JPH0988516A - 排熱回収ボイラ - Google Patents

排熱回収ボイラ

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JPH0988516A
JPH0988516A JP24338795A JP24338795A JPH0988516A JP H0988516 A JPH0988516 A JP H0988516A JP 24338795 A JP24338795 A JP 24338795A JP 24338795 A JP24338795 A JP 24338795A JP H0988516 A JPH0988516 A JP H0988516A
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Atsuo Kawahara
淳夫 河原
Toshinori Shigenaka
利則 重中
Kazuhiro Takenaga
和弘 武永
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 排ガスの熱回収が効率的に行え、プラント性
能の高効率化ができるとともに、ドラムでの過大な熱応
力の発生を防止できる給水系統及び給水装置を有する排
熱回収ボイラを提供すること。 【構成】 ガスタービンからの排ガスの流路に設けら
れ、低圧、中圧及び高圧の節炭器、蒸発器、過熱器をそ
れぞれ設け、各圧力レベルの節炭器を経て各圧力レベル
のドラム１４、２５、３０にそれぞれ給水し、蒸発器２
１、２６などで蒸気を発生させて各圧力レベルの過熱器
を経て蒸気タービンへ供給する。高圧ドラム３０への給
水を２以上に分割して配置した高圧節炭器２７ａ、２７
ｂにより効率的な熱回収を行う。中圧ドラム２５への給
水を２以上に分割して配置した中圧節炭器２２ａ、２２
ｂにより行い、効率的な熱回収が行うと共に高圧給水ポ
ンプ１６からの低温の給水を中圧ドラム２５で熱応力が
発生しない程度の適正な温度に昇温して供給することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は複合発電プラントに
おいて、特に熱回収が効率的に行え、プラント性能の高
効率化ができるように給水系統及び給水装置を配置した
排熱回収ボイラに関する。
【０００２】
【従来の技術】複合発電プラントにおいては、例えば図
７の複合発電プラントの概略系統図に示すように、ガス
タービン開放サイクル部と排熱回収ボイラと蒸気タービ
ンサイクル部と発電機を備えて構成されている。図７の
排熱回収ボイラは高圧、中圧、低圧からなる三重圧ボイ
ラの例である。
【０００３】ガスタービン開放サイクル部では、ガスタ
ービン４で発電を行うと共に、ガスタービン４で仕事を
した排ガスを排ガス通路６へ排出する。排出された高温
の排ガスは排ガス通路６を経て排熱回収ボイラ５に導入
され排ガス中の熱が回収される。また、蒸気タービンサ
イクル部では、排熱回収ボイラで発生した蒸気により蒸
気タービン７でサイクル発電を行う。
【０００４】このような複合発電プラントは、ガスター
ビン４と蒸気タービン７による複合発電を行うために発
電効率が高いことと、ガスタービン４による発電が負荷
応答性に優れていることから、急激な電力需要の変化に
対する追従性が高いことなどの特徴がある。特に最近の
高頻度の起動停止(Ｄａｉｌｙ Ｓｔａｒｔ Ｓｔｏ
ｐ、以下、ＤＳＳとする)を行う運転には有効である。
【０００５】複合発電プラントにおける排熱回収ボイラ
の蒸気タービンへの蒸気供給系(以下、蒸気系とする)に
ついて図７で説明する。図７では排熱回収ボイラ５内に
構成されている給水に係る装置（以下、給水系とする）
の記載をドラムを除き省略している。
【０００６】ガスタービン４では、空気供給管１からの
燃焼用空気と燃料供給管２からの燃料とが燃焼器におい
て混合され、燃焼されることによって生じた燃焼ガスで
ガスタービン４を回転し、発電機によって発電が行われ
る。ガスタービン４を回転させて仕事をした燃焼ガスは
排ガスとなって、排ガス通路６である高温ダクトを経て
排熱回収ボイラ５へ導入される。
【０００７】一方、復水器８からの復水は低圧給水ポン
プ９から排熱回収ボイラ内に構成されている図示してい
ない給水系に送られる。排熱回収ボイラ５では排ガスの
熱を効率よく熱回収するために、給水系と蒸気系が工夫
された配置になっている。
【０００８】排熱回収ボイラ５へ導入された排ガスは、
