(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気発生装置、前記蒸気発生装置で発生した蒸気が供給されるタービン、前記タービンによって駆動され、前記タービンから供給される前記蒸気を圧縮する蒸気圧縮機、及び前記蒸気圧縮機から排出される圧縮蒸気が供給され、この圧縮蒸気を凝縮する第１復水器を有する発電プラントと、
海水が供給される凝縮器を有し、前記凝縮器から前記第１復水器に導かれる前記海水であって前記圧縮蒸気から前記第１復水器内において回収される熱により加熱される前記海水が供給され、前記海水から発生する蒸気を前記凝縮器により凝縮して淡水を生成する多段フラッシュ蒸気発生装置と、
前記多段フラッシュ蒸気発生装置で生成される前記淡水を冷却する冷却装置とを備え、
前記冷却装置が、ケーシング、及び前記ケーシング内に配置されて前記多段フラッシュ蒸気発生装置内で生成される前記淡水を噴射する噴射ノズルを有し、
前記噴射ノズルから噴射される前記淡水を冷却する冷却空気を前記ケーシング内に供給する空気供給管が、前記ケーシングに接続されたことを特徴とする発電・海水淡水化複合プラント。
【請求項２】
前記第１復水器内の第１伝熱管の一端及び前記凝縮器にそれぞれ接続され、前記凝縮器から前記第１伝熱管に前記海水を供給する第１海水供給管と、前記第１伝熱管の他端及び前記多段フラッシュ蒸気発生装置にそれぞれ接続され、前記第１伝熱管内で加熱された前記海水を前記多段フラッシュ蒸気発生装置に導く第２海水供給管とをさらに備えた請求項１に記載の発電・海水淡水化複合プラント。
【請求項３】
内部に第２伝熱管を有する中間熱交換器と、前記中間熱交換器内の第２伝熱管の一端及び前記凝縮器にそれぞれ接続され、前記凝縮器から前記第２伝熱管に前記海水を供給する第１海水供給管と、前記第２伝熱管の他端及び前記多段フラッシュ蒸気発生装置にそれぞれ接続され、前記第２伝熱管内で加熱された前記海水を前記多段フラッシュ蒸気発生装置に導く第２海水供給管と、前記第１復水器内の前記第１伝熱管と前記中間熱交換器の胴体を連絡し、循環液体が流れる閉ループとをさらに備えた請求項１に記載の発電・海水淡水化複合プラント。
【請求項４】
前記多段フラッシュ蒸気発生装置が、ケーシング、前記ケーシング内で、前記ケーシングに取り付けられた仕切り部材によって区画され、前記海水から生成される蒸気を凝縮する前記凝縮器及び前記凝縮器の下方に配置された凝縮水受皿がそれぞれ設置される複数の蒸発室、それぞれの前記凝縮水受皿を連絡する接続管、及び前記凝縮水受皿及び前記冷却装置に接続され、前記淡水である凝縮水を前記冷却装置の前記噴射ノズルに供給する凝縮水供給管を有し、
前記第１海水供給管が前記複数の蒸発室内のそれぞれの前記凝縮器を接続し、前記仕切り部材の下端と前記ケーシングの底面との間に海水流路を形成する請求項２または３に記載の発電・海水淡水化複合プラント。
【請求項５】
前記タービンに連絡されて第１流量調節弁が設けられ、前記タービンから排気される前記蒸気を導く蒸気排気管と、前記蒸気排気管に接続され、前記タービンから排気される前記蒸気を凝縮する第２復水器と、前記蒸気圧縮機及び前記第１復水器に接続され、第２流量調節弁が設けられる蒸気通路とを備えた請求項１に記載の発電・海水淡水化複合プラント。
【請求項６】
前記第１流量調節弁及び第２流量調節弁のそれぞれの開度を制御する制御装置を備えた請求項５に記載の発電・海水淡水化複合プラント。
【請求項７】
前記発電プラントが、原子力発電プラント、汽水型火力発電プラント及びガスタービン複合型火力発電プラントのいずれかである請求項１ないし６のいずれか１項に記載の発電・海水淡水化複合プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電・海水淡水化複合プラントに係り、特に、沸騰水型原子力発電プラントに適用するのに好適な発電・海水淡水化複合プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の沸騰水型原子力発電プラントでは、原子炉で発生した蒸気を、主蒸気配管を通して高圧タービン及び低圧タービンに供給し、これらのタービンを回転させて発電機を回し、発電を行っている。低圧タービンから排気された蒸気は復水器で海水により凝縮されて水になる。低圧タービンから排気された蒸気を復水器での凝縮によって水にした場合、熱サイクルの原理から、通常の原子炉圧力では原子炉で発生した熱エネルギーの約２／３が復水器から外部に排出される。【０００３】
発電プラントの排熱利用を向上するために、原子力発電プラントの排熱を海水淡水化に使用する複合プラントが、特公昭５８−７３５４号公報及び特開昭５８−２１９９８２号公報に提案されている。これらの発電・海水淡水化複合プラントでは、原子力発電プラントの低圧タービンから排気された蒸気の熱を、中間熱交換器を介して伝達し、この熱を用いて海水淡水化装置で淡水化する海水を加熱している。【０００４】
さらに、特開２００１−４７９１号公報は、発電・海水淡水化複合プラントの他の例を記載している。この発電・海水淡水化複合プラントも、原子力発電プラントを用いている。【０００５】
特開２００１−４７９１号公報の図４に記載された、原子力熱利用システムの一例である発電・海水淡水化複合プラントでは、原子炉で発生した蒸気がタービンに供給され、タービンから排気された蒸気が原子炉側熱交換器で海水により凝縮され、この蒸気の凝縮によって生成された水が給水ポンプで昇圧されて原子炉に供給される。原子炉側熱交換器でタービンから排気された蒸気により加熱されて温度が上昇した海水が、加熱器（海水前加熱器）で加熱され、蒸気復水器でさらに加熱されて蒸気を生成する。この蒸気は、上記のタービンで回転される蒸気圧縮機によって圧縮されて温度が上昇する。温度が上昇した圧縮蒸気は、蒸気復水器内で、原子炉側熱交換器で加熱された海水をさらに加熱してこの海水を蒸発させる。これにより、圧縮蒸気は蒸気復水器で凝縮して淡水となり、この淡水は加熱器でさらに冷却されて取り出される。【０００６】
特開２００１−４７９１号公報の図１には、発電・海水淡水化複合プラントではないが、原子力熱利用システムが記載されている。この原子力熱利用システムでは、原子炉で発生した蒸気がタービンに供給され、タービンから排気された蒸気が中間熱交換器で凝縮され、この蒸気の凝縮によって生成された水が給水ポンプで昇圧されて原子炉に供給される。タービンの回転軸に蒸気圧縮機が連結され、中間熱交換器、圧縮機、熱利用側熱交換器及び中間熱交換器を連絡する閉ループが形成されている。この閉ループ内を冷媒が循環している。熱利用側熱交換器から排出された冷媒（液体）が、中間熱交換器でタービンから排気された蒸気によって加熱されて蒸気になり、この蒸気が蒸気圧縮機に供給されて圧縮されて、蒸気の温度が上昇する。温度が上昇した蒸気が、熱利用側熱交換器に供給される利用水を加熱する。利用水の加熱によって凝縮した冷媒（液体）が閉ループを通して中間熱交換器に供給される。【０００７】
