(57)【要約】【課題】ワイヤメッシュ層からのドレン水を、なるべく速やかに排出可能な湿分分離器を提供する。【解決手段】実施形態によれば、湿分分離器１０は、ワイヤメッシュが複数積層されて構成されたワイヤメッシュ層２０を複数有している。各ワイヤメッシュ層２０は、貫流する湿り蒸気に含まれる液滴がワイヤメッシュに衝突して付着することにより、湿り蒸気から液滴を分離する。所定の第１配列方向に隣り合うワイヤメッシュ層２０の間には、当該ワイヤメッシュ層２０から滴り落ちたドレン水を受けるドレン受け３０が設けられている。ドレン受け３０は、ワイヤメッシュ層２０に沿って水平方向に対して所定の鋭角、傾斜した方向に延びており、当該ワイヤメッシュ層２０からのドレン水を受けて、当該ドレン水を当該ワイヤメッシュ層２０の水平方向外側に導く。【選択図】図１
2016150297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材で構成されており且つ網目状をなしている部材であるワイヤメッシュが、複数積層されて構成されており、且つ貫流する湿り蒸気に含まれる液滴が当該ワイヤメッシュに衝突して付着することにより当該液滴を分離する複数のワイヤメッシュ層と、
所定の第１配列方向に隣り合うワイヤメッシュ層の間に設けられており、且つワイヤメッシュ層に沿って水平方向に対して所定の角度傾斜した方向に延びており、当該ワイヤメッシュ層からのドレン水を受けて、当該ワイヤメッシュ層の水平方向外側に導くドレン受けと、
を備えることを特徴とする湿分分離器。
【請求項２】
前記複数のワイヤメッシュ層は、湿り蒸気が貫流する貫流方向と第１配列方向に直交する方向である第２配列方向に所定の間隔をあけて配列されており、
第２配列方向に隣り合うワイヤメッシュ層の間を当該ワイヤメッシュ層に沿って第１配列方向に延びており、且つ複数の前記ドレン受けから流入したドレン水を合流させて鉛直方向下側に排出するドレンチャネルを、さらに備える
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】
第２配列方向に隣り合うワイヤメッシュ層の間を第１配列方向に延びており、前記ドレンチャネルを画定する壁体を、さらに備え、
第２配列方向に隣り合うワイヤメッシュ層は、当該壁体を介して結合されている
ことを特徴とする請求項２に記載の湿分分離器。
【請求項４】
第１配列方向は、鉛直方向であり、
第２配列方向は、水平方向のうち貫流方向と直交する方向である
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の湿分分離器。
【請求項５】
前記ドレン受けは、
第１配列方向に隣り合うワイヤメッシュ層の間を延びている底部と、
当該ワイヤメッシュ層と貫流方向に所定の間隔をあけて前記底部から鉛直方向上側に延設されている側壁部と、
を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の湿分分離器。
【請求項６】
前記ドレン受けは、前記ワイヤメッシュ層のうち第２配列方向の中央から外側に向かうに従って鉛直方向下側に位置するよう延びている
ことを特徴とする請求項５に記載の湿分分離器。
【請求項７】
第１配列方向は、鉛直方向に対して所定の鋭角を付けた方向であり、
前記ドレン受けは、前記ワイヤメッシュ層より貫流方向上流側に設けられた上流側の側壁部と、当該ワイヤメッシュ層より貫流方向下流側に設けられた下流側の側壁部とを有し、
当該上流側の側壁部は、第１配列方向の長さが、下流側の側壁部に比べて長くなるように構成されている
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の湿分分離器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、湿り蒸気から湿分を分離、除去する湿分分離器に関し、特に、ワイヤメッシュを複数積層して構成されたワイヤメッシュ層を有する湿分分離器に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラント等においては、一般的に、湿り蒸気から湿分を分離、除去する蒸気乾燥器や湿分分離器が設けられている。湿分分離器は、例えば、再生再熱サイクルにおいて用いられる湿分分離加熱器（ＭＳＲ：moisture separator reheater）や、原子炉圧力容器内に設けられている。
【０００３】
