JP2012200662A - Fluid mixing apparatus and steam turbine plant - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce thermal stress generated locally in a fluid mixing apparatus.SOLUTION: According to an embodiment, the fluid mixing apparatus 10 includes main current piping 20 and branch piping 30 which are coupled mutually at a coupling part 21, the first steam inlet part 41, a mixed steam outlet part 42, an inner pipe 50 in which through holes 51 are formed, and first-third labyrinth fins 61-63. The inner pipe 50 is disposed within the main current piping 20 so as to keep a radial direction gap 55. The first steam inlet part 41 is coupled to the upstream side end part of the inner pipe 50 and the main current piping 20 by closing the radial direction gap 55 from an upstream side. The mixed steam outlet part 42 is coupled to the downstream side end part of the inner pipe 50 and the main current piping 20 by closing the radial direction gap 55 from a downstream side. The first-third labyrinth fins 61-63 are disposed in the radial direction gap 55 in the more upstream side than the coupling part 21 and can inhibit a portion of a steam flow within the radial direction gap 55.

Description

本発明の実施形態は、互いに温度の異なる２種類の流体を混合させる流体混合装置およびこれを用いた蒸気タービンプラントに関する。   Embodiments described herein relate generally to a fluid mixing apparatus that mixes two kinds of fluids having different temperatures, and a steam turbine plant using the fluid mixing apparatus.

発電プラントや化学プラントでは、プラントの機能を果たすためにプラントの配管内を流れる蒸気等の流体を所定の温度に制御する必要がある。例えば、プロセス中の蒸気温度を所定の温度にするために、高温蒸気を低温蒸気で減温する場合、または、低温蒸気を高温蒸気で加温する場合に、互いに温度の異なる２種類の流体を混合可能な流体混合装置が用いられている。   In power plants and chemical plants, it is necessary to control a fluid such as steam flowing in the piping of the plant to a predetermined temperature in order to fulfill the functions of the plant. For example, when reducing the temperature of the high-temperature steam with the low-temperature steam or the temperature of the low-temperature steam with the high-temperature steam in order to make the steam temperature in the process a predetermined temperature, Mixable fluid mixing devices are used.

流体混合装置には、直線状の主流配管に支流配管を垂直に連結させたいわゆるＴ字形状の混合継手がある。この場合、温度の異なる２種の流体が混じ合う部分、すなわち、主流配管および支流配管が連結される連結部は、当該２種類の流体の温度差に起因して局部的に高い熱応力が発生する。また、当該連結部では、２種類の流体が混合されてなる混合流体の温度が、不均一になることがある。   The fluid mixing apparatus includes a so-called T-shaped mixing joint in which a branch pipe is vertically connected to a straight mainstream pipe. In this case, a portion where two types of fluids having different temperatures are mixed, that is, a connecting portion where the main flow piping and the branch flow piping are connected, generates locally high thermal stress due to the temperature difference between the two types of fluid. To do. Moreover, in the said connection part, the temperature of the mixed fluid formed by mixing two types of fluid may become non-uniform | heterogenous.

この問題を解決する方法として、主流配管と支流配管とが連結される連結部内の流路に、外周に貫通穴が形成された内管が配置されるものが知られている（特許文献１）。これにより、当該連結部における熱応力の低減が図られている。   As a method for solving this problem, there is known a method in which an inner pipe having a through-hole formed on the outer periphery is disposed in a flow path in a connecting portion where a main pipe and a branch pipe are connected (Patent Document 1). . Thereby, reduction of the thermal stress in the said connection part is achieved.

特開２００９−１５６０４０号公報JP 2009-156040 A

上述した例では、内部を流れる流体の圧力が高いときや流体温度が高くなるときに強度を保つため、当該継手の肉厚を厚くする必要がある。この例では、高温の過熱蒸気の入口となるレジューシングピースが、各流体の境界面となる。当該レジューシングピースは、温度差のある各流体が表裏に接するため、肉厚を厚くする必要がある。この肉厚の厚い部分は、局所的に大きな温度差（ΔＴ）が生じるため、大きな熱応力が発生する。この熱応力は構造強度および製品寿命等の機械性能上、不利になることがある。また、レジューシングピースを肉厚にするため、設計上の自由度も低下することがある。   In the above-described example, it is necessary to increase the thickness of the joint in order to maintain strength when the pressure of the fluid flowing inside is high or when the fluid temperature is high. In this example, a reducing piece serving as an inlet for high-temperature superheated steam serves as a boundary surface of each fluid. The reducing piece needs to be thick because each fluid having a temperature difference contacts the front and back. Since this thick portion has a large temperature difference (ΔT) locally, a large thermal stress is generated. This thermal stress may be disadvantageous in terms of mechanical performance such as structural strength and product life. Moreover, since the reducing piece is made thick, the degree of freedom in design may be reduced.

本発明の実施形態は上記課題を解決するためのものであり、その目的は、混合流体装置に局所的に発生する熱応力を低減させて、安定して流体を混合できるようにすることである。   An embodiment of the present invention is to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to reduce a thermal stress generated locally in a mixed fluid device so that a fluid can be mixed stably. .

上記目的を達成するための本発明に係る流体混合装置は、第１流体と、この第１流体よりも低温の第２流体と、が流入し、前記第１流体および第２流体が互いに混合されてなる混合流体を排出可能な流体混合装置において、前記第１流体が一方向に流通可能な主流路が内部に形成された主流配管と、前記主流配管の外周側面に連結されて、前記第２流体を前記主流路に合流させる支流路が形成された支流配管と、外周面に前記第２流体を流通させる複数の貫通穴が形成されるとともに、当該外周面が前記主流配管の内周面と互いに半径方向間隙を保ち、かつ前記主流配管内に前記主流路の流れ方向に沿って延びるように配置された内管と、少なくとも前記支流配管の前記主流配管の連結部よりも上流側の前記半径方向間隙に配置されて、前記主流配管内の半径方向間隙の長手方向の流れの一部を阻害可能に構成された流動抵抗体と、を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a fluid mixing apparatus according to the present invention includes a first fluid and a second fluid having a temperature lower than that of the first fluid, and the first fluid and the second fluid are mixed with each other. In the fluid mixing device capable of discharging the mixed fluid, the main flow pipe through which the first fluid can flow in one direction is formed, and is connected to the outer peripheral side surface of the main flow pipe. A branch pipe formed with a branch flow path that joins the fluid to the main flow path and a plurality of through holes through which the second fluid flows are formed on the outer peripheral surface, and the outer peripheral face is connected to the inner peripheral face of the main flow pipe. An inner pipe disposed in the main flow pipe so as to extend along the flow direction of the main flow path while maintaining a radial gap between each other, and at least the radius of the branch pipe upstream of the connecting portion of the main flow pipe Arranged in the directional gap, The radial clearance portion of longitudinal flow of the inhibitable configured flow resistance of the flow in the pipe, and having a.

また、本発明に係る流体混合装置は、第１流体と、この第１流体よりも低温の第２流体と、が流入し、前記第１流体および第２流体が互いに混合されてなる混合流体を排出可能な流体混合装置において、前記第１流体が一方向に流通可能な主流路が内部に形成された主流配管と、前記主流配管の外周側面に連結されて、前記第２流体を前記主流路に合流する支流路が形成された支流配管と、外周面に前記第２流体を流通させる複数の貫通穴が形成されるとともに、当該外周面が前記主流配管の内周面と互いに半径方向間隙を保ち、かつ前記主流路の流れ方向に沿って延びるように配置された内管と、を有し、前記貫通穴が周方向に沿って複数配列されて１つの貫通穴列を構成するとともに前記貫通穴列が流れ方向に沿って配列され、前記支流配管の前期主流配管への連結部にある前記貫通穴列の合計開口面積は、前記連結部よりも上流側にある前記貫通穴列の合計開口面積よりも大きくなるように形成されていること、を特徴とする。   In the fluid mixing device according to the present invention, the first fluid and the second fluid having a temperature lower than that of the first fluid flow in, and the fluid mixture is formed by mixing the first fluid and the second fluid. In the fluid mixing apparatus capable of discharging, a main flow path in which the first fluid can flow in one direction is connected to an outer peripheral side surface of the main flow pipe, and the second fluid is connected to the main flow path. And a plurality of through holes through which the second fluid flows are formed on the outer peripheral surface, and the outer peripheral surface forms a radial gap with the inner peripheral surface of the mainstream pipe. An inner pipe arranged to extend along the flow direction of the main flow path, and a plurality of the through holes are arranged along the circumferential direction to form one through hole row and the through hole A row of holes is arranged along the flow direction, The total opening area of the through hole row in the connecting portion to the mainstream pipe of the pipe is formed to be larger than the total opening area of the through hole row on the upstream side of the connecting portion; It is characterized by.

また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、第１蒸気を発生させる第１蒸気発生装置と、この第１蒸気よりも低温の第２蒸気を発生させる第２蒸気発生装置と、前記第１蒸気および第２蒸気を互いに混合させてなる混合蒸気を排出可能な混合装置と、前記混合蒸気の少なくとも一部が流入可能なタービン装置と、を有する蒸気タービンプラントにおいて、前記混合装置は、前記第１蒸気が一方向に流通可能な主流路が内部に形成された主流配管と、前記主流配管の外周側面に連結されて、前記第２蒸気を前記主流路に合流させる支流路が形成された支流配管と、外周面に前記第２蒸気を流通させる複数の貫通穴が形成されるとともに、当該外周面が前記主流配管の内周面と互いに半径方向隙間を保ち、かつ前記主流配管内に前記主流路の流れ方向に沿って延びるように配置された内管と、少なくとも前記支流配管の前記主流配管への連結部よりも上流側の前記半径方向間隙に配置されて、前記主流配管内の半径方向間隙の長手方向の流れの一部を阻害可能に構成された流動抵抗体と、を有することを特徴とする。   The steam turbine plant according to the present invention includes a first steam generating device that generates the first steam, a second steam generating device that generates the second steam having a temperature lower than the first steam, the first steam, In a steam turbine plant comprising: a mixing device capable of discharging mixed steam obtained by mixing second steam with each other; and a turbine device into which at least a part of the mixed steam can flow, the mixing device includes the first steam A main flow pipe in which a main flow path capable of flowing in one direction is formed, and a branch flow pipe connected to an outer peripheral side surface of the main flow pipe to form a branch flow path for joining the second steam to the main flow path. A plurality of through holes through which the second steam flows are formed on the outer peripheral surface, the outer peripheral surface maintains a radial clearance from the inner peripheral surface of the mainstream pipe, and the main flow path is formed in the mainstream pipe. Flow An inner pipe arranged so as to extend in the direction, and at least a radial gap in the main flow pipe disposed in the radial gap at an upstream side of a connection portion of the branch flow pipe to the main flow pipe. And a flow resistor configured to be able to block a part of the flow in the direction.

この発明によれば、混合流体装置に局所的に発生する熱応力を抑制し、安定して流体を混合できるようにすることができる。   According to the present invention, it is possible to suppress the thermal stress generated locally in the mixed fluid device and to mix the fluid stably.

