JP2000146101A - 排熱回収ボイラ装置 - Google Patents
排熱回収ボイラ装置Info
- Publication number
- JP2000146101A JP2000146101A JP10315081A JP31508198A JP2000146101A JP 2000146101 A JP2000146101 A JP 2000146101A JP 10315081 A JP10315081 A JP 10315081A JP 31508198 A JP31508198 A JP 31508198A JP 2000146101 A JP2000146101 A JP 2000146101A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat recovery
- recovery boiler
- exhaust
- fin
- exhaust heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスタービン排気ダクトと排熱回収ボイラ入
口ダクトの間のダクト内でのガス流れのアンバランスに
よる不具合、例えば排熱回収ボイラ内のフィンチューブ
管群での伝熱性能の低下や応力の増大を防ぐこと。 【解決手段】 ガスタービンの排ガス等の高温のガスの
排気ダクト１０と排熱回収ボイラ入口ダクト１１を介し
てフィンチューブ管群１２が配置された排熱回収ボイラ
を接続する。このとき、通常ガス流れに垂直方向に対し
ては一定の間隔で巻かれるフィンチューブ管群１２のフ
ィン仕様について、予想される排ガスＧの流れのアンバ
ランスを緩和させるようにフィンチューブの途中でフィ
ン巻き間隔を変更し、フィンチューブ管群１２での伝熱
性能の低下や応力の増大を防ぐ。
口ダクトの間のダクト内でのガス流れのアンバランスに
よる不具合、例えば排熱回収ボイラ内のフィンチューブ
管群での伝熱性能の低下や応力の増大を防ぐこと。 【解決手段】 ガスタービンの排ガス等の高温のガスの
排気ダクト１０と排熱回収ボイラ入口ダクト１１を介し
てフィンチューブ管群１２が配置された排熱回収ボイラ
を接続する。このとき、通常ガス流れに垂直方向に対し
ては一定の間隔で巻かれるフィンチューブ管群１２のフ
ィン仕様について、予想される排ガスＧの流れのアンバ
ランスを緩和させるようにフィンチューブの途中でフィ
ン巻き間隔を変更し、フィンチューブ管群１２での伝熱
性能の低下や応力の増大を防ぐ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複合発電プラント
及びその他プラントの高温ガスの熱エネルギーを、フィ
ンチューブを用いて熱回収する排熱回収ボイラに係わ
り、特に排熱回収ボイラのフィンチューブ仕様に関する
ものである。
及びその他プラントの高温ガスの熱エネルギーを、フィ
ンチューブを用いて熱回収する排熱回収ボイラに係わ
り、特に排熱回収ボイラのフィンチューブ仕様に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】以下、本発明について、回収熱源がガス
タービンの排ガスとなる複合発電プラントを例に説明す
る。複合発電プラントは、ガスタービン開放サイクル部
と、排熱回収ボイラと、蒸気タービンサイクル部と、発
電機を備えて構成され、高い発電効率を得ることが可能
である。さらにガスタービンは負荷対応性に優れている
ことから急激な電力需要の上昇にも十分対応し得る負荷
追従性をもち、特に高頻度起動停止（DailyStart Stop
以下単にＤＳＳという）運転には有効である。
タービンの排ガスとなる複合発電プラントを例に説明す
る。複合発電プラントは、ガスタービン開放サイクル部
と、排熱回収ボイラと、蒸気タービンサイクル部と、発
電機を備えて構成され、高い発電効率を得ることが可能
である。さらにガスタービンは負荷対応性に優れている
ことから急激な電力需要の上昇にも十分対応し得る負荷
追従性をもち、特に高頻度起動停止（DailyStart Stop
以下単にＤＳＳという）運転には有効である。
【０００３】図３に複合発電プラントの概略系統図を示
す。図３において、空気供給管１からの燃焼用空気Ａと
燃料供給管２からの燃料Ｆを燃焼器３で混合させて燃焼
させ、その燃焼ガスでガスタービン４を回転させてガス
タービン４による発電を行う。ガスタービン４を回転さ
せた排ガスＧは排熱回収ボイラ５の排ガス通路６へ導入
される。
す。図３において、空気供給管１からの燃焼用空気Ａと
燃料供給管２からの燃料Ｆを燃焼器３で混合させて燃焼
させ、その燃焼ガスでガスタービン４を回転させてガス
タービン４による発電を行う。ガスタービン４を回転さ
