JP2001280863A - Heat exchanger and electric power generator comprising it - Google Patents

Heat exchanger and electric power generator comprising it

Info

Publication number
JP2001280863A
JP2001280863A JP2000092141A JP2000092141A JP2001280863A JP 2001280863 A JP2001280863 A JP 2001280863A JP 2000092141 A JP2000092141 A JP 2000092141A JP 2000092141 A JP2000092141 A JP 2000092141A JP 2001280863 A JP2001280863 A JP 2001280863A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat transfer
temperature
heat
steam
heat exchanger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000092141A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001280863A5 (en
Inventor
Yoshihisa Miyoshi
敬久 三好
Takahiro Oshita
孝裕 大下
Tetsuhisa Hirose
哲久 廣勢
Akira Uchino
章 内野
Shosaku Fujinami
晶作 藤並
Kei Matsuoka
慶 松岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP2000092141A priority Critical patent/JP2001280863A/en
Publication of JP2001280863A publication Critical patent/JP2001280863A/en
Publication of JP2001280863A5 publication Critical patent/JP2001280863A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/12Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically the surrounding tube being closed at one end, e.g. return type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchanger which is not corroded by corrosive components contained in refuse or combustion exhaust gas of fuel and producing high temperature high pressure vapor, and an electric power generator performing high efficiency power generation using vapor heated by means of the heat exchanger. SOLUTION: An inner heat transfer tube 21 is contained in an outer heat transfer tube 20 touching combustion exhaust gas and the space between the outer heat transfer tube 20 and the inner heat transfer tube 21 is filled with heating medium. The heating medium is air, nitrogen gas, or a powdery solid. The outer heat transfer tube 20 is made of heat resistant cast steel, ceramics or heat resistant metal. Temperature of combustion exhaust gas is set at 1000 deg.C-1300 deg.C and temperature on the face of the outer heat transfer tube 20 touching combustion exhaust gas is set at 700 deg.C or above.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の廃棄物や燃
料を燃焼あるいはガス化した時に生じる高温の排ガスを
用いて高温高圧の蒸気を得る熱交換器、及び該熱交換器
により加熱された蒸気によって発電を行う発電装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat exchanger for obtaining high-temperature and high-pressure steam using high-temperature exhaust gas generated when various wastes and fuels are burned or gasified, and heated by the heat exchanger. The present invention relates to a power generation device that generates power using steam.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種の廃棄物や燃料を燃焼した際に発生
する熱エネルギーを発電に利用する方法としては、燃焼
熱を廃熱ボイラで蒸気として回収した後に、蒸気タービ
ンに供給して発電する方法が一般的に採用される。この
ような方法による従来の廃棄物燃焼発電システムの一例
を図14に示す。
2. Description of the Related Art As a method of utilizing thermal energy generated when various kinds of wastes and fuels are burned for power generation, combustion heat is recovered as steam in a waste heat boiler and then supplied to a steam turbine to generate power. The method is generally adopted. FIG. 14 shows an example of a conventional waste combustion power generation system according to such a method.

【0003】従来の廃棄物燃焼発電システムにおいて
は、焼却炉(又はガス化溶融炉)11で廃棄物を燃焼
し、この燃焼排ガスを廃熱ボイラ13で熱交換し、過熱
蒸気を回収する。この廃熱ボイラ13で得られた過熱蒸
気を蒸気タービン14に供給し、蒸気タービン14に直
結した発電機により発電を行う。発電により得られた電
力は、廃棄物焼却場内で消費される他、電力会社に売電
される。廃熱ボイラ13を通過した燃焼排ガスは、空気
予熱器やエコノマイザ等の予熱器15、バグフィルタ等
の脱塵装置16を通り、クリーンな排ガスとして煙突か
ら大気中に放出される。
In a conventional waste combustion power generation system, waste is burned in an incinerator (or gasification and melting furnace) 11, and the combustion exhaust gas is heat-exchanged in a waste heat boiler 13 to recover superheated steam. The superheated steam obtained by the waste heat boiler 13 is supplied to a steam turbine 14 and power is generated by a generator directly connected to the steam turbine 14. Electric power obtained by the power generation is consumed in the waste incineration plant and sold to a power company. The combustion exhaust gas that has passed through the waste heat boiler 13 passes through a preheater 15 such as an air preheater or an economizer, and a dust removal device 16 such as a bag filter, and is discharged into the atmosphere from a chimney as clean exhaust gas.

【0004】このような蒸気タービン発電による発電効
率は、蒸気タービンに供給される過熱蒸気の温度に大き
く左右され、蒸気温度が高いほど発電効率が上がる。し
かし、従来の廃棄物燃焼発電システムでは、熱交換によ
り得られる蒸気温度の限界は400℃程度であり、その
結果、発電効率は20%程度にとどまっていた。蒸気温
度を400℃以上に上げられない理由は、廃棄物の燃焼
によって生じるHClなどの腐食性ガス並びにNaC
l,KClなどの溶融塩によって熱交換器の伝熱管が腐
食されるためである。この腐食の機構は複雑で、いろい
ろな要因が重なり合って生じると考えられる。また、腐
食の要因としては、HClよりも、NaCl、KCl等
の方が大きく、塩類が溶融して伝熱管に付着することに
より、伝熱管が加速度的に腐食する。以下、この腐食と
蒸気温度との関係について説明する。
[0004] The power generation efficiency of such steam turbine power generation largely depends on the temperature of the superheated steam supplied to the steam turbine, and the higher the steam temperature, the higher the power generation efficiency. However, in the conventional waste combustion power generation system, the limit of the steam temperature obtained by heat exchange is about 400 ° C., and as a result, the power generation efficiency is only about 20%. The reason why the steam temperature cannot be raised to 400 ° C. or more is that corrosive gas such as HCl generated by combustion of waste and NaC
This is because the heat transfer tube of the heat exchanger is corroded by a molten salt such as 1, KCl. The mechanism of this corrosion is complex and is thought to be caused by various factors overlapping. In addition, as a cause of corrosion, NaCl, KCl, and the like are larger than HCl, and the heat transfer tubes are corroded at an accelerated rate due to the melting and attachment of the salts to the heat transfer tubes. Hereinafter, the relationship between the corrosion and the steam temperature will be described.

【0005】都市ごみ焼却炉を用いた腐食試験から推定
した、燃焼排ガス温度と伝熱管表面温度をパラメータと
する金属伝熱管表面の腐食形態を図15に示す。同図に
示されるように、燃焼排ガス温度と伝熱管表面温度によ
り「激しい腐食領域」、「腐食進行領域」、「腐食軽減
領域」及び「腐食しない領域」の4つの腐食領域が存在
する。通常、伝熱管表面温度は過熱蒸気温度より約30
℃高いので、例えば、伝熱管内の過熱蒸気温度が400
℃である場合、伝熱管表面温度は内部の蒸気温度より約
30℃高い430℃となる。このとき、図15から、燃
焼排ガス温度600℃近辺が、「腐食進行領域」と「腐
食軽減領域」あるいは「腐食しない領域」との境界にな
る。
[0005] Fig. 15 shows the corrosion pattern on the surface of the metal heat transfer tube using the combustion exhaust gas temperature and the heat transfer tube surface temperature as parameters, as estimated from a corrosion test using a municipal solid waste incinerator. As shown in the figure, there are four corrosion regions, namely, a "severe corrosion region", a "corrosion progress region", a "corrosion reduction region", and a "non-corrosion region" according to the combustion exhaust gas temperature and the heat transfer tube surface temperature. Normally, the surface temperature of the heat transfer tube is about 30 degrees higher than the superheated steam temperature.
° C, the superheated steam temperature in the heat transfer tube is 400
In the case of ° C., the heat transfer tube surface temperature becomes 430 ° C., which is about 30 ° C. higher than the internal steam temperature. At this time, from FIG. 15, the vicinity of the combustion exhaust gas temperature of 600 ° C. is a boundary between the “corrosion progressing region” and the “corrosion reducing region” or the “non-corrosive region”.

【0006】なお、このことは、都市ごみ焼却炉の廃熱
ボイラのボイラバンク部(蒸発水管が密集している部
分)へ入る燃焼排ガスの温度が600℃以上のときに、
塩類が伝熱管に付着して排ガス流路を閉塞する現象と一
致する。即ち、塩類が溶融している状態か固化している
状態かの境界が600℃近辺にあると考えられる。そし
て、この温度は、NaCl、KCl等からなる複合塩の
固化温度と一致する。即ち塩類の単一成分の融点は、N
aClが800℃、KClが776℃であるが、塩類は
溶融して複合塩となるため、固化温度は550〜650
℃に低下する。この固化温度はごみ質によって若干異な
る。
[0006] This is because when the temperature of the combustion exhaust gas entering the boiler bank portion (portion where evaporating water pipes are densely packed) of the waste heat boiler of the municipal solid waste incinerator is 600 ° C or more,
This is consistent with the phenomenon that the salts adhere to the heat transfer tubes and block the exhaust gas passage. That is, it is considered that the boundary between the state in which the salt is molten and the state in which the salt is solidified is around 600 ° C. This temperature coincides with the solidification temperature of the composite salt composed of NaCl, KCl, or the like. That is, the melting point of a single component of the salt is N
Although aCl is 800 ° C and KCl is 776 ° C, the solidification temperature is 550 to 650 because the salts are melted to form a composite salt.
° C. The solidification temperature varies slightly depending on the quality of the waste.

【0007】ここで、図15に示されるように、飽和蒸
気を回収する場合には、10MPa程度の圧力でも飽和
蒸気の温度が310℃程度と低いため、「腐食しない領
域」に入り、金属伝熱管を使用しても腐食は避けられ
る。しかし、過熱蒸気を回収する場合には、その蒸気温
度は400℃以上となり、金属伝熱管を使用すると、そ
の表面は腐食してしまう。従って、図15における「腐
食進行領域」を避けて400℃以上の過熱蒸気を得るに
は、燃焼排ガスを500〜600℃とする必要がある。
Here, as shown in FIG. 15, when the saturated steam is recovered, the temperature of the saturated steam is as low as about 310 ° C. even at a pressure of about 10 MPa, so that the steam enters the “non-corrosive area” and the metal transfer occurs. Corrosion can be avoided by using heat tubes. However, when recovering superheated steam, the temperature of the steam is 400 ° C. or higher, and when a metal heat transfer tube is used, its surface is corroded. Therefore, in order to obtain a superheated steam of 400 ° C. or more while avoiding the “corrosion progressing region” in FIG. 15, the combustion exhaust gas needs to be at 500 to 600 ° C.

【0008】この場合、伝熱管の腐食は生じないが、燃
焼排ガス(500〜600℃)と過熱蒸気(400℃以
上)との温度差が小さいため、所望の熱伝達を行おうと
すると、伝熱管の伝熱面積が大きくなって、設備が大型
化するという問題がある。また、燃焼排ガスが500〜
600℃であっても、伝熱管外表面温度が430℃以上
になると、「腐食軽減領域」に入るため、軽微な腐食が
進行する。従って、燃焼排ガスをこの温度領域で使用す
る場合、伝熱管の材料選定は重要な問題となる。ここ
で、伝熱管外表面温度は過熱蒸気温度より約30℃高い
ことから、過熱蒸気温度の腐食許容限界(腐食しない領
域での蒸気温度の上限)は約400℃となる。この場
合、蒸気タービンへのドレンアタックの問題から、蒸気
圧力が3.9MPa程度に抑えられるため、上述したよ
うに発電効率は20%程度にとどまってしまう。
In this case, although the heat transfer tube does not corrode, the temperature difference between the combustion exhaust gas (500 to 600 ° C.) and the superheated steam (400 ° C. or more) is small. However, there is a problem that the heat transfer area becomes large and the equipment becomes large. Also, the combustion exhaust gas is 500 ~
Even if the temperature is 600 ° C., when the outer surface temperature of the heat transfer tube becomes 430 ° C. or higher, the corrosion enters the “corrosion reduction region”, so that slight corrosion proceeds. Therefore, when the combustion exhaust gas is used in this temperature range, the selection of the material for the heat transfer tube becomes an important problem. Here, since the outer surface temperature of the heat transfer tube is higher than the superheated steam temperature by about 30 ° C., the allowable corrosion limit of the superheated steam temperature (upper limit of the steam temperature in a non-corrosive region) is about 400 ° C. In this case, due to the problem of drain attack on the steam turbine, the steam pressure is suppressed to about 3.9 MPa, so that the power generation efficiency is limited to about 20% as described above.

【0009】一方、近年では、耐食性の金属材料を開発
することにより、高い蒸気温度を得て発電効率を高めよ
うとする、材料開発による高効率発電が試みられてい
る。しかしながら、このような材料開発は、技術的にも
経済的にも困難を伴う。また、RDF(Refuse Derived
Fuel)化したごみを用いたRDF発電も試みられてい
る。この方式によれば、石灰等をRDFに添加してある
ためHClの発生を低減できるが、溶融塩による腐食は
従来と同程度生じる。従って、500℃の過熱蒸気を、
800℃以上の燃焼排ガスから得ようとすると、伝熱管
表面温度は530℃程度となり、図15では「激しい腐
食領域」に該当するため、伝熱管を腐食から守ることは
できない。
On the other hand, in recent years, high-efficiency power generation by material development has been attempted in order to obtain a high steam temperature and increase power generation efficiency by developing a corrosion-resistant metal material. However, such material development involves technical and economic difficulties. In addition, RDF (Refuse Derived
RDF power generation using garbage that has been converted to Fuel has also been attempted. According to this method, since lime or the like is added to the RDF, generation of HCl can be reduced, but corrosion due to the molten salt occurs to the same extent as in the past. Therefore, the superheated steam of 500 ° C.
If it is attempted to obtain from the combustion exhaust gas of 800 ° C. or more, the surface temperature of the heat transfer tube becomes about 530 ° C., which corresponds to “a severely corroded area” in FIG. 15, so that the heat transfer tube cannot be protected from corrosion.

【0010】更に、ガスタービンの排ガスを用いて廃熱
ボイラで回収した蒸気を加熱し、蒸気タービンの発電効
率を高めるスーパーごみ発電がある。しかしながら、こ
のスーパーごみ発電は軽油等の燃料を多量に消費するた
め、その経済性に問題がある。また、廃熱ボイラからの
蒸気を別途燃料で追い炊きして過熱し、蒸気タービンの
発電効率を高める燃料追い炊き型のスーパーごみ発電も
あるが、この発電においても燃料を多量に使うので、そ
の経済性に問題がある。
[0010] Further, there is super refuse power generation in which steam recovered by a waste heat boiler is heated using exhaust gas from a gas turbine to increase the power generation efficiency of the steam turbine. However, this super garbage power generation consumes a large amount of fuel such as light oil, and therefore has a problem in economy. In addition, there is also a super-waste-type power generation system that reheats the steam from the waste heat boiler with additional fuel to increase the efficiency of the power generation of the steam turbine by overheating, but this power generation also uses a large amount of fuel. There is a problem with economy.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、廃棄物や燃
料の燃焼あるいはガス化したときに生じる排ガスに含ま
れる塩類等腐食性成分によって腐食されることなく、高
温高圧の蒸気を得ることのできる熱交換器、及び該熱交
換器により加熱された蒸気等によって高効率発電を行う
ことのできる発電装置を提供し、あるいは可燃性の有価
ガスを効率良く得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has been made in consideration of such problems as corrosion of salts and the like contained in exhaust gas generated when waste or fuel is burned or gasified. Provided is a heat exchanger that can obtain high-temperature and high-pressure steam without being corroded by components, and a power generation device that can perform high-efficiency power generation by steam or the like heated by the heat exchanger, or It is intended to obtain valuable gas efficiently.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】このような従来技術にお
ける問題点を解決するために、本発明の熱交換器は、排
ガスに接触する伝熱外管内に、内部に蒸気又は水を流す
伝熱内管を納め、上記伝熱外管と伝熱内管との間に熱媒
体を介在させたことを特徴とする。
In order to solve the problems in the prior art, a heat exchanger according to the present invention comprises a heat transfer pipe in which steam or water flows inside a heat transfer outer tube which contacts exhaust gas. The heat transfer medium is interposed between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube.

