(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平設置された水平トレイを境にして当該水平トレイの上部に配設された上部管群と、
前記水平トレイの下部に配設された下部管群と、
前記上部管群および前記下部管群の中央部に貫設された空気移動通路と、
前記空気移動通路に連通して設けられ蒸気に含まれる空気を抽出する空気抽出部と、
を備えた復水器において、
前記上部管群および前記下部管群を経て前記空気抽出部に至る蒸気の流速を保持する流速保持手段を備え、当該両管群中に蒸気の流れの滞留部が発生するのを防止するようにし、
前記流速保持手段は、前記空気抽出部近傍であって蒸気が凝縮する最終地点である最終凝縮部近傍に流速を一定以上に保持するための狭隘流路部を形成する流路調整板を備えるとともに、当該狭隘流路部を経た蒸気を通過させる小孔を有した小孔形成板を備え、かつ前記流路調整板に複数の小孔を設けた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】
この発明は、復水器に関し、さらに詳しくは、銅系冷却管を備えたものであっても、アンモニアアタックに対する信頼性を向上できるとともに、伝熱性能を向上できる復水器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、本願出願人による特願平１０−１７６１６０にかかる復水器の要部を模式的に示す縦断面図である。図示しない胴本体内には、蒸気タービンから排出された蒸気Ｓを復水するための冷却管群１が配置されている。この冷却管群１は、たとえば銅系金属からなり、互いに平行にかつ水平方向に延在した多数の冷却管から構成され、水平トレイとしての仕切板２を境にして上部管群１ａと下部管群１ｂとに区画された一体型となっている。そして、この冷却管群１は、上部管群１ａの側部外郭形状を、仕切板２から上方になるに従い幅が狭くなるような勾配を有する傾斜形状となすとともに、下部管群１ｂの側部外郭形状を最下端部の幅が最も狭くなるように形成されている。
【０００３】
空気移動通路３は、上部管群１ａおよび下部管群１ｂの断面の中央部に、断面形状が板状になるようにして冷却管の管軸方向に延設されている。空気抽出部４は、空気移動通路３の途中に設けられ、図示しない空気抽出器に連通している。また、この空気抽出部４に至る蒸気流路は、全体を狭隘化してあり、蒸気の凝縮が進むに従ってその流速が低下するのを低減している。なお、上記空気移動通路３は、この空気抽出部４を貫通してさらに下方まで延設されている。
【０００４】
このように形成された復水器において、蒸気タービン出口の低圧の蒸気Ｓは、上部管群１ａおよび下部管群１ｂに流入する。上部管群１ａおよび下部管群１ｂは、上述した勾配形状にて形成されているので、管群１ａ，１ｂの外周部での蒸気の流れが均等化されて静圧分布が一定となり、管群１ａ，１ｂの外周から一様に同管群１ａ，１ｂ内への蒸気の流入がなされる。
【０００５】
上部管群１ａおよび下部管群１ｂ内を流れた蒸気は、冷却管内の冷却水と熱交換することによって凝縮され、凝縮ドレン水となり、密度の大きい凝縮ドレン水は管群の外側下方に流下する。また、蒸気に含まれている空気は、上部管群１ａおよび下部管群１ｂから、空気移動通路３に流入して空気抽出部４にて冷却された後、当該空気移動通路３を管軸方向に流れて大気中に排出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、空気抽出部４に至る蒸気流路を全体的に狭隘化し、蒸気の凝縮が進むに従ってその流速が低下するのを低減しているものの十分ではなく、蒸気が凝縮する最終地点である最終凝縮部５近傍では、蒸気量が少なくなるため流速が低下し、局所的に流れの滞留部（空気高濃度部）が発生する。これにより、空気（非凝縮ガス）溜まりが生じて凝縮伝熱に寄与しない冷却管ができ、復水性能が劣化するとともに、アンモニアアタック（腐食）の発生が起こり得るという問題点があった。
【０００７】
一方、かかるアンモニアアタックに対処するために、冷却管をチタンなどの耐食性に優れた材料にて形成する手段も採用されているが、コストアップとなるとともに、同一伝熱性能を有する銅系冷却管と比べると、強度が低下してしまうという問題点があった。
