(57)【要約】【課題】サイクロンの効率が低下することを防ぐことができ、長寿命なサイクロンを提供する。【解決手段】サイクロン１６１は、炭素を含有する炭素含有固体燃料をガス化したときに生成される生成ガスが内部に導かれて生成ガス中の粒子を生成ガスから遠心分離するサイクロン本体１６２と、サイクロン本体１６２の内部に生成ガスを導く入口部１６３と、入口部１６３から導かれる生成ガスの導入方向の位置を含む生成ガスの回転方向へサイクロン本体１６２の内周面とは反対側の外周面に設けられた当て板１６７と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素を含有する炭素含有固体燃料をガス化したときに生成される生成ガスが内部に導かれて前記生成ガス中の粒子を前記生成ガスから遠心分離するサイクロン本体と、
該サイクロン本体の内部に前記生成ガスを導く入口部と、
前記入口部から導かれる前記生成ガスの導入方向の位置を含む前記生成ガスの回転方向へ前記サイクロン本体の内周面とは反対側の外周面に設けられた当て板と、
を備えるサイクロン。
【請求項２】
前記サイクロン本体の前記外周面側には、前記当て板を収容するとともに支持する支持箱が取り付けられている請求項１に記載のサイクロン。
【請求項３】
前記サイクロン本体及び前記支持箱を収容する圧力容器と、
前記支持箱と前記圧力容器との間に設けられる付勢部材と、
前記付勢部材を前記支持箱及び前記圧力容器に対して固定可能な固定部材と、
を備え、
前記付勢部材は、前記固定部材により前記支持箱及び前記圧力容器に対して押し込まれるときに前記支持箱を前記サイクロン本体の外周面側に付勢することで固定される請求項２に記載のサイクロン。
【請求項４】
前記当て板の外面と、前記当て板の前記外面と対向する前記支持箱の内面との間には充填材が充填されている請求項２又は請求項３に記載のサイクロン。
【請求項５】
前記サイクロン本体の前記外周面と、前記当て板における前記サイクロン本体の前記外周面と対向する側の面との間に目地材が充填されている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のサイクロン。
【請求項６】
前記当て板には、ボルトの頭部が埋め込まれるとともに前記ボルトのネジ部が前記当て板の表面から突出している、又は、皿ボルトの頭部を前記当て板の板厚内部に収容して前記皿ボルトの軸方向の回転を拘束して支持するとともに前記皿ボルトのネジ部が挿通する貫通穴が形成されている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のサイクロン。
【請求項７】
前記当て板は、高クロム鋳鉄製である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のサイクロン。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のサイクロンを備え、
前記炭素含有固体燃料をガス化するガス化炉。
【請求項９】
請求項８に記載のガス化炉で生成した生成ガスの少なくとも一部を燃焼させることで回転駆動するガスタービンと、
該ガスタービンから排出されるタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により回転駆動する蒸気タービンと、
前記ガスタービンおよび／または前記蒸気タービンと回転連結された発電機と、
を備えるガス化複合発電設備。
【請求項１０】
炭素を含有する炭素含有固体燃料をガス化したときに生成される生成ガスが内部に導かれて前記生成ガス中の粒子を前記生成ガスから遠心分離するサイクロン本体と、該サイクロン本体の内部に前記生成ガスを導く入口部と、を備えるサイクロンを準備する準備工程と、
前記入口部から導かれる前記生成ガスの導入方向の位置を含む前記生成ガスの回転方向へ前記サイクロン本体の内周面とは反対側の外周面に当て板を設置する設置工程を有するサイクロンの製造方法。
【請求項１１】
複数枚の前記当て板を準備し、
前記設置工程において、前記サイクロン本体の前記外周面に、複数枚の前記当て板を順次設置する請求項１０に記載のサイクロンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、サイクロン、ガス化炉、ガス化複合発電設備、及びサイクロンの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス化炉設備として、石炭等の炭素含有固体燃料をガス化炉内に供給し、炭素含有固体燃料を部分燃焼させてガス化することで、可燃性ガスを生成する炭素含有燃料ガス化設備（石炭ガス化設備）が知られている。
【０００３】
石炭ガス化設備には、ガス化炉で石炭等の炭素含有固体燃料をガス化して生成される生成ガス中に含まれる石炭等の未反応固形分と灰分（チャー）とを分離及び回収する設備（集塵設備）が設けられている。集塵設備としては、一般に遠心力を利用して生成ガス中のチャーの分離及び回収を行う遠心分離機（サイクロン）が適用されている。
【０００４】
石炭ガス化設備に設けられるサイクロンとしては、例えば下記特許文献１〜２のような技術が報告されている。特許文献１には、ガス化炉に接続され、スラグと水との混合流体を遠心分離するサイクロンとして、圧力容器の内部に非耐圧のサイクロン本体を設けた二重構造のサイクロンが開示されている。特許文献１のサイクロンでは、サイクロン本体を上部から吊り棒で支持し、圧力容器の上部を開放可能な構成とすることで、クレーン等でサイクロン本体を吊り上げて交換することが可能となっている。
【０００５】
特許文献２には、チャーの分離に使用されるサイクロンとして、サイクロン本体下部を分割可能な構造とすることが開示されている。特許文献２のサイクロンでは、分割部分を圧力容器に設けられたマンホールから出し入れすることで分割部分の交換が可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−１４０５５４号公報
【特許文献２】特開２０１７−１２７７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、例えば石炭等の未反応固形分と灰分（チャー）の分離及び回収を行う設備に適用されるサイクロンでは、内部に設置されたサイクロン本体にて生成ガス中のチャーを遠心分離する機能を有する。しかしながら、発明者らの鋭意なる研究により、サイクロン本体の内部をチャーが旋回することで、特に内部に導入された生成ガスがサイクロン本体の内周面の最初に接触する部分において、局所的かつ加速度的にサイクロン本体の摩耗や減肉の進行が大きくなることが判明した。また、サイクロン本体の内部空間で摩耗や減肉の多い領域が拡大することによってサイクロン効率が低下し、サイクロンの寿命が低下する。サイクロンの長寿命化については、局所的かつ加速度的な摩耗や減肉の進行の発生部分に対して改善が必用である。
【０００８】
また、サイクロン本体の交換を実施するためには、圧力容器を一時撤去するとともに生成ガス管等の後流配管を一時撤去する付帯工事が発生することもあるため、サイクロン本体のメンテナンスを容易で低コストに行うことを可能とする構造も求められてきている。
【０００９】
また、サイクロン本体の材質として耐摩耗性からクロム系鋳鉄を用いる場合があるが、クロム系鋳鉄は高温下での耐摩耗性に優れる一方で炭素含有率が高く、肉盛及び溶接に適さないため、サイクロン本体内部から摩耗や減肉した内周面への補修が困難となる。
