JPH04116301A - 排熱回収ボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は排熱回収ボイラ装置に係り、特にコンバインＩ
くカスタービンプラン１〜用の混圧型排熱回収ボイラに
関するものである。

［従来の技術］ 急増する電力需要に応えるために大容量の火力発電所が
建設されているが、これらのボイラは部分負荷時におい
ても高い発電効率を得るために変圧運転を行なうことか
要求されている。

これは最近の電力需要の特徴として、ＪＭ　（−力発電
の伸びと共に、負荷の最大と最小の差も増太し、火力発
電はヘースロード用から負荷調整用へと移行する傾向に
ある。

つまり、火力発電を負荷調整用として運転する場合、ボ
イラ負荷を常に全負荷で運転されるものは少なく、負荷
を７５％負荷、５０％負荷、２５％負荷へと負荷を４二
げ、下げして運転したり、運転を停止するなど、いわゆ
る毎［１起動停止（Ｄａ−ｉ、ｌｙＳ　ｔａｒｔ　Ｓ　
ｔｏｐ以１ｚ単にＤＳＳという）運転などを行なって中
間負荷を担い、このＤＳＳ運転によって電力需要の多い
昼間のみ運転し、夜間は運転を停止して発電効率を向ト
させるのである。

例えば高効率発電の一環として、最近コンバインドガス
タービンブラントが注目されている。このコンバインド
ガスタービンプラントは、まずガスタービンによる発電
を行なうと共に、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ピンを作動さ
せて発電するものである。

このようにコンバイン１〜ガスターヒンプラントはガス
タービンによる発電と、蒸気タービンによる発電を同時
に行なうために発電効率が高いうえ、ガスタービンの特
性である負荷応答性に優れ、このために急激な電力需要
の上昇、下降にも十分対応でき、負荷追従性にも優れて
おり、ＤＳＳ運転を行なうには好都合である。

第２図はコンバインドカスタービンプラン１〜の概略系
統図である。

第２図において、空気供給管１からの燃焼用空気Ａと燃
料供給管２からの燃料Ｆを燃焼器３で混合して燃焼させ
、その燃焼ガスでガスタービン４を回転させガスタービ
ン４による発電を行なう。

カスタービン４を回転させた排カスＧは排熱回収ボイラ
５の排ガス通路６へ導入される。この排ガス通路６には
下流側から上流へ低圧節炭器７．低圧蒸発器８および低
圧トラム９からなる低圧ボイラ１０と、高圧節炭器１１
．高圧蒸発器１２．高圧ｌ・ラム１３および過熱器１４
からなる高圧ボイラ１５が配置されている。

一方、被加熱流体である給水Ｗ、は給水ポンプ１６より
給水管］７を経て低圧節炭器７に供給され、所定の温度
までに予熱された後、低圧トラム給水管］８を通り低圧
１−ラム９に供給される。

低圧トラム９に供給された給水Ｗ１、は、低圧Ｉ〜クラ
ムの低圧下降管１９を経て低圧蒸発器８．低圧ドラム９
の順で自然循環または強制循環され、その間に加熱され
て低圧トラム９内で水と蒸気に分離された後、水は再び
低圧■降管］９．低圧蒸発器８および低圧トラム９へと
再循環されるか、蒸気は低圧主蒸気管２０より蒸気ター
ビン２１へ供給される。

一方、低圧節炭器７の出１」で分流された高渇水Ｗ２の
一部はボイラ移送ポンプ２２より高圧給水管２３登経て
高圧節炭器１１に供給され、所定の温度まで予熱された
後、高圧ドラム給水管２４を通り高圧ドラム１３に供給
される。

高圧トラムコ３に供給された高温水ＷＲは低圧ボイラ１
０と同様に高圧ドラム１３の高圧下降管２５を経て高圧
蒸発器１２．高圧ドラム」−３の順で循環し、高圧ドラ
ム１３内で分離された蒸気はドラム蒸気出口管２６を経
て過熱器１４へ送られ、ここでさらに昇温されだ後、高
圧主蒸気管２７より蒸気タービン２］へ供給され、蒸気
タービン２１による発電を行なう。

なお、高圧ドラム１３で分離された水は、高圧下降管２
５．高圧蒸発器１２．高圧ドラム１３へと再循環される
。

そして、高圧ドラム１３および低圧トラム９の給水レベ
ルはそれぞれ高圧ドラム給水弁２８．低圧ドラム給水弁
２９を操作して給水量が制御される。

他方、蒸気タービン２１で蒸気タービン２］を回転させ
た蒸気は復水器３０で水となり、給水ポンプ］６より再
び排熱回収ボイラ５へ給水される。

この給水管１７の給水ＷＦは約３０’Ｃと低温であるだ
めに、そのままの給水温度で低圧節炭器７へ給水される
と低圧節炭器７で低温腐蝕が発生するので、低圧ボイラ
１０．高圧ボイラ１５内の高温水ＷＲと混合させて、低
温腐蝕がおこらない所定の温度まで給水温度を昇温させ
て、低圧節炭器７へ給水する必要がある。

つまり、高圧給水管２３の高温水Ｗ１．！の一部はボイ
ラ移送ポンプ２２の出口から再循環流量調整弁３２を有
する再循環流路３３を経て給水管１７へ供給され、低圧
節炭器７の低温腐蝕を防止している。

なお、３コは発電機、３４はガスタービン４の排カスＧ
中の窒素酸化物を除去するために高圧蒸発器１２と高圧
節炭器１１の間、あるいは高圧蒸発器１２の中間に配置
される脱硝装置、３５は過熱蒸気連絡管、３６は過熱蒸
気止弁、３７は圧力調整弁である。

