JP4738140B2 - 蒸気タービンプラントおよびこれを搭載した蒸気タービン船 - Google Patents
蒸気タービンプラントおよびこれを搭載した蒸気タービン船 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4738140B2 JP4738140B2 JP2005324320A JP2005324320A JP4738140B2 JP 4738140 B2 JP4738140 B2 JP 4738140B2 JP 2005324320 A JP2005324320 A JP 2005324320A JP 2005324320 A JP2005324320 A JP 2005324320A JP 4738140 B2 JP4738140 B2 JP 4738140B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- hot water
- steam turbine
- drain
- low
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 280
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 32
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 claims description 28
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims description 27
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 14
- 239000003595 mist Substances 0.000 claims description 8
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Description
この状態を少しでも解消するため、エバポレータは、デミスタの内部に組み込まれている。このため、デミスタや熱交換器を包含する容器が大型化し、エバポレータの保守点検(オーバーホール)に大きな労力と開放スペースを要した。
また、造水装置で必要とされる加熱媒温度を制御するため、タービンからの抽気の温度を緩めるためにデスーパヒ−タを設置する必要があり、システムの複雑化を招いている。
すなわち、本発明にかかる蒸気タービンプラントは、タービンの抽気を加熱源とする温水加熱器によって加温された温水が循環される温水循環ラインと、海水から清水を製造する造水装置と、を備え、該造水装置は、前記温水を加熱源として海水を蒸発させるエバポレータと、蒸発された水蒸気から水滴等のミストを除去するデミスタと、復水器からのボイラ給水を冷熱源として前記水蒸気を凝縮させるコンデンサと、を備えていることを特徴とする。
また、エバポレータは、加熱源が温水という液相のみで気相を含まないので、海水との熱交換において、熱伝達率が部分的に変動することが少ない。このため、伝熱量が安定し、熱交換器をデミスタ等と共に容器内に密閉する必要がなくなり保守がやりやすい分離型とすることができる。
さらに、コンデンサでは、蒸気を凝縮させる冷熱源としてボイラへの給水を用いているので、給水が加熱されることになり、熱の有効活用を行うことができる。
温水用チューブおよび給水チューブは、鉛直方向に複数設置されているので、ドレンのレベルを調節することによって、温水の温度調整を行うことができる。
また、温水用チューブおよび給水チューブで、鉛直方向での配置をそれぞれ別個に最適に調節しておくこともできる。すなわち、例えば、給水チューブは上方に密に設置し吸収熱量を増加させ、一方、温水用チューブは造水装置における必要温度がそれほど高くないので、下方に密に配置する。そしてドレン面を制御することにより所要熱量を調整することができる。
[第一実施形態]
以下、本発明の第一実施形態について、図1〜図3を用いて説明する。
本実施形態は、本発明を蒸気タービン船に搭載される蒸気タービンプラントに適用したものである。
図1は、蒸気タービンプラントの造水装置関連部分を示す系統図である。
図1に示される範囲には、海水から清水を製造する造水装置1と、造水装置1の加熱源となる温水循環ライン3と、ボイラへの給水ライン5とが備えられている。
エバポレータ7は、プレート式の熱交換器であり、海水取水ポンプ13によって供給される海水が、後述する温水循環ライン3で供給される温水によって加温されるように構成されている。
デミスタ9は、大気圧よりも低い圧力に維持されており、この低真空は配管を経由してエバポレータ7へも及ぼされている。デミスタ9には、フィルタ15が備えられており、蒸気からミスト分を除去する。この除去されたものと重力で落下したものは、デミスタ9の下部に濃縮海水として貯留される。
コンデンサ11は、プレート式の熱交換器であり、デミスタ9から供給される蒸気が、復水器から第一給水ライン19で供給される給水によって冷却されるように構成されている。反対に、第一給水ライン19を通る給水は、デミスタ9からの蒸気によって加温され、低圧給水加熱器23へ供給される。
