(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の冷却管が密集して配列された管巣が上下方向に２分割され、その下側管巣に冷却水を供給して、その上側管巣から前記冷却水を流出させる二折流型の復水器において、
蒸気の流入口が前記管巣の上方に位置し、前記上側管巣の管巣幅は下方に向けて増大し、前記下側管巣の上端の管巣幅は前記上側管巣の下端の管巣幅以下であり、前記上側管巣及び前記下側管巣からなる前記管巣における最大管巣幅は、前記下側管巣の上端以外で、該下側管巣の上端と下端の間にあるように構成されていることを特徴とする復水器。
【請求項２】
蒸気の流入口を上部に有する容器と、該容器内で上下方向に２分割され複数の冷却管が密集して配列された上側管巣及び下側管巣と、前記容器の内壁と前記上側管巣及び下側管巣の外周との間に形成された第１蒸気流路とを備え、前記下側管巣に冷却水を供給して前記上側管巣から前記冷却水を流出させる二折流型の復水器において、
前記上側管巣部の前記第１蒸気流路の幅は下方に向けて減少し、前記下側管巣の上端部の前記第１蒸気流路の幅は前記上側管巣の下端部の前記第１蒸気流路の幅以上であり、前記内壁と前記上側管巣及び下側管巣の外周で形成された第１蒸気流路の幅は、前記下側管巣部の上端以外で、該下側管巣部の上端と下端の間で最小となるように構成されていることを特徴とする復水器。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記上側管巣はその上面から下方に延びた複数の第２蒸気流路を備え、該第２蒸気流路の幅は前記上側管巣を構成する冷却管の間隔よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする復水器。
【請求項４】
請求項１又は２において、前記下側管巣はその側面から横方向に延びた複数の第２蒸気流路を備え、該第２蒸気流路の幅は前記下側管巣を構成する冷却管の間隔よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする復水器。
【請求項５】
請求項３又は４において、前記第１蒸気流路の幅は、前記第２蒸気流路の幅よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする復水器。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかにおいて、前記蒸気に含まれる不凝縮ガスを抽出するための抽出管が、前記上側管巣と前記下側管巣の間の空間に配置されていることを特徴とする復水器。
【請求項７】
請求項６において、前記下側管巣の横断面での包絡線の面積に対する該下側管巣内の冷却管の総断面積の比である冷却管占有率が、前記下側管巣の前記冷却管の間隔を前記上側管巣の前記冷却管の間隔よりも大きくすることにより、または前記下側管巣の前記第２蒸気流路の幅と長さを調節することにより、または前記上側管巣の前記第２蒸気流路の数を増やすことにより前記上側管巣の前記冷却管占有率よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする復水器。
【請求項８】
請求項６において、前記抽出管で抽出された未凝縮蒸気を凝縮するための蒸気冷却部が、前記下側管巣を構成する冷却管の一部で構成されていることを特徴とする復水器。
【請求項９】
請求項８において、前記蒸気冷却部が、前記下側管巣のうち前記冷却水の流入側に配置されていることを特徴とする復水器。
【請求項１０】
請求項８又は９において、前記蒸気冷却部から前記不凝縮ガスを排出するための排気管が、前記上側管巣と前記下側管巣の間の空間に配置されていることを特徴とする復水器。
【請求項１１】
請求項１０において、前記蒸気冷却部で凝縮された凝縮水を前記下側管巣の外側に導く排水管が、前記排気管とは別に設置されていることを特徴とする復水器。
【請求項１２】
水平方向に管軸を有し、互いに平行に配列された複数の冷却管と、密集して配置された前記複数の冷却管によって形成された第１管巣と、密集して配置された前記複数の冷却管によって形成され、前記第１管巣の上側に所定の空間を隔てて配置された第２管巣と、上部に蒸気の流入口を有し、前記第１管巣及び第２管巣を覆う容器と、前記空間に配置され、前記蒸気に含まれる不凝縮ガスを抽出するための抽出管と、前記第１管巣の冷却管から流出した冷却水を前記第２管巣の冷却管に供給する折返し手段とを備えた復水器において、
前記第２管巣の管軸に垂直な横断面での横幅はその下端で最大となり、前記第１管巣の前記横断面での上端の横幅は、前記第２管巣の下端の横幅以下であり、前記第１管巣は、その上端以外に、前記第２管巣の下端の横幅よりも大きな前記横幅を有するように構成されていることを特徴とする復水器。
【請求項１３】
