JPS5844161B2

JPS5844161B2 - ボイラ

Info

Publication number: JPS5844161B2
Application number: JP51147035A
Authority: JP
Inventors: 秀達稲葉
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1976-12-06
Filing date: 1976-12-06
Publication date: 1983-10-01
Also published as: JPS5371701A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はボイラに関するものである。

ボイラの蒸気ドラムは、運転条件が低圧になるに従い、
蒸気室負荷、水面負荷の関係から、ドラム径およびドラ
ム長さを増大させて蒸気室容積および蒸発水面面積を大
きく取らざるを得ない。

今、ドラム圧力を一定とし、ドラム径を増大させると、
ドラム板厚は次第に増加し、それに伴ってドラム重量が
大きく増加するため、ドラム径には自ずと上限が存在す
ることになる。

また一方、気水分離性能、蒸発管および降水管の配置、
定期検査などのメインテナンス、等の問題からドラム径
の下限が定まる。

以上の理由により、蒸気ドラム径は蒸発量、蒸気条件に
かかわらず２０００φ〜８００φ程度になっているのが
実情である。

従来形ボイラにて、低圧、大容量（大蒸発量）ボイラを
考えた場合、蒸気ドラム部は径、長さ共に過大となり、
構造上、不都合を生ずることは明らかである。

そこで本発明は上記問題点を解決し得るボイラを提供す
るもので、以下その実施例を列記する。

０第１実施例（第１図〜第３図参照）１人は蒸気ドラム２人と水ドラム３Ａと蒸発管４Ａとか
らなる第１ブロツク、１Ｂは第１ブロック１人の一側端
から前方に連設した第２フロツクで、蒸発ドラム２Ｂと
水ドラム３Ｂと蒸発管４Ｂとからなる。

また１Ｃは第１ブロック１人の他側端から前方に連設し
た第３フロツクで、同じく蒸気ドラム２Ｃと水ドラム３
Ｃと蒸発管４Ｃとからなる。

これらブロックＩＡ、ＩＢ、ＩＣは平面視において一部
となり、その内側に、バーナ５が対向する燃焼室６を形
成している。

燃焼室６は、各ブロックＩＡ、ＩＢ、ＩＣと一体である
ところの内側部水冷壁７Ａｔ７Ｂ、７Ｃと、上部水
冷壁８と、底部水冷壁９とにより形成され、前部水冷壁
９の部分に前記バーナ５を配置し、以って前焚方式のボ
イラな形成している。

なお第２、第３ブロックＩＢ、ＩＣの内側部水冷壁７Ｂ
、７Ｃはその配管を適当間隔置きにして開口部１９Ａ、
１９Ｂを形成し、燃焼室４から両蒸発管４Ｂ、４Ｃ部へ
のガス通路を形成している。

１０はヘッダ、１１Ａ、ＩＩＢ、１１Ｃは外側部水冷壁
を示す。

隣接する蒸気ドラム間、すなわち２人と２Ｂ間、２人と
２Ｃ間は連絡管１２Ａ、１２Ｂにより連通しである。

さもに隣接する水ドラム間、すなわち３Ａと３Ｂ間、３
Ａと３Ｃ間、３Ｂと３Ｃ間は連絡管１３Ａ、１３Ｂ、１
３Ｃにより連通しである。

前記第１ブロツクＩＡは隔壁１４により区画され、それ
ぞれの出口１５Ａ、１５Ｂにはダンパ１６Ａ。

１６Ｂが設けられる。

１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃは支持脚、１８Ａ、１８Ｂは蒸
気出口、２２は前部水冷壁を示す。

バーナ５の燃焼によって燃焼室６に生じたガスは、第２
図矢印に示すように、開口部１９Ａ。

１９Ｂから内側部水冷壁７Ｂ、７Ｃを通って蒸発管４Ｂ
、４Ｃに流入し、そして蒸発管４Ａ部を通って出口１５
Ａ、１５Ｂから排出される。

Ｏ第２実施例（第４図参照）蒸気ドラム２Ｄ、水ドラム（図示せず）、蒸発管４Ｄか
らなる第４ブロツク１Ｄを組込んだ天井焚方式で、各ブ
ロック１Ａ〜１Ｄにより燃焼室６を完全に囲むことによ
って蒸発管を最大限に設けられ、各種のプラントバージ
用ボイラとして有利である。

