(57)【要約】【課題】  火炉の幅方向における熱流束分布に対応して混合器に接続される分配管内を流れる気液二相流体の流量を装置の運転中においても制御可能として、分配管の設置スペースに制約されることなく火炉出口の蒸気温度均一化を実現し得る流体混合分配装置とこれの設置及び運転方法を提供する。【解決手段】  火炉内の高温ガス中に設置された多数の流入管に連結され該流入管からの流体が集合する集合管寄せと、該集合管寄せから流入する流体を混合する混合器と、該混合器に接続されて該混合器内で混合された流体を分配する複数の分配管とを備えた流体混合分配装置において、前記複数の分配管は、その長さ及び内径の何れか一方または双方を、前記火炉内の該分配管の配置部位における熱流束分布に対応して設定されてなることを特徴とする。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
火炉からの高温流体が流入する多数の流入管に連結され該流入管からの前記流体が集合する集合管寄せと、該集合管寄せから流入する流体を混合する混合器と、該混合器に接続されて該混合器内で混合された流体を分配する複数の分配管とを備えた流体混合分配装置において、前記複数の分配管は、その長さ及び内径の何れか一方または双方を、前記火炉内の該分配管の配置部位における熱流束分布に対応して設定されてなることを特徴とする流体混合分配装置。
【請求項２】
ボイラの火炉からの高温流体が流入する多数の流入管に連結され該流入管からの流体が集合する集合管寄せと、該集合管寄せから流入する流体を混合する混合器と、該混合器に接続されて該混合器内で混合された流体を分配する複数の分配管とを備えたボイラにおける流体混合分配装置において、前記複数の分配管の長さ及び内径の何れか一方または双方を、前記ボイラの火炉内の該分配管の配置部位における熱流束分布に対応して設定する管要目設定手段を備えてなることを特徴とする流体混合分配装置。
【請求項３】
前記管要目設定手段は、前記複数の分配管を、前記火炉の中央部側では内径を大きくかつ長さを短く設定し、前記火炉の外周側では、内径を小さくしかつ長さを長く設定するように構成されたことを特徴とする請求項２記載の流体混合分配装置。
【請求項４】
前記管要目設定手段は、前記複数の分配管の長さ及び内径の何れか一方または双方を、前記熱流束分布に対応しかつボイラの最大燃料供給量に対応して設定するように構成されたことを特徴とする請求項２記載の流体混合分配装置。
【請求項５】
前記管要目設定手段は、前記複数の分配管の長さ及び内径の何れか一方または双方を、前記熱流束分布に対応しかつボイラの最大負荷に対応して設定して設定するように構成されたことを特徴とする請求項２記載の流体混合分配装置。
【請求項６】
前記管要目設定手段により設定された前記複数の分配管の長さ及び内径の何れか一方または双方をプリセットするプリセット手段を備えてなることを特徴とする請求項２記載の流体混合分配装置。
【請求項７】
火炉からの高温流体が流入する多数の流入管に連結され該流入管からの流体が集合する集合管寄せと、該集合管寄せから流入する流体を混合する混合器と、該混合器に接続されて該混合器内で混合された流体を分配する複数の分配管とを備えた流体混合分配装置において、
前記複数の分配管に該分配管の圧力損失を調整する絞り弁を設けるとともに、前記各分配管またはその近傍における温度を検出する温度センサと、前記温度センサによる温度検出値と予め設定された温度範囲との比較結果に基づき前記各分配管の温度が前記温度範囲になるように前記絞り弁の開度を制御する絞り弁制御装置とを備えてなることを特徴とする流体混合分配装置。
【請求項８】
前記絞り弁制御装置は、前記温度センサの設置位置に対応する位置における前記温度範囲が設定され、前記温度センサによる温度検出値と前記温度範囲との温度偏差を算出して該温度偏差が所定値以下になるように前記絞り弁の開度を制御するように構成されたことを特徴とする請求項７記載の流体混合分配装置。
【請求項９】
火炉からの高温流体が流入する多数の流入管に連結された集合管寄せに該流入管からの流体を集合せしめ、該集合管寄せに集合した流体を混合器にて混合し、該混合器内で混合された流体を該混合器に接続された複数の分配管で分配するようにした流体混合分配装置の設置及び運転方法において、前記火炉内の前記分配管の配置部位における熱流束分布に対応して前記複数の分配管の長さ及び内径の何れか一方または双方を設定して前記複数の分配管を設置し、前記各分配管またはその近傍における温度を検出して該温度の検出値と予め設定された温度範囲との比較結果に基づき前記各分配管またはその近傍における温度が前記温度範囲になるように、絞り弁を用いて前記複数の分配管の圧力損失を調整することを特徴とする流体混合分配装置の設置及び運転方法。
