Теплообменная труба, котел и паротурбинное устройство

Теплообменная труба, котел и паротурбинное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Изобретение относится к теплообменной трубе, через которую протекает теплоноситель, такой как вода, к котлу и к паротурбинному устройству.

Уровень техники

[0002] Традиционно в качестве теплообменной трубы, через которую протекает теплоноситель, такой как вода, известна труба с внутренним поверхностным ребром, оборудованная ребром для формирования нескольких шнеков на внутренней поверхности (например, см. патентный документ 1). Внутренняя часть трубы с внутренним поверхностным ребром имеет субкритическое давление. В некоторых случаях вода, протекающая через внутреннюю часть трубы с внутренним поверхностным ребром, имеющим субкритическое давление, подвергается пленочному кипению посредством нагрева теплообменной трубы. Когда возникает пленочное кипение, поскольку теплопередача снижается посредством пленки пара, сформированной на внутренней поверхности трубы, температура трубы увеличивается. Следовательно, в трубе с внутренним поверхностным ребром ребро имеет предварительно определенную форму, с тем чтобы подавлять рост температуры трубы вследствие пленочного кипения. В частности, труба с внутренним поверхностным ребром имеет такую конфигурацию, в которой подъем винтовой части ребра составляет 0,9 от квадратного корня среднего внутреннего диаметра трубы при максимальном уровне, или радиальная высота ребра составляет 0,04 от среднего внутреннего диаметра трубы при минимальном уровне.

[0003] Кроме того, в качестве теплообменной трубы, используемой в прямоточном парогенераторе для работы в режиме переменного давления при сверхкритическом давлении, известна экранная труба топочной камеры (нарезная труба) из группы стенок в форме труб с водяным охлаждением (например, см. патентный документ 2). Нарезная труба содержит спиральный выступ на своей внутренней поверхности. Прямоточный парогенератор выполняет работу в режиме субкритического давления при работе в режиме частичной нагрузки, и посредством предоставления спирального выступа на внутренней поверхности нарезной трубы температура стенок трубы нарезной трубы поддерживается ниже допустимой температуры во время работы в режиме субкритического давления.

Список библиографических ссылок

Патентные документы

[0004] Патентный документ 1. Выложенная патентная публикация (Япония) номер 5-118507

Патентный документ 2. Выложенная патентная публикация (Япония) номер 6-137501

Сущность изобретения

Техническая задача

[0005] Таким образом, когда внутренняя часть теплообменной трубы, такой как труба с внутренним поверхностным ребром, описанная в патентном документе 1, находится в состоянии субкритического давления, чтобы подавлять рост температуры трубы вследствие пленочного кипения, ребро имеет заданную форму. Аналогично, чтобы поддерживать температуру стенок трубы нарезной трубы ниже допустимой температуры во время работы в режиме субкритического давления, нарезная труба, описанная в патентном документе 2, содержит спиральный выступ на внутренней поверхности.

[0006] Между тем, в некоторых случаях теплообменная труба обеспечивает протекание воды в качестве теплоносителя в состоянии, в котором ее внутренняя часть имеет сверхкритическое давление. Вода, протекающая при сверхкритическом давлении, не закипает, даже если она нагревается (не переходит в газожидкостное двухфазное состояние), и протекает через внутреннюю часть теплообменной трубы в однофазном состоянии. Здесь, когда вода, протекающая через внутреннюю часть теплообменной трубы, имеющей сверхкритическое давление, имеет низкую массовую скорость (низкую скорость протекания), или интенсивный тепловой поток прикладывается к воде во время нагрева теплообменной трубы, возникает явление ухудшения теплопередачи, при котором коэффициент теплопередачи снижается в некоторых случаях. Когда возникает явление ухудшения теплопередачи, поскольку теплопередача из теплообменной трубы в воду снижается, температура теплообменной трубы имеет тенденцию к увеличению.

[0007] Кроме того, в теплообменной трубе, имеющей сверхкритическое внутреннее давление, когда коэффициент теплопередачи является низким, поскольку коэффициент теплопередачи из теплообменной трубы в воду снижается, температура теплообменной трубы имеет тенденцию к повышению. Здесь, в патентном документе 1, ребро имеет форму на основе такого допущения, что внутренняя часть теплообменной трубы находится в состоянии субкритического давления, т.е. такого допущения, что внутренняя часть теплообменной трубы находится в газожидкостном двухфазном состоянии. По этой причине, поскольку форма ребра не основана на таком допущении, что внутренняя часть теплообменной трубы находится в однофазном состоянии, затруднительно подавлять рост температуры теплообменной трубы даже посредством применения изобретения из патентного документа 1.

