JPS5856322Y2 - 外部の熱負荷に熱を供給する蒸気タ−ビン動力装置 - Google Patents
外部の熱負荷に熱を供給する蒸気タ−ビン動力装置Info
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- JPS5856322Y2 JPS5856322Y2 JP5838880U JP5838880U JPS5856322Y2 JP S5856322 Y2 JPS5856322 Y2 JP S5856322Y2 JP 5838880 U JP5838880 U JP 5838880U JP 5838880 U JP5838880 U JP 5838880U JP S5856322 Y2 JPS5856322 Y2 JP S5856322Y2
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Description
【考案の詳細な説明】
この考案は蒸気タービン動力装置に関し、特に蒸気ター
ビン動力装置に閉ループ型流路装置を組合わせて動力装
置から熱を抽出し、そのように抽出した熱を外部の熱負
荷に供給するようにした蒸気タービン動力装置に関する
もめである。
ビン動力装置に閉ループ型流路装置を組合わせて動力装
置から熱を抽出し、そのように抽出した熱を外部の熱負
荷に供給するようにした蒸気タービン動力装置に関する
もめである。
最近は電力発生と海水脱塩の二つの目標に到達するよう
にした経済的に魅力のある二重目的動力設備の実現に重
点が置かれている。
にした経済的に魅力のある二重目的動力設備の実現に重
点が置かれている。
か・る二重目的設備では電力発生のたへの動力流体を原
子力蒸気発生器から供給すると共に瞬間蒸発法の応用で
海水を脱塩することが予想された。
子力蒸気発生器から供給すると共に瞬間蒸発法の応用で
海水を脱塩することが予想された。
簡単に述べると、瞬間蒸発は海水を与えられた圧力状態
下で予定温度に漸次熱し、それから熱した海水の丁度沸
点より下の低圧力に保った室に導入する多段蒸溜法であ
る。
下で予定温度に漸次熱し、それから熱した海水の丁度沸
点より下の低圧力に保った室に導入する多段蒸溜法であ
る。
熱した海水を低圧力室に入れると、そこの低い圧力で海
水が沸騰して瞬間的に水蒸気になる。
水が沸騰して瞬間的に水蒸気になる。
このように造った水蒸気を凝縮し、それによって出来た
新鮮な水を運び出す。
新鮮な水を運び出す。
海水の温度レベルを上昇させるのに必要な熱を核燃料型
蒸気タービン動力装置から抽出すべきことが予想されて
いた。
蒸気タービン動力装置から抽出すべきことが予想されて
いた。
従来は動力装置内に在る予定の一抽出位置から水蒸気(
以下単に蒸気という)を直接海水熱交換器に運ぶことで
海水温度を上げることが普通である。
以下単に蒸気という)を直接海水熱交換器に運ぶことで
海水温度を上げることが普通である。
そこでは抽出蒸気の熱が海水に伝えられ、凝縮物を蒸物
サイクルに戻す。
サイクルに戻す。
直接蒸気抽出法は小規模(50MW以下)の発電所で成
功したけれども、大容量の脱塩型動力装置に応用する可
能性は少ない。
功したけれども、大容量の脱塩型動力装置に応用する可
能性は少ない。
又動力装置内の一つの場所だけから予定量より多い量の
蒸気を抽出すると、発電サイクルに悪影響を及ばず場合
があり、現在の設計及び運転法を著しく変更する必要が
ある。
蒸気を抽出すると、発電サイクルに悪影響を及ばず場合
があり、現在の設計及び運転法を著しく変更する必要が
ある。
要するに、瞬間蒸発式脱塩の熱源として蒸気を直接抽出
することはその有用性が制限される。
することはその有用性が制限される。
大規模の造水容量に必要な熱を供給するために、120
0 M、W程度の比較的大型の切り尾(bob−tai
l ed)型タービン装置を利用することが提案され
た。
0 M、W程度の比較的大型の切り尾(bob−tai
l ed)型タービン装置を利用することが提案され
た。
このような方法では、海水加熱器の熱源として蒸気サイ
クルの排出物を直接導入し、排出蒸気の凝縮熱で海水の
温度を上げ、凝縮物を動力装置の蒸気発生素子に戻す。
クルの排出物を直接導入し、排出蒸気の凝縮熱で海水の
温度を上げ、凝縮物を動力装置の蒸気発生素子に戻す。
か・る装置の主な欠点は標準の凝縮器素子の代りに海水
加熱器を使用することから生じる。
加熱器を使用することから生じる。
が・る代用は背圧−最終列の回転羽根の直ぐ下流側の圧
力−−を発生して、この羽根列から動力発生が僅かであ
るか、又は全くない。
力−−を発生して、この羽根列から動力発生が僅かであ
るか、又は全くない。
か・る状態は動力装置の出力及び信頼性に悪影響を及は
゛すことは明らかである。
゛すことは明らかである。
背圧増加に由来するこれらの難点を回避するために、最
終列の回転羽根を、動力容量が等しい通常の最終列羽根
の羽根高より短い高さに短縮する(即ち、尾を切る)こ
とが示唆された。
終列の回転羽根を、動力容量が等しい通常の最終列羽根
の羽根高より短い高さに短縮する(即ち、尾を切る)こ
