(57)【要約】【課題】エネルギと水をそれぞれの需要に柔軟に対応して生産することができるタービンシステム及びその構築方法を提供する。【解決手段】ガスタービン設備１０と、このガスタービン設備１０からの排気ガスｅを熱源として蒸気を生成する蒸気生成設備２０と、この蒸気生成設備２０からの蒸気ｉにより回転動力を得る蒸気タービン設備３０と、上記蒸気生成設備２０からの蒸気ｌを利用して原水ｍを蒸留して純水ｎを得る水製造設備４０とを備える。【選択図】  図１
2006328977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気を生成する蒸気生成設備と、
この蒸気生成設備からの蒸気により回転動力を得る蒸気タービン設備と、
前記蒸気生成設備からの蒸気を利用して原水を蒸留して純水を得る水製造設備と
を備えたことを特徴とするタービンシステム。
【請求項２】
蒸気を生成する蒸気生成設備と、
この蒸気生成設備からの蒸気により回転動力を得る蒸気タービン設備と、
前記蒸気生成設備からの蒸気を利用して原水を蒸留して純水を得る水製造設備と、
前記蒸気タービン設備と前記水製造設備とに供給される蒸気の供給割合を調整する供給割合調整手段と
を備えたことを特徴とするタービンシステム。
【請求項３】
請求項２に記載されたタービンシステムにおいて、前記供給割合調整手段は、前記蒸気タービン設備への蒸気供給割合と前記水製造設備への蒸気供給割合をそれぞれ０に調整可能であることを特徴とするタービンシステム。
【請求項４】
請求項１に記載されたタービンシステムにおいて、前記蒸気生成設備からの蒸気を分岐部で分流させて前記蒸気タービン設備と前記水製造設備とにそれぞれ供給する分岐管路を備えたことを特徴とするタービンシステム。
【請求項５】
請求項１に記載されたタービンシステムにおいて、前記蒸気タービン設備への蒸気を生成する前記蒸気生成設備と、水製造設備用の蒸気を生成する前記蒸気生成設備とを有することを特徴とするタービンシステム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載されたタービンシステムにおいて、前記蒸気生成設備に排熱を供給するガスタービン設備を熱源として備えたことを特徴とするタービンシステム。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載されたタービンシステムにおいて、燃料の燃焼熱を利用して蒸気を生成するボイラを熱源として備えたことを特徴とするタービンシステム。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれかに記載されたタービンシステムにおいて、原子力により発生する熱を利用して蒸気を生成する原子炉を熱源として備えたことを特徴とするタービンシステム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載されたタービンシステムにおいて、前記蒸気生成設備で生成された過熱蒸気又は飽和蒸気を膨張仕事中に湿り蒸気にする前記蒸気タービン設備を備えたことを特徴とするタービンシステム。
【請求項１０】
蒸気を生成する蒸気生成設備とこの蒸気生成設備からの蒸気を利用して原水を蒸留して純水を得る水製造設備とを備えたプラントに、
前記蒸気生成設備からの蒸気により回転動力を得る蒸気タービン設備
を追加することを特徴とするタービンシステムの構築方法。
【請求項１１】
蒸気を生成する蒸気生成設備とこの蒸気生成設備からの蒸気を利用して原水を蒸留して純水を得る水製造設備とを備えたプラントに、
前記蒸気生成設備からの蒸気により回転動力を得る蒸気タービン設備と、
この蒸気タービン設備への蒸気を生成する他の蒸気生成設備と
を追加することを特徴とするタービンシステムの構築方法。
【請求項１２】
蒸気を生成する蒸気生成設備とこの蒸気生成設備からの蒸気により回転動力を得る蒸気タービン設備とを備えたプラントに、
前記蒸気生成設備からの蒸気を利用して原水を蒸留して純水を得る水製造設備
を追加することを特徴とするタービンシステムの構築方法。
【請求項１３】
蒸気を生成する蒸気生成設備とこの蒸気生成設備からの蒸気により回転動力を得る蒸気タービン設備とを備えたプラントに、
前記蒸気生成設備からの蒸気を利用して原水を蒸留して純水を得る水製造設備と、
