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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024030130
(43)【公開日】2024-03-07
(54)【発明の名称】酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備
(51)【国際特許分類】
F01K 7/12 20060101AFI20240229BHJP
F01K 7/22 20060101ALI20240229BHJP
F01K 9/00 20060101ALI20240229BHJP
F01K 25/00 20060101ALI20240229BHJP
F22B 1/18 20060101ALI20240229BHJP
【ＦＩ】
F01K7/12
F01K7/22 D
F01K9/00 F
F01K25/00 B
F22B1/18 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022132711
(22)【出願日】2022-08-23
(71)【出願人】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(71)【出願人】
【識別番号】317015294
【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001092
【氏名又は名称】弁理士法人サクラ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】多田 宏次郎
(72)【発明者】
【氏名】井上 翔太
(72)【発明者】
【氏名】平山 龍
【テーマコード（参考）】
3G081
【Ｆターム（参考）】
3G081BA03
3G081BA04
(57)【要約】
【課題】酸素水素燃焼を用いることで、蒸気発生装置における熱損失の低減および高効率化が図れるとともに、温室効果ガスなどの排出を防止する酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備を提供する。
【解決手段】実施形態の蒸気タービン発電設備１は、酸素と水素の燃焼によって生じる反応熱で蒸気を発生させる蒸気発生装置１０と、蒸気発生装置１０から蒸気が導入される高圧タービン２１と、高圧タービン２１から排出された蒸気が導入されるとともに、酸素と水素を燃焼させて導入された蒸気を再熱する燃焼器３０と、燃焼器３０から排出された蒸気が導入されるとともに、高圧タービン２１から排出された蒸気が冷却媒体として導入される低圧タービン２２と、低圧タービン２２から排出された蒸気を凝縮させる復水器２３とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】実施形態の蒸気タービン発電設備１は、酸素と水素の燃焼によって生じる反応熱で蒸気を発生させる蒸気発生装置１０と、蒸気発生装置１０から蒸気が導入される高圧タービン２１と、高圧タービン２１から排出された蒸気が導入されるとともに、酸素と水素を燃焼させて導入された蒸気を再熱する燃焼器３０と、燃焼器３０から排出された蒸気が導入されるとともに、高圧タービン２１から排出された蒸気が冷却媒体として導入される低圧タービン２２と、低圧タービン２２から排出された蒸気を凝縮させる復水器２３とを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
酸素と水素の燃焼によって生じる反応熱で蒸気を発生させる蒸気発生装置と、
前記蒸気発生装置から蒸気が導入される第１の蒸気タービンと、
前記第１の蒸気タービンから排出された蒸気が導入されるとともに、酸素と水素を燃焼させて導入された蒸気を再熱する第１の燃焼器と、
前記第１の燃焼器から排出された蒸気が導入される第２の蒸気タービンと、
前記第２の蒸気タービンから排出された蒸気を凝縮させる復水器と
を具備することを特徴とする酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備。
前記蒸気発生装置から蒸気が導入される第１の蒸気タービンと、
前記第１の蒸気タービンから排出された蒸気が導入されるとともに、酸素と水素を燃焼させて導入された蒸気を再熱する第１の燃焼器と、
前記第１の燃焼器から排出された蒸気が導入される第２の蒸気タービンと、
前記第２の蒸気タービンから排出された蒸気を凝縮させる復水器と
を具備することを特徴とする酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備。
【請求項2】
前記第２の蒸気タービンは、前記第１の蒸気タービンから排出された蒸気の一部を冷却媒体として導入することを特徴とする請求項１記載の酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備。
【請求項3】
前記第２の蒸気タービンから前記復水器に蒸気を導く排気管に設けられ、前記第２の蒸気タービンから排出された蒸気によって、前記復水器から前記蒸気発生装置に供給される給水を加熱する排気管熱交換部を備えることを特徴とする請求項２記載の酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備。
【請求項4】
前記第２の蒸気タービンが、第３の蒸気タービン、および第３の蒸気タービンに導入される蒸気よりも低圧の蒸気が導入される第４の蒸気タービンで構成され、
前記第１の燃焼器から排出された蒸気は、前記第３の蒸気タービンに導入され、
前記第１の蒸気タービンから排出された蒸気の一部は、冷却媒体として前記第３の蒸気タービンに導入され、
前記第３の蒸気タービンから排出された蒸気は、前記第４の蒸気タービンに導入され、
前記第４の蒸気タービンから排出された蒸気は、前記復水器に導入され、
前記蒸気タービン発電設備は、
前記第３の蒸気タービンから前記第４の蒸気タービンに蒸気を供給する蒸気管に設けられ、前記第３の蒸気タービンから排出された蒸気によって、前記復水器から前記蒸気発生装置に供給される給水を加熱する蒸気管熱交換部を備えることを特徴とする請求項２記載の酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備。
前記第１の燃焼器から排出された蒸気は、前記第３の蒸気タービンに導入され、
前記第１の蒸気タービンから排出された蒸気の一部は、冷却媒体として前記第３の蒸気タービンに導入され、
前記第３の蒸気タービンから排出された蒸気は、前記第４の蒸気タービンに導入され、
前記第４の蒸気タービンから排出された蒸気は、前記復水器に導入され、
前記蒸気タービン発電設備は、
前記第３の蒸気タービンから前記第４の蒸気タービンに蒸気を供給する蒸気管に設けられ、前記第３の蒸気タービンから排出された蒸気によって、前記復水器から前記蒸気発生装置に供給される給水を加熱する蒸気管熱交換部を備えることを特徴とする請求項２記載の酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備。
【請求項5】
前記蒸気発生装置から蒸気が導入されるとともに、酸素と水素を燃焼させて導入された蒸気を加熱する第２の燃焼器を備え、
前記第２の燃焼器から排出された蒸気が前記第１の蒸気タービンに導入されることを特徴とする請求項１記載の酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備。
前記第２の燃焼器から排出された蒸気が前記第１の蒸気タービンに導入されることを特徴とする請求項１記載の酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備。
【請求項6】
前記第１の蒸気タービンは、前記蒸気発生装置から排出された蒸気の一部を冷却媒体として導入し、
前記第２の蒸気タービンは、前記第１の蒸気タービンから排出された蒸気の一部を冷却媒体として導入することを特徴とする請求項５記載の酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備。
前記第２の蒸気タービンは、前記第１の蒸気タービンから排出された蒸気の一部を冷却媒体として導入することを特徴とする請求項５記載の酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備。
【請求項7】
前記第１の蒸気タービンから排出された蒸気の一部を冷却媒体として前記第２の蒸気タービンに導入する冷却媒体供給管に設けられ、前記第１の蒸気タービンから排出された蒸気によって、前記復水器から前記蒸気発生装置に供給される給水を加熱する蒸気管熱交換部を備えることを特徴とする請求項６記載の酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備。
【請求項8】
酸素と水素の燃焼によって生じる反応熱で蒸気を発生させる蒸気発生装置と、
前記蒸気発生装置から蒸気が導入されるとともに、酸素と水素を燃焼させて導入された蒸気を加熱する第１の燃焼器と、
前記第１の燃焼器から排出された蒸気が導入される第１の蒸気タービンと、
前記第１の蒸気タービンから排出された蒸気が導入される第２の蒸気タービンと、
前記第２の蒸気タービンから排出された蒸気を凝縮させる復水器と
を具備することを特徴とする酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備。
前記蒸気発生装置から蒸気が導入されるとともに、酸素と水素を燃焼させて導入された蒸気を加熱する第１の燃焼器と、
前記第１の燃焼器から排出された蒸気が導入される第１の蒸気タービンと、
