JP2015117844A - Superheater and boiler - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体燃料と空気を燃焼させることで蒸気を生成するボイラにて、過熱蒸気を生成可能な過熱器、並びに過熱器を有するボイラに関するものである。 The present invention relates to a superheater capable of generating superheated steam in a boiler that generates steam by burning solid fuel and air, and a boiler having a superheater.
火力発電プラントにて、例えば、石炭焚きボイラは、中空形状をなして鉛直方向に設置される火炉を有し、この火炉壁に燃焼バーナが上下方向に複数段にわたって配置されている。そして、火炉11は、上部に煙道が設けられており、この煙道に排ガスの熱を回収するための過熱器、再熱器、節炭器が設けられている。そのため、火炉での燃焼により発生した排ガスと伝熱管内を流れる水との間で熱交換が行われ、蒸気を生成することができ、この蒸気を蒸気タービンに供給して駆動することで発電可能となっている。
In a thermal power plant, for example, a coal-fired boiler has a furnace that has a hollow shape and is installed in a vertical direction, and combustion burners are arranged in a plurality of stages in the vertical direction on the furnace wall. And the
このようなボイラとしては、例えば、下記特許文献に記載されたものがある。 As such a boiler, there exists a thing described in the following patent document, for example.
従来のボイラでは、給水ポンプにより供給された水は、節炭器によって予熱された後、火炉壁の各伝熱管に供給され、伝熱管内で過熱されて飽和蒸気となる。この飽和蒸気は、過熱器に導入されて排ガスによって過熱されて過熱蒸気となり、この過熱蒸気は、蒸気タービンに供給される。この過熱器は、所定温度の過熱蒸気を蒸気タービンに供給する必要から、過熱蒸気に水噴射して過熱蒸気の温度調整を行う過熱低減器が設けられている。 In the conventional boiler, the water supplied by the feed water pump is preheated by the economizer, then supplied to each heat transfer tube on the furnace wall, and is overheated in the heat transfer tube to become saturated steam. This saturated steam is introduced into the superheater and is superheated by the exhaust gas to become superheated steam, and this superheated steam is supplied to the steam turbine. Since this superheater needs to supply superheated steam having a predetermined temperature to the steam turbine, an overheat reducer is provided that adjusts the temperature of the superheated steam by injecting water into the superheated steam.
ところで、過熱器は、入口管寄せと出口管寄せを複数の伝熱管により連結されて構成されている。そして、煙道を流れる排ガスの温度と流速は、例えば、壁面近傍と中央部とで相違する。そのため、過熱器は、各伝熱管にて、内部を流れる過熱蒸気における熱吸収量に偏差が生じてしまい、過熱低減器が入口連絡管内に水を噴射しても、過熱器出口の過熱蒸気の平均温度を低減することができても,各管毎の温度差を低減できないおそれがある。 By the way, the superheater is configured by connecting an inlet header and an outlet header by a plurality of heat transfer tubes. And the temperature and flow velocity of the exhaust gas flowing through the flue differ, for example, between the vicinity of the wall surface and the central portion. For this reason, the superheater has a deviation in the amount of heat absorbed in the superheated steam flowing inside each heat transfer pipe, and even if the superheat reducer injects water into the inlet communication pipe, the superheated steam at the outlet of the superheater Even if the average temperature can be reduced, the temperature difference between the tubes may not be reduced.
過熱低減器により過熱蒸気の温度偏差を低減することができないと、部分的に高温部位ができ、過熱器における入口管寄せ、出口管寄せ、伝熱管に対して、耐熱強度に優れた高級材料を使用しなければならず、コスト高を招いてしまう。部分的に発生する高温部位のみに高級材料を使用することは、運転状態(ボイラ負荷,燃料種等)によって変化することがあるため、その事前予想は困難である。また、過熱蒸気の蒸気条件を高温化すると、温度が最大になる出口管寄せ、過熱器管出口部の耐熱温度がネックとなり、全体平均の蒸気温度を上げることができなくなるおそれがある。 If the temperature deviation of the superheated steam cannot be reduced by the superheat reducer, high-temperature parts will be created partially, and high-grade materials with excellent heat resistance strength will be created for the inlet header, outlet header, and heat transfer tube in the superheater. It must be used, leading to high costs. The use of a high-grade material only in a partially generated high-temperature part may vary depending on the operating state (boiler load, fuel type, etc.), and therefore it is difficult to predict in advance. Further, when the temperature of the superheated steam is increased, the maximum temperature of the outlet pipe header and the heat resistance temperature of the superheater pipe outlet may become a bottleneck, and the overall average steam temperature may not be increased.
本発明は、上述した課題を解決するものであり、伝熱管から出口管寄せに流出する過熱蒸気の温度差を低減可能な過熱器及びボイラを提供することを目的とする。 This invention solves the subject mentioned above, and it aims at providing the superheater and boiler which can reduce the temperature difference of the superheated steam which flows out from a heat exchanger tube to an outlet header.
上記の目的を達成するための本発明の過熱器は、蒸気が供給される入口管寄せと、生成した過熱蒸気を排出する出口管寄せと、前記入口管寄せと前記出口管寄せを連結するように前記入口管寄せ及び前記出口管寄せの長手方向に列設される複数の伝熱管と、前記入口管寄せに供給される蒸気に対して冷却水を噴射可能な水噴射装置と、前記水噴射装置を制御して前記入口管寄せの長手方向における水噴射量を調整可能な水噴射量調整装置と、を有することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a superheater according to the present invention connects an inlet header to which steam is supplied, an outlet header for discharging generated superheated steam, and the inlet header and the outlet header. A plurality of heat transfer tubes arranged in the longitudinal direction of the inlet header and the outlet header, a water injection device capable of injecting cooling water to the steam supplied to the inlet header, and the water injection A water injection amount adjusting device capable of adjusting the water injection amount in the longitudinal direction of the inlet header by controlling the device.
従って、入口管寄せに供給された蒸気は、複数の伝熱管を通って出口管寄せに流動するとき、外部から熱を回収して過熱されることで過熱蒸気となる。このとき、水噴射装置は、入口管寄せに供給される蒸気に対して冷却水を噴射することで過熱蒸気の温度を調整し、水噴射量調整装置は、入口管寄せの長手方向における水噴射量を調整する。そのため、複数の伝熱管が回収する熱量に偏差が生じても、この熱量の偏差に応じて各伝熱管に供給される蒸気温度を調整することで、各伝熱管から出口管寄せに流れる各過熱蒸気の温度を均一化し、伝熱管から出口管寄せに流出する過熱蒸気の温度差を低減することができる。 Therefore, when the steam supplied to the inlet header flows through the plurality of heat transfer tubes to the outlet header, the steam is superheated by recovering heat from the outside and being overheated. At this time, the water injection device adjusts the temperature of the superheated steam by injecting cooling water to the steam supplied to the inlet header, and the water injection amount adjusting device is configured to perform water injection in the longitudinal direction of the inlet header. Adjust the amount. Therefore, even if there is a deviation in the amount of heat recovered by the heat transfer tubes, each superheat that flows from each heat transfer tube to the outlet header is adjusted by adjusting the steam temperature supplied to each heat transfer tube according to the deviation in the heat amount. The temperature of the steam can be made uniform, and the temperature difference of the superheated steam flowing out from the heat transfer tube to the outlet header can be reduced.
