JPH11211012A - 加圧流動層複合発電設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルタ装置で捕集された灰の熱を流動層の
加熱熱量の一部とすることができ、燃費の低減を図り得
ると共に、蒸気タービンの熱効率の向上を図り得る加圧
流動層複合発電設備を提供する。 【解決手段】 フィルタ装置３４で捕集された灰４６を
流動層９に供給される加圧空気４によって冷却するフィ
ルタ捕集灰クーラ４９を具備せしめる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加圧流動層複合発
電設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】加圧流動層複合発電設備の一例を図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本体２が設けられており、流
動層ボイラ本体２内の下部には複数本の散気管３が配設
されており、該散気管３は、圧力容器１内の加圧空気４
を、途中に後述する灰クーラ５が設けられた取入管６か
ら風箱７へ取り入れて上方に噴出するようになってい
る。

【０００３】前記散気管３の上部には、石炭スラリ等の
燃料を供給する燃料供給管８が配設されていると共に、
流動層９を形成するための石灰石等の脱硫材、石炭灰等
を混合したベッド材１０がベッド材貯蔵容器（図示せ
ず）から供給されるようになっており、コンプレッサ１
１から圧力容器１内に供給された加圧空気４が前記取入
管６から風箱７を介して散気管３に供給され上方に噴出
されることにより流動層９が形成され、前記燃料供給管
８から供給された燃料が流動層９の中で撹拌されて効率
よく燃焼されるようになっている。

【０００４】前記流動層ボイラ本体２内における流動層
９の形成部には、伝熱管によって形成された蒸発器１２
及び過熱器１３と再熱器１４とが配設されており、過熱
器１３の蒸気流通方向上流側端部は蒸発器１２を介して
管路１５によりボイラ給水系統１６に、下流側端部は管
路１７により蒸気タービン１８の高圧タービン１９の蒸
気入口に接続され、又、再熱器１４の蒸気流通方向上流
側端部は管路２０により蒸気タービン１８の高圧タービ
ン１９の蒸気出口に、下流側端部は管路２１により蒸気
タービン１８の中低圧タービン２２を構成する中圧ター
ビン２２ａの蒸気入口に接続されており、更に、前記中
圧タービン２２ａから蒸気が導入される低圧タービン２
２ｂの蒸気出口は管路２３により復水器２４に接続され
ている。

【０００５】前記ボイラ給水系統１６は、中低圧タービ
ン２２から排出された蒸気を冷却凝縮する復水器２４
と、該復水器２４の出側に設けられた復水ポンプ２５
と、該復水ポンプ２５で昇圧されたボイラ給水を加熱す
る低圧給水加熱器２６と、該低圧給水加熱器２６からの
ボイラ給水を脱気するための脱気器２７と、該脱気器２
７の出側に設けられた給水ポンプ２８と、該給水ポンプ
２８で昇圧されたボイラ給水を加熱する高圧給水加熱器
２９とを備えてなる構成を有している。

【０００６】前記流動層ボイラ本体２の上部には、蒸発
器１２、過熱器１３、並びに再熱器１４内の水や蒸気を
加熱した後の高温で且つ高圧の排ガス３０が分岐ダクト
３１を介して導かれる複数（例えば六基）のサイクロン
３２が配設されて、前記排ガス３０中の灰を分離するよ
うになっており、サイクロン３２で大部分の灰が分離さ
れた排ガス３０は、排ガス管３３を介して圧力容器１外
部に設けられたセラミックチューブフィルタ等のフィル
タ装置３４へ導入され、該フィルタ装置３４において更
に灰が捕集除去された後、排ガス管３５を介してガスタ
ービン３６に供給されて該ガスタービン３６を駆動し、
ガスタービン３６は前述したコンプレッサ１１を駆動す
ると共に、余剰動力でガスタービン発電機３７を駆動す
るようになっている。

