JP2009074726A

JP2009074726A - 貫流式排熱回収ボイラ

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Publication number: JP2009074726A
Application number: JP2007242764A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Takenaga; 和弘武永; Mitsugi Musashi; 貢武蔵
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2007-09-19
Filing date: 2007-09-19
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2027-09-19
Also published as: JP5041941B2

Abstract

【課題】起動時の蒸発器管の焼損防止や汽水分離器のレベル変動の抑制を行う。
【解決手段】高圧二次蒸発器７、高圧一次蒸発器８、高圧一次蒸発器８と高圧二次蒸発器７を直列接続する連絡管１９、高圧汽水分離器１４、低圧ドラム１６を備えた貫流式排熱回収ボイラにおいて、高圧一次蒸発器８の出口側から低圧ドラム１６へ缶水を排出する排出系統２６を設置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンバインドサイクル発電設備に設置される貫流式排熱回収ボイラに係り、特に大容量高効率化に好適な貫流式排熱回収ボイラに関する。

まず、一般的なコンバインドサイクル発電設備のプラント構成について図１５を参照して説明する。

ガスタービン１で天然ガス等を燃焼させて発電を行い、ガスタービン１から排出された高温の排ガスは排熱回収ボイラ２に送られる。排熱回収ボイラ２では排ガスからの熱回収により給水が蒸気に変換され、発生した蒸気は蒸気タービン３に送られて発電機４にて発電を行う。

従来の貫流式排熱回収ボイラの系統構成の例を図１６に示す。前記ガスタービン１からの排ガスは最初の熱交換部である高圧過熱器５から排ガス流れ方向最下流部に設置された低圧節炭器１３まで送られ、その間で熱回収が行われる。

給水は低圧節炭器１３を経て、高中圧給水ポンプ１７で昇圧され中圧節炭器１１と高圧節炭器９へ送られる。高圧節炭器９で加熱された高圧給水は高圧一次蒸発器８、高圧二次蒸発器７で蒸気に変換され、更に過熱された後、高圧汽水分離器１４を経て高圧過熱器５へ供給される。高圧一次蒸発器８と高圧二次蒸発器７の間には、高圧一次蒸発器出口連絡管１９、高圧分配器２０、高圧二次蒸発器入口連絡管２１が設置されている。

図中の６は再熱器、１０は中圧蒸発器、１２は低圧蒸発器、１５は中圧ドラム、１２は低圧ドラム、１８は低圧節炭器再循環系統、２２は高圧ドレンタンク、２３は高圧ドレンタンクブロー系統、２４は高圧二次蒸発器入口バイパス系統、２５は高圧給水調節弁である。

ここで、排熱回収ボイラの起動初期には節炭器及び蒸発器に水張りを行った後ガスタービンは点火され、排熱回収ボイラに排ガスが導入され蒸発器内で蒸発を開始するが、高圧系では排ガス流れ方向上流側に設置されている高圧二次蒸発器７で蒸発が始まった後、それの排ガス流れ方向下流側に設置されている高圧一次蒸発器８で蒸発を開始する。

従って高圧二次蒸発器７で発生した蒸気は高圧汽水分離器１４に送られるが、高圧一次蒸発器８ではまだ蒸気が発生しない状態が存在して、高圧二次蒸発器７内部の保有水が一次的に減少し、高圧二次蒸発器７の内部が流体で満たされず、高圧二次蒸発器管の温度が局部的に上昇して、最悪の場合は高圧二次蒸発器７の焼損が起こる恐れがあった。

この対策として排熱回収ボイラでは起動初期に定格運転時の１０％程度の量の水を蒸発器に強制的に供給するミニマムフロー運転が行なわれるが、貫流式ではドラムのような大容量の保有水設備が無く、汽水分離器１４の下部に設置されたドレンタンク２２でレベルを確認しながらブロー系統２３により系外または復水器（図示せず）へのブローが行われるが、レベル変動が大きくブロー量も多くなる。

