JPS5946641B2 - 海水を淡水化する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特に火力発電所や原子力発電所における蒸気タ
ービンの排気蒸気の廃熱を利用して海水を淡水化する設
備に関する。

従来海水を淡水化する方法として多重効用蒸発方式およ
び多段フラッシュ蒸発方進が知られているが、これらは
いずれもなお動力に変換可能な有効熱エネルギを消費す
るために、その遣水単価が高くなる。

また両方式ともその高価な熱エネルギの利用効率を高め
るために造水比を高める必要があり、このために多段方
式を採用しなければならず、設備コストが高くなる。

また多重効用蒸発方式の場合、比較的温度の高いところ
でブラインの蒸発を行なわねばならず、スケールの発生
の問題が生じ、このために薬品注入などの特別なスケー
ル防止策を施す必要がある。

他方多段フラッシュ方式の場合液状のプラインの加熱を
必要とし、大きな伝熱面積を必要とする。

本発明はか５る従来の問題に鑑み、簡単な設備でかつ蒸
気タービンの排気蒸気の廃熱エネルギだけを利用して安
価に海水を淡水化することを目的として発明されたもの
で、蒸気タービンの排気蒸気を凝縮する主復水器、該復
水器に設置され冷却水として海水が供給される冷却コイ
ル、前記蒸気タービンの排気蒸気の一部が加熱媒体とし
て供給されかつ前記冷却コイルから出た海水の一部が被
蒸発媒体として供給される海水蒸発器、および該海水蒸
発器からの蒸気を前記主復水器に送られる冷却水で凝縮
する淡水復水器から構成したことを特徴とするものであ
る。

以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は火力発電所や原子力発電所における蒸気タービ
ン用の復水器内における蒸気温度（復水器内蒸気圧力の
飽和温度）と復水器内を流れる冷却水の温度の変化を示
している。

一般に蒸気タービンサイクルの熱効率を極力上げるため
、蒸気温度ｔｓと冷却水出口温度ｔｏとの差、すなわち
終端温度差△ｔｏは、実用的に可能な最小値である３〜
５℃程度に計画されるのが普通である。

一方冷却水の温度上昇（ｔｏ−ｔｉ）は、一般に経済的
な冷却水量として凝縮する蒸気の量の５０〜７０倍の冷
却水を考慮すると、普通７〜ｌＯ℃となる。

すなわち蒸気温度ｔｓと冷却水入口温度ｔｉとの差は１
０〜１５℃程度である。

本発明はこの温度差を有効に活用することによって、凝
縮すべき蒸気の一部の凝縮熱を利用して、海水を蒸発さ
せ、きわめて経済的に海水の淡水化を行なおうとするも
のである。

次に第２図に示した本発明に基づく海水淡水化設備によ
って本発明の詳細な説明する。

第２図において１は蒸気タービン、２は蒸気タービン１
に連結された発電機、３は蒸気タービン１からの排気蒸
気を復水する復水器、４はその排気蒸気管、５は主復水
器３で復水された復水なボイラないし蒸気発生器（図示
せず）に戻す復水ポンプである。

６は本発明に基づいて設けられた海水蒸発器、７はこの
海水蒸発器６に蒸気タービン１の排気蒸気の一部を導く
排気蒸気分岐管、８は海水蒸発器６に淡水化すべき海水
を供給する海水注入管、９は海水蒸発器６で蒸発した蒸
気の排出管、１０は海水蒸発器６内で濃縮されたプライ
ンを排出するブライン排出管である。

１１は海水蒸発器６からの蒸気を復水する淡水復水器、
１２はこの淡水復水器１１の冷却コイルで、これは主復
水器３の冷却コイル１３に送られる冷却水によって貫流
される。

海水蒸発器６の復水凝縮側並びに海水蒸発側の室内圧力
は配管の損失を無視すればそれぞれ主復水器３内並びに
淡水復水器１１内の蒸気圧力に等しい。

なおこの実施例の場合、主復水器３および淡水復水器１
１の冷却水として海水が用いられ、主復水器３から出た
冷却水の一部が、蒸発すべき海水として海水蒸発器６に
送られ、他の残りの冷却水が排水管１４を介して海に捨
てられるように構成されている。

なお図中１５は淡水復水器１１から淡水を抽出する淡水
抽出ポンプ、１６は海水蒸発器６からブラインを抽出す
るブライン抽出ポンプ、１７．１８は主復水器３および
淡水復水器１１にそれぞれ設けられた不凝縮ガス抽出ポ
ンプである。

