JPH0835611A - 流動床ボイラを有する発電プラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】流動層ボイラについての緊急停止時のボイラ冷
却時間の短縮化を目的とする。 【構成】本発明では、流動層の上方，側面及び下方の３
方向より不活性ガス又は空気を冷却気体として投入す
る。また、不活性ガスのみならず、石炭の自燃温度以下
では空気を冷却媒体として用いる。 【効果】常圧及び加圧流動層ボイラの緊急停止時間が大
幅に短縮化された。冷却用不活性ガスを節約し、ボイラ
火炉内で流動層の冷却が可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、常圧流動層ボイラ及
び加圧流動層ボイラに係り、これらボイラを緊急停止す
る際の流動媒体の冷却装置及びその方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ボイラの緊急停止方法に関して、特開昭
56−61506 号公報には、ボイラの緊急停止時に、ボイラ
の底にある流動層空気室へ、ボイラドラム内蒸気を急送
して層内の燃焼抑制と層内温度低下とを行うことが記載
されている。

【０００３】又、ボイラドラム蒸気の代わりに不活性ガ
スをボイラ緊急停止時に流動層空気室へ急送する方法が
開示されている。より具体的には、ドラムと空気室とを
接続する管路と蒸気止弁とよりなる系統を設け、ボイラ
緊急停止時に蒸気止弁を急開して蒸気を流動層空気室に
投入し、空気室上部にある流動層の冷却を行う方法であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術は、ボイラ緊
急停止時に冷却用気体をボイラ底部の空気室に投入して
空気室の上部にある大量の高温流動媒体を一括して一度
に冷却する為に、層中の熱移動が生じて層の冷却時間が
長期化する問題があった。

【０００５】又、高温の流動媒体中を通して冷却用気体
をボイラに投入する為に、流動媒体の熱エネルギーが順
次層を出た下流側のボイラ機器に移動する欠点が生じボ
イラ全体として冷却する時間に長時間を有する問題があ
った。

【０００６】更に又、高温の流動媒体中に残留した石炭
の再燃を防止する為に、酸素を含む空気を流動媒体の冷
却用気体として用いることができず、空気に比べて高価
な不活性ガスを大量に消費するという欠点があり、加圧
流動層ボイラの場合には、ボイラが緊急停止すると、流
動層の高さが高い状態で停止するので、ガスタービン圧
縮機の背圧が上がりガスタービン圧縮機を起動できない
という欠点があった。本発明は上記のような問題点を鑑
みてなされたものであり、その目的は、短時間でボイラ
を緊急停止し、冷却時間の短縮化である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、流動層上部に
冷却用気体取入ノズルを設ける様にして流動媒体を通さ
ないでボイラ火炉を冷却できる様にしたものである。又
は、流動層内の中間部に複数個の冷却気体取入ノズルを
設ける様にして流動媒体を分割し冷却するようにしてい
たものである。すなわち、火炉の上方及び側面及び下方
の複数ヵ所より冷却気体を火炉に投入するものである。

【０００８】そこで、本発明の発電プラントは、流動層
を形成する流動床ボイラを有するものであって、前記流
動層内に直接、冷却媒体、例えば窒素に代表される不活
性ガスや大気から取り込んだ空気を供給するノズルを具
備することを特徴とする。

【０００９】更に、本発明は、前記ボイラ内に二種類の
冷却媒体を供給すると共に、前記二種類の冷却媒体を切
り替えて供給する手段を有することを特徴とする。前記
二種類の冷却媒体としては、不活性ガス及び空気であ
る。

【００１０】又、本発明の発電プラントは、流動層を内
部に有する加圧流動層ボイラと、前記ボイラに圧縮空気
を供給するコンプレッサとを有するものであって、前記
コンプレッサからの空気を前記ボイラの上部空塔部から
順に流動層底部に供給して、前記ボイラの火炉内の流動
媒体を冷却することを特徴とする。

