JPH03117801A - 排熱回収ボイラ - Google Patents
排熱回収ボイラInfo
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- JPH03117801A JPH03117801A JP1252315A JP25231589A JPH03117801A JP H03117801 A JPH03117801 A JP H03117801A JP 1252315 A JP1252315 A JP 1252315A JP 25231589 A JP25231589 A JP 25231589A JP H03117801 A JPH03117801 A JP H03117801A
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Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
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。
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、排熱回収ボイラに係り、特に過熱器、再熱器
、蒸発器および節炭器などに用いら九る伝熱パネル構造
の改良、ならびに節炭器に関するものである。
、蒸発器および節炭器などに用いら九る伝熱パネル構造
の改良、ならびに節炭器に関するものである。
最近、高効率発電の一環として、コンバインドサイクル
プラントが注目されている。このコンバインドサイクル
プラントは、まずガスタービンによる発電を行い、その
ガスタービンから排出される排ガス中の保有熱を排熱回
収ボイラによって熱回収し、さらにこの排熱回収ボイラ
で発生した蒸気によって蒸気タービンを駆動させて、両
方のタービンで発電するものである。
プラントが注目されている。このコンバインドサイクル
プラントは、まずガスタービンによる発電を行い、その
ガスタービンから排出される排ガス中の保有熱を排熱回
収ボイラによって熱回収し、さらにこの排熱回収ボイラ
で発生した蒸気によって蒸気タービンを駆動させて、両
方のタービンで発電するものである。
第7図は、従来のコンバインドサイクルプラントの概略
系統図である。
系統図である。
同図において、空気供給管lからの燃焼用空気へと燃料
供給管2からの燃料Fを燃焼器3で混合して燃焼させ、
その燃焼ガスでガスタービン4を回転させてガスタービ
ン4による発電を行なう。
供給管2からの燃料Fを燃焼器3で混合して燃焼させ、
その燃焼ガスでガスタービン4を回転させてガスタービ
ン4による発電を行なう。
このガスタービン4から排出された排ガスGは、排熱回
収ボイラ5の排ガス通路6へ導入される。
収ボイラ5の排ガス通路6へ導入される。
この排ガス通路6には下流側から」二流側に向けて節炭
器7.蒸発器8、ドラIs 9および過熱器10がそれ
ぞれ配置されている。又、近年、ガスタービン排ガス温
度の高温化に伴い、蒸発器8と過熱器lOとの間に再熱
器29が配置される場合もある。 一方、被加熱流体で
ある給水WFは給水ポンプ11より給水管12を経て節
炭器7に供給され、これで所定の温度まで予熱された後
、ドラム9に供給される。ドラム9に供給された給水W
Fは、ドラム9の降水管13を経て蒸発器8、ドラム9
の順で自然循環または強制循環され、その間に加熱され
てドラム9内で水と蒸気に分離される。
器7.蒸発器8、ドラIs 9および過熱器10がそれ
ぞれ配置されている。又、近年、ガスタービン排ガス温
度の高温化に伴い、蒸発器8と過熱器lOとの間に再熱
器29が配置される場合もある。 一方、被加熱流体で
ある給水WFは給水ポンプ11より給水管12を経て節
炭器7に供給され、これで所定の温度まで予熱された後
、ドラム9に供給される。ドラム9に供給された給水W
Fは、ドラム9の降水管13を経て蒸発器8、ドラム9
の順で自然循環または強制循環され、その間に加熱され
てドラム9内で水と蒸気に分離される。
水は再び降水管13、蒸発器8およびドラム9へと再@
環されるが、蒸気は過熱器10へ送られ、ここでさらに
昇臥された後、主蒸気管14より蒸気タービン15へ供
給され、蒸気タービン15によって発電を行う。前記再
熱器29がある場合には、蒸気タービン15からの蒸気
を再熱器29へ送ってそこで蒸気を過熱し、その過熱蒸
気を再び蒸気タービン15へ送って発電する。なお、図
中の 16は発電機、I7は復水器である。
環されるが、蒸気は過熱器10へ送られ、ここでさらに
昇臥された後、主蒸気管14より蒸気タービン15へ供
給され、蒸気タービン15によって発電を行う。前記再
熱器29がある場合には、蒸気タービン15からの蒸気
を再熱器29へ送ってそこで蒸気を過熱し、その過熱蒸
気を再び蒸気タービン15へ送って発電する。なお、図
中の 16は発電機、I7は復水器である。
第8図は、前記節炭器7.再熱器29および過熱器10
などに使用される伝熱パネルの斜視図である。
などに使用される伝熱パネルの斜視図である。
この伝熱パネル18は同図に示すように、入口ヘッダ−
