복수기

복수기{CONDENSER}

본 발명은 증기 터빈으로부터 배출된 증기를 열교환에 의해 냉각하고, 응축시킴으로써, 복수를 생성하도록 한 복수기에 관한 것이다. 본원은 2012년 10월 11일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2012-225592호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

일반적으로, 증기 터빈 발전 플랜트에 있어서는, 증기 발생기에 의해 얻어진 증기를 증기 터빈에 공급함으로써, 상기 증기 터빈을 구동시켜, 발전을 행함과 함께, 증기 터빈에서 일을 마친 증기를, 복수기에 있어서 응축시킴으로써, 복수를 생성한 후, 이 복수를 증기 발생기측으로 환류시키도록 하고 있다. 즉, 증기 터빈 발전 플랜트에 있어서는, 증기 터빈으로부터 배출된 증기를 복수기에 유입시킴으로써, 그 증기가 갖는 열에너지를 회수하여, 플랜트 열효율의 향상을 도모하도록 하고 있다.

또한, 복수기 내에는 복수의 전열 세관으로 구성되고, 그 내부를 냉각 매체가 유통하는 전열 세관군이 설치되어 있고, 복수기 내에 유입된 증기를, 그 전열 세관군에 의해 냉각하고, 응축시킴으로써, 복수를 생성하도록 하고 있다. 이때, 복수기 내에 유입된 증기의 증기 흐름 방향 상류측에는 가열기, 배관, 보강판 등의 내부 구조 부재가 배치되어 있다. 이로 인해, 복수기 내에 유입된 증기는, 그 내부 구조 부재 사이를 빠져나가면서, 전열 세관군을 향하여 흐르게 된다.

그러나, 복수기 내에 배치된 내부 구조 부재는, 전열 세관군을 향하여 흐르는 증기에 대하여, 유체 저항으로 되기 때문에, 증기의 흐름을 어지럽히는 요인으로 되어 버린다. 이 결과, 복수기에 있어서의 응축 효율을 저하시킬 가능성이 있다.

또한, 배관을 통과한 미소한 액적을 포함하는 터빈 배기류(증기의 흐름)는 일정한 분포를 갖고 전열 세관을 향하여, 대류에 의한 열교환을 행한다. 그러나, 증기의 흐름 분포와 전열 세관의 배치에 따라서는, 액적이 고유속으로 전열 세관에 충돌한다. 이 결과, 액적 침식이 발생하여, 전열 세관이 부식될 가능성이 있다.

또한, 열교환 효율을 생각할 때, 전열 세관 표면과 벌크 유체의 온도차가 중요해지지만, 유체측에서의 온도 분포는 고려되지 못할 가능성이 있다.

따라서, 종래부터, 증기의 흐름을 양호하게 하여, 응축 효율의 향상을 도모하도록 한 복수기가 다양하게 제공되고 있다. 이러한, 종래의 복수기는, 예를 들어 특허문헌 1 및 2에 개시되어 있다.

상기 특허문헌 1에 기재된 종래의 복수기에 있어서는, 증기의 흐름을 양호하게 하기 위하여, 가열기의 주위에, 정류판을 설치하도록 하고 있다. 그러나, 복수기 내에 배치되는 내부 구조 부재는, 상술한 바와 같이 가열기뿐만 아니라, 배관이나 보강판도 존재한다. 특히, 복잡한 배관 계통에 대하여, 정류판을 적절하게 설치하는 것은 매우 곤란해진다. 이에 의해, 종래의 복수기의 구성을 채용해도 정류판에 의한 정류 효과를 충분히 얻지 못하여, 응집 효율의 향상을 도모하지 못할 가능성이 있다.

또한, 상기 특허문헌 2에 기재된 복수기에 있어서는, 통상 운전 중의 압력 손실을 증가시키지 않고 대량의 터빈 바이패스 증기를 처리할 수 있도록, 배관(바이패스 증기 분출관)의 외측에 배플판과, 전열 세관을 보호하는 보호관을 설치하고 있다. 그러나, 상기 특허문헌 2의 복수기에서는, 터빈 배기류의 흐름을 제어하고는 있지만, 열교환 효율의 향상을 도모하지 못할 가능성이 있다.

