JPH07301401A - 一体的再循環熱交換器を備える加圧流動床燃焼装置及びその操作方法 - Google Patents

一体的再循環熱交換器を備える加圧流動床燃焼装置及びその操作方法

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JPH07301401A
JPH07301401A JP7099329A JP9932995A JPH07301401A JP H07301401 A JPH07301401 A JP H07301401A JP 7099329 A JP7099329 A JP 7099329A JP 9932995 A JP9932995 A JP 9932995A JP H07301401 A JPH07301401 A JP H07301401A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 再循環固体から除去される熱の量を正確に制
御することができる流動床燃焼装置及びその操作方法を
提供すること。 【構成】 炉と、流動床を炉内に確立する手段と、同伴
粒子／煙道ガス分離手段と、炉隣接熱交換器とを備え、
熱交換器は、分離粒子を受理する第一入口区画と、第一
入口区画に隣接する第一追加区画と、第一追加区画に隣
接する第一出口区画とを含む第一連の区画と、第一連の
区画下方に延長し、第二入口区画と、第二入口区画側の
第二追加区画と、第二入口区画側の第二出口区画とを含
む第二連の区画と、第一追加区画関連第一熱交換手段
と、第二追加区画関連第二熱交換手段と、第一入口区画
と第一追加区画、第一追加区画と第一出口区画、第一出
口区画と第二入口区画、第二入口区画と第二追加区画、
第二追加区画と第二出口区画、第二出口区画と炉を各々
接続する、第一、第二、第三、第四、第五、第六通路手
段を備える、流動床燃焼装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は加圧流動床燃焼装置及び
その操作方法に関し、より詳細には燃焼器から固体を再
循環するための一体的熱交換器を組み込んだ、かような
装置及びその操作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の流動床燃焼装置及びその操作方法
によれば、石炭等の化石燃料と、石炭の燃焼の結果とし
て生じる硫黄酸化物のための吸着剤とを含む粒状材料の
床中に空気を通過させ、床を流動化して比較的低い温度
における燃焼を促進させる。この形式の装置は、蒸気発
生器においてしばしば使用され、この蒸気発生器では、
流動床と熱交換関係において水を通過させて蒸気を発生
し、高燃焼効率、燃料融通性、高硫黄吸着、及び低窒素
酸化物放出を許容する。この形式の装置ではしばしば
「循環」流動床を使用し、炉から同伴される燃料及び吸
着剤の固体粒子（以下「固体」と称す）は流動化空気と
燃焼ガスとの混合物（以下「煙道ガス」と称す）から分
離されて、再循環されて炉へ戻る。
【０００３】この循環流動床において、流動床密度は他
の形式の流動床に比べて比較的低く、流動化空気速度は
比較的高く、床中を通過する煙道ガスは、微細な固体の
相当量を、実質的に飽和状態となる程度まで同伴する。
【０００４】流動床から煙道ガス及びそれに同伴される
固体を受理するために、炉区域出口に分離器を配置する
ことにより、比較的高い固体再循環を達成することがで
きる。分離器中で固体と煙道ガスが分離され、煙道ガス
は熱回収領域へ通され、固体は再循環されて炉へ戻る。
この再循環により分離器の効率が改善され、その結果硫
黄吸着剤の使用効率及び燃料の滞留時間が増加するため
に、吸着剤及び燃料の消費量が減少する。また比較的高
い内部及び外部固体再循環により、循環床が燃料熱放出
パターンに対して比較的非感応性となり、温度変化が最
小となり、従って硫黄放出を低いレベルで安定させるこ
とができる。
【０００５】蒸気発生器において循環流動床燃焼器を使
用する場合、燃焼器は、溶接された管及び膜構造によっ
て形成される慣用の水冷囲包体の形式であり、そのため