排熱回収ボイラ５内の給水系によって熱を回収され、蒸
気を発生させる。
【０００９】上流側の高圧ドラム３０で発生した蒸気は
高圧過熱器３５で過熱され、高圧主蒸気管３９を経由し
て蒸気タービン７の高圧部Ａへ送られ、蒸気タービン７
を回転する動力として使用される。高圧部Ａで仕事をし
た蒸気は再利用のために低温再熱管４０を通って再熱器
３６へ送られる。また中圧ドラム２５で発生した蒸気は
中圧過熱器３７で過熱され、中圧主蒸気管４２を経由し
て低温再熱管４０へ送られ、前記高圧部Ａで仕事をした
蒸気と合流して、再熱器３６へ送られる。再熱器３６で
蒸気は過熱され、高温再熱管４１を通って蒸気タービン
７の中圧部Ｂへ送られ、蒸気タービン７を回転する動力
として使用される。さらに下流側の低圧ドラム１４で発
生した蒸気は低圧過熱器３８で過熱され、低圧主蒸気管
４３を通って、前記高圧部Ｂで仕事をした蒸気と合流し
て、蒸気タービン７の低圧部Ｃへ送られ、蒸気タービン
７を回転する動力として使用される。このようにして蒸
気タービン７で仕事を終えた蒸気は復水器８に送られて
復水される。復水は再び低圧給水ポンプ９から排熱回収
ボイラ内の給水系に送られる。
【００１０】次に、従来技術である排熱回収ボイラの給
水系を図８、図９で説明する。図８に示す排熱回収ボイ
ラの給水系は特開平６−１８５３０９号に開示されてい
るものである。
【００１１】図８、図９においては、図７で説明した蒸
気系は省略してあり、ここでも排熱回収ボイラは高圧、
中圧、低圧からなる三重圧ボイラの例である。
【００１２】図８において、低圧給水ポンプ９から約３
０℃の給水が給水配管１０を通って、低圧蒸発器２１の
下流側の排ガス流路に配置された低圧節炭器１１に送ら
れ、排ガスの熱回収を行う。低圧節炭器１１で熱を回収
して約１５０℃になった給水は給水配管１２を通って、
給水調整弁１３を経由して低圧ドラム１４へ送られ、低
圧蒸発器２１での熱回収によって低圧蒸気を発生するの
に使用されると共に、給水調整弁１３の上流側から分岐
した給水配管１５を通って高圧給水ポンプ１６へ送られ
る。
【００１３】高圧給水ポンプ１６へ送られた給水は給水
配管１７を通って、中圧蒸発器２６と低圧蒸発器２１の
間であって中圧節炭器２２の上流の排ガス流路に配置さ
れた高圧節炭器２７（図８では高圧節炭器２７ａ、２７
ｂに分割されている。）へ送られると共に、高圧給水ポ
ンプ１６の中間段にある吐出口から抽水され、抽水管１
６ａを経由して給水配管２０を通り、中圧蒸発器２６と
低圧蒸発器２１の間であって高圧節炭器２７の下流の排
ガス流路に配置された中圧節炭器２２へ送られる。
【００１４】前記高圧節炭器２７及び中圧節炭器２２へ
送られた給水はそれぞれ給水調整弁２９、２４を経由し
てそれぞれ高圧ドラム３０及び中圧ドラム２５へ送ら
れ、高圧蒸発器３１及び中圧蒸発器２６での熱回収によ
って高圧蒸気及び中圧蒸気を発生するのに使用される。
低圧節炭器１１へ送られ、約１５０℃になった給水の一
部は再循環配管１８を通って、再循環調整弁１９を経由
して低圧節炭器１１の入口側の給水配管１０に再循環さ
れ、低圧節炭器１１の入口側の給水温度を約３０℃から
約５０℃まで上昇させ、低圧節炭器１１のチューブ外表
面で排ガス中の水分が結露するのを防止する、いわゆる
低温腐食の防止を行っている。
【００１５】しかしながら、このような給水系において
は、高圧給水ポンプ１６に低圧節炭器１１で熱回収さ
れ、約１５０℃と高温に加熱された給水が送りこまれる
ことから、高圧給水ポンプ１６の熱変形が大きくなり、
特にＤＳＳ運用を行う場合には前記熱変形によって発生
する熱応力が繰り返し作用し、高圧給水ポンプ１６の破
損につながるといった問題があった。
【００１６】この対策として、図９に示すような給水系
がある。図９に示す排熱回収ボイラの給水系は電気新聞
平成７年５月１０日号で開示されている。
【００１７】図９に示す装置が図８のそれとほぼ同一の
装置の組み合わせからなるが、図８のそれと異なるとこ
ろは、高圧給水ポンプ１６を低圧給水ポンプ９からの給
水配管１０に設けたことと、図８の低圧節炭器１１と中
圧節炭器２２の機能を合わせ持たせた中圧節炭器２２を
低圧蒸発器２１の下流の排ガス流路に設け、高圧給水ポ
ンプ１６の中間段からの抽水を給水配管２３と１２によ
って中圧ドラム２５と低圧ドラム１４に送ると共に、再
循環配管１８によって再循環調整弁１９を経由して高圧
給水ポンプ１６入口側に戻すようにしたことである。
