JP2005326065A - 復水器 - Google Patents

Abstract

【課題】 蒸気タービン本体から排気される水蒸気をより効率よく凝縮させること。
【解決手段】 蒸気タービン本体で仕事をした水蒸気を冷却する複数の管群３−１〜３−６と、複数の管群３−１〜３−６に冷却水を供給する配管２１とを備えている。複数の管群３−１〜３−６は、それぞれ、冷却水が流れる複数の伝熱管１１−１〜１１−ｎを備えている。配管２１は、複数の管群３−１〜３−６を圧力が低い領域に配置された管群から圧力が高い領域に配置された管群に向けて順番に冷却水を流している。このような復水器１は、蒸気タービン本体から排気される水蒸気をより効率よく凝縮させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、復水器に関し、特に、蒸気タービン本体で仕事をした後の水蒸気を冷却して凝縮させる復水器に関する。

蒸気タービン本体で仕事をした後の水蒸気を冷却して凝縮させる復水器が知られている。その復水器は、蒸気タービンに適用されている。その蒸気タービンは、復水器とともに、ボイラと蒸気タービン本体と給水ポンプとを備えている。そのボイラは、水を加熱して水蒸気を生成する。その蒸気タービン本体は、その水蒸気の運動エネルギーを、回転運動の機械的エネルギーに変換する。復水器は、その蒸気タービン本体で仕事を取り出された後の水蒸気を冷却して水を生成する。その給水ポンプは、復水器により生成された水をそのボイラに供給する。

図１２は、公知の復水器を示している。その復水器２０１は、容器２０２の内部に複数の管群２０３−１〜２０３−４が設けられている。容器２０２には、タービン排気入口２０５と水溜め２０６とが形成されている。タービン排気入口２０５は、蒸気タービン本体に接続され、その蒸気タービン本体から仕事をした後の水蒸気を容器２０２の内部に供給する。水溜め２０６は、その水蒸気が凝縮して生成される水２０７を貯留する。

複数の管群２０３−１〜２０３−４は、それぞれ、柱状に形成され、冷却水が通る複数の伝熱管から形成されている。複数の管群２０３−１〜２０３−４は、互いに平行に、鉛直方向に２列に配置され、水平方向に２列に配置されている。すなわち、管群２０３−１は、管群２０３−２よりタービン排気入口２０５から離れた位置に配置されている。管群２０３−３は、管群２０３−４よりタービン排気入口２０５から離れた位置に配置されている。管群２０３−５は、管群２０３−４よりタービン排気入口２０５から離れた位置に配置されている。管群２０３−３は、管群２０３−１の鉛直下側の位置に配置されている。管群２０３−４は、管群２０３−２の鉛直下側の位置に配置されている。管群２０３−５は、管群２０３−３の鉛直下側の位置に配置されている。管群２０３−４は、管群２０３−４の鉛直下側の位置に配置されている。

復水器２０１は、さらに、図示されていない配管を備えている。その配管は、複数の管群２０３−１〜２０３−４に冷却水を供給するように、複数の管群２０３−１〜２０３−４を接続している。

復水器２０１は、まず、その配管を用いて、冷却水入口から吸い上げられる冷却水を管群２０３−１〜２０３−４に供給し、管群２０３−１〜２０３−４を通った冷却水を冷却水出口から排出する。管群２０３−１〜２０３−４は、蒸気タービン本体から排気される水蒸気を冷却して凝縮させ、凝縮により生成される水を水溜め２０６に滴下させる。水溜め２０６に貯留された水は、給水ポンプによりボイラに供給される。そのボイラは、水を加熱して水蒸気を生成する。その蒸気タービン本体は、その水蒸気の運動エネルギーを、回転運動の機械的エネルギーに変換する。

蒸気タービン本体から排気される水蒸気をより効率よく凝縮させる復水器が望まれている。復水器は、さらに、冷却水を管群に送出するポンプの能力を低減することが望まれている。

特開２０００−２８３６６０には、タービン排気の流れをより一層良好にさせ、圧力損失を低く抑え、凝縮性能のより一層の向上を図った復水器が開示されている。その復水器は、胴体の頭部側に蒸気タービンを設け、胴体の内部に複数本の伝熱管を収容させるとともに、複数本の伝熱管を一つのブロックとしてまとめた管群を形成した復水器において、上記胴体の壁面に近い部分の管群の管配列を、上記胴体の壁面から離れた中央部分側の管群の管配列に較べて相対的に伝熱管の本数を増加させてその高さを高く形成したことを特徴としている。

