JPH09257201A - 排熱回収ボイラ - Google Patents
排熱回収ボイラInfo
- Publication number
- JPH09257201A JPH09257201A JP6605596A JP6605596A JPH09257201A JP H09257201 A JPH09257201 A JP H09257201A JP 6605596 A JP6605596 A JP 6605596A JP 6605596 A JP6605596 A JP 6605596A JP H09257201 A JPH09257201 A JP H09257201A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- exhaust gas
- gas flow
- evaporation
- heat recovery
- Prior art date
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- Pending
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- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 予備の設備を設けることなく、起動時の循環
を安定にする蒸発器を備えた排熱回収ボイラを提供する
こと。 【解決手段】 蒸発管出口管寄２２を排熱回収ボイラ５
の排ガス流路内に設置し、排ガス流路内で蒸発管出口管
寄２２に上昇管１４を接続し、該上昇管１４はドラム１
１の高さ近傍まで排ガス流路内を通し、ケーシング２３
を貫通してドラム１１に接続する。この構成により、起
動時に上昇管１４内の缶水は蒸発管群１３と同時にガス
により加熱されるため、降水管１２内の缶水との比重差
が生じ、起動時の蒸発器経路有効高さは「蒸発管群高さ
ｈ2＋上昇管高さｈ3」となり、缶水の循環力が増加し、
安定した循環を確保でき、ドラムレベル１６は安定す
る。
を安定にする蒸発器を備えた排熱回収ボイラを提供する
こと。 【解決手段】 蒸発管出口管寄２２を排熱回収ボイラ５
の排ガス流路内に設置し、排ガス流路内で蒸発管出口管
寄２２に上昇管１４を接続し、該上昇管１４はドラム１
１の高さ近傍まで排ガス流路内を通し、ケーシング２３
を貫通してドラム１１に接続する。この構成により、起
動時に上昇管１４内の缶水は蒸発管群１３と同時にガス
により加熱されるため、降水管１２内の缶水との比重差
が生じ、起動時の蒸発器経路有効高さは「蒸発管群高さ
ｈ2＋上昇管高さｈ3」となり、缶水の循環力が増加し、
安定した循環を確保でき、ドラムレベル１６は安定す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複合発電プラント
に係わり、特に蒸発管群が水平配置となる縦型排熱回収
ボイラの缶水循環装置に関する。
に係わり、特に蒸発管群が水平配置となる縦型排熱回収
ボイラの缶水循環装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】複合発電プラントはガスタービン開放サ
イクル部と排熱回収ボイラと蒸気タービンサイクル部と
発電機を備えた構成からなり、高い発電効率を得ること
が可能である。さらにガスタービンは負荷応答性に優れ
ていることから、急激な電力需要の変化にも十分対応し
得る負荷追従性を持ち、特に高頻度起動停止（Daily St
art Stop、以下単にＤＳＳという）運転には有効であ
る。
イクル部と排熱回収ボイラと蒸気タービンサイクル部と
発電機を備えた構成からなり、高い発電効率を得ること
が可能である。さらにガスタービンは負荷応答性に優れ
ていることから、急激な電力需要の変化にも十分対応し
得る負荷追従性を持ち、特に高頻度起動停止（Daily St
art Stop、以下単にＤＳＳという）運転には有効であ
る。
【０００３】図４には複合発電プラントの概略系統図を
示す。図４において空気供給管１からの燃焼用空気と燃
料供給管２からの燃料を燃焼器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、発電機８で
