(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンと、
前記ガスタービンから排出される排ガスを加熱源とするボイラと、
前記ボイラで発生した高圧蒸気により駆動する高圧蒸気タービンと、
前記ボイラで発生した中圧蒸気により駆動する中圧蒸気タービンと、
前記ボイラで発生した低圧蒸気および前記中圧蒸気タービンを経た蒸気により駆動する低圧蒸気タービンと、
前記低圧蒸気タービンを経た蒸気を復水にする復水器と、
前記復水器からの前記復水を前記ボイラに供給する復水ポンプと、
を備えるコンバインドサイクルプラントであって、
前記ボイラは、
前記復水ポンプの下流側にて高圧給水ポンプにより供給された水を加熱する高圧節炭器と、
前記高圧節炭器で加熱された水を蒸発させる高圧蒸発器と、
前記高圧蒸発器から送出される前記蒸気を過熱して過熱蒸気を生成する高圧過熱器と、
前記高圧給水ポンプを経て前記高圧節炭器を通過した水を冷却水として前記高圧過熱器の入口側の前記蒸気に混合させる高圧系の冷却装置と、
前記復水ポンプの下流側にて中圧給水ポンプにより供給された水を加熱する中圧節炭器と、
前記中圧節炭器で加熱された水を蒸発させる中圧蒸発器と、
前記中圧蒸発器から送出される前記蒸気を過熱して過熱蒸気を生成する中圧過熱器と、
前記中圧過熱器および前記高圧蒸気タービンから送出される前記蒸気を過熱する再熱器と、
前記中圧給水ポンプを経て前記中圧節炭器を通過した水を冷却水として前記再熱器の入口側の前記蒸気に混合させる中圧系の冷却装置と、
を備えることを特徴とするコンバインドサイクルプラント。
【請求項２】
前記ボイラは、前記高圧節炭器で加熱された水が流れ込み、かつ前記高圧蒸発器と接続された高圧ドラムを有し、かつ、前記中圧節炭器で加熱された水が流れ込み、かつ前記中圧蒸発器と接続された中圧ドラムを有しており、前記高圧系の冷却装置は、前記高圧節炭器と前記高圧ドラムとを接続する接続ラインから前記冷却水を取り出し、かつ前記中圧系の冷却装置は、前記中圧節炭器と前記中圧ドラムとを接続する接続ラインから前記冷却水を取り出すことを特徴とする請求項１に記載のコンバインドサイクルプラント。
【請求項３】
前記ボイラは、各前記接続ラインにそれぞれ流量調整弁が設けられており、前記高圧系の冷却装置は、前記接続ラインの前記高圧節炭器と前記流量調整弁との間から前記冷却水を取り出し、前記中圧系の冷却装置は、前記接続ラインの前記中圧節炭器と前記流量調整弁との間から前記冷却水を取り出すことを特徴とする請求項２に記載のコンバインドサイクルプラント。
【請求項４】
前記ボイラは、前記高圧過熱器が、前記高圧蒸発器から送出される前記蒸気を過熱する高圧一次過熱器と、前記高圧一次過熱器から送出される過熱蒸気をさらに過熱する高圧二次過熱器とを有し、かつ前記再熱器が、前記中圧過熱器および前記高圧蒸気タービンから送出される前記蒸気を過熱する一次再熱器と、前記一次再熱器から送出される過熱蒸気をさらに過熱する二次再熱器とを有しており、前記高圧系の冷却装置は、前記高圧一次過熱器と前記高圧二次過熱器との間にて前記冷却水を供給させ、かつ前記中圧系の冷却装置は、前記一次再熱器と前記二次再熱器との間にて前記冷却水を供給させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のコンバインドサイクルプラント。
【請求項５】
ガスタービンと、
前記ガスタービンから排出される排ガスを加熱源とするボイラと、
前記ボイラで発生した高圧蒸気により駆動する高圧蒸気タービンと、
前記ボイラで発生した中圧蒸気により駆動する中圧蒸気タービンと、
前記ボイラで発生した低圧蒸気および前記中圧蒸気タービンを経た蒸気により駆動する低圧蒸気タービンと、
前記低圧蒸気タービンを経た蒸気を復水にする復水器と、
前記復水器からの前記復水を前記ボイラに供給する復水ポンプと、