この水製造設備への蒸気を生成する他の蒸気生成設備と
を追加することを特徴とするタービンシステムの構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービン設備と水製造設備を備えたタービンシステム及びその構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービン設備と水製造設備を備えたタービンシステムとして、ガスタービン設備の排熱を利用してフラッシュ型純水製造設備で純水を製造し、再度排熱を利用して製造した水から過熱蒸気を生成し、この過熱蒸気をガスタービン設備の燃焼器に噴射してガスタービン出力を増加させるものがある（特許文献１等参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１２５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば離島や砂漠地帯等に設置して１つのプラントでエネルギ（ここでは電力や動力等）と水とを得ようとすると、水については貯留できるのでストックがある限りプラントの運転状況に関わらず供給可能なのに対し、エネルギは性質上保存することができない。エネルギと水の供給に上記従来技術を適用した場合、エネルギ需要が変動するとガスタービン設備を適宜部分負荷運転に切り換える必要があるので、ガスタービン設備の排熱量が変動しエネルギ需要に伴って製造水量が変動してしまう。水の需給の不均衡は貯水で対応できるが、それも貯水設備の容量に制約される。したがって、場合によっては水の消費状況にエネルギ供給量が制約されることもあり得る。
【０００５】
本発明の目的は、エネルギと水をそれぞれの需要に柔軟に対応して生産することができるタービンシステム及びその構築方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、蒸気を生成する蒸気生成設備と、この蒸気生成設備からの蒸気により回転動力を得る蒸気タービン設備と、前記蒸気生成設備からの蒸気を利用して原水を蒸留して純水を得る水製造設備とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、エネルギと水をそれぞれの需要に柔軟に対応して生産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係るタービンシステムの全体構成を簡略的に表す回路図である。
図１に示すように、本システムは、ガスタービン設備１０、ガスタービン設備１０からの排気ガスを熱源として蒸気を生成する排熱回収型の蒸気生成設備２０、この蒸気生成設備２０からの蒸気により回転動力を得る蒸気タービン設備３０、及び蒸気生成設備２０からの蒸気を利用して原水（例えば海水や工業用水等）を蒸留して純水を得る水製造設備４０を備えている。
【０００９】
ガスタービン設備１０は排気ガス配管１９を介して蒸気生成設備２０に接続している。蒸気生成設備２０からは分岐管路２７が延びている。分岐管路２７は、蒸気生成設備２０の蒸気出口に接続した蒸気管２６、蒸気タービン設備３０の入口に接続した蒸気管３４、及び水製造設備４０の媒体入口に接続した蒸気管４２からなる。これら蒸気管２６，３４，４２は分岐部２８で接続している。また蒸気タービン設備３０は、復水管３６，２５を介して蒸気生成設備２０の入口部に接続している。また、復水管２５には水製造設備４０からの復水管４３が接続している。
【００１０】
ガスタービン設備１０は、圧縮機１１、燃焼器１２及びタービン１３を備えている。圧縮機１１は大気ａを吸い込んで所定圧力まで圧縮する。例えば、圧縮機１１の吸込空気流量は約８８ｋｇ／ｓ、圧力比は約１５である。圧縮された空気ｂは燃焼器１２に導かれ、燃料ｃを燃焼させるために使用される。これにより生成された高温高圧の燃焼ガスｄは下流に配置されたタービン１３に導かれ膨張仕事をする。燃焼ガスｄの温度は例えば１３００℃程度である。燃焼ガスｄの膨張仕事の一部はタービン１３の回転軸に接続された圧縮機１１の圧縮動力として消費され、残りの仕事がタービン１３の回転軸に接続された発電機１４で電力に変換される。発電機１４での発電量は例えば２７０００ｋＷ程度である。膨張仕事をした後、例えば５６０℃程度に温度及び圧力が低下した状態でガスタービン設備１０から排出される排気ガスｅは、加熱媒体として配管１９を介して蒸気生成設備２０に導かれる。