前記第１の蒸気タービンから排出された蒸気が導入される第２の蒸気タービンと、
前記第２の蒸気タービンから排出された蒸気を凝縮させる復水器と
を具備することを特徴とする酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備。
【請求項9】
前記第１の蒸気タービンは、前記蒸気発生装置から排出された蒸気の一部を冷却媒体として導入することを特徴とする請求項８記載の酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備。
【請求項10】
前記第１の蒸気タービンから前記第２の蒸気タービンに蒸気を供給する蒸気管に設けられ、前記第１の蒸気タービンから排出された蒸気によって、前記復水器から前記蒸気発生装置に供給される給水を加熱する蒸気管熱交換部を備えることを特徴とする請求項９記載の酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の火力発電設備として、ボイラおよび蒸気タービンを備える汽力発電設備や、ガスタービン、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）および蒸気タービンを備えるガスタービンコンバインドサイクル発電設備などがある。
【0003】
従来の火力発電設備において、蒸気タービンに導入される蒸気は、ボイラや排熱回収ボイラにおいて生成される。汽力発電設備のボイラでは、燃焼ガスとの熱交換によって給水を加熱して蒸気を発生させる。ガスタービンコンバインドサイクル発電設備の排熱回収ボイラでは、ガスタービンから排出された排ガスとの熱交換によって給水を加熱して蒸気を発生させる。このように、従来の火力発電設備では、高温ガスとの熱交換によって得られた熱量によって給水を蒸発させて蒸気を発生させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０００－３４６３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記した従来の火力発電設備では、蒸気を発生させるために利用される高温ガスは、熱交換後排気される。一般に、ボイラや排熱回収ボイラにおける熱損失のうち、排気熱による熱損失は最も大きいとされている。
【0006】
また、従来の火力発電設備にいて、高温ガスは、化石燃料と空気を燃焼させることで、生成される。そのため、高温ガスは、二酸化炭素（ＣＯ２）、窒素酸化物（ＮＯｘ）などを含む。近年、温室効果ガスの排出を実質的にゼロにするというカーボンニュートラルの実現が進められており、二酸化炭素（ＣＯ２）、窒素酸化物（ＮＯｘ）などの排出規制は、さらに厳しくなる傾向にある。
【0007】
本発明が解決しようとする課題は、酸素水素燃焼を用いることで、蒸気発生装置における熱損失の低減および高効率化が図れるとともに、温室効果ガスなどの排出を防止する酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
実施形態の酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備は、酸素と水素の燃焼によって生じる反応熱で蒸気を発生させる蒸気発生装置と、前記蒸気発生装置から蒸気が導入される第１の蒸気タービンと、前記第１の蒸気タービンから排出された蒸気が導入されるとともに、酸素と水素を燃焼させて導入された蒸気を再熱する第１の燃焼器と、前記第１の燃焼器から排出された蒸気が導入される第２の蒸気タービンと、前記第２の蒸気タービンから排出された蒸気を凝縮させる復水器とを備える。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備の構成を模式的に示す系統図である。
【図2】第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。
【図3】第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。
【図4】第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。
【図5】第２の実施の形態の蒸気タービン発電設備の構成を模式的に示す系統図である。
【図6】第２の実施の形態の蒸気タービン発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。
【図7】第３の実施の形態の蒸気タービン発電設備の構成を模式的に示す系統図である。
【図8】第３の実施の形態の蒸気タービン発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。
【図9】第４の実施の形態の蒸気タービン発電設備の構成を模式的に示す系統図である。
【図10】第４の実施の形態の蒸気タービン発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。
【図11】第５の実施の形態の蒸気タービン発電設備の構成を模式的に示す系統図である。
【図12】第５の実施の形態の蒸気タービン発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。
【図13】第５の実施の形態の蒸気タービン発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。
【図14】第６の実施の形態の蒸気タービン発電設備の構成を模式的に示す系統図である。
【図15】第６の実施の形態の蒸気タービン発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。
【図16】第７の実施の形態の蒸気タービン発電設備の構成を模式的に示す系統図である。
【図17】第７の実施の形態の蒸気タービン発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。
【図18】第７の実施の形態の蒸気タービン発電設備におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0011】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１の構成を模式的に示す系統図である。なお、蒸気タービン発電設備１は、酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備として機能する。
図１は、第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１の構成を模式的に示す系統図である。なお、蒸気タービン発電設備１は、酸素水素燃焼を用いた蒸気タービン発電設備として機能する。
【0012】
図１に示すように、蒸気タービン発電設備１は、蒸気発生装置１０と、蒸気タービンシステム２０と、発電機５０とを主たる構成機器として備える。
【0013】
蒸気発生装置１０は、酸素と水素の燃焼によって生じる反応熱で蒸気を発生させる。蒸気発生装置１０は、水素を供給する水素供給部１１と、酸素を供給する酸素供給部１２と、蒸気にする給水を供給する給水供給部１３とを備える。給水供給部１３は、後述する給水管３９を介して供給された給水を酸素と水素の燃焼によって生じた水蒸気中に供給する。
【0014】
蒸気発生装置１０では、酸素と水素の燃焼によって水蒸気が生成されるとともに、酸素と水素の反応熱によって給水から蒸気が発生する。すなわち、蒸気発生装置１０から排出される媒体は、蒸気である。なお、蒸気発生装置１０供給される酸素と水素の流量は、例えば、生成させる水蒸気の温度設定などに基づいて適宜調整される。酸素と水素の流量は、例えば、量論混合比（当量比１）になるように調整される。なお、ここでいう当量比は、燃料流量および酸素流量に基づいて算出した当量比である。
【0015】
蒸気タービンシステム２０は、高圧タービン２１と、低圧タービン２２と、復水器２３と、燃焼器３０と、給水ポンプ２４と、給水加熱器２５とを備える。なお、高圧タービン２１は、第１の蒸気タービンとして機能し、低圧タービン２２は、第２の蒸気タービンとして機能する。燃焼器３０は、第１の燃焼器として機能する。
【0016】
蒸気流の流れ方向において、低圧タービン２２は、高圧タービン２１の下流側に設けられている。高圧タービン２１、低圧タービン２２および発電機５０は、例えば、同一の軸線上に配置され、それぞれのロータが一体的に回転するように構成されている。なお、図１においてロータは、一点鎖線で示されている。
【0017】
高圧タービン２１の蒸気入口は、主蒸気管３５を介して蒸気発生装置１０と連結されている。高圧タービン２１の蒸気出口は、蒸気管３６を介して低圧タービン２２に連結されている。
【0018】
燃焼器３０は、酸素と水素を燃焼させる。燃焼器３０は、例えば、蒸気管３６に介在している。燃焼器３０は、水素を供給する水素供給部３１と、酸素を供給する酸素供給部３２とを備える。燃焼器３０では、燃焼ガスとして水蒸気が生成される。
【0019】
また、燃焼器３０には、高圧タービン２１から排出された蒸気が導入される。燃焼器３０は、生成された水蒸気によってその導入された蒸気を再熱する。
【0020】
なお、燃焼器３０に供給される酸素と水素の流量は、例えば、生成させる水蒸気の温度設定などに基づいて適宜調整される。酸素と水素の流量は、例えば、量論混合比（当量比１）になるように調整される。また、ここでは、燃焼器３０が蒸気管３６に介在する一例を示しているが、燃焼器３０は、低圧タービン２２の蒸気入口部に備えられてもよい。
【0021】
