JP2592891B2 - 流動化床からの床層材用材料を冷却する方法と床層材用材料用冷却装置を有する原動所 - Google Patents
流動化床からの床層材用材料を冷却する方法と床層材用材料用冷却装置を有する原動所Info
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Classifications
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
- 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
-
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- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
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-
- 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
- F22B31/0023—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 in the bed
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、一方では、加圧下にある床層材用容器の中
の微粒子材料から成る加圧流動床から床層材用材料を排
出するときに床層材用材料を冷却する方法に関しそし
て、他方では、加圧流動床の中での燃料の燃焼とそして
床層材用材料を冷却する為の冷却装置とを有する原動所
に関する。本発明は主としてPFBC原動所であつてその中
に於いては床層材用容器が圧力容器の中に配置されそし
て圧縮空気によつて囲まれているPFBC原動所向けのもの
である。単語「PFBC」は加圧流動床燃焼（Ｐressurized
Ｆluidized Ｂed Ｃombustion）と云う英語表現の
頭文字で形成されている。
の微粒子材料から成る加圧流動床から床層材用材料を排
出するときに床層材用材料を冷却する方法に関しそし
て、他方では、加圧流動床の中での燃料の燃焼とそして
床層材用材料を冷却する為の冷却装置とを有する原動所
に関する。本発明は主としてPFBC原動所であつてその中
に於いては床層材用容器が圧力容器の中に配置されそし
て圧縮空気によつて囲まれているPFBC原動所向けのもの
である。単語「PFBC」は加圧流動床燃焼（Ｐressurized
Ｆluidized Ｂed Ｃombustion）と云う英語表現の
頭文字で形成されている。
背景技術 床層材用材料、使用済吸収剤そして燃料で形成される
灰は床層材の高さを所望の高さに維持する為に流動床の
中の燃焼とともに床層材用容器から連続的に排出されな
ければならない。大気圧を超過する燃焼を有する原動所
に於いては、一連して連結された弁及びに容器を有する
回転式仕切弁或いはロツク・ホツパー装置の為に、ガス
シール・スルース装置がなければならない。床層材は高
温である上に非常にざらざらしているので含有されてい
る構成要素に対しての応力は大きい。温度による応力を
減少さす為に、燃焼室の流動化用ノズルの下方にある灰
室の内に、床層材用材料が排出装置に到達する前にそれ
を冷却する為の冷却管を提供する事は知られている。圧
力容器の中に密封されている床層材用容器を有するPFBC
原動所に於いては、圧力容器の中の取り囲み空間から直
接的に灰室の中に導入される燃焼用空気によつて灰室の
中の床層材用材料を冷却する事は公知である。冷却用空
気は燃焼の為に利用されそして冷却用装置は簡単であ
る。しかしながら、圧力容器間の圧縮された燃焼用空気
は高い温度を有しているので、冷却の可能性は約300℃
に制限される。圧縮の間中、温度は上昇しかつそれは更
に圧力容器の中の床層材用容器とそしてクリーニング装
置とによつて加熱される。
灰は床層材の高さを所望の高さに維持する為に流動床の
中の燃焼とともに床層材用容器から連続的に排出されな
ければならない。大気圧を超過する燃焼を有する原動所
に於いては、一連して連結された弁及びに容器を有する
回転式仕切弁或いはロツク・ホツパー装置の為に、ガス
シール・スルース装置がなければならない。床層材は高
温である上に非常にざらざらしているので含有されてい
る構成要素に対しての応力は大きい。温度による応力を
減少さす為に、燃焼室の流動化用ノズルの下方にある灰
室の内に、床層材用材料が排出装置に到達する前にそれ
を冷却する為の冷却管を提供する事は知られている。圧
力容器の中に密封されている床層材用容器を有するPFBC
原動所に於いては、圧力容器の中の取り囲み空間から直
接的に灰室の中に導入される燃焼用空気によつて灰室の
中の床層材用材料を冷却する事は公知である。冷却用空
気は燃焼の為に利用されそして冷却用装置は簡単であ
る。しかしながら、圧力容器間の圧縮された燃焼用空気
は高い温度を有しているので、冷却の可能性は約300℃
