(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドレンタンク本体胴の上部にドレン入口及び発生蒸気出口を設けるとともに、上記ドレンタンク本体胴内には上記ドレン入口の下方に散水トレイを設けたドレンタンクにおいて、上記散水トレイの少なくとも一端縁部から互いに隣接するドレン入口と発生蒸気出口間の連通をしゃ断する仕切り壁を立設するとともに、上記発生蒸気出口と反対側のみに散水トレイの上部空間とドレンタンク本体胴内を連通する開口部を形成したことを特徴とする、ドレンタンク。
【請求項２】
散水トレイが仕切り壁を構成する側壁を有し、発生蒸気出口と反対側の側壁部のみに開口部を有する箱状体であることを特徴とする、請求項１記載のドレンタンク。
【請求項３】
ドレンタンクに導入されるドレンの溶存酸素量、及びドレンより発生する蒸気量が散水トレイ毎に均等になるようにドレン入口毎に導入蒸気を適宜組合わせたことを特徴とする、請求項１または２記載のドレンタンク。
【請求項４】
ドレンタンク本体胴内の貯水面より上方に多孔板を配設したことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載のドレンタンク。
【請求項５】
ドレンタンク本体胴内の貯水内に多孔板を配設したことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載のドレンタンク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火力・原子力発電プラントにおけるドレンタンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、火力・原子力発電プラントにおいては、給水加熱器や湿分分離器などで生成したドレンを回収し、高エンタルピドレンを蒸気とドレンに分離するドレンタンクが設置されている。図５は従来のドレンタンクの概略構成を示す断面図であって、ドレンタンクの本体胴１の頂部には、低エンタルピドレン入口２及び高エンタルピドレン入口３が複数対（図においては２対）設けられており、本体胴１の頂部両端近傍部には発生蒸気出口４が設けられている。また、本体胴１の底部にはドレン出口５が設けられている。
【０００３】
一方、本体胴１内には、低エンタルピドレン入口２及び高エンタルピドレン入口３の下方で貯水面６より上方に、底部に多孔を有し、ドレンを液柱状もしくは液滴状にする散水トレイ７が配設されている。
【０００４】
しかして、給水加熱器や湿分分離器（図示せず）から供給された低エンタルピのドレンが低エンタルピドレン入口２からドレンタンク本体胴１内に案内され、また同様に給水加熱器や湿分分離器から供給された高エンタルピのドレンが高エンタルピドレン入口３から本体胴１内に導入される。
【０００５】
そこで、高エンタルピドレン入口３から本体胴１に導入された高エンタルピドレンの一部は、高エンタルピドレン入口３から散水トレイ７に落下する途中でフラッシュし、ドレンと蒸気に分離される。そして、蒸気とならなかったドレンは散水トレイ７に達し、散水トレイ７で、低エンタルピドレン入口２から本体胴１に導入された低エンタルピドレンと混合し、その散水トレイ７から液柱もしくは液滴とし、散水トレイ７の下方に放出される。散水トレイ７の下方に放出されたドレンは、貯水面６にまで落下する間に、飽和水になるまで蒸気を発生し、蒸気とドレンとに分離され、ドレンは本体胴１内に貯水される。一方、上述のようにドレンから分離された蒸気及び空気などの不凝縮性ガスは発生蒸気出口４から排出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
最近の発電プラントにおいては、給水中に含まれる溶存酸素濃度が問題となっており、溶存酸素濃度が高いことにより機器に応力腐食割れが生じることが知られている。
【０００７】
ところで、ドレンタンクで生成したドレンは、給水に回収されるため、ドレンタンクのドレン中の溶存酸素濃度を低減することにより、給水中の溶存酸素濃度を低減することが可能となる。
【０００８】