低圧タービン２２の蒸気入口は、蒸気管３６を介して燃焼器３０と連結される。また、低圧タービン２２には、高圧タービン２１から排出された蒸気の一部が冷却媒体供給管３７を介して冷却媒体として導入される。冷却媒体供給管３７の一端は、例えば、高圧タービン２１と燃焼器３０との間で蒸気管３６に連結される。冷却媒体供給管３７の他端は、低圧タービン２２の冷却媒体導入部に連結されている。
【0022】
なお、図示していないが、冷却媒体供給管３７には、低圧タービン２２に導入される冷却媒体の流量を調整するための流量調整弁が介在している。冷却媒体の温度は、燃焼器３０から低圧タービン２２に導入される蒸気の温度よりも低い。冷却媒体の温度は、例えば、低圧タービン２２の構成部材を構成部材の耐熱温度以下に維持できる温度に設定される。
【0023】
低圧タービン２２に冷却媒体を導入することで、低圧タービン２２の構成部材を冷却することができる。これによって、燃焼器３０から導入される蒸気を高温化することができる。
【0024】
低圧タービン２２の蒸気出口は、排気管３８を介して復水器２３に連結されている。復水器２３は、給水管３９を介して、蒸気発生装置１０の給水供給部１３に連結されている。給水管３９には、例えば、給水ポンプ２４、給水加熱器２５が介在している。
【0025】
給水ポンプ２４は、復水器２３で生成された復水を給水として蒸気発生装置１０に圧送する。給水加熱器２５は、抽気管４０を介して低圧タービン２２に連結されている。低圧タービン２２からの抽気は、抽気管４０を介して給水加熱器２５に導入される。
【0026】
ここで、図１には、抽気管４０に減温部１１０を備えた一例を示している。減温部１１０は、抽気管４０を流れる抽気の温度を低下させる機能を有する。減温部１１０は、抽気管４０を流れる抽気と給水とを熱交換させる熱交換器で構成される。減温部１１０には、給水管３９から減温部１１０に給水を導出する給水導出管１１１、および減温部１１０から給水管３９に給水を導入する給水導入管１１２が連結されている。給水導入管１１２は、給水導出管１１１よりも下流側で給水管３９に連結されている。なお、給水導出管１１１を介して減温部１１０に導出される給水の温度は、抽気管４０を流れる抽気の温度よりも低い。
【0027】
給水管３９から給水導出管１１１を介して減温部１１０に導出された給水は、抽気管４０を流れる抽気と熱交換して抽気の温度を低下させる。なお、抽気と熱交換することで、給水の温度は、上昇する。温度が上昇した給水は、給水導入管１１２を介して給水管３９に導入される。
【0028】
低圧タービン２２には、高圧タービン２１から排気された蒸気を燃焼器３０において再熱した高温の蒸気が導入される。そのため、抽気条件によって、抽気管４０を流れる抽気の温度は、給水加熱器２５によって要求される温度を超える場合がある。このような場合、減温部１１０を備えることで、給水の温度を上げるとともに、給水加熱器２５に導入される抽気の温度を適正な温度まで下げることができる。なお、ここでは、抽気管４０に減温部１１０を備えた一例を示したが、抽気条件によっては、減温部１１０を備えずに抽気管４０を構成することもできる。
【0029】
給水加熱器２５は、例えば、排出管４１を介して復水器２３に連結されている。給水を加熱した抽気は、例えば、復水器２３に排出管４１を介して復水器２３に導入される。なお、給水を加熱した抽気は、給水ポンプ２４の上流側または下流側の給水管３９に導入されてもよい。なお、給水加熱器２５は脱気の機能を備える構成でもよい。
【0030】
ここで、給水管３９には、複数の給水ポンプが備えられてもよい。蒸気発生装置１０において要求される給水の圧力に応じて、例えば、給水加熱器２５の下流側にさらに高圧給水ポンプなどを備えてもよい。
【0031】
また、給水加熱器は、蒸気発生装置１０において要求される給水の温度に応じて適宜配置される。そのため、給水加熱器が備えられない場合や複数の給水加熱器を備える場合がある。なお、給水加熱器が備えられない場合には、抽気管４０や排出管４１の構成は不要となる。
【0032】
また、給水管３９には、蒸気発生装置１０および燃焼器３０において生成された水蒸気が凝縮した分の水量を復水器２３で生成した復水から除去するための排出管４２が備えられている。なお、排出管４２には、排出する水量を調整する流量調整弁（図示しない）が設けられている。排出管４２は、例えば、給水ポンプ２４の下流側の給水管３９に連結されている。
【0033】
ここで、排出管４２から排出される給水は、例えば、温水を利用する外部の温水利用設備などに供給されてもよい。また、温水利用設備において要求される温水温度によって、例えば、排出管４２の給水管３９に連結される位置を適宜変更してもよい。例えば、高い温度の温水を必要とする場合には、排出管４２は、給水加熱器２５よりも下流側において給水管３９に連結されてもよい。
【0034】
また、蒸気発生装置１０および燃焼器３０において生成された水蒸気に相当する分の蒸気は、復水として除去されるばかりではなく、蒸気として除去されてもよい。この場合、蒸気発生装置１０および燃焼器３０において生成された水蒸気に相当する分の蒸気は、例えば、高圧タービン２１や低圧タービン２２から抽気として除去されてもよい。除去された蒸気は、例えば、蒸気を利用する外部の蒸気利用設備などに供給される。
【0035】
なお、温水利用設備や蒸気利用設備に対して、例えば、蒸気発生装置１０および燃焼器３０において生成された水蒸気が凝縮した水量を超えた水量の供給、または蒸気発生装置１０および燃焼器３０において生成された水蒸気量を超えた蒸気量の供給をしてもよい。この場合、余剰に外部に排出された給水や蒸気に相当する分の水が、例えば、復水器２３に供給される。
【0036】
次に、蒸気タービン発電設備１の作用について説明する。
【0037】
蒸気発生装置１０において、酸素と水素が燃焼して水蒸気（蒸気）を生成する。また、給水供給部１３から供給された給水は、燃焼による反応熱によって蒸発して蒸気となる。蒸気発生装置１０で発生した蒸気は、主蒸気管３５を介して高圧タービン２１に導入される。すなわち、酸素と水素の燃焼によって生成した燃焼ガスである水蒸気も全量、発生した蒸気とともに高圧タービン２１に導入される。
【0038】
高圧タービン２１に導入された蒸気は、高圧タービン２１を回動させた後、蒸気管３６に排出される。蒸気管３６に排出された蒸気の一部は、冷却媒体供給管３７を介して冷却媒体として低圧タービン２２に導入される。蒸気管３６に排出された蒸気の残部は、燃焼器３０に導入される。
【0039】
燃焼器３０では、水素と酸素の燃焼によって水蒸気が生成される。燃焼器３０に導入された蒸気は、燃焼器３０で生成された水蒸気と混合することで再熱され、低圧タービン２２に導入される。すなわち、燃焼によって生成された水蒸気および導入された蒸気は、低圧タービン２２に導入される。
【0040】
ここで、低圧タービン２２に導入される蒸気の流量は、燃焼器３０で生成された水蒸気の流量分増加する。また、高圧タービン２１から排出された蒸気の温度は、燃焼器３０で生成された高温の水蒸気と混合されることによって上昇する。低圧タービン２２に導入される蒸気の温度および流量は、燃焼器３０の燃焼条件を調整することで調整される。
【0041】
低圧タービン２２に導入される蒸気の温度を上昇させ、さらに低圧タービン２２に導入される蒸気の流量を増加することで、低圧タービン２２における熱効率および出力が増加する。すなわち、燃焼器３０を備えることで、熱効率および出力が増加する。
【0042】
低圧タービン２２に導入された蒸気は、低圧タービン２２を回動させた後、排気管３８に排出される。排気管３８に排出された蒸気は、復水器２３に導入され、凝縮して復水となる。なお、発電機５０は、高圧タービン２１および低圧タービン２２の回動によって駆動され、発電する。
【0043】
復水器２３の復水は、給水として給水ポンプ２４よって圧送され、給水管３９を介して蒸気発生装置１０の給水供給部１３に導かれる。この際、給水管３９を流れる給水は、給水加熱器２５において低圧タービン２２からの抽気によって加熱される。
【0044】
上記したように、第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１によれば、酸素と水素の燃焼によって生じる反応熱で蒸気を発生させる蒸気発生装置１０を備えることで、燃焼によって生成された燃焼ガス（水蒸気）および反応熱で発生した蒸気を高圧タービン２１に導入することができる。これによって、蒸気発生装置１０からの排気熱は、高圧タービン２１において利用される。そのため、蒸気発生装置１０からの排気熱による熱損失は生じない。
【0045】
水素と酸素を燃焼させる燃焼器３０を備えることで、水蒸気を生成するとともに高圧タービン２１から排気された蒸気を再熱することができる。そのため、低圧タービン２２に導入される蒸気の温度は、高圧タービン２１から排気された蒸気の温度よりも高い。これによって、熱サイクルの熱効率が向上する。
【0046】
また、低圧タービン２２に導入される蒸気の流量は、燃焼器３０において生成された蒸気分増加する。そのため、タービン出力が増加する。
【0047】
蒸気タービン発電設備１において、熱源として酸素と水素の燃焼によって生じる反応熱を利用しているため、二酸化炭素（ＣＯ２）、窒素酸化物（ＮＯｘ）などの温室効果ガスは排出されない。そのため、カーボンニュートラルが実現できる。さらに、蒸気タービン発電設備１において、温室効果ガス、大気汚染物質、水質汚濁物質などの環境排出物を排出しないため、ゼロエミッションの蒸気タービン発電設備が実現できる。
【0048】
（第１の実施の形態におけるその他の形態）
図２および図３は、第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。図２および図３は、複数の給水加熱器を備える場合の一例を示している。
