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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

阅读：243发布：2020-05-12

专利汇可以提供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专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且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。所述亚临界压力高温火力发电成套设备由燃烧锅炉设备、蒸气汽轮机发电机设备、冷凝水给水设备构成，所述燃烧锅炉设备具备供给蒸气条件为亚临界压力593℃以上的过热蒸气的高温过热器和供给蒸气条件为593℃以上的再热蒸气的高温再热器，所述蒸气汽轮机发电机设备具备用所述蒸气条件为亚临界压力593℃以上的过热蒸气驱动的高压蒸气汽轮机和用所述蒸气条件为593℃以上的再热蒸气驱动的再热中压蒸气汽轮机。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。，下面是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专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种亚临界压力高温火力发电成套设备，其特征在于，由燃烧锅炉设备、蒸气汽轮机发电机设备、冷凝水给水设备构成，
所述燃烧锅炉设备具备供给蒸气条件为亚临界压力593℃以上的过热蒸气的高温过热器和供给蒸气条件为593℃以上的再热蒸气的高温再热器，
所述蒸气汽轮机发电机设备具备用所述蒸气条件为亚临界压力593℃以上的过热蒸气驱动的高压蒸气汽轮机和用所述蒸气条件为593℃以上的再热蒸气驱动的再热中压蒸气汽轮机。
2.根据权利要求1所述的亚临界压力高温火力发电成套设备，其特征在于，所述燃烧锅炉设备是以煤炭作为主要燃料的微粉碳燃烧锅炉，并且，是锅炉炉膛水冷壁部为贯流螺旋方式的变压运转贯流锅炉。
3.根据权利要求2所述的亚临界压力高温火力发电成套设备，其特征在于，所述亚临界压力高温火力发电成套设备的额定输出功率在10万kW至40万kW的范围内。
4.根据权利要求3所述的亚临界压力高温火力发电成套设备，其特征在于，所述燃烧锅炉设备中，作为所述燃料，混烧生物质、炼铁副生气体。
5.根据权利要求3所述的亚临界压力高温火力发电成套设备，其特征在于，具有：
排列成多级，并在各级中相对配置的多个燃烧喷烧器；以及
与所述各级对应地设置，并向在各级中相对配置的所述燃烧喷烧器分配燃料的多个微粉碳机。
6.根据权利要求3所述的亚临界压力高温火力发电成套设备，其特征在于，构成所述炉膛水冷壁部的螺旋水冷壁管的倾斜度相对于水平方向为10～20°。
7.一种亚临界压力高温变压运转贯流锅炉，其特征在于，是单机发电装置的额定输出功率为10万kW至40万kW范围内的火力发电成套设备所使用的亚临界压力高温变压运转贯流锅炉，具备微粉碳机、喷烧器、炉膛、炉膛水冷壁管、节碳器、高温过热器、高温再热器、气水分离器，
所述炉膛水冷壁管是贯流螺旋方式，
所述高温过热器产生蒸气条件为亚临界压力593℃以上的过热蒸气，所述高温再热器产生蒸气条件为593℃以上的再热蒸气。
8.根据权利要求7所述的亚临界压力高温变压运转贯流锅炉，其特征在于，所述炉膛水冷壁管的螺旋水冷壁管的倾斜度相对于水平方向为10～20°。

说明书全文

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

技术领域

[0001] 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

[0002] 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。

[0003] 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。

[0004] 现有技术文献

[0005] 非专利文献

[0006] 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

[0007] 发明要解决的课题

[0008] 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。

[0009] 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。

[0010] 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。

[0011] 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。

[0012] 解决课题的方法

[0013] 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）。

[0014] 发明的效果

[0015] 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。

[0016] 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

[0017] 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。

[0018] 图2是表示本发明的实施例的锅炉构造的概略的截面图。

[0019] 图3是表示本发明的实施例的特性的压力焓曲线图。

[0020] 图4是表示本发明的实施例中的效率提高量的效果的图。

[0021] 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。

[0022] 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。

[0023] 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。

[0024] 符号说明

[0025] 10：燃烧锅炉设备、11：微粉碳机、12：喷烧器、13：炉膛、14：螺旋水冷壁管、15：节碳器、16：高温过热器、16a：1次过热器、16b：2次过热器、16c：3次过热器、17：高温再热器、17a：1次再热器、17b：2次再热器、18：气水分离器、19：气体分配风门、20：蒸气汽轮机发电机设备、21：高温高压汽轮机、22：高温再热中压汽轮机、23：低压汽轮机、24：发电机、30：冷凝水给水设备、31：冷凝水器、32：冷凝水泵、33：低压给水加热器、34：脱气器、35：给水泵、
36：高压给水加热器、A：节碳器入口给水、B：汽包出口蒸气、C：气水分离器出口蒸气、D：高温过热器出口蒸气、E：538/538℃、F：600/600℃、G：538/538℃、H：600/600℃、J：最低贯流负荷。

