JP2716442B2 - 排熱回収ボイラ装置 - Google Patents
排熱回収ボイラ装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は排熱回収ボイラ装置に係り、特にコンバイン
ドガスタービンプラント用の混圧型排熱回収ボイラに関
するものである。 〔従来の技術〕 急増する電力需要に応えるため大容量の火力発電所が
建設されているが、これらのボイラは部分負荷時におい
ても高い発電効率を得るために変圧運転を行なうことが
要求されている。 これは最近の電力需要の特徴として、原子力発電の伸
びと共に、負荷の最大と最小の差も増大し、火力発電は
ベースロード用から負荷調整用へと移行する傾向にあ
る。 つまり、火力発電を負荷調整用として運転する場合、
ボイラ負荷を常に全負荷で運転されるものは少なく、負
荷を75％負荷,50％負荷,25％負荷へと負荷を上げ，下げ
して運転したり、運転を停止するなど、いわゆる毎日起
動停止（Daily Start Stop 以下単にDSSという）運転な
どを行なって中間負荷を担い、このDSS運転によって電
力需要の多い昼間のみ運転し、夜間は運転を停止して発
電効率を向上させるのである。 例えば高効率発電の一環として、最近コンバインドガ
スタービンプラントが注目されている。このコンバイン
ドガスタービンプラントは、まずガスタービンによる発
電を行なうと共に、ガスタービンから排出される排ガス
中の排熱を排熱回収ボイラによって熱回収し、この排熱
回収ボイラで発生した蒸気によって蒸気タービンを作動
させて発電するものである。 この様にコンバインドガスタービンプラントはガスタ
ービンによる発電と、蒸気タービンによる発電を同時に
行なうために発電効率が高いうえ、ガスタービンの特性
である負荷応答性に優れ、このために急激な電力需要の
上昇，下降にも十分対応でき、負荷追従性にも優れてお
り、DSS運転を行なうには好都合である。 第４図は、従来のコンバインドガスタービンプラント
の概略系統図である。同図において、空気供給管１から
の燃焼用空気Ａと燃料供給管２からの燃料Ｆを燃焼器３
で混合して燃焼させ、その燃焼ガスでガスタービン４を
回転させガスタービン４による発電を行なう。ガスター
ビン４を回転させた排ガスＧは排熱回収ボイラ５の排ガ
ス通路６へ導入される。この排ガス通路６には下流側か
ら上流へ低圧節炭器7,低圧蒸発器８および低圧ドラム９
からなる低圧ボイラ10と、高圧節炭器11,高圧蒸発器12,
高圧ドラム13および過熱器14からなる高圧ボイラ15が配
置されている。 一方、被加熱流体である給水WFは給水ポンプ16より給
水管17を経て低圧節炭器７に供給され、所定の温度まで
に予熱された後、低圧ドラム給水管18を通り低圧ドラム
９に供給される。 低圧ドラム９に供給された給水WFは、低圧ドラム９の
低圧下降管19を経て低圧蒸発器8,低圧ドラム９の順で自
然循環または強制循環され、その間に加熱されて低圧ド
ラム９内で水と蒸気に分離された後、水は再び低圧下降
管19,低圧蒸発器８および低圧ドラム９へと再循環され
るが、蒸気は低圧主蒸気管20より蒸気タービン21へ供給
される。 一方、低圧節炭器７の出口で分流された高温水WRの一
部はボイラ移送ポンプ22より高圧給水管23を経て高圧節
炭器11に供給され、所定の温度まで予熱された後、高圧
ドラム給水管24を通り高圧ドラム13に供給される。 高圧ドラム13に供給された高温水WRは低圧ボイラ10と
同様に高圧ドラム13の高圧下降管25を経て高圧蒸発器1
2,高圧ドラム13の順で循環し、高圧ドラム13内で分離さ
れた蒸気はドラム蒸気出口管26を経て過熱器14へ送ら
れ、ここでさらに昇温された後、高圧主蒸気管27より蒸
気タービン21へ供給され、蒸気タービン21による発電を
行なう。 なお、高圧ドラム13で分離された水は、高圧下降管2
5,高圧蒸発器12,高圧ドラム13へと再循環される。 高圧ドラム13および低圧ドラム９の給水レベルは、そ
れぞれ高圧ドラム給水弁28,低圧ドラム給水弁29を操作
して給水量が制御される。 蒸気タービン21を回転させた蒸気は腹水器30で水とな
り、給水ポンプ16より再び排熱回収ボイラ５へ給水され
る。この給水管17の給水WFは約34℃と低温であるため
に、そのままの給水温度で低圧節炭器７へ給水されると
低圧節炭器７で低温腐食が発生するので、低圧ボイラ10
または高圧ボイラ15内の高温水WRと混合させて、低温腐
食がおこらない所定の温度まで給水温度を昇温させて、