図２および図３は、第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。図２および図３は、複数の給水加熱器を備える場合の一例を示している。
【0049】
図２に示すように、給水加熱器２５の下流側の給水管３９に給水加熱器２６を備えてもよい。給水加熱器２６には、抽気管４０ａを介して低圧タービン２２からの抽気が導入される。この場合、抽気管４０ａは、抽気管４０よりも上流側のタービン段落から抽気している。そのため、抽気管４０ａによって導入される抽気は、抽気管４０によって導入される抽気よりも高温で高圧となる。
【0050】
給水加熱器２６において給水を加熱した抽気は、排出管４１ａを介して、例えば、給水加熱器２５に導入される。この構成は、給水加熱器２６から排出される抽気の温度が抽気管４０を介して導入される抽気の温度以上である場合に好適である。これによって、給水加熱器２６から排出された抽気を有効に利用できる。
【0051】
図３に示すように、給水加熱器２５の下流側の給水管３９に給水加熱器２７を備えてもよい。給水加熱器２７には、抽気管４０ｂを介して高圧タービン２１からの抽気が導入される。そのため、抽気管４０ｂによって導入される抽気は、抽気管４０によって導入される抽気よりも高温で高圧となる。
【0052】
給水加熱器２７において給水を加熱した抽気は、排出管４１ｂを介して、例えば、給水加熱器２５に導入される。この構成は、給水加熱器２７から排出される抽気の温度が抽気管４０を介して導入される抽気の温度以上である場合に好適である。これによって、給水加熱器２７から排出された抽気を有効に利用できる。
【0053】
【0054】
図４は、第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。図４に示すように、蒸気タービン発電設備１におけるその他の形態は、高圧タービン２１から排出された蒸気の一部を冷却媒体として低圧タービン２２に導入する冷却媒体供給管３７を備えない。
【0055】
燃焼器３０から低圧タービン２２に導入される蒸気の温度が、例えば、低圧タービン２２における構成部材の耐熱温度以下の場合には、低圧タービン２２に冷却媒体を導入することなく蒸気タービン発電設備を構成できる。
【0056】
これらの蒸気タービン発電設備１におけるその他の形態においても、その他の形態における作用効果に加えて、図１に示された蒸気タービン発電設備１と同様の作用効果が得られる。
【0057】
なお、蒸気タービン発電設備１におけるその他の形態において、抽気管４０に減温部１１０を備えない構成を例示して説明したが、抽気条件によっては、図１に示すように、抽気管４０に減温部１１０を備えてもよい。また、減温部１１０は、抽気管４０に限らず、抽気管４０ａ、４０ｂに備えられてもよい。また、以下の実施形態においても、抽気条件によっては、抽気管に減温部１１０を備える構成を採用してもよい。なお、減温部１１０が備えられる場合には、給水導出管１１１および給水導入管１１２の構成も備えられる。
【0058】
（第２の実施の形態）
図５は、第２の実施の形態の蒸気タービン発電設備２の構成を模式的に示す系統図である。なお、以下の実施の形態において、第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１と同一の構成部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略または簡略する。
図５は、第２の実施の形態の蒸気タービン発電設備２の構成を模式的に示す系統図である。なお、以下の実施の形態において、第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１と同一の構成部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略または簡略する。
【0059】
第２の実施の形態の蒸気タービン発電設備２においては、低圧タービン２２から排出された蒸気によって給水を加熱する構成を備える。その他の構成は、第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１の構成と同じである。そのため、ここでは、第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１の構成と異なる構成について主に説明する。
【0060】
蒸気タービン発電設備２は、低圧タービン２２から排出された蒸気によって給水を加熱する排気管熱交換部６０を備える。図５に示すように、排気管熱交換部６０は、排気管３８に備えられる。
【0061】
復水器２３から蒸気発生装置１０に給水を供給する給水管３９は、排気管熱交換部６０を経由して設けられている。給水管３９は、例えば、図５に示すように、給水ポンプ２４と給水加熱器２５との間で排気管熱交換部６０を経由するように構成されている。すなわち、給水は、給水加熱器２５よりも上流側で排気管熱交換部６０において加熱される。
【0062】
なお、排出管４２は、例えば、給水ポンプ２４と排気管熱交換部６０との間の給水管３９に連結されている。また、蒸気発生装置１０および燃焼器３０において生成された水蒸気に相当する分の水や蒸気を外部に排出する方法や、外部に排出された水や蒸気を利用する手段は、第１の実施の形態で記載したとおりである。
【0063】
給水管３９を流れる給水は、排気管熱交換部６０に流入して排気管３８を流れる蒸気と熱交換する。この熱交換によって、給水は、蒸気によって加熱される。一方、低圧タービン２２から排出された蒸気は、排気管熱交換部６０を通ることで、給水に放熱する。そして、蒸気の温度は、例えば、復水器２３に導入する設定温度まで低下する。
【0064】
ここで、給水管３９において排気管熱交換部６０よりも下流側に給水加熱器２５を備える構成は、例えば、排気管熱交換部６０で加熱された給水の温度が給水加熱器２５に導入される抽気の温度よりも低い場合に適用される。
【0065】
ここで、図５に示すように、給水管３９に排気管熱交換部６０をバイパスするパイパス管４５を備えてもよい。すなわち、パイパス管４５は、排気管熱交換部６０を経由しないように設けられる。パイパス管４５は、給水ポンプ２４と排気管熱交換部６０との間の給水管３９と、排気管熱交換部６０と給水加熱器２５との間の給水管３９とを連結する配管である。パイパス管４５を流れる給水は、排気管熱交換部６０を通らずに、給水加熱器２５に導入される。
【0066】
パイパス管４５には、流量調整弁４６が介在している。パイパス管４５を備えることで、例えば、復水器２３に導入される蒸気の温度を調整することができる。なお、流量調整弁４６を閉じているときには、給水の全量が排気管熱交換部６０を通り給水加熱器２５に導入される。
【0067】
なお、図示しないが、給水管３９において、例えば、パイパス管４５の下流端と連結する下流連結部と排気管熱交換部６０との間に逆止弁を設けてもよい。これによって、パイパス管４５に給水を流す場合、下流連結部から給水管３９に給水が逆流することを防止できる。
【0068】
蒸気タービン発電設備２によれば、燃焼器３０から低圧タービン２２に高温の蒸気が導入される場合、低圧タービン２２から排出される蒸気の温度が、例えば、燃焼器３０を備えないときの低圧タービン２２から排出される蒸気の温度よりも高いことがある。このような場合、高い温度の蒸気が復水器２３に導入されるため、熱サイクルの熱効率が低下する。
【0069】
そこで、排気管熱交換部６０を備えることで、低圧タービン２２から排出される蒸気によって給水の温度を上げるとともに、復水器２３に導入される蒸気の温度を適正な温度まで下げることができる。これによって、熱サイクルの熱効率が向上する。
【0070】
なお、蒸気タービン発電設備２において、上記した作用効果に加え、前述した第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１と同様の作用効果が得られる。
【0071】
（第２の実施の形態におけるその他の形態）
図６は、第２の実施の形態の蒸気タービン発電設備２におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。蒸気タービン発電設備２におけるその他の形態は、給水管３９から排気管熱交換部６０への給水の導出構成および排気管熱交換部６０から給水管３９への給水の導入構成が、図５に示された蒸気タービン発電設備２の構成と異なる。
図６は、第２の実施の形態の蒸気タービン発電設備２におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。蒸気タービン発電設備２におけるその他の形態は、給水管３９から排気管熱交換部６０への給水の導出構成および排気管熱交換部６０から給水管３９への給水の導入構成が、図５に示された蒸気タービン発電設備２の構成と異なる。
【0072】
図６に示すように、蒸気タービン発電設備２におけるその他の形態は、給水管３９から給水を排気管熱交換部６０に導出する給水導出管６１と、排気管熱交換部６０で加熱された給水を給水管３９に導入する給水導入管６２とを備える。
【0073】
給水導出管６１の一端は、給水ポンプ２４と給水加熱器２５との間の給水管３９に連結されている。給水導出管６１の他端は、排気管熱交換部６０に連結されている。給水導出管６１には、排気管熱交換部６０に導入する給水の流量を調整する流量調整弁６１ａが介在している。
【0074】
給水導入管６２の一端は、給水導出管６１が連結された位置よりも下流側の給水管３９に連結されている。ここでは、給水導入管６２の一端は、給水加熱器２５と蒸気発生装置１０との間の給水管３９に連結された一例を示している。給水導入管６２の他端は、排気管熱交換部６０に連結されている。なお、図示しないが、給水導入管６２に逆止弁を設けてもよい。これによって、給水管３９から給水導入管６２に給水が逆流することを防止できる。