発電を行う。ガスタービン４を回転させた排ガスは高温
ダクト６を経て竪型排熱回収ボイラ５へ導入される。一
方、復水器９からの給水は給水ポンプ２９で排熱回収ボ
イラ５の節炭器１０へ供給され、そこで加熱された給水
はドラム１１へ送られる。次いで、ドラム１１中の給水
は降水管１２、強制循環ポンプ２８、蒸発管群１３およ
び上昇管１４を順次経由して再びドラム１１に戻る。ま
た、蒸発管群１３で発生した蒸気は水とともに上昇管１
４を通ってドラム１１へ送られ、ドラム１１内の気水分
離器（図示せず）で水と蒸気に分離され、蒸気はドラム
１１を出て過熱器２７を通って蒸気タービン７へ送られ
蒸気タービン７による発電機８で発電を行う。
示す。図４において空気供給管１からの燃焼用空気と燃
料供給管２からの燃料を燃焼器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、発電機８で
発電を行う。ガスタービン４を回転させた排ガスは高温
ダクト６を経て竪型排熱回収ボイラ５へ導入される。一
方、復水器９からの給水は給水ポンプ２９で排熱回収ボ
イラ５の節炭器１０へ供給され、そこで加熱された給水
はドラム１１へ送られる。次いで、ドラム１１中の給水
は降水管１２、強制循環ポンプ２８、蒸発管群１３およ
び上昇管１４を順次経由して再びドラム１１に戻る。ま
た、蒸発管群１３で発生した蒸気は水とともに上昇管１
４を通ってドラム１１へ送られ、ドラム１１内の気水分
離器（図示せず）で水と蒸気に分離され、蒸気はドラム
１１を出て過熱器２７を通って蒸気タービン７へ送られ
蒸気タービン７による発電機８で発電を行う。
【０００４】蒸発管群１３内で給水を加熱するために、
従来は強制循環ポンプ２８にて給水を循環させていた
が、補機動力の低減によるプラント効率向上の観点から
強制循環ポンプ２８を除いた図３に示す自然循環方式を
採用していた。
従来は強制循環ポンプ２８にて給水を循環させていた
が、補機動力の低減によるプラント効率向上の観点から
強制循環ポンプ２８を除いた図３に示す自然循環方式を
採用していた。
【０００５】図３に示す竪型排熱回収ボイラ５は、その
蒸発器系の構成についてのみ示す。排熱回収ボイラ５の
蒸発管群１３は節炭器１０よりドラム１１に供給された
缶水１７を降水管１２より排ガスダクト１５内に設置さ
れた蒸発管群１３に導き、蒸発管群１３にて排ガスによ
り加熱して蒸気を含有させ、排ガスダクト１５外の上昇
管１４を経てドラム１１に戻し、ドラム１１内で気水分
離し、缶水を再び降水管１２へ移動する循環サイクルを
構成している。
蒸発器系の構成についてのみ示す。排熱回収ボイラ５の
蒸発管群１３は節炭器１０よりドラム１１に供給された
缶水１７を降水管１２より排ガスダクト１５内に設置さ
れた蒸発管群１３に導き、蒸発管群１３にて排ガスによ
り加熱して蒸気を含有させ、排ガスダクト１５外の上昇
管１４を経てドラム１１に戻し、ドラム１１内で気水分
離し、缶水を再び降水管１２へ移動する循環サイクルを
構成している。
【０００６】蒸発管群１３内の缶水は排ガスからの熱吸
収により加熱されて蒸気を生成し、蒸気含有水となり、
比重を減少させるので、上昇管１４内の缶水は加熱され
ない降水管１２内の缶水の比重より小さくなり、この比
重差により蒸発管群１３とドラム１１との間の缶水は循
環力を得る。ここで比重差による循環力は次式で表され
る。 ｆ＝（ｐ1−ｐ2）×ｈ ここで、 ｆ ：循環力（上昇力） ｐ1 ：降水管１２内缶水の比重 ｐ2 ：蒸発器群１３及び上昇管１４内缶水の比重 ｈ ：缶水有効高さ 上式で表される通り循環力は比重差（ｐ1−ｐ2）及び缶
水有効高さｈにより増減するものである。
収により加熱されて蒸気を生成し、蒸気含有水となり、
比重を減少させるので、上昇管１４内の缶水は加熱され
ない降水管１２内の缶水の比重より小さくなり、この比
重差により蒸発管群１３とドラム１１との間の缶水は循
環力を得る。ここで比重差による循環力は次式で表され
る。 ｆ＝（ｐ1−ｐ2）×ｈ ここで、 ｆ ：循環力（上昇力） ｐ1 ：降水管１２内缶水の比重 ｐ2 ：蒸発器群１３及び上昇管１４内缶水の比重 ｈ ：缶水有効高さ 上式で表される通り循環力は比重差（ｐ1−ｐ2）及び缶