본 발명은, 내부 구조 부재의 설치 위치를 적절하게 설정함으로써, 유입된 증기의 흐름을 제어하여, 응축 효율의 향상을 도모할 수 있는 복수기를 제공하는 것을 제1 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 내부 구조 부재의 설치 위치를 적절하게 설정함으로써, 액적 침식을 방지하면서, 또한 열교환 효율을 개선하여, 응축 효율의 향상을 도모할 수 있는 복수기를 제공하는 것을 제2 목적으로 한다.

본 발명의 제1 형태에 의하면, 복수기는, 냉각 매체가 유통하는 전열관과, 상기 전열관이 배치되는 저부와, 상기 저부와 연통되는 동체부를 갖고, 증기 터빈으로부터 배출된 증기를, 상기 동체부의 상부로부터 상기 저부로 유입시켜, 상기 전열관에 접촉시킴으로써, 상기 증기를 응축시켜, 복수를 생성하는 복수기이며, 상기 동체부에 있어서, 증기 흐름 방향에 직교하여 배치되는 제1 상류측 히터 및 제2 상류측 히터와, 상기 동체부에 있어서, 상기 제1 및 제2 상류측 히터보다도 상기 증기 흐름 방향의 하류측에, 또한, 상기 제1 및 제2 상류측 히터와 평행하게 배치되는 제1 하류측 히터 및 제2 하류측 히터와, 상기 동체부에 있어서, 상기 제1 및 제2 상류측 히터와 상기 제1 및 제2 하류측 히터와 평행하면서, 또한, 상기 증기 흐름 방향에 직교하는 동체 폭 방 향을 기준으로, 상기 제1 및 제2 상류측 히터와 상기 제1 및 제2 하류측 히터의 상기 동체 폭 방향의 외측에 배치되고, 상기 증기 터빈을 바이패스한 증기를, 상기 동체부 내로 공급하는 제1 터빈 바이패스관 및 제2 터빈 바이패스관과, 상기 동체부에 있어서, 상기 제1 및 제2 상류측 히터와 상기 제1 및 제2 하류측 히터와 평행하게 배치되고, 상기 증기 터빈으로부터 배출된 증기를 추기하여, 상기 제1 및 제2 상류측 히터와 상기 제1 및 제2 하류측 히터에 공급하는 제1 추기관 및 제2 추기관을 구비한다.

상기 제1 하류측 히터와 상기 제1 터빈 바이패스관은, 상기 증기 흐름 방향에 있어서 동일 위치에 배치하고, 상기 제1 하류측 히터와 상기 제1 터빈 바이패스관 사이의 간극 길이는, 상기 제1 터빈 바이패스관의 반경 이하의 길이로 한다. 상기 제2 하류측 히터와 상기 제2 터빈 바이패스관은, 상기 증기 흐름 방향에 있어서 동일 위치에 배치하고, 상기 제2 하류측 히터와 상기 제2 터빈 바이패스관 사이의 간극 길이는, 상기 제2 터빈 바이패스관의 반경 이하의 길이로 한다.

상기 복수기에서는, 상류측 히터 및 하류측 히터와 터빈 바이패스관의 설치 위치를 적절하게 설정함으로써, 유입된 증기의 흐름을 제어할 수 있다.

본 발명의 제2 형태에 의하면, 상기 제1 및 제2 추기관은, 상기 제1 및 제2 터빈 바이패스관의 상기 동체 폭 방향의 외측에 배치된다.

본 발명의 제3 형태에 의하면, 상기 제1 추기관은, 상기 증기 흐름 방향에 있어서, 상기 제1 상류측 히터와 상기 제1 하류측 히터 및 상기 제1 터빈 바이패스관과의 사이에 배치됨과 함께, 상기 동체 폭 방향에 있어서, 상기 제1 상류측 히터 및 상기 제1 하류측 히터와 상기 제1 터빈 바이패스관 사이에 배치된다. 상기 제2 추기관은, 상기 증기 흐름 방향에 있어서, 상기 제2 상류측 히터와 상기 제2 하류측 히터 및 상기 제2 터빈 바이패스관과의 사이에 배치됨과 함께, 상기 동체 폭 방향에 있어서, 상기 제2 상류측 히터 및 상기 제2 하류측 히터와 상기 제2 터빈 바이패스관 사이에 배치된다.

