CN111373123A - 湿气分离设备、发电设备以及蒸汽涡轮的运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种湿气分离设备、发电设备以及蒸汽涡轮的运行方法。该湿气分离设备具备：湿气分离加热器(3)，从蒸汽中分离湿气；蒸汽抽出管(5)，从湿气分离加热器(3)抽出蒸汽的一部分；热交换器(6)，使通过蒸汽抽出管(5)并从湿气分离加热器(3)抽出的蒸汽与加热介质之间进行热交换来对蒸汽进行加热；加热器(7)，对加热介质进行加热；以及蒸汽导入管(8)，将通过热交换器(6)被加热的蒸汽作为工作流体而导入到低压蒸汽涡轮(4)。低压蒸汽涡轮(4)通过在湿气分离加热器(3)中分离了湿气的蒸汽以及使用热交换器(6)加热的蒸汽进行工作。

Description

湿气分离设备、发电设备以及蒸汽涡轮的运行方法

技术领域

本发明涉及一种从作为蒸汽涡轮的工作流体的蒸汽分离湿气的湿气分离设备、包含该设备的发电设备以及蒸汽涡轮的运行方法。

本申请基于2017年12月21日在日本申请的日本专利申请2017-245154号主张优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

在包含蒸汽涡轮的发电设备中，通过在蒸汽发生器中发生的蒸汽(主蒸汽)驱动高压涡轮，当主蒸汽接近饱和状态时，通过从高压涡轮排放的蒸汽(循环蒸汽)驱动低压涡轮。从高压涡轮排放的蒸汽通过相对于高压涡轮进行工作而热保有量下降，由此蒸汽的一部分冷凝而生成湿气(湿蒸汽)。因此，若将从高压涡轮排放的蒸汽直接导入到低压涡轮，则不仅低压涡轮的涡轮翼有可能因湿蒸汽而浸蚀，还有可能使涡轮的热效率下降。因此，在管理湿蒸汽的发电设备中，在高压涡轮与低压涡轮之间设置有湿气分离加热器。该湿气分离加热器从由高压涡轮排放的蒸汽分离湿气，并且对分离了湿气的蒸汽进行加热来生成过热蒸汽。

发电设备的湿气分离加热器例如如专利文献1所示，具备横放的筒状的容器；以及将导入到容器内的被加热蒸汽(从高压涡轮排放的蒸汽)通过主蒸汽等加热为高温的蒸汽的加热器。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4848333号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

在专利文献1中公开的湿气分离加热器中，将从高压涡轮抽出的蒸汽和主蒸汽作为热源对将导入到低压涡轮的蒸汽进行加热，因此难以使将导入到低压涡轮的蒸汽的温度高于导入到高压涡轮的蒸汽的温度。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供通过增加作为工作流体而导入到蒸汽涡轮的工作流体的保有热量来帮助提高蒸汽涡轮的热效率，其结果能够提高发电设备的发电效率的湿气分离设备、发电设备、以及蒸汽涡轮的运行方法。

用于解决技术课题的手段

本发明所涉及的湿气分离设备具备：

湿气分离器，从作为蒸汽涡轮的工作流体的蒸汽分离湿气；

蒸汽抽出管，从所述湿气分离器抽出分离了所述湿气的蒸汽的一部分；

第一热交换器，使通过所述蒸汽抽出管并从所述湿气分离器抽出的蒸汽与加热介质之间进行热交换来对所述蒸汽进行加热；以及

加热器，对所述加热介质进行加热；以及蒸汽导入管，将通过所述热交换器被加热的所述蒸汽作为工作流体而导入到所述蒸汽涡轮，

所述蒸汽涡轮通过在所述湿气分离器中分离了湿气的蒸汽以及使用所述热交换器加热的蒸汽进行工作。

在本发明中，从湿气分离器抽出在湿气分离器中分离了湿气的蒸汽的一部分，在对该抽出的蒸汽进行加热后导入到蒸汽涡轮。从湿气分离器抽出并通过加热器被加热的蒸汽与在湿气分离器中分离了湿气的蒸汽一同作为蒸汽涡轮的工作流体供给到蒸汽涡轮。