【請求項１０】
ボイラの火炉からの高温流体が流入する多数の流入管に連結された集合管寄せに該流入管からの流体を集合せしめ、該集合管寄せに集合した流体を混合器にて混合し、該混合器内で混合された流体を該混合器に接続された複数の分配管で分配するようにしたボイラにおける流体混合分配装置の設置及び運転方法において、前記火炉内の前記分配管の配置部位における熱流束分布に対応して前記複数の分配管の長さ及び内径の何れか一方または双方を設定して前記複数の分配管を設置し、
前記各配管またはその近傍における温度を検出して該温度の検出値と予め設定された温度との比較結果に基づき前記各分配管またはその近傍における温度が前記温度範囲になるように、絞り弁を用いて前記複数の分配管の圧力損失を調整することを特徴とする流体混合分配装置の設置及び運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてボイラに適用され、火炉内の高温ガス中に設置された多数の流入管に連結された集合管寄せに該流入管からの流体を集合せしめ、該集合管寄せに集合した流体を混合器にて混合し、該混合器内で混合された流体を複数の分配管で分配、均等、均一にするようにした流体混合分配装置とこれの設置及び運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラにおいて、多数の蒸発管からの水蒸気と水の気液二相流体の混合、分配手段である流体混合分配装置の１つとして、特許文献１（特開平１１−３５１５０６号公報）の技術が提供されている。
かかる技術においては、火炉からの高温流体が流入する多数の流入管に連結され該流入管からの流体が集合する集合管寄せと、該集合管寄せから流入する流体を混合する混合器と、該混合器に接続されて該混合器内で混合された流体を分配する複数の分配管とを備えている。
そして、かかる流体混合分配装置においては、多数の流入管からの気液二相流体は、集合管寄せに集められた後、接続管を通して混合器へ軸線方向に流入し、該混合器で混合された流体は該混合器と同じ高さに接続された分配管を通して分配管寄せに集められた後、多数の流出管に均等に分配されるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３５１５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されているようなボイラにおいては、火炉の幅方向に熱流束の分布が形成されており、該熱流束は、温度の高い火炉の中央部が大きく、温度の低い火炉の外周部位が小さくなる、というように、火炉の幅方向において大きく変化する。さらには、該ボイラの運転中には、ボイラの負荷や燃料の供給状態によって前記熱流束が火炉の幅方向で変化する。
然るに、特許文献１に示されるような従来技術にあっては、混合器で混合された気液二相流体を、同一径でかつ同一長さの複数の分配管を通して分配管寄せに送り込むように構成されているため、各分配管の圧力損失は同一で該分配管内を流れる気液二相流体の流量及び蒸気と水との割合も略同一となっており、前記のように熱流束が火炉の幅方向で変化すると、分配管の出口側つまり火炉の出口で蒸気温度が火炉の幅方向で不均一となり、前記集合管寄せ及び混合器による火炉出口の蒸気温度均一化の効果が小さくなる。
【０００５】
また、かかる従来技術にあっては、混合器で混合された気液二相流体を分配するための複数の分配管を同一径でかつ同一長さで以って設定して、ボイラ製作時に組み込むようになっているため、ボイラの運転中に、ボイラの負荷や燃料の供給状態によって熱流束が火炉の幅方向で変化に対しては制御手段がない。
【０００６】
従って、本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、火炉の幅方向における熱流束分布に対応して混合器に接続される分配管内を流れる気液二相流体の流量を装置の運転中においても制御可能として、分配管の設置スペースに制約されることなく火炉出口の蒸気温度均一化を実現し得る流体混合分配装置とこれの設置及び運転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】