[0008] Таким образом, цель изобретения заключается в том, чтобы предоставить теплообменную трубу, котел и паротурбинное устройство, допускающие подавление увеличения температуры трубы посредством подавления возникновения явления ухудшения теплопередачи во время сверхкритического давления.

[0009] Кроме того, другая цель изобретения заключается в том, чтобы предоставить теплообменную трубу, котел и паротурбинное устройство, допускающие подавление увеличения температуры трубы посредством повышения коэффициента теплопередачи при подавлении возникновения явления ухудшения теплопередачи во время сверхкритического давления.

Решение задачи

[0010] Согласно аспекту изобретения теплообменная труба, которая предоставляется в котле, причем внутренняя часть теплообменной трубы имеет сверхкритическое давление, и теплоноситель протекает через внутреннюю часть, включает в себя: пазовую часть, которая формируется на внутренней периферийной поверхности и имеет спиральную форму к направлению оси трубы; и реберную часть, которая формируется таким образом, что она выступает внутрь в радиальном направлении за счет пазовой части спиральной формы. В поперечном сечении, рассматриваемом вдоль направления оси трубы, когда ширина (мм) пазовой части в направлении оси трубы задается как Wg, высота (мм) реберной части в радиальном направлении задается как Hr, и внешний диаметр трубы (мм) задается как D, ширина Wg (мм) пазовой части, высота Hr (мм) реберной части и внешний диаметр D трубы (мм) удовлетворяют соотношению "Wg/(Hr*D)>0,40".

[0011] Согласно этой конфигурации, когда во внутренней части возникает сверхкритическое давление, посредством удовлетворения Wg/(Hr*D)>0,40 можно подавлять возникновение явления ухудшения теплопередачи. По этой причине, поскольку возникновение явления ухудшения теплопередачи может подавляться во время сверхкритического давления, можно подавлять увеличение температуры трубы.

[0012] Преимущественно в теплообменной трубе, когда котел работает при номинальной выходной мощности, средняя массовая скорость теплоносителя, протекающего через внутреннюю часть теплообменной трубы, формирующей стенку топочной камеры, становится равной 1000-2000 кг/м²с.

[0013] Согласно этой конфигурации, даже когда теплоноситель, такой как вода, протекающая через внутреннюю часть теплообменной трубы, имеет низкую массовую скорость, или интенсивный тепловой поток прикладывается к теплоносителю, можно подавлять возникновение явления ухудшения теплопередачи.

[0014] Преимущественно в теплообменной трубе, когда интервал (мм) реберной части в направлении оси трубы задается как Pr, номер реберной части в поперечном сечении, которое рассматривается перпендикулярно направлению оси трубы, задается как Nr, и длина смоченного периметра (мм) поперечного сечения, которое рассматривается перпендикулярно направлению оси трубы, задается как L, высота Hr (мм) реберной части, интервал Pr (мм) реберной части, номер Nr реберной части и длина L смоченного периметра (мм) удовлетворяют соотношению (Pr*Nr)/Hr>1,25L+55.

[0015] Согласно этой конфигурации, когда во внутренней части возникает сверхкритическое давление, посредством удовлетворения (Pr*Nr)/Hr>1,25L+55, можно подавлять возникновение явления ухудшения теплопередачи. Таким образом, поскольку возникновение явления ухудшения теплопередачи может подавляться во время сверхкритического давления, можно подавлять увеличение температуры трубы.

[0016] Преимущественно в теплообменной трубе, когда котел работает при номинальной выходной мощности, средняя массовая скорость теплоносителя, протекающего через внутреннюю часть теплообменной трубы, формирующей стенку топочной камеры, равна или меньше 1500 кг/м²с.

[0017] Согласно этой конфигурации, даже когда массовая скорость теплоносителя, который протекает через внутреннюю часть теплообменной трубы, понижается, можно подавлять возникновение явления ухудшения теплопередачи.

[0018] Преимущественно в теплообменной трубе внешний диаметр D трубы (мм) составляет "25 мм≤D≤40 мм".

[0019] Согласно этой конфигурации, если внешний диаметр трубы составляет от 25 мм до 40 мм, эффект является более существенным.

