JP2002517706A - 化石燃料用ボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、高温ガス側の水平煙道（６）に垂直煙道（８）が後置接続された化石燃料（Ｂ）用の燃焼室（４）を備えたボイラ（２）において、その製造費および組立費を特に安価にすることを課題とする。そのために本発明においては、燃焼室に水平煙道の高さに配置された多数のバーナ（３０）を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、高温ガス側において水平煙道に垂直煙道が後置接続されている化石
燃料用の燃焼室を備えたボイラに関する。

【０００２】 通常ボイラは、蒸気発生回路内を導かれる流れ媒体、例えば水・蒸気混合物を
蒸発させるために採用される。そのためにボイラは蒸発管を有し、その蒸発管の
加熱により蒸発管内を導かれる流れ媒体が蒸発する。

【０００３】 ボイラは、通常立て構造の燃焼室で形成されている。これは燃焼室が加熱媒体
あるいは高温ガスの、ほぼ垂直方向の貫流に対して設計されることを意味する。
その燃焼室には、高温ガス側に水平煙道が後置接続される。その場合、高温ガス
流が燃焼室から水平煙道に移行する際、その高温ガス流のほぼ水平流れ方向への
転向が行われる。しかしこの立て構造の燃焼室は、燃焼室が温度に条件づけられ
て長さ変化をするため、燃焼室をそこに懸垂する架台を必要とする。このことは
ボイラの製造および組立の際にかなり高い技術的経費を条件づけ、この経費はボ
イラの構造高さが高くなればなるほど大きくなる。

【０００４】 本発明の課題は、冒頭に述べた形式の化石燃料用ボイラを、特に僅かな製造費
および組立費で済むように改良することにある。

【０００５】 この課題は、本発明に基づいて、燃焼室が水平煙道の高さに配置された多数の
バーナを有していることによって解決される。

【０００６】 本発明は、特に安価な製造費および組立費で建設できるボイラは、単純な手段
で形成できる保持構造物を有さねばならないという考えから出発する。ボイラの
懸垂のために比較的安価な技術的経費で建設できる架台は、ボイラの特に低い構
造高さに伴い生ずる。ボイラの特に低い構造高さは、燃焼室を横構造に形成する
ことで得られる。そのためにバーナは、燃焼室壁に、水平煙道の高さで配置され
る。これに伴い、ボイラ運転中、燃焼室はほぼ水平方向に高温ガスで貫流される
。

【０００７】 バーナを燃焼室の正面に、即ち水平煙道への流出開口と反対側に位置する燃焼
室の側壁に配置すると有利である。そのように形成したボイラは、特に簡単に燃
料のバーンアップ（Ausbrand）長に合わせられる。ここで燃料のバーンアップ長
とは、所定の平均燃焼ガス温度における水平方向の燃焼ガス速度と、燃料のバー
ンアップ時間ｔ_Aとの積を意味する。各ボイラの最大のバーンアップ長は、ボイ
ラの全負荷運転中に生ずる。バーンアップ時間ｔ_Aは、例えば平均的粒度の微粉
炭粒子が所定の平均燃焼ガス温度で完全燃焼するのに必要な時間である。

【０００８】 水平煙道の材料損傷および例えば灰の付着による望ましくない汚れを特に少な
くするために、燃焼室の正面から水平煙道の入口部位までの距離によって規定さ
れる燃焼室の長さを、ボイラの全負荷運転中における燃料のバーンアップ長と少
なくとも同じとすると有利である。