【００１０】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、サイクロンの効率が低下することを防ぐことができ、長寿命なサイクロン、該サイクロンを備えたガス化炉及びガス化複合発電設備、及びサイクロンの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本開示は以下の手段を採用する。
本開示のサイクロンは、炭素を含有する炭素含有固体燃料をガス化したときに生成される生成ガスが内部に導かれて前記生成ガス中の粒子を前記生成ガスから遠心分離するサイクロン本体と、該サイクロン本体の内部に前記生成ガスを導く入口部と、前記入口部から導かれる前記生成ガスの導入方向の位置を含む前記生成ガスの回転方向へ前記サイクロン本体の内周面とは反対側の外周面に設けられた当て板と、を備える。
【００１２】
本開示のサイクロンにおいては、サイクロン本体の入口部から導かれる生成ガスの導入方向の位置を含む生成ガスの回転方向へサイクロン本体の内周面とは反対側の外周面に当て板が設けられている。これにより、サイクロン本体の内周面において摩耗や減肉の多い領域が拡大及び進行したとしても、サイクロン本体の外周面側に存在する当て板によってサイクロン本体の継続的使用か可能となるため、サイクロンの寿命が低下することを防ぐことができる。従って、長寿命なサイクロンとなる。また、サイクロン本体の取り替えが不要となるため、例えばサイクロン本体を圧力容器に収容する場合に圧力容器を一時撤去したり、生成ガス管等の後流配管を一時撤去したりする付帯工事が発生することを抑制できる。また、サイクロン本体に当て板を設けるという簡易な対応でよいため、材料費を低減できる。従って、サイクロン本体のメンテナンスを行う場合には、メンテナンスを容易かつ低コストに行うことができる。また、サイクロン本体の材質としてクロム系鋳鉄を用いた場合には、高温下での耐摩耗性に優れる一方で、炭素含有率が高いため、肉盛や溶接等の補修には適さない。しかしながら、上記のようにサイクロン本体の内周面とは反対側の外周面に当て板を設けることで、クロム系鋳鉄のサイクロン本体内部からの肉盛や溶接による補修が困難なことに対する補修対策を実施することができる。
【００１３】
上記サイクロンにおいて、前記サイクロン本体の前記外周面側には、前記当て板を収容するとともに支持する支持箱が取り付けられていることが好ましい。
【００１４】
このようにサイクロン本体の外周面側に当て板を収容するとともに当て板を支持する支持箱が取り付けられているので、当て板をサイクロン本体に対して確実に固定することができる。また、例えば、サイクロン本体の内部には生成ガスを排出するための出口内筒が設けられており、この出口内筒の外周に掛け回されたＵボルトを用いて支持箱をサイクロン本体に固縛する態様とすることができる。
【００１５】
上記サイクロンにおいて、前記サイクロン本体及び前記支持箱を収容する圧力容器と、前記支持箱と前記圧力容器との間に設けられる付勢部材と、前記付勢部材を前記支持箱及び前記圧力容器に対して固定可能な固定部材と、を備え、前記付勢部材は、前記固定部材により前記支持箱及び前記圧力容器に対して押し込まれるときに前記支持箱を前記サイクロン本体の外周面側に付勢することで固定されることが好ましい。
【００１６】
上記のように付勢部材（例えば、バネ板）と固定部材（例えば、バネ板を押し込むことでバネ板に付勢力を与える押し込みボルト）とを設けることで、圧力容器とサイクロン本体との間に生じる反力によって支持箱のズレや脱落を防ぐことができ、付勢部材の弾性によって運転時の熱伸びを吸収することができる。また、付勢部材を固定部材により押し込むことで支持箱を付勢するようにサイクロン本体側と固定する構成とすることで、当て板等を設置した後においても付勢部材が支持箱に付勢力を与えてサイクロン本体側に固定する構成とすることができる。このようにすれば、付勢部材に押し込むことが可能な固定部材により、付勢部材による圧力容器とサイクロン本体との間の付勢力の有無を変更可能となるので、支持箱の設置又は取り外しを容易とすることができる。
【００１７】
上記サイクロンにおいて、前記当て板の外面と、前記当て板の前記外面と対向する前記支持箱の内面との間には充填材が充填されていることが好ましい。
【００１８】
このように当て板の圧力容器側に面する外面と、当て板の外面と対向する支持箱の内面との間に充填材を充填することで、支持箱と当て板との間の密着性を高めることができる。また、当て板の外側に充填材を充填することによって、当て板の外面の周囲に生じた隙間に対しても充填材が充填されるので、当て板の外面を十分に保護することができる。
【００１９】
上記サイクロンにおいて、前記サイクロン本体の前記外周面と、前記当て板における前記サイクロン本体の前記外周面と対向する側の面との間に目地材が充填されていることが好ましい。
【００２０】
このようにサイクロン本体の外周面と、当て板におけるサイクロン本体の外周面と対向する側の面との間に目地材（例えば充填材と類似の素材）を充填することで、サイクロン本体と当て板との間に生じた隙間を封止することができる。これにより、サイクロン本体と当て板との間の密着性を高め、隙間が発生しないようにすることができる。
【００２１】
上記サイクロンにおいて、前記当て板には、ボルトの頭部が埋め込まれるとともに前記ボルトのネジ部が前記当て板の表面から突出している、又は、皿ボルトの頭部を前記当て板の板厚内部に収容して前記皿ボルトの軸方向の回転を拘束して支持するとともに前記皿ボルトのネジ部が挿通する貫通穴が形成されていることが好ましい。
【００２２】
当て板としてボルトの頭部が埋め込まれている（例えば、当て板が鋳造品である場合には、ボルトが鋳包みされている）とともにボルトのネジ部が当て板の外面から圧力容器側に突出しているものを用いれば、ボルトの頭部を新たに摩耗から保護する必要がない。また、当て板の固定に当たって新たにボルトを用意する必要がなくなるため、部品点数を少なくすることができる。さらに、ボルトの頭部が当て板に埋め込まれているため、ボルトの頭部と当て板との間の隙間の発生を防止してボルトの軸方向の回転を拘束して確実に支持することができる。また、当て板として皿ボルト（例えば高クロム鋳鉄ボルト）の頭部を当て板の板厚内部で収容して皿ボルトの軸方向の回転を拘束して支持するとともに皿ボルトのネジ部が挿通する貫通穴が形成されているものを用いれば、当て板に挿入された皿ボルトが当て板から取り外し可能となるため、皿ボルトが損傷した場合に皿ボルトのメンテナンスや交換を行うことができる。
【００２３】
上記サイクロンにおいて、前記当て板は、高クロム鋳鉄製であることが好ましい。
【００２４】
当て板の材質をクロム系鋳鉄のなかでも高クロム鋳鉄製（例えば２５Ｃｒ鋳鉄）とすることで、当て板の高温下での耐摩耗性を向上させることができる。また、当て板の固定に用いるボルトを耐摩耗性の高い高クロム鋳鉄製の当て板に溶接固定できないので、鋳包みとして固定することができる。
【００２５】
また、本開示は、上述のサイクロンを備え、前記炭素含有固体燃料をガス化するガス化炉を提供する。
【００２６】
本開示のガス化炉であれば、上述のサイクロンを備えているため、サイクロン本体の内周面において摩耗や減肉の多い領域が拡大及び進行したとしても、サイクロンの寿命が低下することを防ぐことができる。従って、サイクロンを長寿命とすることができる。また、サイクロンにおけるサイクロン本体のメンテナンスを容易かつ低コストに行うことができる。従って、経済性の高いガス化炉となる。
【００２７】
また、本開示は、上述のガス化炉で生成した生成ガスの少なくとも一部を燃焼させることで回転駆動するガスタービンと、該ガスタービンから排出されるタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により回転駆動する蒸気タービンと、前記ガスタービンおよび／または前記蒸気タービンと回転連結された発電機と、を備えるガス化複合発電設備を提供する。