せた排ガスＧは排熱回収ボイラ５の排ガス通路６へ導入
される。
【０００４】排熱回収ボイラ５で生成された蒸気は蒸気
タービン７を回転させて蒸気タービンによる発電を行っ
た後、復水器８で復水される。復水器８と排熱回収ボイ
ラ５は低圧給水ポンプ９を介して給水系統で結ばれてい
る。
タービン７を回転させて蒸気タービンによる発電を行っ
た後、復水器８で復水される。復水器８と排熱回収ボイ
ラ５は低圧給水ポンプ９を介して給水系統で結ばれてい
る。
【０００５】図４及び図５には図３に示すガスタービン
４から排熱回収ボイラ５までの排ガス通路６の概略構造
を示す。ガスタービン４の排ガスＧはガスタービン排気
ダクト１０から排熱回収ボイラ入口ダクト１１を通り排
熱回収ボイラ５に到達する。排熱回収ボイラ５にはフィ
ンチューブにより構成されたフィンチューブ管群１２が
配置され、排ガスＧからの熱回収を行う。
４から排熱回収ボイラ５までの排ガス通路６の概略構造
を示す。ガスタービン４の排ガスＧはガスタービン排気
ダクト１０から排熱回収ボイラ入口ダクト１１を通り排
熱回収ボイラ５に到達する。排熱回収ボイラ５にはフィ
ンチューブにより構成されたフィンチューブ管群１２が
配置され、排ガスＧからの熱回収を行う。
【０００６】排熱回収ボイラ５には図４に示すようにフ
ィンチューブ管群１２を垂直に配列し、排ガスＧが水平
方向に流れる横型と、図５に示すようにフィンチューブ
管群１２を水平に配列し、排ガスＧが鉛直方向に流れる
竪型がある。
ィンチューブ管群１２を垂直に配列し、排ガスＧが水平
方向に流れる横型と、図５に示すようにフィンチューブ
管群１２を水平に配列し、排ガスＧが鉛直方向に流れる
竪型がある。
【０００７】ここで排熱回収ボイラ５の断面寸法Ｈ２
は、ガスタービン排気ダクト１０の断面寸法Ｈ１に比べ
大きくなることから、排熱回収ボイラ入口ダクト１１に
より流路を大きく拡大させている。さらに図５に示す竪
型の排熱回収ボイラでは、排熱回収ボイラ入口ダクト１
１により排ガスＧの流れを水平方向から鉛直方向へと９
０度曲げることになる。
は、ガスタービン排気ダクト１０の断面寸法Ｈ１に比べ
大きくなることから、排熱回収ボイラ入口ダクト１１に
より流路を大きく拡大させている。さらに図５に示す竪
型の排熱回収ボイラでは、排熱回収ボイラ入口ダクト１
１により排ガスＧの流れを水平方向から鉛直方向へと９
０度曲げることになる。
【０００８】その際、ガス流れのアンバランスによりフ
ィンチューブ管群１２での伝熱性能が低下しないよう、
排熱回収ボイラ入口ダクト１１の広がり角度θを大きく
しない（約３０℃以下）、排熱回収ボイラ入口ダクト１
１の内部に整流板１３を挿入する等の対策がとられてい
る。
ィンチューブ管群１２での伝熱性能が低下しないよう、
排熱回収ボイラ入口ダクト１１の広がり角度θを大きく
しない（約３０℃以下）、排熱回収ボイラ入口ダクト１
１の内部に整流板１３を挿入する等の対策がとられてい
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】排ガスＧの流路の拡大
または流れの曲がりに対し、排熱回収ボイラ入口ダクト
の広がり角θが大きく、整流板１３を挿入しない場合に
は、図６及び図７に示すようなガス流れのアンバランス
がフィンチューブ管群１２で生じる。ガス流れのアンバ
ランスはフィンチューブ管群１２を通過し、抵抗を受け
ることにより緩和されていく。
または流れの曲がりに対し、排熱回収ボイラ入口ダクト
の広がり角θが大きく、整流板１３を挿入しない場合に
は、図６及び図７に示すようなガス流れのアンバランス
がフィンチューブ管群１２で生じる。ガス流れのアンバ
ランスはフィンチューブ管群１２を通過し、抵抗を受け
ることにより緩和されていく。
【００１０】このガス流れのアンバランスは排熱回収ボ
イラ５の伝熱性能を低下させるだけでなく、フィンチュ
ーブ管群１２にかかる最大応力を増大させる。そのため
特にガス前流側のフィンチューブ管群１２では性能低下
を補うだけの伝熱面の追加や、増大した応力に耐えるよ
うにサポート部材を追加することが必要となってくる。
イラ５の伝熱性能を低下させるだけでなく、フィンチュ
ーブ管群１２にかかる最大応力を増大させる。そのため
特にガス前流側のフィンチューブ管群１２では性能低下
を補うだけの伝熱面の追加や、増大した応力に耐えるよ
うにサポート部材を追加することが必要となってくる。
【００１１】そこで、本発明の課題は、ガスタービン排
気ダクトと排熱回収ボイラ入口ダクトの間のダクト内で
のガス流れのアンバランスによる不具合、例えば排熱回
収ボイラ内のフィンチューブ管群での伝熱性能の低下や
応力の増大を防ぐことである。
気ダクトと排熱回収ボイラ入口ダクトの間のダクト内で
