JPH06510360A - Ｐｆｂｃプラントにおける流動媒体を加熱する方法および装置 - 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】 ＰＦＢＣブラン１−にお（Ｊる流動媒体を加熱する方法および装置技術分野 本発明はＰＦＢＣブラントの一体的部分を構成する方法および装置に関する。

負荷変動と関係してそのようなブラントにおける流動床レベルの調整は、特に、 収納容器から、前記ブラントの燃焼装置へ供給されるまたはそれからｉＪｔ出さ れる流動媒体の助けによ−）で行われる。流動床レベル調整と関連して流動床の 温度制御ｉＩＩを極度に乱さないために、供給される流動媒体の温度は流動床の 温度と極度に異なってはならない。本発明の目的は収納された流動媒体を流動床 の温度制御の乱れか可能なかぎり小さいように特別の方法によって加熱すること である。

ｆ−ｒ景技術および諸問題 欧州特許第０１２４８４２号は“流動床を有する燃焼装置を備えた発電ブラン１ −”を説明している。前記燃焼装置は流動床に供給された燃料を燃やす。前記ブ ラン１−はｉｉｆ記燃焼装置から収納容器へのおよびその逆の流動媒体の移転に よって作動状態に従−）で流動床レベルを調整する手段か設けられており、流動 媒体のための１１１記収納容器は排出および再注入導管によって前記燃焼装置に 接続されておＩ）、そして前記収納容器は、弁を備えた導管を通じて、前記燃焼 装置内より低いＩＩＥ力をｆｌする空間に接続されており、そして前記再注入導 管は、弁を備えた導管を通して、圧力気体給源に接続されており、該気体給源の 圧力は前記燃焼装置内の＋Ｆ力より高い、、ｒｉｉｆ記プラン１−の燃焼装置お よび収納容器はともに圧力容器内に包［用されている。

ぞれとは違−・で、流動床を在する燃焼装置を備えたブラントにおいて流動媒体 を扱う手段に関する先行技術か、Ｊ、Ｅ）−ン・つ、Ｌイ２世およびＷ、Ｆ、　 ボトルスギ−による“＋ＪＩＪ圧流動床燃焼装置からの固形体の排出および処理 “と題された米国イリノイ州アルゴン市アルゴン国立研究所からの報告ΔＮＬ／ ＣＥＮ／ＦＥ−８１−３に詳細に説明されている。

ＰＦＢＣブラントは様々の外部制限形状を有する多数の多少相互に依存する制御 システムを有する。これに関連して、一つの重要な制御システムは前記プラント からの電力の出力と無関係に約摂氏８５０度の一定の温度に流動床を維持するよ うに設計されている制御装置である。

前記プラントからの利用可能な電力出力と流動床レベルとの間には比較的明確な 関係か存在する。一定の電力出力を維持し得るために、燃焼される石炭混合物か 連続的に供給されなくてはならない。発生される灰は流動床における流動媒体の 量を増す傾向かあり、それにより流動床レベルは一ト昇する傾向かある。これが 起きない事実は、望ましい現在の流動床レベルと一致する設定値を有する流動床 レベル制御装置か、燃焼間における新流動媒体の生成量に等しい量の流動媒体か 排出されることを保証する事実による。

負荷変動か生しるとき、流動床レベルは新負荷状態に適合するように変更される ことを必要とする。あらゆることにもかかわらず、新流動媒体の生成は比較的大 きくないから、もし流動媒体の排出か停止したならば流動床において得られるで あろう増加率は負荷要求か増された場合には、所望流動床レベル変更速度を提供 するには通常全く十分てはない。負荷の減少の場合には、流動媒体排出速度か増 加されることは真である。しかし、そのような方法のみては一般的に負荷変動に 対処し得ないてあろう。上記から明らかなように、前記欧州特許に開示された方 法は、流動床レベルは、負荷変動時に電力要求か増された場合には、流動床レベ ルを上昇させるために収納容器からさらに流動媒体を注入することによって調整 されることと、流動床レベルを低下させ得るためには流動媒体か流動床から吸い 出されることとを意味する。

上記は、それ自体か、負荷変動時に流動床レベルを調整するための簡単な比較的 迅速で安全な方法である。しかし、前記方法は流動床の温度制御に極めて高い要 求を課し、実際上それは負荷変動か起り得る速さに対して制限的であるくらい高 い要求である。この理由は、流動媒体の収納容器は圧力容器の内部に位置されて いるけれども、収納容器内に収納された流動媒体は流動床より相当低い温度を存 することである。流動媒体の注入および排出によって生じる温度制御に対する妨 害的影響を減らすために、もし収納容器内の流動媒体か流動床温度に概ね一致す る温度をイｆするならはそれは望ましいてあろう。流動媒体の加熱は、勿論、多 数の異なる方法で行われ得る。本発明は流動床自体によって構成される蓄熱を使 用しつつ収納容器内の流動媒体を加熱する一代替方法を説明する。

