(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動層ボイラの火炉から取り出されるベッド灰を導入すると共に、給水ポンプにより流動層ボイラに供給される給水の一部を冷却給水供給管により導入して、熱交換によりベッド灰の冷却を行うスクリューコンベヤ式クーラと、該スクリューコンベヤ式クーラからの冷却後の給水を前記給水ポンプの上流側に戻す戻し管とを備えた流動層ボイラのベッド灰抜出装置であって、前記スクリューコンベヤ式クーラが、固定ケーシングに設けた外部冷却水路と、固定ケーシング内部のスクリューの羽根に沿って延設した冷却コイルとを有し、前記外部冷却水路と前記冷却コイルに給水を供給してベッド灰を冷却するようにしたことを特徴とする流動層ボイラのベッド灰抜出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流動層ボイラから排出される高温のベッド灰を冷却する流動層ボイラのベッド灰抜出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の流動層ボイラの一例の概要を示したもので、１は火炉を示し、該火炉１は、下部内側に散気装置２を配置しており、散気装置２の上部には砂等が供給されており、前記散気装置２上に燃料供給管等により石炭、石炭スラリー、ゴミ、或いはそれらの混合物などの燃料３を供給し、散気装置２下部の空気室４に供給されて散気装置２から上側に噴出される流動用空気５により流動化を行わせて撹拌により効率の良い燃焼を行わせ、このとき前記燃料３の燃焼による燃焼灰と砂等が混合したベッド灰６によって形成される流動層７により、火炉１の炉壁管１ａ及び流動層７内に層内伝熱管が備えられている場合にはその層内伝熱管を加熱するようになっており、火炉１にて加熱された高温水は主ドラム８に集められ、主ドラム８内の水Ｗは図示しない降水管等により火炉１に循環されて再度加熱されるようになっている。
【０００３】
給水ポンプ９からの給水１０は、給水管１１により節炭器１２に供給されて予熱された後、前記主ドラム８に供給されるようになっており、また主ドラム８内の蒸気Ｓは、図５の場合、過熱器１３に供給されて過熱された後、蒸気タービン１４に導かれて発電機１５を駆動する仕事を行い、蒸気タービン１４から出た蒸気は復水器１６により冷却されて水に戻され、更に脱気器１７にて前記蒸気タービン１４からの抽気１８を導入することにより脱気された後、前記給水ポンプ９に戻されるようになっている。
【０００４】
流動層ボイラは、火炉１の流動層７を所定の層高に維持して安定した燃焼を得るようにしているものであり、よって層高の調整を行う必要があるが、流動層ボイラにおいては燃料３の燃焼によって層高が徐々に上昇するので層高を適切な高さに調節するため、ベッド灰６を火炉１から抜出すようにしている。
【０００５】
このベッド灰６の抜出しのために、従来では、散気装置２を貫通したベッド灰抜出管１９を下部に設け、該ベッド灰抜出管１９にロータリバルブ等の切出し装置２０を設置し、さらに前記ベッド灰抜出管１９の下端に水平に曲折され且つ曲折部の基端側に空気供給口２１が設けられたＬバルブ２２を設置し、該Ｌバルブ２２の他端の落下口２３の下側にベルトコンベヤ等の搬出装置２４などを備えるようにしたベッド灰抜出装置２５を構成している。
【０００６】
前記流動層ボイラの流動層７の温度は、通常８００〜９００℃となっており、よってベッド灰抜出管１９から抜出されるベッド灰６の温度も前記温度に近い高温となっているために、抜出されるベッド灰６の高温から前記切出し装置２０を保護する必要があり、そのために、前記ベッド灰抜出管１９及びＬバルブ２２に水冷ジャケット２６を設け、該水冷ジャケット２６に工業用水等の冷却水２７を供給するようにしており、前記水冷ジャケット２６に供給される冷却水２７による冷却と、空気供給口２１に供給される空気による冷却によってベッド灰６を２００℃前後の安全な温度にして搬出装置２４に落下させるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の流動層ボイラのベッド灰抜出装置２５においては、特別に用意した冷却水２７を供給して抜出されるベッド灰６を冷却し、冷却した後の冷却水２７の熱は熱回収されずそのまま捨てるようにしているため、ベッド灰６の熱が無駄に捨てられていた。
