WO2020105342A1 - ボイラ装置 - Google Patents
ボイラ装置Info
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- WO2020105342A1 WO2020105342A1 PCT/JP2019/041380 JP2019041380W WO2020105342A1 WO 2020105342 A1 WO2020105342 A1 WO 2020105342A1 JP 2019041380 W JP2019041380 W JP 2019041380W WO 2020105342 A1 WO2020105342 A1 WO 2020105342A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22G—SUPERHEATING OF STEAM
- F22G3/00—Steam superheaters characterised by constructional features; Details or component parts thereof
Definitions
- the present invention relates to a boiler device in which a reheater and the like are arranged in a combustion gas passage, and particularly to a manifold arrangement configuration of a reheater including a primary reheater and a secondary reheater.
- a furnace that burns fuel is installed vertically, and a flue is connected above this furnace.
- the flue has a combustion gas passage therein, and a heat exchanger for generating steam is arranged in the combustion gas passage. Then, the combustion gas generated in the furnace flows through the combustion gas passage to heat the boiler feed water flowing through the heat exchanger to generate steam.
- the heat exchanger arranged in the combustion gas passage is composed of a superheater, reheater and economizer.
- the boiler feed water supplied from the feed water pump to the heat exchanger is preheated by the economizer, then becomes saturated steam while being supplied to the water pipe of the furnace wall, and is heated by the combustion gas in the superheater.
- the superheated steam generated by the superheater is supplied to the high-pressure turbine and used for rotational driving, and the steam after rotational driving is supplied to the reheater.
- the reheater is composed of a primary reheater (low temperature reheater) and a secondary reheater (high temperature reheater), and the steam discharged from the high-pressure turbine is the primary reheater. After being overheated again by the secondary reheater, it is supplied to the low-pressure turbine and driven to rotate (see, for example, Patent Document 1).
- a ceiling chamber called a penthouse is provided in the ceiling part of the furnace and the combustion gas passage, and in this penthouse, the upper part of the heat transfer tube group that constitutes the suspended heat exchanger is connected.
- a plurality of pipe lines and a manifold to which these pipe lines are connected are arranged.
- the manifold has an inlet manifold and an outlet manifold, and in a reheater composed of a primary reheater and a secondary reheater, the outlet manifold and the secondary reheater of the primary reheater are placed in the penthouse. Is connected to the inlet manifold of the container.
- the outlet manifold of the primary reheater is divided into two parts in the width direction of the furnace, and then the left outlet manifold of the primary reheater is connected to the right side of the inlet manifold of the secondary reheater.
- the present invention has been made in view of the circumstances of the conventional art as described above, and an object thereof is to suppress the steam temperature difference in the furnace width direction in the middle portion of the primary reheater and the secondary reheater while increasing the building height. It is to provide a boiler device that can reduce the size.
- a typical present invention is a furnace for burning fuel, a reheater arranged in a combustion gas passage through which a combustion gas generated in the furnace flows, the furnace and the combustion.
- a penthouse provided on the ceiling of the gas passage, and the reheater is composed of a primary reheater and a secondary reheater, and these primary reheater and secondary reheater are configured.
- the outlet manifold of the primary reheater has a center in the furnace width direction.
- a first connecting pipe leading to the right side of the inlet manifold of the container, the right outlet manifold is connected to a second connecting pipe leading to the left side of the inlet manifold, and the left outlet manifold and the right side are connected.
- the outlet manifold is characterized in that it is set at substantially the same height by shifting its position in the front-rear direction orthogonal to the furnace width direction.
- FIG. 1 is an overall configuration diagram of a boiler device according to an embodiment of the present invention.
- this boiler device 1 includes a furnace 2 that burns fuel, a combustion gas passage 3 that is a flow path of combustion gas generated in the furnace 2, and a ceiling portion of the furnace 2 and the combustion gas passage 3. And a penthouse 4 provided in.
- the furnace 2 and the combustion gas passage are suspended from the beam portion 5a of the boiler steel frame 5 using a suspension rod and a suspension beam (not shown).
- the boiler building is constructed so as to cover the boiler steel frame 5 (not shown).
