JP3752173B2 - Once-through exhaust heat boiler - Google Patents

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

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、貫流型排熱ボイラに係り、特にガスタービン等から排出される排気ガスの排熱を利用して過熱蒸気を生成する貫流型排熱ボイラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の貫流型排熱ボイラの一例を、図２１を参照しながら以下に説明する。同図に示す従来の貫流型排熱ボイラは、下方から上方に向かって排気ガスＧを導くケーシング１と、該ケーシング１内に上から下に向かって順番に配置された節炭器２および蒸発器３および過熱器４と、ケーシング１の外部に配置されて節炭器２に給水Ｗを供給する給水ポンプ５および管寄せ６と、ケーシング１の外部に配置されて過熱器４からの過熱蒸気ＳＳを取り入れる管寄せ７とを備えて構成されている。
【０００３】
節炭器２および蒸発器３および過熱器４は、お互いの接続部を介して、管寄せ６から管寄せ７にかけて連続した流路をなすように構成されている。節炭器２は、管寄せ６からの給水Ｗをその内部に通して予熱する役目をなし、また、蒸発器３は、節炭器２からの給水Ｗを加熱して蒸気Ｓ蒸発させる役目をなし、過熱器４は、蒸発器３からの蒸気Ｓを更に加熱して過熱蒸気ＳＳを生成する役目をなす。
【０００４】
そして、この従来の貫流型排熱ボイラによれば、給水ポンプ５を起動して給水Ｗを管寄せ６に送り込むことにより、節炭器２への給水が開始される。節炭器２では、ケーシング１内を流れる排気ガスＧからの排熱が管壁面を介して熱交換され、蒸発器３に行く前の予熱が行われる。このようにして予熱されて昇温した給水Ｗは、下方の蒸発器３へと送り込まれ、排気ガスＧとの熱交換で更に昇温して蒸発することにより蒸気Ｓとなる。続いて、蒸発器３から下方の過熱器４に向かって送り込まれる蒸気Ｓは、排気ガスＧとの熱交換で更なる加熱を受けて過熱蒸気ＳＳとなる。
このようにして生成された過熱蒸気ＳＳは、管寄せ７を介してケーシング１の外部へと取り出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記説明の従来の貫流型排熱ボイラでは、装置起動時や負荷変動時などの運用条件が変化する際に、蒸発器３内で完全に給水Ｗが蒸発せずに水と蒸気とが混在した気液混合状態となり、例えば、蒸発器３から下方の過熱器４に向かう蒸気Ｓと共に水が流れ落ちることがあり、このような場合、過熱器４内での蒸気の流動安定性が不安定になる恐れがあった。
【０００６】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、給水から過熱蒸気生成に至る加熱経路上での流動安定性が不安定になるのを防止できる貫流型排熱ボイラの提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
請求項１に係る発明は、下方から上方に向かって排気ガスを導くケーシング内に、給水を通して予熱する節炭器と、該節炭器からの前記給水を加熱して蒸気を生成する蒸発器と、該蒸発器からの前記蒸気を更に加熱して過熱蒸気を生成する過熱器とを備えた貫流型排熱ボイラにおいて、前記蒸発器と前記過熱器との間には、該蒸発器からの前記蒸気の流れを少なくとも一回、前記節炭器の高さまで上方に導いてから下方の前記過熱器に導く第１流動安定部が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
この発明に係る貫流型排熱ボイラによれば、蒸発器から過熱器に向かう蒸気中に水が混在している場合、この気液混合流体は、過熱器に入る前に第１流動安定部へと導入される。このとき、気液混合流体が、第１流動安定部によって、少なくとも一回、節炭器の高さまで上方に導かれてヘッドを稼いでから、下方の過熱器へと導かれるため、過熱器への水の流れ落ちを防止することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、前記節炭器が、該節炭器内の前記給水を前記排気ガスの流れに対向する向流方向に流す向流型であり、前記蒸発器が、前記節炭器の下方に配置されるとともに、該蒸発器内の前記蒸気を前記向流方向に流す向流型であり、前記過熱器が、前記蒸発器の下方に配置されるとともに、該過熱器内の前記過熱蒸気を前記向流方向に流す向流型であることを特徴とする。
【００１０】
この発明に係る貫流型排熱ボイラによれば、節炭器および蒸発器および過熱器内を流れながら、外部の排気ガスとの間で熱交換を行う各流体を考えた場合、向流型を採用した方が、高い熱交換率を得ることができる。すなわち、排気ガスの流れ方向の上流側および下流側それぞれを流れる際の前記各流体を比較した場合、各流体は前記下流側から前記上流側に向かって流れることとなる。このとき、前記下流側の位置では、排気ガスは前記上流側での熱交換により温度が下がっているが、各流体は前記上流側の位置よりも低温であるため、排気ガスと各流体との間の温度差が大きくなるようにすることができる。同様に、前記上流側の位置では、既に各流体は昇温されているが、これを加熱する排気ガスはまだ熱交換前なので高温状態を保っており、やはり、排気ガスと各流体との間の温度差が大きくなるようにすることができる。
したがって、熱交換は温度差に比例して行われるので、向流型を採用した方が、高い熱交換率を得ることができるものとなる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、該過熱器の一部に、前記蒸発器から前記蒸気を受け入れて、前記排気ガスの流れに並行な並流方向に流しながら蒸発させる第２流動安定部が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
この発明に係る貫流型排熱ボイラによれば、蒸発器から過熱器に向かう蒸気中に水が混在している場合、この気液混合流体は、過熱器に入る前に、第２流動安定部へと導入される。そして、第２流動安定部に導かれた気液混合流体は、排気ガスからの排熱により加熱され、完全に蒸発させられる。しかも、この蒸発過程は、第２流動安定部を下方から上方へと向かう並流方向に流れながら行われるので、気液混合流体が、重力により、蒸発完了前に過熱器に流れ込んでしまうことを防止できる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、前記節炭器が、該節炭器内の前記給水を前記排気ガスの流れに対向する向流方向に流す向流型であり、前記蒸発器が、前記節炭器の下方に配置されるとともに、該蒸発器内の前記蒸気を前記排気ガスの流れに並行な並流方向に流す並流型であり、前記過熱器が、前記蒸発器の下方に配置されるとともに、該過熱器内の前記過熱蒸気を前記向流方向に流す向流型であることを特徴とする。
【００１４】
この発明に係る貫流型排熱ボイラによれば、蒸発器内を通過する流体には水が多く混在しており、この気液混合流体が、蒸発器内部にて、下方から上方へと向かう並流方向に流れながら加熱されるので、重力により、気液混合流体が、蒸発完了前に過熱器に流れ込んでしまうことを抑制することができる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項２または請求項４に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、前記第１流動安定部は、前記ケーシング内の排気ガス流路中に配置されていることを特徴とする。
この発明に係る貫流型排熱ボイラによれば、第１流動安定部内を流れる際の蒸気は、排気ガスからの排熱を受け取り続けることができるので、温度が下がるのを防止することができる。
【００２６】
請求項６に係る発明は、下方から上方に向かって排気ガスを導くケーシング内に、給水を通して予熱する節炭器と、該節炭器からの前記給水を加熱して蒸気を生成する蒸発器と、該蒸発器からの前記蒸気を更に加熱して過熱蒸気を生成する過熱器とを備えた貫流型排熱ボイラにおいて、前記節炭器と前記蒸発器とが、前記節炭器の下方に前記蒸発器が配置される一体型とされるとともに、前記過熱器が、前記節炭器および前記蒸発器と水平方向に並列に配置され、前記蒸発器の下方に管寄せが設けられ、該管寄せが、前記蒸気を、前記節炭器の高さまで上方に導いてから、前記過熱器に導くことを特徴とする貫流型排熱ボイラ。
【００２７】
この発明に係る貫流型排熱ボイラによれば、節炭器と蒸発器が一体型となったことで、分離型と比較して、よりコンパクトな設計を行うことができ、製造の際に組み立てが容易なものとなり、生産性を向上させることができる。
また、主に気液混合流体が通過する節炭器および蒸発器と、主に蒸気が通過する過熱器とを、水平方向に並列に配置することにより、蒸発器から過熱器への流体の受け渡しが、重力の影響を受けやすい上下方向ではなく、水平方向に向かって行われ、前記気液混合流体が過熱器に流れ込むことを防止できる。
そして、蒸発器の下流側で管寄せによりパイプ類が集約され、過熱器上方にて再びパイプ類に分岐される構造のため、節炭器および蒸発器と過熱器とが、各々ユニット単位で扱えるようになるため、製造時の組み立てが容易なものとなり、生産性を向上させることができる。
【００３２】
請求項７に係る発明は、下方から上方に向かって排気ガスを導くケーシング内に、給水を通して予熱する節炭器と、該節炭器からの前記給水を加熱して蒸気を生成する蒸発器と、該蒸発器からの前記蒸気を更に加熱して過熱蒸気を生成する過熱器とを備えた貫流型排熱ボイラにおいて、前記蒸発器が、前記節炭器の下方に配置されるとともに、前記過熱器が、前記蒸発器および前記節炭器の配置に対し、水平方向に並列に配置され、前記節炭器が、該節炭器内の前記給水を前記排気ガスの流れに並行な並流方向に流す並流型であり、前記蒸発器が、該蒸発器内の前記蒸気を前記排気ガスの流れに対向する向流方向に流す向流型であり、前記過熱器が、該過熱器内の前記過熱蒸気を前記向流方向に流す向流型であり、前記蒸発器と前記過熱器との間には、該蒸発器からの前記蒸気の流れを、少なくとも一回、上方に導いてから下方へ導く第３流動安定部が設けられていることを特徴とする貫流型排熱ボイラ。
【００３３】
この発明に係る貫流型排熱ボイラによれば、主に気液混合流体が通過する節炭器および蒸発器と、主に蒸気が通過する過熱器とを、水平方向に並列に配置することにより、蒸発器から過熱器への流体の受け渡しが、重力の影響を受けやすい上下方向ではなく、水平方向に向かって行われ、前記気液混合流体が過熱器に流れ込むことを防止できる。
また、節炭器内を通過する給水が、下方から上方へと向かう並流方向に流れながら加熱されるので、重力によって、予熱の完了しない給水が蒸発器へと流れ込んでしまうことを防止することができるとともに、給水の流れそのものの安定性を向上させることができる。
そして、蒸発器から過熱器に向かう蒸気中に水が混在している場合、この気液混合流体は、過熱器に入る前に第３流動安定部へと導かれる。このとき、気液混合流体が、第３流動安定部によって、少なくとも一回、蒸発器の高さまで上方に導かれてヘッドを稼いでから、下方へと導かれるため、過熱器に水が入り込むことを防止することができる。
【００３４】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、前記第３流動安定部が、前記ケーシング内の排気ガス流路中に配置されていることを特徴とする。
【００３５】
この発明に係る貫流型排熱ボイラによれば、第３流動安定部内を流れる際の蒸気は、排気ガスからの排熱を受け取り続けることができるので、温度が下がるのを防止することができる。
【００３６】
請求項９に係る発明は、下方から上方に向かって排気ガスを導くケーシング内に、給水を通して予熱する節炭器と、該節炭器からの前記給水を加熱して蒸気を生成する蒸発器と、該蒸発器からの前記蒸気を更に加熱して過熱蒸気を生成する過熱器とを備えた貫流型排熱ボイラにおいて、前記節炭器は、該節炭器内の前記給水を前記排気ガスの流れに対向する向流方向に流す向流型であり、前記蒸発器は、前記節炭器の下方に配置されるとともに、該蒸発器内の前記蒸気を前記向流方向に流す向流型であり、前記過熱器は、前記蒸発器の下方に配置されるとともに、該過熱器内の前記過熱蒸気を前記向流方向に流す向流型であり、前記過熱器の下流部には、該過熱器からの前記過熱蒸気の流れを少なくとも一回、前記節炭器の高さまで上方に導いてから管寄せに導く第４流動安定部が設けられていることを特徴とする。
【００３７】
この発明に係る貫流型排熱ボイラによれば、向流型であることから、前述のように、並流型よりも高い熱交換率を得ることができる。
また、過熱器の下流側に設けられた第４流体安定部が、該過熱器から排出された流体の流れを、少なくとも一回、節炭器の高さまで上方に導かれてヘッドを稼ぐため、節炭器および蒸発器および過熱器の内部を流れる各流体の流れの安定性を向上させることができる。
【００３８】
請求項１０に係る発明は、請求項９に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、前記第４流動安定部は、前記ケーシング内の排気ガス流路中に配置されていることを特徴とする。
【００３９】
この発明に係る貫流型排熱ボイラによれば、第４流動安定部内を流れる際の蒸気は、排気ガスからの排熱を受け取り続けることができるので、温度が下がるのを防止することができる。
【００４０】
請求項１１に係る発明は、下方から上方に向かって排気ガスを導くケーシング内に、給水を通して予熱する節炭器と、該節炭器からの前記給水を加熱して蒸気を生成する蒸発器と、該蒸発器からの前記蒸気を更に加熱して過熱蒸気を生成する過熱器とを備えた貫流型排熱ボイラにおいて、前記節炭器と、前記蒸発器と、前記過熱器とは、連続する管により一体化され、前記過熱器の下流に、該過熱器からの前記過熱蒸気の流れを、少なくとも一回、前記節炭器の高さまで上方に導いてから、下流側管寄せに導く、第５流動安定部が設けられていることを特徴とする。
【００４１】
この発明に係る貫流型排熱ボイラによれば、節炭器と蒸発器と過熱器とを一体化したため、構造が簡易なものとなり、生産性を向上させることができる。
また、過熱器から排出された過熱蒸気が、過熱器の下流側に設けられた第５流体安定部によって、少なくとも一回、節炭器の高さまで上方に導かれてヘッドを稼ぐため、節炭器および蒸発器および過熱器の内部を流れる各流体の流れの安定性を向上させることができる。
【００４２】
請求項１２に係る発明は、請求項１１に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、前記第５流動安定部が、前記ケーシング内の排気ガス流路中に配置されていることを特徴とする。
【００４３】
この発明に係る貫流型排熱ボイラによれば、第５流動安定部内を流れる際の蒸気は、排気ガスからの排熱を受け取り続けることができるので、温度が下がるのを防止することができる。
【００４４】
請求項１３に係る発明は、下方から上方に向かって排気ガスを導くケーシング内に、給水を通して予熱する節炭器と、該節炭器からの前記給水を加熱して蒸気を生成する蒸発器と、該蒸発器からの前記蒸気を更に加熱して過熱蒸気を生成する過熱器とを備えた貫流型排熱ボイラにおいて、前記節炭器と、前記蒸発器と、前記過熱器とは、連続する管により一体化され、前記過熱器の内部での、前記過熱蒸気の流れの途中に、少なくとも一回、前記節炭器の高さまで上方に導いてから、下流側管寄せに導く、第６流動安定部が設けられていることを特徴とする。
【００４５】
この発明に係る貫流型排熱ボイラによれば、節炭器と蒸発器と過熱器とを一体化したため、構造が簡易なものとなり、生産性を向上させることができる。
また、過熱器の内部を通過する流体が、該過熱器の途中に設けられた第６流体安定部によって、少なくとも一回、節炭器の高さまで上方に導かれてヘッドを稼ぐため、節炭器および蒸発器および過熱器の内部を流れる、各流体の流れの安定性を向上させることができる。
さらに、第６流動安定部内を流れる際の蒸気は、一度ケーシング外に出るため、その温度を低下させるが、その後再びケーシング内に戻って、排気ガスからの排熱を受け取ることができるので、前記蒸気の温度低下を抑制することができる。
【００４６】
請求項１４に係る発明は、請求項１３に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、前記第６流動安定部が、前記ケーシング内の排気ガス流路中に配置されていることを特徴とする。
【００４７】
この発明に係る貫流型排熱ボイラによれば、第６流動安定部内を流れる流体は、排気ガスからの排熱を受け取り続けることができるので、温度が下がるのを防止することができる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
この発明の貫流型排熱ボイラは、ガスタービン等から排出される排気ガスの排熱を利用して過熱蒸気を生成する貫流型排熱ボイラに関するものであり、その第１実施形態〜第８実施形態の各説明を、図面を参照しながら以下に行うが、この発明がこれらの実施形態のみに限定解釈されるものではない。
【００４９】
［第１実施形態］
まず、図１の縦断面図を参照しながら、この発明の貫流型排熱ボイラの第１実施形態について説明する。