[0020] Согласно другому аспекту изобретения теплообменная труба, которая предоставляется в котле, причем внутренняя часть теплообменной трубы имеет сверхкритическое давление, и теплоноситель протекает через внутреннюю часть, включает в себя: пазовую часть, которая формируется на внутренней периферийной поверхности и имеет спиральную форму к направлению оси трубы; и реберную часть, которая формируется таким образом, что она выступает внутрь в радиальном направлении за счет пазовой части спиральной формы. Когда высота (мм) реберной части в радиальном направлении задается как Hr, интервал (мм) реберной части в направлении оси трубы задается как Pr, номер реберной части в поперечном сечении, которое рассматривается перпендикулярно направлению оси трубы, задается как Nr, и длина смоченного периметра (мм) поперечного сечения, которое рассматривается перпендикулярно направлению оси трубы, задается как L, высота Hr (мм) реберной части, интервал Pr (мм) реберной части, номер Nr реберной части и длина L смоченного периметра (мм) удовлетворяют соотношению "(Pr*Nr)/Hr>1,25L+55".

[0021] Согласно этой конфигурации, когда во внутренней части возникает сверхкритическое давление, посредством удовлетворения соотношения (Pr*Nr)/Hr>1,25L+55, можно подавлять возникновение явления ухудшения теплопередачи. По этой причине, поскольку возникновение явления ухудшения теплопередачи может подавляться во время сверхкритического давления, можно подавлять увеличение температуры трубы.

[0022] Преимущественно в теплообменной трубе, когда котел работает при номинальной выходной мощности, средняя массовая скорость теплоносителя, протекающего через внутреннюю часть теплообменной трубы, формирующей стенку топочной камеры, равна или меньше 1500 кг/м²с.

[0023] Согласно этой конфигурации, даже когда массовая скорость теплоносителя, который протекает через внутреннюю часть теплообменной трубы, понижается, можно подавлять возникновение явления ухудшения теплопередачи.

[0024] Преимущественно в теплообменной трубе, в поперечном сечении, рассматриваемом вдоль направления оси трубы, когда ширина (мм) пазовой части в направлении оси трубы задается как Wg, и внешний диаметр трубы (мм) задается как D, ширина Wg (мм) пазовой части, высота Hr (мм) реберной части и внешний диаметр D трубы (мм) удовлетворяют соотношению "Wg/(Hr*D)>0,40".

[0025] Согласно этой конфигурации, когда во внутренней части возникает сверхкритическое давление, посредством удовлетворения Wg/(Hr*D)>0,40, можно подавлять возникновение явления ухудшения теплопередачи. По этой причине, поскольку возникновение явления ухудшения теплопередачи может подавляться во время сверхкритического давления, можно подавлять увеличение температуры трубы.

[0026] Преимущественно в теплообменной трубе, когда котел работает при номинальной выходной мощности, средняя массовая скорость теплоносителя, протекающего через внутреннюю часть теплообменной трубы, формирующей стенку топочной камеры, становится равной 1000-2000 кг/м²с.

[0027] Согласно этой конфигурации, даже если теплоноситель, такой как вода, протекающая через внутреннюю часть теплообменной трубы, имеет низкую массовую скорость, или интенсивный тепловой поток прикладывается к теплоносителю, можно подавлять возникновение явления ухудшения теплопередачи.

[0028] Преимущественно в теплообменной трубе внешний диаметр D трубы (мм) составляет "25 мм≤D≤40 мм".

[0029] Согласно этой конфигурации, если внешний диаметр трубы составляет от 25 мм до 40 мм, эффект является более существенным.

[0030] Согласно еще одному другому аспекту изобретения теплообменная труба, которая предоставляется в котле, причем внутренняя часть теплообменной трубы имеет сверхкритическое давление, и теплоноситель протекает через внутреннюю часть, включает в себя: пазовую часть, которая формируется на внутренней периферийной поверхности и имеет спиральную форму к направлению оси трубы; и реберную часть, которая формируется таким образом, что она выступает внутрь в радиальном направлении за счет пазовой части спиральной формы. Когда высота (мм) реберной части в радиальном направлении задается как Hr, интервал (мм) реберной части в направлении оси трубы задается как Pr, ширина (мм) реберной части в направлении вдоль окружности внутренней периферийной поверхности задается как Wr, номер реберной части в поперечном сечении, которое рассматривается перпендикулярно направлению оси трубы, задается как Nr, длина смоченного периметра (мм) поперечного сечения, которое рассматривается перпендикулярно направлению оси трубы, задается как L, ширина (мм) пазовой части в направлении оси трубы для поперечного сечения, которое рассматривается вдоль направления оси трубы, задается как Wg, и внешний диаметр трубы (мм) задается как D, ширина Wg (мм) пазовой части, высота Hr (мм) реберной части и внешний диаметр D трубы (мм) удовлетворяют соотношению "Wg/(Hr*D)>0,40", и высота Hr (мм) реберной части, интервал Pr (мм) реберной части, ширина Wr (мм) реберной части, номер Nr реберной части и длина L смоченного периметра (мм) удовлетворяют соотношению "(Pr*Nr)/(Hr*Wr)>0,40L+9,0".

