(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
過熱蒸気の流路内に配置されて窓部が設けられる保護管と、
前記保護管内に所定の空間部を空けて配置されて内部に冷却用のスプレー水が供給されると共に前記空間部に過熱蒸気よりも低温で且つスプレー水よりも高温の蒸気が供給されるスプレー水管と、
前記スプレー水管に設けられて内部のスプレー水を前記窓部から過熱蒸気に向けて噴霧するスプレーノズルと、
を備え、
前記スプレー水管は、スプレー水の水供給流路が前記スプレーノズルまで設けられ、
前記水供給流路は、スプレー水の流れ方向の下流端部に仕切部材が設けられ、
前記保護管は、基端部側と先端部側が過熱蒸気の流路を形成する壁部に支持され、前記スプレー水管は、少なくとも先端部側が前記保護管に支持され、
前記スプレー水管は、基端部側に位置する第１スプレー水管と、先端部側に位置して前記第１スプレー水管の先端部側に接合される第２スプレー水管とから構成され、前記仕切部材は、前記スプレーノズルに隣接して前記第１スプレー水管と前記第２スプレー水管との接合位置に配置される、
ことを特徴とする過熱低減器。
【請求項２】
過熱蒸気の流路内に配置されて窓部が設けられる保護管と、
前記保護管内に所定の空間部を空けて配置されて内部に冷却用のスプレー水が供給されると共に前記空間部に過熱蒸気よりも低温で且つスプレー水よりも高温の蒸気が供給されるスプレー水管と、
前記スプレー水管に設けられて内部のスプレー水を前記窓部から過熱蒸気に向けて噴霧するスプレーノズルと、
を備え、
前記スプレー水管は、スプレー水の水供給流路が前記スプレーノズルまで設けられ、
前記水供給流路は、スプレー水の流れ方向の下流端部に仕切部材が設けられ、
前記保護管は、基端部側と先端部側が過熱蒸気の流路を形成する壁部に支持され、前記スプレー水管は、少なくとも先端部側が前記保護管に支持され、
前記スプレー水管は、基端部側に位置する第１スプレー水管と、先端部側に位置して前記第１スプレー水管の先端部側に接合される第２スプレー水管とから構成され、前記仕切部材は、前記スプレーノズルに隣接して前記第１スプレー水管内に配置される、
ことを特徴とする過熱低減器。
【請求項３】
過熱蒸気の流路内に配置されて窓部が設けられる保護管と、
前記保護管内に所定の空間部を空けて配置されて内部に冷却用のスプレー水が供給されると共に前記空間部に過熱蒸気よりも低温で且つスプレー水よりも高温の蒸気が供給されるスプレー水管と、
前記スプレー水管に設けられて内部のスプレー水を前記窓部から過熱蒸気に向けて噴霧するスプレーノズルと、
を備え、
前記スプレー水管は、スプレー水の水供給流路が前記スプレーノズルまで設けられ、
前記保護管は、基端部側と先端部側が過熱蒸気の流路を形成する壁部に支持され、前記スプレー水管は、先端部が前記保護管の長手方向の中間位置まで延出され、前記スプレーノズルは、前記スプレー水管の先端部に配置され、
前記スプレー水管は、先端部から前記保護管の先端部側に延出する支持ロッドが設けられ、前記支持ロッドの先端部が前記保護管の先端部で支持される、
ことを特徴とする過熱低減器。
【請求項４】
前記水供給流路は、少なくとも前記スプレーノズルの噴射孔まで設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の過熱低減器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気を生成するボイラにおいて、過熱蒸気の過熱度を低減する過熱低減器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
火力発電プラントにて、例えば、石炭焚きボイラは、中空形状をなして鉛直方向に設置される火炉を有し、この火炉壁に燃焼バーナが上下方向に複数段にわたって配置されている。そして、火炉は、上部に煙道が設けられており、この煙道に排ガスの熱を回収するための過熱器、再熱器、節炭器が設けられている。そのため、火炉での燃焼により発生した排ガスと伝熱管内を流れる水との間で熱交換が行われ、蒸気を生成することができ、この蒸気を蒸気タービンに供給して駆動することで発電可能となっている。
【０００３】