【0013】また、本発明の発電装置は、燃焼器又はガ
ス化炉において廃棄物や燃料の燃焼したときに生じる燃
焼排ガスあるいはガス化したときに生じる有価ガスを廃
熱ボイラに供給して蒸気を生成し、該蒸気を蒸気タービ
ンに供給して該蒸気タービンに接続された発電機により
発電する発電装置において、燃焼器又はガス化炉の排ガ
ス出口と廃熱ボイラとの間に上記熱交換器を備え、該熱
交換器により熱交換された後の燃焼排ガス等を上記廃熱
ボイラに供給するとともに、該廃熱ボイラの該供給され
た燃焼排ガス等によって生成した蒸気を上記熱交換器に
供給することを特徴とする。
[0013] Further, the power generation apparatus of the present invention supplies combustion exhaust gas generated when waste or fuel is burned in a combustor or gasifier or valuable gas generated when gasified to a waste heat boiler to generate steam. In a power generating apparatus that generates and supplies the steam to a steam turbine and generates power by a generator connected to the steam turbine, the heat exchanger is disposed between an exhaust gas outlet of a combustor or a gasifier and a waste heat boiler. And supplying the combustion exhaust gas and the like after the heat exchange by the heat exchanger to the waste heat boiler, and supplying steam generated by the supplied combustion exhaust gas and the like of the waste heat boiler to the heat exchanger. It is characterized by the following.

【0014】即ち、廃熱ボイラと燃焼炉又はガス化溶融
炉等の燃焼器若しくは流動床ガス化炉又はキルン炉等の
ガス化炉との間に、内部に水蒸気又は水を流通させた熱
交換器で、該熱交換器の外表面は直接それら炉からの上
記燃焼排ガスあるいは上記生成ガスに暴露されないよう
に容器(シェル)で被われ、該容器と該熱交換器の間に
空気、酸素、含酸素ガス、スチームの混合された酸素、
窒素ガス、又はこれらの混合ガス、銅、炭化珪素といっ
た熱伝導度の大きな物質の固体粒子、砂等の熱媒体が置
かれ、該熱媒体を介して燃焼排ガス等の熱により該熱交
換器内部の水蒸気又は水を加熱して、過熱蒸気とするよ
うにしたものである。特に、二重管構造とした伝熱内管
及び伝熱外管を備えた熱交換器を設けて、伝熱内管の内
部に蒸気を流し、伝熱内管と伝熱外管の間に空気や窒素
ガス等のガスを熱媒体として介在させることによって、
燃焼排ガス等の熱により過熱蒸気を加熱するようにした
ものである。
That is, heat exchange in which steam or water is circulated inside between a waste heat boiler and a combustor such as a combustion furnace or a gasification and melting furnace or a gasification furnace such as a fluidized bed gasification furnace or a kiln furnace. The outer surface of the heat exchanger is covered with a container (shell) so as not to be directly exposed to the flue gas or the product gas from the furnace, and air, oxygen, and the like are provided between the container and the heat exchanger. Oxygenated gas, steam mixed oxygen,
A heat medium such as nitrogen gas or a mixed gas thereof, solid particles of a substance having high thermal conductivity such as copper and silicon carbide, and sand is placed, and the heat inside the heat exchanger is generated by heat of combustion exhaust gas or the like via the heat medium. Is heated to superheated steam or water. In particular, a heat exchanger equipped with a heat transfer inner tube and a heat transfer outer tube with a double tube structure is provided, and steam flows inside the heat transfer inner tube, and between the heat transfer inner tube and the heat transfer outer tube. By interposing a gas such as air or nitrogen gas as a heat medium,
The superheated steam is heated by the heat of the combustion exhaust gas or the like.

【0015】伝熱管内に過熱蒸気を通し、燃焼排ガスに
より伝熱管を直接加熱する従来の方法では、蒸気側の境
膜伝熱係数が大きいため、伝熱管外表面温度は高温側の
排ガス等の温度(約1300℃)よりも低温側の蒸気温
度(約400℃)に近い温度になり、700℃以上の温
度を維持できなくなる。つまり図15の「激しい腐食領
域」の条件に入るため、実質使用不可能であり、図16
の曲線Aで示すように溶融塩腐食の影響が激しいため腐
食の進行は急速である。一方、本発明の方法は、燃焼排
ガスやガス化による生成ガス(燃焼排ガス等)により伝
熱外管が加熱されるが、蒸気が内部を通っている伝熱内
管と伝熱外管の間には空気等のガスがあり、空気側の境
膜伝熱係数は蒸気に比べて小さいため、伝熱外管の外表
面温度は高温側の温度に近づき、700℃以上の高温を
維持できるようになる。つまり伝熱外管外表面は図15
の「腐食軽減領域」の条件で運転でき、図16の曲線B
で示すように溶融塩腐食の影響を避けられるので、腐食
の進行速度がかなり低減する。これにより伝熱外管は、
既存の金属材料で製作し使用することが可能となる。
In the conventional method in which the superheated steam is passed through the heat transfer tube and the heat transfer tube is directly heated by the combustion exhaust gas, the heat transfer coefficient of the film on the steam side is large. The temperature becomes closer to the steam temperature (about 400 ° C.) on the lower temperature side than the temperature (about 1300 ° C.), and the temperature of 700 ° C. or more cannot be maintained. That is, since the condition of the "severely corroded area" in FIG.
As shown by the curve A, the influence of molten salt corrosion is severe, so that the corrosion progresses rapidly. On the other hand, in the method of the present invention, the heat transfer outer tube is heated by the combustion exhaust gas or the gas generated by gasification (such as the combustion exhaust gas). There is a gas such as air, and the heat transfer coefficient of the film on the air side is smaller than that of steam. Therefore, the outer surface temperature of the heat transfer outer tube approaches the temperature on the high temperature side, so that the high temperature of 700 ° C or more can be maintained. become. That is, the outer surface of the heat transfer outer tube is shown in FIG.
Can be operated under the condition of “corrosion reduction area” of FIG.
Since the influence of molten salt corrosion can be avoided as shown by, the rate of progress of corrosion is considerably reduced. As a result, the heat transfer outer tube
It can be manufactured and used with existing metal materials.

【0016】例えば、耐熱鋳鋼や金属製の伝熱管を使用
した場合でも、燃焼排ガス等に晒される伝熱外管を図1
5に示される溶融塩腐食の問題が生じにくい「腐食軽減
領域」で使用することができる。腐食に強い耐熱鋳鋼で
すら、従来の方法では伝熱管には使えなかったが、本発
明により有効に活用できるようになった。
For example, even when a heat transfer tube made of heat-resistant cast steel or metal is used, a heat transfer outer tube exposed to combustion exhaust gas or the like is shown in FIG.
5 can be used in the “corrosion reduction region” where the problem of molten salt corrosion hardly occurs. Even the heat-resistant cast steel, which is resistant to corrosion, could not be used for heat transfer tubes by the conventional method, but can be effectively used by the present invention.

【0017】また、燃焼排ガス等に直接接触する伝熱外
管は、従来の方法ではその内部が蒸気である場合に耐圧
仕様にする必要があったが、本発明では耐圧仕様にする
必要がないため、ボイラ構造規格や発電用火力設備の技
術基準等の法規に定められた材料を使う必要がない。従
って、伝熱外管には従来は使用が困難であった溶融塩腐
食の問題が生じにくいセラミックス材料を使用すること
ができる。
Further, in the conventional method, the heat transfer outer tube which is in direct contact with the combustion exhaust gas or the like has to be provided with a pressure-resistant specification when the inside is steam, but the present invention does not require the pressure-resistant specification. Therefore, there is no need to use materials specified in laws and regulations such as boiler structural standards and technical standards for thermal power plants for power generation. Therefore, a ceramic material that does not easily cause the problem of molten salt corrosion, which has been conventionally difficult to use, can be used for the heat transfer outer tube.

【0018】高温の燃焼排ガス等は伝熱外管外表面と接
触することにより、伝熱外管と伝熱内管の間の空気等の
ガスを加熱するとともに、伝熱外管を介した輻射伝熱に
より伝熱内管を加熱することができる。伝熱外管の外表
面が700℃以上の場合、燃焼排ガス等の中に含まれる
溶融塩による腐食作用は少なくなる。伝熱管外管の外表
面温度が700℃以上ならば、図15の「腐食軽減領
域」に入るからである。このようにして伝熱外管と伝熱
内管の間の空気等のガスを700℃以上に加熱し、そし
て、廃熱ボイラで得られた400℃程度の過熱蒸気をこ
の700℃以上の空気などのガスで加熱することによ
り、500℃程度の過熱蒸気を容易に得ることができ
る。伝熱内管の内部の過熱蒸気の加熱に使用するガスは
燃焼排ガス等ではないので、従来のような伝熱管の溶融
塩腐食の問題は生じない。
The high-temperature flue gas and the like come into contact with the outer surface of the heat transfer outer tube, thereby heating a gas such as air between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube and radiating the gas through the heat transfer outer tube. Heat transfer can heat the heat transfer inner tube. When the outer surface of the heat transfer outer tube is at least 700 ° C., the corrosive action due to the molten salt contained in the combustion exhaust gas or the like is reduced. This is because if the outer surface temperature of the outer tube of the heat transfer tube is 700 ° C. or more, it enters the “corrosion reduction region” of FIG. In this way, a gas such as air between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube is heated to 700 ° C. or more, and the superheated steam of about 400 ° C. obtained by the waste heat boiler is removed from the air of 700 ° C. or more. By heating with such a gas, superheated steam of about 500 ° C. can be easily obtained. Since the gas used for heating the superheated steam inside the heat transfer tube is not combustion exhaust gas or the like, the problem of molten salt corrosion of the heat transfer tube as in the related art does not occur.

【0019】更に、空気等のガスが熱媒体であるため、
ダストの付着による熱伝達係数の低下がなく、伝熱内管
をコンパクトなものとすることができる。そして、この
500℃以上の高温の過熱蒸気を蒸気タービンに供給す
ることにより、発電効率30%以上の高効率発電が達成
可能となる。
Further, since gas such as air is a heat medium,
The heat transfer coefficient does not decrease due to the adhesion of dust, and the heat transfer inner tube can be made compact. By supplying the superheated steam having a high temperature of 500 ° C. or more to the steam turbine, high-efficiency power generation with a power generation efficiency of 30% or more can be achieved.

【0020】従来、伝熱管の溶融塩による腐食の問題を
回避するため、伝熱管外表面温度を約500℃以下にし
なければならなかった(図16の曲線A参照)。また、
運転条件としては、図15に示すように燃焼排ガス温度
を600℃以下にしなければならなかった。このため、
高温の燃焼排ガスの温度と伝熱管(ここでは廃熱ボイラ
の内の過熱蒸気管も含む)内の蒸気温度との間の温度差
ΔTは大きくとれないので伝熱面積を大きくせざるを得
なかったが、本発明では温度差ΔTが大きくとれるので
伝熱面積が小さくて済むようになった。なお、伝熱内管
へ流入する蒸気は過熱蒸気だけでなく、飽和蒸気とする
こともできる。この場合、後述する図5に示す輻射伝熱
部55は不要である。
Conventionally, in order to avoid the problem of corrosion of the heat transfer tube due to the molten salt, the outer surface temperature of the heat transfer tube had to be set to about 500 ° C. or lower (see curve A in FIG. 16). Also,
As the operating conditions, as shown in FIG. 15, the temperature of the combustion exhaust gas had to be 600 ° C. or less. For this reason,
The temperature difference ΔT between the temperature of the high-temperature flue gas and the steam temperature in the heat transfer tube (including the superheated steam tube in the waste heat boiler) cannot be large, so the heat transfer area must be increased. However, in the present invention, the temperature difference ΔT can be made large, so that the heat transfer area can be small. The steam flowing into the heat transfer inner pipe may be not only superheated steam but also saturated steam. In this case, a radiant heat transfer section 55 shown in FIG.

【0021】図16に、従来技術及び本発明における燃
焼排ガスによる伝熱管の腐食速度の違いを示す。過熱蒸
気を燃焼排ガスにより直接加熱する従来の方法(曲線A
で示す)では、蒸気側の境膜伝熱係数が大きいため、伝
熱管外表面温度は高温の燃焼排ガス側ではなく低温の蒸
気側に寄せられ、図15の「激しい腐食領域」に晒され
る。一方、本発明の方法(曲線Bで示す)では、燃焼排
ガス等により伝熱外管と伝熱内管の間の空気等のガスが
加熱される。空気の場合には、空気側の境膜伝熱係数が
蒸気に比べて小さいため、伝熱管外表面温度は排ガス側
に寄せられ、図15の「腐食軽減領域」に入る。これに
より伝熱外管は、溶融塩腐食を避けられるので、既存の
金属材料で製作することが可能となる。
FIG. 16 shows the difference in the corrosion rate of the heat transfer tube due to the combustion exhaust gas in the conventional art and the present invention. Conventional method of directly heating superheated steam by combustion exhaust gas (curve A
Since the heat transfer coefficient of the film on the steam side is large, the outer surface temperature of the heat transfer tube is shifted to the low-temperature steam side instead of the high-temperature combustion exhaust gas side, and is exposed to the "severely corroded area" in FIG. On the other hand, in the method of the present invention (indicated by curve B), a gas such as air between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube is heated by the combustion exhaust gas or the like. In the case of air, since the heat transfer coefficient of the film on the air side is smaller than that of steam, the outer surface temperature of the heat transfer tube is shifted to the exhaust gas side, and enters the “corrosion reduction region” of FIG. As a result, the heat transfer outer tube can be made of an existing metal material because corrosion of molten salt can be avoided.

【0022】ここで、流体の境膜伝熱係数の違いによる
管表面温度の差について説明する。管表面温度Twは次
式によって算出される。 Tw=T−{hio/(hio+hio)}×(T−
t) ここで T :排ガス温度 t :受熱側ガス温度 ho :排ガスの境膜伝熱係数 hio:受熱側ガスの境膜伝熱係数 1)受熱側が過熱蒸気の場合、 T=1200℃、t=500℃、ho≒116W/m
℃、hio≒2330W/m℃(過熱蒸気の場合、非
常に高い値となる)とすると、管表面温度Twは、 Tw=1200−{2330/(2330+116)}×(1200−500 ) =533℃ となり、図15に示される「激しい腐食領域」に入る。 2)受熱側が空気の場合、T=1200℃、t=700
℃、ho≒116W/m℃、hio≒116W/m
℃(空気のような気体の場合、低い値となる)とする
と、管表面温度Twは、 Tw=1200−{116/(116+116)}×(1200−700) =950℃ となり、激しい腐食領域が避けられる。
Here, the difference in the pipe surface temperature due to the difference in the film heat transfer coefficient of the fluid will be described. The tube surface temperature Tw is calculated by the following equation. Tw = T− {hio / (hio + hio)} × (T−
t) where T: exhaust gas temperature t: heat receiving gas temperature ho: film heat transfer coefficient of exhaust gas hio: film heat transfer coefficient of heat receiving gas 1) When the heat receiving side is superheated steam, T = 1200 ° C., t = 500 ° C, ho @ 116W / m 2
℃, hi {2330 W / m 2 ℃ (in the case of superheated steam, the value is very high), the tube surface temperature Tw is given by: Tw = 1200− {2330 / (2330 + 116)} × (1200−500) = 533 ° C and enters the "severely corroded area" shown in FIG. 2) When the heat receiving side is air, T = 1200 ° C., t = 700
° C, ho ≒ 116W / m 2 ℃, hi ≒ 116W / m 2
° C (a low value in the case of a gas such as air), the tube surface temperature Tw becomes Tw = 1200-{116 / (116 + 116)} x (1200-700) = 950 ° C, and a severely corroded area is formed. can avoid.