低圧節炭器７へ給水する必要がある。 つまり、高圧給水管23の高温水WRの一部はボイラ移送
ポンプ22の出口から再循環流量調節弁32を有する再循環
流路33を経て給水管17へ供給され、低圧節炭器７の低温
腐食を防止している。 31は発電機,34はガスタービン４の排ガスＧ中の窒素
酸化物（以下単にNOXという）を除去するために高圧蒸
発器12と高圧節炭器11の間、あるいは高圧蒸発器12の中
間に配置される脱硝装置、35は過熱蒸気連絡管、36は過
熱蒸気止弁、37は圧力調整弁である。 第５図は、蒸気タービン付近の補助蒸気系統図であ
る。同図において、16は給水ポンプ,17は給水管,20は低
圧主蒸気管,21は蒸気タービン,27は高圧主蒸気管,30は
腹水器で第４図のものと同一のものを示す。 第５図に示す如く、コンバインドガスタービンプラン
トの起動時または停止時には蒸気タービン21のグランド
シール用の蒸気を必要とするため、補助蒸気ヘッダ38か
ら補助蒸気が補助蒸気入口管39,補助蒸気止弁40,補助蒸
気出口管41,補助蒸気止弁42,グランドシール母管43を経
て、蒸気タービン21へ供給される。なお、補助蒸気ヘッ
ダ38への蒸気供給源としては、補助ボイラ44、あるいは
運転している他の排熱回収ボイラ５の高圧主蒸気管19a
からの蒸気が調整弁45,逆止弁46を有する高圧主蒸気抽
気管47を経て供給されていた。 51は高圧主蒸気管27と補助蒸気出口管41との間に設け
た高圧主蒸気抽気管、52は高圧主蒸気逆止弁,53は高圧
主蒸気調整弁である。 第６図は、縦軸に圧力，横軸に時間を示す特性曲線図
で、排熱回収ボイラの運転圧力状態の一例を示す。排熱
回収ボイラ５の運転中（横軸の０からT1まで）は高圧ボ
イラ15の圧力は曲線ａで示す如く65kg/cm2 G,低圧ボイ
ラ10の圧力は曲線ｂで示す如く5kg/cm2 Gであるが、ガ
スタービン４の停止後（同図の横軸におけるガスタービ
ン停止時T1）、排熱回収ボイラ５がバンキング状態に入
ると高圧ボイラ15,低圧ボイラ10の内部圧力は、曲線a,b
に沿って低下する。元来内部温度の低い低圧ボイラ10側
は熱放散も少なく、従って圧力降下の比率自体は高圧ボ
イラ15側に比べて少ないが、高圧ボイラ15側に比較して
内部圧力が1/10程度であるため、ガスタービン４の運転
停止時T1から一定時間が経過した時点T2では圧力が０と
なり、以後は内部での凝縮が進行して時には負圧となっ
てしまう。この結果、低圧ボイラ10側に大気が侵入して
錆を生じてさせることにもなる。 従ってその対策としては、高圧ボイラ15の蒸気を第４
図に示す過熱蒸気止弁36,圧力調整弁37を開いた過熱蒸
気連絡管35から低圧ボイラ10へ高圧ボイラ15の蒸気の一
部を供給し、高圧ボイラ15の残存圧力によって低圧ボイ
ラ10の内圧を大気圧力以上に保持していた。 すなわち、第７図の曲線ａから曲線ｃに示す如く、時
間T3において高圧ボイラ15の蒸気を低圧ボイラ10へ供給
することによって、低圧ボイラ10の圧力を曲線ｂから曲
線ｄに示す如く上げて大気圧力以上に保持していた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところがかかる従来の排熱回収ボイラにおいては、高
圧ボイラ15の残存圧力が低下し、DSS運転によるガスタ
ービン４の再起動時には、蒸気タービン21の出力の大部
分の蒸気を高圧ボイラ15で負担しているために定格負荷
に到達するまでの起動時間がかかりすぎる欠点がある。 また、排熱回収ボイラ５に内蔵された脱硝装置34は高
圧蒸発器12内の流体温度が低いために上流で排ガスＧの
熱が高圧蒸発器12内の流体によって奪われ、脱硝装置34
の入口排ガス温度が低下して排出NOXが増加する欠点が
あった。 本発明はかかる従来技術の欠点を解消しようとするも
ので、その目的とするところは、排熱回収ボイラの停止
時であっても高圧ボイラの圧力を高くして再起動時の起
動時間の短縮を計り、しかも再起動時のNOX量も低下す
ることができる排熱回収ボイラ装置を提供するにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は前述の目的を達成するために、低圧節炭器と
低圧ドラムと低圧蒸発器とからなる低圧ボイラと、高圧
節炭器と高圧ドラムと高圧蒸発器と過熱器とからなる高
圧ボイラを給水管で接続し、 高圧ボイラの蒸気を高圧主蒸気管を経て蒸気タービン
へ、低圧ボイラの蒸気を低圧主蒸気管を経て蒸気タービ
ンへそれぞれ供給すると共に補助蒸気を補助蒸気ヘッダ