- the furnace 2 side of the boiler device 1 is referred to as the front of the can
- the outlet side of the combustion gas passage 3 is referred to as the rear of the can.
- the left side of the furnace width direction when viewed from the front side of the can is the left side of the can and the right side is It is called a can right.
- a primary superheater 6, a secondary superheater 7, a tertiary superheater 8 and a primary reheater are provided in the combustion gas passage 3 connected to the upper part of the furnace 2.
- a furnace 9, a secondary reheater 10, and a economizer (not shown) are provided, and heat is exchanged between the combustion gas generated in the furnace 2 and the boiler feed water flowing through the heat exchanger.
- the boiler feedwater supplied from the feedwater pump to the heat exchanger is preheated by the economizer and then heated while being supplied to the water pipe of the furnace wall to become saturated steam.
- the superheated steam heated in the furnace 2 is introduced to the inlet side of the primary superheater 6, then superheated to some extent in the primary superheater 6 and then introduced into the secondary superheater 7.
- the superheated steam introduced into the secondary superheater 7 is further superheated in the secondary superheater 7 and introduced into the tertiary superheater 8 and is heated to a predetermined temperature in the tertiary superheater 8, and then the tertiary superheater 8 is heated. It is discharged from the outlet side and supplied to a high pressure turbine (not shown).
- the high-pressure turbine is rotationally driven by the superheated steam that has exited the tertiary superheater 8, and the steam that has worked in the high-pressure turbine is introduced to the inlet side of the primary reheater 9.
- the steam introduced from the high-pressure turbine to the primary reheater 9 is superheated in the primary reheater 9 and then introduced into the secondary reheater 10, and is heated to a predetermined temperature in the secondary reheater 10.
- 1 is a configuration diagram showing an example of the positional relationship between the superheater and the reheater, and does not faithfully show the arrangement of the heat transfer tubes, the header, the manifolds, the wall of the boiler, the duct structure, and the like.
- the ceiling portion 11 of the furnace 2 and the combustion gas passage 3 is manufactured by alternately connecting a plurality of heat transfer tubes and the heat transfer tubes. Then, in the penthouse 4 provided above the ceiling part 11, the upper part of the heat transfer tube group constituting the superheaters 6, 7, 8 and the reheaters 9, 10 which are hanging heat exchangers, and these A pipe side and a manifold connected to the heat transfer pipe group are arranged.
- a reheater including a low temperature side primary reheater 9 and a high temperature side secondary reheater 10 is used, and these primary reheaters are used.
- the outlet manifold 9 and the inlet manifold of the secondary reheater 10 are connected in the penthouse 4.
- the manifold layout configuration of the primary reheater 9 and the secondary reheater 10 will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4.
- FIG. 2 is a perspective view showing a manifold arrangement of the primary reheater and the secondary reheater
- FIG. 3 is a plan view of the manifold arrangement
- FIG. 4 is a side view of the manifold arrangement.
- the outlet manifold 12 of the primary reheater 9 is divided into left and right in the furnace width direction, and one of them is a left outlet manifold 13 extending from the central portion in the furnace width direction toward the left side wall.
- the other is a right side outlet manifold 14 extending from the central portion in the furnace width direction toward the right side wall.
- the left outlet manifold 13 and the right outlet manifold 14 are arranged so as to be displaced in the front-rear direction.
- the right outlet manifold 14 is arranged so as to be displaced rearward with respect to the left outlet manifold 13. Has been done.
- the first connecting pipe 15 includes a first linear portion 15a arranged coaxially with the left outlet manifold 13, and a first turn portion 15b which is diverted from the first linear portion 15a to the front side of the can and extends to the inlet manifold 16.
- the first linear portion 15a faces the right outlet manifold 14 in parallel.
- the one end of the second connecting pipe 17 is connected to the left end of the right outlet manifold 14, and the other end of the second connecting pipe 17 is connected to the left end of the inlet manifold 16.
- the second connecting pipe 17 includes a second straight line portion 17a arranged coaxially with the right outlet manifold 14, and a second turn portion 17b extending from the second straight line portion 17a to the front side of the can and extending to the inlet manifold 16.