とが示唆された。
系統条件を満足し、それによって動力密度を増加するた
めに、羽根高を適合するように変更すると、夫々の各用
途で特別に設計した羽根が必要になる。
めに、羽根高を適合するように変更すると、夫々の各用
途で特別に設計した羽根が必要になる。
このために証明された信頼出来る標準部品の使用は勿論
出来ない。
出来ない。
これに応じて故障の確率は増加し、動力装置の効率及び
容量は恒久的に阻害される。
容量は恒久的に阻害される。
これに加えてか・る動力装置は修理の場合脱塩処理を同
時に休止することなく停止出来ない。
時に休止することなく停止出来ない。
新鮮な水の製造を必要とする間蒸気発生装置を運転しな
ければならない。
ければならない。
尚又特別に変更した羽根を造ることで、回転慣性損失の
ために、特に過速度制御で苛酷な制御問題が発生する場
合がある。
ために、特に過速度制御で苛酷な制御問題が発生する場
合がある。
従ってこの考案の主な目的は大容量の脱塩水製造のため
に証明された標準部品を使用して最高の熱伝達を行い得
る効率的な熱サイクルを組合わせた蒸気動力発生方式を
提供することである。
に証明された標準部品を使用して最高の熱伝達を行い得
る効率的な熱サイクルを組合わせた蒸気動力発生方式を
提供することである。
この目的から、この考案は蒸気発生素子と高圧力タービ
ン素子と低圧力タービン素子と復水素子とを直列に備え
る蒸気タービン動力装置に於て、上記動力装置から熱を
抽出して熱荷重に供給するように上記動力装置に共働関
係に閉ループ型流れ装置を組合わせ、この流れ装置はそ
の内部に熱伝達媒体を閉込めて案内し、上記流れ装置内
に第−及び第二の加熱素子を連結し、これらの加熱素子
は上記動力装置から熱を抽出してこの抽出熱を上記熱伝
達媒体に伝達し、上記熱伝達体中の上記抽出熱を上記熱
負荷との間で交換する熱交換素子を上記流れ装置内に連
結し、上記閉ループ型流れ装置内の上記熱伝達媒体の流
量を制御する装置を設けて上記動力装置から抽出した上
記熱の量を上記熱伝達媒体の上記流量に函数的に関連さ
せたものである。
ン素子と低圧力タービン素子と復水素子とを直列に備え
る蒸気タービン動力装置に於て、上記動力装置から熱を
抽出して熱荷重に供給するように上記動力装置に共働関
係に閉ループ型流れ装置を組合わせ、この流れ装置はそ
の内部に熱伝達媒体を閉込めて案内し、上記流れ装置内
に第−及び第二の加熱素子を連結し、これらの加熱素子
は上記動力装置から熱を抽出してこの抽出熱を上記熱伝
達媒体に伝達し、上記熱伝達体中の上記抽出熱を上記熱
負荷との間で交換する熱交換素子を上記流れ装置内に連
結し、上記閉ループ型流れ装置内の上記熱伝達媒体の流
量を制御する装置を設けて上記動力装置から抽出した上
記熱の量を上記熱伝達媒体の上記流量に函数的に関連さ
せたものである。
この考案は添付図面に単に一例として示す推奨実施例に
関する以下の説明から一層間らかになるであろう。
関する以下の説明から一層間らかになるであろう。
図面に就いて説明すれば、10は蒸気タービン動力装置
を示し、これに別の閉ループ型熱伝達サイクル12を組
合わせる。
を示し、これに別の閉ループ型熱伝達サイクル12を組
合わせる。
この熱伝達サイクル12は動力装置10から熱を抽出し
、この抽出熱を別の熱負荷13に加えるようになってい
る。
、この抽出熱を別の熱負荷13に加えるようになってい
る。
動力装置10は標準型の発電設備であって、蒸気発生素
子16と高圧力タービン素子18と低圧力タービン素子
20と復水器22が直列に連結され、蒸気発生素子16
からの蒸気流がこれらの素子を通る。
子16と高圧力タービン素子18と低圧力タービン素子
20と復水器22が直列に連結され、蒸気発生素子16
からの蒸気流がこれらの素子を通る。
各タービン素子を共通軸24上に機械的に連繋して発電
素子26に連結する。
素子26に連結する。
タービンは動力蒸気の高温度高圧力エネルギーを軸24
の回転エネルギーに変換し、それを発電素子26で関連
する電気負荷28の電気エネルギーに変換する。
の回転エネルギーに変換し、それを発電素子26で関連
する電気負荷28の電気エネルギーに変換する。
このような動力装置では、蒸気発生素子16が原子炉2
9から取出した熱の供給を受けて供給される水を蒸気に
変換するのが普通である。
9から取出した熱の供給を受けて供給される水を蒸気に
変換するのが普通である。
併しこ・で説明する動力袋N10は原子力動力装置であ
るけれども、この考案が核燃料及び化石燃料の両方に同
等に良く応用されるとを理解しなければならない。
るけれども、この考案が核燃料及び化石燃料の両方に同
等に良く応用されるとを理解しなければならない。
高圧力高温度の動力蒸気は蒸気発生素子16から30で
示す一連の止め弁32で示す一列の流れ制御弁を経て高
圧力タービン素子18の入口に運ばれる。
示す一連の止め弁32で示す一列の流れ制御弁を経て高
圧力タービン素子18の入口に運ばれる。
この蒸気流を矢印34で表わす。高圧力タービン素子1
8は複流装置として図示されているけれども、任意の適
当な高圧力タービン素子を利用し得ることは勿論理解さ
れる。
