(57)【要約】本発明は、煙道（４）の中に、複数の蒸気発生管（６）で形成された蒸気発生器貫流伝熱面（８）と、流れ媒体側において蒸気発生管（６）に後置接続された複数の過熱管（１０）で形成された過熱器伝熱面（１２）とが配置されているボイラ（１）に関し、それぞれ１本あるいは数本の蒸気発生管（６）を、それぞれ１本あるいは数本の過熱管（１０）に流れ媒体流路において接続する複数の転流管部材（２０）に、それぞれ気水分離要素（３０）が組み入れられていることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙道（４）の中に、複数の蒸気発生管（６）で形成された蒸気発生器貫流伝熱面（８）と、流れ媒体流路において蒸気発生管（６）に後置接続された複数の過熱管（１０）で形成された過熱器伝熱面（１２）とが配置されているボイラ（１）において、
それぞれ１本あるいは数本の蒸気発生管（６）を、それぞれ１本あるいは数本の過熱管（１０）に流れ媒体流路において接続する複数の転流管部材（２０）に、それぞれ気水分離要素（３０）が組み入れられていることを特徴とするボイラ（１）。
【請求項２】
それぞれの気水分離要素（３０）が、前置接続された蒸気発生管（６）に接続された流入管部材（３２）を有し、該流入管部材（３２）がその長手方向に見て排水管部材（３４）に移行し、その移行部位（３６）において、それぞれ後置接続された複数の過熱管（１０）に接続された複数の流出管部材（３８）が分岐していることを特徴とする請求項１に記載のボイラ（１）。
【請求項３】
流入管部材（３２）が上方から来る湾曲管（５０）を介して供給されることを特徴とする請求項２に記載のボイラ（１）。
【請求項４】
排水管部材（３４）が移行部位（３６）において、その長手方向が水平線に対して流れ方向下向きに傾斜して配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のボイラ（１）。
【請求項５】
排水管部材（３４）がその入口部位が下向きに湾曲された湾曲管（５０）として形成されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載のボイラ（１）。
【請求項６】
気水分離要素（３０）が水出口側において群を成して複数の共用出口管寄せ（４０）に接続されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のボイラ（１）。
【請求項７】
出口管寄せ（４０）に複数の集水タンク（４２）が後置接続されていることを特徴とする請求項６に記載のボイラ（１）。
【請求項８】
集水タンク（４２）に接続された排出管（５２）に、制御装置（６０）を介して制御可能な調整弁（６４）が挿入接続され、前記制御装置（６０）に、気水分離装置（３１）に後置接続された過熱器伝熱面（１２）の蒸気側出口における流れ媒体（Ｗ、Ｄ）のエンタルピに対する特性値が入力されることを特徴とする請求項７に記載のボイラ（１）。
【請求項９】
蒸気発生管（６）に付設された循環ポンプが制御装置（６０）を介して制御されることを特徴とする請求項８に記載のボイラ（１）。
【請求項１０】
煙道（４）に燃焼ガス側においてガスタービンが前置接続されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載のボイラ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、煙道（燃焼ガス通路）の中に、複数の蒸気発生管で形成された蒸気発生器貫流伝熱面と、流れ媒体側（流れ媒体流路）において蒸気発生管に後置接続された複数の過熱管で形成された過熱器伝熱面とが配置されているボイラに関する。
【０００２】
