JP3590661B2 - 復水器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、原子力発電プラント等の蒸気タービン発電プラントの蒸気タービン排気を凝縮させる表面接触式の復水器に係り、特にタービンバイパス蒸気噴出管部の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、蒸気タービン発電プラントにおける表面接触式復水器は、通常運転中に蒸気タービンから排出される蒸気の他に、ボイラや原子炉の起動時やプラント運転中に、送電系統の事故により発電機の遮断が発生した場合、蒸気タービンをバイパスした蒸気を導入して冷却し凝縮させる手段として設けられている。
【０００３】
上記送電系統の事故の場合には、その事故が復旧した後速かに送電を開始できることが必要であり、そのためプラント定格運転中のタービン流入蒸気量の全てをバイパスできる容量を備えた発電プラントの設置が各発電所に１または２プラント程度その運用上求められている。この場合には通常運転中のタービン排気量の約２倍の量のタービンバイパス蒸気が復水器に導入される。
【０００４】
原子力発電プラントが沸騰水型原子力発電プラントの場合には一般に１００％のタービンバイパス容量を有し、また、加圧水型原子力発電プラントの場合には７０〜８０％のタービンバイパス容量が必要である。このため大容量タービンバイパス設備を備えるためには、この多量のタービンバイパス蒸気を如何に効果的に復水器中で処理するかが重要となる。
【０００５】
図２０は沸騰水型原子力発電プラントの概略系統を示す系統図であり、原子炉である蒸気発生器１から発生した高温・高圧の蒸気は主蒸気管２を通り蒸気加減弁３を経て蒸気タービン４に供給される。蒸気タービン４に供給された蒸気はそこで仕事を行い発電機５を駆動し、発電する。蒸気タービン４で仕事をし、膨脹した蒸気は復水器６に排出され、そこで冷却管７を流通する海水等と熱交換して凝縮され復水となる。この復水は復水ポンプ８で昇圧され復水給水系に設けられた低圧給水加熱器９に送られる一方、蒸気タービン４からのタービン抽気を使用する給水ポンプ駆動タービン１０で駆動される給水ポンプ１１で昇圧された後高圧給水加熱器１２を経て多段加熱されて蒸気発生器１に還流される。
【０００６】
一方、主蒸気管２と復水器６間は蒸気タービン４をバイパスするタービンバイパス蒸気管１３で接続されており、前述の系統事故発生時等においては、主蒸気がこのタービンバイパス蒸気管１３によってバイパス弁１４および減圧装置１５を経て復水器６に排出されるようにしてある。
【０００７】
ところで、図２１は従来一般に用いられている復水器６の断面正面図、図２２は同側面図であって、復水器６の外殻（本体胴）は上部本体胴６ａと下部本体胴６ｂによって形成され、下部本体胴６ｂ内には多数の冷却管１６からなる冷却管群１７が配設されている。また下部本体胴６ｂの左右両側には水室１８ａ，１８ｂがそれぞれ設けられており、これらの両水室１８ａ，１８ｂに下部本体胴６ｂ内に収容される各冷却管１６の両端が連通され、水室１８ａに供給された冷却水が矢印１９に示すように複数の冷却管１６からなる冷却管群１７を経て水室１８ｂに流出し、その間冷却管１６を流通する冷却水ａと、上部本体胴６ａから下部本体胴６ｂに流入した蒸気タービン４からの排気流ｂとが熱交換し、上記蒸気タービン４からの排気が冷却されて凝縮し、下部本体胴６ｂの下部に設けられたホットウェル６ｃに復水となって貯溜される。
【０００８】
また、上部本体胴６ａ内には、上記冷却管１６の軸線に直交する方向に延びる低圧給水加熱器９や、その低圧給水加熱器９に接続されるタービン抽気管２１が配設されている。
【０００９】
図２３は、復水器６内における蒸気タービンからの排気流ｂの一例であり、低圧給水加熱器９が冷却管１６の軸線に平行な方向に設置されている復水器の例である。蒸気タービンから排出される蒸気は復水器６ａへ流入し冷却管１６へと流れるが、その流れは図２３のようになっている。図２３では、復水器の約半分を示しているが、残りの反対側の流れは、図２３と対称である。排気流ｂは、復水器６に流入後、主に低圧給水加熱器９と復水器胴２８の間を流れ、その後冷却管群１７の方へ向って幅方向に拡がるようにして流れる。したがって、低圧給水加熱器９と冷却管群１７の間の位置における流速の向きは斜め下方となっている。復水器６のほぼ中央にある低圧給水加熱器９近傍での流速は遅くなっている。
【００１０】
一方、上部本体胴６ａ内は、低圧給水加熱器９の下方に図２１および図２２に示すように、前記タービンバイパス蒸気管１３に接続されたバイパス蒸気噴出管２２が配設されている。しかして、タービンバイパス蒸気管１３を案内されるタービンバイパス蒸気は、上記バイパス蒸気噴出管２２から図２２に示すように上部本体胴６ａ内に噴出し、冷却管１６内を流れる冷却水と熱交換して凝縮し復水となる。
【００１１】
図２４は上記バイパス蒸気噴出管２２の側面図、図２５はその縦断面図であって、バイパス蒸気噴出管２２の上面および下面には多数の噴出孔２３が穿設されている。そして、バイパス蒸気噴出管２２の上方および下方には、これと離間した位置に上記多数の噴出孔２３と対向するバッフル板２４が設けられており、噴出孔２３から噴出した蒸気が直接的に復水器構造物である隣接部材に衝突してこれを損傷することがないようにしてある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上部本体胴６ａ内の一部に集中的にバイパス蒸気噴出管２２を設けてバイパス蒸気を復水器内に導入した場合、特にバイパス蒸気が多い場合には上部本体胴６ａの一部に集中的に噴出したバイパス蒸気が冷却管群１７の管束全体に均一に流れ込みにくいため噴出箇所付近の圧力が局所的に上昇したり、また温度が上昇したりして、噴出箇所近傍の部材を損傷させたりするおそれがある。
【００１３】
そこで、多数のバイパス蒸気噴出管２２を設け、復水器内全体にバイパス蒸気を均一に分散して導入することも考えられる。しかし、この場合もバイパス蒸気噴出管２２の外側にバッフル板２４を設け、冷却管群１７、低圧給水加熱器９およびタービン抽気管２１等の隣接部材を保護する必要がある。その結果、復水器内の内部構造物や配管系統が複雑となるのみでなく、タービン排気の流路を妨げるため、通常運転中の復水器性能の低下を招くという不都合がある。
【００１４】
また、バイパス蒸気噴出管２２に、水平方向両側にのみ蒸気が噴出するように噴出孔２３を設けたものも提案されているが、大容量のバイパス設備を有する原子力発電プラントでは、バイパス蒸気噴出管２２が復水器１基あたり３本または４本以上となるため、隣接したバイパス蒸気噴出管２２から噴出された蒸気の干渉を防ごうとすると、スペース的に問題があり、また水平方向に噴出させるのであれば噴出蒸気が分散しないため、噴出蒸気が噴出後直ぐに減速しにくい等の欠点がある。このため高速で復水器内部の隣接構造物にバイパス蒸気が衝突してエロージョンや損傷を与える可能性がある。
【００１５】
このように、多数の噴出孔２３を有するバイパス蒸気噴出管２２を用いる方法は、原子力発電プラントのタービンバイパス蒸気を復水器内で効果的に分散させるには非常に良好なものであるが、噴出された高速でエネルギの高いバイパス蒸気を減速させるためには比較的広いスペースを必要とする。
【００１６】
本発明は上述した事情を考慮してなされもので、復水器本来の目的である通常運転中のタービン排気蒸気の冷却凝縮性能を阻害するおそれなく、特にタービン排気蒸気の圧力損失を増加させずに、復水器の全体的寸法の増加を極力抑え、かつ、タービンバイパス蒸気を復水器内に均一に分散させ、大容量のバイパス蒸気を復水器構造物を損傷させることなく導入し、冷却凝縮せしめることができる復水器を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る復水器は、上述した課題を達成するために、請求項１に記載したように、上部本体胴内に配設された複数の給水加熱器と、下部本体胴内に配設された冷却管群と、蒸気減速材を伴って前記給水加熱器と冷却管群との間に配設されタービンバイパス蒸気を導入するバイパス蒸気噴出管とを備えた表面接触式の復水器において、前記蒸気減速材を、バイパス蒸気噴出管を介しその両側に位置する一対の板材で構成し、これら一対の板材の間隔を、通常運転時のタービン排気流の上流側よりも下流側の方が広くなるように構成したものである。
【００１８】
また、上述した課題を達成するために本発明に係る復水器は、請求項２に記載したように、バイパス蒸気噴出管を、通常運転時のタービン排気流の方向に長軸を有する楕円管で形成したものである。
【００１９】
さらに、上述した課題を達成するために本発明に係る復水器は、請求項３に記載したように、蒸気減速材のタービン排気流下流側に、バイパス蒸気を冷却管群全体に亘って均等に分散させるフローガイドを設けたり、また、請求項４に記載したように、フローガイドを、ほぼ平行に配した複数の帯板で構成したものである。
【００２０】
本発明に係る復水器は、上述した課題を達成するために、請求項５に記載したように、上部本体胴内に配設された複数の給水加熱器と、下部本体胴内に配設された冷却管群と、蒸気減速材を伴って前記給水加熱器と冷却管群との間に配設されタービンバイパス蒸気を導入するバイパス蒸気噴出管とを備えた表面接触式の復水器において、前記蒸気減速材を、バイパス蒸気噴出管を介しその両側に位置する一対の円弧状の板材で構成するとともに、各板材の円弧の中心を、バイパス蒸気噴出管の中心位置よりも対向する他方の板材側にずらせたものである。
【００２１】
また、本発明に係る復水器は、上述した課題を達成するために、請求項６に記載したように、上部本体胴内に配設された複数の給水加熱器と、下部本体胴内に配設された冷却管群と、蒸気減速材を伴って前記給水加熱器と冷却管群との間に配設されタービンバイパス蒸気を導入するバイパス蒸気噴出管とを備えた表面接触式の復水器において、前記蒸気減速材を、バイパス蒸気噴出管の外周部に配設するとともに、蒸気減速材に、バイパス蒸気が外径側に通過する小開口を設けたり、また、請求項７に記載したように、蒸気減速材を、管群で構成し、隣接する管間の間隙を小開口としたり、さらにまた、請求項８に記載したように、蒸気減速材を、多孔板または格子板で構成したり、また、請求項９に記載したように、蒸気減速材を、周方向および径方向に位置をずらせて配置した複数の衝突板で構成し、各衝突板間の間隙を小開口としたものである。
【００２２】
本発明に係る復水器は、上述した課題を達成するために、請求項１０に記載したように、上部本体胴内に配設された複数の給水加熱器と、下部本体胴内に配設された冷却管群と、蒸気減速材を伴って前記給水加熱器と冷却管群との間に配設されタービンバイパス蒸気を導入するバイパス蒸気噴出管とを備えた表面接触式の復水器において、前記蒸気減速材は、前記冷却管群とバイパス蒸気噴出管との間に水平に配設した管群で構成し、かつバイパス蒸気噴出管の下面側に噴出孔を設けたものである。
【００２３】
また、上述した課題を達成するために、本発明に係る復水器は、請求項１１に記載したように、上部本体胴内に配設された複数の給水加熱器と、下部本体胴内に配設された冷却管群と、蒸気減速材を伴って前記給水加熱器と冷却管群との間に配設されタービンバイパス蒸気を導入するバイパス蒸気噴出管とを備えた表面接触式の復水器において、前記バイパス蒸気噴出管を、上部本体胴の内面に沿って鉛直方向に配設すると共に、復水器内部に向かって噴出孔を設け、前記蒸気減速材を、バイパス蒸気噴出管と給水加熱器との間に配設したり、さらに、請求項１２に記載したように、隣接する復水器の上部本体胴間を、復水器連絡胴を介し連結するとともに、バイパス蒸気噴出管に、復水器連絡胴内に向かって噴出孔を設けたものである。
【００２４】
さらに、上述した課題を達成するために、本発明に係る復水器は、請求項１３に記載したように、上部本体胴内に配設された複数の給水加熱器と、下部本体胴内に配設された冷却管群と、蒸気減速材もしくはフローガイドを伴って前記冷却管群の上方に配設されタービンバイパス蒸気を導入するバイパス蒸気噴出管とを備えた表面接触式の復水器において、前記蒸気減速材もしくはフローガイドに、復水器内の蒸気中の液滴を冷却管群以外の方向に飛散させる液滴分離機構を設けたり、また、請求項１４に記載したように液滴分離機構を、蒸気減速材もしくはフローガイドのタービンバイパス蒸気流下流端に設けられた突起と、この突起のタービンバイパス蒸気流上流側に設けられた孔とで構成したり、さらに、請求項１５に記載したように、液滴分離機構を、蒸気減速材もしくはフローガイドのタービンバイパス蒸気流下流端に配した溝部材で構成したものである。
【００２５】
さらにまた、本発明に係る復水器は、上述した課題を達成するために、請求項１６に記載したように、上部本体胴内に配設された複数の給水加熱器と、下部本体胴内に配設された冷却管群と、蒸気減速材もしくはフローガイドを伴って前記冷却管群の上方に配設されタービンバイパス蒸気を導入するバイパス蒸気噴出管とを備えた表面接触式の復水器において、前記蒸気減速材もしくはフローガイドに、復水器内の蒸気中の液滴を捕集して放出口まで案内する液滴除去機構を設けたり、また、請求項１７に記載したように、液滴除去機構を、蒸気減速材もしくはフローガイドの端部に設けられ開口部を狭めた溝形をなすポケットで構成したものである。
【００２６】
【作用】
本発明においては、板材で構成される蒸気減速材の向きが、通常運転時のタービン排気流とほぼ平行になっている。このため、通常運転中のタービン排気流を乱すことなく、狭い限られたスペースで効果的に蒸気を冷却して復水化でき、また通常運転中の圧力損失を抑えて良好な復水性能を得ることが可能となる。
【００２７】
本発明においてはまた、蒸気減速材を構成する一対の板材の間隔が、通常運転時のタービン排気流の上流側よりも下流側の方が狭くなっている。このため、効率よくバイパス蒸気を冷却管群へ流出させることが可能となる。
【００２８】
本発明においてはまた、バイパス蒸気噴出管が、通常運転時のタービン排気流の方向に長軸を有する楕円管または長円管で形成されている。このため、通常運転時における圧力損失を増大させることなく、１００％のバイパス蒸気を処理することが可能となる。
【００２９】
本発明においてはまた、蒸気減速材のタービン排気流下流側に、フローガイドが設けられている。このため、圧力損失をそれほど生じさせることなく、バイパス蒸気を冷却管群全体に亘って均等に分散させ、蒸気の凝縮効率を向上させることが可能となる。
【００３０】
本発明においてはまた、フローガイドが、ほぼ平行に配した複数の帯板で構成されている。このため、製作が容易である。
【００３１】
