特許 7516275 排熱回収ボイラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-05

(45)【発行日】2024-07-16

(54)【発明の名称】排熱回収ボイラ

(51)【国際特許分類】

   F22B 37/00 20060101AFI20240708BHJP

   F22B 1/18 20060101ALI20240708BHJP

【ＦＩ】

F22B37/00 B

F22B1/18 Z

F22B1/18 J

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021004570

(22)【出願日】2021-01-14

(65)【公開番号】P2022109184

(43)【公開日】2022-07-27

【審査請求日】2023-07-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100140914

【弁理士】

【氏名又は名称】三苫 貴織

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100172524

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】100107238

【弁理士】

【氏名又は名称】米山 尚志

(72)【発明者】

【氏名】中本 充

(72)【発明者】

【氏名】中尾 啓輔

【審査官】河野 俊二

(56)【参考文献】

【文献】特開平０１－０８８００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０６５３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２９６９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０５６８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－２８１３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０２８２８０３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平１１－１４１８０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２２Ｂ ３７／００

Ｆ２２Ｂ １／１８

Ｆ２３Ｊ １５／００

Ｆ２２Ｇ ５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスタービンからの排ガスが流通するボイラダクトに、排ガスとの熱交換によって蒸気を発生させる蒸発器と、前記蒸発器で発生した蒸気を排ガスとの熱交換によって過熱する過熱器と、前記過熱器の下流に配置されて排ガスが通過する脱硝装置とが設けられる排熱回収ボイラであって、
前記過熱器の蒸気流入部に接続され、前記蒸発器で発生した蒸気を前記過熱器へ供給する流入側蒸気管と、
前記過熱器の蒸気流出部に接続され、前記過熱器で過熱された蒸気が流入する流出側蒸気管と、
前記流入側蒸気管から分岐して前記流出側蒸気管に合流するバイパス蒸気管と、
前記バイパス蒸気管に設けられ、前記バイパス蒸気管を流通する蒸気量を調節可能なバイパス調節弁と、
前記脱硝装置を通過する排ガスの温度を検出する排ガス温度検出手段と、
前記バイパス蒸気管を流通する蒸気量が前記脱硝装置を通過する排ガスの温度の上昇に応じて減少するように、前記排ガス温度検出手段が検出する排ガスの温度に基づいて前記バイパス調節弁を制御する弁制御手段と、を備える
ことを特徴とする排熱回収ボイラ。

【請求項2】

ガスタービンからの排ガスが流通するボイラダクトに、排ガスとの熱交換によって蒸気を発生させる蒸発器と、前記蒸発器で発生した蒸気を排ガスとの熱交換によって過熱する過熱器と、前記過熱器の下流に配置されて排ガスが通過する脱硝装置とが設けられる排熱回収ボイラであって、
前記過熱器の蒸気流入部に接続され、前記蒸発器で発生した蒸気を前記過熱器へ供給する流入側蒸気管と、
前記過熱器の蒸気流出部に接続され、前記過熱器で過熱された蒸気が流入する流出側蒸気管と、
前記流入側蒸気管から分岐して前記流出側蒸気管に合流するバイパス蒸気管と、
前記バイパス蒸気管に設けられ、前記バイパス蒸気管を流通する蒸気量を調節可能なバイパス調節弁と、
前記バイパス蒸気管が分岐する分岐部と前記蒸気流入部との間の前記流入側蒸気管に設けられ、前記過熱器へ流入する蒸気量を調節可能な流入調節弁と、を備える
ことを特徴とする排熱回収ボイラ。