貫流ボイラにおいて、複数の蒸気発生管の加熱は、蒸気発生管における一回の貫流で流れ媒体を完全に蒸発させる。流れ媒体（通常は水）は、その蒸発後に、蒸気発生管に後置接続された過熱管に導かれ、そこで過熱される。蒸発終点の位置は、即ち、未蒸発流れ媒体と蒸気流れ媒体との間の境界域は変動し、運転様式に左右される。かかる貫流ボイラの全負荷運転中、蒸発終点は例えば蒸気発生管の終端部位にあり、これにより、蒸発流れ媒体の過熱は蒸気発生管において既に始まる。貫流ボイラは、自然循環ボイラあるいは強制循環ボイラと異なって、圧力制限を受けず、従って、生蒸気圧に対して、液相と蒸気相が区別できず、従って、相分離もできない水の臨界圧（ＰKri≒２２１ｂａr）よりかなり高く設計できる。
【０００３】
かかる貫流ボイラはガス・蒸気複合タービン設備に採用され、その場合、ガスタービンからの膨張済み作動媒体あるいは燃焼ガスに含まれる熱は、蒸気タービンを駆動するための蒸気を発生するために利用される。その場合、特に約６０ＭＷまでの設計出力のいわゆる工業用ガスタービンと組み合わせての採用が計画される。かかる構想の場合、定格出力によって設定される周辺条件に関係して、水の予熱と加熱および唯一の貫流伝熱面で蒸発された蒸気の更なる過熱が計画され、その貫流伝熱面の管は、入口側が過冷給水の入口管寄せに接続され、出口側が過熱済み蒸気の出口管寄せに接続されている。
【０００４】
かかる貫流ボイラは、低負荷運転中あるいは始動時、ガスタービンからの高温排気ガスは、通常まず、貫流ボイラの過熱器部分の未冷却管に導かれ、この理由からその過熱器部分は、通常、高価な耐熱材料で構成されねばならない。あるいはまた、蒸気発生管の確実な冷却を保証するために、蒸気発生器部分への最少流れ媒体流量の供給も計画される。その場合、例えば設計負荷の４０％より低い低負荷中において、その蒸気出力に対応して蒸気発生管を通る貫流質量流量は、一般に蒸気発生管の冷却に対して足りず、このために、蒸気発生器を通る流れ媒体貫流量に、追加的な流れ媒体貫流量が重畳される。この場合に一般に、流れ媒体が貫流ボイラの過熱器部分に流入する前に、流れ媒体からの水分離が必要とされる。貫流伝熱面は全体として、複数の蒸気発生管で形成され煙道の中に配置された蒸気発生器貫流伝熱面と、複数の過熱管で形成され流れ媒体側において蒸気発生器貫流伝熱面に後置接続された過熱器伝熱面とによって形成され、その場合、流れ媒体側において蒸気発生器貫流伝熱面と過熱器伝熱面との間に気水分離装置が挿入接続されている。
【０００５】
かかる貫流ボイラの場合、蒸気発生器部分を形成する蒸気発生管は、通常、１個あるいは複数の出口管寄せに開口し、流れ媒体はその出口管寄せから後置接続された気水分離器に導かれる。そこで、流れ媒体が水と蒸気とに分離され、その蒸気は、過熱管に前置接続された分配装置に転流され、そこで、流れ媒体側で並列接続された個々の過熱管への蒸気質量流量の分配が行われる。
【０００６】
かかる構造の場合、気水分離装置の中間接続によって、始動時および低負荷運転中、貫流ボイラの蒸発終点は固定され、（全負荷運転時のようには）変動しない。従って、貫流ボイラのかかる構造の場合、運転上の柔軟性は低負荷運転中においてかなり制限される。また、かかる構造の場合、気水分離装置は、一般に特に材料選択に関して、気水分離器における蒸気が純粋な貫流運転中にかなり過熱されることに対して設計されねばならない。必要な材料選択は同様に運転上の柔軟性を著しく制限する。上述の構造はまた、必要な構成要素の寸法づけおよび構造様式について、貫流ボイラの始動時に最初の始動段階で生ずる噴射水が気水分離装置で完全に受けられ、後置接続された分離タンクと排出弁とを介して膨張器に排出されねばならない、ことを条件づける。その結果生ずる分離タンクおよび排出弁の比較的大きな寸法づけは、高価な製造費と組立費を生じさせる。
【０００７】
本発明の課題は、比較的安価な製造・組立費で、始動時および低負荷運転中も特に高い運転柔軟性を有する、冒頭に述べた形式のボイラを提供することにある。
【０００８】
この課題は、本発明に基づいて、それぞれ１本あるいは数本の蒸気発生管を、それぞれ１本あるいは数本の過熱管に流れ媒体流路において接続する複数の転流管部材に、それぞれ気水分離要素が組み入れられていることによって解決される。