○第３実施例（第５図参照）一対のブロックＩＡ、ＩＢの一端間に過熱器２０を設け
たフロントファイアリング方式で、燃焼室６の奥行を大
きくとれるため、大容量バーナ５の使用が可能となる。

なお過熱器２０は、上下ヘッダに取付の水冷壁により仕
切られたスペース内に納められる。

○第４実施例（第６図、第７図参照）前第３実施例のフロントファイアリング方式において、
一対のブロック’ＩＡ、ＩＢの外側に別のブロックＩＣ
，ＩＤを並列に配設したもので、隣接するフロック１Ａ
と１０、ならびに１Ｂと１Ｄとの間におけるガスＵター
ン部は水冷壁を有するが、他の部は水冷壁を有さない。

これによると特に大容量用に有利となる。

Ｏ第５実施例（第８図、第９図参照）本形式のボイラにて廃熱ボイラとしての機能を持たせた
実施例で、前焚方式において、側部水冷壁２１により廃
ガス側Ａと燃焼ガス側〔燃焼室６〕Ｂとが仕切られてい
る。

また２組の蒸気ドラム２Ａ、２Ｂと水ドラム３Ａ、３Ｂ
は、ヘッダ１０と連絡管１２Ａ、１３Ａ、１３Ｂにより
相互に連通されている。

本ボイラは、高温廃ガスの発生するプラントに使用すれ
ば特に有利である。

本ボイラによれば、プラント起動時にはバーナ５により
通常燃料を焚いて蒸気を発生せしめ、定常運転に入った
後は廃ガスの熱回収を主とし、通常燃料の追い焚きにて
所期の蒸発量を確保するなどの運転が容易に行なえる。

以上、実施例で述べた本発明によれば、Ｏ蒸気ドラムが燃焼室を囲む形に配置されているため、
実質的にはドラム長さを長くとったのと同じ事となり、
ドラム径を上記の範囲内に納め、且つ比較的小さなスペ
ースで必要な蒸気室容積、蒸発水面面積を確保すること
ができ、以ってボイラの蒸気ドラム部をコンパクトにま
とめることができる。

Ｏ蒸気ドラムおよび水ドラムの有る部分の全てに蒸発管
を設けることができるため、比較的小さなスペース内に
て、大蒸発量に見合う蒸発伝熱面積を確保することがで
きる。

○燃焼ガスが蒸発管群に対し全て直交する形で流れるた
め、効率良く伝熱を行なうことができる。

また、各ガス通路の出口にそれぞれガス量調節用のダン
パを設けているので各ガス通路を流れるガス量の均等化
をはかることができるので、各ブロックにかかる負荷が
均一化し安定な蒸発が得られる。

○蒸気ドラム、水ドラムおよび蒸発管からなるフロック
が燃焼室を囲む形に配置されているため、ボイラ全体で
一種の箱形構造となり、安定堅固な自立式ボイラを提供
できる。

Ｏオイル、ガス等の燃料焚ボイラ兼廃熱ボイラとしても
使用できる。

Ｏ蒸発管はブロックの内外に一体に形成された内側部及
び外側部水冷壁の間に位置するので、燃焼ガスが外部に
漏れることなく、また燃焼ガスの熱は蒸発管及び内外雨
水冷壁によって吸収されるので、熱効率が優れている。

などの効果を期待できるものである。

なお各種産業プラントに付属するパワープラントにおい
ては、蒸発タービンプラントにて親プラントで必要とす
る電力を発生させると同時に、タービン抽気により親プ
ラント用プロセス蒸気を供給する方式が一般的に行なわ
れている。