特開２０００−２８３６６０号公報

本発明の課題は、蒸気タービン本体から排気される水蒸気をより効率よく凝縮させる復水器を提供することにある。
本発明の他の課題は、冷却水を送出するポンプの能力を低減し、蒸気タービン本体から排気される水蒸気をより効率よく凝縮させる復水器を提供することにある。

以下に、発明を実施するための最良の形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明による復水器（１）は、蒸気タービン本体で仕事をした水蒸気を冷却する複数の管群（３−１〜３−６）と、複数の管群（３−１〜３−６）に冷却水を供給する配管（２１）とを備えている。複数の管群（３−１〜３−６）は、それぞれ、冷却水が流れる複数の伝熱管（１１−１〜１１−ｎ）を備えている。配管（２１）は、複数の管群（３−１〜３−６）を圧力が低い領域に配置された管群から圧力が高い領域に配置された管群に向けて順番に冷却水を流している。このような復水器（１）は、蒸気タービン本体から排気される水蒸気をより効率よく凝縮させることができる。

本発明による復水器（４１）は、蒸気タービン本体で仕事をした水蒸気を冷却する複数の管群（４３−１〜４３−６）と、複数の管群（４３−１〜４３−６）に冷却水を供給する配管（５１）とを備えている。複数の管群（４３−１〜４３−６）は、それぞれ、冷却水が流れる複数の伝熱管（１１−１〜１１−ｎ）を備えている。配管（５１）は、複数の管群（４３−１〜４３−６）を鉛直上側の領域に配置された管群から鉛直下側の領域に配置された管群に向けて順に冷却水を流す。このような復水器（４１）は、蒸気タービン本体から排気される水蒸気をより効率よく凝縮させることができる。

本発明による復水器（６１）は、蒸気タービン本体で仕事をした水蒸気を冷却する複数の管群（６３−１〜６３−４）（９３−１〜９３−４）と、複数の管群（６３−１〜６３−４）（９３−１〜９３−４）に冷却水を供給する配管（７１）（８１）とを備えている。複数の管群（６３−１〜６３−４）（９３−１〜９３−４）は、それぞれ、冷却水が流れる複数の伝熱管（１１−１〜１１−ｎ）を備えている。複数の管群（６３−１〜６３−４）（９３−１〜９３−４）は、互いに鉛直方向に隣り合わないように配置される。このような復水器（６１）は、管群が他の管群から水適が滴下されないことにより伝熱管に付着する液膜が厚くならないで、蒸気タービン本体から排気される水蒸気をより効率よく凝縮させることができる。

配管（７１）は、冷却水を複数の流れに分けて、その複数の流れを複数の管群（６３−１〜６３−４）にそれぞれ流すことが好ましい。

配管（８１）は、複数の管群（６３−１〜６３−４）を圧力が低い領域に配置された管群から圧力が高い領域に配置された管群に向けて順に冷却水を流す。このとき、復水器は、冷却水を送出するポンプの能力を低減することができる。

複数の管群（９３−１〜９３−４）のうちの圧力が低い領域に配置された管群（９３−４）は、複数の管群（９３−１〜９３−４）のうちの圧力が高い領域に配置された管群（９３−４）より伝熱管（１１−１〜１１−ｎ）が少ないことが好ましい。

複数の管群のうちの隣り合う２つの管群の間隔は、複数の管群のうちの内壁に隣り合う管群と内壁との間隔と概ね等しい。このとき、復水器（３１）は、水蒸気が循環する流れが防止され、好ましい。

本発明による復水器（１０１）は、蒸気タービン本体で仕事をした水蒸気を冷却する複数の管群（１０３−１〜１０３−３）と、複数の管群（１０３−１〜１０３−３）のうちの１つの管群から滴下する水を複数の管群（１０３−１〜１０３−３）のうちのその管群を除く他の管群に滴下しないように案内する樋（１０８−１〜１０８−２）とを備えている。このような復水器（１０１）は、管群が他の管群から水適が滴下されないことにより伝熱管に付着する液膜が厚くならないで、蒸気タービン本体から排気される水蒸気をより効率よく凝縮させることができる。

本発明による蒸気タービンは、本発明による復水器（１）（３１）（４１）（６１）（９１）（１０１）と、蒸気タービン本体とを備えていることが好ましい。

本発明による復水器は、蒸気タービン本体から排気される水蒸気をより効率よく凝縮させることができる。

図面を参照して、本発明による復水器の実施の形態を記載する。その復水器１は、蒸気タービンに適用されている。その蒸気タービンは、復水器１とともに、図示されていないボイラと蒸気タービン本体と給水ポンプとを備えている。そのボイラは、水を加熱して水蒸気を生成する。その蒸気タービン本体は、その水蒸気の運動エネルギーを、回転運動の機械的エネルギーに変換する。復水器１は、その蒸気タービン本体で仕事を取り出された後の水蒸気を冷却して水を生成する。その給水ポンプは、復水器１により生成された水をそのボイラに供給する。

