JPH06249405A - 蒸気発生装置 - Google Patents
蒸気発生装置Info
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- JPH06249405A JPH06249405A JP3822793A JP3822793A JPH06249405A JP H06249405 A JPH06249405 A JP H06249405A JP 3822793 A JP3822793 A JP 3822793A JP 3822793 A JP3822793 A JP 3822793A JP H06249405 A JPH06249405 A JP H06249405A
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- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 25
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- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 13
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 4
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】排熱回収ボイラなどの蒸気発生装置において、
膨脹した被加熱流体による機器の破損をなくして安全性
を確保すると共に、省エネルギーで経済的な装置を実現
する。 【構成】排熱回収ボイラ５の排ガス流路１８に、低圧、
高圧の各節炭器７、１１、蒸発器８、１２、ドラム９、
１３とを設けた蒸気発生装置において、給水ポンプ１０
出口の逆止弁１７と給水止弁３２との間からミニマムフ
ロー管２９を取り出し、復水器４に連結する。
膨脹した被加熱流体による機器の破損をなくして安全性
を確保すると共に、省エネルギーで経済的な装置を実現
する。 【構成】排熱回収ボイラ５の排ガス流路１８に、低圧、
高圧の各節炭器７、１１、蒸発器８、１２、ドラム９、
１３とを設けた蒸気発生装置において、給水ポンプ１０
出口の逆止弁１７と給水止弁３２との間からミニマムフ
ロー管２９を取り出し、復水器４に連結する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排熱回収ボイラなどの
蒸気発生装置に係り、特に節炭器を有し、上記節炭器内
の流体圧力をその流体温度の飽和蒸気圧以上に保持する
ように設計した蒸気発生装置に関するものである。
蒸気発生装置に係り、特に節炭器を有し、上記節炭器内
の流体圧力をその流体温度の飽和蒸気圧以上に保持する
ように設計した蒸気発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高効率発電の一環として、最近、複合発
電プラントの開発が進められている。このプラントは、
ガスタービンによって発電すると共に、ガスタービンか
ら排出された排ガスの保有熱を排熱回収ボイラで回収
し、その排熱回収ボイラで発生した蒸気により蒸気ター
ビンを駆動して発電させるシステムになっている。
電プラントの開発が進められている。このプラントは、
ガスタービンによって発電すると共に、ガスタービンか
ら排出された排ガスの保有熱を排熱回収ボイラで回収
し、その排熱回収ボイラで発生した蒸気により蒸気ター
ビンを駆動して発電させるシステムになっている。
【０００３】このプラントはこのような高効率発電に加
え、ガスタービンの特長である急速起動の容易性、高い
負荷応答性などの特長も有しており、近年の電力需要形
態に即した中間負荷運用に好適な発電プラントである。
え、ガスタービンの特長である急速起動の容易性、高い
負荷応答性などの特長も有しており、近年の電力需要形
態に即した中間負荷運用に好適な発電プラントである。
【０００４】図４は、この複合発電プラントの系統を説
明するための概略図である。図中の１はガスタービン、
２は発電機、３は蒸気タービン、４は復水器、５は排熱
回収ボイラ、６は給水ポンプ、７は低圧節炭器、８は低
圧蒸発器、９は低圧ドラム、１０は給水ポンプ、１１は
高圧節炭器、１２は高圧蒸発器、１３は高圧ドラム、１
４は過熱器、１５、１６は流量調整弁、１７は逆止弁、
３８は給水ポンプ１０のミニマムフロー調整弁、３９は
ミニマムフロー管、である。
明するための概略図である。図中の１はガスタービン、
２は発電機、３は蒸気タービン、４は復水器、５は排熱
回収ボイラ、６は給水ポンプ、７は低圧節炭器、８は低