このようなボイラにて、給水ポンプにより供給された水は、節炭器によって予熱された後、火炉壁の各伝熱管に供給され、伝熱管内で過熱されて飽和蒸気となる。この飽和蒸気は、過熱器に導入されて排ガスによって過熱されて過熱蒸気となり、この過熱蒸気は、蒸気タービンに供給される。この過熱器は、所定温度の過熱蒸気を蒸気タービンに供給する必要から、過熱蒸気に水噴射して過熱蒸気の温度調整を行う過熱低減器（過熱低減器）が設けられている。従来の過熱低減器としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０５８６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の過熱低減器は、蒸気配管中にスプレーノズルを有するスプレー水管を設けると共に、スプレー水管の外側に保護管を設け、この保護管の表面に冷却流体噴霧用開口窓を設け、スプレーノズルからスプレー水を過熱蒸気に向けて噴霧すると共に、スプレー水管と保護管との間の空間部に過熱蒸気とスプレー水の中間温度の流体（蒸気）を流すように構成されている。この過熱低減器は、スプレー水と過熱蒸気との温度差によりスプレー水管に過大な熱応力が発生することを防止するために、二重管構造として間に蒸気を供給している。ところが、スプレー水管と保護管との間に供給された中間温度の蒸気は、大部分がスプレーノズルの周囲から過熱蒸気側に排出されるものの、一部がスプレーノズルよりも先端側に流れるためにスプレー水管により冷却されて凝縮水となり、この凝縮水が保護管の内面部に流下する。すると、保護管は、外面部が過熱蒸気により加熱される一方、内面部が凝縮水により冷却されることから、熱応力が繰返し作用することにより損傷が発生するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、スプレー水管と保護管との間の空間部で発生する凝縮水による損傷を抑制する過熱低減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】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の過熱低減器は、過熱蒸気の流路内に配置されて窓部が設けられる保護管と、前記保護管内に所定の空間部を空けて配置されて内部に冷却用のスプレー水が供給されると共に前記空間部に過熱蒸気よりも低温で且つスプレー水よりも高温の蒸気が供給されるスプレー水管と、前記スプレー水管に設けられて内部のスプレー水を前記窓部から過熱蒸気に向けて噴霧するスプレーノズルと、を備え、前記スプレー水管は、スプレー水の水供給流路が前記スプレーノズルまで設けられる、ことを特徴とするものである。
【０００８】
従って、スプレー水管内にスプレー水が供給されると共に、保護管とスプレー水管との間の空間部に中間温度の蒸気が供給されると、スプレー水がスプレーノズルから噴霧されることで過熱蒸気が減温される。このとき、スプレー水管におけるスプレー水の水供給流路がスプレーノズルまでしか設けられていないことから、保護管の先端部側で中間温度の蒸気がスプレー水で冷却されたスプレー水管に接触せず、中間温度の蒸気がスプレー水により冷却されて凝縮水が発生することが抑制される。その結果、凝縮水による保護管の損傷を抑制することができる。
【０００９】
本発明の過熱低減器では、前記水供給流路は、少なくとも前記スプレーノズルの噴射孔まで設けられることを特徴としている。
【００１０】
従って、水供給流路がスプレーノズルの噴射孔まで設けられることで、スプレーノズルからスプレー水を過熱蒸気に向けて確実に噴霧することができる。
【００１１】
本発明の過熱低減器では、前記水供給流路は、スプレー水の流れ方向の下流端部に仕切部材が設けられることを特徴としている。
【００１２】
従って、スプレー水管におけるスプレー水の流れ方向の下流端部に仕切部材が設けられて水供給流路が形成されることで、既存の設備を大幅に変更することなく、水供給通路を短くして凝縮水の発生を抑制することができる。
【００１３】
本発明の過熱低減器では、前記保護管は、基端部側と先端部側が過熱蒸気の流路を形成する壁部に支持され、前記スプレー水管は、少なくとも先端部側が前記保護管に支持され、前記仕切部材は、前記スプレーノズルに隣接して設けられることを特徴としている。
【００１４】
従って、スプレー水管の先端部側が保護管に支持されるため、十分な強度を持ってスプレー水管を支持することができる。また、仕切部材をスプレーノズルに隣接して設けることで、仕切部材やスプレーノズルの装着性を向上することができる。
【００１５】