また、蒸気乾燥器では、網目状の部材であるワイヤメッシュを複数積層して構成されたワイヤメッシュ層を有し、当該ワイヤメッシュ層に蒸気を貫流させることにより蒸気中の湿分（液滴）を除去する装置、いわゆるワイヤメッシュデミスタの適用が検討されている。このような湿分分離器は、これを貫流する湿り蒸気に含まれる微小な液滴が当該ワイヤメッシュに衝突して付着することにより、湿り蒸気から比較的小さな液滴を分離する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２９２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
湿分分離器において上述のワイヤメッシュデミスタを適用する場合、ワイヤメッシュにより捕集された液滴が、ワイヤメッシュ層を貫流する蒸気流に乗って、再び蒸気流に取り込まれないようにする必要がある。このため、湿分分離器には、ワイヤメッシュ層が分離、捕集し、重力の作用によりワイヤメッシュ層を伝って滴り落ちるもの、いわゆるドレン水を、なるべく速やかに湿分分離器の外部に排出する機構が要望されている。
【０００６】
本発明の実施形態は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ワイヤメッシュ層からのドレン水を、なるべく速やかに排出可能な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】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明の実施形態の湿分分離器は、線材で構成されており且つ網目状をなしている部材であるワイヤメッシュが、複数積層されて構成されており、且つ貫流する湿り蒸気に含まれる液滴が当該ワイヤメッシュに衝突して付着することにより当該液滴を分離する複数のワイヤメッシュ層と、所定の第１配列方向に隣り合うワイヤメッシュ層の間に設けられており、且つワイヤメッシュ層に沿って水平方向に対して所定の角度傾斜した方向に延びており、当該ワイヤメッシュ層からのドレン水を受けて、当該ワイヤメッシュ層の水平方向外側に導くドレン受けと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施形態によれば、ワイヤメッシュ層により分離されたドレン水を、ドレン受けにより速やかにワイヤメッシュ層の水平方向外側に導いて、湿分分離器外に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態の湿分分離器のうちワイヤメッシュデミスタとその周辺構成を示す断面立面図であり、図２のＩ−Ｉ線による断面図である。
【図２】第１の実施形態の湿分分離器のうちドレン受けの構成を説明する断面図であり、図１のII−II線による断面図である。
【図３】第１の実施形態の湿分分離器のうち第２配列方向の最も外側にあるドレンチャネルの周辺構成を示す断面図である。
【図４】第１の実施形態の湿分分離器のうち第２配列方向の内側にあるドレンチャネルの周辺構成を示す断面図である。
【図５】第２の実施形態の湿分分離器が適用される湿分分離加熱器（ＭＳＲ）の横断面図である。
【図６】第２の実施形態の湿分分離器のうちドレン受けの構成を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態により、本発明が限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００１１】
〔第１の実施形態〕
（湿分分離器の概略構成）
本実施形態の湿分分離器の概略構成について図１〜図４を用いて説明する。図１は、本実施形態の湿分分離器のうちワイヤメッシュデミスタとその周辺構成を示す断面立面図であり、図２のＩ−Ｉ線による断面図である。図２は、本実施形態の湿分分離器のうちドレン受けの構成を説明する断面図であり、図１のII−II線による断面図である。なお、以下の説明において、鉛直方向のうち上側を「鉛直方向上側」と記して図に矢印Ｕで示し、鉛直方向のうち下側を「鉛直方向下側」と記して図に矢印Ｄで示す。
【００１２】
図２に示すように、本実施形態の湿分分離器１０は、水平断面が波形をなしている部材（ベーン）に湿り蒸気に含まれる液滴が付着することにより湿り蒸気から液滴を分離する装置（以下、波形分離部と記す）１１を有している。本実施形態の湿分分離器１０において、湿り蒸気は、水平方向に流動して波形分離部１１を貫流する。なお、湿分分離器を貫流する湿り蒸気の流動方向を、以下に「貫流方向」と記して図に矢印Ｓで示す。