圧蒸発器、９は低圧ドラム、１０は給水ポンプ、１１は
高圧節炭器、１２は高圧蒸発器、１３は高圧ドラム、１
４は過熱器、１５、１６は流量調整弁、１７は逆止弁、
３８は給水ポンプ１０のミニマムフロー調整弁、３９は
ミニマムフロー管、である。
【０００５】同図において、排熱回収ボイラ５は、ガス
タービン１からの排熱を最大限に回収するために、排ガ
ス流路１８上に過熱器１４、高圧蒸発器１２、高圧節炭
器１１、低圧蒸発器８、低圧節炭器７などが配置されて
いる。しかし、特に、ホットスタートの起動時や低負荷
時には、排熱回収ボイラ５に流入するガス温度が低いた
め、比較的低温側の伝熱管群、すなわち、低圧節炭器７
や高圧節炭器１１内で蒸発現象が生じる。そして、この
ように節炭器７、１１内に気水混合流体が存在すると、
ボイラの制御が不安定になって運転継続が困難になった
り、ウオーターハンマ現象が生じて機器が損傷する、な
どの種々の問題が生じる。
タービン１からの排熱を最大限に回収するために、排ガ
ス流路１８上に過熱器１４、高圧蒸発器１２、高圧節炭
器１１、低圧蒸発器８、低圧節炭器７などが配置されて
いる。しかし、特に、ホットスタートの起動時や低負荷
時には、排熱回収ボイラ５に流入するガス温度が低いた
め、比較的低温側の伝熱管群、すなわち、低圧節炭器７
や高圧節炭器１１内で蒸発現象が生じる。そして、この
ように節炭器７、１１内に気水混合流体が存在すると、
ボイラの制御が不安定になって運転継続が困難になった
り、ウオーターハンマ現象が生じて機器が損傷する、な
どの種々の問題が生じる。
【０００６】このような問題を解決するために、同図に
示すように、低圧節炭器７と高圧節炭器１１の出口側に
それぞれ流量調整弁１５、１６を設け、各給水ポンプ
６、１０の吐出圧力を高めて、節炭器７、１１内の流体
圧力をその流体温度の飽和蒸気圧以上に保持し、蒸発現
象の発生を防止している。
示すように、低圧節炭器７と高圧節炭器１１の出口側に
それぞれ流量調整弁１５、１６を設け、各給水ポンプ
６、１０の吐出圧力を高めて、節炭器７、１１内の流体
圧力をその流体温度の飽和蒸気圧以上に保持し、蒸発現
象の発生を防止している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような蒸
気発生装置においては、次のような問題があった。
気発生装置においては、次のような問題があった。
【０００８】すなわち、起動時は給水ポンプ６、１０を
起動して高低圧の各ドラム９、１３のドラムレベルが制
御可能になった時点でガスタービンからの排ガスを導入
するが、蒸発器８、１２内の缶水は昇温により体積が膨
脹し、ドラム水位が上昇する。このため、流量調整弁１
５、１６は起動初期の１０〜３０分間は閉じた状態にし
ておく。しかし、この間、節炭器７、１１系内の水は密
閉された状態で加熱されるので、流体の体積が毎分約１
〜２％の割合で増加する。水は非圧縮性流体であるか
ら、内部流体の体積増加分だけ系外に排出しなければ、
節炭器７、１１内の圧力は毎分約３０〜５０ｋｇ／ｃｍ
2増加することになり、機器の破裂や噴破などの重大な
事故の原因となる。
起動して高低圧の各ドラム９、１３のドラムレベルが制
御可能になった時点でガスタービンからの排ガスを導入
するが、蒸発器８、１２内の缶水は昇温により体積が膨
脹し、ドラム水位が上昇する。このため、流量調整弁１
５、１６は起動初期の１０〜３０分間は閉じた状態にし
ておく。しかし、この間、節炭器７、１１系内の水は密
閉された状態で加熱されるので、流体の体積が毎分約１
〜２％の割合で増加する。水は非圧縮性流体であるか
ら、内部流体の体積増加分だけ系外に排出しなければ、
節炭器７、１１内の圧力は毎分約３０〜５０ｋｇ／ｃｍ
2増加することになり、機器の破裂や噴破などの重大な
事故の原因となる。
【０００９】したがって、従来は、流量調整弁１６のバ
イパス系として、オンオフ弁２７とバイパス管２６を設
け、流量調整弁１６が閉のときにはオンオフ弁２７を開
とし、節炭器７、１１内流体の体積増加分を高圧ドラム
１３に排出する。しかし、その分、高圧ドラム１３のレ
ベルが上昇するので、今度はブロー弁３０を開とし、系
外に排水していた。この場合、高温の純水を排出するた
め、非常にエネルギーの損失となっていた。
イパス系として、オンオフ弁２７とバイパス管２６を設
け、流量調整弁１６が閉のときにはオンオフ弁２７を開
とし、節炭器７、１１内流体の体積増加分を高圧ドラム
１３に排出する。しかし、その分、高圧ドラム１３のレ
ベルが上昇するので、今度はブロー弁３０を開とし、系
外に排水していた。この場合、高温の純水を排出するた
め、非常にエネルギーの損失となっていた。