【０００８】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、銅系冷却管でのアンモニアアタックに対する信頼性を向上できるとともに、伝熱性能を向上できる復水器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明の請求項１にかかる復水器は、水平設置された水平トレイを境にして当該水平トレイの上部に配設された上部管群と、前記水平トレイの下部に配設された下部管群と、前記上部管群および前記下部管群の中央部に貫設された空気移動通路と、前記空気移動通路に連通して設けられ蒸気に含まれる空気を抽出する空気抽出部とを備え、さらに前記上部管群および前記下部管群を経て前記空気抽出部に至る蒸気の流速を保持する流速保持手段を備え、当該両管群中に蒸気の流れの滞留部が発生するのを防止するようにしたものであり、前記流速保持手段は、前記空気抽出部近傍であって蒸気が凝縮する最終地点である最終凝縮部近傍に流速を一定以上に保持するための狭隘流路部を形成する流路調整板を備えるとともに、当該狭隘流路部を経た蒸気を通過させる小孔を有した小孔形成板を備え、かつ前記流路調整板に複数の小孔を設けたものである。
【００１０】
上部管群および下部管群内を流れた蒸気は、冷却管内の冷却水と熱交換することによって凝縮し、凝縮ドレン水および空気となり、密度の大きい凝縮ドレン水は管群の外側下方に流下し、ホットウェルに落下する。また、上部管群および下部管群内を経た蒸気および空気は、流速保持手段によって流速を保持されながら、空気抽出部に至る。流速保持手段において、上部管群および下部管群内を経た蒸気および空気は、流路調整板によって狭隘流路部に導かれ、一定以上の流速を保持しつつ小孔形成板の小孔を通過する。これにより、気流速度が著しく低下することを回避でき、空気溜まりの発生に対する安全性を確保できる。
【００１１】
したがって、最終凝縮部にて従来生じていた著しい流速の低下およびこれに伴う流れの滞留部の発生が防止される。これによって、蒸気中に含まれる空気（非凝縮ガス）の濃度が高くなるのを防止し、凝縮熱伝達率が低下するのを防止できるとともに、冷却管が銅系金属によって形成されていても、アンモニアアタックが起こりにくくなる。
【００１５】
しかも、流速保持手段は、流路調整板に複数の小孔を設けたものであるから、流路調整板近傍での流れの滞留部の発生を防止でき、当該部位でのアンモニアアタックの発生を防止できるので、さらにアンモニアアタックに対する信頼性を向上できる。
【００１６】
また、水平設置された水平トレイを境にして当該水平トレイの上部に配設された上部管群と、前記水平トレイの下部に配設された下部管群と、前記上部管群および前記下部管群の中央部に貫設された空気移動通路と、前記空気移動通路に連通して設けられ蒸気に含まれる空気を抽出する空気抽出部とを備え、さらに前記上部管群および前記下部管群を経て前記空気抽出部に至る蒸気の流速を保持する流速保持手段を備え、当該両管群中に蒸気の流れの滞留部が発生するのを防止するようにしたものであり、前記流速保持手段は、前記空気抽出部近傍であって蒸気が凝縮する最終地点である最終凝縮部近傍に流速を一定以上に保持するための一の狭隘流路部を形成する複数の流路調整板を備えてもよい。上部管群および下部管群内を経た蒸気および空気は、複数の流路調整板によって狭隘流路部に導かれ、空気抽出部に至る。
【００１７】
このとき、狭隘流路部の流路面積を気相流量見合いに設定しておけば、気流速度を一定以上に保持でき、最終凝縮部にて従来生じていた著しい流速の低下およびこれに伴う流れの滞留部の発生が防止される。したがって、蒸気中に含まれる空気（非凝縮ガス）の濃度が高くなるのを防止し、凝縮熱伝達率が低下するのを防止できるとともに、冷却管が銅系金属によって形成されていても、アンモニアアタックが起こりにくくなる。
【００１８】
なお、流速保持手段は、空気抽出部近傍に多孔板を設けて形成したものであってもよい。上部管群および下部管群内を経た蒸気および空気は多孔板で整流され、流速分布が均一化されて空気抽出部に至る。このとき、流速分布が均一化されるため、著しく低下する部位がなくなり、最終凝縮部にて従来生じていた著しい流速の低下およびこれに伴う流れの滞留部の発生が防止される。
【００１９】
また、流速保持手段は、空気抽出部近傍に一部の冷却管を配置しないようにして形成したものであってもよい。これにより、部品点数を低減しつつ、流速分布を均一化し、当該部分での著しい流速の低下およびこれに伴う流れの滞留部の発生を防止でき、さらにアンモニアアタックに対する信頼性を向上できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる復水器の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１にかかる復水器の空気抽出部付近を示す縦断面図である。なお、以下の説明において、既に説明した部材と同一もしくは相当する部材には、同一の符号を付して、重複説明を省略する。