から蒸気タービンへ供給するものにおいて、 前記補助蒸気ヘッダと高圧主蒸気管を補助蒸気圧力調
整弁を有する補助蒸気バイパス管で接続し、 前記高圧ドラムの蒸気圧力を検出する高圧ドラム圧力
検出器を高圧ドラムに設け、 その高圧ドラム圧力検出器からの検出圧力を入力する
とともに、高圧ドラムの設定圧力を設定し、高圧ドラム
の検出圧力が設定圧力まで低下すると前記補助蒸気バイ
パス管を通して補助蒸気を高圧ドラムに供給する信号を
出力する制御器とを備えたことを特徴とするものであ
る。 〔作用〕 通常15〜20kg/cm2 Gの圧力を有する補助蒸気ヘッダか
ら高圧ボイラへ補助蒸気を供給するようにしたので、起
動時間の短縮が計れ、しかも起動時のNOX量も低減す
る。 〔実施例〕 以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。第１図
は本発明の実施例に係る蒸気タービン付近の概略系統
図、第２図は圧力と時間の関係を示す特性曲線図であ
る。 第１図において、符号は従来のものと同一のものは同
一符号で示す。48aは補助蒸気ヘッダ38と高圧主蒸気管2
7を接続した補助蒸気バイパス管、49,50は補助蒸気バイ
パス管48aの補助蒸気止弁と補助蒸気調整弁、51は高圧
主蒸気抽気管、52は高圧主蒸気逆止弁、53は高圧主蒸気
調整弁、54,55は高圧ドラム13,低圧ドラム９の圧力検出
器、56は制御器、57は制御信号である。 この様な構成において、補助蒸気ヘッダ38のＨ点から
高圧主蒸気管27のＩ点に補助蒸気止弁49、補助蒸気調整
弁50を有する補助蒸気バイパス管48aを設け、補助蒸気
ヘッダ38の補助蒸気を補助蒸気バイパス管48a、高圧主
蒸気管27、過熱器14、ドラム蒸気出口管26を経て高圧ド
ラム13へ導入して高圧ドラム13の圧力低下を防止したも
のである。 また、他の実施例として、前記補助蒸気バイパス管48
aに替えて、高圧主蒸気抽気管51のＪ点からＫ点に補助
蒸気止弁49、補助蒸気調整弁50が設けた補助蒸気バイパ
ス管48bを設けてもよい。 全ての排熱回収ボイラ５が停止している場合は、補助
ボイラ44を運転し、その補助ボイラ44で発生した補助蒸
気を補助蒸気ヘッダ38へ供給する。そして、起動時に蒸
気タービン21のグランドシール用として蒸気が必要な場
合は、補助蒸気入口管39の補助蒸気止弁40、補助蒸気出
口管41の補助蒸気止弁42を開き、減圧してグランドシー
ル蒸気母管43へ補助蒸気を供給し、そこから蒸気タービ
ン21のグランド部へ蒸気が供給される。 第５図に示す従来のものは、補助蒸気止弁40を用いて
も、高圧蒸気止弁52があることから、高圧主蒸気管27へ
補助蒸気を逆流させることがなかった。本発明の実施例
においては高圧蒸気止弁52をバイパスする補助蒸気バイ
パス管48aまたは48bを設け、補助蒸気止弁49、補助蒸気
調整弁50を介して、Ｋ点から高圧主蒸気抽気管51を経
て、Ｉ点から高圧主蒸気管27へ補助蒸気を流すようにし
たものである。 以下、本発明の実施例の制御器56を用いた補助蒸気の
制御方法について説明する。ガスタービン４が停止し、
排熱回収ボイラ５がバイキング状態になると、制御器56
は、圧力検知器54,55によって高圧ドラム13及び低圧ド
ラム９内の圧力を検知する。制御器56には高圧ドラム13
の設定圧力P1と低圧ドラム９の設定圧力P2を入力する。 そして第２図に示すように例えば、低圧ドラム９圧力
が設定圧力P2まで低下し、かつ高圧ドラム13の圧力が補
助蒸気ヘッダ38の圧力より高い場合は制御器56は過熱蒸
気連絡管35の過熱蒸気止弁36,圧力調整弁37を制御信号5
7によって開いて、高圧ドラム13の蒸気をこの過熱蒸気
連絡管35を介して、低圧ドラム９へ供給し、低圧ドラム
９を設定圧力P2以上の圧力P3まで加圧する。この場合、
補助蒸気バイパス管48aまたは48bの補助蒸気止弁49,補
助蒸気調整弁50は閉じたままである。さらに、高圧ドラ
ム13の検出圧力が、補助蒸気ヘッダ38の圧力（20kg/cm2
G）より低下し、かつ低圧ドラム９の圧力が設定圧力P2
まで低下した場合は、制御器56は、過熱蒸気連絡管35の
過熱蒸気止弁36,圧力調整弁37を制御信号57によって開
くと同時に、補助蒸気入口管39の補助蒸気止弁40及び補
助蒸気バイパス管48aまたは48bの補助蒸気止弁49,補助
蒸気調整弁50を開く。これによって、高圧ドラム13の圧
力を、補助蒸気ヘッダ38の圧力まで加圧するとともに、