本発明の過熱低減器では、前記スプレー水管は、基端部側に位置する第１スプレー水管と、先端部側に位置して前記第１スプレー水管の先端部側に接合される第２スプレー水管とから構成され、前記仕切部材は、前記第１スプレー水管と前記第２スプレー水管との接合位置に配置されることを特徴としている。
【００１６】
従って、スプレー水管を第１スプレー水管と第２スプレー水管とで構成し、仕切部材を第１スプレー水管と第２スプレー水管との接合位置に配置することで、スプレー水管に対する仕切部材の組付性を向上することができる。
【００１７】
本発明の過熱低減器では、前記スプレー水管は、基端部側に位置する第１スプレー水管と、先端部側に位置して前記第１スプレー水管の先端部側に接合される第２スプレー水管とから構成され、前記仕切部材は、前記第１スプレー水管内に配置されることを特徴としている。
【００１８】
従って、スプレー水管を第１スプレー水管と第２スプレー水管とで構成し、仕切部材を第１スプレー水管内に配置することで、第１スプレー水管と第２スプレー水管の接合部にスプレー水が供給されないことから、この接合部へ繰り返し熱応力が作用することはなく、スプレー水管の耐久性を向上することができる。
【００１９】
本発明の過熱低減器では、前記保護管は、基端部側と先端部側が過熱蒸気の流路を形成する壁部に支持され、前記スプレー水管は、先端部が前記保護管の長手方向の中間位置まで延出され、前記スプレーノズルは、前記スプレー水管の先端部に配置されることを特徴としている。
【００２０】
従って、スプレー水管の先端部を保護管の長手方向の中間位置までとし、ここにスプレーノズルを配置することで、スプレー水管の長さを短くして小型化することができ、材料コストを低減することができる。
【００２１】
本発明の過熱低減器では、前記スプレー水管は、先端部側が前記保護管に支持されることを特徴としている。
【００２２】
従って、短くなったスプレー水管の先端部側を保護管に支持することで、スプレー水管の耐震性を向上することができる。
【００２３】
本発明の過熱低減器では、前記保護管は、基端部側と先端部側が過熱蒸気の流路を形成する壁部に支持され、前記スプレー水管は、先端部から前記保護管の先端部側に延出する支持ロッドが設けられ、前記支持ロッドの先端部が前記保護管の先端部で支持されることを特徴としている。
【００２４】
従って、スプレー水管の先端部から保護管の先端部側に支持ロッドを延出し、支持ロッドの先端部が保護管に支持されるため、十分な強度を持ってスプレー水管を支持することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の過熱低減器によれば、スプレー水管におけるスプレー水の水供給流路をスプレーノズルまで設けるので、凝縮水による保護管の損傷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、第１実施形態の過熱低減器を表す縦断面図である。
【図２】図２は、図１のII−II断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態の過熱低減器の第１変形形態を表す縦断面図である。
【図４】図４は、第１実施形態の過熱低減器の第２変形形態を表す縦断面図である。
【図５】図５は、第２実施形態の過熱低減器を表す縦断面図である。
【図６】図６は、第２実施形態の過熱低減器の第１変形形態を表す縦断面図である。
【図７】図７は、第２実施形態の過熱低減器の第２変形形態を表す縦断面図である。
【図８】図８は、第３実施形態の過熱低減器を表す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る過熱低減器の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００２８】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の過熱低減器を表す縦断面図、図２は、図１のII−II断面図である。
【００２９】
第１実施形態において、図１及び図２に示すように、過熱低減器１０は、過熱器１００を構成する過熱蒸気管（主蒸気配管）１０１の流路１０２内に配置されている。過熱低減器１０は、過熱蒸気管１０１内を流れる過熱蒸気Ｓ流れ方向に交差するように、この過熱蒸気管１０１を貫通するように装着され、この過熱蒸気Ｓを減温するものである。
【００３０】
過熱低減器１０は、保護管１１と、スプレー水管１２と、スプレーノズル１３とを備えている。
