WO2017145404A1 - 復水器、及びこれを備える蒸気タービンプラント - Google Patents

復水器、及びこれを備える蒸気タービンプラント Download PDF

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WO2017145404A1
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steam
heat transfer
condenser
inlet
main body
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PCT/JP2016/072623
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克広 堀田
太一 中村
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三菱日立パワーシステムズ株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F28B9/00—Auxiliary systems, arrangements, or devices
    • F28B9/02—Auxiliary systems, arrangements, or devices for feeding steam or vapour to condensers

Definitions

  • the present invention relates to a condenser for condensing steam exhausted from a steam turbine, and a steam turbine plant including the same.
  • the steam turbine plant includes a steam turbine that is driven by steam, and a condenser that condenses the steam exhausted from the steam turbine and returns it to water.
  • the steam turbine plant includes an axial exhaust steam turbine and a condenser that returns the steam exhausted from the steam turbine to water.
  • the condenser includes a plurality of heat transfer tube groups, a main body cylinder that covers the plurality of heat transfer tube groups, and an intermediate cylinder that guides steam from the steam turbine into the main body cylinder.
  • the intermediate cylinder is formed in a cylindrical shape around a substantially horizontal virtual axis.
  • An intermediate cylinder inlet is formed at one end of the cylindrical intermediate cylinder, and an intermediate cylinder outlet is formed at the other end.
  • Steam from the steam turbine flows into the intermediate cylinder from the intermediate cylinder inlet.
  • the main body body includes a bottom plate, a plurality of side plates extending upward from an edge of the bottom plate, and a top plate.
  • a main body cylinder inlet is formed in a side plate on the steam turbine side of the main body cylinder.
  • the steam from the intermediate cylinder flows into the main body cylinder from the main body inlet. In other words, steam flows into the main body body from substantially the horizontal direction.
  • a plurality of heat transfer tube groups arranged in the horizontal direction and a plurality of heat transfer tube groups arranged in the vertical direction are arranged in the main body trunk.
  • the condenser described in Patent Document 1 has a plurality of heat transfer tube groups arranged in the horizontal direction as described above.
  • the plurality of heat transfer tube groups are arranged in the steam flow direction. For this reason, since steam first flows into the heat transfer tube group arranged on the steam turbine side, water droplets contained in the steam collide with the heat transfer tube at a high flow rate, and erosion is likely to occur in the heat transfer tube.
  • the condenser described in Patent Document 1 has a plurality of heat transfer tube groups arranged in the vertical direction as described above. For this reason, the cooling water pump that supplies the cooling water to the plurality of heat transfer tubes constituting the heat transfer tube group can supply the cooling water to the heat transfer tube arranged at the top of the heat transfer tube group in the uppermost direction. Ability is required. Therefore, in the technique described in Patent Document 1, erosion is likely to occur in the heat transfer tube, and a cooling water pump having a high head is required, which increases initial cost and running cost.
  • an object of the present invention is to provide a condenser capable of suppressing erosion generated in a heat transfer tube and suppressing initial cost and running cost of a steam turbine plant, and a steam turbine plant including the same.
  • the condenser as the first aspect according to the invention for achieving the above object is A plurality of heat transfer tube groups configured by a plurality of heat transfer tubes through which cooling water that exchanges heat with the steam passes, a main body cylinder that covers the plurality of heat transfer tube groups, and a main body cylinder connected to the main body cylinder, And an intermediate cylinder inlet that opens horizontally from the inside and into which steam flows and an intermediate cylinder outlet that opens downward from the inside and exhausts the steam.
  • the main body cylinder has a main body cylinder inlet that opens upward from the inside, is connected to the intermediate cylinder outlet, and into which steam from the intermediate cylinder flows, and the plurality of heat transfer tube groups include the intermediate cylinder inlet Are arranged in the main body cylinder side by side in a horizontal direction at a position below the lower end of the main body.
  • a plurality of heat transfer tube groups are arranged in a horizontal direction at a position below the lower end of the middle trunk inlet. For this reason, in the said condenser, a steam flow rate can be made low. Therefore, in the condenser, erosion generated in the heat transfer tube can be suppressed.
  • the highest heat transfer tube is positioned below the lower end of the intermediate trunk inlet, and the level of the highest heat transfer tube and the source of cooling water supplied to the heat transfer tube The difference can be reduced. Therefore, in the said condenser, the head of the cooling water pump which supplies the cooling water from a water source to a heat exchanger tube can be made low. For this reason, the said condenser can hold down the installation cost and running cost of a cooling water pump.
  • the condenser of the second aspect is the virtual surface circumscribing a plurality of outermost heat transfer tubes among the plurality of heat transfer tubes constituting the heat transfer tube group in the condenser of the first aspect.
  • the vertical dimension of the outer shape of the tube group formed in the above may be larger than the horizontal dimension of the outer shape of the tube group.
  • the bottom surface of the outer shape of the tube group can be reduced. For this reason, in the said condenser, even if it arranges a some heat exchanger tube group in the main body trunk
  • the condenser of the third aspect is the upper part of the condenser of the second aspect, wherein the tube group outer shape has an upper surface facing upward and a bottom surface facing downward, and includes the upper surface in the tube group outer shape. May gradually increase as the horizontal cross-sectional area decreases downward.
  • the steam that has passed through the intermediate cylinder flows into the main body cylinder through the main body inlet. This steam flows mainly downward in the body trunk.
  • the steam exchanges heat with the cooling water flowing in the plurality of heat transfer tubes constituting each heat transfer tube group in the process of flowing in the main body body.
  • the efficiency of heat exchange between the steam and the cooling water in the heat transfer tubes constituting the heat transfer tube group increases as the area of the upper surface of the outer shape of the tube group facing this flow increases.
  • the area of the upper surface can be made wider than when the entire upper surface is a horizontal surface. Therefore, in the condenser, the efficiency of heat exchange between the steam and the cooling water in the heat transfer tubes constituting the heat transfer tube group can be increased as compared with the case where all the upper surfaces of the tube group outer shapes are horizontal surfaces. .
  • a condenser according to a fourth aspect is the condenser according to the third aspect, wherein the main body trunk inlet is positioned below a lower end of the intermediate trunk inlet, and the plurality of heat transfer tube groups are arranged on the main body trunk inlet. It may be located below.
  • the lower component can be increased among the components in the flow direction of the steam flowing into the plurality of heat transfer tube groups. For this reason, in the said condenser, the efficiency of heat exchange with a cooling water in a heat exchanger tube which comprises steam and a heat exchanger tube group can be improved.
  • the condenser of the fifth aspect is the condenser of the third aspect or the fourth aspect, wherein the outer shape of the tube group of at least one of the heat transfer tube groups is the top of the uppermost position among the upper surfaces.
  • the center of the surface may be an eccentric outer shape positioned on the intermediate cylinder inlet side in the horizontal direction with respect to the center of the bottom surface of the tube group outer shape.
  • the steam and the cooling water in the heat transfer tube constituting the one heat transfer tube group even if the ratio of the horizontal direction component in the flow direction component of the steam flowing into the one heat transfer tube group is large.
  • the efficiency of heat exchange can be increased.
  • the condenser according to a sixth aspect is the condenser according to the fifth aspect, wherein the plurality of heat transfer tube groups are arranged in a horizontal direction and in a perspective direction with respect to the intermediate trunk inlet, and the plurality of heat transfer tubes In the group, the outer shape of the tube group of the heat transfer tube group closest to the inlet of the intermediate body in the perspective direction may be the eccentric outer shape.
  • the ratio of the horizontal direction component of the steam flow direction component flowing into the heat transfer tube group closest to the middle cylinder inlet is larger than that of the steam flow direction component flowing into the other heat transfer tube group. Therefore, the efficiency of heat exchange with the cooling water in the heat transfer tubes constituting the heat transfer tube group can be increased by making the tube group outer shape of the heat transfer tube group closest to the intermediate body inlet in the perspective direction an eccentric shape. .
  • a condenser according to a seventh aspect is the condenser according to the third aspect or the fourth aspect, wherein the condenser is disposed in the intermediate cylinder, and the direction of the flow of steam flowing in from the intermediate cylinder inlet is gradually directed downward.
  • a steam guide may be provided.
  • the lower component can be increased among the components in the flow direction of the steam flowing into the plurality of heat transfer tube groups. For this reason, in the said condenser, the efficiency of heat exchange with a cooling water in a heat exchanger tube which comprises steam and a heat exchanger tube group can be improved.
  • a steam turbine plant as an eighth aspect according to the invention for achieving the above object is: The condenser according to any one of the first aspect to the seventh aspect, and a steam turbine that exhausts steam into the condenser.