本発明に係る第１の実施形態の流体混合装置の正断面図である。1 is a front sectional view of a fluid mixing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図１のII部の拡大正断面図である。It is an expansion front sectional view of the II section of FIG. 図１の第１蒸気入口部の温度特性および半径方向間隙内の温度特性を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature characteristic of the 1st steam inlet part of FIG. 1, and the temperature characteristic in a radial direction gap | interval. 図１の第１〜第３ラビリンスフィンのない流体混合装置の正断面図である。It is a front sectional view of the fluid mixing apparatus without the 1st-3rd labyrinth fin of FIG. 図４の第１蒸気入口部の温度特性および半径方向間隙内の温度特性を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature characteristic of the 1st steam inlet part of FIG. 4, and the temperature characteristic in a radial direction gap. 図１の流体混合装置が配置された蒸気タービンプラントの一部を示す部分系統図である。It is a partial systematic diagram which shows a part of steam turbine plant by which the fluid mixing apparatus of FIG. 1 is arrange | positioned. 本発明に係る第２の実施形態の流体混合装置の正断面図である。It is a front sectional view of a fluid mixing apparatus according to a second embodiment of the present invention. 図７の混合蒸気出口部の温度特性および半径方向間隙内の温度特性を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature characteristic of the mixed steam outlet part of FIG. 7, and the temperature characteristic in a radial direction gap. 図７の第４〜第６ラビリンスフィンのない流体混合装置の正断面図で、第２蒸気が下流側に流れる途中の通過ポイントを示している。FIG. 8 is a front sectional view of the fluid mixing device without the fourth to sixth labyrinth fins of FIG. 7, showing a passing point in the middle of the second steam flowing downstream. 図９の混合蒸気出口部の温度特性および半径方向間隙内の温度特性を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature characteristic of the mixed steam exit part of FIG. 9, and the temperature characteristic in a radial direction gap. 本発明に係る第３の実施形態の流体混合装置の部分正断面図である。It is a partial front sectional view of a fluid mixing apparatus according to a third embodiment of the present invention. 本発明に係る第４の実施形態の流体混合装置の正断面図である。It is a front sectional view of a fluid mixing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明に係る第５の実施形態の流体混合装置の正断面図である。It is a front sectional view of a fluid mixing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明に係る第６の実施形態の流体混合装置の正断面図である。It is a front sectional view of a fluid mixing apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same or similar parts are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.

［第１の実施形態］
第１の実施形態について、図１〜図６を用いて説明する。図１は、本実施形態の流体混合装置１０の正断面図である。図２は、図１のII部の拡大正断面図である。図３は、図１の第１蒸気入口部４１の温度特性および半径方向間隙５５内の温度特性を示すグラフである。 [First Embodiment]
A first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a front sectional view of a fluid mixing apparatus 10 of the present embodiment. FIG. 2 is an enlarged front cross-sectional view of a portion II in FIG. FIG. 3 is a graph showing the temperature characteristics of the first steam inlet 41 of FIG. 1 and the temperature characteristics in the radial gap 55.

図４は、図１の第１〜第３ラビリンスフィン６１〜６３のない比較用流体混合装置１０ａの正断面図である。図５は、図４の第１蒸気入口部４１の温度特性および半径方向間隙５５内の温度特性を示すグラフである。図６は、図１の流体混合装置１０が配置された蒸気タービンプラントの一部を示す部分系統図である。   FIG. 4 is a front sectional view of the comparative fluid mixing apparatus 10a without the first to third labyrinth fins 61 to 63 of FIG. FIG. 5 is a graph showing the temperature characteristics of the first steam inlet 41 in FIG. 4 and the temperature characteristics in the radial gap 55. FIG. 6 is a partial system diagram showing a part of the steam turbine plant in which the fluid mixing apparatus 10 of FIG. 1 is arranged.

先ず、本実施形態の流体混合装置１０の構成について説明する。   First, the structure of the fluid mixing apparatus 10 of this embodiment is demonstrated.

この流体混合装置１０は、蒸気タービンプラントに配置される（図６）。当該蒸気タービンプラントは、第１蒸気を発生させる第１蒸気発生装置１と、この第１蒸気よりも低温の第２蒸気を発生させる第２蒸気発生装置２と、第１蒸気および第２蒸気が混合された混合蒸気を流入可能な蒸気タービン装置３と、を有する。   This fluid mixing device 10 is arranged in a steam turbine plant (FIG. 6). The steam turbine plant includes a first steam generator 1 that generates a first steam, a second steam generator 2 that generates a second steam having a temperature lower than the first steam, and a first steam and a second steam. A steam turbine device 3 capable of flowing mixed steam.

流体混合装置１０は、内部に第１蒸気および第２蒸気が流入された後に、これらを混合して混合流体を生成させて、当該混合蒸気を外部に排出する装置である。当該流体混合装置１０で生成された混合蒸気は、混合蒸気流通配管６等を経て蒸気タービン装置３に供給される（図６）。   The fluid mixing device 10 is a device that, after the first steam and the second steam flow into the inside, mixes them to generate a mixed fluid, and discharges the mixed steam to the outside. The mixed steam generated by the fluid mixing apparatus 10 is supplied to the steam turbine apparatus 3 through the mixed steam circulation pipe 6 and the like (FIG. 6).

なお、この流体混合装置１０は、本実施形態では、２種類の蒸気を流通させているが、これに限らない。第２蒸気に替えて水等の液状の流体を流すことも可能である。   In this embodiment, the fluid mixing apparatus 10 circulates two types of steam, but is not limited thereto. It is also possible to flow a liquid fluid such as water instead of the second steam.

この流体混合装置１０は、主流配管２０と、この主流配管２０の外周に連結される支流配管３０と、主流配管２０の一方の端部に連結される第１蒸気入口部４１と、第１蒸気入口部４１がある側の反対側に連結される混合蒸気出口部４２と、主流配管２０内に配置される内管５０と、流動抵抗体６０と、を有する。   The fluid mixing apparatus 10 includes a mainstream pipe 20, a branch pipe 30 connected to the outer periphery of the mainstream pipe 20, a first steam inlet 41 connected to one end of the mainstream pipe 20, and a first steam. It has a mixed steam outlet 42 connected to the opposite side of the side where the inlet 41 is located, an inner pipe 50 disposed in the mainstream pipe 20, and a flow resistor 60.

主流配管２０は、内部に主流路２０ａが形成されて、直線的に延びた円筒状の配管である。主流路２０ａには、上述した第１蒸気が軸方向に沿って一方向に流れる。図１の例では、図中の左方から右方に向かって流れるように形成されている。この主流配管２０は、長手方向中央の連結部２１と、この連結部２１よりも上流側（図１の左方）の上流部２２、当該連結部２１よりも下流側（図１の右方）の下流部２３で構成される。連結部２１には、支流配管３０が連結される。   The main flow pipe 20 is a cylindrical pipe that has a main flow path 20a formed therein and extends linearly. In the main flow path 20a, the first steam described above flows in one direction along the axial direction. In the example of FIG. 1, it is formed so as to flow from the left to the right in the drawing. The mainstream pipe 20 includes a connecting portion 21 at the center in the longitudinal direction, an upstream portion 22 upstream of the connecting portion 21 (left side in FIG. 1), and a downstream side of the connecting portion 21 (right side in FIG. 1). The downstream part 23 is comprised. A branch pipe 30 is connected to the connecting portion 21.

ここで、主流配管２０の主流路２０ａ内は、主に第１蒸気が流れている。主流路２０ａに第２蒸気が流れ込んで第１蒸気に第２蒸気と混合されて、混合蒸気が生成される。   Here, the first steam mainly flows in the main flow path 20 a of the main flow pipe 20. The second steam flows into the main flow path 20a, and the first steam is mixed with the second steam to generate mixed steam.

支流配管３０は、主流配管２０の連結部２１の外周側面に連結されて、直線的に延びた円筒状の配管である。この支流配管３０の内部には、上述した第２蒸気が流通可能な支流路３０ａが形成されている。支流路３０ａは、連結部２１の内部で主流路２０ａに合流するように形成されている。この支流路３０ａには、第２蒸気が一方向に流れる。図１の例では、上方から下方に向かって流れる。   The branch pipe 30 is a cylindrical pipe that is connected to the outer peripheral side surface of the connecting portion 21 of the main flow pipe 20 and extends linearly. A branch channel 30 a through which the second steam described above can flow is formed inside the branch pipe 30. The branch flow path 30a is formed so as to join the main flow path 20a inside the connecting portion 21. The second steam flows in one direction through the branch channel 30a. In the example of FIG. 1, it flows from the top to the bottom.

主流配管２０および支流配管３０は、合わせてＴ字形状の配管である。   The main flow pipe 20 and the branch flow pipe 30 are T-shaped pipes.

内管５０は、直線的に延びる円筒の配管で、外周面に複数の貫通穴５１からなる貫通穴群５３が形成される。この貫通穴群５３は、貫通穴５１が周方向に配列されてなる１つの貫通穴列５２が、内管５０の軸方向に沿って等間隔に配列されて構成される。   The inner pipe 50 is a cylindrical pipe extending linearly, and a through hole group 53 including a plurality of through holes 51 is formed on the outer peripheral surface. The through-hole group 53 is configured by arranging one through-hole row 52 in which the through-holes 51 are arranged in the circumferential direction at equal intervals along the axial direction of the inner tube 50.

当該内管５０は、外周面が主流配管２０の内周面に互いに半径方向間隙５５を保つように、主流配管２０の内部に配置される。このとき、主流配管２０の横断面中心と、当該内管５０の横断面中心が揃うように配置されている。   The inner pipe 50 is disposed inside the mainstream pipe 20 so that the outer peripheral surface maintains a radial gap 55 on the inner peripheral face of the mainstream pipe 20. At this time, it arrange | positions so that the cross-sectional center of the mainstream piping 20 and the cross-sectional center of the said inner pipe | tube 50 may align.

この内管５０は、主流配管２０内の主流路２０ａに沿って配置される。すなわち、上述した主流路２０ａは、当該内管５０の内部に形成される。   The inner pipe 50 is disposed along the main flow path 20 a in the main flow pipe 20. That is, the main flow path 20 a described above is formed inside the inner pipe 50.

また、この内管５０は、連結部２１を通り抜けるように配置される。内管５０の軸方向両端それぞれは、第１蒸気入口部４１および混合蒸気出口部４２によって、支持される。   The inner pipe 50 is disposed so as to pass through the connecting portion 21. Both ends in the axial direction of the inner pipe 50 are supported by the first steam inlet 41 and the mixed steam outlet 42.

第１蒸気入口部４１は、互いに直径の異なる配管の間に介在して、これらを連結することができる部材である。この第１蒸気入口部４１は、一方の側（図１における左側）に、第１蒸気が流通する第１蒸気流通配管４が接続されて、反対側（図１における右側）に主流配管２０および内管５０それぞれの上流側の端部が接続される。   The first steam inlet portion 41 is a member that can be interposed between pipes having different diameters and connect them. The first steam inlet 41 is connected to one side (left side in FIG. 1) of the first steam circulation pipe 4 through which the first steam flows, and to the main stream pipe 20 and the opposite side (right side in FIG. 1). The upstream ends of the inner pipes 50 are connected.

また、この第１蒸気入口部４１は、半径方向間隙５５を上流側から閉止する。すなわち、第１蒸気入口部４１は、第１蒸気流通配管４を流れる第１蒸気を、半径方向間隙５５に流入させずに、内管５０にのみ流入するように構成される。   Further, the first steam inlet 41 closes the radial gap 55 from the upstream side. In other words, the first steam inlet portion 41 is configured so that the first steam flowing through the first steam circulation pipe 4 flows only into the inner pipe 50 without flowing into the radial gap 55.

混合蒸気出口部４２は、第１蒸気入口部４１と同じ形状で、主流配管２０の下流側の端部（図１における右方端部）に取り付けられる。   The mixed steam outlet 42 has the same shape as the first steam inlet 41 and is attached to the downstream end of the mainstream pipe 20 (the right end in FIG. 1).

流動抵抗体６０は、３枚のラビリンスフィン、すなわち、第１ラビリンスフィン６１、第２ラビリンスフィン６２および第３ラビリンスフィン６３により構成されている。   The flow resistor 60 includes three labyrinth fins, that is, a first labyrinth fin 61, a second labyrinth fin 62, and a third labyrinth fin 63.