水及び蒸気を壁管を通して再循環させて燃焼器から熱を
除去することができる。しかしながら、最適な燃料燃料
及び放出制御を達成するためには、装置からさらに熱を
除去する必要がある。この熱除去は過去においていくつ
かの技術によって達成されている。例えば、炉の高さを
高くする、又は熱交換表面を炉上部に設けて、同伴固体
が、炉から除去され、煙道ガスから分離されて炉へ返却
される前に、これを冷却することが挙げられる。しかし
ながら、これらの技術は高価であり、熱交換表面は摩耗
しやすい。他の技術としては、分離器の出口と炉の再循
環入口との間に追加の別個の熱交換器を設けることが挙
げられる。この別個の熱交換器によって、再循環固体が
炉へ戻される前に熱を除去することができるが、この形
式の装置には問題がないわけではない。例えば、再循環
熱交換器における熱伝達率を正確に制御することが困難
である。また始動時又は低負荷条件において、再循環熱
交換器の熱交換表面を迂回することはしばしば困難であ
る。さらに再循環熱交換器が炉と一体的に形成されてい
る場合、ボイラーの平面領域がしばしば増加するため、
装置の費用が増加する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、再循環固体から熱を除去するために、再循環熱交換
器を設けた流動床燃焼装置及びその操作方法を提供する
ことにある。
【０００７】本発明の別の目的は、再循環固体から除去
される熱の量を正確に制御することができる、上記の形
式の流動床燃焼装置及びその操作方法を提供することに
ある。
【０００８】本発明の別の目的は、始動時及び低負荷条
件において再循環熱交換器を迂回することができる、上
記の形式の流動床燃焼装置及びその操作方法を提供する
ことにある。
【０００９】本発明の別の目的は、囲包圧力容器の寸法
を増加させることなく、上記の問題を解決することがで
きるように、外側圧力容器を使用する加圧装置を使用す
る、上記の形式の流動床燃焼装置及びその操作方法を提
供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】これら及び他の目的を達
成するために、本発明の流動床燃焼装置は、流動床燃焼
器の炉に隣接して配置される再循環熱交換器を特徴とす
る。再循環熱交換器は、再循環固体を受理し、固体を冷
却するための、複数の積み重ね区域を含む。複数の熱交
換区域は、再循環固体が区域の上方レベルに導入され、
これらの区域を通して区域の下方レベルへ通過され、そ
の後炉へ返却されるように配置される。
【００１１】以下に本発明の構成及び実施態様を列挙す
る。
【００１２】１．流動床燃焼装置であって、該装置は、
炉と、燃料を含む粒状材料を含有する流動床を該炉内に
確立するための手段とを備え、それにより前記燃料の燃
焼の結果として生じる煙道ガスが前記粒子の一部を同伴
し、前記装置はさらに、前記同伴粒子と前記煙道ガスと
を分離するための手段と、分離した前記粒子を受理する
ために前記炉に隣接して設けられる熱交換器とを備え、
該熱交換器は、前記分離粒子を受理するための第一入口
区画と、前記第一入口区画に隣接して配置される第一追
加区画と、前記第一追加区画に隣接して配置される第一
出口区画とを含む第一連の区画と、前記第一連の区画の
下方に延長し、第二入口区画と、該第二入口区画の側に
配置される第二追加区画と、該第二入口区画の側に配置
される第二出口区画とを含む第二連の区画と、前記第一
追加区画と関連する第一熱交換手段と、前記第二追加区
画と関連する第二熱交換手段と、前記第一入口区画と前
記第一追加区画とを接続して、前記分離粒子を前記第一
追加区画へと通過させ、前記第一熱交換手段と熱交換さ
せる第一通路手段と、前記第一追加区画と前記第一出口
区画とを接続して、前記分離粒子を前記第一追加区画か
ら前記第一出口区画へと通過させる第二通路手段と、前
記第一出口区画と前記第二入口区画とを接続して、前記
分離粒子を前記第一出口区画から前記第二入口区画へと
通過させる第三通路手段と、前記第二入口区画と前記第