のガス流れのアンバランスによる不具合、例えば排熱回
収ボイラ内のフィンチューブ管群での伝熱性能の低下や
応力の増大を防ぐことである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の問題点を
解決するため、通常ガス流れに垂直方向に対しては一定
の間隔で巻かれるフィンチューブ管群１２のフィン仕様
について、予想される排ガスＧの流れのアンバランスを
緩和させるようにフィンチューブの途中でフィン巻き間
隔を変更し、フィンチューブ管群１２での伝熱性能の低
下や応力の増大を防ぐ。
解決するため、通常ガス流れに垂直方向に対しては一定
の間隔で巻かれるフィンチューブ管群１２のフィン仕様
について、予想される排ガスＧの流れのアンバランスを
緩和させるようにフィンチューブの途中でフィン巻き間
隔を変更し、フィンチューブ管群１２での伝熱性能の低
下や応力の増大を防ぐ。
【００１３】すなわち、本発明は、高温ガスの排気ダク
トと排熱回収ボイラ入口ダクトを介して接続されるフィ
ンチューブ管群が配置された排熱回収ボイラ装置におい
て、ガス流れの分布に合わせてガス入口側のフィンチュ
ーブ管群のフィン間隔を変化させる排熱回収ボイラ装置
である。
トと排熱回収ボイラ入口ダクトを介して接続されるフィ
ンチューブ管群が配置された排熱回収ボイラ装置におい
て、ガス流れの分布に合わせてガス入口側のフィンチュ
ーブ管群のフィン間隔を変化させる排熱回収ボイラ装置
である。
【００１４】より具体的には、ガス流れの方向を水平方
向とする横型排熱回収ボイラにおいては、フィンチュー
ブ管群のフィン間隔を排熱回収ボイラ内の下部で密、上
部で疎とすることができる。また、ガス流れの方向を鉛
直平方向とする竪型排熱回収ボイラにおいては、高温ガ
スの排気ダクトにより近い側の排熱回収ボイラ内のフィ
ンチューブ管群のフィン間隔を密とし、高温ガスの排気
ダクトにより遠い側の排熱回収ボイラ内のフィンチュー
ブ管群のフィン間隔を疎とすることができる。
向とする横型排熱回収ボイラにおいては、フィンチュー
ブ管群のフィン間隔を排熱回収ボイラ内の下部で密、上
部で疎とすることができる。また、ガス流れの方向を鉛
直平方向とする竪型排熱回収ボイラにおいては、高温ガ
スの排気ダクトにより近い側の排熱回収ボイラ内のフィ
ンチューブ管群のフィン間隔を密とし、高温ガスの排気
ダクトにより遠い側の排熱回収ボイラ内のフィンチュー
ブ管群のフィン間隔を疎とすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる排熱回収ボ
イラ入口ダクト及びフィンチューブ仕様の実施の形態を
図を用いて説明する。図１には横型排熱回収ボイラ入口
部の概略構造を示す。ガスタービン排気ダクト１０と排
熱回収ボイラ５を接続する排熱回収ボイラ入口ダクト１
１の広がり角度θを約４５度とすることで、排熱回収ボ
イラ入口ダクト１１の長さＬを短くしている。
イラ入口ダクト及びフィンチューブ仕様の実施の形態を
図を用いて説明する。図１には横型排熱回収ボイラ入口
部の概略構造を示す。ガスタービン排気ダクト１０と排
熱回収ボイラ５を接続する排熱回収ボイラ入口ダクト１
１の広がり角度θを約４５度とすることで、排熱回収ボ
イラ入口ダクト１１の長さＬを短くしている。
【００１６】このとき、ガスタービン排気ダクト１０と
排熱回収ボイラ入口ダクト１１の底壁はほぼ同等の高さ
位置にあるものとするので、前記接続ダクトの広がり角
度θは上側の排熱回収ボイラ入口ダクト１１の傾斜角度
である。
排熱回収ボイラ入口ダクト１１の底壁はほぼ同等の高さ
位置にあるものとするので、前記接続ダクトの広がり角
度θは上側の排熱回収ボイラ入口ダクト１１の傾斜角度
である。
【００１７】上記した構成であるため、排ガスＧの流れ
は排熱回収ボイラ５内では下部に偏って流れやすくなる
ことから、フィンチューブ管群１２のフィン間隔を排熱
回収ボイラ５内の下部（Ｂ部）で密、上部（Ｃ部）で疎
とする。これによりフィンチューブ管群１２の下部での
ガス流れに対する抵抗が増し、上部で減ることから、排
ガスＧの流れのアンバランスが緩和される。
は排熱回収ボイラ５内では下部に偏って流れやすくなる
ことから、フィンチューブ管群１２のフィン間隔を排熱
回収ボイラ５内の下部（Ｂ部）で密、上部（Ｃ部）で疎
とする。これによりフィンチューブ管群１２の下部での
ガス流れに対する抵抗が増し、上部で減ることから、排
ガスＧの流れのアンバランスが緩和される。
【００１８】従ってフィンチューブ管群１２の管外にお
ける伝熱性能の低下は抑制され、伝熱面の追加は不要と
なる。またフィンチューブ管群１２への応力は均一化さ
れ、サポート部材の追加は不要となる。
ける伝熱性能の低下は抑制され、伝熱面の追加は不要と
