JPH07103450A - 排気ガス合流装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 煙道が接続される接続部の敷設面積を低減
し、これにより、煙道の敷設面積を少なくして、設備の
敷設面積を効率的に活用できる排気ガス合流装置を提供
るすることにある。 【構成】 複数の煙道を介して導かれた排気ガスを合流
させて１本の煙突に案内する排気ガス合流装置におい
て、各煙道の上記合流装置への接続部の少なくとも１つ
を他の煙道の接続部より上方に配設したことを特徴とし
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種ボイラ、燃焼設備
等から複数の煙道を介して導かれたの排気ガスを合流さ
せて煙突に導く排気ガス合流装置に関し、詳しくは、煙
道が接続される接続部の敷設面積を低減し、これによ
り、煙道の敷設面積を少なくして、設備の敷設面積を効
率的に活用できる排気ガス合流装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の火力発電プラントでは、環境問題
に対処すると共に、エネルギーの有効利用を図るため
に、ガスタービンと蒸気タービンとを組み合わせた複合
発電プラントが増加される傾向にある。国内で多く採用
されている複合発電プラントの方式としては、排熱回収
型が採用されている。この排熱回収型では、ガスタービ
ンからの排気ガスが排熱回収ボイラに導かれ、ここで熱
回収されて蒸気が発生され、この蒸気により蒸気タービ
ンが駆動されて、熱効率が向上されている。この排熱回
収型の複合発電プラントでは、単機容量に制限があるた
め、ガスタービン、排熱回収ボイラ等が複数台設置され
て、大容量プラントとされている。

【０００３】図７は、従来に係る排熱回収型の複合発電
プラントの概略構成の説明図である。これのガスタービ
ン設備は、コンプレッサー１、ガスタービン２、燃焼器
３、及び発電機４から構成されている。ガスタービン２
からの排気ガスは、排熱回収ボイラ５に導入され熱回収
されて、蒸気が発生され、この蒸気が蒸気タービン６に
導入されて発電されている。一方、排熱回収ボイラ５で
熱交換された排気ガスは、煙道７を介して合流装置８に
導かれ、煙突９から大気に排出されている。

【０００４】図７に示すように、これらガスタービン設
備、排熱回収ボイラ５、及び煙道７は、複数台（図示例
では、３台）設けられている。このように、ガスタービ
ン設備等を複数台設置して大容量プラントとする排熱回
収型複合発電ブラントでは、複数の排熱回収ボイラ５で
熱交換された排気ガスが複数の煙道７を介して合流装置
８に導かれ煙突９から大気に排出されることにより、排
気ガスを大気に放出する煙突９の本数が環境上極力少な
くされている。

【０００５】このような煙道７、合流装置８等は、具体
的には、図８に示すように、複数の排熱回収ボイラ５が
比較的離間して並列されており、これら排熱回収ボイラ
５の各々から複数の煙道７が延出されている。これら煙
道７は、各々、複数の接続部１１により合流装置８に接
続されており、これら接続部１１には、各々、複数の遮
断弁１２が介装されている。

【０００６】合流装置８には、各煙道６より大き断面積
を有し、接続部１１から煙突９に排気ガスを導くレジュ
ーサ部１３が設けられている。このレジューサ部１３
は、その下方に多角柱状に形成された複数の側面１３ａ
を有しており、その上方に多角錘状に形成された複数の
傾斜面１３ｂを有している。複数の接続部１１は、これ
ら側面１３ａの各々に同一水平面で放射状に接続されて
おり、図９に示すように、各接続部１１から放出される
排気ガスはレジューサ部１３の複数の側面１３ａの内方
の一点に集中するようになされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
接続部１１は、レジューサ部１３の複数の側面１３ａの
各々に、同一水平面で放射状に広がるようにして接続さ
れているため、合流装置８、煙道７の敷設に比較的広い
立地面積が必要とされるといった問題がある。そのた
め、このような合流装置８は、限られたスペース内に煙
道７等を効率的に配置するのに大きな制限事項となって
いる。

【０００８】一方、図７に示すように、複数の排熱回収
ボイラ５を比較的離間して配置することに代えて、図１
０に示すように、複数の排熱回収ボイラ５の間隔を狭く
配置し、これにより、敷設面積を少なくすることが考え
られる。しかし、この場合には、接続部１１がレジュー
サ部１３の複数の側面１３ａの各々に対応するように、
煙道７を迂回して配置する必要があり、敷設面積の低減
を図ることができなかった。

