JP2500209Y2 - 加圧型流動層ボイラ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は流動層ボイラ等を圧力容器内に収納して燃焼
効率を高めた加圧型流動層ボイラに係り、特に流動層の
レベルの制御手段を改良した加圧型流動層ボイラに関す
る。

［従来の技術］ 従来、スラリ化した微粉炭にベット材を加えて燃焼空
気で流動化させて燃焼させる流動層ボイラ内を高圧にし
て燃焼を行った場合、燃焼効率が向上すると共に、高圧
の排ガスが得られ、発電効率が向上するといった利点を
有している。しかしながら、流動層ボイラ内のみを高圧
にすることは強度的にも無理があるため、流動層ボイラ
雰囲気、すなわち、流動層ボイラ自体を圧力容器内に収
容し、圧力容器内を高圧にして流動層ボイラの圧力負荷
を低減し、燃焼効率を高めた加圧型流動層ボイラが提案
されている。

第５図はこの加圧型流動層ボイラの概略図である。図
示するように、この加圧型流動層ボイラａは主に流動層
ボイラｂ、サイクロンｃ、ベット材貯蔵容器ｄ等を密閉
式の圧力容器ｅ内に収容し、この圧力容器ｅ内を約16〜
17気圧の高圧状態にして燃焼を行っている。この圧力容
器ｅは鋼板等を略球形状に溶接して内部中空に形成され
ている。また、この流動層ボイラｂは一般に火炉ｆ内に
スラリ化した微粉炭燃料とベット材ｇとを燃焼空気によ
り流動化させて燃焼させるための流動層形成部ｈを有し
ている。

この流動層形成部ｈは底部が開口した火炉ｆの炉底に
設けられる床板ｉ上に形成され、この床板ｉ上には流動
化流体として燃焼空気を流動層に導入するための空気ノ
ズルｊが設けられている。従って、床板ｉ上にはベット
材ｇが投入され、このベット材ｇにスラリ化した微粉炭
を供給すると共に空気ノズルｊから流動化のための燃焼
空気を供給して燃料とベット材ｇとを流動化させて燃焼
させることになる。また、流動層ボイラｂの流動層形成
部ｈには水管ｎが螺旋状に設けてあり、この水管ｎを加
熱することで蒸気を発生させ、この発生した蒸気タービ
ン（図示せず）等を駆動して発電を行っている。さらに
この流動層ボイラｂの流動層形成部ｈには流動層と連通
管ｋで結ばれたベット材貯蔵容器ｄが設けてあり、この
ベット材貯蔵容器ｄ内部には流動層ボイラｂの流動層を
形成すべくベット材ｇが貯蔵されている。

このベット材貯蔵容器ｄにはベット材貯蔵容器ｄ内の
圧力を調整する圧力調整手段ｌと共にベット材ｇを流動
層ボイラｂ内に気流搬送するための空気搬送手段ｍが設
けてあり、流動層ボイラｂ内の燃焼度に応じてベット材
の回収、環流を行うことで流動層のレベルを調節して燃
焼効率を高めるようになっている。

すなわち、燃料を少なくした場合はそれに応じて流動
層ボイラｂ内のベット材ｇも少なくするために圧力調整
手段ｌによってベット材貯蔵容器ｄ内の減圧することで
ベット材ｇを連通管ｋを通過させてベット材貯蔵容器ｄ
内に回収して燃焼効率を高め、燃料を多くした場合は流
動層ボイラｂ内のベット材ｇを多くするために圧力調整
手段ｌによってベット材貯蔵容器ｄ内を高圧にすると共
に、空気搬送手段ｍによって空気を吹き込み、連通管ｊ
を通過させてベット材ｇを流動層ボイラｂ内へ環流して
いる。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、上述したように流動層ボイラ内の流動層の
高さ、すなわちベット材の量を燃焼量に応じて可変に調
整しているが、圧力調整手段および空気搬送手段によっ
てベット材の環流、回収する際にベット材貯蔵容器ｄ内
においてベット材がその自重によって固化して、スムー
ズに環流、回収が達成できにくいといった問題点があっ
た。

