JPS61289201A - 排ガスボイラ - 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、各種排ガスボイラ、殊にガスタービンと蒸気
タービンとの複合発電プラント（一般コンパインドプラ
ント、石炭ガス化プラント）において使用される排ガス
ボイラに関する。

−ビン、即ち燃焼器出口ガス温度１１５０℃級、ガスタ
ービン出口ガス温度５００〜ｓ　５０　’Ｃ級に対応し
て最も効率がよくかつ経済性のある蒸気条件が選定され
、複圧式を採用して、いずれの蒸気圧力も亜臨界圧域に
て選定している。

発明が解決しようとする問題点 ガスタービンが更に高温化され、排ガス温度が６００〜
７００℃級に達すると、排ガスボイラにおいて発生する
蒸気も５７０〜６００℃でかつ圧力も超臨界圧を選定す
ることが可能となり、蒸気タービンの性能向上に寄与す
ることが可能となる。

しかるに、従来の排ガスボイラにおいては、蒸気圧力が
前述した如く亜臨界圧域に固定されており、蒸気タービ
ンの性能向上に限界があった。

しかし、ガスタービン、蒸気タービン複合発電プラント
においては、プラントの性能向上のために、蒸気系の超
臨界圧化についてぜひとも追求されねばならない問題で
ある。

そこで、本発明は、排ガスボイラな超臨界圧貫流形で変
圧運転できるようにして、ガスタービン、蒸気タービン
複合プラントの高性能化に寄与し得る排ガスボイラを提
供しようとするものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、超臨界圧の蒸気を発生する排ガスボイラにお
いて、伝熱エレメントを過熱器部、再熱器部、エバポレ
ータ部及びエコノマイザ部に分割し、少なくともそのエ
バポレータ部を横置形に配置したものである。

作用 このような排ガスボイラは、超臨界圧貫流形で変圧運転
が可能であり、またそのエバポレータ部が横置形とされ
ているので、亜臨界圧域での流動の安定化が図られる。

実施例 以下図面を参照して本発明の実施例について詳述する。

第１ａ−１ｂ図は本発明の第１実施例を示し、１はエコ
ノマイザ入口給水管、２はエコノマイザ入口管寄せ、３
はエコノマイザ（伝熱管）、４はエコノマイザ出口管寄
せ、５はエコノマイザ出口連絡管、６は混合器、７はエ
バポレータ入口連絡管、８はエバポレータ入口管寄せ、
９はエバポレータ（伝熱り、１ｏはエバポレータ出口管
寄せ、１１はエバポレータ入口連絡管、１２はウォータ
セパレータ、１３はウォータセパレータドレン管、１４
は過熱器入口連絡管、１５は１次過熱器入口管寄せ、１
６は１次過熱器（伝熱管）、１７は１次過熱器出口管寄
せ、１８は１次、２次過熱器連絡管、１９は２次過熱器
入口管寄せ、２０は２次過熱器（伝熱管）、２１は２次
過熱器出口管寄せ、２２は主蒸気管、２３は低温再熱蒸
気管、２４は１次再熱器入口管寄せ、２５は１次再熱器
（伝熱管）、２６は１次再熱器出口管寄せ、２７は１次
・２次再熱器連絡管、２８は２次再熱器入口管寄せ、２
９は２次再熱器（伝熱管）、３０は２次再熱器出口管寄
せ、３１は高温再熱蒸気管、３２は仕切板、３３は排ガ
ス、３４はガス入口、３５はガス出口である。

しかして、排ガス３３の流れは水平流れ方式とされ、ま
た伝熱エレメントはすべて横置形に配置されている。こ
の伝熱エレメントはエコノマイザ３、エバポレータ９、
再熱器２５．２９および過熱器１６，２０の各部分に分
割されている。

そして、エコノマイザ３およびエバポレータ９は複数の
グループに分割されており、１対の入口および出口管寄
せに接続する管本数を少なくして、管内流体のアンバラ
ンスを少なくするとともに、製作据付を容易にしている
。

また、エバポレータ９出口の流体はウォータセパレータ
１２に至る。低負荷時および起動時の圧力カ低い状態の
時にウォータセパレータ１２にて汽水分離が行われ、ド
レンはドレン管１３を経て給水系へ戻される。

一方、ウォータセパレータ１２を出た蒸気は、１次過熱
器１６．１次・２次過熱器連絡管１８．２次過熱器２０
を経て主蒸気管２２により高圧蒸気タービン（図示せず
）に送られる。この高圧蒸気タービンの排気は、低温再
熱蒸気管２３．１次再熱器２５．１次・２次再熱器連絡
管２７．２次再熱器２９、高温再熱蒸気管３１を経て中
圧蒸気タービン（図示せず）に送られる。

なお、過熱器１６．２０および再熱器２５．２９は、第
１ｂ図に示す如（交互に配置され、そのガスバスを仕切
板３２により仕切る構造となっている。

第２図は本発明の第２実施例を示し、第１ａ−１ｂ図に
示したものと同一の部分には同一の符号を付している。

しかして、この第２実施例において、排ガス３３の流れ
は第１実施例と同様に水平流れ方式としているが、エバ
ポレータ９のみを複数のグループに分けて横形配置とな
し、他の伝熱部の管群は垂直自立式としたものである。

