汽轮机装置的制作方法

专利名称：汽轮机装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽轮机装置，例如涉及具备从高压涡轮内的蒸汽或者来自高压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19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19的装置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19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19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19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CN 102454438 A说明书2/19 页
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19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19中，在冷凝器104和锅炉108之间，构成给水111以抽气蒸汽120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19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20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20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llOata、温度380°C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20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20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20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。以下，对捕集机构的第一到第三构成例进行说明。图21是表示捕集机构的第一构成例的示意图。如图21所示，高压涡轮101具备多级动叶片301和多级静叶片302。此外，在图 21中，在蒸汽流路的外周侧的内壁面303上设置有排水收集器304。该排水收集器304是捕集机构的第一构成例。排水收集器304通过配管(捕集物流入路径P)连结到冷凝器104。冷凝器104内部的压力比高压涡轮101内部的压力低，所以存在于内壁面303的水分，成为被捕集物201 并被吸出，流入冷凝器104。由此，高压涡轮101内的蒸汽流中的水分减少。图22是表示捕集机构的第二构成例的示意图。作为用于比第一构成例更积极地进行水分除去的构成，存在带槽动叶片311。在图22中，在流动湿蒸汽的涡轮级的动叶片301 (311)的表面上设置有槽305，由此捕获湿蒸汽中的水滴306。所捕获的水滴306，通过进行旋转的动叶片301的表面上的离心力，沿着槽305向动叶片301的外周侧移动。并且，水滴306被甩向内壁面303上所设置的排水收集器304。排水收集器304通过配管(捕集物流入路径P)连结到冷凝器104。冷凝器104 内部的压力比高压涡轮101内部的压力低，所以处于排水收集器304内的水分，作为捕集物 201被吸出并流入冷凝器104。由此，高压涡轮101内的蒸汽流中的水分减少。这些排水收集器304和带槽动叶片311是捕集机构的第二构成例。图21或图22所示的捕集机构，也可以设置于中压涡轮102或低压涡轮103。但是，当带槽动叶片311应用于低压涡轮103的最后级动叶片301时，由于在其下游没有动叶于比低压涡轮103的最后级动叶片301 靠上游的动叶片301。图23 图25是表示捕集机构的第三构成例的示意图。作为用于比第一构成例更积极地进行水分除去的其他构成，存在带狭缝静叶片 312。图23是从包含涡轮旋转轴的截面中观察带狭缝静叶片312的图，图M是从与涡轮旋转轴垂直的截面中观察带狭缝静叶片312的图。此外，图25是对1个带狭缝静叶片312表示与径向垂直的截面的图。在图23 图25中，在流动湿蒸汽的涡轮级的静叶片302(312)的表面上设置有狭缝孔307。并且，在静叶片312内部设置有空洞308，静叶片312成为中空的叶片。静叶片 312的表面与空洞308通过狭缝孔307相连。该带狭缝静叶片312是捕集机构的第三构成例。空洞308经由狭缝孔307通过配管(捕集物流入路径P)连结到冷凝器104。冷凝器104内部的压力比狭缝孔307附近的压力低，所以在带狭缝静叶片312的表面上流动的水滴306或水膜，成为捕集物201并被吸出，流入冷凝器104。由此，高压涡轮101内的蒸汽流中的水分减少。此外，在静叶片302的表面上流动的水滴306或水膜，以水滴状态从静叶片302 的表面剥离而向更下游侧飞散，并与更下游侧的动叶片301碰撞，但是通过带狭缝静叶片 312，如此进行冲突的水滴306尤其减少。图23 图25所示的捕集机构也可设置于中压涡轮102或低压涡轮103。另外，无论入口蒸汽的性质如何，低压涡轮排气115都被降压到变化成湿蒸汽，所以在利用太阳热的汽轮机循环中，高压涡轮排气114和低压涡轮排气115为湿蒸汽。图沈是表示图19或图20所示的现有汽轮机装置的膨胀线的例子的图。图沈的纵轴表示比焓，横轴表示比熵。在图沈中，401表示高压涡轮膨胀线，402表示再热涡轮膨胀线，403表示饱和线。 中压涡轮102和低压涡轮103是连续的再热涡轮，所以关于这些涡轮的膨胀线成为1条膨胀线。在图沈中，404表示高压涡轮入口点，405表示高压涡轮出口点，406表示再热涡轮入口点(中压涡轮入口点)，407表示再热涡轮出口点(低压涡轮出口点)。在图沈中，在再热器109中将高压涡轮排气114加热到与高压涡轮入口蒸汽112 相同的温度。此外，在图沈中，蒸汽从高压涡轮入口点404向高压涡轮出口点405变化时或从再热涡轮入口点406向再热涡轮出口点407变化时，超过饱和线403地发生变化。因此，在高压涡轮入口点404或再热涡轮入口点406上蒸汽为干蒸汽，在高压涡轮出口点405 或再热涡轮出口点407上蒸汽为湿蒸汽。在图沈中，关于高压涡轮膨胀线401，用R1表示蒸汽为干蒸汽的干区域，用R3表示蒸汽为湿蒸汽的湿区域。在图26中，关于再热涡轮膨胀线402，用&表示蒸汽为干蒸汽的干区域，用R4表示蒸汽为湿蒸汽的湿区域。另外，专利文献1至3记载有具备湿分分离器的汽轮机装置的例子。另外，专利文献4记载有具备动叶片的汽轮机装置的例子，该动叶片被进行了用于通过离心力排出附着的水分的加工。
