(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を蒸気に変化させるボイラと、
複数段の動翼と複数段の静翼とを有し、前記ボイラからの蒸気により駆動される高圧タービンと、
前記高圧タービンから排気された蒸気を加熱する再熱器と、
複数段の動翼と複数段の静翼とを有し、前記再熱器からの蒸気により駆動される再熱タービンと、
前記再熱タービンから排気された蒸気を水に戻す復水器と、
前記高圧タービン内の最終段の動翼の入口よりも上流の蒸気から水を捕集する捕集機構と、
前記捕集機構により捕集された捕集物を、前記高圧タービンの最終段の動翼の出口から前記再熱タービンの最終段の動翼の入口に到る間の蒸気、前記高圧タービン内の前記捕集物の捕集場所と前記最終段の動翼の入口との間の蒸気、前記復水器から前記ボイラに到る間の水、前記高圧タービンまたは前記再熱タービンの抽気口からの抽気蒸気、前記抽気蒸気が流入する給水加熱器の内部、または前記抽気蒸気が流入する給水ポンプ駆動用蒸気タービンの内部、に流入させる捕集物流入経路と、
を具備する事を特徴とする蒸気タービンプラント。
【請求項２】
前記捕集物流入経路は、前記捕集物を、
前記高圧タービンと前記再熱器との間、
前記再熱器と前記再熱タービンとの間、
前記再熱タービンの入口または途中段、または
前記再熱器の内部、
に流入させる事を特徴とする請求項１に記載の蒸気タービンプラント。
【請求項３】
前記捕集物流入経路上に配置され、前記捕集物または前記捕集物が変化した物を気体と液体とに分離する気液分離器を具備し、
前記捕集物流入経路は、前記分離された気体を、前記高圧タービンの最終段の動翼の出口から前記再熱タービンの最終段の動翼の入口に到る間の蒸気、または前記高圧タービン内の前記捕集物の捕集場所と前記最終段の動翼の入口との間の蒸気、に流入させる事を特徴とする請求項１に記載の蒸気タービンプラント。
【請求項４】
前記捕集物流入経路は、前記分離された気体を、
前記高圧タービンと前記再熱器との間、
前記再熱器と前記再熱タービンとの間、
前記再熱タービンの入口または途中段、
前記再熱器の内部、または
前記高圧タービン内の前記捕集物の捕集場所と前記最終段の動翼の入口との間、
に流入させる事を特徴とする請求項３に記載の蒸気タービンプラント。
【請求項５】
前記捕集物流入経路は、前記捕集物を、
前記復水器と、前記復水器から前記ボイラに水を搬送するための復水ポンプとの間、
前記抽気蒸気が流入し、前記復水器からの水を加熱する前記給水加熱器の内部、
前記抽気口と前記復水器との間に配置され、前記抽気蒸気が流入する前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの内部、または
前記抽気口と前記給水加熱器または前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンとの間の抽気蒸気、
に流入させる事を特徴とする請求項１に記載の蒸気タービンプラント。
【請求項６】
前記分離された液体を、
前記復水器と、前記復水器から前記ボイラに水を搬送するための復水ポンプとの間、
前記抽気蒸気が流入し、前記復水器からの水を加熱する前記給水加熱器の内部、
前記抽気口と前記復水器との間に配置され、前記抽気蒸気が流入する前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの内部、または
前記抽気口と前記給水加熱器または前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンとの間の抽気蒸気、
に流入させる事を特徴とする請求項３または４に記載の蒸気タービンプラント。
【請求項７】
水を蒸気に変化させるボイラと、
複数段の動翼と複数段の静翼とを有し、前記ボイラからの蒸気により駆動される高圧タービンと、
前記高圧タービンから排気された蒸気を加熱する再熱器と、
複数段の動翼と複数段の静翼とを有し、前記再熱器からの蒸気により駆動される再熱タービンと、
前記再熱タービンから排気された蒸気を水に戻す復水器と、
前記高圧タービンから排気された蒸気から水を捕集する捕集機構と、
前記捕集機構により捕集された捕集物を、前記復水器から前記ボイラに到る間の水であって、前記復水器と前記復水器から前記ボイラに水を搬送するための復水ポンプとの間の水、前記高圧タービンまたは前記再熱タービンの抽気口からの抽気蒸気、前記抽気蒸気が流入する給水加熱器の内部、または前記抽気蒸気が流入する給水ポンプ駆動用蒸気タービンの内部、に流入させる捕集物流入経路と、
を具備する事を特徴とする蒸気タービンプラント。
【請求項８】
前記捕集物流入経路は、前記捕集物を、
前記復水器と前記復水ポンプとの間の水、
前記抽気蒸気が流入し、前記復水器からの水を加熱する前記給水加熱器の内部、
前記抽気口と前記復水器との間に配置され、前記抽気蒸気が流入する前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの内部、または
前記抽気口と前記給水加熱器または前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンとの間の抽気蒸気、
に流入させる事を特徴とする請求項７に記載の蒸気タービンプラント。
【請求項９】
前記捕集機構は、前記高圧タービンから排気された蒸気から水を分離し、前記捕集物として、少なくとも前記分離された水を捕集する湿分分離器であり、
前記捕集物流入経路は、前記捕集物を、前記復水器から前記ボイラに到る間の水であって、前記復水器と前記復水ポンプとの間の水、前記抽気口からの抽気蒸気、前記抽気蒸気が流入する前記給水加熱器の内部、または前記抽気蒸気が流入する前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの内部、に流入させる事を特徴とする請求項７に記載の蒸気タービンプラント。
【請求項１０】
前記捕集物流入経路は、前記捕集物を、
前記復水器と前記復水ポンプとの間の水、
前記抽気蒸気が流入し、前記復水器からの水を加熱する前記給水加熱器の内部、
前記抽気口と前記復水器との間に配置され、前記抽気蒸気が流入する前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンの内部、または
前記抽気口と前記給水加熱器または前記給水ポンプ駆動用蒸気タービンとの間の抽気蒸気、
に流入させる事を特徴とする請求項９に記載の蒸気タービンプラント。
【請求項１１】
前記捕集物流入経路は、前記捕集物の流通を停止または流量を調整する弁を具備する事を特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の蒸気タービンプラント。
【請求項１２】
前記分離された液体を流通させる分離液体流通経路を具備し、
前記捕集物流入経路は、前記気液分離器の下流において、前記分離された気体の流通を停止または流量を調整する弁を具備し、
前記分離液体流通経路は、前記分離された液体の流通を停止または流量を調整する弁を具備する事を特徴とする請求項３、４、または６に記載の蒸気タービンプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンプラントに関し、例えば、高圧タービン内の蒸気や、高圧タービンからの排気蒸気から、水を捕集する機構を具備する蒸気タービンプラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
図２２は、太陽熱を利用した従来の蒸気タービンプラントの第１の構成例を示す概略図である。図２２のプラントにおける蒸気タービンサイクルについて説明する。
【０００３】
熱媒体１１８は、熱媒体ポンプ１１６により、太陽熱を集める集熱器１１９に搬送される。熱媒体１１８は、例えば油である。熱媒体１１８は、集熱器１１９にて、太陽光線１１７の輻射熱により加熱される。その後、熱媒体１１８は、熱交換器である加熱器１１０に搬送され、そこで加熱対象の水や蒸気を加熱する。熱媒体１１８は、加熱器１１０にて温度低下した後、熱媒体ポンプ１１６の上流に戻る。このようにして、熱媒体１１８は循環する。
【０００４】
太陽光線１１７を受ける事のできない夜間や、太陽光線１１７が弱い天候の時の昼間には、集熱器１１９をバイパスして、蓄熱タンク内に貯蔵された熱媒体１１８を循環させるが、そのための機器やフローは、ここでは図示していない。
【０００５】
図２２の蒸気タービンサイクルは、高圧タービン１０１と、中圧タービン１０２と低圧タービン１０３からなる再熱タービン１１３から構成される１段再熱サイクルとなっている。
【０００６】
加熱器１１０は、給水１１１を蒸気１１２に変化させるボイラ１０８と、再熱タービン１１３向けの蒸気を加熱する再熱器１０９から構成される。給水１１１は、ポンプ１０５により、加熱器１１０の一部であるボイラ１０８に搬送され、ボイラ１０８にて加熱される事で、高圧タービン入口蒸気１１２に変化する。
【０００７】
高圧タービン入口蒸気１１２は、高圧タービン１０１に流入し、高圧タービン１０１の内部で膨張し、その圧力、温度ともに低下する。高圧タービン１０１は、この高圧タービン入口蒸気１１２により駆動される。太陽熱を利用した蒸気タービンサイクルでは、燃料の燃焼排ガスの熱を利用した蒸気タービンサイクルと比較して、高圧タービン入口蒸気１１２の温度が低い事が多い。そのため、高圧タービン排気１１４が、全てが気体である乾き蒸気でなく、一部液体が混在する、即ち、乾き度が１未満である湿り蒸気である事が多い。
【０００８】
図２２では、高圧タービン１０１の最下流にある出口（排気口）が、符号Ｘで示されている。高圧タービン排気１１４は、加熱器１１０の一部である再熱器１０９に流入して加熱された後、中圧タービン１０２に流入する。
【０００９】
中圧タービン入口蒸気１０６は、中圧タービン１０２の内部で膨張し、圧力、温度ともに低下し、低圧タービン１０３に流入する。図２２の低圧タービン１０３は、中圧タービン排気１２３が低圧タービン１０３の中央から流入し、左右に流れて２つの出口から流出するダブルフロー型である。低圧タービン１０３に流入した蒸気は、低圧タービン１０３内部で膨張し、圧力、温度ともに低下し、湿り蒸気になって流出する。この蒸気により、高圧タービン１０１と同様に、中圧タービン１０２と低圧タービン１０３が駆動される。
【００１０】
低圧タービン１０３から流出した蒸気、即ち、低圧タービン排気１１５は、復水器１０４に流入する。復水器１０４では、冷却水により低圧タービン排気１１５を冷却し、これを給水１１１に戻す。給水１１１は、ポンプ１０５の上流に戻る。このようにして、給水１１１が蒸気１１２に変化しながら循環する。なお、冷却水は、海水や河川水を用いてもよいし、復水器１０４にて温度上昇した後、大気を用いた冷却塔で冷却し、循環させてもよい。
