专利名称:水分分离装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于例如原子能发电所等发电设备、燃料气体(Blast FurnaceGas (高炉煤气):BFG)焚烧燃汽轮机综合循环系统(GTCC(Gas Turbine Combined Cycle))，用于从蒸气分离水分的水分分离装置。
背景技术：
原子能发电所等发电所中使用的水分分离装置一般用于从蒸气发生器产生的蒸气除去水分，或用于从由高压透平排出的湿蒸气除去水分而将干燥的蒸气提供给低压透平。由此，抑制涡轮翼的腐蚀，并且发电站效率提高。
作为这样的水分分离装置之一，已知有V形叶片型的水分分离装置。V形叶片型的水分分离装置例如公开于专利文献I等中。
图23是表示以往的V形叶片型的水分分离装置的立体图。
在图23中，水分分离装置60中，上部框61与下部框62之间架设多个波纹板63。波纹板63具有峰部和谷部交替排列而成的之字形状的剖面，在各平坦部74上设置有袋部76。并且，湿蒸气SI从箭头方向流入水分分离装置60，湿蒸气SI所含的水分附着在波纹板63的表面。并且，沿波纹板63的表面在湿蒸气SI的流动方向上流动的水分被袋部76接住，滞留在袋部76的内侧。
并且，所述滞留的水分沿波纹板63的表面向下方流下，流落至设于下方的槽65中。另外，随着湿蒸气SI的流动而飞来的水分也撞击波纹板63，由同样的作用被收集于袋部76,并从湿蒸气SI分离。
由水分分离装置60除去水分的湿蒸气SI变为干蒸气S2，由另行设置的加热管组等加热单元(未图示)加热。
专利文献1:日本特开2002发明所要解决的课题
但是，近年来寻求使用水分分离装置的原子能设备的大型化。若将使用水分分离装置的原子能设备大型化，则导入到水分分离装置的蒸气量增加，通过水分分离装置的蒸气的流速上升，用水分分离装置将不能充分分离水分。
因此，伴随着所述原子能设备的大型化，需要将水分分离装置大型化，即需要提高图23中波纹板63的高度以使通过水分分离装置的蒸气的流速与以往相比不升高。
另一方面，通过使波纹板63增高，与以往相比每一张波纹板的水分的收集负载增力口，所以沿袋部76向下方流下而成的水分所形成的液膜的厚度比以往厚，水分容易再次飞散，水分分离性能会降低。
图24是表示以往的水分分离装置中导入水分分离装置的蒸气的流速和水分分离装置出口处的蒸气的湿度的关系的曲线图。图24中，横轴表示导入水分分离装置的蒸气的流速，纵轴表示水分分离装置出口处的蒸气的湿度。另外，图24中实线所示的短叶片是指将以往的水分分离装置大型化之前使用的波纹板的高度下的水分分离装置，图24中虚线所示的长叶片是指将水分分离装置进行了大型化时的波纹板的高度下的水分分离装置。
如图24所示，短叶片、长叶片都是当导入水分分离装置的蒸气的流速超过一定的界限值(分别是sl、s2)时，水分分离装置出口处的蒸气的湿度急剧上升，即水分分离性能急剧下降。该界限值(S1、s2)是指波纹板的水分分离能力的界限流速。
另一方面，即使比所述界限值(sl、s2)小的流速下，也会引起水分分离装置出口处的蒸气湿度的缓慢上升。这表示被袋部收集的水分再次飞散而导致水分分离性能的恶化，在长叶片中该倾向特别明显。
因此，本发明是鉴于以往技术的问题而研发的，其目的在于提供一种水分分离装置，即使将波纹板的高度提高也能够抑制由波纹板收集的水分所形成的液膜的厚度变厚，并通过抑制由波纹板收集的水分的再次飞散而能够抑制水分分离的性能降低。
解决课题用的方法
为了解决上述问题，本发明提供一种水分分离装置，从湿蒸气分离水分，其特征在于，具备:
多个波纹板，具有峰部和谷部交替排列而成的之字形状，并隔开规定的间隔配置而形成所述湿蒸气的蒸气流路；以及
收集板，固定于所述波纹板，并朝向所述蒸气流路内的蒸气流的上游侧延伸而覆盖所述波纹板的峰部，
形成有袋部，所述袋部设于所述收集板与所述波纹板之间，并向所述蒸气流的上游侧开口，
与所述袋部连通并沿上下方向延伸的排放通道部设于所述袋部的所述蒸气流的下游侧。
另外，被收集板覆盖的波纹板的“峰部”是指朝向蒸气通路突出的部分。例如着眼于在波纹板的一侧形成的第一蒸气通路的情况下，将朝向该第一蒸气通路突出的部分称作波纹板的“峰部”。另外，着眼于在波纹板的另一侧形成的第二蒸气通路的情况下，将朝向该第二蒸气通路突出的部分称作波纹板的“峰部”。本说明书中，在仅记载为波纹板的“峰部”的情况下，意味着朝向所着眼的蒸气通路突出的部分。