図１に示すように、この発明の第１実施形態の貫流型排熱ボイラは、下方から上方に向かって排気ガスＧを導くケーシング１０内に、給水Ｗを通して予熱する節炭器１１と、該節炭器１１からの給水Ｗを加熱して蒸気Ｓを生成する蒸発器１２と、該蒸発器１２からの蒸気Ｓを更に加熱して過熱蒸気ＳＳを生成する過熱器１３とを有し、更に、ケーシング１０の外部に配置されて節炭器１１に給水Ｗを供給する給水ポンプ１４および管寄せ１５と、ケーシング１０の外部に配置されて過熱器１３からの過熱蒸気ＳＳを取り入れる管寄せ１６とを備えて概ね構成されている。
【００５０】
なお、図１では、説明を簡略化するために、配管系路中に装備される弁類を省略している。
【００５１】
節炭器１１および蒸発器１２および過熱器１３は、お互いの接続部を介して、管寄せ１５から管寄せ１６にかけて連続した流路をなすように構成されている。これら節炭器１１および蒸発器１２および過熱器１３間の前記接続部を明示するため、同図に接続部ａ，ｂ，ｃを示す。
すなわち、管寄せ１５から接続部ａまでの配管経路が節炭器１１であり、ケーシング１０内の流路を複数回にわたって繰り返し横断するように折曲形成されている。同様に、接続部ａから接続部ｂまでの配管経路が蒸発器１２であり、節炭器１１の下方においてケーシング１０内の流路を複数回にわたって繰り返し横断するように折曲形成されている。さらに同様に、接続部ｃから管寄せ１６までの配管経路が過熱器１３であり、蒸発器１２の下方においてケーシング１０内の流路を複数回にわたって繰り返し横断するように折曲形成されている。
【００５２】
節炭器１１は、管寄せ１５からの給水Ｗをその内部に通しながら、外部を流れる排気ガスＧからの排熱と熱交換させることで予熱する役目をなしている。そして、本実施形態の節炭器１１は、上方から下方に向かって給水Ｗを流すので、排気ガスＧの流れ方向に対向する向流型を採用している。
【００５３】
蒸発器１２は、節炭器１１からの給水Ｗをその内部に通しながら、外部を流れる排気ガスＧからの排熱と熱交換させることで給水Ｗを蒸発させ、蒸気Ｓを生成する役目をなしている。そして、本実施形態の蒸発器１２は、該蒸発器１２の内部の給水Ｗ／蒸気Ｓを前記向流方向に流す向流型を採用している。
【００５４】
蒸発器１２と過熱器１３との間には、第１流体安定部１２Ａが設けられており、該第１流体安定部１２Ａは、蒸発器１２の下端出口である接続部ｂと、加熱器１３の入口である接続部ｃとの間を、ケーシング１０外で接続する逆Ｕ字配管であり、節炭器１１の上端部と同じ高さの頂部を有している。第１流体安定部１２Ａは、蒸発器１２の蒸気Ｓを、一度節炭器１１の高さまで上方に導き、その後、過熱器１３へと導く役目をなしている。
【００５５】
過熱器１３は、蒸発器１２からの蒸気Ｓをその内部に通しながら、外部を流れる排気ガスＧからの排熱と熱交換させることで蒸気Ｓを更に加熱し、過熱蒸気ＳＳを生成する役目をなしている。そして、本実施形態の過熱器１３は、該過熱器１３の内部の過熱蒸気ＳＳを前記向流方向に流す向流型を採用している。
【００５６】
以上説明の構成を有する本実施形態の貫流型排熱ボイラの動作について以下に説明する。
まず、給水ポンプ１４を起動して給水Ｗを管寄せ１５に送り込むことにより、節炭器１１への給水が開始される。節炭器１１では、ケーシング１０内を流れる排気ガスＧからの排熱が管壁を介して熱交換され、蒸発器１２に行く前の予熱が行われる。このようにして予熱されて昇温した給水Ｗは、下方の蒸発器１２へと送り込まれ、排気ガスＧとの熱交換で更に昇温して蒸発することにより、蒸気Ｓとなる。
【００５７】
続いて、蒸発器１２から第１流体安定部１２Ａに向かって送り込まれた蒸気Ｓは、一度節炭器１１の高さまで上方に導かれた後に、下方の過熱器１３に送り込まれる。
このとき、第１流動安定部１２Ａを設け、蒸気Ｓを一度上昇させてヘッドを稼いでいるため、蒸発器１２を通過した蒸気Ｓに液化した水が混入していた際でも、その水が、過熱器１３へと流れ込むことを防止することができる。
そのようにして、蒸発器１２から下方の過熱器１３に向かって送り込まれる蒸気Ｓは、排気ガスＧとの熱交換で更なる加熱を受けて過熱蒸気ＳＳとなる。
生成された過熱蒸気ＳＳは、管寄せ１６を介してケーシング１０の外部へと取り出される。
【００５８】
この実施形態の貫流型排熱ボイラは、節炭器１１と蒸発器１２と過熱器１３とを流れる全ての形態の流体が、排気ガスＧの流れる方向に対向する向流方向に流れるので、排気ガスＧの流れ方向の上流側、および下流側それぞれを流れる際の流体の温度と、排気ガスＧの温度とを比較した場合、下流側では、排気ガスＧは上流側での熱交換により温度が当初のそれより低下しているが、下流側での流体の温度は、上流側のそれよりも低温であるため、その温度差は大きなものとすることができる。同様に、上流側についても、流体はすでに昇温されていても、排気ガスＧは熱交換前の高温を保っており、やはり、その温度差を大きなものとすることが可能である。
したがって、熱交換は温度差に比例して行われることとなるため、向流型を採用することにより、並流型よりも高い熱交換率を得ることができる。
【００５９】
また、蒸発器１２と過熱器１３との間に、流体の流れを一度節炭器１１の上端部の高さまで上方に導き、その後、下方の過熱器１３へと導く第１安定部１２Ａを設ける構成としたため、たとえ、蒸発器１２から過熱器１３に向かう蒸気Ｓ中に液化した水が含まれていたとしても、過熱器１３に向かう前に通る第１流動安定部１２Ａで上方へと導かれ、重力により、液化した水が第１流体安定部１２Ａを越えることを防止するので、蒸気Ｓが、水を含んだ気液混合状態のまま過熱器１３に向かうのを防止することができる。したがって、給水Ｗから過熱蒸気ＳＳを生成する加熱経路上での流動安定性が不安定になるのを防止することが可能となる。
【００６０】
なお、図１に示す構成について、図２に示すように、過熱器１３の一部（接続部ｃ〜接続部ｄの間）に蒸発器１２から蒸気Ｓを受け入れて、排気ガスＧの流れに並行な並流方向に流しながら蒸発させる第２流動安定部１３Ａを設ける構成としてもよい。
この実施形態の構成によれば、蒸発器１２から過熱器１３に向かう蒸気Ｓ中に水が混在している場合でも、この気液混合流体が、過熱器１３に入る前に、第２流動安定部１３Ａへと導入され、下方から上方へと向かう並流方向に流れながら、排気ガスＧからの排熱により加熱され、完全に蒸発させられることとなる。したがって、重力によって、気液混合流体が、蒸発完了前に過熱器１３に流れ込んでしまうことを防止でき、各流体の流れの安定性を向上させることができる。
【００６１】
また、図１に示す構成について、図３に示すように、第１流体安定部１２Ａをケーシング１０内の排気ガスＧの流路中に配置される構成としてもよい。
この実施形態の構成によれば、第１流動安定部１２Ａ内を流れる際の蒸気Ｓは、排気ガスＧからの排熱を受け取り続けることができるので、温度が下がるのを防止することができる。
したがって、第１流動安定部１２Ａ内を流れる蒸気Ｓまたは気液混合流体の温度低下を防止することができるので、第１流動安定部１２Ａから過熱器１３へと向かう流体内に混在する液化水分量の増加を防止することが可能となる。
【００６２】
さらに、図１に示す構成について、図４に示すように、蒸発器１２を、該蒸発器１２の内部の蒸気Ｓが排気ガスＧの流れに並行な並流方向に流す並流型としてもよい。
この実施形態の構成によれば、蒸発器１２の内部を通過する流体が、水を多く混在する気液混合流体であっても、この気液混合流体が、蒸発器１２の内部にて、下方から上方へと向かう並流方向に流れながら加熱されるので、重力によって、気液混合流体が、蒸発完了前に過熱器１３に流れ込んでしまうことを抑制することができる。
【００６３】
さらにまた、図４に示す構成について、図５に示すように、第１流体安定部１２Ａをケーシング１０内の排気ガスＧの流路中に配置される構成としてもよい。
この実施形態の構成によれば、第１流動安定部１２Ａ内を流れる際の蒸気Ｓまたは気液混合流体は、排気ガスＧからの排熱を受け取り続けることができるので、温度が下がるのを防止することができる。したがって、第１流動安定部１２Ａの内部を流れる蒸気Ｓまたは気液混合流体の温度低下を防止することができるので、第１流動安定部１２Ａから過熱器１３へと向かう流体内に混在する液化水分量の増加を防止することが可能となる。
【００６４】
［第２実施形態］
次に、図６の縦断面図を参照しながら、この発明の貫流型排熱ボイラの第２実施形態についての説明を以下に行う。
なお、以下の説明において上記第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。
図６に示すように、本実施形態の貫流型排熱ボイラは、下方から上方に向かって排気ガスＧを導くケーシング１０内に、給水Ｗを通して予熱する節炭器１１と、該節炭器１１からの給水Ｗを加熱して蒸気Ｓを生成する蒸発器１２と、該蒸発器１２からの蒸気Ｓを更に加熱して過熱蒸気ＳＳを生成する過熱器１３と、ケーシング１０の外部に配置されて節炭器１１に給水Ｗを供給する給水ポンプ１４および管寄せ１５と、ケーシング１０の外部に配置されて過熱器１３からの過熱蒸気ＳＳを取り入れる管寄せ１６とを備えて概ね構成されている。
【００６５】
なお、図６においても、上記第１実施形態と同様に、説明を簡略化するために、配管系路中に装備される弁類を省略している。
【００６６】
この実施形態の貫流型排熱ボイラは、過熱器１３が、該過熱器１３の内部の過熱蒸気ＳＳを、排気ガスＧと対向する向流方向に流す向流型となっているが、節炭器１１と蒸発器１２とを一体化するとともに、その節炭器１１および蒸発器１２の内部を流れる流体が、排気ガスＧと並行な並流方向に流れる並流型とした点が特徴の一つとなっている。
【００６７】
この実施形態の貫流型排熱ボイラによれば、節炭器１１および蒸発器１２の内部を通過する流体に水が多く混在していても、この気液混合流体が、節炭器１１および蒸発器１２の内部にて、下方から上方へと向かう並流方向に流れながら、排気ガスＧによって加熱されるので、重力により、気液混合流体が、蒸発完了前に過熱器１３に流れ込んでしまうことを抑制することができる。
また、節炭器１１と蒸発器１２が一体型となったことにより、これらが分離している構成と比較して、より小型化した設計を行うことができる。
さらに、一体型となったことで、製造の際に組み立てが容易なものとなり、生産性を向上させることができる。
【００６８】
［第３実施形態］
次に、図７の縦断面図を参照しながら、この発明の貫流型排熱ボイラの第３実施形態についての説明を以下に行う。
なお、以下の説明において上記第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。
【００６９】
図７に示すように、本実施形態の貫流型排熱ボイラは、下方から上方に向かって排気ガスＧを導くケーシング１０内に、給水Ｗを通して予熱する節炭器１１と、該節炭器１１からの給水Ｗを加熱して蒸気Ｓを生成する蒸発器１２と、該蒸発器１２からの蒸気Ｓを更に加熱して過熱蒸気ＳＳを生成する過熱器１３と、ケーシング１０の外部に配置されて節炭器１１に給水Ｗを供給する給水ポンプ１４および管寄せ１５と、ケーシング１０の外部に配置されて過熱器１３からの過熱蒸気ＳＳを取り入れる管寄せ１６とを備えて概ね構成されている。
なお、図７においても、上記第１実施形態と同様に、説明を簡略化するために、配管系路中に装備される弁類を省略している。
【００７０】
この実施形態の貫流型排熱ボイラは、蒸発器１２が、該蒸発器１２の内部の蒸気Ｓを排気ガスに対向する向流方向に流す向流型であり、同じく過熱器１３も、該過熱器１３の内部の過熱蒸気ＳＳを、向流方向に流す向流型であるが、節炭器１１が、該節炭器１１の内部を流れる給水Ｗを、排気ガスと並行な並流方向に流れる並流型とした点が特徴となっている。
【００７１】
この実施形態の構成によれば、節炭器１１内を通過する給水Ｗが、下方から上方へと向かう並流方向に流れながら排気ガスＧにより加熱されるので、重力によって、予熱の完了しない給水Ｗが蒸発器１２へと流れ込んでしまうことを防止することができるとともに、給水Ｗの流れそのものの安定性を向上させることができる。
【００７２】
［第４実施形態］
次に、図８の縦断面図を参照しながら、この発明の貫流型排熱ボイラの第４実施形態についての説明を以下に行う。
なお、以下の説明において上記第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。
【００７３】
図８に示すように、本実施形態の貫流型排熱ボイラは、下方から上方に向かって排気ガスＧを導くケーシング１０内に、給水Ｗを通して予熱する節炭器１１と、該節炭器１１からの給水Ｗを加熱して蒸気Ｓを生成する蒸発器１２と、該蒸発器１２からの蒸気Ｓを更に加熱して過熱蒸気ＳＳを生成する過熱器１３と、ケーシング１０の外部に配置されて節炭器１１に給水Ｗを供給する給水ポンプ１４および管寄せ１５と、ケーシング１０の外部に配置されて過熱器１３からの過熱蒸気ＳＳを取り入れる管寄せ１６とを備えて概ね構成されている。
なお、図８においても、上記第１実施形態と同様に、説明を簡略化するために、配管系路中に装備される弁類を省略している。
【００７４】
この実施形態の貫流型排熱ボイラは、節炭器１１が、該節炭器１１内の給水Ｗを排気ガスＧの流れに対向する向流方向に流す向流型であり、蒸発器１２も、該蒸発器１２内の蒸気Ｓを前記向流方向に流す向流型であり、過熱器１３も、該過熱器１３内の過熱蒸気ＳＳを前記向流方向に流す向流型を採用している。
そして、節炭器１１と蒸発器１２とが、節炭器１１の下方に蒸発器１２が配置されるように一体化され、過熱器１３が、節炭器１１および蒸発器１２と、水平方向に並列に配置されることを特徴とする。
【００７５】
この発明に係る貫流型排熱ボイラによれば、主に気液混合流体が通過する節炭器１１および蒸発器１２と、主に蒸気Ｓが通過する過熱器１３とを、水平方向に並列に配置することにより、節炭器１１および蒸発器１２から過熱器１３への流体の受け渡しが、重力の影響を受けやすい上下方向ではなく、水平方向に向かって行われるので、気液混合流体が過熱器１３に流れ込むことを防止できる。
また、節炭器１１および蒸発器１２および過熱器１３の内部を流れる流体が、全て向流方向に流れるため、前述の通り、並流型と比較して、高い熱交換率を得ることができる。
【００７６】
なお、図８に示す構成について、図９に示すように、節炭器１１および蒸発器１２を並流型とする構成としてもよい。
この実施形態の構成によれば、節炭器１１および蒸発器１２の内部の流体に水が混在している場合でも、この気液混合流体が、下方から上方へと向かう並流方向に流れながら、排気ガスＧからの排熱により加熱され、完全に蒸発させられることとなる。したがって、重力によって、気液混合流体が、蒸発完了前に過熱器１３に流れ込んでしまうことを防止でき、各流体の流れの安定性を向上させることができる。
【００７７】
また、図８に示す構成について、図１０および図１１に示すように、節炭器１１および蒸発器１２の下方に管寄せ１５Ａが設けられ、該管寄せ１５Ａが、蒸気Ｓを、節炭器１１および蒸発器１２の上端部の高さまで上方に導いてから、過熱器１３に導く構成としてもよい。
この実施形態の構成によれば、蒸発器１２の下流側で管寄せ１５Ａによりパイプ類が集約され、該管寄せ１５Ａがそのまま過熱器１３の上方にまで延びて、再び管寄せ１５Ａからパイプ類が分岐される構造となるため、節炭器１１および蒸発器１２と、過熱器１３とが、各ユニットとして扱えるようになるため、製造時の組み立てが容易なものとなり、生産性を向上させることができる。
【００７８】
［第５実施形態］
次に、図１２の縦断面図を参照しながら、この発明の貫流型排熱ボイラの第５実施形態についての説明を以下に行う。
なお、以下の説明において上記第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。
【００７９】
図１２に示すように、この実施形態の貫流型排熱ボイラは、下方から上方に向かって排気ガスＧを導くケーシング１０内に、給水Ｗを通して予熱する節炭器１１と、該節炭器１１からの給水Ｗを加熱して蒸気Ｓを生成する蒸発器１２と、該蒸発器１２からの蒸気Ｓを更に加熱して過熱蒸気ＳＳを生成する過熱器１３と、ケーシング１０の外部に配置されて節炭器１１に給水Ｗを供給する給水ポンプ１４および管寄せ１５と、ケーシング１０の外部に配置されて過熱器１３からの過熱蒸気ＳＳを取り入れる管寄せ１６とを備えて概ね構成されている。
なお、図１２においても、上記第１実施形態と同様に、説明を簡略化するために、配管系路中に装備される弁類を省略している。
【００８０】
この実施形態の貫流型排熱ボイラは、節炭器１１が、該節炭器１１内の給水Ｗを排気ガスＧの流れに並行な並流方向に流す並流型であり、蒸発器１２が、該蒸発器１２内の蒸気Ｓを排気ガスＧと対向した向流方向に流す向流型であり、過熱器１３も、該過熱器１３内の過熱蒸気ＳＳを前記向流方向に流す向流型を採用している。
【００８１】
そして、蒸発器１２が、節炭器１１の下方に配置されるとともに、過熱器１３が、蒸発器１２および節炭器１１の配置に対し、水平方向に並列に配置されることを特徴としている。
【００８２】
この実施形態の貫流型排熱ボイラによれば、主に気液混合流体が通過する節炭器１１および蒸発器１２と、主に蒸気Ｓが通過する過熱器１３とを水平方向に並列に配置することにより、蒸発器１２から過熱器１３への流体の受け渡しが、重力の影響を受けやすい上下方向ではなく、水平方向に向かって行われることとなり、気液混合流体が過熱器に流れ込むことを防止することができる。