  • the steam turbine plant of the ninth aspect is the steam turbine plant of the eighth aspect, wherein the steam turbine may be an axial exhaust type steam turbine.
  • the steam turbine plant of the tenth aspect may be a side exhaust type steam turbine in the steam turbine plant of the eighth aspect.
  • FIG. 1 is a system diagram of a steam turbine plant in a first embodiment according to the present invention. It is typical sectional drawing of the steam turbine and condenser in 1st embodiment which concerns on this invention. It is typical sectional drawing of the steam turbine and condenser in 2nd embodiment which concerns on this invention. It is typical sectional drawing of the steam turbine and condenser in 3rd embodiment which concerns on this invention. It is typical sectional drawing of the condenser in the 1st modification which concerns on this invention. It is typical sectional drawing of the condenser in the 2nd modification which concerns on this invention. It is typical sectional drawing of the condenser in the 3rd modification which concerns on this invention.
  • the steam turbine plant of this embodiment includes a steam generator 17 such as a boiler, a steam turbine 20 driven by steam generated by the steam generator 17, and power generation generated by driving the steam turbine 20. , A condenser 30 for condensing the steam S exhausted from the steam turbine 20, a feed water pump 15 for returning the water in the condenser 30 to the steam generator 17, and the condenser 30 for steam cooling. A cooling water pump 11 for supplying cooling water.
  • the steam generator 17 and the steam turbine 20 are connected by a main steam line 18.
  • the steam generated by the steam generator 17 is supplied to the steam turbine 20 through the main steam line 18.
  • the condenser 30 and the steam generator 17 are connected by a water supply line 16.
  • the water supply pump 15 is provided in the water supply line 16.
  • the water returned from the steam S to the liquid in the condenser 30 is supplied to the steam generator 17 through the water supply line 16.
  • the steam turbine 20 includes a rotor 21 that rotates about the turbine axis At, a main body casing 22 that covers the rotor 21, and an exhaust casing 25 that exhausts steam from within the main body casing 22.
  • the turbine axis At extends substantially in the horizontal direction.
  • the direction in which the turbine axis At extends is defined as the axial direction Da
  • one side of the axial direction Da is defined as the upstream axis Dau
  • the other side is defined as the downstream axis Dad.
  • the rotor 21 of the steam turbine 20 is connected to the rotor of the generator 19.
  • the main casing 22 and the exhaust casing 25 are formed in a cylindrical shape around the turbine axis At.
  • a steam inlet 23 is formed on the axial upstream side Dau of the cylindrical main body casing 22.
  • a steam outlet 24 is formed at the end of the main body casing 22 on the downstream side of the axis Dad. The steam outlet 24 opens from the inside of the main body casing 22 toward the axial downstream side Dad.
  • An exhaust steam inlet 26 is formed at an end of the exhaust casing 25 on the axial upstream side Dau. The exhaust steam inlet 26 opens from the exhaust casing 25 toward the axial upstream side Dau.
  • the exhaust steam inlet 26 is connected to the steam outlet 24 of the main body casing 22.
  • An exhaust steam outlet 27 is formed at the end of the exhaust casing 25 on the axial downstream side Dad.
  • the exhaust steam outlet 27 opens from the exhaust casing 25 toward the axial downstream side Dad. Therefore, the steam turbine 20 is an axial exhaust type that exhausts in the axial direction Da.
  • the condenser 30 includes a plurality of heat transfer tube groups 41, a main body cylinder 35 that covers the plurality of heat transfer tube groups 41, and an intermediate cylinder that guides the steam S from the steam turbine 20 into the main body cylinder 35. 31.
  • the intermediate cylinder 31 is formed with an intermediate cylinder inlet 32 through which the steam S flows horizontally from the inside and an intermediate cylinder outlet 33 that opens downward from the inside and exhausts the steam S.
  • the direction of the opening of the intermediate cylinder outlet 33 is substantially perpendicular to the direction of the opening of the intermediate cylinder inlet 32.
  • the steam flow path in the intermediate cylinder 31 extends in the horizontal direction from the intermediate cylinder inlet 32 in the perspective direction Df with respect to the intermediate cylinder inlet 32, and extends downward as the distance from the intermediate cylinder inlet 32 increases. 33.
  • the intermediate trunk inlet 32 is connected to the exhaust steam outlet 27 of the steam turbine 20. Therefore, the perspective direction Df with respect to the intermediate body inlet 32 coincides with the axial direction Da of the steam turbine 20.
  • the main body body 35 includes a bottom plate 36b and side plates 36s extending upward from the edge of the bottom plate 36b. Although not shown in the figure, the main body body 35 is partitioned into a condensing chamber 37, a cooling water inlet chamber (not shown), and a cooling water outlet chamber (not shown).
  • the upper part of the condensation chamber 37 is open. This opening forms a body trunk inlet 38. Therefore, the main body trunk inlet 38 opens upward from the condensation chamber 37.
  • the main body trunk inlet 38 is connected to the intermediate trunk outlet 33.
  • the main body trunk inlet 38 is located below the lower end 32 b of the intermediate trunk inlet 32.
  • the lower part in the condensing chamber 37 constitutes a hot well 39 in which water that has become liquid by condensing the vapor S is accumulated.
  • the plurality of heat transfer tube groups 41 are arranged in the condensing chamber 37 along the horizontal direction at a position below the lower end 32b of the intermediate cylinder inlet 32 and the main body cylinder inlet 38.
  • any two or more heat transfer tube groups 41 are arranged in the perspective direction Df described above.
  • Each of the plurality of heat transfer tube groups 41 includes a plurality of heat transfer tubes 42.
  • Each heat transfer tube 42 extends in the horizontal direction.
  • a three-dimensional shape formed by a virtual surface circumscribing the plurality of heat transfer tubes 42 located on the outermost side among the plurality of heat transfer tubes 42 constituting the heat transfer tube group 41 is referred to as a tube group outer shape 43.
  • the tube group outer shape 43 has a bottom surface 44 facing downward, a side surface 45 extending upward from an edge of the bottom surface 44, and a top surface 46 facing upward.
  • the vertical dimension of the tube group outline 43 is larger than the horizontal dimension of the tube group outline 43.
  • the upper part including the upper surface 46 of the tube group outer shape 43 is gradually increased as the horizontal sectional area is directed downward. Therefore, the upper surface 46 has an inclined surface 47 that gradually decreases downward as the side surface 45 is approached.
  • the center Ct of the top surface 48 that is a collection of points at the highest position in the upper surface 46 and the center Cb of the bottom surface 44 are aligned in the horizontal direction.
  • the water supply line 16 is connected to the hot well 39 of the condenser 30.
  • the cooling water pump 11 is connected to each heat transfer tube 42 constituting the plurality of heat transfer tube groups 41 via the cooling water line 12 via a cooling water inlet chamber (not shown) in the main body body 35.
  • the cooling water pump 11 draws water from a water source W such as the sea or river, and supplies the water to the heat transfer tubes 42 constituting the plurality of heat transfer tube groups 41.
  • Each of the heat transfer tubes 42 constituting the plurality of heat transfer tube groups 41 is connected to the drainage line 13 via a cooling water outlet chamber (not shown) in the main body body 35.
  • the drain line 13 extends into the drain pit 14 or directly to the water source W.
  • the drain pit 14 extends to the water source W described above, for example.
  • the steam that has flowed into the main body casing 22 passes through the exhaust casing 25 and is exhausted from the exhaust steam outlet 27 of the exhaust casing 25 to the axial downstream side Dad.
  • the steam S exhausted from the steam turbine 20 flows into the intermediate cylinder 31 of the condenser 30 from the intermediate cylinder inlet 32.
  • the exhaust steam outlet 27 of the steam turbine 20 opens from the exhaust casing 25 in the horizontal direction (axial downstream side Dad).
  • the intermediate cylinder inlet 32 connected to the exhaust steam outlet 27 opens from the intermediate cylinder 31 in the horizontal direction. Therefore, the flow direction component of the steam S flowing into the intermediate cylinder 31 has a large horizontal direction component.
  • the lower component of the direction component of the flow of the steam S gradually increases.
  • the steam S that has flowed into the intermediate cylinder 31 gradually flows downward in the intermediate cylinder 31 from the intermediate cylinder inlet 32 toward the intermediate cylinder outlet 33.
  • the steam S that has passed through the intermediate cylinder 31 flows from the main body cylinder inlet 38 into the condensation chamber 37 of the main body cylinder 35.
  • the steam S flows mainly downward in the condensation chamber 37.