【０００９】 本発明の有利な実施態様において、燃焼室の長さＬ（ｍ）は、燃焼室のＢＭＣ
Ｒ値Ｗ（ｋｇ／秒）、燃料のバーンアップ時間ｔ_A（秒）、燃焼室からの作動媒
体の出口温度Ｔ_BRK（℃）の関数として選定される。ここでＢＭＣＲとはボイラ
最大連続効率（Boiler maximum continuous rating）を意味し、ＢＭＣＲ値Ｗは
ボイラの最大連続出力に対して国際的に一般に利用されている用語である。これ
は設計出力、即ちボイラの全負荷運転中における出力に相当している。その場合
、所定のＢＭＣＲ値において燃焼室の長さＬに対して近似的に次の関数の大きな
値が適用される。 Ｌ（Ｗ、ｔ_A）＝（Ｃ₁＋Ｃ₂・Ｗ）・ｔ_A Ｌ（Ｗ、Ｔ_BRK）＝（Ｃ₃・Ｔ_BRK＋Ｃ₄）Ｗ＋Ｃ₅（Ｔ_BRK）²＋Ｃ₆・Ｔ_BRK＋Ｃ₇

【００１０】 ここで、Ｃ₁＝８ｍ／秒、Ｃ₂＝０．００５７ｍ／ｋｇ、Ｃ₃＝−１．９０５・
１０^-4（ｍ・秒）／（ｋｇ℃）、Ｃ₄＝０．２８５７（秒・ｍ）／ｋｇ、Ｃ₅＝３
・１０^-4ｍ／（℃）²、Ｃ₆＝−０．８４２１ｍ／℃そしてＣ₇＝６０３．４１２
５ｍである。

【００１１】 ここで「近似的」とは、それぞれの関数によって規定される値の＋２０％〜−
１０％が許容偏差であることを意味する。

【００１２】 燃焼室の正面と、燃焼室、水平煙道および／又は垂直煙道の側壁とは、垂直に
配置され互いに気密に溶接され流れ媒体が並列して供給される蒸発管ないしボイ
ラ管により形成すると有利である。

【００１３】 燃焼室の熱を、蒸発管内を導かれる流れ媒体に特に良好に熱伝達するため、多
数の蒸発管がその内周面に多条ねじを形成するリブを有すると有利である。その
場合、管中心線に対して垂直な平面と管内周面に配置されたリブとの成す勾配角
αが６０°、好適には５５°より小さくするとよい。即ち、内部リブなしの蒸発
管、所謂平滑管として形成され加熱された蒸発管において、所定の蒸気含有量か
らは管壁のぬれがもはや維持されない。このぬれが不足した際、管壁が所々で乾
いてしまう。そのような乾燥管壁への移行は、特別に制限された熱伝達挙動に伴
い熱伝達の危機の様相を呈するので、一般にこの個所における管壁温度は特に著
しく上昇する。しかし内部リブ付き管においては、平滑管に比べて、この熱伝達
の危機は蒸気の質量比＞０．９ではじめて、即ち蒸発の終了直前で生ずる。それ
は流れがスパイラル状リブによって旋回されることに起因する。異なる遠心力に
基づいて水分が蒸気分から分離され、管壁に押し付けられる。これにより大きな
蒸気含有量まで管壁のぬれが維持され、熱伝達危機の場所に高い流速が生ずる。
これは特に良好な熱伝達を生じさせ、その結果、管壁温度が大きく低下する。

【００１４】 隣接する蒸発管ないしボイラ管が帯金、所謂フィンを介して互いに気密に溶接
されていると有利である。そのフィン幅はボイラ管への入熱量に影響を与える。
従ってフィン幅は、好適にはボイラにおけるそれぞれの蒸発管ないしボイラ管の
位置に関係して予じめ設定できる高温ガス温度分布に合わされる。その温度分布
として、経験値で求められた典型的な温度分布あるいは例えば段階的温度分布の
ような大雑把な評価が利用される。フィン幅を適当に選定することにより、種々
の蒸発管ないしボイラ管がかなり不均一に加熱されても、全ての蒸発管ないしボ
イラ管への入熱量が、蒸発管ないしボイラ管の出口における温度差が特に小さく
保たれるような値にされる。このようにして早期の材料疲労は確実に防止される
。これにより、ボイラは特に長い寿命を示す。

