WO2010032593A1 - 再熱ボイラ - Google Patents

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boiler
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勲 内田
修二 佐藤
秀朗 福田
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    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/40—Arrangements of partition walls in flues of steam boilers, e.g. built-up from baffles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22G—SUPERHEATING OF STEAM
    • F22G1/00—Steam superheating characterised by heating method
    • F22G1/02—Steam superheating characterised by heating method with heat supply by hot flue gases from the furnace of the steam boiler
    • F22G1/04—Steam superheating characterised by heating method with heat supply by hot flue gases from the furnace of the steam boiler by diverting flow or hot flue gases to separate superheaters operating in reheating cycle, e.g. for reheating steam between a high-pressure turbine stage and an intermediate turbine stage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22G—SUPERHEATING OF STEAM
    • F22G1/00—Steam superheating characterised by heating method
    • F22G1/16—Steam superheating characterised by heating method by using a separate heat source independent from heat supply of the steam boiler, e.g. by electricity, by auxiliary combustion of fuel oil

Definitions

  • the present invention relates to a reheat boiler that is provided with a reheat furnace and a reheater on the downstream side of the evaporator tube group, and reduces the gas temperature imbalance in the vicinity of the outlet of the reheat furnace.
  • FIG. 5 is a schematic diagram schematically showing the configuration of a conventional reheat boiler.
  • a conventional reheat boiler 100 includes a main boiler 106 including a burner 101, a furnace 102, a front bank tube 103, a superheater (SH) 104 and an evaporation tube group (rear bank tube) 105, It consists of a reheating furnace 108 provided with a reheating burner 107 on the downstream side of the evaporator tube group 105 and a reheater 109 provided on the exhaust gas outlet side.
  • SH superheater
  • evaporation tube group rear bank tube
  • the combustion gas generated by the combustion of the burner 101 flows from the furnace 102 through the front bank tube 103, the superheater 104, and the evaporation tube group 105, and is mixed with the reheat combustion gas of the reheat burner 107 in the reheat furnace 108. It flows while performing heat exchange with the reheater 109 and flows out from the gas outlet 110 so that the operation can be efficiently performed.
  • reference numeral 111 denotes a water drum
  • 112 denotes a steam drum
  • 113 and 114 denote headers
  • 115 denotes a wall tube.
  • the reheat burner 107 is installed only on the front wall side of the reheat furnace 108, and is not installed on the rear wall side of the reheat furnace 108. For this reason, for example, as shown in FIG. 6, on the outlet side of the reheating furnace 108 (part B in FIG. 5), the front wall (X in FIG. 6) side and the rear wall (FIG. 6).
  • a large unbalance occurring in the combustion gas temperature becomes a problem, for example, a temperature difference of several hundred degrees may occur in the combustion gas temperature.
  • Such an unbalance of the combustion gas temperature has a temperature difference between the combustion gas flowing in from the main boiler 106 and the reheat combustion gas of the reheat burner 107, and the combustion gas and the reheat combustion gas are sufficiently separated. This is probably because they are not mixed.
  • the unbalance of the combustion gas temperature on the outlet side of the reheating furnace 108 (the inlet side of the reheater 109), that is, the unbalance generated in the temperature distribution of the mixed combustion gas in which the combustion gas and the reheat combustion gas are mixed is
  • the heat transfer performance of the reheating furnace 108 and the reheater 109 is deteriorated, and there is a possibility that high temperature corrosion in the reheat tube of the reheater 109 and the strength of the support material may be reduced.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its object is to change the gas flow pattern in the reheating burner with respect to the gas temperature of the combustion gas at the outlet side of the reheating furnace.
  • the object is to provide a reheat boiler with reduced distribution imbalance.
  • a reheat boiler includes a main boiler configured such that a main combustion gas generated by combustion of a burner flows from a furnace through a superheater and an evaporation tube group, and a wake of the evaporation tube group
  • a reheat boiler that is disposed on the side and generates a reheat combustion gas by combustion of a reheat burner, and a reheater disposed on an upper side of the reheat furnace
  • a drift prevention part for restricting the cross-sectional area of the combustion gas is formed at the outlet of the reheating furnace that forms a flow path for the combustion gas and the reheat combustion gas by connecting the reheat furnace and the reheater. It is provided.
