湿分分離エレメントおよび湿分分離器
【課題】湿分分離効率を向上すること。
【解決手段】複数のセパレータベーン４が上下のカバーの間に並べて配置され、セパレータベーン４の隙間４ａに通過される蒸気の湿分を分離する湿分分離エレメント１において、セパレータベーン４と上カバー２との間の空間５に、空間５での蒸気の流動を抑制する流動抑制部材（メッシュ部材）６を備える。この湿分分離エレメント１によれば、流動抑制部材（メッシュ部材）６により空間５での蒸気の流動を抑制することで湿分の分離を図るため、湿分分離効率を向上できる。
【解決手段】複数のセパレータベーン４が上下のカバーの間に並べて配置され、セパレータベーン４の隙間４ａに通過される蒸気の湿分を分離する湿分分離エレメント１において、セパレータベーン４と上カバー２との間の空間５に、空間５での蒸気の流動を抑制する流動抑制部材（メッシュ部材）６を備える。この湿分分離エレメント１によれば、流動抑制部材（メッシュ部材）６により空間５での蒸気の流動を抑制することで湿分の分離を図るため、湿分分離効率を向上できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気から湿分を分離する湿分分離エレメントおよび湿分分離器に関し、特に、原子力発電プラントなどに適用される。
【背景技術】
【０００２】
例えば、加圧水型原子力発電プラントでは、加圧水型原子炉にて、軽水を原子炉冷却材および中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する。加圧水型原子炉は、高温高圧の一次冷却水の熱を、蒸気発生器を介して二次冷却水に伝え、二次冷却水で水蒸気を発生させる。また、蒸気発生器は、多数の細い伝熱管の内側を一次冷却水が流れ、外側を流れる二次冷却水に熱を伝えて水蒸気を生成し、この水蒸気をタービン発電機に送給する。
【０００３】
タービン発電機は、高圧タービンおよび低圧タービンを有する蒸気タービンと、蒸気タービンの出力により発電する発電機とを有している。この場合、高圧タービンと低圧タービンとの間には、一般的に、湿分分離器が設けられている。湿分分離器は、高圧タービンから排出される低圧蒸気に含まれる湿分を分離すると共に、低圧蒸気を再加熱して過熱蒸気として低圧タービンに供給することで、この低圧タービンの出口湿り度を低減させてエロージョンを防止すると共に、タービンプラントの熱効率を向上させる。
【０００４】
この湿分分離器では、高圧タービンから導かれた低圧蒸気は、横置長手円筒状に形成された胴体の内部に導入されて左右二方向に分流され、胴体の長手方向に沿って胴体内の左右に配置された円筒状のマニホールドに導入される。マニホールドに導入された蒸気は、マニホールドの全長にわたって複数の開口部から吹き出され、胴体内の左右に配置された湿分分離エレメントを通過して湿分が分離されつつ胴体内の中央で合流される。合流された蒸気は、加熱管群にて加熱されて胴体の外部に排出され低圧タービンに供給される。このような、湿分分離器は、例えば、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１３０６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した湿分分離器の湿分分離エレメントは、胴体の長手方向に沿って配置された上カバーと下カバーとの間に、複数の波板状のセパレータベーンが、立てた形態で胴体の長手方向に複数並べて配置されている。すなわち、湿分分離エレメントは、複数のセパレータベーンの隙間に通過する蒸気が波状部分に衝突することで、湿分を分離する。
【０００７】
上記構成の湿分分離エレメントは、胴体を組み立てるときに上カバーおよび下カバーを胴体内に設置し、胴体を組み立てた後、胴体に形成されたマンホールから胴体内にセパレータベーンを作業者が持ち運んで上カバーと下カバーとの間に挿入している。このため、セパレータベーンを上カバーと下カバーとの間に容易に挿入できるように、セパレータベーンの上下寸法に対し、上カバーと下カバーとの間の寸法が大きく形成されている。
【０００８】
しかし、セパレータベーンの上下寸法に対し、上カバーと下カバーとの間の内寸法が大きく形成されていることにより、組立後の湿分分離エレメントでは、上カバーとセパレータベーンの上端との間に空間が形成される。このため、セパレータベーンの隙間に通過する蒸気が、セパレータベーンのない上記空間に至り、湿分が十分に分離されないまま湿分分離エレメントを通過することになる。この結果、湿分分離効率が低下してしまう。
【０００９】
本発明は上述した課題を解決するものであり、湿分分離効率を向上することのできる湿分分離エレメント、および湿分分離器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するために、本発明の湿分分離エレメントでは、複数のセパレータベーンが上下のカバーの間に並べて配置され、前記セパレータベーンの隙間に通過される蒸気の湿分を分離する湿分分離エレメントにおいて、前記セパレータベーンと前記カバーとの間の空間に、前記空間での蒸気の流動を抑制する流動抑制部材を備えたことを特徴とする。
【００１１】
この湿分分離エレメントによれば、流動抑制部材により空間での蒸気の流動を抑制して湿分の分離を図るため、湿分分離効率を向上できる。
【００１２】
また、本発明の湿分分離エレメントでは、前記流動抑制部材は、線条を編んだメッシュ部材からなり、前記メッシュ部材を前記空間に充填したことを特徴とする。
【００１３】
この湿分分離エレメントによれば、セパレータベーンの隙間に通過する蒸気が、セパレータベーンのない空間に至っても、メッシュ部材により湿分を分離できるため、湿分分離効率を向上できる。
【００１４】
また、本発明の湿分分離エレメントでは、前記流動抑制部材は、薄膜が積層された薄膜層からなり、前記薄膜層を前記空間に充填したことを特徴とする。
【００１５】
この湿分分離エレメントによれば、セパレータベーンの隙間に通過する蒸気が、セパレータベーンのない空間に至っても、薄膜層により湿分を分離できるため、湿分分離効率を向上できる。
【００１６】
また、本発明の湿分分離エレメントでは、前記流動抑制部材は、前記セパレータベーンの端縁を折り曲げた折曲片からなり、前記折曲片を前記セパレータベーン相互で重ねたことを特徴とする。
【００１７】
この湿分分離エレメントによれば、折曲片によりセパレータベーンのない空間への蒸気の流動を抑え、セパレータベーンの隙間にて蒸気に含まれる湿分を分離できるため、湿分分離効率を向上できる。
【００１８】
また、本発明の湿分分離エレメントでは、前記流動抑制部材は、前記空間にて各前記セパレータベーンの並設方向に渡って設けられた板材と、前記板材を前記セパレータベーンに当接させる支持部材とからなることを特徴とする。
【００１９】
この湿分分離エレメントによれば、板材によりセパレータベーンのない空間への蒸気の流動を抑え、セパレータベーンの隙間にて蒸気に含まれる湿分を分離できるため、湿分分離効率を向上できる。しかも、支持部材により、板材のセパレータベーンへの当接が支持されるので、空間と隙間との隔離が維持できる。
【００２０】
上述の目的を達成するために、本発明の湿分分離器では、湿分を含む蒸気を導入しつつ湿分を分離し、湿分が分離された蒸気を排出する湿分分離器において、湿分を分離する構成として、上記のいずれか一つに記載の湿分分離エレメントが適用されたことを特徴とする。
【００２１】
この湿分分離器によれば、湿分分離エレメントでの湿分の分離効率が向上されることで、湿分分離性能を向上でき、湿分が分離された利用性の高い蒸気を得ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、流動抑制部材により空間での蒸気の流動を抑制して湿分の分離を図るため、湿分分離効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る湿分分離器が適用される発電プラントの概略構成図である。
【図２】図２は、実施の形態１の湿分分離器の概略図である。