【００１１】又、本発明の流動床ボイラは、流動層を形
成する燃焼室と、前記燃焼室に燃焼空気を導く空気室と
を有するものであって、前記流動層内部，前記燃焼室内
流動層外部及び前記空気室にそれぞれ冷却媒体を供給す
る手段を有することを特徴とする。

【００１２】更に、本発明は、流動層を形成する燃焼室
と、前記燃焼室に燃焼空気を導く空気室とを有する流動
床ボイラであって、少なくとも流動層内部に冷却媒体を
供給する緊急停止手段を有することを特徴とする。

【００１３】又、本発明の発電プラントの運転方法は、
内部に流動層を有する流動層ボイラに形成される伝熱管
を熱し、蒸気を発生させタービンを駆動するものであっ
て、前記ボイラの緊急停止時には、前記ボイラへの燃料
供給を停止し、前記流動層内の流動媒体を複数段に分割
して冷却することを特徴とする。

【００１４】又、本発明は、前記ボイラの緊急停止時に
は、前記ボイラに形成された複数のノズルの上方より、
順次冷却媒体を供給し、前記流動層を冷却することを特
徴とする。

【００１５】又、本発明は、前記ボイラの緊急停止時に
は、前記ボイラ火炉内の流動媒体を冷却する気体を、前
記火炉の上部，側部及び下部の３方向よりほぼ同時に投
入することを特徴とする。

【００１６】更に、本発明の発電プラントの運転方法
は、流動床ボイラを用いて蒸気を発生させ、その蒸気に
よってタービンを駆動するものであって、前記ボイラで
使用される燃料未燃灰の再燃温度以下まで、冷却媒体と
して不活性ガスを使用し、その後、冷却媒体を空気に切
り替えて供給することを特徴とする。

【００１７】本発明に用いる冷却媒体を冷却するための
冷却気体取入ノズルは、流動層高の上方外部および流動
層の中間部に１個又は複数個設けられる。

【００１８】そして、流動層内に伝熱管を有する流動層
ボイラの緊急停止時においては、ボイラ火炉内の高温流
動媒体をボイラ火炉外へ抜き出し冷却することなく、ボ
イラ火炉内で流動媒体を冷却することが可能である。

【００１９】これらは、その緊急停止の信号を受けた制
御箱からの指令信号により行われる。

【００２０】本発明は以下のような原理に基づく。

【００２１】流動層ボイラの燃焼方法の基本原理の一つ
は、ボイラ火炉内の流動媒体を、８５０℃前後の高温に
加熱した状態の中に、石炭と石灰石(ＣａＣＯ₃ )とを投
入し石炭中の炭素分(Ｃ)と水素分(Ｈ)とを空気中の酸素
(Ｏ₂ )と化合させて燃焼させる方法である。又、同時に
投入された石灰石中のカルシウム(Ｃａ)と石炭中のイオ
ウ分(Ｓ)とを化合させて同時にボイラ火炉内で脱硫反応
（ＣａＯ＋Ｓ＋３／２−Ｏ₂→ＣａＳＯ₄）を行わせる方
法である。

【００２２】したがって、通常運転中の流動している流
動媒体の成分は、２％前後の残留石炭と、その他残り９
８％の大部分は、石灰石を焼成(ＣａＣＯ₃→ＣａＯ＋Ｃ
Ｏ₂)して作る生石灰(ＣａＯ)と脱硫反応後に生じた硫酸
カルシウム(ＣａＳＯ₄ )である。流動媒体はこれら個体
粒子の集合体である。

【００２３】これらの成分よりなる流動媒体が流動し燃
焼している状態から急にボイラ負荷遮断等の原因によ
り、流動していた状態より流動が停止した状態に急激に
移行する緊急停止状態が生じたとき、８５０℃前後の流
動媒体が持っていた多量の熱エネルギーを如何に冷却
し、流動層内のボイラ伝熱管を保護するかが重要であ
り、本発明により達成されるに至った。