具体实施方式

[0026] 以下，使用附图说明本发明的实施例。

[0027] 超临界压力火力发电比亚临界压力火力发电效率高，环境负荷也低，但本发明是如下的发明：如上所述，发现成为本发明的对象的发电输出功率为中小容量的火力发电成套设备中，即使将蒸气条件（额定蒸气条件）设为超超临界压力化，也无法期待设想的效率提高，然而将蒸气条件（额定蒸气条件）不特意进行超临界压力化而维持亚临界压力的状态，进行高温化（汽轮机入口温度593℃以上），有效地进行效率提高。

[0028] 本发明中，因为将蒸气条件为亚临界压力·高温（汽轮机入口温度593℃以上）的蒸气向蒸气汽轮机供给而发电，所以将使用了该蒸气条件的蒸气的火力发电成套设备称为亚临界压力高温火力发电成套设备，另外，将产生该蒸气条件的蒸气的锅炉称为亚临界压力高温变压运转贯流锅炉。另外，应用本发明的发电输出功率为中小容量的火力发电成套设备，具体而言，是单机发电装置（1台发电装置）的发电输出功率（输出功率）为10万KW级～40万KW级的火力发电成套设备。这是因为：超过40万KW级的情况下，能够使蒸气条件为
593℃以上且超临界压力化，从而能够期待有效地实现效率提高，特意将蒸气条件亚临界压力化的必要性小。另外，是因为：如果小于10万KW级，则后述的炉膛中的热吸收量的比例变得过大，用于实现蒸气温度的高温化的锅炉构成发生复杂化、高成本化等。

[0029] 图1表示本发明的一个实施例即亚临界压力高温火力发电成套设备的体系构成的概略图。亚临界压力高温火力发电成套设备由燃烧锅炉设备10、蒸气汽轮机发电机设备20和冷凝水给水设备30等构成。另外，本实施例中，火力发电成套设备由1台发电装置构成。

[0030] 燃烧锅炉设备10由微粉碳机11、喷烧器12、炉膛13、螺旋水冷壁管14、节碳器15、高温过热器16、高温再热器17、气水分离器18等构成。对于锅炉设备的详细构成，在后面叙述。

[0031] 蒸气汽轮机发电机设备20由高温高压汽轮机21、高温再热中压汽轮机22、低压汽轮机23、发电机24等构成。另外，符号25、26分别表示主蒸气止阀，蒸气加减阀。

[0032] 冷凝水给水设备30由冷凝水器31、冷凝水泵32、低压给水加热器33、脱气器34、给水泵35、高压给水加热器36等构成。

[0033] 燃料煤炭在微粉碳机11中被粉碎成微粉碳后，被供给到排列在炉膛13中的喷烧器12中，与空气中的氧一起燃烧而产生热。喷烧器12的设置和排列以极力减小炉膛13内的温度分布、螺旋水冷壁管14的金属温度等的差的方式来进行。例如，对于每个对应的微粉碳机11，相对配置喷烧器12，另外，在炉膛13的两侧将喷烧器12同列排列，燃烧燃料微粉碳。

[0034] 燃料主要使用煤炭，但也可以将做法设计为能够将油、生物质（biomass）、炼铁副生气体等在炉膛13中混烧。例如，利用生物质的情况下，生物质被供给到微粉碳机11，与煤炭一起被供给到喷烧器12。使用副生气体的情况下，另外设置副生气体用的喷烧器。另外，炉膛13中设置有起动用的焚油喷烧器（图示省略）。

[0035] 燃烧带来的辐射热和对流热被利用于构成炉膛13的水冷壁的螺旋水冷壁管14的管内的加压水的加热（蒸发·过热）。来自螺旋水冷壁管14的蒸气（炉膛出口的蒸气）经气水分离器18作为过热蒸气而被导向高温过热器16。