【００１５】 本発明の有利な実施態様において、燃焼室の蒸発管の管内径は、燃焼室におけ
る蒸発管のそれぞれの位置に関係して選定される。このようにして燃焼室におけ
る蒸発管は、予め設定できる高温ガス温度分布に合わされる。これによって生じ
る蒸発管の貫流への影響によって、燃焼室の蒸発管の出口における温度差が特に
確実に小さく保たれる。

【００１６】 燃焼室の蒸発管に流れ媒体側において、流れ媒体に対する共通の入口管寄せを
前置接続し、共通の出口管寄せを後置接続するとよい。このように形成されたボ
イラは、並列接続された蒸発管間における確実な圧力バランスを可能にし、従っ
てその特に一様な貫流を可能にする。

【００１７】 燃焼室正面の蒸発管を、流れ媒体側において燃焼室側壁の蒸発管に前置接続す
ると有利である。これによってバーナの熱の、特に良好な利用が保証される。

【００１８】 水平煙道内に多数の過熱器を配置し、これらの過熱器を高温ガスの主流れ方向
に対しほぼ垂直に配置し、それらの流れ媒体貫流用の管を並列接続すると有利で
ある。懸垂構造で配置され、隔壁加熱器とも呼ばれるこれらの過熱器は、主に対
流加熱され、流れ媒体側において燃焼室の蒸発管に後置接続される。これによっ
て、バーナ熱の特に良好な利用が保証される。

【００１９】 垂直煙道が高温ガスの主流れ方向に対しほぼ垂直に配置された管により形成さ
れた多数の対流加熱器を有すると有利である。それらの管は、流れ媒体の貫流に
対して並列接続される。これらの対流加熱器も、主に対流加熱される。

【００２０】 更に、高温ガスの熱を特に完全に利用することを保証するため、垂直煙道がエ
コノマイザあるいは高圧予熱器を有していると有利である。

【００２１】 本発明によって得られる利点は、特にバーナを水平煙道の高さに配置すること
により、ボイラの構造高さを大幅に低くできることにある。これによって、この
ボイラの蒸気タービン設備への組込みは、ボイラから蒸気タービンまでの特に短
い接続管をも可能にする。燃焼室を、高温ガスのほぼ水平方向における貫流に対
して設計することによって、ボイラは著しくコンパクトな構造になる。その燃焼
室の長さは、化石燃料の熱の有効利用が保証されるように設計される。

【００２２】 以下図を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。各図において、同一部分
には同一符号が付してある。

【００２３】 図１に示す化石燃料用ボイラ２は、横形構造で有利には貫流ボイラとして形成
されている。このボイラ２は燃焼室４を有し、この燃焼室４には高温ガス側にお
いて水平煙道６を介して垂直煙道８が後置接続されている。燃焼室４の正面９お
よび側壁１０ａは、垂直に配置され互いに気密に溶接され流れ媒体Ｓが並列して
供給される多数の蒸発管１１によって形成されている。追加的に水平煙道６の側
壁１０ｂないし垂直煙道８の側壁１０ｃも、垂直に配置され互いに気密に溶接さ
れたボイラ管１２ａ、１２ｂから形成されている。この場合ボイラ管１２ａ、１
２ｂも同様にそれぞれ流れ媒体Ｓが並列して供給される。

【００２４】 蒸発管１１は、図２に詳細に示すように、その内周面にリブ４０を有し、この
リブ４０は多条ねじのように形成され、リブ高さＲを有している。蒸発管中心線
に対して垂直な平面４１と、管内周面に形成されたリブ４０との成す勾配角αは
５５°より小さい。これによって、特に管壁の温度が低い場合に、蒸発管１１内
を導かれる流れ媒体Ｓへの燃焼室４の熱の特に高い熱伝達が達成される。