【図３】図３は、実施の形態１の湿分分離器の縦断面図である。
【図４】図４は、実施の形態１の湿分分離器の内部構造をあらわす切欠斜視図である。
【図５】図５は、実施の形態１の湿分分離エレメントの部分斜視図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２に係る湿分分離エレメントの部分斜視図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態３に係る湿分分離エレメントの部分側断面図である。
【図８】図８は、実施の形態３に係る湿分分離エレメントの他の形態の部分側断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態４に係る湿分分離エレメントの部分側断面図である。
【図１０】図１０は、図９におけるＡ−Ａ断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態４に係る湿分分離エレメントの他の形態の部分側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００２５】
［実施の形態１］
本実施の形態の湿分分離器は、発電プラントに適用される。この発電プラントは、例えば、軽水を原子炉冷却材および中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）や、これを改良した改良型加圧水型原子炉（ＡＰＷＲ：Advanced Pressurized Water Reactor）に適用することができ、その他の発電プラントにも適用可能である。
【００２６】
本実施の形態の発電プラントにおいては、図１に示すように、蒸気発生器１１が、蒸気タービン１２に冷却水配管１３を介して連結されている。蒸気タービン１２は、高圧タービン１４および低圧タービン１５を有すると共に、発電機１６が接続されている。高圧タービン１４と低圧タービン１５との間には、湿分分離器１７が設けられている。高圧タービン１４と湿分分離器１７とは低温再熱管１８により連結され、湿分分離器１７と低圧タービン１５とは高温再熱管１９により連結されている。また、蒸気タービン１２は、復水器２０を有している。復水器２０は、冷却水配管２１を介して蒸気発生器１１に連結されている。この冷却水配管２１には、復水ポンプ２２が設けられている。
【００２７】
この発電プラントでは、蒸気発生器１１にて、高圧高温の軽水と熱交換を行って生成された蒸気は、冷却水配管１３を通して蒸気タービン１２（高圧タービン１４から低圧タービン１５）に送られ、この蒸気により蒸気タービン１２を駆動して発電機１６により発電を行う。この場合、蒸気発生器１１からの蒸気は、高圧タービン１４を駆動した後、湿分分離器１７で蒸気に含まれる湿分が除去されると共に加熱されてから低圧タービン１５を駆動する。そして、蒸気タービン１２を駆動した蒸気は、復水器２０で冷却された後、冷却水配管２１を通して蒸気発生器１１に戻される。
【００２８】
上述した湿分分離器１７は、図２〜図４に示すように、横置き長手形状の中空円筒をなす胴体４０を有している。胴体４０は、長手方向の一端部が閉塞され、他端部に、湿分を含む蒸気（低温再熱蒸気）を導入する蒸気入口４１が形成されている。さらに、胴体４０は、上部に、湿分が分離されて加熱された蒸気（高温再熱蒸気）を排出する蒸気出口４２が形成され、下部に、蒸気から分離された湿分（ドレン）を排出するドレン出口４３が形成されている。そして、図１に示すように、蒸気入口４１は、低温再熱管１８を介して高圧タービン１４に連結され、蒸気出口４２は、高温再熱管１９を介して低圧タービン１５に連結され、ドレン出口４３は、図示しないドレン配管を介してドレンタンクに連結されている。
【００２９】
図２〜図４に戻り、胴体４０は、その長手方向に沿って加熱管群４４が設けられている。加熱管群４４は、胴体４０の長手方向の一端部側の外部に位置する蒸気室４５と、蒸気室４５から胴体４０内に挿通されたＵ字形状をなす複数の加熱管４６とから構成されている。複数の加熱管４６は、胴体４０の内部に固定された一対の隔壁４７、および隔壁４７の間に固定された複数の支持壁４８により支持されている。蒸気室４５は、内部が上下に分割され、複数の加熱管４６のＵ字形状の一端が連結される上側の入口管台４５ａに、蒸気発生器１１の冷却水配管１３から分岐された配管が連結されている。一方、複数の加熱管４６のＵ字形状の他端が連結される下側の出口管台４５ｂには、ドレンタンクに延出されるドレン配管が連結されている。
【００３０】
また、胴体４０は、その長手方向に沿って、加熱管群４４の下方の両側に左右一対のマニホールド４９が設けられている。マニホールド４９は、複数の支持壁４８を貫通し、先端部が、胴体４０の長手方向の一端部側の隔壁４７に固定されて閉塞している。また、マニホールド４９は、基端部が、胴体４０の長手方向の一端部側の隔壁４７に貫通して固定されると共に、蒸気入口４１に連通している。さらに、マニホールド４９は、胴体４０内へ蒸気を吹き出す複数の吹出口５０が、胴体４０の長手方向にわたって形成されている。
【００３１】
胴体４０内の下部には、水平に配置された第一支持板５１が固定されている。第一支持板５１の両側には、左右一対の湿分分離エレメント１が各マニホールド４９に対応して設けられている。湿分分離エレメント１は、各マニホールド４９の吹出口５０に対向して配置され、蒸気が通過することで湿分を分離するものである。湿分分離エレメント１の底側であって、第一支持板５１の下方には、ドレン通路５２が区画されている。このドレン通路５２の下方に上述したドレン出口４３が設けられている。各湿分分離エレメント１の上部には、左右一対の第二支持板５３が立設されている。第二支持板５３は、加熱管群４４の両側に沿って湾曲するように上方に延出され、上端が胴体４０に固定される一方、下端が湿分分離エレメント１に連結されている。
【００３２】
すなわち、胴体４０の内部空間は、主に第一支持板５１により、各マニホールド４９の吹出口５０から吹出された蒸気が湿分分離エレメント１を通過して蒸気出口４２に流動する蒸気流動空間Ｓと、湿分分離エレメント１により分離された湿分をドレン出口４３に導くドレン通路５２とに区画されている。また、蒸気流動空間Ｓは、湿分分離エレメント１を境とし、第二支持板５３により、吹出口５０から吹出された蒸気が湿分分離エレメント１に流動するまで蒸気供給空間Ｓ１と、湿分分離エレメント１により湿分が分離された蒸気を蒸気出口４２に流動する蒸気排出空間Ｓ２とに区画されている。
【００３３】
湿分分離エレメント１は、図２および図４に示すように、一対の隔壁４７の間で胴体４０の長手方向に沿って長手状に形成されている。また、湿分分離エレメント１は、各隔壁４７に渡って固定された、図５に示す上下のカバー２，３の間に、波板状の複数のセパレータベーン４が長手方向に所定の隙間４ａを空けて並設されている。なお、図において、セパレータベーン４は、便宜上、波板ではなく平板として示してある。
【００３４】
上カバー２は、下方に向けて開放する断面コ字形に形成されている。この上カバー２は、第二支持板５３が連結されている。下カバー３は、上方に向けて開放する断面コ字形に形成されている。この下カバー３は、第一支持板５１が連結されている。また、下カバー３には、ドレン通路５２に連通するドレン開口３ａが形成されている。
【００３５】
セパレータベーン４は、上下カバー２，３における断面コ字形の開放側の間に、立てた形態で上下カバー２，３の長手方向に挿入されることで、上下カバー２，３の間に配置される。そこで、セパレータベーン４の挿入を容易に行えるように、セパレータベーン４の上下寸法Ｈ１よりも、上下カバー２，３がなす内寸法Ｈ２が大きく形成されている。このため、上下カバー２，３にセパレータベーン４が挿入された湿分分離エレメント１では、上カバー２とセパレータベーン４の上端との間に空間５が形成される。
【００３６】