【０００９】
本発明は、貫流ボイラが、始動時あるいは低負荷運転中も特に高い運転上の柔軟性を保証するために、変動する蒸発終点に対して設計されるようにする、という考えから出発している。そのために、従来装置の場合に一般に構造的に条件づけられている気水分離装置における蒸発終点の固定が回避されるようにする。その固定が主に蒸気発生管から流出する流れ媒体の集合と、続く中央気水分離装置における気水分離と、続く過熱管への蒸気の分配とによって生ずるという認識のもとに、気水分離機能の分散が行われるようにする。その気水分離は、特に、気水分離後における流れ媒体の複雑すぎる分配が行われないように設計すべきである。というのは、複雑すぎる分配は実用的でないからである。このことは、通常利用される中央の気水分離ではなく、気水分離装置が分散式に設計され、その分離機能が蒸気発生管と後置接続された過熱管とを流れ媒体側において接続するためにもともと必要な管部材に組み入れられる、ことによって達成できる。
【００１０】
貫流ボイラはいわゆる竪形構造あるいは横形構造に形成される。即ち、煙道は燃焼ガスのほぼ垂直な貫流方向における貫流に対して、あるいはほぼ水平な貫流方向における貫流に対して設計される。
【００１１】
高い気水分離確実性を有する気水分離要素の特に単純な構造は、それぞれの気水分離要素が流れ媒体内における蒸気からの水の慣性分離に対して有利に設計されていることにより達成できる。そのために、流れ媒体内における水部分が、蒸気部分に比べて高い慣性を有することから特にその流れ方向に真っ直ぐに流れ、他方で、蒸気部分が比較的良好に強制的な方向転換に従うことができる、という認識が利用される。このことを気水分離要素の比較的単純な構造において高い分離作用で利用するために、特に有利な実施態様において、Ｔ形部材の様式が実施される。その場合、それぞれの気水分離要素は、好適には、それぞれに前置接続された蒸気発生管に接続された流入管部材を有し、この流入管部材がその長手方向において排水管部材に移行し、この移行部位において、それぞれに後置接続された過熱管に接続された複数の流出管部材が分岐している。流入管部材に流入する流れ媒体の水部分は、その比較的大きな慣性のために、分岐箇所においてほとんど方向転換せずに長手方向に継続搬送され、これにより、排水管部材に流れる。それに対して、蒸気部分はその比較的小さな慣性のために容易に方向転換でき、これにより、蒸気部分は１本あるいは数本の分岐流出管部材に流れる。
【００１２】
好適には、流入管部材はほぼ直線的に形成され、その長手方向がほぼ水平に配置されるか、あるいは所定の傾斜角あるいは傾き角で傾斜して配置される。その傾斜は、好適には、流れ方向下向きにされる。あるいはまた、流入管部材への流入は上方から来る湾曲管を介して行われ、これにより、流れ媒体は遠心力によって湾曲部の外側方向に押される。これによって、流れ媒体の水部分は有利に湾曲部の外側部位に沿って流れる。従ってこの形態の場合、好適には、蒸気部分の排出に利用される流出管部材は、湾曲部の内側に向けられている。
【００１３】
排水管部材は、好適には、その出口部位が下向きに湾曲された湾曲管として形成されている。これにより、分離された水の次段系統への必要に応じた供給のための方向転換が、特に単純且つ低損失で容易化される。
【００１４】
好適には、気水分離要素は水出口側が、即ち、特にその排水管部材が群を成して複数の共用出口管寄せに接続されている。かかる配管敷設の際、気水分離器が流れ媒体側において蒸気発生管の出口管寄せに後置接続されている従来通常の気水分離装置と異なり、それぞれの気水分離要素が出口管寄せに前置接続されている。これにより正に、始動時あるいは低負荷運転中も、集合装置あるいは分配装置を中間接続する必要なしに、蒸気発生管から過熱管への流れ媒体の直接転流が可能とされ、これにより、蒸発終点も過熱管の中に移動できる。その場合、出口管寄せに有利に複数の集水タンクが後置接続されている。１個あるいは複数の集水タンクは、その出口側が例えば大気膨張器のような適当な系統に接続されるか、あるいは循環ポンプを介して貫流ボイラの循環路に接続されることもできる。