【請求項3】

請求項２に記載の排熱回収ボイラであって、
前記脱硝装置を通過する排ガスの温度を検出する排ガス温度検出手段と、
前記バイパス蒸気管を流通する蒸気量が前記脱硝装置を通過する排ガスの温度の上昇に応じて減少するように、前記排ガス温度検出手段が検出する排ガスの温度に基づいて前記バイパス調節弁を制御するとともに、前記過熱器へ流入する蒸気量が前記脱硝装置を通過する排ガスの温度の上昇に応じて増大するように、前記排ガス温度検出手段が検出する排ガスの温度に基づいて前記流入調節弁を制御する弁制御手段と、を備える
ことを特徴とする排熱回収ボイラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排熱回収ボイラに関する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービン・コンバインドサイクル発電プラント（ＧＴＣＣ）では、ガスタービン（ＧＴ）で窒素酸化物（ＮＯｘ）を含む燃焼ガス（排ガス）が発生し、発生した排ガスがガスタービンに後続する排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）に流入する。排熱回収ボイラには、ＮＯｘを還元分解する脱硝触媒層（触媒）を有する脱硝装置が内装され（例えば、特許文献１）、触媒が十分な活性を示して反応するためには、活性化温度（例えば２５０～３００℃）以上に触媒を上昇させる必要がある。

【0003】

しかし、脱硝装置の上流には排ガスの熱を回収する伝熱部が設けられているため、排熱回収ボイラの起動時において、触媒を通過する排ガスの温度の上昇が遅れ、触媒が活性化温度に達するまでの時間が長くなる。ＮＯｘを含む低温の排ガスは、ＮＯｘが高いというばかりでなく、硝酸による伝熱管の腐食を引き起こし、煙突から放出される排ガスの煙色の原因ともなる。

【0004】

上記課題を解決するため、特許文献２には、蒸発器とドラムとライザ管と降水管とサプライ管とからなる蒸発器自然循環系を備える排熱回収ボイラにおいて、起動時に蒸発器へ流入する熱水の流量を抑制する技術が開示されている。蒸発器は、脱硝装置の上流に配置され、ガスタービンからの排ガスとの熱交換により蒸気を発生させる。ドラムは、蒸発器からの蒸気と熱水とを分離して溜める。ライザ管は、蒸発器とドラムとを連結する。降水管は、ドラム内に溜められた熱水のみを排熱回収ボイラの下部に下降させる。サプライ管は、降水管と蒸発器とを連結し、熱水を蒸発器に供給する。降水管には、蒸発器循環系を循環する熱水の流量（蒸気管内循環量）を調節する流量調節弁が設けられ、起動時には、流量調節弁を用いて蒸発管内循環量を抑制し、蒸発器での回収熱量を低減する。これにより、触媒を通過する排ガスの温度の上昇を早めることができ、触媒が活性化温度に達するまでの時間を短縮することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１３－５７４６８号公報

【文献】特開平８－２００６０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献２の排熱回収ボイラでは、起動時において、降水管から蒸発器への水の供給を制限するので、ボイラ発熱量が抑制される。このため、熱容量が大きいドラム（容器及び貯留された水）のウォーミングが遅れ、ドラムから飽和蒸気管への飽和蒸気の供給量を増大させるために時間を要し、排熱回収ボイラの起動時間が長くなる。

【0007】

そこで、本発明は、排熱回収ボイラの起動時において、起動時間の増長を抑制しつつ、触媒温度を迅速に上昇させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成すべく、本発明の第１の態様は、ボイラダクトに蒸発器と過熱器と脱硝装置とが設けられた排熱回収ボイラであって、流入側蒸気管と流出側蒸気管とバイパス蒸気管とバイパス調節弁とを備える。ガスタービンからの排ガスは、ボイラダクトを流通する。蒸発器は、排ガスとの熱交換によって蒸気を発生させる。過熱器は、蒸発器で発生した蒸気を排ガスとの熱交換によって過熱する。脱硝装置は、過熱器の下流に配置されて排ガスが通過する。

