(57)【要約】  排熱回収ボイラは、蒸発器から水及び蒸気の流れを受け取るための第１の蒸気ドラム１１８ａを有する。第１の蒸気ドラムは、水及び蒸気の流れを第２の蒸気ドラムに提供するように適応されている。第２の蒸気ドラム１１８ｂは、第１の蒸気ドラムと流体接続しており、第１の蒸気ドラムから水及び蒸気の流れを受け取り、水及び蒸気の流れから蒸気を分離して、分離された蒸気を形成する。第２の蒸気ドラムに配置された蒸気流れ出口１５６が設けられており、該蒸気流れ出口は、第２の蒸気ドラムから、分離された蒸気を放出するように適応されている。
2014513261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排熱回収ボイラであって、
蒸発器から水及び蒸気の流れを受け取るための第１の蒸気ドラムであって、水及び蒸気の流れを第２の蒸気ドラムへ提供するように適応された第１の蒸気ドラムと、
前記第１の蒸気ドラムと流体接続された第２の蒸気ドラムであって、第１の蒸気ドラムから前記水及び蒸気の流れを受け取りかつ前記水及び蒸気の流れから蒸気を分離して、分離された蒸気を形成するための、第２の蒸気ドラムと、
該第２の蒸気ドラムに配置された、該第２の蒸気ドラムから前記分離された蒸気を解放するように適応された蒸気流れ出口と、を備えることを特徴とする、排熱回収ボイラ。
【請求項２】
前記第１の蒸気ドラム及び前記第２の蒸気ドラムは、等しい圧力で作動させられる、請求項１記載の排熱回収ボイラ。
【請求項３】
前記第１の蒸気ドラム及び前記第２の蒸気ドラムは、鉛直軸線に沿って配置されており、前記第１の蒸気ドラムの上方に前記第２の蒸気ドラムが位置決めされている、請求項１記載の排熱回収ボイラ。
【請求項４】
前記第２の蒸気ドラムの底部における少なくとも１つの流れ入口をさらに備え、該流れ入口は、前記第１の蒸気ドラムから前記水及び蒸気の流れを受け取るように適応されている、請求項１記載の排熱回収ボイラ。
【請求項５】
前記第２の蒸気ドラムにおける少なくとも１つの流れ入口と流体接続した少なくとも１つの蒸気分離器をさらに備える、請求項４記載の排熱回収ボイラ。
【請求項６】
前記蒸気流れ出口は、前記第２の蒸気ドラムの上部に配置されている、請求項４記載の排熱回収ボイラ。
【請求項７】
前記第１の蒸気ドラムは、内径及び壁厚を有する、請求項１記載の排熱回収ボイラ。
【請求項８】
前記第２の蒸気ドラムの内径は、前記第１の蒸気ドラムの内径と等しい、請求項７記載の排熱回収ボイラ。
【請求項９】
前記第２の蒸気ドラムの壁厚は、前記第１の蒸気ドラムの壁厚と等しい、請求項７記載の排熱回収ボイラ。
【請求項１０】
排熱回収ボイラであって、
内径及び壁厚を有する第１の蒸気ドラムであって、蒸気の第１の流れを生じるように蒸発器から水及び蒸気の第１の流れを受け取るように適応された第１の蒸気ドラムと、
内径及び壁厚を有する第２の蒸気ドラムであって、蒸気の第２の流れを生じるように蒸発器から水及び蒸気の第２の流れを受け取るように適応された第２の蒸気ドラムとを備え、
前記第１の蒸気ドラム及び前記第２の蒸気ドラムは等しい圧力で作動させられることを特徴とする、排熱回収ボイラ。
【請求項１１】
前記第１の蒸気ドラムの内径は、前記第２の蒸気ドラムの内径と等しい、請求項１０記載の排熱回収ボイラ。
【請求項１２】
前記第１の蒸気ドラム及び前記第２の蒸気ドラムは、水平軸線上に配置されている、請求項１０記載の排熱回収ボイラ。
【請求項１３】
前記第１の蒸気ドラムは、前記第２の蒸気ドラムと流体接続している、請求項１２記載の排熱回収ボイラ。
【請求項１４】
前記第１の蒸気ドラムは、第１の蒸気流れ出口を有し、前記第２の蒸気ドラムは、第２の蒸気流れ出口を有する、請求項１０記載の排熱回収ボイラ。
【請求項１５】
排熱回収ボイラにおいて蒸気を発生する方法であって、
蒸発器から第１の蒸気ドラムへ水及び蒸気の第１の流れを提供し、