また、本発明においては、蒸気減速材を構成する一対の円弧状の板材の円弧の中心が、バイパス蒸気噴出管の中心位置よりも対向する他方の板材側にずれている。このため、一対の板材の開口部面積を多くとれ、狭いスペースの中で有効に噴出蒸気を減速させることが可能となる。
【００３２】
さらに、本発明においては、蒸気減速材に、バイパス蒸気を外径側に通過させる小開口が設けられている。このため、バイパス蒸気の減速効果を有したまま、通常運転時のタービン排気流に対しても流れることができ、通常運転時の圧力損失を低減させることが可能となる。
【００３３】
本発明においてはまた、蒸気減速材が管群で構成されている、このため、１枚の板と異なり衝撃に対し柔軟な構造をとることが可能となる。
【００３４】
本発明においては蒸気減速材が、多孔板または格子板で構成されている。このため、通常運転時の圧力損失を少なくした状態で、大容量のバイパス蒸気を処理することが可能となる。
【００３５】
また、本発明においては、蒸気減速材が、周方向および径方向に位置をずらせて配置した複数の衝突板で構成されている。このため、通常運転時の圧力損失を少なくして大容量のバイパス蒸気を処理することが可能となる。
【００３６】
さらに、本発明においては、蒸気減速材が、冷却管群とバイパス蒸気噴出管との間に水平に配設した管群で構成されている、このため、通常運転時およびバイパス運転時ともに、蒸気を復水器全体に均等に分配でき、効率よく熱交換することが可能となる。
【００３７】
一方、本発明においては、バイパス蒸気噴出管が、上部本体胴の内面に沿って鉛直方向に配設され、タービンバイパス蒸気が、復水器内部に向かって噴出するようになっている。このため、噴出孔を多く設けることが可能となる。
【００３８】
他方、本発明においては、バイパス蒸気噴出管に、復水器連絡胴内に向かって噴出孔が設けられている。このため、復水器連絡胴内のスペースを有効に利用し、復水器のサイズを大きくせずに大容量のバイパス蒸気を処理することが可能となる。
【００３９】
さらに、本発明においては、蒸気減速材もしくはフローガイドに液滴分離機構が設けられている。このため、蒸気中の液滴が冷却管群以外の方向に飛散され、液滴による冷却管群の損傷を防止することが可能となる。
【００４０】
本発明においてはまた、液滴分離機構を、蒸気減速材もしくはフローガイドに設けた突起と孔とで構成されている。このため、簡単な構造で大きな効果が期待できる。
【００４１】
本発明においてはまた、液滴分離機構が、蒸気減速材もしくはフローガイドに配した溝部材で構成されている。このため、より確実に液滴を分離することが可能となる。
【００４２】
本発明においてはまた、蒸気減速材もしくはフローガイドに液滴除去機構が設けられている。このため、蒸気中の液滴が捕集されて放出口まで案内され、冷却管群のみならず他の復水器構造物の液滴による損傷も防止することが可能となる。
【００４３】
本発明においてはさらに、液滴除去機構が、蒸気減速材もしくはフローガイドに設けたポケットで構成されている。このため、簡単な構造で液滴のみを効率よく除去することが可能となる。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明に係る復水器を添付図面を参照して説明する。
【００４５】
図１および図２は、本発明の第１実施例に係る復水器を示すもので、従来の復水器と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。この復水器の下方には、多数の冷却管１６からなる２つの冷却管群１７が設けられており、その上方には上記冷却管群１７と平行に４個の低圧給水加熱器９が上下２列に配設されている。冷却管群１７の最外周には、冷却管１６が流速の大きい蒸気や液滴の衝突を受けて損傷するのを防止するために保護管２５が設けられている。上記復水器は復水器連絡胴２６および給水ポンプ駆動タービン排気連絡管２７によって隣接する復水器（図示せず）と連結されている。
【００４６】
冷却管群１７と低圧給水加熱器９の間には３つのバイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｂ，２２ｃが配設されている。各蒸気噴出管２２ａ，２２ｂ，２２ｃが配設された水平方向の相対位置は、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃが復水器本体胴２８と低圧給水加熱器９のほぼ間に、バイパス蒸気噴出管２２ｂがほぼ復水器の中央にある。
【００４７】
図３は、３本のバイパス蒸気噴出管のうち、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃの拡大断面図である。これらのバイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃの水平方向の所定の角度の範囲内には、多数の噴出孔２３が形成されている。また、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃの両側の水平方向には、所定の幅を持ったバッフル板２４ａ，２４ｃが配設されている。また、バッフル板２４ａ，２４ｃは、上方より下方の方が蒸気流出部が広くなるように配置されている。
【００４８】
残りのバイパス蒸気噴出管２２ｂは、従来と同様に、上下方向に噴出孔とバッフル板２４ｂとを設けたものである。
【００４９】
図２に示したように、各バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｂ，２２ｃ、およびバッフル板２４ａ，２４ｂ，２４ｃは復水器の長手方向のほぼ全域に亘って設けられ、バッフル板２４ａ，２４ｂ，２４ｃは所定の間隔を置いて設けられる支持板２９によって支持されている。
【００５０】
次に、本実施例の作用について説明する。
【００５１】
バイパス蒸気噴出管２２にタービンバイパス蒸気が供給されると、このバイパス蒸気は噴出孔２３から噴出される。噴出される間に、蒸気の圧力は急減して膨脹し、噴出孔２３から噴出される蒸気の速度は急加速される。この加速された蒸気は、バッフル板２４ａ，２４ｂ，２４ｃに対してほぼ垂直に衝突し、バッフル板２４ａ，２４ｂ，２４ｃと平行な方向に偏向される。この間に、蒸気はエネルギを失い、バッフル板２４ａ，２４ｂ，２４ｃの外部までいった時点ではかなり減速されている。その後は、復水器本体胴２８と低圧給水加熱器９の間を主に流下する主タービン排気と合流し、冷却管１６との熱交換によって復水される。
【００５２】
一方、主蒸気が蒸気タービンをバイパスしない通常の運転状態の場合には、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｂ，２２ｃには蒸気が供給されず、タービン排気口から主タービン排気が流入し、主に復水器本体胴２８と低圧給水加熱器９の間を通り、冷却管群１７へと流下していき冷却管１６との熱交換によって復水される。この時、主タービンから排気された蒸気は、図２３に示したように冷却管群１７の方へ向かって拡がるように流れ、本実施例では、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃとバッフル板２４ａ，２４ｃとの間の空間も通過していく。
【００５３】
例えば１１００ＭＷｅ級原子力発電プラントにおいて１００％蒸気をタービンバイパスさせて復水器を導入させるには、大口径の蒸気噴出管２２ａ〜２２ｃを３つ程度は冷却管長手方向に全長に亘って設ける必要がある。また、蒸気噴出管２２ａ〜２２ｃから噴出する蒸気は大きなエネルギを持っているので、バッフル板を設けない場合、復水器内構成物の噴出蒸気との衝突による損傷を避ける必要があり、噴出孔２３から復水器内構成物との距離を大きくとる必要があり、この場合は復水器のサイズが非常に大きくなる。また、バッフル板２４ａ〜２４ｃを設ける場合においても、設置する場所によっては、バッフル板２４ａ〜２４ｃが通常の運転時の主タービン排気蒸気流に対して流体抵抗部材になってしまう。この場合、タービン排気口から冷却管群１７までの圧力損失が増え、冷却管群１７近傍の圧力から上記の圧力損失分を足した圧力に相当する、蒸気タービンの背圧を上げてしまい、プラント効率が低下する問題を発生させる。
【００５４】
しかし、本実施例は上述のように構成したので、バッフル板２４ａ，２４ｃが主タービンの排気蒸気流にほぼ平行であるため、排気蒸気はバイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃとバッフル板２４ａ，２４ｃとの間の空間を通過でき、バッフル板２４ａ，２４ｃは通常運転時の主タービン排気蒸気の大きな流体抵抗部材にならない。このため、本実施例においては、通常運転時における圧力損失を増加させずに、また、バッフル板２４ａ，２４ｃの外部までいった蒸気のエネルギは小さくなっているので復水器内構成物を噴出蒸気の衝突によって損傷させることがない。したがって、復水器のサイズを大きくすることなく、１００％の大容量のタービンバイパス蒸気を処理することができる。また、バッフル板２４ａ，２４ｃの蒸気流出部が上方より下方の方が広くなるように配置されているので、効率よくバイパス蒸気を冷却管群１７へ流出させることができる。
【００５５】
本実施例ではバッフル板２４ａ，２４ｃに平板を用いた例を示したが、排気流２０の流れによっては流れに応じて板を部分的に曲げて設置してもよく、通常運転時の圧力損失の低減に対してより効果を上げることができる。
【００５６】
図４は、本発明に係る復水器の第２実施例を示すもので、以下これについて説明する。本実施例では、第１実施例と同様に、冷却管群１７と低圧給水加熱器９の間には３つのバイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｂ，２２ｃが配設され、これらの水平方向の相対位置は、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃが復水器胴２８と低圧給水加熱器９のほぼ中間に、バイパス蒸気噴出管２２ｂがほぼ復水器の中央になるようになっている。
【００５７】
このうち、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃは、通常運転時の排気流に対する流体抵抗を少なくするために、横断面楕円形あるいは長円形の噴出管を蒸気の流れに沿う方向に配設している。この楕円形の噴出管の長軸に対して水平方向の所定の角度の範囲内には、第１実施例と同様に多数の噴出孔２３が形成され、噴出管の両側の水平方向には、所定の幅をもったバッフル板２４ａ，２４ｃが配設されている。バイパス蒸気噴出管２２ｂおよびバッフル板２４ｂは図１のものと同様である。
【００５８】
次に、本実施例の作用について説明する。
【００５９】
第１実施例同様に、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃにタービンバイパス蒸気が供給されると、バイパス蒸気は噴出孔から噴出され、バッフル板２４ａ，２４ｃに対してほぼ垂直に衝突し、バッフル板２４ａ，２４ｃと平行な方向に偏向される。この間に蒸気は減速され、その後、復水器本体胴２８と低圧給水加熱器９の間を主に流下する排気流と合流し、冷却管１６との熱交換によって復水される。
【００６０】
バイパス蒸気噴出管２２ｂにタービンバイパス蒸気が供給されると、同様に減速されたバイパス蒸気がバッフル板外部に復水器の水平方向に向かって流出され、流下してくる排気流と合流して冷却管１６との熱交換によって復水される。
【００６１】
一方、主蒸気がタービンをバイパスしない通常の運転状態の場合には、流入してくるタービン排気は主にバイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃ、バッフル板２４ａ，２４ｃの近傍を通過して、冷却管群１７へと流下していき、冷却管１６との熱交換によって復水にされる。
【００６２】
本実施例は上述のように構成したので、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃ、バッフル板２４ａ，２４ｃの排気流に対する抵抗が少ない。バイパス蒸気噴出管２２ｂ、バッフル板２４ｂは、低圧給水加熱器９の下方にあって、排気蒸気の流速が遅いため、バイパス蒸気噴出管２２ｂの上下にバッフル板２４ｂを設けても通常運転時の大きな流体抵抗とはならない。このように、本実施例では、通常運転時における損失を増やさずに、復水器内構成物を噴出蒸気の衝突によって損傷させることなく、復水器のサイズを大きくすることなく、１００％のバイパス蒸気を処理することができる。
【００６３】
本実施例では、バイパス蒸気噴出管２２ｂの両側に鉛直方向に間隔をおいて、バッフル板２４ｂを設けたが、バイパス蒸気噴出管２２ｂの水平方向に噴出孔を設けてバッフル板２４ａ，２４ｃに蒸気を衝突させるようにしてもよい。この場合も上記と同様な効果が得られた上、バイパス蒸気噴出管２２ｂ回りの流体抵抗はさらに小さくでき、復水器内構成物を簡素化、軽量化、メンテナンス作業性の向上が図れる。
【００６４】
図５は、本発明に係る復水器の第３実施例を示すものである。本実施例では、第１実施例と同様に、冷却管群１７と低圧給水加熱器９との間には３つのバイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｂ，２２ｃが配設され、各蒸気噴出管２２ａ，２２ｂ，２２ｃの水平方向の相対位置は、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃが復水器胴２８と低圧給水加熱器９のほぼ中間に、バイパス蒸気噴出管２２ｂがほぼ復水器の中央になるようになっている。
【００６５】
このうち、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃの下方には、複数の短かい板をほぼ平行に設置したものからなるフローガイド３０が設けられている。
【００６６】
次に、本実施例の作用について説明する。
【００６７】
第１実施例と同様に、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃにタービンバイパス蒸気が供給されると、バイパス蒸気は噴出孔から噴出され、バッフル板２４ａ，２４ｃに対してほぼ垂直に衝突し、バッフル板２４ａ，２４ｃの面とほぼ平行な方向に偏向され、蒸気は減速される。バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃの下方に流出した蒸気は、フローガイド３０を通過し、その後、排気流と合流し冷却管１６との熱交換によって復水される。
【００６８】