19から導入された水又は蒸気は、多数並設された伝熱
管22にて加熱されなから下方から上方へ流れて出口ヘ
ッダ20により取り出され、連絡管21を経由して次の
伝熱パネル18へと移動する。
19から導入された水又は蒸気は、多数並設された伝熱
管22にて加熱されなから下方から上方へ流れて出口ヘ
ッダ20により取り出され、連絡管21を経由して次の
伝熱パネル18へと移動する。
このように従来の伝熱パネル18では、入口ヘッダ19
からの被加熱流体は伝熱管22を下から上への一方向の
み流れ、出口ヘッダ2oから連絡管21を経て、次の伝
熱パネル18へと流れる仕組にな′つている。
からの被加熱流体は伝熱管22を下から上への一方向の
み流れ、出口ヘッダ2oから連絡管21を経て、次の伝
熱パネル18へと流れる仕組にな′つている。
この種の伝熱パネル18における伝熱管22の管内熱伝
達率は、はぼ管内流速の0.8乗に比例するため、流速
が大きいほど熱回収率は良くなり、反対に管内流速が遅
いほど熱回収率は悪い。
達率は、はぼ管内流速の0.8乗に比例するため、流速
が大きいほど熱回収率は良くなり、反対に管内流速が遅
いほど熱回収率は悪い。
ところで最近、現地での据付期間を短縮するため、排熱
回収ボイラ5を工場で第9図に示すように排熱回収モジ
ュール23にする傾向にある。この場合、同図に示す如
く排熱回収ボイラモジュール23の下に、輸送用重機2
4(例えば、ドーリ−など)を入れて排熱回収ボイラモ
ジュール23をそのままの状態で建設現地まで輸送する
する方式が採られている。そのため排熱回収ボイラ5の
横幅Llは輸送用重機24を入れる関係上輸送用重機2
4の横幅L2よりも広く、排熱回収ボイラをモジュール
化しない場合の横幅L3よりもかなり広くなっている。
回収ボイラ5を工場で第9図に示すように排熱回収モジ
ュール23にする傾向にある。この場合、同図に示す如
く排熱回収ボイラモジュール23の下に、輸送用重機2
4(例えば、ドーリ−など)を入れて排熱回収ボイラモ
ジュール23をそのままの状態で建設現地まで輸送する
する方式が採られている。そのため排熱回収ボイラ5の
横幅Llは輸送用重機24を入れる関係上輸送用重機2
4の横幅L2よりも広く、排熱回収ボイラをモジュール
化しない場合の横幅L3よりもかなり広くなっている。
そのために必然的に、伝熱パネル18の伝熱管本数も多
くなる。従って個々の管内流速が低下し。
くなる。従って個々の管内流速が低下し。
十分な熱回収が行われない。これを補うためにはパネル
数を増加する必要があり、それに伴なって重量が増加し
たり大型化したり、不経済であるなどの問題がある。
数を増加する必要があり、それに伴なって重量が増加し
たり大型化したり、不経済であるなどの問題がある。
これらの問題を解決するため、第10図に示すような伝
熱パネル18が提案されている(実開昭62−1258
07号公報)。この伝熱パネル18は、伝熱管22の両
端に配置されるヘッダ19ならびに20をそれぞれ複数
に分割して分割パネルを作り、各分割パネルをパネル連
絡管21で接続する構造になっている。このようすれば
、従来の伝熱パネルに比較して個々の伝熱管22におけ
る管内流速を増し、熱回収効率を高めることができる。
熱パネル18が提案されている(実開昭62−1258
07号公報)。この伝熱パネル18は、伝熱管22の両
端に配置されるヘッダ19ならびに20をそれぞれ複数
に分割して分割パネルを作り、各分割パネルをパネル連
絡管21で接続する構造になっている。このようすれば
、従来の伝熱パネルに比較して個々の伝熱管22におけ
る管内流速を増し、熱回収効率を高めることができる。
しかし、この構成のものにおいても問題がない訳ではな
い。すなわち伝熱パネルの分割数に応じてパネル連絡管
21の数が増える訳であるが、このパネル連結管21の
存在によって圧力損失が大となるばかりでなく、アンバ
ランスフローを生じることがある。特に節炭器の場合に
アンバランスフローを生じると、部分的に水が流れない
伝熱管が生じ、そのため管内で蒸気が発生してウォータ
ハンマー現象が起り、伝熱管を損傷する欠点がある。
い。すなわち伝熱パネルの分割数に応じてパネル連絡管
21の数が増える訳であるが、このパネル連結管21の
存在によって圧力損失が大となるばかりでなく、アンバ
ランスフローを生じることがある。特に節炭器の場合に
アンバランスフローを生じると、部分的に水が流れない
伝熱管が生じ、そのため管内で蒸気が発生してウォータ
ハンマー現象が起り、伝熱管を損傷する欠点がある。
第12図も従来の排熱回収ボイラの概略構成図である。
同図に示すように排ガスGの流れ方向上流側より過熱器
41.蒸発器42ならびに節炭器43が順次配置されて
いる。給水ポンプ(図示せず)から送られてきた水は節
炭器43の入口に導入され、節炭器43内で上昇、下降
を繰り返しなから熱吸収され、流量調整弁44を通って
ドラム45へ導かれる。
41.蒸発器42ならびに節炭器43が順次配置されて
いる。給水ポンプ(図示せず)から送られてきた水は節
炭器43の入口に導入され、節炭器43内で上昇、下降
を繰り返しなから熱吸収され、流量調整弁44を通って