これらの問題を解決するため、図１６に示すようにバイパス系統２４を設置し、ボイラ起動時に給水調節弁２５の調節により高圧節炭器９の給水を高圧二次蒸発器７の入口にバイパスさせることで、高圧二次蒸発器７内の保有水の減少を補っていた。それとともに、起動前の水張時に高圧一次蒸発器８を満水にせず上部に空間を設けることで、高圧二次蒸発器７への内部流体の急激な流入を防ぎ、ドレンタンク２２でのレベル変動やブロー系統２３からのブロー量を抑制している。
特表２００１−５０５６４５号公報

しかし、起動初期に高圧一次蒸発器８の上部が内部に流体が存在しない状態で排ガスの熱を受ける空焚き状態となるため、管材質を低合金鋼にする等の対応が必要になる。また高圧一次蒸発器８の管内上部に空間を設けるために内部流体を排出する必要があり、保有熱を含めた給水の損失となる。

本発明の目的は、排熱回収ボイラ起動時における汽水分離器内のレベル変動及びブロー量の抑制のために一次蒸発器の部分水張りを行うことなく、蒸発器管の焼損防止や汽水分離器のレベル変動抑制を行うとともに、信頼性の向上が図れる貫流式排熱回収ボイラを提供することにある。

前記課題を解決するため本発明の第１の手段は、二次蒸発器と、その二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された一次蒸発器と、その一次蒸発器と前記二次蒸発器を直列に接続した連絡管と、前記二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する汽水分離器と、前記一次蒸発器よりも低圧となる系に設置された低圧系のドラムを備えた貫流式排熱回収ボイラにおいて、
前記一次蒸発器の出口側から前記低圧系のドラムへ缶水を排出する缶水排出系統を設置したことを特徴とするものである。

本発明の第２の手段は、二次蒸発器と、その二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された一次蒸発器と、その一次蒸発器と前記二次蒸発器を直列に接続した連絡管と、前記二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する汽水分離器と、
前記一次蒸発器よりも低圧となる系に設置された低圧系の節炭器を備えた貫流式排熱回収ボイラにおいて、
前記一次蒸発器の出口側から前記低圧系の節炭器へ缶水を排出する缶水排出系統を設置したことを特徴とするものである。

本発明の第３の手段は、前記第１または第２の手段において、前記一次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に前記一次蒸発器と同圧系統の節炭器を設置し、その同圧系統の節炭器の出口側に給水調節弁または圧力調節弁を設け、その給水調節弁または圧力調節弁の入口側から前記二次蒸発器の入口側に向けてバイパス系統を設けたことを特徴とするものである。

本発明の第４の手段は、高圧二次蒸発器と、その高圧二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された高圧一次蒸発器と、その高圧一次蒸発器と前記高圧二次蒸発器を直列に接続した連絡管と、前記高圧二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する高圧汽水分離器と、前記高圧一次蒸発器よりも低圧となる系に設置された低圧ドラムを備えた貫流式排熱回収ボイラにおいて、
前記高圧一次蒸発器の出口側から前記低圧ドラムへ缶水を排出する缶水排出系統を設置したことを特徴とするものである。

本発明の第５の手段は、高圧二次蒸発器と、その高圧二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された高圧一次蒸発器と、その高圧一次蒸発器と前記高圧二次蒸発器を直列に接続した連絡管と、前記高圧二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する高圧汽水分離器と、前記高圧一次蒸発器よりも低圧となる系に設置された中圧ドラムを備えた貫流式排熱回収ボイラにおいて、
前記高圧一次蒸発器の出口側から前記中圧ドラムへ缶水を排出する缶水排出系統を設置したことを特徴とするものである。

本発明の第６の手段は、高圧二次蒸発器と、その高圧二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された高圧一次蒸発器と、その高圧一次蒸発器と前記高圧二次蒸発器を直列に接続した連絡管と、前記高圧二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する高圧汽水分離器と、前記高圧一次蒸発器よりも低圧となる系に設置された中圧節炭器を備えた貫流式排熱回収ボイラにおいて、
前記高圧一次蒸発器の出口側から前記中圧節炭器へ缶水を排出する缶水排出系統を設置したことを特徴とするものである。