【0009】

流入側蒸気管は、過熱器の蒸気流入部に接続され、蒸発器で発生した蒸気を過熱器へ供給する。流出側蒸気管は、過熱器の蒸気流出部に接続され、過熱器で過熱された蒸気が流入する。バイパス蒸気管は、流入側蒸気管から分岐して流出側蒸気管に合流する。バイパス調節弁は、バイパス蒸気管に設けられ、バイパス蒸気管を流通する蒸気量を調節可能である。
排熱回収ボイラは、排ガス温度検出手段と弁制御手段とを備える。排ガス温度検出手段は、脱硝装置を通過する排ガスの温度を検出する。弁制御手段は、バイパス蒸気管を流通する蒸気量が脱硝装置を通過する排ガスの温度の上昇に応じて減少するように、排ガス温度検出手段が検出する排ガスの温度に基づいてバイパス調節弁を制御する。

【0010】

上記構成では、ガスタービンが起動し、ガスタービンから排熱回収ボイラへ流入する排ガスの温度が上昇し、排ガスからの熱吸収によって蒸発器で蒸気が発生すると、過熱器に向けて流入側蒸気管に蒸気が供給される。脱硝装置を通過する排ガスの温度が触媒の活性化温度に対して十分に上昇していない昇温途中では、バイパス調節弁を開放し、流入側蒸気管に供給された蒸気の一部を、過熱器を流通しないようにバイパスさせる。蒸気の一部が過熱器を流通せずに流出側蒸気管へ流入するので、過熱器による熱吸収が抑えられる。このため、脱硝装置を通過する排ガスの温度を短時間に所望の温度（例えば、触媒の活性化温度）まで上昇させることができる。

【0011】

また、蒸発器での蒸気の発生を制限しない（ボイラ発熱量を抑制しない）ので、ボイラ発熱量の抑制に起因した排熱回収ボイラの起動時間（定格運転へ移行するまでの時間）の増長を抑制することができる。

【0013】

上記構成では、バイパス蒸気管を流通する蒸気量が脱硝装置を通過する排ガスの温度の上昇に応じて減少するように、弁制御手段がバイパス調節弁を制御するので、触媒温度の上昇に要する時間を確実に短縮することができる。

【0014】

本発明の第２の態様は、ガスタービンからの排ガスが流通するボイラダクトに、排ガスとの熱交換によって蒸気を発生させる蒸発器と、前記蒸発器で発生した蒸気を排ガスとの熱交換によって過熱する過熱器と、前記過熱器の下流に配置されて排ガスが通過する脱硝装置とが設けられる排熱回収ボイラであって、前記過熱器の蒸気流入部に接続され、前記蒸発器で発生した蒸気を前記過熱器へ供給する流入側蒸気管と、前記過熱器の蒸気流出部に接続され、前記過熱器で過熱された蒸気が流入する流出側蒸気管と、前記流入側蒸気管から分岐して前記流出側蒸気管に合流するバイパス蒸気管と、前記バイパス蒸気管に設けられ、前記バイパス蒸気管を流通する蒸気量を調節可能なバイパス調節弁と、バイパス蒸気管が分岐する分岐部と蒸気流入部との間の流入側蒸気管に設けられ、過熱器へ流入する蒸気量を調節可能な流入調節弁と、を備える。

【0015】

上記構成では、例えば起動直後等において、バイパス調節弁の全開のみでは過熱器での熱吸収の抑制が不十分であり、過熱器へ流入する蒸気量をさらに減少させたい場合、過熱器へ流入する蒸気量が減少するように流入調節弁を絞る。これにより、触媒温度の上昇に要する時間をさらに短縮することができる。

【0016】

本発明の第３の態様は、第２の態様の排熱回収ボイラであって、排ガス温度検出手段と
弁制御手段とを備える。排ガス温度検出手段は、脱硝装置を通過する排ガスの温度を検出
する。弁制御手段は、バイパス蒸気管を流通する蒸気量が脱硝装置を通過する排ガスの温
度の上昇に応じて減少するように、排ガス温度検出手段が検出する排ガスの温度に基づい
てバイパス調節弁を制御する。また、弁制御手段は、過熱器へ流入する蒸気量が脱硝装置
を通過する排ガスの温度の上昇に応じて増大するように、排ガス温度検出手段が検出する
排ガスの温度に基づいて流入調節弁を制御する。

