JPH06221504A - 排熱回収熱交換器 - Google Patents

排熱回収熱交換器

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Publication number
JPH06221504A
JPH06221504A JP2620993A JP2620993A JPH06221504A JP H06221504 A JPH06221504 A JP H06221504A JP 2620993 A JP2620993 A JP 2620993A JP 2620993 A JP2620993 A JP 2620993A JP H06221504 A JPH06221504 A JP H06221504A
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JP
Japan
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heat transfer
heat
power generation
flow rate
heat exchanger
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Pending
Application number
JP2620993A
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English (en)
Inventor
Masahiro Ozawa
政弘 小沢
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
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Publication of JPH06221504A publication Critical patent/JPH06221504A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1807Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines
    • F22B1/1815Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines using the exhaust gases of gas-turbines

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 脱硝装置の入口ガス温度が常に適正値に保た
れるようにする。 【構成】 熱交換器本体25内部の脱硝装置28出側に
設けられる伝熱装置29の一部を脱硝装置28の入側へ
配置し、伝熱媒体流路31との接続部分に設けられた流
量調整弁34〜37,40,41によって、脱硝装置2
8両側に配置された伝熱装置29,33に対する伝熱媒
体30の流量や流量配分を調整し得るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排熱回収熱交換器に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、ボイラ発電設備とガスタービン発
電設備とを並設することにより、設備全体としての出力
増大を図ると共に、ガスタービン発電設備で発生した排
ガスの熱を利用してボイラ発電設備の蒸気を過熱させる
ことにより、設備全体としての熱効率向上を図るように
した複合発電設備が検討されている。
【0003】図4は、現在検討中の複合発電設備を示し
ており、図中、1はボイラ発電設備、2はガスタービン
発電設備、3は排熱回収熱交換器である。
【0004】そして先ず、上記ボイラ発電設備1では、
復水器4に溜まったボイラ水5を復水ポンプ6で低圧給
水加熱器7へ送り、低圧給水加熱器7で後述する蒸気タ
ービン17,20からの蒸気(いわゆるタービン抽気
8)により加熱し、脱気器9で脱気した後、給水ポンプ
10で高圧化して高圧給水加熱器11へ送り、高圧給水
加熱器11で前記タービン抽気8によって更に加熱しボ
イラ本体12へと送る。
【0005】ボイラ本体12へ送られたボイラ水5は、
節炭器13、蒸発器14で加熱・蒸発され、図示しない
気水分離器で気水分離された後、分離された蒸気15が
過熱器16で過熱され、高圧蒸気タービン17へ送られ
て、発電機18を駆動するのに用いられる。
【0006】高圧蒸気タービン17を駆動した蒸気15
は、再び、ボイラ本体12の再熱器19へ送られ、再熱
器19で再過熱された後、低圧蒸気タービン20へ送ら
れ、発電機18の駆動に利用された後、前記復水器4へ
送られ、復水器4で凝縮されてボイラ水5とされる。
【0007】一方、前記ガスタービン発電設備2で発生
された排ガス21は、排ガスダクト22を介して煙突2
3へと送られて、煙突23から大気へ放出される。
【0008】途中、排ガス21は、排ガスダクト22に
設けられた排熱回収熱交換器3によって、前記ボイラ発
電設備1の過熱器16、及び、再熱器19の入側から分
岐され、その出側へ戻される蒸気15を、排熱回収熱交
換器3の熱交換器本体25内部に配設された過熱器2
6、再熱器27でそれぞれ過熱し、その後、蒸気15の
過熱に利用された排ガス21は、熱交換器本体25の過
熱器26出側に設けられた脱硝装置28によって脱硝さ
れ、更に、脱硝装置28の出側に設けられたスタックガ
スクーラなどの伝熱装置29でボイラ水5などの伝熱媒
体30によって温度を低下されるようになっている。
【0009】尚、31はボイラ発電設備1の高圧給水加
熱器11の入側からスタックガスクーラなどの伝熱装置
29へボイラ水5などの伝熱媒体30を送る伝熱媒体流
路、伝熱媒体流路31の途中に設けられた流量調整弁3
2であり、図5に実線イで示すように、スタックガスク
ーラなどの伝熱装置29に対し、ガスタービン発電設備
2の負荷に比例させてボイラ水5を供給するようになっ
ている。
【0010】又、脱硝装置28の出側に設けられる伝熱
装置29としては、スタックガスクーラ以外にも、蒸気
を過熱するための過熱器や再熱器などの場合がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の排熱回収熱交換器には、以下のような問題があっ
た。
【0012】即ち、ガスタービン発電設備2は、部分負
荷時でも排ガス21の温度が高くなるような場合があ
り、又、排ガス21の流量も負荷の低下ほどには低下し
ない傾向があるので、通常の制御だけでは、過熱器26
や再熱器27の収熱量を適正に保ったり、脱硝装置28
の入口ガス温度を適正値に保つことが困難である。
【0013】特に、脱硝装置28では、入口ガス温度が
適正値に保たれなくなると、脱硝性能が低下したり、脱
硝触媒が劣化損傷したりするので、脱硝装置28の保護
上問題があった。
【0014】本発明は、上述の実情に鑑み、脱硝装置の
入口ガス温度を常に適正値に保ち得るようにした排熱回
収熱交換器を提供することを目的とするものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガスタービン
発電設備からの排ガスとボイラ発電設備からの蒸気とを
熱交換させる排熱回収熱交換器において、熱交換器本体
内部の脱硝装置の出側に設けられる伝熱装置の一部を分
割して、分割された伝熱装置を脱硝装置の入側に配置
し、脱硝装置両側に配置された伝熱装置を、伝熱媒体流
路に対し直列或いは並列に接続すると共に、各伝熱装置
