JPS586302A - 排熱回収熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はコンバインドサイクル発電プラント等に使用
される排熱回収熱交換器に係シ、特に、プラントの高効
率化および高稼動率化を促す排熱回収熱交換器の構造の
改良に関する。

コンパイドサイクルさけ、がスターピント蒸気タービン
を組み合わせることによってプラント効率を高めた発電
システムであり、そのコンバインドサイクルの代表的な
ものとしては排熱回収形と呼ばれるものがある。排熱回
収形コンバインドサイクル発電プラントの主要な構成要
素である排熱回収熱交換器は、ガスタービンの高温排気
によって水を加熱し、蒸気を発生させる一種の熱交換器
として作用する。以下従来の排熱回収熱交換器の一例に
ついて、第１図を用いて説明する。

図示しない燃焼器によって作られる高圧高温の燃焼ガス
は、ガスタービン１に流入して高速で回転させることに
よって、圧力温度が低下して排出させる。しかし、この
排気ガスの温度は普通５００〜６００℃の高温であるた
め、このまま廃ガスとして捨てるのは非常に不経済であ
る。この理出で設けられたのが排熱回収熱交換器２であ
り１ガスタービンの高温排気は入口ダクト３を通って排
熱回収熱交換器２に送られる。

排熱回収熱交換器２は多数の伝熱管を有し、強制対流熱
伝達により水と排気ガスとの熱交換を行なう機器である
。

排熱回収熱交換器２に流入した排気がスは上方Ｖこ向っ
て流れ蒸発器４およびエコノマイザ５を通って出口ダク
ト７から図示しない煙突へ抜ける。ここで蒸発器４およ
びエコノマイザ５Ｖｉ。

多数の伝熱管６によって構成されており、管内を蒸気お
よび水が流れる。エコノマイザ５の伝熱管６０片側管端
は熱交換器給水管８に接続しており、油の管端は蒸気ド
ラム９の下部に接続しＣいる。また蒸発器４の伝熱管６
は両管端共ドラム９に取付けられている。さらに蒸気ド
ラム９の上端部には主蒸気管１４が接続しており、主蒸
気管１４は蒸気タービン１２に導ひかれている。また、
蒸気タービン１２と連設して復水器１ノが設置されてい
る。なお、２７け集合ダクトを示してｂる。

以上の構成において、蒸気タービン１２の排気蒸気は復
水器１１で復水とな９、給水７ｙンゾ１３によって給水
管８からエコノマイザ５に圧送される。エコノマイザ５
で加熱された給水は蒸気ドラム９の下部ＩＣａ入する。

蒸気１９ラム９の缶水は、ドラム底部から移送ポンダ１
０によって蒸発器４に送られ、伝熱管内で蒸発して蒸気
となシ再び蒸気ドラム９の上部に戻る。

蒸気ドラム内の蒸気はドラムの上部から抽出されて、主
蒸気管１４から蒸気タービン導入され、再び復水器１１
に流入する。

以上のような排熱回収形コンバイン）パサイクル発電プ
ラントでは、＾ン昌のガスタービン排気が有効に利用さ
れるために、プラント熱効率が従来より数％上昇するこ
とが確認されている。

第２図は、排熱回Ｊ（Ｙ熱交換器の（Ｈ造を立体的に表
わした斜視図である。排熱回収熱交換Ｓは普通非常に大
形の構造物であるため、製作や運搬および据付の朗利さ
から、複数に分割された構造にすることが一般的である
。第２図の例では１つのガスタービン排気に対して熱交
換器をＡ、Ｂの２つに分割している。蒸気発生能力は、
２分割された熱交換器Ａ、Ｂに均灼に振り分けられてい
て、ガスタービン排気は特殊なＹダクト３によって流量
が２分割される。

ところで、このような形式の排熱回収熱交換器では、２
分割された片側が事故等で運転不能となった場合、点検
や補修のために内部に作業員が入るためには、ガスター
ビン、蒸気タービンを含めたユニット全体を停止する必
要があり、補修が完了する゛までゾラントＶユ遊休状態
となる。

また、１度プラントを停止すると、再起動のために多く
の労力と時間を費やすことになる。そのため、プラント
の稼動率は著しく低下する。

この発明は上記に鑑みてなされたもので、プラントの高
効率化および＾稼動率化を促すことができ使用状態に応
じた運転が可能な排熱回収熱交換器を提供することを目
的としている。

