(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
火炉と、
前記火炉から排出された排ガスが流れる排ガス通路と、
前記排ガス通路内に前記排ガスの流れ方向に対して直列状に配設された複数の熱交換器であって、再熱蒸気を生成するための第１再熱器を含む複数の熱交換器と、
前記排ガス通路における前記第１再熱器の上流側から分岐して前記排ガス通路における前記第１再熱器の下流側に合流するバイパス通路と、
前記バイパス通路を流れる前記排ガスの流量を変更可能なダンパ装置と、
前記第１再熱器を含む少なくとも一つの再熱器と、
前記少なくとも一つの再熱器のうち前記再熱蒸気の流れ方向における最下流側の再熱器の出口における前記再熱蒸気の温度を計測する温度計と、
前記温度計によって計測された前記再熱蒸気の温度と予め定められた目標温度とに基づいて、前記ダンパ装置を制御する制御部と、
を備えるボイラシステムであって、
前記制御部は、前記温度計によって計測された前記再熱蒸気の温度が目標温度より高い場合に、前記バイパス通路を流れる前記排ガスの流量を増大させるよう前記ダンパ装置を制御し、前記温度計によって計測された前記再熱蒸気の温度が目標温度より低い場合に、前記バイパス通路を流れる前記排ガスの流量を減少させるよう前記ダンパ装置を制御し、
前記ボイラシステムは、循環流動層式のボイラシステムであり、
前記火炉から排出された排ガス中に含まれる流動材を補集するためのサイクロンと、
前記サイクロンと前記火炉とを接続し、前記サイクロンで捕集された流動材を前記火炉に搬送可能な第１搬送ラインと、
前記第１搬送ラインから分岐して前記火炉に接続し、前記サイクロンで捕集された流動材を前記火炉に搬送可能な第２搬送ラインと、
前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を変更可能な流動材取出し弁と、
前記第２搬送ラインによって搬送される前記流動材から熱回収を行うように前記第２搬送ラインに設けられた第２再熱器と、
を備え、
前記制御部は、前記ダンパ装置の開度を予め定められた第１開度以上に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より高い場合に、前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を減少させるように前記流動材取出し弁を制御し、前記ダンパ装置の開度を前記第１開度より小さい予め定められた第２開度以下に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より低い場合に、前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を増加させるように前記流動材取出し弁を制御するよう構成された、
ボイラシステム。
【請求項２】
火炉と、
前記火炉から排出された排ガスが流れる排ガス通路と、
前記排ガス通路内に前記排ガスの流れ方向に対して直列状に配設された複数の熱交換器であって、再熱蒸気を生成するための第１再熱器を含む複数の熱交換器と、
前記排ガス通路における前記第１再熱器の上流側から分岐して前記排ガス通路における前記第１再熱器の下流側に合流するバイパス通路と、
前記バイパス通路を流れる前記排ガスの流量を変更可能なダンパ装置と、
前記第１再熱器を含む少なくとも一つの再熱器と、
前記少なくとも一つの再熱器のうち前記再熱蒸気の流れ方向における最下流側の再熱器の出口における前記再熱蒸気の温度を計測する温度計と、
前記温度計によって計測された前記再熱蒸気の温度と予め定められた目標温度とに基づいて、前記ダンパ装置を制御する制御部と、
を備えるボイラシステムであって、
前記制御部は、前記温度計によって計測された前記再熱蒸気の温度が目標温度より高い場合に、前記バイパス通路を流れる前記排ガスの流量を増大させるよう前記ダンパ装置を制御し、前記温度計によって計測された前記再熱蒸気の温度が目標温度より低い場合に、前記バイパス通路を流れる前記排ガスの流量を減少させるよう前記ダンパ装置を制御し、
前記ボイラシステムは、循環流動層式のボイラシステムであり、
前記火炉から排出された排ガス中に含まれる流動材を補集するためのサイクロンと、
前記サイクロンと前記火炉とを接続し、前記サイクロンで捕集された流動材を前記火炉に搬送可能な第１搬送ラインと、
前記第１搬送ラインから分岐して前記火炉に接続し、前記サイクロンで捕集された流動材を前記火炉に搬送可能な第２搬送ラインと、
前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を変更可能な流動材取出し弁と、
前記第２搬送ラインによって搬送される前記流動材から熱回収を行うように前記第２搬送ラインに設けられた第２再熱器と、
前記再熱蒸気の温度を下げるためのスプレイ式減温器と、
を備え、
前記制御部は、前記ダンパ装置の開度を第１開度以上に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より高い場合に、前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を減少させるように前記流動材取出し弁を制御し、前記ダンパ装置を前記第１開度より小さい第２開度以下に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より低い場合に、前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を増加させるように前記流動材取出し弁を制御するよう構成されており、
前記制御部は、前記流動材取出し弁による前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を基準量以下に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より高い場合に、前記スプレイ式減温器の噴射動作を開始させる、ボイラシステム。
【請求項３】
前記複数の熱交換器は、前記排ガス通路における前記第１再熱器の下流側に設けられた過熱器及び節炭器の少なくとも何れか一方を含み、
前記バイパス通路は、前記バイパス通路を流れた前記排ガスが、前記再熱器の下流側に設けられた前記過熱器及び前記節炭器の少なくとも何れか一方を通過するように、前記排ガス通路に合流する、請求項１又は２に記載のボイラシステム。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載のボイラシステムにおいて、
前記排ガス通路は、
前記火炉の下流側に鉛直方向に沿って延設され、前記排ガスを上方から下方へ流すよう構成された第１鉛直筒部と、
前記第１鉛直筒部の下部に接続するとともに、該下部から流入した前記排ガスを上方へ流すよう構成された連絡筒部と、
前記連絡筒部の上部に接続するとともに鉛直方向に沿って延設された第２鉛直筒部であって、前記連絡筒部の上部から流入した前記排ガスを下方へ流すよう構成された第２鉛直筒部と、
を含み、
前記第１再熱器は、前記第１鉛直筒部に設けられ、
前記複数の熱交換器は、前記第１鉛直筒部における前記第１再熱器の下流側に設けられた熱交換器と、前記第２鉛直筒部に設けられた熱交換器とを含み、
前記バイパス通路は、前記第１鉛直筒部における前記第１再熱器の上流側から分岐して前記第２鉛直筒部における前記熱交換器の上流側又は前記連絡筒部に合流する、ボイラシステム。
【請求項５】
前記火炉は、バイオマス燃料を燃焼するよう構成された請求項１乃至４の何れか１項に記載のボイラシステム。
【請求項６】
ボイラシステムの制御方法であって、
前記ボイラシステムは、
火炉と、
前記火炉から排出された排ガスが流れる排ガス通路と、
前記排ガス通路内に前記排ガスの流れ方向に対して直列状に配設された複数の熱交換器であって、再熱蒸気を生成する第１再熱器を含む複数の熱交換器と、
前記排ガス通路における前記再熱器の上流側から分岐して前記排ガス通路における前記第１再熱器の下流側に合流するバイパス通路と、
前記バイパス通路を流れる前記排ガスの流量を変更可能なダンパ装置と、
を備え、
前記ボイラシステムは、前記第１再熱器を含む少なくとも一つの再熱器を備え、
前記ボイラシステムの制御方法は、
前記少なくとも一つの再熱器のうち蒸気流れ方向における最下流側の再熱器の出口における前記再熱蒸気の温度を計測する再熱蒸気温度計測ステップと、
前記再熱蒸気温度計測ステップによって計測した前記再熱蒸気の温度と予め定められた目標温度とに基づいて、前記ダンパ装置を制御するダンパ装置制御ステップと、
を備え、
前記ダンパ装置制御ステップでは、前記再熱蒸気温度計測ステップによって計測した前記再熱蒸気の温度が目標温度より高い場合に、前記バイパス通路を流れる前記排ガスの流量を増大させるよう前記ダンパ装置を制御し、前記再熱蒸気温度計測ステップによって計測した前記再熱蒸気の温度が目標温度より低い場合に、前記バイパス通路を流れる前記排ガスの流量を減少させるよう前記ダンパ装置を制御し、