【００１８】このような給水系を構成することによっ
て、高圧給水ポンプ１６へは、低圧給水ポンプ９からの
約３０℃の給水と再循環配管１８からの約１５０℃の給
水が混合して約５０℃の適温になった給水が供給され、
中圧節炭器２２及び高圧節炭器２７の低温腐食を防止す
ると共に、高圧給水ポンプ１６の熱変形により発生する
熱応力を防止するものである。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来技術
には次のような問題点があった。すなわち、図８に示す
従来技術では、高圧給水ポンプ１６に低圧節炭器１１で
熱回収して加熱された約１５０℃の高温の給水が送りこ
まれることから、高圧給水ポンプ１６の熱変形が大きく
なり、特にＤＳＳ運用を行う場合には前記熱変形によっ
て発生する熱応力が繰り返し作用し、高圧給水ポンプ１
６の破損につながるといった問題があった。
【００２０】次に、図９に示す従来技術では、高圧給水
ポンプ１６を低圧給水ポンプ９からの給水配管１０に設
けると共に、中圧節炭器２２で熱回収して加熱された約
１５０℃の高温の給水を再循環配管１８を経て、高圧給
水ポンプ１６の入口側の給水配管１０に戻し、低圧給水
ポンプ９からの低温の約３０℃の給水に合流するように
したことで、高圧給水ポンプ１６への入口給水温度を約
５０℃に低減でき、高圧給水ポンプ１６の熱変形により
発生する熱応力を防止することはできるようになった。
【００２１】一方、図９に示す従来技術では、高圧ドラ
ム３０への給水を高圧給水ポンプ１６から高圧蒸発器３
１と中圧蒸発器２６の間の排ガス流路に配置した高圧節
炭器２７によって行っているため、高圧給水ポンプ１６
からの約５０℃の低温の給水は、高圧節炭器２７によっ
て高圧ドラム３０の飽和蒸気温度である約３２０℃の近
傍の給水温度（約３１０℃）まで昇温されることにな
る。
【００２２】しかしながら、前記昇温される給水温度の
差が大きく、熱回収による排ガス温度の降下幅が大きく
なることから、高圧節炭器２７入口での排ガス温度が低
い場合には、高圧節炭器２７での排ガス温度降下によっ
て、高圧節炭器２７出口の排ガスの温度が下流の排ガス
流路に配置した中圧蒸発器２６の飽和温度を下回り、中
圧蒸気が発生しないことになり、熱回収が効果的に行え
ない。
【００２３】従って、図９に示す従来技術においては、
高圧節炭器２７での排ガス温度降下によっても中圧蒸発
器２６で十分な蒸発量を得るために、高圧蒸発器３１の
伝熱面積を減少することで、高圧蒸発器３１での熱回収
を減少させ、高圧節炭器２７入口での排ガス温度を高く
している。しかしながら、図９に示す従来技術では図１
０に示す従来の給水系統を有する排熱回収ボイラにおけ
る排ガス温度及び蒸気及び給水温度特性図に示すよう
に、高圧節炭器２７入口での排ガス温度を上昇した分だ
け熱回収が行われないことになり、約６００℃の入口ガ
ス温度に対し、出口ガス温度が約１８０℃となり、プラ
ント性能が低いといった問題があった。
【００２４】また、前記の対策として前記高圧蒸発器３
１の伝熱面積を減少させると共に、中圧蒸発器２６及び
低圧蒸発器２１の伝熱面積を大幅に増加させ、蒸発量の
減少を補うことも考えられるが、最も効率のよい高圧蒸
気の発生量を制限し、効率で劣る中圧蒸気及び低圧蒸気
の発生量を増加することであり、全体的なプラント性能
を低下させることになり、効果的な改善ではない。
【００２５】さらに、図９に示す従来技術では、中圧ド
ラム２５への給水を高圧給水ポンプ１６の中間段から低
圧蒸発器２１の下流の排ガス流路に配置した中圧節炭器
２２によって行っているため、中圧節炭器２２での熱回
収によって約１５０℃に加熱された給水が中圧ドラム２
５に給水されるが、この場合中圧ドラム２５の飽和蒸気
温度が約２３０℃であることから、給水との温度差が約
８０℃あり、給水によって中圧ドラム２５において過大
な熱応力が発生するといった問題があった。
【００２６】本発明の課題は、排ガスの熱回収が効率的
に行え、プラント性能の高効率化ができると共に、ドラ
ムでの過大な熱応力の発生を防止できる給水系統及び給
水装置を有する排熱回収ボイラを提供することにある。
【００２７】
【発明を解決するための手段】本発明の上記課題は次の
解決手段によって達成される。すなわち、ガスタービン
からの排ガス流路に設けられ、復水器からの復水を低圧
と高圧の給水ポンプにより低圧、中圧及び高圧レベルの
三重圧または中圧と高圧の二重圧などの複圧に昇圧し、
