(57)【要約】【課題】本体胴内の真空度を向上させることができる凝縮装置を提供することを目的とする。【解決手段】実施の形態による凝縮装置１０の本体胴１２には、内部温度を計測する主温度計測器１９、補助凝縮装置１５には補助凝縮液１４の温度を計測する補助温度計測器２９が設けられている。凝縮装置１０は、補助凝縮液１４の温度が本体胴１２の内部温度より高い場合に、補助凝縮液１４を本体胴１２内に導入する高温導入口２５を有する高温導入ライン２３と、低い場合に、同様に導入する低温導入口２７を有する低温導入ライン２４とを有している。また、高温導入ライン２３には高温開閉弁２６、低温導入ライン２４には低温開閉弁２８が設けられている。そして、低温導入口２７は、高温導入口２５よりも高い位置に配置されている。【選択図】図１
2017025711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンから排出された、不凝縮ガスを含む排出ガスを凝縮させる凝縮装置であって、
前記排出ガスを凝縮する主凝縮装置と、
前記主凝縮装置の内部温度を計測する主温度計測器と、
前記主凝縮装置内の前記排出ガスの一部を抽出するガス抽出装置と、
前記主凝縮装置から抽出された前記排出ガスを凝縮して補助凝縮液を生成するとともに、当該排出ガスに含まれる前記不凝縮ガスを放出する補助凝縮装置と、
前記補助凝縮液の温度を計測する補助温度計測器と、
前記補助凝縮液の温度が前記主凝縮装置の前記内部温度より高い場合、前記補助凝縮液を前記主凝縮装置内に導入する高温導入口を有する高温導入ラインと、
前記補助凝縮液の温度が前記主凝縮装置の前記内部温度より低い場合、前記補助凝縮液を前記主凝縮装置内に導入する低温導入口を有する低温導入ラインと、
前記高温導入ラインに設けられた高温開閉弁と、
前記低温導入ラインに設けられた低温開閉弁と、を備え、
前記低温導入口は、前記高温導入口よりも高い位置に配置されていることを特徴とする凝縮装置。
【請求項２】
前記低温導入ラインは、前記高温導入ラインから分岐していることを特徴とする請求項１に記載の凝縮装置。
【請求項３】
タービンから排出された、不凝縮ガスを含む排出ガスを凝縮させる凝縮装置であって、
前記排出ガスを凝縮して主凝縮液を生成する主凝縮装置と、
前記主凝縮装置の内部温度を計測する主温度計測器と、
前記主凝縮装置内の前記主凝縮液を排出する排出ラインと、
前記主凝縮装置内の前記排出ガスの一部を抽出するガス抽出装置と、
前記主凝縮装置から抽出された前記排出ガスを凝縮して補助凝縮液を生成するとともに、当該排出ガスに含まれる前記不凝縮ガスを放出する補助凝縮装置と、
前記補助凝縮液の温度を計測する補助温度計測器と、
前記補助凝縮液の温度が前記主凝縮装置の前記内部温度より低い場合、前記補助凝縮液を前記主凝縮装置内に導入する低温導入ラインと、
前記補助凝縮液の温度が前記主凝縮装置の前記内部温度より高い場合、前記補助凝縮液を、前記主凝縮装置をバイパスして前記排出ラインに導入する高温導入ラインと、を備えたことを特徴とする凝縮装置。
【請求項４】
前記高温導入ラインは、前記低温導入ラインから分岐していることを特徴とする請求項３に記載の凝縮装置。
【請求項５】
前記主凝縮装置内に、前記排出ガスを冷却する冷却液を導入する冷却液導入部が設けられ、
前記低温導入ラインは、前記補助凝縮液を前記主凝縮装置内に導入する低温導入口を有し、
前記低温導入口は、前記冷却液導入部と同じ高さ位置、または前記冷却液導入部よりも高い位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の凝縮装置。
【請求項６】
前記低温導入口に、前記補助凝縮液を散布する散布部が設けられていることを特徴とする請求項１、２および５のいずれか一項に記載の凝縮装置。
【請求項７】
前記低温導入ラインに、前記低温導入ラインを通る前記補助凝縮液を加圧する加圧部が設けられていることを特徴とする請求項１、２、５および６のいずれか一項に記載の凝縮装置。
【請求項８】
前記主温度計測器により計測された前記主凝縮装置の前記内部温度と、前記補助温度計測器により計測された前記補助凝縮液の温度と、に基づいて、前記高温開閉弁および前記低温開閉弁を制御する制御装置を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の凝縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、凝縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ランキンサイクルを利用する発電システムは、主に作動流体を加熱して液体から気体へ膨張させる蒸発器と、気体へと膨張した作動流体から仕事を取り出すタービンと、タービンから排出された排出ガス（タービン排気）を凝縮させる本体胴と、本体胴内の凝縮液を蒸発器へ供給する循環ポンプと、から構成される。このうち本体胴は、主に、内部に設けられた冷却配管の表面で排出ガスを凝縮させる表面接触式（非混合型凝縮装置）と、排出ガスと冷却液を混合する直接接触式（混合型凝縮装置）と、に分類される。本体胴は、排出ガスを凝縮させることでタービン出口圧力を低く抑え、作動流体からより多くの仕事を取り出して発電出力を増加させる役割を担う。このため、本体胴には真空度（大気圧との差）をいかに向上させるかが求められる。
