專利名稱：蒸汽發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蒸汽發(fā)生器。
背景技術(shù)：
例如，在壓水型核能發(fā)電站的蒸汽發(fā)生器中，在大致圓筒形狀的主體部的內(nèi)部具備處于被管群外筒覆蓋的狀態(tài)的傳熱管群，該傳熱管群由多個(gè)U字形地彎曲且端部固定于管板的傳熱管構(gòu)成。 向在主體部?jī)?nèi)壁和管群外筒之間形成的環(huán)狀流路的上部供給的水(給水)在環(huán)狀流路中流下，從環(huán)狀流路的下部流入管群外筒內(nèi)，沿著傳熱管上升。此時(shí)，被加壓的高溫的冷卻材料從核反應(yīng)堆在傳熱管內(nèi)部流動(dòng)，對(duì)傳熱管加熱，因此，水與傳熱管的外側(cè)表面接觸而被加熱，蒸發(fā)而向上方移動(dòng)。 通過在傳熱管群的上方設(shè)置的汽水分離器，蒸汽和熱水被分離，熱水回到環(huán)狀流路，蒸汽被分離出蒸汽中含有的水分，例如送到二次系統(tǒng)的汽輪機(jī)。 在傳熱管中流動(dòng)的高溫的冷卻材料被給水奪取熱量，因此從入口側(cè)朝向出口側(cè)溫度逐漸降低。這樣，由于傳熱管內(nèi)的冷卻材料具有相對(duì)溫度差，所以也可以將位于從傳熱管的入口部直到U字形的頂部的區(qū)域稱為熱側(cè)，將位于從頂部直到出口部的區(qū)域稱為冷側(cè)。
在該蒸汽發(fā)生器中，給水在管群外筒的下部位置的全部區(qū)域上混合，因此該部分的溫度變得相同，傳熱管的出口部的冷卻材料和給水的溫度差變小。因此，在該部分的熱交換量變小，從而蒸汽發(fā)生器的整體熱交換量變小。 對(duì)于改善這一問題，提出有各種方案，作為其中之一例如有專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2所示的方案。 其僅對(duì)環(huán)狀流路的冷側(cè)部分供給水，使流入冷側(cè)的給水的溫度降低。由此，使傳熱管的出口部的冷卻材料和給水的溫度差增大，從而使在該部分的熱交換量增大。
專利文獻(xiàn)1 :(日本)特開平3-87501號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 :(日本)特開2000-9888號(hào)公報(bào) 在由汽水分離器分離出的熱水中殘留有細(xì)小的氣泡，或處于易于巻入周圍的空氣
而產(chǎn)生氣泡的狀態(tài)。 一直以來，通過全面地供給水而使熱水冷卻從而使這種氣泡凝結(jié)。 但是，在專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2所示的技術(shù)方案中，不向熱側(cè)供給水，因此產(chǎn)生的氣泡直接殘留下來。該氣泡與給水一起下降，即發(fā)生所謂的"水帶汽"(carry皿der)。
水帶汽發(fā)生(變大)時(shí)，給水的輸送壓力損失增加，因此熱側(cè)的給水流動(dòng)變得不順利。因此，由于在熱側(cè)流動(dòng)的給水量減少而熱交換量變低，擔(dān)心整體的熱交換量反而降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述課題而提出，其目的在于，提供一種蒸汽發(fā)生器，其能夠維持在傳熱管的出口部側(cè)的熱交換量的增加效果，并抑制在入口部側(cè)的熱交換量的下降，從而提高整體的傳熱效率。
為了解決上述課題，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案。 S卩，本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案提供一種蒸汽發(fā)生器，其具備傳熱管群，由多個(gè)傳熱管構(gòu)成，所述傳熱管將兩端部固定于管板并具有熱介質(zhì)從一端側(cè)流向另一端側(cè)的U字形的自由端；環(huán)狀流路，以覆蓋該傳熱管群的周圍的方式形成，并在下部具有與該傳熱管群連通的開口部；給水裝置，配置在該環(huán)狀流路的上部，并向所述傳熱管中的所述熱介質(zhì)朝向所述另一端側(cè)下降的一側(cè)的區(qū)域即下降側(cè)部分供給水；以及汽水分離器，配置在所述傳熱管群的上方，并將從所述環(huán)狀通路通過所述傳熱管的周圍而被加熱的水分離成蒸汽和熱水，所述蒸汽發(fā)生器具備用于除去氣泡的氣泡除去部件，所述氣泡除去部件設(shè)置在位于所述傳熱管中的所述熱介質(zhì)從所述一端側(cè)上升的一側(cè)的區(qū)域即上升側(cè)部分的所述環(huán)狀流路上。
