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

摘要

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。

说明书

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

为了解决上述课题，本发明的锅炉、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采用以下的手段。

即，本发明的锅炉的特征在于，该锅炉具有：燃烧器，该燃烧器在火炉内进行燃烧；蒸发器，该蒸发器通过该燃烧器所产生的燃烧气体而产生蒸汽；过热器，该过热器相对于该蒸发器配置于所述火炉侧，且使所述蒸发器所产生的蒸汽过热而产生过热蒸汽；蒸汽温度调整单元，在使从该过热器的中途位置的蒸汽取出部取出的蒸汽返回该过热器的蒸汽返回部时，该蒸汽温度调整单元对蒸汽温度进行调整；控制部，该控制部控制该蒸汽温度调整单元；以及第一温度传感器，该第一温度传感器对所述过热器的所述蒸汽返回部的蒸汽流下游侧且该过热器的中途位置的第一蒸汽温度进行测量，所述控制部具有过热器出口温度关系信息，该过热器出口温度关系信息确定了作为所述过热器的出口的蒸汽温度的过热器出口温度与所述第一蒸汽温度的关系，根据该过热器出口温度关系信息和所述第一温度传感器的测量结果来控制所述蒸汽温度调整单元，以使所述过热器出口温度成为目标值。

由过热器过热后的过热器出口温度被控制成对应于蒸汽涡轮这样的使用端所要求的目标值。为了得到该目标值，使用对过热器的中途位置的蒸汽温度进行调整的蒸汽温度调整单元。即，在调整了从过热器的中途位置的蒸汽取出部取出的蒸汽的温度之后，使该蒸汽从蒸汽返回部返回到过热器，从而得到期望的过热器出口温度。

要是为了使过热器出口温度为目标值而只检测过热器出口温度来调整向缓热器流动的蒸汽流量的话，有可能因过热器出口与蒸汽温度调整单元之间的距离而产生控制延迟。因此，在本发明中，得到确定了过热器出口温度与蒸汽返回部的下游侧且过热器的中途位置的第一蒸汽温度的关系的过热器出口温度关系信息，根据该过热器出口温度关系信息和第一温度传感器的测量结果来控制蒸汽温度调整单元，以使过热器出口温度为目标值。由此，与只使用过热器出口温度来进行温度调整相比，能够不产生控制延迟而使过热器出口温度成为期望值。

作为过热器出口温度关系信息，可以是预先通过试验而确定的过热器出口温度与第一蒸汽温度的关系的数据库，或者也可以使用根据预先通过试验所得到的过热器出口温度与第一蒸汽温度的关系而导出的函数。

并且，由于得到过热器的中途位置上的第一蒸汽温度而不是过热器出口来控制温度，在过热器出口的上游侧的位置限制温度，因此能够避免过热器的温度变得过高的情况。由此，能够将过热器的金属温度控制在规定值以下，能够在过热器不使用高级材料的情况下确保过热器的健全性。

此外，在本发明的锅炉中，其特征在于，该锅炉具有对所述过热器出口温度进行测量的第二温度传感器，所述控制部根据该第二温度传感器的测量结果来控制所述蒸汽温度调整单元，以使所述过热器出口温度成为目标值。

根据第二温度传感器所测量的过热器出口温度来控制蒸汽温度调整单元以使过热器出口温度成为目标值，由此能够进一步对过热器出口温度进行微调整而准确地控制。

此外，在本发明的锅炉中，其特征在于，所述过热器具有：1次过热器，该1次过热器设置于蒸汽流上游侧；以及2次过热器，该2次过热器设置于该1次过热器的蒸汽流下游侧，相对于所述火炉设置于该1次过热器的后方，所述第一温度传感器所测量的所述第一蒸汽温度为所述1次过热器与所述2次过热器之间的蒸汽温度。

通过相对于火炉在1次过热器的后方侧设置2次过热器,从而与1次过热器相比，使2次过热器不容易受到来自火炉的辐射。由此，对于蒸汽流比1次过热器靠下游侧且金属温度(构成过热器的传热管的金属材料温度)容易因蒸汽而上升的2次过热器，减少辐射的影响，由此能够使2次过热器的金属温度为允许温度以下。并且，在本发明中，由于通过控制部来控制1次过热器与2次过热器之间的1次蒸汽温度，因此能够适当地管理1次蒸汽温度的下游侧的2次过热器的温度。