【００１１】
高圧タービン１０１、中圧タービン１０２、および低圧タービン１０３の回転軸は、発電機１０７に接続されている。回転軸は、膨張していく蒸気により高圧タービン１０１、中圧タービン１０２、および低圧タービン１０３が回転する事で回転する。この回転軸の回転により、発電機１０７にて発電が行われる。
【００１２】
図２２では、高圧タービン１０１、中圧タービン１０２、および低圧タービン１０３の途中段に設けられた抽気口が、符号Ｅで示されており、これらの抽気口Ｅの内の１つ以上から、抽気蒸気１２０が抽気される。図２２では、復水器１０４とボイラ１０８との間において、給水１１１が、抽気蒸気１２０を熱源として、給水加熱器１２１にて加熱される再生サイクル（再熱再生サイクル）が構成されている。図２２のサイクルは、再生サイクルでなくても構わないが、再生サイクルとする事でサイクル効率は向上する。
【００１３】
なお、抽気蒸気１２０は、給水加熱器１２１にて冷却されて水に変化した後、ドレン水ポンプ１２２で給水１１１に合流する。
【００１４】
図２３は、太陽熱を利用した従来の蒸気タービンプラントの第２の構成例を示す概略図である。図２３では、熱媒体１１８のフローの記載を省略しており、これ以降に説明する各図でも、これを同様に省略する。
【００１５】
太陽熱を利用した再熱サイクルの入口蒸気は、例えば圧力１１０ａｔａ、温度３８０℃のように、比エンタルピ−比エントロピ線図にて湿り領域に近い事が多く、高圧タービン排気１１４が、湿り蒸気になる事が多い。高圧タービン１０１内において、湿り蒸気は、湿り損失を発生させ、タービン内部効率を低下させる。また、高圧タービン１０１のタービン翼の表面に水滴が衝突する事により、エロージョンが発生する。
【００１６】
そこで、図２３の高圧タービン１０１は、高圧タービン１０１内の蒸気から、水を捕集する捕集機構を具備している。そして、図２３の蒸気タービンプラントは、捕集機構により捕集された捕集物２０１を、復水器１０４に流入させる捕集物流入経路Ｐを具備している。図２３では、高圧タービン１０１から水が捕集される捕集場所が、符号Ｙで示されている。捕集物２０１は、捕集場所Ｙから捕集物流入経路Ｐを介して復水器１０４に流入される。捕集物２０１には、捕集された水に加え、水に随伴して回収された湿り蒸気または乾き蒸気が含まれている場合がある。
【００１７】
以下、捕集機構の第１から第３の構成例について説明する。
【００１８】
図２４は、捕集機構の第１の構成例を示す概略図である。
【００１９】
図２４に示すように、高圧タービン１０１は、複数段の動翼３０１と、複数段の静翼３０２とを具備している。そして、図２４では、蒸気流路の外周側の内壁面３０３に、ドレンキャッチャ３０４が設けられている。このドレンキャッチャ３０４が、捕集機構の第１の構成例である。
【００２０】
ドレンキャッチャ３０４は、復水器１０４まで配管（捕集物流入経路Ｐ）で連結されている。復水器１０４の内部は、高圧タービン１０１の内部よりも低圧なので、内壁面３０３に存在する水分は、捕集物２０１になり吸い出され、復水器１０４に流入する。これにより、高圧タービン１０１内の蒸気流中の水分が減少する。
【００２１】
図２５は、捕集機構の第２の構成例を示す概略図である。
【００２２】
第１の構成例よりも積極的に水分除去を行うための構成として、溝付き動翼３１１がある。図２５では、湿り蒸気が流れるタービン段の動翼３０１（３１１）の表面に、溝３０５が設けられており、これにより、湿り蒸気中の水滴３０６が捕獲される。捕獲された水滴３０６は、回転する動翼３０１の表面上の遠心力により、溝３０５に沿って動翼３０１の外周側に移動していく。そして、水滴３０６は、内壁面３０３に設けられたドレンキャッチャ３０４へと飛ばされる。
【００２３】
ドレンキャッチャ３０４は、復水器１０４まで配管（捕集物流入経路Ｐ）で連結されている。復水器１０４の内部は、高圧タービン１０１の内部より低圧なので、ドレンキャッチャ３０４内にある水分は、捕集物２０１として吸い出され、復水器１０４に流入する。これにより、高圧タービン１０１内の蒸気流中の水分が減少する。これらドレンキャッチャ３０４と溝付き動翼３１１が、捕集機構の第２の構成例である。
【００２４】
図２４や図２５に示す捕集機構は、湿り蒸気が流れているタービン段であれば、中圧タービン１０２や低圧タービン１０３に設けても構わない。ただし、溝付き動翼３１１は、低圧タービン１０３の最終段の動翼３０１に適用すると、それより下流に動翼３０１がないので効果がない。そのため、溝付き動翼３１１は、低圧タービン１０３の最終段の動翼３０１よりも上流の動翼３０１に適用する。
【００２５】
図２６〜図２８は、捕集機構の第３の構成例を示す概略図である。
【００２６】
第１の構成例よりも積極的に水分除去を行うための別の構成として、スリット付き静翼３１２がある。図２６は、スリット付き静翼３１２を、タービン回転軸を含む断面から見た図、図２７は、スリット付き静翼３１２を、タービン回転軸に垂直な断面から見た図である。また、図２８は、１枚のスリット付き静翼３１２について、径方向に垂直な断面を示した図である。
【００２７】
図２６〜図２８では、湿り蒸気が流れるタービン段の静翼３０２（３１２）の表面に、スリット孔３０７が設けられている。さらに、静翼３１２の内部には、空洞３０８が設けられており、静翼３１２は、中空の翼となっている。静翼３１２の表面と空洞３０８は、スリット孔３０７により繋がっている。このスリット付き静翼３１２が、捕集機構の第３の構成例である。
【００２８】
空洞３０８は、スリット孔３０７を介して復水器１０４まで配管（捕集物流入経路Ｐ）で連結されている。復水器１０４の内部は、スリット孔３０７付近よりも低圧なので、スリット付き静翼３１２の表面を流れる水滴３０６や水膜は、捕集物２０１になり吸い出され、復水器１０４に流入する。これにより、高圧タービン１０１内の蒸気流中の水分が減少する。
【００２９】
また、静翼３０２の表面を流れる水滴３０６や水膜は、静翼３０２の表面から水滴状態で剥がれて、より下流側に飛散し、より下流側の動翼３０１に衝突するのであるが、スリット付き静翼３１２によれば、このようにして衝突する水滴３０６が特に減少する。
【００３０】
図２６〜図２８に示す捕集機構は、湿り蒸気が流れているタービン段であれば、中圧タービン１０２や低圧タービン１０３に設けても構わない。
【００３１】
なお、低圧タービン排気１１５は、入口蒸気の性状がどうであれ、湿り蒸気に変化するまで降圧させられるので、太陽熱を利用した蒸気タービンサイクルでは、高圧タービン排気１１４と低圧タービン排気１１５は、湿り蒸気である。
【００３２】
図２９は、図２２や図２３に示す従来の蒸気タービンプラントの膨張線の例を示した図である。図２９の縦軸は比エンタルピを表し、横軸は比エントロピを表す。
【００３３】
図２９では、高圧タービン膨張線が４０１、再熱タービン膨張線が４０２、飽和線が４０３で示されている。中圧タービン１０２と低圧タービン１０３は連続した再熱タービンなので、これらのタービンに関する膨張線は、１本の膨張線となる。
【００３４】
図２９ではさらに、高圧タービン入口点が４０４、高圧タービン出口点が４０５、再熱タービン入口点（中圧タービン入口点）が４０６、再熱タービン出口点（低圧タービン出口点）が４０７で示されている。
【００３５】
図２９では、高圧タービン排気１１４を、再熱器１０９にて、高圧タービン入口蒸気１１２と同じ温度まで加熱する。また、図２９では、蒸気が、高圧タービン入口点４０４から高圧タービン出口点４０５へと変化する際や、再熱タービン入口点４０６から再熱タービン出口点４０７へと変化する際、飽和線４０３を越えて変化が起こっている。よって、高圧タービン入口点４０４や再熱タービン入口点４０６では、蒸気は乾き蒸気であり、高圧タービン出口点４０５や再熱タービン出口点４０７では、蒸気は湿り蒸気である。
【００３６】
図２９では、高圧タービン膨張線４０１に関し、蒸気が乾き蒸気である乾き領域がＲ1で示され、蒸気が湿り蒸気である湿り領域がＲ3で示されている。図２９ではさらに、再熱タービン膨張線４０２に関し、蒸気が乾き蒸気である乾き領域がＲ2で示され、蒸気が湿り蒸気である湿り領域がＲ4で示されている。
【００３７】
なお、特許文献１には、湿分分離器を具備する蒸気タービンプラントの例が記載されている。
【００３８】
また、特許文献２から４には、水分を捕集する機構を具備する蒸気タービンプラントの例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３９】
【特許文献１】特開２００６−２４２０８３号公報
【特許文献２】特開平１１−２２４１０号公報
【特許文献３】特開２００４−１２４７５１号公報
【特許文献４】特開平１１−１５９３０２号公報
【特許文献５】特開平１−２７７６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４０】
図２３では、高圧タービン１０１にて水分除去した場合、取り出した水分の分、下流側の全タービンの蒸気流量が減少する。そのため、プラントの発電出力が減少し、蒸気タービンサイクルの性能が低下する。蒸気タービンサイクル性能は、例えば単位入熱当たりの発電出力であり、この値が大きいほど蒸気タービンサイクル性能が良い。なお、下流側の全タービンとは、高圧タービン１０１の内、水分を取り出した位置よりも下流側のタービン段と、中圧タービン１０２と低圧タービン１０３である。
【００４１】
また、スリット付き静翼３１２を適用した場合には、スリット孔３０７から翼表面上の水分を吸い出す際に、湿り蒸気も吸い出してしまう。この湿り蒸気は、水と気体状態の蒸気からなっている。そのため、上記の吸い出しの際には、気体状態の蒸気が吸い出される事になり、タービンを駆動させる流体が減ってしまう事になる。
【００４２】
図２３では、捕集機構から復水器１０４までの吸い出しライン（捕集物流入経路Ｐ）上に弁２０２を設ける。そして、翼表面上の水分を吸い出す際、随伴蒸気の吸い出し量が少なくなるように、吸い出し圧力差（ここでは、スリット孔３０７付近と復水器１０４との圧力差）を、弁２０２の開度により調整する。
【００４３】
しかしながら、随伴蒸気を全く吸い出さずに翼表面上の水分のみを吸い出す事は極めて困難であるため、この随伴蒸気の分、下流側の全タービンの蒸気流量が減少する。そのため、プラントの発電出力が減少し、蒸気タービンサイクルの性能が低下する。随伴蒸気の持っているエンタルピは充分高く、さらに、随伴蒸気は水と異なりタービンにてエンタルピを取り出す事ができるのであるが、図２３では、エンタルピを取り出さずに復水器１０４に排出しているので、高圧タービン１０１でも発電出力が減少する。