由此，收集于袋部内的水分通过蒸气流而流入排放通道部，并在该排放通道部内流下，所以通过降低在袋部内流下的水分量而抑制液膜的厚度，能够抑制被袋部收集的水分再次飞散。另外，排放通道部设于比袋部更靠蒸气流下游侧，所以在排放通道部内流下的水分由于流入袋部的蒸气流而难以向流路逆流，从而能够抑制排放通道部内的水分的再次飞散。因此，即使提高波纹板的高度，也能够抑制水分的再次飞散导致的水分分离的性能降低。
另外，也可以设为，所述收集板在比所述波纹板的峰部更靠所述蒸气流下游的下游侧固定于所述波纹板，
所述收集板与所述波纹板之间所形成的空间中，所述蒸气流的上游侧的区域为所述袋部，所述蒸气流的下游侧的区域为所述排放通道部。
如此，收集板在比波纹板的峰部更靠蒸气流的下游侧固定于波纹板，所以在收集板的端部与波纹板之间形成排放通道部。由此，排放通道部设于成为峰部的阴侧的位置，所以在排放通道部内流下的水分难以向流路逆流。因此，能够有效抑制排放通道部内的水分再次飞散。
另外，也可以设为，设从所述波纹板的峰部到谷部的长度为L、从所述峰部到所述收集板的固定位置的长度为D时，满足O彡D/L彡0.5的关系。
当峰部到收集板的固定位置的长度D变长，则排放通道部内将流入大量的蒸气流，有可能导致收集板从波纹板剥离，但是如本发明那样，以从峰部到收集板的固定位置的长度D与波纹板的峰部到谷部的长度L之间的关系满足O < D/L < 0.5的方式安装收集板，抑制流入排放通道部内的蒸气流，从而能够防止收集板从波纹板剥离。
另外，也可以设为，还具备排放板，该排放板设于所述收集板与所述波纹板之间，将收集于所述袋部的水分引导至所述排放通道部，
所述排放板水平地设置，或以朝向所述蒸气流的下游侧向下方倾斜的方式设置。
如此，在袋部内设置排放板，所以在排放板的上方收集于袋部的水分在袋部内流下，全部经由排放板上而流入排放通道部。因此，收集于袋部的水分不会在比排放板更靠下方的袋部内流下，能够抑制在袋部内流下的水分量，抑制液膜的厚度。
另外，将排放板水平地设置，或以朝着蒸气流下游侧向下方倾斜的方式设置，从而能够防止排放板的水分逆流而从袋部向流路流出。
另外，所述排放板也可以在所述袋部的高度方向上设置多个。
如此，在袋部内设置有多个排放板，所以即使在将波纹板增高了的情况下，也能够抑制袋部内的液膜的厚度，从而防止水分的再次飞散。
另外，也可以设为，还具备通道板，该通道板安装于所述收集板的外表面，并沿上下方向延伸，
所述收集板与所述波纹板之间所形成的空间为所述袋部，所述通道板与所述收集板之间所形成的空间为所述排放通道部，
所述排放通道部经由贯通所述收集板的排放孔与所述袋部连通。
如此，在袋部与排放通道部之间存在具有排放孔的收集板，所以在排放板的上方收集于袋部内的水分在袋部流下，全部经由排放板上和排放孔而流入排放通道部，收集于袋部内的水分不会在比排放板更靠下方的袋部内流下，能够抑制在袋部流下的水分量，抑制液膜的厚度。
另外，由于设置有收集板，流入排放通道部内的水分不再次飞散，所以能够提高水分分离性能。
另外，也可以设为，还具备排放板，该排放板设于所述收集板与所述波纹板之间，并将收集于所述袋部的水分经由所述排放孔引导至所述排放通道部，
所述排放板水平地设置，或以朝着所述蒸气流的下游侧向下方倾斜的方式设置。
如此，在袋部内设置排放板，所以在排放板的上方收集于袋部的水分在袋部内流下，全部经由排放板上而流入排放通道部。因此，收集于袋部的水分不会在比排放板更靠下方的袋部内流下，能够抑制在袋部内流下的水分量，抑制液膜的厚度。
另外，将排放板水平地设置，或以朝着蒸气流下游侧向下方倾斜的方式设置，从而能够防止排放板的水分逆流而从袋部向流路流出。[0045]另外，也可以设为，所述排放板在所述袋部的高度方向上设置多个，
所述排放孔以使各排放板的上表面与所述排放通道部连通的方式设置多个。
如此，在袋部内设置有多个排放板，所以即使在使波纹板变高了的情况下，也能够通过抑制袋部内的液膜的厚度来防止水分的再次飞散。
另外，也可以设为，所述多个排放板以在高度方向上均等地分割所述袋部的方式设置。
