JP3744048B2

JP3744048B2 - Tower boiler

Info

Publication number: JP3744048B2
Application number: JP05480696A
Authority: JP
Inventors: 富康増村
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1996-03-12
Filing date: 1996-03-12
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: JPH09243005A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タワーボイラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７、図８は、従来のタワーボイラの一例を示したもので、タワーボイラは、前後側の炉壁１，２と左右側の炉壁３，４とにより水平断面形状が矩形を有して上方に高く延び、上端に天井壁６を備えたボイラ本体７を備えており、該ボイラ本体７を鉄骨８から吊下材５によって吊下げ支持している。前記前後側の炉壁１，２および左右側の炉壁３，４は、図４に示すように上下方向に延びる平行な炉壁管９相互間をフィン１０で接続した構成を有している。
【０００３】
前記ボイラ本体７の前後側の炉壁１，２の下部位置には複数のバーナ１１が備えられており、更に前記ボイラ本体７の上端後部には排ガス出口１２が設けられて、該排ガス出口１２に上端が連通された煙道１３が下方に延びている。
【０００４】
また、前記ボイラ本体７内の上下中間部から前記排ガス出口１２までの間には熱交換装置１４が設置されており、更に前記ボイラ本体７の上下中間部位置から上方の前後側の炉壁１，２及び天井壁６の外部を包囲するようにしたケーシング１５が設けられており、該ケーシング１５の外周及びボイラ本体７の下部外周には保温材１６が設けられている。
【０００５】
前記熱交換装置１４は、前記排ガス出口１２に近い最も上部位置（低温部側）に節炭器１７が備えてあり、該節炭器１７の下側には、低温側再熱器１８、低温側過熱器１９、高温側再熱器２０、高温側過熱器２１、及びハンガーチューブ過熱器２２が順次配設されている。
【０００６】
前記節炭器１７、低温側再熱器１８、低温側過熱器１９、高温側再熱器２０、高温側過熱器２１の夫々は、図７に示すように、ボイラ本体７内を前後方向に幅全体に亘って延びる垂直パネル状のループ管２３にて構成されており、多数のパネル状のループ管２３が図８の左右方向に多数並設された構成を有している。
【０００７】
また前記ハンガーチューブ過熱器２２は、上端に備えたヘッダ２４から下方に延設された多数のハンガーチューブ２５により前記節炭器１７、低温側再熱器１８、低温側過熱器１９、高温側再熱器２０、高温側過熱器２１の夫々のループ管２３を吊り下げて支持するようになっており、その下端を横方向に曲げることによってハンガーチューブ過熱器２２を構成している。
【０００８】
前記ボイラ本体７の各炉壁１，２，３，４の炉壁管９の上端はドラム或いはセパレータからなる気水分離装置２８（図７ではドラムの場合を示している）に接続されており、炉壁管９により加熱された加熱水は、水と蒸気に分離され、水は再びボイラ本体７の炉壁管９に戻され、気水分離装置２８で分離された蒸気は、前記ハンガーチューブ２５のヘッダ２４に導かれるようになっている。
【０００９】
従って、図７、図８の構成の例では、下方から導かれた給水２６が先ず節炭器１７に供給され、バーナ１１の燃焼によって発生する高温の排ガス２７によって節炭器１７において給水２６が加熱された後、ボイラ本体７の下端に供給されてボイラ本体７の前後側の炉壁１，２及び左右側の炉壁３，４の炉壁管９内を加熱されながら上昇して、上部の気水分離装置２８に供給されて水と蒸気に分離され、水は再びボイラ本体７の炉壁管９に戻される。
【００１０】
気水分離装置２８で分離された蒸気は、前記ヘッダ２４からハンガーチューブ２５に供給されて内部を下降し、ハンガーチューブ過熱器２２に導かれて過熱された後、低温側過熱器１９に供給され、続いて高温側過熱器２１に導かれて過熱され、高温高圧の蒸気となって高圧の蒸気タービン２９に供給される。
【００１１】
高圧の蒸気タービン２９から出た蒸気は、低温側再熱器１８に供給されて再熱された後、高温側再熱器２０に導かれて更に過熱され、その後中圧、或いは低圧の蒸気タービン３０に供給されるようになっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記図７、図８に示した従来のタワーボイラにおいては、節炭器１７、低温側再熱器１８、低温側過熱器１９、高温側再熱器２０、高温側過熱器２１の夫々がボイラ本体７内の前後幅全体に亘って設けられたシングルパス方式となっているために、過熱器１９，２１と再熱器１８，２０の収熱量バランスを任意に調節したり、或いはボイラ本体７内の左右或いは前後の収熱バランスを調節するといったことができず、よって制御性が低いという問題を有していた。
【００１３】
また、この問題に対処するために前記ボイラ本体７内に図７に破線で示すような分割壁３１を設置して左右に２分割したガス通路を形成し、更に前記左右のガス通路の夫々の上部にガス流量調節ダンパ３２，３３を設置するようにしたパラレルパス方式とすることも考えられるが、前記節炭器１７、再熱器１８，２０、過熱器１９，２１は夫々ハンガーチューブ２５で吊り下げられているため、ガス流量調節ダンパ３２，３３により左右のガス通路の排ガス２７の流量を変化させた場合に左右の収熱量が変化することによって、左右でハンガーチューブ２５の延び差が生じ、この時、節炭器１７、再熱器１８，２０及び過熱器１９，２１のループ管２３が分割壁３１を貫通していることにより、ループ管２３に過大な応力が発生する不具合を生じ、また前記分割壁３１が前側炉壁１を貫通して設けられている場合には前側炉壁１と分割壁３１との温度差による延び差が生じて分割壁３１の貫通部に応力が発生する不具合がある。
【００１４】