前記第１の蒸気ドラムから第２の蒸気ドラムへ水及び蒸気の第２の流れを提供し、
前記第２の蒸気ドラムにおいて水及び蒸気の流れから蒸気を分離して蒸気の流れを発生することを含み、前記第１の蒸気ドラムの第１の圧力は前記第２の蒸気ドラムの第２の圧力と等しいことを特徴とする、排熱回収ボイラにおいて蒸気を発生する方法。
【請求項１６】
前記第１の蒸気ドラムは、内径及び壁厚を有し、前記第２の蒸気ドラムは、内径及び壁厚を有する、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の蒸気ドラムの内径は、前記第２の蒸気ドラムの内径と等しく、前記第１の蒸気ドラムの壁厚は、前記第２の蒸気ドラムの壁厚と等しい、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
排熱回収ボイラにおいて蒸気を発生する方法であって、
蒸発器から第１の蒸気ドラムへ水及び蒸気の第１の流れを提供して前記水及び蒸気の第１の流れから蒸気を分離することにより第１の蒸気流を発生し、
蒸発器から第２の蒸気ドラムへ水及び蒸気の第２の流れを提供して水及び蒸気の第２の流れから蒸気を分離することにより第２の蒸気流を発生することを含み、
前記第１の蒸気ドラムの第１の圧力は前記第２の蒸気ドラムの第２の圧力と等しいことを特徴とする、排熱回収ボイラにおいて蒸気を発生する方法。
【請求項１９】
前記第１の蒸気ドラムを前記第２の蒸気ドラムに接続ラインを用いて接続することをさらに含み、該接続ラインは、第１及び第２の蒸気ドラムのそれぞれにおける水の量を平衡させる、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の蒸気ドラムは、内径及び第１の壁厚を有し、前記第２の蒸気ドラムは、内径及び壁厚を有し、前記第１の蒸気ドラムの内径は、前記第２の蒸気ドラムの内径と等しく、前記第１の蒸気ドラムの壁厚は、前記第２の蒸気ドラムの壁厚と等しい、請求項１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
ここに開示された内容は、概して、高圧蒸気ドラムを有する排熱回収ボイラに関する。特に、ここに開示された内容は、等しい圧力で作動させられる複数の蒸気ドラムを有するシステムに関する。
【０００２】
背景
排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）は、ガスタービン又は同様の発生源からの排ガス流に含有された熱を回収し、水を蒸気に変換するために使用される。全体的なプラント効率を最適化するために、ＨＲＳＧは、選択された圧力において作動する１つ以上の蒸気発生回路を有する。
【０００３】
自然循環及び補助循環ボイラは、高圧で作動する蒸気ドラムを利用し、この蒸気ドラムにおいて蒸気が水から分離される。蒸気ドラムは、流体密度及び作動条件の変化によるドラムにおける水レベルの変化を許容するように十分な体積を有するべきである。ドラムの長さはしばしば空間的制約により制限されているので、所要の体積はドラムの内径を増大することによって得られる。しかしながら、ドラム壁における許容可能な応力レベルを維持するために、内径が増大されると、ドラム壁の厚さが増大されなければならない。
【０００４】
より厚い壁を加熱するためにより長い時間がかかるので、増大されたドラム壁厚さは、ボイラ始動時の壁内温度勾配を増大する。壁内温度勾配のこの増大は、蒸気ドラム壁における熱応力を増大させ、これは、ひいては、き裂の形態の蒸気ドラム壁の摩耗を生じる。蒸気ドラム壁のき裂は、メンテナンス及び修理を要請し、これは、プラントの停止及び追加的な出費を生ずる。
【０００５】
ここに説明される構成及び作動方法は、現在のシステムにおいて見られる上述の欠点を軽減又は排除すると考えられる。
【０００６】
概要
