JP6699893B2 - 直接接触式復水器および発電システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、直接接触式復水器および発電システムに関する。

一般に、地熱プラントの復水器において真空度を上げるための排気装置として、タービン入口の前段より抽気した蒸気を作動蒸気として、復水器内の非凝縮性ガスを抽出するエジェクタ(ejector)が用いられることが多くあるが、その作動蒸気を減らすことはプラント出力向上に貢献する。このため、低圧損にて、復水器出口での非凝縮性ガスと蒸気との混合ガスの温度を下げ、体積流量を減らすことが求められる。復水器において、ガス排出口の前段において、混合ガスを冷却するための、効率の良いガス冷却部の機能が要求される。

このような復水器の第１の例としては、例えば充填物へ冷却水を散布し、広い表面積で混合ガスを効率良く凝縮および冷却することを目的としたものがある。また、流路を折り返し曲げることで、蒸気と落下液滴とが接触する流路を長くした冷却部により、混合ガスの冷却を促進するものもある。

特許第３９５３１１６号公報 特開２０１５−１１４０１９号公報 特開２０１０−２７０９２５号公報

上述した第１の例の復水器においては、タービン排気流入部での蒸気を、冷却液が散布された充填物で凝縮する。蒸気に対する伝熱面積および冷却液の落下速度調整による、蒸気と冷却液との接触時間を調整することにより、上記の充填物による蒸気の凝縮量を最適化することが可能だが、タービン排気流入部の直近における排気流量が多い領域で、かつ、蒸気の流れの速い領域での使用においては、充填物を蒸気が通過して凝縮される際に圧損が大きくなる。

加えて、地熱蒸気中の非凝縮性ガスは、その発生量が都度変化することが一般的である。上記の充填物は、非凝縮性ガスの計画量に基づいて設計される。しかし、非凝縮性ガス量が計画量より多い場合、ガス冷却部における蒸気の流速が遅くなるため、充填物による蒸気や非凝縮性ガスの冷却性能が悪くなる。また、非凝縮性ガス量が計画量より少ない場合、蒸気の流量が多くなり、蒸気や非凝縮性ガスの冷却水量が不足することにより蒸気の凝縮が不十分になることがある。

また、復水器の第２の例として、スプレーを用いた微小な液滴にて蒸気の凝縮および冷却を行なうものがある。このように微小な液滴は、体積当りの表面積が大きく、低圧損で凝縮能力が高い。

しかし、蒸気に比べて密度が高い非凝縮性ガスの量が上記の計画量より多い場合、ガス冷却部に流入する蒸気や非凝縮性ガスの体積流量が少なくなり、これら蒸気や非凝縮性ガスの流速が遅くなる。この流速が遅くなると、蒸気と冷却水との間の熱伝達性能が悪くなり、蒸気や非凝縮性ガスを効率良く冷却することが出来なくなる。

逆に、非凝縮性ガスの量が計画量より少ない場合、ガス冷却部に流入する蒸気や非凝縮性ガスの流量が多くなり、これら蒸気や非凝縮性ガスの流速が速くなる。すると、冷却水量が不足したり、冷却水の噴射範囲における蒸気と冷却水との接触時間が短くなったりするので、蒸気の凝縮が十分出来なくなる。

また、復水器の第３の例として、凝縮部の下流に配置される冷却部は、設置面積低減のために、流路を落下する液滴が蒸気と接触する構成により蒸気を冷却するものがある。このような構成においては、冷却水の液滴による蒸気の冷却は、流路高さを液滴が自由落下する間の冷却となり、非凝縮性ガス成分が多くなったガス混合流体を効率よく冷却することは困難である。つまり、冷却のためには長い流路が必要なため、流路を筐体内で繰り返し折り返す構造であり、この折り返しと長い流路による圧損が大きい。