  • reheating is performed by connecting a reheat furnace and a reheater to form a flow path of mixed combustion gas (combustion gas and reheat combustion gas). Since the drift prevention part which restrict
  • the drift prevention portion is formed by attaching a closing plate to the reheating furnace outlet, and thereby, by changing the size of the closing plate as appropriate, the opening ratio of the channel cross-sectional area is increased.
  • the closing plate is preferably divided into a plurality of plates so that they can be individually attached and detached, whereby the opening ratio of the flow passage cross-sectional area can be easily adjusted by changing the number of attachments and detachments in the field.
  • the drift prevention portion for reducing the cross-sectional area of the flow path is provided at the outlet of the reheating furnace that forms the flow path of the mixed combustion gas (combustion gas and reheat combustion gas),
  • the flow of the main combustion gas and the reheat combustion gas passing through can be disturbed.
  • Such turbulence of the reheat combustion gas promotes mixing of the combustion gas having different temperatures and the reheat combustion gas. Therefore, on the outlet side (reheater inlet) of the reheating furnace which is downstream of the drift prevention unit. Further, it is possible to provide a reheat boiler in which the imbalance is reduced so that the temperature distribution of the mixed combustion gas becomes uniform.
  • the flow pattern of the combustion gas and the reheat combustion gas can be changed by passing the combustion gas and the reheat combustion gas through the drift prevention unit, the two combustion gases having different gas temperatures are It is mixed on the downstream side and flows into the reheater with the temperature distribution made substantially uniform.
  • the combustion gas generated by the combustion of the burner 101 passes from the furnace 102 through the superheater 104 and the evaporation tube group 105, similarly to the reheat boiler 100 having the conventional structure shown in FIG. 5.
  • the main boiler 106 configured as described above, the reheating furnace 108 in which the combustion gas is reburned by the reheating burner 107, and the reburned combustion gas are configured to pass through the reheater 109.
  • the combustion gas generated by the combustion of the burner 101 flows from the furnace 102 through the front bank tube 103, the superheater 104, and the evaporation tube group 105 in the main boiler 106. . Thereafter, the combustion gas flowing into the reheating furnace 108 from the main boiler 106 flows out to the reheater 109 together with the reheating combustion gas generated by the reheating burner 107.
  • the gas obtained by mixing the combustion gas flowing in from the main boiler 106 and the reheat combustion gas generated in the reheat furnace 108 is collectively referred to, that is, the reheat furnace 108 and the downstream side.
  • the gas flowing through is referred to as “mixed combustion gas”.
  • the mixed combustion gas in which the combustion gas flowing in from the main boiler 106 and the reheat combustion gas generated in the reheat furnace 108 join together connects the reheat furnace 108 and the reheater 109 to form a flow path.
  • the reheat furnace exit portion (which is also the inlet portion of the reheater 109) 120 is passed through.
  • the reheating furnace outlet 120 is provided with a closing plate 130 in order to form a drift prevention portion for reducing the cross-sectional area of the mixed combustion gas. In this closing plate 130, the flow of the combustion gas that flows in from the main boiler 106 and changes its direction by approximately 90 degrees upward is combined with the flow of the reheat combustion gas that rises from below the reheat furnace 108, and is mixed.
  • the closing plate 130 installed in a high temperature region where the high-temperature mixed combustion gas flows has a function of restricting the cross-sectional area of the mixed combustion gas at the reheater outlet 120 and temporarily reducing the cross-sectional area of the flow path temporarily. is doing.
  • the closing plate 130 for reducing the cross-sectional area of the flow path
  • FIG. 2A With respect to the channel cross-sectional area of the reheater outlet 120, the closing plate 130 is attached to the front and rear (front wall side and rear wall side) or the left and right (left wall side and right wall side) The channel is partially blocked, and the channel cross-sectional area is rapidly reduced.
  • the flow passage cross-sectional area of the reheater outlet 120 is either front and rear (front wall side and rear wall side) or left and right (left wall side and right wall side).
