JP3652836B2

JP3652836B2 - Gasifier

Info

Publication number: JP3652836B2
Application number: JP11384397A
Authority: JP
Inventors: 義孝古閑; 治品田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-05-01
Filing date: 1997-05-01
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2017-05-01
Also published as: JPH10300022A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力容器を貫通するバーナを備えた石炭、油等のガス化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３に従来のガス化炉におけるバーナ構造例を示す。ガス化炉は炉内圧力が高いため、炉を圧力容器内に入れている。図３において、１は圧力容器、２は炉を構成する炉壁管、３は炉内、４は圧力容器１と炉との間の圧力容器空間を示す。燃料及び酸化剤は圧力容器１及び炉壁管２を貫通するバーナ管１０により圧力容器１の外側から炉内３に供給される。
【０００３】
バーナ管１０は燃料供給管８と酸化剤供給管９により構成されている。バーナ管１０は圧力容器１側のバーナ取付管１５に取り付けられ、バーナ管１０が炉壁を貫通する部分には、炉壁管２側にシールボックス５を有し、シールボックス５には、炉内３の熱によるシールボックス５の焼損を防止するため、耐火材６を施工してある。
【０００４】
また、シールボックス５とバーナ管１０との間にはスライド出来るバーナ管シール部７を設けており、バーナ管１０の回りをシールしている窒素ガス等のシールガスの使用量を極力少なくするようになっている。
【０００５】
前述の通り、ガス化炉を圧力容器１内に入れているため、圧力容器１の外部から炉内に物質を供給するバーナにおいては、バーナ管１０が圧力容器１を貫通し、炉壁も貫通、又は、炉壁管２に固定する構造となるため、バーナ管１０は圧力容器１と炉壁管２との間に生ずる熱による上下方向及び水平方向の伸び差を吸収する必要がある。
【０００６】
ここで、燃料が石炭等の個体、例えば、微粉炭等で気体により気流搬送される場合、粉体により搬送管が摩耗するため燃料供給管８は一般に直管により構成される。また、酸化剤は酸素を多量に含んでいるため、燃料である生成ガスを充満させた圧力容器空間４へ洩らすことは重大事故の危険性が有り、酸化剤供給管９には信頼性が要求される。
【０００７】
また、圧力容器空間４内の生成ガスは一般に腐食性ガスであり、前記信頼性の観点から酸化剤供給管９にはエキスパンションやフレキシブルホース等の薄肉管は使用し難く、従って、直管を使用し、更にその外側を窒素ガス等の不活性ガスによりシールする。
【０００８】
このように、直管を使用するため、前述の圧力容器１と炉壁管２との間に生ずる熱による上下方向及び水平方向の伸び差を吸収するのに工夫を要する。この事は、燃料が個体の場合に限らず、液体燃料の場合にも、同様の事が言える。
【０００９】
図３の従来のバーナ構造例では、バーナ管１０とシールボックス５とはバーナ管シール部７により圧力容器１と炉壁管２との間の水平方向の伸び差を吸収し、圧力容器１と炉壁管２との間の上下方向の伸び差は外部高圧エキスパンション１６により吸収する。この外部高圧エキスパンション１６は内圧により伸び切らないように、かつ撓みを吸収するように、ユニバーサル形となっている。
【００１０】
また、バーナ管１０の回りを窒素ガス等によりシールするための囲いも伸び差吸収のためエキスパンション構造としている。これが内部エキスパンション１２である。この内部エキスパンション１２は圧力容器１と炉壁管２との間に生ずる熱による上下方向及び水平方向の伸び差を吸収する必要があるため、短管付きの比較的大きなエキスパンションとなっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前項に説明したように、圧力容器を貫通するバーナ管を備えた従来のガス化装置では高価で大きな外部高圧エキスパンション１６及び内部エキスパンション１２を必要とする。外部高圧エキスパンション１６はリークした場合、圧力容器１と外部高圧エキスパンション１６との間にリークガスを止めるものが無く、圧力容器１内及び炉内３のＣＯガスを含む危険なガスが大量に洩れる。
【００１２】
更に、圧力容器を貫通するバーナ管を備えた従来のガス化装置は、内部エキスパンション１２に加え、外部高圧エキスパンション１６を設ける必要があり複雑な構造である。
【００１３】