しかしながら、上記従来のドレンタンクにおいては、高エンタルピドレンはフラッシュし、蒸気とドレンを分離する目的は達しているが、低エンタルピドレン中の溶存酸素は十分脱気されないという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑み、溶存酸素除去効果が高いドレンタンクを得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明は、ドレンタンク本体胴の上部にドレン入口及び発生蒸気出口を設けるとともに、上記ドレンタンク本体胴内には上記ドレン入口の下方に散水トレイを設けたドレンタンクにおいて、上記散水トレイの少なくとも一端縁部から互いに隣接するドレン入口と発生蒸気出口間の連通をしゃ断する仕切り壁を立設するとともに、上記発生蒸気出口と反対側のみに散水トレイの上部空間とドレンタンク本体胴内を連通する開口部を形成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、散水トレイが仕切り壁を構成する側壁を有し、発生蒸気出口と反対側の側壁部のみに開口部を有する箱状体であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に係る発明は、請求項１の発明において、ドレンタンクに導入されるドレンの溶存酸素量、及びドレンより発生する蒸気量が散水トレイ毎に均等になるようにドレン入口毎に導入蒸気を適宜組合せたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかの発明において、ドレンタンク本体胴内の貯水面より上方に多孔板を配設したことを特徴とする。
【００１４】
さらに請求項５に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかの発明において、ドレンタンク本体胴内の貯水内に多孔板を配設したことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図４を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお図中図５と同一部分には同一符号を付しその詳細な説明は省略する。
【００１６】
図１は本発明の第１の実施の形態を示す図であり、低エンタルピドレン入口２及び高エンタルピドレン入口３の下方に配設されている散水トレイ８には、その一端縁部に、ドレンタンク本体胴１の上内壁面に達する仕切り壁８ａが一体的に立設されている。そして互いに隣接する高エンタルピドレン入口３と発生蒸気出口４との間の連通が上記仕切り壁８ａによってしゃ断するようにしてある。一方、発生蒸気出口４とは反対側のみに散水トレイ８の上部空間とドレンタンク本体胴１内を連通する開口部９が形成されている。
【００１７】
しかして、高エンタルピドレン入口３から導入されたドレンは散水トレイ８へ落下するまでに一部がドレンから分離され蒸気となる。発生した蒸気は、実線矢印で示すように、発生蒸気出口と反対側のみに形成されている開口部９から散水トレイ８の下部に流れ、さらに散水トレイ８の下部を通り発生蒸気出口４に流れる。一方、蒸気とならなかった高エンタルピドレンは、散水トレイ８に受けられる。
【００１８】
低エンタルピドレン入口２から導入された低エンタルピドレンは散水トレイ８に落下する間に、高エンタルピドレンにより発生した蒸気により加熱脱気された後、散水トレイ８に受けられ、高エンタルピドレンのうち蒸気とならなかったドレンと混合する。そして、混合したドレンは散水トレイ８の多孔から落下し、貯水面に達するまでの間、前述のように散水トレイ８の下部を通る高エンタルピドレンから発生した蒸気によりさらに加熱され脱気される。
【００１９】
したがって、散水トレイで発生した蒸気は必ず散水トレイ８の下部を通り溶存酸素を有するドレンと接触加熱し、効果的にドレン中の溶存酸素を除去する。すなわち、ドレンへの酸素の溶解度は、ヘンリの法則に従い、酸素ガス分圧に比例し、また比例定数であるヘンリ定数はドレン温度が約１００℃以上では、ドレンの温度が高いほど小さくなり、酸素はドレンに溶解し難くなる。したがって、ドレンを加熱し、ドレンの温度を高くすることにより、ドレンを効果的に脱気することができる。
【００２０】
ところで、上記実施の形態においては、散水トレイ８の一側縁部に仕切り壁８ａを設けたものを示したが、散水トレイを箱状体とし、各側壁によって仕切り壁を構成させるとともに、発生蒸気出口と反対側に開口部９を形成してもよい。
【００２１】
また、散水トレイ毎にドレンの溶存酸素量、ドレンよりフラッシュする蒸気量が不均等であると、一方の散水トレイでは十分な蒸気が供給され、ドレンが十分に加熱、脱気されるが、他方の散水トレイでは、ドレンの溶存酸素を脱気するのに十分な蒸気が供給されず、ドレンの加熱が不十分となり、ドレン中の溶存酸素がよく脱気されないことがある。
【００２２】
