(57)【要約】【課題】効率よく復水を再熱できる多段圧復水器を得ること。【解決手段】高圧側復水器１と、高圧側復水器１の器内に設けられ、高圧側冷却水が導入されて高圧側冷却水との熱交換により高圧側タービン排気を凝縮させる高圧側冷却管群３と、高圧側復水器１よりも器内圧力が低い低圧側復水器２と、低圧側復水器２の器内に設けられ、低圧側冷却水が導入されて低圧側冷却水との熱交換により低圧側タービン排気を凝縮させ低圧側復水とする低圧側冷却管群２３と、低圧側復水器２の器内の、低圧側冷却管群２３よりも下部に設けられた圧力隔壁４によって仕切られた再熱室９と、再熱室９に高圧側復水器１の器内の蒸気を導入する蒸気導入手段と、圧力隔壁４に設けられ、再熱室９に低圧側復水を導入する低圧側復水導入手段と、再熱室９の内部に、頂辺を上に向けて配置した山形鋼１０とを備えたことを特徴とする多段圧復水器。【選択図】  図１
2009052867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧側復水器と、
前記高圧側復水器の器内に設けられ、高圧側冷却水が導入されて前記高圧側冷却水との熱交換により高圧側タービン排気を凝縮させる高圧側冷却管群と、
前記高圧側復水器よりも器内圧力が低い低圧側復水器と、
前記低圧側復水器の器内に設けられ、低圧側冷却水が導入されて前記低圧側冷却水との熱交換により低圧側タービン排気を凝縮させ低圧側復水とする低圧側冷却管群と、
前記低圧側復水器の器内の、前記低圧側冷却管群よりも下部に設けられた圧力隔壁によって仕切られた再熱室と、
前記再熱室に前記高圧側復水器の器内の蒸気を導入する蒸気導入手段と、
前記圧力隔壁に設けられ、前記再熱室に低圧側復水を導入する低圧側復水導入手段と、
前記再熱室の内部に、頂辺を上に向けて配置した山形鋼とを備えたことを特徴とする多段圧復水器。
【請求項２】
互いに平行に配列した複数の前記山形鋼からなる第１の山形鋼群と、この第１の山形鋼群から一定距離離れた下部に互いに平行に配列した複数の前記山形鋼からなる第２の山形鋼群を前記再熱室内に備えたことを特徴とする請求項１記載の多段圧復水器。
【請求項３】
前記第１の山形鋼群及び前記第２の山形鋼群は、前記第１の山形鋼群の山形鋼と前記第２の山形鋼群の山形鋼とが千鳥配列を構成するように設置したことを特徴とする請求項２記載の多段圧復水器。
【請求項４】
前記第１の山形鋼群を構成する山形鋼の頂辺と、前記第２の山形鋼群を構成する山形鋼の頂辺とを、水平な投影平面上で交差するように配置したことを特徴とする請求項２記載の多段圧復水器。
【請求項５】
前記山形鋼に代えて、螺旋エレメントを前記圧力隔壁から吊り下げたことを特徴とする請求項１記載の多段圧復水器。
【請求項６】
前記螺旋エレメントは、一定長の左回り螺旋エレメントと一定長の右回り螺旋エレメントとを交互に接続したことを特徴とする請求項５記載の多段圧復水器。
【請求項７】
前記山形鋼に代えて、金網を前記圧力隔壁の下側に設けたことを特徴とする請求項１記載の多段圧復水器。
【請求項８】
前記山形鋼に代えて、充填物を前記圧力隔壁から吊り下げたことを特徴とする請求項１記載の多段圧復水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力が異なる複数の復水器を組み合わせた多段圧復水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、原子力発電プラントや火力発電プラントに適用する復水器は、蒸気タービンで膨張仕事を終えたタービン排気を冷却水で凝縮させて復水にする。その復水は給水加熱器を経て蒸気発生器に送られる。通常、復水器の頭部側には蒸気タービンが載設されている。
【０００３】
また、復水器の器内は、タービン排気を復水に凝縮させる際、タービン排気の持つ熱エネルギをより多く回収させるために低い圧力に維持されている。
