JPS63123906A - 発電装置 - Google Patents

発電装置

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JPS63123906A
JPS63123906A JP62269529A JP26952987A JPS63123906A JP S63123906 A JPS63123906 A JP S63123906A JP 62269529 A JP62269529 A JP 62269529A JP 26952987 A JP26952987 A JP 26952987A JP S63123906 A JPS63123906 A JP S63123906A
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combustion chamber
steam
fluidized bed
temperature
power generation
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JP62269529A
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English (en)
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カール−ヨハン　ニルソン
クリシュナ　ピライ
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ABB Stal AB
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Asea Stal AB
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0015—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type
    • F22B31/0023—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type with tubes in the bed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/16—Fluidised bed combustion apparatus specially adapted for operation at superatmospheric pressures, e.g. by the arrangement of the combustion chamber and its auxiliary systems inside a pressure vessel

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  • Wick-Type Burners And Burners With Porous Materials (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は微粒子材よりなる流動状燃料の燃焼を伴う発電
装置、特に同一の流動床容器内のタービン段階間におけ
る蒸気の発生及び蒸気の中間過熱の両方のためのボイラ
ーチューブ−式を有するＰＦＢＣ発電装置に係る。
ｒＰＦＢＣＪなる用語は加圧流動床燃焼（Ｐｒｃｓｓｕ
ｖｉｚｅｄ　Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ　Ｂｅｄ　Ｃ００ｌｂ
ｕＳｔｉＯｎ）の英語訳のイニシャルレターより成って
いる。
［従来技術と問題点］ 本文であげた型式の発電装置の場合、２つのタービン段
階即ち高圧タービンと低圧タービン間における蒸気の過
熱のための十分に吟味された技術が存在しない。２種類
の原理の選択が可能である。
イ、　蒸気の中間過熱のための別の系列のボイラーチュ
ーブが同じ流動床容器内に配置される。この実施例では
最適の蒸気データの入手の可能性が不十分なものとなる
。過熱チューブの系列をフル装填で最適蒸気データを得
られるようその寸法を決めることができる。チューブ系
列におけるチューブは、部分的負荷でできるだけ適切な
過熱が得られるよう流動床上方のチューブ域及び流動床
内のチューブ域の大きさがそれぞれきめられるように水