8は複流装置として図示されているけれども、任意の適
当な高圧力タービン素子を利用し得ることは勿論理解さ
れる。
同様に三つの複流低圧力タービン素子20が一列が示し
であるけれども、電力系統パラ−メータに応じて任意の
適当な型式の低圧力タービン素子を任意の適当な個数使
用し得ることを理解しなければならない。
であるけれども、電力系統パラ−メータに応じて任意の
適当な型式の低圧力タービン素子を任意の適当な個数使
用し得ることを理解しなければならない。
注意に値する点は、選択したタービン素子の個数及び型
式の如何に拘らず、そのように選択した素子は蒸気エネ
ルギ・−を機械的回転エネルギーに変換するものである
ことである。
式の如何に拘らず、そのように選択した素子は蒸気エネ
ルギ・−を機械的回転エネルギーに変換するものである
ことである。
この考案を実施して熱を別の閉ループ型熱サイクル12
に供給するために、選択したタービン素子の何れかを少
し変更する必要がある。
に供給するために、選択したタービン素子の何れかを少
し変更する必要がある。
補助蒸気系統用の動力流体例えば軸24の周囲に配置し
たグランド封じの蒸気や同系統中に設けた空気エジエス
タ(こ・では明瞭にするために省略する)への蒸気を供
給する高圧力出口36を停止弁30の上流側に設けるこ
とが出来る。
たグランド封じの蒸気や同系統中に設けた空気エジエス
タ(こ・では明瞭にするために省略する)への蒸気を供
給する高圧力出口36を停止弁30の上流側に設けるこ
とが出来る。
蒸気は高圧力タービン素子18内で膨張した後、流れ矢
印38で示すように、そこから排出されて湿気分離再熱
兼用素子(MS−R)40に運び込まれ、そこでは42
で示すように高圧力タービン素子から出た蒸気の温度が
MS−R40から出る前に上げられる。
印38で示すように、そこから排出されて湿気分離再熱
兼用素子(MS−R)40に運び込まれ、そこでは42
で示すように高圧力タービン素子から出た蒸気の温度が
MS−R40から出る前に上げられる。
MSR40の再加熱作用のための蒸気は通常停止弁30
の上流に位置する出口から取出されるが、か・る連結は
明瞭にするために図示されない。
の上流に位置する出口から取出されるが、か・る連結は
明瞭にするために図示されない。
MS−R40の出口42から蒸気流は並列の人口導管4
4を経て低圧力タービン素子20の入口に流入する。
4を経て低圧力タービン素子20の入口に流入する。
この流れを矢印50で示す。これら入口導管44の各々
に止め弁46及び遮断弁48が配置される。
に止め弁46及び遮断弁48が配置される。
蒸気は低圧力タービン素子20で膨張し、矢印52で示
すようにそこから復水素子22に排出される。
すようにそこから復水素子22に排出される。
こ・では蒸気が凝縮物の形態に在る液体に戻る。
矢印54で示すように、凝縮物を復水素子22の出口か
ら凝縮物ポンプ56に運ぶ。
ら凝縮物ポンプ56に運ぶ。
凝縮物ポンプ56は復水素子22からの凝縮物を一列の
給水加熱器58,60,62 a及び64に通すように
圧送する。
給水加熱器58,60,62 a及び64に通すように
圧送する。
給水加熱器はそれ自体の作用としてそこを通る凝縮物の
温度を、蒸気発生素子16に再導入する前に高い温度に
上げる。
温度を、蒸気発生素子16に再導入する前に高い温度に
上げる。
このための熱を供給するために、タービン素子18及び
20内の予め選択した抽出域から蒸気を抽出する。
20内の予め選択した抽出域から蒸気を抽出する。
図面に見られるように、低圧力タービン素子20内の第
−予定抽出域66から取出した抽出熱を加熱器58に供
給する。
−予定抽出域66から取出した抽出熱を加熱器58に供
給する。
即ち抽出域66から抽出した蒸気は導管68を経て加熱
器58に送られる。
器58に送られる。
これを流れ矢印70で示す。同様に低圧力タービン素子
20内の第二予定抽出域72から蒸気を抽出し、これを
導管74から加熱器60に送る。
20内の第二予定抽出域72から蒸気を抽出し、これを
導管74から加熱器60に送る。
この流れを矢印76で示す。同様な仕方で蒸気を低圧力
タービン素子20内の第三予定抽出域78から抽出し、
導管80を経て第三加熱器62に運ぶ。
タービン素子20内の第三予定抽出域78から抽出し、
導管80を経て第三加熱器62に運ぶ。
この流れを矢印82で示す。各抽出域66.72及び7
8は高温度高圧力状態に在るタービン素子20内からの
蒸気を抽出するがら、)そのように抽出した蒸気は熱容
量が増加して大きいことは明らかである。
8は高温度高圧力状態に在るタービン素子20内からの
蒸気を抽出するがら、)そのように抽出した蒸気は熱容
量が増加して大きいことは明らかである。
抽出し、た蒸気の熱量を全部利用するために、流れ矢印
84及び86で示すように、加熱器62.60及び58
の排流を互に縦続関係に連結する。
84及び86で示すように、加熱器62.60及び58
の排流を互に縦続関係に連結する。
加熱器58からの排流を矢印88で示′すように、復水
素子22に連結する。
素子22に連結する。
若干の動力装置では凝縮物ポンプ56と第一給水加熱器