各圧力レベルの節炭器を経て各圧力レベルのドラムに給
水する給水系と、各圧力レベルの蒸発器の伝熱管群にお
いて排ガスの熱を回収して蒸気を発生させると共に、発
生した蒸気を各圧力レベルのドラムからそれぞれの圧力
レベルの過熱器を経て蒸気タービンへ供給する蒸気系と
から構成され、少なくとも節炭器の低温腐食を防止する
ため、節炭器で熱回収した高温の給水の一部を再循環配
管により高圧の給水ポンプ入口の上流側の給水配管に戻
す、給水の再循環系を有する排熱回収ボイラにおいて、
高圧給水ポンプからの高圧ドラムへの給水を排ガス流路
の２か所以上に分割して配置した高圧節炭器により行う
と共に、高圧給水ポンプからの中圧ドラムへの給水を排
ガス流路の２か所以上に分割して配置した中圧節炭器に
より行う排熱回収ボイラである。
【００２８】本発明の上記排熱回収ボイラのより具体的
な構成としては、高圧ドラムへの給水を高圧給水ポンプ
から中圧蒸発器と低圧蒸発器の間の排ガス流路に配置し
た第一の高圧節炭器を経て、さらに高圧蒸発器と中圧蒸
発器の間の排ガス流路に配置した第二の高圧節炭器によ
り行うと共に、中圧ドラムへの給水を高圧給水ポンプの
中間段から低圧蒸発器の下流の排ガス流路に配置した第
一の中圧節炭器を経て、中圧蒸発器と低圧蒸発器の間の
排ガス流路に配置した第二の中圧節炭器を経由して行う
構成、または、高圧ドラムへの給水を高圧給水ポンプか
ら低圧蒸発器の下流の排ガス流路に配置した第一の高圧
節炭器と、中圧蒸発器と低圧蒸発器の間の排ガス流路に
配置した第二の高圧節炭器を順次経て、さらに高圧蒸発
器と中圧蒸発器の間の排ガス流路に配置した第三の高圧
節炭器を経由して行うと共に、中圧ドラムへの給水を高
圧給水ポンプの中間段から低圧蒸発器の下流の排ガス流
路に配置した第一の中圧節炭器を経て、中圧蒸発器と低
圧蒸発器の間の排ガス流路に配置した第二の中圧節炭器
を経由して行う構成、または、高圧ドラムへの給水を高
圧給水ポンプから中圧蒸発器と低圧蒸発器の間の排ガス
流路に第二の中圧節炭器を挟んで分割して配置した第一
の高圧節炭器と第二の高圧節炭器を順次経て、高圧蒸発
器と中圧蒸発器の間の排ガス流路に配置した第三の高圧
節炭器を経由して行うと共に、中圧ドラムへの給水を高
圧給水ポンプの中間段から低圧蒸発器の下流の排ガス流
路に配置した第一の中圧節炭器を経て、中圧蒸発器と低
圧蒸発器の間の排ガス流路に配置した前記第二の中圧節
炭器を経由して行う構成、または、高圧ドラムへの給水
を高圧給水ポンプから中圧蒸発器と低圧蒸発器の間の排
ガス流路に第一の中圧節炭器を挟んで分割して配置した
第一の高圧節炭器と第二の高圧節炭器を順次経て、高圧
蒸発器と中圧蒸発器の間の排ガス流路に配置した第三の
高圧節炭器を経由して行うと共に、中圧ドラムへの給水
を高圧給水ポンプの中間段から中圧蒸発器と低圧蒸発器
の間の排ガス流路に前記第二の高圧節炭器を挟んで分割
して配置した前記第一の中圧節炭器と第二の中圧節炭器
を順次経由して行う構成としても良い。
【００２９】また、本発明の上記排熱回収ボイラにおい
て、高圧節炭器と中圧節炭器をそれぞれ二つ以上に分割
し、各分割された高圧節炭器の少なくとも一つを高圧蒸
発器と中圧蒸発器の間の排ガス流路に配置し、他の少な
くとも一つの高圧節炭器を中圧蒸発器と低圧蒸発器の間
または低圧蒸発器の下流側の排ガス流路に配置し、各分
割された中圧節炭器の少なくとも一つを中圧蒸発器と低
圧蒸発器の間の排ガス流路に配置し、他の少なくとも一
つの中圧節炭器を低圧蒸発器の下流側の排ガス流路に配
置すること、または、二つに分割した中圧節炭器の少な
くとも第一の中圧節炭器の出口給水を低圧ドラムと第二
の中圧節炭器にそれぞれ別個に供給し、第二の中圧節炭
器の出口給水を中圧ドラムに供給する構成としても良
い。
【００３０】また、本発明の排熱回収ボイラにおいて
は、低圧蒸発器の下流側の排ガス流路に配置される高圧
節炭器と中圧節炭器または中圧蒸発器と低圧蒸発器の間
の排ガス流路に配置される高圧節炭器と中圧節炭器をそ
れぞれ排ガス流れに対して並列に配置することができ
る。
【００３１】
【作用】本発明によれば、高圧ドラムへの給水をガス流
路の２か所以上に分割して配置した高圧節炭器により行
うので、高圧節炭器において効率的な熱回収が行える。
また、中圧ドラムへの給水をガス流路の２か所以上に分
割して配置した中圧節炭器により行うので、中圧節炭器
において効率的な熱回収が行えると共に、高圧給水ポン