その復水器１は、図１に示されているように、容器２の内部に複数の管群３−１〜３−６が設けられている。容器２には、タービン排気入口５と水溜め６とが形成されている。タービン排気入口５は、蒸気タービン本体に接続され、その蒸気タービン本体から仕事をした後の水蒸気を容器２の内部に供給する。水溜め６は、その水蒸気が凝縮して生成される水７を貯留する。

複数の管群３−１〜３−６は、それぞれ、柱状に形成されている。複数の管群３−１〜３−６は、互いに平行に、鉛直方向に２列に配置され、水平方向に３列に配置されている。すなわち、管群３−１は、管群３−２よりタービン排気入口５から離れた位置に配置されている。管群３−３は、管群３−４よりタービン排気入口５から離れた位置に配置されている。管群３−５は、管群３−６よりタービン排気入口５から離れた位置に配置されている。管群３−３は、管群３−１の鉛直下側の位置に配置されている。管群３−４は、管群３−２の鉛直下側の位置に配置されている。管群３−５は、管群３−３の鉛直下側の位置に配置されている。管群３−６は、管群３−４の鉛直下側の位置に配置されている。

図２は、管群３−ｉ（ｉ＝１，２，３，…，６）を示している。管群３−ｉは、複数の伝熱管１１−１〜１１−ｎ（ｎ＝２，３，４，…）と水室１２とから形成されている。水室１２は、管群３−ｉの両端に設けられ、管板１４と水室容器１５とから形成されている。容器２を形成する容器壁１６は、長方形状の穴１７が形成されている。管板１４は、穴１７よりひと回り大きい長方形を形成している。管板１４は、容器壁１６の外側から溶接により容器壁１６に接合され、容器壁１６の穴１７を塞いでいる。水室容器１５は、管板１４の容器壁１６に接合される側の反対側から溶接により管板１４に接合され、内部が空洞である水室１２を形成している。

管板１４は、さらに、ｎ個の穴が形成されている。その穴は、それぞれ、複数の伝熱管１１−１〜１１−ｎの一端に接続されている。複数の伝熱管１１−１〜１１−ｎの他端は、もう一方の水室１２の管板１４に形成されているｎ個の穴に接続されている。すなわち、複数の伝熱管１１−１〜１１−ｎは、水室１２の一方から他方に冷却水が通るように、２つの水室１２の内部を接続している。

図３は、複数の管群３−１〜３−６に冷却水を供給する配管を示している。その配管２１は、冷却水入口を管群３−１と管群３−３と管群３−５とに並列して接続している。配管２１は、管群３−１を管群３−２に接続している。配管２１は、管群３−３を管群３−４に接続している。配管２１は、管群３−５を管群３−６に接続している。配管２１は、さらに、管群３−２と管群３−４と管群３−６とを冷却水出口に接続している。

復水器１は、まず、配管２１を用いて、冷却水入口から吸い上げられる冷却水を管群３−１と管群３−３と管群３−５とに並行して供給する。管群３−１を通った冷却水は、管群３−２に供給される。管群３−３を通った冷却水は、管群３−４に供給される。管群３−５を通った冷却水は、管群３−６に供給される。管群３−２と管群３−４と管群３−６とを通った冷却水は、冷却水出口から排出される。管群３−１〜３−６は、蒸気タービン本体から排気される水蒸気を冷却して凝縮させ、凝縮により生成される水を水溜め６に滴下させる。水溜め６に貯留された水は、給水ポンプによりボイラに供給される。そのボイラは、水を加熱して水蒸気を生成する。その蒸気タービン本体は、その水蒸気の運動エネルギーを、回転運動の機械的エネルギーに変換する。

管群３−１と管群３−３と管群３−５とを流れる冷却水は、管群３−２と管群３−４と管群３−６とを流れる冷却水より温度が低い。さらに、容器２の内部は、タービン排気入口５に近い領域の圧力が小さく、タービン排気入口５から遠い領域の圧力が大きい。すなわち、管群３−１と管群３−３と管群３−５とが配置される領域の圧力は、管群３−２と管群３−４と管群３−６とが配置される領域の圧力より大きい。水蒸気は、圧力が大きいときに、凝縮し始める温度が高い。
このため、管群３−１と管群３−３と管群３−５とは、水蒸気が凝縮し始める温度との温度差をより大きくすることができ、より効率よく水蒸気を凝縮することができる。その結果、復水器１は、冷却水が管群３−１〜３−６を逆の順番に流れることより、冷却水の使用量当たりの水蒸気を効率よく凝縮させることができる。さらに、復水器１は、水蒸気を効率よく凝縮することにより、復水器１の容器２の内部の圧力をより低くすることができ、蒸気タービン本体での水蒸気をより高速に運動させることができる。その結果、復水器１が適用される蒸気タービンは、熱効率を高くすることができる。

