JP2009097735A - 給水加温システムおよび排熱回収ボイラ - Google Patents

Abstract

【課題】プラントの熱効率を極力低下させないことができる給水加温システムおよび排熱回収ボイラを得る。
【解決手段】排熱回収ボイラ１の上流の給水ライン１４に、排熱回収ボイラ１自身以外の熱源で給水を加温する給水加熱手段２５を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、排熱回収ボイラの給水を加温する給水加温システムおよび排熱回収ボイラ関する。

近年、火力発電設備に対する高効率化のニーズは益々高まっており、ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラは、ガスタービン燃焼温度の上昇化に伴い、排ガス温度も上昇し、より効率良く熱交換させ、蒸気を発生させることが求められている。

図２は、従来の三圧式（複圧式）排熱回収ボイラ給水装置の系統図を示す。図２に示すように、三圧式排熱回収ボイラ１は、排ガスが導入される胴内に排ガスの上流側から下流側に向って順次に高圧蒸気過熱器２，高圧蒸発器３，中圧蒸気過熱器４，高圧節炭器５，中圧蒸発器６，中圧節炭器７，低圧蒸発器８および低圧節炭器９を配置した構成とされている。

高圧蒸発器３は高圧ドラム１０に、また中圧蒸発器６は中圧ドラム１１に、さらに低圧蒸発器８は低圧ドラム１２にそれぞれ連結されている。復水器１３内の水は低圧給水管１４を介して復水ポンプ１５に導かれ、ここで昇圧された後、復水ポンプ出口逆止弁１６を経て低圧節炭器９に導かれて昇温され、その後低圧ドラム１２へ送水される。

一方、低圧給水管１４は低圧節炭器９の出口側で分岐されて高中圧給水管１７となり、この高中圧給水管１７はさらに高圧給水管１８と中圧給水管１９とに分岐している。高圧給水管１８を通る給水は、高圧給水ポンプ２０および高圧節炭器５を介して高圧ドラム１０へ送水される。同様に、中圧給水管１９を通る給水は、中圧給水ポンプ２１および中圧節炭器７を介して中圧ドラム１１へ送水される。

低圧節炭器９を通過する給水温度は低温であるので、節炭器９外面にガス中の水分あるいは腐食成分による伝熱管の低温腐食を防止するため、中圧給水の一部を再循環させている。すなわち、中圧給水の一部は中圧給水ポンプ２１出口で分岐した給水再循環管２２を経た後、温度調整弁である給水再循環調節弁２３を介して低圧節炭器９入口の低温給水管１４へ再循環され、低圧節炭器９に導かれる給水を加温している。この際、給水再循環水調節弁２２の開度は低圧節炭器９の入口に設けられた温度コントローラ２４に基づいて調整され、これにより低圧節炭器９へ導かれる給水温度が制御されている。
特開平７−２２５００３号公報

しかしながら、再循環させることにより、低圧ドラム１２から発生する蒸気量は再循環させない場合と比較すると低減してしまう。それとともに、低圧蒸気タービンへの流入蒸気も減ってしまうことになり、出力低下につながる。

本発明の目的は、プラントの熱効率を極力低下させないことができる給水加温システムおよび排熱回収ボイラを得ることにある。

上記目的を達成するために、本発明においては、ガスタービンからの排気ガスを導入し蒸気を発生させる排熱回収ボイラの上流の給水ラインに、排熱回収ボイラ自身以外の熱源で給水を加温する給水加熱手段を設けたことを特徴とする排熱回収ボイラの給水加温システム、およびこの給水加温システムを備えた排熱回収ボイラを提供する。

本発明によれば、ガスタービンからの排気ガスを導入し蒸気を発生させる排熱回収ボイラの上流の給水ラインに、排熱回収ボイラ自身以外の熱源で給水を加温する給水加熱手段を設けたので、プラント熱効率の低下を最小限とすることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

図１は、第１の実施の形態に係る給水加温システムおよび排熱回収ボイラの系統図である。三圧式（複圧式）排熱回収ボイラ１は、排ガスが導入される胴内に排ガスの上流側から下流側に向って順次に高圧蒸気過熱器２，高圧蒸発器３，中圧蒸気過熱器４，高圧節炭器５，中圧蒸発器６，中圧節炭器７，低圧蒸発器８および低圧節炭器９が配置されている。

