湿分分離加熱器
【課題】蒸気湿分加熱器で、蒸気受入室と回収マニホールド室とを仕切る天井板の強度信頼性を高める。
【解決手段】ケーシング１０内には、蒸気受入室２１と、供給マニホールド室２２と、供湿分分離室と、軸方向Ｈで蒸気受入室と隣接し、熱交換管群５５Ｂが収納されている加熱室２４と、加熱室と連通し且つ加熱室及び蒸気受入室の上側に隣接している回収マニホールド室２６と、が形成されている。蒸気受入室と加熱室とは、上下方向Ｖに広がり且つ熱交換管群の軸方向Ｈの端部５６ａが貫通する横仕切板３３と、横仕切板３３を貫通している熱交換管群の端部を囲い且つ仕切板に接合されている囲い板４４と、で仕切られ、蒸気受入室と回収マニホールド室とは、天井板３０で仕切られている。蒸気受入室２１内に、天井板３０と横仕切板３３と囲い板４４とに接合された補強板４７が設けられている。
【解決手段】ケーシング１０内には、蒸気受入室２１と、供給マニホールド室２２と、供湿分分離室と、軸方向Ｈで蒸気受入室と隣接し、熱交換管群５５Ｂが収納されている加熱室２４と、加熱室と連通し且つ加熱室及び蒸気受入室の上側に隣接している回収マニホールド室２６と、が形成されている。蒸気受入室と加熱室とは、上下方向Ｖに広がり且つ熱交換管群の軸方向Ｈの端部５６ａが貫通する横仕切板３３と、横仕切板３３を貫通している熱交換管群の端部を囲い且つ仕切板に接合されている囲い板４４と、で仕切られ、蒸気受入室と回収マニホールド室とは、天井板３０で仕切られている。蒸気受入室２１内に、天井板３０と横仕切板３３と囲い板４４とに接合された補強板４７が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気中から湿分を分離すると共に加熱することにより、過熱蒸気を生成する湿分分離加熱器に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電プラントでは、高圧蒸気タービンで使用された蒸気をさらに低圧蒸気タービンで使用する場合がある。この場合、蒸気中に湿分（約１２％前後）があると、低圧蒸気タービンのタービン翼が浸食されてしまうだけでなく、タービンの熱効率の低下を生じてしまう。そこで、この場合、高圧蒸気タービンと低圧蒸気タービンとの間に、高圧蒸気タービンから排出された蒸気中から湿分を分離すると共に加熱して過熱蒸気を生成する湿分分離加熱器が設けられている。
【０００３】
このような湿分分離加熱器としては、例えば、以下の特許文献１に記載されているものがある。
【０００４】
この湿分分離過熱器は、水平な軸方向に延び、軸方向の両端が封止されている筒状のケーシングと、ケーシング内に入り込んだ蒸気を加熱する熱交換管と、を備えている。このケーシングには、ケーシングの下部に蒸気受入口が形成され、ケーシングの上部に蒸気送出口が形成されている。ケーシングの内部には、蒸気受入口から流入した蒸気が入り込む蒸気受入室と、この蒸気受入室と連通し且つ軸方向で蒸気受入室と隣接している供給マニホールド室と、この供給マニホールド室と連通し且つ供給マニホールド室の下側に隣接し、蒸気から湿分を分離する湿分分離室と、この湿分分離室と連通し且つ軸方向で蒸気受入室と隣接して、熱交換管が収納されている加熱室と、この加熱室及び蒸気送出口と連通し且つ加熱室及び蒸気加熱室の上側に隣接している回収マニホールド室と、が形成されている。蒸気受入室と回収マニホールド室とは、天井板で仕切られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−６２９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の湿分分離加熱器では、蒸気受入室と回収マニホールド室と間に圧力差があるため、天井板には、この圧力差より生じる力に十分に耐え得る強度が求められる。特に、原子力発電プラントのように、発生蒸気量が多い場合には、湿分分離加熱器のケーシングが大きくなると共に、天井板の面積も大きくなるため、蒸気受入室と回収マニホールド室と間の圧力差により天井板にかかる力が大きくなり、天井板に対してより高い強度信頼性が求められる。
【０００７】
そこで、本発明は、上記状況を鑑み、天井板の強度信頼性を高めることができる湿分分離加熱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】
【０００８】
上記目的を達成するための発明に係る湿分分離加熱器は、
水平な軸方向に延び、該軸方向の両端が封止されている筒状のケーシングと、該ケーシング内に入り込んだ蒸気を加熱する熱交換管群と、を備え、前記ケーシングには、該ケーシングの下部に外部から蒸気を受け入れる蒸気受入口が形成され、該ケーシングの上部に外部に蒸気を排出する蒸気送出口が形成され、前記ケーシングの内部には、前記蒸気受入口から流入した蒸気が入り込む蒸気受入室と、前記蒸気受入室と連通し、且つ前記軸方向で該蒸気受入室と隣接している供給マニホールド室と、前記供給マニホールド室と連通し、該供給マニホールド室の下側に隣接し、蒸気から湿分を分離する湿分分離室と、前記湿分分離室と連通し、且つ前記軸方向で前記蒸気受入室と隣接し、前記熱交換管群が収納されている加熱室と、前記加熱室及び前記蒸気送出口と連通し、且つ該加熱室及び前記蒸気受入室の上側に隣接している回収マニホールド室と、が形成され、前記蒸気受入室と前記加熱室とは、上下方向に広がり且つ前記熱交換管群の前記軸方向の端部が貫通する仕切板と、該仕切板を貫通している該熱交換管の端部を囲い且つ該仕切板に接合されている囲い板と、で仕切られ、前記蒸気受入室と前記回収マニホールド室とは、前記仕切板に接合されている天井板で仕切られ、前記蒸気受入室内には、前記囲い板に接合されているか又は該囲い板の一部と一体形成されていると共に、前記天井板と前記仕切板とに接合された補強板が設けられている、ことを特徴とする。
【０００９】
当該湿分分離加熱器では、蒸気受入室と回収マニホールド室との間の圧力差により、天井板は、回収マニホールド室側、つまり上側に向う力を受ける。補強板が設けられていない場合、天井板がこの力を受けると、天井板と仕切板とが接する角部に応力が集中する。一方、当該湿分分離加熱器では、天井板と仕切板と囲い板とに接合された補強板を設けているので、天井板と仕切板とが接する角部にかかる応力を、補強板の周縁に沿った部分に拡散することができる。
【００１０】
しかも、当該湿分分離加熱器では、蒸気受入室内で、天井板、仕切板及び囲い側板で囲まれて、この蒸気受入室内に流入した蒸気が澱む場所に補強板を配置しているので、この補強板が蒸気の流れ抵抗にならず、当該湿分分離加熱器の湿分分離加熱性能に悪影響を及ぼすおそれはない。
【００１１】
ここで、前記湿分分離加熱器において、前記囲い板は、前記熱交換管群の前記端部を基準にして、水平方向であって前記軸方向と垂直な横幅方向における両側で互いに対向している一対の囲い側板と、一対の囲い側板の縁相互を連結する囲い連結板と、を有し、前記補強板は、前記囲い側板に接合されているか又は該囲い側板と一体形成されていることが好ましい。