ここに記載される態様によれば、蒸発器から水及び蒸気の流れを受け取るための第１の蒸気ドラムであって、水及び蒸気の流れを第２の蒸気ドラムへ提供するように適応された第１の蒸気ドラムと、第１の蒸気ドラムと流体接続された第２の蒸気ドラムであって、第１の蒸気ドラムから水及び蒸気の流れを受け取りかつ水及び蒸気の流れから蒸気を分離して、分離された蒸気を形成するための、第２の蒸気ドラムと、第２の蒸気ドラムに配置された、第２の蒸気ドラムから分離された蒸気を解放するように適応された蒸気流出口と、を備える排熱回収ボイラが提供される。
【０００７】
ここに記載される別の態様において、内径及び壁厚を有する第１の蒸気ドラムであって、蒸気の第１の流れを生じるように蒸発器から水及び蒸気の第１の流れを受け取るように適応された第１の蒸気ドラムと、内径及び壁厚を有する第２の蒸気ドラムであって、蒸気の第２の流れを生じるように蒸発器から水及び蒸気の第２の流れを受け取るように適応された第２の蒸気ドラムとを備え、第１の蒸気ドラム及び第２の蒸気ドラムは等しい圧力で作動させられる、排熱回収ボイラが提供される。
【０００８】
ここに記載された別の態様において、蒸発器から第１の蒸気ドラムへ水及び蒸気の第１の流れを提供し、第１の蒸気ドラムから第２の蒸気ドラムへ水及び蒸気の第２の流れを提供し、蒸気の流れを発生するために第２のドラムにおいて水及び蒸気の流れから蒸気を分離することを含み、第１の蒸気ドラムの第１の圧力は第２の蒸気ドラムの第２の圧力と等しい、排熱回収ボイラにおいて蒸気を発生する方法が提供される。
【０００９】
ここに記載された別の態様において、蒸発器から第１の蒸気ドラムへ水及び蒸気の第１の流れを提供して水及び蒸気の第１の流れから蒸気を分離することにより第１の蒸気流を発生し、蒸発器から第２の蒸気ドラムへ水及び蒸気の第２の流れを提供して水及び蒸気の第２の流れから蒸気を分離することにより第２の蒸気流を発生することを含み、第１の蒸気ドラムの第１の圧力は第２の蒸気ドラムの第２の圧力と等しい、排熱回収ボイラにおいて蒸気を発生する方法が提供される。
【００１０】
上述のシステム及び方法、並びにその他の特徴は、以下の図面及び詳細な説明によって例示される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】水平排熱回収ボイラの概略的な斜視図である。
【図２】鉛直に配列された複数の蒸気ドラムの断面図である。
【図３】水平に配列された複数の蒸気ドラムの断面図である。
【図４】水平に配列された複数の蒸気ドラムの断面図である。
【００１２】
詳細な説明
図１に示すように、参照符号１００によって概して示された排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）は水平型のものであるが、ここに記載されるシステム及び方法は、鉛直方向のガス流を用いるユニットにも等しく適用可能であってよい。
【００１３】
ＨＲＳＧ１００は、ガスタービンによって発生された排ガスに含まれる熱を捕捉及び利用することによって蒸気を発生する。次いで、発生された蒸気は、蒸気タービンを備えた発電機を駆動するために使用されても、プロセス蒸気として使用されてもよい。
【００１４】
ＨＲＳＧ１００は、拡大入口移行ダクト１１０を有し、この拡大入口移行ダクト１１０において、ガス流１１１は、入口ダクト１１２から、熱伝達面１１４を有するＨＲＳＧの最大断面積部１１３へ拡大させられる。熱伝達面１１４は、様々なチューブバンク１１６ａ〜１１６ｅを有し、これらのチューブバンクは、ガス流１１１から、チューブバンクに含まれた水などの媒体へ熱を伝達する。熱伝達面１１４の様々なチューブバンク１１６ａ〜１１６ｅは、例えば、低圧エコノマイザ、低圧蒸発器、高圧蒸発器、高圧過熱器、発生管、降下管を含んでよい。図１には、蒸気ドラム１１８及び煙突１２０も示されている。
【００１５】
