汽轮机机组 |
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| 申请号 | CN201110087440.1 | 申请日 | 2011-04-06 | 公开(公告)号 | CN102213118B | 公开(公告)日 | 2016-08-03 |
| 申请人 | 株式会社东芝; | 发明人 | 后藤功一; 冲田信雄; | ||||
| 摘要 | 一种实施方式的 汽轮机 机组，其包括：至少一个加热器，使 水 变化为 蒸汽 ，以生成高压蒸汽和比高压蒸汽低压的低压蒸汽；高压汽轮机，其包括一个或互相串连地连接的多个汽轮机，并具有供应高压蒸汽的第一入口、位于第一入口下游并供应低压蒸汽的第二入口以及位于第二入口下游的排气口，该高压汽轮机被从第一及第二入口供应的蒸汽驱动；加热从排气口排出的蒸汽的再热器；以及被来自再热器的蒸汽驱动的再热汽轮机。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种汽轮机机组，包括， |
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| 说明书全文 | 汽轮机机组技术领域背景技术[0002] 图5是表示利用太阳能热的现有的汽轮机机组的例子的原理图。将对图5的机组的汽轮机循环进行说明。 [0003] 热介质118由热介质泵116输送到集中太阳能热的太阳能收集器119中。热介质118例如是油。热介质118在太阳能收集器119中被太阳光线117的辐射热加热。之后，热介质118被输送到作为热交换器的加热器110中，并在其中加热加热对象，所述加热对象例如为水或者蒸汽。热介质118在加热器110中温度下降后，返回热介质泵116的上游。以这样的方式，热介质118进行循环。 [0004] 在无法接收太阳光线117的夜间或者太阳光线117弱的天气时的白天，使贮存在蓄热箱内的热介质118循环，或使热介质118在利用辅助锅炉加热的管线中循环。但是用于此的机组及流动在此没有图示。同时，在这种情况下，热介质118绕过太阳能收集器119。 [0005] 作为太阳能收集器119，可使用各种类型的机组，但在许多情况下使用图8所示的槽型集光型的机组。图8是表示槽型集光型的太阳能收集器119的例子的示意图。图8的太阳能收集器119利用集光镜123集中太阳光线117，并加热太阳能集热管124。热介质118在太阳能集热管124内循环，利用从太阳光线117传送到太阳能集热管124的辐射热，热介质118的温度上升。在太阳能集热管124的上游和下游分别连接有热介质管125。虽然太阳能集热管124被进行了仔细的研究，但是在此没有详细地说明该管。 [0006] 下面，回到图5，继续说明汽轮机机组。 [0007] 在许多情况下，现有的汽轮机循环构成为包括高压汽轮机101和再热汽轮机的单级再热循环。中压汽轮机102和低压汽轮机103作为连续的再热汽轮机113使用。 [0008] 加热器110包括利用热介质118的热量使水111变化为蒸汽112的锅炉108和加热用于再热汽轮机113的蒸汽的再热器109。水111由泵105输送到作为加热器110的一部分的锅炉108中，由锅炉108加热，使得水变化为高压汽轮机入口蒸汽112。在图5中，以符号X表示位于高压汽轮机101的最上游的入口。 [0009] 高压汽轮机入口蒸汽112流入高压汽轮机101中，并在高压汽轮机101的内部膨胀，其压力、温度都下降。