【００２５】 隣接する蒸発管ないしボイラ管１１、１２ａ、１２ｂは、図１には詳細に示さ
ない方式で、フィンを介して互いに気密に溶接されている。即ち、そのフィン幅
の適当な選定によって、蒸発管ないしボイラ管１１、１２ａ、１２ｂの加熱に影
響が与えられる。従ってそれぞれのフィン幅は、ボイラにおける蒸発管ないしボ
イラ管１１、１２ａ、１２ｂの位置に関係して、予じめ設定できる高温ガス温度
分布に合わされる。その温度分布は、経験的に求められた典型的な温度分布ある
いは大雑把な評価でもよい。これによって、蒸発管ないしボイラ管１１、１２ａ
、１２ｂが大きく異なって加熱される場合も、蒸発管ないしボイラ管１１、１２
ａ、１２ｂの出口における温度差は特に小さく保たれる。このようにして材料疲
労を確実に防止し、これはボイラ２の長い寿命を保証する。

【００２６】 燃焼室４の蒸発管１１の管内径Ｄは、燃焼室４における蒸発管１１のそれぞれ
の位置に関係して選定される。このようにしてボイラ２は、追加的に蒸発管１１
の種々の強い加熱に合わされる。このような燃焼室４の蒸発管１１の設計は、特
に蒸発管１１の出口における温度差が特に小さく保たれるように、蒸発管１１の
貫流を特に確実に保証する。

【００２７】 燃焼室に蒸発管を配管敷設する際、互いに気密に溶接された個々の蒸発管１１
が、ボイラ２の運転中に非常に異なる加熱を受けることに注意する必要がある。
そのために、蒸発管１１の内部リブ、隣接する蒸発管１１とのフィン結合および
管内径Ｄについて、全ての蒸発管１１が異なった加熱にもかかわらずほぼ同じ出
口温度を有し、ボイラ２の全運転状態において蒸発管１１の十分な冷却が保証さ
れるように設計する。これは特に、ボイラ２を蒸発管１１を貫流する流れ媒体Ｓ
の比較的小さな質量流量密度を考慮して設計することによって保証される。フィ
ン結合および管内径Ｄの適当な選定によって、全圧力損失における摩擦圧力損失
分を、自然循環状態が生ずる程に小さくできる。即ち強く加熱される蒸発管１１
は、弱く加熱される蒸発管１１よりも強力に貫流されるようにする。これによっ
て、バーナ近くの、比較的強く加熱される蒸発管１１が（特に質量流量に関連し
て）燃焼室終端における比較的弱く加熱される蒸発管１１とほぼ同じ程度の熱を
吸収するようにできる。その場合内部リブは、蒸発管壁の十分な冷却が保証され
るように設計する。従って上述の処置により、全蒸発管１１はほぼ同じ出口温度
を示す。垂直煙道付きボイラにおいてそのようなボイラ構想は、例えば文献「Ｖ
ＧＢ−クラフトベルクステヒニーク７５（VGB-Kraftwerkstechnik 75）、１９９
５年、第４号、第３５３〜３５９頁で知られている。

【００２８】 流れ媒体側で、燃焼室４の蒸発管１１に流れ媒体Ｓの入口管寄せ１６が前置接
続され、出口管寄せ１８が後置接続されている。これによって並列接続された蒸
発管１１の圧力が平衡し、この圧力平衡は蒸発管１１の貫流を一様にさせる。

【００２９】 化石燃料Ｂの燃焼熱を特に良好に利用できるようにするため、燃焼室４の正面
９における蒸発管１１は、流れ媒体側において燃焼室４の側壁１０ａにおける蒸
発管１１に前置接続されている。

【００３０】 水平煙道６は隔壁加熱器として形成された多数の過熱器２２を有する。これら
過熱器２２は、懸垂構造方式で高温ガスＨの主流れ方向２４に対してほぼ垂直に
配置され、流れ媒体Ｓの貫流用の管は並列接続されている。過熱器２２は主に対
流加熱され、流れ媒体側で燃焼室４の蒸発管１１に後置接続されている。