【0017】

上記構成では、バイパス蒸気管を流通する蒸気量が脱硝装置を通過する排ガスの温度の上昇に応じて減少するように、弁制御手段がバイパス調節弁を制御し、また、過熱器へ流入する蒸気量が脱硝装置を通過する排ガスの温度の上昇に応じて増大するように、弁制御手段が流入調節弁を制御するので、触媒温度の上昇に要する時間を確実に短縮することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、排熱回収ボイラの起動時において、起動時間の増長を抑制しつつ、触媒温度を迅速に上昇させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１実施形態に係る排熱回収ボイラを備えたガスタービン・コンバインドサイクル発電プラントの概略系統図である。

【図2】ドラムと過熱器とを接続する蒸気配管を図１の矢印II方向から視た概略系統図である。

【図3】過熱器の斜視図である。

【図4】ドラムと過熱器とを接続する蒸気配管の変形例の概略系統図である。

【図5】第２実施形態に係る排熱回収ボイラの概略系統図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明を適用したガスタービン・コンバインドサイクル発電プラント（ＧＴＣＣ）について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明における左右は、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）２における排ガスＧの上流側（流入側）から下流側（流出側）を視た状態での左右を意味する。

【0021】

（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態のガスタービン・コンバインドサイクル発電プラントの排熱回収ボイラ２は、排ガスＧが略水平に流通する横型の排熱回収ボイラであり、ボイラダクト１１と過熱器３と第１の蒸発器４と脱硝装置５と第２の蒸発器６と節炭器７とドラム（汽水分離ドラム）８とを備える。ボイラダクト１１は矩形筒状であり、ガスタービン１からボイラダクト１１内へ排ガスＧが流入する。過熱器３と第１の蒸発器４と脱硝装置５と第２の蒸発器６と節炭器７とは、ボイラダクト１１内で上流側（排ガスＧの流入側）から下流側（排ガスＧの流出側）に向かって並ぶ。ドラム８は、ボイラダクト１１の外部に配置される。ガスタービン１からボイラダクト１１内へ流入した高温高速の排ガスＧは、過熱器３、第１の蒸発器４、脱硝装置５、第２の蒸発器６、節炭器７に順次に接触して熱交換される。すなわち、排ガスＧの温度は、過熱器３、第１の蒸発器４、脱硝装置５、第２の蒸発器６及び節炭器７を通過することによって順次低下する。

【0022】

排熱回収ボイラ２には、蒸発器自然循環系が設けられる。蒸発器自然循環系は、蒸発器４，６とドラム８とライザ管１２，１３と降水管１８とサプライ管１９，２０とから構成される。定格運転時において、ドラム８には給水管１６から熱水が供給される。降水管１８は、ドラム８の下部に接続され、ドラム８の下部に溜まった熱水は、降水管１８によってボイラダクト１１内の下部に送られる。降水管１８を降下した熱水の一部は、第１のサプライ管１９を介して第１の蒸発器４へ供給され、残りの熱水は第２のサプライ管２０を介して第２の蒸発器６へ供給される。第１の蒸発器４へ供給された熱水は、過熱器３を通過した後の排ガスＧから熱量を回収し、蒸気と熱水の混相流となり、第１のライザ管１２を介してドラム８に供給される。第２の蒸発器６へ供給された熱水は、脱硝装置５を通過した排ガスＧから熱量を回収し、蒸気と熱水の混相流となり、第２のライザ管１３を介してドラム８に供給される。ライザ管１２，１３からドラム８に供給された蒸気と熱水の混相流は、ドラム８内で気液分離され、蒸気のみが飽和蒸気管（流入側蒸気管）１４へ放出される。