本発明の過熱器では、前記水噴射装置は、前記入口管寄せの長手方向に所定間隔で配置される複数の噴射ノズルを有し、前記水噴射量調整装置は、前記複数の噴射ノズルによる水噴射量を調整可能であることを特徴としている。 In the superheater of the present invention, the water injection device has a plurality of injection nozzles arranged at predetermined intervals in a longitudinal direction of the inlet header, and the water injection amount adjustment device is configured to supply water by the plurality of injection nozzles. It is characterized in that the injection amount can be adjusted.
従って、複数の噴射ノズルによる水噴射量を調整することで、各伝熱管に供給される蒸気温度を調整することとなり、簡単な構成で各伝熱管から出口管寄せに流出する各過熱蒸気の出口温度を容易に均一化することができる。 Therefore, by adjusting the water injection amount by the plurality of injection nozzles, the steam temperature supplied to each heat transfer tube is adjusted, and the outlet of each superheated steam flowing out from each heat transfer tube to the outlet header with a simple configuration. The temperature can be made uniform easily.
本発明の過熱器では、複数の噴射ノズルは、前記入口管寄せ内に配置されることを特徴としている。 In the superheater of the present invention, a plurality of injection nozzles are arranged in the inlet header.
従って、入口管寄せ内の蒸気に冷却水を噴射することで蒸気の温度を調整するため、噴射ノズルが外部に露出することはなく、構造の簡素化を可能とすることができる。 Therefore, since the temperature of the steam is adjusted by injecting the cooling water into the steam in the inlet header, the spray nozzle is not exposed to the outside, and the structure can be simplified.
本発明の過熱器では、蒸気を供給する複数の蒸気連絡管が前記入口管寄せの長手方向に所定間隔で連結され、複数の噴射ノズルは、前記蒸気連絡管内にそれぞれ配置されることを特徴としている。 In the superheater of the present invention, a plurality of steam communication pipes for supplying steam are connected at a predetermined interval in the longitudinal direction of the inlet header, and the plurality of injection nozzles are respectively disposed in the steam communication pipes. Yes.
従って、蒸気を供給する各蒸気連絡管内の蒸気に冷却水を噴射することで蒸気の温度を調整するため、蒸気の温度を細かく調整することができ、高精度な温度管理を行うことができる。 Therefore, since the temperature of the steam is adjusted by injecting the cooling water into the steam in each steam communication pipe that supplies the steam, the temperature of the steam can be finely adjusted, and highly accurate temperature management can be performed.
本発明の過熱器では、前記水噴射量調整装置は、前記複数の噴射ノズルへの各冷却水供給管に設けられる流量調整弁を有することを特徴としている。 In the superheater of the present invention, the water injection amount adjusting device includes a flow rate adjusting valve provided in each cooling water supply pipe to the plurality of injection nozzles.
従って、流量調整弁の開度を調整して噴射ノズルによる冷却水の噴射量を調整することで、蒸気の温度を精度良く調整することができる。 Therefore, the temperature of the steam can be accurately adjusted by adjusting the opening of the flow rate adjusting valve and adjusting the injection amount of the cooling water from the injection nozzle.
本発明の過熱器では、前記水噴射量調整装置は、前記複数の噴射ノズルの各ノズル径または前記複数の噴射ノズルへの各冷却水供給管の管径が相違することで構成されることを特徴としている。 In the superheater of the present invention, the water injection amount adjusting device is configured such that the nozzle diameters of the plurality of injection nozzles or the pipe diameters of the cooling water supply pipes to the plurality of injection nozzles are different. It is a feature.
従って、噴射ノズルのノズル径または冷却水供給管の管径を異ならせて噴射ノズルによる冷却水の噴射量を調整することで、別途、調整装置を設ける必要がなく、構造を簡素化することができる。 Therefore, by adjusting the injection amount of the cooling water from the injection nozzle by changing the nozzle diameter of the injection nozzle or the diameter of the cooling water supply pipe, it is not necessary to provide a separate adjustment device, and the structure can be simplified. it can.
本発明の過熱器では、前記水噴射装置は、前記入口管寄せの長手方向に向けて冷却水を噴射可能な噴射ノズルを有することを特徴としている。 In the superheater according to the present invention, the water injection device has an injection nozzle capable of injecting cooling water in a longitudinal direction of the inlet header.
従って、噴射ノズルが入口管寄せの長手方向に向けて冷却水を噴射するため、少ないノズル数で冷却水を広範囲に広げることができる。 Therefore, since the injection nozzle injects the cooling water in the longitudinal direction of the inlet header, the cooling water can be spread over a wide range with a small number of nozzles.
本発明のボイラは、中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉と、燃料を前記火炉内に向けて吹き込む燃焼装置と、前記火炉の煙道に設けられて排ガスの熱を回収して過熱蒸気を生成する前記過熱器と、を有することを特徴とするものである。 A boiler according to the present invention is provided in a furnace having a hollow shape and installed in a vertical direction, a combustion apparatus that blows fuel into the furnace, and a flue of the furnace to recover heat of exhaust gas. And the superheater that generates superheated steam.
従って、燃料を火炉内に向けて吹き込んで燃焼することで排ガスが生成され、過熱器は、この排ガスの熱を回収して過熱蒸気を生成する。このとき、複数の伝熱管が回収する熱量に偏差が生じても、この熱量の偏差に応じて各伝熱管に供給される蒸気温度を調整することで、各伝熱管から出口管寄せに流れる各過熱蒸気の温度を均一化し、伝熱管から出口管寄せに流出する過熱蒸気の温度差を低減することができる。その結果、過熱器管、再熱器管、出口管寄せに高級材料を使用することなく、ボイラ出口の平均蒸気温度を高温化でき、プラント効率を向上することができる。 Therefore, exhaust gas is generated by injecting fuel into the furnace and burning it, and the superheater recovers the heat of the exhaust gas and generates superheated steam. At this time, even if there is a deviation in the amount of heat recovered by the plurality of heat transfer tubes, each flow from the heat transfer tubes to the outlet header is adjusted by adjusting the steam temperature supplied to each heat transfer tube according to the deviation in the heat amounts. The temperature of the superheated steam can be made uniform, and the temperature difference of the superheated steam flowing out from the heat transfer tube to the outlet header can be reduced. As a result, the average steam temperature at the boiler outlet can be increased without using high-grade materials for the superheater pipe, the reheater pipe, and the outlet header, and the plant efficiency can be improved.
本発明の過熱器及びボイラによれば、入口管寄せに供給される蒸気に対して冷却水を噴射可能な水噴射装置と、水噴射装置を制御して入口管寄せの長手方向における水噴射量を調整可能な水噴射量調整装置とを設けるので、複数の伝熱管から出口管寄せに流れる各過熱蒸気の温度を均一化し、伝熱管から出口管寄せに流出する過熱蒸気の温度差を低減することができる。 According to the superheater and boiler of the present invention, a water injection device capable of injecting cooling water to the steam supplied to the inlet header, and a water injection amount in the longitudinal direction of the inlet header by controlling the water injection device Is provided with a water injection amount adjusting device that can adjust the temperature of each superheated steam that flows from the plurality of heat transfer tubes to the outlet header, and reduces the temperature difference of the superheated steam that flows from the heat transfer tubes to the outlet header. be able to.