二追加区画とを接続して、前記分離粒子を前記第二入口
区画から前記第二追加区画へと通過させ、前記第二熱交
換手段と熱交換させる第四通路手段と、前記第二追加区
画と前記第二出口区画とを接続して、前記分離粒子を前
記第二追加区画から前記第二出口区画へと通過させる第
五通路手段と、前記第二出口区画と前記炉とを接続し
て、前記分離粒子を前記第二出口区画から前記炉へと通
過させる第六通路手段とを備える、流動床燃焼装置。
【００１３】２．前記第一入口区画に隣接して配置され
る、前記第一連の区画内の追加区画と、該追加区画内に
配置される熱交換手段と、前記第一入口区画と前記追加
区画とを接続して、前記分離粒子の一部を前記第一入口
区画から前記追加区画へと通過させ、前記熱交換手段と
熱交換させる通路手段と、前記追加区画と前記第一出口
区画とを接続して、前記分離粒子の前記一部を前記追加
区画から前記第一出口区画へと通過させる通路手段とを
さらに含む、上記１に記載の装置。
【００１４】３．前記第二入口区画に隣接して配置され
る、第二連の区画内の追加区画と、該追加区画に隣接し
て配置される熱交換手段と、前記第二入口区画と前記追
加区画とを接続して、前記分離粒子の一部を前記第二入
口区画から前記追加区画へと通過させ、前記熱交換手段
と熱交換させる通路手段と、前記追加区画と前記第二出
口区画とを接続して、前記分離粒子の前記一部を前記追
加区画から前記第二出口区画へと通過させる通路手段と
をさらに含む、上記１に記載の装置。
【００１５】４．前記第一入口区画と前記第一出口区画
とを直接接続して、前記第一入口区画内の前記分離粒子
が所定高さを越えたことに応答して、前記分離粒子を前
記第一入口区画から前記第一出口区画へと直接通過させ
る通路手段をさらに含む、上記１に記載の装置。
【００１６】５．流動床燃焼装置の操作方法であって、
該方法は、容器内に燃料を含む粒状材料の床を支持する
工程と、該床中に空気を通して前記材料を流動化し、前
記燃料の燃焼を促進させる工程とを含み、それにより前
記空気と燃焼生成物とからなる煙道ガスが前記材料の一
部を同伴し、前記方法はさらに、前記同伴材料と前記ガ
スとを分離する工程と、分離された該材料を複数の区域
を有する熱交換器へ通過させる工程と、前記区域の少な
くとも一つを通して冷却媒体を通過させる工程と、前記
分離材料の一部を前記少くとも一つの区域中に通過させ
て、前記材料から熱を除去する一方、前記分離材料の別
の部分を別の区域中に通過させて、前記分離材料の前記
別の部分を実質的に一定温度に維持する工程と、前記分
離材料の前記部分を前記容器へ返却する工程とを含む流
動床燃焼装置の操作方法。
【００１７】６．前記少くとも一つの区域と前記別の区
域とを通過する材料の量を変化させて、前記容器へ返却
される材料の温度を変化させる工程をさらに含む、上記
５に記載の方法。
【００１８】７．前記通過させる工程の各々が、各区域
において材料を選択的に流動化させる工程を含む、上記
５に記載の方法。
【００１９】８．前記通過させる工程の後、且つ前記返
却する工程の前に、分離材料の前記一部を混合する工程
をさらに含む、上記５に記載の方法。
【００２０】９．前記冷却媒体及び前記分離材料の最初
の一部が二つの区域を通過し、さらに、前記領域中の分
離材料から異なる量の熱が各々除去されるように、該二
つの領域内の前記分離材料を選択的に流動化させる工程
を含む、上記８に記載の方法。
【００２１】10．流動床燃焼装置の操作方法であって、
該方法は、容器内に燃料を含む粒状材料の床を支持する
工程と、該床中に空気を通して、前記材料を流動化し、
前記燃料の燃焼を促進させる工程とを含み、それにより
前記空気と燃焼生成物とからなる煙道ガスが前記材料の
一部を同伴し、前記方法はさらに、前記同伴材料と前記
ガスとを分離する工程と、分離した前記材料を少くとも
三つの区域を有する熱交換器へ通過させる工程と、前記
分離材料の第一の量を前記区域の少くとも一つの中を通
過させる一方、前記分離材料の第二の量を前記区域の少
くとも一つの別の区域中を通過させる一方、前記材料の
第三の量を前記区域の少くとも一つのさらに別の区域中