平層状に分布することができる。而しながら、各チュー
ブの寸法ぎめ及び分布により蒸気の最適中間過熱を得る
のが不可能となる。此は部分的負荷の場合特にそうであ
る。蒸気流とチューブ域との間の不適切調整の場合、そ
れは水を射出してチューブ系列の温度の容認し難い上昇
を阻止する必要があるか若しくは最適過熱が得られない
ことを認めねばならぬことを意味する。いずれの場合で
も、発電装置の効率が低下する。
口、　蒸気の中間過熱のためのチューブ系列は別の流動
床容器内に配置されている。この実施例により中間過熱
をコントロールしあらゆる運転条件の下で異なれるター
ビン段階に対する最適な蒸気データを得るのが別々に好
みのままに可能となる。
流動床のそれぞれ１つずつに対し空気供給、燃料送りな
らびにベッド深さのコント［１−ルなどのための完全な
コントロール装置を設けねばならず、換言すればコント
ロール装置が二重となるので発電装置は複雑となる。
［発明の構成］ 本発明によれば、仕切り壁で第１部分と第２部分とに分
けられる燃焼室が発電装置に設けられる。
仕切りには少なくとも１つの開口が形成され、この開口
を介して２つの燃焼室が連通しかつ限定されたベッド材
の交換が行われる。第１燃焼室には高圧タービン又は第
１タービン段に対する蒸気を発生せしめ過熱するための
第１のチューブ系列があり、第２燃焼室には低圧タービ
ン又は第２タービン段へ送られる蒸気の中間過熱のため
の第２のチューブ系列が第１チューブ−式とは別に設け
られる。動力や流動床深さ、流動床温度、空気はその他
に対する通常の測定コントロール装置以外に発１装置に
は中間過熱された蒸気の温度を検出する温度センサと、
第２燃焼室部分における温度を検出する温度センサと、
これらのセンサからの出力信号を受は第２燃焼室に対す
る別の燃料供給装置への燃料供給量をコントロールする
信号処理・コントロール装置が設けられる。中間過熱蒸
気の温度は、燃料供給量の調整により流動床の温度を最
高値と最小値との間にコントロールすることにより８節
する。
燃焼室を壁により１つ又はそれ以上の開口部を有する２
つの部分に分は流動床材の限られた交換を可能ならしめ
かつ各燃焼室部分に別々にコントロールされた燃料送り
装置で燃料を送り込むように構成することにより同一の
流動床深さならびに同一の化学気流１の場合２つの燃焼
室に異なった流動床′ＩＱ度を達成することができる。
従って、中間過熱蒸気の温度のコントロールのためには
追加の別の燃料供給装置と別のコントロール装置とが必
要である。蒸気の中間過熱をコントロールする十分な可
能性は投資及び運転コストのごく僅かな増加で簡単に得
られる。
し実施例］ 図面において、参照番号１は圧力容器を示す。
圧力容器には、燃焼室２とサイクロン３に表わしたガス
浄化装置が含まれている。燃焼室２は第２図で縦断面で
示すように仕切り４で２つの部分２ａと２ｂとに分割さ
れている。燃焼室２には２ａ部分に空気ノズル６と燃料
ノズル７．２ｂ部分に燃料ノズル８がそれぞれ設けられ
ている。燃焼室２には石灰又はドロマイトなどの硫黄吸
収剤を含有する微粒子材の流動床１０が収容されている
。第２図に示す如く、第１の燃焼室部分２ａは第１のチ
ューブ系列１１旦と第２のチューブ系列１１回とに分割
されており、それぞれ発Ｉｉ機１４を動かすタービン１
３へ送る蒸気を発生し過熱する。タービン１３には高圧
部分１３旦と低圧部分１３ｂがあり、高圧部には過熱器
チューブ系列１１ｂからの過熱蒸気が送られ、低圧部１
３回にはタービン１３の高圧部分１３旦を員流し中間過
熱ａ１２内で過熱された蒸気が送られる。タービン１３
の低圧部分１３回を出た蒸気は導管１５を通りコンデン
サ１６に送られる。凝縮物はモータ１９で駆動する供給
水ポンプ１８を具えた導管１７を介してチューブ系列１
１旦に戻される。燃料はロータリベーンフィーダ２１と
輸送パイプ２２及びノズル７を介して燃料貯蔵器２０か
ら燃焼室部分２ａに送られる。燃料はロータリベーンフ
ィーダ２１と輸送パイプ２５及びノズル８を介して燃料
貯蔵器２３から燃焼室部分２ｂに送られる。
流動床１０の流動化ならびに供給燃料の燃焼のための空
気が燃焼室２の底部５にあるノズル６を介し圧力容器１
と燃焼室２の間のスペース２６から燃焼室２に送り込め
られる（第１図参照）。流動床材は導管２７を介して流
動床１ｏに送られ、導管２８を通じ取出される。搬送ガ
スはコンプレッサ３ｏ及び３１で圧縮される。
燃焼ガスは、燃焼室２の画部分２ａ、２ｂに共通な流動
