JPS6239661B2 - - Google Patents
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- JPS6239661B2 JPS6239661B2 JP11830281A JP11830281A JPS6239661B2 JP S6239661 B2 JPS6239661 B2 JP S6239661B2 JP 11830281 A JP11830281 A JP 11830281A JP 11830281 A JP11830281 A JP 11830281A JP S6239661 B2 JPS6239661 B2 JP S6239661B2
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
- F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
- F22B37/025—Devices and methods for diminishing corrosion, e.g. by preventing cooling beneath the dew point
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- Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱水発電装置において熱交換器への給
水温度が所定値以下とならないように制御する装
置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device for controlling the temperature of water supplied to a heat exchanger in a hot water power generation device so as not to fall below a predetermined value.
発電用蒸気タービンの排出蒸気を復水し、これ
を設備の排熱を利用して熱水としたのち、トータ
ルフロータービンへ供給して蒸気を分離し、この
蒸気で蒸気タービンを動かして発電を行なう排熱
利用の熱水発電装置が知られている。 The exhaust steam from the power generation steam turbine is condensed, and the waste heat from the equipment is used to turn it into hot water, which is then supplied to the total flow turbine to separate the steam, which drives the steam turbine and generates electricity. Hydrothermal power generation devices that utilize waste heat are known.
第１図はこの種熱水発電装置の概要構成図であ
つて、これを同図に基いて説明すると、発電装置
１は直列状に接続されたトータルフロータービン
２と蒸気タービン３および発電機４を備えてお
り、両タービン２，３の間は配管５によつて接続
されている。６は排熱回収用の熱交換器であつ
て、この熱交換器６内のコイル７は、アキユムレ
ータ８を備えた配管９によつてトータルフロータ
ービン２と接続されており、また、コイル７の他
端は、ポンプ１０，１１と復水器１２とを備えた
配管１３によつて蒸気タービン３の吐出口と接続
されている。さらに、トータルフロータービン２
の温水吐出口と、配管１３上の混合器１４との間
は配管１５によつて接続されている。配管１３内
には、トータルフロータービン２から排出された
中温水と蒸気タービン３から排出されて復水器１
２で復水された常温水とが、混合器１４で混合さ
れポンプ１０，１１で加圧されて矢印方向に循環
している。この温水は、熱交換器６へ供給される
高温の排ガスで加熱されて熱水となり、アキユム
レータ８を経てトータルフロータービン２へ供給
される。トータルフロータービン２はこの熱水を
中温水と蒸気とに分離する機能を有しており、分
離された蒸気は、蒸気タービン３へ供給され、そ
の回転によつてこれと接続された発電機４が回転
して発電が行なわれる。このあと両タービン２，
３の排出中温水と排出蒸気とが混合されて循環す
ることは前述したとおりである。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of this type of hot water power generation device, and to explain this based on the figure, a power generation device 1 consists of a total flow turbine 2, a steam turbine 3, and a generator 4 connected in series. Both turbines 2 and 3 are connected by a pipe 5. 6 is a heat exchanger for exhaust heat recovery, and a coil 7 in this heat exchanger 6 is connected to the total flow turbine 2 by a pipe 9 equipped with an accumulator 8. The other end is connected to the discharge port of the steam turbine 3 by a pipe 13 equipped with pumps 10, 11 and a condenser 12. In addition, total flow turbine 2
A piping 15 connects the hot water outlet and the mixer 14 on the piping 13 . Inside the pipe 13, medium-temperature water discharged from the total flow turbine 2 and water discharged from the steam turbine 3 are stored in the condenser 1.
The room temperature water condensed in 2 is mixed in a mixer 14, pressurized by pumps 10 and 11, and circulated in the direction of the arrow. This hot water is heated by the high temperature exhaust gas supplied to the heat exchanger 6 to become hot water, and is supplied to the total flow turbine 2 via the accumulator 8. The total flow turbine 2 has a function of separating this hot water into medium-temperature water and steam, and the separated steam is supplied to a steam turbine 3, and its rotation causes a generator 4 connected thereto. rotates and generates electricity. After this, both turbines 2,
As mentioned above, during the discharge in step 3, the hot water and discharged steam are mixed and circulated.
