JPH11182803A - 排熱回収ボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ケーシング貫通部を削減し、特殊なエキスパ
ンションジョイントの採用箇所および炉外連絡管を減ら
すことで、経済的かつ配置上シンプルな竪型排熱回収ボ
イラを提供すること。 【解決手段】 水平方向に配置された伝熱管群２と、該
伝熱管群２からの流体を受け入れて気水分離するための
蒸気ドラム３とを排ガス流路を形成するケーシング６内
に配置する。蒸気ドラム３を排ガス流路内に配置するこ
とにより、伝熱管群２と蒸気ドラム３との間の流体の連
絡管４、降水管５もケーシング６内部に収めることがで
き、従来技術では必要であったケーシング外の連絡管を
外し、気密シールの必要な前記連絡管などのケーシング
貫通部の設置数を低減することができる。

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
に用いられる排熱回収ボイラに係わり、特に伝熱管群が
水平配置される竪型排熱回収ボイラの蒸気ドラム配置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】複合発電プラントはガスタービン開放サ
イクル部と排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）と蒸気タービン
サイクル部と発電機を備えた構成からなり、高い発電効
率を得ることが可能である。さらに、ガスタービンは負
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
も十分対応し得る負荷追従性を持ち、特に高頻度起動停
止（Daily Start Stop）運転には有効である。

【０００３】図３に竪型排熱回収ボイラの概略系統図を
示す。図３において排熱回収ボイラのケーシング内に導
入された排ガスにより節炭器２において加熱された給水
は蒸気ドラム１へ送られ、蒸気ドラム１から降水管５、
蒸発器３及び上昇管６を循環して再び蒸気ドラム１に戻
り、発生した蒸気は蒸気ドラム１から過熱器４を通って
図示しない蒸気タービンへ送られる。

【０００４】このような竪型排熱回収ボイラにおいては
図２に示す通り、節炭器、蒸発器及び過熱器からなる伝
熱管群２と前記伝熱管群２等をホットビーム１から吊り
下げる構造となっており、蒸気ドラム３および蒸気ドラ
ム３と伝熱管群２の管寄との間を接続する連絡管４は炉
外、すなわちケーシング６の外に配置され、鉄骨７（図
２）により支持されている。

【０００５】伝熱管群２と蒸気ドラム３を接続する連絡
管４と降水管５はケーシング６を貫通して設けられてい
るので、連絡管４と降水管５のケーシング６の貫通部は
完全にシールする必要があり、また、蒸気ドラム３の保
温施工も雨水侵入を防ぐため、シール性の高いものにす
る必要がある。さらに、蒸気ドラム３支持用の鉄骨７等
が多数必要であり、その構造も非常に複雑なものであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
ケーシング６や連絡管４と炉内に配置される伝熱管群２
との間には互いに複雑な伸び差が発生するため、連絡管
４や降水管５のケーシング６貫通部に軸方向および軸直
角方向の伸び差を吸収可能とする特殊なエキスパンショ
ンジョイントを採用しており、また、連絡管４が炉外に
伸びているので、連結管４部分には歩道等を設ける必要
があり、複雑な配置となっていた。本発明の課題はケー
シング貫通部を削減し、特殊なエキスパンションジョイ
ントの採用箇所および炉外連絡管を減らすことで、経済
的かつ配置上シンプルな竪型排熱回収ボイラを提供する
ことである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、ほ
ぼ鉛直方向に排ガスを流す排ガス流路と、該排ガス流路
を流れる排ガスに対して、ほぼ水平方向にその長手方向
を向けて配置された伝熱管群と、該伝熱管群からの流体
を受け入れて気水分離するための蒸気ドラムを排ガス流
路を形成するケーシング内に配置した排熱回収ボイラに
より解決される。

【０００８】このように、蒸気ドラムを排ガス流路内に
配置することにより、伝熱管群と蒸気ドラムとの間の流
体の連絡管（降水管も含む）もケーシング内部に収める
ことができ、従来技術では必要であったケーシング外の
連絡管をなくすることできる。また、本発明により、気
密シールの必要な前記連絡管などのケーシング貫通部を
低減することができる。