を備えるコンバインドサイクルプラントにおける前記ボイラの蒸気冷却方法において、
前記ボイラは、
前記復水ポンプの下流側にて高圧給水ポンプにより供給された水を加熱する高圧節炭器と、
前記高圧節炭器で加熱された水を蒸発させる高圧蒸発器と、
前記高圧蒸発器から送出される前記蒸気を過熱して過熱蒸気を生成する高圧過熱器と、
前記復水ポンプの下流側にて中圧給水ポンプにより供給された水を加熱する中圧節炭器と、
前記中圧節炭器で加熱された水を蒸発させる中圧蒸発器と、
前記中圧蒸発器から送出される前記蒸気を過熱して過熱蒸気を生成する中圧過熱器と、
前記中圧過熱器および前記高圧蒸気タービンから送出される前記蒸気を過熱する再熱器と、
を備えており、
前記高圧給水ポンプを経て前記高圧節炭器を通過した水を取り出し、当該水を冷却水として前記高圧過熱器の入口側の前記蒸気に混合させ、かつ前記中圧給水ポンプを経て前記中圧節炭器を通過した水を取り出し、当該水を冷却水として前記再熱器の入口側の前記蒸気に混合させることを特徴とするボイラの蒸気冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ、コンバインドサイクルプラント並びにボイラの蒸気冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１は、排ガスを利用して節炭器で水を熱しドラムから発生する飽和蒸気を過熱器で過熱蒸気として蒸気タービンに供給するボイラが示されている。そして、特許文献１では、蒸気タービンに供給される過熱蒸気の温度が高い場合の対策として、節炭器に供給する前の水を冷却水とし、この冷却水を過熱蒸気に混合させてボイラ出口の過熱蒸気を冷却して所定の温度に制御するためのスプレー装置について示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平３−１４５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、冷却水と過熱蒸気の飽和蒸気温度との温度差が大きいと、高温の排ガスのエネルギーを低温の冷却水を加熱および蒸発させるために消費するため、エネルギー損失となり熱効率が低下する問題がある。
【０００５】
本発明は上述した課題を解決するものであり、過熱蒸気の冷却に際して排ガスのエネルギー損失を抑え熱効率の低下を抑制することのできるボイラ、コンバインドサイクルプラント並びにボイラの蒸気冷却方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するために、本発明のボイラは、給水ポンプにより供給された水を加熱する節炭器と、前記節炭器で加熱された水を蒸発させる蒸発器と、前記給水ポンプを経て前記節炭器を通過した水を冷却水として蒸気に混合させる冷却装置と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このボイラによれば、給水ポンプを経て節炭器を通過した水を冷却水として蒸気に混合させることで、高温の冷却水を過熱蒸気に混合する。このため、節炭器入口の給水を冷却水として用いることと比較して、混合時に冷却水を加熱するために消費するエネルギーを減少させることができ、その分ボイラ出口の蒸気量を増加させることができる。この結果、過熱蒸気の冷却に際して排ガスのエネルギー損失を抑えて熱効率の低下を抑制することができる。
【０００８】
また、本発明のボイラは、前記節炭器で加熱された水が流れ込み、かつ前記蒸発器と接続されたドラムを有し、前記冷却装置は、前記節炭器と前記ドラムとを接続する接続ラインから前記冷却水を取り出すことを特徴とする。
【０００９】
このボイラによれば、給水ポンプにより供給された水の圧力が高い位置より冷却水を取り出すことができ、圧力の高い過熱蒸気に対して冷却水を確実に供給することができる。