在本发明所涉及的湿气分离设备中，所述湿气分离器可以具备：筒状的容器；分隔器，从导入到所述容器的作为所述工作流体的蒸汽分离湿气；第二热交换器，对通过所述分隔器分离了湿气的蒸汽进行加热；以及蒸汽取出管，设置于所述分隔器与所述第二热交换器之间，获取通过所述分隔器分离了湿气的蒸汽的一部分，且所述蒸汽取出管可以与所述蒸汽抽出管相通。

在本发明中，通过分隔器从作为导入到筒状容器的工作流体的蒸汽分离湿气，该分离了湿气的干蒸汽在通过第二加热器被加热后导入到蒸汽涡轮。此时，分离了湿气的干蒸汽的一部分通过蒸汽取出管并导入到蒸汽抽出管，在通过第一加热器被加热后导入到蒸汽涡轮。

并且，在本发明所涉及的湿气分离设备中，所述加热器可以使用系统外的热源对所述加热介质进行加热。在本发明中，通过在加热器中使用系统外的热源，与利用可在系统内获得的热源时相比，能够增加工作流体的保有热量，由此可实现蒸汽涡轮的热效率的提高。

并且，所述第二热交换器可以使用系统内的热源对通过所述分隔器分离了湿气的所述蒸汽进行加热。

本发明所涉及的发电设备的一方式具备：

蒸汽发生器；

高压蒸汽涡轮，通过在所述蒸汽发生器中生成的蒸汽进行工作；

湿气分离器，从所述高压蒸汽涡轮所排放的蒸汽分离湿气；

低压蒸汽涡轮，通过在所述湿气分离器中分离了湿气的蒸汽进行工作；

蒸汽抽出管，从所述湿气分离器抽出分离了所述湿气的蒸汽的一部分；

第一热交换器，使通过所述蒸汽抽出管并从所述湿气分离器抽出的蒸汽与加热介质之间进行热交换来对所述蒸汽进行加热；

加热器，对所述加热介质进行加热；

蒸汽导入管，将通过所述热交换器被加热的所述蒸汽作为工作流体而导入到所述低压蒸汽涡轮；

发电机，通过所述高压蒸汽涡轮以及所述低压蒸汽涡轮驱动；以及

冷凝器，使从所述低压蒸汽涡轮排放的蒸汽冷凝。

在本发明所涉及的发电设备的一方式中，所述湿气分离器可以具备：筒状的容器；分隔器，从导入到所述容器的作为所述工作流体的蒸汽分离湿气；第二热交换器，对通过所述分隔器分离了湿气的蒸汽进行加热；以及蒸汽取出管，设置于所述分隔器与所述第二热交换器之间，获取通过所述分隔器分离了湿气的蒸汽的一部分，且所述蒸汽取出管可以与所述蒸汽抽出管相通。