請求項１２において、前記第１管巣が、前記横断面においてその両側面から水平方向の内側に延びる複数の蒸気流路を有すると共に、前記第２管巣が、前記横断面においてその上面から鉛直方向の下側に延びる複数の蒸気流路を有し、前記水平方向及び前記鉛直方向に延びる蒸気流路の幅が、前記第１管巣及び前記第２管巣を形成する冷却管の間隔よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする復水器。
【請求項１４】
請求項１３において、前記横断面において前記容器の内壁と前記第１管巣及び前記第２管巣の外周側面との間に形成される蒸気流路の幅が、前記水平方向及び前記鉛直方向に延びる蒸気流路の幅よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする復水器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は復水器に係り、特に複数の冷却管で構成された管巣が上下に２分割された二折流型の復水器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二折流型の復水器に関する従来技術としては、例えば米国特許第4,967,833 号公報に、冷却面積が５００〜２５００ｍ2 の小型の復水器が記載されている。この復水器は、上下に分離された管巣、下側管巣に設けられ不凝縮ガスを抽出する抽出系等を備えている。この従来技術では、容器の上部に蒸気流入口が設置され、上側管巣の管巣幅は下方に向けて増大し、下側管巣の管巣幅は下方に向けて減少している。即ち、管巣幅は、上側管巣の下端及び下側管巣の上端近傍で最大となっている。また、管巣を取り囲む蒸気流路の幅は、下方に向けて一旦減少し、その後増大している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、上側管巣において蒸気と冷却水の温度差が小さくなる場合については、配慮されていない。この場合、上側管巣による蒸気の凝縮量が減少するため、上側管巣は蒸気流入口から流入した不凝縮ガスを含む蒸気の流れ（以下、単に蒸気流という）に対して、主に抵抗として作用する。従って、従来のように、管巣幅が上側管巣の下端近傍で最大となる場合には、蒸気と冷却水の温度差が大きく凝縮性能が高い下側管巣に至る蒸気流が著しく妨げられる。この結果、管巣全体で高い凝縮性能を確保できないという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、冷却水を下部から導入する二折流型の復水器において、上側管巣で蒸気と冷却水の温度差が小さくなる場合でも、上側管巣の蒸気流に対する抵抗を低減でき、管巣全体で高い凝縮性能を確保できる復水器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための第１の発明は、複数の冷却管が密集して配列された管巣が上下方向に２分割され、その下側管巣に冷却水を供給して、その上側管巣から前記冷却水を流出させる二折流型の復水器において、蒸気の流入口が前記管巣の上方に位置し、前記上側管巣の管巣幅は下方に向けて増大し、前記下側管巣の上端の管巣幅は前記上側管巣の下端の管巣幅以下であり、前記上側管巣及び前記下側管巣からなる前記管巣における最大管巣幅は、前記下側管巣の上端以外で、該下側管巣の上端と下端の間にあるように構成されている。
【０００６】
尚、後述するように、管巣幅とは、管軸に垂直な断面（管巣断面）における管巣の横幅を指す。管巣の横幅とは、管巣の包絡線に対する横幅を指す。
【０００７】
第２の発明は、蒸気の流入口を上部に有する容器と、該容器内で上下方向に２分割され複数の冷却管が密集して配列された上側管巣及び下側管巣と、前記容器の内壁と前記上側管巣及び下側管巣の外周との間に形成された第１蒸気流路とを備え、前記下側管巣に冷却水を供給して前記上側管巣から前記冷却水を流出させる二折流型の復水器において、前記上側管巣部の前記第１蒸気流路の幅は下方に向けて減少し、前記下側管巣の上端部の前記第１蒸気流路の幅は前記上側管巣の下端部の前記第１蒸気流路の幅以上であり、前記内壁と前記上側管巣及び下側管巣の外周で形成された第１蒸気流路の幅は、前記下側管巣部の上端以外で、該下側管巣部の上端と下端の間で最小となるように構成されている。
【０００８】
尚、後述するように、上記第１蒸気流路の幅とは、管巣の包絡線と容器の内壁との間隔（距離）を指す。
【０００９】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記上側管巣はその上面から下方に延びた複数の第２蒸気流路を備え、該第２蒸気流路の幅は前記上側管巣を構成する冷却管の間隔よりも大きくなるように構成されている。
【００１０】
第４の発明は、第１又は第２の発明において、前記下側管巣はその側面から横方向に延びた複数の第２蒸気流路を備え、該第２蒸気流路の幅は前記下側管巣を構成する冷却管の間隔よりも大きくなるように構成されている。