図４は、本発明による復水器の実施の他の形態を示している。その復水器３１は、容器３２の内部に複数の管群３３−１〜３３−４が設けられている。容器３２には、タービン排気入口３５と水溜め３６とが形成されている。タービン排気入口３５は、蒸気タービン本体に接続され、その蒸気タービン本体から仕事をした後の水蒸気を容器３２の内部に供給する。水溜め３６は、その水蒸気が凝縮して生成される水３７を貯留する。

複数の管群３３−１〜３３−４は、それぞれ、柱状に形成され、既述の実施の形態における管群３−ｉと同様にして形成されている。複数の管群３３−１〜３３−４は、互いに平行に、鉛直方向に２列に配置され、水平方向に２列に配置されている。すなわち、管群３３−１は、管群３３−２よりタービン排気入口３５から離れた位置に配置されている。管群３３−３は、管群３３−４よりタービン排気入口３５から離れた位置に配置されている。管群３３−３は、管群３３−１の鉛直下側の位置に配置されている。管群３３−４は、管群３３−２の鉛直下側の位置に配置されている。

複数の管群３３−１〜３３−４は、隣り合う２つの管群の隙間が概ね等しくなるように配置されている。すなわち、管群３３−１と管群３３−２との隙間は、管群３３−１と管群３３−３との隙間に概ね等しく、管群３３−２と管群３３−４との隙間に概ね等しく、管群３３−３と管群３３−４との隙間に概ね等しい。

複数の管群３３−１〜３３−３は、さらに、容器３２との隙間が隣り合う２つの管群の隙間に概ね等しくなるように配置されている。すなわち、管群３３−１と容器３２との隙間は、管群３３−１と管群３３−２との隙間に概ね等しく、管群３３−２と容器３２との隙間に概ね等しく、管群３３−３と容器３２との隙間に概ね等しい。

複数の管群３３−３〜３３−４は、さらに、水３７の水面との隙間が隣り合う２つの管群の隙間に概ね等しくなるように配置されている。すなわち、管群３３−３と水７の水面の隙間は、管群３３−１と管群３３−２との隙間に概ね等しく、管群３３−４と水７の水面の隙間に概ね等しい。

復水器３１は、さらに、図示されていない配管を備えている。その配管は、複数の管群３３−１〜３３−４に冷却水を供給するように、複数の管群３３−１〜３３−４を接続している。

復水器３１は、まず、冷却水を管群３３−１〜３３−４に供給し、管群３３−１３３−４を通った冷却水を冷却水出口から排出する。管群３３−１〜３３−４は、蒸気タービン本体から排気される水蒸気を冷却して凝縮させ、凝縮により生成される水を水溜め３６に滴下させる。水溜め３６に貯留された水は、給水ポンプによりボイラに供給される。そのボイラは、水を加熱して水蒸気を生成する。その蒸気タービン本体は、その水蒸気の運動エネルギーを、回転運動の機械的エネルギーに変換する。

このような管群３３−１〜３３−４の配置によれば、水蒸気は、タービン排気入口３５に遠い領域から近い領域に向かう方向に流れることが低減される。このため、復水器３１は、管群が隙間に頓着しないで配置される復水器ことより、冷却水の使用量当たりの水蒸気を効率よく凝縮させることができる。さらに、復水器３１は、水蒸気を効率よく凝縮することにより、復水器３１の容器３２の内部の圧力をより低くすることができ、蒸気タービン本体での水蒸気をより高速に運動させることができる。その結果、復水器３１が適用される蒸気タービンは、熱効率を高くすることができる。

図５は、本発明による復水器の実施のさらに他の形態を示している。その復水器４１は、容器４２の内部に複数の管群４３−１〜４３−６が設けられている。容器４２には、タービン排気入口４５と水溜め４６とが形成されている。タービン排気入口４５は、蒸気タービン本体に接続され、その蒸気タービン本体から仕事をした後の水蒸気を容器４２の内部に供給する。水溜め４６は、その水蒸気が凝縮して生成される水４７を貯留する。

