[发明专利]水分分离加热器

说明书

技术领域

本发明涉及除去湿度高的蒸汽中的水分、再用加热蒸汽加热该蒸汽的水分分离加热器。

背景技术

一般来说，在核能发电厂中，在高压涡轮机中完成工作后的蒸汽中含有12％左右的水分。该水分以蒸汽中的水滴或附着在装置和管道壁上的水的状态存在。

当蒸汽中的水分变多时，存在该水分冲击涡轮机中设置的涡轮叶片等装置的壁面，产生冲蚀损伤设备的危险。并且，在低压涡轮机中，输送到该低压涡轮机中的蒸汽的温度越高，涡轮机的效率就越高。

因此，为了除去来自高压涡轮机的蒸汽中的水分并以高温蒸汽输送给低压涡轮机，在高压涡轮机与低压涡轮机之间设置有分离蒸汽中的水分并加热蒸汽的水分分离加热器。作为这种水分分离加热器，在例如日本特开平2-242001号公报及特开平9-329302号公报中公开了其结构。

下面参照图9和图10说明现有技术的水分分离加热器。图9为表示现有技术的水分分离加热器70的结构的横截面图，图10为从E-E方向看图9的水分分离加热器70的纵截面图。

如图9和图10所示，水分分离加热器70具有：横置的圆筒形状的主体容器51，内置于主体容器51内、除去被加热蒸汽85的水分的水分分离器58，设置在水分分离器58的上方、加热被加热蒸汽85的U形管52。

在这样的结构中，水分分离加热器70关于位于主体容器51的长度方向中心位置的假想中心面F-F对称地配置。

加热被加热蒸汽85的加热蒸汽86输送到该U形管52内。作为该加热蒸汽86可以考虑从核能发电厂的高压涡轮机中抽出的蒸汽或从核反应堆提供来的主蒸汽。

U形管52具有去路部分521、设置在去路部分521下方的回路部分522以及连接去路部分521和回路部分522的U字形部分523，各U形管52安装在配置于主体容器51的外部、进行加热蒸汽86的提供和排出的集管53上构成管束54。

并且，在主体容器51内的下方，沿长度方向配置有例如3台水分分离器58。

在主体容器51的下部，设置有使被加热蒸汽85进入该主体容器51中的被加热蒸汽入口56，并且，在主体容器51的上部，设置有使被加热蒸汽85从该主体容器51出来的被加热蒸汽出口57。

从高压涡轮机输送来的、通过被加热蒸汽入口56提供给主体容器51内的被加热蒸汽85经由水分分离器58，通过这样除去水分，与U形管52的去路部分521和回路部分522正交地在主体容器51内从下方流向上方。由此，被加热蒸汽85被在U形管52中流过的加热蒸汽86加热，经被加热蒸汽出口57从主体容器51排出。图10中被加热蒸汽85的点划线箭头表示该被加热蒸汽85在主体容器51内流动的方向。

但是，在现有技术的水分分离加热器70中，被加热蒸汽85沿从下方到上方的流动方向温度逐渐升高。因此，在U形管52的回路部分522与去路部分521之间产生温度差，U形管52内的加热蒸汽86在管内冷却引起的冷凝量产生大的差异。

即，在U形管52的回路部分522中，由于接触的被加热蒸汽85的温度低，因此该回路部分522内的加热蒸汽86被过度冷却，过度地进行了冷凝。另一方面，由于在U形管52的去路部分521中接触的被加热蒸汽85的温度比回路部分522中的高，因此去路部分521内的加热蒸汽86被冷却的程度小，残留未冷凝的蒸汽多。

在这种状态下，U形管52内加热蒸汽86的流量分配变得不稳定，引起U形管52周期性的温度变化有可能该U形管52受热疲劳引起的损伤。

为了防止上述问题，使用在U形管52的入口一侧连接有放出(排出)加热蒸汽86中非冷凝性蒸汽的放出管(图中没有表示)，使加热蒸汽86的送入放出管之前的总流量的约5％不冷凝、输送给放出管的方法。

但是，如果输送给放出管的加热蒸汽86的放出流量多的话，则输送给U形管52的加热蒸汽86的量就变少，水分分离加热器70的整体热效率降低，因此要求降低该放出流量。

发明内容

本发明就是考虑到这些问题，其目的是要通过采用抑制U形管内加热蒸汽的冷凝量的差异产生的热疲劳对U形管的损伤、即使降低了输送给放出管的加热蒸汽的放出流量U形管内加热蒸汽的流动也不会变得不稳定的结构，由此提供一种能够提高热效率的水分分离加热器。