[发明专利]锅炉、具有该锅炉的船用蒸汽涡轮推进系统、具有该推进系统的船舶以及锅炉控制方法

说明书

本发明具有：蒸汽导入路径(74a)，从过热器(37)的中途位置的蒸汽取出部(59e)取出蒸汽；蒸汽返回路径(74b)，使蒸汽返回到过热器(37)的蒸汽返回部(59f)；缓热器(76)，使蒸汽的温度降低；第一蒸汽流量调整阀(80)和第二蒸汽流量调整阀(81)，调整向缓热器(76)流动的蒸汽的流量；以及第一温度传感器(72)，测量过热器(37)的蒸汽返回部(59f)的蒸汽流下游侧且过热器(37)的中途位置的第一蒸汽温度(T1)，本发明具有确定了过热器出口温度(T2)与第一蒸汽温度(T1)的关系的过热器出口温度关系信息(R1)，根据过热器出口温度关系信息(R1)和第一温度传感器(72)的测量结果来控制第一蒸汽流量调整阀(80)和第二蒸汽流量调整阀(81)以使过热器出口温度(T2)成为目标值。

技术领域

本发明例如涉及船用锅炉等锅炉、具有该锅炉的船用蒸汽涡轮推进系统、具有该船用蒸汽涡轮推进系统的船舶以及锅炉控制方法。

背景技术

为了提供蒸汽涡轮等需求端所要求的主蒸汽而使用锅炉。通常情况下，锅炉具有：燃烧器，该燃烧器在火炉内进行燃烧；蒸发器，该蒸发器被燃烧器所产生的燃烧气体加热而产生蒸汽；以及过热器，在该过热器中，从蒸发器引导来的蒸汽因燃烧气体而过热从而产生过热蒸汽。并且，对应于需求端的热效率的提高，有时对锅炉要求更高温且更高压力的主蒸汽。例如，在向驱动船舶的推进螺旋桨的蒸汽涡轮提供主蒸汽的船用锅炉中，采用具有再热器的船用再热锅炉(参照专利文献1)。在这样的船用再热锅炉中，相对于不具有再热器的以往型船用锅炉，增大主蒸汽温度和主蒸汽压力。例如，相对于以往型船用锅炉，船用再热锅炉的过热器出口的主蒸汽温度从515℃提高到560℃，主蒸汽压力从6MPa提高到10MPa。

另一方面，通过检测过热器的出口温度而降低中途的蒸汽温度来调整从锅炉提供的主蒸汽的温度、压力。在下述专利文献2中公开了如下的结构：虽然采用不具有火炉的废热回收锅炉的结构，但通过喷雾减温器来降低中途的蒸汽温度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-167859号公报

专利文献2：日本特开2006-125760号公报

发明要解决的课题

当像上述那样使锅炉所产生的主蒸汽高温化时，构成过热器的传热管的金属温度(金属材料温度)上升，应对高温化而需要使传热管采用低合金钢等使金属材料高级化。但是，若使传热管的金属材料高级化则会使成本上升。因此，为了不使传热管的金属材料高级化而实现过热蒸汽的高温化，要求适当地管理运转中的过热器的金属温度以抑制传热管的金属温度并且得到期望的主蒸汽温度。

在专利文献2中公开了获得过热器出口的主蒸汽温度而控制喷雾减温器的流量、供水流量，但存在如下担忧：在获得过热器出口的主蒸汽温度来进行反馈控制时，在锅炉负载发生变动时产生控制延迟而导致过热器的金属温度会超过允许值。

并且，在专利文献1中，为了应对主蒸汽温度的高温化而使过热器的传热面积增加，将过热器分为1次过热器和2次过热器，蒸汽流上游侧的1次过热器设置在火炉侧，蒸汽流下游侧的2次过热器相对于火炉设置于1次过热器的后方，由此防止因来自火炉的辐射而导致的2次过热器的温度上升。但是，即使采用这样的结构，由于过热器由1次过热器和2次过热器构成而成为较长的蒸汽路径，因此存在如下担忧：在像上述那样获得过热器出口的主蒸汽温度来进行反馈控制时会产生控制延迟，主蒸汽的温度、压力变得不稳定，因该情况而导致传热管的金属温度超过允许值。

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于，提供如下的锅炉、具有该锅炉的船用蒸汽涡轮推进系统、具有该船用蒸汽涡轮推进系统的船舶以及锅炉控制方法：能够尽可能地避免过热器出口的主蒸汽温度的控制延迟而适当地管理过热器的温度。

用于解决课题的手段