  • a blocking plate 130 is attached to partially block the flow path, and the cross-sectional area of the flow path is rapidly reduced.
  • a reheat furnace outlet portion that connects the reheat furnace 108 and the reheater 109 to form a flow path of mixed combustion gas (combustion gas and reheat combustion gas).
  • combustion gas and reheat combustion gas mixed combustion gas
  • the flow of the main combustion gas and the reheat combustion gas passing through the closing plate 130 is agitated by causing turbulence such as vortices due to a change in which the cross-sectional area of the flow path rapidly decreases. That is, the flow of the combustion gas whose direction has been changed by approximately 90 degrees upward and the flow of the reheat combustion gas that has risen upward are caused to collide with the closing plate 130, change in the flow direction and increase in flow velocity due to reduction in the cross-sectional area of the flow path.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the opening ratio and the gas temperature ratio when the closing plate 130 is installed in the flow path cross-sectional area of the reheater outlet 120.
  • the opening ratio on the horizontal axis is the ratio of the opening area where the flow passage cross-sectional area of the reheater outlet portion 120 remains without being blocked by the closing plate 130.
  • the larger the numerical value the more the flow of the mixed combustion gas.
  • the gas temperature ratio on the vertical axis is the ratio of the maximum gas temperature (Tmax) based on the average gas temperature (Tav). The closer the value is to 1, the more uniform the temperature is. That is, the larger the gas temperature ratio is, the wider the difference between the maximum gas temperature and the average gas temperature of the mixed combustion gas, and the temperature imbalance becomes larger.
  • the gas temperature ratio approaches 1 as the aperture ratio decreases. Therefore, as the large block plate 130 is installed and the cross-sectional area of the flow path is reduced, stirring / mixing is promoted, and the temperature of the mixed combustion gas is Make uniform.
  • the opening ratio of the reheater outlet 120 is reduced, the temperature imbalance of the mixed combustion gas is eliminated, but the pressure when the mixed combustion gas passes through the reheater outlet 120 having a small flow path cross-sectional area. The loss will increase. Therefore, the opening ratio of the reheater outlet 120 is changed in consideration of the temperature imbalance and pressure loss of the mixed combustion gas, and the size of the closing plate 130 (the sealed area of the flow path) is changed so as to obtain the best operating efficiency. And adjust as appropriate. In other words, by adopting a drift prevention portion formed by attaching the closing plate 130 to the reheat outlet opening 120, the size of the closing plate 130 can be changed to easily adjust the opening ratio of the channel cross-sectional area. can do.
  • the above-described closing plate 130 is installed on the stack tube group 140 passing through the reheating furnace outlet 120 as a closing plate 130A shown in FIG. 4 as a modified example of the above-described embodiment.
  • the stack 140 is a tube group of evaporation tubes (stacks) 141 crossing the upper part of the reheating furnace 108.
  • the closing plate 130A shown in FIG. 4 is divided into a plurality of sections so that the flow path cross-sectional area can be adjusted.
  • the pair of left and right closing plates 130A are each divided into three. That is, one closing plate 130A is divided into three closing plate members 131, 132, and 133, and the closing plate members 131, 132, and 133 can be individually attached and detached. With such a configuration, the opening ratio of the channel cross-sectional area can be easily adjusted by changing the number of attachments and detachments on site.
  • the number of the blocking plate members 131, 132, and 133 can be easily set to an optimum opening ratio based on the result (temperature unbalance level, etc.) of the combustion test performed at the site where the reheat boiler 10A is installed. It can be attached and detached to adjust. Note that the number of divisions of the closing plate 130A is not limited to the three divisions described above.
  • the illustrated closing plate 130A is inclined so that the opening area on the outlet side gradually increases. For this reason, the mixed combustion gas having a uniform temperature distribution spreads smoothly into the reheater 109 and passes substantially uniformly throughout the entire interior of the reheater 109, improving the efficiency of heat exchange in the reheater 109. To do. Note that the improvement in the heat exchange efficiency of the reheater 109 is also effective in improving the efficiency of the reheat boiler 10A.
