JP2000257807A - Fluidized layer heat exchanger - Google Patents

Fluidized layer heat exchanger

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JP2000257807A JP11058709A JP5870999A JP2000257807A JP 2000257807 A JP2000257807 A JP 2000257807A JP 11058709 A JP11058709 A JP 11058709A JP 5870999 A JP5870999 A JP 5870999A JP 2000257807 A JP2000257807 A JP 2000257807A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluidized layer heat exchanger reducing the corrosion of a relatively high-temperature heat exchanger such as a super-heater or the like in a circulating fluidized bed boiler. SOLUTION: In a fluidized layer heat exchanger 140, separating particles from two-phase stream containing combustion gas and the particles produced in the furnace 110 of a circulating fluidized bed boiler 110 and recovering heat from at least one part of the separated particles, then, supplying the particles into the furnace 100 again after recovering heat, an upstream side first chamber and a downstream side second chamber are provided in the fluidized layer heat exchanger 140 in reference to the moving direction in the fluidized layer heat exchanger 140 of the particles running from the fluidized layer heat exchanger 140 toward the furnace 110 while a first heat exchanger 144, through which relatively low temperature operating fluid flows, is arranged in the first chamber and a second heat exchanger 146, through which relatively high temperature operating fluid flows, is arranged in the second chamber.

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】本発明は循環流動層ボイラ等
における過熱器等の相対的に高温の熱交換器の腐食を軽
減した流動層熱交換器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluidized bed heat exchanger in which corrosion of a relatively high temperature heat exchanger such as a superheater in a circulating fluidized bed boiler or the like is reduced.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から流動層ボイラにおける過熱器、
再熱器等の熱交換器の配置には、 (1)火炉内およびサイクロン下流の煙道内に過熱器を
設ける構成 (2)サイクロンで分離した粒子の一部または全部を、
火炉とは独立させて設けられた流動層熱交換器に導入
し、ボイラへ供給される燃焼用空気の一部を用いて流動
層熱交換器内に流動層を形成し、該流動層内に過熱器や
蒸発管を配設する構成が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a superheater in a fluidized-bed boiler,
The arrangement of a heat exchanger such as a reheater includes: (1) a configuration in which a superheater is provided in a furnace and a flue downstream of a cyclone. (2) a part or all of particles separated by a cyclone;
It is introduced into a fluidized bed heat exchanger provided independently of the furnace, and forms a fluidized bed in the fluidized bed heat exchanger using a part of the combustion air supplied to the boiler. A configuration in which a superheater and an evaporation tube are provided is known.

【0003】腐食成分を含有した燃料、典型的には産業
廃棄物や都市ゴミ、RDF等を燃焼すると、排ガス中に
塩化水素ガスや塩素ガスの腐食性ガスが生成される。
(1)の構成のように、腐食性ガスが高温下で存在する
燃焼器内部や煙道中に高温となる過熱器を配設すると、
この過熱器は激しい高温腐食を受けることが知られてい
る。そこで、(2)の構成のように、煙道には比較的低
温の過熱器を配設し、高温の過熱器は火炉とは独立した
熱交換器室内に設ける構成を採用することが検討されて
おり、特に、廃棄物焚き流動層ボイラでは一般的な構成
となっている。
[0003] When burning fuel containing corrosive components, typically industrial waste, municipal waste, RDF, etc., corrosive gases such as hydrogen chloride gas and chlorine gas are generated in exhaust gas.
As in the configuration of (1), if a superheater that becomes hot inside a combustor or flue where corrosive gas exists at high temperature is installed,
This superheater is known to undergo severe hot corrosion. Therefore, it has been studied to adopt a configuration in which a relatively low-temperature superheater is provided in the flue and the high-temperature superheater is provided in a heat exchanger room independent of the furnace as in the configuration of (2). In particular, it has a general configuration for waste-fired fluidized-bed boilers.

【0004】一般的に、流動層内では粒子の混合、拡散
が良好であり、層内温度は均一に保たれると言われてい
る。巨視的には流動層内部は均一な温度分布を有してい
ると言いえるが、流動層熱交換器のように高温粒子が流
動層内部の特定部位に導入される場合には、熱交換器の
室内に粒子の温度分布が形成され、サイクロンから高温
の粒子が供給される部分が局部的に高温となり、粒子を
排出する側が低温となる。そこで、通常は伝熱面の効率
的な配置を考慮して高温側に高温過熱器が配置され低温
側に蒸発器が配置されている。
Generally, it is said that particles are well mixed and diffused in a fluidized bed, and the temperature in the bed is kept uniform. Macroscopically, it can be said that the inside of the fluidized bed has a uniform temperature distribution, but when high-temperature particles are introduced into a specific portion inside the fluidized bed as in a fluidized bed heat exchanger, the heat exchanger A temperature distribution of the particles is formed in the chamber, and a portion where the high-temperature particles are supplied from the cyclone locally has a high temperature, and a portion from which the particles are discharged has a low temperature. Therefore, usually, a high-temperature superheater is arranged on the high-temperature side and an evaporator is arranged on the low-temperature side in consideration of efficient arrangement of the heat transfer surface.