また、節炭器１１の内部を通過する給水Ｗが、下方から上方へと向かう並流方向に流れながら加熱されるので、重力によって、予熱の完了しない給水Ｗが蒸発器１３へと流れ込んでしまうことを防止することができるとともに、給水の流れそのものの安定性を向上させることも可能となる。
【００８３】
なお、図１２に示す構成について、図１３に示すように、蒸発器１２と過熱器１３との間に、該蒸発器１２からの蒸気Ｓの流れを、少なくとも一回、上方に導いてから下方へ導く第３流動安定部１２Ｂを設ける構成としてもよい。
この実施形態の構成によれば、蒸発器１２から過熱器１３に向かう蒸気Ｓに水が混在していたとしても、この気液混合流体は、過熱器１３に入る前に第３流動安定部１２Ｂへと導かれ、該第３流動安定部１２Ｂによって、少なくとも一回、上方に導かれてヘッドを稼いでから、下方へと導かれるため、過熱器１３に水が入り込むことを防止することができる。
【００８４】
また、図１３に示す構成について、図１４に示すように、第３流動安定部１２Ｂが、ケーシング１０内の排気ガスＧの流路中に配置される構成としてもよい。
この実施形態の構成によれば、第３流動安定部１２Ｂの内部を流れる際の蒸気Ｓまたは気液混合流体は、排気ガスＧからの排熱を受け取り続けることができるので、温度が下がるのを防止することができる。したがって、第３流動安定部１２Ｂの内部を流れる蒸気Ｓまたは気液混合流体の温度低下を防止することができるので、第３流動安定部１２Ｂから過熱器１３へと向かう流体内に混在する液化水分量の増加を防止することが可能となる。
【００８５】
［第６実施形態］
次に、図１５の縦断面図を参照しながら、この発明の貫流型排熱ボイラの第６実施形態についての説明を以下に行う。
なお、以下の説明において上記第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。
【００８６】
図１５に示すように、この実施形態の貫流型排熱ボイラは、下方から上方に向かって排気ガスＧを導くケーシング１０内に、給水Ｗを通して予熱する節炭器１１と、該節炭器１１からの給水Ｗを加熱して蒸気Ｓを生成する蒸発器１２と、該蒸発器１２からの蒸気Ｓを更に加熱して過熱蒸気ＳＳを生成する過熱器１３と、ケーシング１０の外部に配置されて節炭器１１に給水Ｗを供給する給水ポンプ１４および管寄せ１５と、ケーシング１０の外部に配置されて過熱器１３からの過熱蒸気ＳＳを取り入れる管寄せ１６とを備えて概ね構成されている。
なお、図１５においても、上記第１実施形態と同様に、説明を簡略化するために、配管系路中に装備される弁類を省略している。
【００８７】
この実施形態の貫流型排熱ボイラは、節炭器１１が、該節炭器１１内の給水Ｗを排気ガスＧの流れに対向する向流方向に流す向流型であり、蒸発器１２も、該蒸発器１２内の蒸気Ｓを前記向流方向に流す向流型であり、過熱器１３も、該過熱器１３内の過熱蒸気ＳＳを前記向流方向に流す向流型を採用している。
そして、過熱器１３の下流部には、該過熱器１３からの過熱蒸気ＳＳの流れを、少なくとも一回、節炭器１１の上端部の高さまで上方に導いてから、管寄せ１６に導く第４流動安定部１３Ｂが設けられていることを特徴としている。
この発明に係る貫流型排熱ボイラによれば、節炭器１１および蒸発器１２および過熱部１３が、全て向流型であることから、前述のように、並流型よりも高い熱交換率を得ることができる。
【００８８】
また、該過熱器１３から排出された過熱蒸気ＳＳが、過熱器１３の下流側に設けられた第４流体安定部１３Ｂによって、少なくとも一回、節炭器１１の上端部の高さまで上方に導かれてヘッドを稼ぐため、節炭器１１および蒸発器１２および過熱器１３の内部を流れる、各流体の流れの安定性を向上させることができる。
【００８９】
なお、図１５に示す構成について、図１６に示すように、第４流動安定部１３Ｂが、ケーシング１０内の排気ガスＧの流路中に配置される構成としてもよい。
この実施形態の構成によれば、第４流動安定部１３Ｂの内部を流れる際の過熱蒸気ＳＳは、排気ガスＧからの排熱を受け取り続けることができるので、温度が下がるのを防止することができる。したがって、第４流動安定部１３Ｂの内部を流れる過熱蒸気ＳＳの温度低下を防止することができる。
【００９０】
［第７実施形態］
次に、図１７の縦断面図を参照しながら、この発明の貫流型排熱ボイラの第７実施形態についての説明を以下に行う。
なお、以下の説明において上記第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。
【００９１】
図１７に示すように、この実施形態の貫流型排熱ボイラは、下方から上方に向かって排気ガスＧを導くケーシング１０内に、給水Ｗを通して予熱する節炭器１１と、該節炭器１１からの給水Ｗを加熱して蒸気Ｓを生成する蒸発器１２と、該蒸発器１２からの蒸気Ｓを更に加熱して過熱蒸気ＳＳを生成する過熱器１３と、ケーシング１０の外部に配置されて節炭器１１に給水Ｗを供給する給水ポンプ１４および管寄せ１５と、ケーシング１０の外部に配置されて過熱器１３からの過熱蒸気ＳＳを取り入れる管寄せ１６とを備えて概ね構成されている。
なお、図１７においても、上記第１実施形態と同様に、説明を簡略化するために、配管系路中に装備される弁類を省略している。
【００９２】
この実施形態の貫流型排熱ボイラは、節炭器１１および蒸発器１２および過熱器１３が、連続する管により一体化され、その内部の流体が向流方向に流れる向流型となっており、過熱器１３の下流に、該過熱器１３からの過熱蒸気ＳＳの流れを、少なくとも一回、節炭器１１の上端まで上方に導いてから、下流側管寄せ１６に導く、第５流動安定部１３Ｃが設けられていることを特徴としている。
【００９３】
この実施形態の構成によれば、節炭器１１と蒸発器１２と過熱器１３とを一体化したため、構造が簡易なものとなり、製造時における生産性を向上させることができる。
また、過熱器１３から排出された過熱蒸気ＳＳが、過熱器１３の下流側に設けられた第５流体安定部１３Ｃによって、少なくとも一回、節炭器１１の上端部の高さまで上方に導かれてヘッドを稼ぐため、節炭器１１および蒸発器１２および過熱器１３の内部を流れる各流体の流れの安定性を向上させることができる。
【００９４】
なお、図１７に示す構成について、図１８に示すように、第５流動安定部１３Ｃが、ケーシング１０内の排気ガスＧの流路中に配置される構成としてもよい。
この実施形態の構成によれば、第５流動安定部１３Ｃの内部を流れる際の過熱蒸気ＳＳは、排気ガスＧからの排熱を受け取り続けることができるので、温度が下がるのを防止することができる。したがって、第５流動安定部１３Ｃの内部を流れる過熱蒸気ＳＳの温度低下を防止することができる。
【００９５】
［第８実施形態］
次に、図１９の縦断面図を参照しながら、この発明の貫流型排熱ボイラの第８実施形態についての説明を以下に行う。
なお、以下の説明において上記第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。
【００９６】
図１９に示すように、この実施形態の貫流型排熱ボイラは、下方から上方に向かって排気ガスＧを導くケーシング１０内に、給水Ｗを通して予熱する節炭器１１と、該節炭器１１からの給水Ｗを加熱して蒸気Ｓを生成する蒸発器１２と、該蒸発器１２からの蒸気Ｓを更に加熱して過熱蒸気ＳＳを生成する過熱器１３と、ケーシング１０の外部に配置されて節炭器１１に給水Ｗを供給する給水ポンプ１４および管寄せ１５と、ケーシング１０の外部に配置されて過熱器１３からの過熱蒸気ＳＳを取り入れる管寄せ１６とを備えて概ね構成されている。
なお、図１９においても、上記第１実施形態と同様に、説明を簡略化するために、配管系路中に装備される弁類を省略している。
【００９７】
この実施形態の貫流型排熱ボイラは、節炭器１１および蒸発器１２および過熱器１３が、連続する管により一体化され、その内部の流体が向流方向に流れる向流型となっており、過熱器１３の内部での、過熱蒸気ＳＳの流れの途中に、該過熱蒸気ＳＳを、少なくとも一回、節炭器１１の上端まで上方に導く、第６流動安定部１３Ｄが設けられていることを特徴としている。
この実施形態の構成によれば、節炭器１１および蒸発器１２および過熱器１３を一体化したため、構造が簡易なものとなり、製造時における生産性を向上させることができる。
また、過熱器１３から排出された過熱蒸気ＳＳが、過熱器１３の途中に設けられた第６流体安定部１３Ｄによって、少なくとも一回、節炭器１１の上端部の高さまで上方に導かれてヘッドを稼ぐため、節炭器１１および蒸発器１２および過熱器１３の内部を流れる各流体の流れの安定性を向上させることができる。
【００９８】
なお、図１９に示す構成について、図２０に示すように、第６流動安定部１３Ｄが、ケーシング１０内の排気ガスＧの流路中に配置される構成としてもよい。
この実施形態の構成によれば、第６流動安定部１３Ｄの内部を流れる際の過熱蒸気ＳＳは、排気ガスＧからの排熱を受け取り続けることができるので、温度が下がるのを防止することができる。したがって、第６流動安定部１３Ｄの内部を流れる過熱蒸気ＳＳの温度低下を防止することができる。
【００９９】
【発明の効果】
この発明の請求項１に記載の貫流型排熱ボイラは、蒸発器と過熱器との間に第１流動安定部を設けた構成を採用した。この構成によれば、蒸発器から過熱器に向かう流体中に水が含まれていたとしても、過熱器に向かう前に通る第１流動安定部でヘッドを稼いでいるので、水を含んだ気液混合状態のまま過熱器に流れ込むのを防止することができる。したがって、給水から過熱蒸気生成に至る加熱経路上での流動安定性が不安定になるのを防止することが可能となる。
また、請求項２に記載の貫流型排熱ボイラは、請求項１に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、節炭器および蒸発器および過熱器の全てが向流型である構成を採用した。この構成によれば、節炭器および蒸発器および過熱器それぞれの内部を流れる流体と、排気ガスとの間の熱交換効率を向上させることができるので、極めて高い蒸気生成能力を得ることが可能となる。
【０１００】
また、請求項３に記載の貫流型排熱ボイラは、請求項２に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、過熱器の一部に第２流動安定部を設けた構成を採用した。この構成によれば、もし、蒸発器から過熱器に向かう流体中に水が含まれるとしても、過熱器に向かう前に通る第２流動安定部で完全に蒸発されるようになっているので、水を含んだ気液混合状態のまま過熱器に向かうのを防止することができる。したがって、給水から過熱蒸気生成に至る加熱経路上での流動安定性が不安定になるのを防止することが可能となる。
また、請求項４に記載の貫流型排熱ボイラは、請求項１に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、蒸発器が並流型である構成を採用した。この構成によれば、第１流動安定部に蒸気と共に水が流れ込むのを防止することができるので、より流動安定性を向上させることが可能となる。
【０１０１】
また、請求項５に記載の貫流型排熱ボイラは、請求項２または請求項４に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、第１流動安定部を、ケーシング内の排ガス流路中に配置する構成を採用した。この構成によれば、第１流動安定部内を流れる蒸気または気液混合流体の温度低下を防止することができるので、第１流動安定部の下流側に向かう流体内に混在する液化水分量の増加を防止することが可能となる。
【０１０５】
また、請求項６に記載の貫流型排熱ボイラは、節炭器と蒸発器とが一体型とされ、過熱器と水平方向に並列に配置される構成を採用した。この構成によれば、節炭器と蒸発器が一体型となったので、よりコンパクトな設計を行うことができ、製造の際に組み立てが容易なものとなって、生産性を向上させることが可能となる。
さらに、気液混合流体が通過する節炭器および蒸発器と、蒸気が通過する過熱器とを水平方向に並列に配置したので、蒸発器から過熱器への流体の受け渡しが、重力の影響を受けにくい水平方向に向かって行われるので、気液混合流体が過熱器に流れ込むことを防止できる。したがって、給水から過熱蒸気生成に至る加熱経路上での流動安定性が不安定になるのを防止することが可能となる。
そして、蒸発器の下方に管寄せが設けられ、該管寄せが、流体を節炭器の高さまで上方に導いてから、過熱器に導く構成を採用している。この構成によれば、蒸発器の下流側で管寄せによりパイプ類が集約され、過熱器上方にて再びパイプ類に分岐される構造のため、節炭器および蒸発器と過熱器とが、各々ユニット単位で扱えるようになる。したがって、製造時の組み立てが容易なものとなり、生産性を向上させることが可能となる。
【０１０６】
また、請求項７に記載の貫流型排熱ボイラは、蒸発器が節炭器の下方に配置されるとともに、過熱器が、蒸発器および節炭器に対して、水平方向に並列に配置される構成を採用した。この構成によれば、気液混合流体が通過する節炭器および蒸発器と、蒸気が通過する過熱器とを水平方向に並列に配置したので、蒸発器から過熱器への流体の受け渡しが、重力の影響を受けにくい水平方向に向かって行われるので、気液混合流体が過熱器に流れ込むことを防止できる。したがって、給水から過熱蒸気生成に至る加熱経路上での流動安定性が不安定になるのを防止することが可能となる。
また、節炭器が並流型で、蒸発器および過熱器が向流型である構成を採用した。この構成によれば、節炭器内の給水が下方から上方へ流れるため、水が下方に向かって流れ落ちることがない。したがって、給水から過熱蒸気生成に至る加熱経路上での流動安定性が不安定になるのを防止することが可能となる。
また、蒸発器と過熱器との間に、第３流動安定部が設けた構成を採用した。この構成によれば、蒸発器から過熱器に向かう流体中に水が含まれていたとしても、第３流動安定部でヘッドを稼いでいるので、水を含んだままの気液混合状態が、過熱器に向かうのを防止することができる。したがって、給水から過熱蒸気生成に至る加熱経路上での流動安定性が不安定になるのを防止することが可能となる。
【０１０７】
また、請求項８に記載の貫流型排熱ボイラは、請求項７に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、第３流動安定部を、ケーシング内の排ガス流路中に配置する構成を採用した。この構成によれば、第３流動安定部内を流れる蒸気または気液混合流体の温度低下を防止することができるので、第３流動安定部の下流側に向かう流体内に混在する液化水分量の増加を防止することが可能となる。
また、請求項９に記載の貫流型排熱ボイラは、節炭器および蒸発器および過熱器の全てが向流型で、過熱部の下流側に第４流動安定部を設けた構成を採用した。この構成によれば、この構成によれば、節炭器および蒸発器および過熱器それぞれの内部を流れる流体と、排気ガスとの間の熱交換効率を向上させることができるので、極めて高い蒸気生成能力を得ることが可能となる。
さらに、過熱器から排出される流体の流れに対して、第４流体安定部がヘッドを稼ぐため、給水から過熱蒸気生成に至る加熱経路上での流動安定性が不安定になるのを防止することが可能となる。
【０１０８】
また、請求項１０に記載の貫流型排熱ボイラは、請求項９に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、第４流動安定部を、ケーシング内の排ガス流路中に配置する構成を採用した。この構成によれば、第４流動安定部内を流れる蒸気または気液混合流体の温度低下を防止することができるので、第４流動安定部の下流側に向かう流体内に混在する液化水分量の増加を防止することが可能となる。
また、請求項１１に記載の貫流型排熱ボイラは、節炭器および蒸発器および過熱器とが連続する管により一体化され、過熱器の下流に第５流動安定部を設けた構成を採用した。この構成によれば、節炭器と蒸発器と過熱器とを一体化したため、構造が簡易なものとなり、生産性を向上させることが可能となる。
さらに、過熱器から排出される流体の流れに対して、第５流体安定部がヘッドを稼ぐため、給水から過熱蒸気生成に至る加熱経路上での流動安定性が不安定になるのを防止することが可能となる。
【０１０９】
また、請求項１２に記載の貫流型排熱ボイラは、請求項１１に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、第５流動安定部を、ケーシング内の排ガス流路中に配置する構成を採用した。この構成によれば、第５流動安定部内を流れる蒸気または気液混合流体の温度低下を防止することができるので、第５流動安定部の下流側に向かう流体内に混在する液化水分量の増加を防止することが可能となる。
【０１１０】
また、請求項１３に記載の貫流型排熱ボイラは、節炭器および蒸発器および過熱器とが連続する管により一体化され、過熱器の途中に第６流動安定部を設けた構成を採用した。この構成によれば、節炭器と蒸発器と過熱器とを一体化したため、構造が簡易なものとなり、生産性を向上させることが可能となる。
さらに、過熱器内の流体の流れに対して、第６流体安定部がヘッドを稼ぐため、給水から過熱蒸気生成に至る加熱経路上での流動安定性が不安定になるのを防止することが可能となる。