58との間に復水器を設けてグランド封じ蒸気を液体に
戻す。
58との間に復水器を設けてグランド封じ蒸気を液体に
戻す。
グランド復水器(明瞭にするために省略しているけれど
も)からの排流は給水加熱器58の排流点と復水素子2
2との中間に在る一点で主復水器に入る。
も)からの排流は給水加熱器58の排流点と復水素子2
2との中間に在る一点で主復水器に入る。
図面から見られるように、加熱器64は高圧力タービン
素子18内の予定抽出域90かや導管92を通して抽出
した蒸気から熱を導出するが、この流れを流れ矢印94
で示す。
素子18内の予定抽出域90かや導管92を通して抽出
した蒸気から熱を導出するが、この流れを流れ矢印94
で示す。
ボイラ給水ポンプ96が加熱器64の下流側に位置し、
今は熱せられた凝縮物の最終の給水加熱器98に圧送す
る。
今は熱せられた凝縮物の最終の給水加熱器98に圧送す
る。
この加熱器98から凝縮物(今はボイラ送給水として知
られている)を蒸気発生素子16に運んで蒸気発電ルー
プ10を完成する。
られている)を蒸気発生素子16に運んで蒸気発電ルー
プ10を完成する。
最終の給水加熱器98は高圧力タービン素子18内の第
二予定抽出域102から抽出した蒸気を利用し、この蒸
気を流れ矢印106で示すように、導管104に通す。
二予定抽出域102から抽出した蒸気を利用し、この蒸
気を流れ矢印106で示すように、導管104に通す。
図面から認められるように、第二予定抽出域102は高
圧力タービン素子18内で抽出域90からの蒸気より熱
容量が大きい位置に在る。
圧力タービン素子18内で抽出域90からの蒸気より熱
容量が大きい位置に在る。
熱容量が大きい蒸気から利用出来る総てのエネルギーを
効率的に抽出するために、最終の給水加熱器98の排流
を矢印108で示すように加熱器64に通し、加熱器6
4からの排流自体を排流ポンプ(図示しない)によって
凝縮物流ひボイラ給水ポンプ96の直ぐ上流側の一点(
図示しない)で送込む。
効率的に抽出するために、最終の給水加熱器98の排流
を矢印108で示すように加熱器64に通し、加熱器6
4からの排流自体を排流ポンプ(図示しない)によって
凝縮物流ひボイラ給水ポンプ96の直ぐ上流側の一点(
図示しない)で送込む。
完全なものにするため、MS−R40の湿気分離部分か
らの排流を集め、排流ポンプ(図示しない)でボイラ給
水ポンプ96の直ぐ上流側の一点(図示しない)に圧送
する。
らの排流を集め、排流ポンプ(図示しない)でボイラ給
水ポンプ96の直ぐ上流側の一点(図示しない)に圧送
する。
又明瞭にするためにMS−R40の再熱部分の排流と最
終の給水加熱器98との間の連結を図示しない。
終の給水加熱器98との間の連結を図示しない。
ボイラ給水ポンプ96に動力を供給するために、ボイラ
給水ポンプ駆動タービン110を設け、これを軸112
でボイラ給水ポンプ96に機械的に連繋する。
給水ポンプ駆動タービン110を設け、これを軸112
でボイラ給水ポンプ96に機械的に連繋する。
駆動タービン110の動力流体を屡々MSR40の直ぐ
下流側に在る出口がら供給する。
下流側に在る出口がら供給する。
この時の流れを矢印114で示す。
動力装置10に組合う他の装置(給水ポンプ96で例示
される)に動力エネルギーを供給するために、同様な駆
動タービン又は他の機械リンク仕掛を配置することを理
解しなければならない。
される)に動力エネルギーを供給するために、同様な駆
動タービン又は他の機械リンク仕掛を配置することを理
解しなければならない。
例えば凝縮物ポンプ56及び空気エジェクタに動力を供
給しなければならない。
給しなければならない。
明瞭にするためにか・るリンク仕掛を省略しているけれ
ども、110で示すような駆動タービン又は駆動モータ
に存在してこれらの関連装置に動力を俸給することを理
解しなければならない。
ども、110で示すような駆動タービン又は駆動モータ
に存在してこれらの関連装置に動力を俸給することを理
解しなければならない。
普通の動力装置では駆動タービンからの排出物を復水素
子22に導管116を経て送る。
子22に導管116を経て送る。
併しこの考案によれば、平常閉じる制御弁118を導管
116と復水素子22との間に設け、こ・に詳細に説明
する仕方で又は蒸気系統に組合う装置の駆動タービン1
10或はその他の動力源からの排出物を導管120で送
出してこの考案が教える別の熱伝達サイクル12の熱源
の一つとして作用させる。
116と復水素子22との間に設け、こ・に詳細に説明
する仕方で又は蒸気系統に組合う装置の駆動タービン1
10或はその他の動力源からの排出物を導管120で送
出してこの考案が教える別の熱伝達サイクル12の熱源
の一つとして作用させる。
動力装置の凝縮物ポンプ56とボイラ給水ポンプ96と
の間の部分に於ける凝縮物流の制御を適当な制御装置(
図示しない)で管理することも亦知られている。
の間の部分に於ける凝縮物流の制御を適当な制御装置(
図示しない)で管理することも亦知られている。
併し動力装置10内の凝縮物流と組合う予定の流量があ