に制限される。圧縮の間中、温度は上昇しかつそれは更
に圧力容器の中の床層材用容器とそしてクリーニング装
置とによつて加熱される。
本発明 本発明によると、流動化及びに燃焼の為に圧縮される
空気の一部は床層材用容器から除去されるべき床層材用
材料の冷却の為に利用される。この冷却用空気は燃焼用
空気を圧縮する圧縮機から、圧縮機と床層材用容器との
間の圧縮空気用導管から直接にかまたは床層材用容器を
取り囲んでいる圧力容器から取り出される。取り出され
た空気は低温に迄、適切な温度としては100℃より低い
温度に迄冷却器によつて冷却されそして多数の空気用開
口或いはノズルを有し、灰室の中に配置された空気分配
器へ供給される。増圧圧縮機が冷却用空気導管の中に装
備されても良い。
空気の一部は床層材用容器から除去されるべき床層材用
材料の冷却の為に利用される。この冷却用空気は燃焼用
空気を圧縮する圧縮機から、圧縮機と床層材用容器との
間の圧縮空気用導管から直接にかまたは床層材用容器を
取り囲んでいる圧力容器から取り出される。取り出され
た空気は低温に迄、適切な温度としては100℃より低い
温度に迄冷却器によつて冷却されそして多数の空気用開
口或いはノズルを有し、灰室の中に配置された空気分配
器へ供給される。増圧圧縮機が冷却用空気導管の中に装
備されても良い。
灰が入つてくる冷却用空気とほぼ同じ温度迄冷却され
る為には、次の条件が満たされなければならない。
る為には、次の条件が満たされなければならない。
ａ）． 冷却用空気の流れの熱容量が床層材用材料の流
れの熱容量よりも大でなければならない。次の条件が当
てはまらなければならない。
れの熱容量よりも大でなければならない。次の条件が当
てはまらなければならない。
ここに於いてＡ ＝流動空気の質量 CPA＝空気の比熱Ｂ ＝流動床層材用材料の質量 CPB＝床層材用材料の比熱 ｂ）． ぎつしり詰まつた、即ち非流動領域の床層材用
材料が冷却用空気ノズルと流動化用ノズルとの間に提供
されなければならない。
材料が冷却用空気ノズルと流動化用ノズルとの間に提供
されなければならない。
上述の条件が満足された場合には、下方へ動いている
床層材用材料の温度が急速に上方へ動いている冷却用空
気の温度に迄下る。床層材用材料の中の粒子の領域は大
きく、普通は床層材用材料1m3につき3000m2より大き
い。そして、そのことによつて前記材料は急速に冷却さ
れるようにさせられる。
床層材用材料の温度が急速に上方へ動いている冷却用空
気の温度に迄下る。床層材用材料の中の粒子の領域は大
きく、普通は床層材用材料1m3につき3000m2より大き
い。そして、そのことによつて前記材料は急速に冷却さ
れるようにさせられる。
固床と流動床との間の境界領域に於けるスラグ形成と
云う危険を減らす為には、次の条件が満たされねばなら
ない。
云う危険を減らす為には、次の条件が満たされねばなら
ない。
効果 灰は灰室の中の空気によつてより低い温度であつて論
議中の種類のプラントについての先行具体例に関して可
能であつた温度よりもより低い温度に迄冷却される。床
層材用容器の外側にある分離冷却器の必要性が除去され
る。床層材用材料から冷却されて取り去られる熱は燃焼
用空気を加熱する為に完全に利用されそして回収され
る。
議中の種類のプラントについての先行具体例に関して可
能であつた温度よりもより低い温度に迄冷却される。床
層材用容器の外側にある分離冷却器の必要性が除去され
る。床層材用材料から冷却されて取り去られる熱は燃焼
用空気を加熱する為に完全に利用されそして回収され
る。
本発明は添付図面を参照してより詳細に記述されるで
あろう。
あろう。
好ましい具体例の記述 図面に於いて、11は圧力容器を示し、12は床層材用容
器を示しそして13は圧力容器11の中に密閉されているサ
イクロン型クリーナーを示している。単に一つのサイク
ロン13が示されているが、実際には複数個の並列に連結
された一群のサイクロン13が装備されている。燃料は床
層材用容器12の中の流体化床14の中で燃やされる。床14
は微粒子状硫黄吸収材であつて、石灰石或いはドロマイ
トのように硫黄吸収材から成つている。この材料の主な
部分は0.5と5.0との間の粒子サイズを普通は有してい
る。形成される燃焼ガスは自由空間15の中に蓄積されそ
してクリーナー13であつて、そこに於いてばいじんが分
離されるクリーナー13へ導管16を介して流れ、そしてク
リーナー13から導管17を介してタービン18へ流れそして
そこから、例えば、廃熱ボイラー（図示せず）へ流れ
る。分離されたばいじんはサイクロン13から導管20及び
に減圧排出装置兼冷却器21を介して受入容器（図示せ
ず）へ送り出される。タービン18は圧縮機22を駆動しそ
して、カツプリング24を介して、発電機23であつてエネ
ルギーを電力供給回路網へ供給する発電機23を駆動す
る。発電機23はその上始動電動機としても利用される。
器を示しそして13は圧力容器11の中に密閉されているサ
イクロン型クリーナーを示している。単に一つのサイク
ロン13が示されているが、実際には複数個の並列に連結
された一群のサイクロン13が装備されている。燃料は床