床１０上方のフリーボード部分３２に収集され、導管３
３を介しサイクロン３に送られ、そこでちりやほこりが
ガスより分離される。この分！ｆｆ塵埃は導管３４を介
して収集容器３３に運ばれる。導管３４旦と３４回との
間に塵埃及びその搬送ガスのための減圧クーラ３５が設
けられている。浄化された燃焼ガスが導管３６を介して
ガスタービン３７に送られタービンによりコンプレッサ
３８が駆動し、圧力容器１内のスペース２６に送られる
燃焼空気を圧縮する。このタービンは又発電機４０を駆
動する。タービン３７を出るガスは供給水子熱１（図示
省略）に送られる。
第３図に示すように、仕切り壁４は水冷式になっている
。仕切り壁により燃焼室全体は完全に２つの別々の部分
２ａ、２ｂに分割されてはいない。
燃焼室は最高の流動床深さを若干超える高さをもってい
る。仕切り壁４の上方の開口４１を通じフリーボード３
２内に自由接続が形成されている。
更に、開示実施例において、底部５と仕切り壁４との間
に開口４２、仕切り４と燃焼室２の側壁４４との間に隙
間４３がそれぞれ形成されている。
この開口部４２と隙間４３の全面積は、同じ流動床高さ
が得られ同時に両部会２ａと２ｂとの間における交換が
異なれる温度レベルが維持できるよう低いように画部分
２ａ、２ｂ間に十分な材料交換を実施できるよう選択さ
れる。開口部４２及び隙間４３を介し燃焼室部分２ａ、
２ｂが流動床域における連通容器として働く。従って、
流動床レベル両方の燃焼室部分２ａと２ｂ内で同じであ
る。
均一な作業の場合、この両部会２ａと２ｂとの間にきわ
めて制限された流動床材の移送が得られる。
従って、単に燃料供給量をコントロールし、従って低圧
タービン１３回に送られる前にチューブ系列１２で中間
的に過熱される高圧タービン１３からの蒸気の過熱をコ
ントロールすることにより第１の燃焼室部分２ａにおけ
る温度より外れるよう第２燃焼室部分２亘における温度
をコントロールするのは成る程度しかも簡単な方法で可
能である。
両部会２且と２ｂは互いに連通し、流動床１０が液状を
呈しているので、全体流動床のレベルを１つの単式流動
床コントロール装置で変えることができる。開口部４２
．４３近くに適切に水平方向に配列されたノズルを通し
てガスを射出することにより画部分２ａと２ｂとの間の
材料交換を増加させ例えば急速に温度を低下させること
ができる。
適切な流動床温度はある程度燃料と燃料が大型スラッグ
塊を形成する傾向として依存する。約８５０℃の流動床
温度が通常好適であり、７５０℃から９００℃の範囲内
で流動床を作動させる可能性がある。若し温度が一定温
度以下に低下した場合燃焼の維持ができない。若し温度
が一定レベル以上に上昇した場合、スラッグの形成によ
り引き続いての運転が可能となることがある。過熱のコ
ントロールには、燃焼室部分２ｂ内のｖｔ＠床における
温度を第１燃焼室部分２ａにおける流動床の温度より２
５℃だけ上げたり若しくは５０℃だけ下げたりする可能
性で完全に十分である。
第１燃焼室部分２ａには温度センサ５０が含まれている
。このセンサは信号処理・コントロール装置５１に接続
され、その装置にセンサ５０の出力信号が受けられこの
実際値を所定値と比較し、それに応じて燃焼室部分２ａ
への燃料供給量を決めるロータリフィーダ２１を駆動す
るモータ５２の速度をコントロールする。更に、流動床
深さや空気余剰分その他を測定するための測定装置なら
びに必要動力に応じ流動床深さ及び空気供給量をコント
ロールするための作動装置が設けられている。
第２燃焼室部分２ｂには温度センサ６０が含まれている
。チューブ系列１２から出る導管１２ａ上に流出蒸気の
温度を測る湿度センサ６１が設けられている。これら２
つのセンサ６０，６１は信号処理・コントロール装Ｗ１
６２に接続され、この装Ｍ６２は供給された実際値を所
定値と比較し、燃焼室部分２亘への燃料供給量をコント
ロールするロータリフィーダ２４を駆動するモータ６３
の速度をコントロールする。このコントロール装置６２
により燃焼室部分２亘への燃料供給口が所定の蒸気温度
が得られるような温度な流動床に維持するようコントロ
ールされる。このコントロール能力はスラグ形成の危険
ならびに燃焼を維持する可能性の点について最大及び最
小の許容温度により制限される。チューブ系列１２の適
宜寸法きめにより流動床内の許容湿度変動内で十分な蒸
気温度のコントロールを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