この空間５には、流動抑制部材６が配置されている。実施の形態１の流動抑制部材６は、線条を編んだメッシュ部材からなる。そして、このメッシュ部材が空間５に充填されている。メッシュとなる線条は、耐熱性を有するワイヤが好ましく、その耐熱温度は２３０℃以上であることが好ましい。
【００３７】
ここで、実施の形態１の湿分分離器１７による湿分分離の作用を説明する。図１に示すように、蒸気発生器１１で生成された加熱蒸気は、冷却水配管１３を通して蒸気タービン１２を構成する高圧タービン１４に送られる一方、湿分分離器１７に送られる。
【００３８】
高圧タービン１４に送られ、高圧タービン１４を駆動した低温再熱蒸気は、低温再熱管１８を通して湿分分離器１７に送られる。湿分分離器１７に送られた低温再熱蒸気は、蒸気入口４１から胴体４０内に導入されると共に、各マニホールド４９内に供給され、吹出口５０から胴体４０の蒸気供給空間Ｓ１へ吹出される。蒸気供給空間Ｓ１内に吹出された蒸気は、胴体４０の内壁面に沿いつつ各湿分分離エレメント１に案内される。すると、湿分分離エレメント１にて、蒸気が波板をなす複数のセパレータベーン４の隙間４ａを通過しつつセパレータベーン４に衝突することで、蒸気に含まれる湿分がドレンとなってドレン開口３ａからドレン通路５２に至り一時的に貯留される。ドレン通路５２のドレンは、ドレン出口４３から胴体４０の外部に排出される。
【００３９】
一方、蒸気発生器１１で生成された加熱蒸気は、蒸気室４５の入口管台４５ａから加熱管群４４に供給され、胴体４０内に配設された複数の加熱管４６を通って蒸気室４５に戻され、出口管台４５ｂからドレンとして排出される。他方、湿分分離エレメント１にて、セパレータベーン４の隙間４ａを通過しつつ湿分が分離された蒸気は、蒸気排出空間Ｓ２を通って上昇し、複数の加熱管４６の間を通過する際、各加熱管４６内を通る加熱蒸気により加熱され、高温再熱蒸気となって蒸気出口４２から排出される。
【００４０】
上記湿分分離器１７の湿分分離の作用において、湿分分離エレメント１を通過する蒸気は、セパレータベーン４の隙間４ａを通過して蒸気排出空間Ｓ２に至るが、その一部は、セパレータベーン４の隙間４ａを通過する過程で、上カバー２とセパレータベーン４の上端との間の空間５を経てから蒸気排出空間Ｓ２に至る。本実施の形態１では、空間５に流動抑制部材６としてのメッシュ部材が配置されている。このため、空間５を経た蒸気がメッシュ部材のメッシュに衝突することで流動が抑制され、蒸気に含まれる湿分が分離される。
【００４１】
このように、実施の形態１の湿分分離エレメント１では、セパレータベーン４と上カバー２との間の空間５に、空間５での蒸気の流動を抑制する流動抑制部材（メッシュ部材）６を備えている。
【００４２】
この湿分分離エレメント１によれば、流動抑制部材（メッシュ部材）６により空間５での蒸気の流動を抑制することで湿分の分離を図るため、湿分分離効率を向上することが可能になる。特に、この湿分分離エレメント１によれば、セパレータベーン４の隙間４ａに通過する蒸気が、セパレータベーン４のない空間５に至っても、流動抑制部材（メッシュ部材）６により湿分を分離できるため、湿分分離効率を向上することが可能になる。
【００４３】
また、実施の形態１の湿分分離器１７では、上記流動抑制部材（メッシュ部材）６を有した湿分分離エレメント１が適用されている。
【００４４】
この湿分分離器１７によれば、湿分分離エレメント１での湿分の分離効率が向上されることで、湿分分離性能を向上することが可能になる。そして、この湿分分離器１７によれば、例えば、発電プラントにおける低圧タービン１５にて、湿分が分離された利用性の高い蒸気を得ることが可能になる。
【００４５】
［実施の形態２］
実施の形態２の湿分分離エレメントおよび湿分分離器は、上述した実施の形態１の湿分分離エレメントに対し、流動抑制部材の構成が異なり、その他は同じ構成である。従って、以下に説明する実施の形態２では、流動抑制部材のみ説明し、実施の形態１と同一構成には同一符号を付してその説明を省略する。
【００４６】
図６に示すように、上下カバー２，３にセパレータベーン４が挿入された湿分分離エレメント１において、上カバー２とセパレータベーン４の上端との間に形成された空間５には、流動抑制部材７が配置されている。実施の形態２の流動抑制部材７は、薄膜が積層された薄膜層からなる。そして、この薄膜層が空間５に充填されている。薄膜層をなす薄膜は、耐熱性を有するステンレス箔などが好ましく、その耐熱温度は２３０℃以上であることが好ましい。
【００４７】
この湿分分離エレメント１を通過する蒸気は、セパレータベーン４の隙間４ａを通過して蒸気排出空間Ｓ２に至るが、その一部は、セパレータベーン４の隙間４ａを通過する過程で、上カバー２とセパレータベーン４の上端との間の空間５を経てから蒸気排出空間Ｓ２に至る。本実施の形態２では、空間５に流動抑制部材７としての薄膜層が配置されている。このため、空間５を経た蒸気が薄膜層に衝突することで流動が抑制され、蒸気に含まれる湿分が分離される。
【００４８】
このように、実施の形態２の湿分分離エレメント１では、セパレータベーン４と上カバー２との間の空間５に、空間５での蒸気の流動を抑制する流動抑制部材（薄膜層）７を備えている。
【００４９】
この湿分分離エレメント１によれば、流動抑制部材（薄膜層）７により空間５での蒸気の流動を抑制することで湿分の分離を図るため、湿分分離効率を向上することが可能になる。特に、この湿分分離エレメント１によれば、セパレータベーン４の隙間４ａに通過する蒸気が、セパレータベーン４のない空間５に至っても、流動抑制部材（薄膜層）７により湿分を分離できるため、湿分分離効率を向上することが可能になる。
【００５０】
また、実施の形態２の湿分分離器１７では、上記流動抑制部材（薄膜層）７を有した湿分分離エレメント１が適用されている。
【００５１】
この湿分分離器１７によれば、湿分分離エレメント１での湿分の分離効率が向上されることで、湿分分離性能を向上することが可能になる。そして、この湿分分離器１７によれば、例えば、発電プラントにおける低圧タービン１５にて、湿分が分離された利用性の高い蒸気を得ることが可能になる。
【００５２】
［実施の形態３］
実施の形態３の湿分分離エレメントおよび湿分分離器は、上述した実施の形態１の湿分分離エレメントに対し、流動抑制部材の構成が異なり、その他は同じ構成である。従って、以下に説明する実施の形態３では、流動抑制部材のみ説明し、実施の形態１と同一構成には同一符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
図７に示すように、上下カバー２，３にセパレータベーン４が挿入された湿分分離エレメント１において、上カバー２とセパレータベーン４の上端との間に形成された空間５には、流動抑制部材８が配置されている。実施の形態３の流動抑制部材８は、セパレータベーン４の上端縁を折り曲げた折曲片からなる。そして、この折曲片がセパレータベーン４の相互で重ねられることで、上カバー２のコ字形状の開放が閉塞されて、空間５と隙間４ａとが隔離される。この流動抑制部材８としての折曲片は、相互に重ねたとき、セパレータベーン４が持ち上がってセパレータベーン４の下端と上カバー２との間に空間が生じないように構成されている。実施の形態３での折曲片は、斜め上方に傾けてあることで、セパレータベーン４の下端と上カバー２との間での空間の発生を防止している。このため、折曲片を有する各セパレータベーン４を同一形状で構成することが可能である。その他、図には明示しないが、折曲片をクランク形状（ほぼＺ字形状）に折り曲げることで、セパレータベーン４の下端と上カバー２との間での空間の発生を防止してもよく、折曲片を有する各セパレータベーン４を同一形状で構成できる。なお、折曲片の先端の向きは、各セパレータベーン４で同じくすれば、セパレータベーン４の上下カバー２，３への挿入方向に向いていても、挿入方向の反対方向に向いていてもよい。
【００５４】
この湿分分離エレメント１を通過する蒸気は、セパレータベーン４の隙間４ａを通過する過程で、空間５と隙間４ａとを隔離する流動抑制部材８としての折曲片に衝突することで、空間５への流動が抑制されるため、セパレータベーン４の隙間４ａから逸脱することなく蒸気に含まれる湿分が分離される。
