(57)【要約】  本発明による装置は、噴流床ガス化炉に配設される燃焼器用の燃焼器保持装置であって、燃焼器（４、５）が、燃焼器保持装置（７）内に保持され、燃焼器保持装置（７）を噴流床ガス化炉（８）に固定するフランジ（１１）を通って、かつ燃焼器保持装置（７）を通って噴流床ガス化炉（８）内に延在する燃焼器保持装置に関する。冷却装置は、少なくとも２つの互いに独立した冷却回路（１、２）を有し、各燃焼器（４、５）にちょうど１つの冷却回路（１、２）が少なくとも部分的に割り当てられ、それにより各燃焼器（４、５）が、上端面の端部で、冷却装置の区域によって取り囲まれ、対合面に少なくとも１つの冷却回路（１、２）が少なくとも部分的に冷却目的で割り当てられる。さらに、フランジ（１１）の下で、燃焼器保持装置（７）の内部で上から下に、熱伝導率が０．０２〜０．８Ｗ／ｍＫの範囲内である、少なくとも８００℃までの耐火性を有する熱絶縁性キャスティング材からなる層（１９）と、少なくとも８００℃までの耐火性を有するバルク材料（１７）からなる層と、熱伝導率３〜１５Ｗ／ｍＫである、少なくとも１８００℃までの耐火性を有する熱伝導性キャスティング材からなる層（１８）とが、燃焼器（４、５）を取り囲んでいる。
2011519987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴流床ガス化炉（８）に配設される燃焼器保持装置（７）であって、少なくとも２つの燃焼器（４、５）が、前記燃焼器保持装置（７）内に保持され、かつ前記燃焼器保持装置（７）を噴流床ガス化炉（８）に固定するフランジ（１１）を通って、さらに前記噴流床ガス化炉（８）の上端面で前記燃焼器保持装置（７）を通って前記噴流床ガス化炉（８）内に延在しており、冷却装置が前記燃焼器保持装置（７）内に配置され、前記冷却装置が、少なくとも２つの互いに独立した冷却回路（１、２）を有し、異なる燃焼器（４、５）に異なる冷却回路（１、２）が少なくとも部分的に割り当てられ、それにより各燃焼器（４、５）が、前記上端面側の端部で前記冷却装置の区域によって取り囲まれ、前記上端面に少なくとも１つの冷却回路（１、２）が少なくとも部分的に冷却目的で割り当てられ、
前記フランジ（１１）の下で、前記燃焼器保持装置（７）の内部で上から下に、
熱伝導率が０．０２〜０．８Ｗ／ｍＫの範囲内である、少なくとも８００℃までの耐火性を有する熱絶縁性キャスティング材からなる層（１９）と、
少なくとも８００℃までの耐火性を有するバルク材料（１７）からなる層と、
熱伝導率が３〜１５Ｗ／ｍＫである、少なくとも１５００℃の耐火性を有する熱伝導性キャスティング材からなる層（１８）とが、前記燃焼器（４、５）を取り囲んでいる、燃焼器保持装置（７）。
【請求項２】
互いに独立した前記冷却回路（１、２）が、冷却パイプコイルを備えること、および燃焼器の全高の少なくとも２０％が、冷却の隙間が生じないように、前記冷却コイルの一区域（３、６）によって取り囲まれることを特徴とする、請求項１に記載の燃焼器保持装置（７）。
【請求項３】
独立した前記冷却回路（１、２）に冷媒を同時に供給可能であることを特徴とする、請求項１または２に記載の燃焼器保持装置（７）。
【請求項４】
少なくとも８００℃までの耐火性を有する熱絶縁性キャスティング材からなる前記層（１９）が、１．０〜２．０ｋｇ／ｌの範囲内、好ましくは１．０〜１．５ｋｇ／ｌの範囲内の密度を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の燃焼器保持装置（７）。
【請求項５】
少なくとも８００℃までの耐火性を有する熱絶縁性キャスティング材からなる前記層（１９）が、耐火軽量コンクリートであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の燃焼器保持装置（７）。
【請求項６】
少なくとも８００℃までの耐火性を有するバルク材料（１７）からなる前記層が、シュモッテ粒または別の耐火れんが粒であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載の燃焼器保持装置（７）。
【請求項７】
前記耐火性バルク材料粒（１７）が、直径８．０〜１２．０ｍｍの範囲内、好ましくは直径１０．０ｍｍの粒径を有することを特徴とする、請求項６に記載の燃焼器保持装置（７）。
【請求項８】