さらにまた、第６流動安定部内を流れる流体は、一度ケーシング外に出るが、その後再びケーシング内に戻って排気ガスからの排熱を受け取ることができるので、その温度低下を抑制することができる。
【０１１１】
また、請求項１４に記載の貫流型排熱ボイラは、請求項１３に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、第６流動安定部を、ケーシング内の排ガス流路中に配置する構成を採用した。この構成によれば、第６流動安定部内を流れる流体は、排気ガスの排熱を受け取り続けることができるため、その温度低下を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の貫流型排熱ボイラの第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】 同貫流型排熱ボイラの変形例を示す縦断面図である。
【図３】 同貫流型排熱ボイラの変形例を示す縦断面図である。
【図４】 同貫流型排熱ボイラの変形例を示す縦断面図である。
【図５】 同貫流型排熱ボイラの変形例を示す縦断面図である。
【図６】 本発明の貫流型排熱ボイラの第２実施形態を示す縦断面図である。
【図７】 本発明の貫流型排熱ボイラの第３実施形態を示す縦断面図である。
【図８】 本発明の貫流型排熱ボイラの第４実施形態を示す縦断面図である。
【図９】 同貫流型排熱ボイラの変形例を示す縦断面図である。
【図１０】 同貫流型排熱ボイラの変形例を示す縦断面図である。
【図１１】 図１０に示す貫流型排熱ボイラの要部を示す側面断面図である。
【図１２】 本発明の貫流型排熱ボイラの第５実施形態を示す縦断面図である。
【図１３】 同貫流型排熱ボイラの変形例を示す縦断面図である。
【図１４】 同貫流型排熱ボイラの変形例を示す縦断面図である。
【図１５】 本発明の貫流型排熱ボイラの第６実施形態を示す縦断面図である。
【図１６】 同貫流型排熱ボイラの変形例を示す縦断面図である。
【図１７】 本発明の貫流型排熱ボイラの第７実施形態を示す縦断面図である。
【図１８】 同貫流型排熱ボイラの変形例を示す縦断面図である。
【図１９】 本発明の貫流型排熱ボイラの第８実施形態を示す縦断面図である。
【図２０】 同貫流型排熱ボイラの変形例を示す縦断面図である。
【図２１】 従来の貫流型排熱ボイラを示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０・・・ケーシング
１１・・・節炭器
１２・・・蒸発器
１２Ａ・・・第１流体安定部
１２Ｂ・・・第３流体安定部
１３・・・過熱器
１３Ａ・・・第２流動安定部
１３Ｂ・・・第４流動安定部
１３Ｃ・・・第５流動安定部
１３Ｄ・・・第６流動安定部
１４・・・給水ポンプ
１５，１６・・・管寄せ
Ｇ・・・排気ガス
Ｓ・・・蒸気
ＳＳ・・・過熱蒸気
Ｗ・・・給水[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a once-through type exhaust heat boiler, and more particularly to a once-through type exhaust heat boiler that generates superheated steam using exhaust heat of exhaust gas discharged from a gas turbine or the like.
[0002]
[Prior art]
An example of this type of once-through exhaust heat boiler will be described below with reference to FIG. The conventional once-through type exhaust heat boiler shown in FIG. 1 includes a casing 1 that guides exhaust gas G from below to above, a economizer 2 that is disposed in the casing 1 in order from top to bottom, and evaporation. The superheater 3 and the superheater 4, the feed water pump 5 and the header 6 arranged outside the casing 1 to supply the feed water W to the economizer 2, and the superheated steam from the superheater 4 arranged outside the casing 1 And a header 7 for taking in SS.
[0003]
The economizer 2, the evaporator 3, and the superheater 4 are configured to form a continuous flow path from the header 6 to the header 7 via the connecting portions. The economizer 2 serves to preheat the feed water W from the header 6 through the inside thereof, and the evaporator 3 serves to heat the feed water W from the economizer 2 to evaporate the steam S. None, the superheater 4 serves to further heat the steam S from the evaporator 3 to generate superheated steam SS.
[0004]
And according to this conventional once-through type exhaust heat boiler, water supply to the economizer 2 is started by starting the water supply pump 5 and feeding the water supply W into the header 6. In the economizer 2, exhaust heat from the exhaust gas G flowing in the casing 1 is heat-exchanged through the pipe wall surface, and preheating before going to the evaporator 3 is performed. The feed water W preheated and heated in this way is sent to the lower evaporator 3, and becomes steam S by being further heated and evaporated by heat exchange with the exhaust gas G. Subsequently, the steam S sent from the evaporator 3 toward the lower superheater 4 is further heated by heat exchange with the exhaust gas G to become superheated steam SS.
The superheated steam SS thus generated is taken out of the casing 1 through the header 7.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional once-through type exhaust heat boiler described above, when operation conditions change such as when the apparatus is started or when the load fluctuates, the feed water W does not completely evaporate in the evaporator 3 and water and steam are generated. For example, water may flow down together with the steam S heading from the evaporator 3 to the lower superheater 4, and in this case, the flow stability of the steam in the superheater 4 is unstable. There was a fear.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a once-through type exhaust heat boiler that can prevent the flow stability on the heating path from feed water to superheated steam generation from becoming unstable. .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The invention according to claim 1 is a economizer that preheats through feed water in a casing that guides exhaust gas from below to above, and an evaporator that generates steam by heating the feed water from the economizer. In the once-through type exhaust heat boiler provided with a superheater that further heats the steam from the evaporator to generate superheated steam, the steam from the evaporator is interposed between the evaporator and the superheater. A first flow stabilizing portion is provided that guides the flow of steam at least once to the height of the economizer and then guides the steam to the superheater below.
[0008]
According to the once-through type exhaust heat boiler according to the present invention, when water is mixed in the steam from the evaporator to the superheater, the gas-liquid mixed fluid is transferred to the first flow stabilizing part before entering the superheater. And introduced. At this time, the gas-liquid mixed fluid is guided upward to the height of the economizer at least once by the first flow stabilizing unit to earn the head, and then guided to the superheater below, to the superheater. Can prevent the water from flowing down.
[0009]
The invention according to claim 2 is the once-through exhaust heat boiler according to claim 1, wherein the economizer is configured to flow the feed water in the economizer in a countercurrent direction opposite to the flow of the exhaust gas. The evaporator is disposed below the economizer, and is a countercurrent type in which the steam in the evaporator flows in the countercurrent direction, and the superheater is the evaporator And a countercurrent type in which the superheated steam in the superheater flows in the countercurrent direction.
[0010]
According to the once-through type exhaust heat boiler according to the present invention, when considering each fluid that exchanges heat with the external exhaust gas while flowing through the economizer, the evaporator and the superheater, the countercurrent type is used. A higher heat exchange rate can be obtained by adopting it. That is, when the fluids flowing through the upstream side and the downstream side in the exhaust gas flow direction are compared, the fluids flow from the downstream side toward the upstream side. At this time, at the downstream position, the temperature of the exhaust gas is lowered by heat exchange on the upstream side, but since each fluid is at a lower temperature than the upstream position, the exhaust gas and each fluid The temperature difference between them can be increased. Similarly, at the upstream position, the temperature of each fluid has already been increased, but the exhaust gas that heats the fluid is still in a high temperature state since it has not yet undergone heat exchange. The temperature difference can be increased.
Therefore, since heat exchange is performed in proportion to the temperature difference, a higher heat exchange rate can be obtained if the countercurrent type is adopted.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the once-through exhaust heat boiler according to the second aspect, the steam from the evaporator is received in a part of the superheater, and the parallel flow direction is parallel to the flow of the exhaust gas. A second flow stabilizing part is provided which evaporates while flowing in the air.
