【実施例1】
【0026】
図1は、実施例1に係るタービン設備の模式図である。
図2は、実施例1に係る復水器を模式的に表した斜視図である。
図3は、実施例1に係る復水器を模式的に表した断面図である。
図4は、長手方向に直交する面で切った実施例1の抽気管回りの断面図である。
【0027】
実施例1のタービン設備1は、凝縮性ガスとしての蒸気Sを発生させ、発生させた蒸気Sによりタービン6を回転させる蒸気タービン設備である。このタービン設備1には、タービン6の背圧を低下させるべく、復水器7が設けられている。先ず、
図1を参照して、タービン設備1について説明する。
【0028】
タービン設備1は、加熱器5と、タービン6と、復水器7と、循環ポンプ8と、発電機9とを備えており、循環ラインLによって接続されている。
【0029】
加熱器5は、例えば、ボイラであり、水(復水)Wを加熱することで、蒸気Sを発生させている。加熱器5には、後述する復水器7で凝縮された復水が流入する。また、加熱器5で発生させた蒸気Sは、循環ラインLを通ってタービン6に供給される。
【0030】
タービン6は、加熱器5から供給される蒸気Sによって回転する。このタービン6には、発電機9が接続されており、タービン6の回転動力により発電機9が駆動されることで、発電機9は、電力を発生させる。タービン6から排出された蒸気Sは、循環ラインLを通って復水器7に流入する。
【0031】
復水器7は、タービン6から流入する蒸気Sを凝縮して復水Wとすることで、タービン7の背圧を低下させている。なお、復水器7の詳細については後述する。そして、復水器7で発生させた復水Wは、循環ラインLを通って循環ポンプ8に供給される。循環ポンプ8は、復水器7から供給された復水Wを加熱器5へ向けて供給している。
【0032】
従って、タービン設備1は、加熱器5で復水Wを加熱して蒸気Sを発生させ、発生させた蒸気Sによりタービン6を回転させて発電機9により発電する。また、タービン設備1は、タービン6で使用された蒸気Sを復水器7によって復水Wに戻し、この復水Wを循環ポンプ8によって加熱器5に供給する。
【0033】
次に、
図2から
図4を参照して、復水器7について説明する。復水器7は、内部に蒸気Sが流入する容器11と、容器11の内部に設けられる冷却管群12と、冷却管群12の中央に設けられる抽気管13と、抽気管13を覆う円筒カバー14とを備えている。
【0034】
図2に示すように、容器11は、中空の箱形形状をなし、蒸気Sが流入する蒸気流入部21と、冷却管群12を収容する本体部22とを有している。この蒸気流入部21と本体部22とは、内部が連通している。蒸気流入部21は、端部に蒸気Sの流入口23が設けられており、この流入口23には、タービン6と復水器7とを接続する循環ラインLの一端が接続される。本体部22は、蒸気流入部21から流入する蒸気Sを凝縮することによって生成される復水Wを、下部に貯留している。なお、本体部22には、復水Wを排出する排出口(
図3参照)24が設けられており、この排出口24には、復水器7と循環ポンプ8とを接続する循環ラインLの一端が接続される。
【0035】
冷却管群12は、鉛直方向及び水平方向に並べて4つ設けられている。冷却管群12は、複数の冷却管25の長手方向(管軸方向)が水平方向となるように平行に配置されることで構成される。このとき、冷却管群12は、冷却管25の長手方向と、蒸気Sの流れ方向とが直交するように配置される。
【0036】
また、
図3に示すように、冷却管群12は、その両端部が、容器11の側壁に支持され、その中間部が複数の管支持板26によって支持されている。この冷却管群12を構成する複数の冷却管25は、その一端部が、容器11の側壁の外側に設けられた入口水室28に連通して接続され、その他端部が、容器11の側壁の外側に設けられたで出口水室29に連通して接続されている。この入口水室28は、冷却水が供給される一方で、出口水室29は、冷却水が排出される。
【0037】
図3及び
図4に示すように、抽気管13は、冷却管群12の中央内部に設けられ、複数の冷却管25と平行に配置されている。このため、抽気管13は、その長手方向が水平方向となっている。抽気管13は、復水器7内部に含まれる不凝縮性ガスである空気Aを抽気するための管である。この抽気管13は、その一端が図示しない吸引装置に接続されており、この吸引装置によって、抽気管13の内部を吸引することにより、復水器7内部の空気Aを抽気している。なお、抽気管13は、複数の冷却管群12にそれぞれ設けられており、複数の抽気管13は、接続管34によって相互に接続されている。