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专利文献1 日本特开2006-242083号公报专利文献2 日本特开平11-2M10号公报专利文献3 日本特开2004-1M751号公报专利文献4 日本特开平11-159302号公报在图20中，在高压涡轮101中进行了水分除去的情况下，下游侧的全部涡轮的蒸汽流量减少与取出的水分相应的量。因此，装置的发电输出减少，汽轮机循环的性能降低。 汽轮机循环性能例如是每单位输入热量的发电输出，该值越大则汽轮机循环性能越好。另夕卜，所谓下游侧的全部涡轮，是指高压涡轮101中比取出水分的位置更靠下游侧的涡轮级以及中压涡轮102和低压涡轮103。此外，在应用了带狭缝静叶片312的情况下，在从狭缝孔307吸出叶片表面上的水分时，也会吸出湿蒸汽。该湿蒸汽由水和气体状态的蒸汽形成。因此，在上述吸出时，气体状态的蒸汽会被吸出，驱动涡轮的流体会减少。在图20中，在从捕集机构到冷凝器104的吸出管线(捕集物流入路径P)上设置阀202。并且，在吸出叶片表面上的水分时，通过阀202的开度来调节吸出压力差(在此，是狭缝孔307附近与冷凝器104之间的压力差)，以使伴随蒸汽的吸出量变少。但是，完全不吸出伴随蒸汽而仅吸出叶片表面上的水分是极其困难的，因此下游侧的全部涡轮的蒸汽流量减少与该伴随蒸汽相应的量。因此，装置的发电输出减少，汽轮机循环的性能降低。伴随蒸汽具有的焓足够高，并且伴随蒸汽不同于水、能够在涡轮中取出焓，但是在图20中，不取出焓地排出到冷凝器104中，所以即使在高压涡轮101中发电输出也减少。此外，从高压涡轮101排出的水分，在高压涡轮101内为足够高温，假设如果不被除去，则会在再热器109中被加热并成为蒸汽，而在中压涡轮102和低压涡轮103取出焓。 但是，当从高压涡轮101排出的水分被除去时，该水分的充分的显热未被利用而被废弃到冷凝器104中，所以汽轮机循环的性能降低。

发明内容
因此，本发明的课题为，提供一种汽轮机装置，在从高压涡轮101内的蒸汽或者来自高压涡轮101的排气蒸汽中进行水分除去的情况下，能够减少伴随水分除去的发电输出的降低及汽轮机循环性能的降低。本发明一个方式的汽轮机装置例如具备锅炉，使水变化成蒸汽；高压涡轮，具有多级动叶片和多级静叶片，通过来自上述锅炉的蒸汽驱动；再热器，对从上述高压涡轮排气的蒸汽进行加热；再热涡轮，具有多级动叶片和多级静叶片，通过来自上述再热器的蒸汽驱动；冷凝器，使从上述再热涡轮排气的蒸汽返回为水；捕集机构，从上述高压涡轮内的比最后级动叶片的入口靠上游的蒸汽中，捕集水或湿蒸汽；以及捕集物流入路径，使由上述捕集机构捕集的捕集物，流入从上述高压涡轮的最后级动叶片的出口到上述再热涡轮的最后级动叶片的入口之间的蒸汽、上述高压涡轮内的上述捕集物的捕集部位和上述最后级动叶片的入口之间的蒸汽、从上述冷凝器到上述锅炉之间的水、或者来自上述高压涡轮或上述再热涡轮的抽气口的抽气蒸汽中。发明的效果
根据本发明，提供一种汽轮机装置，在从高压涡轮101内的蒸汽或来自高压涡轮 101的排气蒸汽中进行水分除去的情况下，能够减少伴随水分除去的发电输出的降低及汽轮机循环性能的降低。


图1是表示第一实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。图2是表示第二实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。图3是表示第三实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。图4是表示第三实施方式的汽轮机装置的其他构成的示意图。图5是表示第三实施方式的汽轮机装置的其他构成的示意图。图6是表示第四实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。图7是表示第五实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。图8是表示第六实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。图9是表示第七实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。图10是表示第八实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。图11是表示第九实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。图12是表示第十实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。图13是表示第十一实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。图14是表示第十二实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。图15是表示第十三实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。图16是表示第十四实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。图17是表示第十五实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。图18是表示第十六实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。图19是表示现有汽轮机装置的第一构成例的示意图。图20是表示现有汽轮机装置的第二构成例的示意图。图21是表示捕集机构的第一构成例的示意图。图22是表示捕集机构的第二构成例的示意图。图23是表示捕集机构的第三构成例的示意图。图M是表示捕集机构的第三构成例的示意图。图25是表示捕集机构的第三构成例的示意图。图沈是表示现有汽轮机装置的膨胀线的例子的图。图27是表示太阳热发电用及地热发电用汽轮机装置的构成的示意图。
具体实施例方式根据附图对本发明的实施方式进行说明。(第一实施方式)图1是表示第一实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。对于图1所示的构成， 以与图19及图20所示的构成的不同点为中心进行说明。在本实施方式的汽轮机装置中，与图19或图20所示的汽轮机装置同样，构成再热循环，在再热器109的上游设置有高压涡轮101，在再热器109的下游设置有由中压涡轮 102和低压涡轮103形成的再热涡轮113。此外，本实施方式的高压涡轮101为，与图19或图20所示的高压涡轮101同样， 具备多级动叶片301和多级静叶片302(参照图21)。同样，本实施方式的再热涡轮113具备多级动叶片和多级静叶片。此外，本实施方式的高压涡轮101由1个或者相互串联连接的多个涡轮构成。另一方面，本实施方式的再热涡轮113由相互串联连接的多个涡轮构成， 但是也可以由1个涡轮构成。此外，在本实施方式的高压涡轮101中，与图19或图20所示的高压涡轮101同样， 在其内部、流通蒸汽变化成湿蒸汽(参照图26)。因此，在本实施方式的高压涡轮101中设置有捕集机构，该捕集机构从高压涡轮101内的蒸汽中捕集水分或湿蒸汽。作为捕集机构的例子，可以举出图21所示的排水收集器304、图22所示的排水收集器304及带槽动叶片 311、以及图23 图25所示的带狭缝静叶片312等。另外，在本实施方式中，捕集机构配置在如下位置从高压涡轮101内的比最后级动叶片301的入口靠上游的蒸汽中捕集水分或湿蒸汽。此外，在本实施方式中，捕集机构配置在如下位置从图沈的湿区域R3的蒸汽中捕集水分或湿蒸汽。关于这些配置的优点将后述。来自捕集机构的捕集物201，在捕集机构为排水收集器304的情况或者为排水收集器304及带槽动叶片311的情况下为水分，在捕集机构为带狭缝静叶片312的情况下为水分和伴随蒸汽。本实施方式的汽轮机装置具备捕集物流入路径P，该捕集物流入路径P使该捕集物201不流入冷凝器104，而流入从高压涡轮101的最后级动叶片301的出口到再热涡轮 113的最后级动叶片的入口之间的蒸汽中。