- the second linear portion 17a faces the left outlet manifold 13 in parallel. Therefore, the second turn portion 17b of the second connecting pipe 17 is larger than the first turn portion 15b of the first connecting pipe 15 by a length corresponding to the distance between the left outlet manifold 13 and the right outlet manifold 14 in the front-rear direction. It is set longer.
- a plurality of pipe lines 18 are welded at regular intervals in the furnace width direction, and on the front side of the can of the right-side outlet manifold 14, a plurality of pipe lines 19 are arranged. Welded at regular intervals in the direction. That is, the side wall 18 connected to the left side outlet manifold 13 projects rearward toward the second straight portion 17 a coaxially arranged with the right side outlet manifold 14, and the side wall 19 connected to the right side outlet manifold 14 is left side. It projects forward toward the first straight portion 15a coaxially arranged with the outlet manifold 13.
- the upper ends of the corresponding heat transfer tubes 20 of the primary reheater 9 are welded to the respective tube sides 18 and 19, and the upper portions of these heat transfer tubes 20 penetrate the ceiling portion 11 and reach the inside of the penthouse 4. ..
- the arrows in FIG. 2 indicate the flow of steam, and of the steam introduced from the inlet manifold of the primary reheater 9 into the outlet manifold 12, the steam introduced into the left outlet manifold 13 flows through the first connecting pipe 15.
- the steam that is supplied to the right end portion of the inlet manifold 16 of the secondary reheater 10 and introduced into the right outlet manifold 14 is supplied to the left end portion of the inlet manifold 16 through the second connecting pipe 17. That is, although there is a temperature difference between the steam temperature in the manifold on the left and right in the furnace width direction, in the manifold arrangement configuration according to the present embodiment, the outlet manifold 12 of the primary reheater 9 and the inlet manifold 16 of the secondary reheater 10. By swapping the left and right sides between and, the difference in steam temperature between the left and right sides of the furnace is eliminated.
- the left outlet manifold 13 and the right outlet manifold 14, which are displaced in the front-rear direction, are set to substantially the same height and arranged on substantially the same plane.
- the inlet manifold 16 of the secondary reheater 10 is also set to have substantially the same height as the left outlet manifold 13 and the right outlet manifold 14, and the left outlet manifold 13, the right outlet manifold 14, and the inlet manifold 16 are the same. Are arranged on substantially the same plane. Since the manifold, which is the intermediate portion between the primary reheater 9 and the secondary reheater 10, is arranged in a plane within the penthouse 4 as described above, the height of the penthouse 4 can be reduced. ..
- the above-described manifold arrangement configuration is made possible by setting the left outlet manifold 13 and the right outlet manifold 14 that are displaced in the front-rear direction at substantially the same height and then making the left outlet manifold 13 Is connected to the right end of the inlet manifold 16 via the first connecting pipe 15, and the right outlet manifold 14 is connected to the left end of the inlet manifold 16 via the second connecting pipe 17.
- the outlet manifold 12 of the primary reheater 9 includes the left outlet manifold 13 extending from the central portion in the furnace width direction toward the left side wall, and the furnace width direction. It is divided into a right outlet manifold 14 extending from the central portion toward the right side wall, the left outlet manifold 13 is connected to the right end portion of the inlet manifold 16 via the first connecting pipe 15, and the right outlet manifold 14 is connected to the second connecting portion. After being connected to the left end portion of the inlet manifold 16 via a pipe 17, the left outlet manifold 13 and the right outlet manifold 14 are arranged at substantially the same height and displaced in the front-rear direction.
- the left and right of the outlet manifold 12 of the primary reheater 9 and the inlet manifold 16 of the secondary reheater 10 can be interchanged, and the steam temperature difference in the furnace width direction can be suppressed, and The height of the penthouse 4 can be reduced to reduce the building height of the boiler device 1.