在本发明所涉及的发电设备的一方式中，所述加热器可以使用系统外的热源对所述加热介质进行加热。

并且，所述第二热交换器可以使用系统内的热源对通过所述分隔器分离了湿气的所述蒸汽进行加热。

本发明所涉及的发电设备的另一方式具备：

湿气分离器，从通过地热生成的蒸汽分离湿气；

蒸汽涡轮，通过在所述湿气分离器中分离了湿气的蒸汽进行工作；

蒸汽抽出管，从所述湿气分离器抽出分离了所述湿气的蒸汽的一部分；

热交换器，使通过所述蒸汽抽出管并从所述湿气分离器抽出的蒸汽与加热介质之间进行热交换来对所述蒸汽进行加热；

加热器，对所述加热介质进行加热；

蒸汽导入管，将通过所述热交换器被加热的所述蒸汽作为工作流体而导入到所述蒸汽涡轮；

发电机，通过所述蒸汽涡轮驱动；以及

冷凝器，使从所述低压蒸汽涡轮排放的蒸汽冷凝。

在本发明所涉及的发电设备另一方式中，所述加热器可以使用系统外的热源对所述加热介质进行加热。

本发明所涉及的蒸汽涡轮的运行方法包含以下工序：

在湿气分离器的内部将湿气从蒸汽分离的工序；

从所述湿气分离器抽出分离了所述湿气的蒸汽的一部分的工序；

使从所述湿气分离器抽出的蒸汽与加热介质之间进行热交换来对所述蒸汽进行加热的工序；以及

将在所述湿气分离器中分离了湿气的蒸汽以及通过与所述加热介质进行热交换而被加热的蒸汽作为工作流体而导入到蒸汽涡轮的工序。

在本发明中，从湿气分离器抽出在湿气分离器中分离了湿气的蒸汽的一部分，在对该抽出的蒸汽进行加热后导入到蒸汽涡轮。从湿气分离器抽出并通过第一加热器被加热的蒸汽与在湿气分离器中分离了湿气的蒸汽一同作为蒸汽涡轮的工作流体供给到蒸汽涡轮。

发明效果

根据本发明，从湿气分离器抽出蒸汽的一部分，对于该抽出的蒸汽，使用另外设置的第一加热器进行加热后将该蒸汽导入到蒸汽涡轮，由此能够增加作为工作流体而导入到蒸汽涡轮的工作流体的保有热量，蒸汽涡轮的热效率得到提高。其结果，增加发电系统的发电效率。

附图说明

图1是表示包含本发明的发电设备的第一实施方式的块图。

图2是沿发电设备所包含的湿气分离加热器的长度方向的侧剖视图。

图3是沿湿气分离加热器的宽度方向的侧剖视图。

图4是湿气分离加热器的一侧的端部的侧剖视图。

图5是表示包含本发明的发电设备的第二实施方式的块图。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下对包含本发明所涉及的湿气分离设备的发电设备的第一实施方式进行说明。

该发电设备如图1所示具备蒸汽发生器1、高压蒸汽涡轮2、湿气分离加热器(湿气分离器)3、低压蒸汽涡轮4、蒸汽抽出管5、热交换器(第一热交换器)6、加热器7、蒸汽导入管8、发电机9、冷凝器10、脱气器11、供水加热器12以及排水罐13A、13B、13C。

蒸汽发生器1通过石油或煤炭等作为化石燃料的锅炉或原子炉等的热源将水进行加热来生成高温蒸汽。在蒸汽发生器1中生成的高温蒸汽通过蒸汽配管L1并从蒸汽发生器1导入到高压蒸汽涡轮2。高压蒸汽涡轮2通过在蒸汽发生器1中生成的高温蒸汽进行工作。相对于高压蒸汽涡轮2进行了工作的蒸汽通过蒸汽配管L2并从高压蒸汽涡轮2导入到湿气分离加热器3。并且，导入到高压蒸汽涡轮2的高压蒸汽的一部分通过蒸汽配管L2a并导入到供水加热器12。

湿气分离加热器3具备横放的筒状容器31、分隔器32、热交换器(第二热交换器)33A、33B、蒸汽取出管34。分隔器32在从高压蒸汽涡轮2导入到容器31的作为工作流体的蒸汽中分离湿气。从高压蒸汽涡轮2的中间部抽出的蒸汽通过蒸汽配管L3并导入到热交换器33A，在蒸汽发生器1中生成的高温蒸汽通过蒸汽配管L4并导入到热交换器33B。热交换器33A、33B均为热交换器，热交换器33A使从高压蒸汽涡轮2的中间部抽出的蒸汽与通过分隔器32分离了湿气的蒸汽之间进行热交换，且对分离了湿气的作为工作流体的蒸汽进行加热。热交换器33B使在蒸汽发生器1中生成的过热蒸汽与通过热交换器33A被加热的蒸汽之间进行热交换，且对通过热交换器33A被加热的作为工作流体的蒸汽进一步进行加热。

