(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙道内に過熱器と蒸発器と節炭器が配設され、前記過熱器は上部集合管と、下部集合管と、前記上部集合管と下部集合管との間に鉛直方向に沿って多数平行に連結された伝熱管群とで構成され、前記煙道の外部に配置されて前記節炭器および蒸発器で発生した蒸気を一時保留するドラムと、該ドラムと前記過熱器の上部集合管とを連結する連絡管とを具えた排熱回収ボイラにおいて、
前記連絡管内で形成された水滴が流下する漏斗部を前記連絡管に設け、その漏斗部と前記下部集合管との間を連結する補助伝熱管を前記過熱器の伝熱管群とともに前記煙道内に配置して、その伝熱管群と補助伝熱管は煙道内を流れる排ガスによって加熱され、前記連絡管内で形成された水滴は専ら前記漏斗部を通って前記補助伝熱管側に流下させて、前記過熱器の上部集合管に流入しないようにしたことを特徴とする排熱回収ボイラ。
【請求項２】
前記連絡管内で形成された水滴が流下する下端部は、前記ドラムの出口から排熱回収ボイラの取込口にかけて斜めに形成された傾斜部の下端部であることを特徴とする請求項１記載の排熱回収ボイラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガスタービン等から排出された排ガス中の余熱を回収する排熱回収ボイラに係り、特に、その過熱器の改良の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近は燃料の有効利用と燃費節減のために、ガスタービンの排熱を回収して高圧蒸気を発生させ、その蒸気を蒸気タービンに導いて動力に変換するようにした複合発電設備が注目されている。図２は従来例に係る複合発電設備の概略を示す系統図である。同図に示すように、燃料を燃焼させた燃焼ガスによりガスタービン８を駆動すると共に、排出された排ガスＧを排熱回収ボイラ９に導いて排ガスＧ中の余熱で高圧蒸気を発生させ、その蒸気を蒸気タービン10に導いてこれを駆動させる。こうしてガスタービン８と蒸気タービン10で得られた動力で発電機11を回して電力に変換させる。
【０００３】
図３は排熱回収ボイラ９の内部構成を示す構成図である。排熱回収ボイラ９に導かれた排ガスＧは同図で左側から右側に流れている。排熱回収ボイラ９の煙道内には上流側から順に、過熱器13 、高圧一段蒸発器14、高圧二段蒸発器15、高圧節炭器16、低圧蒸発器17、低圧節炭器18 から成る伝熱管群が配置されている。高圧一段蒸発器14と高圧二段蒸発器15との間には脱硝装置19が配置されていて、ここで排ガスＧ中の窒素酸化物NOxが除去されている。
【０００４】
高圧ドラム22から供給された給水は高圧降水管24を経て高圧二段蒸発器15に供給され、高圧一段蒸発器14、高圧二段蒸発器15および高圧節炭器16で発生した高圧蒸気は高圧ドラム22に還流する。また、低圧ドラム23から供給された給水は低圧降水管25を経て低圧蒸発器17に供給され、低圧蒸発器17および低圧節炭器18で発生した低圧蒸気は低圧ドラム23に還流する。高圧ドラム22に流入した高圧蒸気はそこで水分と分離され、飽和蒸気となって連絡管21を経て排熱回収ボイラ９内の過熱器13 に流入する。排熱回収ボイラ９の外部の連絡管21は保温材で覆われているが、高温であるため、ある程度の熱放散は避けられず、連絡管21の放熱により内部を通過する飽和蒸気が冷やされて一部が凝集して水滴になる。
【０００５】
図４および図５はそれぞれ排熱回収ボイラ９内の過熱器13 を模式的に示した正面図および側面図である。高圧ドラム22の出口から排熱回収ボイラ９の取込口91を経て取り込まれる連絡管21を通った飽和蒸気は上部集合管131内に流入した後、鉛直方向に平行に多数連結された伝熱管132内に分流する。そして、伝熱管132の最下部に形成された屈曲部132aを経て下部集合管133内に流入する。なお、図５では連絡管21の直下の伝熱管132のみを図示している。連絡管21内で形成された水滴ｄは上部集合管131に流入した後、自身の重量により直下の数本の伝熱管132内に流下する。
【０００６】
水滴ｄは大きな比熱を有しており、吸熱量が多いため、水滴ｄが流入した伝熱管132は加熱され難く、他の伝熱管132に較べて温度が低く、両者の間に100℃以上の温度差が生じる場合がある。このため、伝熱管132同士の間に生じる温度差による熱応力を低減する目的で、全ての伝熱管132の下部に屈曲部132aを設けている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来技術においては全ての伝熱管132の下部に屈曲部132aが設けられているため、伝熱管132の形状が複雑になり量産性が低く加工費が高くつき、組立作業に要する時間と費用も多く掛かる外、排熱回収ボイラ９内の屈曲部132aが占める空間も多く必要になり、その分だけ排熱回収ボイラ９の長さが長くなってしまうといった問題点があった。
