JPH09273712A - 加圧流動層ボイラの二次サイクロン灰輸送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次サイクロンに接続される容器内配管の設
置長さを大幅に短くして構成の簡略化を図ると共に、圧
力損失を低減し、二次灰の排出温度を調節できるように
する。 【解決手段】 圧力容器１内に設置されている流動層ボ
イラに接続して排ガス１４中の灰を分離する複数の一次
サイクロン１７及び二次サイクロン１９を備え、圧力容
器１内にて二次サイクロン１９に接続する容器内配管３
９ａと、圧力容器１を貫通して圧力容器１外に延びター
ビン排ガスダクト２４に接続する容器外配管３９ｂとよ
りなる二次灰輸送管３９により二次サイクロン１９にて
分離した二次灰２０を排出するようにした加圧流動層ボ
イラの二次サイクロン灰輸送装置であって、前記容器内
配管３９ａの外側に外管４０を配置することにより二重
管構造とし、前記外管４０の一端に冷却空気４２を供給
するように接続した冷空気管４１を圧力容器１を貫通し
て備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は加圧流動層ボイラの
二次サイクロン灰輸送装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】加圧流動層ボイラの一例を図３によって
説明すると、内部が加圧雰囲気になっている圧力容器１
の中に流動層ボイラ２が設けられており、流動層ボイラ
２内の下部には図中左右方向に延びている散気管３が前
後に複数個並設されており、該散気管３は、圧力容器１
内に供給される加圧空気４を上部の高温部から取入れる
取入れ口５を備えて下部に導かれた空気導管６により下
部から取入れて上方に噴出するようになっている。

【０００３】散気管３の上部には石炭粒或いは石炭スラ
リ等の燃料を供給する燃料供給管７が配設されていると
共に、流動層８を形成するための石灰石等の脱硫材、砂
等を混合したベッド材９が供給されており、コンプレッ
サ１０から圧力容器１内に供給された加圧空気４が空気
導管６により散気管３に供給されて上方に噴射されるこ
とにより流動層８が形成され、前記燃料供給管７から供
給された燃料が流動層８の中で撹拌されて効率よく燃焼
されることにより、流動層８の形成部に配設された伝熱
管１１により水を加熱して蒸気を発生させるようになっ
ている。

【０００４】又、燃焼によって生じた灰（ベッド材９）
の一部は、散気管３の間から、下側に設けられている灰
出しホッパー１２に落下し、下部の灰切出管１３を介し
て下部に取出されるようになっている。

【０００５】流動層ボイラ２の上部には、伝熱管１１内
の水を加熱した後の高温で高圧の排ガス１４を導出管１
５及び分岐ダクト１６を介して導入するようにした複数
（例えば７個）の一次サイクロン１７（図では２個示さ
れている）が配設されて、前記排ガス１４中の灰１８
（一次灰）を分離するようになっていると共に、前記各
一次サイクロン１７から出た排ガス１４が一次サイクロ
ン１７に対応して設けられた二次サイクロン１９に導か
れて更に排ガス１４中の灰２０（二次灰）が分離される
ようになっている。

【０００６】二次サイクロン１９から出た排ガス１４
は、排ガス管２１を介して圧力容器１外部に設けられた
ガスタービン２２に供給されて該ガスタービン２２を駆
動し、ガスタービン２２は前述したコンプレッサ１０を
駆動すると共に、余剰動力でガスタービン発電機２３を
駆動するようになっている。

【０００７】ガスタービン２２から出た排ガス１４は、
タービン排ガスダクト２４により給水の加熱を行う排ガ
スクーラ２５、電気集塵機或いはバグフィルタ等の集塵
装置２６を経て外部に排気されるようになっている。

【０００８】前記一次サイクロン１７には、該一次サイ
クロン１７にて分離した一次灰１８を排ガス１４の一部
と共に圧力容器１外部に輸送する一次サイクロン灰輸送
装置２７が備えられている。

【０００９】一次サイクロン灰輸送装置２７は、各一次
サイクロン１７の下端に一端が接続された一次灰輸送管
２８を備えており、該各一次灰輸送管２８は、前記空気
導管６の一部に形成したクーラ容器２９内において一次
灰輸送管２８を曲折させることにより形成した灰クーラ
３０によって一次灰１８を冷却するようになっており、
さらに灰クーラ３０を形成した後の各一次灰輸送管２８
は、前記圧力容器１外部に導出されて１本の連結管３１
の一端に夫々接続されている。