また、第２図はトータルフロータービン２と蒸
気タービン３との間にフラツシヤ１６を設けたも
のであつて、トータルフロータービン２の排出中
温水をフラツシヤ１６へ供給することによつてさ
らに低圧の蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気ター
ビン３の中間段に供給してその出力を増大させる
ようにしたものである。 In addition, FIG. 2 shows a system in which a flasher 16 is provided between the total flow turbine 2 and the steam turbine 3, and by supplying hot water to the flasher 16 during discharge from the total flow turbine 2, the steam is further heated to a lower pressure. This steam is supplied to the intermediate stage of the steam turbine 3 to increase its output.
ところが、このように構成された従来の発電装
置においては、熱交換器６のコイル７内を通過す
る温水の温度が低過ぎることによつて次のような
問題が発生する。すなわち、熱交換器へ供給され
る排ガスは、条件によつて異なるが重油等の燃焼
ガスの場合、その温度が100〜120゜以下になると
硫酸腐蝕作用を持つという特性を有しており、し
たがつて熱交換器６への給水温度は120〜140゜程
度が下限温度とされている。これに対して、トー
タルフロータービン２の排出中温水と蒸気タービ
ン３からの常温水が混合器１４で混合された結果
の温水は、この制限温度以下になることがしばし
ばあるので、コイルの腐蝕を早め熱交換器６の耐
用度を著しく低下させるという欠点があつた。 However, in the conventional power generating apparatus configured as described above, the following problem occurs because the temperature of the hot water passing through the coil 7 of the heat exchanger 6 is too low. In other words, the exhaust gas supplied to the heat exchanger differs depending on the conditions, but in the case of combustion gas such as heavy oil, it has the characteristic of having a sulfuric acid corrosive effect when the temperature falls below 100 to 120 degrees. Therefore, the lower limit temperature of the water supplied to the heat exchanger 6 is about 120 to 140 degrees. On the other hand, the hot water resulting from mixing the hot water discharged from the total flow turbine 2 and the room temperature water from the steam turbine 3 in the mixer 14 often has a temperature below this limit, so corrosion of the coil is prevented. This has the disadvantage that the durability of the heat exchanger 6 is significantly reduced.
そこでこの対策としては、一般の蒸気タービン
発電装置で行なわれているように、別の熱交換器
を設けて給水を蒸気タービンの抽気や排熱ボイラ
循環水で加熱したのち供給するという方法が考え
られる。しかしながら、これを熱水発電装置に適
用しようとすると、熱交換器６から得られた熱水
と熱交換器６への給水とを熱交換するか、あるい
は熱水の一部を取出して給水と混合するかなどの
方法をとることになり、前者の場合にはトータル
フロータービン２の入口温度が低下し、また後者
の場合にはタービン２の流量が減少するために出
力が減少し、排熱回収効率上好ましくない。 Therefore, as a countermeasure to this problem, a method that can be considered is to install a separate heat exchanger and heat the feed water with steam turbine extraction air or waste heat boiler circulating water before supplying it, as is done in general steam turbine power generation equipment. It will be done. However, when trying to apply this to a hot water power generation device, it is necessary to exchange heat between the hot water obtained from the heat exchanger 6 and the water supplied to the heat exchanger 6, or to extract a part of the hot water and use it as the water supply. In the former case, the inlet temperature of the total flow turbine 2 will decrease, and in the latter case, the output will decrease because the flow rate of the turbine 2 will decrease, and the exhaust heat will be reduced. Unfavorable in terms of recovery efficiency.