【００３１】 垂直煙道８は、主に対流加熱される多数の対流加熱器２６を有している。これ
らの対流加熱器２６は、高温ガスＨの主流れ方向に対しほぼ垂直に配置された管
で形成されている。これらの管は、流れ媒体Ｓの貫流に対して並列接続されてい
る。更に垂直煙道８内に、高圧予熱器あるいはエコノマイザ２８が配置されてい
る。垂直煙道８は出口側が燃焼ガス式熱交換器（図示せず）に通じ、ここから集
塵機を介して煙突に通じている。

【００３２】 ボイラ２は、特に低い構造高さの水平構造に形成され、これによって特に安価
な製造費および組立費で建設できる。そのためにボイラ２の燃焼室４は、化石燃
料Ｂに対する多数のバーナ３０を有し、これらバーナ３０は燃焼室４の正面９に
水平煙道６の高さに配置されている。

【００３３】 特に高い効率を得るため、化石燃料Ｂを完全燃焼させ、水平煙道６の高温ガス
側から見て第１番目の過熱器の材料損傷および例えば灰の付着によるその汚れを
確実に防止するために、燃焼室４の長さＬをボイラ２の全負荷運転中に燃料Ｂの
バーンアップ長を超過するように選定する。燃焼室長さＬは燃焼室４の正面９か
ら水平煙道６の入口部位３２までの距離である。燃料Ｂのバーンアップ長は、所
定の平均燃焼ガス温度における水平方向の高温ガス速度と燃料Ｂのバーンアップ
時間ｔ_Aとの積として規定される。ボイラ２の最大のバーンアップ長は、ボイラ
２の全負荷運転中に生ずる。燃料Ｂのバーンアップ時間ｔ_Aは、平均的粒度の微
粉炭粒子が所定の平均燃焼ガス温度で完全燃焼するのに必要とする時間である。

【００３４】 化石燃料Ｂの燃焼熱の特に良好な利用を保証するため、燃焼室４の長さＬ（ｍ
）は、燃焼室４からの作動媒体の出口温度Ｔ_BRK（℃）、燃料Ｂのバーンアップ
時間ｔ_A（秒）および燃焼室４のＢＭＣＲ値Ｗ（ｋｇ／秒）に関係して適当に選
定される。ここでＢＭＣＲとはボイラ最大連続効率（Boiler maximum continuou
s rating）を意味している。ＢＭＣＲ値Ｗはボイラの最大連続出力に対して国際
的に一般に利用されている用語である。これは設計出力、即ちボイラの全負荷運
転中の出力に相当している。その場合、燃焼室４の長さＬは近似的に次の関数で
決定される。 Ｌ（Ｗ、ｔ_A）＝（Ｃ₁＋Ｃ₂・Ｗ）・ｔ_A （１） Ｌ（Ｗ、Ｔ_BRK）＝（Ｃ₃・Ｔ_BRK＋Ｃ₄）Ｗ＋Ｃ₅（Ｔ_BRK）²＋Ｃ₆・Ｔ_BRK＋Ｃ₇ （２）

【００３５】 ここで、Ｃ₁＝８ｍ／秒、Ｃ₂＝０．００５７ｍ／ｋｇ、Ｃ₃＝−１．９０５・
１０^-4（ｍ・秒）／（ｋｇ℃）、Ｃ₄＝０．２８５７（秒・ｍ）／ｋｇ、Ｃ₅＝３
・１０^-4ｍ／（℃）²、Ｃ₆＝−０．８４２１ｍ／℃、Ｃ₇＝６０３．４１２５ｍ
である。

【００３６】 この場合、近似的にそれぞれの関数で規定された値の＋２０％〜−１０％は許
容偏差として理解しなければならない。しかし常に燃焼室４の任意の一定したＢ
ＭＣＲ値において、燃焼室４の長さＬの大きな値が適用される。