【００１１】
第５の発明は、第３又は第４の発明において、前記第１蒸気流路の幅は、前記第２蒸気流路の幅よりも大きくなるように構成されている。
【００１２】
第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、前記蒸気に含まれる不凝縮ガスを抽出するための抽出管が、前記上側管巣と前記下側管巣の間の空間に配置されている。
【００１３】
第７の発明は、第６の発明において、前記下側管巣の横断面での包絡線の面積に対する該下側管巣内の冷却管の総断面積の比である冷却管占有率が、前記下側管巣の前記冷却管の間隔を前記上側管巣の前記冷却管の間隔よりも大きくすることにより、または前記下側管巣の前記第２蒸気流路の幅と長さを調節することにより、または前記上側管巣の前記第２蒸気流路の数を増やすことにより前記上側管巣の前記冷却管占有率よりも小さくなるように構成されている。
【００１４】
第８の発明は、第６の発明において、前記抽出管で抽出された未凝縮蒸気を凝縮するための蒸気冷却部が、前記下側管巣を構成する冷却管の一部で構成されている。
【００１５】
第９の発明は、第８の発明において、前記蒸気冷却部が、前記下側管巣のうち前記冷却水の流入側に配置されている。
【００１６】
第１０の発明は、第８又は第９の発明において、前記蒸気冷却部から前記不凝縮ガスを排出するための排気管が、前記上側管巣と前記下側管巣の間の空間に配置されている。
【００１７】
第１１の発明は、第１０の発明において、前記蒸気冷却部で凝縮された凝縮水を前記下側管巣の外側に導く排水管が、前記排気管とは別に設置されている。
【００１８】
第１２の発明は、水平方向に管軸を有し、互いに平行に配列された複数の冷却管と、密集して配置された前記複数の冷却管によって形成された第１管巣と、密集して配置された前記複数の冷却管によって形成され、前記第１管巣の上側に所定の空間を隔てて配置された第２管巣と、上部に蒸気の流入口を有し、前記第１管巣及び第２管巣を覆う容器と、前記空間に配置され、前記蒸気に含まれる不凝縮ガスを抽出するための抽出管と、前記第１管巣の冷却管から流出した冷却水を前記第２管巣の冷却管に供給する折返し手段とを備えた復水器において、前記第２管巣の管軸に垂直な横断面での横幅はその下端で最大となり、前記第１管巣の前記横断面での上端の横幅は、前記第２管巣の下端の横幅以下であり、前記第１管巣は、その上端以外に、前記第２管巣の下端の横幅よりも大きな前記横幅を有するように構成されている。
【００１９】
第１３の発明は、第１２の発明において、前記第１管巣が、前記横断面においてその両側面から水平方向の内側に延びる複数の蒸気流路を有すると共に、前記第２管巣が、前記横断面においてその上面から鉛直方向の下側に延びる複数の蒸気流路を有し、前記水平方向及び前記鉛直方向に延びる蒸気流路の幅が、前記第１管巣及び前記第２管巣を形成する冷却管の間隔よりも大きくなるように構成されている。
【００２０】
第１４の発明は、第１３の発明において、前記横断面において前記容器の内壁と前記第１管巣及び前記第２管巣の外周側面との間に形成される蒸気流路の幅が、前記水平方向及び前記鉛直方向に延びる蒸気流路の幅よりも大きくなるように構成されている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を二折流型の復水器に適用した第１実施例を、図１〜図３を用いて説明する。図２は第１実施例の概略縦断面図、図１は図２のＡ−Ａ断面図（横断面図）、図３は図１の管巣内の冷却管の配列を示す図である。
【００２２】
図２に示すように、本復水器は、蒸気流入口４０を上部に有する容器２，蒸気を凝縮させる複数の冷却管１０，蒸気に含まれる不凝縮ガスを抽出する抽出管５，蒸気の凝縮水
（復水）を排出する復水流出口３ａ，冷却水が流入する流入水室６，下側管巣から上側管巣に冷却水を供給する折返し水室７，冷却水を排出する流出水室８等から構成される。冷却管１０は、抽出管５よりも下側に位置する冷却管１０ａと、抽出管５よりも上側に位置する冷却管１０ｂからなる。
【００２３】
容器２は、四角筒状の形状をしている。複数の冷却管１０は、水平方向に管軸を有し、互いに平行に配列され、管軸方向の複数箇所で支持板９により支持されると共に、容器２の側壁を貫通している。冷却管１０ａは、一端（図２の左端）が流入水室６に連通し、他端（図２の右端）が折返し水室７に連通している。冷却管１０ｂは、一端（図２の左端）が流出水室８に連通し、他端（図２の右端）が折返し水室７に連通している。
【００２４】
抽出管５よりも下側に位置する複数の冷却管１０ａが下側管巣を形成し、抽出管５よりも上側に位置する複数の冷却管１０ｂが上側管巣を形成している。下側管巣と上側管巣には、同数の冷却管が設けられている。これにより、両管巣における冷却水の速度をほぼ等しくしている。両管巣における冷却水の速度がほぼ等しくなる範囲であれば、両管巣の冷却管の数が異なっても良い。