【０００７】
本発明はかかる目的を達成するもので、火炉からの高温流体が流入する多数の流入管に連結され該流入管からの前記流体が集合する集合管寄せと、該集合管寄せから流入する流体を混合する混合器と、該混合器に接続されて該混合器内で混合された流体を分配する複数の分配管とを備えた流体混合分配装置において、前記複数の分配管は、その長さ及び内径の何れか一方または双方を、前記火炉内の該分配管の配置部位における熱流束分布に対応して設定されてなることを特徴とする。
【０００８】
また本発明は発電用、産業用等のボイラに適用でき、ボイラの火炉からの高温流体が流入する多数の流入管に連結され該流入管からの流体が集合する集合管寄せと、該集合管寄せから流入する流体を混合する混合器と、該混合器に接続されて該混合器内で混合された流体を分配する複数の分配管とを備えたボイラにおける流体混合分配装置において、前記複数の分配管の長さ及び内径の何れか一方または双方を、前記ボイラの火炉内の該分配管の配置部位における熱流束分布に対応して設定する管要目設定手段を備えてなることを特徴とする。
【０００９】
また、前記管要目設定手段は、具体的には次のように構成するのがよい。
（１）前記管要目設定手段を、前記複数の分配管を、前記火炉の中央部側では内径を大きくかつ長さを短く設定し、前記火炉の外周側では、内径を小さくしかつ長さを長く設定するように構成する。
（２）前記管要目設定手段を、前記複数の分配管の長さ及び内径の何れか一方または双方を、前記熱流束分布に対応しかつボイラの最大燃料供給量に対応して設定するように構成する。
（３）前記管要目設定手段を、前記複数の分配管の長さ及び内径の何れか一方または双方を、前記熱流束分布に対応しかつボイラの最大負荷に対応して設定して設定するように構成する。
また、かかる発明において、好ましくは、前記管要目設定手段により設定された前記複数の分配管の長さ及び内径の何れか一方または双方をプリセットするプリセット手段を備える。
【００１０】
ボイラ等の火炉内の燃焼による熱流束は、通常、火炉の中央部近傍が大きく、炉壁に近い外周側が小さくなるような分布となる。
然るにかかる発明によれば、火炉内の熱流束の分布を実験結果、シミュレーション計算結果等に基づき予め算定し、集合管寄せから流入する流体を混合する混合器に接続され複数の分配管の長さあるいは、分配管の内径好ましくは、該長さと内径の双方をこの熱流束の分布に対応した長さあるいは内径に設定して、複数の分配管を設置する。
【００１１】
即ち、かかる発明によれば、管要目設定手段によって、前記複数の分配管の長さ及び内径の何れか一方または双方を、前記ボイラの火炉内の該分配管の配置部位における熱流束分布に対応して設定し、あるいは該熱流束分布にボイラの最大燃料供給量またはボイラの最大負荷を補完的に用いて設定し、熱流束分布の大きい火炉の中央部においては、分配管内を流動する気液二相流体の流量を多くするため該分配管の内径を大きくし、かつ圧力損失を小さくするため分配管の長さを短く設定する一方、前記熱流束分布の小さい火炉の外周側においては、前記気液二相流体の流量を少なくするため該分配管の内径を小さくし、圧力損失を大きくすることを許容して分配管の長さを長く、プリセット手段を用いて設定することができる。
これにより、火炉出口側に接続される複数の分配管内における気液二相流体の火炉内燃焼ガスからの受熱量に見合った流量分配（つまり熱流束分布の分布があるときは受熱量の分布があり）となって、複数の分配管出口における気液二相流体の温度も均一となり、火炉内の熱流束が火炉の幅方向で不均一となってもこれに影響されることなく火炉出口の蒸気温度を均一化することができる。
【００１２】
また本発明は、前記流体混合分配装置において、前記複数の分配管に該分配管の圧力損失を調整する絞り弁を設けるとともに、前記各分配管またはその近傍における温度を検出する温度センサと、前記温度センサによる温度検出値と予め設定された温度範囲との比較結果に基づき前記各分配管の温度が前記温度範囲になるように前記絞り弁の開度を制御する絞り弁制御装置とを備えてなる。