具体而言，本实施方式的捕集物流入路径P使捕集物201流入高压涡轮101和再热器109之间。其中，在捕集机构为带狭缝静叶片312的情况下，使吸出压力差、即捕集物201的流入部位与作为捕集物201的流出部位(捕集部位 X)的狭缝孔307附近之间的压力差，为对于吸出水分来说足够的大小。作为捕集物201被捕集并合流到再热器109上游的水分或者水分及伴随蒸汽，通过再热器109加热，其中的水分变化成蒸汽，驱动中压涡轮102和低压涡轮103。在该情况下，处于高压涡轮101下游的中压涡轮102和低压涡轮103的蒸汽流量未减少。此外，在该情况下，水分的显热不会被直接废弃到冷凝器104中而会被活用，最后成为发电输出的一部分。此外，在捕集机构为带狭缝静叶片312的情况下，伴随蒸汽的焓不会被直接废弃到冷凝器104中而会被活用，在中压涡轮102和低压涡轮103中成为发电输出的一部分。因此，根据本实施方式，能够减少与从高压涡轮101内的蒸汽中的水分除去相伴随的发电输出的降低以及汽轮机循环性能的降低。另外，在本实施方式中，捕集机构配置在如下位置从高压涡轮101内的比最后级动叶片301的入口靠上游的蒸汽中捕集水分或湿蒸汽。这种配置存在如下优点高压涡轮 101内的捕集位置以后的蒸汽的水分含有量减少，捕集位置以后的动叶片301的动作效率提高。即，在本实施方式中，从高压涡轮101内的比最后级动叶片301的入口靠上游的蒸汽中捕集水分或湿蒸汽，使除去了水分的蒸汽流入高压涡轮101的最后级动叶片301的出口(从高压涡轮101的最后级动叶片301的出口到热涡轮113的最后级动叶片的入口之间) 的蒸汽中，因此能够得到如下的优良的作用效果至少能够减少高压涡轮101的最后级动叶片301的湿气损失。此外，在本实施方式中，捕集机构配置在从图沈的湿区域民的蒸汽中捕集水分或湿蒸汽的位置，但也可以配置在从图26的干区域R1的蒸汽中捕集水分等的位置。其中，在将捕集机构配置在从湿区域民的蒸汽中捕集水分等的位置上的情况下，具有能够高效地捕集水分或湿蒸汽这种优点。如上所述，在本实施方式中，使捕集物201不流入冷凝器104，而流入从高压涡轮 101的最后级动叶片301的出口到再热涡轮113的最后级动叶片的入口之间的蒸汽中。由此，在从高压涡轮101内的蒸汽中进行水分除去的情况下，能够减少伴随水分除去的发电输出的降低以及汽轮机循环性能的降低。以下，对作为第一实施方式的变形例的第二至第二十四实施方式，以与第一实施方式的不同点为中心进行说明。(第二实施方式)图2是表示第二实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。本实施方式的捕集物流入路径P，使捕集物201流入再热涡轮113的入口即中压涡轮102的入口、或者流入再热器109和中压涡轮102之间的流路中。所流入的水分与周围的蒸汽相比较为极少量，因此通过被周围的蒸汽加热而变化成蒸汽，成为驱动再热涡轮113 的蒸汽的一部分。在捕集机构为带狭缝静叶片312的情况下，吸出压力差、即捕集物201的流入部位与狭缝孔307附近之间的压力差，需要为对于吸出水分来说足够的大小。再热器109下游的蒸汽压力降低与再热器109的压力损失相应的量，容易确保吸出压力差。假设在吸出压力差过大的情况下，通过阀202的开度来调节压力差。此外，在捕集机构为排水收集器304的情况或者为排水收集器304及带槽动叶片 311的情况下，在捕集物201的流入部位和流出部位之间也需要充分的压力差，在本实施方式中容易确保该压力差。在此，对第一实施方式和第二实施方式进行比较。在第一实施方式中，与第二实施方式相比，由于使捕集物201流入更上游的流入部位，所以具有能够使汽轮机循环性能更高效化的优点。特别是，在第一实施方式中，由于使捕集物201流入比再热器109靠上游的流入部位，所以捕集物201在循环前由再热器109 加热，由此使汽轮机循环性能高效化。另一方面，在第二实施方式中，与第一实施方式相比，由于使捕集物201流入更下游的流入部位，所以容易确保捕集物201的流入部位和流出部位之间的压力差，结果具有容易使捕集物201向流入部位流入的优点。根据本实施方式，与第一实施方式同样，在从高压涡轮101内的蒸汽中进行水分除去的情况下，能够减少伴随水分除去的发电输出的降低和汽轮机循环性能的降低。(第三实施方式)图3 图5是表示第三实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。本实施方式的捕集物流入路径P，使捕集物201流入再热涡轮113的中间级，更具体来说，使其流入中压涡轮102的入口和作为最下游的涡轮的低压涡轮103的最后级动叶片的入口之间。使捕集物201流入的部位，在图3中为中压涡轮102的中间级，在图4中为中压涡轮102和低压涡轮103之间，在图5中为低压涡轮103的中间级。所流入的水分与周围的蒸汽相比较为极少量，因此通过被周围的蒸汽加热而变化成蒸汽，成为驱动比上述流入部位靠下游的再热涡轮113的蒸汽的一部分。在本实施方式中，与第二实施方式同样，在捕集物201的流出部位和流入部位之间需要充分的压力差。其中，在本实施方式中，与第二实施方式相比，不仅产生与再热器109 的压力损失相应的量的压力降低，还产生与涡轮级的压力下降相应的量的压力降低，所以更容易确保压力差。如此，在本实施方式中具有比第二实施方式更容易确保压力差的优点。根据本实施方式，与第一及第二实施方式同样，在从高压涡轮101内的蒸汽中进行水分除去的情况下，能够减少伴随水分除去的发电输出的降低及汽轮机循环性能的降低。另外，本实施方式的捕集物流入路径P，优选使捕集物201流入与干蒸汽合流的位置。当用图26进行说明时，该情况相当于使捕集物201与干区域民的蒸汽合流。在使捕集物201与干蒸汽合流的情况下，与使捕集物201与湿蒸汽合流的情况相比，具有使捕集物 201气化的作用增强、使汽轮机循环性能更高效化的优点。(第四实施方式)图6是表示第四实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。本实施方式的捕集物流入路径P，使捕集物201流入再热器109的内部。捕集物 201的流量或温度是产生以后才得知的值，所以在第二及第三实施方式中，难以调节再热器 109出口的蒸汽温度、即中压涡轮入口蒸汽106的温度。相对于此，在本实施方式中，使捕集物201不流入作为中压涡轮入口蒸汽106而产生的蒸汽中，而是在再热器109的内部、流入产生中压涡轮入口蒸汽106之前的蒸汽中。因此，在本实施方式中，通过调节载热体118的流量等，能够调节中压涡轮入口蒸汽106的温度。此外，在本实施方式中，再热器109内部的捕集物201的流入部位的蒸汽，产生与从捕集物201的流出部位到流入部位的压力损失相应的量的压力降低，所以比第一实施方式容易确保吸出压力差。如此，在本实施方式中，具有容易调节中压涡轮入口蒸汽106的温度并容易确保吸出压力差的优点。根据本实施方式，与第一至第三实施方式同样，在从高压涡轮101内的蒸汽中进行水分除去的情况下，能够减少伴随水分除去的发电输出的降低及汽轮机循环性能的降低。(第五实施方式)图7是表示第五实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。在本实施方式中，在捕集物流入路径P上配置有气液分离器212，捕集物201流入气液分离器212。气液分离器212将捕集物201分离为气体211和液体213。气体211为蒸汽，液体213为水。之后，气体211通过捕集物流入路径P，流入从高压涡轮101的最后级动叶片301的出口到再热涡轮113的最后级动叶片的入口之间的蒸汽中。另一方面，液体213通过分离液体流入路径Px流入冷凝器104。在本实施方式中，在分离液体流入路径Px上设置有液体流路阀214。