ドラム45へ導かれる。
導入された水はドラt145内で缶水と混合され、蒸発
器42にて飽和蒸気となって過熱器41に導かれ、高温
に過熱された後に蒸気タービン(図示せず)に供給され
る。
器42にて飽和蒸気となって過熱器41に導かれ、高温
に過熱された後に蒸気タービン(図示せず)に供給され
る。
この排熱回収ボイラにおいて、ガスの熱量が低下すると
蒸発量が少なくなるため、節炭器43の入口側に配置さ
れている給水流量調整弁46で給水流量を調整するよう
になっている。このとき、給水ポンプの特性から節炭器
43の内圧は、負荷が低下しても高く維持されるように
なっており、それによって節炭器43内でのスチーミン
グを防止している。特に変圧運転を行う場合、過熱器4
1ならびに蒸発器42においては飽和蒸気温度が低下す
ることになるため、この方法により節炭器43の圧力を
高く維持することはスチーミング防止に有効である。
蒸発量が少なくなるため、節炭器43の入口側に配置さ
れている給水流量調整弁46で給水流量を調整するよう
になっている。このとき、給水ポンプの特性から節炭器
43の内圧は、負荷が低下しても高く維持されるように
なっており、それによって節炭器43内でのスチーミン
グを防止している。特に変圧運転を行う場合、過熱器4
1ならびに蒸発器42においては飽和蒸気温度が低下す
ることになるため、この方法により節炭器43の圧力を
高く維持することはスチーミング防止に有効である。
(発明が解決しようとするill WllI )第12
図に示すような構成の排熱回収ボイラでは、流量調整弁
44の出口において流体がフラッシングし、特に変圧運
転においては流量調節弁/I4の出入口の圧力差が大き
く、それに伴ってフラッシングも激しくなり、流量調整
弁44の摩耗が顕著になる。
図に示すような構成の排熱回収ボイラでは、流量調整弁
44の出口において流体がフラッシングし、特に変圧運
転においては流量調節弁/I4の出入口の圧力差が大き
く、それに伴ってフラッシングも激しくなり、流量調整
弁44の摩耗が顕著になる。
このようなことが起こらないようにするためには、節炭
器43出口の流体エンタルピーを低くした設計とする必
要がある。しかし節炭器43の出口エンタルピーを低く
することは、結果的には排熱回収ボイラでの蒸発量を低
下することになり。
器43出口の流体エンタルピーを低くした設計とする必
要がある。しかし節炭器43の出口エンタルピーを低く
することは、結果的には排熱回収ボイラでの蒸発量を低
下することになり。
コンバインドサイクルプラントなどではプラント効率の
低下を招来することになり、好ましいことではない。
低下を招来することになり、好ましいことではない。
本発明の第1の目的は、前述した従来技術の欠点を解消
して、伝熱パネル内の伝熱管の本数が増加しても、管内
流速が大きくでき、熱回収率が高く維持できる排熱回収
ボイラを提供することにある。
して、伝熱パネル内の伝熱管の本数が増加しても、管内
流速が大きくでき、熱回収率が高く維持できる排熱回収
ボイラを提供することにある。
本発明の第2の目的は、前述した従来技術の欠点を解消
し1節炭器量口の給水温度を高めても流量調整弁出口で
のフラッシングが有効に防止できる排熱回収ボイラを提
供するにある。
し1節炭器量口の給水温度を高めても流量調整弁出口で
のフラッシングが有効に防止できる排熱回収ボイラを提
供するにある。
1前記第1の目的を達成するため本発明は、排ガス通路
内に過熱器、再熱器、蒸発器ならびに節炭器などの熱交
換器を配置して、排ガス通路中を流通する排ガスが所有
している熱を前記熱交換器によって回収する排熱回収ボ
イラにおいて、前記熱交換器のうちの少なくとも1つの
熱交換器が、多数本並列に配置された伝熱管と、その伝
熱管のうちの一部の伝熱管の一端に接続される入口ヘッ
ダと、残りの伝熱管の一端に接続されるとともに前記入
「1ヘツダと同じ側に配置される出口ヘッダと、前記入
口ヘッダならびに出口ヘッダと対向する側に配置されて
全伝熱管の他端と接続される1本の中間ヘッダとを有す
る伝熱パネルから構成されていることを特徴とするもの
である。
内に過熱器、再熱器、蒸発器ならびに節炭器などの熱交
換器を配置して、排ガス通路中を流通する排ガスが所有
している熱を前記熱交換器によって回収する排熱回収ボ
イラにおいて、前記熱交換器のうちの少なくとも1つの
熱交換器が、多数本並列に配置された伝熱管と、その伝
熱管のうちの一部の伝熱管の一端に接続される入口ヘッ
ダと、残りの伝熱管の一端に接続されるとともに前記入
「1ヘツダと同じ側に配置される出口ヘッダと、前記入
口ヘッダならびに出口ヘッダと対向する側に配置されて
全伝熱管の他端と接続される1本の中間ヘッダとを有す
る伝熱パネルから構成されていることを特徴とするもの
である。
前記第2の目的を達成するため本発明は、排ガス通路に
少なくとも節炭器が配置され、前記vトガス通路を流通
する排ガスが所有している熱を前記節炭器で回収する排
熱回収ボイラにおいて。
少なくとも節炭器が配置され、前記vトガス通路を流通
する排ガスが所有している熱を前記節炭器で回収する排
