JP3140539B2 - 排熱回収ボイラおよび減温水の供給方法 - Google Patents
排熱回収ボイラおよび減温水の供給方法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
- F22B1/1807—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 using the exhaust gases of combustion engines
- F22B1/1815—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 using the exhaust gases of combustion engines using the exhaust gases of gas-turbines
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22G—SUPERHEATING OF STEAM
- F22G5/00—Controlling superheat temperature
- F22G5/12—Controlling superheat temperature by attemperating the superheated steam, e.g. by injected water sprays
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は排熱回収ボイラに関し、
特に減温器の強度劣化を抑制するに好適な排熱回収ボイ
ラに関している。
特に減温器の強度劣化を抑制するに好適な排熱回収ボイ
ラに関している。
【０００２】
【従来の技術】急増する電力需要に応ずるために大容量
の火力発電所が建設されているが、それらのボイラは高
い発電効率を部分負荷状態においても得ることが要求さ
れ、このために変圧運転を行う必要がある。なお、これ
は最近の電力需要の特徴として原子力発電の比率が増大
しており、負荷の最大と最小との差が増大して火力発電
は従来のベースロード用から負荷調整用に移行している
ことに関連する。
の火力発電所が建設されているが、それらのボイラは高
い発電効率を部分負荷状態においても得ることが要求さ
れ、このために変圧運転を行う必要がある。なお、これ
は最近の電力需要の特徴として原子力発電の比率が増大
しており、負荷の最大と最小との差が増大して火力発電
は従来のベースロード用から負荷調整用に移行している
ことに関連する。
【０００３】高効率発電の一環として、最近複合発電プ
ラントが注目されている。複合発電プラントは、まずタ
ービンによる発電を行うと共に、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。
ラントが注目されている。複合発電プラントは、まずタ
ービンによる発電を行うと共に、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。
【０００４】複合発電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とを行うから発電効率が高
く、ガスタービンの特性である負荷応答性に優れ、電力
需要の急激な上昇、下降に対して充分に対応でき、負荷
追従性にも優れている。
電と蒸気タービンによる発電とを行うから発電効率が高
く、ガスタービンの特性である負荷応答性に優れ、電力
需要の急激な上昇、下降に対して充分に対応でき、負荷
追従性にも優れている。
【０００５】図４は従来の再熱型排熱回収ボイラの概略
系統図であり、ガスタービン１から排出される排ガス通
路２の下流側から上流側に向けて低圧節炭器３、低圧蒸
発器４、および低圧ドラム５から成る低圧ボイラと、高
圧節炭器６、高圧蒸発器７、および高圧ドラム８から成
る高圧ボイラとが配置されている。
系統図であり、ガスタービン１から排出される排ガス通
路２の下流側から上流側に向けて低圧節炭器３、低圧蒸
発器４、および低圧ドラム５から成る低圧ボイラと、高
圧節炭器６、高圧蒸発器７、および高圧ドラム８から成
る高圧ボイラとが配置されている。
【０００６】一方、被加熱流体である給水は低圧給水ポ
ンプ１１から給水管１２を経て低圧節炭器３に供給さ
れ、所定の温度まで予熱された後にドラム給水管１３を
通って低圧ドラム５に供給される。低圧ドラム５に供給
された給水は、低圧ドラム５の低圧降水管１４と低圧蒸
発器４とを経て低圧ドラム５に戻る経路を自然循環また
は強制循環せしめられ、その間に加熱されて低圧ドラム
５内で水と蒸気とに分離された後、水は再び低圧降水管