ることを理解しなければならない。
ることを理解しなければならない。
動力装置10に熱伝達サイクル12を共働関係に組合わ
せる。
せる。
初めに説明したように、蒸気動力装置10は標準の動力
発生設備である。
発生設備である。
そこに含まれる総ての素子は高効率と最大の発電容量を
維持するような寸法でそのように設計されている。
維持するような寸法でそのように設計されている。
熱伝達サイクル12は動力装置10に共働関係に組合う
閉ループ装置であって、動力装置10から熱を抽出し、
そのように抽出した熱を外部の熱負荷13に供給する。
閉ループ装置であって、動力装置10から熱を抽出し、
そのように抽出した熱を外部の熱負荷13に供給する。
こ・では新鮮な水を供給する水の脱塩装置の海水加熱に
就いて熱負荷を説明するけれども、産業用又は住宅用の
加熱装置のような任意の熱負荷に供給し得ることを理解
しなければならない 典型例では熱伝達サイクル12が動力装置10がら熱を
抽出し、その熱を熱伝達媒体に伝達するように配置した
加熱素子122,124,126,128,130及び
132を備え、熱伝達媒体は例えば閉ループ流れ装置内
を流れる予定圧力の水であるが、それに限定されない。
就いて熱負荷を説明するけれども、産業用又は住宅用の
加熱装置のような任意の熱負荷に供給し得ることを理解
しなければならない 典型例では熱伝達サイクル12が動力装置10がら熱を
抽出し、その熱を熱伝達媒体に伝達するように配置した
加熱素子122,124,126,128,130及び
132を備え、熱伝達媒体は例えば閉ループ流れ装置内
を流れる予定圧力の水であるが、それに限定されない。
熱伝達媒体が運ぶ抽出熱は熱交換素子134内でこの例
では海水加熱器内で交換され、熱負荷13に供給される
。
では海水加熱器内で交換され、熱負荷13に供給される
。
閉ループ装置12を完成するために、流れ制御弁136
と凝縮物ポンプ56に類似する可変速度ポンプ138を
設けて熱伝達媒体の流量を制御する。
と凝縮物ポンプ56に類似する可変速度ポンプ138を
設けて熱伝達媒体の流量を制御する。
この場合の流れ方向を矢印140で示す。
必要な場合は、サージタンク142を閉ループ装置に附
加することが出来る。
加することが出来る。
加熱器で熱伝達媒体に伝達する熱を得るために、動力装
置10内の予定場所から蒸気を抽出する。
置10内の予定場所から蒸気を抽出する。
各加熱器の蒸気抽出場所を次に説明しよう。加熱器12
2はボイラ給水ポンプ96のような関連蒸気装置を駆動
する駆動タービン110から導管116及び120を経
て抽出した熱を得、そのように抽出した蒸気の圧力が典
型例では最低圧力給水加熱器58の圧力に近似している
。
2はボイラ給水ポンプ96のような関連蒸気装置を駆動
する駆動タービン110から導管116及び120を経
て抽出した熱を得、そのように抽出した蒸気の圧力が典
型例では最低圧力給水加熱器58の圧力に近似している
。
水需要がない場合は勿論弁118を開いて復水素子22
に直接排出するのを許すようにする。
に直接排出するのを許すようにする。
図面から見られるように、加熱器124及び126は低
圧力タービン素子20内の予定場所から蒸気を抽出する
ことで動力装置10から熱を抽出する。
圧力タービン素子20内の予定場所から蒸気を抽出する
ことで動力装置10から熱を抽出する。
例えば導管68に開口して蒸気抽出域66から蒸気を抽
出する導管144で加熱器124に給熱する。
出する導管144で加熱器124に給熱する。
この流れを矢印146で示す。
加熱器126を同様に導管148に連結する。
この導管は導管74に開口して低圧力タービン素子20
の抽出域72から蒸気を抽出する。
の抽出域72から蒸気を抽出する。
この流れを矢印150で示す。図示するように、高圧力
タービン素子18内の抽出域90及び102からの抽出
熱を夫々加熱器128及び130に供給する。
タービン素子18内の抽出域90及び102からの抽出
熱を夫々加熱器128及び130に供給する。
加熱器128の場合は、導管152が導管92に開口し
て抽出域90から蒸気即ち高圧力タービン素子18の排
出物を抽出する。
て抽出域90から蒸気即ち高圧力タービン素子18の排
出物を抽出する。
その流れを矢印154で示す。
加熱器130では帯域102からの導管104が導管1
55に連通し、その流れを矢印156で示す。
55に連通し、その流れを矢印156で示す。
加熱器132の蒸気源は蒸気発生器16の出口直傍に在
る出口158であって、側路導管160に平常閉じる弁
162を設け、流れ矢印164で示す流れを調整する。
る出口158であって、側路導管160に平常閉じる弁
162を設け、流れ矢印164で示す流れを調整する。
以下説明するように、側路導管160を設けることで、
電力を発生しない期間、電気負荷が少ない期間又は水需
要が尖頭値である期間でも、動力装置10に組合う熱サ
イクル12を運転することが出来る。
電力を発生しない期間、電気負荷が少ない期間又は水需
要が尖頭値である期間でも、動力装置10に組合う熱サ
イクル12を運転することが出来る。
併し平常は制御弁162が閉じているが、前に述べた他