【００４４】
また、高圧タービン１０１から排出される水分は、高圧タービン１０１内では充分高温であるが、仮に除去されなければ再熱器１０９で加熱され蒸気となり、中圧タービン１０２と低圧タービン１０３にてエンタルピを取り出す事になる。しかしながら、高圧タービン１０１から排出された水分が除去されると、当該水分は充分な顕熱が利用される事なく復水器１０４に捨てられるため、蒸気タービンサイクルの性能が低下する。
【００４５】
よって、本発明は、高圧タービン１０１内の蒸気、または高圧タービン１０１からの排気蒸気から水分除去を行う場合において、水分除去に伴う発電出力の低下および蒸気タービンサイクル性能の低下を低減する事が可能な蒸気タービンプラントを提供する事を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００４６】
本発明の一の態様の蒸気タービンプラントは例えば、水を蒸気に変化させるボイラと、複数段の動翼と複数段の静翼とを有し、前記ボイラからの蒸気により駆動される高圧タービンと、前記高圧タービンから排気された蒸気を加熱する再熱器と、複数段の動翼と複数段の静翼とを有し、前記再熱器からの蒸気により駆動される再熱タービンと、前記再熱タービンから排気された蒸気を水に戻す復水器と、前記高圧タービン内の最終段の動翼の入口よりも上流の蒸気、または前記高圧タービンから排気された蒸気から、水を捕集する捕集機構と、前記捕集機構により捕集された捕集物を、前記高圧タービンの最終段の動翼の出口から前記再熱タービンの最終段の動翼の入口に到る間の蒸気、前記高圧タービン内の前記捕集物の捕集場所と前記最終段の動翼の入口との間の蒸気、前記復水器から前記ボイラに到る間の水、前記高圧タービンまたは前記再熱タービンの抽気口からの抽気蒸気、前記抽気蒸気が流入する給水加熱器の内部、または前記抽気蒸気が流入する給水ポンプ駆動用蒸気タービンの内部、に流入させる捕集物流入経路とを具備する。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、高圧タービン内の蒸気、または高圧タービンからの排気蒸気から水分除去を行う場合において、水分除去に伴う発電出力の低下および蒸気タービンサイクル性能の低下を低減する事が可能な蒸気タービンプラントを提供する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】第１実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【図２】第２実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【図３】第３実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【図４】第３実施形態の蒸気タービンプラントの別の構成を示す概略図である。
【図５】第３実施形態の蒸気タービンプラントの別の構成を示す概略図である。
【図６】第４実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【図７】第５実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【図８】第６実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【図９】第７実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【図１０】第８実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【図１１】第９実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【図１２】第１０実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【図１３】第１１実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【図１４】第１２実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【図１５】第１３実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【図１６】第１４実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【図１７】第１５実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【図１８】第１６実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【図１９】第１７実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【図２０】第１８実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【図２１】第１９実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【図２２】従来の蒸気タービンプラントの第１の構成例を示す概略図である。
【図２３】従来の蒸気タービンプラントの第２の構成例を示す概略図である。
【図２４】捕集機構の第１の構成例を示す概略図である。
【図２５】捕集機構の第２の構成例を示す概略図である。
【図２６】捕集機構の第３の構成例を示す概略図である。
【図２７】捕集機構の第３の構成例を示す概略図である。
【図２８】捕集機構の第３の構成例を示す概略図である。
【図２９】従来の蒸気タービンプラントの膨張線の例を示した図である。
【図３０】太陽熱発電用および地熱発電用の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００５０】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。図１に示す構成については、図２２および図２３に示す構成との相違点を中心に説明する。
【００５１】
本実施形態の蒸気タービンプラントでは、図２２や図２３に示す蒸気タービンプラントと同様に、再熱サイクルが構成されており、再熱器１０９より上流に高圧タービン１０１が設置され、再熱器１０９より下流に中圧タービン１０２と低圧タービン１０３からなる再熱タービン１１３が設置されている。
【００５２】
また、本実施形態の高圧タービン１０１は、図２２や図２３に示す高圧タービン１０１と同様に、複数段の動翼３０１と、複数段の静翼３０２とを具備している（図２４参照）。同様に、本実施形態の再熱タービン１１３は、複数段の動翼と、複数段の静翼とを具備している。また、本実施形態の高圧タービン１０１は、１つまたは互いに直列に接続された複数のタービンから成る。一方、本実施形態の再熱タービン１１３は、互いに直列に接続された複数のタービンから成るが、１つのタービンから成るものとしても構わない。
【００５３】
また、本実施形態の高圧タービン１０１では、図２２や図２３に示す高圧タービン１０１と同様に、その内部で流通蒸気が湿り蒸気に変化する（図２９参照）。そこで、本実施形態の高圧タービン１０１には、高圧タービン１０１内の蒸気から水分を捕集する捕集機構が設けられている。捕集機構の例としては、図２４に示すドレンキャッチャ３０４、図２５に示すドレンキャッチャ３０４および溝付き動翼３１１、図２６〜図２８に示すスリット付き静翼３１２等が挙げられる。
【００５４】
なお、本実施形態では、捕集機構は、高圧タービン１０１内の最終段の動翼３０１の入口よりも上流の蒸気から、水分を捕集する位置に配置されている。また、本実施形態では、捕集機構は、図２９における湿り領域Ｒ3の蒸気から、水分を捕集する位置に配置されている。
【００５５】
捕集機構からの捕集物２０１は、捕集機構がドレンキャッチャ３０４の場合や、ドレンキャッチャ３０４および溝付き動翼３１１の場合には、水分であり、捕集機構がスリット付き静翼３１２の場合には、水分と随伴蒸気である。
【００５６】
本実施形態の蒸気タービンプラントは、この捕集物２０１を、復水器１０４ではなく、高圧タービン１０１の最終段の動翼３０１の出口から再熱タービン１１３の最終段の動翼の入口に到る間の蒸気、に流入させる捕集物流入経路Ｐを具備している。具体的には、本実施形態の捕集物流入経路Ｐは、捕集物２０１を、高圧タービン１０１と再熱器１０９との間に流入させる。ただし、捕集機構がスリット付き静翼３１２の場合には、吸い出し圧力差、即ち、捕集物２０１の流入場所と、捕集物２０１の流出場所（捕集場所Ｙ）であるスリット孔３０７付近との圧力差は、水分を吸い出すのに十分な大きさであるものとする。
【００５７】
捕集物２０１として捕集され、再熱器１０９の上流に合流した水分、または水分および随伴蒸気は、再熱器１０９により加熱され、その内、水分は蒸気に変化し、中圧タービン１０２と低圧タービン１０３を駆動させる。 
この場合、高圧タービン１０１よりも下流にある中圧タービン１０２と低圧タービン１０３の蒸気流量は、減少していない。また、この場合には、水分の顕熱が、復水器１０４に直接捨てられる事なく活用され、最終的には発電出力の一部になる。また、捕集機構がスリット付き静翼３１２の場合には、随伴蒸気のエンタルピが、復水器１０４に直接捨てられる事なく活用され、中圧タービン１０２と低圧タービン１０３にて発電出力の一部になる。
【００５８】
よって、本実施形態によれば、高圧タービン１０１内の蒸気からの水分除去に伴う発電出力の低下および蒸気タービンサイクル性能の低下を低減する事ができる。
【００５９】
なお、本実施形態では、捕集機構は、高圧タービン１０１内の最終段の動翼３０１の入口よりも上流の蒸気から、水分を捕集する位置に配置されている。これには、高圧タービン１０１内の捕集位置以降の蒸気の水分含有量が減り、捕集位置以降の高圧タービン段にて湿り損失が低減され、タービン内部効率が向上するという利点がある。また、捕集位置以降の高圧タービン翼にてエロージョンが低減されるという利点がある。
【００６０】
以上のように、本実施形態では、捕集物２０１を、復水器１０４ではなく、高圧タービン１０１の最終段の動翼３０１の出口から再熱タービン１１３の最終段の動翼の入口に到る間の蒸気に流入させる。これにより、高圧タービン１０１内の蒸気から水分除去を行う場合に、水分除去に伴う発電出力の低下および蒸気タービンサイクル性能の低下を低減する事が可能となる。
