JPH0223762B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0223762B2 JPH0223762B2 JP28296286A JP28296286A JPH0223762B2 JP H0223762 B2 JPH0223762 B2 JP H0223762B2 JP 28296286 A JP28296286 A JP 28296286A JP 28296286 A JP28296286 A JP 28296286A JP H0223762 B2 JPH0223762 B2 JP H0223762B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- boiler
- pressure
- flow rate
- flow
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 13
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は変圧運転ボイラにおいて低負荷時の流
動安定と高負荷時の圧力損失低減を達成するのに
好適な変圧運転ボイラ装置に関する。
動安定と高負荷時の圧力損失低減を達成するのに
好適な変圧運転ボイラ装置に関する。
ボイラの後部伝熱壁いわゆるケージ壁は、多数
の管が上部ヘツダと下部ヘツダで連結されて成る
パネルで構成されている。第１図のパネルでは、
給水は入口供給管１から下部ヘツダ２に供給さ
れ、各管３へ分岐された後上部ヘツダ４を経て出
口供給管５に導入される。このようなケージ壁は
第２図に示すように火炉６から供給される燃焼ガ
ス７によつて加熱されているためにケージ壁８を
構成する管３は、管壁温度が過上昇しないように
十分な管内流体を流して冷却することが必要とな
る。
の管が上部ヘツダと下部ヘツダで連結されて成る
パネルで構成されている。第１図のパネルでは、
給水は入口供給管１から下部ヘツダ２に供給さ
れ、各管３へ分岐された後上部ヘツダ４を経て出
口供給管５に導入される。このようなケージ壁は
第２図に示すように火炉６から供給される燃焼ガ
ス７によつて加熱されているためにケージ壁８を
構成する管３は、管壁温度が過上昇しないように
十分な管内流体を流して冷却することが必要とな
る。
超臨界圧から亜臨界圧の範囲まで主蒸気圧を変
化させる変圧運転ボイラでは、高負荷域では多流
量でかつ超臨界圧で運転されるため汽水分離がな
く、パネルを構成する各管３には各管のあいだで
ムラのない均一なウエイト流量の流体が確保でき
る。しかし、低負荷域では管内流体が少流量であ
り、しかも変圧により亜臨界圧で運転されるため
蒸気（気体）と水（液体）の二相流となつて下部
ヘツダ２で汽水分離が生じ、パネルを構成する各
管のうち、あるものは水のみ、あるものは蒸気の
みが流れ、水のみの管は静圧水頭が大となりウエ
イト流量が極く少量ないしは零となり流動がアン
バランスで不安定となる。このため、従来は、低
負荷域の場合においても、蒸気だけの単相流とな
るようにケージ壁をドラム（汽水分離器）の後流
側に設置する手段や、ドラムで分離された水を火
炉入口等に戻して所謂再循環量を多くする手段等
の対策が採られている。しかしながら、ボイラ装
置の系統上ケージ壁をドラムの後流側に限定する
ことは、ボイラ装置における最適伝熱面構成を著
しく制限することになるという問題点がある。ま
た再循環量を多くすることは、再循環ポンプの容
量、動力費が増大する問題がある。
化させる変圧運転ボイラでは、高負荷域では多流
量でかつ超臨界圧で運転されるため汽水分離がな
く、パネルを構成する各管３には各管のあいだで
ムラのない均一なウエイト流量の流体が確保でき
る。しかし、低負荷域では管内流体が少流量であ
り、しかも変圧により亜臨界圧で運転されるため
蒸気（気体）と水（液体）の二相流となつて下部
ヘツダ２で汽水分離が生じ、パネルを構成する各