そして、前記絞り弁制御装置は、前記温度センサの設置位置に対応する位置における前記温度範囲が設定され、前記温度センサによる温度検出値と前記温度範囲との温度偏差を算出して該温度偏差が所定値以下になるように前記絞り弁の開度を制御するように構成するのがよい。
【００１３】
このように構成すれば、絞り弁制御装置によって、温度センサによる各分配管（またはその近傍）における温度検出値に基づき各分配管の温度が予め設定された許容温度範囲になるように、前記各分配管に設置された絞り弁の開度を制御することにより、ボイラ等の装置の運転中においても、熱流束の大きい火炉の中央部では、分配管内を流動する気液二相流体の流量を多くするため該絞り弁の開度を大きくする一方、前記熱流束の小さい火炉の外周側では、前記気液二相流体の流量を少なくするため該絞り弁の開度を小さくなるように容易に制御することができる。
【００１４】
これにより、ボイラ等の装置の運転中に、該装置の負荷や燃料の供給状態によって熱流束が火炉の幅方向で変化しても、かかる変化に迅速にかつ精度良く対応して前記各絞り弁の開度を調整することにより、火炉出口側に接続される複数の分配管内における気液二相流体の火炉内燃焼ガスからの受熱量に対応して複数の分配管４出口における気液二相流体の温度をにすることができ、従って、火炉内の熱流束が該火炉の幅方向で不均一となっても、これに影響されることなく火炉出口の蒸気温度を均一化することができる。
さらに、複数の分配管に絞り弁を設置し、絞り弁制御装置によって、各絞り弁の開度を制御することによって火炉出口の蒸気温度を均一化することができるので、複数の分配管の長さや径を該分配管の設置部近傍の形態に応じて自在に設定できて、流体混合分配装置の設計の自由度を増すことが可能となる。
【００１５】
また本発明に係る流体混合分配装置の設置及び運転方法は、火炉からの高温流体が流入する多数の流入管に連結された集合管寄せに該流入管からの流体を集合せしめ、該集合管寄せに集合した流体を混合器にて混合し、該混合器内で混合された流体を該混合器に接続された複数の分配管で分配するようにした流体混合分配装置の設置及び運転方法において、前記火炉内の前記分配管の配置部位における熱流束分布に対応して前記複数の分配管の長さ及び内径の何れか一方または双方を設定して前記複数の分配管を設置し、前記各分配管またはその近傍における温度を検出して該温度の検出値と予め設定された温度範囲との比較結果に基づき前記各分配管またはその近傍における温度が前記温度範囲になるように、絞り弁を用いて前記複数の分配管の圧力損失を調整することを特徴とする。
【００１６】
以上のような本発明に係る流体混合分配装置の設置及び運転方法によれば、集合管寄せから流入する流体を混合する混合器に接続される複数の分配管の長さあるいは、分配管の内径好ましくは、該長さと内径の双方を、火炉内の熱流束の分布に対応した長さあるいは内径に設定して複数の分配管を設置することにより、熱流束の大きい火炉の中央部においては、分配管内を流動する気液二相流体の流量を多くするため該分配管の内径を大きくし、圧力損失を小さくするため分配管の長さを短く設定する一方、前記熱流束の小さい火炉の外周側においては、前記気液二相流体の流量を少なくするため該分配管の内径を小さくし、圧力損失を大きくすることを許容して分配管の長さを長く設定することができて、火炉出口側に接続される複数の分配管内における気液二相流体の火炉内燃焼ガスからの受熱量及び複数の分配管出口における気液二相流体の温度を均一に保持することができるのに加えて、
温度センサによる各分配管またはその近傍における温度検出値に基づき各分配管またはその近傍における温度が予め設定された温度範囲になるように複数の分配管に設置された各絞り弁の開度を制御することにより、ボイラ等の装置の運転中においても、熱流束の大きい火炉の中央部では、分配管内を流動する気液二相流体の流量を多くするため絞り弁の開度を大きくする一方、前記熱流束の小さい火炉の外周側では、前記気液二相流体の流量を少なくするため絞り弁の開度を小さくなるように容易に制御することが可能となって、ボイラ等の装置の運転中においても、火炉出口の蒸気温度を均一化をより高精度で実現できる。
【００１７】
さらに、かかる流体混合分配装置の設置及び運転方法を、ボイラにおける流体混合分配装置の設置及び運転方法に適用すれば、火炉からの高温流体が流入する多数の流入管に連結された集合管寄せに該流入管からの流体を集合せしめ、該集合管寄せに集合した流体を混合器にて混合し、該混合器内で混合された流体を該混合器に接続された複数の分配管で分配するようにしたボイラにおける流体混合分配装置の設置及び運転方法であって、前記火炉内の前記分配管の配置部位における熱流束分布に対応して前記複数の分配管の長さ及び内径の何れか一方または双方を設定して前記複数の分配管を設置し、