そこで、本考案の目的は上述した欠点を有効に解決す
るための考案されたものであり、ベット材の環流、回収
をスムーズに成し得ることで装置の信頼性を高めること
を可能とした加圧型流動層ボイラを提供するものであ
る。

［課題を解決するために手段］ 本考案は、圧力容器内に、スラリ化した微粉炭を燃焼
空気でベット材と共に流動化させながら燃焼させる流動
層ボイラとこのベッド材を貯蔵するベット材貯蔵容器と
を収容し、該流動層ボイラの流動層形成部とベッド材貯
蔵容器のベット材貯留部とをベット材の回収・環流を兼
用した連通管で接続し、上記ベット材貯蔵容器の内部を
減圧して上記連通管を介して上記流動層ボイラからベッ
ト材を回収すると共に貯蔵容器の内部を昇圧して貯蔵容
器内のベット材を連通管を介してボイラ内へ環流させて
流動層のレベルを制御するレベル制御手段を設け、該レ
ベル制御手段によりベット材を環流するときに上記連通
管内に空気を吹き込みベット材を流動層ボイラ内に気流
搬送する空気搬送手段を設け、かつ、ベット材貯容器内
のベット材を流動化させるベット材流動化手段を設けて
構成されている。

［作用］ 以上の構成により、ベット材貯蔵容器内から流動層ボ
イラ内の流動層にベット材を環流させて流動層のレベル
を上昇させるためにはレベル制御手段によってベット材
貯蔵容器内を昇圧すると共に、ベット材貯蔵容器内に設
けられたベット材流動化手段によりベット材を流動化さ
せることによりベット材の環流をスムーズに行うことが
できる。また、反対に流動層ボイラ内の流動層からベッ
ト材貯蔵容器内にベット材を回収して流動層のレベルを
下降させる場合には、レベル制御手段によってベット材
貯蔵容器内を減圧すると共に、ベット材貯蔵容器内に設
けられたベット材流動化手段によりベット材を流動化さ
せることにより、ベット材の回収をスムーズに行うこと
ができる。すなわち、レベル制御手段によりベット材貯
蔵容器の内部を減圧・昇圧する際に、ベット材流動化手
段により貯蔵容器内のベット材を流動化させることで、
貯蔵容器内でベット材が固化することなく流動化してい
るため、貯蔵容器内の圧力が確実に連通管に作用するの
で、１本の連通管でベット材の回収・環流をスムーズに
行える。また、このように、１本の連通管でベット材の
回収・環流を行えるので、ボイラの貫通部を少なくで
き、ボイラの信頼性が向上する。さらに、ベット材を環
流するときに空気搬送手段により連通管内に空気を吹き
込むことでベット材の移送がさらに容易となり、ベット
材の環流を一層スムーズに行える。従って、流動層ボイ
ラ内の流動層のレベル制御がスムーズに行え、加圧流動
層ボイラの運転制御および信頼性が向上する。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を添付図面を参照しながら説明
する。

第１図は本考案の一実施例である加圧型流動層ボイラ
１を示したものである。図示するように、この加圧型流
動層ボイラ１は主に流動層ボイラ２、サイクロン４、ベ
ット材貯蔵容器３等を圧力容器５内に収容し、圧力容器
５内が、供給される燃焼空気により約16〜17気圧の高圧
となるように構成されている。

この流動層ボイラ２は下部がテーパ状に狭まった円筒
状の火炉29内にスラリ化した微粉炭燃料とベット材７と
を燃焼空気により流動化させて燃焼させるための流動層
形成部８を有している。この流動層形成部８は底部が開
口した火炉29の炉底に設けられる床板９上に形成され、
この床板９上には流動化流体として圧力容器５内の燃焼
空気を流動層10に導入するための空気ノズル11が複数、
設けられている。また流動層ボイラ２の内部には水管６
が螺旋状に設けられており、ボイラ２内の燃焼によって
加熱され、水管６内で発生した蒸気によって蒸気タービ
ン（図示せず）を駆動して発電している。

