[发明专利]汽轮机装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽轮机装置，例如涉及具备从上游侧涡轮内的蒸汽或来自上游侧涡轮的排气蒸汽中捕集水或湿蒸汽的机构的汽轮机装置。

背景技术

图5是表示利用太阳热的现有汽轮机装置的第一构成例的示意图。对图5的装置中的汽轮机循环进行说明。

载热体118通过载热体泵116被输送到收集太阳热的集热器119。载热体118例如为油。载热体118在集热器119中通过太阳光线117的辐射热加热。之后，载热体118被输送到作为换热器的加热器110，在此对加热对象的水或蒸汽进行加热。载热体118在加热器110中温度降低之后，返回到载热体泵116的上游。如此，载热体118进行循环。

在不能够接收太阳光线117的夜间或者太阳光线117较弱的天气时的昼间，对集热器119进行旁通地使蓄热箱内所贮藏的载热体118循环，但是为此的设备或流动在此未图示。

图5的汽轮机循环成为由高压涡轮101和再热涡轮113构成的1级再热循环，该再热涡轮113包括中压涡轮102和低压涡轮103。

加热器110包括：锅炉108，使给水111变化成蒸汽112；以及再热器109，对朝向再热涡轮113的蒸汽进行加热。给水111通过泵105被输送到作为加热器110的一部分的锅炉108，通过在锅炉108中被加热而变化成高压涡轮入口蒸汽112。

高压涡轮入口蒸汽112流入高压涡轮101，在高压涡轮101内部膨胀，其压力和温度均降低。通过该高压涡轮入口蒸汽112驱动高压涡轮101。在利用太阳热的汽轮机循环中，与利用燃料的燃烧废气的热的汽轮机循环相比较，高压涡轮入口蒸汽112的温度较低的情况较多。因此，高压涡轮排气114不是全部为气体的干蒸汽，而是混合有一部分液体的、即干度小于1的湿蒸汽的情况较多。

在图5中，用符号X表示高压涡轮101的处于最下游的出口(排气口)。高压涡轮排气114在流入作为加热器110的一部分的再热器109而被加热之后，流入中压涡轮102。

中压涡轮入口蒸汽106在中压涡轮102内部膨胀，压力和温度均降低，并流入低压涡轮103。图5的低压涡轮103为双流式，即中压涡轮排气123从低压涡轮103中央流入，向左右流动而从2个出口流出。流入低压涡轮103的蒸汽在低压涡轮103内部膨胀，压力和温度均降低，成为湿蒸汽而流出。如此，与高压涡轮101同样，中压涡轮102和低压涡轮103被驱动。

从低压涡轮103流出的蒸汽即低压涡轮排气115流入冷凝器104。在冷凝器104中，通过冷却水对低压涡轮排气115进行冷却，使其返回为给水111。给水111返回到泵105的上游。如此，给水111及蒸汽112进行循环。另外，冷却水可以使用海水或河水，并可以在冷凝器104中温度上升之后，通过使用大气的冷却塔进行冷却并使其循环。

高压涡轮101、中压涡轮102及低压涡轮103的旋转轴与发电机107连接。高压涡轮101、中压涡轮102及低压涡轮103通过膨胀的蒸汽而旋转，由此旋转轴旋转。通过该旋转轴的旋转，由此在发电机107中进行发电。

在图5中，用符号E表示在高压涡轮101、中压涡轮102及低压涡轮103的中间级所设置的抽气口，从这些抽气口E中的1个以上抽出抽气蒸汽120。在图5中，在冷凝器104和锅炉108之间，构成给水111将抽气蒸汽120作为热源而在给水加热器121中被加热的再生循环(再热再生循环)。图5的循环也可以不是再生循环，但通过成为再生循环而循环效率提高。

另外，抽气蒸汽120在给水加热器121中被冷却而变化成水之后，通过排水泵122与给水111合流。

图6是表示利用太阳热的现有汽轮机装置的第二构成例的示意图。在图6中省略载热体118的流动记载，在之后说明的各图中也同样将其省略。

利用太阳热的再热循环的入口蒸汽，例如为压力110ata、温度380℃那样，在比焓-比熵线图中接近湿区域的情况较多，而高压涡轮排气114成为湿蒸汽的情况较多。在高压涡轮101内，湿蒸汽产生湿气损失，使涡轮内效率降低。此外，由于水滴与高压涡轮101的涡轮叶片的表面碰撞，因此产生侵蚀。

因此，图6的高压涡轮101具备从高压涡轮101内的蒸汽中捕集水或湿蒸汽的捕集机构。此外，图6的汽轮机装置具备使由捕集机构捕集的捕集物201流入冷凝器104的捕集物流入路径P。在图6中，用符号Y表示从高压涡轮101中捕集水或湿蒸汽的捕集部位。捕集物201从捕集部位Y经由捕集物流入路径P流入冷凝器104。