コンデンサ11で冷却され、凝縮された清水は、清水ポンプ21によって船内の所要箇所へ送られる。
低圧給水加熱器23には、第一給水ライン19からの給水に第二給水ライン29からの給水が合流された状態供給され、低圧タービンの抽気によって加温される。低圧給水加熱器23で加温された給水は、下流側で図示しないデアレータおよび何段かの高圧加熱器によってそれぞれ加温されてボイラに給水される。
低圧タービンの抽気は、低圧給水加熱器23での熱交換により冷却されて凝縮しドレンとなる。低圧給水加熱器23に貯留されたドレン39(図2参照)は、低圧給水加熱器23からドレン配管41を通って大気圧ドレンタンク25に送られる。
ドレン配管41の低圧給水加熱器23側には、ドレン開閉調整弁43が設けられている。
低圧給水加熱器23は、シェルアンドチューブ式の熱交換器である。低圧給水加熱器23は、温水セクション45と給水セクション47とに二分割(図3参照)されている。
温水セクション45には、長手方向50の一端側の下部に設けられた温水流入部53と、上部に設けられた温水流出部57と、他端側に設けられた温水折返部55と、温水流入部53および温水流出部57と温水折返部55とを連結する温水チューブ49とが備えられている。
温水流入部53および温水流出部57は、温水循環配管31に接続され、温水流入部53、温水チューブ49、温水折返部55および温水流出部57は、温水循環配管31の一部を構成している。
給水セクション47にも、温水セクション45と同様に、給水流入部(図示省略)、給水折返部59、給水チューブ51および給水流出部61が設けられ、第一給水ライン19の一部を構成している。
給水チューブ51は図示していないが、鉛直方向の下半分と上半分に不均衡に分散配置して給水、温水の出口温度をそれぞれ異なるように計画することができる。
ドレン39は、空間52の下部に設けられたドレン配管41から大気圧ドレンタンク25へ送られる。
ドレン開閉調整弁43の開度を調整することによって、ドレン39の深さHが調整されるように構成されている。
まず、造水装置1の動作について説明する。
海水は、海水取水ポンプ13によってエバポレータ7に導入される。この海水は、エバポレータ7において温水循環配管31を流れる約85℃の温水によって加温され蒸発しつつデミスタ9に送られる。
デミスタ9に導入された蒸気は比重が軽いので上昇し、一方、比重の重い水滴等のミスト分は大部分下方に落下してデミスタ9の下部に貯留される。
そして、蒸気に同伴して上昇したミスト分はフィルタ15に捕集される。
このようにして、蒸気のみがデミスタ9からコンデンサ11へ送られる。コンデンサ11では、蒸気は、第一給水ライン19で復水器から送られてくる初期のもっとも温度の低い給水によって冷却され、凝縮して清水が生成される。
一方、この給水は蒸気によって加温されて低圧給水加熱器23へと送られる。
これらにより、蒸気タービンプラントの設置スペースに余裕ができ、かつ製造コストを安価にできる。
さらに、コンデンサ11では、蒸気を凝縮させる冷熱源としてボイラへの給水を用いているので、給水が加熱されることになり、熱量を有効に活用することができる。
低圧タービンの抽気は、低圧給水加熱器23の空間52に導入され、一部は冷却されてドレン39となり、空間52の下部に貯留される。空間52の上部には、抽気が充満する。ドレン39の温度は抽気の温度に比べて低くなっている。
このため、温水および給水に対する伝熱量は、ドレン39は抽気に比べて少ない。
ドレン39の深さHは、ドレン開閉調整弁43の開度を調節することによって、空間52の鉛直方向における略中間位置を維持するように制御されている。
この温水チューブ49を通過する際、下半分ではドレン39から熱量を受け、上半分では抽気から熱量を受けて、約100℃まで加温されて排出される。これは、エバポレータ7に約85℃の温水を供給するための温度落差を考慮して設定されている。
これは、造水装置1のエバポレータ7における必要熱量がそんなに大きくないので、それに合わせて設定されたものである。
また、ドレン開閉調整弁43の開度を調整して、ドレン39の深さHを調整することによって、例えば、深さHを大きくすると温水の出口温度は低くなり、反対に小さくすると温水の出口温度は高くなる等適宜な微調整を行うことができる。
温水の温度が高くなった場合には、バイパス開閉調整弁37を開いて、バイパス配管35から低圧給水加熱器23によって加温される前の温度の低い温水を加えることによって温水の温度を調整する。
一方、温水の温度が低くなった場合には、鉛直方向の下半分と上半分に不均衡に分散配置して給水、温水の出口温度をそれぞれ異なるように計画することができる。
また、温水の加熱にボイラに備わった低圧給水加熱器23を用いるので、温水加熱用に別途温水加熱器を設けることが不要となる。このため、蒸気タービンプラントの設置スペースに余裕ができ、かつ製造コストを安価にできる。
このため、大気圧ドレンタンク25には十分な量のドレンが貯留されていることになるので、大気圧ドレンタンク25は、温水の供給量を増減しても影響されない。すなわち、温水の循環量を調整するバッファの役割を果たすことができる。