【００１２】
当該湿分分離加熱器では、補強板を上下方向の剛性が比較的高い囲い側板に接合することで、補強板を接合する対象部材として、この補強板から受ける上下方向の力に対して剛性を有する部材を別途設ける手間を省くことができる。また、囲い板自体を新製する場合などに、この補強板と囲い側板とを一体形成すれば、補強板の支持剛性を確保しつつ、部品点数の削減が可能である。
【００１３】
また、前記湿分分離加熱器において、前記補強板は、該補強板が接合されている前記仕切板と反対側の縁は、上下方向に広がる面内で該仕切板側に凹む凹形状を成していることが好ましい。
【００１４】
補強板で、仕切板と反対側の縁が凹形状を成していると、上下方向Ｖの力に対して、補強板中の縁近傍が上下方向に変形し易いため、天井板が上向きの力を受けた際に、補強板の縁近傍が上下方向に変形することで、この縁と天井板との角部にかかる応力を逃がすことができる。
【００１５】
また、前記湿分分離加熱器において、前記補強板の前記凹形状は、円弧形状であることが好ましい。
【００１６】
補強板の縁が円弧形状であると、補強板の縁に沿った部分にかかる応力の均等化を図ることができる。
【００１７】
また、前記湿分分離加熱器において、前記補強板の前記円弧形状の円弧中心は、前記囲い板中で、該補強板が接合されている前記仕切板から最も遠い遠距離位置よりも、該仕切板側に位置していることが好ましい。
【００１８】
前記湿分分離加熱器では、補強板の囲い板側の縁の全体を囲い板に接合でき、補強板を囲い板に対して安定接合することができる。さらに、円弧形状の円弧中心が仕切板側に位置して円弧半径が小さくなることで、補強板の仕切板と反対側の縁が仕切板側へ凹む寸法量が大きくなり、上向きの力に対してこの縁近傍が上下方向により変形し易い形状にすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、蒸気の流れに悪影響を及ぼすことなく、蒸気受入室と回収マニホールド室との間の圧力差により、天井板にかかる上向きの力に対して、天井板及びこの天井板に接合されている部材に対する応力集中を緩和することができる。
【００２０】
すなわち、本発明によれば、蒸気の流れに悪影響を及ぼすことなく、天井板の強度信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る一実施形態における湿分分離加熱器の縦断面図である。
【図２】図１におけるII−II線断面図である。
【図３】図２におけるIII−III線断面図である。
【図４】図１におけるIＶ−IＶ線断面図である。
【図５】本発明に係る一実施形態における湿分分離加熱器の要部切欠斜視図である。
【図６】図５におけるＶI矢視図である。
【図７】図５におけるＶII矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る湿分分離加熱器の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
本実施形態の湿分分離加熱器は、例えば、高圧蒸気タービンで使用された蒸気中から湿分を分離すると共に加熱して過熱蒸気を生成し、この過熱蒸気を低圧蒸気タービンに送るものである。
【００２４】
この湿分分離加熱器は、図１〜図４に示すように、蒸気Ｓが内部に入り込む筒状のケーシング１０と、ケーシング１０内に入り込んだ蒸気Ｓを加熱する熱交換管群５５Ａ，５５Ｂと、を備えている。なお、図２は図１におけるII−II線断面図であり、図３は図２におけるIII−III線断面図であり、図４は図１におけるIＶ−IＶ線断面図である。
【００２５】
ケーシング１０は、水平な軸方向Ｈに延び、軸方向Ｈの両端が封止されている。なお、以下では、水平な方向であって軸方向Ｈと垂直な方向を横幅方向Ｗとする。
【００２６】
ケーシング１０には、ケーシング１０内に蒸気Ｓを受け入れる蒸気受入口１１と、ケーシング１０内で湿分分離及び加熱された過熱蒸気ＨＳを送出する複数の蒸気送出口１２と、蒸気ドレンＤをケーシング１０内から排出する複数の蒸気ドレン排出口１３と、が形成されている。蒸気受入口１１は、ケーシング１０の下部であって、軸方向Ｈの中央部に形成されている。また、複数の蒸気ドレン排出口１３は、ケーシング１０の下部であって、蒸気受入口１１を基準として軸方向Ｈの両側に形成されている。複数の蒸気送出口１２は、ケーシング１０の上部に、軸方向Ｈに並んで形成されている。なお、複数の蒸気送出口１２のうち、１つの蒸気送出口１２は、蒸気受入口１１と同様、軸方向Ｈの中央部に形成されている。
【００２７】
ケーシング１０の内部には、蒸気受入口１１から流入した蒸気Ｓが入り込む蒸気受入室２１と、蒸気受入室２１と連通し且つ軸方向Ｈにおける蒸気受入室２１の両側に隣接している供給マニホールド室２２（図３及び図４）と、供給マニホールド室２２と連通し且つ供給マニホールド室２２の下側に隣接している湿分分離室２３（図３及び図４）と、湿分分離室２３と連通し熱交換管群５５Ａ，５５Ｂが収納されている加熱室２４と、湿分分離室２３に連通し且つこの湿分分離室２３及び加熱室２４の下側に隣接している蒸気ドレン回収室２５（図３及び図４）と、加熱室２４及び蒸気送出口１２と連通し且つ蒸気受入室２１、供給マニホールド室２２及び加熱室２４の上側に隣接している蒸気回収マニホールド室２６（図１〜図４）と、が形成されている。
【００２８】
蒸気回収マニホールド室２６は、図１に示すように、ケーシング１０の軸方向Ｈのほぼ全体にわたって、ケーシング１０内の上部に形成されている。一方、蒸気受入室２１は、ケーシング１０の軸方向Ｈの中央部に、蒸気回収マニホールド室２６の下側に隣接して形成されている。この蒸気回収マニホールド室２６と蒸気受入室２１とは、天井板３０により仕切られている。
【００２９】
供給マニホールド室２２、湿分分離室２３、加熱室２４及び蒸気ドレン回収室２５は、いずれも、図１及び図３に示すように、軸方向Ｈにおける蒸気受入室２１の両側に隣接している。図４に示すように、軸方向Ｈで蒸気受入室２１からズレた位置では、横幅方向Ｗの中央に加熱室２４が形成され、横幅方向Ｗにおける加熱室２４の両側に供給マニホールド室２２が形成され、横幅方向Ｗにおける加熱室２４の両側であって供給マニホールド室２２の下側に湿分分離室２３が形成されている。軸方向Ｈで蒸気受入室２１からズレた位置では、加熱室２４及び供給マニホールド室２２の上側には、蒸気回収マニホールド室２６が形成され、加熱室２４及び湿分分離室２３の下側には蒸気ドレン回収室２５が形成されている。
【００３０】
軸方向Ｈで蒸気受入室２１と隣接している供給マニホールド室２２、湿分分離室２３、加熱室２４及び蒸気ドレン回収室２５のうち、湿分分離室２３、加熱室２４及び蒸気ドレン回収室２５は、図１〜図３に示すように、蒸気受入室２１との間が横仕切板３３により仕切られている。なお、供給マニホールド室２２は、蒸気受入室２１と連通させるため、蒸気受入室２１との間は横仕切板３３で仕切られておらず、開口している。