熱回収ボイラにおいて。
前記節炭器が、排ガス流れ方向上流側に配置される高温
側節炭器と、その高温側節炭器よりも後流側に配置され
る低温側節炭器と、その低温側節炭器と高温側節炭器と
を連絡する節炭器連緒管とを有し、前記高温側節炭器は
上昇管のみで構成され、前記低温側節炭器は上昇管と下
降管との組合せによって構成されていることを特徴とす
るものである。
側節炭器と、その高温側節炭器よりも後流側に配置され
る低温側節炭器と、その低温側節炭器と高温側節炭器と
を連絡する節炭器連緒管とを有し、前記高温側節炭器は
上昇管のみで構成され、前記低温側節炭器は上昇管と下
降管との組合せによって構成されていることを特徴とす
るものである。
前記第2の目的を達成するため本発明は排ガス通路に少
なくとも節炭器が配置され、曲記排ガス通路をdε通す
る排ガスが所有している熱を前記節炭器で回収し、その
節炭器内でのスチーミングの発生を防止するために圧力
調整用の調整弁を設けた排熱回収ボイラにおいて、前記
節炭器が、排ガス流れ方向上流側に配置される高温側節
炭器と、その高温側節炭器よりも後流側に配置される低
温側節炭器と、その低温側節炭器と高温側節炭器とを連
絡する節炭器連緒管とを有し、前記高温側節炭器は上昇
管のみで構成され、前記低温側節炭器は上昇管と下降管
との組合せによって構成されていることを特徴とするも
のである。
なくとも節炭器が配置され、曲記排ガス通路をdε通す
る排ガスが所有している熱を前記節炭器で回収し、その
節炭器内でのスチーミングの発生を防止するために圧力
調整用の調整弁を設けた排熱回収ボイラにおいて、前記
節炭器が、排ガス流れ方向上流側に配置される高温側節
炭器と、その高温側節炭器よりも後流側に配置される低
温側節炭器と、その低温側節炭器と高温側節炭器とを連
絡する節炭器連緒管とを有し、前記高温側節炭器は上昇
管のみで構成され、前記低温側節炭器は上昇管と下降管
との組合せによって構成されていることを特徴とするも
のである。
以下1本発明の実施例を図面とともに説明する。
第1図は、本発明の第1実施例に係る伝熱ノ(ネルを示
すものである。
すものである。
同図に示す伝熱パネル18では、紙面に向かって垂直方
向に延びたガス通路内に多数本の伝熱管22が配置され
るが、この伝熱管22は図面に向かって左右にほぼ2分
され、中間部にガスノ(ス防止板27が挿入されている
。図面に向かって右側の伝熱管22(領域a)の一端に
は入口へラダ19が接続され、一方、左側の伝熱管22
(領域b)の一端には出口ヘッダ20が接続されている
。この人1.1ヘッダ19と出口ヘッダ20とは完全に
分離しており1図に示すように両者の隙間に対応した位
置に前記ガスパス防止板27が配置された構造になって
いる。また、全伝熱管22の他端は。
向に延びたガス通路内に多数本の伝熱管22が配置され
るが、この伝熱管22は図面に向かって左右にほぼ2分
され、中間部にガスノ(ス防止板27が挿入されている
。図面に向かって右側の伝熱管22(領域a)の一端に
は入口へラダ19が接続され、一方、左側の伝熱管22
(領域b)の一端には出口ヘッダ20が接続されている
。この人1.1ヘッダ19と出口ヘッダ20とは完全に
分離しており1図に示すように両者の隙間に対応した位
置に前記ガスパス防止板27が配置された構造になって
いる。また、全伝熱管22の他端は。
入[]ヘッダ19ならびに出口へラダ20と対向する位
置に設けられた中間ヘッダ25に、それぞれ接続されて
いる。
置に設けられた中間ヘッダ25に、それぞれ接続されて
いる。
この構成の伝熱パネルにおいては、例えば水などの被加
熱流体は入口ヘッダ19から導入され。
熱流体は入口ヘッダ19から導入され。
領域a側の伝熱管22を通り、中間へラダ25を経て、
領域す側の伝熱管22を通ってから出口ヘッダ20から
排出され、従来のものと異なり被加熱流体が二方向に流
れるようになっている。
領域す側の伝熱管22を通ってから出口ヘッダ20から
排出され、従来のものと異なり被加熱流体が二方向に流
れるようになっている。
なお、本発明の実施例においては、第7図に示す過熱器
10、再熱器29.蒸発器8および節炭器7のうち、蒸
発器8を除く過熱器10、再熱器29および節炭器7を
前記伝熱パネル18で構成したものである。
10、再熱器29.蒸発器8および節炭器7のうち、蒸
発器8を除く過熱器10、再熱器29および節炭器7を
前記伝熱パネル18で構成したものである。
それは、蒸発器8の伝熱管22内では被加熱流体は沸騰
しなから熱伝達されるのであるから、管内の流速を上げ
ても伝熱効率の向上にはほとんど影響しないためである
。
しなから熱伝達されるのであるから、管内の流速を上げ
ても伝熱効率の向上にはほとんど影響しないためである
。
これに対して過熱器lO1再熱器29および節炭器7に
おける伝熱管22内での被加熱流体は水あるいは蒸気の
みの一相であるために、流速を上げるとそれに応じて伝
熱効率が向上する。
おける伝熱管22内での被加熱流体は水あるいは蒸気の
みの一相であるために、流速を上げるとそれに応じて伝
熱効率が向上する。
この実施例のように、入口へラダ19と出口ヘッダ20
