JP2014159883A - 復水器 - Google Patents

Abstract

【課題】
管巣を分割モジュールとして構成した復水器において、例えば、管板面の傾きや分割モジュール間で段差が生じても、管板と水室フランジとの間のシール機能の低下を抑制することが可能な復水器を提供する。
【解決手段】
管板と水室フランジ間の接続部のシール部材としてＯリングを用いる。具体的には、例えば、複数の分割モジュールはそれぞれ、多数の冷却管の一部の冷却管からなる分割モジュール管巣と、分割モジュール管巣の両端に固定される分割モジュール管板とを有し、一方の端の分割モジュール管板により水室のフランジに接続されており、分割モジュール管板と水室のフランジとの接続面に、Ｏリングが設置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発電プラントにおけるタービン排気蒸気を凝縮させるための復水器に関する。

一般に復水器はタービン排気蒸気を容器内に流入させ、容器内に設けた多数の冷却管からなる管巣に蒸気を導いて凝縮する。冷却管の両端は管板によって固定され、管板に接続される水室を介して冷却管内に冷却水が供給される構造である。

大型の発電プラントにおいては、復水器も大型であり、特に蒸気の凝縮機能を有する管巣が大型となる。そのため、建設現場での据付スペースの確保や輸送方法が問題となることから、一般的に、復水器の管巣は、工場において適切なサイズに分割モジュールとして製作され、現地で組立て接続される。

分割モジュールを現地で組立て接続する方法として、例えば、特開2011-137562号公報（特許文献１）が提案されている。特許文献１では、両端部に第１の小管板が取り付けられた第１の小管束と、両端部に第２の小管板が取り付けられた第２の小管束と、水室フランジの中央部に位置し、両端が当該水室フランジに接合され、当該水室フランジと共に１つの共通した面を構成するつなぎ板とを具備し、第１の小管板と第２の小管板とを互いに繋ぎ合わせることなく、第１の小管板を、水室フランジとつなぎ板とで構成される共通した第１の面に取り付け、第２の小管板を、水室フランジとつなぎ板とで構成される共通した第２の面に取り付けるようにした復水器が提案されている。

また、特許文献１を含め、従来、管板と水室フランジとは、シート状のゴムパッキンを介して接続されている。

特開2011-137562号公報

しかしながら、本発明者等の検討によれば、復水器の管巣を分割モジュールとして構成した場合、一般的に用いられるシート状のゴムパッキンでは、シール機能が低下することが見出された。

すなわち、分割モジュールの組立接続時の溶接や輸送中の荷重によって分割モジュールに変形が生じる場合があり、この変形により、管板面の傾きや分割モジュール間で段差が生じる可能性がある。一般的に用いられるシート状のゴムパッキンによるシール構造では、管板面の傾きや分割モジュール間で段差が生じた場合には、シールを十分に押し付けられない箇所が生じて、シール機能が低下する可能性がある。

これらのシール機能の低下については、例えば、現地組合せ前に分割モジュールの寸法調整や補修作業を行うことによりある程度対応可能と考えられるが、寸法調整や補修作業に多大な時間とコストが生じる可能性がある。また、組立溶接後に管板面の傾きや分割モジュール間で段差が生じた場合には、補修することが困難であり、シール機能の低下を避けることが困難となる。

本発明の目的は、管巣を分割モジュールとして構成した復水器において、例えば、管板面の傾きや分割モジュール間で段差が生じても、管板と水室フランジとの間のシール機能の低下を抑制することが可能な復水器を提供することにある。

本発明は、管板と水室フランジ間の接続部のシール部材として、Ｏリングを用いることを特徴とする。

本発明によれば、管板面の傾きや分割モジュール間で段差が生じても、管板と水室フランジとの間のシール機能の低下を抑制することが可能となる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第1の実施の形態に関わる復水器を示した概略図。 本発明の第1の実施の形態に関わる復水器における管巣の分割モジュールを示した概略図。 本発明の第1の実施の形態に関わる復水器における水室を示した概略図。 本発明の第1の実施の形態に関わる復水器における分割モジュールと水室を接続したときのＯリング設置部の形態を示した概略図。 分割モジュールの管板面間の段差とＯリング変形を示す説明図。 分割モジュールの管板面の傾きとＯリング変形を示す説明図。 Ｏリング設置部の形態の一例を示す概略図。 Ｏリング設置部の形態の他の一例を示す概略図。 Ｏリング設置部の形態の他の一例を示す概略図。 Ｏリング設置部の形態の他の一例を示す概略図。 Ｏリング設置部の形態の他の一例を示す概略図。 Ｏリング設置部の形態の他の一例を示す概略図。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の第１の実施形態による復水器の概略図を示し、図２は本発明の第１の実施形態による復水器の分割モジュールの概略図を示し、図３は本発明の第１の実施形態による復水器水室の概略図を示す。