一方、通常運転状態の場合には、流入蒸気は主にバイパス噴出管２２ａ，２２ｃ、バッフル板２４ａ，２４ｃと平行な方向に偏向され、蒸気は減速される。バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃの下方に流出した蒸気は、フローガイド３０を通過し、その後、排気流と合流し冷却管１６との熱交換によって復水される。
【００６９】
一方、通常運転状態の場合には、流入蒸気は主にバイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃ、バッフル板２４ａ，２４ｃの近傍を通過し、その一部はさらにフローガイド３０を通って冷却管群１７へと流下していき、冷却管１６との熱交換によって復水される。
【００７０】
本実施例は上述のように構成したので、第１実施例および第２実施例と同様に、通常運転時における圧力損失を増やさずに、復水器内構成物を噴出蒸気の衝突によって損傷させることなく、復水器のサイズを大きくすることなく、１００％のバイパス蒸気を処理することができる。
【００７１】
また、蒸気の一部がフローガイド３０を通過することにより、圧力損失をあまり生じさせずに蒸気を冷却管群１７全体に亘って均等に分散させることができ、蒸気の凝縮効率がよくなる。また、バイパス蒸気が導入される時、フローガイド３０を通過することによって、さらにバイパス蒸気のエネルギを減少させる効果がある。
【００７２】
ところで、復水器のタービンバイパス蒸気噴出管２２ａ〜２２ｃから噴出される蒸気は、上述したように、噴出孔から噴出後、蒸気の圧力が急減して膨脹し急加速される。この蒸気をそのまま復水器内へ噴出させようとした場合、復水器内構成物の噴出蒸気との衝突による損傷を避けるため、噴出孔から復水器内構成物との距離を大きくとる必要があり、復水器のサイズが大きくなる。このため、図２４、図２５に示すようにバイパス蒸気噴出管の回りにバッフル板を設けることが一般に行われている。
【００７３】
ところが、バッフル板を設けた場合には、その出口で蒸気の流速が速くなり、バッフル板開口部近傍に復水器内構造物をもってこないようにしなければならない。
【００７４】
図６は、このような点を考慮してなされた本発明に係る復水器の第４実施例を示すもので、半径ｒ１ の円形のバイパス蒸気噴出管２２の両側には、一対のバッフル板２４が配設されており、このバッフル板２４を備えたバイパス蒸気噴出管２２は、図４のバッフル板２４ａのように排気流れの向きに設置されたり、図１のバッフル板２４ｂのように復水器の水平方向に設置されたりする。
【００７５】
バイパス蒸気噴出管２２の両側には多数の噴出孔２３が設けられている。このバイパス蒸気噴出管２２の中心より反対方向に中心をもつ半径ｒ２ の円弧の形状になるように、バッフル板２４が設置され、その幅は噴出蒸気が衝突するのに十分な長さを有している。
【００７６】
次に、本実施例の作用について説明する。
【００７７】
バイパス蒸気噴出管２４にタービンバイパス蒸気が供給されると、噴出孔２３から噴出された蒸気の圧力は急減して膨脹しその速度が加速される。この加速された蒸気が、バッフル板２４に衝突しバッフル板２４と平行な方向に偏向されてそのエネルギーが損失され、バッフル板２４の外部に流出される。流出後は、前述したように、排気流と合流し冷却管１６との熱交換によって冷却され、復水となる。
【００７８】
復水器のサイズを変えずにバイパス蒸気噴出管から、タービン蒸気を１００％タービンバイパスさせて多量の蒸気を噴出させる場合、できる限り多くの噴出孔２３を蒸気噴出管に設けることは有効な方法である。しかし、バイパス蒸気噴出管２２の周方向にも噴出孔２３を多く設ける場合には、中心角が広い角度にわたって噴出孔２３を設ける必要が生じ、この時、バッフル板２４も噴出蒸気が衝突する範囲にわたり設けなければならない。
【００７９】
周方向の多くの範囲に噴出孔２３を設けると、バッフル板２４の開口部の幅ｈが長くとれなくなる。開口部の幅ｈが小さい場合は、それだけタービンバイパス蒸気がバッフル板２４の内部に溜まり易く、バッフル板２４の内部の圧力が復水器内圧力よりも高くなってくる。この場合は、バッフル板２４出口（開口部）のタービンバイパス蒸気の流速が速くなり、バッフル板２４開口部近傍に復水器内構成物をもってこないようにしなければならず、バイパス蒸気噴出管２２の配置に関する制約が多くなってくる。
【００８０】
本実施例では、バッフル板２４の形状をバイパス蒸気噴出管２２と非同心円で、噴出管２２の中心から反対側を中心とした円弧形状としたことで、バイパス蒸気噴出管の高さを低くし、また、バッフル開口部面積を多くとれるので、狭いスペースの中で有効に噴出蒸気を減速させることができる。
【００８１】
さらに、排気流と同じ方向に設置した場合には、開口部の広さｈを大きくとれるので、通常運転時の圧力損失に対しても少なくできるという効果もある。
【００８２】
図７は、本発明の第５実施例を示すもので、円形のバイパス蒸気噴出管２２の両側には、多数の噴出孔２３が設けられている。このバイパス蒸気噴出管２２の両側には、バイパス蒸気を減速させるための蒸気減速材としての管群３１が設置され、その幅は噴出蒸気が衝突するのに十分な長さを有している。管群３１は、バイパス蒸気が衝突するのに、十分な管ピッチと管列を有している。
【００８３】
図８はその斜視図であり、管群３１の長手方向の形状と支持機構を示している。管群３１は支持板２９によってバイパス蒸気噴出管２２と平行に間隔をおいて保持され、管群３１の長手方向の熱膨脹とたわみを許容できるよう、管群３１の一端を固定し、もう一方の端部は管孔等によりスライド可能に保持するように取り付けられている。
【００８４】
この蒸気減速材である管群３１を備えたバイパス蒸気噴出管２２は、図１のバッフル板２４ａのように排気流の向きに設置されたり、バッフル板２４ｂのように復水器の水平方向に間隔をおいて対向設置される。
【００８５】
次に本実施例の作用について説明する。
【００８６】
バイパス蒸気噴出管２２にタービンバイパス蒸気が供給されると、噴出孔２３から噴出され、その加速された蒸気が、管群３１に衝突し、流れが乱されることによりエネルギーが損失され、蒸気減速材付きのバイパス蒸気噴出管２２の外部に流出される。
【００８７】
バイパス蒸気噴出管２２から蒸気を噴出させて復水器内にバイパス蒸気を導入する場合、限られた復水器内のスペースの中で噴出蒸気を減速させることができるように、バイパス蒸気噴出管２２の周りにバッフル板を設置することが行われる。しかし、バッフル板を設置すると、通常運転時の排気流はバッフル板の垂直方向に流れ抜けることができず、流体抵抗になりにくい位置に設置したとしても、圧力損失源としては大きいものになる。
【００８８】
本実施例では、管群３１を蒸気減速材として用いることにより、バイパス蒸気の減速効果を有したまま、通常運転時の排気流に対しても流れることができ、通常運転時の圧力損失を減らすことができる。
【００８９】
図７では円弧状に配列した例を示したが、例えば、図４に示したバッフルの形状のように、通常運転時の排気流とバイパス蒸気の噴出状態を考慮した形状に管群を配置することもできる。
【００９０】
また、図８のように管群３１の蒸気減速材が、１枚の板と異なり、衝撃に対して柔かな構造となり、支持板２９に分散されて接続されるので、接続部の応力を低減できる構造を採りやすいという効果もある。
【００９１】
図９は、本発明の第６実施例を示すもので、以下これについて説明する。本実施例では、第１実施例と同様に、冷却管群１７と低圧給水加熱器９の間には、３つのバイパス蒸気噴出管２２と蒸気減速材となる管群３１とが水平に配設されている。バイパス蒸気噴出管２２は、管群３１の上方に配置され、その噴出孔２３は下方に設けられている。
【００９２】
次に、本実施例の作用について説明する。
【００９３】
バイパス蒸気噴出管２２にタービンバイパス蒸気が供給されると、バイパス蒸気は噴出孔から下方に噴出され、管群３１に対してほぼ垂直に衝突し、管群３１を出た時点で蒸気は減速され、冷却管１６との熱交換によって復水される。
【００９４】
一方、通常運転状態の場合には、流入蒸気はバイパス蒸気噴出管２２の近傍を通過して管群３１を通り冷却管群１７へと流下していき、冷却管１６との熱交換によって復水される。
【００９５】
本実施例は上述のように構成したので、他の実施例と同様に、通常運転時における大きな圧力損失源を設けずに、１００％のタービンバイパス蒸気を処理することができる。特に冷却管群１７の上部にほぼ均等に管群３１を設けているので、通常運転時、バイパス運転時とも蒸気は復水器全体に均等に分配できるので、効率よく冷却管群１７と熱交換することができる。
【００９６】
図１０は、本発明の第７実施例を示すもので、円形のバイパス蒸気噴出管２２の両側には多数の噴出孔２３が設けられている。このバイパス蒸気噴出管２２の両側には、円弧状の２枚の多孔板３２が所定の間隔をおいて設置され、その幅は噴出蒸気が衝突するのに十分な長さを有し、多孔板３２は、バイパス蒸気が確実に衝突して分散するように、２枚の多孔板の孔３３が重ならないように構成されている。
【００９７】
この蒸気減速材付きのバイパス蒸気噴出管２２は、第５実施例と同様に、復水器内に設置される。
【００９８】
次に、本実施例の作用について説明する。
【００９９】
バイパス蒸気噴出管２２にタービンバイパス蒸気が供給されると、噴出孔２３から噴出され、その加速された蒸気が多孔板３２に衝突する。多くのバイパス蒸気は多孔板３２に沿うように流れ、偏向されることによってエネルギーが損失され、蒸気減速材付きのバイパス蒸気噴出管２２の外部に流出される。
【０１００】
本実施例では、第５実施例と同様に、２枚の多孔板３２を蒸気減速材として用いることにより、バイパス蒸気の減速効果を有したまま、通常運転時のタービン排気流に対しても流れることができ、通常運転時の圧力損失が少ない状態で大容量のバイパス蒸気を処理できる。
【０１０１】
以上、多孔板の場合について説明したが、格子板を用いても同様な効果が得られる。
【０１０２】
図１１は、本発明の第８実施例を示すもので、バイパス蒸気噴出管２２の両側には多数の噴出孔２３が設けられている。このバイパス蒸気噴出管２２の両側に数枚の衝突板３４が設置され、噴出蒸気が確実に衝突できるように配置されている。衝突板３４はタービン排気流ｂの向きとほぼ平行な方向に設置されている。
【０１０３】
次に、本実施例の作用について説明する。
【０１０４】
バイパス蒸気噴出管２２にタービンバイパス蒸気が供給されると、噴出孔２３から噴出され、その加速された蒸気が、衝突板３４に衝突する。多くのバイパス蒸気は衝突板３４に沿うように流れ、偏向されることによってエネルギーが損失され、蒸気減速材付きバイパス蒸気噴出管の外部に流出される。
【０１０５】
通常運転時には、タービン排気流ｂが図１１の矢印の向きに流れてきて、衝突板３４同士の隙間や衝突板３４とバイパス蒸気噴出管２２との間の空間を通過していく。
【０１０６】
本実施例では、第５実施例と同様に、数枚の衝突板３４を蒸気減速材として用いることにより、バイパス蒸気の減速効果を有したまま、通常運転時の排気流に対しても流れることができ、通常運転時の圧力損失が少ない状態で大容量のバイパス蒸気を処理できる。
【０１０７】
図１２および図１３は、本発明に係る復水器の第９実施例を示すものである。
【０１０８】
本実施例では、図１２および図１３に示すように、バイパス蒸気噴出管２２が、低圧給水加熱器９と冷却管群１７の間から復水器内に水平に導入され、復水器内で水平方向に間隔をおいて鉛直方向に例えば３つに分岐されて、復水器本体胴２８を沿うように復水器の上部へと配設されている。噴出孔２３は、復水器の器内の所要方向を向くようにあけられ、主要な復水器内構成物である低圧給水加熱器９外面に直接噴出蒸気が衝突しないように、復水器の補強材３５を用いて設置された管群３１を鉛直方向に設置している。バイパス蒸気噴出管２２の上部には、復水器本体胴２８から滑らかな形状で形成されたカバー３６が設置されている。管群３１は図１４に示したように、２列配列され、バイパス蒸気噴出管２２から離れた位置では管群３１のピッチが疎になっている。
【０１０９】
次に、本実施例の作用について説明する。
【０１１０】
バイパス蒸気噴出管２２にタービンバイパス蒸気が供給されると、噴出孔２３から噴出され、蒸気の一部は管群３１に対してほぼ垂直に衝突し、蒸気は減速される。ほかの蒸気は、反対側から噴出された蒸気や流下する排気流と混合されて復水器内で次第に減速され、その後、流下して冷却管１６との熱交換によって復水される。
【０１１１】
タービン排気流ｂは復水器上部から入るが、復水器本体胴２８のうち、バイパス蒸気噴出管２２近傍に流れてくるものは、その管の上部に設けられたカバー３６の上面を流下していく。
【０１１２】
本実施例は上述のように、バイパス蒸気噴出管２２と管群３１がタービン排気流ｂに対して平行になるように鉛直方向に配置したので、タービン排気流ｂに対する抵抗を少なくできる。また、復水器本体胴２８の高さ方向に向かってほぼ全面にバイパス蒸気噴出管２２を設置したので、噴出孔２３を多く設けることができ、バイパス蒸気を多く処理できる。
【０１１３】
本実施例では冷却管群１７の長手方向と平行な復水器本体胴２８に沿うようにバイパス蒸気噴出管２２を設置した例を示したが、冷却管群１７に垂直な復水器本体胴２８や、バイパス蒸気噴出管２２が分岐する前の水平な部分にも噴出孔２３を設けることができる。また、復水器の上部で噴出されるので、冷却管群１７までの距離が多くとれ、冷却管群１７に対してよく分散される。
【０１１４】
また、管群３１を鉛直に配置することで、衝突後のバイパス蒸気もスムーズに下方の冷却管群１７へと流れていくことができる。バイパス蒸気噴出管上部のカバー３６は、タービン排気流ｂがスムーズに導入されるように設けたもので、通常運転時の圧力損失の低下やバイパス蒸気噴出管２２の上端の腐食を防止することができる。
【０１１５】
図１５および図１６は、本発明の第１０実施例を示すもので、以下これについて説明する。
【０１１６】
本実施例では、第９実施例と同様に、バイパス蒸気噴出管２２が、低圧給水加熱器９と冷却管群１７の間から復水器内に水平に導入され、水平方向を間隔をおいて鉛直方向に３つに分岐されて、復水器本体胴２８を沿うように復水器の上部へと配設されている。噴出孔２３は、復水器の器内の所要方向にあけられ、噴出孔２３が向けられた向きに図８に示したように管群３１が設置されている。バイパス蒸気噴出管２２の上部には、復水器胴２８から滑らかな形状で形成されたカバー３６が設置されている。
【０１１７】
次に、本実施例の作用について説明する。
【０１１８】
バイパス蒸気噴出管２２にタービンバイパス蒸気が供給されると、噴出孔２３から噴出され、管群３１に対してほぼ垂直に衝突し、蒸気は減速される。蒸気は、流下するタービン排気流ｂと混合され、復水器内を下方に流下し冷却管１６を備えた冷却管群１７との熱交換によって冷却され、復水となる。
