(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水冷壁で区画された放射冷却部と、前記放射冷却部の冷却空間を通過したガスと熱交換を行う伝熱管を含む対流伝熱部と、を有するボイラにおいて、
前記放射冷却部の水冷壁にショット鋼球群を衝突させ、該水冷壁に付着したダストを除去し、除去したダスト及び前記ショット鋼球群は、対流伝熱部と放射冷却部とが隣接して設けられたボイラ下部に連結され前記対流伝熱部のショットクリーニングの前記ショット鋼球群を回収する鋼球回収装置により分離回収され、前記ショット鋼球群を循環使用することを特徴としており、
前記ボイラ内に前記ショット鋼球群を噴射する噴射ノズルと、
前記噴射ノズルの先端に設けられ、気流搬送により搬送され前記噴射ノズルから噴射された前記ショット鋼球群の進路を、前記噴射ノズルの軸方向に対して任意の角度の方向に設定する衝突板と、を有し、
前記衝突板は、前記噴射ノズルの軸周りに回転可能に構成されており、
前記対流伝熱部の前記伝熱管に対して前記ショット鋼球群を落下させるショット球輸送配管から分岐して、前記噴射ノズルに向かって延びる分岐配管を有し、
管路切替により、前記ショット球輸送配管から前記分岐配管に流入した前記ショット鋼球群を、前記噴射ノズルから噴射する、クリーニングシステム。
【請求項２】
前記噴射ノズルは、前記放射冷却部の冷却空間内に進退可能となるように構成されている、請求項１記載のクリーニングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ボイラ付着ダスト除去のためのクリーニングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物処理施設では、廃棄物の燃焼熱を蒸気として回収し発電に利用するために、ボイラが設置されている。当該ボイラは、高温ガスを放射冷却する放射冷却部と、該放射冷却後のガスと熱交換を行う伝熱管を含む対流伝熱部とを備えている。放射冷却部の内側側面（水冷壁面）がダストで覆われている場合には、高温ガスを十分に抜熱できないため、発電効率の低下及び伝熱管の高温腐食が問題となる。また、対流伝熱部の伝熱管がダストで覆われている場合には、熱交換効率が低下するため発電効率が低下することが問題となる。以上のことから、放射冷却部及び対流伝熱部のダストを除去することが重要である。
【０００３】
本発明者らは、対流伝熱部の伝熱管のダストを除去する技術として、ショットクリーニング方式を具現化するに至っている。ショットクリーニング方式では、ショット球である鋼球が伝熱管の上部から散布され、自由落下する鋼球が伝熱管に衝突することにより、伝熱管のダストが払い落とされる。そして、ボイラから排出された鋼球及びダストが分離して回収され、回収された鋼球がショット球として再利用される（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１６７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方で、放射冷却部の内側側面のダスト除去については効果的な除去技術がなく、通常、人手により清掃されることによってダストが除去される。或いは、人手によらずにダスト除去を行う方法として、放射冷却部の天井部分に水噴射ノズルを吊り下げ、ノズルから水平方向に水を噴射しながらノズルを回転させることにより内側側面のダストを除去する方法がある。しかしながら、人手によりダスト除去を行う方法においては作業効率の悪化が問題となる。また、水噴射によりダスト除去を行う方法では、放射冷却部の天井部分にノズルを挿入するための空間を設けると共に、水噴射を行うための専用装置を取付ける必要があるため、設備構成が複雑になり設備コストが増大することが問題となる。
【０００６】
そこで、本開示は、低コスト且つ簡易な手法で、ボイラにおける放射冷却部のダストを除去することができるクリーニングシステム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】
