(57)【要約】【課題】  蒸気と不凝縮ガスの混合気体を効率よく冷却することができるガスクーラを備えた復水器を提供する。【解決手段】  復水器１は、排気ダクト３から混合気体を内部に導入し、混合気体中の蒸気を凝縮する復水器本体胴２と、復水器本体胴２の側面に接続され、復水器本体胴２で蒸気が凝縮された混合気体を導入するガスクーラ４とを備え、ガスクーラ４は、混合気体流れの下流方向につれて流路断面積が小さく形成されているとともに、流路内に混合気体を冷却する冷却装置を設けたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ダクトから混合気体を内部に導入し、混合気体中の蒸気を凝縮する復水器本体胴と、
前記復水器本体胴の側面に接続され、前記復水器本体胴で蒸気が凝縮された混合気体を導
入するガスクーラとを備え、
前記ガスクーラは、混合気体流れの下流方向につれて流路断面積が小さく形成されている
とともに、流路内に混合気体を冷却する冷却装置を設けたことを特徴とする復水器。
【請求項２】
前記ガスクーラの流路において、前記混合気体の流れ方向を蛇行させるバッフルを設けた
ことを特徴とする請求項１に記載の復水器。
【請求項３】
前記バッフルは、混合気体の流れ下流方向につれて間隔を狭くして設けられることを特徴
とする請求項２記載の復水器。
【請求項４】
前記ガスクーラの流路前方にトレイ、流路後方にスプレーを設けたことを特徴とする請求
項１乃至請求項３の何れか一項に記載の復水器。
【請求項５】
前記スプレーの流路後方において、さらに充填剤を設けたことを特徴とする請求項４に記
載の復水器。
【請求項６】
排気ダクトから混合気体を内部に導入し、混合気体中の蒸気を凝縮する復水器本体胴と、
前記復水器本体胴の側面に接続され、前記復水器本体胴で蒸気が凝縮された混合気体を導
入するガスクーラとを備え、
前記ガスクーラ内をトレイによって流路後方の端部を残して上下に仕切り、ガスクーラ上
面にスプレーを設けられ、前記スプレーで噴射した冷却水を前記トレイから落下させるこ
とを特徴とする復水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービン排気ガスと冷却水を直接接触させて蒸気を凝縮する直接接触式の復
水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
地熱発電プラントにおけるタービン排気ガスには、水蒸気とともに大量の不凝縮ガスが
含まれる混合気体となっており、その不凝縮ガス量は火力・原子力プラントの３０００〜
５０００倍程度になる場合がある。そのため地熱発電プラント向けの復水器においては、
空気抽出器（エゼクタなど）の負荷を低減して発電効率を高めるために、この不凝縮ガス
を効率よく冷却して、少ない随伴蒸気で排出することが求められる。
【０００３】
そこで、地熱発電プラント向けの復水器では、上述した不凝縮ガスの冷却を行うより効
率よく行うためにガスクーラが設けられているものがある。ガスクーラは、復水器本体胴
で水蒸気を凝縮した後の混合気体を導入し、スプレー等で残存する水蒸気をさらに冷却、
凝縮するものである（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２７０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ガスクーラ内での混合気体は冷却されるにつれ流速が小さくなり、混合
気体の攪拌効果による冷却効果が低下するおそれがある。そこで本発明は、蒸気と不凝縮
ガスの混合気体を効率よく冷却することができるガスクーラを備えた復水器の提供を目的
とする。
【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、本発明の復水器は、排気ダクトから混合気体を内部に導入
し、混合気体中の蒸気を凝縮する復水器本体胴と、前記復水器本体胴の側面に接続され、
前記復水器本体胴で蒸気が凝縮された混合気体を導入するガスクーラとを備え、前記ガス
クーラは、混合気体流れの下流方向につれて流路断面積が小さく形成されているとともに
、流路内に混合気体を冷却する冷却装置を設けたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る復水器を示す概略横断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る復水器のガスクーラを示し、（ａ）は概略上面断面図、（ｂ）は概略横断面図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る復水器のガスクーラを示し、（ａ）は概略上面断面図、（ｂ）は概略横断面図。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る復水器のガスクーラを示し、（ａ）は概略上面断面図、（ｂ）は概略横断面図。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る復水器のガスクーラを示し、（ａ）は概略上面断面図、（ｂ）は概略横断面図