高压汽轮机101被该高压汽轮机入口蒸汽112驱动。在利用太阳能热的汽轮机循环中，在许多情况下，高压汽轮机入口蒸汽112的温度比利用燃料的燃烧排气的热量的汽轮机循环的温度低。因此，高压汽轮机排气114不是全部为气体的干蒸汽，而部分混杂了液体。也就是说，它是干燥度小于1的湿蒸汽。 [0010] 在图5中，以符号Y表示位于高压汽轮机101的最下游的高压汽轮机蒸汽出口(排气口)。高压汽轮机排气114流入作为加热器110的一部分的再热器109中，由热介质118的热量被加热，并流入中压汽轮机102中。 [0011] 中压汽轮机入口蒸汽106在中压汽轮机102的内部膨胀，其压力、温度都下降，并流入低压汽轮机103中。流入低压汽轮机103中的蒸汽在低压汽轮机103的内部膨胀，其压力、温度都下降，并且该蒸汽成为湿蒸汽流出。这样一来，驱动中压汽轮机102和低压汽轮机103，以及高压汽轮机101。 [0012] 从低压汽轮机103流出的蒸汽，即低压汽轮机排气115流入凝结器104中。在凝结器104中，利用冷却水冷却低压汽轮机排气115，并使其变回水111。水111返回泵105的上游。以这样的方式，水111及蒸汽112进行循环。同时，冷却水可以使用海水或河水，在凝结器104中变暖的水可在冷却塔中使用大气冷却，并且冷却了的水可以被循环。 [0013] 高压汽轮机101、中压汽轮机102及低压汽轮机103的转动轴与发电机107连接。其转动轴随着高压汽轮机101、中压汽轮机102及低压汽轮机103利用膨胀的蒸汽的旋转而旋转。通过该旋转轴的旋转，在发电机107中进行发电。 [0014] 图6是表示利用太阳能热的现有的汽轮机机组的另一个例子的示意图。 [0015] 在图6中，从高压汽轮机101、中压汽轮机102及低压汽轮机103中的一个或多个汽轮机中抽出抽出蒸汽120。在凝结器104和锅炉108之间设有以该抽出蒸汽120为热源的给水加热器121，在给水加热器121中加热水111。在图6中，以符号Z表示高压汽轮机101的抽气口。给水加热器121的数量可以是一个或者多个(在图6中图示了三个加热器)，可以从一个汽轮机向多个给水加热器121供给抽出蒸汽120。 [0016] 同样，图6的机组的汽轮机循环包括再热循环和作为再生循环的再热再生循环，在许多情况下，现有的汽轮机循环具有这样的结构。通过再生循环的作用，提高了循环效率。抽出蒸汽120在给水加热器121中被冷却，使得蒸汽变为水，并且在排水泵122中与水111合流。另外，在图6中，省略了热介质118的流动的说明。 [0017] 图7是表示图5及图6所示的现有的汽轮机机组的膨胀线的例子的图。图7的纵轴表示比焓，横轴表示比熵。 [0018] 在图7中，示出了高压汽轮机膨胀线201、再热汽轮机膨胀线202和饱和线203。由于中压汽轮机102和低压汽轮机103是连续的再热汽轮机，因此与这些汽轮机相关的膨胀线成为一条膨胀线。 [0019] 在图7中，示出了高压汽轮机入口点204，高压汽轮机出口点205，再热汽轮机入口点(中压汽轮机入口点)206和再热汽轮机出口点(低压汽轮机出口点)207。 [0020] 在图7中，高压汽轮机排气114在再热器109中被加热到与高压汽轮机入口蒸汽112相同的温度。另外，在图7中，在蒸汽从高压汽轮机入口点204向高压汽轮机出口点205变化时，或者从再热汽轮机入口点206向再热汽轮机出口点207变化时，蒸汽的变化越过饱和线203。