【0005】図3に従来技術による流動層熱交換器を示
す。図3において、循環流動層ボイラは、火炉10と、
該火炉10から排出される燃焼ガスと粒子とを含む固気
二相流から粒子を分離するためのサイクロン12と、粒
子の分離された燃焼ガスを煙突(図示せず)へ導くため
の煙道14とを具備している。煙道14には低温過熱器
16および節炭器18が配設されている。
FIG. 3 shows a conventional fluidized bed heat exchanger. In FIG. 3, the circulating fluidized bed boiler includes a furnace 10,
A cyclone 12 for separating particles from a gas-solid two-phase flow containing combustion gas and particles discharged from the furnace 10, and a flue for guiding the separated combustion gas to a chimney (not shown). 14 is provided. The stack 14 is provided with a low-temperature superheater 16 and a economizer 18.

【0006】サイクロン12は導管20を介してシール
ポット22に接続されており、シールポット22は、導
管24を介して火炉10に接続されると共に、灰取出調
整弁26および導管26aを介して、火炉10とは独立
させて設けられた流動層熱交換器28に接続されてい
る。流動層熱交換器28へ供給された粒子は、該流動層
熱交換器28内で熱交換を行って冷却された後に、導管
34を介して火炉10へ再び戻される。
The cyclone 12 is connected to a seal pot 22 via a conduit 20, and the seal pot 22 is connected to the furnace 10 via a conduit 24, and is connected via a ash removal control valve 26 and a conduit 26a. It is connected to a fluidized bed heat exchanger 28 provided independently of the furnace 10. The particles supplied to the fluidized bed heat exchanger 28 are cooled by performing heat exchange in the fluidized bed heat exchanger 28, and then returned to the furnace 10 via the conduit 34.

【0007】従来技術では、流動層熱交換器28内に
は、高温過熱器30と、蒸発器32が配設されている。
より詳細には、高温過熱器30は、流動層熱交換器28
内における粒子の該流動層熱交換器28から火炉10へ
向かう流れに関して上流側の高温部に配設されており、
蒸発器32は下流側の低温部に配設されている。
In the prior art, a high-temperature superheater 30 and an evaporator 32 are provided in a fluidized-bed heat exchanger 28.
More specifically, the high-temperature superheater 30 is connected to the fluidized-bed heat exchanger 28.
Is disposed in the high-temperature portion on the upstream side with respect to the flow of particles in the flow from the fluidized bed heat exchanger 28 to the furnace 10;
The evaporator 32 is disposed in the low temperature section on the downstream side.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、流動層熱交
換器28内において高温側に配設された過熱器30の一
部は、サイクロン12からの約850〜900°Cの高
温の粒子と直接接触するので、その表面において高温腐
食が観察されることがある。更に、流動層熱交換器28
を経由して再び火炉10内に供給される粒子は、蒸発器
32との接触により低温となるので、流動層ボイラの運
転条件によっては、流動層熱交換器28から火炉10へ
循環する粒子温度が過度に低温となり、そのために、火
炉内燃焼温度の低下をもたらすことがある。
However, a part of the superheater 30 disposed on the high temperature side in the fluidized bed heat exchanger 28 directly contacts the high temperature particles of about 850 to 900 ° C. from the cyclone 12. Due to the contact, hot corrosion may be observed on the surface. Further, the fluidized bed heat exchanger 28
The particles supplied to the furnace 10 again through the furnace become low temperature by contact with the evaporator 32, and therefore, depending on the operating conditions of the fluidized bed boiler, the particle temperature circulating from the fluidized bed heat exchanger 28 to the furnace 10 Can become too cold, which can lead to a decrease in furnace firing temperature.

【0009】本発明は、こうした従来技術の問題を解決
することを技術課題としており、循環流動層ボイラにお
ける過熱器等の相対的に高温の熱交換器の腐食を軽減し
た流動層熱交換器を提供することを目的としている。
An object of the present invention is to solve the problems of the prior art. A fluidized bed heat exchanger in which corrosion of a relatively high temperature heat exchanger such as a superheater in a circulating fluidized bed boiler is reduced. It is intended to provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
は、高温の粒子を供給して流動層を形成し熱回収を行う
流動層熱交換器において、熱交換後に流動層熱交換器か
ら外部へ排出される粒子の前記流動層熱交換器内での移
動方向に関して、流動層熱交換器内に上流側の第1の室
と下流側の第2の室とを設け、第1の室に相対的に低温
の作動流体の流通する第1の熱交換器を配設し、第2の
室に相対的に高温の作動流体の流通する第2の熱交換器
を配設したことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a fluidized bed heat exchanger for forming a fluidized bed and recovering heat by supplying high-temperature particles. A first chamber on the upstream side and a second chamber on the downstream side are provided in the fluidized-bed heat exchanger with respect to the moving direction of the particles discharged to the outside in the fluidized-bed heat exchanger; That a first heat exchanger through which a relatively low temperature working fluid flows is disposed in the chamber, and a second heat exchanger through which a relatively high temperature working fluid flows is disposed in the second chamber. Features.