【0023】

蒸発器４，６で発生し、ドラム８で気液分離された蒸気（飽和蒸気）は、飽和蒸気管１４を介して過熱器３へ流入する。過熱器３へ流入した蒸気は、排ガスＧから熱量を回収して過熱された後、主蒸気管（流出側蒸気管）１５を経由して蒸気タービン９を駆動する過熱蒸気として利用される。蒸気タービン９で用いられた蒸気は、復水器１０で水Ｗに戻されて給水管１６へ流入し、給水ポンプ１７により節炭器７に循環供給される。節炭器７に供給された水Ｗは、第２の蒸発器６を通過した排ガスＧから熱量を回収して熱水となり、給水管１６からドラム８内に供給される。主蒸気管１５の途中には、蒸気タービン９をバイパスして蒸気を復水器１０に直接導くタービンバイパス管２１が接続されている。

【0024】

ボイラダクト１１の下流端には、ボイラダクト１１の下流端開口２３を開閉するダンパ２２が設けられている。ボイラダクト１１の下流端開口２３は、レデューサダクト（図示省略）を介して煙突（図示省略）が接続される。ガスタービン１からの排ガスＧは、ボイラダクト１１内からレデューサダクト内を略水平に流通して煙突の下部へ流入し、煙突内を上方へ流通して、煙突の上端開口から放出される。

【0025】

脱硝装置５には、脱硝触媒層（図示省略）が設けられている。脱硝触媒層は、窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元分解する触媒（脱硝触媒）によって構成され、排ガスＧが脱硝装置５を通過して触媒と接触することにより、排ガスＧに含まれるＮＯｘが還元分解される。触媒が十分な活性を示して反応するためには、活性化温度（例えば２５０～３００℃）以上に触媒を上昇させる必要がある。

【0026】

図２及び図３に示すように、過熱器３は、上部ヘッダ（蒸気流入部）２４と下部ヘッダ（蒸気流出部）２５と複数の伝熱管２６とから構成される。伝熱管２６は、ボイラダクト１１内で排ガスＧの流通方向と交叉するように鉛直方向に延びる。伝熱管２６の上端（上流端）は、上部ヘッダ２４に接続され、伝熱管２６の下端（下流端）は、下部ヘッダ２５に接続される。なお、図２では複数の伝熱管２６を集約して表示し、図３では伝熱管２６の本数を省略して表示している。

【0027】

ドラム８と過熱器３の上部ヘッダ２４とは、複数（本実施形態では３本）の飽和蒸気管１４によって接続される。３本の飽和蒸気管１４の上流端は、ドラム８の上部にそれぞれ接続され、３本の飽和蒸気管１４の下流端は、上部ヘッダ２４にそれぞれ接続される。ドラム８から放出された蒸気は、３本の飽和蒸気管１４から過熱器３（上部ヘッダ２４）に供給される。このように複数の飽和蒸気管１４を設けているのは、上部ヘッダ２４の外周に接続される飽和蒸気管１４の管径（最大径）は、上部ヘッダ２４の管径（外径）によって制限され、単数の飽和蒸気管１４では要求される蒸気流量を確保することが難しいためである。

【0028】

主蒸気管１５は、複数（本実施形態では３本）の上流側主蒸気管２７と、下流側主蒸気管２８とから構成される。３本の上流側主蒸気管２７の上流端は、下部ヘッダ２５にそれぞれ接続され、３本の上流側主蒸気管２７の下流端は、合流部４１で合流して下流側主蒸気管２８の上流端に接続される。複数の上流側主蒸気管２７を設けているのは、複数の飽和蒸気管１４を設けている上記理由と同様である。飽和蒸気管１４から過熱器３の上部ヘッダ２４へ流入した蒸気は、伝熱管２６を流通することにより排ガスＧから熱量を回収して過熱され、下部ヘッダ２５から上流側主蒸気管２７へ流入し、下流側主蒸気管２８を介して蒸気タービン９や復水器１０へ供給される。

