JP2524042B2 - Pfbc動力プラント - Google Patents
Pfbc動力プラントInfo
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- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
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- F23C10/16—Fluidised bed combustion apparatus specially adapted for operation at superatmospheric pressures, e.g. by the arrangement of the combustion chamber and its auxiliary systems inside a pressure vessel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
- F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
- F22B31/0015—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type
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- F22B31/003—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type with tubes surrounding the bed or with water tube wall partitions
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Description
床燃焼(Pressurized Fluidized Bed Combusio
n)の英文表示の頭文字である。PFBC動力プラントにお
いては燃焼は、硫黄吸収剤として作用する通常は主とし
て石灰岩またはドロマイトから成る粒状材の流動床で行
われる。燃焼は大気圧をかなり越える圧力下で行われ
る。燃焼器は圧力容器内に好適に収容され、圧縮燃焼用
空気で囲まれる。燃焼ガスはガスタービンに利用され、
ガスタービンは燃焼用空気を圧縮するコンプレッサと発
電機とを駆動する。燃焼器の流動床部はチューブコイル
を含み、これらのコイルは流動床から熱を吸収し、流動
床を冷却し、発電機を駆動するスチームタービン用蒸気
を発生しかつ過熱する。
トは比較的小型で、約200MWeまでのパワーを有する。燃
焼器の流動床部において幾何学的に簡単な構造のチュー
ブシステムを形成するために矩形燃焼器が使用されてい
る。燃焼ガスから塵埃を分離するために燃焼器とその周
りの圧力容器との間にグループ分けしたサイクロンの形
態の洗浄プラントが設けられている。
は燃焼器の幾何学形状からみて比較的大径の圧力容器を
必要とするということである。第1世代のPFBC動力プラ
ントにおいては、矩形燃焼器内の簡単なチューブ配置の
利点は、より大きな圧力容器の追加費用で減ぜられる。
パワーを倍加または増加させる場合は、燃焼器と圧力容
器の断面積比を増大することが重要である。
する多角柱として形成されている。燃焼器は蒸発及び過
熱チューブからなる蒸気発生器を有する床部と、床部か
ら燃焼ガスを受けるフリーボード部とを備え、横断面が
6角形に形成されるのが最も好ましい。フリーボード部
はその上部で少なくとも1つの実質上垂直方向のダクト
に接続し、このダクトは燃焼ガスをダクトとその周りの
圧力容器との間に形成されたスペース内に位置する洗浄
プラントに案内する。
イクロンと加熱ガスフィルタとを、または、サイクロン
及び加熱ガスフィルタの組立体を備える。
横断面と圧力容器の横断面との間のかなり優れた比を可
能とする。20%またはそれ以上の大きさのオーダーの改
善が可能となる。圧力容器の径及び圧力容器の必要な壁
厚の減少により、重量及び費用がかなり減少する。更
に、燃焼器の形状はより簡単な懸架を可能とする。燃焼
器の隅部は、圧力容器に直接または圧力容器内の比較的
短い梁材に取付けられているロッドから懸架されるのが
好ましい。実施例の他の利点は燃焼器の平坦な壁部が短
くなることである。これは燃焼器の内側と外側との間の
圧力差により生じる力を吸収する周りの梁材の長さを減
少させる。フレームの重量及び費用は減少する。
方向のダクトは燃焼ガスの好ましい流出及び混合と、随
伴する非燃焼燃料の燃焼とを伴う。更に、荒い粒子の分
離は簡単な分離装置により行うことができる。添加剤、
例えばアンモニアを注入することによりダクト内でNOX
(窒素酸化物)を減少させることができる。また、ダク
トはガス温度、従って、ガスタービンのパワーを増加さ
せる第2燃焼室として利用することができる。
ーブディスクは6角形の横断面の燃焼器内に3つのグル