また、気水分離装置２８の蒸気出口２８ａの蒸気は湿った蒸気であり、従来この湿った蒸気がハンガーチューブ２５のヘッダ２４に供給されるようになっているので、ハンガーチューブ２５の一部がドレンによって閉塞されることが考えられ、このようにハンガーチューブ２５が閉塞されると、それより先の空の部分は高温に晒されることになって大きな延びを生じ、ハンガーチューブ２５の延びにばらつきが生じることによって前記ループ管２３及びハンガーチューブ２５に応力が発生する問題を生じる。また、気水分離装置２８が満杯となって水が溢れた場合には、水がハンガーチューブ２５に流れ込むことになるために、前記延び差による問題が更に増大される可能性がある。
【００１５】
更に、前記分割壁３１に導く流体を考慮しないと、炉壁２を貫通している管と炉壁２との溶接部に応力が発生する問題を生じる。
【００１６】
本発明は、斯かる実情に鑑みてなしたもので、ループ管及び分割壁に応力を生じさせることなく分割壁を設置して、制御性と安全性を高めることができるようにしたタワーボイラを提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、炉壁管の上端が気水分離装置に接続されているボイラ本体の炉壁の上部位置に、炉壁を貫通する管を設けて該管をボイラ本体内側上方に延長して傾斜部を形成させた後、鉛直上方に立ち上げ該立ち上げ部の管相互間をフィンで接続して分割壁を構成することにより複数のガス通路を形成し、再熱器と過熱器とを別個のガス通路に夫々配置し、該ガス通路の各々にガス流量調節ダンパを配置し、前記分割壁を構成している管の上端をハンガーチューブのヘッダに接続し、且つ前記分割壁を構成している管の下端を気水分離装置の蒸気出口に接続したことを特徴とするタワーボイラ、に係るものである。
【００１８】
また、請求項２の発明は、左右側の炉壁を貫通する管にて分割壁を構成することによりボイラ本体内の左右方向に複数のガス通路を形成することを特徴とし、更に請求項３の発明は、前後側の炉壁を貫通する管にて分割壁を構成することによりボイラ本体内の前後方向に複数のガス通路を形成することを特徴とするものである。
【００１９】
請求項１の発明では、ボイラ本体の炉壁の上部位置に、炉壁を貫通する管を設けて該管をボイラ本体内側上方に延長して傾斜部を形成させた後、鉛直上方に立ち上げ該立ち上げ部の管相互間をフィンで接続して分割壁を構成することにより複数のガス通路を形成し、再熱器と過熱器とを別個のガス通路に夫々配置し、該ガス通路の各々にガス流量調節ダンパを配置した構成としているので、ガス流量調節ダンパの調節により再熱器と過熱器の収熱量を変化させることができ、よってタワーボイラの制御性を大幅に向上することができる。
【００２０】
分割壁を構成している管の上端を、ハンガーチューブのヘッダに接続し、且つ前記管の下端を、気水分離装置の蒸気出口に接続しているので、炉壁と分割壁との温度差を小さくして延び差を殆ど生じさせないので、分割壁の特に炉壁管通部に応力が生じる問題を防止することができ、更に、ハンガーチューブにドレンが流入する問題を防止することができる。
【００２１】
請求項２の発明では、左右側の炉壁を貫通する管にて分割壁を構成することにより左右方向に複数に分割されたガス通路を形成することができる。
【００２２】
請求項３の発明では、前後側の炉壁を貫通する管にて分割壁を構成することにより前後方向に複数に分割されたガス通路を形成することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例と共に説明する。
【００２４】
図１〜図３は、前記図７、図８の従来のタワーボイラに適用した本発明を実施する形態の一例を示したもので、図中同一の符号を付したものは同一物を表わしている。
【００２５】
図１〜図３において、図１のＩＶ部分を拡大して示した図４に示すように、ボイラ本体７上部位置において、左右側の炉壁３，４の炉壁管９相互のフィン１０部分を内外に貫通して溶接固定した管３５を前後方向に多数設け、該管３５をボイラ本体７内側上方に延ばして傾斜部３４を形成し、更に該傾斜部３４の内側端部を天井壁６の外側まで鉛直上方に立ち上げ、各管３５の上端を集合ヘッダ３５ｂに接続し、前記傾斜部３４と排ガス出口１２との間における前記管３５相互間をフィン３８により接続して２つの分割壁３６，３７を構成することにより、中央部のガス通路３９と左右側のガス通路４０，４１を形成する。これにより、バーナ１１からの排ガス２７は、中央部のガス通路３９に導かれると同時に、ばら管状態となっている傾斜部３４を通って左右側のガス通路４０，４１に導かれるようになる。
【００２６】
また、前記各管３５の下端はボイラ本体７外部に設けられた下部ヘッダ３５ａに接続されており、前記気水分離装置２８の蒸気出口２８ａが前記下部ヘッダ３５ａに蒸気を導くよう接続されている。
【００２７】
更に、前記集合ヘッダ３５ｂは、ハンガーチューブ２５のヘッダ２４に接続されている。
【００２８】
中央部のガス通路３９に低温側再熱器４２を配置し、また左右側のガス通路４０，４１の夫々に低温側過熱器４３，４４を設置する。
【００２９】
更に、前記中央部のガス通路３９及び左右側のガス通路４０，４１における低温側再熱器４２及び低温側過熱器４３，４４の上側には節炭器１７を配置すると共に、中央部のガス通路３９及び左右側のガス通路４０，４１の夫々の上端にはガス流量調節ダンパ４５，４６，４７を配置する。
【００３０】
この時、前記分割壁３６，３７はボイラ本体７内上部を前後に３つに分割しており、前記節炭器１７、低温側再熱器４２、低温側過熱器４３，４４のループ管２３は、分割された中央部のガス通路３９及び左右側のガス通路４０，４１に沿って前後方向に延びて配置されるので、ループ管２３が分割壁３６，３７を貫通することはない。
【００３１】
また、前記分割壁３６，３７の下側には従来と同様の高温側再熱器２０及び高温側過熱器２１が配置されており、前記節炭器１７、低温側再熱器４２、低温側過熱器４３，４４、高温側再熱器２０、高温側過熱器２１が、上部に設けられたヘッダ２４に接続されている複数のハンガーチューブ２５によって吊り下げられている。
【００３２】