此外，在本发明的锅炉中，所述蒸汽温度调整单元具有：缓热器，该缓热器使引导来的蒸汽的温度降低；以及缓热器用流量调整单元，该缓热器用流量调整单元调整向该缓热器流动的蒸汽的流量。

为了降低过热器的中途位置的蒸汽温度而使用缓热器。并且，在通过缓热器用流量调整单元使规定的量的蒸汽流动到缓热器而使蒸汽温度降低了期望的量之后，使该蒸汽从蒸汽返回部返回到过热器而得到期望的过热器出口温度。

另外，作为缓热器，例如使用在蒸发器所使用的水桶内的水中所设置的传热管内使蒸汽流动的结构。

此外，在本发明的锅炉中，其特征在于，所述蒸汽温度调整单元具有：蒸汽导入路径，该蒸汽导入路径将蒸汽从所述蒸汽取出部引导到所述缓热器；蒸汽返回路径，该蒸汽返回路径使蒸汽从所述缓热器返回到所述蒸汽返回部；以及缓热器旁通路径，该缓热器旁通路径以绕开所述缓热器的方式将所述蒸汽导入路径和所述蒸汽返回路径连接，所述缓热器用流量调整单元具有：第一流量调整阀，该第一流量调整阀设置于所述缓热器旁通路径；以及第二流量调整阀，该第二流量调整阀设置于所述蒸汽返回路径且所述蒸汽返回路径与所述缓热器旁通路径的合流部的上游侧。

从过热器被引导到蒸汽导入路径的蒸汽向缓热器和缓热器旁通路径流动。向缓热器流动的蒸汽在被缓热器减温之后向蒸汽返回路径流动。另一方面，向缓热器旁通路径流动的蒸汽不被缓热器减温而在蒸汽返回路径的合流部中与被缓热器减温后的蒸汽合流。

向缓热器旁通路径流动的蒸汽由第一流量调整阀进行流量调节。若增大第一流量调整阀的开度，则绕开缓热器的旁通流量增大，抑制在蒸汽返回部的合流部中合流后的蒸汽温度的降低。另一方面，若减小第一流量调整阀的开度，则绕开缓热器的旁通流量减少，增大在蒸汽返回部的合流部中合流后的蒸汽温度的温度降低。

经过缓热器而向蒸汽返回部的合流部流动的流量由第二流量调整阀进行流量调节。若增大第二流量调整阀的开度，则通过缓热器的流量增大，增大在蒸汽返回部的合流部中合流后的蒸汽温度的温度降低。另一方面，若减小第二流量调整阀的开度，则通过缓热器的流量减少，抑制在蒸汽返回部的合流部中合流后的蒸汽温度的温度降低。

这样，通过调整第一流量调整阀和第二流量调整阀的开度，能够控制在蒸汽返回部的合流部中合流后的蒸汽温度。

并且，第一流量调整阀并不是固定孔口那样的固定开度而能够进行开度调整，因此能够扩大温度调整幅度。例如能够应对因火炉的经年劣化而引起的热吸收量的变化而导致的过热蒸汽温度的增大。即，即使第二流量调整阀为全开，也能够通过增大第一流量调整阀的开度而进行蒸汽温度的控制。由此，能够将蒸汽返回部的下游侧的过热器的金属温度可靠地保持为比允许值低。

此外，在本发明的锅炉中，其特征在于，所述第一流量调整阀的最低开度为比0大的规定的开度。

若使第一流量调整阀的开度为0而成为全闭，则蒸汽不会流动到缓热器旁通路径，从过热器的蒸汽取出部引导来的所有的蒸汽流入缓热器，因此有发生如下不良情况的担忧：在缓热器中蒸汽温度过度降低而产生大量的冷凝水，产生冷凝水流入第二流量调整阀。并且，若大量的蒸汽流入缓热器，则有如下担忧：在缓热器中产生较大的压力损失，蒸汽取出部的上游侧的过热器的蒸汽压力过度上升。并且，有如下担忧：蒸汽取出部的上游侧的蒸汽锅筒的蒸汽压力过度上升，从设置于蒸汽锅筒的安全阀喷出蒸汽。

因此，在本发明中，通过使第一流量调整阀的最低开度为比0大的规定的开度，从而防止从过热器的蒸汽取出部引导来的所有的蒸汽流入缓热器。由此，防止缓热器中的因蒸汽的温度降低而导致的冷凝水的产生，并且避免缓热器中的压力损失的上升，从而能够稳定的运转。