１４と低圧蒸発器４とを経て低圧ドラム５に戻る経路を
再循環せしめられ、蒸気は低圧主蒸気管１５から低圧蒸
気タービン２５へ供給される。
ンプ１１から給水管１２を経て低圧節炭器３に供給さ
れ、所定の温度まで予熱された後にドラム給水管１３を
通って低圧ドラム５に供給される。低圧ドラム５に供給
された給水は、低圧ドラム５の低圧降水管１４と低圧蒸
発器４とを経て低圧ドラム５に戻る経路を自然循環また
は強制循環せしめられ、その間に加熱されて低圧ドラム
５内で水と蒸気とに分離された後、水は再び低圧降水管
１４と低圧蒸発器４とを経て低圧ドラム５に戻る経路を
再循環せしめられ、蒸気は低圧主蒸気管１５から低圧蒸
気タービン２５へ供給される。
【０００７】低圧節炭器３の出口で分流された給水の一
部は高圧給水ポンプ１７から高圧給水管１８を経て高圧
節炭器６に供給され、所定の温度まで予熱された後、ド
ラム給水管１９を経て高圧ドラム８に供給される。高圧
ドラム８に供給された給水は低圧ボイラの場合と同様
に、高圧ドラム８の高圧降水管２０、高圧蒸発器７を経
て高圧ドラム８に戻る経路を循環し、高圧ドラム８内で
分離された蒸気はドラム蒸気出口管２１を経て過熱器９
に送られ、そこで更に昇温せしめられた後、高圧主蒸気
管２２から高圧蒸気タービン１６に供給される。高圧蒸
気タービン１６で仕事をした蒸気は、低温再熱管２３を
通り再熱器１０で再び過熱された後、高温再熱管２４を
経由して低圧蒸気タービン２５に供給される。高圧ドラ
ム８で分離された水は高圧降水管２０、高圧蒸発器７、
高圧ドラム８の経路を再循環せしめられる。なお、図の
２６は復水器、２７は過熱器用減温器、２８は再熱器用
減温器であり、２９，３０は減温調整弁であり、３１は
減温水管である。
部は高圧給水ポンプ１７から高圧給水管１８を経て高圧
節炭器６に供給され、所定の温度まで予熱された後、ド
ラム給水管１９を経て高圧ドラム８に供給される。高圧
ドラム８に供給された給水は低圧ボイラの場合と同様
に、高圧ドラム８の高圧降水管２０、高圧蒸発器７を経
て高圧ドラム８に戻る経路を循環し、高圧ドラム８内で
分離された蒸気はドラム蒸気出口管２１を経て過熱器９
に送られ、そこで更に昇温せしめられた後、高圧主蒸気
管２２から高圧蒸気タービン１６に供給される。高圧蒸
気タービン１６で仕事をした蒸気は、低温再熱管２３を
通り再熱器１０で再び過熱された後、高温再熱管２４を
経由して低圧蒸気タービン２５に供給される。高圧ドラ
ム８で分離された水は高圧降水管２０、高圧蒸発器７、
高圧ドラム８の経路を再循環せしめられる。なお、図の
２６は復水器、２７は過熱器用減温器、２８は再熱器用
減温器であり、２９，３０は減温調整弁であり、３１は
減温水管である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この排熱回収ボイラに
おいては、過熱器用減温器２７、再熱器用減温器２８の
減温水をそれぞれ高圧節炭器６および低圧節炭器３の入
口給水から取っている。この場合、図５に示すように過
熱器用減温器２７、再熱器用減温器２８において減温水
ｔｗと蒸気ｔｓとの温度差が大きく、従って過熱器用減
温器２７、再熱器用減温器２８に過大な熱応力が発生し
て、比較的短時間で減温器が損傷するという問題点があ
った。蒸気との温度差を低減するために減温水ｔｗを高
温である高圧節炭器６および低圧節炭器３の出口給水と
したときは、過熱器用減温調整弁２９、再熱器用減温調
整弁３０の後流で、減圧によるフラッシングが生じて過
熱器用減温調整弁２９、再熱器用減温調整弁３０のエロ
ージョンや減温水ｔｗの制御不能などの不具合が生ずる
問題点もあった。
おいては、過熱器用減温器２７、再熱器用減温器２８の
減温水をそれぞれ高圧節炭器６および低圧節炭器３の入
口給水から取っている。この場合、図５に示すように過
熱器用減温器２７、再熱器用減温器２８において減温水
ｔｗと蒸気ｔｓとの温度差が大きく、従って過熱器用減
温器２７、再熱器用減温器２８に過大な熱応力が発生し
て、比較的短時間で減温器が損傷するという問題点があ
った。蒸気との温度差を低減するために減温水ｔｗを高
温である高圧節炭器６および低圧節炭器３の出口給水と
したときは、過熱器用減温調整弁２９、再熱器用減温調
整弁３０の後流で、減圧によるフラッシングが生じて過
熱器用減温調整弁２９、再熱器用減温調整弁３０のエロ
ージョンや減温水ｔｗの制御不能などの不具合が生ずる
問題点もあった。
【０００９】本発明は上述従来技術の問題点を解決する
排熱回収ボイラおよび減温水の供給方法を提供すること
を目的としており、減温水と蒸気との温度差を低減さ
せ、しかも減温調整弁の後流でのフラッシングを防止