本発明は以上のような点に鑑みなされたもの
で、トータルフロータービンの出口から熱交換器
を経てトータルフロータービンの入口へ戻り中温
水から温水を経て熱水となる流体の循環径路内
に、その温度または圧力の検出部材を設け、その
発する信号で調節部材を動作させてトータルフロ
ータービンの入口圧力と出口圧力との比を所定値
内に保持させるように構成することにより、熱交
換器への給水温度が所定値を下廻らないように制
御し、熱交換用排ガスによる熱交換器の硫酸腐蝕
を防止して耐用度の向上を計つた熱水発電装置に
おける給水温度制御装置を提供するものである。
以下、本発明の実施例を図面に基いて詳細に説明
する。 The present invention has been made in view of the above points, and includes a fluid that returns from the outlet of the total flow turbine through a heat exchanger to the inlet of the total flow turbine, from medium-hot water to hot water to hot water within the circulation path. By providing a temperature or pressure detecting member and configuring the control member to operate based on the signal emitted by the temperature or pressure detecting member to maintain the ratio between the inlet pressure and outlet pressure of the total flow turbine within a predetermined value, To provide a water supply temperature control device for a hot water power generation device, which controls the temperature of the water supply so that it does not fall below a predetermined value, prevents sulfuric acid corrosion of the heat exchanger due to heat exchange exhaust gas, and improves durability. It is.
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第３図は本発明に係る給水温度制御装置を実施
した熱水発電装置の概要構成図である。図におい
て、第１図と同一符号を付したものはこれと同じ
構成であるからその詳細な説明を省略する。すな
わち、トータルフロータービン２の排出中温水
と、蒸気タービン３の排出蒸気復水とは混合器１
４内で混合されて温水となり、ポンプ１０，１１
で加圧されて熱交換器６へ供給される。そして、
この温水は、図に矢印Ａ方向へ向う設備の排ガス
で加熱されて熱水となつたのち、バルブ１７とア
キユムレータ８を経てトータルフロータービン２
へ供給されており、この熱水から分離された蒸気
タービン３へ供給されている。こうすることによ
り、配管１５，１３，９とコイル７とで中温水，
温水，熱水の循環径路が形成されている。この循
環径路の一部である温水用配管１３内には、この
配管１３内の温水温度を検出して信号を発する検
出部材としての温度センサ１８が、混合器１４と
ポンプ１０との間に位置して配設されており、本
実施例においては温水温度が120℃を下廻つたと
きに信号を発するように設定されている。一方、
トータルフロータービン２と蒸気タービン３とを
接続する配管５内には、温度センサ１８の発する
信号によつて開閉する調節部材としての調節弁１
９が配設されており、この開閉によつてトータル
フロータービン２の入口圧力と出口圧力との比が
所定値内に保持されるように構成されている。 FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a hot water power generation device implementing the feed water temperature control device according to the present invention. In the figure, the components denoted by the same reference numerals as in FIG. 1 have the same configuration, so detailed explanation thereof will be omitted. That is, the hot water discharged from the total flow turbine 2 and the steam condensate discharged from the steam turbine 3 are mixed into the mixer 1.
4, the water is mixed to become hot water, and the water is mixed in pumps 10 and 11.
is pressurized and supplied to the heat exchanger 6. and,
This hot water is heated by the exhaust gas of the equipment in the direction of arrow A in the figure and becomes hot water, then passes through the valve 17 and the accumulator 8 to the total flow turbine 2.
The hot water is supplied to a steam turbine 3 separated from this hot water. By doing this, medium temperature water,
A circulation path for hot water and hot water is formed. In the hot water piping 13 that is a part of this circulation path, a temperature sensor 18 as a detection member that detects the hot water temperature in the piping 13 and issues a signal is located between the mixer 14 and the pump 10. In this embodiment, the signal is set to be emitted when the hot water temperature falls below 120°C. on the other hand,
In the piping 5 connecting the total flow turbine 2 and the steam turbine 3, there is a control valve 1 as a control member that opens and closes in response to a signal generated by a temperature sensor 18.
