JP2523336B2 - 冷却水から形成される蒸気を加熱するための装置 - Google Patents
冷却水から形成される蒸気を加熱するための装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱ガス用熱交換器内の冷却水から形成され
る蒸気を過熱するための方法及び装置に関する。
る蒸気を過熱するための方法及び装置に関する。
プロセスガスを冷却するため、例えばらせん形チユー
ブの形をした熱交換器が使用され、冷却されるべきガス
はそのらせん形チユーブを通り抜ける。通常、プロセス
ガスは1300℃超の温度及び30bar超のガス圧を有してい
る。熱交換器は冷却液、例えば水、によつて冷却され、
この冷却液は通常上記ガス圧を超えている。冷却液への
高熱負荷及び冷却液の比較的長い滞留時間のため、蒸気
が形成され、この蒸気はその目的のために設けられてい
る区画室内に捕獲される。この蒸気は飽和している。飽
和蒸気は、凝縮するため、取扱いが多くの場合困難であ
るので、後続の処理のため、蒸気は不飽和状態にされ
る。蒸気は更に加熱されることにより不飽和状態にされ
る。このため、蒸気は区画室から外に出され、別個の過
熱器に導かれる。過熱器において、蒸気は熱の供給によ
つて加熱される。
ブの形をした熱交換器が使用され、冷却されるべきガス
はそのらせん形チユーブを通り抜ける。通常、プロセス
ガスは1300℃超の温度及び30bar超のガス圧を有してい
る。熱交換器は冷却液、例えば水、によつて冷却され、
この冷却液は通常上記ガス圧を超えている。冷却液への
高熱負荷及び冷却液の比較的長い滞留時間のため、蒸気
が形成され、この蒸気はその目的のために設けられてい
る区画室内に捕獲される。この蒸気は飽和している。飽
和蒸気は、凝縮するため、取扱いが多くの場合困難であ
るので、後続の処理のため、蒸気は不飽和状態にされ
る。蒸気は更に加熱されることにより不飽和状態にされ
る。このため、蒸気は区画室から外に出され、別個の過
熱器に導かれる。過熱器において、蒸気は熱の供給によ
つて加熱される。
上記方法は、過熱器で蒸気を熱するための余分なエネ
ルギーを必要とするという不都合を有している。更に、
過熱器は実際の熱交換器の外部に配設され且つそれとパ
イプによつて接続されるため、装置が比較的大きくな
る。
ルギーを必要とするという不都合を有している。更に、
過熱器は実際の熱交換器の外部に配設され且つそれとパ
イプによつて接続されるため、装置が比較的大きくな
る。
上記問題点を解決することが本発明の目的である。
従って、本発明は、熱ガス用熱交換器内の冷却水から
形成される蒸気を加熱するための方法であつて、該蒸気
が冷却されるべきガスによつて加熱されることを特徴と
する方法を提供する。
形成される蒸気を加熱するための方法であつて、該蒸気
が冷却されるべきガスによつて加熱されることを特徴と
する方法を提供する。
本発明は又上記方法を実行するための装置を提供する
ものであり、該装置は、冷却されるべきガスのための入
口を有する容器と、冷却されるべきガスを通すためのパ
イプシステム又はチユーブシステムを有する冷却水用区
画室と、発生した蒸気のための捕集空間とを具備し、冷
却されたガスの排出のための出口を有する前記チユーブ
システムに接続される１又は複数の過熱器モジユール即
ち案内手段と、前記捕集空間に接続され且つ前記過熱器
モジユール即ち案内手段を貫通する蒸気チユーブとを備
えることを特徴とする。
ものであり、該装置は、冷却されるべきガスのための入
口を有する容器と、冷却されるべきガスを通すためのパ
イプシステム又はチユーブシステムを有する冷却水用区
画室と、発生した蒸気のための捕集空間とを具備し、冷
却されたガスの排出のための出口を有する前記チユーブ
システムに接続される１又は複数の過熱器モジユール即
ち案内手段と、前記捕集空間に接続され且つ前記過熱器
モジユール即ち案内手段を貫通する蒸気チユーブとを備
えることを特徴とする。
この様に、本発明によれば、冷却装置の外部に配設さ
れる別個の過熱器を使用せず、プロセスガスの熱が過熱
蒸気を得るために使用される。
れる別個の過熱器を使用せず、プロセスガスの熱が過熱
蒸気を得るために使用される。
蒸気は、既に幾分か冷却されたガスによつて都合よく