プからの低温の給水を中圧ドラムで熱応力が発生しない
程度の適正な温度に昇温して中圧ドラムに給水すること
ができる。
【００３２】さらに本発明によれば、図５、図６の本発
明の給水系統を有する排熱回収ボイラにおける排ガス温
度及び蒸気及び給水温度特性図に示すように、ボイラ入
口の排ガス温度約６００℃に対してボイラ出口で約１０
０℃と、排ガスの熱回収が、図１０に示す従来技術のプ
ラントに比べ約２０％増加するので、プラント性能にお
いて約５％の高効率化ができる。
【００３３】さらに、高圧節炭器及び中圧節炭器の分割
を総伝熱面積あるいは総熱回収量を一定として行うこと
で、本発明を既存の設備の改善にも実施できる。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施例について説明する。図１に本発明の一実施例であ
る排熱回収ボイラの給水系統図を示し、各過熱器につい
ては記載していない。
【００３５】図１において、排熱回収ボイラの排ガス流
路の下流側から上流側に順に中圧一次節炭器２２ａ、低
圧蒸発器２１、高圧一次節炭器２７ａ、中圧二次節炭器
２２ｂ、中圧蒸発器２６、高圧二次節炭器２７ｂ、高圧
蒸発器３１が配置されている。そして、図１において、
排熱回収ボイラへの給水入口側に低圧給水ポンプ９を設
置し、低圧給水ポンプ９からの出口給水配管１０を直接
に高圧給水ポンプ１６の入口に接続している。高圧給水
ポンプ１６により高圧一次節炭器２７ａを経て高圧二次
節炭器２７ｂを通り、高圧ドラム３０に給水が行われ
る。
【００３６】また、高圧給水ポンプ１６中間段から低圧
蒸発器２１の下流の排ガス流路に配置された中圧一次節
炭器２２ａを経て、中圧二次節炭器２２ｂを通り中圧ド
ラム２５に給水が行われる。
【００３７】高圧給水ポンプ１６からの約５０℃の給水
は、高圧一次節炭器２７ａでの熱回収によって約２２０
℃に昇温された後、さらに高圧二次節炭器２７ｂでの熱
回収によって約３１０℃に昇温され、高圧ドラム３０に
給水される。従って、従来例のように高圧節炭器での過
大な熱回収によって排ガス温度が極端に低下することが
ない。
【００３８】また、高圧給水ポンプ１６中間段からの約
５０℃の給水は、中圧一次節炭器２２ａでの熱回収によ
って約１５０℃に昇温された後、中圧二次節炭器２２ｂ
での熱回収によって約２２０℃に昇温され、中圧ドラム
２５に給水される。ここで中圧蒸発器２６の飽和温度は
約２３０℃であることから、給水温度との差は約１０℃
まで低減でき、熱応力の発生が防止される。
【００３９】本発明の実施例によって、図５の本発明の
給水系統を有する排熱回収ボイラにおける排ガス温度及
び蒸気及び給水温度特性図に示すように、ボイラ入口の
排ガス温度約６００℃に対してボイラ出口で約１００℃
と、排ガスの熱回収が効率的に行える。
【００４０】なお、本実施例では、中圧蒸発器２６と低
圧蒸発器２１の間の排ガス流路おいて、高圧一次節炭器
２７ａを中圧二次節炭器２２ｂの下流に配置したが、高
圧一次節炭器２７ａを中圧二次節炭器２２ｂのガス上流
又は並列に配置しても排ガスの熱回収において問題がな
いため、同様の効果が得られる。
【００４１】本発明の他の実施例を図２、図３、図４を
用いてそれぞれ説明する。図２に示す実施例では、排熱
回収ボイラの排ガス流路の下流側から上流側に順に高圧
一次節炭器２７ａ、中圧一次節炭器２２ａ、低圧蒸発器
２１、高圧二次節炭器２７ｂ、中圧二次節炭器２２ｂ、
中圧蒸発器２６、高圧三次節炭器２７ｃおよび高圧蒸発
器３１が配置されている。
【００４２】そして、排熱回収ボイラへの給水入口側に
低圧給水ポンプ９を設置し、低圧給水ポンプ９からの出
口給水配管１０を直接に高圧給水ポンプ１６の入口に接
続し、高圧給水ポンプ１６により高圧一次節炭器２７ａ
と高圧二次節炭器２７ｂを順次経て、高圧三次節炭器２
７ｃを通り高圧ドラム３０に給水が行われる。
【００４３】また、高圧給水ポンプ１６中間段からは中
圧一次節炭器２２ａと中圧二次節炭器２２ｂを順次通
り、中圧ドラム２５に給水が行われる。
【００４４】高圧給水ポンプ１６からの約５０℃の給水
は、高圧一次節炭器２７ａでの熱回収によって約１２０
℃に昇温された後、高圧二次節炭器２７ｂでの熱回収に
よって約２１０℃に昇温され、さらに高圧三次節炭器２
７ｃでの熱回収によって約３１０℃に昇温されて高圧ド
ラム３０に給水される。従って、従来例のように高圧節
炭器での過大な熱回収によって排ガス温度が極端に低下
することがなく、各節炭器で無理なく効率的に熱回収が