一方、近年におけるガスタービンの発達により、中容量
パワープラントにおいては、熱効率、イニシアルコスト
等によりガスタービンプラントが蒸気タービンプラント
より有利となるケースも出現している。

蒸気タービン抽気による親プラント用プロセス蒸気の供
給は、タービンの抽気圧力、抽気量が親プラント用プロ
セス蒸気の蒸気条件に左右され、パワープラントとして
の熱効率最大をねらってプロセスを組むことができない
場合が殆んどである。

一方、ガスタービンと低圧大容量ボイラの組合せによっ
て、親プラントへ電力およびプロセス蒸気を供給するケ
ースにおいては、上記の様な蒸気タービンプラントによ
る場合の弊害が除去され、また、ガスタービンと蒸気タ
ービンの組合せによる、所謂コンバインドサイクルのケ
ースよりもイニシアルコストが低減できるなど、有利な
面が多く、今後、この方向での需要が期待できる。

さらに本形式のボイラは、大容量であればある程、また
低圧であればある程、メリットが大きくなると思われる
。

用途として、多量の加熱用蒸気を必要とする各種プラン
トが考えられるが、今、能力２５０万Ｔｏｎ／Ｙ
ｅａｒの天然ガス液化精製プラントを想定した場合、
単純サイクルガスタービンにてプラント動力をまかなう
ものとして、蒸気条件４ｋｇ／ｃｒｔｆ、ＧＸ飽和
・蒸発量２００Ｔｏｎ／’Ｈｏｕｒのボイラが一基必要
となる。

プロセス蒸気の性質としては、殆んどの場合、加熱用と
してその潜熱を利用するため、過熱蒸気とする必要があ
まり生じない。

むしろ、過熱度が大きい復水が困難となり、かつ蒸気側
の熱伝達率が小さいために伝熱効率が低下する等、熱交
換器などにとって好ましくない。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１実施例を示し、第１図は
正面図、第２図は平面図、第３図は側面図、第４図は第
２実施例を示す平面図、第５図は第３実施例を示す平面
図、第６図、第１図は第４実施例を示し、第６図は正面
図、第７図は平面図、第８図、第９図は第５実施例を示
し、第８図は正面図、第９図は平面図である。１人・・・・・・第１ブロツク、１Ｂ・・・・・・第２
ブロツク、１Ｃ°°°°°°第３ブロツク、１Ｄ・・・
・・・第４ブロツク、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ，２Ｄ・・−
・・・蒸気ドラム、３Ａ。３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ・・・・・・水ドラム、４Ａ、４Ｂ。４Ｃ，４Ｄ・・・・・・蒸発管、５・・・・・・バーナ
、６・・・・・・燃焼室、１０・・・・・・ヘッダ、１
２Ａ、１２Ｂ、１３Ａ。１３Ｂ、１３Ｃ・・・・・・連絡管、２０・・・・・・
過熱器。

Claims

【特許請求の範囲】

１上位の蒸気ドラムと下位の水ドラムと、両ドラムの
間を連通ずる蒸発管とにより構成されたブロックで少な
くとも燃焼室の左右および後面の三面以上を取り囲み、
かつブロックを左右対象となるように配設すると共に、
燃焼室を囲む各ブロックの内側に設けた内部水冷壁と、
燃焼室の上部と下部とに設けた別の水冷壁とで全面が囲
まれるように一体に形成された燃焼室、前記ブロック以
外の水冷壁の一部を開口し燃焼装置を設けるようにした
燃焼装置用開口部、燃焼室で生じた燃焼ガスの流出のた
め、燃焼室の前面あるいは後面の前記ブロックの内部水
冷壁に設けた１つの開口部または左右両面のブロックの
水冷壁の対象位置に設けた１対の開口部、各ブロックの
内側および外側の水冷壁で形成され、かつ左右対象の位
置に設けた２つのガス通路、これらのガス通路を流れる
ガス量の均等化をはかるため、それぞれのガス通路の出
口に設けたダンパおよび隣接する蒸気ドラム間ならびに
水ドラム間を連通した連通管によって構成したことを特
徴とするボイラ。