JP3230554U - ボイラ蒸気供給能力を向上させる酸素除去器連合冷再熱循環システム - Google Patents

Abstract

【課題】ボイラ冷再熱工業蒸気供給能力を効果的に向上させ、ボイラ再熱器の温度逸脱のリスクを低減し、オンラインでの運転投入と運転停止を可能にし、経済性を向上させる酸素除去器連合冷再熱循環システムを提供する。【解決手段】システムは蒸気配管仕切弁２、熱回収熱交換器１０、流量調節孔付き板６、入水仕切弁７、出水仕切弁８、バイパス仕切弁９、水—水熱交換器４と循環ポンプ１１を備える。冷再熱蒸気は蒸気配管を介して熱回収熱交換器に進入し、熱交換で温度低下した後で蒸気リフロー配管を介して元の蒸気と混合され、冷再熱蒸気配管には流量調節孔付き板が新たに設けられて蒸気流量をバランスさせ、密閉型循環水は熱回収交換器の熱を吸収して循環ポンプにより水—水熱交換器へ輸送される。低圧加熱器３の出口の凝縮水は入水仕切弁を通過した後で水—水熱交換器に進入する。【選択図】図１

Description

本考案は、エネルギー総合利用技術分野に属し、ボイラ蒸気供給能力を向上させる酸素除去器連合冷再熱循環システムに関する。

対外工業蒸気供給は、熱発電ユニットのエネルギー消費指標を効果的に低減可能であり、発電ユニットの利益を儲ける重要な方向の１つでもある。工業蒸気供給ユーザの蒸気パラメータに対する需要を満たしたうえで、なるべく品質の低い蒸気を使用することは、ユニットの経済的な運転に有利になる。したがって、できるだけ工業蒸気供給量を増加すること及び蒸気供給パラメータを低減することは、ユニットの工業蒸気供給経済性を向上させる方向となる。

現在、工業蒸気供給ユニットは、冷再熱蒸気を蒸気源として使用することが多いが、冷再熱蒸気の取り出しが多すぎると、ボイラ再熱器に温度逸脱が起きるリスクがあるため、非常に多くのユニットの冷再熱蒸気の取り出し量が大きく制限されて、ユーザの需要を完全に満足することが不可能であり、蒸気品質のより高い再熱蒸気を利用するしかできない。こうして、ユニットの熱供給経済性は、悪かった。また、冷再熱蒸気の温度が一般的にユーザの需要よりも何十摂氏度高いため、減温水を大量に噴射して温度を低下させる必要がある。技術手段によって冷再熱蒸気の温度を合理的に低減し、余計な熱を酸素除去器に移転させて十分に利用すれば、ボイラ再熱器の温度逸脱のリスクを効果的に低減しつつ、ユニットの冷再熱蒸気の供給量を大幅に増加することができる。

本考案の目的は、従来技術における問題を解決すべく、酸素除去器の入口凝縮水を冷却源として一部の冷再熱蒸気を冷却し、ユニットの冷再熱蒸気の温度を低下させ、ボイラ再熱器の温度逸脱のリスクを低減し、冷再熱工業蒸気供給能力を向上させる、ボイラ蒸気供給能力を向上させる酸素除去器連合冷再熱循環システムを提供することにある。

上記目的を果たすべく、本考案は、以下の解決手段を講じる。

ボイラ蒸気供給能力を向上させる酸素除去器連合冷再熱循環システムは、高圧シリンダと、蒸気配管と、蒸気リフロー配管とを備え、高圧シリンダの冷再熱蒸気は、蒸気配管に進入し、蒸気配管と蒸気リフロー配管との間には、密閉型循環水システムが設けられ、蒸気リフロー配管には、低圧加熱器及び酸素除去器が設けられ、冷再熱蒸気の熱の一部が密閉型循環水システムと熱交換されると同時に、密閉型循環水システムは、蒸気リフロー配管内の凝縮水と熱交換し、冷再熱蒸気の熱の一部を酸素除去器に移転させる。

本考案の更なる改良は、以下のようになる。

前記密閉型循環水システムは、熱回収熱交換器と、水−水熱交換器とを備え、循環水は、熱回収熱交換器と水−水熱交換器との間で密閉型循環を形成し、熱量回収熱交換器と水−水熱交換器との間には、循環水システムへ動力を供給する循環ポンプが設けられている。

前記低圧加熱器の出口は、水−水熱交換器の冷側入口に接続され、水−水熱交換器の冷側出口は、酸素除去器に接続され、低圧加熱器の凝縮水は、水−水熱交換器によって加熱された後で酸素除去器へ輸送される。

