JP3373771B2 - 排熱回収ボイラ - Google Patents
排熱回収ボイラInfo
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- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
- F22B1/1807—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines
- F22B1/1815—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines using the exhaust gases of gas-turbines
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
- F22B37/008—Adaptations for flue gas purification in steam generators
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排熱回収ボイラに
係わり、特に排ガスに含まれる窒素酸化物を還元除去す
る排熱回収ボイラに関する。
係わり、特に排ガスに含まれる窒素酸化物を還元除去す
る排熱回収ボイラに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、省エネルギの観点から発電効率を
向上させるためにガスタービンによる発電に加え、ガス
タービンの排ガスの排熱を回収して蒸気を発生させ、そ
の蒸気を用いて蒸気タービンによる発電も行うコンバイ
ンドサイクル発電設備が採用される傾向にあり、また、
このコンバインドサイクル発電設備は発電効率及び発電
出力の向上のため、さらに大容量化の傾向にある。
向上させるためにガスタービンによる発電に加え、ガス
タービンの排ガスの排熱を回収して蒸気を発生させ、そ
の蒸気を用いて蒸気タービンによる発電も行うコンバイ
ンドサイクル発電設備が採用される傾向にあり、また、
このコンバインドサイクル発電設備は発電効率及び発電
出力の向上のため、さらに大容量化の傾向にある。
【０００３】ところで、コンバイドサイクル発電設備で
は、排熱の回収及び蒸気の発生に排熱回収ボイラが採用
されている。排熱回収ボイラはガスタービン等の原動機
から排出される排ガスの熱を回収し、蒸気タービン用の
駆動蒸気やプロセス用の蒸気温水を発生させ供給するも
のである。また、この排熱回収ボイラは環境保全の観点
から排ガス中の有害な窒素酸化物を還元するための脱硝
装置を備えている。特に、近年は排ガス中の窒素酸化物
の９０％以上を除去できる高性能な脱硝装置が設置され
る傾向にある。
は、排熱の回収及び蒸気の発生に排熱回収ボイラが採用
されている。排熱回収ボイラはガスタービン等の原動機
から排出される排ガスの熱を回収し、蒸気タービン用の
駆動蒸気やプロセス用の蒸気温水を発生させ供給するも
のである。また、この排熱回収ボイラは環境保全の観点
から排ガス中の有害な窒素酸化物を還元するための脱硝
装置を備えている。特に、近年は排ガス中の窒素酸化物
の９０％以上を除去できる高性能な脱硝装置が設置され
る傾向にある。
【０００４】一般的な排熱回収ボイラを図２２の概略側
面図及び図２３の排熱回収ボイラアンモニア注入部の平
面図を参照して説明する。図に示すように、横置自然循
環形の排熱回収ボイラは、再熱二重圧力式のボイラであ
って、ボイラダクト１４内に高圧二次過熱器１５，再熱
器１６，高圧一次過熱器１３，高圧蒸発器４，低圧過熱
器１７，高圧節炭器１８，低圧蒸発器１９，低圧節炭器
２０の各伝熱管が排ガス流れ方向から順に鉛直方向に設
置されている。また、ボイラダクト１４内にはアンモニ
ア注入部１と脱硝反応器５が設置され、ボイラ上部には
高圧ドラム６，低圧ドラム２１が設置されている。２は
アンモニア注入部支持材、３は高圧ドラム降水管、７は
アンモニア注入パイプ、８はアンモニア注入ノズルであ
る。
面図及び図２３の排熱回収ボイラアンモニア注入部の平
面図を参照して説明する。図に示すように、横置自然循
環形の排熱回収ボイラは、再熱二重圧力式のボイラであ
って、ボイラダクト１４内に高圧二次過熱器１５，再熱
器１６，高圧一次過熱器１３，高圧蒸発器４，低圧過熱
器１７，高圧節炭器１８，低圧蒸発器１９，低圧節炭器
２０の各伝熱管が排ガス流れ方向から順に鉛直方向に設
置されている。また、ボイラダクト１４内にはアンモニ
ア注入部１と脱硝反応器５が設置され、ボイラ上部には
高圧ドラム６，低圧ドラム２１が設置されている。２は
アンモニア注入部支持材、３は高圧ドラム降水管、７は
アンモニア注入パイプ、８はアンモニア注入ノズルであ
る。
【０００５】次に、上記排熱回収ボイラの動作について
説明する。排熱回収ボイラに流入した排ガスは、高圧二
次過熱器１５，再熱器１６，高圧一次過熱器１３を順次
通過し、アンモニア注入部１でアンモニアと混合する。
そして、排ガスは高圧蒸発器４を通過した後、還元反応
を促す触媒層を備えた脱硝反応器５で排ガス中の窒素酸
化物が除去され、さらに低圧過熱器１７，高圧節炭器１
８，低圧蒸発器１９，低圧節炭器２０を順次通過し大気
中に放出される。
説明する。排熱回収ボイラに流入した排ガスは、高圧二
次過熱器１５，再熱器１６，高圧一次過熱器１３を順次
通過し、アンモニア注入部１でアンモニアと混合する。
そして、排ガスは高圧蒸発器４を通過した後、還元反応
を促す触媒層を備えた脱硝反応器５で排ガス中の窒素酸
化物が除去され、さらに低圧過熱器１７，高圧節炭器１
８，低圧蒸発器１９，低圧節炭器２０を順次通過し大気
中に放出される。
【０００６】排熱回収ボイラのアンモニア注入部１は、
排ガス流れ方向に対して高圧蒸発器４より上流側に配置
されている。アンモニアは排ガスと均一に混合する必要