【０１１９】
排気流は復水器上部から入るが、復水器本体胴２８のうち、バイパス蒸気噴出管２２近傍に流れてくるものは、その蒸気噴出管２２の上部に設けられたカバー３６の上面を流下していく。
【０１２０】
本実施例は上述のように、バイパス蒸気噴出管２２と管群３１がタービン排気流ｂに対して平行になるように鉛直方向に配置したので、タービン排気流ｂに対する抵抗を少なくできる。また、復水器本体胴２８の高さ方向に向かってほぼ全面にバイパス蒸気噴出管２２を設置したので、噴出孔２３を多く設けることができ、バイパス蒸気を多く処理できる。
【０１２１】
本実施例では冷却管群１７の長手方向と平行な復水器本体胴２８に沿うようにバイパス蒸気噴出管２２を設置した例を示したが、冷却管群１７に垂直な復水器本体胴２８や、バイパス蒸気噴出管２２が分岐する前の水平な部分にも噴出孔２３を設けることもできる。
【０１２２】
また、復水器の上部でバイパス蒸気は噴出されるので、冷却管群１７までの距離が多くとれ、冷却管群１７に対してもよく分散される。また、管群３１を鉛直に配置することで、衝突後のバイパス蒸気もスムーズに下方の冷却管群１７へと流れていくことができる。バイパス蒸気噴出管２２上端部のカバー３６は、タービン排気流ｂがスムーズに導入されるように設けたもので、通常運転時の圧力損失の低下やバイパス蒸気噴出管２２上端部の腐食を防止することができる。
【０１２３】
図１７は、１つの原子力発電プラントに３つの復水器を設置した本発明の第１１実施例を示すもので、本実施例では、第９実施例とほぼ同様な構成になっているので、同一部材にも同じ符号を付して説明を省略する。この復水器は復水器連絡胴２６に隣接されたバイパス蒸気噴出管２２に、復水器連絡胴２６内部に向かって噴出孔２３が設けられている点が基本的に異なる。
【０１２４】
次に、本実施例の作用について説明する。
【０１２５】
バイパス蒸気噴出管２２にタービンバイパス蒸気が供給されると、このバイパス蒸気は噴出孔２３から噴出され、その蒸気の一部は復水器連絡胴２６内にも噴出される。復水器連絡胴２６内のバイパス蒸気は、相対するバイパス蒸気噴出管２２から噴出された蒸気同士が衝突して復水器連絡胴２６の下部へと流れ、その後復水器内を流下する主タービン排気ｂと混合され冷却管１６の冷却管群１７との熱交換によって冷却され、復水となる。
【０１２６】
本実施例は上述のように、復水器連絡胴２６内のスペースを有効に利用でき、復水器のサイズを大きく増やさずに大容量のバイパス蒸気を処理することができる。
【０１２７】
図１８は、本発明の第１２実施例を示すもので、円形のバイパス蒸気噴出管２２の両側には、円弧状のバッフル板２４が設けられており、その一方の下流側端部には、突起３７とその上流側の孔３８とが設置され、また他方の下流側端部には、溝３９ａを介し溝部材３９が近接配置されている。
【０１２８】
この蒸気減速材付きのバイパス蒸気噴出管２２は、第５実施例と同様に図１のバッフル板２４ａのように排気流の向きに設置されたり、バッフル板２４ｂのように復水器の水平方向に設置されたりする。図１８では、図１のバッフル板２４ａの位置に設置した時の配置例を示している。
【０１２９】
次に、本実施例の作用について説明する。
【０１３０】
バイパス蒸気噴出管２２にタービンバイパス蒸気が供給されると、噴出孔２３から噴出され、その加速された蒸気が、バッフル板２４に衝突し、バッフル板２４に沿うように流れ、偏向されることによってエネルギーが損失され、蒸気減速材の外部に流出される。
【０１３１】
バイパス蒸気噴出管２２内部の蒸気は、圧力の高い過熱蒸気であるが、噴出孔２３を出ると復水器の圧力まで減圧され飽和蒸気となる。さらにその蒸気の一部はバッフル板２４に衝突することにより細かな液滴となりバッフル板２４上を流れていく。この液滴はバッフル板２４上の突起２７にぶつかり、ここでバッフル板２４端部に設けられた孔３８から放出される。大部分の蒸気は、その密度が液滴に比べて小さいので、突起３７を載り越えて蒸気減速材の外部に流出していく。また、液滴は溝部材３９の溝３９ａにも入り込み、液滴の飛散する方向が変わる。
【０１３２】
復水器内の蒸気は、飽和蒸気で、蒸気の中に液滴を含んでいる。この液滴が冷却管群１７に繰り返し速い速度で当たると、冷却管１６が損傷する。バイパス蒸気もバッフル板２４に衝突した後、液滴を含むようになり、バッフル板２４出口が冷却管群１７の方向を向いていると、その初速度が遅くても加速され冷却管群１７に損傷を与えることがある。
【０１３３】
本実施例では、バッフル板２４の蒸気流の下流側に液滴分離機能を設け、液滴が直接冷却管群１７の方に飛散しないようにすることにより、冷却管群１７の液滴による損傷を防ぐことができる。
【０１３４】
図１９は、本発明の第１３実施例を示すもので、円形のバイパス蒸気噴出管２２の両側には多数の噴出孔２３が設けられている。このバイパス蒸気噴出管２２の両側には、円弧状のバッフル板２４が設置され、その端部には、開口端が狭ばまった溝形のポケット４０が設置されている。
【０１３５】
この蒸気減速材付きのバイパス蒸気噴出管２２は、第５実施例と同様に図１のバッフル板２４ａのようにタービン排気流ｂの向きに設置されたり、バッフル板２４ｂのように復水器の水平方向に設置されたりするが、図１９では、図１のバッフル板２４ａの位置に設置した時の配置例を示している。
【０１３６】
次に、本実施例の作用について説明する。
【０１３７】
バイパス蒸気噴出管２２にタービンバイパス蒸気が供給されると、実施例１２と同様に、蒸気が噴出孔２３から噴出され、その加速された蒸気が、バッフル板２４に衝突し、バッフル板２４に沿うように流れ、偏向されることによってエネルギーが損失され、蒸気減速材の外部に流出される。
【０１３８】
蒸気の一部がバッフル板２４に衝突して発生する細かな液滴は、バッフル板２４に沿って流れ、バッフル板２４端部に設けられたポケット４０に入っていく。ポケット４０はバッフル板２４の長手方向に沿って形成されており、液滴はポケット４０内部を長手方向に向かって流れ所定の放出口から放出されて流下する。
【０１３９】
蒸気はその大部分が、その密度が液滴に比べて小さいので、ポケット４０には入れず、蒸気減速材の外部に流出していく。
【０１４０】
本実施例では、バッフル板２４の端部に液滴分離機能を設け、液滴をあらかじめ分離しておくことにより、冷却管群の液滴による損傷を防ぐことができる。
【０１４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、板材で構成される蒸気減速材の向きを、通常運転時のタービン蒸気流とほぼ平行になるようにしているので、通常運転中のタービン蒸気流を乱すことなく、狭い限られたスペースで効果的に蒸気を復水化でき、また通常運転中の圧力損失を抑えて良好な復水性能を得ることができる。
【０１４２】
また本発明は、蒸気減速材を構成する一対の板材の間隔を、通常運転時のタービン排気流の上流側よりも下流側の方が広くなるようにしているので、効率よくバイパス蒸気を冷却管群へ流出させることができる。
【０１４３】
また本発明は、バイパス蒸気噴出管を、通常運転時のタービン蒸気流の方向に長軸を有する楕円管で形成するようにしているので、通常運転時における圧力損失を増大させることなく、１００％のバイパス蒸気を処理することができる。
【０１４４】
また本発明は、蒸気減速材のタービン排気流下流側に、フローガイドを設けるようにしているので、圧力損失をそれほど生じさせることなく、バイパス蒸気を冷却管群全体に亘って均等に分散させ、蒸気の凝縮効率を向上させることができる。
【０１４５】
また本発明は、フローガイドを、ほぼ平行に配した複数の帯板で構成するようにしているので、簡単にフローガイドを製作することができる。
【０１４６】
また本発明は、蒸気減速材を構成する一対の円弧状の板材の円弧の中心を、バイパス蒸気噴出管の中心位置よりも対向する他方の板材側にずらせるようにしているので、一対の板材の開口部面積を多くとれ、狭いスペースの中で有効に噴出蒸気を減速させることができる。
【０１４７】
また本発明は、蒸気減速材に、バイパス蒸気を外径側に通過させる小開口を設けるようにしているので、バイパス蒸気の減速効果を有したまま、通常運転時のタービン排気流に対しても流れることができ、通常運転時の圧力損失を低減させることができる。
【０１４８】
また本発明は、蒸気減速材を管群で構成するようにしているので、１枚の板と異なり衝撃に対し柔かな構造をとることができる。
【０１４９】
また本発明は、蒸気減速材を、多孔板または格子板で構成するようにしているので、通常運転時の圧力損失を少なくした状態で、大容量のバイパス蒸気を処理することができる。
【０１５０】
また本発明は、蒸気減速材を、周方向および径方向に位置をずらせて配置した複数の衝突板で構成するようにしているので、通常運転時の圧力損失を少なくして大容量のバイパス蒸気を処理することができる。
【０１５１】
また本発明は、蒸気減速材を、冷却管群とバイパス蒸気噴出管との間に水平に配設した管群で構成するようにしているので、通常運転時およびバイパス運転時ともに、蒸気を復水器全体に均等に分配でき、効率よく熱交換することができる。
【０１５２】
また本発明は、バイパス蒸気噴出管を、上部本体胴の内面にそって鉛直方向に配設し、タービンバイパス蒸気を、復水器内部に向かって噴出させるようにしているので、噴出孔を多く設けることができる。
【０１５３】
また本発明は、バイパス蒸気噴出管に、復水器連絡胴内に向かって噴出孔を設けるようにしているので、復水器連絡胴内のスペースを有効に利用し、復水器のサイズを大きくせずに大容量のバイパス蒸気を処理することができる。
【０１５４】
また本発明は、蒸気減速材もしくはフローガイドに液滴分離機構を設けるようにしているので、蒸気中の液滴を冷却管群以外の方向に飛散させ、液滴による冷却管群の損傷を防止することができる。
【０１５５】
また本発明は、液滴分離機構を、蒸気減速材もしくはフローガイドに設けた突起と孔とで構成するようにしているので、簡単な構造で大きな効果が得られる。
【０１５６】
また本発明は、液滴分離機構を、蒸気減速材もしくはフローガイドに配した溝部材で構成するようにしているので、より確実に液滴を分離することができる。
【０１５７】
また本発明は、蒸気減速機もしくはフローガイドに、液滴除去機構を設けるようにしているので、冷却管群のみならず他の復水器構造物の液滴による損傷を防止することができる。
【０１５８】
さらに本発明は、液滴除去機構を、蒸気減速材もしくはフローガイドに設けたポケットで構成するようにしているので、簡単な構造で液滴のみを効率よく除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る復水器を示す断面正面図。
【図２】図１と同様の断面側面図。
【図３】図１のバイパス蒸気噴出管部分の拡大図。
【図４】本発明の第２実施例を示す図１相当図。
【図５】本発明の第３実施例を示す図１相当図。
【図６】本発明の第４実施例を示す図３相当図。
【図７】本発明の第５実施例を示す図３相当図。
【図８】図７の鳥瞰図。
【図９】本発明の第６実施例を示す図１相当図。
【図１０】本発明の第７実施例を示す図３相当図。
【図１１】本発明の第８実施例を示す図３相当図。
【図１２】本発明の第９実施例を示す図１相当図。
【図１３】図１２と同様の図２相当図。
【図１４】図１２の平面図。
【図１５】本発明の第１０実施例を示す図１相当図。
【図１６】図１５と同様の図２相当図。
【図１７】本発明の第１１実施例を示す図１相当図。
【図１８】本発明の第１２実施例を示す図３相当図。
【図１９】本発明の第１３実施例を示す図３相当図。
【図２０】蒸気タービンプラントを示す概略系統図。
【図２１】従来の復水器を示す断面正面図。
【図２２】図２２と同様の断面側面図。
【図２３】従来の復水器内部の流れを示す説明図。
【図２４】従来のバイパス蒸気噴出管部分の拡大図。
【図２５】図２４と同様の断面図。
【符号の説明】
６ 復水器
６ａ 上部本体胴
６ｂ 下部本体胴
６ｃ ホットウェル
９ 低圧給水加熱器
１７ 冷却管群
２２ バイパス蒸気噴出管
２３ 噴出孔
２４ バッフル板
２６ 復水器連絡胴
２８ 復水器本体胴
３０ フローガイド
３１ 管群
３２ 多孔板
３３，３８ 孔
３４ 衝突板
３７ 突起
３９ 溝部材
３９ａ 溝
４０ ポケット
【産業上の利用分野】
本発明は、原子力発電プラント等の蒸気タービン発電プラントの蒸気タービン排気を凝縮させる表面接触式の復水器に係り、特にタービンバイパス蒸気噴出管部の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、蒸気タービン発電プラントにおける表面接触式復水器は、通常運転中に蒸気タービンから排出される蒸気の他に、ボイラや原子炉の起動時やプラント運転中に、送電系統の事故により発電機の遮断が発生した場合、蒸気タービンをバイパスした蒸気を導入して冷却し凝縮させる手段として設けられている。
【０００３】
上記送電系統の事故の場合には、その事故が復旧した後速かに送電を開始できることが必要であり、そのためプラント定格運転中のタービン流入蒸気量の全てをバイパスできる容量を備えた発電プラントの設置が各発電所に１または２プラント程度その運用上求められている。この場合には通常運転中のタービン排気量の約２倍の量のタービンバイパス蒸気が復水器に導入される。
【０００４】
原子力発電プラントが沸騰水型原子力発電プラントの場合には一般に１００％のタービンバイパス容量を有し、また、加圧水型原子力発電プラントの場合には７０〜８０％のタービンバイパス容量が必要である。このため大容量タービンバイパス設備を備えるためには、この多量のタービンバイパス蒸気を如何に効果的に復水器中で処理するかが重要となる。
【０００５】
図２０は沸騰水型原子力発電プラントの概略系統を示す系統図であり、原子炉である蒸気発生器１から発生した高温・高圧の蒸気は主蒸気管２を通り蒸気加減弁３を経て蒸気タービン４に供給される。蒸気タービン４に供給された蒸気はそこで仕事を行い発電機５を駆動し、発電する。蒸気タービン４で仕事をし、膨脹した蒸気は復水器６に排出され、そこで冷却管７を流通する海水等と熱交換して凝縮され復水となる。この復水は復水ポンプ８で昇圧され復水給水系に設けられた低圧給水加熱器９に送られる一方、蒸気タービン４からのタービン抽気を使用する給水ポンプ駆動タービン１０で駆動される給水ポンプ１１で昇圧された後高圧給水加熱器１２を経て多段加熱されて蒸気発生器１に還流される。
【０００６】