[0012]
According to the once-through type exhaust heat boiler according to the present invention, when water is mixed in the steam from the evaporator to the superheater, the gas-liquid mixed fluid is supplied to the second flow stabilizer before entering the superheater. Introduced into And the gas-liquid mixed fluid led to the second flow stabilizing part is heated by exhaust heat from the exhaust gas, and is completely evaporated. In addition, since this evaporation process is performed while flowing in the parallel flow direction from the lower part to the upper part of the second flow stabilizing part, the gas-liquid mixed fluid flows into the superheater before the evaporation is completed due to gravity. Can be prevented.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the once-through exhaust heat boiler according to the first aspect, the economizer flows the feed water in the economizer in a countercurrent direction opposite to the flow of the exhaust gas. A flow type, wherein the evaporator is disposed below the economizer, and is a cocurrent type in which the steam in the evaporator flows in a cocurrent direction parallel to the flow of the exhaust gas, The superheater is disposed below the evaporator and is of a counterflow type in which the superheated steam in the superheater flows in the counterflow direction.
[0014]
According to the once-through type exhaust heat boiler according to the present invention, a lot of water is mixed in the fluid passing through the evaporator, and this gas-liquid mixed fluid is arranged in parallel in the evaporator from the bottom to the top. Since it is heated while flowing in the flow direction, it is possible to prevent the gas-liquid mixed fluid from flowing into the superheater before completion of evaporation due to gravity.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, in the once-through exhaust heat boiler according to the second or fourth aspect, the first flow stabilizing portion is disposed in an exhaust gas passage in the casing. And
According to the once-through type exhaust heat boiler according to the present invention, the steam when flowing in the first flow stabilizing section can continue to receive the exhaust heat from the exhaust gas, so that the temperature can be prevented from decreasing.
[0026]
Claim 6The invention according toA economizer that preheats through feed water in a casing that guides exhaust gas from below to above, an evaporator that generates steam by heating the feed water from the economizer, and the steam from the evaporator In a once-through type exhaust heat boiler having a superheater that further heats the steam and generates superheated steam, the economizer and the evaporator are integrated with the evaporator disposed below the economizer And the superheater is disposed in parallel with the economizer and the evaporator,A once-through exhaust heat boiler, wherein a header is provided below the evaporator, and the header guides the steam upward to the height of the economizer and then guides the steam to the superheater.
[0027]
According to the once-through type exhaust heat boiler according to the present invention,Since the economizer and the evaporator are integrated, a more compact design can be achieved compared to the separate type, which makes assembly easier during manufacturing and improves productivity. it can.
In addition, the economizer and evaporator through which the gas-liquid mixed fluid passes and the superheater through which steam mainly passes are arranged in parallel in the horizontal direction, so that the fluid is transferred from the evaporator to the superheater. However, it is performed not in the vertical direction that is easily affected by gravity but in the horizontal direction, and the gas-liquid mixed fluid can be prevented from flowing into the superheater.
AndPipes are gathered together by a header at the downstream side of the evaporator and branched into pipes again above the superheater so that the economizer, evaporator and superheater can be handled in units. Therefore, assembly at the time of manufacture becomes easy, and productivity can be improved.
[0032]
Claim 7The invention according toA economizer that preheats through feed water in a casing that guides exhaust gas from below to above, an evaporator that generates steam by heating the feed water from the economizer, and the steam from the evaporator And a superheater that generates superheated steam by further heating the evaporator, the evaporator is disposed below the economizer, and the superheater includes the evaporator and the evaporator. It is arranged in parallel to the horizontal direction with respect to the arrangement of the economizer, and the economizer is a parallel flow type in which the feed water in the economizer flows in a parallel flow direction parallel to the flow of the exhaust gas, The evaporator is a countercurrent type in which the steam in the evaporator flows in a countercurrent direction opposite to the flow of the exhaust gas, and the superheater passes the superheated steam in the superheater in the countercurrent direction. Is a counter-current flow type,Between the evaporator and the superheater, there is provided a third flow stabilizing section that guides the flow of the steam from the evaporator at least once upward and then downward. A once-through exhaust heat boiler.
[0033]
According to the once-through type exhaust heat boiler according to the present invention,By arranging the economizer and evaporator through which gas-liquid mixed fluid mainly passes and the superheater through which steam mainly passes in parallel in the horizontal direction, the fluid can be transferred from the evaporator to the superheater. It is performed not in the vertical direction that is easily affected by gravity but in the horizontal direction, and the gas-liquid mixed fluid can be prevented from flowing into the superheater.
Moreover, since the feed water that passes through the economizer is heated while flowing in the parallel flow direction from the bottom to the top, the feed water that is not preheated is prevented from flowing into the evaporator due to gravity. And the stability of the water supply flow itself can be improved.
AndWhen water is mixed in the steam from the evaporator to the superheater, the gas-liquid mixed fluid is guided to the third flow stabilizing part before entering the superheater. At this time, the gas-liquid mixed fluid is guided to the height of the evaporator at least once by the third flow stabilizing unit to earn the head and then guided downward, so that water enters the superheater. Can be prevented.
[0034]
Claim 8The invention according toClaim 7In the once-through type exhaust heat boiler described in 1), the third flow stabilizing portion is disposed in an exhaust gas passage in the casing.
[0035]
According to the once-through type exhaust heat boiler according to the present invention, the steam flowing in the third flow stabilizing section can continue to receive the exhaust heat from the exhaust gas, so that the temperature can be prevented from decreasing.
[0036]
Claim 9The invention according to the present invention includes a economizer that preheats through feed water in a casing that guides exhaust gas from below to above, an evaporator that generates steam by heating the feed water from the economizer, and the evaporation In the once-through type exhaust heat boiler comprising a superheater that further heats the steam from the cooler to generate superheated steam, the economizer opposes the feed water in the economizer to the flow of the exhaust gas. A countercurrent type that flows in the countercurrent direction, and the evaporator is disposed below the economizer, and is a countercurrent type that allows the steam in the evaporator to flow in the countercurrent direction, The superheater is disposed below the evaporator, and is a counterflow type in which the superheated steam in the superheater flows in the countercurrent direction, and a downstream portion of the superheater is connected to the superheater from the superheater. After guiding the superheated steam flow at least once to the height of the economizer Wherein the fourth flow stabilizer leading to asked is provided.
[0037]
According to the once-through type exhaust heat boiler according to the present invention, since it is a countercurrent type, it is possible to obtain a higher heat exchange rate than the cocurrent type as described above.
In addition, the fourth fluid stabilizing part provided on the downstream side of the superheater is configured to guide the flow of the fluid discharged from the superheater at least once up to the height of the economizer to earn a head. The stability of the flow of each fluid that flows inside the economizer, the evaporator, and the superheater can be improved.
[0038]
Claim 10The invention according toClaim 9In the once-through type exhaust heat boiler according to claim 1, the fourth flow stabilizing portion is disposed in an exhaust gas passage in the casing.
[0039]
According to the once-through type exhaust heat boiler according to the present invention, the steam flowing through the fourth flow stabilizing section can continue to receive the exhaust heat from the exhaust gas, so that the temperature can be prevented from decreasing.
[0040]
Claim 11The invention according to the present invention includes a economizer that preheats through feed water in a casing that guides exhaust gas from below to above, an evaporator that generates steam by heating the feed water from the economizer, and the evaporation In the once-through type exhaust heat boiler provided with a superheater that further heats the steam from the cooler to generate superheated steam, the economizer, the evaporator, and the superheater are integrated by a continuous pipe. A fifth flow stabilizer downstream of the superheater, guiding the superheated steam flow from the superheater at least once up to the height of the economizer and then leading to the downstream header A portion is provided.
[0041]
According to the once-through type exhaust heat boiler according to the present invention, since the economizer, the evaporator, and the superheater are integrated, the structure becomes simple and the productivity can be improved.
In addition, since the superheated steam discharged from the superheater is led upward to the height of the economizer at least once by the fifth fluid stabilizing portion provided on the downstream side of the superheater to earn a head, It is possible to improve the stability of the flow of each fluid flowing inside the evaporator, the evaporator, and the superheater.
[0042]
Claim 12The invention according toClaim 11In the once-through type exhaust heat boiler according to claim 1, the fifth flow stabilizing portion is disposed in an exhaust gas passage in the casing.
[0043]
According to the once-through type exhaust heat boiler according to the present invention, the steam flowing through the fifth flow stabilizing section can continue to receive the exhaust heat from the exhaust gas, so that the temperature can be prevented from decreasing.
[0044]
Claim 13The invention according to the present invention includes a economizer that preheats through feed water in a casing that guides exhaust gas from below to above, an evaporator that generates steam by heating the feed water from the economizer, and the evaporation In the once-through type exhaust heat boiler provided with a superheater that further heats the steam from the cooler to generate superheated steam, the economizer, the evaporator, and the superheater are integrated by a continuous pipe. A sixth flow stabilizing section that is guided to the downstream side header after being led upward to the height of the economizer at least once in the course of the superheated steam in the superheater. It is provided.
[0045]
According to the once-through type exhaust heat boiler according to the present invention, since the economizer, the evaporator, and the superheater are integrated, the structure becomes simple and the productivity can be improved.
Further, since the fluid passing through the superheater is guided upward to the height of the economizer at least once by the sixth fluid stabilizing portion provided in the middle of the superheater, and the head is gained, It is possible to improve the stability of the flow of each fluid flowing inside the evaporator, the evaporator and the superheater.
Furthermore, since the steam flowing in the sixth flow stabilizing part once goes out of the casing, the temperature is lowered, but then it returns to the casing again and can receive exhaust heat from the exhaust gas. The temperature drop of the steam can be suppressed.
[0046]
Claim 14The invention according toClaim 13In the once-through type exhaust heat boiler described in (1), the sixth flow stabilizing portion is disposed in an exhaust gas passage in the casing.
[0047]
According to the once-through type exhaust heat boiler according to the present invention, the fluid flowing in the sixth flow stabilizing section can continue to receive the exhaust heat from the exhaust gas, so that the temperature can be prevented from decreasing.
[0048]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The once-through type exhaust heat boiler according to the present invention relates to a once-through type exhaust heat boiler that generates superheated steam using exhaust heat of exhaust gas discharged from a gas turbine or the like, and the first to eighth embodiments thereof. Each form will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments.
[0049]
[First Embodiment]
First, a first embodiment of a once-through exhaust heat boiler according to the present invention will be described with reference to a longitudinal sectional view of FIG.
As shown in FIG. 1, a once-through exhaust heat boiler according to a first embodiment of the present invention includes a economizer 11 that preheats through feed water W in a casing 10 that guides exhaust gas G from below to above, An evaporator 12 that heats the feed water W from the economizer 11 to generate steam S; and a superheater 13 that further heats the steam S from the evaporator 12 to generate superheated steam SS. A feed pump 14 and a header 15 arranged outside the casing 10 for supplying feed water W to the economizer 11, and a header 16 arranged outside the casing 10 for taking in the superheated steam SS from the superheater 13. Is generally configured.
[0050]
In FIG. 1, valves provided in the piping system are omitted for the sake of simplicity.
[0051]
The economizer 11, the evaporator 12, and the superheater 13 are configured to form a continuous flow path from the header 15 to the header 16 through the connecting portions. In order to clearly show the connecting portions among the economizer 11, the evaporator 12, and the superheater 13, connecting portions a, b, and c are shown in FIG.
That is, the piping path from the header 15 to the connection part a is the economizer 11 and is bent so as to repeatedly traverse the flow path in the casing 10 a plurality of times. Similarly, the pipe path from the connection part a to the connection part b is the evaporator 12, and is bent below the economizer 11 so as to repeatedly traverse the flow path in the casing 10 a plurality of times. Furthermore, similarly, the piping path from the connection part c to the header 16 is the superheater 13, and is bent below the evaporator 12 so as to repeatedly cross the flow path in the casing 10 a plurality of times.
[0052]
The economizer 11 plays a role of preheating by exchanging heat with exhaust heat from the exhaust gas G flowing outside while supplying the water supply W from the header 15 to the inside. And since the economizer 11 of this embodiment flows the water supply W from upper direction toward the downward direction, the countercurrent type which opposes the flow direction of the exhaust gas G is employ | adopted.
[0053]
The evaporator 12 serves to generate steam S by evaporating the feed water W by exchanging heat with exhaust heat from the exhaust gas G flowing outside while passing the feed water W from the economizer 11 through the inside thereof. ing. And the evaporator 12 of this embodiment employ | adopts the countercurrent type which flows the feed water W / steam S inside this evaporator 12 in the said countercurrent direction.
[0054]
A first fluid stabilizing part 12A is provided between the evaporator 12 and the superheater 13, and the first fluid stabilizing part 12A includes a connection part b which is a lower end outlet of the evaporator 12, and a heater 13. This is an inverted U-shaped pipe that connects to the connection portion c, which is the inlet of the fuel cell, outside the casing 10 and has a top portion that is the same height as the upper end portion of the economizer 11. The first fluid stabilizing portion 12A serves to guide the steam S of the evaporator 12 upward to the height of the economizer 11 and then to the superheater 13.
[0055]
The superheater 13 plays a role of further heating the steam S by exchanging heat with exhaust heat from the exhaust gas G flowing outside while passing the steam S from the evaporator 12 inside, and generating superheated steam SS. There is no. And the superheater 13 of this embodiment employ | adopts the countercurrent type which flows the superheated steam SS inside this superheater 13 in the said countercurrent direction.
[0056]
The operation of the once-through exhaust heat boiler of the present embodiment having the above-described configuration will be described below.
First, water supply to the economizer 11 is started by starting the water supply pump 14 and feeding the water supply W into the header 15. In the economizer 11, exhaust heat from the exhaust gas G flowing in the casing 10 is heat-exchanged through the tube wall, and preheating before going to the evaporator 12 is performed. The feed water W preheated and heated in this way is sent to the lower evaporator 12, and is further heated and evaporated by heat exchange with the exhaust gas G to become steam S.
[0057]
Subsequently, the steam S sent from the evaporator 12 toward the first fluid stabilizing portion 12 </ b> A is once led up to the height of the economizer 11 and then sent to the lower superheater 13.
At this time, since the first flow stabilizing part 12A is provided and the head is earned by raising the steam S once, even when liquefied water is mixed in the steam S that has passed through the evaporator 12, Flowing into the superheater 13 can be prevented.
In this way, the steam S sent from the evaporator 12 toward the lower superheater 13 is further heated by heat exchange with the exhaust gas G to become superheated steam SS.
The generated superheated steam SS is taken out of the casing 10 through the header 16.
[0058]
In the once-through type exhaust heat boiler of this embodiment, all forms of fluid flowing through the economizer 11, the evaporator 12, and the superheater 13 flow in the countercurrent direction opposite to the direction in which the exhaust gas G flows. When the temperature of the fluid flowing through the upstream side and the downstream side in the flow direction of the gas G is compared with the temperature of the exhaust gas G, on the downstream side, the temperature of the exhaust gas G is increased by heat exchange on the upstream side. Although it is lower than the initial one, the temperature of the fluid on the downstream side is lower than that on the upstream side, so that the temperature difference can be large. Similarly, even on the upstream side, even if the temperature of the fluid has already been increased, the exhaust gas G maintains a high temperature before heat exchange, and it is possible to increase the temperature difference.
Therefore, since heat exchange is performed in proportion to the temperature difference, a higher heat exchange rate than that of the parallel flow type can be obtained by adopting the countercurrent type.
[0059]
In addition, a first stabilizing portion 12A is provided between the evaporator 12 and the superheater 13 so as to guide the fluid flow upward to the height of the upper end of the economizer 11 and then to the lower superheater 13. Because of the configuration, even if liquefied water is contained in the steam S from the evaporator 12 to the superheater 13, it is guided upward by the first flow stabilizing part 12 </ b> A that passes before going to the superheater 13. Since the liquefied water is prevented from exceeding the first fluid stabilizing portion 12A due to gravity, the steam S can be prevented from going to the superheater 13 in a gas-liquid mixed state containing water. Therefore, it becomes possible to prevent the flow stability on the heating path for generating the superheated steam SS from the feed water W from becoming unstable.
[0060]
In addition, about the structure shown in FIG. 1, as shown in FIG. 2, the vapor | steam S is received from the evaporator 12 in a part (between the connection part c-connection part d) of the superheater 13, and the flow of exhaust gas G It is good also as a structure which provides 13 A of 2nd flow stable parts evaporated while flowing in the parallel parallel flow direction.
According to the configuration of this embodiment, even when water is mixed in the steam S from the evaporator 12 to the superheater 13, the gas-liquid mixed fluid is stabilized second before it enters the superheater 13. It is introduced into the part 13A and is heated by exhaust heat from the exhaust gas G while being flown in the parallel flow direction from the lower side to the upper side, and is completely evaporated. Therefore, it is possible to prevent the gas-liquid mixed fluid from flowing into the superheater 13 before completion of evaporation due to gravity, and to improve the stability of the flow of each fluid.
[0061]
1, the first fluid stabilizing portion 12A may be arranged in the flow path of the exhaust gas G in the casing 10, as shown in FIG.
According to the configuration of this embodiment, since the steam S flowing in the first flow stabilizing portion 12A can continue to receive the exhaust heat from the exhaust gas G, it is possible to prevent the temperature from decreasing.
Therefore, since the temperature drop of the steam S or the gas-liquid mixed fluid flowing in the first flow stabilizing part 12A can be prevented, the amount of liquefied water mixed in the fluid flowing from the first flow stabilizing part 12A to the superheater 13 It is possible to prevent an increase in.
[0062]
Further, in the configuration shown in FIG. 1, as shown in FIG. 4, the evaporator 12 may be a co-current type in which the steam S inside the evaporator 12 flows in a parallel flow direction parallel to the flow of the exhaust gas G. .
According to the configuration of this embodiment, even if the fluid passing through the evaporator 12 is a gas-liquid mixed fluid containing a lot of water, the gas-liquid mixed fluid is Therefore, it is possible to prevent the gas-liquid mixed fluid from flowing into the superheater 13 before the completion of evaporation due to gravity.
[0063]
Furthermore, in the configuration shown in FIG. 4, the first fluid stabilizing portion 12 </ b> A may be arranged in the flow path of the exhaust gas G in the casing 10 as shown in FIG. 5.
According to the configuration of this embodiment, the steam S or the gas-liquid mixed fluid when flowing in the first flow stabilizing part 12A can continue to receive the exhaust heat from the exhaust gas G, thereby preventing the temperature from decreasing. can do. Therefore, since the temperature drop of the steam S or the gas-liquid mixed fluid flowing inside the first flow stabilizing part 12A can be prevented, the liquefied moisture mixed in the fluid heading from the first flow stabilizing part 12A to the superheater 13 can be prevented. It is possible to prevent the amount from increasing.
[0064]
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the once-through exhaust heat boiler according to the present invention will be described below with reference to the longitudinal sectional view of FIG.
In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
As shown in FIG. 6, the once-through exhaust heat boiler of the present embodiment includes a economizer 11 that preheats through feed water W in a casing 10 that guides exhaust gas G from below to above, and the economizer 11. An evaporator 12 for heating the feed water W from the evaporator 12 to generate steam S, a superheater 13 for further heating the steam S from the evaporator 12 to generate superheated steam SS, and the casing 10. A feed pump 14 and a header 15 for supplying the feed water W to the economizer 11 and a header 16 which is disposed outside the casing 10 and takes in the superheated steam SS from the superheater 13 are generally configured.
[0065]
In FIG. 6, as in the first embodiment, valves provided in the piping system are omitted for the sake of simplicity.
[0066]
The once-through type exhaust heat boiler of this embodiment is a countercurrent type in which the superheater 13 causes the superheated steam SS inside the superheater 13 to flow in the countercurrent direction opposite to the exhaust gas G. One of the features is that the vessel 11 and the evaporator 12 are integrated, and the fluid flowing in the economizer 11 and the evaporator 12 is a co-flow type in which the fluid flows in the co-current direction parallel to the exhaust gas G. It has become one.
[0067]
According to the once-through type exhaust heat boiler of this embodiment, even if a lot of water is mixed in the fluid passing through the inside of the economizer 11 and the evaporator 12, this gas-liquid mixed fluid becomes the economizer 11 and the evaporation. Since the gas is heated by the exhaust gas G while flowing in the parallel flow direction from the lower side to the upper side in the inside of the vessel 12, the gas-liquid mixed fluid flows into the superheater 13 before the evaporation is completed due to gravity. Can be suppressed.
In addition, since the economizer 11 and the evaporator 12 are integrated, a more compact design can be performed as compared with a configuration in which they are separated.
Furthermore, since it is an integrated type, it is easy to assemble during manufacturing, and productivity can be improved.
[0068]
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the once-through exhaust heat boiler of the present invention will be described below with reference to the longitudinal sectional view of FIG.
In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0069]
As shown in FIG. 7, the once-through exhaust heat boiler of the present embodiment includes a economizer 11 that preheats through feed water W in a casing 10 that guides exhaust gas G from below to above, and the economizer 11. An evaporator 12 for heating the feed water W from the evaporator 12 to generate steam S, a superheater 13 for further heating the steam S from the evaporator 12 to generate superheated steam SS, and the casing 10. A feed pump 14 and a header 15 for supplying the feed water W to the economizer 11 and a header 16 which is disposed outside the casing 10 and takes in the superheated steam SS from the superheater 13 are generally configured.
In FIG. 7, as in the first embodiment, valves provided in the piping system are omitted for the sake of simplicity.
[0070]
The once-through type exhaust heat boiler of this embodiment is a countercurrent type in which the evaporator 12 causes the steam S inside the evaporator 12 to flow in a countercurrent direction opposite to the exhaust gas. In the countercurrent type, the superheated steam SS inside the vessel 13 flows in the countercurrent direction, but the economizer 11 supplies the feed water W flowing inside the economizer 11 in a parallel flow direction parallel to the exhaust gas. It is characterized by a flowing parallel flow type.
[0071]
According to the configuration of this embodiment, the feed water W passing through the economizer 11 is heated by the exhaust gas G while flowing in the parallel flow direction from the lower side to the upper side, so that the pre-heating is not completed by gravity. W can be prevented from flowing into the evaporator 12, and the stability of the flow of the water supply W itself can be improved.
[0072]
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the once-through exhaust heat boiler of the present invention will be described below with reference to the longitudinal sectional view of FIG.
In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0073]
As shown in FIG. 8, the once-through type exhaust heat boiler of this embodiment includes a economizer 11 that preheats through feed water W in a casing 10 that guides exhaust gas G from below to above, and the economizer 11. An evaporator 12 for heating the feed water W from the evaporator 12 to generate steam S, a superheater 13 for further heating the steam S from the evaporator 12 to generate superheated steam SS, and the casing 10. A feed pump 14 and a header 15 for supplying the feed water W to the economizer 11 and a header 16 which is disposed outside the casing 10 and takes in the superheated steam SS from the superheater 13 are generally configured.
In FIG. 8, as in the first embodiment, valves provided in the piping system are omitted for the sake of simplicity.
[0074]
The once-through type exhaust heat boiler of this embodiment is a countercurrent type in which the economizer 11 causes the feed water W in the economizer 11 to flow in the countercurrent direction opposite to the flow of the exhaust gas G. The counter-flow type in which the steam S in the evaporator 12 flows in the counter-current direction, and the superheater 13 also adopts the counter-current type in which the super-heated steam SS in the superheater 13 flows in the counter-current direction. Yes.
Then, the economizer 11 and the evaporator 12 are integrated so that the evaporator 12 is disposed below the economizer 11, and the superheater 13 is connected to the economizer 11 and the evaporator 12 in the horizontal direction. Are arranged in parallel with each other.
[0075]
According to the once-through type exhaust heat boiler according to the present invention, the economizer 11 and the evaporator 12 through which the gas-liquid mixed fluid mainly passes and the superheater 13 through which the steam S mainly passes are arranged in parallel in the horizontal direction. By disposing, the fluid transfer from the economizer 11 and the evaporator 12 to the superheater 13 is performed in the horizontal direction instead of the vertical direction that is easily affected by gravity, so that the gas-liquid mixed fluid is superheated. It can prevent flowing into the vessel 13.
Moreover, since the fluid flowing through the inside of the economizer 11, the evaporator 12, and the superheater 13 all flow in the countercurrent direction, as described above, a higher heat exchange rate can be obtained as compared with the parallel flow type. .
[0076]
In addition, about the structure shown in FIG. 8, as shown in FIG. 9, it is good also as a structure which makes the economizer 11 and the evaporator 12 into a parallel flow type.
According to the configuration of this embodiment, even when water is mixed in the fluid inside the economizer 11 and the evaporator 12, the gas-liquid mixed fluid flows in the parallel flow direction from the lower side to the upper side. Then, it is heated by exhaust heat from the exhaust gas G and is completely evaporated. Therefore, it is possible to prevent the gas-liquid mixed fluid from flowing into the superheater 13 before completion of evaporation due to gravity, and to improve the stability of the flow of each fluid.
[0077]
Further, in the configuration shown in FIG. 8, as shown in FIGS. 10 and 11, a header 15A is provided below the economizer 11 and the evaporator 12, and the header 15A converts the steam S into the economizer. 11 and the upper end of the evaporator 12 may be led up to the height, and then led to the superheater 13.
According to the configuration of this embodiment, the pipes are gathered by the header 15A on the downstream side of the evaporator 12, the header 15A extends as it is above the superheater 13, and the pipes are again connected from the header 15A. Since it becomes a branched structure, the economizer 11 and the evaporator 12 and the superheater 13 can be handled as each unit, so that assembly at the time of manufacture becomes easy and productivity can be improved. it can.
[0078]
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the once-through exhaust heat boiler of the present invention will be described below with reference to the longitudinal sectional view of FIG.
In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0079]
As shown in FIG. 12, the once-through exhaust heat boiler of this embodiment includes a economizer 11 that preheats through feed water W in a casing 10 that guides exhaust gas G from below to above, and the economizer 11. An evaporator 12 for heating the feed water W from the evaporator 12 to generate steam S, a superheater 13 for further heating the steam S from the evaporator 12 to generate superheated steam SS, and the casing 10. A feed pump 14 and a header 15 for supplying the feed water W to the economizer 11 and a header 16 which is disposed outside the casing 10 and takes in the superheated steam SS from the superheater 13 are generally configured.
In FIG. 12, as in the first embodiment, valves provided in the piping system are omitted in order to simplify the description.
[0080]
The once-through type exhaust heat boiler of this embodiment is a co-current type in which the economizer 11 causes the feed water W in the economizer 11 to flow in a parallel flow direction parallel to the flow of the exhaust gas G. The counter-flow type in which the steam S in the evaporator 12 flows in the counter-current direction opposite to the exhaust gas G, and the superheater 13 also counterflows the superheated steam SS in the superheater 13 in the counter-current direction. The type is adopted.
[0081]
And while the evaporator 12 is arrange | positioned under the economizer 11, the superheater 13 is arrange | positioned in parallel with a horizontal direction with respect to arrangement | positioning of the evaporator 12 and the economizer 11. .
[0082]
According to the once-through type exhaust heat boiler of this embodiment, the economizer 11 and the evaporator 12 through which the gas-liquid mixed fluid mainly passes and the superheater 13 through which the steam S mainly passes are arranged in parallel in the horizontal direction. As a result, the fluid is transferred from the evaporator 12 to the superheater 13 not in the vertical direction, which is easily affected by gravity, but in the horizontal direction, and the gas-liquid mixed fluid flows into the superheater. Can be prevented.
Moreover, since the feed water W that passes through the inside of the economizer 11 is heated while flowing in the parallel flow direction from the lower side to the upper side, the feed water W that is not preheated flows into the evaporator 13 due to gravity. This can be prevented, and the stability of the water supply flow itself can be improved.
[0083]
In the configuration shown in FIG. 12, the flow of the steam S from the evaporator 12 is guided at least once between the evaporator 12 and the superheater 13 as shown in FIG. It is good also as a structure which provides the 3rd flow stabilization part 12B led to.
According to the configuration of this embodiment, even if water is mixed in the steam S heading from the evaporator 12 to the superheater 13, the gas-liquid mixed fluid flows into the third flow stabilizing part 12 </ b> B before entering the superheater 13. Since the third flow stabilizing portion 12B guides the head at least once and earns the head and then guides the head downward, it is possible to prevent water from entering the superheater 13. .
[0084]
Further, with respect to the configuration shown in FIG. 13, as shown in FIG. 14, the third flow stabilizing portion 12 </ b> B may be arranged in the flow path of the exhaust gas G in the casing 10.
According to the configuration of this embodiment, the steam S or the gas-liquid mixed fluid flowing in the third flow stabilizing part 12B can continue to receive the exhaust heat from the exhaust gas G, so that the temperature is lowered. Can be prevented. Accordingly, it is possible to prevent the temperature drop of the steam S or the gas-liquid mixed fluid flowing inside the third flow stabilizing part 12B, so that the liquefied moisture mixed in the fluid going from the third flow stabilizing part 12B to the superheater 13 can be prevented. It is possible to prevent the amount from increasing.
[0085]
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the once-through exhaust heat boiler of the present invention will be described below with reference to the longitudinal sectional view of FIG.