【００３７】 ＢＭＣＲ値Ｗに関係して燃焼室４の長さＬを計算するために、図３の座標系に
おいて６つの曲線Ｋ₁〜Ｋ₆を例として示す。これらの曲線にはそれぞれ次のパラ
メータが付属する。即ちＫ₁は（１）式においてｔ_A＝３秒が、Ｋ２は（１）式に
おいてｔ_A＝２．５秒が、Ｋ３は（１）式においてｔ_A＝２秒が、Ｋ₄は（２）式
においてｔ_BRK＝１２００℃が、Ｋ₅は（２）式においてｔ_BRK＝１３００℃が、
Ｋ₆は（２）式においてｔ_BRK＝１４００℃がそれぞれ適用される。

【００３８】 従って燃焼室４の長さＬを決定するために、例えばバーンアップ時間ｔ_A＝３
秒および燃焼室４からの作動媒体の出口温度Ｔ_BRK＝１２００℃に対し、曲線Ｋ₁ および曲線Ｋ₄が関与する。燃焼室４の所定のＢＭＣＲ値Ｗにおいて、次のよう
にそれぞれ燃焼室４の長さＬが生ずる。即ち、Ｗ＝８０ｋｇ／秒では曲線Ｋ₄に
基づき長さＬ＝２９ｍが、Ｗ＝１６０ｋｇ／秒では曲線Ｋ₄に基づき長さＬ＝３
４ｍが、Ｗ＝５６０ｋｇ／秒では曲線Ｋ₄に基づき長さＬ＝５７ｍが生ずる。

【００３９】 バーンアップ時間ｔ_A＝２．５秒および燃焼室４からの作動媒体の出口温度Ｔ_{B RK} ＝１３００℃に対し、例えば曲線Ｋ₂および曲線Ｋ₅が関与する。燃焼室４の所
定のＢＭＣＲ値Ｗにおいて次のようにそれぞれ燃焼室４の長さＬが生ずる。即ち
、Ｗ＝８０ｋｇ／秒では曲線Ｋ₂に基づき長さＬ＝２１ｍが、Ｗ＝１８０ｋｇ／
秒では曲線Ｋ₂と曲線Ｋ₅に基づき長さＬ＝２３ｍが、Ｗ＝５６０ｋｇ／秒では曲
線Ｋ₅に基づき長さＬ＝３７ｍが生ずる。

【００４０】 バーンアップ時間ｔ_A＝２秒および燃焼室４からの作動媒体の出口温度Ｔ_BRK＝
１４００℃に対し、例えば曲線Ｋ₃および曲線Ｋ₆が関与する。燃焼室４の所定の
ＢＭＣＲ値Ｗにおいて次のようにそれぞれ燃焼室４の長さＬが生ずる。即ち、Ｗ
＝８０ｋｇ／秒では曲線Ｋ₃に基づき長さＬ＝１８ｍが、Ｗ＝４６５ｋｇ／秒で
は曲線Ｋ₃と曲線Ｋ₆に基づき長さＬ＝２１ｍが、Ｗ＝５６０ｋｇ／秒では曲線Ｋ ₆ に基づき長さＬ＝２３ｍが生ずる。

【００４１】 ボイラ２の運転時、バーナ３０に化石燃料Ｂが導入される。バーナ３０の火炎
Ｆは水平に向いて延びている。燃焼室４の構造によって、燃焼中に生ずる高温ガ
スＨの流れはほぼ水平の主流れ方向２４に発生される。この高温ガス流Ｈは水平
煙道６を通ってほぼ床に向けて延びる垂直煙道８に到達し、そこから煙突（図示
せず）の方向に流出する。