【0038】
抽気管13は、その内部に空気Aが流通する円筒管となっており、その周囲に抽気孔31が複数形成されている。複数の抽気孔31は、抽気管13の長手方向における復水器7内部の圧力分布に応じて、調整して形成されている。つまり、抽気管13の長手方向において、復水器7内部の圧力が高い部位に形成される抽気孔31は、低い部位に形成される抽気孔31に比べて、抽気管13の内部に空気Aが流入しやすい。このため、復水器7内部の圧力が高い部位に形成される抽気孔31は、低い部位に形成される抽気孔31に比して少なく形成される。
【0039】
図4に示すように、円筒カバー14は、抽気管13と所定の隙間Cを空けて径方向の外側に設けられる。この円筒カバー14は、抽気管13と同軸上に設けられていることから、抽気管13と同様に、水平方向に配置されている。この円筒カバー14は、図示しないステーを介して抽気管13に取り付けてもよいし、復水器7内部に設けられる図示しない支持棒(いわゆるタイロッド)に取り付けてもよく、特に限定されない。
【0040】
また、円筒カバー14は、鉛直方向の下方側となる部位に開口部35が形成されている。この開口部35は、円筒カバー14の中心Pを通って鉛直方向に延びる中心線Iを挟んで、周方向の両側に広がるように形成される。また、この開口部35は、円筒カバー14の長手方向に沿って延びて形成されている。
【0041】
ここで、円筒カバー14の中心Pと、円筒カバー14の周方向における開口部35の一端部とを結ぶ線を第1結線L1とする。また、円筒カバー14の中心Pと、円筒カバー14の周方向における開口部35の他端部とを結ぶ線を第2結線L2とする。第1結線L1と第2結線L2とが為す角度を開口角度θとすると、開口角度θは、45°≦θ≦120°の範囲となっている。
【0042】
また、抽気管13と円筒カバー14との径方向における隙間Cは、抽気管13と円筒カバー14との間に形成される空気Aが流通する流路面積が、抽気管13に形成される複数の抽気孔31の合算した開口面積よりも大きくなるように形成されている。
【0043】
このように構成された復水器7において、容器11の蒸気流入部21から蒸気Sが、容器11の内部に流入すると、蒸気Sは、冷却管群12によって凝縮され復水Wとなる。このとき、冷却管群12を構成する複数の冷却管25には、入口水室28から供給された冷却水が流通する。そして、冷却管25を流通した冷却水は、出口水室29に流入する。つまり、蒸気Sは、冷却管の内部を流通する冷却水との間で熱交換されることにより凝縮されて復水Wとなる。
【0044】
冷却管群12によって凝縮された復水Wは、鉛直方向の下方側に滴下する。このとき、抽気管13の上方側において滴下する復水Wは、円筒カバー14によって、抽気管13を避けて、容器11の下部に案内される。このため、凝縮された復水Wは、容器11の下部に溜まる。そして、容器11の下部に溜まった復水Wは、排出口24から循環ポンプ8へ向けて流出する。
【0045】
以上のように、実施例1によれば、冷却管25によって復水Wが生成されても、円筒カバー14により復水Wの抽気孔31への流入を規制することができるため、復水Wによる抽気孔31の閉塞を抑制することができる。このため、抽気管13の長手方向における圧力分布に応じて、抽気孔31から空気Aを適切に抽気することができるため、抽気管13による空気Aの抽気性能を維持することができる。
【0046】
また、実施例1によれば、抽気管13の外側を円筒カバー14で覆うことにより、復水Wの抽気孔31への流入を簡易な構成で抑制することができる。
【0047】
また、実施例1によれば、開口部35の開口角度θを適切な角度とすることができるため、空気Aの抽気管13への流入を許容しつつ、復水Wの抽気管13への流入を抑制することができる。
【0048】
また、実施例1によれば、抽気孔31を介して抽気管13の内部に取り込まれる空気Aの抽気量に対して、抽気管13と円筒カバー14との隙間Cを流通する空気Aの流量を大きくすることができるため、抽気管13と円筒カバー14との間の流路における圧損を低減することができる。