前記各分配管またはその近傍における温度を検出して該温度の検出値と予め設定された温度との比較結果に基づき前記各分配管またはその近傍における温度が前記温度範囲になるように、絞り弁を用いて前記複数の分配管の圧力損失を調整する。
【００１８】
以上のような本発明に係るボイラ用流体混合分配装置の設置及び運転方法によれば、複数の分配管の長さあるいは分配管の内径、好ましくは該長さと内径の双方を、火炉内の熱流束の分布に対応した長さあるいは内径に設定した上で、前記複数の分配管またはその近傍における温度の検出値によって、絞り弁を用いて前記複数の分配管の圧力損失を調整するので、ボイラの運転中において火炉出口の蒸気温度の均一化を、より高精度で実現できる。
また、必要に応じて、ボイラの最大負荷及びボイラへの最大燃料供給量によって、前記のようにして設定された複数の分配管の長さあるいは分配管の内径を補正すれば、さらに精度よく前記分配管の長さあるいは内径を設定できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複数の分配管を、その長さ及び内径の何れか一方または双方を火炉内の該分配管の配置部位における熱流束分布に対応して設定するように構成したので、火炉出口側に接続される前記複数の分配管内における気液二相流体の火炉内燃焼ガスからの受熱量に対応して複数の分配管出口における気液二相流体の温度が均一となり、火炉内の熱流束が火炉の幅方向で不均一となってもこれに影響されることなく火炉出口の蒸気温度を均一化することができる。
【００２０】
また、前記各分配管に絞り弁を設置し、絞り弁制御装置によって、温度センサによる各分配管またはその近傍における温度検出値に基づき、各分配管またはその近傍における温度が予め設定された温度範囲になるように各絞り弁の開度を制御するように構成したので、ボイラ等の装置の運転中においても、該装置の負荷や燃料の供給状態によって熱流束が火炉の幅方向で変化するのにも、迅速にかつ精度良く対応して火炉出口の蒸気温度を均一化することが可能となるとともに、複数の分配管の長さや径を該分配管の設置部近傍の形態に応じて自在に設定できて、流体混合分配装置の設計の自由度を増すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
図１は本発明の実施例に係るボイラにおける流体混合分配装置の要部構成の第１例を示す斜視図、図２は第２例を示す斜視図である。図３は前記実施例における分配管要目の設定手順を示すブロック図、図４は絞り弁の制御ブロック図である。図５は本発明が適用されるボイラの要部構造図である。
【００２２】
本発明が適用されるボイラの要部構造を示す図５において、２５は火炉で、多数の蒸発管２２を並べて構成された壁によって４周を囲んで形成されている。２６は該火炉２５の壁部に周方向及び軸方向に複数個配設されたバーナで、該バーナ２６から噴出される燃料と図示しない空気供給ノズルからの空気とによる該火炉２５内での燃焼によって前記蒸発管２２内の水を加熱して蒸気を発生させるようになっている。
２１は前記蒸発管２２に接続される入口管寄せ、２８は過熱器、２３は該過熱器２８の蒸気出口に接続される出口管寄せである。
【００２３】
図５及び図１〜図２において、１は集合管寄せで、軸線が水平に配置されて両端が閉じた円筒形状に形成され、該集合管寄せ１には前記蒸発管２２を構成する多数の流入管６が接続されている。
該集合管寄せ１の中央部上部には、接続管２を介して混合器３が接続されている。該混合器３は軸線が鉛直に配置され、例えば特公平６−１２１６５号公報等に開示されているように、一端側（上端側）が閉じた円筒形状に形成されている。
前記混合器３の円筒面には同一の高さ（高さが異なっていてもよい）に分配管４が複数本接続されている。
【００２４】
図１に示される例においては、前記各分配管４の他端を、軸線が水平に配置されて両端が閉じた円筒形状に形成された分配管寄せ１５に接続している。そして、該分配管寄せ１５の円筒面には同一の高さに多数の流出管７が接続され、該流出管７の出口側は前記過熱器２８（図５参照）に接続されている。