【０００３】
本体胴の真空度が低下すると、タービン出口圧力が高くなり、発電出力が低下する。本体胴の真空度が低下する原因として、本体胴内の熱負荷の増大が考えられる。また、別の原因として、液化しない気体の混入がある。すなわち、排出ガスには、本体胴で液化される気体（凝縮ガス）の他に、沸点が相対的に低く、液化しない気体（例えば、地熱発電システムにおけるＣＯ２、Ｈ２Ｓ等。以下、不凝縮ガスと記す。）が含まれる場合がある。この不凝縮ガスが本体胴内に滞留すると、本体胴の凝縮能力が低下し、本体胴の真空度が低下し得る。このため、タービン出口圧力が高くなって発電出力が低下し得る。
【０００４】
そこで、ガス抽出装置などを用いて不凝縮ガスを本体胴から抽出し、本体胴内に不凝縮ガスが滞留することを抑制する凝縮装置が知られている。ガス抽出装置としては、エジェクタが用いられる場合がある。エジェクタは、蒸発器から排出された作動流体の一部を利用して、本体胴から不凝縮ガスを含む排出ガスの一部を抽出ガスとして抽出することができる。
【０００５】
この凝縮装置においては、本体胴から抽出された抽出ガスは、蒸発器から排出された作動流体の一部とエジェクタ内で混合した後、混合ガスとして補助凝縮装置へと送られる。補助凝縮装置に送られた混合ガスの一部は、補助凝縮装置で凝縮され、補助凝縮装置の底部に凝縮液（以下、補助凝縮液と記す）が貯留される。貯留された補助凝縮液は、本体胴のホットウエルに貯留された凝縮液の液面近傍へと送られる。一方、補助凝縮装置内で凝縮されずに残った不凝縮ガスは、補助凝縮装置から大気へ放出される。このようにして、本体胴内に不凝縮ガスが滞留することが抑制され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公平１−３４６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述したように、補助凝縮装置内に残った不凝縮ガスを容易に大気へ放出するために、補助凝縮装置の内部圧力は高くなっている。一方、本体胴の内部圧力は、上述したように大気圧よりも低く保たれていることが一般的である。このことにより、発電システムの運転状況によっては、補助凝縮装置の内部圧力が、本体胴の内部圧力に比べて高くなり得る。このため、補助凝縮装置の底部に貯留される補助凝縮液の温度が高くなり得る。
【０００８】
しかしながら、補助凝縮液の温度が、本体胴内部の飽和温度よりも高い場合には、補助凝縮液が本体胴へ送られることにより、本体胴の熱負荷が増大する。すなわち、高温の補助凝縮液が本体胴内に導入されると減圧沸騰が生じ、補助凝縮液が気化され得る。このため、排出ガスを凝縮させるために熱負荷が増大し得る。このことにより、本体胴の真空度が低下し、タービン出口圧力が高くなって、発電出力が低下する可能性がある。
【０００９】
一方、運転状況によっては、補助凝縮装置の補助凝縮液の温度が低下し、補助凝縮液が本体胴内部の飽和温度よりも低い過冷却状態で本体胴へ流入する場合がある。この場合、補助凝縮液は、過冷却状態で本体胴内部に貯留される。すなわち、補助凝縮液が本体胴に貯留された凝縮液の液面近傍へと送られるため、本体胴内において、補助凝縮液と排出ガスとの接触時間を十分に確保することが困難になる。このことにより、本体胴に送られた補助凝縮液は排出ガスを凝縮させる凝縮能力を有しているにも関わらず、その能力が発揮され難くなり、補助凝縮液は過冷却状態で本体胴内に貯留される。このため、補助凝縮液の凝縮能力を有効活用することが困難になっており、真空度を向上させる機会を喪失している可能性がある。
【００１０】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、本体胴内の真空度を向上させることができる凝縮装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
実施の形態による凝縮装置は、タービンから排出された、不凝縮ガスを含む排出ガスを凝縮させる凝縮装置である。この凝縮装置は、排出ガスを凝縮する主凝縮装置と、主凝縮装置の内部温度を計測する主温度計測器と、主凝縮装置内の排出ガスの一部を抽出するガス抽出装置と、主凝縮装置から抽出された排出ガスを凝縮して補助凝縮液を生成するとともに、この排出ガスに含まれる不凝縮ガスを放出する補助凝縮装置と、を備えている。補助凝縮装置には、補助凝縮液の温度を計測する補助温度計測器が設けられている。また、凝縮装置は、補助凝縮液の温度が主凝縮装置の内部温度より高い場合、補助凝縮液を主凝縮装置内に導入する高温導入口を有する高温導入ラインと、補助凝縮液の温度が主凝縮装置の内部温度より低い場合、補助凝縮液を主凝縮装置内に導入する低温導入口を有する低温導入ラインと、を備えている。高温導入ラインには高温開閉弁が設けられ、低温導入ラインには低温開閉弁が設けられている。そして、低温導入口は、高温導入口よりも高い位置に配置されている。