【００６１】
以下、第１実施形態の変形例である第２から第２７実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６２】
（第２実施形態）
図２は、第２実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【００６３】
本実施形態の捕集物流入経路Ｐは、捕集物２０１を、再熱タービン１１３の入口、即ち、中圧タービン１０２の入口に流入させる、あるいは、再熱器１０９と中圧タービン１０２との間の流路に流入させる。流入される水分は、周りの蒸気と比較するとごく少量なので、周りの蒸気により加熱される事で蒸気に変化し、再熱タービン１１３を駆動させる蒸気の一部になる。
【００６４】
捕集機構がスリット付き静翼３１２の場合には、吸い出し圧力差、即ち、捕集物２０１の流入場所とスリット孔３０７付近との圧力差が、水分を吸い出すのに十分な大きさである必要がある。再熱器１０９よりも下流の蒸気は、再熱器１０９による圧力損失の分、圧力低下しており、吸い出し圧力差を確保しやすい。仮に吸い出し圧力差が大きすぎる場合は、弁２０２の開度により圧力差を調節する。
【００６５】
また、捕集機構がドレンキャッチャ３０４の場合や、ドレンキャッチャ３０４および溝付き動翼３１１の場合にも、捕集物２０１の流入場所と流出場所とに充分な圧力差が必要であるが、本実施形態ではこの圧力差を確保しやすい。
【００６６】
ここで、第１実施形態と第２実施形態とを比較する。
【００６７】
第１実施形態では、第２実施形態に比べ、捕集物２０１をより上流の流入場所に流入させるため、蒸気タービンサイクル性能をより効率化できるという利点がある。特に、第１実施形態では、捕集物２０１を再熱器１０９よりも上流の流入場所に流入させるため、捕集物２０１が循環前に再熱器１０９で加熱される事で、蒸気タービンサイクル性能が高効率化される。
【００６８】
一方、第２実施形態では、捕集物２０１を、第１実施形態の場合よりも下流の流入場所に流入させるため、捕集物２０１の流入場所と流出場所との圧力差を確保しやすく、その結果、捕集物２０１を流入場所に流入させやすいという利点がある。
【００６９】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様、高圧タービン１０１内の蒸気から水分除去を行う場合に、水分除去に伴う発電出力の低下および蒸気タービンサイクル性能の低下を低減する事が可能となる。
【００７０】
（第３実施形態）
図３〜図５は、第３実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【００７１】
本実施形態の捕集物流入経路Ｐは、捕集物２０１を、再熱タービン１１３の途中段、より詳細には、中圧タービン１０２の入口と、最下流のタービンである低圧タービン１０３の最終段の動翼の入口との間に流入させる。捕集物２０１を流入させる場所は、図３では中圧タービン１０２の途中段であり、図４では中圧タービン１０２と低圧タービン１０３の間であり、図５では低圧タービン１０３の途中段である。流入される水分は、周りの蒸気と比較するとごく少量なので、周りの蒸気により加熱される事で蒸気に変化し、上記流入場所より下流の再熱タービン１１３を駆動させる蒸気の一部になる。
【００７２】
本実施形態では、第２実施形態と同様に、捕集物２０１の流出場所と流入場所とに充分な圧力差が必要である。しかしながら、本実施形態では、第２実施形態と比べ、再熱器１０９の圧力損失だけでなく、タービン段による圧力降下の分も圧力低下が起こるため、圧力差をより確保しやすい。このように、本実施形態には、第２実施形態よりも、圧力差を確保しやすいという利点がある。
【００７３】
本実施形態によれば、第１および第２実施形態と同様、高圧タービン１０１内の蒸気から水分除去を行う場合に、水分除去に伴う発電出力の低下および蒸気タービンサイクル性能の低下を低減する事が可能となる。
【００７４】
（第４実施形態）
図６は、第４実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【００７５】
本実施形態の捕集物流入経路Ｐは、捕集物２０１を、再熱器１０９の内部に流入させる。捕集物２０１の流量や温度は出なりの値であるため、第２および第３実施形態では、再熱器１０９の出口の蒸気温度、即ち、中圧タービン入口蒸気１０６の温度の調節が難しい。
【００７６】
これに対し、本実施形態では、捕集物２０１を、中圧タービン入口蒸気１０６として発生された蒸気ではなく、再熱器１０９の内部で、中圧タービン入口蒸気１０６として加熱し終わる前の蒸気に流入させる。よって、本実施形態では、熱媒体１１８の流量等を調節する事で、中圧タービン入口蒸気１０６の温度を調節する事ができる。
【００７７】
また、本実施形態では、再熱器１０９の内部の捕集物２０１の流入場所における蒸気は、捕集物２０１の流出場所から流入場所までの圧力損失の分、圧力低下が起きるため、第１実施形態よりも吸い出し圧力差を確保しやすい。
【００７８】
このように、本実施形態には、中圧タービン入口蒸気１０６の温度を調節しやすい、吸い出し圧力差を確保しやすいという利点がある。
【００７９】
本実施形態によれば、第１から第３実施形態と同様、高圧タービン１０１内の蒸気から水分除去を行う場合に、水分除去に伴う発電出力の低下および蒸気タービンサイクル性能の低下を低減する事が可能となる。
【００８０】
（第５実施形態）
図７は、第５実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【００８１】
本実施形態では、捕集物流入経路Ｐ上に気液分離器２１２が配置されており、捕集物２０１が、気液分離器２１２に流入される。気液分離器２１２は、捕集物２０１を気体２１１と液体２１３とに分離する。気体２１１は蒸気であり、液体２１３は水である。
【００８２】
その後、気体２１１は、捕集物流入経路Ｐにより、高圧タービン１０１の最終段の動翼３０１の出口から再熱タービン１１３の最終段の動翼の入口に到る間の蒸気に流入される。一方、液体２１３は、分離液体流通経路ＰXにより、復水器１０４に流入される。本実施形態では、分離液体流通経路ＰX上に液流路弁２１４が設けられている。
【００８３】
本実施形態では例えば、スリット付き静翼３１２から捕集された捕集物２０１を、気液分離器２１１の一種である気液分離タンクに入れ、捕集物２０１を重力により気体２１１と液体２１３とに分離する。
【００８４】
捕集機構がドレンキャッチャ３０４、またはドレンキャッチャ３０４および溝付き動翼３１１の場合には、捕集物２０１は水分である。しかしながら、この捕集物２０１を気液分離タンク内に流入させる場合には、タンクまでの圧力損失と熱移動により捕集物２０１の一部が気化して、タンク内には気体２１１と液体２１３とが存在する事となる。
【００８５】
分離された気体２１１および液体２１３はそれぞれ、より低圧な場所に流入される。液体２１３である水は、タンクの底面から抜き出され、液体２１３として復水器１０４に流入される。一方、気体２１１である蒸気は、タンクの上側から抜き出され、気体２１１として、高圧タービン１０１の最終段の動翼３０１の出口と再熱タービン１１３の最終段の動翼の入口との間に流入される。なお、気体２１１と液体２１３の分離は、気液分離膜等、気液分離タンク以外の手段により実現してもよい。
【００８６】
捕集機構がスリット付き静翼３１２の場合には、随伴蒸気のエンタルピが、復水器１０４に直接捨てられる事なく活用され、再熱タービン１１３にて発電出力の一部になる。よって、本実施形態によれば、水分除去に伴う発電出力の低下およびタービンサイクル性能の低下が低減される。
【００８７】
また、本実施形態では、気液分離器２１２は、捕集物２０１または捕集物２０１が変化した物を、気体２１１と液体２１３とに分離し、捕集物流入経路Ｐは、分離された気体２１１を、高圧タービン１０１と再熱器１０９との間に流入させる。
【００８８】
ここで、第１実施形態と第５実施形態とを比較する。
【００８９】
第１実施形態では、捕集物２０１そのものを、高圧タービン１０１と再熱器１０９との間に流入させる。そのため、捕集物２０１が水分を含む場合には、再熱器１０９では、この水分を気化させるための潜熱分の入熱量が必要となる。
【００９０】
これに対し、第５実施形態では、気体２１１のみを、高圧タービン１０１と再熱器１０９との間に流入させる。そのため、第５実施形態の再熱器１０９では、上記の潜熱分の入熱量は必要とならない。よって、第５実施形態によれば、第１実施形態に比べ、潜熱分の入熱量が不要な分だけ、蒸気タービンサイクル性能が改善される。
【００９１】
なお、第５実施形態では、捕集物２０１から分離された液体２１３は、廃棄される事なく、復水器１０４に戻され、以降のサイクルで有効に活用される。
【００９２】
以上のように、本実施形態によれば、高圧タービン１０１内の蒸気から水分除去を行う場合に、水分除去に伴う発電出力の低下および蒸気タービンサイクル性能の低下を低減する事が可能となる。さらに、本実施形態によれば、第１実施形態に比べ、水分を気化させるための潜熱分の入熱量が不要となる分だけ、蒸気タービンサイクル性能を改善する事が可能となる。
【００９３】
（第６実施形態）
図８は、第６実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【００９４】
本実施形態では、気液分離器２１２は、捕集物２０１または捕集物２０１が変化した物を、気体２１１と液体２１３に分離し、捕集物流入経路Ｐは、分離された気体２１１を、再熱タービン１１３の入口、即ち、中圧タービン１０２の入口に流入させる、あるいは、再熱器１０９と中圧タービン１０２との間の流路に流入させる。流入される水分は、周りの蒸気と比較するとごく少量なので、周りの蒸気により加熱される事で蒸気に変化し、再熱タービン１１３を駆動させる蒸気の一部になる。
【００９５】
本実施形態によれば、第５実施形態と同様、高圧タービン１０１内の蒸気から水分除去を行う場合に、水分除去に伴う発電出力の低下および蒸気タービンサイクル性能の低下を低減する事が可能となる。ただし、本実施形態には、第５実施形態に比べ、吸い込み圧力差を確保しやすいという利点がある。また、本実施形態によれば、第２実施形態に比べ、水分を気化させるための潜熱分の入熱量が不要となる分だけ、蒸気タービンサイクル性能を改善する事が可能となる。
【００９６】
（第７実施形態）
図９は、第７実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【００９７】