상기 복수기에서는, 추기관과 터빈 바이패스관의 설치 위치를 적절하게 설정함으로써, 유입된 증기의 흐름을 제어할 수 있다.

본 발명의 제4 형태에 의하면, 상기 복수기는 상기 저부 내에, 상기 전열관을 상기 증기 흐름 방향의 상류측으로부터 덮도록 배치되고, 상기 증기 흐름 방향으로 연통되는 복수의 제1 연통부가 형성된 제1 커버부를 더 구비한다.

상기 복수기에서는, 복수의 제1 연통부를 갖는 제1 커버부에 의해 전열관의 상류측의 면이 덮여 있기 때문에, 액적이 전열관에 직접적으로 충돌하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 액적 침식의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 제1 연통부를 증기가 통과함으로써 증기의 흐름을 정류화할 수 있다.

본 발명의 제5 형태에 의하면, 상기 제4 형태에 관한 상기 복수기는, 상기 저부 내에, 상기 제1 커버부로부터 상기 증기 흐름 방향으로 연장되도록, 또한, 상기 전열관을 상기 증기 흐름 방향에 교차하는 방향으로부터 덮도록 배치되고, 상기 증기 흐름 방향에 교차하는 방향으로 연통되는 복수의 제2 연통부가 형성된 제2 커버부를 더 구비한다.

상기 복수기에서는, 전열관이 증기 흐름 방향에 교차하는 방향으로부터 제2 커버부에 의해 덮여 있기 때문에, 증기의 흐름을 복수의 제2 연통부 내로 혼입되도록 하여 해당 증기를 전열관으로 유도할 수 있다. 이에 의해, 전열관의 주위에, 적절한 온도 구배가 형성되기 때문에, 증기로부터 전열관으로의 전열 효과를 촉진시킬 수 있다.

본 발명의 제6 형태에 의하면, 복수기는 냉각 매체가 유통하는 전열관과, 상기 전열관이 배치되는 저부와, 상기 저부와 연통되는 동체부를 갖고, 증기 터빈으로부터 배출된 증기를, 상기 동체부의 상부로부터 상기 저부로 유입시켜, 상기 전열관에 접촉시킴으로써, 상기 증기를 응축시켜, 복수를 생성하는 복수기이며, 상기 저부 내에, 상기 전열관을 상기 증기 흐름 방향의 상류측으로부터 덮도록 배치되고, 상기 증기 흐름 방향으로 연통되는 복수의 제1 연통부가 형성된 제1 커버부를 구비한다.

상기 복수기에서는 복수의 제1 연통부를 갖는 제1 커버부에 의해 전열관의 상류측의 면이 덮여 있기 때문에, 액적이 전열관에 직접적으로 충돌하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 액적 침식의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 제1 연통부를 증기가 통과함으로써 증기의 흐름을 정류화할 수 있다.

본 발명의 제7 형태에 의하면, 복수기는, 냉각 매체가 유통하는 전열관과, 상기 전열관이 배치되는 저부와, 상기 저부와 연통되는 동체부를 갖고, 증기 터빈으로부터 배출된 증기를, 상기 동체부의 상부로부터 상기 저부로 유입시켜, 상기 전열관에 접촉시킴으로써, 상기 증기를 응축시켜, 복수를 생성하는 복수기이며, 상기 저부 내에, 상기 전열관을 상기 증기 흐름 방향의 상류측으로부터 덮도록 배치되고, 상기 증기 흐름 방향으로 연통되는 복수의 제1 연통부가 형성된 제1 커버부와, 상기 저부 내에, 상기 제1 커버부로부터 상기 증기 흐름 방향으로 연장되도록, 또한, 전기 전열관을 상기 증기 흐름 방향에 교차하는 방향으로부터 덮도록 배치되고, 상기 증기 흐름 방향에 교차하는 방향으로 연통되는 복수의 제2 연통부가 형성된 제2 커버부를 구비한� �.