一方、海水淡水化方法には、エネルギー源として熱を使用するものとして、多段フラッシュ法（Multi-Stage Flash Distillation）、膜蒸留法、及び多重効用法等がある。また、エネルギー源として電気及び軸動力を使用するものとして、逆浸透膜法（Reverse-Osmosis）及び電気透析法等がある。淡水化の原水を海水に限ってみると、実用化されているのは多段フラッシュ法及び逆浸透膜法である。前者は、現在、世界の淡水化プラントの約８０％を占めている。しかし、３５℃から１００℃と比較的高温条件での生成を必要とする点から、最近では常温条件で生成できる逆浸透膜法に移行してきている。逆浸透膜法は半透膜を用いて、海水の浸透圧以上の圧力をかけて水のみを通過させて淡水を得る海水淡水化方法である。最近では電力使用量を削減できるシステムが提案されており、世界的な普及が見込まれる。ここで、熱をエネルギー源として使用するメリットが見出せれば、すなわち高温の排気蒸気を生成することができれば、再び多段フラッシュ法が主流になることも十分に考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公昭５８−７３５４号公報
【特許文献２】特開昭５８−２１９９８２号公報
【特許文献３】特開２００１−４７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
原子力発電プラント及び火力発電プラント等の発電プラントでは、一般にランキンサイクルが適用され、蒸気発生装置（原子炉、蒸気発生器及びボイラのいずれか）で発生した蒸気を高圧タービンに供給し、高圧タービンで仕事をして排気された湿り蒸気を湿分分離過熱器により過熱蒸気にし、この過熱蒸気を低圧タービンに供給することによって発電機を回転させて発電している。しかしながら、約２／３の熱量は、低圧タービンから排気された蒸気を復水器内で海水により凝縮することによって海水に伝達され、海に放出される。【００１０】
そこで、発電プラントからの排熱を有効利用することにより、プラントの総合効率を向上させることが重要となる。すなわち、発電プラントから外部へ排出する排熱を減少させ、その排熱を海水淡水化システムに必要な熱源として供給し有効利用する必要がある。【００１１】
特公昭５８−７３５４号公報は、原子力発電プラントにおいて、タービンから排気された蒸気で海水淡水化装置に供給する海水を加熱することによって、原子力発電プラントから外部へ排出する排熱を減少させ、プラントの総合効率を向上させている。【００１２】
特開２００１−４７９１号公報の図４に記載された、原子力熱利用システムの一例である発電・海水淡水化複合プラントは、原子力プラントのタービンから排気された蒸気により熱交換器内で加熱されて温度が上昇した冷媒（液体）を、加熱器（海水前加熱器）で加熱し、蒸気復水器内で、上記のタービンの回転軸に連結した蒸気圧縮機から供給される圧縮蒸気で加熱して蒸気にしている。この蒸気がその蒸気圧縮機で圧縮されて圧縮蒸気になる。蒸気復水器内での圧縮蒸気の凝縮により淡水が生成される。このような特開２００１−４７９１号公報に記載された発電・海水淡水化複合プラントは、タービンで回転される蒸気圧縮機で圧縮された過熱蒸気の熱量を海水の蒸発に利用しているので、特公昭５８−７３５４号公報に記載された発電・海水淡水化複合プラントよりもプラントの総合効率を向上させる。【００１３】
発明者らは、特開２００１−４７９１号公報に記載された発電・海水淡水化複合プラントよりもプラントの総合効率をさらに向上できる発電・海水淡水化複合プラントを検討した。【００１４】
本発明の目的は、総合効率をさらに向上できる発電・海水淡水化複合プラントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、蒸気発生装置で発生した蒸気が供給されるタービン、タービンによって駆動され、タービンから供給される蒸気を圧縮する蒸気圧縮機、及び蒸気圧縮機から排出される圧縮蒸気が供給され、この圧縮蒸気を凝縮する第１復水器を有する発電プラントと、
海水が供給される凝縮器を有し、凝縮器から前記第１復水器に導かれる海水であって圧縮蒸気から第１復水器内において回収される熱により加熱される海水が供給され、海水から発生する蒸気を凝縮器により凝縮して淡水を生成する多段フラッシュ蒸気発生装置と、
多段フラッシュ蒸気発生装置で生成される淡水を冷却する冷却装置とを備え、
冷却装置が、ケーシング、及びケーシング内に配置されて多段フラッシュ蒸気発生装置内で生成された淡水を噴射する噴射ノズルを有し、
噴射ノズルから噴射されるその淡水を冷却する冷却空気をケーシング内に供給する空気供給管が、ケーシングに接続されたことにある。
【００１６】
タービンから排気された蒸気を、タービンで駆動される蒸気圧縮機に供給して圧縮するので、タービンから排気された蒸気で加熱された海水から、タービンに連結された蒸気圧縮機に供給する蒸気を生成する場合に比べて、極めて少ないエネルギーで温度が上昇した圧縮蒸気を生成することができる。この圧縮蒸気によって多段フラッシュ蒸気発生装置に供給される海水を加熱するので、発電プラントで発生した熱を有効に利用することができ、淡水の生成量を増大させることができる。このため、発電・海水淡水化複合プラントの総合効率をさらに向上させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、発電・海水淡水化複合プラントの総合効率をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の好適な一実施例である実施例１の発電・海水淡水化複合プラントの構成図である。
【図２】比較例１の発電・海水淡水化複合プラントにおける低圧タービン及び復水器付近の構成図である。
【図３】比較例２の発電・海水淡水化複合プラントにおける低圧タービン及び復水器付近の構成図である。
【図４】図１、図２および図３に示すそれぞれの復水器内の温度分布を示す特性図である。
【図５】図１に示す海水淡水化装置のフラッシュ蒸気発生器内における流体の温度分布を示す特性図である。
【図６】発電・海水淡水化複合プラントにおける沸騰水型原子力発電プラントの電気出力と海水淡水化装置で生成される淡水の生成量との関係を示す特性図である。
【図７】実施例１の発電・海水淡水化複合プラントの復水器内温度に対する熱効率、及び淡水生成割合の変化を示す特性図である。
【図８】本発明の他の実施例である実施例２の発電・海水淡水化複合プラントの構成図である。
【図９】本発明の他の実施例である実施例３の発電・海水淡水化複合プラントの構成図である。