行われる。
【００４５】また、高圧給水ポンプ１６中間段からの約
５０℃の給水は、中圧一次節炭器２２ａでの熱回収によ
って約１５０℃に昇温された後、中圧二次節炭器２２ｂ
での熱回収によって約２２０℃に昇温され、中圧ドラム
２５に給水される。ここで中圧蒸発器２６の飽和温度は
約２３０℃であることから、給水温度との差は約１０℃
まで低減でき、熱応力の発生が防止される。
【００４６】本発明の前記実施例によって、図６は本発
明の図２に示す実施例の給水系統を有する排熱回収ボイ
ラにおける排ガス温度及び蒸気及び給水温度特性図に示
すように、ボイラ入口の排ガス温度約６００℃に対して
ボイラ出口で約１００℃と、排ガスの熱回収が効率的に
行える。
【００４７】なお、本実施例では低圧蒸発器２１の下流
及び中圧蒸発器２６と低圧蒸発器２１の間の排ガス流路
おいて、高圧一次節炭器２７ａを中圧一次節炭器２２ａ
の下流側に配置し、高圧二次節炭器２７ｂを中圧二次節
炭器２２ｂの下流側に配置したが、高圧一次節炭器２７
ａ及び高圧二次節炭器２７ｂをそれぞれ中圧一次節炭器
２２ａ及び中圧二次節炭器２２ｂの上流または並列に配
置しても排ガスの熱回収において問題がないため、同様
の効果が得られる。
【００４８】次に、図３に示す実施例では、排熱回収ボ
イラの排ガス流路の下流側から上流側に順に中圧一次節
炭器２２ａ、低圧蒸発器２１、高圧一次節炭器２７ａ、
中圧二次節炭器２２ｂ、高圧二次節炭器２７ｂ、中圧蒸
発器２６、高圧三次節炭器２７ｃおよび高圧蒸発器３１
が配置されている。
【００４９】排熱回収ボイラへの給水入口側に低圧給水
ポンプ９を設置し、低圧給水ポンプ９からの出口給水配
管１０を直接に高圧給水ポンプ１６の入口に接続し、高
圧給水ポンプ１６により高圧一次節炭器２７ａと高圧二
次節炭器２７ｂを順次経て、さらに高圧三次節炭器２７
ｃによって高圧ドラム３０に給水が行われる。
【００５０】また、高圧給水ポンプ１６の中間段からは
中圧一次節炭器２２ａと中圧二次節炭器２２ｂを順次経
て、中圧ドラム２５に給水が行われる。
【００５１】高圧給水ポンプ１６からの約５０℃の給水
は、高圧一次節炭器２７ａでの熱回収によって約１２０
℃に昇温された後、高圧二次節炭器２７ｂでの熱回収に
よって約２１０℃に昇温され、さらに高圧三次節炭器２
７ｃでの熱回収によって約３１０℃に昇温されて高圧ド
ラム３０に給水される。従って、従来例のように高圧節
炭器での過大な熱回収によって排ガス温度が極端に低下
することがなく、各節炭器２７ａ〜２７ｃで無理なく効
率的に熱回収が行われる。
【００５２】また、高圧給水ポンプ１６中間段からの約
５０℃の給水は、中圧一次節炭器２２ａでの熱回収によ
って約１５０℃に昇温された後、中圧二次節炭器２２ｂ
での熱回収によって約２２０℃に昇温され、中圧ドラム
２５に給水される。ここで中圧蒸発器２６の飽和温度は
約２３０℃であることから、給水温度との差は約１０℃
まで低減でき、熱応力の発生が防止される。
【００５３】本発明の図３に示す実施例の給水系統を有
する排熱回収ボイラにおける排ガス温度及び蒸気及び給
水温度特性は、図示していないが、ボイラ入口の約６０
０℃の排ガスがボイラ出口で約１００℃になる。
【００５４】次に、図４に示す実施例では、排熱回収ボ
イラの排ガス流路の下流側から上流側に順に低圧節炭器
１１、低圧蒸発器２１、高圧一次節炭器２７ａ、中圧一
次節炭器２２ａ、高圧二次節炭器２７ｂ、中圧二次節炭
器２２ｂ、中圧蒸発器２６、高圧三次節炭器２７ｃおよ
び高圧蒸発器３１が配置されている。
【００５５】排熱回収ボイラへの給水入口側の低圧給水
ポンプ９からの出口給水配管１０を直接に高圧給水ポン
プ１６の入口に接続し、高圧給水ポンプ１６の上流から
分岐して低圧節炭器１１を経て、低圧ドラム１４に給水
が行われる。また高圧給水ポンプ１６により高圧一次節
炭器２７ａと高圧二次節炭器２７ｂを順次経て、さらに
高圧三次節炭器２７ｃを経由して高圧ドラム３０に給水
が行われる。
【００５６】また、高圧給水ポンプ１６中間段から中圧
一次節炭器２２ａと中圧二次節炭器２２ｂを順次経由し
て中圧ドラム２５に給水が行われる。
【００５７】また、中圧一次節炭器２２ａと中圧二次節
炭器２２ｂを接続する給水配管２３ｂから再循環配管１
８が分岐され、高圧給水ポンプ１６入口の給水配管１０
に戻される。再循環配管１８の給水配管１０への接続部
は、給水配管１０から分岐した低圧節炭器１１への給水