【０００４】
復水器で凝縮した復水を給水加熱器に送る場合、復水の温度が高いほどプラント効率が改善される。このため、従来から器内圧力が異なる複数の復水器を組み合わせた多段圧復水器が用いられている。低温低圧の低圧側復水を、高圧側復水器内の高温高圧蒸気によって加熱して、蒸気発生器へ供給する復水の高温化を図っている。具体的には、低圧側復水を高圧側蒸気の中に液滴や液膜として流下させ、直接接触熱伝達により加熱する方法が用いられている。
【０００５】
従来の多段圧復水器では、低圧段側のホットウェル底に多孔板を設け、各小孔の直下に円錐形障害物を設置しているものもある。（例えば特許文献１参照。）
また、圧力隔壁によって仕切られた低圧復水器の再熱室内にトレイを設け、高圧復水器からの蒸気によって多孔板からなる圧力隔壁から滴下する復水を加熱するとともに、トレイからオーバーフローした復水によって再熱室内の復水に循環流を発生させることにより復水の表面で表面乱流熱伝達を起こすようにして復水の再熱を効果的に行わせたものもある。（例えば特許文献２参照。）
さらに、低圧段側のホットウェル底に山形部散布板を設け、その斜面に水平方向成分を大きくした復水散布孔を穿設し、復水を散布孔から噴出させるようにしたものであり、水平方向成分の大きな斜方向に噴出させて落下時間を長くしようとするものもある。（例えば特許文献３参照。）
この他、多孔板から散布される復水を加熱するために、多孔板の直下に例えばばね状の部材など、空隙率の大きな部材を鎖状に連結して吊り下げ、液滴の衝突によるばね状部材の上下振動により液滴の微細化を促進するものもある。（例えば特許文献４参照。）
【特許文献１】特開平１１−１７３７６８号公報
【特許文献２】特許第３７０６５７１号公報
【特許文献３】実公昭４９−１２４８２号公報
【特許文献４】特開昭４９−０３２００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記で述べた如く、多段圧復水器の復水の再熱については、多くの提案がなされているが、いずれも一長一短がある。
【０００７】
特許文献１の多段圧復水器では、復水を効果的に再熱するには円錐形障害物の頂点の中心と小孔の中心とを一致させなければならず、また、特許文献２の多段圧復水器では、再熱室内にかなりの範囲にわたってトレイおよびそのサポートを設置せねばならないことから、いずれも再熱室の構造が複雑となり、復水器の製造が困難である。
【０００８】
さらに、特許文献３の多段圧復水器では、山形部散布板から水平成分の速度をもたせて復水を散布して蒸気雰囲気中における滞留時間を延長するとしているが、散布水滴の落下時間は重力加速度で決まり、水平方向の速度成分にはよらないので、この効果は望めない。水平方向の速度成分をもたせることで、散布水滴の蒸気雰囲気中での移動距離は伸びるものと思われるが、これによる伝熱量の増加は大きくなく、特に特許文献３の多段圧復水器の構成では、両方の山形部散布板から噴出する復水が衝突するため移動距離延長の効果についても相殺され、復水の効果的な再熱は期待できない。
【０００９】
また、特許文献４は、ばね相互の接触によりばねの侵食、騒音などの問題を惹起する可能性がある。
【００１０】