在本实施方式中，例如将从带狭缝静叶片312捕集的捕集物201导入作为一种气液分离器211的气液分离箱中，通过重力将捕集物201分离为气体211和液体213。在捕集机构为排水收集器304或排水收集器304及带槽动叶片311的情况下，捕集物201为水分。但是，在使该捕集物201流入气液分离箱内的情况下，由于到气液分离箱为止的压力损失和热移动而一部分捕集物201气化，成为在气液分离箱内存在气体211和液体213的情况。所分离的气体211及液体213分别流入更低压的部位。作为液体213的水从气液分离箱的底面排出，作为液体213流入冷凝器104。另一方面，作为气体211的蒸汽从气液分离箱的上侧排出，作为气体211流入高压涡轮101的最后级动叶片301的出口和再热涡轮113的最后级动叶片的入口之间。另外，气体211和液体213的分离也可以通过气液分离膜等气液分离箱以外的机构来实现。另外，如果使所分离的液体213不直接流入冷凝器104，而是首先使其与在给水加热器121中产生的排水混合，用于在各给水加热器121对给水111进行加热，之后通过排水泵122与给水111合流，则能够有效应用所分离的液体213具有的热，能够提高汽轮机循环的效率。在该情况下，也可以代替通过排水泵122使所分离的液体213与给水111合流的情况，而构成为在将所分离的液体213用于在各给水加热器121中对给水111进行加热之后，使其最终地流入冷凝器104。在捕集物流入路径P上配置气液分离器212的情况下，具有使再热涡轮113的蒸汽流量的减少变少的优点。在捕集机构为带狭缝静叶片312的情况下，伴随蒸汽的焓不会直接废弃到冷凝器104中而被活用，在再热涡轮113中成为发电输出的一部分。因此，根据本实施方式，能够减少伴随水分除去的发电输出的降低及涡轮循环性能的降低。此外，在本实施方式中，气液分离器212将捕集物201或捕集物201变化后的物分离为气体211和液体213，捕集物流入路径P使所分离的气体211流入高压涡轮101和再热器109之间。在此，对第一实施方式和第五实施方式进行比较。在第一实施方式中，使捕集物201本身流入高压涡轮101和再热器109之间。因此，在捕集物201含有水分的情况下，在再热器109中需要用于使该水分气化的潜热量的输入热量。相对于此，在第五实施方式中，仅使气体211流入高压涡轮101和再热器109之间。因此，在第五实施方式的再热器109中不需要上述潜热量的输入热量。因此，根据第五实施方式，与第一实施方式相比，汽轮机循环性能改善与不需要潜热量的输入热量相应的量。另外，在第五实施方式中，从捕集物201分离的液体213不会被废弃，而是返回冷凝器104中，在以后的循环中被有效应用。此外，在第五实施方式中，在将从捕集物201分离的液体213经由给水加热器121最后返回到冷凝器104的情况下，能够更有效地应用所分离的液体213具有的热。
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如此，根据本实施方式，在从高压涡轮101内的蒸汽中进行水分除去的情况下，能够减少伴随水分除去的发电输出的降低及汽轮机循环性能的降低。并且，根据本实施方式， 与第一实施方式相比，汽轮机循环性能能够改善与不需要用于使水分气化的潜热量的输入热量相应的量。(第六实施方式)图8是表示第六实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。在本实施方式中，气液分离器212将捕集物201或捕集物201变化后的物分离为气体211和液体213，捕集物流入路径P使所分离的气体211流入再热涡轮113的入口、即中压涡轮102的入口，或者使其流入再热器109和中压涡轮102之间的流路。所流入的水分与周围的蒸汽相比较为极少量，因此通过被周围的蒸汽加热而变化成蒸汽，成为驱动再热涡轮113的蒸汽的一部分。根据本实施方式，与第五实施方式同样，在从高压涡轮101内的蒸汽中进行水分除去的情况下，能够减少伴随水分除去的发电输出的降低及汽轮机循环性能的降低。其中， 在本实施方式中，与第五实施方式相比，具有容易确保吸入压力差的优点。此外，根据本实施方式，与第二实施方式相比，能够将汽轮机循环性能改善与不需要用于使水分气化的潜热量的输入热量相应的量。(第七实施方式)图9是表示第七实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。在本实施方式中，气液分离器212将捕集物201或捕集物201变化后的物分离为气体211和液体213，捕集物流入路径P使所分离的气体211流入再热涡轮113的中间级， 更具体来说，使其流入中压涡轮102的入口和作为最下游的涡轮的低压涡轮103的最后级动叶片的入口之间。使捕集物201流入的部位，在图11中为中压涡轮102的中间级，但也可以是中压涡轮102和低压涡轮103之间或者低压涡轮103的中间级。所流入的水分与周围的蒸汽相比较为极少量，因此通过被周围的蒸汽加热而变化成蒸汽，成为驱动比上述流入部位靠下游的再热涡轮113的蒸汽的一部分。根据本实施方式，与第五及第六实施方式同样，在从高压涡轮101内的蒸汽中进行水分除去的情况下，能够减少伴随水分除去的发电输出的降低及汽轮机循环性能的降低。其中，在本实施方式中，与第五及第六实施方式相比，具有容易确保吸入压力差的优点。 此外，根据本实施方式，与第三实施方式相比，能够将汽轮机循环性能改善与不需要用于使水分气化的潜热量的输入热量相应的量。(第八实施方式)图10是表示第八实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。在本实施方式中，气液分离器212将捕集物201或捕集物201变化后的物分离为气体211和液体213，捕集物流入路径P使所分离的气体211流入再热器109内部。在本实施方式中，使所分离的气体211，不流入作为中压涡轮入口蒸汽106而产生的蒸汽中，而在再热器109的内部、流入作为中压涡轮入口蒸汽106而产生之前的蒸汽中。 因此，在本实施方式中，与第四实施方式同样，通过调节载热体118的流量等，能够调节中压涡轮入口蒸汽106的温度。此外，在本实施方式中，再热器109内部的气体211的流入部位的蒸汽，产生与从捕集物201的流出部位到气体211的流入部位为止的压力损失量相应的压力降低，所以比第五实施方式更容易确保吸出压力差。如此，在本实施方式中，具有容易调节中压涡轮入口蒸汽106的温度、容易确保吸出压力差这种优点。根据本实施方式，与第五至第七实施方式同样，在从高压涡轮101内的蒸汽中进行水分除去的情况下，能够减少伴随水分除去的发电输出的降低及汽轮机循环性能的降低。此外，根据本实施方式，第四实施方式相比，能够将汽轮机循环性能改善与不需要用于使水分气化的潜热量的输入热量相应的量。(第九实施方式)图11是表示第九实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。在本实施方式中，气液分离器212将捕集物201或捕集物201变化后的物分离为气体211和液体213，捕集物流入路径P使所分离的气体211流入高压涡轮101内的捕集物201的捕集部位和最后级动叶片的入口之间的蒸汽中。在图11中，用符号Y表示捕集物 201的捕集部位(流出部位)，用符号Z表示捕集物201的流入部位。在图11中，需要留意捕集物201的流入部位Z位于比捕集部位Y更靠下游的位置。 在本实施方式中，将捕集物201的流入部位Z设置在比捕集部位Y下游的最近的动叶片301 更靠下游的部位。在捕集机构为带狭缝静叶片312的情况下，流入部位Z被设置在比紧接带狭缝静叶片312之后的动叶片301更靠下游。