JP3758206B2 - ボイラの再熱器用温度調節装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ボイラの再熱器用温度調節装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、大型のボイラの場合、図２に示される如く、ボイラ本体１内には、燃料を燃焼させるためのバーナ２が、ボイラ本体１の幅方向（図２の紙面と直交する方向）へ複数配設されると共に、内部に水を含む蒸気等の被加熱流体が流通される再熱器３や図示していない過熱器等が配設されており、高温の燃焼ガスによって前記被加熱流体を加熱し図示していない蒸気タービン等へ導くようになっている。
【０００３】
前記再熱器３は、図３に示される如く、ボイラ本体１の幅方向へ延びるよう配設され且つ両端に接続された導入管４から被加熱流体が供給される入口ヘッダ５と、該入口ヘッダ５に一端が接続され且つボイラ本体１内に配設された多数の伝熱管６ａからなる、被加熱流体加熱用の伝熱部６と、ボイラ本体１の幅方向へ延びるよう配設され、前記伝熱部６を構成する各伝熱管６ａの他端が接続され且つ両端に接続された導出管７から被加熱流体が導出される出口ヘッダ８とを備えてなる構成を有しており、更に、入口ヘッダ５の一端に接続された導入管４途中と出口ヘッダ８の一端に接続された導出管７途中とをバイパスライン９によって接続し、該バイパスライン９途中に流量調節弁１０を設けると共に、入口ヘッダ５の他端に接続された導入管４途中と出口ヘッダ８の他端に接続された導出管７途中とをバイパスライン１１によって接続し、該バイパスライン１１途中に流量調節弁１２を設けることにより、再熱器３用の温度調節装置を構成してある。
【０００４】
尚、図３中、１３，１４は混合器である。
【０００５】
前述の如き再熱器３用の温度調節装置においては、例えば、ボイラ負荷を増加させる指令が出力され、ボイラ負荷に対応した燃料がバーナ２からボイラ本体１内へ投入された場合、再熱器３から導出される被加熱流体の出口温度が一時的に急上昇することがあるが、このようなボイラ負荷変化時における過渡期に、流量調節弁１０，１２を開くと、低温の被加熱流体の一部が伝熱部６を通過せずにバイパスライン９，１１を経由して再熱器３の出側へ流れるため、前記被加熱流体の出口温度が一時的に低下し急上昇が抑えられるようになっている。
【０００６】
尚、所要流量の被加熱流体を常時バイパスライン９，１１へ流すようにしておけば、被加熱流体のバイパス流量を絞ることにより、再熱器３から導出される被加熱流体の出口温度を一時的に上げることもできる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の如く、入口ヘッダ５の一端と他端に接続された導入管４から低温の被加熱流体の一部を夫々、伝熱部６を通過させずにバイパスライン９，１１を経由して出口ヘッダ８の一端と他端に接続された導出管７へ流すようにした場合、各々の側においてバイパスした分だけ伝熱部６を通過する被加熱流体の流量が減少し、伝熱部６を通過した被加熱流体の温度はバイパスを行わない場合より高くなり、該温度の高くなった被加熱流体がバイパスされた温度の低い被加熱流体と合流するため、被加熱流体の出口温度が低下するのはあくまでも一時的なものであり、時間が経てば、前記再熱器３から導出される被加熱流体の出口温度は、バイパスを行わない場合と同じ温度に戻ることとなる。
【０００８】
一方、ボイラ本体１内の幅方向へ配列されたバーナ２の燃焼状態は必ずしも均等ではなく、しかも、燃焼ガスの流れも必ずしも均等ではないため、特に大型のボイラの場合、ボイラ本体１内の幅方向において燃焼ガス温度に差が出ると共に、これに伴って再熱器３の伝熱部６における収熱がその幅方向で均一とならず、再熱器３の出口ヘッダ８の両端から導出される被加熱流体の出口温度が左右で異なるという欠点を有していた。