本発明が解決しようとする課題は、低圧損で凝縮および冷却の効率を高めることが可能な直接接触式復水器および発電システムを提供することである。

実施形態における直接接触式復水器は、非凝縮性ガスと蒸気とを含み、蒸気タービンから排出されるガス混合流体が導入され、また、液滴としての冷却水を噴霧する第１の噴霧器を有し、前記導入された前記ガス混合流体に含まれる前記蒸気を前記第１の噴霧器から噴霧される前記冷却水により凝縮する蒸気凝縮部と、前記蒸気凝縮部に接続されて、前記ガス混合流体の流路を有し、また、前記流路を通過する前記ガス混合流体との接触面積を増加させるための表面をもつ接触媒体を有し、また、液滴としての冷却水を噴霧する第２の噴霧器を有し、前記第２の噴霧器から噴霧される前記冷却水を前記接触媒体に散水し、前記散水されて前記接触媒体の表面を流れる前記冷却水の流下液膜との接触により前記ガス混合流体を冷却するガス冷却部と、前記ガス冷却部における前記ガス混合流体の流路から分割された流路の出口に設けられ、この出口からの前記ガス混合流体の排出の有無を切替えるための切替え弁と、を有し、前記ガス混合流体に対する前記非凝縮性ガスの割合が増加する場合または前記冷却水の温度が上昇する場合には、前記切替え弁を開く。

本発明によれば、直接接触式復水器について低圧損で凝縮および冷却の効率を高めることができる。

第１の実施形態における軸流排気式復水器の一例を示す図。 第２の実施形態における下方排気式復水器の一例を示す図。 第３の実施形態における軸流排気式復水器の一例を示す図。 第３の実施形態における軸流排気式復水器の一例を示す図。 第４の実施形態における軸流排気式復水器の一例を示す図。 第４の実施形態における軸流排気式復水器の一例を示す図。 第５の実施形態における軸流排気式復水器の一例を示す図。 第６の実施形態における軸流排気式復水器の一例を示す図。

以下、実施形態について図面を用いて説明する。
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態における軸流排気式復水器の一例を示す図である。
図１に示すように、第１の実施形態における、タービン軸と排気方向が同一水平面にある軸流式の排気に対応した軸流排気式復水器は、タービン排気１として蒸気タービンから排出されて、非凝縮性ガスと蒸気とを含むガス混合流体２を導入して、このガス混合流体２に含まれる蒸気を凝縮させる蒸気凝縮部３と、この蒸気凝縮部３の下流に配置され、蒸気凝縮部３により凝縮された後のガス混合流体２を冷却するガス冷却部４とを備える。以下、蒸気凝縮部３に導入されたタービン排気１を上記のガス混合流体２と呼ぶことがある。

蒸気凝縮部３とガス冷却部４とは水平方向に沿って並ぶように配置される。上記の軸流排気式復水器は、地熱発電設備に適用可能である。地熱発電設備は、例えば、火山活動による地熱で高温となった蒸気や高温の地下水を地上に汲み出すことにより、発電に必要な蒸気を得る設備である。この発電設備は、図示しない蒸気タービンと上記の軸流排気式復水器を備える。蒸気タービンから排出された蒸気は、軸流排気式復水器により凝縮、冷却されて外部に排出される。

蒸気凝縮部３は、導入したガス混合流体２を流すための空間、つまりガス混合流体２の流路を有するとともに、複数の冷却水霧状噴出スプレー（第１の噴霧器）５を有する。この冷却水霧状噴出スプレー５は、ガス混合流体２の流路中に、微細な液滴としての冷却水を噴霧する。これにより、蒸気凝縮部３は、ガス混合流体２に含まれる蒸気を、冷却水霧状噴出スプレー５から噴霧された冷却水により効率よく即座に凝縮する。

ガス冷却部４は、蒸気凝縮部３に接続され、この蒸気凝縮部３により蒸気が凝縮された後のガス混合流体２を流すための流路を有するとともに、この流路に冷却水分配スプレー６（第２の噴霧器）および流下液膜エレメント７が配置される。ガス冷却部４の流路の上流は、復水器全体の下部に位置し、流路の下流は、復水器全体の上部に位置する。

流下液膜エレメント７は、ガス冷却部４おける流路の上流に設けられ、流路を通過するガス混合流体２との接触面積を増加させるための表面をもつ、体積あたりの表面積を高めた充填材であって、表面に例えば突起部や溝部が形成された接触媒体である。
冷却水分配スプレー６は、流下液膜エレメント７の上部であって、ガス冷却部４おける流路の下流に設けられる。冷却水分配スプレー６は、同じ流路における下部に設けられる流下液膜エレメント７に微細な液滴としての冷却水を噴霧し、この冷却水を流下液膜エレメント７の表面に満遍なく散水する。図１に示した例では、１つの流下液膜エレメント７に対して冷却水分配スプレー６が２つ設けられているが、この数は特に限られない。