【００３１】
供給マニホールド室２２は、図４に示すように、この供給マニホールド室２２の上側に隣接している蒸気回収マニホールド室２６との間が傾斜板３５により仕切られている。この傾斜板３５は、横幅方向Ｗにおいて、その中央部から遠ざかるに連れて次第に上側に向って傾斜し、中央部から最も遠い端部がケーシング１０の内面に接合されている。
【００３２】
湿分分離室２３は、この湿分分離室２３の上側に隣接している供給マニホールド室２２との間が分配板３６により仕切られている。この分配板３６には、上下方向Ｖに貫通し、横幅方向Ｗに長いスリット３７が複数形成されている。蒸気ドレン回収室２５は、この蒸気ドレン回収室２５の上側に隣接している加熱室２４及び湿分分離室２３との間が底板３８により仕切られている。加熱室２４は、横幅方向Ｗにおける加熱室２４の両側に隣接している供給マニホールド室２２及び湿分分離室２３と縦仕切板４３により仕切られている。この縦仕切板４３の上端４３ｕには、図５に示すように、蒸気回収マニホールド室２６と蒸気受入室２１との間を仕切る天井板３０の軸方向Ｈの端縁が接合されている。さらに、この縦仕切板４３の上端４３ｕには、図４〜図７に示すように、供給マニホールド室２２と蒸気回収マニホールド室２６との間を仕切る傾斜板３５の中央側端部が接合されている。また、この縦仕切板４３の上下方向Ｖの中央部には、湿分分離室２３と供給マニホールド室２２との間を仕切る分配板３６の中央側端部が接合されている。
【００３３】
蒸気受入室２１内には、図１、図２、図５に示すように、軸方向Ｈに垂直な断面形状がＵ字型を成し、Ｕ字の湾曲箇所に相当する部分が下側を向いているバッフルプレート５０が配置されている。
【００３４】
湿分分離室２３内には、図３及び図４に示すように、ミストセパレータ５３が配置されている。このミストセパレータ５３は、複数の波板（不図示）を軸方向Ｈに等間隔に配置したもので、波板の各頂部に蒸気Ｓの流れに対向するよう邪魔板（不図示）が設けられている。複数の波板の頂部及び底部は、いずれも、上下方向Ｖに延びている。湿分分離室２３と蒸気ドレン回収室２５との間を仕切る底板３８には、ミストセパレータ５３を構成する複数の波板の下部に相当する位置で上下方向Ｖに貫通した開口３９が形成されている。
【００３５】
加熱室２４に収納される熱交換管群５５Ａ，５５Ｂは、図１に示すように、加熱室２４内の下方に配置されている第一熱交換管群５５Ａと、加熱室２４内の上方に配置されている第二熱交換管群５５Ｂとがある。各熱交換管群５５Ａ，５５Ｂを構成する熱交換管は、いずれもＵ字管５６である。Ｕ字管５６は、湾曲側の端部５６ａがケーシング１０の軸方向Ｈの中央部側に向けられ、Ｕ字管５６の管端５６ｂがケーシング１０の軸方向Ｈの端部側に向けられている。Ｕ字管５６の管端５６ｂは、ケーシング１０外に突出しており、管板５７に固定されている。この管板５７は、Ｕ字管５６と反対側がボンネット５８で覆われ、管板５７とボンネット５８の内面とで空間が形成されている。この空間は、仕切板５９で上下に仕切られ、上側の空間が蒸気受入室５９ａを成し、下側の空間が蒸気回収室５９ｂを成している。ボンネット５８には、外部と蒸気受入室５９ａとを連通させる蒸気入口５８ｉと、外部と蒸気回収室５８ｂとを連通させる蒸気出口５８ｏとが形成されている。
【００３６】
各熱交換管群５５Ａ，５５Ｂを構成するＵ字管５６の湾曲側の端部５６ａは、横仕切板３３を軸方向Ｈに貫通し、この横仕切板３３及び天井板３０の軸方向Ｈの端部よりも、ケーシング１０の軸方向Ｈにおける中央部側に位置し、囲い板４４で覆われている。囲い板４４は、図５〜図７に示すように、横幅方向Ｗで互いに対向している一対の囲い側板４５と、一対の囲い側板４５の縁相互を連結する囲い連結板４６とを有している。一対の囲い側板４５は、軸方向Ｈにおける中央部側の縁が中央部側に突出した円弧形状を成している。このため、一対の囲い側板４５の中央部側の縁相互を連結する囲い連結板４６は、その断面形状が中央部側に突出した円弧形状を成している。囲い板４４におけるケーシング１０の軸方向Ｈの端側の端部は、横仕切板３３に接合されている。
【００３７】
蒸気受入室２１と加熱室２４との間は、この囲い板４４と横仕切板３３とで仕切られている。
【００３８】
蒸気受入室２１内で、天井板３０と第二熱交換管群５５Ｂ用の囲い側板４５との間には、図５〜図７に示すように、補強板４７が配置されている。この補強板４７の上縁４７ｕは天井板３０の横幅方向Ｗの端部に接合され、下縁４７ｄは囲い側板４５に接合されている。また、この補強板４７の軸方向Ｈにおける加熱室２４側の端縁（以下、加熱室側縁４７ｈとする）は横仕切板３３に接合されている。この補強板４７の軸方向Ｈの他方の端縁（以下、中央側縁４７ｃとする）は、上下方向Ｖの広がる面内で横仕切板３３側に凹んだ円弧形状を成している。この補強板４７の円弧形状の円弧中心Ｃは、図７に示すように、囲い板４４中で、最も横仕切板３３から遠い遠距離位置Ｌよりも横仕切板３３側に位置している。
【００３９】
次に、以上で説明した湿分分離加熱器の作用について説明する。
【００４０】
図１、図２及び図５に示すように、例えば、高圧蒸気タービンで使用された蒸気Ｓが蒸気受入口１１から蒸気受入室２１内へ流入すると、この蒸気Ｓは、バッフルプレート５０で蒸気受入室２１内への流入時の衝撃を緩和されながら、上方で且つ横幅方向Ｗの両側に案内されて、供給マニホールド室２２内へ流入する。
【００４１】
供給マニホールド室２２内へ流入した蒸気Ｓは、図３及び図４に示すように、分配板３６のスリット３７を介して湿分分離室２３内に流入する。湿分分離室２３内では、蒸気Ｓがミストセパレータ５３を構成する複数の波板及び邪魔板等に接触することで、この蒸気Ｓ中の湿分が複数の波板及び邪魔板に捕捉され、下方に流れ落ち、底板３８の開口３９から蒸気ドレン回収室２５内に流れ込む。蒸気ドレン回収室２５に流れ込んだ湿分、つまり蒸気ドレンＤは、蒸気ドレン排出口１３から外部に流出する。
【００４２】
一方、ミストセパレータ５３を通過した蒸気Ｓは、加熱室２４内に流入して、この加熱室２４内を上方に流れる過程で、第一熱交換管群５５Ａ及び第二熱交換管群５５Ｂにより加熱され、過熱蒸気ＨＳになる。この過熱蒸気ＨＳは、加熱室２４から蒸気回収マニホールド室２６に流入した後、蒸気送出口１２から外部に流出する。この湿分分離加熱器から流出した過熱蒸気ＨＳは、例えば、低圧蒸気タービンに送られる。
【００４３】
ところで、本実施形態の湿分分離加熱器では、図５〜図7に示すように、蒸気Ｓが流入し、ケーシング１０内の複数の室のうちで最も圧力の高い蒸気受入室２１と、蒸気Ｓが流出し、ケーシング１０内の複数の室のうちで最も圧力の低い蒸気回収マニホールド室２６とが、天井板３０を介して上下方向Ｖで隣接している。
【００４４】
