(57)【特許請求の範囲】
【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、二次サイクロンにより分離した二次灰を、前記二次サイクロンの夫々に接続されて圧力容器を貫通する二次灰輸送管により圧力容器外部のタービン排ガスダクトに排出するようにしている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、圧力容器外部の近接位置にブロータンクを設置し、複数の二次サイクロンに一端が接続された二次灰輸送管の他端を減圧オリフィスを介して前記ブロータンクに接続し、該ブロータンクを排気ダクトを介してタービン排ガスダクトに接続し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。
【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１５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（灰輸送ガス）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（灰輸送ガス）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１８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（灰輸送ガス）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た引回し部３７ａを経た後、タービン排ガスダクト２４の位置（例えば１００ｍ前後）まで配管し、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の下流に接続するようにしている。
【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、二次サイクロン１９の夫々で分離された二次灰２０は、各々の二次サイクロン１９に接続された細径の二次灰輸送管３７により引回し部３７ａにて冷却された後、圧力容器１外部に導かれ、減圧オリフィス３８により大気圧近くまで減圧されてタービン排ガスダクト２４に排出され、ガスタービン２２からの排ガス１４と共に集塵装置２６に導かれて集塵される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
前記二次灰２０の圧送に要する灰輸送ガス量は、二次灰輸送管３７の管径、長さ、及び減圧オリフィス３８による流路抵抗によって決定されるが、前記図３に示した従来の二次サイクロン灰輸送装置３６においては、二次灰輸送管３７の管径が細い上に、圧力容器１からタービン排ガスダクト２４までの長さが長いために、これによる二次灰輸送管３７の圧力損失が非常に大きくなり、減圧オリフィス３８による流路抵抗よりも二次灰輸送管３７での流路抵抗の方が支配的となってしまう。
【００１８】
このために、減圧オリフィス３８を交換する等により流路抵抗を調節しようとしても、灰輸送ガス量の調整範囲が限られてしまう問題があった。
【００１９】
従って、例えば二次サイクロン１９によって分離される二次灰２０の量が計画値より多くなったような場合に、灰輸送ガス量を多くしようとしても灰輸送ガス量を増加させることができず、そのために、二次灰輸送管３７内に二次灰２０の詰りを生じてしまう可能性を有していた。
【００２０】
また、従来の装置は、各々の二次サイクロン１９に接続された二次灰輸送管３７が、単独でタービン排ガスダクト２４位置まで導設された構成となっているために、二次灰輸送管３７が長大になると共に、各二次灰輸送管３７には断熱構造等を備えるようにしているために構造が複雑となって大変高価であるという問題を有していた。
【００２１】
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二次灰輸送管の構成を簡略化し、二次灰輸送管の圧力損失を低減して減圧オリフィスによる灰輸送ガス量の調整範囲を拡大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。
【００２２】
【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、二次サイクロンにより分離した二次灰を、前記二次サイクロンの夫々に接続されて圧力容器を貫通する二次灰輸送管により圧力容器外部のタービン排ガスダクトに排出するようにしている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、圧力容器外部の近接位置にブロータンクを設置し、複数の二次サイクロンに一端が接続された二次灰輸送管の他端を減圧オリフィスを介して前記ブロータンクに接続し、該ブロータンクを排気ダクトを介してタービン排ガスダクトに接続し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。
【００２３】
本発明では、二次灰輸送管を、圧力容器外部に近接配置したブロータンクに接続した構成としているので、従来に比して二次灰輸送管の長さ寸法を著しく短くすることができ、このために二次灰輸送管の流路抵抗を小さく押えて減圧オリフィスによる灰輸送ガス量の調整範囲を大幅に拡大することができ、従って、二次灰の量が計画値より多くなったような場合にも、灰輸送ガス量が多くなるように減圧オリフィスの流路抵抗を大幅に変更することを可能にして、二次灰輸送管内に二次灰が詰るような問題を防止することができる。
【００２４】
また、ブロータンクを大きな断面を有した排気ダクトによりタービン排ガスダクトに接続しているので、排気ダクトの流路抵抗は小さなものとすることができ、且つ従来のように各二次灰輸送管の夫々をタービン排ガスダクトに接続している構成に比して簡単な構成として安価に実施することができる。
【００２５】
【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。
【００２６】
図１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。