【００１２】
また、実施の形態による凝縮装置は、タービンから排出された、不凝縮ガスを含む排出ガスを凝縮させる凝縮装置である。この凝縮装置は、排出ガスを凝縮して主凝縮液を生成する主凝縮装置と、主凝縮装置の内部温度を計測する主温度計測器と、主凝縮装置内の主凝縮液を排出する排出ラインと、主凝縮装置内の排出ガスの一部を抽出するガス抽出装置と、主凝縮装置から抽出された排出ガスを凝縮して補助凝縮液を生成するとともに、この排出ガスに含まれる不凝縮ガスを放出する補助凝縮装置と、を備えている。補助凝縮装置には、補助凝縮液の温度を計測する補助温度計測器が設けられている。また、凝縮装置は、補助凝縮液の温度が主凝縮装置の内部温度より低い場合、補助凝縮液を主凝縮装置内に導入する低温導入ラインと、補助凝縮液の温度が主凝縮装置の内部温度より高い場合、補助凝縮液を、主凝縮装置をバイパスして排出ラインに導入する高温導入ラインと、を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、本体胴内の真空度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態における凝縮装置を示す概略図である。
【図２】図２は、図１の第１の変形例を示す概略図である。
【図３】図３は、図１の第２の変形例を示す概略図である。
【図４】図４は、図１の第３の変形例を示す概略図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施の形態における凝縮装置を示す概略図である。
【図６】図６は、本発明の第３の実施の形態における凝縮装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態における凝縮装置について説明する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
まず、図１を用いて、本発明の第１の実施の形態における凝縮装置について説明する。凝縮装置とは、発電システムに組み込まれ、タービンから排出された排出ガスを凝縮させるための装置である。ここでは、まず、この発電システムについて図１を用いて説明する。
【００１７】
図１に示すように、発電システム１は、作動流体を加熱して液体から気体へ膨張させる蒸発器（図示せず）と、気体へと膨張した作動流体から仕事を取り出すタービン２と、タービン２の下流に設けられ、タービン２から排出された排出ガスＧ１を凝縮させる凝縮装置１０と、を備えている。凝縮装置１０には、後述する排出ライン１８が連結されており、この排出ライン１８には循環ポンプ３が設けられている。このような構成により、蒸発器で気体へと膨張した作動流体は、タービン２へ供給される。タービン２に導入された作動流体は、仕事を行い図示しないタービンロータが回転して発電が行われる。タービン２から排出された排出ガスＧ１は凝縮装置１０へ供給される。凝縮装置１０において、排出ガスＧ１は凝縮されて凝縮液が生成される。生成された凝縮液は、循環ポンプ３によって後述する排出ライン１８から排出されて、蒸発器に供給される。なお、作動流体としては、水（水蒸気）またはフロン系材料が用いられ得る。
【００１８】
次に、本実施の形態における凝縮装置１０について図１を用いて説明する。
【００１９】
凝縮装置１０は、タービン２から排出された排出ガスＧ１を凝縮して主凝縮液１１を生成する本体胴１２（主凝縮装置）と、本体胴１２内の排出ガスＧ１の一部を抽出するガス抽出装置１３と、本体胴１２から抽出された排出ガスＧ１を凝縮して補助凝縮液１４を生成する補助凝縮装置１５と、を備えている。このうち、補助凝縮装置１５は、本体胴１２から抽出された排出ガスＧ１に含まれる不凝縮ガスＧ２（後述）を放出するようになっている。
【００２０】
本体胴１２の側壁には、排出ガスＧ１を冷却する冷却液を本体胴１２に導入する主冷却管１６が設けられている。この主冷却管１６は、冷却液を本体胴１２内に導入する冷却液導入口（冷却液導入部）１７を有している。冷却液としては、作動流体の材料に合わせて水またはフロン系材料が用いられ得る。
【００２１】
本実施の形態における本体胴１２は、直接接触式の凝縮装置となっている。すなわち、この冷却液導入口１７から本体胴１２内に導入された冷却液は、排出ガスＧ１と混合されるようになっている。冷却液と混合した排出ガスＧ１は冷却されて、排出ガスＧ１に含まれている液化され得る凝縮ガスが凝縮され、主凝縮液１１が生成される。生成された主凝縮液１１は、本体胴１２内に貯留される。一方、排出ガスＧ１には、液化しない気体も不凝縮ガスＧ２として含まれている。このため、この不凝縮ガスＧ２は本体胴１２内の気相内に滞留し得る。なお、本体胴１２は、直接接触式の凝縮装置に限られることはなく、内部に設けられた冷却配管の表面で排出ガスＧ１を凝縮させる表面接触式の凝縮装置となっていてもよい。