加熱される。未だ冷却されていないガスによる直接的な
蒸気の加熱は、ガスの高い温度（1300℃）により、材料
上の問題を引き起こすのであろう。
加熱される。未だ冷却されていないガスによる直接的な
蒸気の加熱は、ガスの高い温度（1300℃）により、材料
上の問題を引き起こすのであろう。
冷却されたガスは、蒸気を加熱するための空間を通り
抜けるように都合よく導入され、この空間内の圧力は加
熱されるべき蒸気によつて決定される。蒸気が冷却装置
の外部で加熱される。今迄使用されてきた公知の方法で
は、高いガス圧に対処するため、高価な処理が必要であ
つた。プロセスガス内の存在する灰及び煤の粒子が装置
内に付着するのを防止するため、冷却されるガスの速度
は、ある最低値を超えるように保たれる。これは、ほこ
りの粒子が付着する機会をかなり減少させる。
抜けるように都合よく導入され、この空間内の圧力は加
熱されるべき蒸気によつて決定される。蒸気が冷却装置
の外部で加熱される。今迄使用されてきた公知の方法で
は、高いガス圧に対処するため、高価な処理が必要であ
つた。プロセスガス内の存在する灰及び煤の粒子が装置
内に付着するのを防止するため、冷却されるガスの速度
は、ある最低値を超えるように保たれる。これは、ほこ
りの粒子が付着する機会をかなり減少させる。
以下、添付図面を参照し、本発明の実施例について説
明する。
明する。
第1a図において、本発明装置は、冷却されるべきガス
のための供給継手２を備えた容器１と、冷却水用の区画
室３と、熱交換器として機能する、冷却されるべきガス
を通すためのチユーブシステム４と、冷却水から形成さ
れる蒸気を捕集するための捕集空間５とを備えている。
チユーブシステム４は例えばらせん形チユーブからなり
得る。
のための供給継手２を備えた容器１と、冷却水用の区画
室３と、熱交換器として機能する、冷却されるべきガス
を通すためのチユーブシステム４と、冷却水から形成さ
れる蒸気を捕集するための捕集空間５とを備えている。
チユーブシステム４は例えばらせん形チユーブからなり
得る。
熱交換器として機能するチユーブシステム４には、冷
却されたガスのための出口６が設けられている少なくと
も１個の過熱器モジユール即ち案内手段７が接続されて
おり、例えばらせん形の蒸気チユーブ８は捕集空間５に
接続され且つ過熱器モジュール即ち案内手段７を貫通す
る。明瞭化のため、１個の過熱器モジユール即ち案内手
段７のみが図示されている。熱交換器として機能するチ
ユーブシステム４は、目的に適した方法により、蒸気チ
ユーブ８の近傍位置で過熱器モジユール即ち案内手段７
に接続されている。案内手段７の断面積は、チユーブシ
ステム４のそれよりもかなり大きいのが好都合である。
バルブ９の助けにより、蒸気チユーブ８を離れる蒸気
は、バイパスパイプ10を介して供給される捕集空間５か
らの飽和蒸気と混合され得る。これは、パイプ６からの
ガス温度を限られた方法で制御しつつ、パイプ11からの
過熱された蒸気の温度を可能な限り一定に保つことを可
能にする。このため、バルブ９は制御パイプ12を介して
温度検知器13に接続されている。
却されたガスのための出口６が設けられている少なくと
も１個の過熱器モジユール即ち案内手段７が接続されて
おり、例えばらせん形の蒸気チユーブ８は捕集空間５に
接続され且つ過熱器モジュール即ち案内手段７を貫通す
る。明瞭化のため、１個の過熱器モジユール即ち案内手
段７のみが図示されている。熱交換器として機能するチ
ユーブシステム４は、目的に適した方法により、蒸気チ
ユーブ８の近傍位置で過熱器モジユール即ち案内手段７
に接続されている。案内手段７の断面積は、チユーブシ
ステム４のそれよりもかなり大きいのが好都合である。
バルブ９の助けにより、蒸気チユーブ８を離れる蒸気
は、バイパスパイプ10を介して供給される捕集空間５か
らの飽和蒸気と混合され得る。これは、パイプ６からの
ガス温度を限られた方法で制御しつつ、パイプ11からの
過熱された蒸気の温度を可能な限り一定に保つことを可
能にする。このため、バルブ９は制御パイプ12を介して
温度検知器13に接続されている。
第1b図に本発明の好都合な実施例を示す。第1a図にお
ける参照符号と同じ参照符号が使用されている。２個の
過熱器モジユール即ち案内手段７の配置及び中央の下降
管100が示されている。明瞭化のため、１個の過熱器モ