【0023】また、本発明では伝熱外管と伝熱内管の間
に挿入する熱媒体に常圧の空気等を使用できるので、伝
熱外管の材質をセラミックス材料とすることもできる。
材質を金属にするか、セラミックスにするかは、使用条
件により決められる。従来用いられてきた金属性の伝熱
管では管表面が800℃以上になると、強度が著しく低
下したが、近年1100℃でも使用可能な耐熱鋳鋼が開
発されている。
Further, in the present invention, since the heat medium inserted between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube can be air at normal pressure, the material of the heat transfer outer tube can be a ceramic material.
Whether the material is metal or ceramics is determined according to the use conditions. In the case of a conventionally used metallic heat transfer tube, when the surface of the tube becomes 800 ° C. or higher, the strength is remarkably reduced. In recent years, heat-resistant cast steel that can be used even at 1100 ° C. has been developed.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る発電装置の第
一の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は本実施形態に係る発電装置の構成を示すブロック
図である。同図に示すように、本発明に係る発電装置
は、焼却炉又はガス化溶融炉若しくはガス化炉11、熱
交換器12、廃熱ボイラ13、蒸気タービン14、予熱
器15、脱塵を行うバグフィルタ16を基本的に備えて
いる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of a power generator according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of the power generation device according to the present embodiment. As shown in the figure, the power generator according to the present invention performs an incinerator or a gasification / melting furnace or gasification furnace 11, a heat exchanger 12, a waste heat boiler 13, a steam turbine 14, a preheater 15, and dust removal. A bag filter 16 is basically provided.

【0025】焼却炉又はガス化溶融炉若しくはガス化炉
11において廃棄物又は石炭等の可燃物を完全燃焼又は
部分燃焼などでガス化し、これにより、高温のCO
Oを主体とした燃焼排ガス又はCO,Hを主体と
する中カロリー(2500〜4500kcal/Nm
(10500〜18900kJ/m))から低カロリ
ー(1000〜1500kcal/Nm(4200〜
6300kJ/m))の可燃性のガスが発生する。焼
却炉又はガス化溶融炉若しくはガス化炉11で発生する
燃焼排ガス又は生成可燃ガスは、本発明に係る熱交換器
12を通過し、廃熱ボイラ13に導かれる。廃熱ボイラ
13では、供給される水から圧力10MPa、温度40
0℃程度の過熱蒸気を生成する。なお、廃熱ボイラ13
において飽和蒸気を生成することもある。
In an incinerator, a gasification melting furnace, or a gasification furnace 11, waste or combustible material such as coal is gasified by complete combustion or partial combustion, thereby producing high-temperature CO 2 ,
Combustion exhaust gas mainly composed of H 2 O or medium calorie mainly composed of CO and H 2 (2,500 to 4500 kcal / Nm 3
(10500-18900 kJ / m 3 )) to low calories (1000-1500 kcal / Nm 3 (4200-
6300 kJ / m 3 )) flammable gas is generated. The combustion exhaust gas or combustible gas generated in the incinerator, gasification melting furnace, or gasification furnace 11 passes through the heat exchanger 12 according to the present invention, and is guided to the waste heat boiler 13. In the waste heat boiler 13, a pressure of 10 MPa and a temperature of 40 MPa are supplied from the supplied water.
Generates superheated steam at about 0 ° C. The waste heat boiler 13
May produce saturated steam.

【0026】廃熱ボイラ13にて生成された過熱蒸気
(又は飽和蒸気)は、熱交換器12に供給され、以下に
述べる熱交換により500℃程度に加熱される。500
℃程度に加熱された過熱蒸気は、蒸気タービン14に供
給され発電に使用される。
The superheated steam (or saturated steam) generated in the waste heat boiler 13 is supplied to the heat exchanger 12 and is heated to about 500 ° C. by the following heat exchange. 500
The superheated steam heated to about ° C is supplied to the steam turbine 14 and used for power generation.

【0027】上記熱交換器12は、燃焼排ガス又は生成
ガスに接触する伝熱外管20内に、上記廃熱ボイラ13
からの蒸気を流す伝熱内管21を納めた構造の熱交換器
であり、これら伝熱外管20と伝熱内管21との間に
は、熱媒体としての空気等のガスが介在(充満)してい
る。上記伝熱外管20は耐熱金属又はセラミックスによ
り形成される。
The heat exchanger 12 is provided with a waste heat boiler 13 in a heat transfer outer tube 20 which comes into contact with combustion exhaust gas or product gas.
A heat exchanger having a structure in which a heat transfer inner tube 21 for flowing steam from the container is housed, and a gas such as air as a heat medium is interposed between the heat transfer outer tube 20 and the heat transfer inner tube 21 ( Charge). The heat transfer outer tube 20 is made of heat-resistant metal or ceramic.

【0028】熱交換器12は燃焼排ガス又は生成ガスに
よって、伝熱外管20と伝熱内管21との間の空気等の
ガス(熱媒体)が500℃以上、好ましくは700〜8
00℃に加熱される。廃熱ボイラ13から供給される過
熱蒸気又は飽和蒸気は、上記の700℃以上に加熱され
た空気等のガスと熱交換され、500℃程度に加熱され
る。なお、熱媒体として用いるガスとしては、空気や窒
素等の不活性ガスが好ましい。
In the heat exchanger 12, a gas (heat medium) such as air between the heat transfer outer tube 20 and the heat transfer inner tube 21 is heated to 500 ° C. or more, preferably 700 to 8 by combustion exhaust gas or generated gas.
Heat to 00 ° C. The superheated steam or the saturated steam supplied from the waste heat boiler 13 is heat-exchanged with a gas such as the air heated to 700 ° C. or more, and is heated to about 500 ° C. In addition, as a gas used as a heat medium, an inert gas such as air or nitrogen is preferable.

【0029】一方、廃熱ボイラ13を出た燃焼排ガス又
は生成ガスは、予熱器15を構成する空気予熱器で焼却
炉又はガス化溶融炉若しくはガス化炉11で用いる空気
あるいはガス化剤(酸素、水蒸気、又はこれらの混合ガ
ス)を予熱し、更に、エコノマイザ(図示せず)でボイ
ラ給水を加熱する。これらの熱回収により温度降下した
燃焼排ガス又は生成ガスは、バグフィルタ16により除
塵された後に、燃焼排ガスの場合はクリーンなガスとし
て煙突から排出され、生成ガスを得る場合は有価ガス精
製プラントの原料や燃料電池、ガスエンジンなどによる
発電の燃料として利用される。
On the other hand, the combustion exhaust gas or product gas that has exited from the waste heat boiler 13 is supplied to an air preheater constituting the preheater 15 by air or a gasifying agent (oxygen) used in an incinerator, a gasification melting furnace, or the gasification furnace 11. , Steam, or a mixed gas thereof), and the boiler feedwater is further heated by an economizer (not shown). The combustion exhaust gas or product gas whose temperature has dropped due to the heat recovery is removed by a bag filter 16 and then discharged from the stack as a clean gas in the case of the combustion exhaust gas. Used as fuel for power generation by fuel cells, gas engines, and the like.

【0030】以下、本発明に係る熱交換器12について
より詳細に述べる。図2は本発明に係る熱交換器12の
第一実施例における概略構成図、図3(a)は図2のA
−A線断面図であり、1ループタイプの熱交換器の断面
図である。また、図3(b)は2ループタイプの熱交換
器の断面図である。図2に示すように、高温の燃焼排ガ
ス又は生成ガスが流れる流路G内に伝熱外管20が突出
するように配置されており、該伝熱外管20は流路壁3
0に固定されている。そして、この伝熱外管20内にヘ
アピン状に曲げられた伝熱内管21が納められており、
該伝熱内管21には廃熱ボイラ13により加熱された4
00〜600℃程度の過熱蒸気が供給されている。即
ち、廃熱ボイラ13から供給された過熱蒸気は、低温蒸
気ヘッダ41から各伝熱内管21を流れて加熱された後
に、高温蒸気ヘッダ42に集合し、その後、蒸気タービ
ン14に供給される。
Hereinafter, the heat exchanger 12 according to the present invention will be described in more detail. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the first embodiment of the heat exchanger 12 according to the present invention, and FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line A, and is a cross-sectional view of a one-loop type heat exchanger. FIG. 3B is a sectional view of a two-loop type heat exchanger. As shown in FIG. 2, a heat transfer outer tube 20 is disposed so as to protrude into a flow passage G through which a high-temperature combustion exhaust gas or product gas flows.
It is fixed to 0. A heat transfer inner tube 21 bent into a hairpin shape is housed in the heat transfer outer tube 20.
The heat transfer inner tube 21 is heated by the waste heat boiler 13
Superheated steam of about 00 to 600 ° C. is supplied. That is, the superheated steam supplied from the waste heat boiler 13 flows through the heat transfer inner tubes 21 from the low-temperature steam header 41, is heated, then gathers in the high-temperature steam header 42, and then is supplied to the steam turbine 14. .

【0031】伝熱外管20と伝熱内管21との間には熱
媒体としての空気が充填されており、流路壁30と伝熱
外管20との固定部分においてカオウール等の通気性の
あるシール材40によって該空気がシールされている。
図2及び図3(a)に示す熱交換器は、いわゆる1ルー
プタイプの熱交換器であり、伝熱内管21が、伝熱外管
20内の閉塞端部近傍で1回折曲されている。図3
(b)に示す熱交換器は、2ループタイプの熱交換器で
あり、伝熱内管21が、伝熱外管20内の閉塞端部近傍
で折曲された後に、開口端部近傍で折曲され、更に閉塞
端部近傍で再度折曲されている。
The space between the heat transfer outer tube 20 and the heat transfer inner tube 21 is filled with air as a heat medium. The air is sealed by a sealing material 40 having a shape.
The heat exchanger shown in FIGS. 2 and 3A is a so-called one-loop type heat exchanger, in which the inner heat transfer tube 21 is bent once near the closed end in the outer heat transfer tube 20. I have. FIG.
The heat exchanger shown in (b) is a two-loop type heat exchanger, in which the heat transfer inner pipe 21 is bent near the closed end in the heat transfer outer pipe 20 and then near the open end. It is bent and then bent again near the closed end.

【0032】伝熱外管20は、900〜1500℃の高
温燃焼排ガス又は生成ガスからの輻射伝熱及び対流伝熱
によって700℃以上、好ましくは850〜1100℃
に加熱される。この温度範囲においては、温度の低い方
が、材料、特に金属材料の腐食速度が遅いため、材料の
耐用寿命を延ばすためには伝熱外管20を構成する材料
の温度を下げる方が望ましい。
The heat transfer outer tube 20 has a temperature of 700 ° C. or higher, preferably 850 ° to 1100 ° C. due to radiant heat transfer and convective heat transfer from a high-temperature combustion exhaust gas or product gas at 900 to 1500 ° C.
Heated. In this temperature range, the lower the temperature, the slower the corrosion rate of the material, especially the metallic material, and therefore, it is desirable to lower the temperature of the material constituting the outer tube 20 in order to extend the useful life of the material.

【0033】ここで、伝熱内管21の外表面温度は高々
430℃程度であるため、図2及び図3のように伝熱外
管20に近接することによって積極的に伝熱外管20を
冷却することができる。即ち、伝熱外管20の温度が8
50〜1100℃である範囲では、近接した伝熱内管2
1への熱伝達は輻射熱伝達の方が対流熱伝達に比べ優勢
であり、伝熱外管20の内面全体に近接するよう伝熱内
管21を配置することで、輻射熱伝達により伝熱内管2
1に熱が伝わり、伝熱外管20が冷却される。なお、伝
熱外管20の内面全体に近接するという意味では、後述
する図4に示す実施形態の方が好ましい。
Since the outer surface temperature of the heat transfer inner tube 21 is at most about 430 ° C., the heat transfer inner tube 20 is positively brought close to the heat transfer outer tube 20 as shown in FIGS. Can be cooled. That is, when the temperature of the heat transfer outer tube 20 is 8
In the range of 50 to 1100 ° C., the heat transfer inner pipe 2
Radiation heat transfer is more dominant than convective heat transfer in heat transfer to the heat transfer tube 1. By arranging the heat transfer inner tube 21 so as to be close to the entire inner surface of the heat transfer outer tube 20, the heat transfer inner tube is formed by radiant heat transfer. 2
The heat is transferred to 1 and the outer tube 20 is cooled. The embodiment shown in FIG. 4 to be described later is more preferable in the sense of being close to the entire inner surface of the heat transfer outer tube 20.

【0034】本発明のように1000℃以上の高温の燃
焼排ガス等から熱回収する場合、当然ながら伝熱外管2
0の内面の熱伝達も輻射熱伝達の方が対流熱伝達より圧
倒的に優勢で、かつ輻射伝熱量は燃焼排ガス等の温度と
伝熱外管20の表面温度の絶対温度の4乗の差に比例す
るので、伝熱外管20の表面温度を下げることによって
伝熱量を増加させることが可能になる。これにより、単
位面積あたりの伝熱量を大きくすることができるので、
伝熱面積を小さくすることができる。例えば、伝熱外管
20の表面温度が1100℃と850℃の場合につい
て、燃焼排ガス等の温度が1200℃の場合の伝熱量の
違いを比較すると、伝熱外管20の表面温度が1100
℃と850℃のときの伝熱量Q,Qは Q=αA((1200+273)−(1100+273)) =1.15×1012αA Q=αA((1200+273)−(850+273)) =3.12×1012αA ここで、α:輻射定数 A:伝熱面積 となり、両者の比をとるとQ/Q=2.17とな
る。従って、伝熱外管20の表面温度を250℃下げる
ことによって同じ伝熱面積で2.17倍の熱交換が可能
になる。換言すると、同じ熱交換量を実現するのに1/
2.17の伝熱面積で済むのである。このように、高温
排ガスに晒す伝熱面積を小さくすることができれば、大
きなコストダウンにつながる。
In the case of recovering heat from combustion exhaust gas having a high temperature of 1000 ° C. or more as in the present invention, the heat transfer
In the case of heat transfer on the inner surface of 0, radiant heat transfer is overwhelmingly superior to convective heat transfer, and the amount of radiant heat transfer is the difference between the temperature of the combustion exhaust gas and the absolute temperature of the surface temperature of the heat transfer outer tube 20 raised to the fourth power. Since it is proportional, the amount of heat transfer can be increased by lowering the surface temperature of the heat transfer outer tube 20. As a result, the amount of heat transfer per unit area can be increased,
The heat transfer area can be reduced. For example, when the surface temperature of the heat transfer outer tube 20 is 1100 ° C. and 850 ° C., and the difference in the amount of heat transfer when the temperature of the combustion exhaust gas is 1200 ° C. is compared, the surface temperature of the heat transfer outer tube 20 is 1100 ° C.
The heat transfer amounts Q 1 and Q 2 at the temperatures of ℃ and 850 ° C. are as follows: Q 1 = αA ((1200 + 273) 4 − (1100 + 273) 4 ) = 1.15 × 10 12 αA Q 2 = αA ((1200 + 273) 4 − (850 + 273) ) 4 ) = 3.12 × 10 12 αA Here, α: radiation constant A: heat transfer area, and the ratio of the two is Q 2 / Q 1 = 2.17. Therefore, by lowering the surface temperature of the heat transfer outer tube 20 by 250 ° C., a heat exchange of 2.17 times is possible with the same heat transfer area. In other words, to achieve the same heat exchange amount, 1 /
A heat transfer area of 2.17 is sufficient. As described above, if the heat transfer area exposed to the high-temperature exhaust gas can be reduced, the cost will be greatly reduced.