以下に添付図面を参照して、本発明に係る過熱器及びボイラの好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。 Exemplary embodiments of a superheater and a boiler according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment, and when there are two or more embodiments, what comprises combining each embodiment is also included.
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態のボイラを表す概略構成図、図2は、ボイラにおける蒸気の流れを表す蒸気系統の概略図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a boiler according to the first embodiment, and FIG. 2 is a schematic diagram of a steam system showing a flow of steam in the boiler.
第1実施形態のボイラは、石炭を粉砕した微粉炭を燃料として用い、この微粉炭をそれぞれ燃焼バーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収することが可能なボイラである。なお、本発明は、この形式のボイラに限定されるものではなく、燃料として微粉炭以外の燃料を使用してもよい。 The boiler according to the first embodiment is a boiler that can use pulverized coal obtained by pulverizing coal as fuel, burn the pulverized coal with a combustion burner, and recover heat generated by the combustion. In addition, this invention is not limited to this type of boiler, You may use fuels other than pulverized coal as a fuel.
この第1実施形態において、図1に示すように、ボイラ10は、コンベンショナルボイラであって、火炉11と燃焼装置12とを有している。火炉11は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置され、この火炉11を構成する火炉壁が伝熱管により構成されている。
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the
燃焼装置12は、この火炉11を構成する火炉壁(伝熱管)の下部に設けられている。この燃焼装置12は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ21,22,23,24,25を有している。本実施形態にて、この燃焼バーナ21,22,23,24,25は、周方向に沿って4個均等間隔で配設されたものが1セットとして、鉛直方向に沿って5セット、つまり、5段配置されている。なお、火炉の形状や一つの段における燃焼バーナの数、段数はこの実施形態に限定されるものではない。
The
燃焼バーナ21,22,23,24,25は、微粉炭供給管26,27,28,29,30を介して微粉炭機(ミル)31,32,33,34,35に連結されている。この微粉炭機31,32,33,34,35は、図示しないが、ハウジング内に鉛直方向に沿った回転軸心をもって粉砕テーブルが駆動回転可能に支持され、この粉砕テーブルの上方に対向して複数の粉砕ローラが粉砕テーブルの回転に連動して回転可能に支持されて構成されている。従って、石炭が複数の粉砕ローラと粉砕テーブルとの間に投入されると、ここで所定の大きさまで粉砕され、搬送用空気(1次空気)により分級された微粉炭を微粉炭供給管26,27,28,29,30から第1燃焼バーナ21,22,23,24,25に供給することができる。
The
そして、火炉11は、各燃焼バーナ21,22,23,24,25の装着位置に風箱36が設けられており、この風箱36に空気ダクト37の一端部が連結されており、この空気ダクト37は、他端部に送風機38が装着されている。従って、送風機38により送られた燃焼用空気(2次空気)を空気ダクト37から風箱36に供給し、この風箱36から各燃焼バーナ21,22,23,24,25に供給することができる。
In the
なお、本実施形態の燃焼装置12を構成する各燃焼バーナ21,22,23,24,25は、中心部に油燃料を噴射可能な油ノズルと、この油ノズルの外側に微粉燃料混合気を噴射可能な燃料ノズルと、この燃料ノズルの外側に2次空気を噴射可能な2次空気ノズルと、この2次空気ノズルの外側に3次空気を噴射可能な3次空気ノズルとを有している。従って、ボイラ起動時に、各燃焼バーナ21,22,23,24,25は、油燃料を火炉11内に噴射して火炎を形成し、その後、微粉燃料混合気と2次空気及び3次空気を火炉11内に噴射して火炎を形成している。
In addition, each
また、火炉11は、各燃焼バーナ21,22,23,24,25の装着位置より上方に追加空気噴射装置41が設けられており、この追加空気噴射装置41に空気ダクト37から分岐した分岐空気ダクト42の端部が連結されている。従って、送風機38により送られた燃焼用空気(2次空気)を分岐空気ダクト42から追加空気噴射装置41に供給することができる。
Further, the
図1に示すように、火炉11は、上部に煙道50が連結されており、この煙道50に、対流伝熱部として排ガスの熱を回収するための過熱器(スーパーヒータ)51,52、再熱器53,54、節炭器(エコノマイザ)55,56,57が設けられており、火炉11での燃焼で発生した排ガスと水との間で熱交換が行われる。
As shown in FIG. 1, a
煙道50は、その下流側に熱交換を行った排ガスが排出される排ガス管58が連結されている。この排ガス管58は、空気ダクト37との間にエアヒータ59が設けられ、空気ダクト37を流れる空気と、排ガス管58を流れる排ガスとの間で熱交換を行い、燃焼バーナ21,22,23,24,25に供給する燃焼用空気を昇温することができる。
The
なお、排ガス管58は、図示しないが、脱硝装置、電気集塵機、誘引送風機、脱硫装置が設けられ、下流端部に煙突が設けられている。
Although not shown, the
このように構成された石炭焚きボイラ10にて、微粉炭機31,32,33,34,35が駆動すると、供給された石炭が粉砕され、生成された微粉炭が搬送用空気により微粉炭供給管26,27,28,29,30を通して第1燃焼バーナ21,22,23,24,25に供給される。また、加熱された燃焼用空気が空気ダクト37から風箱36を介して各燃焼バーナ21,22,23,24,25に供給される。
When the pulverized
すると、燃焼バーナ21,22,23,24,25は、微粉炭と搬送用空気とが混合した第1微粉燃料混合気を火炉11の燃焼領域Aに吹き込むと共に燃焼用空気を火炉11の燃焼領域Aに吹き込み、このときに着火することでこの燃焼領域Aに第1火炎旋回流を形成する。また、追加空気噴射装置41は、追加空気を火炉11における第1火炎旋回流及び還元領域Bの上方に吹き込み、燃焼制御を行う。この火炉11では、微粉燃料混合気と燃焼用空気とが燃焼して火炎旋回流が生じ、燃焼領域Aで火炎旋回流が生じると、火炉11内を燃焼ガス(排ガス)が旋回しながら上昇して還元領域Bに至る。
Then, the
このとき、火炉11にて、燃焼バーナ21,22,23,24,25は、空気の供給量が微粉炭の供給量に対して理論空気量未満となるように設定されることで、燃焼領域Aの上方の還元領域Bが還元雰囲気に保持される。そのため、微粉燃料混合気の燃焼により発生したNOxがこの還元領域Bで還元される。そして、追加空気噴射装置41は、火炉11内における還元領域Bの上方に追加空気を吹き込む。すると、還元領域Bにて、排ガスと追加空気が反応することで微粉燃料の酸化燃焼が完結され、微粉燃料の燃焼によるNOxの発生量が低減される。