低圧ドラム９の圧力も圧力P3まで加圧するものである。
また、低圧ドラム９の圧力が設定圧力P2まで低下しなく
ても、高圧ドラム13の圧力が設定圧力P1まで低下すれ
ば、補助蒸気止弁40及び補助蒸気バイパス管48aまたは4
8bの補助蒸気止弁49,補助蒸気調整弁50を開き、補助蒸
気ヘッダ36の圧力まで加圧することもできる。 第３図は、他の実施例を示す蒸気タービン付近の概略
系統図である。同図において、符号は第１図のものと同
一のものは同一符号で示す。同図において、58は補助蒸
気バイパス管48cの途中から低圧主蒸気管20へ補助蒸気
を供給する副補助蒸気バイパス管、59は副補助蒸気バイ
パス管58に設けた副補助蒸気調整弁である。 第１図のものと異なる点は補助蒸気バイパス管48cの
途中から低圧主蒸気管20へ副補助蒸気調整弁59を有する
副補助蒸気バイパス管58を接続し、高圧ドラム13は補助
蒸気バイパス管48c、低圧ドラム９は副補助蒸気バイパ
ス管58の補助蒸気によって加圧するようにしたものであ
る。 制御器56には第４図に示す高圧ボイラ15の設定圧力P1
と低圧ボイラ10の設定圧力P2を入力し、その設定圧力
P1,P2より低下した場合には、補助蒸気止弁40を開け補
助蒸気バイパス管48cの補助蒸気止弁49,補助蒸気調整弁
50及び副補助蒸気バイパス管58の副補助蒸気調整弁59を
開け、高圧ドラム13側は、当然補助蒸気ヘッダ38の圧力
まで、低圧ドラム９側は、あらかじめ制御器56に設定さ
れた設定圧力P2よりも高い圧力P3まで、それぞれ独立に
加圧するようにしたものである。 なお、第３図に示す実施例のものにおいては、第１図
に示す高圧ドラム13と低圧ドラム９を連結する過熱蒸気
連絡管35、過熱蒸気止弁36、圧力調整弁37は不要とな
る。 〔発明の効果〕 本発明によれば高圧ボイラの内部圧力を補助蒸気ヘッ
ダの圧力程度に保持できると共に、低圧ボイラの内部圧
力も大気圧以上に保持することができるので、起動時間
の短縮を計ることができ、排ガス温度が上昇するので、
起動時のNOX量も低下する。
ドガスタービンプラント用の混圧型排熱回収ボイラに関
するものである。 〔従来の技術〕 急増する電力需要に応えるため大容量の火力発電所が
建設されているが、これらのボイラは部分負荷時におい
ても高い発電効率を得るために変圧運転を行なうことが
要求されている。 これは最近の電力需要の特徴として、原子力発電の伸
びと共に、負荷の最大と最小の差も増大し、火力発電は
ベースロード用から負荷調整用へと移行する傾向にあ
る。 つまり、火力発電を負荷調整用として運転する場合、
ボイラ負荷を常に全負荷で運転されるものは少なく、負
荷を75％負荷,50％負荷,25％負荷へと負荷を上げ，下げ
して運転したり、運転を停止するなど、いわゆる毎日起
動停止（Daily Start Stop 以下単にDSSという）運転な
どを行なって中間負荷を担い、このDSS運転によって電
力需要の多い昼間のみ運転し、夜間は運転を停止して発
電効率を向上させるのである。 例えば高効率発電の一環として、最近コンバインドガ
スタービンプラントが注目されている。このコンバイン
ドガスタービンプラントは、まずガスタービンによる発
電を行なうと共に、ガスタービンから排出される排ガス
中の排熱を排熱回収ボイラによって熱回収し、この排熱
回収ボイラで発生した蒸気によって蒸気タービンを作動
させて発電するものである。 この様にコンバインドガスタービンプラントはガスタ
ービンによる発電と、蒸気タービンによる発電を同時に
行なうために発電効率が高いうえ、ガスタービンの特性
である負荷応答性に優れ、このために急激な電力需要の
上昇，下降にも十分対応でき、負荷追従性にも優れてお
り、DSS運転を行なうには好都合である。 第４図は、従来のコンバインドガスタービンプラント
の概略系統図である。同図において、空気供給管１から
の燃焼用空気Ａと燃料供給管２からの燃料Ｆを燃焼器３
で混合して燃焼させ、その燃焼ガスでガスタービン４を
回転させガスタービン４による発電を行なう。ガスター
ビン４を回転させた排ガスＧは排熱回収ボイラ５の排ガ
ス通路６へ導入される。この排ガス通路６には下流側か
ら上流へ低圧節炭器7,低圧蒸発器８および低圧ドラム９
からなる低圧ボイラ10と、高圧節炭器11,高圧蒸発器12,
高圧ドラム13および過熱器14からなる高圧ボイラ15が配
置されている。 一方、被加熱流体である給水WFは給水ポンプ16より給
水管17を経て低圧節炭器７に供給され、所定の温度まで
に予熱された後、低圧ドラム給水管18を通り低圧ドラム
