JPH0225603A - ボイラ装置及び運転方法 - 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、気水分離器を有するボイラ装置及びその運転
方法に係り、特に起動時におけるプロッペン現象により
発生する貯水タンクレベルの上昇を抑えるのに好適なボ
イラ装置及び運転方法に関する。

〔従来の技術〕

従来のボイラ装置においては、近年の原子力発電の増大
、及び昼夜間の電力需要量の格差増大に伴ない、火力発
電においては中間負荷運用が要求されている。そのため
、この中間負荷運用に適したボイラとして、超臨界圧変
圧運転ボイラが数多く運用されている。このような型式
の部分負荷における効率向上を図る変圧運転を行なうボ
イラにおいては、起動時から低負荷運転時に過熱器に入
るまでの流体は気水混合の状態で送給される。このため
第３図に示されるように、ボイラ給水ポンプ（図示しな
い）から供給された水は１節炭器１、火炉２、天井壁３
．ケージ壁４、煙道蒸発器５を通って過熱器６に入る前
に、この過熱器６の前流に設けられた気水分離器７を通
り、この気水分離器７により気水分離された一方の蒸気
は過熱器６に、他力の水は貯蓄タンク８に入る。そして
貯水タンク８に入った水は再循環ポンプ９により火炉２
内に再循環される。この貯水タンク８は気水分離された
水を貯水して火炉２内に再循環させるときの再循環ポン
プ９への水の供給を調整している。

火炉２の起動点火時は火炉２における蒸気発生量は極め
て少ないが、燃料投入量が増加して入口給水温度が上昇
することにより、火炉２において極めて短時間に蒸気が
発生する。この蒸気の容積は水の約５０倍乃至１００倍
に相当するため、この容積増加は急激でかつ大きいもの
となる。その結果、下流の火炉２の上部、天井壁３、ケ
ージ壁４及び煙道蒸発器Ｓなどに流れている多量の水を
押し出す、いわゆるプロッペン現象（膨出現象）が発生
する。このプロッペン現象が発生すると、火炉２から後
流の気水分離器７までの流体経路の水が気水分離器７に
押し出され、貯水タンク８の水位が急上昇してその後急
下降する。そのため−時的に貯水タンク８の水位が上限
値を超えることになり、火炉２への再循環流量を安定制
御する上で大きな外乱を生じることとなる。特に制御が
追従できない場合は、再循環ポンプ９のトリップを生じ
ることになるため、プロッペン現象発生時の貯水タンク
８の水位の急上昇は、ボイラ運用上の大きな支障となっ
ている。

このブロッペン現象に対する従来の対策としては、プロ
ッペン現象時に貯水タンク８に流入する流体が貯水タン
ク８の水位の上限値を超えないように、貯水タンク８の
容量を大きくしていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のボイラ装置にあっては、火炉の起動時にプロッペ
ン現象が発生し、多量の水が膨出して貯水タンクに流入
し、同時に熱負荷の高い火炉内で瞬時に水が蒸発して、
それに伴なう比容積の増大により、火炉から後流の気水
分ｌｌ＃器までの流体経路中の水が一度に貯水タンクに
押し出される。この結果、−時的に貯水タンクの水位が
急上昇してボイラ運用上に支障をきたす、そこで貯水タ
ンクの容量を大きくすることは、火炉へ水を再循環しな
い高負荷においては貯水タンクを実質使用しないため、
設備コストの上で無駄が多くなるという問題点があった
。

本発明の目的は、貯水タンクの水位の上昇を少なくし、
貯水タンクの容量を小さくすることのできるボイラ装置
及び運転方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記の目的を達成するため、本発明に係るボイラ装置は
、火炉出口からの流体を気水分離器に流通する流体経路
を備え、気水分離器で分離した一方の蒸気を過熱器に、
他力の水を貯水タンクにそれぞれ送給するボイラ装置に
おいて、流体経路に、流体を気水分離器にバイパスする
バイパス管路と、このバイパス管路を開閉するバルブと
を設けるように構成されている。

また前記ボイラ装置の運転方法は、流体を気水分離器に
バイパスするバイパス管路とこのバイパス管路を開閉す
るバルブとを流体経路に設け、プロッペン現象が発生す
る起動時に前記バルブを開とし、流体をバイパス管路に
流通して流体経路からの水の膨張量を抑制し、貯水タン
クの水位の急激な上昇を防止するように構成されている
。

〔作用〕

本発明によるボイラ装置及び運転方法は、プロッペン現
象の発生する起動時において、バイパス管路のバルブを
開とすることによって、火炉出口の流体は流動抵抗の小
さいバイパス管路を流れ、火炉出口下流側の流体経路中
の天井壁、ケージ壁。

煙道蒸発器が実質バイパスされる。従ってこの間に保有
される水はほとんど気水分離器には膨出されず、従って
貯水タンクに水が急激に流れない。

〔実施例〕 本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照しながら説
明する。

第１図に示されるように、ボイラ給水ポンプ（図示しな
い）に接続された節炭器１は、配管工０Ａを介して火炉
２の入口２Ａに接続されている。

この火炉２の出口２Ｂは天井壁３に接続されておリ、こ
の天井壁３は配管１０Ｂを介してケージ壁４の下端の入
口４Ａに接続されている。またケージ壁４の上端の出口
４Ｂは配管１０Ｇを介して煙道蒸発器５の入口５Ａに接
続され、この煙道蒸発器５の出口５Ｂは配管１０Ｄを介
して気水分離器７に接続されている。さらにこの気水分
離器７には、分離された蒸気を過熱器６に送給する配管
１０Ｅと、分離された水を貯水タンク８に送給する配管
１０Ｆとが設けられており、さらに貯水タンク８は再循
環ポンプ９を介して配管１０Ｇにより節炭器１に接続さ
れている。火炉２の出口２Ｃからの流体を気水分離器７
に流通する前記部品及び配管からなる流体経路を備え、
気水分離器７で分離した一方の蒸気を過熱器６に、他力
の水を貯水タンク８に送給するボイラ装置において、流
体経路に流体を気水分離器７にバイパスするバイパス管
路１１を接続し、このバイパス管路１１を開閉するバル
ブ１２を設けた構成である。