根據(jù)本技術(shù)方案的蒸汽發(fā)生器，給水裝置配置在環(huán)狀流路的上部，向傳熱管中的熱介質(zhì)向另一端側(cè)下降的一側(cè)的區(qū)域即下降側(cè)部分、換言之就是位于從傳熱管的頂部直到出口部的相對(duì)低溫的區(qū)域即冷側(cè)部分供給水，因此能夠使流入傳熱管的出口部分即下降側(cè)部分的給水的溫度降低。流入下降側(cè)部分的給水的溫度降低時(shí)，能夠在流動(dòng)于傳熱管的出口部分的相對(duì)低溫的熱介質(zhì)和給水之間得到大的溫度差，從而能夠使在該部分的熱交換量增大。 此外，氣泡除去部件設(shè)置在位于所述傳熱管中的所述熱介質(zhì)從所述一端側(cè)上升的一側(cè)的區(qū)域即上升側(cè)部分、換言之就是位于從傳熱管的入口部直到頂部的相對(duì)高溫的區(qū)域即熱側(cè)部分的所述環(huán)狀流路上，因此能夠除去上升側(cè)部分的氣泡。在上升側(cè)部分的上部除去氣泡時(shí)，能夠抑制在上升側(cè)部分氣泡與給水一起下降，即所謂水帶汽的發(fā)生。由此，能夠抑制在上升側(cè)部分的給水的輸送壓力損失的增加，因此，能夠防止在熱側(cè)流動(dòng)的給水量的降低，能夠與現(xiàn)有技術(shù)同樣地維持在上升側(cè)部分的熱交換量。 因此，能夠維持在傳熱管的下降側(cè)部分的熱交換量的增加效果，并能夠抑制在上升側(cè)部分的熱交換量的降低，因此能夠提高整體的傳熱效率。 在上述技術(shù)方案中，所述氣泡除去部件也可以構(gòu)成為具有多個(gè)貫通孔的多孔板。
這樣，能夠在多孔板的沒有貫通孔的部分得到給水的流動(dòng)停滯的部分，因此，隨著給水的下降而向下方移動(dòng)的氣泡、即體積小而浮力小的氣泡滯留下來。 該氣泡滯留時(shí)，氣泡彼此合為一體而形成體積大的氣泡。氣泡體積變大時(shí)，浮力變
大，因此，與給水的下降相反而通過貫通孔上浮，向上方空間排出。 這樣，能夠抑制在上升側(cè)部分氣泡與給水一起下降，即所謂水帶汽的發(fā)生。 在上述構(gòu)成中，所述多孔板也可以設(shè)置在所述環(huán)狀流路的設(shè)置所述汽水分離器的位置。 在上述構(gòu)成中，所述多孔板也可以設(shè)置在所述環(huán)狀流路的相比所述汽水分離器向下方分離隔開的位置。 在上述技術(shù)方案中，所述氣泡除去部件也可以作為供給使所述氣泡凝結(jié)的水的給水部件。 這樣，由于給水部件供給使氣泡凝結(jié)的程度的量的水，因此上升側(cè)部分的上部的氣泡冷卻而凝結(jié)。因此，能夠抑制在上升側(cè)部分氣泡與給水一起下降，即所謂水帶汽的發(fā)生。 此外，給水部件供給的使氣泡凝結(jié)的程度的水的量，例如相對(duì)于從給水裝置供給的水的量為5 10%，能夠較低地抑制對(duì)于在下降側(cè)部分的熱交換量的增加效果的影響。
在上述技術(shù)方案中，支承所述傳熱管的管支承板也可以是所述上升側(cè)部分的開口 面積比所述下降側(cè)部分的開口面積大。 傳熱管在上下方向的多個(gè)部位沿橫方向延伸存在，被具有給水所通過的開口的管 支承板支承。 根據(jù)本發(fā)明，支承傳熱管的管支承板，其上升側(cè)部分的開口面積比下降側(cè)部分的 開口面積大，因此上升側(cè)部分、即熱側(cè)部分的流動(dòng)阻力變小。上升側(cè)部分的流動(dòng)阻力變小 時(shí)，上升側(cè)部分的給水流動(dòng)變好，因此上流側(cè)部分的給水變得易于循環(huán)，能夠抑制不穩(wěn)定流 動(dòng)的發(fā)生。 因此，能夠抑制在上升側(cè)部分的熱交換量的降低，從而能夠提高整體的傳熱效率。
在上述技術(shù)方案中，也可以在所述傳熱管群的下部設(shè)置隔開所述上升側(cè)部分和所 述下降側(cè)部分的傳熱管隔板，并且由該傳熱管隔板隔開的下降側(cè)部分的流路形成為彎曲前 進(jìn)流路(蛇行流路)。 這樣，在由傳熱管隔板隔開的下降側(cè)部分，給水向上彎曲前進(jìn)，因此給水中發(fā)生橫 方向的流動(dòng)。 給水中發(fā)生橫方向的流動(dòng)時(shí)，與單純地上升的流動(dòng)相比，與傳熱管接觸的機(jī)會(huì)、換 言之即時(shí)間變長(zhǎng)，因此，能夠使相應(yīng)地接受的熱量增加。 因此，在下降部分的熱交換效率提高，從而能夠提高整體的傳熱效率。 在上述技術(shù)方案中，在所述傳熱管群的下部沿上下方向空出間隔而在多個(gè)部位具
有連通所述環(huán)狀流路和所述傳熱管群的開口部。 在給水部分中，由于在給水中產(chǎn)生橫方向的流動(dòng)，因此與傳熱管接觸的機(jī)會(huì)、換言 之即時(shí)間變長(zhǎng)，因此能夠使相應(yīng)地接受的熱量增加。 該下降側(cè)部分的給水從沿上下方向空出間隔的多個(gè)部位進(jìn)行，因此與在最下方一
個(gè)部位供給的給水相比，熱交換效率提高，從而能夠使整體的傳熱效率提高。 此外，優(yōu)選該情況下在傳熱管群下部，將上升側(cè)部分和下降側(cè)部分之間隔開，在下