本発明は、圧力容器と、その内部に空間をおいて配置された炉壁とを貫通して圧力容器外部から炉壁内部にわたって配置されたバーナ管を有するガス化装置において、バーナ管取付部における圧力容器と炉壁との間の上下及び水平方向の熱伸び差を吸収可能で、製作が容易で信頼性の高いガス化装置を提供することを課題としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、バーナ管が圧力容器を貫通する部分の圧力容器外部側にバーナ取付管を設け、バーナ管とバーナ取付管の長さを、それらに作用する応力値がその使用材料により制限した値以下となるように定め、圧力容器と炉壁との間の上下方向熱伸び差をバーナ管およびバーナ取付管の撓みにより吸収する構造としたガス化装置を提供する。
【００１５】
本発明のガス化装置においては、圧力容器と炉壁との間の上下方向の熱伸び差をバーナ管及びバーナ取付管の撓みにより吸収できるので、従来のように外部高圧エキスパンションを用いる必要がない。
【００１６】
本発明によるガス化炉では、バーナ管を構成する各管の断面二次モーメントや断面係数を小さく選定することによりバーナ管やバーナ取付管の長さを短いものとすることができる。
【００１７】
前記した本発明によるガス化炉では、炉壁にシールボックスを設けるとともに、そのシールボックスとバーナ管とをスライド可能にシールするシール部を設けた構成を採用するのが好ましい。このシール部を付加することによって、ガス化炉内の熱ガスが圧力容器空間側に洩れ出るのを防止できる。
【００１８】
この場合、シールボックスとバーナ取付管との間にエキスパンションを設けることによって、バーナシール部に洩れが生じても炉内の熱ガスが炉内容器空間に洩れ出るのを更に確実に防止できるものとなる。
【００１９】
また、本発明は前記課題を解決するため、バーナ管が圧力容器を貫通する部分の圧力容器外部側にバーナ取付管を設けて、バーナ管とバーナ取付管の長さを、それらに作用する応力値がその使用材料により制限した値以下となるように定め、圧力容器と炉壁との間の上下方向の熱伸び差をバーナ管とバーナ取付管の撓みにより吸収する構造とすると共に炉壁にシールボックスを設け、このシールボックスとバーナ管とでスライド可能なシール部を構成させ、かつ、バーナ管を囲みエキスパンションが介装され、シールボックスとバーナ取付管のフランジとの間に配設された薄肉管を設けた構成のガス化装置を採用する。
【００２０】
このように構成したガス化炉によれば、圧力容器と炉壁との間の上下方向の熱伸び差がバーナ管とバーナ取付管の撓みにより吸収されると共に、炉内の熱ガスが圧力容器空間側に洩れ出るのを前記シール部が防止し、かつ、前記薄肉管は前記シール部が洩れても炉内の熱ガスが圧力容器空間へ流出するのを確実に防止できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるガス化装置について図１，図２に示した実施の形態に基づいて具体的に説明する。なお、以下の実施の形態において、図３に示した従来の装置と同じ構成の部分には説明を簡単にするため同じ符号を付してある。
【００２２】
（実施の第１形態）
まず、図１に示した実施の第１形態によるガス化装置について説明する。図１において、バーナ管１０は燃料供給管８と酸化剤供給管９によって構成されている。図で、バーナ管１０は１本の燃料供給管８と１本の酸化剤供給管９のみで構成されているように示してあるが、これらは数本の管で構成されるものを含むと理解すべきである。
【００２３】
バーナ管１０は圧力容器１側のバーナ取付管１５に取り付けられ、バーナ管１０が炉壁を貫通する部には炉壁管２側にシールボックス５を有しシールボックス５には、炉内３の熱によるシールボックス５の焼損を防止するため、耐火材６を施工してなる。シールボックス５とバーナ管１０とはスライド出来るバーナ管シール部７を設けている。
【００２４】
バーナ管１０の回りを窒素ガス等によりシールするための囲いも伸び差吸収のためエキスパンション構造としている。これが内部エキスパンション１２である。この内部エキスパンション１２はバーナ取付管１５のフランジ１７部とバーナ管シール部７との間に設けられ、圧力容器１と炉壁管２との熱による上下方向及び水平方向の伸び差を吸収するよう、短管付きの比較的大きなエキスパンションとなっている。
【００２５】
ここで、バーナ取付管１５とバーナ管１０は圧力容器１と炉壁管２との熱による上下方向の伸び差を撓みにより吸収するような或る必要な長さを有する。この或る必要な長さはバーナ管１０及びバーナ取付管１５に作用する応力値をその使用材料により制限した或る値以下にするように計算により定めることが出来る。
【００２６】