【0029】

飽和蒸気管１４と主蒸気管１５との間には、ドラム８から放出された蒸気を過熱器３を経由せずに主蒸気管１５へ流通させるためのバイパス蒸気管３０が設けられている。バイパス蒸気管３０は、飽和蒸気管１４と同数（３本）の上流側バイパス蒸気管３１と、下流側バイパス蒸気管３２とから構成される。３本の上流側バイパス蒸気管３１の上流端は、３本の飽和蒸気管１４にそれぞれ接続され、３本の上流側バイパス蒸気管３１の下流端は、合流部４２で合流して下流側バイパス蒸気管３２の上流端に接続される。すなわち、バイパス蒸気管３０は、３本の飽和蒸気管１４の分岐部４０からそれぞれ分岐し、合流部４２で合流する。下流側バイパス蒸気管３２の下流端は、上流側主蒸気管２７が合流する合流部４１の下流側である下流側主蒸気管２８に接続される。このように、バイパス蒸気管３０は、飽和蒸気管１４から分岐して主蒸気管１５に合流し、飽和蒸気管１４からバイパス蒸気管３０へ流入した蒸気は、過熱器３を通過せずに主蒸気管１５へ流入する。

【0030】

上流側バイパス蒸気管３１が合流する合流部４２の下流側である下流側バイパス蒸気管３２には、バイパス蒸気管３０（上流側バイパス蒸気管３１及び下流側バイパス蒸気管３２）を流通する蒸気量を調節可能であるバイパス調節弁３３が設けられている。

【0031】

図１に示すように、脱硝装置５のガス流入口には、脱硝装置５を通過する排ガスＧの温度を検出する温度センサ（排ガス温度検出手段）３４が設けられている。温度センサ３４は、検出した排ガスＧの温度を弁制御ユニット（弁制御手段）３５へ逐次出力する。なお、温度センサ３４を上記とは異なる場所（例えば脱硝装置５のガス流出口など）に設けてもよい。

【0032】

弁制御ユニット３５は、例えばコンピュータによって構成され、記憶部４５及び弁制御部４６として機能する。記憶部４５には、温度センサ３４が検出する排ガスＧの温度とバイパス調節弁３３の開度との対応関係が予め設定され記憶される。弁制御部４６は、バイパス蒸気管３０を流通する蒸気量が脱硝装置５を通過する排ガスＧの温度の上昇に応じて減少するように、温度センサ３４が検出する排ガスＧの温度と記憶部４５に記憶された対応関係とに基づいてバイパス調節弁３３を制御する。具体的には、ガスタービン１からの排ガスＧが低温である起動時（ＧＴＣＣの起動時）は、バイパス調節弁３３を開状態（例えば全開）に設定する。ガスタービン１からの排ガスＧの温度が上昇し、温度センサ３４が検出する排ガスＧの温度が上昇すると、温度の上昇に応じてバイパス調節弁３３を徐々に閉じ、所定温度（例えば触媒の活性化温度）に達したときにバイパス調節弁３３を全閉する。

【0033】

ガスタービン１の起動直後は、ガスタービン１からの排ガスＧが低温のため蒸発器４，６で蒸気は発生せず、飽和蒸気管１４に蒸気は供給されない。起動から時間が経過して排ガスＧの温度が上昇し、排ガスＧからの熱吸収によって蒸発器４，６で蒸気が発生し、蒸気と熱水の混相流がドラム８で気液分離されると、ドラム８から飽和蒸気管１４に蒸気が供給される。

【0034】

本実施形態によれば、脱硝装置５を通過する排ガスＧの温度が触媒の活性化温度に対して十分に上昇していない昇温途中では、弁制御ユニット３５によってバイパス調節弁３３が開放され、飽和蒸気管１４に供給された蒸気の一部は、過熱器３を流通せず、過熱器３をバイパスして主蒸気管１５へ流入する。蒸気の一部が過熱器３を流通せずに主蒸気管１５へ流入するので、過熱器３による熱吸収が抑えられる。このため、脱硝装置５を通過する排ガスＧの温度を短時間に所望の温度（例えば触媒の活性化温度）まで上昇させることができる。