【００１０】
また、本発明のボイラは、前記接続ラインに流量調整弁が設けられており、前記冷却装置は、前記接続ラインの前記節炭器と前記流量調整弁との間から前記冷却水を取り出すことを特徴とする。
【００１１】
このボイラによれば、給水ポンプにより供給された水の圧力が高い位置より冷却水を取り出すことができ、圧力の高い過熱蒸気に対して冷却水を確実に供給することができる。
【００１２】
また、本発明のボイラは、前記蒸発器から送出される前記蒸気を過熱して過熱蒸気を生成する過熱器を有し、前記冷却装置は、前記過熱器の入口側にて前記冷却水を供給させることを特徴とする。
【００１３】
このボイラによれば、過熱蒸気を生成する過熱器の入口側に冷却水を供給することで、生成する過熱蒸気を確実に冷却することができる。
【００１４】
また、本発明のボイラは、前記過熱器は、前記蒸発器から送出される前記蒸気を過熱する第一過熱器と、前記第一過熱器から送出される過熱蒸気をさらに過熱する第二過熱器とを有し、前記冷却装置は、前記第一過熱器と前記第二過熱器との間にて前記冷却水を供給させることを特徴とする。
【００１５】
このボイラによれば、過熱器が第一過熱器と第二過熱器とを有する場合、第一過熱器と第二過熱器との間に冷却水を供給することで、生成する過熱蒸気を確実に冷却することができる。
【００１６】
また、本発明のコンバインドサイクルプラントは、ガスタービンと、前記ガスタービンから排出される排ガスを加熱源とする上述した何れか１つのボイラと、前記ボイラで発生した蒸気により駆動する蒸気タービンと、前記蒸気タービンを経た蒸気を復水にする復水器と、前記復水器からの前記復水を前記ボイラに供給する復水ポンプと、を備えることを特徴とする。
【００１７】
このコンバインドサイクルプラントによれば、給水ポンプを経て節炭器を通過した水を冷却水として蒸気に混合させることで、高温の冷却水を過熱蒸気に混合する。このため、節炭器入口の給水を冷却水として用いることと比較して、混合時に冷却水を加熱するために消費するエネルギーを減少させることができ、その分ボイラ出口の蒸気量を増加させることができる。この結果、過熱蒸気の冷却に際して排ガスのエネルギー損失を抑えて熱効率の低下を抑制することができる。
【００１８】
また、本発明のボイラの蒸気冷却方法は、給水ポンプにより供給された水を加熱する節炭器と、前記節炭器で加熱された水を蒸発させる蒸発器と、を備えるボイラの蒸気冷却方法において、前記給水ポンプを経て前記節炭器を通過した水を取り出し、当該水を冷却水として前記蒸発器から送出される蒸気に混合することを特徴とする。
【００１９】
このボイラの蒸気冷却方法によれば、給水ポンプを経て節炭器を通過した水を冷却水として蒸気に混合させることで、高温の冷却水を過熱蒸気に混合する。このため、節炭器入口の給水を冷却水として用いることと比較して、混合時に冷却水を加熱するために消費するエネルギーを減少させることができ、その分ボイラ出口の蒸気量を増加させることができる。この結果、過熱蒸気の冷却に際して排ガスのエネルギー損失を抑えて熱効率の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、過熱蒸気の冷却に際して排ガスのエネルギー損失を抑え熱効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るボイラの一例を示す概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係るボイラの他の例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００２３】
