JPH0330764B2

JPH0330764B2 -

Info

Publication number: JPH0330764B2
Application number: JP56140375A
Authority: JP
Inventors: Toshio Ogauchi; Toshihiko Takahashi
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1981-09-08
Filing date: 1981-09-08
Publication date: 1991-05-01
Also published as: JPS5843305A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は廃ガス流路内に位置し一の給水供給
源より給水を受ける複数のボイラの夫々の節炭器
のスチーミングを防止し、ドラム相互の水位につ
いての干渉を防止する廃熱回収ボイラに関する。

ガスタービン発電により生じた排ガスを始めと
して各種排ガスの熱を回収する方法として排ガス
流中に廃熱ボイラを配置して熱回収を行なうが、
この場合、廃熱回収効率を高めるため複数のボイ
ラ、例えば高圧ボイラと低圧ボイラを併設した混
圧型ボイラを設置することがある。第１図は従来
の混圧ボイラの一例を示す。図において、脱気器
１の貯水は低圧給水ポンプ２により主給水管路１
５を経て低圧節炭器３において昇温した後低圧ド
ラム４に供給される。

低圧ドラム４内の缶水は降水管５および蒸発器
６を循環し、発生した蒸気はドラム４から低圧蒸
気S₁として低圧タービン等所定の機器に送られ
る。一方降水管５を下降した缶水の一部は高圧給
水管路１６、高圧給水ポンプ７、高圧節炭器８を
経て高圧ドラム９に至る。高圧ドラム９内の缶水
も低圧ドラム４内の缶水と同様降水管１０、蒸発
器１１を循環し、発生した蒸気は高圧ドラム９、
過熱器１２を経て高圧蒸気S₂として高圧タービン
等の機器に供給される。

この型式のボイラにおいては、低圧節炭器３お
よび高圧節炭器８に供給する給水の流量は主給水
管路１５を通過する給水量によつて調節されるこ
とになるため、弁１５ａを絞つてボイラ負荷低下
に対応して給水流量を減少させると低圧、高圧の
各節炭器３および８においてスチーミングが生じ
る。つまり各ボイラを通過する加熱媒体たる排ガ
ス量は常時ほぼ一定であるため、給水通過量が減
少すると給水の単位体積当りの吸熱量が増大して
スチーミングが生じる。この様な負荷低下時にス
チーミングを防止するためには節炭器内圧力をこ
の節炭器内給水温度に対する飽和圧力以上に保持
しておく必要がある。しかし第１図に示す流量調
節弁１５ａは低圧節炭器３の入口側に配置してあ
るため低圧節炭器３の圧力調節は不可能であり、
スチーミングの防止はできない。同様に高圧節炭
器８に対する流量調節弁１６ａも節炭器入口側に
配置してあるので高圧節炭器８内のスチーミング
防止も不可能である。

また高圧ドラム９と低圧ドラム４は降水管５、
高圧給水ライン１６、高圧節炭器１６を介して連
通状態となつているため高圧ドラム９のレベル変
動が生じると低圧ドラム４の缶水取り出し量が変
化し低圧ドラム４のレベル変動となつて現れる。
すなわち両ドラムに相互干渉が発生して両ドラム
のレベルを一定に保持することが非常に困難とな
る。このため低圧ドラム４をバイパスして管路１
７を設けることもあるが、この場合には低圧節炭
器内でスチーミングが生じると気液混合物が高圧
給水ポンプ７に直接流入するため同ポンプ７のキ
ヤビテーシヨンという問題も発生する。

このような現象は、高圧ボイラと低圧ボイラの
組に限るものでなく、同圧のボイラであつても生
ずる。

この発明の目的は上述した従来技術の問題点を
除去し、廃ガス流路内に位置する複数のボイラの
組において各節炭器のスチーミングをボイラ負荷
に係りなく常時防止することができ、かつ各ボイ
ラドラムの相互干渉も生じ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、廃ガス流路に高圧ボイラ
と低圧ボイラを設けた廃熱回収ボイラ装置におい
て、低圧ボイラへの給水は低圧給水ポンプ低圧節
炭器、第１の流量調節弁、低圧ボイラドラムを接
続する管路により行い、高圧ボイラ装置への給水
は前記低圧節炭器と前記第１の流量調節弁とを接
続する低圧節炭器出口管路より分岐する高圧給水
ポンプを有する高圧給水管路によりすることを特
徴とする廃熱回収ボイラ装置である。

また、高圧節炭器出口と高圧ドラムとを接続す
る管路に流量調整弁をもうけ、負荷減時に高圧節
炭器でのスチーミングを防止するものである。

また別に、低圧節炭器出口管路より分岐し高圧
節炭器に給水する管路より更に分岐し、低圧給水
ポンプ入口側に給水を循環させるので、低圧節炭
器で昇温した給水の熱エネルギーの損失をしない
ようにし、かつ低圧節炭器の給水流量を大にする
管路を設け低圧給水ポンプの入口側に循環供給す
る管路を設けるものである。