前記熱伝導性層（１８）が、３〜１５Ｗ／ｍＫの範囲内、好ましくは５〜１５Ｗ／ｍＫの範囲内の高い熱伝導率と、２．０〜４．０ｋｇ／ｌの範囲内、好ましくは２．４〜３．６ｋｇ／ｌの範囲内、最も好ましくは２．５〜２．７ｋｇ／ｌの範囲内の密度とを有する耐火コンクリートであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載の燃焼器保持装置（７）。
【請求項９】
前記燃焼器保持装置（７）が円形断面を有すること、および第１の燃焼器が開始燃焼器（４）であり、前記開始燃焼器（４）が、前記燃焼器保持装置（７）内に長手方向に配置され、内側冷却回路（２）によって取り囲まれることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一つに記載の燃焼器保持装置（７）。
【請求項１０】
さらなる複数の燃焼器が、主燃焼器（５）として、前記開始燃焼器（４）から間隔を空けて配置され、少なくとも１つの外側冷却回路（１）に割り当てられることを特徴とする、請求項９に記載の燃焼器保持装置（７）。
【請求項１１】
前記主フランジ（１１）の下面に形成されたカラーに固定されている外装、特に圧延ジャケット（１２）が、前記層に対する内部境界を画定することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の燃焼器保持装置（７）。
【請求項１２】
前記主燃焼器用の前記外側冷却システムが、前記外装（１２）に固定されていることを特徴とする、請求項１０に記載の燃焼器保持装置（７）。
【請求項１３】
前記冷却コイルの一区域が、前記燃焼器保持装置の外縁部で、前記噴流床ガス化炉の正面から上に、少なくとも前記外装（１２）の一部分に沿って延在し、上に延在する前記冷却コイルパイプの高さが、前記噴流床ガス化炉（８）の冷却ジャケット（１４’）のカラー（１４）の高さに対応し、それにより、前記カラー（１４）と上に延在する前記冷却コイルパイプとの間に環状間隙（１５）、特に間隙幅５〜５０ｍｍの環状間隙（１５）が設けられることを特徴とする、請求項２〜１２のいずれか一つに記載の燃焼器保持装置（７）。
【請求項１４】
前記環状間隙（１５）に、耐火性の可撓性シーリングコード（２１）が、前記環状間隙（１５）を封止するように詰められることを特徴とする、請求項１３に記載の燃焼器保持装置（７）。
【請求項１５】
少なくとも２つの互いに独立した前記冷却回路（１、２）の前記冷却パイプコイルの前記区域が同じ長さであることを特徴とする、請求項２〜１４のいずれか一つに記載の燃焼器保持装置（７）。
【請求項１６】
前記冷却パイプコイルが、燃焼室に向いた側に、高い熱伝導率の耐火材料からなるコーティングを施されることを特徴とする、請求項２〜１５のいずれか一つに記載の燃焼器保持装置（７）。
【請求項１７】
前記コーティングが、炭化ケイ素含有量が高い材料からなり、パイプ表面上に溶接された金属スタッドによって永久的に保持されることを特徴とする、請求項１６に記載の燃焼器保持装置（７）。
【請求項１８】
前記バルク材料（１７）を繰り返し使用することができることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一つに記載の燃焼器保持装置（７）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼器、特に噴流床ガス化炉に動作可能に接続して配置された燃焼器用の冷却システムを備える燃焼器保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術から、炉−燃焼器を冷却するための様々な装置が知られている。
【０００３】
噴流床ガス化用の炉に動作可能に接続されているパイロット燃焼器、主燃焼器、および点火燃焼器を備える燃焼器システムの燃焼器保持装置の分野で従来知られている構造では、燃焼器の冷却システム用の構成が、大抵はパイプコイル・システムとして実施され、給水部および排水部を含む。実際の炉に関する燃焼器の最適な設備設計および巧妙な構成において、燃焼器と炉の界面でのそのような冷却によって、システムの安全性を脅かす構成要素の過熱が生じないことを保証するためには、冷却装置の構成に依然として構造上の問題がある。冷却不足による安全面での危険は、過熱により構成の一部でシール不良が生じ、それによりシステムからガスが漏れる可能性があるときに生じる。したがって、既知のシステムには、安全性および保守に関わる問題がある。安全性を改善するには、大抵は高い投資費用が必要である。