一方、主蒸気管２と復水器６間は蒸気タービン４をバイパスするタービンバイパス蒸気管１３で接続されており、前述の系統事故発生時等においては、主蒸気がこのタービンバイパス蒸気管１３によってバイパス弁１４および減圧装置１５を経て復水器６に排出されるようにしてある。
【０００７】
ところで、図２１は従来一般に用いられている復水器６の断面正面図、図２２は同側面図であって、復水器６の外殻（本体胴）は上部本体胴６ａと下部本体胴６ｂによって形成され、下部本体胴６ｂ内には多数の冷却管１６からなる冷却管群１７が配設されている。また下部本体胴６ｂの左右両側には水室１８ａ，１８ｂがそれぞれ設けられており、これらの両水室１８ａ，１８ｂに下部本体胴６ｂ内に収容される各冷却管１６の両端が連通され、水室１８ａに供給された冷却水が矢印１９に示すように複数の冷却管１６からなる冷却管群１７を経て水室１８ｂに流出し、その間冷却管１６を流通する冷却水ａと、上部本体胴６ａから下部本体胴６ｂに流入した蒸気タービン４からの排気流ｂとが熱交換し、上記蒸気タービン４からの排気が冷却されて凝縮し、下部本体胴６ｂの下部に設けられたホットウェル６ｃに復水となって貯溜される。
【０００８】
また、上部本体胴６ａ内には、上記冷却管１６の軸線に直交する方向に延びる低圧給水加熱器９や、その低圧給水加熱器９に接続されるタービン抽気管２１が配設されている。
【０００９】
図２３は、復水器６内における蒸気タービンからの排気流ｂの一例であり、低圧給水加熱器９が冷却管１６の軸線に平行な方向に設置されている復水器の例である。蒸気タービンから排出される蒸気は復水器６ａへ流入し冷却管１６へと流れるが、その流れは図２３のようになっている。図２３では、復水器の約半分を示しているが、残りの反対側の流れは、図２３と対称である。排気流ｂは、復水器６に流入後、主に低圧給水加熱器９と復水器胴２８の間を流れ、その後冷却管群１７の方へ向って幅方向に拡がるようにして流れる。したがって、低圧給水加熱器９と冷却管群１７の間の位置における流速の向きは斜め下方となっている。復水器６のほぼ中央にある低圧給水加熱器９近傍での流速は遅くなっている。
【００１０】
一方、上部本体胴６ａ内は、低圧給水加熱器９の下方に図２１および図２２に示すように、前記タービンバイパス蒸気管１３に接続されたバイパス蒸気噴出管２２が配設されている。しかして、タービンバイパス蒸気管１３を案内されるタービンバイパス蒸気は、上記バイパス蒸気噴出管２２から図２２に示すように上部本体胴６ａ内に噴出し、冷却管１６内を流れる冷却水と熱交換して凝縮し復水となる。
【００１１】
図２４は上記バイパス蒸気噴出管２２の側面図、図２５はその縦断面図であって、バイパス蒸気噴出管２２の上面および下面には多数の噴出孔２３が穿設されている。そして、バイパス蒸気噴出管２２の上方および下方には、これと離間した位置に上記多数の噴出孔２３と対向するバッフル板２４が設けられており、噴出孔２３から噴出した蒸気が直接的に復水器構造物である隣接部材に衝突してこれを損傷することがないようにしてある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上部本体胴６ａ内の一部に集中的にバイパス蒸気噴出管２２を設けてバイパス蒸気を復水器内に導入した場合、特にバイパス蒸気が多い場合には上部本体胴６ａの一部に集中的に噴出したバイパス蒸気が冷却管群１７の管束全体に均一に流れ込みにくいため噴出箇所付近の圧力が局所的に上昇したり、また温度が上昇したりして、噴出箇所近傍の部材を損傷させたりするおそれがある。
【００１３】
そこで、多数のバイパス蒸気噴出管２２を設け、復水器内全体にバイパス蒸気を均一に分散して導入することも考えられる。しかし、この場合もバイパス蒸気噴出管２２の外側にバッフル板２４を設け、冷却管群１７、低圧給水加熱器９およびタービン抽気管２１等の隣接部材を保護する必要がある。その結果、復水器内の内部構造物や配管系統が複雑となるのみでなく、タービン排気の流路を妨げるため、通常運転中の復水器性能の低下を招くという不都合がある。
【００１４】
また、バイパス蒸気噴出管２２に、水平方向両側にのみ蒸気が噴出するように噴出孔２３を設けたものも提案されているが、大容量のバイパス設備を有する原子力発電プラントでは、バイパス蒸気噴出管２２が復水器１基あたり３本または４本以上となるため、隣接したバイパス蒸気噴出管２２から噴出された蒸気の干渉を防ごうとすると、スペース的に問題があり、また水平方向に噴出させるのであれば噴出蒸気が分散しないため、噴出蒸気が噴出後直ぐに減速しにくい等の欠点がある。このため高速で復水器内部の隣接構造物にバイパス蒸気が衝突してエロージョンや損傷を与える可能性がある。
【００１５】
このように、多数の噴出孔２３を有するバイパス蒸気噴出管２２を用いる方法は、原子力発電プラントのタービンバイパス蒸気を復水器内で効果的に分散させるには非常に良好なものであるが、噴出された高速でエネルギの高いバイパス蒸気を減速させるためには比較的広いスペースを必要とする。
【００１６】
本発明は上述した事情を考慮してなされもので、復水器本来の目的である通常運転中のタービン排気蒸気の冷却凝縮性能を阻害するおそれなく、特にタービン排気蒸気の圧力損失を増加させずに、復水器の全体的寸法の増加を極力抑え、かつ、タービンバイパス蒸気を復水器内に均一に分散させ、大容量のバイパス蒸気を復水器構造物を損傷させることなく導入し、冷却凝縮せしめることができる復水器を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る復水器は、上述した課題を達成するために、請求項１に記載したように、上部本体胴内に配設された複数の給水加熱器と、下部本体胴内に配設された冷却管群と、蒸気減速材を伴って前記給水加熱器と冷却管群との間に配設されタービンバイパス蒸気を導入するバイパス蒸気噴出管とを備えた表面接触式の復水器において、前記蒸気減速材を、バイパス蒸気噴出管を介しその両側に位置する一対の板材で構成し、これら一対の板材の間隔を、通常運転時のタービン排気流の上流側よりも下流側の方が広くなるように構成したものである。
【００１８】
また、上述した課題を達成するために本発明に係る復水器は、請求項２に記載したように、バイパス蒸気噴出管を、通常運転時のタービン排気流の方向に長軸を有する楕円管で形成したものである。
【００１９】
さらに、上述した課題を達成するために本発明に係る復水器は、請求項３に記載したように、蒸気減速材のタービン排気流下流側に、バイパス蒸気を冷却管群全体に亘って均等に分散させるフローガイドを設けたり、また、請求項４に記載したように、フローガイドを、ほぼ平行に配した複数の帯板で構成したものである。
【００２０】
本発明に係る復水器は、上述した課題を達成するために、請求項５に記載したように、上部本体胴内に配設された複数の給水加熱器と、下部本体胴内に配設された冷却管群と、蒸気減速材を伴って前記給水加熱器と冷却管群との間に配設されタービンバイパス蒸気を導入するバイパス蒸気噴出管とを備えた表面接触式の復水器において、前記蒸気減速材を、バイパス蒸気噴出管を介しその両側に位置する一対の円弧状の板材で構成するとともに、各板材の円弧の中心を、バイパス蒸気噴出管の中心位置よりも対向する他方の板材側にずらせたものである。
【００２１】
また、本発明に係る復水器は、上述した課題を達成するために、請求項６に記載したように、上部本体胴内に配設された複数の給水加熱器と、下部本体胴内に配設された冷却管群と、蒸気減速材を伴って前記給水加熱器と冷却管群との間に配設されタービンバイパス蒸気を導入するバイパス蒸気噴出管とを備えた表面接触式の復水器において、前記蒸気減速材を、バイパス蒸気噴出管の外周部に配設するとともに、蒸気減速材に、バイパス蒸気が外径側に通過する小開口を設けたり、また、請求項７に記載したように、蒸気減速材を、管群で構成し、隣接する管間の間隙を小開口としたり、さらにまた、請求項８に記載したように、蒸気減速材を、多孔板または格子板で構成したり、また、請求項９に記載したように、蒸気減速材を、周方向および径方向に位置をずらせて配置した複数の衝突板で構成し、各衝突板間の間隙を小開口としたものである。
【００２２】
本発明に係る復水器は、上述した課題を達成するために、請求項１０に記載したように、上部本体胴内に配設された複数の給水加熱器と、下部本体胴内に配設された冷却管群と、蒸気減速材を伴って前記給水加熱器と冷却管群との間に配設されタービンバイパス蒸気を導入するバイパス蒸気噴出管とを備えた表面接触式の復水器において、前記蒸気減速材は、前記冷却管群とバイパス蒸気噴出管との間に水平に配設した管群で構成し、かつバイパス蒸気噴出管の下面側に噴出孔を設けたものである。
【００２３】
また、上述した課題を達成するために、本発明に係る復水器は、請求項１１に記載したように、上部本体胴内に配設された複数の給水加熱器と、下部本体胴内に配設された冷却管群と、蒸気減速材を伴って前記給水加熱器と冷却管群との間に配設されタービンバイパス蒸気を導入するバイパス蒸気噴出管とを備えた表面接触式の復水器において、前記バイパス蒸気噴出管を、上部本体胴の内面に沿って鉛直方向に配設すると共に、復水器内部に向かって噴出孔を設け、前記蒸気減速材を、バイパス蒸気噴出管と給水加熱器との間に配設したり、さらに、請求項１２に記載したように、隣接する復水器の上部本体胴間を、復水器連絡胴を介し連結するとともに、バイパス蒸気噴出管に、復水器連絡胴内に向かって噴出孔を設けたものである。
【００２４】
さらに、上述した課題を達成するために、本発明に係る復水器は、請求項１３に記載したように、上部本体胴内に配設された複数の給水加熱器と、下部本体胴内に配設された冷却管群と、蒸気減速材もしくはフローガイドを伴って前記冷却管群の上方に配設されタービンバイパス蒸気を導入するバイパス蒸気噴出管とを備えた表面接触式の復水器において、前記蒸気減速材もしくはフローガイドに、復水器内の蒸気中の液滴を冷却管群以外の方向に飛散させる液滴分離機構を設けたり、また、請求項１４に記載したように液滴分離機構を、蒸気減速材もしくはフローガイドのタービンバイパス蒸気流下流端に設けられた突起と、この突起のタービンバイパス蒸気流上流側に設けられた孔とで構成したり、さらに、請求項１５に記載したように、液滴分離機構を、蒸気減速材もしくはフローガイドのタービンバイパス蒸気流下流端に配した溝部材で構成したものである。
【００２５】
さらにまた、本発明に係る復水器は、上述した課題を達成するために、請求項１６に記載したように、上部本体胴内に配設された複数の給水加熱器と、下部本体胴内に配設された冷却管群と、蒸気減速材もしくはフローガイドを伴って前記冷却管群の上方に配設されタービンバイパス蒸気を導入するバイパス蒸気噴出管とを備えた表面接触式の復水器において、前記蒸気減速材もしくはフローガイドに、復水器内の蒸気中の液滴を捕集して放出口まで案内する液滴除去機構を設けたり、また、請求項１７に記載したように、液滴除去機構を、蒸気減速材もしくはフローガイドの端部に設けられ開口部を狭めた溝形をなすポケットで構成したものである。
【００２６】
【作用】
本発明においては、板材で構成される蒸気減速材の向きが、通常運転時のタービン排気流とほぼ平行になっている。このため、通常運転中のタービン排気流を乱すことなく、狭い限られたスペースで効果的に蒸気を冷却して復水化でき、また通常運転中の圧力損失を抑えて良好な復水性能を得ることが可能となる。
【００２７】
本発明においてはまた、蒸気減速材を構成する一対の板材の間隔が、通常運転時のタービン排気流の上流側よりも下流側の方が狭くなっている。このため、効率よくバイパス蒸気を冷却管群へ流出させることが可能となる。
【００２８】
本発明においてはまた、バイパス蒸気噴出管が、通常運転時のタービン排気流の方向に長軸を有する楕円管または長円管で形成されている。このため、通常運転時における圧力損失を増大させることなく、１００％のバイパス蒸気を処理することが可能となる。
【００２９】
本発明においてはまた、蒸気減速材のタービン排気流下流側に、フローガイドが設けられている。このため、圧力損失をそれほど生じさせることなく、バイパス蒸気を冷却管群全体に亘って均等に分散させ、蒸気の凝縮効率を向上させることが可能となる。
【００３０】
本発明においてはまた、フローガイドが、ほぼ平行に配した複数の帯板で構成されている。このため、製作が容易である。
【００３１】
また、本発明においては、蒸気減速材を構成する一対の円弧状の板材の円弧の中心が、バイパス蒸気噴出管の中心位置よりも対向する他方の板材側にずれている。このため、一対の板材の開口部面積を多くとれ、狭いスペースの中で有効に噴出蒸気を減速させることが可能となる。
【００３２】
さらに、本発明においては、蒸気減速材に、バイパス蒸気を外径側に通過させる小開口が設けられている。このため、バイパス蒸気の減速効果を有したまま、通常運転時のタービン排気流に対しても流れることができ、通常運転時の圧力損失を低減させることが可能となる。
【００３３】
本発明においてはまた、蒸気減速材が管群で構成されている、このため、１枚の板と異なり衝撃に対し柔軟な構造をとることが可能となる。
【００３４】
本発明においては蒸気減速材が、多孔板または格子板で構成されている。このため、通常運転時の圧力損失を少なくした状態で、大容量のバイパス蒸気を処理することが可能となる。
【００３５】
また、本発明においては、蒸気減速材が、周方向および径方向に位置をずらせて配置した複数の衝突板で構成されている。このため、通常運転時の圧力損失を少なくして大容量のバイパス蒸気を処理することが可能となる。
【００３６】
さらに、本発明においては、蒸気減速材が、冷却管群とバイパス蒸気噴出管との間に水平に配設した管群で構成されている、このため、通常運転時およびバイパス運転時ともに、蒸気を復水器全体に均等に分配でき、効率よく熱交換することが可能となる。
【００３７】
一方、本発明においては、バイパス蒸気噴出管が、上部本体胴の内面に沿って鉛直方向に配設され、タービンバイパス蒸気が、復水器内部に向かって噴出するようになっている。このため、噴出孔を多く設けることが可能となる。
【００３８】
他方、本発明においては、バイパス蒸気噴出管に、復水器連絡胴内に向かって噴出孔が設けられている。このため、復水器連絡胴内のスペースを有効に利用し、復水器のサイズを大きくせずに大容量のバイパス蒸気を処理することが可能となる。
【００３９】
さらに、本発明においては、蒸気減速材もしくはフローガイドに液滴分離機構が設けられている。このため、蒸気中の液滴が冷却管群以外の方向に飛散され、液滴による冷却管群の損傷を防止することが可能となる。
【００４０】
本発明においてはまた、液滴分離機構を、蒸気減速材もしくはフローガイドに設けた突起と孔とで構成されている。このため、簡単な構造で大きな効果が期待できる。
【００４１】