本発明の第７の手段は、高圧二次蒸発器と、その高圧二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された高圧一次蒸発器と、その高圧一次蒸発器と前記高圧二次蒸発器を直列に接続した連絡管と、前記高圧二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する高圧汽水分離器と、前記高圧一次蒸発器よりも低圧となる中圧ドラムならびに低圧ドラムを備えた貫流式排熱回収ボイラにおいて、
前記高圧一次蒸発器の出口側から前記中圧ドラムならびに低圧ドラムへ缶水を排出する缶水排出系統を設置したことを特徴とするものである。

本発明の第８の手段は、高圧二次蒸発器と、その高圧二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された高圧一次蒸発器と、その高圧一次蒸発器と前記高圧二次蒸発器を直列に接続した連絡管と、前記高圧二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する高圧汽水分離器と、前記高圧一次蒸発器よりも低圧となる中圧ドラムならびに低圧節炭器を備えた貫流式排熱回収ボイラにおいて、
前記高圧一次蒸発器の出口側から前記中圧ドラムならびに低圧節炭器へ缶水を排出する缶水排出系統を設置したことを特徴とするものである。

本発明の第９の手段は、前記第４ないし第８の手段において、前記高圧一次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された高圧節炭器の出口側に給水調節弁または圧力調節弁を設け、その給水調節弁または圧力調節弁の入口側から前記高圧二次蒸発器の入口側に向けて延びたバイパス系統を設けたことを特徴とするものである。

本発明の第１０の手段は、高圧二次蒸発器と、その高圧二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された高圧一次蒸発器と、その高圧一次蒸発器と前記高圧二次蒸発器を直列に接続した高圧連絡管と、前記高圧二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する高圧汽水分離器とを備えた高圧系統と、
前記高圧一次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された中圧二次蒸発器と、その中圧二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された中圧一次蒸発器と、その中圧一次蒸発器と前記中圧二次蒸発器を直列に接続した中圧連絡管と、前記中圧二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する中圧汽水分離器と、前記中圧一次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された中圧節炭器とを備えた中圧系統と、
その中圧系統よりも低圧となる系に設置された低圧ドラムを備えた貫流式排熱回収ボイラにおいて、
前記高圧一次蒸発器の出口側から前記中圧節炭器へ缶水を排出する第１の缶水排出系統と、
前記中圧一次蒸発器の出口側から前記低圧ドラムへ缶水を排出する第２の缶水排出系統を設置したことを特徴とするものである。

本発明の第１１の手段は、高圧二次蒸発器と、その高圧二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された高圧一次蒸発器と、その高圧一次蒸発器と前記高圧二次蒸発器を直列に接続した高圧連絡管と、前記高圧二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する高圧汽水分離器とを備えた高圧系統と、
前記高圧一次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された中圧二次蒸発器と、その中圧二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された中圧一次蒸発器と、その中圧一次蒸発器と前記中圧二次蒸発器を直列に接続した中圧連絡管と、前記中圧二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する中圧汽水分離器と、前記中圧一次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された中圧節炭器とを備えた中圧系統と、
その中圧系統よりも低圧となる系に設置された低圧節炭器を備えた貫流式排熱回収ボイラにおいて、
前記高圧一次蒸発器の出口側から前記中圧節炭器へ缶水を排出する第１の缶水排出系統と、
前記中圧一次蒸発器の出口側から前記低圧節炭器へ缶水を排出する第２の缶水排出系統を設置したことを特徴とするものである。

本発明は前述のような構成になっており、排熱回収ボイラ起動時における汽水分離器内のレベル変動及びブロー量の抑制のために一次蒸発器の部分水張りを行うことなく、蒸発器管の焼損防止や汽水分離器のレベル変動抑制を行うとともに、信頼性の向上が図れる貫流式排熱回収ボイラを提供することができる。