このため、既存の大気圧ドレンタンク25を活用して、温水の循環量を調節することができるので、別途その役割を行う部材を設ける必要がなく、蒸気タービンプラントの設置スペースに余裕ができ、かつ製造コストを安価にできる。
次に、本発明の第二実施形態にかかる蒸気タービンプラントについて、図4を用いて説明する。
図4は、蒸気タービンプラントの造水装置関連部分を示す系統図である。
本実施形態においては、温水循環ライン3の構成が一部前述した第一実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第一実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての重複した説明は省略する。
なお、前述した第一実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
加熱用大気圧タンク63には、ドレン39が貯留されている。低圧タービンの抽気は、ドレン39に浸管されたジグザグ状をした蒸気管65を通ってドレン39を加熱しながらドレン39中に排出されるように構成されている。ドレン39は加熱用大気圧タンク63の下部からドレン配管41を通って大気圧ドレンタンク25に送られる。ドレン配管41の加熱用大気圧タンク63側には、ドレン開閉調整弁43が設けられており、レベル計67の計測値によって開度が制御されている。
加熱用大気圧タンク63の下流側には、ドレン循環ポンプ33が設けられ、加熱用大気圧タンク63内のドレン39を温水循環配管31に循環させている。
温水循環配管31には、加熱用大気圧タンク63をバイパスするバイパス配管35が設けられている。加熱用大気圧タンク63の上流側におけるバイパス配管35への分岐部には、温水開閉調整弁69が設けられている。
ドレン循環ポンプ33の下流側に、温水循環配管31を通るドレン39の温度を測定する温度計71が設けられている。
温水開閉調整弁69は、温度計71の測定値によって温水循環配管31の流量を調整するとともにバイパス配管35への温水供給の開閉を行うものである。
造水装置1の動作について説明する。
海水は、海水取水ポンプ13によってエバポレータ7に導入される。この海水は、エバポレータ7において温水循環配管31を流れる約85℃の温水によって加温され蒸発しつつデミスタ9に送られる。
デミスタ9に導入された蒸気は比重が軽いので上昇し、一方、比重の重い水滴等のミスト分は大部分下方に落下してデミスタ9の下部に貯留される。
そして、蒸気に同伴して上昇したミスト分はフィルタ15に捕集される。
このようにして、蒸気のみがデミスタ9からコンデンサ11へ送られる。コンデンサ11では、蒸気は、第一給水ライン19で復水器から送られてくる初期のもっとも温度の低い給水によって冷却され、凝縮して清水が生成される。
一方、この給水は蒸気によって加温されて図示しない低圧給水加熱器へと送られる。
これらにより、蒸気タービンプラントの設置スペースに余裕ができ、かつ製造コストを安価にできる。
さらに、コンデンサ11では、蒸気を凝縮させる冷熱源としてボイラへの給水を用いているので、給水が加熱されることになり、熱量を有効に活用することができる。
なお、大気圧ドレンタンク25からもドレンポンプ27によって低圧給水加熱器に給水されている。
加熱用大気圧タンク63に貯留されたドレン39は、低圧タービンの抽気によって約100℃に加温され、温水とされる。この温水は、ドレンポンプ33によって温水循環配管31を通って自然と冷却され、エバポレータ7へ約85℃の温水として供給される。エバポレータ7で海水と熱交換され冷却された温水は、さらに自然と冷却されながら搬送され、約55℃の温水として加熱用大気圧タンク63に戻ってくる。
低圧タービンの抽気が一定量の場合、ドレン39の量が多いとその温度上昇は小さく、ドレン39の量が少ないと温度上昇は大きくなる。
このため、ドレン開閉調整弁43の開度を調整して、ドレン39の深さ、すなわち量を調整して、ドレン39の温度を調整することができる。
また、温度計71で測定した温水の温度が、設定値に比べて相当高い場合には、温水開閉調整弁69によって、バイパス配管35へ帰還する温度の低い温水を流してエバポレータ7へ供給される温水の温度を所望値になるように調整することができる。
次に、本発明の第三実施形態にかかる蒸気タービンプラントについて、図5を用いて説明する。
図5は、蒸気タービンプラントの造水装置関連部分を示す系統図である。
本実施形態においては、温水循環ライン3の構成が一部前述した第一実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第一実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての重複した説明は省略する。
なお、前述した第一実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
すなわち、本実施形態の温水循環ライン3には、第一給水ライン19および/または第二給水ライン29の一部が組み込まれており、ボイラへの給水を加熱する低圧給水加熱器23および脱気器73を温水加熱器として活用するように構成されている。