【００２２】
流路調整板６は、狭隘流路部７，８を形成するとともに、後述する小孔９に蒸気を導くために、空気抽出部４の近傍、すなわち、上述した最終凝縮部５近傍に配設されたものである。この流路調整板６の両側端部は、上部管群１ａおよび下部管群１ｂを支持するために配設された図示しない管支持板にそれぞれ固定されている。この流路調整板６は、たとえば、炭素鋼板にて形成されている。
【００２３】
また、この流路調整板６と同様に、図示しない管支持板に固定された小孔形成板１０は、狭隘流路部７，８を経た蒸気を通過させる小孔９を中央に有している。この小孔９は、いわゆるオリフィスとして形成でき、その配設個数は、設定すべき抽出流量を勘案して決定される。この小孔形成板１０は、たとえば、炭素鋼板にて形成されている。
【００２４】
このように形成された復水器において、上部管群１ａおよび下部管群１ｂ内を流れた蒸気は、冷却管内の冷却水と熱交換することによって凝縮され、凝縮ドレン水および空気となり、密度の大きい凝縮ドレン水は管群の外側下方に流下し、図示しないホットウェルに落下する。
【００２５】
また、上部管群１ａおよび下部管群１ｂ内を経た蒸気および空気は、流路調整板６によって狭隘流路部７，８に導かれ、小孔形成板１０の小孔９を通過する。このとき、狭隘流路部７，８の流路断面積を適切に選ぶことによって著しい低流速部の発生を回避し、最終凝縮部５にて従来生じていた著しい流速の低下およびこれに伴う流れの滞留部の発生が防止される。
【００２６】
したがって、蒸気中に含まれる空気（非凝縮ガス）の濃度が高くなるのを防止し、凝縮熱伝達率が低下するのを防止できるとともに、上記冷却管が銅系金属によって形成されていても、アンモニアアタックが起こりにくくなる。
【００２７】
なお、空気は、上部管群１ａおよび下部管群１ｂから、空気移動通路３に流入し、最終凝縮部５を経て空気抽出部４を管軸方向に流れて大気中に排出される。
【００２８】
以上のように、この実施の形態１にかかる復水器によれば、簡易な構造によって、最終凝縮部５にて従来生じていた著しい流速の低下およびこれに伴う流れの滞留部の発生を防止できる。したがって、蒸気中に含まれる空気（非凝縮ガス）の濃度が高くなるのを防止でき、凝縮熱伝達率が低下するのを防止できるとともに、上記冷却管が銅系金属によって形成されていても、アンモニアアタックを起こりにくくし、装置の信頼性を向上できる。
【００２９】
なお、上記実施の形態１においては、冷却管を銅系金属によって形成するものとして説明したが、これに限定されず、たとえば、銅系金属の冷却管にニッケルメッキを施したものを使用してもよく、これによって、アンモニアアタックに対する信頼性をさらに向上できる。また、流路調整板６も同様に、これらのメッキを施してもよい。その場合、冷却管および流路調整板６の両者は、同一材料にて形成することが好ましい。
【００３０】
（実施の形態２）
図２は、この発明の実施の形態２にかかる復水器の流路調整板を示す斜視図、図３は、他の流路調整板を示す斜視図である。この実施の形態２は、図２に示すように、上記実施の形態１で示した流路調整板６に複数の角孔１２を設け、あるいは、図３に示すように、上記実施の形態１で示した流路調整板６に複数の丸孔１３を設けることによって、流路調整板６近傍での流れの滞留部の発生を防止し、当該部位でのアンモニアアタックの発生を防止するようにしたものである。なお、角孔１２および丸孔１３の径および個数は、設定すべき流量を勘案して決定される。なお、孔形状が上記形状に限定されないことは言うまでもない。
【００３１】
このように形成された復水器において、上部管群１ａおよび下部管群１ｂ内を経た蒸気および空気は、流路調整板６によって狭隘流路部７，８に導かれるとともに、一部の蒸気等は、角孔１２（あるいは丸孔１３）を直接通過し、小孔形成板１０の小孔９を通過する。その後の動作は、上記実施の形態１の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
【００３２】
以上のように、この実施の形態２にかかる復水器によれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏するほか、流路調整板６近傍での流れの滞留部の発生を防止でき、当該部位でのアンモニアアタックの発生を防止できるので、さらにアンモニアアタックに対する信頼性を向上できる。
