JPH1114007A - ボイラの再熱蒸気温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボイラ給水の一部を再熱器の入側における導
入管内へ直接スプレすることなく、再熱器へ供給される
蒸気を冷却し得、プラント効率の低下並びに導入管の侵
食を防止し得るボイラの再熱蒸気温度制御装置を提供す
る。 【解決手段】 再熱器４の入側における導入管８途中
に、ボイラ給水ポンプ２０で昇圧されたボイラ給水の一
部が再熱蒸気冷却用配管２５から導入され且つ該ボイラ
給水によって再熱器４へ供給される蒸気を冷却可能な熱
交換器２７を設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラの再熱蒸気
温度制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、図３に示される如く、ボイラ１
の火炉１ａに接続された後部伝熱部２には、仕切壁３を
隔てて再熱器４と過熱器５とが配設されており、該再熱
器４と過熱器５の下流側には、再熱器４と過熱器５に流
れる火炉１ａからの燃焼ガス量を調整するためのＲＨガ
スダンパ６とＳＨガスダンパ７とが設けられており、Ｒ
Ｈガスダンパ６とＳＨガスダンパ７との開度調整を行っ
て再熱器４と過熱器５に流れる燃焼ガス量を調整するこ
とにより、再熱器４の出側における再熱蒸気温度を制御
するようになっている。

【０００３】前記再熱器４は、図４に示される如く、両
端に接続された導入管８から被加熱流体としての蒸気が
供給される入口ヘッダ４ａと、該入口ヘッダ４ａに一端
が接続され且つ前記ボイラ１の後部伝熱部２内に配設さ
れた多数の伝熱管からなる伝熱部４ｂと、該伝熱部４ｂ
を構成する各伝熱管の他端が接続され且つ両端に接続さ
れた導出管９から再熱蒸気が導出される出口ヘッダ４ｃ
とを備えてなる構成を有しており、前記導入管８の上流
側端部は、蒸気タービン１０を構成する高圧タービン１
１の蒸気出口に接続され、前記導出管９の下流側端部
は、蒸気タービン１０を構成する中圧タービン１２の蒸
気入口に接続され、前記再熱器４で加熱された再熱蒸気
によって前記中圧タービン１２が駆動され、更に低圧タ
ービン１３が駆動されるようになっており、該低圧ター
ビン１３の蒸気出口は、管路１４によりボイラ給水系統
１５に接続されている。

【０００４】前記ボイラ給水系統１５は、前記低圧ター
ビン１３から排出された蒸気を海水等によって冷却凝縮
する復水器１６と、該復水器１６の出側に設けられた復
水ポンプ１７と、該復水ポンプ１７で昇圧されたボイラ
給水を加熱する低圧給水加熱器１８と、該低圧給水加熱
器１８で加熱されたボイラ給水を脱気するための脱気器
１９と、該脱気器１９で脱気されたボイラ給水を昇圧す
るボイラ給水ポンプ２０と、該ボイラ給水ポンプ２０で
昇圧されたボイラ給水を加熱する高圧給水加熱器２１と
を備えてなる構成を有している。

【０００５】前記ボイラ給水系統１５の高圧給水加熱器
２１は、管路２２を介してボイラ１の節炭器に接続され
ており、又、ボイラ１の過熱器５は、管路２３を介して
前記高圧タービン１１の蒸気入口に接続されている。

【０００６】尚、図４中、２４は蒸気タービン１０に接
続された蒸気タービン発電機である。

【０００７】図３及び図４に示されるようなボイラ１に
おいては、該ボイラ１の火炉１ａ内で燃料を燃やすこと
によって発生した燃焼ガスは、火炉１ａから後部伝熱部
２へ導かれ、ＲＨガスダンパ６とＳＨガスダンパ７との
開度調整により、再熱器４側へ導入される燃焼ガス量と
過熱器５側へ導入される燃焼ガス量の調整が行われる。

【０００８】ここで、ボイラ給水系統１５からボイラ１
の節炭器へ供給されるボイラ給水は、該節炭器において
前記燃焼ガスによって加熱され、前記節炭器を通過して
ボイラ１の火炉１ａの炉壁管内を通過する際に蒸気化し
た後、過熱器５へ導入され、該過熱器５において過熱蒸
気となり、該過熱蒸気は、過熱器５から管路２３を介し
て蒸気タービン１０の高圧タービン１１へ導入され、該
高圧タービン１１が駆動される。