如此，以在高度方向上均等地分割袋部的方式设置多个排放板，所以能够使在各排放板间收集的水分量大致均匀，能够防止因高度位置不同而使水分分离的性能出现不均。
另外，也可以设为，还具备防逆流部件，该防逆流部件设于所述袋部，以防止水分从所述袋部向所述蒸气流路逆流。
如此，在袋部设置防逆流部件，从而能够防止收集于袋部和排放通道部的水分向流路逆流。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种水分分离装置，即使提高波纹板的高度，也能够通过抑制由波纹板收集的水分所形成的液膜的厚度变厚，并抑制由波纹板收集的水分的再次飞散，来抑制水分分离的性能降低。
图1是以局部剖面表示实施例中的水分分离加热器的轴心部分的侧视图。
图2是图1的A-A线剖面视图。
图3是表不本发明的第一实施方式的波纹板的一部分的俯视图。
图4是表示本发明的第一实施方式的波纹板的一部分的侧视图。
图5是表示本实施方式的波纹板的立体图。
图6是表示本实施方式的波纹板的其他实施例的图。
图7是表示本发明的第二实施方式的波纹板的立体图。
图8是表示本发明的第二实施方式的波纹板的俯视图。
图9是图8的B-B向视图。
图10是表示本发明的第三实施方式的波纹板的立体图。
图11是表示本发明的第三实施方式的波纹板的俯视图。
图12是表示本实施方式的防逆流部件的其他实施例的图。
图13是表示本实施方式的防逆流部件的其他实施例的图。
图14是表示本发明的第四实施方式的波纹板的立体图。
图15是表示本发明的第四实施方式的波纹板的俯视图。
图16是图15的C-C向视图。
图17是表示本实施方式的分隔壁的其他实施例的图。
图18是表示本发明的第五实施方式的波纹板的俯视图。
图19是表示以往的波纹板的俯视图。
图20是表示以往例的波纹板间的一部分的流速分布状态的等值线图。[0074]图21是表示实施例的波纹板间的一部分的流速分布状态的等值线图。
图22是本发明的水分分离装置被采用的湿式电气集尘器的结构图。
图23是表示以往的V形叶片型的水分分离装置的立体图。
图24是表示以往的水分分离装置中导入水分分离装置的蒸气的流速和水分分离装置出口处的蒸气的湿度的关系的曲线图。
具体实施方式
以下，参照
本发明的适当的实施方式。其中，以下实施方式中记载的结构部件的尺寸、材质、形状和相对配置只要没有特别的记载，则不意味将本发明的范围限定于此，而仅是单纯的说明例。
关于各实施方式的水分分离装置被采用的水分分离加热器，基于图1、图2进行说明。图1是以局部剖面表示实施例中的水分分离加热器的轴心部分的侧视图，图2是图1的A-A线剖面视图。
在图1和图2中，水分分离加热器I由左右的封头2和中央的圆筒形状的胴体板4构成。在胴体板4与封头2之间设置分隔板3。
如图1所示，在胴体板4内的除上部以外的轴向中央部形成有蒸气接收室6，在蒸气接收室6形成有蒸气接收口 8。
如图2所示，在所述胴体板4内的轴向两端附近的径向外侧附近且除上部以外的上方附近形成有与蒸气接收室6连通的集流室10。集流室10的下部配置有分配板12。另夕卜，在集流室10的下方形成有水分分离室14。在水分分离室14的内部设置有本发明的V形叶片型的水分分离装置16。
如图1所示，在胴体板4内的轴向两端附近的径向内侧附近、即由集流室10和水分分离室14包围的区域形成有与水分分离室14连通的加热室36。在加热室36内的下方附近配置有第一层管组18，第一层管组18以其管端部朝向胴体板4的轴向端部侧的方式配置。在加热室36内的第一层管组的上方配置第二层管组20，第二层管组20以其管端部朝向胴体板4的轴向端部侧的方式配置。
在胴体板4的轴向两端侧的径向内侧附近的下方附近设置有第一层加热器蒸气室22，其内部被分隔为分配室22a和回收室22b。另外，在胴体板4内的轴向两端侧的径向内侧附近的上方附近设置有第二层加热器蒸气室24，其内部被分隔为分配室24a和回收室24b。
被构成为，各加热器蒸气室22、24的分配室22a、24a被供给加热用的蒸气23、25，在回收室22b、24b，所述蒸气23、25成为冷凝排体而排出。
在分配室22a连接有第一层管组18的一个管端部，在回收室22b连接有第一层管组18的另一个管端部。同样地、分别在分配室24a连接有第二层管组20的一个管端部，在回收室24b连接第二层管组20的另一个管端部。