【００２４】又、この冷却時間が短時間化することによ
り、流動床ボイラの緊急停止後の再起動時間が短くなる
という効果もある。

【００２５】

【作用】流動層外の上部に設けられた冷却気体取入ノズ
ルは、流動層をバイパスして冷却用気体をボイラ火炉内
に投入できるので、流動層内に残留している少量の石炭
に何ら影響を与えることなくボイラ火炉内の流動層上部
からボイラ火炉出口部の下流側機器の冷却を行うことが
できる。

【００２６】また、この下流部分の温度が、流動層から
飛散した石炭の未燃灰がこの部分で再燃する可能性があ
る温度以上の時は不活性ガス(例えば窒素ガスや炭酸ガ
ス)をこの冷却気体取入ノズルより投入する。さらに、
この部分の温度が未燃灰の燃焼温度以下まで冷却した
後、冷却用気体を空気に切り替えて引き続き冷却を行
う。同様に流動層中に設けられた冷却気体取入ノズルよ
りボイラ緊急停止時、ボイラ火炉内に大量に残留してい
る高温流動媒体の中に冷却用気体取入ノズルより冷却気
体を投入する。最初は流動媒体の中に未燃分の残留石炭
が少量残留しているので酸素を含む空気を投入すること
はできず、不活性ガスを投入し高温流動媒体の温度を下
げる。

【００２７】一般的に流動媒体中の石炭の自燃温度は３
００℃以上であり、この温度迄不活性ガスにより高温流
動媒体の冷却を行う。その後、不活性ガスを空気に切り
替えてさらに媒体の冷却を続けボイラ火炉出口下流側の
機器の冷却を主に行う。ボイラ火炉出口下流側の機器
は、流動媒体を冷却した気体からの伝熱により逆に加温
されており、この部分の冷却を空気で早急に短時間で行
うことができる。

【００２８】

【実施例】以下本発明の実施例について常圧流動層ボイ
ラの例を図１に示す。また加圧流動層ボイラの例を図２
に示す。

【００２９】符号１は大気開放型の常圧流動層ボイラ
で、多孔板２で仕切りされた下部の空気室３には送風機
４から石炭燃焼用と流動用の空気が供給され、生石灰
（酸化カルシウムＣａＯ）等より成る流動媒体により形
成された流動層５内で石炭の粉細粒は燃焼する。送風機
４からの空気を管路６に送りダンパ６ａを経由後、粉細
粒石灰石ホッパ７，ロータリフィーダ７ａを経由して供
給される粉細粒石灰石を管路６内を気流輸送し、ついで
に粉細粒炭ホッパ８とロータリフィーダ８ａを経由して
供給される粉細粒炭と混合して、分配装置９より流動層
に燃料として供給する。符合１０ａは流動層内の蒸発
管、１０ｂは排ガス流路内に設けた蒸発管である。発生
した蒸気はドラム１１に送られ、その蒸気は過熱器１
２，主蒸気管１３，主塞止弁１４を経由しタービン等に
送られる。

【００３０】ボイラ給水は給水ポンプ１５よりエコノマ
イザ１６を経由してドラム１１に供給される。ボイラ又
はタービンより負荷遮断等の緊急停止信号は制御箱２０
に送られる。

【００３１】この発明において、流動層ボイラ１を緊急
停止する信号１７が制御箱２０に送られ、この制御箱２
０からの指令信号はダンパ６ａと流動用空気供給管路２
１のダンパ２２とロータリフィーダ７ａ，８ａに夫々送
られ、燃料の供給と燃焼用空気の供給と流動用空気の供
給を停止する。

【００３２】さらに、常圧流動層ボイラ１の上部に冷却
気体取入ノズル２３ａを設ける。又流動空気供給停止に
より流動状態から静止状態に移行した流動媒体層５の中
に図１の例では２個の冷却気体取入ノズル２３ｂ，２３
ｃを設けている。更に空気室には冷却気体取入ノズル２
３ｄがある。