【００２２】
本体胴１２の底部には、本体胴１２内の主凝縮液１１を排出する排出ライン１８が連結されている。本体胴１２内に貯留された主凝縮液１１は、この排出ライン１８から排出されて、上述した蒸発器に供給される。
【００２３】
本体胴１２には、本体胴１２の内部温度を計測する主温度計測器１９が設けられている。本体胴１２の内部は、排出ガスＧ１と主凝縮液１１とが飽和状態となって存在しており、排出ガスＧ１の温度と主凝縮液１１の温度は実質的に等しくなっている。図１に示す形態では、主温度計測器１９は、排出ガスＧ１の温度を計測する例が示されているが、貯留されている主凝縮液１１の温度を計測するようにしてもよい。
【００２４】
本体胴１２は、第１抽出管２０を介して上述したガス抽出装置１３に連結されている。この第１抽出管２０の本体胴１２の側の端部は、本体胴１２のうち気相が存在している領域（好適には上壁）に連結されている。
【００２５】
本実施の形態によるガス抽出装置１３は、エジェクタによって構成されている。すなわち、ガス抽出装置１３には、蒸発器から排出された作動流体の一部が駆動ガスＧ３として供給されるようになっており、この駆動ガスＧ３の流れによって、本体胴１２から、不凝縮ガスＧ２を含む排出ガスＧ１が抽出ガスＧ４として抽出される。ガス抽出装置１３には、補助装置導入ライン２１を介して上述した補助凝縮装置１５が連結されている。これにより、本体胴１２から抽出された抽出ガスＧ４が駆動ガスＧ３と混合されて混合ガスＧ５として、補助凝縮装置１５に供給される。この際、混合ガスＧ５は、駆動ガスＧ３の流れによって、補助凝縮装置１５に供給されるようになっている。
【００２６】
補助凝縮装置１５の側壁には、混合ガスＧ５を冷却する冷却液を補助凝縮装置１５に導入する補助冷却管２２が設けられている。本実施の形態における補助凝縮装置１５は、本体胴１２と同様に、直接接触式の凝縮装置となっている。すなわち、冷却液と混合した混合ガスＧ５は冷却されて、混合ガスＧ５に含まれている液化され得る凝縮ガスが凝縮され、補助凝縮液１４が生成される。生成された補助凝縮液１４は、補助凝縮装置１５内に貯留される。
【００２７】
補助凝縮装置１５に貯留された補助凝縮液１４は、高温導入ライン２３または低温導入ライン２４を介して、本体胴１２に導入されるようになっている。
【００２８】
より具体的には、補助凝縮液１４の温度が本体胴１２の内部温度より高い場合、補助凝縮液１４は、高温導入ライン２３を介して本体胴１２内に導入されるようになっている。この高温導入ライン２３の一端は、補助凝縮装置１５の底部に連結され、他端は、本体胴１２の側壁と連結されている。そして、高温導入ライン２３は、補助凝縮液１４を本体胴１２内に導入する高温導入口２５を有しており、この高温導入口２５から補助凝縮液１４が本体胴１２内に流入される。なお、高温導入口２５は、本体胴１２の側壁に設けられていてもよく、あるいは、当該側壁より本体胴１２の内側に設けられていてもよい。また、高温導入口２５の高さは、本体胴１２のホットウエル（本体胴１２の下部）に貯留される主凝縮液１１の液面近傍に配置されている。
【００２９】
高温導入ライン２３には、高温開閉弁２６が設けられている。この高温開閉弁２６は、高温導入ライン２３内の流路を開閉するためのものであり、高温開閉弁２６から本体胴１２に補助凝縮液１４を導入させる場合に開き、これ以外の場合には閉じるように使用される。なお、補助凝縮液１４の温度が、本体胴１２の内部温度と同等の場合には、高温開閉弁２６を開いて高温開閉弁２６から本体胴１２内に補助凝縮液１４を導入させてもよい。
【００３０】
一方、補助凝縮液１４の温度が本体胴１２の内部温度より低い場合、補助凝縮液１４は低温導入ライン２４を介して本体胴１２内に導入されるようになっている。この低温導入ライン２４の一端は、高温導入ライン２３のうちの高温開閉弁２６より上流側（補助凝縮装置１５の側）の部分と連結されている。低温導入ライン２４の他端は本体胴１２の側壁と連結されている。このようにして、本実施の形態における低温導入ライン２４は、高温導入ライン２３から分岐している。
【００３１】
低温導入ライン２４は、補助凝縮液１４を本体胴１２内に導入する低温導入口２７を有しており、この低温導入口２７から補助凝縮液１４が本体胴１２内に流入される。そして、低温導入口２７は、高温導入口２５よりも高い位置に配置されている。なお、低温導入口２７は、高温導入口２５よりも高い位置に配置されていれば、本体胴１２の側壁に設けられていてもよく、あるいは、当該側壁より本体胴１２の内側に設けられていてもよい。また、低温導入口２７は、本体胴１２の上壁に設けられていてもよい。
【００３２】
低温導入ライン２４には、低温開閉弁２８が設けられている。この低温開閉弁２８は、低温導入ライン２４内の流路を開閉するためのものであり、低温導入口２７から本体胴１２に補助凝縮液１４を導入させる場合に開き、これ以外の場合には閉じるように使用される。
【００３３】
補助凝縮装置１５には、補助凝縮液１４の温度を計測する補助温度計測器２９が設けられている。