  • the closing plate that narrows the flow path cross-sectional area to the reheat furnace outlet 120 that forms the flow path of the mixed combustion gas (combustion gas and reheat combustion gas). 130 is provided and a drift prevention part is provided, so that the flow of the mixed combustion gas that passes through the drift prevention part is disturbed to promote mixing, and the outlet side of the reheating furnace 108 that is downstream of the drift prevention part ( The temperature imbalance is reduced so that the temperature distribution becomes uniform at the reheater 109 inlet).
  • the flow pattern of the combustion gas that becomes the mixed combustion gas and the reheat combustion gas can be changed by passing the mixed combustion gas through the drift prevention portion with the blocking plate 130 attached and narrowing the cross-sectional area of the flow path.
  • the two combustion gases having different gas temperatures are mixed on the downstream side of the drift prevention unit, and flow into the reheater 109 in a state where the temperature distribution is substantially uniform.
  • the imbalance of the mixed combustion gas temperature on the inlet side of the reheater 109 is eliminated, and an efficient reheat boiler 10A is provided by preventing or suppressing a decrease in heat transfer performance of the reheat furnace 108 and the reheater 109. can do. Furthermore, when the imbalance of the combustion gas temperature on the inlet side of the reheater 109 is eliminated, it is possible to prevent or suppress the reheat tube of the reheater 109 from being corroded at a high temperature. Further, when the imbalance of the combustion gas temperature on the inlet side of the reheater 109 is eliminated, the maximum gas temperature is also reduced, so that the strength reduction of the support material due to the high temperature can be prevented or suppressed. As a result, the reheat boiler 10A has improved durability and reliability. In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably.