ジユール７のみが蒸気及びガスのためのそれぞれの入口
及び出口に接続されているように示されているが、他方
の過熱器モジユール７も又蒸気及びガスのためのそれぞ
れの入口及び出口が設けられているということは明らか
であろう。
ける参照符号と同じ参照符号が使用されている。２個の
過熱器モジユール即ち案内手段７の配置及び中央の下降
管100が示されている。明瞭化のため、１個の過熱器モ
ジユール７のみが蒸気及びガスのためのそれぞれの入口
及び出口に接続されているように示されているが、他方
の過熱器モジユール７も又蒸気及びガスのためのそれぞ
れの入口及び出口が設けられているということは明らか
であろう。
この実施例において、蒸気バイパス10は容器１の内部
に配設されており、バルブ９は図示されていない。
に配設されており、バルブ９は図示されていない。
第２図はより大きな縮尺における第1a図の過熱器即ち
案内手段７を示す。第２図から判るように、蒸気チユー
ブ８は二重らせん形チユーブからなり得る。あらゆる適
切な数のそのようなチユーブが適用され得るということ
は理解されよう。ガスは、頂部で過熱器即ち案内手段７
に流れ込み、そしてそれ迄に既に幾分か冷却されてい
る。この実施例では、加熱されるべき蒸気は蒸気チユー
ブを通ってガスと同一方向に流れるが、２つの媒質が互
いに反対方向に流れることも可能である。ハイブリツド
・レイアウト・オプシヨンが適用され得るということは
理解されよう。用語「ハイブリツド・レイアウト・オプ
シヨン」は、例えば過熱器モジユールが、ガスが導入さ
れる第１の同一方向に流れる部分と第２の互いに反対方
向に流れる部分とを具備することを意味する。パイプ14
が案内手段７内に配設される。一方では、パイプ14は冷
却水又は冷却水／蒸気混合物のための供給パイプの機能
を提供し、この目的のためにパイプ14は給水継手15及び
冷却水／蒸気排出継手16を設けられている。他方では、
パイプ14は案内手段７の断面積を減少させるべく機能
し、これによりガスの流速は最低値を超えるように保た
れ、灰又は煤の粒子が案内手段７に付着する機会が可能
な限り少なくされる。パイプ17は、パイプ14内に配設さ
れており、そして通路例えば18,19を介してパイプ14の
開口に接続されている。パイプ17は流体供給管路20を設
けられている。この配置は、蒸気又は圧縮ガス又は合成
ガスのような適切な流体が、継手20、パイプ17並びに通
路18及び19を介して過熱器即ち案内手段７内に吹き付け
られることを可能にし、それにより灰又は煤の付着を除
去することを可能にする。
案内手段７を示す。第２図から判るように、蒸気チユー
ブ８は二重らせん形チユーブからなり得る。あらゆる適
切な数のそのようなチユーブが適用され得るということ
は理解されよう。ガスは、頂部で過熱器即ち案内手段７
に流れ込み、そしてそれ迄に既に幾分か冷却されてい
る。この実施例では、加熱されるべき蒸気は蒸気チユー
ブを通ってガスと同一方向に流れるが、２つの媒質が互
いに反対方向に流れることも可能である。ハイブリツド
・レイアウト・オプシヨンが適用され得るということは
理解されよう。用語「ハイブリツド・レイアウト・オプ
シヨン」は、例えば過熱器モジユールが、ガスが導入さ
れる第１の同一方向に流れる部分と第２の互いに反対方
向に流れる部分とを具備することを意味する。パイプ14
が案内手段７内に配設される。一方では、パイプ14は冷
却水又は冷却水／蒸気混合物のための供給パイプの機能
を提供し、この目的のためにパイプ14は給水継手15及び
冷却水／蒸気排出継手16を設けられている。他方では、
パイプ14は案内手段７の断面積を減少させるべく機能
し、これによりガスの流速は最低値を超えるように保た
れ、灰又は煤の粒子が案内手段７に付着する機会が可能
な限り少なくされる。パイプ17は、パイプ14内に配設さ
れており、そして通路例えば18,19を介してパイプ14の
開口に接続されている。パイプ17は流体供給管路20を設
けられている。この配置は、蒸気又は圧縮ガス又は合成
ガスのような適切な流体が、継手20、パイプ17並びに通
路18及び19を介して過熱器即ち案内手段７内に吹き付け
られることを可能にし、それにより灰又は煤の付着を除
去することを可能にする。
第３図に、本発明の他の好都合な実施例を示す。第１