【００１０】前記連結管３１の他端は、減圧オリフィス
３２を介して減圧タンク３３に接続されており、更に該
減圧タンク３３は後流の灰処理装置３４に接続されてい
ると共に、排ガス１４は電気集塵機或いはバグフィルタ
ー等の集塵装置３５を介して排気されるようになってい
る。

【００１１】前記一次サイクロン１７の内部は圧力が高
く、減圧タンク３３の内部は圧力が低い（大気圧）状態
になっているので、減圧オリフィス３２にて圧力を調節
して減圧タンク３３に開放すると、その圧力差により、
一次サイクロン１７にて分離された一次灰１８は、一部
の排ガス１４と共に一次灰輸送管２８により吸引されて
減圧タンク３３に排出されるようになっている。

【００１２】前記一次サイクロン１７で分離される一次
灰１８は量が多く、そのために一次灰輸送管で輸送され
る一次灰１８の濃度は高くなっており、しかも一次灰１
８の粒子は比較的大きいために、一次灰輸送管２８によ
って輸送される一次灰１８が有する熱量は大きい。この
ために、前記灰クーラ３０によって加圧空気４と積極的
に熱交換を行って強制冷却させるようにしている。

【００１３】一方、二次サイクロン１９で分離される二
次灰２０は量が少なく、粒子も小さく、よって輸送する
二次灰２０が有する熱量は小さい。

【００１４】このため、従来、二次サイクロン１９に
は、該二次サイクロン１９にて分離した二次灰２０を排
ガス１４の一部と共に圧力容器１外部に輸送するため
に、前記一次サイクロン灰輸送装置２７とは構成が異な
る二次サイクロン灰輸送装置３６を備えるようにしてい
る。即ち、一次サイクロン灰輸送装置２７に備えられて
いる灰クーラ３０は構成が複雑で高価であると共に、圧
力損失が大きいという問題があるため、二次サイクロン
灰輸送装置３６は簡略な構成としている。

【００１５】二次サイクロン灰輸送装置３６は、各二次
サイクロン１９の下端に一端が接続され他端が圧力容器
１を貫通して外部に導かれた、前記一次灰輸送管２８よ
り細い二次灰輸送管３７を備えており、各二次灰輸送管
３７は、圧力容器１内を適当な長さだけ引回することに
より圧力容器１内の加圧空気４によって冷却を行うよう
にした容器内配管３７ａと、該各容器内配管３７ａから
の二次灰２０を別々に備えた減圧オリフィス３８を介し
てタービン排ガスダクト２４の排ガスクーラ２５の下流
に排出する容器外配管３７ｂとにより構成している。

【００１６】図３に示した従来の二次サイクロン灰輸送
装置３６では、容器内配管３７ａを圧力容器１内に適当
な長さだけ引回することにより圧力容器１内の加圧空気
４によって二次灰２０の冷却を行うようにしているため
に、比較的安価に実施することができる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記図３に示
す従来の二次サイクロン灰輸送装置３６においては、容
器内配管３７ａを圧力容器１内の装置機器を避けるよう
にして引回しているが、長い距離を引回すためにその支
持が大変であると共に、レイアウト上の問題を有し、更
に二次灰輸送管３７内は、下流に行くに従いガスの内圧
力が低下してボリュームが増加することによりガス流速
が速くなるが、摩耗の問題から流速を所定以下に押える
必要があるために下流に行くに伴って二次灰輸送管３７
の管内径を大きくする必要があり、また二次灰２０の冷
却が容器内配管３７ａの引回し長さで決まってしまうた
めに、二次灰２０の取出し温度を調節するようなことは
できなかった。

【００１８】本発明は、斯かる実情に鑑みてなしたもの
で、二次サイクロンに接続される容器内配管の設置長さ
を大幅に短くして構成の簡略化を図ると共に、圧力損失
を低減し、二次灰の排出温度を調節できるようにした加
圧流動層ボイラの二次サイクロン灰輸送装置を提供する
ことを目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
圧力容器内に設置されている流動層ボイラに接続して排
ガス中の灰を分離する複数の一次サイクロン及び二次サ
イクロンを備え、圧力容器内にて二次サイクロンに接続
する容器内配管と、圧力容器を貫通して圧力容器外に延
びタービン排ガスダクトに接続する容器外配管とよりな
る二次灰輸送管により二次サイクロンにて分離した二次
灰を排出するようにした加圧流動層ボイラの二次サイク
ロン灰輸送装置であって、前記容器内配管の外側に外管
を配置することにより二重管構造とし、前記外管の一端
に冷却空気を供給するように接続した冷空気管を圧力容
器を貫通して備えたことを特徴とする加圧流動層ボイラ
の二次サイクロン灰輸送装置、に係るものである。