【０００８】
また、流動層７の層高を制御するためにベッド灰抜出管１９に灰切出し装置２０を設置する必要があるが、切出し装置２０を高温から保護するために切出し装置２０の上側に備えられる水冷ジャケット２６を有したベッド灰抜出管１９の長さＨが長くなり、その分火炉１の下側にスペースを必要とするために、流動層ボイラ全体の地上２８からの機高が高くなってしまう問題を有していた。
【０００９】
本発明は、斯かる実情に鑑みてなしたもので、流動層ボイラから抜出すベッド灰の熱を有効に利用して流動層ボイラの熱効率を向上することができる流動層ボイラのベッド灰抜出装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の流動層ボイラのベッド灰抜出装置は、流動層ボイラの火炉から取り出されるベッド灰を導入すると共に、給水ポンプにより流動層ボイラに供給される給水の一部を冷却給水供給管により導入して、熱交換によりベッド灰の冷却を行うスクリューコンベヤ式クーラと、該スクリューコンベヤ式クーラからの冷却後の給水を前記給水ポンプの上流側に戻す戻し管とを備えた流動層ボイラのベッド灰抜出装置であって、前記スクリューコンベヤ式クーラが、固定ケーシングに設けた外部冷却水路と、固定ケーシング内部のスクリューの羽根に沿って延設した冷却コイルとを有し、前記外部冷却水路と前記冷却コイルに給水を供給してベッド灰を冷却するようにしたことを特徴としている。
【００１１】
【００１２】
本発明では、流動層ボイラの火炉から取り出されるベッド灰を導入すると共に、給水ポンプにより流動層ボイラに供給される給水の一部を冷却給水供給管により導入して、熱交換によりベッド灰の冷却を行うようにしたスクリューコンベヤ式クーラを備え、且つ該スクリューコンベヤ式クーラからの冷却後の給水を給水ポンプの上流側に戻す戻し管を備えた構成としているので、ベッド灰の熱を給水の昇温に有効に利用することができ、且つ従来のようにベッド灰冷却のために特別な冷却水を供給する必要がない。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１は図５の流動層ボイラに適用した本発明の実施の形態例を示したもので、図中同一の符号を付したものは同一物を示している。
【００１８】
図１に示すように、火炉１の散気装置２を貫通して下部に設けられるベッド灰抜出管１９の下端に、前記火炉１のベッド灰６を取込んでモータ２９により駆動されるスクリュー３０を介して順次横方向に搬送できるようにしたスクリューコンベヤ式クーラ３１を接続配置する。
【００１９】
また、給水ポンプ９からの給水１０を節炭器１２に供給する給水管１１の途中に、給水１０の一部をスクリューコンベヤ式クーラ３１の一端に供給するようにした冷却給水供給管３２を設け、また、前記スクリューコンベヤ式クーラ３１によりベッド灰６と熱交換して昇温された給水１０ａを、給水ポンプ９の上流側に戻す戻し管３３を設ける。図示の場合は、一端がスクリューコンベヤ式クーラ３１に接続されている戻し管３３の他端を脱気器１７に接続するようにした例を示している。
【００２０】
更に、流動層７の層高を検出してスクリューコンベヤ式クーラ３１のモータ２９の駆動を制御するようにした層高調節器３４を配置しており、また、冷却給水供給管３２に流量調節弁３５を備えるようにしている。
【００２１】
図２〜図４は、前記スクリューコンベヤ式クーラ３１の一例を示したもので、図２中３６は前記スクリュー３０を包囲するように設けられた固定ケーシングであり、該固定ケーシング３６は、両端が閉塞された筒状の一方端外側に高温灰入口３７をまた他方端外側に低温灰出口３８を有しており、且つ内部に給水１０の一部を流通させるようにした外部冷却水流路３９が形成されている。
