JP2013500457A5

JP2013500457A5 -

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Publication number: JP2013500457A5
Application number: JP2012522108A
Authority: JP
Filing date: 2010-07-21
Publication date: 2013-08-22
Anticipated expiration: 2030-07-21

Claims

−水の入口端管から過熱蒸気の出口端管までの間に接続されて蒸気生成器を通過する複数
の水／蒸気チューブを備え、
−前記水／蒸気チューブは、ヒュームによって直角に横切られる複数の重なったチューブ
群、好ましくは重なった複数の平坦なチューブ群を形成するように水平に配列され、
−前記チューブは、蒸気生成器の軸に沿って１つのチューブ群から他のチューブ群へ斜め
に進み、各チューブ群の異なる位置でヒュームの流れにさらされ（図１参照）、
−前記チューブは、２つ以上の分離ブランチに分割され、各ブランチには他と異なる入口
端管から水が供給され（図５参照）、
−蒸気発生器は垂直又は水平に設置されて、ヒュームと水／蒸気とが互いに逆方向に流さ
れ、
−過熱蒸気の出口端管は、互いに直接接触するように一束に集められ、その束は外部から
熱的に絶縁される、蒸気生成器。
前記出口端管は、ヒュームが過熱蒸気温度に近い温度である位置において、ヒュームの流れの中に設置される請求項１記載の蒸気生成器（図６）。
高温ヒュームの入口温度が熱回収後に低温ヒュームを再生処理することによって随意に調整され、タービンから中間圧力で漏洩する蒸気を処理する１つ以上の再加熱部が随意に存在し、１つ以上の圧力レベルおよび再加熱ステージが随意に存在する請求項１又は２に記載の蒸気生成器。
前記水／蒸気チューブは、水入口から過熱蒸気出口まで中間的な出入口なしに、好ましくは障害物なしに蒸気生成器を通過することが好ましく、水／蒸気チューブは従来のＵＳＣ（超臨界）蒸気生成器に用いられた材料で作られる請求項１−３のいずれか１つに記載の蒸気生成器。
高価な合金材料部分は、最終の蒸気過熱が行われる最後のチューブ部に対応する部分に限定される請求項１−４のいずれか１つに記載の蒸気生成器。
蒸気出口が240-280barで605℃であるとき、高価な合金材料部分の長さは、蒸気生成器のチューブの長さの約１０％である請求項１−５のいずれか１つに記載の蒸気生成器。
ヒュームによって直角に横切られる平坦なチューブ群に配列された水／蒸気チューブは、１２ｍ、好ましくは６メートルより短い直線状の水平チューブを備える請求項１−６のいずれか１つに記載の蒸気生成器。
蒸気生成器はヒュームと水／蒸気とが互いに純粋に逆方向に流れる垂直蒸気生成器であり、好ましくは頂上からヒュームの入口を、底から水の入口を有する請求項１−７のいずれか１つに記載の蒸気生成器。
蒸気生成器はヒュームと水／蒸気とが互いに純粋に逆方向に流れる水平蒸気生成器である請求項１−８のいずれか１つに記載の蒸気生成器。
−蒸気生成器の同じ配列および同じ幾何学的位置において、ヒュームおよび水／蒸気の温度プロファイルを維持し、
−熱交換表面を制御して、約３０％より低い低負荷における動作が、１つ以上のチューブブランチを除外し、その後唯一の作動ブランチの限界まで乾燥状態を維持する工程を備えた、５−１０％から１００％の負荷において請求項１−９のいずれか１つに記載の蒸気生成器の作動する方法。
蒸気生成器の軸に沿った同じ配列および同じ幾何学的位置においてヒュームおよび水／蒸気温度プロファイルを維持し、
ａ）１つ以上のブランチを除外し、その後、唯一の作動ブランチの限界まで乾燥状態を維持することによって、３０％の最小摺動圧力負荷よりも低い負荷に対して熱交換表面を閉塞すること、
ｂ）蒸気生成器に沿って位置を維持することによる、すべての負荷における供給水の流速の（定常状態からの逸脱に対するシフトコントロール）、超臨界状態を要求する負荷に対する臨界状態を横切るときの温度屈曲点の、および準臨界圧力状態（摺動圧力）に対する一定温度で起こる蒸発の、フィードバック制御、