【０００９】前記高圧タービン１１を駆動した後の蒸気
は、導入管８を介して再熱器４へ導入され、該再熱器４
において加熱されて再熱蒸気となり、該再熱蒸気は、導
出管９を介して中圧タービン１２へ導入され、該中圧タ
ービン１２が駆動され、該中圧タービン１２を駆動した
後の蒸気は低圧タービン１３へ導かれ、該低圧タービン
１３が駆動される。

【００１０】前記低圧タービン１３を駆動した後の蒸気
は、ボイラ給水系統１５の復水器１６において海水等で
冷却凝縮されボイラ給水に戻され、該ボイラ給水は、復
水ポンプ１７を経て低圧給水加熱器１８において加熱さ
れた後、脱気器１９において脱気され、該脱気器１９に
おいて脱気されたボイラ給水は、ボイラ給水ポンプ２０
により昇圧されて高圧給水加熱器２１へ導かれ、該高圧
給水加熱器２１において加熱され、再び前記ボイラ１の
節炭器へ供給される。

【００１１】このようにして、蒸気タービン１０が蒸気
により駆動され、該蒸気タービン１０に接続された蒸気
タービン発電機２４によって発電が行われる。

【００１２】ところで、負荷変化率の高いボイラ１にお
いては、前述の如きＲＨガスダンパ６とＳＨガスダンパ
７との開度調整を行うだけでは、再熱器４の出側におけ
る再熱蒸気温度を所定の温度に保持することが困難であ
るため、最近では、前記ＲＨガスダンパ６とＳＨガスダ
ンパ７との開度調整と併用する形で、再熱器４の入側に
おける導入管８途中に、図４に示される如く、ボイラ給
水ポンプ２０で昇圧されたボイラ給水の一部を直接スプ
レするためのスプレ配管２５’を接続し、該スプレ配管
２５’途中に設けられた流量調節弁２６’の開度を調整
することにより、必要に応じて所要量のボイラ給水を前
記導入管８内へ直接スプレし、該ボイラ給水によって再
熱器４へ供給される蒸気を冷却することが行われてい
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如く、ボイラ給水の一部を再熱器４の入側における導入
管８内へ直接スプレして、再熱器４へ供給される蒸気を
冷却するのでは、再熱器４での蒸気量が増加し、中圧タ
ービン１２と低圧タービン１３を駆動した後に復水器１
６において海水へ捨てられてしまう熱量が増え、プラン
ト効率が低下する一方、導入管８内がスプレによる水滴
により侵食しやすくなるという欠点を有していた。

【００１４】本発明は、斯かる実情に鑑み、ボイラ給水
の一部を再熱器の入側における導入管内へ直接スプレす
ることなく、再熱器へ供給される蒸気を冷却し得、プラ
ント効率の低下並びに導入管の侵食を防止し得るボイラ
の再熱蒸気温度制御装置を提供しようとするものであ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】第一の発明は、再熱器の
入側に、ボイラ給水ポンプで昇圧されたボイラ給水の一
部が導入され且つ該ボイラ給水によって再熱器へ供給さ
れる蒸気を冷却可能な熱交換器を設置したことを特徴と
するボイラの再熱蒸気温度制御装置にかかるものであ
る。

【００１６】又、第二の発明は、再熱器の入側に、復水
ポンプで昇圧されたボイラ給水の一部が導入され且つ該
ボイラ給水によって再熱器へ供給される蒸気を冷却可能
な熱交換器を設置したことを特徴とするボイラの再熱蒸
気温度制御装置にかかるものである。

【００１７】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００１８】第一の発明においては、負荷変化率の高い
ボイラで、ＲＨガスダンパとＳＨガスダンパとの開度調
整を行うだけでは、再熱器の出側における再熱蒸気温度
を所定の温度に保持することが困難である場合には、前
記ＲＨガスダンパとＳＨガスダンパとの開度調整と併用
する形で、ボイラ給水ポンプで昇圧されたボイラ給水の
一部を熱交換器へ導入すると、該熱交換器へ導入された
ボイラ給水によって、再熱器へ供給される導入管内の蒸
気が冷却され、これにより、再熱器の出側における再熱
蒸気温度が所要温度に制御され、この結果、従来のよう
にボイラ給水の一部を再熱器の入側における導入管内へ
直接スプレせずに非接触で、再熱器へ供給される蒸気を
冷却することが可能となり、再熱器での蒸気量が増加す
ることがなく、中圧タービンと低圧タービンを駆動した
後に復水器において海水へ捨てられてしまう熱量が増え
ず、プラント効率が低下しなくなると共に、導入管内が
スプレによる水滴により侵食する心配もなくなる。