【０００４】
一体型の冷却システムを備える燃焼器固定用の装置が、例えば特許文献１に記載されている。選択された冷却パイプ固定用ばね要素により、また冷却パイプの構成により、さらには燃焼器を１つしか組み込むことができないことにより、炉の外縁部でのスラギングの危険（Ｖｅｒｓｃｈｌａｃｋｕｎｇｓｇｅｆａｈｒ）があり、また実現可能な出力が大型の炉には小さすぎるという欠点がある。
【０００５】
特許文献２には、通過開口を閉止するため、および加圧ガス化炉用の燃焼器を固定するための装置が記載されており、この装置は、特別な冷却水給水および排水用の冷却板、ならびに排熱用パイプ・システムのための特別なパイプ・サスペンションによって特徴付けられる。この解決策も、複数の燃焼器を備え、上記の種類の炉のための大きな出力をもつシステムに課されることがある安全性、保守容易性、およびコストの要求を満たさない。
【０００６】
したがって、制御されていない炉蓋部の過熱に関して、設備安全性を改善する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ドイツ国特許第２６９０６５号明細書
【特許文献２】ドイツ国特許第４４１６０３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この従来技術を基に、本発明の課題は、噴流床ガス化装置における燃焼器構成用の冷却システムを備える改良された燃焼器保持装置を提供することである。この課題は、請求項１に記載の特徴を有する装置によって解決される。好ましい例示的実施形態は、従属請求項に記載される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の例示的実施形態は、噴流床ガス化炉に配設される燃焼器保持装置に関する。この燃焼器保持装置は、噴流床ガス化炉内に通じる少なくとも２つの燃焼器を含む。上方向で、燃焼器保持装置は１つのフランジによって終端し、そのフランジを通って、燃焼器と所要の供給および排出導管とが延在する。冷却装置が燃焼器保持装置内に配置され、有利には少なくとも２つの互いに独立した冷却回路を含む。それにより、１つの冷却回路の故障を他の冷却回路によって補償することができる。さらに、各冷却回路が他の冷却回路によって補償される。さらに、各冷却回路がただ１つの燃焼器に割り当てられ、しかし有利には各冷却回路を複数の区域に分けることができ、それにより、噴流床ガス化炉の正面に位置する面を冷却するためのさらなる区域が提供される。したがって、炉と燃焼器の界面全体にわたって均一な冷却を保証することができる。この構造により、有利には、冷却回路を形成する冷却パイプコイルが、さらなる保持なしで安定に配置される。さらに、下から上に、まず熱伝導性材料を、次いで熱絶縁性材料を設けた燃焼器保持装置の内部空間の層構造が有利であり、それにより、上部を通してシステムの不要な温度損失が生じることなく、所望の排熱が所望の領域でのみ行われる。
【００１０】
有利には、冷却装置は、冷却の隙間が生じないように巧妙に巻き付けることができる冷却コイルから構成することができる。
【００１１】
さらなる例示的実施形態は、燃焼器の全高の少なくとも２０％が、冷却の隙間が生じないように、対応する冷却コイル区域によって取り囲まれ、それにより少なくとも、温度が１６００℃〜１８００℃の燃焼器の高温区域を確実に冷却することができることに関する。
【００１２】
さらなる例示的実施形態は、独立した冷却回路に冷媒を同時に、有利には独立に供給することを提示するものである。
【００１３】
最後に、例示的実施形態は、熱絶縁性材料からなる上記の層が、２．０ｋｇ／ｌの範囲内、好ましくは１．５ｋｇ／ｌ未満の範囲内の密度を有する、少なくとも８００℃までの耐火性を有するキャスティング材であることに関する。これは、耐火軽量コンクリートでよい。
【００１４】
さらなる例示的実施形態は、少なくとも８００℃までの耐火性を有するバルク材料からなる層が、シャモット粒または別の耐火れんが粒であることを提示する。
【００１５】
さらに、熱伝導性層が、耐火コンクリート、特に高密度の耐火重量コンクリートであってよく、一方、熱絶縁性層は、有利には高密度でない耐火コンクリートである。
【００１６】
これらおよびさらなる利点は、以下の説明から明らかになる。
【００１７】