降側(cè)部分進(jìn)行給水。 在上述技術(shù)方案中，具備將所述環(huán)狀流路在上下方向上分割為所述上升側(cè)部分和 所述下降側(cè)部分的分割隔板，該分割隔板的至少下方部分中，隨著朝向下方，所述上升側(cè)部 分的周方向范圍相比所述下降側(cè)部分的周方向范圍逐漸變小。 這樣，從給水裝置供給的水也向上升側(cè)部分供給，因此能夠使上升側(cè)部分的下部 位置的給水的溫度降低。 上升側(cè)部分的下部位置的給水的溫度降低時(shí)，在上升側(cè)部分也是在傳熱管內(nèi)流動(dòng) 的熱介質(zhì)和給水的溫度差變大，因此能夠使熱交換效率提高。 在上述技術(shù)方案中，安裝在相鄰的所述傳熱管的自由端之間的止振配件也可以配 置成使所述上升側(cè)部分的配置密度比所述下降側(cè)部分的配置密度小。 在上述技術(shù)方案中，也可以在所述傳熱管群和所述汽水分離器之間與所述下降側(cè) 部分相當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置具有多個(gè)貫通孔的阻力多孔板。 在本技術(shù)方案中，也可以具有多個(gè)所述汽水分離器，在其中位于所述下降側(cè)部分 的所述汽水分離器的入口部具有孔流路阻力部件。
或者，也可以為將上述組合的構(gòu)成。 這樣，下降側(cè)部分的流路阻力比上升側(cè)部分的流路阻力大，因此給水在上升側(cè)部 分比在下降側(cè)部分易于流動(dòng)。因此，給水更多地向上升側(cè)部分流動(dòng)，從而能夠減少上升側(cè)部 分的上部的氣泡比例。 因此，能夠與氣泡除去部件進(jìn)行的氣泡除去互相作用而防止在向上升側(cè)部分供給 的給水中混入氣泡，從而能夠有效地防止在上升側(cè)部分的不穩(wěn)定流動(dòng)，能夠提高熱交換效 率。 根據(jù)本發(fā)明，在環(huán)狀流路的上部的下降側(cè)部分具有供給水的給水裝置，在上升側(cè) 部分具有氣泡除去部件，因此能夠使在下降側(cè)部分的熱交換量增大，并且能夠與現(xiàn)有技術(shù) 同樣地維持在上升側(cè)部分的熱交換量。 這樣，能夠維持在傳熱管的下降側(cè)部分的熱交換量的增加效果，并能夠抑制在上 升側(cè)部分的熱交換量的降低，因此能夠提高整體的傳熱效率。


圖1是示意地表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的蒸汽發(fā)生器的整體概略構(gòu)造的縱剖面 圖。 圖2是圖1的X-X剖面圖。 圖3是本發(fā)明第一實(shí)施方式的多孔板的局部縱剖面圖。 圖4是示意地表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的蒸汽發(fā)生器的整體概略構(gòu)造的縱剖面 圖。 圖5是圖4的Y-Y剖面圖。 圖6是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的冷側(cè)部分的管支承板的局部剖面圖。 圖7是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的熱側(cè)部分的管支承板的局部剖面圖。 圖8是示意地表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的蒸汽發(fā)生器的整體概略構(gòu)造的縱剖面圖。 圖9是圖8的Z-Z剖面圖。 圖10是示意地表示本發(fā)明第四實(shí)施方式的蒸汽發(fā)生器的整體概略構(gòu)造的縱剖面 圖。 圖11是示意地表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的蒸汽發(fā)生器的整體概略構(gòu)造的縱剖面 圖。 圖12是圖11的U-U剖面圖。 圖13是圖11的V-V剖面圖。 圖14是圖11的W-W剖面圖。 圖15是表示本發(fā)明第六實(shí)施方式的傳熱管群的上部的示意圖。 圖16是示意地表示本發(fā)明第七實(shí)施方式的上部主體部分的縱剖面圖。 圖17是示意地表示本發(fā)明第八實(shí)施方式的上部主體部分的縱剖面圖。 標(biāo)號(hào)說明 1 蒸汽發(fā)生器 11 管板
13傳熱管15傳熱管群23環(huán)狀流路25開口部29給水箱31汽水分離器35多孔板43貫通孔45給水管47傳熱管隔板53流入孔55分割隔板57阻力多孔板59孔流路阻力部件D彎曲前進(jìn)流路C冷側(cè)部分H熱側(cè)部分
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
[第一實(shí)施方式] 以下，參照?qǐng)D1 圖3說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式。 本實(shí)施方式是將本發(fā)明適用于壓水型核能發(fā)電站的蒸汽發(fā)生器1的實(shí)施方式。此 外，根據(jù)本實(shí)施方式并不限定本發(fā)明。本實(shí)施方式的構(gòu)成要素包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠且 容易地替換或?qū)嵸|(zhì)上相同的構(gòu)成。 圖1是示意地表示蒸汽發(fā)生器1的整體概略構(gòu)造的縱剖面圖。圖2是圖1的X-X 剖面圖。圖3是多孔板的局部縱剖面圖。 蒸汽發(fā)生器1具有大致圓筒形狀的下部主體3和大致圓筒形狀的上部主體5。
下部主體3中具有第一水室7、第二水室9、管板11、由多個(gè)傳熱管13構(gòu)成的傳熱 管群15、以及管群外筒17。 第一水室7和第二水室9以將下部主體3的下部分為兩部分的方式配置。第一水 室7中，來自核反應(yīng)堆的一次冷卻材料從未圖示的噴嘴導(dǎo)入。 導(dǎo)入到第一水室7的一次冷卻材料通過多個(gè)傳熱管13而回收到第二水室9?；厥?到第二水室9的一次冷卻材料通過未圖示的噴嘴向核反應(yīng)堆送出。