【００１１】
なお、本実施形態では一軸式のタービン１３を例示しているが、タービンは二軸式のものでも良い。またタービン１３の負荷機器として発電機１４を例示しているが、発電機１４に代えてポンプ等を接続することも考えられる。
【００１２】
蒸気生成設備２０は、複数（本実施形態においては３つ）の熱交換器を排気ガス流路内に備えている。これら熱交換器を排気ガス流路内の排気ガスの流れに沿って上流から過熱器２１、蒸発器２２及び節炭器２３とする。排気ガスｅを熱源としてそれら熱交換器２１〜２３により復水管２５からの給水ｆを加熱して過熱蒸気ｇを生成する。蒸気生成設備２０内に供給される給水ｆは例えば６０℃程度、過熱器２１で過熱された過熱蒸気ｇは例えば約２００℃で圧力比が８程度である。蒸気生成設備２０で加熱媒体として使用された結果、熱エネルギを回収され温度が例えば１４０℃程度に低下した排気ガスｈは排気管２４を介して大気放出される。
【００１３】
蒸気タービン設備３０は、蒸気タービン３１及び発電機３３を備えている。蒸気管２６，３４を介して蒸気タービン設備３０に供給された過熱蒸気ｉは蒸気タービン３１で膨張仕事をする。過熱蒸気ｉの膨張仕事によって得られた蒸気タービン３１の軸動力は蒸気タービン３１に接続している発電機３３にて電力に変換される。本実施形態において過熱蒸気ｉは蒸気タービン３１での膨張仕事中に湿り蒸気となる。この膨張仕事後の湿り蒸気ｊは復水器３２にて全量が水ｋにされたあと復水管３６，２５を介して蒸気生成設備２０に戻される。
【００１４】
なお、本実施形態では蒸気タービン３１が１つの場合を図示しているが、例えば高圧・中圧・低圧等の圧力の異なる複数の蒸気タービンが採用される場合もある。また蒸気タービン３１の負荷機器として発電機３３を例示しているが、場合によっては発電機３３に代えてポンプ等を接続することも考えられる。
【００１５】
水製造設備４０はリヒート型海水淡水化装置である。他にフラッシュ型海水淡水化装置等も利用可能である。この水製造設備４０では、蒸気管４２を介して導かれる過熱蒸気ｌを加熱媒体として原水（海水や工業用水等）ｍを蒸留し純水ｎを製造する。過熱蒸気ｌは純水ｎの製造に伴って水ｐとなり蒸気生成設備２０に戻される。
【００１６】
以上のように、本実施形態においては、蒸気生成設備２０からの蒸気が分岐部２８で分流して蒸気タービン設備３０と水製造設備４０とにそれぞれ供給されるようになっている。そして本実施形態では、蒸気タービン設備３０と水製造設備４０とに供給される過熱蒸気ｇの供給割合を調整する供給割合調整装置５０を備えている。供給割合調整装置５０は、蒸気タービン設備３０への蒸気管３４と水製造設備４０への蒸気管４２にそれぞれ設けた流量調整弁５１，５２を備えており、これら流量調整弁５１，５２の開度調整により蒸気タービン設備３０及び水製造設備４０への蒸気供給割合を調整する（過熱蒸気ｉ，ｌの流量を調節する）。これにより、水需要に対して電力需要の方が大きい場合は蒸気タービン設備３０への蒸気供給割合を大きくして発電量を増大させ、逆に電力需要に対して水需要が大きい場合は水製造設備４０への蒸気供給割合を大きくして水製造量を増大させることができる。
【００１７】
なお、供給割合調整装置５０の流量調整弁５１，５２は全閉時にはそれぞれ蒸気管３４，４２の流路を遮断することができ、蒸気タービン設備３０への蒸気供給割合（過熱蒸気ｉの流量）と水製造設備４０への蒸気供給割合（過熱蒸気ｌの流量）を０（ゼロ）にすることも可能である。流量調整弁５２を全閉にして過熱蒸気ｇの全量を蒸気タービン設備３０に供給した場合の発電量は例えば８０００ｋＷ程度であり、流量調整弁５１を全閉にして過熱蒸気ｇの全量を水製造設備４０に供給した場合の水製造量がは１２０ｋｇ／ｓ程度である。
【００１８】
このように本実施形態によれば、蒸気生成設備２０からの過熱蒸気ｇを蒸気タービン設備３０と水製造設備４０とに供給可能としたので、供給割合調整装置５０で過熱蒸気ｇの供給割合を調整することにより、ガスタービン設備１０によるエネルギに加え、排気ガスｅを有効利用して得られるエネルギと水の生産割合を任意に調整することができる。よって本実施形態によれば、エネルギと水をそれぞれの需要に柔軟に対応して生産することができる。
