(57)【要約】【課題】地熱発電装置における蒸気タービン排気蒸気を処理する装置において、蒸気タービン排気蒸気の復水を、ポンプ動力を用いることなく冷却塔に送水することができる地熱発電装置における蒸気タービン排気蒸気処理装置を提供する。【解決手段】本発明に係る蒸気タービン排気蒸気処理装置１は、地熱発電装置における蒸気タービン３から排気される蒸気と冷却水を接触させて前記蒸気を凝縮させると共に供給した冷却水と凝縮した蒸気復水の混合水を昇圧するインジェクタ５と、インジェクタ５で昇圧された水の供給を受けてこれを冷却する冷却塔７と、冷却塔７で冷却された水を冷却水としてインジェクタ５に供給する冷却水供給ライン９と、冷却水供給ライン９に設けられて供給する冷却水の流量を調整する流量調整弁１１とを備えてなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地熱発電装置における蒸気タービンから排気される蒸気と冷却水を接触させて前記蒸気を凝縮させると共に供給した冷却水と凝縮した蒸気復水の混合水を昇圧するインジェクタと、該インジェクタで昇圧された水の供給を受けてこれを冷却する冷却塔と、該冷却塔で冷却された水を冷却水として前記インジェクタに供給する冷却水供給ラインと、該冷却水供給ラインに設けられて供給する冷却水の流量を調整する流量調整弁とを備えてなることを特徴とする蒸気タービン排気蒸気処理装置。
【請求項２】
前記インジェクタを並列に複数設置したことを特徴とする請求項１記載の蒸気タービン排気蒸気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地熱発電装置における蒸気タービンから排気される蒸気を処理する蒸気タービン排気蒸気処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地熱発電装置のように蒸気が外部から供給される場合、蒸気タービンの復水装置においては、冷却水と蒸気タービン排気蒸気を直接接触させて復水する方式が採用されている。
例えば、特許文献１においては、冷却塔から復水器に送水された冷却水は、復水器で蒸気タービン排気蒸気と接触して、蒸気復水との混合水となって冷却塔に送られ、冷却塔で冷却された後、冷却水として再び復水器に送られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−７６２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、冷却塔は大気開放型のものが用いられるため、圧力は大気圧となる。特許文献１に開示された装置においても冷却塔は大気圧であるが、復水器は負圧であるため、復水器から冷却塔へ混合水を送水するには混合水を昇圧する必要がある。そこで、特許文献１においては、復水ポンプを設置して、混合水の昇圧・送水を行っている。
このため、特許文献１では、ポンプ動力が必要とされていた。
【０００５】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、地熱発電装置における蒸気タービン排気蒸気を処理する装置において、蒸気タービン排気蒸気の復水を、ポンプ動力を用いることなく冷却塔に送水することができる地熱発電装置における蒸気タービン排気蒸気処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者は上記の課題を解決するため鋭意検討した結果、蒸気タービン排気蒸気の直接接触型復水器としてインジェクタを適用することを考えた。インジェクタは、蒸気と冷却水との直接接触により蒸気を凝縮（復水）しつつ、蒸気の保有するエネルギーで混合水（冷却水と蒸気復水）を冷却水圧力より昇圧して吐出することができる装置である。このようなインジェクタを直接接触型復水器として適用することにより、昇圧された混合水を得ることができるので、ポンプ動力が不要又は削減できる。
本発明はかかる知見に基づくものであり、具体的には以下の構成からなるものである。
【０００７】