し、減温器に発生する熱応力を低減して、減温器の寿命
の大幅な延長をはかるものである。
排熱回収ボイラおよび減温水の供給方法を提供すること
を目的としており、減温水と蒸気との温度差を低減さ
せ、しかも減温調整弁の後流でのフラッシングを防止
し、減温器に発生する熱応力を低減して、減温器の寿命
の大幅な延長をはかるものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、請求項
１に記載のように、過熱器および再熱器の少なくとも一
方に減温器を備えた排熱回収ボイラであって、上記過熱
器の減温器には減温水を高圧節炭器の中間部から抽水す
る減温水管を設け、上記再熱器の減温器には減温水を低
圧節炭器の中間部から抽水する減温水管を設けた排熱回
収ボイラとするものである。 また、請求項２に記載のよ
うに、請求項１に記載の排熱回収ボイラにおいて、上記
減温器には減温水の流量を調整する流量調整弁を設け、
蒸気と減温水の温度差を、上記減温器の減温水の流量調
整弁の後流でフラッシングが生じない範囲に調整する排
熱回収ボイラの減温水の供給方法とするものである。ま
た、請求項３に記載のように、請求項２において、上記
蒸気と減温水の温度差を２００℃以下とする排熱回収ボ
イラの減温水の供給方法とするものである。
１に記載のように、過熱器および再熱器の少なくとも一
方に減温器を備えた排熱回収ボイラであって、上記過熱
器の減温器には減温水を高圧節炭器の中間部から抽水す
る減温水管を設け、上記再熱器の減温器には減温水を低
圧節炭器の中間部から抽水する減温水管を設けた排熱回
収ボイラとするものである。 また、請求項２に記載のよ
うに、請求項１に記載の排熱回収ボイラにおいて、上記
減温器には減温水の流量を調整する流量調整弁を設け、
蒸気と減温水の温度差を、上記減温器の減温水の流量調
整弁の後流でフラッシングが生じない範囲に調整する排
熱回収ボイラの減温水の供給方法とするものである。ま
た、請求項３に記載のように、請求項２において、上記
蒸気と減温水の温度差を２００℃以下とする排熱回収ボ
イラの減温水の供給方法とするものである。
【００１１】
【作用】本発明によれば、減温水と蒸気との温度差が低
減せしめられ、減温調整弁の後流でのフラッシングが防
止せしめられ、減温器に発生する熱応力が低減され、減
温器の寿命が大幅に延長せしめられる。
減せしめられ、減温調整弁の後流でのフラッシングが防
止せしめられ、減温器に発生する熱応力が低減され、減
温器の寿命が大幅に延長せしめられる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の実施例として示す排熱回収ボ
イラの過熱器部分を示す系統図であり、再熱器部分につ
いても同様である。図１において数字６から数字３１ま
ではそれぞれ図４に関して説明したものと同様であり、
作用も同等である。すなわち、図１の高圧節炭器６は、
再熱器部分の低圧節炭器３に相当し、図１の過熱器９
は、再熱器部分の再熱器１０に相当し、図１の過熱器用
減温器２７は、再熱器部分の再熱器用減温器２８に相当
し、図１の減温調整弁２９は、再熱器部分の減温調整弁
３０に相当し、図１の高圧ドラム８は、再熱器部分の低
圧ドラム５に相当し、図１の高圧給水ポンプ１７は再熱
器部分の低圧給水ポンプ１１に相当する。また、図２は
高圧節炭器の入口、中間部および出口の給水の温度特
性、および過熱器の減温水注入点の蒸気温度特性を負荷
に対して示したものである。図２に示されるように、Ａ
は高圧節炭器入口給水温度で約１５０℃、Ｂは高圧節炭
器出口給水温度で約３００℃、Ｃは高圧節炭器中間給水
温度で約２６０℃、Ｄは減温水注入点の飽和温度で約２
８０〜２９０℃、Ｅは減温水注入点の蒸気温度で約４５
０℃であって、上記Ｃ〜Ｅ間の温度差は約２００℃であ
り、Ａ〜Ｅ間の温度差は約３００℃を示している。 本発
明者らの知見によれば、上記過熱器部分のＣ〜Ｅ間の温
度差約２００℃は、再熱器部分における低圧節炭器中間
給水温度（過熱器部分のＣに相当）と減温水注入点の蒸
気温度（過熱器部分のＥに相当）との温度差とほぼ同じ
（約２００℃程度）であり、また、上記過熱器部分のＡ
〜Ｅ間の温度差約３００℃は、再熱器部分の低圧節炭器
入口給水温度（過熱器部分のＡに相当）と減温水注入点
の蒸気温度（過熱器部分のＥに相当）との温度差とほぼ
同じ（約３００℃程度）である。しかし、再熱器におい
ては、図４に示すごとく、過熱器に比べ、低温、低圧蒸
気系に配設されているため、図２の過熱器部分における
Ａ〜Ｅで示される給水温度および蒸気温度に比べ、再熱
器部分における上記Ａ〜Ｅに相当する給水温度および蒸
気温度は、おおよそ１００℃程度低い値を示すものであ