【００１３】
図２に示すように、湿分分離器１０のうち波形分離部１１より貫流方向上流側には、ワイヤメッシュデミスタ１２が設けられている。ワイヤメッシュデミスタ１２は、線材で構成されており且つ網目状をなしている部材であるワイヤメッシュが、複数積層されて構成された複数のワイヤメッシュ層２０を有している。
【００１４】
複数のワイヤメッシュ層２０を貫流する湿り蒸気に含まれる液滴の一部は、ワイヤメッシュに衝突して付着する。これにより、ワイヤメッシュ層２０は、湿り蒸気に含まれる比較的微小な液滴を分離、除去する。なお、湿り蒸気に含まれる液滴のうち比較的大きな液滴は、波形分離部１１により分離、除去される。なお、以下の説明において、ワイヤメッシュ層２０により湿り蒸気から分離された水を、以下に「ドレン水」と記す。
【００１５】
図２に矢印Ｅで示すように、ワイヤメッシュ層２０は、所定の方向に延伸及び配列されており、当該方向を以下に単に「第１配列方向」と記す。本実施形態の湿分分離器１０は、ワイヤメッシュ層２０の第１配列方向Ｅが鉛直方向となるよう配設されている。第１配列方向Ｅに隣り合うワイヤメッシュ層２０の間には、鉛直方向上側にあるワイヤメッシュ層２０から滴り落ちたドレン水を受ける部材（以下、ドレン受けと記す）３０が設けられている。
【００１６】
複数のワイヤメッシュ層２０は、図１に矢印Ｈで示すように、第１配列方向Ｅと貫流方向Ｓに直交する方向（以下、第２配列方向と記す）に所定の間隔をあけて配列されている。本実施形態の湿分分離器１０は、ワイヤメッシュ層２０の第２配列方向Ｈが水平方向のうち貫流方向Ｓと直交する方向となるよう配設されている。第２配列方向Ｈに隣り合うワイヤメッシュ層２０の間には、ドレン受け３０から流入したドレン水を鉛直方向下側に排出する通路（以下、ドレンチャネルと記す）４０が設けられている。
【００１７】
（ドレン水の排水構造）
次に、本実施形態の湿分分離器においてワイヤメッシュ層２０からのドレン水を排出するための構造（排水構造）について図１〜図４を用いて説明する。図３は、本実施形態の湿分分離器のうち第２配列方向の最も外側にあるドレンチャネルの周辺構成を示す断面図である。図４は、本実施形態の湿分分離器のうち第２配列方向の内側にあるドレンチャネルの周辺構成を示す断面図である。
【００１８】
本実施形態において、ドレン受け３０は、各ワイヤメッシュ層２０に対応して、それぞれ２つ設けられており、第２配列方向Ｈに配列されている。なお、ドレン受け３０は、図２に示すように、各ワイヤメッシュ層２０に対応して、第１配列方向（鉛直方向）にも配列されている。
【００１９】
ドレン受け３０の横断面は、図２に示すように、略Ｕ字状をなしている。ドレン受け３０は、第１配列方向に隣り合うワイヤメッシュ層２０の間を延びている部分（以下、底部と記す）３３と、ワイヤメッシュ層２０と貫流方向に所定の間隔をあけて底部３３から鉛直方向上側に延設されている部分（以下、側壁部と記す）３４，３５を有している。具体的には、ドレン受け３０は、ワイヤメッシュ層２０より貫流方向上流側に設けられた上流側の側壁部３４と、ワイヤメッシュ層２０より貫流方向下流側に設けられた下流側の側壁部３５とを有している。
【００２０】
鉛直方向に隣り合うワイヤメッシュ層２０同士は、ドレン受け３０の底部３３を介して結合されている。上流側の側壁部３４は、ワイヤメッシュ層２０から貫流方向上流側に所定の間隔をあけて設けられている。同様に、下流側の側壁部３５は、ワイヤメッシュ層２０から貫流方向下流側に所定の間隔をあけて設けられている。
【００２１】
このように構成された各ドレン受け３０は、図１に示すように、水平方向のうち図に矢印Ｈで示す第２配列方向に対して所定の鋭角（傾斜角）を付けた方向に延びている。各ドレン受け３０の底部３３は、対応するワイヤメッシュ層２０の第２配列方向の中央（図に一点鎖線Ｃで示す）から外側に向かうに従って鉛直方向下側に位置するよう、直線状に延びている。
【００２２】
図２及び図３に示すように、ドレン受け３０は、鉛直方向上側にあるワイヤメッシュ層２０が捕集した液滴であって重力の作用により底部３３に滴り落ちたもの、いわゆるドレン水を、水平方向外側に導いて、後述するドレンチャネル４０に排出する。
【００２３】