[0031] Согласно этой конфигурации, когда во внутренней части возникает сверхкритическое давление, можно повышать коэффициент теплопередачи при подавлении возникновения явления ухудшения теплопередачи. По этой причине посредством повышения коэффициента теплопередачи при подавлении возникновения явления ухудшения теплопередачи во время сверхкритического давления можно подавлять увеличение температуры трубы.

[0032] Преимущественно в теплообменной трубе, когда котел работает при номинальной выходной мощности, средняя массовая скорость теплоносителя, протекающего через внутреннюю часть теплообменной трубы, формирующей стенку топочной камеры, становится равной 1000-2000 кг/м²с.

[0033] Согласно этой конфигурации, даже когда теплоноситель, такой как вода, протекающая через внутреннюю часть теплообменной трубы, имеет низкую массовую скорость, или интенсивный тепловой поток прикладывается к теплоносителю, можно повышать коэффициент теплопередачи, при подавлении возникновения явления ухудшения теплопередачи.

[0034] Преимущественно в теплообменной трубе, когда котел работает при номинальной выходной мощности, средняя массовая скорость теплоносителя, протекающего через внутреннюю часть теплообменной трубы, формирующей стенку топочной камеры, равна или меньше 1500 кг/м²с.

[0035] Согласно этой конфигурации, даже когда массовая скорость теплоносителя, протекающего через внутреннюю часть теплообменной трубы, понижается, можно повышать коэффициент теплопередачи при подавлении возникновения явления ухудшения теплопередачи.

[0036] Преимущественно в теплообменной трубе внешний диаметр D трубы (мм) составляет "25 мм≤D≤35 мм".

[0037] Согласно этой конфигурации, если внешний диаметр трубы составляет от 25 мм до 35 мм, массовая скорость протекания теплоносителя может задаваться равной, по меньшей мере, любому из вышеописанного диапазона, и массовая скорость протекания теплоносителя может задаваться равной подходящей массовой скорости протекания. Здесь, в случае применения теплообменной трубы к котлу, массовая скорость протекания теплоносителя, протекающего через внутреннюю часть, задается равной предварительно определенной массовой скорости протекания. В этом случае в отношении заданной массовой скорости протекания, когда внешний диаметр трубы снижается, массовая скорость протекания увеличивается, и между тем, когда внешний диаметр трубы увеличивается, массовая скорость протекания снижается. По этой причине, чтобы достигать массовой скорости протекания, подходящей для формы теплообменной трубы, которая удовлетворяет вышеописанной формуле, посредством задания внешнего диаметра трубы в диапазоне от 25 мм до 35 мм, может достигаться заданная массовая скорость протекания, и можно оптимизировать характеристики с точки зрения коэффициента теплопередачи.

[0038] Преимущественно в теплообменной трубе, высота Hr (мм) реберной части, интервал Pr (мм) реберной части, ширина Wr (мм) реберной части, номер Nr реберной части и длины L смоченного периметра (мм) удовлетворяют соотношению "(Pr*Nr)/(Hr*Wr)<0,40L+80".

[0039] Согласно этой конфигурации в формуле "(Pr*Nr)/(Hr*Wr)>0,40L+9,0", когда формула в левой стороне слишком увеличивается, интервал Pr реберной части расширяется, номер Nr реберной части увеличивается, высота Hr реберной части становится нулевой, и ширина Wr реберной части в направлении вдоль окружности становится нулевой. Соответственно непросто поддерживать форму теплообменной трубы. По этой причине посредством удовлетворения формуле "(Pr*Nr)/(Hr*Wr)<0,40L+80" можно легко поддерживать теплообменную трубу в подходящей форме.