【０００９】
本発明は、斯かる実情に鑑み、被加熱流体の出口温度を一時的ではなく継続的に変化させ得ると共に、出口ヘッダの両端から導出される被加熱流体の出口温度のアンバランスを補正して均一化を図り得るボイラの再熱器用温度調節装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ボイラ本体１の幅方向へ延びるよう配設され且つ両端に接続された導入管４から被加熱流体が供給される入口ヘッダ５と、
該入口ヘッダ５に一端が接続され且つボイラ本体１内に配設された多数の伝熱管６ａからなる、被加熱流体加熱用の伝熱部６と、
ボイラ本体１の幅方向へ延びるよう配設され、前記伝熱部６を構成する各伝熱管６ａの他端が接続され且つ両端に接続された導出管７から被加熱流体が導出される出口ヘッダ８とを備えたボイラの再熱器用温度調節装置であって、
入口ヘッダ５の一端に接続された導入管４途中と出口ヘッダ８の一端に接続された導出管７途中とをバイパスライン９によって接続し、該バイパスライン９途中に流量調節弁１０を設けると共に、
入口ヘッダ５の他端に接続された導入管４途中と出口ヘッダ８の他端に接続された導出管７途中とをバイパスライン１１によって接続し、該バイパスライン１１途中に流量調節弁１２を設け、
伝熱部６を構成する伝熱管６ａを軸線方向中間部で二分割し、該伝熱管６ａの分割端部に夫々、ボイラ本体１の幅方向へ延びる中間導出ヘッダ１５と中間導入ヘッダ１６とを接続し、
該中間導出ヘッダ１５の一端と中間導入ヘッダ１６の他端とを切換管１７によって接続すると共に、前記中間導出ヘッダ１５の他端と中間導入ヘッダ１６の一端とを切換管１８によって接続したことを特徴とするボイラの再熱器用温度調節装置にかかるものである。
【００１２】
【作用】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
本発明においては、流量調節弁１０を閉じた状態では、入口ヘッダ５の一端に接続された導入管４から供給される被加熱流体は、二分割された伝熱部６の一方の伝熱管６ａを通過して中間導出ヘッダ１５の一端から切換管１７を介して中間導入ヘッダ１６の他端へ導入された後、二分割された伝熱部６の他方の伝熱管６ａを通過して出口ヘッダ８の他端に接続された導出管７から導出され、又、流量調節弁１２を閉じた状態では、入口ヘッダ５の他端に接続された導入管４から供給される被加熱流体は、二分割された伝熱部６の一方の伝熱管６ａを通過して中間導出ヘッダ１５の他端から切換管１８を介して中間導入ヘッダ１６の一端へ導入された後、二分割された伝熱部６の他方の伝熱管６ａを通過して出口ヘッダ８の一端に接続された導出管７から導出される。
【００１６】
ここで、流量調節弁１０の開度を調節すると、入口ヘッダ５の一端に接続された導入管４から低温の被加熱流体の一部が伝熱部６を通過せずにバイパスライン９を経由して出口ヘッダ８の一端に接続された導出管７へ導かれるが、このとき、入口ヘッダ５の他端に接続された導入管４から伝熱部６を通過して出口ヘッダ８の一端に接続された導出管７へ導かれる被加熱流体の流量は、減少することなく全く影響を受けないため、出口ヘッダ８の一端に接続された導出管７から導出される被加熱流体の出口温度を一時的ではなく継続的に変化させることが可能となる。
【００１７】
同様に、流量調節弁１２の開度を調節すると、入口ヘッダ５の他端に接続された導入管４から低温の被加熱流体の一部が伝熱部６を通過せずにバイパスライン１１を経由して出口ヘッダ８の他端に接続された導出管７へ導かれるが、このとき、入口ヘッダ５の一端に接続された導入管４から伝熱部６を通過して出口ヘッダ８の他端に接続された導出管７へ導かれる被加熱流体の流量は、減少することなく全く影響を受けないため、出口ヘッダ８の他端に接続された導出管７から導出される被加熱流体の出口温度を一時的ではなく継続的に変化させることが可能となる。