９に供給される。 低圧ドラム９に供給された給水WFは、低圧ドラム９の
低圧下降管19を経て低圧蒸発器8,低圧ドラム９の順で自
然循環または強制循環され、その間に加熱されて低圧ド
ラム９内で水と蒸気に分離された後、水は再び低圧下降
管19,低圧蒸発器８および低圧ドラム９へと再循環され
るが、蒸気は低圧主蒸気管20より蒸気タービン21へ供給
される。 一方、低圧節炭器７の出口で分流された高温水WRの一
部はボイラ移送ポンプ22より高圧給水管23を経て高圧節
炭器11に供給され、所定の温度まで予熱された後、高圧
ドラム給水管24を通り高圧ドラム13に供給される。 高圧ドラム13に供給された高温水WRは低圧ボイラ10と
同様に高圧ドラム13の高圧下降管25を経て高圧蒸発器1
2,高圧ドラム13の順で循環し、高圧ドラム13内で分離さ
れた蒸気はドラム蒸気出口管26を経て過熱器14へ送ら
れ、ここでさらに昇温された後、高圧主蒸気管27より蒸
気タービン21へ供給され、蒸気タービン21による発電を
行なう。 なお、高圧ドラム13で分離された水は、高圧下降管2
5,高圧蒸発器12,高圧ドラム13へと再循環される。 高圧ドラム13および低圧ドラム９の給水レベルは、そ
れぞれ高圧ドラム給水弁28,低圧ドラム給水弁29を操作
して給水量が制御される。 蒸気タービン21を回転させた蒸気は腹水器30で水とな
り、給水ポンプ16より再び排熱回収ボイラ５へ給水され
る。この給水管17の給水WFは約34℃と低温であるため
に、そのままの給水温度で低圧節炭器７へ給水されると
低圧節炭器７で低温腐食が発生するので、低圧ボイラ10
または高圧ボイラ15内の高温水WRと混合させて、低温腐
食がおこらない所定の温度まで給水温度を昇温させて、
低圧節炭器７へ給水する必要がある。 つまり、高圧給水管23の高温水WRの一部はボイラ移送
ポンプ22の出口から再循環流量調節弁32を有する再循環
流路33を経て給水管17へ供給され、低圧節炭器７の低温
腐食を防止している。 31は発電機,34はガスタービン４の排ガスＧ中の窒素
酸化物（以下単にNOXという）を除去するために高圧蒸
発器12と高圧節炭器11の間、あるいは高圧蒸発器12の中
間に配置される脱硝装置、35は過熱蒸気連絡管、36は過
熱蒸気止弁、37は圧力調整弁である。 第５図は、蒸気タービン付近の補助蒸気系統図であ
る。同図において、16は給水ポンプ,17は給水管,20は低
圧主蒸気管,21は蒸気タービン,27は高圧主蒸気管,30は
腹水器で第４図のものと同一のものを示す。 第５図に示す如く、コンバインドガスタービンプラン
トの起動時または停止時には蒸気タービン21のグランド
シール用の蒸気を必要とするため、補助蒸気ヘッダ38か
ら補助蒸気が補助蒸気入口管39,補助蒸気止弁40,補助蒸
気出口管41,補助蒸気止弁42,グランドシール母管43を経
て、蒸気タービン21へ供給される。なお、補助蒸気ヘッ
ダ38への蒸気供給源としては、補助ボイラ44、あるいは
運転している他の排熱回収ボイラ５の高圧主蒸気管19a
からの蒸気が調整弁45,逆止弁46を有する高圧主蒸気抽
気管47を経て供給されていた。 51は高圧主蒸気管27と補助蒸気出口管41との間に設け
た高圧主蒸気抽気管、52は高圧主蒸気逆止弁,53は高圧
主蒸気調整弁である。 第６図は、縦軸に圧力，横軸に時間を示す特性曲線図
で、排熱回収ボイラの運転圧力状態の一例を示す。排熱
回収ボイラ５の運転中（横軸の０からT1まで）は高圧ボ
イラ15の圧力は曲線ａで示す如く65kg/cm2 G,低圧ボイ
ラ10の圧力は曲線ｂで示す如く5kg/cm2 Gであるが、ガ
スタービン４の停止後（同図の横軸におけるガスタービ
ン停止時T1）、排熱回収ボイラ５がバンキング状態に入
ると高圧ボイラ15,低圧ボイラ10の内部圧力は、曲線a,b
に沿って低下する。元来内部温度の低い低圧ボイラ10側
は熱放散も少なく、従って圧力降下の比率自体は高圧ボ
イラ15側に比べて少ないが、高圧ボイラ15側に比較して
内部圧力が1/10程度であるため、ガスタービン４の運転
停止時T1から一定時間が経過した時点T2では圧力が０と
なり、以後は内部での凝縮が進行して時には負圧となっ
てしまう。この結果、低圧ボイラ10側に大気が侵入して
錆を生じてさせることにもなる。 従ってその対策としては、高圧ボイラ15の蒸気を第４
図に示す過熱蒸気止弁36,圧力調整弁37を開いた過熱蒸
気連絡管35から低圧ボイラ10へ高圧ボイラ15の蒸気の一