  • the steam S exchanges heat with the cooling water flowing in the plurality of heat transfer tubes 42 constituting each heat transfer tube group 41 in the process of flowing in the condensation chamber 37.
  • the steam S is condensed by heat exchange with the cooling water flowing in the plurality of heat transfer tubes 42 constituting each heat transfer tube group 41 to be converted into water.
  • This water accumulates in a hot well 39 below the condensing chamber 37.
  • the water accumulated in the hot well 39 returns to the steam generator 17 through the water supply line 16 and the water supply pump 15.
  • the opening of the intermediate cylinder outlet 32 opens in the horizontal direction
  • the opening of the intermediate cylinder outlet 33 opens downward
  • the opening of the intermediate cylinder outlet 33 with respect to the direction of the opening of the intermediate cylinder inlet 32. Is substantially vertical.
  • the plurality of heat transfer tube groups 41 are arranged in the horizontal direction at a position below the lower end 32 b of the intermediate body inlet 32.
  • the heat transfer tube 42 at the highest position is positioned below the lower end 32b of the intermediate trunk inlet 32 as compared with the condenser in which the heat transfer tube group is arranged in the vertical direction.
  • the level difference between the heat transfer tube 42 at the highest position and the water surface of the water source W can be made relatively small.
  • the plurality of heat transfer tube groups 41 are arranged in the horizontal direction, the flow passage area of the steam S in the main body cylinder 35 is widened, and the steam S flowing into the main body cylinder 35 becomes larger. The steam flow rate is lowered.
  • the head of the cooling water pump 11 can be lowered. For this reason, in this embodiment, the installation cost and running cost of the cooling water pump 11 can be suppressed. Moreover, in this embodiment, since the vapor
  • the initial cost and running cost of the steam turbine plant can be suppressed.
  • the tube group outer shape 43 of the present embodiment has a horizontal dimension smaller than the vertical dimension. Therefore, in the present embodiment, the bottom surface 44 of the tube group outer shape 43 can be reduced. For this reason, in this embodiment, even if it arranges the some heat exchanger tube group 41 in the main body trunk
  • the steam turbine plant of this embodiment also includes a steam turbine 20a and a condenser 30 as in the steam turbine plant of the first embodiment.
  • the steam turbine 20a of the present embodiment also has a rotor 21 that rotates around the turbine axis At, a main body casing 22a that covers the rotor 21, and steam from within the main body casing 22a. And an exhaust casing 25a for exhausting.
  • the main casing 22a is formed in a cylindrical shape around the turbine axis At.
  • a steam inlet (not shown) is formed on the axial upstream side Dau of the cylindrical main body casing 22a.
  • a steam outlet 24a is formed in the axial downstream side Dad of the cylindrical main body casing 22a.
  • the steam outlet 24a is different from the steam outlet 24 of the first embodiment, and opens from the inside of the main body casing 22a to the side.
  • the exhaust casing 25a is formed in a cylindrical shape around an axis that is perpendicular to the turbine axis At and faces in the horizontal direction.
  • An exhaust steam inlet 26 is formed at one end of the exhaust casing 25a in the axial direction.
  • An exhaust steam outlet 27 is formed at the other end in the axial direction of the exhaust casing 25a. Both the exhaust steam inlet 26 and the exhaust steam outlet 27 are open from the inside of the exhaust casing 25a in the horizontal direction.
  • the exhaust steam inlet 26 is connected to the steam outlet 24a of the main body casing 22a.
  • the steam turbine 20a of the present embodiment is a side exhaust type steam turbine that exhausts steam to a side perpendicular to the turbine axis At.
  • the condenser 30 of the present embodiment includes a plurality of heat transfer tube groups 41, a main body trunk 35 that covers the plurality of heat transfer tube groups 41, and steam from the steam turbine 20a. And an intermediate cylinder 31 for guiding S into the main body cylinder 35.
  • the plurality of heat transfer tube groups 41, the main body cylinder 35, and the intermediate cylinder 31 in the present embodiment are basically the same as the plurality of heat transfer tube groups 41, the main body cylinder 35, and the intermediate cylinder 31 in the first embodiment, respectively.
  • the intermediate cylinder 31 of the present embodiment also has an intermediate cylinder inlet 32 that opens from the inside in the horizontal direction and into which the steam S flows, and an intermediate cylinder outlet that opens downward from the inside and discharges the steam S. 33 are formed.
  • the direction of the opening of the intermediate cylinder outlet 33 is substantially perpendicular to the direction of the opening of the intermediate cylinder inlet 32.
  • the steam flow path in the intermediate cylinder 31 extends in the horizontal direction from the intermediate cylinder inlet 32 in the perspective direction Df with respect to the intermediate cylinder inlet 32, and extends downward as the distance from the intermediate cylinder inlet 32 increases. 33.
  • the intermediate trunk inlet 32 is connected to the exhaust steam outlet 27 of the steam turbine 20a. Therefore, the perspective direction Df with respect to the intermediate body inlet 32 is different from the first embodiment in the horizontal direction perpendicular to the turbine axis At.
  • the plurality of heat transfer tube groups 41 are arranged in the horizontal direction at a position below the lower end 32b of the intermediate trunk inlet 32. Therefore, also in this embodiment, generation
  • the tube group outer shape 43 has a horizontal dimension smaller than the vertical dimension. Therefore, also in this embodiment, an increase in the occupation area of the condenser 30 can be suppressed.
  • the steam turbine plant of this embodiment also includes a steam turbine 20 and a condenser 30a, as in the steam turbine plant of the first embodiment.
  • the steam turbine 20 of the present embodiment is also an axial exhaust type as in the first embodiment.
  • the relative position of the steam turbine 20 in the vertical direction with respect to the condenser 30a is positioned below the first embodiment.
  • the intermediate cylinder inlet side close to the intermediate cylinder inlet 32 in the perspective direction Df with respect to the intermediate cylinder inlet 32 is defined as the turbine side Dft, and the opposite side of the turbine side Dft in the perspective direction Df is the anti-turbine. Let it be the side Dfa.
  • the intermediate cylinder 31a of the present embodiment also has an intermediate cylinder inlet 32 that opens from the inside in the horizontal direction and into which the steam S flows, and substantially from the inside.
  • An intermediate cylinder outlet 33a that opens downward and exhausts the steam S is formed.
  • the direction of the opening of the intermediate cylinder outlet 33a is substantially perpendicular to the direction of the opening of the intermediate cylinder inlet 32.
  • the steam flow path in the intermediate cylinder 31a extends in the horizontal direction from the intermediate cylinder inlet 32 in the perspective direction Df with respect to the intermediate cylinder inlet 32, and extends downward as the distance from the intermediate cylinder inlet 32 increases. 33a.
  • the vertical distance between the lower end 32b of the intermediate cylinder inlet 32 in the intermediate cylinder 31a and the edge 33ft of the turbine side Dft at the intermediate cylinder outlet 33a is the intermediate cylinder in the intermediate cylinder 31a of the first embodiment. This is the same as the vertical distance between the lower end 32 b of the inlet 32 and the edge of the turbine side Dft at the intermediate trunk outlet 33. Therefore, the vertical position of the edge 38ft of the turbine side Dft at the main body trunk inlet 38a connected to the intermediate trunk outlet 33a is lower than the same edge of the first embodiment because the steam turbine 20 is lowered downward. Will be located.
  • the height from the bottom plate 36b of the main body cylinder 35a to the edge 38ft of the turbine side Dft at the main body cylinder inlet 38a is lower than in the first embodiment.
  • the edge 38ft of the turbine side Dft at the main body trunk inlet 38a may be lower than the heat transfer tube 42 at the highest position.
  • the height from the bottom plate 36b of the main body cylinder 35a to the edge 38fa of the anti-turbine side Dfa at the main body cylinder inlet 38a is substantially the same as in the first embodiment.
  • the edge 38fa of the non-turbine side Dfa at the main body trunk inlet 38a may be higher than the lower end 32b of the intermediate trunk inlet 32 because the steam turbine 20 is lowered downward.
  • the plurality of heat transfer tube groups 41 are arranged in the main body cylinder 35a so as to be aligned horizontally at a position below the lower end 32b of the intermediate cylinder inlet 32. Yes.
  • this embodiment can basically obtain the same effects as those of the first embodiment.
  • this embodiment is a modification of said 1st embodiment, you may comprise similarly to the condenser 30a of this embodiment also about the condenser 30 of said 2nd embodiment.
  • the tube group outer shape 43a of the heat transfer tube group 41a arranged closest to the turbine side Dft is deformed in the perspective direction Df with respect to the intermediate trunk inlet 32 among the plurality of heat transfer tube groups 41. ing.