このため、天井板３０は、蒸気受入室２１と蒸気回収マニホールド室２６との間の圧力差により、蒸気回収マニホールド室２６側、つまり上側に向う力Ｆを受ける。天井板３０がこの力Ｆを受けた場合、天井板３０と横仕切板３３とが接する角部Ａ１（図７）に応力が集中する。そこで、本実施形態では、補強板４７の上縁４７ｕを天井板３０に接合し、補強板４７の加熱室側縁４７ｈを横仕切板３３に接合することで、天井板３０と横仕切板３３とが接する角部にＡ１かかる応力を、補強板４７の上縁４７ｕに沿った部分及び加熱室側縁４７ｈに沿った部分に拡散している。
【００４５】
以上のように、補強板４７の上縁４７ｕを天井板３０に接合し、補強板４７の加熱室側縁４７ｈを横仕切板３３に接合しても、応力の緩和を図ることができるが、本実施形態では、補強板４７の下縁４７ｄをさらに第二熱交換管群５５Ｂ用の囲い側板４５に接合しているため、さらなる応力の緩和を図ることができる。また、本実施形態では、補強板４７の下縁４７ｄを上下方向Ｖの剛性が比較的高い囲い側板４５に接合することで、補強板４７の下縁４７ｄを接合するために、この補強板４７から受ける上下方向Ｖの力に対して剛性を有する部材を別途設ける手間を省いている。
【００４６】
なお、本実施形態では、補強板４７と囲い側板４５とを接合しているが、囲い板４４自体を新製する場合などに、この補強板４７と囲い側板４５とを一体形成すれば、補強板４７の支持剛性を確保しつつ、部品点数の削減が可能である。
【００４７】
ここで、天井板３０を補強するための補強板４７は、蒸気回収マニホールド室２６内に設けることも可能である。しかしながら、蒸気回収マニホールド室２６中で、蒸気受入室２１の上部の部分は、過熱蒸気ＨＳが通過する流路になり、ここに補強板を配置すると、この補強板が過熱蒸気ＨＳの流れ抵抗になってしまう。一方、本実施形態では、蒸気受入室２１内で、天井板３０、横仕切板３３及び第二熱交換管群５５Ｂ用の囲い側板４５で囲まれて、この蒸気受入室２１内に流入した蒸気Ｓが澱む場所であり、ここに補強板４７を配置しても、この補強板４７が蒸気Ｓの流れ抵抗にならない。このため、本実施形態では、補強板４７を蒸気受入室２１内に配置している。
【００４８】
また、本実施形態では、補強板４７の中央側縁４７ｃを円弧形状にしているが、この中央側縁４７ｃを上下方向Ｖに直線状に延びる形状にしてもよい。この場合、補強板の形状は矩形板形状になる。このように、補強板を矩形板形状にしても、補強板の上縁４７ｕを天井板３０に接合し、補強板の加熱室側縁４７ｈを横仕切板３３に接合し、補強板の下縁４７ｄを第二熱交換管群５５Ｂ用の囲い側板４５に接合すれば、天井板３０と横仕切板３３とが接する角部Ａ１にかかる応力を緩和することができる。但し、この場合、補強板の上縁４７ｕと天井板３０との接合部中で、補強板の中央側縁４７ｃ近傍、つまり補強板４７の上縁４７ｕと中央側縁４７ｃとの角部Ａ２（図７）に比較的応力が集中してしまう。そこで、本実施形態では、補強板４７の中央側縁４７ｃを加熱室２４側に凹む円弧形状にしている。
【００４９】
このように、補強板４７の中央側縁４７ｃを加熱室２４側に凹む円弧形状にすると、上向きの力Ｆに対して、補強板４７の中央側縁４７ｃ近傍が上下方向Ｖに変形し易い形状になるため、この変形により補強板４７の中央側縁４７ｃ寄りの角部Ａ２にかかる応力を逃がすことができ、この補強板４７の中央側縁４７ｃ寄りの角部Ａ２にかかる応力を緩和することができる。
【００５０】
ここで、本実施形態において、補強板４７の円弧形状の円弧中心Ｃは、前述したように、囲い板４４中で、最も横仕切板３３から遠い遠距離位置Ｌよりも横仕切板３３側に位置している。これは、補強板４７の下縁４７ｄの全体を囲い側板４５に接合させるため、及び、円弧半径をある程度小さくするためである。このように、円弧半径を小さくするのは、補強板４７の中央側縁４７ｃが加熱室２４側に凹む寸法量を大きくし、上向きの力に対して補強板４７の中央側縁４７ｃ近傍が上下方向Ｖにより変形し易い形状にするためである。
【００５１】
なお、補強板４７の中央側縁４７ｃの形状としては、加熱室２４側に凹む形状であれば、円弧形状でなくても、例えば、滑らかに湾曲した凹形状であっても、Ｖ字形状であってもよい。但し、Ｖ字形状にした場合、Ｖ字の頂点部に応力が集中するため、中央側縁４７ｃの全体に応力が分散するよう、滑らかに湾曲した凹形状の方が好ましく、円弧形状がより好ましい。
【符号の説明】
【００５２】
１０：ケーシング、１１：蒸気受入口、１２：蒸気送出口、２１：蒸気受入室、２２：供給マニホールド室、２３：湿分分離室、２４：加熱室、２５：蒸気ドレン回収室、２６：蒸気回収マニホールド室、３０：天井板、３３：横仕切板、３５：傾斜板、３６：分配板、３７：底板、４３：縦仕切板、４４：囲い板、４５：囲い側板、４６：囲い連結板、４７：補強板、５０：バッフルプレート、５３：ミストセパレータ、５５：熱交換管群、５６：Ｕ字管、５６ａ：（Ｕ字管の）湾曲側の端部、５６ｂ：（Ｕ字管の）管端、Ｓ：蒸気、ＨＳ：過熱蒸気
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気中から湿分を分離すると共に加熱することにより、過熱蒸気を生成する湿分分離加熱器に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電プラントでは、高圧蒸気タービンで使用された蒸気をさらに低圧蒸気タービンで使用する場合がある。この場合、蒸気中に湿分（約１２％前後）があると、低圧蒸気タービンのタービン翼が浸食されてしまうだけでなく、タービンの熱効率の低下を生じてしまう。そこで、この場合、高圧蒸気タービンと低圧蒸気タービンとの間に、高圧蒸気タービンから排出された蒸気中から湿分を分離すると共に加熱して過熱蒸気を生成する湿分分離加熱器が設けられている。
【０００３】
このような湿分分離加熱器としては、例えば、以下の特許文献１に記載されているものがある。
【０００４】
この湿分分離過熱器は、水平な軸方向に延び、軸方向の両端が封止されている筒状のケーシングと、ケーシング内に入り込んだ蒸気を加熱する熱交換管と、を備えている。このケーシングには、ケーシングの下部に蒸気受入口が形成され、ケーシングの上部に蒸気送出口が形成されている。ケーシングの内部には、蒸気受入口から流入した蒸気が入り込む蒸気受入室と、この蒸気受入室と連通し且つ軸方向で蒸気受入室と隣接している供給マニホールド室と、この供給マニホールド室と連通し且つ供給マニホールド室の下側に隣接し、蒸気から湿分を分離する湿分分離室と、この湿分分離室と連通し且つ軸方向で蒸気受入室と隣接して、熱交換管が収納されている加熱室と、この加熱室及び蒸気送出口と連通し且つ加熱室及び蒸気加熱室の上側に隣接している回収マニホールド室と、が形成されている。蒸気受入室と回収マニホールド室とは、天井板で仕切られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−６２９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の湿分分離加熱器では、蒸気受入室と回収マニホールド室と間に圧力差があるため、天井板には、この圧力差より生じる力に十分に耐え得る強度が求められる。特に、原子力発電プラントのように、発生蒸気量が多い場合には、湿分分離加熱器のケーシングが大きくなると共に、天井板の面積も大きくなるため、蒸気受入室と回収マニホールド室と間の圧力差により天井板にかかる力が大きくなり、天井板に対してより高い強度信頼性が求められる。