而且，如图1、图2所示，在胴体板4内的上部，与加热室36连通的回收集流室26在胴体板4的轴向上连续地形成。在胴体板4的上部，与回收集流室26连通并将蒸气向外部的低压汽轮机(未图示)送出的蒸气送出口 28设有多个。
对这种本实施方式的水分分离加热器I的动作进行说明。[0089]若从高压汽轮机等上游设备排出的蒸气S从蒸气接收口 8送向胴体板4内的蒸气接收室6内，则蒸气S流入集流室10内。
流入到集流室10内的蒸气S经由分配板12在水分分离室14内的水分分离装置16中流通由此将水分分离后，流入加热室36内。
流入到加热室36内的上述蒸气S与第一层管组18接触，被第一层管组18内流通的加热用的蒸气23加热之后，与第二层管组20接触，被第二层管组20内流通的加热用的上述蒸气25进一步加热后，流入回收集流室26内。流入到回收集流室26内的蒸气S在回收集流室26内流通，从蒸气送出口 28送出，并送给作为下游设备的低压汽轮机等。
对以上那样的构成、动作的水分分离加热器I所使用的本发明的V形叶片型水分分离装置16进行说明。
图3及图4分别是表示本发明第一实施方式的波纹板的一部分的俯视图和侧视图。而且，图5是本实施方式的波纹板的立体图。
如图3 图5所示，本实施方式的波纹板63具备:波纹板63主体，具有倾斜部(朝向蒸气通路突出的峰部和相对于蒸气通路凹陷的谷部之间的部分)72和以平面状形成的平坦部74 ;以及水分收集用的突出部件73，以覆盖该平坦部74的方式形成并朝向湿蒸气流SI具有开口部。
突出部件73具有从平坦部74的下游侧的倾斜部72朝向上游侧以覆盖该平坦部(峰部)74的方式突出的收集板76。收集板76的基端例如通过焊接等固定于倾斜部72。并且，收集板76从基端朝向前端侧弯曲。通过该收集板76，在收集板76与平坦部74之间形成有袋部77。袋部77的进深和袋部77的宽度形成得比收集板76的湿蒸气流的入口开口部的宽度大。沿波纹板63的表面流动的湿蒸气SI流入该袋部77中。
另外，突出部件73具有在突出部件73的湿蒸气SI的流动方向下游侧与收集板76外接并在上下方向上延伸的通道板78。通道板78具有圆弧状的剖面，该圆弧状的两端分别固定在收集板76上。通过通道板78，在收集板76与通道板78之间形成有排放通道部81。在此，排放通道部81与袋部77由收集板76分隔。
并且，在突出部件73的袋部77内设置有将袋部77内沿上下方向分隔的排放板80。排放板80朝向湿蒸气SI的流动方向下游侧向下倾斜。
在收集板76上，将排放板80的上表面和排放通道部80的内部连通的排放孔82设于排放板80通过的平面和收集板76的连结部周边的排放板80的上方。即、排放孔82将排放板80的倾斜最下部上表面与排放通道部81内部连通。
在上述的结构的波纹板63中，湿蒸气流SI在多个波纹板63之间的蒸气流路中沿图3 图5中所示的箭头a方向流动的情况下，湿蒸气SI所含的水分与波纹板63的倾斜部72的表面相撞，形成液滴而附着在该表面。该液滴被湿蒸气流SI的流体推动，沿倾斜部72的表面在箭头a方向上前进，到达平坦部74。液滴在平坦部74由湿蒸气流SI推动，从收集板76的入口开口进入收集板76内的袋部77，而形成液膜。另一方面，湿蒸气流SI在收集板76的外侧前进，而向下游侧流动。因此，能够仅使水分顺畅地进入收集板76内。
在袋部77内作为液膜而被收集的水分因重力而在袋部77内流下。在比排放板80更靠下方处被收集在袋部77内的水分原封不动地在袋部77内流下至最下部，流落到设于下方的槽65 (参照图23)中并回收。[0101]另外，在比排放板80更靠上方处被收集在袋部77内的水分在袋部77内流下而到达排放板80上时，其流动方向被排放板80改变，由排放板80的倾斜和湿蒸气SI的推动而在排放板80上朝向斜下方流动。在排放板80上朝向倾下方流动的水分到达排放孔82时，从排放孔82进入通道板78内的排放通道部81，在排放通道部81内流下至最下部，流落到设于下方的槽65中并回收。
如上所述，根据本实施方式，在比排放板80更靠上方处被收集在袋部77内的水分在排放板80上通过而流入排放通道部81内，在该排放通道部81内流下，所以在比排放板80更靠下方处不在袋部77内流下。由此，能够抑制在袋部77内的下方流下的水分量并抑制液膜的厚度，能够抑制由波纹板63收集的水分再次飞散。另外，由于袋部77和排放通道部81由收集板76分隔，所以能够抑制流入到排放通道部81内的水分再次飞散。因此，即使提高波纹板63的高度，也能够抑制水分的再次飞散导致的水分分离的性能降低。