【0011】前記第2の熱交換機は過熱器と再熱器の何
れか一方、若しくは、その両者とすることができ、前記
第1の熱交換器は蒸発器、節炭器、低温過熱器の何れか
1つ、若しくは、その組合せとすることができる。
The second heat exchanger can be either a superheater or a reheater, or both, and the first heat exchanger can be an evaporator, a economizer, or a low-temperature superheater. Any one or a combination thereof can be used.

【0012】好ましくは、前記第1の室内に流動層と静
止層とを同時に形成できるようにして、第1の室に配設
された第1の熱交換器における熱交換量を調節できるよ
うにする。更に好ましくは、前記第2の熱交換器の蒸気
入口を前記粒子の移動方向に関して上流側に配置する。
[0012] Preferably, a fluidized bed and a stationary bed can be simultaneously formed in the first chamber so that the amount of heat exchange in the first heat exchanger provided in the first chamber can be adjusted. I do. More preferably, the steam inlet of the second heat exchanger is located upstream with respect to the moving direction of the particles.

【0013】本発明は、循環流動層ボイラの火炉内で生
成された燃焼ガスと粒子とを含む二相流から粒子を分離
し、分離された粒子の少なくとも一部にて流動層を形成
して熱回収を行い、熱回収後に粒子を再び火炉内に供給
する流動層熱交換器に適用できる。この場合前記流動層
熱交換器から前記火炉へ向かう粒子の前記流動層熱交換
器内での移動方向に関して上流側に第1の室を、下流側
に第2の室を配置する。
The present invention separates particles from a two-phase flow containing combustion gas and particles generated in a furnace of a circulating fluidized bed boiler, and forms a fluidized bed with at least a part of the separated particles. The present invention can be applied to a fluidized bed heat exchanger in which heat recovery is performed and particles are supplied again into the furnace after the heat recovery. In this case, a first chamber is arranged on the upstream side and a second chamber is arranged on the downstream side with respect to the moving direction of the particles from the fluidized bed heat exchanger toward the furnace in the fluidized bed heat exchanger.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】まず、図1を参照すると、本発明
実施形態による循環流動層ボイラ100は、火炉110
と、該火炉110から排出される燃焼ガスと粒子とを含
む固気二相流から粒子を分離するためのサイクロン12
0と、粒子の分離された燃焼ガスを煙突(図示せず)へ
導くための煙道130とを具備している。煙道130に
は低温過熱器132および節炭器134が配設されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. 1, a circulating fluidized bed boiler 100 according to an embodiment of the present invention
And a cyclone 12 for separating particles from a gas-solid two-phase flow containing combustion gas and particles discharged from the furnace 110.
0 and a flue 130 for directing the separated combustion gases to a chimney (not shown). The flue 130 is provided with a low-temperature superheater 132 and a economizer 134.

【0015】サイクロン120は導管122を介してシ
ールポット126に接続されており、シールポット12
6は、導管124を介して火炉110に接続されると共
に、灰取出調整弁128および導管128aを介して、
火炉110とは独立させて設けられた流動層熱交換器1
40に接続されている。流動層熱交換器140は、隔壁
142により第1と第2の室に区画形成されている。よ
り詳細には、流動層熱交換器140から火炉110へ向
かう流動層熱交換器140内での粒子の移動方向に関し
て、上流側に第1の室が設けられ下流側に第2の室が設
けられている。本実施形態では、第1の室内に第1の熱
交換器としての蒸発器144が配設され、第2の室内に
第2の熱交換器としての高温過熱器146が配設されて
いる。
The cyclone 120 is connected to a seal pot 126 via a conduit 122,
6 is connected to the furnace 110 via a conduit 124, and via an ash removal control valve 128 and a conduit 128a,
Fluidized bed heat exchanger 1 provided independently of furnace 110
40. The fluidized bed heat exchanger 140 is divided into a first chamber and a second chamber by a partition wall 142. More specifically, with respect to the moving direction of the particles in the fluidized bed heat exchanger 140 from the fluidized bed heat exchanger 140 to the furnace 110, a first chamber is provided on the upstream side and a second chamber is provided on the downstream side. Have been. In the present embodiment, an evaporator 144 as a first heat exchanger is provided in a first room, and a high-temperature superheater 146 as a second heat exchanger is provided in a second room.