【００１０】本発明は上記のような課題を解決するため
になされたもので、安全性が高く、かつ、省エネルギー
が図れる蒸気発生装置を提供することを目的とする。
になされたもので、安全性が高く、かつ、省エネルギー
が図れる蒸気発生装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明においては、高温ガスの流路中に配置された
節炭器に給水を供給する給水ポンプの出口に、上流から
逆止弁、給水止弁を設け、それらの弁の中間から給水ポ
ンプのミニマムフロー管を取り出す。また、上記給水止
弁の代りに、上記ミニマムフロー管に止弁を設ける。
め、本発明においては、高温ガスの流路中に配置された
節炭器に給水を供給する給水ポンプの出口に、上流から
逆止弁、給水止弁を設け、それらの弁の中間から給水ポ
ンプのミニマムフロー管を取り出す。また、上記給水止
弁の代りに、上記ミニマムフロー管に止弁を設ける。
【００１２】
【作用】上記のようにミニマムフロー管を取り付けるこ
とにより、給水ポンプのミニマムフローが行われると同
時に、上記蒸気発生装置における蒸気の昇圧時ならびに
降圧時のいずれか一方、またはその両方の状態におい
て、上記節炭器内にある被加熱流体（水）の体積膨脹分
を逃がす系統が実現したことになる。これにより、高温
純水の流出によるエネルギー損失が防止できると共に、
節炭器などの機器の裂傷の恐れも未然に防止できるよう
になった。
とにより、給水ポンプのミニマムフローが行われると同
時に、上記蒸気発生装置における蒸気の昇圧時ならびに
降圧時のいずれか一方、またはその両方の状態におい
て、上記節炭器内にある被加熱流体（水）の体積膨脹分
を逃がす系統が実現したことになる。これにより、高温
純水の流出によるエネルギー損失が防止できると共に、
節炭器などの機器の裂傷の恐れも未然に防止できるよう
になった。
【００１３】
（実施例１）図１に、本発明に係る蒸気発生装置の系統
図を示す。
図を示す。
【００１４】まず、図示してないが、空気供給管からの
燃焼用空気と燃料供給管からの燃料を燃焼室で混合、燃
焼させ、その燃焼ガスでガスタービン１を回転させて発
電を行う。ガスタービン１の回転に使用された排ガスは
排熱回収ボイラ５の排ガス流路１８に導入される。この
排ガス流路１８には、下流側から上流側に向けて、低圧
節炭器７、低圧蒸発器８、低圧ドラム９とからなる低圧
ボイラ、ならびに、高圧節炭器１１、高圧蒸発器１２、
高圧ドラム１３および過熱器１４とからなる高圧ボイラ
が配置されている。
燃焼用空気と燃料供給管からの燃料を燃焼室で混合、燃
焼させ、その燃焼ガスでガスタービン１を回転させて発
電を行う。ガスタービン１の回転に使用された排ガスは
排熱回収ボイラ５の排ガス流路１８に導入される。この
排ガス流路１８には、下流側から上流側に向けて、低圧
節炭器７、低圧蒸発器８、低圧ドラム９とからなる低圧
ボイラ、ならびに、高圧節炭器１１、高圧蒸発器１２、
高圧ドラム１３および過熱器１４とからなる高圧ボイラ
が配置されている。
【００１５】一方、被加熱流体である水は給水ポンプ６
により給水配管１９を経て低圧節炭器７に供給され、所
定の温度まで加熱された後、流量調整弁１５を介して低
圧ドラム９に導入される。低圧ドラム９に供給された水
は低圧蒸発器８、低圧ドラム９の順に自然に、または強
制的に循環され、その間に加熱されて低圧ドラム９内で
水と蒸気とに分離される。そして、分離された蒸気は低
圧主蒸気管２１を通って蒸気タービン３に供給される。
により給水配管１９を経て低圧節炭器７に供給され、所
定の温度まで加熱された後、流量調整弁１５を介して低
圧ドラム９に導入される。低圧ドラム９に供給された水
は低圧蒸発器８、低圧ドラム９の順に自然に、または強
制的に循環され、その間に加熱されて低圧ドラム９内で
水と蒸気とに分離される。そして、分離された蒸気は低
圧主蒸気管２１を通って蒸気タービン３に供給される。
【００１６】一方、低圧節炭器の出口側で分流された高
温水の一部は、給水ポンプ１０により高温給水管２２を
経て高圧節炭器１１に供給され、所定の温度まで加熱さ
れた後、流量調整弁１６を有するドラム給水管２３を通
って、高圧ドラム１３に供給される。高圧ドラム１３に
供給された温水は、高圧蒸発器１２、高圧ドラム１３の
順で循環され、高圧ドラム１３内で分離された蒸気は、
ドラム蒸気出口管２４を経て過熱器１４へ送られ、ここ
でさらに昇温された後に、高圧主蒸気管２５より蒸気タ
ービン３へ送気される。
温水の一部は、給水ポンプ１０により高温給水管２２を
経て高圧節炭器１１に供給され、所定の温度まで加熱さ
れた後、流量調整弁１６を有するドラム給水管２３を通