另外，在本实施方式中，在一个袋部77内仅设置一个排放板80、排放孔82，但是如图6所示，也可以根据通道板78的高度在上下方向上设置多个排放板80。由此，即使进一步增高波纹板63的情况下也能够抑制袋部77内的液膜的厚度。另外，这种情况下，需要设置与排放板80同数量的排放孔82，以将多个各排放板80的上表面与排放通道部81内连通。
接着，关于本发明的第二实施方式进行说明。以下的说明中，与上述的实施方式对应的部分使用相同的附图标记而省略说明，主要对不同点进行说明。
图7和图8分别是表示本发明的第二实施方式的波纹板的立体图和俯视图。另外，图9是图8的B-B向视图。
如图7 图9所示， 本实施方式的波纹板43具备收集板49，收集板49具有以覆盖位于平坦部(朝向蒸气通路突出的峰部)74的下游侧的倾斜部72的上游侧端部和该平坦部74的方式形成并朝向湿蒸气流SI开口的开口部。该收集板49的基端部固定在倾斜部72上。另外，收集板49从基端部朝向前端侧具有多个弯曲部，作为整体以顺沿波纹板43主体的形状的方式而形成。具体地、从基端部朝向前端侧在从波纹板43主体离开的朝向上在第一弯曲部弯曲，从波纹板43主体离开规定的距离后以沿着倾斜部72的方式在第二弯曲部弯曲，在比该第二弯曲部更靠上游侧以沿着平坦部(峰部)74的方式在第三弯曲部弯曲，在更上游侧以沿着倾斜部72的方式在第四弯曲部弯曲。
通过该收集板49形成有:袋部47，供沿波纹板43的表面流动的湿蒸气SI流入；和排放通道部48，与袋部47的湿蒸气流下游侧相邻，并延设至倾斜部72的中央部附近。在此，从平坦部(峰部)74与下游侧的倾斜部72的交界位置75到排放通道部48的湿蒸气流下游侧端48a (S卩、收集板49的固定位置)的长度D与倾斜部(朝向蒸气通路突出的峰部与朝向蒸气通路凹陷的谷部之间的部分)72的长度L的关系由下式(I)表示。
D = L/2.. 式(I)
另外，在本实施方式中，从交界位置75到排放通道部48的湿蒸气流下游侧端48a的长度D正好为倾斜部72的长度L的一半，但是不限于此，只要以从交界位置75到排放通道部48的湿蒸气流下游侧端48a的长度D与倾斜部72的长度L满足O < D/L ( 0.5的关系的方式设置排放通道部48即可。
并且，在收集板49的袋部47内设置将袋部47内沿上下方向等间隔地分隔的多个排放板80。各排放板80朝向湿蒸气SI的流动方向下游侧向下倾斜。另外，本实施方式中，以将袋部47内沿上下方向等间隔地分隔的方式设置排放板80，但是不限于此。
在上述结构的波纹板43中，湿蒸气流SI在多个波纹板43之间沿图7和图8中所不的箭头a方向流动时,与第一实施方式同样地,湿蒸气SI所含的水分变为液滴,从收集板49的入口开口进入袋部47内，形成液膜。
并且，袋部47内的水分的一部分被流入袋部47内的湿蒸气SI推动，进入排放通道部48，形成液膜。另一方面，通过流路的湿蒸气流SI的大半在收集板49的外侧前进，流到下游侧。
在排放通道部48内和袋部47内作为液膜被收集的水分因重力而分别在排放通道部48内和袋部47内流下。排放通道部48内的水分由湿蒸气流SI推动而一边朝向下游侧进深处移动一边流下。而且，流落到设于下方的槽65中并回收。
另外，在袋部47内流下的水分到达各排放板80上时，在排放板80上朝向斜下方流动。而且，进入排放通道部48内，在排放通道部48内流下至最下部，流落到槽65中并回收。
如上所述，根据本实施方式，在比袋部47内的各排放板80更靠上方处被收集的水分在各排放板80上通过而在排放通道部48内流下，所以通过抑制在袋部47内流下的水分量并抑制液膜的厚度，能够抑制由波纹板43收集的水分再次飞散。另外，在排放通道部48内流下的水分在排放通道部48内的进深处流下，从而能够抑制水分再次飞散。因此，即使提高波纹板43的高度，也能够抑制水分的再次飞散导致的水分分离的性能降低。
另外，收集板49由一张收集板49构成，所以省去向波纹板43主体安装的劳力，并且能够廉价地制作。
