1998-009502号水管ボイラ

出願人	バブコック日立株式会社
発明者	碓井奉賢、勝村信一郎、小橋徹
出願日	1996年6月24日（24年8ヶ月経過）	出願番号	1996-163154
公開日	1998年1月16日（23年1ヶ月経過）	公開番号	1998-009502
状態	拒絶査定
技術分野	廃ガスボイラ・燃焼式ボイラの制御、蒸気ボイラの種類
主要キーワード	有効水頭、主蒸発器、ドラムレベル、ボイラトリップ、ボイラ起動、一定負荷、蒸発水、自然循環式
関連する未来課題	農業用水が豊富な社会を実現する、大気汚染のない社会を実現する、地球温暖化のない社会を実現する
重要な関連分野	廃ガスボイラ・燃焼式ボイラの制御、蒸気ボイラの種類

※この項目の情報は公開日時点（1998年1月16日）のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

降水管とバイパス管との切替時のドラムレベル変動を抑制し、ボイラの安定運転を達成すること。

解決手段

汽水胴３、降水管４、蒸発水管５および上昇管から少なくとも構成される水管ボイラにおいて、前記降水管の前記蒸発水管側で降水管をバイパスするバイパス管９を分岐し、前記バイパス管９内に、循環ポンプ１０とともに切換弁１２を設置し、前記循環ポンプ１０の作動による、汽水胴、降水管、バイパス管、循環ポンプ、切換弁、蒸発水管、上昇管、汽水胴を通る強制循環路を形成し、ボイラの起動時または低負荷時に前記強制循環路を稼働させ、前記強制循環路の稼働時に前記切換弁１２を徐々に開くように作動させること。また、逆止弁１１を降水管４の最下流側に設けて操作性を向上させること。

概要

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背景

自然循環式水管ボイラでは汽水胴内の水は、有効水頭差と水と汽水混合物の比容積差により循環力を得て自然循環する。自然循環式水管ボイラの一般的な構成を図２に示す。給水はボイラ給水ポンプ１により節炭器２に送られて加熱された後、汽水胴３に送られる。汽水胴３内の缶水は降水管４を経て蒸発器５にて熱吸収し蒸気を発生し再び汽水胴３に戻り汽水分離され、蒸気は過熱器６で過熱され主蒸気管７にて図示されていないタービン等に送気される。上記のようなボイラでは起動時や低負荷時には降水管４内と蒸発器５内の比重差がなく自然循環が形成され難い。

そこで従来の技術として、汽水胴３と蒸発器５下方を接続し下部に降水管止弁８を有する降水管４と、降水管４をバイパスして汽水胴３の缶水を降水管止弁８の下流側へ送るバイパス管９を有し、このバイパス管９の途中に補助ポンプ１０を具備し、自然循環力が弱いときに補助ポンプ１０を使用し循環力を得ようとしている。

しかし、この方法でも降水管４とバイパス管９の切替時にドラムレベルの変動（レベル低下）が起こりボイラ運転が不安定になり、最悪の場合はボイラトリップに至ることもある。

概要

降水管とバイパス管との切替時のドラムレベル変動を抑制し、ボイラの安定運転を達成すること。

目的

本発明の課題は、降水管とバイパス管との切替時のドラムレベル変動を抑制し、ボイラの安定運転を達成することにある。

効果

実績

技術文献被引用数: 0件
牽制数: 3件

この技術が所属する分野

（分野番号表示ON）※整理標準化データをもとに当社作成

請求項1

汽水胴、降水管、水平配置された蒸発水管および上昇管から少なくとも構成される水管ボイラにおいて、前記降水管の前記蒸発水管側で降水管をバイパスするバイパス管を分岐し、前記バイパス管内に、循環ポンプを設置するとともに前記循環ポンプの下流側に切換弁を設置し、前記循環ポンプの作動による、汽水胴、降水管、バイパス管、循環ポンプ、切換弁、蒸発水管、上昇管、汽水胴を通る強制循環路を形成し、ボイラの起動時または低負荷時に前記強制循環路を稼働させ、前記強制循環路の稼働時に前記切換弁を徐々に開くように作動させる、ことを特徴とする水管ボイラ。