前記水−水熱交換器には、更に、バイパス配管が並列に接続され、前記バイパス配管には、バイパス仕切弁が設けられている。

前記蒸気配管には、流量調節孔付き板が設けられ、熱回収熱交換器は、流量調節孔付き板に並列に接続され、冷再熱蒸気は、第１蒸気配管仕切弁を介して熱回収熱交換器に進入して熱交換され、熱交換された冷再熱蒸気は、第２蒸気配管仕切弁を介して、流量調節孔付き板を通過した冷再熱蒸気と合流し、合流された冷再熱蒸気は、一部が工業蒸気供給として出力され、他の一部がボイラ再熱器に出力される。

前記水−水熱交換器の入口には、入水仕切弁が設けられ、前記水−水熱交換器の出口には、出水仕切弁が設けられ、バイパス配管は、入水仕切弁と水−水熱交換器と出水仕切弁との両端に並列に接続されている。

本考案は、従来技術よりも、以下の有利な作用効果を奏する。

本考案では、熱回収熱交換器を介して冷再熱蒸気の熱の一部を酸素除去器の入水に移転させることにより、冷再熱蒸気の温度を２５℃以上低減可能であり、冷再熱工業蒸気供給量を１５０%以上増加することができる。また、ユニットにとって対外蒸気供給能力の向上および高品質蒸気の使用の減少によって経済性が高められ、工業蒸気へ供給される減温水の使用も減少することができる。

本考案では、熱回収熱交換器と水―水熱交換器との二重回路を設置し、一部の冷再熱蒸気及び酸素除去器の入口凝縮水を利用することにより、エネルギー連合移転利用を達成し、更にボイラ再熱器の温度逸脱のリスクを低減し、冷再熱蒸気の最大熱供給能力を向上させ、冷再熱蒸気へ供給される減温水の投入量を減少し、ユニットの運転経済性を向上させる。本考案は、対外工業蒸気供給の二次再熱発電ユニットに適用可能であり、熱交換によって冷再熱蒸気の熱の一部を酸素除去器の入口凝縮水に利用し、冷再熱蒸気および対外工業蒸気供給の温度を低下させ、ボイラ冷再熱対外蒸気供給時における再熱器の温度逸脱のリスクを低減し、冷再熱対外工業蒸気供給の最大能力を向上させ、再熱蒸気等の高品質蒸気の使用を減少し、工業蒸気へ供給される減温水の使用を減少し、ユニットの運転経済性を向上させ、発電に際する石炭の消耗を低減する。

本考案の実施例の技術案がより明瞭に説明されるように、以下では、実施例に使用必要な図面を簡単に紹介する。理解すべきことは、以下の図面が単に本考案の幾つかの実施例を示すためのものであり、範囲に対する限定として見なされるべきではなく、当業者にとって、進歩性に値する労働を掛けない前提で、これらの図面から他の関連する図面を得ることができる。
本考案のシステム構造の模式図である。

本考案の実施例の目的、技術案及びメリットがより明瞭になるように、以下では、本考案の実施例における図面を組み合わせて本考案の実施例における技術案を明瞭で完全に記述する。明らかに、記述される実施例は、単に本考案の一部の実施例であり、全部の実施例ではない。通常、ここでの図面に記述して示された本考案の実施例のユニットは、各種の異なる配置で配列や設計され得る。

そのため、以下に図面に供される本考案の実施例に対する詳細な記述は、保護要求する本考案の範囲を制限するためではなく、単に本考案の好適な実施例を示す。本考案における実施例に基づいて、当業者が進歩性に値する労働をせずに成した全ての他の実施例は、何れも本考案の保護範囲に含まれる。

注意すべきことは、類似する符号やアルファベットが以下の図面において類似要素を示すため、一旦ある要素が１つの図面に定義されると、後の図面において更に定義及び解釈される必要がない。

本考案の実施例の記述において、説明すべきことは、用語「上」、「下」、「水平」、「内」等で示された方位或いは位置関係は、図面に基づいて示された方位或いは位置関係であり、又は当該考案の製品を使用する時によく並べる方位或いは位置関係であり、本考案の記述の便利さや簡素化のために用いられ、かかる装置や素子が必ずしも特定の方位を有して特定の方位で構成や操作されることを指示や暗示するとは限らないため、本考案に対する制限として理解され得ない。また、用語「第１」、「第２」等は、単に記述を区分するために用いられ、相対的な重要性を指示や暗示すると理解され得ない。