【０００９】また、伝熱管群と蒸気ドラムと前記伝熱管
群と蒸気ドラムとの間の流体の連絡管を含む蒸気圧力系
統が、複数の圧力レベルの組み合せからなる場合には、
その中の低圧力系の蒸気ドラムと伝熱管群と連絡管など
に薄い保温施工をすることで、排ガスの露点温度が大気
温度より高いことによるボイラ起動時の結露防止を図る
ことができる。ただし、蒸気ドラムの計器および安全弁
はケーシング外に設置することが必要である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１に示す本発明の実施の形態の排熱回収
ボイラは、排ガスの流れを鉛直方向に規制するケーシン
グ６内に配置された節炭器、蒸発器及び過熱器からなる
伝熱管群２等をホットビーム１から吊り下げる構造であ
り、蒸気ドラム３および蒸気ドラム３と伝熱管群２の間
を接続する連絡管４と降水管５も炉内、すなわちケーシ
ング６の内部に配置している。

【００１１】本発明では、伝熱管群２とその管寄等を吊
り下げるために設けられた排熱回収ボイラ出口の低温域
のケーシング６内にあるホットビーム１を利用し、蒸気
ドラム３、連絡管４および降水管５をケーシング６内で
支持する構造とすることでケーシング貫通部の設置数を
低減している。

【００１２】また、本発明では連絡管４（降下管５を含
む）は伝熱管群２とケーシング６の間の炉内スペースに
配置されているため、これらはバッフルを貫通するのみ
であり、若干のリークは許容される構造となっている。
このとき蒸気ドラム３の計器８および安全弁９はケーシ
ング６外に設置する必要ある。

【００１３】また、蒸気ドラム３の中で低圧蒸気系の蒸
気ドラム３および伝熱管群２などの流体配管内の蒸気温
度は排ガス温度に近いため保温施工は不要であるが、排
ガス露点が大気温度より高いため、起動時の結露防止を
図る目的で薄い保温を施工した方が良い。

【００１４】このように、図１に示す竪型排熱回収ボイ
ラは、ケーシング６の貫通部の設置数削減により特殊仕
様のエキスパンションジョイント採用箇所を低減でき、
貫通部の加工工数も低減できる。また、図１に示す竪型
排熱回収ボイラは、図２に示すような連絡管４と降水管
５のケーシング６の貫通部が存在しないので、当該貫通
部に必要なシール構造は不要となる。たたし、ケーシン
グ６外に設置蒸気ドラムの計器８および安全弁９はケー
シング６を貫通して配管接続されているので、この配管
のケーシング６貫通部にはシールは必要である。

【００１５】また、蒸気ドラム３をケーシング６内に内
蔵しているため、従来ケーシング６の外部において蒸気
ドラム３を支持していた鉄骨７（図２参照）も不要とな
り、さらに蒸気ドラム３を排ガス流通路中に蒸気ドラム
を配置しているため保温仕様等を含め設備費を低減でき
る。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、ケーシング貫通部の設
置数の削減により貫通部の加工工数が低減でき、従来ケ
ーシング外にて蒸気ドラムを支持していた鉄骨は不要と
なり、蒸気ドラムの保温仕様等含め設備費を低減でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の竪型排熱回収ボイラの内部構造の詳
細図である。

【図２】 従来の竪型排熱回収ボイラの内部構造の詳細
図である。

【図３】 従来の竪型排熱回収ボイラの内部構造の概略
図である。

【符号の説明】

１ ホットビーム ２ 伝熱管群 ３ 蒸気ドラム ４ 連絡管 ５ 降下管 ６ ケーシング ７ 鉄骨 ８ 蒸気ドラム
計器 ９ 蒸気ドラム安全弁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ鉛直方向に排ガスを流す排ガス流路
   と、 該排ガス流路を流れる排ガスに対して、ほぼ水平方向に
   その長手方向を向けて配置された伝熱管群と、 該伝熱管群からの流体を受け入れて気水分離するための
   蒸気ドラムを排ガス流路を形成するケーシング内に配置
   することを特徴とする排熱回収ボイラ。
2. 【請求項２】 伝熱管群と蒸気ドラムとの間の流体の連
   絡管を排ガス流路内の伝熱管群とケーシングの間に配置
   したことを特徴とする請求項１記載の排熱回収ボイラ。
3. 【請求項３】 伝熱管群と蒸気ドラムと前記伝熱管群と
   蒸気ドラムとの間の流体の連絡管を含む蒸気圧力系統が
   複数の圧力レベルの組み合せからなり、その中の低圧力
   系の蒸気ドラムと伝熱管群と連絡管に保温施工をしたこ
   とを特徴とする請求項１記載の排熱回収ボイラ。
4. 【請求項４】 蒸気ドラムに計器および安全弁を設け、
   該計器と安全弁はケーシング外に設置することを特徴と
   する請求項１記載の排熱回収ボイラ。