【００３３】また夫々の冷却ノズルには冷却気体取入ダ
ンパ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，24ｄが設置されており、
冷却気体を火炉上部及び分割された流動層５に供給した
り停止したりする。さらに、これらのノズル群と送風機
４の出口とを連絡する冷却空気管路２５と冷却空気切替
ダンパ２６がある。さらに、これらのノズル群と不活性
ガスボンベ２９を連絡する不活性ガス管２７と不活性ガ
ス元弁２８がある。制御箱２０より出た信号３１の指示
により不活性ガス元弁２８が開く。

【００３４】続いて制御箱２０より出た信号３０の指示
により冷却気体取入ダンパ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２
４ｄの順に開くことにより、不活性ガスが不活性ガスボ
ンベ２９より不活性ガス管路２７を経由して、冷却気体
取入ノズル２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄからボイラ
火炉上部及び分割された高温流動層５の中に投入され、
ボイラ１を冷却する。

【００３５】ボイラ１を冷却した不活性ガスはボイラ出
口下流の機器、例えば脱硫装置３３を経由して煙突３４
により大気に排出される。流動層中の未燃石炭分が再び
燃え出さない温度約３００℃まで低下した後に、送風機
４を起動し制御箱２０より出た信号３２の指示により冷
却空気ダンパ２６が開き、同時に信号３１により不活性
ガス元弁２８を全閉とする。この操作により冷却媒体が
不活性ガスから空気に切り替わる。

【００３６】引き続き、流動層５及びボイラ１へ一度に
４ヵ所の冷却気体取入ノズル２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，
２３ｄを通じて冷却用空気をボイラ全体に大量に投入す
る。本操作によりボイラ１の温度及び流動層５の温度は
急速に約３００℃から常温に冷却される。

【００３７】常圧流動層ボイラ１を緊急停止した時の冷
却方法として、本発明では冷却気体ノズルを２３ａ，２
３ｂ，２３ｃ，２３ｄと複数個設けている為、ボイラ１
内で不活性ガス及び空気による冷却を行うことができ
る。

【００３８】図２中の符号５０は加圧流動層ボイラ火炉
５１を内在した加圧流動層ボイラの圧力容器を示す。ボ
イラ給水ポンプ５５によりボイラへ送水された給水は主
給水管５６を経由してボイラ５１内の伝熱管５７ａ，５
７ｂ，５７ｃ，５７ｄと順次流れ加熱蒸気となる。加熱
蒸気は主蒸気管５８を通過して主塞止弁５９を経て蒸気
タービン等に送気される。石炭燃焼用及び流動層７０の
流動用空気はガスタービンの圧縮機６２により１０kg／
cm³ 程度の空気が圧力容器５０に送風される。圧縮機入
口フィルター６０を通過した大気中の空気は圧縮機入口
ダンパ６１を通って圧縮機６２に吸い込まれる。ここで
空気は大気圧より１０kg／cm³ 程度まで圧縮機６２によ
り昇圧され圧縮機出口弁６３を出て圧縮空気管路６４に
より圧力容器５０へ送風される。

【００３９】圧力容器５０に入った圧縮空気は、火炉用
空気取入口６５より火炉用空気管路６６を通じて火炉用
空気入口ダンパ６７を通過した後、ボイラ火炉５１の下
部にある空気室６８と分散板６９から流動層７０の流動
用空気及び石炭燃焼用空気となる。水タンク７９の水と
粉細粒炭ホッパ８０中にある粉細粒石炭と粉細粒石灰石
ホッパ８１の中にある粉細粒石灰石の３者を混練機８５
に投下してペースト状の流動状燃料を作る。これが加圧
流動層ボイラ５１の燃料となる。このペースト状の流動
状燃料はＣＷＰと呼ばれている。