説明中での図面への言及は、説明を補助するために用いる。実質的に同じまたは類似の対象物または対象物の一部分には、同じ参照符号が付されていることがある。図面は、本発明の例示的実施形態の単なる概略図にすぎない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】燃焼器固定部、主燃焼器、開始燃焼器、個々の冷却コイル、および冷却コイル構成、ならびに層材料を備える、本発明による冷却システムの構成を備える燃焼器保持装置の長手方向断面図である。
【図２】部分的に断面で示した炉の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の装置は、合成ガスを生成するのに適しており、噴流床ガス化装置に動作可能に接続されて配設されている１つまたは複数の燃焼器を含む装置の冷却の改善に、したがって設備の安全性の改善に役立つ。基本的に、本発明による燃焼器用の冷却システムを備える燃焼器保持装置は、１つまたは複数の燃焼器を取り巻く空間の冷却に役立ち、この空間は、燃焼器保持装置の炉に向いた面（以下「炉の上端面（Ｓｔｉｒｎｆｌａｅｃｈｅ）」と呼ぶ）から、好ましくはフランジとなる、１つまたは複数の燃焼器を保持するための装置まで広がる。提供される冷却によって、熱負荷を受ける構成要素の過熱を回避することができ、特に、フランジ・シールなどのシール、および燃焼器を保持するパイプに設けられた個々のフランジが、温度の低下によって過熱から保護され、フランジ、シール、および他の構成要素がそのような過熱によって損壊されないようにする。このような損壊により、実施される反応に関与するガスが漏れるおそれがある。そのようなガス漏れは、当業者に知られているように、大きな危険性をはらんでいる。さらに、温度の低下は、関連構成要素の材料を保護することにもなり、その結果、保守費用が低減される。
【００２０】
したがって、噴流床ガス化装置と結合され、それにより噴流床ガス化装置の正面に配置され、その位置で相応に保持装置によって保持される、燃焼器用の改良された冷却システムを提供するために、本発明によれば、この正面と燃焼器の最も高温の区域との両方を冷却する互いに独立した複数の冷却装置が提供される。ここで、内部に冷却装置が配置された燃焼器用保持装置を、「燃焼器保持装置」と呼ぶ。冷却装置として、互いに独立して動作する複数のパイプコイル冷却システムが提供される。したがって、合成ガスを生成するための設備であって、保持装置の中央に配置された１つの燃焼器を開始燃焼器として有し、複数の燃焼器をいわゆる主燃焼器として中心からずらして有し、これらの主燃焼器が場合によっては中央燃焼器から等距離で離隔されて配置されている設備に、中央燃焼器を冷却するためのいわゆる「内側冷却回路」と、中央からずらして配置された燃焼器を冷却するための外側冷却回路とを設けることができる。それにより、冷却用パイプコイルを巡る互いに独立した外側冷却回路と内側冷却回路を、以下で「下側部分」と呼ぶ燃焼器保持装置の一部分に設けることができる。
【００２１】
ここで、何らかの状況で冷却回路が故障した際に燃焼器保持装置全体で過熱が生じないように、開始燃焼器および主燃焼器など、異なる機能、例えば異なる出力を提供する異なる燃焼器が、互いに独立した冷却回路によって冷却されることが重要である。ただし、１つの冷却回路を、冷却目的で１つの燃焼器と上端面の一部分とに同時に割り当てることができる。すなわち、冷却回路は、いわば異なる区域を有し、すなわち水平区域と、燃焼器の周りにいわばカラーを形成する垂直区域とを有する。
【００２２】
したがって、冷却は、一方では、炉と燃焼器保持装置の界面を提供する面（上端面）内で行われ、他方では、例えば開始燃焼器および主燃焼器などの燃焼器が追加的にその下側領域内で冷却される。従来の燃焼器は、本質的にパイプとして実施され、少なくとも部分的な冷却によって既に十分に冷却することができ、そのような少なくとも部分的な冷却は、燃焼器の最も高温の領域の周り、すなわち炉側の燃焼器パイプ端部（以下、下端部と呼ぶ）の周りで、冷却パイプコイルによって行われる。その際、燃焼器保持装置の内部の燃焼器の全高に関して、燃焼器の下側３分の１のみを冷却すれば十分であることがあり、有利には、燃焼器の少なくとも下側５分の１、すなわち燃焼器高さの約２０％が冷却される。
【００２３】