とを分割した場合、領域aにおける左端の伝熱管22a
と領域すにおける右端の伝熱管22bとの隙間が必然的
に大きくなる。そうなると排ガスGがその隙間を通って
ショートパスして熱回収効果が低減するから、ショート
パスを防止して熱回収率を高めるためにガスパス防止板
27が配置されてる。
とを分割した場合、領域aにおける左端の伝熱管22a
と領域すにおける右端の伝熱管22bとの隙間が必然的
に大きくなる。そうなると排ガスGがその隙間を通って
ショートパスして熱回収効果が低減するから、ショート
パスを防止して熱回収率を高めるためにガスパス防止板
27が配置されてる。
前記第1実施例では、入口へラダ19と出口ヘッダ20
とを完全に分割して、その隙間と対応する位置にガスパ
ス防止板27を設置したが、第2図に示す第2実施例の
場合は、1本のヘッダを用い、それの中間位置に仕切板
26を入れて入口ヘッダ19と出「lヘッダ20とに区
別することもできる。
とを完全に分割して、その隙間と対応する位置にガスパ
ス防止板27を設置したが、第2図に示す第2実施例の
場合は、1本のヘッダを用い、それの中間位置に仕切板
26を入れて入口ヘッダ19と出「lヘッダ20とに区
別することもできる。
これら第1実施例ならびに第2実施例では、入[1ヘツ
ダ19と出口ヘッダ20の長さがほぼ等しいが、第3図
に示す第3実施例の場合は、入口へラダ19と出口ヘッ
ダ20の長さを変えている。
ダ19と出口ヘッダ20の長さがほぼ等しいが、第3図
に示す第3実施例の場合は、入口へラダ19と出口ヘッ
ダ20の長さを変えている。
このように入[1ヘツダ19と出口ヘッダ20の長さを
交互に変えることによって、パネルAの分割部をショー
トパスした排熱ガスの熱を、下流側に位置するパネルB
で熱回収するようにして1分割部のガスパス防止板27
を不要にすることができる。 なお、この実施例では入
口へラダ19を短く、出口ヘッダ20を長くしているが
、これとは反対に入口ヘッダ19の方を長く、出口ヘッ
ダ20の方を短くすることもできる。
交互に変えることによって、パネルAの分割部をショー
トパスした排熱ガスの熱を、下流側に位置するパネルB
で熱回収するようにして1分割部のガスパス防止板27
を不要にすることができる。 なお、この実施例では入
口へラダ19を短く、出口ヘッダ20を長くしているが
、これとは反対に入口ヘッダ19の方を長く、出口ヘッ
ダ20の方を短くすることもできる。
第4図ならびに第5図に示す第4実施例ならびに第5実
施例において前記第1実施例ならびに第2実施例と異な
る点は、第1図ならびに第2図の伝熱パネル18は縦位
置に配置されたものであるのに対し、第4図ならびに第
5図の伝熱パネルl8は横位置に配置したものであり、
他の説明は第1図ならびに第2図のものと同一である。
施例において前記第1実施例ならびに第2実施例と異な
る点は、第1図ならびに第2図の伝熱パネル18は縦位
置に配置されたものであるのに対し、第4図ならびに第
5図の伝熱パネルl8は横位置に配置したものであり、
他の説明は第1図ならびに第2図のものと同一である。
第6図は、本発明の第6実施例を示したものである。
コンバインドサイクルプラントの場合、ガスタービンの
起動時、低負荷時に、排熱回収ボイラの節状′a7の給
水出口部で蒸気を発生スチーミングする欠点がある。そ
れは起動時、低負荷時には高負荷時に比べて第7図に示
す排ガス通路6の入口での排ガス温度が低く、このため
に節炭器7の上流側に配置されている過熱器lO1再熱
器29ならびに蒸発器8の伝熱パネルI8での熱吸収量
は少なくなる。
起動時、低負荷時に、排熱回収ボイラの節状′a7の給
水出口部で蒸気を発生スチーミングする欠点がある。そ
れは起動時、低負荷時には高負荷時に比べて第7図に示
す排ガス通路6の入口での排ガス温度が低く、このため
に節炭器7の上流側に配置されている過熱器lO1再熱
器29ならびに蒸発器8の伝熱パネルI8での熱吸収量
は少なくなる。
従って、節炭器7人[1の排ガス温度は過熱器10、再
熱器29、蒸発器8での熱吸収量が少なくなるのでそれ
だけ高くなり、節炭器7の伝熱パネル18での熱吸収量
は逆に多くなり、この熱吸収量の増加に伴って節炭器7
の伝熱パネル18の内、給水出口に近いつまり、排ガス
の流れからみて上流側の伝熱パネル18(節炭器7の排
ガス上流側に位置する伝熱パネル18)でスチーミング
が発生する。そしてスチーミングが発生すると。
熱器29、蒸発器8での熱吸収量が少なくなるのでそれ
だけ高くなり、節炭器7の伝熱パネル18での熱吸収量
は逆に多くなり、この熱吸収量の増加に伴って節炭器7
の伝熱パネル18の内、給水出口に近いつまり、排ガス
の流れからみて上流側の伝熱パネル18(節炭器7の排
ガス上流側に位置する伝熱パネル18)でスチーミング
が発生する。そしてスチーミングが発生すると。
ウォーターハンマを併発し、伝熱管22を損傷する恐れ
があるため好ましくない。
があるため好ましくない。
よって、第1図ないし第3図に示す伝熱パネル18を全
て節炭器7に使った場合、給水出口部の伝熱パネル18
Cの入口ヘッダ19から中間へラダ25に流れる下降流