る。すなわち、再 熱器部分における低圧節炭器入口給水
温度（Ａ′）節炭器出口給水温度（Ｂ′）、低圧節炭器
中間給水温度（Ｃ′）、減温水注入点の飽和温度
（Ｄ′）、減温水注入点の蒸気温度（Ｅ′）は、上記Ａ
〜Ｅにに比べ、それぞれ約１００℃程度低い値を示すも
のである。
イラの過熱器部分を示す系統図であり、再熱器部分につ
いても同様である。図１において数字６から数字３１ま
ではそれぞれ図４に関して説明したものと同様であり、
作用も同等である。すなわち、図１の高圧節炭器６は、
再熱器部分の低圧節炭器３に相当し、図１の過熱器９
は、再熱器部分の再熱器１０に相当し、図１の過熱器用
減温器２７は、再熱器部分の再熱器用減温器２８に相当
し、図１の減温調整弁２９は、再熱器部分の減温調整弁
３０に相当し、図１の高圧ドラム８は、再熱器部分の低
圧ドラム５に相当し、図１の高圧給水ポンプ１７は再熱
器部分の低圧給水ポンプ１１に相当する。また、図２は
高圧節炭器の入口、中間部および出口の給水の温度特
性、および過熱器の減温水注入点の蒸気温度特性を負荷
に対して示したものである。図２に示されるように、Ａ
は高圧節炭器入口給水温度で約１５０℃、Ｂは高圧節炭
器出口給水温度で約３００℃、Ｃは高圧節炭器中間給水
温度で約２６０℃、Ｄは減温水注入点の飽和温度で約２
８０〜２９０℃、Ｅは減温水注入点の蒸気温度で約４５
０℃であって、上記Ｃ〜Ｅ間の温度差は約２００℃であ
り、Ａ〜Ｅ間の温度差は約３００℃を示している。 本発
明者らの知見によれば、上記過熱器部分のＣ〜Ｅ間の温
度差約２００℃は、再熱器部分における低圧節炭器中間
給水温度（過熱器部分のＣに相当）と減温水注入点の蒸
気温度（過熱器部分のＥに相当）との温度差とほぼ同じ
（約２００℃程度）であり、また、上記過熱器部分のＡ
〜Ｅ間の温度差約３００℃は、再熱器部分の低圧節炭器
入口給水温度（過熱器部分のＡに相当）と減温水注入点
の蒸気温度（過熱器部分のＥに相当）との温度差とほぼ
同じ（約３００℃程度）である。しかし、再熱器におい
ては、図４に示すごとく、過熱器に比べ、低温、低圧蒸
気系に配設されているため、図２の過熱器部分における
Ａ〜Ｅで示される給水温度および蒸気温度に比べ、再熱
器部分における上記Ａ〜Ｅに相当する給水温度および蒸
気温度は、おおよそ１００℃程度低い値を示すものであ
る。すなわち、再 熱器部分における低圧節炭器入口給水
温度（Ａ′）節炭器出口給水温度（Ｂ′）、低圧節炭器
中間給水温度（Ｃ′）、減温水注入点の飽和温度
（Ｄ′）、減温水注入点の蒸気温度（Ｅ′）は、上記Ａ
〜Ｅにに比べ、それぞれ約１００℃程度低い値を示すも
のである。
【００１３】図２に示すように高圧節炭器６の入口給水
を抽出した場合には、蒸気温度との差が最大約３００℃
もあり、減温水が負荷変動によって約２０００回注入さ
れると減温器２７が損傷する、すなわち寿命となる。一
方、高圧節炭器６の出口給水を抽水すると高負荷帯で減
温調整弁２９の後流でフラッシングするために、減温調
整弁２９にエロージョンが発生したり、減温水の制御に
支障が生ずる。本発明によれば高圧節炭器６の中間位置
で減温水を抽水するから蒸気との温度差を最大約２００
℃に制限することができ、減温器２７の寿命も約５００
００回程度まで延ばすことができる。上記実施例におい
て、主に高圧節炭器の中間部から抽水する減温水管を設
けて、過熱器用減温器へ給水する場合について説明した
が、同様に、低圧節炭器の中間部から抽水する減温水管
を設けて、再熱器用減温器へ給水することも可能であ
り、これにより、減温水と蒸気との温度差を低減してフ
ラッシングを防止し、減温器の寿命を一段と延ばすこと
ができる。
を抽出した場合には、蒸気温度との差が最大約３００℃
もあり、減温水が負荷変動によって約２０００回注入さ
れると減温器２７が損傷する、すなわち寿命となる。一
方、高圧節炭器６の出口給水を抽水すると高負荷帯で減
温調整弁２９の後流でフラッシングするために、減温調
整弁２９にエロージョンが発生したり、減温水の制御に
支障が生ずる。本発明によれば高圧節炭器６の中間位置
で減温水を抽水するから蒸気との温度差を最大約２００
℃に制限することができ、減温器２７の寿命も約５００
００回程度まで延ばすことができる。上記実施例におい
て、主に高圧節炭器の中間部から抽水する減温水管を設
けて、過熱器用減温器へ給水する場合について説明した
が、同様に、低圧節炭器の中間部から抽水する減温水管
を設けて、再熱器用減温器へ給水することも可能であ
り、これにより、減温水と蒸気との温度差を低減してフ
ラッシングを防止し、減温器の寿命を一段と延ばすこと
ができる。
【００１４】図３に本発明の別の実施例を示す。これは