【００４０】次に、このＣＷＰをＣＷＰタンク８６にい
ったん溜める。ＣＷＰタンク８６中のＣＷＰは適度な粘
度を保つ様にするために撹拌機９２で常にかき混ぜられ
ている。ＣＷＰタンク８６を出たＣＷＰは、ＣＷＰポン
プ８７によりＣＷＰ管路８８を経由してＣＷＰ３方コッ
ク弁８９に送られる。ＣＷＰ３方コック弁８９を出たＣ
ＷＰは通常運転中はボイラ火炉５１の高温流動層７０の
中へＣＷＰノズル９０を通じて供給され、この中で圧送
されて来た空気によって燃焼が生じ熱エネルギーを発生
させる。通常運転中の流動層７０の温度は８５０℃程度
一定に保たれている。

【００４１】ボイラ緊急停止時は、このＣＷＰをＣＷＰ
３方コック弁８９の切り替え操作によりＣＷＰタンク８
６へ通じるＣＷＰ戻り管路９１を通過してＣＷＰタンク
へ戻される。又、ボイラ緊急停止時は水タンク出口弁８
２と粉細粒石炭ホッパ出口ロータリフィーダ８３と粉細
粒石灰石ホッパ出口ロータリフィーダ８４はすべて全閉
となり混練機８５への供給を停止する。

【００４２】流動層７０中で燃焼したＣＷＰは高温の水
蒸気と炭酸ガスと窒素となり石炭飛散灰を含み火炉出口
高温ガス配管７１を経由して脱塵装置７２に供給され
る。ここで高温ガス中の石炭灰を取り除いた後で脱塵装
置出口高温ガス配管７３を通してガスタービン入口弁７
４を通過した後、ガスタービン７５へ供給される。ガス
タービン７５で膨張し仕事を終えたガスはガスタービン
出口排気ダクト７６を通じて大気へ排出される。この時
ガスタービン７５の動力は連結されている圧縮機６２及
び発電機７８の動力として取り出される。

【００４３】何らかの原因でボイラ５１を緊急停止した
時、その原因がガスタービン７５以外の原因であり、ガ
スタービンを運転可能な場合すなわち圧縮機６２が運転
可能な場合とそうでない場合の冷却方法について説明す
る。

【００４４】まずガスタービン空気圧縮機６２が運転可
能な場合について以下、図２を用いて説明する。ボイラ
５１の緊急停止指令信号９３が制御箱９４に伝えられる
と、まず最初に流動層７０の流動を停止する為にガスタ
ービン圧縮機出口弁６３とガスタービン入口弁７４が全
閉となり火炉バイパス弁７７が全開となって、圧縮空気
の流れはボイラ５１をバイパスしてガスタービン７５に
直接流入する。

【００４５】次にＣＷＰ３方コック弁８９を制御箱９４
からの信号９５によってボイラ火炉５１側からＣＷＰタ
ンク８６側へ切り替える。本操作によりＣＷＰは再循環
運転に切り替わり、もとのＣＷＰタンク８６へ戻り管路
９１を通って戻るので、火炉５１への燃料供給は遮断さ
れる。同時に制御箱９４からの信号９６により水と石炭
と石灰石のロータリフィーダ８２，８３，８４は停止さ
れ混練機８５への供給も遮断される。

【００４６】ボイラ緊急停止直後の流動層７０の層温度
は約８５０℃程度あり石炭の自燃温度３００℃以上であ
る為空気で冷却できない。そこでまず不活性ガスボンベ
(溜)１００より不活性ガスを発生させ不活性ガス循環フ
ァン１０２及び不活性ガス循環ファン出口ダンパ１０３
を通過させて不活性ガスを冷却気体管路１１３に導く。
制御箱９４からの信号９７の指令によって加圧流動層ボ
イラ５１の上部に設けられた冷却気体取入ダンパ９８ａ
を開き、冷却気体取入ノズル９９ａよりボイラ５１内に
不活性ガスを入れる。