前記ボイラシステムは、循環流動層式のボイラシステムであり、
前記火炉から排出された排ガス中に含まれる流動材を補集するためのサイクロンと、
前記サイクロンと前記火炉とを接続し、前記サイクロンで捕集された流動材を前記火炉に搬送可能な第１搬送ラインと、
前記第１搬送ラインから分岐して前記火炉に接続し、前記サイクロンで捕集された流動材を前記火炉に搬送可能な第２搬送ラインと、
前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を変更可能な流動材取出し弁と、
前記第２搬送ラインによって搬送される前記流動材から熱回収を行うように前記第２搬送ラインに設けられた第２再熱器と、
を備え、
前記ダンパ装置制御ステップによって前記ダンパ装置の開度を第１開度以上に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より高い場合に、前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を減少させるように前記流動材取出し弁を制御し、前記ダンパ装置制御ステップによって前記ダンパ装置を第１開度よりも小さい第２開度以下に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より低い場合に、前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を増加させるように前記流動材取出し弁を制御する流動材取出し弁制御ステップを更に備える、ボイラシステムの制御方法。
【請求項７】
ボイラシステムの制御方法であって、
前記ボイラシステムは、
火炉と、
前記火炉から排出された排ガスが流れる排ガス通路と、
前記排ガス通路内に前記排ガスの流れ方向に対して直列状に配設された複数の熱交換器であって、再熱蒸気を生成する第１再熱器を含む複数の熱交換器と、
前記排ガス通路における前記再熱器の上流側から分岐して前記排ガス通路における前記第１再熱器の下流側に合流するバイパス通路と、
前記バイパス通路を流れる前記排ガスの流量を変更可能なダンパ装置と、
を備え、
前記ボイラシステムは、前記第１再熱器を含む少なくとも一つの再熱器を備え、
前記ボイラシステムの制御方法は、
前記少なくとも一つの再熱器のうち蒸気流れ方向における最下流側の再熱器の出口における前記再熱蒸気の温度を計測する再熱蒸気温度計測ステップと、
前記再熱蒸気温度計測ステップによって計測した前記再熱蒸気の温度と予め定められた目標温度とに基づいて、前記ダンパ装置を制御するダンパ装置制御ステップと、
を備え、
前記ダンパ装置制御ステップでは、前記再熱蒸気温度計測ステップによって計測した前記再熱蒸気の温度が目標温度より高い場合に、前記バイパス通路を流れる前記排ガスの流量を増大させるよう前記ダンパ装置を制御し、前記再熱蒸気温度計測ステップによって計測した前記再熱蒸気の温度が目標温度より低い場合に、前記バイパス通路を流れる前記排ガスの流量を減少させるよう前記ダンパ装置を制御し、
前記ボイラシステムは、循環流動層式のボイラシステムであり、
前記火炉から排出された排ガス中に含まれる流動材を補集するためのサイクロンと、
前記サイクロンと前記火炉とを接続し、前記サイクロンで捕集された流動材を前記火炉に搬送可能な第１搬送ラインと、
前記第１搬送ラインから分岐して前記火炉に接続し、前記サイクロンで捕集された流動材を前記火炉に搬送可能な第２搬送ラインと、
前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を変更可能な流動材取出し弁と、
前記第２搬送ラインによって搬送される前記流動材から熱回収を行うように前記第２搬送ラインに設けられた第２再熱器と、
前記再熱蒸気の温度を下げるためのスプレイ式減温器と、
を備え、
前記ダンパ装置制御ステップによって前記ダンパ装置の開度を第１開度以上に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より高い場合に、前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を減少させるように前記流動材取出し弁を制御し、前記ダンパ装置制御ステップによって前記ダンパ装置の開度を前記第１開度よりも小さい第２開度以下に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より低い場合に、前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を増加させるように前記流動材取出し弁を制御する、流動材取出し弁制御ステップと、
流動材取出し弁制御ステップによって前記流動材取出し弁による前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を基準量以下に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より高い場合に、前記スプレイ式減温器の噴射動作を開始させる噴射動作開始ステップと、
を更に備える、ボイラシステムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ボイラシステム及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラシステムにおける再熱蒸気の温度を調節する従来技術としては、スプレイ式減温器によって再熱蒸気中に水を噴射することで再熱蒸気の温度を低下させる方法が知られている。
【０００３】
また、ボイラシステムが循環流動層式であって再熱器を含む外部熱交換器（ＦＢＨＥ）を備えている場合には、サイクロンから火炉へ流動材を戻すための搬送ラインから外部熱交換器との熱交換用に流動材を取り出すための流動材取出し弁（流動材流量調整弁）によって、流動材取出し量を調節することで、再熱蒸気の温度を調節することが可能である。
【０００４】
特許文献１に記載の循環流動層式のボイラシステムでは、火炉の下流側のガス煙道内に二つの再熱器がガス流れ方向に直列に配設されており、一方の再熱器を蒸気が迂回可能とするための蒸気バイパス通路が設けられている。かかるボイラシステムでは、蒸気バイパス通路の開閉によって再熱蒸気の温度が調節される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２５３２７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スプレイ式減温器によって再熱蒸気中に水を噴射する場合、蒸気サイクルの熱効率が低下し、ボイラシステムの効率低下を招いてしまう。
【０００７】
流動材取出し弁によって流動材の取出し量を調節する方法は、適用できる前提構成が、循環流動層式のボイラシステムであって再熱器を含む外部熱交換器（ＦＢＨＥ）を備えている場合に限定される。さらに、流動材の取出し量の変化が火炉の燃焼温度に影響するため、火炉の燃焼温度を均一化しにくくなるという課題がある。
【０００８】
特許文献１に記載のように蒸気バイパス通路を設ける場合には、蒸気バイパス通路を通る蒸気の流量調節のみによる再熱蒸気の温度調節能力には限界があるため、かかる技術に対して付加的または代替的に利用可能な他の技術が求められている。
【０００９】
本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであって、効率低下を抑制しつつ再熱蒸気の温度を調節可能なボイラシステム及びその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るボイラシステムは、火炉と、前記火炉から排出された排ガスが流れる排ガス通路と、前記排ガス通路内に前記排ガスの流れ方向に対して直列状に配設された複数の熱交換器であって、再熱蒸気を生成するための第１再熱器を含む複数の熱交換器と、前記排ガス通路における前記第１再熱器の上流側から分岐して前記排ガス通路における前記第１再熱器の下流側に合流するバイパス通路と、前記バイパス通路を流れる前記排ガスの流量を変更可能なダンパ装置と、を備える。
【００１１】
上記（１）に記載のボイラシステムでは、バイパス通路を流れる排ガスの流量をダンパ装置によって大きくするほど、第１再熱器を通過する排ガスの流量が小さくなるため、第１再熱器内の蒸気が排ガス通路の排ガスから受けとる熱量を小さくして再熱蒸気の温度を低下させることができる。また、バイパス通路を流れる排ガスの流量をダンパ装置によって小さくするほど、第１再熱器を通過する排ガスの流量が大きくなるため、第１再熱器内の蒸気が排ガス通路の排ガスから受けとる熱量を大きくして再熱蒸気の温度を上昇させることができる。このように、ダンパ装置によってバイパス通路を流れる排ガスの流量を変更することで、再熱蒸気の温度を容易に調節することができる。
