JPH0598908A - 燃焼炉の燃焼ガスを利用する発電装置 - Google Patents

燃焼炉の燃焼ガスを利用する発電装置

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JPH0598908A
JPH0598908A JP26206491A JP26206491A JPH0598908A JP H0598908 A JPH0598908 A JP H0598908A JP 26206491 A JP26206491 A JP 26206491A JP 26206491 A JP26206491 A JP 26206491A JP H0598908 A JPH0598908 A JP H0598908A
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JP
Japan
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combustion gas
air
steam
combustion
heat exchanger
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JP26206491A
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English (en)
Inventor
Mikio Tateiwa
幹雄 立岩
Shizuo Yasuda
静生 保田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 廃棄物等の燃焼ガスを利用する発電装置にお
いて、燃焼ガスによる腐食問題を起すことなく高温・高
圧の水蒸気を得るようにする。 【構成】 独立した空気ループ3,燃焼炉1の燃焼ガス
Gで空気ループ3内の空気を加熱する熱交換器2,熱交
換器2を出た燃焼ガスによって水蒸気を発生する廃熱ボ
イラ4,廃熱ボイラ4の発生水蒸気Sを空気ループ3内
の高温空気HAにより加熱する最終過熱器5、及び最終
過熱器5で加熱された高温・高圧水蒸気により駆動され
発電機6′を駆動する蒸気タービン6を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は廃棄物焼却プラント等の
燃焼炉の燃焼ガスを利用する発電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】都市ごみ,産業廃棄物,汚泥などの廃棄
物焼却プラントの燃焼ガスによって発電を行う場合は、
通常廃熱ボイラと蒸気タービンを組合せたランキンサイ
クルを採用している。
【0003】即ち、焼却炉から出た高温燃焼ガスを廃熱
ボイラへ送り蒸気を発生させ、その蒸気で蒸気タービン
を運転し、発電を行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来のランキン
サイクルを用いて発電を行う場合、発電効率を向上させ
るためには、蒸気タービン入口の作動流体(蒸気)温度
をできるだけ高くする必要がある。しかし、廃棄物焼却
炉等から得られた燃焼ガスで高温・高圧蒸気を作るに
は、燃焼ガスの腐食性のために現在これに耐え得る過熱
器材料がなく、従って、低温蒸気により発電を行わざる
をえない。
【0005】本発明は、以上の問題点を解決することが
できる燃焼炉の燃焼ガスを利用する発電装置を提供しよ
うとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の燃焼炉の燃焼ガ
スを利用する発電装置は、独立した空気ループ、燃焼炉
の燃焼ガスにより前記空気ループ内の空気を加熱する熱
交換器、前記熱交換器を出た燃焼ガスが導入されて水蒸
気を発生する廃熱ボイラ、前記熱交換器で加熱された空
気ループ内の空気により前記廃ガスボイラの発生水蒸気
を加熱する最終過熱器、及び前記最終過熱器で加熱され
た高温・高圧水蒸気により駆動され発電機を駆動する蒸
気タービンを備えたことを特徴とする。
【0007】
【作用】本発明では、燃焼炉の燃焼ガスは、熱交換器に
おいて空気ループ内の空気を加熱し自らの温度を下げた
上、廃熱ボイラに導入されて水蒸気を発生する。この発
生した水蒸気は、最終加熱器において、前記熱交換器で
加熱され昇温した空気ループ内の空気によって加熱され
た上、蒸気タービンを駆動して発電が行われる。最終過
熱器で水蒸気を加熱して自らの温度を下げた空気ループ
内の空気は、再び前記熱交換器において燃焼炉の燃焼ガ
スによって加熱される。