【００１５】
気水分離装置において水と蒸気とを分離する際、ほとんど全部の水部分が分離され、これにより、蒸発された流れ媒体だけが後置接続された過熱管に送られる。この場合、蒸発終点はなお蒸気発生管の中に位置する。しかしまた、水の一部しか分離されず、残る未蒸発流れ媒体が蒸発流れ媒体と共に後続の過熱管に送られることもできる。この場合、蒸発終点は過熱管の中に移動する。
【００１６】
気水分離装置の余剰供給とも呼ばれる後者の場合において、気水分離要素の水側に後置接続された例えば出口管寄せあるいは集水タンクのような構成要素がまず水で完全に充填され、これにより、相応した配管部材にさらに水が流入する際、滞留水が生ずる。この滞留水が気水分離要素に達すると、新たに流入する水の少なくとも部分流が、流れ媒体内を一緒に導かれる蒸気と共に、後続の過熱管に送られる。気水分離装置の上述のこの余剰供給運転モードにおいて特に高い運転柔軟性を保証するために、特に有利な実施態様において、集水タンクに接続された排出管に、制御装置を介して制御可能な調整弁が挿入接続されている。その制御装置は、有利に、過熱器伝熱面の出口における流れ媒体のエンタルピに対する特性値が入力される。
【００１７】
かかる系統によって、気水分離装置の余剰供給運転モードにおいて、集水タンクの排出管に挿入接続された調整弁の的確な制御によって、集水タンクから流出する質量流量が調整できる。この質量流量は気水分離要素からの相応した水質量流量と置き換えられるので、気水分離要素から集合装置に達する質量流量も調整できる。これによってさらに、蒸気と一緒に過熱管に送られる水部分流量も調整でき、これにより、この水部分流量の相応した調整によって、例えば貫流伝熱面の過熱器部分の終端において所定のエンタルピが維持できる。その代わりに、あるいはそれに加えて、蒸気と一緒に過熱管に送られる水部分流量を、重畳された循環回路の相応した制御によって調整することもできる。そのために、有利な他の実施態様において、蒸気発生管に付設された循環ポンプが、気水分離装置に付設された制御装置を介して制御される。
【００１８】
目的に適った方法で、このボイラはガス・蒸気複合タービン設備の廃熱ボイラとして利用される。
【００１９】
本発明によって得られる利点は特に、ボイラの配管系への気水分離機能の組入れによって、蒸気発生管から流出する流れ媒体の事前の集合を不要とし、過熱管に送られる流れ媒体の過熱管への次段の分配を不要として、気水分離が行われることにある。これにより、高価な集合装置および分配装置が省かれる。また、高価な分配装置の省略によって、流れ媒体の過熱管への移行が蒸気だけに限定されず、水・蒸気・混合体も過熱管に継続案内できる。正にこれによって、蒸発終点が蒸気発生管と過熱管との間の分離箇所を越えて必要に応じて過熱管の中に移動される。これにより、貫流ボイラの始動時あるいは低負荷運転中も、特に高い運転柔軟性が得られる。
【００２０】
さらに、気水分離要素は特に貫流ボイラのもともと存在する配管敷設を基礎とするＴ形管部材として形成される。このＴ形管部材は比較的薄壁で形成でき、その直径および壁厚は壁管のそれらとほぼ同じにすることができる。これにより、気水分離要素の薄壁構造によって、ボイラ始動時間全体が、あるいは負荷変動時間もほとんど制限されず、このため、高い蒸気状態に対する設備においても、負荷変動時に比較的短い反応時間が得られる。また、かかるＴ形管部材は特に安価に製造できる。特に始動時あるいは低負荷運転中における気水分離要素の中間時点の余剰供給も許され、これにより、放出すべき蒸気発生器水の一部は、蒸気発生管に後置接続された過熱管で受けることができる。これにより、例えば分離タンクのような集水装置や排出弁の設計は、相応した少ない排水量に対して行うことができ、従って、安価に行える。さらに、蒸発終点の過熱管の中への移動は、場合によって必要な注水およびそれに伴う損失を限定することを可能にする。