【００３１】
保護管１１は、円筒形状をなす配管であって、過熱蒸気Ｓが通過する過熱蒸気管１０１の流路１０２に交差するように、この流路１０２を貫通して配置されている。保護管１１は、基端部に蒸気供給部２１が設けられる一方、先端部が閉塞する半球部２２が設けられており、基端部側が過熱蒸気管１０１の壁部１０３により支持され、先端部側が過熱蒸気管１０１の壁部１０４により支持されている。過熱蒸気管１０１は、保護管１１の先端部（半球部２２）を被覆するカバー部１０５が形成されている。また、保護管１１は、長手方向の中間部に楕円形状をなす窓部２３が開口して設けられている。
【００３２】
スプレー水管１２は、保護管１１より小径の円筒形状をなす配管であって、保護管１１と同様に過熱蒸気Ｓが通過する過熱蒸気管１０１の流路１０２に交差するように、保護管１１内に配置されている。スプレー水管１２は、基端部にスプレー水供給部３１が設けられる一方、先端部が閉塞する半球部３２が設けられており、基端部側が保護管１１により支持され、先端部側が支持部材３３により保護管１１の内面部に支持されている。スプレー水供給部３１は、過熱蒸気管１０１の流路１０２に噴射して過熱蒸気Ｓを冷却するスプレー水Ｗを供給可能となっている。このスプレー水Ｗは、過熱蒸気管１０１の流路１０２内を流れる過熱蒸気Ｓよりも高圧の水である。なお、支持部材３３は、保護管１１の内面部とスプレー水管１２の外面部との間で、周方向に断続する複数の部材から構成されているが、周方向に連続したリング形状としてもよい。
【００３３】
保護管１１とスプレー水管１２とで二重管構造をなすことから、保護管１１とスプレー水管１２との間に蒸気空間部３４が設けられている。この蒸気空間部３４は、基端部が前述した蒸気供給部２１に連通する一方、先端部が各半球部２２，３２により閉塞されている。蒸気空間部３４は、保護管１１とスプレー水管１２により一定の隙間量が確保されている。蒸気空間部３４は、中間温度の蒸気であるウォーミング蒸気ＷＳが供給可能となっている。このウォーミング蒸気ＷＳは、過熱蒸気Ｓよりも低温で、且つ、スプレー水Ｗより高温の蒸気である。
【００３４】
スプレーノズル１３は、スプレー水管１２内において、スプレー水管１２の長手方向における中央位置に設けられている。スプレーノズル１３は、スプレー水管１２の内外に連通する噴射孔４１が形成され、この噴射孔４１は、スプレー水管１２の長手方向に対して直交する方向、つまり、スプレー水管１２の径方向に沿って形成されている。スプレーノズル１３は、噴射孔４１が過熱蒸気管１０１の流路１０２における過熱蒸気Ｓの流れ方向における下流側に向けて設けられている。そのため、スプレーノズル１３は、スプレー水管１２の内部に供給されたスプレー水Ｗを噴射孔４１から流路１０２に噴霧することができる。この場合、スプレーノズル１３は、過熱蒸気Ｓの流れ方向の下流側に向けてスプレー水Ｗを噴霧する。
【００３５】
また、スプレーノズル１３は、保護管１１に設けられた窓部２３に対応した位置に配置されており、噴射孔４１がこの窓部２３を通して過熱蒸気管１０１の流路１０２に露出している。また、スプレーノズル１３と保護管１１の窓部２３とは、その間に隙間が確保されている。そのため、スプレーノズル１３の噴射孔４１からスプレー水Ｗが過熱蒸気管１０１の流路１０２を流れる過熱蒸気Ｓに向けて噴射されるとき、蒸気空間部３４のウォーミング蒸気ＷＳが、同様に、スプレーノズル１３と窓部２３との隙間から過熱蒸気管１００の流路１０２を流れる過熱蒸気Ｓに向けて吐出される。
【００３６】
本実施形態にて、スプレー水管１２は、スプレー水Ｗの水供給流路５１がスプレーノズル１３まで設けられている。この場合、水供給流路５１は、少なくともスプレーノズル１３の噴射孔４１まで設けられていればよい。
【００３７】
スプレー水管１２は、長手方向の中間部より先端部側の中途部に仕切部材５２が配置されることで、内部が基端部側の水供給流路５１と、先端部側の中空部５３とに区画されている。そして、スプレーノズル１３は、水供給流路５１の先端部、つまり、仕切部材５２の近傍で、外面が仕切部材５２の平面部に接触するように配置されている。なお、スプレーノズル１３は、外面が仕切部材５２の平面部に接触せずに離間していてもよい。そのため、スプレー水管１２内に基端部から中途部まで水供給流路５１が形成されることとなる。
【００３８】