【００２０】請求項２記載の発明は、容器外配管に温度
検出器を取付けると共に、冷空気管に流量調節弁を取付
け、前記温度検出器の検出温度に基づいて前記流量調節
弁の開度を調節する制御器を備えたことを特徴とする加
圧流動層ボイラの二次サイクロン灰輸送装置、に係るも
のである。

【００２１】請求項１記載の発明では、容器内配管に外
管を備えた二重管構造の外管に、冷空気管により冷却空
気を供給して容器内配管の内部を流動する二次灰を強制
的に冷却するようにしたので、従来のように容器内配管
を圧力容器内に長く引回す必要がなく、容器内配管を極
めて短なものとし、しかも簡単な構成で二次灰を効果的
に冷却することができる。

【００２２】請求項２記載の発明では、容器外配管の温
度を温度検出器により検出して検出温度を制御器に入力
し、検出温度が設定温度になるように制御器により流量
調節弁の開度を制御するようにしたので、二次灰の温度
を常に一定になるように冷却することができると共に、
冷却空気の使用量も無駄なく最少限に保持することがで
きる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面を参照しつつ説明する。

【００２４】図１、図２は、図３の加圧流動層ボイラに
適用した本発明の実施の形態の一例を示すもので、図中
図３に示したものと同一のものには同一の符号を付して
詳細な説明は省略する。

【００２５】図１、図２に示すように、二次サイクロン
１９（図では１個のみを示している）の夫々の下端に一
端が接続され他端が圧力容器１を貫通して外部に導かれ
た二次灰輸送管３９を配設し、該二次灰輸送管３９の容
器内配管３９ａの長さを極力短いものとし、また容器外
配管３７ｂは従来と同様に別々に備えた減圧オリフィス
３８を介してタービン排ガスダクト２４の排ガスクーラ
２５の下流に接続する。

【００２６】前記したように短く構成された容器内配管
３９ａの外周の所要長さの範囲に、容器内配管３９ａの
外径より内径が大きい外管４０を配置して二重管構造と
し、前記外管４０の一端を閉塞して他端を開放とし、前
記外管４０の閉塞端側４０ａに、圧力容器１を貫通して
設けた冷空気管４１の一端を接続し、該冷空気管４１か
ら圧力容器１内の圧力より高い圧力の冷却空気４２を外
管４０に送給し、容器内配管３９ａを冷却しつつ外管４
０の開放端側４０ｂから圧力容器１内に噴出するように
なっている。噴出された冷却空気４２は、圧力容器１内
の加圧容器４と共に取入れ口５から流動層ボイラ２に導
かれて散気管３から噴出される。また、冷却された二次
灰２０を含む排ガスは、二次灰輸送管３９によりタービ
ン排ガスダクト２４に導かれ、集塵装置２６を介して外
部に排出されるようになっている。

【００２７】前記冷空気管４１によって供給する冷却空
気４２は、図３に示したコンプレッサ１０から圧力容器
１内圧力より高い圧力の加圧空気４を用いるようにした
り、或いは別個に設けられた加圧空気源からの空気を用
いるようにしてもよい。

【００２８】更に、前記容器外配管３９ｂの圧力容器１
出口近傍に、温度検出器４３を取付けると共に、冷空気
管４１に流量調節弁４４を取付け、前記温度検出器４３
の検出温度４５を入力して前記流量調節弁４４の開度を
調節するようにした制御器４６を備える。更に、該制御
器４６に設定温度４７を入力して容器外配管３９ｂの二
次灰２０の温度が設定温度になるように自動制御を行え
るようにする。尚、この時、温度検出器４３の検出温度
４５に基づいて流量調節弁４４を手動で制御するように
しても良い。

【００２９】一次サイクロン１７の一次灰１８は、図示
しないが図３と同様の一次サイクロン灰輸送装置２７に
よって排出されるようになっている。

【００３０】次に上記実施の形態例の作用を説明する。

【００３１】各二次サイクロン１９で分離された二次灰
２０は、二次灰輸送管３９の容器内配管３９ａ及び容器
外配管３９ｂにより減圧オリフィス３８を介してタービ
ン排ガスダクト２４の排ガスクーラ２５の下流に排出さ
れる。