[0040] Согласно еще одному другому аспекту изобретения котел включает в себя теплообменную трубу согласно любому из вышеописанных случаев, которая используется в качестве экранной трубы топочной камеры, которая формирует стенку топочной камеры котла, работающего при сверхкритическом давлении, в ходе работы при номинальной выходной мощности.

[0041] Согласно этой конфигурации теплообменная труба может применяться в качестве экранной трубы топочной камеры, которая формирует стенку топочной камеры котла. Помимо этого, такая экранная труба топочной камеры также может упоминаться в качестве нарезной трубы.

[0042] Согласно еще одному другому аспекту изобретения котел, который нагревает теплоноситель, протекающий через внутреннюю часть теплообменной трубы, посредством нагрева теплообменной трубы согласно любому из вышеуказанных случаев, посредством излучения пламени или высокотемпературного газа.

[0043] Согласно этой конфигурации можно подавлять возникновение явления ухудшения теплопередачи теплообменной трубы во время сверхкритического давления или повышать коэффициент теплопередачи при подавлении возникновения явления ухудшения теплопередачи теплообменной трубы. По этой причине можно надлежащим образом поддерживать теплопередачу из теплообменной трубы в воду в качестве теплоносителя и можно стабильно генерировать пар из воды. Помимо этого, например, высокотемпературный газ может представлять собой горючий газ, который генерируется посредством сгорания топлива, и может представлять собой дымовой газ, выпускаемый из такого устройства, как газовая турбина. Другими словами, в качестве котла с использованием теплообменной трубы, в которой во внутренней части возникает сверхкритическое давление, например, может применяться котел для работы в режиме переменного давления при сверхкритическом давлении, котел для работы в режиме постоянного давления при сверхкритическом давлении и т.п., который нагревает теплообменную трубу посредством излучения пламени или горючего газа. В этом случае теплообменная труба сконфигурирована как стенка топочной камеры для топочной камеры, предоставленной в котле, посредством размещения множества теплообменных труб в радиальном направлении. Кроме того, в качестве другого котла, который использует теплообменную трубу, в которой во внутренней части возникает сверхкритическое давление, например, может применяться котел на основе рекуперации отработавшего тепла, который нагревает теплообменную трубу посредством дымового газа. В этом случае теплообменная труба сконфигурирована как множество групп теплообменных труб, размещаемых в радиальном направлении, и размещена в контейнере, через который протекает дымовой газ. Таким образом, теплообменная труба может применяться к любому котлу при условии, что во внутренней части котла возникает сверхкритическое давление.

[0044] Согласно еще одному другому аспекту изобретения паротурбинное устройство включает в себя: котел согласно любому из вышеуказанных случаев; и паровую турбину, которая работает за счет пара, сгенерированного посредством нагрева воды в качестве теплоносителя, который протекает через внутреннюю часть теплообменной трубы, предоставленной в котле.

[0045] Согласно этой конфигурации можно подавлять возникновение явления ухудшения теплопередачи теплообменной трубы во время сверхкритического давления или повышать коэффициент теплопередачи при подавлении возникновения явления ухудшения теплопередачи теплообменной трубы. По этой причине можно надлежащим образом поддерживать теплопередачу из теплообменной трубы в воду, и пар может стабильно генерироваться. По этой причине, поскольку можно стабильно подавать пар в паровую турбину, также можно обеспечивать стабильную работу паровой турбины.

Краткое описание чертежей

[0046] Фиг.1 является принципиальной схемой, иллюстрирующей теплоэлектростанцию согласно первому варианту осуществления.

Фиг.2 является видом в поперечном сечении экранной трубы топочной камеры при рассмотрении вдоль направления оси трубы для экранной трубы топочной камеры.

Фиг.3 является видом в поперечном сечении экранной трубы топочной камеры при рассмотрении в плоскости, перпендикулярной направлению оси трубы для экранной трубы топочной камеры.

Фиг.4 является графиком примера поверхностной температуры стенок трубы для стенки топочной камеры, которая варьируется в зависимости от энтальпии.

Фиг.5 является графиком примера поверхностной температуры стенок трубы для стенки топочной камеры, которая варьируется в зависимости от энтальпии.

Фиг.6 является видом в частичном поперечном сечении при рассмотрении вдоль направления оси трубы, иллюстрирующим пример формы реберной части экранной трубы топочной камеры.

Фиг.7 является видом в частичном поперечном сечении при рассмотрении вдоль направления оси трубы, иллюстрирующим пример формы реберной части экранной трубы топочной камеры.