【0075】
なお、排出管４２は、例えば、給水ポンプ２４と給水導出管６１の給水管３９との連結部との間の給水管３９に連結されている。
【0076】
流量調整弁６１ａが開かれている場合、給水管３９を流れる給水の一部は、給水導出管６１に導出され排気管熱交換部６０に導かれる。排気管熱交換部６０で加熱された給水は、給水導入管６２を介して再び給水管３９に導入される。給水の残部は、給水管３９を介して、給水加熱器２５を通り蒸気発生装置１０に圧送される。この場合、前述したように、低圧タービン２２から排出された蒸気の温度は、例えば、復水器２３に導入する設定温度まで低下する。
【0077】
なお、流量調整弁６１ａが閉じられている場合、給水の全量は、給水管３９を介して、給水加熱器２５を通り蒸気発生装置１０に圧送される。
【0078】
ここで、給水導入管６２の一端が、給水加熱器２５と蒸気発生装置１０との間の給水管３９に連結される構成は、例えば、排気管熱交換部６０で加熱された給水の温度が給水加熱器２５で加熱された給水の温度よりも高い場合に好適である。
【0079】
この蒸気タービン発電設備２におけるその他の形態において、その他の形態における作用効果に加えて、上記した蒸気タービン発電設備２と同様の作用効果が得られる。
【0080】
（第３の実施の形態）
図７は、第３の実施の形態の蒸気タービン発電設備３の構成を模式的に示す系統図である。第３の実施の形態の蒸気タービン発電設備３においては、高圧タービン２１と低圧タービン２２との間に中圧タービン２８を備える。また、中圧タービン２８から排出された蒸気によって給水を加熱する構成を備える。その他の構成は、第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１の構成と同じである。そのため、ここでは、第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１の構成と異なる構成について主に説明する。
図７は、第３の実施の形態の蒸気タービン発電設備３の構成を模式的に示す系統図である。第３の実施の形態の蒸気タービン発電設備３においては、高圧タービン２１と低圧タービン２２との間に中圧タービン２８を備える。また、中圧タービン２８から排出された蒸気によって給水を加熱する構成を備える。その他の構成は、第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１の構成と同じである。そのため、ここでは、第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１の構成と異なる構成について主に説明する。
【0081】
図７に示すように、蒸気流の流れ方向において、中圧タービン２８は、高圧タービン２１の下流側に設けられている。高圧タービン２１、中圧タービン２８、低圧タービン２２および発電機５０は、例えば、同一の軸線上に配置され、それぞれのロータが一体的に回転するように構成されている。なお、中圧タービン２８は、第３の蒸気タービンとして機能し、低圧タービン２２は、第４の蒸気タービンとして機能する。
【0082】
高圧タービン２１の蒸気出口は、蒸気管３６を介して中圧タービン２８の蒸気入口に連結されている。燃焼器３０は、例えば、蒸気管３６に介在している。なお、燃焼器３０は、中圧タービン２８の蒸気入口部に備えられてもよい。
【0083】
中圧タービン２８の蒸気入口には、蒸気管３６を介して燃焼器３０から排出された蒸気が導入される。また、中圧タービン２８には、高圧タービン２１から排出された蒸気の一部が冷却媒体供給管３７を介して冷却媒体として導入される。なお、冷却媒体の温度は、燃焼器３０から中圧タービン２８に導入される蒸気の温度よりも低い。また、冷却媒体の温度は、例えば、中圧タービン２８の構成部材を構成部材の耐熱温度以下に維持できる温度に設定される。
【0084】
中圧タービン２８に冷却媒体を導入することで、中圧タービン２８の構成部材を冷却することができる。これによって、燃焼器３０から導入される蒸気を高温化することができる。
【0085】
中圧タービン２８の蒸気出口は、蒸気管４７を介して低圧タービン２２の蒸気入口に連結されている。低圧タービン２２の蒸気出口は、排気管３８を介して復水器２３に連結されている。
【0086】
給水加熱器２５には、抽気管４０ｃを介して中圧タービン２８からの抽気か導入される。給水管３９を流れる給水は、給水加熱器２５において中圧タービン２８からの抽気によって加熱される。
【0087】
蒸気タービン発電設備３は、中圧タービン２８から排出された蒸気によって給水を加熱する蒸気管熱交換部７０を備える。図７に示すように、蒸気管熱交換部７０は、蒸気管４７に備えられる。
【0088】
復水器２３から蒸気発生装置１０に給水を供給する給水管３９は、蒸気管熱交換部７０を経由して設けられている。給水管３９は、例えば、図７に示すように、給水ポンプ２４と給水加熱器２５との間で蒸気管熱交換部７０を経由するように構成されている。すなわち、給水は、給水加熱器２５よりも上流側で蒸気管熱交換部７０において加熱される。
【0089】
なお、排出管４２は、例えば、給水ポンプ２４と蒸気管熱交換部７０との間の給水管３９に連結されている。また、蒸気発生装置１０および燃焼器３０において生成された水蒸気に相当する分の水や蒸気を外部に排出する方法や、外部に排出された水や蒸気を利用する手段は、第１の実施の形態で記載したとおりである。
【0090】
給水管３９を流れる給水は、蒸気管熱交換部７０に流入して蒸気管４７を流れる蒸気と熱交換する。この熱交換によって、給水は、蒸気によって加熱される。一方、中圧タービン２８から排出された蒸気は、蒸気管熱交換部７０を通ることで、給水に放熱する。そして、蒸気の温度は、例えば、低圧タービン２２に導入する設定温度まで低下する。
【0091】
ここで、給水管３９において蒸気管熱交換部７０よりも下流側に給水加熱器２５を備える構成は、例えば、蒸気管熱交換部７０で加熱された給水の温度が給水加熱器２５に導入される抽気の温度よりも低い場合に適用される。
【0092】
ここで、図７に示すように、給水管３９に蒸気管熱交換部７０をバイパスするパイパス管４８を備えてもよい。すなわち、パイパス管４８は、蒸気管熱交換部７０を経由しないように設けられている。パイパス管４８は、給水ポンプ２４と蒸気管熱交換部７０との間の給水管３９と、蒸気管熱交換部７０と給水加熱器２５との間の給水管３９とを連結する配管である。パイパス管４８を流れる給水は、蒸気管熱交換部７０を通らずに、給水加熱器２５に導入される。
【0093】
パイパス管４８には、流量調整弁４９が介在している。パイパス管４８を備えることで、低圧タービン２２に導入される蒸気の温度を調整することができる。なお、流量調整弁４９を閉じているときには、給水の全量が蒸気管熱交換部７０を通り給水加熱器２５に導入される。
【0094】
なお、図示しないが、給水管３９において、例えば、パイパス管４８の下流端と連結する下流連結部と蒸気管熱交換部７０との間に逆止弁を設けてもよい。これによって、パイパス管４８に給水を流す場合、下流連結部から給水管３９に給水が逆流することを防止できる。
【0095】
蒸気タービン発電設備３によれば、燃焼器３０から中圧タービン２８に高温の蒸気が導入される場合、中圧タービン２８から排出される蒸気の温度が、低圧タービン２２に導入する蒸気の設定温度を超えることがある。
【0096】
そこで、蒸気管熱交換部７０を備えることで、中圧タービン２８から排出される蒸気によって給水の温度を上げるとともに、低圧タービン２２に導入される蒸気の温度を適正な温度まで下げることができる。低圧タービン２２に導入される余剰分の熱量を給水に与えることができるため、熱サイクルの熱効率が向上する。
【0097】
なお、蒸気タービン発電設備３において、上記した作用効果に加え、前述した第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１と同様の作用効果が得られる。
【0098】
（第３の実施の形態におけるその他の形態）
図８は、第３の実施の形態の蒸気タービン発電設備３におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。蒸気タービン発電設備３におけるその他の形態は、給水管３９から蒸気管熱交換部７０への給水の導出構成および蒸気管熱交換部７０から給水管３９への給水の導入構成が、図７に示された蒸気タービン発電設備３の構成と異なる。
図８は、第３の実施の形態の蒸気タービン発電設備３におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。蒸気タービン発電設備３におけるその他の形態は、給水管３９から蒸気管熱交換部７０への給水の導出構成および蒸気管熱交換部７０から給水管３９への給水の導入構成が、図７に示された蒸気タービン発電設備３の構成と異なる。
【0099】
図８に示すように、蒸気タービン発電設備３におけるその他の形態は、給水管３９から給水を蒸気管熱交換部７０に導出する給水導出管７１と、蒸気管熱交換部７０で加熱された給水を給水管３９に導入する給水導入管７２とを備える。
【0100】
給水導出管７１の一端は、給水ポンプ２４と給水加熱器２５との間の給水管３９に連結されている。給水導出管７１の他端は、蒸気管熱交換部７０に連結されている。給水導出管７１には、蒸気管熱交換部７０に導入する給水の流量を調整する流量調整弁７１ａが介在している。
【0101】
給水導入管７２の一端は、給水導出管７１が連結された位置よりも下流側の給水管３９に連結されている。ここでは、給水導入管７２の一端は、給水加熱器２５と蒸気発生装置１０との間の給水管３９に連結された一例を示している。給水導入管７２の他端は、蒸気管熱交換部７０に連結されている。なお、図示しないが、給水導入管７２に逆止弁を設けてもよい。これによって、給水管３９から給水導入管７２に給水が逆流することを防止できる。