【００２７】
図１に示すように、複数の二次サイクロン１９（図１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た二次灰輸送管３９を、圧力容器１を貫通させて設ける。二次灰輸送管３９は、従来と同様に圧力容器１内に引回して二次灰２０の冷却を行うために引回し部３９ａを形成している。
【００２８】
圧力容器１外部における前記二次灰輸送管３９が圧力容器１を貫通している部分の近傍位置にブロータンク４０を設置し、該ブロータンク４０に前記二次灰輸送管３９の夫々（図１では２本のみ示している）を接続すると共に、各二次灰輸送管３９のブロータンク４０入口に減圧オリフィス４１を配設する。
【００２９】
さらに、前記ブロータンク４０に一端を接続した大きな断面積を有する排気ダクト４２を、図３のタービン排ガスダクト２４における排ガスクーラ２５の下流に接続する。図中４３は、前記ブロータンク４０に備えた灰取出し部を示す。
【００３０】
図２は、前記減圧オリフィス４１の一例を示したもので、前記二次灰輸送管３９の先端部に、フランジ４４及びボルト４５を介して一端を固定するようにした外筒４６を備え、該外筒４６内に、前記二次灰輸送管３９の内径と一致して連通する開口４７を備え、且つ先端に前記開口４７より大きな口径とした段部４８を備えた支持体４９を固定配置し、該支持体４９の前記段部４８に、前記開口４７に連通する絞り開口５０を備えたオリフィス部材５１を嵌合し、前記支持体４９に固定ボルト５２により取付けるようにした固定部材５３により前記オリフィス部材５１を前記支持体４９に固定するようにしている。また、前記外筒４６の他端をフランジ５４及びボルト５５によりブロータンク４０に接続している。
【００３１】
前記減圧オリフィス４１は、固定ボルト５２を弛めて固定部材５３を取り外すことにより、前記オリフィス部材５１を取り外して、該オリフィス部材５１とは絞り開口５０の口径Ｌが異なる別のオリフィス部材５１を嵌合して固定することより、減圧オリフィス４１による絞り抵抗を変更することができるようになっている。
【００３２】
次に上記実施の形態例の作用を説明する。
【００３３】
二次サイクロン１９の内部は圧力が高いので、減圧オリフィス３８による流路抵抗を調節してブロータンク４０に大気圧近くで開放させるようにすると、二次サイクロン１９とブロータンク４０との間の圧力差により、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により吸引されてブロータンク４０に排出される。
【００３４】
この時、二次灰輸送管３９が、圧力容器１外部に近接して配置されたブロータンク４０に接続された構成を有しているので、従来に比して二次灰輸送管３９の長さ寸法を著しく短くすることができ、このために二次灰輸送管３９の流路抵抗を小さく押えて減圧オリフィス４１による灰輸送ガス量の調整範囲を大幅に拡大することができ、従って、二次灰２０の量が計画値より多くなったような場合にも、灰輸送ガス量が多くなるように減圧オリフィス４１の流路抵抗を変更することにより、二次灰輸送管３９内に二次灰２０が詰るといった問題を生じるのを防止することができる。
【００３５】
前記減圧オリフィス４１の流路抵抗を変更するには、図２の固定ボルト５２を弛めて固定部材５３を取り外すことによりオリフィス部材５１を取り外し、該オリフィス部材５１とは絞り開口５０の口径Ｌが異なる別のオリフィス部材５１を嵌合して固定することより、流路抵抗を変えて灰輸送ガス量を容易に変更することができる。
【００３６】
前記ブロータンク４０に排出された二次灰２０及びその灰輸送ガスは、大きな断面を有した排気ダクト４２により、図３と同様にタービン排ガスダクト２４における排ガスクーラ２５の下流に排出される。この時、排気ダクト４２は断面が大きいために流路抵抗は小さなものとなっている。
【００３７】
一方、ブロータンク４０内の減圧によって分離された二次灰２０は、ブロータンク４０の下部に設けられた灰取出し部４３から外部に取り出される。
【００３８】
なお、前記二次灰輸送管３９の圧力容器１貫通部のレイアウト等によってはブロータンク４０を複数設置するようにしてもよく、またこの場合にもブロータンク４０に接続される排気ダクト４２を合流させることによって、排気ダクト４２の数を最少１本まで減少させることができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明では、二次灰輸送管を、圧力容器外部に近接配置したブロータンクに接続した構成としているので、従来に比して二次灰輸送管の長さ寸法を著しく短くすることができ、このために二次灰輸送管の流路抵抗を小さく押えて減圧オリフィスによる灰輸送ガス量の調整範囲を大幅に拡大することができ、従って、二次灰の量が計画値より多くなったような場合にも、灰輸送ガス量が多くなるように減圧オリフィスの流路抵抗を大幅に変更することを可能にして、二次灰輸送管内に二次灰が詰るような問題を防止することができる。
【００４０】
また、ブロータンクを大きな断面を有した排気ダクトによりタービン排ガスダクトに接続しているので、排気ダクトの流路抵抗は小さなものとすることができ、且つ従来のように各二次灰輸送管の夫々をタービン排ガスダクトに接続している構成に比して簡単な構成として安価に実施することができる。
【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】減圧オリフィスの構成例を示した断面図である。
【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
１８          一次灰（灰）
１９          二次サイクロン
２０          二次灰（灰）
２４          タービン排ガスダクト
３６          二次サイクロン灰輸送装置
３９          二次灰輸送管
４０          ブロータンク
４１          減圧オリフィス
４２          排気ダクト
【図１】
0003642099.tif 000002
【図２】
0003642099.tif 000003
【図３】
0003642099.tif 000004