另外，第一流量调整阀的最低开度可以是固定值，但也可以考虑到锅炉的经年劣化而能够根据累积运转时间等运转状况来进行变更。

并且，本发明的船用蒸汽涡轮推进系统的特征在于，该船用蒸汽涡轮推进系统具有：蒸汽涡轮，该蒸汽涡轮驱动在水中产生推力的推进器；以及上述任意一项所述的锅炉，该锅炉向所述蒸汽涡轮供给蒸汽。

作为驱动螺旋桨等推进器的蒸汽涡轮的驱动用蒸汽，使用上述的任意的锅炉，因此能够得到期望的过热器出口温度，能够进行稳定的航行。

并且，本发明的船舶的特征在于，具有上述的船用蒸汽涡轮推进系统。

由于具有上述的船用蒸汽涡轮推进系统，因此能够提供能够进行稳定的航行的船舶。

并且，本发明的锅炉控制方法的特征在于，具有：燃烧气体产生工序，产生燃烧气体；蒸汽产生工序，通过所产生的燃烧气体来产生蒸汽；过热蒸汽产生工序，使所产生的蒸汽过热而在过热器中产生过热蒸汽；过热蒸汽缓热工序，从所述过热器的中途位置取出蒸汽，并且使蒸汽在穿过了使该蒸汽的温度降低的缓热器之后返回到所述过热器；缓热器用流量调整工序，通过缓热器用流量调整单元来调整向所述缓热器流动的蒸汽的流量；第一蒸汽温度测量工序，对经过了所述过热蒸汽缓热工序之后且所述过热器的中途位置的第一蒸汽温度进行测量；以及过热器出口温度调整工序，根据过热器出口温度关系信息和所述第一蒸汽温度测量工序的测量结果来控制所述缓热器用流量调整单元，以使所述过热器出口温度成为目标值，其中，所述过热器出口温度关系信息确定了作为所述过热器的出口的蒸汽温度的过热器出口温度与所述第一蒸汽温度的关系。

发明效果

根据本发明，能够避免过热器出口的主蒸汽温度的控制延迟并且适当地管理过热器的温度。

附图说明

图1是表示作为本发明的一个实施方式的船用蒸汽涡轮推进系统的概略结构图。

图2是表示图1所示的1次过热器的局部放大的立体图。

图3是表示图1的过热器周围的主要部分的概略结构图。

图4是表示由控制部进行的主蒸汽温度控制的控制框图。

图5是表示过热器的传热管的金属温度的图。

符号说明

1蒸汽涡轮推进系统

3螺旋桨

5蒸汽涡轮

7锅炉

9高压涡轮

11 中压涡轮

13 低压涡轮

15 后退用涡轮

17 第一旋转轴

21 第二旋转轴

23 减速机

25 螺旋桨轴

27 主炉

29 再热炉

31 火炉

33 主燃烧器(燃烧器)

35 前栅管

37 过热器

38 蒸发器

39 蒸发管组

41 水桶

43 蒸汽锅筒

44 蒸汽供给路径

46 流量计

47 主燃烧器用燃料配管

49 主燃烧器用燃料流量调节阀

51 再热燃烧器

53 再热用燃料配管

55 再热用燃料流量调整阀

59 1次过热器

61 2次过热器

63 过热器出口配管

64 分支点

65 第一主蒸汽配管

70 主蒸汽温度传感器(第二温度传感器)

71 中间连接配管

72 中间蒸汽温度传感器(第一温度传感器)

74 蒸汽温度调整线(蒸汽温度调整单元)

74a蒸汽导入路径

74b蒸汽返回路径

76 缓热器(蒸汽温度调整单元)

78 旁通路径(缓热器旁通路径)

80 第一蒸汽流量调整阀(缓热器用流量调整单元)

81 第二蒸汽流量调整阀(缓热器用流量调整单元)

85 第一比较运算部

86 第二比较运算部

87 第一加法器

88 第二加法器

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1中表示应用于船舶的船用蒸汽涡轮推进系统1。船用蒸汽涡轮推进系统1具有：在水中产生推力的推进螺旋桨(推进器)3；对螺旋桨3施加旋转力的蒸汽涡轮5；以及向蒸汽涡轮5供给作为主蒸汽的过热蒸汽的锅炉7。

