JP2007271133A - Steam generator provided with once-through boiler and accumulator - Google Patents

Steam generator provided with once-through boiler and accumulator Download PDF

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  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steam generator provided with a once-through boiler and an accumulator capable of reducing an amount of scale adhered to an inner wall, and capable of shortening time required for build up. <P>SOLUTION: The steam generator is provided with the once-through boiler 1 and the accumulator 2, a water supply tank 3 for supplying water to the accumulator 2 is connected via a water supply tank 30, a steam introducing passage 4 is provided for introducing steam generated by the once-through boiler 1 into the accumulator 2, a steam supply passage 6 is provided for supplying the steam to a user load 5 from the accumulator 2, and a return passage 7 is provided for returning stored water in the accumulator 2 to the once-through boiler 1. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、貫流ボイラーおよびアキュムレーターを備えた蒸気発生器に関するものである。   The present invention relates to a steam generator having a once-through boiler and an accumulator.

従来より、蒸気発生器として水管ボイラーや貫流ボイラーが利用されている（例えば特許文献１参照）。   Conventionally, a water tube boiler or a once-through boiler has been used as a steam generator (see, for example, Patent Document 1).

水管ボイラー８は図３に示すように、循環する流路を形成する上昇管８１と汽水ドラム８２と降水管８３と、上昇管を加熱するバーナ等の加熱手段８４と、汽水ドラム８２に給水する給水タンク８５と、給水ポンプ８６を設けた給水路８７で構成してあり、ボイラー水は上昇管８１、汽水ドラム８２、降水管８３、再び上昇管８１の順で流路を循環している。このため循環比、すなわち循環量の蒸発量に対する比が大きく、また、汽水ドラム８２は内容積の約半分を飽和水が占めており、循環する流路の内壁に付着するスケールの量が少なくて長寿命（例えば３０〜４０年）となっている。しかしながら、上昇管８１と汽水ドラム８２と降水管８３を設置するとその上下長さが長くて大型であるため、設置場所が制限されるうえに、設置コストが高額となるものであった。そこで、これらの制約を回避する場合には貫流ボイラーを用いたものが利用されている（例えば特許文献１参照）。   As shown in FIG. 3, the water pipe boiler 8 supplies water to the ascending pipe 81, the brackish water drum 82, the precipitation pipe 83, the heating means 84 such as a burner for heating the ascending pipe, and the brackish water drum 82. The water supply tank 87 and the water supply path 87 provided with the water supply pump 86 are comprised, and the boiler water circulates through the flow path in order of the riser pipe 81, the brackish water drum 82, the precipitation pipe 83, and the riser pipe 81 again. Therefore, the circulation ratio, that is, the ratio of the circulation amount to the evaporation amount is large, and the brackish water drum 82 occupies about half of the internal volume with saturated water, and the amount of scale attached to the inner wall of the circulating flow path is small. It has a long life (for example, 30 to 40 years). However, when the ascending pipe 81, the brackish water drum 82, and the downcomer pipe 83 are installed, the vertical length is long and large, so that the installation location is limited and the installation cost is high. Therefore, in order to avoid these restrictions, one using a once-through boiler is used (for example, see Patent Document 1).

貫流ボイラーは、缶体内に供給された水を加熱して缶体より蒸気を出力するもので、水管ボイラーと比較して小型であると共に設置コストが低額であり、上述した制約を回避することができる。そしてこの時、貫流ボイラーから出力される蒸気をアキュムレーターを介して使用先の負荷に蒸気を供給することで、使用側の需要変動等を吸収することが可能となる。図４にこの従来の貫流ボイラーおよびアキュムレーターを備えた蒸気発生器の構成図を示す。   The once-through boiler heats the water supplied into the can body and outputs steam from the can body, and is smaller in size and lower in installation cost than the water tube boiler, thus avoiding the above-mentioned restrictions. it can. At this time, by supplying the steam output from the once-through boiler to the load of the user through the accumulator, it becomes possible to absorb the demand fluctuation on the use side. FIG. 4 shows a configuration diagram of a steam generator provided with this conventional once-through boiler and accumulator.