- the pipe line 18 connected to the left side outlet manifold 13 projects rearward toward the second straight line portion 17a coaxially arranged with the right side outlet manifold 14, and the pipe line 19 connected to the right side outlet manifold 14 forms the left side outlet manifold. Since it projects forward toward the first straight portion 15a coaxially arranged with 13, the pipe outlets 18, 19 connected to the left outlet manifold 13 and the right outlet manifold 14 should be arranged in a line at the same height. As a result, the lengths of the heat transfer tubes 20 connected to the respective tubes 18 and 19 in the penthouse 4 can be made uniform.
- the right outlet manifold 14 is displaced rearward with respect to the left outlet manifold 13 of the primary reheater 9, but conversely, the right outlet manifold 14 is positioned forward.
- the left outlet manifold 13 may be displaced rearward.
- the inlet manifold 16 of the secondary reheater 10 is arranged slightly below the left outlet manifold 13 and the right outlet manifold 14 of the primary reheater 9 (see FIG. 4).
- the left outlet manifold 13, the right outlet manifold 14, and the inlet manifold 16 may be set to substantially the same height.
- Boiler apparatus Furnace 3 Combustion gas passage 4 Penthouse 5 Boiler steel frame 6 Primary superheater 7 Secondary superheater 8 Tertiary superheater 9 Primary reheater 10 Secondary reheater 11 Ceiling part 12 Primary reheater outlet manifold 13 Left outlet manifold of primary reheater 14 Right outlet manifold of primary reheater 15 First connecting pipe 15a First straight portion 15b First turn portion 16 Secondary manifold reheater inlet manifold 17 Second connecting pipe 17a Second straight line Part 17b Second turn part 18,19 Tube side 20 Heat transfer tube of primary reheater
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Abstract