蒸汽涡轮5具有高压涡轮9、中压涡轮11、低压涡轮13以及后退用涡轮15。高压涡轮9和中压涡轮11经由共用的第一旋转轴17而连结。低压涡轮13和后退用涡轮15经由共用的第二旋转轴21而连结。第一旋转轴17与第二旋转轴21并排配置，各自的输出端连接于减速机23。螺旋桨3经由螺旋桨轴25而与减速机23连接。

锅炉7采用船用再热锅炉，该船用再热锅炉被紧凑地设计成能够设置在船舶内，且具有再热器57。

锅炉7具有主炉27和再热炉29。在主炉27设置有：中空的火炉31、设置于火炉31的上部的主燃烧器(燃烧器)33、在内部供水流通的前栅管35、过热器37以及蒸发器38。

火炉31的壁部由供水流通的水冷壁管(未图示)构成。从未图示的燃料源通过主燃烧器用燃料配管47向主燃烧器33供给燃料。在主燃烧器用燃料配管47设置有调节燃料的供给量的主燃烧器用燃料流量调节阀49。

蒸发器38具有：被设为沿上下方向延伸的多根传热管的蒸发管组39；水桶41，该水桶41与蒸发管组39的下方连接，且在内部贮存水；以及蒸汽锅筒43，该蒸汽锅筒43与蒸发管组39的上方连接。

再热炉29沿上下方向延伸地配置于主炉27的蒸发管组39的后游侧，且构成为成为由主燃烧器33的燃烧所产生的燃烧气体的通路。在再热炉29的下部设置有再热燃烧器51。从未图示的燃料源通过再热用燃料配管53向再热燃烧器51供给燃料。在再热用燃料配管53设置有调节燃料的供给量的再热用燃料流量调节阀55。在再热炉29的上部设置有再热器57，该再热器57具有在内部供蒸汽流通的传热管。

过热器37具有1次过热器59和2次过热器61，成为相对于燃烧气体流动采用2列的结构。1次过热器59和2次过热器61分别具有多个以U型转弯部位于上方的方式弯曲成倒U字形状的传热管59a、61a。1次过热器59相对于前栅管35被配置在火炉31的下游侧，并且，相对于2次过热器61被配置在火炉31的上游侧。关于蒸汽流，1次过热器59与2次过热器61串列地连接，1次过热器59为上游侧，2次过热器61为下游侧。

在1次过热器59的下方设置有与传热管59a的下端连接的第一接头59b和第二接头59c。

如图2所示，在第一接头59b和第二接头59c以规定的间隔设置有将内部分隔的多个分隔板59d，各接头59b、59c内被划分成多个室。传热管59a将第一接头59b内的室与第二接头59c内的室连接成供蒸汽交替地流通。由此，被引导到第一接头59b内的蒸汽经由传热管59a向第二接头59c流动，然后在各接头59b、59c内的各室中交替地依次流动。

在本说明书中，将供蒸汽从一个接头流动到另一个接头的传热管的路径称为通道(pass)。根据该定义，在图2中示出了两个通道。并且，如图3所示，在1次过热器59设置有从第一通道I到第六通道VI的六个通道。

如图1所示，在2次过热器61的下方设置有与传热管61a的下端连接的第一接头61b和第二接头61c。2次过热器61的结构与图2所示的1次过热器59相同，在各接头61b、61c内设置有分隔板61d(参照图3)，连接有传热管61a以使得蒸汽在第一接头61b内的室与第二接头61c内的室中交替地流通。如图3所示，在2次过热器61设置有从第七通道VII到第十通道X的四个通道。

另外，在本实施方式中，1次过热器59采用六个通道，2次过热器61采用四个通道，但本发明不限于此，也可以是其他的通道数量。

如图3所示，从蒸汽锅筒43经由蒸汽供给路径44被引导到1次过热器59的蒸汽在1次过热器59内经过六个通道地流动。之后的蒸汽被引导到2次过热器61，在2次过热器61内经过了四个通道，然后经由过热器出口配管63被引导到高压涡轮9(或者后退用涡轮15)。