在该情况下，流入部位Z设置在如下部位吸入压力差、即狭缝孔307附近和流入部位Z之间的压力差为适当值。在压力差较大的情况下，通过阀202的开度来调节压力差。在捕集机构为带狭缝静叶片312的情况下，伴随蒸汽的焓不会被直接废弃到冷凝器104中而被活用，成为发电输出的一部分。在捕集机构为排水收集器304或者带槽动叶片311及排水收集器304的情况下， 流入部位Z被设置在比紧接排水收集器304之后的动叶片301更靠下游。该设置具有流入部位Z以后的蒸汽流量的减少变少这种优点。如此，根据本实施方式，伴随水分除去的发电输出的降低及汽轮机循环性能的降低减少。另外，在本实施方式中，在中压涡轮102内存在湿蒸汽的情况下，也可以将捕集物 201的捕集部位Y及流入部位Z设置于中压涡轮102。同样，在低压涡轮103内存在湿蒸汽的情况下，也可以将捕集物201的捕集部位Y及流入部位Z设置于低压涡轮103。如此，本实施方式，也能够与高压涡轮101的情况同样地应用于再热涡轮113。此外，本实施方式还能够应用于再热循环以外的汽轮机。即，在再热循环以外的汽轮机内存在湿蒸汽的情况下，也可以将捕集物201的捕集部位Y及流入部位Z设置于该汽轮机。如上所述，根据本实施方式，在从汽轮机内的蒸汽中进行水分除去的情况下，能够减少伴随水分除去的发电输出的降低及汽轮机循环性能的降低。并且，根据本实施方式，与第一至第四实施方式相比，能够将汽轮机循环性能改善与不需要用于使水分气化的潜热量的输入热量相应的量。(第十实施方式)
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图12是表示第十实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。本实施方式的捕集物流入路径P，使捕集物201流入从冷凝器104到锅炉108之间的给水111中。其中，为了使捕集物201容易流入到流入部位，优选流入部位的压力比流出部位Y的压力低，所以本实施方式的捕集物流入路径P使捕集物201流入冷凝器104和冷凝泵105之间。捕集物201与给水111相比较为少量，所以成为捕集物201被加入到给水111内的状况。假设将捕集物201废弃到冷凝器104中时，捕集物201被冷却水冷却，所以捕集物 201所含有的伴随蒸汽的潜热和显热以及捕集物201所含有的水的显热会浪费。但是，在本实施方式中，由于使捕集物201流入给水111中，所以捕集物201的潜热及显热不会浪费， 锅炉108的输入热量减少相应量，汽轮机循环性能的降低也减少相应量。另外，在本实施方式中，在中压涡轮102或低压涡轮103内存在湿蒸汽的情况下， 也可以将捕集物201的捕集部位Y设置于中压涡轮102或低压涡轮103。此外，本实施方式也能够应用于再热循环以外的汽轮机，也可以将捕集物201的捕集部位Y设置于再热循环以外的汽轮机。如上所述，根据本实施方式，在从汽轮机内的蒸汽中进行水分除去的情况下，能够减少伴随水分除去的发电输出的降低及汽轮机循环性能的降低。具体而言，根据本实施方式，捕集物201的潜热及显热不会浪费，能够将汽轮机循环性能改善相应量。(第十一实施方式)图13是表示第十一实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。本实施方式的捕集物流入路径P，使捕集物201流入对来自冷凝器104的给水111 进行加热的给水加热器223内部、或者再热涡轮113的抽气口 E和给水加热器223之间，在给水加热器223中用作为对给水111进行加热的加热介质。在图13中，使捕集物201流入中压涡轮102的抽气口 E和给水加热器223之间。在图13中，用符号223和符号121来区别流入捕集物201的给水加热器和其他给水加热器。在图13中，用符号221表示来自中压涡轮102的抽气口 E的抽气蒸汽。本实施方式的捕集物流入路径P，使捕集物201与流动该抽气蒸汽221的抽气流路合流。在图13中， 用符号222表示合流了捕集物201的抽气蒸汽。该抽气蒸汽222流入给水加热器223，成为给水111的加热源，在给水111的加热后与给水111合流。另外，在本实施方式中，中压涡轮102的抽气口 E设置在中压涡轮102的出口附近。如此，在本实施方式中，不将捕集物201废弃到冷凝器104中，而使其合流到抽气蒸汽221中。假设将捕集物201废弃到冷凝器104中时，捕集物201被冷却水冷却，所以捕集物201的潜热及显热会浪费。但是，在本实施方式中，由于使捕集物201合流到抽气蒸汽 221中，所以捕集物201的潜热及显热不会浪费，锅炉108的输入热量减少相应量，汽轮机循环性能的降低减少相应量。此外，在本实施方式中，与使捕集物201直接合流到给水111中的第十实施方式相比，汽轮机循环接近卡诺循环，汽轮机循环性能提高相应量。另外，在本实施方式中，在中压涡轮102或低压涡轮103内存在湿蒸汽的情况下， 也可以将捕集物201的捕集部位Y设置于中压涡轮102或低压涡轮103。此外，本实施方式还能够应用于再热循环以外的汽轮机，也可以将捕集物201的捕集部位Y设置于再热循环以外的汽轮机。如上所述，根据本实施方式，与第十实施方式同样，在从汽轮机内的蒸汽中进行水分除去的情况下，捕集物201的潜热及显热不会浪费，能够将汽轮机循环性能改善相应量。另外，在本实施方式的给水加热器223中，还包括通过使抽气蒸汽222流入来对给水111进行脱气的脱气器。该情况在后述的实施方式中也同样。(第十二实施方式)图14是表示第十二实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。本实施方式的捕集物流入路径P，使捕集物201流入高压涡轮101的抽气口 E和给水加热器223之间、或者该给水加热器223内部，在给水加热器223中用作为对给水111 进行加热的加热介质。在图14中，与图13同样，用符号223和符号121来区别流入捕集物 201的给水加热器和其他给水加热器。在图14中，用符号221表示来自高压涡轮101的抽气口 E的抽气蒸汽。本实施方式的捕集物流入路径P，使捕集物201与流动该抽气蒸汽221的抽气流路合流。在图14中， 用符号222表示捕集物201合流后的抽气蒸汽。该抽气蒸汽222流入给水加热器223，成为给水111的加热源，在给水111的加热后与给水111合流。另外，在本实施方式中，高压涡轮101的抽气口 E设置在高压涡轮101的出口附近。如此，在本实施方式中，不将捕集物201废弃到冷凝器104中，而使其合流到抽气蒸汽221中。假设将捕集物201废弃到冷凝器104中时，捕集物201被冷却水冷却，所以捕集物201的潜热及显热会浪费。但是，在本实施方式中，由于使捕集物201合流到抽气蒸汽 221中，所以捕集物201的潜热及显热不会浪费，锅炉108的输入热量减少相应量，汽轮机循环性能的降低减少相应量。此外，在本实施方式中，与使捕集物201直接合流到给水111中的第十实施方式相比，汽轮机循环接近卡诺循环，相应地汽轮机循环性能提高。此外，在本实施方式中，捕集物201和抽气蒸汽221均从高压涡轮101流出，所以捕集物201的温度和抽气蒸汽221的温度接近。因此，根据本实施方式，与第十一实施方式相比，汽轮机循环性能提高。另外，在本实施方式中，在中压涡轮102或低压涡轮103内存在湿蒸汽的情况下， 也可以将捕集物201的捕集部位Y及抽气蒸汽211的抽气部位设置于中压涡轮102或低压涡轮103。此外，本实施方式也能够应用于再热循环以外的汽轮机，也可以将捕集物201的捕集部位Y及抽气蒸汽211的抽气部位设置于再热循环以外的汽轮机。