一次再熱器と二次再熱器の中間部における炉幅方向での蒸気温度差を抑制しつつ、建屋高さを低減することができるボイラ装置を提供する。ボイラ装置（１）は、一次再熱器（９）と二次再熱器（１０）で構成される再熱器を備えており、一次再熱器（９）の出口マニホールド（１２）を、炉幅方向の中央部から左側壁に向かって延びる左側出口マニホールド（１３）と、炉幅方向の中央部から右側壁に向かって延びる右側出口マニホールド（１４）とに分割し、左側出口マニホールド（１３）を第１連結管（１５）を介して入口マニホールド（１６）の右端部に結合すると共に、右側出口マニホールド（１４）を第２連結管（１７）を介して入口マニホールド（１６）の左端部に結合した上で、これら左側出口マニホールド（１３）と右側出口マニホールド（１４）をほぼ同じ高さで前後方向に位置をずらして配置した。
Description
本発明は、燃焼ガス通路内に再熱器等を配置してなるボイラ装置に係り、特に、一次再熱器と二次再熱器とで構成される再熱器のマニホールド配置構成に関する。
ボイラ装置においては、燃料を燃焼する火炉が鉛直方向に設置されており、この火炉の上方に煙道が連結されている。煙道は内部に燃焼ガス通路を有し、この燃焼ガス通路に蒸気を生成するための熱交換器が配置されている。そして、火炉内で発生した燃焼ガスが燃焼ガス通路を流れることにより、熱交換器を流れるボイラ給水を加熱して蒸気が生成される。
燃焼ガス通路内に配置される熱交換器は、過熱器、再熱器、節炭器により構成されている。給水ポンプから熱交換器に供給されたボイラ給水は、節炭器で予熱された後、火炉壁の水管に供給される間に飽和蒸気となり、過熱器で燃焼ガスによって加熱される。過熱器で生成された過熱蒸気は、高圧タービンに供給されて回転駆動に使用し、回転駆動後の蒸気は再熱器に供給される。ここで、再熱器は一次再熱器（低温再熱器）と二次再熱器（高温再熱器）とで構成されており、高圧タービンから排出された蒸気は、一次再熱器と二次再熱器で再度過熱された後、低圧タービンに供給されて回転駆動する（例えば、特許文献１参照）。
この種のボイラ装置では、火炉及び燃焼ガス通路の天井部にペントハウスと呼ばれる天井室が設けられ、このペントハウス内には、吊下げ型の熱交換器を構成する伝熱管群の上部が接続される複数の管寄と、これら管寄が接続されるマニホールドが配置されている。なお、マニホールドには入口マニホールドと出口マニホールドとがあり、一次再熱器と二次再熱器とで構成される再熱器においては、ペントハウス内に一次再熱器の出口マニホールドと二次再熱器の入口マニホールドとが連結した状態で配置されている。
マニホールド内の蒸気温度には炉幅方向の左右で温度差を生じるが、一次再熱器の出口マニホールドと二次再熱器の入口マニホールドとの間で左右の入れ替えを行えば、かかる左右での温度差を解消することが可能となる。具体的には、一次再熱器の出口マニホールドを炉幅方向に左右２分割した上で、一次再熱器の左側出口マニホールドを二次再熱器の入口マニホールドの右側に連結し、一次再熱器の右側出口マニホールドを二次再熱器の入口マニホールドの左側に連結すれば、炉幅左右での蒸気温度の差を解消することができる。
ここで、２分割した左側出口マニホールドと右側出口マニホールドを上下方向にずらして段違いに配置すれば、左側出口マニホールドを入口マニホールドの右側に結合する連結管と右側出口マニホールドとの干渉を回避できると共に、右側出口マニホールドを入口マニホールドの左側に結合する連結管と左側出口マニホールドとの干渉を回避することができる。しかし、そのようなマニホールドの配置構成とした場合、マニホールドを配置するペントハウスの高さを高くする必要があり、ボイラ装置の建屋高さが高くなってしまうという問題が発生する。
本発明は、このような従来技術の実情からなされたもので、その目的は、一次再熱器と二次再熱器の中間部における炉幅方向での蒸気温度差を抑制しつつ、建屋高さを低減することができるボイラ装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、代表的な本発明は、燃料を燃焼する火炉と、前記火炉内で発生した燃焼ガスが流れる燃焼ガス通路内に配置された再熱器と、前記火炉及び前記燃焼ガス通路の天井部に設けられたペントハウスとを備え、前記再熱器が一次再熱器と二次再熱器とで構成されていると共に、これら一次再熱器と二次再熱器を構成する伝熱管群の上部が、前記天井部を貫通して前記ペントハウス内に配置された管寄とマニホールドに接続されているボイラ装置において、前記一次再熱器の出口マニホールドは、炉幅方向の中央部分から前記火炉の左側壁側に延びる左側出口マニホールドと、炉幅方向の中央部分から前記火炉の右側壁側に延びる右側出口マニホールドとに分割されており、前記左側出口マニホールドが前記二次再熱器の入口マニホールドの右側に導かれる第１連結管に結合されていると共に、前記右側出口マニホールドが前記入口マニホールドの左側に導かれる第２連結管に結合されており、前記左側出口マニホールドと前記右側出口マニホールドは、炉幅方向と直交する前後方向に位置をずらして略同一高さに設定されていることを特徴とする。
