JPS6124906A - 蒸気発生装置 - Google Patents

蒸気発生装置

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JPS6124906A
JPS6124906A JP14325184A JP14325184A JPS6124906A JP S6124906 A JPS6124906 A JP S6124906A JP 14325184 A JP14325184 A JP 14325184A JP 14325184 A JP14325184 A JP 14325184A JP S6124906 A JPS6124906 A JP S6124906A
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boiler
superheater
pressure
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JP14325184A
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正敏 久留
国本 武志
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  • Detergent Compositions (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、蒸気発生装置(ボイラ)に関し、ボイラ停止
時の保缶要領改善によシ、ボイラ起動時間の大巾短縮、
ボイラ起動に伴なう過熱器出口管寄せ及び主蒸気管の寿
命消費の低減、燃料量の削減を図ることにある。
従来の技術 第4図は、火力発電プラント系統の概要を示す。
第4図において、節炭器1で加熱されたボイラ給水は蒸
気ドラム2にてボイラ循環水と混合し、降水管3を経て
火炉水冷壁4で熱吸収し、飽和水/蒸気の混合体となp
、蒸気ドラム2に循環する。
この蒸気ドラムで分離された飽和蒸気は、−次週熱器5
で過熱された後、過熱低減器6にて温度制御され、その
後二次過熱器7にて規定温度まで過熱されて、高圧ター
ビン8へ送気される。
なお、9は一次過熱器出口管寄せ、1oは一次過熱器出
口連絡管、11は二次過熱器入口連絡管、12は二次過
熱器入口管寄せ、13は過熱器出口管寄せ、14は主蒸
気管、15はタービン入口主塞止弁、16及び17は夫
々−次及び二次過熱器出口ブロー制御弁、18及び19
は夫々その付属配管を示す。
高圧タービン8の排気は、低温再熱蒸気管20を経て再
熱器21に入って、規定温度まで過熱され、その後連絡
管22及び再熱塞止弁23を経て中圧タービン24に到
る。この中圧タービンよシ蒸気は、クロスオーバ管25
を経て低圧タービン26に到る。この低圧タービンの排
気は、復水器27にて凝縮し、復水ポンプ28にて昇圧
され、低圧給水加、熱器29を経て脱気器30に到る。
給水は、この脱気器からボイラ給水ポンプ31にて昇圧
され、高圧給水加熱器32を経てボイラへ給水される。
なお、33は過熱低減器スプレィ制御弁、34はその給
水管を示す。
しかして、これからの火力発電プラントは、ベースロー
ド運用の原子力発電設備の増加とともに負荷変動用とし
て使用され、毎深夜停止・早朝起動のいわゆるツーシフ
ト運転が必要となっている。
第5図は8時間停止のユニット停止起動特性曲線の一例
を示し、この例では、ユニットは0時に解列し、ボイラ
はホットバンキングの状態に入シ、7時点火、8時併入
、9時全負荷に到達している。
このようなツーシフト運転ユニットに要求される最も基
本的な機能は、急速な起動ができること(点火〜全負荷
所要時間が短かいこと)、機器の寿命消費が少ないこと
、起動損失が少ないこと等である。また、一般的に、適
当な起動時の熱回収装置を有しているユニットでは、起
動時間が短かい程、起動損失も少なくなる。したがって
、急速起動は火力発電プラントにとっては非常に重要と
なるが、この制限条件となるのが急速起動によシ発生す
る機器の温度変化に起因する熱応力である。
起動時間が短かい程従来のボイラでは発生熱応力も大き
く、寿命消費も大きくなる。
しかして、ボイラにおいて、起動停止による寿命消費が
最大となるが、過熱器出口管寄せである。
これは、発電用ボイラにおいては、過熱器出口蒸気が高
圧/高温の為、管寄せ板厚が厚いことと、温度変化が大
きいことに起因している。前者については、プラントの
高効率化の観点より高圧・高温化が進むので、高級材料
の使用により若干の改善は可能としても、増々厳しい条
件に曝されることに々る。従って、効果的な対策として
は、過熱器出口管寄せの温度変化を少々くすることであ
る。
即ち、ユニット停止時の温度低下を抑制することである