以下この発明の一実施例をを廃ガス流路に位置
する高圧ボイラと低圧ボイラの組につき図面によ
り説明する。

第２図において、１８は給水再循環管路であり
低圧節炭器３と低圧ドラム４を接続する管路（以
下「低圧節炭器出口管路」と称する）１９と脱気
器１とを接続する。２０はこの低圧節炭器出口管
路１９の給水再循環管路分岐部下流側に設けた流
量調節弁である。２１は循環量を調節する流量調
節弁であつて、高圧給水管路１６はこの流量調節
弁２１の上流側において給水再循環管路１８に接
続している。

一方高圧ボイラ側においても、高圧節炭器８と
高圧ドラムとは高圧節炭器出口管路２３が配置し
てあり、この管路２３に対して流量調整弁２２が
設けてある。

以上のボイラにおいて、脱気器１の貯水は低圧
給水ポンプ２、主給水管路１５を経て低圧節炭器
３に流入し、節炭器３を出た給水はボイラ負荷に
対応して弁２０を調節することにより低圧節炭器
出口管路１９を経て所定量がボイラドラム４に供
給される。この流量調節弁２０はドラム４に対す
る給水の供給量を調節する外、後述の如く高圧給
水管路１６に給水が吸引されることによる節炭器
内の圧力の変動を弁２１と共に調整し、低圧節炭
器内でのスチーミングを防止する。すなわち低圧
節炭器内の圧力を調節すると共に節炭器内の給水
水通過量を調節することによりスチーミングを防
止する。

低圧ドラム４に至つた給水は降水管５、蒸発器
６を循環し、発生した蒸気は低圧ドラム４を経て
低圧蒸気S₁として低圧タービンに供給される。

一方高圧給水管路１６に至つた給水は高圧給水
ポンプ７において昇圧された後、高圧節炭器８に
至る。高圧ドラム９に対する給水供給量の調節は
高圧節炭器出口管２３に設けた流量調整節弁２２
を調節することにより行なうため高圧節炭器内で
のスチーミングは防止できる。すなわち弁２２を
絞ると高圧節炭器８に対する給水通過量が減少
し、給水温度は上昇することになるが、弁２２が
節炭器出口に配置してあるため節炭器内圧力も上
昇し、節炭器内の給水温度に対する飽和圧力以上
の圧力を保持すことになる。つまり高圧給水ポン
プ７の吐出圧力を適切に調節しておけば、弁２２
により給水流量を調節すると共に、高圧節炭器内
圧力を常時飽和圧力以上に保持しておくことがで
きる。

以上の如くスチーミングを防止しつつ高圧ドラ
ム９に至つた給水は降水管１０、蒸発器１１を循
環流動し、発生した蒸気は高圧ドラム９、過熱器
１２を経て高圧蒸気S₂として高圧タービンに供給
される。

第３図は前記の実施例におけるボイラの節炭器
出口圧力と、従来の節炭器出口圧力との関係を示
す線図である。

図においてP₁は高圧ボイラにおける各ボイラ
負荷に対応する節炭器スチーミング防止のため最
低圧力を示し、これ以下の圧力となると高圧節炭
器内でスチーミングを生じる。P₂は同様に低圧
ボイラにおけるスチーミング防止のための最低圧
力を示す。

先ず高圧ボイラにおいて、従来は給水調節弁が
節炭器入口側に配置してあるため、ボイラ負荷の
低下に対応して弁を絞ると節炭器内圧力が低下し
スチーミングが生じ易くなる。P₃は従来方法に
よるボイラ負荷と節炭器内圧力との関係を示す
が、この図からも明らかなとおり、負荷が約75％
以下となるとスチーミングを生ずる。同様に低圧
ボイラにおいても線図P₄に示す如く負荷約70％
でスチーミングが生じる。

次にP₅はこの発明に係るボイラの高圧給水ポ
ンプの吐出圧力を示すが、ボイラ負荷の低下と共
に高圧節炭器出口側の流量調節弁を絞り込むので
吐出圧力は上昇する。P₅は各ボイラ負荷に対応
する高圧節炭器出口圧力を示すが、図示の如く線
図P₆と同様の線図となり、かつ系統損失分だけ
各ボイラ負荷における圧力が低下している。いづ
れにしても高圧節炭器出口圧力P₆は前述の線図
P₁よりも全ボイラ負荷範囲にわたつて常時高い
ので高圧節炭器内スチーミングは生じないことが
わかる。

次にP₇は低圧給水ポンプ吐出圧力、P₈は低圧
節炭器出口圧力を示し、この場合も線図P₈は全
ボイラ負荷範囲にわたつてP₂よりも高圧を保持
するためスチーミングの心配はない。なお、低圧
ボイラにおいては高圧ボイラの場合に比較してボ
イラ負荷が低下した場合の節炭器出口圧力の上昇
率が少ないが、これは低圧節炭器３を通過した給
水の一部管路１８をバイパスしたり、高圧給水管
路１６に流入するためである。このため低圧節炭
器３にはボイラ負荷と関係なく常時十分な給水通
過量が確保され、給水温度は比較的低く押えられ
るので、現実にはP₂は図示の場合よりも各ボイ
ラ負荷において低くなり、各ボイラ負荷における
P₈とP₂の差圧は図示の場合よりも大きくなる。