另外，本实施方式中，在一个袋部47内设置有多个排放板80，但是也可以仅设置一个排放板80。另外，这种情况下，优选将排放板80设置在波纹板43的高度的中央附近。
接着，关于本发明的第三实施方式进行说明。
图10和图11分别是表示本发明的第三实施方式的波纹板的立体图和俯视图。
如图10和图11所示，本实施方式的波纹板54与第二实施方式同样地，具备收集板49，在该收集板49与波纹板54主体之间形成有袋部47和排放通道部48。另外，在袋部47内设置有多个排放板80。
在本实施方式的袋部47内的平坦部74沿上下方向设置有多个防逆流部件52。防逆流部件52具有大致U字状的剖面，并以该U字的开口部朝向排放通道部48侧的方式固定在平坦部74上。并且，防逆流部件52分别设置在最上层的排放板80的上方、相邻的排放板80间和最下层的排放板80的下方。
在上述结构的波纹板54中，在袋部47和排放通道部48内被收集的水分中、排放通道部48内的水分因重力而流下时，若由流入收集板49与波纹板54主体之间的湿蒸气SI使排放通道部48内流下的水分向袋部47逆流时，由于在袋部47内存在防逆流部件52，所以水分进入该防逆流部件52的凹部52a内。而且，收集于防逆流部件52的凹部52a。被凹部52a收集的水分当因重力而在凹部52a内流下，到达各排放板80上时，在各排放板80上朝向斜下方流动，进入排放通道部48内，在排放通道部48内流下至最下部，流落到槽65中并回收。[0123]如上所述，根据本实施方式，除了具有第二实施方式的效果外，还能够防止在排放通道部48内流下的水分向流路逆流，所以能够抑制由波纹板54收集的水分再次飞散。
另外，本实施方式中，对使用具有大致U字状剖面的防逆流部件52的情况进行了说明，但是不限于该形状，例如也可以使用图12所示具有大致L字状剖面的防逆流部件、如图13所示具有大致V字状剖面的防逆流部件。总之，只要是能够防止在排放通道部48内流下的水分向收集板49的外侧流出的形状即可。
接着，对本发明的第四实施方式进行说明。
图14和图15分别是表示本发明的第四实施方式的波纹板的立体图和俯视图。另夕卜，图16是图15的C-C向视图。
如图14 图16所示，本实施方式的波纹板54与第二和第三实施方式同样地，具备收集板49，在该收集板49和波纹板54主体之间形成有袋部47和排放通道部48。另外，在袋部47内设置有多个排放板80。
在本实施方式的收集板49和波纹板53主体之间设置有分隔袋部47和排放通道部48的分隔壁59。分隔壁59具有与波纹板53相同的高度，沿波纹板53的上下方向设置。
排放板80的端部与分隔壁59的侧面连接。在排放板80的上方，在分隔壁59设置有将排放板80的上表面和排放通道部48的内部连通的排放孔82。
在上述结构的波纹板53中，收集于袋部47内的水分因重力在袋部47内流下。在比设于最下层的排放板80更靠下方处收集于袋部47内的水分原封不动地流下直至最下部，流落到设于下方的槽65中并回收。
另外，在比各排放板80更靠上方处收集于袋部47内的水分在袋部47内流下而到达各排放板80上时，与第一实施方式同样地、在各排放板80上朝向斜下方流动，当到达排放孔82，则由排放孔82进入排放通道部48内，在排放通道部48内流下直至最下部，流落到设于下方的槽65中并回收。
如上所述，根据本实施方式，在比各排放板80更靠上方处收集于袋部47内的水分在排放板80上通过，流入排放通道部48内，在排放通道部48内流下，所以在比各排放板80更靠下方处不在袋部47内流下。由此，能够抑制在袋部47的下方流下的水分量而抑制液膜的厚度，能够抑制由波纹板53收集的水分再次飞散。
另外，由于袋部47和排放通道部48由分隔壁59分隔，所以能够抑制流入到排放通道部48内的水分经由袋部47向流路逆流并再次飞散。因此，即使提高波纹板的高度，也能够抑制水分的再次飞散导致的水分分离的性能降低。
另外，本实施方式中，设置了与波纹板53相同高度的分隔壁59，但是如图17所示，也可以设置比波纹板53的高度短的分隔壁59。另外，这种情况下，根据分隔壁59的高度，适当调整排放板80的个数和安装位置。
接着，对本发明的第五实施方式进行说明。
图18是表示本发明的第五实施方式的波纹板的俯视图。
如图18所示，本实施方式的波纹板103具备:收集板109，具有以覆盖平坦部(朝向蒸气通路突出的峰部)74的方式形成并朝向湿蒸气流SI开口的开口部；与收集板109外接的通道板101 ;和排放板80。