の伝熱管22内で蒸気が発生すると、その蒸気が停滞し
、ウォーターハンマーを生じるという問題がある。
て節炭器7に使った場合、給水出口部の伝熱パネル18
Cの入口ヘッダ19から中間へラダ25に流れる下降流
の伝熱管22内で蒸気が発生すると、その蒸気が停滞し
、ウォーターハンマーを生じるという問題がある。
そこでこの第6図に示す実施例では、蒸気が発生すると
予想される給水出口部の伝熱パネル18Cを上昇流のみ
の伝熱パネル18.即ち、第8図に示す伝熱パネル18
とし、その他の伝熱パネル+8D、18F、18F、1
8Gならびに1811を第1図ないし第3図に示す伝熱
パネル18とすることによって、節炭器7での熱回収率
を高め、さらに蒸気が発生しても停滞をおこすことなく
、ドラム9に給水をすることができるようにしたもので
ある。
予想される給水出口部の伝熱パネル18Cを上昇流のみ
の伝熱パネル18.即ち、第8図に示す伝熱パネル18
とし、その他の伝熱パネル+8D、18F、18F、1
8Gならびに1811を第1図ないし第3図に示す伝熱
パネル18とすることによって、節炭器7での熱回収率
を高め、さらに蒸気が発生しても停滞をおこすことなく
、ドラム9に給水をすることができるようにしたもので
ある。
ここで、蒸気が発生する領域が広い場合には、伝熱パネ
ル18Dも上昇流のみの伝熱パネル18とし、伝熱パネ
ル18Cと180を接続する連絡管の径を小さくして、
連絡管内流速を高め、蒸気の停滞を無くし、伝熱パネル
18Dから伝熱パネル18Cへ給水を送るようにするこ
ともできる。
ル18Dも上昇流のみの伝熱パネル18とし、伝熱パネ
ル18Cと180を接続する連絡管の径を小さくして、
連絡管内流速を高め、蒸気の停滞を無くし、伝熱パネル
18Dから伝熱パネル18Cへ給水を送るようにするこ
ともできる。
第11図は、本発明の第7実施例を説明するための図で
ある。同図に示すように排ガスGの流れ方向り流側から
下流側に冶って過熱器41.蒸発器42.高温側節炭器
43bならびに低温側節炭器43aが順次配置されてい
る。
ある。同図に示すように排ガスGの流れ方向り流側から
下流側に冶って過熱器41.蒸発器42.高温側節炭器
43bならびに低温側節炭器43aが順次配置されてい
る。
給水ポンプ(図示せず)より送られてくる給水は、低温
腐蝕防止のため節炭器43a内の高温の水と適量混合し
、排ガスGの露点(約45℃)以上に加温して節炭器4
3aに供給されるafuJAFJ43aに送られた水は
、上昇、下降を繰返しなから排ガスGからの熱を吸収し
た後、上昇管のみで構成されている高温側節炭器43b
に節炭器連緒管47を通して供給される。このように高
温側節炭器 43bを上昇管のみで構成すれば、その中で蒸気を発生
してもそれが滞留することはなく、結局、ウォーターハ
ンマーは生じない。
腐蝕防止のため節炭器43a内の高温の水と適量混合し
、排ガスGの露点(約45℃)以上に加温して節炭器4
3aに供給されるafuJAFJ43aに送られた水は
、上昇、下降を繰返しなから排ガスGからの熱を吸収し
た後、上昇管のみで構成されている高温側節炭器43b
に節炭器連緒管47を通して供給される。このように高
温側節炭器 43bを上昇管のみで構成すれば、その中で蒸気を発生
してもそれが滞留することはなく、結局、ウォーターハ
ンマーは生じない。
高温側節炭器43b出口の流体(水または蒸気を含んだ
気水温合流体)は、ドラム連絡管48を通ってドラム4
5に導かれ、ドラム45内の缶水と混合され、蒸発器4
2に流入する。蒸発器42で発生した飽和蒸気はドラム
45内で気水分離され、過熱器連絡管49により過熱器
41に導かれ過熱蒸気となって蒸気タービン(図示せず
)に送られる。
気水温合流体)は、ドラム連絡管48を通ってドラム4
5に導かれ、ドラム45内の缶水と混合され、蒸発器4
2に流入する。蒸発器42で発生した飽和蒸気はドラム
45内で気水分離され、過熱器連絡管49により過熱器
41に導かれ過熱蒸気となって蒸気タービン(図示せず
)に送られる。
排熱回収ボイラの負荷変化に伴う給水景制御は。
低温側節炭器43aと高温側節炭器43bとを連絡する
節炭器連緒管47の途中に設けられた流量調整弁46で
行われる。そのため、低温節炭器43a内は所定の高い
圧力に維持することができ、低温側節炭器43a内での
スチーミングが防止できるi また、高温側節炭器43bは上昇管のみで構成されてい
るため、スチーミングを発生しても問題にはならないか
ら、ドラム45入口の流体エンタルピーを高めた設計が
可能であり、蒸発量を増すことでコンバインドサイクル
プラントなどのプラント効率を高めに設計することがで
きる。
節炭器連緒管47の途中に設けられた流量調整弁46で
行われる。そのため、低温節炭器43a内は所定の高い
圧力に維持することができ、低温側節炭器43a内での
スチーミングが防止できるi また、高温側節炭器43bは上昇管のみで構成されてい
るため、スチーミングを発生しても問題にはならないか
ら、ドラム45入口の流体エンタルピーを高めた設計が
可能であり、蒸発量を増すことでコンバインドサイクル
プラントなどのプラント効率を高めに設計することがで
