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公開番号2024170297
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-06
出願番号2024079706
出願日2024-05-15
発明の名称蒸気排出管ブローバック保護システム
出願人ゼネラルエレクトリックテクノロジーゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング,General Electric Technology GmbH
代理人個人,弁理士法人NIP&SBPJ国際特許事務所
主分類F22B 37/44 20060101AFI20241129BHJP(蒸気発生)
要約【課題】蒸気排出管及びそれを通る蒸気の流れと共に使用するための蒸気排出管ブローバック保護システムを提供する。
【解決方法】
蒸気排出管ブローバック保護システム(100)は、ベントスタック管(110)及びドリップパン(160)を含んでおり、蒸気排出管(48)の出口端(56)がドリップパン(160)貫通してベントスタック管(110)内に延在している。ドリップパン(160)は、蒸気排出管(48)の周囲に配置された摺動板(220)を含んでおり、蒸気の流れのブローバックは摺動板(220)によるドリップパン(160)の封止を引き起こす。
【選択図】図3

特許請求の範囲【請求項１】
蒸気排出管（４８）及びそこを通る蒸気の流れと共に使用する蒸気排出管ブローバック保護システム（１００）であって、当該蒸気排出管ブローバック保護システム（１００）が、
ベントスタック管（１１０）と、
ドリップパン（１６０）と
を備えており、前記蒸気排出管（４８）の出口端（５６）が前記ドリップパン（１６０）を貫通して前記ベントスタック管（１１０）内に延在しており、
前記ドリップパン（１６０）が、前記蒸気排出管（４８）の周囲に配置された摺動板（２２０）を備えており、
蒸気の流れのブローバックが、前記摺動板（２２０）によるドリップパン（１６０）の封止を引き起こす、蒸気排出管ブローバック保護システム（１００）。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記摺動板（２２０）が、蒸気の流れのブローバック後に、前記蒸気排出管（４８）に沿って上昇して周囲空気が前記ドリップパン（１６０）内に流入できるように構成されている、請求項１の蒸気排出管ブローバック保護システム（１００）。
【請求項３】
前記ベントスタック管（１１０）が、その下端部（１３０）に位置する複数の開口（１２０）を備える、請求項１に記載の蒸気排出管ブローバック保護システム（１００）。
【請求項４】
前記ベントスタック管（１１０）の複数の開口（１２０）が前記ドリップパン（１６０）内に位置する、請求項３に記載の蒸気排出管ブローバック保護システム（１００）。
【請求項５】
前記ベントスタック管（１１０）の複数の開口（１２０）の各開口が矩形形状を含む、請求項３に記載の蒸気排出管ブローバック保護システム（１００）。
【請求項６】
前記ベントスタック管（１１０）の複数の開口（１２０）が複数のフィレット（１４０）で隔てられている、請求項３の蒸気排出管ブローバック保護システム（１００）。
【請求項７】
前記ベントスタック管（１１０）と前記ドリップパン（１６０）とが溶接されている、請求項１に記載の蒸気排出管ブローバック保護システム（１００）。
【請求項８】
前記ドリップパン（１６０）が、第１の端壁（１７０）と、第１の端壁（１７０）と反対側の第２の端壁（１８０）と、第１の端壁（１７０）と第２の端壁（１８０）とを連結する側壁（１９０）とを備える、請求項１に記載の蒸気吐管ブローバック保護システム。
【請求項９】
第１の端壁（１７０）が、摺動板（２２０）を支持するように構成された支持棚（２１０）を備える、請求項８に記載の蒸気排出管ブローバック保護システム（１００）。
【請求項１０】
第１の端壁（１７０）がその内部にドレン（２５０）を備える、請求項８に記載の蒸気排出管ブローバック保護システム（１００）。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本出願及びその成果としての特許は、広義にはコンバインドサイクル電力システムに関連し、さらに具体的には、蒸気ブローバック及び始動時の平衡に達するまでの熱成長による排出管の偏心に適応させるための蒸気排出管ブローバック保護システムに関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
電力システムは、通例、電力出力の生成に使用される様々なターボ機械を含む。従来のコンバインドサイクル発電プラントでは、１以上の蒸気タービンシステムに動作可能に連結された１以上のガスタービンシステムを用いる。ガスタービンシステムは、膨張（ガス）タービンに結合した圧縮機を含む。膨張タービンは、通常、負荷又は電力出力を生成するための発電機のような外部部品に連結され、その外部部品を駆動する。蒸気タービンシステムは、一般に、中圧（ＩＰ）タービンセクションに動作可能に連結された高圧（ＨＰ）タービンセクションを含んでおり、中圧（ＩＰ）タービンセクションは低圧（ＬＰ）タービンに連結されている。ガスタービンシステムの膨張タービンと同様に、各種の蒸気タービンセクションは、発電機のような外部部品の駆動に用いられる。典型的なコンバインドサイクル発電プラントでは、膨張タービンからの排気ガスは排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）に送られるが、ＨＲＳＧは効率を高めるため蒸気を再熱して蒸気タービンシステムの様々なタービンセクションに供給するのに用いられる。排熱回収ボイラからの排気ガスは、煙突を介して大気に放出し得る。
