JP2511001B2 - 複圧ボイラを用いた熱水の給水方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ドラム式ボイラのドラム内飽和水を熱需要
部分へ供給して活用するための複圧ボイラを用いた熱水
の給水方法に関する。

従来の技術 熱水供給システムとして一般的なコ・ジェネレーショ
ンは、ビル向け、地域冷暖房向け等として開発されてき
たこともあり、通常は小型の産業用発電設備と組合わせ
て使用される。従って、単圧ボイラが多く、熱水供給温
度が１種類に限られている。

第３図は従来のコ・ジェネレーションのボイラと熱水
供給プラントを示した系統図であり、１はボイラ、２は
給水予熱器、３は給水ポンプ、４は蒸発器ドラム、５は
蒸発器、６は過熱器、７は熱需要部分である。従来のコ
・ジェネレーションでは、発電をガスタービン、蒸気タ
ービンあるいはディーゼルエンジン等で行うものが多
く、ガスタービンやディーゼルエンジンの燃焼ガスをボ
イラ１へ導入する。他に専用の燃焼装置を設置してそこ
からの高温ガスでボイラを作動させることもある。

さて、熱需要部分７からの給水は給水予熱器２で予熱
されて給水ポンプ３により蒸発器ドラム４へ供給され、
蒸発器５で加熱される。蒸発器５で生じた蒸気は蒸発器
ドラム４で気水分離されて、蒸気は過熱器６を経て図示
しない蒸気タービンへ送られ、ドラム内の飽和水は熱需
要部分７へ供給される。このプラントでは、熱需要部分
７からの戻り水の温度が80〜90℃と高温の場合が多く、
その場合はボイラ１での熱回収が十分行われず、燃焼ガ
スは130〜150℃の高温で煙突側へ排出されてしまう。

発明が解決しようとする問題点 上述のように、従来のボイラは単圧であり、熱需要部
分７へ供給する飽和水温度を調節する機能を持たないた
め、熱需要部分７での熱水の需要が少なく、戻り水の温
度が高い場合にはボイラでの熱回収が十分されず、煙突
へ排出される排気ガス温度が高いのでプラントの総合効
率が低いという問題があった。また、熱需要部分への供
給熱水の温度は１種類に限定されるため、多様な温度の
要求に対応することができず、自由度に欠けるという問
題もあった。

問題点を解決するための手段 このような問題点を解決するために、本発明では、内
圧の異なる複数のドラムを有する複圧ボイラにおいて、
少なくともいずれか１つのドラムの飽和水を抽出して、
この飽和水に温度の異なる他の給水を混合して所望温度
の熱水を熱需要部分へ送り、熱需要部分からの戻り水を
前記ドラムの内この戻り水の温度に適応したドラム系内
に回収するようにした複圧ボイラを用いた熱水の給水方
法を提供している。

作用 上記のように、本発明では、複数のドラムから適宜飽
和水を抽出して、これと温度の異なる給水と混合するこ
とにより、適宜の温度の熱水を熱需要部分へ供給できる
とともに、熱需要部分からの戻り水はその温度に適合し
た給水系統に回収してボイラでの熱回収に供するので、
熱回収量が高まる。そして、所定の温度の供給熱水を確
保したあとは、本来の高圧蒸気、低圧蒸気を得て蒸気タ
ービン等へ供給するので、ボイラ入口から出口の熱回収
と伝熱計画を最適に設計することができ、ボイラ効率を
高めることができる。

実施例 以下本発明に係る複圧ボイラを用いた熱水の供給方法
の実施例を第１図および第２図を参照して詳細に説明す
る。

第１図は本発明の第１の実施例を示したもので、第３
図と同一部分には同一符号を付してあるのでその部分の
説明は省略する。本実施例のボイラ１には、従来の蒸発
器５に代えて低圧蒸発器12、高圧蒸発器13が設けられて
おり、夫々に低圧蒸発器ドラム14、高圧蒸発器ドラム15
を備えている。また、熱需要部分７からの戻り水は給水
予熱器２へ戻さずに、脱気器蒸発器16を設けてここへ戻
すようにしている。なお、脱気器蒸発器16には、給水予
熱器２を経た給水も導入されるものである。

脱気器蒸発器16から給水は低圧ポンプ17と高圧ポンプ
18に分岐される。低圧ポンプ17を経た給水は、低圧蒸発
器ドラム14へ導入されて低圧蒸発器12で加熱される。一
方、高圧ポンプ18を経た給水は、一次節炭器19および二
次節炭器20を介して高圧蒸発器ドラム15へ導入されて、
高圧蒸発器13で加熱される。高圧蒸発器13で加熱されて
生じた蒸気は、ドラム15から過熱器６を経て図示しない
蒸気タービン等へ供給される。また、低圧蒸発器12で生
じた低圧蒸気はドラム14を介して蒸気タービン等へ供給
される。