以下に述べる本発明の実施形態によれば、高圧一次蒸発器の出口水の排出系統を設置することで、ボイラ起動前に高圧一次蒸発器の上部に空間を設けることなく起動時の汽水分離器のレベル変動及びブロー量の抑制が可能となり、一次蒸発器の空焚き対策が不要で、保有熱を含めた給水の損失を防ぐことができる。

また、高圧一次蒸発器の出口水の排出先を低圧ドラム又は低圧節炭器入口とすることにより、排熱回収ボイラ入口の給水温度を露点温度以上に上昇させるまでの時間が短縮でき、腐食や応力腐食割れの防止をより確実に行うことが可能となる。

更に、高圧一次蒸発器の出口水の排出先を中圧ドラム又は中圧節炭器系とすることにより、燃料加温用抽水が温度上昇する時間が短縮されることになり、ガスタービンの効率向上を早期に行うことが可能となる。

（第１実施形態）
次に本発明の各実施形態を図と共に説明する。図１は、第１実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。

ガスタービンからの排ガスは最初の熱交換部である高圧過熱器５から排ガス流れ方向最下流部に設置された低圧節炭器１３まで送られ、その間で熱回収が行われる。

本実施形態では、高圧一次蒸発器８の出口から低圧ドラム１６へ内部流体を排出するための低圧ドラム排出系統２６が設置されており、この低圧ドラム排出系統２６は図に示すように高圧一次蒸発器出口連絡管１９の途中から分岐して低圧ドラム１６に接続されている。

ボイラ起動時、高圧一次蒸発器８を満水にした状態でミニマムフロー運転を行い、高圧節炭器９から高圧一次蒸発器８へ一定量の水を強制給水することで高圧二次蒸発器７での焼損を防止する。その際、高圧一次蒸発器８の出口水の一部を低圧ドラム排出系統２６により低圧ドラム１６へ排出することで、高圧二次蒸発器７への急激な流体の流入を防ぐことができ、そのため高圧汽水分離器１４のレベル変動やブロー量の抑制が可能となる。

図２を用いて本実施形態の更なる効果を説明する。同図は、ボイラ起動時における低圧節炭器１３の入口給水温度特性を示している。

低圧節炭器１３の入口給水温度は、低圧節炭器再循環系統１８に設置した節炭器再循環ポンプ４１により、低圧節炭器１３の出口の高温給水を低圧節炭器１３の入口の配管へと再循環させることで、低圧節炭器１３の入口の給水温度を上昇させ、排ガス流路内に設置された低圧節炭器管等の表面で排ガス中の水分が結露し腐食することを防止するようになっている。

ところで従来の排熱回収ボイラでは図１６に示すように、高圧一次蒸発器８で加熱された流体が低圧ドラム１６に送る低圧ドラム排出系統２６が無く、低圧節炭器１３は排ガス流れ方向最下流部に設置されているため、ボイラ起動時には低圧節炭器１３の出口の温度上昇、つまりは低圧節炭器再循環系統１８を用いた前述の温度上昇に時間がかかる（図２の一点鎖線参照）。そのため、起動初期に排熱回収ボイラ入口給水温度が露点以下となる時間帯が長時間存在するという問題がある。

これに対して本実施形態では、高圧一次蒸発器８で加熱された流体が低圧ドラム１６を経て低圧蒸発器１２へ送られるため、低圧蒸発器１２の排ガス流れ方向下流でのガス温度が従来よりも高く、低圧節炭器１３の出口給水温度が早期に上昇し、低圧節炭器１３の入口の温度上昇も早まる（図２の実線参照）。従って起動初期に排ガス中の水分が低圧節炭器１３の管表面等で結露する時間が短縮し、腐食や応力腐食割れの懸念が軽減される。

（第２実施形態）
図３は、第２実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。本実施形態では、前記第１実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統に、高圧節炭器９の給水を高圧二次蒸発器７の入口側へバイパスさせる高圧二次蒸発器入口バイパス系統２４を追加することで、高圧二次蒸発器７の焼損対策をより確実に行うことにした。すなわちバイパス系統２４を設置し、ボイラ起動時に高圧給水調節弁２５の調節により高圧節炭器９の給水の一部を高圧二次蒸発器７の入口にバイパスさせることで、高圧二次蒸発器７内の保有水の減少を補う。

