JPH0633957B2 - 直接接触式復水器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、低圧タービン排気管特に地熱発電タービンの
排気管に接続される直接接触式復水器に関する。

〔従来技術とその問題点〕

一般に火力発電所や原子力発電所では、純度の高い復水
を得て冷却水等として利用するため表面復水器を多く使
用しているが、地熱発電所では復水を回収する必要がな
いので直接接触式復水器が使われることが多い。すなわ
ち、タービン排気蒸気と冷却水が直接接触するジェット
タイプ又はトレイタイプ直接接触式復水器が多用されて
いる。表面復水器は、その内部に多数の冷却用の細管を
収納するため、形状がほぼ限定され横置円筒状もしくは
直方体型となる。

一方直接接触式の復水器の場合は、復水器の内部にジェ
ットタイプの場合ではスプレーノズルを、トレイタイプ
の場合では散水トレイを適宜配置するのみであるので、
復水器の形状は比較的自由に形成することが可能であ
る。この直接接触式復水器に要求される要件として下記
の諸点が重要とされている。

(a)冷却水とタービン排気蒸気とが良く接触をし、冷却
水出口温度にできるだけ近い飽和温度まで蒸気温度（す
なわちタービン排気圧力）を下げること。

(b)前項の目的を達成するために冷却水水滴が復水器内
空間に十分な時間，滞空すること。つまり、水滴の落下
時間を確保するための十分な高さがとれること。

(c)復水器はタービンの排気圧力を下げるために、内部
は真空となっているがこれを維持するためには排気地熱
蒸気中に混合して流入する不凝縮性ガスおよび不可抗力
的に外部から洩れ込む空気を常時ガス抽出装置で排出す
る必要がある。これらのガスを効率的に排出できる様、
復水器内にガス冷却部を設置し、ガス抽出装置へ向かう
ガスの随伴蒸気を極力減少せしめることができること。

(d)復水器内部は高真空であるので10ton/m²の大気圧に
十分耐え得る真空容器であること。

(e)タービンの真下に配置される場合が多いので、１階
床，タービン架台柱，タービン架台梁に囲まれる四角形
の空間に効率良く配置可能なこと。

(f)地熱エネルギーの湧出地点は山間部に多く、従って
地熱発電所は交通制限の厳しい場所に立地されることが
多い。復水器の様に全体の体積がどうしても大きくなる
ものは形状として細長いもの、特に巾方向の狭いものが
有利であること。

従来、直接接触式復水器の形状としては、縦置円筒型
（第５図参照）、横置円筒型（第６図参照）及び直方体
型（第７図参照）などが知られているが、いずれも上記
要件を完全に満し得ない点があった。以下型式別にその
問題点を述べる。

縦置円筒型の場合 (1)タービンの排気口は一般的に四角形となっているの
で、円形の復水器と接続するために断面形状が四角形か
ら円形へと移行していく複雑な断面形状の中間胴を必要
とする。

(2)特に巾方向寸法が大きいため輸送上不利である。す
なわち縦に２つ割に分割して輸送する場合には、分割面
が最大開口部となり、補強、輸送用蓋等のために莫大な
経費を必要とする。

(3)排気蒸気の大部分が凝縮を終えた後の部分に設置さ
れるガス冷却部の配置が難しい。

横置円筒型の場合 (1)冷却水と排気蒸気との接触を十分おこなわれるよう
に、水滴の滞空時間を確保する必要があり、そのため水
滴の落下高さを十分に取る必要があるが、横置円筒型の
場合これが困難である。そして水滴落下高さが十分にと
れる胴径にした場合、その横巾方向が大きくなりタービ
ン下への適正な配置及び輸送途上における道路、橋の障
害等の点で不利を生ずる。

立方体型の場合 (1)大形の真空容器としての形状を維持するため、X,Y,Z
３方向のステー（補強材）を必要とする。このことは特
にガス冷却部を形成する隔壁や、比較的細かいピッチで
スプレーノズルや散水トレイを並べるガス冷却部で不都
合がある。（特に長軸方向ステー）。

(2)容器の構成がすべて平板であるので、一部あるいは
全部を円筒面で構成する場合より全体の重量が大きくな
る。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の諸点に着目してなされたもので、冷却
水々滴の滞空時間を十分に確保することのできる高さを
有し、タービンの四角な排気口と復水器との接続及びガ
ス冷却部の配置を容易にして排気蒸気の凝縮機能ならび
にガス抽出機能を高めるとともに、タービン下への配置
においては、１階床面、タービン架台柱及び架台梁で囲
まれる四角形の空間に効率よく配置でき、輸送上の問題
を解消するとともに、容器の一部の薄肉化や消略を可能
にし、全体長さの調整を容易にする直接接触式復水器を
得ようとするものである。