また、用語「水平」は、出現すると、部品の絶対的な水平を要求するのではなく、僅かに傾斜してもよい。例えば、「水平」は、単にその方向が「鉛直」に対してもっと水平であることを意味し、当該構成が必ず完全に水平することを示すのではなく、僅かに傾斜してもよい。

本考案の実施例の記述において、更に説明すべきことは、明確的な規定及び限定が別途ない限り、用語「設け」、「取付」、「繋がり」、「接続」が出現すると、広義的に理解されるべきである。例えば、固定接続であってもよく、取り外し可能な接続であってもよく、一体的な接続であってもよい。機械的な接続であってもよく、電気的な接続であってもよい。直接な繋がりであってもよく、中間媒介を介した間接な繋がりであってもよく、２つの素子内部の連通であってもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて上記用語の本考案における具体的な意味を理解可能である。

以下では、図面を組み合わせて本考案を更に詳細に記述する。

図１を参照すると、本考案のボイラ蒸気供給能力を向上させる酸素除去器連合冷再熱循環システムは、蒸気タービンの高圧シリンダ１と、蒸気配管と、蒸気リフロー配管とを備え、蒸気タービンの高圧シリンダ１の冷再熱蒸気は、蒸気配管に進入し、蒸気配管と蒸気リフロー配管との間には、密閉型循環水システムが設けられている。

密閉型循環水システムは、熱回収熱交換器１０と、水−水熱交換器４とを備え、循環水は、熱回収熱交換器１０と水−水熱交換器４との間で密閉型循環を形成し、熱回収熱交換器１０と水−水熱交換器４との間には、循環水システムへ動力を供給する循環ポンプ１１が設けられている。

低圧加熱器３の出口は、水−水熱交換器４の冷側入口に接続され、水−水熱交換器４の冷側出口は、酸素除去器１２に接続され、低圧加熱器３の凝縮水は、水−水熱交換器４によって加熱された後で酸素除去器１２へ輸送され、水−水熱交換器４には、更に、バイパス配管が並列に接続され、バイパス配管には、バイパス仕切弁９が設けられている。

蒸気配管には、流量調節孔付き板６が設けられ、熱回収熱交換器１０は、流量調節孔付き板６に並列に接続され、冷再熱蒸気は、第１蒸気配管仕切弁２を介して熱回収熱交換器１０に進入して熱交換され、熱交換された冷再熱蒸気は、第２蒸気配管仕切弁５を介して、流量調節孔付き板６を通過した冷再熱蒸気と合流し、合流された冷再熱蒸気は、一部が工業蒸気供給として出力され、もう一部がボイラ再熱器に出力される。

水−水熱交換器４の入口には、入水仕切弁７が設けられ、水−水熱交換器４の出口には、出水仕切弁８が設けられ、バイパス配管は、入水仕切弁７と水−水熱交換器４と出水仕切弁８との両端に並列に接続されている。

本考案の原理は、下記のようになる。

本考案では、熱回収熱交換器１０を介して冷再熱蒸気の熱の一部を酸素除去器の入水に移転させることにより、冷再熱蒸気の温度を２５℃以上低減可能であり、ボイラ再熱器の温度逸脱のリスクを低減し、更に、冷再熱工業蒸気供給量を１５０%以上増加し、ユニットの冷再熱蒸気へ供給される減温水の投入も減少することができる。工業蒸気供給量の増加により、ユニットの経済性指標は、大幅に向上する。

本考案の稼働過程は、下記のようになる。

本考案では、蒸気タービンの高圧シリンダの一部の冷再熱蒸気が蒸気配管仕切弁２、熱回収熱交換器１０及び蒸気配管仕切弁５を経由した後、もう一部の流量調節孔付き板６を通過したが熱交換されていない冷再熱蒸気と合流し、密閉型循環水は、熱回収熱交換器１０、循環ポンプ１１及び水―水熱交換器４を通過した後、熱交換を完了し、低圧加熱器３の出口凝縮水は、入水仕切弁７、水―水熱交換器４及び出水仕切弁８を通過した後で密閉型循環水によって加熱され、加熱後の凝縮水は、酸素除去器に進入する。