を通過させる工程と、前記区域の少くとも二つの区域中
に熱交換媒体を通過させて、前記区域中の分離材料から
熱を除去する一方、前記材料の前記第三の量を実質的に
一定温度に維持する工程と、前記材料の前記量を前記炉
へ通過させて戻す工程とを含む、流動床燃焼装置の操作
方法。
【００２２】11．前記通過させる工程の各々が、前記各
区域内の材料を選択的に流動化する工程を含む、上記１
０に記載の方法。
【００２３】12．前記流動化を制御して、前記第一の量
が前記第二の量より多くなるように、前記分離材料の量
を制御する工程を含む、上記１１に記載の方法。
【００２４】13．前記通過させる工程の後、且つ前記返
却する工程の前に、前記分離材料の前記量を混合する工
程をさらに含む、前記１０に記載の方法。
【００２５】
【実施例】図面には、蒸気発生に使用される本発明の流
動床燃焼装置が示され、この装置は直立圧力容器１０を
備え、この直立圧力容器１０内に、参照番号１２で一般
的に示される水冷式炉囲包体が配置される。炉囲包体１
２は、前壁１４、後壁１５、及び二つの側壁１６ａ及び
１６ｂ（図３）を備える。図１に示すように、壁１４、
１５のそれぞれ下方部分１４ａ及び１４ｂは、以下に説
明する理由のため、内方へ収束している。囲包体１２の
上方部分は、屋根１８ａと、囲包体の下方境界を規定す
るフロアー１８ｂとによって包囲される。空気入口ダク
ト１９は圧力容器１０の下方部分に接続し、ガスタービ
ン等によって駆動されるコンプレッサー等の外部源から
の加圧空気を導入する。
【００２６】複数の空気分配器ノズル２０が、囲包体１
２の下方部分を横切って延長する水平プレート２２に設
けられた対応する開口内に載置される。プレート２２は
フロアー１８から離隔されて、空気プレナム２４を規定
し、この空気プレナム２４は容器１０内に包含される空
気を受理して、以下に説明するようにプレート２２を通
して囲包体１２の一部へ選択的に分配する。
【００２７】燃料を含む粒状材料を囲包体内へ導入する
ために、燃料供給装置（図示せず）が設けられることが
理解される。粒状材料は、プレナム２４からの空気がプ
レート２２を通して上方に通過する際に、この空気によ
って流動化される。空気は燃料の燃焼を促進し、結果と
して生成された煙道ガスは、強制対流によって囲包体１
２内で清浄化され、固体の一部を同伴して、囲包体内に
固体密度が上へ行くに従って減少する所定高さの柱を形
成し、この柱の上方では密度は実質的に一定である。
【００２８】サイクロン分離器２６は、容器１０内で囲
包体１２に隣接して延長し、囲包体の後壁１５に設けた
出口から分離器壁を通して設けた入口まで延長するダク
ト２８によって、囲包体に接続される。分離器２６は、
以下に説明する態様で、囲包体から煙道ガスと同伴粒状
材料を受理し、慣用の態様で操作して、分離器内に創生
される遠心力によって煙道ガスから粒状材料を分離す
る。
【００２９】分離された、実質的に固体を含まない煙道
ガスは、分離器２６及び容器１０の上方部分を通して上
方に突出するダクト３０に入り、熱ガス清浄及び熱回収
区域（図示せず）へ通過して、さらに処理される。分離
器の下方部分は、ホッパー２６ａを含み、ホッパー２６
ａは、ディップレッグ３４によって慣用の「Ｊバルブ」
３２に接続される。
【００３０】熱交換器３８は、容器１０内で囲包体１２
に隣接して配置され、ダクト３９によってＪバルブ３２
の出口に接続される。熱交換器３８は、前壁４２、後壁
４３、二つの側壁４４ａ、４４ｂ（図２）、屋根４６ａ
及びフロアー４６ｂによって形成される囲包体４０を備
える。図１に示すように、前壁４２は、収束部分１５ａ
の直上に延長する囲包体後壁１５の下方延長部を形成す
る。図１及び図５に示すように、プレート２２は壁４２
まで延長して、この延長部の上方且つ囲包体後壁１５の
収束部分１５ａと囲包体４０の前壁４２との間に規定さ
れる、固体返却チャネル５０を形成する。
【００３１】水平方向に延長し、垂直方向に離隔する二
つのプレート５４及び５６（図１及び図２）は、囲包体
４０内に配置され、二組の空気分配器ノズル５８ａ及び