【０００７】
本発明者らは、対流伝熱部の伝熱管のダスト除去に利用されているショットクリーニングシステムに着目し、該ショットクリーニングシステムを、放射冷却部の内側側面のダスト除去にも利用する技術を見い出した。
【０００８】
すなわち、本開示に係るクリーニングシステムは、水冷壁で区画された放射冷却部を有するボイラにおいて、放射冷却部の水冷壁にショット球を衝突させ、該水冷壁に付着したダストを除去する。
【０００９】
本開示に係るクリーニングシステムでは、放射冷却部の水冷壁のダストが、ショット球を衝突させることにより除去されている。これにより、従来から対流伝熱部のダスト除去に用いられているショットクリーニング設備を利用して、放射冷却部のダスト除去を低コスト且つ簡易な手法で行うことができる。
【００１０】
また、当該クリーニングシステムは、ボイラ内にショット球を噴射する噴射ノズルと、噴射ノズルの先端に設けられ、噴射ノズルから噴射されたショット球の進路を、噴射ノズルの軸方向に対して任意の角度の方向に設定する衝突板と、を有し、衝突板は、噴射ノズルの軸周りに回転可能に構成されていてもよい。これにより水冷壁に対して万遍なくショット球を衝突させることができ、ダストをより好適に除去することができる。
【００１１】
また、ボイラは、放射冷却部の冷却空間を通過したガスと熱交換を行う伝熱管を含む対流伝熱部を有し、クリーニングシステムは、対流伝熱部の伝熱管に対してショット球を落下させるショット球輸送配管から分岐して、噴射ノズルに向かって延びる分岐配管を有し、管路切替により、ショット球輸送配管から分岐配管に流入したショット球を、噴射ノズルから噴射してもよい。このように、対流伝熱部の伝熱管のダスト除去に用いる設備であるショット球輸送配管から、分岐配管を分岐させ、放射冷却部の水冷壁のダスト除去を行うことにより、放射冷却部のダスト除去を低コスト且つ簡易な手法で行うことができる。
【００１２】
また、噴射ノズルは、放射冷却部の冷却空間内に進退可能となるように構成されていてもよい。これにより、必要な場合にのみ噴射ノズルを設置する構成とでき、ボイラ運転中に１０００℃程度となる放射冷却部に噴射ノズルが常設されることを回避することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本開示によれば、低コスト且つ簡易な手法で、ボイラにおける放射冷却部のダストを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ショットクリーニングシステムを模式的に示した図である。
【図２】流路切替弁を示す断面図である。
【図３】方向変化機構を説明するための説明図である。
【図４】衝突板を説明するための説明図である。
【図５】図５（ａ）は対向する内側側面への鋼球衝突を模式的に示した図であり、図５（ｂ）は鋼球噴射側の内側側面への鋼球衝突を模式的に示した図である。
【図６】跳ね返りを利用した内側側面への鋼球衝突を模式的に示した図である。
【図７】図７（ａ）は噴射方向と交差する方向への鋼球衝突を模式的に示した図であり、図７（ｂ）は各方向の内側側面への鋼球衝突を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
［ショットクリーニングシステム］
まず、図１を参照して、本実施形態に係るショットクリーニングシステム１（クリーニングシステム）の概要を説明する。図１は、ショットクリーニングシステム１を模式的に示した図である。
【００１７】
ショットクリーニングシステム１は、例えば、高温ガスを蒸気として回収し発電を行うボイラ５０に適用される。ショットクリーニングシステム１では、ボイラ５０の伝熱管５２ａに鋼球６０（ショット球）を散布することにより、伝熱管５２ａに付着した粉状のダスト７０を除去する。更に、ショットクリーニングシステム１では、ボイラ５０の放射冷却空間５１ａに鋼球６０を噴射することにより、内側側面５１ｅ（水冷壁面）に付着したダスト７０を除去する（詳細は後述）。なお、本実施形態では、ボイラ５０は、廃棄物溶融炉（図示せず）における廃棄物の燃焼によって発生した高温ガスを回収し発電を行うものであるとして説明する。