At this time, in the
そして、図示しない給水ポンプから供給された水は、節炭器55,56,57によって予熱された後、図示しない蒸気ドラムに供給され火炉壁の各水管(図示せず)に供給される間に加熱されて飽和蒸気となり、図示しない蒸気ドラムに送り込まれる。更に、図示しない蒸気ドラムの飽和蒸気は過熱器51,52に導入され、燃焼ガスによって過熱される。過熱器51,52で生成された過熱蒸気は、図示しない発電プラント(例えば、タービン等)に供給される。また、タービンでの膨張過程の中途で取り出した蒸気は、再熱器53,54に導入され、再度過熱されてタービンに戻される。なお、火炉11をドラム型(蒸気ドラム)として説明したが、この構造に限定されるものではない。
The water supplied from a water supply pump (not shown) is preheated by the
その後、煙道50の節炭器55,56,57を通過した排ガスは、排ガス管58にて、図示しない脱硝装置にて、触媒によりNOxなどの有害物質が除去され、電気集塵機で粒子状物質が除去され、脱硫装置により硫黄分が除去された後、煙突から大気中に排出される。
Thereafter, the exhaust gas that has passed through the
ここで、上述したボイラ10における水及び蒸気の流れについて説明する。図2に示すように、給水ライン61は、給水ポンプ62と蒸気ドラム63が設けられ、下流部が火炉11の火炉壁を構成する伝熱管64に連結されている。この伝熱管69は、下流部が蒸気ライン65に連結され、蒸気ライン65に過熱器51,52が設けられると共に、過熱器51,52の間に過熱低減器66が設けられている。そして、蒸気ライン65は、蒸気タービン67における高圧タービン67aに連結され、再熱器53,54を介して低圧タービン67bに連結されている。蒸気タービン67は、排出ライン68が連結され、この排出ライン68に節炭器55,56,57が設けられると共に、給水ライン61に連結されている。
Here, the flow of water and steam in the
従って、給水ポンプ62が駆動すると、所定量の水が給水ライン61から蒸気ドラム63を介して伝熱管64に供給され、ボイラで熱交換を行うことで加熱され、蒸気が生成される。この蒸気は、過熱器51,52で過熱されると共に過熱低減器66で温度調整された後、蒸気ライン65を介して高圧タービン67aに供給され、高圧タービン67aを駆動して発電する。また、高圧タービン67aで仕事をした蒸気は、再熱器53,54により過熱され、低圧タービン67bに供給され、低圧タービン67b駆動して発電する。そして、低圧タービン67bで仕事をした蒸気は、排出ライン68により節炭器55,56,57により過熱された後、給水ライン61に戻される。
Therefore, when the
以下、過熱器51,52及び過熱低減器66について説明する。図3は、過熱器を表す概略図、図4は、過熱器における過熱低減器を表す概略図である。
Hereinafter, the
図3に示すように、過熱器51は、入口管寄せ71と出口管寄せ72と複数の伝熱管73とを有している。入口管寄せ71は、蒸気ライン65(図2参照)から蒸気を供給する蒸気配管74の下流側端部が連結されている。出口管寄せ72は、生成した過熱蒸気を排出して過熱器52に供給する蒸気連絡管75の上流側端部が連結されている。複数の伝熱管73は、入口管寄せ71と出口管寄せ72を連結するように入口管寄せ71及び出口管寄せ72の長手方向に列設されている。
As shown in FIG. 3, the
過熱器52は、過熱器51とほぼ同様の構成をなし、入口管寄せ81と出口管寄せ82と複数の伝熱管83とを有している。入口管寄せ81は、過熱器51の蒸気連絡管75の下流側端部が連結されている。出口管寄せ82は、過熱した過熱蒸気を排出する蒸気排出管84の上流側端部が連結されている。複数の伝熱管83は、入口管寄せ81と出口管寄せ82を連結するように入口管寄せ81及び出口管寄せ82の長手方向に列設されている。
The
なお、図3及び図4では、過熱器51,52の各入口管寄せ71,81と各出口管寄せ72,82を上下に配置し、両者を直線状の複数の伝熱管83により連結して表したが、この構成は実際の構成を簡略化して表している。実際は、過熱器51,52の各入口管寄せ71,81と各出口管寄せ72,82が並設され、両者をU字形状(これに限らず、W字形状などがある)の複数の伝熱管83により連結されている。
3 and 4, the
過熱低減器66は、過熱器52の入口管寄せ81に設けられ、蒸気連絡管75から入口管寄せ81に供給される蒸気を冷却して温度を低下させ、結果として、出口蒸気温度を低減するものである。この過熱低減器66は、図4に示すように、入口管寄せ81に供給される蒸気に対して冷却水を噴射可能な水噴射装置91により構成されている。
The
水噴射装置91は、入口管寄せ81の長手方向に所定間隔で配置される複数(本実施例では、5個)の噴射ノズル92a,92b,92c,92d,92eを有している。この複数の噴射ノズル92a,92b,92c,92d,92eは、入口管寄せ81内に配置され、例えば、径方向、つまり、複数の伝熱管83側に向けて噴射口が配置されている。
The
冷却水供給ライン93は、基端部が給水源(図示略)に連結され、先端部が複数(本実施例では、5個)の分岐管94a,94b,94c,94d,94eに分岐され、各噴射ノズル92a,92b,92c,92d,92eに連結されている。そして、冷却水供給ライン93に給水ポンプ95が設けられ、各分岐管94a,94b,94c,94d,94eに流量調整弁96a,96b,96c,96d,96eが設けられている。なお、給水ポンプ95は、一例であって、冷却水供給ライン93に給水ポンプ95を設けずに、ボイラ給水ポンプからのバイパス管を冷却水供給ライン93に連結してもよい。
The cooling
一方、各伝熱管83は、伝熱管83の温度または内部の蒸気の温度を測定する温度センサ97a,97b,97cが設けられている。本実施形態では、出口管寄せ88の各端部に連結された伝熱管83と中央部に連結された伝熱管83に温度センサ97a,97b,97cを設けている。但し、温度センサを設ける位置は、この実施形態に限定されるものではなく、4個以上設けてもよいし、すべての伝熱管83に対して設けてもよい。
On the other hand, each
そして、制御装置98は、温度センサ97a,97b,97cの測定結果が入力され、この測定結果に基づいて流量調整弁96a,96b,96c,96d,96eの開度を調整している。即ち、火炉11や煙道50(図1参照)は、その形状などにより各壁部同士または中央部との間で排ガス温度や排ガス流速などが相違する。一般的に、中央部の排ガスの温度が高い。そのため、過熱器52は、各伝熱管83の内部を流れる過熱蒸気における熱吸収量に偏差が生じ、水噴射装置91が入口管寄せ81内に水を噴射しても、伝熱管83から出口管寄せ82に流出する過熱蒸気の出口温度の偏差を低減することができないおそれがある。そこで、本実施形態では、各伝熱管83を流れる過熱蒸気の熱吸収量偏差に対応して、事前に、水噴射装置91が入口管寄せ81の長手方向に異なる量の水を噴射することで、過熱蒸気の温度偏差を低減できるようにしている。
The
なお、本実施形態の過熱器52は、過熱低減器66を構成する水噴射装置91を制御することで、入口管寄せ81の長手方向における水噴射量を調整可能な水噴射量調整装置を有している。この水噴射量調整装置は、上述した複数の噴射ノズル92a,92b,92c,92d,92e、複数の分岐管94a,94b,94c,94d,94e、複数の流量調整弁96a,96b,96c,96d,96eなどにより構成されている。
Note that the
次に、過熱器51,52及び過熱低減器66の作用について説明する。蒸気配管74から過熱器51の入口管寄せ71に供給された蒸気は、複数の伝熱管73を通って出口管寄せ72に移動するとき、外部の排ガスの熱を回収することで過熱される。過熱器51で過熱された蒸気は、蒸気連絡管75を通して過熱器52に送られる。過熱器52の入口管寄せ81に供給された蒸気は、複数の伝熱管83を通って出口管寄せ82に移動するとき、外部の排ガスの熱を回収することで過熱される。