（１）本発明に係る蒸気タービン排気蒸気処理装置は、地熱発電装置における蒸気タービンから排気される蒸気と冷却水を接触させて前記蒸気を凝縮させると共に供給した冷却水と凝縮した蒸気復水の混合水を昇圧するインジェクタと、該インジェクタで昇圧された水の供給を受けてこれを冷却する冷却塔と、該冷却塔で冷却された水を冷却水として前記インジェクタに供給する冷却水供給ラインと、該冷却水供給ラインに設けられて供給する冷却水の流量を調整する流量調整弁とを備えてなることを特徴とするものである。
【０００８】
（２）上記（１）に記載のものにおいて、前記インジェクタを並列に複数設置したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明においては、地熱発電装置における蒸気タービンから排気される蒸気と冷却水を接触させて前記蒸気を凝縮させると共に供給した冷却水と凝縮した蒸気復水の混合水を昇圧するインジェクタと、該インジェクタで昇圧された水の供給を受けてこれを冷却する冷却塔と、該冷却塔で冷却された水を冷却水として前記インジェクタに供給する冷却水供給ラインと、該冷却水供給ラインに設けられて供給する冷却水の流量を調整する流量調整弁とを備えてなることにより、インジェクタの出側で昇圧された混合水を得ることができる。このため、混合水を冷却塔へ送る際の必要昇圧幅の一部もしくは全部を、インジェクタで昇圧することが可能となり、従来必要であった昇圧ポンプ動力を削減もしくは不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態にかかる蒸気タービン排気蒸気処理装置の説明図である。
【図２】本実施の形態に用いるインジェクタの構造及び作動原理の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施の形態に係る蒸気タービン排気蒸気処理装置１は、図１に示すように、地熱発電装置における蒸気タービン３から排気される蒸気と冷却水を接触させて復水するインジェクタ５と、インジェクタ５で昇圧された水の供給を受けてこれを冷却する冷却塔７と、冷却塔７で冷却された水を冷却水としてインジェクタ５に供給する冷却水供給ライン９と、冷却水供給ライン９に設けられて供給する冷却水の流量を調整する流量調整弁１１とを備えてなるものである。
以下、各構成を詳細に説明する。
【００１２】
＜蒸気タービン＞
蒸気タービン３は、地熱井で発生した蒸気を供給して回転駆動するものであり、発電機等（図示せず）が連結される。
なお、蒸気タービン３を回転駆動した蒸気はインジェクタ５に排気される。
【００１３】
＜インジェクタ＞
インジェクタ５は、蒸気タービン３から排気される蒸気と冷却塔７から送水された冷却水とを接触させて蒸気を凝縮させる。そして、凝縮した蒸気復水と供給した冷却水とを混合水として昇圧して冷却塔７に送水する機能を有している。
インジェクタ５の基本構成と作動原理を、図２に基づいて説明する。
【００１４】
インジェクタ５は、冷却水が供給される筒状の冷却水供給部１３と、冷却水供給部１３を覆うように設けられ、蒸気が供給される蒸気供給部１５と、冷却水と蒸気が混合される混合部１７と、混合部１７の下流側で縮径されたスロート部１９と、スロート部１９の下流側で拡径されたディフューザ部２１とを備えている。
【００１５】
上記のように構成されたインジェクタ５において、冷却水供給部１３に冷却水を、蒸気供給部１５に蒸気を供給すると、混合部１７において蒸気と冷却水が接触して蒸気が凝縮する。蒸気の凝縮によってインジェクタ５の内部（混合部１７）の圧力が低下することにより、冷却水と蒸気を吸引する作用が発生する。
【００１６】
蒸気が吸引される際に高速流となり、この運動エネルギーが、蒸気が凝縮する際に冷却水に受け渡され、冷却水（混合水）を加速する。この冷却水（混合水）がスロート部１９を通過後に拡径されたディフューザ部２１において流速が低下し、これによって圧力回復されて、冷却水（混合水）は昇圧されて吐出される。
【００１７】