層材用容器12の中の流体化床14の中で燃やされる。床14
は微粒子状硫黄吸収材であつて、石灰石或いはドロマイ
トのように硫黄吸収材から成つている。この材料の主な
部分は0.5と5.0との間の粒子サイズを普通は有してい
る。形成される燃焼ガスは自由空間15の中に蓄積されそ
してクリーナー13であつて、そこに於いてばいじんが分
離されるクリーナー13へ導管16を介して流れ、そしてク
リーナー13から導管17を介してタービン18へ流れそして
そこから、例えば、廃熱ボイラー（図示せず）へ流れ
る。分離されたばいじんはサイクロン13から導管20及び
に減圧排出装置兼冷却器21を介して受入容器（図示せ
ず）へ送り出される。タービン18は圧縮機22を駆動しそ
して、カツプリング24を介して、発電機23であつてエネ
ルギーを電力供給回路網へ供給する発電機23を駆動す
る。発電機23はその上始動電動機としても利用される。
圧力容器11と床層材用容器12及びにクリーナー13との
間の空間26は導管25を介して圧縮空気を供給されてい
る。圧力は20kg/cm2（2MPa）或いはそれ以上になつても
良い。床層材用容器12は空気ノズル30を有する延伸空気
分散室28から成る底部27を装備されている。空気ノズル
30を介して床14は流動化の為のそして供給された燃料の
燃焼の為の空気を供給される。燃料は導管31を介して燃
料貯蔵部（図示せず）から床14へ供給される。燃料ノズ
ル（図示せず）は平等に、底部面積1m2当りノズル１本
が適合するように分散されている。新たな床層材は導管
32を介して床層材貯蔵部（図示せず）から床14へ供給さ
れる。空気分散室28の間には間隙33であつてそれを介し
て床14からの床層材が床層材用容器（12）の底部にある
排出用円錐形部35の中の灰室34の中へ落下する間隙33が
ある。灰室34から床層材は排出導管、排出スルース38そ
して排出弁39を介して排出される。灰室34は灰室34の中
に存在する床層材を冷却する為の冷却用空気を噴出する
為のノズル或いは開孔41を有する分配器40がある。冷却
用空気は、矢印42によつて示されているように、床層材
を通り抜けて上に向かつて流れ、その上方への道程の途
中で床層材を冷却しそしてそれが底部27を通り抜けたと
きに燃焼用として利用される。灰室34の中の圧力よりも
幾らか高い圧力を有する冷却空気が圧縮機22と圧力容器
11との間の導管25から或いは圧力容器11の中の空間26か
ら取り出される。空気は導管43a及びに43bを介して、そ
れぞれ43bは破線で示されている。）、冷却器44であつ
てそこに於いてそれが低温に冷却される冷却器44へ送ら
れる。冷却器44から導管45を介して空気分配器40へ空気
が送られる、導管45は冷却用空気流を制御するための制
御弁46を含有している。冷却用空気の圧力を上昇さす必
要がある場合には、更に増圧圧縮機47が導管45に装備さ
れても良い。
間の空間26は導管25を介して圧縮空気を供給されてい
る。圧力は20kg/cm2（2MPa）或いはそれ以上になつても
良い。床層材用容器12は空気ノズル30を有する延伸空気
分散室28から成る底部27を装備されている。空気ノズル
30を介して床14は流動化の為のそして供給された燃料の
燃焼の為の空気を供給される。燃料は導管31を介して燃
料貯蔵部（図示せず）から床14へ供給される。燃料ノズ
ル（図示せず）は平等に、底部面積1m2当りノズル１本
が適合するように分散されている。新たな床層材は導管
32を介して床層材貯蔵部（図示せず）から床14へ供給さ
れる。空気分散室28の間には間隙33であつてそれを介し
て床14からの床層材が床層材用容器（12）の底部にある
排出用円錐形部35の中の灰室34の中へ落下する間隙33が
ある。灰室34から床層材は排出導管、排出スルース38そ
して排出弁39を介して排出される。灰室34は灰室34の中
に存在する床層材を冷却する為の冷却用空気を噴出する
為のノズル或いは開孔41を有する分配器40がある。冷却
用空気は、矢印42によつて示されているように、床層材
を通り抜けて上に向かつて流れ、その上方への道程の途
中で床層材を冷却しそしてそれが底部27を通り抜けたと
きに燃焼用として利用される。灰室34の中の圧力よりも
幾らか高い圧力を有する冷却空気が圧縮機22と圧力容器
11との間の導管25から或いは圧力容器11の中の空間26か
ら取り出される。空気は導管43a及びに43bを介して、そ
れぞれ43bは破線で示されている。）、冷却器44であつ
てそこに於いてそれが低温に冷却される冷却器44へ送ら
れる。冷却器44から導管45を介して空気分配器40へ空気
が送られる、導管45は冷却用空気流を制御するための制
御弁46を含有している。冷却用空気の圧力を上昇さす必
要がある場合には、更に増圧圧縮機47が導管45に装備さ
れても良い。
図面は圧力容器内に密閉された床層材用容器を有するPF
BC原動所を示している。 図中、12……床層材用容器、14……床、18……タービ
ン、22……圧縮機、27……底部、34……灰室、40……空
気分配器、44……冷却器。