【００１８】
図１に示されるように、ショットクリーニングシステム１は、ボイラ５０と、クリーニング部２と、を備えている。クリーニング部２は、放射冷却部５１の水冷壁に鋼球６０を衝突させ、水冷壁に付着したダストを除去する。クリーニング部２は、鋼球回収装置４０と、搬送ブロア８０と、ショット球輸送配管１０と、分岐配管２０と、噴射ノズル２１と、を備えている。
【００１９】
ボイラ５０は、廃棄物の燃焼によって発生した高温ガスを蒸気として回収し発電を行う。ボイラ５０は、放射冷却部５１と、対流伝熱部５２とを備える。放射冷却部５１は、上下方向に延びる側面（水冷壁）により区画された高温ガスの放射冷却空間５１ａ（冷却空間）を含む。対流伝熱部５２は、放射冷却空間５１ａを通過した高温ガスと熱交換を行う伝熱管５２ａを含む。
【００２０】
一例としてボイラ５０は、内側の断面積が一定の直胴部５０ａと、直胴部５０ａの下側に連なり、下方に向かうに従い内側の断面積が小さくなるテーパ部５０ｂとを含んで構成されている。直胴部５０ａの内面は角筒状を呈し、テーパ部５０ｂの内面は逆角錐形状を呈している。直胴部５０ａは、直胴部５０ａの上端から下端にかけて延びる仕切壁５３により、放射冷却部５１と対流伝熱部５２とに分断されている。テーパ部５０ｂは、放射冷却部５１及び対流伝熱部５２の下方において、それぞれと連通している。すなわち、放射冷却部５１及び対流伝熱部５２はテーパ部５０ｂを介して連通している。また、テーパ部５０ｂの下端と鋼球回収装置４０とは、供給シュート５０ｃにより互いに接続されている。これにより、ダスト７０の除去を目的として放射冷却部５１又は対流伝熱部５２に散布された鋼球６０は、テーパ部５０ｂから供給シュート５０ｃを介して、鋼球回収装置４０に流入する。
【００２１】
以下では、水平方向であって上述した放射冷却部５１及び対流伝熱部５２が隣り合う方向を横方向、該横方向及び上下方向（垂直方向）に交差する方向を奥行方向と記載する場合がある。
【００２２】
放射冷却部５１は、上下方向に延びる４つの側面により高温ガスの放射冷却空間５１ａが区画された部分である。放射冷却部５１は、上記４つの側面として、上述した仕切壁５３の表面と、該仕切壁５３に横方向で対向する側面５１ｓと、奥行き方向で互いに対向する側面（図示せず）とを有している。放射冷却部５１は、側面全面が水冷壁で構成されている。放射冷却部５１では、冷却媒体導入管の冷却媒体と高温ガスとの間で熱交換が行われることにより、高温ガスが冷却される。
【００２３】
放射冷却空間５１ａには、例えば側面５１ｓの上端側より、廃棄物の燃焼によって発生した高温ガスが流入する。当該高温ガスは、例えば９００℃〜１０００℃である。高温ガスは、放射冷却空間５１ａにおいて冷却されながら下方に流れ、テーパ部５０ｂに到達する。該テーパ部５０ｂにおいては、放射冷却部５１側（放射冷却空間５１ａ側）と対流伝熱部５２側とが仕切壁５３の下部空間で、互いに連通している。そのため、テーパ部５０ｂに到達した高温ガスは、テーパ部５０ｂにおいて対流伝熱部５２側に流れ込み、反転し上方に流れる。
【００２４】
対流伝熱部５２は、放射冷却空間５１ａを通過した高温ガスと熱交換を行う伝熱管５２ａを含む部分である。対流伝熱部５２は、上下方向に延びる４つの側面により高温ガスが通過する空間が区画されている。対流伝熱部５２は、上記４つの側面として、上述した仕切壁５３の表面と、該仕切壁５３に横方向で対向する側面５２ｓと、奥行き方向で互いに対向する側面（図示せず）とを有している。
【００２５】
対流伝熱部５２は、過熱器５２ｂと、蒸発器５２ｃと、節炭器５２ｄとを有しており、それぞれが伝熱管５２ａを含んで構成されている。テーパ部５０ｂにおいて反転し上方に流れる高温ガスは、過熱器５２ｂ、蒸発器５２ｃ、及び節炭器５２ｄを順に通過し、対流伝熱部５２の上方より、熱回収後の排ガスとして排出される。