【0035】

また、弁制御ユニット３５は、バイパス蒸気管３０を流通する蒸気量が脱硝装置５を通過する排ガスＧの温度の上昇に応じて減少するように、温度センサ３４が検出する脱硝装置５のガス流入口の排ガスＧの温度に基づいてバイパス調節弁３３を制御するので、触媒温度の上昇に要する時間を確実に短縮することができる。

【0036】

一方、降水管１８から蒸発器４，６への水の供給を制限しないので、定格運転前であっても蒸発器４，６からドラム８への蒸気の流入量が増大し、ドラム８から飽和蒸気管１４への飽和蒸気の供給量も増大する。すなわち、蒸発器４，６での蒸気の発生を制限しない（ボイラ発熱量を抑制しない）ので、ボイラ発熱量の抑制に起因した排熱回収ボイラ２の起動時間（定格運転へ移行するまでの時間）の増長を抑制することができる。

【0037】

温度センサ３４が検出する排ガスＧの温度が所定温度（例えば触媒の活性化温度）に達すると、弁制御ユニット３５はバイパス調節弁３３を全閉する。従って、定格運転時において、排熱回収ボイラ２から蒸気タービン９へ蒸気を安定して供給することができる。

【0038】

なお、図２のような複数の飽和蒸気管１４に代えて、図４に示すように、太径の上流側飽和蒸気管３７と、複数（図示の例では３本）の細径の下流側飽和蒸気管３８とから構成された飽和蒸気管３６を用いてもよい。上流側飽和蒸気管３７の上流端は、ドラム８の上部に接続され、下流側飽和蒸気管３８は、上流側飽和蒸気管３７の下流端（分岐部４３）から分岐する。３本の下流側飽和蒸気管３８の下流端は、上部ヘッダ２４にそれぞれ接続される。このような飽和蒸気管３６を用いる場合、図２のように上流側が分岐したバイパス蒸気管３０に代えて、図４に示すように、上流側が分岐しないバイパス蒸気管３９を用いてもよい。バイパス蒸気管３９の上流端は、下流側飽和蒸気管３８が分岐する分岐部４３の上流側である上流側飽和蒸気管３７に接続される。すなわち、バイパス蒸気管３９は、下流側飽和蒸気管３８が分岐する分岐部４３の上流の分岐部４０で飽和蒸気管３６から分岐する。また、バイパス蒸気管３９の下流端は、上流側主蒸気管２７が合流する合流部４１の下流側である下流側主蒸気管２８に接続される。

【0039】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図５を参照して説明する。本実施形態は、第１実施形態の排熱回収ボイラ２に流入調節弁４４を追加したものであるため、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

【0040】

図５に示すように、バイパス蒸気管３０が分岐する分岐部４０と過熱器３の上部ヘッダ２４との間の飽和蒸気管１４には、飽和蒸気管１４から過熱器３へ流入する蒸気量を調節可能な流入調節弁４４が設けられている。流入調節弁４４は、例えば図２の構成では、３本の飽和蒸気管１４にそれぞれ設けられ、図４の構成では、バイパス蒸気管３９が分岐する分岐部４０と下流側飽和蒸気管３８が分岐する分岐部４３との間の上流側飽和蒸気管３７に設けられる。なお、図４の構成において、上流側飽和蒸気管３７ではなく、３本の下流側飽和蒸気管３８にそれぞれ流入調節弁４４を設けてもよい。