本発明によれば、一次再熱器と二次再熱器の中間部における炉幅方向での蒸気温度差を抑制しつつ、ボイラ装置の建屋高さを低減することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下に記載する実施形態の説明により明らかにされる。
以下、本発明の実施の形態を図１～図４を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るボイラ装置の全体構成図である。図１に示すように、このボイラ装置１は、燃料を燃焼する火炉２と、火炉２内で発生した燃焼ガスの流路である燃焼ガス通路３と、火炉２及び燃焼ガス通路３の天井部に設けられたペントハウス４と、を備えている。火炉２及び燃焼ガス通路は、ボイラ鉄骨５の梁部５ａから図示しない吊下げロッド及び吊下げビームを用いて吊り下げられている。ボイラ建屋は、ボイラ鉄骨５を覆うように建設される（図示省略）。なお、以下の説明においては、ボイラ装置１の火炉２側を缶前、燃焼ガス通路３の出口側を缶後といい、缶前側から見たときの炉幅方向の左側を缶左、右側を缶右という。
火炉２の上部に連設された燃焼ガス通路３内には、燃焼ガスの熱を回収するための熱交換器として、一次過熱器６、二次過熱器７、三次過熱器８、一次再熱器９、二次再熱器１０、節炭器（図示せず）が設けられており、火炉２内で発生した燃焼ガスと熱交換器を流れるボイラ給水との間で熱交換が行われる。給水ポンプから熱交換器に供給されたボイラ給水は、節炭器で予熱された後、火炉壁の水管に供給される間に加熱されて飽和蒸気となる。
火炉２で加熱された過熱蒸気は、一次過熱器６の入口側に導入された後、一次過熱器６である程度過熱されて二次過熱器７に導入される。二次過熱器７に導入された過熱蒸気は、二次過熱器７でさらに過熱されて三次過熱器８に導入され、三次過熱器８で所定温度まで昇温された後、三次過熱器８の出口側から排出されて不図示の高圧タービンに供給される。そして、三次過熱器８を出た過熱蒸気により高圧タービンが回転駆動され、高圧タービンで仕事をした蒸気は一次再熱器９の入口側に導入される。高圧タービンから一次再熱器９に導入された蒸気は、一次再熱器９で過熱されてから二次再熱器１０に導入され、二次再熱器１０で所定温度まで昇温された後、二次再熱器１０の出口側から排出されて不図示の低圧タービンに供給される。なお、図１は過熱器、再熱器の位置関係の一例を示す構成図であって、各伝熱管の取り回し、ヘッダ、マニホールド類やボイラの壁、ダクト構造等を忠実に示すものではない。
このように構成されたボイラ装置１において、火炉２及び燃焼ガス通路３の天井部１１は、複数の伝熱管と伝熱管相互を交互に接続することにより製作されている。そして、天井部１１の上部に設けられたペントハウス４内に、吊下げ型の熱交換器である過熱器６，７，８や再熱器９，１０を構成する伝熱管群の上部と、これらの伝熱管群に接続された管寄及びマニホールドが配置されている。ここで、本実施形態に係るボイラ装置１では、低温側の一次再熱器９と高温側の二次再熱器１０とで構成される再熱器が用いられており、これら一次再熱器９の出口マニホールドと二次再熱器１０の入口マニホールドがペントハウス４内で連結されている。以下、かかる一次再熱器９と二次再熱器１０のマニホールド配置構成について、図２～図４を参照しつつ詳細に説明する。
図２は一次再熱器と二次再熱器のマニホールド配置構成を示す斜視図、図３は該マニホールド配置構成の平面図、図４は該マニホールド配置構成の側面図である。
図２～図４に示すように、一次再熱器９の出口マニホールド１２は炉幅方向に左右２分割されており、一方は炉幅方向の中央部から左側壁に向かって延びる左側出口マニホールド１３、他方は炉幅方向の中央部から右側壁に向かって延びる右側出口マニホールド１４となっている。そして、これら左側出口マニホールド１３と右側出口マニホールド１４は前後方向に位置をずらして配置されており、本実施形態の場合、左側出口マニホールド１３に対して右側出口マニホールド１４が後方に位置をずらして配置されている。