この場合、スプレー水管１２は、基端部側に位置する第１スプレー水管５４と、先端部側に位置して第１スプレー水管５４の先端部側に接合される第２スプレー水管５５とから構成されている。第１スプレー水管５４は、基端部にスプレー水供給部３１が設けられ、先端部が開口している。第２スプレー水管５５は、基端部が開口し、先端部に半球部３２が設けられている。第１スプレー水管５４と第２スプレー水管５５は、開口部同士が仕切部材５２を介して接合されている。ここで、仕切部材５２は、板厚が一定な円板形状をなし、外径が第１スプレー水管５４及び第２スプレー水管５５の外径と同径であり、第１スプレー水管５４の開口部と仕切部材５２とが溶接部Ｂ１により接合され、仕切部材５２と第２スプレー水管５５の開口部が溶接部Ｂ２により接合される。
【００３９】
そして、保護管１１は、基端部側と先端部側が壁部１０３，１０４に支持され、スプレー水管１２における第２スプレー水管５５は、先端部側が支持部材３３により保護管１１に支持されている。
【００４０】
なお、上述した説明では、スプレー水管１２を第１スプレー水管５４と第２スプレー水管５５とから構成し、第１スプレー水管５４と第２スプレー水管５５の間に仕切部材５２を配置したが、この構成に限定されるものではない。図３は、第１実施形態の過熱低減器の第１変形形態を表す縦断面図、図４は、第１実施形態の過熱低減器の第２変形形態を表す縦断面図である。
【００４１】
第１変形形態において、図３に示すように、スプレー水管１２は、第１スプレー水管５４と第２スプレー水管５５とから構成され、第１スプレー水管５４と第２スプレー水管５５は、開口部同士が仕切部材５６を介して接合されている。この仕切部材５６は、第１スプレー水管５４及び第２スプレー水管５５と外径が同径であり、外周部がＲ面取り加工またはＣ面取り加工が施されている。そして、第１スプレー水管５４の開口部と仕切部材５６とが溶接部Ｂ３により接合され、仕切部材５６と第２スプレー水管５５の開口部が溶接部Ｂ４により接合される。そのため、スプレー水が供給されるスプレー水管１２の外側からウォーミング蒸気ＷＳが作用しても、第１スプレー水管５４と仕切部材５６と第２スプレー水管５５との各溶接部Ｂ３，Ｂ４に作用する熱応力が低減される。
【００４２】
また、第２変形形態において、図４に示すように、スプレー水管１２は、第１スプレー水管５４と第２スプレー水管５５とから構成され、第１スプレー水管５４と第２スプレー水管５５は、開口部同士が直接溶接部Ｂ５により接合されている。そして、仕切部材５２は、第１スプレー水管５４内に配置されている。そのため、第１スプレー水管５４と第２スプレー水管５５との溶接部Ｂ５にスプレー水Ｗが接触することはなく、作用する熱応力が低減される。
【００４３】
上述した第１実施形態の過熱低減器１０にて、スプレー水Ｗがスプレー水管１２内に供給されると共に、ウォーミング蒸気ＷＳが保護管１１とスプレー水管１２との間の蒸気空間部３４に供給される。すると、スプレー水Ｗがスプレーノズル１３から噴霧されることで過熱蒸気Ｓが減温され、同時に、ウォーミング蒸気ＷＳがスプレーノズル１３と窓部２３との隙間から吐出されることで、スプレー水管１２に過大な熱応力が発生することが防止される。
【００４４】
このとき、ウォーミング蒸気ＷＳは、蒸気供給部２１から蒸気空間部３４に供給され、スプレーノズル１３と窓部２３との隙間から吐出されるが、この保護管１１の先端部側に流れたウォーミング蒸気ＷＳは、スプレーノズル１３と窓部２３との隙間から吐出されずに滞留しやすい。ところが、スプレー水管１２におけるスプレー水Ｗの水供給流路５１がスプレーノズル１３までしか設けられていないことから、保護管１１の先端部側の蒸気空間部３４で滞留するウォーミング蒸気ＷＳがスプレー水管１２内のスプレー水Ｗに接触しない。そのため、ウォーミング蒸気ＷＳがスプレー水Ｗにより冷却されることはなく、ウォーミング蒸気ＷＳの冷却による凝縮水の発生が抑制される。
【００４５】
このように第１実施形態の過熱低減器にあっては、過熱蒸気Ｓの流路１０２内に配置されて窓部２３が設けられる保護管１１と、保護管１１内に所定の蒸気空間部３４を空けて配置されて内部に冷却用のスプレー水Ｗが供給されると共に蒸気空間部３４にウォーミング蒸気ＷＳが供給されるスプレー水管１２と、スプレー水管１２に設けられて内部のスプレー水Ｗを窓部２３から過熱蒸気Ｓに向けて噴霧するスプレーノズル１３とを設け、スプレー水管１２にスプレー水Ｗの水供給流路５１をスプレーノズル１３まで設けている。
【００４６】