【００１８】
又、ボイラ本体１内の幅方向へ配列されたバーナ２の燃焼状態の不均等並びに燃焼ガスの流れの不均等に伴い、再熱器３の伝熱部６の幅方向において収熱に差が生じた場合、流量調節弁１０，１２の開度を調節し、入口ヘッダ５の一端に接続された導入管４から伝熱部６を通過せずにバイパスライン９を経由して出口ヘッダ８の一端に接続された導出管７へ導かれる低温の被加熱流体の流量と、入口ヘッダ５の他端に接続された導入管４から伝熱部６を通過せずにバイパスライン１１を経由して出口ヘッダ８の他端に接続された導出管７へ導かれる低温の被加熱流体の流量とを適宜調節すると、出口ヘッダ８の両端から導出される被加熱流体の出口温度に差が生じなくなる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
図１は本発明の一実施例であって、図中、図３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、伝熱部６を構成する伝熱管６ａを軸線方向中間部で二分割し、該伝熱管６ａの分割端部に夫々、ボイラ本体１の幅方向へ延びる中間導出ヘッダ１５と中間導入ヘッダ１６とを接続し、該中間導出ヘッダ１５の一端（右端）と中間導入ヘッダ１６の他端（左端）とを切換管１７によって接続すると共に、前記中間導出ヘッダ１５の他端（左端）と中間導入ヘッダ１６の一端（右端）とを切換管１８によって接続したものである。
【００２７】
図１に示す実施例においては、流量調節弁１０を閉じた状態では、入口ヘッダ５の一端（右端）に接続された導入管４から供給される被加熱流体は、二分割された伝熱部６の一方の伝熱管６ａを通過して中間導出ヘッダ１５の一端（右端）から切換管１７を介して中間導入ヘッダ１６の他端（左端）へ導入された後、二分割された伝熱部６の他方の伝熱管６ａを通過して出口ヘッダ８の他端（左端）に接続された導出管７から導出され、又、流量調節弁１２を閉じた状態では、入口ヘッダ５の他端（左端）に接続された導入管４から供給される被加熱流体は、二分割された伝熱部６の一方の伝熱管６ａを通過して中間導出ヘッダ１５の他端（左端）から切換管１８を介して中間導入ヘッダ１６の一端（右端）へ導入された後、二分割された伝熱部６の他方の伝熱管６ａを通過して出口ヘッダ８の一端（右端）に接続された導出管７から導出される。
【００２８】
ここで、流量調節弁１０の開度を調節すると、入口ヘッダ５の一端（右端）に接続された導入管４から低温の被加熱流体の一部が伝熱部６を通過せずにバイパスライン９を経由して出口ヘッダ８の一端（右端）に接続された導出管７へ導かれるが、このとき、入口ヘッダ５の他端（左端）に接続された導入管４から伝熱部６を通過して出口ヘッダ８の一端（右端）に接続された導出管７へ導かれる被加熱流体の流量は、減少することなく全く影響を受けないため、出口ヘッダ８の一端（右端）に接続された導出管７から導出される被加熱流体の出口温度を一時的ではなく継続的に変化させることが可能となる。
【００２９】
同様に、流量調節弁１２の開度を調節すると、入口ヘッダ５の他端（左端）に接続された導入管４から低温の被加熱流体の一部が伝熱部６を通過せずにバイパスライン１１を経由して出口ヘッダ８の他端（左端）に接続された導出管７へ導かれるが、このとき、入口ヘッダ５の一端（右端）に接続された導入管４から伝熱部６を通過して出口ヘッダ８の他端（左端）に接続された導出管７へ導かれる被加熱流体の流量は、減少することなく全く影響を受けないため、出口ヘッダ８の他端（左端）に接続された導出管７から導出される被加熱流体の出口温度を一時的ではなく継続的に変化させることが可能となる。