シー 第１図は燃焼室と圧力容器内に収納せる情浄装四を備え
たＰＦＢＣ発電装置に対する本発明の応用を示し、 第２図は燃焼室の縦断面図、 第３図は第２図のＡ−Ａによる燃焼゛・；コの横断面図
である。 １・・・圧力容器、２・・・燃焼室、 ２ａ・・・第１燃焼室部分、２ｂ・・・第２燃焼室部分
、３・・・サイクロン、１０・・・流動床、４・・・仕
切り壁、１１ａ・・・第１チューブ系列、 １１ｂ・・・第２チューブ系列、１３・・・タービン、
１３旦・・・高圧部、１３旦・・・低圧部、１４・・・
ゼネレータ、２３・・・燃料貯蔵器、２６・・・スペー
ス、３０．３１・・・コンプレッサ、３２・・・フリー
ボード、３５・・・減圧クーラ、３７・・・ガスタービ
ン、３８・・・コンプレッサ、４０・・・ゼネレータ、
４２・・・開口部、４３・・・隙間、２０．２１．２２
・・・第１燃料供給装置、２３．２４．２５・・・第２
燃料供給装置、６０．８１・・・温度センサ、 ６２・・・信号処理・コントロール装置、６３．２４・
・・供給装置。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）燃焼室（２）内における流動状の微粒子材よりな
    る流動状の燃料（１０）、主として炭素の燃焼のための
    発電装置にして、 燃焼室（２）は該燃焼室を第１及び第２の部分（２￥ａ
    ￥、２￥ｂ￥）に分割する仕切り（４）を含み、 該仕切り（４）に少なくとも１つの開口部（４２、４３
    ）が設けられ、該開口部を通じて前記燃焼室の第１及び
    第２の部分（２￥ａ￥、２￥ｂ￥）が連通し、前記開口
    部を通じ流動床材の限られた交換が行われ、 前記第１燃焼室部分（２￥ａ￥）内に蒸気の発生のため
    の第１チューブ系列（１１）が設けられ、 前記第２燃焼室部分（２￥ｂ￥）内に蒸気の過熱のため
    の第２チューブ系列（１２）が設けられることを特徴と
    する発電装置。
  2. （２）前記発電装置は高圧部（１３￥ａ￥）と低圧部（
    １３￥ｂ￥）を備えた蒸気タービン（１３）を有し、前
    記第２チューブ系列は前記タービン（１３）の前記高圧
    部（１３￥ａ￥）と前記低圧部（１３￥ｂ￥）との間に
    接続され中間過熱器を形成することを特徴とする特許請
    求の範囲第１項による発電装置。
  3. （３）前記発電装置は前記第１燃焼室部分（２￥ａ￥）
    に燃料を送る第１燃料供給装置（２０、２１、２２）と
    前記第２燃焼室部分（２￥ｂ￥）に燃料を送る第２燃料
    供給装置（２３、２４、２５）とを有する特許請求の範
    囲第１項又は第２項による発電装置。
  4. （４）前記発電装置は前記第２チューブ系列（１２）内
    で過熱された蒸気の温度を測定する温度測定装置（６１
    ）と前記第２燃焼室部分（２￥ｂ￥）内の流動床（１０
    ）の温度を測定する温度測定装置（６０）ならびに前記
    測定装置（６０、６１）からの出力信号を受け、蒸気温
    度の実際値を与えられた所望値と比較し、流動床温度の
    実際値を流動床温度の許容し得る最大及び最小の値と比
    較し、更に与えられた所望値からの逸脱に応じて前記第
    ２燃焼室部分（２￥ｂ￥）に燃料を送るための供給装置
    （６３、２４）へコントロール信号を送る信号処理・コ
    ントロール装置（６２）を有する特許請求の範囲第３項
    による発電装置。
  5. （５）燃焼室（２）が圧力容器（１）内に納められ、圧
    縮された燃焼空気により包囲されることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項から第４項のいずれか一つの項によ
    る発電装置。
JP62269529A 1986-10-29 1987-10-27 発電装置 Pending JPS63123906A (ja)

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AT (1) ATE64987T1 (ja)
AU (1) AU603611B2 (ja)
DE (1) DE3771169D1 (ja)
DK (1) DK566987A (ja)
ES (1) ES2024471B3 (ja)
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