ガス流１１１に存在する熱は、ガス流から熱伝達面１１４へ伝達される。熱の伝達は、高温の水及び蒸気の組合せを発生し、この組合せは、蒸気ドラム１１８へ提供され、蒸気ドラム１１８は水から蒸気を分離する。蒸気は、例えば発電などのさらなるプロセスにおいて使用されてよい。その間に、ガス流１１１は冷却され、冷却されたガス流１２１を形成し、この冷却されたガス流１２１は、煙突１２０を通じて環境へ放出される。図１には示されていないが、冷却されたガス流１２１は、煙突１２０を通じて環境へ放出される前に、さらなる処理、例えば汚染物除去を受けてもよい。
【００１６】
図１に示したように、ＨＲＳＧ１００は、１つの蒸気ドラム１１８を有する。しかしながら、ＨＲＳＧ１００が２つ以上の蒸気ドラム１１８を有し、各蒸気ドラム１１８が、蒸気を発生するために異なる圧力で作動することも考えられる。例えば、ＨＲＳＧ１００は、高圧蒸気ドラム、中圧蒸気ドラム、低圧蒸気ドラム、又はそれらの組合せを有してよい。高圧ドラム、中圧ドラム及び低圧ドラムの作動圧力は、システムごとに異なり、システムにおいて実現されるパラメータに応じて異なる。
【００１７】
１つの実施の形態において、図２に示すように、ＨＲＳＧ１００は、２つの蒸気ドラム、すなわち第１の蒸気ドラム１１８ａと、第２の蒸気ドラム１１８ｂとを有する。第１の蒸気ドラム１１８ａ及び第２の蒸気ドラム１１８ｂは、等しい圧力で作動させられる。従って、蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂは、両方とも高圧蒸気ドラム、中圧蒸気ドラム、又は低圧蒸気ドラムである。１つの実施の形態において、第１の蒸気ドラム１１８ａ及び第２の蒸気ドラム１１８ｂは、高圧蒸気ドラムである。第１の蒸気ドラム１１８ａ及び第２の蒸気ドラム１１８ｂが作動させられる特定の圧力は、これらの蒸気ドラムが使用されているシステムに依存する。
【００１８】
第１の蒸気ドラム１１８ａは、第１の蒸気ドラム１１８ａを水供給源（図示せず）に流体接続する給水ノズル１２２を有する。水の流れ１２３は、給水ノズル１２２を通じて第１の蒸気ドラム１１８ａへ提供され、蒸発器において蒸発させられる水を構成する。
【００１９】
水及び蒸気の付加的な流れ１２４は、少なくとも１つの流れ入口１２６を通じて第１の蒸気ドラム１１８ａへ提供される。水及び蒸気の流れ１２４は、発生管のグループを通じて第１の蒸気ドラム１１８ａに提供され、発生管のグループは、ガス流１１１（図１に示されている）と熱を交換することによって蒸気の発生を可能にする。発生管は、一まとめにされて、立上り管１２８によって第１の蒸気ドラム１１８ａに接続されていてよい。
【００２０】
図２は、２つの流れ入口１２６を示すが、第１の蒸気ドラム１１８ａは、図示したよりも多い又は少ない流れ入口を有してよいと考えられる。第１の蒸気ドラム１１８ａにおける流れ入口１２６の数は、立上り管１２８の数によって決まり、これらの立上り管１２８は、第１の蒸気ドラムと流体接続しており、第１の蒸気ドラムを蒸発器１２９に接続している。
【００２１】
図２に示すように、流れ入口１２６は、第１の蒸気ドラム１１８ａの底部１３０に配置されている。 水及び蒸気の流れ１２４は、第１の蒸気ドラム１１８ａに進入し、給水ノズル１２２を通じて第１の蒸気ドラムに提供される水１２３と合流する。第１の蒸気ドラム１１８ａは、水１２３を利用して、ドラムから出る蒸気に変換し、水及び蒸気の流れ１３２として第２の蒸気ドラム１１８ｂへ水及び蒸気を提供するように適応されている。
【００２２】
第１の蒸気ドラム１１８ａにおける水は、水及び蒸気の流れ１３２よりも密度が高く、降下管１３８に接続された出口１３６を通じて水の流れ１３４として第１の蒸気ドラムから出る。
【００２３】
水及び蒸気の流れ１３２は、第１の蒸気ドラム１１８ａの上部１４０まで上昇し、少なくとも１つの出口１４２を通じて第１の蒸気ドラムから出る。図２に示すように、第１の蒸気ドラム１１８ａは、２つの出口１４２を有し、これらは、第２の蒸気ドラム１１８ｂとの第１の蒸気ドラム１１８ａの流体接続を容易にする。２つの出口１４２が図２に示されているが、より多い又は少ない出口１４２が第１の蒸気ドラム１１８ａにおいて使用されてよいと考えられる。