水有効高さｈにより増減するものである。
【０００７】ここで図３に示されるように排ガス流路を
構成する排ガスダクト１５が上下方向となる竪型排熱回
収ボイラ５では、蒸発管群１３は水平に配置される。こ
のため、通常運転時には缶水有効高さｈはドラム１１か
ら蒸発管群１３の入口管寄２４までの高さｈ1である
が、起動時には上昇管１４内と降水管１２内の缶水は共
に冷水であり比重差はないので、循環力を得るための缶
水有効高さｈは蒸発管群１３の高さｈ2のみとなる。
構成する排ガスダクト１５が上下方向となる竪型排熱回
収ボイラ５では、蒸発管群１３は水平に配置される。こ
のため、通常運転時には缶水有効高さｈはドラム１１か
ら蒸発管群１３の入口管寄２４までの高さｈ1である
が、起動時には上昇管１４内と降水管１２内の缶水は共
に冷水であり比重差はないので、循環力を得るための缶
水有効高さｈは蒸発管群１３の高さｈ2のみとなる。
【０００８】起動時、多量のガスが短時間に排熱回収ボ
イラ５に流入するため、蒸発管群１３では短時間に蒸気
が発生すると比容積が増加し、流動抵抗が増すため、圧
力バランスによっては蒸発管群１３から降水管１２へ流
れる逆流現象が生じ、ドラムレベル１６が不安定とな
る。
イラ５に流入するため、蒸発管群１３では短時間に蒸気
が発生すると比容積が増加し、流動抵抗が増すため、圧
力バランスによっては蒸発管群１３から降水管１２へ流
れる逆流現象が生じ、ドラムレベル１６が不安定とな
る。
【０００９】そこで従来では、図３に示す系統構成のよ
うに、降水管１２への系外からの注水ライン１８とドラ
ム１１からの排水ライン１９を設け、起動時には系外よ
り降水管１２の入口に注水ライン１８から缶水より低
温、すなわち比重の重い水を注入する事により比重差を
増加させて上昇管１４への循環力を増加させ、安定な給
水の循環を確保していた。
うに、降水管１２への系外からの注水ライン１８とドラ
ム１１からの排水ライン１９を設け、起動時には系外よ
り降水管１２の入口に注水ライン１８から缶水より低
温、すなわち比重の重い水を注入する事により比重差を
増加させて上昇管１４への循環力を増加させ、安定な給
水の循環を確保していた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、系
外よりの注水ライン１８とドラム１１からの排水ライン
１９及び調節弁２０等の制御設備が必要であり、さらに
起動時に降水管１２に注入した冷水量に相当する大量の
水をドラム１１から排水ライン１９を経て排出させなけ
ればならず非常に不経済であった。
外よりの注水ライン１８とドラム１１からの排水ライン
１９及び調節弁２０等の制御設備が必要であり、さらに
起動時に降水管１２に注入した冷水量に相当する大量の
水をドラム１１から排水ライン１９を経て排出させなけ
ればならず非常に不経済であった。
【００１１】本発明の課題は、予備の設備を設けること
なく、起動時の循環を安定にする蒸発器を備えた排熱回
収ボイラを提供することにある。
なく、起動時の循環を安定にする蒸発器を備えた排熱回
収ボイラを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は次の
構成によって達成される。すなわち、略鉛直方向に流路
が設けられた排ガス流路内に略水平配置された蒸発管群
と前記排ガス流路外に配置された気水分離ドラムと蒸発
管群と気水分離ドラムの間にそれぞれ設けられた降水管
と上昇管とからなり、前記気水分離ドラムと蒸発管群と
降水管と上昇管との間に缶水循環路を構成する排熱回収
ボイラにおいて、降水管を排ガス流路外に配置し、上昇
管を排ガス流路内に配置する排熱回収ボイラ、または、
略鉛直方向に流路が設けられた排ガス流路内に略水平配
置された蒸発管群と前記排ガス流路外に配置された気水
分離ドラムと蒸発管群と気水分離ドラムの間にそれぞれ
設けられた降水管と上昇管とからなり、前記気水分離ド
ラムと蒸発管群と降水管と上昇管との間に缶水循環路を
構成する排熱回収ボイラにおいて、降水管を排ガス流路
外に配置し、蒸発管群の端部に設けられる蒸発管出口管
寄に接続する蒸発管部分を排ガス流路内に配置した鉛直
管とし、蒸発管出口管寄を気水分離ドラム近傍の排ガス
流路外に配置する排熱回収ボイラである。