傳熱管13為彎曲成U字形的管。 傳熱管13的兩端部在設(shè)于第一水室7和第二水室9的上部的管板11上以將其貫 通的方式固定。傳熱管13從管板11向上方延伸存在，自由端位于下部主體3的大致上端 部。 傳熱管13的兩端部在管板11上的安裝位置為一端側(cè)連通于第一水室7而另一端
7側(cè)連通于第二水室9的位置。 傳熱管13沿著相互平行的面排列配置。在各面內(nèi)，傳熱管13以自由端的曲率半 徑從內(nèi)側(cè)向外側(cè)逐漸變大的方式排列配置。 隨著從下部主體3的軸線中心朝向外側(cè)，構(gòu)成的傳熱管13的數(shù)量從上側(cè)逐漸減 少。 由此，形成下述的傳熱管群15 :傳熱管13的自由端作為整體形成為大致半球形 狀，下部形成大致圓筒形狀。 連接各傳熱管13的頂部的面在圖1中與紙面正交，以通過第一水室7和第二水室 9的邊界的方式延伸。以該面為邊界，第一水室7側(cè)為導(dǎo)入第一水室7的高溫的一次冷卻材 料在傳熱管13內(nèi)上升的一側(cè)的區(qū)域，因此稱為熱側(cè)部分(上升側(cè)部分)H。
另一方面，第二水室9側(cè)為在熱側(cè)部分進(jìn)行熱交換而溫度相對(duì)降低的一次冷卻材 料在傳熱管13內(nèi)朝向第二水室9下降的一側(cè)的區(qū)域，因此稱為冷側(cè)部分(下降側(cè)部分)C。
管群外筒17 —端面為開口的大致圓筒形狀，以覆蓋傳熱管群15的方式設(shè)置。
傳熱管13的直管部分被沿上下方向空出間隔而設(shè)置的多個(gè)管支承板19支承。管 支承板19中在支承傳熱管13的部分上設(shè)有貫通孔部21 (參照?qǐng)D6)。 在下部主體3和上部主體5的內(nèi)壁與管群外筒17之間空出間隔，形成供給水通過 的環(huán)狀流路23。 管群外筒17和傳熱管群15經(jīng)由管支承板19大致形成一體。管群外筒17的下端 位置和管板11的上端位置隔出有間隔，形成連通管群外筒17的內(nèi)部(傳熱管群15)和環(huán) 狀流路23的開口部25。 在傳熱管13的自由端部上，在相鄰的列之間插入有止振配件27，以防止傳熱管13 的振動(dòng)。 上部主體5中具有給水箱(給水裝置)29、多個(gè)汽水分離器31、水分分離器33、多 孔板(氣泡除去部件)35、以及蒸汽室37。 給水箱29形成為半個(gè)環(huán)狀，在上部主體5的下部沿著管群外筒17的上部的冷側(cè) 部分C安裝。給水箱29將通過給水入口噴嘴39而輸送的二次冷卻系統(tǒng)的水向環(huán)狀流路23 的冷側(cè)部分C供給。 汽水分離器31在管群外筒17的上面空出適宜間隔而設(shè)置多個(gè)，例如20個(gè)。汽水 分離器31將通過傳熱管群15而到達(dá)的混有水的蒸汽粗分離為蒸汽和水(熱水)。由汽水 分離器31分離出的水回到環(huán)狀流路23。 由汽水分離器31粗分離出的蒸汽被導(dǎo)入水分分離器33，分離出蒸汽中含有的水 分。分離除去了水分的蒸汽從蒸汽室37通過蒸汽出口噴嘴41例如輸送到二次系統(tǒng)的汽輪 機(jī)。 多孔板35為大致半圓形狀的板部件，設(shè)有沿厚度方向貫通的多個(gè)貫通孔43。
多孔板35在管群外筒17的上方以覆蓋上部主體5的熱側(cè)部分H而沿橫方向延伸 存在的方式安裝。 多孔板3 5也可以如圖1中雙點(diǎn)劃線所示，在環(huán)狀流路23的中間高度位置、即管 板11和汽水分離器31之間的位置以包圍管群外筒17的熱側(cè)部分H的方式設(shè)置。
下面說明如以上構(gòu)成的本實(shí)施方式的蒸汽發(fā)生器1的動(dòng)作。
來自未圖示的核反應(yīng)堆的高溫高壓的一次冷卻材料從未圖示的噴嘴向第一水室7 導(dǎo)入。該一次冷卻材料從第一水室7導(dǎo)入各傳熱管13的一端，在各傳熱管13內(nèi)循環(huán)，從各 傳熱管13的另一端排出到第二水室9。 一次冷卻材料從第二水室返回到核反應(yīng)堆。
通過該一次冷卻材料的循環(huán)，傳熱管13維持高溫。此時(shí)，傳熱管13的溫度通過與 二次冷卻系統(tǒng)的水的熱交換變?yōu)榈谝凰?側(cè)為最高溫度而朝向第二水室9側(cè)溫度逐漸降 低的溫度梯度。 從給水箱29供給的二次冷卻系統(tǒng)的水供給到環(huán)狀流路23的冷側(cè)部分C。該水與 從冷側(cè)部分C的汽水分離器31流出的高溫的熱水混合，將該熱水冷卻，因此，熱水中包含的 氣泡凝結(jié)而被大致除去。 該混合后的水一部分向熱側(cè)部分H移動(dòng)，但主要在環(huán)狀流路23的冷側(cè)部分C流 下，從開口部25供給到管群外筒17的內(nèi)部。 這樣，供給到傳熱管群15的冷側(cè)部分C的二次冷卻系統(tǒng)的水為相對(duì)低溫，因此，在 第二水室9側(cè)的相對(duì)低溫的傳熱管13和二次冷卻系統(tǒng)的水之間能夠得到大的溫度差。因 此，能夠使在該部分的熱交換量較大。 另一方面，在環(huán)狀流路23的熱側(cè)部分H中，供給有主要從在熱側(cè)部分H配置的汽 水分離器31流出的熱水。該熱水中殘留有通過汽水分離器31未分離盡的細(xì)小的氣泡，或 處于容易巻入周圍的空氣而產(chǎn)生氣泡的狀態(tài)。 以該熱水為主的水通過多孔板35的貫通孔43而向下方移動(dòng)。此時(shí)，在多孔板35 的不是貫通孔43的部分等上形成水的流動(dòng)停滯的部分，因此隨著水的下降而向下方移動(dòng) 的氣泡k、即體積小而浮力小的氣泡k滯留在該部分。 滯留的氣泡k相互沖撞而合為一體，形成體積大的氣泡K。氣泡K的體積變大時(shí)，