本実施形態による復水器は、図１に示すように、主な構成要素として、タービン蒸気が流入する容器１と、管巣の分割モジュール８と、管巣に冷却水を供給する水室１０を有する。

容器１は、平面形状がほぼ矩形に形成されており、容器１上部にはタービン蒸気２が流入する流入口３が設置されている。容器１内の下部には、多数の冷却管４が配列された管巣６が位置する。

管巣６は、多数の冷却管４で構成され、管板５によって冷却管４の両端部が固定されている。そして、本実施例では、管巣８を上下二つの分割モジュールとして構成している。なお、分割の仕方は、これに限定されるものではない。また、分割モジュール８の管巣を分割モジュール管巣と称し、分割モジュール８の管板を分割モジュール管板と称する。

分割モジュール８は、図２に示すように、分割モジュール管板５、分割モジュール管巣６及び容器胴板７で構成されている。容器胴板７は、上から見て分割モジュール管巣６の周囲を覆うように設けられ、接続線９によって他の分割モジュールの容器胴板７と溶接などにより接続されている。また、上側の分割モジュール８は容器１と溶接などにより接続される。これにより、容器１と二つの分割モジュール８の容器胴板７により大きな容器が形成される。そして、容器１からの蒸気２が二つの分割モジュール内を流下し、排気蒸気が多数の冷却管４により凝縮される。

本実施形態の復水器における水室１０は、図３の（ｂ）に示すように、水室フランジ１１と水室胴体１２によって構成される。水室フランジ１１は、図３の（ａ）に示すように、水室フランジ開口１６-１および１６-２と、水室フランジ開口１６-１および１６-２の周囲にそれぞれ形成されたボルト穴１３を有する。そして、水室フランジ１１は、図４に示すように、ボルト１４によって分割モジュール８の分割モジュール管板５と接続される。図４において、図３の水室フランジ１１の外周側のボルト穴１３に対応する分割モジュール管板５の箇所には貫通するボルト穴２４が形成されているが、図３の水室フランジ１１の内側（水室フランジ開口１６-１および１６-２の間）に位置するボルト穴１３に対応する分割モジュール管板５の箇所には、ボルト１４と螺合するネジが設けられたネジ穴２５が形成されている。ネジ穴２５は分割モジュール管板５を貫通しないように形成されている。

本実施形態の復水器では、図１および図３、図４に示すように、分割モジュール管板５と水室フランジ１１の間には、Ｏリング１５が水室フランジ開口１６-１および１６-２をそれぞれ囲うようにフランジ面に設置される。図３では、Ｏリング１５を水室フランジ１１側のフランジ面に設置しているが、分割モジュール管板５のフランジ面に設置するようにしても良い。

冷却水１７は、水室１０から分割モジュール管板５と水室フランジ１１の接続部を介して、冷却管４へ供給または排水される。

次に、分割モジュール管板５と水室フランジ１１の接続部にＯリング１５を適用した場合の効果について詳細に説明する。

工場にて製作された分割モジュール８は、建設現場にて接続線９によって組立接続される。分割モジュール８の長さは、例えば、２０ｍ程度の長さを有する。本実施形態による復水器管板−水室間の接続部は、例えば、図５及び図６に示すように、溶接時の変形や輸送中の変形によって、分割モジュール８の上側の分割モジュール管板面と下側の分割モジュール管板面との間に段差・ズレ１８が生じたり（図５）、分割モジュール管板面に傾き・歪み１９が生じる（図６）ことがある。図５においては、輸送中の変形によって上側の分割モジュールの長さが下側の分割モジュールの長さよりも長くなっている。図６においては、接続線９によって分割モジュールを溶接した際に溶接時の変形によって分割モジュールの接続線側が短くなっている。なお、これらの変形は一例であり、輸送や溶接の状態により異なる。

このような変形が生じている場合、従来のシート状のゴムパッキンでは場所によって押圧力が小さくなり十分なシール機能が得られない場合がある。すなわち、従来のシート状のゴムパッキンでは、締め付け力との関係で、例えば、３ｍｍ程度の厚さのものが用いられるが、上述のような段差や傾きがあった場合には、シート状のゴムパッキンの変形代（例えば１ｍｍ程度）では対応できない。厚いシート状のゴムパッキンを用いることも考えられるが、その場合には、大きな締め付け力を必要とし、通常のフランジでは耐えられなくなる。従って、従来のシート状のゴムパッキンでは、水室１０のような一面の水室フランジ１１に対して複数の分割モジュール管板５を接続する場合、分割モジュール管板面に段差・傾き・歪みがあると、フランジ面のシール機能が低下し、冷却水の漏れの原因となる。なお、従来、シート状のゴムパッキンが用いられていたのは、一面の水室フランジ１１に対して一つの管板を接続する構成であり、段差や傾きが生じないので、接触面積を大きくすることができるシート状のゴムパッキンがシール機能上、適切であると考えられていたからである。このような考えから、本発明の提案以前は、接触面積が比較的小さいＯリングを水室と管板の接続に用いることは、シール機能が低下することから適用は検討されておらず、適用は避けられていた。