【図１０】本発明の他の実施例である実施例４の発電・海水淡水化複合プラントの構成図である。
【図１１】本発明の他の実施例である実施例５の発電・海水淡水化複合プラントの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
発明者らは、発電プラントの排熱の有効利用について検討した結果、特公昭５８−７３５４号公報に記載された発電・海水淡水化複合プラントのように、原子力発電プラントで発電を行い、タービンから排気された蒸気を復水器で凝縮させて回収した熱を、海水淡水化装置に供給する海水の加熱源として有効に利用すれば良いとの結論に達した。
【００２０】
この技術思想を適用した特開２００１−４７９１号公報に記載された発電・海水淡水化複合プラントは、タービンから排気された蒸気から回収した熱、及びタービンで駆動される蒸気圧縮機で圧縮された圧縮蒸気の熱を利用して海水から蒸気を生成している。しかしながら、発明者らの検討により、特開２００１−４７９１号公報の図４に記載された発電・海水淡水化複合プラントは以下に述べる問題を生じることが明らかになった。
【００２１】
特開２００１−４７９１号公報の段落００５９に、蒸気復水器に供給された海水がほぼ沸点に達していると記載されている。このため、蒸気復水器に供給される海水は、原子炉側熱交換器におけるタービンから排気された蒸気による加熱、及び加熱器における、蒸気復水器で圧縮蒸気の凝縮により生成された高温水による加熱により、その温度がほぼ沸点まで上昇しなければならない。タービンに連結された蒸気圧縮機は、ほぼ沸点になっている海水を復水器で蒸気にするために必要な熱量、及び原子炉側熱交換器から排出された海水の温度を加熱器でほぼ沸点まで上昇させるために必要な熱量を、圧縮蒸気に与えなければならない。液体状態の海水の温度を上昇させる顕熱よりも、１００℃の海水を１００℃の蒸気にするための蒸発潜熱は、大量の熱量を必要とする。また、海水を沸騰させた蒸気を蒸気圧縮機へ供給すると、圧縮機内で塩分による翼の腐食が起こる懸念がある。このように、特開２００１−４７９１号公報の図４に記載された発電・海水淡水化複合プラントでは、蒸気発生装置である原子炉で発生した熱量に対して、海水を蒸気圧縮機に供給する蒸気にするために必要な熱量の割合が多くなる。
【００２２】
また、特開２００１−４７９１号公報の図１に記載された原子力熱利用システムは発電・海水淡水化複合プラントではないが、発明者らは、この原子力熱利用システムの熱利用側熱交換器で加熱された利用水を海水淡水化装置に供給することを想定した場合において、以下の問題が生じることを明らかにした。
【００２３】
この図１に記載された原子炉熱利用システムでは、熱利用側熱交換器から排出された冷媒（液体）が、中間熱交換器で、タービンから排気された蒸気によって加熱されて蒸気になっている。ここで、沸騰した冷媒は、タービン排気が凝縮した約３５〜４０℃の液体よりも約１０℃程度低い温度となる。それ故、作動媒体は低沸点媒体に限られる。もし、作動媒体が水の場合、蒸気圧縮機の入口圧力が約３０℃程度の飽和圧力、すなわち負圧となるため、圧縮機の運転・起動性は難しくなる。この蒸気が、タービンに連結された蒸気圧縮機に供給されている。その原子炉熱利用システムにおいても、蒸気発生装置である原子炉で発生した熱量に対して、海水を圧縮機に供給する蒸気にするために必要な熱量の割合が極めて多くなる。
【００２４】
そこで、発明者らは、特開２００１−４７９１号公報において、蒸気圧縮機に供給する蒸気の生成に消費される熱量を低減することができれば、発電・海水淡水化複合プラントの総合効率をさらに向上させることができると考えた。発明者らは、蒸気圧縮機に供給する蒸気の生成に消費される熱量の低減策を種々検討した。
【００２５】
この結果、発明者らは、蒸気圧縮機でタービンから排気または抽気された蒸気の圧縮を行い、温度が上昇したこの圧縮蒸気を用いて、フラッシュ蒸発を利用した海水淡水化装置に供給する海水を加熱すればよいとの結論に達した。発明者らが新たに考え出した、そのような機能を発揮する発電・海水淡水化複合プラントは、タービンで仕事をした蒸気を蒸気圧縮機で圧縮するので、液体を加熱して蒸気圧縮機に供給する蒸気を生成する必要がなく、少ない蒸発潜熱ですむため、特開２００１−４７９１号公報に記載されたプラントに比べてエネルギーの消費量を低減することができる。したがって、発明者らが考え出した新たな発電・海水淡水化複合プラントは、特開２００１−４７９１号公報に記載された発電・海水淡水化複合プラントよりも総合効率を向上させることができる。
【００２６】
上記の検討結果を反映した、本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００２７】
本発明の好適な一実施例である実施例１の発電・海水淡水化複合プラントを、図１を用いて説明する。本実施例の発電・海水淡水化複合プラント１０は、原子力発電プラントである沸騰水型原子力発電プラント１、及び海水淡水化装置４０を有する。海水淡水化装置４０は、フラッシュ蒸発を適用し、海水を減圧沸騰させて蒸気を生成する。【００２８】
沸騰水型原子力発電プラント１は、蒸気発生装置である原子炉２、高圧タービン３、低圧タービン５、復水器１１、及び蒸気圧縮機２６を有する。原子炉２は、原子炉圧力容器（図示せず）内に、複数の燃料集合体（図示せず）を装荷した炉心（図示せず）を配置している。【００２９】
原子炉２に接続された主蒸気配管６は、高圧タービン３及び低圧タービン５にこの順番に連絡される。隔離弁４Ａ及び主蒸気調節弁４Ｂが、高圧タービン３よりも上流で主蒸気配管６に設けられる。湿分分離過熱器３２が高圧タービン３と低圧タービン５を連絡している主蒸気配管６に設けられる。高圧タービン３、低圧タービン５及び蒸気圧縮機２６が、１本の回転軸１５によって互いに連結され、発電機９も回転軸１５に連結されている。蒸気圧縮機２６は、蒸気を圧縮するために、ケーシング（図示せず）内に、回転軸１５の軸方向に複数段の動翼及び静翼を設けている。蒸気圧縮機２６の蒸気流入口が、配管２７によって、低圧タービン５の蒸気排出口に接続される。蒸気圧縮機２６の蒸気流出口が、蒸気通路７によって復水器１１に接続される。【００３０】
蒸気圧縮機２６は遠心式圧縮機及び軸流式圧縮機のいずれでもよい。蒸気圧縮機２６は、高圧タービン３及び低圧タービン５を連結する回転軸１５に連結しなくてもよい。なお、この場合は、蒸気圧縮機２６を駆動するための電動機（図示せず）が必要となるため、所内動力が発生する。【００３１】
復水器１１は内部に複数の伝熱管１２を設置している。空気抽出器（図示せず）が設けられたオフガス系配管（図示せず）が、復水器１１に接続される。復水器１１は給水配管２０によって原子炉２に接続される。復水ポンプ１７、低圧給水加熱器１６、給水ポンプ１９及び高圧給水加熱器１８が、この順番で、復水器１１から原子炉２に向かって、給水配管２０に設けられている。低圧タービン５に接続された抽気管１６Ａが低圧給水加熱器１６に接続され、高圧タービン３に接続された抽気管１８Ａが高圧給水加熱器１８に接続される。【００３２】