【0035】上記伝熱外管20の材料には、アルミナや
炭化珪素のセラミックスやニッケル−クロム系の耐熱合
金、耐熱鋳鋼等を用いることができる。本発明者らの行
った曝露試験によれば、セラミックスとしては炭化珪素
が最も好ましかった。炭化珪素を伝熱外管20に用いる
場合には、伝熱外管20の表面温度を1100℃以下、
好ましくは1050℃以下に保持するのがよい。なぜな
ら炭化珪素は高温域で水蒸気、アルカリ金属と反応して
表面に水ガラスを生成し、これが蒸発することにより減
肉が進むからである。炭化珪素を1050℃以下に保持
すれば、表面に水ガラスを形成しても蒸発することがな
く、従って、ほとんど減肉することがない。ガス化溶融
炉の高温の排ガスに、SiC、アルミナ、窒化珪素の素
材片を1ヶ月曝露したところ、アルミナ、窒化珪素は完
全に溶けてしまったが、炭化珪素は、厚さ10mmから
5mmまで減肉したものの原形をとどめていた。また、
燃焼排ガス又は生成ガスの流れ方向での減肉が大きく、
流れの弱いところでは減肉は少なかった。SiCの表面
温度を1050℃以下とすれば、燃焼排ガス等の流れ方
向での減肉はほとんど生じない。
As a material of the heat transfer outer tube 20, ceramics such as alumina or silicon carbide, a nickel-chromium heat-resistant alloy, a heat-resistant cast steel, or the like can be used. According to an exposure test performed by the present inventors, silicon carbide was most preferred as ceramics. When silicon carbide is used for the heat transfer outer tube 20, the surface temperature of the heat transfer outer tube 20 is 1100 ° C. or less,
Preferably, the temperature is kept at 1050 ° C. or lower. This is because silicon carbide reacts with water vapor and an alkali metal in a high temperature range to form water glass on the surface, and the thinning proceeds due to evaporation of the water glass. If the silicon carbide is kept at 1050 ° C. or lower, even if water glass is formed on the surface, it does not evaporate, and thus hardly loses its thickness. When a piece of SiC, alumina, and silicon nitride was exposed to the high-temperature exhaust gas of the gasification and melting furnace for one month, the alumina and silicon nitride were completely melted, but the thickness of silicon carbide was reduced from 10 mm to 5 mm. He kept the original form of the meat. Also,
Significant wall thinning in the flow direction of combustion exhaust gas or product gas,
There was little wall thinning where the flow was weak. If the surface temperature of SiC is set to 1050 ° C. or less, the wall thickness in the flow direction of the combustion exhaust gas or the like hardly occurs.

【0036】更に、金属材料製の伝熱外管20を用いる
場合には、ニッケル、クロムをベースとし、そのほかに
タングステン若しくはアルミナを適当量配合したものが
優れていることを見い出している。但し、金属材料製の
伝熱外管20を用いる場合には、セラミックスのように
温度管理を確実に行えば半永久的に使えるというのでは
なく、材料、管肉厚、及び使用条件によって寿命が定ま
る。従って、目的によって適正な材料、管肉厚、使用条
件を選定する必要があるが、金属材料はセラミックスよ
りも品質管理が容易なので、上記材料等の選定さえ的確
になされていれば、確実に性能を発揮することができ
る。また、伝熱外管20に耐熱鋳鋼を使用する場合に
は、JISのSCH材が望ましい。
Further, when the heat transfer outer tube 20 made of a metal material is used, it has been found that a material which is based on nickel or chromium and in which an appropriate amount of tungsten or alumina is further blended is used. However, in the case of using the heat transfer outer tube 20 made of a metal material, if the temperature control is performed as in the case of ceramics, it is not possible to use the heat transfer semi-permanently, but the life is determined by the material, the wall thickness of the tube, and the use conditions. . Therefore, it is necessary to select the appropriate material, pipe wall thickness, and operating conditions according to the purpose. However, metal materials are easier to control in quality than ceramics. Can be demonstrated. When heat-resistant cast steel is used for the heat transfer outer tube 20, a JIS SCH material is preferable.

【0037】上述したように、850℃〜1100℃の
温度範囲においては、金属材料の耐食性は温度の低い方
が有利なので、伝熱外管20の寿命を延ばすにはできる
だけ伝熱外管20の温度を下げることが好ましい。従っ
て、図2乃至後述する図4に示すような構造の場合は、
伝熱内管21の内部の蒸気温度を下げることにより伝熱
外管20の温度を下げるという操作も効果的である。例
えば、蒸気温度を100℃下げると、伝熱外管20の温
度も50〜80℃下がり、腐食環境が軽減される。特に
金属材料は850℃〜1000℃の間に腐食のクリティ
カルポイントが存在するので、その温度以下に保つこと
は耐久性向上の面から好ましい。発明者らの行った曝露
試験によれば、ニッケル−クロム系の金属材料について
は、950℃前後にクリティカルポイントが存在するた
め、金属材料の伝熱外管20の温度を950℃以下に保
つことが重要であった。この場合において、図2に示す
伝熱外管20を950℃以下に保つには、伝熱内管21
の内部の蒸気温度を550℃以下にする必要があること
を見い出している。
As described above, in the temperature range of 850 ° C. to 1100 ° C., the lower the temperature is, the more advantageous the corrosion resistance of the metal material is. Therefore, to extend the life of the heat transfer outer tube 20, It is preferred to lower the temperature. Therefore, in the case of the structure as shown in FIGS.
The operation of lowering the temperature of the outer heat transfer tube 20 by lowering the steam temperature inside the inner heat transfer tube 21 is also effective. For example, when the steam temperature is lowered by 100 ° C., the temperature of the heat transfer outer tube 20 is also lowered by 50 to 80 ° C., and the corrosive environment is reduced. In particular, since a metal material has a critical point of corrosion between 850 ° C. and 1000 ° C., it is preferable to keep the temperature at or below that temperature from the viewpoint of improving durability. According to the exposure test performed by the inventors, the nickel-chromium-based metal material has a critical point around 950 ° C. Therefore, the temperature of the heat transfer outer tube 20 of the metal material should be maintained at 950 ° C. or less. Was important. In this case, in order to keep the heat transfer outer tube 20 shown in FIG.
It is necessary to keep the steam temperature inside the 550 ° C. or lower.

【0038】更に、伝熱外管20は緻密体でもよいが、
フィルタのように多孔質体としてもよい。多孔質体の伝
熱外管20を採用した場合には、内部に空気や窒素若し
くは蒸気といった腐食性のないガスを伝熱外管20の外
部圧力より若干高くして封入することにより、極微量の
封入ガスを伝熱外管20の外面に漏れ出させることがで
きる。この漏れ出た封入ガスは、伝熱外管20を冷却す
るとともに腐食性の燃焼排ガス等が伝熱外管20に直接
接触することを防止する効果をもたらし、伝熱外管の耐
食性を飛躍的に向上させることができる。なお、この封
入ガスが漏れ出ることによって熱交換量が減少すること
が懸念されるが、高温域での伝熱は輻射が支配的である
ため、この伝熱ロスは無視できる。
Further, although the heat transfer outer tube 20 may be a dense body,
It may be a porous body like a filter. When the heat transfer outer tube 20 made of a porous body is employed, a very small amount of gas such as air, nitrogen, or steam is sealed by slightly increasing the external pressure of the heat transfer outer tube 20. Can leak out to the outer surface of the heat transfer outer tube 20. The leaked sealed gas cools the heat transfer outer tube 20 and also has an effect of preventing corrosive combustion exhaust gas and the like from directly contacting the heat transfer outer tube 20, thereby dramatically improving the corrosion resistance of the heat transfer outer tube 20. Can be improved. It is feared that the amount of heat exchange is reduced due to leakage of the sealed gas. However, since heat transfer in a high-temperature region is dominated by radiation, this heat transfer loss can be ignored.

【0039】また、伝熱外管20と伝熱内管21の間に
介在させる空気や窒素ガスなどは、流通させてももよい
し、充満させてもよい。あるいは、伝熱外管20と伝熱
内管21の間に熱伝導度の大きな固体粒子を充填して、
伝熱外管20と伝熱内管21との間の熱伝達を促進する
ことも有効な方法である。具体的には、例えば銅、炭化
珪素といった熱伝導度の大きな物質の固体粒子を熱媒体
として伝熱外管20と伝熱内管21の間に充填した場
合、熱伝達係数は空気等のガスのみが充填されている場
合と比べて3〜5倍高くなり、それに伴って伝熱外管2
0の表面温度も低下する。もちろん熱媒体として使用で
きる物質は銅や炭化珪素以外でもよいが、熱伝導に優れ
た物質であることを条件とする。
The air or nitrogen gas interposed between the heat transfer outer tube 20 and the heat transfer inner tube 21 may be circulated or filled. Alternatively, solid particles having high thermal conductivity are filled between the heat transfer outer tube 20 and the heat transfer inner tube 21,
Promoting heat transfer between the outer heat transfer tube 20 and the inner heat transfer tube 21 is also an effective method. Specifically, for example, when solid particles of a substance having high thermal conductivity such as copper and silicon carbide are filled between the heat transfer outer tube 20 and the heat transfer inner tube 21 as a heat medium, the heat transfer coefficient is a gas such as air. Only 3 to 5 times higher than in the case where only the heat transfer outer tube 2 is filled.
The surface temperature of 0 also decreases. Of course, the substance that can be used as the heat medium may be other than copper or silicon carbide, provided that the substance has excellent heat conductivity.

【0040】図4は本発明に係る熱交換器12の第二実
施例における概略構成図である。同図に示すように、本
実施例における伝熱内管21は、先端が閉塞し他端が開
口した円筒状の外筒部21aと、外筒部21a内に配置
され両端が開口した円筒状の内筒部21bとからなる二
重管で構成されている。図4に示すように、低温蒸気
は、内筒部21bの一端から流入し、先端の開口から排
出されて外筒部21aの先端部に流入する。そして、内
筒部21bと外筒部21aとの間の環状流路21cを通
り、外筒部21aの他端より流出する。この間に外筒部
21aの伝熱面により蒸気は加熱され、高温蒸気となっ
て排出される。
FIG. 4 is a schematic structural view of a heat exchanger 12 according to a second embodiment of the present invention. As shown in the figure, the heat transfer inner tube 21 in the present embodiment has a cylindrical outer tube portion 21a having a closed end and an open end, and a cylindrical outer tube portion 21a disposed in the outer tube portion 21a and having open ends. And an inner cylindrical portion 21b. As shown in FIG. 4, the low-temperature steam flows in from one end of the inner cylinder portion 21b, is discharged from an opening at the tip, and flows into the tip portion of the outer cylinder portion 21a. Then, the fluid flows out from the other end of the outer cylinder 21a through the annular flow path 21c between the inner cylinder 21b and the outer cylinder 21a. During this time, the steam is heated by the heat transfer surface of the outer cylindrical portion 21a, and is discharged as high-temperature steam.

【0041】次に、本発明に係る発電装置の第二の実施
形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、特
に説明しない部分については、上記第一の実施形態と同
様である。図5は本実施形態に係る発電装置の構成を示
すブロック図である。同図は、流動床ガス化炉と旋回溶
融炉を用いて、廃棄物を流動床ガス化炉でガス化して可
燃ガスを生成し、同じく生成する未燃カーボン(チャ
ー)と飛灰とともに溶融炉に導き、完全燃焼するととも
に高温の雰囲気を得て、チャーと飛灰を溶融して溶融ス
ラグを得るシステム(ガス化燃焼)又は、溶融炉に導く
までは同じプロセスであるが、溶融炉で部分燃焼して有
価な可燃性ガスを得るとともに、同じく高温の雰囲気を
得て、溶融スラグを得るシステム(2段ガス化)に本発
明を適用した例を示している。
Next, a second embodiment of the power generator according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that portions that are not particularly described are the same as those in the first embodiment. FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the power generation device according to the present embodiment. The figure shows that using a fluidized-bed gasification furnace and a swirling melting furnace, waste is gasified in a fluidized-bed gasification furnace to produce combustible gas, and the melting furnace together with the unburned carbon (char) and fly ash produced The system is the same until it is completely burned and a high temperature atmosphere is obtained, and the char and fly ash are melted to obtain molten slag (gasification combustion). An example in which the present invention is applied to a system (two-stage gasification) for obtaining a valuable flammable gas by burning and also obtaining a high-temperature atmosphere to obtain molten slag is shown.

【0042】廃棄物はまず、流動床ガス化炉51に投入
され、450〜650℃、好ましくは500〜600℃
にて低酸素比で部分燃焼により、熱分解ガス化される。
このとき供給されるガス化剤は空気等の含酸素ガス、酸
素、スチーム、COあるいはこれらの混合ガスであ
る。なお、この流動床ガス化炉51の炉内は流動層温度
が低く、しかも還元雰囲気であるため、鉄、銅、アルミ
ニウムなどの金属は未酸化の状態で回収することができ
る。
The waste is first introduced into a fluidized-bed gasification furnace 51, and the temperature is 450 to 650 ° C., preferably 500 to 600 ° C.
At a low oxygen ratio to be pyrolyzed and gasified by partial combustion.
The gasifying agent supplied at this time is oxygen-containing gas such as air, oxygen, steam, CO 2 or a mixed gas thereof. Since the inside of the fluidized bed gasification furnace 51 has a low fluidized bed temperature and is in a reducing atmosphere, metals such as iron, copper, and aluminum can be recovered in an unoxidized state.

【0043】流動床ガス化炉51で生成された、チャ
ー、タール等を含む熱分解ガスは旋回溶融炉52に送ら
れ、1200〜1500℃の高温で燃焼又は部分燃焼さ
れる。このとき供給されるガス化剤は空気等の含酸素ガ
ス、酸素、スチーム、COあるいはこれらの混合ガス
である。ガス化燃焼の場合、ガス燃焼が主体であるた
め、トータルで1.3程度の低空気比燃焼が可能であ
り、これにより排ガス量を大幅に低減できる。どちらの
場合も1200℃以上の高温で燃焼又は部分燃焼するた
め、タールあるいはダイオキシン類の完全分解が可能で
ある。しかも、旋回流によりスラグを効率よく分離でき
る。スラグを冷却することにより、重金属をガラス状の
固体物中に封じ込めることができる。
The pyrolysis gas containing char, tar and the like generated in the fluidized bed gasification furnace 51 is sent to the swirling melting furnace 52 and burned or partially burned at a high temperature of 1200 to 1500 ° C. The gasifying agent supplied at this time is oxygen-containing gas such as air, oxygen, steam, CO 2 or a mixed gas thereof. In the case of gasification combustion, gas combustion is mainly performed, so that a low air ratio combustion of about 1.3 in total is possible, whereby the amount of exhaust gas can be significantly reduced. In either case, since combustion or partial combustion occurs at a high temperature of 1200 ° C. or more, complete decomposition of tar or dioxins is possible. Moreover, the slag can be efficiently separated by the swirling flow. By cooling the slag, heavy metals can be contained in a glassy solid.