【００３４】
本実施の形態においては、上述した高温開閉弁２６および低温開閉弁２８は、制御装置３０により制御されている。すなわち、制御装置３０は、主温度計測器１９により計測された本体胴１２の内部温度と、補助温度計測器２９により計測された補助凝縮液１４の温度と、に基づいて、高温開閉弁２６および低温開閉弁２８を制御する。より具体的には、制御装置３０には、主温度計測器１９および補助温度計測器２９が接続されており、主温度計測器１９により計測された本体胴１２の内部温度と、補助温度計測器２９により計測された補助凝縮液１４の温度とが、それぞれ信号として送信される。そして、制御装置３０は、送信された本体胴１２の内部温度と、補助凝縮液１４の温度とを比較して、高温開閉弁２６および低温開閉弁２８を開閉し、補助凝縮液１４を本体胴１２内に導入する導入口が選択されるようになっている。
【００３５】
ところで、補助凝縮装置１５に供給される混合ガスＧ５には、上述した不凝縮ガスＧ２が含まれている。不凝縮ガスＧ２は、上述したように、沸点が相対的に低く、液化しないため、凝縮されずに補助凝縮装置１５内に滞留し得る。このため、補助凝縮装置１５には、第２抽出管３１が連結されており、補助凝縮装置１５内において、凝縮されずに残った不凝縮ガスＧ２が抽出されて大気へ放出されるようになっている。この第２抽出管３１の補助凝縮装置１５の側の端部は、補助凝縮装置１５のうち気相が存在している領域（好適には上壁）に連結されている。
【００３６】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について、説明する。
【００３７】
図１に示す発電システム１が運転している間、タービン２から排出された排出ガスＧ１は、本体胴１２に供給される。一方、本体胴１２には、主冷却管１６によって供給された冷却液が、冷却液導入口１７から本体胴１２内に導入される。そして、排出ガスＧ１と冷却液が混合され、排出ガスＧ１が冷却されて排出ガスＧ１に含まれている凝縮ガスが凝縮され、主凝縮液１１が生成される。生成された主凝縮液１１は、本体胴１２のホットウエルに貯留される。貯留された主凝縮液１１は、循環ポンプ３により、排出ライン１８を介して排出される。
【００３８】
一方、タービン２からの排出ガスＧ１には、沸点が相対的に低く、液化しない気体が含まれており、この気体が、凝縮されずに不凝縮ガスＧ２として本体胴１２内に滞留し得る。このような不凝縮ガスＧ２を含む排出ガスＧ１の一部が、ガス抽出装置１３によって抽出ガスＧ４として本体胴１２から抽出される。このことにより、本体胴１２の内部圧力、すなわち、タービン２の出口圧力を低くすることができる。
【００３９】
本体胴１２から抽出された抽出ガスＧ４は、蒸発器から排出された作動流体の一部である駆動ガスＧ３と、ガス抽出装置１３内で混合される。抽出ガスＧ４と駆動ガスＧ３との混合によって得られた混合ガスＧ５は、補助凝縮装置１５に供給される。一方、補助凝縮装置１５には、補助冷却管２２によって供給された冷却液が導入される。このことにより、混合ガスＧ５と冷却液が混合され、混合ガスＧ５が冷却されて混合ガスＧ５に含まれている凝縮ガスが凝縮され、補助凝縮液１４が生成される。生成された補助凝縮液１４は、補助凝縮装置１５内に貯留される。
【００４０】
ところで、補助凝縮装置１５に供給された混合ガスＧ５に含まれている凝縮されない不凝縮ガスＧ２は、第２抽出管３１によって抽出され、大気へ放出される。
【００４１】
補助凝縮装置１５内に貯留された補助凝縮液１４は、高温導入ライン２３または低温導入ライン２４を介して、本体胴１２に供給される。
【００４２】
発電システム１が運転している間、本体胴１２の内部温度が、主温度計測器１９により計測されている。また、補助凝縮装置１５に貯留された補助凝縮液１４の温度が、補助温度計測器２９により計測されている。計測されたこれらの温度が、信号として制御装置３０に送信され、制御装置３０は、これらの温度を比較する。そして、制御装置３０は、高温導入ライン２３に設けられた高温開閉弁２６の開閉、および低温導入ライン２４に設けられた低温開閉弁２８の開閉をそれぞれ以下のように制御する。
【００４３】
例えば、補助凝縮液１４の温度が本体胴１２の内部温度よりも高い場合には、高温開閉弁２６が開くとともに低温開閉弁２８が閉じる。このため、補助凝縮液１４は、高温導入ライン２３を流れて、高温導入口２５から本体胴１２内に導入される。この場合、補助凝縮液１４は、本体胴１２のホットウエルに貯留された主凝縮液１１の液面から上方に比較的近い位置で本体胴１２内に流入し、流入された補助凝縮液１４が貯留された主凝縮液１１に到達するまでの時間は比較的短くなっている。
【００４４】
一方、補助凝縮液１４の温度が本体胴１２の内部温度よりも低い場合（補助凝縮液１４が過冷却状態である場合）には、高温開閉弁２６が閉じるとともに低温開閉弁２８が開く。このため、補助凝縮液１４は、低温導入ライン２４を流れて、低温導入口２７から本体胴１２内に導入される。
【００４５】