海水淡水化装置４０はフラッシュ蒸気発生器４１及び冷却器４５を有する。フラッシュ蒸気発生器４１は、ケーシング５８を有し、ケーシング５８内に複数の仕切り壁２４を設置している。これらの仕切り壁２４によって、複数の蒸発室、すなわち、蒸発室２１Ａ、２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅがケーシング５８内に形成される。各仕切り壁２４の上端の全面がケーシング５８の天井面に取り付けられ、各仕切り壁２４の両側端の全面がケーシング５８の側面に取り付けられている。各仕切り壁２４のそれぞれの下端はケーシング５８の底面よりも上方に位置しており、隣り合う蒸発室を連絡する海水流路６０が各仕切り壁２４のそれぞれの下端とケーシング５８の底面の間に形成されている。吸引配管５７が蒸発室２１Ａ、２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅにそれぞれ接続される。【００３３】
凝縮器２２及び凝縮器２２の真下に配置された凝縮水受皿２３が、対になって、蒸発室２１Ａ、２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ内にそれぞれ設置される。海水供給管１３が、各凝縮器２２を接続し、復水器１１の複数の伝熱管１２それぞれの一端に連絡される。これらの伝熱管１２の各他端に連絡される海水供給管２５が、フラッシュ蒸気発生器４１のケーシング５８に接続され、ケーシング５８内で最も上流に配置された蒸発室２１Ａに、直接、連絡される。各蒸発室内に配置されたそれぞれの凝縮水受皿２３が、接続管４２によって接続される。フラッシュ蒸気発生器４１は、内部に凝縮器２２及び凝縮水受皿２３を設置した複数の蒸発室２１Ａ〜２１Ｅを有する。【００３４】
ポンプ１４が、海水供給管１３の、フラッシュ蒸気発生器４１より上流の部分に設けられる。海水供給管１３の、フラッシュ蒸気発生器４１より上流側の端部が、海の中に解放されている。濃縮水排出管５３が、ケーシング５８に接続されて最も下流に位置する蒸発室２１Ｅに、直接、連絡される。ポンプ５２及び調節弁５４が濃縮水排出管５３に設けられる。【００３５】
冷却器４５は噴射ノズル４６及び複数の棚段４７をケーシング５９内に設置している。噴射ノズル４６はケーシング５９内で上部に配置され、複数の棚段４７が噴射ノズル４６の下方に配置される。高さ方向に配置されたそれらの棚段４７が、上方から下方に向う蛇行通路を形成するように、互いに重なって配置される。フラッシュ蒸気発生器４１内で最も下流に位置する蒸発室２１Ｅに配置された凝縮水受皿２３に接続された凝縮水供給管４３が、噴射ノズル４６に接続される。ポンプ４４が凝縮水供給管４３に設置される。ポンプ４９を設けた淡水排出管５０が、ケーシング５９の下端部に接続される。空気供給管５５が最も下方に位置する棚段４７より下方でケーシング５９に接続され、空気排出管５６が最も上方に位置する棚段４７より上方でケーシング５９に接続される。【００３６】
本実施例の発電・海水淡水化複合プラント１０の機能について説明する。本実施例における海水淡水化は、沸騰水型原子力発電プラント１の運転中において行われる。【００３７】
沸騰水型原子力発電プラント１の運転中、再循環ポンプ（図示せず）及びジェットポンプ（図示せず）によって昇圧された冷却水が、原子炉２内の炉心（図示せず）に供給される。冷却水は炉心内に装荷された複数の燃料集合体（図示せず）に含まれた核燃料物質の核分裂で発生する熱によって加熱され、冷却水の一部が蒸気になる。原子炉２で発生した蒸気は、原子炉２内で気水分離器（図示せず）及び蒸気乾燥器（図示せず）によって水分が除去された後、主蒸気配管６を通って、高圧タービン３及び低圧タービン５にそれぞれ供給される。高圧タービン３から排出された蒸気は、湿分分離過熱器３２により湿分が除去されて過熱され、低圧タービン５に導かれる。湿分分離過熱器３２には、その蒸気を過熱するため、隔離弁４Ａと主蒸気調節弁４Ｂの間で主蒸気配管６から抽気された蒸気が供給される。低圧タービン５内の圧力は、高圧タービン４内の圧力よりも低くなっている。【００３８】
高圧タービン３及び低圧タービン５は、原子炉２で発生した蒸気によって駆動され、蒸気圧縮機２６及び発電機９を回転させる。発電機９の回転により電力が発生する。低圧タービン５から排気された蒸気は、配管２７を通って回転している蒸気圧縮機２６へ供給されて圧縮される。その蒸気は、蒸気圧縮機２６で圧縮されて温度が１１０℃まで上昇する。１１０℃の圧縮蒸気は、過熱蒸気であり、蒸気圧縮機２６から排気されて蒸気通路７を通り、前述した空気抽出器の作用により負圧になっている復水器１１内に導かれる。この圧縮蒸気は、復水器１１の各伝熱管１２内を流れている海水によって冷却されて凝縮され、水になる。海水は、海水供給管１３により各伝熱管１２内に供給される。【００３９】
圧縮蒸気の凝縮により復水器１１内で生成された水は、給水として、給水配管２０によって原子炉２に供給される。給水配管２０内を流れる給水は、復水ポンプ１７で昇圧されて低圧給水加熱器１６に供給される。低圧タービン５から抽気された抽気蒸気が抽気管１６Ａを通って低圧給水加熱器１６に導かれる。給水は、低圧給水加熱器１６内でその抽気蒸気によって加熱され、昇温する。さらに、給水ポンプ１９によって昇圧された給水は、高圧給水加熱器１８内で、高圧タービン３から抽気されて抽気管１８Ａにより導かれた抽気蒸気によって、さらに加熱される。温度が高められた給水が給水配管２０により原子炉２に導かれる。【００４０】
発電・海水淡水化複合プラント１０の海水淡水化装置４０の機能について説明する。【００４１】
ポンプ１４が駆動されているとき、海水が海から海水供給管１３内に吸引される。この海水が、海水淡水化装置４０のフラッシュ蒸気発生器４１内に設けられた各凝縮器２２を通って、復水器１１の各伝熱管１２内に供給され、前述したように、蒸気圧縮機２６から復水器１１内に導かれた高温（例えば、１１０℃）の圧縮蒸気を凝縮させる。この圧縮蒸気が各伝熱管１２内を流れる海水を加熱するので、この海水の温度が１００℃まで上昇する。この１００℃の海水が、海水供給管２５により、フラッシュ蒸気発生器４１内に、具体的には、フラッシュ蒸気発生器４１内で最も上流に位置する蒸発室２１Ａに供給される。フラッシュ蒸気発生器４１内に供給された海水は、蒸発室２１Ａから、海水流路６０を通って、蒸発室２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅに順次供給される。この海水の液面が、仕切り壁２４の下端より上方に位置しており、蒸発室２１Ａ〜２１Ｅ内にそれぞれ形成される。【００４２】