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Abstract

再熱炉の出口側における燃焼ガスのガス温度について、再熱バーナのガス流動パターンを変化させて温度分布のアンバランスを低減した再熱ボイラを提供する。バーナ（１０１）の燃焼で発生した主燃焼ガスが火炉（１０２）から過熱器（１０４）及び蒸発管群（１０５）を通過して流れるように構成した主ボイラ（１０６）と、蒸発管群（１０５）の後流側に配置され、再熱バーナ（１０７）の燃焼で再熱燃焼ガスを発生させる再熱炉（１０８）と、再熱炉（１０８）の上部側に配置された再熱器（１０９）とを備えている再熱ボイラ（１０Ａ）であって、再熱炉（１０８）と再熱器（１０９）との間を連結して燃焼ガス及び再熱燃焼ガスの流路を形成する再熱炉出口部（１２０）に、燃焼ガスの流路断面積を絞る塞ぎ板（１３０）を設けて偏流防止部とした。

Description

再熱ボイラ
　本発明は、蒸発管群の後流側に再熱炉、再熱器を設け、再熱炉の出口付近での燃焼ガスのガス温度のアンバランスを低減する再熱ボイラに関する。
　従来、舶用ボイラとして、過熱器を備えたものが採用されている（特許文献１参照）。
　また、従来の舶用ボイラにおいては、燃焼ガス後流側に再熱炉と再熱器とを備えた再熱ボイラが使用されている。
　従来の舶用再熱ボイラについて、構成の一例を図５に示す。
　図５は、従来の再熱ボイラの構成を簡略に示す概略図である。図５に示すように、従来の再熱ボイラ１００は、バーナ１０１、火炉１０２、フロントバンクチューブ１０３、過熱器（Ｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｒ：ＳＨ）１０４及び蒸発管群（リアバンクチューブ）１０５からなる主ボイラ１０６と、蒸発管群１０５の後流側に再熱バーナ１０７を備えた再熱炉１０８と、排気ガス出口側に設けた再熱器１０９とからなる。
　バーナ１０１の燃焼で発生した燃焼ガスは、火炉１０２からフロントバンクチューブ１０３、過熱器１０４及び蒸発管群１０５を流れ、再熱バーナ１０７の再熱燃焼ガスと再熱炉１０８にて混合した後、再熱器１０９と熱交換を行いながら流れ、ガス出口１１０から流出することで、効率的に運転を行うようにしていた。
　なお、図５において、図中の符号１１１は水ドラム、１１２は蒸気ドラム、１１３，１１４はヘッダー、１１５はウォールチューブを示している。
特開２００２－２４３１０６号公報
　ところで、従来の舶用再熱ボイラ１００では、再熱バーナ１０７が再熱炉１０８の前壁側のみに設置され、再熱炉１０８の後壁側には設置されていない。
　このため、たとえば図６に示すように、再熱炉１０８の出口側（図５中の符号Ｂ部分）では、再熱炉１０８の前壁（図６中のＸ）側と後壁（図６中のＹ）側との間において、燃焼ガス温度に数百度の温度差が生じることがあるなど、燃焼ガス温度に生じる大きなアンバランスが問題となる。このような燃焼ガス温度のアンバランスは、主ボイラ１０６から流入する燃焼ガスと、再熱バーナ１０７の再熱燃焼ガスとの間に温度差があり、燃焼ガスと再熱燃焼ガスとが十分に混合されないためと考えられる。
　再熱炉１０８の出口側（再熱器１０９の入口側）における燃焼ガス温度のアンバランスは、すなわち、燃焼ガスと再熱燃焼ガスとが混合された混合燃焼ガスの温度分布に生じるアンバランスは、再熱炉１０８や再熱器１０９の伝熱性能を低下させると共に、再熱器１０９の再熱チューブにおける高温腐食やサポート材の強度低下を招く虞もあって好ましくない。
　本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、再熱炉の出口側における燃焼ガスのガス温度について、再熱バーナ内のガス流動パターンを変化させて温度分布のアンバランスを低減した再熱ボイラを提供することにある。
　本発明は、上記の課題を解決するため、以下の手段を採用した。