【００２４】
水及び蒸気の流れ１３２は、１つ以上の接続ライン１４４を通じて第２の蒸気ドラム１１８ｂへ提供される。図２に示すように、第１の蒸気ドラム１１８ａを第２の蒸気ドラム１１８ｂに流体接続する２つの接続ライン１４４が設けられている。しかしながら、２つの蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂを接続するために、より多い又は少ない接続ライン１４４を使用することができると考えられる。
【００２５】
さらに図２を参照すると、第１の蒸気ドラム１１８ａ及び第２の蒸気ドラム１１８ｂは、鉛直軸線に沿って配置されており、第１の蒸気ドラムの上方に第２の蒸気ドラムが位置決めされている。図２に示すように、各蒸気ドラム１１８ａ及び１１８ｂの中心点ＣはＹ軸上に位置決めされている。鉛直の配列は、水及び蒸気の流れ１２４が、第１の蒸気ドラム１１８ａの底部１３０に進入し、水及び蒸気の流れ１３２として少なくとも１つの出口１４２を通じて第１の蒸気ドラムから出ることを可能にする。水及び蒸気の流れ１３２は、第１の蒸気ドラム１１８ａの上部１４０へ上昇し、少なくとも１つの接続ライン１４４を通じて第２の蒸気ドラム１１８ｂへ提供される。
【００２６】
蒸気ドラム１１８ａ及び１１８ｂは、Ｙ軸に沿って鉛直に配列されて示されているが、蒸気ドラムは、水平配列、又は鉛直配列と水平配列との間のあらゆる配列を含む、あらゆる配列で配置されてよいと考えられる。
【００２７】
上昇して第１の蒸気ドラム１１８ａから出た後、水及び蒸気の流れ１３２は第２の蒸気ドラム１１８ｂへ提供され、この第２の蒸気ドラム１１８ｂにおいて、蒸気は水から分離される。水及び蒸気の流れ１３２は、第２の蒸気ドラムの底部１４８に配置された少なくとも１つの流れ入口１４６を通じて第２の蒸気ドラム１１８ｂに進入する。
【００２８】
蒸気分離器１５０は、流れ入口１４６と流体接続している。図２に示すように、第２の蒸気ドラム１１８ｂは、２つの流れ入口１４６と、２つの蒸気分離器１５０とを有する。しかしながら、第２の蒸気ドラム１１８ｂは、より多い又は少ない流れ入口１４６及び蒸気分離器１５０を有してよく、その数は、第１の蒸気ドラム１１８ａからの接続ライン１４４の数に応じて異なってよいと考えられる。
【００２９】
第２の蒸気ドラム１１８ｂにおいて、蒸気は、水及び蒸気の流れ１３２から分離され、分離された蒸気１５２を形成する。分離された蒸気１５２は、第２の蒸気ドラム１１８ｂの上部１５４まで上昇し、蒸気流れ出口１５６を通じて出る。図２に示すように、蒸気流れ出口１５６は、第２の蒸気ドラム１１８ｂの上部１５４に配置されており、流れ入口１４６の位置と反対側に設けられている。蒸気流れ出口の異なる配列及び位置決めが用いられてよいと考えられる。
【００３０】
同じ圧力で作動させられる２つ以上のドラムの使用により、使用者は、ただ１つの蒸気ドラムにおいて使用される圧力及び体積を維持しつつ、蒸気ドラムの壁１５８の厚さｔを減じることができる。ＨＲＳＧ１００において使用される蒸気ドラムの壁厚ｔを減じることによって、ボイラ始動時の壁１５８を通じた加熱の応力（「熱応力」と称される）が減じられる。壁１５８における熱応力の減少は、壁におけるき裂形成を減じる又は排除する。壁１５８におけるき裂形成の減少又は排除は、より多くの始動サイクルを許容し、蒸気ドラムを保守又は交換するために必要なプラント停止時間を短縮する。
【００３１】