なる。またフィンチューブ管群１２への応力は均一化さ
れ、サポート部材の追加は不要となる。
【００１９】図２に示す例は竪型排熱回収ボイラ入口部
の概略構造である。ガスタービン排気ダクト１０と排熱
回収ボイラ入口ダクト１１内での排ガスＧの流路断面は
広がり、かつ排ガスＧの流れが水平方向から鉛直方向へ
変わる。そのため排ガスＧの流れは曲がりの中心方向に
偏って流れやすくなる。
の概略構造である。ガスタービン排気ダクト１０と排熱
回収ボイラ入口ダクト１１内での排ガスＧの流路断面は
広がり、かつ排ガスＧの流れが水平方向から鉛直方向へ
変わる。そのため排ガスＧの流れは曲がりの中心方向に
偏って流れやすくなる。
【００２０】このため、ガスタービン排気ダクト１０に
より近い側の排熱回収ボイラ５内のフィンチューブ管群
１２（Ｄ部）のフィン間隔を密とし、ガスタービン排気
ダクト１０により遠い側の排熱回収ボイラ５内のフィン
チューブ管群１２（Ｅ部）のフィン間隔で疎とする。
より近い側の排熱回収ボイラ５内のフィンチューブ管群
１２（Ｄ部）のフィン間隔を密とし、ガスタービン排気
ダクト１０により遠い側の排熱回収ボイラ５内のフィン
チューブ管群１２（Ｅ部）のフィン間隔で疎とする。
【００２１】これによりフィンチューブ管群１２のＤ部
でのガス流れに対する抵抗が増し、Ｅ部で減ることか
ら、排ガスＧの流れのアンバランスが緩和される。従っ
てフィンチューブ管群１２の管外における伝熱性能の低
下は抑制され、伝熱面の追加は不要となる。またフィン
チューブ管群１２への応力は均一化され、サポート部材
の追加は不要となる。
でのガス流れに対する抵抗が増し、Ｅ部で減ることか
ら、排ガスＧの流れのアンバランスが緩和される。従っ
てフィンチューブ管群１２の管外における伝熱性能の低
下は抑制され、伝熱面の追加は不要となる。またフィン
チューブ管群１２への応力は均一化され、サポート部材
の追加は不要となる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、整流板１３の挿入やフ
ィンチューブ管群１２の伝熱面やサポート部材の追加を
行うことなく、排熱回収ボイラ入口ダクト１１の角度θ
を大きくし、長さＬを短縮する事ができる。
ィンチューブ管群１２の伝熱面やサポート部材の追加を
行うことなく、排熱回収ボイラ入口ダクト１１の角度θ
を大きくし、長さＬを短縮する事ができる。
【図１】 本発明の一実施例である横型排熱回収ボイラ
入口ダクト部の構造図である。
入口ダクト部の構造図である。
【図２】 本発明の一実施例である竪型排熱回収ボイラ
入口ダクト部の構造図である。
入口ダクト部の構造図である。
【図３】 複合発電プラントの概略系統図である。
【図４】 従来の横型排熱回収ボイラ入口ダクト部の構
造図である。
造図である。
【図５】 従来の竪型排熱回収ボイラ入口ダクト部の構
造図である。
造図である。
【図６】 従来の横型排熱回収ボイラのフィンチューブ
管群部での流速分布を示すグラフである。
管群部での流速分布を示すグラフである。
【図７】 従来の竪型排熱回収ボイラのフィンチューブ
管群部での流速分布を示すグラフである。
管群部での流速分布を示すグラフである。
１ 空気供給管 ２ 燃料供給管 ３ 燃焼器 ４ ガスタービン ５ 排熱回収ボイラ ６ 排ガス通路 ７ 蒸気タービン ８ 復水器 ９ 低圧給水ポンプ １０ ガスタービン
排気ダクト １１ 排熱回収ボイラ入口ダクト １２ フィンチュー
ブ管群 １３ 整流板
排気ダクト １１ 排熱回収ボイラ入口ダクト １２ フィンチュー
ブ管群 １３ 整流板
Claims (3)
- 【請求項１】 高温ガスの排気ダクトと排熱回収ボイラ
入口ダクトを介して接続されるフィンチューブ管群が配
置された排熱回収ボイラ装置において、 ガス流れの分布に合わせてガス入口側のフィンチューブ
管群のフィン間隔を変化させることを特徴とした排熱回
収ボイラ装置。 - 【請求項２】 ガス流れの方向を水平方向とする横型排
熱回収ボイラにおいては、フィンチューブ管群のフィン
間隔を排熱回収ボイラ内の下部で密、上部で疎とするこ
とを特徴とする請求項１記載の排熱回収ボイラ装置。 - 【請求項３】 ガス流れの方向を鉛直平方向とする竪型
排熱回収ボイラにおいては、高温ガスの排気ダクトによ
り近い側の排熱回収ボイラ内のフィンチューブ管群のフ
ィン間隔を密とし、高温ガスの排気ダクトにより遠い側
の排熱回収ボイラ内のフィンチューブ管群のフィン間隔
を疎とすることを特徴とする請求項１記載の排熱回収ボ