また、この流動層ボイラ２の炉壁2aは第２図および第
３図に示すように水管12を縦方向に複数並べて形成さ
れ、その下部には給水ヘッダ12aが設けられ、また、そ
の上部には温水あるいは蒸気取出ヘッダ12bが設けられ
ている。そして、この蒸気取出ヘッダ12bには蒸気ター
ビン（図示せず）が接続しており、水管12で発生した蒸
気によって蒸気タービンを駆動している。また、炉壁2a
を構成する水管12は第３図に示すように流動層ボイラ２
の気密を充分に保つためにフィン13が設けられており、
このフィン13同志を溶接することで流動層ボイラ２を気
密状態に形成している。

流動層ボイラ２の側部にはベット材貯蔵容器３が設け
られており、流動層ボイラ２の流動層形成部８とベット
材貯蔵容器３のベット材貯留部とが１本の連通管14で連
通されている。このベット材貯蔵容器３には、流動層ボ
イラ２内の流動層10を形成するベット材７が貯蔵されて
おり、レベル制御手段15と、ベット材流動化手段16及び
空気搬送手段17が設けられている。

この空気搬送手段17は流動層ボイラ２の流動層10の底
部からベット材貯蔵容器３の底部に接続された連通管14
と、圧力容器５外から圧力容器５を貫通してベット材貯
蔵容器３の底部に接続された空気吹込管18とがベット材
貯蔵容器３内で接続して構成され、圧力ポンプ19によっ
て空気吹込管18に搬送空気を吹き込むことでベット材貯
蔵容器３内のベット材７を連通管14より流動層ボイラ２
内に気流搬送している。

また、レベル制御手段15はベット材貯蔵容器３の上端
部に接続され、圧力容器５を貫通して外部に延出して設
けられた圧力管20と、圧力管20の経路であって、圧力管
20内の空気の流れを規制する制御弁21,22とによって構
成されている。そして圧力管20を介して圧力容器５外か
らベット材貯蔵容器３内に圧力ポンプ23によって空気を
加えたり、ベット材貯蔵容器３内を大気開放してベット
材貯蔵容器３内の圧力を変えることで流動層ボイラ２内
からのベット材貯蔵容器３内へのベット材７の回収ある
いは、ベット材貯蔵容器３内から流動層ボイラ２内への
ベット材７の環流を行って流動層ボイラ２内のベット材
７の量、すなわち流動層10のレベルを調整している。

また、ベット材流動化手段16はベット材貯蔵容器３内
の底部に設けられ、空気を上方に噴き出す噴射ノズル24
と、圧力容器５外から圧力容器５を貫通して噴射ノズル
24に接続した散気管25とによって構成され、散気管25に
圧力ポンプ26から空気を吹き込んでベット材貯蔵容器３
内に溜まっているベット材７を流動化させている。

また、圧力容器５は第４図に示すように鋼板等を溶接
して内部中空とした略球形に形成されており、さらに圧
力容器５に加わるHOOP応力を軽減すべく容器胴部27の円
周上および軸方向に成形形鋼あるいは板などで強化リブ
材28を溶接して強度を高めている。

次に、本考案の作用について説明する。

電気需要が高まり、流動層ボイラ２の燃焼負荷が上昇
したならば、流動層ボイラ２に投入する燃料を量を増や
して高燃焼させることになるが、その際に、投入した燃
料の量に応じて流動層10のレベルすなわちベット材７の
量も同様に増やす必要がある。そのためには、まず、流
動層ボイラ２内の流動層10を流動化させた後、ベット材
流動化手段16である散気管25に圧力ポンプ26によって空
気を吹き込み、噴射ノズル24から空気を噴き出し、ベッ
ト材貯蔵容器３内に溜まっているベット材７を流動化さ
せる。次に、制御弁21を閉じた後、制御弁22を開いて圧
力ポンプ23によって空気を吹き込んでベット材貯蔵容器
３内を昇圧すると、ベット材貯蔵容器３内のベット材７
は連通管14を介して流動層ボイラ２内の流動層形成部８
に移動し、所望のレベルになるまでこの操作を行う。こ
の時、空気搬送手段17である空気吹込管18に圧力ポンプ
19等によって空気を吹き込むとベット材７の移動がさら
に容易となる。