実施の第１形態によるガス化炉は、以上説明したバーナ構造を有しており、石炭、或いは、油等の燃料をガス化する等、炉の中で燃料を燃焼、或いは、酸化発熱反応を行わせ運転を始めると炉壁管２の温度と圧力容器１の温度とに差が生じ、各々の支持点との関係で炉壁管２と圧力容器１との間に熱伸び差が生じるが、バーナ管１０は圧力容器１及び炉壁の両方を貫通しているため、バーナ管１０は圧力容器１と炉壁管２との熱による上下方向及び水平方向の伸び差を吸収する必要がある。
【００２７】
従来の技術では、この炉壁管２と圧力容器１との間の熱伸び差によるバーナ管１０に発生する応力を緩和させるために図３に示す外部高圧エキスパンション１６を用いていた。
【００２８】
これに対し、本実施形態のガス化装置によると、バーナ取付管１５とバーナ管１０の長さを適切に選定することにより、炉壁管２と圧力容器１との間に上下熱伸び差が発生した時、バーナ取付管１５とバーナ管１０は撓み、バーナ管１０及びバーナ取付管１５に作用する応力値をその使用材料により制限したある値以下にすることが出来る。
【００２９】
ここで、バーナ管１０及びバーナ取付管１５の長さを極力短くするためには、バーナ管１０を構成する各管の断面二次モーメント及び断面係数を極力小さく選定すべきである。
【００３０】
また、炉内３の熱ガスが圧力容器空間４側に洩れ出ないようにシールボックス５とバーナ管１０との間にバーナ管シール部７を設けており、バーナ管１０とシールボックス５とはバーナ管シール部７により圧力容器１と炉壁管２との間の水平方向の伸び差を吸収する。
【００３１】
更にバーナ管シール部７のシールの確保及びバーナ管１０の保護のためバーナ管シール部７の周り及びバーナ管１０を囲った内部エキスパンション１２を有する。この囲いも伸び差吸収のためエキスパンション構造としている。
【００３２】
内部エキスパンション１２の内側はシールガス入口管１３から供給する窒素ガス等のシールガス雰囲気にし、バーナ管シール部７が洩れても炉内３の熱ガスが逆流せず、シールガスが炉内３側に洩れるようにしている。ここでバーナ管シール部７は窒素ガス等のシールガスの使用量を極力少なくするよう作用している。
【００３３】
以上のとおり、本実施形態のガス化装置によると、構造が簡単であり、信頼性が増すのみならず、製作及び設備後の補修費も安く経済的である。
【００３４】
（実施の第２形態）
次に、図２に示した実施の第２形態によるガス化装置について説明する。図２において、バーナ管１０の回りを窒素ガス等によりシールするための囲いとして、薄肉シールガス管１１を設けている。薄肉シールガス管１１にはエキスパンション１４を取り付けている。
【００３５】
このエキスパンション１４は薄肉シールガス管１１を取り付けているバーナ取付管１５のフランジ１８から、炉壁管２までの間の圧力容器１と炉壁管２との熱による水平方向の伸び差を吸収するためのものであり、取付け場所は前記バーナ取付管１５のフランジから薄肉シールガス管１１を含め炉壁管２までの間の何処でもかまわない。
【００３６】
ここで、バーナ取付管１５とバーナ管１０は圧力容器１と炉壁管２との熱による上下方向の伸び差を撓みにより吸収するような或る必要な長さを有する。この或る必要な長さはバーナ管１０及びバーナ取付管１５に作用する応力値をその使用材料により制限した或る値以下にするように計算により定めることが出来る。
【００３７】
以上説明した構造のバーナを備えた実施の第２形態によるガス化装置において、石炭、或いは、油等の燃料をガス化する等、炉の中で燃料を燃焼、或いは、酸化発熱反応を行わせ運転を始めると炉壁管２の温度と圧力容器１の温度とに差が生じ、各々の支持点との関係で炉壁管２と圧力容器１との間に熱伸び差が生じるが、バーナ管１０は圧力容器１及び炉壁の両方を貫通しているため、バーナ管１０は圧力容器１と炉壁管２との熱による上下方向及び水平方向の伸び差を吸収する必要がある。
【００３８】
本実施の第２形態によるガス化炉の構成によると、バーナ取付管１５とバーナ管１０の長さを適切に選定することにより、炉壁管２と圧力容器１との間に上下熱伸び差が発生した時、バーナ取付管１５とバーナ管１０は撓み、バーナ管１０及びバーナ取付管１５に作用する応力値をその使用材料により制限した或る値以下にすることが出来る。なお、バーナ管１０及びバーナ取付管１５の長さを極力短くするためには、バーナ管１０を構成する各管の断面二次モーメント及び断面係数を極力小さく選定すべきである。
【００３９】
この実施の第２形態によるガス化炉においても、シールボックス５とバーナ管１０との間にバーナ管シール部７を設けており、バーナ管１０とシールボックス５とはバーナ管シール部７により圧力容器１と炉壁管２との間の水平方向の伸び差を吸収する。
【００４０】
