[發明專利]汽輪機裝置

有效

• 申請號: 201110319480.4
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN102454439A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 后藤功一;沖田信雄
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: F01D25/32
• 分類號: F01D25/32;F01D9/02;F01D5/14
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 夏斌;陳萍

技術領域

本發明涉及一種汽輪機裝置，例如涉及具備從上游側渦輪內的蒸汽或來自上游側渦輪的排氣蒸汽中捕集水或濕蒸汽的機構的汽輪機裝置。

背景技術

圖5是表示利用太陽熱的現有汽輪機裝置的第一構成例的示意圖。對圖5的裝置中的汽輪機循環進行說明。

載熱體118通過載熱體泵116被輸送到收集太陽熱的集熱器119。載熱體118例如為油。載熱體118在集熱器119中通過太陽光線117的輻射熱加熱。之后，載熱體118被輸送到作為換熱器的加熱器110，在此對加熱對象的水或蒸汽進行加熱。載熱體118在加熱器110中溫度降低之后，返回到載熱體泵116的上游。如此，載熱體118進行循環。

在不能夠接收太陽光線117的夜間或者太陽光線117較弱的天氣時的晝間，對集熱器119進行旁通地使蓄熱箱內所貯藏的載熱體118循環，但是為此的設備或流動在此未圖示。

圖5的汽輪機循環成為由高壓渦輪101和再熱渦輪113構成的1級再熱循環，該再熱渦輪113包括中壓渦輪102和低壓渦輪103。

加熱器110包括：鍋爐108，使給水111變化成蒸汽112；以及再熱器109，對朝向再熱渦輪113的蒸汽進行加熱。給水111通過泵105被輸送到作為加熱器110的一部分的鍋爐108，通過在鍋爐108中被加熱而變化成高壓渦輪入口蒸汽112。

高壓渦輪入口蒸汽112流入高壓渦輪101，在高壓渦輪101內部膨脹，其壓力和溫度均降低。通過該高壓渦輪入口蒸汽112驅動高壓渦輪101。在利用太陽熱的汽輪機循環中，與利用燃料的燃燒廢氣的熱的汽輪機循環相比較，高壓渦輪入口蒸汽112的溫度較低的情況較多。因此，高壓渦輪排氣114不是全部為氣體的干蒸汽，而是混合有一部分液體的、即干度小于1的濕蒸汽的情況較多。

在圖5中，用符號X表示高壓渦輪101的處于最下游的出口(排氣口)。高壓渦輪排氣114在流入作為加熱器110的一部分的再熱器109而被加熱之后，流入中壓渦輪102。

中壓渦輪入口蒸汽106在中壓渦輪102內部膨脹，壓力和溫度均降低，并流入低壓渦輪103。圖5的低壓渦輪103為雙流式，即中壓渦輪排氣123從低壓渦輪103中央流入，向左右流動而從2個出口流出。流入低壓渦輪103的蒸汽在低壓渦輪103內部膨脹，壓力和溫度均降低，成為濕蒸汽而流出。如此，與高壓渦輪101同樣，中壓渦輪102和低壓渦輪103被驅動。

從低壓渦輪103流出的蒸汽即低壓渦輪排氣115流入冷凝器104。在冷凝器104中，通過冷卻水對低壓渦輪排氣115進行冷卻，使其返回為給水111。給水111返回到泵105的上游。如此，給水111及蒸汽112進行循環。另外，冷卻水可以使用海水或河水，并可以在冷凝器104中溫度上升之后，通過使用大氣的冷卻塔進行冷卻并使其循環。

高壓渦輪101、中壓渦輪102及低壓渦輪103的旋轉軸與發電機107連接。高壓渦輪101、中壓渦輪102及低壓渦輪103通過膨脹的蒸汽而旋轉，由此旋轉軸旋轉。通過該旋轉軸的旋轉，由此在發電機107中進行發電。

在圖5中，用符號E表示在高壓渦輪101、中壓渦輪102及低壓渦輪103的中間級所設置的抽氣口，從這些抽氣口E中的1個以上抽出抽氣蒸汽120。在圖5中，在冷凝器104和鍋爐108之間，構成給水111將抽氣蒸汽120作為熱源而在給水加熱器121中被加熱的再生循環(再熱再生循環)。圖5的循環也可以不是再生循環，但通過成為再生循環而循環效率提高。

另外，抽氣蒸汽120在給水加熱器121中被冷卻而變化成水之后，通過排水泵122與給水111合流。

圖6是表示利用太陽熱的現有汽輪機裝置的第二構成例的示意圖。在圖6中省略載熱體118的流動記載，在之后說明的各圖中也同樣將其省略。

利用太陽熱的再熱循環的入口蒸汽，例如為壓力110ata、溫度380℃那樣，在比焓-比熵線圖中接近濕區域的情況較多，而高壓渦輪排氣114成為濕蒸汽的情況較多。在高壓渦輪101內，濕蒸汽產生濕氣損失，使渦輪內效率降低。此外，由于水滴與高壓渦輪101的渦輪葉片的表面碰撞，因此產生侵蝕。

因此，圖6的高壓渦輪101具備從高壓渦輪101內的蒸汽中捕集水或濕蒸汽的捕集機構。此外，圖6的汽輪機裝置具備使由捕集機構捕集的捕集物201流入冷凝器104的捕集物流入路徑P。在圖6中，用符號Y表示從高壓渦輪101中捕集水或濕蒸汽的捕集部位。捕集物201從捕集部位Y經由捕集物流入路徑P流入冷凝器104。