(57)【要約】【課題】  ボイラ周辺の空間を有効に利用でき、かつダクトの建設コストを削減できる火力発電装置を提供すること。【解決手段】  火力発電装置１０は、ボイラ１１と、このボイラ１１を支持するための支柱１２ｃ，１２ｄとを備え、支柱１２ｃ，１２ｄの内部には、ボイラ１１の周囲の空気を取り込んでボイラ１１に送り出すための給気経路Ａが設けられており、支柱１２ｃ，１２ｄと給気経路Ａとが兼用化されているため、ボイラ１１の周囲の空気をボイラ１１に送り込むダクトを支柱１２ｃ，１２ｄとは別に設ける必要がない。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラと、このボイラを支持するための支柱とを備え、
前記支柱の内部には、前記ボイラの周囲の空気を取り込んで前記ボイラに送り出すための給気経路が設けられていることを特徴とする火力発電装置。
【請求項２】
前記支柱は中空のコンクリート柱であることを特徴とする請求項１記載の火力発電装置。
【請求項３】
前記支柱は、鉄骨によって形成されていることを特徴とする請求項１記載の火力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の火力発電装置においては、ボイラ表面からの放射熱によって暖められた空気をボイラ建屋上部から回収し、燃焼用空気として利用することでボイラ効率の向上を図っている。
また、従来の火力発電装置として、例えば、ボイラの輻射熱で加熱されたバーナー付近を囲むように仕切られた空間を備え、この空間内の高温の空気を、ダクトを介してボイラの燃焼用空気送込装置に取込ませて燃焼用空気として利用したものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−６８３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来の火力発電装置において、ボイラ建屋内の空気はボイラ建屋の上部であるほど高温のため、高温の空気を燃焼用空気として利用するために、燃焼用空気を吸込むダクトをボイラの上部、好ましくはボイラの最上部から設置する必要がある。また、燃焼用空気をボイラに送り込むための送風機がボイラの底部付近に設置されるため、そのダクトをボイラの底部付近まで設置する必要がある。すなわち、燃焼用空気を吸込むダクトをボイラの上部から底部まで設置することとなる。その結果、ボイラ周辺の空間をダクトが占める割合が大きくなり、ボイラ周辺の空間利用の制約が大きくなるだけでなく、ダクトの建設コストが増大してしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ボイラ周辺の空間を有効に利用でき、かつダクトの建設コストを削減できる火力発電装置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】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。すなわち本発明に係る火力発電装置は、ボイラと、このボイラを支持するための支柱とを備え、前記支柱の内部には、前記ボイラの周囲の空気を取り込んで前記ボイラに送り出すための給気経路が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、支柱の内部に給気経路が設けられていることで、支柱と給気経路とが兼用化されているため、ボイラの周囲の空気をボイラに送り込むダクトを支柱とは別に設ける必要がない。
【０００６】
また、本発明に係る火力発電装置において、前記支柱は中空のコンクリート柱であることを特徴とする。
本発明によれば、支柱が中空のコンクリート柱であることで、コンクリート柱の内部を給気経路として利用可能となる。
【０００７】
また、本発明に係る火力発電装置において、前記支柱は鉄骨によって形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、支柱が鉄骨によって形成されていることで、鉄骨を適当に組立てて支柱を自由に形成することが可能となるため、支柱の内部に給気経路を配置するための空間を確保するように鉄骨を組立てることが可能となる。そのため、その空間内に給気経路を配置することで、支柱と給気経路とが兼用化されることとなる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の火力発電装置によれば、支柱と給気経路とが兼用化され、ボイラの周囲の空気をボイラに送り込むダクトを支柱とは別に設ける必要がないので、ボイラ周辺の空間を有効に利用することができ、かつダクトの建設コストを削減することができる。