尚、前記図１〜図３の形態例では、中央部のガス通路３９に低温側再熱器４２を設置し、左右側のガス通路４０，４１に低温側過熱器４３，４４を設置した場合について例示したが、中央部のガス通路３９に１つの低温側過熱器を設置し、左右側のガス通路４０，４１に２つに分割した低温側再熱器を設置することもでき、また、前記ガス通路３９，４０，４１には、再熱器４２，２０及び過熱器４３，４４，２１の一部を設置しても、或いは全部を設置するようにしてもよい。
【００３３】
前記図１〜図３に示した構成によれば、下方から導かれた給水２６が先ず節炭器１７に供給され、バーナ１１の燃焼によって発生する高温の排ガス２７によって節炭器１７において給水２６が加熱された後、ボイラ本体７の下端に供給されてボイラ本体７の前後側の炉壁１，２及び左右側の炉壁３，４の炉壁管９内を加熱されながら上昇して、上部の気水分離装置２８に供給されて水と蒸気に分離され、水は再びボイラ本体７の炉壁管９に戻される。
【００３４】
気水分離装置２８で分離された蒸気は、蒸気出口２８ａから下部ヘッダ３５ａに供給されて管３５内に流入し、傾斜部３４及び分割壁３６，３７を上昇した後、集合ヘッダ３５ｂに集められ、続いてヘッダ２４に導かれてハンガーチューブ２５内を下降する。
【００３５】
ハンガーチューブ２５内を下降した蒸気は、ハンガーチューブ過熱器２２に導かれて過熱された後、低温側過熱器４３に供給され、続いて高温側過熱器２１に導かれて過熱され、高温高圧の蒸気となって高圧の蒸気タービン２９に供給される。
【００３６】
高圧の蒸気タービン２９から出た蒸気は、低温側再熱器４２に供給されて再熱された後、高温側再熱器２０に導かれて更に過熱され、その後中圧、或いは低圧の蒸気タービン３０に供給される。
【００３７】
上記において、左右側の炉壁３，４を貫通させて設けた管３５により２つの分割壁３６，３７を構成して中央部のガス通路３９と左右側のガス通路４０，４１を形成し、中央部のガス通路３９に再熱器の一部である低温側再熱器４２を配置し、また左右側のガス通路４０，４１の夫々に過熱器の一部である低温側過熱器４３，４４を設置するようにし、且つ前記中央部のガス通路３９と左右側のガス通路４０，４１にガス流量調節ダンパ４５，４６，４７を設置して低温側再熱器４２と低温側過熱器４３，４４に導く排ガス２７の流量を調節できるようにしているので、再熱器と過熱器の収熱量を変化することができ、よってタワーボイラの制御性を大幅に向上することができる。
【００３８】
また、気水分離装置２８の蒸気出口２８ａの蒸気を、下部ヘッダ３５ａを介して分割壁３６，３７を構成する前記管３５に導くようにしているので、左右側の炉壁３，４と分割壁３６，３７との温度差を小さくすることができ、よって延び差が小さいために、分割壁３６，３７の特に炉壁３，４の貫通部に応力が生じる問題を防止できる。
【００３９】
更に、分割壁３６，３７はボイラ本体７内上部を前後に３つに分割しており、低温側再熱器４２、低温側過熱器４３，４４及び節炭器１７のループ管２３は、中央部のガス通路３９及び左右側のガス通路４０，４１に沿って前後方向に延びて配置されるので、ループ管２３が分割壁３６，３７を貫通することがなく、よって中央部のガス通路３９と左右側のガス通路４０，４１に流れる排ガス２７の流量が変化してハンガーチューブ２５の収熱が異なることによって延び差が生じてもループ管２３に応力が発生することもない。
【００４０】
また、気水分離装置２８の蒸気出口２８ａの蒸気を、下部ヘッダ３５ａを介して分割壁３６，３７を構成している管３５に導き、更に、管３５の蒸気を集合ヘッダ３５ｂを介してハンガーチューブ２５のヘッダ２４に供給するようにしているので、気水分離装置２８から管３５に供給される湿った蒸気は分割壁３６，３７を流れる間に加熱によって乾燥され、乾いた蒸気がヘッダ２４に供給されるため、ハンガーチューブ２５にドレンが入り込むことを防止して、ハンガーチューブ２５の延び量を均一化し、これによりハンガーチューブ２５の一部の延びが増加することによってループ管２３に応力が発生する問題を防止することができ、また、気水分離装置２８内の水が溢れるようなことが生じた場合にも、分割壁３６，３７に入り込むのみでハンガーチューブ２５には水が入らないようにして装置の安全性を高めることができる。
【００４１】
図５、図６は、本発明を実施する形態の他の例を示したもので、ボイラ本体７上部位置において、後側の炉壁２に管３５を貫通させて設け、該管３５をボイラ本体７内側上方に導いて傾斜部３４を形成した後、鉛直上方に立ち上げて上端を集合ヘッダ３５ｂに接続し、傾斜部３４と排ガス出口１２との間における管３５相互間をフィン３８により接続して分割壁４８を構成することにより、前側のガス通路４９と後側のガス通路５０を形成する。
【００４２】
前側のガス通路４９に低温側再熱器５１を配置し、また後側のガス通路５０に低温側過熱器５２を設置する。更に低温側再熱器５１と低温側過熱器５２の上側に分割壁４８を貫通させて節炭器１７を設置すると共に、前側のガス通路４９と後側のガス通路５０の上端にガス流量調節ダンパ５３，５４を設置する。
【００４３】
この時、前記低温側再熱器５１と低温側過熱器５２は、分割壁４８を貫通しないように前後方向に短いループ管によって構成するようにしている。これ以外の構成については、前記図１〜図３の構成と同様とする。
【００４４】
尚、前記図５、図６の形態例では、前側のガス通路４９に低温側再熱器５１を設置し、後側のガス通路５０に低温側過熱器５２を設置した場合について例示したが、逆の設置とすることもでき、また、前記ガス通路４９，５０に設置する再熱器５１，２０及び過熱器５２，２１はその一部を設置しても、或いは全部を設置してもよい。
【００４５】
前記した図５、図６の構成によれば、後側の炉壁２を貫通する管３５により分割壁４８を構成して前側のガス通路４９と後側のガス通路５０を形成するようにし、前側のガス通路４９に再熱器の一部である低温側再熱器５１を配置し、また後側のガス通路５０に過熱器の一部である低温側過熱器５２を設置するようにし、且つ前側のガス通路４９と後側のガス通路５０にガス流量調節ダンパ５３，５４を設置して低温側再熱器５１と低温側過熱器５２に導く排ガス２７の流量を調節できるようにしたので、再熱器と過熱器の収熱量を変化することができ、よってタワーボイラの制御性を大幅に向上することができる。