【００１９】
ここで、本発明に対する比較例として従来のタービンシステムの全体構成を簡略的に表す回路図を図２に示す。なお、図１に示した各部と同じ役割を果たす部分には図１と同符号を付して説明を省略する。
本比較例は、ガスタービン設備１０、蒸気生成設備２０及び水製造設備４０を備えている。ガスタービン設備１０は発電機１４を駆動し発電する。ガスタービン設備１０からの排気ガスｅは下流に配置された蒸気生成設備２０に導かれる。この蒸気生成設備２０では排気ガスｅを熱源として過熱蒸気ｇが生成される。生成された過熱蒸気ｇは水製造設備４０に導かれる。水製造設備４０では過熱蒸気ｇを熱源として原水ｍから純水ｎが製造される。水製造設備４０で利用された過熱蒸気ｇは水ｏとなって蒸気生成設備２０に回収される。この比較例ではガスタービン設備１０の排熱を全て水製造に利用するために電力需要及び水需要の双方を考慮して運用する必要がある。
【００２０】
終日定格運転する場合の比較例の電力及び水の生産能力が図３に示した程度である場合、１日当たりの水需要が水製造設備４０の能力の半分程度のとき、水の需要を考慮すると、半日程度定格運転する（図４参照）か終日に亘って５０％程度の部分負荷運転をする（図５参照）必要がある。しかし一般にガスタービン設備の起動・停止時には作動媒体の温度及び圧力が大きく変化するため、構成部品に差圧変化による応力や温度変化に伴う熱応力あるいは熱変形に伴う応力が生じてしまう。そのため、図４のように起動・停止を繰り返す運転は信頼性の観点から好ましくなく、さらに起動・停止過程の燃料が無駄に消費されるので運転効率の観点からも好ましくない。一方、図５のような部分負荷運転は定格運転に比して効率が低く効率面で好ましくなく、また作動媒体の温度及び圧力が変動するのでやはり信頼性及び性能の観点から好ましくない。
【００２１】
それに対し、本実施形態は蒸気生成設備２０の発生蒸気の供給割合を蒸気タービン設備３０と水製造設備４０とで任意に調整することができるので、ガスタービン設備１０の運転を終日定格運転としても、エネルギや水の需要の変化には蒸気タービン設備３０と水製造設備４０への蒸気供給割合を調整することにより対応することができる。例えば、１日当たりの水需要が本実施形態のタービンシステムの能力の半分程度である場合に、例えばガスタービン設備１０を終日定格運転しつつ、昼間は蒸気タービン設備３０のみを運転して発電量を増大させ夜間は水製造設備４０のみを運転して水製造するといった運用が可能である（図６参照）。一般に電力需要は夜間よりも昼間の方が大きいが、本実施形態によればそれに対応して図６のような運用が容易な点は大きなメリットである。また、蒸気タービン設備３０のみの運転と水製造設備４０のみの運転とを切り換える際、図７に示したように需要に応じて一定時間両方を所定割合で並行して運転することも可能である。
【００２２】
以上のように本実施形態によればエネルギと水のそれぞれの需要に柔軟に対応することができる。しかも、一旦起動すれば運転途中で起動・停止あるいは部分負荷運転することなく広範囲な水需要量に対応できエネルギ生産効率も高い。例えば需要に対して水が余剰になった場合、ガスタービン設備１０を停止したり部分負荷運転にしたりすることなく、水製造設備４０のみを休止したり部分負荷運転したりすることもできる。この場合、水製造設備の休止あるいは部分負荷運転により余剰となったエネルギ（余剰蒸気や高温化した排気ガス）は、蒸気タービン設備３０で利用されるためプラント全体の効率はほとんど低下しない。このようにプラント全体の効率を高く保ったまま発電と水製造の割合を調整できるため、より多様な電力需要と水需要の組み合わせに対応することができる。また、ガスタービン設備１０を終日定格運転することができるので、作動流体の圧力や温度の変化も最小限に抑えることができ信頼性も高い。
【００２３】
図８は本発明の第２実施形態に係るタービンシステムの全体構成を簡略的に表す回路図である。図８において図１と同様又は同様の役割を果たす部分には同符号を付し説明を省略する。