ドレンチャネル４０は、ワイヤメッシュ層２０と交互に第２配列方向に配列されている。図３に示すように、最も第２配列方向外側にあるドレンチャネル４０ａを画定する壁体４３は、ドレン受け３０のうち第２配列方向外側の端部と結合されている。当該壁体４３は、鉛直方向に延びており、ドレン受け３０の底部３３の鉛直方向上側の空間とドレンチャネル４０ａが連通するよう構成されている。
【００２４】
第２配列方向両側にワイヤメッシュ層２０が設けられているドレンチャネル４０を画定する壁体４４は、図４に示すように、横断面が筒状をなしており、以下の説明において「筒状壁４４」と記す。筒状壁４４は、隣り合うワイヤメッシュ層２０の間を鉛直方向に延びており、隣接するドレン受け３０の第２配列方向外側の端部及びワイヤメッシュ層２０と結合されている。すなわち、第２配列方向に隣り合うワイヤメッシュ層２０同士は、当該筒状壁４４を介して結合されている。
【００２５】
筒状壁４４には、各ドレン受け３０に対応して底部３３の鉛直方向上側の空間とドレンチャネル４０とを連通させる通路４５が形成されている。ドレン受け３０により第２配列方向外側に導かれたドレン水は、当該通路４５からドレンチャネル４０に流入する。ドレンチャネル４０に流入したドレン水は、鉛直方向下側に流れ、湿分分離器１０外に排出される。
【００２６】
以上に説明したように、本実施形態の湿分分離器１０は、ワイヤメッシュが複数積層されて構成されたワイヤメッシュ層２０を複数有している。各ワイヤメッシュ層２０は、貫流する湿り蒸気に含まれる液滴がワイヤメッシュに衝突して付着することにより、湿り蒸気から液滴を分離する。所定の第１配列方向（鉛直方向）に隣り合うワイヤメッシュ層の間には、当該ワイヤメッシュ層２０から滴り落ちたドレン水を受けるドレン受け３０が設けられている。ドレン受け３０は、ワイヤメッシュ層２０に沿って水平方向（第２配列方向）に対して所定の鋭角、傾斜した方向に延びており、当該ワイヤメッシュ層からのドレン水を受けて、当該ドレン水を当該ワイヤメッシュ層の水平方向（第２配列方向）外側に導くものとした。これにより、ワイヤメッシュ層２０により分離されたドレン水を、上述したドレン受け３０により速やかにワイヤメッシュ層２０の水平方向外側に導いて、湿分分離器１０の外に排出することができる。
【００２７】
また、本実施形態の湿分分離器１０は、複数のワイヤメッシュ層２０は、湿り蒸気が貫流する貫流方向Ｓと第１配列方向Ｅに直交する方向である第２配列方向Ｈに所定の間隔をあけて配列されている。第２配列方向Ｈに隣り合うワイヤメッシュ層２０の間を当該ワイヤメッシュ層２０に沿って第１配列方向Ｅに延びており、且つ複数のドレン受け３０から流入したドレン水を合流させて鉛直方向下側に排出するドレンチャネル４０を、さらに備えるものとした。これにより、複数のドレン受け３０から流入したドレン水を速やかに湿分分離器１０の外に排出することができる。
【００２８】
なお、本実施形態においては、第１配列方向Ｅは、鉛直方向であり、第２配列方向Ｈは、水平方向のうち貫流方向Ｓと直交する方向であるものとしたが、本発明に係るワイヤメッシュ層２０が配列される方向は、この態様に限定されるものではない。本発明に係る複数のワイヤメッシュ層は、所定の第１配列方向と湿り蒸気が貫流する貫流方向に直交する方向である第２配列方向と、当該第１配列方向に、それぞれ複数配列されていれば良く、その一例について以下に説明する。
【００２９】
〔第２の実施形態〕
本実施形態の湿分分離器の概略構成について図１〜図６を用いて説明する。図５は、第２の実施形態の湿分分離器が適用される湿分分離加熱器の横断面図である。図６は、第２の実施形態の湿分分離器のうちドレン受けの構成を説明する断面図である。なお、第１の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
図５に示すように、本実施形態において、湿分分離器１１０，１１２は、湿分が除去された蒸気を過熱蒸気にする装置である湿分分離加熱器１の内部に設けられている。具体的には、湿分分離加熱器１は、略円筒状をなしている容器３を有しており、当該容器３内には、第１湿分分離器１１０と第２湿分分離器１２０が収容されている。なお、水平方向のうち容器３が延びている方向と直交する方向を、以下に「横断面方向」と記して図に矢印Ｈ２で示す。
【００３１】
図５及び図６で示すように、第１湿分分離器１１０において、ワイヤメッシュ層２０の第１配列方向（図に矢印Ｅ１で示す）は、鉛直方向に対して所定の鋭角（図６に角度Ａで示す）を付けた方向である。複数のドレン受け３０Ｃは、ワイヤメッシュ層２０に沿って当該第１配列方向Ｅ１に配列されている。このように構成された第１湿分分離器１１０のワイヤメッシュ層２０には、図に矢印Ｓ１で示すように湿り蒸気が貫流する。