エバポレータ7の上流側に、温水供給配管32を通る温水の温度を測定する温度計77が設けられている。
温水開閉調整弁75は、温度計77の測定値によって温水供給配管32の流量を調整するとともにバイパス配管35からのドレン39の供給量を調整するものである。
造水装置1の動作については、海水取水ポンプ13によってエバポレータ7に導入される海水が、温水供給配管32を流れる温水によって加温され蒸発されてデミスタ9へ送られる点以外は、第一実施形態と同様であるので、ここでは重複した説明を省略する。
したがって、造水装置1に関しては、本実施形態においても、前述の第一実施形態において述べた作用・効果は、同様に奏することができる。
第一給水ライン19で送られる給水は、低圧給水加熱器23において低圧タービンの抽気によって加温され、さらに、脱気器73においてタービンの排気および/または抽気によって加温される。
この脱気器で加温された給水の一部が、分岐点Aにおいて分岐され、温水供給配管32へ温水として供給される。
温水供給配管32で送られる温水の量は、温水開閉調整弁75によって調整される。
また、この温水は、温水開閉調整弁75部においてドレンポンプ33によってドレン供給配管30およびバイパス配管35を通って送られるドレンと混合され所要の温度に調整され、エバポレータ7に約85°の温水として供給される。
温水開閉調整弁75は、温度計77で測定した温水の温度に応じて脱気器73からの温水の流量とバイパス配管35からのドレンの流量を調節している。
エバポレータ7で海水と熱交換され冷却された温水は、さらに自然と冷却されながら搬送され、約55℃の温水として大気圧ドレンタンク25に戻ってくる。
3 温水循環ライン
7 エバポレータ
9 デミスタ
11 コンデンサ
23 低圧給水加熱器
25 大気圧ドレンタンク
49 温水チューブ
51 給水チューブ
52 空間
63 加熱用大気圧タンク
73 脱気器
Claims (5)
- タービンの抽気を加熱源とする温水加熱器によって加温された温水が循環される温水循環ラインと、
海水から清水を製造する造水装置と、を備え、
該造水装置は、前記温水を加熱源として海水を蒸発させるエバポレータと、
蒸発された水蒸気から水滴等のミストを除去するデミスタと、
復水器からのボイラ給水を冷熱源として前記水蒸気を凝縮させるコンデンサと、を備えていることを特徴とする蒸気タービンプラント。 - 前記加熱器として、ボイラ給水を加熱する低圧給水加熱器や脱気器が用いられることを特徴とする請求項1に記載の蒸気タービンプラント。
- 前記低圧給水加熱器には、低圧タービンの抽気が導入されるシェルと、該シェル内部に複数設置された温水が通過する温水用チューブと、前記シェル内部に複数設置されたボイラ給水が通過する給水チューブとが備えられ、
前記温水用チューブおよび給水チューブのパスは、鉛直方向に分散配列されていることを特徴とする請求項2に記載の蒸気タービンプラント。 - 前記温水循環ラインには、大気圧ドレンタンクが組み込まれていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の蒸気タービンプラント。
- 請求項1から請求項4のいずれかに記載の蒸気タービンプラントを搭載したことを特徴とする蒸気タービン船。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005324320A JP4738140B2 (ja) | 2005-11-09 | 2005-11-09 | 蒸気タービンプラントおよびこれを搭載した蒸気タービン船 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005324320A JP4738140B2 (ja) | 2005-11-09 | 2005-11-09 | 蒸気タービンプラントおよびこれを搭載した蒸気タービン船 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007132227A JP2007132227A (ja) | 2007-05-31 |
JP4738140B2 true JP4738140B2 (ja) | 2011-08-03 |
Family
ID=38154098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005324320A Expired - Fee Related JP4738140B2 (ja) | 2005-11-09 | 2005-11-09 | 蒸気タービンプラントおよびこれを搭載した蒸気タービン船 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4738140B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104073523A (zh) * | 2010-01-15 | 2014-10-01 | 希乐克公司 | 冷却和加工材料 |
CN103502093B (zh) * | 2011-10-11 | 2016-10-26 | 三菱重工业株式会社 | 船用推进系统及具备该船用推进系统的船舶 |