【００４７】以下、上方より順次流動層中に設けられた
３個の冷却気体取入ダンパ９８ｂ，９８ｃ，９８ｄを開
きノズル９９ｂ，９９ｃ，９９ｄを通してボイラ火炉５
１に投入する。

【００４８】最後に、空気室６８に接続された冷却空気
取入ダンパ９８ｅを開き取入ノズル９９ｅを通してボイ
ラ火炉５１の下部より不活性ガスを投入する。投入され
た冷却用不活性ガスは流動層７０を冷却すると同時に、
ボイラ火炉５１出口の高温ガス配管７１と脱塵装置７２
と高温ガス配管７３も冷却する。

【００４９】さらに冷却気体取出ダンパ１０６を経て不
活性ガス再循環路１０７を出た不活性ガスは不活性ガス
冷却器１０８により冷却される。信号１０９により冷却
水ポンプ１１０が起動され、さらに信号１１２により再
循環ダンパ１１１が開く。不活性ガスは再びダンパ１１
１を通過して不活性ガス循環ファン１０２に戻される。
この様にして不活性ガスを冷却用に循環して用いる。

【００５０】流動層の温度が石炭が自燃しない約３００
℃の温度まで冷却完了した後にガスタービン起動用モー
タ１１７を制御箱９４からの信号１１８により起動し、
圧縮機６２を回転させてボイラ火炉５１へ冷却用空気を
送る。

【００５１】すなわち、この圧縮機６２を出た空気は冷
却空気管路１１４を経由してガスタービンからの冷却空
気ダンパ１１６を信号１１５により開けて前述の冷却気
体管路１１３に導かれる。前述の不活性ガスの時と同様
の操作によって流動層７０とボイラ火炉５１とボイラ火
炉出口の高温機器及び高温ガス配管も一括して冷却され
る。この時、ボイラ火炉５１の中に、火炉の上方及び側
面及び下方の３ヵ所より１度に大量の空気を入れる。

【００５２】冷却媒体として空気を用いる場合は特に再
循環使用する必要性はないのでガスタービン弁７４を開
け冷却後の空気は大気へガスタービン７５を通過して排
気ダクト７６を通って排出する。

【００５３】ガスタービン圧縮機６２が運転できない原
因でボイラを緊急停止した場合は図２中の冷却空気取入
ファン１１９を用いて不活性ガスでの冷却が完了した後
に空気冷却を行う。すなわち、制御箱９４からの信号１
２２により冷却空気取入ファン入口ダンパ１１８を開
け、大気を空気取入口１１７より取入れる。同じ信号１
２２により、冷却空気ファン出口ダンパ１２０を開け冷
却空気ファン１１９を起動し冷却空気ファン出口管路１
２１を通じて冷却気体管路１１３に空気を導入する。冷
却空気は上部より順に冷却気体取入ノズル９９ａ，９９
ｂ，９９ｃ，９９ｄ，９９ｅを通じて１度に３方向より
ボイラ火炉５１内の流動層７０に投入され流動層を冷却
する。

【００５４】以下同様に、ボイラ火炉５１出口の高温ガ
ス配管７１や脱塵装置７２や脱塵装置出口配管７３を冷
却した後、ガスタービン弁７４を通じてガスタービン７
５を通過した後、大気へ排出される。

【００５５】尚、図中、符号５２はボイラ中の灰を取り
出すダクトであり、５３はその切り替えを行うダンパで
ある。又、符号１０１は、不活性ガスを循環ファンに導
くダンパであり、１０５は、冷却気体取出ダンパに送る
信号である。

【００５６】この発明を常圧流動層ボイラの緊急停止時
に実施することにより、流動層内の燃焼は不活性ガスに
より急激に停止に向い、かつ層内温度も低下するので層
内のボイラ伝熱管は損傷することなく急速なボイラ停止
をすることができる。

【００５７】また、流動層を分割して冷却気体を層内に
上方，側面，下方の３方向より大量導入できるので冷却
効果が増し冷却に必要な時間が大幅に短縮化される。ま
た不活性ガスの後に空気を冷却媒体として用いることが
できるので高価な不活性ガスを大量に消費する必要がな
くなり経済的である。