【０００９】
本発明の火力発電装置によれば、コンクリート柱の内部を給気経路として利用可能となるので、ボイラ周辺の空間を有効に利用することができ、かつダクトの建設コストを削減することができる。
【００１０】
本発明の火力発電装置によれば、支柱の内部に給気経路を配置するための空間を確保するように鉄骨を組立てその空間内に給気経路を配置することで、支柱と給気経路とが兼用化され、ボイラの周囲の空気をボイラに送り込むダクトを支柱とは別に設ける必要がないので、ボイラ周辺の空間を有効に利用することができ、かつダクトの建設コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明における第１の実施の形態を示す図であって、本発明を適用した火力発電装置を示す図である。
火力発電装置１０は、下部にバーナ１１ａを設けたボイラ１１と、ボイラ１１を支持するための支柱１２とを備えている。ボイラ１１は、後述する梁１８に吊設されており、バーナ１１ａの炎１１ｂによってボイラ１１内の水が加熱され、発電用の高温高圧蒸気が生成される。支柱１２は、中空のコンクリート製の四角柱であり、ボイラ１１の外側に４本基礎Ｇに立設されている。ここで、図１における左側を前側、右側を後側とすると、前側の２本の支柱１２を支柱１２ａ，１２ｂとし、後側の支柱１２を支柱１２ｃ，１２ｄとする。
後側の支柱１２ｃ，１２ｄの上部にはそれぞれ、ボイラ１１の表面からの放射熱によって暖められた高温の空気を回収するための空気回収口１３ｃ，１３ｄが設けられている。すなわち、後側の支柱１２ｃ，１２ｄの内部には、高温の空気を回収して通過させる給気経路Ａが形成されている。
【００１２】
また、後側の支柱１２ｃ，１２ｄの下部には、それぞれダクト１４が取付けられている。このダクト１４は、支柱１２ｃ，１２ｄ内に回収された高温の空気を送風する送風機１５及び火力発電装置１０の下方かつ外部に配置された熱交換器１６を通過して、バーナ１１ａに接続されている。
ボイラ１１の上部には、ボイラ１１内で生成された燃焼ガスを排気するためのダクト１７が取付けられている。このダクト１７は、熱交換器１６を通過して、図示しない煙突等の排気口に接続されている。
【００１３】
支柱１２の上部には、支柱１２に両端を支持された梁１８が、隣接する支柱１２ａ〜１２ｄ間にそれぞれ架設されている。また、梁１８の上部には、前後方向に延在するようにトップガーダ１９が２本平行に離間して架設されている。これらトップガーダ１９は、ボイラ１１を吊下げている梁１８の一部にかかるボイラ１１の自重を梁１８全体に均等に分散させるための構造部材である。
【００１４】
上記の構成からなる火力発電装置１０において、ボイラ１１によって暖められた高温の空気が、後側の支柱１２ｃ，１２ｄ及びダクト１４を通過してバーナ１１ａに送られ、ボイラ１１内の水の加熱に利用される。すなわち、火力発電装置１０は以下のように機能する。
【００１５】
ボイラ１１内の水がバーナ１１ａによって加熱されると、発電用の高温高圧蒸気が生成される。ボイラ１１内部でのバーナ１１ａの燃焼に伴い、ボイラ１１表面全体から熱が放射され、この放射熱によってボイラ周囲の空気が暖められる。暖められた空気は上昇してボイラ１１の上部に滞留する。したがって、ボイラ１１の上部周囲の空気温度が最も高くなるため、これを燃焼用空気として取り込む。この高温の空気が、支柱１２ｃ，１２ｄの下部に設置された送風機１５が作動することによって、ボイラ１１の後側の支柱１２ｃ，１２ｄの空気回収口１３ｃ，１３ｄから支柱１２ｃ，１２ｄの内部に回収される。その後、高温の空気は、支柱１２ｃ，１２ｄの内部を通過して、送風機１５によってダクト１４に送られる。
【００１６】
一方、ボイラ１１の上部に到達した燃焼ガスは、ボイラ１１の上部に取付けられたダクト１７に送られ、火力発電装置１０の下方かつ外部に配置された熱交換器１６を通過して、排気口から排気ガスとして排出される。このとき、燃焼ガスに含まれる熱が熱交換器１６を介してダクト２４内を通過する空気に伝達され、ダクト１４内を通過する空気の温度を上昇させる。
したがって、ダクト１４内を通過する空気は、熱交換器１６を通過する際に温度が上昇して、各バーナ１１ａに送られる。そして、ボイラ１１内の水がバーナ１１ａによって加熱されることとなる。
【００１７】
この場合、支柱１２ｃ，１２ｄが中空のコンクリート製の四角柱であり、その支柱１２ｃ，１２ｄの内部が給気経路Ａを有していることで、支柱１２ｃ，１２ｄがダクトと兼用化されているため、ボイラ１１の周囲に存在する高温の空気をボイラ１１に送り込むダクトを、支柱１２ｃ，１２ｄとは別に設ける必要がない。したがって、従来においてボイラ１１の周辺にダクトを設けていた空間を有効に利用することができる。また、従来において取付けられていたダクトを取付けないことで、ダクトの建設コストを削減することができる。