本発明はこのような従来の多段圧復水器が有する欠点を解消するためになされたものであり、その目的は、簡単な構造で、侵食、騒音問題を惹起することなく、効率よく復水を再熱できる多段圧復水器を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明における多段圧復水器は、高圧側復水器と、前記高圧側復水器の器内に設けられ、高圧側冷却水が導入されて前記高圧側冷却水との熱交換により高圧側タービン排気を凝縮させる高圧側冷却管群と、前記高圧側復水器よりも器内圧力が低い低圧側復水器と、前記低圧側復水器の器内に設けられ、低圧側冷却水が導入されて前記低圧側冷却水との熱交換により低圧側タービン排気を凝縮させ低圧側復水とする低圧側冷却管群と、前記低圧側復水器の器内の、前記低圧側冷却管群よりも下部に設けられた圧力隔壁によって仕切られた再熱室と、前記再熱室に前記高圧側復水器の器内の蒸気を導入する蒸気導入手段と、前記圧力隔壁に設けられ、前記再熱室に低圧側復水を導入する低圧側復水導入手段と、前記再熱室の内部に、頂辺を上に向けて配置した山形鋼とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡単な構造にて再熱室内で効率よく復水を再熱できる多段圧復水器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、第１の実施の形態に係る多段圧復水器の概略構成を示す断面図である。
【００１５】
本実施の形態に係る多段圧復水器は、器内圧力のそれぞれ異なる高圧側復水器１と低圧側復水器２を連結して構成される。高圧側復水器１は、図１における上方である頭部側に図示しない高圧側タービンを載設しており、器内には、高圧側冷却管群３が設けられている。高圧側復水器１の底部には、高圧側ホットウェル８と、さらにその下側には、復水出口座７が設けられている。
【００１６】
低圧側復水器２は、器内圧力が高圧側復水器１より低くなっており、頭部側に図示しない低圧側タービンを載設している。器内には、低圧側冷却管群２３が設けられている。低圧側冷却管群２３の下部は、低圧側復水導入手段であり、例えば多孔板からなる圧力隔壁４によって仕切られた再熱室９が設けられている。
【００１７】
再熱室９の内部には、頂辺を上に向けた複数の山形鋼１０からなる山形鋼群１０ａ、１０ｂ、１０ｃが設けられている。山形鋼群１０ａ、１０ｂ、１０ｃのそれぞれを構成する山形鋼１０の頂辺はいずれも、低圧側冷却管群２３を構成する冷却管と同じ方向になるように、一定の間隔で水平に一列に配列されている。そして、山形鋼群１０ａから一定距離下に、山形鋼群１０ａと同様の山形鋼群１０ｂが設けられ、そこからさらに一定距離下に、山形鋼群１０ａ、１０ｂと同様の山形鋼群１０ｃが設けられている。山形鋼群１０ａと１０ｃは、山形鋼１０の頂辺の水平方向の位置が同一に配置され、これらの間に配置される山形鋼群１０ｂの山形鋼１０の頂辺の水平方向の位置がずらされ、千鳥配列となっている。
【００１８】
再熱室９には、蒸気ダクト５の一端が接続されている。蒸気ダクト５の他端は、高圧側復水器１に連結され、この蒸気ダクト５を介して高圧側復水器１内の高圧蒸気が低圧側復水器２内に導入される。低圧側復水器２の底部には、低圧側ホットウェル２８が設けられている。高圧側ホットウェル８と低圧側ホットウェル２８は、復水配管６によって連通している。
【００１９】
高圧側冷却管群３には、冷却水として、例えば、海水が導入される。高圧側タービンで仕事を終え高圧側復水器１へ送り込まれた高圧側タービン排気は、この高圧側冷却管群３の冷却水によって凝縮し、高圧側復水となり、高圧側復水器１の底部の高圧側ホットウェル８に溜められる。
【００２０】
低圧側冷却管群２３にも同様に、冷却水として、例えば、海水が導入される。低圧側タービンで仕事を終え低圧側復水器２へ送り込まれた低圧側タービン排気は、この低圧側冷却管群２３の冷却水によって凝縮し、低圧側復水となる。この低圧側復水は、低圧側復水器２の圧力隔壁４の上に一旦溜められ、その後、圧力隔壁４の多孔板を通過して再熱室９内に散布される。多孔板から散布された低圧側復水は、山形鋼群１０ａを構成する山形鋼１０に衝突して微細化され、または山形鋼１０の斜辺を伝って落下する。その後、同様に、山形鋼群１０ｂ、及び山形鋼群１０ｃにて、微細化や斜辺を伝っての落下が繰り返される。再熱室９には、蒸気ダクト５を介して、高圧側復水器１器内の高圧蒸気が導入され、再熱室９内にて微細化して落下する低圧側復水を再熱する。このようにして再熱された低圧側復水は、低圧側ホットウェル２８に溜められ、復水配管６を介して高圧側ホットウェル８に送られた後、復水出口座７を経て図示しない給水加熱器へと送られる。