低温導入口２７は、上述したように、高温導入口２５よりも高い位置に配置されている。このことにより、補助凝縮液１４は、本体胴１２のホットウエルに貯留された主凝縮液１１の液面から上方に比較的離れた位置で、本体胴１２内に流入する。この場合、流入された補助凝縮液１４が貯留された主凝縮液１１に到達するまでの時間を長くすることができる。このことにより、本体胴１２のうちの気相が存在している領域において、過冷却状態の補助凝縮液１４と排出ガスＧ１との接触時間を長くすることができる。このため、過冷却状態の補助凝縮液１４によって排出ガスＧ１を凝縮することができ、当該補助凝縮液１４が有している凝縮能力を有効活用することができる。
【００４６】
このように本実施の形態によれば、本体胴１２の内部温度より低い温度を有する補助凝縮液１４を本体胴１２内に導入する低温導入ライン２４の低温導入口２７が、高い温度を有する補助凝縮液１４を導入する高温導入ライン２３の高温導入口２５よりも高い位置に配置されている。このことにより、高温開閉弁２６を閉じるとともに低温開閉弁２８を開くことで、本体胴１２の内部温度より低い過冷却状態の補助凝縮液１４を本体胴１２に貯留された主凝縮液１１の液面よりも比較的高い位置に導入することができる。このため、過冷却状態の補助凝縮液１４と本体胴１２内の排出ガスＧ１との接触時間を長くすることができ、当該補助凝縮液１４によって排出ガスＧ１を凝縮させることができる。この結果、本体胴１２内の排出ガスＧ１を効率良く凝縮させることができ、本体胴１２内の真空度を向上させることができる。
【００４７】
また、本実施の形態によれば、低温導入ライン２４は、高温導入ライン２３から分岐している。すなわち、低温導入ライン２４の上流端は、補助凝縮装置１５ではなく、高温導入ライン２３に連結されている。このことにより、既存の凝縮装置において高温導入ライン２３に相当するラインが既に設けられている場合には、低温導入ライン２４の追加設置を行うことにより、本体胴１２内の真空度が向上され得る凝縮装置を容易に得ることができる。
【００４８】
さらに、本実施の形態によれば、高温開閉弁２６および低温開閉弁２８が、制御装置３０により制御されている。このことにより、本体胴１２の内部温度と補助凝縮液１４の温度とに基づいて、高温開閉弁２６および低温開閉弁２８を迅速にかつ自動的に開閉することができる。このため、補助凝縮液１４を本体胴１２内に導入する導入口を、タイムリーにかつ適切に選択することができる。
【００４９】
なお、上述した本実施の形態においては、低温導入ライン２４が高温導入ライン２３から分岐している例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、低温導入ライン２４が補助凝縮装置１５に単独で連結されていてもよい。
【００５０】
また、上述した本実施の形態においては、高温開閉弁２６および低温開閉弁２８は、制御装置３０によって制御される例について説明した。しかしながら、高温開閉弁２６および低温開閉弁２８は、制御装置３０によって制御されることなく、手動で開閉するようにしてもよい。
【００５１】
なお、上述した本実施の形態において、例えば、図２に示すように、低温導入口２７に、補助凝縮液１４を散布する散布部３２が設けられていてもよい。散布部３２は、噴射ノズル、多孔板または邪魔板などで構成することができる。この場合、本体胴１２内に導入された補助凝縮液１４を散布することができるため、補助凝縮液１４と本体胴１２内の排出ガスＧ１との接触面積を増加させることができ、補助凝縮液１４による排出ガスＧ１の凝縮効果を高めることができる。なお、図２に示す形態では、補助凝縮液１４を散布（または噴射）するために適した圧力（水頭）が得られるように、低温導入口２７に対する補助凝縮装置１５の位置が設定されていることが好適である。また、図２においては、低温導入口２７が、本体胴１２の側壁より本体胴１２の内側に設けられている例が示されている。
【００５２】
また、上述した本実施の形態において、例えば、図３に示すように、低温導入ライン２４に、低温導入ライン２４を通る補助凝縮液１４を加圧する加圧部３３が設けられていてもよい。このことにより、補助凝縮装置１５が低温導入口２７よりも低い位置に設けられている場合にも、補助凝縮液１４を本体胴１２へ導入することができる。このため、補助凝縮装置１５の位置に関わらず本体胴１２内に補助凝縮液１４を効率よく導入させて、本体胴１２内の真空度を向上させることができる。
【００５３】
また、上述した本実施の形態において、例えば、図４に示すように、低温導入ライン２４に、上述の散布部３２と加圧部３３が併用して設けられていてもよい。この場合、補助凝縮装置１５の位置に関わらず、補助凝縮液１４を散布（または噴射）するために適した圧力を得ることができ、本体胴１２内に補助凝縮液１４を効率的に散布させることができる。このことにより、補助凝縮液１４と本体胴１２内の排出ガスＧ１との接触時間をより一層増加させることができ、補助凝縮液１４による排出ガスＧ１の凝縮効果をより一層高めることができる。
【００５４】