【0044】溶融炉52には、熱交換器53と廃熱ボイ
ラ54が接続され、熱交換器53は廃熱ボイラ54の輻
射伝熱部55の手前に設けられている。熱交換器53に
は、図2から図4に示した伝熱外管20と伝熱内管21
とから構成された熱交換器が使用されている。熱交換器
53の伝熱外管は、耐熱鋳鋼又は耐熱金属若しくは炭化
珪素(セラミックス)等を使用しており、伝熱外管と伝
熱内管の間の空気を500℃以上、好ましくは700〜
800℃に加熱する。このときのガス化燃焼で生ずる排
ガス、即ち燃焼排ガス又は2段ガス化で生成される熱分
解ガスの温度は1000〜1300℃、灰分の付着を避
けるため好ましくは1200℃程度とする。このように
燃焼排ガス等と伝熱外管と伝熱内管の間にある空気の温
度差ΔTが従来に比べて大きくとれるので、伝熱面積を
小さくでき、熱交換器53をコンパクトな寸法・形状と
することができる。
A heat exchanger 53 and a waste heat boiler 54 are connected to the melting furnace 52, and the heat exchanger 53 is provided before the radiant heat transfer section 55 of the waste heat boiler 54. The heat exchanger 53 includes a heat transfer outer tube 20 and a heat transfer inner tube 21 shown in FIGS.
Is used. The heat transfer outer tube of the heat exchanger 53 uses heat-resistant cast steel, heat-resistant metal, silicon carbide (ceramics), or the like, and heats the air between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube to 500 ° C. or more, preferably 700 ° C. ~
Heat to 800 ° C. At this time, the temperature of the exhaust gas generated by gasification combustion, that is, the temperature of the combustion exhaust gas or the pyrolysis gas generated by the two-stage gasification is preferably from 1000 to 1300 ° C, and preferably about 1200 ° C in order to avoid the adhesion of ash. As described above, the temperature difference ΔT between the flue gas or the like and the air between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube can be made larger than before, so that the heat transfer area can be reduced, and the heat exchanger 53 can be reduced in size and size. It can be shaped.

【0045】燃焼排ガス又は生成ガス(これら即ち燃焼
排ガス等)により500℃以上、好ましくは700〜8
00℃に加熱された伝熱外管と伝熱内管との間にある空
気は、伝熱内管を介して過熱蒸気(又は飽和蒸気)と熱
交換して伝熱内管内部の過熱蒸気(又は飽和蒸気)を4
00〜600℃、好ましくは500℃程度に加熱する。
伝熱内管内部で昇温された圧力10MPa程度、温度5
00℃程度の過熱蒸気は、蒸気タービン56に供給さ
れ、これに直結した発電機で発電を行う。これにより、
溶融塩腐食という問題を避けつつ、発電端効率約30〜
32%が達成される。なお、過熱蒸気の温度を高くする
ほど発電端効率は高くできる。
500 ° C. or higher, preferably 700-8 ° C., depending on the combustion exhaust gas or generated gas (these gases, ie, the exhaust gas).
The air between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube heated to 00 ° C. exchanges heat with superheated steam (or saturated steam) via the heat transfer inner tube, and the superheated steam inside the heat transfer inner tube. (Or saturated steam) 4
It heats to 00-600 degreeC, Preferably it is heated to about 500 degreeC.
Pressure increased about 10MPa inside the heat transfer inner tube, temperature 5
The superheated steam of about 00 ° C. is supplied to a steam turbine 56, and the power is directly generated by a power generator. This allows
While avoiding the problem of molten salt corrosion, the power generation end efficiency is about 30 ~
32% is achieved. The higher the temperature of the superheated steam, the higher the power generation end efficiency can be.

【0046】輻射伝熱部55では、熱交換器53を通過
した燃焼排ガス等を用いて、400℃程度の過熱蒸気を
生成する。輻射伝熱部55を通過した燃焼排ガス等は温
度が600℃程度まで低下するが、溶融塩腐食の問題が
起きないことは、図15に示す通りである。廃熱ボイラ
54の出口での燃焼排ガス等の温度は350℃程度であ
り、エコノマイザ57でボイラ給水を予熱するととも
に、空気予熱器58で溶融炉52に供給する空気を15
0〜300℃に予熱する。160℃程度に温度が低下し
た燃焼排ガス等はバグフィルタ59等の除塵器で除塵し
た後に、燃焼排ガスについてはクリーンな排ガスとして
煙突より排出し、2段ガス化により得られるガスがC
O,H主体で、水素濃度15%〜50%、CO濃度1
0%〜35%の生成ガスは有価ガス精製プラントの化学
工業用原料や燃料電池やガスエンジンなどによる発電の
燃料として利用される。
In the radiant heat transfer section 55, superheated steam of about 400 ° C. is generated using the combustion exhaust gas or the like that has passed through the heat exchanger 53. The temperature of the combustion exhaust gas and the like that has passed through the radiant heat transfer section 55 drops to about 600 ° C., but the problem of molten salt corrosion does not occur as shown in FIG. The temperature of the flue gas at the outlet of the waste heat boiler 54 is about 350 ° C. The boiler feed water is preheated by the economizer 57, and the air supplied to the melting furnace 52 is cooled by the air preheater 58.
Preheat to 0-300 ° C. After the flue gas and the like whose temperature has dropped to about 160 ° C. is removed by a dust remover such as a bag filter 59, the flue gas is discharged from the stack as clean flue gas, and the gas obtained by the two-stage gasification is C
O, with H 2 mainly hydrogen concentration 15% to 50%, CO concentration 1
The generated gas of 0% to 35% is used as a raw material for the chemical industry of a valuable gas refining plant or as a fuel for power generation by a fuel cell, a gas engine, or the like.

【0047】ここで、熱交換器53の伝熱外管20と伝
熱内管21の間には、熱媒体として空気を例として挙げ
たが、それに限るものではないことはこれまでの説明で
明らかである。そして熱交換器53の伝熱外管20と伝
熱内管21との間の部分の圧力は、常圧あるいは高くて
も0.3MPaであるので、伝熱外管を耐圧構造とする
必要がない。従って、セラミックス製の伝熱外管を用い
ることもでき、また鋳鋼製のものを用いてもよい。な
お、熱交換器53の設置場所は、廃熱ボイラ54の輻射
伝熱部55の手前に限定されるものではなく、溶融炉5
2と廃熱ボイラ54の間であればどこでもよい。例え
ば、溶融炉52の後にダクトを設け、そのダクト内に設
置してもよい。
Here, air is used as an example of the heat medium between the heat transfer outer tube 20 and the heat transfer inner tube 21 of the heat exchanger 53. However, the present invention is not limited to this. it is obvious. Since the pressure of the portion of the heat exchanger 53 between the heat transfer outer tube 20 and the heat transfer inner tube 21 is normal pressure or at most 0.3 MPa, the heat transfer outer tube needs to have a pressure-resistant structure. Absent. Accordingly, a ceramic heat transfer outer tube may be used, or a cast steel tube may be used. The installation place of the heat exchanger 53 is not limited to the position before the radiant heat transfer section 55 of the waste heat boiler 54,
It may be anywhere between 2 and the waste heat boiler 54. For example, a duct may be provided after the melting furnace 52 and installed in the duct.

【0048】以下、本発明に係る発電装置の他の実施形
態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下
に説明する図6乃至図13において、図5と同一の符号
は、図5と同一の作用又は機能を有する部材又は要素を
示す。図6は本発明の第三の実施形態に係る発電装置の
構成を示すブロック図である。同図は、流動床ガス化炉
と旋回溶融炉を用いて、廃棄物をガス化した後にガス化
燃焼(ガス化溶融)又は2段ガス化させるシステムに本
発明を適用した例を示している。
Hereinafter, another embodiment of the power generator according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 6 to 13 described below, the same reference numerals as those in FIG. 5 indicate members or elements having the same functions or functions as those in FIG. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the power generation device according to the third embodiment of the present invention. The figure shows an example in which the present invention is applied to a system in which waste is gasified and then gasified and burned (gasification and melting) or two-stage gasification using a fluidized bed gasification furnace and a swirling melting furnace. .

【0049】第三の実施形態の構成は基本的に上記第二
の実施形態の構成と同じであるが、ガス化剤を伝熱外管
と伝熱内管の間のガス状熱媒体として使用して、伝熱外
管と伝熱内管の間を流通させた後、ガス化炉又は溶融炉
51のガス化剤として利用する方法を示す。ガス化剤
は、ガス化炉又は溶融炉51に導入する場合は空気など
の含酸素ガス、スチーム、CO、HO又はこれらの
混合ガスが用いられる。一方、伝熱外管と伝熱内管の間
に熱媒体として使用するガス状熱媒体に関しては、水蒸
気は伝熱外管の外表面温度を低下させすぎてしまい、激
しい腐食領域温度に至らしめるため、あまり好ましくは
ない。しかしながら、他のガスに混合して使用は可能で
ある。
The structure of the third embodiment is basically the same as that of the second embodiment, except that a gasifying agent is used as a gaseous heat medium between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube. Then, a method is shown in which after flowing between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube, it is used as a gasifying agent for the gasification furnace or the melting furnace 51. When the gasifying agent is introduced into the gasification furnace or the melting furnace 51, an oxygen-containing gas such as air, steam, CO 2 , H 2 O, or a mixed gas thereof is used. On the other hand, as for the gaseous heat medium used as a heat medium between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube, the water vapor excessively lowers the outer surface temperature of the heat transfer outer tube, leading to a severe corrosion region temperature. Therefore, it is not very preferable. However, it can be used by mixing with other gases.

【0050】ガス化炉又は溶融炉51に熱交換器53で
加熱された高温のガスをガス化剤として供給すること
で、炉の温度を維持する上では、高温にするために使わ
れる燃焼用酸素の量を低減できる。即ち、原料のうち燃
焼熱に変換する量が減り、ガス化される量が相対的に増
えるため、生成ガスをより多く得ることができる。この
ため、低温ガス化炉51でガス化し、その生成ガスを燃
料にして溶融炉52で完全燃焼するガス化燃焼では、低
温ガス化炉51からより豊富な可燃性ガスを得ることが
でき、溶融炉52での高温化が容易で、運転は容易に安
定化できる。また、ガス化炉に投入する廃棄物の質が含
水量の多い都市ゴミなどの場合にも効果的である。
By supplying a high-temperature gas heated by the heat exchanger 53 to the gasification furnace or melting furnace 51 as a gasifying agent, in order to maintain the temperature of the furnace, it is necessary to use a combustion gas used for raising the temperature. The amount of oxygen can be reduced. That is, the amount of the raw material that is converted into combustion heat decreases, and the amount that is gasified relatively increases, so that more generated gas can be obtained. For this reason, in gasification combustion in which gasification is performed in the low-temperature gasification furnace 51 and complete combustion is performed in the melting furnace 52 using the generated gas as fuel, a richer combustible gas can be obtained from the low-temperature gasification furnace 51, It is easy to raise the temperature in the furnace 52, and the operation can be easily stabilized. It is also effective when the quality of the waste to be put into the gasifier is municipal waste with a high water content.

【0051】図6では、上記ガス化剤を空気予熱器58
で加熱したものを、熱交換器53の伝熱外管20と伝熱
内管21の間に流通させ、その後流動床ガス化炉51あ
るいは溶融炉52にガス化剤として供給している。蒸気
の供給については、ガス化に要する蒸気量が不足の場合
は熱交換器流通後に蒸気を注入するか、熱交換器を介し
たガス化剤の供給系統とは別の供給ラインにより供給す
る。なお、流動層でのガス化の促進と温度の均一化とい
う観点では、流動層内の流動媒体が、流動化ガス等によ
り循環流を形成しているタイプの流動層炉が良く、溶融
炉も、旋回流タイプの方がガス化を促進する上で好まし
い。
In FIG. 6, the gasifying agent is supplied to the air preheater 58.
Is heated between the heat transfer outer tube 20 and the heat transfer inner tube 21 of the heat exchanger 53, and then supplied as a gasifying agent to the fluidized bed gasification furnace 51 or the melting furnace 52. Regarding the supply of steam, when the amount of steam required for gasification is insufficient, steam is injected after flowing through the heat exchanger, or the steam is supplied through a supply line separate from the gasifier supply system via the heat exchanger. From the viewpoint of promoting gasification in the fluidized bed and making the temperature uniform, a fluidized bed furnace in which the fluidized medium in the fluidized bed forms a circulating flow by fluidizing gas or the like is preferable, and the melting furnace is also used. The swirling flow type is preferable in promoting gasification.

【0052】図7は本発明の第四の実施形態に係る発電
装置の構成を示すブロック図である。同図は、流動床ガ
ス化炉と旋回溶融炉を用いて、廃棄物をガス化した後に
2段燃焼(ガス化溶融)あるいは2段ガス化させるシス
テムに本発明を適用した例を示している。第四の実施形
態の構成は基本的に上記第二、第三の実施形態の構成と
同じであるが、ガス化剤を伝熱外管と伝熱内管の間のガ
ス状熱媒体として使用して、伝熱外管と伝熱内管の間を
流通させた後、ガス化炉又は溶融炉のガス化剤として利
用する方法で、ガス化炉又は溶融炉へ供給するガス化剤
の温度制御を目的とした方法である。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the power generator according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an example in which the present invention is applied to a system in which waste is gasified and then subjected to two-stage combustion (gasification-melting) or two-stage gasification using a fluidized-bed gasification furnace and a swirling melting furnace. . The configuration of the fourth embodiment is basically the same as the configurations of the second and third embodiments, except that a gasifying agent is used as a gaseous heat medium between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube. Then, after flowing between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube, the temperature of the gasifying agent to be supplied to the gasification furnace or the melting furnace by a method used as a gasifying agent for the gasification furnace or the melting furnace. This is a method intended for control.

【0053】ガス化炉又は溶融炉へ供給するガス化剤の
供給元の系統は熱交換器53を経てくるものと空気予熱
器58を経てくるものと2系統からなり、これらの2系
統のガス化剤を混合してガス化炉又は溶融炉へ供給す
る。このことにより、ガス化炉や溶融炉の炉内温度に応
じて供給するガス化剤の温度を変えることができる。例
えば、炉内温度、流動層温度などが異常に高温である場
合は、空気予熱器58を経てガス化剤を供給する供給系
Aからガス化剤をより多く導入するため、供給系Aのバ
ルブ60の開度を大きくし、逆に熱交換器53を経てガ
ス化剤を供給する供給系Bからガス化剤をより少なく導
入するため、供給系Bのバルブ61の開度を小さく絞
る。そうすることにより、ガス化炉あるいは溶融炉に導
入されるガス化剤の温度は低下し、炉内温度、流動層温
度を正常な範囲まで低下させることができる。
The gas source supplied to the gasification furnace or the melting furnace is supplied from the heat exchanger 53 and the air preheater 58. The agent is mixed and supplied to a gasification furnace or a melting furnace. Thereby, the temperature of the gasifying agent to be supplied can be changed according to the temperature inside the gasification furnace or the melting furnace. For example, when the furnace temperature, fluidized bed temperature, etc. are abnormally high, the gasification agent is supplied from the supply system A that supplies the gasification agent via the air preheater 58, so that the valve of the supply system A In order to increase the opening of the valve 60 and conversely introduce a smaller amount of the gasifying agent from the supply system B for supplying the gasifying agent via the heat exchanger 53, the opening of the valve 61 of the supply system B is reduced to a small value. By doing so, the temperature of the gasifying agent introduced into the gasification furnace or the melting furnace decreases, and the temperature in the furnace and the temperature of the fluidized bed can be reduced to normal ranges.