상기 복수기에서는, 복수의 제1 연통부를 갖는 제1 커버부에 의해 전열관의 상류측의 면이 덮여 있기 때문에, 액적이 전열관에 직접적으로 충돌하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 액적 침식의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 제1 연통부를 증기가 통과함으로써 증기의 흐름을 정류화할 수 있다. 또한, 상기 복수기에서는, 전열관이 증기 흐름 방향에 교차하는 방향으로부터 제2 커버부에 의해 덮여 있기 때문에, 증기의 흐름을 복수의 제2 연통부 내로 혼입되게 하도록 하여 해당 증기를 전열관으로 유도할 수 있다. 이에 의해, 전열관의 주위에, 적절한 온도 구배가 형성되기 때문에, 증기로부터 전열관으로의 전열 효과를 촉진시킬 수 있다.

상술한 복수기에 의하면, 상류측 히터 및 하류측 히터와 터빈 바이패스관의 설치 위치를 적절하게 설정함으로써, 유입된 증기의 흐름을 제어할 수 있으므로, 응축 효율의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 상술한 복수기에 의하면, 복수의 제1 연통부가 형성된 제1 커버부에 의해 전열관의 상류측의 면이 덮여 있기 때문에, 액적 침식의 발생을 억제할 수 있어, 전열 세관의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 제1 커버부가 전열관에 대하여 증기 흐름 방향의 상류측에 배치됨으로써, 증기의 흐름을 정류화할 수 있기 때문에, 응축 효율의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 상술한 복수기에 의하면, 전열관이 증기 흐름 방향에 교차하는 방향으로부터 제2 커버부에 의해 덮여 있기 때문에, 증기의 흐름을 복수의 제2 연통부에 혼입되게 하여, 온도 구배를 만들어 전열 효과를 촉진시킬 수 있다. 이 결과, 응축 효율의 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 복수기의 개략 구성도이다.
도 2는 도 1의 II-II 위치에 있어서의 증기의 유속 분포를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 복수기의 개략 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제3 및 제4 실시 형태에 관한 복수기에 있어서의, 전열 세관군 주위의 개략적인 확대도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 관한 복수기에 대하여, 도면을 사용하여 상세하게 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 증기 터빈 발전 플랜트(도시 생략)에는, 증기 터빈(11)과, 이 증기 터빈(11)의 하부와 연통되는 복수기(12)가 설치되어 있다.

증기 터빈(11)에는 보일러나 원자로 등의 증기 발생기(도시 생략)가 접속되어 있다. 증기 터빈(11)은 상기 증기 발생기에 의해 발생된 고온·고압의 증기가 공급 가능하게 되어 있다. 증기가 증기 터빈(11)에 공급되면, 상기 증기 터빈(11)이 회전하여, 발전기(도시 생략)가 구동한다. 이것과 함께, 증기 터빈(11)에 있어서 일을 마친 증기는, 복수기(12)에 유입된다. 또한, 도면 중에 나타낸 화살표는, 증기의 흐름을 나타내고 있다.

또한, 복수기(12)는, 복수기(12)의 하부에 배치되는 본체동(21)(저부)과, 이 본체동(21)의 상부와 증기 터빈(11)의 하부 사이에 배치되는 중간동(22)(동체부)으로 구성되어 있다. 즉, 본체동(21)의 상단부 입구(21a)와, 중간동(22)의 하단부 출구(22a)는 연통되어 있다.

본체동(21)의 저부 영역에는, 복수의 전열 세관으로 구성되는 전열 세관군(31)(전열관)이 4개 설치되어 있다. 이들 전열 세관군(31)은, 증기 터빈(11)의 축심 방향(회전축 방향)과 직교하는 방향을 따라, 병렬하여 배치되어 있다. 전열 세관군(31)을 구성하는 전열 세관 내에는 냉각수가 순환되고 있다.

즉, 본체동(21)에 유입된 증기가 전열 세관군(31)에 접촉되면, 증기와 냉각수 사이에서 열교환이 행하여져, 상기 증기가 응축되어, 복수가 생성된다. 또한, 생성된 복수는, 일단 본체동(21)의 저부에 저류된 후, 증기 발생기측으로 급수된다.