発明の概要および利点 本発明による流動媒体を加熱する装置は二つの並列作用する同一の収納容器を存 する。負荷増加時に、流動媒体は前記二つの容器から流動床の底に注入されて、 流動床レベルを急速に上げる。対応する方式で、流動媒体は、負荷減少時には、 流動床の底からＩＦ出されて前記二つの容器へ戻る。二つの容器内にある収集さ れた流動媒体は、前記容器の全容積の半分に相当し、そして考えられた当初の位 置において、両容器は半分溝たされている。これら容器は流動媒体の体積に関し て最小および最大制限を設けられている。

流動媒体の加熱および流動床温度に概ね一致する温度に前記流動媒体の温度を維 持することは、負荷または電力出力が実際上一定であるときの作動状態下におい て起る。」−記から明らかなように、一定の負荷は流動床レベルが一定であるべ きことを意味する。流動媒体を流動床の底に収納容器の一つ、以下説明において 第１の収納容器と呼はれる、から注入し、そして、同時に流動床の底に流動床の 温度を以て位置される流動媒体の同等量を他方の容器内に排出することによって 、流動床レベルは現在の一定の電力出力に対応して一定に止とまるであろう。次 いて、暖かい流動媒体か第２の収納容器へ供給されるであろう。この容器が満た され始めるとき、または、第１の容器内の流動媒体かその下限に接近し始めると き、流動床流れの方向は、第２の容器からの流動媒体か流動床内に再注入され、 そして同等量の流動媒体か流動床から排出されて第１の容器へ供給されるように 変更される。変更のシーケンスは二つの収納容器内の流動媒体のレベルか等しい 高さになったとき中断される。

燃焼装置内の流動床レベルか収納容器へのそしてそれからの同時の注入および排 出を行いつつ一定に止どまることを保証することは、注入および排出された流動 媒体か常に等しいことを保証する制御システムを必要とする。従って、本発明は 注入装置と排出装置との間の相互に依存する制御システムであって、収納容器内 の流動媒体か加熱されることを必要とするとき、即ち、収納された流動媒体の温 度か所定値より低く落ちるとき、起動される制御システムを存する。第１の容器 から流動床への流動媒体の注入の速度は、Ｐ接続増幅器を通じて注入装置に必要 な制御信号を供給するバイアス信号によって主として制御される。この制御はロ ックされた設定値を備えた外部流動床レベル制御に包含される。このロックされ た設定値は加熱過程の初めにおいて優勢である負荷に対応する。流動床レベル制 御の実際値は加熱過程間連続的に測定される流動床レベルに等しい。これら二つ の値の間の偏差は、バイアス信号に対抗して接続されたＰ接続増幅器と、そして その出力信号か流動床から排出装置、即ち第２の容器のだめの注入装置、に必要 な制御信号を供給するＰＩ接続増幅器とに供給される。

加熱シーケンスか起動されるとき、流動床レベルの設定値と実際値は等しく、従 って、制御偏差は零である。従って、第１の容器から流動床内への流動媒体の注 入速度に対し、Ｐ接続増幅器を通じて、制御信号を供給するのはバイアス信号の 設定値である。前記注入は流動床レベルが上昇する傾向を生しさせ、そして、徐 々に制御偏差か前記ロックされた設定値と実際値との間に生じる。制御偏差が生 しると同時に、前記排出装置はＰＩ接続増幅器に依存して始動する。これと同時 に、制御偏差はＰ接続増幅器を通じて注入速度を減らす。このようにして、しば らくしてから、注入および排出装置は同じ送り速度を以て作動する。

加熱間のシーケンスは、プラントからの電力出力が一定であることを条件として 、第１または第２の容器内の流動媒体の温度か過度に低くなったとき、手動的に または自動的に開始され得る。

もし負荷変動の故に流動床レベルを変更する命令か上位制御装置から到達するな らば、この負荷変動は加熱過程が完了されるまで遅らされるか、または加熱過程 か中断される。最小および最大レベルに関する容器内の制限の目的は、すべての 条件下において、新電力要求に適応するように流動媒体の注入および排出のため の容器の何れにおいても利用可能な流動媒体および利用可能な空間を有すること である。