部を供給し、高圧ボイラ15の残存圧力によって低圧ボイ
ラ10の内圧を大気圧力以上に保持していた。 すなわち、第７図の曲線ａから曲線ｃに示す如く、時
間T3において高圧ボイラ15の蒸気を低圧ボイラ10へ供給
することによって、低圧ボイラ10の圧力を曲線ｂから曲
線ｄに示す如く上げて大気圧力以上に保持していた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところがかかる従来の排熱回収ボイラにおいては、高
圧ボイラ15の残存圧力が低下し、DSS運転によるガスタ
ービン４の再起動時には、蒸気タービン21の出力の大部
分の蒸気を高圧ボイラ15で負担しているために定格負荷
に到達するまでの起動時間がかかりすぎる欠点がある。 また、排熱回収ボイラ５に内蔵された脱硝装置34は高
圧蒸発器12内の流体温度が低いために上流で排ガスＧの
熱が高圧蒸発器12内の流体によって奪われ、脱硝装置34
の入口排ガス温度が低下して排出NOXが増加する欠点が
あった。 本発明はかかる従来技術の欠点を解消しようとするも
ので、その目的とするところは、排熱回収ボイラの停止
時であっても高圧ボイラの圧力を高くして再起動時の起
動時間の短縮を計り、しかも再起動時のNOX量も低下す
ることができる排熱回収ボイラ装置を提供するにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は前述の目的を達成するために、低圧節炭器と
低圧ドラムと低圧蒸発器とからなる低圧ボイラと、高圧
節炭器と高圧ドラムと高圧蒸発器と過熱器とからなる高
圧ボイラを給水管で接続し、 高圧ボイラの蒸気を高圧主蒸気管を経て蒸気タービン
へ、低圧ボイラの蒸気を低圧主蒸気管を経て蒸気タービ
ンへそれぞれ供給すると共に補助蒸気を補助蒸気ヘッダ
から蒸気タービンへ供給するものにおいて、 前記補助蒸気ヘッダと高圧主蒸気管を補助蒸気圧力調
整弁を有する補助蒸気バイパス管で接続し、 前記高圧ドラムの蒸気圧力を検出する高圧ドラム圧力
検出器を高圧ドラムに設け、 その高圧ドラム圧力検出器からの検出圧力を入力する
とともに、高圧ドラムの設定圧力を設定し、高圧ドラム
の検出圧力が設定圧力まで低下すると前記補助蒸気バイ
パス管を通して補助蒸気を高圧ドラムに供給する信号を
出力する制御器とを備えたことを特徴とするものであ
る。 〔作用〕 通常15〜20kg/cm2 Gの圧力を有する補助蒸気ヘッダか
ら高圧ボイラへ補助蒸気を供給するようにしたので、起
動時間の短縮が計れ、しかも起動時のNOX量も低減す
る。 〔実施例〕 以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。第１図
は本発明の実施例に係る蒸気タービン付近の概略系統
図、第２図は圧力と時間の関係を示す特性曲線図であ
る。 第１図において、符号は従来のものと同一のものは同
一符号で示す。48aは補助蒸気ヘッダ38と高圧主蒸気管2
7を接続した補助蒸気バイパス管、49,50は補助蒸気バイ
パス管48aの補助蒸気止弁と補助蒸気調整弁、51は高圧
主蒸気抽気管、52は高圧主蒸気逆止弁、53は高圧主蒸気
調整弁、54,55は高圧ドラム13,低圧ドラム９の圧力検出
器、56は制御器、57は制御信号である。 この様な構成において、補助蒸気ヘッダ38のＨ点から
高圧主蒸気管27のＩ点に補助蒸気止弁49、補助蒸気調整
弁50を有する補助蒸気バイパス管48aを設け、補助蒸気
ヘッダ38の補助蒸気を補助蒸気バイパス管48a、高圧主
蒸気管27、過熱器14、ドラム蒸気出口管26を経て高圧ド
ラム13へ導入して高圧ドラム13の圧力低下を防止したも
のである。 また、他の実施例として、前記補助蒸気バイパス管48
aに替えて、高圧主蒸気抽気管51のＪ点からＫ点に補助
蒸気止弁49、補助蒸気調整弁50が設けた補助蒸気バイパ
ス管48bを設けてもよい。 全ての排熱回収ボイラ５が停止している場合は、補助
ボイラ44を運転し、その補助ボイラ44で発生した補助蒸
気を補助蒸気ヘッダ38へ供給する。そして、起動時に蒸
気タービン21のグランドシール用として蒸気が必要な場
合は、補助蒸気入口管39の補助蒸気止弁40、補助蒸気出
口管41の補助蒸気止弁42を開き、減圧してグランドシー
ル蒸気母管43へ補助蒸気を供給し、そこから蒸気タービ
ン21のグランド部へ蒸気が供給される。 第５図に示す従来のものは、補助蒸気止弁40を用いて
も、高圧蒸気止弁52があることから、高圧主蒸気管27へ
補助蒸気を逆流させることがなかった。本発明の実施例