更に、バーナ管シール部７のシールの確保及びバーナ管１０の保護のために設けた薄肉シールガス管１１はバーナ管１０が圧力容器１と炉壁管２との熱による上下方向の伸び差により撓んだ時、バーナ管１０に沿って一緒に撓むことにより、圧力容器１と炉壁管２との熱による上下方向の伸び差を吸収し、エキスパンション１４により水平方向の伸び差を吸収する。即ちこの薄肉シールガス管１１もバーナ管１０と同様に撓むことにより上下方向の伸び差を吸収する。
【００４１】
この撓むことにより伸び差を吸収する効果をより得るためには、例えば、薄肉シールガス管１１は１〜３mmと薄肉にし、薄肉管の径も、例えば、バーナ管１０の外径との間隙が１〜２mmのように極めて近づけた、或いは、バーナ管１０との間隙を僅かにシールガスが流れる程度の径にした構成とすべきである。
【００４２】
当該薄肉シールガス管１１の内側はシールガス入口管１３から供給する窒素ガス等のシールガス雰囲気にし、バーナ管シール部７が洩れても、炉内３の熱ガスが逆流せず、シールガスが炉内３側に洩れるようにしている。ここでバーナ管シール部７は窒素ガス等のシールガスの使用量を極力少なくするよう作用している。この実施の第２形態によると、実施の第１形態によるものよりも、更に、構造が簡単であり、信頼性が増すのみならず、製作及び設備後の補修費も安く経済的である。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるガス化装置では、バーナ管が圧力容器を貫通する部分の圧力容器外部側にバーナ取付管を設け、圧力容器と炉壁との上下方向熱伸び差をバーナ管とバーナ取付管の撓みにより吸収する構成としているので従来のもののように外部高圧エキスパンションを採用する必要がなく構造が簡単となる。
【００４４】
また、このように構成したバーナ管を有する、本発明のガス化装置において、炉壁に設けたシールボックスとバーナ管をスライド可能にシールするシール部を設けたり、或いは、それに加えシールボックスとバーナ取付管との間にエキスパンションを設けた構成としたものでは、ガス化炉内の熱ガスが圧力容器側に洩れ出るのを確実に防止できる。
【００４５】
更にまた、本発明によるガス化炉において、バーナ管を囲み、シールボックスとバーナ取付管のフランジとの間に設けられて、かつエキスパンションが介装された薄肉管を設けた構成としたものでは、圧力容器と炉壁との間の熱伸び差がバーナ管とバーナ取付管の撓みにより吸収されると共に、その薄肉管が圧力容器空間への熱ガスの洩れ出しを確実に防止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態によるガス化炉におけるバーナ管の取付け部分を示す断面図。
【図２】本発明の実施の第２形態によるガス化炉におけるバーナ管の取付け部分を示す断面図。
【図３】従来のガス化炉におけるバーナ管で、（ａ）は全体構成を示し、（ｂ）は外部高圧エキスパンション部分を水平断面で示す図面。
【符号の説明】
１圧力容器
２炉壁管
３炉内
４圧力容器空間
５シールボックス
６耐火材
７バーナ管シール部
８燃料供給管
９酸化剤供給管
１０バーナ管
１１薄肉シールガス管
１２内部エキスパンション
１３シールガス入口管
１４エキスパンション
１５バーナ取付管
１７，１８バーナ取付管のフランジ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gasifier for coal, oil or the like provided with a burner penetrating a pressure vessel.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 shows an example of a burner structure in a conventional gasification furnace. Since the gasification furnace has a high furnace pressure, the furnace is placed in a pressure vessel. In FIG. 3, 1 is a pressure vessel, 2 is a furnace wall tube constituting the furnace, 3 is in the furnace, and 4 is a pressure vessel space between the pressure vessel 1 and the furnace. Fuel and oxidant are supplied to the furnace 3 from outside of the pressure vessel 1 by the burner tube 10 penetrating the pressure vessel 1及beauty furnace wall tubes 2.