以」二の説明はコンバインドガスタービンプラントにお
ける一般的な排ガス、給水、蒸気等の流れを説明したも
のであるが、以下、第３図および第４図を用いて、低圧
節炭器内での給水の流れと給水湿度について詳述する。

第３図および第４図において、符号７から符号３３まて
は第２図のものと同一のものを示す。

３８は下部管寄せ、３９は伝熱管、４０は上部管寄せ、
４］は連絡管である。

このような構造において、給水ポンプ１ＧかＪらの給水
Ｗ　＋＝、再循環流路３３からの高温水Ｗ６は給水管１
−７から下部管寄せ３８に入り、下部管寄せ３８から伝
熱管３９に分流されて上昇流となり、」二部管寄せ４０
に集められて連絡管４１を下降して次の下部管寄せ３８
へと流入する。

通常、低圧節炭器７のパネル内における流体の流れは流
動安定性の観点から第４図に示すように下部管寄せ３８
側から」二部管寄せ４０側へ流すＪ−冒一流とづ−るが
、伝熱管；３９内に給水ＷＦが充満されている状態で再
循環流路３３からの高温水Ｗ２を供給した場合、高濡水
Ｗ１．！の’ｔｌ−力により、第４図に示すように特定
の伝熱管３９に高温水ＷＲか流れ、給水Ｗ、−で満たさ
れた伝熱管３９との間に温度差へＴ（約１−ｏ○°ｃ）
が生し好ましくない。

［発明か解決しようとする課題］ このようにボイラ移送ポンプ２２のミニマムフロー運転
が継続された場合、高温水ｗ２の温度が上昇し、ボイラ
移送ポンプ２２の許容温度を超えて、ボイラ移送ポンプ
２２自体が損傷したり、高温水Ｗｉ＋を低圧トラム９に
供給するため、低圧トラム給水弁２９を開いた場合、減
圧により高温水Ｗ１．！がフラツシンク比、低圧１くう
１１給水弁２９を損傷する欠点がある。

本発明はかかる従来技術の欠点を解消しようとするもの
で、その目的とするところは、ミニマｊ、フロー運転時
てあっても高温水の温度上屑夕防什し、しかもボイラ移
送ポンプや低圧１くう１１給水弁等の損傷を防くことが
できる排熱回収ボイラを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は前述の目的を達成するために、低圧節炭器の入
口から低圧節炭器の出［」へ冷却水注入配管を設けたも
のである。

［作用］ 冷却水注入配管からの給水を高温水へ注入するので、ミ
ニマ運転時ロー運転峙てあっても高温水の温度上昇を防
止し、ボイラ移送ポンプや低圧１−ラム給水弁等を損傷
することはない。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る概略系統図である。

第１図において、符号７がら符号４」までは従来のもの
と同一のものを示す。

／４２は低圧節炭器７の入しコがら低圧節炭器７の出口
に設けた冷却水注入配管、４３は注入弁である。

このような構造において、第３図に示す従来の排熱回収
ボイラど第１図に示す本発明の排熱ボイラの異なる点は
、第３図に示す排熱回収ボイラにおいては、ミニマムフ
ロー運転時に再循環流路３３からの高温水ＷＲの温度上
昇が発生するが、第１図に示す排熱回収ボイラにおいて
は、ミニマムフロー運転時てあっても給水ポンプ１６の
出口がらボイラ移送ポンプ２２の入口へ冷却水注入前９
４２からの給水Ｗ１によって高温水Ｗ２を冷却し、高温
水Ｗ２の温度ｕＪ−を防いだ点である。

すなわち、第１図に示すように給水ポンプ１６の出口か
らボイラ移送ポンプ２２の入口へ冷却水注入配管４２を
設け、ボイラ移送ポンプ２２の人Ｌ−１へ給水ＷＦを冷
却水注入配管４２から供給して、高温水ＷＲへ給水ＷＦ
を注入することによって冷却するようにしまたのである
。

このように冷却水注入配管４２からの給水Ｗ　＋。

によって高温水Ｗ２を冷却するのて、ミニマムフロー運
転時であっても高温水ＷＲの温度」−昇を防止すること
ができ、しかもＤＳＳ運転時のホン１〜スタートにおい
ても高温水ＷＲを冷却できるのて、ボイラ移送ポンプ２
２や低圧トラム給水弁２９等の損傷も防げる。

［発明の効果］ 本発明によれば、ミニマムフローによる高温水の異常昇
温か抑制され、高温水による損傷か防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る概略系統図、第２図はコ
ンバインドガスタービンプラン１〜の概略系統図、第３
図は従来の排熱回収ボイラにおける概略系統図、第４図
は低圧節炭器における温度分布を示す概念図である。 ７・・・・低圧節炭器、８　　低圧蒸発器、９低圧トラ
ム、」０　・・低圧ボイラ、１−１　　　高圧節炭器、
１２　　高圧蒸発器、１３　　高圧ドラム、］４　　過
熱器、１５　　高圧ボイラ、１７給水管、４２・・・冷
却水注入配管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 低圧節炭器と低圧ドラムと低圧蒸発器とからなる低圧ボ
   イラと、高圧節炭器と高圧ドラムと高圧蒸発器と過熱器
   とからなる高圧ボイラを給水管で接続し、ボイラの途中
   から低圧ボイラへ給水の一部を再循環して排ガスの排熱
   を回収するものにおいて、 前記低圧節炭器の入口から低圧節炭器の出口ヘ冷却水注
   入配管を設けたことを特徴とする排熱回収ボイラ。