これは、次に述べる理由による。すなわち、エコノマイ
ザ３、過熱器１６，２０および再熱器２５．２９は流体
の上下流が可能であり、一般にガス水平流れ形排ガスボ
イラにおいては、伝熱管は自立垂直形とすることが多い
。しかし、エバポレータ９においては、上下流のくり返
しは流動不安定を引起こす可能性があるので、水平流ま
たは上昇流の方が好ましいものである。また、上下流の
くり返し方式の場合には、中間管寄せが増力口するため
、溶接工数が増えることとなる。

第３図は本発明の第３実施例を示し、超臨界圧貫流形ボ
イラ４０と亜臨界圧循環形ボイラ４１とを組合せた例で
あって、４２は給水連絡管、４３は低圧エコノマイザ、
４４は蒸気ドラム、４５は降水管、４６は低圧蒸気管、
４７は上昇管、４８は飽和蒸気管、４９は低圧過熱器、
５０はエコノマイザ、５１はエバポレータ、５２は１次
再熱器、５３は１次過熱器、５４は２次過熱器、５５は
２次再熱器、５６は仕切板、５７は排ガス、５８はガス
入口、５９はガス出口である。

しかして、ガスの比較的低温側に低圧のボイラ４１を配
置し、排ガス５７からの有効熱回収をはかつている。

なお、ガス温度と流体温度により、低圧過熱器４９とエ
コノマイザ５０との位置の入れ換え、あるいは他の配置
をフレキシブルに行い、ガス側からの効果的な熱回収を
行うことができる。

また、亜臨界圧循環形ボイラ４１は、更に、複圧方式と
することもできる。例えば、中圧循環ボイラ部（３０〜
２００　ｋｌｉ’／ｃｎｌＧ　）および低圧循環ボイラ
部（１〜２０　ｋｇ／ｉＧ　）のように、２段階に分割
することが可能である。

第４図は本発明の第４実施例を示し、６１はエコノマイ
ザ入口管寄せ、６２はエコノマイザ、６３はエコノマイ
ザ出口管寄せ、６４はエコノマイザ出口連絡管、６５は
エバポレータ入口管寄せ、６６はエバポレータ、６７は
エバポレータ出口管寄せ、６８はウォータセパレータ、
６９は過熱器入口連絡管、７０は１次過熱器管、７１は
１次・２・次週熱器連絡管、７２は２次過熱器管、７３
は主蒸気管、７４は低温再熱蒸気管、７５は１次再熱器
管、７６は１次・２次再熱器連絡管、７７は２次再熱器
管、７８は高温再熱蒸気管、７９は仕切板、８０はドレ
ン管、８１は排ガス、８２はガス入口、８３はガス出口
である。

しかして、この第４実施例においては、発電所の立地条
件による設置スペースなどの制約によって、排ガス８１
の流れを前述した第１〜３実施例と異なり垂直流れ（竪
流れ）方式としたものであり、その基本的な機能は第１
ａ−１ｂ図のものと同じである。

発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、ガスタービン、
蒸気タービン複合発電プラントの高性能化に寄与し得る
超臨界圧貫流形で変圧運転を可能とした排ガスボイラを
提供することができる。

また、この超臨界圧形ボイラを亜臨界圧循環形ボイラと
組合わせることにより、より高効率化をはかった排ガス
ボイラが提供される。更に、発電所立地条件にマツチし
たフレキシブルな排ガスボイラ構成を提供することがで
きる。

すなわち、第１に、ガス水平流れ方式超臨界圧貫流形排
ガスボイラの実現による安定した耐震性にすぐれた排ガ
スボイラ構成が可能となる。

第２に、ガス水平流れ、伝熱エレメント横置方式とする
ことにより、流動が安定しかつ、中間管寄せ（溶接部の
少ない）の少ない排ガスボイラ構成を実現することが可
能となる。

第３に、設置スペースが狭い場合、ガス整流れ配置とし
て、高性能化を達成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図及び第１ｂ図は本発明による排ガスボイラの一
例を示す平面図及び側面図、第・２図、第３図及び第４
図は更に他の３つの異なる例を示す側面図である。 ３・・エコノマイザ、９・・エバポレータ、１６．２０
・・過熱器、２５，２９・・再熱器、５０ａ＋１エコノ
マイザ、５１ψ・エバポレータ、５２゜５５・−再熱器
、５３，５４拳−過熱器、６２・・エコノマイザ、６６
・−エバポレータ、７０，７２（ほか７名） 第２図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超臨界圧の蒸気を発生する排ガスボイラにおいて、伝熱
   エレメントを過熱器部、再熱器部、エバポレータ部及び
   エコノマイザ部に分割し、少なくともそのエバポレータ
   部を横置形に配置してなる排ガスボイラ。