JPH05507548A - Ｐｆｂｃ動力プラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＰＦＢＣ動カプシカプラントる。ＰＦＢＣは加圧流動床燃焼（Ｐｒｅｓ ｓｔ＋ｒｉｚｅｄ　Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ　ＢｅｄＣｏｍｂｕｓ　１ｏｎ）の英文 表示の頭文字である。ＰＦＢＣ動カプシカプラントては燃焼は、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。

背景技術 これまで提案され、設計された商業用ＰＦＢＣ動カプシカプラント的小型で、約 ２００ＭＷｅまでのパワーを存する。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。

その問題点は、提案され設計されたＰＦＢＣ動カプシカプラント器の幾何学形状 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ＰＦ ＢＣ動カプシカプラントては、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、燃焼器と圧力容器との間の横断面領域の比を増大することが重要である。

発明の概要 、　本発明によれば、燃焼器は少な（とも６つの側壁を育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。

洗浄プラントは連続的に接続された多数グループのサ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。

燃焼器の構造及びガス洗浄プラントの位置は燃焼器の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 ーの改善か可能となる。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か好ましい。実施例の他の利点は燃焼器 の平坦な壁部が短くなるといことである。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。

燃焼器のフリーボード部と洗浄プラントとの間の垂直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。添加前、例えばアンモニアを 注入することによりダクト内て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。

本発明の好ましい実施例によれば、平坦な垂直のチューブディスクは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 角形の環状床部を育する構造とすることかできる。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。

チューブディスクは燃焼器内で側壁に対し平行に配向されている。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 ることかできる。

本発明の１実施例において、チューブディスクは３つの平行で隣接する面のチュ 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つのチューブ面が蒸発器内及び過熱器の１または２つのチューブ平面内 に含まれている。１デイスク内において、中央チューブ面のチューブは燃焼器内 の支持部材から懸架され、他のチューブ面を支持することができる。

図面の簡単な説明 添付図面を参照して本発明についてより詳細に説明する。

第１図は燃焼器、洗浄プラント等を備えたＰＦＢＣ動カプシカプラント容器の断 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 ディスクの中央チューブ面のチューブにより支持されている１グループの３つの チューブディスクの端面を示す。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。

好ましい実施例の説明 図中、ｌは円筒状の圧力容器を示し、この圧力容器は燃焼器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７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１ １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 Ｉ５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。

第２図及び第４図に示す実施例において、燃焼器３の床部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を備える燃焼器３の横断面を完 全に充填することができる。

図示の実施例において、各チューブディスクグループ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１　（ＳＨＩ）、過熱器ＩＩ（ ＳＨＩＮ）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２ ４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２ ４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。

第６図に図解的態様で示した蒸気発生器の実施例において、２つの型式のチュー ブディスク２４ａ及び２４ｂか配置されている。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、２７ ｂを育するチューブ２７と、ｈ＄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３１ ａ、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５ＨＩＩの一 部を形成する２つのチューブコイル３３ａ、３３ｂを存するチューブ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を育 するチューブ３１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）。

給水容器３５からの給水は給水ポンプ３７により蒸発器の分配管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及び水位調整弁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５ＨＩＩの 分配管５２を介して第２の過熱器５ＨＩＩ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５ ＨＩＩを通過後、過熱された蒸気は第２の過熱器５ＨＩＩ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 部からの蒸気は中間過熱器ＩｓＨの分配管６１を介して導管５９を取って中間過 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６７を介してコンデンサ（図示せず）に戻される。

第３図に示すように、特に部分的負荷が作用する場合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。

第７図はチューブディスク２４を大きな燃焼器に配設す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。

Ｆ／６．７ Ｆ／（Ｊ、　ｊ 要約書 圧力容器（１）内に囲まれた燃焼器（３）を備えるＰＦＢＣ動カプシカプラント 器（３）は例えば６角形状断面の多角形柱として形成される。燃焼器（３）の床 部（３ａ）は、平坦なチューブディスク（２４）の少なくとも３のグループ（２ ３）から形成された蒸気発生器を収容し、このグループ（２３）はディスクが燃 焼器（３）の対向側壁に平行に配置される。各チューブディスクは複数の平行面 に配置されたチューブを存する蒸発及び過熱チューブ（２５ａ、２５　ｂ、２５ 　ｃ）の双方を備えることかできる。好ましい実施例では、チューブディスク（ ２４）の各グループ（２３）は燃焼器（３）の下部（３ａ）平行６面体状のスペ ースを満たす。

国際調査報告 、７１１□＋、ｓｌ　Ａ工、、、、、、、、、、　ＰＣＴ／ＳＥ　９１１００２ ９２

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも１の床部（３ａ）と少なくとも１のフリーボード部（３ｂ）とを 有する燃焼器（３）を備え、この床部（３ａ）が蒸発チューブと加熱チューブ（ ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ）とからなる蒸気発生器を囲み、前記フリーボード部（ ３ｂ）に煙道ガス用の洗浄プラントが結合され、 燃焼器（３）が円形断面の略円筒状圧力容器（１）内に囲まれたＰＦＢＣ動カブ ラントであって、前記燃焼器（３）が少なくとも６の側壁を有する多角柱として 形成されることを特徴とするＰＦＢＣ動カプラント。
2. ２．前記燃焼器（３）は、６角形状の断面を有し、この燃焼器（３）の上部が少 なくとも１のダクト（９）に接続され、このダクトがフリーボード部（３ｂ）を 洗浄プラント（７）に接続することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のＰＦ ＢＣ動カプラント。
3. ３．前記洗浄プラント（７）は、燃焼器（３）上で、１又は複数のダクト（９） と圧力容器（１）の壁部との間のスペース内に収容されていることを特徴とする 請求の範囲第２項に記載のＰＦＢＣ動カプラント。
4. ４．前記洗浄プラント（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ることを特徴とする請求 の範囲第３項に記載のＰＦＢＣ動カプラント。
5. ５．前記燃焼器（３）は、６角形伏の環状床部（３ａ）を形成され、この床部は 補助装置を内包する内部６角形状スペース（８３）を囲むことを特徴とする請求 の範囲第１項又は第２項に記載のＰＦＢＣ動カプラント。
6. ６．蒸発及び加熱チューブは、少なくとも３のグループ（２３）の多数の平行な 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）が６角 形伏燃焼器（３）の２の対向側部に平行に向くことを特徴とする請求の範囲第２ 項又は第５項に記載のＰＦＢＣ動カプラント。
7. ７．チューブディスク（２４）の各グループ（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）は、燃 焼器（３）の平行６面体状サブボリユームを満たすことを特徴とする請求の範囲 第６項に記載のＰＦＢＣ動カプラント。
8. ８．　各チューブディスクは、蒸発チューブ及び／又は過熱チューブを形成する 複数のチューブを含むことを特徴とする請求の範囲第７項に記載のＰＦＢＣ動カ プラント。
9. 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の範囲第１項に 記載のＰＦＢＣ動カプラント。