浮力變大，因此，與水的下降相反而通過貫通孔43上浮，向上方空間排出。 這樣，能夠抑制在熱側(cè)部分H氣泡k與二次冷卻系統(tǒng)的水一起下降，即所謂水帶汽
的發(fā)生。 該水一部分向冷側(cè)部分C移動(dòng)，但主要在環(huán)狀流路23的熱側(cè)部分H流下，從開口 部25向管群外筒17的內(nèi)部供給。 這樣，能夠通過多孔板35除去氣泡，因此能夠抑制在熱側(cè)部分H的水的輸送壓力 損失的增加。因此，能夠防止在熱側(cè)部分H流動(dòng)的給水量的降低，從而能夠與現(xiàn)有技術(shù)同樣 地維持在傳熱管群15的熱側(cè)部分H的熱交換量。 這樣，能夠維持在傳熱管群15的冷側(cè)部分C的熱交換量的增加效果，并抑制在熱 側(cè)部分H的熱交換量的降低，從而能夠提高整體的傳熱效率。 這樣，二次冷卻系統(tǒng)的水在維持高溫的傳熱管13的周圍上升時(shí)，一部分被氣化而 變?yōu)檎羝?該混有蒸汽的水導(dǎo)入汽水分離器31，粗分離為蒸汽和水。 被汽水分離器31粗分離的蒸汽被導(dǎo)入水分分離器33，除去含有的水分。 通過水分分離器33分離出水分的蒸汽從設(shè)置在上部主體5的頭頂部的蒸汽出口
噴嘴41送入未圖示的二次系統(tǒng)的汽輪機(jī)。汽輪機(jī)被該蒸汽驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，通過該動(dòng)力例如驅(qū)動(dòng)
發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。[第二實(shí)施方式]
接著，利用圖4 圖7說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。 本實(shí)施方式與第一實(shí)施方式相比，管支承板19的鋼制不同，但其他是相同的，因
此下面以該不同點(diǎn)為主體進(jìn)行說明，對(duì)于其他則省略重復(fù)的說明。 此外，對(duì)于與第一實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素，標(biāo)注相同的符號(hào)而省略其說明。 圖4是示意地表示蒸汽發(fā)生器1的整體概略構(gòu)造的縱剖面圖。圖5是圖4的Y-Y
剖面圖。 在本實(shí)施方式中，管支承板19的貫通孔部21的大小在熱側(cè)部分H和冷側(cè)部分C 上不同。 g卩，圖7所示的熱側(cè)部分H的貫通孔部21的大小比圖6所示的冷側(cè)部分C的貫通 孔部21大。因此，管支承板19的熱側(cè)部分的開口面積比冷側(cè)部分C的開口面積大。
由此，熱側(cè)部分H的流動(dòng)阻力變得比冷側(cè)部分C的流動(dòng)阻力小。熱側(cè)部分H的流 動(dòng)阻力變小時(shí)，熱側(cè)部分H的水的流動(dòng)變好，因此熱側(cè)部分H的水變得易于循環(huán)，能夠抑制 不穩(wěn)定流動(dòng)的發(fā)生。 因此，能夠抑制在熱側(cè)部分H的熱交換量的降低，從而能夠提高蒸汽發(fā)生器l整體 的傳熱效率。[第三實(shí)施方式] 接著，利用圖8 圖9說明本發(fā)明的第三實(shí)施方式。 本實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的基本構(gòu)成相同，但氣泡除去部件和傳熱管群15的 冷側(cè)部分C的構(gòu)成不同。下面以該不同點(diǎn)為主體進(jìn)行說明，對(duì)于其他則省略重復(fù)的說明。
此外，對(duì)于與第一實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素，標(biāo)注相同的符號(hào)而省略其說明。
圖8是示意地表示蒸汽發(fā)生器1的整體概略構(gòu)造的縱剖面圖。圖9是圖8的Z-Z 剖面圖。 本實(shí)施方式中，作為給水箱29的延長(zhǎng)部分，形成為半個(gè)環(huán)狀的給水管(給水部 件)45位于環(huán)狀流路23的熱側(cè)部分H，并被安裝成向該部分供給水。 給水管45分支以供給來自給水箱29的水。給水管45具有比給水箱29細(xì)的管徑， 其水供給量為使熱側(cè)部分H的水中包含的氣泡凝結(jié)的程度的量。該量例如為給水箱29向 冷側(cè)部分C供給的水量的5 10% 。 這樣，給水管45供給使氣泡凝結(jié)的程度的量的水，因此，通過該水，環(huán)狀流路23的 熱側(cè)部分H的上部的氣泡被冷卻而凝結(jié)。