Next, the operation of the
過熱低減器66は、水噴射装置91の各噴射ノズル92a,92b,92c,92d,92eが入口管寄せ81内の蒸気に対して冷却水を噴射することで、蒸気の温度を低下させる。このとき、制御装置98は、温度センサ97a,97b,97cの測定結果に基づいて流量調整弁96a,96b,96c,96d,96eの開度を調整する。即ち、制御装置98は、温度センサ97a,97b,97cの検出結果から複数の伝熱管83における温度分布を推定する。そして、制御装置98は、温度の高い伝熱管83が連結された入口管寄せ81の領域に対して、対応する噴射ノズル92a,92b,92c,92d,92eから噴射される冷却水量を増加する。つまり、冷却水を増加する噴射ノズル92a,92b,92c,92d,92eに対応する流量調整弁96a,96b,96c,96d,96eの開度を大きくする。
The
なお、制御装置98は、温度センサ97a,97b,97cにより複数の伝熱管83における温度分布を検出した後、温度の高い伝熱管83が連結された入口管寄せ81の領域に対して冷却水量を増加するようにしたが、この制御に限定されるものではない。即ち、制御装置98は、複数の伝熱管83における温度分布を推定し、温度の低い伝熱管83が連結された入口管寄せ81の領域に対して、対応する噴射ノズル92a,92b,92c,92d,92eから噴射される冷却水量を減少してもよい。また、制御装置98は、温度の高い伝熱管83が連結された入口管寄せ81の領域に対して、対応する噴射ノズル92a,92b,92c,92d,92eから噴射される冷却水量を増加すると共に、温度の低い伝熱管83が連結された入口管寄せ81の領域に対して、対応する噴射ノズル92a,92b,92c,92d,92eから噴射される冷却水量を減少するようにしてもよい。
The
この噴射ノズル92a,92b,92c,92d,92eから噴射される冷却水量を増加するかまたは減少するかは、過熱器52から排出される過熱蒸気の温度に応じて変わる。過熱器52から排出される過熱蒸気は、蒸気タービン67(図2参照)に送られるが、蒸気タービン67へ所定温度の過熱蒸気を送る必要があり、過熱低減器66は、水噴射装置91の各噴射ノズル92a,92b,92c,92d,92eからの噴射量を増減することで、過熱蒸気の温度を調整している。そのため、制御装置98は、蒸気排出管84に設けられた図示しない温度センサの測定結果に基づいて噴射ノズル92a,92b,92c,92d,92eから噴射される全体の冷却水量を調整する。この場合、最終的に、伝熱管83から出口管寄せ82に流出する過熱蒸気が全て合流した後、その混合平均温度が最終的な目標温度に到達するように、温度の高い伝熱管83への噴射水量増、温度の低い管への噴射水量減を調整する。
Whether to increase or decrease the amount of cooling water injected from the
そして、複数の伝熱管83を通って出口管寄せ82に移動した蒸気は、過熱蒸気となり、蒸気排出管84に排出される。
Then, the steam that has moved to the
ここで、過熱器51,52及び過熱低減器66での蒸気の温度変化について説明する。図5は、入口管寄せにおける温度変化を表すグラフ、図6は、過熱蒸気の温度変化を表すグラフである。
Here, the temperature change of the steam in the
図5に実線で示すように、場所P1にて、蒸気が蒸気配管74から過熱器51の入口管寄せ71に供給されると、複数の伝熱管73を通る間に排ガスの熱を回収して過熱されることで温度上昇が開始する。場所P2にて、蒸気が各伝熱管73から出口管寄せ72に排出されることで温度上昇が終了する。そして、蒸気が蒸気連絡管75を通して過熱器52の入口管寄せ81に送られると、過熱低減器66は、水噴射装置91が冷却水を噴射することで蒸気の温度が低下する。場所P3にて、入口管寄せ81の蒸気が複数の伝熱管73を通る間に排ガスの熱を回収して過熱されることで温度上昇が開始する。場所P4にて、蒸気が各伝熱管83から蒸気排出管84に排出されることで温度上昇が終了する。ここで、温度Ttは、蒸気タービン67(図2参照)に送る過熱蒸気の適正温度である。
As indicated by the solid line in FIG. 5, when steam is supplied from the
ところが、過熱器52にて、複数の伝熱管73に温度偏差が発生したとき、従来のように、蒸気連絡管75内に水を噴射しても、図5に点線で示すように、場所P2から場所P3の間に、過熱蒸気の温度を低減することができなくなる伝熱管83が発生する。すると、場所P3から場所P4の間に蒸気が加熱温度の高い一部の伝熱管73を通る間に必要以上に温度が上昇し、過熱蒸気の適正温度Ttを超えてしまう。例えば、伝熱管83は、幅方向に排ガス温度分布や流速分布があるため、伝熱管83ごとに熱吸収量が相違することから、温度偏差が発生する。
However, when temperature deviation occurs in the plurality of
即ち、図6にて、従来は、蒸気連絡管75内に水を噴射することから、一点鎖線で表すように、入口管寄せ81での温度Taが入口管寄せ81の長手方向で均一な分布となる。そのため、複数の伝熱管73の中央部が高い熱吸収量偏差が発生したとき、伝熱管83から出口管寄せ82に流入する蒸気の温度Tbが出口管寄せ82の長手方向の中央部が高い不均一な分布となり、部分的に高い蒸気温度となってしまう。一方、図6にて、本実施形態は、実線一点鎖線で表すように、入口管寄せ81の長手方向で各伝熱管73に温度分布に対応した量の冷却水を噴射することから、入口管寄せ81での温度Taが入口管寄せ81の長手方向の中央部で低くなる分布となり、複数の伝熱管36に熱吸収量偏差が発生しても、出口管寄せ82での温度Tbが出口管寄せ82の長手方向で均一な分布となり、部分的に高い蒸気温度とはならない。
That is, in FIG. 6, conventionally, water is injected into the
このように第1実施形態の過熱器にあっては、蒸気が供給される入口管寄せ81と、生成した過熱蒸気を排出する出口管寄せ82と、入口管寄せ81と出口管寄せ82を連結するように入口管寄せ81及び出口管寄せ82の長手方向に列設される複数の伝熱管83と、入口管寄せ81に供給される蒸気に対して冷却水を噴射可能な水噴射装置91と、水噴射装置91を制御して入口管寄せ81の長手方向における水噴射量を調整可能な水噴射量調整装置とを設けている。
As described above, in the superheater of the first embodiment, the
従って、過熱器52にて、入口管寄せ81に供給された蒸気は、複数の伝熱管83を通って出口管寄せ82に流動するとき、外部から熱を回収して過熱されることで過熱蒸気となる。このとき、過熱低減器66の水噴射装置91は、入口管寄せ81に供給される蒸気に対して冷却水を噴射することで過熱蒸気の温度を調整し、水噴射量調整装置は、入口管寄せ81の長手方向における水噴射量を調整する。そのため、複数の伝熱管83が回収する熱量に偏差が生じても、この熱量の偏差に応じて各伝熱管83に供給される蒸気温度を調整することで、各伝熱管83から出口管寄せ82に流れる各過熱蒸気の温度を均一化し、伝熱管83から出口管寄せ82に流出する過熱蒸気の温度差を低減することができる。
Therefore, when the steam supplied to the
第1実施形態の過熱器では、水噴射装置91として、入口管寄せ81の長手方向に所定間隔で配置される複数の噴射ノズル92a,92b,92c,92d,92eを設け、水噴射量調整装置は、複数の噴射ノズル92a,92b,92c,92d,92eによる水噴射量を調整可能としている。従って、複数の噴射ノズル92a,92b,92c,92d,92eによる水噴射量を調整することで、各伝熱管83に供給される蒸気温度を調整することとなり、簡単な構成で各伝熱管83から出口管寄せ82に流出する各過熱蒸気の出口温度を容易に均一化することができる。
In the superheater of the first embodiment, the