図８に示すように、本実施形態に係るタービンシステムは、ガスタービン設備１０、第１及び第２蒸気生成設備６０，２０、蒸気タービン設備３０、及び水製造設備４０を備えている。ガスタービン設備１０、第２蒸気生成設備２０、蒸気タービン設備３０、及び水製造設備４０は、第１実施形態のガスタービン設備１０、蒸気生成設備２０、蒸気タービン設備３０、及び水製造設備４０とそれぞれ同様の構成である。本実施の形態において、第１蒸気生成設備６０は水製造設備４０用の蒸気を生成し、第２蒸気生成設備２０は蒸気タービン設備３０への蒸気を生成する。また第１蒸気生成設備６０は空焚き可能な蒸気設備である。
【００２４】
ガスタービン設備１０は排気ガス配管１９を介して第１蒸気生成設備６０に接続している。第１及び第２蒸気生成設備６０，２０の間は排気ガス配管６１により接続されている。第１蒸気生成設備６０からの蒸気管４２は水製造設備４０に接続し、水製造設備４０からの戻り管路４３は第１蒸気生成設備６０に接続している。戻り管路４３には流量調整弁５２が設けられている。一方、第２蒸気生成設備２０は蒸気管３４を介して蒸気タービン設備３０に接続し、蒸気タービン設備３０は復水管３６，２５を介して第２蒸気生成設備２０に接続している。また蒸気管３４と復水管３６は開閉弁３８及び冷却器３９を有するバイパス管路３５を介して接続されている。また、蒸気管３４のバイパス管路３５との接続部分よりも下流側の位置には開閉弁３７が設けられている。そして復水管３６には、バイパス管路３５との接続部分を境に上流側に流量調整弁５１が、下流側に復水器３２がそれぞれ設けられている。
【００２５】
第１実施形態では、蒸気タービン設備３０と水製造設備４０とに共用の蒸気生成設備２０が接続していたが、本実施形態では水製造設備４０と蒸気タービン設備３０にそれぞれ専用の蒸気生成設備６０，２０が設けられている。その他の構成に関しては、本実施形態のタービンシステムは第１実施形態と同様の構成である。
【００２６】
上記構成の本実施形態におけるタービンシステムでは、まずガスタービン設備１０にて圧縮機１１は大気ａを吸い込み所定の圧力まで圧縮する。吸込空気流量は例えば８８ｋｇ／ｓ程度、圧力比は１５程度である。圧縮された空気ｂは燃焼器１２で燃料ｃとともに燃焼さられ、生成した例えば１３００℃程度の高温・高圧の燃焼ガスｄはタービン１３に導かれ膨張仕事をする。この膨張仕事の一部は圧縮機１１の圧縮動力として消費され、残りは発電機１４で電力に変換される。本実施例では、約２７０００ｋＷ程度の発電量が想定される。
【００２７】
ガスタービン設備１０からの例えば５６０℃程度の排気ガスｅは排気ガス配管１９を介して第１蒸気生成設備６０に導かれる。第１蒸気生成設備６０では排気ガスｅを熱源として給水ｐから過熱蒸気ｌを生成する。この過熱蒸気ｌは水製造設備４０に導かれ、原水ｍから純水ｎを製造するのに利用される。過熱蒸気ｌの最大流量を水製造設備４０に供給した場合、水ｎの製造量は例えば１２０ｋｇ／ｓ程度である。水製造に利用された過熱蒸気ｌは、水ｏとなって戻り管路４３を介して第１蒸気生成設備６０に戻される。
【００２８】
第１蒸気生成設備６０を出た排気ガスｑは排気ガス配管６１を介して第２蒸気生成設備２０に導かれる。第１蒸気生成設備２０では、過熱器２１・蒸発器２２・節炭器２３で排気ガスｑの熱を利用して給水ｆから過熱蒸気ｇが生成され、熱エネルギを回収された排気ガスｈは大気放出される。生成された過熱蒸気ｇは蒸気タービン設備３０へ導かれ蒸気タービン３１に軸動力を与えることで発電機３３を駆動する。過熱蒸気ｇの最大流量を蒸気タービン設備３０に供給した場合、発電量は例えば８０００ｋＷ程度である。蒸気タービン３１で仕事をして排出された湿り蒸気ｊは復水器３２にて水ｋにされて第２蒸気生成設備２０に戻される。
【００２９】
例えば１日当たりの水需要が能力の半分程度の場合を考える。この場合、例えば日中に発電し夜間に水製造をする運転スケジュールを想定すると、昼間は流量調整弁５１を全開にして蒸気タービン設備３０を運転し、流量調整弁５２を全閉にして水製造設備４０を休止する。このときの開閉弁３７，３８の開閉状態はそれぞれ開・閉である。逆に夜間は流量調整弁５１を全閉にして蒸気タービン設備３０を休止し、流量調整弁５２を全開にして水製造設備４０を運転する。このとき、開閉弁３７を全閉、開閉弁３８を全開にすることで、第２蒸気生成設備２０で発生した過熱蒸気ｇは蒸気管３４からバイパス管路３５に流入して冷却器３９で冷却され、復水器３２で復水されて第２蒸気生成設備２０に戻される。これにより第２蒸気生成設備２０の過熱が防止される。
【００３０】