【0016】流動層熱交換器140は、管路160を介
してブロア、ファン、コンプレッサ等の空気供給源(図
示せず)に接続されており、燃焼用空気は空気供給源か
ら管路160、流動層熱交換器140、空気供給管路1
62を介して火炉110に供給される。燃焼用空気は、
従来公知となっているように、一次空気、二次空気に分
けられ、炉底から一次空気、火炉110内において中間
部位から二次空気が供給される。また、火炉110への
燃焼用空気の全てを流動層熱交換器140を通して供給
しても、或いは、その一部を直接火炉110に供給し、
残りを流動層熱交換器140から供給するようにしても
よい。
The fluidized bed heat exchanger 140 is connected to an air supply source (not shown) such as a blower, a fan, and a compressor via a pipe 160, and combustion air is supplied from the air supply to the pipe 160, Fluidized bed heat exchanger 140, air supply line 1
It is supplied to the furnace 110 via 62. The combustion air is
As conventionally known, the air is divided into primary air and secondary air, and the primary air is supplied from the furnace bottom, and the secondary air is supplied from an intermediate portion in the furnace 110. Further, all of the combustion air to the furnace 110 may be supplied through the fluidized bed heat exchanger 140, or a part of the air may be directly supplied to the furnace 110,
The remainder may be supplied from the fluidized bed heat exchanger 140.

【0017】以下、本実施形態の作用を説明する。従来
公知となっているように、循環流動層ボイラでは、火炉
110内にでは、燃料の灰分を主成分として他に未燃の
チャー、脱硫反応で生成された硫酸カルシウム、石灰石
から生成された酸化カルシウム等を含む粒子と空気とが
高温、高速の固気二相流を形成して火炉110内を上昇
する。火炉110から排出された固気二相流はサイクロ
ン120において、粒子と、燃焼ガスとに分離される。
サイクロン120において分離された燃焼ガスは、煙道
130内に配設された低温過熱器132、節炭器134
を通過する際に熱交換により冷却され煙突(図示せず)
から大気へ放出される。なお、詳細には図示されていな
いが、燃料としての廃棄物は、火炉内部において下方部
位の一次燃焼領域に供給される。
The operation of this embodiment will be described below. As is conventionally known, in a circulating fluidized-bed boiler, in a furnace 110, ash of fuel is a main component, and unburned char, calcium sulfate generated by a desulfurization reaction, and oxidation generated from limestone are used. The particles containing calcium and the like and air form a high-temperature, high-speed solid-gas two-phase flow and rise in the furnace 110. The solid-gas two-phase flow discharged from the furnace 110 is separated into particles and combustion gas in the cyclone 120.
The combustion gas separated in the cyclone 120 is supplied to the low-temperature superheater 132 and the economizer 134 disposed in the flue 130.
Cooled by heat exchange when passing through the chimney (not shown)
Emitted from the atmosphere. Although not shown in detail, waste as fuel is supplied to a lower primary combustion area inside the furnace.

【0018】サイクロン120において分離された粒子
は、導管122によりシールポット126へ移送され、
その一部がシールポット126から導管124を介して
再び火炉110へ供給され、残りが灰取出調整弁12
8、導管128aを介して流動層熱交換器140に供給
される。こうして、流動層熱交換器140に供給された
粒子は、流動層熱交換器140内に溜まり、管路160
からの燃焼用空気により流動化して流動層を形成する。
第1の室内の粒子は、この流動化のために隔壁142を
越えて第2の室へ移動する。第2室から火炉110への
粒子の移動は、例えば、シールポット等を利用して行う
ことができる。
The particles separated in the cyclone 120 are transferred by a conduit 122 to a seal pot 126,
A part thereof is supplied again from the seal pot 126 to the furnace 110 via the conduit 124, and the rest is supplied to the ash removal control valve 12.
8. It is supplied to the fluidized bed heat exchanger 140 via the conduit 128a. Thus, the particles supplied to the fluidized bed heat exchanger 140 accumulate in the fluidized bed heat exchanger 140, and
To form a fluidized bed.
Particles in the first chamber move across the partition 142 to the second chamber for this fluidization. The movement of the particles from the second chamber to the furnace 110 can be performed using, for example, a seal pot.