【００１２】
また、スプレイ式減温器によって再熱蒸気中に水を噴射することで再熱蒸気の温度を調節する上述の構成と比較して、ボイラシステムの効率低下を抑制することができる。スプレイ式減温器を採用する場合であっても、該スプレイ式減温器よりもバイパス通路とダンパ装置を再熱蒸気の温度調節のために優先的に使用すれば、ボイラシステムの効率低下を抑制することができる。
【００１３】
また、ボイラシステムが循環流動層式のボイラシステムである場合であって再熱器を含む外部熱交換器（ＦＢＨＥ）を備えている場合に、流動材取出し弁によって流動材の取出し量を調節する上述の構成と比較して、流動材の取出し量の変化を抑制することができるため、火炉の燃焼温度の変動を調整することができる。流動材取出し弁によって流動材の取出し量を調節する上述の構成を採用する場合であっても、該構成よりもバイパス通路とダンパ装置を再熱蒸気の温度調節のために優先的に使用すれば、火炉の燃焼温度の変動を調整することができる。
【００１４】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載のボイラシステムにおいて、前記複数の熱交換器は、前記排ガス通路における前記第１再熱器の下流側に設けられた過熱器および節炭器の少なくとも何れか一方を含み、前記バイパス通路は、前記バイパス通路を流れた前記排ガスが、前記再熱器の下流側に設けられた前記過熱器及び前記節炭器の少なくとも何れか一方を通過するように、前記排ガス通路に合流する。
【００１５】
上記（２）に記載のボイラシステムによれば、第１再熱器を迂回してバイパス通路を流れる排ガスは、バイパス通路から排ガス通路に合流した後、過熱器及び節炭器の少なくとも一方と熱交換を行うことが可能となる。このため、バイパス通路を流れる排ガスの流量を再熱蒸気の温度調節のためにダンパ装置によって調節しても、過熱器及び節炭器の少なくとも一方を流れる排ガスの流量の変動を抑制することができる。したがって、過熱器及び節炭器が排ガスから受けとる熱量の変動を抑制しつつ、再熱蒸気の温度を調節することができる。
【００１６】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載のボイラシステムにおいて、前記排ガス通路は、前記火炉の下流側に鉛直方向に沿って延設され、前記排ガスを上方から下方へ流すよう構成された第１鉛直筒部と、前記第１鉛直筒部の下部に接続するとともに、該下部から流入した前記排ガスを上方へ流すよう構成された連絡筒部と、前記連絡筒部の上部に接続するとともに鉛直方向に沿って延設された第２鉛直筒部であって、前記連絡筒部の上部から流入した前記排ガスを下方へ流すよう構成された第２鉛直筒部と、を含み、前記第１再熱器は、前記第１鉛直筒部に設けられ、前記複数の熱交換器は、前記第１鉛直筒部における前記第１再熱器の下流側に設けられた熱交換器と、前記第２鉛直筒部に設けられた熱交換器とを含み、前記バイパス通路は、前記第１鉛直筒部における前記第１再熱器の上流側から分岐して前記第２鉛直筒部における前記熱交換器の上流側又は前記連絡筒部に合流する。
【００１７】
上記（３）に記載のボイラシステムによれば、第１鉛直筒部における第１再熱器の上流側から分岐して第２鉛直筒部における熱交換器の上流側又は連絡筒部に合流するようにバイパス通路が構成されるため、バイパス通路の距離を短くしやすく、簡易な構成で再熱蒸気の温度を調節することができる。また、複数の熱交換器のうち第２鉛直筒部に設けられた熱交換器が排ガスから受けとる熱量の変動を抑制しつつ、再熱蒸気の温度を調節することができる。
【００１８】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れか１項に記載のボイラシステムにおいて、前記火炉は、バイオマス燃料を燃焼するよう構成される。
【００１９】
火炉でバイオマス燃料を燃焼する場合、燃焼灰の付着性を考慮し、伝熱管の間隔を大きくとる必要がある。このため、複数の熱交換器のうち排ガスの流れ方向における最上流側の熱交換器から最下流側の熱交換器までの距離を長くとる必要があり、上記（３）に記載のように第１鉛直筒部、連絡筒部及び第２鉛直筒部を有する構成が採用されやすい。したがって、特に上記（３）に記載の構成を好適に利用することができる。
【００２０】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れか１項に記載のボイラシステムにおいて、前記ボイラシステムは、循環流動層式のボイラシステムであり、前記火炉から排出された排ガス中に含まれる流動材を補集するためのサイクロンと、前記サイクロンと前記火炉とを接続し、前記サイクロンで捕集された流動材を前記火炉に搬送可能な第１搬送ラインと、前記第１搬送ラインから分岐して前記火炉に接続し、前記サイクロンで捕集された流動材を前記火炉に搬送可能な第２搬送ラインと、前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を変更可能な流動材取出し弁と、前記第２搬送ラインによって搬送される前記流動材から熱回収を行うように前記第２搬送ラインに設けられた第２再熱器と、を更に備える。
【００２１】
上記（５）に記載のボイラシステムでは、流動材取出し弁によって流動材の取出し量を調節することにより、再熱蒸気の温度を調節することができる。また、再熱蒸気の温度を調節する際に、流動材取出し弁よりもダンパ装置（及びバイパス通路）を優先的に使用することで、流動材取出し弁による流動材取出し量を調整することで火炉の燃焼温度の変動をより効果的に調整することができる。
【００２２】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れか１項に記載のボイラシステムにおいて、前記第１再熱器を含む少なくとも一つの再熱器と、前記少なくとも一つの再熱器のうち前記再熱蒸気の流れ方向における最下流側の再熱器の出口における前記再熱蒸気の温度を計測するための温度計と、前記温度計によって計測された前記再熱蒸気の温度と予め定められた目標温度とに基づいて、前記ダンパ装置を制御する制御部と、を備える。
【００２３】
上記（６）に記載のボイラシステムによれば、温度計によって計測された再熱蒸気の温度と目標温度とを考慮して、ダンパ装置の開度を制御することが可能となる。これにより、再熱蒸気の温度を目標温度に近づけるように、バイパス通路を流れる排ガスの流量を変更することが可能になる。
【００２４】
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）に記載のボイラシステムにおいて、前記制御部は、前記温度計によって検出された前記再熱蒸気の温度が目標温度より高い場合に、前記バイパス通路を流れる前記排ガスの流量を増大させるよう前記ダンパ装置を制御し、前記温度計によって検出された前記再熱蒸気の温度が目標温度より低い場合に、前記バイパス通路を流れる前記排ガスの流量を減少させるよう前記ダンパ装置を制御するよう構成される。
【００２５】
上記（７）に記載のボイラシステムによれば、再熱蒸気の温度を目標温度に近づけるようにバイパス通路を流れる排ガスの流量が変更されるため、再熱蒸気の温度を目標温度付近で安定させることができる。
【００２６】
（８）幾つかの実施形態では、上記（７）に記載のボイラシステムにおいて、上記（７）に記載のボイラシステムにおいて、前記再熱蒸気の温度を下げるためのスプレイ式減温器を更に備え、前記制御部は、前記ダンパ装置の開度を第１開度以上に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より高い場合に、前記スプレイ式減温器の噴射動作を開始させるよう構成される。
【００２７】
上記（８）に記載のボイラシステムによれば、再熱蒸気の温度を低下させるための手段として、スプレイ式減温器よりもダンパ装置が優先的に使用されるため、ボイラシステムの効率低下を抑制しつつ、再熱蒸気の温度を調節することができる。なお、第１開度とは、最大開度（全開）又は最大開度近傍の開度（ほぼ全開）であって、ダンパ装置による再熱蒸気の温度調節機能を最大限発揮させられる程度の開度を意味し、例えば、ダンパ装置の開度が全開のときにバイパス流路に流れる排ガスの流量を１００とした場合に、バイパス流路に流れる排ガスの流量が８０以上（好ましくは９０以上）となるような開度であってもよい。
【００２８】