吸引配管５７に接続された真空ポンプ（図示せず）が駆動されるので、各蒸発室内の海水の液面よりも上方に形成されて吸引配管５７にそれぞれ連絡される各空間が、負圧に維持される。各蒸発室において、凝縮器２２及び凝縮水受皿２３は海水の液面よりも上方に配置されている。【００４３】
各蒸発室内の海水の液面よりも上方に形成された各空間が負圧になっているので、高温の海水が、蒸発室２１Ａ〜２１Ｅにおいて、各蒸発室内の飽和蒸気圧力条件下で減圧沸騰してフラッシュ蒸発する。各蒸発室内で海水がフラッシュ蒸発して生成された蒸気は、海水供給管１３によって供給される海水が流れる凝縮器２２の表面で凝縮して水になる。この凝縮水は、淡水であり、重力により凝縮水受皿２３内に落下する。各凝縮水受皿２３内に落下した凝縮水は、接続管４２によって集められて凝縮水供給管４３に導かれる。【００４４】
ポンプ４４が駆動されているので、凝縮水供給管４３に流入した凝縮水が、冷却器４５の噴射ノズル４６に供給される。この凝縮水は、ケーシング５９内で噴射ノズル４６から細かい霧状に噴射される。常温（例えば、１５℃）の空気が空気供給管５５によりケーシング５９内に供給される。この空気は、棚段４７によって形成された蛇行通路を上昇し、空気排出管５６に排気される。噴射ノズル４６から噴射された凝縮水は、その蛇行通路内を上方から下方に向って落下する。噴射された凝縮水は、落下する間に、蛇行通路を上昇する空気と接触して冷却される。空気により冷却されて常温まで温度が低下した凝縮水は、ケーシング５９内の底部に溜まる。【００４５】
ポンプ４９が駆動されているので、ケーシング５９内の底部に溜まった凝縮水は、淡水として、淡水排出管５０により精製工場へ送られる。【００４６】
海水淡水化装置４０は、上記のように、海水から淡水を生成する。海水供給管１３によってフラッシュ蒸気発生器４１に供給される２０℃の海水は、蒸発室２１Ｅ内の凝縮器２２から蒸発室２１Ａ内の凝縮器２２の各凝縮器２２内を流れる間に、フラッシュ蒸発により生成された蒸気によって加熱されて９０℃まで上昇する。【００４７】
フラッシュ蒸気発生器４１では、海水がフラッシュ蒸発するので、海水中の水分が少なくなり、塩分の濃度が高くなった濃縮水５１が生成される。ポンプ５２が駆動されて調節弁５４が開いている関係上、この濃縮水５１が、フラッシュ蒸気発生器４１から濃縮水排出管５３に排出され、濃縮水排出管５３を通って精製工場に送られる。精製工場では、濃縮水５１から塩を製造する。【００４８】
本実施例の発電・海水淡水化複合プラント１０の復水器１１内の温度分布を、２つの比較例の発電・海水淡水化複合プラント（図２及び図３参照）の復水器１１内の温度分布との比較で説明する。【００４９】
図２に示す比較例１の発電・海水淡水化複合プラントは、発電・海水淡水化複合プラント１０において沸騰水型原子力発電プラント１を、蒸気圧縮機２６を有していない現行の沸騰水型原子力発電プラントに替えた構成を有する。沸騰水型原子力発電プラントの低圧タービン５から排気された蒸気が蒸気通路７を通って復水器１１に供給される。海水淡水化装置４０に接続された海水供給管１３が復水器１１内の伝熱管１２の一端に連絡され、海水淡水化装置４０に接続された海水供給管２５が伝熱管１２の他端に連絡される。低圧タービン５での仕事を終えて低圧タービン５から排気された蒸気（温度：４０℃）が、復水器１１の伝熱管１２の外側の領域に供給される。４０℃の蒸気によって、伝熱管１２内を流れる海水を加熱する。この加熱によって、伝熱管１２に流入した２０℃の海水が、伝熱管１２の外側を流れる４０℃の蒸気と熱交換を行い、伝熱管１２から流出するときに３０℃まで温度が上昇する（図４参照）。【００５０】
図３に示す比較例２の発電・海水淡水化複合プラントは、発電・海水淡水化複合プラント１０において沸騰水型原子力発電プラント１を、蒸気圧縮機２６を有していない現行の沸騰水型原子力発電プラントに替え、この現行の沸騰水型原子力発電プラントの低圧タービン５のある段落から抽気された８０℃の蒸気を、蒸気通路７を通して復水器１１に供給する。比較例２も、比較例１と同様に、復水器１１内の伝熱管１２の一端が海水供給管１３に連絡され、伝熱管１２の他端が海水供給管２５に連絡される。抽気された８０℃の蒸気が、復水器１１の伝熱管１２の外側の領域に供給される。８０℃の蒸気によって、復水器１１の伝熱管１２内を流れる海水を加熱する。この加熱によって、伝熱管１２に流入した６０℃の海水が、伝熱管１２の外側を流れる８０℃の蒸気と熱交換を行い、伝熱管１２から流出するときには７０℃まで温度が上昇する（図４参照）。比較例２では、伝熱管１２に流入する海水の温度が６０℃になっている理由は、この海水が、伝熱管１２に流入する前において、フラッシュ蒸気発生器で加熱されるからである。【００５１】
比較例１では、復水器１１において海水淡水化装置４０に供給される海水が高温に加熱されることがないため、フラッシュ蒸気発生器４１で海水を減圧沸騰させる圧力を極めて低くして低温の海水から淡水を生成することになる。このため、比較例１での淡水生成率は低くなる。比較例１は、特公昭５８−７３５４号公報の第２図に記載された発電・海水淡水化複合プラントの構成に近い構成を有する。【００５２】
比較例２では、復水器１１に供給される蒸気の温度が８０℃と比較例１でのその温度よりも高くなる。この結果、比較例２において、復水器１１からフラッシュ蒸気発生器４１に供給される海水の温度が上昇し、フラッシュ蒸気発生器４１で海水を減圧沸騰させる圧力を比較例１よりも高くすることができ、高温の海水から淡水を生成することができる。このため、比較例２における淡水生成率は比較例１におけるそれよりも高くなる。【００５３】
本実施例は蒸気圧縮機２６を備えているので、低圧タービン５から排気された４０℃の蒸気を、蒸気圧縮機２６で圧縮して１１０℃の過熱蒸気にすることができる。この１１０℃の過熱蒸気が、復水器１１内で伝熱管１２の外側の領域に供給され、伝熱管１２内を流れる海水を加熱する。１１０℃の過熱蒸気による加熱により、９０℃で伝熱管１２に流入した海水が、伝熱管１２の出口で１００℃になる（図４参照）。本実施例では、１００℃の海水が海水供給管２５により海水淡水化装置４０のフラッシュ蒸気発生器４１に供給される。このため、本実施例において、フラッシュ蒸気発生器４１で海水を減圧沸騰させる圧力を比較例２よりもさらに高くすることができ、各蒸発室内でより高温の海水から淡水を生成することができる。従って、本実施例での淡水生成率は比較例２よりもさらに高くなる。【００５４】
次に、本実施例におけるフラッシュ蒸気発生器４１内での海水及び淡水の温度分布を、図５に示す。フラッシュ蒸気発生器４１内での海水の温度分布は、蒸発室２１Ａ〜２１Ｅにそれぞれ配置された各凝縮器２２内での海水の温度を示しており、フラッシュ蒸気発生器４１内での淡水の温度分布は、蒸発室２１Ａ〜２１Ｅの各凝縮器２２の外面に付着した凝縮水（淡水）の温度を示している。【００５５】