管のうち、あるものは水のみ、あるものは蒸気の
みが流れ、水のみの管は静圧水頭が大となりウエ
イト流量が極く少量ないしは零となり流動がアン
バランスで不安定となる。このため、従来は、低
負荷域の場合においても、蒸気だけの単相流とな
るようにケージ壁をドラム（汽水分離器）の後流
側に設置する手段や、ドラムで分離された水を火
炉入口等に戻して所謂再循環量を多くする手段等
の対策が採られている。しかしながら、ボイラ装
置の系統上ケージ壁をドラムの後流側に限定する
ことは、ボイラ装置における最適伝熱面構成を著
しく制限することになるという問題点がある。ま
た再循環量を多くすることは、再循環ポンプの容
量、動力費が増大する問題がある。
そこで従来は、他の方法として、各管３にオリ
フイスを設置したり、各管３の肉厚を増大させて
内径を小さくしたりすることによつて、各管３の
圧力損失を増大させ、これによつて各管の流量の
バランスを回復させて、ある管での流動停滞が生
じてしまうということを防止する方法がとられて
いる。この方法を第５図において詳しく説明す
る。図は、各管３のうち２本のＡ管、Ｂ管を選び
（以下添字Ａ，Ｂで表わす）、横軸に２本の管のウ
エイト流量比をとる。各ウエイト流量をWA，WB
とすれば、ウエイト流量比は、 WA／１／２（WA＋WB）又はWB／１／２（WA＋WB） である。縦軸は、下部ヘツダ２と上部ヘツダ４の
圧力差をとる。この圧力差には、管の圧力損失と
管に流体を満たすための静圧水頭とが含まれる。
まず、Ａ管，Ｂ管は各々長さや曲がり形状が異な
り、また配置される場所の相違によつて火炉より
の燃焼ガスから受ける熱量も違い汽水分離の生じ
る程度も異なる。よつて、圧力損失△PA，△PB
のカーブは互いに異なる。この△PA，△PBのカ
ーブによつて両管の圧力が平衡を保つのは、一例
として圧力損失が図中 △PA＝△PB＝△P1 のときである。このときウエイト流量比は、 WA／１／２（WA＋WB）＝０，WB／１／２（WA＋WB）＝2.
0 となつてウエイト流量比の合計が2.0になつてい
る。このときWAは０でありＡ管で流動停滞が生
じてしまうことを示している。このため従来は、
両管にオリフイスを設置し、圧力損失を図中の△
PA＋△Porifice・Ａ，△PB＋△Porifice・Ｂのカ
ーブとする。このとき両管の圧力が平衡を保つの
は、圧力損失が図中 △PA＋△Porifice・Ａ＝△PBPorifice・Ｂ＝△P2 のときである。このときウエイト流量比は WA／１／２（WA＋WB）＝0.5，WB／１／２（WA＋WB）＝1
.5 となつてウエイト流量比の合計が2.0になる。こ
れにより両管のウエイト流量比は接近し、従つて
流量のバランスがとれ、流動停滞を防止できる。
フイスを設置したり、各管３の肉厚を増大させて
内径を小さくしたりすることによつて、各管３の
圧力損失を増大させ、これによつて各管の流量の
バランスを回復させて、ある管での流動停滞が生
じてしまうということを防止する方法がとられて
いる。この方法を第５図において詳しく説明す
る。図は、各管３のうち２本のＡ管、Ｂ管を選び
（以下添字Ａ，Ｂで表わす）、横軸に２本の管のウ
エイト流量比をとる。各ウエイト流量をWA，WB
とすれば、ウエイト流量比は、 WA／１／２（WA＋WB）又はWB／１／２（WA＋WB） である。縦軸は、下部ヘツダ２と上部ヘツダ４の
圧力差をとる。この圧力差には、管の圧力損失と
管に流体を満たすための静圧水頭とが含まれる。
まず、Ａ管，Ｂ管は各々長さや曲がり形状が異な
り、また配置される場所の相違によつて火炉より
の燃焼ガスから受ける熱量も違い汽水分離の生じ
る程度も異なる。よつて、圧力損失△PA，△PB
のカーブは互いに異なる。この△PA，△PBのカ
ーブによつて両管の圧力が平衡を保つのは、一例
として圧力損失が図中 △PA＝△PB＝△P1 のときである。このときウエイト流量比は、 WA／１／２（WA＋WB）＝０，WB／１／２（WA＋WB）＝2.