한편, 중간동(22) 내에는, 제1 상류측 히터(41a)와 제2 상류측 히터(41b)로 구성된 한 쌍의 상류측 히터와, 제1 하류측 히터(42a)와 제2 하류측 히터(42b)로 구성된 한 쌍의 하류측 히터가, 증기 터빈(11)의 축심 방향과 직교하는 방향을 따라 배치되어 있다. 이들 상류측 히터(41a, 41b) 및 하류측 히터(42a, 42b)는, 증기 터빈(11)으로부터 추기된 증기를 사용하여, 증기 발생기측으로 공급하기 전의 복수를 미리 가열하는, 급수 가열기이며, 본체동(21)의 저부로부터 배출된 복수와 접촉 가능하게 되어 있다.

그리고, 상류측 히터(41a, 41b) 사이에 있어서의 동체 폭 방향의 간격(축간 거리)과, 하류측 히터(42a, 42b) 사이에 있어서의 동체 폭 방향의 간격(축간 거리)은, 동일한 길이로 되어 있다. 마찬가지로, 제1 상류측 히터(41a)와 제1 하류측 히터(42a) 사이에 있어서의 증기 흐름 방향의 간격(축간 거리)과, 제2 상류측 히터(41b)와 제2 하류측 히터(42b) 사이에 있어서의 증기 흐름 방향의 간격(축간 거리)은, 동일한 길이로 되어 있다. 즉, 상류측 히터(41a, 41b) 및 하류측 히터(42a, 42b)는, 중간동(22)에 있어서, 증기 흐름 방향을 따라 병렬하여 배치되어 있다.

또한, 상류측 히터(41a, 41b) 및 하류측 히터(42a, 42b)를 1군으로 한 히터 군에 대하여, 중간동(22)의 동체 폭 방향의 외측에는 제1 추기관(43a)과 제2 추기관(43b)으로 구성된 한 쌍의 추기관이, 증기 터빈(11)의 축심 방향과 직교하는 방향을 따라 배치되어 있다. 이들 추기관(43a, 43b)은, 상류측 히터(41a, 41b) 및 하류측 히터(42a, 42b)보다도 소직경으로 되도록 형성되어 있고, 증기 터빈(11)으로부터 배출된 증기를 추기하여 하류측 히터(42a, 42b)에 각각 공급한다.

또한, 상류측 히터(41a, 41b)에 증기를 추기하는 추기관에 대해서는, 도시를 생략하고 있다.

제1 추기관(43a)은, 중간동(22)의 내면과 제1 상류측 히터(41a) 및 제1 하류측 히터(42a) 사이에 있어서, 제1 상류측 히터(41a)의 증기 흐름 방향의 하류측이면서 또한 제1 하류측 히터(42a)의 증기 흐름 방향의 상류측에 배치되어 있다. 한편, 제2 추기관(43b)은, 중간동(22)의 내면과 제2 상류측 히터(41b) 및 제2 하류측 히터(42b) 사이에 있어서, 제2 상류측 히터(41b)의 증기 흐름 방향의 하류측이면서, 또한 제2 하류측 히터(42b)의 증기 흐름 방향의 상류측에 배치되어 있다.

또한, 제1 하류측 히터(42a) 및 제2 하류측 히터(42b)의 동체 폭 방향 외측에는, 제1 터빈 바이패스관(44a)과 제2 터빈 바이패스관(44b)으로 구성된 한 쌍의 터빈 바이패스관이, 증기 터빈(11)의 축심 방향과 직교하는 방향을 따라 배치되어 있다. 이들 터빈 바이패스관(44a, 44b)은, 증기 발생기와 복수기(12) 사이를 접속하고 있으며, 증기 발생기에 의해 발생된 증기를, 증기 터빈(11)을 바이패스하여, 직접 중간동(22) 내로 공급한다.

제1 터빈 바이패스관(44a)의 축심 높이는, 제1 하류측 히터(42a)의 축심 높이와 증기 흐름 방향에 있어서 동일한 높이로 됨과 함께, 동체 폭 방향에 있어서 제1 하류측 히터(42a)와 제1 추기관(43a) 사이에 배치되어 있다. 한편, 제2 터빈 바이패스관(44b)의 축심 높이는, 제2 하류측 히터(42b)의 축심 높이와 증기 흐름 방향에 있어서 동일한 높이로 됨과 함께, 동체 폭 방향에 있어서 제2 하류측 히터(42b)와 제2 추기관(43b) 사이에 배치되어 있다.