【0019】ここで、図1に示すように、導管128a
は、流動層熱交換器140において偏った位置に接続さ
れており、図1において右側が高温側となり左側が低温
側となる。つまり、本実施形態では上流の第1の室が高
温側となり、下流の第2の室が低温側となる。より詳細
には、流動層熱交換器140の第1の室内へ供給される
粒子は、約850〜900°Cの温度を有しているが、
第1の室内に配設された蒸気管との熱交換により冷却さ
れ、約750°Cの温度にて第2の室へ移動する。第2
の室に移動した粒子は、そこで高温過熱器146との熱
交換により更に冷却され、燃焼用空気と共に空気供給管
路162を介して火炉110へ再び供給される。
Here, as shown in FIG.
Are connected to one side in the fluidized bed heat exchanger 140, and the right side is the high temperature side and the left side is the low temperature side in FIG. That is, in the present embodiment, the upstream first chamber is on the high temperature side, and the downstream second chamber is on the low temperature side. More specifically, the particles fed into the first chamber of the fluidized bed heat exchanger 140 have a temperature of about 850-900 ° C,
It is cooled by heat exchange with a steam pipe arranged in the first chamber and moves to the second chamber at a temperature of about 750 ° C. Second
The particles moved to the chamber are further cooled there by heat exchange with the high-temperature superheater 146, and are again supplied to the furnace 110 via the air supply line 162 together with the combustion air.

【0020】高温過熱器146を流通する作動流体は相
対的に高温の蒸気であるために、高温加熱器146は熱
的に厳しい条件となり、その表面において高温腐食が発
生し易くなる。然しながら、本実施形態によれば、高温
過熱器146は流動層熱交換器140内において低温側
の第2の室内に配置されているために、高温過熱器14
6の表面温度は、高温側の第1の室内に配置した場合と
比較して低下し、従来技術で問題となる局所的な高温部
も発生しなくなる。また、高温過熱器の蒸気入口を流動
層熱交換器内における粒子の移動方向に関して上流側に
配置する、つまり、熱交換により高温となった蒸気の出
口側を粒子の移動方向に関して下流側に配置することに
より、更に、高温過熱器の表面に局所的な高温部が形成
されることが防止できる。
Since the working fluid flowing through the high-temperature superheater 146 is relatively high-temperature steam, the high-temperature heater 146 is subjected to severe thermal conditions, and high-temperature corrosion is likely to occur on its surface. However, according to the present embodiment, since the high-temperature superheater 146 is disposed in the second room on the low-temperature side in the fluidized-bed heat exchanger 140, the high-temperature superheater 14
The surface temperature of No. 6 is lower than that in the case where it is disposed in the first room on the high temperature side, and a local high temperature portion which is a problem in the related art does not occur. In addition, the steam inlet of the high-temperature superheater is arranged on the upstream side in the moving direction of the particles in the fluidized bed heat exchanger, that is, the outlet side of the steam heated by the heat exchange is arranged on the downstream side in the moving direction of the particles. By doing so, it is possible to further prevent a local high-temperature portion from being formed on the surface of the high-temperature superheater.

【0021】一方、蒸発器144が第1の室内に配置さ
れてるために、従来技術のように流動層ボイラ100の
運転条件によって、流動層熱交換器から火炉110へ供
給される粒子温度が過度に低下して、火炉内温度が低下
することが防止される。また、蒸発器144内部を流通
する作動流体は、温度が相対的に低い水であるために、
蒸発器144を高温側の第1の室内に配置してもその表
面温度は低く高温腐食の問題は生じない。
On the other hand, since the evaporator 144 is disposed in the first chamber, the temperature of the particles supplied from the fluidized-bed heat exchanger to the furnace 110 is excessive depending on the operating conditions of the fluidized-bed boiler 100 as in the prior art. And the furnace temperature is prevented from lowering. Further, since the working fluid flowing inside the evaporator 144 is water having a relatively low temperature,
Even if the evaporator 144 is disposed in the first room on the high temperature side, the surface temperature is low and the problem of high temperature corrosion does not occur.

【0022】ところで、火炉内温度を一定に維持する限
り火炉での熱吸収量は流動層ボイラ100の負荷によら
ずに概ね一定となり制御することができない。そのため
に、流動層ボイラ100の負荷を低減させる場合には、
流動層熱交換器140における熱交換量または熱吸収量
を減少させることにより制御しなければならない。こう
した場合、流動層熱交換器140へ供給する粒子量を減
少させることにより、流動層熱交換器140における熱
交換量を減少させることが従来から行われている。
By the way, as long as the temperature in the furnace is kept constant, the amount of heat absorbed in the furnace is almost constant irrespective of the load of the fluidized-bed boiler 100 and cannot be controlled. Therefore, when reducing the load of the fluidized bed boiler 100,
It must be controlled by reducing the amount of heat exchange or heat absorption in the fluidized bed heat exchanger 140. In such a case, the amount of heat exchange in the fluidized bed heat exchanger 140 is conventionally reduced by reducing the amount of particles supplied to the fluidized bed heat exchanger 140.