（９）幾つかの実施形態では、上記（７）に記載のボイラシステムにおいて、前記ボイラシステムは、循環流動層式のボイラシステムであり、前記火炉から排出された排ガス中に含まれる流動材を補集するためのサイクロンと、前記サイクロンと前記火炉とを接続し、前記サイクロンで捕集された流動材を前記火炉に搬送可能な第１搬送ラインと、前記第１搬送ラインから分岐して前記火炉に接続し、前記サイクロンで捕集された流動材を前記火炉に搬送可能な第２搬送ラインと、前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を変更可能な流動材取出し弁と、前記第２搬送ラインによって搬送される前記流動材から熱回収を行うように前記第２搬送ラインに設けられた第２再熱器と、を備え、前記制御部は、前記ダンパ装置の開度を第１開度以上に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より高い場合に、前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を減少させるように前記流動材取出し弁を制御し、前記ダンパ装置の開度を前記第１開度より小さい第２開度以下に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より低い場合に、前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を増加させるように前記流動材取出し弁を制御するよう構成される。
【００２９】
上記（９）に記載のボイラシステムによれば、再熱蒸気の温度を調節するための手段として、流動材取出し弁よりもダンパ装置が優先的に使用されるため、流動材取出し弁による流動材取出し量の変動に起因する火炉の燃焼温度の変動を抑制しつつ、再熱蒸気の温度を調節することができる。なお、第２開度とは、最小開度（全閉）又は最小開度近傍の開度（ほぼ全閉）であって、ダンパ装置による再熱蒸気の温度調節機能を最大限発揮させられる程度の開度を意味し、例えば、ダンパ装置の開度が全閉のときにバイパス流路に流れる排ガスの流量を０とした場合に、バイパス流路に流れる排ガスの流量が２０以下（好ましくは１０以下）となるような開度であってもよい。
【００３０】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（７）に記載のボイラシステムにおいて、前記ボイラシステムは、循環流動層式のボイラシステムであり、前記火炉から排出された排ガス中に含まれる流動材を補集するためのサイクロンと、前記サイクロンと前記火炉とを接続し、前記サイクロンで捕集された流動材を前記火炉に搬送可能な第１搬送ラインと、前記第１搬送ラインから分岐して前記火炉に接続し、前記サイクロンで捕集された流動材を前記火炉に搬送可能な第２搬送ラインと、前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を変更可能な流動材取出し弁と、前記第２搬送ラインによって搬送される前記流動材から熱回収を行うように前記第２搬送ラインに設けられた第２再熱器と、前記再熱蒸気の温度を下げるためのスプレイ式減温器と、を備え、前記制御部は、前記ダンパ装置の開度を第１開度以上に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より高い場合に、前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を減少させるように前記流動材取出し弁を制御し、前記ダンパ装置を前記第１開度より小さい第２開度以下に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より低い場合に、前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を増加させるように前記流動材取出し弁を制御するよう構成されており、前記制御部は、前記流動材取出し弁による前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を基準量以下に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より高い場合に、前記スプレイ式減温器の噴射動作を開始させる。
【００３１】
上記（１０）に記載のボイラシステムによれば、再熱蒸気の温度を調節するための手段として、ダンパ装置が最優先で使用され、流動材取出し弁がダンパ装置の次に優先して使用され、スプレイ式減温器の優先順位が最も低くなっている。したがって、ボイラシステムの効率低下と火炉の燃焼温度の変動とを抑制しつつ、再熱蒸気の温度を調節することができる。ここで、基準量とは、第２再熱器による再熱蒸気の温度調節を行う場合における、流動材取出し弁による流動材取出し量の最小量又は最小量近傍の量であって、流動材取出し弁による再熱蒸気の温度調節機能を最大限発揮させられる程度の量を意味する。
【００３２】
（１１）本発明の少なくとも一実施形態に係るボイラシステムの制御方法は、火炉と、前記火炉から排出された排ガスが流れる排ガス通路と、前記排ガス通路内に前記排ガスの流れ方向に対して直列状に配設された複数の熱交換器であって、前記再熱蒸気を生成するための第１再熱器を含む複数の熱交換器と、前記排ガス通路における前記再熱器の上流側から分岐して前記排ガス通路における前記第１再熱器の下流側に合流するバイパス通路と、前記バイパス通路を流れる前記排ガスの流量を変更可能なダンパ装置と、を備えるボイラシステムの制御方法であって、前記ボイラシステムは、前記第１再熱器を含む少なくとも一つの再熱器を備え、前記ボイラシステムの制御方法は、前記少なくとも一つの再熱器のうち蒸気流れ方向における最下流側の再熱器の出口における前記再熱蒸気の温度を検出する再熱蒸気温度検出ステップと、前記再熱蒸気温度検出ステップによって検出した前記再熱蒸気の温度と予め定められた目標温度とに基づいて、前記ダンパ装置を制御するダンパ装置制御ステップと、を備える。
【００３３】
上記（１１）に記載のボイラシステムの制御方法によれば、再熱蒸気の温度と目標温度とを考慮して、ダンパ装置の開度を制御することが可能となる。これにより、再熱蒸気の温度を目標温度に近づけるように、バイパス通路を流れる排ガスの流量を変更することが可能になる。
【００３４】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１１）に記載のボイラシステムの制御方法において、前記ダンパ装置制御ステップでは、前記再熱蒸気温度検出ステップによって検出した前記再熱蒸気の温度が目標温度より高い場合に、前記バイパス通路を流れる前記排ガスの流量を増大させるよう前記ダンパ装置を制御し、前記再熱蒸気温度検出ステップによって検出した前記再熱蒸気の温度が目標温度より低い場合に、前記バイパス通路を流れる前記排ガスの流量減少させるよう前記ダンパ装置を制御する。
【００３５】
上記（１２）に記載のボイラシステムの制御方法によれば、再熱蒸気の温度を目標温度に近づけるようにバイパス通路を流れる排ガスの流量が変更されるため、再熱蒸気の温度を目標温度付近で安定させることができる。
【００３６】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１２）に記載のボイラシステムの制御方法において、前記ボイラシステムは、前記再熱蒸気の温度を下げるためのスプレイ式減温器を更に備え、前記ダンパ装置制御ステップによって前記ダンパ装置の開度を第１開度以上に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より高い場合に前記スプレイ式減温器の噴射動作を開始させるスプレイ式減温器制御ステップを更に備える。
【００３７】
上記（１３）に記載のボイラシステムの制御方法によれば、再熱蒸気の温度を低下させるための手段として、スプレイ式減温器よりもダンパ装置が優先的に使用されるため、ボイラシステムの効率低下を抑制しつつ、再熱蒸気の温度を調節することができる。
【００３８】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１２）に記載のボイラシステムの制御方法において、前記ボイラシステムは、循環流動層式のボイラシステムであり、前記火炉から排出された排ガス中に含まれる流動材を補集するためのサイクロンと、前記サイクロンと前記火炉とを接続し、前記サイクロンで捕集された流動材を前記火炉に搬送可能な第１搬送ラインと、前記第１搬送ラインから分岐して前記火炉に接続し、前記サイクロンで捕集された流動材を前記火炉に搬送可能な第２搬送ラインと、前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を変更可能な流動材取出し弁と、前記第２搬送ラインによって搬送される前記流動材から熱回収を行うように前記第２搬送ラインに設けられた第２再熱器と、を備え、前記ダンパ装置制御ステップによって前記ダンパ装置の開度を第１開度以上に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より高い場合に、前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を減少させるように前記流動材取出し弁を制御し、前記ダンパ装置制御ステップによって前記ダンパ装置を第１開度よりも小さい第２開度以下に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より低い場合に、前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を増加させるように前記流動材取出し弁を制御する流動材取出し弁制御ステップを更に備える。
