| 【発明の名称】 |
過熱蒸気の過熱低減装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】積田 佳満
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| 【要約】 |
【課題】過熱蒸気の状態に拘らず高負荷から低負荷迄噴霧特性がよく制御性の良好な水噴霧ノズル及び過熱蒸気の過熱低減装置を提供する。
【解決手段】過熱器に連通される蒸気連絡管６内に外管１６を水密に突出し、該外管内を複数の独立した水室２７，２８，２９に分割し、各水室に連通する噴霧孔３１，３２，３３を前記外管に設けると共に各水室を開閉弁４０，４１，４２に接続し、該開閉弁を流量調整弁２を介して給水源３に接続した水噴霧ノズル１５を複数有し、前記蒸気連絡管を流通する蒸気の温度を検出する温度検出器を設け、該温度検出器が検出した蒸気温度を所定温度にする為、噴霧水量に応じて前記モータ開閉弁を選択した後、前記流量調整弁を調整する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 過熱器に連通される蒸気連絡管内に外管を水密に突出し、該外管内を複数の独立した水室に分割し、各水室に連通する噴霧孔を前記外管に設けると共に各水室を開閉弁を介して給水源に連通した水噴霧ノズルを具備することを特徴とする過熱蒸気の過熱低減装置。
【請求項２】 過熱器に連通される蒸気連絡管内に外管を水密に突出し、該外管内を複数の独立した水室に分割し、各水室に連通する噴霧孔を前記外管に設けると共に各水室を開閉弁に接続し、該開閉弁を流量調整弁を介して給水源に接続した水噴霧ノズルを複数有し、前記蒸気連絡管を流通する蒸気の温度を検出する温度検出器を設け、該温度検出器が検出した蒸気温度を所定温度にする為、前記流量調整弁を選択して開閉し、更に前記モータ開閉弁を選択して開閉する給水制御器を具備することを特徴とする過熱蒸気の過熱低減装置。
【請求項３】 前記外管内部が同心多重に分割され複数の水室が形成されると共に各水室の下端部が前記外管を介して蒸気連絡管内部に隣接する様にし、各水室下端部に連通する噴霧孔を所要数穿設した請求項１又は請求項２の過熱蒸気の過熱低減装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は発電設備に於いて、蒸気タービンに流入する過熱蒸気の温度が所定温度以上とならない様、過熱蒸気の温度を調整する為の過熱蒸気の過熱低減装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】火炉で蒸発し、気水分離された蒸気は燃焼排ガスにより、一次過熱器、二次過熱器、三次加熱器を流通する過程で所要の過熱度になる迄順次過熱され、蒸気タービンに供給される。
【０００３】ところが、前記燃焼排ガスはガス流量、温度とも火炉の負荷によって変動する。この為、過熱器での蒸気の過熱状態が変動し、蒸気タービンに流入する過熱蒸気の温度が予定された温度より高くなる状況が発生する。蒸気タービンは所定の温度を基に決められた設計温度で設計されており、過熱蒸気の温度が予定温度より高くなると蒸気タービンの強度の点から問題があり、過熱蒸気の温度は所定温度以上にならない様に調整されている。温度の調整は過熱蒸気の管路中に、水を噴霧することで行われている。
【０００４】図３に於いて、従来の過熱蒸気の過熱低減装置について説明する。
【０００５】過熱蒸気の温度を下げる過熱低減装置は、水噴霧ノズル１、流量調整弁２、給水管３、給水制御器４、蒸気温度検出器７等から構成され、前記水噴霧ノズル１は過熱器５の上流側の蒸気連絡管６に設けられている。図３は蒸気連絡管６に上流側から一次過熱器５ａ、二次過熱器５ｂ、三次過熱器５ｃが設けられた例を示し、前記水噴霧ノズル１は二次過熱器５ｂ、三次過熱器５ｃの上流側に、又蒸気温度検出器７は二次過熱器５ｂ、三次過熱器５ｃの下流側に設けられている。
【０００６】前記水噴霧ノズル１は、前記蒸気連絡管６に対して蒸気流路を直角に横断する様取付けられ、又該水噴霧ノズル１は所要の間隔で所要本数取付けられている。前記水噴霧管８はそれぞれ前記流量調整弁２を介して給水管３に接続され、該給水管３は図示しない給水源に連通している。前記給水制御器４には前記蒸気温度検出器７が検出した蒸気温度が入力され、前記給水制御器４は検出された蒸気温度に従い、複数ある前記流量調整弁２のいくつかをＯＦＦとし、前記水噴霧ノズル１から噴霧されるトータルの水の量を調整し、或は更に、流量調整弁２の開度を調整し、前記蒸気連絡管６中を流通する蒸気中に水を噴霧することで噴霧される水の量を調整し、蒸気温度を下げ、所定温度の蒸気が蒸気タービン１０に供給される様にしている。
【０００７】図４は従来の水噴霧ノズル１を示しており、前記水噴霧管８は先端が閉塞された単管で、所要数の噴霧孔９が穿設されたものであり、管径、噴霧孔９の径、噴霧孔９の数、更に水噴霧管８の数は火炉が最大負荷の時に対応し得る様に決定されている。