【００３２】二次サイクロン１９の内部は圧力が高く、
タービン排ガスダクト２４の圧力は低い状態になってい
るので、減圧オリフィス３８にて圧力を調節してタービ
ン排ガスダクト２４に開放すると、その圧力差により、
二次サイクロン１９にて分離された二次灰２０は、一部
の排ガス１４と共に吸引されてタービン排ガスダクト２
４に排出される。

【００３３】この時、容器内配管３９ａに外管４０を備
えた二重管構造の外管４０の閉塞端側４０ａに、冷空気
管４１により冷却空気４２を供給して開放端側４０ｂか
ら排出させると、容器内配管３９ａの内部を流動する二
次灰２０を冷却することができる。

【００３４】上記したように、容器内配管３９ａを冷却
空気４２により強制的に冷却するようにしたので、従来
のように容器内配管を圧力容器内に長く引回す必要がな
く、容器内配管３９ａを極めて短いものとし、しかも簡
単な構成で二次灰２０を効果的に冷却することができ
る。

【００３５】更に、容器外配管３９ｂの温度を温度検出
器４３により検出して検出温度４５を制御器４６に入力
し、検出温度４５が設定温度４７になるように制御器４
６により流量調節弁４４の開度を制御すると、容器外配
管３９ｂに排出される二次灰２０の温度を設定温度に維
持することができる。

【００３６】このようにすると、二次灰２０の温度を常
に一定になるように冷却することができると共に、冷却
空気４２の使用量も無駄なく最少限に保持することがで
きる。また、二次灰２０の排出温度を一定に制御するこ
とにより、二次サイクロン１９から排出される二次灰２
０を輸送する排ガス１４の流量も最適に調整されるよう
になる。

【００３７】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、容器内配管に
外管を備えた二重管構造の外管に、冷空気管により冷却
空気を供給して容器内配管の内部を流動する二次灰を強
制的に冷却するようにしたので、従来のように容器内配
管を圧力容器内に長く引回す必要がなく、容器内配管を
極めて短なものとし、しかも簡単な構成で二次灰を効果
的に冷却することができる。

【００３８】また、請求項２記載の発明では、容器外配
管の温度を温度検出器により検出して検出温度を制御器
に入力し、検出温度が設定温度になるように制御器によ
り流量調節弁の開度を制御するようにしたので、二次灰
の温度を常に一定になるように冷却することができると
共に、冷却空気の使用量も無駄なく最少限に保持するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態例を示す系統図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。

【図３】従来の加圧流動層ボイラの一例を示す系統図で
ある。

【符号の説明】

１ 圧力容器 ２ 流動層ボイラ １４ 排ガス １７ 一次サイクロン １９ 二次サイクロン ２０ 二次灰 ３９ 二次灰輸送管 ３９ａ 容器内配管 ３９ｂ 容器外配管 ４０ 外管 ４１ 冷空気管 ４２ 冷却空気 ４３ 温度検出器 ４４ 流量調節弁 ４５ 検出温度 ４６ 制御器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力容器内に設置されている流動層ボイ
   ラに接続して排ガス中の灰を分離する複数の一次サイク
   ロン及び二次サイクロンを備え、圧力容器内にて二次サ
   イクロンに接続する容器内配管と、圧力容器を貫通して
   圧力容器外に延びタービン排ガスダクトに接続する容器
   外配管とよりなる二次灰輸送管により二次サイクロンに
   て分離した二次灰を排出するようにした加圧流動層ボイ
   ラの二次サイクロン灰輸送装置であって、前記容器内配
   管の外側に外管を配置することにより二重管構造とし、
   前記外管の一端に冷却空気を供給するように接続した冷
   空気管を圧力容器を貫通して備えたことを特徴とする加
   圧流動層ボイラの二次サイクロン灰輸送装置。
2. 【請求項２】 容器外配管に温度検出器を取付けると共
   に、冷空気管に流量調節弁を取付け、前記温度検出器の
   検出温度に基づいて前記流量調節弁の開度を調節する制
   御器を備えたことを特徴とする請求項１記載の加圧流動
   層ボイラの二次サイクロン灰輸送装置。