JP2001507436A - 貫流蒸気発生装置を運転する方法とシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 蒸発管（４）の給水側が下から上に向かって水を貫流させるようにされた貫流蒸気発生装置を運転する方法において、運転損失を回避するために、蒸発管（４）の出口側から排出された水の少なくとも一部が蒸発管（４）の入口側に再び供給される。また、運転システムは、蒸発器出口（１０）を蒸発器入口（８）と接続する排出管路（４４）を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 貫流蒸気発生装置を運転する方法とシステム 本発明は、蒸発管の給水側で下から上に向かって水を貫流させるようにされた 貫流蒸気発生装置を運転する方法に関する。さらに、本発明は、前記の方法を実 施するための運転システムに関する。 貫流蒸気発生装置においては、蒸発管内で流動媒体を完全に蒸発させるために 、蒸発器のバーナー・チャンバーのガスタイトな囲い壁を形成する管の加熱が行 われる貫流蒸気発生装置が運転されている間、蒸発器に水が貫流することが通常 であり、また貫流蒸気発生装置内に配置された燃焼ガスにより加熱される予熱器 またはエコノマイザーに循環流がオーバーラップに生じることがしばしばである 。このため、相応に高い速度で管を冷却しなければならない。 欧州特許第００５４６０１Ｂ１号より知られているように、所定の限界負荷の もとにある負荷領域で運転する ために、給水ポンプにより供給される流動媒体の量が一定に保持されることが好 ましい。このとき、給水ポンプの供給流量は蒸発器の定格流量の値に等しい。こ の運転態様においては、貫流蒸気発生装置の第１のバーナーの点火で始まり、高 い蒸気温度で貫流運転に到達することで終わる運転時間は非常に長い。この結果 、運転損失のレベルは運転時間により大幅に影響を受けるので、比較的高い運転 損失が生じることになる。 高い運転損失は、水のオーバーフローによっても生じる。この高い運転損失は 、一方では供給された熱に比較して高い水の流量により生じるとともに、他方で はいわゆる水の排出により生じる。この状態はまた、例えば、蒸発器の中央にあ る蒸発器の伝熱面内で蒸発が始まり、下流に所在する水の量（水の栓体）が押し 出されたときに生じる。上記の欧州特許の明細書から知られている貫流蒸気発生 装置においては、水はセパレーターまたは水一蒸気分離容器で分離されて、給水 容器に導き戻される。この余剰の水を導き戻すという概念は、とりわけ循環ポン プを備えた高価な運転システムかつ／または給水容器内の排出システムを必要と している。 本発明の目的は、一方では運転損失をできるだけ低く抑えることができるとと もに、他方では蒸発管を確実に冷却するために必要な十分な量の水を蒸発器に供 給することができる貫流蒸気発生装置を運転する方法を提供することである。 方法に関する上記の目的は、本発明によれば、蒸発管の出口側から退出または 排出された水の少なくとも一部が蒸発管の入口側に再び供給されることを特徴と する方法を提供することにより達成されたものである。 蒸発管から排出された水の少なくとも一部がまず補集されることが効果的であ る。排出された水／水−蒸気の混合物を含む蒸気が分離されたうえ過熱されるこ とが有利である。 下から上に向かって水を貫流させることができる多数の蒸発管を備えた貫流蒸 気発生装置に使用される運転システムに関する目的は、本発明によれば、蒸発管 に共通な入口管寄せと接続する排出管路が設けられていることを特徴とする運転 システムを提供することにより達成されたのである。 効果的な実施態様によれば、水・蒸気分離容器かつ／ または補集容器を排出管路の中に設けることができる。効果的に排出管路の中に 設けられた逆止弁は、蒸発器入口から蒸発器出口にいたる逆流を阻止している。 排出管路は、入口管寄せに直接接続してもよく、あるいは、入口管寄せと貫流 蒸気発生装置内に配置された予熱器（エコノマイザー）との間に設けられた接続 管路に接続するようにしてもよい。 本発明により得られる特長は、特に、運転の間、蒸発器から排出された水を排 出管路をへて蒸発器入口に導き戻すことにより自動的に調節される循環流動が得 られることと、蒸気発生管をより確実に冷却することができることである。 