本発明においてはまた、液滴分離機構が、蒸気減速材もしくはフローガイドに配した溝部材で構成されている。このため、より確実に液滴を分離することが可能となる。
【００４２】
本発明においてはまた、蒸気減速材もしくはフローガイドに液滴除去機構が設けられている。このため、蒸気中の液滴が捕集されて放出口まで案内され、冷却管群のみならず他の復水器構造物の液滴による損傷も防止することが可能となる。
【００４３】
本発明においてはさらに、液滴除去機構が、蒸気減速材もしくはフローガイドに設けたポケットで構成されている。このため、簡単な構造で液滴のみを効率よく除去することが可能となる。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明に係る復水器を添付図面を参照して説明する。
【００４５】
図１および図２は、本発明の第１実施例に係る復水器を示すもので、従来の復水器と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。この復水器の下方には、多数の冷却管１６からなる２つの冷却管群１７が設けられており、その上方には上記冷却管群１７と平行に４個の低圧給水加熱器９が上下２列に配設されている。冷却管群１７の最外周には、冷却管１６が流速の大きい蒸気や液滴の衝突を受けて損傷するのを防止するために保護管２５が設けられている。上記復水器は復水器連絡胴２６および給水ポンプ駆動タービン排気連絡管２７によって隣接する復水器（図示せず）と連結されている。
【００４６】
冷却管群１７と低圧給水加熱器９の間には３つのバイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｂ，２２ｃが配設されている。各蒸気噴出管２２ａ，２２ｂ，２２ｃが配設された水平方向の相対位置は、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃが復水器本体胴２８と低圧給水加熱器９のほぼ間に、バイパス蒸気噴出管２２ｂがほぼ復水器の中央にある。
【００４７】
図３は、３本のバイパス蒸気噴出管のうち、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃの拡大断面図である。これらのバイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃの水平方向の所定の角度の範囲内には、多数の噴出孔２３が形成されている。また、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃの両側の水平方向には、所定の幅を持ったバッフル板２４ａ，２４ｃが配設されている。また、バッフル板２４ａ，２４ｃは、上方より下方の方が蒸気流出部が広くなるように配置されている。
【００４８】
残りのバイパス蒸気噴出管２２ｂは、従来と同様に、上下方向に噴出孔とバッフル板２４ｂとを設けたものである。
【００４９】
図２に示したように、各バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｂ，２２ｃ、およびバッフル板２４ａ，２４ｂ，２４ｃは復水器の長手方向のほぼ全域に亘って設けられ、バッフル板２４ａ，２４ｂ，２４ｃは所定の間隔を置いて設けられる支持板２９によって支持されている。
【００５０】
次に、本実施例の作用について説明する。
【００５１】
バイパス蒸気噴出管２２にタービンバイパス蒸気が供給されると、このバイパス蒸気は噴出孔２３から噴出される。噴出される間に、蒸気の圧力は急減して膨脹し、噴出孔２３から噴出される蒸気の速度は急加速される。この加速された蒸気は、バッフル板２４ａ，２４ｂ，２４ｃに対してほぼ垂直に衝突し、バッフル板２４ａ，２４ｂ，２４ｃと平行な方向に偏向される。この間に、蒸気はエネルギを失い、バッフル板２４ａ，２４ｂ，２４ｃの外部までいった時点ではかなり減速されている。その後は、復水器本体胴２８と低圧給水加熱器９の間を主に流下する主タービン排気と合流し、冷却管１６との熱交換によって復水される。
【００５２】
一方、主蒸気が蒸気タービンをバイパスしない通常の運転状態の場合には、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｂ，２２ｃには蒸気が供給されず、タービン排気口から主タービン排気が流入し、主に復水器本体胴２８と低圧給水加熱器９の間を通り、冷却管群１７へと流下していき冷却管１６との熱交換によって復水される。この時、主タービンから排気された蒸気は、図２３に示したように冷却管群１７の方へ向かって拡がるように流れ、本実施例では、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃとバッフル板２４ａ，２４ｃとの間の空間も通過していく。
【００５３】
例えば１１００ＭＷｅ級原子力発電プラントにおいて１００％蒸気をタービンバイパスさせて復水器を導入させるには、大口径の蒸気噴出管２２ａ〜２２ｃを３つ程度は冷却管長手方向に全長に亘って設ける必要がある。また、蒸気噴出管２２ａ〜２２ｃから噴出する蒸気は大きなエネルギを持っているので、バッフル板を設けない場合、復水器内構成物の噴出蒸気との衝突による損傷を避ける必要があり、噴出孔２３から復水器内構成物との距離を大きくとる必要があり、この場合は復水器のサイズが非常に大きくなる。また、バッフル板２４ａ〜２４ｃを設ける場合においても、設置する場所によっては、バッフル板２４ａ〜２４ｃが通常の運転時の主タービン排気蒸気流に対して流体抵抗部材になってしまう。この場合、タービン排気口から冷却管群１７までの圧力損失が増え、冷却管群１７近傍の圧力から上記の圧力損失分を足した圧力に相当する、蒸気タービンの背圧を上げてしまい、プラント効率が低下する問題を発生させる。
【００５４】
しかし、本実施例は上述のように構成したので、バッフル板２４ａ，２４ｃが主タービンの排気蒸気流にほぼ平行であるため、排気蒸気はバイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃとバッフル板２４ａ，２４ｃとの間の空間を通過でき、バッフル板２４ａ，２４ｃは通常運転時の主タービン排気蒸気の大きな流体抵抗部材にならない。このため、本実施例においては、通常運転時における圧力損失を増加させずに、また、バッフル板２４ａ，２４ｃの外部までいった蒸気のエネルギは小さくなっているので復水器内構成物を噴出蒸気の衝突によって損傷させることがない。したがって、復水器のサイズを大きくすることなく、１００％の大容量のタービンバイパス蒸気を処理することができる。また、バッフル板２４ａ，２４ｃの蒸気流出部が上方より下方の方が広くなるように配置されているので、効率よくバイパス蒸気を冷却管群１７へ流出させることができる。
【００５５】
本実施例ではバッフル板２４ａ，２４ｃに平板を用いた例を示したが、排気流２０の流れによっては流れに応じて板を部分的に曲げて設置してもよく、通常運転時の圧力損失の低減に対してより効果を上げることができる。
【００５６】
図４は、本発明に係る復水器の第２実施例を示すもので、以下これについて説明する。本実施例では、第１実施例と同様に、冷却管群１７と低圧給水加熱器９の間には３つのバイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｂ，２２ｃが配設され、これらの水平方向の相対位置は、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃが復水器胴２８と低圧給水加熱器９のほぼ中間に、バイパス蒸気噴出管２２ｂがほぼ復水器の中央になるようになっている。
【００５７】
このうち、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃは、通常運転時の排気流に対する流体抵抗を少なくするために、横断面楕円形あるいは長円形の噴出管を蒸気の流れに沿う方向に配設している。この楕円形の噴出管の長軸に対して水平方向の所定の角度の範囲内には、第１実施例と同様に多数の噴出孔２３が形成され、噴出管の両側の水平方向には、所定の幅をもったバッフル板２４ａ，２４ｃが配設されている。バイパス蒸気噴出管２２ｂおよびバッフル板２４ｂは図１のものと同様である。
【００５８】
次に、本実施例の作用について説明する。
【００５９】
第１実施例同様に、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃにタービンバイパス蒸気が供給されると、バイパス蒸気は噴出孔から噴出され、バッフル板２４ａ，２４ｃに対してほぼ垂直に衝突し、バッフル板２４ａ，２４ｃと平行な方向に偏向される。この間に蒸気は減速され、その後、復水器本体胴２８と低圧給水加熱器９の間を主に流下する排気流と合流し、冷却管１６との熱交換によって復水される。
【００６０】
バイパス蒸気噴出管２２ｂにタービンバイパス蒸気が供給されると、同様に減速されたバイパス蒸気がバッフル板外部に復水器の水平方向に向かって流出され、流下してくる排気流と合流して冷却管１６との熱交換によって復水される。
【００６１】
一方、主蒸気がタービンをバイパスしない通常の運転状態の場合には、流入してくるタービン排気は主にバイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃ、バッフル板２４ａ，２４ｃの近傍を通過して、冷却管群１７へと流下していき、冷却管１６との熱交換によって復水にされる。
【００６２】
本実施例は上述のように構成したので、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃ、バッフル板２４ａ，２４ｃの排気流に対する抵抗が少ない。バイパス蒸気噴出管２２ｂ、バッフル板２４ｂは、低圧給水加熱器９の下方にあって、排気蒸気の流速が遅いため、バイパス蒸気噴出管２２ｂの上下にバッフル板２４ｂを設けても通常運転時の大きな流体抵抗とはならない。このように、本実施例では、通常運転時における損失を増やさずに、復水器内構成物を噴出蒸気の衝突によって損傷させることなく、復水器のサイズを大きくすることなく、１００％のバイパス蒸気を処理することができる。
【００６３】
本実施例では、バイパス蒸気噴出管２２ｂの両側に鉛直方向に間隔をおいて、バッフル板２４ｂを設けたが、バイパス蒸気噴出管２２ｂの水平方向に噴出孔を設けてバッフル板２４ａ，２４ｃに蒸気を衝突させるようにしてもよい。この場合も上記と同様な効果が得られた上、バイパス蒸気噴出管２２ｂ回りの流体抵抗はさらに小さくでき、復水器内構成物を簡素化、軽量化、メンテナンス作業性の向上が図れる。
【００６４】
図５は、本発明に係る復水器の第３実施例を示すものである。本実施例では、第１実施例と同様に、冷却管群１７と低圧給水加熱器９との間には３つのバイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｂ，２２ｃが配設され、各蒸気噴出管２２ａ，２２ｂ，２２ｃの水平方向の相対位置は、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃが復水器胴２８と低圧給水加熱器９のほぼ中間に、バイパス蒸気噴出管２２ｂがほぼ復水器の中央になるようになっている。
【００６５】
このうち、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃの下方には、複数の短かい板をほぼ平行に設置したものからなるフローガイド３０が設けられている。
【００６６】
次に、本実施例の作用について説明する。
【００６７】
第１実施例と同様に、バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃにタービンバイパス蒸気が供給されると、バイパス蒸気は噴出孔から噴出され、バッフル板２４ａ，２４ｃに対してほぼ垂直に衝突し、バッフル板２４ａ，２４ｃの面とほぼ平行な方向に偏向され、蒸気は減速される。バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃの下方に流出した蒸気は、フローガイド３０を通過し、その後、排気流と合流し冷却管１６との熱交換によって復水される。
【００６８】
一方、通常運転状態の場合には、流入蒸気は主にバイパス噴出管２２ａ，２２ｃ、バッフル板２４ａ，２４ｃと平行な方向に偏向され、蒸気は減速される。バイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃの下方に流出した蒸気は、フローガイド３０を通過し、その後、排気流と合流し冷却管１６との熱交換によって復水される。
【００６９】
一方、通常運転状態の場合には、流入蒸気は主にバイパス蒸気噴出管２２ａ，２２ｃ、バッフル板２４ａ，２４ｃの近傍を通過し、その一部はさらにフローガイド３０を通って冷却管群１７へと流下していき、冷却管１６との熱交換によって復水される。
【００７０】
本実施例は上述のように構成したので、第１実施例および第２実施例と同様に、通常運転時における圧力損失を増やさずに、復水器内構成物を噴出蒸気の衝突によって損傷させることなく、復水器のサイズを大きくすることなく、１００％のバイパス蒸気を処理することができる。
【００７１】
また、蒸気の一部がフローガイド３０を通過することにより、圧力損失をあまり生じさせずに蒸気を冷却管群１７全体に亘って均等に分散させることができ、蒸気の凝縮効率がよくなる。また、バイパス蒸気が導入される時、フローガイド３０を通過することによって、さらにバイパス蒸気のエネルギを減少させる効果がある。
【００７２】
ところで、復水器のタービンバイパス蒸気噴出管２２ａ〜２２ｃから噴出される蒸気は、上述したように、噴出孔から噴出後、蒸気の圧力が急減して膨脹し急加速される。この蒸気をそのまま復水器内へ噴出させようとした場合、復水器内構成物の噴出蒸気との衝突による損傷を避けるため、噴出孔から復水器内構成物との距離を大きくとる必要があり、復水器のサイズが大きくなる。このため、図２４、図２５に示すようにバイパス蒸気噴出管の回りにバッフル板を設けることが一般に行われている。
【００７３】
ところが、バッフル板を設けた場合には、その出口で蒸気の流速が速くなり、バッフル板開口部近傍に復水器内構造物をもってこないようにしなければならない。
【００７４】
図６は、このような点を考慮してなされた本発明に係る復水器の第４実施例を示すもので、半径ｒ１ の円形のバイパス蒸気噴出管２２の両側には、一対のバッフル板２４が配設されており、このバッフル板２４を備えたバイパス蒸気噴出管２２は、図４のバッフル板２４ａのように排気流れの向きに設置されたり、図１のバッフル板２４ｂのように復水器の水平方向に設置されたりする。