【図６】本発明の第５の実施形態に係る復水器のガスクーラを示し、（ａ）は概略上面断面図、（ｂ）は概略横断面図
【図７】本発明の第６の実施形態に係る復水器のガスクーラを示す概略横断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る復水器について図１を参照して説明する。図１は
、本発明の第１の実施形態に係る復水器を示す概略横断面図である。図２は、本発明の第
１の実施形態に係る復水器のガスクーラを示し、（ａ）は概略上面断面図、（ｂ）は概略
横断面図である。
【００１０】
図１に示すように、復水器１は、復水器本体胴２と、排気ダクト３と、ガスクーラ４と
から構成される。復水器１は、地熱向けの直接接触式復水器であり、タービン後方から排
出された蒸気を水平方向に取り込む軸流排気型を適用することができる。
【００１１】
復水器本体胴２の側面上方に排気ダクト３が接続される。排気ダクト３は、タービン（
図示せず）から排気された蒸気（混合気体）を復水器本体胴２に導入する。復水器本体胴
２は、スプレーやトレイ等の蒸気凝縮用の機器（図示せず）を有し、下部にホットウエル
を形成し、凝縮した蒸気を底部から排出する。
【００１２】
図２に示すように、ガスクーラ４は、ガスクーラ出口５と、流路形成部材６と、冷却装
置としてのスプレーノズル７を有する。ガスクーラ４は、復水器本体胴２側面のうち、排
気ダクト３と反対側の面に長筒形状の一端が接続され、排気ダクト３と反対方向に流路が
延伸される。ガスクーラ４の流路端部にはガスクーラ出口５が設けられ、冷却後の気体を
排出する。
【００１３】
ガスクーラ４の流路は、流路形成部材６によって、混合気体の流れ下流方向につれて流
路断面積が小さくなるように形成される。または、流路形成部材６によって流路を狭める
だけでなく、ガスクーラ４の筐体自体を流れ方向下流につれて狭める形としてもよい。
【００１４】
スプレーノズル７は、ガスクーラ４の流路内部の上面に設けられ、ガスクーラ４の流路
内部に冷却水を噴霧する冷却装置である。
【００１５】
地熱発電プラントの運転中において、タービンから排出された混合気体は、排気ダクト
３から復水器本体胴２に導入される。復水器本体胴２内部おいて、スプレー方式ではスプ
レーによって噴霧された冷却水を混合気体に接触させて蒸気を凝縮させ、トレイ方式では
多孔板トレイから落下する冷却水に混合気体に接触させて蒸気を凝縮させる。凝縮した蒸
気は落下して、復水器本体胴２下部のホットウエルより底部より外部に排出される。
【００１６】
復水器本体胴２で冷却された混合気体は、ガスクーラ４内に導入される。ここで一般に
、混合気体は蒸気と不凝縮ガスの混合気体が冷却されて体積が小さくなるため、流路面積
を一定とした従来のガスクーラでは、ガスクーラ出口付近では流速が小さくなる。流速が
小さくなると、混合気体とスプレーノズル７からの冷却水との攪拌効果が低くなり、冷却
が不十分になるおそれがある。
【００１７】
そこで本実施形態では、ガスクーラ出口５に向かって蒸気流路面積が狭くすることで、
流速が小さくなることを抑制して混合気体をガスクーラ出口５まで流すことができ、攪拌
効果の低下による冷却効果の低下を抑制することができる。
【００１８】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る復水器について図３を参照して説明する。図３は
、本発明の第１の実施形態に係る復水器のガスクーラを示し、（ａ）は概略上面断面図、
（ｂ）は概略横断面図である。本実施形態のガスクーラ４は、混合気体の流れ方向に対し
て垂直方向にバッフル８を交互に設置して、混合気体の流れを蛇行させる構成とする。さ
らに、冷却装置をスプレーノズル７に代えてトレイ９から冷却水を落下させて冷却する構
成とすることができる。
【００１９】
混合気体は、蒸気と不凝縮ガスの混合気体が冷却されて体積が小さくなるため、ガスク
ーラ出口５に向かって流速が小さくなり、混合気体によるトレイ９からの冷却水との攪拌
効果が低くなり、冷却が不十分になるおそれがある。そこで本実施形態では、混合気体を
ガスクーラ出口５に向かって蛇行して流すことによって流路を長くし、蛇行しない場合と
比較して冷却水との接触時間を長くする。
【００２０】
本実施形態によれば、混合気体流路にバッフル８を設置して流れを蛇行させることによ
って、混合気体と冷却水との接触時間を長くし冷却効果を向上させることができる。
【００２１】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る復水器について図４を参照して説明する。図４は
、本発明の第１の実施形態に係る復水器のガスクーラを示し、（ａ）は概略上面断面図、
（ｂ）は概略横断面図である。本実施形態では、ガスクーラ４の流路において、混合気体
の流れ方向に対して垂直にバッフル８を交互に設置するとともに、流れ下流方向につれて