蒸発室２１Ｅに配置された凝縮器２２に海水供給管１３で供給された２０℃の海水は、蒸発室２１Ｅ内の凝縮器２２から蒸発室２１Ａ内の凝縮器２２の各凝縮器２２内を流れる間に、各蒸発室内で海水がフラッシュ蒸発して生成された蒸気を凝縮する際に加熱され、凝縮器２２ごとに約１０℃ずつ温度が上昇する。このため、蒸発室２１Ａ内の凝縮器２２から海水供給管１３を通して伝熱管１２に供給される海水の温度が９０℃まで上昇する。【００５６】
この９０℃の海水は、復水器１１の伝熱管１２内で前述のように加熱され、１００℃まで温度が上昇する。１００℃になった海水は、フラッシュ蒸気発生器４１内で蒸発室２１Ａから蒸発室２１Ｅに向って、各蒸発室内で減圧沸騰しながら蒸発して温度が低下していく。各蒸発室で発生した蒸気は、凝縮器２２内を流れる温度の低い海水の作用により凝縮器２２の外面で冷却されて凝縮水になり凝縮水受皿２３へ落下する。各凝縮器２２の外面に付着している凝縮水（淡水）の温度は、図５に示すように、最も上流に位置する蒸発室２１Ａから最も下流の蒸発室２１Ｅに向うに伴って１００℃から３０℃まで低下する。以上のフラッシュ蒸気発生器４１内における海水及び淡水（凝縮水）の温度分布から明らかなように、海水と淡水が熱交換する段数が多ければ多いほど、淡水生成率が向上する。すなわち、復水器１１での海水の温度上昇の度合いが大きいほど、フラッシュ蒸気発生器４１内で蒸発室の段数を多くすることができ、淡水生成率が向上する。【００５７】
本実施例における、沸騰水型原子力発電プラント１の原子炉２の熱出力に対する淡水生成量の推算値を、図６を用いて説明する。沸騰水型原子力発電プラント１の原子炉２として、４種類の原子炉、すなわち、小型炉、中型炉、大型炉及び次世代大型炉を検討した。想定した電気出力は、小型炉が１００ＭＷｅ、中型炉が１１００ＭＷｅ、大型炉が１３５０ＭＷｅ、及び次世代大型炉が１７００ＭＷｅである。図６において、横軸が電気出力Ｑｅ、縦軸が淡水の生成量Ｗである。【００５８】
発明者らの試算によると、小型炉では淡水生成量が３６万トン／日、次世代大型炉では淡水生成量が４７４万トン／日になる。図６から明らかであるように、電気出力に比例して淡水生成量が単調増加している。小型炉の排熱量２２０ＭＷｔで、淡水を３６万トン／日生成することができる。この淡水生成量は、人口が２００万人である地域において、必要な生活用水が２００ｌ／日・人であると想定したとき、必要な淡水４０万トン／日をほぼ賄うことが可能な量である。【００５９】
発電・海水淡水化複合プラント１０は、このプラントを設置するある地域で、原子力発電による電気を主に必要とされるか、生活に必要な淡水を主に必要とされるかを適切に見分け、この見分けに応じて発電量及び淡水生成量を決定することができる。【００６０】
本実施例の発電・海水淡水化複合プラント１０の発電プラントである沸騰水型原子力発電プラント１の復水器１１内の温度に対する熱効率及び淡水生成割合を、図７を用いて説明する。横軸が復水器内温度Ｔｃを示し、縦軸が淡水生成割合ζ及び発電プラントの熱効率ηを示している。【００６１】
現行の沸騰水型原子力発電プラント（従来の沸騰水型原子力発電プラント）の復水器における復水器内温度Ｔｃを４０℃とし、これを低圧タービンの排気蒸気を圧縮して蒸気温度Ｔｃを最大１１０℃まで増加すると、淡水生成割合ζは、図７に示すように、単調に増加する。【００６２】
一方、現行の沸騰水型原子力発電プラントにおける従来運転（図７に示す黒丸の位置）のままでは、復水器内温度Ｔｃの増加に伴って熱効率ηは急激に低下してしまう。これは、ランキンサイクルのＴ−ｓ線図からも明らかなように、現行の沸騰水型原子力発電プラントでは、復水器内は約７２０ｍｍＨｇの高真空度を確保して低圧タービンから排気された蒸気を凝縮しているため、復水器の温度条件が低く抑えられることで十分な仕事をしている。ところが、現行の沸騰水型原子力発電プラントのままで復水器内温度Ｔｃを増加した場合には、十分に低圧タービンで熱落差をとることができないために、仕事量、すなわち、プラント熱効率ηが減少することになる（図７の一点鎖線参照）。【００６３】
本実施例の発電・海水淡水化複合プラント１０では、高圧タービン３及び低圧タービン５を連結する回転軸１５に蒸気圧縮機２６を連結しているので、蒸気圧縮機２６における蒸気ヒートポンプ効果を利用して低圧タービン５からの排気蒸気を蒸気圧縮機２６で過熱蒸気に再生することができる。このため、発電・海水淡水化複合プラント１０では、所内動力を消費しないで蒸気圧縮機２６における蒸気ヒートポンプの成績係数ＣＯＰを高くすることができる。この結果、発電・海水淡水化複合プラント１０は、沸騰水型原子力発電プラント１の熱効率は現行の沸騰水型原子力発電プラントのそれを維持したままで、淡水を生成することが可能となる。【００６４】
本実施例は、低圧タービン５から排気された蒸気によりフラッシュ蒸気発生器４１に供給する海水を加熱して淡水の生成に利用することができるので、沸騰水型原子力発電プラントから外部環境に放出される熱量を低減することができ、発電・海水淡水化複合プラント１０の熱効率を向上させることができる。【００６５】
本実施例では、低圧タービン５から排気された蒸気を、低圧タービン５に連結された蒸気圧縮機２６に供給して圧縮するので、少ないエネルギーで温度が上昇した過熱蒸気を生成することができる。この過熱蒸気によって海水淡水化装置４０のフラッシュ蒸気発生器４１に供給される海水が加熱されるので、沸騰水型原子力発電プラント１で発生した熱量を有効に利用することができ、淡水の生成量を増大させることができる。本実施例では、蒸気発生装置である原子炉２で発生した熱源を海水中へ捨てずに、海水淡水化装置４０において淡水を生成するためのエネルギー源として使用する。このため、蒸気圧縮機２６によるヒートポンプ効果を利用し、発電・海水淡水化複合プラント１０の総合効率を飛躍的に向上させることができる。【００６６】
本実施例は、低圧タービン５から排気された蒸気を圧縮するので、特開２００１−４７９１号公報において、タービンから排気された蒸気で加熱された海水から、タービンに連結された蒸気圧縮機に供給する蒸気を生成するために必要とする大量の熱量が不要になる。このため、本実施例では、特開２００１−４７９１号公報においてタービンに連結された蒸気圧縮機に供給する蒸気を海水から生成するために消費した大量の熱量を、多段フラッシュ蒸気発生器における加熱器の加熱源に使用することができるので、発電・海水淡水化複合プラント１０の総合効率をさらに向上させることができる。総合効率は、本実施例では、原子炉熱出力が電気出力に変換された沸騰水型原子力プラント１の熱効率、及び海水淡水化装置４０における排熱の有効利用の両者を含めた熱電併給（コージェネレーション）の総合的な効率を意味する。換言すれば、総合効率は、発電プラント及びこの発電プラントの熱を利用する海水淡水化装置を含む発電・海水淡水化複合プラントにおける熱電併給（コージェネレーション）の総合的な効率を意味する。【００６７】