きる。
さらに高温側節炭器43bでの熱吸収量を多くすれば、
それだけ蒸発器を増加することができるとともに、低温
側節炭器43a人[1のガス温度が低下し、さらに低温
側節炭器43aでのスチーミングが生じ難いという効果
がある。
それだけ蒸発器を増加することができるとともに、低温
側節炭器43a人[1のガス温度が低下し、さらに低温
側節炭器43aでのスチーミングが生じ難いという効果
がある。
高温側節炭器43bとドラム45との間を連絡するドラ
ム連絡管48の途中には、オリフィスまたはオリフィス
チューブなどからなる圧力損失付与部50と切換弁51
とが併設されている。部分負荷で低温側節炭器43a出
口の流体温度が上昇して、流量調整弁46出口において
フラッシングが発生し易くなると、前記切換弁48によ
り流体を圧力損失の大きい圧力損失付与部50に導くこ
とにより、フラッシングを防止することができる。
ム連絡管48の途中には、オリフィスまたはオリフィス
チューブなどからなる圧力損失付与部50と切換弁51
とが併設されている。部分負荷で低温側節炭器43a出
口の流体温度が上昇して、流量調整弁46出口において
フラッシングが発生し易くなると、前記切換弁48によ
り流体を圧力損失の大きい圧力損失付与部50に導くこ
とにより、フラッシングを防止することができる。
さらにこのようなことから、流量調整弁46入口の流体
エンタルピーをこれらの限界近くまで高めることかでき
、そのために蒸発量を更に増加して。
エンタルピーをこれらの限界近くまで高めることかでき
、そのために蒸発量を更に増加して。
プラント効率をいっそう向上することが可能である。
本発明は前述したような構成になっているため。
一方何のヘッダのみを分割あるいは区分するだけですむ
から、従来提案されたものよりも安価に製造でき、しか
も管内流速が大きくでき、そのために熱回収率が高く維
持できる。
から、従来提案されたものよりも安価に製造でき、しか
も管内流速が大きくでき、そのために熱回収率が高く維
持できる。
さらに本発明は前述したような構成になっているため、
節炭器出口の給水温度を高めても、調整弁出口でのフラ
ッシングが有効に防止できるなどの利点を有している。
節炭器出口の給水温度を高めても、調整弁出口でのフラ
ッシングが有効に防止できるなどの利点を有している。
第1図は1本発明の第1実施例に係る伝熱パネルの平面
図。 第2図は、第2実施例に係る伝熱パネルの平面図。 第3図は、第3実施例に係る伝熱パネル群の平面図。 第4図は、第4実施例に係る伝熱パネルの平面図、 第5図は、第5実施例に係る伝熱パネルの平面図。 第6図は、第6実施例に係る排熱回収ボイラの節炭器付
近の概略構成図。 第7図は、従来の排熱回収ボイラの概略構成図、第8図
は、従来の伝熱パネルの斜視図、第9図は、モジュール
化したIll:熱回収ボイラを輸送する状態を示す説明
図、 第10図は、従来提案された!11熱回収ボイラの慨!
lI8構成図。 第11図は、本発明の第7実施例に係る排熱回収ボイラ
の概略も1成図。 第12図は、従来の排熱回収ボイラの概略構成図である
。 5・・・・・・排熱回収ボイラ、6・・・・・・排ガス
通路、7・・・・・・節炭器、8・・・・・・蒸発器、
−9・・・・・ドラム、10・・・・・過熱器、18・
・・・・伝熱パネル、19・・・・・入口ヘッダ、20
・・・・・・出口ヘッダ、22・・・・・・伝熱管、2
9・・・・・再熱器、27・・・・・・ガスパス防止板
、41・・・・・過熱器、42・・・・・・蒸発器1.
43・・・・・・節炭器、43a・・・・・・低温側節
炭器、43b・・・・・・高温側節炭器、45・・・・
・・ドラム、46・・・・・・流量調節弁、47・・・
・・・節炭器連緒管、48・・・・・・ドラム連絡管、
5゜・・・・・圧力損失付与部、51・・・・・・切換
弁。 第 1 図 第 図 第 図 6 5 第4図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第1O図
図。 第2図は、第2実施例に係る伝熱パネルの平面図。 第3図は、第3実施例に係る伝熱パネル群の平面図。 第4図は、第4実施例に係る伝熱パネルの平面図、 第5図は、第5実施例に係る伝熱パネルの平面図。 第6図は、第6実施例に係る排熱回収ボイラの節炭器付
近の概略構成図。 第7図は、従来の排熱回収ボイラの概略構成図、第8図
は、従来の伝熱パネルの斜視図、第9図は、モジュール
化したIll:熱回収ボイラを輸送する状態を示す説明
図、 第10図は、従来提案された!11熱回収ボイラの慨!
lI8構成図。 第11図は、本発明の第7実施例に係る排熱回収ボイラ
の概略も1成図。 第12図は、従来の排熱回収ボイラの概略構成図である
。 5・・・・・・排熱回収ボイラ、6・・・・・・排ガス
通路、7・・・・・・節炭器、8・・・・・・蒸発器、
−9・・・・・ドラム、10・・・・・過熱器、18・
・・・・伝熱パネル、19・・・・・入口ヘッダ、20
・・・・・・出口ヘッダ、22・・・・・・伝熱管、2
9・・・・・再熱器、27・・・・・・ガスパス防止板
、41・・・・・過熱器、42・・・・・・蒸発器1.