如图1所示，过热器出口配管63在分支点64处被分支成将主蒸汽引导到高压涡轮9的第一主蒸汽配管65以及将主蒸汽引导到后退用涡轮15的第二主蒸汽配管67。在第一主蒸汽配管65设置有第一开闭阀66，在第二主蒸汽配管67设置有第二开闭阀68。通过未图示的控制部对第一开闭阀66和第二开闭阀68进行选择性地开闭，由此向高压涡轮9或者后退用涡轮15中的任意一方供给主蒸汽。另外，虽然未图示，但在第一开闭阀66与高压涡轮9之间以及第二开闭阀68与后退用涡轮15之间设置有调整蒸汽流量的蒸汽加减阀，通过控制部来调整蒸汽涡轮5的输出。

在选择了第一开闭阀66的情况下，在向高压涡轮9供给主蒸汽之后，高压涡轮9的出口蒸汽被导入再热器57的上方的上游端部，通过主燃烧器33的燃烧所产生的燃烧气体的剩余热量和再热燃烧器51的燃烧气体而被再加热。由再热器57再加热后的再热蒸汽从再热器57的下方的下游端部被导入到中压涡轮11。中压涡轮11的出口蒸汽被供给至低压涡轮13，在对低压涡轮13进行了旋转驱动之后，被送至冷凝器69。由冷凝器69液化后的水被供给到锅炉7。

另一方面，在选择了第二开闭阀68的情况下，主蒸汽被供给至后退用涡轮15，对后退用涡轮15进行了旋转驱动后的蒸汽被送至冷凝器69。

通过这样的蒸汽涡轮5的工作而将旋转力经由减速机23传递给螺旋桨轴25，使螺旋桨3旋转。

接着，使用图3对以过热器37为中心的蒸汽流进行说明。在该图中表示了过热器37周围的主要部分结构。在1次过热器59中构成有从第一通道I到第六通道VI的六个通道。在2次过热器61中构成有从第七通道VII到第十通道X的四个通道。

蒸发器38(参照图1)的蒸汽锅筒43内的蒸汽经由蒸汽供给路径44被引导到1次过热器59的第一接头59b的入口。在蒸汽供给路径44设置有检测蒸汽流量F的流量计46。作为流量计46，例如使用差压式流量计。根据流量计46所得到的蒸汽流量F来掌握锅炉7的负载。

通过设置于2次过热器61的第一接头61b的出口部的主蒸汽温度传感器(第二温度传感器)70来检测作为2次过热器61的过热蒸汽温度的主蒸汽温度T2。主蒸汽温度传感器70的输出被发送给未图示的控制部。另外，主蒸汽温度传感器70的设置位置可以不是第一接头61b的出口部，只要是能够检测通过2次过热器61而过热后的过热蒸汽温度的位置，也可以是其他的位置，例如设置于过热器出口配管63。

在将1次过热器59和2次过热器61连接的中间连接配管71设置有中间蒸汽温度传感器(第一温度传感器)72。通过中间蒸汽温度传感器72来测量在过热器37中流动的蒸汽的中途位置的中间蒸汽温度T1。中间蒸汽温度传感器72的输出被发送给未图示的控制部。在本实施方式中，中间蒸汽温度T1为1次过热器59的出口温度，即2次过热器61的入口温度。

在经过了1次过热器59的第四通道IV之后的第一接头59b设置有蒸汽取出部59e，与蒸汽温度调整线(蒸汽温度调整单元)74的蒸汽导入路径74a的上游端连接。并且，在1次过热器59的第五通道V的上游侧的第一接头59b设置有蒸汽返回部59f，与蒸汽温度调整线74的蒸汽返回路径74b的下游端连接。从蒸汽取出部59e将全部的蒸汽从1次过热器59引导到蒸汽温度调整线74，被引导到蒸汽温度调整线74的全部的蒸汽从蒸汽返回部59f返回到1次过热器59。

在蒸汽温度调整线74中，在蒸汽导入路径74a的下游侧且蒸汽返回路径的上游侧设置有使蒸汽温度降低的缓热器76。缓热器76具有配置于水桶41内的水中的传热管。通过水桶41内的水从传热管的外部来冷却在该传热管内流动的蒸汽。

在蒸汽温度调整线74设置有供蒸汽绕开缓热器76而流动的旁通路径(缓热器旁通路径)78。在旁通路径78设置有调整蒸汽流量的第一蒸汽流量调整阀80。第一蒸汽流量调整阀80的阀开度由未图示的控制部来控制。

在缓热器76的下游侧的蒸汽返回路径74b中，在比与旁通路径78的合流部78a靠上游侧的位置设置有调整蒸汽流量的第二蒸汽流量调整阀81。第二蒸汽流量调整阀81的阀开度由未图示的控制部来控制。