以下、この発明について図面を参照しながら５− 説明する。

即ち、第３図はこの発明の一実施例を示す斜視図であシ
、７１’スタ一ビン排気入口部には変形されたＹダクト
３が設けられ、Ｙダクト３０分割された端部に接続して
仕切ヲｐ２１例えば線形バルブが取付けられる。さらに
、分割された排熱回収熱交換器Ａ、Ｂの熱交換器胴２に
、２Ｂの各々に接続する出口ダクト７に連接して仕切弁
２１例えば線形バルブが数句けられている。

仕切弁２〕の線形バルグは十分なリークタイト構造を有
している。

この発明の％徴は、上記仕切弁２ノを、分割された熱交
換器胴２に、２Ｂの出入口双方に配設したことにあｐｌ
　この仕切弁２ノの効果的な運用によジ、プラントの稼
動率を上昇せＬ７めることか可能となる。

以下、このように構成されたこの発明の排熱回収熱交換
器の作用について説明する。

例えば、熱交換器Ａ側を停止する場合を考える。このと
き、第４図のように熱交換器胴２人−６〜 の出入口に設けられた仕切弁２１ｆ′ｉ閉状態となシ、
ガスタービン排気はＹダクト３から熱交換器胴２Ｂのみ
に流入する。したがって、熱交換器Ｂ側は通常運転が可
能である一力、仕切弁２ノが熱交換６人への排気ガスの
流入を完全に防止するため、熱交換器Ａ内部へ作業員が
自由に出入りすることができる。

しかして、この発明によれば分割された排熱回収熱交換
器Ａ、Ｂの各々について嚇独運転または単独停止が可能
となる。例えば、通常運転時、熱交換器ＡＫ事故が発見
された場合、速やかに負荷を降下させると同時に仕切弁
２１を閉じれば、熱交換器内の温度が下がるのを待って
ただちに点検作業に移ることができる。したがって、プ
ラントの負荷を下げるだけで連続的に運ｋが行なえる。

また、事故時以外でもプラントの部分負荷運転をする場
合に、片側を停止することによって、熱交換器内部の排
気ガスの流速が維持され、十分な強制対流熱伝達が得ら
れるために高効率で運転される。

第５図はこの発明の他の実施例を示す概略構成図である
。熱交換器胴２に、２Ｂ入口部に仕切弁２１例えば線形
パル／を２個並設し、仕切弁２１にの間にノ々ルブ２４
とポン７’２３を有するガス排出配管系統２２を付蝙す
ることを特徴としている。第４図のように仕切弁２１を
１個のみ設ける場合は、十分なリークタイト構造が必要
であるために、高価左仕切弁例えば蝶形・ぐルプが必要
になるのに対し、第５図の変形例では、多少のリークを
許す安価な仕切弁２１ｋを２個設け、Ｙダクト３に近い
ｌｔｌの蝶形バルブ２１ｋから洩れ込む高温ｊＪトガ゛
スをポンプ２３によってガス排出配管系統２２から外部
に排除する。つまυ、２個の仕切弁２１には停止してい
る側の熱交換器Ａに則して高温力スのダンパ的役割を有
して因る。

尚、熱ダ換器内を通過し／こ排ガスは圧力温度が低くな
っているため、熱交換器出口ｔＵＵには安価な仕切弁２
１ｋを１個のみ設置ｇすることによって十分に排ガスの
流入を防止することができる。

以上述べたこの発明によればプラントの高効率化および
高稼動率化を便することができ、使用状態に応じた運転
が可能な排熱回収熱交換器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、排熱回収形コンバインドサイクル発電グラン
ドの概略を示す系統図、第２図は従来の排熱回収熱交換
器の一例を示す斜視図、第３図は、この発明による排熱
回収熱交換器の一実施例を示す斜視図、第４図は、第３
図を上方から見た概略構成図、第５図は、この発明の他
の実施例を示す概略構成図である。 ２に、２Ｂ・・・熱交換器胴、３・・入口部のＹダクト
、２１．２１１Ｌ・・・仕切弁、２２・・・ガス排出配
管系統。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦９− 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ｉ）１つの排ガス入口に対して株数に分割された出口
   を有する入口ダクトと、ダクトの分割数に等しい数に分
   割された熱交換器胴を有する１組の排熱回収熱交換器に
   おいて、前記熱交換器胴の各々の出入口部に、このガス
   通路を開閉可能な手段を設けたことを特徴とする排熱回
   収熱交換器。 （２）１つの排ガス入口に対して複数に分割された出口
   を有する入口ダクトと、ダクトの分割数に等しい数に分
   割された熱交換器胴を有する１組の排熱回収熱交換器に
   おいて、前記熱交換器胴入口部に２個そのガス通路を開
   閉可能な手段を並設し、この手段の間にガ゛ス排出配管
   系統を付属することを特徴とする排熱口１１×熱交換器
   。