図２に示すように、第１及び第２の蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂは、同じ内径Ｄ及び同じ壁厚ｔを有する。第１及び第２の蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂの内径Ｄ及び壁厚ｔの変化は、この実施の形態の範囲内である。しかしながら、第１の蒸気ドラム１１８ａの内径Ｄ及び／又は壁厚ｔは、第２の蒸気ドラム１１８ｂの内径Ｄ及び／又は壁厚ｔより大きくても、小さくてもよいと考えられる。従って、１つの実施の形態において、第１の蒸気ドラム１１８ａの内径Ｄは、第２の蒸気ドラム１１８ｂの内径Ｄと異なる一方で、別の実施の形態では、第１の蒸気ドラムの壁厚ｔは、第２の蒸気ドラムの壁厚ｔと異なる。
【００３２】
第１及び第２の蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂの内径Ｄは、第１及び第２の蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂの合計体積と同じ体積を有する１つのドラムを使用するシステムの内径よりも小さいと考えられる。同様に、第１及び第２の蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂの壁厚ｔは、第１及び第２の蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂの合計体積と同じ体積を有する１つのドラムを使用するシステムの壁厚よりも小さいと考えられる。
【００３３】
第１及び第２の蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂの内径Ｄ及び壁厚ｔは、システムごとに、またシステムにおいて使用されるパラメータ、例えば、圧力、体積に応じて異なる。標準的な１つの高圧蒸気ドラムは、約１７００ミリメートル（ｍｍ）〜約２０００ｍｍの内径と、約８０ｍｍ〜約１２５ｍｍの範囲の壁厚とを有する。１つの実施例では、１つの蒸気ドラムの体積は、２つの蒸気ドラム、例えば、第１及び第２の蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂを使用し、直径及び壁厚を、１つのドラムの値の約半分（０．５０）〜約４分の３（０．７５）に減じることによって維持することができる。１つの実施の形態では、１つの蒸気ドラムの体積は、２つの蒸気ドラム、例えば、第１及び第２の蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂを使用し、直径及び壁厚を、１つのドラムについての値の０．７０７に減じることによって維持することができる。従って、２つの蒸気ドラムは、１つの蒸気ドラムを形成するために利用されるのとほぼ同じ量の材料を使用して形成することができる。
【００３４】
ここで図３を参照すると、ＨＲＳＧにおいて使用される蒸気ドラムは、同じ圧力で作動させられる少なくとも２つの蒸気ドラムを含んでよい。図３は、２つの蒸気ドラム、すなわち第１の蒸気ドラム１１８ａと、第２の蒸気ドラム１１８ｂとを示す。第１の蒸気ドラム１１８ａは、第２の蒸気ドラム１１８ｂが作動させられる圧力と等しい圧力で作動させられる。従って、蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂは、両方とも高圧蒸気ドラム、中圧蒸気ドラム、又は低圧蒸気ドラムである。１つの実施の形態において、第１の蒸気ドラム１１８ａ及び第２の蒸気ドラム１１８ｂは、高圧蒸気ドラムである。
【００３５】
以下に詳細に説明するように、図３に示された蒸気ドラムは、それぞれ独立して蒸気を分離し、蒸気の別個の独立した流れを形成する。これにより、ＨＲＳＧ１００は、より多くの蒸気を発生するために３つ以上の蒸気ドラム１１８を有するように適応させることができる。
【００３６】