【０００９】本発明の目的は、上述したような事情に鑑
みてなされたものであって、煙道が接続される接続部の
敷設面積を低減し、これにより、煙道の敷設面積を少な
くして、設備の敷設面積を効率的に活用できる排気ガス
合流装置を提供るすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１の本発明に係る排気ガス合流装置は、複数
の煙道を介して導かれた排気ガスを合流させて１本の煙
突に案内する排気ガス合流装置において、各煙道の上記
合流装置への接続部の少なくとも１つを他の煙道の接続
部より上方に配設したことを特徴としている。

【００１１】請求項２の本発明は、並列に配設された２
つの煙道の接続部の上方に、１つの煙道の接続部を配設
し、上方の１つの接続部の中心が下方に並列された２つ
の接続部の間に位置していることを特徴としている。

【００１２】請求項３の本発明は、並列に配設された２
つの煙道の接続部の上方に、２つの煙道の接続部を並列
に配設していることを特徴としている。

【００１３】請求項４の本発明は、３つの接続部を上下
方向に積み重ねるように配設していることを特徴として
いる。

【００１４】

【作用】このように、請求項１の本発明では、少なくと
も１つの接続部が、他の接続部より上方に配設されてお
り、接続部が立体的に配置されているため、接続部の敷
設面積が低減される。これにより、煙道を配置する自由
度が水平方向だけでなく、上下方向にも広がるため、煙
道の敷設面積が少なくされ、ひいては、設備の敷設面積
が効率的に活用され得る。

【００１５】また、請求項２乃至４の本発明では、より
一層接続部の敷設面積が低減され、煙道の敷設面積が少
なくされ得る。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例に係る排気ガス合流装
置について図面を参照しつつ説明する。

【００１７】図１は、本発明の一実施例に係る排気ガス
合流装置の平面図であり、図２は、図１の［２］−
［２］線に沿う断面図であり、図３は、図２の［３］−
［３］線に沿う断面図である。

【００１８】本実施例では、ガスタービン設備等を複数
台設置して大容量プラントとする排熱回収型複合発電ブ
ラントにおいて、並列に配置された３つの排熱回収ボイ
ラ５から各々３つの煙道７が延出されている。これらの
煙道７が本実施例に係る合流装置２０に接続されてい
る。後述するように、中央の煙道７は、他の両側の煙道
７よりも上方に配置されている。

【００１９】３つの煙道７の合流装置２０への接続箇所
には、各々、３つの接続部２１が設けられている。図２
及び図３にも示すように、中央の接続部２１は、両側の
２つの接続部２１よりも上方に位置されている。両側の
２つの接続部２１は、並列に配置されており、中央の１
つの接続部２１の中心が、両側の２つの接続部２１の中
間に位置されている。さらに、中央の接続部２１は、直
状管であるが、両側の接続部２１は、エルボ管となって
いるが、後述するレジューサ部２３の側壁部２３ａに接
続される箇所では、３つの接続部２１は平行にされてい
る。さらに、接続部２１の各々には、３つの遮断弁２２
が設けられている。なお、これら３つの接続部２１の上
下位置に対応するように、３つの煙道７の上下位置が配
設されている。

【００２０】合流装置２０には、接続部２１から煙突９
へ排気ガスを導くレジューサ部２２が設けられている。
このレジューサ部２３には、３つの接続部２１が直角に
接続されている側壁部２３ａが設けられている。さら
に、レジューサ部２３には、この側壁部２３ａと煙突９
との間に、台形で六角形状の筒状部２３ｂが設けられて
いる。これにより、レジューサ部２３内の排気ガスの流
路断面が、台形で六角形状の筒状部２３ｂから、縦長に
矩形であるが断面円形の煙突９に変化するように構成さ
れている。さらに、図２及び図３にも示すように、レジ
ューサ部２３の筒状部２３ｂ内には、３つの接続部２１
から放出された排出ガスの流れに乱れを生じないように
するための整流板２４が設けられている。この整流板２
４は、下側の２つの接続部２１の間に対応するように垂
直に配置された整流板部２４ａと、上方の接続部２１と
下側の接続部２１との間に対応するように斜めに配置さ
れた２つの整流板部２４ｂ，２４ｃとからなっている。