【００３３】
（実施の形態３）
図４は、この発明の実施の形態３にかかる復水器の空気抽出部付近を示す縦断面図である。流路調整板１４，１５は、狭隘流路部１６を形成するために、空気抽出部４の近傍、すなわち、上述した最終凝縮部５近傍に配設されたものである。これらの流路調整板１４，１５の両側端部は、上部管群１ａおよび下部管群１ｂを支持するために配設された図示しない管支持板にそれぞれ固定されている。また、流路調整板１５の下端部には、図示しないドレン孔が設けられている。これらの流路調整板１４，１５は、たとえば、炭素鋼板にて形成されている。
【００３４】
このように形成された復水器において、上部管群１ａおよび下部管群１ｂ内を経た蒸気および空気は、流路調整板１４，１５によって狭隘流路部１６に導かれ、空気抽出部４に至る。このとき、狭隘流路部１６の流路面積を適切に選ぶことによって、流速が著しく低下する部位が発生するのを回避でき、最終凝縮部５にて従来生じていた著しい流速の低下およびこれに伴う流れの滞留部の発生が防止される。したがって、蒸気中に含まれる空気（非凝縮ガス）の濃度が高くなるのを防止し、凝縮熱伝達率が低下するのを防止できるとともに、上記冷却管が銅系金属によって形成されていても、アンモニアアタックが起こりにくくなる。
【００３５】
以上のように、この実施の形態３にかかる復水器によれば、簡易な構造によって、最終凝縮部５にて従来生じていた著しい流速の低下およびこれに伴う流れの滞留部の発生を防止できる。したがって、蒸気中に含まれる空気（非凝縮ガス）の濃度が高くなるのを防止でき、凝縮熱伝達率が低下するのを防止できるとともに、上記冷却管が銅系金属によって形成されていても、アンモニアアタックを起こりにくくし、装置の信頼性を向上できる。
【００３６】
（実施の形態４）
図５は、この発明の実施の形態４にかかる復水器の空気抽出部付近を示す縦断面図である。多孔板１７は、空気抽出部４の近傍、すなわち、上述した最終凝縮部５近傍に配設されたものである。この多孔板１７の両側端部は、上部管群１ａおよび下部管群１ｂを支持するために配設された図示しない管支持板に固定されている。この多孔板１７は、たとえば、炭素鋼板にて形成されている。
【００３７】
このように形成された復水器において、上部管群１ａおよび下部管群１ｂ内を経た蒸気および空気は、多孔板１７によって整流され、空気抽出部４に至る。このとき、流速分布が均一化されるので、著しい低流速部の発生を回避でき、最終凝縮部５にて従来生じていた著しい流速の低下およびこれに伴う流れの滞留部の発生が防止される。したがって、蒸気中に含まれる空気（非凝縮ガス）の濃度が高くなるのを防止し、凝縮熱伝達率が低下するのを防止できるとともに、上記冷却管が銅系金属によって形成されていても、アンモニアアタックが起こりにくくなる。
【００３８】
以上のように、この実施の形態４にかかる復水器によれば、きわめて簡易な構造によって、最終凝縮部５にて従来生じていた著しい流速の低下およびこれに伴う流れの滞留部の発生を防止できる。したがって、蒸気中に含まれる空気（非凝縮ガス）の濃度が高くなるのを防止でき、凝縮熱伝達率が低下するのを防止できるとともに、上記冷却管が銅系金属によって形成されていても、アンモニアアタックを起こりにくくし、装置の信頼性を向上できる。
【００３９】
（実施の形態５）
図６は、この発明の実施の形態５にかかる復水器の空気抽出部付近を示す縦断面図である。この実施の形態５にかかる発明は、空気抽出部４の近傍、すなわち、上述した最終凝縮部５近傍に、冷却管の一部を配設しないで冷却管未配置部１８を形成することによって、流速分布を均一化し、当該部分での著しい流速の低下およびこれに伴う流れの滞留部の発生を防止するものである。
【００４０】
これによって、部品点数を低減しつつ、上記実施の形態４の場合と同様の効果を奏することができる。なお、上記冷却管未配置部１８に多孔板を適宜設けることによって、所望の流速分布に調節することも可能である。
【００４１】
（実施の形態６）