通过控制部来控制第一蒸汽流量调整阀80和第二蒸汽流量调整阀81的开度，由此决定向缓热器76流动的蒸汽流量的比例，控制从1次过热器59引导来的蒸汽的冷却量。具体而言，向缓热器76流动的蒸汽流量的比例越大，则蒸汽的冷却量越大。

这样，在本实施方式中，取出1次过热器59的第四通道IV与第五通道V之间的蒸汽而调整蒸汽温度。

控制部根据上述的主蒸汽温度传感器70所得到的主蒸汽温度T2、中间蒸汽温度传感器72所得到的中间蒸汽温度T1、流量计46所得到的蒸汽流量F等而控制成期望的主蒸汽温度。控制部例如由CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)以及计算机能够读取的存储介质等构成。并且，作为一例，用于实现各种功能的一系列的处理以程序的形式被存储于存储介质等，CPU在RAM等中读出该程序，执行信息的加工/运算处理，由此实现各种功能。另外，程序也可以应用被预先安装于ROM、其他的存储介质的形态、以存储于计算机能够读取的存储介质中的状态被提供的形态、经由有线或者无线的通信手段来分发的形态等。计算机能够读取的存储介质是指磁盘、光盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。

接着，使用图4对控制部的主蒸汽温度控制进行说明。

控制部在规定的存储器中具有：关于主蒸汽温度T2与中间蒸汽温度T1的第一控制函数(过热器出口温度关系信息)R1；与施加给两个蒸汽流量调整阀80、81的先行信号有关的第二控制函数R2；与施加给第一蒸汽流量调整阀80的开度指令有关的第三控制函数R3；以及与施加给第二蒸汽流量调整阀81的开度指令有关的第四控制函数R4。

另外，也可以取代这些控制函数R1～R4，而采用具有数字化的数据库的控制对照图。

第一控制函数R1表示与主蒸汽温度T2对应的中间蒸汽温度T1的预想温度的关系。即，在锅炉7为规定的负载的情况下，预先根据试验、模拟的结果而得到为了得到期望的主蒸汽温度T2所需的中间蒸汽温度T1的预想温度。例如，在锅炉7为额定负载的情况下，得到如下关系：为了使目标主蒸汽温度为560℃，需要使中间蒸汽温度T1的预想温度为480℃。此外，第一控制函数R1根据锅炉7的负载而改变中间蒸汽温度T1的预想温度。具体而言，如该图所示，在锅炉负载比规定的值低的情况下、即流量计46所得到的蒸汽流量F(STM FLOW(T/H))比规定的值低的情况下，使中间蒸汽温度T1的预想温度恒定，在锅炉负载比规定的值大的情况下、即流量计46所得到的蒸汽流量F比规定的值大的情况下，采用根据蒸汽流量F的增大而使中间蒸汽温度T1的预想温度变小的关系。这样在蒸汽流量F较大的情况下降低中间蒸汽温度T1的预想温度的理由如下：蒸汽流量F较大意味着锅炉负载较大，考虑到1次过热器59和2次过热器61的温度处于上升倾向，因此降低中间蒸汽温度T1而维持适当的金属温度。

第二控制函数R2对两蒸汽流量调整阀80、81的开度指令施加先行信号。例如，如该图所示，在蒸汽流量F增加时施加较大的先行信号，而使两蒸汽流量调整阀80、81的工作加速从而提高蒸汽温度的追随性。并且，在蒸汽流量F超过了规定的值之后急剧地增大先行信号，而加快控制的初始运作从而抑制蒸汽温度的变动。

第三控制函数R3是施加第一蒸汽流量调整阀80的开度指令的函数。第一蒸汽流量调整阀80决定绕开缓热器76的蒸汽流量，开度越增大则越大量的蒸汽绕开缓热器76(参照图3)，抑制了蒸汽的温度降低。与之相反，当第一蒸汽流量调整阀80的开度减少时，引导向缓热器76的蒸汽变多，蒸汽的温度降低变大。因此，如该图所示，第三控制函数R3成为如下函数：被施加的控制输出值越大(即与目标温度的温度差在高温侧越大)，则开度指令值越小这样的向右下降。并且，在第三控制函数R3中，即使控制输出值变大，也不使开度指令值为0％，而是维持10％的规定的开度。另外，考虑到例如锅炉7的经年劣化等，能够根据需要使该10％的最低开度改变。并且，关于第一蒸汽流量调整阀80的开度指令值，100％是指全开，0％是指全闭。