【００２１】本実施例に係る合流装置２０は、上記のよ
うに構成されているため、以下のように作用する。

【００２２】上述したように、レジューサ部２３の側壁
部２３ａに接続される箇所では、３つの接続部２１は平
行にされているため、３つの接続部２１から排気ガスは
平行に放出されて、その流れが互いに衝突することなく
滑らかに流される。しかも、整流板２４が設けられてい
るため、排気ガスの流れが急拡大されることなく滑らか
に流されて混合される。また、この場合、１又は２の遮
断弁２２が閉成されて１又は２の煙道７により運転され
る場合であっても、整流板２４によって流れが急拡大せ
ず乱れが生じることなく圧力損失及び振動を低減するこ
とができる。

【００２３】さらに、レジューサ部２３内の排気ガスの
流路断面が台形で六角形状の筒状部２３ｂから、縦長に
矩形であるが断面円形の煙突９に変化するように構成さ
れているため、排気ガスは、筒状部２３ｂからスムーズ
に煙突９に流れることができ、乱れが生じることなく、
圧力損失及び振動を低減することができる。

【００２４】さらに、中央の接続部２１が両側の２つの
接続部２１よりも上方に位置され、しかも、中央の１つ
の接続部２１の中心が両側の２つの接続部２１の中間に
位置されているため、３つの接続部２１の敷設面積は、
従来のように同一平面に配置されている場合に比べて、
略２／３で済ますことができ、接続部２１の敷設面積を
低減できる。これにより、煙道７を配置する自由度が水
平方向だけでなく、上下方向にも広がるため、煙道７の
敷設面積を少なくできる。

【００２５】次に、図４に、第１の変形例を示す。この
変形例では、３つの接続部２１のうち、下側の一方の接
続部２１が直状管であり、残りの２つの接続部２１は、
エルボ管となっている。さらに、レジューサ部２３の側
壁部２３ａに接続される箇所では、３つの接続部２１は
平行に構成されており、エルボ管の２つの接続部２１
は、同じ方向に曲げられている。そのため、接続部２１
の敷設面積が小さくなることは勿論、３つの煙道７を互
いに近接して配置することができ、その結果、排熱回収
ボイラ５の間隔も小さくすることができる。これによ
り、設備全体の敷設面積を著しく低減することができ
る。

【００２６】さらに、図５に、第２の変形例を示す。こ
の変形例では、互いに平行である４つの接続部２１が設
けられており、２つの接続部２１が上方に配置されてお
り、他の２つの接続部２１がこれら上方の接続部２１の
真下に配置されている。これら４つの接続部２１は、箱
型合流部２５の合流壁に直角に接続されている。また、
箱型合流部２５内には、整流板２４が設けられており、
この整流板２４は、左右２つずつの接続部２１の間に対
応するように配置される整流板部２４ａと上下２つずつ
の接続部２１の間に対応するように配置される整流板部
２４ｂとからなっている。

【００２７】このように、４つの接続部２１が平行に構
成されているため、これらの接続部２１から放出された
排気ガスは、その流れが互いに衝突することなく滑らか
に混合される。さらに、箱型合流部２５内の排気ガスの
流路断面が箱型形状から、縦長に矩形であるが断面円形
の煙突９に変化するように構成されているため、排気ガ
スは、箱型合流部２５からスムーズに煙突９に流れるこ
とができ、乱れが生じることなく、圧力損失及び振動を
低減することができる。

【００２８】さらに、この変形例では、２つの接続部２
１が上方に配置され、他の２つの接続部２１がこれら上
方の接続部２１の真下に配置されているため、４つの接
続部２１の敷設面積は、従来のように同一平面に配置さ
れている場合に比べて、略１／２で済ますことができ、
接続部２１の敷設面積を低減できる。これにより、煙道
７を配置する自由度が水平方向だけでなく、上下方向に
も広がるため、煙道７の敷設面積を少なくできる。しか
も、接続部２１が放射状に配置されているのではなく、
平行に配置されているため、接続部２１の敷設面積が小
さくなることは勿論、４つの煙道を互いに近接して配置
することができ、その結果、排熱回収ボイラの間隔も小
さくすることができる。