　本発明の一態様に係る再熱ボイラは、バーナの燃焼で発生した主燃焼ガスが火炉から過熱器及び蒸発管群を通過して流れるように構成した主ボイラと、前記蒸発管群の後流側に配置され、再熱バーナの燃焼で再熱燃焼ガスを発生させる再熱炉と、該再熱炉の上部側に配置された再熱器とを備えている再熱ボイラであって、前記再熱炉と前記再熱器との間を連結して前記燃焼ガス及び前記再熱燃焼ガスの流路を形成する再熱炉出口部に、燃焼ガスの流路断面積を絞る偏流防止部を設けたものである。
　このような本発明の一態様の再熱ボイラによれば、再熱炉と再熱器との間を連結して混合燃焼ガス（燃焼ガス及び再熱燃焼ガス）の流路を形成する再熱炉出口部に、燃焼ガスの流路断面積を絞る偏流防止部を設けたので、偏流防止部を通過する主燃焼ガス及び再熱燃焼ガスの流れに乱れを生じて混合が促進される。
　上記態様において、前記偏流防止部が前記再熱炉出口部に塞ぎ板を取り付けて形成されていることが好ましく、これにより、塞ぎ板の大きさを適宜変更して流路断面積の開口率を容易に調整できる。
　この場合の塞ぎ板については、複数枚に分割して各々個別の着脱を可能にしたものが好ましく、これにより、現地における着脱枚数の変更により流路断面積の開口率を容易に調整できる。
　上述した本発明によれば、混合燃焼ガス（燃焼ガス及び再熱燃焼ガス）の流路を形成する再熱炉出口部に流路断面積を絞る偏流防止部を設けたので、偏流防止部を通過する主燃焼ガス及び再熱燃焼ガスの流れに乱れを生じさせることができる。このような再熱燃焼ガスの乱れは、異なる温度を有する燃焼ガス及び再熱燃焼ガスの混合を促進するので、偏流防止部の下流側となる再熱炉の出口側（再熱器入口）において、混合燃焼ガスの温度分布が均一化するようにアンバランスを低減した再熱ボイラを提供することができる。
　すなわち、燃焼ガス及び再熱燃焼ガスが偏流防止部を通過することにより、燃焼ガス及び再熱燃焼ガスの流動パターンを変化させることができるため、ガス温度の異なる二つの燃焼ガスは偏流防止部の下流側で混合され、温度分布が略均一化された状態で再熱器に流入する。
　従って、再熱器入口側における燃焼ガス温度のアンバランスが解消されるので、再熱炉や再熱器においては全域を有効に利用した熱交換が可能となる。このため、再熱炉や再熱器伝熱の性能低下を防止または抑制し、効率のよい再熱ボイラを提供することができる。さらに、再熱器入口側における燃焼ガス温度のアンバランスが解消されると、再熱器の再熱チューブが高温腐食することや、高温によるサポート材の強度低下についても防止または抑制できるようになり、再熱ボイラの耐久性や信頼性を向上させることができる。
本発明に係る再熱ボイラの一実施形態を示す構成図である。 図１の塞ぎ板に係る設置例を示す図であり、流路断面積の前後（左右）に一対設置した例である。 図１の塞ぎ板に係る設置例を示す図であり、流路断面積の前（左）側のみに設置した例である。 図１の塞ぎ板に係る設置例を示す図であり、流路断面積の後（右）側のみに設置した例である。 流路断面積の開口率とガス温度比との関係を示す図である。 図１に示す塞ぎ板の変形例を示す要部斜視図である。 従来の再熱ボイラについて構成の一例を示す構成図である。 再熱炉の出口付近における混合燃焼ガスの温度分布を示す説明図である。
　以下、本発明に係る再熱ボイラについて、一実施形態を図１から図３に基づいて詳細に説明する。
　本実施形態の再熱ボイラ１０Ａは、図５に示す従来構造の再熱ボイラ１００と同様に、バーナ１０１の燃焼により発生した燃焼ガスが、火炉１０２から過熱器１０４、蒸発管群１０５を通過するように構成された主ボイラ１０６と、再熱バーナ１０７で燃焼ガスが再燃される再熱炉１０８と、再燃された燃焼ガスが、再熱器１０９を通過するように構成されている。
　このように構成された再熱ボイラ１０Ａにおいて、バーナ１０１の燃焼で生成された燃焼ガスは、主ボイラ１０６内において、火炉１０２からフロントバンクチューブ１０３、過熱器１０４及び蒸発管群１０５を通って流れる。この後、主ボイラ１０６から再熱炉１０８に流入した燃焼ガスは、再熱バーナ１０７で生成された再熱燃焼ガスとともに再熱器１０９へ流出する。なお、以下の説明では、主ボイラ１０６から流入した燃焼ガスと、再熱炉１０８で生成された再熱燃焼ガスとが混合されたガスを総称して、すなわち、再熱炉１０８及びその後流側を流れるガスを「混合燃焼ガス」と呼ぶことにする。