【0008】以上のように、本発明では、廃熱ボイラに
導入される燃焼炉の燃焼ガスは熱交換器で温度が下げら
れており、燃焼ガスによる腐食の問題は発生しない。
【0009】一方、廃熱ボイラで発生した水蒸気は、最
終過熱器において、前記熱交換器において燃焼炉の燃焼
ガスによって加熱されて昇温した空気ループ内のクリー
ンな空気と熱交換して高温・高圧となるために、燃焼ガ
スの熱が有効に水蒸気の加熱に利用されると共に最終過
熱器における腐食の問題の発生も避けられる。
【0010】また、蒸気タービンに入る水蒸気は高温・
高圧となっており、熱効率が向上する。
【0011】
【実施例】廃棄物の燃焼熱によりランキンサイクルで発
電を行う本発明の一実施例を、図1及び図2によって説
明する。
【0012】図1において、1は燃焼される廃棄物の投
入口1′をもつ燃焼炉で、同燃焼炉1で発生する高温の
燃焼ガスGは、後記する熱交換器2を経て廃熱ボイラ4
へ導入されて水蒸気Sを発生するようになっている。こ
の水蒸気Sは、最終過熱器5へ導かれて、後記するよう
に高温・高圧蒸気HSとなり、発電機6′に連結された
蒸気タービン6へ導入されて同蒸気タービンを駆動す
る。蒸気タービン6を出た水蒸気は復水器7において凝
縮されて給水タンク8へ貯溜される。
【0013】前記熱交換器2と前記最終過熱器5を通る
閉鎖された空気ループ3が設けられ、同空気ループ3内
の空気は循環ファン10によって同空気ループ3内を循
環するようになっている。なお、9は給水タンク8内の
水を廃熱ボイラ4へ給水する給水ポンプである。
【0014】前記熱交換器2を、図2によって説明す
る。熱交換器2の円筒状のケーシング21の左右方向の
中央部は、円環状に外方に突出する空気ダクト40とな
っていて、同空気ダクト40内には、断面円形のハニカ
ム状のセラミックス製の熱交換エレメント24が回転で
きるように配置されている。
【0015】前記熱交換器ケーシング21の前記熱交換
エレメント24の両側は、同ケーシング21の軸方向へ
延びる仕切板22によって上下に等分に区画され、上方
に燃焼ガス流路23a,下方に空気流路23bが形成さ
れている。前記の燃焼炉1の高温の燃焼ガスGは、矢印
aに示すように、図2中右側の燃焼ガス流路23a内を
左方へ向って流れ、熱交換エレメント24を通過して、
矢印bに示すように左側の燃焼ガス流路23a内を流
れ、廃熱ボイラ4へ導かれるようになっている。また、
前記空気ループ3内の空気は、矢印cに示すように、図
2中左側の空気流路23b内を右方へ向って流れ、熱交
換エレメント24を通過して、矢印dに示すように右側
の空気流路23bを流れるようになっている。
【0016】前記熱交換エレメント24の全外周には、
環状のギヤ28が設けられ、熱交換エレメント24は、
環状のギヤ28に噛合う3個のギヤで回転できるように
前記空気ダクト23内に支持されており、その中の1個
のギヤ27a(図1参照)は、駆動モータ27bに駆動
軸27を介して連結されており、ギヤ27aの回転によ
って熱交換エレメント24は矢印fの方向に回転するよ
うになっている。
【0017】前記空気ダクト40には冷却用空気入口4
0aが設けられ、冷却用空気は同空気入口40aを経て
前記ギヤ28及びその駆動及び支持用のギヤを冷却した
上、矢印gに示すように、前記空気流路23bと空気ダ
クト40とを連絡する管40bを通って空気流路23b
へ入り、空気ループ3内の空気を補充するようになって
いる。
【0018】前記熱交換エレメント24が回転して燃焼
ガス流路23aから空気流路23bへ入る側の仕切板2
2の上下両面上には、それぞれ区画室25a,25bが
形成されており、区画室25a,25b内に開口しケー
シング21の外側を通って燃焼ガスの出口側の燃焼ガス
流路23aにそれぞれ連絡された灰バイパスライン29
及び灰もどしライン30が設けられている。また、前記
熱交換エレメント24とケーシング21,仕切板22及
び区画室25bとの間、及び環状のギヤ28の側部と空
気ダクト40との間にはシール26が設けられている。
【0019】以上の構成をもつ熱交換器によって、熱交
換エレメント24は、燃焼ガス流路23a内を流れる燃
焼炉1の高温の燃焼ガスGによって加熱され、同熱交換
エレメント24の回転に伴って加熱された熱交換エレメ
ント24の部分が空気流路23b内へ移動して空気流路
23b内を流れる空気を加熱する。
【0020】また、熱交換エレメント24の燃焼ガス入
口側に付着した燃焼ガスG内のダストは、仕切板22と
熱交換エレメント24との間のシール26によって熱交
換エレメント24より剥がされて区画室25a内に貯え
られ、灰バイパスライン29を通って再び燃焼ガスG中