【００２８】
本開示のガス化複合発電設備であれば、上述のサイクロンを備えているため、サイクロン本体の内周面において摩耗や減肉の多い領域が拡大及び進行したとしても、サイクロンの寿命が低下することを防ぐことができる。従って、サイクロンを長寿命とすることができる。また、サイクロンにおけるサイクロン本体のメンテナンスを容易かつ低コストに行うことができる。従って、経済性の高いガス化複合発電設備（ガス化複合発電システム）となる。
【００２９】
また、本開示は、炭素を含有する炭素含有固体燃料をガス化したときに生成される生成ガスが内部に導かれて前記生成ガス中の粒子を前記生成ガスから遠心分離するサイクロン本体と、該サイクロン本体の内部に前記生成ガスを導く入口部と、を備えるサイクロンを準備する準備工程と、前記入口部から導かれる前記生成ガスの導入方向の位置を含む前記生成ガスの回転方向へ前記サイクロン本体の内周面とは反対側の外周面に当て板を設置する設置工程を有するサイクロンの製造方法を提供する。
【００３０】
本開示のサイクロンの製造方法は、サイクロン本体の入口部から導かれる生成ガスの導入方向の位置を含む生成ガスの回転方向へサイクロン本体の内周面とは反対側の外周面に当て板を設置する設置工程を有する。これにより、サイクロン本体の内周面において摩耗や減肉の多い領域が拡大及び進行したとしても、サイクロン本体の外周面側に存在する当て板によってサイクロン本体の継続的使用が可能となるため、サイクロンの寿命の低下を防止することができる。従って、長寿命なサイクロンを製造することができる。また、製造されたサイクロンにおいては、サイクロン本体の取り替えが不要となるため、例えばサイクロン本体を圧力容器に収容する場合に圧力容器を一時撤去したり、生成ガス管等の後流配管を一時撤去したりする付帯工事が発生することを抑制できる。また、サイクロン本体に当て板を設けるという簡易な対応でよいため、材料費を低減できる。従って、サイクロン本体のメンテナンスを行う場合、メンテナンスを容易かつ低コストに行うことができる。また、サイクロン本体の材質としてクロム系鋳鉄（例えば２５Ｃｒ鋳鉄などの高クロム鋳鉄）を用いた場合には、高温下での耐摩耗性に優れる一方で、炭素含有率が高いため、肉盛や溶接等の補修には適さない。しかしながら、上記のようにサイクロン本体の内周面とは反対側の外周面に当て板を設置することで、クロム系鋳鉄のサイクロン本体内部からの肉盛や溶接による補修が困難なことに対する補修対策を実施することができる。
【００３１】
上記サイクロンの製造方法において、複数枚の前記当て板を準備し、前記設置工程において、前記サイクロン本体の前記外周面に、複数枚の前記当て板を順次設置することが好ましい。
【００３２】
複数枚の当て板を準備すれば、当て板の設置に当たり、サイクロン本体の外周面に対して、複数枚の当て板を順次設置することが可能となる。従って、例えば圧力容器に設けられたメンテナンス用開口可能部分であるマンホールに入る程度の大きさに分割した当て板を複数枚準備すれば、マンホールを介して順次当て板の搬入を行うことが可能となる。このようにすれば、当て板の設置作業を圧力容器の内部で行うことができ、メンテナンス時においては当て板を取り替える必要がある範囲に対して交換作業を実施するので、健全な領域での過剰なメンテナンスを抑えることができる。さらには、圧力容器や生成ガス管等の一時撤去の付帯工事の発生を防止することができる。即ち、メンテナンス時の工期を短縮できる。
【発明の効果】
【００３３】
本開示のサイクロンによれば、サイクロンの効率が低下することを防ぐことができ、長寿命なサイクロンとなる。また、例えばサイクロン本体のメンテナンスを行う場合には、メンテナンスを容易かつ低コストに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本開示の一実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備を示す概略構成図である。
【図２】図１のガス化炉設備を示した概略構成図である。
【図３】本開示の一実施形態に係るサイクロンの上部の構成を示す斜視図である。
【図４】本開示の一実施形態に係る支持箱近傍の構成を示す縦断面図である。
【図５Ａ】図４の付勢部材が固定部材により固定された状態を示す側面図である。
【図５Ｂ】図４の付勢部材が固定部材により固定されていない状態を示す側面図である。
【図６】サイクロン本体に当て板が設けられる前の状態を示す部分斜視図である。
【図７】サイクロン本体に当て板が設けられた後の状態を示す部分斜視図である。
【図８】当て板の外面に充填材が充填された後の状態を示す部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に、本開示に係るサイクロン、ガス化炉、ガス化複合発電設備、及びサイクロンの製造方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、上方とは鉛直上側の方向を、下方とは鉛直下側の方向を示している。
【００３６】
〔石炭ガス化複合発電設備（ガス化複合発電設備）〕
以下、本開示の一実施形態に係るサイクロンについて、図面を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係るサイクロンを適用する石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
【００３７】
本実施形態に係るガス化炉設備１４が適用される石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ：Integrated Coal Gasification Combined Cycle）１０は、空気を主とする酸化剤として用いており、ガス化炉設備１４において、燃料から可燃性ガス（生成ガス）を生成する空気燃焼方式を採用している。そして、石炭ガス化複合発電設備１０は、ガス化炉設備１４で生成した生成ガスを、ガス精製設備１６で精製して燃料ガスとした後、ガスタービン１７に供給して発電を行っている。すなわち、本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０は、空気燃焼方式（空気吹き）の発電設備となっている。ガス化炉設備１４に供給する燃料としては、例えば、石炭等の炭素含有固体燃料が用いられる。
【００３８】
石炭ガス化複合発電設備（ガス化複合発電設備）１０は、図１に示すように、給炭設備１１と、ガス化炉設備１４と、チャー回収設備１５と、ガス精製設備１６と、ガスタービン１７と、蒸気タービン１８と、発電機１９と、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Heat Recovery Steam Generator）２０とを備えている。
【００３９】
給炭設備１１は、原炭として炭素含有固体燃料である石炭が供給され、石炭を石炭ミル（図示略）などで粉砕することで、細かい粒子状に粉砕した微粉炭を製造する。給炭設備１１で製造された微粉炭は、給炭ライン１１ａ出口で後述する空気分離設備４２から供給される搬送用イナートガスとしての窒素ガスによって加圧されて、ガス化炉設備１４へ向けて供給される。イナートガスとは、酸素含有率が約５体積％以下の不活性ガスであり、窒素ガスや二酸化炭素ガスやアルゴンガスなどが代表例であるが、必ずしも約５体積％以下に制限されるものではない。
【００４０】