次に前記のように構成されたボイラ装置の運転方法を第
２図を参照しながら説明する。プロッペン現象による貯
水タンク８への水の流入量は使用燃料によっても異なり
、火炉２における熱吸収量が少なく、この不足分を補う
ため煙道蒸発器５が設置されたガス焚ボイラでは、油焚
ボイラに比べ火炉２から気水分離器７に至る流体経路内
の保有水量が多い、このためプロッペン現象による水の
吐出量も多くなる。第１図及び第２図はこのガス焚ボイ
ラが示される。

ボイラ装置の起動待以後の通常の運転時は、バイパス管
路１１に設けられたバルブ１２を閉じ。

ボイラ給水ポンプからの水は１節炭器１、配管１０Ａ、
火炉２．天井壁３、配管１０Ｂ、ケージ壁４、配管１０
Ｃ１煙道蒸発器５、配管１０Ｄを通って気水分離器７に
流入される。プロッペン現象が発生する起動時にこの流
路経路を運用すると。

火炉２．天井壁３、ケージ壁４及び煙道蒸発器５内の気
水分離器７を経由して貯水タンク８に流入することにな
る。そこで起動時はプロッペン現象の発生を予測し、バ
イパス管路１１に設けられたバルブ１２を開くことによ
り、火炉２の出口２Ａから排出される流体は、明らかに
流動抵抗の小さいバイパス管路１１に流れることになり
、天井壁３、ケージ壁４及び煙道蒸発器５が実質的にバ
イパスされることになる。そのため、火炉２がら気水分
離器７までに流通される水は火炉２とバイパス管路１１
の水のみとなり、プロッベン現象によって膨出される水
の量を抑制することができる。

従ってプロッペン現象が発生する起動時において、気水
分離器７から貯水タンク８に排出される水の量は少なく
なり、貯水タンク８の水位の急激な上昇が防止される。

なお、火炉２から流体をバイパス管路１１に通って気水
分離器７に流入させることは、天井壁３、ケージ壁４及
び煙道蒸発器５に水が流れなくなるかまたは少なくなる
が、このようにバイパス管路１１を開く操作は熱負荷の
小さい起動時に行なわれるため、水の流れが停滞するこ
とによってメタル温度が許容値を超えるようなことはな
い、この点については１通気前の再熱器管に蒸気が流入
でいない状態と比較すると明白である。またプロッペン
現象が発生するタイミングを予測して、バルブ１２を開
く時期を適正に制御することにより。

バイパスされた流路経路に水の最低必要量を確保するこ
とは可能である。

本実施例によれば、プロッペン現象が発生する起動時に
おいて、気水分Ｒ１ａ’ｌの水量が少なくなるため、貯
水タンク８の水位の急激な上昇が抑えられて貯水タンク
８の容量を小さくすることができる。また起動時間を短
くするために燃料を多量に投入しても、気水分離器７に
流入する水量を少なくすることができる。

本実施例ではバイパス管路１１を火炉２の出口２Ｃに接
続した場合について説明したが、このバイパス管路１１
を第２図に点線で示されるように、天井壁３とケージ壁
４との間、またはケージ壁４と煙道蒸発器５との間に接
続してもよい。またバイパス管路１１への水の流入を確
実にするために、天井壁３の下流側に流路経路中にバル
ブ１３を設けて、バイパス操作時にこのバルブ１３を閉
じるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、火炉から気水分離器に至る流路経路中
にバイパス管路とバルブとを設けて、プロッペン現象が
発生する起動時にバイパス管路に流体を流すことによっ
て、プロッペン現象発生時の水の膨出量を抑制し、貯水
タンクの水位の急激な上昇を抑制することができるとと
もに、貯水タンクの容量を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略を示す縦断面図、第２
図は本実施例の作用を示すフローチャート、第３図は従
来の技術を示すフローチャートである。 ２・・・火炉、６・・・過熱器、７・・・気水分離器、
８・・・貯水タンク、１１・・・バイパス管路、１２・
・・バルブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、火炉出口からの流体を気水分離器に流通する流体経
   路を備え、該気水分離器で分離した一方の蒸気を過熱器
   に、他力の水を貯水タンクにそれぞれ送給するボイラ装
   置において、前記流体経路に、前記流体を前記気水分離
   器にバイパスするバイパス管路と、該バイパス管路を開
   閉するバルブとを設けたことを特徴とするボイラ装置。 ２、流体を気水分離器にバイパスするバイパス管路と該
   バイパス管路を開閉するバルブとを流体経路に設け、プ
   ロッペン現象が発生する起動時に前記バルブを開とし、
   前記流体をバイパス管路に流通して流体経路からの水の
   膨出量を抑制し、貯水タンクの水位の急激な上昇を防止
   することを特徴とするボイラ装置の運転方法。