JPS6237604A - Method and device for cooling boiler - Google Patents

Method and device for cooling boiler

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JPS6237604A
JPS6237604A JP17416985A JP17416985A JPS6237604A JP S6237604 A JPS6237604 A JP S6237604A JP 17416985 A JP17416985 A JP 17416985A JP 17416985 A JP17416985 A JP 17416985A JP S6237604 A JPS6237604 A JP S6237604A
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JP
Japan
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steam
valve
reheater
superheater
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP17416985A
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Japanese (ja)
Inventor
阿部 倫夫
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS6237604A publication Critical patent/JPS6237604A/en
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  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は過熱器及び再熱器をもつ蒸気発生装置に係り、
特に、過熱器、再熱器を構成する管の冷却に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a steam generator having a superheater and a reheater,
In particular, it relates to cooling of tubes constituting superheaters and reheaters.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

最近の火力発電プラントでは、送電線に事故が発生し、
送電が不能になつ九場合、負荷を急速に降下させて所内
電気負荷の分だけの電力を供給するという機能を要求さ
れている。蒸気タービンは、蒸気加減弁により、急速に
負荷降下を行うことが可能であるが、このような運転を
行った場合には、蒸気発生装置の過熱器及び再熱器の内
部′f:流れる蒸気量が極端に減少することになる。一
方、蒸気発生装置は、その保有熱が大きく、燃料の急速
絞り込みが困難なため、過熱器及び再熱器の管が過熱し
てしまうことになる。この現象は、石炭を燃焼するボイ
ラにおいて顕著なことが、一般に知られている。この現
象を防止する公知には、タービンバイパスシステムがあ
る。(特公昭59−26765号公報) 第4図により、従来の過熱器及び再熱器の焼損防止方法
を説明する。
Recently, accidents have occurred on power transmission lines at thermal power plants.
In the event that power transmission becomes unavailable, a function is required to rapidly reduce the load and supply only the amount of power for the on-site electrical load. A steam turbine can rapidly reduce its load using a steam control valve, but when operating in this way, the inside of the superheater and reheater of the steam generator: flowing steam. The amount will be drastically reduced. On the other hand, the steam generator has a large amount of heat and it is difficult to quickly squeeze out the fuel, so the pipes of the superheater and reheater end up overheating. It is generally known that this phenomenon is noticeable in boilers that burn coal. Turbine bypass systems are known to prevent this phenomenon. (Japanese Patent Publication No. 59-26765) A conventional method for preventing burnout of superheaters and reheaters will be explained with reference to FIG.

蒸気発生装置1の節炭器2には給水が供給され排ガスと
熱交換を行ったのち、ドラム3に入る。
Water is supplied to the economizer 2 of the steam generator 1 and enters the drum 3 after exchanging heat with the exhaust gas.