【００４６】
また、後側の炉壁２と分割壁４８との温度差が小さく延び差が殆ど生じないので、分割壁４８の特に炉壁２を貫通する部分に応力が生じる問題を防止することができ、更に、低温側再熱器５１及び低温側過熱器５２のループ管２３が分割壁４８を貫通しないように前後に短いループを形成しているので、前後側のガス通路４９，５０に流れる排ガス２７の流量が変化してハンガーチューブ２５の収熱の差異により延び差が生じてもループ管２３に応力が発生することもない。この時、節炭器１７のループ管２３は前記分割壁４８を貫通しているが、分割壁４８は吊下の支点側に近い低温側であり、且つ後側の炉壁２と分割壁４８とは温度差が小さくて延び差が小さいので、節炭器１７のループ管２３に大きな応力が発生するようなことはない。しかし、節炭器１７のループ管２３の応力が問題になる場合には、節炭器１７を前記低温側再熱器５１及び低温側過熱器５２と同様に前後に分割して短いループ管とすることもできる。
【００４７】
前記図５、図６の形態例の場合においても、前記図１〜図３と同様に、ハンガーチューブ２５にドレンが流入することによる問題の発生を防止することができる。
【００４８】
尚、本発明は上記形態例にのみ限定されるものではなく、図１の形態例において、図５の形態例と同様に１つの分割壁を設けることにより左右に２分割するようにしても良く、また、図５の形態例において、図１の形態例と同様に２つの分割壁を設けることにより前後に３分割するようにしても良く、分割の方向と分割数は任意に変更することができることは勿論である。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ボイラ本体の炉壁の上部位置に、炉壁を貫通する管を設けて該管をボイラ本体内側上方に延長して傾斜部を形成させた後、鉛直上方に立ち上げ該立ち上げ部の管相互間をフィンで接続して分割壁を構成することにより複数のガス通路を形成し、再熱器と過熱器とを別個のガス通路に夫々配置し、該ガス通路の各々にガス流量調節ダンパを配置した構成としているので、ガス流量調節ダンパの調節により再熱器と過熱器の収熱量を変化させることができ、よってタワーボイラの制御性を大幅に向上することができる。
【００５０】
分割壁を構成している管の上端を、ハンガーチューブのヘッダに接続し、且つ前記管の下端を、気水分離装置の蒸気出口に接続しているので、炉壁と分割壁との温度差を小さくして延び差を殆ど生じさせないので、分割壁の特に炉壁管通部に応力が生じる問題を防止することができ、更に、ハンガーチューブにドレンが流入する問題を防止することができる。
【００５１】
請求項２の発明によれば、左右側の炉壁を貫通する管にて分割壁を構成することにより左右方向に複数に分割されたガス通路を形成することができる。
【００５２】
請求項３の発明によれば、前後側の炉壁を貫通する管にて分割壁を構成することにより前後方向に複数に分割されたガス通路を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す切断側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向断面図である。
【図４】図１のＩＶ部分の拡大斜視図である。
【図５】本発明を実施する形態の他の例を示す切断側面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ方向断面図である。
【図７】従来のタワーボイラの一例を示す切断側面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ方向断面図である。
【符号の説明】
１前側炉壁（炉壁）
２後側炉壁（炉壁）
３左側炉壁（炉壁）
４右側炉壁（炉壁）
７ボイラ本体
９炉壁管
２４ヘッダ
２５ハンガーチューブ
２８気水分離装置
２８ａ蒸気出口
３４傾斜部
３５管
３６分割壁
３７分割壁
３８フィン
３９中央部のガス通路（ガス通路）
４０左側のガス通路（ガス通路）
４１右側のガス通路（ガス通路）
４２低温側再熱器（再熱器）
４３低温側過熱器（過熱器）
４４低温側過熱器（過熱器）
４５ガス流量調節ダンパ
４６ガス流量調節ダンパ
４７ガス流量調節ダンパ
４８分割壁
４９前側のガス通路（ガス通路）
５０後側のガス通路（ガス通路）
５１低温側再熱器（再熱器）
５２低温側過熱器（過熱器）
５３ガス流量調節ダンパ
５４ガス流量調節ダンパ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tower boiler.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 and FIG. 8 show an example of a conventional tower boiler. The tower boiler has a rectangular horizontal sectional shape by the front and rear furnace walls 1 and 2 and the left and right furnace walls 3 and 4. A boiler body 7 having a ceiling wall 6 at the upper end and extending upward is provided, and the boiler body 7 is suspended and supported by a suspension member 5 from a steel frame 8. The front and rear furnace walls 1 and 2 and the left and right furnace walls 3 and 4 have a configuration in which parallel furnace wall tubes 9 extending in the vertical direction are connected by fins 10 as shown in FIG. .