【0102】
なお、排出管４２は、例えば、給水ポンプ２４と給水導出管７１の給水管３９との連結部との間の給水管３９に連結されている。
【0103】
流量調整弁７１ａが開かれている場合、給水管３９を流れる給水の一部は、給水導出管７１に導出され蒸気管熱交換部７０に導かれる。蒸気管熱交換部７０で加熱された給水は、給水導入管７２を介して再び給水管３９に導入される。給水の残部は、給水管３９を介して、給水加熱器２５を通り蒸気発生装置１０に圧送される。この場合、前述したように、中圧タービン２８から排出された蒸気の温度は、例えば、低圧タービン２２に導入する設定温度まで低下する。
【0104】
なお、流量調整弁７１ａが閉じられている場合、給水の全量は、給水管３９を介して、給水加熱器２５を通り蒸気発生装置１０に圧送される。
【0105】
ここで、給水導入管７２の一端が、給水加熱器２５と蒸気発生装置１０との間の給水管３９に連結される構成は、例えば、蒸気管熱交換部７０で加熱された給水の温度が給水加熱器２５で加熱された給水の温度よりも高い場合に好適である。
【0106】
この蒸気タービン発電設備３におけるその他の形態において、その他の形態における作用効果に加えて、上記した蒸気タービン発電設備３と同様の作用効果が得られる。
【0107】
（第４の実施の形態）
図９は、第４の実施の形態の蒸気タービン発電設備４の構成を模式的に示す系統図である。第４の実施の形態の蒸気タービン発電設備４においては、高圧タービン２１の蒸気入口部に燃焼器８０を備える。また、蒸気発生装置１０から排出された蒸気の一部を冷却媒体として高圧タービン２１に導入する。その他の構成は、第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１の構成と同じである。そのため、ここでは、第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１の構成と異なる構成について主に説明する。
図９は、第４の実施の形態の蒸気タービン発電設備４の構成を模式的に示す系統図である。第４の実施の形態の蒸気タービン発電設備４においては、高圧タービン２１の蒸気入口部に燃焼器８０を備える。また、蒸気発生装置１０から排出された蒸気の一部を冷却媒体として高圧タービン２１に導入する。その他の構成は、第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１の構成と同じである。そのため、ここでは、第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１の構成と異なる構成について主に説明する。
【0108】
燃焼器８０は、酸素と水素を燃焼させる。燃焼器８０は、高圧タービン２１の蒸気入口部に備えられる。燃焼器３０は、水素を供給する水素供給部８１と、酸素を供給する酸素供給部８２とを備える。燃焼器８０では、燃焼ガスとして水蒸気が生成される。なお、燃焼器８０は、第２の燃焼器として機能する。
【0109】
また、燃焼器８０には、蒸気発生装置１０から排出された蒸気が主蒸気管３５を介して導入される。燃焼器８０は、生成された水蒸気によってその導入された蒸気を加熱する。そして、燃焼器８０で生成された水蒸気は、導入された蒸気と混ざり、高圧タービン２１に供給される。
【0110】
なお、燃焼器８０に供給される酸素と水素の流量は、例えば、生成させる水蒸気の温度設定などに基づいて適宜調整される。酸素と水素の流量は、例えば、量論混合比（当量比１）になるように調整される。
【0111】
高圧タービン２１には、蒸気発生装置１０から排出された蒸気の一部が冷却媒体供給管８５を介して冷却媒体として導入される。冷却媒体供給管８５の一端は、例えば、蒸気発生装置１０と燃焼器８０との間で主蒸気管３５に連結される。冷却媒体供給管８５の他端は、高圧タービン２１の冷却媒体導入部に連結されている。
【0112】
なお、図示していないが、冷却媒体供給管８５には、高圧タービン２１に導入される冷却媒体の流量を調整するための流量調整弁が介在している。冷却媒体の温度は、燃焼器８０から高圧タービン２１に導入される蒸気の温度よりも低い。冷却媒体の温度は、例えば、高圧タービン２１の構成部材を構成部材の耐熱温度以下に維持できる温度に設定される。
【0113】
高圧タービン２１に冷却媒体を導入することで、高圧タービン２１の構成部材を冷却することができる。これによって、燃焼器８０から導入される蒸気を高温化することができる。
【0114】
蒸気タービン発電設備４において、水素と酸素を燃焼させる燃焼器８０を備えることで、水蒸気を生成するとともに蒸気発生装置１０から排出された蒸気を加熱することができる。そのため、高圧タービン２１に導入される蒸気の温度は、蒸気発生装置１０から排出された蒸気の温度よりも高い。これによって、熱サイクルの熱効率が向上する。
【0115】
また、高圧タービン２１に導入される蒸気の流量は、燃焼器８０において生成された蒸気分増加する。そのため、タービン出力が増加する。
【0116】
なお、蒸気タービン発電設備４において、上記した作用効果に加え、前述した第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１と同様の作用効果が得られる。
【0117】
（第４の実施の形態におけるその他の形態）
図１０は、第４の実施の形態の蒸気タービン発電設備４におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。図１０に示すように、蒸気タービン発電設備４におけるその他の形態は、蒸気発生装置１０から排出された蒸気の一部を冷却媒体として高圧タービン２１に導入する冷却媒体供給管８５を備えない。さらに、蒸気タービン発電設備４におけるその他の形態は、高圧タービン２１から排出された蒸気の一部を冷却媒体として低圧タービン２２に導入する冷却媒体供給管３７を備えない。
図１０は、第４の実施の形態の蒸気タービン発電設備４におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。図１０に示すように、蒸気タービン発電設備４におけるその他の形態は、蒸気発生装置１０から排出された蒸気の一部を冷却媒体として高圧タービン２１に導入する冷却媒体供給管８５を備えない。さらに、蒸気タービン発電設備４におけるその他の形態は、高圧タービン２１から排出された蒸気の一部を冷却媒体として低圧タービン２２に導入する冷却媒体供給管３７を備えない。
【0118】
燃焼器８０から高圧タービン２１に導入される蒸気の温度が、例えば、高圧タービン２１における構成部材の耐熱温度以下の場合には、高圧タービン２１に冷却媒体を導入することなく蒸気タービン発電設備４を構成できる。
【0119】
また、燃焼器３０から低圧タービン２２に導入される蒸気の温度が、例えば、低圧タービン２２における構成部材の耐熱温度以下の場合には、低圧タービン２２に冷却媒体を導入することなく蒸気タービン発電設備４を構成できる。
【0120】
この蒸気タービン発電設備４におけるその他の形態においても、上記した蒸気タービン発電設備４と同様の作用効果が得られる。
【0121】
（第５の実施の形態）
図１１は、第５の実施の形態の蒸気タービン発電設備５の構成を模式的に示す系統図である。第５の実施の形態の蒸気タービン発電設備５は、図９に示された第４の実施の形態の蒸気タービン発電設備４の構成に、高圧タービン２１から排出された蒸気によって給水を加熱する構成を加えた構成である。そのため、ここでは、第４の実施の形態の蒸気タービン発電設備４の構成と異なる構成について主に説明する。
図１１は、第５の実施の形態の蒸気タービン発電設備５の構成を模式的に示す系統図である。第５の実施の形態の蒸気タービン発電設備５は、図９に示された第４の実施の形態の蒸気タービン発電設備４の構成に、高圧タービン２１から排出された蒸気によって給水を加熱する構成を加えた構成である。そのため、ここでは、第４の実施の形態の蒸気タービン発電設備４の構成と異なる構成について主に説明する。
【0122】
図１１に示すように、蒸気タービン発電設備５は、高圧タービン２１から排出された蒸気によって給水を加熱する蒸気管熱交換部９０を備える。蒸気管熱交換部９０は、冷却媒体供給管３７に備えられている。
【0123】
蒸気タービン発電設備５は、給水管３９から給水を蒸気管熱交換部９０に導出する給水導出管９１と、蒸気管熱交換部９０で加熱された給水を給水管３９に導入する給水導入管９２とを備える。
【0124】
給水導出管９１の一端は、給水ポンプ２４と給水加熱器２５との間の給水管３９に連結されている。給水導出管９１の他端は、蒸気管熱交換部９０に連結されている。給水導出管９１には、蒸気管熱交換部９０に導入する給水の流量を調整する流量調整弁９１ａが介在している。
【0125】
給水導入管９２の一端は、給水導出管９１が連結された位置よりも下流側の給水管３９に連結されている。ここでは、給水導入管９２の一端は、給水加熱器２５と蒸気発生装置１０との間の給水管３９に連結された一例を示している。給水導入管９２の他端は、蒸気管熱交換部９０に連結されている。なお、図示しないが、給水導入管９２に逆止弁を設けてもよい。これによって、給水管３９から給水導入管９２に給水が逆流することを防止できる。
【0126】
なお、排出管４２は、例えば、給水ポンプ２４と給水導出管９１の給水管３９との連結部との間の給水管３９に連結されている。また、蒸気発生装置１０、燃焼器８０および燃焼器３０において生成された水蒸気に相当する分の水や蒸気を外部に排出する方法や、外部に排出された水や蒸気を利用する手段は、第１の実施の形態で記載したとおりである。