さらに、上述した本実施の形態においては、凝縮装置１０が単一の補助凝縮装置１５を備えている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、凝縮装置１０は、複数の補助凝縮装置１５を備えていてもよい。この場合、例えば、複数の補助凝縮装置１５が、本体胴１２に対して並列的に設けられていることが好適である。
【００５５】
（第２の実施の形態）
次に、図５を用いて、本発明の第２の実施の形態における凝縮装置について説明する。
【００５６】
図５に示す第２の実施の形態においては、高温導入ラインが、補助凝縮液の温度が本体胴の内部温度より高い場合、補助凝縮液を、本体胴をバイパスして排出ラインに導入する点が主に異なり、他の構成は、図１乃至図４に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図５において、図１乃至図４に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５７】
図５に示すように、本実施の形態においては、低温導入ライン２４の一端は、補助凝縮装置１５の底部と連結されている。低温導入ライン２４の他端は本体胴１２の側壁と連結されている。低温導入ライン２４の低温導入口２７の高さは、本体胴１２のホットウエルに貯留される主凝縮液１１の液面近傍に配置されている。
【００５８】
一方、高温導入ライン２３の一端は、低温導入ライン２４のうちの低温開閉弁２８より上流側（補助凝縮装置１５の側）の部分と連結されている。このようにして、本実施の形態における高温導入ライン２３は、低温導入ライン２４から分岐している。また、高温導入ライン２３の他端は排出ライン１８に連結されており、高温導入ライン２３は本体胴１２の側壁と連結されていない。このようにして、高温導入ライン２３を通った補助凝縮液１４は、本体胴１２をバイパスして排出ライン１８に排出されるようになっている。図５に示す形態では、高温導入ライン２３の排出ライン１８側の端部は、排出ライン１８のうちの循環ポンプ３より上流側（本体胴１２側）の部分と連結されている。高温導入ライン２３と排出ライン１８との連結位置は、本体胴１２のホットウエルに貯留される主凝縮液１１の液面から当該連結位置までの水頭と主凝縮液１１および補助凝縮液１４との温度を考慮して決定される。
【００５９】
このように本実施の形態によれば、低温開閉弁２８を閉じるとともに高温開閉弁２６を開くことで、本体胴１２の内部温度より高い温度を有する補助凝縮液１４は、高温導入ライン２３を介して、本体胴１２をバイパスさせて排出ライン１８に導入される。このことにより、本体胴１２の内部温度より高い温度を有する補助凝縮液１４を本体胴１２内に導入せずに排出ライン１８に排出することができる。このため、高温の補助凝縮液１４が本体胴１２内に導入されることに起因する熱負荷の増大を防止することができる。この結果、本体胴１２内の真空度を向上させることができる。
【００６０】
また、本実施の形態によれば、高温導入ライン２３は、低温導入ライン２４から分岐している。すなわち、高温導入ライン２３の上流端は、補助凝縮装置１５ではなく、低温導入ライン２４に連結されている。このことにより、既存の凝縮装置において低温導入ライン２４に相当するラインが既に設けられている場合には、高温導入ライン２３の追加設置を行うことにより、本体胴１２内の真空度が向上され得る凝縮装置を容易に得ることができる。
【００６１】
なお、上述した本実施の形態においては、高温導入ライン２３が低温導入ライン２４から分岐している例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、高温導入ライン２３が補助凝縮装置１５に単独で連結されていてもよい。
【００６２】
（第３の実施の形態）
次に、図６を用いて、本発明の第３の実施の形態における凝縮装置について説明する。
【００６３】
図６に示す第３の実施の形態においては、低温導入口は、冷却液導入口と同じ高さ位置、または冷却液導入口よりも高い位置に配置されている点が主に異なり、他の構成は、図５に示す第２の実施の形態と略同一である。なお、図６において、図５に示す第２の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６４】
図６に示すように、本実施の形態においては、高温導入ライン２３の一端は、補助凝縮装置１５の底部と連結され、他端は、排出ライン１８に連結されている。このようにして、本実施の形態における高温導入ライン２３は、補助凝縮装置１５に単独で連結されている。
【００６５】
一方、低温導入ライン２４の低温導入口２７は、冷却管１６の冷却液導入口１７と同じ高さ位置、または冷却液導入口１７よりも高い位置に配置されている。このことにより、低温の補助凝縮液１４は、本体胴１２のホットウエルに貯留された主凝縮液１１の液面から上方に比較的離れた位置で、本体胴１２内に流入する。この場合、流入された補助凝縮液１４が貯留された主凝縮液１１に到達するまでの時間を長くすることができる。
【００６６】