って、高圧ドラム１３に供給される。高圧ドラム１３に
供給された温水は、高圧蒸発器１２、高圧ドラム１３の
順で循環され、高圧ドラム１３内で分離された蒸気は、
ドラム蒸気出口管２４を経て過熱器１４へ送られ、ここ
でさらに昇温された後に、高圧主蒸気管２５より蒸気タ
ービン３へ送気される。
【００１７】こうして、蒸気タービン３による発電が行
われる。そして、蒸気タービン３の回転に使用された蒸
気は復水器４で水となり、給水ポンプ６により再び排熱
回収ボイラ５に供給される。
われる。そして、蒸気タービン３の回転に使用された蒸
気は復水器４で水となり、給水ポンプ６により再び排熱
回収ボイラ５に供給される。
【００１８】ここで上記流量調整弁１５、１６は、低圧
および高圧の各節炭器７、１１内の流体圧力（水圧）を
その流体温度の飽和蒸気圧以上に保持するように調整さ
れ、器内での蒸気発生が抑制されている。
および高圧の各節炭器７、１１内の流体圧力（水圧）を
その流体温度の飽和蒸気圧以上に保持するように調整さ
れ、器内での蒸気発生が抑制されている。
【００１９】本実施例の場合、給水ポンプ１０出口の逆
止弁１７の下流側に給水止弁３２を設け、逆止弁１７と
給水止弁３２の間から、復水器４につながるミニマムフ
ロー管２９とミニマムフロー弁２８とが設置されてい
る。
止弁１７の下流側に給水止弁３２を設け、逆止弁１７と
給水止弁３２の間から、復水器４につながるミニマムフ
ロー管２９とミニマムフロー弁２８とが設置されてい
る。
【００２０】図２は、ガスタービン出力とドラムレベル
の特性図である。図中の曲線Ａは高圧ドラムの水位レベ
ル、曲線Ｂは低圧ドラムの水位レベル、曲線Ｃはガスタ
ービンの出力を示している。この図のように、ガスター
ビン１が起動すると、低圧ドラム９と高圧ドラム１３の
水位レベルが変動する。このため、ガスタービンの起動
から水位レベルの変動がおさまるまでの一定時間Ｔの
間、上記流量調整弁１５、１６は全閉となっている。
の特性図である。図中の曲線Ａは高圧ドラムの水位レベ
ル、曲線Ｂは低圧ドラムの水位レベル、曲線Ｃはガスタ
ービンの出力を示している。この図のように、ガスター
ビン１が起動すると、低圧ドラム９と高圧ドラム１３の
水位レベルが変動する。このため、ガスタービンの起動
から水位レベルの変動がおさまるまでの一定時間Ｔの
間、上記流量調整弁１５、１６は全閉となっている。
【００２１】この場合、給水ポンプ１０は過熱防止用に
ミニマムフローを確保する必要があるので、ミニマムフ
ロー調整弁２８を開とする。また、給水止弁３２は、ガ
スタービン１が起動する前に開の状態にするので、ミニ
マムフロー管２９により、流量調整弁１６が閉となって
いても、高圧節炭器１１内の膨脹した流体は、復水器４
へ排出することができる。これにより、高圧節炭器１１
の異常昇圧が防止でき、従来のようにブロー弁を設けて
系外に排水する必要がなくなり、エネルギーの損失が防
止できる。また本実施例では、ミニマムフロー管２９が
復水器４につなげられているので、給水が十分に冷却さ
れ、給水ポンプ１０の異常過熱も防止できるようになっ
た。
ミニマムフローを確保する必要があるので、ミニマムフ
ロー調整弁２８を開とする。また、給水止弁３２は、ガ
スタービン１が起動する前に開の状態にするので、ミニ
マムフロー管２９により、流量調整弁１６が閉となって
いても、高圧節炭器１１内の膨脹した流体は、復水器４
へ排出することができる。これにより、高圧節炭器１１
の異常昇圧が防止でき、従来のようにブロー弁を設けて
系外に排水する必要がなくなり、エネルギーの損失が防
止できる。また本実施例では、ミニマムフロー管２９が
復水器４につなげられているので、給水が十分に冷却さ
れ、給水ポンプ１０の異常過熱も防止できるようになっ
た。
【００２２】なお、図１では、ドラムが２個の場合につ
いて記載してあるが、ドラムが３個以上となり、給水ポ
ンプ１０も複数台となっても、各ポンプのミニマムフロ
ー管２９を逆止弁１７の後流より取り出すことによっ
て、同様の効果が得られる。
いて記載してあるが、ドラムが３個以上となり、給水ポ
ンプ１０も複数台となっても、各ポンプのミニマムフロ
ー管２９を逆止弁１７の後流より取り出すことによっ
て、同様の効果が得られる。
【００２３】（実施例２）図３は、本発明に係る他の実
施例を示したものである。ここでは、節炭器１１入口の
給水止弁３２を無くし、その代りに、ミニマムフロー管
２９に止弁３３を設けたものである。この止弁３３を設
けた理由は、停止中に、節炭器１１内の給水が復水器４
へ流れ出し、節炭器１１が空になることを防止するため
である。
施例を示したものである。ここでは、節炭器１１入口の