さらに図３を参照すると、第１の蒸気ドラム１１８ａは、蒸発器１６２から水及び蒸気の第１の流れ１６０を受け取るように適応させられている。水及び蒸気の第１の流れ１６０は、流れ入口１２６を通じて第１の蒸気ドラム１１８ａに進入し、水ライン１６３を通じて提供される、第１の蒸気ドラムに存在する水１２２と合流させられる。図３に示すように、流れ入口１２６は、第１の蒸気ドラム１１８ａの底部１３０に配置されている。第１の蒸気ドラム１１８ａが２つ以上の流れ入口１２６を有することも考えられる。図２と同様に、蒸発器１６２からの水及び蒸気の第１の流れ１６０は、立上り管１２８を通じて第１の蒸気ドラム１１８ａへ提供されてよい。
【００３７】
第１の蒸気ドラム１１８ａは、水及び蒸気の流れから蒸気を分離し、蒸気の第１の流れ１６４を発生する。蒸気の第１の流れ１６４は、蒸気流れ出口１６６を通じて第１の蒸気ドラム１１８ａから出る。図３に示すように、蒸気流れ出口１６６は、流れ入口１２６とは反対側に第１の蒸気ドラム１１８ａの上部１４０に配置されている。
【００３８】
図３に示したように、ＨＲＳＧ１００において使用される蒸気ドラムは、第２の蒸気ドラム１１８ｂも有する。第２の蒸気ドラム１１８ｂは、蒸発器１６２から水及び蒸気の第２の流れ１６８を受け取るように適応させられている。水及び蒸気の第２の流れ１６８は、流れ入口１７０を通じて第２の蒸気ドラム１１８ｂに進入し、水ライン１７１を通じて提供される水と合流させられる。図３に示すように、流れ入口１７０は、第２の蒸気ドラム１１８ｂの底部１４８に配置されている。
【００３９】
図３には示されていないが、第２の蒸気ドラム１１８ｂが２つ以上の流れ入口１７０を有することも考えられる。水及び蒸気の第２の流れ１６８は、立上り管１２８を通じて第２の蒸気ドラム１１８ｂへ提供される。
【００４０】
第２の蒸気ドラム１１８ｂは、水及び蒸気の流れ１６８から蒸気を分離し、蒸気の第２の流れ１７２を発生する。蒸気の第２の流れ１７２は、第２の蒸気流れ出口１７４を通じて第２の蒸気ドラム１１８ｂから出る。図３に示すように、第２の蒸気流れ出口１７４は、流れ入口１７０とは反対側に第２の蒸気ドラム１１８ｂの上部１５４に配置されている。
【００４１】
図３に示された構成における第１及び第２の蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂは、同じ内径Ｄ及び同じ壁厚ｔを有する。 第１及び第２の蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂの内径Ｄ及び壁厚ｔの変化は、この実施の形態の範囲内である。しかしながら、第１の蒸気ドラム１１８ａの内径Ｄ及び／又は壁厚ｔは、第２の蒸気ドラム１１８ｂの内壁直径Ｄ及び／又は壁厚より大きくても、小さくてもよいと考えられる。従って、１つの実施の形態において、第１の蒸気ドラム１１８ａの内径Ｄは、第２の蒸気ドラム１１８ｂの内径Ｄと異なる一方で、別の実施の形態では、第１の蒸気ドラムの壁厚ｔは、第２の蒸気ドラムの壁厚ｔと異なる。
【００４２】
図３に示された実施の形態において使用される蒸気ドラム、例えば、第１及び第２の蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂ、及びあらゆる付加的な蒸気ドラムの内径Ｄは、第１及び第２の蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂの合計体積と同じ体積を有する１つのドラムを使用するシステムの内径よりも小さいと考えられる。同様に、図３に示された実施の形態において使用される蒸気ドラム、例えば、第１及び第２の蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂ、及びあらゆる付加的な蒸気ドラムの壁厚ｔは、第１及び第２の蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂの合計体積と同じ体積を有する１つのドラムを使用するシステムの壁厚よりも小さいと考えられる。
【００４３】