  • the center Ct of the top surface 48a of the tube group outer shape 43a of the heat transfer tube group 41a on the turbine side Dft is located closer to the turbine side Dft (intermediate cylinder inlet side) than the center Cb of the bottom surface 44 of the tube group outer shape 43a. It is located. Therefore, this tube group outer shape 43a becomes an eccentric outer shape.
  • the lower component is the steam Sa flowing into the main body cylinder 35 from the turbine side Dft portion and flowing into the main body cylinder 35 from the counter turbine side Dfa portion. Smaller than.
  • the horizontal direction component is the steam that flows into the main body body 35 from the turbine side Dft portion and flows into the main body body 35 from the counter turbine side Dfa portion. It is larger than Sa.
  • the heat transfer tube group 41a disposed on the turbine side Dft is more from the portion on the turbine side Dft than the steam St flowing into the main body body 35 from the portion on the anti-turbine side Dfa.
  • the amount of contact with the steam St flowing into the main body trunk 35 is large.
  • the tube group outer shape 43a of the heat transfer tube group 41a arranged on the turbine side Dft is made to have an eccentric outer shape as described above, so that the heat transfer tube group 41a constituting the heat transfer tube group 41a has The efficiency of heat exchange between the cooling water and the steam S is increased.
  • this modification is a modification of 1st embodiment, you may comprise the heat exchanger tube group 41 of the turbine side Dft of said 2nd embodiment and said 3rd embodiment similarly to this modification. .
  • the heat transfer tube group 41a on the most turbine side Dft out of the plurality of heat transfer tube groups 41 has an eccentric outer shape.
  • the heat transfer tube group 41b on the anti-turbine side Dfa may also have an eccentric outer shape.
  • the distance in the perspective direction Df from the center Cb of the bottom surface 44 of the tube group outer shape 43a of the heat transfer tube group 41a to the center Ct of the top surface 48a of the tube group outer shape 43a is defined as an eccentricity amount ⁇ a.
  • the distance in the perspective direction Df from the center Cb of the bottom surface 44 in the tube group outer shape 43b of the heat transfer tube group 41b to the center Ct of the top surface 48b of the tube group outer shape 43b is defined as an eccentricity amount ⁇ b.
  • the eccentric amount ⁇ b in the tube group outer shape 43b of the heat transfer tube group 41b is set to the tube group of the heat transfer tube group 41a of the turbine side Dft. It may be smaller than the amount of eccentricity ⁇ a in the outer shape 43a. In other words, the eccentric amount ⁇ a in the tube group outer shape 43a of the heat transfer tube group 41a on the turbine side Dft may be larger than the eccentric amount ⁇ b in the tube group outer shape 43b of the heat transfer tube group 41b on the anti-turbine side Dfa.
  • this modification is a modification of 1st embodiment, you may comprise the some heat exchanger tube group 41 of said 2nd embodiment and said 3rd embodiment similarly to this modification.
  • the condenser 30d of the present modification includes a steam guide 51 which is disposed in the intermediate cylinder 31 and gradually directs the flow direction of the steam S flowing from the intermediate cylinder inlet 32 downward.
  • the steam guide 51 is gradually bent downward toward the anti-turbine side Dfa in the perspective direction Df.
  • the lower component of the components in the flow direction of the steam S flowing into the main body cylinder 35 from the main body inlet 38 can be made larger than the same component in the first embodiment. For this reason, in this modification, the efficiency of heat exchange between the cooling water and the steam S in the heat transfer tubes 42 constituting each heat transfer tube group 41 can be increased.