本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。図面は、垂直なガス 通路を備えているとともに、運転システムの排出管路を備えた貫流蒸気発生装置 を概念的に示したものである。 図面に示されている矩形の横断面の形状を備えている貫流蒸気発生装置１の垂 直ガス通路は、該ガス通路の下端がホッパー状の底部３に移行している囲い壁２ により形成されている。囲い壁２の蒸発管４は、長さ方向の端 部は、例えば、溶接によりガスタイトに互いに接続されている。底部３は、詳細 には図示されていない灰の排出開口３ａを備えている。囲い壁２の下部領域は、 多数のバーナー５を備えた貫流蒸気発生装置１の燃焼チャンバー６を形成してい る。運転の間は、燃料管路７を介して燃料Ｂがバーナー５に供給される。 給水または水／水−蒸気の混合物が下から上に向かって貫流するようにされた 蒸発管４あるいは、蒸発管のグープの場合、順々に貫流するようにされた囲い壁 ２の蒸発管４は、入口端が入口管寄せ８に接続されているとともに、出口端が出 口管寄せ１０に接続されている。入口管寄せ８と出口管寄せ１０は、ガス通路の 外側に配置されていて、例えば、リング状の管により形成されている。 入口管寄せ８は、管路１２と管寄せ１４を介して高圧予熱器またはエコノマイ ザー１６と接続されている。エコノマイザー１６の伝熱面は、バーナー５の上に 位置していて、囲い壁２により取り囲まれたスペース内に配置されている。エコ ノマイザー１６は、入口側が管寄せ１８と給水管路２０を介して蒸気Ｄにより加 熱される熱交換器２２と接続されており、該熱交換器２２は給水ポン プ２４の圧力側に接続されている。給水ポンプ２４の吸い込み側は詳細には図示 されていないやり方でコンデンサーを介して蒸気タービンと接続されていて、こ れにより水−水蒸気の循環系が形成されている。 出口管寄せ１０は、管路２６を介して水−蒸気分離容器またはセパレーター２ ８と接続されている。該セパレーター２８は蒸気側が囲い壁２内でエコノマイザ ー１６とバーナー・チャンバー６との間に配置されている高圧過熱器３４の入口 管寄せ３２と接続されている。運転の間、高圧過熱器３４は出口側が管寄せ３６ を介して蒸気タービンの高圧部分と接続されている。高圧過熱器３４とエコノマ イザー１６との間で取り囲み壁２により取り囲まれたスーペース内に中間過熱器 ３８が設けられていて、該中間過熱器３８は、管寄せ４０、４２を介して蒸気タ ービンの高圧部分と中間圧力の部分の間に接続されている。エコノマイザー１６ と高圧過熱器３４と中間過熱器３８とは、貫流蒸気発生器１のいわゆる対流通路 内の対流伝熱面または隔璧伝熱面として配置されている。 管路２６は、出口管寄せ１０を入口管寄せ８と接続している排出管路４４の一 部である。排出管路４４内にボ ンベ４６の形をした管寄せが設けられていて、該ボンベ４６の水側はセパレータ ー２８と接続されている。その他、逆止弁４８が排出管路４８に設けられている 。 貫流蒸気発生器１が運転されている間、給水Ｓが給水ポンプ２４を介し熱交換 器２２を通って供給され、まず熱交換器２２内で予熱される。このとき単位時間 当たり蒸発管４に供給される給水Ｓの量、すなわち、給水の流量は、単位時間当 たりバーナー５に供給される燃料Ｂの量（燃料の流量）に応じて調節される。こ のように予熱された給水Ｓはエコノマイザー１６中でさらに予熱され、管路１２ を経て蒸発器４の入口管寄せ８に供給される。加熱された給水Ｓはエコノマイザ ー１６を出た後、垂直に延在して配置された蒸発管４を下から上に向かって貫流 する。わずかな蒸発器を通る水の流量で運転される工程の間、蒸発管、すなわち 、蒸発器の伝熱面で給水Ｓの一部が蒸発する。これにより下流側にある給水Ｓは 一部が蒸発管４からセパレーター２８に移動し、セパレーター２８からボンベ４ ６に落下するとともに、ボンベ４６から排出管路４４に落下する。セパレーター ２８で分離された蒸気ＨＤは、蒸気管路３０を介して高圧過熱器３ ４に供給され、該高圧過熱器３４で過熱される。 水と水−蒸気の混合物の重量により決定される水のレベルｄ₂より高い位置に 位置している水のレベルｄ₁が排出管路４４の中で調節される。