【0041】

弁制御ユニット３５の記憶部４５には、温度センサ３４が検出する排ガスＧの温度とバイパス調節弁３３の開度及び流入調節弁４４の開度との対応関係が予め設定され記憶される。弁制御部４６は、バイパス蒸気管３０を流通する蒸気量が脱硝装置５を通過する排ガスＧの温度の上昇に応じて減少するとともに、過熱器３へ流入する蒸気量が脱硝装置５を通過する排ガスＧの温度の上昇に応じて増大するように、温度センサ３４が検出する排ガスＧの温度と記憶部４５に記憶された対応関係とに基づいて、バイパス調節弁３３と流入調節弁４４とを制御する。具体的には、ガスタービン１からの排ガスＧが低温である起動時（ＧＴＣＣの起動時）は、バイパス調節弁３３を開状態（例えば全開）に設定し、流入調節弁４４を所定開度まで絞った状態に設定する。ガスタービン１からの排ガスＧの温度が上昇し、温度センサ３４が検出する排ガスＧの温度が上昇すると、温度の上昇に応じて流入調節弁４４を徐々に開き、触媒の活性化温度よりも低い所定温度に達したときに流入調節弁４４を全開する。また、排ガスＧの温度の上昇に応じてバイパス調節弁３３を徐々に閉じ、所定温度（例えば触媒の活性化温度）に達したときにバイパス調節弁３３を全閉する。バイパス調節弁３３を閉じ始めるタイミングは、流入調節弁４４が全閉となるタイミングの前であってもよく、同時であってもよく、後であってもよい。すなわち、バイパス調節弁３３を閉じ始める排ガスＧの温度は、流入調節弁４４を全閉する排ガスＧの温度よりも低くてもよく、同じであってもよく、高くてもよい。

【0042】

本実施形態によれば、例えば起動直後等において、バイパス調節弁３３の全開のみでは過熱器３での熱吸収の抑制が不十分であり、過熱器３へ流入する蒸気量をさらに減少させたい場合、過熱器３へ流入する蒸気量が減少するように流入調節弁４４を絞る。これにより、触媒温度の上昇に要する時間をさらに短縮することができる。

【0043】

また、バイパス蒸気管３０を流通する蒸気量が脱硝装置５を通過する排ガスＧの温度の上昇に応じて減少するように、弁制御ユニット３５がバイパス調節弁３３を制御し、また、過熱器３へ流入する蒸気量が脱硝装置５を通過する排ガスＧの温度の上昇に応じて増大するように、弁制御ユニット３５が流入調節弁４４を制御するので、触媒温度の上昇に要する時間を確実に短縮することができる。

【0044】

なお、本発明は、一例として説明した上述の実施形態及び変形例に限定されることはなく、上述の実施形態等以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

【0045】

例えば、上記実施形態では横型（ガス横流れ式）の排熱回収ボイラ２について説明したが、竪型（ガス竪流れ式）の排熱回収ボイラであってもよい。

【0046】

また、第２の蒸発器６を設けずに第１の蒸発器４のみを設けてもよく、第１及び第２の蒸発器４，６に加えて他の蒸発器を設けてもよい。

【符号の説明】

【0047】

１：ガスタービン
２：排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）
３：過熱器
４：第１の蒸発器
５：脱硝装置
６：第２の蒸発器
７：節炭器
８：ドラム
９：蒸気タービン
１０：復水器
１１：ボイラダクト
１２：第１のライザ管
１３：第２のライザ管
１４，３６：飽和蒸気管
１５：主蒸気管
１６：給水管
１７：給水ポンプ
１８：降水管
１９：第１のサプライ管
２０：第２のサプライ管
２１：タービンバイパス管
２２：ダンパ
２３：ボイラダクトの下流端開口
２４：上部ヘッダ（蒸気流入部）
２５：下部ヘッダ（蒸気流出部）
２６：伝熱管
２７：上流側主蒸気管
２８：下流側主蒸気管
３０，３９：バイパス蒸気管
３１：上流側バイパス蒸気管
３２：下流側バイパス蒸気管
３３：バイパス調節弁
３４：温度センサ（排ガス温度検出手段）
３５：弁制御ユニット（弁制御手段）
３７：上流側飽和蒸気管
３８：下流側飽和蒸気管
４０，４３：分岐部
４１，４２：合流部
４４：流入調節弁
４５：記憶部
４６：弁制御部
Ｇ：排ガス
Ｗ：水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】