があるので脱硝反応器５からある程度の距離を確保し、
脱硝反応器５から高圧蒸発器４を隔てて配置されてい
る。アンモニアと排ガスは多数の伝熱管が規則的に配置
されている高圧蒸発器４を通過する際、均一に混合され
る。アンモニアは４９０℃以上であると酸化して窒素酸
化物が生成されてしまうので、脱硝率を維持するのに甚
だ好ましくない。したがって、排ガス温度が適切である
必要があり、これらの条件を満足するようにアンモニア
注入部１は、排ガス流れ方向より高圧一次過熱器１３の
下流でかつ高圧蒸発器４の上流に配置されており、計画
上ガス温度は４７０℃程度である。このように、排ガス
は排熱回収ボイラ内では伝熱管で熱交換を行うのと同時
に、排ガス中の有毒な窒素酸化物が除去される。
排ガス流れ方向に対して高圧蒸発器４より上流側に配置
されている。アンモニアは排ガスと均一に混合する必要
があるので脱硝反応器５からある程度の距離を確保し、
脱硝反応器５から高圧蒸発器４を隔てて配置されてい
る。アンモニアと排ガスは多数の伝熱管が規則的に配置
されている高圧蒸発器４を通過する際、均一に混合され
る。アンモニアは４９０℃以上であると酸化して窒素酸
化物が生成されてしまうので、脱硝率を維持するのに甚
だ好ましくない。したがって、排ガス温度が適切である
必要があり、これらの条件を満足するようにアンモニア
注入部１は、排ガス流れ方向より高圧一次過熱器１３の
下流でかつ高圧蒸発器４の上流に配置されており、計画
上ガス温度は４７０℃程度である。このように、排ガス
は排熱回収ボイラ内では伝熱管で熱交換を行うのと同時
に、排ガス中の有毒な窒素酸化物が除去される。
【０００７】図２４は図２２のアンモニア注入部を排ガ
ス流れ方向下流からみた図である。図において、アンモ
ニアは混合器２２にて空気と混合され、アンモニア注入
部入口連絡管２３，アンモニア注入部管寄せ２４，アン
モニア注入部入口管２５を順に通過し、アンモニア注入
部支持材２によって支持されたアンモニア注入パイプ７
に流入する。アンモニア注入パイプ７に流入したアンモ
ニアは、アンモニア注入パイプ７から多数設置されてい
るアンモニア注入ノズル８より噴射され、排ガスと混合
する。アンモニア注入ノズル８は、アンモニア注入パイ
プ７から鉛直方向に上下交互に多数設置されており、ア
ンモニアが排ガスと均一に混合されるように構成されて
いる。また、アンモニアはアンモニア流量調節弁２６に
よって流量が調節され、排ガスと均一に混合されるよう
に調節可能となっている。このようにアンモニア注入部
は、ボイラダクト内の排ガス流路全断面に均一にアンモ
ニアが注入されるように構成されている。
ス流れ方向下流からみた図である。図において、アンモ
ニアは混合器２２にて空気と混合され、アンモニア注入
部入口連絡管２３，アンモニア注入部管寄せ２４，アン
モニア注入部入口管２５を順に通過し、アンモニア注入
部支持材２によって支持されたアンモニア注入パイプ７
に流入する。アンモニア注入パイプ７に流入したアンモ
ニアは、アンモニア注入パイプ７から多数設置されてい
るアンモニア注入ノズル８より噴射され、排ガスと混合
する。アンモニア注入ノズル８は、アンモニア注入パイ
プ７から鉛直方向に上下交互に多数設置されており、ア
ンモニアが排ガスと均一に混合されるように構成されて
いる。また、アンモニアはアンモニア流量調節弁２６に
よって流量が調節され、排ガスと均一に混合されるよう
に調節可能となっている。このようにアンモニア注入部
は、ボイラダクト内の排ガス流路全断面に均一にアンモ
ニアが注入されるように構成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、コン
バインドサイクル発電設備は大容量化の傾向にあり、そ
のため排熱回収ボイラも大型化し、設置面積の増大，コ
ストの増大、さらには発電単価の増大を招いている。こ
れらに歯止めをかけるために、排熱回収ボイラの省スペ
ース、低コスト設計を行う必要がある。従来技術の排熱
回収ボイラは、アンモニア注入部及びドラム降水管まわ
りに過大なスペースを要し、ボイラの全長が増大すると
いう問題があった。
バインドサイクル発電設備は大容量化の傾向にあり、そ
のため排熱回収ボイラも大型化し、設置面積の増大，コ
ストの増大、さらには発電単価の増大を招いている。こ
れらに歯止めをかけるために、排熱回収ボイラの省スペ
ース、低コスト設計を行う必要がある。従来技術の排熱
回収ボイラは、アンモニア注入部及びドラム降水管まわ
りに過大なスペースを要し、ボイラの全長が増大すると
いう問題があった。
【０００９】また、コンバインドサイクル発電設備の大
容量化で、ガスタービン出力の増大に伴って排ガス温度
が上昇するとともに排熱回収ボイラも高温大容量化する
傾向にあり、かかる排熱回収ボイラに対しても環境保全
の観点からより高性能な脱硝装置を備える必要がある。
容量化で、ガスタービン出力の増大に伴って排ガス温度
が上昇するとともに排熱回収ボイラも高温大容量化する
傾向にあり、かかる排熱回収ボイラに対しても環境保全
の観点からより高性能な脱硝装置を備える必要がある。
【００１０】しかし、従来技術の排熱回収ボイラでは排
ガス温度の上昇に伴い、かつガスタービンへ冷却蒸気を
投入する等のシステムによって、アンモニア注入部の温
度が上昇するため適切な温度でのアンモニア注入ができ
なくなる可能性がある。すなわち、高温大容量化する排
熱回収ボイラにおける高脱硝率の実現が難しくなるとい
う問題があった。
ガス温度の上昇に伴い、かつガスタービンへ冷却蒸気を
投入する等のシステムによって、アンモニア注入部の温
度が上昇するため適切な温度でのアンモニア注入ができ
なくなる可能性がある。すなわち、高温大容量化する排
熱回収ボイラにおける高脱硝率の実現が難しくなるとい
う問題があった。
【００１１】本発明（請求項１乃至請求項６対応）は、
上記問題を解決するためになされたもので、その目的は