本実施例では、発電・海水淡水化複合プラント１０の沸騰水型原子力発電プラント１の構成が、蒸気圧縮機２６を設置することによって、発電・海水淡水化複合プラント１０の沸騰水型原子力発電プラントよりも複雑になる。しかしながら、蒸気圧縮機２６が高圧タービン３及び低圧タービン５によって回転されるため、別置の電動機が不要となり、そのために所内動力が増加しない。その上、復水器１１に供給される蒸気が高温の過熱蒸気になるため、海水淡水化装置４０の性能が向上する。【００６８】
本実施例は、低圧タービン５から排気された蒸気の冷却に使用した海水を、フラッシュ蒸気発生器４１において淡水及び濃縮水５１にするので、海に排出する海水の量を著しく低減することができる。濃縮水５１を用いて塩を製造することができる。【００６９】
本実施例では多段フラッシュ型の海水淡水化装置４０を用いているが、海水淡水化装置として、エネルギー源として熱を利用する、伝熱管の外面で蒸発、内面で凝縮する多重効用法（Multi-Effect Distillation）を適用した海水淡水化装置を使用してもよい。この多重効用法を適用した海水淡水化装置は、伝熱管の内外で相変化をもたらす熱交換を行うので、多段フラッシュ法を適用した海水淡水化装置よりも熱効率が良くなる。このような多重効用法を適用した海水淡水化装置は、実施例１に限らず、後述の実施例２〜５のそれぞれの発電・海水淡水化複合プラントに適用することができる。
【実施例２】
【００７０】
本発明の他の実施例である実施例２の発電・海水淡水化複合プラントを、図８を用いて説明する。本実施例の発電・海水淡水化複合プラント１０Ａに用いられる発電プラントは、沸騰水型原子力発電プラント１である。【００７１】
発電・海水淡水化複合プラント１０Ａは、実施例１の発電・海水淡水化複合プラント１０に、複数の伝熱管２８を内部に有する中間熱交換器２９を追加した構成を有する。中間熱交換器２９の各伝熱管２８の一端が海水供給管１３に連絡され、各伝熱管２８の他端が海水供給管２５に連絡される。中間熱交換器２９の胴体側の領域に連絡される配管３１Ａが復水器１１内の伝熱管１２の一端に連絡され、中間熱交換器２９の胴体側の領域に連絡される配管３１Ｂが復水器１１内の伝熱管１２の他端に連絡される。ポンプ３０が配管３１Ｂに設けられる。発電・海水淡水化複合プラント１０Ａの他の構成は、発電・海水淡水化複合プラント１０と同じである。【００７２】
発電・海水淡水化複合プラント１０Ａの機能のうち、発電・海水淡水化複合プラント１０の機能と異なる部分についてのみ説明する。発電・海水淡水化複合プラント１０Ａは、蒸気圧縮機２６から排気された過熱蒸気の熱量を海水淡水化装置４０に伝える、復水器の伝熱管１２に接続された配管３１Ａ，３１Ｂ及び中間熱交換器２９によって構成される中間ループを有している。この中間ループ内には、循環水である純水が循環している。【００７３】
発電・海水淡水化複合プラント１０Ａの運転中、ポンプ３０で昇圧された循環水が、中間ループを構成する配管３１Ｂ、伝熱管１２、配管３１Ａ、及び中間熱交換器２９の胴体側の領域内を循環する。蒸気圧縮機２６から排気された過熱蒸気が伝熱管１２内を流れる循環水によって凝縮される。逆に、この循環水は、過熱蒸気によって加熱されて温度が上昇する。温度が上昇した循環水が、中間熱交換器２９内で、海水供給管１３から伝熱管２８内に供給された海水を加熱する。温度が上昇した海水が、海水供給管２５によりフラッシュ蒸気発生器４１に供給される。発電・海水淡水化複合プラント１０Ａの海水淡水化装置４０は、実施例１の発電・海水淡水化複合プラント１０の海水淡水化装置４０と同様に、淡水を生成する。【００７４】
本実施例は、中間ループを有するため、発電・海水淡水化複合プラント１０よりも構成が複雑化し、蒸気圧縮機２６から排気された加熱蒸気の保有する熱量に対する、フラッシュ蒸気発生器４１に伝えられる熱量の割合が、実施例１よりも低下する。しかしながら、本実施例は、実施例で生じる各効果を得ることができる。さらに、本実施例は、中間ループを有しているので、万が一、復水器１１の伝熱管１２にき裂が入って過熱蒸気に含まれる放射性核種が循環水に混入しても、中間熱交換器２９の伝熱管２８がバリアになり、海水淡水化装置４０の放射性核種による汚染を避けることができる。このように、発電・海水淡水化複合プラント１０Ａは、発電・海水淡水化複合プラント１０よりも安全性を向上することができる。
【実施例３】
【００７５】
本発明の他の実施例である実施例３の発電・海水淡水化複合プラントを、図９を用いて説明する。本実施例の発電・海水淡水化複合プラント１０Ｂは、沸騰水型原子力発電プラント１Ａ及び海水淡水化装置４０を備えている。【００７６】
発電・海水淡水化複合プラント１０Ｂの発電・海水淡水化複合プラント１０と異なる部分、すなわち、沸騰水型原子力発電プラント１Ａを、以下に説明する。沸騰水型原子力発電プラント１Ａは、沸騰水型原子力発電プラント１に、蒸気排気管７Ａ及び復水器３３を追加した構成を有する。沸騰水型原子力発電プラント１Ａの他の構成は沸騰水型原子力発電プラント１と同じである。【００７７】
流量調節弁３８を設けた蒸気排気管７Ａは、配管２７に接続され、さらに、復水器３３に接続される。給水配管２０が復水器３３にも接続される。復水器３３内に設置された複数の伝熱管３４のそれぞれの一端が、ポンプ３５を設けた海水供給管３６に連絡され、各伝熱管３４のそれぞれの他端が海水排出管３７に連絡される。海水供給管３６及び海水排出管３７は海まで伸びている。海水供給管３６は、海水供給管１３の、フラッシュ蒸気発生器４１よりも上流の部分に接続してもよい。流量調節弁４９が蒸気通路７に設けられる。空気抽出器（図示せず）が設けられたオフガス系配管（図示せず）が、復水器３３にも接続される。【００７８】
沸騰水型原子力発電プラント１Ａの運転中において、復水器３３も、空気抽出器の作用により内部が負圧になっている。発電・海水淡水化複合プラント１０Ｂでは、低圧タービン５から排気された蒸気の一部が、蒸気排気管７Ａによって復水器３３に導かれ、海水供給管３６によって伝熱管３４内に導かれる海水によって凝縮されて水になる。この蒸気の凝縮によって温度が上昇した伝熱管３４内の海水は、海水排出管３７によって海に戻される。蒸気の凝縮によって復水器３３内で発生した水も、給水として給水配管２０により原子炉２に供給される。【００７９】
低圧タービン５から配管２７に排気された残りの蒸気は、実施例１と同様に、蒸気圧縮機２６に供給されて圧縮され、過熱蒸気になる。この過熱蒸気は、復水器１１でフラッシュ蒸気発生器４１に供給される海水を加熱する。【００８０】