この過熱器出口管寄せ温度降下は、ボイラ消火後のボイ
ラパージによる伝熱面冷却および熱放散等による過熱器
・主蒸気管系髄内蒸気の低温化によシ冷却されることが
主要な原因である。また、。
起動待発生する低温蒸気で冷却されることもあるが、こ
れは過熱器ブローライン又は過熱器バイパスラインの適
切な運用によシ避けることができる。
発明が解決しようとする問題点 以上述べたように、今後の火力発電プラントは、ユニッ
ト容量が大形化すると共に高効率化の為、高圧・高温化
し、この為ボイラ耐圧部材特に過熱器出口管寄せは大形
・厚肉部材となシ、起動停止による寿命消費が犬となる
が、一方頻繁なかつ急速な起動停止又はツーシフト運転
が必要になる。
本発明は、このような状況に鑑み、起動・停止に伴をう
過熱器出口管寄せの温度変化(降下)を最少限に抑える
ことによシ、寿命消費を最少とし、高圧/高温ボイラの
急速な起動を可能にし、併せて起動時間短縮により、起
動用燃料消費量の低減を図り、経済的な起動を可能とす
るものである。
問題点を解決するだめの手段 ボイラ停止中の過熱器出口管寄せ及び主蒸気管の冷却(
温度降下)はボイラパージ(冷空気によるボイラ内可燃
性ガスの置換)及びボイラ特に過熱器・主蒸気管からの
熱放散及びそれによシ低温化した系統内蒸気が移動する
ことにより生ずる現象であるので、これを防止する為、
所定条件の蒸気をユニット停止時主蒸気管に導入し、こ
の補助(保温)蒸気を主蒸気管出口側よ)ボイラ側に流
し、過熱器出口管寄せ及び主蒸気管内蒸気温度を一定こ
の温度が通気時の蒸気温度以下にならない様に、タービ
ン入口主塞止弁付近の主蒸気管に接続した補助蒸気ライ
ンによシ所定条件の蒸気量を供給するようにしたもので
、この補助(保温)蒸気供給量の制御は二次過熱器入口
管寄せ又はその上流側(蒸気ドラム側)に設置されたブ
ロー制御弁の制御によシ行なうようにする。
実施例 以下図面を参照して本発明の一実施例について詳述する
第1図は本発明によるボイラの系統を示し、第2図はゲ
イ2構成を概略的に示す。
第1及び2図において、高圧給水加熱器(図示せず)よ
りのボイラ給水は給水管40を経て節炭器入口管寄せ4
1に入り、節炭器42にて加熱され、節炭器出口管寄せ
43より節炭器出口給水管44を経て蒸気ドラム45に
至る。この給水はボイラ循環水と共に降水管45−1に
て水ドラム45−2に至シ、火炉水冷壁にて熱吸収を行
ない、汽水混合物となって、蒸気ドラム45に戻る。こ
の蒸気ドラムで分離された蒸気は、天井・後部煙道後壁
(蒸気冷却壁)46を経て下部半環状管寄せ47に至る
。ここより、蒸気は後部煙道側壁48、同出口管寄せ4
9、同出口連絡管50を経て、−次週熱器入口管寄せ5
1に入る。蒸気は、この−次週熱器53で熱吸収を行々
い、出口管寄せ54より減温器55で温度制御され、二
次過熱器入口管寄せ56に入シ、二次過熱器57にて規
定温度迄昇温されて、二次過熱器出口管寄せ58よシ主
蒸気管59を経てタービン60へ送気される。このター
ビンの入口には主塞止弁61が設置されている。
なお、62は減温器55へ接続されているスプレィ水供
給管、63はスプレィ水量制御弁で、過熱器出口蒸気温
度が所定値にガる様に制御する。
64.65.66は夫々後部煙道蒸気冷却壁ドレンジイ
ン、二次過熱器入口ブローライン、過熱器出口ブローラ
インを示し、67はタービン入口主蒸気管ブローライン
を示し、まだ68.69.70.71は夫々制御弁を示
す。これらブローラインは、ボイラ起動に際し、ボイラ
停止時発生したドレンを排出することと、ボイラ起動時
発生する低温蒸気を処理する為に使用される(復水器へ
回収又は大気へ放出する)。
以上述べた構成は従来と同じものであるが、本発明によ
れば、ボイラ停止中の過熱器出口管寄せ温度低下防止の
補助蒸気ライン72がタービン入口主塞止弁61近傍の
主蒸気管59に接続され、過熱器出口管寄せ金属温度を
所定値に維持する様に補助蒸気を注入する。
この補助蒸気ラインについて詳細に説明すると、補助蒸
気ライン72は当該ボイラが停止中、運転している他の
ボイラ又は補助ボイラに接続されておシ、当該ボイラが
停止中の保温用補助蒸気を供給するラインである。補助
蒸気制御弁73は、過熱器出口管寄せ58に設置された
金属温度計測用熱電対75の温度が所定温度になる様に
、温度制御器74により制御される。76は逆止弁を示
す。
しかして、ボイラ停止中は、タービン入口に設置されて
いる主蒸気止弁61は全閉さ、れ、ボイラはボレルアツ
プされている。従って、唯補助蒸気ラインを設備したの
みでは、所定温度維持に必要な補助蒸気流を確保するこ
とが出来ガい。この様な不具合を解決する為に、二次過
熱器人口ドレン制御弁69は系統圧力を検出して、当該
圧力が所定圧力になる様に圧力制御器77にて制御され