【００２１】
再熱室９の内部に、山形鋼１０を設けたので、低圧側復水が山形鋼１０に衝突し、微細化されるため、高圧蒸気との接触面積が大きくなり、効果的に低圧側復水の再熱ができる。加えて、低圧側復水が、山形鋼１０の斜辺を伝うことにより、圧力隔壁４から低圧側ホットウェル２８への低圧側復水の落下時間が長くなるので、効果的に低圧側復水の再熱ができる。また、複数の山形鋼群１０ａ、１０ｂ、１０ｃが千鳥配列となるように設けられているので、低圧側復水が、繰り返し微細化されるため、水滴が再結合して巨大化することを防ぐことができる。また、本実施の形態によれば、再熱室９内に山形鋼１０を設けるだけの簡単な構造であるため、復水器の製造が容易となる。
【００２２】
図２は、第２の実施の形態に係る多段圧復水器の概略構成を示す断面図である。なお、図２において、図１に示した第１の実施の形態と同一の構成要素については、図１と同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２３】
図１においては、山形鋼群１０ｂの山形鋼１０の頂辺の向きは、低圧側冷却管群２３の冷却管の向きと同じであったが、図２では、山形鋼群１０ｂの山形鋼１０の頂辺の向きは、低圧側冷却管群２３の冷却管の向きと直角となっている。すなわち、本実施の形態においては、上下に隣り合う山形鋼群１０ａ、１０ｂ、１０ｃの山形鋼１０の頂辺が水平な投影平面上で交わるように構成されている。
【００２４】
この構成においては、第１の実施の形態と同様の効果が得られる上、山形鋼を千鳥配列にするための位置合わせが不要となるため、復水器の製造がさらに容易となる。
【００２５】
なお、第１及び第２の実施の形態では、山形鋼群を構成する山形鋼の頂辺の向きを、冷却管の向きを基準にして配置したが、冷却管の向きに合わせなくてもよい。この場合であっても一つの山形鋼群１０ａ、１０ｂ、１０ｃを構成する複数の山形鋼１０を互いに平行に配置するのが好ましい。
【００２６】
図３（ａ）は、第３の実施の形態に係る多段圧復水器の概略構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の多段圧復水器に設けられた金網を示す図である。図１に示した第１の実施の形態においては、再熱室９の中に、山形鋼１０を設けたが、本実施の形態においては、この山形鋼１０を設ける代わりに、複数枚の金網１６を設ける。
【００２７】
これにより、復水が金網１６に衝突し、微細化されるので、高圧蒸気との接触面積が大きくなり、効果的に低圧側復水の再熱ができる。また、金網１６が複数枚設けられているので、低圧側復水が繰り返し微細化されるため、水滴が再結合して巨大化することを防ぐことができる。また、本実施の形態によれば、再熱室９内に複数枚の金網１６を設けるだけの簡単な構造であるため、製造性のよい多段圧復水器とすることができる。
【００２８】
図４は、第４の実施の形態に係る多段圧復水器を構成する低圧側復水器の概略構成を示す断面図である。なお、図４において、図１に示した第１の実施の形態と同一の構成要素については、図１と同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２９】