【0054】逆に、炉内温度、流動層温度などが異常に
低温である場合は、熱交換器53を経てガス化剤を供給
する供給系Bからガス化剤をより多く導入するため、供
給系Bのバルブ61の開度を大きくし、逆に空気予熱器
58を経てガス化剤を供給する供給系Aからガス化剤を
より少なく導入するため、供給系Aのバルブ60の開度
を小さく絞る。そうすることにより、ガス化炉あるいは
溶融炉に導入されるガス化剤の温度は上昇し、炉内温
度、流動層温度を正常な範囲まで上昇させることができ
る。なお、供給系A,Bともガス化剤は空気などの含酸
素ガス、酸素、水蒸気、COあるいはこれらの混合ガ
スである。
Conversely, when the furnace temperature, fluidized bed temperature and the like are abnormally low, the gasification agent is supplied from the supply system B for supplying the gasification agent through the heat exchanger 53, so that the gasification agent is supplied. In order to increase the opening of the valve 61 of the system B and conversely introduce a smaller amount of the gasifying agent from the supply system A for supplying the gasifying agent via the air preheater 58, the opening of the valve 60 of the supply system A is increased. Squeeze small. By doing so, the temperature of the gasifying agent introduced into the gasification furnace or the melting furnace rises, and the furnace temperature and the fluidized bed temperature can be raised to normal ranges. The gasifying agent for both the supply systems A and B is oxygen-containing gas such as air, oxygen, water vapor, CO 2, or a mixed gas thereof.

【0055】図8は本発明の第五の実施形態に係る発電
装置の構成を示すブロック図である。同図は、流動床ガ
ス化炉と旋回溶融炉を用いて、廃棄物をガス化した後に
2段燃焼(ガス化溶融)あるいは2段ガス化させるシス
テムに本発明を適用した例を示している。第五の本実施
形態の構成は基本的に上記第二乃至第四の実施形態の構
成と同じであるが、ガス化剤を伝熱外管と伝熱内管の間
のガス状熱媒体として使用し、伝熱外管と伝熱内管の間
を流通させた後、ガス化炉又は溶融炉のガス化剤として
利用する方法で、熱交換器で得た高温の過熱蒸気の一部
をガス化炉又は溶融炉へ供給する方法である。使用する
ガス化剤はこれまでの例と同様のものを用いる。本シス
テムは、熱交換器で得た過熱蒸気と熱交換器を経た高温
のガス化剤をガス化炉又は溶融炉に導入するため、高温
を維持するための酸素消費ロスを少なくでき、かつ豊富
な水蒸気のためガス化が進み、特にケミカルリサイクル
システムのような可燃性の有価ガスを得るプロセスや、
都市ゴミのような多含水廃棄物を処理する場合に効果が
ある。
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the power generator according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an example in which the present invention is applied to a system in which waste is gasified and then subjected to two-stage combustion (gasification-melting) or two-stage gasification using a fluidized-bed gasification furnace and a swirling melting furnace. . The configuration of the fifth embodiment is basically the same as that of the second to fourth embodiments, except that the gasifying agent is used as a gaseous heat medium between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube. After using and passing between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube, a part of the high-temperature superheated steam obtained in the heat exchanger is This is a method of supplying to a gasification furnace or a melting furnace. The gasifying agent to be used is the same as that used in the above examples. This system introduces the superheated steam obtained by the heat exchanger and the high-temperature gasifying agent passed through the heat exchanger into the gasification furnace or melting furnace. Gasification has progressed due to the high water vapor, especially in the process of obtaining flammable valuable gases such as chemical recycling systems,
It is effective when treating multi-water waste such as municipal waste.

【0056】ガス化剤は空気予熱器58で過熱された
後、熱交換器53で加熱され、ガス化炉51あるいは溶
融炉52に供給される。一方、エコノマイザ57で加熱
された蒸気は、廃熱ボイラ54、輻射伝熱部55で更に
加熱された後、熱交換器53の伝熱内管に導入され、こ
こで過熱蒸気となる。熱交換器53で得られた過熱蒸気
のうち一部はタービン56に供給され、残りの一部はガ
ス化炉51又は溶融炉52にガス化剤として供給され
る。両者は混合してガス化炉51又は溶融炉52に供給
してもよいし、分離して供給してもよい。なお、スチー
ムの供給量の制御はバルブあるいはオリフィス62によ
る。
After the gasifying agent is superheated by the air preheater 58, it is heated by the heat exchanger 53 and supplied to the gasification furnace 51 or the melting furnace 52. On the other hand, the steam heated by the economizer 57 is further heated by the waste heat boiler 54 and the radiant heat transfer unit 55, and then introduced into the heat transfer inner tube of the heat exchanger 53, where it becomes superheated steam. A part of the superheated steam obtained in the heat exchanger 53 is supplied to the turbine 56, and the remaining part is supplied to the gasification furnace 51 or the melting furnace 52 as a gasifying agent. Both may be mixed and supplied to the gasification furnace 51 or the melting furnace 52, or may be supplied separately. The control of the supply amount of steam is performed by a valve or the orifice 62.

【0057】図9は本発明の第六の実施形態に係る発電
装置の構成を示すブロック図である。同図は、流動床ガ
ス化炉と旋回溶融炉を用いて、廃棄物をガス化した後に
ガス化燃焼(ガス化溶融)あるいは2段ガス化させるシ
ステムに本発明を適用した例を示している。第六の実施
形態の構成は基本的に上記第二乃至第五の実施形態の構
成と同じであるが、ガス化剤を伝熱外管と伝熱内管の間
のガス状熱媒体として使用し、伝熱外管と伝熱内管の間
を流通させた後、ガス化炉又は溶融炉のガス化剤として
利用する方法で、熱交換器で得た高温の過熱蒸気の一部
又は熱交換器に導入する前の蒸気の一部を一時的に、上
記熱交換器を経るよう供給されるガス化剤に混合させる
方法である。使用するガス化剤はこれまでの例と同様の
ものを用いる。
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the power generator according to the sixth embodiment of the present invention. The figure shows an example in which the present invention is applied to a system in which waste is gasified and then gasified and burned (gasification and melting) or two-stage gasification using a fluidized bed gasification furnace and a swirling melting furnace. . The configuration of the sixth embodiment is basically the same as the configurations of the second to fifth embodiments, except that a gasifying agent is used as a gaseous heat medium between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube. Then, after flowing between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube, a part or heat of the high-temperature superheated steam obtained in the heat exchanger is used in a method of using as a gasifying agent for a gasification furnace or a melting furnace. In this method, a part of the steam before being introduced into the exchanger is temporarily mixed with a gasifying agent supplied through the heat exchanger. The gasifying agent to be used is the same as that used in the above examples.

【0058】エコノマイザ57で得た蒸気、あるいは廃
熱ボイラ54や輻射伝熱部55で得た蒸気あるいは熱交
換器53で得た蒸気の一部を、空気予熱器58を経て熱
交換器に至るガス化剤の通路に混合し、該混合したガス
は熱交換器53の伝熱内管と伝熱外管の間に供給されて
熱交換器53で加熱された後、ガス化炉51あるいは溶
融炉52に供給される。伝熱外管の外表面温度と燃焼排
ガス(あるいは生成ガス)の温度差ΔTが小さくなった
場合、あるいは大きくとりたい場合に上記蒸気を、熱交
換器53の伝熱内管と伝熱外管の間に供給するガス化剤
にカンフル的にあるいは調整するように混合することに
より、伝熱外管の外表面温度を低下させ、伝熱外管の外
表面温度と燃焼排ガス(あるいは生成ガス)の温度差Δ
Tを大きくとることができ、それにより、熱交換器53
への入熱量を増加させることができる。
The steam obtained by the economizer 57 or a part of the steam obtained by the waste heat boiler 54 or the radiant heat transfer section 55 or the steam obtained by the heat exchanger 53 reaches the heat exchanger via the air preheater 58. The mixed gas is mixed in the passage of the gasifying agent, and the mixed gas is supplied between the heat transfer inner tube and the heat transfer outer tube of the heat exchanger 53 and is heated by the heat exchanger 53. It is supplied to a furnace 52. When the difference ΔT between the outer surface temperature of the heat transfer outer tube and the temperature of the combustion exhaust gas (or product gas) is reduced or it is desired to increase the temperature, the steam is supplied to the heat transfer inner tube and the heat transfer outer tube of the heat exchanger 53. The temperature of the outer surface of the heat transfer outer tube is reduced by mixing it with the gasifying agent supplied during the process so that it can be adjusted or adjusted, and the outer surface temperature of the heat transfer outer tube and the combustion exhaust gas (or generated gas) Temperature difference Δ
T can be made large, so that the heat exchanger 53
The amount of heat input to the heat exchanger can be increased.

【0059】図10は本発明の第七の実施形態に係る発
電装置の構成を示すブロック図である。同図は、流動床
ガス化炉と旋回溶融炉を用いて、廃棄物をガス化した後
にガス化燃焼(ガス化溶融)あるいは2段ガス化させる
システムに本発明を適用した例を示している。ガス化剤
を熱交換器53の伝熱外管と伝熱内管の間のガス状熱媒
体として使用し、伝熱外管と伝熱内管の間を流通させた
後、得られた高温ガスを有効に利用する方法である。
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of a power generator according to the seventh embodiment of the present invention. The figure shows an example in which the present invention is applied to a system in which waste is gasified and then gasified and burned (gasification and melting) or two-stage gasification using a fluidized bed gasification furnace and a swirling melting furnace. . The gasifying agent is used as a gaseous heat medium between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube of the heat exchanger 53, and after flowing between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube, the obtained high temperature This is a method to use gas effectively.

【0060】第七の実施形態の構成は上記第二乃至第六
の実施形態の構成と基本的に同じであるが、溶融炉52
には炉の壁面の耐火性維持のため、耐火壁内部あるいは
耐火壁の外壁面を冷却用の配管(冷却配管65)がめぐ
っており、この冷却配管には冷却水が供給される。ま
た、溶融炉52と廃熱ボイラ54の間の煙道ガスの流路
には本発明の熱交換器53とこれまで既存の高温空気加
熱器63が、溶融炉52から廃熱ボイラ54にかけて、
並列に並んで、あるいは直列の順序で配置されている。
ここで、並列とは、溶融炉52から出たガスが、熱交換
器53と高温空気加熱器63とに分かれてほぼ同時に入
り、熱交換器53と高温空気加熱器63から出た各々の
ガスは、そのまま廃熱ボイラ54に至るような並びをい
い、直列とは、溶融炉52から出たガスが、ある機器
(例えば、熱交換器53)に入り、そこから出たガス
は、次の別の機器(例えば、高温空気加熱器63)にそ
のまま入り、更にこの次の別の機器から出たガスは、そ
のまま廃熱ボイラ54に至るような並びをいう。直列の
順序は熱交換器53に続いて高温空気加熱器63でもそ
の逆でもよい。熱交換器53又は高温空気加熱器63
は、ガス化炉51や溶融炉52のガス化剤となる空気等
の含酸素ガス、酸素、窒素、COあるいはこれらの混
合ガス、又はこれらのガスに若干水蒸気を混合したもの
(ガス化剤)が流通され、溶融炉の高温の排ガス等によ
り加熱される。
The configuration of the seventh embodiment is basically the same as that of the second to sixth embodiments, except that the melting furnace 52
In order to maintain the fire resistance of the wall of the furnace, a pipe (cooling pipe 65) for cooling the inside of the refractory wall or the outer wall surface of the refractory wall is provided, and cooling water is supplied to the cooling pipe. Further, in the flow path of the flue gas between the melting furnace 52 and the waste heat boiler 54, the heat exchanger 53 of the present invention and the existing high-temperature air heater 63 are provided between the melting furnace 52 and the waste heat boiler 54.
They are arranged in parallel or in a serial order.
Here, “parallel” means that the gas discharged from the melting furnace 52 is divided into the heat exchanger 53 and the high-temperature air heater 63 and enters almost simultaneously, and each gas discharged from the heat exchanger 53 and the high-temperature air heater 63 Refers to an arrangement that directly reaches the waste heat boiler 54, and the series refers to a case where the gas discharged from the melting furnace 52 enters a certain device (for example, the heat exchanger 53), and the gas discharged therefrom is the next gas. The gas that enters the other device (for example, the high-temperature air heater 63) as it is, and then exits from the next another device directly, reaches the waste heat boiler 54. The order of the series may be the heat exchanger 53 followed by the hot air heater 63 or vice versa. Heat exchanger 53 or hot air heater 63
Is an oxygen-containing gas such as air serving as a gasifying agent for the gasification furnace 51 or the melting furnace 52, oxygen, nitrogen, CO 2, or a mixed gas thereof, or a mixture of these gases with a slight amount of water vapor (gasifying agent). ) Is circulated and heated by the high temperature exhaust gas of the melting furnace.

【0061】このほか、スーパーヒータ64があるが、
ここに熱交換器53あるいは高温空気加熱器63又はそ
の両方で加熱されたガス化剤を導入し、廃熱ボイラ54
あるいは輻射伝熱部55又は熱交換器53で得られた高
温蒸気あるいはこれらを混合して得られた高温蒸気につ
いて、その一部あるいは全部を該スーパーヒーター64
で加熱されたガス化剤によって過熱する。熱交換器53
と高温空気加熱器63のその両方で加熱されたガス化剤
をスーパーヒータ64に導入する場合、ガス化剤は熱交
換器53を通過して高温空気加熱器6に至った後スーパ
ーヒータに導入する流れと、その逆の高温空気加熱器を
通過して熱交換器に至った後、スーパーヒータに導入す
る流れ、あるいは、ガス化剤は熱交換器53と高温空気
加熱器6を別々に通過し、通過した各々のガス化剤は直
接スーパーヒータに流れる場合がある。
In addition, there is a super heater 64,
The gasifying agent heated by the heat exchanger 53 and / or the high-temperature air heater 63 is introduced into the waste heat boiler 54.
Alternatively, a part or all of the high-temperature steam obtained by the radiant heat transfer unit 55 or the heat exchanger 53 or the high-temperature steam obtained by mixing the high-temperature steam may be partially or entirely converted into the super heater 64.
Superheated by the gasifying agent heated in. Heat exchanger 53
When the gasifying agent heated by both of the hot air heater 63 and the high-temperature air heater 63 is introduced into the super heater 64, the gasifying agent passes through the heat exchanger 53 to reach the high-temperature air heater 6, and then is introduced into the super heater. Flow, and vice versa, to the heat exchanger after passing through the high-temperature air heater, or the flow to be introduced into the super heater, or the gasifying agent passes through the heat exchanger 53 and the high-temperature air heater 6 separately. However, each gasifier that has passed may flow directly to the super heater.

【0062】次に、図10の流れを説明する。ガス化炉
51で廃棄物等の可燃物が低温(450℃〜650℃、
好ましくは500℃〜600℃)でガス化され、そこで
得られた可燃性ガスを溶融炉52で部分燃焼又は完全燃
焼して1300℃以上の高温を得る。燃焼排ガス等はそ
の後幾つかの装置あるいは工程によって熱が奪われ、ま
た無害化処理などが施され、ガス化燃焼の場合は燃焼排
ガスは大気に排気され、2段ガス化の場合は可燃性の有
価ガスは、ガスの精製プラントや燃料電池やガスエンジ
ンなどによる発電設備などに利用される。
Next, the flow of FIG. 10 will be described. In the gasification furnace 51, combustible materials such as wastes are kept at a low temperature (450 ° C to 650 ° C,
(Preferably 500 ° C. to 600 ° C.), and the combustible gas obtained therefrom is partially or completely burned in the melting furnace 52 to obtain a high temperature of 1300 ° C. or more. The flue gas is then deprived of heat by several devices or processes and subjected to detoxification treatment. In the case of gasification combustion, the flue gas is exhausted to the atmosphere, and in the case of two-stage gasification, it is flammable. The valuable gas is used in a gas purification plant, a power generation facility using a fuel cell, a gas engine, or the like.