の伝熱媒体流路との接続部分に流量調整弁を設けたこと
を特徴とする排熱回収熱交換器にかかるものである。
【0016】
【作用】本発明の作用は以下の通りである。
【0017】ガスタービン発電設備からの排ガスとボイ
ラ発電設備からの蒸気とを排熱回収熱交換器で熱交換さ
せることにより、設備全体の熱効率の向上が図られる。
【0018】そして、熱交換器本体内部の脱硝装置の出
側に設けられる伝熱装置の一部を脱硝装置の入側へ配置
し、伝熱媒体流路との接続部分に設けられた流量調整弁
によって、脱硝装置両側に配置された伝熱装置に対する
伝熱媒体の流量や流量配分を調整することにより、脱硝
装置入口における排ガスの温度を適正値に保たせること
ができる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。
【0020】図1・図2は、本発明の第一の実施例であ
る。
【0021】図中、2はガスタービン発電設備、3は排
熱回収熱交換器、21はガスタービン発電設備2で発生
された排ガス、22はガスタービン発電設備2に接続さ
れた排ガスダクト、23は排ガス21を大気へ放出する
ための煙突、25は排熱回収熱交換器3の熱交換器本
体、26,27は熱交換器本体25内部に設けられた過
熱器と再熱器を略記したもの、28は過熱器26や再熱
器27の下流に設けられた脱硝装置、29は脱硝装置2
8の出側に設けられたスタックガスクーラや過熱器や再
熱器などの伝熱装置、30は伝熱装置29へ供給される
ボイラ水や蒸気などの伝熱媒体、31は伝熱媒体流路、
32は伝熱媒体流路31の途中に設けられた流量調整弁
であり、図5に示すようにガスタービン発電設備2の負
荷に比例して伝熱媒体30の供給量が増加するように制
御されている。
【0022】尚、上記以外の設備全体の構成については
図4と同様である。
【0023】熱交換器本体25内部の脱硝装置28出側
に設けられる伝熱装置29の一部を分割して、分割され
た伝熱装置33を脱硝装置28の入側に配置し、脱硝装
置28両側の伝熱装置29,33を伝熱媒体流路31に
対して直列に接続し、各伝熱装置29,33の入口部及
び出口部における伝熱媒体流路31との接続部分に流量
調整弁34〜37を設けると共に、前記入口部及び出口
部間にバイパス流路38,39を接続し、各バイパス流
路38,39に流量調整弁40,41を設ける。
【0024】更に、熱交換器本体25内部における分割
された伝熱装置33と脱硝装置28との間に、脱硝装置
28入口における排ガス21の温度を検出する温度検出
器42を設け、且つ、伝熱媒体流路31における分割さ
れた伝熱装置33の出側に伝熱媒体30の温度を検出す
る温度検出器43を設け、ガスタービン発電設備2の負
荷信号48、及び、各温度検出器42,43からの温度
検出信号44,45を入力して各流量調整弁34〜3
7,40,41へ開度調整指令46を送る演算制御装置
47を設ける。
【0025】次に、作動について説明する。
【0026】ボイラ発電設備1及びガスタービン発電設
備2で発電を行わせる過程、及び、排熱回収熱交換器3
でガスタービン発電設備2からの排ガス21とボイラ発
電設備1の蒸気5とを熱交換させる過程については図4
のものと同様なので説明を省略する。
【0027】本発明では、以下のようにして脱硝装置2
8入口における排ガス21の温度を適正値に保つように
する。
【0028】即ち、図示しない制御装置により伝熱媒体
流路31の途中に設けられた流量調整弁32が制御さ
れ、図5に実線イで示すように、ガスタービン発電設備
2の負荷に比例して伝熱媒体30の供給量が増加してい
る場合に、先ず、演算制御装置47がガスタービン発電
設備2の負荷信号48に応じて、各流量調整弁34〜3
7,40,41へ開度調整指令46を送り、各流量調整
弁34〜37,40,41の開度を調節して、例えば、
図5に破線ロで示すように、伝熱装置29,33への基
本的な伝熱媒体30の分配量を制御させる(破線ロの下
側の部分ハが脱硝装置28出側の伝熱装置29への伝熱
媒体30の分配量を、又、破線ロの上側の部分ニが脱硝
装置28入側の伝熱装置33への伝熱媒体30の分配量
を示す)。
【0029】上記伝熱装置29,33への伝熱媒体30
の基本的な分配量の制御は、例えば、ガスタービン発電
設備2の負荷が低い間は、流量調整弁34,36,41
を開いて伝熱装置29へ伝熱媒体30を流すと共に、流
量調整弁35,37,40を閉じて伝熱装置33へ伝熱
媒体30が流れないようにし、又、ガスタービン発電設
備2の負荷が或るレベル以上になったら、流量調整弁3
4〜37を開くと共に流量調整弁40,41を閉じて伝
熱装置29,33へ伝熱媒体30が流れるようにするこ
とにより行う。
【0030】そして、上記基本的な分配量の制御と並行
して、脱硝装置28入口における排ガス21の温度を適
正値に保つための制御を行わせる。
【0031】即ち、演算制御装置47は、温度検出器4
2により、常時、脱硝装置28入口における排ガス21
の温度を検出させ、温度検出器42からの温度検出信号
44に基づいて、前記各流量調整弁34〜37,40,
41への開度調整指令46を補正し、各流量調整弁34
〜37,40,41の調整開度を変更させる。
【0032】その結果、脱硝装置28入口における排ガ
ス21の温度が適正値よりも高い場合には、入側の伝熱
装置33に対する伝熱媒体30の流量、或いは、流量配
分が多くなるようにし、反対に、脱硝装置28入口にお
ける排ガス21の温度が適正値よりも低い場合には、入
側の伝熱装置33に対する伝熱媒体30の流量、或い
は、流量配分が少なくなるようにする。
【0033】これによって、脱硝装置28入口における
排ガス21の温度が常に適正値に保たれる。
【0034】尚、演算制御装置47は、温度検出器43
によって伝熱媒体流路31における伝熱装置33出側の
伝熱媒体30の温度を監視し、該温度が伝熱媒体30の
適正温度範囲から外れないように上記各制御を行わせ
る。
【0035】図3は、本発明の第二の実施例であり、伝
熱装置29,33を並列に接続した以外は上記実施例と
同様の構成を備えており、同様の作用効果を得ることが
できる。
【0036】図中、49,50,51,52は、伝熱装
置29,33に対する伝熱媒体30の流量や流量配分を
調整するための流量調整弁である。
【0037】尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、流量調整弁は手動操作しても良いこ
と、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において
種々変更を加え得ることは勿論である。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の排熱回収
熱交換器によれば、脱硝装置の入口ガス温度を常に適正
値に保つことができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例の概略系統図である。
【図2】図1の制御回路図である。
【図3】本発明の第二の実施例の概略系統図である。
【図4】現在検討中の複合発電設備の全体概略系統図で
ある。
【図5】ガスタービン発電設備の負荷と伝熱媒体の供給
量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 ボイラ発電設備 2 ガスタービン発電設備 3 排熱回収熱交換器 15 蒸気 21 排ガス 25 熱交換器本体 28 脱硝装置 29,33 伝熱装置 31 伝熱媒体流路 34〜37,40,41,49〜52 流量調整弁

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスタービン発電設備からの排ガスとボ
    イラ発電設備からの蒸気とを熱交換させる排熱回収熱交
    換器において、熱交換器本体内部の脱硝装置の出側に設
    けられる伝熱装置の一部を分割して、分割された伝熱装
    置を脱硝装置の入側に配置し、脱硝装置両側に配置され
    た伝熱装置を、伝熱媒体流路に対し直列或いは並列に接
    続すると共に、各伝熱装置の伝熱媒体流路との接続部分
    に流量調整弁を設けたことを特徴とする排熱回収熱交換
    器。
JP2620993A 1993-01-21 1993-01-21 排熱回収熱交換器 Pending JPH06221504A (ja)

Priority Applications (1)

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JP2620993A JPH06221504A (ja) 1993-01-21 1993-01-21 排熱回収熱交換器

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JP2620993A JPH06221504A (ja) 1993-01-21 1993-01-21 排熱回収熱交換器

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JP (1) JPH06221504A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6189491B1 (en) * 1996-12-12 2001-02-20 Siemens Aktiengesellschaft Steam generator
JP2007163126A (ja) * 2005-12-12 2007-06-28 General Electric Co <Ge> 改善された効率の複合サイクル発電システム
DE102009012320A1 (de) * 2009-03-09 2010-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Durchlaufverdampfer

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6189491B1 (en) * 1996-12-12 2001-02-20 Siemens Aktiengesellschaft Steam generator
JP2007163126A (ja) * 2005-12-12 2007-06-28 General Electric Co <Ge> 改善された効率の複合サイクル発電システム
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