ガス化炉設備１４は、給炭設備１１で製造された微粉炭が供給されると共に、チャー回収設備１５で回収されたチャー（石炭の未反応分と灰分）が再利用を目的として供給されている。
【００４１】
また、ガス化炉設備１４には、ガスタービン１７（圧縮機６１）からの圧縮空気供給ライン４１が接続されており、ガスタービン１７で圧縮された圧縮空気の一部が昇圧機６８で所定圧力に昇圧されてガス化炉設備１４に供給可能となっている。空気分離設備４２は、大気中の空気から窒素と酸素を分離生成するものであり、第１窒素供給ライン４３によって空気分離設備４２とガス化炉設備１４とが接続されている。そして、この第１窒素供給ライン４３には、給炭設備１１からの給炭ライン１１ａが接続されている。また、第１窒素供給ライン４３から分岐する第２窒素供給ライン４５もガス化炉設備１４に接続されており、この第２窒素供給ライン４５には、チャー回収設備１５からのチャー戻しライン４６が接続されている。更に、空気分離設備４２は、酸素供給ライン４７によって、圧縮空気供給ライン４１と接続されている。そして、空気分離設備４２によって分離された窒素は、第１窒素供給ライン４３及び第２窒素供給ライン４５を流通することで、石炭やチャーの搬送用ガスとして利用される。また、空気分離設備４２によって分離された酸素は、酸素供給ライン４７及び圧縮空気供給ライン４１を流通することで、ガス化炉設備１４において酸化剤として利用される。
【００４２】
ガス化炉設備１４は、例えば、２段噴流床形式のガス化炉１０１（図２参照）を備えている。ガス化炉設備１４は、内部に供給された石炭（微粉炭）およびチャーを酸化剤（空気、酸素）により部分燃焼させることでガス化させ生成ガスとする。なお、ガス化炉設備１４は、微粉炭に混入した異物（スラグ）を除去する異物除去設備４８が設けられている。そして、このガス化炉設備１４には、チャー回収設備１５に向けて生成ガスを供給する生成ガスライン４９が接続されており、チャーを含む生成ガスが排出可能となっている。この場合、図２に示すように、生成ガスライン４９にシンガスクーラ１０２（ガス冷却器）を設けることで、生成ガスを所定温度まで冷却してからチャー回収設備１５に供給してもよい。
【００４３】
チャー回収設備１５は、集塵設備５１と供給ホッパ５２とを備えている。この場合、集塵設備５１は、１つまたは複数のサイクロンやポーラスフィルタにより構成され、ガス化炉設備１４で生成された生成ガスに含有するチャーを分離することができる。そして、チャーが分離された生成ガスは、ガス排出ライン５３を通してガス精製設備１６に送られる。供給ホッパ５２は、集塵設備５１で生成ガスから分離されたチャーを貯留するものである。なお、集塵設備５１と供給ホッパ５２との間にビンを配置し、このビンに複数の供給ホッパ５２を接続するように構成してもよい。そして、供給ホッパ５２からのチャー戻しライン４６が第２窒素供給ライン４５に接続されている。
【００４４】
ガス精製設備１６は、チャー回収設備１５によりチャーが分離された生成ガスに対して、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物を取り除くことで、ガス精製を行うものである。そして、ガス精製設備１６は、生成ガスを精製して燃料ガスを製造し、これをガスタービン１７に供給する。なお、チャーが分離された生成ガス中にはまだ硫黄分（Ｈ２Ｓなど）が含まれているため、このガス精製設備１６では、アミン吸収液などによって硫黄分を除去回収して、有効利用する。
【００４５】
ガスタービン１７は、圧縮機６１、燃焼器６２、タービン６３を備えており、圧縮機６１とタービン６３とは、回転軸６４により連結されている。燃焼器６２には、圧縮機６１からの圧縮空気供給ライン６５が接続されると共に、ガス精製設備１６からの燃料ガス供給ライン６６が接続され、また、タービン６３に向かって延びる燃焼ガス供給ライン６７が接続されている。また、ガスタービン１７は、圧縮機６１からガス化炉設備１４に延びる圧縮空気供給ライン４１が設けられており、中途部に昇圧機６８が設けられている。従って、燃焼器６２では、圧縮機６１から供給された圧縮空気の一部とガス精製設備１６から供給された燃料ガスの少なくとも一部とを混合して燃焼させることで燃焼ガスを発生させ、発生させた燃焼ガスをタービン６３へ向けて供給する。そして、タービン６３は、供給された燃焼ガスにより回転軸６４を回転駆動させることで発電機１９を回転駆動させる。
【００４６】
蒸気タービン１８は、ガスタービン１７の回転軸６４に連結されるタービン６９を備えており、発電機１９は、この回転軸６４の基端部に連結されている。排熱回収ボイラ２０は、ガスタービン１７（タービン６３）からの排ガスライン７０が接続されており、排熱回収ボイラ２０への給水とタービン６３の排ガスとの間で熱交換を行うことで、蒸気を生成するものである。そして、排熱回収ボイラ２０は、蒸気タービン１８のタービン６９との間に蒸気供給ライン７１が設けられると共に蒸気回収ライン７２が設けられ、蒸気回収ライン７２に復水器７３が設けられている。また、排熱回収ボイラ２０で生成する蒸気には、ガス化炉１０１のシンガスクーラ１０２で生成ガスと熱交換して生成された蒸気を含んでもよい。従って、蒸気タービン１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気によりタービン６９が回転駆動し、回転軸６４を回転させることで発電機１９を回転駆動させる。
【００４７】
そして、排熱回収ボイラ２０の出口から煙突７５までには、ガス浄化設備７４を備えている。
【００４８】
ここで、本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０の作動について説明する。
【００４９】
本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０において、給炭設備１１に原炭（石炭）が供給されると、石炭は、給炭設備１１において細かい粒子状に粉砕されることで微粉炭となる。給炭設備１１で製造された微粉炭は、空気分離設備４２から供給される窒素により第１窒素供給ライン４３を流通してガス化炉設備１４に供給される。また、後述するチャー回収設備１５で回収されたチャーが、空気分離設備４２から供給される窒素により第２窒素供給ライン４５を流通してガス化炉設備１４に供給される。更に、後述するガスタービン１７から抽気された圧縮空気が昇圧機６８で昇圧された後、空気分離設備４２から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン４１を通してガス化炉設備１４に供給される。
【００５０】
ガス化炉設備１４では、供給された微粉炭及びチャーが圧縮空気（酸素）により燃焼し、微粉炭及びチャーがガス化することで、生成ガスを生成する。そして、この生成ガスは、ガス化炉設備１４から生成ガスライン４９を通って排出され、チャー回収設備１５に送られる。
【００５１】
このチャー回収設備１５にて、生成ガスは、まず、集塵設備５１に供給されることで、生成ガスに含有する微粒のチャーが分離される。そして、チャーが分離された生成ガスは、ガス排出ライン５３を通してガス精製設備１６に送られる。一方、生成ガスから分離した微粒のチャーは、供給ホッパ５２に堆積され、チャー戻しライン４６を通ってガス化炉設備１４に戻されてリサイクルされる。
【００５２】