の蒸気源から蒸気を抽出すると、脱塩を行うのに必要で
ある充分な熱が得られる。
の蒸気源から蒸気を抽出すると、脱塩を行うのに必要で
ある充分な熱が得られる。
図面を調べると、熱サイクル12が動力装置10内の数
ケ所の異なる場所から蒸気を抽出し、その各々の場所が
別々の加熱容量を持っていることが明らかになる。
ケ所の異なる場所から蒸気を抽出し、その各々の場所が
別々の加熱容量を持っていることが明らかになる。
こ・で加熱容量は動力装置10から取出す晴天々の温度
及び圧力に在る蒸気に含まれる熱容量又はエンタルピー
を意味する。
及び圧力に在る蒸気に含まれる熱容量又はエンタルピー
を意味する。
例えば高圧力タービン素子18内の抽出域102から加
熱器130に抽出した蒸気は低圧力タービン素子20内
の抽出域66から加熱器124に抽出した蒸気より加熱
容量が多いことは明らかである。
熱器130に抽出した蒸気は低圧力タービン素子20内
の抽出域66から加熱器124に抽出した蒸気より加熱
容量が多いことは明らかである。
動力装置10の複数個の予定場所から熱を取出し得る閉
ループ12を設けると、何れか−ケ所の熱源に多く依存
せずに、充分な熱を大規模脱塩プロジェクトに備えるこ
とが出来る。
ループ12を設けると、何れか−ケ所の熱源に多く依存
せずに、充分な熱を大規模脱塩プロジェクトに備えるこ
とが出来る。
閉ループ12を設けることで、蒸気サイクル10から熱
伝達サイクル12に最大の熱伝達を行うことが出来、然
かも蒸気装置に標準の部品を利用することが出来る。
伝達サイクル12に最大の熱伝達を行うことが出来、然
かも蒸気装置に標準の部品を利用することが出来る。
勿論サイクル12の効率を高めるために、矢印168.
170,172,174及び176で示すように、高圧
力の方の各加熱器からの排流を次の低圧力の方の加熱器
に接続し、熱サイクル12の最低圧力加熱器122から
の排流を流れ矢印180で示すように、復水素子22に
戻す。
170,172,174及び176で示すように、高圧
力の方の各加熱器からの排流を次の低圧力の方の加熱器
に接続し、熱サイクル12の最低圧力加熱器122から
の排流を流れ矢印180で示すように、復水素子22に
戻す。
前に説明したように、閉ループ熱伝達サイクル12内の
熱伝達媒体流量を弁136に組合うポンプ138で制御
する。
熱伝達媒体流量を弁136に組合うポンプ138で制御
する。
流量は動力装置10の動力流体全流量の一部であるポン
プ56と96との間の主凝縮物流量に関連している。
プ56と96との間の主凝縮物流量に関連している。
熱伝達媒体流量は主凝縮物流量のOと0.8との間に在
り、熱伝達媒体流量の正確な値は動力装置の総合制御装
置(図示しない)に組合う適当な制御装置170で決定
され、脱塩装置に要する需用量に函数的に関連している
。
り、熱伝達媒体流量の正確な値は動力装置の総合制御装
置(図示しない)に組合う適当な制御装置170で決定
され、脱塩装置に要する需用量に函数的に関連している
。
運転に際し、熱需用量が与えられた場合、熱伝達媒体は
主凝縮物流量の0と0.8との間に在る予定流量で閉ル
ープサイクル12内を通る。
主凝縮物流量の0と0.8との間に在る予定流量で閉ル
ープサイクル12内を通る。
熱伝達媒体は駆動タービン110の排気で熱が供給され
る加熱器122と、低圧力タービン素子20から抽出さ
れる熱が供給される加熱器124及び126と、高圧力
タービン素子18から抽出される熱が供給される加熱器
128及び130を通過する際に加熱される。
る加熱器122と、低圧力タービン素子20から抽出さ
れる熱が供給される加熱器124及び126と、高圧力
タービン素子18から抽出される熱が供給される加熱器
128及び130を通過する際に加熱される。
必要な場合は蒸気発生器16からの側路導管160を通
る蒸気が供給される加熱器132で熱伝達媒体を更に加
熱する。
る蒸気が供給される加熱器132で熱伝達媒体を更に加
熱する。
このように抽出した熱を熱伝達媒体から熱交換器134
内の海水に伝達し、動力装置10から抽出した蒸気を低
圧力の方の加熱器に通した後、復水素子22に戻す。
内の海水に伝達し、動力装置10から抽出した蒸気を低
圧力の方の加熱器に通した後、復水素子22に戻す。
当業者に認められるように、動力装置10から抽出した
蒸気容積、従ってそれから抽出した熱量は熱伝達媒体の
流量に直接関連している。
蒸気容積、従ってそれから抽出した熱量は熱伝達媒体の
流量に直接関連している。
例えば低圧力タービン素子20内の抽出域72から抽出
した蒸気が供給される加熱器126に注目すると、この
抽出蒸気は予定圧力例えば約0.0176 kg/mm
2(絶対値)と関連する温度、こ・では116℃(24
0゜F)とにある。
した蒸気が供給される加熱器126に注目すると、この
抽出蒸気は予定圧力例えば約0.0176 kg/mm
2(絶対値)と関連する温度、こ・では116℃(24
0゜F)とにある。
か・る蒸気を加熱器126の殻に入れる時、この加熱器
を貫通して熱伝達媒体を有する管上に蒸気が凝縮する。