ドラム水は、蒸発管4内で汽水混合流となり、管路5を
経てドラムに環流したのち、ドラムで蒸気と水に分離さ
れる。蒸気は管路6により、−次週熱器7、最終過熱器
8により過熱蒸気となり、加減弁9を介して、高圧ター
ビン10で膨張したのち、再熱器11で再熱され、再熱
弁12を経て中低圧タービン13で再び膨張仕事を行う
。タービンの排気は復水器14で凝縮したのち、復水ポ
ンプ15で昇圧されたのち、給水加熱器16で加熱され
る。給水加熱器には、抽気管17により、加熱蒸気が供
給される。加熱された給水は、給水ポンプ18により、
節炭器2に送水される。この汽力プラントにおいて、蒸
気タービンが、加減弁9を急速に絞ることによって負荷
降下を行った場合、過熱器7及び8、再熱器11内を流
れる蒸気は急減してしまうため、管の過熱、焼損が起き
てしまう。これを防止するため、蒸気タービンの急速負
荷降下に際しては、高圧タービンバイパス弁19及び低
圧タービンバイパス弁20を開くことにより、蒸気ター
ビンに流入しなくなった蒸気を復水器14にダンプし、
過熱器7及び8、再熱器11の内部の蒸気流量を確保し
て管の過熱を防止する。
The drum water becomes a mixed stream of brackish water in the evaporator tube 4, returns to the drum via the pipe 5, and is then separated into steam and water in the drum. The steam is turned into superheated steam through a pipe 6, a heater 7 and a final superheater 8, and is expanded in a high-pressure turbine 10 via a control valve 9, then reheated in a reheater 11, and then passed through a reheat valve 12. Then, the medium and low pressure turbine 13 performs expansion work again. The exhaust gas of the turbine is condensed in a condenser 14, then boosted in pressure by a condensate pump 15, and then heated in a feed water heater 16. Heated steam is supplied to the feedwater heater through a bleed pipe 17. The heated water supply is carried out by the water supply pump 18.
Water is sent to the energy saver 2. In this steam power plant, if the steam turbine reduces the load by rapidly throttling the control valve 9, the steam flowing through the superheaters 7 and 8 and the reheater 11 will rapidly decrease, causing overheating of the pipes and Burnout will occur. To prevent this, when there is a rapid load drop in the steam turbine, the high-pressure turbine bypass valve 19 and the low-pressure turbine bypass valve 20 are opened to dump the steam that no longer flows into the steam turbine into the condenser 14.
The steam flow rate inside the superheaters 7 and 8 and the reheater 11 is ensured to prevent overheating of the pipes.

低圧タービンバイパス弁20を出た蒸気は、高温である
ため、復水ポンプ15の吐出水により、減温器21で低
温されたのち、復水器内のダンパー22で膨張する。
Since the steam exiting the low-pressure turbine bypass valve 20 is at a high temperature, it is lowered in temperature by the water discharged from the condensate pump 15 in the desuperheater 21, and then expanded in the damper 22 in the condenser.