５８ｂをそれぞれ受理する。第三の水平方向延長プレー
ト６０は、囲包体４０内に配置され、プレート５４と５
６との間に延長して、囲包体を上方部分と下方部分とに
概ね分割する。
【００３２】図２に示すように、プレナム区域６１がプ
レート５４と６０との間に規定されて、ノズル５８ａに
空気を供給し、プレナム区域６２がプレート５６とフロ
アー４６ｂとの間に規定されて、ノズル５８ｂに空気を
供給する。
【００３３】図２及び図３に示すように、平行に離隔し
た一対の垂直プレート６４及び６６は、囲包体４０の後
壁４３と壁１５（及び壁４２）との間で、側壁４４ａ及
び４４ｂと平行離隔関係において延長する。従ってプレ
ート６４及び６６は、囲包体４０の上方部分を、それぞ
れ入口／バイパス区域７２（図２及び図３）の両側に延
長する二つの熱交換区域６８と７０とに分割する。プレ
ート６４及び６６はまた、囲包体４０の下方部分を、そ
れぞれ迂回区域７８（図２及び図４）の両側に延長する
二つの熱交換区域７４と７６とに分割する。図２に示す
ように、プレート６４に三つの開口６４ａ、６４ｂ、６
４ｃが形成され、プレート６６に三つの開口６６ａ、６
６ｂ、６６ｃが形成され、以下に説明するように、上方
区域６８、７０、７２の間、並びに下方区域７４、７
６、７８の間に固体が流れるようにする。
【００３４】プレート６４及び６６は、プレナム６１
を、区域６８、７０、７２の下方にそれぞれ延長する三
つの区域に分割し、さらにプレナム６２を、区域７４、
７６、７８の下方にそれぞれ延長する三つの区域に分割
する。
【００３５】以下に説明する理由のために、前述のプレ
ナム区域へ、容器１０からの加圧空気が慣用の態様で異
なる速度で選択的に導入されることが理解される。
【００３６】図３に示すように、垂直隔壁８０は、水平
プレート６０（図２）から屋根４６ａまで延長して、入
口／バイパス区画７２を二つの区域７２ａ、７２ｂに分
割する。図示しないが、区画区域７２ｂと整合するプレ
ート５４及び６０にそれぞれ開口が形成され、以下に説
明する理由のために、区画区域７２ｂと区域７８を接続
する。
【００３７】熱交換管の四つの管束８２ａ、８２ｂ、８
２ｃ、８２ｄが、それぞれ熱交換区域６８、７０、７
４、７６内に配置され、慣用の態様で流体流回路（図示
せず）に接続され、管中に冷却流体を循環させて、慣用
の態様で区域内の固体から熱を除去する。
【００３８】図５を参照して、隔壁８０に開口８０ａが
設けられ、壁４２に開口４２ａが設けられ、壁１５に開
口１５ｂが設けられる。以下に説明する理由のために、
開口８０ａは囲包体４０の上方部分にあり、開口４２ａ
は囲包体の下方部分で、開口１５ｂよりも高い位置にあ
る。また以下に説明する理由のために、開口１５ｂより
も高い位置で炉へ流動化空気を排出するために、壁１５
ａの上方部分に任意の開口１５ｃを設けることもでき
る。
【００３９】前述の全ての壁、プレート及び隔壁は、本
出願人に譲渡された米国特許第５，０６９，１７１号に
記載される慣用の溶接膜−管構造によって形成されるこ
とが理解され、この特許は参照により本願明細書に含ま
れる。また容器に隣接して蒸気ドラムが設けられ、複数
のヘッダー、下降管等が設けられて、前述の管壁を含む
流体流回路を確立することが理解される。従って、この
流れ回路中に所定のシーケンスで水を通過させ、炉囲包
体１２内の燃料固体の燃焼によって発生する熱によって
水を蒸気に転換する。
【００４０】操作において、慣用の態様において固体が
炉囲包体１２内に導入され、そこでプレート２２上に堆
積する。空気は、圧力容器１０内に導入され、プレナム
２４内に入り、プレート２２を通り、その後固体を流動
化するのに充分な速度及び量で、ノズル２０によってプ
レート２２上の固体内に排出される。
【００４１】着火バーナー等（図示せず）が設けられ
て、固体内の燃料材料に着火し、その後、固体の燃料部
分は炉囲包体１２内の熱によって自己燃焼する。煙道ガ
スは炉囲包体１２中を上方に通過し、ある量の固体を同
伴つまり水簸する。プレナム２４を介し、ノズル２２を
通して囲包体１２の内部へ導入される空気の量は、循環