【００５５】
このように、実施の形態３の湿分分離エレメント１では、セパレータベーン４と上カバー２との間の空間５に、空間５での蒸気の流動を抑制する流動抑制部材（折曲片）８を備えている。
【００５６】
この湿分分離エレメント１によれば、流動抑制部材（折曲片）８により空間５での蒸気の流動を抑制することで湿分の分離を図るため、湿分分離効率を向上することが可能になる。特に、この湿分分離エレメント１によれば、流動抑制部材（折曲片）８によりセパレータベーン４のない空間５への蒸気の流動を抑え、セパレータベーン４の隙間４ａにて蒸気に含まれる湿分を分離できるため、湿分分離効率を向上することが可能になる。
【００５７】
また、実施の形態３の湿分分離器１７では、上記流動抑制部材（折曲片）８を有した湿分分離エレメント１が適用されている。
【００５８】
この湿分分離器１７によれば、湿分分離エレメント１での湿分の分離効率が向上されることで、湿分分離性能を向上することが可能になる。そして、この湿分分離器１７によれば、例えば、発電プラントにおける低圧タービン１５にて、湿分が分離された利用性の高い蒸気を得ることが可能になる。
【００５９】
なお、図８に示すように、流動抑制部材（折曲片）８を有した湿分分離エレメント１において、セパレータベーン４と上カバー２との間の空間５に、上述した実施の形態１の流動抑制部材（メッシュ部材）６や、上述した実施の形態２の流動抑制部材（薄膜層）７を備えてもよい。かかる構成によれば、セパレータベーン４の隙間４ａに通過する蒸気が、セパレータベーン４のない空間５に至った場合、流動抑制部材（メッシュ部材）６や流動抑制部材（薄膜層）７により湿分を分離できるため、湿分分離効率を向上することが可能になる。
【００６０】
［実施の形態４］
実施の形態４の湿分分離エレメントおよび湿分分離器は、上述した実施の形態１の湿分分離エレメントに対し、流動抑制部材の構成が異なり、その他は同じ構成である。従って、以下に説明する実施の形態４では、流動抑制部材のみ説明し、実施の形態１と同一構成には同一符号を付してその説明を省略する。
【００６１】
図９および図１０に示すように、上下カバー２，３にセパレータベーン４が挿入された湿分分離エレメント１において、上カバー２とセパレータベーン４の上端との間に形成された空間５には、流動抑制部材９が配置されている。実施の形態４の流動抑制部材９は、空間５にて各セパレータベーン４の並設方向に渡って設けられた板材９ａと、板材９ａをセパレータベーン４に当接させる支持部材９ｂとからなる。板材９ａは、上カバー２のコ字形状の開放を閉塞し、空間５と隙間４ａとを隔離するものである。支持部材９ｂは、板材９ａの両側端縁（または一方の側端縁）がセパレータベーン４から離隔するように折り曲げて形成されたもので、板材９ａがセパレータベーン４から離れようとする外力が付与された場合に、上カバー２に当接することで、板材９ａのセパレータベーン４への当接を支持するものである。流動抑制部材９は、耐熱性を有するステンレスなどで形成されていることが好ましく、その耐熱温度は２３０℃以上であることが好ましい。
【００６２】
この湿分分離エレメント１を通過する蒸気は、セパレータベーン４の隙間４ａを通過する過程で、空間５と隙間４ａとを隔離する流動抑制部材９の板材９ａに衝突することで、空間５への流動が抑制されるため、セパレータベーン４の隙間４ａから逸脱することなく蒸気に含まれる湿分が分離される。また、セパレータベーン４の隙間４ａでの蒸気の流動により、板材９ａがセパレータベーン４から離れようとする外力が付与されても、支持部材９ｂで板材９ａのセパレータベーン４への当接が支持されるので、空間５と隙間４ａとの隔離が維持される。
【００６３】
このように、実施の形態４の湿分分離エレメント１では、セパレータベーン４と上カバー２との間の空間５に、空間５での蒸気の流動を抑制する流動抑制部材９（板材９ａおよび支持部材９ｂ）を備えている。
【００６４】
この湿分分離エレメント１によれば、流動抑制部材９（板材９ａおよび支持部材９ｂ）により空間５での蒸気の流動を抑制することで湿分の分離を図るため、湿分分離効率を向上することが可能になる。特に、この湿分分離エレメント１によれば、流動抑制部材９の板材９ａによりセパレータベーン４のない空間５への蒸気の流動を抑え、セパレータベーン４の隙間４ａにて蒸気に含まれる湿分を分離できるため、湿分分離効率を向上することが可能になる。しかも、支持部材９ｂにより、板材９ａのセパレータベーン４への当接が支持されるので、空間５と隙間４ａとの隔離が維持することが可能になる。
【００６５】
また、実施の形態４の湿分分離器１７では、上記流動抑制部材９を有した湿分分離エレメント１が適用されている。
【００６６】
この湿分分離器１７によれば、湿分分離エレメント１での湿分の分離効率が向上されることで、湿分分離性能を向上することが可能になる。そして、この湿分分離器１７によれば、例えば、発電プラントにおける低圧タービン１５にて、湿分が分離された利用性の高い蒸気を得ることが可能になる。
【００６７】
なお、図１１に示すように、流動抑制部材９は、支持部材９ｂとして、板材９ａと上カバー２との間の空間５に、上述した実施の形態１の流動抑制部材（メッシュ部材）６や、上述した実施の形態２の流動抑制部材（薄膜層）７を備えてもよい。かかる構成によれば、セパレータベーン４の隙間４ａでの蒸気の流動により、板材９ａがセパレータベーン４から離れようとする外力が付与されても、支持部材９ｂで板材９ａのセパレータベーン４への当接が支持されるので、空間５と隙間４ａとの隔離が維持される。しかも、セパレータベーン４の隙間４ａに通過する蒸気が、セパレータベーン４のない空間５に至った場合、流動抑制部材（メッシュ部材）６や流動抑制部材（薄膜層）７により湿分を分離できるため、湿分分離効率を向上することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上のように、本発明に係る湿分分離エレメントおよび湿分分離器は、湿分分離効率を向上することに適している。
【符号の説明】
【００６９】
１ 湿分分離エレメント
２ 上カバー
３ 下カバー
３ａ ドレン開口
４ セパレータベーン
４ａ 隙間
５ 空間
６ 流動抑制部材（メッシュ部材）
７ 流動抑制部材（薄膜層）
８ 流動抑制部材（折曲片）
９ 流動抑制部材
９ａ 板材
９ｂ 支持部材
４０ 胴体
４１ 蒸気入口
４２ 蒸気出口
４３ ドレン出口
４４ 加熱管群
４５ 蒸気室
４５ａ 入口管台
４５ｂ 出口管台
４６ 加熱管
４７ 隔壁
４８ 支持壁
４９ マニホールド
５０ 吹出口
５１ 第一支持板
５２ ドレン通路
５３ 第二支持板
Ｓ 蒸気流動空間
Ｓ１ 蒸気供給空間
Ｓ２ 蒸気排出空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気から湿分を分離する湿分分離エレメントおよび湿分分離器に関し、特に、原子力発電プラントなどに適用される。
【背景技術】
【０００２】
例えば、加圧水型原子力発電プラントでは、加圧水型原子炉にて、軽水を原子炉冷却材および中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する。加圧水型原子炉は、高温高圧の一次冷却水の熱を、蒸気発生器を介して二次冷却水に伝え、二次冷却水で水蒸気を発生させる。また、蒸気発生器は、多数の細い伝熱管の内側を一次冷却水が流れ、外側を流れる二次冷却水に熱を伝えて水蒸気を生成し、この水蒸気をタービン発電機に送給する。
【０００３】
タービン発電機は、高圧タービンおよび低圧タービンを有する蒸気タービンと、蒸気タービンの出力により発電する発電機とを有している。この場合、高圧タービンと低圧タービンとの間には、一般的に、湿分分離器が設けられている。湿分分離器は、高圧タービンから排出される低圧蒸気に含まれる湿分を分離すると共に、低圧蒸気を再加熱して過熱蒸気として低圧タービンに供給することで、この低圧タービンの出口湿り度を低減させてエロージョンを防止すると共に、タービンプラントの熱効率を向上させる。