【０００７】前記ガスタービン３６のガス出口は煙道３
８により煙突３９に接続され、該煙道３８途中には、高
圧給水加熱器２９より下流側における管路１５を流れる
ボイラ給水によってガスタービン３６からの排ガス３０
の熱を回収する第１段高圧ガスクーラ４０と、高圧給水
加熱器２９のバイパスライン４１を流れるボイラ給水に
よってガスタービン３６からの排ガス３０の熱を回収す
る第２段高圧ガスクーラ４２と、低圧給水加熱器２６の
バイパスライン４３を流れるボイラ給水によってガスタ
ービン３６からの排ガスの熱を回収する低圧ガスクーラ
４４とが設けられている。

【０００８】一方、前記圧力容器１内には、サイクロン
３２で分離された分離灰４５の熱を加圧空気４によって
回収する灰クーラ５が設けられており、又、前記ボイラ
給水系統１６の低圧給水加熱器２６のバイパスライン４
３を流れるボイラ給水によって前記フィルタ装置３４で
捕集された灰４６の熱を回収するフィルタ捕集灰クーラ
４７が、低圧給水加熱器２６並びに低圧ガスクーラ４４
と並列に設けられている。

【０００９】前述の如き加圧流動層複合発電設備におい
ては、コンプレッサ１１により圧縮した加圧空気４を圧
力容器１内へ供給し、該圧力容器１内の加圧空気４を取
入管６から取り入れて灰クーラ５で分離灰４５により加
熱した後、風箱７を介して散気管３から上方に噴出させ
ると、流動層ボイラ本体２内で流動層９が形成され、燃
料供給管８から供給された燃料が流動層９の中で撹拌さ
れて効率よく燃焼される。

【００１０】前記流動層９の中で燃料が燃焼すると、そ
の熱エネルギーは、流動状態のベッド材１０に伝達さ
れ、更に、該ベッド材１０が蒸発器１２、過熱器１３、
再熱器１４に接触することによって、前記熱エネルギー
が蒸発器１２、過熱器１３、再熱器１４に伝達される。

【００１１】ボイラ給水系統１６から蒸発器１２へ供給
されるボイラ給水は前記熱エネルギーによって蒸気化
し、その蒸気は過熱器１３により過熱蒸気となり、該過
熱蒸気は蒸気タービン１８の高圧タービン１９に流入し
て該高圧タービン１９が駆動される。

【００１２】高圧タービン１９を駆動した後の蒸気は、
再熱器１４へ流入し、該再熱器１４によって再熱された
蒸気は中低圧タービン２２に流入して、該中低圧タービ
ン２２を駆動し、更に中低圧タービン２２を駆動した後
の蒸気は、ボイラ給水系統１６の復水器２４によってボ
イラ給水に戻され、復水ポンプ２５を経て低圧給水加熱
器２６において加熱されると共に、バイパスライン４３
へ分岐されたボイラ給水の一部により低圧ガスクーラ４
４においてガスタービン３６からの排ガス３０の熱が回
収され、且つフィルタ捕集灰クーラ４７において灰４６
の熱が回収された後、脱気器２７でボイラ給水の脱気が
行われ、該脱気器２７で脱気されたボイラ給水は、給水
ポンプ２８により昇圧された後、高圧給水加熱器２９に
おいて加熱されると共に、バイパスライン４１へ分岐さ
れたボイラ給水の一部により第２段高圧ガスクーラ４２
においてガスタービン３６からの排ガス３０の熱が回収
され、更に第１段高圧ガスクーラ４０においてガスター
ビン３６からの排ガス３０の熱が回収され、再び蒸発器
１２へ供給される。