流動床が形成されるように、つまり固体の実質的な同伴
つまり水簸が達成される程度まで固体が流動化されるよ
うに、固体の寸法に従って確立される。従って、炉囲包
体の上方部分内へ通過する煙道ガスは、固体によって実
質的に飽和され、床の密度が、炉囲包体１２の下方部分
において比較的高く、この囲包体の長さに渡って上に行
くに従って減少し、囲包体の上方部分においては実質的
に一定であり比較的低くなるように、設定される。
【００４２】炉囲包体１２の上方部分内の飽和煙道ガス
はダクト２８内へ出て、サイクロン分離器２６内へ通過
する。固体は分離器２６内において慣用の態様で煙道ガ
スから分離され、清浄ガスはダクト３０を介して分離器
及び容器１０を出て、熱ガス清浄化兼熱回収装置（図示
せず）に通され、先に引用した特許に記載されるように
さらに処理される。
【００４３】分離器２６内で分離された固体はホッパー
２６ａ内に落下し、ディップレッグ３４を介してこれを
出て、その後Ｊバルブ３２中を通過し、ダクト３９を介
して熱交換器３８の囲包体４０内へ通過する。
【００４４】ダクト３９からの分離された固体は、図３
において矢印Ａで示されるように囲包体４０の入口／バ
イパス区画区域７２ａに入る。通常の操作では、熱交換
区域６８及び７０の下方に延長するプレナム６１の区域
に、比較的高速の空気が導入され、一方区域７２ａの下
方に延長するプレナムの区域には、比較的低速の空気が
導入される。その結果、区域７２ａからの固体は、図２
及び図３において流れ矢印Ｂで示されるように、隔壁６
４、６６の各開口６４ｂ及び６６ｂ（図２）を通して区
域６８、７０内へと流れる。固体は、図２及び図３にお
いて矢印Ｃ１及びＣ２で示されるように、区域６８、７
０内の熱交換管束８２ａ、８２ｂの下から上へ流れる。
従って、固体は区域６８、７０内に蓄積し、図２及び図
３において矢印Ｄ１及びＤ２によって示されるように、
隔壁６４、６６の各開口６４ａ、６６ａを通して、入口
／バイパス区画区域７２ｂ内へと溢れる。固体は次に、
図２において矢印Ｅによって示されるように、重力によ
ってプレート５４、６０のそれぞれの開口を通して、下
方区域７８内へと落下する。
【００４５】比較的高速の空気は、下方熱交換区域７
４、７６の下方に延長する下方プレナム６２の区域内へ
導入され、一方比較的低速の空気は区域７８の下方に延
長するプレナム６２の区域内へ導入される。これによ
り、図２及び図４において流れ矢印Ｆ１及びＦ２によっ
てそれぞれ示されるように、区域７８から、隔壁６４及
び６６の開口６４ｃ及び６６ｃを通し、熱交換区域７
４、７６へ入る固体の流れが促進される。従って固体は
区域７４及び７６のそれぞれ管束８２ｃ、８２ｄを通し
て上方に流れ、管束中を流れる流体へ熱を伝達する。図
４及び図５において流れ矢印Ｈ１及びＨ２によって示さ
れるように、固体は壁４２の開口４２ａ、４２ｂを経て
区域７４、７６を出て、返却区画５０内へと通過し、そ
こで混合され、その後壁１５の下方部分の開口１５ｂを
介して炉囲包体１２内へ通過して戻る。全ての熱交換区
域６８、７０、７４、及び７６からの流動化空気も、開
口４２ａ及び１５ｂを通して炉囲包体１２内へ流れる。
【００４６】上記の水管壁及び蒸気ドラムを含む上述の
流れ回路に、所定シーケンスで供給水が供給され、その
中を循環し、水が蒸気に転換され、蒸気は過熱及び再熱
（適用可能な場合）される。
【００４７】低負荷、緊急停止条件、又は始動の間、区
域６８、７０、７４、及び７６の下方に延長するプレナ
ム６１、６２の区域への全ての空気の流れを停止し、図
５に示すように、固体の高さが隔壁８０の堰口８０ａの
レベルに到達するまで、固体を入口区域７２ａ内に蓄積
させることにより、迂回操作が可能である。従って、固
体は入口／バイパス区画７２の区域７２ｂ内へ溢れ、プ
レート５４及び６０の開口を通して落下し、区域７８へ
入る。固体は、その高さが壁４２の堰口４２ａのレベル
に到達するまで区域７８内に蓄積し、チャネル５０に入
り、その後固体が熱交換器３８へ入った時と実質的に同
じ温度で、開口１５ｂを介して囲包体１２へ戻る。