【００２２】
また、スクリュー３０は、前記固定ケーシング３６の両端を貫通して軸受４０により同芯に回転可能に支持する回転軸４１を備えており、該回転軸４１には、図３、図４に示すように、周方向に複数配置された内部冷却水流路４２が軸長手方向に沿って形成されている。
【００２３】
前記回転軸４１の外周にはねじ状（螺旋状）の羽根４３が取り付けられていると共に、該羽根４３には、該羽根４３に沿って延設された複数の冷却コイル４４，４５が一体に取り付けられている。
【００２４】
前記回転軸４１の一方端４６（図２中右端）には、前記内部冷却水流路４２と冷却コイル４４，４５に連通する冷却水導入流路４７が形成されている。また、前記回転軸４１の他方端４８（図２中左端）には、前記内部冷却水流路４２に連通する軸側導出流路４９と、冷却コイル４４，４５に連通するコイル側導出流路５０とが別々に形成されており、更に前記他方端４８の先端には、ロータリージョイント５１が備えられて、前記軸側導出流路４９に連通する軸側導出管５２と、コイル側導出流路５０に連通するコイル側導出管５３が備えてあり、前記軸側導出管５２に流量調節弁５４が配置されている。
【００２５】
また、前記軸側導出管５２及びコイル側導出管５３の下流側を合流させて、固定ケーシング３６の一方端において外部冷却水流路３９に連通するように取り付けられている外部入口５５に接続していると共に、固定ケーシング３６の他方端には外部出口５６を形成している。図中５７はモータ２９の駆動力を回転軸４１に伝えるプーリを示す。
【００２６】
次に上記実施の形態の作用を説明する。
【００２７】
図１に示す給水ポンプ９からの給水１０の一部を、冷却給水供給管３２によりスクリューコンベヤ式クーラ３１に供給する。一方、モータ２９によりスクリュー３０の回転を駆動すると、ベッド灰抜出管１９から固定ケーシング３６内に取入れられたベッド灰６は、スクリュー３０の回転により図２の左側から右方向に撹拌されながら搬送され、低温灰出口３８から外部の搬出装置２４上に排出される。
【００２８】
冷却給水供給管３２からの給水１０は、回転軸４１の一方端４６に形成された冷却水導入流路４７から、回転軸４１に形成された内部冷却水流路４２と冷却コイル４４，４５の両方に同時に給水されて該内部冷却水流路４２と冷却コイル４４，４５を流動する間に高温のベッド灰６を冷却した後、回転軸４１の他方端４８に形成されている内部冷却水流路４２に連通した軸側導出流路４９と、冷却コイル４４，４５に連通したコイル側導出流路５０とに別々に流入し、更にロータリージョイント５１を介して軸側導出管５２と、コイル側導出管５３とに別々に導出される。
【００２９】
この時、軸側導出管５２に流量調節弁５４を備えているので、該流量調節弁５４の開度を調節することにより、前記内部冷却水流路４２と冷却コイル４４，４５に流れる給水１０の流量を調節することができ、これにより、ベッド灰６を均一にしかも高能力で冷却することができ、更にスクリュー３０自身を高温から保護することができる。
【００３０】
また、軸側導出管５２及びコイル側導出管５３を合流させて、固定ケーシング３６の外部冷却水流路３９に流通させ、ベッド灰６冷却後の給水１０ａを外部出口５６から導出するようにしているので、冷却コイル４４，４５によるベッド灰６を撹拌しながらの冷却と、外部冷却水流路３９による外部からの冷却とにより、給水１０を有効に利用してベッド灰６を効果的に冷却することができる。
【００３１】
前記スクリューコンベヤ式クーラ３１の外部出口５６から導出された給水１０ａは、戻し管３３により脱気器１７へ導かれて復水器１６からの水と混合されて再び給水ポンプ９に送られる。
【００３２】