【0023】この制御方法は図1の実施形態においても
実施することが可能である。ところが、高温過熱器14
6が流動層熱交換器140の低温側の第2の室内に配置
されている構成では、流動層熱交換器140への粒子供
給量を減少させると、第2の室内の温度レベルが過度に
低下し、十分な過熱蒸気を得ることができなくなる問題
が生じる可能性がある。
This control method can be implemented also in the embodiment shown in FIG. However, the high-temperature superheater 14
In the configuration in which the fluid supply 6 is disposed in the second chamber on the low temperature side of the fluidized bed heat exchanger 140, when the supply amount of particles to the fluidized bed heat exchanger 140 is reduced, the temperature level in the second chamber becomes excessively high. There is a possibility that a problem may occur in which the temperature of the superheated steam decreases and sufficient superheated steam cannot be obtained.

【0024】次に、図2を参照して、この問題を解決し
た実施形態を説明する。図2は、流動層熱交換器140
を下側から見た風箱150の概略図である。図2におい
て風箱150は、流動層熱交換器140の第1の室に燃
焼用空気を供給する第1の風箱152と、第2の室に燃
焼用空気を供給する第2の風箱154とを有しており、
第1の風箱152は、第1から第3の小室152a、1
52b、152cを含んでいる。より詳細には、第1か
ら第3の小室152a、152b、152cは、図2に
おいて矢印で示す、流動層熱交換器140内における第
1の室から第2の室への粒子の移動方向に対して平行に
もうけられた2つの隔壁156a、156bにて画成さ
れている。
Next, an embodiment which solves this problem will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a fluidized bed heat exchanger 140.
Is a schematic view of the wind box 150 as viewed from below. In FIG. 2, a wind box 150 includes a first wind box 152 for supplying combustion air to a first chamber of the fluidized bed heat exchanger 140 and a second wind box for supplying combustion air to a second chamber. 154 and
The first wind box 152 includes first to third small chambers 152a,
52b and 152c. More specifically, the first to third small chambers 152a, 152b, 152c are arranged in the direction of movement of particles from the first chamber to the second chamber in the fluidized bed heat exchanger 140 as indicated by arrows in FIG. It is defined by two partition walls 156a and 156b provided in parallel.

【0025】流動層ボイラ100が全負荷にて運転され
ている間は、第1から第3の全ての小室152a、15
2b、152cを利用して燃焼用空気を供給し、流動層
ボイラ100が部分負荷にて運転されている間は、第1
と第3の小室152a、152cの何れか一方または両
方を閉鎖して、燃焼用空気を流動層熱交換器140へ供
給する。より詳細には、第1と第3の小室152a、1
52cの何れか一方を閉鎖することにより、第1の室内
に配設された蒸発器144は、その66%の伝熱面を利
用可能となり、第1と第3の小室152a、152cの
両方を閉鎖することにより、第1の室内に配設された蒸
発器144は、その33%の伝熱面を利用可能となる。
なお、本願の発明者は、何れの場合にも中間に配置され
た第2の小室152bを開いておき、第1室の中央部を
常に流動化させておくことが、粒子を第1の室から第2
の室へ移動させる観点から有利であることを発見した。
While the fluidized bed boiler 100 is operating at full load, all of the first to third small chambers 152a, 152
2b and 152c to supply combustion air, and while the fluidized-bed boiler 100 is operating at a partial load, the first
One or both of the first and second small chambers 152a and 152c are closed, and the combustion air is supplied to the fluidized bed heat exchanger 140. More specifically, the first and third compartments 152a,
By closing either one of 52c, the evaporator 144 disposed in the first chamber can use 66% of the heat transfer surface thereof, and both the first and third small chambers 152a and 152c are used. By closing, the evaporator 144 disposed in the first chamber has 33% of its heat transfer surface available.
In any case, the inventor of the present application opened the second small chamber 152b disposed in the middle and kept the central part of the first chamber fluidized at all times. From the second
Has been found to be advantageous from the viewpoint of moving to the room.

【0026】図2の実施形態によれば、流動層熱交換器
140への粒子流量を低下させなくとも、流動層熱交換
器140の第1の室内に流動層と静止層とを形成するこ
とにより、第1の室内に蒸発器144における熱吸収量
を変化させて、流動層ボイラ100の負荷を低下させる
ことが可能となる。第1の室内の蒸発器144の伝熱面
の配置、大きさを適切に選択することにより、広い負荷
状態において、流動層熱交換器140の第2の室へ移動
する粒子温度を適切な温度、例えば750°Cに維持す
ることが可能である。
According to the embodiment of FIG. 2, forming a fluidized bed and a stationary bed in the first chamber of the fluidized bed heat exchanger 140 without reducing the particle flow rate to the fluidized bed heat exchanger 140. Accordingly, it is possible to reduce the load on the fluidized-bed boiler 100 by changing the amount of heat absorbed in the evaporator 144 in the first chamber. By appropriately selecting the arrangement and size of the heat transfer surface of the evaporator 144 in the first chamber, the particle temperature moving to the second chamber of the fluidized bed heat exchanger 140 can be adjusted to an appropriate temperature under a wide load condition. , For example, at 750 ° C.