別の燃焼器幾何形状では、温度が１８００℃までの区域が間接的に冷却される程度まで燃焼器に冷却コイルを巻くことが有意義である。その際、異なる燃焼器用の互いに別々に動作する冷却回路を形成する冷却コイルの巻付けは、冷却の隙間が生じないように巻き回される。そのような巻付けは、当業者に知られている。
【００２４】
個々の燃焼器の燃焼器冷却用のパイプコイルの長さ、すなわち、下側燃焼器部分の周りに巻き付いているパイプコイルの区域は、個々の冷却システム全体の全長の２０％よりも多くすることができる。主燃焼器の周りに配置されるパイプコイル冷却システムは、２つ以上の個別システムに分けることができる。燃焼器の下側部分でその案内管の周りにいわば「カラー」を形成する巻き付けられたパイプコイル区域は、開始燃焼器の案内管の周りに位置するカラーと同様に、すなわち炉の正面に位置するパイプコイル区域と同時に冷却される。したがって、有利には、閉じた冷却面が、炉の上端面に、かつ全ての燃焼器の下側区域に沿って設けられ、ここでカラーの高さは、互いに独立して選択することができる。さらに、有利には、燃焼器の下側領域の冷却が、互いに独立して配置された冷却回路によって同時に行われ、したがって１つの冷却回路が故障しても、提供されているさらなる冷却回路がその故障を補償することができるので、燃焼器保持装置全体の過熱を招くことはない。
【００２５】
システム全体の炉内部に面する側、および個々の燃焼器の下側部分を過熱から保護するために、個々の冷却システムの冷却コイル・システムは、外側冷却システムが炉の上面の冷却と主燃焼器の下側領域の冷却との両方を受け持つように構成される。したがって、有利には、本発明による燃焼器保持装置を備える冷却装置によって、従来技術で記載されているものよりも進歩した冷却が提供され、この装置はさらに、別々の冷却回路によって安全性を改善する。
【００２６】
本発明による例示的実施形態では、個々のパイプコイル冷却システムが、燃焼器保持装置の炉に向いた面と主燃焼器および開始燃焼器の下側領域との両方を冷却する。個々の燃焼器と上記の面の同時冷却により、パイプコイルの別個の保持が不要である、またはなくなるという構造上特別な利点が得られる。２つの冷却回路を使用するとき、冷却回路それぞれの面に隣接する区域およびカラーを形成する区域に対するパイプ長を同じにすることができ、それにより、一方の冷却システムが故障しても、依然として全冷却の５０％が提供される。
【００２７】
中央に配置された開始燃焼器では、例えば、開始燃焼器が冷却水用の給水および排水パイプも含めた内側冷却回路と共に１つの構造ユニットを形成するようにして冷却を行うことができる。
【００２８】
１つまたは複数の主燃焼器用の外側冷却システムは、本発明による燃焼器保持装置では、外装に固定することができ、この外装は、燃焼器の上端部にあるフランジ、いわゆる主フランジに固定される。この固定は、カラーまたは突出部に対して行うことができる。この外装は、燃焼器を保持するさらなる構成要素を受け入れるためにも使用され、これらの構成要素は、同様に温度制御に関して保護機能を受け持つ。
【００２９】
本発明によれば、システム内で生じる圧力の実質的な部分を吸収する燃焼器保持装置の主フランジ、およびさらなる構成要素が、以下の構成によって過熱から保護される。
【００３０】
熱伝導性材料からなる層および断熱性材料からなる層が、上記の外装の内側、フランジの下に設けられ、これらが多重に保護を提供する。いわゆるカラーが形成されるように冷却コイルを巻き付けた燃焼器の下側領域には、少なくとも１５００℃の使用温度を有し、すなわちこの温度までは耐火性を有し、非常に良好〜良好な熱伝導性を有する物質が鋳込まれる。この最下層に適した物質とみなされるのは、温度１０００℃で熱伝導率が５〜１５Ｗ／ｍＫである、主成分として炭化ケイ素を含む高密度キャスティング材、ならびに温度１０００℃で熱伝導率が３．０〜４．０Ｗ／ｍＫである、主成分として酸化アルミニウムおよび／または酸化クロムおよび／または二酸化ケイ素を含む高密度耐火性コンクリートである。この耐火性キャスティング材は、２．４〜３．６ｋｇ／ｌの密度を有することができる。好ましいキャスティング材は、２．５〜２．７ｋｇ／ｌの範囲の密度を有することができる。しかし、基本的には、そのような適切な耐火性物質または耐火コンクリートは、２．０〜４．０ｋｇ／ｌの密度を有することができる。
【００３１】
さらに、燃焼室側における燃焼器保持装置の冷却コイルには、ガス雰囲気および炉滓による腐食および化学的侵食から保護するために、発電所技術およびガス化技術の技術分野で一般的なスタッド固定、およびＳｉＣを含有する高い熱伝導率の適切なラミング材の施工を行うことができる。