【００２５】
冷却水は、冷却水入口６ａから流入水室６内に導入され、下側管巣の冷却管１０ａ，折返し水室７，上側管巣の冷却管１０ｂ，流出水室８を経て、冷却水出口８ａから排出される。仕切り７ａが、折返し水室７内で冷却水の折返し流路を形成している。尚、図２では、構造を解り易くするために、冷却管１０ａ及び１０ｂの数を間引いて示している。実際は、後述する図３に示すように、多数の冷却管が密に配列されている。冷却管の数は、上下合わせて数千本〜１万本程度になる。
【００２６】
容器２で形成される蒸気流路は、蒸気流入口４０から上側管巣に向けて冷却管の管軸方向に拡張されている。これにより、速度が均一化された蒸気が上側管巣に流入する。管巣は複数の支持板９によって管軸方向に仕切られているので、管巣の内部では、管軸方向の蒸気流は支持板９によって抑制される。即ち、管巣内の蒸気流は、管軸に垂直な断面（管巣断面）における２次元的な流れとなる。
【００２７】
図１に示すように、複数の冷却管は、下側管巣１ａ及び上側管巣１ｂを形成しており、１ａと１ｂを合わせて管巣１と呼ぶ。実際には、図３に示すように、管巣１は、複数の冷却管１０ａ及び１０ｂがほぼ等間隔に配置されて構成されている。管巣断面における隣接する冷却管の相対位置は、互いに正三角形の頂点となる三角格子上に配置されている。即ち、図１で下側管巣１ａ及び上側管巣１ｂとして表した実線は、冷却管１０ａ及び１０ｂの包絡線を示している。
【００２８】
図１に示すように、管巣１の外周側面と容器２の内側面の間に蒸気流路４１が形成され、下側管巣１ａの外周下面と容器底面３の間に蒸気流路４２が形成されている。管巣１のうち冷却管が密集して配置された部分１２ａ及び１２ｂを管群と呼ぶ。これらの管群と管群の間にも、蒸気流路が形成されている。
【００２９】
即ち、下側管巣１ａの両側面（図１の左右側面）に、管群１２ａに上下を挟まれた蒸気流路１１ａが形成されている。蒸気流路１１ａは、水平方向（図１の横方向）に延びて形成されており、下側管巣１ａの両側面にそれぞれ４個ずつ、合計８個が設けられている。また、上側管巣１ｂの上面に、管群１２ｂに両側（左右）を挟まれた蒸気流路１１ｂが形成されている。蒸気流路１１ｂは、鉛直方向（図１の縦方向）に延びて形成されており、８個の蒸気流路１１ｂが上側管巣１ｂの上面に設けられている。
【００３０】
更に、管巣１の管群（図１で１ａ及び１ｂで示した実線）の内部にも、蒸気流路が存在する。即ち、図３に示すように、隣接する冷却管の間にも、蒸気流路１３が形成されている。図１に示すように、管巣１及び蒸気流路は、容器２の鉛直方向に延びる中心線に対してほぼ左右対称に構成されている。
【００３１】
このように、３種類の蒸気流路が容器２の内部に存在する。第１の蒸気流路は、管巣１の外周と容器２の間に形成されたものである。第２の蒸気流路は、管巣１の管群と管群の間に形成されたものである。第３の蒸気流路は、管群内の冷却管の間に形成されたものである。
【００３２】
図１に示すように、第１の蒸気流路である蒸気流路４１及び４２の幅をそれぞれＷ１及びＷ２、第２の蒸気流路である蒸気流路１１ｂ及び１１ａの幅をそれぞれＷ３及びＷ４とする。また、図３に示すように、第３の蒸気流路である蒸気流路１３の幅をＷ５とする。Ｗ１〜Ｗ５の大小関係は、例えば以下のようにする。
即ち、Ｗ３及びＷ４は、Ｗ５の数倍程度の大きさにする。Ｗ１及びＷ２は、Ｗ３及びＷ４の１０倍程度の大きさにする。この結果、上側管巣１ｂの横幅は、容器２の内幅の約６５％以下に縮小されている。このように、蒸気流路４１及び４２の幅を十分に広くすることにより、管巣１が蒸気を四方から取り込んで蒸気速度を低下できる。
【００３３】
下側管巣１ａと上側管巣１ｂの間には、冷却水が折返し水室７を介して流れの向きを変えたときに冷却水の流量分布を均一化するために、所定の幅の空間が設けられている。図１のように、空間の幅は、蒸気流路１１ａ及び１１ｂの幅よりも大きくしている。この空間の中心部には、抽出管５が配置されている。更に、蒸気が蒸気流路４１から抽出管５に直接流入（バイパス）することを防ぐために、上記空間のうち抽出管５と蒸気流路４１の間に、仕切り５２が設けられている。
【００３４】
図１に示すように、仕切り５２は、構造の単純な箱状（四角筒状）の形状にしている。但し、蒸気の凝縮水が仕切り５２の上面に溜まり抽出管５の孔を閉塞しないように、仕切り５２と抽出管５の間にはある程度のギャップが設けられている。蒸気の水平方向のバイパスを防ぐためには、仕切り５２を鉛直方向に立てたフィン群などで構成しても良い。この場合、凝縮水は仕切り５２を通過して鉛直下方に落下するため、抽出管５の孔を閉塞することはない。
【００３５】