図１においては、再熱室９の中に、山形鋼１０を設けたが、この山形鋼１０を設ける代わりに、本実施の形態においては、圧力隔壁４から螺旋エレメント１３を複数個吊り下げている。図５は、螺旋エレメント１３を構成している螺旋部材１３ａの一例を示す拡大図である。螺旋部材１３ａは、矩形の平板の長辺が捻り角度１８０度に捻られることによって製造される。螺旋エレメント１３は、この螺旋部材１３ａを複数個直列に接続して構成されている。
【００３０】
多孔板から散布された低圧側復水は、一部は螺旋エレメント１３に衝突し、また、一部は螺旋エレメント１３の表面を旋回しながら流下する。このとき、螺旋エレメント１３は
複数の螺旋部材１３ａが接続されて設けられているので、低圧側復水が繰り返し微細化される。低圧側復水が螺旋エレメント１３に衝突し、微細化されると、高圧蒸気との接触面積が大きくなり、加えて、低圧側復水が、螺旋エレメント１３の表面を流下することにより、圧力隔壁４から低圧側ホットウェル２８への低圧側復水の落下時間が長くなるので、効果的に低圧側復水は再熱される。また、流下する低圧側復水が繰り返し微細化されるため、水滴が再結合して巨大化することを防止できる。
【００３１】
このようにして、本実施の形態によれば、螺旋エレメント１３によって流下する低圧側復水を微細化し、また、流下時間を長くするので、効果的に低圧側復水の再熱ができる。
【００３２】
なお、図５では、右回り螺旋部材１３ａを示したが、左回り螺旋部材を用いてもよい。
【００３３】
また、図６は、螺旋エレメント１３を構成している螺旋部材の変形例を示す拡大図であるが、この図６に示すような、右回り螺旋部材１３ａと、左回り螺旋部材１３ｂとを交互に複数接続した螺旋エレメント１３を用いてもよい。
【００３４】
また、化学装置等の充填塔に用いられる充填物、例えば、図７に示すベルルサドル１７や、図８に示すテラレット（登録商標）１８を複数個直列に接続したものを、螺旋エレメント１３の代わりに圧力隔壁４に吊り下げてもよい。
【００３５】
これらの実施の形態では、高圧側復水器及び低圧側復水器を組み合わせた多段圧復水器を例にとって説明したが、高圧側復水器、中圧側復水器及び低圧側復水器を組み合わせた多段圧復水器等、圧力の異なる複数の復水器を組み合わせた多段圧復水器の全てに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１の実施の形態に係る多段圧復水器の概略構成を示す断面図。
【図２】第２の実施の形態に係る多段圧復水器の概略構成を示す断面図。
【図３】（ａ）は、第３の実施の形態に係る多段圧復水器の概略構成を示す断面図、（ｂ）は、（ａ）の多段圧復水器に設けられた金網を示す図。
【図４】第４の実施の形態に係る多段圧復水器を構成する低圧側復水器の概略構成を示す断面図。
【図５】第４の実施の形態に係る多段圧復水器の螺旋エレメントを構成する螺旋部材を示す拡大図。
【図６】第４の実施の形態に係る多段圧復水器の螺旋エレメントを構成する螺旋部材の変形例を示す拡大図。
【図７】第４の実施の形態に係る多段圧復水器を構成するベルルサドルの図。
【図８】第４の実施の形態に係る多段圧復水器を構成するテラレットの図。
【符号の説明】
【００３７】
１…高圧側復水器、２…低圧側復水器、３…高圧側冷却管群、４…圧力隔壁、５…蒸気ダクト、６…復水配管、７…復水出口座、８…高圧側ホットウェル、９…再熱室、１０…山形鋼、１３…螺旋エレメント、１６…金網、１７…ベルルサドル、１８…テラレット、２３…低圧側冷却管群、２８…低圧側ホットウェル。
【図１】
2009052867.tif 000003
【図２】
2009052867.tif 000004
【図３】
2009052867.tif 000005
【図４】
2009052867.tif 000006
【図５】
2009052867.tif 000007
【図６】
2009052867.tif 000008
【図７】
2009052867.tif 000009
【図８】
2009052867.tif 000010