次に、流動層ボイラ２の燃焼負荷が低くなった場合に
は流動層ボイラ２内に投入する燃料を減らすことにな
り、同様にベット材７の量も減らすことによって燃焼効
率を高める。そのためには、まず制御弁22を閉じた後、
制御弁21を開くことでベット材貯蔵容器３内を大気開放
するとベット材貯蔵容器３内は減圧し、圧力均衡のため
に流動層ボイラ２内のベット材７が連通管14を介してベ
ット材流動容器３内に流れ始め、流動層ボイラ２内の流
動層10のレベルが徐々に低くなる。そして流動層10のレ
ベルが所望の高さになったなら制御弁21を閉じるとベッ
ト材７の移動が停止する。

このように、ベット材貯蔵容器３内のベット材７の移
動はベット材貯蔵容器３内の圧力を流動層ボイラ２内の
圧力より高く昇圧することによって環流し、また流動層
ボイラ２内の圧力より低く減圧することによって回収し
て流動層ボイラ内の流動層のレベルを調整している。こ
の際、すなわちレベル制御手段15によりベット材貯蔵容
器３の内部を減圧・昇圧する際、ベット材流動化手段16
により貯蔵容器３内のベット材７を流動化させること
で、貯蔵容器３内でベット材７が固化することなく流動
化しているため、貯蔵容器３内の圧力が確実に連通管14
に作用するので、１本の連通管14でベット材７の回収・
環流をスムーズに行え、さらに、ベット材７を環流する
ときに空気搬送手段17により連通管14内に空気を吹き込
むことでベット材７の移送がさらに容易となり、ベット
材７の環流を一層スムーズに行える。

従って、流動層ボイラ２とベット材貯蔵容器３とを１
本の連通管14で接続して、流動層のレベル調節を行える
ので、ボイラ２の接続部（貫通部）が少なくなり、ボイ
ラの信頼性が向上する。すなわち、ボイラ２内が高圧に
なるため貫通部が増えるとそれだけボイラの破損等を引
き起こす要因が増えるので、できるだけボイラ２の貫通
部を少なくしたいからである。また、ベット材７の移動
の際にベット材流動化手段16によってベット材貯蔵容器
３内のベット材７を流動化させているためベット材７の
移動がスムーズに行われることになる。

［考案の効果］ 本考案は次の如き優れた効果を有する。

（１）流動層ボイラ内の流動層のレベル制御がスムーズ
に行われることで加圧型流動層ボイラの運転制御および
信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す全体図、第２図は流動
層ボイラの炉壁構造を示す縦横破断斜視図、第３図同上
の一部断面拡大図、第４図は圧力容器の破断斜視図、第
５図は従来の圧力型流動層ボイラの概略図である。 図中１は圧力型流動層ボイラ、２は流動層ボイラ、３は
ベット材貯蔵容器、５は圧力容器、７はベット材、８は
流動層形成部、10は流動層、14は連通管、15はレベル制
御手段、16はベット材流動化手段である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−217108（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−64212（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−120006（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】圧力容器内に、スラリ化した微粉炭を燃焼
   空気でベット材と共に流動化させながら燃焼させる流動
   層ボイラとこのベッド材を貯蔵するベット材貯蔵容器と
   を収容し、該流動層ボイラの流動層形成部とベッド材貯
   蔵容器のベット材貯留部とをベット材の回収・環流を兼
   用した連通管で接続し、上記ベット材貯蔵容器の内部を
   減圧して上記連通管を介して上記流動層ボイラからベッ
   ト材を回収すると共に貯蔵容器の内部を昇圧して貯蔵容
   器内のベット材を連通管を介してボイラ内へ環流させて
   流動層のレベルを制御するレベル制御手段を設け、該レ
   ベル制御手段によりベット材を環流するときに上記連通
   管内に空気を吹き込みベット材を流動層ボイラ内に気流
   搬送する空気搬送手段を設け、かつ、ベット材貯容器内
   のベット材を流動化させるベット材流動化手段を設けた
   ことを特徴とする加圧流動層ボイラ。