【００５８】この発明を加圧流動層ボイラの緊急停止時
に実施することにより流動層内の燃焼は不活性ガスによ
り急激に停止に向い、かつ層内温度が低下するので層内
のボイラ伝熱管は損傷することなく急速なボイラ停止を
することができる。また、火炉上部に冷却媒体を投入す
るのでガスタービン圧縮機の背圧は下がり圧縮機のサー
ジングを避けた圧縮機の運転ができる。また流動層を分
割して上から順に冷却空気を投入するので層の中に空気
通過流路が形成されやすくなるのでガスタービン圧縮機
の背圧も下がりガスタービン圧縮機のサージングを避け
た運転ができる。

【００５９】火炉内の流動層に対して上方，側面の下方
の３方向より同時に大量の冷却気体を投入できるので緊
急停止後の高温流動層のみならず、下流側の高温機器も
一括して冷却でき、次の再起動時間が大幅に短縮化され
る。

【００６０】図４に示す如く流動層中間部より冷却空気
が気泡となって高温流動層中に投入される為、層温度は
単に下部より冷却気体を投入するよりはるかに早く冷却
される。流動層の上部は背圧が低い為、冷却気体が多く
投入できるので特に冷却速度は加速される。図３に従来
下部のみより冷却していた場合に比較して大幅に冷却効
果があり、冷却時間は短縮される。又、ガスタービン圧
縮機の背圧が下がり、かつ流量を増加できるので図５に
示す如くガスタービンのサージング制限を下廻る安全な
ガスタービン空気圧縮機の運用が可能となった。図５
は、本発明では圧縮機の吐出冷却風量Ｑにおける圧力比
をπ１からπ２へ減少させることができる事を示してい
る。

【００６１】又、従来の冷却方法では図６に示す如く、
流動層高さ×層温の全熱量を冷却する必要があり長い時
間を要していた。今回の発明により流動層の上部及び中
間部の冷却気体を投入することによって、図６中の三角
形の２重斜線部のみ冷却すれば良くはるかに冷却必要熱
量が下がりガスタービン圧縮機の再起動時間が短縮化さ
れる効果がある。

【００６２】つまり、本発明は、常圧および加圧流動層
ボイラ夫々についての緊急停止時のボイラ冷却時間の短
縮化を達成でき、緊急停止した流動層の内には未燃石炭
が残留しておりこれを再燃させることなく早急に流動層
を冷却するものである。本発明は、不活性ガスのみなら
ず石炭の自燃温度以下では空気を冷却媒体として用いる
ことができる。加圧流動層ボイラの場合は圧縮機を用い
て冷却できる。

【００６３】

【発明の効果】本発明は、常圧及び加圧流動層ボイラの
緊急停止時間を大幅短縮化することができる。更には冷
却用不活性ガスの節約ができ、ボイラ火炉内で流動層の
冷却が可能となる。そして系外へ高温の流動媒体を排出
し冷却する設備がいらなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を常圧流動層ボイラに適用した実施例
であり、その装置の配管・機器系統構成と制御系統を示
す図面である。