給水止弁３２を無くし、その代りに、ミニマムフロー管
２９に止弁３３を設けたものである。この止弁３３を設
けた理由は、停止中に、節炭器１１内の給水が復水器４
へ流れ出し、節炭器１１が空になることを防止するため
である。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る蒸気
発生装置においては、給水ポンプ出口からミニマムフロ
ー管を取り出したので、熱膨脹した被加熱流体による節
炭器などの破裂損傷がなくなり、安全性が確保できると
共に、節炭器内の膨脹水は全て系内で回収できるので、
エネルギーの損失がなく経済性の向上を図ることができ
る。
発生装置においては、給水ポンプ出口からミニマムフロ
ー管を取り出したので、熱膨脹した被加熱流体による節
炭器などの破裂損傷がなくなり、安全性が確保できると
共に、節炭器内の膨脹水は全て系内で回収できるので、
エネルギーの損失がなく経済性の向上を図ることができ
る。
【図１】本発明に係る排熱回収ボイラの概略構成図であ
る。
る。
【図２】ガスタービンの出力とドラムレベルの特性を示
す図である。
す図である。
【図３】本発明に係る他の実施例の構成を示す部分図で
ある。
ある。
【図４】従来技術の排熱回収ボイラの概略構成図であ
る。
る。
１ ガスタービン ２ 発電機 ３ 蒸気タービン ４ 復水器 ５ 排熱回収ボイラ ６ 給水ポンプ ７ 低圧節炭器 ８ 低圧蒸発器 ９ 低圧ドラム １０ 給水ポンプ １１ 高圧節炭器 １２ 高圧蒸発器 １３ 高圧ドラム １４ 過熱器 １５、１６ 流量調整弁 １７ 逆止弁 １８ 排ガス流路 １９ 給水配管 ２１ 低圧主蒸気管 ２２ 高圧給水管 ２３ ドラム給水管 ２４ ドラム蒸気出口管 ２５ 高圧主蒸気管 ２６ バイパス管 ２７ バイパスオンオフ弁 ２８ ミニマムフロー弁 ２９ ミニマムフロー管 ３０ ドラムブロー弁 ３１ ドラムブロー管 ３２ 給水止弁 ３３ 止弁
Claims (2)
- 【請求項１】高温ガスの流路中に少なくとも節炭器を配
置し、該節炭器へ給水を供給する給水ポンプを設置した
蒸気発生装置において、上記給水ポンプの出口に上流か
ら逆止弁、給水止弁を設け、該逆止弁と給水止弁との間
から、上記給水ポンプのミニマムフロー管を取り出した
ことを特徴とする蒸気発生装置。 - 【請求項２】高温ガスの流路中に少なくとも節炭器を配
置し、該節炭器へ給水を供給する給水ポンプを設置した
蒸気発生装置において、上記給水ポンプの出口側に逆止
弁を設け、さらに該逆止弁と上記節炭器との間から上記
給水ポンプのミニマムフロー管を取り出し、該ミニマム
フロー管に止弁を設けたことを特徴とする蒸気発生装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03822793A JP3335696B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 蒸気発生装置およびその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03822793A JP3335696B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 蒸気発生装置およびその運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06249405A true JPH06249405A (ja) | 1994-09-06 |
| JP3335696B2 JP3335696B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=12519427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03822793A Expired - Lifetime JP3335696B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 蒸気発生装置およびその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3335696B2 (ja) |
-
1993
- 1993-02-26 JP JP03822793A patent/JP3335696B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3335696B2 (ja) | 2002-10-21 |
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