【００７５】
バイパス蒸気噴出管２２の両側には多数の噴出孔２３が設けられている。このバイパス蒸気噴出管２２の中心より反対方向に中心をもつ半径ｒ２ の円弧の形状になるように、バッフル板２４が設置され、その幅は噴出蒸気が衝突するのに十分な長さを有している。
【００７６】
次に、本実施例の作用について説明する。
【００７７】
バイパス蒸気噴出管２４にタービンバイパス蒸気が供給されると、噴出孔２３から噴出された蒸気の圧力は急減して膨脹しその速度が加速される。この加速された蒸気が、バッフル板２４に衝突しバッフル板２４と平行な方向に偏向されてそのエネルギーが損失され、バッフル板２４の外部に流出される。流出後は、前述したように、排気流と合流し冷却管１６との熱交換によって冷却され、復水となる。
【００７８】
復水器のサイズを変えずにバイパス蒸気噴出管から、タービン蒸気を１００％タービンバイパスさせて多量の蒸気を噴出させる場合、できる限り多くの噴出孔２３を蒸気噴出管に設けることは有効な方法である。しかし、バイパス蒸気噴出管２２の周方向にも噴出孔２３を多く設ける場合には、中心角が広い角度にわたって噴出孔２３を設ける必要が生じ、この時、バッフル板２４も噴出蒸気が衝突する範囲にわたり設けなければならない。
【００７９】
周方向の多くの範囲に噴出孔２３を設けると、バッフル板２４の開口部の幅ｈが長くとれなくなる。開口部の幅ｈが小さい場合は、それだけタービンバイパス蒸気がバッフル板２４の内部に溜まり易く、バッフル板２４の内部の圧力が復水器内圧力よりも高くなってくる。この場合は、バッフル板２４出口（開口部）のタービンバイパス蒸気の流速が速くなり、バッフル板２４開口部近傍に復水器内構成物をもってこないようにしなければならず、バイパス蒸気噴出管２２の配置に関する制約が多くなってくる。
【００８０】
本実施例では、バッフル板２４の形状をバイパス蒸気噴出管２２と非同心円で、噴出管２２の中心から反対側を中心とした円弧形状としたことで、バイパス蒸気噴出管の高さを低くし、また、バッフル開口部面積を多くとれるので、狭いスペースの中で有効に噴出蒸気を減速させることができる。
【００８１】
さらに、排気流と同じ方向に設置した場合には、開口部の広さｈを大きくとれるので、通常運転時の圧力損失に対しても少なくできるという効果もある。
【００８２】
図７は、本発明の第５実施例を示すもので、円形のバイパス蒸気噴出管２２の両側には、多数の噴出孔２３が設けられている。このバイパス蒸気噴出管２２の両側には、バイパス蒸気を減速させるための蒸気減速材としての管群３１が設置され、その幅は噴出蒸気が衝突するのに十分な長さを有している。管群３１は、バイパス蒸気が衝突するのに、十分な管ピッチと管列を有している。
【００８３】
図８はその斜視図であり、管群３１の長手方向の形状と支持機構を示している。管群３１は支持板２９によってバイパス蒸気噴出管２２と平行に間隔をおいて保持され、管群３１の長手方向の熱膨脹とたわみを許容できるよう、管群３１の一端を固定し、もう一方の端部は管孔等によりスライド可能に保持するように取り付けられている。
【００８４】
この蒸気減速材である管群３１を備えたバイパス蒸気噴出管２２は、図１のバッフル板２４ａのように排気流の向きに設置されたり、バッフル板２４ｂのように復水器の水平方向に間隔をおいて対向設置される。
【００８５】
次に本実施例の作用について説明する。
【００８６】
バイパス蒸気噴出管２２にタービンバイパス蒸気が供給されると、噴出孔２３から噴出され、その加速された蒸気が、管群３１に衝突し、流れが乱されることによりエネルギーが損失され、蒸気減速材付きのバイパス蒸気噴出管２２の外部に流出される。
【００８７】
バイパス蒸気噴出管２２から蒸気を噴出させて復水器内にバイパス蒸気を導入する場合、限られた復水器内のスペースの中で噴出蒸気を減速させることができるように、バイパス蒸気噴出管２２の周りにバッフル板を設置することが行われる。しかし、バッフル板を設置すると、通常運転時の排気流はバッフル板の垂直方向に流れ抜けることができず、流体抵抗になりにくい位置に設置したとしても、圧力損失源としては大きいものになる。
【００８８】
本実施例では、管群３１を蒸気減速材として用いることにより、バイパス蒸気の減速効果を有したまま、通常運転時の排気流に対しても流れることができ、通常運転時の圧力損失を減らすことができる。
【００８９】
図７では円弧状に配列した例を示したが、例えば、図４に示したバッフルの形状のように、通常運転時の排気流とバイパス蒸気の噴出状態を考慮した形状に管群を配置することもできる。
【００９０】
また、図８のように管群３１の蒸気減速材が、１枚の板と異なり、衝撃に対して柔かな構造となり、支持板２９に分散されて接続されるので、接続部の応力を低減できる構造を採りやすいという効果もある。
【００９１】
図９は、本発明の第６実施例を示すもので、以下これについて説明する。本実施例では、第１実施例と同様に、冷却管群１７と低圧給水加熱器９の間には、３つのバイパス蒸気噴出管２２と蒸気減速材となる管群３１とが水平に配設されている。バイパス蒸気噴出管２２は、管群３１の上方に配置され、その噴出孔２３は下方に設けられている。
【００９２】
次に、本実施例の作用について説明する。
【００９３】
バイパス蒸気噴出管２２にタービンバイパス蒸気が供給されると、バイパス蒸気は噴出孔から下方に噴出され、管群３１に対してほぼ垂直に衝突し、管群３１を出た時点で蒸気は減速され、冷却管１６との熱交換によって復水される。
【００９４】
一方、通常運転状態の場合には、流入蒸気はバイパス蒸気噴出管２２の近傍を通過して管群３１を通り冷却管群１７へと流下していき、冷却管１６との熱交換によって復水される。
【００９５】
本実施例は上述のように構成したので、他の実施例と同様に、通常運転時における大きな圧力損失源を設けずに、１００％のタービンバイパス蒸気を処理することができる。特に冷却管群１７の上部にほぼ均等に管群３１を設けているので、通常運転時、バイパス運転時とも蒸気は復水器全体に均等に分配できるので、効率よく冷却管群１７と熱交換することができる。
【００９６】
図１０は、本発明の第７実施例を示すもので、円形のバイパス蒸気噴出管２２の両側には多数の噴出孔２３が設けられている。このバイパス蒸気噴出管２２の両側には、円弧状の２枚の多孔板３２が所定の間隔をおいて設置され、その幅は噴出蒸気が衝突するのに十分な長さを有し、多孔板３２は、バイパス蒸気が確実に衝突して分散するように、２枚の多孔板の孔３３が重ならないように構成されている。
【００９７】
この蒸気減速材付きのバイパス蒸気噴出管２２は、第５実施例と同様に、復水器内に設置される。
【００９８】
次に、本実施例の作用について説明する。
【００９９】
バイパス蒸気噴出管２２にタービンバイパス蒸気が供給されると、噴出孔２３から噴出され、その加速された蒸気が多孔板３２に衝突する。多くのバイパス蒸気は多孔板３２に沿うように流れ、偏向されることによってエネルギーが損失され、蒸気減速材付きのバイパス蒸気噴出管２２の外部に流出される。
【０１００】
本実施例では、第５実施例と同様に、２枚の多孔板３２を蒸気減速材として用いることにより、バイパス蒸気の減速効果を有したまま、通常運転時のタービン排気流に対しても流れることができ、通常運転時の圧力損失が少ない状態で大容量のバイパス蒸気を処理できる。
【０１０１】
以上、多孔板の場合について説明したが、格子板を用いても同様な効果が得られる。
【０１０２】
図１１は、本発明の第８実施例を示すもので、バイパス蒸気噴出管２２の両側には多数の噴出孔２３が設けられている。このバイパス蒸気噴出管２２の両側に数枚の衝突板３４が設置され、噴出蒸気が確実に衝突できるように配置されている。衝突板３４はタービン排気流ｂの向きとほぼ平行な方向に設置されている。
【０１０３】
次に、本実施例の作用について説明する。
【０１０４】
バイパス蒸気噴出管２２にタービンバイパス蒸気が供給されると、噴出孔２３から噴出され、その加速された蒸気が、衝突板３４に衝突する。多くのバイパス蒸気は衝突板３４に沿うように流れ、偏向されることによってエネルギーが損失され、蒸気減速材付きバイパス蒸気噴出管の外部に流出される。
【０１０５】
通常運転時には、タービン排気流ｂが図１１の矢印の向きに流れてきて、衝突板３４同士の隙間や衝突板３４とバイパス蒸気噴出管２２との間の空間を通過していく。
【０１０６】
本実施例では、第５実施例と同様に、数枚の衝突板３４を蒸気減速材として用いることにより、バイパス蒸気の減速効果を有したまま、通常運転時の排気流に対しても流れることができ、通常運転時の圧力損失が少ない状態で大容量のバイパス蒸気を処理できる。
【０１０７】
図１２および図１３は、本発明に係る復水器の第９実施例を示すものである。
【０１０８】
本実施例では、図１２および図１３に示すように、バイパス蒸気噴出管２２が、低圧給水加熱器９と冷却管群１７の間から復水器内に水平に導入され、復水器内で水平方向に間隔をおいて鉛直方向に例えば３つに分岐されて、復水器本体胴２８を沿うように復水器の上部へと配設されている。噴出孔２３は、復水器の器内の所要方向を向くようにあけられ、主要な復水器内構成物である低圧給水加熱器９外面に直接噴出蒸気が衝突しないように、復水器の補強材３５を用いて設置された管群３１を鉛直方向に設置している。バイパス蒸気噴出管２２の上部には、復水器本体胴２８から滑らかな形状で形成されたカバー３６が設置されている。管群３１は図１４に示したように、２列配列され、バイパス蒸気噴出管２２から離れた位置では管群３１のピッチが疎になっている。
【０１０９】
次に、本実施例の作用について説明する。
【０１１０】
バイパス蒸気噴出管２２にタービンバイパス蒸気が供給されると、噴出孔２３から噴出され、蒸気の一部は管群３１に対してほぼ垂直に衝突し、蒸気は減速される。ほかの蒸気は、反対側から噴出された蒸気や流下する排気流と混合されて復水器内で次第に減速され、その後、流下して冷却管１６との熱交換によって復水される。
【０１１１】
タービン排気流ｂは復水器上部から入るが、復水器本体胴２８のうち、バイパス蒸気噴出管２２近傍に流れてくるものは、その管の上部に設けられたカバー３６の上面を流下していく。
【０１１２】
本実施例は上述のように、バイパス蒸気噴出管２２と管群３１がタービン排気流ｂに対して平行になるように鉛直方向に配置したので、タービン排気流ｂに対する抵抗を少なくできる。また、復水器本体胴２８の高さ方向に向かってほぼ全面にバイパス蒸気噴出管２２を設置したので、噴出孔２３を多く設けることができ、バイパス蒸気を多く処理できる。
【０１１３】
本実施例では冷却管群１７の長手方向と平行な復水器本体胴２８に沿うようにバイパス蒸気噴出管２２を設置した例を示したが、冷却管群１７に垂直な復水器本体胴２８や、バイパス蒸気噴出管２２が分岐する前の水平な部分にも噴出孔２３を設けることができる。また、復水器の上部で噴出されるので、冷却管群１７までの距離が多くとれ、冷却管群１７に対してよく分散される。
【０１１４】
また、管群３１を鉛直に配置することで、衝突後のバイパス蒸気もスムーズに下方の冷却管群１７へと流れていくことができる。バイパス蒸気噴出管上部のカバー３６は、タービン排気流ｂがスムーズに導入されるように設けたもので、通常運転時の圧力損失の低下やバイパス蒸気噴出管２２の上端の腐食を防止することができる。
【０１１５】
図１５および図１６は、本発明の第１０実施例を示すもので、以下これについて説明する。
【０１１６】
本実施例では、第９実施例と同様に、バイパス蒸気噴出管２２が、低圧給水加熱器９と冷却管群１７の間から復水器内に水平に導入され、水平方向を間隔をおいて鉛直方向に３つに分岐されて、復水器本体胴２８を沿うように復水器の上部へと配設されている。噴出孔２３は、復水器の器内の所要方向にあけられ、噴出孔２３が向けられた向きに図８に示したように管群３１が設置されている。バイパス蒸気噴出管２２の上部には、復水器胴２８から滑らかな形状で形成されたカバー３６が設置されている。
【０１１７】
次に、本実施例の作用について説明する。
【０１１８】
バイパス蒸気噴出管２２にタービンバイパス蒸気が供給されると、噴出孔２３から噴出され、管群３１に対してほぼ垂直に衝突し、蒸気は減速される。蒸気は、流下するタービン排気流ｂと混合され、復水器内を下方に流下し冷却管１６を備えた冷却管群１７との熱交換によって冷却され、復水となる。
【０１１９】
排気流は復水器上部から入るが、復水器本体胴２８のうち、バイパス蒸気噴出管２２近傍に流れてくるものは、その蒸気噴出管２２の上部に設けられたカバー３６の上面を流下していく。
【０１２０】
本実施例は上述のように、バイパス蒸気噴出管２２と管群３１がタービン排気流ｂに対して平行になるように鉛直方向に配置したので、タービン排気流ｂに対する抵抗を少なくできる。また、復水器本体胴２８の高さ方向に向かってほぼ全面にバイパス蒸気噴出管２２を設置したので、噴出孔２３を多く設けることができ、バイパス蒸気を多く処理できる。
【０１２１】
本実施例では冷却管群１７の長手方向と平行な復水器本体胴２８に沿うようにバイパス蒸気噴出管２２を設置した例を示したが、冷却管群１７に垂直な復水器本体胴２８や、バイパス蒸気噴出管２２が分岐する前の水平な部分にも噴出孔２３を設けることもできる。
【０１２２】
また、復水器の上部でバイパス蒸気は噴出されるので、冷却管群１７までの距離が多くとれ、冷却管群１７に対してもよく分散される。また、管群３１を鉛直に配置することで、衝突後のバイパス蒸気もスムーズに下方の冷却管群１７へと流れていくことができる。バイパス蒸気噴出管２２上端部のカバー３６は、タービン排気流ｂがスムーズに導入されるように設けたもので、通常運転時の圧力損失の低下やバイパス蒸気噴出管２２上端部の腐食を防止することができる。
【０１２３】
図１７は、１つの原子力発電プラントに３つの復水器を設置した本発明の第１１実施例を示すもので、本実施例では、第９実施例とほぼ同様な構成になっているので、同一部材にも同じ符号を付して説明を省略する。この復水器は復水器連絡胴２６に隣接されたバイパス蒸気噴出管２２に、復水器連絡胴２６内部に向かって噴出孔２３が設けられている点が基本的に異なる。
【０１２４】
次に、本実施例の作用について説明する。
【０１２５】
バイパス蒸気噴出管２２にタービンバイパス蒸気が供給されると、このバイパス蒸気は噴出孔２３から噴出され、その蒸気の一部は復水器連絡胴２６内にも噴出される。復水器連絡胴２６内のバイパス蒸気は、相対するバイパス蒸気噴出管２２から噴出された蒸気同士が衝突して復水器連絡胴２６の下部へと流れ、その後復水器内を流下する主タービン排気ｂと混合され冷却管１６の冷却管群１７との熱交換によって冷却され、復水となる。
【０１２６】