アンモニア注入部を最適位置に配置することによって排
熱回収ボイラを省スペース化し、排熱回収ボイラの高温
大容量化に応じた排ガス内窒素酸化物の除去を可能にす
る排熱回収ボイラを提供することにある。
上記問題を解決するためになされたもので、その目的は
アンモニア注入部を最適位置に配置することによって排
熱回収ボイラを省スペース化し、排熱回収ボイラの高温
大容量化に応じた排ガス内窒素酸化物の除去を可能にす
る排熱回収ボイラを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１は、原動機から排出される排ガス
をボイラダクト内に導いて排ガスの熱回収を行うととも
に、この排ガスにアンモニアを注入・混合して排ガス中
の窒素酸化物を還元・除去する脱硝装置を備えた排熱回
収ボイラにおいて、前記脱硝装置に対して排ガス流れ方
向の上流側に、多数の伝熱管を規則的に配置された蒸発
器を配設し、当該蒸発器の上流側にドラム降水管を配設
し、当該ドラム降水管の上流側または下流側にアンモニ
ア注入部のアンモニア注入パイプを当該ドラム降水管と
密接に配設して前記アンモニア注入部を前記排熱回収ボ
イラ側面より見て当該ドラム降水管と同位置としたこと
を特徴とする。
に、本発明の請求項１は、原動機から排出される排ガス
をボイラダクト内に導いて排ガスの熱回収を行うととも
に、この排ガスにアンモニアを注入・混合して排ガス中
の窒素酸化物を還元・除去する脱硝装置を備えた排熱回
収ボイラにおいて、前記脱硝装置に対して排ガス流れ方
向の上流側に、多数の伝熱管を規則的に配置された蒸発
器を配設し、当該蒸発器の上流側にドラム降水管を配設
し、当該ドラム降水管の上流側または下流側にアンモニ
ア注入部のアンモニア注入パイプを当該ドラム降水管と
密接に配設して前記アンモニア注入部を前記排熱回収ボ
イラ側面より見て当該ドラム降水管と同位置としたこと
を特徴とする。
【００１３】本発明の請求項２は、請求項１記載の排熱
回収ボイラにおいて、前記ドラム降水管の中間に前記ア
ンモニア注入パイプを支持するアンモニア注入部支持材
を配設したことを特徴とする。
回収ボイラにおいて、前記ドラム降水管の中間に前記ア
ンモニア注入パイプを支持するアンモニア注入部支持材
を配設したことを特徴とする。
【００１４】本発明の請求項３は、請求項１記載の排熱
回収ボイラにおいて、前記ドラム降水管にアンモニア注
入部支持材を取り付け、このアンモニア注入部支持材に
前記アンモニア注入パイプを取り付けたことを特徴とす
る排熱回収ボイラ。
回収ボイラにおいて、前記ドラム降水管にアンモニア注
入部支持材を取り付け、このアンモニア注入部支持材に
前記アンモニア注入パイプを取り付けたことを特徴とす
る排熱回収ボイラ。
【００１５】本発明の請求項４は、原動機から排出され
る排ガスをボイラダクト内に導いて排ガスの熱回収を行
うとともに、この排ガスにアンモニアを注入・混合して
排ガス中の窒素酸化物を還元・除去する脱硝装置を備え
た排熱回収ボイラにおいて、前記脱硝装置に対して排ガ
ス流れ方向の上流側に、多数の伝熱管を規則的に配置さ
れた蒸発器を２分割して配設し、当該２分割した蒸発器
の中間にドラム降水管を配設し、当該ドラム降水管の上
流側または下流側にアンモニア注入部のアンモニア注入
パイプを前記ドラム降水管と密接に配設して前記アンモ
ニア注入部を前記排熱回収ボイラ側面より見て当該ドラ
ム降水管と同位置としたことを特徴とする。
る排ガスをボイラダクト内に導いて排ガスの熱回収を行
うとともに、この排ガスにアンモニアを注入・混合して
排ガス中の窒素酸化物を還元・除去する脱硝装置を備え
た排熱回収ボイラにおいて、前記脱硝装置に対して排ガ
ス流れ方向の上流側に、多数の伝熱管を規則的に配置さ
れた蒸発器を２分割して配設し、当該２分割した蒸発器
の中間にドラム降水管を配設し、当該ドラム降水管の上
流側または下流側にアンモニア注入部のアンモニア注入
パイプを前記ドラム降水管と密接に配設して前記アンモ
ニア注入部を前記排熱回収ボイラ側面より見て当該ドラ
ム降水管と同位置としたことを特徴とする。
【００１６】本発明の請求項５は、請求項４記載の排熱
回収ボイラにおいて、前記ドラム降水管の中間に、この
ドラム降水管と平行にアンモニア注入パイプを支持する
アンモニア注入部支持材を配設したことを特徴とする。
回収ボイラにおいて、前記ドラム降水管の中間に、この
ドラム降水管と平行にアンモニア注入パイプを支持する
アンモニア注入部支持材を配設したことを特徴とする。
【００１７】本発明の請求項６は、請求項４記載の排熱
回収ボイラにおいて、前記ドラム降水管にアンモニア注
入部支持材を取り付け、前記支持材にアンモニア注入パ
イプを取り付けたことを特徴とする。
回収ボイラにおいて、前記ドラム降水管にアンモニア注
入部支持材を取り付け、前記支持材にアンモニア注入パ
イプを取り付けたことを特徴とする。
【００１８】
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図１は本発明の第１実施例（請求項
１及び請求項２対応）であるアンモニア注入部の側面
図、図２は図１のアンモニア注入部の平面図、図３は図
１のアンモニア注入部を排ガス流れ方向から見た図であ
る。
参照して説明する。図１は本発明の第１実施例（請求項
１及び請求項２対応）であるアンモニア注入部の側面
図、図２は図１のアンモニア注入部の平面図、図３は図
１のアンモニア注入部を排ガス流れ方向から見た図であ
る。
【００２０】図に示すように、本実施例では、アンモニ
ア注入部１をボイラダクト１４内の排ガス流れ方向に対
して高圧蒸発器４の上流側で、高圧ドラム６の高圧ドラ
ム降水管３と同位置に配置している。また、高圧ドラム
降水管３とアンモニア注入部支持材２がボイラ水平方向
に並列に配置され、ボイラ鉛直方向に並列にアンモニア
注入パイプ７１，７２が配置されており、このアンモニ