【００２６】
鋼球回収装置４０は、放射冷却部５１又は対流伝熱部５２に散布された、ショットクリーニング用の鋼球６０を回収する。鋼球回収装置４０は、供給シュート５０ｃを介してボイラ５０のケーシングに連結されているので、高温ガス流に直接さらされることがない。このように、鋼球回収装置４０は、ボイラ５０を通過する高温ガスからの伝熱の影響を受けにくい位置に配置される。鋼球回収装置４０は、鋼球６０とダスト７０とを分離して回収し、次のクリーニング開始まで鋼球６０を貯留する。鋼球回収装置４０は、クリーニング開始タイミングになると、貯留した鋼球６０を切り出し、搬送ブロア８０により発生する空気流により鋼球６０を排出する。
【００２７】
鋼球回収装置４０は、篩部４１と、鋼球シュート４２と、鋼球タンク４３と、ダストシュート４４と、塊状シュート４５と、鋼球切出し装置４６と、を有している。篩部４１は、ボイラ５０から排出された鋼球６０及びダスト７０を篩にかけてそれぞれ排出する。鋼球シュート４２は、篩部４１の粗目篩から排出された鋼球６０を、下方の鋼球タンク４３に送り出す。鋼球タンク４３は、鋼球シュート４２により送り出された鋼球６０を貯留する。鋼球切出し装置４６は、鋼球タンク４３に貯留された鋼球６０を切り出し、ショット球輸送配管１０に排出する。ダストシュート４４は、篩部４１の細目篩から排出されたダスト７０を、鋼球回収装置４０の外部に排出する。塊状シュート４５は、篩部４１の粗目篩を通過しない塊状物を鋼球回収装置４０の外部に排出する。
【００２８】
搬送ブロア８０は、気流搬送用の気流をショット球輸送配管１０内に発生させる。搬送ブロア８０は、昇圧空気により、ボイラ５０から排出された鋼球６０をショット球輸送配管１０内において搬送する。より詳細には、搬送ブロア８０は、鋼球切出し装置４６から排出された鋼球６０を、ショット球輸送配管１０の噴射配管１０ｃ又は分岐配管２０の噴射ノズル２１まで気流搬送する。搬送ブロア８０は、ショット球輸送配管１０の一端と接続されており、該ショット球輸送配管１０の一端に昇圧空気を送り込むことにより、ショット球輸送配管１０内において鋼球６０を気流搬送する。
【００２９】
ショット球輸送配管１０は、搬送ブロア８０により気流搬送される鋼球６０を対流伝熱部５２の上方に移送し、対流伝熱部５２の上方から伝熱管５２ａに対して鋼球を落下させる配管である。ショット球輸送配管１０は、搬送ブロア８０の昇圧空気吹き出し口に接続されると共に横方向に延びる流入配管１０ａと、流入配管１０ａに連続すると共に上方に延びる配管１０ｂと、配管１０ｂの上端に連続すると共に横方向に延び側面５２ｓに接続される噴射配管１０ｃと、を有している。噴射配管１０ｃは、最上段の伝熱管５２ａよりも上方の側面５２ｓに接続されている。
【００３０】
流入配管１０ａには、鋼球切出し装置４６における鋼球６０の排出口が接続されている。配管１０ｂには、分岐配管２０が接続されている（詳細は後述）。また、噴射配管１０ｃは、より詳細には、側面５２ｓの開口（図示せず）に接続されており、先端の噴射口１０ｘが、対流伝熱部５２における高温ガスが通過する空間にまで延びている。そして、ボイラ５０には、ショット球輸送配管１０の噴射口１０ｘから噴射された鋼球６０に衝突し、鋼球６０を均一に分散させるための衝突板１１が更に設けられている。
【００３１】
衝突板１１は、例えば、鋼球６０の噴出方向と直交する水平回転軸１１ａと、該水平回転軸１１ａ周りに回転可能な板部１１ｂとを含んでいる。板部１１ｂは、例えばモータ（不図示）により、水平回転軸１１ａを軸として、鋼球６０に対する衝突角度が可変とされている。噴射口１０ｘから噴射された鋼球６０は、衝突板１１（より詳細には板部１１ｂ）に衝突して節炭器５２ｄに分散して落下する。衝突板１１の板部１１ｂを傾動させることにより、鋼球６０の噴出方向の分散が一様となる。節炭器５２ｄに散布された鋼球６０は、節炭器５２ｄ、蒸発器５２ｃ、及び過熱器５２ｂを順に通過し、払い落とされたダスト７０と共に、ボイラ５０の下部に集められる。ボイラ５０の下方には、上述したように、鋼球６０及びダスト７０を分離して回収する鋼球回収装置４０が設けられている。