本実施形態では、気液分離器２１２は、捕集物２０１または捕集物２０１が変化した物を、気体２１１と液体２１３に分離し、捕集物流入経路Ｐは、分離された気体２１１を、再熱タービン１１３の途中段、より詳細には、中圧タービン１０２の入口と、最下流のタービンである低圧タービン１０３の最終段の動翼の入口との間に流入させる。捕集物２０１を流入させる場所は、図９では中圧タービン１０２の途中段であるが、中圧タービン１０２と低圧タービン１０３の間や、低圧タービン１０３の途中段でも構わない。流入される水分は、周りの蒸気と比較するとごく少量なので、周りの蒸気により加熱される事で蒸気に変化し、上記流入場所より下流の再熱タービン１１３を駆動させる蒸気の一部になる。
【００９８】
本実施形態によれば、第５および第６実施形態と同様、高圧タービン１０１内の蒸気から水分除去を行う場合に、水分除去に伴う発電出力の低下および蒸気タービンサイクル性能の低下を低減する事が可能となる。ただし、本実施形態には、第５および第６実施形態に比べ、吸い込み圧力差を確保しやすいという利点がある。また、本実施形態によれば、第３実施形態に比べ、水分を気化させるための潜熱分の入熱量が不要となる分だけ、蒸気タービンサイクル性能を改善する事が可能となる。
【００９９】
（第８実施形態）
図１０は、第８実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【０１００】
本実施形態では、気液分離器２１２は、捕集物２０１または捕集物２０１が変化した物を、気体２１１と液体２１３に分離し、捕集物流入経路Ｐは、分離された気体２１１を、再熱器１０９の内部に流入させる。
【０１０１】
本実施形態では、分離された気体２１１を、中圧タービン入口蒸気１０６として加熱し終わった蒸気ではなく、再熱器１０９の内部で、中圧タービン入口蒸気１０６として加熱し終わる前の蒸気に流入させる。よって、本実施形態では、第４実施形態と同様、熱媒体１１８の流量等を調節する事で、中圧タービン入口蒸気１０６の温度を調節する事ができる。
【０１０２】
また、本実施形態では、再熱器１０９の内部の気体２１１の流入場所における蒸気は、捕集物２０１の流出場所から気体２１１の流入場所までの圧力損失の分、圧力低下が起きるため、第５実施形態よりも吸い出し圧力差を確保しやすい。
【０１０３】
このように、本実施形態には、中圧タービン入口蒸気１０６の温度を調節しやすい、吸い出し圧力差を確保しやすいという利点がある。
【０１０４】
本実施形態によれば、第５から第７実施形態と同様、高圧タービン１０１内の蒸気から水分除去を行う場合に、水分除去に伴う発電出力の低下および蒸気タービンサイクル性能の低下を低減する事が可能となる。また、本実施形態によれば、第４実施形態に比べ、水分を気化させるための潜熱分の入熱量が不要となる分だけ、蒸気タービンサイクル性能を改善する事が可能となる。
【０１０５】
（第９実施形態）
図１１は、第９実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【０１０６】
本実施形態では、気液分離器２１２は、捕集物２０１または捕集物２０１が変化した物を、気体２１１と液体２１３に分離し、捕集物流入経路Ｐは、分離された気体２１１を、高圧タービン１０１内の捕集物２０１の捕集場所と最終段の動翼の入口との間の蒸気に流入させる。図１１では、捕集物２０１の捕集場所（流出場所）が、符号Ｙで示され、捕集物２０１の流入場所が、符号Ｚで示されている。
【０１０７】
図１１では、捕集物２０１の流入場所Ｚが、捕集場所Ｙよりも下流に位置している事に留意されたい。本実施形態では、捕集物２０１の流入場所Ｚを、捕集場所Ｙよりも下流に位置する最も近い動翼３０１よりも下流の場所に設置する。
【０１０８】
捕集機構がスリット付き静翼３１２である場合には、流入場所Ｚは、スリット付き静翼３１２の直後の動翼３０１よりも下流に設置される。この場合、流入場所Ｚは、吸い込み圧力差、即ち、スリット孔３０７付近と流入場所Ｚとの圧力差が適当な値である場所に設置するものとする。圧力差が大きい場合には、弁２０２の開度により圧力差を調節する。捕集機構がスリット付き静翼３１２の場合には、随伴蒸気のエンタルピが、復水器１０４に直接捨てられる事なく活用され、発電出力の一部になる。
【０１０９】
捕集機構がドレンキャッチャ３０４、または溝付き動翼３１１およびドレンキャッチャ３０４である場合には、流入場所Ｚは、ドレンキャッチャ３０４の直後の動翼３０１よりも下流に設置される。これには、流入場所Ｚ以降の蒸気流量の減少が少なくなるという利点がある。
【０１１０】
このように、本実施形態によれば、水分除去に伴う発電出力の低下および蒸気タービンサイクル性能の低下が低減される。
【０１１１】
なお、本実施形態では、中圧タービン１０２内に湿り蒸気が存在する場合には、捕集物２０１の捕集場所Ｙおよび流入場所Ｚを、中圧タービン１０２に設置しても構わない。同様に、低圧タービン１０３内に湿り蒸気が存在する場合には、捕集物２０１の捕集場所Ｙおよび流入場所Ｚを、低圧タービン１０３に設置しても構わない。このように、本実施形態は、高圧タービン１０１の場合と同様に再熱タービン１１３にも適用可能である。
【０１１２】
以上のように、本実施形態によれば、蒸気タービン内の蒸気から水分除去を行う場合において、水分除去に伴う発電出力の低下および蒸気タービンサイクル性能の低下を低減する事が可能となる。さらに、本実施形態によれば、第１から第４実施形態に比べ、水分を気化させるための潜熱分の入熱量が不要となる分だけ、蒸気タービンサイクル性能を改善する事が可能となる。
【０１１３】
（第１０実施形態）
図１２は、第１０実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【０１１４】
本実施形態の捕集物流入経路Ｐは、捕集物２０１を、復水器１０４からボイラ１０８に到る間の給水１１１に流入させる。ただし、捕集物２０１を流入場所に流入させやすくするためには、流入場所は、流出場所Ｙよりも低圧である事が望ましいため、本実施形態の捕集物流入経路Ｐは、捕集物２０１を、復水器１０４と復水ポンプ１０５との間に流入させる。
【０１１５】
捕集物２０１は、給水１１１と比較して少量なので、捕集物２０１が給水１１１内に加えられる状況となる。仮に捕集物２０１を復水器１０４に捨てると、捕集物２０１が冷却水にて冷却されるので、捕集物２０１に含まれる随伴蒸気の潜熱および顕熱や、捕集物２０１に含まれる水の顕熱が無駄になる。しかしながら、本実施形態では、捕集物２０１を給水１１１に流入させるので、捕集物２０１の潜熱および顕熱が無駄にならない分だけ、ボイラ１０８の入熱量が減少し、蒸気タービンサイクル性能の低下が低減される。
【０１１６】
なお、本実施形態では、中圧タービン１０２や低圧タービン１０３内に湿り蒸気が存在する場合には、捕集物２０１の捕集場所Ｙを、中圧タービン１０２や低圧タービン１０３に設置しても構わない。
【０１１７】
以上のように、本実施形態によれば、蒸気タービン内の蒸気から水分除去を行う場合において、水分除去に伴う発電出力の低下および蒸気タービンサイクル性能の低下を低減する事が可能となる。具体的には、本実施形態によれば、捕集物２０１の潜熱および顕熱が無駄にならない分だけ、蒸気タービンサイクル性能を改善する事が可能となる。
【０１１８】
（第１１実施形態）
図１３は、第１１実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【０１１９】
本実施形態の捕集物流入経路Ｐは、捕集物２０１を、復水器１０４からの給水１１１を加熱する給水加熱器２２３の内部、または再熱タービン１１３の抽気口Ｅと給水加熱器２２３との間に流入させ、給水加熱器２２３において給水１１１を加熱する加熱媒体として用いる。図１３では、捕集物２０１を、中圧タービン１０２の抽気口Ｅと給水加熱器２２３との間に流入させている。図１３では、捕集物２０１が流入される給水加熱器とその他の給水加熱器が、符号２２３と符号１２１で区別されている。
【０１２０】
図１３では、中圧タービン１０２の抽気口Ｅからの抽気蒸気が、符号２２１で示されている。本実施形態の捕集物流入経路Ｐは、捕集物２０１を、この抽気蒸気２２１が流れる抽気流路に合流させる。図１３では、捕集物２０１が合流した抽気蒸気が、符号２２２で示されている。この抽気蒸気２２２は、給水加熱器２２３に流入し、給水１１１の加熱源になり、給水１１１の加熱後に給水１１１に合流される。なお、本実施形態では、中圧タービン１０２の抽気口Ｅは、中圧タービン１０２の出口付近に設けられている。
【０１２１】
このように、本実施形態では、捕集物２０１を、復水器１０４には捨てずに、抽気蒸気２２１に合流させる。仮に捕集物２０１を復水器１０４に捨てると、捕集物２０１が冷却水にて冷却されるので、捕集物２０１の潜熱および顕熱が無駄になる。しかしながら、本実施形態では、捕集物２０１を抽気蒸気２２１に合流させるので、捕集物２０１の潜熱および顕熱が無駄にならない分だけ、ボイラ１０８の入熱量が減少し、蒸気タービンサイクル性能の低下が低減される。
【０１２２】
また、本実施形態では、捕集物２０１を直接給水１１１に合流させる第１０実施形態に比べて、蒸気タービンサイクルがカルノーサイクルに近い分、蒸気タービンサイクル性能が高くなる。
【０１２３】
なお、本実施形態では、中圧タービン１０２や低圧タービン１０３内に湿り蒸気が存在する場合には、捕集物２０１の捕集場所Ｙを、中圧タービン１０２や低圧タービン１０３に設置しても構わない。
【０１２４】
以上のように、本実施形態によれば、第１０実施形態と同様、蒸気タービン内の蒸気から水分除去を行う場合に、捕集物２０１の潜熱および顕熱が無駄にならない分だけ、蒸気タービンサイクル性能を改善する事が可能となる。
【０１２５】
なお、本実施形態の給水加熱器２２３には、抽気蒸気２２２を流入させる事で給水１１１を脱気する脱気器も含まれるとする。これは、後述の実施形態でも同様である。
【０１２６】
（第１２実施形態）
図１４は、第１２実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【０１２７】
本実施形態の捕集物流入経路Ｐは、捕集物２０１を、高圧タービン１０１の抽気口Ｅと給水加熱器２２３との間、またはこの給水加熱器２２３の内部に流入させ、給水加熱器２２３において給水１１１を加熱する加熱媒体として用いる。ただし、抽気口Ｅは、捕集場所Ｙよりも下流でより低圧な場所とする。図１４では、図１３と同様、捕集物２０１が流入される給水加熱器とその他の給水加熱器が、符号２２３と符号１２１で区別されている。
【０１２８】