Фиг.8 является видом в частичном поперечном сечении при рассмотрении вдоль направления оси трубы, иллюстрирующим пример формы реберной части экранной трубы топочной камеры.

Фиг.9 является видом в частичном поперечном сечении при рассмотрении в плоскости, перпендикулярной направлению оси трубы, иллюстрирующим пример формы реберной части экранной трубы топочной камеры.

Фиг.10 является пояснительным видом, иллюстрирующим соотношение между потоком (обратноступенчатым потоком) во время перехода через ступень и коэффициентом теплопередачи.

Фиг.11 является графиком примера поверхностной температуры стенок трубы для стенки топочной камеры, которая варьируется в зависимости от энтальпии.

Фиг.12 является графиком примера поверхностной температуры стенок трубы для стенки топочной камеры, которая варьируется в зависимости от энтальпии.

Фиг.13 является графиком, иллюстрирующим соотношение между высотой Hr ребра, интервалом Pr ребра, шириной Wr ребра и номером Nr ребра, которое варьируется в зависимости от длины L смоченного периметра, в отношении экранной трубы топочной камеры второго варианта осуществления.

Фиг.14 является графиком, иллюстрирующим соотношение между высотой Hr ребра, интервалом Pr ребра, шириной Wr ребра и номером Nr ребра, которое варьируется в зависимости от длины L смоченного периметра в отношении экранной трубы топочной камеры третьего варианта осуществления.

Фиг.15 является графиком, иллюстрирующим соотношение между высотой Hr ребра, интервалом Pr ребра, шириной Wr ребра и номером Nr ребра, которое варьируется в зависимости от длины L смоченного периметра в отношении экранной трубы топочной камеры четвертого варианта осуществления.

Подробное описание вариантов осуществления

[0047] Ниже подробно описываются варианты осуществления согласно изобретению на основе чертежей. При этом изобретение не должно быть ограничено посредством этих вариантов осуществления. Помимо этого, составляющие элементы в вариантах осуществления включают в себя составляющие элементы, допускающие простую замену специалистами в данной области техники, либо составляющие элементы, практически идентичные им. Кроме того, составляющие элементы, описанные ниже, могут быть надлежащим образом комбинированы друг с другом, и когда имеется множество вариантов осуществления, также можно комбинировать варианты осуществления.

Первый вариант осуществления

[0048] Фиг.1 является принципиальной схемой, иллюстрирующей теплоэлектростанцию согласно первому варианту осуществления. Фиг.2 является видом в поперечном сечении экранной трубы топочной камеры при рассмотрении вдоль направления оси трубы для экранной трубы топочной камеры. Фиг.3 является видом в поперечном сечении экранной трубы топочной камеры при рассмотрении в плоскости, перпендикулярной направлению оси трубы для экранной трубы топочной камеры.

[0049] Теплоэлектростанция первого варианта осуществления использует пылевидный уголь, полученный посредством измельчения угля (к примеру, битуминозного и слабобитуминозного угля) в качестве распыленного топлива (твердого топлива). Теплоэлектростанция обеспечивает сгорание пылевидного угля, чтобы генерировать пар посредством тепла, вырабатываемого посредством сгорания, и приводит в действие генератор, соединенный с паровой турбиной, чтобы вырабатывать электроэнергию посредством вращения паровой турбины за счет сгенерированного пара.

[0050] Как проиллюстрировано на фиг.1, теплоэлектростанция 1 оборудована котлом 10, паровой турбиной 11, конденсатором 12, нагревателем 13 питательной воды высокого давления и нагревателем 14 питательной воды низкого давления, деаэратором 15, питательным насосом 16 и генератором 17. Теплоэлектростанция 1 имеет форму паротурбинной установки, оборудованной паровой турбиной 11.

[0051] Котел 10 используется в качестве традиционного котла и представляет собой пылеугольный котел, который допускает сгорание пылевидного угля посредством горелки 41 для сгорания и восстановление тепла, вырабатываемого посредством сгорания, посредством использования экранной трубы 35 топочной камеры, которая выступает в качестве теплообменной трубы. Кроме того, котел 10 представляет собой котел для работы в режиме переменного давления при сверхкритическом давлении, в котором внутренняя часть экранной трубы 35 топочной камеры задается при сверхкритическом давлении или субкритическом давлении. Котел 10 оборудован топочной камерой 21, камерой 22 сгорания, паросепаратором 23, перегревателем 24 и подогревателем 25.