【００３２】
一方、第２湿分分離器１１２は、上述した第１湿分分離器１１０と横断面方向Ｈ２に対称となるよう構成されており、図に矢印Ｅ２で示す方向に複数のドレン受け３０Ｃが配列されている。第２湿分分離器１１２のワイヤメッシュ層２０には、それぞれ、図に矢印Ｓ２で示すように湿り蒸気が貫流する。第２湿分分離器１１２のその他の構成は、第１湿分分離器１１０と同じであり、説明を省略する。
【００３３】
図６に示すように、各ドレン受け３０Ｃは、底部３３に加えて、ワイヤメッシュ層２０と貫流方向Ｓ１に所定の間隔をあけて底部３３から鉛直方向上側に延設されている側壁部３４Ｃ，３５Ｃを有している。ドレン受け３０Ｃは、ワイヤメッシュ層２０より貫流方向Ｓ１上流側に設けられた上流側の側壁部３４Ｃと、ワイヤメッシュ層２０より貫流方向Ｓ１下流側に設けられた下流側の側壁部３５Ｃとを有している。上流側の側壁部３４Ｃは、第１配列方向Ｅ１の長さ（図に寸法Ｌ１で示す）が、下流側の側壁部３５Ｃ（図に寸法Ｌ２で示す）に比べて長くなるように構成されている。このように構成されたドレン受け３０Ｃは、ワイヤメッシュ層２０を伝って滴り落ちたドレン水を、上流側の側壁部３４Ｃから外に漏らすことなく排出することができる。この態様によれば、ワイヤメッシュ層２０の第１配列方向Ｅ１が、鉛直方向に対して所定の鋭角Ａを付けた方向であっても、ドレン水がドレン受け３０Ｃから溢れ出ることを防止することができる。
【００３４】
〔他の実施形態〕
以上に説明した実施形態の他に、ドレン受け及びドレンチャネルの構成には、種々の変更が可能である。
【００３５】
なお、上述した各実施形態において、ドレン受け３０，３０Ｃは、ワイヤメッシュ層２０の第２配列方向の中央（図１の一点鎖線Ｃを参照）から外側に向かうに従って鉛直方向下側に位置するよう延びているものとしたが、本発明に係るドレン受けは、この態様に限定されるものではない。本発明に係るドレン受けは、水平方向に対して所定の鋭角を付けた方向に傾斜して延びていれば良く、例えば、ワイヤメッシュ層のうち第２配列方向の一方側から他方側に向かうに従って鉛直下側に位置するように延びているものとしても良い。
【００３６】
また、上述した第１の実施形態において、湿分分離器１０は、第２配列方向（水平方向）に隣り合うワイヤメッシュ層２０の間を当該ワイヤメッシュ層２０に沿って第１配列方向に延びており、且つ複数の前記ドレン受け３０から流入したドレン水を合流させて鉛直方向下側に排出するドレンチャネル４０を、さらに有するものとしたが、本発明に係る湿分分離器は、この態様に限定されるものではない。湿分分離器は、ワイヤメッシュ層の水平方向外側にドレン水を導くドレン受けを有していれば良く、ドレン受けは、湿分分離器の外部に直接、ドレン水を排出するものとしても良い。
【００３７】
本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態はその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３８】
１  湿分分離加熱器
３  容器
１０  湿分分離器
１１  波形分離部
１２  ワイヤメッシュデミスタ
２０  ワイヤメッシュ層
３０，３０Ｃ  ドレン受け
３３  底部
３４，３４Ｃ  上流側の側壁部
３５，３５Ｃ  下流側の側壁部
４０，４０ａ  ドレンチャネル
４３  壁体
４４  筒状壁（壁体）
４５  通路
１１０，１１２  湿分分離器
Ａ  角度（鋭角）
Ｃ  一点鎖線
Ｄ  鉛直方向下側
Ｅ  第１配列方向（鉛直方向）
Ｅ１  第１配列方向（第１湿分分離器の第１配列方向）
Ｅ２  第１配列方向（第２湿分分離器の第１配列方向）
Ｈ  第２配列方向（水平方向）
Ｈ２  横断面方向（水平方向）
Ｌ１  上流側の側壁部の長さ（寸法）
Ｌ２  下流側の側壁部の長さ（寸法）
Ｓ  貫流方向（水平方向）
Ｓ１  貫流方向（第１湿分分離器の貫流方向）
Ｓ２  貫流方向（第２湿分分離器の貫流方向）
Ｕ  鉛直方向上側
【図１】
2016150297.tif 000003
【図２】
2016150297.tif 000004
【図３】
2016150297.tif 000005
【図４】
2016150297.tif 000006
【図５】
2016150297.tif 000007
【図６】
2016150297.tif 000008