【００４８】熱交換区域６８、７０、７４、及び７６内
へ排出される各空気の速度を選択的に制御することによ
り、囲包体４０の壁及び隔壁中を通過する流体との各熱
交換は、必要に応じて正確に調節し、変化させることが
できる。例えば、上述の迂回操作において、区域６８、
７０、７４、７６の流動化を完全に停止させ、上記のよ
うに全ての固体を区域７２ｂ及び７８を通して迂回させ
る代わりに、区域６８、７０、７２ａ、７４及び７６を
部分的に流動化して、固体の一部だけを直接区域７２ｂ
及び７８を通して迂回させ、直接囲包体内に通過させる
ことができる。固体の残りの部分は標準的な態様で区域
６８、７０、７４、７６の一つ又はそれ以上を通過し
て、上述のように熱を除去し、その結果固体からの熱除
去は、全ての固体が区域６８、７０、７４、及び７６を
通過する上記の標準的操作と比べて、低くなる。また、
上記の迂回操作において説明したように、固体が区域６
８又は７０の一方を迂回し、他方を通過するようにし、
並びに区域７４又は７６の一方を迂回し、他方を通過す
るように、流動化状態を変化させることができる。さら
に、通常操作の間、流動化及びその結果としての熱除去
は、区域６８と７０との間、並びに区域７４と７６との
間において、特にこれらの区域が異なる機能（過熱、再
熱等）を実施する場合、変化させることができる。例え
ば、固体の７０％が区域６８を通過し、３０％が区域７
０を通過するように、また固体の６０％が区域７４を通
過し、４０％が区域７６を通過するように、各流動化を
制御することができ、この比率は特定の設計要求に従っ
て変化させることができる。
【００４９】上記のように操作に融通性を与えると共
に、本発明は他の利点も享受する。例えば、再循環熱交
換器３８中を循環する固体から顕著な量の熱を除去し
て、炉内の所望温度を維持し、最適な燃料燃焼及び放出
制御を行うことができる。また、迂回モードを含む上記
の選択的流動化を、非機械的技術を用いて行うこともで
きる。さらに、加圧装置を使用することにより、分離器
が比較的小さくて済み、従って囲包体４０内の積み重ね
熱交換区域のための余地ができ、圧力容器の直径が小さ
くなる。
【００５０】本発明の範囲から逸脱することなく、本発
明にいくつかの改変を加えることができることが理解さ
れる。例えば、壁１５ａの任意の開口１５ｃにより、熱
交換区域６８、７０、７４、及び７６の全てからの流動
化空気を、開口１５ｂを通して固体と共にではなく、炉
囲包体内へ排出させることができる。このように開口１
５ｃを通して空気を排出することにより、空気をより高
いレベルで炉に導入し、二次空気として機能させること
ができる。その場合でも固体は開口１５ｂを通して囲包
体１２へ返却することができるが、開口１５ｂと１５ｃ
との間の差圧を平衡するのに充分なレベルまで堆積させ
る。また、囲包体１２及び４０の他の種々の開口の数及
び位置は変更することができ、一つより多い分離器を使
用することもできる。
【００５１】本発明の他の変更も意図され、発明の一つ
の特徴を他の対応する特徴を使用することなく用いるこ
ともある。したがって、請求項は発明の範囲に一致した
態様で広く解釈されるのが適当である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の燃焼装置を示す概略図であ
る。
【図２】図２は、図１の２−２線に沿った断面図であ
る。
【図３】図３は、図２の３−３線に沿った断面図であ
る。
【図４】図４は、図２の４−４線に沿った断面図であ
る。
【図５】図５は、図３の５−５線に沿った断面図であ
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流動床燃焼装置であって、該装置は、炉
    と、燃料を含む粒状材料を含有する流動床を該炉内に確
    立するための手段とを備え、それにより前記燃料の燃焼
    の結果として生じる煙道ガスが前記粒子の一部を同伴
    し、前記装置はさらに、前記同伴粒子と前記煙道ガスと
    を分離するための手段と、分離した前記粒子を受理する