を貫通して熱伝達媒体を有する管上に蒸気が凝縮する。
熱伝達媒体は与えられた圧力と温度こ・では116℃(
240℃)に在る抽出蒸気から蒸発熱を取出してそれで
熱せられる。
240℃)に在る抽出蒸気から蒸発熱を取出してそれで
熱せられる。
熱伝達媒体で蒸発熱を取出す時、抽出蒸気は凝縮し、多
量の蒸気が抽出域から加熱器に引込まれる。
量の蒸気が抽出域から加熱器に引込まれる。
併し熱伝達媒体の温度は抽出蒸気の圧力に組合う飽和温
度この場合116℃(240°F)に上昇するに過ぎな
いことは明らかである。
度この場合116℃(240°F)に上昇するに過ぎな
いことは明らかである。
熱伝達媒体が抽出蒸気でこの温度に熱せられた上は、そ
の媒体は抽出蒸気から更に熱を取ることがない。
の媒体は抽出蒸気から更に熱を取ることがない。
この場合は抽出蒸気が更に加熱器126内で凝縮せず、
更に蒸気は抽出域72から加熱器126に抽出されない
。
更に蒸気は抽出域72から加熱器126に抽出されない
。
従って抽出される蒸気の容積は加熱器126内に出来る
熱力学的平衡で自動的に制限される。
熱力学的平衡で自動的に制限される。
この過程は閉ループ熱伝達サイクル12内の総ての加熱
器で行われるものと同様であり、加熱器に給熱する熱源
の位置と無関係である。
器で行われるものと同様であり、加熱器に給熱する熱源
の位置と無関係である。
抽出する蒸気の容積を更に増加するには単に、熱伝達媒
体の流量を増加することだけが必要である。
体の流量を増加することだけが必要である。
加熱器126を通過する熱伝達媒体の量が増加するから
、抽出蒸気から凝縮熱を取出すのにより多量の熱伝達媒
体を利用することが出来る。
、抽出蒸気から凝縮熱を取出すのにより多量の熱伝達媒
体を利用することが出来る。
それ故により多量の抽出蒸気が加熱器126内で凝縮し
、従ってより多量の蒸気がタービン素子20から抽出さ
れる。
、従ってより多量の蒸気がタービン素子20から抽出さ
れる。
これと反対に動力装置10から抽出する蒸気量を減少す
るには、勿論熱伝達媒体の流量を低下する簡単な処置で
この結果が遠戚される。
るには、勿論熱伝達媒体の流量を低下する簡単な処置で
この結果が遠戚される。
極端な場合即ち水害用量が零の時は、熱伝達媒体流を停
止すると、蒸気が抽出されない。
止すると、蒸気が抽出されない。
前に説明したように、主凝縮物流の予定流量の0と0.
8との間に熱伝達媒体の流量を変化することで、動力装
置から抽出する蒸気の容量を直接制御することが出来る
。
8との間に熱伝達媒体の流量を変化することで、動力装
置から抽出する蒸気の容量を直接制御することが出来る
。
熱伝達媒体の流量を制御する任意の既知手段は勿論この
考案の範囲に在る。
考案の範囲に在る。
標準のタービン素子を利用する動力発生サイクルの許さ
れる設計容量内で各種熱源場所から蒸気を抽出するのを
維持するように、熱伝達媒体の流量を制御する。
れる設計容量内で各種熱源場所から蒸気を抽出するのを
維持するように、熱伝達媒体の流量を制御する。
動力装置の電気負荷状態を与えられた値だけ減少しなけ
ればならない場合は、動力発生サイクルを通る動力流体
(凝縮物流を含む)の流量をそれに応じて減少する。
ればならない場合は、動力発生サイクルを通る動力流体
(凝縮物流を含む)の流量をそれに応じて減少する。
熱伝達媒体の流量がそれに応じて調整されない場合は、
熱伝達サイクル12内の加熱器は動力装置10内の熱源
場所から標準の系統部品で許される最適量より多い蒸気
を抽出する。
熱伝達サイクル12内の加熱器は動力装置10内の熱源
場所から標準の系統部品で許される最適量より多い蒸気
を抽出する。
それ故に熱伝達媒体の流量は主凝縮物流の流量に函数的
に関連し、熱伝達媒体流量が何時でも主凝縮物流量のO
と0.8との間に在ることが認められる。
に関連し、熱伝達媒体流量が何時でも主凝縮物流量のO
と0.8との間に在ることが認められる。
次に電気負荷が少ない期間に動力装置10の動力流体流
需用が低下すると、熱伝達媒体流量が必然的に低下する
ことになる。
需用が低下すると、熱伝達媒体流量が必然的に低下する
ことになる。
併しこれと同時に熱伝達サイクル12に課せられる熱荷
重が増加すると、単に制御弁162を開いて蒸気発生器
16から加熱器132に流し始めることでこの増加に応
じることが出来る。
重が増加すると、単に制御弁162を開いて蒸気発生器
16から加熱器132に流し始めることでこの増加に応
じることが出来る。
そこから動力装置10に組合う閉ループ熱伝達サイクル
12が従来の方式で行うことが出来なかった総ての機能
を兄事に果すことが認められる。
12が従来の方式で行うことが出来なかった総ての機能
を兄事に果すことが認められる。
脱塩装置その他の熱荷重に熱を供給する総合方式を設け
るが、それには証明された標準化タービン発電部品を利
用する。
るが、それには証明された標準化タービン発電部品を利
用する。
閉ループサイクルを設けることで、動力装置内の複数個
の予定場所から熱を抽出する。
の予定場所から熱を抽出する。
従って抽出蒸気に対する仕事が過大になる場所は一つも