0 となつてウエイト流量比の合計が2.0になつてい
る。このときWAは０でありＡ管で流動停滞が生
じてしまうことを示している。このため従来は、
両管にオリフイスを設置し、圧力損失を図中の△
PA＋△Porifice・Ａ，△PB＋△Porifice・Ｂのカ
ーブとする。このとき両管の圧力が平衡を保つの
は、圧力損失が図中 △PA＋△Porifice・Ａ＝△PBPorifice・Ｂ＝△P2 のときである。このときウエイト流量比は WA／１／２（WA＋WB）＝0.5，WB／１／２（WA＋WB）＝1
.5 となつてウエイト流量比の合計が2.0になる。こ
れにより両管のウエイト流量比は接近し、従つて
流量のバランスがとれ、流動停滞を防止できる。
しかし、変圧運転ボイラでは、高負荷時は運転
圧力が超臨界圧となり一相流のため、汽水分離が
なくなること及び流量が多いことから、オリフイ
スの設置や管肉厚の増加等の手段を採るまでもな
く各管の流量アンバランスはほとんど生じず、流
動停滞もない。したがつて低負荷時における流動
安定化のためだけにオリフイスの設置や管肉厚の
増大等の手段を採ることは、高負荷時における圧
力損失を増大させ、給水ポンプ容量及び動力を増
大させることになりボイラ装置全体の効率を下げ
てしまう。
圧力が超臨界圧となり一相流のため、汽水分離が
なくなること及び流量が多いことから、オリフイ
スの設置や管肉厚の増加等の手段を採るまでもな
く各管の流量アンバランスはほとんど生じず、流
動停滞もない。したがつて低負荷時における流動
安定化のためだけにオリフイスの設置や管肉厚の
増大等の手段を採ることは、高負荷時における圧
力損失を増大させ、給水ポンプ容量及び動力を増
大させることになりボイラ装置全体の効率を下げ
てしまう。
本発明の目的は、低負荷域では流動アンバラン
スを防止して伝熱管を冷却するに十分な流量を確
保するとともに、高負荷域では圧力損失を小さく
抑え、ポンプの容量、動力の増大を防止すること
ができる変圧運転ボイラ装置を提供することにあ
る。
スを防止して伝熱管を冷却するに十分な流量を確
保するとともに、高負荷域では圧力損失を小さく
抑え、ポンプの容量、動力の増大を防止すること
ができる変圧運転ボイラ装置を提供することにあ
る。
本発明は、超臨界圧から亜臨界圧の範囲で蒸気
圧力を変化させる変圧運転ボイラにおいて、該ボ
イラのケージ壁の前流部より分岐し該ケージ壁の
後流部で合流するバイパス管を設け、前記ボイラ
負荷に対応する該ボイラ被加熱流体の流量の内前
記ケージ壁を流れるボイラ被加熱流体の流量を、
低負荷時には増大させ、高負荷時には低減させる
ように前記バイパス管を流れるボイラ被加熱流体
の流量を変化させる制御手段を設けたものであ
る。
圧力を変化させる変圧運転ボイラにおいて、該ボ
イラのケージ壁の前流部より分岐し該ケージ壁の
後流部で合流するバイパス管を設け、前記ボイラ
負荷に対応する該ボイラ被加熱流体の流量の内前
記ケージ壁を流れるボイラ被加熱流体の流量を、
低負荷時には増大させ、高負荷時には低減させる
ように前記バイパス管を流れるボイラ被加熱流体
の流量を変化させる制御手段を設けたものであ
る。
これにより本発明は、汽液二相流となる低負荷
時には給水の全量を流して流動停滞を防止し、流
動が安定する高負荷時には流量の一部をバイパス
することにより圧力損失を小さく抑えるようにし
たものである。
時には給水の全量を流して流動停滞を防止し、流
動が安定する高負荷時には流量の一部をバイパス
することにより圧力損失を小さく抑えるようにし
たものである。
以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を説
明する。
明する。
第３図において、給水ポンプ（図示していな
い）より供給された被加熱流体である給水は節炭
器９、火炉６、ケージ壁８で加熱された後、ドラ
ム１０にて汽水分離され、蒸気は過熱器１１を経
てタービン（図示していない）に送られる。一方
ドラム１０で分離された水は、再循環ポンプ１２
によつて節炭器９の入口側に戻される。
い）より供給された被加熱流体である給水は節炭
器９、火炉６、ケージ壁８で加熱された後、ドラ
ム１０にて汽水分離され、蒸気は過熱器１１を経
てタービン（図示していない）に送られる。一方
ドラム１０で分離された水は、再循環ポンプ１２
によつて節炭器９の入口側に戻される。
ここでケージ壁８は、第１図に示したパネルを
多数組合せて構成されるが、このパネルの入口供
給管１と出口供給管５とはケージバイパス１３に
よつて連結され、このケージバイパス１３にケー
ジバイパス弁１４が取り付けられている。
多数組合せて構成されるが、このパネルの入口供
給管１と出口供給管５とはケージバイパス１３に
よつて連結され、このケージバイパス１３にケー
ジバイパス弁１４が取り付けられている。
本発明において、オリフイスの設置や管肉厚の
増加等を行うことなく、流動が安定する高負荷時