これにより蒸発 管４内の圧力低下は、出口管寄せ１０から蒸発管４またはボンベ４６から蒸発管 ４までの排出管４４内の圧力の高さより少なくなる。この圧力差により、セパレ ーター２８の中で分離され、ボンベ４６に導かれた水は蒸発器入口、すなわち、 蒸発管４の入口管寄せ８に流れ戻る。同時にこの循環流により、エコノマイザー １６から出た水の流れは蒸発器入口、すなわち、入口管寄せ８に供給される。 排出管路４４内の水のレベルｄ₁が低下し、蒸発管４内の水のレベルｄ₂が排出 管４４内のレベルｄ₁を越えると、蒸発管４全体にわたる圧力降下はボンベ４６ から蒸発管４の入口管寄せ８までの圧力の高さより大きくなる。この場合、水は 入口管寄せ８からボンベ４６へ逆方向に流動する。この逆の流れは逆止弁４８に より阻止される。 排出管路４４を介して出口管寄せ１０を蒸発管４の入口管寄せ８と直接接続す ることにより、自動的に調整ま たは調節される循環流を確保することができる。これにより、直接蒸発器入口８ へ過剰な水が一部または全部逆流することにより生じる運転損失を高価な循環ポ ンプを使用することなく簡単なやり方で非常に低く抑えることができる。同時に 、蒸発管４を冷却するために必要な水を常に十分に蒸発器に供給することができ る。 符号の説明 １ ・・・・ 貫流蒸気発生装置 ２ ・・・・ 囲い壁 ３ ・・・・ ホッパー状の底部 ４ ・・・・ 蒸発管（蒸発器） ５ ・・・・ バーナー ６ ・・・・ 燃焼チャンバー ７ ・・・・ 燃料管路 ８ ・・・・ 入口管寄せ １０・・・・ 出口管寄せ １２・・・・ 管路 １４・・・ 管寄せ １６・・・・ 高圧予熱器（エコノマイザー） １８・・・・ 管寄せ ２０・・・・ 給水管路 ２２・・・・ 熱交換器 ２４・・・・ 給水ポンプ ２６・・・・ 管路 ２８・・・・ 水−蒸気分離容器（セパレーター） ３０・・・・ 蒸気管路 ３２・・・・ 入口管寄せ ３４・・・・ 高圧過熱器 ３６・・・・ 管寄せ ３８・・・・ 中間過熱器 ４０・・・・ 管寄せ ４２・・・・ 管寄せ ４４・・・・ 排出管路 ４６・・・・ ボンベ ４８・・・・ 逆止弁 Ｂ ・・・・ 燃料 Ｄ ・・・・ 蒸気 ｄ₁・・・・ 排出管４４内の水のレベル ｄ₂・・・・ 蒸気管４内の水のレベル ＨＤ・・・・ 高圧過熱器に供給される蒸気 Ｓ ・・・・ 給水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フシャウアー、ヘルムート ドイツ連邦共和国、デー・40882 ラティ ンゲン、ゴルトアマーヴェーク ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．蒸発管（４）の給水側に下から上に向かって水が貫流するようにされた貫流 蒸気発生装置を運転する方法において、蒸発管（４）から排出された水の少なく とも一部分が蒸発管（４）の入口側に再び供給されることを特徴とする方法。 ２．蒸留管（４）から排出される水の少なくとも一部分がまず補集されることを 特徴とする請求項１記載の方法。 ３ 排出された水に含まれる蒸気（ＨＤ）が分離されて、過熱されることを特徴 とする請求項１または２記載の方法。 ４．下から上に向かって水を貫流させることができる多数の蒸発管（４）を備え た貫流蒸気発生装置に使用される運転システムにおいて、蒸発管（４）に共通な 出 口管寄せ（１０）を蒸発管（４）に共通な入口管寄せ（８）と接続する排出管路 （４４）が設けられていることを特徴とする運転システム。 ５．水−蒸気分離容器（２８）が排出管路（４４）に接続されていることを特徴 とする請求項４記載の運転システム。 ６．補集容器（４６）が排出管路（４４）に接続されていることを特徴とする請 求項４または５記載の運転システム。 ７．逆止弁（４８）が排出管路（４４）に接続されていることを特徴とする請求 項４より５までのいずれか１項記載の運転システム。 ８．排出管路（４４）の下流側が接続管路（１２）に接続されていて、該接続管 路（１２）が入口管寄せ（８）と貫流蒸気発生装置（１）内に配置された予熱器 （１６）との間に接続されていることを特徴とする請求項 ４より７までのいずれか１項記載の運転システム。