配管２０の分岐部より上流側にある。そして、再循環配
管１８からの給水は、低圧給水ポンプ９からの給水の温
度を約５０℃とし、各節炭器の低温腐食を防止してい
る。
【００５８】高圧給水ポンプ１６からの約５０℃の給水
は、高圧一次節炭器２７ａでの熱回収によって約１２０
℃に昇温された後、高圧二次節炭器２７ｂでの熱回収に
よって約２１０℃に昇温され、さらに高圧三次節炭器２
７ｃでの熱回収によって約３１０℃に昇温され高圧ドラ
ム３０に給水される。従って、従来例のように高圧節炭
器での過大な熱回収によって排ガス温度が極端に低下す
ることがなく、各節炭器で無理なく効率的に熱回収が行
われる。
【００５９】また、高圧給水ポンプ１６中間段からの約
５０℃の給水は、中圧一次節炭器２２ａでの熱回収によ
って約１５０℃に昇温された後、中圧二次節炭器２２ｂ
での熱回収によって約２２０℃に昇温され、中圧ドラム
２５に給水される。ここで、中圧蒸発器２６の飽和温度
は約２３０℃であることから、給水温度との差は約１０
℃まで低減でき、熱応力の発生が防止される。
【００６０】中圧蒸発器２６と低圧蒸発器２１の間の排
ガス流路に配置される高圧節炭器２７と中圧節炭器２２
は互いにその排ガス流路内での配置を置き換えてもまた
は並列に配置しても排ガスの熱回収において問題がない
ため、同様の効果が得られる。
【００６１】
【発明の効果】本発明によれば、高圧ドラムへの給水を
ガス流路の２か所以上に分割して配置した高圧節炭器を
経由して行い、また、中圧ドラムへの給水をガス流路の
２か所以上に分割して配置した中圧節炭器を経由して行
うので、排ガスの熱回収が効率的に行え、プラント性能
の高効率化ができると共に、ドラムでの過大な熱応力の
発生を防止できる給水系統及び給水装置を有する排熱回
収ボイラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例の排熱回収ボイラの給水系
統を示す図である。
【図２】 本発明の一実施例の排熱回収ボイラの給水系
統を示す図である。
【図３】 本発明の一実施例の排熱回収ボイラの給水系
統を示す図である。
【図４】 本発明の一実施例の排熱回収ボイラの給水系
統を示す図である。
【図５】 本発明の一実施例の給水系統を有する排熱回
収ボイラにおける排ガス温度及び蒸気及び給水温度特性
を示す図である。
【図６】 本発明の一実施例の給水系統を有する排熱回
収ボイラにおける排ガス温度及び蒸気及び給水温度特性
を示す図である。
【図７】 排熱回収ボイラを有する複合発電プラントの
概略の系統を示す図である。
【図８】 従来技術の排熱回収ボイラの給水系統を示す
図である。
【図９】 従来技術の排熱回収ボイラの給水系統を示す
図である。
【図１０】 従来技術の給水系統を有する排熱回収ボイ
ラにおける排ガス温度及び蒸気及び給水温度特性を示す
図である。
【符号の説明】
９ 低圧給水ポンプ １０ 給水配管 １１ 低圧節炭器 １４ 低圧ドラム １６ 高圧給水ポンプ １８ 再循環配管 １９ 再循環調節弁 ２１ 低圧蒸発器 ２２ 中圧節炭器 ２５ 中圧ドラム ２６ 中圧蒸発器 ２７ 高圧節炭器 ３０ 高圧ドラム ３１ 高圧蒸発器

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガスタービンからの排ガス流路に設けら
    れ、復水器からの復水を低圧と高圧の給水ポンプにより
    低圧、中圧及び高圧レベルの三重圧または中圧と高圧の
    二重圧などの複圧に昇圧し、各圧力レベルの節炭器を経
    て各圧力レベルのドラムに給水する給水系と、各圧力レ
    ベルの蒸発器の伝熱管群において排ガスの熱を回収して
    蒸気を発生させると共に、発生した蒸気を各圧力レベル
    のドラムからそれぞれの圧力レベルの過熱器を経て蒸気
    タービンへ供給する蒸気系とから構成され、少なくとも
    節炭器の低温腐食を防止するため、節炭器で熱回収した
    高温の給水の一部を再循環配管により高圧の給水ポンプ
    入口の上流側の給水配管に戻す、給水の再循環系を有す
    る排熱回収ボイラにおいて、 高圧給水ポンプからの高圧ドラムへの給水を排ガス流路
    の２か所以上に分割して配置した高圧節炭器により行う
    と共に、高圧給水ポンプからの中圧ドラムへの給水を排
    ガス流路の２か所以上に分割して配置した中圧節炭器に
    より行うことを特徴とする排熱回収ボイラ。