[0052] Топочная камера 21 имеет стенки 31 топочной камеры, которые окружают четыре стороны, и имеет квадратную трубчатую форму посредством стенок 31 топочной камеры с четырех сторон. Кроме того, в топочной камере 21, имеющей квадратную трубчатую форму, продольное направление прохождения становится вертикальным направлением и становится перпендикулярным установочной поверхности котла 10. Стенка 31 топочной камеры формируется с использованием множества экранных труб 35 топочной камеры, и множество экранных труб 35 топочной камеры располагается рядом в радиальном направлении, с тем чтобы формировать поверхности стенок для стенок 31 топочной камеры.

[0053] Каждая экранная труба 35 топочной камеры имеет цилиндрическую форму, и ее направление оси трубы становится вертикальным направлением и становится перпендикулярным установочной поверхности котла 10. Дополнительно экранные трубы 35 топочной камеры представляют собой так называемые нарезные трубы, в которых формируются спиральные пазы. Вода в качестве теплопередающего носителя протекает через внутреннюю часть экранных труб 35 топочной камеры. Внутреннее давление экранных труб 35 топочной камеры становится сверхкритическим давлением или субкритическим давлением в зависимости от работы котла 10. Экранные трубы 35 топочной камеры имеют такую конфигурацию, в которой нижняя сторона в вертикальном направлении является стороной притока, а верхняя сторона в вертикальном направлении является стороной оттока. Таким образом, топочная камера 21 котла 10 настоящего варианта осуществления представляет собой вертикальную трубную топочную камеру, в которой экранные трубы 35 топочной камеры являются перпендикулярными. Ниже описываются подробности экранных труб 35 топочной камеры.

[0054] Камера 22 сгорания имеет множество горелок 41 для сгорания, смонтированных на стенке 31 топочной камеры. Кроме того, на фиг.1 проиллюстрирована только одна горелка 41 для сгорания. Множество горелок 41 для сгорания обеспечивает сгорание пылевидного угля в качестве топлива, чтобы формировать пламя в топочной камере 21. При этом множество горелок 41 для сгорания обеспечивает сгорание пылевидного угля, так что сформированное пламя становится вращающимся потоком. Кроме того, множество горелок 41 для сгорания нагревает экранные трубы 35 топочной камеры посредством высокотемпературного горючего газа, сгенерированного посредством сгорания топлива (высокотемпературного газа). В отношении множества горелок 41 для сгорания, например, множество горелок для сгорания, размещаемых с предварительно определенным интервалом вдоль окружности топочной камеры 21, предположительно представляют собой набор, и набор горелок 41 для сгорания размещается в нескольких стадиях с предварительно определенным интервалом в вертикальном направлении (продольном направлении топочной камеры 21).

[0055] Перегреватель 24 предоставляется в топочной камере 21, чтобы перегревать пар, подаваемый из экранных труб 35 топочной камеры топочной камеры 21 через паросепаратор 23. Пар, перегретый в перегревателе 24, подается в паровую турбину 11 через магистральный паропровод 46.

[0056] Подогреватель 25 предоставляется в топочной камере 21, чтобы нагревать пар, используемый в (турбине 51 высокого давления) паровой турбине 11. Пар, протекающий в подогреватель 25 из (турбины 51 высокого давления) паровой турбины 11 через паропровод 47 низкотемпературного промежуточного перегрева, нагревается посредством подогревателя 25, и нагретый пар протекает в (турбину 52 промежуточного давления) паровую турбину 11 из подогревателя 25 снова через паропровод 48 высокотемпературного промежуточного перегрева.

[0057] Паровая турбина 11 имеет турбину 51 высокого давления, турбину 52 промежуточного давления и турбину 53 низкого давления. Эти турбины 51, 52 и 53 соединены посредством ротора 54 в качестве вращательного вала неразъемно поворотным способом. Магистральный паропровод 46 соединяется со стороной притока турбины 51 высокого давления, и паропровод 47 низкотемпературного промежуточного перегрева соединяется с ее стороной оттока. Турбина 51 высокого давления вращается за счет пара, подаваемого из магистрального паропровода 46, и выпускает пар после использования из паропровода 47 низкотемпературного промежуточного перегрева. Паропровод 48 высокотемпературного промежуточного перегрева соединяется со впускной стороной турбины 52 промежуточного давления, и турбина 53 низкого давления соединяется с ее стороной оттока. Турбина 52 промежуточного давления вращается за счет пара, подаваемого и подогретого из паропровода 48 высокотемпературного промежуточного перегрева, и выпускает пар после использования в турбину 53 низкого давления. Турбина 52 промежуточного давления соединяется со стороной притока турбины 53 низкого давления, и конденсатор 12 соединяется с ее стороной оттока. Турбина 53 низкого давления вращается за счет пара, подаваемого из турбины 52 промежуточного давления, и выпускает пар после использования в конденсатор 12. Ротор 54 соединяется с генератором 17 и вращательно приводит в действие генератор 17 посредством вращения турбины 51 высокого давления, турбины 52 промежуточного давления и турбины 53 низкого давления.