因此，能夠抑制在熱側(cè)部分H氣泡與給水一起下 降，即所謂水帶汽的發(fā)生。 該水一部分向冷側(cè)部分C移動(dòng)，但主要在環(huán)狀流路23的熱側(cè)部分H流下，從開口 部25向管群外筒17的內(nèi)部供給。 這樣，能夠通過從給水管45供給的冷水除去氣泡，因此能夠抑制在熱側(cè)部分H的 水的輸送壓力損失的增加。因此，能夠防止在熱側(cè)部分H流動(dòng)的給水量的降低，從而能夠與 現(xiàn)有技術(shù)同樣地維持在傳熱管群15的熱側(cè)部分H的熱交換量。 此外，本實(shí)施方式中，在傳熱管群15的下部設(shè)有隔開熱側(cè)部分H和冷側(cè)部分C的 傳熱管隔板47。 在傳熱管隔板47的冷側(cè)部分C中，沿著從下方起第二片和第四片管支承板19安 裝有半圓形的整流板49。
10
在管群外筒17的冷側(cè)部分C中，沿著從下方起第一片和第三片管支承板19安裝 有半鏈環(huán)形的整流板51。 通過該整流板49和整流板51 ，冷側(cè)部分C的水流路形成為彎曲前進(jìn)流路D。
這樣，在由傳熱管隔板47隔開的傳熱管群15的冷側(cè)部分C中，水向上沿彎曲前進(jìn) 流路D彎曲前進(jìn)，從而在水中產(chǎn)生橫方向的流動(dòng)。 在水中發(fā)生橫方向的流動(dòng)時(shí)，與單純上升的流動(dòng)相比，與傳熱管13接觸的機(jī)會(huì)、
換言之即時(shí)間變長(zhǎng)，因此，能夠使相應(yīng)地從傳熱管13接受的熱量增加。 因此，在冷側(cè)部分C的熱交換效率進(jìn)一步提高，從而能夠與現(xiàn)有技術(shù)同樣地維持
在上述熱側(cè)部分H的熱交換量，同時(shí)能夠提高蒸汽發(fā)生器1整體的傳熱效率。[第四實(shí)施方式] 接著，利用圖10說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式。 本實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的基本構(gòu)成相同，但給水箱29的構(gòu)成不同。下面以該 不同點(diǎn)為主體進(jìn)行說明，對(duì)于其他則省略重復(fù)的說明。 此外，對(duì)于與第一實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素，標(biāo)注相同的符號(hào)而省略其說明。 圖10是示意地表示蒸汽發(fā)生器1的整體概略構(gòu)造的縱剖面圖。 本實(shí)施方式中，給水箱29的下部延伸設(shè)置到管群外筒17的大致下端位置。 在給水箱29的下部，從管支承板19的下方起第一片和第二片之間、第二片和第三
片之間、第三片和第四片之間的位置上，設(shè)有連通管群外筒17的內(nèi)部和給水箱29的內(nèi)部的
沿橫方向延伸存在的流入孔53。流入孔53可以根據(jù)需要設(shè)置適宜的數(shù)量。 在傳熱管群15的下部，設(shè)有隔開熱側(cè)部分H和冷側(cè)部分C的傳熱管隔板47。傳熱
管隔板47的高度比最上方的流入孔53高。 從給水箱29供給的二次冷卻系統(tǒng)的水通過開口部25和各流入孔53沿橫方向向 管群外筒17的內(nèi)部的冷側(cè)部分C供給。 S卩，由于在水中產(chǎn)生橫方向的流動(dòng)，所以與傳熱管13接觸的機(jī)會(huì)、換言之即時(shí)間
變長(zhǎng)。由于能夠使相應(yīng)地接受的熱量增加，所以能夠提高熱交換效率。 而且，由于從沿上下方向空出間隔的多個(gè)部位進(jìn)行，因此與由最下方一個(gè)部位供
給的情況相比，熱交換效率提高。由此，整體的傳熱效率提高。[第五實(shí)施方式] 接著，利用圖11 圖14說明本發(fā)明的第五實(shí)施方式。 本實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的基本構(gòu)成相同，但環(huán)狀流路23的構(gòu)成不同。下面以 該不同點(diǎn)為主體進(jìn)行說明，對(duì)于其他則省略重復(fù)的說明。 此外，對(duì)于與第一實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素，標(biāo)注相同的符號(hào)而省略其說明。
圖11是示意地表示蒸汽發(fā)生器1的整體概略構(gòu)造的縱剖面圖。圖12是圖11的 U-U剖面圖。圖13是圖11的V-V剖面圖。圖14是圖11的W-W剖面圖。
在本實(shí)施方式中，在環(huán)狀流路23上，安裝有沿上下方向延伸設(shè)置而沿橫方向隔開 環(huán)狀流路23的兩片分割隔板55。 分割隔板55的上部位于熱側(cè)部分H和冷側(cè)部分C的交界處，將環(huán)狀流路23分割 成熱側(cè)部分H和冷側(cè)部分C。 分割隔板55的下部隨著朝向下方而逐漸向熱側(cè)彎曲。由此，如圖13和圖14所示，由分割隔板55劃分的環(huán)狀流路23的熱側(cè)部分H側(cè)的熱側(cè)周方向范圍23H相比于冷側(cè)部分C側(cè)的冷側(cè)周方向范圍23C逐漸減小。 二次冷卻系統(tǒng)的水從給水箱29向環(huán)狀流路23的冷側(cè)周方向范圍23C供給而流下。冷側(cè)周方向范圍23C隨著向下方行進(jìn)，以進(jìn)入熱側(cè)部分H的區(qū)域的方式擴(kuò)大。