本実施形態においても前記第１実施形態と同様に、高圧汽水分離器１４のレベル変動やブロー量の抑制が可能となるとともに、低圧節炭器１３の管表面等での結露時間を短縮することによる水腐食や応力腐食割れの抑制効果も得られる。

（第３実施形態）
図４は、第３実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。本実施形態で前記第２実施形態と相違する点は、高中圧給水ポイプ１７と高圧節炭器９の間に給水調節弁４２を設けるとともに、高圧節炭器９の出口側に圧力調節弁４３を設けた点である。

バイパス系統２４は高圧二次蒸発器７が損傷しないように設けた系統であり、バイパス系統２４の途中に付設されている弁は蒸発器ミニマムフロー弁（アングル弁）になっており、この弁はボイラ起動初期にのみ開くようになっている。従って、図３に示すように給水調節弁２５を設けた場合は、この給水調節弁２５で流量コントロールして、バイパス系統２４をミニマムフローの状態にする。一方、図４に示すように圧力調節弁４３を用いる場合には差圧をつけることでバイパス系統２４をミニマムフローの状態とし、圧力調節弁４３では流量コントロールができないので、高中圧給水ポイプ１７と高圧節炭器９の間に給水調節弁４２を設けている。

（第４実施形態）
図５は、第４実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。本実施形態で前記第１実施形態と相違する点は、前記低圧ドラム排出系統２６の代わりに、高圧一次蒸発器８の出口から中圧ドラム１５へ内部流体を排出する中圧ドラム排出系統２７を設置した点である。

ボイラの起動時、高圧一次蒸発器８を満水にした状態でミニマムフロー運転を行い、高圧節炭器９から高圧一次蒸発器８へ一定量の水を強制給水することで高圧二次蒸発器７での焼損を防止する。その際、高圧一次蒸発器８から出る水の一部を中圧ドラム排出系統２7により中圧ドラム１５へ排出することで、高圧二次蒸発器７への急激な流体の流入を防ぐことができ、汽水分離器１４のレベル変動やブロー量の抑制が可能となる。

図６を用いて本実施形態の更なる効果を説明する。同図は、ボイラ起動時における中圧節炭器１０の給水温度特性を示している。

中圧系統は高圧系統の排ガス流れ方向下流側に設置されているため、ボイラ起動時には高圧系統に比べ熱の流入が遅れ、同図に示すように従来の排熱回収ボイラでは、中圧節炭器１１への給水の温度上昇にも時間がかかる。

これに対して本実施形態を採用した場合には、中圧ドラム１５を経て中圧蒸発器１０へ熱が送られるため、中圧蒸発器１０の出口のガス温度が高く、従って同図に示すように中圧節炭器１１の出入口給水温度が早い段階で上昇することになる。

ガスタービンの効率向上を図るため、図５に示すように中圧節炭器１１の出口加熱水を用いてガスタービン用の燃料ガスを加熱する燃料ガス加熱器２８が設置されたシステムがコンバインドサイクル発電設備で採用されている。このシステムの場合、中圧節炭器１１の給水の温度上昇に時間がかかればガスタービンの起動特性と効率向上に支障をきたすことになる。この点本実施形態を採用すれば、ボイラ起動時での中圧節炭器１１の出口側温度が燃料ガスの加熱に必要な温度に達するまでの時間が短縮され、ガスタービンの起動特性が安定し、早期に効率向上が図れる。

（第５実施形態）
図７は、第５実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。本実施形態で前記第３実施形態と相違する点は、高圧節炭器９の給水を高圧二次蒸発器７の入口へバイパスさせる高圧二次蒸発器入口バイパス系統２４を設けることで、高圧二次蒸発器７の焼損対策をより確実に行うことにした点である。