【0063】溶融炉52の耐火壁の冷却水管65に供給
された冷却水は、溶融炉51の熱により高温蒸気とな
る。冷却水管によって得られた蒸気は、熱交換器53の
伝熱内管に導かれ、そこで更に過熱され、タービン56
に供給される。一方、空気予熱器58を経たガス化剤
は、高温空気加熱器63により加熱され、更に熱交換器
53に導かれて過熱される。ここで、先に熱交換器53
を経て高温空気加熱器63に至る流れでもよい。こうし
て過熱された高温ガス化剤はスーパーヒータ64を経て
ガス化炉51又は溶融炉52のガス化剤として使用され
る。スーパーヒータ64では、エコノマイザ57を経て
廃熱ボイラ54で加熱され、更に輻射伝熱部55を経由
して得られた高温蒸気が導入され、この高温蒸気はスー
パーヒータで高温のガス化剤によって過熱される。スー
パーヒータ64で得られた過熱蒸気は、熱交換器53の
伝熱内管を通過した過熱蒸気とともにタービン56に送
られる。
The cooling water supplied to the cooling water pipe 65 of the refractory wall of the melting furnace 52 becomes high-temperature steam by the heat of the melting furnace 51. The steam obtained by the cooling water pipe is led to the heat transfer inner pipe of the heat exchanger 53, where it is further heated and the turbine 56
Supplied to On the other hand, the gasifying agent that has passed through the air preheater 58 is heated by the high-temperature air heater 63 and further guided to the heat exchanger 53 to be overheated. Here, first, the heat exchanger 53
Alternatively, the flow may reach the high-temperature air heater 63 via. The superheated high temperature gasifying agent is used as a gasifying agent for the gasification furnace 51 or the melting furnace 52 via the super heater 64. In the super heater 64, the waste gas is heated by the waste heat boiler 54 through the economizer 57, and the high temperature steam obtained through the radiant heat transfer unit 55 is introduced. The high temperature steam is superheated by the high temperature gasifying agent in the super heater. Is done. The superheated steam obtained by the superheater 64 is sent to the turbine 56 together with the superheated steam that has passed through the heat transfer inner tube of the heat exchanger 53.

【0064】一般に溶融炉52などには耐火壁冷却用の
冷却配管があり、冷却水を供給しているが、冷却後の状
態は高温蒸気として回収している。この高温蒸気は廃熱
ボイラ54や輻射伝熱部分で得られる蒸気の状態と温
度、量圧力などが異なっている。蒸気タービン発電にど
ちらも有効に利用するためには、両者各々の蒸気に適切
な温度と熱量を与えて、同等の温度圧力条件にする必要
があった。本発明では、廃熱ボイラ54を経由した量の
多い蒸気で、冷却配管65経由の蒸気に比べて低温の蒸
気をスーパーヒータ64で大量の高温空気により加熱
し、冷却配管65経由の量が少なく、比較的高温の蒸気
を熱交換器53で加熱することにより、両者はほぼ同等
の温度圧力条件の過熱蒸気とすることができるようにな
った。
Generally, the melting furnace 52 and the like have a cooling pipe for cooling the refractory wall and supply cooling water, but the state after cooling is collected as high-temperature steam. This high-temperature steam differs from the state of the steam obtained in the waste heat boiler 54 and the radiant heat transfer part in temperature, quantity pressure, and the like. In order to effectively use both of them for steam turbine power generation, it was necessary to give appropriate temperatures and calories to the respective steams so that the temperature and pressure conditions were equivalent. In the present invention, a large amount of steam passing through the waste heat boiler 54 is used to heat low-temperature steam with a large amount of high-temperature air by the super heater 64 as compared with the steam passing through the cooling pipe 65, so that the amount passing through the cooling pipe 65 is small. By heating the relatively high-temperature steam in the heat exchanger 53, both can be turned into superheated steam under substantially the same temperature and pressure conditions.

【0065】このように、蒸気の発生場所が複数の場合
には、その場所ごとに、発生する蒸気の温度、圧力、量
などの違いがあるため、発生した蒸気の温度、圧力など
の条件が同等なものごとに応じて複数の蒸気過熱用のス
ーパーヒータを設け、各スーパーヒータに供給される加
熱蒸気の温度と量に応じて、煙道ガスから高温空気加熱
器63や熱交換器53を介して得られた高温のガス化剤
を各スーパーヒータに供給し、高温空気加熱器63や熱
交換器53は各スーパーヒータに分配し易いように複数
を煙道ガスから熱を得ることができるように配置する方
法は、均質な過熱蒸気を得る上で有効な方法である。
As described above, when there are a plurality of locations where steam is generated, there are differences in the temperature, pressure, amount, etc. of the generated steam for each location. A plurality of superheaters for steam superheating are provided in accordance with each equivalent, and a high-temperature air heater 63 or a heat exchanger 53 is formed from flue gas according to the temperature and amount of the heating steam supplied to each superheater. The high-temperature gasifying agent obtained through the super-heater is supplied to each super heater, and a plurality of high-temperature air heaters 63 and heat exchangers 53 can obtain heat from the flue gas so as to be easily distributed to each super heater. This arrangement is an effective method for obtaining homogeneous superheated steam.

【0066】図11は本発明の第八の実施形態に係る発
電装置の構成を示すブロック図である。同図は、流動床
ガス化炉と旋回溶融炉を用いて、廃棄物をガス化した後
にガス化燃焼あるいは2段ガス化させるシステムに本発
明を適用した例を示している。熱交換器53の伝熱外管
と伝熱内管の間の熱媒体として空気や窒素ガスなどのガ
ス状熱媒体を使用し、得られた高温蒸気を有効に利用す
る方法である。使用するガス化剤はこれまでの例と同様
のものを用いる。第八の実施形態の構成は上記第七の実
施形態の構成と基本的に同じであるが、熱交換器53に
ガス化剤を流さない場合である。この場合は廃熱ボイラ
54で得る蒸気量が少ない場合に適合する。
FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the power generator according to the eighth embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an example in which the present invention is applied to a system in which waste is gasified and then gasified and combustion or two-stage gasification is performed using a fluidized-bed gasification furnace and a swirling melting furnace. In this method, a gaseous heat medium such as air or nitrogen gas is used as a heat medium between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube of the heat exchanger 53, and the obtained high-temperature steam is used effectively. The gasifying agent to be used is the same as that used in the above examples. The configuration of the eighth embodiment is basically the same as the configuration of the seventh embodiment, except that the gasifying agent is not supplied to the heat exchanger 53. This case is suitable when the amount of steam obtained by the waste heat boiler 54 is small.

【0067】図12は本発明の第九の実施形態に係る発
電装置の構成を示すブロック図である。同図は、流動床
ガス化炉と旋回溶融炉を用いて、廃棄物をガス化した後
にガス化燃焼(ガス化溶融)あるいは2段ガス化させる
システムに本発明を適用した例を示している。ガス化剤
を熱交換器53の伝熱外管と伝熱内管の間のガス状熱媒
体として使用し、伝熱外管と伝熱内管の間を流通させた
後、得られた高温ガスを有効に利用する方法である。使
用するガス化剤はこれまでの例と同様のものを用いる。
第九の実施形態の構成は上記第七の実施形態の構成と基
本的に同じであるが、高温空気加熱器63で過熱された
ガス化剤は一旦スーパーヒータで廃熱ボイラ54や輻射
伝熱部分55で得た高温蒸気を過熱するために使用さ
れ、その後、ガス化剤を熱交換器53の伝熱内管と伝熱
外管の間に流通させ、熱交換器53で再び高温となった
ガス化剤はガス化炉51又は溶融炉52に導入される。
廃熱ボイラで得られる高温蒸気の量が比較的少ないとい
うことと、熱交換器53で再び高温にされたガス化剤に
より、図6に示す第三の実施形態で紹介したように、生
成ガスをより多く得ることができるということのため、
有価可燃性ガスを回収する目的のシステムでは好適であ
る。
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the power generator according to the ninth embodiment of the present invention. The figure shows an example in which the present invention is applied to a system in which waste is gasified and then gasified and burned (gasification and melting) or two-stage gasification using a fluidized bed gasification furnace and a swirling melting furnace. . The gasifying agent is used as a gaseous heat medium between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube of the heat exchanger 53, and after flowing between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube, the obtained high temperature This is a method to use gas effectively. The gasifying agent to be used is the same as that used in the above examples.
The configuration of the ninth embodiment is basically the same as the configuration of the seventh embodiment, except that the gasifying agent superheated by the high-temperature air heater 63 is once superheated by the waste heat boiler 54 and the radiant heat transfer. It is used to superheat the high-temperature steam obtained in the portion 55, and thereafter, the gasifying agent is passed between the heat transfer inner tube and the heat transfer outer tube of the heat exchanger 53, and the heat exchanger 53 becomes hot again. The gasifying agent is introduced into the gasification furnace 51 or the melting furnace 52.
Due to the relatively small amount of high-temperature steam obtained in the waste heat boiler and the gasifying agent heated again in the heat exchanger 53, as described in the third embodiment shown in FIG. Because you can get more
It is suitable for a system for recovering valuable combustible gas.

【0068】図13は本発明の第十の実施形態に係る発
電装置の構成を示すブロック図である。同図は、流動床
ガス化炉と旋回溶融炉を用いて、廃棄物をガス化した後
にガス化燃焼あるいは2段ガス化させるシステムに本発
明を適用した例を示している。ガス化剤を熱交換器53
の伝熱外管と伝熱内管の間のガス状熱媒体として使用
し、伝熱外管と伝熱内管の間を流通させた後、得られた
高温ガスを有効に利用する方法である。第十の実施形態
の構成は上記第七、第九の実施形態の構成と基本的に同
じであるが、高温空気加熱器63で過熱されたガス化剤
はスーパーヒータ64で廃熱ボイラ54や輻射伝熱部分
55で得た高温蒸気を過熱するために使用され、その
後、ガス化剤はガス化炉51や溶融炉52に供給され
る。一方熱交換器53の伝熱内管と伝熱外管の間にはス
ーパーヒータ64に供給される系統(供給系A)とは別
の系統(供給系B)でガス化剤を流通させ、熱交換器5
3で高温となった該ガス化剤は、スーパーヒータ64か
ら排出されたガス化剤と混合されてガス化炉51又は溶
融炉52に導入される。
FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the power generator according to the tenth embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an example in which the present invention is applied to a system in which waste is gasified and then gasified and combustion or two-stage gasification is performed using a fluidized-bed gasification furnace and a swirling melting furnace. Gasifier to heat exchanger 53
It is used as a gaseous heat medium between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube, and after flowing between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube, the obtained high-temperature gas is effectively used. is there. The configuration of the tenth embodiment is basically the same as the configurations of the seventh and ninth embodiments, except that the gasifying agent superheated by the high-temperature air heater 63 is replaced by the superheater 64 with the waste heat boiler 54 or the like. It is used to superheat the high-temperature steam obtained in the radiant heat transfer section 55, and then the gasifying agent is supplied to the gasification furnace 51 and the melting furnace 52. On the other hand, a gasifying agent is passed between the heat transfer inner tube and the heat transfer outer tube of the heat exchanger 53 through a system (supply system B) different from the system (supply system A) supplied to the super heater 64, Heat exchanger 5
The gasifying agent which has become high temperature in 3 is mixed with the gasifying agent discharged from the super heater 64 and introduced into the gasification furnace 51 or the melting furnace 52.

【0069】このことにより、ガス化炉51や溶融炉5
2に供給されるガス化剤の温度は調整される。例えば、
炉内温度、流動層温度などが異常に高温である場合は、
スーパーヒータ64を経てガス化剤を供給する供給系A
からガス化剤をより多く導入するため、供給系Aのバル
ブ60の開度を大きくし、逆に熱交換器53を経てガス
化剤を供給する供給系Bからガス化剤をより少なく導入
するため、供給系Bのバルブ61の開度を小さく絞る。
そうすることにより、ガス化炉又は溶融炉に導入される
ガス化剤の温度は低下し、炉内温度、流動層温度を正常
な範囲まで低下させることができる。
As a result, the gasification furnace 51 and the melting furnace 5
The temperature of the gasifying agent supplied to 2 is adjusted. For example,
If the furnace temperature, fluidized bed temperature, etc. are abnormally high,
Supply system A for supplying gasifying agent via super heater 64
In order to introduce a larger amount of the gasifying agent, the opening degree of the valve 60 of the supply system A is increased, and conversely, a smaller amount of the gasifying agent is introduced from the supply system B that supplies the gasifying agent via the heat exchanger 53. Therefore, the opening of the valve 61 of the supply system B is reduced to a small value.
By doing so, the temperature of the gasifying agent introduced into the gasification furnace or the melting furnace decreases, and the temperature in the furnace and the temperature of the fluidized bed can be reduced to normal ranges.

【0070】逆に、炉内温度、流動層温度などが異常に
低温である場合は、熱交換器53を経てガス化剤を供給
する供給系Bからガス化剤をより多く導入するため、供
給系Bのバルブ61の開度を大きくし、逆にスーパーヒ
ータ64を経てガス化剤を供給する供給系Aからガス化
剤をより少なく導入するため、供給系Aのバルブ60の
開度を小さく絞る。そうすることにより、ガス化炉又は
溶融炉に導入されるガス化剤の温度は上昇し、炉内温
度、流動層温度を正常な範囲まで上昇させることができ
る。なお、供給系A,Bともガス化剤は空気等含酸素ガ
ス、酸素、窒素、COあるいはこれらの混合ガス、又
はこれらのガスに若干水蒸気を混合したものである。
Conversely, when the furnace temperature, fluidized bed temperature and the like are abnormally low, the gasification agent is supplied from the supply system B for supplying the gasification agent through the heat exchanger 53, so that the gasification agent is supplied. In order to increase the opening of the valve 61 of the system B and conversely introduce a smaller amount of the gasifying agent from the supply system A for supplying the gasifying agent via the super heater 64, the opening of the valve 60 of the supply system A is reduced. squeeze. By doing so, the temperature of the gasifying agent introduced into the gasification furnace or the melting furnace rises, and the temperature in the furnace and the temperature of the fluidized bed can be raised to normal ranges. The gasifying agent in each of the supply systems A and B is an oxygen-containing gas such as air, oxygen, nitrogen, CO 2, or a mixed gas thereof, or a mixture of these gases with a small amount of water vapor.

【0071】廃棄物のガス化燃焼におけるガス化溶融シ
ステムの場合は、低空気比運転ができるのでボイラ効率
を高くでき、通風設備の消費電力が大幅に下がり、かつ
灰溶融のための電力が不要のため、送電端効率は大きく
向上する。言うまでもないが、高効率サーマルリサイク
ルとは、高効率発電ではなく、高効率送電である。ま
た、補助燃料を用いることなく運転が可能であり、合理
的かつ経済的である。また、有価なケミカルガスを生成
する2段ガス化のケミカルリサイクルシステムでは、低
温ガス化炉からより豊富な可燃性ガスを得ることがで
き、運転は容易に安定し、溶融炉での高温化と消費酸素
量の低減を図ることができる。ここで、表1に高効率サ
ーマルリサイクルに関して各方式による送電端効率の比
較例を示す。
In the case of the gasification and melting system in the gasification and combustion of waste, low air ratio operation can be performed, so that the boiler efficiency can be increased, the power consumption of the ventilation equipment is greatly reduced, and the power for melting ash is unnecessary. Therefore, the power transmission end efficiency is greatly improved. Needless to say, high-efficiency thermal recycling is not high-efficiency power generation but high-efficiency power transmission. In addition, operation is possible without using auxiliary fuel, which is reasonable and economical. In addition, in a two-stage gasification chemical recycling system that generates valuable chemical gas, abundant combustible gas can be obtained from a low-temperature gasification furnace, the operation is easily stabilized, and a high temperature in the melting furnace can be achieved. The amount of consumed oxygen can be reduced. Here, Table 1 shows a comparative example of the power transmission end efficiency of each method regarding the high-efficiency thermal recycling.

