(57)【要約】【課題】タービン出力を大きくすることによって、蒸気タービンの発電効率を向上させること。【解決手段】蒸気供給管１に気液分離器７を介して蒸気タービン２と接続する。蒸気タービン２の出力軸に発電機３を連結する。蒸気タービン２の出口側に蒸気凝縮器４を接続する。蒸気凝縮器４の下方に復水タンク２０を介して液体圧送装置５の復水流入口１１と接続する。液体圧送装置５に、復水圧送口１２と高圧圧送流体の導入口１３及び排出口１４を設ける。蒸気供給管１から蒸気タービン２へ供給される蒸気によって、蒸気タービン２が回転され発電機３で発電する。この場合、蒸気タービン２の入口と出口の圧力差が大きいために効率良く発電する。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気タービンの入口側へ蒸気源から蒸気を供給する蒸気供給管を接続して、当該蒸気供給管から蒸気タービンに供給される蒸気によって発電するものにおいて、蒸気タービンの出口側へ蒸気凝縮器と液体圧送装置から成る真空吸引手段を接続して、当該真空吸引手段によって蒸気タービンから真空吸引手段の間を所定の真空状態に維持することを特徴とする蒸気による発電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種蒸気使用装置へ供給され余った余剰蒸気や、コージェネレーション・システムで発生して余った余剰蒸気等を利用して蒸気タービンで電力を発生させる蒸気による発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平２−６１３０５号公報
これには、蒸気タービンの入口側に排気圧力調整弁を設け、蒸気発生器で発生した蒸気を蒸気タービンで減圧してプロセスに供給すると同時に、蒸気タービンの余剰出力を電力に変換する蒸気タービンを利用した発電装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の発電装置では、蒸気タービンの発電効率が低い値となってしまう問題があった。これは、タービン出口側をプロセスと連結しているために、タービンの入口から出口の熱落差が小さく、単位蒸気流量当たりの出力が小さなものとなってしまうためである。
【０００４】
従って、本発明の課題は、タービンでの熱落差を大きく確保して、タービン出力を大きくすることによって、蒸気タービンの発電効率を向上させることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた本発明の手段は、蒸気タービンの入口側へ蒸気源から蒸気を供給する蒸気供給管を接続して、当該蒸気供給管から蒸気タービンに供給される蒸気によって発電するものにおいて、蒸気タービンの出口側へ蒸気凝縮器と液体圧送装置から成る真空吸引手段を接続して、当該真空吸引手段によって蒸気タービンから真空吸引手段の間を所定の真空状態に維持するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
蒸気凝縮器と液体圧送装置から成る真空吸引手段によって蒸気タービンから真空吸引手段の間を所定の真空状態に維持することにより、大きな熱落差が得られ、蒸気の保有する熱エネルギを最大限活用してタービン出力を大きなものとすることができ、蒸気タービンの発電効率を向上させることができる。
【０００７】
【実施例】
図１において、蒸気供給管１にその入口側を接続した蒸気タービン２と、この蒸気タービン２の出力軸と連結した発電機３と、蒸気タービン２の出口側と接続した蒸気凝縮器４、及び、液体圧送装置５とで蒸気による発電装置を構成する。
【０００８】
図示しない蒸気源と接続した蒸気供給管１は、スチームトラップ６を内蔵した気液分離器７を介在して蒸気タービン２と接続する。気液分離器７は、流入してくる流体を旋回させて遠心力によって質量の大きな液体と小さな気体を気液分離する。一方、スチームトラップ６は、流入してくる蒸気と復水の混合流体の内、蒸気は排出することがなく、復水だけを外部へ排出する機能を有する。
【０００９】
気液分離器７では、蒸気中に含まれている蒸気の凝縮した水滴状の復水と蒸気を気液分離して、分離した蒸気を蒸気タービン２側へ流下させ、一方、分離した復水はスチームトラップ６から管路８によって系外へ排除する。
【００１０】