また、図２に示される例においては、前記複数の分配管４毎に分配器５を設け、各分配器５に流出管７を複数本接続して、分配器５毎に流出管群を形成している。
図１及び図２において、１０は前記各分配管４に設置された絞り弁であり、かかる絞り弁１０の詳細については後述する。
【００２５】
本発明の第１実施例においては、前記各分配管４の長さ及び内径を次のようにして設定する。
即ち、図１〜図２、及び前記各分配管４の要目の設定手順を示す図３において、３１は熱流束分布設定手段で、前記火炉２５（図５参照）内の熱流束の分布特に該火炉２５の幅方向の熱流束の分布を実験結果、シミュレーション計算結果等に基づき予め設定している。
また、ボイラ負荷設定手段３２にはボイラの最大負荷が設定され、燃料供給量設定手段３２にはボイラの最大燃料供給量が設定されている。
管要目算出手段３４においては、前記熱流束分布設定手段３１において設定された火炉２５（図５参照）内の、該火炉２５の幅方向における熱流束の分布に基づき、前記各分配管４の長さ及び管径（管内径）を設定する。
【００２６】
即ち、前記管要目算出手段３４においては、熱流束の大きい火炉２５の内側では、該分配管４内を流動する気液二相流体の流量を多くするため該分配管４の内径を大きくし、かつ圧力損失を小さくするため該分配管４の長さを短く設定する。また、前記熱流束の小さい火炉２５の外周側においては、前記気液二相流体の流量を少なくするため該分配管４の内径を小さくし、かつ圧力損失を大きくすることを許容して該分配管４の長さを長く設定する。
【００２７】
また、前記管要目算出手段３４においては、前記ボイラ負荷設定手段３２に設定されているボイラの最大負荷、及び、前記燃料供給量設定手段３３に設定されているボイラの最大燃料供給量を補完的に用いて、前記熱流束分布による前記各分配管４の長さ及び管径（管内径）に設定値を補正することも可能である。
そして、管要目プリセット手段３５において、前記管要目算出手段３４にて設定された各分配管４の長さ及び管径（管内径）をプリセットしておき、前記各分配管４を、前記プリセットされている管長さ及び管径（管内径）に加工する。
【００２８】
かかる第１実施例によれば、火炉２５内の熱流束の分布を実験結果、シミュレーション計算結果等に基づき前記熱流束分布設定手段３１に予め算定し、前記管要目算出手段３４にて前記複数の分配管４の長さあるいは該分配管４の内径の関係を、熱流束の大きい火炉２５の内側においては、分配管４内を流動する気液二相流体の流量を多くするため該分配管４の内径を大きくし、かつ圧力損失を小さくするため分配管４の長さを短く設定する一方、前記熱流束の小さい火炉２５の外周側においては、前記気液二相流体の流量を少なくするため該分配管４の内径を小さくし、かつ圧力損失を大きくすることを許容して分配管４の長さを長く設定することにより、各分配管４における気液二相流体の火炉内燃焼ガスからの受熱量に対応して複数の分配管４出口における気液二相流体の温度が均一となり、火炉２５内の熱流束が該火炉２５の幅方向で不均一となっても、これに影響されることなく火炉２５出口の蒸気温度を均一化することができる。
【００２９】
次に、本発明の第２実施例においては、前記各分配管４に絞り弁１０を設置し、絞り弁制御装置１００により、次のようにして、該絞り弁１０の開度制御を行う。
即ち、図１〜図２、及び前記絞り弁１０の制御システムを示す図４において、４０は温度センサで、前記分配管４またはその近傍における複数箇所の炉内温度を検出して、絞り弁制御装置１００の温度偏差算出手段４２に入力する。
４１は温度範囲設定手段で、実験結果、シミュレーション計算結果等に基づき、前記火炉２５の幅方向における熱流束の分布に対応する温度の範囲（許容温度）が設定されている。
【００３０】
温度偏差算出手段４２においては、前記各分配管４における温度センサ４０による温度検出値と前記温度範囲設定手段に設定された熱流束分布に対応する温度の範囲とを比較し、該温度の範囲の上限あるいは下限と前記温度検出値との温度偏差を算出して、絞り弁開度調整量算出手段４３に入力する。
４４は温度差／絞り弁調整量設定手段で、前記温度の範囲の上限あるいは下限と前記温度検出値との温度偏差に対応する絞り弁１０の開度調整量との関係が、実験結果、シミュレーション計算結果等に基づき設定されている。