高圧蒸発器３は高圧ドラム１０に、また中圧蒸発器６は中圧ドラム１１に、さらに低圧蒸発器８は低圧ドラム１２にそれぞれ連結されている。復水器１３内の水が給水ラインである低圧給水管１４を介して復水ポンプ１５に導かれ、ここで昇圧された後、復水ポンプ出口逆止弁１６を経て給水加熱手段である給水加熱器２５で昇温され、低圧節炭器９に導かれる。

低圧節炭器９で昇温された給水は、その後低圧ドラム１２へ送水される。

一方、低圧給水管１４は低圧節炭器９の出口側で分岐されて高中圧給水管１７となり、この高中圧給水管１７はさらに高圧給水管１８と中圧給水管１９とに分岐している。高圧給水管１８を通る給水は、高圧給水ポンプ２０および高圧節炭器５を介して高圧ドラム１０へ送水される。同様に、中圧給水管１９を通る給水は、中圧給水ポンプ２１および中圧節炭器７を介して中圧ドラム１１へ送水される。

給水加熱器２５には、その熱源として給水加温管２７が接続されている。給水加温管２７には給水加温調節弁２６が設置されており、この給水加温調節弁２６の開度は給水加熱器２５の下流の低圧給水管１４に設けられた温度コントローラ２４に基づいて調整され、これにより低圧節炭器９へ導かれる給水温度が制御されている。

この第１の実施の形態では、低圧給水管１４に給水過熱器２５を設置したので、中圧給水ポンプ２１出口から分岐し、低圧節炭器９への給水昇温を目的とした、再循環系統が不要になるとともに、中圧給水ポンプ２１の容量を減らすことができる。

給水加熱器２５の熱源は、低圧蒸気タービンからの抽気蒸気を用いることができる。低圧蒸気タービンからの抽気蒸気を用いると、低圧蒸気タービン自体の出力は低減するが、再循環系統が不要になることより、低圧ドラムへの給水量が増え、プラント全体の効率は向上する。

また、給水加熱器２５の熱源は、発電機冷却機から出た温水、タービン軸受冷却後の温水、蒸気タービン各所からのリーク蒸気を用いることもできる。リーク蒸気としては、たとえば、グランド蒸気（タービンの軸部分のシール蒸気）や主蒸気弁のリーク蒸気などがある。これらの温水やリーク蒸気は、復水器へなどへ戻されているが、給水加熱器２５の熱源として用いることにより、プラント全体の効率は向上する。

また、給水加熱器２５の熱源は、低圧ドラム１２から低圧タービンへ供給される蒸気の一部、すなわち、低圧タービンへのインダクション蒸気の一部を用いることができる。

低圧タービンへのインダクション蒸気を用いると、低圧蒸気タービン自体の出力は低減するが、再循環系統が不要になるとともに、中圧給水ポンプ２１の容量を減らすことができる。

本発明の実施の形態は、これらに限定されることなく、例えば、給水加熱器２５の熱源を組み合わせて用いてもよい。

第１の実施の形態に係る給水加温システムおよび排熱回収ボイラの系統図 従来の給水加温システムおよび排熱回収ボイラの系統図

符号の説明

１…三圧式排熱回収ボイラ、１４…低圧給水管、２５…給水加熱器。

Claims (3)

1. ガスタービンからの排気ガスを導入し蒸気を発生させる排熱回収ボイラの上流の給水ラインに、排熱回収ボイラ自身以外の熱源で給水を加温する給水加熱手段を設けたことを特徴とする排熱回収ボイラの給水加温システム。
2. 前記給水加熱手段の熱源は、蒸気タービンからの抽気蒸気、発電機冷却機から出た温水、低圧タービンへのインダクション蒸気、タービン軸受冷却後の温水、蒸気タービン各所からのリーク蒸気のいずれかを用いることを特徴とする請求項１記載の給水加温システム。
3. 請求項１または２記載の給水加温システムを備えた排熱回収ボイラ。

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