複数の管群４３−１〜４３−６は、それぞれ、柱状に形成され、既述の実施の形態における管群３−ｉと同様にして形成されている。複数の管群４３−１〜４３−６は、互いに平行に、鉛直方向に２列に配置され、水平方向に３列に配置されている。すなわち、管群４３−１は、管群４３−２よりタービン排気入口４５から離れた位置に配置されている。管群４３−３は、管群４３−４よりタービン排気入口４５から離れた位置に配置されている。管群４３−５は、管群４３−６よりタービン排気入口４５から離れた位置に配置されている。管群４３−３は、管群４３−１の鉛直下側の位置に配置されている。管群４３−４は、管群４３−２の鉛直下側の位置に配置されている。管群４３−５は、管群４３−３の鉛直下側の位置に配置されている。管群４３−６は、管群４３−４の鉛直下側の位置に配置されている。

図６は、複数の管群４３−１〜４３−６に冷却水を供給する配管を示している。その配管５１は、冷却水入口を管群４３−１と管群４３−２とに並列して接続している。配管５１は、管群４３−１を管群４３−３に接続している。配管５１は、管群４３−３を管群４３−５に接続している。配管５１は、管群４３−２を管群４３−４に接続している。配管５１は、管群４３−４を管群４３−６に接続している。配管５１は、さらに、管群４３−５と管群４３−６とを冷却水出口に接続している。

復水器４１は、まず、配管５１を用いて、冷却水入口から吸い上げられる冷却水を管群４３−１と管群４３−２とに並行して供給する。管群４３−１を通った冷却水は、管群４３−３に供給される。管群４３−３を通った冷却水は、管群４３−５に供給される。管群４３−２を通った冷却水は、管群４３−４に供給される。管群４３−４を通った冷却水は、管群４３−６に供給される。管群４３−５と管群４３−６とを通った冷却水は、冷却水出口から排出される。管群４３−１〜４３−６は、蒸気タービン本体から排気される水蒸気を冷却して凝縮させ、凝縮により生成される水を水溜め４６に滴下させる。水溜め４６に貯留された水は、給水ポンプによりボイラに供給される。そのボイラは、水を加熱して水蒸気を生成する。その蒸気タービン本体は、その水蒸気の運動エネルギーを、回転運動の機械的エネルギーに変換する。

管群４３−１により凝縮された水適は、管群４３−３に滴下する。管群４３−３により凝縮された水適は、管群４３−５に滴下する。このため、管群４３−３の伝熱管に付着する液膜は、管群４３−１の伝熱管に付着する液膜より厚く、管群４３−５の伝熱管に付着する液膜は、管群４３−３の伝熱管に付着する液膜より厚い。管群４３−２により凝縮された水適は、管群４３−４に滴下する。管群４３−４により凝縮された水適は、管群４３−６に滴下する。このため、管群４３−４の伝熱管に付着する液膜は、管群４３−２の伝熱管に付着する液膜より厚く、管群４３−６の伝熱管に付着する液膜は、管群４３−４の伝熱管に付着する液膜より厚い。

伝熱管は、付着する液膜が薄いほどより効率よく水蒸気を凝縮することができる。さらに、管群４３−１を流れる冷却水は、管群４３−３を流れる冷却水より温度が低い。管群４３−３を流れる冷却水は、管群４３−５を流れる冷却水より温度が低い。管群４３−２を流れる冷却水は、管群４３−４を流れる冷却水より温度が低い。管群４３−４を流れる冷却水は、管群４３−６を流れる冷却水より温度が低い。このため、管群４３−１と管群４３−２とは、より効率よく水蒸気を凝縮することができる。その結果、復水器４１は、冷却水が管群４３−１〜４３−６を逆の順番に流れることより、冷却水の使用量当たりの水蒸気を効率よく凝縮させることができる。さらに、復水器４１は、水蒸気を効率よく凝縮することにより、復水器４１の容器４２の内部の圧力をより低くすることができ、蒸気タービン本体での水蒸気をより高速に運動させることができる。その結果、復水器４１が適用される蒸気タービンは、熱効率を高くすることができる。

図７は、本発明による復水器の実施のさらに他の形態を示している。その復水器１は、容器６２の内部に複数の管群６３−１〜６３−４が設けられている。容器６２には、タービン排気入口６５と水溜め６６とが形成されている。タービン排気入口６５は、蒸気タービン本体に接続され、その蒸気タービン本体から仕事をした後の水蒸気を容器６２の内部に供給する。水溜め６６は、その水蒸気が凝縮して生成される水６７を貯留する。

複数の管群６３−１〜６３−４は、それぞれ、柱状に形成され、既述の実施の形態における管群３−ｉと同様にして形成されている。複数の管群６３−１〜６３−４は、互いに平行に、水平方向に１列に配置されている。すなわち、管群６３−１は、管群６３−２よりタービン排気入口６５から離れた位置に配置されている。管群６３−２は、管群６３−３よりタービン排気入口６５から離れた位置に配置されている。管群６３−３は、管群６３−４よりタービン排気入口６５から離れた位置に配置されている。管群６３−３〜６３−４は、それぞれ、鉛直方向に他の管群に隣り合っていない。