タービン(図示せず)から排気された蒸気は、蒸気流入口４０から復水器に流入し、蒸気流路４１及び４２を通って管巣１の周囲に導かれ、主に蒸気流路１１ａ及び１１ｂを通して管巣内部に導入される。図１に示すように、蒸気流入口４０において、蒸気は容器２の側壁にほぼ平行に流れる。即ち、蒸気流入口４０における蒸気流の方向は、鉛直方向となる。
【００３６】
管巣内部では、蒸気のみが複数の冷却管１０ａ及び１０ｂの外表面で凝縮する。この凝縮により生じた凝縮水は、重力で下方に落下し、容器底面３に設けた復水流出口３ａから流出する。管巣で凝縮しなかった未凝縮の蒸気及び不凝縮ガスは、抽出管５に設けた多数の孔（図示せず）から抽出管５内に流入し、真空ポンプ（図示せず）などを介して復水器の外部に排気される。
【００３７】
ここで、蒸気流入口４０から流入した蒸気流のうち、管巣１の左右の蒸気流路４１を下降して、管巣１の下側の蒸気流路４２に到達する成分（以下、下降蒸気成分という）に影響する蒸気流路の幅について説明する。下降蒸気成分に影響する蒸気流路４１の幅としては、図１に破線で示す管群１２ａ及び１２ｂの包絡線１４ａ及び１４ｂと、容器２の側壁との間隔を考慮すれば良い。包絡線１４ａ及び１４ｂは、図３において、蒸気流路１１ａ及び１１ｂによる凹部を無視し、冷却管１０ａ及び１０ｂの外周部の形状を、凸型多角形で近似した線に対応する。また、包絡線１４ａ及び１４ｂは、下側管巣１ａ及び上側管巣１ｂの包絡線とも言える。
【００３８】
図１に示すように、上側管巣１ｂの包絡線１４ｂの横幅は、容器２の下方（蒸気流の方向）に向かって僅かに増大する。この結果、上側管巣１ｂの側方（横）において、下降蒸気成分に影響する蒸気流路４１の幅は、容器２の下方に向かって僅かに減少する。即ち、上側管巣１ｂでは、下端部の横幅（以下、管巣幅という）が最大となり、この下端部の側方における蒸気流路４１の幅が最小となる。
一方、下側管巣１ａの上端部の管巣幅は、上側管巣１ｂの下端部の管巣幅とほぼ等しい。また、下側管巣１ａの包絡線１４ａの横幅は、容器２の下方に向かって緩やかに（滑らかに）増大する。この結果、下側管巣１ａの側方において、下降蒸気成分に影響する蒸気流路４１の幅は、容器２の下方に向かって緩やかに減少する。即ち、下側管巣１ａでは、管巣幅は容器２の下方に向かって徐々に増大し、管巣の側方における蒸気流路４１の幅は容器２の下方に向かって徐々に減少する。
【００３９】
上記した管巣幅の特徴を纏めると、次のようになる。即ち、上側管巣１ｂの管巣幅は、下端部で最大となる。下側管巣１ａの上端部の管巣幅は、上側管巣１ｂの下端部の管巣幅とほぼ等しい。下側管巣１ａの管巣幅は、容器２の下方に向かって徐々に増大し、下端部近傍で最大となる。図１では、上側管巣１ｂの下端部の管巣幅は容器２の内幅の約６５％、下側管巣１ａの最大管巣幅は容器２の内幅の約８０％である。
【００４０】
管巣全体としては、管巣幅は、容器２の下方に向かって徐々に増大し、下側管巣１ａの下端部近傍で最大となる。但し、管巣全体で管巣幅が最大となる位置においても、蒸気流路４１の幅は、蒸気流路１１ａ及び１１ｂの幅に比べて十分に大きい。
【００４１】
このような特徴を有する本実施例によれば、蒸気流路４１の幅を十分に広く確保しつつ、上側管巣１ｂの管巣幅を比較的狭くできるので、上側管巣１ｂの蒸気流に対する抵抗を低減できる。また、多くの蒸気が幅の広い蒸気流路４１を通って下側管巣１ａに到達できるので、蒸気と冷却水の温度差が大きな下側管巣１ａに流入する蒸気量を増大して十分な凝縮性能を確保することができる。
【００４２】
従って、上側管巣１ｂで蒸気と冷却水の温度差が小さくなる場合でも、上側管巣１ｂの蒸気流に対する抵抗を低減でき、管巣全体で高い凝縮性能を確保できる。また、下側管巣１ａの管巣幅が容器２の下方に向かって徐々に増大していることにより、限られた高さにおける冷却管の占有率を低減でき、これも蒸気流に対する抵抗の低減に寄与している。
【００４３】
更に、鉛直方向に延びた複数の蒸気流路１１ｂを上側管巣１ｂに設けたことにより、上側管巣１ｂで内部に導入される蒸気流に対する抵抗を低減できる。同様に、水平方向に延びた複数の蒸気流路１１ａを下側管巣１ａに設けたことにより、下側管巣１ａで内部に導入される蒸気流に対する抵抗を低減できる。即ち、管巣内部の抵抗を低減できるので、圧力損失に伴う蒸気の飽和温度の低下を抑制し、伝熱性能を向上できる。
【００４４】
本実施例の場合、下側管巣１ａにおいて、蒸気の凝縮量は多く、蒸気速度は速い。図１では、蒸気流路１１ａの幅と長さを調節することにより、下側管巣１ａの冷却管占有率（冷却管の総断面積／管巣断面積）を上側管巣１ｂの冷却管占有率よりも小さくし、下側管巣１ａと上側管巣１ｂの圧力損失を同等にしている。ここで、管巣断面積とは、包絡線１４ａ又は１４ｂの面積である。
【００４５】
下側管巣１ａと上側管巣１ｂの圧力損失が同等になれば、抽出管５を低圧部にできる。この結果、不凝縮ガスは低圧部である抽出管５に集められ、速やかに排出される。これも高い凝縮性能の確保に寄与する。尚、下側管巣１ａの冷却管占有率を上側管巣１ｂの冷却管占有率よりも小さくするためには、蒸気流路１１ｂの数を増やしても良い。