〔発明の要点〕

本発明によれば、上記目的は、平行に相対している２辺
と、２つの円弧とで画かれているいわゆる小判形の底面
を有する中空容器体と、その上部中央に載置された中空
直方体とからなる中空構造物と、前記中空構造物の内部
に垂直方向と水平方向に左右対称に配置された補強材
と、前記中空容器体の両側の平行部分と円弧部分との境
界付近の天板から下方に張り出す２枚の隔壁と、この隔
壁によって前記中空容器体内で前記中空直方体の下方に
画成された凝縮部と、この凝縮部の両側に画成されたガ
ス冷却部と、前記小判形底面の長軸方向の中央に前記中
空構造物の一方の側壁を貫通し、かつその短軸方向に配
置された冷却水供給枡と、この冷却水供給枡から左右に
延長され前記凝縮部内および前記ガス冷却部内に直立す
る複数本の冷却水配送管と、前記凝縮部内ならびに前記
ガス冷却部内にそれぞれ配置された散水手段とから構成
することによって構成される。

〔実施例〕

以下本発明を適用した実施例の図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明の実施例の外形の斜視図で、第２図はそ
れの長軸方向の概略縦断面図、第３図は第２図のＡ−Ａ
断面図、第４図は本発明を適用したタービン発電設備の
概要を示す正面図である。

第２図はジェットタイプの直接接触式復水器の場合を示
すものであって、符号１の破線で示す矢印は、タービン
19（第４図参照）からの排気蒸気が復水器30内を流れる
状態を示すもので、排気蒸気が直方体状の中間胴９の上
方から復水器30内へ入り、凝縮部５でその大部分が冷却
水粒と接触凝縮して復水となり下方のホットウエル７へ
流下するが、未凝縮の排気蒸気と排気蒸気中に含まれる
不凝縮性ガスならびに不可抗力的にタービン内に洩れ込
む空気等は一緒になって、左右の隔壁10の下をくぐり抜
けガス冷却部６内を上昇さらに冷却されて、排出管路２
を介してガス抽出装置（図示せず）へ導びかれる径路を
示している。

復水器30の外観は、第１図の外形斜視図で示してあるよ
うに、平行に相対している２辺と、凹側を対向させてい
る２つの円弧とで画かれるいわゆる小判形の底面を有す
る中空容器状の復水器胴８と、その上部中央（長軸方向
の）に前記平行する２辺間の距離と等しい長さの辺を、
相対する２辺とする中空直方体の中間胴９を載置させる
形で形成されている。そして復水器胴８の内部に、該胴
部の天板と底板との間に垂直に張り渡してある垂直方向
補強材14と同胴部８の平行する２側板間に水平に渡り渡
されている水平方向補強材15を適宜配設することによ
り、真空容器としての復水器胴８の強度を保持させると
ともに、その長軸方向の両端部を円弧状側壁で囲みいわ
ゆるアーチ状断面として形成してあるため長軸方向の補
強を省略することや側壁板の薄肉化を可能とすることが
できる。

さらに復水器胴８内は、平行側壁部分と円弧側壁部分と
の境界附近の位置で復水器胴８の天板から垂下され底面
との間の途中まで延伸されている隔壁10が左右対称に配
設され、それによって復水器胴８は中央部に凝縮部５
と、左右にガス冷却部６とに画成される。また復水器８
の長軸方向中央の底部に短軸方向に横置され、かつ一方
の側壁を貫通させその端面に冷却水冷却装置（図示せ
ず）に連通している給水管路22が接続されている円筒状
の冷却水供給枡３が配設されている。さらにこの供給枡
３から左右に突出延在しその途中から直角にガス冷却部
６内に立設され後述する給水溜りに連通している管路
と、該管路の延在している部分の途中から直角に分岐し
かつ凝縮部５内に立設されている管路とからなる複数本
の冷却水供給管11が設けられている。そしてガス冷却部
６の上方には中空平盤状容器でかつ上下に貫通している
複数のガス通路を備えている給水溜り23が配設されてい
て、前記凝縮室５内に直立する部分の冷却水供給管11の
管壁ならびに前記給水溜り下面にそれぞれ複数個の散水
用スプレーノズルを配設しておくことにより、冷却水供
給枡３を介して供給される冷却水を前記凝縮部５内なら
びに両ガス冷却部６内に噴出させるようにしてある。