貫流ボイラー１には、下部に給水タンク３からの給水路３０’が接続してあり、下部より給水される。図４に示す従来例では、三つの貫流ボイラー１が設けてあり、それぞれに給水路３０を接続すると共に各給水路３０’に給水ポンプ３１’が設けてある。貫流ボイラー１からの蒸気は図示しない気水分離器を経てアキュムレーター２に導かれ、アキュムレーター２から使用先の負荷５へと供給されるようになっている。貫流ボイラー１では発生する蒸気の乾き度を上げるために缶体内の飽和水の水位は下げており、その上方の空間で蒸気の発生が行われる。アキュムレーター２には内部の飽和水が過剰となった時に排出するオーバーフロー管９が接続してあり、排出されたオーバーフロー水は給水タンク３へ戻される。   The once-through boiler 1 is connected with a water supply passage 30 ′ from the water supply tank 3 at the lower part, and is supplied with water from the lower part. In the conventional example shown in FIG. 4, three once-through boilers 1 are provided, each of which is connected to a water supply passage 30 and a water supply pump 31 ′ is provided in each water supply passage 30 ′. The steam from the once-through boiler 1 is guided to an accumulator 2 through a steam / water separator (not shown), and is supplied from the accumulator 2 to a load 5 at a use destination. In the once-through boiler 1, the level of saturated water in the can is lowered in order to increase the dryness of the generated steam, and steam is generated in the space above it. The accumulator 2 is connected to an overflow pipe 9 that discharges when the internal saturated water becomes excessive, and the discharged overflow water is returned to the water supply tank 3.

このような従来の蒸気発生器にあっては、貫流ボイラー１から乾き度の低い蒸気がアキュムレーター２に導かれるとアキュムレーター２からのオーバーフロー水が過剰となるため、発生する蒸気の乾き度が上がるように貫流ボイラー１内の水位を下げて循環比が小さくなっている。このため、内壁に付着するスケールの量が多くなってしまい、スケール除去・付着防止のための薬液の投入量が多くなってコストが増大してしまうものであった。   In such a conventional steam generator, when the steam having a low dryness is led from the once-through boiler 1 to the accumulator 2, the overflow water from the accumulator 2 becomes excessive. The circulation ratio is reduced by lowering the water level in the once-through boiler 1 so as to rise. For this reason, the amount of the scale adhering to the inner wall is increased, and the amount of the chemical solution for removing the scale and preventing the adhesion is increased, resulting in an increase in cost.

また、蒸気発生器の立ち上げ時にはアキュムレーター２内の貯留水を加熱する必要があるが、この従来の蒸気発生器にあっては、貫流ボイラー１からの蒸気によってアキュムレーター２内の貯留水を低温の状態から加熱するものであるため、アキュムレーター２内を飽和状態にするのに時間がかかるものであった。
特開２００３−１７６９０１公報 In addition, when the steam generator is started up, it is necessary to heat the stored water in the accumulator 2. In this conventional steam generator, the stored water in the accumulator 2 is absorbed by the steam from the once-through boiler 1. Since heating is performed from a low temperature state, it takes time to saturate the accumulator 2.
JP 2003-176901 A

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、循環比を大きくすると共に貫流ボイラー内の水位を上げて内壁に付着するスケールの量を低減することができ、また、運転の立ち上げにかかる時間を短縮することができる貫流ボイラーおよびアキュムレーターを備えた蒸気発生器を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to increase the circulation ratio and increase the water level in the once-through boiler to reduce the amount of scale attached to the inner wall. Moreover, it is providing the steam generator provided with the once-through boiler and the accumulator which can shorten the time concerning starting of an operation | movement.

上記課題を解決するために請求項１に係る発明にあっては、貫流ボイラー１とアキュムレーター２とを備え、アキュムレーター２に給水するための給水タンク３を給水路３０を介して接続し、貫流ボイラー１で発生した蒸気をアキュムレーター２に導く蒸気導入路４を設けると共に、アキュムレーター２から使用先の負荷５に蒸気を供給する蒸気供給路６を設け、アキュムレーター２内の貯留水を貫流ボイラー１に還流する還流路７を設けて成ることを特徴とするものである。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 includes a once-through boiler 1 and an accumulator 2, and connects a water supply tank 3 for supplying water to the accumulator 2 via a water supply path 30. A steam introduction path 4 that guides the steam generated in the once-through boiler 1 to the accumulator 2 is provided, and a steam supply path 6 that supplies steam from the accumulator 2 to the load 5 of the user is provided, and the stored water in the accumulator 2 is supplied. The flow-through boiler 1 is provided with a reflux path 7 for reflux.

このような構成とすることで、貫流ボイラー１とアキュムレーター２とを循環する循環経路が形成され、循環比を大きくすると共に貫流ボイラー１内の水位を上げて内壁に付着するスケールの量を低減することができて、運転の立ち上げにかかる時間を短縮することが可能となる。   By adopting such a configuration, a circulation path that circulates the once-through boiler 1 and the accumulator 2 is formed, and the circulation ratio is increased, and the amount of scale attached to the inner wall is reduced by raising the water level in the once-through boiler 1. This makes it possible to shorten the time required for startup.