左側出口マニホールド１３の右端部には第１連結管１５の一端側が結合されており、第１連結管１５の他端側は、出口マニホールド１２の前方位置に配置された二次再熱器１０の入口マニホールド１６の右端部に結合されている。この第１連結管１５は、左側出口マニホールド１３と同軸上に配置される第１直線部１５ａと、第１直線部１５ａから缶前側に方向変換して入口マニホールド１６まで延びる第１ターン部１５ｂとを有しており、第１直線部１５ａは右側出口マニホールド１４と平行に対向している。
右側出口マニホールド１４の左端部には第２連結管１７の一端側が結合されており、第２連結管１７の他端側は入口マニホールド１６の左端部に結合されている。この第２連結管１７は、右側出口マニホールド１４と同軸上に配置される第２直線部１７ａと、第２直線部１７ａから缶前側に方向変換して入口マニホールド１６まで延びる第２ターン部１７ｂとを有しており、第２直線部１７ａは左側出口マニホールド１３と平行に対向している。したがって、左側出口マニホールド１３と右側出口マニホールド１４の前後方向の離間距離に相当する長さ分だけ、第２連結管１７の第２ターン部１７ｂは第１連結管１５の第１ターン部１５ｂよりも長めに設定されている。
左側出口マニホールド１３の缶後側には、複数の管寄１８が炉幅方向に一定間隔を存して溶接されており、右側出口マニホールド１４の缶前側には、複数の管寄１９が炉幅方向に一定間隔を存して溶接されている。すなわち、左側出口マニホールド１３に接続された管寄１８は、右側出口マニホールド１４と同軸配置された第２直線部１７ａに向かって後方へ突出し、右側出口マニホールド１４に接続された管寄１９は、左側出口マニホールド１３と同軸配置された第１直線部１５ａに向かって前方へ突出している。各管寄１８，１９には、それぞれ一次再熱器９の対応する伝熱管２０の上端が溶接されており、これら伝熱管２０の上部は天井部１１を貫通してペントハウス４内に達している。
図２中の矢印は蒸気の流れを示しており、一次再熱器９の入口マニホールドから出口マニホールド１２に導入される蒸気のうち、左側出口マニホールド１３に導入された蒸気は第１連結管１５を介して二次再熱器１０の入口マニホールド１６の右端部に供給され、右側出口マニホールド１４に導入された蒸気は第２連結管１７を介して入口マニホールド１６の左端部に供給される。すなわち、マニホールド内の蒸気温度には炉幅方向の左右で温度差を生じるが、本実施形態によるマニホールド配置構成では、一次再熱器９の出口マニホールド１２と二次再熱器１０の入口マニホールド１６との間で左右の入れ替えを行うことにより、炉幅左右での蒸気温度の差を解消するようにしている。
ここで、図４に示すように、前後方向に位置をずらした左側出口マニホールド１３と右側出口マニホールド１４は、ほぼ同じ高さに設定されて略同一平面上に配置されている。また、二次再熱器１０の入口マニホールド１６も左側出口マニホールド１３と右側出口マニホールド１４とほぼ同じ高さに設定されており、これら左側出口マニホールド１３と右側出口マニホールド１４及び入口マニホールド１６の三者は略同一平面上に配置されている。そして、このように一次再熱器９と二次再熱器１０の中間部であるマニホールドがペントハウス４内で平面的な配置となっているため、ペントハウス４の高さ寸法を小さくすることができる。
なお、上記したようなマニホールド配置構成を可能にしているのは、前後方向に位置をずらして配置した左側出口マニホールド１３と右側出口マニホールド１４をほぼ同じ高さに設定した上で、左側出口マニホールド１３を第１連結管１５を介して入口マニホールド１６の右端部に結合し、右側出口マニホールド１４を第２連結管１７を介して入口マニホールド１６の左端部に結合したからである。
以上説明したように、本実施形態に係るボイラ装置１では、一次再熱器９の出口マニホールド１２を、炉幅方向の中央部から左側壁に向かって延びる左側出口マニホールド１３と、炉幅方向の中央部から右側壁に向かって延びる右側出口マニホールド１４とに分割し、左側出口マニホールド１３を第１連結管１５を介して入口マニホールド１６の右端部に結合すると共に、右側出口マニホールド１４を第２連結管１７を介して入口マニホールド１６の左端部に結合した上で、これら左側出口マニホールド１３と右側出口マニホールド１４をほぼ同じ高さで前後方向に位置をずらして配置している。これにより、一次再熱器９の出口マニホールド１２と二次再熱器１０の入口マニホールド１６との間で左右の入れ替えを行って、炉幅方向での蒸気温度差を抑制することができると共に、ペントハウス４の高さ寸法を小さくしてボイラ装置１の建屋高さを低減することができる。