【0127】
流量調整弁９１ａが開かれている場合、給水管３９を流れる給水の一部は、給水導出管９１に導出され蒸気管熱交換部９０に導かれる。蒸気管熱交換部９０で加熱された給水は、給水導入管９２を介して再び給水管３９に導入される。給水の残部は、給水管３９を介して、給水加熱器２５を通り蒸気発生装置１０に圧送される。この場合、高圧タービン２１から排出され、冷却媒体供給管３７に導入された蒸気は、蒸気管熱交換部９０を通ることで給水に放熱する。そして、蒸気の温度は、例えば、冷却媒体として低圧タービンに導入する設定温度まで低下する。
【0128】
なお、流量調整弁９１ａが閉じられている場合、給水の全量は、給水管３９を介して、給水加熱器２５を通り蒸気発生装置１０に圧送される。
【0129】
ここで、給水導入管９２の一端が、給水加熱器２５と蒸気発生装置１０との間の給水管３９に連結される構成は、例えば、蒸気管熱交換部９０で加熱された給水の温度が給水加熱器２５で加熱された給水の温度よりも高い場合に好適である。
【0130】
蒸気タービン発電設備５によれば、燃焼器８０から高圧タービン２１に高温の蒸気が導入される場合、高圧タービン２１から排出される蒸気の温度が、冷却媒体供給管３７を介して低圧タービン２２に導入される冷却媒体の設定温度を超えることがある。
【0131】
そこで、蒸気管熱交換部９０を備えることで、高圧タービン２１から排出される蒸気によって給水の温度を上げるとともに、低圧タービン２２に導入される冷却媒体の温度を適正な温度まで下げることができる。給水を加熱することで、熱サイクルの熱効率が向上する。
【0132】
なお、蒸気タービン発電設備５において、上記した作用効果に加え、前述した第４の実施の形態の蒸気タービン発電設備４と同様の作用効果が得られる。
【0133】
（第５の実施の形態におけるその他の形態）
図１２は、第５の実施の形態の蒸気タービン発電設備５におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。蒸気タービン発電設備５におけるその他の形態は、給水管３９から蒸気管熱交換部９０への給水の導出構成および蒸気管熱交換部９０から給水管３９への給水の導入構成が、図１１に示された蒸気タービン発電設備５の構成と異なる。
図１２は、第５の実施の形態の蒸気タービン発電設備５におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。蒸気タービン発電設備５におけるその他の形態は、給水管３９から蒸気管熱交換部９０への給水の導出構成および蒸気管熱交換部９０から給水管３９への給水の導入構成が、図１１に示された蒸気タービン発電設備５の構成と異なる。
【0134】
図１２に示すように、復水器２３から蒸気発生装置１０に給水を供給する給水管３９は、蒸気管熱交換部９０を経由して設けられている。給水管３９は、例えば、図１２に示すように、給水ポンプ２４と給水加熱器２５との間で蒸気管熱交換部９０を経由するように構成されている。すなわち、給水は、給水加熱器２５よりも上流側で蒸気管熱交換部９０において加熱される。なお、排出管４２は、例えば、給水ポンプ２４と蒸気管熱交換部９０との間の給水管３９に連結されている。
【0135】
給水管３９を流れる給水は、蒸気管熱交換部９０に流入して冷却媒体供給管３７を流れる蒸気と熱交換する。この熱交換によって、給水は、蒸気によって加熱される。一方、蒸気の温度は、例えば、冷却媒体として低圧タービン２２に導入する設定温度まで低下する。
【0136】
ここで、給水管３９において蒸気管熱交換部９０よりも下流側に給水加熱器２５を備える構成は、例えば、蒸気管熱交換部９０で加熱された給水の温度が給水加熱器２５に導入される抽気の温度よりも低い場合に適用される。
【0137】
ここで、図１２に示すように、給水管３９に蒸気管熱交換部９０をバイパスするパイパス管９５を備えてもよい。すなわち、パイパス管９５は、蒸気管熱交換部９０を経由しないように設けられている。パイパス管９５は、給水ポンプ２４と蒸気管熱交換部９０との間の給水管３９と、蒸気管熱交換部９０と給水加熱器２５との間の給水管３９とを連結する配管である。パイパス管９５を流れる給水は、蒸気管熱交換部９０を通らずに、給水加熱器２５に導入される。
【0138】
パイパス管９５には、流量調整弁９６が介在している。パイパス管９５を備えることで、低圧タービン２２に導入される冷却媒体の温度を調整することができる。なお、流量調整弁９６を閉じているときには、給水の全量が蒸気管熱交換部９０を通り給水加熱器２５に導入される。
【0139】
なお、図示しないが、給水管３９において、例えば、パイパス管９５の下流端と連結する下流連結部と蒸気管熱交換部９０との間に逆止弁を設けてもよい。これによって、パイパス管９５に給水を流す場合、下流連結部から給水管３９に給水が逆流することを防止できる。
【0140】
ここで、蒸気タービン発電設備５におけるその他の形態において、給水管３９は、給水ポンプ２４と給水加熱器２５との間で蒸気管熱交換部９０を経由する一例を示したが、この構成に限られない。
【0141】
図１３は、第５の実施の形態の蒸気タービン発電設備５におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。図１３に示すように、給水管３９は、給水加熱器２５と蒸気発生装置１０との間で蒸気管熱交換部９０を経由してもよい。
【0142】
この構成は、例えば、蒸気管熱交換部９０で加熱された給水の温度が給水加熱器２５で加熱された給水の温度よりも高い場合に好適である。
【0143】
【0144】
（第６の実施の形態）
図１４は、第６の実施の形態の蒸気タービン発電設備６の構成を模式的に示す系統図である。第６の実施の形態の蒸気タービン発電設備６は、図９に示された第４の実施の形態の蒸気タービン発電設備４の構成から、燃焼器３０と冷却媒体供給管３７の構成を取り除いた構成である。
図１４は、第６の実施の形態の蒸気タービン発電設備６の構成を模式的に示す系統図である。第６の実施の形態の蒸気タービン発電設備６は、図９に示された第４の実施の形態の蒸気タービン発電設備４の構成から、燃焼器３０と冷却媒体供給管３７の構成を取り除いた構成である。
【0145】
図１４に示すように、蒸気タービン発電設備６は、蒸気発生装置１０と、蒸気タービンシステム２０と、発電機５０とを主たる構成機器として備える。蒸気タービンシステム２０は、高圧タービン２１と、低圧タービン２２と、燃焼器８０と、復水器２３と、給水ポンプ２４と、給水加熱器２５とを備える。
【0146】
なお、高圧タービン２１は、第１の蒸気タービンとして機能し、低圧タービン２２は、第２の蒸気タービンとして機能する。燃焼器８０は、第１の燃焼器として機能する。
【0147】
燃焼器８０は、高圧タービン２１の蒸気入口部に備えられる。なお、燃焼器８０については、第４の実施の形態で説明したとおりである。
【0148】
高圧タービン２１には、蒸気発生装置１０から排出された蒸気の一部が冷却媒体供給管８５を介して冷却媒体として導入される。高圧タービン２１の蒸気出口と低圧タービン２２の蒸気入口は、蒸気管３６で連結されている。高圧タービン２１から排出された蒸気は、蒸気管３６を介して低圧タービン２２に導入される。
【0149】
蒸気タービン発電設備６において、水素と酸素を燃焼させる燃焼器８０を備えることの作用効果は、第４の実施の形態で説明したとおりである。また、蒸気発生装置１０を備えることの作用効果は、第１の実施の形態で説明したとおりである。
【0150】
蒸気タービン発電設備６においても、熱源として酸素と水素の燃焼によって生じる反応熱を利用しているため、二酸化炭素（ＣＯ２）、窒素酸化物（ＮＯｘ）などの温室効果ガスは排出されない。そのため、カーボンニュートラルが実現できる。さらに、蒸気タービン発電設備１において、温室効果ガス、大気汚染物質、水質汚濁物質などの環境排出物を排出しないため、ゼロエミッションの蒸気タービン発電設備が実現できる。
【0151】
（第６の実施の形態におけるその他の形態）
図１５は、第６の実施の形態の蒸気タービン発電設備６におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。図１５に示すように、蒸気タービン発電設備６におけるその他の形態は、蒸気発生装置１０から排出された蒸気の一部を冷却媒体として高圧タービン２１に導入する冷却媒体供給管８５を備えない。
図１５は、第６の実施の形態の蒸気タービン発電設備６におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。図１５に示すように、蒸気タービン発電設備６におけるその他の形態は、蒸気発生装置１０から排出された蒸気の一部を冷却媒体として高圧タービン２１に導入する冷却媒体供給管８５を備えない。
【0152】
燃焼器８０から高圧タービン２１に導入される蒸気の温度が、例えば、高圧タービン２１における構成部材の耐熱温度以下の場合には、高圧タービン２１に冷却媒体を導入することなく蒸気タービン発電設備を構成できる。
【0153】
この蒸気タービン発電設備６におけるその他の形態においても、上記した蒸気タービン発電設備６と同様の作用効果が得られる。
【0154】
（第７の実施の形態）
図１６は、第７の実施の形態の蒸気タービン発電設備７の構成を模式的に示す系統図である。第７の実施の形態の蒸気タービン発電設備７は、図１４に示された第６の実施の形態の蒸気タービン発電設備６の構成に、高圧タービン２１から排出された蒸気によって給水を加熱する構成を加えた構成である。そのため、ここでは、第６の実施の形態の蒸気タービン発電設備６の構成と異なる構成について主に説明する。