[0058] Конденсатор 12 превращает в хлопья пар, выпускаемый из турбины 53 низкого давления, посредством линии 56 охлаждения, предоставленной в нем, чтобы возвращать (конденсировать) пар в воду. Хлопьевидная вода подается в нагреватель 14 питательной воды низкого давления из конденсатора 12. Нагреватель 14 питательной воды низкого давления нагревает воду, превращенную в хлопья посредством конденсатора 12 в состоянии низкого давления. Нагретая вода подается в деаэратор 15 из нагревателя 14 питательной воды низкого давления. Деаэратор 15 деаэрирует воду, подаваемую из нагревателя 14 питательной воды низкого давления. Деаэрированная вода подается в нагреватель 13 питательной воды высокого давления из деаэратора 15. Нагреватель 13 питательной воды высокого давления нагревает воду, деаэрированную посредством деаэратора 15 в состоянии высокого давления. Нагретая вода подается в экранные трубы 35 топочной камеры котла 10 из нагревателя 13 питательной воды высокого давления. Помимо этого, между деаэратором 15 и нагревателем 13 питательной воды высокого давления предоставляется питательный насос 16, чтобы подавать воду в нагреватель 13 питательной воды высокого давления из деаэратора 15.

[0059] Генератор 17 соединяется с ротором 54 паровой турбины 11 и вырабатывает мощность посредством вращательного приведения в действие посредством ротора 54.

[0060] Помимо этого, хотя это не проиллюстрировано, теплоэлектростанция 1 содержит устройство денитрификации, электростатический пылеуловитель, нагнетатель воздуха с принудительной тягой и устройство десульфурации, и батарея предоставляется в выпускной концевой части.

[0061] В теплоэлектростанции 1 при такой конфигурации вода, протекающая через внутреннюю часть экранных труб 35 топочной камеры котла 10, нагревается посредством камеры 22 сгорания котла 10. Вода, нагретая посредством камеры 22 сгорания, преобразуется в пар до тех пор, пока она не протекает в перегреватель 24 через паросепаратор 23, и пар проходит через перегреватель 24 и магистральный паропровод 46 в этом порядке и подается в паровую турбину 11. Пар, подаваемый в паровую турбину 11, проходит через турбину 51 высокого давления, паропровод 47 низкотемпературного промежуточного перегрева, подогреватель 25, паропровод 48 высокотемпературного промежуточного перегрева, турбину 52 промежуточного давления и турбину 53 низкого давления в этом порядке и протекает в конденсатор 12. При этом паровая турбина 11 вращается за счет протекающего пара, в силу этого вращательно приводя в действие генератор 17 через ротор 54, чтобы вырабатывать мощность в генераторе 17. Пар, протекающий в конденсатор 12, возвращается в воду посредством превращения в хлопья посредством линии 56 охлаждения. Вода, превращенная в хлопья в конденсаторе 12, проходит через нагреватель 14 питательной воды низкого давления, деаэратор 15, питательный насос 16 и нагреватель 13 питательной воды высокого давления в этом порядке и подается в экранные трубы 35 топочной камеры снова. Таким образом, котел 10 этого варианта осуществления становится прямоточным котлом.

[0062] Далее описывается экранная труба 35 топочной камеры со ссылкой на фиг.2 и 3. Как проиллюстрировано на фиг.2 и 3, экранная труба 35 топочной камеры имеет цилиндрическую форму вокруг осевой линии I. Как описано выше, экранная труба 35 топочной камеры предоставляется таким образом, что ее направление оси трубы становится вертикальным направлением, и вода протекает в ней к верхней стороне из нижней стороны в вертикальном направлении. Кроме того, на внутренней периферийной поверхности P1 экранной трубы 35 топ