收集板109以从平坦部74的上游侧的倾斜部72朝向上游侧而覆盖平坦部74的方式设置。另外，收集板109其基端部固定在倾斜部72上。并且，收集板109随着从基端部朝向前端侧而在第一弯曲部以沿平坦部74的方式弯曲，进而在第一弯曲部的上游侧以沿位于该平坦部74的上游侧的倾斜部72的方式在第二弯曲部弯曲。通过该收集板109，形成有袋部107，袋部107供沿波纹板103的表面流动的湿蒸气SI流入。
另外，通道板101被设置为在湿蒸气SI的流动方向下游侧与收集板109外接，并在上下方向延伸。该通道板101其基端部固定于收集板109的下游侧。并且，通道板101随着从基端部朝向前端侧而在第一弯曲部向从波纹板103离开的方向弯曲，在比第一弯曲部更靠上游侧以沿倾斜部72的方式在第二弯曲部弯曲，进而在第二折曲部的上游侧以沿平坦部74的方式在第三弯曲部弯曲，前端部固定在收集板109上。另外，通道板101的高度为波纹板103的高度的一半。
通过该通道板101而在该通道板101和收集板109之间形成有排放通道部108。排放通道部108与第二实施方式同样地，从平坦部74与倾斜部72的交界位置75到排放通道部108的湿蒸气流下游侧端108a的长度D与倾斜部72的长度L的关系满足上述式(I)。
并且，排放通道部108与袋部107由收集板109分隔。在该收集板109上设置有排放孔82，设于袋部107内的排放板80的倾斜最下部上表面与排放通道部108内部由排放孔82连通。
根据本实施方式，与上述各实施方式同样地、在比排放板80更靠上方处收集在袋部107内的水分在排放板80上通过，在排放通道部108内流下，所以在比排放板80更靠下方处不在袋部107内流下。由此，能够抑制在袋部107的下方流下的水分量而抑制液膜的厚度，能够抑制由波纹板103收集的水分再次飞散。另外，由于袋部107和排放通道部108由收集板109分隔，所以能够抑制流入到排放通道部108内的水分再次飞散。因此，即使提高波纹板103的高度，也能够抑制水分的再次飞散导致的水分分离的性能降低。
本实施方式中，关于使用了具有收集板109和通道板101的波纹板103的情况(以下作为实施例)和使用了具有以往的突出部件的波纹板的情况(以下作为以往例)，通过CFD(Computational Fluid Dynamics:计算流体动力学语言)分析,对在流路内流动的湿蒸气SI的流速进行了分析。
在此，对以往的波纹板进行说明。图19是表示以往的波纹板的俯视图。如图19所示，以往的波纹板111的收集板Iio其基端部固定在倾斜部72上，前端部侧朝向湿蒸气流SI的上游侧突出。另外，收集板110以其前端接近波纹板111主体的方式弯曲。通过该收集板110，在该收集板110和波纹板111主体之间形成袋部112。
当湿蒸气SI沿由上述的结构构成的波纹板111流动时，水分被收集于袋部112内，在袋部112内流下。
并且，如上所述，对使用了实施例的波纹板103和以往例的波纹板111时的湿蒸气SI的流速分别进行了 CFD分析。
图20和图21分别是表示以往例及实施例的波纹板间的一部分的流速分布状态的
等值线图。
如图20所示可知，在以往例的情况下，沿收集板110在流路内产生流速小的区域、即流的剥离区域(图中虚线框内部分)。该流的剥离区域扩展至设有收集板110的位置的下游区域。[0149]另一方面，如图21所示可知，实施例的情况下，湿蒸气SI以与以往例的情况相同程度的流速在流路内流动。并且，排放通道部108设于上述流的剥离区域内，几乎不存在因设置排放通道部108导致的流速的降低等引起的流的损失这一情况得以确认。
因此，在上述第一 第四实施方式中，与本实施方式的排放通道部108同样地，可认为几乎不存在因设置排放通道部48、81导致的流的损失。
在上述的各实施方式中，对将排放板80朝向湿蒸气SI的流动方向下游侧朝下倾斜的情况进行了说明，但是不限于此，也可以是水平设置。即使将排放板80水平设置，到达排放板80上的水分也能够由湿蒸气SI推动而流向下游侧。
在上述各实施方式中，对适用于水分分离加热器的V形叶片型的水分分离装置16进行说明，但是本发明也能够适用于其他V形叶片型的水分分离装置。
对本发明被采用的其他一例进行说明。