因此，從位于熱側(cè)部分C的開口部25進(jìn)入管群外筒17的內(nèi)部的水，成為通過熱側(cè)周方向范圍23H的相對(duì)的熱水和通過冷側(cè)周方向范圍23C的相對(duì)低溫的水混合的水，因此向熱側(cè)部分H的傳熱管群供給的水的溫度降低。 熱側(cè)部分H的下部位置的給水的溫度降低時(shí)，在熱側(cè)部分H也是傳熱管13和給水的溫度差變大，從而能夠提高熱側(cè)部分H的熱交換效率。
[第六實(shí)施方式] 接著，利用圖15說明本發(fā)明的第六實(shí)施方式。 本實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的基本構(gòu)成相同，但止振配件27的構(gòu)成不同。下面以該不同點(diǎn)為主體進(jìn)行說明，對(duì)于其他則省略重復(fù)的說明。 此外，對(duì)于與第一實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素，標(biāo)注相同的符號(hào)而省略其說明。
圖15是表示本實(shí)施方式的傳熱管群15的上部的示意圖。 本實(shí)施方式中，止振配件27配置成使熱側(cè)部分H的配置密度比冷側(cè)部分C的配置密度小。 止振配件27形成水流動(dòng)時(shí)的流路阻力。本實(shí)施方式中，由于止振配件27配置成
熱側(cè)部分H的配置密度比冷側(cè)部分C的配置密度小，因此冷側(cè)部分C的流路阻力變得比熱
側(cè)部分H的流路阻力大，給水在熱側(cè)部分H比在冷側(cè)部分C易于流動(dòng)。 因此，給水更多地向熱側(cè)部分H流動(dòng)，從而能夠減少熱側(cè)部分H的上部的氣泡比例。 因此，在多孔板35等氣泡除去部件進(jìn)行的氣泡之外，還能夠防止在向熱側(cè)部分H供給的給水中混入氣泡，從而能夠有效地防止在熱側(cè)部分H的不穩(wěn)定流動(dòng)，能夠提高熱交換效率。[第七實(shí)施方式] 接著，利用圖16說明本發(fā)明的第七實(shí)施方式。 本實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的基本構(gòu)成相同，但管群外筒17的內(nèi)部構(gòu)成不同。下面以該不同點(diǎn)為主體進(jìn)行說明，對(duì)于其他則省略重復(fù)的說明。 此外，對(duì)于與第一實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素，標(biāo)注相同的符號(hào)而省略其說明。
圖16是示意地表示本實(shí)施方式的上部主體5部分的縱剖面圖。
本實(shí)施方式中，在管群外筒17的內(nèi)部的傳熱管群15和汽水分離器31之間與冷側(cè)部分C相當(dāng)?shù)奈恢蒙习惭b有具有多個(gè)貫通孔的阻力多孔板57。 阻力多孔板57形成水流動(dòng)時(shí)的流路阻力。由于阻力多孔板57安裝在冷側(cè)部分C中，因此冷側(cè)部分C的流路阻力變得比熱側(cè)部分H的流路阻力大，給水在熱側(cè)部分H相比在冷側(cè)部分C易于流動(dòng)。 因此，給水更多地向熱側(cè)部分H流動(dòng)，從而能夠減少熱側(cè)部分H的上部的氣泡比例。 因此，在多孔板35等氣泡除去部件進(jìn)行的氣泡除去之外，還能夠防止在向熱側(cè)部分H供給的給水中混入氣泡，從而能夠有效地防止在熱側(cè)部分H的不穩(wěn)定流動(dòng)，能夠提高熱交換效率。[第八實(shí)施方式] 接著，利用圖17說明本發(fā)明的第八實(shí)施方式。 本實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的基本構(gòu)成相同，但汽水分離器31的構(gòu)成不同。下面以該不同點(diǎn)為主體進(jìn)行說明，對(duì)于其他則省略重復(fù)的說明。 此外，對(duì)于與第一實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素，標(biāo)注相同的符號(hào)而省略其說明。 圖17是示意地表示本實(shí)施方式的上部主體5部分的縱剖面圖。 本實(shí)施方式中，在位于冷側(cè)部分C的汽水分離器31的入口部安裝有孔流路阻力部
件59。 孔流路阻力部件59形成水流動(dòng)時(shí)的流路阻力。由于在位于冷側(cè)部分C的汽水分離器31中安裝有孔流路阻力部件59，所以冷側(cè)部分C的流路阻力變得比熱側(cè)部分H的流路阻力大，給水在熱側(cè)部分H相比在冷側(cè)部分C易于流動(dòng)。 因此，給水更多地向熱側(cè)部分H流動(dòng)，從而能夠減少熱側(cè)部分H的上部的氣泡比例。 因此，在多孔板35等氣泡除去部件進(jìn)行的氣泡除去之外，還能夠防止在向熱側(cè)部分H供給的給水中混入氣泡，從而能夠有效地防止在熱側(cè)部分H的不穩(wěn)定流動(dòng)，能夠提高熱交換效率。 以上參照附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但具體的構(gòu)成并不限于這些實(shí)施方式，還包括不脫離本發(fā)明的主旨的范圍的設(shè)計(jì)變更。