第四控制函数R4是施加第二蒸汽流量调整阀81的开度指令的函数。第二蒸汽流量调整阀81决定向缓热器76(参照图3)流动的蒸汽流量，开度越增大则越大量的蒸汽向缓热器76流动，使蒸汽的温度降低变大。与此相反，当第二蒸汽流量调整阀81的开度减少时，引导向缓热器76的蒸汽变少，抑制了蒸汽的温度降低。因此，如该图所示，第四控制函数R4成为如下函数：被施加的控制输出值越大(即与目标温度的温度差在高温侧越大)则开度指令值越大这样的向右上升。并且，在第四控制函数R4中，在控制输出值为0的情况下(即目标温度与现状温度一致的情况下)，使开度指令为0％，使蒸汽不向缓热器76流动。另一方面，当控制输出值为规定的值以上时开度指令为100％。另外，关于第二蒸汽流量调整阀81的开度指令值与第一蒸汽流量调整阀80相同，100％是指全开，0％是指全闭。

第一蒸汽流量调整阀80和第二蒸汽流量调整阀81使用相同容量的阀，以在各控制输出值中合计开度为100％的方式来设定第三控制函数R3和第四控制函数R4。由此，通过蒸汽温度调整线74(参照图3)从1次过热器59取出之后再次返回的蒸汽流量为恒定，能够实现稳定的控制。但是，如第三控制函数R3所示，在控制输出值较大的情况下开度指令值不会成为0％的范围(开度指令值处于最低开度的10％时恒定的范围)不限于此。

向第一比较运算部85输入来自中间蒸汽温度传感器72的中间蒸汽温度T1来作为现状值PV1。并且，向第一比较运算部85输入被从第一加法器87施加的目标值SP1。在第一比较运算部85中，进行PID控制以使现状值PV1逐渐接近目标值SP1，对第二加法器88施加PID控制输出值。另外，并不限于第一比较运算部85中的PID控制，也可以是例如PI控制。

向第二比较运算部86输入来自主蒸汽温度传感器70的主蒸汽温度T2来作为现状值PV2。并且，向第二比较运算部86输入在例如550℃～560℃的范围中所决定的主蒸汽目标温度来作为目标值SP2。在第二比较运算部86中，进行PID控制以使现状值PV2逐渐接近目标值SP2，对第一加法器87施加PID控制输出值。另外，并不限于第二比较运算部86中的PID控制，也可以是例如PI控制。

并且，向第一加法器87输入作为来自第一控制函数R1的输出值的中间蒸汽温度T1的预想温度。因此，在第一加法器87中，将主蒸汽温度T2的现状值PV2相对于来自第二比较运算部86的主蒸汽目标温度SP2的偏差所对应的值和通过第一控制函数R1所施加的主蒸汽目标温度所对应的中间蒸汽温度T1的预想温度相加，将该相加值作为第一比较运算部85的目标值SP1。

除了向第二加法器88施加来自第一比较运算部85的PID控制输出值之外，还向第二加法器88施加来自第二控制函数R2的先行信号。作为这些相加值的来自第二加法器88的输出作为控制输出值而被分别施加给第三控制函数R3和第四控制函数R4，开度指令值被分别施加给第一蒸汽流量调整阀80和第二蒸汽流量调整阀81。

根据上述的本实施方式，实现如下的作用效果。

得到确定1次过热器59与2次过热器61之间的中间蒸汽温度T1与主蒸汽温度T2的关系的第一控制函数R1，根据该第一控制函数R1和中间蒸汽温度传感器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，以使得主蒸汽温度T2为目标值。由此，与只使用作为蒸汽流最下游的主蒸汽温度T2来进行温度调整相比，能够不产生控制延迟而使主蒸汽温度成为期望值。

并且，并不是得到2次过热器61出口处的主蒸汽温度T2，而是得到1次过热器59与2次过热器61之间的中间蒸汽温度T1来控制温度，在蒸汽流上游侧限制温度，因此能够避免过热器59、61的温度变得过高的情况。由此，能够将过热器59、61的金属温度控制在规定值以下，能够确保过热器59、61的健全性。