ープを成して配設され、各グループのチューブディスク
は2つの対向側壁に平行に配向されている。1実施例に
おいて、燃焼器は6角形の環状床部を有する構造とする
ことができる。他の実施例において、チューブディスク
は6角形のスペース全体を充填し、各チューブディスク
グループは平行6面体のスペースを充填する。
されている。燃焼器の形状にも拘らず、同じ大きさの簡
単で平坦なチューブディスクを燃焼器全体に使用するこ
とができる。
の平行で隣接する面に配置されたチューブから構成され
ている。チューブディスクの異なる面のチューブの中
で、少なくとも1つの面のチューブが蒸発器内に、1ま
たは2つの面のチューブが過熱器に含まれている。1デ
ィスク内において、中央の面のチューブは燃焼器内の支
持部材から懸架され、他の面のチューブを支持すること
ができる。
る。
ラントの圧力容器の断面図を示す。第2図は第1図のA
−Aに沿う圧力容器及び燃焼器の水平方向断面を図解的
に示す。第3図は第2図のB−Bに沿う燃焼器の垂直方
向断面を示す。第4図は平行6面体の一グループのチュ
ーブディスク並びに給水及び蒸気用収集管の斜視図であ
る。第6図は蒸気発生器全体を表す2つのチューブディ
スク及びこれらのチューブディスクを通過する流れを図
解的に示す。第5図は各チューブディスクの中央の面の
チューブにより支持されている3つのチューブディスク
1グループの端面を示す。第7図は6角形の燃焼器にチ
ューブディスクを配設する他の方法を図解的に示す。第
8図はチューブディスクにチューブを配設する他の方法
を示す。
燃焼器3と、床材を受容しかつ貯蔵する容器5と、連続
的に接続された多数のグループのサイクロン7a,7b,7cと
その他の所定の補助装置を備える洗浄プラント7を収容
する。燃焼器3の下部は燃焼器3の床部3aを形成してい
る。この部分は蒸気発生器を形成する熱吸収チューブを
収容している。燃焼器3の上部は燃焼器3の床部を離れ
る燃焼ガスを受容する、燃焼器3のフリーボード部3bを
形成している。燃焼器のフリーボード部3bは燃焼器3を
洗浄プラント17に接続しているダクト9に接続してお
り、洗浄プラント7はダクト9とその周りの圧力容器1
との間の環状スペース11内に配置されている。洗浄され
たガスは導管13内に収集され、動力プラントに含まれた
ガスタービンに送られる。分離された塵埃は減圧サイク
ロン灰冷却器15を通って除去される。第2図及び第7図
に示すように、好ましい実施例中の燃焼器3は6角形の
横断面を有し、角柱を形成している。燃焼器3は隅部17
で圧力容器に固定されたブラケットまたは梁材21に取付
けることができる振り子部材19から懸架されているのが
好ましい。
床部3aのチューブシステム23は菱形の横断面を有する3
つのグループ23a,23b,23cに分割され、各グループは床
部3aにおいて平行6面体のスペースを充填している。こ
の構成により平坦で平行なチューブディスク24で燃焼器
3の横断面を完全に充填することができる。
23は異なる機能を有するチューブコイル25a,25b,25cか
ら成るチューブディスク24から形成され、蒸気発生器の
蒸発器(EVA)、過熱器I(SHI)、過熱器II(SHII)及
び中間過熱器(ISH)を備えている。異なるチューブデ
ィスク24内の構成は現在の性能条件に鑑みて蒸気発生器
の蒸発器部及び過熱器部に好ましく適合した熱遷移面を
形成するために変えることができる。図解的な第4図は
燃焼器3の平行6面体のスペースの1つの各チューブデ
ィスク内に3つのチューブコイル25a,25b,25cを有する
チューブディスク24を示している。そのようなスペース
内に実際上は20個から40個のディスク24を配置すること
ができる。第3図、第4図及び第5図から明らかなよう
にチューブディスク24は中央チューブコイル25bから懸
架されている。この中央チューブコイルは中間点で燃焼
器3の1つの外壁3c内及び燃焼器3内側の平行6面体の
スペースの間の壁3d内の梁材71から懸架されている。梁
材71は冷却された連結棒(チューブ)73及び75により燃
焼器3の円錐状の天井部に接続している。
いて、2つの型式のチューブディスク24a及び24bが配置
されている。チューブディスク24aは蒸気発生器の蒸発
器EVAの一部を形成する2つの平行チューブコイル27a,2
7bを有するチューブ27と、第1の過熱器SHIの一部を形
成するチューブコイル29と、中間過熱器ISHの一部を形
成する2つの平行チューブコイル31a,31bを有するチュ
ーブ31とを含んでいる。チューブディスク24bは第1の
過熱器SHIの一部を形成するチューブ29と、第2の過熱
器SHIIの一部を形成する2つのチューブコイル33a,33b
を有するチューブ33と、中間過熱器ISHの一部を形成す
る2つの平行チューブコイル31a,31bを有するチューブ3
1とを含んでいる。第1の過熱器SHIの過熱チューブ29は
支持チューブとして機能する。これらのチューブ29の平
面にかつその垂直方向部材間に他の過熱器チューブを配