図２は、ドレン中の溶存酸素を均等に脱気することができるようにした、本発明の第２の実施の形態を示す図であり、ドレン入口１０が散水トレイ８毎にドレンの溶存酸素量及び発生蒸気量が均等になるように配設されている。
【００２３】
すなわち、ドレン入口１０ａ，１０ｂおよびドレン入口１０ｃ，１０ｄに導入される各蒸気は、設計段階であらかじめ計算される蒸気中の溶存酸素量と発生蒸気量を考慮して、その発生割合がほぼ同一になるようにしている。たとえば、ドレン入口１０ａに導入される蒸気の発生蒸気量が１、溶存酸素量が２の場合、ドレン入口１０ｂに導入する蒸気の発生蒸気量が２、溶存酸素量が１の蒸気を導入することにより、散水トレイ８において各蒸気が混合された時には発生蒸気量が３、溶存酸素量が３と両者が均等になる。ドレイン入口１０ｃ，１０ｄの場合も同じように導入する蒸気の発生蒸気量と溶存酸素量を考慮して組合せる。
【００２４】
しかして、散水トレイ８毎に、ドレンの溶存酸素を脱気するのに必要な蒸気を均等に供給することにより、ドレン中の溶存酸素を効果的に脱気することができる。
【００２５】
図３は、本発明の第３の実施の形態を示す図であり、散水トレイ８と貯水面６との間に、多孔板、網状の平板、或は格子状の板のような多孔板１１が配設されている。その他の点は図１に示す実施の形態と同一である。
【００２６】
しかして、この実施の形態においては、散水トレイ８から落下してきたドレンが、貯水面６より上方にある多孔板１１で一度受けられ、直接貯水面に落下することがない。したがって、貯水面での気泡の巻き込みが低減し、気泡中に含まれる酸素が貯水に溶け込むことが防止される。
【００２７】
ところで、貯水面でドレンに気泡を巻き込むと、貯水面からの深さによる水圧により、気泡内の圧力が上昇し、気泡中の酸素の分圧が上昇する。その結果、ヘンリの法則にしたがいドレンへの酸素の溶解度が上昇し、貯水ドレンの溶存酸素濃度が上昇する。また、気泡の巻き込みが深くなると、気泡中の圧力が上昇することにより、気泡内の蒸気が凝縮し、気泡は小さくなる。気泡が小さくなると、その表面張力により、ますます気泡内の圧力が上昇し、酸素はより一層多く貯水ドレンに溶解することになる。
【００２８】
ところが、この実施の形態においては、上述のように多孔板１１が設けられているため、貯水面でのドレンへの気泡の巻き込みが低減され、貯水ドレンへの酸素の溶解を防ぎ、脱気した酸素が再び貯水に溶け込むことを防ぐことができる。
【００２９】
図４は本発明の第４の実施の形態を示す図であり、貯水内に多孔板１１が配設されている。しかして、この場合も散水トレイ８から直接貯水に落下してきたドレンは、貯水内に設けられた多孔板１１により、気泡の巻き込みが低減され、気泡中に含まれる酸素が貯水中に溶け込むことが防止される。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、上述のように構成したので、散水トレイ部でドレンから分離した蒸気が直接発生蒸気出口から排出されることなく、発生蒸気が必ず散水トレイから落下するドレンと接触するので、そのドレンを効果的に脱気することができる。また、散水トレイ毎に溶存酸素量と発生蒸気量が均等になるようにドレン入口を配設したものにおいては、ドレン中の溶存酸素を一層効果的に脱気することができる。さらに、貯水面上或は貯水内に閉塞板を設けたものにおいては、気泡の巻き込みが低減され、脱気した酸素が再び貯水中に溶け込むことが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るドレンタンクの第１の実施の形態の概略構成を示す断面図。
【図２】本発明に係るドレンタンクの第２の実施の形態の概略構成を示す断面図。
【図３】本発明に係るドレンタンクの第３の実施の形態の概略構成を示す断面図。
【図４】本発明に係るドレンタンクの第４の実施の形態の概略構成を示す断面図。
【図５】従来のドレンタンクの概略構成を示す断面図。
【符号の説明】
１  本体胴
２  低エンタルピドレン入口
３  高エンタルピドレン入口
４  発生蒸気出口
５  ドレン出口
６  貯水面
７，８  散水トレイ
８ａ  仕切り壁
９  開口部
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ  ドレン入口
１１  多孔板
【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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