또한, 터빈 바이패스관(44a, 44b)은, 상류측 히터(41a, 41b) 및 하류측 히터(42a, 42b)보다도 소직경이면서, 또한 추기관(43a, 43b)보다도 대직경으로 되도록 형성되어 있다. 또한, 상류측 히터(41a, 41b), 하류측 히터(42a, 42b), 추기관(43a, 43b) 및 터빈 바이패스관(44a, 44b)은, 복수기(12)의 내부에 배치된 내부 구조 부재를 구성하는 부재이다.

(제1 실시 형태)

제1 실시 형태에 관한 복수기(12)에 있어서는, 터빈 바이패스관(44a, 44b)의 설치 위치를, 종래의 설치 위치(도 1에 있어서 2점 쇄선으로 나타낸 위치)에 비하여, 동체 폭 방향의 내측으로 이동하고 있다. 제1 하류측 히터(42a)와 제1 터빈 바이패스관(44a) 사이의 간극(축간 거리) S 및 제2 하류측 히터(42b)와 제2 터빈 바이패스관(44b) 사이의 간극(축간 거리) S를 작게(짧게) 함으로써, 유입된 증기의 흐름을 제어하고 있다. 구체적으로는, 상술한 간극 S의 길이를, 터빈 바이패스관(44a, 44b)의 반경 이하의 길이로 하고 있다.

따라서, 증기 터빈(11)으로부터 배출된 증기는, 중간동(22)의 상부로부터 유입되어, 상류측 히터(41a, 41b), 하류측 히터(42a, 42b), 추기관(43a, 43b) 및 터빈 바이패스관(44a, 44b)의 각 간극을 통과한 후, 본체동(21)에 설치되는 전열 세관군(31)을 향하여 흐른다.

이때, 하류측 히터(42a, 42b)와 터빈 바이패스관(44a, 44b) 사이의 간극 S를 작게 하고 있으므로, 상기 간극 S를 통과하는 증기의 유량이 감소된다. 그만큼, 하류측 히터(42a, 42b) 사이를 통과하는 증기의 유량 및 중간동(22)의 내면을 따라 흐르는 증기의 유량이 증가된다.

이에 의해, 증기의 유량 분포는, 증기의 유속 분포와 거의 대응하기 때문에, 전열 세관군(31)에 대하여 증기 흐름 방향의 상류측으로 되는 본체동(21)의 상단부 입구(21a)(중간동(22)의 하단부 출구(22a))에 있어서의 증기의 유속 분포는, 도 2에 도시한 바와 같다.

또한, 도 2의 상단에 있어서는, 하류측 히터(42a, 42b) 및 터빈 바이패스관(44a, 44b)의 설치 위치를 나타내고 있다. 도 2의 하단에 있어서는, 상단의 설치 위치에 기초한 증기의 유속 분포를 나타내고 있다. 또한, 도 2의 상단 및 하단에 있어서는, 실선은, 본 실시 형태의 복수기(12)에 대응하고, 2점 쇄선은 종래의 복수기에 대응하고 있다.

즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 복수기(12)에 있어서는, 하류측 히터(42a, 42b)와 터빈 바이패스관(44a, 44b) 사이의 간극 S를, 종래의 그들의 간극보다도 작게 함으로써, 증기의 유속 분포를, 증기가 전열 세관군(31)에 직접 간섭하는 간섭 영역 H1과, 증기가 전열 세관군(31)에 직접 간섭하지 않는 비간섭 영역 H2, H3으로 구획하도록 하고 있다.

간섭 영역 H1에 있어서는, 증기의 유속을 저감시킴으로써, 그 유속 분포의 균일화를 도모하고 있다. 이에 의해, 전열 세관군(31)의 증기 흐름 방향 상류측에 있어서의 증기의 유속을, 종래의 유속에 비하여, 균일하게 형성할 수 있으므로, 증기를 전열 세관군(31)에 균일하게 접촉시킬 수 있다. 이 결과, 복수기(12)에 있어서의 응축 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 전열 세관군(31)에는, 저유속으로 되는 증기가 접촉되기 때문에, 상기 전열 세관군(31)이 증기나 액적의 충격을 받아 손상되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 비간섭 영역 H2, H3에 있어서는, 그 증기의 유속이, 간섭 영역 H1의 유속보다도 높게 되어 있다. 이에 의해, 증기가 전열 세관군(31) 주위에 바로 침입하기 때문에, 복수기(12)에 있어서의 응축 효율을 더 향상시킬 수 있다.