本実施形態では、シール部材としてＯリング１５を適用している。Ｏリング１５としては、本実施形態では、ゴム製のＯリングが用いられており、Ｏリングの断面の径は、例えば１０ｍｍ程度のものが用いられる。この場合、変形代は、一般的に、６〜７ｍｍ程度であり、従来のシート状のゴムパッキンに比して大きな変形代を有する。また、シート状のゴムパッキンよりも締め付け力が小さくて良い。従って、シール部材としてＯリング１５を適用することにより、図５及び図６に示すとおり、Ｏリング１５の変形代によって、分割モジュール管板面の段差・傾き・歪みをある程度許容することが可能であり、シール機能を維持することができる。図５では、下側の分割モジュールの接続において、Ｏリング１５が多く変形して分割モジュール管板面の段差を許容している。また、図６では、上下分割モジュールの接続側において、Ｏリング１５が多く変形し、分割モジュール管板面の傾きを許容している。また、同時に、Ｏリング１５の適用によりシールの許容範囲が広がることから、組立接続時の寸法調整作業および補修作業が縮減でき、短時間かつ容易に復水器の組立ができる。なお、Ｏリングのシール機能については、締め付け力を大きくして変形を大きくしたり、後述の実施例に記載のように、Ｏリングを多重化することにより、必要なシール機能を適宜確保することが可能である。

従って、本実施形態によれば、一つフランジ面を有する水室に対して複数の分割モジュールの分割モジュール管板を接続するようにした復水器において、分割モジュール管板と水室の接続面にシール部材としてＯリングを適用することで、輸送もしくは、組立時の溶接によって生じる分割モジュール間の分割モジュール管板面の段差や分割モジュールの分割モジュール管板面の傾きを、Ｏリングの変形代によって許容し、シール機能を確保することができる。そして、組立接続によって生じる段差をＯリングの変形代によって許容できるため、組立時の寸法調整作業および補修作業を大幅に低減することができる。

次に、Ｏリング１５の設置の仕方の具体例について図７〜図１２を用いて説明する。いずれの実施例もＯリング１５のズレを防止するようにしている。

図７においては、Ｏリング１５のズレを防止するために、ガイド構造物２３−１と２３−２を設置している。ガイド構造物は、例えば鉄枠で構成されている。また、鉄枠などガイド構造物は、図３の（ａ）に示す水室フランジ開口１６-１および１６-２の周囲に設けられており、溶接などにより水室フランジ１１に固定されている。溶接は全周を溶接するようにしても何カ所かを点溶接するようにしても良い。また、ガイド構造物は水室フランジ開口１６-１および１６-２の周囲に点在するようにしても良い。ガイド構造物の高さは、Ｏリング１５の径を１０ｍｍ程度とした場合、例えば、２ｍｍ程度とし、Ｏリング１５が有する変形を阻害しないようにする。ガイド構造物２３−１と２３−２の間にＯリング１５が取り付けられ、位置がズレないようにしている。なお、ガイド構造物２３−１と２３−２は、何れか一方でも良い。外側にのみガイド構造物２３−１を設けた場合、復水器稼働時における復水器内部からの圧力に対してＯリング１５の移動が阻止され、Ｏリング１５を所定の位置に確実に保つことができる。内側にのみガイド構造物２３−２を設けた場合、Ｏリング１５をガイド構造物２３−２の外側に引っ掛けるようにすることにより、Ｏリング１５取り付け時の位置決めが容易に行え、作業性が向上する。

図８においては、ガイド溝２１が、図３の（ａ）に示す水室フランジ開口１６-１および１６-２の周囲に形成されている。ガイド溝の深さは、Ｏリング１５の径を１０ｍｍ程度とした場合、例えば、２ｍｍ程度とし、Ｏリング１５が有する変形を阻害しないようにする。この構造によって、Ｏリング１５のズレを確実に防止することができる。