BC原動所を示している。 図中、12……床層材用容器、14……床、18……タービ
ン、22……圧縮機、27……底部、34……灰室、40……空
気分配器、44……冷却器。
Claims (5)
- 【請求項１】流動化床の中での燃料の燃焼を有する原動
所であつて、 床層材用容器（12）と、 床（14）の流動化とそして燃料の燃焼との為の空気用ノ
ズルを有する前記床層材用容器（12）の下方部分の中の
底部（27）と、 前記底部（27）の下方の灰室（34）及びに前記灰室（3
4）から床層材用材料を排出する装置と、 前記床層材用容器（12）の中で生じた燃焼ガスによつて
駆動されるタービン（18）と、そして 前記床層材用容器（12）へ供給される燃焼用空気を圧縮
する前の圧縮機（22）と、 を含有している流動化床の中での燃料の燃焼を有する原
動所に於いて、前記灰室（34）は前記底部（27）の下方
に冷却用空気を導入する為の分散器（40）が整つている
事を特徴としそして、前記圧縮機（22）によつて圧縮さ
れた、冷却された燃焼用空気が冷却器（44）を介して前
記冷却用空気分散器（40）へ供給される事を特徴とする
流動化床の中での燃料の燃焼を有する原動所。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の原動所に於
いて、前記冷却用空気分散器（40）が圧縮機（22）へ直
接連結されているか或いは前記圧縮機（22）からの導管
（25）へ冷却器（44）を介して連結されている事を特徴
とする原動所。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項に記載の原動所に於
いて、床層材用容器（12）が圧力容器（11）の中に密閉
されている事を特徴としかつ冷却用空気分散器（40）が
前記圧力容器（11）へ前記冷却器（44）を介して連結さ
れている事を特徴とする原動所。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項に記載の原動所に於
いて、冷却用空気の熱容量（ACPA）が排出される床層
材用材料の熱容量（BCPB）よりも大きい事を特徴とす
る原動所。 - 【請求項５】特許請求の範囲第１項に記載の原動所に於
いて、冷却用空気分散器（40）と流動化用ノズル（30）
との間に床層材用材料の非流動化領域が存在している事
を特徴とする原動所。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8700877-7 | 1987-03-03 | ||
| SE8700877A SE460147B (sv) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | Kraftanlaeggning med fluidiserad baedd och en kylanordning foer baeddmaterial |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63254306A JPS63254306A (ja) | 1988-10-21 |
| JP2592891B2 true JP2592891B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=20367729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63045992A Expired - Lifetime JP2592891B2 (ja) | 1987-03-03 | 1988-03-01 | 流動化床からの床層材用材料を冷却する方法と床層材用材料用冷却装置を有する原動所 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4852345A (ja) |
| JP (1) | JP2592891B2 (ja) |
| DE (1) | DE3806016C2 (ja) |
| ES (1) | ES2007439A6 (ja) |
| SE (1) | SE460147B (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2513055B2 (ja) | 1990-02-14 | 1996-07-03 | 日本電装株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| SE9001688D0 (sv) * | 1990-05-10 | 1990-05-10 | Abb Stal Ab | Saett och anordning foer temperaturreglering i foerbraenningsanlaeggning |
| JP2624891B2 (ja) * | 1990-11-30 | 1997-06-25 | 株式会社日立製作所 | 加圧流動層ボイラ発電プラント |
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