[0036] 高温过热器16将蒸气温度（高温高压汽轮机入口温度）为593℃以上的过热蒸气（亚临界压力的过热蒸气）供给到高温高压汽轮机21。亚临界压力·593℃以上的高温过热蒸气驱动高温高压汽轮机21。在高温高压汽轮机21中工作而降低了压力·温度的高压汽轮机排气蒸气被导入高温再热器17，被再加热至593℃以上。再加热后的593℃以上的高温蒸气（亚临界压力的过热蒸气）被导向高温再热中压汽轮机22，驱动高温再热中压汽轮机22。在高温再热中压汽轮机22中工作后的排气蒸气被导入低压汽轮机23，驱动低压汽轮机
23。由高温高压汽轮机21、高温再热中压汽轮机22、低压汽轮机23的动力驱动发电机24，获得电力输出。

[0037] 低压汽轮机23的排气蒸气被导入冷凝水给水设备30。冷凝水给水设备30通过冷凝水器31冷却低压汽轮机23的排气蒸气，冷却回收蒸气潜热，恢复为冷凝水。冷凝水被冷凝水泵32加压，被低压给水加热器33加热，被脱气器34脱气，成为给水。给水被给水泵35加压，被高压给水加热器36加热后，作为高温的加压水而被供给到节碳器15。在节碳器
15中，进入螺旋水冷壁管14前的给水通过锅炉排出气体而被事先预热。

[0038] 另外，如上所述，超临界压力的蒸气条件（汽轮机入口温度593℃以上）的实用化是借助锅炉管、阀、汽轮机材料等的高温材料实用化而实现的。所以，在蒸气条件为亚临界压力的发电输出功率为中小容量（10万～40万kW级）的火力发电成套设备中，将蒸气温度高温化（汽轮机入口温度593℃以上）能够通过应用超临界压力的高温材料的技术而容易地实现。

[0039] 另外，在使用了气体汽轮机排出气体的排热回收锅炉中产生蒸气，由气体汽轮机和蒸气汽轮机两方进行发电的组合循环火力发电方式中，已知对于排热回收锅炉的亚临界压力的高压主蒸气部，用贯流本生方式使蒸气条件为600℃。但是，这是用气体汽轮机驱动后的排出气体加热热交换器而生成蒸气的排热回收方式的蒸气生成，是与煤炭等燃烧锅炉不同的技术。即，这是因为：排热回收方式从排出气体的温度、热量来看，原本就不是以超临界压力化为前提的技术，并不是特意维持亚临界压力的状态的技术。

[0040] 接下来，对本发明的亚临界压力高温火力发电成套设备所使用的锅炉进行详细说明。

[0041] 以往，中小容量的亚临界压力的火力发电成套设备中，一般来说，使用汽包锅炉。但是，在蒸发管和汽包中生成饱和蒸气、在过热器中生成过热蒸气的汽包锅炉中，汽包出口的蒸气温度根本上决定于汽包运转压力的饱和蒸气温度，向593℃级蒸气的高温化依赖于过热器传热面积的增加或过热器入口气体温度的高温化，特是在烧煤的燃烧锅炉中，设计上的困难课题很多，至今没有被实用化。即，以往的亚临界压力火力发电成套设备中采用的汽包锅炉中，过热器/再热器后的蒸气汽轮机入口温度最高是566℃/566℃。

[0042] 另一方面，超临界压力火力发电成套设备中采用的贯流锅炉（变压运转贯流锅炉），在高负荷运转域的超临界压力的状态下给水不经历沸腾现象而连续地成为过热蒸气，在变压运转引起的部分负荷运转域的亚临界压力的状态下，有效利用蒸发管内的核沸腾现象，从而能够不使用压力汽包而生成饱和·过热蒸气（为了起动停止的过渡性对应而设有气水分离器）。

[0043] 因此，本发明中，为了实现亚临界压力下、过热器/再热器后的蒸气汽轮机入口温度593℃/593℃以上的高温蒸气条件，使用贯流锅炉代替汽包锅炉。

[0044] 采用中小容量的变压运转贯流锅炉（特别是烧煤的变压运转贯流锅炉）时的课题是：随着成套设备输出功率减小，炉膛的热吸收量的比例增大。由于炉膛的热吸收量增加，产生以下的课题。