[0003]
The burner pipe 10 is composed of a fuel supply pipe 8 and an oxidant supply pipe 9. The burner tube 10 is attached to a burner mounting tube 15 on the pressure vessel 1 side. The burner tube 10 has a seal box 5 on the furnace wall tube 2 side where the burner tube 10 penetrates the furnace wall. In order to prevent burnout of the seal box 5 due to the heat of the inside 3, a refractory material 6 is applied.
[0004]
In addition, a slidable burner tube seal portion 7 is provided between the seal box 5 and the burner tube 10 so that the amount of seal gas such as nitrogen gas sealing around the burner tube 10 is minimized. It has become.
[0005]
As described above, since the gasification furnace is placed in the pressure vessel 1, the burner tube 10 penetrates the pressure vessel 1 and the furnace wall also penetrates in the burner that supplies the material into the furnace from the outside of the pressure vessel 1. Alternatively, since the structure is fixed to the furnace wall tube 2, the burner tube 10 needs to absorb the vertical and horizontal expansion differences due to heat generated between the pressure vessel 1 and the furnace wall tube 2.
[0006]
Here, when the fuel is air-conveyed by gas such as an individual such as coal, for example, pulverized coal, the fuel supply pipe 8 is generally constituted by a straight pipe because the conveying pipe is worn by the powder. In addition, since the oxidant contains a large amount of oxygen, it may cause a serious accident if it leaks into the pressure vessel space 4 filled with the produced gas as fuel, and the oxidant supply pipe 9 requires reliability. Is done.
[0007]
Further, the generated gas in the pressure vessel space 4 is generally a corrosive gas, and from the viewpoint of reliability, it is difficult to use a thin-walled pipe such as an expansion or a flexible hose for the oxidant supply pipe 9, and therefore a straight pipe is used. Further, the outside is sealed with an inert gas such as nitrogen gas.
[0008]
Thus, since a straight pipe is used, it is necessary to devise to absorb the difference in elongation in the vertical and horizontal directions due to heat generated between the pressure vessel 1 and the furnace wall pipe 2 described above. This is not limited to the case where the fuel is an individual, but the same can be said for liquid fuel.
[0009]
In the example of the conventional burner structure of FIG. 3, the burner pipe 10 and the seal box 5 absorb the horizontal extension difference between the pressure vessel 1 and the furnace wall tube 2 by the burner tube seal portion 7. The difference in the vertical extension with the furnace wall tube 2 is absorbed by the external high-pressure expansion 16. The external high-pressure expansion 16 has a universal shape so as not to extend due to internal pressure and to absorb bending.
[0010]
Further, an enclosure for sealing the periphery of the burner tube 10 with nitrogen gas or the like has an expansion structure for absorbing a difference in elongation. This is the internal expansion 12. The internal expansion 12 is a relatively large expansion with a short pipe because it is necessary to absorb the vertical and horizontal expansion differences caused by the heat generated between the pressure vessel 1 and the furnace wall tube 2.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
As explained in the previous section, the conventional gasifier having a burner tube penetrating the pressure vessel requires an expensive and large external high-pressure expansion 16 and internal expansion 12. When the external high-pressure expansion 16 leaks, there is nothing that stops the leak gas between the pressure vessel 1 and the external high-pressure expansion 16, and a large amount of dangerous gas including CO gas in the pressure vessel 1 and in the furnace 3 leaks.
[0012]
Furthermore, the conventional gasifier having a burner tube penetrating the pressure vessel needs to be provided with an external high-pressure expansion 16 in addition to the internal expansion 12, and has a complicated structure.
[0013]
The present invention relates to a gasification apparatus having a burner pipe that passes through a pressure vessel and a furnace wall disposed in a space inside the pressure vessel and extends from the outside of the pressure vessel to the inside of the furnace wall. An object of the present invention is to provide a gasifier that can absorb the difference in thermal expansion between the pressure vessel and the furnace wall in the vertical and horizontal directions, is easy to manufacture, and has high reliability.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a burner mounting tube on the outside of the pressure vessel where the burner tube passes through the pressure vessel, and determines the length of the burner tube and the burner mounting tube according to the stress value acting on them. Provided is a gasifier having a structure that is determined to be equal to or less than a value limited by the material to be used and absorbs a difference in vertical thermal expansion between a pressure vessel and a furnace wall by bending of a burner pipe and a burner mounting pipe.
[0015]
In the gasifier according to the present invention, the difference in thermal expansion between the pressure vessel and the furnace wall in the vertical direction can be absorbed by the deflection of the burner tube and the burner mounting tube, so there is no need to use an external high-pressure expansion as in the prior art. .