9 is disposed, and the ratio between the inlet pressure and the outlet pressure of the total flow turbine 2 is maintained within a predetermined value by opening and closing.
そこで、温度センサ１８が検出する熱交換器６
への給水温度と、これによつて制御されるトータ
ルフロータービン２の入口、出口圧力比との関係
を考察すると次のとおりである。 Therefore, the heat exchanger 6 detected by the temperature sensor 18
The relationship between the water supply temperature and the inlet and outlet pressure ratios of the total flow turbine 2, which are controlled thereby, is as follows.
すなわち、符号のＴを温度，Ｇを重量流量と
し、これに付する添字符号のｓを給水、ｗを配管
１５内の中温水、ｃを復水、ｉをトータルフロー
タービン入口の熱水とすると、次式が得られる。
この場合Ｇc＝Ｇs−Ｇwである。 In other words, if the symbol T is the temperature, G is the weight flow rate, the subscript s attached thereto is the water supply, w is the medium temperature water in the pipe 15, c is the condensed water, and i is the hot water at the inlet of the total flow turbine. , the following equation is obtained.
In this case, G c =G s -G w .
Ｔs＝ＧｗＴｗ＋ＧｃＴｃ／Ｇｓ
＝Ｇｗ／Ｇｓ・Ｔw＋Ｇｃ／Ｇｓ・Ｔc
これにＧc＝Ｇs−Ｇwを代入すると、
Ｔs＝Ｇｗ／Ｇｓ・Ｔw＋Ｇｓ−Ｇｗ／Ｇｓ・Ｔc
＝Ｇｗ／Ｇｓ・Ｔw＋（１−Ｇｗ／Ｇｓ）Ｔc
＝Ｔi・Ｔｗ／Ｔｉ・Ｇｗ／Ｇｓ＋（１−Ｇｗ／
Ｇｓ）Ｔc
上式において復水温度Ｔcは復水器１２の冷却
条件によつて異なるが25℃〜50℃程度であつて大
体常温と考えてよい。そして、Ｇw／ＧsおよびＴ
w／Ｔiは、トータルフロータービン２の入口と出
口との圧力比および入口温度によつて決まるもの
であるから、結局において給水温度とトータルフ
ロータービンの入口・出口の圧力比およびトータ
ルフロータービン入口温度は上式によつて規定さ
れる一義的な関係にある。したがつて、給水温度
をある値に制御する必要がある場合、入口温度に
応じて前記圧力を設定すればよい。また、トータ
ルフロータービンに供給される熱水は一般に飽和
状態であることから、入口温度が飽和温度であり
これに対応して飽和圧力が定まるので、前記「圧
力比と入口温度」は「圧力比と入口圧力」と考え
てもよい。 T s = G w T w + G c T c /G s = G w / G s・T w + G c /G s・T c Substituting G c = G s − G w into this, T s = G w /G s・T w +G s −G w /G s・T c =G w /G s・T w +(1−G w /G s )T c =T i・T w /T i・G w /G s + (1-G w /
G s ) T c In the above equation, the condensate temperature T c varies depending on the cooling conditions of the condenser 12, but is approximately 25° C. to 50° C. and can be considered to be approximately room temperature. And G w /G s and T
Since w /T i is determined by the pressure ratio between the inlet and outlet of the total flow turbine 2 and the inlet temperature, it ultimately depends on the feed water temperature, the pressure ratio between the inlet and outlet of the total flow turbine, and the total flow turbine inlet. Temperature has a unique relationship defined by the above equation. Therefore, if it is necessary to control the feed water temperature to a certain value, the pressure may be set according to the inlet temperature. Furthermore, since the hot water supplied to the total flow turbine is generally in a saturated state, the inlet temperature is the saturation temperature and the saturation pressure is determined accordingly. and inlet pressure.