【０００３】
電力システムの運転中、幾つかの部品は、急激な温度変化のため高い応力及び熱疲労に見舞われることがある。例えば、電力システムを起動する際、排熱回収ボイラは直ちに高温蒸気を発生し始めることがある。この高温蒸気は、排熱回収ボイラのボイラのような各種部品に供給されてから、蒸気ヘッダ及び蒸気出口マニホールドのような出口部品に供給され、蒸気を大気中に排出する。システムが平衡状態に達するまで、部品によっては高温蒸気に暴露されるものもあれば、周囲温度にあるものもあるので、接続された出口部品の位置ずれが起こるおそれがある。
【０００４】
蒸気出口マニホールドのもう一つの問題は、蒸気ブローバックである。蒸気ブローバックは、蒸気を最初に下流の配管に排出したときに起こりかねない現象であって、蒸気入口の背後に蒸気のプルームを生じる。蒸気排出管のドリップパンの既存の設計は、蒸気マニホールドからの蒸気ブローバックを防ぐには不十分であった。かかる逃散蒸気は、近くの者に危険を及ぼすおそれがある。
【発明の概要】
【０００５】
そこで、本願及びその成果としての特許は、蒸気排出管及びそこを通る蒸気の流れと共に使用するための蒸気排出管ブローバック保護システムを提供する。蒸気排出管ブローバック保護システムは、ベントスタック管とドリップパンとを含んでおり、蒸気排出管の出口端がドリップパンを貫通してベントスタック管内に延在する。ドリップパンは蒸気排出管の周囲に配置された摺動板を含んでおり、蒸気の流れのブローバックが摺動板によるドリップパンの封止を引き起こす。
【０００６】
本願及びその成果としての特許は、蒸気排出管からドリップパンを通ってベントスタック管に蒸気を流す方法をさらに提供する。本方法は、蒸気排出管を通る蒸気の流れを開始するステップと、蒸気排出管からドリップパンへの蒸気のブローバックを受けるステップであって、蒸気のブローバックによってドリップパン内に正圧を生じさせて摺動板を押し込んでドリップパンを封止する、ステップと、蒸気の追加の流れをベントスタック管に流して定常状態を達成するステップであって、蒸気の追加の流れがドリップパン内に負圧を生じて、摺動板にドリップパンを開かせる、ステップと、周囲空気をベントスタック管内の蒸気の流れに流すステップとを含む。
【０００７】
本願及びその成果としての特許は、さらに、蒸気の流れが通る排熱回収ボイラを提供する。排熱回収ボイラは、蒸気の流れを放出する蒸気排出管と、蒸気排出管からの蒸気の流れを受けるベントスタック管と、蒸気排出管及びベントスタック管を取り囲むドリップパンとを備える。ドリップパンは、蒸気排出管の周囲に配置された摺動板を含んでおり、蒸気の流れのブローバックは摺動板によるドリップパンの封止を引き起こす。
【０００８】
本出願及びその成果としての特許の上記その他の特徴及び改良点は、幾つかの図面及び特許請求の範囲と併せて以下の詳細な説明を参酌することによって当業者には明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
ガスタービン、蒸気タービン及び排熱回収ボイラを含む例示的なガスタービンコンバインドサイクル電力システムの概略図。
蒸気排出管の公知のベントスタック管及びドリップパンの概略図。
本願に記載の蒸気排出管ブローバック保護システムの部分断面図。
図３の蒸気排出管ブローバック保護システムで使用し得るベントスタック管の下端部の斜視図である。
摺動板が閉位置又は下降位置にある図３の蒸気排出管ブローバックシステムの部分断面図。
摺動板が開位置又は上昇位置にある図３の蒸気排出管ブローバックシステムの側面平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ここで図面を参照すると、図面を通して同様の符号は同様の構成要素を示す。図１は、コンバインドサイクル発電システム１０の例示的な実施形態の概略図である。コンバインドサイクル発電システム１０は、ガスタービンシステム、蒸気タービンシステム及び排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）を含むことができる。具体的には、コンバインドサイクルシステム１０は、第１の発電機１４を駆動して電力を発生させるためのガスタービンシステム１２を含んでいてもよい。ガスタービンシステム１２は、タービン１６（例えば膨張タービン）、燃焼器１８及び圧縮機２０を含んでいてもよい。コンバインドサイクルシステム１０は、第２の発電機２４を駆動するための蒸気タービンシステム２２を含んでいてもよい。蒸気タービンシステム２２は、低圧セクション２６（ＬＰＳＴ）、中圧セクション２８（ＩＰＳＴ）及び高圧セクション３０（ＨＰＳＴ）を含んでいてもよい。ガスタービンシステム１２及び蒸気タービンシステム２２は、図に示すように別個の発電機１４及び２４を駆動してもよいが、ガスタービンシステム１２及び蒸気タービンシステム２２は、１本のシャフトを介して単一の負荷を駆動するためにタンデムで利用してもよい。本願に記載の発電機及び部品は、他のタイプの発電システムに組込んでもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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