前記絞り弁開度調整量算出手段４３においては、前記温度偏差算出手段４２からの各分配管４における前記温度偏差の算出値に対応する絞り弁開度調整量を、前記温度差／絞り弁調整量設定手段４４から抽出し、絞り弁開度算出手段４５に入力する。
【００３１】
絞り弁開度算出手段４５においては、前記絞り弁開度算出手段４５からの絞り弁開度調整量で補正した絞り弁開度、つまり前記各分配管４の温度が前記温度範囲設定手段４１に設定された温度範囲内になるような絞り弁１０の修正開度を算出する。
この修正開度は絞り弁操作装置４６に入力され、該絞り弁操作装置４６は前記修正開度になるように前記絞り弁１０を駆動する。これにより、前記絞り弁１０は、前記各分配管４の温度が前記温度範囲設定手段４１に設定された温度範囲内になるような開度に調整される。
尚、前記絞り弁開度算出手段４５で算出された前記修正開度を絞り弁開度表示手段４７に表示し、作業者が前記絞り弁開度表示手段４７に表示された絞り弁開度になるように、前記絞り弁１０を手動操作するようにしてもよい。
また、前記各分配管４の長さ及び内径は、該分配管４の設置部近傍の形態に応じて任意に設定しても、あるいは前記第１実施例のように設定してもよい。
【００３２】
かかる第２実施例によれば、温度センサ４０による各分配管４における温度検出値に基づき各分配管４の温度が予め設定された温度範囲になるように、前記各分配管４に設置された絞り弁１０の開度を制御することにより、ボイラの運転中においても、熱流束分布の大きい火炉２５の内側では、分配管４内を流動する気液二相流体の流量を多くするため該絞り弁１０の開度を大きくする一方、前記熱流束分布の小さい火炉２５の外周側では、前記気液二相流体の流量を少なくするため該絞り弁１０の開度を小さくなるように容易に制御することができる。
【００３３】
これにより、ボイラの運転中に、該ボイラの負荷や燃料の供給状態によって熱流束が火炉２５の幅方向で変化しても、かかる変化に迅速にかつ精度良く対応して前記各絞り弁１０の開度を調整することにより、火炉２５出口側に接続される複数の分配管４内における気液二相流体の火炉内燃焼ガスからの受熱量に対応して複数の分配管出口における気液二相流体の温度にすることができる。
【００３４】
従って、火炉２５内の熱流束が該火炉２５の幅方向で不均一となっても、これに影響されることなく火炉出口の蒸気温度を均一化することができる。
さらに、複数の分配管４に絞り弁１０を設置し、絞り弁制御装置１００によって、各絞り弁１０の開度を制御することによって火炉２５出口の蒸気温度を均一化することができるので、複数の分配管４の長さや径を該分配管４の設置部近傍の形態に応じて自在に設定できて、流体混合分配装置の設計の自由度を増すことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明によれば、火炉の幅方向における熱流束分布に対応して混合器に接続される分配管内を流れる気液二相流体の流量を、装置の運転中においても制御可能となり、該分配管の設置スペースに制約されることなく火炉出口の蒸気温度均一化を実現し得る、ボイラ等の流体混合分配装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例に係るボイラにおける流体混合分配装置の要部構成の第１例を示す斜視図である。
【図２】前記実施例における第２例を示す斜視図である。
【図３】前記実施例における分配管要目の設定手順を示すブロック図である。
【図４】前記実施例における絞り弁の制御ブロック図である。
【図５】本発明が適用されるボイラの要部構造図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    集合管寄せ
２    接続管
３    混合器
４    分配管
５    分配器
６    流入管
７    流出管
１５    分配管寄せ
２２    蒸発管
２５    火炉
２６    バーナ
３１    熱流束分布設定手段
３４    管要目算出手段
３５    管要目プリセット手段
４０    温度センサ
４２    温度偏差算出手段
４３    絞り弁開度調整量算出手段
４５    絞り弁開度算出手段
１００    絞り弁制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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