【０００４】
この湿分分離器では、高圧タービンから導かれた低圧蒸気は、横置長手円筒状に形成された胴体の内部に導入されて左右二方向に分流され、胴体の長手方向に沿って胴体内の左右に配置された円筒状のマニホールドに導入される。マニホールドに導入された蒸気は、マニホールドの全長にわたって複数の開口部から吹き出され、胴体内の左右に配置された湿分分離エレメントを通過して湿分が分離されつつ胴体内の中央で合流される。合流された蒸気は、加熱管群にて加熱されて胴体の外部に排出され低圧タービンに供給される。このような、湿分分離器は、例えば、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１３０６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した湿分分離器の湿分分離エレメントは、胴体の長手方向に沿って配置された上カバーと下カバーとの間に、複数の波板状のセパレータベーンが、立てた形態で胴体の長手方向に複数並べて配置されている。すなわち、湿分分離エレメントは、複数のセパレータベーンの隙間に通過する蒸気が波状部分に衝突することで、湿分を分離する。
【０００７】
上記構成の湿分分離エレメントは、胴体を組み立てるときに上カバーおよび下カバーを胴体内に設置し、胴体を組み立てた後、胴体に形成されたマンホールから胴体内にセパレータベーンを作業者が持ち運んで上カバーと下カバーとの間に挿入している。このため、セパレータベーンを上カバーと下カバーとの間に容易に挿入できるように、セパレータベーンの上下寸法に対し、上カバーと下カバーとの間の寸法が大きく形成されている。
【０００８】
しかし、セパレータベーンの上下寸法に対し、上カバーと下カバーとの間の内寸法が大きく形成されていることにより、組立後の湿分分離エレメントでは、上カバーとセパレータベーンの上端との間に空間が形成される。このため、セパレータベーンの隙間に通過する蒸気が、セパレータベーンのない上記空間に至り、湿分が十分に分離されないまま湿分分離エレメントを通過することになる。この結果、湿分分離効率が低下してしまう。
【０００９】
本発明は上述した課題を解決するものであり、湿分分離効率を向上することのできる湿分分離エレメント、および湿分分離器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するために、本発明の湿分分離エレメントでは、複数のセパレータベーンが上下のカバーの間に並べて配置され、前記セパレータベーンの隙間に通過される蒸気の湿分を分離する湿分分離エレメントにおいて、前記セパレータベーンと前記カバーとの間の空間に、前記空間での蒸気の流動を抑制する流動抑制部材を備えたことを特徴とする。
【００１１】
この湿分分離エレメントによれば、流動抑制部材により空間での蒸気の流動を抑制して湿分の分離を図るため、湿分分離効率を向上できる。
【００１２】
また、本発明の湿分分離エレメントでは、前記流動抑制部材は、線条を編んだメッシュ部材からなり、前記メッシュ部材を前記空間に充填したことを特徴とする。
【００１３】
この湿分分離エレメントによれば、セパレータベーンの隙間に通過する蒸気が、セパレータベーンのない空間に至っても、メッシュ部材により湿分を分離できるため、湿分分離効率を向上できる。
【００１４】
また、本発明の湿分分離エレメントでは、前記流動抑制部材は、薄膜が積層された薄膜層からなり、前記薄膜層を前記空間に充填したことを特徴とする。
【００１５】
この湿分分離エレメントによれば、セパレータベーンの隙間に通過する蒸気が、セパレータベーンのない空間に至っても、薄膜層により湿分を分離できるため、湿分分離効率を向上できる。
【００１６】
また、本発明の湿分分離エレメントでは、前記流動抑制部材は、前記セパレータベーンの端縁を折り曲げた折曲片からなり、前記折曲片を前記セパレータベーン相互で重ねたことを特徴とする。
【００１７】
この湿分分離エレメントによれば、折曲片によりセパレータベーンのない空間への蒸気の流動を抑え、セパレータベーンの隙間にて蒸気に含まれる湿分を分離できるため、湿分分離効率を向上できる。
【００１８】
また、本発明の湿分分離エレメントでは、前記流動抑制部材は、前記空間にて各前記セパレータベーンの並設方向に渡って設けられた板材と、前記板材を前記セパレータベーンに当接させる支持部材とからなることを特徴とする。
【００１９】
この湿分分離エレメントによれば、板材によりセパレータベーンのない空間への蒸気の流動を抑え、セパレータベーンの隙間にて蒸気に含まれる湿分を分離できるため、湿分分離効率を向上できる。しかも、支持部材により、板材のセパレータベーンへの当接が支持されるので、空間と隙間との隔離が維持できる。
【００２０】
上述の目的を達成するために、本発明の湿分分離器では、湿分を含む蒸気を導入しつつ湿分を分離し、湿分が分離された蒸気を排出する湿分分離器において、湿分を分離する構成として、上記のいずれか一つに記載の湿分分離エレメントが適用されたことを特徴とする。
【００２１】
この湿分分離器によれば、湿分分離エレメントでの湿分の分離効率が向上されることで、湿分分離性能を向上でき、湿分が分離された利用性の高い蒸気を得ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、流動抑制部材により空間での蒸気の流動を抑制して湿分の分離を図るため、湿分分離効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る湿分分離器が適用される発電プラントの概略構成図である。
【図２】図２は、実施の形態１の湿分分離器の概略図である。
【図３】図３は、実施の形態１の湿分分離器の縦断面図である。
【図４】図４は、実施の形態１の湿分分離器の内部構造をあらわす切欠斜視図である。
【図５】図５は、実施の形態１の湿分分離エレメントの部分斜視図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２に係る湿分分離エレメントの部分斜視図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態３に係る湿分分離エレメントの部分側断面図である。
【図８】図８は、実施の形態３に係る湿分分離エレメントの他の形態の部分側断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態４に係る湿分分離エレメントの部分側断面図である。
【図１０】図１０は、図９におけるＡ−Ａ断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態４に係る湿分分離エレメントの他の形態の部分側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００２５】
［実施の形態１］
本実施の形態の湿分分離器は、発電プラントに適用される。この発電プラントは、例えば、軽水を原子炉冷却材および中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）や、これを改良した改良型加圧水型原子炉（ＡＰＷＲ：Advanced Pressurized Water Reactor）に適用することができ、その他の発電プラントにも適用可能である。
【００２６】
本実施の形態の発電プラントにおいては、図１に示すように、蒸気発生器１１が、蒸気タービン１２に冷却水配管１３を介して連結されている。蒸気タービン１２は、高圧タービン１４および低圧タービン１５を有すると共に、発電機１６が接続されている。高圧タービン１４と低圧タービン１５との間には、湿分分離器１７が設けられている。高圧タービン１４と湿分分離器１７とは低温再熱管１８により連結され、湿分分離器１７と低圧タービン１５とは高温再熱管１９により連結されている。また、蒸気タービン１２は、復水器２０を有している。復水器２０は、冷却水配管２１を介して蒸気発生器１１に連結されている。この冷却水配管２１には、復水ポンプ２２が設けられている。