また、左側出口マニホールド１３に接続された管寄１８が右側出口マニホールド１４と同軸配置された第２直線部１７ａに向かって後方へ突出し、右側出口マニホールド１４に接続された管寄１９が左側出口マニホールド１３と同軸配置された第１直線部１５ａに向かって前方へ突出しているため、左側出口マニホールド１３と右側出口マニホールド１４に接続される各管寄１８，１９を同じ高さで一列に配置することができ、各管寄１８，１９に接続される伝熱管２０のペントハウス４内での長さを均一化することができる。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。
例えば、上記の実施形態では、一次再熱器９の左側出口マニホールド１３に対して右側出口マニホールド１４を後方にずらした配置となっているが、その逆に、右側出口マニホールド１４を前方に位置させて左側出口マニホールド１３を後方にずらした配置としても良い。
また、上記の実施形態では、二次再熱器１０の入口マニホールド１６が一次再熱器９の左側出口マニホールド１３と右側出口マニホールド１４に対して僅かに下方位置に配置されているが（図４参照）、これら左側出口マニホールド１３と右側出口マニホールド１４及び入口マニホールド１６の三者がほぼ同じ高さに設定されていても良い。
１ ボイラ装置
２ 火炉
３ 燃焼ガス通路
４ ペントハウス
５ ボイラ鉄骨
６ 一次過熱器
７ 二次過熱器
８ 三次過熱器
９ 一次再熱器
１０ 二次再熱器
１１ 天井部
１２ 一次再熱器の出口マニホールド
１３ 一次再熱器の左側出口マニホールド
１４ 一次再熱器の右側出口マニホールド
１５ 第１連結管
１５ａ 第１直線部
１５ｂ 第１ターン部
１６ 二次再熱器の入口マニホールド
１７ 第２連結管
１７ａ 第２直線部
１７ｂ 第２ターン部
１８，１９ 管寄
２０ 一次再熱器の伝熱管
２ 火炉
３ 燃焼ガス通路
４ ペントハウス
５ ボイラ鉄骨
６ 一次過熱器
７ 二次過熱器
８ 三次過熱器
９ 一次再熱器
１０ 二次再熱器
１１ 天井部
１２ 一次再熱器の出口マニホールド
１３ 一次再熱器の左側出口マニホールド
１４ 一次再熱器の右側出口マニホールド
１５ 第１連結管
１５ａ 第１直線部
１５ｂ 第１ターン部
１６ 二次再熱器の入口マニホールド
１７ 第２連結管
１７ａ 第２直線部
１７ｂ 第２ターン部
１８，１９ 管寄
２０ 一次再熱器の伝熱管
Claims (3)
- 燃料を燃焼する火炉と、前記火炉内で発生した燃焼ガスが流れる燃焼ガス通路内に配置された再熱器と、前記火炉及び前記燃焼ガス通路の天井部に設けられたペントハウスとを備え、前記再熱器が一次再熱器と二次再熱器とで構成されていると共に、これら一次再熱器と二次再熱器を構成する伝熱管群の上部が、前記天井部を貫通して前記ペントハウス内に配置された管寄とマニホールドに接続されているボイラ装置において、
前記一次再熱器の出口マニホールドは、炉幅方向の中央部分から前記火炉の左側壁側に延びる左側出口マニホールドと、炉幅方向の中央部分から前記火炉の右側壁側に延びる右側出口マニホールドとに分割されており、
前記左側出口マニホールドが前記二次再熱器の入口マニホールドの右側に導かれる第１連結管に結合されていると共に、前記右側出口マニホールドが前記入口マニホールドの左側に導かれる第２連結管に結合されており、
前記左側出口マニホールドと前記右側出口マニホールドは、炉幅方向と直交する前後方向に位置をずらして略同一高さに設定されていることを特徴とするボイラ装置。 - 請求項１に記載のボイラ装置において、
前記第１連結管が前記右側出口マニホールドに沿って平行に延びる第１直線部を有していると共に、前記第２連結管が前記左側出口マニホールドに沿って平行に延びる第２直線部を有しており、
前記左側出口マニホールドに結合された前記管寄が前記第２直線部に向かって突出し、前記右側出口マニホールドに結合された前記管寄が前記第２直線部に向かって突出していることを特徴とするボイラ装置。 - 請求項１または２に記載のボイラ装置において、
前記入口マニホールドが、前記左側出口マニホールドと前記右側出口マニホールドに対し、炉幅方向と直交する前後方向に位置をずらして略同一平面上に配置されていることを特徴とするボイラ装置。
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