【００２１】
以下図を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。なお各図において同一部分には同一符号が付されている。
【００２２】
図１におけるボイラ１は貫流ボイラとして形成され、ガス・蒸気複合タービン設備の構造部品として廃熱ボイラの形態で、図示されていないガスタービンに排気ガス側において後置接続されている。ボイラ１は囲壁２を有し、この囲壁２はガスタービンからの排気ガスに対する煙道（燃焼ガス通路）４を形成している。煙道４の中に、複数の蒸気発生管６で形成された蒸気発生器貫流伝熱面８と、流れ媒体Ｗ、Ｄの貫流のためにその蒸気発生管６に後置接続された複数の過熱管１０で形成された過熱器伝熱面１２が配置されている。ガスタービンからの排気ガス流の流れに関して、過熱器伝熱面１２が蒸気発生器貫流伝熱面８に前置され、これにより、ガスタービンからの排気ガスはまず過熱器伝熱面１２に当てられる。
【００２３】
この実施例において、ボイラ１は竪形構造に形成され、その煙道４は、蒸気発生器貫流伝熱面８および過熱器伝熱面１２の領域においてガスタービンの排気ガスで主に垂直方向に下から上に向けて貫流され、その上端が煙突１４で終えている。その蒸気発生管６および過熱管１０はそれぞれコイル管の形態で交互に水平に向けて煙道４内に敷設されている。あるいはまた、ボイラ１は主に水平に案内される燃焼ガス流に対して横形構造でも煙道４内に敷設でき、その場合、交互に垂直に向けられたコイル管の形態で敷設される。
【００２４】
蒸気発生器貫流伝熱面８の蒸気発生管６はその流入端が入口管寄せ１６に接続されている。これに対して、過熱管１０はその出口側が出口管寄せ１８に接続されている。必要に応じて、煙道４の中に、他の伝熱面、例えばエコノマイザ、給水加熱器および／又は対流式過熱器伝熱面も配置できる。
【００２５】
流れ媒体側において蒸気発生器貫流伝熱面８と過熱器伝熱面１２とを直列接続するために、蒸気発生管６が転流管部材２０を介して過熱管１０に接続されている。この実施例において、各蒸気発生管６は１対１方式でそれぞれ1本の転流管部材２０を介して1本の過熱管１０に接続されている。あるいはまた、群を成して接続することもでき、その場合、１本あるいは数本の蒸気発生管６がそれぞれ１本の転流管部材２０を介して１本あるいは数本の過熱管１０に接続される。
【００２６】
貫流ボイラ１は、蒸気発生管６に蒸発可能な流れ媒体Ｗの質量流量に加えて、運転信頼性の理由から、流れ媒体Ｗの他の循環質量流が重畳される始動時あるいは低負荷運転中も、蒸発終点の位置が特に高い運転柔軟性のために変動できるように設計されている。そのために、流れ媒体が蒸気発生管６の終端でまだ完全に蒸発されていない始動時および低負荷運転中に、設計的に蒸発終点が過熱管１０の中に移動されるようにしなければならない。これを達成するために、転流管部材２０に気水分離機能が一体に組み入れられている。そのために、各転流管部材２０にそれぞれ気水分離要素３０が組み入れられている。これにより特に、水と蒸気との分離後に水・蒸気・混合体Ｗ、Ｄの過熱管１０への経費のかかる分配を不要にすることができる。
【００２７】
この実施例において、図１では１個しか見えていない気水分離要素３０は、各蒸気発生管６は１対１方式で後続の過熱管１０に接続されるように設計され、これにより、機能的および配管技術的に、気水分離が個別管の中に移動されている。これによって、水・蒸気・分離に関連して、蒸気発生管６から流出する流れ媒体の集合も、後続の過熱管１０に継続案内すべき流れ媒体の分配も不要となる。これによって特に簡単に、蒸発終点の過熱管１０の中への移動が可能とされる。しかし明らかに分かっているように、例えば１０本以下の過熱管１０への分配が行われるときも、過熱管１０への水・蒸気・混合体の十分一様な移送あるいは一様に分布された移送が可能である。