蒸汽取出管34设置于分隔器32与热交换器33A、33B之间，获取通过分隔器32分离了湿气的蒸汽的一部分。蒸汽取出管34与蒸汽抽出管5相通。湿气分离加热器3中通过分隔器32分离了湿气的蒸汽中，未流入到蒸汽取出管34的剩余的蒸汽在容器31内通过热交换器33A、33B被加热后，通过蒸汽配管L5并导入到低压蒸汽涡轮4。在热交换器33A中与蒸汽进行了热交换的蒸汽(包含冷凝水)通过排水配管Ld1并暂时存储于排水罐13A，在热交换器33B中与蒸汽进行了热交换的蒸汽(包含冷凝水)通过排水配管Ld2并暂时存储于排水罐13B。并且，从湿气分离加热器3排放的湿气的冷凝水通过排水配管Ld3并暂时存储于排水罐13C。

另外，在后面对湿气分离加热器3的结构进行详细说明。

低压蒸汽涡轮4通过在湿气分离加热器3中分离了湿气并被加热的蒸汽进行工作。在湿气分离加热器3中分离了湿气的蒸汽的一部分流入到蒸汽取出管34后，通过蒸汽抽出管5并导入到热交换器6。热交换器6使通过蒸汽抽出管5并从湿气分离加热器3抽出的蒸汽与加热介质之间进行热交换，并且对从湿气分离加热器3抽出的蒸汽进行加热。热交换器6经由构成封闭的系统的介质配管L6与加热器7相连接。加热器7对供给到热交换器6的加热介质进行加热。被加热的介质通过介质配管L6并在热交换器6与加热器7之间循环。在热交换器6中，被加热的蒸汽通过蒸汽导入管8并导入到低压蒸汽涡轮4，并且与通过蒸汽配管L5并被导入的蒸汽一同使低压蒸汽涡轮4进行工作。

加热器7采用例如使用了定日镜(heliostat)的阳光的集光受热器、使用化石燃料、生物质燃料的锅炉等利用从本实施方式的发电设备的系统独立的外部的热源的加热器。

高压蒸汽涡轮2以及低压蒸汽涡轮4构成共用主轴14的单轴型的蒸汽涡轮，连接于主轴14的发电机9通过高压蒸汽涡轮2以及低压蒸汽涡轮4驱动。相对于低压蒸汽涡轮4进行工作的蒸汽通过蒸汽配管L7并导入到冷凝器10。冷凝器10使从低压蒸汽涡轮4排放的蒸汽冷凝。在冷凝器10中冷凝的水通过冷凝泵18被输送，且通过水配管L8并供给到脱气器11。暂时存储于排水罐13C的冷凝水也通过排水配管L9并供给到脱气器11。脱气器11从在冷凝器10中冷凝的水中去除氧。在脱气器11中去除了氧的水通过供水泵19被输送，且通过水配管L10并供给到供水加热器12。在供水加热器12中，包含暂时存储于排水罐13A的冷凝水的蒸汽通过排水配管L11a而被导入，包含暂时存储于排水罐13B的冷凝水的蒸汽通过排水配管L11a、L11b而被导入。供水加热器12也是热交换器，其使暂时存储于排水罐13A、13B的冷凝水以及从高压蒸汽涡轮2通过蒸汽配管L2a并被抽出的蒸汽与在脱气器11中脱气的水之间进行热交换，并对脱气的水进行加热。在供水加热器12中被加热的水通过水配管L12并供给到蒸汽发生器1。并且，在供水加热器12中使用于脱气水的加热而冷凝的水通过水配管L13并导入到脱气器11。

湿气分离加热器3的结构示于图2至图4。

容器31中形成有蒸汽入口15、蒸汽出口16、排水排放口17。在容器31的内部设置有蒸汽接收室21以及蒸汽室20A、20B。在蒸汽室20A、20B中分别设置有供给歧管室22、湿气分离室23、加热室24、排水回收室25以及回收歧管室26。

蒸汽入口15与蒸汽接收室21相通，从高压蒸汽涡轮2排放的蒸汽(S)通过蒸汽入口15并流入到容器31。蒸汽出口16与回收歧管室26相通，在蒸汽室20A、20B中分离了湿气且被加热的蒸汽(过热蒸汽HS)通过蒸汽出口16并从容器31排放。排水排放口17与排水回收室25相通，从蒸汽分离的湿气的冷凝水(D)通过排水排放口17并从容器31排放。