  • this modification is a modification of 1st embodiment, you may comprise the condenser of said 2nd embodiment and said 3rd embodiment similarly to this modification.
  • Cooling water pump 12 Cooling water line 13: Drainage line 14: Drainage pit 15: Water supply pump 16: Water supply line 17: Steam generator 18: Main steam line 19: Generator 20, 20a: Steam turbine 21: Rotor 22 22a: main body casing 23: steam inlet 24, 24a: steam outlet 25, 25a: exhaust casing 26: exhaust steam inlet 27: exhaust steam outlet 30, 30a, 30b, 30c, 30d: condenser 31, 31a: intermediate cylinder 32: Intermediate cylinder inlet 32b: Lower end 33, 33a: Intermediate cylinder outlet 35, 35a: Main body cylinder 36b: Bottom plate 36s: Side plate 37: Condensing chamber 38, 38a: Main body cylinder inlet 39: Hot wells 41, 41a, 41b: Heat transfer tubes Group 42: Heat transfer tubes 43, 43a, 43b: Tube group shape 44: Bottom surface 45: Side surface 46: Top surface 47: Inclined surfaces 48, 48a, 48b: Top surface 5 1: Steam guide At: Turbine axis Da: Axial direction Df:

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Abstract

復水器（３０）は、複数の伝熱管群（４１）と、本体胴（３５）と、中間胴（３１）と、を備える。中間胴（３１）は、内部から水平方向に向かって開口して蒸気Ｓが流入する中間胴入口（３２）と、内部から下方に向けって開口して蒸気Ｓを排気する中間胴出口（３３）と、を有する。本体胴（３５）は、内部から上方を向いて開口し、中間胴出口（３３）に接続されている本体胴入口（３８）を有する。複数の伝熱管群（４１）は、中間胴入口（３２）の下端（３２ｂ）より、下方の位置に水平方向に並んで、本体胴（３５）内に配置されている。

Description

復水器、及びこれを備える蒸気タービンプラント
　本発明は、蒸気タービンから排気された蒸気を凝縮させる復水器、及びこれを備える蒸気タービンプラントに関する。
　本願は、２０１６年２月２５日に、日本国に出願された特願２０１６－０３４２３１号に基づき優先権を主張し、この内容をここに援用する。
　蒸気タービンプラントは、蒸気で駆動する蒸気タービンと、この蒸気タービンから排気された蒸気を凝縮させて水に戻す復水器と、を備える。
　このような蒸気タービンプラントとしては、例えば、以下の特許文献１に記載されている蒸気タービンプラントがある。この蒸気タービンプラントは、軸流排気型の蒸気タービンと、この蒸気タービンから排気された蒸気を水に戻す復水器と、を備える。この復水器は、複数の伝熱管群と、複数の伝熱管群を覆う本体胴と、蒸気タービンからの蒸気を本体胴内に導く中間胴と、を備える。
　中間胴は、実質的に水平な仮想軸を中心として筒状に形成されている。この筒状の中間胴の一方の端には中間胴入口が形成され、他方の端には中間胴出口が形成されている。中間胴には、この中間胴入口から蒸気タービンからの蒸気が流入する。本体胴は、底板と、この底板の縁から上方に延びる複数の側板と、天板と、を有する。本体胴における蒸気タービン側の側板には、本体胴入口が形成されている。本体胴には、この本体胴入口から中間胴からの蒸気が流入する。言い換えると、本体胴には、実質的に水平方向から蒸気が流入する。本体胴内には、水平方向に並ぶ複数の伝熱管群と、上下方向に並ぶ複数の伝熱管群が配置されている。
特開平９－２７３８７５号公報
　上記特許文献１に記載の復水器は、前述したように、水平方向に並ぶ複数の伝熱管群を有する。この複数の伝熱管群は、蒸気の流れ方向に配置されている。このため、蒸気タービン側に配置された伝熱管群には、最初に蒸気が流入するため、蒸気に含まれる水滴が高流速で伝熱管に衝突し、伝熱管にエロージョンが発生し易い。また、上記特許文献１に記載の復水器は、前述したように、上下方向に並ぶ複数の伝熱管群を有する。このため、伝熱管群を構成する複数の伝熱管に冷却水を供給する冷却水ポンプは、最も上方向の伝熱管群のうちで、最も上部に配置されている伝熱管に冷却水を供給できる能力が必要になる。従って、上記特許文献１に記載の技術では、伝熱管にエロージョンが発生し易く、また、揚程の高い冷却水ポンプが必要になり、イニシャルコスト及びランニングコストがかさむ。
　そこで、本発明は、伝熱管に発生するエロージョンを抑えると共に、蒸気タービンプラントのイニシャルコスト及びランニングコストを抑えることができる復水器、及びこれを備える蒸気タービンプラントを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するための発明に係る第一態様としての復水器は、
　蒸気と熱交換する冷却水が内部を通る複数の伝熱管で構成される複数の伝熱管群と、複数の前記伝熱管群を覆う本体胴と、前記本体胴に連結し、蒸気を前記本体胴内に導く中間胴と、を備え、前記中間胴は、内部から水平方向に開口して蒸気が流入する中間胴入口と、内部から下方に開口して蒸気を排気する中間胴出口と、を有し、前記本体胴は、内部から上方に開口し、前記中間胴出口に接続され、前記中間胴からの蒸気が流入する本体胴入口を有し、複数の前記伝熱管群は、前記中間胴入口の下端より、下方の位置に水平方向に並んで、前記本体胴内に配置されている。
　当該復水器では、複数の伝熱管群が中間胴入口の下端よりも下方の位置に水平方向に並んで配置されている。このため、当該復水器では、蒸気流速を低くすることができる。よって、当該復水器では、伝熱管に発生するエロージョンを抑えることができる。
　また、当該復水器では、最も高い位置の伝熱管が中間胴入口の下端よりも下方の位置になり、最も高い位置の伝熱管と、この伝熱管に供給される冷却水の水源とのレベル差を小さくすることができる。よって、当該復水器では、伝熱管に水源からの冷却水を供給する冷却水ポンプの揚程を低くすることができる。このため、当該復水器は、冷却水ポンプの設置コスト及びランニングコストを抑えることができる。
　また、第二態様の復水器は、前記第一態様の前記復水器において、前記伝熱管群を構成する複数の伝熱管のうちで最も外側に位置する複数の伝熱管に外接する仮想面で形成される管群外形の上下方向の寸法は、前記管群外形の水平方向の寸法よりも大きくてもよい。
　当該復水器では、管群外形の底面を小さくすることができる。このため、当該復水器では、複数の伝熱管群を本体胴内に水平方向に並べて配置しても、復水器の占有面積の増大を抑えることができる。
　第三態様の復水器は、前記第二態様の前記復水器において、前記管群外形は、上方を向く上面と下方を向く底面とを有し、前記管群外形における前記上面を含む上部は、水平方向の断面積が下方に向うに連れて次第に大きくなってもよい。
　中間胴を通った蒸気は、本体胴入口から本体胴内に流入する。この蒸気は、本体胴内を主として下方に向って流れる。蒸気は、本体胴内を流れる過程で、各伝熱管群を構成する複数の伝熱管内を流れる冷却水と熱交換する。
　本体胴内で蒸気が下向に流れる場合、この流れに対向する管群外形の上面の面積が広いほど、蒸気と伝熱管群を構成する伝熱管内の冷却水との熱交換の効率が高まる。当該復水器では、管群外形の上面の一部が傾斜面になるため、上面の全てが水平な面である場合よりも、上面の面積を広くすることができる。よって、当該復水器では、管群外形の上面の全てが水平な面である場合よりも、蒸気と伝熱管群を構成する伝熱管内の冷却水との熱交換の効率を高めることができる。
　第四態様の復水器は、前記第三態様の前記復水器において、前記本体胴入口は、前記中間胴入口の下端より下方に位置し、複数の前記伝熱管群は、前記本体胴入口より、下方に位置してもよい。
　当該復水器では、複数の伝熱管群に流入する蒸気の流れ方向成分のうち、下方成分を多くすることができる。このため、当該復水器では、蒸気と伝熱管群を構成する伝熱管内の冷却水との熱交換の効率を高めることができる。
　第五態様の復水器は、前記第三態様又は前記第四態様の前記復水器において、少なくとも一の前記伝熱管群の前記管群外形は、前記上面のうちで最も上の位置の頂面の中心が、同管群外形における前記底面の中心よりも水平方向における前記中間胴入口側に位置する偏心外形であってもよい。