上に示されたごとき二つの容器の使用は、負荷変動時に流動床に供給される流動 媒体が流動床の残余部分と概ね同じ温度を有することを可能にする。これは流動 床の温度制御か、とりわけ、欧州特許第０１２４８４２号に説明された技術を使 用するときより相当小さい程度に妨害されることを意味する。これは、もちろん 、温度制御の大きさを決定するのに極めて重要でありそして先行技術に関して大 きな利点を提供する。

好的実施例の説明 添付単一図面は負荷変動に関連して流動媒体の注入および排出を取扱うＰＦＢＣ プラントの一部分を示す。燃焼装置ｌの内側の流動床はｈに等しい流動床レベル を存する。負荷変動ΔＬ時、流動床レベルは二つの収納容器３．４からの流動媒 体２の注入または排出によって調整される。負荷か増加されるときは、流動媒体 は二つの収納容器から燃焼装置の下部分内へ注入され、そして対応する方法で、 負荷か減少されるとき、流動媒体は燃焼装置の下部分から二つの収納容器内へ排 出される。これはΔＬ制御装置５によって処理される。

図面によるＰＦＢＣプラントにおいては、燃焼装置へのおよびそれからの流動媒 体の注入および排出は、モータ８．９および動力部材１０．１１によっておのお の駆動されるスクリュ一式送り装置６．７によって行われる。注入および排出の 別の方法は、収納容器と燃焼装置との間の送り導管内に弁を挿入し、そしてこれ ら弁を開いた後の注入に関しては、前記弁に対して超過圧力を供給し、そして排 出に関しては、前記容器内に大気圧より低い圧力を供給することを存する。ΔＬ 制御装置および本発明による流動媒体加熱方法は、ともに、流動媒体の注入およ び排出か遂行される方法と無関係であるが、流動媒体用の二つの収納容器か存在 しなけれはならない。正規負荷制御と加熱制御との間の変更時、動力部材ＩＯ， １１への制御信号はΔＬ制御装置と加熱制御装置との間のスイ・ノチ１２．１３ を使って切換えられる。

前記説明から明らかになったように、前記プラントの負荷変動は流動床レベルの 調整を必要とする。調整は前記燃焼装置へのまたはそれからの流動媒体の前記注 入または排出によって行われる。また、流動床の温度は極度に変更されないこと か重要であり、それは流動媒体か燃焼装置へ補給されるまたはそれから排出され るとき生しるのは極めて当然であることも前記のことから明らかである。従って 、前記燃焼装置へ注入される流動媒体は可能なかぎり流動床温度に近い温度を存 することか極めて望ましい。本発明は、従って、前記二つの容器および流動床に よって構成される蓄熱の助けによって、前記流動媒体をそれが前記燃焼装置内に 注入されるとき前記流動床の温度に概ね一致する温度を存するように加熱する方 法を存する。

加熱過程は負荷均等化過程を妨害しないようにされる。従って、加熱は負荷が実 際上一定であるときにのみ行われる。従って、一定の流動床レベルか加熱過程間 に維持されるべきことか重要である。この目的のために、外部流動床レベル制御 か加熱中に行われ、そしてこの制御は加熱シーケンスか開始するとき卓越的に存 在する流動床レベルか実際上一定に保たれることを保証する。加熱の開始時にお ける流動床のレベルの値は全加熱過程５籐動床レベル制御のための設定値として 固定される。この値は加算器１４において加熱間、常に流動床レベルの現在値と 比較される。

加熱過程か始まるとき、そこから流動媒体か前記流動床へ注入される収納容器、 即ち収納容器３、第１の収納容器、のための供給装置は、図に示される作動状態 において、バイアス入力信号１６によってＰ接続増幅器から制御信号を受取り、 それによって流動床への注入か開始される。これは流動床レベルの現在値か増加 し始め、そして制御偏差か加算器Ｉ４からの出力信号の形式で生じることを意味 する。前記制御偏差信号はＰＩ接続増幅器１７に統合され、それにより、また流 動床からの排出装置、即ち第２の収納容器４への注入装置、は制御信号を受取り 、そして前記流動床からの排出か始まる。前記制御偏差信号はまた前記流動床へ の流動媒体の注入の速度か減じられるような極性を以てＰ接続増幅器へ供給され る。

これは前記流動床へのおよびそれからの流動媒体の注入速度および排出速度か設 定装置Ｉ６から得られるバイアスに一致する全く同じ値に接近することと、この 値か短い同期化時間の後に到達されることとを意味する。