る。
即ち、過熱器出口管寄せ金属温度が所定量と々る様、補
助蒸気制御弁73にて補助蒸気量を制御し、系統圧力が
所定圧力になる様に二次過熱器入口ブロー制御弁69に
て系統蒸気圧力を制御する。
ここで、補助蒸気の温度・圧力は、起動時のタービン通
気蒸気条件との関係で制約される。本発明は、特に、毎
深夜停止運用を行なうプラントを対象としているが、通
気時のタービン側要求蒸気条件は、一般にタービン形式
、タービン停止時の蒸気条件によるタービン金属温度に
よシ相違するが、70に9/Cd X 460℃前後で
ある。従って、タービン通気時は過熱器出口管寄せおよ
び主蒸気管共460℃程度の蒸気に曝らされることにな
るので、それらの金属温度も略同程度に々る。従って、
ボイラ停止時に、通気時の蒸気温度以下に低下しない様
に保持することが合理的である。
即ち、補助蒸気ライン72よ“り供給される加熱蒸気は
、通気時の蒸気条件(圧力、温度)よシ若干高い蒸気を
′用い、過熱器出口管寄せ金属温度を監視して、これが
通気時の蒸気温度以下にならない様に、加熱蒸気制御弁
73にて蒸気量は制御される。また、加熱蒸気を主蒸気
管系内に導入する為には、系内圧力は加熱蒸気圧力エリ
低く々ければなら々いので、過熱器出口管寄せ金属温度
が通気条件温度に低下しても、々お系内圧力が高い場合
は、二次過熱器入口ブロー制御弁69にて通気条件圧力
に制御される。即ち、最終過熱器および主蒸気管温度は
停止時もタービン通気時と略同−レベルに維持されるこ
とになる。
通気条件、圧力の制御において、一般には、停止時の圧
力降下の為、ブロー制御弁による圧力制御の必要はない
が、ブロー系統をタービングランドシール、低圧給水加
熱器シール、脱気器シール等又は重油配管等のトレース
等用の補助蒸気系統に接続し、有効利用することもでき
る。
発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、過熱器出口管寄せ
金属温度はボイラ停止時低下するが、主蒸気管に所定(
通気時の蒸気温度以上)温度の加熱蒸気を導入すること
により、所定温度以上に保持することができる。即ち、
停止−起動に伴なう金属温度の変化を最少或いは許容値
以下に抑えることができる(第3図参照)ので、起動時
間を短縮することができる。したがって、ボイラ停止−
起動に伴なう熱応力発生が少なく或いは許容レベル以下
と々るので、寿命が長くなると共に信頼性が向上する。
また、起動時間短縮により、効率的な起動が可能となり
、燃料使用量を削減できる。
なお、熱応力の発生低減について詳しく説明すれば、過
熱器出口管寄せに発生する熱応力はボイラの起動・停止
に伴なって生ずる内外面の温度差に起因する。金属温度
は停止時は内面側低−1外面側高、起動時は内面測高−
外面側低となり、温度変化中が大きい程、かつ温度変化
速度が速い(急速起動停止)程、内外面温度差が大きく
々す、発生熱応力が大きくなる。従って、ボイラ停止時
、相当温度の加熱蒸気を系統内に注入して金属温度の低
下を低減することによシ、熱応力の発生を低減すること
ができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による蒸気発生装置の一例を示す系統図
、第2図はその概略構成図、第3図は過熱器出口管寄せ
の金属温度変化を示す図、第4図は火力発電プラントの
一例を示す系統図、第5図はボイラ停止・起動特性の一
例を示す図である。 59・・主蒸気管、60・・タービン、61・・主塞止
弁、72・・補助蒸気ライン。 第Z図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. タービン入口主塞止弁近傍の主蒸気管に補助蒸気ライン
    を接続してなる蒸気発生装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01147201A (ja) * 1987-12-03 1989-06-08 Babcock Hitachi Kk 排熱回収ボイラ装置
JP2019045024A (ja) * 2017-08-30 2019-03-22 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ボイラ構造

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JPS52107401A (en) * 1976-03-05 1977-09-09 Nippon Mining Co Method of maintenance for waste heat boiler
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