蒸汽接收室21将通过蒸汽入口15并流入到容器31内的蒸汽分配到蒸汽室20A、20B。蒸汽室20A、20B在从蒸汽接收室21流入的蒸汽中分离湿气，并且将分离了湿气的蒸汽进行加热。供给歧管室22与蒸汽接收室21相邻，蒸汽通过蒸汽入口15并流入到蒸汽接收室21。湿气分离室23配置于供给歧管室22的下方，在内部设置有分隔器32。湿气分离室23在从供给歧管室22流入的蒸汽中通过分隔器32分离湿气。

供给歧管室22通过隔壁36与湿气分离室23分隔，在隔壁36形成有狭缝35。湿气分离室23通过狭缝35而与供给歧管室22相通，从蒸汽接收室21流入到供给歧管室22的蒸汽通过狭缝35并流入到湿气分离室23，并且通过分隔器32分离湿气。分隔器32是将多个波板沿容器31的长度方向等间隔配置的部件。

湿气分离室23通过隔壁38与排水回收室25分隔，在隔壁38形成有开口39。湿气分离室23通过开口39而与排水回收室25相通，在湿气分离室23中，从蒸汽分离的湿气冷凝并流入到排水回收室25，并通过排水排放口17而从容器31排放后流入到排水罐13B。

加热室24配置于湿气分离室23的上方，在内部设置有热交换器33A、33B。加热室24通过2个纵分隔板40与配置于容器31的宽度方向的两侧的供给歧管室22以及配置于供给歧管室22的下方的湿气分离室23分隔，在这2个纵分隔板40之间配置有热交换器33A、33B。热交换器33A配置于比热交换器33B更下侧，在湿气分离室23中分离了湿气的蒸汽从下向上流通加热室24，在依次通过热交换器33A、33B的过程中被加热。

排水回收室25配置于湿气分离室23以及加热室24的下方，且与湿气分离室23相通，并且回收从蒸汽分离的湿气的冷凝水。排水配管Ld1连接于排水回收室25，在回收到排水回收室25的冷凝水通过排水配管Ld1并回收到排水罐13B。

回收歧管室26配置于蒸汽室20A、20B的上方，且将从加热室24流入的蒸汽通过蒸汽出口16送出。通过连接于划分加热室24的2个纵分隔板40的上端的倾斜板41而被分隔为供给歧管室22以及加热室24。在加热室24中被加热的蒸汽流入到回收歧管室26，且通过蒸汽出口16并从容器31排放，并且通过蒸汽配管L5而导入到低压蒸汽涡轮4。

在热交换器33A中设置有形成为U字管的传热管42、固定有传热管42的端部的集管43、将集管43的内部分隔为蒸汽接收室43a与蒸汽回收室43b的分隔板44。集管43上连接有使从高压蒸汽涡轮2的中间部抽出的蒸汽通过蒸汽接收室43a并供给到传热管42的蒸汽配管L3以及使在传热管42中流通的蒸汽及其冷凝水通过蒸汽回收室43b并从集管43回收的排水配管Ld2。

在热交换器33B中设置有形成为U字管的传热管45、固定有传热管45的端部的集管46以及将集管46的内部分隔为蒸汽接收室46a与蒸汽回收室46b的分隔板47。集管46上连接有使在蒸汽发生器1中生成的过热蒸汽通过蒸汽接收室46a并供给到传热管45的蒸汽配管L4以及使在传热管45中流通的蒸汽及冷凝水通过蒸汽回收室46b并从集管46回收的排水配管Ld2。