【００１３】このようにして、蒸気タービン１８は蒸気
により駆動され、蒸気タービン１８に接続された蒸気タ
ービン発電機４８によって発電が行われる。

【００１４】一方、前記流動層ボイラ本体２内において
燃焼した燃料の排ガス３０は、蒸発器１２、過熱器１
３、並びに再熱器１４内の水や蒸気を加熱した後、分岐
ダクト３１を介してサイクロン３２へ導入され、排ガス
３０中の灰が分離され、サイクロン３２で大部分の灰が
分離された排ガス３０は、排ガス管３３を介して圧力容
器１外部に設けられたセラミックチューブフィルタ等の
フィルタ装置３４へ導入され、該フィルタ装置３４にお
いて更に灰が捕集除去された後、排ガス管３５を介して
ガスタービン３６に供給され、これによりガスタービン
３６が駆動され、該ガスタービン３６により前記コンプ
レッサ１１が駆動されると共に、余剰動力でガスタービ
ン発電機３７が駆動され、発電が行われる。

【００１５】前記ガスタービン３６を駆動した後の排ガ
ス３０は、煙道３８を流れ、第１段高圧ガスクーラ４０
において高圧給水加熱器２９の下流側のボイラ給水によ
って熱が回収され、第２段高圧ガスクーラ４２において
高圧給水加熱器２９のバイパスライン４１を流れるボイ
ラ給水によって熱が回収され、更に低圧ガスクーラ４４
において低圧給水加熱器２６のバイパスライン４３を流
れるボイラ給水によって熱が回収され、煙突３９から大
気へ放出される。

【００１６】前記サイクロン３２で分離された分離灰４
５は、前記灰クーラ５において取入管６から風箱７を介
して散気管３へ供給される加圧空気４により熱が回収さ
れて冷却された後、圧力容器１の外部の灰処理装置（図
示せず）に輸送され、又、前記フィルタ装置３４で捕集
された灰４６は、フィルタ捕集灰クーラ４７において前
記ボイラ給水系統１６の低圧給水加熱器２６のバイパス
ライン４３を流れるボイラ給水により熱が回収されて冷
却された後、前記灰処理装置に輸送される。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記低圧給
水加熱器２６は中低圧タービン２２からの抽気によって
加熱されるようになっており、又、前記ボイラ給水系統
１６におけるボイラ給水の温度は、通常、脱気器２７の
入側即ち低圧給水加熱器２６の下流側において設定値と
なるように制御されているが、前述の如く、フィルタ装
置３４で捕集された灰４６の熱を、フィルタ捕集灰クー
ラ４７において低圧給水加熱器２６のバイパスライン４
３を流れるボイラ給水によって回収するのでは、その熱
量分、低圧給水加熱器２６での加熱量が低下し、中低圧
タービン２２からの抽気量が減少するため、復水器２４
において海水等に捨てられてしまう熱量が増加すること
となり、蒸気タービン１８の熱効率が悪くなるという欠
点を有していた。

【００１８】本発明は、斯かる実情に鑑み、フィルタ装
置で捕集された灰の熱を流動層の加熱熱量の一部とする
ことができ、燃費の低減を図り得ると共に、蒸気タービ
ンの熱効率の向上を図り得る加圧流動層複合発電設備を
提供しようとするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧力容器内に
設置され且つ内部に流動層が形成される流動層ボイラ本
体と、該流動層ボイラ本体内の流動層における熱交換に
より発生する蒸気によって駆動される蒸気タービンと、
前記流動層ボイラ本体から排出される排ガス中の灰を捕
集除去するフィルタ装置と、該フィルタ装置で灰が捕集
除去された排ガスにより駆動されるガスタービンとを備
えた加圧流動層複合発電設備において、フィルタ装置で
捕集された灰を流動層に供給される加圧空気によって冷
却するフィルタ捕集灰クーラを具備せしめたことを特徴
とする加圧流動層複合発電設備にかかるものである。

【００２０】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００２１】加圧空気は、フィルタ捕集灰クーラにおい
てフィルタ装置で捕集された灰により加熱された後、流
動層ボイラ本体内の流動層に供給されて噴出され、燃料
が流動層の中で撹拌されて効率よく燃焼される一方、前
記フィルタ装置で捕集された灰は、フィルタ捕集灰クー
ラにおいて前記加圧空気により熱が回収されて冷却され
た後、灰処理装置等に輸送される。