【0072】[0072]

【表1】 [Table 1]

【0073】表1において、4MPa×400℃,4M
Pa×400℃,10MPa×500℃は、いずれも各
システムにおける過熱蒸気の圧力と温度である。表1よ
り、図5に示したガス化溶融システムを用いて高温・高
圧(10MPa×500℃)の過熱蒸気を得て発電する
方式(ガス化溶融−II)が、送電効率では28.1%
と最も高いことが示される。焼却炉+灰溶融炉の組合せ
は、発電効率は高いものの、灰溶融炉で消費する電力量
が大きいため、送電効率は11.2%に下がってしま
う。また、燃焼排ガスで直接に加熱して昇温した過熱蒸
気(4MPa×400℃)を用いて発電する従来型のシ
ステム(ガス化溶融−I)は発電効率及び送電効率とも
に低いことが示される。
In Table 1, 4 MPa × 400 ° C., 4M
Pa × 400 ° C. and 10 MPa × 500 ° C. are the pressure and temperature of the superheated steam in each system. According to Table 1, the method of generating power by obtaining superheated steam of high temperature and high pressure (10 MPa × 500 ° C.) using the gasification and melting system shown in FIG. 5 (gasification and melting-II) has a power transmission efficiency of 28.1%.
And the highest. The combination of the incinerator and the ash melting furnace has a high power generation efficiency, but the power consumption in the ash melting furnace is large, so that the power transmission efficiency is reduced to 11.2%. In addition, it is shown that the conventional system (gasification and melting-I) that generates power using superheated steam (4 MPa × 400 ° C.) heated directly by heating with combustion exhaust gas has low power generation efficiency and power transmission efficiency.

【0074】[0074]

【発明の効果】上述したように本発明は、高温の燃焼又
はガス化したときに生じる排ガスの流路中に伝熱外管を
設け、該伝熱外管内に伝熱内管を配置して伝熱外管と伝
熱内管の間に充填した空気等のガスからなる熱媒体を加
熱し、次いでこの高温の熱媒体により伝熱内管内の蒸気
を加熱するようにしたため、廃棄物の燃焼排ガス等か
ら、溶融塩腐食を避けつつ、500℃程度又は500℃
以上の過熱蒸気を得ることができる。これにより、発電
端効率30%以上を得ることが可能となる。
As described above, according to the present invention, a heat transfer outer tube is provided in a flow path of exhaust gas generated when high temperature combustion or gasification occurs, and the heat transfer inner tube is arranged in the heat transfer outer tube. The heating medium consisting of gas such as air filled between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube is heated, and then the steam in the heat transfer inner tube is heated by the high-temperature heat medium. About 500 ℃ or 500 ℃ while avoiding molten salt corrosion from exhaust gas etc.
The above superheated steam can be obtained. This makes it possible to obtain a power generation end efficiency of 30% or more.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一の実施形態に係る発電装置の構成
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a power generator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明に係る熱交換器の第一実施例における概
略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram in a first embodiment of a heat exchanger according to the present invention.

【図3】(a)は図2のA−A線断面図であり、1ルー
プタイプの熱交換器の断面図である。(b)は2ループ
タイプの熱交換器の断面図である。
FIG. 3A is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2 and is a cross-sectional view of a one-loop type heat exchanger. (B) is a sectional view of a two-loop type heat exchanger.

【図4】本発明に係る熱交換器の第二実施例における概
略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the heat exchanger according to the present invention.

【図5】本発明の第二の実施形態に係る発電装置の構成
を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a power generator according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第三の実施形態に係る発電装置の構成
を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a power generator according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第四の実施形態に係る発電装置の構成
を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a power generator according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第五の実施形態に係る発電装置の構成
を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a power generator according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第六の実施形態に係る発電装置の構成
を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a power generator according to a sixth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第七の実施形態に係る発電装置の構
成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a power generator according to a seventh embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第八の実施形態に係る発電装置の構
成を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a power generator according to an eighth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第九の実施形態に係る発電装置の構
成を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a power generator according to a ninth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第十の実施形態に係る発電装置の構
成を示すブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a power generator according to a tenth embodiment of the present invention.

【図14】従来の発電装置の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a conventional power generation device.

【図15】燃焼排ガス温度(横軸)と管路表面温度(縦
軸)による腐食の関係を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing the relationship between corrosion by combustion exhaust gas temperature (horizontal axis) and pipe surface temperature (vertical axis).

【図16】伝熱管表面温度に対する腐食速度を示す図で
あり、曲線Aは従来の直接熱交換方法を示し、曲線Bは
本発明の間接熱交換方法を示す。
FIG. 16 is a graph showing a corrosion rate with respect to a heat transfer tube surface temperature, wherein a curve A shows a conventional direct heat exchange method, and a curve B shows an indirect heat exchange method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 燃焼炉又はガス化溶融炉若しくはガス化炉 12,53 熱交換器 13,54 廃熱ボイラ 14,56 蒸気タービン 15,58 空気予熱器 20 伝熱外管 21 伝熱内管 21a 外筒 21b 内筒 51 流動床ガス化炉 52 溶融炉 55 輻射伝熱部 60,61 バルブ 62 オリフィス 63 高温空気加熱器 64 スーパーヒータ 65 冷却配管 Reference Signs List 11 combustion furnace or gasification melting furnace or gasification furnace 12, 53 heat exchanger 13, 54 waste heat boiler 14, 56 steam turbine 15, 58 air preheater 20 heat transfer outer tube 21 heat transfer inner tube 21a outer tube 21b Cylinder 51 Fluidized bed gasifier 52 Melting furnace 55 Radiant heat transfer unit 60, 61 Valve 62 Orifice 63 High temperature air heater 64 Super heater 65 Cooling pipe

フロントページの続き (72)発明者 廣勢 哲久 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 内野 章 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 藤並 晶作 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 松岡 慶 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 Fターム(参考) 3G081 BA02 BB00 BC13 BD00 3L103 AA35 AA44 BB05 CC18 CC27 DD38 Continued on the front page (72) Inventor Tetsuhisa Hirose 11-1 Haneda Asahimachi, Ota-ku, Tokyo Inside the Ebara Corporation (72) Inventor Akira Uchino 11-1 Asahi-cho Haneda, Ota-ku, Tokyo Ebara Corporation (72) Inventor Akisaku Fujinami 11-1 Haneda Asahimachi, Ota-ku, Tokyo Inside Ebara Corporation (72) Inventor Kei Kei Matsuoka 11-1 Haneda Asahi-cho, Ota-ku Tokyo (Reference) 3G081 BA02 BB00 BC13 BD00 3L103 AA35 AA44 BB05 CC18 CC27 DD38

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃焼排ガスに接触する伝熱外管内に、内
部に蒸気を流す伝熱内管を納め、上記伝熱外管と伝熱内
管との間に熱媒体を介在させたことを特徴とする熱交換
器。
1. A heat transfer inner tube for flowing steam therein is placed in a heat transfer outer tube that comes into contact with combustion exhaust gas, and a heat medium is interposed between the heat transfer outer tube and the heat transfer inner tube. Characterized heat exchanger.
【請求項2】 上記熱媒体は、空気又は窒素ガスである
ことを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
2. The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat medium is air or nitrogen gas.
【請求項3】 上記熱媒体は、固体粒子であることを特
徴とする請求項1に記載の熱交換器。
3. The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat medium is solid particles.
【請求項4】 上記伝熱外管は、耐熱鋳鋼又はセラミッ
クスから形成されていることを特徴とする請求項1に記
載の熱交換器。
4. The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat transfer outer tube is made of heat-resistant cast steel or ceramics.
【請求項5】 上記伝熱外管は、耐熱金属から形成され
ていることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
5. The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat transfer outer tube is formed of a heat-resistant metal.
【請求項6】 上記燃焼排ガスの温度を1000℃乃至
1300℃とし、上記燃焼排ガスに接触する伝熱外管の
外表面の温度を700℃以上としたことを特徴とする請
求項1に記載の熱交換器。
6. The method according to claim 1, wherein the temperature of the flue gas is 1000 ° C. to 1300 ° C., and the temperature of the outer surface of the heat transfer outer tube in contact with the flue gas is 700 ° C. or higher. Heat exchanger.
【請求項7】 上記蒸気は、上記熱交換器による熱交換
後の燃焼排ガスを廃熱ボイラに供給して生成したもので
あることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
7. The heat exchanger according to claim 1, wherein the steam is generated by supplying a flue gas after heat exchange by the heat exchanger to a waste heat boiler.
【請求項8】 燃焼器において発生した燃焼排ガスを廃
熱ボイラに供給して蒸気を生成し、該蒸気を蒸気タービ
ンに供給して該蒸気タービンに接続された発電機により
発電する発電装置において、 上記請求項1から6のいずれか1項に記載の熱交換器を
備え、該熱交換器により熱交換された後の燃焼排ガスを
上記廃熱ボイラに供給するとともに、該廃熱ボイラは該
供給された燃焼排ガスによって生成した蒸気を上記熱交
換器に供給することを特徴とする発電装置。
8. A power generation device that supplies combustion exhaust gas generated in a combustor to a waste heat boiler to generate steam, supplies the steam to a steam turbine, and generates power by a generator connected to the steam turbine. The heat exchanger according to any one of claims 1 to 6, wherein the waste heat boiler supplies the combustion exhaust gas after heat exchange by the heat exchanger to the waste heat boiler. A power generator, wherein steam generated by the generated combustion exhaust gas is supplied to the heat exchanger.
JP2000092141A 2000-03-29 2000-03-29 Heat exchanger and electric power generator comprising it Pending JP2001280863A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000092141A JP2001280863A (en) 2000-03-29 2000-03-29 Heat exchanger and electric power generator comprising it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000092141A JP2001280863A (en) 2000-03-29 2000-03-29 Heat exchanger and electric power generator comprising it

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001280863A true JP2001280863A (en) 2001-10-10
JP2001280863A5 JP2001280863A5 (en) 2004-12-09

Family

ID=18607516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000092141A Pending JP2001280863A (en) 2000-03-29 2000-03-29 Heat exchanger and electric power generator comprising it

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001280863A (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010091133A (en) * 2008-10-03 2010-04-22 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd Waste treatment facility and method of utilizing recovered heat in waste treatment facility
JP2011163647A (en) * 2010-02-09 2011-08-25 Covalent Materials Corp Heat exchange device
JP2012097991A (en) * 2010-11-04 2012-05-24 Covalent Materials Corp Heat exchanger
CN103225810A (en) * 2012-01-31 2013-07-31 月岛机械株式会社 A pressurized fluidized furnace
JP2014043994A (en) * 2012-08-27 2014-03-13 Kawasaki Heavy Ind Ltd Heat exchanger for heat recovery, heat recovery unit, and combustion plant
JP2014139504A (en) * 2013-01-14 2014-07-31 Martin Gmbh Fuer Umwelt & Energietechnik Method and apparatus for protecting heat exchange pipe and ceramic constituent member
JP2016156545A (en) * 2015-02-24 2016-09-01 株式会社神鋼環境ソリューション Energy recovery device and waste incineration facility
WO2017170661A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 日立造船株式会社 Stoker-type garbage incinerator provided with waste heat recovery boiler
JP2018044728A (en) * 2016-09-15 2018-03-22 日本山村硝子株式会社 System for recovering heat of exhaust gas
WO2018181325A1 (en) * 2017-03-28 2018-10-04 住友重機械工業株式会社 Air preheater
CN116845933A (en) * 2023-09-01 2023-10-03 山西中能天胜科技有限公司 Power distribution system based on steam heat exchange coupling electrode heating fused salt

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010091133A (en) * 2008-10-03 2010-04-22 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd Waste treatment facility and method of utilizing recovered heat in waste treatment facility
JP2011163647A (en) * 2010-02-09 2011-08-25 Covalent Materials Corp Heat exchange device
JP2012097991A (en) * 2010-11-04 2012-05-24 Covalent Materials Corp Heat exchanger
CN103225810A (en) * 2012-01-31 2013-07-31 月岛机械株式会社 A pressurized fluidized furnace
CN103225810B (en) * 2012-01-31 2017-05-24 月岛机械株式会社 A pressurized fluidized furnace
JP2014043994A (en) * 2012-08-27 2014-03-13 Kawasaki Heavy Ind Ltd Heat exchanger for heat recovery, heat recovery unit, and combustion plant
JP2014139504A (en) * 2013-01-14 2014-07-31 Martin Gmbh Fuer Umwelt & Energietechnik Method and apparatus for protecting heat exchange pipe and ceramic constituent member
JP2016156545A (en) * 2015-02-24 2016-09-01 株式会社神鋼環境ソリューション Energy recovery device and waste incineration facility
WO2017170661A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 日立造船株式会社 Stoker-type garbage incinerator provided with waste heat recovery boiler
CN108779913A (en) * 2016-03-31 2018-11-09 日立造船株式会社 It is provided with the stoker fired grate formula waste incinerator of heat recovery boiler
JPWO2017170661A1 (en) * 2016-03-31 2019-02-07 日立造船株式会社 Stoker waste incinerator equipped with a waste heat recovery boiler
EP3438534A4 (en) * 2016-03-31 2019-12-18 Hitachi Zosen Corporation Stoker-type garbage incinerator provided with waste heat recovery boiler
CN108779913B (en) * 2016-03-31 2020-09-22 日立造船株式会社 Mechanical grate type garbage incinerator provided with waste heat recovery boiler
JP2018044728A (en) * 2016-09-15 2018-03-22 日本山村硝子株式会社 System for recovering heat of exhaust gas
WO2018181325A1 (en) * 2017-03-28 2018-10-04 住友重機械工業株式会社 Air preheater
JPWO2018181325A1 (en) * 2017-03-28 2020-02-06 住友重機械工業株式会社 Air preheater
CN116845933A (en) * 2023-09-01 2023-10-03 山西中能天胜科技有限公司 Power distribution system based on steam heat exchange coupling electrode heating fused salt
CN116845933B (en) * 2023-09-01 2023-11-28 山西中能天胜科技有限公司 Power distribution system based on steam heat exchange coupling electrode heating fused salt

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6381962B1 (en) Method and apparatus for generating electric power by combusting wastes
CN109838794A (en) A kind of water-cooling jacket incinerator and method handling salt bearing liquid wastes and exhaust gas
JP2001280863A (en) Heat exchanger and electric power generator comprising it
JP3936824B2 (en) Waste heat recovery boiler and waste treatment facility
CN101225961A (en) Anticorrosion superheater for refuse incineration exhaust-heating boiler
WO2005040439A1 (en) Incineration apparatus and gasification apparatus
JPH11218005A (en) Combined power generation system utilizing waster as fuel
JP2001520360A (en) Waste combustion power generation method and apparatus
CN102137915A (en) Method of coal gasification and direct ironmaking and system therefor
EP0662191B1 (en) Method and plant for producing high steam temperatures when burning problematic fuels
JP2007002825A (en) Waste power generation method
JP5421567B2 (en) Waste treatment facilities and methods of using recovered heat in waste treatment facilities
JPH109545A (en) Waste-burning boiler
JP2000297613A (en) Method and device of power generation by waste combustion
JP2000320817A (en) Waste combustion based power generation method and system
JPWO2002035151A1 (en) Incineration or gasification equipment using high temperature corrosion resistant alloy
JP2000140796A (en) Method and device for pyrolytic melting of waste
JPH11294737A (en) Heat exchanger
JP3276271B2 (en) Superheated steam production equipment using waste incineration heat
JP2005330370A (en) Indirectly heating-type fluidized bed gasification system
JP2003213277A (en) Thermal decomposition and gasification system for waste
JPH11118124A (en) Fluidized gassifying/melting apparatus, and method thereof
JPS61207493A (en) Coal gasifying apparatus
JP4414514B2 (en) High-efficiency waste power generation system
JP2001280615A (en) Melting furnace

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061106

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20061114

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Effective date: 20070306

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02