　主ボイラ１０６から流入した燃焼ガスと再熱炉１０８で生成された再熱燃焼ガスとが合流した混合燃焼ガスは、再熱炉１０８と再熱器１０９との間を連結して流路を形成する再熱炉出口部（再熱器１０９の入口部でもある）１２０を通過する。この再熱炉出口部１２０には、混合燃焼ガスの流路断面積を絞る偏流防止部を形成するため、塞ぎ板１３０が設けられている。
　この塞ぎ板１３０は、主ボイラ１０６から流入して上向きに略９０度の方向転換をする燃焼ガスの流れと、再熱炉１０８の下方から上昇する再熱燃焼ガスの流れとが合流し、混合燃焼ガスの流れとして再熱炉１０８から再熱器１０９へ向かう再熱器出口部１２０の流路断面積を絞ることで急変させている。すなわち、高温の混合燃焼ガスが流れる高温領域に設置される塞ぎ板１３０は、混合燃焼ガスの流路断面積を再熱器出口１２０で絞り、流路断面積を一時的に急減させる機能を有している。
　流路断面積を絞る塞ぎ板１３０の設置例としては、たとえば図２に示すものがある。
　図２Ａに示す設置例では、再熱器出口部１２０の流路断面積について、前後（前壁側及び後壁側）または左右（左壁側及び右壁側）に塞ぎ板１３０を取り付け、流路を部分的に塞いで流路断面積を急激に減少させている。
　図２Ｂ，図２Ｃに示す設置例では、再熱器出口部１２０の流路断面積について、前後（前壁側及び後壁側）または左右（左壁側及び右壁側）のいずれか一方に塞ぎ板１３０を取り付け、流路を部分的に塞いで流路断面積を急激に減少させている。
　このような塞ぎ板１３０を設けることにより、再熱炉１０８と再熱器１０９との間を連結して混合燃焼ガス（燃焼ガス及び再熱燃焼ガス）の流路を形成する再熱炉出口部１２０では、流路断面積が急激に減少する変化により、塞ぎ板１３０を通過する主燃焼ガス及び再熱燃焼ガスの流れに渦等の乱れを生じて撹拌される。すなわち、上向きに略９０度の方向転換した燃焼ガスの流れ及び上向きに上昇する再熱燃焼ガスの流れは、塞ぎ板１３０への衝突、流路断面積の縮小による流れ方向の変化や流速の増加等により再熱炉１０８内の流動パターンが変化して複雑になるので、再熱炉１０８内における燃焼ガスの撹拌・混合が促進される。
　この結果、異なる温度を有する混合燃焼ガスの二つの流れは、塞ぎ板１３０を通過することにより全体が略均一化した温度の流れとなって再熱器１０９へ流入する。
　図３は、再熱器出口部１２０の流路断面積に塞ぎ板１３０を設置した場合の開口率と、ガス温度比との関係を示す図である。
　この図において、横軸の開口率は、再熱器出口部１２０の流路断面積が塞ぎ板１３０により塞がれることなく残った開口面積の割合であり、数値が大きいほど混合燃焼ガスの流路となる開口面積は大きくなる。
　一方、縦軸のガス温度比は、平均ガス温度（Ｔａｖ）を基準とした最高ガス温度（Ｔｍａｘ）の比であり、数値が１に近いほど均一化した温度となる。すなわち、ガス温度比が大きい値になればなるほど混合燃焼ガスの最高ガス温度と平均ガス温度との差は広がり、温度アンバランスが大きくなっている。
　図３によれば、開口率が小さいほどガス温度比は１に近づいているので、大きな塞ぎ板１３０を設置して流路断面積を絞るほど撹拌・混合が促進され、混合燃焼ガスの温度は均一化する。しかし、再熱器出口部１２０の開口率が小さくなると、混合燃焼ガスの温度アンバランスは解消される反面、混合燃焼ガスが流路断面積の小さい再熱器出口部１２０を通過する際の圧力損失は大きくなる。従って、再熱器出口部１２０の開口率については、混合燃焼ガスの温度アンバランス及び圧力損失を考慮し、最も運転効率がよくなるように塞ぎ板１３０の大きさ（流路の封鎖面積）を変更して適宜調整すればよい。換言すれば、再熱出口開口部１２０に塞ぎ板１３０を取り付けて形成される偏流防止部を採用することにより、塞ぎ板１３０の大きさを変更して流路断面積の開口率を容易に調整することができる。
　ところで、上述した塞ぎ板１３０は、たとえば上述した実施形態の変形例として図４に示す塞ぎ板１３０Ａのように、再熱炉出口１２０を通るスタック管群１４０に上乗せして設置する構造が好ましい。このスタック１４０は、再熱炉１０８の上部を横断する蒸発管（スタック）１４１の管群である。
　このような塞ぎ板１３０Ａの設置構造を採用すると、混合燃焼ガスが流れる高温領域に新たなサポート部材（突起部材）を設ける必要がない。なお、高温領域に取り付けるサポート部材は、高温の環境に耐える高級な素材を使用する必要がある。