従って、保護管１１の先端部側でウォーミング蒸気ＷＳがスプレー水管１２内のスプレー水Ｗに接触せず、ウォーミング蒸気ＷＳがスプレー水Ｗにより冷却されて凝縮水が発生することが抑制される。その結果、凝縮水による保護管１１の損傷を抑制することができる。
【００４７】
第１実施形態の過熱低減器では、水供給流路５１は、少なくともスプレーノズル１３の噴射孔４１まで設けられる。従って、スプレーノズル１３からスプレー水Ｗを過熱蒸気Ｓに向けて確実に噴霧することができる。
【００４８】
第１実施形態の過熱低減器では、水供給流路５１は、スプレー水Ｗの流れ方向の下流端部に仕切部材５２，５６が設けられる。従って、スプレー水管１２におけるスプレー水Ｗの流れ方向の下流端部に仕切部材５２，５６が設けられて水供給流路５１が形成されることで、既存の設備を大幅に変更することなく、水供給通路５１を容易に短くして凝縮水の発生を抑制することができる。
【００４９】
第１実施形態の過熱低減器では、保護管１１の基端部側と先端部側を過熱蒸気Ｓの流路１０１を形成する壁部１０２，１０４に支持し、スプレー水管１２の先端部側を保護管１１に支持し、仕切部材５２，５６をスプレーノズル１３に隣接して設けている。従って、スプレー水管１２の先端部側が保護管１１に支持されるため、十分な強度を持ってスプレー水管１２を支持することができる。また、仕切部材５２をスプレーノズル１３にほぼ隣接して設けることで、仕切部材５２やスプレーノズル１３の装着性を向上することができる。
【００５０】
第１実施形態の過熱低減器では、スプレー水管１２を、基端部側に位置する第１スプレー水管５４と、先端部側に位置して第１スプレー水管５４の先端部側に接合される第２スプレー水管５５とから構成し、仕切部材５２を第１スプレー水管５４と第２スプレー水管５５との接合位置に配置している。従って、第１スプレー水管５４と第２スプレー水管５５と仕切部材５２とを容易に接合することができ、スプレー水管１２に対する仕切部材５２の組付性を向上することができる。
【００５１】
第１実施形態の過熱低減器では、スプレー水管１２を、基端部側に位置する第１スプレー水管５４と、先端部側に位置して第１スプレー水管５４の先端部側に接合される第２スプレー水管５５とから構成し、仕切部材５２を第１スプレー水管５４内に配置している。従って、第１スプレー水管５４と第２スプレー水管５５の接合部Ｂ５にスプレー水Ｗが供給されないことから、この接合部へ繰り返し熱応力が作用することはなく、スプレー水管１２の耐久性を向上することができる。
【００５２】
また、第１実施形態の過熱器にあっては、過熱蒸気管１０１を流れる過熱蒸気Ｓの流れに交差するように過熱低減器１０を配置している。従って、過熱低減器１０にて、スプレー水Ｗがスプレーノズル１３から噴霧されることで過熱蒸気Ｓが減温され、同時に、ウォーミング蒸気ＷＳが窓部２３から吐出されることで、スプレー水管１２に過大な熱応力が発生することが防止される。このとき、スプレー水管１２におけるスプレー水Ｗの水供給流路５１がスプレーノズル１３までしか設けられていないことから、保護管１１の先端部側でウォーミング蒸気ＷＳがスプレー水管１２内のスプレー水Ｗに接触せず、ウォーミング蒸気ＷＳがスプレー水Ｗにより冷却されて凝縮水が発生することが抑制される。その結果、凝縮水による保護管１１の損傷を抑制することができ、過熱器１００の耐久性を向上することができる。
【００５３】
［第２実施形態］
図５は、第２実施形態の過熱低減器を表す縦断面図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５４】
第２実施形態において、図５に示すように、過熱低減器６０は、保護管１１と、スプレー水管６１と、スプレーノズル１３とを備えている。
【００５５】
保護管１１は、基端部に蒸気供給部２１が設けられる一方、先端部が閉塞する半球部２２が設けられており、基端部側が過熱蒸気管１０１の壁部１０３により支持され、先端部側が過熱蒸気管１０１の壁部１０４により支持されており、長手方向の中間部に窓部２３が開口して設けられている。
【００５６】
スプレー水管６１は、保護管１１より小径の円筒形状をなす配管であって、保護管１１と同様に過熱蒸気Ｓが通過する過熱蒸気管１０１の流路１０２に交差するように、保護管１１内に配置されている。スプレー水管６１は、基端部にスプレー水供給部６２が設けられる一方、先端部が保護管１１の長手方向の中間位置まで延出され、支持部材３３により保護管１１の内面部に支持されている。そして、スプレー水管６１は、長手方向の先端部に仕切部材６３が固定されている。