蒸気圧縮機２６及び復水器３３に供給されるそれぞれの蒸気の流量は、流量調節弁３８及び４９の開度を調節することによって調節される。本実施例は、沸騰水型原子力発電プラント１の出力向上運転によって原子炉２での蒸気発生量が増大したとき、その蒸気発生量の増加分を、流量調節弁３８の開度調節により、蒸気排気管７Ａによって復水器３３に供給することが好ましい。【００８１】
本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる。本実施例は、流量調節弁３８及び４９の開度を調節することによって、発電・海水淡水化複合プラント１０Ｂで発生した電力及び生成された淡水を供給する地域のニーズに合わせて発電量及び淡水生成量を調節することができる。
【実施例４】
【００８２】
本発明の他の実施例である実施例４の発電・海水淡水化複合プラントを、図１０を用いて説明する。本実施例の発電・海水淡水化複合プラント１０Ｃは、沸騰水型原子力発電プラント１Ｂ及び海水淡水化装置４０を備えている。【００８３】
発電・海水淡水化複合プラント１０Ｃの発電・海水淡水化複合プラント１０Ｂと異なる部分、すなわち、沸騰水型原子力発電プラント１Ｂを、以下に説明する。沸騰水型原子力発電プラント１Ｂは、沸騰水型原子力発電プラント１Ａに制御装置３９を追加した構成を有する。沸騰水型原子力発電プラント１Ｂの他の構成は沸騰水型原子力発電プラント１Ａと同じである。【００８４】
制御装置３９は、流量調節弁３８及び４９のそれぞれの開度を制御する。オペレータは、発電・海水淡水化複合プラント１０Ｃにおける淡水生成量（または発電量）を入力装置（図示せず）から制御装置３９に入力する。制御装置３９は、淡水生成量と発電量の関係を示す関係式を記憶しており、入力装置から淡水生成量（または発電量）を入力したとき、この入力情報に基づいて発電量（または淡水生成量）を求める。制御装置３９は、入力した淡水生成量（または発電量）及び求めた発電量（または淡水生成量）に基づいて、発電・海水淡水化複合プラント１０Ｃで該当する発電量及び淡水生成量が得られるように、流量調節弁３８及び４９のそれぞれの開度を制御する。【００８５】
本実施例によれば、実施例３で生じる各効果を得ることができる。また、本実施例は、制御装置３９により流量調節弁３８及び４９のそれぞれの開度を制御することができ、発電量及び淡水生成量の調節に要するオペレータの負担を実施例３よりも軽減することができる。【００８６】
制御装置３９に淡水生成量と発電量の関係を示す関係式を記憶させないで、オペレータがその関係式を基に必要な淡水生成量及び発電量を入力装置から制御装置３９に入力してもよい。制御装置３９は、入力された淡水生成量及び発電量に基づいて流量調節弁３８及び４９のそれぞれの開度を制御する。
【実施例５】
【００８７】
本発明の他の実施例である実施例５の発電・海水淡水化複合プラントを、図１１を用いて説明する。本実施例の発電・海水淡水化複合プラント１０Ｄは、沸騰水型原子力発電プラント１Ｃ及び海水淡水化装置４０を備えている。【００８８】
発電・海水淡水化複合プラント１０Ｄの発電・海水淡水化複合プラント１０Ｂと異なる部分、すなわち、沸騰水型原子力発電プラント１Ｃを、以下に説明する。沸騰水型原子力発電プラント１Ｃは、沸騰水型原子力発電プラント１Ａにおいて配管２７を低圧タービン５の最終段の動翼よりも上流に配置された静翼の位置で低圧タービン５のタービンケーシングの抽気点に接続され、蒸気排気管７Ａが最終段の静翼よりも下流で低圧タービン５に接続される。蒸気排気管７Ａには流量調節弁３８が設置されない。沸騰水型原子力発電プラント１Ｂの他の構成は沸騰水型原子力発電プラント１Ａと同じである。【００８９】
本実施例では、低圧タービン５から排気された蒸気が蒸気排気管７Ａを通して復水器３３に供給され、実施例３と同様に、伝熱管３４内を流れる海水によって凝縮される。低圧タービン５から抽気された蒸気が、蒸気圧縮機２６で圧縮されて昇温され、１６０℃の過熱蒸気になる。この１６０℃の過熱蒸気が復水器１１に供給されて伝熱管１２内を流れる海水によって凝縮される。伝熱管１２内を流れる海水の温度は、実施例１で伝熱管１２内を流れる海水の温度よりも上昇する。このため、海水供給管２５によりフラッシュ蒸気発生器４１に供給される海水の温度が、実施例１よりも本実施例で高くなるので、発電・海水淡水化複合プラント１０Ｄのフラッシュ蒸気発生器４１でフラッシュ蒸発により発生する蒸気量が増大する。このため、本実施例での淡水生成量が実施例１のその量よりも増大する。【００９０】
本実施例によれば、実施例１で生じる各効果を得ることができ、実施例１よりも淡水の生成量を増加することができる。【００９１】
実施例１〜５の各発電・海水淡水化複合プラントにおいて、沸騰水型原子力発電プラントの替りに、加圧水型原子力発電プラント、汽水型火力発電プラント及びガスタービン複合型火力発電プラントのいずれかを用いてもよい。沸騰水型原子力発電プラントの替りに、加圧水型原子力発電プラント、汽水型火力発電プラント及びガスタービン複合型火力発電プラントのいずれかを用いた場合には、蒸気発生装置である原子炉２を、加圧水型原子力発電プラントでは蒸気発生器に、汽水型火力発電プラントではボイラに、及びガスタービン複合型火力発電プラントでは排熱回収用蒸気発生器にしなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、発電プラントとして原子力発電プラント、及び汽水型火力発電プラント及びガスタービン複合型火力発電プラントのいずれかを用いた発電・海水淡水化複合プラントに適用することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…沸騰水型原子力発電プラント、２…原子炉、３…高圧タービン、５…低圧タービン、６…主蒸気配管、７…蒸気通路、７Ａ…蒸気排気管、９…発電機、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ…発電・海水淡水化複合プラント、１１，３３…復水器、１２，３４…伝熱管、１３，２５…海水供給管、２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ…蒸発室、２２…凝縮器、２３…凝縮水受皿、２４…仕切り壁、２６…蒸気圧縮機、３８，４９…流量調節弁、３９…制御装置、４０…海水淡水化装置、４１…フラッシュ蒸気発生器、４３…凝縮水供給管、４５…冷却器、４６…噴射ノズル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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