ア注入パイプ７１，７２から鉛直方向に上下交互にアン
モニア注入ノズル８が配置されている。排ガスはアンモ
ニア注入部１でアンモニアと混合し、高圧蒸発器４を通
過後、脱硝装置である脱硝反応器５で窒素酸化物が除去
される。
ア注入部１をボイラダクト１４内の排ガス流れ方向に対
して高圧蒸発器４の上流側で、高圧ドラム６の高圧ドラ
ム降水管３と同位置に配置している。また、高圧ドラム
降水管３とアンモニア注入部支持材２がボイラ水平方向
に並列に配置され、ボイラ鉛直方向に並列にアンモニア
注入パイプ７１，７２が配置されており、このアンモニ
ア注入パイプ７１，７２から鉛直方向に上下交互にアン
モニア注入ノズル８が配置されている。排ガスはアンモ
ニア注入部１でアンモニアと混合し、高圧蒸発器４を通
過後、脱硝装置である脱硝反応器５で窒素酸化物が除去
される。
【００２１】本実施例によると、アンモニア注入部１を
排ガス流れ方向に対して高圧蒸発器４の上流側で、高圧
ドラム６の高圧ドラム降水管３と同位置に配置している
ため、排ガス流れ方向のスペースが少なくなる外、アン
モニア注入部１から高圧蒸発器４を介して脱硝反応器５
に排ガスが流入するので、均一にアンモニアと排ガスが
混合した状態で窒素酸化物が除去される。さらに、高圧
蒸発器４の管群出口に高圧ドラム降水管３がないので脱
硝反応器５に混合ガスがスムーズに流入し、触媒が有効
に作用するため同一の触媒量でも従来より脱硝効率を高
めることが可能となる。
排ガス流れ方向に対して高圧蒸発器４の上流側で、高圧
ドラム６の高圧ドラム降水管３と同位置に配置している
ため、排ガス流れ方向のスペースが少なくなる外、アン
モニア注入部１から高圧蒸発器４を介して脱硝反応器５
に排ガスが流入するので、均一にアンモニアと排ガスが
混合した状態で窒素酸化物が除去される。さらに、高圧
蒸発器４の管群出口に高圧ドラム降水管３がないので脱
硝反応器５に混合ガスがスムーズに流入し、触媒が有効
に作用するため同一の触媒量でも従来より脱硝効率を高
めることが可能となる。
【００２２】図４は第１実施例の変形例（請求項１及び
請求項２対応）であるアンモニア注入部の側面図、図５
は図４のアンモニア注入部の平面図である。同図に示す
ように、本実施例では、アンモニア注入パイプ７１，７
２及びアンモニア注入ノズル８をボイラダクト１４内の
排ガス流れ方向に対して高圧ドラム降水管３の下流側に
配置されている点が第１実施例と異なり、その他の構成
は同一であるので、同一部分には同一符号を付して重複
説明は省略する。
請求項２対応）であるアンモニア注入部の側面図、図５
は図４のアンモニア注入部の平面図である。同図に示す
ように、本実施例では、アンモニア注入パイプ７１，７
２及びアンモニア注入ノズル８をボイラダクト１４内の
排ガス流れ方向に対して高圧ドラム降水管３の下流側に
配置されている点が第１実施例と異なり、その他の構成
は同一であるので、同一部分には同一符号を付して重複
説明は省略する。
【００２３】本実施例によると、排熱回収ボイラ側面よ
り見てアンモニア注入部１と高圧ドラム降水管３を同位
置に配置しているため、排ガス流れ方向のスペースが少
なくなる外、アンモニア注入部１から高圧蒸発器４を介
して脱硝反応器５に排ガスが流入するので、均一にアン
モニアと排ガスが混合した状態で窒素酸化物が除去され
る。さらに、高圧蒸発器４の管群出口に高圧ドラム降水
管３がないことから、脱硝反応器５に混合ガスがスムー
ズに流入し、触媒が有効に作用するため、同一の触媒量
でも従来より脱硝効率を高めることが可能となる。
り見てアンモニア注入部１と高圧ドラム降水管３を同位
置に配置しているため、排ガス流れ方向のスペースが少
なくなる外、アンモニア注入部１から高圧蒸発器４を介
して脱硝反応器５に排ガスが流入するので、均一にアン
モニアと排ガスが混合した状態で窒素酸化物が除去され
る。さらに、高圧蒸発器４の管群出口に高圧ドラム降水
管３がないことから、脱硝反応器５に混合ガスがスムー
ズに流入し、触媒が有効に作用するため、同一の触媒量
でも従来より脱硝効率を高めることが可能となる。
【００２４】図６は本発明の第２実施例（請求項１及び
請求項３対応）であるアンモニア注入部の側面図、図７
は図６のアンモニア注入部の平面図、図８は図６で排ガ
ス流れ方向から見た図である。
請求項３対応）であるアンモニア注入部の側面図、図７
は図６のアンモニア注入部の平面図、図８は図６で排ガ
ス流れ方向から見た図である。
【００２５】図に示すように、本実施例が第１実施例と
異なる構成は、高圧ドラム降水管３がアンモニア注入部
支持材２も兼ねることで、アンモニア注入部支持材２を
なくした点であり、その他の構成は同一であるので、同
一部分には同一符号を付して重複説明は省略する。
異なる構成は、高圧ドラム降水管３がアンモニア注入部
支持材２も兼ねることで、アンモニア注入部支持材２を
なくした点であり、その他の構成は同一であるので、同
一部分には同一符号を付して重複説明は省略する。
【００２６】本実施例は第１実施例と同様に排ガスはア
ンモニア注入部１でアンモニアと混合し、高圧蒸発器４
を通過後、脱硝反応器５で窒素酸化物が除去される。さ
らに高圧ドラム降水管３がアンモニア注入部支持材２を
兼ねているので、アンモニア注入部支持材が不要になる
分、部品点数が少なくなる。
ンモニア注入部１でアンモニアと混合し、高圧蒸発器４
を通過後、脱硝反応器５で窒素酸化物が除去される。さ
らに高圧ドラム降水管３がアンモニア注入部支持材２を
兼ねているので、アンモニア注入部支持材が不要になる
分、部品点数が少なくなる。
【００２７】図９は第２実施例であるアンモニア注入部
の変形例（請求項１及び請求項３対応）の側面図、図１
０は図９のアンモニア注入部の平面図である。図に示す
ように、本実施例では、アンモニア注入パイプ７１，７
２及びアンモニア注入ノズル８を排ガス流れ方向に対し
て高圧ドラム降水管３の下流側に配置されている点が第