このようなシステムによる過熱器、再熱器の焼損防止で
は、過熱器、高圧タービンバイパス弁、再熱器、そして
、低圧タービンバイパス弁という順序に、直列の流路を
形成しているため、低圧バイパス弁が故障の九めに開か
ず、高圧タービンのみが開いた場合には、再熱器内の圧
力が上昇し、安全弁23が作動してしまい、作動する毎
に安全弁を分解点検しなければならないという問題があ
った。更に、高圧タービンバイパス弁が故障のために開
かなかった場合には、再熱器に蒸気が行かず、再熱器の
管が焼損してしまうという問題があった。
In order to prevent burnout of the superheater and reheater using such a system, a series flow path is formed in the order of the superheater, high pressure turbine bypass valve, reheater, and low pressure turbine bypass valve, so the low pressure If the bypass valve does not open at the time of failure and only the high-pressure turbine opens, the pressure inside the reheater will rise and the safety valve 23 will operate, and the safety valve must be disassembled and inspected every time it operates. The problem was that it didn't. Furthermore, if the high-pressure turbine bypass valve fails to open due to a failure, there is a problem in that steam does not reach the reheater and the reheater tubes burn out.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、蒸気タービンの急速な負荷降下に際し
、蒸気発生装置の過熱器及び再熱器の焼損を防止するこ
とにある。
An object of the present invention is to prevent burnout of a superheater and a reheater of a steam generator when the load of a steam turbine rapidly decreases.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の要点は、過熱器及び再熱器の外部に対し、並列
に設置された冷却装置により冷却蒸気、又は、冷却水を
噴射することにより再熱器の焼損を防止することにおる
The gist of the present invention is to prevent burnout of the reheater by injecting cooling steam or cooling water to the outside of the superheater and reheater using cooling devices installed in parallel.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第1図に本発明の一実施例を詳述する。過熱器7及び8
.再熱器11をもつ蒸気発生装R1によυ発生した蒸気
は、高圧タービン10及び中低圧タービン13で膨張仕
事を行ったのち、復水器14で凝縮し、復水ポンプ15
で昇圧されたのち、更に、給水ポンプにより蒸気発生装
置に環流する蒸気原動所では、前述のように、蒸気ター
ビンの急速負荷降下に際しては過熱器7及び8.再熱器
11の管を冷却する必要がある。本発明による冷却装置
は、上流側の過熱器7と下流側の過熱器8を接続する蒸
気管路24から分岐した管路25、弁26及び過熱器と
再熱器の管外側に設置されたノズル27によって構成さ
れる。蒸気タービンが急速負荷降下を行った場合、加減
弁9は急速に閉止又は微小開度に移行する。これにより
、過熱器7及び8と再熱器11の管内の蒸気流量は微少
量となる。過熱器及び再熱器を通過するガス温度は10
00℃以上であるため、管は過熱することになるが、蒸
気タービンが急速負荷降下を行う場合は、弁26を開く
ことにより、ドラム3内で急速に昇圧しつつある蒸気は
管路6、過熱器7、管路24及び25、弁26を経てノ
ズル27から噴射される。この蒸気の温度は約450℃
であシ、ガス温度よりも低く、過熱器及び再熱器を構成
する管材料の耐温よりも低いため、冷却効果がある。こ
れにより、過熱器及び再熱器の過熱を防止することがで
きる。本実施例では、冷却蒸気源として複数の過熱器の
中間から抽出した蒸気を使用したが、最終の過熱器8の
出口蒸気や、蒸気タービンの抽気管17の蒸気も温度は
600℃以下であり、冷却蒸気として使用することは可
能でちる。又、この蒸気源から一旦、ヘソグーを介して
冷却蒸気を供給することによっても本発明の目的を達成
しうる。本冷却装置の管路24や弁25の口径は、管を
冷却するのに十分な冷却蒸気を流しうる口径とする必要
があるのけ言うまでもない。
An embodiment of the present invention will be described in detail in FIG. Superheater 7 and 8
.. The steam generated by the steam generator R1 having the reheater 11 undergoes expansion work in the high-pressure turbine 10 and the medium-low pressure turbine 13, and then condenses in the condenser 14, and is then sent to the condensate pump 15.
In a steam power plant, where the pressure is raised by the feed water pump and then returned to the steam generator by the feed pump, as mentioned above, when the load of the steam turbine rapidly drops, the superheaters 7 and 8. It is necessary to cool the tubes of the reheater 11. The cooling device according to the present invention includes a pipe line 25 branched from a steam pipe line 24 connecting an upstream superheater 7 and a downstream superheater 8, a valve 26, and installed outside the pipes of the superheater and reheater. It is constituted by a nozzle 27. When the steam turbine undergoes a rapid load drop, the regulating valve 9 rapidly closes or shifts to a small opening. As a result, the steam flow rate in the tubes of the superheaters 7 and 8 and the reheater 11 becomes extremely small. The gas temperature passing through the superheater and reheater is 10
Since the temperature is above 00°C, the pipe will be overheated, but if the steam turbine performs a rapid load drop, by opening the valve 26, the steam rapidly increasing in pressure in the drum 3 will be transferred to the pipe line 6, It is injected from a nozzle 27 via a superheater 7, pipes 24 and 25, and a valve 26. The temperature of this steam is approximately 450℃
However, it has a cooling effect because it is lower than the gas temperature and lower than the temperature resistance of the tube materials that make up the superheater and reheater. Thereby, overheating of the superheater and reheater can be prevented. In this embodiment, steam extracted from the middle of multiple superheaters was used as the cooling steam source, but the temperature of the exit steam of the final superheater 8 and the steam of the steam turbine bleed pipe 17 is also below 600°C. It is possible to use it as cooling steam. Furthermore, the object of the present invention can also be achieved by supplying cooling steam from this steam source through a hesogoo. It goes without saying that the diameters of the pipes 24 and valves 25 of this cooling device need to be such that sufficient cooling steam can flow through them to cool the pipes.