例如，也可以將上述各實(shí)施方式相互組合使用。
權(quán)利要求
一種蒸汽發(fā)生器，其具備傳熱管群，由多個(gè)傳熱管構(gòu)成，所述傳熱管將兩端部固定于管板并具有熱介質(zhì)從一端側(cè)流向另一端側(cè)的U字形的自由端；環(huán)狀流路，以覆蓋該傳熱管群的周圍的方式形成，并在下部具有與該傳熱管群連通的開口部；給水裝置，配置在該環(huán)狀流路的上部，并向所述傳熱管中的所述熱介質(zhì)朝向所述另一端側(cè)下降的一側(cè)的區(qū)域即下降側(cè)部分供給水；以及汽水分離器，配置在所述傳熱管群的上方，并將從所述環(huán)狀通路通過所述傳熱管的周圍而被加熱的水分離成蒸汽和熱水，其中，所述蒸汽發(fā)生器具備用于除去氣泡的氣泡除去部件，所述氣泡除去部件設(shè)置在位于所述傳熱管中的所述熱介質(zhì)從所述一端側(cè)上升的一側(cè)的區(qū)域即上升側(cè)部分的所述環(huán)狀流路上。
2. 如權(quán)利要求1所述的蒸汽發(fā)生器，其中，所述氣泡除去部件為具有多個(gè)貫通孔的多孔板。
3. 如權(quán)利要求2所述的蒸汽發(fā)生器，其中，所述多孔板設(shè)置在所述環(huán)狀流路上設(shè)有所述汽水分離器的位置。
4. 如權(quán)利要求2所述的蒸汽發(fā)生器，其中，所述多孔板設(shè)置在所述環(huán)狀流路上相比所述汽水分離器向下方分離隔開的位置。
5. 如權(quán)利要求1所述的蒸汽發(fā)生器，其中，所述氣泡除去部件為供給使所述氣泡凝結(jié)的水的給水部件。
6. 如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的蒸汽發(fā)生器，其中，支承所述傳熱管的管支承板中，所述上升側(cè)部分的開口面積比所述下降側(cè)部分的開口面積大。
7. 如權(quán)利要求1至4的任一項(xiàng)所述的蒸汽發(fā)生器，其中，在所述傳熱管群的下部設(shè)置隔開所述上升側(cè)部分和所述下降側(cè)部分的傳熱管隔板，并且由該傳熱管隔板隔開的下降側(cè)部分的流路形成為彎曲前進(jìn)流路。
8. 如權(quán)利要求1至4的任一項(xiàng)所述的蒸汽發(fā)生器，其中，連通所述環(huán)狀流路和所述傳熱管群的開口部在所述傳熱管群的下部沿上下方向空出間隔設(shè)置在多個(gè)部位。
9. 如權(quán)利要求1至6的任一項(xiàng)所述的蒸汽發(fā)生器，其中，具備將所述環(huán)狀流路在上下方向上分割為所述上升側(cè)部分和所述下降側(cè)部分的分割隔板，該分割隔板的至少下方部分中，隨著朝向下方，所述上升側(cè)部分的周方向范圍相比所述下降側(cè)部分的周方向范圍逐漸變小。
10. 如權(quán)利要求1至7的任一項(xiàng)所述的蒸汽發(fā)生器，其中，安裝在相鄰的所述傳熱管的自由端之間的止振配件配置成使所述上升側(cè)部分的配置密度比所述下降側(cè)部分的配置密度小。
11. 如權(quán)利要求1至8的任一項(xiàng)所述的蒸汽發(fā)生器，其中，在所述傳熱管群和所述汽水分離器之間與所述下降側(cè)部分相當(dāng)?shù)奈恢蒙显O(shè)置具有多個(gè)貫通孔的阻力多孔板。
12. 如權(quán)利要求1至9的任一項(xiàng)所述的蒸汽發(fā)生器，其中，具有多個(gè)所述汽水分離器，在其中位于所述下降側(cè)部分的所述汽水分離器的入口部具有孔流路阻力部件。
全文摘要
提供一種蒸汽發(fā)生器，其能夠維持在傳熱管的出口部側(cè)的熱交換量的增加效果，并抑制在入口部側(cè)的熱交換量的下降，從而提高整體的傳熱效率。蒸汽發(fā)生器(1)具備傳熱管群(15)，由多個(gè)固定于管板(11)的傳熱管(13)構(gòu)成；環(huán)狀流路(23)，以覆蓋傳熱管群(15)的周圍的方式形成，并在下部具有與傳熱管群(15)連通的開口部(25)；給水塊(29)，配置在環(huán)狀流路(23)的上部，并向傳熱管(13)中的冷側(cè)部分供給水；以及汽水分離器(31)，配置在傳熱管群(15)的上方，并將從環(huán)狀通路(23)通過傳熱管(13)的周圍而被加熱的水分離成蒸汽和熱水，其中，所述蒸汽發(fā)生器(1)具備在環(huán)狀流路(23)的上部且傳熱管(13)的熱側(cè)部分設(shè)置的用于除去氣泡的多孔板(35)。
文檔編號(hào)F22B1/16GK101743437SQ20098000055
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日
發(fā)明者島村健吾, 川上亮一, 水谷敏行, 谷本浩一, 近藤喜之 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社