    ために前記炉に隣接して設けられる熱交換器とを備え、
    該熱交換器は、前記分離粒子を受理するための第一入口
    区画と、前記第一入口区画に隣接して配置される第一追
    加区画と、前記第一追加区画に隣接して配置される第一
    出口区画とを含む第一連の区画と、前記第一連の区画の
    下方に延長し、第二入口区画と、該第二入口区画の側に
    配置される第二追加区画と、該第二入口区画の側に配置
    される第二出口区画とを含む第二連の区画と、前記第一
    追加区画と関連する第一熱交換手段と、前記第二追加区
    画と関連する第二熱交換手段と、前記第一入口区画と前
    記第一追加区画とを接続して、前記分離粒子を前記第一
    追加区画へと通過させ、前記第一熱交換手段と熱交換さ
    せる第一通路手段と、前記第一追加区画と前記第一出口
    区画とを接続して、前記分離粒子を前記第一追加区画か
    ら前記第一出口区画へと通過させる第二通路手段と、前
    記第一出口区画と前記第二入口区画とを接続して、前記
    分離粒子を前記第一出口区画から前記第二入口区画へと
    通過させる第三通路手段と、前記第二入口区画と前記第
    二追加区画とを接続して、前記分離粒子を前記第二入口
    区画から前記第二追加区画へと通過させ、前記第二熱交
    換手段と熱交換させる第四通路手段と、前記第二追加区
    画と前記第二出口区画とを接続して、前記分離粒子を前
    記第二追加区画から前記第二出口区画へと通過させる第
    五通路手段と、前記第二出口区画と前記炉とを接続し
    て、前記分離粒子を前記第二出口区画から前記炉へと通
    過させる第六通路手段とを備える、流動床燃焼装置。
  2. 【請求項２】 流動床燃焼装置の操作方法であって、該
    方法は、容器内に燃料を含む粒状材料の床を支持する工
    程と、該床中に空気を通して前記材料を流動化し、前記
    燃料の燃焼を促進させる工程とを含み、それにより前記
    空気と燃焼生成物とからなる煙道ガスが前記材料の一部
    を同伴し、前記方法はさらに、前記同伴材料と前記ガス
    とを分離する工程と、分離された該材料を複数の区域を
    有する熱交換器へ通過させる工程と、前記区域の少なく
    とも一つを通して冷却媒体を通過させる工程と、前記分
    離材料の一部を前記少くとも一つの区域中に通過させ
    て、前記材料から熱を除去する一方、前記分離材料の別
    の部分を別の区域中に通過させて、前記分離材料の前記
    別の部分を実質的に一定温度に維持する工程と、前記分
    離材料の前記部分を前記容器へ返却する工程とを含む流
    動床燃焼装置の操作方法。
  3. 【請求項３】 流動床燃焼装置の操作方法であって、該
    方法は、容器内に燃料を含む粒状材料の床を支持する工
    程と、該床中に空気を通して、前記材料を流動化し、前
    記燃料の燃焼を促進させる工程とを含み、それにより前
    記空気と燃焼生成物とからなる煙道ガスが前記材料の一
    部を同伴し、前記方法はさらに、前記同伴材料と前記ガ
    スとを分離する工程と、分離した前記材料を少くとも三
    つの区域を有する熱交換器へ通過させる工程と、前記分
    離材料の第一の量を前記区域の少くとも一つの中を通過
    させる一方、前記分離材料の第二の量を前記区域の少く
    とも一つの別の区域中を通過させる一方、前記材料の第
    三の量を前記区域の少くとも一つのさらに別の区域中を
    通過させる工程と、前記区域の少くとも二つの区域中に
    熱交換媒体を通過させて、前記区域中の分離材料から熱
    を除去する一方、前記材料の前記第三の量を実質的に一
    定温度に維持する工程と、前記材料の前記量を前記炉へ
    通過させて戻す工程とを含む、流動床燃焼装置の操作方
    法。
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