【００２９】次に、図６に、第３の変形例を示す。この
変形例では、３つの接続部２１が上下方向に積み重ねる
ように配設されている。３つの接続部２１は、矩形ダク
ト２６の合流壁に直角に接続されている。また、矩形ダ
クト２６内には、整流板２４が設けられており、この整
流板２４は、一番上の接続部２１と中間の接続部２１の
間に対応するように配置される整流板部２４ａと、中間
の接続部２１と一番下の接続部２１との間に対応するよ
うに配置される整流板部２４ｂとからなっている。

【００３０】このように、３つの接続部２１が平行に構
成されているため、これらの接続部２１から放出された
排気ガスは、その流れが互いに衝突することなく滑らか
に混合される。さらに、矩形ダクト２６内の排気ガスの
流路断面が矩形状から、縦長に矩形であるが断面円形の
煙突９に変化するように構成されているため、排気ガス
は、矩形ダクト２６からスムーズに煙突９に流れること
ができ、乱れが生じることなく、圧力損失及び振動を低
減することができる。

【００３１】さらに、この変形例では、３つの接続部２
１が上下方向に積み重ねるように配設されているため、
３つの接続部２１の敷設面積は、従来のように同一平面
に配置されている場合に比べて、略１／２３済ますこと
ができ、接続部２１の敷設面積を低減できる。これによ
り、煙道７を配置する自由度が水平方向だけでなく、上
下方向にも広がるため、煙道７の敷設面積を少なくでき
る。しかも、接続部２１が放射状に配置されているので
はなく、上下方向に一列に配置されているため、接続部
２１の敷設面積が小さくなることは勿論、４つの煙道を
互いに近接して配置することができ、その結果、排熱回
収ボイラの間隔も小さくすることができる。

【００３２】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、種々変形可能であることは勿論であ
る。特に、本発明に係る排気ガス合流装置が適用される
のは、排熱回収型の複合発電プラントに限られず、種々
の排気ガスを発生するものに適用されることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の本発明で
は、少なくとも１つの接続部が、他の接続部より上方に
配設されており、接続部が立体的に配置されているた
め、接続部の敷設面積が低減される。これにより、煙道
を配置する自由度が水平方向だけでなく、上下方向にも
広がるため、煙道の敷設面積が少なくされ、ひいては、
設備の敷設面積が効率的に活用され得る。また、請求項
２乃至４の本発明では、より一層接続部の敷設面積が低
減され、煙道の敷設面積が少なくされ得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る排気ガス合流装置の平
面図。

【図２】図１の［２］−［２］線に沿う断面図。

【図３】図２の［３］−［３］線に沿う断面図。

【図４】本発明の第１の変形例に係る排気ガス合流装置
の平面図。

【図５】本発明の第２の変形例に係る排気ガス合流装置
の断面図。

【図６】本発明の第３の変形例に係る排気ガス合流装置
の断面図。

【図７】従来の排熱回収型の複合発電プラントの概略構
成図。

【図８】従来の一例に係る排気ガス合流装置の平面図。

【図９】図８に示す排気ガス合流装置の水平断面図。

【図１０】従来の他の例に係る排気ガス合流装置の平面
図。

【符号の説明】

９ 煙突 ２０ 合流装置 ２１ 接続部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の煙道を介して導かれた排気ガスを合
   流させて１本の煙突に案内する排気ガス合流装置におい
   て、 各煙道の上記合流装置への接続部の少なくとも１つを他
   の煙道の接続部より上方に配設したことを特徴とする排
   気ガス合流装置。
2. 【請求項２】並列に配設された２つの煙道の接続部の上
   方に、１つの煙道の接続部を配設し、上方の１つの接続
   部の中心が下方に並列された２つの接続部の間に位置し
   ていることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス合流
   装置。
3. 【請求項３】並列に配設された２つの煙道の接続部の上
   方に、２つの煙道の接続部を並列に配設していることを
   特徴とする請求項１に記載の排気ガス合流装置。
4. 【請求項４】３つの接続部を上下方向に積み重ねるよう
   に配設していることを特徴とする請求項１に記載の排気
   ガス合流装置。