【００３２】
主フランジの下で、燃焼器間の空間は、密度の低い熱絶縁性キャスティング材で充填され、この物質は、１．０〜２．０ｋｇ／ｌの範囲内の密度を有する。この物質としては断熱性および耐火軽量コンクリートがあり、これらは、熱伝導率が約０．１〜０．８Ｗ／ｍＫであり高い断熱性を有する。
【００３３】
主フランジにある熱絶縁性の高いキャスティング材の層と、燃焼器の下端部にある熱伝導率の高い材料の層の間の空間が、ばらの断熱性バルク材で充填され、これは、例えばシャモットまたは別の耐火れんがからなる耐火性を有する熱絶縁性の粒でよい。好ましい密度は、１ｋｇ／ｌ前後の範囲内にあり、耐火性は、少なくとも８００℃であるべきである。適切な粒径は、８〜１２ｍｍであり、直径約１０ｍｍの粒径が好ましい。
【００３４】
噴流床炉自体も同様に冷却ジャケットを有し、この冷却ジャケットは、上に向かって燃焼器保持装置まで、カラーのように上端面を取り囲むように延在する。このカラーは、いわば、燃焼器保持装置によって提供される冷却システムを取り囲む。本発明による装置では、冷却パイプを巻き付けた燃焼器保持装置の外側環状部分の高さが、それに対置する炉の冷却ジャケットの巻き付けられたカラーの高さに対応し、それにより、両方の冷却システムの間に環状間隙が生じる。この間隙は、冷却要素間、すなわち炉の冷却カラーと、燃焼器保持装置の巻き付けられた外側環状部分との間で、５〜５０ｍｍの間隙幅に調整することができる。
【００３５】
調整された環状間隙を、有利には連続的に不活性ガスで掃気し、それにより、環状間隙に侵入する反応ガスが全くまたはごく少量しか集まらず、腐食力を発揮できないようになる。したがって、環状間隙の不活性ガス掃気は、同様に燃焼器保持装置の保護にも役立つ。外に向けて、環状間隙には、耐火性の可撓性シーリングコード（Ｄｉｃｈｔｓｃｈｎｕｒ）からなるパッキングが詰められ、これらは、主成分が酸化アルミニウムおよび二酸化ケイ素からなる適切なセラミック繊維からなり、これらは、環状空間を掃気するため、および熱により引き起こされる冷却ジャケットと燃焼器保持装置の相対運動を防止するために不活性掃気ガスを流すのに十分な透過性を全体として保証する。
【００３６】
本発明によれば、燃焼器保持装置は、上述したように、ばらの断熱性バルク材料で充填され、圧延ジャケット、すなわち上記の外装によって、主フランジに対して境界を画され、圧延ジャケットは、主フランジのカラーにおいて、溝付きスタッドまたは別の固定装置によって保持される。このようにして、修理の際に、溝付きスタッドを取り外した後、ジャケットを下に向けて解体することができる。それにより、燃焼器保持装置から、ばらの断熱性バルク材料が落ち、冷却要素の交換は、冷却水パイプを取り外した後に問題なく可能である。
【００３７】
図１に、中央に配置された開始燃焼器４と中央からずらして配置された主燃焼器５において、外側冷却回路１と内側冷却回路２とを示し、内側冷却回路２は、開始燃焼器４に配置されたパイプコイル区域、すなわち開始燃焼器冷却区域３を有する。パイプコイル区域６は、主燃焼器５の下側領域の冷却を受け持つ。燃焼器保持装置７全体は、その構成要素が実質的に交換可能であり、炉システム８の上に配設され、圧力ノズルおよびパイプ９、１０を通して所要の冷却水量を給水および排水する働きもする。図１に示されるように、個々のシステムの冷却用の冷却水は、圧力ノズル９、１０、および主フランジ１１に溶接されたさらなるノズル（図示せず）を介して給水される。
【００３８】
中央に配置された開始燃焼器４の冷却は、燃焼器保持装置７のシステム全体の内側領域の冷却と開始燃焼器４の下側部分の冷却との両方を受け持つ冷却コイル・システムによって行われる。外側冷却回路１を提供するパイプコイル・システムは、全システムの主フランジ１１と固定接続された別個の外装１２に固定される。主フランジ１１は、異なる熱伝導率の材料からなる複数の構成要素から構成されたシステムによって、熱負荷が高くなりすぎないように保護され、このシステムは、中空空間を充填するためのばらの断熱性バルク材１７、熱伝導性の耐火コンクリート層１８、および熱絶縁性の耐火軽量コンクリート層１９を含む。
【００３９】