【0049】
また、実施例1によれば、復水器7内部の空気Aを好適に抽気することができるため、蒸気Sの凝縮を効率よく行うことができ、これにより、タービン6の背圧側における低圧状態を好適に維持することができる。よって、タービン6の仕事の効率を好適に維持することができる。
【実施例2】
【0050】
次に、
図5を参照して、実施例2に係る復水器50について説明する。
図5は、長手方向に直交する面で切った実施例2の抽気箱回りの断面図である。なお、実施例2では、重複した記載を避けるべく、実施例1と異なる部分について説明し、実施例1と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。実施例1では、抽気管13を用いて空気Aを抽気したが、実施例2では、抽気箱51を用いて空気Aを抽気している。
【0051】
具体的に、
図5に示すように、実施例2の復水器50は、内部に蒸気Sが流入する容器11と、容器11の内部に設けられる冷却管群12と、容器11に付設される抽気箱51と、容器11の側壁に設けられる上部カバー56及び下部カバー57とを備えている。なお、容器11及び冷却管群12については、実施例1とほぼ同様であるため、説明を省略する。
【0052】
抽気箱51は、中空の箱形形状となっており、容器11の側壁の外側に設けられている。このため、容器11の側壁が、抽気箱51の側面となっており、抽気箱51の側面は、鉛直面となっている。抽気箱51は、その長手方向が水平方向となっており、その一端が図示しない吸引装置に接続され、この吸引装置によって、抽気箱51の内部を吸引することにより、復水器7内部の空気Aを抽気している。
【0053】
抽気箱51の側面には、抽気孔53が複数形成されている。複数の抽気孔53は、水平方向に所定の隙間を空けて並べて形成されている。複数の抽気孔53は、実施例1の複数の抽気孔31と同様に、抽気箱51の長手方向における復水器7内部の圧力分布に応じて、調整して形成されている。
【0054】
上部カバー56は、抽気孔53の上方側における抽気箱51の側面から復水器7の内部へ向かって突出すると共に、抽気箱51の側面と所定の隙間を空けて、鉛直方向の下方側に延びて形成される。そして、この上部カバー56は、抽気箱51の側面に形成される複数の抽気孔53を覆っている。
【0055】
下部カバー57は、抽気孔53の下方側における抽気箱51の側面から復水器7の内部へ向かって突出すると共に、上部カバー56と所定の隙間を空けて、鉛直方向の上方側に延びて形成される。そして、この下部カバー57は、上部カバー56を覆っている。つまり、上部カバー56と下部カバー57とは、水平方向において重複するように形成される。
【0056】
このとき、抽気箱51の側面と上部カバー56との隙間、及び上部カバー56と下部カバー57との隙間は、実施例1と同様に、各隙間に形成される空気Aが流通する流路面積が、抽気箱51の側面に形成される複数の抽気孔53の合算した開口面積よりも大きくなるように形成されている。
【0057】
また、下部カバー57には、下部カバー57に溜まる復水Wを排出するドレン孔61が形成されている。ドレン孔61から排出された復水Wは、容器11の下部に溜まる。
【0058】
以上のように、実施例2によれば、抽気箱51の側面に形成される複数の抽気孔53を上部カバー56で覆うことにより、復水Wの抽気孔53への流入を抑制することができる。
【0059】
また、実施例2によれば、上部カバー56を下部カバー57で覆うことにより、空気Aは、下部カバー57と上部カバー56との間を流通した後、上部カバー56と抽気箱51の側面との間を流通して、抽気孔53から抽気箱51の内部に流入する。このため、下部カバー57をさらに設けることで、復水Wの抽気孔53への流入をより好適に抑制することができる。
【0060】
また、実施例2によれば、下部カバー57にドレン孔61を形成することで、下部カバー57に溜まる復水Wをドレン孔61を介して排出することができる。
【0061】
なお、実施例2では、上部カバー56及び下部カバー57を設けたが、少なくとも上部カバー56を設ければよく、下部カバー57を省いた構成であってもよい。