また請求項２に係る発明にあっては、請求項１において、蒸気発生運転における貫流ボイラー１内の水位とアキュムレーター２内の水位とを略同レベルとなるように貫流ボイラー１とアキュムレーター２とを設置して成ることを特徴とするものである。   Further, in the invention according to claim 2, in claim 1, the once-through boiler 1 and the accumulator 2 are set so that the water level in the once-through boiler 1 and the water level in the accumulator 2 in the steam generation operation are substantially the same level. It is characterized by being installed.

このような構成とすることで、循環経路を自然循環式の経路とすることができて、循環経路を循環させるための動力源のコスト削減が可能となる。   With such a configuration, the circulation path can be a natural circulation path, and the cost of the power source for circulating the circulation path can be reduced.

本発明にあっては、循環比を大きくすると共に貫流ボイラー内の水位を上げて内壁に付着するスケールの量を低減することができて、薬液の投入によるコストの低減が図れ、また、貫流ボイラーとアキュムレーターとを循環する循環経路を形成して加熱効率を向上させることで、蒸気発生運転の立ち上がり時間を短縮することができる。   In the present invention, it is possible to increase the circulation ratio and raise the water level in the once-through boiler to reduce the amount of scale adhering to the inner wall, so that the cost can be reduced by introducing the chemical solution, and the once-through boiler The rise time of the steam generation operation can be shortened by forming a circulation path that circulates through the accumulator and improving the heating efficiency.

以下、本発明の一実施形態について図１に基づいて説明する。本発明の蒸気発生器は貫流ボイラー１およびアキュムレーター２を備えたものである。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The steam generator of the present invention includes a once-through boiler 1 and an accumulator 2.

貫流ボイラー１は、缶体を加熱する加熱手段（図示せず）を備えており、上端部に、缶体内で発生した蒸気（水蒸気）を缶体外に導出してアキュムレーター２に導くための配管である蒸気導入路４の上流側端部が接続される。また蒸気導入路４には蒸気止弁４１が設けてあると共に、図示しないが前記蒸気導入路４の蒸気止弁４１の上流側の部分に気水分離器が設けてあり、気水分離器にて分離された水は再び貫流ボイラー１に還流させるようになっている。本実施形態では三つの貫流ボイラー１が設けてあると共に各貫流ボイラー１にそれぞれ蒸気導入路４が接続してあるが、このように複数の貫流ボイラー１を設けてボイラーの稼動数を可変とすることで、蒸気発生量を調節することができる。   The once-through boiler 1 is provided with a heating means (not shown) for heating the can body, and a pipe for deriving steam (water vapor) generated in the can body outside the can body and leading it to the accumulator 2 at the upper end portion. The upstream end of the steam introduction path 4 is connected. In addition, a steam stop valve 41 is provided in the steam introduction path 4, and although not shown, a steam / water separator is provided in the upstream side of the steam stop valve 41 of the steam introduction path 4. The separated water is returned to the once-through boiler 1 again. In the present embodiment, three once-through boilers 1 are provided and the steam introduction passages 4 are connected to the respective once-through boilers 1. In this way, a plurality of once-through boilers 1 are provided to make the number of operating boilers variable. Thus, the amount of steam generated can be adjusted.

アキュムレーター２は、前記蒸気導入路４の下流側端部が接続されて缶体内に貫流ボイラー１からの蒸気が導入される。アキュムレーター２の上端部には、蒸気を使用する使用先の負荷５に蒸気を供給するための配管である蒸気供給路６の上流側端部が接続してある。蒸気供給路６の下流側端部は負荷５に接続してあり、バルブ６１を介して負荷５に適した圧力で蒸気を供給することができる。   The accumulator 2 is connected to the downstream end of the steam introduction path 4 so that steam from the once-through boiler 1 is introduced into the can body. The upper end portion of the accumulator 2 is connected to an upstream end portion of a steam supply path 6 that is a pipe for supplying steam to a load 5 of a user that uses steam. The downstream end of the steam supply path 6 is connected to the load 5, and steam can be supplied at a pressure suitable for the load 5 via the valve 61.

また、アキュムレーター２には途中に給水ポンプ３１を設けた給水路３０を介して給水タンク３が接続してあり、給水タンク３から缶体内への給水が可能となっている。   A water supply tank 3 is connected to the accumulator 2 through a water supply passage 30 provided with a water supply pump 31 on the way, so that water can be supplied from the water supply tank 3 into the can body.