冷却コイルの区域は、燃焼器保持装置の外縁部に外側環状部１３を形成しながら、噴流床ガス化炉の正面から上に向かって、少なくとも外装１２の一部分に沿って延在し、上に延在する冷却コイルパイプの高さが、噴流床ガス化炉８の冷却ジャケットのカラー１４の高さに対応し、それにより、カラー１４と上に延在する冷却コイルパイプとの間に、間隙幅５〜５０ｍｍの環状間隙１５が形成される。
【００４０】
環状間隙１５は、燃焼器保持装置７の下端部にシーリングコード・パッキング２０を備え、これは、炉滓が環状間隙１５に侵入するのを妨げる。
【００４１】
図２に、燃焼器保持装置７を平面図で示す。３つの主燃焼器５が、１つの外側冷却回路１によって取り囲まれ、この冷却回路１は、冷却水給水ノズル９および１０によって給水される。開始燃焼器４は、内側冷却回路２によって取り囲まれ、これも同様に冷却水給水ノズル９および１０によって給水される。内側冷却回路２の一区域が、開始燃焼器冷却部分３である。
【００４２】
まとめると、提案した解決策を用いれば、個別の冷却回路循環によって過熱に対する安全性が改善されるという点で既に既存のシステムに対する実質的な改良が達成される。さらに、冷却に必要なパイプコイルの好適な構成配置が提供され、各パイプコイルに別々の保持装置は必要ない。さらに、有利には、冷却コイルまたは熱絶縁性材料など燃焼器保持装置の構成要素が交換可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１  主燃焼器用の外側冷却回路
２  開始燃焼器用の内側冷却回路
３  開始燃焼器冷却区域
４  開始燃焼器
５  主燃焼器
６  主燃焼器冷却区域
７  全体のシステム、燃焼器保持装置
８  噴流床炉
９  冷却水給水ノズル
１０  冷却水排水ノズル
１１  主フランジ
１２  燃焼器保持装置内の冷却装置の外装
１３  外側環状部
１４  冷却ジャケットの巻き付けられたカラー
１４’  炉の冷却ジャケット
１５  環状間隙
１６  環状空間
１７  熱絶縁性バルク材料
１８  熱伝導性の耐火コンクリート層
１９  熱絶縁性の耐火軽量コンクリート層
２０  シーリングコード・パッキング
【図１】
2011519987.tif 000003
【図２】
2011519987.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成22年5月15日(2010.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼器保持装置（７）を備えた噴流床ガス化炉（８）であって、
少なくとも２つの燃焼器（４、５）が、前記燃焼器保持装置（７）内に保持され、かつ前記燃焼器保持装置（７）を噴流床ガス化炉（８）に固定するフランジ（１１）を通って、さらに前記噴流床ガス化炉（８）の上端面で前記燃焼器保持装置（７）を通って前記噴流床ガス化炉内に延在しており、冷却装置が前記燃焼器保持装置（７）内に配置され、前記冷却装置が、少なくとも２つの互いに独立した冷却回路（１、２）を有し、異なる燃焼器（４、５）に異なる冷却回路（１、２）が少なくとも部分的に割り当てられ、それにより各燃焼器（４、５）が、前記上端面側の端部で前記冷却装置の区域によって取り囲まれ、前記上端面に少なくとも１つの冷却回路（１、２）が少なくとも部分的に冷却目的で割り当てられ、
前記フランジ（１１）の下で、前記燃焼器保持装置（７）の内部で上から下に、
熱伝導率が０．０２〜０．８Ｗ／ｍＫの範囲内である、少なくとも８００℃までの耐火性を有する熱絶縁性キャスティング材からなる層（１９）と、
少なくとも８００℃までの耐火性を有するバルク材料（１７）からなる層と、
熱伝導率が３〜１５Ｗ／ｍＫである、少なくとも１５００℃の耐火性を有する熱伝導性キャスティング材からなる層（１８）とが、前記燃焼器（４、５）を取り囲んでおり、
前記層（１８）が前記燃焼器（４,５）を、前記冷却装置の前記区域により取り囲まれた、前記燃焼器（４、５）の下側領域内で取り囲んでいる、噴流床ガス化炉（８）。
【請求項２】
互いに独立した前記冷却回路（１、２）が、冷却パイプコイルを備えること、および燃焼器の全高の少なくとも２０％が、冷却の隙間が生じないように、前記冷却コイルの一区域（３、６）によって取り囲まれることを特徴とする、請求項１に記載の噴流床ガス化炉（８）。
【請求項３】
少なくとも８００℃までの耐火性を有する熱絶縁性キャスティング材からなる前記層（１９）が、１．０〜２．０ｋｇ／ｌの範囲内、好ましくは１．０〜１．５ｋｇ／ｌの範囲内の密度を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の噴流床ガス化炉（８）。