図１４では、高圧タービン１０１の抽気口Ｅからの抽気蒸気が、符号２２１で示されている。本実施形態の捕集物流入経路Ｐは、捕集物２０１を、この抽気蒸気２２１が流れる抽気流路に合流させる。図１４では、捕集物２０１が合流した抽気蒸気が、符号２２２で示されている。この抽気蒸気２２２は、給水加熱器２２３に流入し、給水１１１の加熱源になり、給水１１１の加熱後に給水１１１に合流される。なお、本実施形態では、高圧タービン１０１の抽気口Ｅは、高圧タービン１０１の出口付近に設けられている。
【０１２９】
このように、本実施形態では、捕集物２０１を、復水器１０４には捨てずに、抽気蒸気２２１に合流させる。仮に捕集物２０１を復水器１０４に捨てると、捕集物２０１が冷却水にて冷却されるので、捕集物２０１の潜熱および顕熱が無駄になる。しかしながら、本実施形態では、捕集物２０１を抽気蒸気２２１に合流させるので、捕集物２０１の潜熱および顕熱が無駄にならない分だけ、ボイラ１０８の入熱量が減少し、蒸気タービンサイクル性能の低下が低減される。
【０１３０】
また、本実施形態では、捕集物２０１を直接給水１１１に合流させる第１０実施形態に比べて、蒸気タービンサイクルがカルノーサイクルに近い分、蒸気タービンサイクル性能が高くなる。
【０１３１】
また、本実施形態では、捕集物２０１と抽気蒸気２２１が、ともに高圧タービン１０１から流出されるため、捕集物２０１の温度と抽気蒸気２２１の温度が近い。よって、本実施形態によれば、第１１実施形態に比べ、蒸気タービンサイクル性能が高くなる。
【０１３２】
なお、本実施形態では、中圧タービン１０２や低圧タービン１０３内に湿り蒸気が存在する場合には、捕集物２０１の捕集場所Ｙおよび抽気蒸気２１１の抽気場所を、中圧タービン１０２や低圧タービン１０３に設置しても構わない。
【０１３３】
以上のように、本実施形態によれば、第１０および第１１実施形態と同様、蒸気タービン内の蒸気から水分除去を行う場合に、捕集物２０１の潜熱および顕熱が無駄にならない分だけ、蒸気タービンサイクル性能を改善する事が可能となる。
【０１３４】
（第１３実施形態）
図１５は、第１３実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【０１３５】
図１５では、復水器１０４とボイラ１０８との間の経路上に、給水１１１を搬送するための給水ポンプ２２４が配置されている。さらに、図１５では、高圧タービン１０１または再熱タービン１１３の抽気口Ｅと復水器１０４との間の経路上に、給水ポンプ２２４を駆動するための給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５が配置されている。ただし、抽気口Ｅは、捕集場所Ｙよりも下流でより低圧な場所とする。より詳細には、図１５の給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５は、中圧タービン１０２の出口付近に設けられた抽気口Ｅと復水器１０４との間に配置されている。本実施形態の捕集物流入経路Ｐは、捕集物２０１を、給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５内、または給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５への抽気流路に流入させる。
【０１３６】
図１５では、中圧タービン１０２の抽気口Ｅからの抽気蒸気が、符号２２１で示されている。本実施形態の捕集物流入経路Ｐは、捕集物２０１を、この抽気蒸気２２１が流れる抽気流路に合流させる。図１５では、捕集物２０１が合流した抽気蒸気が、符号２２２で示されている。この抽気蒸気２２２は、給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５に流入し、圧力、温度ともに低下しながら流通し、この給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５を駆動させる。
【０１３７】
給水ポンプ駆動用蒸気タービン排気２２６は、圧力、温度ともに充分に低下しており、復水器１０４に流入される。給水ポンプ２２４は、給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５により得られた動力を用いて駆動される。
【０１３８】
抽気蒸気２２１に合流する捕集物２０１は、周りの蒸気と比較するとごく少量なので、周りの蒸気により加熱される事で水は蒸気に変化し、給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５を駆動させる蒸気の一部になる。
【０１３９】
仮に捕集物２０１を復水器１０４に捨てると、捕集物２０１が冷却水にて冷却されるので、捕集物２０１のエンタルピが無駄になる。しかしながら、本実施形態では、捕集物２０１を抽気蒸気２２１に合流させるので、捕集物２０１のエンタルピが無駄にならない分だけ、ボイラ１０８の入熱量が減少し、蒸気タービンサイクル性能の低下が低減される。
【０１４０】
また、本実施形態では、捕集物２０１を給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５に使用するため、抽気蒸気量を減らす事が可能となる。よって、本実施形態によれば、抽気蒸気２２１の抽気場所よりも下流におけるタービン蒸気流量の低下が低減され、発電出力および蒸気タービンサイクル性能が改善される。
【０１４１】
以上のように、本実施形態によれば、蒸気タービン内の蒸気から水分除去を行う場合に、捕集物２０１のエンタルピが無駄にならない分だけ、蒸気タービンサイクル性能を改善する事が可能となる。
【０１４２】
（第１４実施形態）
図１６は、第１４実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【０１４３】
本実施形態の捕集機構は、高圧タービン排気１１４から水分を分離し、捕集物２０１として、分離された水分を捕集する湿分分離器２３１である。本実施形態では、高圧タービン排気１１４が、湿り蒸気になっており、湿分分離器２３１に流入される。湿分分離器２３１により高圧タービン排気１１４から分離された水分、即ち、捕集物２０１は、捕集物流入経路Ｐへと排出される。本実施形態で使用する湿分分離器２３１は、如何なる作動原理の物でもよい。
【０１４４】
本実施形態では、高圧タービン排気１１４の湿り度が非常に大きい場合、高圧タービン排気１１４の全量を再熱器１０９に流入させずに、湿分分離器２３１で当該排気１１４中の大部分の水分（捕集物２０１）を除去する事が可能である。この場合には、水分が除去された残りの蒸気２３２を再熱器１０９に流入させ、さらには中圧タービン１０２に流入させる。図１６には、水分が除去された蒸気２３２を再熱器１０９に流入させる分離蒸気流通経路ＰYが示されている。
【０１４５】
本実施形態では、湿分分離器２３１からの捕集物２０１は、水分、あるいは水分および蒸気である。本実施形態の捕集物流入経路Ｐは、このような捕集物２０１を、復水器１０４からボイラ１０８に到る間の給水１１１に流入させる。ただし、捕集物２０１を流入場所に流入させやすくするためには、流入場所は、湿分分離器２３１付近よりも低圧である必要があるため、本実施形態の捕集物流入経路Ｐは、捕集物２０１を、復水器１０４と復水ポンプ１０５との間に流入させる。
【０１４６】
仮に捕集物２０１を復水器１０４に捨てると、捕集物２０１が冷却水にて冷却されるので、捕集物２０１に含まれる随伴蒸気の潜熱および顕熱や、捕集物２０１に含まれる水の顕熱が無駄になる。しかしながら、本実施形態では、捕集物２０１を給水１１１に流入させるので、捕集物２０１の潜熱および顕熱が無駄にならない分だけ、ボイラ１０８の入熱量が減少し、蒸気タービンサイクル性能の低下が低減される。
【０１４７】
以上のように、本実施形態によれば、高圧タービン１０１の排気から水分除去を行う場合において、水分除去に伴う発電出力の低下および蒸気タービンサイクル性能の低下を低減する事が可能となる。具体的には、本実施形態によれば、捕集物２０１の潜熱および顕熱が無駄にならない分だけ、蒸気タービンサイクル性能を改善する事が可能となる。
【０１４８】
（第１５実施形態）
図１７は、第１５実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【０１４９】
本実施形態の捕集機構は、第１４実施形態と同様、高圧タービン排気１１４から水分を分離し、捕集物２０１として、少なくとも分離された水分を捕集する湿分分離器２３１である。本実施形態では、高圧タービン排気１１４が、湿り蒸気になっており、湿分分離器２３１に流入される。
【０１５０】
本実施形態の捕集物流入経路Ｐは、捕集物２０１を、再熱タービン１１３の抽気口Ｅと給水加熱器２２３との間、またはこの給水加熱器２２３の内部に流入させる。図１７では、捕集物２０１を、中圧タービン１０２の抽気口Ｅと給水加熱器２２３との間に流入させている。図１７では、捕集物２０１が流入される給水加熱器とその他の給水加熱器が、符号２２３と符号１２１で区別されている。
【０１５１】
図１７では、中圧タービン１０２の抽気口Ｅからの抽気蒸気が、符号２２１で示されている。本実施形態の捕集物流入経路Ｐは、捕集物２０１を、この抽気蒸気２２１が流れる抽気流路に合流させる。図１７では、捕集物２０１が合流した抽気蒸気が、符号２２２で示されている。この抽気蒸気２２２は、給水加熱器２２３に流入し、給水１１１の加熱源になり、給水１１１の加熱後に給水１１１に合流される。なお、本実施形態では、中圧タービン１０２の抽気口Ｅは、中圧タービン１０２の出口付近に設けられている。
【０１５２】
仮に捕集物２０１を復水器１０４に捨てると、捕集物２０１が冷却水にて冷却されるので、捕集物２０１の潜熱および顕熱が無駄になる。しかしながら、本実施形態では、捕集物２０１を抽気蒸気２２１に流入させるので、捕集物２０１の潜熱および顕熱が無駄にならない分だけ、ボイラ１０８の入熱量が減少し、蒸気タービンサイクル性能の低下が低減される。
【０１５３】
また、本実施形態では、捕集物２０１を直接給水１１１に合流させる第１４実施形態に比べて、蒸気タービンサイクルがカルノーサイクルに近い分、蒸気タービンサイクル性能が高くなる。
【０１５４】
以上のように、本実施形態によれば、第１４実施形態と同様、高圧タービン１０１の排気から水分除去を行う場合に、捕集物２０１の潜熱および顕熱が無駄にならない分だけ、蒸気タービンサイクル性能を改善する事が可能となる。
【０１５５】
（第１６実施形態）
図１８は、第１６実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【０１５６】