【００３２】
分岐配管２０は、ショット球輸送配管１０から分岐されて、放射冷却部５１の側面５１ｓに向かって延びる配管である。分岐配管２０は、ショット球輸送配管１０から分岐され、連結されている。
【００３３】
配管２０ａにおける、ショット球輸送配管１０（詳細には、配管１０ｂ）からの分岐箇所には、鋼球６０の進路を切り替える流路切替弁９０（切替機構）が設けられている。流路切替弁９０は、配管２０ａ及び配管１０ｂの接続箇所において、鋼球６０の搬送経路を、配管１０ｂ及び配管２０ａの何れか一方に選択切替する構成である（図２）。
【００３４】
図２に示されるように、流路切替弁９０は、ケーシング９１と、ケーシング９１内で回転可能な弁体をなすベント管９２とを有している。ベント管９２は、一端が配管１０ｂに接続されると共に、ケーシング９１の中央に位置する回転軸Ｑ（奥行方向の回転軸）周りに回転可能なように、ケーシング９１内に納められている。流路切替弁９０は、ベント管９２の回転により、配管１０ｂ及び配管２０ａの何れか一方に鋼球６０を搬送する。すなわち、流路切替弁９０は、ベント管９２の回転により、鋼球６０の搬送経路を切り替えることができる。
【００３５】
図１に戻り、噴射ノズル２１は、配管２０ｂの端部（分岐配管２０の端部）に設けられ、側面５１ｓに交差する噴射方向に沿って鋼球６０をボイラ５０（詳細には、放射冷却空間５１ａ）内に噴射する。噴射ノズル２１は、スイベルジョイント等のジョイント２０ｊ（図３参照）を介して配管２０ｂの先端部分に接続されている。噴射ノズル２１の先端は、側面５１ｓの開口５１ｏ（図３参照）を貫通して放射冷却空間５１ａにまで達している。噴射ノズル２１は、例えば４０〜５０ｍ／ｓの速度で、鋼球６０を噴射する。
【００３６】
噴射ノズル２１は、放射冷却空間５１ａ内に進退可能となるように構成されている。より詳細には、噴射ノズル２１は、配管２０ｂに対して着脱可能とされており、配管２０ｂに対して取付けられた状態において先端が放射冷却空間５１ａ内に配置可能とされている。噴射ノズル２１を取付ける領域には専用の開孔又はマンホールＭＨ（図３参照）が形成されており、噴射ノズル２１の取付け時には、マンホールＭＨに噴射ノズル２１を挿入すると共に、ジョイント２０ｊを介して噴射ノズル２１と配管２０ｂとを接続する。マンホールＭＨにおける側面５１ｓの開口５１ｏと噴射ノズル２１との隙間から噴射散乱した鋼球６０が飛び出すことを回避すべく、開口５１ｏと噴射ノズル２１との間にはバッフルプレート等の阻止板６５（図３参照）が設けられている。
【００３７】
更に、ショットクリーニングシステム１は、噴射ノズル２１から噴射された鋼球６０の進行方向を変化させる方向変化機構３０を備えている。図３及び図４も参照しながら、方向変化機構３０の詳細を説明する。方向変化機構３０は、衝突板３１と、第１角度調節機構３２と、第２角度調節機構３３と、を有する。
【００３８】
衝突板３１は、噴射ノズル２１の先端に設けられ、噴射ノズル２１から噴射された鋼球６０の進路を、噴射ノズル２１の中心軸ＣＡ方向に対して任意の角度の方向に設定する。衝突板３１は、鋼球６０と衝突することにより鋼球６０の進行方向を変化させる。図３及び図４に示されるように、衝突板３１は、鋼球６０の噴射方向と直交する方向（より詳細には奥行方向）に延びる水平回転軸３１ａと、該水平回転軸３１ａ周りに回転可能な板部３１ｂと、該水平回転軸周りに回転可能な接続部３１ｃとを有している。板部３１ｂ及び接続部３１ｃは、水平回転軸３１ａを介して互いに接続されている。水平回転軸３１ａは、噴射ノズル２１における鋼球６０の噴射口２１ｘの先端に固定されている。衝突板３１では、水平回転軸３１ａを支点として板部３１ｂを回転させることにより、板部３１ｂと鋼球６０との衝突角度が変更可能とされている。接続部３１ｃは、一端が操作軸３２ａ（後述）の先端に接続され、他端が水平回転軸３１ａに接続されている。