　また、図４に示す塞ぎ板１３０Ａは、流路断面積の調整が可能となるように、複数に分割されている。図示の構成例では、左右一対の塞ぎ板１３０Ａが各々３分割されている。すなわち、１つの塞ぎ板１３０Ａは、３つの塞ぎ板部材１３１，１３２，１３３に分割されており、塞ぎ板部材１３１，１３２，１３３が各々個別に着脱可能となっている。
　このような構成とすれば、現地における着脱枚数の変更により流路断面積の開口率を容易に調整できる。すなわち、塞ぎ板部材１３１，１３２，１３３の設置数については、再熱ボイラ１０Ａを設置した現地で燃焼試験をした結果（温度アンバランスレベル等）に基づいて、最適な開口率となるように容易に着脱して調整することができる。なお、塞ぎ板１３０Ａの分割数については、上述した３分割に限定されることはない。
　また、図示の塞ぎ板１３０Ａは、出口側の開口面積が徐々に拡大するような傾斜面とされる。このため、温度分布が均一化された混合燃焼ガスは再熱器１０９内へスムーズに広がり、再熱器１０９の内部全域にわたって略均一に通過するので、再熱器１０９における熱交換の効率が向上する。なお、再熱器１０９の熱交換効率向上は、再熱ボイラ１０Ａの効率向上にも有効である。
　このように、上述した本発明の再熱ボイラ１０Ａによれば、混合燃焼ガス（燃焼ガス及び再熱燃焼ガス）の流路を形成する再熱炉出口部１２０に流路断面積を絞る塞ぎ板１３０を取り付けて偏流防止部を設けたので、この偏流防止部を通過する混合燃焼ガスの流れに乱れを生じて混合が促進され、偏流防止部の下流側となる再熱炉１０８の出口側（再熱器１０９入口）で温度分布が均一化するよう温度アンバランスは低減される。すなわち、混合燃焼ガスが塞ぎ板１３０を取り付けて流路断面積を絞った偏流防止部を通過することにより、混合燃焼ガスとなる燃焼ガス及び再熱燃焼ガスの流動パターンを変化させることができるため、ガス温度の異なる二つの燃焼ガスは偏流防止部の下流側で混合され、温度分布が略均一化された状態で再熱器１０９に流入する。
　従って、再熱器１０９の入口側における混合燃焼ガス温度のアンバランスが解消され、再熱炉１０８や再熱器１０９の伝熱性能低下を防止または抑制して効率のよい再熱ボイラ１０Ａを提供することができる。
　さらに、再熱器１０９の入口側における燃焼ガス温度のアンバランスが解消されると、再熱器１０９の再熱チューブが高温腐食することを防止または抑制できる。また、再熱器１０９の入口側における燃焼ガス温度のアンバランスが解消されると、最高ガス温度も低下するので、高温によるサポート材の強度低下についても防止または抑制できる。この結果、再熱ボイラ１０Ａは、耐久性や信頼性が向上することとなる。
　なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
　１０Ａ　　再熱ボイラ
　１０１　　バーナ
　１０２　　火炉
　１０３　　フロントバンクチューブ
　１０４　　過熱器（ＳＨ）
　１０５　　蒸発管群（リアバンクチューブ）
　１０６　　主ボイラ
　１０７　　再熱バーナ
　１０８　　再熱炉
　１０９　　再熱器
　１１０　　ガス出口
　１１１　　水ドラム
　１１２　　蒸気ドラム
　１２０　　再熱炉出口部
　１３０，１３０Ａ　　塞ぎ板
　１３１，１３２，１３３　　塞ぎ板部材
　１４０　　スタック管群
　１４１　　蒸発管（スタック）

Claims (3)

  1. 　バーナの燃焼で発生した主燃焼ガスが火炉から過熱器及び蒸発管群を通過して流れるように構成した主ボイラと、前記蒸発管群の後流側に配置され、再熱バーナの燃焼で再熱燃焼ガスを発生させる再熱炉と、該再熱炉の上部側に配置された再熱器とを備えている再熱ボイラであって、
    　前記再熱炉と前記再熱器との間を連結して前記燃焼ガス及び前記再熱燃焼ガスの流路を形成する再熱炉出口部に、燃焼ガスの流路断面積を絞る偏流防止部を設けた再熱ボイラ。
  2. 　前記偏流防止部が前記再熱炉出口部に塞ぎ板を取り付けて形成されている請求項１に記載の再熱ボイラ。
  3. 　前記塞ぎ板を複数枚に分割して各々個別の着脱が可能である請求項２に記載の再熱ボイラ。
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