JP3230568U - ボイラ蒸気供給能力を向上させる給水連合冷再熱エネルギー利用システム - Google Patents

Abstract

【課題】ボイラ蒸気供給能力を向上させる給水連合冷再熱エネルギー利用システムを提供する。【解決手段】当該システムは、蒸気配管仕切弁２、５、熱回収熱交換器４、流量調節孔付き板６、入水仕切弁７、出水仕切弁８とバイパス仕切弁９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、冷再熱蒸気は、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設けられて蒸気流量をバランスさせ、高圧加熱器３の出口の給水は、入水仕切弁を通過した後で熱回収熱交換器に進入する。当該システムは、ボイラ冷再熱工業蒸気供給能力を効果的に向上可能であり、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、ユニットの冷再熱蒸気供給の流量を効果的に高めて更にユニットの経済性を向上させることができる。【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給水連合冷再熱エネルギー利用システムに関する。

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。それとともに、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低温再熱器の出口蒸気ひいては再熱蒸気を利用するしかできない。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、余計な熱を発電ユニットの他の箇所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、ボイラ給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、給水温度および冷再熱工業蒸気の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給水連合冷再熱エネルギー利用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給水連合冷再熱エネルギー利用システムは、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、蒸気リフロー配管には、高圧加熱器と熱回収熱交換器とが設けられ、冷再熱蒸気の一部の熱は、熱回収熱交換器を介して蒸気リフロー配管の給水と熱交換し、熱交換された給水は、ボイラ給水として出力される。

本考案の更なる改良は、以下のようになる。

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。

前記高圧加熱器の出口は、熱回収熱交換器の冷側入口に接続され、加熱後の給水は、熱回収熱交換器の冷側出口から出力される。

前記熱回収熱交換器には、バイパス配管が更に並列に接続され、バイパス配管には、バイパス仕切弁が設けられている。

前記熱回収熱交換器の入口には、入水仕切弁が設けられ、前記熱回収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、入水仕切弁と熱回収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。

ボイラ蒸気供給能力を向上させる給水連合冷再熱エネルギー利用方法は、以下のステップを含む。

つまり、正常に運転するときに、第１蒸気配管仕切弁、第２蒸気配管仕切弁、入水仕切弁および出水仕切弁をオンにし、バイパス仕切弁をオフにすることと、蒸気タービンの高圧シリンダの一部の冷再熱蒸気が第１蒸気配管仕切弁、熱回収熱交換器および第２蒸気配管仕切弁を経由した後、もう一部の、流量調節孔付き板を通過した冷再熱蒸気と合流することと、高圧加熱器の出口給水が入水仕切弁、熱回収熱交換器および出水仕切弁を通過した後で一部の冷再熱蒸気によって加熱され、加熱後の給水がボイラに進入することと、
ユニットが冷再熱対外蒸気供給を使用しないときに、第１蒸気配管仕切弁及び第２蒸気配管仕切弁をオフにし、バイパス仕切弁をオンにし、熱回収熱交換器を運転停止状態にすることと、を含む。

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ボイラ給水に移転させることにより、冷再熱蒸気の温度を２０℃以上低減可能であり、冷再熱工業蒸気供給量を１００%以上増加できるとともに、ボイラ給水温度を上昇可能であり、冷再熱抽出蒸気のエネルギーを十分に利用することができる。また、この冷再熱エネルギーの利用過程において、ユニットの循環効率に有意に影響することがなく、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、熱回収熱交換器を設置し、一部の冷再熱蒸気を利用してボイラ給水を加熱することにより、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、給水温度を上昇させ、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給水に利用し、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給水連合冷再熱エネルギー利用システムは、第１蒸気配管仕切弁２、熱回収熱交換器４、第２蒸気配管仕切弁５、流量調節孔付き板６、入水仕切弁７、出水仕切弁８及びバイパス仕切弁９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４に進入し、配管間には、第１蒸気配管仕切弁２が設けられ、冷再熱蒸気は、熱交換によって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、蒸気リフロー配管間には、第２蒸気配管仕切弁５が設けられ、冷再熱蒸気配管には、流量調節孔付き板６が新たに設けられて蒸気流量をバランスさせ、高圧加熱器の出口の給水は、入水仕切弁７を通過した後で熱回収熱交換器４に進入し、給水は、蒸気によって加熱された後で出水仕切弁８を通過してボイラに進入し、それとともに、熱回収熱交換器４には、バイパス仕切弁９が設けられている。

本考案の原理は、下記のようになる。

熱回収熱交換器４を介して冷再熱蒸気の熱の一部をボイラ給水に移転させることにより、冷再熱蒸気の温度を２０℃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１００%以上増加し、熱を給水温度の増加に利用するため、ユニットの経済性へのマイナス影響が小さいとともに、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第１蒸気配管仕切弁２、熱回収熱交換器４、第２蒸気配管仕切弁５を経由した後、熱回収熱交換器４で熱交換された蒸気は、元の冷再熱蒸気と合流し、他の一部の熱交換されていない冷再熱蒸気は、流量調節孔付き板６を通過した後で、温度低下された冷再熱蒸気と合流し、高圧加熱器３の出口給水は、入水仕切弁７、熱回収熱交換器４、出水仕切弁８を追加した後で既に一部の冷再熱蒸気によって加熱され、加熱後の給水は、ボイラに進入する。

正常運転するときに、第１蒸気配管仕切弁２、第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、オフ状態である。ユニットが冷再熱対外蒸気供給を使用しないときに、第１蒸気配管仕切弁２、第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４は、運転停止状態になる。

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…高圧加熱器、４…熱回収熱交換器、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。

Claims (5)

1. ボイラ蒸気供給能力を向上させる給水連合冷再熱エネルギー利用システムであって、
   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、蒸気リフロー配管には、高圧加熱器（３）と熱回収熱交換器（４）とが設けられ、冷再熱蒸気の一部の熱は、熱回収熱交換器（４）を介して蒸気リフロー配管の給水と熱交換し、熱交換された給水は、ボイラ給水として出力されることを特徴とするボイラ蒸気供給能力を向上させる給水連合冷再熱エネルギー利用システム。
2. 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（４）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（４）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１に記載のボイラ蒸気供給能力を向上させる給水連合冷再熱エネルギー利用システム。
3. 前記高圧加熱器（３）の出口は、熱回収熱交換器（４）の冷側入口に接続され、加熱後の給水は、熱回収熱交換器（４）の冷側出口から出力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給水連合冷再熱エネルギー利用システム。
4. 前記熱回収熱交換器（４）には、バイパス配管が更に並列に接続され、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給水連合冷再熱エネルギー利用システム。
5. 前記熱回収熱交換器（４）の入口には、入水仕切弁（７）が設けられ、前記熱回収熱交換器（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）と熱回収熱交換器（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４に記載のボイラ蒸気供給能力を向上させる給水連合冷再熱エネルギー利用システム。

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