【００２２】この結果、フィルタ装置で捕集された灰の
熱は、従来のように低圧給水加熱器のバイパスラインを
流れるボイラ給水によって回収されるのではなく、流動
層における燃焼用空気としての加圧空気によって回収さ
れ、最終的には流動層の加熱熱量の一部となり、その熱
量分、流動層に対して供給される燃料を減らすことが可
能となり、又、低圧給水加熱器での加熱量が低下せず蒸
気タービンからの抽気量が減少することもなくなり、復
水器において海水等に捨てられてしまう熱量が減って、
蒸気タービンの熱効率が向上する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。

【００２４】図１は本発明を実施する形態の一例であっ
て、図中、図３と同一の符号を付した部分は同一物を表
わしており、基本的な構成は図３に示す従来のものと同
様であるが、本図示例の特徴とするところは、フィルタ
捕集灰クーラ４７を低圧給水加熱器２６並びに低圧ガス
クーラ４４と並列に設けることをやめて、図１に示す如
く、フィルタ装置３４で捕集された灰４６を流動層９に
供給される加圧空気４によって冷却するフィルタ捕集灰
クーラ４９を具備せしめた点にある。

【００２５】前記フィルタ捕集灰クーラ４９は、灰クー
ラ５の下流側における取入管６途中に設けてある。

【００２６】次に、上記図示例の作動を説明する。

【００２７】圧力容器１内の加圧空気４は、取入管６か
ら取り入れられて灰クーラ５においてサイクロン３２で
分離された分離灰４５により加熱され、更にフィルタ捕
集灰クーラ４９においてフィルタ装置３４で捕集された
灰４６により加熱された後、風箱７を介して散気管３か
ら上方に噴出され、流動層ボイラ本体２内で流動層９が
形成され、燃料供給管８から供給された燃料が流動層９
の中で撹拌されて効率よく燃焼される。

【００２８】一方、前記サイクロン３２で分離された分
離灰４５は、灰クーラ５において加圧空気４により熱が
回収されて冷却された後、圧力容器１の外部の灰処理装
置（図示せず）に輸送され、又、前記フィルタ装置３４
で捕集された灰４６は、フィルタ捕集灰クーラ４９にお
いて前記灰クーラ５で加熱された加圧空気４により熱が
回収されて冷却された後、前記灰処理装置に輸送され
る。

【００２９】この結果、フィルタ装置３４で捕集された
灰４６の熱は、フィルタ捕集灰クーラ４７（図３参照）
において低圧給水加熱器２６のバイパスライン４３を流
れるボイラ給水によって回収されるのではなく、流動層
９における燃焼用空気としての加圧空気４によって回収
され、最終的には流動層９の加熱熱量の一部となり、そ
の熱量分、流動層９に対して燃料供給管８から供給され
る燃料を減らすことが可能となり、又、低圧給水加熱器
２６での加熱量が低下せず中低圧タービン２２からの抽
気量が減少することもなくなり、復水器２４において海
水等に捨てられてしまう熱量が減って、蒸気タービン１
８の熱効率が向上する。

【００３０】こうして、フィルタ装置３４で捕集された
灰４６の熱を流動層９の加熱熱量の一部とすることがで
き、燃費の低減を図り得ると共に、蒸気タービン１８の
熱効率の向上を図り得る。

【００３１】図２は本発明を実施する形態の他の例であ
って、図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を
表わしており、コンプレッサ１１で加圧された加圧空気
４の一部を、分岐管５０を介して灰クーラ５より下流側
の取入管６途中に導入するようにし、該分岐管５０途中
に、フィルタ装置３４で捕集された灰４６を前記加圧空
気４によって冷却するフィルタ捕集灰クーラ４９を設け
たものである。