へ送られて廃熱ボイラ4へ導かれる。一方、熱交換エレ
メント24のハニカム内に付着した燃焼ガスG中のダス
トは、矢印c方向へ流れる空気流路23b内の空気流に
よって区画室25b内へ送られ、空気圧によって灰もど
しライン30を通って燃焼ガスG中へ送られて廃熱ボイ
ラ4へ導かれる。このようにして、熱交換エレメント2
4内の清掃が行われる。
【0021】以上のように構成された本実施例におい
て、燃焼炉1の高温の燃焼ガスGは、前記のように、熱
交換器2の燃焼ガス流路23a内を流れ、熱交換エレメ
ント24を介して空気流路23b内を流れる空気ループ
3内の空気を加熱し、自らは温度を下げて廃熱ボイラ4
へ導入されて水蒸気Sを発生する。
【0022】このように、廃熱ボイラ4へ導入される燃
焼ガスGの温度は低下しているために、燃焼ガスGによ
って腐食の問題が発生することがない。
【0023】廃熱ボイラ4で発生した水蒸気Sは最終過
熱器5へ導かれ、ここで前記燃焼ガスGと熱交換した空
気ループ3内の高温空気HAと熱交換して高温・高圧の
水蒸気HSとなる。この最終過熱器5における熱交換に
よって、燃焼ガスGのもつ熱は効果的に高温・高圧蒸気
HSに回収されることになる。また、この最終過熱器5
では、水蒸気とクリーンな空気間の熱交換が行われるた
めに、腐食の問題が発生することもない。
【0024】以上のように、最終過熱器5を出た高温・
高圧の水蒸気HSは、蒸気タービン6を駆動して、発電
機6′によって発電が行われる。
【0025】以上のように、本実施例では、熱交換器2
において空気ループ3内の空気を加熱して燃焼炉1の燃
焼ガスGの温度を下げて廃熱ボイラ4へ導かれるため
に、廃熱ボイラ4における腐食を防ぐことができる。
【0026】また、廃熱ボイラ4で発生した水蒸気S
は、最終過熱器5において空気ループ3のクリーンな空
気と熱交換して加熱されるために、前記燃焼ガスGの熱
を有効に回収することができ、また、同最終過熱器5に
おける腐食の発生を防ぐことができる。
【0027】また更に、蒸気タービン6へ入る水蒸気は
高温・高圧となり、熱効率を上げることができる。
【0028】従来において、廃棄物焼却炉の燃焼ガスに
よって廃熱ボイラで得られる水蒸気の温度は400℃,
圧力は40kg/cm2G程度であったが、本実施例では温度
500℃,圧力100kg/cm2G程度の水蒸気を得ること
が可能となり、サイクル効率を約10%向上させること
ができる。
【0029】
【発明の効果】本発明は、特許請求の範囲に記載された
構成を具備したことによって、燃焼炉の燃焼ガスによっ
て廃熱ボイラにおいて水蒸気を発生し、これによって蒸
気タービンを駆動して発電を行うに当って、高温の過熱
器に従来の材料を用いても十分高温の蒸気を得ることが
可能である。また、空気ループの空気を介して燃焼ガス
の熱を水蒸気へ伝達することによって、高温・高圧の水
蒸気を得ることができ、サイクル効率を向上させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の系統図である。
【図2】同実施例の熱交換器の一部を破断して示す斜視
図である。
【符号の説明】
1 燃焼炉 2 熱交換器 3 空気ループ 4 廃熱ボイラ 5 最終過熱器 6 蒸気タービン 6′ 発電機 7 復水器 8 給水タンク 9 給水ポンプ 10 循環ファン 21 ケーシング 22 仕切板 23a 燃焼ガス流路 23b 空気流路 24 熱交換エレメント 25a,25b 区画室 29 灰バイパスライン 30 灰もどしライン 40 空気ダクト G 高温燃焼ガス S 水蒸気 HA 高温空気 HS 高温・高圧の水蒸気

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 独立した空気ループ、燃焼炉の燃焼ガス
    により前記空気ループ内の空気を加熱する熱交換器、前
    記熱交換器を出た燃焼ガスが導入されて水蒸気を発生す
    る廃熱ボイラ、前記熱交換器で加熱された空気ループ内
    の空気により前記廃ガスボイラの発生水蒸気を加熱する
    最終過熱器、及び前記最終過熱器で加熱された高温・高
    圧水蒸気により駆動され発電機を駆動する蒸気タービン
    を備えたことを特徴とする燃焼炉の燃焼ガスを利用する
    発電装置。
JP26206491A 1991-10-09 1991-10-09 燃焼炉の燃焼ガスを利用する発電装置 Withdrawn JPH0598908A (ja)

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