流入到热交换器33A的蒸汽回收室43b、以及热交换器33B的蒸汽回收室46b的蒸汽及其冷凝水通过排水配管Ld2并回收到排水罐13A。

如图3所示，蒸汽取出管34设置成在湿气分离室23与加热室24之间从容器31的底部突出。蒸汽取出管34贯穿容器31的外板以及隔壁38，将上端的开口安装成朝向热交换器33A、33B，在下端连接有蒸汽抽出管5。从供给歧管室22流入到湿气分离室23的蒸汽在湿气分离室23内沿着隔壁38改变流动方向，在分隔器32中湿气被分离而成为干蒸汽。接着，在容器31的宽度方向的中央集中并将流动方向转为向上，并且流入到加热室24。此时，蒸汽取出管34的开口端向上，湿气的冷凝水难以流入。流入到加热室24的蒸汽在依次通过热交换器33A、33B的过程中被加热。

在如上述构成的发电设备中，将从高压蒸汽涡轮2排放的蒸汽导入到湿气分离加热器3，将在湿气分离加热器3分离了湿气的蒸汽的一部分从湿气分离加热器3抽出，并且将该抽出的蒸汽通过热交换器6进行加热。热交换器6的加热介质在加热器7中被加热。加热器7的热源采用例如使用了定日镜的阳光的集光受热器、使用化石燃料、生物质燃料的锅炉等从本实施方式的发电设备的系统独立的外部的热源。

在低压蒸汽涡轮4中，在湿气分离加热器3中分离了湿气的剩余的蒸汽作为低压蒸汽涡轮4的工作流体而被导入，并且通过热交换器6被加热的蒸汽作为低压蒸汽涡轮4的工作流体而被供给。热交换器6的热源也能够不采用来自于蒸汽发生器1的蒸汽而采用外部热源。由此，通过上述发电设备，与将可在封闭的系统内获得的蒸汽等热源作为加热器7的热源利用时相比，能够增加作为工作流体而导入到低压蒸汽涡轮4的作为工作流体的蒸汽的保有热量，能够提高蒸汽涡轮的热效率。

(第二实施方式)

以下，对包含本发明所涉及的湿气分离设备的发电设备的第二实施方式进行说明。

本实施方式的发电设备是利用地热的发电设备，如图5所示，具备湿气分离器71、蒸汽涡轮72、蒸汽抽出管73、热交换器74、加热器(第一加热器)75、蒸汽导入管76、发电机77、冷凝器78以及冷却塔79。

从通过地热生成的蒸汽的生产井W1喷出的蒸汽通过蒸汽配管L21并被导入到湿气分离器71。湿气分离器71具备立式的筒状容器71a、蒸汽取出管71b。导入到湿气分离器71的蒸汽在筒状容器71a内分离湿气。在立式的容器71a的底面立设有蒸汽取出管71b，在容器71a的顶部连接有蒸汽抽出管73。蒸汽抽出管73获取在容器71a内分离了湿气的蒸汽的一部分。在容器71a内分离了湿气的蒸汽中，未流入到蒸汽抽出管73的剩余的蒸汽从蒸汽取出管71b通过蒸汽配管L22并导入到蒸汽涡轮72。在容器71a的底部暂时存储有湿气的冷凝水。

蒸汽涡轮72通过在湿气分离器71中分离了湿气的蒸汽进行工作。在湿气分离器71中分离了湿气的蒸汽的一部分通过蒸汽抽出管73并导入到热交换器74。热交换器74使通过蒸汽抽出管73并从湿气分离器71抽出的蒸汽与加热介质之间进行热交换，并且对从湿气分离器71抽出的蒸汽进行加热。加热介质经由构成封闭的系统的介质配管L23与加热器75连接。加热器75对供给到热交换器74的加热介质进行加热。被加热的介质通过介质配管L23并在热交换器74与加热器75之间循环。在热交换器74中被加热的蒸汽通过蒸汽导入管76并导入到蒸汽涡轮72，并且与通过蒸汽配管L22而被导入的蒸汽一同使蒸汽涡轮72工作。