【００３２】図２に示す例においては、圧力容器１内の
加圧空気４が、取入管６から取り入れられて灰クーラ５
においてサイクロン３２で分離された分離灰４５により
加熱され、又、コンプレッサ１１で加圧された加圧空気
４の一部が分岐管５０途中に設けられたフィルタ捕集灰
クーラ４９においてフィルタ装置３４で捕集された灰４
６により加熱され、該灰４６によって加熱された加圧空
気４が、前記分離灰４５によって加熱された加圧空気４
に合流され、風箱７を介して散気管３から上方に噴出さ
れ、流動層ボイラ本体２内で流動層９が形成され、燃料
供給管８から供給された燃料が流動層９の中で撹拌され
て効率よく燃焼される。

【００３３】一方、前記サイクロン３２で分離された分
離灰４５は、灰クーラ５において加圧空気４により熱が
回収されて冷却された後、圧力容器１の外部の灰処理装
置（図示せず）に輸送され、又、前記フィルタ装置３４
で捕集された灰４６は、フィルタ捕集灰クーラ４９にお
いて前記分岐管５０を流れる加圧空気４により熱が回収
されて冷却された後、前記灰処理装置に輸送される。

【００３４】この結果、フィルタ装置３４で捕集された
灰４６の熱は、フィルタ捕集灰クーラ４７（図３参照）
において低圧給水加熱器２６のバイパスライン４３を流
れるボイラ給水によって回収されるのではなく、流動層
９における燃焼用空気としての加圧空気４によって回収
され、最終的には流動層９の加熱熱量の一部となり、そ
の熱量分、流動層９に対して燃料供給管８から供給され
る燃料を減らすことが可能となり、又、低圧給水加熱器
２６での加熱量が低下せず中低圧タービン２２からの抽
気量が減少することもなくなり、復水器２４において海
水等に捨てられてしまう熱量が減って、蒸気タービン１
８の熱効率が向上する。

【００３５】こうして、図２に示す例の場合も、図１に
示す例の場合と同様、フィルタ装置３４で捕集された灰
４６の熱を流動層９の加熱熱量の一部とすることがで
き、燃費の低減を図り得ると共に、蒸気タービン１８の
熱効率の向上を図り得る。

【００３６】尚、本発明の加圧流動層複合発電設備は、
上述の図示例にのみ限定されるものではなく、例えば、
サイクロン３２がなくフィルタ装置３４のみを有する加
圧流動層複合発電設備にも適用し得ること等、その他、
本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加
え得ることは勿論である。

【００３７】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の加圧流動
層複合発電設備によれば、フィルタ装置で捕集された灰
の熱を流動層の加熱熱量の一部とすることができ、燃費
の低減を図り得ると共に、蒸気タービンの熱効率の向上
を図り得るという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例の全体概要構成図
である。

【図２】本発明を実施する形態の他の例の全体概要構成
図である。

【図３】従来例の全体概要構成図である。

【符号の説明】

１ 圧力容器 ２ 流動層ボイラ本体 ４ 加圧空気 ９ 流動層 １８ 蒸気タービン ２６ 低圧給水加熱器 ３４ フィルタ装置 ３６ ガスタービン ４６ 灰 ４９ フィルタ捕集灰クーラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力容器内に設置され且つ内部に流動層
   が形成される流動層ボイラ本体と、該流動層ボイラ本体
   内の流動層における熱交換により発生する蒸気によって
   駆動される蒸気タービンと、前記流動層ボイラ本体から
   排出される排ガス中の灰を捕集除去するフィルタ装置
   と、該フィルタ装置で灰が捕集除去された排ガスにより
   駆動されるガスタービンとを備えた加圧流動層複合発電
   設備において、 フィルタ装置で捕集された灰を流動層に供給される加圧
   空気によって冷却するフィルタ捕集灰クーラを具備せし
   めたことを特徴とする加圧流動層複合発電設備。