図８は、複数の管群６３−１〜６３−４に冷却水を供給する配管を示している。その配管７１は、冷却水入口を管群６３−１〜６３−４に並列して接続している。配管７１は、さらに、管群６３−１〜６３−４を冷却水出口に接続している。

復水器１は、まず、配管７１を用いて、冷却水入口から吸い上げられる冷却水を管群６３−１〜６３−４に並行して供給する。管群６３−１〜６３−４を通った冷却水は、冷却水出口から排出される。管群６３−１〜６３−４は、蒸気タービン本体から排気される水蒸気を冷却して凝縮させ、凝縮により生成される水を水溜め６６に滴下させる。水溜め６６に貯留された水は、給水ポンプによりボイラに供給される。そのボイラは、水を加熱して水蒸気を生成する。その蒸気タービン本体は、その水蒸気の運動エネルギーを、回転運動の機械的エネルギーに変換する。

管群６３−３〜６３−４は、それぞれ、鉛直方向上側に他の管群に隣り合っていないことにより、他の管群から水適が滴下されない。このため、管群６３−１〜６３−４は、伝熱管に付着する液膜が厚くならないで、より効率よく水蒸気を凝縮することができる。さらに、復水器６１は、水蒸気を効率よく凝縮することにより、復水器６１の容器４２の内部の圧力をより低くすることができ、蒸気タービン本体での水蒸気をより高速に運動させることができる。その結果、復水器６１が適用される蒸気タービンは、熱効率を高くすることができる。

本発明による復水器の実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における復水器６１の配管７１が他の配管に置換されている。その配管８１は、図９に示されているように、冷却水入口を管群６３−１に接続している。配管８１は、管群６３−１を管群６３−２に接続している。配管８１は、管群６３−２を管群６３−３に接続している。配管８１は、管群６３−３を管群６３−４に接続している。配管８１は、さらに、管群６３−４を冷却水出口に接続している。

配管８１は、冷却水入口から吸い上げられる冷却水を管群６３−１に供給する。管群６３−１を通った冷却水は、管群６３−２に供給される。管群６３−２を通った冷却水は、管群６３−３に供給される。管群６３−３を通った冷却水は、管群６３−４に供給される。管群６３−４を通った冷却水は、冷却水出口から排出される。このような配管８１によれば、配管７１より冷却水を送出するポンプの能力を低減することができる。管群６３−１〜６３−４は、蒸気タービン本体から排気される水蒸気を冷却して凝縮させ、凝縮により生成される水を水溜め６に滴下させる。水溜め６に貯留された水は、給水ポンプによりボイラに供給される。そのボイラは、水を加熱して水蒸気を生成する。その蒸気タービン本体は、その水蒸気の運動エネルギーを、回転運動の機械的エネルギーに変換する。

管群６３−１を流れる冷却水は、管群６３−２を流れる冷却水より温度が低い。管群６３−２を流れる冷却水は、管群６３−３を流れる冷却水より温度が低い。管群６３−３を流れる冷却水は、管群６３−４を流れる冷却水より温度が低い。すなわち、タービン排気入口６５に遠い領域に配置される管群は、タービン排気入口６５に近い領域に配置される管群より流れる冷却水の温度が低いさらに、容器６２の内部は、タービン排気入口６５に近い領域の圧力が小さく、タービン排気入口６５から遠い領域の圧力が大きい。すなわち、管群６３−１が配置される領域の圧力は、管群６３−２が配置される領域の圧力より大く、管群６３−２が配置される領域の圧力は、管群６３−３が配置される領域の圧力より大く、管群６３−３が配置される領域の圧力は、管群６３−４が配置される領域の圧力より大きい。

水蒸気は、圧力が大きいときに、凝縮し始める温度が高い。このため、タービン排気入口６５に遠い領域に配置される管群は、水蒸気が凝縮し始める温度との温度差をより大きくすることができ、より効率よく水蒸気を凝縮することができる。その結果、復水器６１は、冷却水が管群６３−１〜６３−６を逆の順番に流れることより、冷却水の使用量当たりの水蒸気を効率よく凝縮させることができる。さらに、復水器６１は、水蒸気を効率よく凝縮することにより、復水器６１の容器６２の内部の圧力をより低くすることができ、蒸気タービン本体での水蒸気をより高速に運動させることができる。その結果、復水器６１が適用される蒸気タービンは、熱効率を高くすることができる。