【００１９】又、第二の発明においては、負荷変化率の
高いボイラで、ＲＨガスダンパとＳＨガスダンパとの開
度調整を行うだけでは、再熱器の出側における再熱蒸気
温度を所定の温度に保持することが困難である場合に
は、前記ＲＨガスダンパとＳＨガスダンパとの開度調整
と併用する形で、復水ポンプで昇圧されたボイラ給水の
一部を熱交換器へ導入すると、該熱交換器へ導入された
ボイラ給水によって、再熱器へ供給される導入管内の蒸
気が冷却され、これにより、再熱器の出側における再熱
蒸気温度が所要温度に制御され、この結果、従来のよう
にボイラ給水の一部を再熱器の入側における導入管内へ
直接スプレせずに非接触で、再熱器へ供給される蒸気を
冷却することが可能となり、再熱器での蒸気量が増加す
ることがなく、中圧タービンと低圧タービンを駆動した
後に復水器において海水へ捨てられてしまう熱量が増え
ず、プラント効率が低下しなくなると共に、導入管内が
スプレによる水滴により侵食する心配もなくなる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。

【００２１】図１は本発明を実施する形態の一例であっ
て、図中、図３及び図４と同一の符号を付した部分は同
一物を表わしており、基本的な構成は図３及び図４に示
す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とすると
ころは、図１に示す如く、再熱器４の入側における導入
管８途中に、ボイラ給水ポンプ２０で昇圧されたボイラ
給水の一部が再熱蒸気冷却用配管２５から導入され且つ
該ボイラ給水によって再熱器４へ供給される蒸気を冷却
可能な熱交換器２７を設置した点にある。

【００２２】尚、前記ボイラ給水ポンプ２０は、通常、
多段式のポンプが用いられているため、その中段からボ
イラ給水の一部を再熱蒸気冷却用配管２５へ取り出すよ
うにしてある一方、前記再熱蒸気冷却用配管２５途中に
は、流量調節弁２６を設けてあり、又、前記再熱蒸気冷
却用配管２５から熱交換器２７へ導入されたボイラ給水
は、戻り配管２８を介してボイラ給水ポンプ２０の入側
へ戻すようにしてある。

【００２３】次に、上記図示例の作動を説明する。

【００２４】負荷変化率の高いボイラ１において、図３
に示されるようなＲＨガスダンパ６とＳＨガスダンパ７
との開度調整を行うだけでは、再熱器４の出側における
再熱蒸気温度を所定の温度に保持することが困難である
場合には、前記ＲＨガスダンパ６とＳＨガスダンパ７と
の開度調整と併用する形で、流量調節弁２６の開度調整
を行うと、ボイラ給水ポンプ２０で昇圧されたボイラ給
水の一部が再熱蒸気冷却用配管２５から熱交換器２７へ
導入され、該熱交換器２７へ導入されたボイラ給水によ
って、再熱器４へ供給される導入管８内の蒸気が冷却さ
れ、これにより、再熱器４の出側における再熱蒸気温度
が所要温度に制御される。尚、前記再熱蒸気冷却用配管
２５から熱交換器２７へ導入されたボイラ給水は、戻り
配管２８を介してボイラ給水ポンプ２０の入側へ戻され
る。

【００２５】この結果、従来のようにボイラ給水の一部
を再熱器４の入側における導入管８内へ直接スプレせず
に非接触で、再熱器４へ供給される蒸気を冷却すること
が可能となり、再熱器４での蒸気量が増加することがな
く、中圧タービン１２と低圧タービン１３を駆動した後
に復水器１６において海水へ捨てられてしまう熱量が増
えず、プラント効率が低下しなくなると共に、導入管８
内がスプレによる水滴により侵食する心配もなくなる。