すなわち、熱交換器６へ供給される排ガスの温
度が常に安定している場合、熱交換器６が排ガス
によつて硫酸腐蝕されないようにするためには、
給水温度Ｔsが硫酸腐蝕下限温度を下廻らないよ
うに設定すればよく、これを上式のＴsとし、ト
ータルフロータービン２の入口、出口圧力比を、
入口温度Ｔiまたは入口圧力Ｐiに応じて上式が満
足されるように設定すればよい。 That is, when the temperature of the exhaust gas supplied to the heat exchanger 6 is always stable, in order to prevent the heat exchanger 6 from being corroded by sulfuric acid due to the exhaust gas,
It is only necessary to set the supply water temperature T s so that it does not go below the lower limit temperature for sulfuric acid corrosion. Taking this as T s in the above equation, the inlet and outlet pressure ratio of the total flow turbine 2 is
The setting may be made so that the above equation is satisfied depending on the inlet temperature T i or the inlet pressure P i .
しかしながら、実際には排ガスを本装置へ供給
する設備は、運転状態が変動するものが多くこれ
によつて排ガスの温度が変化して熱交換器６から
得られる熱水の温度が変動し、したがつてトータ
ルフロータービン２および蒸気タービン３の動作
状態が変動して給水温度Ｔsが変化する。 However, in reality, the operating conditions of the equipment that supplies exhaust gas to this device often fluctuate, which causes the temperature of the exhaust gas to change and the temperature of the hot water obtained from the heat exchanger 6 to fluctuate. As a result, the operating conditions of the total flow turbine 2 and the steam turbine 3 change, and the feed water temperature T s changes.
これに対して本装置においては給水温度Ｔsを
検出する温度センサ１８を設け、その発する信号
によつて調節弁１９を開閉させトータルフロータ
ービン２の入口，出口圧力比を制御するように
し、しかも入口温度と関係なくＴsを下限値に設
定するようにしたので、排ガスの温度変化によつ
て熱水の温度すなわちトータルフロータービン２
の入口温度Ｔiまたは入口圧力Ｐiが変化しても、
給水温度Ｔsが硫酸腐蝕温度を下廻ることがな
く、腐蝕を防止することができる。 In contrast, this device is provided with a temperature sensor 18 that detects the supply water temperature Ts , and opens and closes a control valve 19 based on the signal generated by the temperature sensor 18 to control the inlet and outlet pressure ratio of the total flow turbine 2. Since T s is set to the lower limit regardless of the inlet temperature, the temperature of the hot water, that is, the total flow turbine 2, changes depending on the temperature change of the exhaust gas.
Even if the inlet temperature T i or the inlet pressure P i changes,
The water supply temperature T s does not fall below the sulfuric acid corrosion temperature, and corrosion can be prevented.
なお、本実施例においては温度センサ１８を温
水用の配管１３内に設けた例を示したが、中温水
用の配管１５内に設けてもよく、また、熱水用の
配管９内に設けて熱水温度または圧力を検出して
前記算式によつて制御してもよい。 Although the present embodiment shows an example in which the temperature sensor 18 is provided in the hot water pipe 13, it may also be provided in the medium temperature water pipe 15, or it may be provided in the hot water pipe 9. The hot water temperature or pressure may be detected and controlled using the above formula.