正常運転するときに、蒸気配管仕切弁２、蒸気配管仕切弁５、入水仕切弁７、出水仕切弁８は、何れもオン状態であり、バイパス仕切弁９は、オフ状態であり、循環ポンプ１１は、運転状態である。ユニットが冷再熱対外蒸気供給を使用しないときに、蒸気配管仕切弁２、蒸気配管仕切弁５は、順にオフされ、その後、バイパス仕切弁９は、徐々にオンされ、熱回収熱交換器１０は、運転停止状態になり、循環ポンプ１１は、運転停止する。

本考案は、原理が明確であり、システムが簡単であり、メンテナンス量が小さく、オンラインでの運転投入及び運転停止が可能であり、全ての二次再熱発電ユニットに適し、再熱ユニット冷再熱工業蒸気供給量を増加し、ボイラ再熱器の温度逸脱のリスクを低減し、ユニットの熱供給の経済性を向上させる革新的な技術である。

上述したのは、本考案の好適な実施例に過ぎず、本考案を制限するためのものではない。当業者にとって、本考案は、各種の変更や変形があり得る。本考案の精神及び原則内でなされた如何なる変更、均等物による置換、改良等も、本考案の保護範囲内に含まれる。

１…蒸気タービンの高圧シリンダ、２…第１蒸気配管仕切弁、３…低圧加熱器、４…水―水熱交換器、５…第２蒸気配管仕切弁、６…流量調節孔付き板、７…入水仕切弁、８…出水仕切弁、９…バイパス仕切弁、１０…熱回収熱交換器、１１…循環ポンプ、１２…酸素除去器。

Claims (6)

1. ボイラ蒸気供給能力を向上させる酸素除去器連合冷再熱循環システムであって、
   高圧シリンダ（１）と、蒸気配管と、蒸気リフロー配管とを備え、
   高圧シリンダ（１）の冷再熱蒸気は、蒸気配管に進入し、蒸気配管と蒸気リフロー配管との間には、密閉型循環水システムが設けられ、蒸気リフロー配管には、低圧加熱器（３）及び酸素除去器（１２）が設けられ、冷再熱蒸気の熱の一部が密閉型循環水システムと熱交換されると同時に、密閉型循環水システムは、蒸気リフロー配管内の凝縮水と熱交換し、冷再熱蒸気の熱の一部を酸素除去器（１２）に移転させることを特徴とするボイラ蒸気供給能力を向上させる酸素除去器連合冷再熱循環システム。
2. 前記密閉型循環水システムは、熱回収熱交換器（１０）と、水−水熱交換器（４）とを備え、循環水は、熱回収熱交換器（１０）と水−水熱交換器（４）との間で密閉型循環を形成し、熱量回収熱交換器（１０）と水−水熱交換器（４）との間には、循環水システムへ動力を供給する循環ポンプ（１１）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のボイラ蒸気供給能力を向上させる酸素除去器連合冷再熱循環システム。
3. 前記低圧加熱器（３）の出口は、水−水熱交換器（４）の冷側入口に接続され、水−水熱交換器（４）の冷側出口は、酸素除去器（１２）に接続され、低圧加熱器（３）の凝縮水は、水−水熱交換器（４）によって加熱された後で酸素除去器（１２）へ輸送されることを特徴とする請求項１に記載のボイラ蒸気供給能力を向上させる酸素除去器連合冷再熱循環システム。
4. 前記水−水熱交換器（４）には、更に、バイパス配管が並列に接続され、前記バイパス配管には、バイパス仕切弁（９）が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載のボイラ蒸気供給能力を向上させる酸素除去器連合冷再熱循環システム。
5. 前記蒸気配管には、流量調節孔付き板（６）が設けられ、熱回収熱交換器（１０）は、流量調節孔付き板（６）に並列に接続され、冷再熱蒸気は、第１蒸気配管仕切弁（２）を介して熱回収熱交換器（１０）に進入して熱交換され、熱交換された冷再熱蒸気は、第２蒸気配管仕切弁（５）を介して、流量調節孔付き板（６）を通過した冷再熱蒸気と合流し、合流された冷再熱蒸気は、一部が工業蒸気供給として出力され、他の一部がボイラ再熱器に出力されることを特徴とする請求項２又は３に記載のボイラ蒸気供給能力を向上させる酸素除去器連合冷再熱循環システム。
6. 前記水−水熱交換器（４）の入口には、入水仕切弁（７）が設けられ、前記水−水熱交換器（４）の出口には、出水仕切弁（８）が設けられ、バイパス配管は、入水仕切弁（７）と水−水熱交換器（４）と出水仕切弁（８）との両端に並列に接続されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のボイラ蒸気供給能力を向上させる酸素除去器連合冷再熱循環システム。

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