本実施形態においても、ガスタービン設備１０の排熱により蒸気生成設備６０，２０により蒸気が生成され、流量調整弁５２，５１を開度調整すること等によって蒸気生成設備６０，２０で発生した蒸気を水製造設備４０・蒸気タービン設備３０で任意に利用することができる。したがって、先の第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、水製造設備４０及び蒸気タービン設備３０は、利用する過熱蒸気の状態量がそれぞれに適した蒸気条件となるように設計する必要がある。例えば蒸気タービン設備３０で利用する過熱蒸気ｉの圧力と温度は、水製造設備４０で利用する過熱蒸気ｌよりも高温・高圧となるようにすることが好ましい。また、図示してはいないが、圧力が異なる複数の蒸気を生成する複圧式の蒸気生成設備と作動蒸気の圧力が異なる複数の蒸気タービン群を使用することにより更に蒸気タービン設備の出力が増加する。
【００３２】
図９にそのような本発明の第３実施形態に係るタービンシステムの全体構成を簡略的に表す。説明の省略のために図９において先の各図と同様又は同様の役割を果たす部分には同符号を付してある。
図９に示すように、本実施の形態において、蒸気生成設備２０は公知の構成の複圧式の蒸気生成設備であり、過熱器２１Ｈと蒸発器２２Ｈと節炭器２３Ｈを有する高圧蒸気生成部、過熱器２１Mと蒸発器２２Mと節炭器２３Mを有する中圧蒸気生成部、及び過熱器２１Ｌと蒸発器２２Ｌと節炭器２３Ｌを有する低圧蒸気生成部を備えている。これら高圧蒸気生成部・中圧蒸気生成部・低圧蒸気生成部は、排気ガス流路内の排気ガスの流れに沿って上流からこの順で設けられており、それぞれに関しては第１実施形態の蒸気生成部２０とほぼ同様である。また本実施形態における蒸気タービン設備３０は、高圧蒸気タービン３１Ｈ、中圧蒸気タービン３１Ｍ、及び低圧蒸気タービン３１Ｌを有しており、高圧蒸気タービン３１Ｈは高圧蒸気生成部で生成した高圧の過熱蒸気により、中圧蒸気タービン３１Ｍは主に中圧蒸気生成部で生成した中圧の過熱蒸気により、低圧蒸気タービン３１Ｌは主に低圧蒸気生成部で生成した低圧の過熱蒸気により駆動される。
【００３３】
低圧蒸気生成部は分岐管路２７を介して低圧蒸気タービン３１Ｌと水製造設備４０とに接続しており、低圧蒸気タービン３１Ｌ及び水製造設備４０への蒸気供給割合は流量調整弁５１，５２の開度調整により任意に調整可能である。低圧蒸気タービン３１Ｌ及び水製造設備４０で仕事をした蒸気はともに水になって低圧蒸気生成部に戻される。中圧蒸気生成部へは低圧蒸気生成部の節炭器２３Ｌを通過して予熱された蒸気が供給され、この蒸気から生成された過熱蒸気が中圧蒸気タービン３１Ｍに供給される。中圧蒸気タービン３１Ｍで仕事をした蒸気は低圧蒸気生成部からの蒸気管２６に合流させられて低圧蒸気タービン３１Ｌ又は水製造設備４０に供給される。高圧蒸気生成部へは中圧蒸気生成部の節炭器２３Ｍを通過して予熱された蒸気が供給され、この蒸気から生成された過熱蒸気が高圧蒸気タービン３１Ｈに供給される。そして高圧蒸気タービン３１Ｈで仕事をした蒸気は蒸気生成部２０の排気ガス流れ方向の最上流部に戻され再度過熱されて中圧蒸気タービン３１Ｍに供給される。
【００３４】
つまり、高圧蒸気生成部で生成した蒸気は高圧蒸気タービン３１Ｈを駆動した後も中圧蒸気タービンＭ・低圧蒸気タービン３１Ｌを順次駆動するのに利用される。中圧蒸気生成部で生成した蒸気は中圧蒸気タービン３１Ｍを駆動してから低圧蒸気タービン３１Ｌを駆動するのに利用される。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００３５】
本実施形態によれば、蒸気タービン及び蒸気生成設備を多段に構成したことにより、圧力の異なる蒸気が対応の蒸気タービンで使用され、最終的に低圧タービン３１Ｌ又は水製造設備４０で利用される。このように構成することにより、第１実施形態と同様の効果に加えて、エネルギ効率を高めることができる。
【００３６】