２実施例と異なり、その他の構成は同一であるので、同
一部分には同一符号を付して重複説明は省略する。
の変形例（請求項１及び請求項３対応）の側面図、図１
０は図９のアンモニア注入部の平面図である。図に示す
ように、本実施例では、アンモニア注入パイプ７１，７
２及びアンモニア注入ノズル８を排ガス流れ方向に対し
て高圧ドラム降水管３の下流側に配置されている点が第
２実施例と異なり、その他の構成は同一であるので、同
一部分には同一符号を付して重複説明は省略する。
【００２８】本実施例によると、排熱回収ボイラ側面よ
り見てアンモニア注入部１と高圧ドラム降水管３を同位
置に配置しているため、排ガス流れ方向のスペースが少
なくなる外、アンモニア注入部１から高圧蒸発器４を介
して脱硝反応器５に排ガスが流入するので、均一にアン
モニアと排ガスが混合した状態で窒素酸化物が除去され
る。さらに、高圧蒸発器４の管群出口に高圧ドラム降水
管３がないことから、脱硝反応器５に混合ガスがスムー
ズに流入し、触媒が有効に作用するため、同一の触媒量
でも従来より脱硝効率を高めることが可能となる。
り見てアンモニア注入部１と高圧ドラム降水管３を同位
置に配置しているため、排ガス流れ方向のスペースが少
なくなる外、アンモニア注入部１から高圧蒸発器４を介
して脱硝反応器５に排ガスが流入するので、均一にアン
モニアと排ガスが混合した状態で窒素酸化物が除去され
る。さらに、高圧蒸発器４の管群出口に高圧ドラム降水
管３がないことから、脱硝反応器５に混合ガスがスムー
ズに流入し、触媒が有効に作用するため、同一の触媒量
でも従来より脱硝効率を高めることが可能となる。
【００２９】図１１は本発明の第３実施例（請求項１、
請求項４及び請求項５対応）であるアンモニア注入部の
側面図、図１２は図１１のアンモニア注入部の平面図、
図３は第３実施例の排ガス流れ方向から見た図である。
請求項４及び請求項５対応）であるアンモニア注入部の
側面図、図１２は図１１のアンモニア注入部の平面図、
図３は第３実施例の排ガス流れ方向から見た図である。
【００３０】図に示すように、本実施例が第１実施例と
異なる構成は、高圧蒸発器４を分割して高圧蒸発器９，
高圧蒸発器１０とし、その中間にアンモニア注入部１と
高圧ドラム降水管３を配置している点であり、その他の
構成は同一であるので、同一部分には同一符号を付して
重複説明は省略する。
異なる構成は、高圧蒸発器４を分割して高圧蒸発器９，
高圧蒸発器１０とし、その中間にアンモニア注入部１と
高圧ドラム降水管３を配置している点であり、その他の
構成は同一であるので、同一部分には同一符号を付して
重複説明は省略する。
【００３１】本実施例は、第１実施例および第２実施例
と同様にアンモニア注入部１とドラム降水管３を排熱回
収ボイラを側面より見て同位置に配置している。また、
高圧ドラム降水管３とアンモニア注入部支持材２が第１
実施例と同様に水平方向に並列に配置されている。排ガ
スは分割された高圧蒸発器９を通過し、アンモニア注入
部１でアンモニアと混合し、高圧蒸発器１０を通過後脱
硝反応器５で窒素酸化物が除去される。従って、本実施
例によると従来より脱硝効率を高めることが可能とな
る。
と同様にアンモニア注入部１とドラム降水管３を排熱回
収ボイラを側面より見て同位置に配置している。また、
高圧ドラム降水管３とアンモニア注入部支持材２が第１
実施例と同様に水平方向に並列に配置されている。排ガ
スは分割された高圧蒸発器９を通過し、アンモニア注入
部１でアンモニアと混合し、高圧蒸発器１０を通過後脱
硝反応器５で窒素酸化物が除去される。従って、本実施
例によると従来より脱硝効率を高めることが可能とな
る。
【００３２】図１３は第３実施例の変形例（請求項１、
請求項４及び請求項５対応）であるアンモニア注入部の
側面図、図１４は図１３のアンモニア注入部の平面図で
ある。図に示すように、本実施例は、アンモニア注入パ
イプ７１，７２及びアンモニア注入ノズル８を排ガス流
れ方向に対して高圧ドラム降水管３の下流側に配置して
いる点が第３実施例と異なり、その他の構成は同一であ
るので、同一部分には同一符号を付して重複説明は省略
する。
請求項４及び請求項５対応）であるアンモニア注入部の
側面図、図１４は図１３のアンモニア注入部の平面図で
ある。図に示すように、本実施例は、アンモニア注入パ
イプ７１，７２及びアンモニア注入ノズル８を排ガス流
れ方向に対して高圧ドラム降水管３の下流側に配置して
いる点が第３実施例と異なり、その他の構成は同一であ
るので、同一部分には同一符号を付して重複説明は省略
する。
【００３３】本実施例によると、アンモニア注入パイプ
７１，７２及びアンモニア注入ノズル８を排ガス流れ方
向に対して高圧ドラム降水管３の下流側に配置している
ので、排ガス流れ方向の排熱回収ボイラのスペースが少
なくなる外、排ガスがアンモニア注入部１に到達する以
前に従来より多くの伝熱管群を通過することで、熱交換
が多く行われた後アンモニア注入部１に到達する。ま
た、排熱回収ボイラ入口とアンモニア注入部１での排ガ
ス温度差が大きくなるので、排熱回収ボイラ入口での排
ガス温度が従来より高い場合、排ガス温度を適温まで低
下させて排ガスをアンモニア注入部１に導くことができ
る。従って、排熱回収及び脱硝効率を高めることが可能
となる。
７１，７２及びアンモニア注入ノズル８を排ガス流れ方
向に対して高圧ドラム降水管３の下流側に配置している
ので、排ガス流れ方向の排熱回収ボイラのスペースが少
なくなる外、排ガスがアンモニア注入部１に到達する以
前に従来より多くの伝熱管群を通過することで、熱交換
が多く行われた後アンモニア注入部１に到達する。ま
た、排熱回収ボイラ入口とアンモニア注入部１での排ガ
ス温度差が大きくなるので、排熱回収ボイラ入口での排
ガス温度が従来より高い場合、排ガス温度を適温まで低
下させて排ガスをアンモニア注入部１に導くことができ