第1実施形態の過熱器では、複数の噴射ノズル92a,92b,92c,92d,92eを入口管寄せ81内に配置している。従って、入口管寄せ81内の蒸気に冷却水を噴射することで蒸気の温度を調整するため、噴射ノズル92a,92b,92c,92d,92eが入口管寄せ81の外部に露出することはなく、構造の簡素化を可能とすることができる。
In the superheater of the first embodiment, a plurality of
第1実施形態の過熱器では、水噴射量調整装置として、複数の噴射ノズル92a,92b,92c,92d,92eへの各分岐管94a,94b,94c,94d,94eに流量調整弁96a,96b,96c,96d,96eを設けている。従って、流量調整弁96a,96b,96c,96d,96eの開度を調整して噴射ノズル92a,92b,92c,92d,92eによる冷却水の噴射量を調整することで、蒸気の細かい温度調整を行うことができる。
In the superheater of the first embodiment, as the water injection amount adjusting device, the flow
また、第1実施形態のボイラにあっては、中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される火炉11と、燃料を火炉11内に向けて吹き込む燃焼装置12と、火炉11の煙道50に設けられて排ガスの熱を回収して過熱蒸気を生成する過熱器51,52を設けている。
Moreover, in the boiler of 1st Embodiment, the
従って、燃焼装置12が固体燃料と燃焼用空気を混合した燃料ガスを火炉11内に向けて吹き込んで燃焼することで排ガスが生成され、過熱器51,52は、この排ガスの熱を回収して過熱蒸気を生成する。このとき、複数の伝熱管83が回収する熱量に偏差が生じても、事前にこの熱量の偏差に応じて各伝熱管83に供給される蒸気温度を調整することで、各伝熱管83から出口管寄せ82に流れる各過熱蒸気の温度を均一化し、伝熱管83から出口管寄せ82に流出する過熱蒸気の温度差を低減することができる。その結果、過熱器管、再熱器管、出口管寄せに高級材料を使用することなく、ボイラ出口の平均蒸気温度を高温化でき、プラント効率を向上することができる。
Therefore, the
[第2実施形態]
図7は、第2実施形態の過熱器を表す概略図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the superheater according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as embodiment mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.
第2実施形態にて、図7に示すように、過熱器52は、入口管寄せ81と出口管寄せ82(図3参照)と複数の伝熱管83とを有し、過熱器52の入口管寄せ81に過熱低減器101が設けられ、過熱低減器101は、蒸気連絡管75から入口管寄せ81に供給される蒸気を冷却して温度を低下させる。この過熱低減器101は、入口管寄せ81に供給される蒸気に対して冷却水を噴射可能な水噴射装置102により構成されている。
In the second embodiment, as shown in FIG. 7, the
水噴射装置102は、入口管寄せ81の長手方向に所定間隔で配置される複数(本実施例では、5個)の噴射ノズル103a,103b,103c,103d,103eを有している。この複数の噴射ノズル103a,103b,103c,103d,103eは、入口管寄せ81内に配置され、複数の伝熱管83側に向けて噴射口が配置されている。
The
冷却水供給ライン93は、先端部が複数の分岐管94a,94b,94c,94d,94eに分岐され、各噴射ノズル103a,103b,103c,103d,103eに連結されている。そして、冷却水供給ライン93に給水ポンプ95が設けられると共に流量調整弁104が設けられている。
The cooling
本実施形態の過熱器52は、過熱低減器101を構成する水噴射装置102を制御することで、入口管寄せ81の長手方向における水噴射量を調整可能な水噴射量調整装置を有している。この水噴射量調整装置は、複数の噴射ノズル103a,103b,103c,103d,103e、複数の分岐管94a,94b,94c,94d,94eなどにより構成されている。ここで、水噴射量調整装置は、複数の噴射ノズル103a,103b,103c,103d,103eの各ノズル径が、そのノズル近傍の過熱器管の熱吸収量の多寡に応じて相違することで構成される。例えば、噴射ノズル103a,103eの各ノズル径が小さく、噴射ノズル103b,103c,103dの各ノズル径が大きく形成されている。
The
なお、複数の噴射ノズル103a,103b,103c,103d,103eの各ノズル径に代えて、複数の分岐管94a,94b,94c,94d,94eの管径を変更したり、オリフィス等の固定式の絞り機構を設けたりしてもよい。
Instead of the nozzle diameters of the plurality of
従って、過熱低減器101は、水噴射装置102の各噴射ノズル103a,103b,103c,103d,103eが入口管寄せ81内の蒸気に対して冷却水を噴射することで、蒸気の温度を低下させる。このとき、噴射ノズル103a,103eのノズル径が小さく、噴射ノズル103b,103c,103dのノズル径が大きいことから、噴射ノズル103a,103eから少量の冷却水が噴射され、噴射ノズル103b,103c,103dから多量の冷却水が噴射される。例えば、火炉11(図1参照)は、壁部よりも中央部の方が排ガスの温度が高い場合、中央部に配置される伝熱管83に対応する入口管寄せ81の領域で多くの冷却水を噴射する。
Accordingly, the
そのため、入口管寄せ81内の蒸気の温度は、長手方向の中央部で低くなる分布となり、複数の伝熱管83に熱吸収量偏差が発生して中央部の伝熱管83が多く熱回収すると、伝熱管83から出口管寄せ82(図3参照)に流出した蒸気の温度が出口管寄せ82の長手方向で均一な分布となり、部分的に高い蒸気温度とはならない。
Therefore, the temperature of the steam in the
このように第2実施形態の過熱器にあっては、水噴射量調整装置として、複数の噴射ノズル103a,103b,103c,103d,103eのノズル径または複数の分岐管94a,94b,94c,94d,94eの管径を相違させている。
Thus, in the superheater of 2nd Embodiment, the nozzle diameter of
従って、複数の伝熱管83が回収する熱量に偏差が生じても、事前にこの熱量の偏差に応じて各伝熱管83に供給される蒸気温度を調整することで、各伝熱管83から出口管寄せ82に流れる各過熱蒸気の温度を均一化し、伝熱管83から出口管寄せ82に流出する過熱蒸気の温度差を低減することができる。また、噴射ノズル103a,103b,103c,103d,103eのノズル径や分岐管94a,94b,94c,94d,94eの管径を火炉11における排ガスの温度分布に応じて予め設定すればよく、別途、調整装置や制御装置などを設ける必要がなく、構造を簡素化することができる。
Therefore, even if there is a deviation in the amount of heat collected by the plurality of
[第3実施形態]
図8は、第3実施形態の過熱器を表す概略図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Third Embodiment]
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating the superheater according to the third embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as embodiment mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.