ガス冷却部４は、ガス混合流体２が流下液膜エレメント７を通過する際に、この流下液膜エレメント７の表面を流れる冷却水の流下液膜とガス混合流体２との接触により当該ガス混合流体２を冷却する。

また、蒸気凝縮部３およびガス冷却部４の直下にはホットウェル（ＨＷ）２０が設けられる。このホットウェル２０は、蒸気凝縮部３により蒸気が凝縮されて得た凝縮水や、蒸気凝縮部３の冷却水霧状噴出スプレー５から噴霧される、空間中の微細な液滴としての冷却水や、ガス冷却部４の冷却水分配スプレー６から噴霧された冷却水や、この噴霧されて流下液膜エレメント７の表面から流下した冷却水を貯留する。

上記のように、第１の実施形態では、タービン排気１の蒸気を蒸気凝縮部３で凝縮した上で、ガス冷却部４内の冷却水分配スプレー６が、ガス混合流体２との接触面積を増加させるための表面をもつ流下液膜エレメント７に冷却水を満遍なく散水し、この流下液膜エレメント７の表面を流れる冷却水の流下液膜との接触によりガス混合流体を冷却する。

つまり、蒸気凝縮部３では、流下液膜エレメント７の表面を流れる冷却水の流下液膜ではなく、冷却水霧状噴出スプレー５から空間中に微細な液滴として噴出させた冷却水により蒸気を凝縮するので、凝縮前の蒸気の流量が多く、その流れが速くても、凝縮の際の圧損が大きくなることを回避できる。

また、蒸気凝縮部３の下流のガス冷却部４は、流下液膜エレメント７の表面を流れる冷却水の流下液膜との接触によりガス混合流体２を冷却する。ここで冷却するガス混合流体２の流量は、蒸気凝縮部３による凝縮を経て流量が減少しているので、流下液膜との接触による冷却としても圧損が大きくなることを回避でき、流路の折り返しなどの構造とせずとも、ガス混合流体２を効率よく冷却できる。よって、復水器の大きさや設置面積を最適化し、かつ、蒸気の凝縮および冷却の効率化および圧損の低減を実現することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態について、第１の実施形態で説明した内容と同一の内容については説明を省略する。
図２は、第２の実施形態における下方排気式復水器の一例を示す図である。
図２に示すように、第２の実施形態は、第１の実施形態と比較して、蒸気凝縮部３に対するタービン排気１の入口の位置が異なり、タービンからの排気方向がタービン軸水平面より下方に向かう下方式の排気に対応した下方排気式復水器において、第１の実施形態と同様の構成をとる復水器を用いたものである。蒸気凝縮部３にタービン排気１が導入された後の凝縮およびガス冷却部４による冷却は第１の実施形態と同様である。

このように、第１の実施形態で用いていた軸流排気式復水器に代えて下方排気式復水器を用いても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。さらに、下方排気式復水器は、軸流排気式復水器に比べて、その設置面積を狭くすることができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。図３および図４は、第３の実施形態における軸流排気式復水器の一例を示す図である。図４は、図３のＡ−Ａ矢視図である。
図３、４に示すように、第３の実施形態では、第１および第２の実施形態で説明したガス冷却部４におけるガス混合流体２の流路が、このガス冷却部４の入口部から出口部までの流路を複数に仕切る仕切板８による複数により分割される。図３では、２つの仕切板８により、ガス冷却部４の流路が３つに分割された例について説明する。

第３の実施形態では、ガス冷却部４は、仕切板８により分割された各部の流路ごとに、冷却水分配スプレー６と流下液膜エレメント７が設けられ、上記の分割された流路のうち所定の１つを除く各流路の出口部に切替え弁９が１つづつ配置される。第３の実施形態では、各流路に設けられる冷却水分配スプレー６は、同じ流路における下部に設けられる流下液膜エレメント７に微細な液滴としての冷却水を噴霧し、この冷却水を流下液膜エレメント７の表面に満遍なく散水する。

第３の実施形態では、ガス冷却部４の流路が複数の仕切板８で分割され、また、タービン排気１に含まれる非凝縮性ガスの割合や冷却水温度の変化に応じて、各流路を流れるガス混合流体２を冷却して流路の出口から外へ排出するか否かを、同じ流路に設けられる切替え弁９の開閉により切替える。