第１〜第３ラビリンスフィン６１〜６３それぞれは、周方向に延びてなる。これらの第１〜第３ラビリンスフィン６１〜６３それぞれは、連結部２１よりも上流側、すなわち上流部２２に互いに軸方向間隔をあけて配置され、下流側から上流側に向かって第１ラビリンスフィン６１、第２ラビリンスフィン６２、第３ラビリンスフィン６３の順に配列される。   Each of the first to third labyrinth fins 61 to 63 extends in the circumferential direction. Each of the first to third labyrinth fins 61 to 63 is arranged on the upstream side of the connecting portion 21, that is, on the upstream portion 22 with an axial interval therebetween, and the first labyrinth fins from the downstream side toward the upstream side. 61, the second labyrinth fin 62, and the third labyrinth fin 63 are arranged in this order.

第１ラビリンスフィン６１は、内管５０の外周面に取り付けられて、当該外周面の全周を取り囲む。この第１ラビリンスフィン６１は、内管５０の半径方向および周方向に広がる面が形成された円環板（穴あき円板状）で、半径方向外側の端部が主流配管２０の内面に互いに第１ラビリンス間隙６１ａを保つように配置される（図２）。当該第１ラビリンス間隙６１ａには、第２蒸気が流通する。当該面は、半径方向間隙５５内を流れる第２蒸気の主流路配管２０の長手方向の流動の一部を阻害する機能を備えている。   The first labyrinth fin 61 is attached to the outer peripheral surface of the inner tube 50 and surrounds the entire outer periphery. The first labyrinth fin 61 is an annular plate (perforated disc shape) in which surfaces radially extending in the radial direction and the circumferential direction of the inner pipe 50 are formed, and ends on the radially outer side are mutually connected to the inner surface of the mainstream pipe 20. It arrange | positions so that the 1st labyrinth clearance gap 61a may be maintained (FIG. 2). The second steam flows through the first labyrinth gap 61a. The surface has a function of obstructing a part of the flow of the second steam flowing in the radial gap 55 in the longitudinal direction of the main channel pipe 20.

第２および第３ラビリンスフィン６２、６３それぞれは、第１ラビリンスフィン６１と同様の形状で、主流配管２０の内周面に取り付けられている。また、第２および第３ラビリンスフィン６２、６３それぞれの半径方向外側の端部は、主流配管２０の内面に互いに第２および第３ラビリンス間隙６２ａ、６３ａを保つように配置される。   Each of the second and third labyrinth fins 62 and 63 has the same shape as the first labyrinth fin 61 and is attached to the inner peripheral surface of the mainstream pipe 20. In addition, the radially outer ends of the second and third labyrinth fins 62 and 63 are arranged on the inner surface of the main flow pipe 20 so as to maintain the second and third labyrinth gaps 62a and 63a.

上述の第１〜第３ラビリンス間隙６１ａ〜６３ａの半径方向距離は、半径方向間隙５５の半径方向距離に比べ、小さい。第１〜第３ラビリンス間隙６１ａ〜６３ａの半径方向距離によって、半径方向間隙５５を流れる蒸気の流速の減速度合いを調整することができる。また、必要に応じて、ラビリンスフィンの枚数を増減させてもよい。   The radial distance of the first to third labyrinth gaps 61 a to 63 a is smaller than the radial distance of the radial gap 55. The degree of deceleration of the flow velocity of the steam flowing through the radial gap 55 can be adjusted by the radial distance between the first to third labyrinth gaps 61a to 63a. Moreover, you may increase / decrease the number of labyrinth fins as needed.

続いて、本実施形態の作用について説明する。本実施形態の流体混合装置１０（図１）の作用を説明する前に、比較例の流体混合装置（以下、比較用流体混合装置１０ａと呼ぶ。）を、図４および図５を用いて説明する。ここで、比較例流体混合装置１０ａは、流動抵抗体６０、すなわち、第１〜第３ラビリンスフィン６１〜６３が取り付けられていないものである。   Then, the effect | action of this embodiment is demonstrated. Before describing the operation of the fluid mixing apparatus 10 (FIG. 1) of the present embodiment, a comparative fluid mixing apparatus (hereinafter referred to as a comparative fluid mixing apparatus 10a) will be described with reference to FIGS. To do. Here, the comparative fluid mixing apparatus 10a is the one in which the flow resistor 60, that is, the first to third labyrinth fins 61 to 63 are not attached.

以下に、比較例流体混合装置１０ａ（図４）における第１蒸気および第２蒸気の流れについて説明する。   Below, the flow of the 1st vapor | steam and the 2nd vapor | steam in the comparative example fluid mixing apparatus 10a (FIG. 4) is demonstrated.

第１蒸気発生装置１で生成された第１蒸気は、第１蒸気流通配管４を流れた後に、第１蒸気入口部４１に流入される。第１入口部に流入された第１蒸気は、主流配管２０内の内管５０に流れ込む。当該第１蒸気は、内管５０の内部を混合蒸気出口部４２に向かって流通する。   The first steam generated by the first steam generator 1 flows into the first steam inlet 41 after flowing through the first steam circulation pipe 4. The first steam that has flowed into the first inlet portion flows into the inner pipe 50 in the mainstream pipe 20. The first steam flows through the inner pipe 50 toward the mixed steam outlet 42.

一方、第２蒸気発生装置２で生成された第２蒸気は、第２蒸気流通配管５を流れた後に、支流配管３０内の支流路３０ａに流れ込み、連結部２１に向かって支流路３０ａを流れる。   On the other hand, the second steam generated by the second steam generator 2 flows through the second steam circulation pipe 5, then into the branch flow path 30 a in the branch pipe 30, and flows through the branch flow path 30 a toward the connecting portion 21. .

支流路３０ａを流れる第２蒸気の一部は、連結部２１付近に形成された貫通穴５１を流通して、内管５０の内部で主流路２０ａに流れ込む。第１および第２蒸気は、当該主流路２０ａで混合蒸気となって、主流路２０ａを流通する。   Part of the second steam flowing through the branch flow path 30 a flows through the through hole 51 formed in the vicinity of the connecting portion 21 and flows into the main flow path 20 a inside the inner pipe 50. The first and second steams become mixed steam in the main flow path 20a and flow through the main flow path 20a.

また、当該第２蒸気の一部は、半径方向間隙５５内を、第１蒸気入口部４１の方に向かって、すなわち上流側に向かって流れる。このときの第２蒸気は、内管５０を流れる第１蒸気（混合蒸気）と熱交換されるため、温度が上昇する。第１蒸気入口部４１に到達した第２蒸気は、第１蒸気入口部４１付近にある貫通穴５１を通って主流路２０ａに流れ込む。   Further, a part of the second steam flows in the radial gap 55 toward the first steam inlet 41, that is, toward the upstream side. Since the second steam at this time is heat-exchanged with the first steam (mixed steam) flowing through the inner pipe 50, the temperature rises. The second steam that has reached the first steam inlet 41 flows into the main flow path 20 a through the through hole 51 in the vicinity of the first steam inlet 41.

また、当該第２蒸気の一部は、半径方向間隙５５を、混合蒸気出口部４２の方に向かって、すなわち下流側に向かって流れる。このときの第２蒸気は、内管５０を流れる混合蒸気と熱交換されるため、温度が上昇する。混合蒸気出口部４２に到達した第２蒸気は、混合蒸気出口部４２付近にある貫通穴５１を通って主流路２０ａに流れ込む。   A part of the second steam flows through the radial gap 55 toward the mixed steam outlet 42, that is, toward the downstream side. Since the second steam at this time is heat-exchanged with the mixed steam flowing through the inner pipe 50, the temperature rises. The second steam that has reached the mixed steam outlet portion 42 flows into the main flow path 20a through the through hole 51 in the vicinity of the mixed steam outlet portion 42.

また、上流部２２および下流部２３の半径方向間隙５５を流れる第２蒸気の一部は、貫通穴５１を通って内管５０に流入し、主流路２０ａ内を流れる混合蒸気に混合される。   A part of the second steam flowing in the radial gap 55 between the upstream portion 22 and the downstream portion 23 flows into the inner pipe 50 through the through hole 51 and is mixed with the mixed steam flowing in the main flow path 20a.

次に、比較例の温度特性について説明する。図５は、図４に示す各ポイントＰｒ１〜Ｐｒ７の７箇所における温度を示している。ここで、各ポイントの位置は、以下の通りである。 Next, the temperature characteristics of the comparative example will be described. FIG. 5 shows the temperatures at seven points Pr 1 to Pr 7 shown in FIG. Here, the position of each point is as follows.

Ｐｒ１は、第１蒸気入口部４１の軸中心の位置である。Ｐｒ２は、第１蒸気入口部４１の壁内部である。Ｐｒ３は、第１蒸気入口部４１の壁内部で、Ｐｒ２よりも下流側の位置である。図４では、Ｐｒ１〜Ｐｒ３までを、１本の仮想的な曲破線（Ｌｒ１）で示している。 Pr 1 is the position of the axial center of the first steam inlet 41. Pr 2 is inside the wall of the first steam inlet 41. Pr 3 is a position downstream of Pr 2 inside the wall of the first steam inlet 41. In FIG. 4, Pr 1 to Pr 3 are indicated by one virtual curved broken line (Lr 1 ).

Ｐｒ４は、支流路３０ａ内のほぼ軸中心の位置である。Ｐｒ５は、支流路３０ａと主流路２０ａとが合流する領域の上流側の位置である。Ｐｒ６は、半径方向間隙５５内で、連結部２１と第１蒸気入口部４１とのほぼ中間の位置である。Ｐｒ７は、第１蒸気入口部４１の半径方向間隙５５側の端面である。図４では、Ｐｒ４〜Ｐｒ７までを、１本の仮想的な曲破線（Ｌｒ２）で示している。 Pr 4 is a position substantially at the axial center in the branch flow path 30a. Pr 5 is a position on the upstream side of the region where the branch channel 30a and the main channel 20a merge. Pr 6 is a substantially intermediate position between the connecting portion 21 and the first steam inlet portion 41 in the radial gap 55. Pr 7 is an end face of the first steam inlet 41 on the radial gap 55 side. In FIG. 4, Pr 4 to Pr 7 are indicated by one virtual curved broken line (Lr 2 ).

ここで、図４のＬｒ１およびＬｒ２と、図５の横軸上のＰｒ１〜Ｐｒ７と、の対応関係について説明する。 Here, the correspondence between Lr 1 and Lr 2 in FIG. 4 and Pr 1 to Pr 7 on the horizontal axis in FIG. 5 will be described.

Ｐｒ１およびＰｒ２に係る図５の横軸の位置は、同じである。図４に係るＬｒ１のＰｒ２からＰｒ３までに相当する部分が、図５の横軸上のＰｒ１、Ｐｒ２からＰｒ３までの部分に相当する。すなわち、図５は、図４で曲線的に示しているＬｒ１を、直線状に置き換えて示している。 The positions of the horizontal axes in FIG. 5 relating to Pr 1 and Pr 2 are the same. The portions corresponding to Pr 2 to Pr 3 of Lr 1 according to FIG. 4 correspond to the portions Pr 1 and Pr 2 to Pr 3 on the horizontal axis of FIG. That is, FIG. 5 shows Lr 1 shown in a curve in FIG. 4 by replacing it with a straight line.

また、図４におけるＰｒ４〜Ｐｒ７は、図５の横軸のＰｒ４〜Ｐｒ７に示す部分に相当する。ここで、図５は、図４で曲線的（Ｌ字状）に示しているＬｒ２を、直線状に置き換えて示している。 Further, Pr 4 to Pr 7 in FIG. 4 correspond to portions indicated by Pr 4 to Pr 7 on the horizontal axis in FIG. Here, FIG. 5 shows Lr 2 shown in a curvilinear (L-shaped) form in FIG. 4 by replacing it with a straight line.