バッフル８の設置間隔を狭くする構成とする。
【００２２】
本実施形態によれば、バッフル８によって混合気体を蛇行して流すことによって流路を
長くし、冷却水との接触時間を長くすることができる。さらに、バッフル８の間隔を流れ
方向下流に向かって短くすることで、混合気体は流速の低下が抑制され、混合気体と冷却
水の攪拌効果による冷却効果も持続させることができる。
【００２３】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態に係る復水器について図５を参照して説明する。図５は
、本発明の第１の実施形態に係る復水器のガスクーラを示し、（ａ）は概略上面断面図、
（ｂ）は概略横断面図である。本実施形態は、流路形成部材６によってガスクーラ４の混
合気体の流れ方向下流側につれて蒸気の流路面積を小さくするとともに、流れ方向に対し
て垂直にバッフル８を交互に設置する構成とする。
【００２４】
本実施形態によれば、バッフル８によって混合気体を蛇行して流すことによって流路を
長くし、冷却水との接触時間を長くすることができる。さらに、流路形成部材６によって
流路断面積を流れ方向下流に向かって短くすることで、混合気体は流速の低下が抑制され
、混合気体と冷却水の攪拌効果による冷却効果も持続させることができる。
【００２５】
（第５の実施形態）
以下、本発明の第５の実施形態に係る復水器について図６を参照して説明する。図６は
、本発明の第１の実施形態に係る復水器のガスクーラを示し、（ａ）は概略上面断面図、
（ｂ）は概略横断面図である。本実施形態では、ガスクーラ４において、混合気体の流れ
方向下流側につれて、トレイ９、スプレー７、充填材１０の３種類の冷却装置を設ける構
成とする。
【００２６】
蒸気と不凝縮ガスの混合気体は、ガスクーラ出口に向かって蒸気流量が少なくなる。そ
こで、混合気体量に応じてトレイ９、スプレー７、充填材１０の３種類の冷却方式から最
適な冷却方法を選択して配置する。通常、蒸気と不凝縮ガスの混合気体が冷却されて体積
が小さくなるためガスクーラ出口付近では流速が小さくなり、冷却が十分に行われない。
【００２７】
本実施形態では、ガスクーラ出口５に向かって、前方にトレイ９を配置し、後方にスプ
レー７を配置する。混合気体は、トレイ９による冷却によって流速が低下するが、微細な
水滴による冷却効果を有するスプレー７による冷却によって、低下した流速でも高い冷却
効果を得ることができる。さらに後方で充填材１０を配置することによって、濡れ壁効果
を用いた冷却により、流速が小さくても高い冷却効果を得ることができる。
【００２８】
（第６の実施形態）
以下、本発明の第６の実施形態に係る復水器について図７を参照して説明する。図６は
、本発明の第１の実施形態に係る復水器のガスクーラの概略横断面図である。本実施形態
では、ガスクーラ４内部をトレイ９によって流路後方の端部を残して上下に仕切ることで
、流路はガスクーラ４下部を通って端部で折り返し、ガスクーラ４上部を通って復水器本
体胴２方向へ戻す構成とする。
【００２９】
ガスクーラ出口５は、ガスクーラ４上部のうち復水器本体胴２近傍に設けられる。さら
に、ガスクーラ４上面にスプレー７が設けられ、スプレー７で噴射した冷却水をスプレー
７下に溜め、トレイ９から落下させる。
【００３０】
混合気体は、ガスクーラ４下部から導入されて、端部で折り返してガスクーラ４上部を
通ってガスクーラ出口５から排出される。混合気体は、ガスクーラ４下部のトレイ９によ
る冷却と、ガスクーラ４上部のスプレー７による冷却の、２回の冷却によって、混合気体
と冷却水との接触時間を長くし、効率良く熱交換を行うことができる。
【００３１】
通常、蒸気と不凝縮ガスの混合気体が冷却されて体積が小さくなるため、ガスクーラ出
口付近では流速が小さくなり、冷却が十分に行われないため、冷却水が冷たいままガスク
ーラ４外に排出される場合がある。本実施形態では、冷却水を２段階にわけ、上部ではス
プレー７による冷却、下部ではトレイ９による冷却を行うことで冷却水を再利用し、冷却
効果を高めることができる。
【００３２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したも
のであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様
々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、
置き換え、変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・復水器、２・・・復水器本体胴、３・・・排気ダクト、４・・・ガスクーラ、５
・・・ガスクーラ出口、６・・・流路形成部材、７・・・スプレー、８・・・バッフル、
９・・・トレイ、１０・・・充填材
【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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