本発明は従来技術におけるかかる問題点を解消して、伝熱管の量産性および組立性に優れ、従って、制作費および組立費が安く、小型化が可能な排熱回収ボイラを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の第１の手段は、煙道内に過熱器と蒸発器と節炭器が配設され、前記過熱器は上部集合管と、下部集合管と、前記上部集合管と下部集合管との間に鉛直方向に沿って多数平行に連結された伝熱管群とで構成され、前記煙道の外部に配置されて前記節炭器および蒸発器で発生した蒸気を一時保留するドラムと、該ドラムと前記過熱器の上部集合管とを連結する連絡管とを具えた排熱回収ボイラにおいて、前記連絡管内で形成された水滴が流下する漏斗部を前記連絡管に設け、その漏斗部と前記下部集合管との間を連結する補助伝熱管を前記過熱器の伝熱管群とともに前記煙道内に配置して、その伝熱管群と補助伝熱管は煙道内を流れる排ガスによって加熱され、前記連絡管内で形成された水滴は専ら前記漏斗部を通って前記補助伝熱管側に流下させて、前記過熱器の上部集合管に流入しないようにしたことを特徴とするものである。
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記連絡管内で形成された水滴が流下する下端部は、前記ドラムの出口から排熱回収ボイラの取込口にかけて斜めに形成された傾斜部の下端部であることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。図１は本発明の実施例に係る排熱回収ボイラ内の過熱器を模式的に示す正面図である。従来例と同一または同一とみなせる箇所には同一の符号を附して重複する説明を省略する。同図に示すように、本実施例では連絡管21の傾斜部分の下端部の下側に連通する漏斗部27 を設け、この漏斗部27 の下端と排熱回収ボイラ９内の下部集合管133との間を取込口92を経て補助伝熱管28で連結している。そして、この補助伝熱管28の下端部に屈曲部28aを形成し、伝熱管132の最下部には従来技術における図４の屈曲部１３２ａを形成していない。
【００１０】
本実施例では上述のような構成としたので、連絡管21内で形成された水滴ｄは殆ど漏斗部27 内に流れ込み、上部集合管131内には流入しないから、全ての伝熱管132内には飽和蒸気だけが流れ込む。従って、全ての伝熱管132は一様に加熱されるから、伝熱管132同士の間に温度差による熱応力が発生することもない。一方、伝熱管132とは独立して配設された補助伝熱管28の下端部には屈曲部28aが形成されているから、この補助伝熱管28と伝熱管132群との間に温度差による熱応力が発生しても、補助伝熱管28の屈曲部28aの伸縮動作により吸収させることができる。
【００１１】
このように、本実施例では全ての伝熱管132には従来技術における図４の屈曲部１３２ａを設けていないので、過熱器13 の幅を小さくでき、排熱回収ボイラ９の長さも短くできると共に、過熱器13 の制作費および組立費を低減することができる。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、排熱回収ボイラの外部の連絡管内で形成された水滴が流下する漏斗部と下部集合管との間を連結する補助伝熱管を配設し、連絡管内で形成された水滴は漏斗部から補助伝熱管側に流下させるようにしたので、水滴は過熱器の伝熱管側に流下することはないから、過熱器の全ての伝熱管に従来技術における図４の屈曲部を設ける必要が無く、従って過熱器の幅を小さくでき、排熱回収ボイラの長さも短くできると共に、過熱器の制作費および組立費を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例に係る排熱回収ボイラ内の過熱器を模式的に示す正面図である。
【図２】  従来例に係る複合発電設備の概略を示す系統図である。
【図３】  従来例に係る排熱回収ボイラの内部構成を示す構成図である。
【図４】  その排熱回収ボイラ内の過熱器を模式的に示した正面図である。
【図５】  その排熱回収ボイラ内の過熱器を模式的に示した側面図である。
【符号の説明】
９  排熱回収ボイラ
13  過熱器
14  高圧一段蒸発器
15  高圧二段蒸発器
16  高圧節炭器
17  低圧蒸発器
18  低圧節炭器
19  脱硝装置
21  連絡管
22  高圧ドラム
24  高圧降水管
27  漏斗部
28  補助伝熱管
28a,132a  屈曲部
91,92  取込口
131  上部集合管
132  伝熱管
133  下部集合管
【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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