なお排気蒸気の冷却凝縮をトレイタイプでおこなおうと
する場合は凝縮部５内上方に中空平板状容器でかつ上下
に貫通している複数のガス通路を備えている給水溜り
（図示せず）を配設するとともに、凝縮部５内に立設さ
れている冷却水供給管11の管壁に設けられているスブレ
を除いた上で延長し、前記給水溜りに連通させるように
する。そして前記給水溜り23及び凝縮部５内の給水溜り
それぞれに冷却水落下口を設けかつ各給水溜りの下方に
複数段の散水トレイを配設することにより容易にトレイ
タイプの復水器と変容させることができる。

以上説明したように復水器胴８内を構成することによ
り、上述したように中間胴９の上方より供給された排気
蒸気は、矢印１の径路を通る間に冷却水冷却装置（図示
せず）に連通している給水管路22及び冷却水供給枡３を
介して、冷却水供給管11ならびに給水溜り23のスプレー
ノズルから噴出する冷却水によって冷却凝縮して、その
復水はホットウエル７へ貯留され適宜ポンプ16を駆動し
て引抜れるようになっている。

〔発明の効果〕

以上説明したきたことから明らかなように本発明によれ
ば、復水器の外殻を小判状底面を有する中空容器体の復
水胴部とその上部中央部に復水胴部の平行する２側板間
の距離と等しい長さの辺を相対する２辺とする中空直方
体を載置し形成し、冷却水を復水器胴の下方から同胴内
上方へ冷却水供給管で持ちあげ、該供給管から又は給水
溜りを介して、凝縮部内及びガス冷却部内へ噴出又は滴
下させるようにしたことにより、排気蒸気の凝縮機能な
らびにガス抽出機能を高め、かつ高さ方向、水平方向の
寸法的自由度を高め又運搬上の制約や不利な点の排除を
可能とし、如何なる立地条件の場合にも経済的に適合す
る直接接触式復水器の提供を可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した直接接触式復水器の外形斜視
図で第２図はそれの長軸方向の縦断面図、第３図は第２
図のＡ−Ａ断面図、第４図は本発明を適用したタービン
発電設備の正面図であり、第５図ないし第７図は従来例
の外形斜視図である。 ３：冷却水供給枡、５：凝縮部、６：ガス冷却部、７：
ホットウエル、８：復水器胴、９：中間胴、10：隔壁、
11……冷却水配送管、12,13：スプレーノズル、14：水
平方向補強材、15：垂直方向補強材、17：タービン据付
架台柱、18：タービン据付架台梁、19：タービン、20：
発電機、21：１階床。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平行に相対している２辺と、２つの円弧と
   で画かれているいわゆる小判形の底面を有する中空容器
   体と、その上部中央に載置された中空直方体とからなる
   中空構造物と、前記中空構造物の内部に垂直方向と水平
   方向に左右対称に配置された補強材と、前記中空容器体
   の両側の平行部分と円弧部分との境界付近の天板から下
   方に張り出す２枚の隔壁と、この隔壁によって前記中空
   容器体内で前記中空直方体の下方に画成された凝縮部
   と、この凝縮部の両側に画成されたガス冷却部と、前記
   小判形底面の長軸方向の中央に前記中空構造物の一方の
   側壁を貫通し、かつその短軸方向に配置された冷却水供
   給枡と、この冷却水供給枡から左右に延長され前記凝縮
   部内および前記ガス冷却部内に直立する複数本の冷却水
   配送管と、前記凝縮部内ならびに前記ガス冷却部内にそ
   れぞれ配置された散水手段とから構成することを特徴と
   する直接接触式復水器。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の復水器におい
   て、散水手段が、凝縮部内で直立している冷却水配送管
   の側壁ならびに、２つのガス冷却部の上部にそれぞれ設
   けられた給水溜りの下面にそれぞれ配設されている、複
   数個のスプレーノズルであることを特徴とする直接接触
   式復水器。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の復水器におい
   て、散水手段が、凝縮部ならびに２つのガス冷却部の上
   部にそれぞれ設けられた給水溜りとその下方に設けられ
   ている複数段の散水トレイであることを特徴とする直接
   接触式復水器。