【００３９】
第１角度調節機構３２は、鋼球６０の噴射方向に対する衝突板３１の傾斜角度を変更可能とする。第１角度調節機構３２は、操作軸３２ａと、ハンドル３２ｂと、止め部３２ｃ，３２ｄと、ねじ切り領域３２ｅと、締結部３２ｆとを有している。操作軸３２ａは、噴射ノズル２１の上方において、噴射ノズル２１の中心軸ＣＡと略平行に横方向に延びている。操作軸３２ａの先端と噴射ノズル２１の先端とは、横方向における位置が略一致している。操作軸３２ａにおける横方向の所定の領域には、全周に亘ってねじが切られたねじ切り領域３２ｅが形成されている。ねじ切り領域３２ｅの先端及び後端には、止め部３２ｃ，３２ｄが設けられている。
【００４０】
ねじ切り領域３２ｅには、操作軸３２ａの全周を囲う締結部３２ｆが設けられている。締結部３２ｆの内周面には、ねじが切られており、該締結部３２ｆの内周面と、操作軸３２ａのねじ切り領域３２ｅとが螺合している。また、操作軸３２ａの後端にはハンドル３２ｂが設けられている。ハンドル３２ｂを回転させることにより、操作軸３２ａが回転し、締結部３２ｆとねじ切り領域３２ｅとの螺合位置が変化する。これにより、横方向における操作軸３２ａの位置を変化させることができる。なお、締結部３２ｆがねじ切り領域３２ｅの両端において止め部３２ｃ，３２ｄにぶつかるため、操作軸３２ａの可動範囲は、締結部３２ｆと止め部３２ｃがぶつかる位置から、締結部３２ｆと止め部３２ｄがぶつかる位置までに限定されている。
【００４１】
ハンドル３２ｂを回転させることにより、操作軸３２ａの横方向の位置が変化するので、操作軸３２ａの先端に接続された、衝突板３１の接続部３１ｃが水平回転軸３１ａを支点として回転する。上述したように、水平回転軸３１ａには板部３１ｂも接続されているので、接続部３１ｃと共に、板部３１ｂも水平回転軸３１ａを支点として回転する。板部３１ｂが回転することにより、鋼球６０の噴射方向に対する板部３１ｂの傾斜角度が調節させる。このように、第１角度調節機構３２は、ハンドル３２ｂの回転に応じて、鋼球６０の噴射方向に対する板部３１ｂの傾斜角度を調節する。
【００４２】
第２角度調節機構３３は、噴射ノズル２１の中心軸ＣＡ（鋼球６０の噴射方向に沿う軸線）周りに衝突板３１を旋回可能とする。第２角度調節機構３３は、締結部３２ｆから垂直上方に延びる回転ハンドル３３ａと、締結部３２ｆから垂直下方に延びて噴射ノズル２１に接続される連結部３３ｂとを有している。回転ハンドル３３ａは、噴射ノズル２１周りに回転可能とされている。回転ハンドル３３ａは、締結部３２ｆ及び連結部３３ｂを介して噴射ノズル２１に接続されているので、回転ハンドル３３ａを噴射ノズル２１周りに回転させることにより、噴射ノズル２１が中心軸ＣＡ周りに回転する。また、衝突板３１（詳細には、水平回転軸３１ａ）は、噴射ノズル２１の先端に固定されているので、噴射ノズル２１に伴って中心軸ＣＡ周りに回転する。すなわち、衝突板３１は、中心軸ＣＡ周りに回転可能に構成されている。
【００４３】
上述した、方向変化機構３０による鋼球６０の進行方向変化について、図５〜７も参照しながら説明する。
【００４４】
図５（ａ）に示されるように、放射冷却部５１の側面５１ｓに交差する噴射方向に沿って放射冷却空間５１ａ内に噴射された鋼球６０は、衝突板３１の板部３１ｂに衝突して、更に、対向する仕切壁５３の内側側面５１ｅに衝突する。
【００４５】
また、図５（ｂ）に示されるように、図５（ａ）と比べて鋼球６０の噴射方向に対する板部３１ｂの傾斜角度を大きくすることによって、板部３１ｂに衝突した鋼球６０は、噴射ノズル２１が設けられている噴射側の側面である側面５１ｓの内側側面５１ｅに衝突する。このように、鋼球６０と板部３１ｂとの衝突角度を変化させることにより、噴射ノズル軸に対する鋼球６０の進行方向（角度）を変化させることができる。
【００４６】