加热器7与第一实施方式同样地采用例如使用了定日镜的阳光的集光受热器、使用化石燃料、生物质燃料的锅炉等利用从本实施方式的发电设备的系统独立的热源的加热器。

连接于蒸汽涡轮72的主轴的发电机77通过蒸汽涡轮72被驱动。相对于蒸汽涡轮72进行工作的蒸汽通过蒸汽配管L24并导入到冷凝器78。冷凝器78使从蒸汽涡轮72排放的蒸汽冷凝。冷却塔79将在冷凝器78中冷凝的高温的水冷却。在冷凝器78的内部设置有使在冷却塔79中冷却的水与从蒸汽涡轮72排放的蒸汽之间进行热交换且使蒸汽冷凝的热交换器78a。在冷却塔79的内部设置有喷洒在冷凝器78中冷凝的高温的水的集管79a。在冷凝器78中冷凝的水通过水配管L25并供给到冷却塔79。供给到冷却塔79的高温的冷凝水从集管79a喷洒，并与在塔内上升的空气之间进行热交换而被冷却。在冷却塔79中冷却的水通过水配管L26并供给到冷凝器78而导入到热交换器78a，并且与从蒸汽涡轮72排放的蒸汽进行热交换而使蒸汽冷凝。

在湿气分离器71中暂时存储于容器71a的底部的冷凝水通过水配管L27并导入到回注井W2，并且回注到地下。并且，在冷却塔79中积存于塔内的底部的冷却水也通过水配管L28并导入到回注井W2并且回注到地下。

在如上述构成的发电设备中，将从生产井W1喷出的蒸汽导入到湿气分离器71，将在湿气分离器71中分离了湿气的蒸汽的一部分从湿气分离器71抽出，且将该抽出的蒸汽通过热交换器74进行加热。热交换器74的加热介质在加热器75中被加热，该热源采用例如使用了定日镜的阳光的集光受热器、使用化石燃料、生物质燃料的锅炉等从本实施方式的发电设备的系统独立的外部的热源。

在蒸汽涡轮72中，在湿气分离器71中分离了湿气的剩余的蒸汽作为蒸汽涡轮72的工作流体而被导入，并且通过热交换器74被加热的蒸汽作为蒸汽涡轮72的工作流体而被供给。热交换器74的热源能够不采用从生产井W1喷出的蒸汽而采用外部热源。由此，通过上述发电设备，能够增加作为工作流体而导入到蒸汽涡轮72的作为工作流体的蒸汽的保有热量，且能够提高蒸汽涡轮的热效率。

以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行结构的增加、省略、替换以及其他变更。本发明并不限定于前述的说明，仅受申请专利的范围中所记载的项目的限定。

产业上的可利用性

本发明涉及一种从作为蒸汽涡轮的工作流体的蒸汽分离湿气的湿气分离设备、包含该设备的发电设备以及蒸汽涡轮的运行方法。

根据本发明，通过增加作为工作流体而导入到蒸汽涡轮的工作流体的保有热量来帮助提高蒸汽涡轮的热效率，其结果能够提高发电设备的发电效率。

符号说明

1-蒸汽发生器，2-高压蒸汽涡轮，3-湿气分离加热器(湿气分离器)，4-低压蒸汽涡轮，5-蒸汽抽出管，6-热交换器(第一热交换器)，7-加热器，8-蒸汽导入管，9-发电机，10-冷凝器，11-脱气器，12-供水加热器，13A、13B-排水罐，32-分隔器，33A、33B-热交换器(第二热交换器)，34-蒸汽取出管，71-湿气分离器，72-蒸汽涡轮，73-蒸汽抽出管，74-热交换器，75-加热器，76-蒸汽导入管，77-发电机，78-冷凝器，79-冷却塔，W1-生产井，W2-回注井。

Claims (11)

1.一种湿气分离设备，其具备：

湿气分离器，从作为蒸汽涡轮的工作流体的蒸汽分离湿气；

蒸汽抽出管，从所述湿气分离器抽出分离了所述湿气的蒸汽的一部分；

第一热交换器，使通过所述蒸汽抽出管并从所述湿气分离器抽出的蒸汽与加热介质之间进行热交换来对所述蒸汽进行加热；

加热器，对所述加热介质进行加热；以及

蒸汽导入管，将通过所述热交换器被加热的所述蒸汽作为工作流体而导入到所述蒸汽涡轮，

所述蒸汽涡轮通过在所述湿气分离器中分离了湿气的蒸汽以及使用所述热交换器加热的蒸汽进行工作。

2.根据权利要求1所述的湿气分离设备，其中，

所述湿气分离器具备：筒状的容器；分隔器，从导入到所述容器的作为所述工作流体的蒸汽分离湿气；第二热交换器，对通过所述分隔器分离了湿气的蒸汽进行加热；以及蒸汽取出管，设置于所述分隔器与所述第二热交换器之间，获取通过所述分隔器分离了湿气的蒸汽的一部分，