本実施形態においても汽水分離器１４のレベル変動やブロー量の抑制が可能となるとともに、ボイラ起動時での中圧節炭器１１の出口側温度が燃料ガスの加熱に必要な温度に達するまでの時間が短縮され、ガスタービンの起動特性が安定し、効率向上を早期に行うことができる。

本実施形態においても高圧給水調節弁２５の代わりに、図４に示すように給水調節弁４２と圧力調節弁４３を用いることもできる。

（第６実施形態）
図８は、第６実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。本実施形態の場合、高圧一次蒸発器８の出口から低圧ドラム１６へ内部流体を排出する低圧ドラム排出系統２６と、高圧一次蒸発器８の出口から中圧ドラム１５へ内部流体を排出する中圧ドラム排出系統２７とを並設している。

（第７実施形態）
図９は、第７実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。本実施形態で前記第５実施形態と相違する点は、高圧節炭器９の給水を高圧二次蒸発器７の入口へバイパスさせる高圧二次蒸発器入口バイパス系統２４を設けることで、高圧二次蒸発器７の焼損対策をより確実に行うことにした点である。

（第８実施形態）
図１０は、第８実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。本実施形態で前記第７実施形態と相違する点は、低圧ドラム排出系統２６の代わりに高圧一次蒸発器８の出口側から中圧節炭器１１側に延びる中圧節炭器系再循環系統３０を設けた点である。

（第９実施形態）
図１１は、第９実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。本実施形態の場合、高圧系及び中圧系に貫流式を採用した排熱回収ボイラにおいて、高圧一次蒸発器８の出口側から中圧節炭器１１側に延びる中圧節炭器系再循環系統３０を設けるとともに、中圧一次蒸発器３２の出口側から低圧ドラム１６側に延びる中圧一次蒸発器出口連絡管３４を設けている。

なお、図中の３１は中圧二次蒸発器、３３は中圧汽水分離器、３５は中圧分配器、３６は中圧二次蒸発器入口連絡管、３７は中圧ドレンタンク、３８は中圧ドレンタンクブロー系統、３９は中圧二次蒸発器入口バイパス系統、４０は中圧給水調節弁である。

（第１０実施形態）
図１２は、第１０実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。本実施形態で前記第９実施形態と相違する点は、低圧ドラム排出系統２６の代わりに、中圧一次蒸発器３２の出口側から低圧節炭器１３の入口側に延びる低圧節炭器入口再循環系統２９を設けて、中圧一次蒸発器３２の缶水を低圧節炭器１３の入口側に排出した点である。

（第１１実施形態）
図１３は、第１１実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。本実施形態の場合、一次蒸発器８の出口側から低圧節炭器１３の入口側に延びる低圧節炭器入口再循環系統２９を設けて、一次蒸発器８の缶水を低圧節炭器１３の入口側に排出している。

（第１２実施形態）
図１４は、第１２実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。本実施形態の場合、一次蒸発器８の出口側から中圧節炭器１１に延びる中圧節炭器系再循環系統３０を設けて、一次蒸発器８の缶水を中圧節炭器１１へ再循環している。

本実施形態などのように中圧節炭器系再循環系統３０を中圧節炭器１１に接続する場合は、中圧節炭器１１を構成している多数の伝熱パネルどうしが連絡管で連結されているため、そのいずれかの連絡管に前記中圧節炭器系再循環系統３０の配管を接続することになる。

本発明の第１実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。その第１実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの低圧節炭器における入口給水温度上昇を示す特性図である。本発明の第２実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。本発明の第３実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。本発明の第４実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。その第４実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの中圧節炭器における入口ならびに出口の給水温度上昇を示す特性図である。本発明の第５実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。本発明の第６実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。本発明の第７実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。本発明の第８実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。本発明の第９実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。本発明の第１０実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。本発明の第１１実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。本発明の第１２実施形態に係る貫流式排熱回収ボイラの系統図である。コンバインドサイクル発電設備のプラント構成図である。従来の貫流式排熱回収ボイラの系統図である。