  2. 【請求項２】 高圧ドラムへの給水を高圧給水ポンプか
    ら中圧蒸発器と低圧蒸発器の間の排ガス流路に配置した
    第一の高圧節炭器を経て、さらに高圧蒸発器と中圧蒸発
    器の間の排ガス流路に配置した第二の高圧節炭器により
    行うと共に、中圧ドラムへの給水を高圧給水ポンプの中
    間段から低圧蒸発器の下流の排ガス流路に配置した第一
    の中圧節炭器を経て、中圧蒸発器と低圧蒸発器の間の排
    ガス流路に配置した第二の中圧節炭器を経由して行うこ
    とを特徴とする請求項１に記載の排熱回収ボイラ。
  3. 【請求項３】 高圧ドラムへの給水を高圧給水ポンプか
    ら低圧蒸発器の下流の排ガス流路に配置した第一の高圧
    節炭器と、中圧蒸発器と低圧蒸発器の間の排ガス流路に
    配置した第二の高圧節炭器を順次経て、さらに高圧蒸発
    器と中圧蒸発器の間の排ガス流路に配置した第三の高圧
    節炭器を経由して行うと共に、中圧ドラムへの給水を高
    圧給水ポンプの中間段から低圧蒸発器の下流の排ガス流
    路に配置した第一の中圧節炭器を経て、中圧蒸発器と低
    圧蒸発器の間の排ガス流路に配置した第二の中圧節炭器
    を経由して行うことを特徴とする請求項１に記載の排熱
    回収ボイラ。
  4. 【請求項４】 高圧ドラムへの給水を高圧給水ポンプか
    ら中圧蒸発器と低圧蒸発器の間の排ガス流路に第二の中
    圧節炭器を挟んで分割して配置した第一の高圧節炭器と
    第二の高圧節炭器を順次経て、高圧蒸発器と中圧蒸発器
    の間の排ガス流路に配置した第三の高圧節炭器を経由し
    て行うと共に、中圧ドラムへの給水を高圧給水ポンプの
    中間段から低圧蒸発器の下流の排ガス流路に配置した第
    一の中圧節炭器を経て、中圧蒸発器と低圧蒸発器の間の
    排ガス流路に配置した前記第二の中圧節炭器を経由して
    行うことを特徴とする請求項１に記載の排熱回収ボイ
    ラ。
  5. 【請求項５】 高圧ドラムへの給水を高圧給水ポンプか
    ら中圧蒸発器と低圧蒸発器の間の排ガス流路に第一の中
    圧節炭器を挟んで分割して配置した第一の高圧節炭器と
    第二の高圧節炭器を順次経て、高圧蒸発器と中圧蒸発器
    の間の排ガス流路に配置した第三の高圧節炭器を経由し
    て行うと共に、中圧ドラムへの給水を高圧給水ポンプの
    中間段から中圧蒸発器と低圧蒸発器の間の排ガス流路に
    前記第二の高圧節炭器を挟んで分割して配置した前記第
    一の中圧節炭器と第二の中圧節炭器を順次経由して行う
    ことを特徴とする請求項１に記載の排熱回収ボイラ。
  6. 【請求項６】 高圧節炭器と中圧節炭器をそれぞれ二つ
    以上に分割し、各分割された高圧節炭器の少なくとも一
    つを高圧蒸発器と中圧蒸発器の間の排ガス流路に配置
    し、他の少なくとも一つの高圧節炭器を中圧蒸発器と低
    圧蒸発器の間または低圧蒸発器の下流側の排ガス流路に
    配置し、各分割された中圧節炭器の少なくとも一つを中
    圧蒸発器と低圧蒸発器の間の排ガス流路に配置し、他の
    少なくとも一つの中圧節炭器を低圧蒸発器の下流側の排
    ガス流路に配置したことを特徴とする請求項１記載の排
    熱回収ボイラ。
  7. 【請求項７】 二つに分割した中圧節炭器の少なくとも
    第一の中圧節炭器の出口給水を低圧ドラムと第二の中圧
    節炭器にそれぞれ別個に供給し、第二の中圧節炭器の出
    口給水を中圧ドラムに供給することを特徴とする請求項
    ６に記載の排熱回収ボイラ。
  8. 【請求項８】 低圧蒸発器の下流側の排ガス流路に配置
    される高圧節炭器と中圧節炭器または中圧蒸発器と低圧
    蒸発器の間の排ガス流路に配置される高圧節炭器と中圧
    節炭器をそれぞれ排ガス流れに対して並列に配置したこ
    とを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の排熱回
    収ボイラ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2016003579A (ja) * 2014-06-13 2016-01-12 三菱重工業株式会社 コンバインドサイクル設備
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