図９においては、ガイド面２２が、図３の（ａ）に示す水室フランジ開口１６-１および１６-２の周囲に形成されている。ガイド面２２の内側にＯリング１５が位置するようにしている。ガイド面２２は、図１０に示すように、ガイド面２２の外側にＯリング１５が位置するようにしても良い。ガイド面の高さは、Ｏリング１５の径を１０ｍｍ程度とした場合、例えば、２ｍｍ程度とし、Ｏリング１５が有する変形を阻害しないようにする。この構造によって、Ｏリング１５のズレを防止することができる。図９のようにガイド面２２を形成した場合、復水器稼働時における復水器内部からの圧力に対してＯリング１５の移動が阻止され、Ｏリング１５を所定の位置に確実に保つことができる。図１０のようにガイド面２２を形成した場合、Ｏリング１５をガイド面２２の外側に引っ掛けるようにすることにより、Ｏリング１５取り付け時の位置決めが容易に行え、作業性が向上する。

また、図９に示すガイド面２２と図７に示すガイド構造物２３−２を組み合わせても良いし、または、図１０に示すガイド面２２と図７に示すガイド構造物２３−１とを組み合わせても良い。これらによって、Ｏリング１５のズレを確実に防止することができる。

図１１及び図１２においては、Ｏリング１５を多重に設置するようにしたものである。これにより、シール機能を増強することができる。図１１においては、復水器稼働時における復水器内部からの圧力に対して二つのＯリング１５の移動が阻止され、二つのＯリング１５を共に所定の位置に確実に保つことができる。図１２においては、二つのＯリング１５をガイド構造物２３−１、２３−２の外側にそれぞれ引っ掛けるようにすることにより、二つのＯリング１５の取り付け時の位置決めが容易に行え、作業性が向上する。

図１１及び図１２において、ガイド構造物に代えて図８に示すガイド溝を多重に形成してＯリング１５を設置するようにしても良い。

また、図７〜図１２に示すように、水室フランジ１１側にガイド構造物などを形成した方が望ましいが、分割モジュール管板５側にガイド構造物などを形成するようにしても良い。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加，削除，置換をすることが可能である。

1 容器
2 タービン蒸気
3 流入口
4 冷却管
5 管板（分割モジュール管板）
6 管巣（分割モジュール管巣）
7 容器胴板
8 分割モジュール
9 接続線
10 水室
11 水室フランジ
12 水室胴体
13 ボルト穴
14 ボルト
15 Ｏリング
16−1，16−2 水室フランジ開口
17 冷却水
18 管板面間の段差・ズレ
19 管板面の傾き・歪み
21 ガイド溝
22 ガイド面
23−1，23−2 ガイド構造物
24 ボルト穴
25 ネジ穴

Claims (10)

1. 多数の冷却管によって構成される管巣を有し、前記管巣に対して蒸気を流入させて凝縮させる復水器であって、
   前記管巣は、複数の分割モジュールとして構成され、
   前記複数の分割モジュールはそれぞれ、前記多数の冷却管の一部の冷却管からなる分割モジュール管巣と、前記分割モジュール管巣の両端に固定される分割モジュール管板とを有し、一方の端の前記分割モジュール管板により水室に接続されており、
   前記分割モジュール管板のフランジと前記水室のフランジとの接続面に、前記分割モジュール管板の開口または前記分割モジュール管板に対向する前記水室のフランジの開口を囲うようにＯリングが設置されていることを特徴とする復水器。
2. 請求項１に記載の復水器において、前記水室のフランジ面、または、前記管板のフランジ面に、前記Ｏリングを保持する構造物が設けられていることを特徴とする復水器。
3. 請求項２に記載の復水器において、前記構造物は、前記Ｏリングが外周側へ移動するのを阻止する構造物であることを特徴とする復水器。
4. 請求項２に記載の復水器において、前記構造物は、前記Ｏリングが内周側へ移動するのを阻止する構造物であることを特徴とする復水器。
5. 請求項２に記載の復水器において、前記構造物は、前記Ｏリングが外周側および内周側へ移動するのを阻止する構造物であることを特徴とする復水器。
6. 請求項３〜５の何れかに記載の復水器において、
   前記構造物は、前記水室のフランジ面、または、前記管板のフランジ面に取り付けられたガイド構造物であることを特徴とする復水器。
7. 請求項５に記載の復水器において、
   前記構造物は、前記水室のフランジ面、または、前記管板のフランジ面に形成されたガイド溝であることを特徴とする復水器。
8. 請求項３または４に記載の復水器において、
   前記構造物は、前記水室のフランジ面、または、前記管板のフランジ面に形成された段差形状からなるガイド面であることを特徴とする復水器。
9. 請求項２〜５の何れかに記載の復水器において、
   前記Ｏリングが多重に設置されていることを特徴とする復水器。
10. 請求項２〜５の何れかに記載の復水器において、
    前記構造物は前記Ｏリングの変形を阻害しないように形成されていることを特徴とする復水器。

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