【0027】既述の実施形態では、流動層熱交換器14
0内の第1の室内に配設される第1の熱交換器として蒸
発器の例について説明したが、本発明はこれに限定され
ず、低温過熱器や節炭器を配設してもよい。また、第2
の室内に配設される第2の熱交換器は高温過熱器に限定
されず再熱器であってもよい。更には、第1と第2の熱
交換器は、上記の熱交換器の組み合わせであってもよ
い。要は、高温側となる第1の室内に相対的に低温の作
動流体が流通する熱交換器を配設し、これにより第2の
室内に流入する粒子温度を低下させて、相対的に高温と
なる第2の熱交換器の表面を低下させ、以て高温腐食の
発生を防止できればよい。
In the embodiment described above, the fluidized bed heat exchanger 14
Although the example of the evaporator has been described as the first heat exchanger disposed in the first chamber in the chamber 0, the present invention is not limited to this, and even if a low-temperature superheater or a economizer is disposed. Good. Also, the second
The second heat exchanger provided in the room is not limited to the high-temperature superheater, and may be a reheater. Further, the first and second heat exchangers may be a combination of the above heat exchangers. In short, a heat exchanger through which a relatively low-temperature working fluid flows is disposed in the first chamber on the high-temperature side, thereby lowering the temperature of particles flowing into the second chamber, and It is only necessary to lower the surface of the second heat exchanger to prevent the occurrence of high-temperature corrosion.

【0028】また、既述の実施形態では、流動層熱交換
器140内は隔壁142により2分割されていたが、本
発明はこれに限定されず、3以上の室に分割することも
できる。更に、風箱150も三分割に限られず、4以上
の小室に分割してもよい。要は、流動層熱交換器140
の第1の室内に流動層と静止層とを同時に形成できれば
よい。これにより第1の熱交換器144における熱交換
量を制御し、第2の室内の粒子温度を低下させることな
く、流動層ボイラ100の負荷調節が可能となる。
Further, in the above-described embodiment, the inside of the fluidized bed heat exchanger 140 is divided into two by the partition wall 142, but the present invention is not limited to this, and may be divided into three or more chambers. Furthermore, the wind box 150 is not limited to three divisions, but may be divided into four or more small chambers. In short, the fluidized bed heat exchanger 140
It is sufficient that a fluidized bed and a stationary bed can be formed simultaneously in the first chamber. Thus, the amount of heat exchange in the first heat exchanger 144 is controlled, and the load of the fluidized-bed boiler 100 can be adjusted without lowering the particle temperature in the second chamber.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によれば、循環流動層ボイラにお
ける過熱器等の相対的に高温の熱交換器の腐食が軽減さ
れる。
According to the present invention, corrosion of a relatively high-temperature heat exchanger such as a superheater in a circulating fluidized bed boiler is reduced.

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

【図1】本発明実施形態による流動層ボイラの概略図で
ある。
FIG. 1 is a schematic view of a fluidized bed boiler according to an embodiment of the present invention.

【図2】他の実施形態による流動層熱交換器の下側から
見た風箱の概略図である。
FIG. 2 is a schematic view of a wind box viewed from below a fluidized bed heat exchanger according to another embodiment.

【図3】従来技術による流動層ボイラの概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram of a fluidized-bed boiler according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…流動層ボイラ 110…火炉 120…サイクロン 126…シールポット 130…煙道 132…低温過熱器 134…節炭器 140…流動層熱交換器 144…蒸発器 146…高温過熱器 Reference Signs List 100: fluidized bed boiler 110: furnace 120: cyclone 126: seal pot 130: flue 132: low temperature superheater 134: coal saving unit 140: fluidized bed heat exchanger 144: evaporator 146: high temperature superheater

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年4月23日(1999.4.2
3)
[Submission date] April 23, 1999 (1999.4.2
3)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0016[Correction target item name] 0016

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0016】流動層熱交換器140は、管路150を介
してブロア、ファン、コンプレッサ等の空気供給源(図
示せず)に接続されており、燃焼用空気は空気供給源か
ら管路160、流動層熱交換器140、空気供給管路1
62を介して火炉110に供給される。燃焼用空気は、
従来公知となっているように、一次空気、二次空気に分
けられ、炉底から一次空気、火炉110内において中間
部位から二次空気が供給される。また、火炉110への
二次空気の全てを流動層熱交換器140を通して供給し
ても、或いは、その一部を直接火炉110に供給し、残
りを流動層熱交換器140から供給するようにしてもよ
い。
The fluidized bed heat exchanger 140 is connected to an air supply source (not shown) such as a blower, a fan, and a compressor via a pipe 150, and combustion air is supplied from the air supply to the pipe 160, Fluidized bed heat exchanger 140, air supply line 1
It is supplied to the furnace 110 via 62. The combustion air is
As conventionally known, the air is divided into primary air and secondary air, and the primary air is supplied from the furnace bottom, and the secondary air is supplied from an intermediate portion in the furnace 110. In addition, the furnace 110
All of the secondary air may be supplied through the fluidized bed heat exchanger 140, or a part of the secondary air may be supplied directly to the furnace 110, and the remainder may be supplied from the fluidized bed heat exchanger 140.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0020[Correction target item name] 0020