【０００７】
そこで、本発明は、上記状況を鑑み、天井板の強度信頼性を高めることができる湿分分離加熱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】
【０００８】
上記目的を達成するための発明に係る湿分分離加熱器は、
水平な軸方向に延び、該軸方向の両端が封止されている筒状のケーシングと、該ケーシング内に入り込んだ蒸気を加熱する熱交換管群と、を備え、前記ケーシングには、該ケーシングの下部に外部から蒸気を受け入れる蒸気受入口が形成され、該ケーシングの上部に外部に蒸気を排出する蒸気送出口が形成され、前記ケーシングの内部には、前記蒸気受入口から流入した蒸気が入り込む蒸気受入室と、前記蒸気受入室と連通し、且つ前記軸方向で該蒸気受入室と隣接している供給マニホールド室と、前記供給マニホールド室と連通し、該供給マニホールド室の下側に隣接し、蒸気から湿分を分離する湿分分離室と、前記湿分分離室と連通し、且つ前記軸方向で前記蒸気受入室と隣接し、前記熱交換管群が収納されている加熱室と、前記加熱室及び前記蒸気送出口と連通し、且つ該加熱室及び前記蒸気受入室の上側に隣接している回収マニホールド室と、が形成され、前記蒸気受入室と前記加熱室とは、上下方向に広がり且つ前記熱交換管群の前記軸方向の端部が貫通する仕切板と、該仕切板を貫通している該熱交換管の端部を囲い且つ該仕切板に接合されている囲い板と、で仕切られ、前記蒸気受入室と前記回収マニホールド室とは、前記仕切板に接合されている天井板で仕切られ、前記蒸気受入室内には、前記囲い板に接合されているか又は該囲い板の一部と一体形成されていると共に、前記天井板と前記仕切板とに接合された補強板が設けられている、ことを特徴とする。
【０００９】
当該湿分分離加熱器では、蒸気受入室と回収マニホールド室との間の圧力差により、天井板は、回収マニホールド室側、つまり上側に向う力を受ける。補強板が設けられていない場合、天井板がこの力を受けると、天井板と仕切板とが接する角部に応力が集中する。一方、当該湿分分離加熱器では、天井板と仕切板と囲い板とに接合された補強板を設けているので、天井板と仕切板とが接する角部にかかる応力を、補強板の周縁に沿った部分に拡散することができる。
【００１０】
しかも、当該湿分分離加熱器では、蒸気受入室内で、天井板、仕切板及び囲い側板で囲まれて、この蒸気受入室内に流入した蒸気が澱む場所に補強板を配置しているので、この補強板が蒸気の流れ抵抗にならず、当該湿分分離加熱器の湿分分離加熱性能に悪影響を及ぼすおそれはない。
【００１１】
ここで、前記湿分分離加熱器において、前記囲い板は、前記熱交換管群の前記端部を基準にして、水平方向であって前記軸方向と垂直な横幅方向における両側で互いに対向している一対の囲い側板と、一対の囲い側板の縁相互を連結する囲い連結板と、を有し、前記補強板は、前記囲い側板に接合されているか又は該囲い側板と一体形成されていることが好ましい。
【００１２】
当該湿分分離加熱器では、補強板を上下方向の剛性が比較的高い囲い側板に接合することで、補強板を接合する対象部材として、この補強板から受ける上下方向の力に対して剛性を有する部材を別途設ける手間を省くことができる。また、囲い板自体を新製する場合などに、この補強板と囲い側板とを一体形成すれば、補強板の支持剛性を確保しつつ、部品点数の削減が可能である。
【００１３】
また、前記湿分分離加熱器において、前記補強板は、該補強板が接合されている前記仕切板と反対側の縁は、上下方向に広がる面内で該仕切板側に凹む凹形状を成していることが好ましい。
【００１４】
補強板で、仕切板と反対側の縁が凹形状を成していると、上下方向Ｖの力に対して、補強板中の縁近傍が上下方向に変形し易いため、天井板が上向きの力を受けた際に、補強板の縁近傍が上下方向に変形することで、この縁と天井板との角部にかかる応力を逃がすことができる。
【００１５】
また、前記湿分分離加熱器において、前記補強板の前記凹形状は、円弧形状であることが好ましい。
【００１６】
補強板の縁が円弧形状であると、補強板の縁に沿った部分にかかる応力の均等化を図ることができる。
【００１７】
また、前記湿分分離加熱器において、前記補強板の前記円弧形状の円弧中心は、前記囲い板中で、該補強板が接合されている前記仕切板から最も遠い遠距離位置よりも、該仕切板側に位置していることが好ましい。
【００１８】
前記湿分分離加熱器では、補強板の囲い板側の縁の全体を囲い板に接合でき、補強板を囲い板に対して安定接合することができる。さらに、円弧形状の円弧中心が仕切板側に位置して円弧半径が小さくなることで、補強板の仕切板と反対側の縁が仕切板側へ凹む寸法量が大きくなり、上向きの力に対してこの縁近傍が上下方向により変形し易い形状にすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、蒸気の流れに悪影響を及ぼすことなく、蒸気受入室と回収マニホールド室との間の圧力差により、天井板にかかる上向きの力に対して、天井板及びこの天井板に接合されている部材に対する応力集中を緩和することができる。
【００２０】
すなわち、本発明によれば、蒸気の流れに悪影響を及ぼすことなく、天井板の強度信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る一実施形態における湿分分離加熱器の縦断面図である。
【図２】図１におけるII−II線断面図である。
【図３】図２におけるIII−III線断面図である。
【図４】図１におけるIＶ−IＶ線断面図である。
【図５】本発明に係る一実施形態における湿分分離加熱器の要部切欠斜視図である。
【図６】図５におけるＶI矢視図である。
【図７】図５におけるＶII矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る湿分分離加熱器の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
本実施形態の湿分分離加熱器は、例えば、高圧蒸気タービンで使用された蒸気中から湿分を分離すると共に加熱して過熱蒸気を生成し、この過熱蒸気を低圧蒸気タービンに送るものである。
【００２４】
この湿分分離加熱器は、図１〜図４に示すように、蒸気Ｓが内部に入り込む筒状のケーシング１０と、ケーシング１０内に入り込んだ蒸気Ｓを加熱する熱交換管群５５Ａ，５５Ｂと、を備えている。なお、図２は図１におけるII−II線断面図であり、図３は図２におけるIII−III線断面図であり、図４は図１におけるIＶ−IＶ線断面図である。
【００２５】
ケーシング１０は、水平な軸方向Ｈに延び、軸方向Ｈの両端が封止されている。なお、以下では、水平な方向であって軸方向Ｈと垂直な方向を横幅方向Ｗとする。