そして、アキュムレーター２内の貯留水を貫流ボイラー１に還流する還流路７が設けてある。これは、アキュムレーター２の下部には貯留水（蒸気発生運転中は飽和水）が貯留しているが、この貯留水を貫流ボイラー１へ戻すためにアキュムレーター２の下端部と貫流ボイラー１の下端部とを還流路７で連通接続したものである。   And the reflux path 7 which recirculates the stored water in the accumulator 2 to the once-through boiler 1 is provided. This is because stored water (saturated water during steam generation operation) is stored in the lower part of the accumulator 2, and the lower end of the accumulator 2 and the once-through boiler 1 are used to return the stored water to the once-through boiler 1. The lower end portion is connected in communication with the reflux path 7.

この蒸気発生器の蒸気発生運転について説明する。   The steam generation operation of this steam generator will be described.

貫流ボイラー１には、還流路７を還流してきた水が下端部より供給され、缶体を加熱する加熱手段により加熱されて蒸気が発生する。この時、飽和水が貫流ボイラー１の缶体内に貯留され、その水位が高いと発生する蒸気の乾き度が低くなるが、貫流ボイラー１と使用先の負荷５との間にアキュムレーター２を介在させてあって、負荷５へ供給する蒸気の実質的な蒸発面はアキュムレーター２の飽和水の水面となるため、アキュムレーター２で受容することができる飽和水量を超えない範囲において貫流ボイラー１の飽和水の水位を上げても使用先において支障はないものである。   The once-through boiler 1 is supplied with water that has been refluxed through the reflux path 7 from its lower end, and is heated by heating means for heating the can body to generate steam. At this time, saturated water is stored in the can of the once-through boiler 1, and when the water level is high, the dryness of the generated steam is lowered, but the accumulator 2 is interposed between the once-through boiler 1 and the load 5 at the point of use. In addition, since the substantial evaporation surface of the steam supplied to the load 5 becomes the surface of the saturated water of the accumulator 2, the flow-through boiler 1 is within a range not exceeding the amount of saturated water that can be received by the accumulator 2. Even if the water level of the saturated water is raised, there is no problem at the place of use.

貫流ボイラー１で発生した蒸気は、蒸気導入路４を介してアキュムレーター２に導かれ、乾き度の高い蒸気がアキュムレーター２から蒸気供給路６を介して使用先の負荷５に供給される。   The steam generated in the once-through boiler 1 is guided to the accumulator 2 through the steam introduction path 4, and steam with high dryness is supplied from the accumulator 2 to the load 5 at the use destination through the steam supply path 6.

そして、アキュムレーター２の飽和水は還流路７を介して貫流ボイラー１へと還流される。図４に示す従来の蒸気発生器にあっては、アキュムレーター２からのオーバーフロー水が過剰とならないように貫流ボイラー１の水位を低く抑えていたが、本発明にあっては、貫流ボイラー１からの蒸気の飽和水の単位時間当たりの受容可能な量が大きくなり、貫流ボイラー１の水位を従来の貫流ボイラー１の水位より上げることが可能となる。   Then, the saturated water in the accumulator 2 is refluxed to the once-through boiler 1 via the reflux path 7. In the conventional steam generator shown in FIG. 4, the water level of the once-through boiler 1 is kept low so that the overflow water from the accumulator 2 does not become excessive. However, in the present invention, from the once-through boiler 1 The amount of saturated water in the steam that can be received per unit time is increased, and the water level of the once-through boiler 1 can be raised from the level of the conventional once-through boiler 1.

また蒸気発生運転を立ち上げるにあたっては、従来は、アキュムレーター２の加熱は貫流ボイラー１からの乾き度の高い蒸気にてアキュムレーター２の貯留水をその水面で加熱することで行っていて、温度が上昇して定常状態となるのに時間がかかっていたのに対し、本発明においては貫流ボイラー１、蒸気導入路４、アキュムレーター２、還流路７、貫流ボイラー１、の順に流れる循環経路が形成されるため、温度上昇に寄与する熱量を大きくすることができて、運転の立ち上がり時間、すなわち、運転開始から定常状態に達するまでの時間を短縮することが可能となる。   In starting the steam generation operation, the accumulator 2 is conventionally heated by heating the water stored in the accumulator 2 with the steam from the once-through boiler 1 at a high temperature. However, in the present invention, the circulation path flows in the order of the once-through boiler 1, the steam introduction path 4, the accumulator 2, the reflux path 7, and the once-through boiler 1 in the present invention. Therefore, it is possible to increase the amount of heat that contributes to the temperature rise, and to shorten the operation start-up time, that is, the time from the start of operation to the steady state.