【００３９】
上記（１４）に記載のボイラシステムの制御方法によれば、再熱蒸気の温度を調節するための手段として、流動材取出し弁よりもダンパ装置が優先的に使用されるため、流動材取出し弁による流動材取出し量の変動に起因する火炉の燃焼温度の変動を抑制しつつ、再熱蒸気の温度を調節することができる。
【００４０】
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１２）に記載のボイラシステムの制御方法において、前記ボイラシステムは、循環流動層式のボイラシステムであり、前記火炉から排出された排ガス中に含まれる流動材を補集するためのサイクロンと、前記サイクロンと前記火炉とを接続し、前記サイクロンで捕集された流動材を前記火炉に搬送可能な第１搬送ラインと、前記第１搬送ラインから分岐して前記火炉に接続し、前記サイクロンで捕集された流動材を前記火炉に搬送可能な第２搬送ラインと、前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を変更可能な流動材取出し弁と、前記第２搬送ラインによって搬送される前記流動材から熱回収を行うように前記第２搬送ラインに設けられた第２再熱器と、前記再熱蒸気の温度を下げるためのスプレイ式減温器と、を備え、前記ダンパ装置制御ステップによって前記ダンパ装置の開度を第１開度以上に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より高い場合に、前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を減少させるように前記流動材取出し弁を制御し、前記ダンパ装置制御ステップによって前記ダンパ装置の開度を前記第１開度よりも小さい第２開度以下に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より低い場合に、前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を増加させるように前記流動材取出し弁を制御する、流動材取出し弁制御ステップと、流動材取出し弁制御ステップによって前記流動材取出し弁による前記第１搬送ラインから前記第２搬送ラインへの流動材の取出し量を基準量以下に制御しても前記再熱蒸気の温度が前記目標温度より高い場合に、前記スプレイ式減温器の噴射動作を開始させる噴射動作開始ステップと、を更に備える。
【００４１】
上記（１５）に記載のボイラシステムの制御方法によれば、再熱蒸気の温度を調節するための手段として、ダンパ装置が最優先で使用され、流動材取出し弁がダンパ装置の次に優先して使用され、スプレイ式減温器の優先順位が最も低くなっている。したがって、ボイラシステムの効率低下と火炉の燃焼温度の変動とを抑制しつつ、再熱蒸気の温度を調節することができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、ボイラシステムの効率低下を抑制するとともに再熱蒸気の温度を調節可能なボイラシステム及びその制御方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】一実施形態に係るボイラシステム１００の概略図である。
【図２】一実施形態に係るボイラシステム１００（１００Ａ）の部分構成を示す概略断面図である。
【図３】一実施形態に係るボイラシステム１００（１００Ｂ）の部分構成を示す概略断面図である。
【図４】一実施形態に係るボイラシステム１００（１００Ｃ）の部分構成を示す概略断面図である。
【図５】一実施形態に係るボイラシステム１００（１００Ｄ）の部分構成を示す概略断面図である。
【図６】ボイラシステム１００（１００Ａ〜１００Ｄ）の部分構成の一例を示す概略図である。
【図７】図６における制御部の制御フローの一例を示す図である。
【図８】ボイラシステム１００（１００Ａ〜１００Ｄ）の部分構成の一例を示す概略図である。
【図９】図８における制御部の制御フローの一例を示す図である。
【図１０】ボイラシステム１００（１００Ａ〜１００Ｄ）の部分構成の一例を示す概略図である。
【図１１】図１０における制御部の制御フローの一例を示す図である。
【図１２】ボイラシステム１００（１００Ａ〜１００Ｄ）の部分構成の一例を示す概略図である。
【図１３】図１２における制御部の制御フローの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００４５】
図１は、一実施形態に係るボイラシステム１００の概略図である。図１に示すように、ボイラシステム１００は、火炉２、第１タービン４、第２タービン６及び復水器８を備えている。
【００４６】
図１に示す例示的形態では、ボイラシステム１００は循環流動層式のボイラシステムである。ボイラシステム１００は、火炉２と、火炉２から排出された排ガス（燃焼排ガス）が流れる排ガス通路１０と、排ガス通路１０に設けられ火炉２から排出された排ガス中に含まれる流動材を補集するためのサイクロン１２とを含む。また、ボイラシステム１００は、サイクロン１２と火炉２とを接続し、サイクロン１２で捕集された流動材を火炉に搬送可能な第１搬送ライン１４と、第１搬送ライン１４から分岐して火炉２に接続し、サイクロン１２で捕集された流動材を火炉２に搬送可能な第２搬送ライン１６とを含む。また、ボイラシステム１００は、第１搬送ライン１４から第２搬送ライン１６への流動材の取出し量（流量）を変更可能な流動材取出し弁１８（流動材流量調整弁）と、第２搬送ライン１６によって搬送される流動材から熱回収を行うように第２搬送ライン１６に設けられた外部熱交換器群２０と、を含む。外部熱交換器群２０は、流動材の流れ方向ｄ１における上流側から順に、２次過熱器２２、蒸発器２４及び２次再熱器２６を含む。ボイラシステム１００の燃料には、例えばバイオマス燃料、石炭燃料、又は石油コークス燃料等が使用される。
【００４７】
ボイラシステム１００は、排ガス通路１０内に排ガスの流れ方向ｄ２に対して直列状に配設された複数の熱交換器２８を含む。図１に示す例示的形態では、複数の熱交換器２８は、排ガスの流れ方向ｄ２における上流側から順に、３次過熱器３０、１次再熱器３２、１次過熱器３４及び節炭器３６を含む。
【００４８】
火炉２から排出された排ガスは、排ガス通路１０を通ってサイクロン１２へ導かれ、サイクロン１２にて流動材を捕集されて取り除かれる。サイクロン１２を通過した排ガスは、排ガス通路１０を通って３次過熱器３０、１次再熱器３２、１次過熱器３４及び節炭器３６にて順次熱交換を行い、排ガス出口へ導かれる。
【００４９】
サイクロン１２で捕集された流動材は、第１搬送ライン１４を通って火炉２へ直接戻されるか、流動材取出し弁１８によって第１搬送ライン１４から第２搬送ライン１６へ取り出された後、外部熱交換器群２０にて熱交換を行ってから火炉２へ戻される。
【００５０】
復水器８で凝縮により生じた水は不図示の給水ポンプによって節炭器３６へ供給され、節炭器３６で排ガスとの熱交換により予熱される。節炭器３６で予熱された水は、蒸発器２４に供給され、蒸発器２４で蒸発して蒸気となる。蒸発器２４で発生した蒸気は、１次過熱器３４、２次過熱器２２及び３次過熱器３０で順次過熱されて過熱蒸気となり、第１タービン４に供給されて仕事をする。第１タービン４を通過した蒸気は、１次再熱器３２に供給され、排ガスとの熱交換により再熱される。１次再熱器３２を通過した蒸気は、２次再熱器２６に供給されて流動材との熱交換により再熱されて再熱蒸気となる。２次再熱器２６から得られた再熱蒸気は、第２タービン６へ供給されて仕事をし、復水器８によって再び凝縮して水に戻った後、不図示の給水ポンプによって節炭器３６に供給されて同様のサイクルを繰り返す。
【００５１】
図２は、一実施形態に係るボイラシステム１００（１００Ａ）の部分構成を示す概略断面図である。図３は、一実施形態に係るボイラシステム１００（１００Ｂ）の部分構成を示す概略断面図である。図４は、一実施形態に係るボイラシステム１００（１００Ｃ）の部分構成を示す概略断面図である。図５は、一実施形態に係るボイラシステム１００（１００Ｄ）の部分構成を示す概略断面図である。
【００５２】