【００４６】
上記実施例では、下側管巣１ａの上端部の管巣幅を、上側管巣１ｂの下端部の管巣幅とほぼ等しくした。蒸気流に対する管巣の抵抗を低減するためには、下側管巣１ａの上端部の管巣幅を、上側管巣１ｂの下端部の管巣幅よりも小さくしても良い。
【００４７】
また、上記実施例では、抽出管５を下側管巣１ａと上側管巣１ｂの間の空間に設けることにより、空間を有効に使って装置の小型化が可能となる。しかし、抽出管５の位置は、上方又は下方に移しても良い。この場合、低圧部が抽出管５の位置となるように、蒸気流路１１ａ及び１１ｂの断面積及び形状を決定すれば良い。
【００４８】
次に、本発明を二折流型の復水器に適用した第２実施例を、図４を用いて説明する。図４は、図１に対応する第２実施例の概略横断面図である。本実施例が第１実施例と異なる点は、下側管巣１ａの蒸気流路１１ａの形状である。その他の構成は、第１実施例とほぼ同じであるので、ここでは説明を省略する。
【００４９】
本実施例の蒸気流路１１ａは、管群１２ａの包絡線１４ａから下側管巣１ａの内部に向けて斜め下方に延びている。このような蒸気流路１１ａが、下側管巣１ａの両側面にそれぞれ３個ずつ、合計６個設けられている。
【００５０】
本実施例の場合、下側管巣１ａの下端部の形状は図１と多少異なるが、管巣幅に関する特徴は第１実施例と同じである。また、図４でも、下側管巣１ａの冷却管占有率は、上側管巣１ｂの冷却管占有率よりも小さい。従って、第１実施例と同様な効果を得ることができる。
【００５１】
次に、本発明を二折流型の復水器に適用した第３実施例を、図５を用いて説明する。図５は、図１に対応する第３実施例の概略横断面図である。本実施例が第１実施例と異なる点は、下側管巣１ａの形状である。その他の構成は、第１実施例とほぼ同じであるので、ここでは説明を省略する。
【００５２】
本実施例の場合、管群１２ａの包絡線１４ａの横幅は、容器２の下方に向かって一旦緩やかに（徐々に）増大して最大となり、その後緩やかに減少する。即ち、下側管巣１ａの最大管巣幅は、鉛直方向（上下方向）の中間部に位置する。この場合も、下側管巣１ａの最大管巣幅は、容器２の内幅の約８０％にしている。
この結果、下側管巣１ａの側方において、下降蒸気成分に影響する蒸気流路４１の幅は、容器２の下方に向かって一旦徐々に減少して最小となり、その後徐々に増大する。図５でも、下側管巣１ａの冷却管占有率は、上側管巣１ｂの冷却管占有率よりも小さい。
【００５３】
従って、本実施例でも、第１実施例と同様な効果を得ることができる。更に、本実施例の場合、下側管巣１ａの管巣幅の最大値が鉛直方向の中間部に位置することにより、管巣下部を回り込んで下側管巣１ａに流入する蒸気流に対する抵抗を低減できる。
【００５４】
次に、本発明を二折流型の復水器に適用した第４実施例を、図６を用いて説明する。図６は、図１に対応する第４実施例の概略横断面図である。本実施例は、図５の第３実施例において、上側管巣１ｂ及び容器２の形状を変えた例である。その他の構成は、第３実施例とほぼ同じであるので、ここでは説明を省略する。
本実施例の場合、上側管巣１ｂの上面における包絡線１４ｂの形状は、図１及び図５よりも滑らかな曲線（上に凸な曲線）となっている。この結果、包絡線１４ｂの横幅が容器２の下方に向かって増大する割合は、図１及び図５よりも大きくなっている。また、容器底面３の断面形状が半円状になっている。この結果、下側管巣１ａの側方において、下降蒸気成分に影響する蒸気流路４１の幅は、下側管巣１ａの下端部で最小となっている。更に、図５でも、下側管巣１ａの冷却管占有率は、上側管巣１ｂの冷却管占有率よりも小さい。
【００５５】
従って、本実施例でも、第１実施例と同様な効果を得ることができる。更に、本実施例の場合、容器底面３を円筒状にすることにより、第１実施例よりも耐圧性能（耐圧強度）が向上し、容器の製造コストを低減できる。この効果は、円筒形状を作り易い小型の復水器に対して有効である。
【００５６】
次に、本発明を二折流型の復水器に適用した第５実施例を、図７を用いて説明する。図７は、図１に対応する第５実施例の概略横断面図である。本実施例は、図６の第４実施例において、蒸気流路１１ａ及び１１ｂにも冷却管を配置した例である。換言すれば、図６において、包絡線１４ａ及び１４ｂの形状をほとんど変えずに、管群のみで管巣を構成した例である。その他の構成は、第４実施例とほぼ同じであるので、ここでは説明を省略する。
【００５７】
図７に示すように、本実施例では、抽出管５を低圧部とするために、蒸気凝縮量の多い下側管巣１ａの冷却管１０ａの間隔Ｗ５ａを、上側管巣１ｂの冷却管１０ｂの間隔Ｗ５ｂよりも大きくしている。これにより、下側管巣１ａの冷却管占有率を上側管巣１ｂの冷却管占有率よりも小さくして、蒸気に対する抵抗を低減している。
【００５８】