【０００８】前記蒸気連絡管６を流通する過熱蒸気温度が所定値より高い場合、前記給水制御器４は水を噴霧する水噴霧ノズル１の本数を決定し、噴霧する水噴霧ノズル１の流量調整弁２を開、噴霧しない水噴霧ノズル１の流量調整弁２を閉とする。更に、噴霧する水噴霧ノズル１の前記流量調整弁２の開度を調整し、前記給水管３から水を前記水噴霧ノズル１を経て前記蒸気連絡管６内に供給する。給水された水は前記水噴霧管８より噴霧され、過熱蒸気の熱で蒸発し、過熱蒸気の温度を低下させる。
【０００９】而して、噴霧する水の量を過熱蒸気の温度、流量に対応させることで、蒸気タービン１０に流入する過熱蒸気の温度を所定温度とすることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記した水噴霧ノズル１は火炉の最大負荷に合わせ、本数、水噴霧管８の管径、噴霧孔９の径、噴霧孔９の数が設定されている。火炉の負荷があまり大きくなく、蒸気温度も高くない場合は当然給水量も少なく、水噴霧管８からの噴霧量も少なくなる。水噴霧ノズル１一本当りの噴霧量が少なくなると、水噴霧管８の噴霧特性が悪くなり、前記流量調整弁２の開度が微小の場合は水の噴出量が変動する様になり、予定より多く噴霧されたり、或は少なく噴霧されたりする。このことは蒸気温度の変動の原因となり、或は噴出された水は完全な霧状態とならず、水滴の状態で過熱蒸気中に放出される場合も生じる。更に、粒径が大きくなり、完全に蒸発しないまま、管壁に付着等すると、温度差が生じて損傷の原因となることもある。
【００１１】本発明は斯かる実情に鑑み、過熱蒸気の状態に拘らず高負荷から低負荷迄噴霧特性がよく制御性の良好な水噴霧ノズル及び過熱蒸気の過熱低減装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、過熱器に連通される蒸気連絡管内に外管を水密に突出し、該外管内を複数の独立した水室に分割し、各水室に連通する噴霧孔を前記外管に設けると共に各水室を開閉弁を介して給水源に連通した水噴霧ノズルを具備する過熱蒸気の過熱低減装置に係り、又過熱器に連通される蒸気連絡管内に外管を水密に突出し、該外管内を複数の独立した水室に分割し、各水室に連通する噴霧孔を前記外管に設けると共に各水室を開閉弁に接続し、該開閉弁を流量調整弁を介して給水源に接続した水噴霧ノズルを複数有し、前記蒸気連絡管を流通する蒸気の温度を検出する温度検出器を設け、該温度検出器が検出した蒸気温度を所定温度にする為、前記流量調整弁を選択して開閉し、更に前記モータ開閉弁を選択して開閉する給水制御器を具備する過熱蒸気の過熱低減装置に係り、又前記外管内部が同心多重に分割され複数の水室が形成されると共に各水室の下端部が前記外管を介して蒸気連絡管内部に隣接する様にし、各水室下端部に連通する噴霧孔を所要数穿設した過熱蒸気の過熱低減装置に係るものである。
【００１３】１つの水噴霧ノズルが複数の水室に分割され、各水室から独立して水が噴霧されるので、噴霧する水室の数を制限することで、噴霧水量の増減に拘らず噴霧特性の良好な範囲で噴霧を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】尚、図１中、図３中で示したものと同様のものには同符号を付してある。
【００１６】水噴霧ノズル１５は、一次過熱器と二次過熱器との間の蒸気連絡管６、二次過熱器と三次加熱器との間の蒸気連絡管６等にそれぞれ数箇所設けられる。前記水噴霧ノズル１５は蒸気連絡管６に対して蒸気流路を直角に横断する様取付けられる。
【００１７】前記水噴霧ノズル１５について説明する。
【００１８】外管１６に中管１７、該中管１７に内管１８が順次同心多重に配設され、前記中管１７は前記外管１６に対して、又前記内管１８は前記中管１７に対してそれぞれ下端が短くなっており、前記中管１７は前記外管１６に対し、又前記内管１８は前記中管１７に対し、それぞれ上端が長く上方に突出している。
【００１９】前記外管１６の下端には下段下端板１９が水密に固着され、前記内管１８の下端と前記外管１６との間にはドーナツ状の中段下端板２０が水密に固着され、前記中管１７の下端と前記外管１６との間にはドーナツ状の上段下端板２１が水密に固着されている。前記外管１６の上端と前記中管１７との間に下段上端板２３が水密に固着され、前記中管１７と前記内管１８との間に中段上端板２４が水密に固着され、前記内管１８の上端には上段上端板２５が水密に固着されている。
【００２０】而して、前記外管１６、内管１８、中段下端板２０、下段下端板１９、上段上端板２５により下段水室２７が形成され、前記外管１６、内管１８、中段下端板２０、上段下端板２１、中段上端板２４により、中段水室２８が形成され、前記中管１７、外管１６、上段下端板２１、下段上端板２３により上段水室２９が形成される。