【図２】この発明を加圧流動層ボイラに適用した実施例
であり、その装置の配管・機器系統構成と制御系統を示
す図面である。

【図３】本発明による冷却短縮時間を示す図面である。

【図４】流動層の上部，中間部，下部に冷却気体を投入
した時の層中の気泡の成長する様子を示す図面である。

【図５】ガスタービン圧縮機のサージング制限と本発明
による運転点を示した図面である。

【図６】今回の発明により必要冷却熱量が従来よりも減
少する様子を示す図面である。

【符号の説明】

１…常圧流動層ボイラ、４…送風機、２３ａ…常圧上部
冷却気体取入ノズル、２３ｂ，２３ｃ…常圧流動層内冷
却気体取入ノズル、２３ｄ…常圧下部冷却気体取入ノズ
ル、２９…常圧不活性ガスボンベ、５１…ボイラ火炉
（加圧流動層ボイラ）、６２…圧縮機、９９ａ…加圧上
部冷却気体取入ノズル、９９ｂ，９９ｃ，９９ｄ…加圧
流動層内冷却気体取入ノズル、９９ｅ…加圧下部冷却気
体取入ノズル、１００…加圧不活性ガスボンベ、１０２
…不活性ガス冷却循環ファン、108…不活性ガス冷却
器、１１４…圧縮出口冷却空気管路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小松 秀明 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 麻尾 孝志 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立エ ンジニアリング株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流動層を形成する流動床ボイラを有する発
   電プラントにおいて、前記流動層内に冷却媒体を供給す
   るノズルを具備する流動床ボイラを有する発電プラン
   ト。
2. 【請求項２】流動層を形成する流動床ボイラを有する発
   電プラントにおいて、前記ボイラ内に二種類の冷却媒体
   を供給すると共に、前記二種類の冷却媒体を切り替えて
   供給する手段を有することを特徴とする発電プラント。
3. 【請求項３】請求項２記載の発電プラントにおいて、前
   記二種類の冷却媒体が、不活性ガス及び空気であること
   を特徴とする発電プラント。
4. 【請求項４】流動層を内部に有する加圧流動層ボイラ
   と、前記ボイラに圧縮空気を供給するコンプレッサとを
   有する発電プラントにおいて、前記コンプレッサからの
   空気を前記ボイラの上部空塔部から順に流動層底部に供
   給して、前記ボイラの火炉内の流動媒体を冷却すること
   を特徴とする発電プラント。
5. 【請求項５】流動層を形成する燃焼室と、前記燃焼室に
   燃焼空気を導く空気室とを有する流動床ボイラにおい
   て、前記流動層内部，前記燃焼室内流動層外部及び前記
   空気室にそれぞれ冷却媒体を供給する手段を有すること
   を特徴とする流動床ボイラ。
6. 【請求項６】流動層を形成する燃焼室と、前記燃焼室に
   燃焼空気を導く空気室とを有する流動床ボイラにおい
   て、少なくとも流動層内部に冷却媒体を供給する緊急停
   止手段を有することを特徴とする流動床ボイラ。
7. 【請求項７】内部に流動層を有する流動層ボイラに形成
   される伝熱管を熱し、蒸気を発生させタービンを駆動す
   る発電プラントの運転方法において、 前記ボイラの緊急停止時には、前記ボイラへの燃料供給
   を停止し、前記流動層内の流動媒体を複数段に分割して
   冷却することを特徴とする発電プラントの運転方法。
8. 【請求項８】内部に流動層を有する流動層ボイラに形成
   される伝熱管を熱し、蒸気を発生させタービンを駆動す
   る発電プラントの運転方法において、 前記ボイラの緊急停止時には、前記ボイラに形成された
   複数のノズルの上方より、順次冷却媒体を供給し、前記
   流動層を冷却することを特徴とする発電プラントの運転
   方法。
9. 【請求項９】内部に流動層を有する流動層ボイラに形成
   される伝熱管を熱し、蒸気を発生させタービンを駆動す
   る発電プラントの運転方法において、 前記ボイラの緊急停止時には、前記ボイラ火炉内の流動
   媒体を冷却する気体を、前記火炉の上部，側部及び下部
   の３方向よりほぼ同時に投入することを特徴とする発電
   プラントの運転方法。
10. 【請求項１０】流動床ボイラを用いて蒸気を発生させ、
    その蒸気によってタービンを駆動する発電プラントの運
    転方法において、前記ボイラで使用される燃料未燃灰の
    再燃温度以下まで、冷却媒体として不活性ガスを使用
    し、その後、冷却媒体を空気に切り替えて供給すること
    を特徴とする発電プラントの運転方法。