流動媒体が加熱間に上に説明されたそれと反対の方向へ、即ち、第２の収納容器 ４から流動床を通じて第１の収納容器３へ動かされるとき、前記制御信号は前記 第２の収納容器と関連した供給装置の反対方向への作動のためにＰ接続増幅器１ ５から動力部ｔｔｌｌへ接続され、一方、同時に前記制御信号は、前記ＰＩ接続 増幅器を通じて、第１の収納容器のための動力部材ＩＯに接続される。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．燃焼装置（１）を有し、そして負荷変動に関連する流動床レベル調整が送り 装置（６、７）の助けによって前記燃焼装置内に流動媒体（２）を注入するまた はそれから流動媒体（２）を排出することによって達成されるＰＦＢＣプラント における流動媒体を加熱する方法であって、前記ＰＦＢＣプラントか前記流動媒 体のための二つの収納容器（３、４）を有し、該収納容器が前記流動媒体を前記 燃焼装置内に注入するそして前記燃焼装置から排出される流動媒体を収納するよ うにされていることと、前記収納容器内の前記流動媒体の加熱が、前記燃焼装置 の流動床レベルを一定に維持するとき、流動媒体が、前記燃焼装置から流動媒体 を排出するための前記送り装置を通じて、所定送り速度を以て前記収納容器の一 つのなかへ注入され、そして同時に且つ同じ送り速度を以て、第２の収納容器か らの流動媒体が前記燃焼装置ヘ流動媒体を注入するための前記送り装置を通じて 前記燃焼装置内ヘ注入される態様で行われることとを特徴とするＰＦＢＣプラン トにおける流動媒体を加熱する方法。
2. ２．請求項１によるＰＦＢＣプラントにおける流動媒体を加熱する方法であって 、流動媒体の加熱が前記ＰＦＢＣプラントの負荷が一定であるときにのみ行われ ることを特徴とするＰＦＢＣプラントにおける流動媒体を加熱する方法。
3. ３．請求項１によるＰＦＢＣプラントにおける流動媒体を加熱する方法であって 、流動媒体の加熱が前記燃焼装置の流動床レベルが負荷変動の故に調整されるこ とを要するとき、中断されることを特徴とするＰＦＢＣプラントにおける流動媒 体を加熱する方法。
4. ４．請求項１によるＰＦＢＣプラントにおける流動媒体を加熱する方法であって 、前記燃焼装置の流動床レベルか流動床レベル制御装置の助けによって加熱間一 定に維持され、前記流動床レベル制御装置の設定値が前記加熱が始まるときの前 記流動床レベルに常に等しく維持され、且つ、その実際値が現在の流動床レベル の連続的に測定された値であることを特徴とするＰＦＢＣプラントにおける流動 媒体を加熱する方法。
5. ５．請求項１によるＰＦＢＣプラントにおける流動媒体を加熱する方法であって 、前記燃焼装置ヘのおよびそれからの流動媒体の注入および排出の速度が前記流 動床レベル制御装置における内部バイアス設定によって決定されることを特徴と するＰＦＢＣプラントにおける流動媒体を加熱する方法。
6. ６．燃焼装置（１）および負荷変動時に前記燃焼装置の流動床レベルを調整する ため流動媒体（２）の注入および排出を行う送り装置（６、７）を有するＰＦＢ Ｃプラントにおける流動媒体を加熱するための請求項１による方法を実行する装 置であって、前記ＰＦＢＣプラントが前記流動媒体のための二つの収納容器（３ 、４）を有することと、前記両収納容器が前記燃焼装置内に流動媒体を注入しそ して前記燃焼装置から排出される流動媒体を収納するようにされていることと、 前記燃焼装置の流動レベルを一定に維持しつつ前記収納容器内の前記流動媒体の 加熱が、前記燃焼装置内ヘ流動媒体を注入するための前記送り装置が前記収納容 器の一つから流動媒体を注入すると同時に、前記燃焼装置から流動媒体を排出す るための前記送り装置が前記燃焼装置から前記第２の収納容器ヘ流動媒体を排出 するように行われることと、前記二つの送り装置が同じ送り速度を有することと を特徴とする装置。
7. ７．ＰＦＢＣプラントにおいて流動媒体を加熱する前記方法を実行するための請 求項６による装置であって、加熱間、前記燃焼装置の流動床レベルを一定に維持 するための装置が、この目的のために加算器（１４）の形式にされた制御手段と 、Ｐ接続増幅器（１５）と、ＰＩ接続増幅器（１７）と、前記送り装置のための 駆動手段（８、９）並びにそれらのための動力部材（１０、１１）と、送り速度 のバイアス設定のための設定部材（１６）とを有することを特徴とする装置。