第3実施形態にて、図8に示すように、過熱器52は、第1実施形態と同様に、入口管寄せ81と出口管寄せ82と複数の伝熱管83とを有し、入口管寄せ81に蒸気連絡管75が連結され、出口管寄せ82に蒸気排出管84が連結されている。
In the third embodiment, as shown in FIG. 8, the
過熱低減器111は、過熱器52の入口管寄せ81に設けられ、蒸気連絡管75から入口管寄せ81に供給される蒸気を冷却して温度を低下させるものである。この過熱低減器111は、入口管寄せ81に供給される蒸気に対して冷却水を噴射可能な水噴射装置112により構成されている。
The
蒸気連絡管75は、先端部が複数(本実施例では、4個)の分岐連絡管75a,75b,75c,75dに分岐され、入口管寄せ81の長手方向に所定間隔(好ましくは、等間隔)の位置に連結されている。水噴射装置112は、この分岐連絡管75a,75b,75c,75d内に配置される複数(本実施例では、4個)の噴射ノズル92a,92b,92c,92dを有している。
The
冷却水供給ライン93は、基端部が給水源(図示略)に連結され、先端部が複数(本実施例では、4個)の分岐管94a,94b,94c,94dに分岐され、各噴射ノズル92a,92b,92c,92dに連結されている。そして、冷却水供給ライン93に給水ポンプ95が設けられ、各分岐管94a,94b,94c,94dに流量調整弁96a,96b,96c,96dが設けられている。
The cooling
なお、図示しないが、上述した第1実施形態と同様に、各伝熱管に温度センサが設けられ、制御装置は、この温度センサの測定結果に基づいて流量調整弁96a,96b,96c,96dの開度を調整可能となっている。即ち、制御装置は、温度センサの測定結果に基づいて流量調整弁96a,96b,96c,96dの開度を調整し、温度の高い伝熱管83に対応する入口管寄せ81の領域に多量の冷却水を噴射するようにしている。
Although not shown, as in the first embodiment described above, each heat transfer tube is provided with a temperature sensor, and the control device controls the flow
従って、過熱低減器111は、水噴射装置112の各噴射ノズル92a,92b,92c,92dが入口管寄せ81内の蒸気に対して冷却水を噴射することで、蒸気の温度を低下させる。このとき、制御装置は、温度センサの測定結果に基づいて流量調整弁96a,96b,96c,96dの開度を調整する。即ち、制御装置は、複数の伝熱管83における温度分布を検出し、温度の高い伝熱管83が連結された入口管寄せ81の領域に対して、対応する噴射ノズル92a,92b,92c,92dから噴射される冷却水量を増加する。
Therefore, the
そのため、入口管寄せ81内の蒸気の温度は、多量の冷却水を噴射した領域で低くなる分布となり、複数の伝熱管83に熱吸収量偏差が発生してこの領域の伝熱管83が多く熱回収すると、伝熱管83から出口管寄せ82(図3参照)に流出した蒸気の温度が出口管寄せ82の長手方向で均一な分布となり、部分的に高い蒸気温度とはならない。そして、複数の伝熱管83を通って出口管寄せ82に移動した過熱蒸気は、蒸気排出管84に排出される。
Therefore, the temperature of the steam in the
このように第3実施形態の過熱器にあっては、蒸気を供給する複数の分岐連絡管75a,75b,75c,75dを入口管寄せ81の長手方向に所定間隔で連結し、複数の噴射ノズル92a,92b,92c,92dをこの分岐連絡管75a,75b,75c,75d内にそれぞれ配置している。
As described above, in the superheater of the third embodiment, a plurality of
従って、複数の伝熱管83が回収する熱量に偏差が生じても、事前にこの熱量の偏差に応じて各伝熱管83に供給される蒸気温度を調整することで、各伝熱管83から出口管寄せ82に流れる各過熱蒸気の温度を均一化し、伝熱管83から出口管寄せ82に流出する過熱蒸気の温度差を低減することができる。また、分岐連絡管75a,75b,75c,75d内に冷却水を噴射するため、蒸気を入口管寄せ81に供給される前に温度調整するため、伝熱管83に供給する蒸気の温度を精度良く調整することができ、高精度な温度管理を行うことができる。
Therefore, even if there is a deviation in the amount of heat collected by the plurality of
[第4実施形態]
図9は、第4実施形態の過熱器を表す概略図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating the superheater according to the fourth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as embodiment mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.