【００２７】
この発電プラントでは、蒸気発生器１１にて、高圧高温の軽水と熱交換を行って生成された蒸気は、冷却水配管１３を通して蒸気タービン１２（高圧タービン１４から低圧タービン１５）に送られ、この蒸気により蒸気タービン１２を駆動して発電機１６により発電を行う。この場合、蒸気発生器１１からの蒸気は、高圧タービン１４を駆動した後、湿分分離器１７で蒸気に含まれる湿分が除去されると共に加熱されてから低圧タービン１５を駆動する。そして、蒸気タービン１２を駆動した蒸気は、復水器２０で冷却された後、冷却水配管２１を通して蒸気発生器１１に戻される。
【００２８】
上述した湿分分離器１７は、図２〜図４に示すように、横置き長手形状の中空円筒をなす胴体４０を有している。胴体４０は、長手方向の一端部が閉塞され、他端部に、湿分を含む蒸気（低温再熱蒸気）を導入する蒸気入口４１が形成されている。さらに、胴体４０は、上部に、湿分が分離されて加熱された蒸気（高温再熱蒸気）を排出する蒸気出口４２が形成され、下部に、蒸気から分離された湿分（ドレン）を排出するドレン出口４３が形成されている。そして、図１に示すように、蒸気入口４１は、低温再熱管１８を介して高圧タービン１４に連結され、蒸気出口４２は、高温再熱管１９を介して低圧タービン１５に連結され、ドレン出口４３は、図示しないドレン配管を介してドレンタンクに連結されている。
【００２９】
図２〜図４に戻り、胴体４０は、その長手方向に沿って加熱管群４４が設けられている。加熱管群４４は、胴体４０の長手方向の一端部側の外部に位置する蒸気室４５と、蒸気室４５から胴体４０内に挿通されたＵ字形状をなす複数の加熱管４６とから構成されている。複数の加熱管４６は、胴体４０の内部に固定された一対の隔壁４７、および隔壁４７の間に固定された複数の支持壁４８により支持されている。蒸気室４５は、内部が上下に分割され、複数の加熱管４６のＵ字形状の一端が連結される上側の入口管台４５ａに、蒸気発生器１１の冷却水配管１３から分岐された配管が連結されている。一方、複数の加熱管４６のＵ字形状の他端が連結される下側の出口管台４５ｂには、ドレンタンクに延出されるドレン配管が連結されている。
【００３０】
また、胴体４０は、その長手方向に沿って、加熱管群４４の下方の両側に左右一対のマニホールド４９が設けられている。マニホールド４９は、複数の支持壁４８を貫通し、先端部が、胴体４０の長手方向の一端部側の隔壁４７に固定されて閉塞している。また、マニホールド４９は、基端部が、胴体４０の長手方向の一端部側の隔壁４７に貫通して固定されると共に、蒸気入口４１に連通している。さらに、マニホールド４９は、胴体４０内へ蒸気を吹き出す複数の吹出口５０が、胴体４０の長手方向にわたって形成されている。
【００３１】
胴体４０内の下部には、水平に配置された第一支持板５１が固定されている。第一支持板５１の両側には、左右一対の湿分分離エレメント１が各マニホールド４９に対応して設けられている。湿分分離エレメント１は、各マニホールド４９の吹出口５０に対向して配置され、蒸気が通過することで湿分を分離するものである。湿分分離エレメント１の底側であって、第一支持板５１の下方には、ドレン通路５２が区画されている。このドレン通路５２の下方に上述したドレン出口４３が設けられている。各湿分分離エレメント１の上部には、左右一対の第二支持板５３が立設されている。第二支持板５３は、加熱管群４４の両側に沿って湾曲するように上方に延出され、上端が胴体４０に固定される一方、下端が湿分分離エレメント１に連結されている。
【００３２】
すなわち、胴体４０の内部空間は、主に第一支持板５１により、各マニホールド４９の吹出口５０から吹出された蒸気が湿分分離エレメント１を通過して蒸気出口４２に流動する蒸気流動空間Ｓと、湿分分離エレメント１により分離された湿分をドレン出口４３に導くドレン通路５２とに区画されている。また、蒸気流動空間Ｓは、湿分分離エレメント１を境とし、第二支持板５３により、吹出口５０から吹出された蒸気が湿分分離エレメント１に流動するまで蒸気供給空間Ｓ１と、湿分分離エレメント１により湿分が分離された蒸気を蒸気出口４２に流動する蒸気排出空間Ｓ２とに区画されている。
【００３３】
湿分分離エレメント１は、図２および図４に示すように、一対の隔壁４７の間で胴体４０の長手方向に沿って長手状に形成されている。また、湿分分離エレメント１は、各隔壁４７に渡って固定された、図５に示す上下のカバー２，３の間に、波板状の複数のセパレータベーン４が長手方向に所定の隙間４ａを空けて並設されている。なお、図において、セパレータベーン４は、便宜上、波板ではなく平板として示してある。
【００３４】
上カバー２は、下方に向けて開放する断面コ字形に形成されている。この上カバー２は、第二支持板５３が連結されている。下カバー３は、上方に向けて開放する断面コ字形に形成されている。この下カバー３は、第一支持板５１が連結されている。また、下カバー３には、ドレン通路５２に連通するドレン開口３ａが形成されている。
【００３５】
セパレータベーン４は、上下カバー２，３における断面コ字形の開放側の間に、立てた形態で上下カバー２，３の長手方向に挿入されることで、上下カバー２，３の間に配置される。そこで、セパレータベーン４の挿入を容易に行えるように、セパレータベーン４の上下寸法Ｈ１よりも、上下カバー２，３がなす内寸法Ｈ２が大きく形成されている。このため、上下カバー２，３にセパレータベーン４が挿入された湿分分離エレメント１では、上カバー２とセパレータベーン４の上端との間に空間５が形成される。
【００３６】
この空間５には、流動抑制部材６が配置されている。実施の形態１の流動抑制部材６は、線条を編んだメッシュ部材からなる。そして、このメッシュ部材が空間５に充填されている。メッシュとなる線条は、耐熱性を有するワイヤが好ましく、その耐熱温度は２３０℃以上であることが好ましい。
【００３７】
ここで、実施の形態１の湿分分離器１７による湿分分離の作用を説明する。図１に示すように、蒸気発生器１１で生成された加熱蒸気は、冷却水配管１３を通して蒸気タービン１２を構成する高圧タービン１４に送られる一方、湿分分離器１７に送られる。
【００３８】
高圧タービン１４に送られ、高圧タービン１４を駆動した低温再熱蒸気は、低温再熱管１８を通して湿分分離器１７に送られる。湿分分離器１７に送られた低温再熱蒸気は、蒸気入口４１から胴体４０内に導入されると共に、各マニホールド４９内に供給され、吹出口５０から胴体４０の蒸気供給空間Ｓ１へ吹出される。蒸気供給空間Ｓ１内に吹出された蒸気は、胴体４０の内壁面に沿いつつ各湿分分離エレメント１に案内される。すると、湿分分離エレメント１にて、蒸気が波板をなす複数のセパレータベーン４の隙間４ａを通過しつつセパレータベーン４に衝突することで、蒸気に含まれる湿分がドレンとなってドレン開口３ａからドレン通路５２に至り一時的に貯留される。ドレン通路５２のドレンは、ドレン出口４３から胴体４０の外部に排出される。
【００３９】
一方、蒸気発生器１１で生成された加熱蒸気は、蒸気室４５の入口管台４５ａから加熱管群４４に供給され、胴体４０内に配設された複数の加熱管４６を通って蒸気室４５に戻され、出口管台４５ｂからドレンとして排出される。他方、湿分分離エレメント１にて、セパレータベーン４の隙間４ａを通過しつつ湿分が分離された蒸気は、蒸気排出空間Ｓ２を通って上昇し、複数の加熱管４６の間を通過する際、各加熱管４６内を通る加熱蒸気により加熱され、高温再熱蒸気となって蒸気出口４２から排出される。
【００４０】
上記湿分分離器１７の湿分分離の作用において、湿分分離エレメント１を通過する蒸気は、セパレータベーン４の隙間４ａを通過して蒸気排出空間Ｓ２に至るが、その一部は、セパレータベーン４の隙間４ａを通過する過程で、上カバー２とセパレータベーン４の上端との間の空間５を経てから蒸気排出空間Ｓ２に至る。本実施の形態１では、空間５に流動抑制部材６としてのメッシュ部材が配置されている。このため、空間５を経た蒸気がメッシュ部材のメッシュに衝突することで流動が抑制され、蒸気に含まれる湿分が分離される。
【００４１】