[0045] （1）炉膛出口的气体温度变为降低倾向，使过热器的热吸收量增加的对策是必要的。

[0046] （2）需要使与炉膛热吸收量增加相伴的炉膛金属温度上升在允许值内。

[0047] （3）由于炉膛的热吸收量增加，有利于过热器中的温度上升，而反面，气水分离器中的过热度上升而可能变得过大。

[0048] （4）为了在成套设备的全负荷运转范围进行亚临界压力贯流运转，常常需要维持核沸腾状态来防止膜沸腾。

[0049] 例如，可以认为对于炉膛出口气体温度的降低，用于提高炉膛出口气体温度的特别的考虑、过热器传热面积的增加是必要的，但该情况下，需要考虑不能导致锅炉成套设备的传热面积、容积、重量等的大幅增加和与之相伴的成本上升。特别是已有的中小容量的火力发电成套设备（汽包锅炉）的更换、改造带来的成套设备建设的情况下，希望配置空间、重量等能够设计在与已有的汽包锅炉相同规模以内。

[0050] 因此，本发明中，使用超临界压力变压运转贯流锅炉中采用的螺旋方式的贯流锅炉。螺旋方式的贯流锅炉使用螺旋水冷壁管作为炉膛的水冷壁管。大容量的超临界火力发电成套设备中，通过变压运转进行部分负荷运转，但为了防止在部分负荷时蒸气压成为亚临界压力、核沸腾状态成为膜沸腾状态，使用螺旋水冷壁管。一般来说，螺旋水冷壁管的倾斜度（从螺旋水冷壁管的水平方向来看的倾斜角度。螺旋角度。）是25度左右。

[0051] 本发明中，为了在成套设备的全负荷运转范围进行亚临界压力贯流运转，常常需要维持核沸腾状态而防止膜沸腾。即，需要确保对于在成套设备的全负荷运转范围确保核沸腾状态而防止膜沸腾来说必要的管内最低流速以上，以便使稳定的蒸发控制成为可能。另外，本发明中，除此以外，随着锅炉变为小容量，构成炉膛水冷壁的水管的比例增加，因此需要应对管内流速的降低。由此，根据本发明人等的研究，中小容量的亚临界压力·高温的螺旋方式的贯流锅炉中，需要使螺旋水冷壁管的倾斜度小于超临界压力火力发电成套设备的贯流锅炉的螺旋水冷壁管的倾斜度（通过将螺旋水冷壁管的倾斜度角度调整小，从而减少构成炉膛水冷壁的管，螺旋水冷壁管内的流速被提高。）。

[0052] 但是，减小螺旋水冷壁管的倾斜度的情况下，因为垂直方向的应力处于增加倾向，所以从螺旋管水冷壁强度的观点考虑，可以认为难以减小倾斜度。对于这一点，本发明人等着眼于蒸气压是亚临界压力，进行了各种研究，结果发现：即使减小螺旋水冷壁管的倾斜度，通过轻量化（例如，由于是亚临界压力，与超临界压力相比，能够使管肉厚度薄）和螺旋水冷壁管内压降低，也能够确保充分的强度。

[0053] 因此，本发明中，使螺旋水冷壁管的倾斜度小于超临界压力火力发电成套设备的变压运转贯流锅炉的螺旋水冷壁管的倾斜度（25度左右）。具体而言，使螺旋水冷壁管的角度从水平方向来看在10～20度的范围内。这种螺旋水冷壁管的倾斜度如果没有上述的本发明人等的发现，是难以得出的。根据本发明人等的研究，确定了：在成套设备输出功率为150MW级至250MW级的煤炭单烧的螺旋方式的变压运转贯流锅炉的试算例中，通过使螺旋水冷壁管的角度从水平方向来看在10～20度的范围内，能够防止膜沸腾，获得流动稳定性。另外，也确认了提高水冷壁金属的可靠性的效果。另外，确认了在该倾斜度的范围内也能够确保水冷壁构造强度。

[0054] 图2表示本发明的实施例的锅炉构造的概略。显示了锅炉炉膛1中螺旋水冷壁管14的采用范围的概略。包括炉膛13下部的喷烧器12部而用斜线图示的范围构成使用了螺旋水冷壁管的炉膛。构成炉膛13的水冷壁的螺旋水冷壁管14，因为稳定地生成亚临界压力(水的临界压是约22.0MPa)的蒸气，所以为了防止在螺旋水冷壁管14内发生膜沸腾，确保高流速而进行稳定的运转，以上述的倾斜角设置。