图22是本发明的水分分离装置被采用的湿式电集尘器的结构图。在这样的湿式电集尘器例如在燃料气体焚烧燃汽轮机综合循环系统中用于对该燃料气体的水分进行除.+.-Tf* O
图22中所示的湿式电集尘器90中，燃料气体从图中箭头的方向进入入口通道91，在通过多气孔格栅窗92并通过放电电极93、集尘电极94的过程中被除尘而到达出口通道95。
雾气被安装于出口通道95的V形叶片型的水分分离装置96除去。
以上那样的湿式电集尘器90所适用的水分分离装置96也能够采用与使用图3 图18、图23进行了说明的水分分离装置16同样的结构。
工业实用性
本发明能够作为V形叶片型的水分分离装置进行利用，即使提高波纹板的高度，也能够通过抑制由波纹板收集的水分引起液膜的厚度变厚，并抑制由波纹板收集的水分的再次飞散，来抑制水分分离的性能降低。
权利要求
1.一种水分分离装置，从湿蒸气分离水分， 其特征在于，具备: 多个波纹板，具有峰部和谷部交替排列而成的之字形状，并隔开规定的间隔配置而形成所述湿蒸气的蒸气流路；以及 收集板，固定于所述波纹板，并朝向所述蒸气流路内的蒸气流的上游侧延伸而覆盖所述波纹板的峰部， 形成有袋部，所述袋部设于所述收集板与所述波纹板之间，并向所述蒸气流的上游侧开口， 与所述袋部连通并沿上下方向延伸的排放通道部设于所述袋部的所述蒸气流的下游侧。
2.如权利要求
1所述的水分分离装置，其特征在于， 所述收集板在比所述波纹板的峰部更靠所述蒸气流的下游侧固定于所述波纹板， 所述收集板与所述波纹板之间所形成的空间中，所述蒸气流的上游侧的区域为所述袋部，所述蒸气流的下游侧的区域为所述排放通道部。
3.如权利要求
2所述的水分分离装置，其特征在于， 设从所述波纹板的峰部到谷部的长度为L、从所述峰部到所述收集板的固定位置的长度为D时，满足O彡D/L彡0.5的关系。
4.如权利要求
2所述的水分分离装置，其特征在于， 还具备排放板，所述排放板设于所述收集板与所述波纹板之间，并将收集于所述袋部的水分引导至所述排放通道部， 所述排放板水平地设置，或以朝着所述蒸气流的下游侧向下方倾斜的方式设置。
5.如权利要求
4所述的水分分离装置，其特征在于， 所述排放板在所述袋部的高度方向上设置多个。
6.如权利要求
1所述的水分分离装置，其特征在于， 还具备通道板，所述通道板安装于所述收集板的外表面，并沿上下方向延伸， 所述收集板与所述波纹板之间所形成的空间为所述袋部，所述通道板与所述收集板之间所形成的空间为所述排放通道部， 所述排放通道部经由贯通所述收集板的排放孔与所述袋部连通。
7.如权利要求
6所述的水分分离装置，其特征在于， 还具备排放板，所述排放板设于所述收集板与所述波纹板之间，并将收集于所述袋部的水分经由所述排放孔引导至所述排放通道部， 所述排放板水平地设置，或以朝着所述蒸气流的下游侧向下方倾斜的方式设置。
8.如权利要求
7所述的水分分离装置，其特征在于， 所述排放板在所述袋部的高度方向上设置多个， 所述排放孔以使各排放板的上表面与所述排放通道部连通的方式设置多个。
9.如权利要求
5或8所述的水分分离装置，其特征在于， 所述多个排放板以在高度方向上均等地分割所述袋部的方式设置。
10.如权利要求
1所述的水分分离装置，其特征在于， 还具备防逆流部件，所述防逆流部件设于所述袋部，以防止水分从所述袋部向所述蒸气流路逆流。 ·
专利摘要
波纹板(43)具备收集板(49)，收集板(49)以覆盖位于平坦部(74)的下游侧的倾斜部(72)的上游侧端部和该平坦部(74)的方式形成，并具有朝向湿蒸气流(S1)开口的开口部。该收集板(49)的基端部固定于倾斜部(72)。在该收集板(49)与波纹板(43)主体之间形成有袋部(47)和排放通道部(48)。湿蒸气(S1)所含的水分变为液滴，从收集板(49)的入口开口进入袋部(47)和排放通道部(48)，因重力而分别在袋部(47)内和排放通道部(48)内流下。
文档编号G21C15/16GKCN103180024SQ201180051338
公开日2013年6月26日 申请日期2011年11月11日
发明者西浦健介, 藤田一作, 笠原二郎 申请人:三菱重工业株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan