JPH10205705A

JPH10205705A - 排熱回収ボイラ

Info

Publication number: JPH10205705A
Application number: JP1281897A
Authority: JP
Inventors: Akira Nemoto; 晃根本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-01-27
Filing date: 1997-01-27
Publication date: 1998-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】ケーシングに発生する振動を、蒸気ドラムのド
ラム水のスロシングを利用して吸収できるようにする排
熱回収ボイラを提供する。【解決手段】本発明に係る排熱回収ボイラは、ケーシン
グ５１に熱交換部５２を収容するとともに、ケーシング
５１の頂部に載設する蒸気ドラム５３に上記熱交換部５
２を管路５４を介して接続する排熱回収ボイラにおい
て、上記管路５４に、外力により発生する上記ケーシン
グ５１の振動を、管軸方向のみを介して上記蒸気ドラム
５３に伝えるサポート部５５を備える一方、上記ケーシ
ング５１の振動の周波数に対応させて上記蒸気ドラム５
３のドラム水をスロシングさせ、その周波数を一致させ
る仕切り板６３ａ，６３ｂを、上記蒸気ドラム５３の軸
方向に備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排熱回収ボイラに
係り、特に地震等の外力により発生した振動の抑制を、
熱交換器を収容するケーシングで負担させるほかにケー
シングに載設する蒸気ドラムでも分担させる排熱回収ボ
イラに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の火力発電プラントでは、高出力
化、高熱効率化を目指して開発が進められており、その
一つにコンバインドサイクル発電プラントがある。

【０００３】このコンバインドサイクル発電プラント
は、図２０に示すように、ガスタービンプラント１、蒸
気タービンプラント２、排熱回収ボイラ３を備える構成
になっている。

【０００４】ガスタービンプラント１は、空気圧縮機
４、燃焼器５、ガスタービン６、発電機７をそれぞれ備
えており、空気圧縮機４により圧縮された高圧空気を、
燃焼器５に案内し、ここで燃料を加えて燃焼ガスを生成
し、その燃焼ガスをガスタービン６で膨張仕事をさせ、
その膨張仕事で発生した動力により発電機７を駆動する
ようになっている。

【０００５】蒸気タービンプラント２は、ガスタービン
軸に直結する高圧タービン８、中圧タービン９、低圧タ
ービン１０を、それぞれ備えており、排熱回収ボイラ３
から供給される蒸気を、高圧タービン８で膨張仕事をさ
せ、膨張仕事後の排気蒸気を排熱回収ボイラ３に一旦戻
し、再熱蒸気として中圧タービン９に供給し、膨張仕事
をさせた後、低圧蒸気として低圧タービン１０に供給
し、再び膨張仕事をさせた後、給水として給水ポンプ１
１を介して排熱回収ボイラ３に供給させるようになって
いる。

【０００６】一方、排熱回収ボイラ３は、軸方向に延び
るケーシング１２を筒状に形成し、ケーシング１２内に
ガスタービン６から供給される燃焼ガス（排ガス）の流
れに沿って順に、高圧第２過熱器１３、第２再熱器１
４、第１再熱器１５、高圧第１過熱器１６、高圧蒸気発
生部１７、中圧過熱器１８、高圧第３節炭器１９、低圧
過熱器２０、中圧蒸気発生部２１、中圧第２節炭器２
２、高圧第２節炭器２３、低圧蒸気発生部２４、高圧第
１節炭器２５、中圧第２節炭器２６をそれぞれ収容する
構成になっている。

【０００７】また、高圧蒸気発生部１７、中圧蒸気発生
部２１、低圧蒸気発生部２４のそれぞれは、高圧蒸気ド
ラム２７のドラム水を循環させて高圧蒸気化する高圧蒸
発器２８、中圧蒸気ドラム２９のドラム水を循環させて
中圧蒸気化する中圧蒸発器３０、低圧蒸気ドラム３１の
ドラム水を循環させて低圧蒸気化する低圧蒸発器３２を
それぞれ備えている。

【０００８】また、高圧蒸気発生部１７、中圧蒸気発生
部２１、低圧蒸気発生部２４は、図２１に示すように、
蒸気発生部３３として同一の構造になっている。

【０００９】蒸気発生部３３は、蒸気ドラム３４と蒸発
器３５とを備えている。

【００１０】蒸発器３５は、蒸気ドラム３４に連通し、
降水管３６、管寄せ３７，３８、蒸発管３９、上昇管４
０を複数本備え、蒸気ドラム３４の飽和水としてのドラ
ム水を、降水管３６、管寄せ３７を介して蒸発管３９で
燃焼ガスと熱交換させ、気液混合状態のドラム水として
管寄せ３８、上昇管４０を介して蒸気ドラム３に戻し、
飽和水としてのドラム水と、気液混合状態としてのドラ
ム水との密度差を利用して循環するよう図っている。

【００１１】また、蒸気ドラム３４は、図２２に示すよ
うに、両端を球形状の長筒として形成されており、その
長筒内に収容されるシュラウド部４１に連通する、例え
ば遠心式のセパレータ４２と、蒸気出口４４に連通す
る、例えばシェブロンタイプの湿分分離機４３とをそれ
ぞれ備え、蒸発器３５の上昇管４０から案内される気液
混合状態としてのドラム水を、一旦シュラウド部４１に
集め、集められたドラム水をセパレータ４２で飽和水と
飽和蒸気に分離させ、分離後の飽和水を出口４５を介し
て降水管３６に、また飽和蒸気を出口４６を介して湿分
分離器４３で再び湿分を分離させて蒸気出口４４に、そ
れぞれ案内するようになっている。

【００１２】一方、最近の排熱回収ボイラ３では、例え
ば特開平７−８３４０２号公報に見られるように、いわ
ゆる縦置きタイプのものが公表されている。

【００１３】この縦置きタイプの排熱回収ボイラ３は、
図２３に示すように、ケーシング１２を縦置きの長筒状
に形成し、ケーシング１２内にガスタービンの燃焼ガス
（排ガス）の流れに交差させて蒸発器３５の蒸発管３９
を収容し、蒸気ドラム３４のドラム水を管寄せ３７を介
して蒸発器３９に案内し、ここでドラム水を蒸発させ、
蒸発後の気液二相流としてのドラム水を管寄せ３８、上
昇管４０を介して再び蒸気ドラム３４に環流させるもの
で、設置面積の有効活用を図ったものである。

【００１４】このように、横置きタイプといい、縦置き
タイプといい、従来の排熱回収ボイラ３では、そのケー
シング１２内に数多くの熱交換器を収容しているため、
その体積が必然的に大きくなっており、地震等の外力に
対し、耐震構造のものが要求されていた。

【００１５】従来の排熱回収ボイラ３は、図２４に示す
ように、過熱器、蒸気発生部、節炭器等の熱交換部４７
を収容するケーシング１２に対し、燃焼ガスによる熱膨
張や保守の容易性を考慮しつつ、ブレース４８を溶接固
定する、いわゆる架構支持タイプにする一方、柱、梁等
の受柱を柔構造にして受柱の水平変位で熱膨張による伸
びや地震等の外力を吸収し、耐震強度を充分に確保でき
る構造にしていた。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、最近のガス
タービンプラント１の開発では、燃焼器５の燃焼ガス温
度を１３００℃から１５００℃以上に上昇させようとし
ており、これに伴って排熱回収ボイラ３の体積もさらに
増加する傾向にある。

【００１７】排熱回収ボイラ３の体積を増加させる場
合、従来のように、地震等の外力に対し、ケーシング１
２だけで抗するようにしていたのでは、耐震強度上、限
界になりつつあり、新たな途への模索が開始されてい
る。

【００１８】排熱回収ボイラ３は、ケーシング１２の耐
震強度を確保するために、ブレース、柱、梁を数多く設
けることが考えられるが、何分にも高温燃焼ガスを取り
扱う関係上、部材の熱膨張による熱伸びの吸収対策を考
えると、ブレース等を数多く設けることに限界がある。

【００１９】また、最近では、地震等の外力に対し、ケ
ーシング１２だけに負担させるのではなく、蒸気ドラム
３４にも分担させる検討が進められているが、ケーシン
グ１２に収容されている熱交換部４７を蒸気ドラム３４
に接続する配管の圧力損失の低減、配管の据付作業効率
や各機器の保修等を考えると、種々の制約があり、地震
等の外力に対し、蒸気ドラム３４でも分担させるという
検討は、未だ実現していない。

【００２０】本発明は、このような背景に基づいてなさ
れたもので、外力に伴って発生する振動の抑制を、従来
のようにケーシングだけに負担させる代りに蒸気ドラム
にも分担させる場合、簡易な構造で効果的な振動の抑制
を図ることのできる排熱回収ボイラを提供することを目
的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る排熱回収ボ
イラは、上述の目的を達成するために、請求項１に記載
したようにケーシングに熱交換部を収容するとともに、
ケーシングの頂部に載設する蒸気ドラムに上記熱交換部
を管路を介して接続する排熱回収ボイラにおいて、上記
管路に、外力により発生する上記ケーシングの振動を、
管軸方向のみを介して、上記蒸気ドラムに伝えるサポー
ト部を備える一方、上記ケーシングの振動の周波数に対
応させて上記蒸気ドラムのドラム水をスロシングさせ、
その周波数を一致させる仕切り板を、上記蒸気ドラムの
軸方向に備えたものである。

【００２２】また、本発明に係る排熱回収ボイラは、上
述の目的を達成するために、請求項２に記載したように
蒸気ドラムの軸方向に備えた仕切り板の間隔は、ケーシ
ングの振動に伴う周波数応答のピーク値を含む周波数域
と同一となるように設定したものである。

【００２３】また、本発明に係る排熱回収ボイラは、上
述の目的を達成するために、請求項３に記載したように
蒸気ドラムは、その軸方向に仕切り板を備える一方、仕
切り板の前後側に多孔板を備えたものである。

【００２４】また、本発明に係る排熱回収ボイラは、上
述の目的を達成するために、請求項４に記載したように
多孔板は、仕切り板により区画された領域内をドラム水
が揺動する正波と負波との節の位置に設置したものであ
る。

【００２５】また、本発明に係る排熱回収ボイラは、上
述の目的を達成するために、請求項５に記載したように
蒸気ドラムは、その軸方向に仕切り板を備えるととも
に、仕切り板にフィンを設ける一方、上記仕切り板の前
後側にリング片を設けたものである。

【００２６】また、本発明に係る排熱回収ボイラは、上
述の目的を達成するために、請求項６に記載したように
リング片は、蒸気ドラムの周方向に沿う半円状に形成し
たものである。

【００２７】また、本発明に係る排熱回収ボイラは、上
述の目的を達成するために、請求項７に記載したように
ケーシングに熱交換部を収容するとともに、ケーシング
の頂部に載設する蒸気ドラムに上記熱交換部を管路を介
して接続する排熱回収ボイラにおいて、上記管路に、外
力により発生する上記ケーシングの振動を、管軸方向の
みを介して上記蒸気ドラムに伝えるサポート部を備える
一方、上記蒸気ドラムに、その軸方向に延び、かつその
周方向に沿って突き出し片を設置したものである。

【００２８】また、本発明に係る排熱回収ボイラは、上
述の目的を達成するために、請求項８に記載したように
突き出し片は、Ｉ形状およびＹ形状のいずれかを選択し
たものである。

【００２９】また、本発明に係る排熱回収ボイラは、上
述の目的を達成するために、請求項９に記載したように
筒状に形成し、縦置き配置のケーシングに燃焼ガスの流
れに沿って順に過熱器、蒸発器、節炭器を収容する一
方、上記ケーシングの頂部に載設する複数個の蒸気ドラ
ムを備えた排熱回収ボイラにおいて、蒸気ドラムは、そ
の軸方向を互に交差させる方向に配置したものである。

【００３０】また、本発明に係る排熱回収ボイラは、上
述の目的を達成するために、請求項１０に記載したよう
に蒸気ドラムは２個および３個のいずれかであることを
特徴とするものである。

【００３１】また、本発明に係る排熱回収ボイラは、上
述の目的を達成するために、請求項１１に記載したよう
に、ケーシングに収容する熱交換部に管路を介して接続
され、上記ケーシングの頂部に載設する蒸気ドラムを備
えた構造体をモジュール化し、各モジュールを一体とし
て組立てた排熱回収ボイラにおいて、各モジュールの輸
送の際、上記構造体の全体および上記蒸気ドラムのみの
いずれか一方に選択的に貯水させたものである。

【００３２】また、本発明に係る排熱回収ボイラは、上
述の目的を達成するために、請求項１２に記載したよう
に、蒸気ドラムと管路との接続部分は、蓋を備えたもの
である。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る排熱回収ボイ
ラの一実施例の形態を図面を参照して説明する。

【００３４】図１は、本発明に係る排熱回収ボイラの第
１実施形態を示す概略図である。

【００３５】排熱回収ボイラ５０は、軸方向に延びるケ
ーシング５１を筒状に形成し、ケーシング５１内にガス
タービンから供給される燃焼ガス（排ガス）の流れに沿
って配置される過熱器、再熱器、節炭器、蒸気発生部等
の数多くの熱交換部５２を収容する構成になっている。

【００３６】また、排熱回収ボイラ５０は、ケーシング
５１の頂部に長筒状の蒸気ドラム５３を載設するととも
に、蒸気ドラム５３と熱交換部５２とを互に接続する管
路５４の管軸方向を無拘束にし、その横断方向を拘束す
るサポート部５５を備えている。

【００３７】管路５４は、図２に示すように、給水管５
６から蒸気ドラム５３に供給される飽和水としてのドラ
ム水を熱交換部５２に案内する降水管５７と、熱交換部
５２で燃焼ガス（排ガス）との熱交換により気液混合状
態となったドラム水を蒸気ドラム５３に還流させる上昇
管５８とで構成されている。

【００３８】一方、蒸気ドラム５３は、図２に示すよう
に、その内部にシュラウド部５９、セパレータ６０、湿
分分離器６１をそれぞれ備え、上昇管５８から案内され
た気液混合状態となったドラム水を、一旦シュラウド部
５９に集め、集められたドラム水をセパレータ６０で飽
和水と飽和蒸気に分離させ、分離後の飽和水を降水管５
７に、また飽和蒸気を湿分分離器６１で再び湿分を分離
させ、蒸気出口６２から流出させるようになっている。

【００３９】また、蒸気ドラム５３は、図１に示すよう
に、その筒軸方向に沿って複数の仕切り板６３ａ，６３
ｂを備え、各仕切り板６３ａ，６３ｂにより区画された
ドラム水のスロシングに伴う周波数が熱交換部５２を含
むケーシング５１の外力によって発生する振動の周波数
（固有振動）に一致させ、ケーシング５１の振動をドラ
ム水のスロッシングで抑制するようになっている。

【００４０】次に、蒸気ドラム５３のドラム水のスロッ
シングによるケーシング５１の振動抑制について説明す
る。

【００４１】一般に振動系は、図３に示すように、主ば
ねＫ₁を備えた主質量Ｍ₁からなる主振動系６４に、ダ
ッシュポットＣおよび副ばねＫ₂を備えた副質量Ｍ₂か
らなる副振動系６５を設けると、地震等の外力が行う仕
事を副振動系６５の振動として吸収し、主振動系６４の
振動を抑制することが知られており、副振動系６５をダ
イナミックダンパと称している。この場合、本実施形態
では、熱交換部５２を含めたケーシング５１を主振動系
６４に相当し、また蒸気ドラム５３を副振動系６５に相
当している。

【００４２】ところで、本実施形態では、主振動系６４
に相当する熱交換部５２を含めたケーシング５１に振動
が発生した場合、その振動を管路５４の管軸方向にのみ
伝えるサポート部５５を介して副振動系６５に相当する
蒸気ドラム５３に与え、ここでドラム水のスロッシング
によりケーシング５１の振動抑制を図っている。しか
し、この場合、ケーシング５１の外力により発生する周
波数（固有振動）とドラム水のスロッシングに伴って発
生する周波数とを互いに一致させておかないと、ケーシ
ング５１の振動抑制を効果的に発揮させることができな
い。

【００４３】一般に、ドラム水の揺動に伴う振動系にお
いて、ドラム水の周波数（固有振動数）は、蒸気ドラム
５３の形状のドラム水の自由表面からの水深により定め
られる。このため、本実施形態では、図４に示すよう
に、ケーシング５１の周波数と周波数応答との関係を予
じめ検出しておき、その周波数応答の各ピーク値Ｐ₁，
Ｐ₂，Ｐ₃，…を含む周波数域Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃…に対
応させてドラム水のスロッシングが図５に示すように、
半周期における正波Ｗ₁，負波（反射波）Ｗ₂を発生さ
せることができるように、蒸気ドラム５３の筒軸に沿っ
て仕切り板６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，…を設置したもの
である。なお、仕切り板６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，…の
ピッチは、実験で求めたケーシングの各ピーク値Ｐ₁，
Ｐ₂，Ｐ₃，を含む周波数域Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃で設定さ
れる。

【００４４】このように、本実施形態は、地震等の外力
で発生した振動を、ケーシング５１のブレース等の受柱
で負担させるほかに、その振動を管路５４の管軸方向に
のみ伝えるサポート部５５を介して蒸気ドラム５３のド
ラム水をスロッシングさせて抑制させる一方、その抑制
にあたり、熱交換部５２を含むケーシング５１の周波数
応答のピーク値がより低く抑えることができるように蒸
気ドラム５３に備えた仕切り板６３ａ，６３ｂ，６３
ｃ，…のピッチを設定したので、ドラム水のスロッシン
グを効果的に発揮させることができる。

【００４５】したがって、本実施形態では、ガスタービ
ンプラントの高温化に伴って排熱回収ボイラが従来より
も大容量化しても、振動抑制に必要な補強材を数多く設
ける必要がなく、大容量の割合には比較的コンパクトの
構造の排熱回収ボイラを実現することができる。

【００４６】図６は、本発明に係る排熱回収ボイラの第
１実施形態における第１実施例を示す概略図である。な
お、第１実施形態の構成部品と同一部分には同一符号を
付す。

【００４７】本実施例は、ケーシング５１の振動を、蒸
気ドラム５３のドラム水のスロシングにより抑制させる
際、その抑制効果をより一層発揮させるために、仕切り
板６３ａ，６３ｂの間に多孔板６６ａ，６６ｂ，６６ｃ
を設置したものである。

【００４８】多孔板６６ａ，６６ｂ，６６ｃは、図７に
示すように、蒸気ドラム５３の周方向に沿って半円状に
形成されている。

【００４９】ケーシング５１に振動が発生した場合、蒸
気ドラム５３のドラム水は、図８に示すようにスロシン
グし、その振動を抑制する。ドラム水のスロシングは、
各仕切り板６３ａ，６３ｂの間で正波Ｗ₁と負波（反射
波）Ｗ₂からなる定在波である。その際、正波Ｗ₁と負
波Ｗ₂との交点（節）の位置は、ドラム水の流速が一番
早くなる。

【００５０】本実施例は、このような現象に着目したも
ので、ドラム水の一番早くなる流速の位置に多孔板６６
ａ，６６ｂ，６６ｃを備え、スロシングに伴うドラム上
の流速を低く抑え、その振動エネルギを抑制したもので
ある。

【００５１】したがって、本実施例では、ケーシング５
１の振動をドラム水のスロシングで吸収する際、ドラム
水を比較的安定水位に維持させているので、熱交換部で
の蒸気の発生を比較的安定状態で行わせることができ
る。

【００５２】図９は、本発明に係る排熱回収ボイラの第
１実施形態における第２実施例を示す概略図である。な
お、第１実施形態の構成部品と同一部分には同一符号を
付す。

【００５３】本実施例は、蒸気ドラム５３の筒軸方向に
沿ってリング片６８を設けるとともに、仕切り板６３
ａ，６３ｂのそれぞれにフィン６７ａ，６７ｂをそれぞ
れ設けたものである。

【００５４】リング片６８は、図１０に示すように、蒸
気ドラム５３の周方向に沿って半円状に形成され、また
フィン６７ａ，６７ｂは、横断方向に長く延びるよう形
成されている。

【００５５】ドラム水は、スロシングすると、図１１に
示すように、正波Ｗ₁と負波Ｗ₂からなる定在波として
成長するが、そのとき蒸気ドラム５３の底面および仕切
り板６３ａ，６３ｂの位置で図示の矢印で示すように、
流速が早くなる。このため、本実施例は、スロシングの
際、ドラム水の流速を低く抑えるため、抵抗体としての
フィン６７ａ，６７ｂおよびリング片６８を設けたもの
である。

【００５６】したがって、本実施例では、仕切り板６３
ａ，６３ｂのそれぞれにフィン６７ａ，６７ｂをそれぞ
れ設け、また蒸気ドラム５３の底部にリング片６８を設
け、フィン６７ａ，６７ｂおよびリング片６８によりス
ロシングの際のドラム水の流速を低く抑えているので、
ドラム水の水位変動を比較的安定状態に維持することが
できる。

【００５７】図１２は、本発明に係る排熱回収ボイラの
第１実施形態における第３実施例を示す概略図である。
なお、第１実施形態の構成部分と同一部分には同一符号
を付す。

【００５８】本実施例は、蒸気ドラム５３の筒軸方向に
沿って突き出し片６９を設けたものである。

【００５９】突き出し片６９は、図１３に示すように、
Ｉ字状に形成され、蒸気ドラム５３の周方向に沿って設
けられるが、図１４に示すように、Ｙ字状に形成しても
よい。

【００６０】ドラム水は、スロシングすると、蒸気ドラ
ム５３の筒軸方向とこれに交差する半径方向との二方向
に定在波として成長するが、このうち半径方向の定在波
が大きくなってくると、その周波数（固有振動数）が常
に変動し、ケーシング５１の振動に伴う周波数（固数振
動数）と一致させることができなくなり、ケーシング５
１の振動抑制を効果的に発揮させることができなくな
る。このため、本実施例では、蒸気ドラム５３の周方向
に沿ってＩ字状またはＹ字状の突き出し片６９を設け、
ドラム水のスロシングの際の抵抗体として蒸気ドラム５
３の半径方向に定在波の成長を低く抑え、筒軸方向に定
在波の成長を促したものである。

【００６１】したがって、本実施例では、蒸気ドラム５
３の周方向に沿ってＩ字状またはＹ字状の突き出し片６
９を設け、定在波を蒸気ドラム５３の筒軸方向に成長さ
せるようにしたもので、ドラム水の周波数を比較的正確
に把握できる。すなわち、ドラム水のスロシングに伴う
周波数とケーシング５１の振動に伴う周波数とを互に一
致させて、ケーシング５１の振動抑制を効果的に発揮さ
せることができる。

【００６２】図１５は、本発明に係る排熱回収ボイラの
第２実施形態を示す縦断面概略図である。

【００６３】最近の排熱回収ボイラ７０は、設置面積の
有効活用を図るために、縦置きタイプのものが実現して
いる。この排熱回収ボイラ７０は、ケーシング７１を縦
置きの長筒状に形成し、ケーシング７１内にガスタービ
ンの燃焼ガス（排ガス）の流れに交差させてケーシング
７１の燃焼ガス入口側から順次、過熱器７２、蒸発器７
３、節炭器７４を収容するとともに、ケーシング７１の
頂部に複数個、具体的には２個または３個の蒸気ドラム
７５ａ，７５ｂを載設する構成になっている。

【００６４】また、複数個の蒸気ドラム７５ａ，７５ｂ
は、いずれも第１実施形態から第１実施形態における第
３実施例までに示した仕切り板、多孔板、フィン、リン
グ片、および突き出し片のいずれかを選択的に備えてい
る。

【００６５】本実施形態は、一方の蒸気ドラム７５ａを
燃焼ガス（排ガス）の流れに交差させる方向に設置する
とともに、その一方の蒸気ドラム７５ａの筒軸に対し、
他方の蒸気ドラム７５ｂを交差させる方向に設置したも
のである。

【００６６】このように、本実施形態では、各筒軸を互
に交差させる方向に複数個蒸気ドラム７５ａ，７５ｂを
設置し、各蒸気ドラム７５ａ，７５ｂでスロシングする
ドラム水を互に相殺させるようにしたので、地震等の外
力によりケーシング７１に発生する振動を低く抑えるこ
とができる。

【００６７】図１６は、本発明に係る排熱回収ボイラの
第３実施形態を示す概略図である。なお、第１実施形態
の構成部品と同一部分には同一符号を付す。

【００６８】最近の排熱回収ボイラ５０は、ガスタービ
ンプラントの高温化に伴って超大形化しており、ケーシ
ング５１の高さおよび横断幅が１０ｍを越えることがあ
る。このため、排熱回収ボイラ５０は、例えば高圧部、
中圧部、低圧部に区分けして各圧力部ごとに別々に作製
する、いわゆるモジュール化を図り、そのモジュールを
ローリ車７６で輸送する場合がある。また、陸上輸送の
ほかに、排熱回収ボイラ５０のモジュールを、バージ船
に搭載し、海上輸送する場合もある。

【００６９】図１６および図１７は、排熱回収ボイラ５
０のモジュールを陸上輸送する場合の一例を示してい
る。

【００７０】ところで、排熱回収ボイラ５０のモジュー
ルを陸上輸送する場合、あるいは海上輸送する場合のい
ずれの場合でもそのモジュールに外力が加わると、排熱
回収ボイラ５０は、揺動し、荷くずれまたは機器損傷の
おそれがあるので、輸送にあたり、万全策を講じておく
必要がある。

【００７１】本実施形態は、このような点を考慮したも
ので、図１６および図１７に示すように、蒸気ドラム５
３、管路５４、熱交換部５２に予じめ貯水させておく
か、または図１８および図１９に示すように、蒸気ドラ
ム５３と管路５４との接続部分に蓋７７を設けて予め蒸
気ドラム５３にのみ貯水させておき、輸送の際、外力に
よりケーシング５１が振動したとき、その振動を貯水の
スロシングにより吸収させて排熱回収ボイラ５０の姿勢
の安定化を図ったものである。

【００７２】このように、本実施形態は、排熱回収ボイ
ラ５０のモジュール輸送にあたり、その姿勢の安定化を
図っているので、荷くずれあるいは機器損傷の危険性を
少なくすることができる。

【００７３】

【発明の効果】以上の説明のとおり、本発明に係る排熱
回収ボイラは、地震等の外力によりケーシングに発生し
た振動を、管路の管軸方向のみを介して蒸気ドラムに伝
えるサポート部を備えるとともに、蒸気ドラムのドラム
水のスロシングにより振動抑制を図ったので、ケーシン
グの振動を低く抑えることができる。その際、蒸気ドラ
ムには、ケーシングのピーク値を含む周波数域に対応さ
せて抵抗体を備えているので、ケーシングの振動抑制を
より一層有効に発揮させることができる。

【００７４】また、本発明に係る排熱回収ボイラは、蒸
気ドラムのドラム水のスロシングの際、蒸気ドラムの周
方向のドラム水の流速を比較的低く抑える抵抗体を備
え、蒸気ドラムの筒軸方向に定在波を成長させるように
しているので、ドラム水の水位変動を比較的安定姿勢に
維持することができる。

【００７５】また、本発明に係る排熱回収ボイラは、複
数個の蒸気ドラムを、その筒軸が互に交差する方向に配
置したので、ドラム水のスロシングが互に相殺されてケ
ーシングに発生する振動を低く抑えることができる。

【００７６】また、本発明に係る排熱回収ボイラは、蒸
気ドラム、熱交換部等からなる構造体をモジュール化
し、モジュール輸送の際、その構造体の全体および蒸気
ドラムのみのいずれか一方に選択的に貯水させることに
より貯水のスロシングが利用できるようにしたので、そ
のモジュールを比較的安定姿勢の状態に維持して輸送す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る排熱回収ボイラの第１実施形態を
示す概略図。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視方向から見た排熱回収ボイラ
の概略断面図。

【図３】本発明に係る排熱回収ボイラに適用する振動系
の説明図。

【図４】本発明に係る排熱回収ボイラのケーシングに発
生する振動の周波数と周波数応答との関係を示すグラ
フ。

【図５】本発明に係る排熱回収ボイラの蒸気ドラムに仕
切り板を備えたときのドラム水の挙動を説明する図。

【図６】本発明に係る排熱回収ボイラの第１実施形態に
おける第１実施例を示す概略図。

【図７】図６のＢ−Ｂ矢視方向から見た排熱回収ボイラ
の概略断面図。

【図８】本発明に係る排熱回収ボイラの蒸気ドラムに仕
切り板および多孔板を備えたときのドラム水の挙動を説
明する図。

【図９】本発明に係る排熱回収ボイラの第１実施形態に
おける第２実施例を示す概略図。

【図１０】図９のＣ−Ｃ矢視方向から見た排熱回収ボイ
ラの概略断面図。

【図１１】本発明に係る排熱回収ボイラの蒸気ドラムに
フィンおよびリング片を備えたときのドラム水の挙動を
説明する図。

【図１２】本発明に係る排熱回収ボイラの第１実施形態
における第３実施例を示す概略図。

【図１３】図１２のＤ−Ｄ矢視方向から見た排熱回収ボ
イラの概略断面図。

【図１４】本発明に係る排熱回収ボイラの蒸気ドラムに
Ｙ形の突き出し片を備えた蒸気ドラムの概略断面図。

【図１５】本発明に係る排熱回収ボイラの第２実施形態
を示す概略図。

【図１６】本発明に係る排熱回収ボイラの第３実施形態
を示す概略図。

【図１７】図１６のＥ−Ｅ方向から見た排熱回収ボイラ
の概略断面図。

【図１８】本発明に係る排熱回収ボイラの第３実施形態
における蒸気ドラムの概略図。

【図１９】図１８のＦ−Ｆ方向から見た蒸気ドラムの概
略断面図。

【図２０】従来の横置きタイプの排熱回収ボイラの概略
図。

【図２１】従来の蒸気発生部を示す概略系統図。

【図２２】従来の蒸気ドラムを示す概略断面図。

【図２３】従来の縦置きタイプの排熱回収ボイラの概略
図。

【図２４】従来の排熱回収ボイラのケーシングの耐震構
造を示す概略図。

【符号の説明】

１ガスタービンプラント２蒸気タービンプラント３排熱回収ボイラ４空気圧縮機５燃焼器６ガスタービン７発電機８高圧タービン９中圧タービン１０低圧タービン１１給水ポンプ１２ケーシング１３高圧第２過熱器１４第２再熱器１５第１再熱器１６高圧第１過熱器１７高圧蒸気発生部１８中圧過熱器１９高圧第３節炭器２０低圧過熱器２１中圧蒸気発生部２２中圧第２節炭器２３高圧第２節炭器２４低圧蒸気発生部２５高圧第１節炭器２６中圧第２節炭器２７高圧蒸気ドラム２８高圧蒸発器２９中圧蒸気ドラム３０中圧蒸発器３１低圧蒸気ドラム３２低圧蒸発器３３蒸気発生部３４蒸気ドラム３５蒸発器３６降水管３７管寄せ３８管寄せ３９蒸発管４０上昇管４１シュラウド部４２セパレータ４３湿分分離器４４蒸気出口４５出口４６出口４７熱交換部４８ブレース５０排熱回収ボイラ５１ケーシング５２熱交換部５３蒸気ドラム５４管路５５サポート部５６給水管５７降水管５８上昇管５９シュラウド部６０セパレータ６１湿分分離器６２蒸気出口６３ａ仕切り板６３ｂ仕切り板６４主振動系６５副振動系６６ａ多孔板６６ｂ多孔板６６ｃ多孔板６７ａフィン６７ｂフィン６８リング片６９突き出し片７０排熱回収ボイラ７１ケーシング７２過熱器７３蒸発器７４節炭器７５ａ蒸気ドラム７５ｂ蒸気ドラム７６ローリ車７７蓋

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシングに熱交換部を収容するととも
に、ケーシングの頂部に載設する蒸気ドラムに上記熱交
換部を管路を介して接続する排熱回収ボイラにおいて、
上記管路に、外力により発生する上記ケーシングの振動
を、管軸方向のみを介して、上記蒸気ドラムに伝えるサ
ポート部を備える一方、上記ケーシングの振動の周波数
に対応させて上記蒸気ドラムのドラム水をスロシングさ
せ、その周波数を一致させる仕切り板を、上記蒸気ドラ
ムの軸方向に備えたことを特徴とする排熱回収ボイラ。
【請求項２】蒸気ドラムの軸方向に備えた仕切り板の
間隔は、ケーシングの振動に伴う周波数応答のピーク値
を含む周波数域と同一となるように設定ことを特徴とす
る請求項１に記載の排熱回収ボイラ。
【請求項３】蒸気ドラムは、その軸方向に仕切り板を
備える一方、仕切り板の前後側に多孔板を備えたことを
特徴とする請求項１に記載の排熱回収ボイラ。
【請求項４】多孔板は、仕切り板により区画された領
域内をドラム水が揺動する正波と負波との節の位置に設
置したことを特徴とする請求項３に記載の排熱回収ボイ
ラ。
【請求項５】蒸気ドラムは、その軸方向に仕切り板を
備えるとともに、仕切り板にフィンを設ける一方、上記
仕切り板の前後側にリング片を設けたことを特徴とする
請求項１に記載の排熱回収ボイラ。
【請求項６】リング片は、蒸気ドラムの周方向に沿う
半円状に形成したことを特徴とする請求項５に記載の排
熱回収ボイラ。
【請求項７】ケーシングに熱交換部を収容するととも
に、ケーシングの頂部に載設する蒸気ドラムに上記熱交
換部を管路を介して接続する排熱回収ボイラにおいて、
上記管路に、外力により発生する上記ケーシングの振動
を、管軸方向のみを介して上記蒸気ドラムに伝えるサポ
ート部を備える一方、上記蒸気ドラムに、その軸方向に
延び、かつその周方向に沿って突き出し片を設置したこ
とを特徴とする排熱回収ボイラ。
【請求項８】突き出し片は、Ｉ形状およびＹ形状のい
ずれかを選択したことを特徴とする請求項７に記載の排
熱回収ボイラ。
【請求項９】筒状に形成し、縦置き配置のケーシング
に燃焼ガスの流れに沿って順に過熱器、蒸発器、節炭器
を収容する一方、上記ケーシングの頂部に載設する複数
個の蒸気ドラムを備えた排熱回収ボイラにおいて、蒸気
ドラムは、その軸方向を互に交差させる方向に配置した
ことを特徴とする排熱回収ボイラ。
【請求項１０】蒸気ドラムは２個および３個のいずれ
かであることを特徴とする請求項９に記載の排熱回収ボ
イラ。
【請求項１１】ケーシングに収容する熱交換部に管路
を介して接続され、上記ケーシングの頂部に載設する蒸
気ドラムを備えた構造体をモジュール化し、各モジュー
ルを一体として組立てた排熱回収ボイラにおいて、各モ
ジュールの輸送の際、上記構造体の全体および上記蒸気
ドラムのみのいずれか一方に選択的に貯水させたことを
特徴とする排熱回収ボイラ。
【請求項１２】蒸気ドラムと管路との接続部分は、蓋
を備えたことを特徴とする請求項１１記載の排熱回収ボ
イラ。