図１０は、本発明による復水器の実施のさらに他の形態を示している。その復水器９１は、容器９２の内部に複数の管群９３−１〜９３−６が設けられている。容器９２には、タービン排気入口９５と水溜め９６とが形成されている。タービン排気入口９５は、蒸気タービン本体に接続され、その蒸気タービン本体から仕事をした後の水蒸気を容器９２の内部に供給する。水溜め９６は、その水蒸気が凝縮して生成される水９７を貯留する。

複数の管群９３−１〜９３−４は、それぞれ、柱状に形成され、既述の実施の形態における管群３−ｉと同様にして形成されている。複数の管群９３−１〜９３−４は、互いに平行に、水平方向に１列に配置されている。すなわち、管群９３−１は、管群９３−２よりタービン排気入口９５から離れた位置に配置されている。管群９３−２は、管群９３−３よりタービン排気入口９５から離れた位置に配置されている。管群９３−３は、管群９３−４よりタービン排気入口９５から離れた位置に配置されている。管群９３−３〜９３−４は、それぞれ、鉛直方向に他の管群に隣り合っていない。

管群９３−１〜９３−４は、タービン排気入口９５から離れた位置に配置されている管群ほど、断面積が大きく、伝熱管が多い。すなわち、管群９３−１は、管群９３−２より断面積が大きく、管群９３−２より伝熱管が多い。管群９３−２は、管群９３−３より断面積が大きく、管群９３−３より伝熱管が多い。管群９３−３は、管群９３−４より断面積が大きく、管群９３−４より伝熱管が多い。

復水器９１は、さらに、図示されていない配管を備えている。その配管は、複数の管群９３−１〜９３−４に冷却水を供給するように、複数の管群９３−１〜９３−４を接続している。

復水器９１は、まず、その配管を用いて、冷却水入口から吸い上げられる冷却水を管群９３−１〜９３−４に供給し、管群９３−１〜９３−４を通った冷却水は、冷却水出口から排出される。管群９３−１〜９３−４は、蒸気タービン本体から排気される水蒸気を冷却して凝縮させ、凝縮により生成される水を水溜め９６に滴下させる。水溜め９６に貯留された水は、給水ポンプによりボイラに供給される。そのボイラは、水を加熱して水蒸気を生成する。その蒸気タービン本体は、その水蒸気の運動エネルギーを、回転運動の機械的エネルギーに変換する。

容器９２の内部は、タービン排気入口９５に近い領域の圧力が小さく、タービン排気入口９５から遠い領域の圧力が大きい。管群は、断面が大きく、伝熱管が多いときに、より効率よく水蒸気を凝縮することができる。このため、復水器９１は、タービン排気入口から離れた位置に配置されている管群ほど断面積が大きくなく、または、伝熱管が多くないとき復水器より、冷却水の使用量当たりの水蒸気を効率よく凝縮させることができる。さらに、復水器９１は、水蒸気を効率よく凝縮することにより、復水器９１の容器９２の内部の圧力をより低くすることができ、蒸気タービン本体での水蒸気をより高速に運動させることができる。その結果、復水器９１が適用される蒸気タービンは、熱効率を高くすることができる。

図１１は、本発明による復水器の実施のさらに他の形態を示している。その復水器１０１は、容器１０２の内部に複数の管群１０３−１〜１０３−３が設けられている。容器１０２には、タービン排気入口１０５と水溜め１０６とが形成されている。タービン排気入口１０５は、蒸気タービン本体に接続され、その蒸気タービン本体から仕事をした後の水蒸気を容器１０２の内部に供給する。水溜め１０６は、その水蒸気が凝縮して生成される水１０７を貯留する。

複数の管群１０３−１〜１０３−３は、それぞれ、柱状に形成され、既述の実施の形態における管群３−ｉと同様にして形成されている。複数の管群１０３−１〜１０３−３は、互いに平行に、鉛直方向に１列に配置されている。すなわち、管群１０３−２は、管群１０３−１の鉛直下側の位置に配置されている。管群１０３−３は、管群１０３−２の鉛直下側の位置に配置されている。

復水器１０１は、さらに、複数の樋１０８−１〜１０８−２を備えている。樋１０８−１は、管群１０３−１と管群１０３−２との間に配置され、管群１０３−１から滴下する水が管群１０３−２にかからないで水溜め１０７にこぼれるように、配置されている。樋１０８−２は、管群１０３−２と管群１０３−３との間に配置され、管群１０３−２から滴下する水が管群１０３−３にかからないで水溜め１０７にこぼれるように、配置されている。

復水器１０１は、さらに、図示されていない配管を備えている。その配管は、複数の管群１０３−１〜１０３−４に冷却水を供給するように、複数の管群１０３−１〜１０３−４を接続している。

