JPH0445301A

JPH0445301A - 自然循環形排熱回収熱交換器

Info

Publication number: JPH0445301A
Application number: JP15259890A
Authority: JP
Inventors: Akira Nemoto; 晃根本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-06-13
Filing date: 1990-06-13
Publication date: 1992-02-14

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、ガスタービンに代表される各種熱発生手段か
ら排出される排ガスの熱を回収する自然循環形排熱回収
熱交換器に関する。

（従来の技術）従来の発電設備は、蒸気タービン単体またはガスタービ
ン単体を原動機としていたが、最近になって両者の利点
を巧みに組み合わせたコンバインドサイクル発電が活用
されるようになってきている。

このコンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービ
ンから出た排ガスを排熱回収熱交換器に送って蒸気を発
生せしめ、発生蒸気を蒸気タービンに送って電力を取り
出すものであって、ガスタービンの排熱を有効に活用す
る点、起動・停止時間を大幅に短縮できる等の便利性が
ある。

第５図には、コンバインド発電プラントを構成する従来
公知の自然循環形排熱回収熱交換器の一例を示す、自然
循環形排熱回収熱交換器においては１図に示すようにガ
スタービンの排ガス１５を水平に導く横置形が一般的で
ある０図において、自然循環形排熱回収熱交換器本体ｌ
Ｏの中を流れる排ガス１５の流れ方向最上流には、過熱
器９が配置されている。過熱器９の下流には、蒸発器８
が配置されており、さらにその下流には節炭器２が配置
されている。

給水は、給水ポンプ１により節炭器入口ヘッダ３に送り
込まれて、さらに複数の節炭器伝熱管４を通る間に排ガ
ス１５により、蒸気ドラム７内の圧力により定まる飽和
温度より少し低い温度まで加熱される。

更に、給水は節炭器出口ヘッダ５から蒸気ドラム７へ送
られる。蒸気ドラム７内の給水は蒸発器８を通ることに
より、排ガス１５によって加熱され。

気水混合流体となって再び蒸気ドラム７へ入る。

気水混合流体は蒸気ドラム７で、蒸気と水に分離され、
蒸気は過熱器９において、排ガス１５により加熱され、
所定の蒸気条件となって蒸気タービン（図示せず）へ送
られる。

図に示すように、従来の過熱器・蒸発器・節炭器などの
各モジュールは、伝熱管を垂直に配する構造となってい
る。これは、伝熱管４を垂直に配すると、複数の伝熱管
４により構成されるモジュール自体に構造的な強度を持
たせることが容易なため、自立させて設置させることが
可能となるので、耐震面でもコスト面でも有利な所が多
いためである。

（発明が解決しようとする課題）自然循環形排熱回収熱交換器では、熱エネルギを有効に
回収するという観点から、節炭器２から蒸気ドラム７へ
供給される水の温度は、蒸気ドラム７内の圧力により定
まる飽和温度に近いほど好ましい。

しかし、ガスタービンは起動時間が短いので、起動特性
を活かしたピーク負荷用として、運用されることが多い
ことから、負荷変化が頻繁に行われる。

そのため、節炭器２の出口の給水の温度を高く設定して
いると、負荷変化時の過渡状態において、節炭器２内の
給水が蒸発するスチーミング現象が発生する虞れがある
。

このような場合、節炭器２の伝熱管が第５図のように、
垂直に配され上下に管が蛇行していると。

特に給水が下降流となる部分で、気泡の上昇と水の流動
が対向したり、水頭差の増加で一旦気化した蒸気が再び
凝縮することで、配管のハンマリング現象を引き起こし
、正常な水の流動を損ねたり、機器を損傷するなどの危
険性があった。

本発明の目的は、節炭器内で、給水のスチーミングが発
生した場合でも、給水系統に悪影響を及ぼすことなく、
正常に蒸気ドラムへ給水できる自然循環形排熱回収熱交
換器を提供することである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明の自然循環形排熱回収熱交換器は、過熱器部、蒸
発器部１節炭器部のうち、節炭器部を構成する伝熱管を
横置形に配置し１節炭器出口部の配管を下降させること
なく蒸気ドラムへ接続することを特徴とするものである
。