チャー回収設備１５によりチャーが分離された生成ガスは、ガス精製設備１６にて、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物が取り除かれてガス精製され、燃料ガスが製造される。圧縮機６１が圧縮空気を生成して燃焼器６２に供給する。この燃焼器６２は、圧縮機６１から供給される圧縮空気と、ガス精製設備１６から供給される燃料ガスとを混合し、燃焼することで燃焼ガスを生成する。この燃焼ガスによりタービン６３を回転駆動することで、回転軸６４を介して圧縮機６１及び発電機１９を回転駆動する。このようにして、ガスタービン１７は発電を行うことができる。
【００５３】
そして、排熱回収ボイラ２０は、ガスタービン１７におけるタービン６３から排出された排ガスと排熱回収ボイラ２０への給水とで熱交換を行うことにより蒸気を生成し、この生成した蒸気を蒸気タービン１８に供給する。蒸気タービン１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気によりタービン６９を回転駆動することで、回転軸６４を介して発電機１９を回転駆動し、発電を行うことができる。
なお、ガスタービン１７と蒸気タービン１８は同一軸として１つの発電機１９を回転駆動しなくてもよく、別の軸として複数の発電機を回転駆動しても良い。
【００５４】
その後、ガス浄化設備７４では、排熱回収ボイラ２０から排出された排気ガスの有害物質が除去され、浄化された排気ガスが煙突７５から大気へ放出される。
【００５５】
次に、図１及び図２を参照して、上述した石炭ガス化複合発電設備１０におけるガス化炉設備１４について詳細に説明する。図２は、図１のガス化炉設備を示した概略構成図である。
【００５６】
ガス化炉設備１４は、図２に示すように、ガス化炉１０１と、シンガスクーラ１０２と、を備えている。
【００５７】
ガス化炉１０１は、鉛直方向に延びて形成されており、鉛直方向の下方側に微粉炭及び酸素が供給され、部分燃焼させてガス化した生成ガスが鉛直方向の下方側から上方側に向かって流通している。ガス化炉１０１は、圧力容器１１０と、圧力容器１１０の内部に設けられるガス化炉壁（炉壁）１１１とを有している。そして、ガス化炉１０１は、圧力容器１１０とガス化炉壁１１１との間の空間にアニュラス部１１５を形成している。また、ガス化炉１０１は、ガス化炉壁１１１の内部の空間において、鉛直方向の下方側（つまり、生成ガスの流通方向の上流側）から順に、コンバスタ部１１６、ディフューザ部１１７、リダクタ部１１８を形成している。
【００５８】
圧力容器１１０は、内部が中空空間となる筒形状に形成され、上端部にガス排出口１２１が形成される一方、下端部（底部）にスラグホッパ１２２が形成されている。ガス化炉壁１１１は、内部が中空空間となる筒形状に形成され、その壁面が圧力容器１１０の内面と対向して設けられている。本実施形態では圧力容器１１０は円筒形状で、ガス化炉壁１１１のディフューザ部１１７も円筒形状に形成されている。そして、ガス化炉壁１１１は、図示しない支持部材により圧力容器１１０内面に連結されている。
【００５９】
ガス化炉壁１１１は、圧力容器１１０の内部を内部空間１４４と外部空間１４６に分離する。ガス化炉壁１１１は、後述するが、横断面形状がコンバスタ部１１６とリダクタ部１１８との間のディフューザ部１１７で変化する形状とされている。ガス化炉壁１１１は、鉛直上方側となるその上端部が、圧力容器１１０のガス排出口１２１に接続され、鉛直下方側となるその下端部が圧力容器１１０の底部と隙間を空けて設けられている。そして、圧力容器１１０の底部に形成されるスラグホッパ１２２には、貯留水が溜められており、ガス化炉壁１１１の下端部が貯留水に浸水することで、ガス化炉壁１１１の内外を封止している。ガス化炉壁１１１には、バーナ１２６、１２７が挿入され、内部空間１４４にシンガスクーラ１０２が配置されている。ガス化炉壁１１１の構造については後述する。
【００６０】
アニュラス部１１５は、圧力容器１１０の内側とガス化炉壁１１１の外側に形成された空間、つまり外部空間１４６であり、空気分離設備４２で分離された不活性ガスである窒素が、図示しない窒素供給ラインを通って供給される。このため、アニュラス部１１５は、窒素が充満する空間となる。なお、このアニュラス部１１５の鉛直方向の上部付近には、ガス化炉１０１内を均圧にするための図示しない炉内均圧管が設けられている。炉内均圧管は、ガス化炉壁１１１の内外を連通して設けられ、ガス化炉壁１１１の内部（コンバスタ部１１６、ディフューザ部１１７及びリダクタ部１１８）と外部（アニュラス部１１５）との圧力差を所定圧力以内となるよう略均圧にしている。
【００６１】
コンバスタ部１１６は、微粉炭及びチャーと空気とを一部燃焼させる空間となっており、コンバスタ部１１６におけるガス化炉壁１１１には、複数のバーナ１２６からなる燃焼装置が配置されている。コンバスタ部１１６で微粉炭及びチャーの一部を燃焼した高温の燃焼ガスは、ディフューザ部１１７を通過してリダクタ部１１８に流入する。
【００６２】
リダクタ部１１８は、ガス化反応に必要な高温状態に維持されコンバスタ部１１６からの燃焼ガスに微粉炭を供給し部分燃焼させて、微粉炭を揮発分（一酸化炭素、水素、低級炭化水素等）へと分解してガス化されて生成ガスを生成する空間となっており、リダクタ部１１８におけるガス化炉壁１１１には、複数のバーナ１２７からなる燃焼装置が配置されている。
【００６３】
シンガスクーラ１０２は、ガス化炉壁１１１の内部に設けられると共に、リダクタ部１１８のバーナ１２７の鉛直方向の上方側に設けられている。シンガスクーラ１０２は熱交換器であり、ガス化炉壁１１１の鉛直方向の下方側（生成ガスの流通方向の上流側）から順に、蒸発器（エバポレータ）１３１、過熱器（スーパーヒータ）１３２、節炭器（エコノマイザ）１３４が配置されている。これらのシンガスクーラ１０２は、リダクタ部１１８において生成された生成ガスと熱交換を行うことで、生成ガスを冷却する。また、蒸発器（エバポレータ）１３１、過熱器（スーパーヒータ）１３２、節炭器（エコノマイザ）１３４は、図に記載されたその数量を限定するものではない。
【００６４】
ここで、上述のガス化炉設備１４の動作について説明する。
ガス化炉設備１４のガス化炉１０１において、リダクタ部１１８のバーナ１２７により窒素と微粉炭が投入されて点火されると共に、コンバスタ部１１６のバーナ１２６により微粉炭及びチャーと圧縮空気（酸素）が投入されて点火される。すると、コンバスタ部１１６では、微粉炭とチャーの燃焼により高温燃焼ガスが発生する。また、コンバスタ部１１６では、微粉炭とチャーの燃焼により高温ガス中で溶融スラグが生成され、この溶融スラグがガス化炉壁１１１へ付着すると共に、炉底へ落下し、最終的にスラグホッパ１２２内の貯水へ排出される。そして、コンバスタ部１１６で発生した高温燃焼ガスは、ディフューザ部１１７を通ってリダクタ部１１８に上昇する。このリダクタ部１１８では、ガス化反応に必要な高温状態に維持されて、微粉炭が高温燃焼ガスと混合し、高温の還元雰囲気において微粉炭を部分燃焼させてガス化反応が行われ、生成ガスが生成される。ガス化した生成ガスが鉛直方向の下方側から上方側に向かって流通する。
【００６５】
次に、本実施形態に係るサイクロンについて説明する。本実施形態に係るサイクロンは、例えば図１の集塵設備５１に適用される。
【００６６】
図３は、本実施形態に係るサイクロンの上部の構成を示す斜視図である。図３中、太線矢印は生成ガスのサイクロン本体内部への導入方向を示している。本実施形態のサイクロン１６１は、円筒状のサイクロン本体（サイクロン内筒）１６２を備えている。サイクロン本体１６２は、図３中不図示の圧力容器に収容されている。
【００６７】
サイクロン本体１６２には、サイクロン本体１６２の内部に生成ガスを導く入口部１６３がサイクロン本体１６２内に開口するように接続されている。サイクロン本体１６２の上部には、サイクロン本体１６２にて未反応固形分の粒子（チャー）が遠心分離された生成ガスを外部へ排出する出口内筒１６４があり、一端がサイクロン本体１６２から鉛直上方向に突出しており、他端はサイクロン本体１６２内の鉛直下方向に開口するように接続されている。出口内筒１６４は不図示のガス排出ラインに接続されている。