　当該復水器では、一の伝熱管群に流入する蒸気の流れ方向成分のうち、水平方向成分の割合が多い場合でも、蒸気と一の伝熱管群を構成する伝熱管内の冷却水との熱交換の効率を高めることができる。
　第六態様の復水器は、前記第五態様の前記復水器において、複数の前記伝熱管群は、水平方向であって前記中間胴入口に対する遠近方向に並んでおり、複数の前記伝熱管群のうち、前記遠近方向で前記中間胴入口に最も近い前記伝熱管群の前記管群外形が、前記偏心外形であってもよい。
　遠近方向で中間胴入口に最も近い伝熱管群に流入する蒸気の流れ方向成分は、他の伝熱管群に流入する蒸気の流れ方向成分に比べて、水平方向成分の割合が多くなる。よって、遠近方向で中間胴入口に最も近い伝熱管群の管群外形を偏心外形にすることで、この伝熱管群を構成する伝熱管内の冷却水との熱交換の効率を高めることができる。
　第七態様の復水器は、前記第三態様又は前記第四態様の前記復水器において、前記中間胴内に配置され、前記中間胴入口から流入した蒸気の流れの向きを次第に下方に向ける蒸気ガイドを備えてもよい。
　当該復水器では、複数の伝熱管群に流入する蒸気の流れ方向成分のうち、下方成分を多くすることができる。このため、当該復水器では、蒸気と伝熱管群を構成する伝熱管内の冷却水との熱交換の効率を高めることができる。
　上記目的を達成するための発明に係る第八態様としての蒸気タービンプラントは、
　前記第一態様から前記第七態様のいずれかの前記復水器と、前記復水器中に蒸気を排気する蒸気タービンと、を備える。
　第九態様の蒸気タービンプラントは、前記第八態様の蒸気タービンプラントにおいて、前記蒸気タービンは、軸流排気型の蒸気タービンであってもよい。
　第十態様の蒸気タービンプラントは、前記第八態様の蒸気タービンプラントにおいて、前記蒸気タービンは、側方排気型の蒸気タービンであってもよい。
　本発明の一態様によれば、伝熱管に発生するエロージョンを抑えると共に蒸気タービンプラントのイニシャルコスト及びランニングコストを抑えることができる。
本発明に係る第一実施形態における蒸気タービンプラントの系統図である。 本発明に係る第一実施形態における蒸気タービン及び復水器の模式的な断面図である。 本発明に係る第二実施形態における蒸気タービン及び復水器の模式的な断面図である。 本発明に係る第三実施形態における蒸気タービン及び復水器の模式的な断面図である。 本発明に係る第一変形例における復水器の模式的な断面図である。 本発明に係る第二変形例における復水器の模式的な断面図である。 本発明に係る第三変形例における復水器の模式的な断面図である。
　以下、本発明に係る蒸気タービンプラントの各種実施形態及び各種変形例について、図面を用いて説明する。
　「第一実施形態」
　図１及び図２を参照して、本発明に係る蒸気タービンプラントの第一実施形態について説明する。
　本実施形態の蒸気タービンプラントは、図１に示すように、ボイラー等の蒸気発生器１７と、蒸気発生器１７で発生した蒸気により駆動する蒸気タービン２０と、蒸気タービン２０の駆動で発電する発電機１９と、蒸気タービン２０から排気された蒸気Ｓを凝縮させる復水器３０と、復水器３０中の水を蒸気発生器１７に戻す給水ポンプ１５と、復水器３０に蒸気冷却用の冷却水を供給する冷却水ポンプ１１と、を備える。
　蒸気発生器１７と蒸気タービン２０とは、主蒸気ライン１８で接続されている。蒸気発生器１７で発生した蒸気は、この主蒸気ライン１８を経て、蒸気タービン２０に供給される。復水器３０と蒸気発生器１７とは、給水ライン１６で接続されている。給水ポンプ１５は、この給水ライン１６に設けられている。復水器３０内で蒸気Ｓから液体に戻った水は、この給水ライン１６を経て、蒸気発生器１７に供給される。
　蒸気タービン２０は、タービン軸線Ａｔを中心として回転するロータ２１と、このロータ２１を覆う本体ケーシング２２と、本体ケーシング２２内からの蒸気を排気する排気ケーシング２５と、を有する。タービン軸線Ａｔは、実質的に水平方向に延びている。なお、以下では、タービン軸線Ａｔが延びる方向を軸線方向Ｄａ、この軸線方向Ｄａの一方側を軸線上流側Ｄａｕ、他方側を軸線下流側Ｄａｄとする。
　蒸気タービン２０のロータ２１は、発電機１９のロータに接続されている。本体ケーシング２２及び排気ケーシング２５は、タービン軸線Ａｔ回りに筒状に形成されている。筒状の本体ケーシング２２の軸線上流側Ｄａｕには、蒸気入口２３が形成されている。また、本体ケーシング２２の軸線下流側Ｄａｄの端には、蒸気出口２４が形成されている。この蒸気出口２４は、本体ケーシング２２内から軸線下流側Ｄａｄに向って開口している。排気ケーシング２５の軸線上流側Ｄａｕの端には、排気蒸気入口２６が形成されている。この排気蒸気入口２６は、排気ケーシング２５内から軸線上流側Ｄａｕに向って開口している。この排気蒸気入口２６は、本体ケーシング２２の蒸気出口２４に接続されている。排気ケーシング２５の軸線下流側Ｄａｄの端には、排気蒸気出口２７が形成されている。この排気蒸気出口２７は、排気ケーシング２５内から軸線下流側Ｄａｄに向って開口している。よって、この蒸気タービン２０は、軸線方向Ｄａに排気する軸流排気型である。
　復水器３０は、図２に示すように、複数の伝熱管群４１と、複数の伝熱管群４１を覆う本体胴３５と、蒸気タービン２０からの蒸気Ｓを本体胴３５内に導く中間胴３１と、を備える。
　中間胴３１には、内部から水平方向に向かって開口して蒸気Ｓが流入する中間胴入口３２と、内部から下方に向けって開口して蒸気Ｓを排気する中間胴出口３３と、が形成されている。このように、本実施形態において、中間胴入口３２の開口の向きに対して、中間胴出口３３の開口の向きは、実質的に垂直である。中間胴３１内の蒸気流路は、中間胴入口３２から、水平方向であって中間胴入口３２に対する遠近方向Ｄｆに延びつつ、中間胴入口３２から遠ざかるに連れて下方に延びて、中間胴出口３３に至る。中間胴入口３２は、蒸気タービン２０の排気蒸気出口２７に接続されている。よって、中間胴入口３２に対する遠近方向Ｄｆは、蒸気タービン２０の軸線方向Ｄａに一致する。
　本体胴３５は、底板３６ｂと、この底板３６ｂの縁から上方に延びる側板３６ｓを有する。本体胴３５内は、図示されていないが、凝縮室３７と、冷却水入口室（不図示）と、冷却水出口室（不図示）と、に仕切られている。凝縮室３７の上部は、開口している。この開口は、本体胴入口３８を成す。よって、この本体胴入口３８は、凝縮室３７から上方に向って開口している。この本体胴入口３８は、中間胴出口３３に接続されている。この本体胴入口３８は、中間胴入口３２の下端３２ｂよりも下方に位置している。凝縮室３７内の下部は、蒸気Ｓが凝縮して液体になった水が溜まるホットウェル３９を構成する。
　複数の伝熱管群４１は、中間胴入口３２の下端３２ｂ及び本体胴入口３８より、下方の位置に水平方向に並んで、凝縮室３７内に配置されている。複数の伝熱管群４１のうち、いずれか２以上の伝熱管群４１は、前述の遠近方向Ｄｆに並んでいる。
　複数の伝熱管群４１は、いずれも、複数の伝熱管４２で構成されている。各伝熱管４２は、水平方向に延びている。
　ここで、伝熱管群４１を構成する複数の伝熱管４２のうちで最も外側に位置する複数の伝熱管４２に外接する仮想面で形成される立体形状を管群外形４３とする。この管群外形４３は、下方を向く底面４４と、底面４４の縁から上方に延びる側面４５と、上方を向く上面４６と、を有する。管群外形４３の上下方向の寸法は、管群外形４３の水平方向の寸法よりも大きい。この管群外形４３の上面４６を含む上部は、水平方向の断面積が下方に向うに連れて次第に大きくなっている。よって、この上面４６は、側面４５に近づくに連れて次第に下方に下がる傾斜面４７を有する。本実施形態では、この上面４６のうちで、最も高い位置の点の集まりである頂面４８の中心Ｃｔと、底面４４の中心Ｃｂとは、水平方向の位置が一致している。
　給水ライン１６は、復水器３０のホットウェル３９に接続されている。冷却水ポンプ１１は、本体胴３５内の冷却水入口室（不図示）を介して、複数の伝熱管群４１を構成する各伝熱管４２と冷却水ライン１２で接続されている。この冷却水ポンプ１１は、海や河川等の水源Ｗから水を汲み上げて、この水を複数の伝熱管群４１を構成する各伝熱管４２に供給する。複数の伝熱管群４１を構成する各伝熱管４２は、本体胴３５内の冷却水出口室（不図示）を介して、排水ライン１３に接続されている。排水ライン１３は、排水ピット１４内又は直接水源Ｗまで延びている。排水ピット１４は、例えば、前述の水源Ｗまで延びている。
　蒸気発生器１７で発生した蒸気は、主蒸気ライン１８を介して、蒸気タービン２０の本体ケーシング２２内に流入する。この蒸気は、本体ケーシング２２内を流れる過程で、ロータ２１を回転させる。この結果、発電機１９のロータが回転し、発電機１９が発電する。
　本体ケーシング２２内に流入した蒸気は、排気ケーシング２５内を経て、この排気ケーシング２５の排気蒸気出口２７から軸線下流側Ｄａｄに排気される。蒸気タービン２０から排気された蒸気Ｓは、中間胴入口３２から復水器３０の中間胴３１内に流入する。蒸気タービン２０の排気蒸気出口２７は、前述したように、排気ケーシング２５内から水平方向（軸線下流側Ｄａｄ）に向って開口している。また、排気蒸気出口２７に接続されている中間胴入口３２は、中間胴３１内から水平方向に向かって開口している。したがって、中間胴３１に流入する蒸気Ｓの流れ方向成分は、水平方向成分が大きい。中間胴３１内に流入した蒸気Ｓは、この中間胴３１内を中間胴入口３２から中間胴出口３３に向かうに連れて、蒸気Ｓの流れの方向成分のうち下方成分が次第に大きくなる。言い換えると、中間胴３１内に流入した蒸気Ｓは、この中間胴３１内を中間胴入口３２から中間胴出口３３に向かうに連れて、次第に下向の流れになる。