所述蒸汽取出管与所述蒸汽抽出管相通。

3.根据权利要求1或2所述的湿气分离设备，其中，

所述加热器使用系统之外的热源对所述加热介质进行加热。

4.根据权利要求2或3所述的湿气分离设备，其中，

所述第二热交换器使用系统内的热源对通过所述分隔器分离了湿气的所述蒸汽进行加热。

5.一种发电设备，其具备：

蒸汽发生器；

高压蒸汽涡轮，通过在所述蒸汽发生器中生成的蒸汽进行工作；

湿气分离器，从所述高压蒸汽涡轮所排放的蒸汽分离湿气；

低压蒸汽涡轮，通过在所述湿气分离器中分离了湿气的蒸汽进行工作；

蒸汽抽出管，从所述湿气分离器抽出分离了所述湿气的蒸汽的一部分；

第一热交换器，使通过所述蒸汽抽出管并从所述湿气分离器抽出的蒸汽与加热介质之间进行热交换来对所述蒸汽进行加热；

加热器，对所述加热介质进行加热；

蒸汽导入管，将通过所述热交换器被加热的所述蒸汽作为工作流体而导入到所述低压蒸汽涡轮；

发电机，通过所述高压蒸汽涡轮以及所述低压蒸汽涡轮驱动；以及

冷凝器，使从所述低压蒸汽涡轮排放的蒸汽冷凝。

6.根据权利要求5所述的发电设备，其中，

所述湿气分离器具备：筒状的容器；分隔器，从导入到所述容器的作为所述工作流体的蒸汽分离湿气；第二热交换器，对通过所述分隔器分离了湿气的蒸汽进行加热；以及蒸汽取出管，设置于所述分隔器与所述第二热交换器之间，获取通过所述分隔器分离了湿气的蒸汽的一部分，

所述蒸汽取出管与所述蒸汽抽出管相通。

7.根据权利要求5或6所述的发电设备，其中，

所述加热器使用系统之外的热源对所述加热介质进行加热。

8.根据权利要求6或7所述的发电设备，其中，

所述第二热交换器使用系统内的热源对通过所述分隔器分离了湿气的所述蒸汽进行加热。

9.一种发电设备，其具备：

湿气分离器，从通过地热生成的蒸汽分离湿气；

蒸汽涡轮，通过在所述湿气分离器中分离了湿气的蒸汽进行工作；

蒸汽抽出管，从所述湿气分离器抽出分离了所述湿气的蒸汽的一部分；

热交换器，使通过所述蒸汽抽出管并从所述湿气分离器抽出的蒸汽与加热介质之间进行热交换来对所述蒸汽进行加热；

加热器，对所述加热介质进行加热；

蒸汽导入管，将通过所述热交换器被加热的所述蒸汽作为工作流体而导入到所述蒸汽涡轮；

发电机，通过所述蒸汽涡轮驱动；以及

冷凝器，使从所述蒸汽涡轮排放的蒸汽冷凝。

10.根据权利要求9所述的发电设备，其中，

所述加热器使用系统之外的热源对所述加热介质进行加热。

11.一种蒸汽涡轮的运行方法，其包括以下工序：

在湿气分离器的内部将湿气从蒸汽分离的工序；

从所述湿气分离器抽出分离了所述湿气的蒸汽的一部分的工序；

使从所述湿气分离器抽出的蒸汽与加热介质之间进行热交换来对所述蒸汽进行加热的工序；以及

将在所述湿气分离器中分离了湿气的蒸汽以及通过与所述加热介质进行热交换而被加热的蒸汽作为工作流体而导入到蒸汽涡轮的工序。

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