【００２６】
ケーシング１０には、ケーシング１０内に蒸気Ｓを受け入れる蒸気受入口１１と、ケーシング１０内で湿分分離及び加熱された過熱蒸気ＨＳを送出する複数の蒸気送出口１２と、蒸気ドレンＤをケーシング１０内から排出する複数の蒸気ドレン排出口１３と、が形成されている。蒸気受入口１１は、ケーシング１０の下部であって、軸方向Ｈの中央部に形成されている。また、複数の蒸気ドレン排出口１３は、ケーシング１０の下部であって、蒸気受入口１１を基準として軸方向Ｈの両側に形成されている。複数の蒸気送出口１２は、ケーシング１０の上部に、軸方向Ｈに並んで形成されている。なお、複数の蒸気送出口１２のうち、１つの蒸気送出口１２は、蒸気受入口１１と同様、軸方向Ｈの中央部に形成されている。
【００２７】
ケーシング１０の内部には、蒸気受入口１１から流入した蒸気Ｓが入り込む蒸気受入室２１と、蒸気受入室２１と連通し且つ軸方向Ｈにおける蒸気受入室２１の両側に隣接している供給マニホールド室２２（図３及び図４）と、供給マニホールド室２２と連通し且つ供給マニホールド室２２の下側に隣接している湿分分離室２３（図３及び図４）と、湿分分離室２３と連通し熱交換管群５５Ａ，５５Ｂが収納されている加熱室２４と、湿分分離室２３に連通し且つこの湿分分離室２３及び加熱室２４の下側に隣接している蒸気ドレン回収室２５（図３及び図４）と、加熱室２４及び蒸気送出口１２と連通し且つ蒸気受入室２１、供給マニホールド室２２及び加熱室２４の上側に隣接している蒸気回収マニホールド室２６（図１〜図４）と、が形成されている。
【００２８】
蒸気回収マニホールド室２６は、図１に示すように、ケーシング１０の軸方向Ｈのほぼ全体にわたって、ケーシング１０内の上部に形成されている。一方、蒸気受入室２１は、ケーシング１０の軸方向Ｈの中央部に、蒸気回収マニホールド室２６の下側に隣接して形成されている。この蒸気回収マニホールド室２６と蒸気受入室２１とは、天井板３０により仕切られている。
【００２９】
供給マニホールド室２２、湿分分離室２３、加熱室２４及び蒸気ドレン回収室２５は、いずれも、図１及び図３に示すように、軸方向Ｈにおける蒸気受入室２１の両側に隣接している。図４に示すように、軸方向Ｈで蒸気受入室２１からズレた位置では、横幅方向Ｗの中央に加熱室２４が形成され、横幅方向Ｗにおける加熱室２４の両側に供給マニホールド室２２が形成され、横幅方向Ｗにおける加熱室２４の両側であって供給マニホールド室２２の下側に湿分分離室２３が形成されている。軸方向Ｈで蒸気受入室２１からズレた位置では、加熱室２４及び供給マニホールド室２２の上側には、蒸気回収マニホールド室２６が形成され、加熱室２４及び湿分分離室２３の下側には蒸気ドレン回収室２５が形成されている。
【００３０】
軸方向Ｈで蒸気受入室２１と隣接している供給マニホールド室２２、湿分分離室２３、加熱室２４及び蒸気ドレン回収室２５のうち、湿分分離室２３、加熱室２４及び蒸気ドレン回収室２５は、図１〜図３に示すように、蒸気受入室２１との間が横仕切板３３により仕切られている。なお、供給マニホールド室２２は、蒸気受入室２１と連通させるため、蒸気受入室２１との間は横仕切板３３で仕切られておらず、開口している。
【００３１】
供給マニホールド室２２は、図４に示すように、この供給マニホールド室２２の上側に隣接している蒸気回収マニホールド室２６との間が傾斜板３５により仕切られている。この傾斜板３５は、横幅方向Ｗにおいて、その中央部から遠ざかるに連れて次第に上側に向って傾斜し、中央部から最も遠い端部がケーシング１０の内面に接合されている。
【００３２】
湿分分離室２３は、この湿分分離室２３の上側に隣接している供給マニホールド室２２との間が分配板３６により仕切られている。この分配板３６には、上下方向Ｖに貫通し、横幅方向Ｗに長いスリット３７が複数形成されている。蒸気ドレン回収室２５は、この蒸気ドレン回収室２５の上側に隣接している加熱室２４及び湿分分離室２３との間が底板３８により仕切られている。加熱室２４は、横幅方向Ｗにおける加熱室２４の両側に隣接している供給マニホールド室２２及び湿分分離室２３と縦仕切板４３により仕切られている。この縦仕切板４３の上端４３ｕには、図５に示すように、蒸気回収マニホールド室２６と蒸気受入室２１との間を仕切る天井板３０の軸方向Ｈの端縁が接合されている。さらに、この縦仕切板４３の上端４３ｕには、図４〜図７に示すように、供給マニホールド室２２と蒸気回収マニホールド室２６との間を仕切る傾斜板３５の中央側端部が接合されている。また、この縦仕切板４３の上下方向Ｖの中央部には、湿分分離室２３と供給マニホールド室２２との間を仕切る分配板３６の中央側端部が接合されている。
【００３３】
蒸気受入室２１内には、図１、図２、図５に示すように、軸方向Ｈに垂直な断面形状がＵ字型を成し、Ｕ字の湾曲箇所に相当する部分が下側を向いているバッフルプレート５０が配置されている。
【００３４】
湿分分離室２３内には、図３及び図４に示すように、ミストセパレータ５３が配置されている。このミストセパレータ５３は、複数の波板（不図示）を軸方向Ｈに等間隔に配置したもので、波板の各頂部に蒸気Ｓの流れに対向するよう邪魔板（不図示）が設けられている。複数の波板の頂部及び底部は、いずれも、上下方向Ｖに延びている。湿分分離室２３と蒸気ドレン回収室２５との間を仕切る底板３８には、ミストセパレータ５３を構成する複数の波板の下部に相当する位置で上下方向Ｖに貫通した開口３９が形成されている。
【００３５】
加熱室２４に収納される熱交換管群５５Ａ，５５Ｂは、図１に示すように、加熱室２４内の下方に配置されている第一熱交換管群５５Ａと、加熱室２４内の上方に配置されている第二熱交換管群５５Ｂとがある。各熱交換管群５５Ａ，５５Ｂを構成する熱交換管は、いずれもＵ字管５６である。Ｕ字管５６は、湾曲側の端部５６ａがケーシング１０の軸方向Ｈの中央部側に向けられ、Ｕ字管５６の管端５６ｂがケーシング１０の軸方向Ｈの端部側に向けられている。Ｕ字管５６の管端５６ｂは、ケーシング１０外に突出しており、管板５７に固定されている。この管板５７は、Ｕ字管５６と反対側がボンネット５８で覆われ、管板５７とボンネット５８の内面とで空間が形成されている。この空間は、仕切板５９で上下に仕切られ、上側の空間が蒸気受入室５９ａを成し、下側の空間が蒸気回収室５９ｂを成している。ボンネット５８には、外部と蒸気受入室５９ａとを連通させる蒸気入口５８ｉと、外部と蒸気回収室５８ｂとを連通させる蒸気出口５８ｏとが形成されている。
【００３６】
各熱交換管群５５Ａ，５５Ｂを構成するＵ字管５６の湾曲側の端部５６ａは、横仕切板３３を軸方向Ｈに貫通し、この横仕切板３３及び天井板３０の軸方向Ｈの端部よりも、ケーシング１０の軸方向Ｈにおける中央部側に位置し、囲い板４４で覆われている。囲い板４４は、図５〜図７に示すように、横幅方向Ｗで互いに対向している一対の囲い側板４５と、一対の囲い側板４５の縁相互を連結する囲い連結板４６とを有している。一対の囲い側板４５は、軸方向Ｈにおける中央部側の縁が中央部側に突出した円弧形状を成している。このため、一対の囲い側板４５の中央部側の縁相互を連結する囲い連結板４６は、その断面形状が中央部側に突出した円弧形状を成している。囲い板４４におけるケーシング１０の軸方向Ｈの端側の端部は、横仕切板３３に接合されている。