図１は、本実施形態に係るボイラの一例を示す概略構成図である。本実施形態のボイラ１は、その一例として、図１に示すように、コンバインドサイクルプラント１００に適用されている。図１に示すコンバインドサイクルプラント１００は、ガスタービン１１０、高圧蒸気タービン１２０、中圧蒸気タービン１３０、低圧蒸気タービン１４０で構成され、これらガスタービン１１０、高圧蒸気タービン１２０、中圧蒸気タービン１３０、低圧蒸気タービン１４０は、発電機１５０と同軸上に配置されている。
【００２４】
ガスタービン１１０は、圧縮機１１１、燃焼器１１２、タービン１１３で構成されている。圧縮機１１１において、圧縮機入口空気１１４が昇圧され燃焼器１１２に供給される。燃焼器１１２において、供給された空気と燃料１１５により高温の燃焼ガスが生成されタービン１１３に供給される。タービン１１３を通過する燃焼ガスはタービン１１３を回転駆動した後に排ガスとなって排出される。
【００２５】
本実施形態のボイラ１は、排熱回収ボイラとして構成され、ガスタービン１１０におけるタービン１１３から排出される排ガスを加熱源として水から過熱蒸気を生成する。この過熱蒸気により蒸気タービンである高圧蒸気タービン１２０、中圧蒸気タービン１３０、低圧蒸気タービン１４０が駆動される。そして、これらガスタービン１１０、高圧蒸気タービン１２０、中圧蒸気タービン１３０、低圧蒸気タービン１４０の駆動により発電機１５０で発電される。また、低圧蒸気タービン１４０に利用された蒸気は、当該低圧蒸気タービン１４０に接続された復水器１６０により復水とされ、過熱蒸気を生成するための水としてボイラ１に送られる。
【００２６】
ボイラ１は、ガスタービン１１０におけるタービン１１３の排気側に設けられた煙道１１３ａに接続される。ボイラ１は、排ガスの流れの下流側から、低圧節炭器１０、低圧ドラム１１、低圧蒸発器１２、中圧節炭器１３、高圧一次節炭器１４、中圧ドラム１５、中圧蒸発器１６、低圧過熱器１７、高圧二次節炭器１８、中圧過熱器１９、高圧ドラム２０、高圧蒸発器２１、高圧一次過熱器２２、一次再熱器２３、二次再熱器２４、高圧二次過熱器２５が設けられ、かつ復水ポンプ２６、中圧給水ポンプ２７、高圧給水ポンプ２８が設けられている。
【００２７】
このボイラ１は、低圧蒸気タービン１４０を駆動するための低圧の過熱蒸気を生成する低圧系と、中圧蒸気タービン１３０を駆動するための中圧の過熱蒸気を生成する中圧系と、高圧蒸気タービン１２０を駆動するための高圧の過熱蒸気を生成する高圧系とを有している。そして、低圧系は、低圧節炭器１０、低圧ドラム１１、低圧蒸発器１２、低圧過熱器１７、復水ポンプ２６で構成され、中圧系は、中圧節炭器１３、中圧ドラム１５、中圧蒸発器１６、中圧過熱器１９、一次再熱器２３、二次再熱器２４、中圧給水ポンプ２７で構成され、高圧系は、高圧一次節炭器１４、高圧二次節炭器１８、高圧ドラム２０、高圧蒸発器２１、高圧一次過熱器２２、高圧二次過熱器２５、高圧給水ポンプ２８で構成される。
【００２８】
低圧系において、低圧節炭器１０は、接続ライン３０で復水器１６０と接続されている。この接続ライン３０に復水ポンプ２６が設けられる。また、低圧節炭器１０は、３つに分岐する接続ライン３１のうちの低圧分岐ライン３１ａで低圧ドラム１１と接続される。低圧ドラム１１は、低圧蒸発器１２に接続される。さらに、低圧ドラム１１は、接続ライン３２で低圧過熱器１７に接続される。低圧過熱器１７は、接続ライン３３で低圧蒸気タービン１４０の入口側に接続される。低圧蒸気タービン１４０の出口側は、接続ライン３４で復水器１６０に接続される。
【００２９】
すなわち、低圧系は、復水器１６０の水（復水）が復水ポンプ２６により接続ライン３０を経て低圧節炭器１０に流入して加熱され、接続ライン３１の低圧分岐ライン３１ａを経て低圧ドラム１１に流れ込む。低圧ドラム１１に供給された水は、低圧蒸発器１２で蒸発して飽和蒸気となって低圧ドラム１１に戻され、接続ライン３２を経て低圧過熱器１７に送出される。低圧過熱器１７にて飽和蒸気が過熱され、この過熱蒸気は、接続ライン３３を経て低圧蒸気タービン１４０に供給される。低圧蒸気タービン１４０を駆動して排出された蒸気は、接続ライン３４を経て復水器１６０に導かれて水（復水）となり、復水ポンプ２６により接続ライン３０を経て低圧節炭器１０に送り出される。