【００４２】 エコノマイザ２８に流入する流れ媒体Ｓは、垂直煙道８内に配置された対流加
熱器を介してボイラ２の燃焼室４の入口管寄せ１６に到達する。垂直に配置され
互いに気密に溶接されたボイラ２の燃焼室４の蒸発管１１内において蒸発が行わ
れ、場合によっては流れ媒体Ｓの部分的な過熱が行われる。その際に生ずる蒸気
ないし水・蒸気混合物は流れ媒体Ｓの出口管寄せ１８内に集められる。その蒸気
ないし水・蒸気混合物はそこから水平煙道６および垂直煙道８の壁内に到達し、
そこから更に水平煙道６の過熱器２２に到達する。過熱器２２内において蒸気の
一層の過熱が行われ、この蒸気は利用、例えば蒸気タービンの駆動に供される。

【００４３】 ボイラ２が特に低い構造高さでコンパクトな構造であることによって、特にそ
の安価な製造費および組立費が保証される。非常に僅かな技術的経費で建設でき
る架台は、特に燃焼室４の水平煙道６の高さに配置されほぼ水平の主流れ方向２
４に燃焼室４を貫流させる高温ガスＨを生じさせるバーナ３０によって保証され
る。燃焼室４のＢＭＣＲ値Ｗに関係した燃焼室４の長さＬの選定によって、化石
燃料Ｂの燃焼熱を特に確実に利用することが保証される。そのような低い構造高
さを持つボイラ２を備えた蒸気タービン設備において、ボイラ２から蒸気タービ
ンまでの接続管を特に短く設計することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に基づく化石燃料用ボイラの概略側面図。

【図２】 個々の蒸発管ないしボイラ管の概略縦断面図。

【図３】 特性曲線Ｋ₁〜Ｋ₆の線図。

【符号の説明】

２ ボイラ ４ 燃焼室 ６ 水平煙道 ８ 垂直煙道 ９ 燃焼室の正面 １０ａ、１０ｂ 側壁 １１ 蒸発管 １２ａ、１２ｂ ボイラ管 ２２ 過熱器 ２６ 対流加熱器 ４０ リブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＣＮ，Ｉ Ｎ，ＪＰ，ＫＲ，ＲＵ，ＵＳ Ｆターム(参考） 3K061 VC00 3K091 AA16 BB02 BB25 CC22 DD03 DD06 EC05 EC12