幾つかの実施形態では、例えば図２〜図５に示すように、排ガス通路１０は、火炉２の下流側（サイクロン１２の下流側）に鉛直方向に沿って延設され、排ガスを上方から下方へ流すよう構成された後部煙道（第１鉛直筒部）４４と、後部煙道４４の下部４６に接続するとともに、該下部４６から流入した排ガスを上方へ流すよう構成された連絡筒部４８と、連絡筒部４８の上部５０に接続するとともに鉛直方向に沿って延設された煙道（第２鉛直筒部）５２とを含む。煙道５２は、後部煙道４４よりも高さが低く、連絡筒部４８の上部５０から流入した排ガスを下方へ流すよう構成された煙道５２と、を含む。
【００５３】
図示する例示的形態では、後部煙道４４には、上流側から順に、３次過熱器３０、１次再熱器３２、１次過熱器３４、及び節炭器３６の一部３６ａが設けられている。煙道５２には、上流側から順に、節炭器３６の一部３６ｂ及び空気予熱器５４が設けられている。
【００５４】
また、図示する例示的形態では、後部煙道４４は火炉２に隣接して設けられている。火炉２での上部に設けられたガス出口６４から排出された排ガスは、サイクロン１２（図１参照）を通過した後、後部煙道４４の上部に設けられたガス入口６６から後部煙道４４に流入する。
【００５５】
幾つかの実施形態では、図２〜図５に示すように、ボイラシステム１００（１００Ａ〜１００Ｄ）は、排ガス通路１０における１次再熱器３２の上流側から分岐して排ガス通路１０における１次再熱器３２の下流側に合流するバイパス通路４０と、バイパス通路４０に設けられ、１次再熱器３２を通過する排ガスの流量に対するバイパス通路４０を流れる排ガスの流量の比を変更するように、バイパス通路４０を流れる排ガスの流量を変更可能なダンパ装置４２と、を備える。
【００５６】
ボイラシステム１００（１００Ａ〜１００Ｄ）では、バイパス通路４０を流れる排ガスの流量をダンパ装置４２によって大きくするほど（ダンパ装置４２の開度を大きくするほど）、一次再熱器３２を通過する排ガスの流量が小さくなる。このため、１次再熱器３２内の蒸気が排ガス通路１０を流れる排ガスから受けとる熱量を小さくして再熱蒸気の温度を低下させることができる。また、バイパス通路４０を流れる排ガスの流量をダンパ装置４２によって小さくするほど（ダンパ装置４２の開度を小さくするほど）、第１再熱器３２を通過する排ガスの流量が大きくなるため、１次再熱器３２内の蒸気が排ガス通路１０を流れる排ガスから受けとる熱量を大きくして再熱蒸気の温度を上昇させることができる。このように、ダンパ装置４２によってバイパス通路４０を流れる排ガスの流量を変更することで、再熱蒸気の温度を容易に調節することができる。
【００５７】
また、前述のスプレイ式減温器によって再熱蒸気の温度を調節する場合と比較して、ボイラシステム１００の効率低下を抑制することができる。スプレイ式減温器を採用する場合であっても、該スプレイ式減温器よりもダンパ装置４２を再熱蒸気の温度調節のために優先的に利用すれば、ボイラシステム１００の効率低下を抑制することができる。
また、流動材取出し弁１８によって再熱蒸気の温度を調節する場合と比較して、流動材取出し弁１８による流動材取出し量の変動に起因する火炉２の燃焼温度の変動を抑制することができる。流動材取出し弁１８を再熱蒸気の温度調節に利用する場合であっても、流動材取出し弁１８よりもダンパ装置４２を再熱蒸気の温度調節のために優先的に利用すれば、流動材取出し量の変動に起因する火炉２の燃焼温度の変動を抑制することができる。
【００５８】
幾つかの実施形態では、例えば図２〜図５に示すように、バイパス通路４０は、バイパス通路４０を流れた排ガスが１次再熱器３２の下流側に設けられた１次過熱器３４及び節炭器３６の少なくとも一方を通過するように、排ガス通路１０に合流する。
【００５９】
かかる構成によれば、１次再熱器３２を迂回してバイパス通路４０を流れる排ガスは、バイパス通路４０から排ガス通路１０に合流した後、１次過熱器３４及び節炭器３６の少なくとも一方にて熱交換を行うことが可能となる。このため、バイパス通路４０を流れる排ガスの流量を再熱蒸気の温度調節のためにダンパ装置４２によって調節しても、１次過熱器３４及び節炭器３６の少なくとも一方を流れる排ガスの流量の変動を抑制することができる。したがって、１次過熱器３４及び節炭器３６が排ガスから受けとる熱量の変動を抑制しつつ、再熱蒸気の温度を調節することができる。
【００６０】
一実施形態では、例えば図２に示すように、バイパス通路４０は、排ガスの流れ方向における３次過熱器３０と１次再熱器３２との間の位置で排ガス通路１０から分岐し、排ガスの流れ方向における１次再熱器３２と１次過熱器３４の間の位置で排ガス通路１０に合流するよう構成されていてもよい。
【００６１】
図２に示す例示的形態では、バイパス通路４０は、複数の熱交換器２８のうち１次再熱器３２のみを迂回するように設けられているため、上述の複数の熱交換器２８の各々が排ガスから受けとる熱量の変動を抑制しつつ、再熱蒸気の温度を調節することができる。また、バイパス通路４０の距離を短くしやすいため、簡易な構成で再熱蒸気の温度を調節することができる。
【００６２】
一実施形態では、例えば図３に示すように、バイパス通路４０は、排ガスの流れ方向における１次過熱器３４と節炭器３６（３６ａ）との間の位置で排ガス通路１０に合流するよう構成されていてもよい。
【００６３】
一実施形態では、例えば図４に示すように、バイパス通路４０は、後部煙道４４における第１再熱器３２の上流側（図示する形態では排ガスの流れ方向における３次過熱器３０と１次再熱器３２の間）から分岐して連絡筒部４８の上部５０に合流するよう構成されていてもよい。
【００６４】
かかる構成によっても、バイパス通路４０の距離を短くしやすいため、簡易な構成で再熱蒸気の温度を調節することができる。また、複数の熱交換器２８のうち煙道５２に設けられた熱交換器（節炭器３６の一部３６ａ及び空気予熱器５４）が排ガスから受けとる熱量の変動を抑制しつつ、再熱蒸気の温度を調節することができる。
【００６５】
一実施形態では、例えば図５に示すように、バイパス通路４０は、後部煙道４４における第１再熱器３２の上流側（図示する形態では排ガスの流れ方向における３次過熱器３０と１次再熱器３２の間）から分岐して煙道５２における熱交換器（節炭器３６の一部３６ａ及び空気予熱器５４）の上流側に合流するよう構成されていてもよい。図示する形態では、バイパス通路４０は、煙道５２の頂部５３に合流するよう構成されている。
【００６６】
かかる構成によっても、バイパス通路４０の距離を短くしやすいため、簡易な構成で再熱蒸気の温度を調節することができる。また、複数の熱交換器２８のうち煙道５２に設けられた熱交換器（節炭器３６の一部３６ａ及び空気予熱器５４）が排ガスから受けとる熱量の変動を抑制しつつ、再熱蒸気の温度を調節することができる。
【００６７】
図６は、ボイラシステム１００（１００Ａ〜１００Ｄ）の部分構成の一例を示す概略図である。図７は、図６における制御部５８の制御フローの一例を示す図である。図８は、ボイラシステム１００（１００Ａ〜１００Ｄ）の部分構成の一例を示す概略図である。図９は、図８における制御部５８の制御フローの一例を示す図である。図１０は、ボイラシステム１００（１００Ａ〜１００Ｄ）の部分構成の一例を示す概略図である。図１１は、図１０における制御部５８の制御フローの一例を示す図である。図１２は、ボイラシステム１００（１００Ａ〜１００Ｄ）の部分構成の一例を示す概略図である。図１３は、図１２における制御部５８の制御フローの一例を示す図である。
【００６８】
幾つかの実施形態では、ボイラシステム１００（１００Ａ〜１００Ｄ）は、例えば図６、図８、図１０、図１２に示すように、２次再熱器２６（ボイラシステム１００が備える再熱器のうち蒸気流れ方向における最下流側の再熱器）の出口における再熱蒸気の温度Ｔｏを計測する温度計５６と、制御部５８とを備えていてもよい。制御部５８は、温度計５６によって計測された再熱蒸気の温度Ｔｏと予め定められた目標温度Ｔｔとに基づいて、バイパス通路４０（図２〜図５参照）を流れる排ガスの流量を変更するように、ダンパ装置４２を制御する。制御部５８は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む。
【００６９】
この場合、制御部５８は、温度計５６によって計測された再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより高い場合に、バイパス通路４０（図２〜図５参照）を流れる排ガスの流量を増大させるようダンパ装置４２を制御するよう構成されている。また、制御部５８は、温度計５６によって計測された再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより低い場合に、バイパス通路４０を流れる排ガスの流量を減少させるようダンパ装置４２を制御するよう構成されている。なお、目標温度Ｔｔは、例えば図示する記憶部６２に記憶され、制御部５８によって記憶部６２から必要なタイミングで読み出されてもよい。記憶部６２は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、及びハードディスクドライブの何れかを含む。