此外，对于火炉31，在1次过热器59的后方侧设置2次过热器61，由此，与1次过热器59相比，使2次过热器61不容易受到来自火炉的辐射。由此，对于蒸汽流比1次过热器59靠下游侧且金属温度容易因蒸汽而上升的2次过热器61，减少辐射的影响，由此能够使2次过热器61的金属温度为允许温度以下。

关于这样的过热器59、61的金属温度，使用图5进行说明。在该图中表示1次过热器59和2次过热器61的金属温度。在该图中，横轴表示在过热器59、61中流动的蒸汽的流动方向上的位置，纵轴表示过热器59、61的传热管59a、61a的金属温度和在过热器59、61中流动的蒸汽的温度。如该图所示，使从第一通道I到第六通道VI为1次过热器59，使从第七通道VII到第十通道X为2次过热器61。并且，图表中的上侧的线表示金属温度，下侧的线表示蒸汽温度。

从该图可知，第一通道I中的金属温度在上游侧上升之后急剧地降低，然后进一步上升。出于如下的原因而产生该急剧的温度降低：传热管59a为倒U字形状(参照图2)，在火炉31侧的位置受到辐射而处于温度比较高的倾向，在沿远离火炉31的方向折返的位置不容易受到辐射，因此处于温度比较低的倾向。在从第二通道II到第六通道VI中也表示相同的倾向。这是因为1次过热器59相对于2次过热器61配置于火炉31侧的位置。因此，在从第七通道VII到第十通道X中，由于不容易受到辐射的影响，因此不会观察到同一通道中的急剧的温度降低，金属温度表示接近蒸汽温度的值。

另一方面，在1次过热器59中，由于处于蒸汽流上游侧，因此与金属温度相比，蒸汽温度为充分低的温度。

从该图可知，蒸汽温度在第四通道IV与第五通道V之间降低。这是因为通过缓热器76(参照图3)使蒸汽温度降低。由此，不论第四通道的下游侧的金属温度是否处于最高温度，第五通道V的金属温度与第四通道IV的金属温度相比都为低温。这样，通过使缓热器76位于第四通道IV与第五通道V之间这样的受到辐射的影响的1次过热器59的中途位置上且通过缓热器76使蒸汽温度降低，从而能够控制为不会超过构成传热管59a的材料的允许温度。

并且，在2次过热器61中，由于不容易受到辐射的影响，因此金属温度不会像1次过热器59的第四通道那样大幅上升。因此，作为2次过热器61的传热管61a，可以使用与1次过热器59的传热管59a相同的金属材料，由于不需要使用高级材料因此不会导致成本的增大。

并且，除了基于中间蒸汽温度传感器72所得到的中间蒸汽温度T1的控制之外，还根据主蒸汽温度传感器70所测量的主蒸汽温度T2，使用第二比较运算部86(参照图4)进行控制，以使得主蒸汽温度成为目标值。由此，能够进一步对主蒸汽温度T2进行微调整而准确地进行控制。

并且，如图3所示，并不是在旁通路径78设置有固定孔口而成为固定开度，而是设置有第一蒸汽流量调整阀80，能够调整阀开度。例如能够应对因火炉的经年劣化而引起的热吸收量的变化导致的过热蒸汽温度的增大。即，即使第二蒸汽流量调整阀81为100％开度，也能够通过增大第一蒸汽流量调整阀80的开度来进行蒸汽温度的控制。由此，能够将蒸汽返回部59f的下游侧的过热器59、61的金属温度可靠地保持为比允许值低。

并且，通过使第一蒸汽流量调整阀80的最低开度为比0％大的规定的开度的10％，能够防止从1次过热器59的蒸汽取出部59e引导来的所有的蒸汽向缓热器76流入。由此，能够防止因缓热器76中的蒸汽的温度降低而引起的冷凝水的产生，并且避免冷凝水流入第二蒸汽流量调整阀81的不良情况的产生。并且，能够避免如下的担忧而能够进行稳定的运转：当大量的蒸汽流入到缓热器76时在缓热器76中产生较大的压力损失，蒸汽取出部59e的上游侧的1次过热器59的蒸汽压力过度上升，进而蒸汽锅筒43的蒸汽压力过度上升，蒸汽从设置于蒸汽锅筒43中的安全阀喷出。

另外，在上述的实施方式中，以将船用再热锅炉作为锅炉7为一例而进行了说明，但本发明不限于此，也可以是不具有再热器的船用锅炉，不限于船用的陆用锅炉。