[0016]
In the gasification furnace according to the present invention, the lengths of the burner pipe and the burner mounting pipe can be shortened by selecting a small second moment of section and section modulus of each pipe constituting the burner pipe.
[0017]
In the gasification furnace according to the present invention described above, it is preferable to employ a configuration in which a seal box is provided on the furnace wall and a seal portion is provided for slidably sealing the seal box and the burner pipe. By adding this seal portion, it is possible to prevent the hot gas in the gasification furnace from leaking out to the pressure vessel space side.
[0018]
In this case, by providing an expansion between the seal box and the burner mounting pipe, it is possible to further reliably prevent the hot gas in the furnace from leaking into the furnace container space even if the burner seal portion leaks. Become.
[0019]
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a burner mounting pipe on the outer side of the pressure vessel where the burner tube passes through the pressure vessel, and determines the length of the burner tube and the burner mounting tube to the stress acting on them. The value is determined to be less than or equal to the value restricted by the material used, and the structure is designed to absorb the difference in the vertical thermal expansion between the pressure vessel and the furnace wall by the deflection of the burner tube and the burner mounting tube. A seal box is provided, a seal portion slidable by the seal box and the burner pipe is formed, and an expansion is provided to surround the burner pipe, and is disposed between the seal box and the flange of the burner mounting pipe. A gasifier with a thin tube is used.
[0020]
According to the gasification furnace configured as described above, the difference in thermal expansion between the pressure vessel and the furnace wall in the vertical direction is absorbed by the deflection of the burner tube and the burner mounting tube, and the hot gas in the furnace is absorbed by the pressure vessel. The seal portion prevents leakage to the space side, and the thin tube can reliably prevent the hot gas in the furnace from flowing out into the pressure vessel space even if the seal portion leaks.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the gasifier according to the present invention will be described in detail based on the embodiment shown in FIGS. In the following embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those of the conventional apparatus shown in FIG.
[0022]
(First embodiment)
First, the gasifier according to the first embodiment shown in FIG. 1 will be described. In FIG. 1, the burner pipe 10 is composed of a fuel supply pipe 8 and an oxidant supply pipe 9. In the figure, the burner pipe 10 is shown to be composed of only one fuel supply pipe 8 and one oxidant supply pipe 9, but these include those composed of several pipes. Should be understood.
[0023]
The burner tube 10 is attached to a burner mounting tube 15 on the pressure vessel 1 side, and the burner tube 10 has a seal box 5 on the furnace wall tube 2 side in a portion passing through the furnace wall. In order to prevent burnout of the seal box 5 due to the heat of refractory, a refractory material 6 is applied. The seal box 5 and the burner pipe 10 are provided with a burner pipe seal portion 7 that can slide.
[0024]
An enclosure for sealing the periphery of the burner tube 10 with nitrogen gas or the like has an expansion structure for absorbing a difference in elongation. This is the internal expansion 12. The internal expansion 12 is provided between the flange 1 7 parts of the burner pipe seal portion 7 of the burner attachment tube 15, absorbing the differential expansion of the vertical and horizontal directions due to the heat of the pressure vessel 1 and Rokabekan 2 It is a relatively large expansion with a short tube.
[0025]
Here, the burner mounting pipe 15 and the burner pipe 10 have a certain required length so as to absorb the difference in elongation in the vertical direction due to heat between the pressure vessel 1 and the furnace wall pipe 2 by bending. This required length can be determined by calculation so that the stress value acting on the burner tube 10 and the burner mounting tube 15 is less than a certain value limited by the material used.
[0026]
The gasification furnace according to the first embodiment has the burner structure described above, and combusts the fuel in the furnace such as gasifying the fuel such as coal or oil, or performs the oxidation exothermic reaction. When the operation is started, a difference occurs between the temperature of the furnace wall tube 2 and the temperature of the pressure vessel 1, and a difference in thermal expansion occurs between the furnace wall tube 2 and the pressure vessel 1 in relation to each support point. Since the burner tube 10 penetrates both the pressure vessel 1 and the furnace wall, the burner tube 10 needs to absorb the difference in the vertical and horizontal directions due to the heat of the pressure vessel 1 and the furnace wall tube 2. .
[0027]
In the prior art, the external high-pressure expansion 16 shown in FIG. 3 is used to relieve the stress generated in the burner tube 10 due to the difference in thermal elongation between the furnace wall tube 2 and the pressure vessel 1.
