JPH028201B2 - - Google Patents

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JPH028201B2
JPH028201B2 JP7289981A JP7289981A JPH028201B2 JP H028201 B2 JPH028201 B2 JP H028201B2 JP 7289981 A JP7289981 A JP 7289981A JP 7289981 A JP7289981 A JP 7289981A JP H028201 B2 JPH028201 B2 JP H028201B2
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JP
Japan
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panel
boiler
gas turbine
water supply
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Expired
Application number
JP7289981A
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English (en)
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JPS57188901A (en
Inventor
Masakatsu Maeda
Tsuneo Watabe
Fumio Koda
Iwao Kusaka
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Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Publication date
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  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は廃熱回収ボイラに係り、特にボイラ
起動時にはウオーターハンマを生ずることがなく
かつボイラ運転時には給水の加熱を良好に行うこ
とのできる節炭器を有する廃熱回収ボイラに関す
る。
最近の電力需要の変化に伴いピーク負荷用とし
てガスタービンを採用する傾向が高まつている
が、このガスタービンに対して運動エネルギーを
与えた高温ガスの熱を廃熱ボイラにおいて回収
し、さらに廃熱ボイラによつて発生した蒸気によ
り蒸気タービンを駆動して発電を行う複合発電が
実施され省エネルギー化を図つている。
第1図は廃熱回収ボイラ(以下単に「ボイラ」
と称する)の概略を示す。図において1はガスタ
ービンであつて、空気Aと燃料Fにより生じた高
温の燃焼ガスはガスタービン1を作動させて発電
を行つた後廃ガスとしてボイラ2に供給され、過
熱器3,蒸発器4および節炭器5の順に伝熱した
後系外に排出される。一方発生した蒸気はボイラ
ドラム6から過熱器3に流入し所定の温度まで過
熱された後蒸気タービン7に供給され第二の発電
を行い、使用された蒸気は復水器8で水に戻され
た後給水Wとして再度ボイラに供給される。
以上の構成のボイラは発生した熱を有効に利用
し省エネルギー化が図られる反面次の如き問題が
ある。
すなわちガスタービンは負荷追従性が非常に良
好であるためピーク負荷用として使用されるわけ
であるが、この結果ガスタービンの起動,停止回
数が多く、かつ急激な負荷変動もしばしば行われ
る。廃熱回収ボイラもこの負荷変化に対応して起
動停止を行うわけであるが、ボイラ停止時もしく
は急激な負荷減少の際に節炭器内の給水が一部蒸
発してボイラ起動時にいわゆるウオーターハンマ
を生ずる。第2図により節炭器内で蒸気が発生す
る状態を説明する。
通常節炭器出口の給水温度は飽和温度以下(曲
線Aは飽和温度曲線を示す)、例えば曲線Bに示
す温度で運用される。今ボイラを圧力P2で運転
していたものを圧力P1まで降下させるとする。
この場合圧力の降下が緩やかな場合には熱水の温
度も圧力の降下に対応してT2からT1に徐々に降
下するため給水は飽和温度以上となることはな
い。これに対して圧力の降下が急激な場合には給
水の温度降下は圧力の降下に対応できず温度T2
に近い状態で圧力P1に降下することとなる。こ
のため圧力Pにおいて給水温度がT2からT1′の間
は給水は飽和温度以上となり給水の一部は蒸発し
節炭器内に滞留する。この状態の変化はボイラ圧
が減少する上述の場合よりもボイラの運転を急激
に停止した場合にさらに激しく生ずる。
