[發明專利]水分分離加熱器

無效

• 申請號: 200580051334.0
• 申請日: 2005-08-18
• 公開（公告）號: CN101238330A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 河野俊二;吉村浩一;鐮田譽史;沖原達也;山口浩
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: F22G3/00
• 分類號: F22G3/00;F22B37/26
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 黃劍鋒

技術領域

本發明涉及除去濕度高的蒸汽中的水分、再用加熱蒸汽加熱該蒸汽的水分分離加熱器。

背景技術

一般來說，在核能發電廠中，在高壓渦輪機中完成工作后的蒸汽中含有12％左右的水分。該水分以蒸汽中的水滴或附著在裝置和管道壁上的水的狀態存在。

當蒸汽中的水分變多時，存在該水分沖擊渦輪機中設置的渦輪葉片等裝置的壁面，產生沖蝕損傷設備的危險。并且，在低壓渦輪機中，輸送到該低壓渦輪機中的蒸汽的溫度越高，渦輪機的效率就越高。

因此，為了除去來自高壓渦輪機的蒸汽中的水分并以高溫蒸汽輸送給低壓渦輪機，在高壓渦輪機與低壓渦輪機之間設置有分離蒸汽中的水分并加熱蒸汽的水分分離加熱器。作為這種水分分離加熱器，在例如日本特開平2-242001號公報及特開平9-329302號公報中公開了其結構。

下面參照圖9和圖10說明現有技術的水分分離加熱器。圖9為表示現有技術的水分分離加熱器70的結構的橫截面圖，圖10為從E-E方向看圖9的水分分離加熱器70的縱截面圖。

如圖9和圖10所示，水分分離加熱器70具有：橫置的圓筒形狀的主體容器51，內置于主體容器51內、除去被加熱蒸汽85的水分的水分分離器58，設置在水分分離器58的上方、加熱被加熱蒸汽85的U形管52。

在這樣的結構中，水分分離加熱器70關于位于主體容器51的長度方向中心位置的假想中心面F-F對稱地配置。

加熱被加熱蒸汽85的加熱蒸汽86輸送到該U形管52內。作為該加熱蒸汽86可以考慮從核能發電廠的高壓渦輪機中抽出的蒸汽或從核反應堆提供來的主蒸汽。

U形管52具有去路部分521、設置在去路部分521下方的回路部分522以及連接去路部分521和回路部分522的U字形部分523，各U形管52安裝在配置于主體容器51的外部、進行加熱蒸汽86的提供和排出的集管53上構成管束54。

并且，在主體容器51內的下方，沿長度方向配置有例如3臺水分分離器58。

在主體容器51的下部，設置有使被加熱蒸汽85進入該主體容器51中的被加熱蒸汽入口56，并且，在主體容器51的上部，設置有使被加熱蒸汽85從該主體容器51出來的被加熱蒸汽出口57。

從高壓渦輪機輸送來的、通過被加熱蒸汽入口56提供給主體容器51內的被加熱蒸汽85經由水分分離器58，通過這樣除去水分，與U形管52的去路部分521和回路部分522正交地在主體容器51內從下方流向上方。由此，被加熱蒸汽85被在U形管52中流過的加熱蒸汽86加熱，經被加熱蒸汽出口57從主體容器51排出。圖10中被加熱蒸汽85的點劃線箭頭表示該被加熱蒸汽85在主體容器51內流動的方向。

但是，在現有技術的水分分離加熱器70中，被加熱蒸汽85沿從下方到上方的流動方向溫度逐漸升高。因此，在U形管52的回路部分522與去路部分521之間產生溫度差，U形管52內的加熱蒸汽86在管內冷卻引起的冷凝量產生大的差異。

即，在U形管52的回路部分522中，由于接觸的被加熱蒸汽85的溫度低，因此該回路部分522內的加熱蒸汽86被過度冷卻，過度地進行了冷凝。另一方面，由于在U形管52的去路部分521中接觸的被加熱蒸汽85的溫度比回路部分522中的高，因此去路部分521內的加熱蒸汽86被冷卻的程度小，殘留未冷凝的蒸汽多。

在這種狀態下，U形管52內加熱蒸汽86的流量分配變得不穩定，引起U形管52周期性的溫度變化有可能該U形管52受熱疲勞引起的損傷。

為了防止上述問題，使用在U形管52的入口一側連接有放出(排出)加熱蒸汽86中非冷凝性蒸汽的放出管(圖中沒有表示)，使加熱蒸汽86的送入放出管之前的總流量的約5％不冷凝、輸送給放出管的方法。

但是，如果輸送給放出管的加熱蒸汽86的放出流量多的話，則輸送給U形管52的加熱蒸汽86的量就變少，水分分離加熱器70的整體熱效率降低，因此要求降低該放出流量。

發明內容

本發明就是考慮到這些問題，其目的是要通過采用抑制U形管內加熱蒸汽的冷凝量的差異產生的熱疲勞對U形管的損傷、即使降低了輸送給放出管的加熱蒸汽的放出流量U形管內加熱蒸汽的流動也不會變得不穩定的結構，由此提供一種能夠提高熱效率的水分分離加熱器。