また、図６に示されるように、鋼球６０と板部３１ｂとが衝突しないように、板部３１ｂの傾斜角度を設定してもよい。これにより、仕切壁５３の内側側面５１ｅのうち、噴射ノズル２１の水平方向の領域にも好適に鋼球６０を衝突させることができる。なお、図５（ａ）（ｂ）においては記載を省略しているが、図６に示されるように、鋼球６０は高速で噴射されるため、対向する側面間で跳ね返りを繰り返しながら、下方に落下する。
【００４７】
更に、図７（ａ）に示されるように、噴射ノズル２１及び衝突板３１を中心軸ＣＡ周りに回転させることにより、放射冷却空間５１ａを区画する４つの側面のうち、鋼球６０の噴射方向から見て左右方向の側面の内側側面５１ｅに対しても好適に鋼球６０を衝突させることができる。そして、噴射ノズル２１を回転させること、及び、噴射方向に対する板部３１ｂの傾斜角度を変化させることを行うことにより、図７（ｂ）に示されるように、放射冷却空間５１ａを区画する４つの側面の内側側面５１ｅの各領域に対して万遍なく鋼球６０を衝突させることができる。
【００４８】
［本実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態に係るショットクリーニングシステム１は、水冷壁で区画された放射冷却部５１を有するボイラ５０において、放射冷却部５１の水冷壁に鋼球６０を衝突させ、水冷壁に付着したダスト７０を除去する。
【００４９】
本開示に係るショットクリーニングシステム１では、放射冷却部５１の水冷壁のダスト７０が、鋼球６０を衝突させることにより除去されている。これにより、すでに対流伝熱部５２におけるダスト除去に用いられているショットクリーニング設備を利用して、放射冷却部５１のダスト除去を低コスト且つ簡易な手法で行うことができる。
【００５０】
また、ショットクリーニングシステム１は、ボイラ５０内に鋼球６０を噴射する噴射ノズル２１と、噴射ノズル２１の先端に設けられ、噴射ノズル２１から噴射された鋼球６０の進路を、噴射ノズル２１の軸方向に対して任意の角度の方向に設定する衝突板３１と、を有し、衝突板３１は、噴射ノズル２１の軸周りに回転可能に構成されている。これにより水冷壁に対して万遍なく鋼球６０を衝突させることができ、ダスト７０をより好適に除去することができる。
【００５１】
また、ボイラ５０は、放射冷却部５１の放射冷却空間５１ａを通過したガスと熱交換を行う伝熱管５２ａを含む対流伝熱部５２を有し、ショットクリーニングシステム１は、対流伝熱部５２の伝熱管５２ａに対して鋼球６０を落下させるショット球輸送配管１０から分岐して、噴射ノズル２１に向かって延びる分岐配管２０を有し、管路切替により、ショット球輸送配管１０から分岐配管２０に流入した鋼球６０を、噴射ノズル２１から噴射してもよい。このように、対流伝熱部５２の伝熱管５２ａのダスト除去に用いられている設備であるショット球輸送配管１０から、分岐配管２０を分岐させ、放射冷却部５１の水冷壁のダスト除去を行うことにより、従来から用いられている設備を利用して、放射冷却部５１のダスト除去を低コスト且つ簡易な手法で行うことができる。
【００５２】
より詳細には、本実施形態に係るショットクリーニングシステム１は、上下方向に延びる側面により区画されたガスの放射冷却空間５１ａを含む放射冷却部５１と、放射冷却空間５１ａを通過したガスと熱交換を行う伝熱管５２ａを含む対流伝熱部５２と、を有するボイラ５０と、気流搬送された鋼球６０を対流伝熱部５２の上方に移送し、対流伝熱部５２の上方から伝熱管５２ａに対して鋼球６０を落下させるショット球輸送配管１０と、ショット球輸送配管１０から分岐されて、放射冷却部５１の側面５１ｓに向かって延びる分岐配管２０と、分岐配管２０の端部に設けられ、側面５１ｓに交差する噴射方向に沿って鋼球６０を放射冷却空間５１ａ内に噴射する噴射ノズル２１と、を備える。
【００５３】