以下に、Ｐｒ１〜Ｐｒ７における温度特性について説明する。 Hereinafter, a description will be given of a temperature characteristic of Pr 1 ~Pr 7.

Ｐｒ１における温度Ｔｒ１は、第１蒸気の温度（Ｔｓ１）とほぼ同じ温度である。Ｐｒ２における温度Ｔｒ２は、Ｔｒ１よりも少し低温になる。Ｐｒ３における温度Ｔｒ３は、Ｔｒ２よりも低温である。 Temperature Tr 1 in the Pr 1 is substantially the same temperature as the temperature (Ts 1) of the first steam. Temperature Tr 2 in Pr 2 is slightly to low temperatures than Tr 1. Temperature Tr 3 in Pr 3 is a lower temperature than Tr 2.

一方、Ｐｒ４における温度Ｔｒ４は、第２蒸気の温度（Ｔｓ２）とほぼ同じ温度になる。Ｐｒ５の周辺では、ほとんどが第２蒸気であるため、Ｐｒ５における温度Ｔｒ５は、Ｔｒ４とほぼ同じである。Ｐｒ６における温度Ｔｒ６は、第２蒸気が第１蒸気と熱交換されるため、Ｔｒ５よりも高温になる。Ｐｒ７の温度Ｔｒ７は、Ｐｒ６よりも当該熱交換が促進されるため、Ｔｒ５よりもさらに高温になる。 On the other hand, the temperature Tr 4 in Pr 4 is approximately the same temperature as the temperature (Ts 2) of the second steam. Since most of the vicinity of Pr 5 is the second vapor, the temperature Tr 5 at Pr 5 is almost the same as Tr 4 . Temperature Tr 6 in Pr 6, since the second steam is first steam heat exchanger, a high temperature than Tr 5. Temperature Tr 7 of Pr 7, since the heat exchange is accelerated than Pr 6, further comprising a high temperature than Tr 5.

ここで、Ｌｒ１の下流側の端部Ｐｒ３における温度Ｔｒ３と、Ｌｒ２の上流側の端部Ｐｒ７における温度Ｔｒ７との間には、温度差ΔＴｒが生じる。この温度差ΔＴｒにより、第１蒸気入口部４１に局所的に熱応力が発生する。この温度差ΔＴｒが大きくなると、当該熱応力も大きくなる。 Here, a temperature difference ΔTr is generated between the temperature Tr 3 at the end portion Pr 3 downstream of Lr 1 and the temperature Tr 7 at the end portion Pr 7 upstream of Lr 2 . Due to this temperature difference ΔTr, a thermal stress is locally generated at the first steam inlet 41. As the temperature difference ΔTr increases, the thermal stress also increases.

続いて、本実施形態の流体混合装置１０（図１）における第１および第２蒸気の流れについて説明する。   Then, the flow of the 1st and 2nd vapor | steam in the fluid mixing apparatus 10 (FIG. 1) of this embodiment is demonstrated.

第１蒸気発生装置１で生成された第１蒸気は、第１蒸気流通配管４を流れた後に、第１蒸気入口部４１に流入される。第１入口部に流入された第１蒸気は、主流配管２０内の内管５０に流れ込む。当該第１蒸気は、内管５０の内部を混合蒸気出口部４２に向かって流通する。当該第１蒸気の流れは、上述した比較例（図４）と同様に流れる。   The first steam generated by the first steam generator 1 flows into the first steam inlet 41 after flowing through the first steam circulation pipe 4. The first steam that has flowed into the first inlet portion flows into the inner pipe 50 in the mainstream pipe 20. The first steam flows through the inner pipe 50 toward the mixed steam outlet 42. The flow of the first steam flows in the same manner as in the comparative example (FIG. 4) described above.

第２蒸気は、第２蒸気発生装置２で生成されて、第２蒸気流通配管５を流れた後に、支流配管３０内の支流路３０ａに流れ込む。支流路３０ａを流れる第２蒸気の一部は、連結部２１付近に形成された貫通穴５１を流通して、内管５０の内部の主流路２０ａに流れ込む。ここまでの第２蒸気の流れは、比較例（図４）と同様である。   The second steam is generated by the second steam generator 2, flows through the second steam circulation pipe 5, and then flows into the branch flow path 30 a in the branch pipe 30. Part of the second steam flowing through the branch flow path 30 a flows through the through hole 51 formed in the vicinity of the connecting portion 21 and flows into the main flow path 20 a inside the inner pipe 50. The flow of the second steam so far is the same as that in the comparative example (FIG. 4).

一方、支流路３０ａを流れる第２蒸気の一部は、半径方向間隙５５を上流側に向かって流通する。半径方向間隙５５内を流れる第２蒸気は、先ず、第１ラビリンスフィン６１と主流配管２０の内周面との間に形成された第１ラビリンス間隙６１ａを流通する。当該第１ラビリンス間隙６１ａは、半径方向間隙５５に対して半径方向距離が小さいため、第１ラビリンス間隙６１ａを通過した後の第２蒸気の流速は、通過前の流速よりも小さくなる。ここで、流速の方向は、主流配管２０の長手方向に沿って上流に向かう方向である。   On the other hand, a part of the second steam flowing through the branch channel 30a flows through the radial gap 55 toward the upstream side. The second steam flowing in the radial gap 55 first flows through the first labyrinth gap 61 a formed between the first labyrinth fin 61 and the inner peripheral surface of the main flow pipe 20. Since the first labyrinth gap 61a has a smaller radial distance than the radial gap 55, the flow rate of the second steam after passing through the first labyrinth gap 61a is smaller than the flow rate before passing. Here, the direction of the flow velocity is a direction toward the upstream along the longitudinal direction of the mainstream pipe 20.

第１ラビリンス間隙６１ａを通り抜けた第２蒸気は、第２ラビリンスフィン６２と主流配管２０の内周面との間に形成された第２ラビリンス間隙６２ａを流通する。当該第２ラビリンス間隙６２ａを通過した後の第２蒸気の流速は、通過前よりも小さくなる。   The second steam that has passed through the first labyrinth gap 61 a flows through the second labyrinth gap 62 a formed between the second labyrinth fin 62 and the inner peripheral surface of the main flow pipe 20. The flow rate of the second steam after passing through the second labyrinth gap 62a is smaller than that before passing.

同様に、第２ラビリンス間隙６２ａを通り抜けた第２蒸気は、第３ラビリンスフィン６３と主流配管２０の内周面との間に形成された第３ラビリンス間隙６３ａを流通する。当該第３ラビリンス間隙６３ａを通過した後の第２蒸気の流速は、さらに小さくなる。   Similarly, the second steam that has passed through the second labyrinth gap 62 a flows through the third labyrinth gap 63 a formed between the third labyrinth fin 63 and the inner peripheral surface of the main flow pipe 20. The flow rate of the second steam after passing through the third labyrinth gap 63a is further reduced.

第１〜第３ラビリンスフィン６１〜６３それぞれによって流速を小さくされた第２蒸気は、第１蒸気入口部４１に到達して、貫通穴５１を通って内管５０の内部の主流路２０ａに流れる。   The second steam whose flow velocity is reduced by the first to third labyrinth fins 61 to 63 reaches the first steam inlet 41 and flows through the through hole 51 to the main flow path 20a inside the inner pipe 50. .

第１〜第３ラビリンス間隙６１ａ〜６３ａを含む半径方向間隙５５を流通する第２蒸気は、流通過程で、主に第１蒸気と熱交換されるため、除々に加温される。このため、第１蒸気入口部４１に到達するときには、比較例（図４および図５）で説明したときの第２蒸気の温度よりも、高温になっている。   Since the second steam flowing through the radial gap 55 including the first to third labyrinth gaps 61a to 63a is mainly heat-exchanged with the first steam in the distribution process, it is gradually heated. For this reason, when reaching the first steam inlet 41, the temperature is higher than the temperature of the second steam described in the comparative example (FIGS. 4 and 5).

また、当該第２蒸気の一部は、半径方向間隙５５を、混合蒸気出口部４２の方に向かって、下流部２３を流れる。このときの第２蒸気は、内管５０を流れる混合蒸気と熱交換されるため、温度が上昇する。混合蒸気出口部４２に到達した第２蒸気は、混合蒸気出口部４２付近にある貫通穴５１を通って主流路２０ａに流れ込む。   Further, a part of the second steam flows through the downstream portion 23 through the radial gap 55 toward the mixed steam outlet portion 42. Since the second steam at this time is heat-exchanged with the mixed steam flowing through the inner pipe 50, the temperature rises. The second steam that has reached the mixed steam outlet portion 42 flows into the main flow path 20a through the through hole 51 in the vicinity of the mixed steam outlet portion 42.

また、上流部２２および下流部２３の半径方向間隙５５を流れる第２蒸気の一部は、貫通穴５１を通って内管５０に流入し、主流路２０ａを流れる混合蒸気に混合される。   A part of the second steam flowing through the radial gap 55 between the upstream part 22 and the downstream part 23 flows into the inner pipe 50 through the through hole 51 and is mixed with the mixed steam flowing through the main flow path 20a.

このときの温度特性について、上述した比較例と比べながら、図１、図３および図５を用いて説明する。   The temperature characteristics at this time will be described with reference to FIGS. 1, 3, and 5 while comparing with the above-described comparative example.

Ｐ１は、第１蒸気入口部４１の軸中心の位置である。Ｐ２は、第１蒸気入口部４１の壁内部である。Ｐ３は、第１蒸気入口部４１の壁内部で、Ｐ２よりも下流側の位置である。図１では、Ｐ１〜Ｐ３までを、１本の仮想的な曲破線（Ｌ１）で示している。 P 1 is the position of the axial center of the first steam inlet 41. P 2 is inside the wall of the first steam inlet 41. P 3 is a position downstream of P 2 inside the wall of the first steam inlet 41. In FIG. 1, P 1 to P 3 are indicated by a single virtual curved line (L 1 ).

Ｐ４は、支流路３０ａ内のほぼ軸中心の位置である。Ｐ５は、支流路３０ａと主流路２０ａとが合流する領域の上流側の位置である。Ｐ６は、半径方向間隙５５内で、第３ラビリンスフィン６３よりも上流側の位置である。なお、このＰ６は、図４におけるＰｒ６の位置とほぼ同じ位置で、連結部２１と第１蒸気入口部４１とのほぼ中間の位置である。Ｐ７は、第１蒸気入口部４１の半径方向間隙５５側の端面である。図１では、Ｐ３〜Ｐ７までを、１本の仮想的な曲破線（Ｌ２）で示している。 P 4 is the position of the substantially axial center of the branch flow paths 30a. P 5 is a position upstream of the area where the branch passage 30a and main passage 20a merge. P 6 is a position upstream of the third labyrinth fin 63 in the radial gap 55. Note that this P 6 is at approximately the same position as the position of Pr 6 in FIG. 4, is substantially intermediate position of the connecting portion 21 and the first steam inlet 41. P 7 is an end face of the first steam inlet 41 on the radial gap 55 side. In FIG. 1, P 3 to P 7 are indicated by one virtual curved broken line (L 2 ).

ここで、図１のＬ１およびＬ２と、図３の横軸上のＰ１〜Ｐ７と、の対応関係について説明する。 Here, the correspondence between L 1 and L 2 in FIG. 1 and P 1 to P 7 on the horizontal axis in FIG. 3 will be described.