る。従って、排熱回収及び脱硝効率を高めることが可能
となる。
【００３４】図１５は本発明の第４実施例（請求項１、
請求項４及び請求項６対応）であるアンモニア注入部の
側面図、図１６は図１５のアンモニア注入部の平面図、
図８は図１５の排ガス流れ方向から見た図である。
請求項４及び請求項６対応）であるアンモニア注入部の
側面図、図１６は図１５のアンモニア注入部の平面図、
図８は図１５の排ガス流れ方向から見た図である。
【００３５】図に示すように、本実施例が第３実施例と
異なる構成は、第３実施例におけるアンモニア注入部支
持材２がなくなり、高圧ドラム降水管３がアンモニア注
入部支持材２も兼ねている点であり、その他の構成は同
一であるので、同一部分には同一符号を付して重複説明
は省略する。
異なる構成は、第３実施例におけるアンモニア注入部支
持材２がなくなり、高圧ドラム降水管３がアンモニア注
入部支持材２も兼ねている点であり、その他の構成は同
一であるので、同一部分には同一符号を付して重複説明
は省略する。
【００３６】本実施例によると、第３実施例と同様に排
ガスはアンモニア注入部１でアンモニアと混合し、高圧
蒸発器４を通過後、脱硝反応器５で窒素酸化物が除去さ
れる。さらに高圧ドラム降水管３がアンモニア注入部支
持材２を兼ねているので、アンモニア注入部支持材が不
要になる分、部品点数が少なくなる。
ガスはアンモニア注入部１でアンモニアと混合し、高圧
蒸発器４を通過後、脱硝反応器５で窒素酸化物が除去さ
れる。さらに高圧ドラム降水管３がアンモニア注入部支
持材２を兼ねているので、アンモニア注入部支持材が不
要になる分、部品点数が少なくなる。
【００３７】図１７は第４実施例であるアンモニア注入
部の変形例（請求項１、請求項４及び請求項６対応）の
側面図、図１８は図１７のアンモニア注入部の平面図で
ある。図に示すように、本実施例は、アンモニア注入パ
イプ７１，７２及びアンモニア注入ノズル８を排ガス流
れ方向に対して高圧ドラム降水管３の下流側に配置して
いる点が第４実施例と異なり、その他の点は同一である
ので、同一部分には同一符号を付して重複説明は省略す
る。本実施例は、第３実施例と同様に排熱回収及び脱硝
効率を高めることが可能となることに加えて支持材が不
要になり部品点数が減少するという効果を有する。
部の変形例（請求項１、請求項４及び請求項６対応）の
側面図、図１８は図１７のアンモニア注入部の平面図で
ある。図に示すように、本実施例は、アンモニア注入パ
イプ７１，７２及びアンモニア注入ノズル８を排ガス流
れ方向に対して高圧ドラム降水管３の下流側に配置して
いる点が第４実施例と異なり、その他の点は同一である
ので、同一部分には同一符号を付して重複説明は省略す
る。本実施例は、第３実施例と同様に排熱回収及び脱硝
効率を高めることが可能となることに加えて支持材が不
要になり部品点数が減少するという効果を有する。
【００３８】図１９は本発明の第５実施例であるアンモ
ニア注入部の側面図、図２０は図１９のアンモニア注入
部を排ガス流れ方向より見た図である。図に示すよう
に、本実施例では、アンモニア注入部１はアンモニア注
入パイプ７を上部管寄せ１１と下部管寄せ１２を用いて
接続して構成し、アンモニア注入部１を高圧蒸発器４の
中間に鉛直方向から挿入・配置している。
ニア注入部の側面図、図２０は図１９のアンモニア注入
部を排ガス流れ方向より見た図である。図に示すよう
に、本実施例では、アンモニア注入部１はアンモニア注
入パイプ７を上部管寄せ１１と下部管寄せ１２を用いて
接続して構成し、アンモニア注入部１を高圧蒸発器４の
中間に鉛直方向から挿入・配置している。
【００３９】本実施例ではアンモニア注入部１に伝熱管
と同様に上下管寄せ１１，１２を用いており、アンモニ
ア注入部１を鉛直方向から設置することが可能となる。
また、第３実施例及び第４実施例と同様、排ガス流れ方
向のスペースを少なくすることとができ、適当な排ガス
温度でのアンモニア注入が可能となる等の効果を有す
る。
と同様に上下管寄せ１１，１２を用いており、アンモニ
ア注入部１を鉛直方向から設置することが可能となる。
また、第３実施例及び第４実施例と同様、排ガス流れ方
向のスペースを少なくすることとができ、適当な排ガス
温度でのアンモニア注入が可能となる等の効果を有す
る。
【００４０】図２１は本発明の第６実施例であるアンモ
ニア注入部の側面図である。図に示すように、本実施例
は第５実施例と同様にアンモニア注入部１はアンモニア
注入パイプ７を上部管寄せ１１と下部管寄せ１２を用い
て接続して構成し、排ガス流れ方向に対して高圧一次過
熱器１３の下流側に鉛直方向からアンモニア注入部１を
挿入している。また、アンモニア注入パイプ７とアンモ
ニア注入ノズル８の配置は図２０の第５実施例と同様で
ある。
ニア注入部の側面図である。図に示すように、本実施例
は第５実施例と同様にアンモニア注入部１はアンモニア
注入パイプ７を上部管寄せ１１と下部管寄せ１２を用い
て接続して構成し、排ガス流れ方向に対して高圧一次過
熱器１３の下流側に鉛直方向からアンモニア注入部１を
挿入している。また、アンモニア注入パイプ７とアンモ
ニア注入ノズル８の配置は図２０の第５実施例と同様で
ある。
【００４１】本実施例によると、第５実施例と同様に、
アンモニア注入部１は上下管寄せ１１，１２を用いて構
成されているので、排ガス流れ方向のスペースを少なく
することができ、適当な排ガス温度でのアンモニア注入
が可能となる等の効果を有する。
アンモニア注入部１は上下管寄せ１１，１２を用いて構
成されているので、排ガス流れ方向のスペースを少なく
することができ、適当な排ガス温度でのアンモニア注入
が可能となる等の効果を有する。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明（請求項１
乃至請求項５対応）によれば、アンモニア注入部を排熱