切替え弁９を開いた流路では、この流路を通るガス混合流体２は、この流路の出口からガス冷却部４の外へ流れる。一方で、切替え弁９を閉じた流路では、この流路を通るガス混合流体２は、この流路の出口からガス冷却部４の外へは流れない。

上記のように切替え弁９を開いた流路において、この流路に設けられる冷却水分配スプレー６を稼働させることで、冷却されたガス混合流体２を流路の出口から外へ排出することができる。冷却水分配スプレー６の稼働や切替え弁９の開閉は手動で行ってもよいし、図示しない制御装置により行なってもよい。

上記のように、第３の実施形態では、タービン排気１に含まれる非凝縮性ガスの割合や冷却水温度の変化に応じて、仕切板８により仕切られた各流路の冷却水分配スプレー６や切替え弁９の開閉を個別に切り替えることで、ガス冷却部４の冷却能力を調整することができる。例えば、非凝縮性ガスの割合が増加する場合や、冷却水温度が上昇するといった場合には、復水器性能の低下を防ぐために、非凝縮性ガスの割合の増加や冷却水温度の上昇の程度に応じて、各流路のうち少なくとも１つの流路の切替え弁９を開とする。

このようにして、非凝縮性ガスの割合や冷却水温度が変化した場合に、復水器による蒸気凝縮およびガス冷却の能力を最適となるように調整することが可能となる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。図５，６は、第４の実施形態における軸流排気式復水器の一例を示す図である。図６は、図５のＢ−Ｂ矢視図である。
図５，６に示すように、第４の実施形態では、第１、第２の実施形態で説明したガス冷却部４の流路の上流から下流に向かって、ガス混合流体２の通過断面積が小さくなる構造である。

また、ガス冷却部４には、ガス混合流体２の流れ方向に対して、複数段のそれぞれに、冷却水分配スプレー６と流下液膜エレメント７とを有する。
図５、６に示した例では、ガス冷却部４における、ガス混合流体２の流れ方向に対して上流側に１段目としての複数の冷却水分配スプレー６と複数の流下液膜エレメント７とを有する。

また、ガス冷却部４には、ガス混合流体２の流れ方向に対して下流側に２段目としての冷却水分配スプレー６と流下液膜エレメント７とが設けられる。つまり、ガス冷却部４の流路の上流から下流にかけて、１段目の流下液膜エレメント７、１段目の冷却水分配スプレー６、２段目の流下液膜エレメント７、および２段目の冷却水分配スプレー６の順で設けられる。

１段目（上流）に設けられた冷却水分配スプレー６の数は、散水先の流下液膜エレメント７が設けられた箇所での通過断面積に応じた数であり、例えば２段目（下流）の冷却水分配スプレー６の数より多い。図６に示した例では、１段目（上流）に設けられた冷却水分配スプレー６の数と２段目（下流）に設けられた冷却水分配スプレー６の数が７対３であるが、上流から下流にかけて狭くなる通過断面積に応じた数であれば特に限られない。

また、第４の実施形態では、１段目に設けられた流下液膜エレメント７の一部に対応占め設けられて、これを冷却水の散布先とする冷却水分配スプレー６による冷却水の噴霧の有無を切替え弁１０により切替えることができる。これにより、１段目に設けられた流下液膜エレメント７のうち、ガス混合流体２の冷却に用いる流下液膜エレメント７の範囲を調整することができる。

図６に示した例では、上流の２つの冷却水分配スプレー６による散水の有無を１つの切替え弁１０による切り替える例を示すが、散水の有無を適切に切り替える形態であれば、１つの切替え弁１０により散水の有無を切り替える冷却水分配スプレー６の数は特に限られない。

また、図６に示した例では、流路の上流から下流にかけて２段にわたって冷却水分配スプレー６と流下液膜エレメント７とが設けられる例を示したが、３段以上の各段にわたって、冷却水分配スプレー６と流下液膜エレメント７とを、その数が上流から下流にかけて減少するように設ける構成としてもよい。

また、この切替え弁１０は、２段目の冷却水分配スプレー６に設けることもでき、下流における冷却水分配スプレー６に対応して設けられる流下液膜エレメント７への冷却水の散水の有無を切替えることもできる。

第４の実施形態では、ガス冷却部４の流路における冷却水分配スプレー６に対応して設けられる流下液膜エレメント７への冷却水の散水の有無を切替え弁１０により切り替えることで、冷却のための流下液膜エレメント７の活用面積を調整する。