イラ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10315081A JP2000146101A (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | 排熱回収ボイラ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10315081A JP2000146101A (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | 排熱回収ボイラ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000146101A true JP2000146101A (ja) | 2000-05-26 |
Family
ID=18061194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10315081A Pending JP2000146101A (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | 排熱回収ボイラ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000146101A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106524510A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-03-22 | 天津理工大学 | 一种锅炉烟气余热回收利用装置 |
-
1998
- 1998-11-05 JP JP10315081A patent/JP2000146101A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106524510A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-03-22 | 天津理工大学 | 一种锅炉烟气余热回收利用装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6334410B2 (en) | Exhaust heat recovery boiler | |
| CN101509427A (zh) | 用于提高燃气轮机功率输出的排气道及发电系统 | |
| US5946901A (en) | Method and apparatus for improving gas flow in heat recovery steam generators | |
| CA2134738A1 (en) | Gas turbine combined cycle system | |
| JP2565437B2 (ja) | 管巣燃焼型コンバスタ−を備えたガスタ−ビン装置 | |
| JP5456071B2 (ja) | 貫流蒸発器 | |
| JPH03221702A (ja) | 複圧式排熱回収熱交換器 | |
| JP6050567B2 (ja) | フィン管式熱交換器 | |
| JP2000146101A (ja) | 排熱回収ボイラ装置 | |
| US10495393B2 (en) | System and method for improving the performance of a heat recovery steam generator | |
| EP2530420A2 (en) | Fin and tube heat exchanger | |
| JPH09137906A (ja) | 排熱回収装置 | |
| JP2012519831A (ja) | 貫流蒸発器とその設計方法 | |
| JPH066901U (ja) | 排熱回収ボイラのガス偏流防止装置 | |
| JP2937988B1 (ja) | 熱交換器 | |
| JP3365862B2 (ja) | 空冷式管巣燃焼型コンバスタ−を備えたガスタ−ビン装置 | |
| JP3737186B2 (ja) | 排熱回収装置 | |
| KR200167978Y1 (ko) | 복합형 폐열회수 증기발생기 | |
| CN215112533U (zh) | 一种高参数低氮冷凝快装燃气蒸汽锅炉 | |
| KR200311524Y1 (ko) | 가이드배인이나다공판이없이도유동을균일하게할수있는복합발전용배열회수보일러 | |
| JP2889271B2 (ja) | 排熱回収ボイラ装置 | |
| JP2000028101A (ja) | 排熱回収ボイラの伝熱管構造 | |
| JPH1089609A (ja) | ダミー管を利用したガス整流装置 | |
| JPH02309101A (ja) | 排熱回収熱交換器 | |
| JP2009222304A (ja) | 貫流式排熱回収ボイラ |