In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0086]
As shown in FIG. 15, the once-through exhaust heat boiler according to this embodiment includes a economizer 11 that preheats through feed water W in a casing 10 that guides exhaust gas G from below to above, and the economizer 11. An evaporator 12 for heating the feed water W from the evaporator 12 to generate steam S, a superheater 13 for further heating the steam S from the evaporator 12 to generate superheated steam SS, and the casing 10. A feed pump 14 and a header 15 for supplying the feed water W to the economizer 11 and a header 16 which is disposed outside the casing 10 and takes in the superheated steam SS from the superheater 13 are generally configured.
In FIG. 15, as in the first embodiment, valves provided in the piping system are omitted for the sake of simplicity.
[0087]
The once-through type exhaust heat boiler of this embodiment is a countercurrent type in which the economizer 11 causes the feed water W in the economizer 11 to flow in the countercurrent direction opposite to the flow of the exhaust gas G. The counter-flow type in which the steam S in the evaporator 12 flows in the counter-current direction, and the superheater 13 also adopts the counter-current type in which the super-heated steam SS in the superheater 13 flows in the counter-current direction. Yes.
Then, in the downstream portion of the superheater 13, the flow of the superheated steam SS from the superheater 13 is guided at least once to the height of the upper end portion of the economizer 11 and then guided to the header 16. A four-flow stabilizing part 13B is provided.
According to the once-through type exhaust heat boiler according to the present invention, since the economizer 11, the evaporator 12, and the superheater 13 are all counter-current types, as described above, a higher heat exchange rate than the co-current type is obtained. Can be obtained.
[0088]
In addition, the superheated steam SS discharged from the superheater 13 is guided upward to the height of the upper end of the economizer 11 at least once by the fourth fluid stabilizing part 13B provided on the downstream side of the superheater 13. Since the head is earned, the stability of the flow of each fluid flowing through the economizer 11, the evaporator 12, and the superheater 13 can be improved.
[0089]
In addition, about the structure shown in FIG. 15, it is good also as a structure by which the 4th flow stabilization part 13B is arrange | positioned in the flow path of the exhaust gas G in the casing 10, as shown in FIG.
According to the configuration of this embodiment, the superheated steam SS flowing through the fourth flow stabilizing unit 13B can continue to receive the exhaust heat from the exhaust gas G, so that the temperature can be prevented from decreasing. it can. Therefore, it is possible to prevent the temperature drop of the superheated steam SS that flows inside the fourth flow stabilizing portion 13B.
[0090]
[Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment of the once-through exhaust heat boiler of the present invention will be described below with reference to the longitudinal sectional view of FIG.
In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0091]
As shown in FIG. 17, the once-through exhaust heat boiler of this embodiment includes a economizer 11 that preheats through feed water W in a casing 10 that guides exhaust gas G from below to above, and the economizer 11. An evaporator 12 for heating the feed water W from the evaporator 12 to generate steam S, a superheater 13 for further heating the steam S from the evaporator 12 to generate superheated steam SS, and the casing 10. A feed pump 14 and a header 15 for supplying the feed water W to the economizer 11 and a header 16 which is disposed outside the casing 10 and takes in the superheated steam SS from the superheater 13 are generally configured.
In FIG. 17, as in the first embodiment, valves provided in the piping system are omitted for the sake of simplicity.
[0092]
In the once-through type exhaust heat boiler of this embodiment, the economizer 11, the evaporator 12 and the superheater 13 are integrated by a continuous pipe, and the fluid inside thereof flows in a countercurrent direction. The fifth flow stability is introduced downstream of the superheater 13, and the flow of the superheated steam SS from the superheater 13 is guided to the upper end of the economizer 11 at least once and then led to the downstream header 16. A feature is that a portion 13C is provided.
[0093]
According to the configuration of this embodiment, since the economizer 11, the evaporator 12, and the superheater 13 are integrated, the structure becomes simple and the productivity at the time of manufacture can be improved.
Further, the superheated steam SS discharged from the superheater 13 is guided upward to the height of the upper end portion of the economizer 11 at least once by the fifth fluid stabilizing portion 13C provided on the downstream side of the superheater 13. Therefore, the stability of the flow of each fluid flowing through the economizer 11, the evaporator 12, and the superheater 13 can be improved.
[0094]
In addition, about the structure shown in FIG. 17, it is good also as a structure by which the 5th flow stabilization part 13C is arrange | positioned in the flow path of the exhaust gas G in the casing 10, as shown in FIG.
According to the configuration of this embodiment, the superheated steam SS flowing through the inside of the fifth flow stabilizing portion 13C can continue to receive the exhaust heat from the exhaust gas G, thereby preventing the temperature from decreasing. it can. Therefore, it is possible to prevent the temperature drop of the superheated steam SS flowing inside the fifth flow stabilizing part 13C.
[0095]
[Eighth Embodiment]
Next, the eighth embodiment of the once-through exhaust heat boiler of the present invention will be described below with reference to the longitudinal sectional view of FIG.
In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0096]
As shown in FIG. 19, the once-through exhaust heat boiler of this embodiment includes a economizer 11 that preheats through feed water W in a casing 10 that guides exhaust gas G from below to above, and the economizer 11. An evaporator 12 for heating the feed water W from the evaporator 12 to generate steam S, a superheater 13 for further heating the steam S from the evaporator 12 to generate superheated steam SS, and the casing 10. A feed pump 14 and a header 15 for supplying the feed water W to the economizer 11 and a header 16 which is disposed outside the casing 10 and takes in the superheated steam SS from the superheater 13 are generally configured.
In FIG. 19, as in the first embodiment, valves provided in the piping system are omitted for the sake of simplicity.
[0097]
In the once-through type exhaust heat boiler of this embodiment, the economizer 11, the evaporator 12 and the superheater 13 are integrated by a continuous pipe, and the fluid inside thereof flows in a countercurrent direction. In the middle of the flow of the superheated steam SS inside the superheater 13, a sixth flow stabilizing part 13D that guides the superheated steam SS upward to the upper end of the economizer 11 at least once is provided. It is characterized by that.
According to the configuration of this embodiment, since the economizer 11, the evaporator 12, and the superheater 13 are integrated, the structure becomes simple, and the productivity at the time of manufacturing can be improved.
Further, the superheated steam SS discharged from the superheater 13 is guided upward to the height of the upper end portion of the economizer 11 at least once by the sixth fluid stabilizing portion 13D provided in the middle of the superheater 13. In order to earn a head, the stability of the flow of each fluid which flows through the inside of the economizer 11, the evaporator 12, and the superheater 13 can be improved.
[0098]
In addition, about the structure shown in FIG. 19, it is good also as a structure by which 6th flow stabilization part 13D is arrange | positioned in the flow path of the exhaust gas G in the casing 10, as shown in FIG.
According to the configuration of this embodiment, the superheated steam SS flowing through the inside of the sixth flow stabilizing portion 13D can continue to receive the exhaust heat from the exhaust gas G, so that the temperature can be prevented from decreasing. it can. Therefore, it is possible to prevent the temperature drop of the superheated steam SS flowing inside the sixth flow stabilizing part 13D.
[0099]
【The invention's effect】
The once-through type exhaust heat boiler according to claim 1 of the present invention employs a configuration in which a first flow stabilizing part is provided between the evaporator and the superheater. According to this configuration, even if water is contained in the fluid from the evaporator to the superheater, the head is earned by the first flow stabilizing part that passes before going to the superheater. It can prevent flowing into the superheater in the liquid mixed state. Therefore, it becomes possible to prevent the flow stability on the heating path from the water supply to the superheated steam generation from becoming unstable.
Further, the once-through exhaust heat boiler according to claim 2 adopts a configuration in which all of the economizer, the evaporator and the superheater are counter-current types in the once-through exhaust heat boiler according to claim 1. According to this configuration, it is possible to improve the heat exchange efficiency between the fluid that flows inside the economizer, the evaporator, and the superheater, and the exhaust gas, so it is possible to obtain extremely high steam generation capability It becomes.
[0100]
Further, the once-through type exhaust heat boiler according to claim 3 adopts a configuration in which the second flow stabilizing part is provided in a part of the superheater in the once-through type exhaust heat boiler according to claim 2. According to this configuration, even if water is contained in the fluid from the evaporator to the superheater, it is completely evaporated in the second flow stabilizing part that passes before going to the superheater. It is possible to prevent heading to the superheater in a gas-liquid mixed state containing water. Therefore, it becomes possible to prevent the flow stability on the heating path from the water supply to the superheated steam generation from becoming unstable.
Further, the once-through exhaust heat boiler according to claim 4 adopts a configuration in which the evaporator is a parallel flow type in the once-through exhaust heat boiler according to claim 1. According to this configuration, since it is possible to prevent water from flowing into the first flow stabilizing part together with the steam, it is possible to further improve the flow stability.
[0101]
Further, the once-through exhaust heat boiler according to claim 5 is the once-through exhaust heat boiler according to claim 2 or 4, wherein the first flow stabilizing portion is arranged in the exhaust gas flow path in the casing. It was adopted. According to this configuration, it is possible to prevent a temperature drop of the steam or gas-liquid mixed fluid flowing in the first flow stabilizing part, and thus an increase in the amount of liquefied moisture mixed in the fluid flowing downstream of the first flow stabilizing part. Can be prevented.
[0105]
Also,Claim 6The once-through type exhaust heat boiler described inThe economizer and the evaporator are integrated, and the superheater is arranged in parallel in the horizontal direction. According to this configuration, since the economizer and the evaporator are integrated, a more compact design can be performed, and the assembly can be easily performed at the time of manufacture, thereby improving productivity. It becomes possible.
Furthermore, since the economizer and evaporator through which the gas-liquid mixed fluid passes and the superheater through which steam passes are arranged in parallel in the horizontal direction, the fluid transfer from the evaporator to the superheater has the effect of gravity. Since it is performed in a horizontal direction that is difficult to receive, the gas-liquid mixed fluid can be prevented from flowing into the superheater. Therefore, it becomes possible to prevent the flow stability on the heating path from the water supply to the superheated steam generation from becoming unstable.
AndA header is provided below the evaporator, and the header guides the fluid upward to the height of the economizer and then guides the fluid to the superheater. According to this configuration, the pipes are gathered by the header on the downstream side of the evaporator and are branched again into the pipes above the superheater, so that the economizer, the evaporator, and the superheater are respectively Can be handled in units. Therefore, assembly at the time of manufacture becomes easy and productivity can be improved.
[0106]
Also,Claim 7The once-through type exhaust heat boiler described inThe evaporator was disposed below the economizer, and the superheater was arranged in parallel in the horizontal direction with respect to the evaporator and economizer. According to this configuration, since the economizer and the evaporator through which the gas-liquid mixed fluid passes and the superheater through which the steam passes are arranged in parallel in the horizontal direction, the delivery of the fluid from the evaporator to the superheater is Since it is performed toward the horizontal direction that is not easily affected by gravity, the gas-liquid mixed fluid can be prevented from flowing into the superheater. Therefore, it becomes possible to prevent the flow stability on the heating path from the water supply to the superheated steam generation from becoming unstable.
Also,A configuration was adopted in which the economizer was a co-current type and the evaporator and superheater were counter-current types. According to this configuration, since the water supply in the economizer flows from below to above, the water does not flow downward. Therefore, it becomes possible to prevent the flow stability on the heating path from the water supply to the superheated steam generation from becoming unstable.
  MaSteamedA configuration in which a third flow stabilizing part was provided between the generator and the superheater was adopted. According to this configuration, even if water is contained in the fluid from the evaporator to the superheater, since the head is earned in the third flow stabilizing part, the gas-liquid mixed state that still contains water is It is possible to prevent going to the superheater. Therefore, it becomes possible to prevent the flow stability on the heating path from the water supply to the superheated steam generation from becoming unstable.
[0107]
Also,Claim 8The once-through type exhaust heat boiler described inClaim 7In the once-through type exhaust heat boiler described in 1), a configuration is adopted in which the third flow stabilizing part is disposed in the exhaust gas passage in the casing. According to this configuration, it is possible to prevent the temperature of the steam or gas-liquid mixed fluid flowing in the third flow stabilizing portion from being decreased, and thus an increase in the amount of liquefied moisture mixed in the fluid toward the downstream side of the third flow stabilizing portion. Can be prevented.
  Also,Claim 9In the once-through type exhaust heat boiler described in 1), the economizer, the evaporator, and the superheater are all counter-current types, and a configuration in which a fourth flow stabilizing part is provided on the downstream side of the superheated part is adopted. According to this configuration, according to this configuration, it is possible to improve the heat exchange efficiency between the fluid that flows inside the economizer, the evaporator, and the superheater, and the exhaust gas. It becomes possible to gain ability.
Furthermore, since the fourth fluid stabilizing unit earns a head with respect to the flow of the fluid discharged from the superheater, the flow stability on the heating path from the feed water to the superheated steam generation is prevented from becoming unstable. It becomes possible.
[0108]
Also,Claim 10The once-through type exhaust heat boiler described inClaim 9In the once-through type exhaust heat boiler described in 1), a configuration is adopted in which the fourth flow stabilizing part is disposed in the exhaust gas flow path in the casing. According to this configuration, it is possible to prevent a temperature drop of the steam or gas-liquid mixed fluid flowing in the fourth flow stabilizing part, so that an increase in the amount of liquefied moisture mixed in the fluid toward the downstream side of the fourth flow stabilizing part. Can be prevented.
Also,Claim 11The once-through type exhaust heat boiler described in (1) employs a configuration in which a economizer, an evaporator, and a superheater are integrated by a continuous tube, and a fifth flow stabilizing part is provided downstream of the superheater. According to this configuration, since the economizer, the evaporator, and the superheater are integrated, the structure becomes simple and the productivity can be improved.
Furthermore, since the fifth fluid stabilizing portion earns a head with respect to the flow of fluid discharged from the superheater, it prevents the flow stability on the heating path from the water supply to the superheated steam generation from becoming unstable. It becomes possible.
[0109]
Also,Claim 12The once-through type exhaust heat boiler described inClaim 11In the once-through type exhaust heat boiler described in 1), a configuration is adopted in which the fifth flow stabilizing portion is disposed in the exhaust gas flow path in the casing. According to this configuration, it is possible to prevent a temperature drop of the steam or gas-liquid mixed fluid flowing in the fifth flow stabilizing part, so that an increase in the amount of liquefied moisture mixed in the fluid toward the downstream side of the fifth flow stabilizing part. Can be prevented.
[0110]
Also,Claim 13In the once-through type exhaust heat boiler described in 1), a configuration in which a economizer, an evaporator, and a superheater are integrated by a continuous tube and a sixth flow stabilizing part is provided in the middle of the superheater is adopted. According to this configuration, since the economizer, the evaporator, and the superheater are integrated, the structure becomes simple and the productivity can be improved.
Furthermore, since the sixth fluid stabilizing unit earns a head with respect to the flow of the fluid in the superheater, it is possible to prevent the flow stability on the heating path from feed water to superheated steam generation from becoming unstable. It becomes possible.
Furthermore, the fluid flowing in the sixth flow stabilizing portion once goes out of the casing, but then returns to the inside of the casing again and can receive exhaust heat from the exhaust gas, so that the temperature drop can be suppressed.
[0111]
Also,Claim 14The once-through type exhaust heat boiler described inClaim 13In the once-through type exhaust heat boiler described in 1), a configuration is adopted in which the sixth flow stabilizing part is disposed in the exhaust gas flow path in the casing. According to this configuration, the fluid flowing in the sixth flow stabilizing portion can continue to receive the exhaust heat of the exhaust gas, and thus it is possible to prevent the temperature from decreasing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a once-through exhaust heat boiler according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a modification of the once-through type exhaust heat boiler.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a modification of the once-through type exhaust heat boiler.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a modification of the once-through type exhaust heat boiler.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a modification of the once-through type exhaust heat boiler.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the once-through exhaust heat boiler of the present invention.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the once-through exhaust heat boiler of the present invention.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a fourth embodiment of the once-through exhaust heat boiler of the present invention.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a modification of the once-through type exhaust heat boiler.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a modification of the once-through type exhaust heat boiler.
11 is a side cross-sectional view showing a main part of the once-through type exhaust heat boiler shown in FIG.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a fifth embodiment of the once-through exhaust heat boiler of the present invention.
FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing a modification of the once-through type exhaust heat boiler.
FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing a modification of the once-through type exhaust heat boiler.
FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing a sixth embodiment of the once-through exhaust heat boiler of the present invention.
FIG. 16 is a longitudinal sectional view showing a modification of the once-through type exhaust heat boiler.
FIG. 17 is a longitudinal sectional view showing a seventh embodiment of the once-through exhaust heat boiler of the present invention.
FIG. 18 is a longitudinal sectional view showing a modification of the once-through type exhaust heat boiler.
FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing an eighth embodiment of the once-through exhaust heat boiler of the present invention.
FIG. 20 is a longitudinal sectional view showing a modification of the once-through type heat exhaust boiler.
FIG. 21 is a longitudinal sectional view showing a conventional once-through exhaust heat boiler.
[Explanation of symbols]
10 ... Casing
11 ... economizer
12 ... Evaporator
12A ... 1st fluid stabilization part
12B ... 3rd fluid stabilization part
13 ... Superheater
13A ... 2nd flow stabilization part
13B ... Fourth flow stabilizing part
13C ... 5th flow stabilization part
13D ... 6th flow stabilization part
14 ... Water supply pump
15, 16 ...
G ... Exhaust gas
S ... Steam
SS: Superheated steam
W ... Water supply

Claims (14)

下方から上方に向かって排気ガスを導くケーシング内に、給水を通して予熱する節炭器と、該節炭器からの前記給水を加熱して蒸気を生成する蒸発器と、該蒸発器からの前記蒸気を更に加熱して過熱蒸気を生成する過熱器とを備えた貫流型排熱ボイラにおいて、前記蒸発器と前記過熱器との間には、該蒸発器からの前記蒸気の流れを少なくとも一回、前記節炭器の高さまで上方に導いてから下方の前記過熱器に導く第１流動安定部が設けられていることを特徴とする貫流型排熱ボイラ。  A economizer that preheats through feed water in a casing that guides exhaust gas from below to above, an evaporator that generates steam by heating the feed water from the economizer, and the steam from the evaporator In a once-through type exhaust heat boiler comprising a superheater that further heats and generates superheated steam, the flow of the steam from the evaporator is at least once between the evaporator and the superheater, A once-through type exhaust heat boiler characterized in that a first flow stabilizing part is provided which leads upward to the height of the economizer and then leads to the superheater below. 請求項１に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、
前記節炭器が、該節炭器内の前記給水を前記排気ガスの流れに対向する向流方向に流す向流型であり、
前記蒸発器が、前記節炭器の下方に配置されるとともに、該蒸発器内の前記蒸気を前記向流方向に流す向流型であり、
前記過熱器が、前記蒸発器の下方に配置されるとともに、該過熱器内の前記過熱蒸気を前記向流方向に流す向流型であることを特徴とする貫流型排熱ボイラ。In the once-through type exhaust heat boiler according to claim 1,
The economizer is a countercurrent type in which the water supply in the economizer flows in a countercurrent direction opposite to the flow of the exhaust gas;
The evaporator is disposed below the economizer, and is a countercurrent type in which the steam in the evaporator flows in the countercurrent direction.
The superheater is a counterflow type in which the superheater is disposed below the evaporator and the superheated steam in the superheater flows in the counterflow direction. 請求項２に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、該過熱器の一部に、前記蒸発器から前記蒸気を受け入れて、前記排気ガスの流れに並行な並流方向に流しながら蒸発させる第２流動安定部が設けられていることを特徴とする貫流型排熱ボイラ。  The once-through type exhaust heat boiler according to claim 2, wherein the second flow is received in the superheater by receiving the steam from the evaporator and evaporating while flowing in a parallel flow direction parallel to the flow of the exhaust gas. A once-through type exhaust heat boiler characterized in that a stable portion is provided. 請求項１に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、
前記節炭器が、該節炭器内の前記給水を前記排気ガスの流れに対向する向流方向に流す向流型であり、
前記蒸発器が、前記節炭器の下方に配置されるとともに、該蒸発器内の前記蒸気を前記排気ガスの流れに並行な並流方向に流す並流型であり、
前記過熱器が、前記蒸発器の下方に配置されるとともに、該過熱器内の前記過熱蒸気を前記向流方向に流す向流型であることを特徴とする貫流型排熱ボイラ。In the once-through type exhaust heat boiler according to claim 1,
The economizer is a countercurrent type in which the water supply in the economizer flows in a countercurrent direction opposite to the flow of the exhaust gas;
The evaporator is disposed below the economizer, and is a co-current type in which the steam in the evaporator flows in a co-current direction parallel to the flow of the exhaust gas,
The superheater is a counterflow type in which the superheater is disposed below the evaporator and the superheated steam in the superheater flows in the counterflow direction. 請求項２または請求項４に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、
前記第１流動安定部は、前記ケーシング内の排気ガス流路中に配置されていることを特徴とする貫流型排熱ボイラ。In the once-through type exhaust heat boiler according to claim 2 or 4,
The first flow stabilizing part is disposed in an exhaust gas flow path in the casing, and is a once-through exhaust heat boiler. 下方から上方に向かって排気ガスを導くケーシング内に、給水を通して予熱する節炭器と、該節炭器からの前記給水を加熱して蒸気を生成する蒸発器と、該蒸発器からの前記蒸気を更に加熱して過熱蒸気を生成する過熱器とを備えた貫流型排熱ボイラにおいて、
前記節炭器と前記蒸発器とが、前記節炭器の下方に前記蒸発器が配置される一体型とされるとともに、
前記過熱器が、前記節炭器および前記蒸発器と水平方向に並列に配置され、
前記蒸発器の下方に管寄せが設けられ、該管寄せが、前記蒸気を、前記節炭器の高さまで上方に導いてから、前記過熱器に導くことを特徴とする貫流型排熱ボイラ。 A economizer that preheats through feed water in a casing that guides exhaust gas from below to above, an evaporator that generates steam by heating the feed water from the economizer, and the steam from the evaporator In a once-through type exhaust heat boiler equipped with a superheater that further heats and generates superheated steam,
The economizer and the evaporator are integrated with the evaporator disposed below the economizer,
The superheater is arranged in parallel with the economizer and the evaporator,
A once-through exhaust heat boiler, wherein a header is provided below the evaporator, and the header guides the steam upward to the height of the economizer and then guides the steam to the superheater. 下方から上方に向かって排気ガスを導くケーシング内に、給水を通して予熱する節炭器と、該節炭器からの前記給水を加熱して蒸気を生成する蒸発器と、該蒸発器からの前記蒸気を更に加熱して過熱蒸気を生成する過熱器とを備えた貫流型排熱ボイラにおいて、
前記蒸発器が、前記節炭器の下方に配置されるとともに、前記過熱器が、前記蒸発器および前記節炭器の配置に対し、水平方向に並列に配置され、
前記節炭器が、該節炭器内の前記給水を前記排気ガスの流れに並行な並流方向に流す並流型であり、
前記蒸発器が、該蒸発器内の前記蒸気を前記排気ガスの流れに対向する向流方向に流す向流型であり、
前記過熱器が、該過熱器内の前記過熱蒸気を前記向流方向に流す向流型であり、
前記蒸発器と前記過熱器との間には、該蒸発器からの前記蒸気の流れを、少なくとも一回、上方に導いてから下方へ導く第３流動安定部が設けられていることを特徴とする貫流型排熱ボイラ。 A economizer that preheats through feed water in a casing that guides exhaust gas from below to above, an evaporator that generates steam by heating the feed water from the economizer, and the steam from the evaporator In a once-through type exhaust heat boiler equipped with a superheater that further heats and generates superheated steam,
The evaporator is arranged below the economizer, and the superheater is arranged in parallel in the horizontal direction with respect to the arrangement of the evaporator and the economizer,
The economizer is a co-current type in which the feed water in the economizer flows in a parallel flow direction parallel to the flow of the exhaust gas;
The evaporator is a countercurrent type in which the vapor in the evaporator flows in a countercurrent direction opposite to the flow of the exhaust gas;
The superheater is a countercurrent type in which the superheated steam in the superheater flows in the countercurrent direction;
Between the evaporator and the superheater, there is provided a third flow stabilizing section that guides the flow of the steam from the evaporator at least once upward and then downward. A once-through exhaust heat boiler. 請求項７に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、
前記第３流動安定部が、前記ケーシング内の排気ガス流路中に配置されていることを特徴とする貫流型排熱ボイラ。 In the once-through exhaust heat boiler according to claim 7 ,
The once-through exhaust heat boiler, wherein the third flow stabilizing part is disposed in an exhaust gas passage in the casing. 下方から上方に向かって排気ガスを導くケーシング内に、給水を通して予熱する節炭器と、該節炭器からの前記給水を加熱して蒸気を生成する蒸発器と、該蒸発器からの前記蒸気を更に加熱して過熱蒸気を生成する過熱器とを備えた貫流型排熱ボイラにおいて、
前記節炭器は、該節炭器内の前記給水を前記排気ガスの流れに対向する向流方向に流す向流型であり、
前記蒸発器は、前記節炭器の下方に配置されるとともに、該蒸発器内の前記蒸気を前記向流方向に流す向流型であり、
前記過熱器は、前記蒸発器の下方に配置されるとともに、該過熱器内の前記過熱蒸気を前記向流方向に流す向流型であり、
前記過熱器の下流部には、該過熱器からの前記過熱蒸気の流れを少なくとも一回、前記節炭器の高さまで上方に導いてから管寄せに導く第４流動安定部が設けられていることを特徴とする貫流型排熱ボイラ。A economizer that preheats through feed water in a casing that guides exhaust gas from below to above, an evaporator that generates steam by heating the feed water from the economizer, and the steam from the evaporator In a once-through type exhaust heat boiler equipped with a superheater that further heats and generates superheated steam,
The economizer is a counter-current type in which the water supply in the economizer flows in a counter-current direction opposite to the flow of the exhaust gas,
The evaporator is disposed below the economizer, and is a countercurrent type in which the steam in the evaporator flows in the countercurrent direction.
The superheater is disposed below the evaporator and is a countercurrent type in which the superheated steam in the superheater flows in the countercurrent direction.
In the downstream part of the superheater, there is provided a fourth flow stabilizing part for guiding the superheated steam flow from the superheater at least once to the height of the economizer and then leading to the header. This is a once-through exhaust heat boiler. 請求項９に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、
前記第４流動安定部は、前記ケーシング内の排気ガス流路中に配置されていることを特徴とする貫流型排熱ボイラ。 The once-through type exhaust heat boiler according to claim 9 ,
The fourth flow stabilizing section is disposed in an exhaust gas flow path in the casing, and is a once-through exhaust heat boiler. 下方から上方に向かって排気ガスを導くケーシング内に、給水を通して予熱する節炭器と、該節炭器からの前記給水を加熱して蒸気を生成する蒸発器と、該蒸発器からの前記蒸気を更に加熱して過熱蒸気を生成する過熱器とを備えた貫流型排熱ボイラにおいて、
前記節炭器と、前記蒸発器と、前記過熱器とは、連続する管により一体化され、
前記過熱器の下流に、該過熱器からの前記過熱蒸気の流れを、少なくとも一回、前記節炭器の高さまで上方に導いてから、下流側管寄せに導く、第５流動安定部が設けられていることを特徴とする貫流型排熱ボイラ。A economizer that preheats through feed water in a casing that guides exhaust gas from below to above, an evaporator that generates steam by heating the feed water from the economizer, and the steam from the evaporator In a once-through type exhaust heat boiler equipped with a superheater that further heats and generates superheated steam,
The economizer, the evaporator, and the superheater are integrated by a continuous tube,
A fifth flow stabilizing section is provided downstream of the superheater, which guides the flow of the superheated steam from the superheater at least once to the height of the economizer and then guides it to the downstream header This is a once-through exhaust heat boiler. 請求項１１に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、前記第５流動安定部が、前記ケーシング内の排気ガス流路中に配置されていることを特徴とする貫流型排熱ボイラ。 The once-through exhaust heat boiler according to claim 11 , wherein the fifth flow stabilizing portion is disposed in an exhaust gas passage in the casing. 下方から上方に向かって排気ガスを導くケーシング内に、給水を通して予熱する節炭器と、該節炭器からの前記給水を加熱して蒸気を生成する蒸発器と、該蒸発器からの前記蒸気を更に加熱して過熱蒸気を生成する過熱器とを備えた貫流型排熱ボイラにおいて、前記節炭器と、前記蒸発器と、前記過熱器とは、連続する管により一体化され、前記過熱器の内部での、前記過熱蒸気の流れの途中に、少なくとも一回、前記節炭器の高さまで上方に導いてから、下流側管寄せに導く、第６流動安定部が設けられていることを特徴とする貫流型排熱ボイラ。  A economizer that preheats through feed water in a casing that guides exhaust gas from below to above, an evaporator that generates steam by heating the feed water from the economizer, and the steam from the evaporator In the once-through type exhaust heat boiler provided with a superheater that further heats and generates superheated steam, the economizer, the evaporator, and the superheater are integrated by a continuous tube, and the superheater In the middle of the flow of the superheated steam inside the cooler, there is provided a sixth flow stabilizing part that leads to the downstream header after guiding it upward to the height of the economizer at least once. A once-through exhaust heat boiler characterized by 請求項１３に記載の貫流型排熱ボイラにおいて、
前記第６流動安定部が、前記ケーシング内の排気ガス流路中に配置されていることを特徴とする貫流型排熱ボイラ。 The once-through type exhaust heat boiler according to claim 13 ,
The once-through exhaust heat boiler, wherein the sixth flow stabilizing portion is disposed in an exhaust gas flow path in the casing.
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