以上のような構成とすることで、循環比を大きくすると共に貫流ボイラー１内の水位を上げて内壁に付着するスケールの量を低減することができて、薬液の投入によるコストの削減または低減が図れるものであり、また、貫流ボイラー１とアキュムレーター２とを循環する循環経路を形成して加熱効率を向上させることで、蒸気発生運転の立ち上がり時間を短縮することができる。   With the above-described configuration, the circulation ratio can be increased and the water level in the once-through boiler 1 can be increased to reduce the amount of scale adhering to the inner wall. In addition, by forming a circulation path for circulating the once-through boiler 1 and the accumulator 2 and improving the heating efficiency, the rise time of the steam generation operation can be shortened.

また本実施形態においては、図１に示すように、稼動時におけるアキュムレーター２の飽和水の水位と貫流ボイラー１の飽和水の水位とが同レベル（図１中の破線のレベル）となるように設置してある。このようにすることで、アキュムレーター２から還流路７を介して貫流ボイラー１へ水を還流するのにポンプ等の動力を必要とせず、上記循環経路を自然循環式の経路とすることができて、動力源を設置するためのコストを削減することができる。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the level of saturated water in the accumulator 2 and the level of saturated water in the once-through boiler 1 at the time of operation are the same level (the level of the broken line in FIG. 1). It is installed in. By doing in this way, the power of a pump etc. is not required in order to return water to the once-through boiler 1 via the reflux path 7 from the accumulator 2, and the said circulation path can be made into a natural circulation type path | route. Thus, the cost for installing the power source can be reduced.

また、図２に他の実施形態を示す。この実施形態においては、図１に示す上実施形態の構成に加えて還流路７の途中に還流ポンプ７１を設けてあって、アキュムレーター２と貫流ボイラー１の設置レベルを図１に示す実施形態のように同レベルにする必要があるといった制約がないため、これらの設置の自由度が増すものである。   FIG. 2 shows another embodiment. In this embodiment, in addition to the configuration of the upper embodiment shown in FIG. 1, a reflux pump 71 is provided in the middle of the reflux path 7, and the installation level of the accumulator 2 and the once-through boiler 1 is shown in FIG. Since there is no restriction that it is necessary to make it the same level, the degree of freedom of installation is increased.

本発明の蒸気発生器の一実施形態の構成図である。It is a block diagram of one Embodiment of the steam generator of this invention. 本発明の蒸気発生器の他の実施形態の構成図である。。It is a block diagram of other embodiment of the steam generator of this invention. . 従来の水管ボイラからなる蒸気発生器の構成図である。It is a block diagram of the steam generator which consists of the conventional water tube boiler. 従来の貫流ボイラーからなる蒸気発生器の構成図である。It is a block diagram of the steam generator which consists of a conventional once-through boiler.

符号の説明Explanation of symbols

１ 貫流ボイラー
２ アキュムレーター
３ 給水タンク
３０ 給水路
３１ 給水ポンプ
４ 蒸気導入路
４１ 蒸気止弁
５ 負荷
６ 蒸気供給路
６１ バルブ
７ 還流路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Through-flow boiler 2 Accumulator 3 Water supply tank 30 Water supply path 31 Water supply pump 4 Steam introduction path 41 Steam stop valve 5 Load 6 Steam supply path 61 Valve 7 Reflux path

Claims (2)

貫流ボイラーとアキュムレーターとを備え、アキュムレーターに給水するための給水タンクを給水路を介して接続し、貫流ボイラーで発生した蒸気をアキュムレーターに導く蒸気導入路を設けると共に、アキュムレーターから使用先の負荷に蒸気を供給する蒸気供給路を設け、アキュムレーター内の貯留水を貫流ボイラーに還流する還流路を設けて成ることを特徴とする貫流ボイラーおよびアキュムレーターを備えた蒸気発生器。   It has a once-through boiler and an accumulator, and a water supply tank for supplying water to the accumulator is connected via the water supply path, and a steam introduction path is provided to guide the steam generated in the once-through boiler to the accumulator. A steam generator equipped with a once-through boiler and an accumulator, characterized in that a steam supply path for supplying steam to the load is provided and a reflux path for returning the stored water in the accumulator to the once-through boiler is provided. 蒸気発生運転における貫流ボイラー内の水位とアキュムレーター内の水位とを略同レベルとなるように貫流ボイラーとアキュムレーターとを設置して成ることを特徴とする請求項１記載の貫流ボイラーおよびアキュムレーターを備えた蒸気発生器。   2. A once-through boiler and an accumulator according to claim 1, wherein the once-through boiler and the accumulator are installed so that the water level in the once-through boiler and the water level in the accumulator are substantially the same level in the steam generation operation. With steam generator.
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