また以上に説明した理由の外に、ボイラ停止直
後は廃ガスダクト内部に相当量の熱が残留してお
り、この残留した熱を節炭器内に滞留した給水が
吸収して昇温し蒸気を発生する事態も生ずる。
これらの理由により生じた蒸気が残留した状態
でボイラを再起動させると節炭器中の給水が激し
く管壁に衝突して管体に大きな衝撃を与えウオー
ターハンマを生じ、管体を損傷したり、ボイラド
ラムに対する給水供給量が不安定となつたりす
る。特に給水が下降する場合には下降する給水と
上昇する蒸気が衝突して激しいウオーターハンマ
を生ずる。
このため発明者等は直管の上下の端部を各々ヘ
ツダで接続して一枚の伝熱パネルを構成してこの
伝熱パネルの複数枚を上下の共通ヘツダで接続し
て一体とし節炭器としたものを提供した。この形
式の節炭器においては給水は各パネルの直管を上
昇するのみであるため、管内に蒸気が発生しても
ウオーターハンマは殆んど生じない反面次の如き
問題がある。すなわち給水は各パネルの直管を上
昇した後共通ヘツダに集められ上胴に送られてし
まうので廃ガスとの熱交換が不十分となる虞れが
あり、かつ給水の温度調節は各伝熱管の流量を制
御することにより行うため制御が複雑となる。つ
まりウオーターハンマの問題を無視すれば節炭器
の伝熱管は長尺の管体を曲折して伝熱管一本当り
の伝熱面積を増大した方が熱効率も良好でかつ制
御も容易となる。
この発明の目的は上述した問題点に鑑み、ボイ
ラ運転中は熱回収効率が良好かつ制御が容易で、
ボイラ起動時にはウオーターハンマを生ずること
のない廃熱回収ボイラを提供することにある。
要するにこの発明は複数枚の伝熱パネルを上下
の共通ヘツダで接続することにより一体の節炭器
を構成し、かつ各伝熱パネルを下降管で接続し、
ボイラ運転中はこの下降管を介して給水を貫流さ
せ、ボイラ運転停止中は伝熱パネルの直管のみに
より給水はすべて上昇流とし、発生した蒸気の排
除を容易にしてウオーターハンマを防止するよう
構成したものである。
以下この発明の実施例を図面により説明する。
第3図はこの発明の実施例を示す。
図において矢印10はガスダクト11内に配置
した節炭器である。符号10aは節炭器10を構
成する伝熱管パネルを示す。このパネルはガスダ
クト11内に複数本配置した直管30と、この直
管30の両端をガスダクト外で接続する上部ヘツ
ダ12および下部ヘツダ13から成る。31は給
水流れの上流側のパネルの上部ヘツダ12と、こ
のパネルに隣接する給水流れ下流側のパネルの下
部ヘツダ13を接続する下降管であつて、節炭器
10を構成する各パネルをこの下降管31で接続
することにより節炭器を一体に形成する。
この様に形成した複数枚のパネルを平行に位置
させることにより節炭器10を構成する。この各
パネル10aのうち上部ヘツダ12は制御弁14
を有する管路15により上部共通ヘツダ16に接
続している。一方下部ヘツダ13は制御弁32を
有する管路17により下部共通ヘツダ18に接続
している。次に上部共通ヘツダ16は管路19に
より上胴20内のエコノマイザサイクロン21と
接続し、下部共通ヘツダ18の一端は給水制御弁
22を有する給水供給管路23により給水ポンプ
24と接続し、他端は再循環流量制御弁25を有
する再循環管路26により上胴20の降水管27
と接続している。次に上部ヘツダ12に対しては
温度検知器29が設置してある。28は記憶と指
令信号を発する制御箱であつて、前記制御弁1
4,給水制御弁22,再循環流量制御弁25,下
部共通ヘツダ18に設けたブロー弁33および温
度検知器29と各々回路接続している。
以上の装置において、ボイラ運転中は制御箱2
8の指令信号により弁14はすべて全閉としてお
く。これにより給水ポンプ24から給送された給
水Wは給水流れの最上流側のパネルの直管30を
上昇して上部ヘツダ12に至る。この場合制御弁
14は閉となつているため給水は下降管31を経
て隣接するパネルの下部ヘツダ13に至り、この
上昇,下降を繰り返すことにより最下流側の上部
ヘツダ12から上部共通ヘツダ16に至り管路1
9を経て上胴20に流入する。この場合上部共通
ヘツダ16は管路19側を上方として符号16の
如く斜めに配置すれば内部の流体の排出をより良
好に行える。ボイラ運転中は以上の如く給水Wを
各直管30および下降管31を貫流させることに
より熱効率が上昇し、かつ給水Wの流量も弁22
のみで行うことができる。また制御箱28はボイ
ラ運転中温度検知器29により上部ヘツダ12内
の給水温度を検知し、この検知結果に応じて弁1
4及び32を調節する。この弁14,32の調節
により29にて検知した後流側の下降管31を経
由させずに下部ヘツダ18を介して管路30への
上昇流を形成し弁14を経て上部ヘツダ16に供
給するようにする。この操作により下降管におけ