【００７０】
例えば図７に示す制御フローでは、まず、Ｓ１０１で、温度計５６によって計測された再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔに一致するか否かを判定する。Ｓ１０１で再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔに一致すれば、ダンパ装置４２の開度Ｖは維持される。Ｓ１０１で再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔに一致しなければ、Ｓ１０２で、再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより小さいか否かを判定する。Ｓ１０２で、再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより小さいと判定されれば、Ｓ１０３で、バイパス通路４０を流れる排ガスの流量を減少させる（ダンパ装置４２の開度を小さくするようにダンパ装置４２を閉側に制御する）。Ｓ１０２で、再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより小さくないと判定されれば、Ｓ１０４で、バイパス通路４０を流れる排ガスの流量を増大させる（ダンパ装置４２の開度を大きくするようにダンパ装置４２を開側に制御する）。
【００７１】
かかる制御フローによれば、温度計５６によって計測された再熱蒸気の温度Ｔｏと目標温度Ｔｔとに基づいて、再熱蒸気の温度を目標温度Ｔｔに近づけるように、バイパス通路４０を流れる排ガスの流量が変更される。このため、再熱蒸気の温度を目標温度Ｔｔ付近で安定させることができる。
【００７２】
幾つかの実施形態では、図８に示す制御部５８は、ダンパ装置４２の開度を予め定められた第１開度Ｖｔｈ１以上に制御しても再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより高い場合に、第１搬送ライン１４（図１参照）から第２搬送ライン１６（図１参照）への流動材の取出し量を減少させるように流動材取出し弁１８を制御するよう構成されている。また、図８に示す制御部５８は、ダンパ装置４２の開度Ｖを第１開度Ｖｔｈ１より小さい予め定められた第２開度Ｖｔｈ２以下に制御しても再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより低い場合に、第１搬送ライン１４から第２搬送ライン１６への流動材の取出し量を増加させるように流動材取出し弁１８を制御するよう構成されている。
【００７３】
この場合、目標温度Ｔｔ、第１開度Ｖｔｈ１及び第２開度Ｖｔｈ２は、例えば図示する記憶部６２に記憶され、制御部５８によって記憶部６２から必要なタイミングで読み出されてもよい。第１開度Ｖｔｈ１は、例えばダンパ装置４２の最大開度（全開）であってもよい。この場合、制御部５８は、ダンパ装置４２の開度Ｖを最大開度に制御しても再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより高い場合に、第１搬送ライン１４から第２搬送ライン１６への流動材の取出し量を減少させるように流動材取出し弁１８を制御する。第２開度Ｖｔｈ２は、例えばダンパ装置４２の最小開度（全閉）であってもよい。この場合、制御部５８は、ダンパ装置４２の開度Ｖを最小開度に制御しても再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより低い場合に、第１搬送ライン１４から第２搬送ライン１６への流動材の取出し量を増加させるように流動材取出し弁１８を制御する。
【００７４】
例えば図９に示す制御フローでは、まず、Ｓ２０１で、温度計５６によって計測された再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔに一致するか否かを判定する。Ｓ２０１で再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔに一致すれば、ダンパ装置４２の開度Ｖは維持される。Ｓ２０１で再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔに一致しなければ、Ｓ２０２で、再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより小さいか否かを判定する。
【００７５】
Ｓ２０２で、再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより小さくないと判定されれば、Ｓ２０３で、ダンパ装置４２の開度Ｖが第１開度Ｖｔｈ１以上か否かを判定する。Ｓ２０３で、ダンパ装置４２の開度Ｖが第１開度Ｖｔｈ１以上であると判定された場合、Ｓ２０４で、第１搬送ライン１４から第２搬送ライン１６への流動材の取出し量を減少させるように流動材取出し弁１８を制御する（流動材取出し弁１８の開度を小さくするように流動材取出し弁１８を閉側に制御する）。Ｓ２０３で、ダンパ装置４２の開度Ｖが第１開度Ｖｔｈ１以上でないと判定された場合、Ｓ２０５で、バイパス通路４０を流れる排ガスの流量を増大させる（ダンパ装置４２の開度を大きくするようにダンパ装置４２を開側に制御する）。
【００７６】
Ｓ２０２で、再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより小さいと判定されれば、Ｓ２０６で、ダンパ装置４２の開度Ｖが第２開度Ｖｔｈ２以下か否かを判定する。Ｓ２０６で、ダンパ装置４２の開度Ｖが第２開度Ｖｔｈ２以下であると判定された場合、Ｓ２０７で、第１搬送ライン１４から第２搬送ライン１６への流動材の取出し量を増大させるように流動材取出し弁１８を制御する（流動材取出し弁１８の開度を大きくするように流動材取出し弁１８を開側に制御する）。Ｓ２０６で、ダンパ装置４２の開度Ｖが第２開度Ｖｔｈ２以下でないと判定された場合、Ｓ２０８で、バイパス通路４０を流れる排ガスの流量を減少させる（ダンパ装置４２の開度を小さくするようにダンパ装置４２を閉側に制御する）。
【００７７】
かかる制御フローでは、再熱蒸気の温度を調節するための手段として、流動材取出し弁１８よりもダンパ装置４２が優先的に使用される。このため、流動材取出し弁１８による流動材取出し量の変動に起因する火炉２の燃焼温度の変動を抑制しつつ、再熱蒸気の温度を調節することができる。
【００７８】
幾つかの実施形態では、ボイラシステム１００（１００Ａ〜１００Ｄ）は、図１０に示すように、１次再熱器３２へ供給される蒸気、２次再熱器２６へ供給される再熱蒸気又は２次再熱器２６（例えば、ボイラシステム１００が備える再熱器のうち蒸気流れ方向における最下流側の再熱器）から得られる再熱蒸気中のいずれかに水を噴射することで再熱蒸気の温度を下げるよう構成されたスプレイ式減温器６０を更に備えていてもよい。この場合、スプレイ式減温器６０は、図１において、蒸気（又は再熱蒸気）の流れ方向において、第１タービン４（図１参照）と１次再熱器３０との間に設けられていても良いし、１次再熱器３２の下流側（１次再熱器３２と２次再熱器２６の間、又は２次再熱器２６と第２タービン６の間）に設けられていても良い。
【００７９】
この場合、制御部５８は、ダンパ装置４２の開度Ｖを予め設定された第１開度Ｖｔｈ１以上に制御しても再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより高い場合に、スプレイ式減温器６０に噴射動作を開始させるよう構成されていてもよい。第１開度Ｖｔｈ１は、例えばダンパ装置４２の最大開度（全開）であってもよい。この場合、制御部５８は、ダンパ装置４２の開度Ｖを最大開度に制御しても再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより高い場合に、スプレイ式減温器６０に噴射動作を開始させる。
【００８０】
例えば図１１に示す制御フローでは、まず、Ｓ３０１で、温度計５６によって計測された再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔに一致するか否かを判定する。Ｓ３０１で再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔに一致すれば、ダンパ装置４２の開度Ｖは維持される。Ｓ３０１で再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔに一致しなければ、Ｓ３０２で、再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより小さいか否かを判定する。