【００２８】
図２にあらためて部分的に拡大して示されたボイラ１の気水分離要素３０と補助構成要素とで形成された気水分離装置３１は、蒸気発生管６と過熱管１０の数に相応した数の気水分離要素３０を有し、その各気水分離要素３０はＴ形管部材の形に形成されている。そのため各気水分離要素３０は、前置接続された蒸気発生管６に接続された流入管部材３２を有し、この流入管部材３２はその長手方向に見て排水管部材３４に移行している。その移行部位３６において、後置接続された過熱管１０に接続された流出管部材３８が分岐している。この構造によって、気水分離要素３０は、前置接続された蒸気発生管６から流入管部材３２に流入する水・蒸気・混合体の慣性分離に対して設計されている。つまり、流入管部材３２内を流れる流れ媒体の水部分は、その比較的大きな慣性のために、移行部位３６で特に流入管部材３２の軸方向延長方向に真っ直ぐに流れ、これにより、排水管部材３４に達する。これに対して、流入管部材３２内を流れる水・蒸気・混合体の蒸気部分は、その比較的小さな慣性のために、強制的な方向転換に従い、これにより、流出管部材３８と転流管部材２０とを介して後置接続された過熱管１０に向けて流れる。
【００２９】
複数の気水分離要素３０は水出口側が群を成して共用出口管寄せ４０に、即ち、排水管部材３４を介して接続され、その場合、群を成して複数の出口管寄せ４０を設けることもできる。出口管寄せ４０はその出口側が共用集水タンク４２に、特に分離タンクに接続されている。
【００３０】
Ｔ形管部材として形成された気水分離要素３０は、その分離作用に関して最良に形成される。このための実施例は図３ａ〜図３ｄから理解できる。図３ａに示されているように、流入管部材３２がそれに続く排水管部材３４と共にほぼ直線的に形成され、その長手方向が水平線に対して傾斜されている。また図３ａの実施例において、流入管部材３２にエルボ状に湾曲管部材５０が前置接続されており、この湾曲管部材５０は、その湾曲と立体的配置とにより、流入管部材３２に流入する水を遠心力により好適に、流入管部材３２および排水管部材３４における流出管部材３８とは反対側の内面に押し付けるように作用する。これにより、水部分の排水管部材３４への継続搬送が助長され、これにより、分離作用が全体として向上する。
【００３１】
類似した分離作用の強化は、図３ｂに示されているように、流入管部材３２と排水管部材３４がほぼ水平に延びているときも、適当に湾曲された管部材５０が前置接続されていることにより達成できる。
【００３２】
図３ｃには、各気水分離要素３０が、前置接続された個々の蒸気発生管６を後置接続された複数ここでは２本の過熱管１０に接続している実施例が示されている。そのために、図３ｃの実施例において、流入管部材３２と排水管部材３４とにより形成された媒体通路から、２個の流出管部材３８が分岐し、その各流出管部材３８はそれぞれ後置接続された１本の過熱管１０に接続されている。分離された水の後置接続された出口管寄せ４０への流入を容易にするために、排水管部材３４は、図３ｄに示されているように、下向きに湾曲された管部材として形成されるか、あるいは相応して形成された部材を有する。
【００３３】
図１から理解できるように、集水タンク４２は出口側が排出管５２を介して排水系（図示せず）に接続されている。その代わりに、あるいはそれに加えて、排出管５２は直接あるいはエコノマイザ伝熱面（図示せず）介して、蒸気発生管６に前置接続された入口管寄せ１６に接続され、これにより、密閉循環回路が生じ、始動時あるいは低負荷運転中に運転信頼性を高めるために、蒸気発生管６に流入する流れ媒体にその密閉循環回路を介して補助循環流量が重畳される。運転上の要件あるいは需要に応じて、気水分離装置３１は、蒸気発生管６の出口に一緒に運ばれて来たほぼ全水量が、流れ媒体から分離され、蒸発された流れ媒体だけが過熱管１０に主に送られるように運転されることができる。