【００３０】
中圧系において、中圧節炭器１３は、低圧節炭器１０に対して３つに分岐する接続ライン３１のうちの中圧分岐ライン３１ｂで接続される。この中圧分岐ライン３１ｂに中圧給水ポンプ２７が設けられる。また、中圧節炭器１３は、接続ライン３５で中圧ドラム１５に接続される。この接続ライン３５は、途中に流量調整弁３６が設けられる。中圧ドラム１５は、中圧蒸発器１６に接続される。また、中圧ドラム１５は、接続ライン３７で中圧過熱器１９に接続される。中圧過熱器１９は、接続ライン３８で一次再熱器２３の入口側に接続される。また、中圧系において、一次再熱器２３は、接続ライン４０で高圧蒸気タービン１２０の出口側に接続される。また、一次再熱器２３は、接続ライン４１で二次再熱器２４に接続される。そして、二次再熱器２４は、接続ライン４２で中圧蒸気タービン１３０の入口側に接続される。中圧蒸気タービン１３０の出口側は、接続ライン３９で低圧蒸気タービン１４０の入口側に接続される。
【００３１】
すなわち、中圧系は、低圧節炭器１０で加熱された水が中圧給水ポンプ２７により接続ライン３１の中圧分岐ライン３１ｂを経て中圧節炭器１３に流入してさらに加熱され、接続ライン３５を経て中圧ドラム１５に流れ込む。中圧ドラム１５に供給された水は、中圧蒸発器１６で蒸発して飽和蒸気となって中圧ドラム１５に戻され、接続ライン３７を経て中圧過熱器１９に送出される。中圧過熱器１９にて飽和蒸気が過熱され、この過熱蒸気は、接続ライン３８を経て一次再熱器２３に供給される。また、中圧系では、高圧蒸気タービン１２０を駆動して排出された蒸気は、接続ライン４０を経て一次再熱器２３に送出される。一次再熱器２３にて蒸気が過熱され、この過熱蒸気は、接続ライン４１を経て二次再熱器２４に送出される。二次再熱器２４にて蒸気がさらに過熱され、この過熱蒸気は、接続ライン４２を経て中圧蒸気タービン１３０に供給される。なお、中圧蒸気タービン１３０を駆動して排出された蒸気は、接続ライン３９を経て低圧蒸気タービン１４０に供給される。
【００３２】
なお、一次再熱器２３および二次再熱器２４は、蒸気を過熱するものであることから、過熱器と同様の機能を有し、本実施形態において過熱器に含まれる。そして、本実施形態では、中圧系において機能が過熱器に含まれる一次再熱器（第一過熱器）２３および二次再熱器（第二過熱器）２４を直列に配置したが、１個の過熱器としてもよい。この場合、１個の過熱器は、接続ライン４０で高圧蒸気タービン１２０の出口側に接続され、接続ライン４２で中圧蒸気タービン１３０の入口側に接続される。
【００３３】
高圧系において、高圧一次節炭器１４は、低圧節炭器１０に対して３つに分岐する接続ライン３１のうちの高圧分岐ライン３１ｃで接続される。この高圧分岐ライン３１ｃに高圧給水ポンプ２８が設けられる。また、高圧一次節炭器１４は、接続ライン４３で高圧二次節炭器１８に接続される。高圧二次節炭器１８は、接続ライン４４で高圧ドラム２０に接続される。この接続ライン４４は、途中に流量調整弁４５が設けられる。高圧ドラム２０は、高圧蒸発器２１に接続される。また、高圧ドラム２０は、接続ライン４６で高圧一次過熱器２２に接続される。高圧一次過熱器２２は、接続ライン４７で高圧二次過熱器２５に接続される。高圧二次過熱器２５は、接続ライン４８で高圧蒸気タービン１２０の入口側に接続される。高圧蒸気タービン１２０の出口側は、上述したように接続ライン４０で中圧系の一次再熱器２３に接続される。
【００３４】