【００６８】
炭素を含有する炭素含有固体燃料をガス化したときに生成される生成ガスは、図３中の太線矢印の通りに入口部１６３からサイクロン本体１６２の内部に導かれて、生成ガス中の未反応固形分の粒子（チャー）が生成ガスから遠心分離される。分離されたチャーはサイクロン本体１６２の鉛直下方へ重力で落下し、不図示の供給ホッパへと回収される。一方、遠心分離された生成ガスは出口内筒１６４からさらに微細のチャーを除去するために集塵設備５１の構成である不図示のポーラスフィルタへと導かれる。
【００６９】
サイクロン本体１６２は、その外周面を取り囲む環状の内筒支持環１６５によって荷重が支えられている。内筒支持環１６５には、複数の吊り具（吊り棒）１６６の一端部（下端）がボルト等によって固定されており、内筒支持環１６５は、複数の吊り具１６６により吊り下げられている。複数の吊り具１６６の他端部（上端）は、図３中不図示の圧力容器にボルト等によって固定されている。
【００７０】
サイクロン本体１６２の外周面には複数の当て板１６７が設けられている。本実施形態では、入口部１６３から導かれる生成ガスの導入方向の位置から生成ガスの回転する方向へ少なくとも１／４周以上に、さらに好ましくは１／２周以下でサイクロン本体１６２の内周面とは反対側の外周面には、複数の当て板１６７が設けられている。なお、図３では、設置される複数の当て板１６７のうち一部を示す。
【００７１】
サイクロン本体１６２の外周面側には、例えばサイクロン本体１６２の中心軸線を中心とした円弧形状（扇型形状）の支持箱１６８が内筒支持環１６５上に設けられている。支持箱１６８は、サイクロン本体１６２側の面及び鉛直上方側の面が開放されており、四面で構成されている。また、支持箱１６８は長辺方向に複数に分割可能となっている。支持箱１６８の材質は、例えばＳＵＳ系材料である。
【００７２】
複数の当て板１６７は、支持箱１６８に収容されるとともに支持されている。なお、内筒支持環１６５における吊り具１６６の一端が固定された部分の近傍には、支持箱１６８の代わりに吊り具部支持箱１６９が設けられていてもよい。吊り具部支持箱１６９は、吊り具１６６の一端が固定された部分の近傍に対して、支持箱１６８に比べて狭い円弧形状（扇状形状）の領域に設けたものである。仮にサイクロン本体１６２の摩耗が進んだ際にも吊り具１６６が摩耗しないように、当て板１６７の形状を不図示のコの字状にして、吊り具１６６の一端が固定された部分を取り囲むようにしてもよい。
【００７３】
支持箱１６８の周方向両端辺の上部には、Ｕボルト１７０の両先端部がそれぞれ接続固定されている。Ｕボルト１７０のＵ字状折曲部は、例えば出口内筒１６４の外周に掛け回されている。このような構成により、支持箱１６８はサイクロン本体１６２の外周面側に密着するように支持される。Ｕボルト１７０のＵ字状折曲部は、出口内筒１６４の外周に限定するものでなく、サイクロン本体１６２の中心方向にある構造物であればよい。例えばサイクロン本体１６２の上面に支持ピンを設けてＵ字状折曲部を支持してもよい。
【００７４】
次に、図４を示して、本実施形態における支持箱近傍の構成についてより詳細に説明する。
【００７５】
図４は、本実施形態に係る支持箱近傍の構成を示す縦断面図である。図４中、紙面左側はサイクロン本体１６２の中心に向かう方向を示し、紙面右側はサイクロン本体１６２の中心から離れる方向を示している。図４に示すように、サイクロン１６１は、最外側にサイクロン本体１６２及び支持箱１６８を内部に収容する圧力容器１７１を備えている。
【００７６】
支持箱１６８と圧力容器１７１との間には付勢部材１７２が設けられている。付勢部材１７２としては、例えばバネ板が適用される。付勢部材１７２の一端（鉛直下方側の端部）は、ピン１７３により回動可能に固定されている。また、付勢部材１７２の他端側（鉛直上端側）は圧力容器１７１の内周面に接離可能となっている。ピン１７３の両端部は、それぞれ（一対の）付勢部材固定用板材１７４（図４では１つしか示されていない）に固定されている。付勢部材固定用板材１７４のサイクロン本体１６２側の端辺は支持箱１６８の外面と接している。なお、付勢部材１７２、ピン１７３、及び一対の付勢部材固定用板材１７４の組み合わせは、サイクロン本体１６２の周方向に沿って複数設けられる。
【００７７】
支持箱１６８の外面と圧力容器１７１の内周面との間で付勢部材１７２の鉛直上方には、直線状の固定部材１７５が設置されている。直線状の固定部材１７５は、鉛直方向に沿って延在しており、支持箱１６８の外面に取り付けられたガイド部材１７６により鉛直上下方向に沿って移動可能となっている。付勢部材１７２となる固定部材１７５の下端側の先端部１７７は、楔としての機能を有する部材であり、上下方向への移動手段は例えば押し込みボルトが適用される。固定部材１７５の下端側の先端部１７７は、付勢部材１７２に接離可能となっている。固定部材１７５を図４中の太矢印に沿って鉛直下方側に押し込み、付勢部材１７２に固定されたピン１７３を中心とした時計回り方向に回動させることで、付勢部材１７２は他端側（鉛直上端側）が圧力容器１７１の内周面に接触して押し付けられた状態で固定される。
【００７８】
サイクロン本体１６２の外周面と支持箱１６８の内面との間には、当て板１６７が設けられている。当て板１６７は、例えばクロム系鋳鉄であり、さらに好ましくは高クロム鋳鉄製（例えば、２５Ｃｒ鋳鉄）である。当て板１６７には、ボルト（鋳包みボルト）１７８の頭部１７９ａが埋め込まれるとともにボルト１７８のネジ部１７９ｂが当て板１６７の外面（圧力容器１７１側の表面）から突出している。ネジ部１７９ｂは支持箱１６８を貫通しており、支持箱１６８の外面側にてナット１８０と螺合している。図７では当て板１６７に対して、１本のボルト（鋳包みボルト）１７８の頭部１７９ａが埋め込まれる状況を示しているが、ボルト（鋳包みボルト）１７８の数は１本に限定されず、複数本あってもよい。さらにボルト１７８は耐熱性があることが好ましく、材質は例えば、ＳＵＳ系材料である。
【００７９】
当て板１６７の外面と、当て板１６７の外面と対向する支持箱１６８の内面との間には充填材１８１が充填されている。当て板１６７の外面側に充填材１８１が充填されて、当て板１６７の外面に充填材１８１を設けることにより保護性が向上する。充填材１８１の厚みは、例えば１０ｍｍから５０ｍｍ程度である。充填材１８１の材質は、例えば主な素材としてアルミナ、シリカ、又はこれらの混合物で流し込み施工するキャスタブル材である。これにより、当て板１６７の外面は充填材１８１により保護される。
【００８０】
また、サイクロン本体１６２の外周面と、当て板１６７におけるサイクロン本体１６２の外周面と対向する側の面との間には、例えば２ｍｍから５ｍｍ程度の目地材１８２が充填され、隙間が発生しないようになっている。目地材１８２としては、例えば充填材１８１と類似の素材が適用される。
【００８１】
次に、図５Ａ及び図５Ｂを示して、本実施形態における付勢部材が固定部材により固定される構成についてより詳細に説明する。
図５Ａは、図４の付勢部材が固定部材により固定された状態を示す側面図である。図５Ｂは、図４の付勢部材が固定部材により固定されていない状態を示す側面図である。
【００８２】