本実施例でも、蒸気流路４１の幅を十分に広く確保しつつ、上側管巣１ｂの管巣幅を比較的狭くできるので、上側管巣１ｂの蒸気流に対する抵抗を低減できる。また、多くの蒸気が幅の広い蒸気流路４１を通って下側管巣１ａに到達できるので、蒸気と冷却水の温度差が大きな下側管巣１ａに流入する蒸気量を増大して十分な凝縮性能を確保することができる。従って、上側管巣１ｂで蒸気と冷却水の温度差が小さくなる場合でも、上側管巣１ｂの蒸気流に対する抵抗を低減でき、管巣全体で高い凝縮性能を確保できる。
【００５９】
次に、本発明を二折流型の復水器に適用した第６実施例を、図８〜図１０を用いて説明する。図９は第６実施例の概略縦断面図、図８は図９のＡ−Ａ断面図、図１０は図８の管巣内の冷却管の配列を示す図である。本実施例は、図１の第１実施例において、抽出管５内の未凝縮蒸気を凝縮するための凝縮部を、下側管巣１ａ内に設けた例である。その他の構成は、第１実施例とほぼ同じであるので、ここでは説明を省略する。
【００６０】
本実施例の場合、蒸気流入口４０から流入した蒸気を直接凝縮する第１凝縮部と、第１凝縮部で凝縮されなかった未凝縮蒸気を凝縮する第２凝縮部とを備える。第１凝縮部は、上側管巣１ｂ及び下側管巣１ａから構成される。第２凝縮部は、下側管巣１ａ内に配置された蒸気冷却部１ｃから構成される。
【００６１】
図８に示すように、蒸気冷却部１ｃは、下側管巣１ａの冷却管のうち抽出管５の直下に位置するものの一部を仕切板５３で仕切ることにより形成されている。蒸気冷却部１ｃは、図８のように横断面が長方形状の領域である。図９に示すように、仕切板５３の管軸方向の一端（図９の左端）は容器２の冷却水流入側の側壁に固定され、他端（図９の右端）は支持板９に固定されている。即ち、蒸気冷却部１ｃは、管軸方向において、支持板９で仕切られた２スパン分の領域に設置されている。尚、図９では、構造を解り易くするために、仕切板５３の一部を切り欠いて表示している。
【００６２】
実際には、図１０に示すように、蒸気冷却部１ｃは多数の冷却管１０ｃで構成されている。即ち、図８で蒸気冷却部１ｃとして表した実線は、冷却管１０ｃの包絡線を示している。仕切板５３は、その上端が抽出管５に接続され、その下端が排気管５１に接続されている。排気管５１は、容器２の冷却水流入側の側壁に隣接して設置されている。尚、図９でも、構造を解り易くするために、冷却管の数を間引いて示している。
【００６３】
本実施例では、上側管巣１ｂ及び下側管巣１ａで凝縮されなかった未凝縮蒸気は、抽出管５に設けられた複数の孔（図示せず）から抽出管５内に流入し、この複数の孔のうち仕切板５３で仕切られた空間に開口したものを通して蒸気冷却部１ｃに導入される。未凝縮蒸気は蒸気冷却部１ｃにおいてさらに凝縮され、残りのガス（不凝縮ガスを含む）が排気管５１から外部へ排気される。この蒸気冷却部１ｃにおける未凝縮蒸気の凝縮の影響により、蒸気冷却部１ｃの圧力は管巣１の外周部よりも小さくなる。
【００６４】
本実施例でも、図１と同じ管巣幅の特徴を備えており、下側管巣１ａの冷却管占有率を上側管巣１ｂの冷却管占有率よりも小さくしているので、第１実施例と同様な効果を得ることができる。更に、本実施例の場合、上側管巣１ｂ及び下側管巣１ａで凝縮されなかった未凝縮蒸気を、流入水室６から流入した冷却水（復水器内で温度が最も低い冷却水）を用いて再度凝縮することができる。この蒸気冷却部１ｃでの凝縮の影響により、抽出管５で抽出される蒸気の流量が増えるので、蒸気に混入している不凝縮ガスの抽出効果がより高くなる。
【００６５】
尚、本実施例では、蒸気冷却部１ｃを管軸方向の２スパン分の領域に設置した例について説明したが、２スパン分に限定されるものではない。即ち、必要に応じて、蒸気冷却部１ｃが占める管軸方向の長さを増減させても良い。
【００６６】
次に、本発明を二折流型の復水器に適用した第７実施例を、図１１を用いて説明する。図１１は、図１に対応する第７実施例の概略横断面図である。本実施例は、図８の第６実施例において、蒸気冷却部１ｃの構造、排気管５１の位置等を変えた例である。その他の構成は、第６実施例とほぼ同じであるので、ここでは説明を省略する。
【００６７】
本実施例では、蒸気冷却部１ｃの横幅を図８よりも大きくし、図１１のように蒸気冷却部１ｃの横幅方向の中央上部に仕切板５３ａを設けている。仕切板53ａは、その上端が抽出管５に接続され、その下端と仕切板５３との間に空間が形成されている。仕切板５３ａは、仕切板５３と同様に管軸方向の２スパン分の領域に設置されている。即ち、蒸気冷却部１ｃは、仕切板５３ａにより第１冷却部１ｃ１と第２冷却部１ｃ２に領域分けされる。
【００６８】
第１冷却部１ｃ１の上部は抽出管５の複数の孔に連通し、第２冷却部１ｃ２の上部は排気管５１に接続されている。第１冷却部１ｃ１と第２冷却部１ｃ２は下端部で連通されており、この連通部の下端に凝縮液配管５３ｂが接続されている。排気管５１は、上側管巣１ｂと下側管巣１ａの間の空間を通って容器２の側壁を貫通している。凝縮液配管５３ｂは、下側管巣１ａの下側まで延びており、その先端部はＵ字状に曲がっている。排気管５１及び凝縮液配管５３ｂは、例えば容器２の冷却水流入側の側壁に隣接して設置する。