【請求項４】
少なくとも８００℃までの耐火性を有する熱絶縁性キャスティング材からなる前記層（１９）が、耐火軽量コンクリートであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の噴流床ガス化炉（８）。
【請求項５】
少なくとも８００℃までの耐火性を有するバルク材料（１７）からなる前記層が、シュモッテ粒または別の耐火れんが粒であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の噴流床ガス化炉（８）。
【請求項６】
前記耐火性バルク材料粒（１７）が、直径８．０〜１２．０ｍｍの範囲内、好ましくは直径１０．０ｍｍの粒径を有することを特徴とする、請求項５に記載の噴流床ガス化炉（８）。
【請求項７】
前記熱伝導性層（１８）が、３〜１５Ｗ／ｍＫの範囲内、好ましくは５〜１５Ｗ／ｍＫの範囲内の高い熱伝導率と、２．０〜４．０ｋｇ／ｌの範囲内、好ましくは２．４〜３．６ｋｇ／ｌの範囲内、最も好ましくは２．５〜２．７ｋｇ／ｌの範囲内の密度とを有する耐火コンクリートであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つに記載の噴流床ガス化炉（８）。
【請求項８】
前記燃焼器保持装置（７）が円形断面を有すること、および第１の燃焼器が開始燃焼器（４）であり、前記開始燃焼器（４）が、前記燃焼器保持装置（７）内に長手方向に配置され、内側冷却回路（２）によって取り囲まれることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載の噴流床ガス化炉（８）。
【請求項９】
さらなる複数の燃焼器が、主燃焼器（５）として、前記開始燃焼器（４）から間隔を空けて配置され、少なくとも１つの外側冷却回路（１）に割り当てられることを特徴とする、請求項８に記載の噴流床ガス化炉（８）。
【請求項１０】
前記主フランジ（１１）の下面に形成されたカラーに固定されている外装、特に圧延ジャケット（１２）が、前記層に対する内部境界を画定することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一つに記載の噴流床ガス化炉（８）。
【請求項１１】
前記主燃焼器用の前記外側冷却システムが、前記外装（１２）に固定されていることを特徴とする、請求項９に記載の噴流床ガス化炉（８）。
【請求項１２】
前記冷却コイルの一区域が、前記燃焼器保持装置の外縁部で、前記噴流床ガス化炉の正面から上に、少なくとも前記外装（１２）の一部分に沿って延在し、上に延在する前記冷却コイルパイプの高さが、前記噴流床ガス化炉（８）の冷却ジャケット（１４’）のカラー（１４）の高さに対応し、それにより、前記カラー（１４）と上に延在する前記冷却コイルパイプとの間に環状間隙（１５）、特に間隙幅５〜５０ｍｍの環状間隙（１５）が設けられることを特徴とする、請求項２〜１１のいずれか一つに記載の噴流床ガス化炉（８）。
【請求項１３】
前記環状間隙（１５）に、耐火性の可撓性シーリングコード（２１）が、前記環状間隙（１５）を封止するように詰められることを特徴とする、請求項１２に記載の噴流床ガス化炉（８）。
【請求項１４】
少なくとも２つの互いに独立した前記冷却回路（１、２）の前記冷却パイプコイルの前記区域が同じ長さであることを特徴とする、請求項２〜１３のいずれか一つに記載の噴流床ガス化炉（８）。
【請求項１５】
前記冷却パイプコイルが、燃焼室に向いた側に、高い熱伝導率の耐火材料からなるコーティングを施されることを特徴とする、請求項２〜１４のいずれか一つに記載の噴流床ガス化炉（８）。
【請求項１６】
前記コーティングが、炭化ケイ素含有量が高い材料からなり、パイプ表面上に溶接された金属スタッドによって永久的に保持されることを特徴とする、請求項１５に記載の噴流床ガス化炉（８）。
【国際調査報告】
2011519987.tif 000005
2011519987.tif 000006
2011519987.tif 000007
2011519987.tif 000008
2011519987.tif 000009
2011519987.tif 000010
2011519987.tif 000011
2011519987.tif 000012