蒸気タービン２の出口側に蒸気凝縮器４を接続する。蒸気凝縮器４は、その内部に冷却水供給管９及び冷却水排出管１０と連通した複数の熱交換チューブを内蔵しており、蒸気タービン２で膨張して保有する熱エネルギを速度エネルギへ変換された蒸気と熱交換して復水とする。
【００１１】
蒸気凝縮器４の下方に復水タンク２０を介在して、液体圧送装置５の復水流入口１１を管路２１により接続する。管路２１には逆止弁２２を取り付ける。逆止弁２２は復水タンク２０から液体圧送装置５方向のみの流体の通過を許容するもので、逆方向の流体の通過は許容しないものである。液体圧送装置５の復水圧送口１２にも逆止弁２３を介して復水圧送管路２４を取り付ける。この逆止弁２３は液体圧送装置５から復水圧送管路２４側への外部方向へのみ流体を通過させるものである。
【００１２】
液体圧送装置５の上部に高圧圧送流体の導入口１３を設ける。この導入口１３には高圧蒸気管１５を接続する。導入口１３の側方には、高圧圧送流体の排出口１４を設け管路１６を介して復水タンク２０内部と接続する。管路１６の一部を分岐して空気排出管１７を接続する。空気排出管１７には排出バルブ１８を取り付ける。
【００１３】
液体圧送装置５は、内部に配置した図示しないフロートが下方部に位置する場合に、高圧圧送流体の導入口１３が閉口され、一方、排出口１４が開口されて、管路２１と逆止弁２２と復水流入口１１を通って復水タンク２０内の復水が液体圧送装置５内に流下し、圧送装置５内に復水が溜まって図示しないフロートが所定上方部に位置すると、今度は排出口１４が閉口され、一方、高圧圧送流体の導入口１３が開口されて、高圧圧送流体として高圧蒸気管１５から高圧蒸気が圧送装置５内に流入して、内部に溜まった復水を圧送口１２と逆止弁２３と管路２４を経て復水圧送先へ圧送するものである。
【００１４】
復水が圧送されて圧送装置５内の水位が低下すると、再度、高圧圧送流体の導入口１３が閉口され、排出口１４が開口されることにより、復水流入口１１から復水が圧送装置５内へ流下してくる。このような作動サイクルを繰り返すことにより、液体圧送装置５は、蒸気凝縮器４で発生した復水を、復水タンク２０を介して回収し圧送するものである。
【００１５】
本実施例の蒸気による発電装置の運転開始時においては、蒸気供給管１から供給される蒸気がタービン２や蒸気凝縮器４や復水タンク２０内で凝縮して復水になると共に、残存していた空気が蒸気によってそれぞれ押し出され、液体圧送装置５の排出口１４に接続した空気排出管１７の排出バルブ１８から外部へ排出される。残存空気が排出されると排出バルブ１８は閉弁する。
【００１６】
蒸気凝縮器４へ流下する蒸気は、冷却水供給管９からの冷却水で冷却されて凝縮することによって比容積が格段に小さくなり、蒸気凝縮器４内は大気圧以下の真空となる。蒸気凝縮器４内が真空となることによって、蒸気タービン２内や下方に接続した復水タンク２０内、及び、液体圧送装置５内も真空状態となる。
【００１７】
蒸気供給管１には、コージェネレーション・システム等で発生した余剰の蒸気が供給される。そして、蒸気供給管１から気液分離器７を経て混在していた復水を排除された蒸気だけが蒸気タービン２へ供給され、連結した発電機３を回転させて発電する。蒸気タービン２で膨張して仕事を行った蒸気は、蒸気凝縮器４へ流下して冷却水と熱交換されて凝縮して復水となり、復水タンク２０から液体圧送装置５内へ流下して、管路２４を経て復水圧送先へ圧送される。
【００１８】
【発明の効果】
上記のように本発明によれば、蒸気凝縮器と液体圧送装置から成る真空吸引手段によって蒸気タービン内を所定の真空状態に維持することにより、大きな熱落差が得られ、蒸気の保有する熱エネルギを最大限活用してタービン出力を大きなものとすることができ、蒸気タービンの発電効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の蒸気による発電装置の実施例を示す構成図。
【符号の説明】
１    蒸気供給管
２    蒸気タービン
３    発電機
４    蒸気凝縮器
５  液体圧送装置
６  スチームトラップ
７  気液分離器
１１  復水流入口
１２  復水圧送口
１３  高圧圧送流体の導入口
１４  高圧圧送流体の排出口
【図１】
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