置することができる(この場合、中間過熱器チューブ31
がこの位置に示されている)。
分配管39に、更に蒸発器チューブ27に送られ、蒸発器を
通過後、蒸発器の収集管41内に収集され、蒸気分離器43
に送られる。分離された水は導管45及び推移調整弁47を
通って給水容器35に戻される。蒸気は第1の過熱器SHI
の分配チューブ46を介して第1の過熱器SHI内のチュー
ブ29に送られ、第1の過熱器SHIを通過後、第1の過熱
器SHIの収集管51内に収集され、第2の過熱器SHIIの分
配管52を介して第2の過熱器SHIIのチューブ33a,33bに
供給される前に蒸気の温度が注水により調節される蒸気
冷却器54を通過する。過熱器SHIIを通過後、過熱された
蒸気は第2の過熱器SHIIの収集管53内に収集され、導管
55を通ってタービン57の高圧部57aに送られる。このタ
ービン部からの蒸気は導管59を通ってISHの分配管61を
介して中間過熱器ISHのチューブ31a,31bに送られ、中間
過熱器ISHを通過後、中間過熱器ISHの収集管63内に収集
され、タービン57の中間・低圧部57bに、そこから導管6
7を介してコンデンサ(図示せず)に戻される。
にガス温度を上げるために例えば、ガス点火バーナー77
を燃焼器のフリーボード部3bまたはダクト9に設置する
ことができる。ダクト9にNOX(窒素酸化物)を減少さ
せる物質、例えば、アンモニアを煙道ガスに注入するノ
ズル81を有する装置79を設けることができる。
る他の方法を示している。この構成において、チューブ
ディスク24の大きさは減少する。中央に形成されたスペ
ース83に補助装置を配設することができる。
Claims (9)
- 【請求項1】円形断面のほぼ円筒形の圧力容器(1)内
に囲まれた1つの燃焼器(3)を有するPFBC動力プラン
トであって、 前記燃焼器(3)が1つの床部(3a)と1つのフリーボ
ード部(3b)とを有しており、 前記PFBC動力プラントが蒸発及び過熱チューブ(25a,25
b,25c)を有する蒸気発生器を有しており、 煙道ガス用の洗浄プラント(7)が前記フリーボード部
(3b)に結合されているPFBC動力プラントにおいて、 前記1つの燃焼器(3)が6つの側壁を備えた6角柱と
して形成されており、 前記1つの床部(3a)が前記1つの燃焼器(3)全体に
共通の流動床を有しており、 前記蒸発及び過熱チューブ(25a,25b,25c)が3つのグ
ループ(23a,23b,23c)に分けられ、前記流動床内に配
置されており、 前記フリーボード部(3b)が前記燃焼器(3)全体に共
通であって、前記流動床から煙道ガスを受け取るフリー
ボードを有していることを特徴とするPFBC動力プラン
ト。 - 【請求項2】蒸発及び過熱チューブ(25a,25b,25c)が
3つのグループ内で多数の平行な平板状ディスク(24)
として形成され、各グループのディスク(24)は6角柱
の燃焼器(3)の2つの対向する側壁に平行にされてお
り、各ディスク(24)は蒸発チューブ及び/又は過熱チ
ューブを構成するチューブ(25a,25b,25c)を有してい
ることを特徴とする請求項1に記載のPFBC動力プラン
ト。 - 【請求項3】チューブディスク(24)の各グループ(23
a,23b,23c)が前記床部分(3a)の平行六面体状の空間
を満たしている請求項2に記載のPFBC動力プラント。 - 【請求項4】各チューブディスク(24)は複数の面内に
配置されたチューブ(25a,25b,25c)を有しており、中
央の面のチューブにおいて燃焼器から懸架されているこ
とを特徴とする請求項1に記載のPFBC動力プラント。 - 【請求項5】燃焼器(3)の上部はフリーボード部(3
b)を洗浄プラント(7)に結合する少なくとも1つの
ダクト(9)に結合されていることを特徴とする請求項
1に記載のPFBC動力プラント。 - 【請求項6】洗浄プラント(7)は、燃焼器(3)の上
で、ダクト(9)と圧力容器(1)の壁との間の空間内
に収容されていることを特徴とする請求項5に記載のPF
BC動力プラント。 - 【請求項7】洗浄プラント(7)は、サイクロン及び/
又はホットガスフィルタを備え、中央ダクト(9)を囲
む環状スペース内に配置されていることを特徴とする請
求項6に記載のPFBC動力プラント。 - 【請求項8】燃焼器(3)には、補助装置を内包する内
側6角形状スペース(83)を包囲する環状6角形状床部
(3a)が形成されていることを特徴とする請求項1又は
第2に記載のPFBC動力プラント。 - 【請求項9】前記燃焼器(3)は、圧力容器の壁部及び
燃焼器(3)の隅部とに取付けられた支持部材(19)か
ら懸架されていることを特徴とする請求項1に記載のPF
BC動力プラント。
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EP0527898B1 (en) | 1995-06-21 |
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