以上の説明により明らかなように、本発明によ
れば、設備の排熱を利用して循環温水を加熱する
ことにより得た熱水をトータルフロータービンに
供給して発電を行なう熱水発電装置において、ト
ータルフロータービンの出口から熱交換器を経て
トータルフロータービンの入口へ戻る中温水から
温水を経て熱水となる流体の循環径路内に、その
温度または圧力を検出する検出部材を設け、その
発する信号で調節部材を動作させてトータルフロ
ータービンの入口圧力と出口圧力との比を所定値
内に保持させるように構成することにより、熱交
換器へ供給される排ガスの温度が変動しても、自
動制御されて熱交換器への給水温度が所定値を下
廻ることがないので、排ガスによる熱交換器等の
硫酸腐蝕を防止することができ、その耐用度が著
しく向上するとともに、装置に対する信頼性が確
保できる。 As is clear from the above description, the present invention provides a hydrothermal power generation device that generates power by supplying hot water obtained by heating circulating hot water using exhaust heat from equipment to a total flow turbine. , a detection member for detecting the temperature or pressure of the fluid is provided in the circulation path of the fluid that returns from the outlet of the total flow turbine through the heat exchanger to the inlet of the total flow turbine, from medium-temperature water to hot water to hot water; By configuring the control member to operate in response to a signal to maintain the ratio between the inlet pressure and outlet pressure of the total flow turbine within a predetermined value, even if the temperature of the exhaust gas supplied to the heat exchanger fluctuates, Since the water supply temperature to the heat exchanger is automatically controlled and does not fall below a predetermined value, it is possible to prevent sulfuric acid corrosion of the heat exchanger, etc. due to exhaust gas, significantly improving its durability and increasing reliability of the equipment. The quality can be ensured.
第１図および第２図はそれぞれ従来の熱水発電
装置の概要構成図、第３図はは本発明に係る給水
温度制御装置を実施した熱水発電装置の概要構成
図である。
２…トータルフロータービン、３…蒸気タービ
ン、６…熱交換器、９，１３，１５…配管、１２
…復水器、１８…温度センサ、１９…調節弁。
FIGS. 1 and 2 are schematic diagrams of a conventional hot water power generation device, and FIG. 3 is a schematic diagram of a hot water power generation device implementing a feed water temperature control device according to the present invention. 2... Total flow turbine, 3... Steam turbine, 6... Heat exchanger, 9, 13, 15... Piping, 12
...Condenser, 18...Temperature sensor, 19...Control valve.
Claims (1)
タービンの排出蒸気復水との混合温水を熱交換器
へ供給し設備の排熱でこれを加熱して熱水を得る
とともに、前記トータルフロータービンにより前
記熱水から前記中温水と分離して得た蒸気を前記
蒸気タービンへ供給して発電を行なう熱水発電装
置において、前記中温水、混合温水、熱水の循環
径路内の温度または圧力を検出する検出部材と、
この検出部材の発する信号によつて動作し前記混
合温水の温度が所定値以下にならないよう前記ト
ータルフロータービンの入口圧力と出口圧力との
比を所定値内に保持させる調節部材とを設けたこ
とを特徴とする熱水発電装置における給水温度制
御装置。1. A mixed hot water of discharged hot water of the total flow turbine and discharged steam condensate of the steam turbine is supplied to a heat exchanger, heated by the exhaust heat of the equipment to obtain hot water, and the total flow turbine absorbs the heat. In a hot water power generation device that generates electricity by supplying steam obtained by separating the medium-temperature water from water to the steam turbine, detection detects the temperature or pressure in the circulation path of the medium-temperature water, mixed hot water, and hot water. parts and
An adjusting member is provided which operates in response to a signal emitted by the detection member and maintains the ratio between the inlet pressure and the outlet pressure of the total flow turbine within a predetermined value so that the temperature of the mixed hot water does not fall below a predetermined value. A feed water temperature control device in a hot water power generation device characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11830281A JPS5818510A (en) | 1981-07-27 | 1981-07-27 | Feed water temperature controller for hot-water power generation equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11830281A JPS5818510A (en) | 1981-07-27 | 1981-07-27 | Feed water temperature controller for hot-water power generation equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5818510A JPS5818510A (en) | 1983-02-03 |
| JPS6239661B2 true JPS6239661B2 (en) | 1987-08-24 |
Family
ID=14733310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11830281A Granted JPS5818510A (en) | 1981-07-27 | 1981-07-27 | Feed water temperature controller for hot-water power generation equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5818510A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6088806A (en) * | 1983-10-21 | 1985-05-18 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Waste heat recoverer for internal-combustion engine |
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1981
- 1981-07-27 JP JP11830281A patent/JPS5818510A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5818510A (en) | 1983-02-03 |
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