低圧蒸発器ドラム14から抽出される飽和水（以下低圧
ドラム水という）は、混合器21、仕切り弁22を介して熱
需要部分７へ供給される。そして、熱需要部分７からの
戻り水は分岐されて循環ポンプ23へも導入され、この循
環ポンプ23により調整弁24を介して混合器21へ戻り水が
導入されるようになっている。

ここで、低圧蒸発器ドラム14から抽出される低圧ドラ
ム水をG1、その温度をT1、低圧蒸気の圧力をP1とし、熱
需要部分７からの戻り水をG4、その温度をT4とし、G4が
分岐されて循環ポンプ23により調整弁24を経て混合器21
へ導入される戻り水をG2、その温度をT2、混合器21でG1
とG2とを混合して熱需要部分７へ供給する熱水をG3、そ
の温度をT3とする。

そして、熱需要部分７の所望する温度T3の熱水G3を得
るには、低圧ドラム水G1に戻り水G4の一部であるG2を混
合して得ている。すなわち、熱水G3の温度調節は、G2の
流量の制御によって行うものである。なお、各部の温度
の高低関係は次の通りである。

T1＞T3＞T4≧T2 次に、第２図に示した第２の実施例について説明す
る。なお、この図で第１図と同一部分には同一符号を付
してあるので、その部分の説明は省略する。

第２の実施例が第１のそれと異なる点は、戻り水G4
は全て脱気器16へ導入するようにしてG2の分岐路を除去
したこと、低圧蒸発器ドラム14と混合器21の間に昇圧
ポンプ31を設けたこと、高圧蒸発器ドラム15からここ
の飽和水（以下高圧ドラム水という）を混合器21へ供給
するように調整弁32を備えた管路を設けたことである。

ここで、高圧蒸発器ドラム15の蒸気圧力をP5、高圧ド
ラム水をG5、その温度をT5とし、高圧蒸発器ドラム15か
ら過熱器６を経て得られた過熱蒸気の温度をT6とする
と、各部の温度の高低関係は次のようになる。

T6＞T5＞T3＞T1＞T4 すなわち、低圧ドラム水G1を高圧ドラム水G5に対応す
る圧力まで、昇圧ポンプ31で昇圧した後、G1にG5を混合
器21で混合して所望の温度T3の熱水G3を得る。そして、
熱水G3の温度T3の調節は、調整弁32によってG5の流量を
制御することによって行う。

なお、本発明は上述の実施例に限定されることなく種
々変形が可能である。例えば、第２の実施例に第１の実
施例を組合わせて、G2の経路とG5の経路の両方を備えれ
ば、更に多様な温度の熱水G3を熱需要部分７へ供給する
ことができるようになる。つまり、高圧ドラム水の温度
T5までであれば、適宜の温度に熱水G3の温度を調整して
供給することが可能であり、使用、停止も自由に行なえ
る。同時に温度T6の高圧蒸気とT1の低圧蒸気の供給量を
適宜調節して熱回収量を常に最大に維持することもでき
る。また、戻り水G4は、脱気器２の他に、一次節炭器19
や低圧蒸発器ドラム14等へ戻すようにしても良く、戻り
水の温度T4に適合した系内に回収するようにすればよ
い。

発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、ドラム水を熱
水用として取出し、その分蒸気量を減少させることによ
り、各伝熱管での熱交換量を一定に維持し、プラントの
総合効率を高めることができる。そして、種々の温度の
熱水を熱需要部分へ供給することが可能となり、多様な
要求に対して効率良く対応することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る熱水の給水方法を採用する複圧ボ
イラの熱水供給プラントの一例を示した系統図、第２図
は同じく他の例を示した系統図、第３図は従来の方法に
よるプラントを示した系統図である。 １……ボイラ、７……熱需要部分、12……低圧蒸発器、
13……高圧蒸発器、14……低圧蒸発器ドラム、15……高
圧蒸発器ドラム、16……脱気器蒸発器、17……低圧給水
ポンプ、18……高圧給水ポンプ、21……混合器、22……
仕切り弁、23……循環ポンプ、24,32……調整弁、31…
…昇圧ポンプ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内圧の異なる複数のドラムを有する複圧ボ
   イラにおいて、少なくともいずれか１つのドラムの飽和
   水を抽出して、この飽和水に温度の異なる他の給水を混
   合して所望温度の熱水を熱需要部分へ送り、熱需要部分
   からの戻り水を前記ドラムの内この戻り水の温度に適応
   したドラム系内に回収するようにした複圧ボイラを用い
   た熱水の給水方法。