本実施例は上述のように、復水器連絡胴２６内のスペースを有効に利用でき、復水器のサイズを大きく増やさずに大容量のバイパス蒸気を処理することができる。
【０１２７】
図１８は、本発明の第１２実施例を示すもので、円形のバイパス蒸気噴出管２２の両側には、円弧状のバッフル板２４が設けられており、その一方の下流側端部には、突起３７とその上流側の孔３８とが設置され、また他方の下流側端部には、溝３９ａを介し溝部材３９が近接配置されている。
【０１２８】
この蒸気減速材付きのバイパス蒸気噴出管２２は、第５実施例と同様に図１のバッフル板２４ａのように排気流の向きに設置されたり、バッフル板２４ｂのように復水器の水平方向に設置されたりする。図１８では、図１のバッフル板２４ａの位置に設置した時の配置例を示している。
【０１２９】
次に、本実施例の作用について説明する。
【０１３０】
バイパス蒸気噴出管２２にタービンバイパス蒸気が供給されると、噴出孔２３から噴出され、その加速された蒸気が、バッフル板２４に衝突し、バッフル板２４に沿うように流れ、偏向されることによってエネルギーが損失され、蒸気減速材の外部に流出される。
【０１３１】
バイパス蒸気噴出管２２内部の蒸気は、圧力の高い過熱蒸気であるが、噴出孔２３を出ると復水器の圧力まで減圧され飽和蒸気となる。さらにその蒸気の一部はバッフル板２４に衝突することにより細かな液滴となりバッフル板２４上を流れていく。この液滴はバッフル板２４上の突起２７にぶつかり、ここでバッフル板２４端部に設けられた孔３８から放出される。大部分の蒸気は、その密度が液滴に比べて小さいので、突起３７を載り越えて蒸気減速材の外部に流出していく。また、液滴は溝部材３９の溝３９ａにも入り込み、液滴の飛散する方向が変わる。
【０１３２】
復水器内の蒸気は、飽和蒸気で、蒸気の中に液滴を含んでいる。この液滴が冷却管群１７に繰り返し速い速度で当たると、冷却管１６が損傷する。バイパス蒸気もバッフル板２４に衝突した後、液滴を含むようになり、バッフル板２４出口が冷却管群１７の方向を向いていると、その初速度が遅くても加速され冷却管群１７に損傷を与えることがある。
【０１３３】
本実施例では、バッフル板２４の蒸気流の下流側に液滴分離機能を設け、液滴が直接冷却管群１７の方に飛散しないようにすることにより、冷却管群１７の液滴による損傷を防ぐことができる。
【０１３４】
図１９は、本発明の第１３実施例を示すもので、円形のバイパス蒸気噴出管２２の両側には多数の噴出孔２３が設けられている。このバイパス蒸気噴出管２２の両側には、円弧状のバッフル板２４が設置され、その端部には、開口端が狭ばまった溝形のポケット４０が設置されている。
【０１３５】
この蒸気減速材付きのバイパス蒸気噴出管２２は、第５実施例と同様に図１のバッフル板２４ａのようにタービン排気流ｂの向きに設置されたり、バッフル板２４ｂのように復水器の水平方向に設置されたりするが、図１９では、図１のバッフル板２４ａの位置に設置した時の配置例を示している。
【０１３６】
次に、本実施例の作用について説明する。
【０１３７】
バイパス蒸気噴出管２２にタービンバイパス蒸気が供給されると、実施例１２と同様に、蒸気が噴出孔２３から噴出され、その加速された蒸気が、バッフル板２４に衝突し、バッフル板２４に沿うように流れ、偏向されることによってエネルギーが損失され、蒸気減速材の外部に流出される。
【０１３８】
蒸気の一部がバッフル板２４に衝突して発生する細かな液滴は、バッフル板２４に沿って流れ、バッフル板２４端部に設けられたポケット４０に入っていく。ポケット４０はバッフル板２４の長手方向に沿って形成されており、液滴はポケット４０内部を長手方向に向かって流れ所定の放出口から放出されて流下する。
【０１３９】
蒸気はその大部分が、その密度が液滴に比べて小さいので、ポケット４０には入れず、蒸気減速材の外部に流出していく。
【０１４０】
本実施例では、バッフル板２４の端部に液滴分離機能を設け、液滴をあらかじめ分離しておくことにより、冷却管群の液滴による損傷を防ぐことができる。
【０１４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、板材で構成される蒸気減速材の向きを、通常運転時のタービン蒸気流とほぼ平行になるようにしているので、通常運転中のタービン蒸気流を乱すことなく、狭い限られたスペースで効果的に蒸気を復水化でき、また通常運転中の圧力損失を抑えて良好な復水性能を得ることができる。
【０１４２】
また本発明は、蒸気減速材を構成する一対の板材の間隔を、通常運転時のタービン排気流の上流側よりも下流側の方が広くなるようにしているので、効率よくバイパス蒸気を冷却管群へ流出させることができる。
【０１４３】
また本発明は、バイパス蒸気噴出管を、通常運転時のタービン蒸気流の方向に長軸を有する楕円管で形成するようにしているので、通常運転時における圧力損失を増大させることなく、１００％のバイパス蒸気を処理することができる。
【０１４４】
また本発明は、蒸気減速材のタービン排気流下流側に、フローガイドを設けるようにしているので、圧力損失をそれほど生じさせることなく、バイパス蒸気を冷却管群全体に亘って均等に分散させ、蒸気の凝縮効率を向上させることができる。
【０１４５】
また本発明は、フローガイドを、ほぼ平行に配した複数の帯板で構成するようにしているので、簡単にフローガイドを製作することができる。
【０１４６】
また本発明は、蒸気減速材を構成する一対の円弧状の板材の円弧の中心を、バイパス蒸気噴出管の中心位置よりも対向する他方の板材側にずらせるようにしているので、一対の板材の開口部面積を多くとれ、狭いスペースの中で有効に噴出蒸気を減速させることができる。
【０１４７】
また本発明は、蒸気減速材に、バイパス蒸気を外径側に通過させる小開口を設けるようにしているので、バイパス蒸気の減速効果を有したまま、通常運転時のタービン排気流に対しても流れることができ、通常運転時の圧力損失を低減させることができる。
【０１４８】
また本発明は、蒸気減速材を管群で構成するようにしているので、１枚の板と異なり衝撃に対し柔かな構造をとることができる。
【０１４９】
また本発明は、蒸気減速材を、多孔板または格子板で構成するようにしているので、通常運転時の圧力損失を少なくした状態で、大容量のバイパス蒸気を処理することができる。
【０１５０】
また本発明は、蒸気減速材を、周方向および径方向に位置をずらせて配置した複数の衝突板で構成するようにしているので、通常運転時の圧力損失を少なくして大容量のバイパス蒸気を処理することができる。
【０１５１】
また本発明は、蒸気減速材を、冷却管群とバイパス蒸気噴出管との間に水平に配設した管群で構成するようにしているので、通常運転時およびバイパス運転時ともに、蒸気を復水器全体に均等に分配でき、効率よく熱交換することができる。
【０１５２】
また本発明は、バイパス蒸気噴出管を、上部本体胴の内面にそって鉛直方向に配設し、タービンバイパス蒸気を、復水器内部に向かって噴出させるようにしているので、噴出孔を多く設けることができる。
【０１５３】
また本発明は、バイパス蒸気噴出管に、復水器連絡胴内に向かって噴出孔を設けるようにしているので、復水器連絡胴内のスペースを有効に利用し、復水器のサイズを大きくせずに大容量のバイパス蒸気を処理することができる。
【０１５４】
また本発明は、蒸気減速材もしくはフローガイドに液滴分離機構を設けるようにしているので、蒸気中の液滴を冷却管群以外の方向に飛散させ、液滴による冷却管群の損傷を防止することができる。
【０１５５】
また本発明は、液滴分離機構を、蒸気減速材もしくはフローガイドに設けた突起と孔とで構成するようにしているので、簡単な構造で大きな効果が得られる。
【０１５６】
また本発明は、液滴分離機構を、蒸気減速材もしくはフローガイドに配した溝部材で構成するようにしているので、より確実に液滴を分離することができる。
【０１５７】
また本発明は、蒸気減速機もしくはフローガイドに、液滴除去機構を設けるようにしているので、冷却管群のみならず他の復水器構造物の液滴による損傷を防止することができる。
【０１５８】
さらに本発明は、液滴除去機構を、蒸気減速材もしくはフローガイドに設けたポケットで構成するようにしているので、簡単な構造で液滴のみを効率よく除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る復水器を示す断面正面図。
【図２】図１と同様の断面側面図。
【図３】図１のバイパス蒸気噴出管部分の拡大図。
【図４】本発明の第２実施例を示す図１相当図。
【図５】本発明の第３実施例を示す図１相当図。
【図６】本発明の第４実施例を示す図３相当図。
【図７】本発明の第５実施例を示す図３相当図。
【図８】図７の鳥瞰図。
【図９】本発明の第６実施例を示す図１相当図。
【図１０】本発明の第７実施例を示す図３相当図。
【図１１】本発明の第８実施例を示す図３相当図。
【図１２】本発明の第９実施例を示す図１相当図。
【図１３】図１２と同様の図２相当図。
【図１４】図１２の平面図。
【図１５】本発明の第１０実施例を示す図１相当図。
【図１６】図１５と同様の図２相当図。
【図１７】本発明の第１１実施例を示す図１相当図。
【図１８】本発明の第１２実施例を示す図３相当図。
【図１９】本発明の第１３実施例を示す図３相当図。
【図２０】蒸気タービンプラントを示す概略系統図。
【図２１】従来の復水器を示す断面正面図。
【図２２】図２２と同様の断面側面図。
【図２３】従来の復水器内部の流れを示す説明図。
【図２４】従来のバイパス蒸気噴出管部分の拡大図。
【図２５】図２４と同様の断面図。
【符号の説明】
６ 復水器
６ａ 上部本体胴
６ｂ 下部本体胴
６ｃ ホットウェル
９ 低圧給水加熱器
１７ 冷却管群
２２ バイパス蒸気噴出管
２３ 噴出孔
２４ バッフル板
２６ 復水器連絡胴
２８ 復水器本体胴
３０ フローガイド
３１ 管群
３２ 多孔板
３３，３８ 孔
３４ 衝突板
３７ 突起
３９ 溝部材
３９ａ 溝
４０ ポケット
Claims (17)
- 上部本体胴内に配設された複数の給水加熱器と、下部本体胴内に配設された冷却管群と、蒸気減速材を伴って前記給水加熱器と冷却管群との間に配設されタービンバイパス蒸気を導入するバイパス蒸気噴出管とを備えた表面接触式の復水器において、前記蒸気減速材を、バイパス蒸気噴出管を介しその両側に位置する一対の板材で構成し、これら一対の板材の間隔を、通常運転時のタービン排気流の上流側よりも下流側の方が広くなるように構成したことを特徴とする復水器。
- バイパス蒸気噴出管を、通常運転時のタービン排気流の方向に長軸を有する楕円管あるいは長円管で形成した請求項１に記載の復水器。
- 蒸気減速材のタービン排気流下流側に、バイパス蒸気を冷却管群全体に亘って均等に分散させるフローガイドを設けた請求項１または２に記載の復水器。
- フローガイドを、ほぼ平行に配した複数の帯板で構成したことを特徴とする請求項３記載の復水器。
- 上部本体胴内に配設された複数の給水加熱器と、下部本体胴内に配設された冷却管群と、蒸気減速材を伴って前記給水加熱器と冷却管群との間に配設されタービンバイパス蒸気を導入するバイパス蒸気噴出管とを備えた表面接触式の復水器において、前記蒸気減速材を、バイパス蒸気噴出管を介しその両側に位置する一対の円弧状の板材で構成するとともに、各板材の円弧の中心を、バイパス蒸気噴出管の中心位置よりも対向する他方の板材側にずらせたことを特徴とする復水器。
- 上部本体胴内に配設された複数の給水加熱器と、下部本体胴内に配設された冷却管群と、蒸気減速材を伴って前記給水加熱器と冷却管群との間に配設されタービンバイパス蒸気を導入するバイパス蒸気噴出管とを備えた表面接触式の復水器において、前記蒸気減速材を、バイパス蒸気噴出管の外周部に配設するとともに、蒸気減速材に、バイパス蒸気が外径側に通過する小開口を設けたことを特徴とする復水器。
- 蒸気減速材を、管群で構成し、隣接する管間の間隙を小開口とした請求項６記載の復水器。
- 蒸気減速材を、多孔板または格子板で構成した請求項６記載の復水器。
- 蒸気減速材を、周方向および径方向に位置をずらせて配置した複数の衝突板で構成し、各衝突板間の間隙を小開口とした請求項６記載の復水器。
- 上部本体胴内に配設された複数の給水加熱器と、下部本体胴内に配設された冷却管群と、蒸気減速材を伴って前記給水加熱器と冷却管群との間に配設されタービンバイパス蒸気を導入するバイパス蒸気噴出管とを備えた表面接触式の復水器において、前記蒸気減速材は、前記冷却管群とバイパス蒸気噴出管との間に水平に配設した管群で構成し、かつバイパス蒸気噴出管の下面側に噴出孔を設けたことを特徴とする復水器。
- 上部本体胴内に配設された複数の給水加熱器と、下部本体胴内に配設された冷却管群と、蒸気減速材を伴って前記給水加熱器と冷却管群との間に配設されタービンバイパス蒸気を導入するバイパス蒸気噴出管とを備えた表面接触式の復水器において、前記バイパス蒸気噴出管を、上部本体胴の内面に沿って鉛直方向に配設すると共に、復水器内部に向かって噴出孔を設け、前記蒸気減速材を、バイパス蒸気噴出管と給水加熱器との間に配設したことを特徴とする復水器。
- 隣接する復水器の上部本体胴間を、復水器連絡胴を介して連結するとともに、バイパス蒸気噴出管に、復水器連絡胴内に向かって噴出孔を設けた請求項１１記載の復水器。
- 上部本体胴内に配設された複数の給水加熱器と、下部本体胴内に配設された冷却管群と、蒸気減速材もしくはフローガイドを伴って前記冷却管群の上方に配設されタービンバイパス蒸気を導入するバイパス蒸気噴出管とを備えた表面接触式の復水器において、前記蒸気減速材もしくはフローガイドに、復水器内の蒸気中の液滴を冷却管群以外の方向に飛散させる液滴分離機構を設けたことを特徴とする復水器。
- 液滴分離機構を、蒸気減速材もしくはフローガイドのタービンバイパス蒸気流下流端に設けられた突起と、この突起のタービンバイパス蒸気流上流側に設けられた孔とで構成した請求項１３記載の復水器。
- 液滴分離機構を、蒸気減速材もしくはフローガイドのタービンバイパス蒸気流下流端に配した溝部材で構成した請求項１３記載の復水器。
- 上部本体胴内に配設された複数の給水加熱器と、下部本体胴内に配設された冷却管群と、蒸気減速材もしくはフローガイドを伴って前記冷却管群の上方に配設されタービンバイパス蒸気を導入するバイパス蒸気噴出管とを備えた表面接触式の復水器において、前記蒸気減速材もしくはフローガイドに、復水器内の蒸気中の液滴を捕集して放出口まで案内する液滴除去機構を設けたことを特徴とする復水器。
- 液滴除去機構を、蒸気減速材もしくはフローガイドの端部に設けられ開口部を狭めた溝形をなすポケットで構成した請求項１６記載の復水器。
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