すなわち、高圧系は、低圧節炭器１０で加熱された水が高圧給水ポンプ２８により接続ライン３１の高圧分岐ライン３１ｃを経て高圧一次節炭器１４に流入してさらに加熱され、さらに接続ライン４３を経て高圧二次節炭器１８に流入してさらに加熱されて接続ライン４４を経て高圧ドラム２０に流れ込む。高圧ドラム２０に供給された水は、高圧蒸発器２１で蒸発して飽和蒸気となって高圧ドラム２０に戻され、接続ライン４６を経て高圧一次過熱器２２に送出される。高圧一次過熱器２２にて飽和蒸気が過熱され、この過熱蒸気は、接続ライン４７を経て高圧二次過熱器２５に送出される。高圧二次過熱器２５にて過熱蒸気がさらに過熱され、この過熱蒸気は、接続ライン４８を経て高圧蒸気タービン１２０に供給される。
【００３５】
なお、本実施形態では、高圧系において高圧一次過熱器（第一過熱器）２２および高圧二次過熱器（第二過熱器）２５を直列に配置したが、１個の過熱器としてもよい。この場合、１個の過熱器は、接続ライン４６で高圧ドラム２０に接続され、接続ライン４８で高圧蒸気タービン１２０の入口側に接続される。また、本実施形態では、高圧系において高圧一次節炭器１４および高圧二次節炭器１８を直列に配置したが、１個の節炭器としてもよい。この場合、１個の節炭器は、接続ライン３１の高圧分岐ライン３１ｃで高圧給水ポンプ２８を介して低圧節炭器１０に接続され、接続ライン４４で高圧ドラム２０に接続される。
【００３６】
このようなボイラ１において、冷却装置が設けられる。冷却装置は、中圧系および高圧系にそれぞれ設けられ、中圧系において二次再熱器２４から接続ライン４２に送出される過熱蒸気や、高圧系において高圧二次過熱器２５から接続ライン４８に送出される過熱蒸気が設定よりも高温である場合、中圧系や高圧系の系統に冷却水を供給することで過熱蒸気の温度を低下させる。
【００３７】
中圧系において、冷却装置は、スプレー部５１、冷却水ライン５２、調整弁５３、温度検出器５４を有する。
【００３８】
スプレー部５１は、一次再熱器（第一過熱器）２３と二次再熱器（第二過熱器）２４とを接続する接続ライン４１に介在され、図には明示しないが、接続ライン４１内に冷却水を噴射するノズルを有している。また、スプレー部５１は、一次再熱器（第一過熱器）２３および二次再熱器（第二過熱器）２４が１個の過熱器である場合は、接続ライン４０に介在される。
【００３９】
冷却水ライン５２は、冷却水をスプレー部５１に供給する。冷却水ライン５２は、中圧給水ポンプ２７から中圧分岐ライン３１ｂを経た後であって中圧節炭器１３から中圧ドラム１５に水が送出される接続ライン３５の途中に一端が接続され、他端がスプレー部５１に接続される。より具体的に、冷却水ライン５２は、中圧節炭器１３と流量調整弁３６との間に一端が接続されている。従って、中圧系において、冷却装置は、中圧給水ポンプ２７を経て中圧節炭器１３を通過した水を冷却水としてスプレー部５１に供給する。
【００４０】
調整弁５３は、冷却水ライン５２の途中に設けられ、スプレー部５１に供給する冷却水の流量を調整する。また、温度検出器５４は、二次再熱器（第二過熱器）２４または１個の過熱器の出口側が接続されている接続ライン４２に設けられ、この接続ライン４２を通過する過熱蒸気の温度を検出する。そして、温度検出器５４により検出される過熱蒸気の温度に応じて調整弁５３が制御される。
【００４１】
すなわち、中圧系の冷却装置は、温度検出器５４により検出される温度に基づき調整弁５３が制御され、中圧給水ポンプ２７を経て中圧節炭器１３を通過した水が冷却水ライン５２を介して冷却水としてスプレー部５１に供給される。このため、設定された温度よりも下回るように過熱蒸気が冷却される。
【００４２】
一方、高圧系において、冷却装置は、スプレー部６１、冷却水ライン６２、調整弁６３、温度検出器６４を有する。
【００４３】
スプレー部６１は、高圧一次過熱器（第一過熱器）２２と高圧二次過熱器（第二過熱器）２５とを接続する接続ライン４７に介在され、図には明示しないが、接続ライン４７内に冷却水を噴射するノズルを有している。また、スプレー部６１は、高圧一次過熱器（第一過熱器）２２および高圧二次過熱器（第二過熱器）２５が１個の過熱器である場合は、接続ライン４８に介在される。
