造を表す切欠斜視図である。
【図６】実施例１の湿分分離器が適用された改良型加圧水型原子力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に係る湿分分離器における蒸気流入部の縦断面図である。
【図８】本発明の実施例３に係る湿分分離器における蒸気流入部の正面図である。
【図９】本発明の実施例４に係る湿分分離器における蒸気流入部の水平断面図である。
【図１０】本発明の実施例５に係る湿分分離器における縦断面図である。
【図１１】本発明の実施例６に係る湿分分離器における蒸気流入部の正面図である。
【図１２】本発明の実施例７に係る湿分分離器における蒸気流入部の水平断面図である。
【図１３】実施例７の湿分分離器における蒸気流入部の正面図である。
【図１４】従来の湿分分離器を表す概略図である。
【図１５】従来の湿分分離器の要部断面図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１１  蒸気発生器
１２  蒸気タービン
１４  高圧タービン
１５  低圧タービン
１７  湿分分離器
４０  胴体
４１  蒸気入口
４２  蒸気出口
４３  ドレン出口
４４  加熱管群
４６  加熱管
４７，４８  仕切壁
５０  湿分分離エレメント
５７  ドレン開口
５８  第２支持板
５９  第３支持板
６０  第４支持板
６２  カバー
６４  吹出口
６５  受衝板（受衝部材）
７１  ワイヤーメッシュ（蒸気拡散部材）
７２  補強管（耐摩耗性部材）
８１  ワイヤーメッシュ（耐摩耗性部材）
８２  多孔板
９１，９２  ワイヤーメッシュ（湿分回収部材）
Ｓ1  蒸気通路
Ｓ2  蒸気流動空間
Ｓ3  蒸気排出空間
Ｓ4  ドレン通路
Ｓ5  蒸気流入室
【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】
2008144716.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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