このように、実施の形態１の湿分分離エレメント１では、セパレータベーン４と上カバー２との間の空間５に、空間５での蒸気の流動を抑制する流動抑制部材（メッシュ部材）６を備えている。
【００４２】
この湿分分離エレメント１によれば、流動抑制部材（メッシュ部材）６により空間５での蒸気の流動を抑制することで湿分の分離を図るため、湿分分離効率を向上することが可能になる。特に、この湿分分離エレメント１によれば、セパレータベーン４の隙間４ａに通過する蒸気が、セパレータベーン４のない空間５に至っても、流動抑制部材（メッシュ部材）６により湿分を分離できるため、湿分分離効率を向上することが可能になる。
【００４３】
また、実施の形態１の湿分分離器１７では、上記流動抑制部材（メッシュ部材）６を有した湿分分離エレメント１が適用されている。
【００４４】
この湿分分離器１７によれば、湿分分離エレメント１での湿分の分離効率が向上されることで、湿分分離性能を向上することが可能になる。そして、この湿分分離器１７によれば、例えば、発電プラントにおける低圧タービン１５にて、湿分が分離された利用性の高い蒸気を得ることが可能になる。
【００４５】
［実施の形態２］
実施の形態２の湿分分離エレメントおよび湿分分離器は、上述した実施の形態１の湿分分離エレメントに対し、流動抑制部材の構成が異なり、その他は同じ構成である。従って、以下に説明する実施の形態２では、流動抑制部材のみ説明し、実施の形態１と同一構成には同一符号を付してその説明を省略する。
【００４６】
図６に示すように、上下カバー２，３にセパレータベーン４が挿入された湿分分離エレメント１において、上カバー２とセパレータベーン４の上端との間に形成された空間５には、流動抑制部材７が配置されている。実施の形態２の流動抑制部材７は、薄膜が積層された薄膜層からなる。そして、この薄膜層が空間５に充填されている。薄膜層をなす薄膜は、耐熱性を有するステンレス箔などが好ましく、その耐熱温度は２３０℃以上であることが好ましい。
【００４７】
この湿分分離エレメント１を通過する蒸気は、セパレータベーン４の隙間４ａを通過して蒸気排出空間Ｓ２に至るが、その一部は、セパレータベーン４の隙間４ａを通過する過程で、上カバー２とセパレータベーン４の上端との間の空間５を経てから蒸気排出空間Ｓ２に至る。本実施の形態２では、空間５に流動抑制部材７としての薄膜層が配置されている。このため、空間５を経た蒸気が薄膜層に衝突することで流動が抑制され、蒸気に含まれる湿分が分離される。
【００４８】
このように、実施の形態２の湿分分離エレメント１では、セパレータベーン４と上カバー２との間の空間５に、空間５での蒸気の流動を抑制する流動抑制部材（薄膜層）７を備えている。
【００４９】
この湿分分離エレメント１によれば、流動抑制部材（薄膜層）７により空間５での蒸気の流動を抑制することで湿分の分離を図るため、湿分分離効率を向上することが可能になる。特に、この湿分分離エレメント１によれば、セパレータベーン４の隙間４ａに通過する蒸気が、セパレータベーン４のない空間５に至っても、流動抑制部材（薄膜層）７により湿分を分離できるため、湿分分離効率を向上することが可能になる。
【００５０】
また、実施の形態２の湿分分離器１７では、上記流動抑制部材（薄膜層）７を有した湿分分離エレメント１が適用されている。
【００５１】
この湿分分離器１７によれば、湿分分離エレメント１での湿分の分離効率が向上されることで、湿分分離性能を向上することが可能になる。そして、この湿分分離器１７によれば、例えば、発電プラントにおける低圧タービン１５にて、湿分が分離された利用性の高い蒸気を得ることが可能になる。
【００５２】
［実施の形態３］
実施の形態３の湿分分離エレメントおよび湿分分離器は、上述した実施の形態１の湿分分離エレメントに対し、流動抑制部材の構成が異なり、その他は同じ構成である。従って、以下に説明する実施の形態３では、流動抑制部材のみ説明し、実施の形態１と同一構成には同一符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
図７に示すように、上下カバー２，３にセパレータベーン４が挿入された湿分分離エレメント１において、上カバー２とセパレータベーン４の上端との間に形成された空間５には、流動抑制部材８が配置されている。実施の形態３の流動抑制部材８は、セパレータベーン４の上端縁を折り曲げた折曲片からなる。そして、この折曲片がセパレータベーン４の相互で重ねられることで、上カバー２のコ字形状の開放が閉塞されて、空間５と隙間４ａとが隔離される。この流動抑制部材８としての折曲片は、相互に重ねたとき、セパレータベーン４が持ち上がってセパレータベーン４の下端と上カバー２との間に空間が生じないように構成されている。実施の形態３での折曲片は、斜め上方に傾けてあることで、セパレータベーン４の下端と上カバー２との間での空間の発生を防止している。このため、折曲片を有する各セパレータベーン４を同一形状で構成することが可能である。その他、図には明示しないが、折曲片をクランク形状（ほぼＺ字形状）に折り曲げることで、セパレータベーン４の下端と上カバー２との間での空間の発生を防止してもよく、折曲片を有する各セパレータベーン４を同一形状で構成できる。なお、折曲片の先端の向きは、各セパレータベーン４で同じくすれば、セパレータベーン４の上下カバー２，３への挿入方向に向いていても、挿入方向の反対方向に向いていてもよい。
【００５４】
この湿分分離エレメント１を通過する蒸気は、セパレータベーン４の隙間４ａを通過する過程で、空間５と隙間４ａとを隔離する流動抑制部材８としての折曲片に衝突することで、空間５への流動が抑制されるため、セパレータベーン４の隙間４ａから逸脱することなく蒸気に含まれる湿分が分離される。
【００５５】
このように、実施の形態３の湿分分離エレメント１では、セパレータベーン４と上カバー２との間の空間５に、空間５での蒸気の流動を抑制する流動抑制部材（折曲片）８を備えている。
【００５６】
この湿分分離エレメント１によれば、流動抑制部材（折曲片）８により空間５での蒸気の流動を抑制することで湿分の分離を図るため、湿分分離効率を向上することが可能になる。特に、この湿分分離エレメント１によれば、流動抑制部材（折曲片）８によりセパレータベーン４のない空間５への蒸気の流動を抑え、セパレータベーン４の隙間４ａにて蒸気に含まれる湿分を分離できるため、湿分分離効率を向上することが可能になる。
【００５７】
また、実施の形態３の湿分分離器１７では、上記流動抑制部材（折曲片）８を有した湿分分離エレメント１が適用されている。
【００５８】
この湿分分離器１７によれば、湿分分離エレメント１での湿分の分離効率が向上されることで、湿分分離性能を向上することが可能になる。そして、この湿分分離器１７によれば、例えば、発電プラントにおける低圧タービン１５にて、湿分が分離された利用性の高い蒸気を得ることが可能になる。
【００５９】
なお、図８に示すように、流動抑制部材（折曲片）８を有した湿分分離エレメント１において、セパレータベーン４と上カバー２との間の空間５に、上述した実施の形態１の流動抑制部材（メッシュ部材）６や、上述した実施の形態２の流動抑制部材（薄膜層）７を備えてもよい。かかる構成によれば、セパレータベーン４の隙間４ａに通過する蒸気が、セパレータベーン４のない空間５に至った場合、流動抑制部材（メッシュ部材）６や流動抑制部材（薄膜層）７により湿分を分離できるため、湿分分離効率を向上することが可能になる。
【００６０】
［実施の形態４］
実施の形態４の湿分分離エレメントおよび湿分分離器は、上述した実施の形態１の湿分分離エレメントに対し、流動抑制部材の構成が異なり、その他は同じ構成である。従って、以下に説明する実施の形態４では、流動抑制部材のみ説明し、実施の形態１と同一構成には同一符号を付してその説明を省略する。
【００６１】