〜２図における参照符号と同じ参照符号が使用されてい
る。
〜２図における参照符号と同じ参照符号が使用されてい
る。
第３図において、各過熱器モジユール７は、冷却され
るべきガスを送るための少なくとも２本のパイプ又はチ
ユーブに接続されている。明瞭化のため、１個の過熱器
マジユール７のみがそのように接続されているように示
されているが、他の過熱器モジユール７も又そのように
接続されているということは明らかであろう。
るべきガスを送るための少なくとも２本のパイプ又はチ
ユーブに接続されている。明瞭化のため、１個の過熱器
マジユール７のみがそのように接続されているように示
されているが、他の過熱器モジユール７も又そのように
接続されているということは明らかであろう。
第３図の実施例においては、水のレベルを例えば最終
的に（並流の）過熱器モジユールの高さの1/3迄下げる
ことが可能であり、これは過熱された蒸気の質のみなら
ず、容器１から排出するガス温度のレベルをも制御す
る。
的に（並流の）過熱器モジユールの高さの1/3迄下げる
ことが可能であり、これは過熱された蒸気の質のみなら
ず、容器１から排出するガス温度のレベルをも制御す
る。
より細いデザインの容器は、過熱器モジユールのより
容易な接近性（accessability）／保守性、及び大きな
アツプスケール可能性能力（upscaleability potentia
l）をもたらすということが理解されよう。
容易な接近性（accessability）／保守性、及び大きな
アツプスケール可能性能力（upscaleability potentia
l）をもたらすということが理解されよう。
更に、もし可変の水レベルを介して容器から排出する
ガスの制御が満足に働かないならば、過熱器モジユール
の完全な水没が容易な撤退である。
ガスの制御が満足に働かないならば、過熱器モジユール
の完全な水没が容易な撤退である。
装置は次のように作動する。冷却されるべきガスは、
継手２、チユーブシステム４及び加熱器モジユール即ち
案内手段７を介して容器１を通過させられ、そして出口
６を介して外部に排出される。この工程の間、ガスは、
冷却水によつて連続的に冷却され、案内手段７内で更に
冷え、しかしそうしている間に、該ガスは、冷却水から
形成され、捕集空間５で捕集され且つ蒸気チユーブ８を
介して供給される蒸気を加熱する。加熱された蒸気は、
それが不飽和状態で蒸気チユーブ８を介して外部に進ま
されるような温度に達する。
継手２、チユーブシステム４及び加熱器モジユール即ち
案内手段７を介して容器１を通過させられ、そして出口
６を介して外部に排出される。この工程の間、ガスは、
冷却水によつて連続的に冷却され、案内手段７内で更に
冷え、しかしそうしている間に、該ガスは、冷却水から
形成され、捕集空間５で捕集され且つ蒸気チユーブ８を
介して供給される蒸気を加熱する。加熱された蒸気は、
それが不飽和状態で蒸気チユーブ８を介して外部に進ま
されるような温度に達する。
目的に達しているあらゆる数の過熱器モジユール即ち
案内手段が容器内に配設され得るということは理解され
よう。
案内手段が容器内に配設され得るということは理解され
よう。
更に、あらゆる適切な数のガス伝達チユーブが過熱器
モジユールに入り得るということは理解されよう。２本
以上のガスチユーブが１個の過熱器モジユールに入る場
合、中央の下降管は、あるピツチで過熱器モジユールに
入るガスチユーブと共に延長されよう。
モジユールに入り得るということは理解されよう。２本
以上のガスチユーブが１個の過熱器モジユールに入る場
合、中央の下降管は、あるピツチで過熱器モジユールに
入るガスチユーブと共に延長されよう。
本発明の種々の変更は、上記記載及び添付図面から、
当業者にとつては明白になろう。そのような変更は特許
請求の範囲内のものである。
当業者にとつては明白になろう。そのような変更は特許
請求の範囲内のものである。
第1a図は本発明に係る装置を概略的に示す縦断面図、第
1b図は本発明の好都合な実施例を示す縦断面図、第２図
は第1a図に示す装置の一部をより大きな縮尺で示す図、
そして第３図は本発明の他の好都合な実施例を示す縦断
面図である。 １……容器、３……区画室、４……チユーブシステム、
５……捕集空間、７……過熱器モジユール即ち案内手