これにより、第４の実施形態では、ガス冷却部４の冷却能力を調整することができる。例えば、非凝縮性ガスの割合が増加する場合や、冷却水温度が上昇するといった場合には、復水器性能の低下を防ぐためには、非凝縮性ガスの割合の増加や冷却水温度の上昇の程度に応じて、少なくとも１つの切替え弁１０を開状態とする。

このようにして、タービン排気１に含まれる非凝縮性ガスの割合や冷却水温度が変化した場合に、ガス冷却部４による蒸気凝縮およびガス冷却の能力が最適となるように調整することが可能となる。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。図７は、第５の実施形態における軸流排気式復水器の一例を示す図である。
図７に示すように、第５の実施形態では、第１の実施形態で説明したホットウェル２０が、蒸気凝縮部３の直下に位置する凝縮部側ホットウェル２１と、ガス冷却部４の直下に位置する冷却部側ホットウェル２２とに分離された構成を有する。なお、凝縮部側ホットウェル２１はガス冷却部４の直下には位置せず、冷却部側ホットウェル２２は、蒸気凝縮部３の直下には位置しない。

凝縮部側ホットウェル２１は、蒸気凝縮部３により蒸気が凝縮されて得た凝縮水、蒸気凝縮部３の冷却水霧状噴出スプレー５から噴霧される、空間中の微細な液滴としての冷却水を貯留する。
冷却部側ホットウェル２２は、ガス冷却部４の冷却水分配スプレー６から噴霧された冷却水や、この噴霧されて流下液膜エレメント７の表面から流下した冷却水を貯留する。

第４の実施形態では、蒸気凝縮部３の直下において貯留される水とガス冷却部４の直下において貯留される水とが混合しない構成としている。図７に示した例では、第１の実施形態で説明した１つのホットウェル２０が、蒸気凝縮部３とガス冷却部４との接続部分に設けられるＨＷ仕切板１１により凝縮部側ホットウェル２１と冷却部側ホットウェル２２とに分離された例を示す。

また、ＨＷ仕切板１１を設ける構成に限らず、凝縮部側ホットウェル２１に貯留される水と冷却部側ホットウェル２２に貯留される水とが混合しない構成であれば、例えば、凝縮部側ホットウェル２１と冷却部側ホットウェル２２とを物理的に異なるホットウェルとして、それぞれを蒸気凝縮部３の直下やガス冷却部４の直下に配置する構成としてもよい。

また、冷却部側ホットウェル２２には、この凝縮部側ホットウェル２１に貯留された水を凝縮部側ホットウェル２１の底部からくみ上げて、蒸気凝縮部３における、ガス混合流体２を導入した空間であって冷却水霧状噴出スプレー５が設けられる空間、または、ガス冷却部４の流路の前段に輸送するための流路が取り付けられ、この流路にはポンプ１２が設けられる。図７では、凝縮部側ホットウェル２１に貯留された水をガス冷却部４の流路の前段に輸送する例について示している。

この輸送のための流路の出口には再利用スプレー１３が取り付けられる。ポンプ１２によりくみ上げられて輸送先の空間に輸送された水は、再利用スプレー１３により、微細な液滴として、この空間に噴霧される。

第５の実施形態では、冷却部側ホットウェル２２に貯留された水をくみ上げて、蒸気凝縮部３における凝縮用の水、または、ガス冷却部４に導入されるガス混合流体２の冷却用として再利用する機構を有する。

この冷却部側ホットウェル２２に貯留された水の温度は、凝縮部側ホットウェル２１に貯留された水の温度に比べて低いので、ホットウェルの貯留水を凝縮用または冷却用の水として再利用する際の利用効率を高めることができる。

（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。図８は、第６の実施形態における軸流排気式復水器の一例を示す図である。
図８に示すように、第６の実施形態では、第１の実施形態で説明した蒸気凝縮部３の直下に位置する凝縮部側ホットウェル２１と、ガス冷却部４の直下に位置する冷却部側ホットウェル２２との間に、冷却部側ホットウェル２２からくみ上げた水を再利用するために輸送した水を貯留する再利用側ホットウェル２３が設けられる。
図８に示した例では、第５の実施形態で説明した、第１のホットウェルとしての凝縮部側ホットウェル２１の一部をＨＷ第２仕切板１５により分離し、この分離されて、第２のホットウェルとしての冷却部側ホットウェル２２寄りの部分を、第３のホットウェルとしての再利用側ホットウェル２３とした例を示す。