43・・・・・・節炭器、43a・・・・・・低温側節
炭器、43b・・・・・・高温側節炭器、45・・・・
・・ドラム、46・・・・・・流量調節弁、47・・・
・・・節炭器連緒管、48・・・・・・ドラム連絡管、
5゜・・・・・圧力損失付与部、51・・・・・・切換
弁。 第 1 図 第 図 第 図 6 5 第4図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第1O図
Claims (12)
- (1)排ガス通路内に過熱器、再熱器、蒸発器ならびに
節炭器などの熱交換器を配置して、排ガス通路中を流通
する排ガスが保有している熱を前記熱交換器によつて回
収する排熱回収ボイラにおいて、 前記熱交換器のうちの少なくとも1つの熱交換器が、多
数本並列に配置された伝熱管と、その伝熱管のうちの一
部の伝熱管の一端に接続される入口ヘッダと、残りの伝
熱管の一端に接続されるとともに前記入口ヘッダと同じ
側に配置される出口ヘッダと、前記入口ヘッダならびに
出口ヘッダと対向する側に配置されて全伝熱管の他端と
接続される1本の中間ヘッダとを有する伝熱パネルから
構成されていることを特徴とする排熱回収ボイラ。 - (2)請求項(1)記載において、前記入口ヘッダと出
口ヘッダとが分離され、前記伝熱管群内の入口ヘッダと
出口ヘッダとの隙間に対応する位置にガスパス防止部材
が配置されていることを特徴とする排熱回収ボイラ。 - (3)請求項(1)記載において、前記入口ヘッダと出
口ヘツダとが1本のヘッダで構成され、そのヘッダの途
中に仕切部材を設けることにより、入口ヘッダと出口ヘ
ッダとに区分されていることを特徴とする排熱回収ボイ
ラ。 - (4)請求項(1)記載において、前記伝熱パネルが排
ガス流れ方向に沿つて多数配置され、それら伝熱パネル
における前記入口ヘッダと出口ヘッダとの長さが互に異
なり、入口ヘッダと出口ヘッダとが分離して、当該伝熱
パネルの入口ヘッダと出口ヘッダとの隙間が、その伝熱
パネルより排ガス流れ方向後流側に配置された伝熱パネ
ルの入口ヘッダまたは出口ヘッダと対向するように構成
されていることを特徴とする排熱回収ボイラ。 - (5)排ガス通路に少なくとも節炭器が配置され、前記
排ガス通路を流通する排ガスが保有している熱を前記節
炭器で回収する排熱回収ボイラにおいて、 前記節炭器が、排ガス流れ方向上流側に配置される高温
側節炭器と、その高温側節炭器よりも後流側に配置され
る低温側節炭器と、その低温側節炭器と高温側節炭器と
を連絡する節炭器連緒管とを有し、前記高温側節炭器は
上昇管のみで構成され、前記低温側節炭器は上昇管と下
降管との組合せによつて構成されていることを特徴とす
る排熱回収ボイラ。 - (6)請求項(5)記載において、前記低温側節炭器が
、多数本並列に配置された伝熱管と、その伝熱管のうち
の一部の伝熱管の一端に接続される入口ヘッダと、残り
の伝熱管の一端に接続されるとともに前記入口ヘッダと
同じ側に配置される出口ヘッダと、前記入口ヘッダなら
びに出口ヘッダと対向する側に配置されて全伝熱管の他
端と接続される1本の中間ヘッダとを有する伝熱パネル
から構成されていることを特徴とする排熱回収ボイラ。 - (7)請求項(6)記載において、前記入口ヘツダと出
口ヘッダとが分離され、前記伝熱管群内の入口ヘッダと
出口ヘッダとの隙間に対応する位置にガスパス防止部材
が配置されていることを特徴とする排熱回収ボイラ。 - (8)請求項(6)記載において、前記入口ヘッダと出
口ヘッダとが1本のヘッダで構成され、そのヘッダの途
中に仕切部材を設けることにより、入口ヘッダと出口ヘ
ッダとが区分されていることを特徴とする排熱回収ボイ
ラ。 - (9)請求項(6)記載において、前記伝熱パネルが排
ガス流れ方向に沿つて多数配置され、それら伝熱パネル
における前記入口ヘッダと出口ヘッダとの長さが互に異
なり、入口ヘッダと出口ヘッダとが分離して、当該伝熱
パネルの入口ヘッダと出口ヘッダとの隙間が、その伝熱
パネルより排ガス流れ方向後流側に配置された伝熱パネ
ルの入口ヘッダまたは出口ヘッダと対向するように構成
されていることを特徴とする排熱回収ボイラ。 - (10)排ガス通路に少なくとも節炭器が配置され、前
記排ガス通路を流通する排ガスが保有している熱を前記
節炭器で回収し、その節炭器内でのスチーミングの発生
を防止するために圧力調整用の調整弁を設けた排熱回収
ボイラにおいて、前記節炭器が、排ガス流れ方向上流側
に配置される高温側節炭器と、その高温側節炭器よりも
後流側に配置される低温側節炭器と、その低温側節炭器
と高温側節炭器とを連絡する節炭器連絡管とを有し、前
記高温側節炭器は上昇管のみで構成され、前記低温側節
炭器は上昇管と下降管との組合せによつて構成されてい
ることを特徴とする排熱回収ボイラ。 - (11)請求項(10)記載において、前記調整弁が前
記節炭器連絡管の途中に設けられていることを特徴とす
る排熱回収ボイラ。 - (12)請求項(10)記載において、前記高温側節炭
器とドラムを連絡するためのドラム連絡管が設けられ、
そのドラム連絡管の途中に圧力損失付与部と切換弁とが
並列に設けられていることを特徴とする排熱回収ボイラ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1252315A JP2925594B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 排熱回収ボイラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1252315A JP2925594B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 排熱回収ボイラ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05097299A Division JP3227137B2 (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 排熱回収ボイラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03117801A true JPH03117801A (ja) | 1991-05-20 |
| JP2925594B2 JP2925594B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=17235543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1252315A Expired - Lifetime JP2925594B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 排熱回収ボイラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2925594B2 (ja) |
Cited By (5)
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-
1989
- 1989-09-29 JP JP1252315A patent/JP2925594B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| WO2023051977A1 (en) * | 2021-09-30 | 2023-04-06 | Nem Energy B.V. | Heat exchanger tube bundle and related heat recovery steam generator |
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