図５Ａに示すように、固定部材１７５はガイド部材１７６の内部を挿通しており、鉛直上下方向に沿って移動可能となっている。付勢部材１７２が固定部材１７５により押し込まれることで付勢部材１７２が固定部材１７５に押し付けられて固定された状態では、固定部材１７５の先端部１７７は付勢部材固定用板材１７４の長手方向下部まで押し込まれ、先端部１７７が付勢部材１７２と接触している。この状態のとき、付勢部材１７２は、図５Ａ中不図示の支持箱１６８に対して付勢力を与える。
【００８３】
一方、付勢部材１７２が固定部材１７５により固定されていない状態では、図５Ｂに示すように、固定部材１７５の先端部１７７は付勢部材固定用板材１７４の長手方向上部までしか押し込まれておらず、付勢部材１７２が不図示の圧力容器１７１の内周面から離間している。従って、付勢部材１７２はピン１７３を中心として回動可能となっている。この状態のとき、付勢部材１７２は、図５Ｂ中不図示の支持箱１６８に対して付勢力を与えない。
【００８４】
〔サイクロンの製造方法〕
次に、本実施形態に係るサイクロンの製造方法について図６〜８を示して具体的に説明する。
なお、以下では、図３に示すサイクロン１６１を製造する場合を一例として説明するが、これに限定されない。
【００８５】
（準備工程）
準備工程においては、図６に示すように、サイクロン１６１’において、支持箱１６８が内筒支持環１６５上に設けられている。支持箱１６８の周方向両端辺の上部には、Ｕボルト１７０の両端部がそれぞれ接続されることで支持箱１６８が支持及び固定されている。
【００８６】
（配置工程）
配置工程においては、図７に示すように、入口部から導かれる生成ガスの導入方向の位置を含む生成ガスの回転方向へサイクロン本体１６２の内周面とは反対側の外周面に複数枚の当て板１６７を順次設置する。当て板１６７としては、ボルト１７８の頭部が埋め込まれる（本実施形態では、例えばボルト１７８が鋳包みされている）とともにボルト１７８のネジ部１７９ｂが当て板１６７の圧力容器１７１側に面する外面側から突出しているものを用いる。
【００８７】
次に、図８に示すように、当て板１６７の外面側に充填材１８１を充填する。これにより、当て板１６７の外面は充填材１８１により保護される。
【００８８】
次に、目地材１８２（図８中不図示、図４参照）を、サイクロン本体１６２の外周面と、当て板１６７におけるサイクロン本体１６２の外周面と対向する側の面との間に充填する。これにより、サイクロン本体１６２と当て板１６７との間の隙間が封止される。
【００８９】
以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態のサイクロン１６１においては、サイクロン本体１６２の入口部１６３から導かれる生成ガスの導入方向の位置を含む生成ガスの回転方向へサイクロン本体１６２の内周面とは反対側の外周面に当て板１６７が設けられている。これにより、サイクロン本体１６２の内周面において摩耗や減肉の多い領域が拡大及び進行したとしても、サイクロン本体１６２の外周面側に存在する当て板１６７によってサイクロン本体１６２の継続的使用か可能となるため、サイクロン１６１の寿命が低下することを防ぐことができる。従って、長寿命なサイクロン１６１となる。また、サイクロン本体１６２の取り替えが不要となるため、例えばサイクロン本体１６２を圧力容器１７１に収容する場合に圧力容器１７１を一時撤去したり、生成ガス管等の後流配管を一時撤去したりする付帯工事が発生することを抑制できる。また、サイクロン本体１６２に当て板１６７を設けるという簡易な対応でよいため、材料費を低減できる。従って、サイクロン本体１６２のメンテナンスを行う場合には、メンテナンスを容易かつ低コストに行うことができる。また、サイクロン本体１６２の材質としてクロム系鋳鉄を用いた場合には、高温下での耐摩耗性に優れる一方で、炭素含有率が高いため、肉盛や溶接等の補修には適さない。しかしながら、上記のようにサイクロン本体１６２の内周面とは反対側の外周面に当て板を設けることで、クロム系鋳鉄のサイクロン本体１６２内部からの肉盛や溶接による補修が困難なことに対する補修対策を実施することができる。
【００９０】
また、サイクロン本体１６２の外周面側に当て板１６７を収容するとともに当て板１６７を支持する支持箱１６８が取り付けられているので、当て板１６７をサイクロン本体１６２に対して確実に固定することができる。また、例えば、サイクロン本体１６２の内部には生成ガスを排出するための出口内筒１６４が設けられており、この出口内筒１６４の外周に掛け回されたＵボルト１７０を用いて支持箱１６８をサイクロン本体１６２に固縛する態様とすることができる。
【００９１】
また、付勢部材（例えば、バネ板）１７２と固定部材（例えば、バネ板を押し込むことでバネ板に付勢力を与える押し込みボルト）１７５とを設けることで、圧力容器１７１とサイクロン本体１６２との間に生じる反力によって支持箱１６８のズレや脱落を防ぐことができ、付勢部材１７２の弾性によって運転時の熱伸びを吸収することができる。また、付勢部材１７２を固定部材１７５により押し込むことで支持箱１６８を付勢するようにサイクロン本体１６２側と固定する構成とすることで、当て板１６７等を設置した後においても付勢部材１７２が支持箱１６８に付勢力を与えてサイクロン本体１６２側に固定する構成とすることができる。このようにすれば、付勢部材１７２に押し込むことが可能な固定部材１７５により、付勢部材１７２による圧力容器１７１とサイクロン本体１６２との間の付勢力の有無を変更可能となるので、支持箱１６８の設置又は取り外しを容易とすることができる。
【００９２】
また、当て板１６７の圧力容器１７１側に面する外面と、当て板１６７の外面と対向する支持箱１６８の内面との間に充填材１８１を充填することで、支持箱１６８と当て板１６７との間の密着性を高めることができる。また、当て板１６７の外側に充填材１８１を充填することによって、当て板１６７の外面の周囲に生じた隙間に対しても充填材が充填されるので、当て板１６７の外面を十分に保護することができる。
【００９３】
また、サイクロン本体１６２の外周面と、当て板１６７におけるサイクロン本体１６２の外周面と対向する側の面との間に目地材１８２を充填することで、サイクロン本体１６２と当て板１６７との間に生じた隙間を封止することができる。これにより、サイクロン本体１６２と当て板１６７との間の密着性を高め、隙間が発生しないようにすることができる。
【００９４】
また、当て板１６７としてボルト１７８の頭部１７９ａが埋め込まれている（例えば、当て板１６７が鋳造品である場合には、ボルト１７８が鋳包みされている）とともにボルト１７８のネジ部１７９ｂが当て板１６７の外面から圧力容器１７１側に突出しているものを用いれば、ボルト１７８の頭部１７９ａを新たに摩耗から保護する必要がない。また、当て板１６７の固定に当たって新たにボルトを用意する必要がなくなるため、部品点数を少なくすることができる。また、ボルト１７８の頭部１７９ａが当て板１６７に埋め込まれているため、ボルト１７８の頭部１７９ａと当て板１６７との間の隙間の発生を防止してボルト１７８の軸方向の回転を拘束して確実に支持することができる。また、当て板１６７として皿ボルト（例えば高クロム鋳鉄ボルト）の頭部を板厚内部で収容して皿ボルトの軸方向の回転を拘束して支持するとともに皿ボルトのネジ部が挿通する貫通穴が形成されているものを用いれば、当て板１６７に挿入された皿ボルトが当て板１６７から取り外し可能となるため、皿ボルトが損傷した場合に皿ボルトのメンテナンスや交換を行うことができる。
【００９５】
また、当て板１６７の材質をクロム系鋳鉄のなかでも高クロム鋳鉄製（例えば、２５Ｃｒ鋳鉄）とすることで、当て板１６７の高温下での耐摩耗性を向上させることができる。また、当て板１６７の固定に用いるボルトを耐摩耗性の高い高クロム鋳鉄製の当て板１６７に溶接固定できないので、鋳包みとして固定することができる。