第１の発明では、第１の流量調節弁の抵抗によ
り低圧節炭器内の圧力を増加させることができ、
低負荷に於いて低圧給水ポンプの性能にもとずく
ポンプの吐き出し圧力の増加とあいまつてスチー
ミング防止の効果をあげることができる。また同
時にその増大した圧力の給水を高圧給水ポンプが
うけるので、高圧給水ポンプの動力が少なくて済
むということになる。

第２の発明では、高圧節炭器と高圧ボイラのド
ラムとの間に第２の流量調節弁を設けているの
で、低負荷時に高圧節炭器内の圧力を高めること
ができ、高圧節炭器でのスチーミングの防止の効
果を挙げることができる。

第３の発明では、前記第１の発明と第２の発明
の相乗した効果を挙げることができる。第４の発
明では、低温節炭器出口管路から分岐する高圧給
水ポンプへの管路から更に分岐する管路を設け給
水の一部を低圧給水ポンプの入口側に再循環させ
ており、低温節炭器で昇温した給水の保有熱量の
回収ができ、熱効率を向上させることができ、か
つ低温節炭器を通過する給水量の増大ができ、ス
チーミング防止の効果をさらに大とすることがで
きる。またその再循環管路には第３の流量調節弁
が設けられており、給水量調節により低圧、高圧
の両節炭器のスチーミング防止をより効果的に行
うことができる。

この発明を実施することにより、給水流量調節
弁を各節炭器の出口側に配置したので給水の流量
を調節すると共に節炭器内圧力の調節も可能とな
り、全ボイラ負荷範囲にわたつて節炭器内圧力を
節炭器給水温度に対する飽和圧力以上に保持する
ことができ、スチーミングの虞れがない。

また一のボイラのドラム水位が他のボイラのド
ラム水位の影響を受けぬように設けたので従来の
廃ガス流路に設けた二つのボイラにおけるような
ドラム間の相互干渉を生じることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の混圧型熱回収ボイラの系統図、
第２図はこの発明の一実施例にかゝる廃熱回収ボ
イラの系統図、第３図は節炭器出口圧力とボイラ
負荷との関係を示す線図である。２……低圧給水ポンプ、３……低圧節炭器、４
……低圧ドラム、７……高圧給水ポンプ、８……
高圧節炭器、９……高圧ドラム、１６……高圧給
水管路、１８……給水再循環管路、１９……低圧
節炭器出口管路、２０，２２……流量調節弁、２
３……高圧節炭器出口管路。

Claims

【特許請求の範囲】１廃ガス流路に高圧ボイラと低圧ボイラを設け
た廃熱回収ボイラ装置において、低圧ボイラへの
給水は低圧給水ポンプ、低圧節炭器、第１の流量
調節弁、低圧ボイラドラムを接続する管路により
行い、高圧ボイラ装置への給水は前記低圧節炭器
と前記第１の流量調節弁とを接続する低圧節炭器
出口管路より分岐する高圧給水ポンプを有する高
圧給水管路によりすることを特徴とする廃熱回収
ボイラ装置。２廃ガス流路に高圧ボイラと低圧ボイラを設け
た廃熱回収ボイラ装置において、低圧ボイラへの
給水は低圧給水ポンプ、低圧節炭器、第１の流量
調節弁、低圧ボイラドラムを接続する管路により
行い、高圧ボイラ装置への給水は前記低圧節炭器
と前記第１の流量調節弁とを接続する低圧節炭器
出口管路より分岐する管路により高圧節炭器、第
２の流量調節弁を経由し高圧ボイラドラムに供給
することを特徴とする廃熱回収ボイラ装置。３廃ガス流路に高圧ボイラと低圧ボイラを設け
た廃熱回収ボイラ装置において、低圧ボイラへの
給水は低圧給水ポンプ、低圧節炭器、第１の流量
調節弁、低圧ボイラドラムを接続する管路により
行ない、高圧ボイラ装置への給水は、前記低圧節
炭器と前記第１の流量調節弁とを接続する低圧節
炭器出口管路より分岐する高圧給水ポンプ付き管
路により行ない、さらに高圧節炭器、第２の流量
調整弁を経由して高圧ボイラドラムに供給するこ
とを特徴とする廃熱回収ボイラ装置。４廃ガス流路に高圧ボイラと低圧ボイラを設け
た廃熱回収ボイラ装置において、低圧ボイラへの
給水は低圧給水ポンプ、低圧節炭器、第１の流量
調節弁、低圧ボイラドラムを接続する管路により
行ない、高圧ボイラ装置への給水は前記低圧節炭
器と前記第１の流量調節弁とを接続する低圧節炭
器出口管路より分岐する高圧給水ポンプ付き管路
より行ない、前記低圧節炭器出口管路より分岐し
前記高圧給水ポンプと接続する管路より更に分岐
し、前記低圧給水ポンプ入口側に給水を循環する
管路に第３の流量調節弁を設けたことを特徴とす
る廃熱回収ボイラ装置。