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温ガス側において水平煙道（６）に垂直煙道（８）が後置
   接続されている化石燃料（Ｂ）用の燃焼室（４）を備えたボイラ（２）において
   、燃焼室（４）が水平煙道（６）の高さに配置された多数のバーナ（３０）を有
   することを特徴とする化石燃料用ボイラ。
2. 【請求項２】 バーナ（３０）が燃焼室（４）の正面（９）に配置されてい
   ることを特徴とする請求項１記載のボイラ。
3. 【請求項３】 燃焼室（４）の正面（９）から水平煙道（６）の入口部位（
   ３２）までの距離によって規定される燃焼室（４）の長さ（Ｌ）が、ボイラ（２
   ）の全負荷運転中における燃料（Ｂ）のバーンアップ長と少なくとも同じである
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のボイラ。
4. 【請求項４】 燃焼室（４）の長さ（Ｌ）が、燃焼室（４）のＢＭＣＲ値Ｗ
   、燃料（Ｂ）のバーンアップ時間（ｔ_A）および／又は燃焼室（４）からの作動
   媒体の出口温度（Ｔ_BRK）の関数として近似的に次式で選定され、 Ｌ（Ｗ、ｔ_A）＝（Ｃ₁＋Ｃ₂・Ｗ）・ｔ_A Ｌ（Ｗ、Ｔ_BRK）＝（Ｃ₃・Ｔ_BRK＋Ｃ₄）Ｗ＋Ｃ₅（Ｔ_BRK）²＋Ｃ₆・Ｔ_BRK＋Ｃ₇ ここで、Ｃ₁＝８ｍ／秒、Ｃ₂＝０．００５７ｍ／ｋｇ、Ｃ₃＝−１．９０５・１
   ０^-4（ｍ・秒）／（ｋｇ℃）、Ｃ₄＝０．２８５７（秒・ｍ）／ｋｇ、Ｃ₅＝３・
   １０^-4ｍ／（℃）²、Ｃ₆＝−０．８４２１ｍ／℃、Ｃ₇＝６０３．４１２５ｍで
   あり、燃焼室（４）のＢＭＣＲ値（Ｗ）に対して燃焼室（４）の長さ（Ｌ）のい
   ずれか大きな値が適用されることを特徴とする請求項１ないし３の１つに記載の
   ボイラ。
5. 【請求項５】 燃焼室（４）の正面（９）が、垂直に配置され互いに気密に
   溶接され流れ媒体（Ｓ）が並列して供給される蒸発管（１１）によって形成され
   たことを特徴とする請求項１ないし４の１つに記載のボイラ。
6. 【請求項６】 燃焼室（４）の側壁（１０ａ）が、垂直に配置され互いに気
   密に溶接され、流れ媒体（Ｓ）が並列して供給される蒸発管（１１）により形成
   されたことを特徴とする請求項１ないし５の１つに記載のボイラ。
7. 【請求項７】 多数の蒸発管（１１）が、その内周面に多条ねじを形成する
   リブ（４０）を有することを特徴とする請求項６記載のボイラ。
8. 【請求項８】 管中心線に対して垂直な平面（４１）と、管内周面に配置さ
   れたリブ（４０）との成す勾配角（α）が６０°、好適には５５°より小さいこ
   とを特徴とする請求項７記載のボイラ。
9. 【請求項９】 水平煙道（６）の側壁（１０ｂ）が、垂直に配置され互いに
   気密に溶接され流れ媒体（Ｓ）が並列して供給されるボイラ管（１２ａ）により
   形成されたことを特徴とする請求項１ないし８の１つに記載のボイラ。
10. 【請求項１０】 垂直煙道（８）の側壁（１０ｃ）が、垂直に配置され、互
    いに気密に溶接されかつ流れ媒体（Ｓ）が並列して供給されるボイラ管（１２ｂ
    ）により形成されたことを特徴とする請求項１ないし９の１つに記載のボイラ。
11. 【請求項１１】 隣接する蒸発管ないしボイラ管（１１、１２ａ、１２ｂ）
    がフィンを介して互いに気密に溶接され、そのフィン幅が、燃焼室（４）、水平
    煙道（６）および／又は垂直煙道（８）における蒸発管ないしボイラ管（１１、
    １２ａ、１２ｂ）のそれぞれの位置に関係して選定されたことを特徴とする請求
    項１ないし１０の１つに記載のボイラ。
12. 【請求項１２】 燃焼室（４）の蒸発管（１１）の管内径（Ｄ）が、燃焼室
    （４）における蒸発管（１１）のそれぞれの位置に関係して選定されたことを特
    徴とする請求項１ないし１１の１つに記載のボイラ。
13. 【請求項１３】 燃焼室（４）に付属する蒸発管（１１）の流れ媒体側に、
    流れ媒体（Ｓ）に対する共通の入口管寄せ（１６）が前置接続され、共通の出口
    管寄せ（１８）が後置接続されたことを特徴とする請求項１ないし１２の１つに
    記載のボイラ。
14. 【請求項１４】 燃焼室正面（９）の蒸発管（１１）が流れ媒体側において
    、燃焼室（４）の側壁（１０ａ）の蒸発管（１１）に前置接続されたことを特徴
    とする請求項１ないし１３の１つに記載のボイラ。
15. 【請求項１５】 水平煙道（６）内に多数の過熱器（２２）が懸垂構造で配
    置されたことを特徴とする請求項１ないし１４の１つに記載のボイラ。
16. 【請求項１６】 垂直煙道（８）内に多数の対流加熱器（２６）が配置され
    ていることを特徴とする請求項１ないし１５の１つに記載のボイラ。