【００３７】
蒸気受入室２１と加熱室２４との間は、この囲い板４４と横仕切板３３とで仕切られている。
【００３８】
蒸気受入室２１内で、天井板３０と第二熱交換管群５５Ｂ用の囲い側板４５との間には、図５〜図７に示すように、補強板４７が配置されている。この補強板４７の上縁４７ｕは天井板３０の横幅方向Ｗの端部に接合され、下縁４７ｄは囲い側板４５に接合されている。また、この補強板４７の軸方向Ｈにおける加熱室２４側の端縁（以下、加熱室側縁４７ｈとする）は横仕切板３３に接合されている。この補強板４７の軸方向Ｈの他方の端縁（以下、中央側縁４７ｃとする）は、上下方向Ｖの広がる面内で横仕切板３３側に凹んだ円弧形状を成している。この補強板４７の円弧形状の円弧中心Ｃは、図７に示すように、囲い板４４中で、最も横仕切板３３から遠い遠距離位置Ｌよりも横仕切板３３側に位置している。
【００３９】
次に、以上で説明した湿分分離加熱器の作用について説明する。
【００４０】
図１、図２及び図５に示すように、例えば、高圧蒸気タービンで使用された蒸気Ｓが蒸気受入口１１から蒸気受入室２１内へ流入すると、この蒸気Ｓは、バッフルプレート５０で蒸気受入室２１内への流入時の衝撃を緩和されながら、上方で且つ横幅方向Ｗの両側に案内されて、供給マニホールド室２２内へ流入する。
【００４１】
供給マニホールド室２２内へ流入した蒸気Ｓは、図３及び図４に示すように、分配板３６のスリット３７を介して湿分分離室２３内に流入する。湿分分離室２３内では、蒸気Ｓがミストセパレータ５３を構成する複数の波板及び邪魔板等に接触することで、この蒸気Ｓ中の湿分が複数の波板及び邪魔板に捕捉され、下方に流れ落ち、底板３８の開口３９から蒸気ドレン回収室２５内に流れ込む。蒸気ドレン回収室２５に流れ込んだ湿分、つまり蒸気ドレンＤは、蒸気ドレン排出口１３から外部に流出する。
【００４２】
一方、ミストセパレータ５３を通過した蒸気Ｓは、加熱室２４内に流入して、この加熱室２４内を上方に流れる過程で、第一熱交換管群５５Ａ及び第二熱交換管群５５Ｂにより加熱され、過熱蒸気ＨＳになる。この過熱蒸気ＨＳは、加熱室２４から蒸気回収マニホールド室２６に流入した後、蒸気送出口１２から外部に流出する。この湿分分離加熱器から流出した過熱蒸気ＨＳは、例えば、低圧蒸気タービンに送られる。
【００４３】
ところで、本実施形態の湿分分離加熱器では、図５〜図7に示すように、蒸気Ｓが流入し、ケーシング１０内の複数の室のうちで最も圧力の高い蒸気受入室２１と、蒸気Ｓが流出し、ケーシング１０内の複数の室のうちで最も圧力の低い蒸気回収マニホールド室２６とが、天井板３０を介して上下方向Ｖで隣接している。
【００４４】
このため、天井板３０は、蒸気受入室２１と蒸気回収マニホールド室２６との間の圧力差により、蒸気回収マニホールド室２６側、つまり上側に向う力Ｆを受ける。天井板３０がこの力Ｆを受けた場合、天井板３０と横仕切板３３とが接する角部Ａ１（図７）に応力が集中する。そこで、本実施形態では、補強板４７の上縁４７ｕを天井板３０に接合し、補強板４７の加熱室側縁４７ｈを横仕切板３３に接合することで、天井板３０と横仕切板３３とが接する角部にＡ１かかる応力を、補強板４７の上縁４７ｕに沿った部分及び加熱室側縁４７ｈに沿った部分に拡散している。
【００４５】
以上のように、補強板４７の上縁４７ｕを天井板３０に接合し、補強板４７の加熱室側縁４７ｈを横仕切板３３に接合しても、応力の緩和を図ることができるが、本実施形態では、補強板４７の下縁４７ｄをさらに第二熱交換管群５５Ｂ用の囲い側板４５に接合しているため、さらなる応力の緩和を図ることができる。また、本実施形態では、補強板４７の下縁４７ｄを上下方向Ｖの剛性が比較的高い囲い側板４５に接合することで、補強板４７の下縁４７ｄを接合するために、この補強板４７から受ける上下方向Ｖの力に対して剛性を有する部材を別途設ける手間を省いている。
【００４６】
なお、本実施形態では、補強板４７と囲い側板４５とを接合しているが、囲い板４４自体を新製する場合などに、この補強板４７と囲い側板４５とを一体形成すれば、補強板４７の支持剛性を確保しつつ、部品点数の削減が可能である。
【００４７】
ここで、天井板３０を補強するための補強板４７は、蒸気回収マニホールド室２６内に設けることも可能である。しかしながら、蒸気回収マニホールド室２６中で、蒸気受入室２１の上部の部分は、過熱蒸気ＨＳが通過する流路になり、ここに補強板を配置すると、この補強板が過熱蒸気ＨＳの流れ抵抗になってしまう。一方、本実施形態では、蒸気受入室２１内で、天井板３０、横仕切板３３及び第二熱交換管群５５Ｂ用の囲い側板４５で囲まれて、この蒸気受入室２１内に流入した蒸気Ｓが澱む場所であり、ここに補強板４７を配置しても、この補強板４７が蒸気Ｓの流れ抵抗にならない。このため、本実施形態では、補強板４７を蒸気受入室２１内に配置している。
【００４８】
また、本実施形態では、補強板４７の中央側縁４７ｃを円弧形状にしているが、この中央側縁４７ｃを上下方向Ｖに直線状に延びる形状にしてもよい。この場合、補強板の形状は矩形板形状になる。このように、補強板を矩形板形状にしても、補強板の上縁４７ｕを天井板３０に接合し、補強板の加熱室側縁４７ｈを横仕切板３３に接合し、補強板の下縁４７ｄを第二熱交換管群５５Ｂ用の囲い側板４５に接合すれば、天井板３０と横仕切板３３とが接する角部Ａ１にかかる応力を緩和することができる。但し、この場合、補強板の上縁４７ｕと天井板３０との接合部中で、補強板の中央側縁４７ｃ近傍、つまり補強板４７の上縁４７ｕと中央側縁４７ｃとの角部Ａ２（図７）に比較的応力が集中してしまう。そこで、本実施形態では、補強板４７の中央側縁４７ｃを加熱室２４側に凹む円弧形状にしている。
【００４９】
このように、補強板４７の中央側縁４７ｃを加熱室２４側に凹む円弧形状にすると、上向きの力Ｆに対して、補強板４７の中央側縁４７ｃ近傍が上下方向Ｖに変形し易い形状になるため、この変形により補強板４７の中央側縁４７ｃ寄りの角部Ａ２にかかる応力を逃がすことができ、この補強板４７の中央側縁４７ｃ寄りの角部Ａ２にかかる応力を緩和することができる。
【００５０】
ここで、本実施形態において、補強板４７の円弧形状の円弧中心Ｃは、前述したように、囲い板４４中で、最も横仕切板３３から遠い遠距離位置Ｌよりも横仕切板３３側に位置している。これは、補強板４７の下縁４７ｄの全体を囲い側板４５に接合させるため、及び、円弧半径をある程度小さくするためである。このように、円弧半径を小さくするのは、補強板４７の中央側縁４７ｃが加熱室２４側に凹む寸法量を大きくし、上向きの力に対して補強板４７の中央側縁４７ｃ近傍が上下方向Ｖにより変形し易い形状にするためである。