[0055] 本实施例中，是无气体再循环的平行风门方式的蒸气温度控制方式的锅炉。高温过热器16由一次过热器16a、二次过热器16b、三次过热器16c构成，高温再热器17由1次再热器17a、二次再热器17b构成。1次过热器16a和1次再热器17a设置在平行风门，二次过热器16b、三次过热器16c和二次再热器17b配置在炉膛13出口的燃烧排出气体的高温部。这些配置在以往的锅炉设计、布局上也是自然的配置，是一个例子，本发明不限定于此。高温过热器16中的二次过热器16b、三次过热器16c中，通过炉膛出口的高温的燃烧排出气体而加热蒸气，生成亚临界压力下593℃以上的蒸气。另外，高温再热器17中的二次再热器17b中，通过炉膛出口的高温的燃烧排出气体而加热蒸气，生成亚临界压力下593℃以上的蒸气。

[0056] 另外，平行风门方式的蒸气温度控制中，开关气体分配风门19，例如，使平行风门的一次再热器17a侧的通过气体流量增加（减少），使一次过热器16a、节碳器15侧的通过气体量减少（增加），从而使一次再热器17a侧的热吸收增加（减少），使再热蒸气温度上升（降低）。

[0057] 图3表示本发明的实施例中的亚临界压力高温蒸气的生成的状态。本图是用于更直观地说明本发明的实施例中的亚临界压力高温火力发电成套设备的变压运转贯流锅炉引起的亚临界压力高温蒸气的生成的压力－焓曲线图。本图中，显示了例如主蒸气压力16.6MPa、主蒸气温度593℃的额定条件时的从节碳器15入口的给水A点到高温过热器16出口的593℃的曲线图。

[0058] 节碳器15中，在不发生汽化的范围内进行加热后，通过包围锅炉的炉膛13的螺旋水冷壁管14进行加热（蒸发·过热），在离开炉膛13（螺旋水冷壁管14）后的气水分离器18的出口，成为C点的温度。以往的汽包锅炉中，为了将汽包出口的温度抑制在汽包压力的饱和温度B点，需要用高温过热器16加热从B点至D点的温度差，但从技术上·经济上的观点考虑，上限是566℃为止。本实施例中，高温过热器16中，从C点加热到D点的593℃，不必大幅增加高温过热器16的传热面积就能够容易地加热到D点的593℃。

[0059] 图4表示本发明的实施例中的效率提高量的效果的一个例子。本图是额定输出功率中的运转中的成套设备效率的试算结果。另外，小于临界压力(约22.0MPa)的亚临界压力的烧煤火力发电成套设备的蒸气压力例如16.6MPa时，主蒸气/再热蒸气温度以538/538℃的E点为基准1.00时的、发电效率的相对提高量的试算结果。

[0060] 本实施例（使蒸气压力为相同的亚临界压力的状态、仅使蒸气温度为600/600℃的F点）中，能够期待相对值约3％的提高。另外，关于本实施例（F点）的效率提高量，能够期待比在超临界压力例如25.0MPa下相同蒸气温度538/538℃的G点更高的效率。换言之，与使蒸气温度为538℃、而仅将压力从例如16.6MPa的亚临界压力提高到例如25.0MPa的超临界压力的场合相比，使蒸气压力为相同亚临界压力的、而仅将蒸气温度提高到600/600℃的场合，发电成套设备效率提高的效果更大。这里，提高了压力和温度两方的超临界压力例如25.0MPa下蒸气温度600/600℃的条件的场合的效率提高示于图的H点。但是，即使将该蒸气条件应用于中小容量的火力发电成套设备，如上所述由于汽轮机侧的内部损失也无法期待设想的效率提高。这里，对蒸气温度为600℃的情况进行研究，但只要是593℃以上的条件则能够期待几乎与温度差成比例的效果。

[0061] 图5表示本发明的实施例中的蒸气温度控制的效果。本图显示了作为本发明的一个实施例的亚临界压力高温火力发电成套设备（亚临界压力变压运转贯流锅炉）和以往的汽包锅炉火力发电成套设备（汽包锅炉）的场合的成套设备部分负荷运转域中的主蒸气和再热蒸气温度的控制特性。

[0062] 本实施例中，与汽包锅炉相比，蒸气温度的保持范围变广，成套设备的同一部分负荷中的效率提高。即，本实施例中，直到100～50%负荷，能够使主蒸气/再热蒸气温度的控制特性为一定，能够改善汽包锅炉中的再热温度的降低倾向，期待部分负荷时的成套设备发电效率的效果。