構成によって達成される。すなわち、略鉛直方向に流路
が設けられた排ガス流路内に略水平配置された蒸発管群
と前記排ガス流路外に配置された気水分離ドラムと蒸発
管群と気水分離ドラムの間にそれぞれ設けられた降水管
と上昇管とからなり、前記気水分離ドラムと蒸発管群と
降水管と上昇管との間に缶水循環路を構成する排熱回収
ボイラにおいて、降水管を排ガス流路外に配置し、上昇
管を排ガス流路内に配置する排熱回収ボイラ、または、
略鉛直方向に流路が設けられた排ガス流路内に略水平配
置された蒸発管群と前記排ガス流路外に配置された気水
分離ドラムと蒸発管群と気水分離ドラムの間にそれぞれ
設けられた降水管と上昇管とからなり、前記気水分離ド
ラムと蒸発管群と降水管と上昇管との間に缶水循環路を
構成する排熱回収ボイラにおいて、降水管を排ガス流路
外に配置し、蒸発管群の端部に設けられる蒸発管出口管
寄に接続する蒸発管部分を排ガス流路内に配置した鉛直
管とし、蒸発管出口管寄を気水分離ドラム近傍の排ガス
流路外に配置する排熱回収ボイラである。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する。
本発明に係わる複合発電プラントの排熱回収ボイラ内に
配置される蒸発器の一実施例を図面を用いて説明する。
図１は本発明の一実施例に係わる排熱回収ボイラ５の蒸
発器の構成図である。蒸発管出口管寄２２を排熱回収ボ
イラ５の排ガス流路内に設置し、排ガス流路内で蒸発管
出口管寄２２に上昇管１４を接続し、該上昇管１４はド
ラム１１の高さ近傍まで排ガス流路内を通し、ケーシン
グ２３を貫通してドラム１１に接続する。
本発明に係わる複合発電プラントの排熱回収ボイラ内に
配置される蒸発器の一実施例を図面を用いて説明する。
図１は本発明の一実施例に係わる排熱回収ボイラ５の蒸
発器の構成図である。蒸発管出口管寄２２を排熱回収ボ
イラ５の排ガス流路内に設置し、排ガス流路内で蒸発管
出口管寄２２に上昇管１４を接続し、該上昇管１４はド
ラム１１の高さ近傍まで排ガス流路内を通し、ケーシン
グ２３を貫通してドラム１１に接続する。
【００１４】この構成により、起動時に上昇管１４内の
缶水は蒸発管群１３と同時にガスにより加熱されるた
め、降水管１２内の缶水との比重差が生じる。従来、起
動時の蒸発器経路有効高さは「蒸発管群高さｈ2」のみ
であったものが、本実施例により、起動時の蒸発器経路
有効高さは「蒸発管群高さｈ2＋上昇管高さｈ3」とな
り、循環力が増加し、安定した循環を確保でき、ドラム
レベル１６は安定する。
缶水は蒸発管群１３と同時にガスにより加熱されるた
め、降水管１２内の缶水との比重差が生じる。従来、起
動時の蒸発器経路有効高さは「蒸発管群高さｈ2」のみ
であったものが、本実施例により、起動時の蒸発器経路
有効高さは「蒸発管群高さｈ2＋上昇管高さｈ3」とな
り、循環力が増加し、安定した循環を確保でき、ドラム
レベル１６は安定する。
【００１５】本発明の他の実施例を図２を用いて説明す
る。図２に示す構成では蒸発管群１３の出口管寄２２に
接続する蒸発器出口管寄接続部分２５を排ガス流路内に
設けて、これを鉛直方向に向けた上昇管とし、蒸発器出
口管寄２２を排ガス流路外のドラム１１設置高さ近傍に
設置したものである。
る。図２に示す構成では蒸発管群１３の出口管寄２２に
接続する蒸発器出口管寄接続部分２５を排ガス流路内に
設けて、これを鉛直方向に向けた上昇管とし、蒸発器出
口管寄２２を排ガス流路外のドラム１１設置高さ近傍に
設置したものである。
【００１６】この場合にも図１に示す具体例と同様の効
果をもたらす。すなわち、起動時の蒸発器経路有効高さ
は「蒸発管群高さｈ2」のみではなく、「蒸発管群高さ
ｈ2＋蒸発器出口管寄接続部分高さｈ3」となり、循環力
が増加し、安定した循環を確保でき、ドラムレベル１６
は安定する。
果をもたらす。すなわち、起動時の蒸発器経路有効高さ
は「蒸発管群高さｈ2」のみではなく、「蒸発管群高さ
ｈ2＋蒸発器出口管寄接続部分高さｈ3」となり、循環力
が増加し、安定した循環を確保でき、ドラムレベル１６
は安定する。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、系外からの注水及びド