本実施形態の捕集機構は、第１４および第１５実施形態と同様、高圧タービン排気１１４から水分を分離し、捕集物２０１として、少なくとも分離された水分を捕集する湿分分離器２３１である。本実施形態では、高圧タービン排気１１４が、湿り蒸気になっており、湿分分離器２３１に流入される。
【０１５７】
図１８では、復水器１０４とボイラ１０８との間の経路上に、給水１１１を搬送するための給水ポンプ２２４が配置されている。さらに、図１８では、再熱タービン１１３の抽気口Ｅと復水器１０４との間の経路上に、給水ポンプ２２４を駆動するための給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５が配置されている。より詳細には、図１８の給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５は、中圧タービン１０２の出口付近に設けられた抽気口Ｅと復水器１０４との間に配置されている。本実施形態の捕集物流入経路Ｐは、捕集物２０１を、給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５内、または給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５への抽気流路に流入させる。
【０１５８】
図１８では、中圧タービン１０２の抽気口Ｅからの抽気蒸気が、符号２２１で示されている。本実施形態の捕集物流入経路Ｐは、捕集物２０１を、この抽気蒸気２２１が流れる抽気流路に合流させる。図１８では、捕集物２０１が合流した抽気蒸気が、符号２２２で示されている。この抽気蒸気２２２は、給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５に流入し、圧力、温度ともに低下しながら流通し、この給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５を駆動させる。
【０１５９】
給水ポンプ駆動用蒸気タービン排気２２６は、圧力、温度ともに充分に低下しており、復水器１０４に流入される。給水ポンプ２２４は、給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５により得られた動力を用いて駆動される。
【０１６０】
抽気蒸気２２１に合流する捕集物２０１は、周りの蒸気と比較するとごく少量なので、周りの蒸気により加熱される事で水は蒸気に変化し、給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５を駆動させる蒸気の一部になる。
【０１６１】
仮に捕集物２０１を復水器１０４に捨てると、捕集物２０１が冷却水にて冷却されるので、捕集物２０１のエンタルピが無駄になる。しかしながら、本実施形態では、捕集物２０１を抽気蒸気２２１に合流させるので、捕集物２０１のエンタルピが無駄にならない分だけ、ボイラ１０８の入熱量が減少し、蒸気タービンサイクル性能の低下が低減される。
【０１６２】
また、本実施形態では、捕集物２０１を給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５に使用するため、抽気蒸気量を減らす事が可能となる。よって、本実施形態によれば、抽気蒸気２２１の抽気場所よりも下流におけるタービン蒸気流量の低下が低減され、発電出力および蒸気タービンサイクル性能が改善される。
【０１６３】
以上のように、本実施形態によれば、高圧タービン１０１の排気から水分除去を行う場合に、捕集物２０１のエンタルピが無駄にならない分だけ、蒸気タービンサイクル性能を改善する事が可能となる。
【０１６４】
（第１７実施形態）
図１９は、第１７実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【０１６５】
第５実施形態（図７）では、液体２１３が、分離液体流通経路ＰXにより復水器１０４に流入される。これに対し、第１７実施形態（図１９）では、液体２１３が、分離液体流通経路ＰXにより、復水器１０４と復水ポンプ１０５との間に流入される。
【０１６６】
図７のように、液体２１３を復水器１０４に捨てると、液体２１３に含まれる顕熱が無駄になる。しかしながら、図１９では、液体２１３を給水１１１に流入させるので、液体２１３の顕熱が無駄にならない分だけ、ボイラ１０８の入熱量が減少し、蒸気タービンサイクル性能の低下が低減される。
【０１６７】
以上のように、本実施形態によれば、高圧タービン１０１の最終段の動翼の入口よりも上流の蒸気から水分除去を行う場合において、水分除去に伴う発電出力の低下および蒸気タービンサイクル性能の低下を低減する事が可能となる。具体的には、本実施形態によれば、液体２１３の顕熱が無駄にならない分だけ、蒸気タービンサイクル性能を改善する事が可能となる。
【０１６８】
（第１８実施形態）
図２０は、第１８実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【０１６９】
第５実施形態（図７）では、液体２１３が、分離液体流通経路ＰXにより復水器１０４に流入される。これに対し、第１８実施形態（図２０）では、液体２１３が、分離液体流通経路ＰXにより、高圧タービン１０１または再熱タービン１１３の抽気口Ｅと給水加熱器２２３との間の抽気蒸気２２１、またはこの給水加熱器２２３の内部に流入される。
【０１７０】
図７のように、液体２１３を復水器１０４に捨てると、液体２１３に含まれる顕熱が無駄になる。しかしながら、図２０では、液体２１３を抽気蒸気２２１に流入させるので、液体２１３の顕熱が無駄にならない分だけ、ボイラ１０８の入熱量が減少し、蒸気タービンサイクル性能の低下が低減される。
【０１７１】
また、本実施形態では、液体２１３を直接給水１１１に合流させる第１７実施形態に比べて、蒸気タービンサイクルがカルノーサイクルに近い分、蒸気タービンサイクル性能が高くなる。
【０１７２】
以上のように、本実施形態によれば、第１７実施形態と同様、高圧タービン１０１の排気から水分除去を行う場合において、水分除去に伴う発電出力の低下および蒸気タービンサイクル性能の低下を低減する事が可能となる。
【０１７３】
（第１９実施形態）
図２１は、第１９実施形態の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。
【０１７４】
第５実施形態（図７）では、液体２１３が、分離液体流通経路ＰXにより復水器１０４に流入される。これに対し、第１９実施形態（図２１）では、液体２１３が、分離液体流通経路ＰXにより、給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５内、または給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５への抽気流路に流入される。ただし、給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５につながる抽気口Ｅは、捕集場所Ｙよりも下流でより低圧な場所とする。
【０１７５】
抽気蒸気２２１に合流する捕集物２０１は、周りの蒸気と比較するとごく少量なので、周りの蒸気により加熱される事で水は蒸気に変化し、給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５を駆動させる蒸気の一部になる。
【０１７６】
図７のように、液体２１３を復水器１０４に捨てると、液体２１３に含まれる顕熱と圧力が無駄になる。しかしながら、図２１では、液体２１３を抽気蒸気２２１に合流させるので、液体２１３の顕熱と圧力が無駄にならない分だけ、ボイラ１０８の入熱量が減少し、蒸気タービンサイクル性能の低下が低減される。
【０１７７】
また、本実施形態では、液体２１３を給水ポンプ駆動用蒸気タービン２２５に使用するため、抽気蒸気量を減らす事が可能となる。よって、本実施形態によれば、抽気蒸気２２１の抽気場所よりも下流におけるタービン蒸気流量の低下が低減され、発電出力および蒸気タービンサイクル性能が改善される。
【０１７８】
以上のように、本実施形態によれば、第１７および第１８実施形態と同様、高圧タービン１０１の排気から水分除去を行う場合において、水分除去に伴う発電出力の低下および蒸気タービンサイクル性能の低下を低減する事が可能となる。
【０１７９】
（第２０実施形態）
第２０実施形態は、図１〜図６、図１２〜図１８に示されている。以下、第２０実施形態について、図１を参照して説明する。
【０１８０】
本実施形態では、捕集物流入経路Ｐ上に、捕集物２０１の流通を停止する開閉弁、あるいは捕集物２０１の流量を調整する圧力調整弁である弁２０２が設置されている。
【０１８１】
太陽熱発電では、太陽光線１１７（図２２）を受ける事のできない夜間や、太陽光線１１７が弱い天候の昼間には、集熱器１１９をバイパスして、蓄熱タンク内に貯蔵された熱媒体１１８を循環させる。これにより、各タービンの運転状態が変化する。また、昼間でも天候、季節、時刻によって太陽光線１１７の状態が異なるため、それに対応して各タービンの運転状態が変化する。
【０１８２】
そのため、タービンの運転状態によっては、捕集物２０１の流出場所の蒸気が湿り蒸気でない場合がある。この場合、捕集物２０１が捕集されないため、捕集物流入経路Ｐに乾き蒸気が流通してしまう。この場合、かえってタービン出力やタービンサイクル性能が低下してしまう。また、捕集物２０１の流出場所の蒸気が、湿り蒸気であっても湿り度が小さい場合にも、水分の捕集量がより少なく、蒸気の捕集量がより多くなるので、タービン出力やタービンサイクル性能が低下してしまう。
【０１８３】
これらの場合、本実施形態では、弁２０２を全閉にする事で、タービン出力やタービンサイクル性能を低下させずに維持する事ができる。
【０１８４】
また、本実施形態では、捕集機構がスリット付き静翼３１２である場合、吸い出し圧力差を、弁２０２の開度により調整する事ができる。これにより、例えば、随伴蒸気の吸い出し量を少なくする事が可能となる。
【０１８５】
本実施形態では、タービンの運転状態の変化に応じて、圧力差を調節する事も可能である。捕集機構がドレンキャッチャ３０４、または溝付き動翼３１１およびドレンキャッチャ３０４である場合にも、捕集物２０１の流出場所の蒸気の湿り度が小さいと、水分以外に蒸気が流出しやすい。よって、この場合には、弁２０２の開度を調節して、ドレンキャッチャ３０４からの捕集物２０１の流出を鈍らせる事で、水分以外の蒸気の流出を抑える事ができる。
【０１８６】
以上のように、本実施形態によれば、開閉弁または圧力調整弁である弁２０２により、捕集物流入経路Ｐ上を流通する捕集物２０１の流通や流量を、望ましいように制御する事が可能となる。