上述のように構成された海水淡水化設備の機能について
説明するに、蒸気タービン１の排気蒸気の一部が、海水
蒸発器６に導かれ、その凝縮熱で海水注入管８から送ら
れてくる海水を蒸発する。

この場合この海水は淡水復水器１１および主復水器３に
よシ予熱されているので、凝縮熱は有効に蒸発のために
利用される。

海水蒸発器６で蒸発された海水蒸気は、淡水復水器１１
に導かれ、とトで主復水器１１の冷却コイル１３に送ら
れる冷たい冷却水で凝縮され、淡水となる。

この淡水は淡水抽出ポンプ１５を介して取如出される。

一方海水蒸発器６で凝縮された排気蒸気の復水は導管１
９を介して主復水器３のホットウェル２０に送うれ、海
水蒸発器６で海水の蒸発によシ濃縮されたプラインはプ
ライン排出管１０を介して海に捨てられる。

第３図はかＸる第２図の海水淡水化設備の各部分におけ
る温度を示し、図中ｔｓ１は主復水器３内圧力の飽和蒸
気温度、ｔｓ２は淡水復水器１１内圧力の飽和蒸気温度
、ｔｌは淡水復水器１１の冷却水入口温度、ｔ２はその
出口温度でたれは主復水器３の冷却水入口温度に等しく
、ｔ３は主復水器３の冷却水出口温度である。

このようにして火力発電所や原子力発電所の復水器に排
出される廃エネルギのみを有効に利用して海水を淡水化
することができ、この遣水単価は安い。

この場合主復水器３の冷却水量およびタービン出口蒸気
圧が本発明による海水淡水化設備のない場合に、通常採
用される値と同一であるとした場合、主復水器３の冷却
面積を若干小さく計画すれば、海水淡水設備の設置によ
って蒸気タービンの発生出力の変化は生じない。

すなわち蒸気タービンの発生出力が同一である場合、主
復水器３の冷却面積は小さくできる。

しかし主復水器３の冷却面積を小さくせず同一の大きさ
にすれば、主復水器３の真空が良くなりタービン出力が
増加し発電プラントの発電効率が良くなる。

また海水蒸発器６は凝縮−蒸発伝達であるので熱伝達率
が高く、伝熱面積が小さくて良い。

更に低温で海水の蒸発が行われるので、スケール析出の
問題も生じない。

第４図には２万５千ＫＷの火力発電設備に本発明の海水
淡水化設備を設けた場合の精算図が示されている。

これはタービン排出蒸気の２５係を海水淡水化に使用し
た例であシ、、毎時５７．４）ンの造水が可能である。

海水淡水化設備をもたない場合と同一の大きさの主復水
器を設けた場合にはタービンの出力がｏ、１６％増大す
る。

なお図中（）内の数値はタービンの出力を海水淡水化設
備をもたない場合の出力（１２万５千ＫＷ）と同じにな
るように主復水器を小形化した場の値である。

なお実施例の場合、主復水器３および淡水復水器１１の
冷却水として海水を用いているが、必要に応じて河川水
や冷却塔からの循環水などを用いることも勿論できる。

又主復水器に送られる冷却水の全部を淡水復水用に使わ
ずに、一部だけを用ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般の主復水器における蒸気温度と冷却水温度
との関係を示す線図、第２図は本発明に基づく海水淡水
化設備の概略系統図、第３図は第２図における主復水器
内および淡水復水器内の蒸気温度と冷却水の温度との関
係を示す線図、第４図は本発明に基づく海水淡水化設備
の一精算図である。 １・・・・・・蒸気タービン、２・・・・・・発電機、
３・・・・・・主復水器、６・・・・・・海水蒸発器、
１１・・・・・・淡水復水器、１２・・・・・・淡水復
水器の冷却コイル、１３・・・・−・主復水器の冷却コ
イル、１５・・・・・・淡水抽出ポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 蒸気タービンの排気蒸気を凝縮する主復欠器、該主
   復水器に設置され冷却水として海水が供給される冷却コ
   イル、前記蒸気タービンの排気蒸気の一部が加熱媒体と
   して供給されかつ前記冷却コイルから出た海水の一部が
   被蒸発媒体として供給される海水蒸発器、および該海水
   蒸発器からの蒸気を前記主復水器に送られる冷却水で凝
   縮する淡水復水器から構成したことを特徴とする海水淡
   水化設備。