【００４４】
冷却水ライン６２は、冷却水をスプレー部６１に供給する。冷却水ライン６２は、高圧給水ポンプ２８から高圧分岐ライン３１ｃを経た後であって高圧二次節炭器１８または１個の節炭器から高圧ドラム２０に水が送出される接続ライン４４の途中に一端が接続され、他端がスプレー部６１に接続される。より具体的に、冷却水ライン６２は、高圧二次節炭器１８または１個の節炭器と流量調整弁４５との間に一端が接続されている。従って、高圧系において、冷却装置は、高圧給水ポンプ２８を経て高圧二次節炭器１８または１個の節炭器を通過した水を冷却水としてスプレー部６１に供給する。
【００４５】
調整弁６３は、冷却水ライン６２の途中に設けられ、スプレー部６１に供給する冷却水の流量を調整する。また、温度検出器６４は、高圧二次過熱器（第二過熱器）２５または１個の過熱器の出口側が接続されている接続ライン４８に設けられ、この接続ライン４８を通過する過熱蒸気の温度を検出する。そして、温度検出器６４により検出される過熱蒸気の温度に応じて調整弁６３が制御される。
【００４６】
すなわち、高圧系の冷却装置は、温度検出器６４により検出される温度に基づき調整弁６３が制御され、高圧給水ポンプ２８を経て高圧二次節炭器１８または１個の節炭器を通過した水が冷却水ライン６２を介して冷却水としてスプレー部６１に供給される。このため、設定された温度よりも下回るように過熱蒸気が冷却される。
【００４７】
ところで、図２は、本実施形態に係るボイラの他の例を示す概略構成図である。図２に示すコンバインドサイクルプラント２００は、上述した中圧蒸気タービン１３０、ボイラ１における中圧系（中圧節炭器１３、中圧ドラム１５、中圧蒸発器１６、中圧過熱器１９、一次再熱器２３、二次再熱器２４、中圧給水ポンプ２７）、これらに関わる各ライン３１ｂ，３５，３７，３８，４０，４１，４２および流量調整弁３６、中圧系の冷却装置（スプレー部５１、冷却水ライン５２、調整弁５３、温度検出器５４）を有さない。
【００４８】
すなわち、図２に示すコンバインドサイクルプラント２００は、高圧蒸気タービン１２０と、これに関わるボイラ１の高圧系および高圧系の冷却装置を有するとともに、低圧蒸気タービン１４０と、これに関わるボイラ１の低圧系および低圧系の冷却装置を有する。従って、図２に示すコンバインドサイクルプラント２００およびボイラ１については、同等部分に同一符号を付して説明を省略する。このコンバインドサイクルプラント２００では、高圧蒸気タービン１２０の出口側が接続ライン４９で低圧蒸気タービン１４０の入口側に接続されており、高圧蒸気タービン１２０を駆動して排出された蒸気は、接続ライン４９を経て低圧蒸気タービン１４０に供給される。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態のボイラ１は、給水ポンプ（中圧給水ポンプ２７、高圧給水ポンプ２８）により供給された水を加熱する節炭器（中圧節炭器１３、高圧二次節炭器１８（または１個の節炭器））と、前記節炭器で加熱された水を蒸発させる蒸発器（中圧蒸発器１６、高圧蒸発器２１）と、前記給水ポンプを経て前記節炭器を通過した水を冷却水として蒸気に混合させる冷却装置（中圧系、高圧系）と、を備える。
【００５０】
このボイラ１によれば、給水ポンプを経て節炭器を通過した水を冷却水として蒸気に混合させることで、高温の冷却水を過熱蒸気に混合する。このため、節炭器入口の給水を冷却水として用いることと比較して、混合時に冷却水を加熱するために消費するエネルギーを減少させることができ、その分ボイラ出口の蒸気量を増加させることができる。この結果、過熱蒸気の冷却に際して排ガスのエネルギー損失を抑えて熱効率の低下を抑制することができる。しかも、このボイラ１によれば、高温の冷却水を過熱蒸気に混合することで、冷却水が過熱蒸気中で蒸発するまでの時間が短縮されるため、過熱蒸気の冷却の制御性を向上することができる。また、このボイラ１によれば、高温の冷却水を過熱蒸気に混合することで、冷却水が過熱蒸気中で蒸発するまでの時間が短縮されるため、高温の冷却水の配管の内周壁への衝突を防ぐように直管状にする長さを短くでき、配置上の制約を軽減できる。