本実施の形態においては、本体胴１２は直接接触式の凝縮装置となっており、冷却液は冷却液導入口１７から本体胴１２内に流入して排出ガスＧ１と混合するようになっている。一方、本体胴１２が表面接触式の凝縮装置となっている場合、冷却液導入部は、冷却管１６により供給された冷却液が本体胴１２内において排出ガスＧ１と熱交換する上流端（言い換えると、本体胴１２内の排出ガスＧ１と熱交換し始める位置）に相当する。この冷却液導入部と同じ高さ位置、または冷却液導入部よりも高い位置に低温導入口２７が配置されていればよい。
【００６７】
このように本実施の形態によれば、本体胴１２の内部温度より低い温度を有する補助凝縮液１４を本体胴１２内に導入する低温導入ライン２４の低温導入口２７が、排出ガスＧ１を冷却する冷却液を導入する冷却管１６の冷却液導入口１７と同じ高さ位置、または冷却液導入口１７よりも高い位置に配置されている。このことにより、高温開閉弁２６を閉じるとともに低温開閉弁２８を開くことで、本体胴１２の内部温度より低い過冷却状態の補助凝縮液１４を本体胴１２に貯留された主凝縮液１１の液面よりもより高い位置に導入することができる。このため、過冷却状態の補助凝縮液１４と本体胴１２内の排出ガスＧ１との接触時間をより一層長くすることができ、当該補助凝縮液１４によって排出ガスＧ１を効率的に凝縮させることができる。この結果、本体胴１２内の排出ガスＧ１をより一層効率良く凝縮させることができ、本体胴１２内の真空度をより一層向上させることができる。
【００６８】
また、本実施の形態によれば、本体胴１２の内部温度より高い温度を有する補助凝縮液１４を本体胴１２内に導入せずに排出ライン１８に排出することができる。このことにより、高温の補助凝縮液１４が本体胴１２内に導入されることに起因する熱負荷の増大を防止することができる。このため、補助凝縮液１４が本体胴１２の内部温度より高い温度を有する場合であっても、本体胴１２内の真空度を向上させることができる。この結果、補助凝縮液１４の温度に関わらず、本体胴１２内の真空度を向上させることができる。
【００６９】
なお、上述した本実施の形態においては、高温導入ライン２３が補助凝縮装置１５に単独で連結されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、高温導入ライン２３が低温導入ライン２４から分岐していてもよく、あるいは低温導入ライン２４が高温導入ライン２３から分岐していてもよい。
【００７０】
また、上述した本実施の形態において、例えば、図６に示す低温導入口２７に、補助凝縮液１４を散布する散布部３２（図２参照）が設けられていてもよい。この場合、補助凝縮液１４と本体胴１２内の排出ガスＧ１との接触面積を増加させることができ、補助凝縮液１４による排出ガスＧ１の凝縮効果を高めることができる。
【００７１】
また、上述した本実施の形態において、例えば、図６に示す低温導入ライン２４に、低温導入ライン２４を通る補助凝縮液１４を加圧する加圧部３３（図３参照）が設けられていてもよい。この場合、補助凝縮装置１５の位置に関わらず、本体胴１２内に補助凝縮液１４を効率よく導入させて、本体胴１２内の真空度を向上させることができる。
【００７２】
また、上述した本実施の形態において、例えば、図６に示す低温導入ライン２４に、上述の散布部３２と加圧部３３が併用して設けられていてもよい（図４参照）。この場合、本体胴１２内に補助凝縮液１４を効率的に散布させることができる。このことにより、補助凝縮液１４と本体胴１２内の排出ガスＧ１との接触時間をより一層増加させることができ、補助凝縮液１４による排出ガスＧ１の凝縮効果をより一層高めることができる。
【００７３】
以上述べた実施の形態によれば、本体胴１２内の真空度を向上させることができる。
【００７４】
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。これら新規な実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、当然のことながら、本発明の要旨の範囲内で、これらの実施の形態を、部分的に適宜組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００７５】
２    タービン
１０  凝縮装置
１１  主凝縮液
１２  本体胴
１３  ガス抽出装置
１４  補助凝縮液
１５  補助凝縮装置
１７  冷却液導入口
１８  排出ライン
１９  主温度計測器
２３  高温導入ライン
２４  低温導入ライン
２５  高温導入口
２６  高温開閉弁
２７  低温導入口
２８  低温開閉弁
２９  補助温度計測器
３０  制御装置
３２  散布部
３３  加圧部
Ｇ１  排出ガス
Ｇ２  不凝縮ガス
【図１】
2017025711.tif 000003
【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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