[0028]
On the other hand, according to the gasification apparatus of the present embodiment, by appropriately selecting the lengths of the burner mounting pipe 15 and the burner pipe 10, there is a difference in vertical thermal expansion between the furnace wall pipe 2 and the pressure vessel 1. When generated, the burner mounting tube 15 and the burner tube 10 bend, and the stress acting on the burner tube 10 and the burner mounting tube 15 can be reduced below a certain value limited by the material used.
[0029]
Here, in order to shorten the length of the burner tube 10 and the burner mounting tube 15 as much as possible, the cross-sectional secondary moment and the section modulus of each tube constituting the burner tube 10 should be selected as small as possible.
[0030]
Also, a burner tube seal portion 7 is provided between the seal box 5 and the burner tube 10 so that the hot gas in the furnace 3 does not leak to the pressure vessel space 4 side. The horizontal difference between the pressure vessel 1 and the furnace wall tube 2 is absorbed by the burner tube seal portion 7.
[0031]
Further, an internal expansion 12 is provided around the burner tube seal portion 7 and surrounding the burner tube 10 for securing the burner tube seal portion 7 and protecting the burner tube 10. This enclosure also has an expansion structure to absorb differential elongation.
[0032]
The inside of the internal expansion 12 is a seal gas atmosphere such as nitrogen gas supplied from the seal gas inlet pipe 13, and even if the burner pipe seal portion 7 leaks, the hot gas in the furnace 3 does not flow back, and the seal gas is in the furnace 3 side. To leak. Here, the burner tube seal portion 7 acts to minimize the amount of seal gas such as nitrogen gas used.
[0033]
As described above, according to the gasification apparatus of the present embodiment, the structure is simple and the reliability is increased, and the repair cost after manufacturing and installation is low and economical.
[0034]
(Second embodiment)
Next, the gasifier according to the second embodiment shown in FIG. 2 will be described. In FIG. 2, a thin seal gas pipe 11 is provided as an enclosure for sealing around the burner pipe 10 with nitrogen gas or the like. An expansion 14 is attached to the thin seal gas pipe 11.
[0035]
This expansion 14 absorbs the horizontal expansion difference due to heat between the pressure vessel 1 and the furnace wall tube 2 between the flange 18 of the burner attachment tube 15 to which the thin seal gas tube 11 is attached and the furnace wall tube 2. Therefore, the mounting location may be anywhere from the flange of the burner mounting tube 15 to the furnace wall tube 2 including the thin seal gas tube 11.
[0036]
Here, the burner mounting pipe 15 and the burner pipe 10 have a certain required length so as to absorb the difference in elongation in the vertical direction due to heat between the pressure vessel 1 and the furnace wall pipe 2 by bending. This required length can be determined by calculation so that the stress value acting on the burner tube 10 and the burner mounting tube 15 is less than a certain value limited by the material used.
[0037]
In the gasification apparatus according to the second embodiment provided with the burner having the structure described above, the fuel is burned in the furnace or the oxidation exothermic reaction is performed such as gasification of fuel such as coal or oil. When the operation is started, there is a difference between the temperature of the furnace wall tube 2 and the temperature of the pressure vessel 1, and a difference in thermal expansion occurs between the furnace wall tube 2 and the pressure vessel 1 in relation to the respective support points. Since the tube 10 penetrates both the pressure vessel 1 and the furnace wall, the burner tube 10 needs to absorb the vertical and horizontal expansion differences due to heat between the pressure vessel 1 and the furnace wall tube 2.
[0038]
According to the configuration of the gasification furnace according to the second embodiment, the vertical thermal expansion difference between the furnace wall pipe 2 and the pressure vessel 1 can be selected by appropriately selecting the lengths of the burner mounting pipe 15 and the burner pipe 10. When this occurs, the burner mounting tube 15 and the burner tube 10 bend, and the stress value acting on the burner tube 10 and the burner mounting tube 15 can be reduced to a certain value or less limited by the material used. In order to shorten the length of the burner pipe 10 and the burner mounting pipe 15 as much as possible, the cross-sectional secondary moment and section modulus of each pipe constituting the burner pipe 10 should be selected as small as possible.
[0039]
Also in the gasification furnace according to the second embodiment, the burner tube seal portion 7 is provided between the seal box 5 and the burner tube 10, and the burner tube 10 and the seal box 5 are pressurized by the burner tube seal portion 7. Absorbs the horizontal extension difference between the vessel 1 and the furnace wall tube 2.