このショットクリーニングシステム１では、ショット球輸送配管１０が、気流搬送された鋼球６０を対流伝熱部５２の上方まで移送している。また、ショット球輸送配管１０から分岐された分岐配管２０が放射冷却部５１の側面５１ｓに向かって延びている。ショット球輸送配管１０内には、鋼球６０を対流伝熱部５２の上方まで気流搬送するための空気（昇圧空気）が流れている。このため、ショット球輸送配管１０から分岐された分岐配管２０では、当該昇圧空気により鋼球６０が気流搬送される。そして、分岐配管２０の端部に設けられた噴射ノズル２１では、当該昇圧空気により、側面５１ｓに交差する噴射方向に鋼球６０が噴射される。側面５１ｓから噴射された鋼球６０は、例えば上方から落下する鋼球６０と比較して、放射冷却部５１の内側側面５１ｅに衝突し易い。このことにより、放射冷却部５１の内側側面５１ｅに付着したダスト７０を好適に除去することができる。そして、当該ショットクリーニングシステム１が、対流伝熱部５２の伝熱管５２ａのダスト７０除去に導入されている設備である場合には、ショット球輸送配管１０から、分岐配管２０を分岐させることにより、放射冷却部５１の内側側面５１ｅのダスト除去を行うことができる。この場合、放射冷却部５１のダスト７０除去を低コスト且つ簡易な手法で行うことができる。
【００５４】
また、ショットクリーニングシステム１は、噴射ノズル２１から噴射された鋼球６０の進行方向を変化させる方向変化機構３０を更に備えている。これにより、放射冷却空間５１ａを区画する内側側面５１ｅに対して万遍なく鋼球６０を衝突させることができ、ダスト７０をより好適に除去することができる。
【００５５】
また、ショットクリーニングシステム１では、方向変化機構３０が、鋼球６０の進路に設けられた衝突板３１と、鋼球６０の噴射方向に対する衝突板３１の傾斜角度を変更可能とする第１角度調節機構３２と、を有している。鋼球６０に対する衝突板３１の衝突角度を調整することで、内側側面５１ｅの様々な箇所に容易に鋼球６０を衝突させることができる。
【００５６】
また、ショットクリーニングシステム１では、方向変化機構３０が、中心軸ＣＡ周りに衝突板３１を旋回可能とする第２角度調節機構を有している。衝突板３１が中心軸ＣＡ周りに回転することにより、衝突板３１の傾斜角度に加えて衝突板３１の旋回角度を調節することができるので、内側側面５１ｅに対してより万遍なく鋼球６０を衝突させることができる。
【００５７】
また、ショットクリーニングシステム１では、噴射ノズル２１が、放射冷却部５１の放射冷却空間５１ａ内に進退可能となるように構成されている。これにより、必要な場合にのみ噴射ノズル２１を設置する構成とでき、ボイラ５０の運転中に１０００℃程度となる放射冷却部５１に噴射ノズル２１が常設されることを回避することができる。
【００５８】
また、ショットクリーニングシステム１は、ショット球輸送配管１０及び分岐配管２０の接続箇所において、鋼球６０の進路を切り替える流路切替弁９０を備える。このように、ショット球輸送配管１０への鋼球搬送と分岐配管２０への鋼球搬送とを切り替えることにより、従来対流伝熱部５２のダスト７０除去に利用されていたショットクリーニングシステム１を、放射冷却部５１のダスト７０除去にも適切に利用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１…ショットクリーニングシステム（クリーニングシステム）、１０…ショット球輸送配管、２０…分岐配管、２１…噴射ノズル、３１…衝突板、５０…ボイラ、５１…放射冷却部、５１ａ…放射冷却空間（冷却空間）、５２…対流伝熱部、５２ａ…伝熱管、６０…鋼球（ショット球）。
【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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【図６】
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【図７】
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