請求項2

汽水胴、降水管、水平配置された蒸発水管および上昇管から少なくとも構成される水管ボイラにおいて、前記降水管の前記蒸発水管側に逆止弁を設置し、前記降水管中の前記逆止弁をバイパスするバイパス管を設け、前記バイパス管内に、循環ポンプを設置するとともに前記循環ポンプの下流側に切換弁を設置し、前記循環ポンプの作動による、汽水胴、降水管、バイパス管、循環ポンプ、切換弁、蒸発水管、上昇管、汽水胴を通る強制循環路を形成し、ボイラの起動時または低負荷時に前記強制循環路を稼働させる、ことを特徴とする水管ボイラ。

請求項3

技術分野

0001

本発明は水管ボイラに係り、起動時や低負荷時に強制循環するものの、通常運転時にはポンプを使用せずに循環を達成するのに好適な水管ボイラに関する技術である。

背景技術

0002

図２

0003

0004

発明が解決しようとする課題

0005

上記の従来技術では、バイパス管９を汽水胴３から降水管４の下部に接続していることからバイパス管９が長くなり、切替時にバイパス管９中の水（系内の缶水に比べ温度の低い水）が蒸発器５に流れ込み、熱を吸収して蒸発水の気泡がつぶれることによるドラムレベル変動（レベル低下）について配慮されていなかった。

0006

本発明の課題は、降水管とバイパス管との切替時のドラムレベル変動を抑制し、ボイラの安定運転を達成することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記の課題は、補助ポンプを具備するバイパス管を極力短くし、前記補助ポンプ出口の切換弁を徐々に開するような手段を採用することにより解決することができる。

0008

本発明は、上記のような手段を採用することにより次のような機能および作用を奏するものである。即ち、水管ボイラの起動時には補助ポンプ１０の出口切換弁１２を開き、補助ポンプを運転し一定負荷以上になると補助ポンプ１０を停止し自然循環によりボイラを運転する。この低負荷運転時の補助ポンプ使用時に、切換弁を徐々に開いて循環力を安定させるようにする。

0009

補助ポンプ１０を具備するバイパス管９を短くしたことで、バイパス管９中の水（系内の缶水に比べ温度の低い水）の蒸発器５への混合が少なくなるので、蒸発器５での気泡がつぶれることによるドラムレベル変動が抑制される。

発明を実施するための最良の形態

0010

図１は本発明の実施形態を示すものである。ここにおいて、１はボイラ給水ポンプ、２は節炭器、３は汽水胴、４は降水管、５は蒸発器、６は過熱器、７は主蒸発器、９はバイパス管、１０は補助ポンプ、１１は逆止弁、１２は切換弁を示す。

図１

0011

図２に示す従来の水管ボイラ構成と異なる点は、降水管４中に逆止弁１１を設置し降水管４の蒸発器側からよりバイパス管９を分岐し前記逆止弁１１の下流側にバイパス管９を接続し、バイパス管９中に補助ポンプ１０を設置しその出口側に切換弁１２を設けたところにある。

図２

0012

図１において、通常のボイラ運転時では、汽水胴３の缶水は降水管４、逆止弁１１を通り、蒸発器５にて熱交換した後、再び汽水胴３に戻る。この流れは缶水と汽水混合物の比重差により自然循環が維持される。しかし、ボイラ起動時や低負荷運転時では、缶水と汽水混合物の比重差が小さいため降水管４、蒸発器５はともに流れにくい状態となる。この状態で補助ポンプ１０の出口に位置する切換弁１２を徐々に開き補助ポンプ１０を運転することにより、汽水胴３、降水管４、バイパス管９、補助ポンプ１０、蒸発器５、汽水胴３という順に、缶水の強制循環が形成され、蒸発器５の流れは安定する。

図１

0013

ここにおいて、降水管４内に逆止弁１１を設けることにより、図２の止弁８と比べて、強制循環ラインから自然循環ラインへの切り換えに止弁の開閉操作が必要ではなく、操作性が向上する。

図２

0014

一方、従来技術では、図２のようにバイパス管９が長いため、補助ポンプ１０を起動し強制循環に切り換えようとする場合、缶水に比べて温度の低い水が長いバイパス管のために多い量となり、蒸発器５内の気泡の発生を不安定にしドラムレベルが変動する。また、強制循環の切り換え時に止弁８の閉の操作が必要となる。

図２

0015

そこで、本発明では、バイパス管９を短くし切換弁１２を徐々に開けることにより缶水に比べて温度の低い水の混合を極力減らしドラムレベルの変動を抑制するようにしたものである。

0016

また、強制循環から自然循環への切替は、ボイラが通常運転に入り蒸発器５内で沸騰が安定したと判断された時点で切換弁１２を閉じ、補助ポンプ１０を停止する。

0017