ラムからの排水設備を削除することができ、設備費を削
減する事ができる。また起動時に大量の排水を発生させ
ることがないため、運転コストも低減できる。
ラムからの排水設備を削除することができ、設備費を削
減する事ができる。また起動時に大量の排水を発生させ
ることがないため、運転コストも低減できる。
【図１】 本発明の一実施例に係わる竪型排熱回収ボイ
ラの蒸発器構成図である。
ラの蒸発器構成図である。
【図２】 本発明の他の実施例を示す竪型排熱回収ボイ
ラの蒸発器構成図である。
ラの蒸発器構成図である。
【図３】 従来の竪型排熱回収ボイラの蒸発器構成図で
ある。
ある。
【図４】 複合発電プラントの概略系統図である。
１ 空気供給管 ２ 燃料供給管 ３ 燃焼器 ４ ガスタービン ５ 竪型排熱回収ボイラ ６ 高温ダクト ７ 蒸気タービン ８ 発電機 ９ 復水器 １０ 節炭器 １１ ドラム １２ 降水管 １３ 蒸発管群 １４ 上昇管 １５ 排ガスダクト １６ ドラムレベル １７ 缶水 １８ 注水ライン １９ 排水ライン ２２ 蒸発管出口管
寄 ２１ 排ガス流れ ２３ ケーシング ２４ 入口管寄 ２５ 蒸発器出口管
寄接続部分 ２７ 過熱器 ２８ 強制循環ポン
プ ２９ 給水ポンプ
寄 ２１ 排ガス流れ ２３ ケーシング ２４ 入口管寄 ２５ 蒸発器出口管
寄接続部分 ２７ 過熱器 ２８ 強制循環ポン
プ ２９ 給水ポンプ
Claims (2)
- 【請求項１】 略鉛直方向に流路が設けられた排ガス流
路内に略水平配置された蒸発管群と前記排ガス流路外に
配置された気水分離ドラムと蒸発管群と気水分離ドラム
の間にそれぞれ設けられた降水管と上昇管とからなり、
前記気水分離ドラムと蒸発管群と降水管と上昇管との間
に缶水循環路を構成する排熱回収ボイラにおいて、 降水管を排ガス流路外に配置し、上昇管を排ガス流路内
に配置することを特徴とする排熱回収ボイラ。 - 【請求項２】 略鉛直方向に流路が設けられた排ガス流
路内に略水平配置された蒸発管群と前記排ガス流路外に
配置された気水分離ドラムと蒸発管群と気水分離ドラム
の間にそれぞれ設けられた降水管と上昇管とからなり、
前記気水分離ドラムと蒸発管群と降水管と上昇管との間
に缶水循環路を構成する排熱回収ボイラにおいて、 降水管を排ガス流路外に配置し、蒸発管群の端部に設け
られる蒸発管出口管寄に接続する蒸発管部分を排ガス流
路内に配置した鉛直管とし、蒸発管出口管寄を気水分離
ドラム近傍の排ガス流路外に配置することを特徴とする
排熱回収ボイラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6605596A JPH09257201A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 排熱回収ボイラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6605596A JPH09257201A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 排熱回収ボイラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09257201A true JPH09257201A (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=13304814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6605596A Pending JPH09257201A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 排熱回収ボイラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09257201A (ja) |
-
1996
- 1996-03-22 JP JP6605596A patent/JPH09257201A/ja active Pending
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