[发明专利]亚临界压力高温火力发电成套设备和亚临界压力高温变压运转贯流锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及亚临界压力高温火力发电成套设备和亚临界压力高温变压运转贯流锅炉，特别是涉及发电输出功率为中小容量的亚临界压力高温火力发电成套设备和亚临界压力高温变压运转贯流锅炉。

背景技术

为了减少从由锅炉和蒸气汽轮机构成的火力发电成套设备中排出的CO₂，正在推进由蒸气条件的高压化和高温化带来的火力发电成套设备的效率提高。现在，在国内，以60万至100万KW级的烧煤火力发电成套设备为中心，商用机采用主蒸气压力24.1～25.0MPa(超临界压力)、主蒸气温度593～600℃、再热蒸气温度593～620℃（例如，非专利文献1）。一般来说，压力24.1MPa(3500psi)以上、温度593℃(1,100°F)以上的蒸气条件称为超超临界压力(USC)。这种超超临界压力的蒸气条件（蒸气温度593℃以上）的实用化中，锅炉管、阀、汽轮机所使用的高温强度和耐腐蚀性优异的高温材料的实用化有很大贡献。

另一方面，单机发电输出功率为40万kW级以下的中小容量火力发电成套设备中，迄今为止，采用在主蒸气的压力为亚临界压力的状态下，汽轮机入口蒸气温度最高至566℃的蒸气条件。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：“日立评论”、VOl.80，NO.2、1998年2月出版、61～66页

发明内容

发明要解决的课题

中小容量的火力发电成套设备中存在数量众多的运转年数长的烧煤火力发电成套设备，设想很多由已有的更换、改造所带来的建设。这些已有火力发电成套设备的更换、改造中，从减少CO₂的观点考虑，特别期待效率提高。当然，新设立中小容量的火力发电成套设备的场合，也期待效率提高。

超临界压力烧煤火力发电比亚临界压力烧煤火力发电效率高，环境负荷也低。如上所述，由于高温材料的实用化，在593℃以上的超临界压力的蒸气条件下运转的大容量的火力发电成套设备被实用化，因此可以认为如果能够将这种593℃以上的超临界压力的蒸气条件应用于中小容量的火力发电成套设备，则能够期待效率的提高。

但是，根据本发明人等的研究发现：中小容量的火力发电成套设备中，即使采用超临界压力的蒸气条件也无法期待设想的效率提高。即，如果在中小容量机中提高主蒸气压力至超临界压力以上，那么与理想气体的热力学法则(压力)×(容积)÷(温度)＝恒定的法则近似，由于压力上升，比容减小，结果，由于高压汽轮机初段翼栅的高度、形状的制约，与大容量机同样的高效率设计变难。例如，由于蒸气体积减少而不得不将高压汽轮机初段翼栅短翼化，由此汽轮机内部损失增加，无法期待与超临界压力化的成本相应的效率提高。

本发明的目的在于提供一种能够有效地实现效率提高的、发电输出功率为中小容量的火力发电成套设备和其所使用的锅炉。

解决课题的方法

本发明的特征在于将在锅炉中产生、向蒸气汽轮机供给的蒸气条件设为亚临界压力·高温（汽轮机入口温度593℃以上）。

发明的效果

根据本发明，能够有效地提高发电输出功率为中小容量的火力发电成套设备的效率。

上述以外的课题、构成和效果通过以下的实施方式的说明而被明确。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的亚临界压力高温火力发电成套设备的体系构成的概略系统图。

图2是表示本发明的实施例的锅炉构造的概略的截面图。

图3是表示本发明的实施例的特性的压力焓曲线图。

图4是表示本发明的实施例中的效率提高量的效果的图。

图5是表示本发明的实施例中的蒸气温度控制的效果的图。

图6是表示本发明的实施例中的蒸气压力控制的一个例子的图。

图7是表示本发明的实施例2的亚临界压力高温火力发电成套设备的体系构成的概略系统图。

符号说明