　中間胴３１を通った蒸気Ｓは、本体胴入口３８から本体胴３５の凝縮室３７内に流入する。この蒸気Ｓは、凝縮室３７内を主として下方に向って流れる。蒸気Ｓは、凝縮室３７内を流れる過程で、各伝熱管群４１を構成する複数の伝熱管４２内を流れる冷却水と熱交換する。
　蒸気Ｓは、各伝熱管群４１を構成する複数の伝熱管４２内を流れる冷却水との熱交換で凝縮して、液体に水になる。この水は、凝縮室３７内の下方のホットウェル３９に溜まる。ホットウェル３９に溜まった水は、給水ライン１６及び給水ポンプ１５を介して、蒸気発生器１７に戻る。
　本実施形態では、中間胴入口３２の開口が水平方向に開口し、中間胴出口３３の開口が下方に開口しており、中間胴入口３２の開口の向きに対して、中間胴出口３３の開口の向きが、実質的に垂直である。また、本実施形態では、複数の伝熱管群４１が中間胴入口３２の下端３２ｂよりも下方の位置に水平方向に並んで配置されている。このため、本実施形態では、伝熱管群が上下方向に並んで配置された復水器と比較して、最も高い位置の伝熱管４２が中間胴入口３２の下端３２ｂよりも下方の位置になり、最も高い位置の伝熱管４２と水源Ｗの水面とのレベル差を相対的に小さくすることができる。さらに、本実施形態では、複数の伝熱管群４１が水平方向に並んで配置されているため、本体胴３５内の蒸気Ｓの流路面積は広くなり、本体胴３５内に流入する蒸気Ｓの蒸気流速が低くなる。
　よって、本実施形態では、冷却水ポンプ１１の揚程を低くすることができる。このため、本実施形態では、冷却水ポンプ１１の設置コスト及びランニングコストを抑えることができる。また、本実施形態では、蒸気Ｓの蒸気流速が低くなるため、伝熱管４２のエロージョンの発生を抑えることができる。
　伝熱管４２の位置が高い場合、この伝熱管４２から流出した冷却水が水源Ｗに至る過程で、減圧沸騰するおそれがある。このため、このような場合、伝熱管群４１と水源Ｗとの間の排水ピット１４の水位をあげて、最も高い位置の伝熱管４２と排水ピット１４の水面とのレベル差を小さくする方法がとられる。本実施形態では、前述したように、最も高い位置の伝熱管４２の高さを下げることができるので、排水ピット１４の設置コストを抑えることができる。
　従って、本実施形態では、蒸気タービンプラントのイニシャルコスト及びランニングコストを抑えることができる。
　また、本実施形態の管群外形４３は、水平方向の寸法が上下方向の寸法より小さい。よって、本実施形態では、管群外形４３の底面４４を小さくすることができる。このため、本実施形態では、複数の伝熱管群４１を本体胴３５内に水平方向に並べて配置しても、復水器３０の占有面積の増大を抑えることができる。
　「第二実施形態」
　図３を参照して、本発明に係る蒸気タービンプラントの第二実施形態について説明する。
　本実施形態の蒸気タービンプラントも、第一実施形態の蒸気タービンプラントと同様、蒸気タービン２０ａと、復水器３０とを備える。
　本実施形態の蒸気タービン２０ａも、第一実施形態の蒸気タービン２０と同様、タービン軸線Ａｔを中心として回転するロータ２１と、このロータ２１を覆う本体ケーシング２２ａと、本体ケーシング２２ａ内からの蒸気を排気する排気ケーシング２５ａと、を有する。本体ケーシング２２ａは、タービン軸線Ａｔ回りに筒状に形成されている。筒状の本体ケーシング２２ａの軸線上流側Ｄａｕには、蒸気入口（不図示）が形成されている。筒状の本体ケーシング２２ａの軸線下流側Ｄａｄには、蒸気出口２４ａが形成されている。但し、この蒸気出口２４ａは、第一実施形態の蒸気出口２４と異なり、本体ケーシング２２ａ内から側方に向って開口している。
　排気ケーシング２５ａは、タービン軸線Ａｔに対して垂直で且つ水平方向を向く軸線回りに筒状に形成されている。排気ケーシング２５ａにおける軸線方向の一方の端には、排気蒸気入口２６が形成されている。また、排気ケーシング２５ａにおける軸線方向の他方の端には、排気蒸気出口２７が形成されている。排気蒸気入口２６及び排気蒸気出口２７は、いずれも、排気ケーシング２５ａ内から水平方向に向かって開口している。排気蒸気入口２６は、本体ケーシング２２ａの蒸気出口２４ａに接続されている。
　よって、本実施形態の蒸気タービン２０ａは、タービン軸線Ａｔに対して垂直な側方に蒸気を排気する側方排気型の蒸気タービンである。
　本実施形態の復水器３０は、上記第一実施形態の復水器３０と同様、複数の伝熱管群４１と、複数の伝熱管群４１を覆う本体胴３５と、蒸気タービン２０ａからの蒸気Ｓを本体胴３５内に導く中間胴３１と、を備える。本実施形態における複数の伝熱管群４１、本体胴３５、中間胴３１は、それぞれ、上記第一実施形態における複数の伝熱管群４１、本体胴３５、中間胴３１と基本的に同一である。よって、本実施形態の中間胴３１も、内部から水平方向に向かって開口して蒸気Ｓが流入する中間胴入口３２と、内部から下方に向けって開口して蒸気Ｓを排気する中間胴出口３３と、が形成されている。このように、中間胴入口３２の開口の向きに対して、中間胴出口３３の開口の向きは、実質的に垂直である。中間胴３１内の蒸気流路は、中間胴入口３２から、水平方向であって中間胴入口３２に対する遠近方向Ｄｆに延びつつ、中間胴入口３２から遠ざかるに連れて下方に延びて、中間胴出口３３に至る。中間胴入口３２は、蒸気タービン２０ａの排気蒸気出口２７に接続されている。よって、中間胴入口３２に対する遠近方向Ｄｆは、上記第一実施形態と異なり、タービン軸線Ａｔに対して垂直な水平方向になる。
　本実施形態でも、上記第一実施形態と同様、複数の伝熱管群４１が中間胴入口３２の下端３２ｂよりも下方の位置に水平方向に並んで配置されている。従って、本実施形態でも、伝熱管４２のエロージョンの発生を抑えることができると共に、蒸気タービンプラントのイニシャルコスト及びランニングコストを抑えることができる。
　また、本実施形態でも、管群外形４３は、水平方向の寸法が上下方向の寸法より小さい。よって、本実施形態でも、復水器３０の占有面積を増大を抑えることができる。
　すなわち、蒸気タービン２０ａが側方排気型であっても、上記第一実施形態と同構造の復水器３０を採用することで、上記第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
　「第三実施形態」
　図４を参照して、本発明に係る蒸気タービンプラントの第三実施形態について説明する。
　本実施形態の蒸気タービンプラントも、第一実施形態の蒸気タービンプラントと同様、蒸気タービン２０と、復水器３０ａとを備える。
　本実施形態の蒸気タービン２０も、第一実施形態と同様、軸流排気型である。本実施形態では、復水器３０ａに対する蒸気タービン２０の上下方向の相対位置を、第一実施形態よりも下方に位置させている。
　ここで、以下の説明の都合上、中間胴入口３２に対する遠近方向Ｄｆで中間胴入口３２に近い中間胴入口側をタービン側Ｄｆｔとし、この遠近方向Ｄｆでタービン側Ｄｆｔとは反対側を反タービン側Ｄｆａとする。
　本実施形態の中間胴３１ａにも、第一及び第二実施形態の中間胴３１と同様に、内部から水平方向に向かって開口して蒸気Ｓが流入する中間胴入口３２と、内部から実質的に下方に向けって開口して蒸気Ｓを排気する中間胴出口３３ａと、が形成されている。このように、中間胴入口３２の開口の向きに対して、中間胴出口３３ａの開口の向きは、実質的に垂直である。中間胴３１ａ内の蒸気流路は、中間胴入口３２から、水平方向であって中間胴入口３２に対する遠近方向Ｄｆに延びつつ、中間胴入口３２から遠ざかるに連れて下方に延びて、中間胴出口３３ａに至る。
　本実施形態において、中間胴３１ａにおける中間胴入口３２の下端３２ｂと、中間胴出口３３ａにおけるタービン側Ｄｆｔの縁３３ｆｔとの間の上下方向の距離が、第一実施形態の中間胴３１ａにおける中間胴入口３２の下端３２ｂと、中間胴出口３３におけるタービン側Ｄｆｔの縁との間の上下方向の距離と同じである。よって、中間胴出口３３ａに接続されている本体胴入口３８ａにおけるタービン側Ｄｆｔの縁３８ｆｔの上下方向の位置は、蒸気タービン２０が下方に下がった関係で、第一実施形態の同縁よりも下方に位置することになる。言い換えると、本体胴３５ａの底板３６ｂから本体胴入口３８ａにおけるタービン側Ｄｆｔの縁３８ｆｔまでの高さは、第一実施形態よりも低くなる。このため、本実施形態では、本体胴入口３８ａにおけるタービン側Ｄｆｔの縁３８ｆｔが最も高い位置の伝熱管４２よりも低くなる場合がある。また、本体胴３５ａの底板３６ｂから本体胴入口３８ａにおける反タービン側Ｄｆａの縁３８ｆａまでの高さは、第一実施形態と実質的に同じである。このため、本実施形態では、蒸気タービン２０が下方に下がった関係で、本体胴入口３８ａにおける反タービン側Ｄｆａの縁３８ｆａが中間胴入口３２の下端３２ｂよりも高くなる場合がある。
　しかしながら、本実施形態でも、上記第一実施形態と同様、複数の伝熱管群４１は、中間胴入口３２の下端３２ｂより、下方の位置に水平方向に並んで、本体胴３５ａ内に配置されている。