【００３４】
しかし、気水分離装置３１は、流れ媒体から全水量が分離されず、運ばれて来た水の部分流も蒸気Ｄと共に過熱管１０に送られるいわゆる余剰供給モードでも運転できる。この運転様式の場合、蒸発終点は過熱管１０の中に移動する。かかる余剰供給モードにおいて、まず集水タンク４２並びにそれに前置接続された出口管寄せ４０が水で完全に充填され、これにより、流出管部材３８が分岐している気水分離要素３０の移行部位３６まで滞留水が形成される。この滞留水によって、気水分離要素３０に流入する流れ媒体の水部分も、少なくとも部分的に方向転換作用を受け、これにより、蒸気と共に流出管部材３８の中に達する。蒸気と共に過熱管１０に供給される部分水流の高さは、一方では、それぞれ気水分離要素３０に供給される全水質量流量により、他方では、排水管部材３４を介して排出される部分水質量流量により決まる。これにより、供給される水質量流量および／又は排水管部材３４を介して排出される水質量流量の適当な変更によって、過熱管１０に送られる未蒸発流れ媒体の質量流量が調整される。これにより、上述した一方の量あるいは両方の量の制御によって、過熱管１０に送られる未蒸発流れ媒体の分量を、例えば過熱器伝熱面１２の終端に所定のエンタルピが生ずるように調整することができる。
【００３５】
このことを可能にするために、気水分離装置３１に制御装置６０が付設されている。この制御装置６０は入力側が、過熱器伝熱面１２の燃焼ガス側端におけるエンタルピに対する特性値を得るために形成された測定センサ６２に接続されている。制御装置６０は出力側が、集水タンク４２の排出管５２に挿入接続された調整弁６４に作用する。これにより、調整弁６４の的確な制御によって、気水分離装置３１から取り出される水質量流量が調整できる。また、この水質量流量は気水分離要素３０で流れ媒体から取り出され、続く集合装置に送られる。これによって、調整弁６４の制御によって、気水分離要素３０でそれぞれ分岐される水流の制御、および従って分離後になお流れ媒体内で過熱管１０に送られる水部分の制御が可能とされる。その代わりに、あるいはそれに加えて、制御装置６０は循環ポンプにも作用し、これにより、気水分離装置３１への媒体の流入率も相応して調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】竪形構造のボイラの概略構成図。
【図２】図１における貫流ボイラの気水分離装置の部分概略図。
【図３ａ】気水分離要素の図１とは異なる実施例の部分概略図。
【図３ｂ】気水分離要素のさらに異なる実施例の部分概略図。
【図３ｃ】気水分離要素のさらに異なる実施例の部分概略図。
【図３ｄ】気水分離要素のさらに異なる実施例の部分概略図。
【符号の説明】
【００３７】
１    ボイラ
４    煙道（高温ガス通路）
６    蒸気発生管
１０    過熱管
１２    過熱器伝熱面
２０    転流管部材
３０    気水分離要素
３１    気水分離装置
３２    流入管部材
３４    排水管部材
３６    移行部位
３８    流出管部材
４０    出口管寄せ
４２    集水タンク
５０    湾曲管
６０    制御装置
６４    調整弁
【図１】
2008534909.tif 000003
【図２】
2008534909.tif 000004
【図３ａ】
2008534909.tif 000005
【図３ｂ】
2008534909.tif 000006
【図３ｃ】
2008534909.tif 000007
【図３ｄ】
2008534909.tif 000008
【国際調査報告】
2008534909.tif 000009
2008534909.tif 000010
2008534909.tif 000011
2008534909.tif 000012
2008534909.tif 000013
2008534909.tif 000014