Ｐ１およびＰ２に係る図３の横軸の位置は、同じである。図３におけるＬ１のＰ２からＰ３までに相当する部分が、図３の横軸上のＰ１、Ｐ２からＰ３までに相当する。すなわち、図３は、図１で曲線的に示しているＬ１を、直線状に置き換えて示している。図１におけるＰ４〜Ｐ７は、図３の横軸のＰ４〜Ｐ７に示す部分に相当する。 The position of the horizontal axis in FIG. 3 relating to P 1 and P 2 is the same. Portion corresponding to the P 2 of L 1 to P 3 in FIG. 3 corresponds to the P 1, P 2 on the horizontal axis in FIG. 3 up to P 3. That is, FIG. 3, the L 1 are curved manner shown in FIG. 1, is shown replaced by a straight line. P 4 to P 7 in FIG. 1 correspond to the portions indicated by P 4 to P 7 on the horizontal axis in FIG.

以下に、図１に係るＰ１〜Ｐ７における温度特性について説明する。 Hereinafter, a description will be given of a temperature characteristic of P 1 to P 7 according to Figure 1.

Ｐ１における温度Ｔ１は、第１蒸気の温度（Ｔｓ１）とほぼ同じ温度である。Ｐ２における温度Ｔ２は、Ｔ１よりも少し低温になる。これは、第１蒸気入口部４１が外気により冷却されるためである。Ｐ３における温度Ｔ３は、Ｔ２よりも低温である。 The temperature T 1 at P 1 is substantially the same temperature as the temperature (Ts 1 ) of the first steam. Temperature T 2 at P 2 is slightly to low temperatures than T 1. This is because the first steam inlet 41 is cooled by outside air. Temperature T 3 in P 3 is a lower temperature than T 2.

一方、Ｐ４における温度Ｔ４は、第２蒸気の温度（Ｔｓ２）とほぼ同じ温度になる。Ｐ５の周辺は、ほとんどが第２蒸気であるため、Ｐ５における温度Ｔ５は、Ｔ４とほぼ同じである。Ｐ６における温度Ｔ６は、第２蒸気が第１蒸気と熱交換されるため、Ｔ５よりも高温になる。Ｐ７の温度Ｔ７は、Ｐ６よりも当該熱交換が促進されるため、Ｔ６よりもさらに高温になる。 On the other hand, the temperature T 4 at P 4 is approximately the same temperature as the temperature (Ts 2) of the second steam. Since most of the periphery of P 5 is the second vapor, the temperature T 5 at P 5 is almost the same as T 4 . The temperature T 6 at P 6 is higher than T 5 because the second steam exchanges heat with the first steam. Temperature T 7 of the P 7, since the heat exchange is accelerated than P 6, further comprising a temperature higher than T 6.

ここで、Ｌ１の下流側の端部Ｐ３における温度Ｔ３と、Ｌ２の上流側の端部Ｐ７における温度Ｔ７との間に生じる温度差ΔＴは、図５におけるΔＴrよりも小さくなる。これは、第２蒸気が、第１〜第３ラビリンスフィン６１〜６３がないとき（図４）よりも高温になった状態で、第１蒸気入口部４１に到達するためである。上述したように、第２蒸気は、上流部２２の半径方向間隙５５を流通している過程で、第１〜第３ラビリンスフィン６１〜６３によって流速が小さくなる。このため、第１蒸気入口部４１に到達するまでに、第１蒸気等との熱交換が促進されるため、より高温になる。 Here, the temperature difference ΔT generated between the temperature T 3 at the downstream end portion P 3 of L 1 and the temperature T 7 at the upstream end portion P 7 of L 2 is smaller than ΔTr in FIG. Become. This is because the second steam reaches the first steam inlet 41 in a state where the temperature is higher than when the first to third labyrinth fins 61 to 63 are not present (FIG. 4). As described above, the flow rate of the second steam is reduced by the first to third labyrinth fins 61 to 63 in the process of flowing through the radial gap 55 of the upstream portion 22. For this reason, since heat exchange with the first steam or the like is promoted before reaching the first steam inlet 41, the temperature becomes higher.

以上の説明からわかるように本実施形態によれば、第１蒸気入口部４１で局所的に発生する熱応力が抑制可能になり、より安定して第１蒸気および第２蒸気を混合することが可能になる。   As can be seen from the above description, according to the present embodiment, the thermal stress generated locally at the first steam inlet 41 can be suppressed, and the first steam and the second steam can be mixed more stably. It becomes possible.

［第２の実施形態］
第２の実施形態について、図７〜図１０を用いて説明する。図７は、本実施形態の流体混合装置１０の正断面図である。図８は、図７の混合蒸気出口部４２の温度特性および半径方向間隙５５内の温度特性を示すグラフである。 [Second Embodiment]
A second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a front sectional view of the fluid mixing apparatus 10 of the present embodiment. FIG. 8 is a graph showing the temperature characteristics of the mixed steam outlet 42 in FIG. 7 and the temperature characteristics in the radial gap 55.

図９は、図７の第４〜第６ラビリンスフィン６４〜６６のない比較用流体混合装置１０ａの正断面図で、第２蒸気が下流側に流れる途中の通過ポイントを示している。図１０は、図９の混合蒸気出口部４２の温度特性および半径方向間隙５５内の温度特性を示すグラフである。   FIG. 9 is a front cross-sectional view of the comparative fluid mixing apparatus 10a without the fourth to sixth labyrinth fins 64 to 66 of FIG. 7 and shows a passing point in the middle of the second steam flowing downstream. FIG. 10 is a graph showing the temperature characteristics of the mixed steam outlet 42 in FIG. 9 and the temperature characteristics in the radial gap 55.

本実施形態は、第１の実施形態（図１〜図６）の変形例であって、第１の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。また、本実施形態の流体混合装置１０は、第１の実施形態で説明した蒸気タービンプラント（図６）に用いるものである。   The present embodiment is a modification of the first embodiment (FIGS. 1 to 6), and the same or similar parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. . Moreover, the fluid mixing apparatus 10 of this embodiment is used for the steam turbine plant (FIG. 6) demonstrated in 1st Embodiment.

本実施形態の流動抵抗体６０は、第１の実施形態で説明した第１〜第３ラビリンスフィン６１〜６３（図１）の他に、第４ラビリンスフィン６４、第５ラビリンスフィン６５および第６ラビリンスフィン６６を有する。   In addition to the first to third labyrinth fins 61 to 63 (FIG. 1) described in the first embodiment, the flow resistor 60 of the present embodiment includes a fourth labyrinth fin 64, a fifth labyrinth fin 65, and a sixth labyrinth fin 65. A labyrinth fin 66 is provided.

第４〜第６ラビリンスフィン６４〜６６は、連結部２１よりも下流側（図７における右方）に互いに軸方向間隔をあけて配置され、上流側から下流側に向かって第４ラビリンスフィン６４、第５ラビリンスフィン６５、第６ラビリンスフィン６６の順に配列される。   The fourth to sixth labyrinth fins 64 to 66 are arranged on the downstream side (right side in FIG. 7) of the connecting portion 21 with an axial interval therebetween, and the fourth labyrinth fins 64 are directed from the upstream side toward the downstream side. The fifth labyrinth fin 65 and the sixth labyrinth fin 66 are arranged in this order.

第４ラビリンスフィン６４は、第１ラビリンスフィン６１と同様の形状で、当該外周面の全周を取り囲みながら、周方向に延びて、半径方向外側の端部が主流配管２０の内面に互いに第４ラビリンス間隙６４ａを保つように、取り付けられる。   The fourth labyrinth fin 64 has the same shape as the first labyrinth fin 61 and extends in the circumferential direction while surrounding the entire circumference of the outer circumferential surface, and the radially outer ends are fourth on the inner surface of the mainstream pipe 20. It is attached so as to keep the labyrinth gap 64a.

第５および第６ラビリンスフィン６５、６６それぞれは、第１ラビリンスフィン６１と同様の形状で、主流配管２０の内周面に取り付けられている。また、第５および第６ラビリンスフィン６５、６６それぞれの半径方向外側の端部は、主流配管２０の内面に互いに第５および第６ラビリンス間隙６５ａ、６６ａを保つように配置される。   Each of the fifth and sixth labyrinth fins 65 and 66 has the same shape as the first labyrinth fin 61 and is attached to the inner peripheral surface of the mainstream pipe 20. Further, the radially outer ends of the fifth and sixth labyrinth fins 65 and 66 are arranged on the inner surface of the main flow pipe 20 so as to maintain the fifth and sixth labyrinth gaps 65a and 66a.

以下に、本実施形態の比較例として、第１の実施形態（図１）等と同様に、第４〜第６ラビリンスフィン６４〜６６がない比較用流体混合装置１０ａ（図９）における第２蒸気の流れについて説明する。なお、第１蒸気の流れは、第１の実施形態（図１）と同様である。   Hereinafter, as a comparative example of the present embodiment, as in the first embodiment (FIG. 1) and the like, the second in the comparative fluid mixing apparatus 10a (FIG. 9) without the fourth to sixth labyrinth fins 64 to 66 is used. The flow of steam will be described. Note that the flow of the first steam is the same as that of the first embodiment (FIG. 1).

支流配管３０内の支流路３０ａを流れる第２蒸気の一部は、半径方向間隙５５を、混合蒸気出口部４２の方に向かって、すなわち下流側に向かって流れる。このときの第２蒸気は、内管５０を流れる混合蒸気と熱交換されるため、温度が上昇する。混合蒸気出口部４２に到達した第２蒸気は、混合蒸気出口部４２付近にある貫通穴５１を通って主流路２０ａに流れ込む。   A part of the second steam flowing through the branch flow path 30a in the branch flow pipe 30 flows through the radial gap 55 toward the mixed steam outlet 42, that is, toward the downstream side. Since the second steam at this time is heat-exchanged with the mixed steam flowing through the inner pipe 50, the temperature rises. The second steam that has reached the mixed steam outlet portion 42 flows into the main flow path 20a through the through hole 51 in the vicinity of the mixed steam outlet portion 42.

また、半径方向間隙５５を下流側に流れる第２蒸気の一部は、貫通穴５１を通って内管５０の主流路２０ａに流入して、主流路２０ａを流れる混合蒸気に混合される。   Further, a part of the second steam flowing downstream through the radial gap 55 flows into the main channel 20a of the inner pipe 50 through the through hole 51 and is mixed with the mixed steam flowing through the main channel 20a.

次に、比較例の温度特性について、図９および図１０を用いて説明する。図１０は、図９に示す各ポイントＰｒ１１〜Ｐｒ１７の７箇所における温度を示している。ここで、各ポイントの位置は、以下の通りである。 Next, the temperature characteristics of the comparative example will be described with reference to FIGS. FIG. 10 shows the temperatures at the seven points Pr 11 to Pr 17 shown in FIG. Here, the position of each point is as follows.

Ｐｒ１１は、混合蒸気出口部４２の軸中心の位置である。Ｐｒ１２は、混合蒸気出口部４２の壁内部である。Ｐｒ１３は、混合蒸気出口部４２の壁内部で、Ｐｒ１２よりも上流側の位置である。図１０では、Ｐｒ１１〜Ｐｒ１３までを、１本の仮想的な曲線（Ｌｒ１１）で示している。 Pr 11 is the position of the axial center of the mixed steam outlet 42. Pr 12 is inside the wall of the mixed steam outlet 42. Pr 13 is a position upstream of Pr 12 inside the wall of the mixed steam outlet 42. In FIG. 10, Pr 11 to Pr 13 are indicated by one virtual curve (Lr 11 ).

Ｐｒ１４は、支流路３０ａ内のほぼ軸中心の位置である。Ｐｒ１５は、支流路３０ａと主流路２０ａとが合流する領域の下流側の位置である。Ｐｒ１６は、半径方向間隙５５内で、連結部２１と混合蒸気出口部４２とのほぼ中間の位置である。Ｐｒ１７は、混合蒸気出口部４２の半径方向間隙５５側の端面である。図１０では、Ｐｒ１４〜Ｐｒ１７までを、１本の仮想的な曲線（Ｌｒ１２）で示している。 Pr 14 is a substantially axial center position in the branch flow path 30a. Pr 15 is a position on the downstream side of the region where the branch channel 30a and the main channel 20a merge. Pr 16 is a position approximately in the middle of the connecting portion 21 and the mixed steam outlet portion 42 in the radial gap 55. Pr 17 is an end face of the mixed steam outlet 42 on the radial gap 55 side. In FIG. 10, Pr 14 to Pr 17 are indicated by one virtual curve (Lr 12 ).