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0020】高温過熱器146を流通する作動流体は相
対的に高温の蒸気であるために、高温熱器146は熱
的に厳しい条件となり、その表面において高温腐食が発
生し易くなる。然しながら、本実施形態によれば、高温
過熱器146は流動層熱交換器140内において低温側
の第2の室内に配置されているために、高温過熱器14
6の表面温度は、高温側の第1の室内に配置した場合と
比較して低下し、従来技術で問題となる局所的な高温部
も発生しなくなる。また、高温過熱器の蒸気入口を流動
層熱交換器内における粒子の移動方向に関して上流側に
配置する、つまり、熱交換により高温となった蒸気の出
口側を粒子の移動方向に関して下流側に配置することに
より、更に、高温過熱器の表面に局所的な高温部が形成
されることが防止できる。
[0020] For the working fluid flowing in the high-temperature superheater 146 is a relatively high-temperature steam, hot overheating 146 becomes thermally severe conditions, high-temperature corrosion is liable to occur at the surface. However, according to the present embodiment, since the high-temperature superheater 146 is disposed in the second room on the low-temperature side in the fluidized-bed heat exchanger 140, the high-temperature superheater 14
The surface temperature of No. 6 is lower than that in the case where it is disposed in the first room on the high temperature side, and a local high temperature portion which is a problem in the related art does not occur. In addition, the steam inlet of the high-temperature superheater is arranged on the upstream side in the moving direction of the particles in the fluidized bed heat exchanger, that is, the outlet side of the steam heated by the heat exchange is arranged on the downstream side in the moving direction of the particles. By doing so, it is possible to further prevent a local high-temperature portion from being formed on the surface of the high-temperature superheater.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 学 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 Fターム(参考) 3K064 AA06 AB01 AD05 AD08 AF10 BA07 BA15 BA17  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor: Manabu Miyamoto 1-1-1 Wadazakicho, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo F-term in Kobe Shipyard, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 3K064 AA06 AB01 AD05 AD08 AF10 BA07 BA15 BA17

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高温の粒子を供給して流動層を形成し熱
回収を行う流動層熱交換器において、 熱交換後に流動層熱交換器から外部へ排出される粒子の
前記流動層熱交換器内での移動方向に関して、流動層熱
交換器内に上流側の第1の室と下流側の第2の室とを設
け、第1の室に相対的に低温の作動流体の流通する第1
の熱交換器を配設し、第2の室に相対的に高温の作動流
体の流通する第2の熱交換器を配設したことを特徴とす
る流動層熱交換器。
1. A fluidized bed heat exchanger for supplying a high-temperature particle to form a fluidized bed and recovering heat, wherein the fluidized bed heat exchanger of particles discharged from the fluidized bed heat exchanger after heat exchange. A first chamber on the upstream side and a second chamber on the downstream side are provided in the fluidized bed heat exchanger with respect to the moving direction in the first chamber, and the first chamber through which the relatively low-temperature working fluid flows is provided in the first chamber.
A fluidized bed heat exchanger, wherein a second heat exchanger through which a relatively high temperature working fluid flows is disposed in the second chamber.
【請求項2】 前記第2の熱交換器が過熱器と再熱器の
何れか一方、若しくは、その両者であることを特徴とす
る請求項1に記載の流動層熱交換器。
2. The fluidized bed heat exchanger according to claim 1, wherein the second heat exchanger is one of a superheater and a reheater, or both of them.
【請求項3】 前記第1の熱交換器が蒸発器、節炭器、
低温過熱器の何れか1つ、若しくは、その組合せである
ことを特徴とする請求項1または2に記載の流動層熱交
換器。
3. The first heat exchanger is an evaporator, a economizer,
The fluidized bed heat exchanger according to claim 1, wherein the fluidized bed heat exchanger is any one of a low-temperature superheater or a combination thereof.
【請求項4】 前記第1の室内に流動層と静止層とを同
時に形成できるようにしたことを特徴とする請求項1か
ら3の何れか1項に記載の流動層熱交換器。
4. The fluidized bed heat exchanger according to claim 1, wherein a fluidized bed and a stationary bed can be simultaneously formed in the first chamber.
【請求項5】 前記第2の熱交換器の蒸気入口を前記粒
子の移動方向に関して上流側に配置したことを特徴とす
る請求項1から4の何れか1項に記載の流動層熱交換
器。
5. The fluidized bed heat exchanger according to claim 1, wherein a steam inlet of the second heat exchanger is arranged on an upstream side in a moving direction of the particles. .
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