ｃ）固体燃料燃焼ユニットを作動させるとき、下流用の低温ヒュームの再生を介して変化する高温ヒューム温度による、すべての負荷における生成蒸気の温度のフィードバック制御、
ｄ）供給される水を予備加熱することによる、蒸気生成器の出口におけるヒューム温度のフィードバック制御、
という処理の２つ以上により実行される請求項１０記載の方法。
温度プロファイルの維持が、工程ｂ）とｃ）を用いて実行される請求項１０又は１１に記載の方法。
流体のエンタルピーが、層状構造の下流で、準臨界２相水／蒸気流体混合領域（図７ｃ）を横切ることなく、超臨界流体を蒸気層に直接転移させるとき、積層によって従われる超臨界圧力状態における蒸気生成器の全体又は少なくとも第１部分を、生成された蒸気の全ての圧力状態のもとで維持する、工程（ｅ）をさらに備える請求項１０記載の方法。
負荷比率の増減がフィードフォワード制御によって行われる請求項１０−１３のいずれか１つに記載の方法。
蒸気生成器に対して、温度プロファイル制御条件における準備限界が熱負荷の約５−１０％である請求項１０−１４のいずれか１つに記載の方法。
５−１０％の所望の全負荷を達成するために、３０％が作動ブランチの最小負荷である請求項１０−１５のいずれか１つに記載の方法。
温度プロファイル（ヒューム側と水／蒸気側）の維持が、ブランチチューブの２組、３組、４組などを形成するために、各ブランチの端管から１つのチューブを取ることによって得られ、全ての前記ブランチチューブは常に近接して集まっている（図５は３つのブランチの場合を示す）請求項１０−１６のいずれか１つに記載の方法。
次のチューブ群において近接するチューブの位置を占めるためのチューブの斜めの上昇は、チューブ群の最も外側の位置に到達したチューブが全チューブ群の前を横切って他のチューブ群の端に戻ることからなる請求項１０−１７のいずれか１つに記載の方法。
蒸気生成器下流に固体燃料で作動する燃焼器を取り付ける場合に、過熱蒸気温度のフィードバック制御が、蒸気生成器から出るヒュームを再生し、入ってくるヒュームの温度を調整することによって行われる請求項１０−１８のいずれか１つに記載の方法。
蒸気出口端管がヒュームの流れの中に設置され（図６のチューブ群パッケージの遮断／ギャップ）、さらに互いに直接接触するように任意に１つの束に集めることにより、配管が分離された出口端管を、ヒューム収容容器に導き、束の全体の周りを熱的に絶縁する請求項１０−１９のいずれか１つに記載の方法。
高温ヒュームが圧力下にある請求項１０−２０のいずれか１つに記載の方法。
蒸気生成器の始動相が工程ｅ）の手順を採用し、中間積層構造の代わりに最終積層構造が使用される（図１５）請求項１０−２１のいずれか１つに記載の方法。
２層の水／蒸気領域の外側の蒸気生成器出口における状態を動作圧力を選択することによって維持するように、始動工程が行われ、最初の相において蒸気生成器を出る水が少し冷却され（作動圧力飽和温度より低く）、２相領域を越えて超臨界圧力領域に入った後、蒸気は過熱され（作動圧力における飽和温度より高く）、初期位相間で水が積層されてフラッシュタンクに運ばれ、水が、蒸気生成器の出口で、タービンの許容圧力における飽和蒸気エンタルピーよりも高い約150kJ/kgのエンタルピーを有し、タービンの始動回路に導入される請求項２２記載の方法。
始動工程が、
−水なしで、全ブランチのチューブを最初に乾燥過熱し、
−唯一のブランチのチューブに、超臨界圧力、好ましくは240-280barの圧力で水を供給し、
−蒸気生成器ヘッドの出口の水は、積層が常に過熱蒸気のみを生成するように、タービンの入口圧力において、又は流体を加熱することによって、飽和蒸気のエンタルピーより高い約150kJ/kgのエンタルピーを有するとき、高温のヒュームと水の積層構造で加熱し（図１６）、
−使用される単一ブランチの３０％に等しい負荷状態に達したとき、フィードバック制御が、蒸気生成器の温度プロファイル制御を行うために、作動する、工程からなる請求項２２又は２３に記載の方法。