如上所述，根据本实施方式，与第十及第十一实施方式同样，在从汽轮机内的蒸汽中进行水分除去的情况下，捕集物201的潜热及显热不会浪费，相应地能够改善汽轮机循环性能。(第十三实施方式)图15是表示第十三实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。在图15中，在冷凝器104和锅炉108之间的路径上，配置有用于输送给水111的给水泵224。并且，在图15中，在高压涡轮101或再热涡轮113的抽气口 E和冷凝器104之间的路径上，配置有用于驱动给水泵2 的给水泵驱动用汽轮机225。更具体来说，图15的给水泵驱动用汽轮机225配置在中压涡轮102的出口附近所设置的抽气口 E和冷凝器104之间。本实施方式的捕集物流入路径P使捕集物201流入给水泵驱动用汽轮机225内。在图15中，用符号221表示来自中压涡轮102的抽气口 E的抽气蒸汽。本实施方式的捕集物流入路径P，使捕集物201合流到流动该抽气蒸汽221的抽气流路中。在图15 中，用符号222表示捕集物201合流后的抽气蒸汽。该抽气蒸汽222流入给水泵驱动用汽轮机225，在压力和温度均降低的同时流通，驱动该给水泵驱动用汽轮机225。给水泵驱动用汽轮机排气2 的压力和温度均充分地降低，并流入冷凝器104。使用通过给水泵驱动用汽轮机225得到的动力驱动给水泵224。合流到抽气蒸汽221中的捕集物201与周围的蒸汽相比较为极少量，因此通过被周围的蒸汽加热而变化成蒸汽，成为驱动给水泵驱动用汽轮机225的蒸汽的一部分。假设将捕集物201废弃到冷凝器104中时，捕集物201被冷却水冷却，所以捕集物 201的潜热及显热浪费。但是，在本实施方式中，由于使捕集物201合流到抽气蒸汽221中， 所以捕集物201的潜热及显热不会浪费，锅炉108的输入热量减少相应量，汽轮机循环性能的降低减少相应量。此外，在本实施方式中，由于将捕集物201用于给水泵驱动用汽轮机225，所以能够减少抽气蒸汽量。因此，根据本实施方式，比抽气蒸汽221的抽气部位更靠下游的涡轮蒸汽流量的降低减少，发电输出及汽轮机循环性能改善。如上所述，根据本实施方式，与第十至第十二实施方式同样，在从汽轮机内的蒸汽中进行水分除去的情况下，捕集物201的潜热及显热不会浪费，相应地能够改善汽轮机循环性能。(第十四实施方式)图16是表示第十四实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。本实施方式的捕集机构是湿分分离器231，该湿分分离器231从高压涡轮排气114 中分离水分，并捕集所分离的水分作为捕集物201。在本实施方式中，高压涡轮排气114成为湿蒸汽，流入湿分分离器231。通过湿分分离器231从高压涡轮排气114中分离的水分、 即捕集物201，向捕集物流入路径P排出。在本实施方式中使用的湿分分离器231可以是任意动作原理的分离器。在本实施方式中，在高压涡轮排气114的湿度非常大的情况下，能够不使高压涡轮排气114的全部量流入再热器109，而是通过湿分分离器231将排气114中的大部分的水分(捕集物201)除去。在该情况下，使除去了水分的剩余的蒸汽232流入再热器109，并使其进一步流入中压涡轮102。图16表示使除去了水分的蒸汽232流入再热器109的分离蒸汽流入路径Ργ。在本实施方式中，来自湿分分离器231的捕集物201为水分或者水分及蒸汽。本实施方式的捕集物流入路径P，使这种捕集物201流入从冷凝器104到锅炉108之间的给水 111中。其中，为了使捕集物201容易流入到流入部位，优选流入部位的压力比湿分分离器 231附近的压力低，因此本实施方式的捕集物流入路径P，使捕集物201流入冷凝器104和冷凝泵105之间。假设将捕集物201废弃到冷凝器104中时，捕集物201被冷却水冷却，所以捕集物 201所含有的伴随蒸汽的潜热及显热或者捕集物201所含有的水的显热会浪费。但是，在本实施方式中，由于使捕集物201流入给水111中，所以捕集物201的潜热及显热不会浪费，锅炉108的输入热量减少相应量，汽轮机循环性能的降低减少相应量。如上所述，根据本实施方式，在从高压涡轮101的排气中进行水分除去的情况下， 能够减少伴随水分除去的发电输出的降低及汽轮机循环性能的降低。具体而言，根据本实施方式，捕集物201的潜热及显热不会浪费，相应地能够改善汽轮机循环性能。(第十五实施方式)图17是表示第十五实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。与第十四实施方式同样，本实施方式的捕集机构是湿分分离器231，该湿分分离器 231从高压涡轮排气114中分离水分，并至少捕集所分离的水分作为捕集物201。在本实施方式中，高压涡轮排气114成为湿蒸汽，流入湿分分离器231。本实施方式的捕集物流入路径P，使捕集物201流入再热涡轮113的抽气口 E和给水加热器223之间或者该给水加热器223内部。在图17中，使捕集物201流入中压涡轮 102的抽气口 E和给水加热器223之间。在图17中，用符号223和符号121来区别流入捕集物201的给水加热器和其他给水加热器。在图17中，用符号221表示来自中压涡轮102的抽气口 E的抽气蒸汽。本实施方式的捕集物流入路径P，使捕集物201与流动该抽气蒸汽221的抽气流路合流。在图17中， 用符号222表示捕集物201合流后的抽气蒸汽。该抽气蒸汽222流入给水加热器223，成为给水111的加热源，在给水111的加热后合流到给水111中。另外，在本实施方式中，中压涡轮102的抽气口 E设置在中压涡轮102的出口附近。假设将捕集物201废弃到冷凝器104中时，捕集物201被冷却水冷却，所以捕集物 201的潜热及显热会浪费。但是，在本实施方式中，由于使捕集物201流入抽气蒸汽221中， 所以捕集物201的潜热及显热不会浪费，锅炉108的输入热量减少相应量，汽轮机循环性能的降低减少相应量。此外，在本实施方式中，与使捕集物201直接向给水111合流的第十四实施方式相比，汽轮机循环接近卡诺循环，汽轮机循环性能提高相应量。如上所述，根据本实施方式，与第十四实施方式同样，在从高压涡轮101的排气中进行水分除去的情况下，捕集物201的潜热及显热不会浪费，相应地能够改善汽轮机循环性能。(第十六实施方式)图18是表示第十六实施方式的汽轮机装置的构成的示意图。与第十四及第十五实施方式同样，本实施方式的捕集机构是湿分分离器231，该湿分分离器231从高压涡轮排气114中分离水分，并至少捕集所分离的水分作为捕集物201。 在本实施方式中，高压涡轮排气114成为湿蒸汽，并流入湿分分离器231。在图18中，在冷凝器104和锅炉108之间的路径上，配置有用于输送给水111的给水泵224。并且，在图18中，在高压涡轮101或再热涡轮113的抽气口 E和冷凝器104之间的路径上，配置有用于驱动给水泵2 的给水泵驱动用汽轮机225。更具体来说，图18的给水泵驱动用汽轮机225配置在中压涡轮102的出口附近所设置的抽气口 E和冷凝器104 之间。本实施方式的捕集物流入路径P使捕集物201流入给水泵驱动用汽轮机225内。在图18中，用符号221表示来自中压涡轮102的抽气口 E的抽气蒸汽。本实施方式的捕集物流入路径P使捕集物201与流动该抽气蒸汽221的抽气流路合流。在图18中，用符号222表示捕集物201合流后的抽气蒸汽。该抽气蒸汽222流入给水泵驱动用汽轮机 225，在压力和温度均降低的同时流通，驱动该给水泵驱动用汽轮机225。给水泵驱动用汽轮机排气2 的压力和温度均充分地降低，流入冷凝器104。使用通过给水泵驱动用汽轮机225得到的动力驱动给水泵224。合流到抽气蒸汽221中的捕集物201与周围的蒸汽相比较为极少量，因此通过被周围的蒸汽加热而变化成蒸汽，成为驱动给水泵驱动用汽轮机225的蒸汽的一部分。