【０１８７】
（第２１実施形態）
第２１実施形態は、図７〜図１１、図１９〜図２１に示されている。以下、第２１実施形態について、図７を参照して説明する。
【０１８８】
本実施形態では、気液分離器２１２の下流における捕集物流入経路Ｐ上に、気体２１１の流通を停止する開閉弁、あるいは気体２１１の流量を調整する圧力調整弁である弁２０２が設置されている。さらには、分離液体流通経路ＰX上に、液体２１３の流通を停止する開閉弁、あるいは液体２１３の流量を調整する圧力調整弁である液流路弁２１４が設置されている。
【０１８９】
本実施形態では、タービンの運転状態に合わせて、弁２０２を全閉にするまたは開度調整すると共に、液流路弁２１４を全閉にするまたは開度調整する。これにより、第２１実施形態と同様の効果を得る事ができる。本実施形態では、捕集物２０１の捕集場所Ｙから気液分離器２１２までの捕集物流入経路Ｐ上に、開閉弁または圧力調整弁を設置しても構わない。
【０１９０】
以上のように、本実施形態によれば、開閉弁または圧力調整弁である弁２０２および液流路弁２１４により、捕集物２０１から分離された気体２１１および液体２１３の流通や流量を、望ましいように制御する事が可能となる。
【０１９１】
（第２２実施形態）
第２２実施形態は、図２４に示されている。図２４の捕集機構は、第１〜第１３および第１７〜第１９実施形態のいずれかと組み合わせて使用可能である。
【０１９２】
本実施形態では、高圧タービン１０１のケーシングの外周側の内壁面３０３に、水分を捕集する構造であるドレンキャッチャ３０４が設けられている。これにより、内壁面３０３に存在する水分を捕集する事が可能となる。本実施形態には、簡単な構造で捕集機構を実現できるという利点がある。
【０１９３】
（第２３実施形態）
第２３実施形態は、図２５に示されている。図２５の捕集機構は、第１〜第１３および第１７〜第１９実施形態のいずれかと組み合わせて使用可能である。
【０１９４】
本実施形態では、高圧タービン１０１の動翼３０１の表面に、内周から外周に向けて溝３０５が設けられている。さらには、高圧タービン１０１のケーシングの外周側の内壁面３０３に、ドレンキャッチャ３０４が設けられている。これにより、溝３０５で捕獲した水分を遠心力により内壁面３０３に向けて飛ばし、これをドレンキャッチャ３０４で捕集する事が可能となる。本実施形態には、第２２実施形態よりも積極的に水分除去できるという利点がある。
【０１９５】
（第２４実施形態）
第２４実施形態は、図２６〜図２８に示されている。図２６〜図２８の捕集機構は、第１〜第１３および第１７〜第１９実施形態のいずれかと組み合わせて使用可能である。
【０１９６】
本実施形態では、高圧タービン１０１の静翼３０２の表面に、スリット孔３０７が設けられている。さらには、この静翼３０２の内部に、スリット孔３０７から外周側への空洞３０８の流路が設けられている。これにより、この静翼３０２の表面に存在する水分を捕集して、高圧タービン１０１外へと流出させる構造が実現されている。
【０１９７】
静翼３０２の表面に存在する水分または湿り蒸気は、捕集物２０１の流出場所と流入場所との圧力差を用いて吸い出す。本実施形態には、第２２および第２３実施形態よりも積極的に水分除去できるという利点がある。
【０１９８】
また、第２３実施形態では、溝付き動翼３１１の形状が、空力的に最適な形状ではなくなるため、蒸気タービンサイクル性能が低下するのに対して、本実施形態のスリット付き静翼３１２によれば、このような性能低下を回避する事ができる。
【０１９９】
なお、図２４〜図２８では、捕集物２０１の流出場所として、復水器１０４が示されているが、これは、図２４〜図２８の捕集機構を、図２２または図２３の蒸気タービンプラントに適用した場合を示している。図２４〜図２８の捕集機構を、第１から第１３実施形態のいずれかに適用する場合には、捕集物２０１の流出場所は、これらの実施形態の説明中で示した場所となる。
【０２００】
（第２５実施形態）
第２５実施形態は、第１から第１９実施形態のいずれかと組み合わせて採用する事が可能である。
【０２０１】
第２５実施形態では、蒸気タービンプラントを構成する蒸気タービンを、太陽熱を用いて発生させた蒸気により駆動する。太陽熱を利用した蒸気タービンプラントでは、燃料の燃焼排ガスの熱を利用した蒸気タービンプラントと比較して、タービン入口蒸気温度が低く、タービン途中段から湿り蒸気になりやすい。
【０２０２】
また、太陽熱を利用した蒸気タービンプラントは、再熱サイクルの場合が多いが、この場合には、高圧タービン入口蒸気１１２の温度が低く、高圧タービン排気１１４が湿り蒸気になる事が多い。
【０２０３】
よって、水分除去に伴う発電出力の低下および蒸気タービンサイクル性能の低下を低減可能という第１から第１９実施形態の効果は、これらの実施形態を太陽熱発電に適用する場合に有効度が高い。
【０２０４】
（第２６実施形態）
第２６実施形態は、第１から第１９実施形態のいずれかと組み合わせて採用する事が可能である。
【０２０５】
第２６実施形態では、蒸気タービンプラントを構成する蒸気タービンを、地熱発電に用いる蒸気タービンとする。地熱発電における蒸気タービンプラントでは、タービン入口蒸気の湿り度がゼロでない事が多く、蒸気が下流に進むにつれて、さらに湿り度が上がっていく。
【０２０６】
よって、水分除去に伴う発電出力の低下および蒸気タービンサイクル性能の低下を低減可能という第１から第１９実施形態の効果は、これらの実施形態を、蒸気中の水分が非常に多い地熱発電に適用する場合に有効度が高い。
【０２０７】
図３０は、太陽熱発電用および地熱発電用の蒸気タービンプラントの構成を示す概略図である。以下、図３０を参照して、これらのプラントの構成の違いについて説明する。
【０２０８】
図３０(Ａ)および(Ｂ)にはそれぞれ、太陽熱発電用および地熱発電用の蒸気タービンプラントの構成が概略的に示されている。図３０(Ａ)では、復水器１０４からの水１１１は、ボイラ１０８に戻されて再利用されるのに対し、図３０(Ｂ)では、復水器１０４からの水１１１は、ボイラ１０８には戻されない。即ち、地熱発電用の蒸気タービンサイクルは、オープンサイクルとなっている。図３０(Ａ)および(Ｂ)における蒸気タービンサイクルは、実際には不図示の再熱器等を設けた再熱サイクルであるが、ここでは簡単のため、再熱器等の記載は省略されている。
【０２０９】
図３０(Ｂ)の蒸気タービンプラントは、セパレータ３２１と、温水ポンプ３２５と、冷却塔３２６とを具備している。
【０２１０】
セパレータ３２１は、生産井からの天然蒸気３２２を、より乾いた蒸気３２３と、熱水３２４とに分離する機構である。蒸気３２３は、高圧タービン１０１、中圧タービン１０２、および低圧タービン１０３を含むタービン群３３１を駆動するために使用され、熱水３２３は、還元井へと戻される。
【０２１１】
温水ポンプ３２５は、復水器１０４からの温水３２７を、冷却塔３２６に搬送するためのポンプである。冷却塔３２６は、温水３２７を大気に触れさせて冷却するための構造物である。冷却塔３２６により、温水３２７は冷水３２８へと冷却される。冷水３２８は、復水器１０４へと搬送され、蒸気を水に戻すために用いられる。なお、余剰な冷水３２８は、オーバーフロー水３２９として還元井へと戻される。
【０２１２】
なお、図３０(Ａ)および(Ｂ)に示すタービン群３３１と復水器１０４との間の構成については、図１〜図２３に示すいずれかの構成を適用可能である。
【０２１３】
（第２７実施形態）
第２７実施形態は、第１から第１９実施形態のいずれかと組み合わせて採用する事が可能である。
【０２１４】
第２７実施形態では、蒸気タービンプラントを構成する蒸気タービンを、原子力発電に用いる蒸気タービンとする。原子力発電における蒸気タービンプラントでは、タービン入口蒸気の湿り度がゼロでない事がほとんどであり、蒸気が下流に進むにつれて、さらに湿り度が上がっていく。
【０２１５】
蒸気タービンサイクルが再熱サイクルの場合には、再熱器１０９の直後の蒸気の湿り度はゼロでない事が多い。そして、再熱器１０９以降の蒸気タービンの多くの段にて、蒸気の湿り度はゼロでなく、蒸気が下流に進むにつれて湿り度が上がっていく。
【０２１６】
よって、水分除去に伴う発電出力の低下および蒸気タービンサイクル性能の低下を低減可能という第１から第１９実施形態の効果は、これらの実施形態を、蒸気中の水分が非常に多い原子力発電に適用する場合に有効度が高い。
【０２１７】
以上、本発明の具体的な態様の例を、第１から第２７実施形態により説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０２１８】
１０１：高圧タービン、１０２：中圧タービン、１０３：低圧タービン、
１０４：復水器、１０５：ポンプ、１０６：中圧タービン入口蒸気、
１０７：発電機、１０８：ボイラ、１０９：再熱器、１１０：加熱器、
１１１：給水、１１２：高圧タービン入口蒸気、１１３：再熱タービン、
１１４：高圧タービン排気、１１５：低圧タービン排気、１１６：熱媒体ポンプ、
１１７：太陽光線、１１８：熱媒体、１１９：集熱器、１２０：抽気蒸気、
１２１：給水加熱器、１２２：ドレン水ポンプ、１２３：中圧タービン排気、
２０１：捕集物、２０２：弁、２１１：気体、２１２：気液分離器、２１３：液体、
２１４：液流路弁、２２１：抽気蒸気、２２２：合流後の抽気蒸気、
２２３：給水加熱器、２２４：給水ポンプ、
２２５：給水ポンプ駆動用蒸気タービン、
２２６：給水ポンプ駆動用蒸気タービン排気、
２３１：湿分分離器、２３２：湿分分離後の蒸気、
３０１：動翼、３０２：静翼、３０３：蒸気流路外周側内壁面、
３０４：ドレンキャッチャ、３０５：溝、３０６：水滴、３０７：スリット孔、
３０８：空洞、３１１：溝付き動翼、３１２：スリット付き静翼、
３２１：セパレータ、３２２：天然蒸気、３２３：蒸気、３２４：熱水、
３２５：温水ポンプ、３２６：冷却塔、３２７：温水、３２８：冷水、
３２９：オーバーフロー水、３３１：タービン群、
４０１：高圧タービン膨張線、４０２：再熱タービン膨張線、４０３：飽和線、
４０４：高圧タービン入口点、４０５：高圧タービン出口点、
４０６：再熱タービン入口点、４０７：再熱タービン出口点、
Ｘ：排気口、Ｙ：捕集場所、Ｚ：捕集物の流入場所、Ｅ：抽気口、
Ｐ：捕集物流入経路、ＰX：分離液体流通経路、ＰY：分離蒸気流通経路
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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