第2図は、第4図で示した実施例における弁26の制御
方法を示したものである。弁26を自動弁とし、温度検
出器28で過熱器及び再熱器の管壁温度を検出し、管の
制限温度以下の温度を設定値として与えられた温度調節
計29により、弁26を制御する。このような弁制御装
置によれば、急速負荷降下により、過熱器及び再熱器の
管が過熱して管壁温度が上昇し、温度制御器の設定値よ
りも高くなつ九場合には、弁26が開き冷却蒸気が噴射
されることになる。PCB信号30は、例えば、主遮断
器開という信号を検知して作られる急速負荷降下信号で
あるが、この信号によっても弁26を開くことによって
管壁の冷却を行うことができる。本実施例では、管壁温
度を検出したが、過熱器及び再熱器の出口蒸気温度と管
壁温度との関係を決定することにより、過熱器及び再熱
器出口温度を検出することによっても、管の過熱を防止
することができる。
FIG. 2 shows a method of controlling the valve 26 in the embodiment shown in FIG. The valve 26 is an automatic valve, the temperature detector 28 detects the pipe wall temperature of the superheater and the reheater, and the valve 26 is controlled by a temperature controller 29 whose set value is set to a temperature below the limit temperature of the pipe. do. According to such a valve control device, when the pipes of the superheater and reheater overheat due to a rapid load drop and the pipe wall temperature rises and becomes higher than the set value of the temperature controller, the valve control device 26 will open and cooling steam will be injected. The PCB signal 30 is, for example, a rapid load drop signal generated by detecting a signal indicating that the main circuit breaker is open, and this signal can also be used to cool the pipe wall by opening the valve 26. In this example, the tube wall temperature was detected, but the superheater and reheater outlet temperatures can also be detected by determining the relationship between the outlet steam temperature of the superheater and reheater and the tube wall temperature. , can prevent overheating of the tube.

更に、第1図で示した実施例では、冷却流体として蒸気
を使用したが、蒸気の替りに水を使用することができる
のは明らかである。第3図は復水ポンプ出口水により過
熱器及び再熱器を冷却する場合の実施例を示したもので
ある。復水ポンプ15の下流の管路から復水を抽出し、
管路25、弁26を介してノズル27から冷却水を噴霧
する。
Furthermore, although steam was used as the cooling fluid in the embodiment shown in FIG. 1, it is clear that water could be used instead of steam. FIG. 3 shows an embodiment in which a superheater and a reheater are cooled by condensate pump outlet water. Extracting condensate from a pipe line downstream of the condensate pump 15,
Cooling water is sprayed from a nozzle 27 through a pipe 25 and a valve 26.

復水ポンプ21の出口の復水は温度が約40℃であり、
過熱器及び再熱器の外部を流れるガスの温度より低いた
め冷却流体として使うことができる。
The temperature of the condensate at the outlet of the condensate pump 21 is approximately 40°C,
It can be used as a cooling fluid because it is lower in temperature than the gas flowing outside the superheater and reheater.

第3図の弁26は過熱器及び再熱器の管壁温度を検出す
る温度検出器28と温度調節計29により制御され、過
熱器及び再熱器の管壁温度が制限温度以下となるように
開閉する。尚、管壁温度を検出するかわりに、過熱器及
び再熱器の出口の蒸気温度を検出しても管の焼損を防止
できるのは前述と同様である。第3図の実施例では復水
ポンプの吐出水を使用したが、復水ポンプ出口の管路に
復水脱塩装置(図示せず。)を設置し、復水脱塩装置の
下流に復水昇圧ポンプ(図示せず。)1:設置する場合
には、復水昇圧ポンプ吐出水を冷却流体として使用する
ことも可能である。
The valve 26 in FIG. 3 is controlled by a temperature detector 28 that detects the tube wall temperature of the superheater and reheater and a temperature controller 29, and is controlled so that the tube wall temperature of the superheater and reheater is below the limit temperature. open and close. Incidentally, as described above, burning out of the tube can be prevented by detecting the steam temperature at the outlet of the superheater and reheater instead of detecting the tube wall temperature. In the embodiment shown in Fig. 3, discharge water from the condensate pump was used, but a condensate desalination device (not shown) was installed in the condensate pump outlet pipe, and the condensate desalination device (not shown) was installed downstream of the condensate desalination device. Water boost pump (not shown) 1: If installed, it is also possible to use the condensate boost pump discharge water as the cooling fluid.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、蒸気タービンの急速な負荷降下に際し
、蒸気発生装置の過熱器及び再熱器の焼損を防ぐことが
できる。
According to the present invention, it is possible to prevent the superheater and reheater of the steam generator from burning out when the load of the steam turbine rapidly decreases.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例のボイラ冷却装置系統図、第
2図は制御方法を記載した本発明のボイラ冷却装置系統
図、第3図は水を使用した本発明のボイラ冷却装置系統
図、第4図は従来のボイラ冷却装置系統図である。
Fig. 1 is a system diagram of a boiler cooling system according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a system diagram of a boiler cooling system of the invention showing a control method, and Fig. 3 is a system diagram of a boiler cooling system of the invention using water. FIG. 4 is a system diagram of a conventional boiler cooling system.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、管路の管内を蒸気が流動する過熱器及び再熱器を設
けた蒸気発生装置において、 前記過熱器又は前記再熱器の少なくとも一方の管外に冷
却流体を噴射し、管壁の温度又は管内の蒸気温度を目標
温度以下に冷却することを特徴とするボイラ冷却方法。 2、直列に接続された複数の過熱器と再熱器を設けた蒸
気発生装置において、 前記蒸気発生装置の最経過熱器よりも上流の蒸気管路、
又は、ヘッダから抽出した蒸気を弁を介して前記過熱器
又は前記再熱器の少なくとも一方の管外に冷却蒸気端を
もつ管路を設けたことを特徴とするボイラ冷却装置。 3、特許請求の範囲第2項において、前記弁を自動弁と
し、前記過熱器又は前記再熱器の少なくとも一方の管壁
に温度検出器を設置し、管壁の温度が制限値以下となる
よう、前記弁の駆動装置を制御する手段を設けたことを
特徴とするボイラ冷却装置。 4、特許請求の範囲第2項において、前記弁を自動弁と
し、前記過熱器の出口、又は、前記再熱器の出口蒸気の
少なくとも一方の蒸気温度を検出する温度検出器を設置
し、蒸気温度が設定値に等しくなるように制御する手段
を設けたことを特徴とするボイラ冷却装置。 5、特許請求の範囲第2項において、前記弁を自動弁と
し、プラントが急速負荷降下を行うという信号により前
記弁を開く手段を設けたことを特徴とするボイラ冷却装
置。
[Claims] 1. In a steam generator equipped with a superheater and a reheater in which steam flows inside a pipe, cooling fluid is injected outside the pipe of at least one of the superheater or the reheater. A boiler cooling method characterized in that the temperature of the tube wall or the steam temperature inside the tube is cooled to a target temperature or lower. 2. In a steam generator equipped with a plurality of superheaters and reheaters connected in series, a steam pipe line upstream of the hottest heater of the steam generator;
Alternatively, a boiler cooling device characterized in that a pipe line having a cooling steam end is provided outside the pipe of at least one of the superheater or the reheater through which steam extracted from the header is passed through a valve. 3. In claim 2, the valve is an automatic valve, and a temperature detector is installed on a pipe wall of at least one of the superheater or the reheater, so that the temperature of the pipe wall is below a limit value. A boiler cooling device characterized by comprising means for controlling a drive device for the valve. 4. In claim 2, the valve is an automatic valve, and a temperature detector is installed to detect the steam temperature of at least one of the steam at the outlet of the superheater or the steam at the outlet of the reheater, A boiler cooling device characterized by comprising means for controlling the temperature to be equal to a set value. 5. A boiler cooling system according to claim 2, characterized in that the valve is an automatic valve, and means is provided for opening the valve in response to a signal that the plant performs a rapid load drop.
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