假设将捕集物201废弃到冷凝器104中时，捕集物201被冷却水冷却，所以捕集物 201的潜热及显热会浪费。但是，在本实施方式中，使捕集物201合流到抽气蒸汽221中，所以捕集物201的潜热及显热不会浪费，锅炉108的输入热量减少相应量，汽轮机循环性能的降低减少相应量。此外，在本实施方式中，由于将捕集物201用于给水泵驱动用汽轮机225，所以能够减少抽气蒸汽量。因此，根据本实施方式，比抽气蒸汽221的抽气部位更靠下游的涡轮蒸汽流量的降低减少，发电输出及汽轮机循环性能改善。如上所述，根据本实施方式，与第十四及第十五实施方式同样，在从高压涡轮101 的排气中进行水分除去的情况下，捕集物201的潜热及显热不会浪费，相应地能够改善汽轮机循环性能。(第十七实施方式)图1 图6、图12 图18表示第十七实施方式。以下，参照图1对第十七实施方式进行说明。在本实施方式中，在捕集物流入路径P上设置有停止捕集物201的流通的开闭阀或者对捕集物201的流量进行调节的压力调节阀即阀202。在太阳热发电中，在不能够接收太阳光线117(图19)的夜间或太阳光线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。由此，各涡轮的运行状态变化。此外，即使是昼间，根据气候、季节、时刻的不同太阳光线117的状态也不同，因此与其对应，各涡轮的运行状态变化。因此，根据涡轮的运行状态，有时捕集物201的流出部位的蒸汽不是湿蒸汽。在该情况下，捕集不到捕集物201，所以在捕集物流入路径P中流通干蒸汽。在该情况下，涡轮输出或涡轮循环性能反而降低。此外，在捕集物201的流出部位的蒸汽虽然为湿蒸汽但湿度较小的情况下，也是水分的捕集量较少、蒸汽的捕集量较多，所以涡轮输出或涡轮循环性能降低。在这些情况下，在本实施方式中，通过将阀202全闭，能够不降低地维持涡轮输出或涡轮循环性能。此外，在本实施方式中，在捕集机构为带狭缝静叶片312的情况下，能够通过阀 202的开度来调节吸出压力差。由此，例如能够减少伴随蒸汽的吸出量。在本实施方式中，还能够根据涡轮的运行状态的变化来调节压力差。在捕集机构为排水收集器304或者带槽动叶片311及排水收集器304的情况下，当捕集物201的流出部位的蒸汽湿度较小时，除了水分以外还容易流出蒸汽。因此，在该情况下，通过调节阀202 的开度而使捕集物201从排水收集器304的流出变慢，由此能够抑制水分以外的蒸汽的流出ο
19
如上所述，根据本实施方式，通过开闭阀或者作为压力调节阀的阀202，能够以优选的方式控制在捕集物流入路径P上流通的捕集物201的流通以及流量。(第十八实施方式)图7 图11表示第十八实施方式。以下，参照图7对第十八实施方式进行说明。在本实施方式中，在气液分离器212下游的捕集物流入路径P上，设置有将气体 211的流通停止的开闭阀、或者对气体211的流量进行调节的压力调节阀即阀202。并且， 在分离液体流入路径Px上，设置有将液体213的流通停止的开闭阀、或者对液体213的流量进行调节的压力调节阀即液体流路阀214。在本实施方式中，与涡轮的运行状态相配合，使阀202全闭或进行开度调整，并且使液体流路阀214全闭或进行开度调节。由此，能够得到与第十八实施方式同样的效果。在本实施方式中，也可以在从捕集物201的捕集部位Y到气液分离器212为止的捕集物流入路径P上，设置开闭阀或压力调节阀。如上所述，根据本实施方式，通过开闭阀或者作为压力调节阀的阀202及液体流路阀214，能够以优选的方式控制从捕集物201分离的气体211及液体213的流通以及流量。(第十九实施方式)图21表示第十九实施方式。图21的捕集机构能够与第一至第十三实施方式任意一个组合使用。在本实施方式中，在高压涡轮101的壳体的外周侧的内壁面303上，设置有作为捕集水分的构造的排水收集器304。由此，能够捕集存在于内壁面303的水分。本实施方式具有能够以简单的构造实现捕集机构这种优点。(第二十实施方式)图22表示第二十实施方式。图22的捕集机构能够与第一至第十三实施方式任意一个组合使用。在本实施方式中，在高压涡轮101的动叶片301的表面上，从内周朝向外周地设置有槽305。并且，在高压涡轮101的壳体的外周侧的内壁面303上，设置有排水收集器304。 由此，能够通过离心力将由槽305捕获的水分甩向内壁面303，由排水收集器304捕集该水分。本实施方式具有能够比第十九实施方式更积极地进行水分除去这种优点。(第二十一实施方式)图23 图25表示第二十一实施方式。图23 图25的捕集机构能够与第一至第十三实施方式任意一个组合使用。在本实施方式中，在高压涡轮101的静叶片302的表面上设置有狭缝孔307。并且，在该静叶片302的内部设置有从狭缝孔307向外周侧的空洞308的流路。由此，实现如下构造对该静叶片302的表面上存在的水分或湿蒸汽进行捕集，使其向高压涡轮101外流
出ο使用捕集物201的流出部位和流入部位之间的压力差，吸出在静叶片302的表面上存在的水分或湿蒸汽。本实施方式具有能够比第十九及第二十实施方式更积极地进行水分除去这种优点。此外，在第二十实施方式中，带槽动叶片311的形状不是最适合空气力学的形状，
20所以汽轮机循环性能降低，相对于此，根据本实施方式的带狭缝静叶片312，能够避免这种性能降低。另外，在图21 图25中，作为捕集物201的流出部位而表示有冷凝器104，这表示将图21 图25的捕集机构应用于图19或图20的汽轮机装置的情况。在将图21 图25 的捕集机构应用于第一至第十三实施方式的某一个的情况下，捕集物201的流出部位成为在这些实施方式的说明中所示的部位。(第二十二实施方式)第二十二实施方式能够与第一至第十六实施方式任意一个组合采用。在第二十二实施方式中，通过利用太阳热而产生的蒸汽来驱动构成汽轮机装置的汽轮机。在利用太阳热的汽轮机装置中，与利用燃料的燃烧废气的热的汽轮机装置相比较， 涡轮入口蒸汽温度较低、涡轮排气成为湿蒸汽的情况较多。此外，利用太阳热的汽轮机装置为再热循环的情况较多，但是在该情况下，高压涡轮入口蒸汽112的温度较低、高压涡轮排气114成为湿蒸汽的情况较多。因此，能够减少伴随水分除去的发电输出的降低及汽轮机循环性能的降低这种第一至第十六实施方式的效果，在将这些实施方式应用于太阳热发电的情况下有效度较高。(第二十三实施方式)第二十三实施方式能够与第一至第十六实施方式任意一个组合采用。在第二十三实施方式中，使构成汽轮机装置的汽轮机为用于地热发电的汽轮机。 在地热发电的汽轮机装置中，涡轮入口蒸汽的湿度不为零的情况较多，随着蒸汽向下游前进，湿度进一步提高。因此，能够减少伴随水分除去的发电输出的降低及汽轮机循环性能的降低这种第一至第十六实施方式的效果，在将这些实施方式应用于蒸汽中的水分非常多的地热发电的情况下有效度较高。图27是表示太阳热发电用及地热发电用的汽轮机装置的构成的示意图。以下，参照图27对这些装置的构成的不同点进行说明。图27㈧及⑶分别示意地表示太阳热发电用及地热发电用的汽轮机装置的构成。在图27 (A)中，来自冷凝器104的水111返回锅炉108而被再利用，相对于此，在图27 (B) 中，来自冷凝器104的水111不返回锅炉108。即，地热发电用的汽轮机循环成为开放式循环。图27 (B)的汽轮机装置具备分离器321、温水泵325以及冷却塔326。分离器321是将来自生产井的天然蒸汽322分离为相对干的蒸汽323和热水324 的机构。蒸汽323用于驱动高压涡轮101，热水323返回还原井。温水泵325是用于将来自冷凝器104的温水327输送到冷却塔3 的泵。冷却塔 326是用于使温水327接触大气而冷却的构造物。通过冷却塔3 温水327被冷却为冷水 328。冷水3 被输送到冷凝器104，用于使蒸汽返回为水。另外，剩余的冷水3 作为溢流水3 返回到还原井。另外，对于图27(A)及⑶所示的高压涡轮101和冷凝器104之间的构成，能够应用图1 图20所示的任意一种构成。此外，在图27(B)所示的汽轮机装置中，还能够另外设置再热器而构成再热循环。