第６の実施形態において、ＨＷ仕切板１１は、冷却部側ホットウェル２２と再利用側ホットウェル２３とを仕切る板であって、冷却部側ホットウェル２２に貯留された水と再利用側ホットウェル２３に貯留された水との混合を防ぐ。
また、第６の実施形態において、ＨＷ第２仕切板１５は、凝縮部側ホットウェル２１と再利用側ホットウェル２３とを仕切る板であって、凝縮部側ホットウェル２１に貯留された水と再利用側ホットウェル２３に貯留された水との混合を防ぐ。
つまり、各種ホットウェルと各種仕切板は、ガス混合流体２の流れ方向に沿って、凝縮部側ホットウェル２１、ＨＷ第２仕切板１５、冷却部側ホットウェル２２、ＨＷ仕切板１１、再利用側ホットウェル２３の順で配列される。

また、ＨＷ仕切板１１やＨＷ第２仕切板１５を設ける構成に限らず、凝縮部側ホットウェル２１に貯留される水と冷却部側ホットウェル２２に貯留される水と再利用側ホットウェル２３に貯留される水とが混合しない構成であれば、凝縮部側ホットウェル２１、冷却部側ホットウェル２２、再利用側ホットウェル２３を物理的に異なるホットウェルとする構成としてもよい。

また、冷却部側ホットウェル２２には、この凝縮部側ホットウェル２１に貯留された水を凝縮部側ホットウェル２１の底部からくみ上げて、蒸気凝縮部３が設けられる空間に輸送するための流路が取り付けられ、この流路にはポンプ１２が設けられる。

蒸気凝縮部３における、ガス冷却部４寄りの再利用側ホットウェル２３の上方には再利用トレイ１４が設けられる。上記の輸送のための流路の出口は再利用トレイ１４に連なり、ポンプ１２によりくみ上げられて輸送された水は、再利用トレイ１４に貯留される。再利用側ホットウェル２３は、再利用トレイ１４の直下に位置する。再利用トレイ１４に貯留されて、再利用トレイ１４への貯留水の量が再利用トレイ１４の容量を超えるなどして、この再利用トレイ１４から流下した水は、再利用側ホットウェル２３に貯留される。

第６の実施形態では、冷却部側ホットウェル２２に貯留された水をくみ上げ、蒸気凝縮部３とガス冷却部４との間の再利用側ホットウェル２３に貯留する水として再利用する機構を有する。

冷却部側ホットウェル２２に貯留された水の温度は、凝縮部側ホットウェル２１に貯留された水の温度に比べて低いので、ホットウェルの貯留水を再利用する際の冷却水利用効率を高めることができる。

また、第５の実施形態と比較して、凝縮部側ホットウェル２１におけるガス冷却部４寄りの一部分が再利用側ホットウェル２３に置き換えられるので、蒸気凝縮部３に対応して配置されるホットウェルに貯留された水の温度が、蒸気凝縮部３からガス冷却部４に向かって低温となるように勾配を設けることができる。これにより、ガス混合流体２の飽和蒸気分圧を低下させ、このガス混合流体２の冷却をより効果的に行うことが可能となる。

なお、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。

１…タービン排気、２…ガス混合流体、３…蒸気凝縮部、４…ガス冷却部、５…冷却水霧状噴出スプレー、６…冷却水分配スプレー、７…流下液膜エレメント、８…仕切板、９，１０…切替え弁、１１…ＨＷ仕切板、１２…ポンプ、１３…再利用スプレー、１４…再利用トレイ、１５…ＨＷ第２仕切板、２０…ホットウェル、２１…凝縮部側ホットウェル、２２…冷却部側ホットウェル、２３…再利用側ホットウェル。

Claims (6)