節炭器の中間から減温水を抽水しても蒸気との温度差が
比較的に大であって、減温器の寿命を充分に延長するこ
とができない場合に使用する。すなわち、この場合は高
圧ドラム８の発生蒸気を減温器２７に混入させる。
節炭器の中間から減温水を抽水しても蒸気との温度差が
比較的に大であって、減温器の寿命を充分に延長するこ
とができない場合に使用する。すなわち、この場合は高
圧ドラム８の発生蒸気を減温器２７に混入させる。
【００１５】
【発明の効果】上記のように本発明によれば、減温水と
蒸気との温度差が低減せしめられ、減温調整弁の後流で
のフラッシングが防止せしめられ、減温器に発生する熱
応力が低減され、減温器の寿命が大幅に延長せしめられ
る。
蒸気との温度差が低減せしめられ、減温調整弁の後流で
のフラッシングが防止せしめられ、減温器に発生する熱
応力が低減され、減温器の寿命が大幅に延長せしめられ
る。
【図１】本発明の実施例による過熱器部分の系統図。
【図２】過熱蒸気温度特性と高圧節炭器給水温度特性を
示す図。
示す図。
【図３】本発明の別の実施例を示す系統図。
【図４】従来の排熱回収ボイラの概略系統図。
【図５】図４の減温器の部分の詳細図。
３…低圧節炭器 ４…低圧蒸発器 ５…低圧ドラム ６…高圧節炭器 ７…高圧蒸発器 ８…高圧ドラム ９…過熱器 １０…再熱器 １１…低圧給水ポンプ １２…低圧給水管 １４…低圧降水管 １５…低圧主蒸気管 １６…高圧蒸気タービン １７…高圧給水ポンプ １８…高圧給水管 １９…高圧ドラム給水管 ２０…高圧降水管 ２２…低圧主蒸気管 ２３…低温再熱管 ２４…高温再熱管 ２５…低圧蒸気タービン ２７…過熱器用減温器 ２８…再熱器用減温器 ２９，３０…調整弁 ３１…減温水管
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−153008（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F22G 5/12 F22B 1/18
Claims (3)
- 【請求項１】過熱器および再熱器の少なくとも一方に減
温器を備えた排熱回収ボイラにおいて、上記過熱器の減
温器には、減温水を高圧節炭器の中間部から抽水する減
温水管を設け、上記再熱器の減温器には、減温水を低圧
節炭器の中間部から抽水する減温水管を設けたことを特
徴とする排熱回収ボイラ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の排熱回収ボイラにおい
て、上記減温器には減温水の流量を調整する流量調整弁
を設け、蒸気と減温水の温度差を、上記減温器の減温水
の流量調整弁の後流でフラッシングが生じない範囲に調
整することを特徴とする排熱回収ボイラの減温水の供給
方法。 - 【請求項３】 請求項２において、上記蒸気と減温水の温
度差が２００℃以下であることを特徴とする排熱回収ボ
イラの減温水の供給方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04046864A JP3140539B2 (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 排熱回収ボイラおよび減温水の供給方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04046864A JP3140539B2 (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 排熱回収ボイラおよび減温水の供給方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05248604A JPH05248604A (ja) | 1993-09-24 |
| JP3140539B2 true JP3140539B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=12759209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04046864A Expired - Lifetime JP3140539B2 (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 排熱回収ボイラおよび減温水の供給方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3140539B2 (ja) |
Cited By (1)
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