符号の説明

１：ガスタービン、２：排熱回収ボイラ、３：蒸気タービン、４：発電機、５：高圧過熱器、６：再熱器、７：高圧二次蒸発器、８：高圧一次蒸発器、９：高圧節炭器、１０：中圧蒸発器、１１：中圧節炭器、１２：低圧蒸発器、１３：低圧節炭器、１４：高圧汽水分離器、１５：中圧ドラム、１６：低圧ドラム、１７：高中圧給水ポンプ、１８：低圧節炭器再循環系統、１９：高圧一次蒸発器出口連絡管、２０：高圧分配器、２１：高圧二次蒸発器入口連絡管、２２：高圧ドレンタンク、２３：高圧ドレンタンクブロー系統、２４：高圧二次蒸発器入口バイパス系統、２５：高圧給水調節弁、２６：低圧ドラム排出系統、２７：中圧ドラム排出系統、２８：燃料ガス加熱器、２９：低圧節炭器入口再循環系統、３０：中圧節炭器系再循環系統、３１：中圧二次蒸発器、３２：中圧一次節炭器、３３：中圧汽水分離器、３４：中圧一次蒸発器出口連絡管、３５：中圧分配器、３６：中圧二次蒸発器入口連絡管、３７：中圧ドレンタンク、３８：中圧ドレンタンクブロー系統、３９：中圧二次蒸発器入口バイパス系統、４０：中圧給水調節弁、４１：節炭器再循環ポンプ、４２：給水調節弁、４３：圧力水調節弁。