復水器１０１は、まず、その配管を用いて、冷却水入口から吸い上げられる冷却水を管群１０３−１〜１０３−３に供給し、管群１０３−１〜１０３−３を通った冷却水を冷却水出口から排出する。管群１０３−１〜１０３−３は、蒸気タービン本体から排気される水蒸気を冷却して凝縮させ、凝縮により生成される水を水溜め１０６に滴下させる。水溜め１０６に貯留された水は、給水ポンプによりボイラに供給される。そのボイラは、水を加熱して水蒸気を生成する。その蒸気タービン本体は、その水蒸気の運動エネルギーを、回転運動の機械的エネルギーに変換する。

管群１０３−２〜１０３−３は、それぞれ、樋１０８−１〜１０８−２により、他の管群から水適が滴下されない。このため、管群１０３−１〜１０３−３は、伝熱管に付着する液膜が厚くならないで、より効率よく水蒸気を凝縮することができる。さらに、復水器１０１は、水蒸気を効率よく凝縮することにより、復水器１０１の容器１０２の内部の圧力をより低くすることができ、蒸気タービン本体での水蒸気をより高速に運動させることができる。その結果、復水器１０１が適用される蒸気タービンは、熱効率を高くすることができる。

図１は、本発明による復水器の実施の形態を示す断面図である。 図２は、管群を示す断面図である。 図３は、配管を示す回路図である。 図４は、本発明による復水器の実施の他の形態を示す断面図である。 図５は、本発明による復水器の実施のさらに他の形態を示す断面図である。 図６は、配管を示す回路図である。 図７は、本発明による復水器の実施のさらに他の形態を示す断面図である。 図８は、配管を示す回路図である。 図９は、配管を示す回路図である。 図１０は、本発明による復水器の実施のさらに他の形態を示す断面図である。 図１１は、本発明による復水器の実施のさらに他の形態を示す断面図である。 図１２は、公知の復水器を示す断面図である。

符号の説明

１ ：復水器
２ ：容器
３−１〜３−６：管群
５ ：タービン排気入口
６ ：水溜め
７ ：水
１１−１〜１１−ｎ：伝熱管
１２：水室
１４：管板
１５：水室容器
１６：容器壁
１７：穴
２１：配管

Claims (9)

1. 蒸気タービン本体で仕事をした水蒸気を冷却する複数の管群と、
   前記複数の管群に冷却水を供給する配管とを具備し、
   前記複数の管群は、それぞれ、前記冷却水が流れる複数の伝熱管を備え、
   前記配管は、前記複数の管群のうちの圧力が低い領域に配置された管群から前記複数の管群のうちの圧力が高い領域に配置された管群に向けて前記冷却水を流す
   復水器。
2. 蒸気タービン本体で仕事をした水蒸気を冷却する複数の管群と、
   前記複数の管群に冷却水を供給する配管とを具備し、
   前記複数の管群は、それぞれ、前記冷却水が流れる複数の伝熱管を備え、
   前記配管は、前記複数の管群のうちの鉛直上側の領域に配置された管群から前記複数の管群のうちの鉛直下側の領域に配置された管群に向けて前記冷却水を流す
   復水器。
3. 蒸気タービン本体で仕事をした水蒸気を冷却する複数の管群と、
   前記複数の管群に冷却水を供給する配管とを具備し、
   前記複数の管群は、それぞれ、前記冷却水が流れる複数の伝熱管を備え、
   前記複数の管群は、互いに鉛直方向に隣り合わないように配置される
   復水器。
4. 請求項３において、
   前記配管は、前記冷却水を複数の流れに分けて、前記複数の流れを前記複数の管群にそれぞれ流す
   復水器。
5. 請求項３において、
   前記配管は、前記複数の管群のうちの圧力が低い領域に配置された管群から前記複数の管群のうちの圧力が高い領域に配置された管群に向けて前記冷却水を流す
   復水器。
6. 請求項３〜請求項５のいずれかにおいて、
   前記複数の管群のうちの圧力が低い領域に配置された管群は、前記複数の管群のうちの圧力が高い領域に配置された管群より前記伝熱管が少ない
   復水器。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかにおいて、
   前記複数の管群のうちの隣り合う２つの管群の間隔は、前記複数の管群のうちの内壁に隣り合う管群と前記内壁との間隔と概ね等しい
   復水器。
8. 蒸気タービン本体で仕事をした水蒸気を冷却する複数の管群と、
   前記複数の管群のうちの１つの管群から滴下する水を前記複数の管群のうちの前記１つの管群を除く他の管群に滴下しないように案内する樋
   とを具備する復水器。
9. 請求項１〜請求項８のいずれかに記載される復水器と、
   前記蒸気タービン本体
   とを具備する蒸気タービン。

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