【００２６】こうして、ボイラ給水の一部を再熱器４の
入側における導入管８内へ直接スプレすることなく、再
熱器４へ供給される蒸気を冷却し得、プラント効率の低
下並びに導入管８の侵食を防止し得る。

【００２７】図２は本発明を実施する形態の他の例であ
って、図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を
表わしており、復水ポンプ１７で昇圧されたボイラ給水
の一部を、再熱蒸気冷却用配管２５から熱交換器２７へ
導入し、戻り配管２８を介して復水ポンプ１７の入側へ
戻すようにしたものである。

【００２８】図２に示す例においては、負荷変化率の高
いボイラ１で、図３に示されるようなＲＨガスダンパ６
とＳＨガスダンパ７との開度調整を行うだけでは、再熱
器４の出側における再熱蒸気温度を所定の温度に保持す
ることが困難である場合には、前記ＲＨガスダンパ６と
ＳＨガスダンパ７との開度調整と併用する形で、流量調
節弁２６の開度調整を行うと、復水ポンプ１７で昇圧さ
れたボイラ給水の一部が再熱蒸気冷却用配管２５から熱
交換器２７へ導入され、該熱交換器２７へ導入されたボ
イラ給水によって、再熱器４へ供給される導入管８内の
蒸気が冷却され、これにより、再熱器４の出側における
再熱蒸気温度が所要温度に制御される。尚、前記再熱蒸
気冷却用配管２５から熱交換器２７へ導入されたボイラ
給水は、戻り配管２８を介して復水ポンプ１７の入側へ
戻される。

【００２９】この結果、図２に示す例においても、図１
に示す例と同様、従来のようにボイラ給水の一部を再熱
器４の入側における導入管８内へ直接スプレせずに非接
触で、再熱器４へ供給される蒸気を冷却することが可能
となり、再熱器４での蒸気量が増加することがなく、中
圧タービン１２と低圧タービン１３を駆動した後に復水
器１６において海水へ捨てられてしまう熱量が増えず、
プラント効率が低下しなくなると共に、導入管８内がス
プレによる水滴により侵食する心配もなくなる。

【００３０】又、図２に示す例においては、復水ポンプ
１７から供給されるボイラ給水の方が、ボイラ給水ポン
プ２０から供給されるボイラ給水よりも温度が低いた
め、図１に示す例の場合より、熱交換器２７の容量を若
干小さくすることも可能となる。

【００３１】こうして、図２に示す例の場合にも、図１
に示す例の場合と同様、ボイラ給水の一部を再熱器４の
入側における導入管８内へ直接スプレすることなく、再
熱器４へ供給される蒸気を冷却し得、プラント効率の低
下並びに導入管８の侵食を防止し得る。

【００３２】尚、本発明のボイラの再熱蒸気温度制御装
置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え
得ることは勿論である。又、再熱蒸気を冷却する、即
ち、再熱器出口蒸気温度を下げる側を例に取ったが、冷
却量の減少により、再熱器出口蒸気温度を上げる側の制
御も可能である。又、本発明はガスとは独立なため、ボ
イラ内再循環ガス量の増減で再熱蒸気温度を制御するボ
イラでも併用することが可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上、説明したように本発明のボイラの
再熱蒸気温度制御装置によれば、ボイラ給水の一部を再
熱器の入側における導入管内へ直接スプレすることな
く、再熱器へ供給される蒸気を冷却し得、プラント効率
の低下並びに導入管の侵食を防止し得るという優れた効
果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例の概要構成図であ
る。

【図２】本発明を実施する形態の他の例の概要構成図で
ある。

【図３】ボイラの全体概要構成図である。

【図４】従来例の概要構成図である。

【符号の説明】

１ ボイラ ４ 再熱器 ８ 導入管 １７ 復水ポンプ ２０ ボイラ給水ポンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 再熱器の入側に、ボイラ給水ポンプで昇
   圧されたボイラ給水の一部が導入され且つ該ボイラ給水
   によって再熱器へ供給される蒸気を冷却可能な熱交換器
   を設置したことを特徴とするボイラの再熱蒸気温度制御
   装置。
2. 【請求項２】 再熱器の入側に、復水ポンプで昇圧され
   たボイラ給水の一部が導入され且つ該ボイラ給水によっ
   て再熱器へ供給される蒸気を冷却可能な熱交換器を設置
   したことを特徴とするボイラの再熱蒸気温度制御装置。