[0003]
A plurality of burners 11 are provided at lower positions of the furnace walls 1 and 2 on the front and rear sides of the boiler body 7, and an exhaust gas outlet 12 is provided at the rear upper end of the boiler body 7. A flue 13 whose upper end communicates with the pipe extends downward.
[0004]
In addition, a heat exchange device 14 is installed between the upper and lower intermediate part in the boiler body 7 and the exhaust gas outlet 12, and the furnace wall 1 on the front and rear sides above the upper and lower intermediate part position of the boiler body 7. , 2 and a casing 15 that surrounds the outside of the ceiling wall 6, and a heat insulating material 16 is provided on the outer periphery of the casing 15 and the lower outer periphery of the boiler body 7.
[0005]
The heat exchanger 14 is provided with a economizer 17 at the uppermost position (low temperature part side) close to the exhaust gas outlet 12. A low temperature side reheater 18, a low temperature is provided below the economizer 17. The side superheater 19, the high temperature side reheater 20, the high temperature side superheater 21, and the hanger tube superheater 22 are sequentially arranged.
[0006]
Each of the economizer 17, the low temperature side reheater 18, the low temperature side superheater 19, the high temperature side reheater 20, and the high temperature side superheater 21, as shown in FIG. It is composed of a vertical panel-like loop tube 23 extending over the entire width, and a large number of panel-like loop tubes 23 are juxtaposed in the left-right direction in FIG.
[0007]
The hanger tube superheater 22 is connected to the economizer 17, the low temperature side reheater 18, the low temperature side superheater 19, and the high temperature side recycler by a number of hanger tubes 25 extending downward from a header 24 provided at the upper end. The loop tubes 23 of the heater 20 and the high temperature side superheater 21 are suspended and supported, and the hanger tube superheater 22 is configured by bending the lower ends thereof in the lateral direction.
[0008]
The upper ends of the furnace wall tubes 9 of the furnace walls 1, 2, 3, 4 of the boiler body 7 are connected to a steam-water separator 28 (showing the case of a drum in FIG. 7) composed of a drum or a separator. The heated water heated by the furnace wall tube 9 is separated into water and steam, the water is returned to the furnace wall tube 9 of the boiler body 7 again, and the steam separated by the steam separator 28 is used as the hanger tube. 25 headers 24 are guided.
[0009]
Therefore, in the example of the configuration of FIGS. 7 and 8, the feed water 26 guided from below is first supplied to the economizer 17, and the feed water 26 is supplied to the economizer 17 by the high-temperature exhaust gas 27 generated by the combustion of the burner 11. After being heated, it is supplied to the lower end of the boiler body 7 and ascends while being heated in the furnace wall 1, 2 on the front and rear sides of the boiler body 7 and the furnace wall tubes 9 of the left and right furnace walls 3, 4, Is supplied to the steam-water separator 28 and separated into water and steam, and the water is returned to the furnace wall tube 9 of the boiler body 7 again.
[0010]
The steam separated by the steam separator 28 is supplied from the header 24 to the hanger tube 25 and descends, guided to the hanger tube superheater 22 and superheated, and then supplied to the low temperature side superheater 19. Then, it is led to the high temperature side superheater 21 to be superheated, and is supplied to the high pressure steam turbine 29 as high temperature and high pressure steam.
[0011]
The steam emitted from the high-pressure steam turbine 29 is supplied to the low-temperature side reheater 18 and reheated, and then led to the high-temperature side reheater 20 to be further heated, and then the intermediate-pressure or low-pressure steam turbine. 30.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional tower boiler shown in FIGS. 7 and 8, each of the economizer 17, the low temperature side reheater 18, the low temperature side superheater 19, the high temperature side reheater 20, and the high temperature side superheater 21, respectively. Is a single-pass system that is provided over the entire front-rear width in the boiler body 7, so that the balance of the amount of heat collected between the superheaters 19, 21 and the reheaters 18, 20 can be arbitrarily adjusted, or the boiler. It was impossible to adjust the heat collection balance between the left and right or the front and rear in the main body 7, and there was a problem that the controllability was low.
[0013]
Further, in order to cope with this problem, a dividing wall 31 as shown by a broken line in FIG. 7 is installed in the boiler body 7 to form a gas passage divided into left and right, and each of the left and right gas passages is further provided. Although it is conceivable to adopt a parallel path system in which gas flow control dampers 32 and 33 are installed at the top, the economizer 17, reheaters 18 and 20, and superheaters 19 and 21 are hanger tubes 25, respectively. Since it is suspended, when the flow rate of the exhaust gas 27 in the left and right gas passages is changed by the gas flow rate adjusting dampers 32 and 33, the left and right heat collection amounts change, resulting in a difference in the extension of the hanger tube 25 on the left and right. At this time, the loop tube 23 of the economizer 17, the reheaters 18, 20 and the superheaters 19, 21 penetrates the dividing wall 31, thereby causing a problem that excessive stress is generated in the loop tube 23. In addition, when the dividing wall 31 is provided through the front furnace wall 1, an extension difference due to a temperature difference between the front furnace wall 1 and the dividing wall 31 is generated, and stress is applied to the through portion of the dividing wall 31. There is a bug that occurs.
[0014]
Further, the steam at the steam outlet 28a of the steam separator 28 is moist steam. Conventionally, this moist steam is supplied to the header 24 of the hanger tube 25. It is conceivable that the hanger tube 25 is blocked by the drain, and when the hanger tube 25 is closed in this way, the empty portion ahead is exposed to a high temperature, causing a large extension, and the extension of the hanger tube 25 varies. This causes a problem that stress is generated in the loop tube 23 and the hanger tube 25. In addition, when the air / water separator 28 is full and the water overflows, the water flows into the hanger tube 25, so that the problem due to the difference in extension may be further increased.