[0063] 图6表示本发明的实施例中的蒸气压力控制的一个例子。本图显示了本发明的实施例的亚临界压力高温火力发电成套设备的部分负荷运转时的主蒸气压力的变化特性。该例子中，从成套设备高负荷带到最低贯流负荷J点的范围是：以图1所示的蒸气加减阀
26“开（实质上是全开）”进行贯流锅炉的变压运转，在最低贯流负荷J点以下的负荷带以蒸气加减阀26进行蒸气定压节流而运转。另外，通过被称为喷嘴调节方式的加减阀控制，对于在高负荷域保持额定蒸气压力以外的变压运转方式引起的部分负荷运转域中的主蒸气压力的变化特性，也能够应用。

[0064] 另外，本发明的实施例中，就炉膛水冷壁、炉墙的水冷壁的重量而言，通过水冷壁管的小径化，与螺旋构造无关，是与汽包锅炉相比同等的重量。就过热器、再热器的传热管的重量而言，通过变压运转贯流锅炉的采用，能够形成炉膛出口的气水分离器出口的蒸气温度与汽包锅炉相比为高温的过热蒸气，从而，即便593℃以上的高温化，重量也能够与汽包锅炉相同。作为汽包锅炉的重量物的汽包被省略，减去起动所必需的气水分离器的追加分量后的重量分得以减轻，锅炉本体耐压部的重量以相同成套设备输出功率来比较的话，能够期待约10%弱的减轻效果。

[0065] 另外，通过变压运转贯流锅炉的应用而在炉膛中得到充分的过热蒸气，从而能够省去在中小容量的煤炭火力发电成套设备中设置作为蒸气温度控制手段之一的气体再循环装置等。这使得由于再循环气体消失，因而能够减少燃烧气体量，或使锅炉的重量、容积与现存的汽包锅炉相比有所减轻。

[0066] 另外，已有的亚临界压力汽包锅炉的中小容量火力发电成套设备的更换等中，存在设置面积、锅炉重量等施工上的制约事项，但根据本发明的实施例，如上所述能够比已有成套设备小，因此能够没问题地进行更换等。

[0067] 图7表示作为本发明的另一个实施例的亚临界压力高温火力发电成套设备的体系构成的概略图。

[0068] 基本的构成与图1所示的亚临界压力高温火力发电成套设备相同，所以省略重复部分的说明。本实施例中，特征在于：用炉膛13燃烧从微粉碳机11供给的燃料微粉碳的喷烧器12的设置和排列。使得从相同微粉碳机11向在炉膛13两侧同列排列的喷烧器12供给燃料。这里，在图中省略，但设有台数2台或3台的微粉碳机。来自各微粉碳机的燃料供给成为以下构成：形成2列2段相对或3列3段相对的喷烧器燃烧，从微粉碳机各1台向各喷烧器段的前后喷烧器分配。通过如此构成，能够以有效地减小炉膛13内的温度分布、贯流螺旋水冷壁管15的金属温度等的差的方式使燃料的微粉碳燃烧。

[0069] 本发明能够应用于以煤炭、重油等化石燃料、生物质、炼铁厂内的副生气体等作为燃料的、发电输出功率为中小容量（10万～40万kW级）的亚临界压力高温火力发电成套设备。特别是能够在已有的烧煤火力发电成套设备的更换、改造中应用，效果大。中小容量的烧煤火力发电成套设备用于工业用的自发电设备、IPP（独立发电企业/电力批发企业），通过这些发电成套设备的设备更新，能够对效率提高和CO2减少做出贡献。例如，通过应用于经过运转40年以上的汽包型中小容量的旧式煤炭火力发电成套设备的更换、改造，加上蒸气条件的高温化和蒸气汽轮机本体的最新技术带来的效率改善，从而能够期待效率提高引起的CO2减少为相对3～5％。

[0070] 另外，本发明不限于上述实施例，也包括各种各样的变形例。例如，上述实施例是为了更容易理解地说明本发明而详细地说明，并不限于具备说明的全部构成。另外，某个实施例的构成的一部能够替换为其他实施例的构成，另外，也可以在某个实施例的构成中加入其他实施例的构成。另外，对于各实施例的构成的一部分，可以追加、削除、置换其他的构成。

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