るウオータハンマ等の流動不安定を防止する。
次にガスタービンの停止によりボイラの運転も
停止せねばならない場合には給水ポンプ24も停
止し節炭器10内の給水の流動を停止する。この
ためボイラ内圧力が急激に降下すると節炭器内の
給水温度が飽和温度以上となり給水の一部が蒸発
する。また圧力の降下が急激でなくともガスダク
ト11等に滞留した給水の温度が上昇し一部が蒸
発する事態も考えられる。
制御箱28はボイラの運転を停止した場合には
制御弁25,32,14を開とする。これにより
節炭器の直管30および下降管31内に発生した
蒸気は上昇し各上部ヘツダ12を経て上部共通ヘ
ツダ16に流入し、さらに管路19を経て上胴2
0側にパージされる。つまり給水の供給を停止す
ることにより節炭器内で発生した蒸気および節炭
器内の給水はすべて上昇流となり、蒸気のパージ
を良好に行い、ボイラ再起動時にウオーターハン
マが生じるのを防止し、缶水を起動時に給水ポン
プ出口に供給し給水温度の上昇を早めボイラの立
ち上りを早いものとすることができる。
この発明を実施することによりボイラの再起動
時に節炭器内に残留した蒸気によりウオーターハ
ンマが生じるのを効果的に防止でき、かつボイラ
運転中は熱効率を高め、しかも給水の制御を容易
に行える。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の廃熱回収ボイラの系統図、第2
図は圧力と飽和蒸気温度との関係を示す線図、第
3図はこの発明に係る廃熱回収ボイラの系統図で
ある。 10……節炭器、10a……パネル、11……
廃ガスダクト、12……上部ヘツダ、13……下
部ヘツダ、14……制御弁、16……上部共通ヘ
ツダ、18……下部共通ヘツダ、22……給水制
御弁、24……給水ポンプ、25……再循環量制
御弁、27……降水管、28……制御箱、29…
…温度検知器、30……直管、31……下降管、
32……制御弁、W……給水。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ガスタービン廃ガスダクト内に位置する直管
    を上部ヘツダおよび下部ヘツダで接続してパネル
    を形成し、このパネルをパネル面を平行にして廃
    ガスダクト内に複数個位置させ、給水流れについ
    ての上流側パネルの上部ヘツダと、このパネルに
    隣接する下流側パネルの下部ヘツダとを下降管で
    接続することを繰返して一の給水管路を形成する
    ことにより節炭器を構成し、各パネルの上部ヘツ
    ダは制御弁を介して上部共通ヘツダと管路接続
    し、同様に下部ヘツダも制御弁を介して下部共通
    ヘツダと管路接続し、さらに下部共通ヘツダは再
    循環制御弁を介してボイラ下降管と管路接続し、
    ガスタービン休止時には節炭器管である直管およ
    び下降管に給水の上昇流のみを生ずるよう構成し
    たことを特徴とするガスタービン廃熱回収ボイ
    ラ。 2 各パネルの上部ヘツダに温度検知器を設けそ
    の温度信号を受ける記憶と指令信号を発する制御
    箱の指令により各パネルの上部および下部ヘツダ
    に接続する制御弁を制御し、ガスタービン休止時
    にパネル毎の給水流量を調節可能に形成したこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のガスタ
    ービン廃熱回収ボイラ。
JP7289981A 1981-05-16 1981-05-16 Recovery boiler for waste heat from gas turbine Granted JPS57188901A (en)

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JP7289981A JPS57188901A (en) 1981-05-16 1981-05-16 Recovery boiler for waste heat from gas turbine

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JPS57188901A JPS57188901A (en) 1982-11-20
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DE3471732D1 (en) * 1983-05-23 1988-07-07 Solar Turbines Inc Steam generator control systems
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