回収ボイラ側面から見てドラム降水管と同位置に配置す
ることで、排熱回収ボイラの排ガス流れ方向の寸法が減
少し、従来型排熱回収ボイラに比べてコンパクト、省ス
ペース、低コスト設計が可能となる。また、降水管でア
ンモニア注入部を支持することでさらにその効果が高ま
る。
乃至請求項５対応）によれば、アンモニア注入部を排熱
回収ボイラ側面から見てドラム降水管と同位置に配置す
ることで、排熱回収ボイラの排ガス流れ方向の寸法が減
少し、従来型排熱回収ボイラに比べてコンパクト、省ス
ペース、低コスト設計が可能となる。また、降水管でア
ンモニア注入部を支持することでさらにその効果が高ま
る。
【００４３】また、本発明（請求項４乃至請求項６対
応）によれば、蒸発器を分割し、その中間にアンモニア
注入部とボイラ降水管を配置すれば、原動機内の燃焼温
度上昇により排ガス温度が上昇した場合でも、適温まで
熱交換を行った後アンモニアを注入し、窒素酸化物を除
去することが可能になる。したがって、排熱回収ボイラ
の省スペース、低コスト化だけでなく、従来型より高温
大容量排熱回収ボイラにおいても窒素酸化物除去が十分
可能になり、排熱回収ボイラの高温大容量化における環
境対策にも対応可能となる。
応）によれば、蒸発器を分割し、その中間にアンモニア
注入部とボイラ降水管を配置すれば、原動機内の燃焼温
度上昇により排ガス温度が上昇した場合でも、適温まで
熱交換を行った後アンモニアを注入し、窒素酸化物を除
去することが可能になる。したがって、排熱回収ボイラ
の省スペース、低コスト化だけでなく、従来型より高温
大容量排熱回収ボイラにおいても窒素酸化物除去が十分
可能になり、排熱回収ボイラの高温大容量化における環
境対策にも対応可能となる。
【００４４】さらに、本発明（請求項１乃至請求項６対
応）によれば、蒸発器の管群出口に降水管がないことか
ら、脱硝装置に混合ガスがスムーズに流入し、触媒が有
効に作用するため、同一の触媒量でも従来より脱硝効率
を高めることが可能となる効果が生じる。
応）によれば、蒸発器の管群出口に降水管がないことか
ら、脱硝装置に混合ガスがスムーズに流入し、触媒が有
効に作用するため、同一の触媒量でも従来より脱硝効率
を高めることが可能となる効果が生じる。
【図１】本発明の第１実施例の側面図。
【図２】図１の平面図。
【図３】図１または図１１のアンモニア注入部を排ガス
流れ方向からみた図。
流れ方向からみた図。
【図４】本発明の第１実施例の変形例の側面図。
【図５】図４の平面図。
【図６】本発明の第２実施例の側面図。
【図７】図６の平面図。
【図８】図６または図１５のアンモニア注入部を排ガス
流れ方向からみた図。
流れ方向からみた図。
【図９】本発明の第２実施例の変形例の側面図。
【図１０】図９の平面図。
【図１１】本発明の第３実施例の側面図。
【図１２】図１１の平面図。
【図１３】本発明の第３実施例の変形例の側面図。
【図１４】図１３の平面図。
【図１５】本発明の第４実施例の側面図。
【図１６】図１５の平面図。
【図１７】本発明の第４実施例の変形例の側面図。
【図１８】図１７の平面図。
【図１９】本発明の第５実施例の側面図。
【図２０】図１９または図２１のアンモニア注入部を排
ガス流れ方向からみた図。
ガス流れ方向からみた図。
【図２１】本発明の第６実施例の側面図。
【図２２】従来の排熱回収ボイラの概略側面図。
【図２３】図２２の排熱回収ボイラアンモニア注入部の
平面図。
平面図。
【図２４】図２３の排熱回収ボイラアンモニア注入部の
排ガス流れ方向からみた図。
排ガス流れ方向からみた図。
１…アンモニア注入部、２…アンモニア注入部支持材、
３…高圧ドラム降水管、４…高圧蒸発器、５…脱硝反応
器、６…高圧ドラム、７，７１，７２…アンモニア注入
パイプ、８…アンモニア注入ノズル、９，１０…高圧蒸
発器、１１…上部管寄せ、１２…下部管寄せ、１３…高
圧一次過熱器、１４…ボイラダクト、１５…高圧二次過
熱器、１６…再熱器、１７…低圧過熱器、１８…高圧節
炭器、１９…低圧蒸発器、２０…低圧節炭器、２１…低
圧ドラム、２２…混合器、２３…アンモニア注入部入口
連絡管、２４…アンモニア注入部管寄せ、２５…アンモ
ニア注入部入口管、２６…アンモニア流量調節弁。
３…高圧ドラム降水管、４…高圧蒸発器、５…脱硝反応
器、６…高圧ドラム、７，７１，７２…アンモニア注入
パイプ、８…アンモニア注入ノズル、９，１０…高圧蒸
発器、１１…上部管寄せ、１２…下部管寄せ、１３…高
圧一次過熱器、１４…ボイラダクト、１５…高圧二次過
熱器、１６…再熱器、１７…低圧過熱器、１８…高圧節
炭器、１９…低圧蒸発器、２０…低圧節炭器、２１…低
圧ドラム、２２…混合器、２３…アンモニア注入部入口
連絡管、２４…アンモニア注入部管寄せ、２５…アンモ
ニア注入部入口管、２６…アンモニア流量調節弁。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ２２Ｂ 37/00 Ｂ０１Ｄ 53/36 １０１Ａ
(56)参考文献 特開 平９−47633（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−200603（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−155101（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−266301（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−287426（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−212243（ＪＰ，Ａ)