[0015]
Furthermore, if the fluid guided to the dividing wall 31 is not taken into account, there arises a problem that stress is generated in the welded portion between the tube passing through the furnace wall 2 and the furnace wall 2.
[0016]
The present invention has been made in view of such circumstances, and a tower boiler that can be provided with a dividing wall without causing stress to the loop pipe and the dividing wall to improve controllability and safety. It is intended to provide.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a pipe penetrating the furnace wall is provided at an upper position of the furnace wall of the boiler body where the upper end of the furnace wall pipe is connected to the steam-water separator, and the pipe is extended upward inside the boiler body. After the inclined portion is formed, the gas is formed vertically by connecting the pipes of the raised portion with fins to form a divided wall, thereby forming a plurality of gas passages. The reheater and the superheater Are disposed in separate gas passages, a gas flow rate adjusting damper is disposed in each of the gas passages, an upper end of a pipe constituting the dividing wall is connected to a header of a hanger tube, and the dividing wall is The present invention relates to a tower boiler, characterized in that the lower end of a constituting pipe is connected to a steam outlet of a steam separator.
[0018]
The invention according to claim 2 is characterized in that a plurality of gas passages are formed in the left-right direction in the boiler body by forming a dividing wall with a pipe penetrating the left and right furnace walls. This invention is characterized in that a plurality of gas passages are formed in the front-rear direction in the boiler body by forming a dividing wall with a tube penetrating the front and rear furnace walls.
[0019]
According to the first aspect of the present invention, a pipe penetrating the furnace wall is provided at an upper position of the furnace wall of the boiler body, and the pipe is extended upward inside the boiler body to form an inclined portion, and then raised vertically upward. A plurality of gas passages are formed by connecting the tubes of the rising portion with fins to form a dividing wall, and a reheater and a superheater are arranged in separate gas passages, respectively. Since each gas flow control damper is arranged, the amount of heat collected by the reheater and superheater can be changed by adjusting the gas flow control damper, which can greatly improve the controllability of the tower boiler. it can.
[0020]
The upper end of the pipe constituting the dividing wall is connected to the header of the hanger tube, and the lower end of the pipe is connected to the steam outlet of the steam separator, so the temperature difference between the furnace wall and the dividing wall Therefore, it is possible to prevent a problem that stress is generated in the furnace wall pipe passage portion of the dividing wall, and to prevent a drain from flowing into the hanger tube.
[0021]
In the invention of claim 2, the gas passage divided in the left-right direction can be formed by forming the dividing wall with a pipe penetrating the left and right furnace walls.
[0022]
In the invention according to claim 3, the gas passage divided into the plurality in the front-rear direction can be formed by forming the dividing wall with the pipe passing through the furnace wall on the front-rear side.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0024]
FIGS. 1 to 3 show an example of an embodiment of the present invention applied to the conventional tower boilers of FIGS. 7 and 8, and those with the same reference numerals in the drawings represent the same thing. Yes.
[0025]
1 to 3, as shown in FIG. 4, which is an enlarged view of the IV part of FIG. 1, the fin 10 part between the furnace wall tubes 9 of the left and right furnace walls 3 and 4 at the upper position of the boiler body 7. A large number of pipes 35 that are welded and fixed through the inside and outside are provided in the front-rear direction, the pipes 35 are extended upward inside the boiler body 7 to form an inclined portion 34, and the inner end of the inclined portion 34 is connected to the ceiling wall 6. The upper end of each pipe 35 is connected to the collective header 35b, and the pipes 35 between the inclined portion 34 and the exhaust gas outlet 12 are connected to each other by fins 38. By configuring 36 and 37, the central gas passage 39 and the left and right gas passages 40 and 41 are formed. As a result, the exhaust gas 27 from the burner 11 is guided to the gas passage 39 in the central portion, and at the same time, is guided to the gas passages 40 and 41 on the left and right sides through the inclined portion 34 that is in the state of a rose tube. .
[0026]
The lower ends of the pipes 35 are connected to a lower header 35a provided outside the boiler body 7, and a steam outlet 28a of the steam separator 28 is connected to guide steam to the lower header 35a. .
[0027]
Further, the collective header 35 b is connected to the header 24 of the hanger tube 25.
[0028]
A low-temperature side reheater 42 is arranged in the central gas passage 39, and low-temperature side superheaters 43 and 44 are installed in the left and right gas passages 40 and 41, respectively.
[0029]
Further, the economizer 17 is disposed above the low-temperature side reheater 42 and the low-temperature side superheaters 43 and 44 in the central gas passage 39 and the left and right gas passages 40 and 41, and the central gas Gas flow rate adjusting dampers 45, 46, and 47 are disposed at the upper ends of the passage 39 and the left and right gas passages 40 and 41, respectively.
[0030]
At this time, the dividing walls 36 and 37 divide the upper part of the boiler body 7 into three in the front and rear, and the loop pipes 23 of the economizer 17, the low temperature side reheater 42, and the low temperature side superheaters 43 and 44. Is arranged so as to extend in the front-rear direction along the divided gas passage 39 and the gas passages 40, 41 on the left and right sides, so that the loop pipe 23 does not penetrate the dividing walls 36, 37.
[0031]
Further, a high-temperature side reheater 20 and a high-temperature side superheater 21 similar to the conventional one are arranged below the dividing walls 36 and 37, and the economizer 17, the low-temperature side reheater 42, the low-temperature side The superheaters 43 and 44, the high temperature side reheater 20, and the high temperature side superheater 21 are suspended by a plurality of hanger tubes 25 connected to a header 24 provided at the top.
[0032]
1 to 3, when the low-temperature side reheater 42 is installed in the central gas passage 39 and the low-temperature side superheaters 43 and 44 are installed in the left and right gas passages 40 and 41, respectively. However, it is also possible to install one low-temperature side superheater in the central gas passage 39 and install a low-temperature side reheater divided into two in the left and right gas passages 40, 41. In the gas passages 39, 40, 41, a part of the reheaters 42, 20 and the superheaters 43, 44, 21 may be installed or all of them may be installed.