【００５１】
なお、補強板４７の中央側縁４７ｃの形状としては、加熱室２４側に凹む形状であれば、円弧形状でなくても、例えば、滑らかに湾曲した凹形状であっても、Ｖ字形状であってもよい。但し、Ｖ字形状にした場合、Ｖ字の頂点部に応力が集中するため、中央側縁４７ｃの全体に応力が分散するよう、滑らかに湾曲した凹形状の方が好ましく、円弧形状がより好ましい。
【符号の説明】
【００５２】
１０：ケーシング、１１：蒸気受入口、１２：蒸気送出口、２１：蒸気受入室、２２：供給マニホールド室、２３：湿分分離室、２４：加熱室、２５：蒸気ドレン回収室、２６：蒸気回収マニホールド室、３０：天井板、３３：横仕切板、３５：傾斜板、３６：分配板、３７：底板、４３：縦仕切板、４４：囲い板、４５：囲い側板、４６：囲い連結板、４７：補強板、５０：バッフルプレート、５３：ミストセパレータ、５５：熱交換管群、５６：Ｕ字管、５６ａ：（Ｕ字管の）湾曲側の端部、５６ｂ：（Ｕ字管の）管端、Ｓ：蒸気、ＨＳ：過熱蒸気
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平な軸方向に延び、該軸方向の両端が封止されている筒状のケーシングと、該ケーシング内に入り込んだ蒸気を加熱する熱交換管群と、を備え、
前記ケーシングには、該ケーシングの下部に外部から蒸気を受け入れる蒸気受入口が形成され、該ケーシングの上部に外部に蒸気を排出する蒸気送出口が形成され、
前記ケーシングの内部には、
前記蒸気受入口から流入した蒸気が入り込む蒸気受入室と、
前記蒸気受入室と連通し、且つ前記軸方向で該蒸気受入室と隣接している供給マニホールド室と、
前記供給マニホールド室と連通し、該供給マニホールド室の下側に隣接し、蒸気から湿分を分離する湿分分離室と、
前記湿分分離室と連通し、且つ前記軸方向で前記蒸気受入室と隣接し、前記熱交換管群が収納されている加熱室と、
前記加熱室及び前記蒸気送出口と連通し、且つ該加熱室及び前記蒸気受入室の上側に隣接している回収マニホールド室と、
が形成され、
前記蒸気受入室と前記加熱室とは、上下方向に広がり且つ前記熱交換管群の前記軸方向の端部が貫通する仕切板と、該仕切板を貫通している該熱交換管の端部を囲い且つ該仕切板に接合されている囲い板と、で仕切られ、
前記蒸気受入室と前記回収マニホールド室とは、前記仕切板に接合されている天井板で仕切られ、
前記蒸気受入室内には、前記囲い板に接合されているか又は該囲い板の一部と一体形成されていると共に、前記天井板と前記仕切板とに接合された補強板が設けられている、
ことを特徴とする湿分分離加熱器。
【請求項２】
請求項１に記載の湿分分離加熱器において、
前記囲い板は、前記熱交換管群の前記端部を基準にして、水平方向であって前記軸方向と垂直な横幅方向における両側で互いに対向している一対の囲い側板と、一対の囲い側板の縁相互を連結する囲い連結板と、を有し、
前記補強板は、前記囲い側板に接合されているか又は該囲い側板と一体形成されている、
ことを特徴とする湿分分離加熱器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の湿分分離加熱器において、
前記補強板は、該補強板が接合されている前記仕切板と反対側の縁は、上下方向に広がる面内で該仕切板側に凹む凹形状を成している、
ことを特徴とする湿分分離加熱器。
【請求項４】
請求項３に記載の湿分分離加熱器において、
前記補強板の前記凹形状は、円弧形状である、
ことを特徴とする湿分分離加熱器。
【請求項５】
請求項４に記載の湿分分離加熱器において、
前記補強板の前記円弧形状の円弧中心は、前記囲い板中で、該補強板が接合されている前記仕切板から最も遠い遠距離位置よりも、該仕切板側に位置している、
ことを特徴とする湿分分離加熱器。
【請求項１】
水平な軸方向に延び、該軸方向の両端が封止されている筒状のケーシングと、該ケーシング内に入り込んだ蒸気を加熱する熱交換管群と、を備え、
前記ケーシングには、該ケーシングの下部に外部から蒸気を受け入れる蒸気受入口が形成され、該ケーシングの上部に外部に蒸気を排出する蒸気送出口が形成され、
前記ケーシングの内部には、
前記蒸気受入口から流入した蒸気が入り込む蒸気受入室と、
前記蒸気受入室と連通し、且つ前記軸方向で該蒸気受入室と隣接している供給マニホールド室と、
前記供給マニホールド室と連通し、該供給マニホールド室の下側に隣接し、蒸気から湿分を分離する湿分分離室と、
前記湿分分離室と連通し、且つ前記軸方向で前記蒸気受入室と隣接し、前記熱交換管群が収納されている加熱室と、
前記加熱室及び前記蒸気送出口と連通し、且つ該加熱室及び前記蒸気受入室の上側に隣接している回収マニホールド室と、
が形成され、
前記蒸気受入室と前記加熱室とは、上下方向に広がり且つ前記熱交換管群の前記軸方向の端部が貫通する仕切板と、該仕切板を貫通している該熱交換管の端部を囲い且つ該仕切板に接合されている囲い板と、で仕切られ、
前記蒸気受入室と前記回収マニホールド室とは、前記仕切板に接合されている天井板で仕切られ、
前記蒸気受入室内には、前記囲い板に接合されているか又は該囲い板の一部と一体形成されていると共に、前記天井板と前記仕切板とに接合された補強板が設けられている、
ことを特徴とする湿分分離加熱器。
【請求項２】
請求項１に記載の湿分分離加熱器において、
前記囲い板は、前記熱交換管群の前記端部を基準にして、水平方向であって前記軸方向と垂直な横幅方向における両側で互いに対向している一対の囲い側板と、一対の囲い側板の縁相互を連結する囲い連結板と、を有し、
前記補強板は、前記囲い側板に接合されているか又は該囲い側板と一体形成されている、
ことを特徴とする湿分分離加熱器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の湿分分離加熱器において、
前記補強板は、該補強板が接合されている前記仕切板と反対側の縁は、上下方向に広がる面内で該仕切板側に凹む凹形状を成している、
ことを特徴とする湿分分離加熱器。
【請求項４】
請求項３に記載の湿分分離加熱器において、
前記補強板の前記凹形状は、円弧形状である、
ことを特徴とする湿分分離加熱器。
【請求項５】
請求項４に記載の湿分分離加熱器において、
前記補強板の前記円弧形状の円弧中心は、前記囲い板中で、該補強板が接合されている前記仕切板から最も遠い遠距離位置よりも、該仕切板側に位置している、
ことを特徴とする湿分分離加熱器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１１４２２（Ｐ２０１３−１１４２２Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４５４０２（Ｐ２０１１−１４５４０２）
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
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