ここで、図９のＬｒ１およびＬｒ２と、図１０の横軸上のＰｒ１１〜Ｐｒ１７と、の対応関係は、第１の実施形態で説明した図１および図３の関係とほぼ同じである。以下に、Ｐｒ１１〜Ｐｒ１７における温度特性について説明する。 Here, the correspondence relationship between Lr 1 and Lr 2 in FIG. 9 and Pr 11 to Pr 17 on the horizontal axis in FIG. 10 is substantially the same as the relationship in FIG. 1 and FIG. 3 described in the first embodiment. It is. Hereinafter, a description will be given of a temperature characteristic of Pr 11 ~Pr 17.

Ｐｒ１１における温度Ｔｒ１１は、混合蒸気の温度（Ｔｓ３）とほぼ同じ温度である。Ｐｒ１２における温度Ｔｒ１２は、Ｔｒ１１よりも少し低温になる。Ｐｒ１３における温度Ｔｒ１３は、Ｔｒ１２よりも低温である。 Temperature in Pr 11 Tr 11, the temperature of the vapor mixture (Ts 3) to be approximately the same temperature. Temperature Tr 12 in Pr 12 is slightly to low temperatures than Tr 11. Temperature Tr 13 in Pr 13 is cooler than the Tr 12.

一方、Ｐｒ１４における温度Ｔｒ１４は、第２蒸気の温度（Ｔｓ２）とほぼ同じ温度になる。Ｐｒ１５の周辺は、ほとんどが第２蒸気であるため、Ｐｒ１５における温度Ｔｒ１５は、Ｔｒ１４とほぼ同じである。Ｐｒ１６における温度Ｔｒ１６は、第２蒸気が混合蒸気と熱交換されるため、Ｔｒ１５よりも高温になる。Ｐｒ１７の温度Ｔｒ１７は、Ｐｒ１６よりも当該熱交換が促進されるため、Ｔｒ１５よりも少し高温になる。 On the other hand, the temperature Tr 14 in Pr 14 becomes substantially the same temperature as the second steam temperature (Ts 2). Since most of the vicinity of Pr 15 is the second vapor, the temperature Tr 15 at Pr 15 is almost the same as Tr 14 . Temperature Tr 16 in Pr 16, since the second steam is mixed steam and heat exchanger, a high temperature than Tr 15. Temperature Tr 17 of the Pr 17, since the heat exchange is accelerated than Pr 16, a little high temperatures than Tr 15.

下流部２３では、第１蒸気および第２蒸気が互いに混合されて、第１蒸気よりも低温の混合蒸気が流れている。このため、下流部２３の半径方向間隙５５を流れる第２蒸気の加温する度合いは、上流部２２に比べて小さい。   In the downstream portion 23, the first steam and the second steam are mixed with each other, and the mixed steam having a temperature lower than that of the first steam flows. For this reason, the degree of warming of the second steam flowing through the radial gap 55 of the downstream portion 23 is smaller than that of the upstream portion 22.

しかし、Ｌｒ１１の下流側の端部Ｐｒ１３における温度Ｔｒ１３と、Ｌｒ１２の下流側の端部Ｐｒ１７における温度Ｔｒ１７との間には、第１の実施形態で説明した第１蒸気入口部４１と同様に、温度差ΔＴｒ１が生じる。この温度差ΔＴｒ１により、混合蒸気出口部４２に局所的に熱応力が発生する。この温度差ΔＴｒ１が大きくなると、当該熱応力も大きくなる。 However, between the temperature Tr 13 at the downstream end portion Pr 13 of the Lr 11 and the temperature Tr 17 at the downstream end portion Pr 17 of the Lr 12 , the first steam inlet described in the first embodiment is provided. Similar to the portion 41, a temperature difference ΔTr 1 is generated. Due to this temperature difference ΔTr 1 , a thermal stress is locally generated at the mixed steam outlet 42. As the temperature difference ΔTr 1 increases, the thermal stress also increases.

続いて、本実施形態の流体混合装置１０（図７）における第２蒸気の流れについて説明する。   Then, the flow of the 2nd vapor | steam in the fluid mixing apparatus 10 (FIG. 7) of this embodiment is demonstrated.

一方、支流路３０ａを流れる第２蒸気は、連結部２１、上流部２２の半径方向間隙５５、および下流部２３の半径方向間隙５５に流れ込む。   On the other hand, the second steam flowing through the branch channel 30 a flows into the connecting portion 21, the radial gap 55 of the upstream portion 22, and the radial gap 55 of the downstream portion 23.

上流部２２の半径方向間隙５５と、連結部２１と、に流れ込む第２蒸気は、第１の実施形態と同様に流れる。   The second steam flowing into the radial gap 55 of the upstream portion 22 and the connecting portion 21 flows in the same manner as in the first embodiment.

一方、下流部２３の半径方向間隙５５を流れる第２蒸気は、先ず、第４ラビリンスフィン６４と主流配管２０の内周面との間に形成された第４ラビリンス間隙６４ａを流通する。当該第４ラビリンス間隙６４ａは、半径方向間隙５５に対して半径方向距離が小さいため、第２蒸気が下流側に流れる流速が小さくなる。   On the other hand, the second steam flowing through the radial gap 55 in the downstream portion 23 first flows through the fourth labyrinth gap 64 a formed between the fourth labyrinth fin 64 and the inner peripheral surface of the main flow pipe 20. Since the fourth labyrinth gap 64a has a small radial distance with respect to the radial gap 55, the flow velocity at which the second steam flows downstream becomes small.

第４ラビリンス間隙６４ａを通り抜けた第２蒸気は、第５ラビリンスフィン６５と主流配管２０の内周面との間に形成された第５ラビリンス間隙６５ａを流通する。このとき、第２蒸気の流速はさらに小さくなる。同様に、第５ラビリンス間隙６５ａを通り抜けた第２蒸気は、第６ラビリンスフィン６６と主流配管２０の内周面との間に形成された第６ラビリンス間隙６６ａを流通し、流速がさらに小さくなる。   The second steam that has passed through the fourth labyrinth gap 64 a flows through the fifth labyrinth gap 65 a formed between the fifth labyrinth fin 65 and the inner peripheral surface of the main flow pipe 20. At this time, the flow rate of the second steam is further reduced. Similarly, the second steam passing through the fifth labyrinth gap 65a flows through the sixth labyrinth gap 66a formed between the sixth labyrinth fin 66 and the inner peripheral surface of the main flow pipe 20, and the flow velocity is further reduced. .

第４〜第６ラビリンスフィン６４〜６６それぞれによって流速を小さくされた第２蒸気は、混合蒸気出口部４２に到達して、貫通穴５１を通って内管５０の内部に流れる。   The second steam whose flow velocity is reduced by the fourth to sixth labyrinth fins 64 to 66 reaches the mixed steam outlet 42 and flows into the inner pipe 50 through the through hole 51.

第４〜第６ラビリンス間隙６４ａ〜６６ａを含む半径方向間隙５５を流通する第２蒸気は、流通過程で、混合蒸気と熱交換されるため、除々に高温になる。このため、混合蒸気出口部４２に到達するときには、比較例（図９および図１０）で説明したときの第２蒸気の温度よりも、高温になっている。   Since the second steam flowing through the radial gap 55 including the fourth to sixth labyrinth gaps 64a to 66a is heat-exchanged with the mixed steam in the flow process, the temperature gradually becomes higher. For this reason, when reaching the mixed steam outlet 42, the temperature is higher than the temperature of the second steam described in the comparative example (FIGS. 9 and 10).

このときの温度特性について、上述した比較例と比べながら、図７、図８および図１０を用いて説明する。   The temperature characteristics at this time will be described with reference to FIGS. 7, 8 and 10 while comparing with the comparative example described above.

Ｐ１１は、混合蒸気出口部４２の軸中心の位置である。Ｐ１２は、混合蒸気出口部４２の壁内部である。Ｐ１３は、混合蒸気出口部４２の壁内部で、Ｐ１２よりも上流側の位置である。図７では、Ｐ１１〜Ｐ１３までを、１本の仮想的な曲破線（Ｌ１１）で示している。 P 11 is the position of the axial center of the mixed steam outlet 42. P 12 is inside the wall of the mixed steam outlet 42. P 13 is a position upstream of P 12 inside the wall of the mixed steam outlet 42. In FIG. 7, P 11 to P 13 are indicated by a single virtual curved line (L 11 ).

Ｐ１４は、支流路３０ａ内のほぼ軸中心の位置である。Ｐ１５は、支流路３０ａと主流路２０ａとが合流する領域の下流側の位置である。Ｐ１６は、半径方向間隙５５内で、第６ラビリンスフィン６６よりも下流側の位置である。なお、このＰ１６は、図９におけるＰｒ６の位置とほぼ同じ位置で、連結部２１と混合蒸気出口部４２とのほぼ中間の位置である。Ｐ１７は、混合蒸気出口部４２の半径方向間隙５５側の端面である。図８では、Ｐ１４〜Ｐ１７までを、１本の仮想的な曲破線（Ｌ１２）で示している。 P 14 is the position of the substantially axial center of the branch flow paths 30a. P 15 is a position downstream of the area where the branch passage 30a and main passage 20a merge. P 16 is a position downstream of the sixth labyrinth fin 66 within the radial gap 55. Incidentally, the P 16 is substantially intermediate position between the position of Pr 6 in FIG. 9 at substantially the same position, the connecting portion 21 and the vapor mixture outlet 42. P 17 is an end surface of the mixed steam outlet 42 on the radial gap 55 side. In FIG. 8, P 14 to P 17 are indicated by one virtual curved line (L 12 ).

図７のＬ１１およびＬ１２と、図８の横軸上のＰ１１〜Ｐ１７と、の対応関係は、第１の実施形態で説明した図１および図３と同様である。以下に、図７に係るＰ１１〜Ｐ１７における温度特性について説明する。 The correspondence relationship between L 11 and L 12 in FIG. 7 and P 11 to P 17 on the horizontal axis in FIG. 8 is the same as in FIGS. 1 and 3 described in the first embodiment. Hereinafter, a description will be given of a temperature characteristic in the P 11 to P 17 according to FIG.

Ｐ１１における温度Ｔ１１は、混合蒸気の温度（Ｔｓ３）とほぼ同じ温度である。Ｐ１２における温度Ｔ１２は、Ｔ１１よりも少し低温になる。Ｐ１３における温度Ｔ１３は、Ｔ１２よりも低温である。 The temperature T 11 at P 11 is substantially the same as the temperature of the mixed steam (Ts 3 ). Temperature at P 12 T 12 is slightly to low temperatures than T 11. Temperature T 13 in the P 13 is a lower temperature than the T 12.

一方、Ｐ１４における温度Ｔ１４は、第２蒸気の温度（Ｔｓ２）とほぼ同じ温度になる。Ｐ１５の周辺は、ほとんどが第２蒸気であるため、Ｐ１５における温度Ｔ１５は、Ｔ１４とほぼ同じである。Ｐ１６における温度Ｔ１６は、第２蒸気が混合蒸気と熱交換されるため、Ｔ１５よりも高温になる。Ｐ１７の温度Ｔ１７は、Ｐ１６よりも当該熱交換が促進されるため、Ｔ１６よりもさらに高温になる。 On the other hand, the temperature T 14 in the P 14 becomes substantially the same temperature as the second steam temperature (Ts 2). Since most of the vicinity of P 15 is the second steam, the temperature T 15 at P 15 is almost the same as T 14 . The temperature T 16 at P 16 is higher than T 15 because the second steam exchanges heat with the mixed steam. Temperature T 17 of P 17, since the heat exchange is accelerated than P 16, further comprising a temperature higher than T 16.