1. 非凝縮性ガスと蒸気とを含み、蒸気タービンから排出されるガス混合流体が導入され、また、液滴としての冷却水を噴霧する第１の噴霧器を有し、前記導入された前記ガス混合流体に含まれる前記蒸気を前記第１の噴霧器から噴霧される前記冷却水により凝縮する蒸気凝縮部と、
   前記蒸気凝縮部に接続されて、前記ガス混合流体の流路を有し、また、前記流路を通過する前記ガス混合流体との接触面積を増加させるための表面をもつ接触媒体を有し、また、液滴としての冷却水を噴霧する第２の噴霧器を有し、前記第２の噴霧器から噴霧される前記冷却水を前記接触媒体に散水し、前記散水されて前記接触媒体の表面を流れる前記冷却水の流下液膜との接触により前記ガス混合流体を冷却するガス冷却部と、
   前記ガス冷却部における前記ガス混合流体の流路から分割された流路の出口に設けられ、この出口からの前記ガス混合流体の排出の有無を切替えるための切替え弁と、
   を備え、
   前記ガス混合流体に対する前記非凝縮性ガスの割合が増加する場合または前記冷却水の温度が上昇する場合には、前記切替え弁を開く直接接触式復水器。
2. 前記蒸気タービンの軸方向と前記蒸気の排気方向とが同一水平面にある軸流排気式復水器、または前記排気方向が前記蒸気タービンの軸水平面に対して下方を向く下方排気式復水器の何れかである
   請求項１に記載の直接接触式復水器。
3. 前記ガス冷却部における前記ガス混合流体の流路は、前記流路の上流から下流にかけて前記ガス混合流体の通過断面積が狭くなるように形成され、
   前記第２の噴霧器および前記接触媒体は、前記流路における前記上流から前記下流にかけて複数段にわたって設けられ、
   前記上流に設けられた前記接触媒体の一部へ前記冷却水を散水する前記第２の噴霧器による前記冷却水の噴霧の有無を切替えるための切替え弁をさらに備える
   請求項１または２に記載の直接接触式復水器。
4. 前記第１の噴霧器から噴霧される前記冷却水を貯留する第１のホットウェルと、
   前記第１のホットウェルに対して分離されて、また、前記第２の噴霧器から前記散水された前記冷却水を貯留する第２のホットウェルと、
   前記第２のホットウェルに貯留された前記冷却水を再利用するために、この冷却水を前記ガス冷却部における前記流路の前段または前記蒸気凝縮部における前記ガス混合流体の導入部分に輸送する輸送部とをさらに備える
   請求項１乃至３のいずれかに記載の直接接触式復水器。
5. 前記第１の噴霧器から噴霧される前記冷却水を貯留する第１のホットウェルと、
   前記第１のホットウェルに対して分離されて、また、前記第２の噴霧器から前記散水された前記冷却水を貯留する第２のホットウェルと、
   前記第２のホットウェルに貯留された前記冷却水を再利用するために、この冷却水を前記蒸気凝縮部と前記ガス冷却部の間に輸送する輸送部と、
   前記蒸気凝縮部における前記ガス冷却部寄りの箇所に設けられ、また、前記輸送部により輸送された前記冷却水を貯留するトレイと、
   前記第１のホットウェルと第２のホットウェルとの間に配置され、前記トレイに貯留された前記冷却水を貯留する第３のホットウェルとをさらに備える
   請求項１乃至３のいずれかに記載の直接接触式復水器。
6. 蒸気を排気する蒸気タービンと、
   前記蒸気タービンにより得られる回転動力をもとに発電を行う発電部と、
   非凝縮性ガスと前記蒸気とを含み、前記蒸気タービンから排出されるガス混合流体が導入され、また、液滴としての冷却水を噴霧する第１の噴霧器を有し、前記導入された前記ガス混合流体に含まれる前記蒸気を前記第１の噴霧器から噴霧される前記冷却水により凝縮する蒸気凝縮部と、
   前記蒸気凝縮部に接続されて、前記ガス混合流体の流路を有し、また、前記流路を通過する前記ガス混合流体との接触面積を増加させるための表面をもつ接触媒体を有し、また、液滴としての冷却水を噴霧する第２の噴霧器を有し、前記第２の噴霧器から噴霧される前記冷却水を前記接触媒体に散水し、前記散水されて前記接触媒体の表面を流れる前記冷却水の流下液膜との接触により前記ガス混合流体を冷却するガス冷却部と、
   前記ガス冷却部における前記ガス混合流体の流路から分割された流路の出口に設けられ、この出口からの前記ガス混合流体の排出の有無を切替えるための切替え弁と、
   を備え、
   前記ガス混合流体に対する前記非凝縮性ガスの割合が増加する場合または前記冷却水の温度が上昇する場合には、前記切替え弁を開く発電システム。