【００９６】
また、本実施形態のガス化炉１０１であれば、上述のサイクロン１６１を備えているため、サイクロン本体１６２の内周面において摩耗や減肉の多い領域が拡大及び進行したとしても、サイクロン１６１の寿命が低下することを防ぐことができる。従って、サイクロン１６１を長寿命とすることができる。また、サイクロン１６１におけるサイクロン本体１６２のメンテナンスを容易かつ低コストに行うことができる。従って、経済性の高いガス化炉１０１となる。
【００９７】
また、本実施形態のガス化複合発電設備１０であれば、上述のサイクロン１６１を備えているため、サイクロン本体１６２の内周面において摩耗や減肉の多い領域が拡大及び進行したとしても、サイクロン１６１の寿命が低下することを防ぐことができる。従って、サイクロン１６１を長寿命とすることができる。また、サイクロン１６１におけるサイクロン本体１６２のメンテナンスを容易かつ低コストに行うことができる。従って、経済性の高いガス化複合発電設備（ガス化複合発電システム）１０となる。
【００９８】
本実施形態のサイクロン１６１の製造方法は、サイクロン本体１６２の入口部１６３から導かれる生成ガスの導入方向の位置を含む生成ガスの回転方向へサイクロン本体１６２の内周面とは反対側の外周面に当て板１６７を設置する設置工程を有する。これにより、サイクロン本体１６２の内周面において摩耗や減肉の多い領域が拡大及び進行したとしても、サイクロン本体１６２の外側に存在する当て板１６７によってサイクロン本体１６２の継続的使用が可能となるため、サイクロン１６１の寿命の低下を防止することができる。従って、長寿命なサイクロン１６１を製造することができる。また、製造されたサイクロン１６１においては、サイクロン本体１６２の取り替えが不要となるため、例えばサイクロン本体１６２を圧力容器１７１に収容する場合に圧力容器１７１を一時撤去したり、生成ガス管等の後流配管を一時撤去したりする付帯工事が発生することを抑制できる。また、サイクロン本体１６２に当て板１６７を設けるという簡易な対応でよいため、材料費を低減できる。従って、サイクロン本体１６２のメンテナンスを行う場合、メンテナンスを容易かつ低コストに行うことができる。また、サイクロン本体１６２の材質としてクロム系鋳鉄（例えば２５Ｃｒ鋳鉄などの高クロム鋳鉄）を用いた場合には、高温下での耐摩耗性に優れる一方で、炭素含有率が高いため、肉盛や溶接等の補修には適さない。しかしながら、上記のようにサイクロン本体１６２の内周面とは反対側の外周面に当て板１６７を設置することで、クロム系鋳鉄のサイクロン本体１６２内部からの肉盛や溶接による補修が困難なことに対する補修対策を実施することができる。
【００９９】
また、複数枚の当て板１６７を準備すれば、当て板１６７の設置に当たり、サイクロン本体１６２の外周面に対して、複数枚の当て板１６７を順次設置することが可能となる。従って、例えば圧力容器１７１に設けられたメンテナンス用開口可能部分であるマンホールに入る程度の大きさに分割した当て板１６７を複数枚準備すれば、マンホールを介して順次当て板１６７の搬入を行うことが可能となる。このようにすれば、当て板１６７の設置作業を圧力容器１７１の内部で行うことができ、メンテナンス時においては当て板１６７を取り替える必要がある範囲に対して交換作業を実施するので、健全な領域での過剰なメンテナンスを抑えることができる。さらには、圧力容器１７１や生成ガス管等の一時撤去の付帯工事の発生を防止することができる。即ち、メンテナンス時の工期を短縮できる。
【０１００】
なお、上述した実施形態では、当て板１６７として、当て板１６７にボルト１７８の頭部１７９ａが埋め込まれるとともにボルト１７８のネジ部１７９ｂが当て板１６７の表面から突出しているものを用いる態様を一例として挙げて説明したが、これに限定されない。具体的には、当て板１６７として、当て板１６７に皿ボルト（例えば高クロム鋳鉄ボルト）の頭部を当て板１６７の板厚内部に収容して皿ボルトの軸方向の回転を拘束して支持するとともに皿ボルトのネジ部が挿通する貫通穴が形成されているものを用いる態様としてもよい。
【０１０１】
また、上述した実施形態では、微粉炭から可燃性ガスを生成する石炭ガス化炉を備えたＩＧＣＣを一例として説明したが、本開示のガス化炉設備は、例えば間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ等のバイオマス燃料など、他の炭素含有固体燃料をガス化するものにも適用可能である。また、本開示のガス化炉設備は、発電用に限らず、所望の化学物質を得る化学プラント用ガス化炉にも適用可能である。
【０１０２】
また、上述した実施形態では、燃料として石炭を使用したが、高品位炭や低品位炭など他の炭素含有固体燃料であっても適用可能であり、また、石炭に限らず、再生可能な生物由来の有機性資源として使用されるバイオマス燃料であってもよく、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料（ペレットやチップ）などを使用することも可能である。
【０１０３】
なお、本実施形態はガス化炉１０１として、タワー型ガス化炉について説明してきたが、ガス化炉１０１はクロスオーバー型ガス化炉でも、ガス化炉１０１内の各機器の鉛直上下方向を生成ガスのガス流れ方向を合わせるように置き換えることで、同様に実施が可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０  石炭ガス化複合発電設備（ガス化複合発電設備）
１１  給炭設備
１１ａ  給炭ライン
１４  ガス化炉設備
１５  チャー回収設備
１６  ガス精製設備
１７  ガスタービン
１８  蒸気タービン
１９  発電機
２０  排熱回収ボイラ
４１  圧縮空気供給ライン
４２  空気分離設備
４３  第１窒素供給ライン
４５  第２窒素供給ライン
４６  チャー戻しライン
４７  酸素供給ライン
４８  異物除去設備
４９  生成ガスライン
５１  集塵設備
５２  供給ホッパ
５３  ガス排出ライン
６１  圧縮機
６２  燃焼器
６３  タービン
６４  回転軸
６５  圧縮空気供給ライン
６６  燃料ガス供給ライン
６７  燃焼ガス供給ライン
６８  昇圧機
６９  タービン
７０  排ガスライン
７１  蒸気供給ライン
７２  蒸気回収ライン
７３  復水器
７４  ガス浄化設備
７５  煙突
１０１  ガス化炉
１０２  シンガスクーラ
１１０  圧力容器
１１１  ガス化炉壁（炉壁）
１１５  アニュラス部
１１６  コンバスタ部
１１７  ディフューザ部
１１８  リダクタ部
１２１  ガス排出口
１２２  スラグホッパ
１２６  バーナ
１２７  バーナ
１３１  蒸発器
１３２  過熱器
１３４  節炭器
１４４  内部空間
１４６  外部空間
１６１  サイクロン
１６２  サイクロン本体（サイクロン内筒）
１６３  入口部
１６４  出口内筒
１６５  内筒支持環
１６６  吊り具（吊り棒）
１６７  当て板
１６８  支持箱
１６９  吊り具部支持箱
１７０  Ｕボルト
１７１  圧力容器
１７２  付勢部材
１７３  ピン
１７４  （一対の）付勢部材固定用板材
１７５  固定部材
１７６  ガイド部材
１７７  先端部
１７８  ボルト（鋳包みボルト）
１７９ａ  頭部
１７９ｂ  ネジ部
１８０  ナット
１８１  充填材
１８２  目地材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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