なく、標準部品で最大の熱伝達の性能を保証すると共に
、多量の電力を発生する性能を維持する。
なく、標準部品で最大の熱伝達の性能を保証すると共に
、多量の電力を発生する性能を維持する。
又尖頭電力期間の全電力容量を備えている。
側路導管160の弁162を閉じて熱伝達媒体流量を零
に減じると、定格の全電力を発生することが出来る。
に減じると、定格の全電力を発生することが出来る。
電気需用と水需用が中等程度の期間、電気と水を同時に
製造することが出来る。
製造することが出来る。
水害用量の変動を吸収するために、例えば制御弁162
を開いたり、弁162を使用して既に出来た側路流を変
化させたりして熱伝達媒体流量を変更することが出来る
。
を開いたり、弁162を使用して既に出来た側路流を変
化させたりして熱伝達媒体流量を変更することが出来る
。
従って指令で電気出量対熱出量比を変えることが出来る
。
。
電気需用と水需用との間のスイッチバック容量を又容易
に調節することが出来る。
に調節することが出来る。
この考案を具体化した方式は又電気需用零期間又はター
ビン不使用期間の水製造に備えるものである。
ビン不使用期間の水製造に備えるものである。
閉ループサイクルを造って発電設備の実際の運転に熱需
用を最早結付けないようにする。
用を最早結付けないようにする。
これと反対に必要とするタービンの保守及び検査を水需
用が少ない期間に行う必要がない。
用が少ない期間に行う必要がない。
これは尖頭電力を要しない期間に水を製造し、然かも需
用時に尖頭電力容量を尚維持する能力を有することを暗
黙裡に有することを示すものである。
用時に尖頭電力容量を尚維持する能力を有することを暗
黙裡に有することを示すものである。
図面はこの考案を具体化した熱伝達装置を組合わせた蒸
気タービン動力装置の略図である。 図面に於て12は閉ループ型熱伝達サイクル、13は熱
負荷、122,124,126,128及び130は加
熱器、162は制御弁である。
気タービン動力装置の略図である。 図面に於て12は閉ループ型熱伝達サイクル、13は熱
負荷、122,124,126,128及び130は加
熱器、162は制御弁である。
Claims (1)
- 蒸気発生素子と、高圧力タービン素子と、低圧力タービ
ン素子と、復水素子とを、直列に備える蒸気タービン動
力装置に於て、上記動力装置から熱を抽出して熱負荷に
供給するように上記動力装置に共働関係に閉ループ型流
れ装置を組合わせ、この流れ装置はその内部に熱伝達媒
体を閉込めて案内し、上記流れ装置内に熱交換器からな
る第−及び第二の加熱素子を含む複数の加熱素子を直列
に連結し、上記動力加熱装置内に複数の蒸気抽出域を設
けて、上記第一の加熱素子は上記第一の蒸気抽出域から
熱を抽出し、上記第二の加熱素子は上記第一の蒸気抽出
域から隔てて置かれた上記第二の蒸気抽出域から熱を抽
出して、この抽出熱を上記熱伝達媒体を伝達し、上記熱
伝達媒体中の上記抽出熱を上記熱負荷との間に交換する
熱交換素子を上記流れ装置内に連結し、上記閉ループ型
流れ装置内の上記熱伝達媒体の流量を制御する装置を設
けて、上記動力装置内の複数の蒸気抽出域から抽出した
」−記蒸気の熱の量を上記閉ループ型流れ装置内の上記
熱伝達媒体の上記流量により制御する蒸気タービン動力
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5838880U JPS5856322Y2 (ja) | 1980-04-30 | 1980-04-30 | 外部の熱負荷に熱を供給する蒸気タ−ビン動力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5838880U JPS5856322Y2 (ja) | 1980-04-30 | 1980-04-30 | 外部の熱負荷に熱を供給する蒸気タ−ビン動力装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS55156201U JPS55156201U (ja) | 1980-11-10 |
JPS5856322Y2 true JPS5856322Y2 (ja) | 1983-12-26 |
Family
ID=29292426
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5838880U Expired JPS5856322Y2 (ja) | 1980-04-30 | 1980-04-30 | 外部の熱負荷に熱を供給する蒸気タ−ビン動力装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5856322Y2 (ja) |
-
1980
- 1980-04-30 JP JP5838880U patent/JPS5856322Y2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS55156201U (ja) | 1980-11-10 |
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