第4実施形態にて、図9に示すように、過熱器52は、入口管寄せ81と出口管寄せ82と複数の伝熱管83とを有し、過熱器52の入口管寄せ81に過熱低減器121が設けられ、過熱低減器121は、蒸気連絡管75から入口管寄せ81に供給される蒸気を冷却して温度を低下させる。この過熱低減器121は、入口管寄せ81に供給される蒸気に対して冷却水を噴射可能な水噴射装置122により構成されている。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 9, the
水噴射装置122は、入口管寄せ81の長手方向に所定間隔で配置される複数(本実施例では、2個)の噴射ノズル123a,123bを有している。この複数の噴射ノズル123a,123bは、入口管寄せ81内に配置され、入口管寄せ81の長手方向に向けて噴射口が配置されている。ここでは、2個の噴射ノズル123a,123bが入口管寄せ81の端部側に配置され、中央部に向けて噴射口が対向することから、各噴射ノズル123a,123bは、入口管寄せ81の長手方向の中央部側に冷却水を噴射可能となっている。
The
冷却水供給ライン124は、先端部が複数の分岐管125a,125bに分岐され、各噴射ノズル123a,123bに連結されている。そして、冷却水供給ライン124に給水ポンプ126が設けられ、分岐管125a,125bに流量調整弁127a,127bが設けられている。
The cooling
本実施形態の過熱器52は、過熱低減器121を構成する水噴射装置122を制御することで、入口管寄せ81の長手方向における水噴射量を調整可能な水噴射量調整装置を有している。この水噴射量調整装置は、複数の噴射ノズル123a,123b、複数の分岐管125a,125b、流量調整弁127a,127bなどにより構成されている。
The
従って、過熱低減器121は、水噴射装置122の各噴射ノズル123a,123bが入口管寄せ81内の蒸気に対して冷却水を噴射することで、蒸気の温度を低下させる。このとき、噴射ノズル123a,123bは、各噴射口が中央部に向けていることから、入口管寄せ81の長手方向の中央部側に冷却水を噴射する。例えば、火炉11(図1参照)は、壁部よりも中央部法が排ガスの温度が高い場合、中央部に配置される伝熱管83に対応する入口管寄せ81の領域で多くの冷却水を噴射する。
Accordingly, the
そのため、入口管寄せ81内の蒸気の温度は、長手方向の中央部で低くなる分布となり、複数の伝熱管83に熱吸収量偏差が発生して中央部の伝熱管83が多く熱回収すると、伝熱管83から出口管寄せ82(図3参照)に流出した蒸気の温度が出口管寄せ82の長手方向で均一な分布となり、部分的に高い蒸気温度とはならない。
Therefore, the temperature of the steam in the
なお、噴射ノズル123a,123bの位置、向き、個数などは、火炉11における排ガスの温度分布により適宜設定すればよいものである。
Note that the positions, orientations, number, and the like of the
このように第4実施形態の過熱器にあっては、水噴射量調整装置として、水噴射装置として、入口管寄せ81の長手方向に向けて冷却水を噴射可能な噴射ノズル123a,123bを設けている。
Thus, in the superheater of 4th Embodiment, the
従って、複数の伝熱管83が回収する熱量に偏差が生じても、事前にこの熱量の偏差に応じて各伝熱管83に供給される蒸気温度を調整することで、各伝熱管83から出口管寄せ82に流れる各過熱蒸気の温度を均一化し、伝熱管83から出口管寄せ82に流出する過熱蒸気の温度差を低減することができる。また、噴射ノズル123a,123bが入口管寄せ81の長手方向に向けて冷却水を噴射するため、冷却水を広範囲に広げることができる。更に、噴射ノズル123a,123bの位置や向きを火炉11における排ガスの温度分布に応じて予め設定すればよく、別途、調整装置や制御装置などを設ける必要がなく、構造を簡素化することができる。
Therefore, even if there is a deviation in the amount of heat collected by the plurality of
なお、上述した実施形態では、煙道50に2個の過熱器51,52を直列に配置したが、1個でもよく、3個以上であってもよい。また、過熱器51,52に過熱低減器66を設けたが、再熱器53,54も、過熱器と同様に、蒸気を過熱するものであることから、この過熱器と同様の機能を有するものであり、下流側の再熱器54の入口管寄せに過熱低減器を設けてもよい。即ち、本発明の過熱器は、過熱器51,52と、再熱器53,54を含むものである。
In the above-described embodiment, the two superheaters 51 and 52 are arranged in series in the
10 ボイラ
11 火炉
12 燃焼装置
21,22,23,24,25 燃焼バーナ
50 煙道
51,52 過熱器
53,54 再熱器
55,56,57 節炭器
61 給水ライン
62 給水ポンプ
64 伝熱管
65 蒸気ライン
66,101,111,121 過熱低減器
67 蒸気タービン
71,81 入口管寄せ
72,82 出口管寄せ
73,83 伝熱管
75 蒸気連絡管
75a,75b,75c,75d 分岐連絡管
91,102,112,122 水噴射装置
92a,92b,92c,92d,92e 噴射ノズル(水噴射量調整装置)
93 冷却水供給ライン
94a,94b,94c,94d,94e 分岐管(冷却水供給管、水噴射量調整装置)
95 給水ポンプ
96a,96b,96c,96d,96e 流量調整弁(水噴射量調整装置)
97a,97b,97c 温度センサ
98 制御装置
DESCRIPTION OF
93 Cooling
95
97a, 97b,
Claims (8)
生成した過熱蒸気を排出する出口管寄せと、
前記入口管寄せと前記出口管寄せを連結するように前記入口管寄せ及び前記出口管寄せの長手方向に列設される複数の伝熱管と、
前記入口管寄せに供給される蒸気に対して冷却水を噴射可能な水噴射装置と、
前記水噴射装置を制御して前記入口管寄せの長手方向における水噴射量を調整可能な水噴射量調整装置と、
を有することを特徴とする過熱器。 An inlet header to which steam is supplied;
An outlet header for discharging the generated superheated steam;
A plurality of heat transfer tubes arranged in a longitudinal direction of the inlet header and the outlet header so as to connect the inlet header and the outlet header;
A water injection device capable of injecting cooling water to the steam supplied to the inlet header;
A water injection amount adjusting device capable of adjusting the water injection amount in the longitudinal direction of the inlet header by controlling the water injection device;
The superheater characterized by having.
燃料を前記火炉内に向けて吹き込む燃焼装置と、
前記火炉の煙道に設けられて排ガスの熱を回収して過熱蒸気を生成する請求項1から請求項7のいずれか一項の過熱器と、
を有することを特徴とするボイラ。 A furnace that is hollow and installed along the vertical direction;
A combustion device for injecting fuel into the furnace;
The superheater according to any one of claims 1 to 7, wherein the superheater is provided in a flue of the furnace and recovers heat of exhaust gas to generate superheated steam.
The boiler characterized by having.
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---|---|---|---|---|
CN105299618A (en) * | 2015-11-26 | 2016-02-03 | 华西能源工业股份有限公司 | Uniform-temperature superheater for waste incineration boiler and superheated steam heating method |
CN110207097A (en) * | 2019-05-31 | 2019-09-06 | 四川陆亨能源科技有限公司 | A kind of efficient stable wear-resisting type superheater device |
CN110454771A (en) * | 2019-09-16 | 2019-11-15 | 上海锅炉厂有限公司 | A kind of division pendant superheater preferred arrangement mode |
JP2020038041A (en) * | 2018-09-05 | 2020-03-12 | 三浦工業株式会社 | Steam superheating device and steam superheating system |
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2013
- 2013-12-16 JP JP2013259625A patent/JP2015117844A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105299618A (en) * | 2015-11-26 | 2016-02-03 | 华西能源工业股份有限公司 | Uniform-temperature superheater for waste incineration boiler and superheated steam heating method |
JP2020038041A (en) * | 2018-09-05 | 2020-03-12 | 三浦工業株式会社 | Steam superheating device and steam superheating system |
JP7151291B2 (en) | 2018-09-05 | 2022-10-12 | 三浦工業株式会社 | steam superheater, steam superheating system |
CN110207097A (en) * | 2019-05-31 | 2019-09-06 | 四川陆亨能源科技有限公司 | A kind of efficient stable wear-resisting type superheater device |
CN110207097B (en) * | 2019-05-31 | 2023-12-26 | 四川陆亨能源科技有限公司 | Efficient stable wear-resistant superheater device |
CN110454771A (en) * | 2019-09-16 | 2019-11-15 | 上海锅炉厂有限公司 | A kind of division pendant superheater preferred arrangement mode |
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