【００５７】
保護管１１とスプレー水管６１とで二重管構造をなすことから、保護管１１とスプレー水管６１との間に蒸気空間部６４が設けられている。この蒸気空間部６４は、基端部が前述した蒸気供給部２１に連通する一方、先端部が半球部２２により閉塞されている。蒸気空間部６４は、基端部側で保護管１１とスプレー水管１２により一定の隙間量が確保され、先端部側で所定の大きさの空間部となっている。蒸気空間部６４は、ウォーミング蒸気ＷＳが供給可能となっている。そして、スプレーノズル１３は、スプレー水管６１内において、その先端部に設けられている。
【００５８】
本実施形態にて、スプレー水管６１は、内部にスプレー水Ｗの水供給流路６５がスプレーノズル１３まで設けられている。スプレー水管６１は、先端部に仕切部材６３が配置されることで、内部に水供給流路６５が区画されている。そして、スプレーノズル１３は、水供給流路６５の先端部、つまり、仕切部材６３の近傍で、外面が仕切部材６３の平面部にほぼ接触するように配置されている。この場合、仕切部材６３は、板厚が一定な円板形状をなし、外径がスプレー水管６１の外径と同径であり、スプレー水管６１の先端部に溶接部Ｂ６により接合される。
【００５９】
なお、上述した説明では、スプレー水管６１の先端部に円板形状をなす仕切部材６３を固定したが、この構成に限定されるものではない。図６は、第２実施形態の過熱低減器の第１変形形態を表す縦断面図、図７は、第２実施形態の過熱低減器の第２変形形態を表す縦断面図である。
【００６０】
第１変形形態において、図６に示すように、スプレー水管６１は、第１スプレー水管７１と第２スプレー水管７２とから構成され、第２スプレー水管７２は、先端部に仕切部材７３が一体に設けられている。即ち、第１スプレー水管７１の開口部と第２スプレー水管７２の開口部同士が溶接部Ｂ７により接合される。そのため、第１スプレー水管７１と、仕切部材７３を有する第２スプレー水管７２の成形を容易に行うことができ、構造的にも応力が低減される。
【００６１】
また、第２変形形態において、図７に示すように、スプレー水管６１は、先端部に仕切部材７５が溶接部Ｂ６により接合されている。そして、仕切部材７５は、円板形状をなし、外径がスプレー水管６１の外径と同径であり、内外面が半球形状をなしている。そのため、スプレー水管６１の先端部と仕切部材７５の外周部との溶接部Ｂ６及び仕切部材７５に作用する熱応力が低減される。
【００６２】
上述した第２実施形態の過熱低減器６０にて、スプレー水Ｗがスプレー水管６１内に供給されると共に、ウォーミング蒸気ＷＳが保護管１１とスプレー水管６１との間の蒸気空間部６４に供給されることで、スプレー水管１２に過大な熱応力が発生することが防止される。
【００６３】
このとき、ウォーミング蒸気ＷＳは、蒸気供給部２１から蒸気空間部６４に供給され、スプレーノズル１３と窓部２３との隙間から吐出されるが、この保護管１１の先端部側に流れたウォーミング蒸気ＷＳは、スプレーノズル１３と窓部２３との隙間から吐出されずに大きな空間部で滞留しやすい。ところが、スプレー水管６１、つまり、スプレー水Ｗの水供給流路６５がスプレーノズル１３までしか設けられていないことから、保護管１１の先端部側の蒸気空間部６４で滞留するウォーミング蒸気ＷＳがスプレー水管６１内のスプレー水Ｗに接触しない。そのため、ウォーミング蒸気ＷＳがスプレー水Ｗにより冷却されることはなく、ウォーミング蒸気ＷＳの冷却による凝縮水の発生が抑制される。
【００６４】
このように第２実施形態の過熱低減器にあっては、過熱蒸気Ｓの流路１０２内に配置されて窓部２３が設けられる保護管１１と、保護管１１内に所定の蒸気空間部６４を空けて配置されて内部に冷却用のスプレー水Ｗが供給されると共に蒸気空間部６４にウォーミング蒸気ＷＳが供給されるスプレー水管６１と、スプレー水管６１に設けられて内部のスプレー水Ｗを窓部２３から過熱蒸気Ｓに向けて噴霧するスプレーノズル１３とを設け、スプレー水管６１にスプレー水Ｗの水供給流路６５をスプレーノズル１３まで設けている。
【００６５】
従って、保護管１１の先端部側でウォーミング蒸気ＷＳがスプレー水管６１内のスプレー水Ｗに接触せず、ウォーミング蒸気ＷＳがスプレー水Ｗにより冷却されて凝縮水が発生することが抑制される。その結果、凝縮水による保護管１１の損傷を抑制することができる。
【００６６】