[0040]
Further, the thin seal gas pipe 11 provided for securing the seal of the burner pipe seal portion 7 and protecting the burner pipe 10 is due to the difference in the vertical extension of the burner pipe 10 due to the heat of the pressure vessel 1 and the furnace wall pipe 2. When bent, by bending together along the burner tube 10, the difference in the vertical direction due to heat between the pressure vessel 1 and the furnace wall tube 2 is absorbed, and the expansion difference is absorbed by the expansion 14. . That is, the thin seal gas pipe 11 is bent in the same manner as the burner pipe 10 to absorb the difference in elongation in the vertical direction.
[0041]
In order to obtain the effect of absorbing the difference in elongation by bending, for example, the thin seal gas pipe 11 is made as thin as 1 to 3 mm, and the diameter of the thin pipe is, for example, a gap with the outer diameter of the burner pipe 10. Should be very close to 1 to 2 mm, or the gap with the burner tube 10 should have a diameter that allows the seal gas to flow slightly.
[0042]
The inside of the thin seal gas pipe 11 is in a seal gas atmosphere such as nitrogen gas supplied from the seal gas inlet pipe 13, and even if the burner pipe seal portion 7 leaks, the hot gas in the furnace 3 does not flow backward, and the seal gas does not flow. It leaks to the inside 3 side of the furnace. Here, the burner tube seal portion 7 acts to minimize the amount of seal gas such as nitrogen gas used. According to the second embodiment, the structure is simpler and more reliable than the first embodiment, and not only the reliability is increased, but also the repair cost after manufacturing and installation is cheap and economical.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, in the gasifier according to the present invention, the burner mounting pipe is provided on the outer side of the pressure vessel where the burner tube passes through the pressure vessel, and the difference in the vertical thermal expansion between the pressure vessel and the furnace wall is determined. Therefore, it is not necessary to employ an external high-pressure expansion as in the prior art, and the structure is simplified.
[0044]
Further, in the gasification apparatus of the present invention having the burner pipe configured as described above, a seal portion for slidably sealing the seal box provided on the furnace wall and the burner pipe is provided, or in addition thereto, the seal box and the burner are provided. In the configuration in which the expansion is provided between the mounting pipe and the gas, the hot gas in the gasification furnace can be reliably prevented from leaking to the pressure vessel side.
[0045]
Furthermore, in the gasification furnace according to the present invention, the burner pipe is surrounded, the thin box pipe is provided between the seal box and the flange of the burner mounting pipe and the expansion is interposed. The difference in thermal expansion between the pressure vessel and the furnace wall is absorbed by the deflection of the burner tube and the burner mounting tube, and the thin wall tube reliably prevents the leakage of hot gas into the pressure vessel space.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a burner tube mounting portion in a gasification furnace according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a burner tube mounting portion in a gasification furnace according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a burner tube in a conventional gasification furnace, wherein (a) shows the overall configuration, and (b) is a drawing showing an external high-pressure expansion portion in a horizontal section.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pressure vessel 2 Furnace wall pipe 3 Furnace 4 Pressure vessel space 5 Seal box 6 Refractory material 7 Burner pipe seal part 8 Fuel supply pipe 9 Oxidant supply pipe 10 Burner pipe 11 Thin-wall seal gas pipe 12 Internal expansion 13 Seal gas inlet pipe 14 Expansion 15 Burner mounting pipe 17, 18 Burner mounting pipe flange

Claims

A type having a pressure vessel and a furnace wall arranged with a space inside the pressure vessel, and a burner tube penetrating the pressure vessel and the furnace wall from the outside of the pressure vessel to the inside of the furnace wall In the gasifier, a burner mounting pipe is provided outside the pressure vessel at a portion where the burner tube passes through the pressure vessel, and the length of the burner tube and the burner mounting tube is determined by the stress value acting on them. A gasifier having a structure that is determined to be equal to or less than a value limited by a material and absorbs a difference in vertical thermal expansion between the pressure vessel and a furnace wall by bending of the burner pipe and the burner mounting pipe.

The gasifier according to claim 1, wherein a seal box is provided on the furnace wall, and a seal portion is provided for slidably sealing the seal box and the burner pipe.

The gasifier according to claim 2, wherein an expansion is provided between the seal box and the burner attachment pipe.

A thin tube surrounding the burner tube is provided, the thin tube is disposed between the seal box and a flange of the burner mounting tube, and an expansion is interposed in the thin tube. Item 3. The gasifier according to Item 2.