にはケージバイパス弁１４を開き、ケージ壁８の
パネルを構成する管内を流れる流量の一部をケー
ジバイパス１３に流すことによりケージ壁８の管
内を流れる流量を低減し、低負荷時にはケージバ
イパス１４を閉じ、給水の全量をパネルを構成す
る各管に導入し、負荷に対応する流体の全流量を
流す。この結果、低負荷時の流動停滞が防止さ
れ、かつ高負荷時の圧力損失の増大が防止され
る。
増加等を行うことなく、流動が安定する高負荷時
にはケージバイパス弁１４を開き、ケージ壁８の
パネルを構成する管内を流れる流量の一部をケー
ジバイパス１３に流すことによりケージ壁８の管
内を流れる流量を低減し、低負荷時にはケージバ
イパス１４を閉じ、給水の全量をパネルを構成す
る各管に導入し、負荷に対応する流体の全流量を
流す。この結果、低負荷時の流動停滞が防止さ
れ、かつ高負荷時の圧力損失の増大が防止され
る。
次にボイラ負荷に対するケージ流量と圧力損失
との関係を示す第４図により本実施例の作用・効
果を詳述する。
との関係を示す第４図により本実施例の作用・効
果を詳述する。
変圧運転ボイラにおいてケージ流量は極低負荷
時には、再循環水を使用しているため、負荷には
関係なく一定となる。高負荷時にはケージバイパ
ス１３に流体が流れるため、負荷に対応した合計
流量（給水量）に比してケージ流量は減少する。
ケージ壁の流動安定性と圧力損失との関係を求め
ると、Ａ−A′線が流動停滞を生じさせないため
の最小圧力差である。この最小圧力差は、前記第
５図のウエイト流量０（流動抵抗０）の位置で示
される静圧水頭△PA
時には、再循環水を使用しているため、負荷には
関係なく一定となる。高負荷時にはケージバイパ
ス１３に流体が流れるため、負荷に対応した合計
流量（給水量）に比してケージ流量は減少する。
ケージ壁の流動安定性と圧力損失との関係を求め
ると、Ａ−A′線が流動停滞を生じさせないため
の最小圧力差である。この最小圧力差は、前記第
５図のウエイト流量０（流動抵抗０）の位置で示
される静圧水頭△PA
Claims (1)
- １ 超臨界圧から亜臨界圧の範囲で蒸気圧力を変
化させる変圧運転ボイラにおいて、該ボイラのケ
ージ壁の前流部より分岐し該ケージ壁の後流部で
合流するバイパス管を設け、前記ボイラ負荷に対
応する該ボイラ被加熱流体の流量の内前記ケージ
壁を流れるボイラ被加熱流体の流量を、低負荷時
には増大させ、高負荷時には低減させるように前
記バイパス管を流れるボイラ被加熱流体の流量を
変化させる制御手段を設けたことを特徴とする変
圧運転ボイラ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28296286A JPS62142903A (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | 変圧運転ボイラ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28296286A JPS62142903A (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | 変圧運転ボイラ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62142903A JPS62142903A (ja) | 1987-06-26 |
| JPH0223762B2 true JPH0223762B2 (ja) | 1990-05-25 |
Family
ID=17659385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28296286A Granted JPS62142903A (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | 変圧運転ボイラ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62142903A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2516515B2 (ja) * | 1991-12-27 | 1996-07-24 | 株式会社北松セメント工業所 | 側溝ブロック |
| JP5549271B2 (ja) * | 2010-02-22 | 2014-07-16 | 株式会社Ｉｈｉ | ボイラ |
-
1986
- 1986-11-27 JP JP28296286A patent/JPS62142903A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62142903A (ja) | 1987-06-26 |
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