実開 平２−115601（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭60−176302（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭57−177533（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F23J 15/00
B01D 53/94
F22B 1/18
F22B 37/00
Claims (6)
- 【請求項１】 原動機から排出される排ガスをボイラダ
クト内に導いて排ガスの熱回収を行うとともに、この排
ガスにアンモニアを注入・混合して排ガス中の窒素酸化
物を還元・除去する脱硝装置を備えた排熱回収ボイラに
おいて、前記脱硝装置に対して排ガス流れ方向の上流側
に、多数の伝熱管を規則的に配置された蒸発器を配設
し、当該蒸発器の上流側にドラム降水管を配設し、当該
ドラム降水管の上流側または下流側にアンモニア注入部
のアンモニア注入パイプを当該ドラム降水管と密接に配
設して前記アンモニア注入部を前記排熱回収ボイラ側面
より見て当該ドラム降水管と同位置としたことを特徴と
する排熱回収ボイラ。 - 【請求項２】 請求項１記載の排熱回収ボイラにおい
て、前記ドラム降水管の中間に前記アンモニア注入パイ
プを支持するアンモニア注入部支持材を配設したことを
特徴とする排熱回収ボイラ。 - 【請求項３】 請求項１記載の排熱回収ボイラにおい
て、前記ドラム降水管にアンモニア注入部支持材を取り
付け、このアンモニア注入部支持材に前記アンモニア注
入パイプを取り付けたことを特徴とする排熱回収ボイ
ラ。 - 【請求項４】 原動機から排出される排ガスをボイラダ
クト内に導いて排ガスの熱回収を行うとともに、この排
ガスにアンモニアを注入・混合して排ガス中の窒素酸化
物を還元・除去する脱硝装置を備えた排熱回収ボイラに
おいて、前記脱硝装置に対して排ガス流れ方向の上流側
に、多数の伝熱管を規則的に配置された蒸発器を２分割
して配設し、当該２分割した蒸発器の中間にドラム降水
管を配設し、当該ドラム降水管の上流側または下流側に
アンモニア注入部のアンモニア注入パイプを前記ドラム
降水管と密接に配設して前記アンモニア注入部を前記排
熱回収ボイラ側面より見て当該ドラム降水管と同位置と
したことを特徴とする排熱回収ボイラ。 - 【請求項５】 請求項４記載の排熱回収ボイラにおい
て、前記ドラム降水管の中間にアンモニア注入パイプを
支持するアンモニア注入部支持材を配設したことを特徴
とする排熱回収ボイラ。 - 【請求項６】 請求項４記載の排熱回収ボイラにおい
て、前記ドラム降水管にアンモニア注入部支持材を取り
付け、前記支持材にアンモニア注入パイプを取り付けた
ことを特徴とする排熱回収ボイラ。
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|---|---|---|---|
| JP27620397A JP3373771B2 (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | 排熱回収ボイラ |
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| TW087116613A TW421701B (en) | 1997-10-08 | 1998-10-07 | Exhaust heat recovery boiler |
| AT98119074T ATE260440T1 (de) | 1997-10-08 | 1998-10-08 | Abhitzekessel |
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| CNB981245374A CN1158470C (zh) | 1997-10-08 | 1998-10-08 | 废热回收锅炉 |
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| US09/727,581 US6334410B2 (en) | 1997-10-08 | 2000-12-04 | Exhaust heat recovery boiler |
| US09/892,881 US6435138B2 (en) | 1997-10-08 | 2001-06-28 | Exhaust heat recovery boiler |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| EP (1) | EP0915288B1 (ja) |
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| CN (1) | CN1158470C (ja) |
| AT (1) | ATE260440T1 (ja) |
| CA (1) | CA2249805C (ja) |
| TW (1) | TW421701B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| DE19959342A1 (de) * | 1999-12-09 | 2001-06-13 | Abb Alstom Power Ch Ag | Abhitzedampferzeuger |
| US6851514B2 (en) * | 2002-04-15 | 2005-02-08 | Air Handling Engineering Ltd. | Outlet silencer and heat recovery structures for gas turbine |
| US6895740B2 (en) * | 2003-01-21 | 2005-05-24 | Donald C. Erickson | Steam ammonia power cycle |
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