段、８……蒸気チユーブ。
1b図は本発明の好都合な実施例を示す縦断面図、第２図
は第1a図に示す装置の一部をより大きな縮尺で示す図、
そして第３図は本発明の他の好都合な実施例を示す縦断
面図である。 １……容器、３……区画室、４……チユーブシステム、
５……捕集空間、７……過熱器モジユール即ち案内手
段、８……蒸気チユーブ。
Claims (7)
- 【請求項１】冷却水用区画室（３）、冷却されるべきガ
スのための入口、及び発生した蒸気を保持するための捕
集空間（５）を有する容器（１）、 入口から冷却水区画室（３）内にガスを通すための少な
くとも一つのチューブシステム（４）、及び 捕集空間（５）に接続された少なくとも一つの蒸気チュ
ーブ（８） を含んだ、高温ガス用熱交換器において冷却水から形成
された蒸気を加熱するための装置であって、 少なくとも一つの過熱器モジュール（７）が前記容器
（１）の冷却水区画室（３）内に配置され、各モジュー
ルが入口部と出口（６）を定める出口部を有し、各モジ
ュール（７）はその入口部で少なくとも一つのチューブ
システム（４）に接続されその出口部までガス通路を形
成し、各モジュールは更に夫々の蒸気チューブ（８）に
接続され、前記蒸気チューブ（８）はモジュールの入口
部からモジュールの出口部に過熱器モジュール（７）の
ガス通路を貫通して蒸気が入口部から出口部に流れるこ
とを特徴とする上記冷却水から形成された蒸気を加熱す
るための装置。 - 【請求項２】過熱器モジュール（７）の入口部で接続さ
れた各チューブシステム（４）と各蒸気チューブ（８）
が互いに近接して接続されていることを特徴とする請求
項１に記載の装置。 - 【請求項３】各過熱器モジュール（７）の断面積がそれ
に接続されたチューブシステム（４）の断面積より大き
いことを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項４】各過熱器モジュール（７）がその中に配設
された断面積を減少するパイプ（14）を含むことを特徴
とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項５】断面積を減少するパイプ（14）が水／蒸気
混合物の通路用の供給管路（15）及び排出管路（16）を
含むことを特徴とする請求項４に記載の装置。 - 【請求項６】更なるパイプ（17）が、断面積を減少する
パイプ（14）にある開口とこの更なるパイプ（17）を接
続するための通路手段（18,19）を有して、断面積を減
少するパイプ（14）内に配置され、前記更なるパイプ
（17）が冷却水／蒸気を前記通路手段（18,19）を介し
て過熱器モジュール内で冷却されるべきガスに送ること
を特徴とする請求項５に記載の装置。 - 【請求項７】各過熱器モジュール（７）がそれに接続さ
れた２つのチューブシステム（４）を有することを特徴
とする請求項１に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8602162 | 1986-08-26 | ||
| NL8602162 | 1986-08-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6361805A JPS6361805A (ja) | 1988-03-18 |
| JP2523336B2 true JP2523336B2 (ja) | 1996-08-07 |
Family
ID=19848452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62208400A Expired - Fee Related JP2523336B2 (ja) | 1986-08-26 | 1987-08-24 | 冷却水から形成される蒸気を加熱するための装置 |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4796570A (ja) |
| EP (1) | EP0257719B1 (ja) |
| JP (1) | JP2523336B2 (ja) |
| CN (1) | CN1012753B (ja) |
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