【００３０】
又、ボイラ本体１内の幅方向へ配列されたバーナ２の燃焼状態の不均等並びに燃焼ガスの流れの不均等に伴い、再熱器３の伝熱部６の幅方向において収熱に差が生じた場合、流量調節弁１０，１２の開度を調節し、入口ヘッダ５の一端（右端）に接続された導入管４から伝熱部６を通過せずにバイパスライン９を経由して出口ヘッダ８の一端（右端）に接続された導出管７へ導かれる低温の被加熱流体の流量と、入口ヘッダ５の他端（左端）に接続された導入管４から伝熱部６を通過せずにバイパスライン１１を経由して出口ヘッダ８の他端（左端）に接続された導出管７へ導かれる低温の被加熱流体の流量とを適宜調節すると、出口ヘッダ８の両端から導出される被加熱流体の出口温度に差が生じなくなる。
【００３１】
こうして、図１に示す実施例の場合も、被加熱流体の出口温度を一時的ではなく継続的に変化させ得ると共に、出口ヘッダ８の両端から導出される被加熱流体の出口温度のアンバランスを補正して均一化を図り得る。
【００３２】
尚、本発明のボイラの再熱器用温度調節装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３３】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項１記載のボイラの再熱器用温度調節装置によれば、被加熱流体の出口温度を一時的ではなく継続的に変化させ得ると共に、出口ヘッダの両端から導出される被加熱流体の出口温度のアンバランスを補正して均一化を図り得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例の概要構成図である。
【図２】 ボイラの全体概要構成図である。
【図３】 従来例の概要構成図である。
【符号の説明】
１ ボイラ本体
３ 再熱器
４ 導入管
５ 入口ヘッダ
６ 伝熱部
６ａ 伝熱管
７ 導出管
８ 出口ヘッダ
９ バイパスライン
１０ 流量調節弁
１１ バイパスライン
１２ 流量調節弁
１５ 中間導出ヘッダ
１６ 中間導入ヘッダ
１７ 切換管
１８ 切換管

Claims (1)

1. ボイラ本体（１）の幅方向へ延びるよう配設され且つ両端に接続された導入管（４）から被加熱流体が供給される入口ヘッダ（５）と、
   該入口ヘッダ（５）に一端が接続され且つボイラ本体（１）内に配設された多数の伝熱管（６ａ）からなる、被加熱流体加熱用の伝熱部（６）と、
   ボイラ本体（１）の幅方向へ延びるよう配設され、前記伝熱部（６）を構成する各伝熱管（６ａ）の他端が接続され且つ両端に接続された導出管（７）から被加熱流体が導出される出口ヘッダ（８）とを備えたボイラの再熱器用温度調節装置であって、
   入口ヘッダ（５）の一端に接続された導入管（４）途中と出口ヘッダ（８）の一端に接続された導出管（７）途中とをバイパスライン（９）によって接続し、該バイパスライン（９）途中に流量調節弁（１０）を設けると共に、
   入口ヘッダ（５）の他端に接続された導入管（４）途中と出口ヘッダ（８）の他端に接続された導出管（７）途中とをバイパスライン（１１）によって接続し、該バイパスライン（１１）途中に流量調節弁（１２）を設け、
   伝熱部（６）を構成する伝熱管（６ａ）を軸線方向中間部で二分割し、該伝熱管（６ａ）の分割端部に夫々、ボイラ本体（１）の幅方向へ延びる中間導出ヘッダ（１５）と中間導入ヘッダ（１６）とを接続し、
   該中間導出ヘッダ（１５）の一端と中間導入ヘッダ（１６）の他端とを切換管（１７）によって接続すると共に、前記中間導出ヘッダ（１５）の他端と中間導入ヘッダ（１６）の一端とを切換管（１８）によって接続したことを特徴とするボイラの再熱器用温度調節装置。

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