においては高圧蒸気止弁52をバイパスする補助蒸気バイ
パス管48aまたは48bを設け、補助蒸気止弁49、補助蒸気
調整弁50を介して、Ｋ点から高圧主蒸気抽気管51を経
て、Ｉ点から高圧主蒸気管27へ補助蒸気を流すようにし
たものである。 以下、本発明の実施例の制御器56を用いた補助蒸気の
制御方法について説明する。ガスタービン４が停止し、
排熱回収ボイラ５がバイキング状態になると、制御器56
は、圧力検知器54,55によって高圧ドラム13及び低圧ド
ラム９内の圧力を検知する。制御器56には高圧ドラム13
の設定圧力P1と低圧ドラム９の設定圧力P2を入力する。 そして第２図に示すように例えば、低圧ドラム９圧力
が設定圧力P2まで低下し、かつ高圧ドラム13の圧力が補
助蒸気ヘッダ38の圧力より高い場合は制御器56は過熱蒸
気連絡管35の過熱蒸気止弁36,圧力調整弁37を制御信号5
7によって開いて、高圧ドラム13の蒸気をこの過熱蒸気
連絡管35を介して、低圧ドラム９へ供給し、低圧ドラム
９を設定圧力P2以上の圧力P3まで加圧する。この場合、
補助蒸気バイパス管48aまたは48bの補助蒸気止弁49,補
助蒸気調整弁50は閉じたままである。さらに、高圧ドラ
ム13の検出圧力が、補助蒸気ヘッダ38の圧力（20kg/cm2
G）より低下し、かつ低圧ドラム９の圧力が設定圧力P2
まで低下した場合は、制御器56は、過熱蒸気連絡管35の
過熱蒸気止弁36,圧力調整弁37を制御信号57によって開
くと同時に、補助蒸気入口管39の補助蒸気止弁40及び補
助蒸気バイパス管48aまたは48bの補助蒸気止弁49,補助
蒸気調整弁50を開く。これによって、高圧ドラム13の圧
力を、補助蒸気ヘッダ38の圧力まで加圧するとともに、
低圧ドラム９の圧力も圧力P3まで加圧するものである。
また、低圧ドラム９の圧力が設定圧力P2まで低下しなく
ても、高圧ドラム13の圧力が設定圧力P1まで低下すれ
ば、補助蒸気止弁40及び補助蒸気バイパス管48aまたは4
8bの補助蒸気止弁49,補助蒸気調整弁50を開き、補助蒸
気ヘッダ36の圧力まで加圧することもできる。 第３図は、他の実施例を示す蒸気タービン付近の概略
系統図である。同図において、符号は第１図のものと同
一のものは同一符号で示す。同図において、58は補助蒸
気バイパス管48cの途中から低圧主蒸気管20へ補助蒸気
を供給する副補助蒸気バイパス管、59は副補助蒸気バイ
パス管58に設けた副補助蒸気調整弁である。 第１図のものと異なる点は補助蒸気バイパス管48cの
途中から低圧主蒸気管20へ副補助蒸気調整弁59を有する
副補助蒸気バイパス管58を接続し、高圧ドラム13は補助
蒸気バイパス管48c、低圧ドラム９は副補助蒸気バイパ
ス管58の補助蒸気によって加圧するようにしたものであ
る。 制御器56には第４図に示す高圧ボイラ15の設定圧力P1
と低圧ボイラ10の設定圧力P2を入力し、その設定圧力
P1,P2より低下した場合には、補助蒸気止弁40を開け補
助蒸気バイパス管48cの補助蒸気止弁49,補助蒸気調整弁
50及び副補助蒸気バイパス管58の副補助蒸気調整弁59を
開け、高圧ドラム13側は、当然補助蒸気ヘッダ38の圧力
まで、低圧ドラム９側は、あらかじめ制御器56に設定さ
れた設定圧力P2よりも高い圧力P3まで、それぞれ独立に
加圧するようにしたものである。 なお、第３図に示す実施例のものにおいては、第１図
に示す高圧ドラム13と低圧ドラム９を連結する過熱蒸気
連絡管35、過熱蒸気止弁36、圧力調整弁37は不要とな
る。 〔発明の効果〕 本発明によれば高圧ボイラの内部圧力を補助蒸気ヘッ
ダの圧力程度に保持できると共に、低圧ボイラの内部圧
力も大気圧以上に保持することができるので、起動時間
の短縮を計ることができ、排ガス温度が上昇するので、
起動時のNOX量も低下する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例に係る蒸気タービン付近の概略
系統図、第２図は縦軸に圧力、横軸に時間を示した特性
曲線図、第３図は第１図の他の実施例を示す蒸気タービ
ン付近の概略系統図、第４図はコンバインドガスタービ
ンプラントの概略系統図、第５図は従来の蒸気タービン
付近の概略系統図、第６図は第７図は縦軸に圧力、横軸
に時間を示した特性曲線図である。 ５……排熱回収ボイラ、７……低圧節炭器、８……低圧
蒸発器、９……低圧ドラム、10……低圧ボイラ、11……
高圧節炭器、12……高圧蒸発器、13……高圧ドラム、14