ここで、Ｌ１１の下流側の端部Ｐ１３における温度Ｔ１３と、Ｌ１２の下流側の端部Ｐ１７における温度Ｔ１７との間に生じる温度差ΔＴ１は、図１０におけるΔＴｒ１よりも小さくなる。これは、第４〜第６ラビリンスフィン６４〜６６がない状態（図９）よりも高温になった状態で、混合蒸気出口部４２に到達するためである。上述したように、第２蒸気は、半径方向間隙５５を下流側（図１の右方）に流通している過程で、第４〜第６ラビリンスフィン６４〜６６によって流速が小さくされる。このため、混合蒸気出口部４２に到達するまでに、混合蒸気等との熱交換が促進されるため、より高温になる。 Here, the temperature difference ΔT 1 generated between the temperature T 13 at the downstream end portion P 13 of L 11 and the temperature T 17 at the downstream end portion P 17 of L 12 is based on ΔTr 1 in FIG. Becomes smaller. This is because the steam reaches the mixed steam outlet 42 in a state where the temperature is higher than that in the state where the fourth to sixth labyrinth fins 64 to 66 are not present (FIG. 9). As described above, the flow rate of the second steam is reduced by the fourth to sixth labyrinth fins 64 to 66 in the process of flowing through the radial gap 55 downstream (rightward in FIG. 1). For this reason, since heat exchange with the mixed steam or the like is promoted before reaching the mixed steam outlet 42, the temperature becomes higher.

以上の説明からわかるように本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、第１蒸気入口部４１で局所的に発生する熱応力が抑制可能になると共に、混合蒸気出口部４２で局所的に発生する応力を抑制することが可能になる。   As can be seen from the above description, according to the present embodiment, as in the first embodiment, the thermal stress generated locally at the first steam inlet 41 can be suppressed, and at the mixed steam outlet 42. It is possible to suppress locally generated stress.

［第３の実施形態］
第３の実施形態について、図１１を用いて説明する。図１１は、本実施形態の流体混合装置１０の部分正断面図である。なお、本実施形態は、第１の実施形態（図１〜図６）の変形例であって、第１の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。また、本実施形態の流体混合装置１０は、第１の実施形態で説明した蒸気タービンプラント（図６）に用いるものである。 [Third Embodiment]
A third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a partial front sectional view of the fluid mixing apparatus 10 of the present embodiment. In addition, this embodiment is a modification of 1st Embodiment (FIGS. 1-6), Comprising: The same code | symbol is attached | subjected to the same part or similar part as 1st Embodiment, and duplication description is carried out. Omitted. Moreover, the fluid mixing apparatus 10 of this embodiment is used for the steam turbine plant (FIG. 6) demonstrated in 1st Embodiment.

本実施形態の第１および第３ラビリンスフィン６１、６３は、第１の実施形態（図１）と同様に、内管５０の外周面に取り付けられている。   The 1st and 3rd labyrinth fins 61 and 63 of this embodiment are attached to the outer peripheral surface of the inner pipe | tube 50 similarly to 1st Embodiment (FIG. 1).

第２ラビリンスフィン６２は、主流配管２０の上流部２２の内周面に取り付けられている。第２ラビリンス間隙６２ａは、第２ラビリンスフィン６２の内周側端部と、内管５０の外周面との間に形成される。   The second labyrinth fin 62 is attached to the inner peripheral surface of the upstream portion 22 of the mainstream pipe 20. The second labyrinth gap 62 a is formed between the inner peripheral side end portion of the second labyrinth fin 62 and the outer peripheral surface of the inner tube 50.

これにより、上流部２２の半径方向間隙５５を流れる第２蒸気に作用する流動抵抗が、第１の実施形態に比べて、大きくなる。このため、第２蒸気の流速を小さくすることが可能である。   Thereby, the flow resistance which acts on the 2nd steam which flows through the radial direction gap | interval 55 of the upstream part 22 becomes large compared with 1st Embodiment. For this reason, it is possible to reduce the flow velocity of the second steam.

［第４の実施形態］
第４の実施形態について、図１２を用いて説明する。図１２は、本実施形態の流体混合装置１０の正断面図である。なお、本実施形態は、第１の実施形態（図１〜図６）の変形例であって、第１の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。また、本実施形態の流体混合装置１０は、第１の実施形態で説明した蒸気タービンプラント（図６）に用いるものである。 [Fourth Embodiment]
A fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a front sectional view of the fluid mixing apparatus 10 of the present embodiment. In addition, this embodiment is a modification of 1st Embodiment (FIGS. 1-6), Comprising: The same code | symbol is attached | subjected to the same part or similar part as 1st Embodiment, and duplication description is carried out. Omitted. Moreover, the fluid mixing apparatus 10 of this embodiment is used for the steam turbine plant (FIG. 6) demonstrated in 1st Embodiment.

本実施形態の第１〜第３ラビリンスフィン６１〜６３は、第１の実施形態（図１）と同様に、内管５０の外周面に取り付けられている。   The 1st-3rd labyrinth fins 61-63 of this embodiment are attached to the outer peripheral surface of the inner pipe 50 similarly to 1st Embodiment (FIG. 1).

本実施形態の内管５０の貫通穴群５３は、各貫通穴列５２それぞれの合計開口面積が、最も上流側（図１２における最も左側）から連結部２１付近に至るまでに、除々に大きくなるように形成されている。   In the through hole group 53 of the inner pipe 50 of the present embodiment, the total opening area of each through hole row 52 gradually increases from the most upstream side (leftmost side in FIG. 12) to the vicinity of the connecting portion 21. It is formed as follows.

これにより、第２蒸気が、上流部２２の半径方向間隙５５を流通するときに、上流部２２の主流路２０ａに流入しにくくなる。このため、当該第２蒸気の流れの一部は、上流部２２の半径方向間隙５５内で淀んだ状態になる。このため、本実施形態は、第１の実施形態に比べて、第２蒸気の流速をより小さくすることが可能になる。   This makes it difficult for the second steam to flow into the main flow path 20 a of the upstream portion 22 when flowing through the radial gap 55 of the upstream portion 22. For this reason, a part of the flow of the second steam is stagnated in the radial gap 55 of the upstream portion 22. For this reason, this embodiment can make the flow velocity of the second steam smaller than in the first embodiment.

［第５の実施形態］
第５の実施形態について、図１３を用いて説明する。図１３は、本実施形態の流体混合装置１０の正断面図である。なお、本実施形態は、第４の実施形態（図１２）の変形例であって、第４の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。また、本実施形態の流体混合装置１０は、第１の実施形態で説明した蒸気タービンプラント（図６）に用いるものである。 [Fifth Embodiment]
A fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a front sectional view of the fluid mixing apparatus 10 of the present embodiment. In addition, this embodiment is a modification of 4th Embodiment (FIG. 12), Comprising: The same code | symbol is attached | subjected to the same part or similar part as 4th Embodiment, and duplication description is abbreviate | omitted. Moreover, the fluid mixing apparatus 10 of this embodiment is used for the steam turbine plant (FIG. 6) demonstrated in 1st Embodiment.

本実施形態の内管５０の貫通穴群５３は、連結部２１および下流部２３に対応する位置に形成されている。貫通穴５１を上流部２２に形成しないことにより、上流部２２の半径方向間隙５５内に流入した第２蒸気は、流速が小さくなって淀んだ状態になる。   The through hole group 53 of the inner tube 50 of the present embodiment is formed at a position corresponding to the connecting portion 21 and the downstream portion 23. By not forming the through hole 51 in the upstream portion 22, the second steam that has flowed into the radial gap 55 of the upstream portion 22 is in a stagnation state with a reduced flow velocity.

これにより、第２蒸気が、第１蒸気入口部４１に到達するまでに加温されて、第１蒸気入口部４１に局所的に発生する熱応力を抑制することが可能になる。   Thereby, the second steam is heated by the time it reaches the first steam inlet portion 41, and it is possible to suppress the thermal stress generated locally at the first steam inlet portion 41.

［第６の実施形態］
第６の実施形態について、図１４を用いて説明する。図１４は、本実施形態の流体混合装置１０の正断面図である。なお、本実施形態は、第５の実施形態（図１３）の変形例であって、第５の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。また、本実施形態の流体混合装置１０は、第１の実施形態で説明した蒸気タービンプラント（図６）に用いるものである。 [Sixth Embodiment]
A sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a front sectional view of the fluid mixing apparatus 10 of the present embodiment. In addition, this embodiment is a modification of 5th Embodiment (FIG. 13), Comprising: The same code | symbol is attached | subjected to the same part or similar part as 5th Embodiment, and duplication description is abbreviate | omitted. Moreover, the fluid mixing apparatus 10 of this embodiment is used for the steam turbine plant (FIG. 6) demonstrated in 1st Embodiment.

本実施形態の流体混合装置１０の内管５０は、第５の実施形態と同様に、貫通穴群５３が連結部２１および下流部２３に対応する位置に形成されて、上流部２２には形成されていない。さらに、この流体混合装置１０は、ラビリンスフィンを有さない。   In the inner tube 50 of the fluid mixing device 10 of the present embodiment, the through hole group 53 is formed at a position corresponding to the connecting portion 21 and the downstream portion 23 and is formed in the upstream portion 22 as in the fifth embodiment. It has not been. Furthermore, this fluid mixing apparatus 10 does not have a labyrinth fin.

この場合においても、第２蒸気は半径方向間隙５５内で淀むため、第２蒸気の流動が阻害されている。   Even in this case, since the second steam stagnates in the radial gap 55, the flow of the second steam is inhibited.

したがって、半径方向間隙５５内の第２蒸気は、第１蒸気入口部４１に到達するまでに加温されて、第１蒸気入口部４１に局所的に発生する熱応力を抑制することが可能になる。   Therefore, the second steam in the radial gap 55 is heated by the time it reaches the first steam inlet portion 41, and it is possible to suppress the thermal stress generated locally at the first steam inlet portion 41. Become.

［その他の実施形態］
上記実施形態の説明は、本発明を説明するための例示であって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。 [Other Embodiments]
The description of the above embodiment is an example for explaining the present invention, and does not limit the invention described in the claims. Moreover, each part structure of this invention is not restricted to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible within the technical scope as described in a claim.

例えば、第１の実施形態では、第１〜第３ラビリンスフィン６１〜６３は、全て主流配管２０の内周に取り付けられているが、これに限らない。第１〜第３ラビリンスフィン６１〜６３を、全て、内管５０の外周面に取り付けてもよい。   For example, in 1st Embodiment, although the 1st-3rd labyrinth fins 61-63 are all attached to the inner periphery of the mainstream piping 20, it is not restricted to this. All of the first to third labyrinth fins 61 to 63 may be attached to the outer peripheral surface of the inner tube 50.

また、下流部２３における内管５０の貫通穴群５３は、第４の実施形態と同様に、各貫通穴列５２の合計開口面積が、下流側から連結部２１に至るにしたがって、除々に大きくなるように形成してもよい。また、第５の実施形態と同様に、下流部２３に貫通穴５１を形成しなくてもよい。   Further, in the through hole group 53 of the inner pipe 50 in the downstream portion 23, the total opening area of each through hole row 52 gradually increases as it reaches the connecting portion 21 from the downstream side, as in the fourth embodiment. You may form so that it may become. Further, similarly to the fifth embodiment, the through hole 51 may not be formed in the downstream portion 23.