【００２１】前記外管１６の蒸気連絡管６挿入部分にそれぞれ所要列、所要段の配列となっている噴霧孔３１，３２，３３が穿設され、前記噴霧孔３１は前記下段水室２７に連通し、前記噴霧孔３２は前記中段水室２８に連通し、前記噴霧孔３３は前記上段水室２９に連通している。又、前記外管１６の上端部には給水分岐管３５が連通し、前記中管１７の突出する上端部には給水分岐管３６が連通し、前記内管１８の突出する上端部には給水分岐管３７がそれぞれ連通している。
【００２２】前記給水分岐管３５、給水分岐管３６、給水分岐管３７は給水管３８に合流し、該給水管３８を介して給水管３に連通している。前記給水管３８には流量調整弁２が設けられ、前記給水分岐管３５にはモータ開閉弁４０が設けられ、前記給水分岐管３６にはモータ開閉弁４１が設けられ、前記給水分岐管３７にはモータ開閉弁４２が設けられている。前記流量調整弁２、前記モータ開閉弁４０，４１，４２は図示しない蒸気温度検出器からの検出温度に基づき給水制御器４により開閉される様になっている。
【００２３】以下、作動について説明する。
【００２４】蒸気温度検出器で検出された蒸気温度を所定に制御する様水噴霧量が決まると、これから水噴霧ノズル１５の数が決定され、前記給水制御器４により該当する前記流量調整弁２が開かれる。更に前記水噴霧ノズル１５から噴霧される水の量が調整される。水の噴霧量の調整は、先ず前記モータ開閉弁４０，４１，４２を選択して開放する。
【００２５】小噴霧量の場合は、前記モータ開閉弁４１が開かれ、前記モータ開閉弁４０，４２が閉じられる。前記給水管３から前記給水管３８、給水分岐管３６を経て水が前記中段水室２８に供給され、前記噴霧孔３２より前記蒸気連絡管６中に噴霧される。
【００２６】中噴霧量の場合は、前記モータ開閉弁４０，４２が開かれ、前記モータ開閉弁４１が閉じられる。前記給水管３から前記給水管３８、給水分岐管３７、給水分岐管３５を経て水が前記下段水室２７、上段水室２９に供給され、前記噴霧孔３１，３３より前記蒸気連絡管６中に噴霧される。ここで、前記噴霧孔３１と噴霧孔３３からの噴霧が選択されるのは、噴霧される水が蒸気連絡管６中で偏らない様にする為である。
【００２７】大噴霧量の場合は、前記モータ開閉弁４０，４１，４２が全て開放され、前記下段水室２７、中段水室２８、上段水室２９を介し、前記噴霧孔３１，３２，３３より水が噴霧される。
【００２８】図２に示す様に、要求される噴霧水量に対応させ前記モータ開閉弁４０，４１，４２を選択して開放することで、各噴霧孔３１，３２，３３から噴霧される水量を噴霧特性が良好な範囲に選択することができる。更に、前記モータ開閉弁４０，４１，４２の開度を調整し、前記噴霧孔３１，３２，３３の噴霧特性が良好な範囲内で、噴霧水量を調整することで過熱蒸気の温度調整を精度よく行うことができる。
【００２９】尚、上記実施の形態では３重管としたが、２重管であっても４重管であってもよい。又、外管１６内が独立した水室に区画され、各水室から噴霧される様になっていればよく、同心多重管構造でなく、前記外管１６を軸心に沿って平板により左右に分割する等でもよい。又、前記モータ開閉弁は他の駆動機、例えばシリンダにより駆動される開閉弁であってもよく、更に前記流量調整弁２は省略することもできる。
【００３０】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、水噴霧ノズルを過熱器に連通される蒸気連絡管に外管を水密に突出し、該外管内を複数の独立した水室に分割し、各水室に連通する噴霧孔を前記外管に設けると共に各水室を開閉弁を介して給水源に連通した構成としたので、噴霧する水室の数を制限することで、噴霧水量の増減に拘らず噴霧特性の良好な範囲で噴霧を行うことができ、更に水噴霧ノズルを複数設け、各水噴霧ノズルを流量調整弁を介して給水源に連通し、該流量調整弁の選択開閉と前記モータ開閉弁の選択開閉を併せて行うことで、多様な噴霧量調整を行うことができるという優れた効果を発揮する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００００９９
【氏名又は名称】石川島播磨重工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年６月１８日（１９９９．６．１８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３５６３
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 祥二
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| 【公開番号】 |
特開２００１−４１０４（Ｐ２００１−４１０４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１月１２日（２００１．１．１２） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１７２０９７ |
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