図７は、この発明の実施の形態６にかかる復水器の空気抽出部付近を示す縦断面図である。上記実施の形態１〜５が、同一ピッチにて配設された冷却管のうち、一部の冷却管を配設せずに、当該部分に流路調整板６等を配設して構成したものであるのに対し、本実施の形態６は、図中の斜線で示した冷却管群の冷却管配設ピッチを適宜変更・調節するとともに、小孔９を有する小孔形成板１０を配設することによって、流速分布を均一化し、流れの滞留部の発生を防止したものである。これによって、上記実施の形態４の場合と同様の効果を奏することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる復水器（請求項１）によれば、水平設置された水平トレイを境にして当該水平トレイの上部に配設された上部管群と、前記水平トレイの下部に配設された下部管群と、前記上部管群および前記下部管群の中央部に貫設された空気移動通路と、前記空気移動通路に連通して設けられ蒸気に含まれる空気を抽出する空気抽出部とを備え、さらに前記上部管群および前記下部管群を経て前記空気抽出部に至る蒸気の流速を保持する流速保持手段を備え、当該両管群中に蒸気の流れの滞留部が発生するのを防止するようにしたものであり、前記流速保持手段は、空気抽出部近傍であって蒸気が凝縮する最終地点である最終凝縮部近傍に流速を一定以上に保持するための狭隘流路部を形成する流路調整板を備えるとともに、当該狭隘流路部を経た蒸気を通過させる小孔を有した小孔形成板を備えたので、当該両管群中に蒸気の流れの滞留部が発生するのを防止でき、凝縮伝熱に寄与しない冷却管ができるのを防止できるため、凝縮性能を向上できる。また、当該流れの滞留部の発生を防止できるので、銅系冷却管を備えたものであっても、アンモニアアタックに対する信頼性を向上できる。しかも、流路調整板に複数の小孔を設けたので、当該流路調整板近傍での流れの滞留部の発生を防止でき、当該部位でのアンモニアアタックの発生を防止し、さらにアンモニアアタックに対する信頼性を向上できる。
【００４５】
また、水平設置された水平トレイを境にして当該水平トレイの上部に配設された上部管群と、前記水平トレイの下部に配設された下部管群と、前記上部管群および前記下部管群の中央部に貫設された空気移動通路と、空気移動通路に連通して設けられ蒸気に含まれる空気を抽出する空気抽出部とを備え、さらに上部管群および下部管群を経て空気抽出部に至る蒸気の流速を保持する流速保持手段を備え、この流速保持手段は、空気抽出部近傍であって蒸気が凝縮する最終地点である最終凝縮部近傍に流速を一定以上に保持するための一の狭隘流路部を形成する複数の流路調整板を備えれば、管群中に蒸気の流れの滞留部が発生するのを防止でき、凝縮伝熱に寄与しない冷却管ができるのを防止できるため、凝縮性能を向上できるとともに、銅系冷却管を備えたものであっても、アンモニアアタックに対する信頼性を向上できる。
【００４６】
なお、流速保持手段は、空気抽出部近傍に多孔板を設けて形成すれば、さらに簡易な構造によって、管群中に蒸気の流れの滞留部が発生するのを防止でき、凝縮伝熱に寄与しない冷却管ができるのを防止できる。したがって、凝縮性能を向上できるとともに、銅系冷却管を備えたものであっても、アンモニアアタックに対する信頼性を向上できる。
【００４７】
また、流速保持手段は、空気抽出部近傍に一部の冷却管を配置しないようにして形成すれば、容易に流速分布を均一化でき、管群中に蒸気の流れの滞留部が発生するのを防止できるため、銅系冷却管を備えたものであっても、アンモニアアタックに対する信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１にかかる復水器の空気抽出部付近を示す縦断面図である。
【図２】この発明の実施の形態２にかかる復水器の流路調整板を示す斜視図である。
【図３】他の流路調整板を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態３にかかる復水器の空気抽出部付近を示す縦断面図である。
【図５】この発明の実施の形態４にかかる復水器の空気抽出部付近を示す縦断面図である。
【図６】この発明の実施の形態５にかかる復水器の空気抽出部付近を示す縦断面図である。
【図７】この発明の実施の形態６にかかる復水器の空気抽出部付近を示す縦断面図である。
【図８】従来における復水器の要部を模式的に示す縦断面図である。
【符号の説明】
Ｓ  蒸気
１  冷却管群
１ａ  上部管群
１ｂ  下部管群
２  仕切板
３  空気移動通路
４  空気抽出部
５  最終凝縮部
６、１４、１５  流路調整板
７、８、１６  狭隘流路部
９  小孔
１０  小孔形成板
１２  角孔
１３  丸孔
１７  多孔板
１８  冷却管未配置部
【図１】
0004240693.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004240693.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004240693.tif 000008
【図８】
0004240693.tif 000009