KR101271196B1 (ko) | 2011-12-09 | 2013-06-04 | 삼성중공업 주식회사 | 선박의 스팀 공급 장치 및 이를 포함하는 선박 |
CN112922687B (zh) * | 2021-02-01 | 2022-08-02 | 房盼盼 | 一种用于海水温差发电装置的节能循环系统 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6149111A (ja) * | 1984-08-17 | 1986-03-11 | Hitachi Zosen Corp | 複合プラント |
JPS61161189A (ja) * | 1985-01-07 | 1986-07-21 | Hitachi Ltd | 海水淡水化装置 |
-
2005
- 2005-11-09 JP JP2005324320A patent/JP4738140B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007132227A (ja) | 2007-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4094747A (en) | Thermal power station combined with a plant for seawater desalination | |
JP4781370B2 (ja) | 横形ボイラ | |
RU2208685C2 (ru) | Способ эксплуатации газо- и паротурбинной установки и газо- и паротурбинная установка | |
JP6923667B2 (ja) | 太陽熱発電システム | |
EP2199720B1 (en) | Double-pressure type condenser, and condensate reheating method | |
JP2008151503A (ja) | 廃熱ボイラ | |
JP4738140B2 (ja) | 蒸気タービンプラントおよびこれを搭載した蒸気タービン船 | |
JP7115680B2 (ja) | 淡水化及び温度差発電システム | |
KR20150128588A (ko) | 열 통합형 산소 공급 시스템의 순산소 보일러 발전소 | |
RU2631182C2 (ru) | Процесс предварительного нагревания свежей воды в паротурбинных электростанциях с отводом технологического пара | |
WO2015124828A1 (en) | Evaporator | |
JP2008088892A (ja) | 非共沸混合媒体サイクルシステム | |
JP6359321B2 (ja) | 真空式温水機 | |
RU2373461C1 (ru) | Система теплоснабжения | |
KR101878536B1 (ko) | 열 통합형 공기 분리 유닛을 갖는 순산소 보일러 발전소 | |
JP5150785B2 (ja) | 純粋液体製造装置 | |
JP2018189074A (ja) | 発電装置 | |
JP6209940B2 (ja) | ボイラシステム | |
RU9016U1 (ru) | Теплоэнергетическая установка | |
JP6640609B2 (ja) | 太陽熱発電システム及び太陽熱発電方法 | |
JP6535750B2 (ja) | 排熱回収蒸気発生器 | |
CN106062319A (zh) | 闪蒸槽设计 | |
JP5979395B2 (ja) | 造水装置および造水方法 | |
CN204344386U (zh) | 用于存储来自日射的热量的系统、用于生成电能的系统 | |
JP6745971B2 (ja) | 垂直型熱回収蒸気発生器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080827 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101102 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110104 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110412 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110426 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4738140 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140513 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |