JPS642841B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は貫流ボイラに係り、特に起動時および
低負荷時の熱損失を低減し、ボイラ起動時各部の
熱応力の軽減するに好適な貫流ボイラ装置に関す
る。 従来の貫流ボイラ起動装置は、例えば特公昭42
−16366号公報に示すように低示フラツシユタン
クを有し、起動時には最少給水流量を全量フラツ
シユタンクに流し、気水分離した上で、蒸気を脱
気器、高圧給水加熱器に回収し、飽和水は水質が
よければ、脱気器に回収しているが、フラツシユ
タンク圧力が低いことおよび、高圧給水加熱器の
出入口温度差から制約されて、蒸気及び飽和水を
復水器へ流す形での起動時熱損失が大きく、更
に、節炭器入口給水温度が低いために、水壁入口
出口温度差が大きくなる欠点がある。またボイラ
バンキング停止後の再起動時には、温度の低い給
水が供給されることによる温度差が大きいために
これをさけるため起動時間が長く掛る欠点があ
る。例えば特公昭42−20641号公報に示すように
高圧気水分離器を有する貫流ボイラもあるが、気
水分離器がボイラ高圧系統（主流路）内に位置す
ることから通常負荷時の貫流運転時にもこの気水
分離器内をボイラ給水の負荷に対応する全量が流
れるため圧力損失が増大するほか、最大蒸発量全
量を処理することが可能な大容量の気水分離器を
必要とするという欠点がある。 本発明の目的は上記した従来の欠点をなくし、
貫流運転中のボイラ圧力損失を増加させることな
く、起動時熱損失を低減し、ボイラ起動時間を短
縮すると共に、起動時に於ける水冷壁の熱応力を
軽減することのできるボイラ装置を提供すること
にある。 要するに本発明は、貫流運転中には流体の流れ
ない起動バイパス系統内に、高圧気水分離器を設
け循環ポンプで昇圧し、循環流量調節弁を経て、
節炭器入口に飽和水を循環させて、低圧フラツシ
ユタンクへの起動時バイパス流量を少くして、ボ
イラ最少給水流量を維持可能にしたものであるこ
とを特徴とする。 本発明の実施にかかる装置と管系統を示す。第
１図に於て給水ポンプ１で昇圧された給水は高圧
給水加熱器２を経て、節炭器３、一次水壁４、二
次水壁５、天井壁６、ケージ壁７、を通過し、こ
の流体は、貫流ボイラ起動初期にあたつては過熱
器止弁２００、および過熱器減圧弁２０１、が全
閉しているので、気水分離器１０を経て、一次過
熱器バイパス弁２０２により、ボイラ内圧力を制
御しながら、フラツシユタンク１２へ送られる。
気水分離器１０で分離された飽和水は、循環ポン
プ１１で昇圧される。気水分離器１０の水位発信
器Ｌからの水位信号、一次、二次水壁４，５、の
出入口に設けた温度発信器T₁，T₂の温度信号、
従つてその出入口温度差信号、及び一次水壁４の
出口に設けた温度発信器T₃による温度信号を制
御箱２２に送り、また循環流量計、給水流量計の
信号も制御箱に送り、制御箱からの信号により循
環流量調節弁２６０を制御し一次水壁の出口温度
が飽和温度以下になるように循環管路２３を流れ
る循環水量を制御する。即ち循環水量制御装置は
一次水壁の入口と出口と二次水壁の出口とに設け
た温度計測器と、気水分離器に設けた水位発信器
と制御箱と、循環流量調節弁を接続する回路とよ
りなる。 これにより循環流量計F₂と循環流量調節器２
６０による循環水量の調節を給水流量計F₁に対
応して行なうので火炉で吸収した熱量の大部分を
回収することができボイラの昇温昇圧を急速にし
かも熱効率を高めることができる。また負荷運転
に入りこの気水分離器を含む循環水管路系がバイ
パス系なので完全に分離ができ運転も容量とな
る。 また循環管路と主給水管路との接続部を第１図
に示すごとく高圧給水加熱器２と給水流量計との
間の管路としてもよく、また第３図に示すごとく
節炭器と一次水壁との間の管路にすることもでき
る。この時ボイラを流れる給水流量は、火炉保護
上の最少流量以上に保つ必要があるため、給水流
量計F₁によつて給水ポンプからの給水量と循環
量の合計した値を計測して、給水ポンプ１の回転
数制御と行なうことにより、一定するように調節
される。一方一次過熱器８を通過する流量を二次
過熱器バイパス弁２０７によつて制御することに
より、一次過熱器８の出口温度を調節し、過熱器
減圧弁２０１を開いた時に、過熱器通気弁２０５
から二次過熱器９に通気された蒸気のエンタルピ
と合致させて切替時の温度差を少くする。一次過
熱器バイパス弁２０２二次過熱器バイパス弁２０
７を経由しフラツシユタンク１２に送られた流体
は、低圧で気水分離され、脱気器２０高圧給水加
熱器２に熱回収され、更に蒸気が出れば、過熱器
通気弁２０５から二次過熱器９を経て主蒸気管を
ウオーミングする。この蒸気は、主蒸気管ウオー
ミング弁２１０により調整され復水器１５に送ら
れる。フラツシユタンク１２の圧力は、フラツシ
ユタンクダンプ蒸気弁２４０によつて一定に保
ち、水位はフラツシユタンクドレンダンプ弁２４
１によつて一定に制御される。高圧給水加熱蒸気
弁２２０を全閉にするか又はこの系統をなくした
場合に循環流量が増して熱回収量は同等に調節す
ることが出来る。タービン１３への送気を行つた
後、過熱器減圧弁２０１により昇圧負荷上昇をし
て過熱器止弁２００を全開するとボイラ全体が一
定圧力運転となる。タービン１３への送気量がボ
イラの最少給水流量以上になると一次、二次過熱
器バイパス弁２０２，２０７は全閉し、ボイラ循
環ポンプ１１も停止する。 第２図に他の実施例を示す。貫流ボイラの起動
バイパス系統即ち一次過熱器バイパス弁２０２を
経てフラツシユタンク１２に至る系統ならびに、
二次過熱器バイパス弁２０７の系統に気水分離器
１０設置するもので、一次過熱器８の前流からの
バイパス系に設けた気水分離器１０₁で分離され
た復水は、貯水タンク２１、循環流量止弁２６０
を経由して循環される。一次過熱器８の下流側バ
イパス系内に設けられた気水分離器１０₁は、過
熱器減圧弁２０１を通過する流体を常に蒸気にす
ることが主目的であり、一次過熱器８の通過量の
変化によつて気水混合状態で、二次過熱器９へ流
体が送られるのを防ぐ。この様に２個の気水分離
器を設置することにより、過熱器へのフラツシユ
タンク蒸気の通気系統をなくすことが出来る。 つぎに本願発明の特徴をそれに基く効果を従来
の装置と対比し簡略に述べる。 (1) 特公昭42−16366号公報の発明は、 (a) 起動に際して昇圧時火炉で昇温したボイラ水
の全量は、フラツシユタンク４２、加熱器（デ
アレータ）３７、またはコンデンサ３１に送ら
れ温度低下した状態となり給水として回収され
る。しかし火炉で吸収された熱量の大部分は失
われることゝなる。 (b) これに伴い節炭器入口のボイラ水は常に温度
の低いものとなり水壁管入口との温度差を生じ
好ましくない。 (c) 前記のことよりしてボイラ起動時間、ボイラ
停止後の再起動に長い時間がかゝることゝな
る。 (2) 特公昭42−20641号の発明は、 (a) 気水分離器１６はボイラ水の主流路（ボイラ
高圧系統）内に位置するのでボイラ水の全量が
この気水分離器を流れる。 (b) 従つて気水分離器は大型のものにする要があ
る。 (c) 負荷に対応する全量の給水が流れるので気水
分離器の抵抗が加わり総体として抵抗が増大し
給水ポンプの動力が大となる。 (d) 気水分離器で分離したボイラ水は起動時は管
路１７で節炭器９と蒸発管１３との間の管路に
供給されているが、負荷運転時は管１２２より
減温器１１２に送られる。 (3) 特開昭46−51号は貫流ボイラに関し、蒸発部
を出た気水混合体であるボイラ水がフラツシユ
タンクに流入し、その分離水が再び給水系に入
るフラツシユタンクを含む循環系を含む発明で
ある。このような構成にするとボイラプラント
の熱効率の不良、運転上の問題が提起され、そ
の解決を必要としていたものである。本願発明
はこれらの諸問題を解決し、かつプラント熱効
率の良い貫流ボイラ装置を提供するものであ
る。その要点を本願発明と対比し表１として以
下に示す。

【表】

【表】 (4) これに対して本願発明においては、 (a) 気水分離器はボイラ高圧系（主流路）から分
岐する循環水管路２３に位置しており、またこ
の循環水管路２３の出口端は高圧給水加熱器と
給水流量計F₁との間の管路に接続している。 (b) 従つて起動時には火炉で吸熱し昇温したボイ
ラ水は給水として循環し火炉壁に流入するので
熱損失は殆んどない。従つてボイラ水の昇温は
早く急速起動ができる。 (c) タービンに通気できる状態となつたなら気水
分離器を含む循環系は主流路から完全に切り離
しできる。従つて無駄な動力の不要と保守が容
易となる。 (d) 給水流量計F₁と循環流量計F₂により環環水
流量の調節は容易にされ、ボイラ水の昇温昇圧
を急速にすることができる。 (e) フラツシユタンク、デアレータ、コンデンサ
に無駄に流すボイラ水の熱量損失を考える必要
がない。 即ち本願発明では主流路から分岐する気水分離
器を含む循環水管路を設けることにより、火炉で
吸収した熱量のほぼ全量を給水として回収するの
で熱効率良くかつボイラの急速起動を可能とする
ことができる従来の装置とは異る熱効率、急速起
動等運転上の大きな効果を奏することができた。 本発明により、貫流ボイラ起動時の熱回収を向
上させる上で有効な、ボイラ循環ポンプ系統を設
置するに当り、気水分離器を起動バイパス系統内
に設置することによつて、それぞれが小容量のも
のであつても充分な機能を発揮させることがで
き、負荷時の貫流運転中は気水分離器には流体が
流さないことから、圧力損失が増加することな
く、循環系統をつけることが可能となる。ボイラ
への循環量を水壁の出入口温度差や制約される温
度によつて、制御することによりボイラ各部の熱
応力を小さく押えることが可能となり、寿命を長
くすることに有効である。またホツトスタート時
等の再起動時には、給水温度の調整可能なことが
特に起動時間短縮に効果がある。起動バイパス弁
に対しては、水による摩耗を僅かながら軽減する
ことになる。即ち循環量分だけは、流量が減り、
かつ蒸気を主に減圧使用することになるためであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる貫流ボイラプラントの
一実施例を示す系統図、第２図はこの発明で気水
分離器を２系統に使用した一実施例を示す系統
図、第３図は循環水管路を節炭器後流の管路に接
続したときの系統図の接続部付近を示す図面であ
る。 １……給水ポンプ、２……高圧給水加熱器、
F₁……給水流量計、３……節炭器、４……一次
水壁、５……二次水壁、６……天井管、７……ケ
ージ管、８……一次過熱器、９……二次過熱器、
１０，１０₁……気水分離器、１１……循環ポン
プ、F₂……循環流量計、１２……フラツシユタ
ンク、２１……貯水タンク、２２……制御箱、２
３，２３₁……循環水管路、２６０……循環流量
調節弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 貫流ボイラにおいて、蒸発器と過熱器とを接
   続する管路から分岐する管路を設け、該分岐する
   管路には気水分離器を設け、蒸発器出口の流体を
   前記過熱器と前記気水分離器とに切替え供給を可
   能にする手段を設け、分離した蒸気を蒸気の回収
   系に供給する管路と、分離した高圧の飽和水をそ
   のまゝ蒸発器の給水系の高圧給水加熱器の後流に
   供給する手段とを設けたことを特徴とする貫流ボ
   イラの起動装置。 ２ 循環水管路と主給水管路との接続部を高圧給
   水加熱器と給水流量計との間の管路に設けること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の貫流ボ
   イラの起動装置。