(第二十四实施方式)第二十四实施方式能够与第一至第十六实施方式任意一个组合采用。在第二十四实施方式中，使构成汽轮机装置的汽轮机为用于原子力发电的汽轮机。在原子力发电的汽轮机装置中，几乎所有情况下涡轮入口蒸汽的湿度都不为零，随着蒸汽向下游前进，湿度进一步提高。在汽轮机循环为再热循环的情况下，紧接再热器109之后的蒸汽的湿度不为零的情况较多。此外，在再热器109以后的汽轮机的较多级中，蒸汽的湿度不为零，随着蒸汽向下游前进，湿度进一步提高。因此，能够减少伴随水分除去的发电输出的降低及汽轮机循环性能的降低这种第一至第十六实施方式的效果，在将这些实施方式应用于蒸汽中的水分非常多的原子力发电的情况下有效度较高。以上，通过第一至二十四实施方式对本发明的具体方式例进行了说明，但是本发明并不限定于这些实施方式。符号说明101 高压涡轮，102 中压涡轮，103 低压涡轮，104 冷凝器，105 泵，106 中压涡轮入口蒸汽，107 发电机，108 锅炉，109 再热器，110 加热器，111 给水，112 高压涡轮入口蒸汽，113 再热涡轮，114 高压涡轮排气，115 低压涡轮排气，116 载热体泵，117 太阳光线，118 载热体，119 集热器，120 抽气蒸汽，121 给水加热器，122 排水泵，123 中压涡轮排气，201 捕集物，202 阀，211 气体，212 气液分离器，213 液体，214 液体流路阀，221 抽气蒸汽，222 合流后的抽气蒸汽，223 给水加热器，224 给水泵，225 给水泵驱动用汽轮机，226 给水泵驱动用汽轮机排气，231 湿分分离器，232 湿分分离后的蒸汽，301 动叶片，302 静叶片，303 蒸汽流路外周侧内壁面，304 排水捕捉器，305 槽，306 水滴，307 狭缝孔，308 空洞，311 带槽动叶片，312 带狭缝静叶片，321 分离器，322 天然蒸汽，323 蒸汽，324 热水，325 温水泵，326 冷却塔，327 温水，328 冷水，3 溢流水，401 高压涡轮膨胀线，402 再热涡轮膨胀线，403 饱和线，404 高压涡轮入口点，405 高压涡轮出口点，406 再热涡轮入口点，407 再热涡轮出口点，X 排气口，Y 捕集部位，Z 捕集物的流入部位，E 抽气口，P 捕集物流入路径，Px 分离液体流入路径，Py 分离蒸汽流入路径
权利要求
1.一种汽轮机装置，其特征在于，具备 锅炉，使水变化成蒸汽；高压涡轮，具有多级动叶片和多级静叶片，通过来自上述锅炉的蒸汽驱动； 再热器，对从上述高压涡轮排气的蒸汽进行加热；再热涡轮，具有多级动叶片和多级静叶片，通过来自上述再热器的蒸汽驱动； 冷凝器，使从上述再热涡轮排气的蒸汽返回为水；捕集机构，从上述高压涡轮内的比最后级动叶片的入口靠上游的蒸汽中，捕集水或湿蒸汽；以及捕集物流入路径，使由上述捕集机构捕集的捕集物，流入从上述高压涡轮的最后级动叶片的出口到上述再热涡轮的最后级动叶片的入口之间的蒸汽、上述高压涡轮内的上述捕集物的捕集部位和上述最后级动叶片的入口之间的蒸汽、从上述冷凝器到上述锅炉之间的水、或者来自上述高压涡轮或上述再热涡轮的抽气口的抽气蒸汽中。
2.根据权利要求1所述的汽轮机装置，其特征在于， 上述捕集物流入路径使上述捕集物流入上述高压涡轮和上述再热器之间， 上述再热器和上述再热涡轮之间， 上述再热涡轮的入口或中间级，或者上述再热器的内部。
3.根据权利要求1所述的汽轮机装置，其特征在于，具备气液分离器，该气液分离器配置在上述捕集物流入路径上，将上述捕集物或上述捕集物变化后的物分离为气体和液体，上述捕集物流入路径使上述分离的气体流入从上述高压涡轮的最后级动叶片的出口到上述再热涡轮的最后级动叶片的入口之间的蒸汽或者上述高压涡轮内的上述捕集物的捕集部位和上述最后级动叶片的入口之间的蒸汽中。
4.根据权利要求3所述的汽轮机装置，其特征在于， 上述捕集物流入路径使上述分离的气体流入 上述高压涡轮和上述再热器之间，上述再热器和上述再热涡轮之间， 上述再热涡轮的入口或中间级， 上述再热器的内部，或者上述高压涡轮内的上述捕集物的捕集部位和上述最后级动叶片的入口之间。
5.根据权利要求3或4所述的汽轮机装置，其特征在于，具备使上述分离的液体流入上述冷凝器中的分离液体流入路径。
6.根据权利要求1所述的汽轮机装置，其特征在于， 上述捕集物流入路径使上述捕集物流入上述冷凝器和用于将水从上述冷凝器输送到上述锅炉的冷凝泵之间， 对来自上述冷凝器的水进行加热的给水加热器的内部， 上述高压涡轮或上述再热涡轮的抽气口和上述给水加热器之间，或者上述抽气口和上述冷凝器之间所配置的给水泵驱动用汽轮机内。
7.根据权利要求1 4、6中任一项所述的汽轮机装置，其特征在于，上述捕集机构设置于上述高压涡轮的外周侧的内壁面、上述高压涡轮的上述外周侧的内壁面及动叶片、或者上述高压涡轮的静叶片。
8.根据权利要求1所述的汽轮机装置，其特征在于，上述捕集机构为湿分分离器，该湿分分离器从上述高压涡轮所排气的蒸汽中分离水， 并至少捕集上述分离的水作为上述捕集物，上述捕集物流入路径使上述捕集物流入从上述冷凝器到上述锅炉之间的水、或者来自上述高压涡轮或上述再热涡轮的抽气口的抽气蒸汽中。
9.根据权利要求8所述的汽轮机装置，其特征在于， 上述捕集物流入路径使上述捕集物流入上述冷凝器和用于将水从上述冷凝器输送到上述锅炉的冷凝泵之间， 对来自上述冷凝器的水进行加热的给水加热器的内部， 上述高压涡轮或上述再热涡轮的抽气口和上述给水加热器之间，或者上述抽气口和上述冷凝器之间所配置的给水泵驱动用汽轮机内。
10.根据权利要求8或9所述的汽轮机装置，其特征在于，具备分离蒸汽流入路径，该分离蒸汽流入路径使从上述高压涡轮排气、并通过上述湿分分离器与上述水分离的蒸汽，流入上述再热器中。
11.根据权利要求1 9中任一项所述的汽轮机装置，其特征在于， 上述捕集物流入路径具备使上述捕集物的流通停止或调节流量的阀。
12.根据权利要求5所述的汽轮机装置，其特征在于，上述捕集物流入路径在上述气液分离器的下游具备使上述分离的气体的流通停止或调节流量的阀，上述分离液体流入路径具备使上述分离的液体的流通停止或调节流量的阀。
13.根据权利1 4、6、8、9、12中任一项所述的汽轮机装置，其特征在于， 上述捕集物流入路径使上述捕集物流入与干蒸汽合流的位置。
全文摘要
一种汽轮机装置，具备锅炉(108)，使水变化成蒸汽；高压涡轮(101)，通过来自锅炉的蒸汽驱动；再热器(109)，对从高压涡轮排气的蒸汽进行加热；再热涡轮(113)，通过来自再热器的蒸汽驱动；冷凝器(104)，使从再热涡轮排气的蒸汽返回为水；捕集机构(图21～图25)，从比高压涡轮内的最后级动叶片的入口靠上游的蒸汽中捕集水或湿蒸汽；以及捕集物流入路径，使由捕集机构捕集的捕集物流入从压涡轮的最后级动叶片的出口到再热涡轮的最后级动叶片的入口之间的蒸汽、高压涡轮内的捕集物的捕集部位和最后级动叶片的入口之间的蒸汽、从冷凝器到锅炉之间的水、或来自高压涡轮或再热涡轮的抽气口的抽气蒸汽中。
文档编号F01D9/02GK102454438SQ20111031887
公开日2012年5月16日 申请日期2011年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者冲田信雄, 后藤功一 申请人:株式会社东芝