由此，在高压汽轮机入口点204或者再热汽轮机入口点206，蒸汽为干蒸汽，在高压汽轮机出口点205或者再热汽轮机出口点207，蒸汽为湿蒸汽。 发明内容[0022] 在利用太阳能热的再热循环中，大量高压汽轮机入口蒸汽112在比焓-比熵图中为接近湿区域，大量高压汽轮机排气114成为湿蒸汽。高压汽轮机入口蒸汽112例如是压力100ata、温度380℃。此时，高压汽轮机101的入口蒸汽温度和高压汽轮机101的入口蒸汽压力的饱和温度之间的差大约是70℃。在高压汽轮机101内，湿蒸汽产生水分损失，使汽轮机内部效率下降。另外，由于微小水滴与汽轮机叶片表面碰撞，可能产生腐蚀。 [0023] 另外，由于成为中压汽轮机入口蒸汽106流入再热器109的蒸汽、即高压汽轮机排气114是湿蒸汽，因此即使测量蒸汽的压力或者温度，也无法确定比焓。在测量蒸汽的湿度时能够确定比焓，但难以高精度且简单地测量湿度。由此，由于从加热器110向汽轮机循环输入的热量无法确定，因此无法把握汽轮机循环的热效率。另外，由于高压汽轮机排气114和低压汽轮机排气115两者同时是湿蒸汽，因此其汽轮机内部效率都无法确定。 [0024] 由此，期望使低压汽轮机103的出口附近以外的蒸汽不为湿蒸汽的汽轮机机组。 [0025] 本发明的一个方面例如是汽轮机机组，其具备：至少一个加热器，使水变化为蒸汽，以生成高压蒸汽和比上述高压蒸汽低压的低压蒸汽；高压汽轮机，包括一个或互相串连地连接的多个汽轮机，并具有供应高压蒸汽的第一入口、位于上述第一入口下游并供应低压蒸汽的第二入口以及位于上述第二入口下游的排气口，该高压汽轮机被从上述第一及第二入口供应的蒸汽驱动；加热从上述排气口排出的蒸汽的再热器；以及被来自上述再热器的蒸汽驱动的再热汽轮机。附图说明 [0026] 图1是表示第一实施方式的汽轮机机组的结构的原理图。 [0027] 图2是表示图1所示的汽轮机机组的膨胀线的例子的图。 [0028] 图3是表示图1所示的汽轮机机组的膨胀线的另一例子的图。 [0029] 图4是表示第二实施方式的汽轮机机组的结构的原理图。 [0030] 图5是表示现有的汽轮机机组的例子的原理图。 [0031] 图6是表示现有的汽轮机机组的另一例子的原理图。 [0032] 图7是表示现有的汽轮机机组的膨胀线的例子的图。 [0033] 图8是表示槽型集光型的太阳能收集器的例子的示意图。 具体实施方式[0034] 根据图说明本发明的实施方式。 [0035] (第一实施方式) [0036] 图1是表示第一实施方式的汽轮机机组的结构的原理图。就图1所示的结构而言，主要说明其与图5所示的结构的不同。 [0037] 本实施方式的加热器110通过利用热介质118的热量使水111变化为蒸汽生成高压蒸汽112和比高压蒸汽112的压力低的低压蒸汽311。另外，高压汽轮机101具有位于高压汽轮机101的最上游的高压蒸汽入口X和位于高压蒸汽入口X的下游的低压蒸汽入口301。在本实施方式中，使高压蒸汽112从高压蒸汽入口X流入，并使低压蒸汽311从低压蒸汽入口301流入，以构成再热循环。高压汽轮机101还具有位于低压蒸汽入口301的下游，并位于高压汽轮机101的最下游的蒸汽出口(排气口)Y。 [0038] 高压汽轮机101被从高压蒸汽入口X及低压蒸汽入口301的每个流入高压汽轮机101的蒸汽驱动。高压蒸汽入口X是本发明的第一入口的例子，低压蒸汽入口301是本发明的第二入口的例子。 [0039] 本实施方式的加热器110包括两个节约装置304及305、两个蒸发器302及303、两个过热器306及307以及再热器109。在本实施方式中，如图6所示，也可以构成为再热再生循环，其中从高压汽轮机101、中压汽轮机102及低压汽轮机103中的一个或者多个汽轮机的中途将抽出蒸汽120抽出，利用该抽出蒸汽120在给水加热器121中加热水111。另外，也可以从一个汽轮机向多个给水加热器121供给抽出蒸汽120。 [0040] 如图1所示，水111由泵105输送到第一节约装置(低温蒸汽节约装置)304中并在其中被加热。之后，水111流入第一蒸发器(低温蒸汽蒸发器)302，并变化为过热前低压蒸汽310。过热前低压蒸汽310被从构成第一蒸发器302的上部蒸汽桶的气体部分排出，并流入第一过热器(低压蒸汽过热器)306中，并在其中被进一步加热。由此，过热前低压蒸汽310成为低压蒸汽311，并流入低压蒸汽入口301。 [0041] 此时，低压蒸汽311的压力比低压蒸汽入口301的汽轮机级的蒸汽压力高。另外，由于低压蒸汽311在第一过热器306中被充分地过热，因此低压蒸汽311的温度比低压蒸汽入口301的汽轮机级的蒸汽温度高。另外，在不是如图1所示只有一台高压汽轮机101，而为串连地互相连接多台高压汽轮机101的场合，使低压蒸汽311流入的汽轮机级可以是任一个高压汽轮机。 [0042] 另一方面，从构成第一蒸发器302的下部蒸汽桶抽出作为液体的第二水309。第二水309被升压并且由第二泵308被输送到第二节约装置(高压蒸汽节约装置)305且被加热。之后第二水309在第二蒸发器(高压蒸汽蒸发器)303中变化为过热前高压蒸汽312。过热前高压蒸汽312被从构成第二蒸发器303的上部蒸汽桶的气体部分抽出，流入第二过热器(高压蒸汽过热器)307中，并在其中被进一步加热。由此，过热前高压蒸汽312成为高压蒸汽(高压汽轮机入口蒸汽)112，并流入高压蒸汽入口X。 [0043] 高压蒸汽112在高压汽轮机101的内部膨胀，随着其沿着汽轮机轴向向汽轮机级的下游侧前进，其压力和温度都下降。在本实施方式中，设置成在低压蒸汽入口301的汽轮机级的时间点，高压汽轮机101的内部的蒸汽没有变化成湿蒸汽。 [0044] 当高压汽轮机101的内部的蒸汽与低压蒸汽311合流时，蒸汽的温度上升，并且随着其向汽轮机级的下游侧前进，其压力、温度都下降。在本实施方式中，因为当低压蒸汽311与所述蒸汽合流时蒸汽的温度上升，所以即使高压汽轮机101的内部的蒸汽前进到高压汽轮机101的最终级，蒸汽也不会到达湿区域。也就是说，在包括高压汽轮机排气114的高压汽轮机101的所有级中，高压汽轮机101内部的蒸汽可保持为干蒸汽，不会变为湿蒸汽。 [0045] 由此，在本实施方式中，高压汽轮机排气114为干蒸汽。高压汽轮机排气114被从排气口Y排出，流入再热器109中并在其中被加热后，加热的高压汽轮机排气114流入中压汽轮机102。 [0046] 流入中压汽轮机102的蒸汽在中压汽轮机102的内部膨胀，其压力、温度都下降，并流入低压汽轮机103中。流入低压汽轮机103中的蒸汽在低压汽轮机103的内部膨胀，其压力、温度都下降，并成为湿蒸汽流出。利用膨胀的蒸汽旋转的高压汽轮机101、中压汽轮机102及低压汽轮机103的旋转轴与发电机107连接，通过该旋转轴的旋转，在发电机107中进行发电。 [0047] 图2是表示图1所示的汽轮机机组的膨胀线的例子的图。 [0048] 合流前的高压汽轮机膨胀线401从高压汽轮机入口点204变化到低压蒸汽合流前的点403，合流后的高压汽轮机膨胀线402从低压蒸汽合流后的点404变化到高压汽轮机出口点205，但任一个都没有到达湿区域。在图2中，在再热器109中将高压汽轮机排气114加热到与高压汽轮机入口蒸汽112的温度相同的温度。 [0049] 在本实施方式中，实现了下述汽轮机循环：不使低压汽轮机103的出口附近以外的蒸汽变为湿蒸汽，不改变高压汽轮机101及再热汽轮机113的入口蒸汽的状态和属性。由此，在低压汽轮机103的出口附近以外不存在湿蒸汽。由此，防止由水分损失导致的汽轮机内部效率的下降，并提高汽轮机循环性能。另外，在低压汽轮机103的出口附近以外，没有由微小水滴与汽轮机叶片表面碰撞导致产生腐蚀的可能性。 [0050] 另外，由于高压汽轮机排气114是干蒸汽，因此能够通过测量其压力和温度来确定比焓。由此，从加热器110向汽轮机循环输入的热量能够被确定，并且能够把握汽轮机循环的热效率。另外，由于排气是湿蒸汽的汽轮机不是多个而只有一个低压汽轮机103，因此各汽轮机的内部效率能够确定。 [0051] 若提供从与低压蒸汽311合流后的级开始汽轮机级数增加，并且排除再热汽轮机113的汽轮机循环，则直到到达凝结器104的压力的水分损失变大，汽轮机循环性能比与本实施方式和相关技术的任一个的循环性能低。 [0052] 下面，对本实施方式的各种变形例进行说明。 [0053] (汽轮机机组的膨胀线) [0054] 图3是表示图1所示的汽轮机机组的膨胀线的另一例子的图。 [0055] 在图2中，在低压蒸汽入口301的汽轮机级的时间点，高压汽轮机101内部的蒸汽没有变化到湿蒸汽，但在图3中，变化到湿蒸汽。 [0056] 在图3的场合，当高压蒸汽112流入高压蒸汽入口X时，高压蒸汽112在高压汽轮机101的内部膨胀，随着其沿汽轮机轴向向汽轮机级的下游前进，其压力、温度都下降。在图3的场合，在低压蒸汽入口301的汽轮机级的时间点，高压汽轮机101内部的蒸汽变化到湿蒸汽。 [0057] 当高压汽轮机101内部的蒸汽与低压蒸汽311合流时，蒸汽的温度上升，使得蒸汽从湿蒸汽变化到干蒸汽。之后，随着其向汽轮机级的下游前进，其压力、温度都下降。即使在图3的场合，因为低压蒸汽311与蒸汽合流时蒸汽的温度上升，所以，即使蒸汽在比低压蒸汽合流后的点404的下游前进到高压汽轮机101的蒸汽出口(排气口)Y，也能够使得高压汽轮机101内部的蒸汽不到达湿区域。在相关技术中，从高压汽轮机101的中途位置到蒸汽出口Y之间的蒸汽为湿蒸汽。但是，在图3的场合，蒸汽只在从高压汽轮机101的中途位置到与低压蒸汽311合流的等级为湿蒸汽。 [0058] 由此，在图3的场合，高压汽轮机排气114为干蒸汽。在高压汽轮机排气114被从蒸汽出口Y排出，流入再热器109中并被加热后，加热的高压汽轮机排气114流入中压汽轮机102。 [0059] 在此，对图3的膨胀线详细地进行说明。 [0060] 合流前的高压汽轮机膨胀线401从高压汽轮机入口点204变化到低压蒸汽合流之前的点403，合流后的高压汽轮机膨胀线402从低压蒸汽合流之后的点404变化到高压汽轮机出口点205。但即使前者到达湿区域，后者也没有到达湿区域。在图3中，在再热器109中将高压汽轮机排气114加热到与高压汽轮机入口蒸汽112的温度相同的温度。 [0061] 在图3的场合，低压汽轮机103的出口附近以外的蒸汽成为湿蒸汽的级数减少，不改变高压汽轮机101及再热汽轮机113的入口蒸汽的属性和状态。由此，与相关技术相比，由于防止了由水分损失导致的汽轮机内部效率的下降，提高了汽轮机循环性能。另外，在低压汽轮机103的出口附近以外，由微小水滴与汽轮机叶片表面的碰撞产生腐蚀的可能性变小。另外，在图3的场合，在通常的高压汽轮机101内部的蒸汽流速下，认为不产生腐蚀。 [0062] 另外，由于高压汽轮机排气114是干蒸汽，因此能够通过测量其压力和温度来确定比焓。由此，从加热器110向汽轮机循环输入的热量能够确定，并且能够把握汽轮机循环的热效率。另外，由于排气是湿蒸汽的汽轮机不是多个，而只是一个低压汽轮机103，因此各汽轮机的内部效率能够确定。 [0063] 若提供从与低压蒸汽311合流的级增加汽轮机级数，并且排除再热汽轮机113的汽轮机循环，则直到到达凝结器104的压力的水分损失变大，汽轮机循环性能比本实施方式和相关技术的任一个低。 [0064] (太阳能热的利用) [0065] 在本实施方式中，加热器110利用太阳能热使水111变化为蒸汽，以产生高压蒸汽112和低压蒸汽311。另外，再热器109利用太阳能热，加热来自蒸汽出口(排气口)Y的排气。 这些太阳能热以热介质119的热量的形式由太阳能收集器119(图5)供给。 [0066] 另外，在图1中，在再热器109上游的汽轮机只有一个汽轮机(高压汽轮机101)。但也可以互相串连地连接多个汽轮机以配置在再热器109的上游，并且，这些互相串连地连接的多个汽轮机可被设置为高压汽轮机。在该场合，高压蒸汽入口X例如设于位于这些多个汽轮机的最上游的汽轮机的最上游，蒸汽出口Y例如设于位于这些多个汽轮机的最下游的汽轮机的最下游。另外，低压蒸汽入口301可设于这些多个汽轮机内的任一个汽轮机上。 [0067] 另外，在图1中，高压蒸汽112和低压蒸汽311由相同的加热器(加热器110)生成，但这些蒸汽112及311也可由不同的加热器生成。也就是说，高压蒸汽112和低压蒸汽311可以由一台加热器生成，也可由多台加热器生成。 [0068] 在图2的膨胀线中，设置成在低压蒸汽入口301的汽轮机级的时间点，高压汽轮机101内部的蒸汽没有变化为湿蒸汽，在图3的膨胀线中，变化到湿蒸汽。另外，在这些场合，如图6所示，也可以构成为下列再热再生循环，其中从高压汽轮机101、中压汽轮机102及低压汽轮机103中的一个或者多个汽轮机的中途位置将抽出蒸汽120抽出，利用该抽出蒸汽120加热水111。 [0069] 在利用太阳能热的汽轮机循环中，与利用燃料的燃烧排气的汽轮机循环相比，高压汽轮机入口蒸汽112的温度在许多情况下更低。因此，具有能够防止从干蒸汽向湿蒸汽的变化及能够使汽轮机内部的蒸汽成为湿蒸汽的级降低的大优点。 [0070] (槽型集光方式的太阳能机组) [0071] 在本实施方式中，作为太阳能收集器119(参照图5)，例如使用图8所示的槽型集光方式的机组。在该场合，也可以使槽型集光方式的太阳能收集器119与图6所示的再热再生循环组合使用。 [0072] 由于该集光方式实际的温度上升能力及用于热介质118的油的耐热温度，生成的高压汽轮机入口蒸汽112例如压力是100ata、温度为380℃。在比焓-比熵线图中，高压汽轮机入口蒸汽112充分地接近湿区域。由此，在槽型集光方式中，高压汽轮机排气114成为湿蒸汽的可能性大。