[0033]
1 to 3, the feed water 26 guided from below is first supplied to the economizer 17, and the hot water 27 generated by the combustion of the burner 11 causes the feed water 26 in the economizer 17. Is heated and heated inside the furnace wall 1 of the front and rear furnace walls 1 and 2 and the left and right furnace walls 3 and 4 of the boiler body 7 while being heated. It is supplied to the upper steam separator 28 and separated into water and steam, and the water is returned to the furnace wall tube 9 of the boiler body 7 again.
[0034]
The steam separated by the steam separator 28 is supplied from the steam outlet 28a to the lower header 35a, flows into the pipe 35, rises up the inclined portion 34 and the dividing walls 36 and 37, and is collected in the collective header 35b. Then, it is guided to the header 24 and descends in the hanger tube 25.
[0035]
The steam descending in the hanger tube 25 is led to the hanger tube superheater 22 and heated, and then supplied to the low temperature side superheater 43, and then led to the high temperature side superheater 21 to be overheated. Steam is supplied to the high-pressure steam turbine 29.
[0036]
The steam emitted from the high-pressure steam turbine 29 is supplied to the low-temperature side reheater 42 and reheated, then led to the high-temperature side reheater 20 and further superheated, and then the medium-pressure or low-pressure steam turbine. 30.
[0037]
In the above, the pipe 35 provided through the left and right furnace walls 3, 4 constitutes two dividing walls 36, 37 to form a central gas passage 39 and left and right gas passages 40, 41, A low-temperature side reheater 42 that is a part of the reheater is disposed in the gas passage 39 in the center, and a low-temperature side superheater 43 that is a part of the superheater is disposed in each of the left and right gas passages 40 and 41. 44, and gas flow rate adjusting dampers 45, 46, 47 are installed in the central gas passage 39 and the left and right gas passages 40, 41 so that the low temperature side reheater 42 and the low temperature side superheater 43 are installed. , 44 can adjust the flow rate of the exhaust gas 27, the amount of heat collected by the reheater and the superheater can be changed, and the controllability of the tower boiler can be greatly improved.
[0038]
Further, since the steam at the steam outlet 28a of the steam separator 28 is guided to the pipe 35 constituting the dividing walls 36 and 37 via the lower header 35a, the steam is separated from the left and right furnace walls 3 and 4. Since the temperature difference with the walls 36 and 37 can be reduced, and the extension difference is small, it is possible to prevent the problem that stress is generated in the through-holes of the dividing walls 36 and 37, particularly the furnace walls 3 and 4.
[0039]
Further, the dividing walls 36 and 37 divide the upper part of the boiler body 7 into three in the front and rear, and the low temperature side reheater 42, the low temperature side superheaters 43 and 44 and the loop pipe 23 of the economizer 17 are arranged in the center. The gas pipe 39 in the central portion and the gas passages 40 and 41 on the left and right sides are disposed so as to extend in the front-rear direction. Even if the flow difference of the exhaust gas 27 flowing in the gas passages 40 and 41 on the left and right sides changes and the heat collection of the hanger tube 25 differs, there is no stress in the loop tube 23 even if there is a difference in extension.
[0040]
Further, the steam at the steam outlet 28a of the steam separator 28 is guided to the pipe 35 constituting the dividing walls 36 and 37 via the lower header 35a, and further, the steam of the pipe 35 is hung via the collective header 35b. Since the steam is supplied to the header 24 of the tube 25, the wet steam supplied from the steam / water separator 28 to the pipe 35 is dried by heating while flowing through the dividing walls 36 and 37. Therefore, it is possible to prevent the drain from entering the hanger tube 25 and make the extension amount of the hanger tube 25 uniform, thereby increasing the extension of a part of the hanger tube 25, thereby causing stress on the loop tube 23. Problems that occur can be prevented, and when the water in the steam separator 28 overflows, it enters the dividing walls 36 and 37. In the hanger tube 25 can improve the safety of the device and do not enter the water.
[0041]
5 and 6 show another example of the embodiment of the present invention. In the upper position of the boiler body 7, a pipe 35 is provided through the rear furnace wall 2, and the pipe 35 is provided in the boiler. After leading to the inside of the main body 7 to form the inclined portion 34, it rises vertically upward to connect the upper end to the collective header 35 b, and connects the pipes 35 between the inclined portion 34 and the exhaust gas outlet 12 by fins 38. By forming the dividing wall 48, the front gas passage 49 and the rear gas passage 50 are formed.
[0042]
A low temperature side reheater 51 is disposed in the front gas passage 49, and a low temperature side superheater 52 is disposed in the rear gas passage 50. Further, the economizer 17 is installed through the dividing wall 48 above the low temperature side reheater 51 and the low temperature side superheater 52, and the gas flow rate is adjusted at the upper ends of the front gas passage 49 and the rear gas passage 50. Dampers 53 and 54 are installed.
[0043]
At this time, the low temperature side reheater 51 and the low temperature side superheater 52 are configured by short loop pipes in the front-rear direction so as not to penetrate the dividing wall 48. Other configurations are the same as those in FIGS.
[0044]
5 and FIG. 6, the low temperature reheater 51 is installed in the front gas passage 49 and the low temperature superheater 52 is installed in the rear gas passage 50. The reheaters 51 and 20 and the superheaters 52 and 21 installed in the gas passages 49 and 50 may be partially or entirely installed. .
