[发明专利]气水分离器

说明书

技术领域

本发明涉及一种将气体和液体的二相流气液分离的气水分离器。

背景技术

例如，加压水型原子炉(PWR：Pressurized Water Reactor)以轻水作为原子炉冷却材料和中性粒子减速材料使用，在炉心整体上形成不沸腾的高温高压水，将该高温高压送给蒸气发生器而通过热交换产生蒸气，该蒸气向涡轮发电机输送而发电。并且，该加压水型原子炉经由蒸气发生器将高温高压的一次冷却水的热量传送给二次冷却水，由二次冷却水产生水蒸气。该蒸气发生器在大量的细的导热管的内侧流动一次冷却，向在外侧流动的二次冷却水输送热而生成水蒸气，通过该水蒸气而使涡轮机旋转而发电。

该蒸气发生器在构成真空密闭性状的胴部内与其内壁面隔着规定间隔而配置管组外筒，并且在该管组外筒内配置构成倒U字形状的多个导热管，将各导热管的端部支承在管板上，并且中间部由通过从管板延伸的支柱杆(ステ—ロッド)支承的多个管支承板支承而构成，在上部配置气水分离器和湿成分分离器。

因此，通过在胴部的下部形成的水室而向多个导热管供给一次冷却水，另一方面，从形成在胴部的上部的供水管向该胴部内供给二次冷却水，则在多个导热管内流动的一次冷却水(热水)和在胴部内循环的二次冷却水(冷水)之间进行热交换，从而二次冷却水吸收热，生成水蒸气，该水蒸气上升时，通过气水分离器和湿成分分离器分离水和蒸气，蒸气从胴部的上端部排出，而水向下方降落。

以往的气水分离器由水蒸气上升的多个升降器、设于该升降器的内部的涡流叶片、位于升降器的外侧而划分出下降空间的降水筒、与升降器及降水筒的上端隔开规定空间而相对配置并具有孔部和出口的盖板构成。

因此，由蒸气发生器产生的蒸气和水的二相流从各升降器的下端部导入而向上方移动，通过涡流叶片而旋转上升，水附着在升降器的内壁面，一边形成液膜流一边上升，蒸气在升降器的上方一边旋转一边上升。并且，该蒸气主要通过孔部和出口而向盖板的上方移送，另一方面，水从升降器的上端部和盖板的间隙而向该升降器的外方流动，流入降水筒而流下，仅蒸气向盖板的上方流出。

还有，作为这样的气水分离器，记载于下述专利文献1、2中。

另外，在这样的以往的气水分离器中，从升降器的上端部向降水筒流出的水的大部分在该降水筒内下降，但是一部分的水从降水筒的上部向其外侧流出，伴随在降水筒的外侧上升的蒸气，从出口向盖板之上流出，从而存在气水分离性能降低的问题。

因此，下述专利文献3所记载的气水分离器中，在升降器的内部设置使水和蒸气的混合体旋转上升的旋转叶片，并且在升降器的上部开口部的下侧且在旋转叶片的上侧设置缝隙，从而通过旋转叶片一边使混合体在升降器的内部旋转上升，一边分离成以水为主成分的第二混合体和以蒸气为主成分的第三混合体，使第二混合体旋转上升而到达缝隙高度的情况下，经由该缝隙向降水筒排出。

专利文献1：特开昭49—064972号公报

专利文献2：特开平05—346483号公报

专利文献3：特开2001—079323号公报

但是，上述的专利文献3中记载的气水分离器中，在升降器的上端部设置缝隙，以水为主成分的第二混合体通过缝隙向降水筒排出，从而水从降水筒的上部向其外侧流出的载送不足(キャリ—アンダ—)现象能够在某种程度上得以抑制，但难以可靠地被防止。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而研发的，其目的在于提供一种气水分离器，其能够合适地分离蒸气和水，将该分离的蒸气可靠地从孔部向上方排出，另一方面，使分离的水通过下降空间而可靠地下降，从而实现气水分离性能的提高。

为了实现上述目的，本发明第一方面的气水分离器具有：气水上升管，其在上端壁面部具有多个开口部，使水和蒸气的二相流上升；旋转叶片，其设于该气水上升管的内部；降水筒，其包围所述气水上升管而设置，从而划分出环状的下降空间；盖板，其与所述气水上升管和所述降水筒的上端隔开规定空间而相对配置，并且在所述气水上升管的上方具有孔部，所述气水分离器的特征在于，设于所述气水上升管上的所述多个开口部的开口率设定为30～70％。

在本发明第二方面的气水分离器中，其特征在于，设于所述气水上升管上的开口部是沿上下方向并列设置的多个水平缝隙，该缝隙的高度设定为所述气水上升管的厚度的0.5～2倍。

在本发明第三方面的气水分离器中，其特征在于，设于所述气水上升管上的所述开口部和所述旋转叶片的距离设定为该气水上升管的内径的1～2.5倍。