なお、以上の各実施形態では、ガスタービン設備の排熱を利用する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、水製造設備及び蒸気タービン設備を駆動するための蒸気の生成方法はこの限りではなく熱源がガスタービン設備である必要はない。例えば、図１０に示すようにボイラ１２Ｂを熱源として用いても良い。ボイラ１２Ｂは燃料ｃ（石炭やその他の化石燃料）を燃焼して排気ガスｅを生成させる極一般的なもので足り、生成した排気ガスｅを蒸気生成設備２０に供給する。その他の構成は第１実施形態と同様である。もちろん第２及び第３実施形態のガスタービン設備１０をボイラ１２Ｂに代えることもできる。またボイラに限らず、図１１に示すように原子炉１２Ｎを熱源として用いることも考えられる。図１１の構成例は、原子炉１２Ｎで発生した核反応熱を蒸気生成設備２０（この場合熱交換器でなく貯水タンク等）に供給し、蒸気生成設備２０内の水を過熱蒸気に変えて蒸気タービン設備や水製造設備に供給するものである。その他の構成は第１実施形態と同様である。もちろんこの例の原子炉１２Ｎ及び蒸気生成設備２０も第２及び第３実施形態のガスタービン設備１０に代えることができる。これらの場合も同様の効果を得ることができる。
【００３７】
このように、水製造設備及び蒸気タービン設備を駆動するための蒸気の生成方法は特に限定されず、図１０及び図１１に示したものの他にもごみ等の可燃物を燃焼させることにより発生する熱エネルギを利用して蒸気を生成することが考えられる。
【００３８】
さらに以上の各実施形態のタービンシステムは、蒸気生成設備と蒸気タービン設備と水製造設備とがあれば構築可能であるため、既存のプラントに対して不足する設備を追加することで容易に構築することができることも大きなメリットである。つまり、蒸気生成設備とこの蒸気生成設備からの蒸気を利用する水製造設備とを備えたプラントが既存する場合、これに蒸気生成設備からの蒸気により回転動力を得る蒸気タービン設備（必要であればこの蒸気タービン設備への蒸気を生成する他の蒸気生成設備）を追加することで本発明のタービンシステムを構築することができる。また、蒸気生成設備とこの蒸気生成設備からの蒸気を利用する蒸気タービン設備とを備えた既設プラントには、蒸気生成設備からの蒸気を利用する水製造設備（必要であればこの水製造設備への蒸気を生成する他の蒸気生成設備）を追加することで本発明のタービンシステムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るタービンシステムの全体構成を簡略的に表す回路図である。
【図２】本発明に対する比較例である従来のタービンシステムの全体構成を簡略的に表す回路図である。
【図３】終日定格運転した場合の電力及び水の生産能力を表すグラフである。
【図４】１日当たりの水需要が水製造設備の能力の半分程度のとき、従来のタービンシステムを半日程度定格運転する場合の運転スケジュールを表すグラフである。
【図５】１日当たりの水需要が水製造設備の能力の半分程度のとき、従来のタービンシステムを終日に亘って５０％程度の部分負荷運転をする場合の運転スケジュールを表すグラフである。
【図６】１日当たりの水需要が能力の半分程度である場合の本発明のタービンシステムの運転スケジュールの一例を表すグラフである。
【図７】１日当たりの水需要が能力の半分程度である場合の本発明のタービンシステムの運転スケジュールの他の例を表すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態に係るタービンシステムの全体構成を簡略的に表す回路図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係るタービンシステムの全体構成を簡略的に表す回路図である。
【図１０】本発明のタービンシステムのさらに他の構成例の全体構成を簡略的に表す回路図である。
【図１１】本発明のタービンシステムのさらに他の構成例の全体構成を簡略的に表す回路図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０    ガスタービン設備
１２Ｂ  ボイラ
１２Ｎ  原子炉
２０    蒸気生成設備（第２蒸気生成設備）
２７    分岐管路
２８    分岐部
３０    蒸気タービン設備
４０    水製造設備
５０    供給割合調整装置
６０    第１蒸気生成設備
【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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