……過熱器、15……高圧ボイラ、17……給水管、20……
低圧主蒸気管、21……蒸気タービン、27……高圧主蒸気
管、38……補助蒸気ヘッダ、44……補助ボイラ、48a,48
b……補助蒸気バイパス管、49……補助蒸気止弁、50…
…補助蒸気調整弁。
系統図、第２図は縦軸に圧力、横軸に時間を示した特性
曲線図、第３図は第１図の他の実施例を示す蒸気タービ
ン付近の概略系統図、第４図はコンバインドガスタービ
ンプラントの概略系統図、第５図は従来の蒸気タービン
付近の概略系統図、第６図は第７図は縦軸に圧力、横軸
に時間を示した特性曲線図である。 ５……排熱回収ボイラ、７……低圧節炭器、８……低圧
蒸発器、９……低圧ドラム、10……低圧ボイラ、11……
高圧節炭器、12……高圧蒸発器、13……高圧ドラム、14
……過熱器、15……高圧ボイラ、17……給水管、20……
低圧主蒸気管、21……蒸気タービン、27……高圧主蒸気
管、38……補助蒸気ヘッダ、44……補助ボイラ、48a,48
b……補助蒸気バイパス管、49……補助蒸気止弁、50…
…補助蒸気調整弁。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．低圧節炭器と低圧ドラムと低圧蒸発器とからなる低
圧ボイラと、高圧節炭器と高圧ドラムと高圧蒸発器と過
熱器とからなる高圧ボイラを給水管で接続し、 高圧ドラムの蒸気を高圧主蒸気管を経て蒸気タービン
へ、低圧ボイラの蒸気を低圧主蒸気管を経て蒸気タービ
ンへそれぞれ供給すると共に補助蒸気を補助蒸気ヘッダ
から蒸気タービンへ供給するものにおいて、 前記補助蒸気ヘッダと高圧主蒸気管を補助蒸気圧力調整
弁を有する補助蒸気バイパス管で接続し、 前記高圧ドラムの蒸気圧力を検出する高圧ドラム圧力検
出器を高圧ドラムに設け、 その高圧ドラム圧力検出器からの検出圧力を入力すると
ともに、高圧ドラムの設定圧力を設定し、高圧ドラムの
検出圧力が設定圧力まで低下すると前記補助蒸気バイパ
ス管を通して補助蒸気を高圧ドラムに供給する信号を出
力する制御器とを備えたことを特徴とする排熱回収ボイ
ラ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62304587A JP2716442B2 (ja) | 1987-12-03 | 1987-12-03 | 排熱回収ボイラ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62304587A JP2716442B2 (ja) | 1987-12-03 | 1987-12-03 | 排熱回収ボイラ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01147201A JPH01147201A (ja) | 1989-06-08 |
| JP2716442B2 true JP2716442B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=17934790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62304587A Expired - Fee Related JP2716442B2 (ja) | 1987-12-03 | 1987-12-03 | 排熱回収ボイラ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2716442B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59153003A (ja) * | 1983-02-21 | 1984-08-31 | バブコツク日立株式会社 | 廃熱回収ボイラ停缶方法 |
| JPH063286B2 (ja) * | 1984-07-12 | 1994-01-12 | 三菱重工業株式会社 | 蒸気発生装置 |
-
1987
- 1987-12-03 JP JP62304587A patent/JP2716442B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01147201A (ja) | 1989-06-08 |
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|---|---|---|---|
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