なお、上述したインジェクタ５は、蒸気供給部１５が冷却水供給部１３を覆うように設けられているが、これに限定されるものではなく、供給された冷却水と蒸気が互いに接触しながら同一方向に流出する構造となっていればよい。例えば、上述したものとは逆に、冷却水供給部１３が筒状の蒸気供給部１５を覆うように設けても良い。
【００１８】
また、インジェクタ５の起動時に内部の流体を流出しやすくするために、スロート部１９またはその上流側にドレン管２３を設け、ドレン管２３にインジェクタ５から流出する方向のみに流体を流すような開閉弁、例えば逆止弁２５を設けるようにしてもよい。このようにすることで、インジェクタ５の起動を容易にする効果が得られる。
【００１９】
本実施の形態では、インジェクタ５を復水器として機能させているが、復水器は圧損が小さいほうが望ましいので、インジェクタ５を並列に複数設置するのが好ましい。インジェクタ５を並列に複数設置することにより、復水器としての圧力損失を低減し、蒸気タービン３の出力を低下させること無く昇圧ポンプ動力の削減効果を得ることができる。
【００２０】
＜冷却塔＞
冷却塔７は、インジェクタ５で昇圧された水の供給を受けてこれを冷却する。一般的に用いられる大気開放型であり、水の圧力は大気圧である。
【００２１】
＜冷却水供給ライン＞
冷却水供給ライン９は、冷却塔７で冷却された水を冷却水としてインジェクタ５に供給するラインである。
【００２２】
＜流量調整弁＞
流量調整弁１１は、冷却水供給ライン９に設けられてインジェクタ５に供給する冷却水の流量を調整する。インジェクタ５の作動には、冷却水で蒸気タービン３の排気蒸気を凝縮させることが前提となるため、冷却水と排気蒸気の流量条件が重要となる。この点、本実施の形態では、冷却水供給ライン９に流量調整弁１１を設けると共に、インジェクタ５の吐出側に温度計２７と圧力計２９を設け、これら温度計２７と圧力計２９の計測値を制御装置３１に入力して、制御装置３１によって流量調整弁１１を調整して、供給する冷却水の量を適切な量に調整するようにしている。
【００２３】
例えば、温度計２７と圧力計２９によってインジェクタ５の吐出側の昇圧された混合水の温度と圧力を計測し、混合水が過冷却度を持つように、すなわち、計測された圧力における飽和温度より低い温度となるように、インジェクタ５に供給する冷却水の流量を流量調整弁１１により調整するとよい。
また、インジェクタ５にドレン管２３が設けられている場合には、インジェクタ５から流出する方向のみに開く逆止弁２５を介して、その流出端をインジェクタ５の吐出側配管に接続するようにする。
【００２４】
以上のように構成された本実施の形態においては、蒸気タービン３から排気される排気蒸気と冷却水がインジェクタ５に供給され、インジェクタ５において蒸気が復水されると共に冷却水と蒸気復水が混合された混合水は昇圧され、冷却塔７に送水される。冷却塔７で冷却された混合水は、冷却水として再びインジェクタ５に供給される。
本実施の形態では、蒸気タービン３から排気される排気蒸気に冷却水を直接接触させて復水する復水器としてインジェクタ５を適用したことにより、従来必要であった復水を昇圧して冷却塔７に送水する復水ポンプが不要となり、動力の削減が実現できる。
【００２５】
なお、インジェクタ５による昇圧では圧力が不足する場合には、インジェクタ５から冷却塔７への送水ラインに補助ポンプを設置するようにしてもよい。補助ポンプを設置する場合であっても、本発明のようにインジェクタ５を復水器として用いることで、従来の復水ポンプよりも必要昇圧幅が小さくなり動力の削減ができるので、全体として動力削減効果が得られる。
【符号の説明】
【００２６】
１  蒸気タービン排気蒸気処理装置
３  蒸気タービン
５  インジェクタ
７  冷却塔
９  冷却水供給ライン
１１  流量調整弁
１３  冷却水供給部
１５  蒸気供給部
１７  混合部
１９  スロート部
２１  ディフューザ部
２３  ドレン管
２５  逆止弁
２７  温度計
２９  圧力計
３１  制御装置
【図１】
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【図２】
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