因此，本实施方式的结构在使用槽型集光方式的场合是有用的，因为能够避免从干蒸汽向湿蒸汽的变化并能够使汽轮机内部的蒸汽成为湿蒸汽的级数降低。 [0073] (高压汽轮机入口蒸汽的条件一) [0074] 在本实施方式中，例如使作为最上游的汽轮机的高压汽轮机101的入口蒸汽温度和高压汽轮机101的入口蒸汽压力的饱和温度的差设定为100℃或者以下，在该条件下构成汽轮机循环。在该温度差为100℃或者以下的场合，高压汽轮机入口蒸汽112在比焓-比熵线图中充分地接近湿区域。该条件也可与图6所示的再热再生循环组合应用。 [0075] 上述条件不仅可应用到利用太阳能热的汽轮机循环，而且也可以应用到高压汽轮机入口蒸汽112在比焓-比熵线图中充分地接近湿区域的循环中，能够得到与利用太阳能热的场合相同的效果。由此，汽轮机也可以是以燃烧排气为热源的热力汽轮机，在该场合，热介质118是燃烧排气。 [0076] 另外，在原子能汽轮机中，加热器110中的热介质118的流动在许多点上与图5所示的流动不同。 [0077] 另外，在将多个汽轮机串连地互相连接配置在再热器109的上游的场合，这些多个汽轮机中的最上游侧的汽轮机为构成图1的汽轮机机组的最上游的汽轮机。 [0078] (高压汽轮机入口蒸汽的条件二) [0079] 在本实施方式中，例如使作为最上游侧的汽轮机的高压汽轮机101的入口蒸汽的压力为20ata或者以上且温度为420℃或者以下，在该条件下，构成汽轮机循环。在高压汽轮机101的入口蒸汽压力为20ata或者以上且温度为420℃或者以下的场合，高压汽轮机入口蒸汽112在比焓-比熵线图中充分地接近湿区域。该条件也可与图6所示的再热再生循环组合而应用。 [0080] 上述条件不仅可以应用到利用太阳能热的汽轮机循环，而且也可以应用到高压汽轮机入口蒸汽112在比焓-比熵线图中充分地接近湿区域的循环中。汽轮机可构成为以燃烧排气为热源的热力汽轮机或者原子能汽轮机，并且能够得到与利用太阳能热的场合相同的效果。 [0081] 另外，在原子能汽轮机中，加热器110中的热介质118的流动在许多点上与图5所示的流动不同。 [0082] 另外，在将多个汽轮机串连地互相连接配置在再热器109的上游的场合，这些多个汽轮机内的最上游侧的汽轮机成为构成图1的汽轮机机组的最上游的汽轮机。 [0083] (汽轮机循环) [0084] 本实施方式的汽轮机机组具备共三个汽轮机：作为最上游侧的汽轮机的高压汽轮机101、中压汽轮机102、以及作为最下游侧的汽轮机的低压汽轮机103。 [0085] 在本实施方式中，期望这些汽轮机中除低压汽轮机103以外的汽轮机以将在汽轮机内部循环的蒸汽保持为干蒸汽、且没有变化为湿蒸汽的方式进行动作。在该场合，只有低压汽轮机103以在汽轮机内部循环的蒸汽从干蒸汽变化到湿蒸汽的方式进行动作。在该场合，在低压汽轮机103的出口附近以外不存在湿蒸汽。因此，能够防止由水分损失导致的汽轮机内部效率的下降，并提高了汽轮机循环性能。另外，在高压汽轮机101中产生腐蚀的可能性减小。另外，各汽轮机的内部效率能够确定。 [0086] 如上所述，在本实施方式中，高压蒸汽112流入高压汽轮机101的高压蒸汽入口X，并使低压蒸汽311流入位于高压蒸汽入口X下游的低压蒸汽入口301，由此使高压汽轮机101进行动作。由此，能够防止高压汽轮机101内部的蒸汽从干蒸汽变化到湿蒸汽，或者蒸汽成为湿蒸汽的级数可被降低。 [0087] 在本实施方式中，由于防止了在高压汽轮机101(另外，低压汽轮机103以外的全部汽轮机)内部的蒸汽从干蒸汽变化到湿蒸汽，所以可降低由水分损失导致的汽轮机内部效率的下降，由此，可提高汽轮机循环效率。另外，没有在高压汽轮机101中产生腐蚀的可能性。另外，各汽轮机的内部效率能够确定。这也应用到在高压汽轮机101内部的蒸汽成为湿蒸汽的级数降低的情况，该场合可防止汽轮机的内部效率的下降，并可减少产生腐蚀的可能性。 [0088] 下面，对本发明的第二实施方式进行说明。第二实施方式是第一实施方式的变形例。因此，在第二实施方式中，主要说明与第一实施方式的不同。 [0089] (第二实施方式) [0090] 图4是表示第二实施方式的汽轮机机组的结构的原理图。就图4所示的结构而言，主要说明与图1或者图5所示的结构的不同。 [0092] 高压汽轮机入口蒸汽112或者高压汽轮机排气114的压力、温度根据高压汽轮机蒸汽112的流速或者来自锅炉108输入的热量而不同，并且接近湿区域的程度不同。例如，在利用太阳能热的场合，锅炉108输入的热量根据天气变化而变化。 [0093] 若高压汽轮机排气114在完全关闭蒸汽阀313时为湿蒸汽，那么打开蒸汽阀313能使低压蒸汽311流通。由此，能够使高压汽轮机排气114设为干蒸汽。如果高压汽轮机排气114即使在完全关闭蒸汽阀313时也是干蒸汽，那么就那样完全关闭蒸汽阀。当使高压汽轮机排气114为干蒸汽时，能够降低由与低压蒸汽311合流产生的焓损失，从而提高了汽轮机循环性能。 [0094] 另外，当使蒸汽阀313为流速调节阀时，可根据阀的开度调整低压蒸汽311的流速。在该场合，若全关闭蒸汽阀313，高压汽轮机排气114为湿蒸汽，那么可由使高压汽轮机排气 114变为干蒸汽的必要的量流通低压蒸汽311。当使高压汽轮机排气114被设为干蒸汽时，能够减少由低压蒸汽311的合流产生的焓损失，从而提高了汽轮机循环性能。 [0095] 在本实施方式中，如图6所示，也可以构成为再热再生循环，其中，从高压汽轮机101、中压汽轮机102及低压汽轮机103内的一个或者多个的汽轮机的中途将抽出蒸汽120抽出，利用该抽出蒸汽120加热水111。 [0096] 本实施方式的技术不仅能够适用利用太阳能热或其它的汽轮机循环，也能使用高压汽轮机入口蒸汽112在比焓-比熵线图中充分地接近湿区域的循环。由此，汽轮机可以是以燃烧排气为热源的热力汽轮机，在该场合，热介质118是燃烧排气。 [0097] 另外，在原子能汽轮机中，加热器110的热介质118的流动在许多点与图5所示的流动不同。 [0098] 如上所述，在本实施方式中，在低压蒸汽311的流道上设置用于调节低压蒸汽311的流速或停止流通的蒸汽阀313。由此，通过调节低压蒸汽311的流速或停止流通，可使高压汽轮机排气114设为干蒸汽。由此，可防止由水分损失导致的汽轮机内部效率的下降，能够提高汽轮机循环效率。另外，通过停止低压蒸汽311的流通、或只流通必要的量，能够消除或降低由低压蒸汽311的合流产生的焓损失，从而可提高汽轮机循环效率。 [0099] 如上所述，根据本发明的实施方式，提供了一种汽轮机机组，其能够防止由水分损失引起的汽轮机内部效率的降低，并且提高汽轮机循环性能。 [0100] 虽然已经参照第一及第二实施方式说明了本发明的特定方面的例子，但本发明没有限定于这些实施方式。 |
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