第１及び第２の蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂの内径Ｄ及び壁厚ｔは、システムごとに、またシステムにおいて使用されるパラメータ、例えば、圧力、体積に応じて異なる。標準的な１つの高圧蒸気ドラムは、約１７００ミリメートル（ｍｍ）〜約２０００ｍｍの内径と、約８０ｍｍ〜約１２５ｍｍの範囲の壁厚とを有する。１つの実施例では、１つの蒸気ドラムの体積は、２つの蒸気ドラム、例えば、第１及び第２の蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂを使用し、直径及び壁厚を、１つのドラムの値の約半分（０．５０）〜約４分の３（０．７５）に減じることによって維持することができる。１つの実施の形態では、１つの蒸気ドラムの体積は、２つの蒸気ドラム、例えば、第１及び第２の蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂを使用し、直径及び壁厚を、１つのドラムについての値の０．７０７に減じることによって維持することができる。従って、２つの蒸気ドラムは、１つの蒸気ドラムを形成するために利用されるのとほぼ同じ量の材料を使用して形成することができる。
【００４４】
図３に示された第１及び第２の蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂは、水平軸線Ｘに沿って配置されており、互いに別個にかつ独立して作動する。ＨＲＳＧ１００に加えられた付加的な蒸気ドラムも、水平軸線Ｘに沿って配置される。
【００４５】
蒸気ドラム１１８ａ及び１１８ｂは、Ｘ軸に沿って水平に配列されて示されているが、蒸気ドラムは、鉛直配列、又は鉛直配列と水平配列との間のあらゆる配列を含む、あらゆる配列で配置されてよいと考えられる。
【００４６】
図３に示すように、蒸気の第２の流れ１７２は、蒸気の第１の流れ１６４と合流する。しかしながら、蒸気の第１及び第２の流れ１６４，１７２は合流させられなくてもよいと考えられる。蒸気の流れ１６４，１７２は、ＨＲＳＧ１００における他のところで使用されてよい。
【００４７】
ここで図４を参照すると、１つの実施の形態では、第１の蒸気ドラム１１８ａは、少なくとも１つの接続ライン１７８を通じて第２の蒸気ドラム１１８ｂと流体接続している。接続ライン１７８は、第１及び第２の蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂの間の水の流れを促進し、これにより、両ドラムにおける水の体積は互いに利用可能となり、各ドラムに水の同じレベルを維持する。第１又は第２の蒸気ドラム１１８ａ，１１８ｂのいずれかにおいて付加的な水が必要であるならば、水ライン１６３，１７１を通じて水を加えることができる。
【００４８】
第３の蒸気ドラム（図示せず）が接続ライン１７８を介して第２の蒸気ドラム１１８ｂに流体接続されていてよいと考えられる。付加的な蒸気ドラム、例えば、第４及び第５の蒸気ドラム等が、図４のＨＲＳＧ１００に加えられてよい。
【００４９】
様々な典型的な実施の形態を参照して発明を説明したが、発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更が加えられてよく、前記実施の形態の要素の代わりに均等物が代用されてよいことが理解されるであろう。加えて、発明の基本的な範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を発明の開示に適応させるために、多くの変更がなされてよい。従って、本発明を実施するために考えられた最良の形態として開示された特定の実施の形態に発明は限定されないが、発明は、添付の請求の範囲に該当する全ての実施の形態を含むことが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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