(제2 실시 형태)

도 3에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 복수기(12)에 있어서는, 추기관(43a, 43b)의 설치 위치를, 종래의 설치 위치(도 3에 있어서 2점 쇄선으로 나타낸 위치)에 비하여, 동체 폭 방향 내측으로 이동하여, 상류측 히터(41a, 41b)의 증기 흐름 방향 하류측으로 설정하고 있다.

즉, 제1 추기관(43a)은, 증기 흐름 방향에 있어서, 제1 상류측 히터(41a)와 제1 하류측 히터(42a) 및 제1 터빈 바이패스관(44a) 사이에 배치됨과 함께, 동체 폭 방향에 있어서, 제1 상류측 히터(41a) 및 제1 하류측 히터(42a)와 제1 터빈 바이패스관(44a) 사이에 배치되어 있다.

한편, 제2 추기관(43b)은, 증기 흐름 방향에 있어서, 제2 상류측 히터(41b)와 제2 하류측 히터(42b) 및 제2 터빈 바이패스관(44b)과의 사이에 배치됨과 함께, 동체 폭 방향에 있어서, 제2 상류측 히터(41b) 및 제2 하류측 히터(42b)와 제2 터빈 바이패스관(44b) 사이에 배치되어 있다.

따라서, 추기관(43a, 43b)을, 상류측 히터(41b)의 증기 흐름 방향 하류측(웨이크) 영역에 배치함으로써, 유입된 증기의 유속을 저하시킬 수 있으므로, 그 증기의 압력 손실을 저감시킬 수 있다.

또한, 추기관(43a, 43b)의 설치 위치를 동체 폭 방향 내측으로 이동시킨 만큼, 본체동(21)의 내면을 따라 흐르는 증기의 유량이 증가되기 때문에, 보다 다량의 증기를 전열 세관군(31)의 주위에 침입시킬 수 있다. 이 결과, 전열 세관군(31)의 주위에 있어서의 증기의 온도 분포를 균일하게 형성할 수 있으므로, 전열관군(31)의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.

(제3 실시 형태)

도 4에 도시한 바와 같이, 제3 실시 형태에 관한 복수기(12)에 있어서는, 본체동(21)의 내부에 제1 커버부(32)를 구비하고 있다. 제1 커버부(32)에는, 증기 흐름 방향으로 연통되는 복수의 제1 연통부가 형성되어 있다.

제1 커버부(32)는, 증기 흐름 방향에 교차하는 방향 양측을 향함에 따라 증기 흐름 방향으로 연장되도록 구성되어 있다. 제1 커버부(32)는, 전열 세관군(31)보다도 상단부 입구(21a)측(증기 흐름 방향의 상류측)에 배치되어 있다. 제1 커버부(32)는 전열 세관군(31)의 상단부 입구(21a)측의 면(상류측의 면)을 따라 전열 세관군(31)을 덮고 있다.

제1 커버부(32)는, 복수의 더미 봉(32a)(봉상의 강재)으로 형성되어 있다. 복수의 더미 봉(32a)끼리의 사이의 간격은 제1 연통부로 되어 있다.

또한, 제1 커버부(32)를 측면에서 보았을 때의 형상(도 4에 도시되어 있는 형상)은, 원호상이어도 좋고, V자 형상이나, 평면 형상이어도 좋다. 또한, 제1 커버부(32)는 복수의 더미 봉(32a) 대신에 펀칭 메탈을 채용해도 좋다.

본 실시 형태에서는, 제1 커버부(32)가 전열 세관군(31)의 상단부 입구(21a)측의 면을 덮고 있기 때문에, 터빈 배기류 중에 포함되는 액적 D가 고유속으로 본체동(21)에 유입된 경우에도 액적 D가 전열 세관군(31)에 충돌하는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 액적 침식의 발생을 억제하여, 전열 세관의 파손을 방지할 수 있다.