第２実施形態の過熱低減器では、保護管１１を基端部側と先端部側が過熱蒸気Ｓの流路１０２を形成する壁部１０３，１０４により支持し、スプレー水管６１の先端部を保護管１１の長手方向の中間位置まで延出し、スプレーノズル１３をスプレー水管６１の先端部に配置している。従って、スプレー水管６１の長さを短くして小型化することができ、材料コストを低減することができる。
【００６７】
また、第２実施形態の過熱低減器では、スプレー水管６１の先端部側を保護管１１に支持している。従って、短くなったスプレー水管６１の先端部側を保護管１１に支持することで、スプレー水管６１の耐震性を向上することができる。
【００６８】
［第３実施形態］
図８は、第３実施形態の過熱低減器を表す縦断面図である。なお、上述した各実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６９】
第３実施形態において、図８に示すように、過熱低減器６０は、保護管１１と、スプレー水管６１と、スプレーノズル１３とを備えている。
【００７０】
保護管１１は、基端部に蒸気供給部２１が設けられる一方、先端部が閉塞する半球部２２が設けられており、基端部側が過熱蒸気管１０１の壁部１０３により支持され、先端部側が過熱蒸気管１０１の壁部１０４により支持されており、長手方向の中間部に窓部２３が開口して設けられている。
【００７１】
スプレー水管６１は、基端部にスプレー水供給部６２が設けられる一方、先端部が保護管１１の長手方向の中間位置まで延出され、支持部材８３により保護管１１の内面部に支持されている。そして、スプレー水管６１は、長手方向の先端部に仕切部材６３が固定されることで、内部に水供給流路６５が区画されている。スプレーノズル１３は、水供給流路６５の先端部、つまり、仕切部材６３の近傍で、外面が仕切部材６３の平面部にほぼ接触するように配置されている。
【００７２】
また、スプレー水管６１は、先端部から保護管１１の先端部側に延出する支持ロッド８１が固定され、この支持ロッド８１の先端部に支持円盤８２が固定され、支持円盤８２が支持部材８３を介して保護管１１の先端部側で支持されている。そのため、スプレー水管６１は、基端部と先端部が保護管１１に支持されることとなる。
【００７３】
このように第３実施形態の過熱低減器にあっては、保護管１１は、基端部側と先端部側が過熱蒸気Ｓの流路１０２を形成する壁部１０３，１０４に支持され、スプレー水管６１は、先端部から保護管１１の先端部側に延出する支持ロッド８１が設けられ、支持ロッド８１の先端部の支持円盤８２が支持部材８３を介して保護管１１の先端部側で支持されている。
【００７４】
従って、スプレー水管６１の先端部から延出された支持ロッド８１の先端部が保護管１１の先端部側で支持されるため、十分な強度を持ってスプレー水管６１を支持することができる。
【００７５】
なお、上述した実施形態では、スプレー水管１２，６１内にスプレーノズル１３を１個配置したが、所定間隔を空けて複数個配置してもよい。この場合、水供給通路５１，６５は、スプレー水の流れ方向の最下流側のスプレーノズルまで設ければよいものである。
【００７６】
また、上述した実施形態では、噴射孔４１を有するスプレーノズル１３をスプレー水管１２，６１に取付けたが、噴射孔４１を直接スプレー水管１２，６１に形成してもよい。この場合、スプレーノズルとスプレー水管が一体に設けられることとなる。
【００７７】
また、上述した実施形態では、過熱低減器１０，６０を過熱器１００に適用したが、再熱器であってもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１０，６０  過熱低減器
１１  保護管
１２，６１  スプレー水管
１３  スプレーノズル
２３  窓部
３３，８３  支持部材
３４，６４  蒸気空間部
４１  噴射孔
５１，６５  水供給流路
５２，５６，６３，７３，７５  仕切部材
５３  中空部
５４，７１  第１スプレー水管
５５，７２  第２スプレー水管
８１  支持ロッド
８２  支持円盤
１００  過熱器
１０２  流路
１０３，１０４  壁部
Ｓ  過熱蒸気
Ｗ  スプレー水
ＷＳ  ウォーミング蒸気
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７  溶接部
【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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