　よって、本実施形態でも、基本的に、上記第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
　なお、本実施形態は、上記第一実施形態の変形例であるが、上記第二実施形態の復水器３０についても、本実施形態の復水器３０ａと同様に構成してもよい。
　「第一変形例」
　図５を参照して、上記第一実施形態における復水器３０の第一変形例について説明する。
　本変形例の復水器３０ｂでは、複数の伝熱管群４１のうち、中間胴入口３２に対する遠近方向Ｄｆで、最もタービン側Ｄｆｔに配置されている伝熱管群４１ａの管群外形４３ａを変形されている。本変形例では、タービン側Ｄｆｔの伝熱管群４１ａの管群外形４３ａにおける頂面４８ａの中心Ｃｔを、この管群外形４３ａにおける底面４４の中心Ｃｂよりもタービン側Ｄｆｔ（中間胴入口側）に位置させている。よって、この管群外形４３ａは、偏心外形になる。
　中間胴入口３２の開口中、上部から中間胴３１内に流入した蒸気Ｓａは、その多くが本体胴入口３８の開口中、反タービン側Ｄｆａの部分から本体胴３５内に流入する。一方、中間胴入口３２の開口中、下部から中間胴３１内に流入した蒸気Ｓｔは、その多くが本体胴入口３８の開口中、タービン側Ｄｆｔの部分から本体胴３５内に流入する。よって、タービン側Ｄｆｔの部分から本体胴３５内に流入する蒸気Ｓｔの多くは、中間胴入口３２から本体胴入口３８に至るまでの上下方向の距離が、反タービン側Ｄｆａの部分から本体胴３５内に流入する蒸気Ｓａよりも短い。このため、蒸気Ｓの流れ方向成分のうちで下方成分は、タービン側Ｄｆｔの部分から本体胴３５内に流入する蒸気Ｓｔの方が反タービン側Ｄｆａの部分から本体胴３５内に流入する蒸気Ｓａよりも小さい。言い換えると、蒸気Ｓの流れ方向成分のうちで水平方向成分は、タービン側Ｄｆｔの部分から本体胴３５内に流入する蒸気Ｓｔの方が反タービン側Ｄｆａの部分から本体胴３５内に流入する蒸気Ｓａよりも大きい。
　また、複数の伝熱管群４１のうちで、タービン側Ｄｆｔに配置されている伝熱管群４１ａは、反タービン側Ｄｆａの部分から本体胴３５に流入した蒸気Ｓｔよりも、タービン側Ｄｆｔの部分から本体胴３５内に流入した蒸気Ｓｔとの接触量が多い。
　そこで、本変形例では、タービン側Ｄｆｔに配置されている伝熱管群４１ａの管群外形４３ａを前述したように、偏心外形にすることで、この伝熱管群４１ａを構成する伝熱管４２内の冷却水と蒸気Ｓとの熱交換の効率を高めている。
　なお、本変形例は、第一実施形態の変形例であるが、上記第二実施形態及び上記第三実施形態のタービン側Ｄｆｔの伝熱管群４１を本変形例と同様に構成してもよい。
　「第二変形例」
　図６を参照して、上記第一実施形態における復水器３０の第二変形例について説明する。
　上記第一変形例の復水器３０ｂでは、複数の伝熱管群４１のうち、最もタービン側Ｄｆｔの伝熱管群４１ａのみを偏心外形にしている。しかしながら、本変形例の復水器３０ｃのように、反タービン側Ｄｆａの伝熱管群４１ｂも偏心外形にしてもよい。
　ここで、伝熱管群４１ａの管群外形４３ａにおける底面４４の中心Ｃｂから管群外形４３ａの頂面４８ａの中心Ｃｔまでの遠近方向Ｄｆの距離を偏心量Δａとする。また、伝熱管群４１ｂの管群外形４３ｂにおける底面４４の中心Ｃｂから管群外形４３ｂの頂面４８ｂの中心Ｃｔまでの遠近方向Ｄｆの距離を偏心量Δｂとする。
　本変形例のように、反タービン側Ｄｆａの伝熱管群４１ｂも偏心外形にする場合、この伝熱管群４１ｂの管群外形４３ｂにおける偏心量Δｂを、タービン側Ｄｆｔの伝熱管群４１ａの管群外形４３ａにおける偏心量Δａより小さくするとよい。言い換えると、タービン側Ｄｆｔの伝熱管群４１ａの管群外形４３ａにおける偏心量Δａを、反タービン側Ｄｆａの伝熱管群４１ｂの管群外形４３ｂにおける偏心量Δｂより大きくするとよい。
　なお、本変形例は、第一実施形態の変形例であるが、上記第二実施形態及び上記第三実施形態の複数の伝熱管群４１を本変形例と同様に構成してもよい。
　「第三変形例」
　図７を参照して、上記第一実施形態における復水器３０の第三変形例について説明する。
　本変形例の復水器３０ｄは、中間胴３１内に配置され、中間胴入口３２から流入した蒸気Ｓの流れの向きを次第に下方に向ける蒸気ガイド５１を備える。この蒸気ガイド５１は、遠近方向Ｄｆの反タービン側Ｄｆａに向うに連れて次第に下方に曲がっている。
　よって、本変形例では、本体胴入口３８から本体胴３５内に流入する蒸気Ｓの流れ方向成分のうちで下方成分を上記第一実施形態における同成分より大きくすることができる。このため、本変形例では、各伝熱管群４１を構成する伝熱管４２内の冷却水と蒸気Ｓとの熱交換の効率を高めることができる。
　なお、本変形例は、第一実施形態の変形例であるが、上記第二実施形態及び上記第三実施形態の復水器も本変形例と同様に構成してもよい。
　本発明の一態様によれば、伝熱管に発生するエロージョンを抑えると共に蒸気タービンプラントのイニシャルコスト及びランニングコストを抑えることができる。
１１：冷却水ポンプ
１２：冷却水ライン
１３：排水ライン
１４：排水ピット
１５：給水ポンプ
１６：給水ライン
１７：蒸気発生器
１８：主蒸気ライン
１９：発電機
２０，２０ａ：蒸気タービン
２１：ロータ
２２，２２ａ：本体ケーシング
２３：蒸気入口
２４，２４ａ：蒸気出口
２５，２５ａ：排気ケーシング
２６：排気蒸気入口
２７：排気蒸気出口
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ：復水器
３１，３１ａ：中間胴
３２：中間胴入口
３２ｂ：下端
３３，３３ａ：中間胴出口
３５，３５ａ：本体胴
３６ｂ:底板
３６ｓ：側板
３７：凝縮室
３８，３８ａ：本体胴入口
３９：ホットウェル
４１，４１ａ，４１ｂ：伝熱管群
４２：伝熱管
４３，４３ａ，４３ｂ：管群外形
４４：底面
４５：側面
４６：上面
４７：傾斜面
４８，４８ａ，４８ｂ：頂面
５１：蒸気ガイド
Ａｔ：タービン軸線
Ｄａ：軸線方向
Ｄｆ：遠近方向
Ｄｆｔ：タービン側（中間胴入口側）
Ｄｆａ：反タービン側
Ｓ：蒸気
Ｗ：水源

Claims (10)

  1. 　蒸気と熱交換する冷却水が内部を通る複数の伝熱管で構成される複数の伝熱管群と、
    　複数の前記伝熱管群を覆う本体胴と、
    　前記本体胴に連結し、蒸気を前記本体胴内に導く中間胴と、
    　を備え、
    　前記中間胴は、内部から水平方向に開口して蒸気が流入する中間胴入口と、内部から下方に開口して蒸気を排気する中間胴出口と、を有し、
    　前記本体胴は、内部から上方に開口し、前記中間胴出口に接続され、前記中間胴からの蒸気が流入する本体胴入口を有し、
    　複数の前記伝熱管群は、前記中間胴入口の下端より、下方の位置に水平方向に並んで、前記本体胴内に配置されている、
    　復水器。
  2. 　請求項１に記載の復水器において、
    　前記伝熱管群を構成する複数の伝熱管のうちで最も外側に位置する複数の伝熱管に外接する仮想面で形成される管群外形の上下方向の寸法は、前記管群外形の水平方向の寸法よりも大きい、
    　復水器。
  3. 　請求項２に記載の復水器において、
    　前記管群外形は、上方を向く上面と下方を向く底面とを有し、
    　前記管群外形における前記上面を含む上部は、水平方向の断面積が下方に向うに連れて次第に大きくなる、
    　復水器。
  4. 　請求項３に記載の復水器において、
    　前記本体胴入口は、前記中間胴入口の下端より下方に位置し、
    　複数の前記伝熱管群は、前記本体胴入口より、下方に位置する、
    　復水器。
  5. 　請求項３又は請求項４に記載の復水器において、
    　少なくとも一の前記伝熱管群の前記管群外形は、前記上面のうちで最も上の位置の頂面の中心が、同管群外形における前記底面の中心よりも水平方向における前記中間胴入口側に位置する偏心外形である、
    　復水器。
  6. 　請求項５に記載の復水器において、
    　複数の前記伝熱管群は、水平方向であって前記中間胴入口に対する遠近方向に並んでおり、
    　複数の前記伝熱管群のうち、前記遠近方向で前記中間胴入口に最も近い前記伝熱管群の前記管群外形が、前記偏心外形である、
    　復水器。
  7. 　請求項３又は請求項４に記載の復水器において、
    　前記中間胴内に配置され、前記中間胴入口から流入した蒸気の流れの向きを次第に下方に向ける蒸気ガイドを備える、
    　復水器。
  8. 　請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の復水器と、
    　前記復水器中に蒸気を排気する蒸気タービンと、
    　を備える蒸気タービンプラント。
  9. 　請求項８に記載の蒸気タービンプラントにおいて、
    　前記蒸気タービンは、軸流排気型の蒸気タービンである、
    　蒸気タービンプラント。
  10. 　請求項８に記載の蒸気タービンプラントにおいて、
    　前記蒸気タービンは、側方排気型の蒸気タービンである、
    　蒸気タービンプラント。
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