Claims

二次蒸発器と、その二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された一次蒸発器と、その一次蒸発器と前記二次蒸発器を直列に接続した連絡管と、前記二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する汽水分離器と、前記一次蒸発器よりも低圧となる系に設置された低圧系のドラムを備えた貫流式排熱回収ボイラにおいて、
前記一次蒸発器の出口側から前記低圧系のドラムへ缶水を排出する缶水排出系統を設置したことを特徴とする貫流式排熱回収ボイラ。
二次蒸発器と、その二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された一次蒸発器と、その一次蒸発器と前記二次蒸発器を直列に接続した連絡管と、前記二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する汽水分離器と、前記一次蒸発器よりも低圧となる系に設置された低圧系の節炭器を備えた貫流式排熱回収ボイラにおいて、
前記一次蒸発器の出口側から前記低圧系の節炭器へ缶水を排出する缶水排出系統を設置したことを特徴とする貫流式排熱回収ボイラ。
請求項１または２に記載の貫流式排熱回収ボイラにおいて、前記一次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に前記一次蒸発器と同圧系統の節炭器を設置し、その同圧系統の節炭器の出口側に給水調節弁または圧力調節弁を設け、その給水調節弁または圧力調節弁の入口側から前記二次蒸発器の入口側に向けてバイパス系統を設けたことを特徴とする貫流式排熱回収ボイラ。
高圧二次蒸発器と、その高圧二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された高圧一次蒸発器と、その高圧一次蒸発器と前記高圧二次蒸発器を直列に接続した連絡管と、前記高圧二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する高圧汽水分離器と、前記高圧一次蒸発器よりも低圧となる系に設置された低圧ドラムを備えた貫流式排熱回収ボイラにおいて、
前記高圧一次蒸発器の出口側から前記低圧ドラムへ缶水を排出する缶水排出系統を設置したことを特徴とする貫流式排熱回収ボイラ。
高圧二次蒸発器と、その高圧二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された高圧一次蒸発器と、その高圧一次蒸発器と前記高圧二次蒸発器を直列に接続した連絡管と、前記高圧二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する高圧汽水分離器と、前記高圧一次蒸発器よりも低圧となる系に設置された中圧ドラムを備えた貫流式排熱回収ボイラにおいて、
前記高圧一次蒸発器の出口側から前記中圧ドラムへ缶水を排出する缶水排出系統を設置したことを特徴とする貫流式排熱回収ボイラ。
高圧二次蒸発器と、その高圧二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された高圧一次蒸発器と、その高圧一次蒸発器と前記高圧二次蒸発器を直列に接続した連絡管と、前記高圧二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する高圧汽水分離器と、前記高圧一次蒸発器よりも低圧となる系に設置された中圧節炭器を備えた貫流式排熱回収ボイラにおいて、
前記高圧一次蒸発器の出口側から前記中圧節炭器へ缶水を排出する缶水排出系統を設置したことを特徴とする貫流式排熱回収ボイラ。
高圧二次蒸発器と、その高圧二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された高圧一次蒸発器と、その高圧一次蒸発器と前記高圧二次蒸発器を直列に接続した連絡管と、前記高圧二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する高圧汽水分離器と、前記高圧一次蒸発器よりも低圧となる中圧ドラムならびに低圧ドラムを備えた貫流式排熱回収ボイラにおいて、
前記高圧一次蒸発器の出口側から前記中圧ドラムならびに低圧ドラムへ缶水を排出する缶水排出系統を設置したことを特徴とする貫流式排熱回収ボイラ。
高圧二次蒸発器と、その高圧二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された高圧一次蒸発器と、その高圧一次蒸発器と前記高圧二次蒸発器を直列に接続した連絡管と、前記高圧二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する高圧汽水分離器と、前記高圧一次蒸発器よりも低圧となる中圧ドラムならびに低圧節炭器を備えた貫流式排熱回収ボイラにおいて、
前記高圧一次蒸発器の出口側から前記中圧ドラムならびに低圧節炭器へ缶水を排出する缶水排出系統を設置したことを特徴とする貫流式排熱回収ボイラ。
請求項４ないし８のいずれか１項に記載の貫流式排熱回収ボイラにおいて、前記高圧一次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された高圧節炭器の出口側に給水調節弁または圧力調節弁を設け、その給水調節弁または圧力調節弁の入口側から前記高圧二次蒸発器の入口側に向けて延びたバイパス系統を設けたことを特徴とする貫流式排熱回収ボイラ。
高圧二次蒸発器と、その高圧二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された高圧一次蒸発器と、その高圧一次蒸発器と前記高圧二次蒸発器を直列に接続した高圧連絡管と、前記高圧二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する高圧汽水分離器とを備えた高圧系統と、
前記高圧一次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された中圧二次蒸発器と、その中圧二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された中圧一次蒸発器と、その中圧一次蒸発器と前記中圧二次蒸発器を直列に接続した中圧連絡管と、前記中圧二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する中圧汽水分離器と、前記中圧一次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された中圧節炭器とを備えた中圧系統と、
その中圧系統よりも低圧となる系に設置された低圧ドラムを備えた貫流式排熱回収ボイラにおいて、
前記高圧一次蒸発器の出口側から前記中圧節炭器へ缶水を排出する第１の缶水排出系統と、
前記中圧一次蒸発器の出口側から前記低圧ドラムへ缶水を排出する第２の缶水排出系統を設置したことを特徴とする貫流式排熱回収ボイラ。
高圧二次蒸発器と、その高圧二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された高圧一次蒸発器と、その高圧一次蒸発器と前記高圧二次蒸発器を直列に接続した高圧連絡管と、前記高圧二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する高圧汽水分離器とを備えた高圧系統と、
前記高圧一次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された中圧二次蒸発器と、その中圧二次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された中圧一次蒸発器と、その中圧一次蒸発器と前記中圧二次蒸発器を直列に接続した中圧連絡管と、前記中圧二次蒸発器で発生した蒸気を汽水分離する中圧汽水分離器と、前記中圧一次蒸発器の排ガス流れ方向下流側に設置された中圧節炭器とを備えた中圧系統と、
その中圧系統よりも低圧となる系に設置された低圧節炭器を備えた貫流式排熱回収ボイラにおいて、
前記高圧一次蒸発器の出口側から前記中圧節炭器へ缶水を排出する第１の缶水排出系統と、
前記中圧一次蒸発器の出口側から前記低圧節炭器へ缶水を排出する第２の缶水排出系統を設置したことを特徴とする貫流式排熱回収ボイラ。