図９および図１０に示すように、上下カバー２，３にセパレータベーン４が挿入された湿分分離エレメント１において、上カバー２とセパレータベーン４の上端との間に形成された空間５には、流動抑制部材９が配置されている。実施の形態４の流動抑制部材９は、空間５にて各セパレータベーン４の並設方向に渡って設けられた板材９ａと、板材９ａをセパレータベーン４に当接させる支持部材９ｂとからなる。板材９ａは、上カバー２のコ字形状の開放を閉塞し、空間５と隙間４ａとを隔離するものである。支持部材９ｂは、板材９ａの両側端縁（または一方の側端縁）がセパレータベーン４から離隔するように折り曲げて形成されたもので、板材９ａがセパレータベーン４から離れようとする外力が付与された場合に、上カバー２に当接することで、板材９ａのセパレータベーン４への当接を支持するものである。流動抑制部材９は、耐熱性を有するステンレスなどで形成されていることが好ましく、その耐熱温度は２３０℃以上であることが好ましい。
【００６２】
この湿分分離エレメント１を通過する蒸気は、セパレータベーン４の隙間４ａを通過する過程で、空間５と隙間４ａとを隔離する流動抑制部材９の板材９ａに衝突することで、空間５への流動が抑制されるため、セパレータベーン４の隙間４ａから逸脱することなく蒸気に含まれる湿分が分離される。また、セパレータベーン４の隙間４ａでの蒸気の流動により、板材９ａがセパレータベーン４から離れようとする外力が付与されても、支持部材９ｂで板材９ａのセパレータベーン４への当接が支持されるので、空間５と隙間４ａとの隔離が維持される。
【００６３】
このように、実施の形態４の湿分分離エレメント１では、セパレータベーン４と上カバー２との間の空間５に、空間５での蒸気の流動を抑制する流動抑制部材９（板材９ａおよび支持部材９ｂ）を備えている。
【００６４】
この湿分分離エレメント１によれば、流動抑制部材９（板材９ａおよび支持部材９ｂ）により空間５での蒸気の流動を抑制することで湿分の分離を図るため、湿分分離効率を向上することが可能になる。特に、この湿分分離エレメント１によれば、流動抑制部材９の板材９ａによりセパレータベーン４のない空間５への蒸気の流動を抑え、セパレータベーン４の隙間４ａにて蒸気に含まれる湿分を分離できるため、湿分分離効率を向上することが可能になる。しかも、支持部材９ｂにより、板材９ａのセパレータベーン４への当接が支持されるので、空間５と隙間４ａとの隔離が維持することが可能になる。
【００６５】
また、実施の形態４の湿分分離器１７では、上記流動抑制部材９を有した湿分分離エレメント１が適用されている。
【００６６】
この湿分分離器１７によれば、湿分分離エレメント１での湿分の分離効率が向上されることで、湿分分離性能を向上することが可能になる。そして、この湿分分離器１７によれば、例えば、発電プラントにおける低圧タービン１５にて、湿分が分離された利用性の高い蒸気を得ることが可能になる。
【００６７】
なお、図１１に示すように、流動抑制部材９は、支持部材９ｂとして、板材９ａと上カバー２との間の空間５に、上述した実施の形態１の流動抑制部材（メッシュ部材）６や、上述した実施の形態２の流動抑制部材（薄膜層）７を備えてもよい。かかる構成によれば、セパレータベーン４の隙間４ａでの蒸気の流動により、板材９ａがセパレータベーン４から離れようとする外力が付与されても、支持部材９ｂで板材９ａのセパレータベーン４への当接が支持されるので、空間５と隙間４ａとの隔離が維持される。しかも、セパレータベーン４の隙間４ａに通過する蒸気が、セパレータベーン４のない空間５に至った場合、流動抑制部材（メッシュ部材）６や流動抑制部材（薄膜層）７により湿分を分離できるため、湿分分離効率を向上することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上のように、本発明に係る湿分分離エレメントおよび湿分分離器は、湿分分離効率を向上することに適している。
【符号の説明】
【００６９】
１ 湿分分離エレメント
２ 上カバー
３ 下カバー
３ａ ドレン開口
４ セパレータベーン
４ａ 隙間
５ 空間
６ 流動抑制部材（メッシュ部材）
７ 流動抑制部材（薄膜層）
８ 流動抑制部材（折曲片）
９ 流動抑制部材
９ａ 板材
９ｂ 支持部材
４０ 胴体
４１ 蒸気入口
４２ 蒸気出口
４３ ドレン出口
４４ 加熱管群
４５ 蒸気室
４５ａ 入口管台
４５ｂ 出口管台
４６ 加熱管
４７ 隔壁
４８ 支持壁
４９ マニホールド
５０ 吹出口
５１ 第一支持板
５２ ドレン通路
５３ 第二支持板
Ｓ 蒸気流動空間
Ｓ１ 蒸気供給空間
Ｓ２ 蒸気排出空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセパレータベーンが上下のカバーの間に並べて配置され、前記セパレータベーンの隙間に通過される蒸気の湿分を分離する湿分分離エレメントにおいて、
前記セパレータベーンと前記カバーとの間の空間に、前記空間での蒸気の流動を抑制する流動抑制部材を備えたことを特徴とする湿分分離エレメント。
【請求項２】
前記流動抑制部材は、線条を編んだメッシュ部材からなり、前記メッシュ部材を前記空間に充填したことを特徴とする請求項１に記載の湿分分離エレメント。
【請求項３】
前記流動抑制部材は、薄膜が積層された薄膜層からなり、前記薄膜層を前記空間に充填したことを特徴とする請求項１に記載の湿分分離エレメント。
【請求項４】
前記流動抑制部材は、前記セパレータベーンの端縁を折り曲げた折曲片からなり、前記折曲片を前記セパレータベーン相互で重ねたことを特徴とする請求項１に記載の湿分分離エレメント。
【請求項５】
前記流動抑制部材は、前記空間にて各前記セパレータベーンの並設方向に渡って設けられた板材と、前記板材を前記セパレータベーンに当接させる支持部材とからなることを特徴とする請求項１に記載の湿分分離エレメント。
【請求項６】
湿分を含む蒸気を導入しつつ湿分を分離し、湿分が分離された蒸気を排出する湿分分離器において、
湿分を分離する構成として、請求項１〜５のいずれか一つに記載の湿分分離エレメントが適用されたことを特徴とする湿分分離器。
【請求項１】
複数のセパレータベーンが上下のカバーの間に並べて配置され、前記セパレータベーンの隙間に通過される蒸気の湿分を分離する湿分分離エレメントにおいて、
前記セパレータベーンと前記カバーとの間の空間に、前記空間での蒸気の流動を抑制する流動抑制部材を備えたことを特徴とする湿分分離エレメント。
【請求項２】
前記流動抑制部材は、線条を編んだメッシュ部材からなり、前記メッシュ部材を前記空間に充填したことを特徴とする請求項１に記載の湿分分離エレメント。
【請求項３】
前記流動抑制部材は、薄膜が積層された薄膜層からなり、前記薄膜層を前記空間に充填したことを特徴とする請求項１に記載の湿分分離エレメント。
【請求項４】
前記流動抑制部材は、前記セパレータベーンの端縁を折り曲げた折曲片からなり、前記折曲片を前記セパレータベーン相互で重ねたことを特徴とする請求項１に記載の湿分分離エレメント。
【請求項５】
前記流動抑制部材は、前記空間にて各前記セパレータベーンの並設方向に渡って設けられた板材と、前記板材を前記セパレータベーンに当接させる支持部材とからなることを特徴とする請求項１に記載の湿分分離エレメント。
【請求項６】
湿分を含む蒸気を導入しつつ湿分を分離し、湿分が分離された蒸気を排出する湿分分離器において、
湿分を分離する構成として、請求項１〜５のいずれか一つに記載の湿分分離エレメントが適用されたことを特徴とする湿分分離器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２６６１００（Ｐ２０１０−２６６１００Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１６７６９（Ｐ２００９−１１６７６９）
【出願日】平成２１年５月１３日（２００９．５．１３）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１３日（２００９．５．１３）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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