また、第１の実施形態では、流動抵抗体６０を３枚のラビリンスフィンで構成しているが、これに限らない。３枚未満、または４枚以上のラビリンスフィンで構成してもよい。同様に、第２の実施形態で、下流側に配置する流動抵抗体６０を、３枚未満、または４枚以上のラビリンスフィンで構成してもよい。   Further, in the first embodiment, the flow resistor 60 is configured by three labyrinth fins, but is not limited thereto. You may comprise less than 3 sheets or 4 or more labyrinth fins. Similarly, in the second embodiment, the flow resistor 60 disposed on the downstream side may be configured with less than three, or four or more labyrinth fins.

１…第１蒸気発生装置、２…第２蒸気発生装置、３…蒸気タービン装置、４…第１蒸気流通配管、５…第２蒸気流通配管、６…混合蒸気流通配管、１０…流体混合装置、１０ａ…比較用流体混合装置、２０…主流配管、２０ａ…主流路、２１…連結部、２２…上流部、２３…下流部、３０…支流配管、３０ａ…支流路、４１…第１蒸気入口部、４２…混合蒸気出口部、５０…内管、５１…貫通穴、５２…貫通穴列、５３…貫通穴群、５５…半径方向間隙、６０…流動抵抗体、６１…第１ラビリンスフィン、６１ａ…第１ラビリンス間隙、６２…第２ラビリンスフィン、６２ａ…第２ラビリンス間隙、６３…第３ラビリンスフィン、６３ａ…第３ラビリンス間隙、６４…第４ラビリンスフィン、６４ａ…第４ラビリンス間隙、６５…第５ラビリンスフィン、６５ａ…第５ラビリンス間隙、６６…第６ラビリンスフィン、６６ａ…第６ラビリンス間隙 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st steam generator, 2 ... 2nd steam generator, 3 ... Steam turbine apparatus, 4 ... 1st steam circulation piping, 5 ... 2nd steam circulation piping, 6 ... Mixed steam circulation piping, 10 ... Fluid mixing apparatus DESCRIPTION OF SYMBOLS 10a ... Fluid mixing apparatus for comparison, 20 ... Main flow pipe, 20a ... Main flow path, 21 ... Connection part, 22 ... Upstream part, 23 ... Downstream part, 30 ... Branch pipe, 30a ... Branch flow path, 41 ... First steam inlet , 42 ... mixed steam outlet, 50 ... inner tube, 51 ... through hole, 52 ... through hole row, 53 ... through hole group, 55 ... radial gap, 60 ... flow resistor, 61 ... first labyrinth fin, 61a ... 1st labyrinth gap, 62 ... 2nd labyrinth fin, 62a ... 2nd labyrinth gap, 63 ... 3rd labyrinth fin, 63a ... 3rd labyrinth gap, 64 ... 4th labyrinth fin, 64a ... 4th labyrinth gap, 65 ... 5th Labyrinth Sufin, 65a ... fifth labyrinth gap, 66 ... sixth labyrinth fins, 66a ... sixth labyrinth gap

Claims (8)

第１流体と、この第１流体よりも低温の第２流体と、が流入し、前記第１流体および第２流体が互いに混合されてなる混合流体を排出可能な流体混合装置において、
前記第１流体が一方向に流通可能な主流路が内部に形成された主流配管と、
前記主流配管の外周側面に連結されて、前記第２流体を前記主流路に合流させる支流路が形成された支流配管と、
外周面に前記第２流体を流通させる複数の貫通穴が形成されるとともに、当該外周面が前記主流配管の内周面と互いに半径方向間隙を保ち、かつ前記主流配管内に前記主流路の流れ方向に沿って延びるように配置された内管と、
少なくとも前記支流配管の前記主流配管への連結部よりも上流側の前記半径方向間隙に配置されて、前記主流配管内の半径方向間隙の長手方向の流れの一部を阻害可能に構成された流動抵抗体と、
を有することを特徴とする流体混合装置。 In the fluid mixing apparatus capable of discharging the first fluid and the second fluid having a temperature lower than that of the first fluid and discharging the mixed fluid formed by mixing the first fluid and the second fluid.
A main flow pipe formed inside a main flow path through which the first fluid can flow in one direction;
A branch pipe connected to an outer peripheral side surface of the main flow pipe and formed with a branch flow path for joining the second fluid to the main flow path;
A plurality of through holes through which the second fluid flows are formed on the outer peripheral surface, the outer peripheral surface maintains a radial gap with the inner peripheral surface of the mainstream pipe, and the flow of the main channel in the mainstream pipe An inner tube arranged to extend along the direction;
A flow arranged at least in the radial gap on the upstream side of the connecting portion of the branch pipe to the main pipe and configured to inhibit a part of the longitudinal flow of the radial gap in the main pipe. A resistor,
A fluid mixing apparatus comprising: 前記流動抵抗体は、それぞれが、前記主流配管の流れ方向に互いに間隔をあけて配置されて、前記主流配管の内周面および前記内管の外周面の少なくともいずれかに接続されて、前記内管の外周の少なくとも一部を取り囲む複数の円環板であること、を特徴とする請求項１に記載の流体混合装置。   Each of the flow resistors is spaced from each other in the flow direction of the main flow pipe and connected to at least one of an inner peripheral surface of the main flow pipe and an outer peripheral surface of the inner pipe, The fluid mixing device according to claim 1, wherein the fluid mixing device is a plurality of annular plates surrounding at least a part of the outer periphery of the tube. 前記主流配管の内周面に接続された複数の前記円環板は、前記内管の外周面に互いに間隙を保ちながら配置されて、
前記内管の外周面に接続された複数の前記円環板は、前記主流配管の内周面に互いに間隙を保ちながら配置されるように構成された、
ラビリンスフィンであること、を特徴とする請求項２に記載の流体混合装置。 A plurality of the annular plates connected to the inner peripheral surface of the mainstream pipe are arranged while maintaining a gap between the outer peripheral surfaces of the inner pipe,
A plurality of the annular plates connected to the outer peripheral surface of the inner pipe are configured to be arranged while maintaining a gap with each other on the inner peripheral surface of the mainstream pipe,
It is a labyrinth fin, The fluid mixing apparatus of Claim 2 characterized by the above-mentioned. 前記主流配管の内周面に接続された前記各円環板と、前記内管の外周面に接続された前記各円環板と、が前記主流路の流れ方向に交互に配置されていること、を特徴とする請求項２または請求項３に記載された流体混合装置。   Each of the annular plates connected to the inner peripheral surface of the main flow pipe and each of the annular plates connected to the outer peripheral surface of the inner tube are alternately arranged in the flow direction of the main flow path. The fluid mixing device according to claim 2 or 3, characterized by the above. 前記貫通穴が、周方向に沿って複数配列されて１つの貫通穴列を構成するとともに前記貫通穴列が、流れ方向に沿って配列され、
前記連結部にある前記貫通穴列の合計開口面積は、当該連結部より上流側にある前記貫通穴列の合計開口面積よりも大きくなるように形成されていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の流体混合装置。 A plurality of the through holes are arranged along the circumferential direction to form one through hole row, and the through hole row is arranged along the flow direction,
The total opening area of the through hole row in the connecting portion is formed to be larger than the total opening area of the through hole row on the upstream side of the connecting portion;
The fluid mixing device according to any one of claims 1 to 4, wherein 前記貫通穴列それぞれの合計開口面積は、前記連結部よりも上流側から、前記連結部付近に向かうにしたがい、除々に大きくなるように形成されていること、を特徴とする請求項５に記載の流体混合装置。   The total opening area of each of the through-hole rows is formed so as to gradually increase from the upstream side of the connecting portion toward the vicinity of the connecting portion. Fluid mixing device. 第１流体と、この第１流体よりも低温の第２流体と、が流入し、前記第１流体および第２流体が互いに混合されてなる混合流体を排出可能な流体混合装置において、
前記第１流体が一方向に流通可能な主流路が内部に形成された主流配管と、
前記主流配管の外周側面に連結されて、前記第２流体を前記主流路に合流させ支流路が内部に形成された支流配管と、
外周面に前記第２流体を流通させる複数の貫通穴が形成されるとともに、当該外周面が前記主流配管の内周面と互いに半径方向間隙を保ち、かつ前記主流路の流れ方向に沿って延びるように配置された内管と、
を有し、
前記貫通穴が周方向に沿って複数配列されて１つの貫通穴列を構成するとともに前記貫通穴列が流れ方向に沿って配列され、
前記支流配管の前記主流配管への連結部にある前記貫通穴列の合計開口面積は、前記連結部よりも上流側にある前記貫通穴列の合計開口面積よりも大きくなるように形成されていること、
を特徴とする流体混合装置。 In the fluid mixing apparatus capable of discharging the first fluid and the second fluid having a temperature lower than that of the first fluid and discharging the mixed fluid formed by mixing the first fluid and the second fluid.
A main flow pipe formed inside a main flow path through which the first fluid can flow in one direction;
A branch pipe connected to an outer peripheral side surface of the main flow pipe, the second fluid being joined to the main flow path, and a branch flow path formed inside;
A plurality of through holes through which the second fluid flows are formed on the outer peripheral surface, the outer peripheral surface maintains a radial gap with the inner peripheral surface of the main flow pipe, and extends along the flow direction of the main flow path. An inner pipe arranged as follows,
Have
A plurality of the through holes are arranged along the circumferential direction to form one through hole row, and the through hole row is arranged along the flow direction,
The total opening area of the through-hole row in the connecting portion of the branch pipe to the mainstream piping is formed to be larger than the total opening area of the through-hole row on the upstream side of the connecting portion. thing,
A fluid mixing device. 第１蒸気を発生させる第１蒸気発生装置と、この第１蒸気よりも低温の第２蒸気を発生させる第２蒸気発生装置と、前記第１蒸気および第２蒸気を互いに混合させなる混合蒸気を排出可能な混合装置と、前記混合蒸気の少なくとも一部が流入可能なタービン装置と、を有する蒸気タービンプラントにおいて、
前記混合装置は、
前記第１蒸気が一方向に流通可能な主流路が内部に形成された主流配管と、
前記主流配管の外周側面に連結されて、前記第２蒸気を前記主流路に合流させる支流路が形成された支流配管と、
外周面に前記第２蒸気を流通させる複数の貫通穴が形成されるとともに、当該外周面が前記主流配管の内周面と互いに半径方向隙間を保ち、かつ前記主流配管内に前記主流路の流れ方向に沿って延びるように配置された内管と、
少なくとも前記支流配管の前記主流配管への連結部よりも上流側の前記半径方向間隙に配置されて、前記主流配管内の半径方向間隙の長手方向の流れの一部を阻害可能に構成された流動抵抗体と、
を有することを特徴とする蒸気タービンプラント。 A first steam generator for generating a first steam, a second steam generator for generating a second steam having a temperature lower than the first steam, and a mixed steam for mixing the first steam and the second steam with each other. In a steam turbine plant having a dischargeable mixing device and a turbine device into which at least part of the mixed steam can flow,
The mixing device includes:
A main flow pipe in which a main flow path through which the first steam can flow in one direction is formed;
A branch pipe connected to an outer peripheral side surface of the main flow pipe and having a branch flow path for joining the second steam to the main flow path;
A plurality of through holes through which the second steam flows are formed on the outer peripheral surface, the outer peripheral surface maintains a radial clearance from the inner peripheral surface of the mainstream pipe, and the flow of the main flow path in the mainstream pipe An inner tube arranged to extend along the direction;
A flow arranged at least in the radial gap on the upstream side of the connecting portion of the branch pipe to the main pipe and configured to inhibit a part of the longitudinal flow of the radial gap in the main pipe. A resistor,
A steam turbine plant characterized by comprising:
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