このとき、前記スクリューコンベヤ式クーラ３１からの給水１０ａの温度が余り上昇しないように（気泡を生じないように）スクリューコンベヤ式クーラ３１に供給する給水１０の流量を増加させれば、前記昇温後の給水１０ａを給水ポンプ９の入口に直接戻すこともできるが、図１に示したように昇温後の給水１０ａを脱気器１７に戻すようにすると、給水ポンプ９保護の上で特別の考慮が不要な上、給水１０ａの温度が上昇して気泡を生じることがあっても問題を生じることがないので運用上有利となる。
【００３３】
上記したように、給水１０の一部をスクリューコンベヤ式クーラ３１に供給してベッド灰６の冷却を行うようにしているので、ベッド灰６の熱を給水１０の昇温に有効に利用することができ、且つ従来のようにベッド灰６の冷却のために特別な冷却水を供給する必要がない。
【００３４】
また、前記冷却給水供給管３２に流量調節弁３５を備えているので、該流量調節弁３５を調節してスクリューコンベヤ式クーラ３１から排出される冷却後のベッド灰６の温度が所定の温度になるように調節することができる。
【００３５】
更に、前記スクリューコンベヤ式クーラ３１のスクリュー３０を駆動するモータ２９を、層高調節器３４により制御することにより、ベッド灰６の抜出速度を任意に調整して火炉１の流動層７の層高を一定に制御することができる。
【００３６】
この時、前記スクリューコンベヤ式クーラ３１はスクリュー３０による切出し能力を備えているで、スクリューコンベヤ式クーラ３１をベッド灰抜出管１９の直下に接続配置することができ、流動層ボイラの地上２８からの機高を低くすることができる。
【００３７】
尚、本発明は上記実施の形態例にのみ限定されるものではなく、節炭器を備えずに給水ポンプからの給水が主ドラムに直接供給される方式、或いは主ドラムの蒸気が蒸気タービン以外の使用場所に供給される方式等の種々の流動層ボイラに適用できること、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、等は勿論である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、流動層ボイラの火炉から取り出されるベッド灰を導入すると共に、給水ポンプにより流動層ボイラに供給される給水の一部を冷却給水供給管により導入して、熱交換によりベッド灰の冷却を行うようにしたスクリューコンベヤ式クーラを備え、且つ該スクリューコンベヤ式クーラからの冷却後の給水を給水ポンプの上流側に戻す戻し管を備えた構成としているので、ベッド灰の熱を給水の昇温に有効に利用することができ、且つ従来のようにベッド灰冷却のために特別な冷却水を供給する必要がない。
【００３９】
更に、冷却コイルによるベッド灰を撹拌しながらの冷却と、外部冷却水流路による外部からの冷却とにより、給水を有効に利用してベッド灰を効果的に冷却することができ、しかもスクリュー自身を高温から保護できる効果がある。
【００４０】
【００４１】
【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】  スクリューコンベヤ式クーラの一例を示す断面図である。
【図３】  図２の回転軸の一部を拡大して示した断面図である。
【図４】  図３のＩＶ−ＩＶ矢視図である。
【図５】  従来の流動層ボイラのベッド灰抜出装置の一例を示す系統図である。
【符号の説明】
１          火炉
６          ベッド灰
７          流動層
９          給水ポンプ
１０          給水
１０ａ        給水
１７          脱気器
３０          スクリュー
３１          スクリューコンベヤ式クーラ
３２          冷却給水供給管
３３          戻し管
３４          層高調節器
３５          流量調節弁
３６ 固定ケーシング
３９ 外部冷却水流路
４４，４５ 冷却コイル
【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５】
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