（作用）このような自然循環形排熱回収熱交換器は、節炭器を構
成する伝熱管が横置形とされているので、節炭器内での
給水中に、蒸気が発生した場合でも流動の安定化が図れ
る。

（実施例）以下、本発明を第１図および第２図に示す実施例を参照
して説明する。

自然循環形排熱回収熱交換器本体１０の中を流れる排ガ
ス１５の流れ方向最上流には、過熱器９が配置されてい
る。過熱器９の下流には、蒸発器８が配置されており、
さらにその下流には節炭器２が配置されている。

節炭器２は、節炭器入口ヘッダ３、節炭器伝熱管４、節
炭器出口ヘッダ５を１モジユールとしており、図のごと
く複数のモジュールを集合させて構成されている。また
、節炭器伝熱管４は、水平にかつ排ガス１５の流れに対
して、直交して配置されている。ここで、第２図の節炭
器伝熱管４は、Ｕ字型エルボ１６で蛇行させて表現して
いるが、この部分は、ヘッダを用いて接続しても構わな
い。

給水は、給水ポンプ１により節炭器入口へラダ３に送り
込まれて、さらに節炭器伝熱管４を通るあいだに排ガス
１５により加熱される。更に、給水は節炭器出口ヘッダ
５から、水平あるいはそれより上向きに流れるように配
置された給水配管６を通って蒸気ドラム７へ送られる。

蒸気ドラム７内の給水は蒸発器８を通ることにより、排
ガス１５によって加熱され、気水混合流体となって再び
蒸気ドラム７へ入る。気水混合流体は蒸気ドラム７で蒸
気と水に分離され、蒸気は過熱器９において排ガス１５
により加熱され、所定の蒸気条件となって蒸気タービン
へ送られる。

ところで、起動を含むプラントの負荷変動に−より、排
ガスの温度、流量の変化、給水流量の変化が生じた場合
、節炭器内の給水の温度が飽和温度に達し、蒸発する可
能性がある。

しかし、節炭器入口ヘッダ３がら、蒸気ドラム７に至る
給水の流れは節炭器２が横置となり、さらに給水配管６
は下降することがないため、節炭器２内で蒸気が発生し
たとしても、その蒸気は滞留したり、凝縮することなく
、蒸気ドラム７へ送り込まれる。

第３図は本発明の第２実施例の平面図を示し。

側面図は第１実施例と同じである。

ところで、この第２実施例においては、節炭器２を除い
ては第１実施例と同様であり、節炭器２のみをさらに水
平方向に複数に分割し、モジュールの小型化を図ったも
のである。

第４図は本発明の第３実施例の平面図を示し、側面図は
第１実施例の第１図と同じである。

ところで、この第３実施例においては、節炭器２を除い
ては、第１実施例と同様であるが、節炭器２については
、節炭器伝熱管４の途中に補助へラダ１１を設けている
。横置形の節炭器は、伝熱管による自立構造とすること
ができないため、補助ヘッダ１１により自立を可能とす
るものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、節炭器部を構成
する伝熱管を横置きに設置することにより、節炭器内部
に蒸気が発生した場合でも、蒸気ドラムに正常な給水を
行うことが可能な自然循環形排熱回収熱交換器を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の自然循環形排熱回収熱交
換器の一実施例を示す側面図および平面図、第３図およ
び第４図は本発明の他の実施例を示す平面図、第５図は
従来の自然循環形排熱回収熱交換器を示す側面図である
。１・・・給水ポンプ２・・・節炭器３・・・ｌ炭器入ロヘッダ４・・・節炭器伝熱管５・・・節炭器出口ヘッダ６・・・給水配管７・・・蒸気ドラム８・・・蒸発管９・・・過熱器１０・・・自然循環形排熱回収熱交換器本体１１・・・
補助ヘッダ１５・・・排ガス１６・・・Ｕ字型エルボ代理人　弁理士　則　近　憲　佑第図！第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

自然循環形排熱回収熱交換器において、節炭器部を構成
する伝熱管を横置形に配置し、節炭器出口部の配管を下
降させることなく蒸気ドラムへ接続することを特徴とす
る自然循環形排熱回収熱交換器。