【００５１】
また、本実施形態のボイラ１は、前記節炭器（中圧節炭器１３、高圧二次節炭器１８（または１個の節炭器））で加熱された水が流れ込み、かつ前記蒸発器（中圧蒸発器１６、高圧蒸発器２１）と接続されたドラム（中圧ドラム１５、高圧ドラム２０）を有し、冷却装置は、前記節炭器と前記ドラムとを接続する接続ライン（接続ライン３５，４４）から冷却水を取り出すことが好ましい。従って、給水ポンプ（中圧給水ポンプ２７、高圧給水ポンプ２８）により供給された水の圧力が高い位置より冷却水を取り出すことができ、圧力の高い過熱蒸気に対して冷却水を確実に供給することができる。
【００５２】
また、本実施形態のボイラ１は、前記接続ライン（接続ライン３５，４４）に流量調整弁（流量調整弁３６，４５）が設けられており、冷却装置は、前記接続ラインの前記節炭器と前記流量調整弁との間から冷却水を取り出すことが好ましい。従って、給水ポンプ（中圧給水ポンプ２７、高圧給水ポンプ２８）により供給された水の圧力が高い位置より冷却水を取り出すことができ、圧力の高い過熱蒸気に対して冷却水を確実に供給することができる。
【００５３】
また、本実施形態のボイラ１は、前記蒸発器（中圧蒸発器１６、高圧蒸発器２１）から送出される蒸気を過熱して過熱蒸気を生成する過熱器（中圧系の二次再熱器２４または１個の過熱器、高圧系の高圧二次過熱器２５または１個の過熱器）を有し、冷却装置は、前記過熱器の入口側にて冷却水を供給させることが好ましい。従って、過熱蒸気を生成する過熱器の入口側に冷却水を供給することで、生成する過熱蒸気を確実に冷却することができる。
【００５４】
また、本実施形態のボイラ１は、前記過熱器は、前記蒸発器（中圧蒸発器１６、高圧蒸発器２１）から送出される蒸気を過熱する第一過熱器（中圧系の一次再熱器２３、高圧系の高圧一次過熱器２２）と、前記第一過熱器から送出される過熱蒸気をさらに過熱する第二過熱器（中圧系の二次再熱器２４、高圧二次過熱器２５）とを有し、冷却装置は、前記第一過熱器と前記第二過熱器との間に冷却水を供給させることが好ましい。従って、過熱器が第一過熱器と第二過熱器とを有する場合、第一過熱器と第二過熱器との間に冷却水を供給することで、生成する過熱蒸気を確実に冷却することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  ボイラ
１０  低圧節炭器
１１  低圧ドラム
１２  低圧蒸発器
１３  中圧節炭器
１４  高圧一次節炭器
１５  中圧ドラム
１６  中圧蒸発器
１７  低圧過熱器
１８  高圧二次節炭器
１９  中圧過熱器
２０  高圧ドラム
２１  高圧蒸発器
２２  高圧一次過熱器
２３  一次再熱器
２４  二次再熱器
２５  高圧二次過熱器
２６  復水ポンプ
２７  中圧給水ポンプ
２８  高圧給水ポンプ
３０，３１，３２，３３，３４，３５，３７，３８，３９，４０，４１，４２，４３，４４，４６，４７，４８，４９  接続ライン
３６，４５  流量調整弁
５１，６１  スプレー部
５２，６２  冷却水ライン
５３，６３  調整弁
５４，６４  温度検出器
１００，２００  コンバインドサイクルプラント
１１０  ガスタービン
１２０  高圧蒸気タービン
１３０  中圧蒸気タービン
１４０  低圧蒸気タービン
１５０  発電機
１６０  復水器
【図１】
0006516993.tif 000002
【図２】
0006516993.tif 000003