[0045]
According to the configuration of FIG. 5 and FIG. 6 described above, the dividing wall 48 is formed by the pipe 35 penetrating the rear furnace wall 2 to form the front gas passage 49 and the rear gas passage 50. A low-temperature side reheater 51 that is a part of the reheater is disposed in the front gas passage 49, and a low-temperature side superheater 52 that is a part of the superheater is disposed in the rear gas passage 50, In addition, gas flow rate adjusting dampers 53 and 54 are provided in the front gas passage 49 and the rear gas passage 50 so that the flow rate of the exhaust gas 27 led to the low temperature side reheater 51 and the low temperature side superheater 52 can be adjusted. The amount of heat collected by the reheater and the superheater can be changed, so that the controllability of the tower boiler can be greatly improved.
[0046]
Further, since the temperature difference between the rear furnace wall 2 and the dividing wall 48 is small and the difference is hardly generated, it is possible to prevent a problem that stress is generated in the portion of the dividing wall 48 that penetrates the furnace wall 2 in particular. Further, since the loop pipes 23 of the low temperature side reheater 51 and the low temperature side superheater 52 are formed with short loops in the front and rear direction so as not to penetrate the dividing wall 48, the exhaust gas 27 flowing in the gas passages 49 and 50 on the front and rear sides. Even if the flow rate of the hanger tube 25 changes and a difference in elongation occurs due to a difference in heat collection of the hanger tube 25, no stress is generated in the loop tube 23. At this time, the loop pipe 23 of the economizer 17 passes through the dividing wall 48, but the dividing wall 48 is a low temperature side close to the suspended fulcrum side, and the furnace wall 2 and the dividing wall 48 on the rear side. Since the temperature difference is small and the extension difference is small, no large stress is generated in the loop pipe 23 of the economizer 17. However, when the stress of the loop pipe 23 of the economizer 17 becomes a problem, the economizer 17 is divided into a short loop pipe by dividing the economizer 17 in the front and rear as in the low temperature side reheater 51 and the low temperature side superheater 52. You can also
[0047]
In the case of the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, similarly to FIGS. 1 to 3, it is possible to prevent a problem from occurring due to the drain flowing into the hanger tube 25.
[0048]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment. In the embodiment of FIG. 1, as in the embodiment of FIG. Further, in the embodiment of FIG. 5, as in the embodiment of FIG. 1, two dividing walls may be provided to divide the front and rear into three, and the dividing direction and the number of divisions may be arbitrarily changed. Of course you can.
[0049]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, a pipe penetrating the furnace wall is provided at an upper position of the furnace wall of the boiler body, and the pipe is extended upward inside the boiler body to form an inclined portion. A plurality of gas passages are formed by connecting the pipes of the rising portions with fins to form a dividing wall, and a reheater and a superheater are disposed in separate gas passages, respectively. Since the gas flow control damper is arranged in each of the passages, the amount of heat collected by the reheater and the superheater can be changed by adjusting the gas flow control damper, thereby greatly improving the controllability of the tower boiler. be able to.
[0050]
The upper end of the pipe constituting the dividing wall is connected to the header of the hanger tube, and the lower end of the pipe is connected to the steam outlet of the steam separator, so the temperature difference between the furnace wall and the dividing wall Therefore, it is possible to prevent a problem that stress is generated in the furnace wall pipe passage portion of the dividing wall, and to prevent a drain from flowing into the hanger tube.
[0051]
According to invention of Claim 2, the gas path divided | segmented into plurality in the left-right direction can be formed by comprising a dividing wall with the pipe | tube penetrating the furnace wall of the left-right side.
[0052]
According to invention of Claim 3, the gas path divided | segmented into plurality in the front-back direction can be formed by comprising a division wall with the pipe | tube penetrating the furnace wall of the front-back side.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cut side view showing an example of an embodiment for carrying out the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view in the II-II direction of FIG.
3 is a cross-sectional view in the III-III direction of FIG.
4 is an enlarged perspective view of a portion IV in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a cut side view showing another example of the embodiment for carrying out the present invention.
6 is a cross-sectional view in the VI-VI direction of FIG.
FIG. 7 is a cut side view showing an example of a conventional tower boiler.
8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. 7;
[Explanation of symbols]
1 Front furnace wall (furnace wall)
2 Rear furnace wall (furnace wall)
3 Left furnace wall (furnace wall)
4 Right furnace wall (furnace wall)
7 Boiler body 9 Furnace wall pipe 24 Header 25 Hanger tube 28 Steam separator 28a Steam outlet 34 Inclined part 35 Pipe 36 Dividing wall 37 Dividing wall 38 Fin 39 Central gas passage (gas passage)
40 Left gas passage (gas passage)
41 Right side gas passage (gas passage)
42 Low temperature side reheater (reheater)
43 Low temperature side superheater (superheater)
44 Low temperature side superheater (superheater)
45 Gas flow control damper 46 Gas flow control damper 47 Gas flow control damper 48 Dividing wall 49 Front gas passage (gas passage)
50 Rear gas passage (gas passage)
51 Low temperature side reheater (Reheater)
52 Low temperature side superheater (superheater)
53 Gas flow control damper 54 Gas flow control damper

Claims

At the upper position of the furnace wall of the boiler body where the upper end of the furnace wall pipe is connected to the steam separator, a pipe that penetrates the furnace wall is provided and the pipe is extended upward inside the boiler body to form an inclined portion. After that, a plurality of gas passages are formed by vertically raising and connecting pipes of the rising portions with fins to form a dividing wall, and the reheater and the superheater are separated into separate gas passages. Disposed respectively, a gas flow rate adjusting damper is disposed in each of the gas passages, an upper end of a pipe constituting the dividing wall is connected to a header of a hanger tube, and a lower end of the pipe constituting the dividing wall Is connected to the steam outlet of the steam separator.

The tower boiler according to claim 1, wherein a plurality of gas passages are formed in the left-right direction in the boiler body by forming a dividing wall with a pipe penetrating the left-right furnace wall.

The tower boiler according to claim 1, wherein a plurality of gas passages are formed in the front-rear direction in the boiler body by forming a partition wall with a pipe penetrating the front and rear furnace walls.