【００８１】
Ｓ３０２で、再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより小さいと判定されれば、Ｓ３０３で、バイパス通路４０を流れる排ガスの流量を減少させる（ダンパ装置４２の開度を小さくするようにダンパ装置４２を閉側に調節する）。
【００８２】
Ｓ３０２で、再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより小さくないと判定されれば、Ｓ３０４で、ダンパ装置４２の開度Ｖが第１開度Ｖｔｈ１以上か否かを判定する。Ｓ３０４で、ダンパ装置４２の開度Ｖが第１開度Ｖｔｈ１以上であると判定された場合、Ｓ３０５で、スプレイ式減温器６０による水の噴射動作を開始させる。Ｓ３０４で、ダンパ装置４２の開度Ｖが第１開度Ｖｔｈ１以上でないと判定された場合、Ｓ３０６で、バイパス通路４０を流れる排ガスの流量を増大させる（ダンパ装置４２の開度を大きくするようにダンパ装置４２を開側に制御する）。
【００８３】
このように、再熱蒸気の温度を低下させるための手段として、スプレイ式減温器６０よりもダンパ装置４２を優先的に使用することにより、ボイラシステム１００（１００Ａ〜１００Ｄ）の効率低下を抑制しつつ、再熱蒸気の温度を調節することができる。
【００８４】
幾つかの実施形態では、図１２において、制御部５８は、ダンパ装置４２の開度を予め定められた第１開度Ｖｔｈ１以上に制御しても再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより高い場合に、第１搬送ライン１４（図１参照）から第２搬送ライン１６（図１参照）への流動材の取出し量を減少させるように流動材取出し弁１８を制御するよう構成されている。また、図１２に示す制御部５８は、ダンパ装置４２を第１開度Ｖｔｈ１より小さい予め定められた第２開度Ｖｔｈ２以下に制御しても再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより低い場合に、第１搬送ライン１４から第２搬送ライン１６への流動材の取出し量を増加させるように流動材取出し弁１８を制御するよう構成されていてもよい。また、制御部５８は、流動材取出し弁１８による第１搬送ライン１４から第２搬送ライン１６への流動材の取出し量Ｅを基準量Ｅｔｈ以下に制御しても再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより高い場合に、スプレイ式減温器６０に水を噴射させるよう構成されている。
【００８５】
この場合、目標温度Ｔｔ、第１開度Ｖｔｈ１、第２開度Ｖｔｈ１、及び基準量Ｅｔｈは、例えば図示する記憶部６２に記憶され、制御部５８によって記憶部６２から必要なタイミングで読み出されてもよい。基準量Ｅｔｈは、例えば流動材取出し弁４２の最小開度（全閉）に対応する流動材取出し量であってもよい。この場合、制御部５８は、流動材取出し弁１８の開度を最小開度に制御しても再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより高い場合に、スプレイ式減温器６０に噴射動作を開始させる。
【００８６】
例えば図１３に示す制御フローでは、まず、Ｓ４０１で、温度計５６によって計測された再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔに一致するか否かを判定する。Ｓ４０１で再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔに一致すれば、ダンパ装置４２の開度Ｖは維持される。Ｓ４０１で再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔに一致しなければ、Ｓ４０２で、再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより小さいか否かを判定する。
【００８７】
Ｓ４０２で、再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより小さくないと判定されれば、Ｓ４０３で、ダンパ装置４２の開度Ｖが第１開度Ｖｔｈ１以上か否かを判定する。Ｓ４０３で、ダンパ装置４２の開度Ｖが第１開度Ｖｔｈ１以上であると判定された場合、Ｓ４０４で、流動材取出し弁１８による第１搬送ライン１４から第２搬送ライン１６への流動材の取出し量Ｅが基準量Ｅｔｈ以下か否かを判定する。Ｓ４０４で、流動材取出し弁１８による流動材の取出し量Ｅが基準量Ｅｔｈ以下であると判定された場合は、Ｓ４０５で、スプレイ式減温器６０に水を噴射させる。Ｓ４０４で、流動材取出し弁１８による流動材の取出し量Ｅが基準量Ｅｔｈ以下でないと判定された場合は、Ｓ４０６で、第１搬送ライン１４から第２搬送ライン１６への流動材の取出し量を減少させるように流動材取出し弁１８を制御する（流動材取出し弁１８の開度を小さくするように流動材取出し弁１８を閉側に制御する）。Ｓ４０３で、ダンパ装置４２の開度Ｖが第１開度Ｖｔｈ１以上でないと判定された場合、Ｓ４０７で、バイパス通路４０を流れる排ガスの流量を増大させる（ダンパ装置４２の開度を大きくするようにダンパ装置を開側に制御する）。
【００８８】
Ｓ４０２で、再熱蒸気の温度Ｔｏが目標温度Ｔｔより小さいと判定されれば、Ｓ４０８で、ダンパ装置４２の開度Ｖが第２開度Ｖｔｈ２以下か否かを判定する。Ｓ４０８で、ダンパ装置４２の開度Ｖが第２開度Ｖｔｈ２以下であると判定された場合、Ｓ４０９で、第１搬送ライン１４から第２搬送ライン１６への流動材の取出し量を増大させるように流動材取出し弁１８を制御する（流動材取出し弁１８の開度を大きくするように流動材取出し弁１８を開側に制御する）。Ｓ４０８で、ダンパ装置４２の開度Ｖが第２開度Ｖｔｈ２以下でないと判定された場合、Ｓ４１０で、バイパス通路４０を流れる排ガスの流量を減少させる（ダンパ装置４２の開度を小さくするようにダンパ装置４２を閉側に制御する）。
【００８９】
かかる制御フローでは、再熱蒸気の温度を調節するための手段として、ダンパ装置４２が最優先で使用され、流動材取出し弁１８がダンパ装置４２の次に優先して使用され、スプレイ式減温器６０の優先順位が最も低くなっている。したがって、ボイラシステム１００（１００Ａ〜１００Ｄ）の効率低下と火炉２の燃焼温度の変動とを抑制しつつ、再熱蒸気の温度を調節することができる。
【００９０】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【００９１】
例えば、上述した幾つかの実施形態では、ダンパ装置４２、流動材取出し弁１８及びスプレイ式減温器６０の各々の制御を、ボイラシステム１００（１００Ａ〜１００Ｄ）が備える制御部５８によって行う例を示した。しかしながら、かかる形態に限定されず、ダンパ装置４２、流動材取出し弁１８及びスプレイ式減温器６０の各々の制御は、ボイラシステム１００（１００Ａ〜１００Ｄ）の運転を行う運転員等によって行われてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
２  火炉
４  第１タービン
６  第２タービン
８  復水器
１０  排ガス通路
１２  サイクロン
１４  第１搬送ライン
１６  第２搬送ライン
１８  流動材取出し弁
２０  外部熱交換器群
２２  ２次過熱器
２４  蒸発器
２６  ２次再熱器
２８  熱交換器
３０  ３次過熱器
３２  第１再熱器
３４  １次過熱器
３６  節炭器
４０  バイパス通路
４２  ダンパ装置
４４  後部煙道
４６  下部
４８  連絡筒部
５０  上部
５２  煙道
５３  頂部
５４  空気予熱器
５６  温度計
５８  制御部
６０  スプレイ式減温器
６２  記憶部
６４  ガス出口
６６  ガス入口
１００  ボイラシステム
Ｅ  取出し量
Ｅｔｈ  基準量
Ｔｏ  再熱蒸気温度
Ｔｔ  目標温度
Ｖ  開度
Ｖｔｈ１  第１開度
Ｖｔｈ２  第２開度
ｄ１，ｄ２  流れ方向
【図１】
0006660721.tif 000002
【図２】
0006660721.tif 000003
【図３】
0006660721.tif 000004
【図４】
0006660721.tif 000005
【図５】
0006660721.tif 000006
【図６】
0006660721.tif 000007
【図７】
0006660721.tif 000008
【図８】
0006660721.tif 000009
【図９】
0006660721.tif 000010
【図１０】
0006660721.tif 000011
【図１１】
0006660721.tif 000012
【図１２】
0006660721.tif 000013
【図１３】
0006660721.tif 000014