또한, 제1 커버부(32)가 전열 세관군(31)에 대하여 상단부 입구(21a)측에 배치되어 있기 때문에, 제1 커버부(32)의 제1 연통부에 의해, 증기의 흐름을 정류화할 수 있다. 이에 의해, 증기와 전열 세관군(31)의 열교환을 촉진할 수 있다.

(제4 실시 형태)

도 4에 도시한 바와 같이, 제4 실시 형태에 관한 복수기(12)에 있어서는, 본체동(21)의 내부에 제2 커버부(33)를 구비하고 있다. 제2 커버부(33)에는, 상기 증기 흐름 방향에 교차하는 방향으로 연통되는 복수의 제2 연통부가 형성되어 있다.

제2 커버부(33)는 제1 커버부(32)의 증기 흐름 방향에 교차하는 방향 양측으로부터, 증기 흐름 방향으로 연장되도록 구성되어 있다.

제2 커버부(33)는, 복수의 더미 봉(33a)(봉상의 강재)으로 형성되어 있다. 복수의 더미 봉(33a)끼리의 사이의 간격은 제2 연통부로 되어 있다. 제1 커버부(32)의 복수의 더미 봉(32a)끼리의 간격(제1 연통부)은, 제2 커버부(33)의 복수의 더미 봉(33a)끼리의 간격(제2 연통부)보다도 밀하게 배치되어 있다.

제2 커버부(33)를 측면에서 보았을 때의 형상(도 4에 도시되어 있는 형상)은, 평면 형상이어도 좋고, 원호 형상이어도 좋다. 또한, 제2 커버부는, 복수의 더미 봉(33a) 대신에 펀칭 메탈을 채용해도 좋다. 또한, 제2 커버부(33)의 더미 봉(33a)은, 제1 커버부(32)의 더미 봉(32a)과 동일한 형상이나 재질이어도 좋다.

제2 커버부(33)는, 도 4에 도시된 바와 같이 2개의 전열 세관군(31)의 동체 폭 방향 양측에 배치되어도 좋지만, 1개의 전열 세관군(31)의 동체 폭 방향 양측에 배치되어도 좋다.

본 실시 형태에서는, 전열 세관군(31)의 주변을 통과하는 전열 세관 표면에 접하지 않는 증기(벌크 유체)는, 제2 커버부(33)의 제2 연통부에서 일부가 박리된다. 이 박리된 유체는, 전열 세관군(31)의 표면으로 유도된다. 이와 같이, 제2 커버부(33)가 전열 세관군(31)을 증기 흐름 방향으로부터 덮음으로써, 증기의 흐름을 전열 세관군(31)의 표면에 혼입되게 할 수 있다. 이 결과, 전열 세관군(31) 주위에 온도 구배를 형성할 수 있어, 증기로부터 전열 세관군(31)으로의 전열 효과를 촉진할 수 있다.

또한, 제2 커버부(33)의 제2 연통부를 제1 커버부(32)의 제1 연통부보다도 성기게 함으로써, 박리 효과를 높이기 때문에, 증기의 흐름을 전열 세관군(31)의 표면에 혼입되게 할 수 있다.

이상, 본 발명에 의한 복수기의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하다.

본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 상기한 실시 형태에 있어서의 구성 요소를 주지의 구성 요소로 치환하는 것은 적절히 가능하고, 또한 상기한 실시 형태를 적절히 조합해도 좋다.

<산업상 이용가능성>

상기 복수기는, 유입된 증기 유량에 따라 적절한 응축량을 얻을 수 있도록 한 복수기에 적용 가능하다.

11: 증기 터빈
12: 복수기
21: 본체동(저부)
21a: 상단부 입구
22: 중간동(동체부)
22a: 하단부 출구
31: 전열 세관군(전열관)
32: 제1 커버부
32a: 더미 봉
33: 제2 커버부
33a: 더미 봉
41a: 제1 상류측 히터(상류측 히터)
41b: 제2 상류측 히터(상류측 히터)
42a: 제1 하류측 히터(하류측 히터)
42b: 제2 하류측 히터(하류측 히터)
43a: 제1 추기관(추기관)
43b: 제2 추기관(추기관)
44a: 제1 터빈 바이패스관(터빈 바이패스관)
44b: 제2 터빈 바이패스관(터빈 바이패스관)
S: 간극
D: 액적