図１６は、第７の実施の形態の蒸気タービン発電設備７の構成を模式的に示す系統図である。第７の実施の形態の蒸気タービン発電設備７は、図１４に示された第６の実施の形態の蒸気タービン発電設備６の構成に、高圧タービン２１から排出された蒸気によって給水を加熱する構成を加えた構成である。そのため、ここでは、第６の実施の形態の蒸気タービン発電設備６の構成と異なる構成について主に説明する。
【0155】
図１６に示すように、蒸気タービン発電設備７は、高圧タービン２１から排出された蒸気によって給水を加熱する蒸気管熱交換部１００を備える。蒸気管熱交換部１００は、蒸気管３６に備えられている。
【0156】
蒸気タービン発電設備７は、給水管３９から給水を蒸気管熱交換部１００に導出する給水導出管１０１と、蒸気管熱交換部１００で加熱された給水を給水管３９に導入する給水導入管１０２とを備える。
【0157】
給水導出管１０１の一端は、給水ポンプ２４と給水加熱器２５との間の給水管３９に連結されている。給水導出管１０１の他端は、蒸気管熱交換部１００に連結されている。給水導出管１０１には、蒸気管熱交換部１００に導入する給水の流量を調整する流量調整弁１０１ａが介在している。
【0158】
給水導入管１０２の一端は、給水導出管１０１が連結された位置よりも下流側の給水管３９に連結されている。ここでは、給水導入管１０２の一端は、給水加熱器２５と蒸気発生装置１０との間の給水管３９に連結された一例を示している。給水導入管１０２の他端は、蒸気管熱交換部１００に連結されている。なお、図示しないが、給水導入管１０２に逆止弁を設けてもよい。これによって、給水管３９から給水導入管１０２に給水が逆流することを防止できる。
【0159】
なお、排出管４２は、例えば、給水ポンプ２４と給水導出管１０１の給水管３９との連結部との間の給水管３９に連結されている。また、蒸気発生装置１０および燃焼器８０において生成された水蒸気に相当する分の水や蒸気を外部に排出する方法や、外部に排出された水や蒸気を利用する手段は、第１の実施の形態で記載したとおりである。
【0160】
流量調整弁１０１ａが開かれている場合、給水管３９を流れる給水の一部は、給水導出管１０１に導出され蒸気管熱交換部１００に導かれる。蒸気管熱交換部１００で加熱された給水は、給水導入管１０２を介して再び給水管３９に導入される。給水の残部は、給水管３９を介して、給水加熱器２５を通り蒸気発生装置１０に圧送される。この場合、高圧タービン２１から排出された蒸気は、蒸気管熱交換部１００を通ることで、給水に放熱する。そして、蒸気の温度は、例えば、低圧タービン２２に導入する設定温度まで低下する。蒸気管熱交換部１００を通過した蒸気は、低圧タービン２２に導入される。
【0161】
なお、流量調整弁１０１ａが閉じられている場合、給水の全量は、給水管３９を介して、給水加熱器２５を通り蒸気発生装置１０に圧送される。
【0162】
ここで、給水導入管１０２の一端が、給水加熱器２５と蒸気発生装置１０との間の給水管３９に連結される構成は、例えば、蒸気管熱交換部１００で加熱された給水の温度が給水加熱器２５で加熱された給水の温度よりも高い場合に好適である。
【0163】
蒸気タービン発電設備７によれば、燃焼器８０から高圧タービン２１に高温の蒸気が導入される場合、高圧タービン２１から排出される蒸気の温度が、低圧タービン２２に導入される蒸気の設定温度を超えることがある。
【0164】
そこで、蒸気管熱交換部１００を備えることで、高圧タービン２１から排出される蒸気によって給水の温度を上げるとともに、低圧タービン２２に導入される蒸気の温度を適正な温度まで下げることができる。低圧タービン２２に導入される余剰分の熱量を給水に与えることができるため、熱サイクルの熱効率が向上する。
【0165】
なお、蒸気タービン発電設備７において、上記した作用効果に加え、前述した第６の実施の形態の蒸気タービン発電設備６と同様の作用効果が得られる。
【0166】
（第７の実施の形態におけるその他の形態）
図１７は、第７の実施の形態の蒸気タービン発電設備７におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。蒸気タービン発電設備７におけるその他の形態は、給水管３９から蒸気管熱交換部１００への給水の導出構成および蒸気管熱交換部１００から給水管３９への給水の導入構成が、図１６に示された蒸気タービン発電設備７の構成と異なる。
図１７は、第７の実施の形態の蒸気タービン発電設備７におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。蒸気タービン発電設備７におけるその他の形態は、給水管３９から蒸気管熱交換部１００への給水の導出構成および蒸気管熱交換部１００から給水管３９への給水の導入構成が、図１６に示された蒸気タービン発電設備７の構成と異なる。
【0167】
図１７に示すように、復水器２３から蒸気発生装置１０に給水を供給する給水管３９は、蒸気管熱交換部１００を経由して設けられている。給水管３９は、例えば、図１７に示すように、給水ポンプ２４と給水加熱器２５との間で蒸気管熱交換部１００を経由するように構成されている。すなわち、給水は、給水加熱器２５よりも上流側で蒸気管熱交換部１００において加熱される。なお、排出管４２は、例えば、給水ポンプ２４と蒸気管熱交換部１００との間の給水管３９に連結されている。
【0168】
給水管３９を流れる給水は、蒸気管熱交換部１００に流入して蒸気管３６を流れる蒸気と熱交換する。この熱交換によって、給水は、蒸気によって加熱される。一方、蒸気の温度は、例えば、低圧タービン２２に導入する設定温度まで低下する。
【0169】
ここで、給水管３９において蒸気管熱交換部１００よりも下流側に給水加熱器２５を備える構成は、例えば、蒸気管熱交換部１００で加熱された給水の温度が給水加熱器２５に導入される抽気の温度よりも低い場合に適用される。
【0170】
ここで、図１７に示すように、給水管３９に蒸気管熱交換部１００をバイパスするパイパス管１０５を備えてもよい。すなわち、パイパス管１０５は、蒸気管熱交換部１００を経由しないように設けられている。パイパス管１０５は、給水ポンプ２４と蒸気管熱交換部１００との間の給水管３９と、蒸気管熱交換部１００と給水加熱器２５との間の給水管３９とを連結する配管である。パイパス管１０５を流れる給水は、蒸気管熱交換部１００を通らずに、給水加熱器２５に導入される。
【0171】
パイパス管１０５には、流量調整弁１０６が介在している。パイパス管１０５を備えることで、低圧タービン２２に導入される冷却媒体の温度を調整することができる。なお、流量調整弁１０６を閉じているときには、給水の全量が蒸気管熱交換部１００を通り給水加熱器２５に導入される。
【0172】
なお、図示しないが、給水管３９において、例えば、パイパス管１０５の下流端と連結する下流連結部と蒸気管熱交換部１００との間に逆止弁を設けてもよい。これによって、パイパス管１０５に給水を流す場合、下流連結部から給水管３９に給水が逆流することを防止できる。
【0173】
ここで、蒸気タービン発電設備７におけるその他の形態において、給水管３９は、給水ポンプ２４と給水加熱器２５との間で蒸気管熱交換部１００を経由する一例を示したが、この構成に限られない。
【0174】
図１８は、第７の実施の形態の蒸気タービン発電設備７におけるその他の形態を模式的に示す系統図である。図１８に示すように、給水管３９は、給水加熱器２５と蒸気発生装置１０との間で蒸気管熱交換部１００を経由してもよい。
【0175】
この構成は、例えば、蒸気管熱交換部１００で加熱された給水の温度が給水加熱器２５で加熱された給水の温度よりも高い場合に好適である。
【0176】
【0177】
ここで、前述した第２実施の形態の蒸気タービン発電設備２から第７実施の形態の蒸気タービン発電設備７に、図２および図３に示された第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１におけるその他の形態の複数の給水加熱器２５、２６、２７を備える構成を適用してもよい。
【0178】
第２実施の形態の蒸気タービン発電設備２から第７実施の形態の蒸気タービン発電設備７において複数の給水加熱器２５、２６、２７を備えることによる作用効果は、図２および図３に示された第１の実施の形態の蒸気タービン発電設備１におけるその他の形態の複数の給水加熱器２５、２６、２７を備えることによる作用効果と同じである。
【0179】
以上説明した実施形態によれば、酸素水素燃焼を用いることで、蒸気発生装置における熱損失の低減および高効率化が図れるとともに、温室効果ガスなどの排出を防止することが可能となる。
【0180】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0181】
１、２、３、４、５、６、７…蒸気タービン発電設備、１０…蒸気発生装置、１１、３１、８１…水素供給部、１２、３２、８２…酸素供給部、１３…給水供給部、２０…蒸気タービンシステム、２１…高圧タービン、２２…低圧タービン、２３…復水器、２４…給水ポンプ、２５、２６、２７…給水加熱器、２８…中圧タービン、３０、８０…燃焼器、３５…主蒸気管、３６、４７…蒸気管、３７、８５…冷却媒体供給管、３８、４１、４１ａ、４２…排気管、３９…給水管、４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ…抽気管、４５、４８、９５、１０５…パイパス管、４６、４９、６１ａ、７１ａ、９１ａ、９６、１０１ａ、１０６…流量調整弁、５０…発電機、６０…排気管熱交換部、６１、７１、９１、１０１、１１１…給水導出管、６２、７２、９２、１０２、１１２…給水導入管、７０、９０、１００…蒸気管熱交換部、１１０…減温部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】