【００６９】
本実施例では、抽出管５に設けられた孔から蒸気冷却部１ｃに流入した未凝縮蒸気は、第１冷却部１ｃ１内を下降し、その下端部で流れの向きを変え、第２冷却部１ｃ２内を上昇する。この際、未凝縮蒸気は、第１冷却部１ｃ１及び第２冷却部１ｃ２において凝縮され、残りのガス（不凝縮ガスを含む）が排気管５１から外部へ排気される。蒸気冷却部１ｃで生じた凝縮液は、重力により下降して凝縮液配管５３ｂ内に入り、その先端部であるＵ字部に一旦溜まり、Ｕ字部から溢れた分が容器底面３に溜まる。
【００７０】
本実施例でも、下側管巣１ａの冷却管占有率は、上側管巣１ｂの冷却管占有率よりも小さい。また、蒸気冷却部１ｃで未凝縮蒸気が凝縮するので、蒸気冷却部１ｃの圧力は管巣１の外周部よりも小さくなる。更に、凝縮液配管５３ｂのＵ字部に凝縮液を溜めておくことにより、凝縮液配管５３ｂを通して蒸気冷却部１ｃ内に蒸気が流れ込むことを防止している。
【００７１】
本実施例でも、第６実施例と同様な効果を得ることができる。更に、本実施例の場合、排気管５１と凝縮液配管５３ｂを分離したことにより、管巣より下側の蒸気流路４２の幅が小さい場合でも、凝縮液配管５３ｂの鉛直方向の長さを長く取れる。従って、熱負荷の変動などにより蒸気冷却部１ｃと管巣１の外周部の圧力差が過大となった場合でも、Ｕ字部に保持した凝縮液の排気管５１への流れ込みを防ぐ効果がある。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、蒸気流路の幅を広く確保しつつ上側管巣の管巣幅を比較的狭くできるので、上側管巣の蒸気流に対する抵抗を低減できる。また、幅の広い蒸気流路を通って下側管巣に到達する蒸気量を増大できるので、蒸気と冷却水の温度差が大きな下側管巣での凝縮量を増大できる。従って、上側管巣で蒸気と冷却水の温度差が小さくなる場合でも、管巣全体で高い凝縮性能を確保できる。
【００７３】
また、上側管巣に下方に延びた複数の蒸気流路を設け、下側管巣に横方向に延びた複数の蒸気流路を設けることにより、上側管巣及び下側管巣で内部に導入される蒸気流に対する抵抗を低減できる。従って、圧力損失に伴う蒸気の飽和温度の低下を抑制し、伝熱性能を向上できる。
【００７４】
また、下側管巣の冷却管占有率を上側管巣の冷却管占有率よりも小さくすることにより、上側管巣と下側管巣の圧力損失をほぼ同等にでき、上側管巣と下側管巣の間に配置した抽出管を低圧部にできる。従って、不凝縮ガスを抽出管に集めて速やかに排出できる。これも高い凝縮性能の確保に寄与する。
【００７５】
また、抽出管を上側管巣と下側管巣の間の空間に配置したことにより、空間を有効に使って装置の小型化が可能となる。
【００７６】
また、抽出管で抽出された未凝縮蒸気を凝縮するための蒸気冷却部を設けたことにより、抽出管で抽出される蒸気の流量が増えるので、蒸気に混入している不凝縮ガスの抽出効果を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２のＡ−Ａ断面図。
【図２】本発明を二折流型の復水器に適用した第１実施例の概略縦断面図。
【図３】図１の管巣内の冷却管の配列を示す図。
【図４】本発明を二折流型の復水器に適用した第２実施例の概略横断面図。
【図５】本発明を二折流型の復水器に適用した第３実施例の概略横断面図。
【図６】本発明を二折流型の復水器に適用した第４実施例の概略横断面図。
【図７】本発明を二折流型の復水器に適用した第５実施例の概略横断面図。
【図８】図９のＡ−Ａ断面図。
【図９】本発明を二折流型の復水器に適用した第６実施例の概略縦断面図。
【図１０】図８の管巣内の冷却管の配列を示す図。
【図１１】本発明を二折流型の復水器に適用した第７実施例の概略横断面図。
【符号の説明】
１…管巣、１ａ…下側管巣、１ｂ…上側管巣、１ｃ…蒸気冷却部、２…容器、３…容器底面、３ａ…復水流出口、５…抽出管、６…流入水室、７…折返し水室、８…流出水室、９…支持板、１０，１０ａ，１０ｂ…冷却管、１１ａ，１１ｂ，１３，４１，４２…蒸気流路、１２ａ，１２ｂ…管群、４０…蒸気流入口、５１…排気管、５３，５３ａ…仕切板。
【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】
0003879302.tif 000008
【図８】
0003879302.tif 000009
【図９】
0003879302.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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