【００１８】
図２は、本発明における第２の実施の形態を示す図であって、本発明を適用した火力発電装置を示す図である。
図２においては、上記第１の実施の形態における図１と同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００１９】
火力発電装置２０は、下部にバーナ１１ａを設けたボイラ１１と、ボイラ１１を支持するための支柱２１とを備えている。支柱２１は、トラス構造に配置された鉄骨により形成され、ボイラ１１の外側に４本基礎Ｇに立設されている。これら支柱２１は、後述する給気経路としてのダクト２２を内部に配置するための空間を確保するように鉄骨が組立てられている。ここで、図２における左側を前側、右側を後側とすると、前側の２本の支柱２１を支柱２１ａ，２１ｂとし、後側の支柱２１を支柱２１ｃ，２１ｄとする。また、支柱２１の強度を確保するために、隣接する支柱２１ａ〜２１ｄそれぞれの中央部を連結するように接合した４本の中間梁２１ｅが設けられている。なお、これら中間梁２１ｅは、支柱２１ａ〜２１ｄと同様にトラス構造に配置された鉄骨により形成されており、支柱２１ａ〜２１ｄそれぞれに溶接によって接合されている。
【００２０】
後側の支柱２１ｃ，２１ｄの内部にはそれぞれ空間が確保され、中空の四角柱に形成されたダクト２２ｃ，２２ｄがそれぞれ配置されている。なお、このダクト２２ｃ，２２ｄの外面が支柱２１ｃ，２１ｄに接していてもよく、すなわち、支柱２１ｃ，２１ｄの内側に平板を貼付けることによってダクト２２ｃ，２２ｄが形成されてもよい。
ダクト２２ｃ，２２ｄの上部にはそれぞれ、ボイラ１１の表面からの放射熱によって暖められた高温の空気を回収するための空気回収口２３ｃ，２３ｄが設けられている。
【００２１】
また、ダクト２２ｃ，２２ｄの下部には、それぞれダクト２４が取付けられている。このダクト２４は、ダクト２２ｃ，２２ｄに回収された高温の空気を送風する送風機２５及び火力発電装置１０の下方かつ外部に配置された熱交換器１６を通過して、バーナ１１ａに接続されている。
【００２２】
支柱２１の上部には、支柱２１に両端を支持された梁２６が、隣接する支柱２１ａ〜２１ｄ間にそれぞれ架設されている。これら梁２６は、ボイラ１１を吊下げており、梁２６の一部にかかるボイラ１１の自重を梁２６全体及び支柱２１ａ〜２１ｄに分散させるための構造部材である。
【００２３】
上記の構成からなる火力発電装置２０において、ボイラ１１によって暖められた高温の空気が、後側の支柱２１ｃ，２１ｄに設けられたダクト２２ｃ，２２ｄ及びダクト２４を通過してバーナ１１ａに送られ、ボイラ１１内の水の加熱に利用される。すなわち、火力発電装置２０は以下のように機能する。
【００２４】
ボイラ１１内の水がバーナ１１ａによって加熱されると、ボイラ１１内部でのバーナ１１ａの燃焼に伴い、ボイラ１１表面全体から熱が放射され、この放射熱によってボイラ周囲の空気が暖められる。暖められた空気は上昇してボイラ１１の上部に滞留する。したがって、ボイラ１１の上部周囲の空気温度が最も高くなるため、これを燃焼用空気として取り込む。この高温の空気が、支柱２１ｃ，２１ｄの下部に設置された送風機２５が作動することによって、ボイラ１１の後側の支柱２１ｃ，２１ｄに設けられたダクト２２ｃ，２２ｄの空気回収口２３ｃ，２３ｄからダクト２２ｃ，２２ｄの内部に回収される。その後、高温の空気は、ダクト２２ｃ，２２ｄの内部を通過して、送風機２５によってダクト２４に送られる。
【００２５】
一方、ボイラ１１の上部に到達した燃焼ガスは、ボイラ１１の上部に取付けられたダクト１７に送られ、火力発電装置２０の下方かつ外部に配置された熱交換器１６を通過して、排気口から排気ガスとして排出される。このとき、燃焼ガスに含まれる熱が熱交換器１６を介してダクト２４内を通過する空気に伝達され、ダクト２４内を通過する空気の温度を上昇させる。
したがって、ダクト２４内を通過する空気は、熱交換器１６を通過する際に温度が上昇して、各バーナ１１ａに送られる。そして、ボイラ１１内の水がバーナ１１ａによって加熱されることとなる。
【００２６】
この場合、支柱２１が鉄骨によって形成されていることで、鉄骨を適当に組立てて支柱２１を自由に形成することが可能となるため、後側の支柱２１ｃ，２１ｄの内部にダクト２２ｃ，２２ｄを配置するための空間を確保するように鉄骨を組立てることが可能となる。そのため、その空間内にダクト２２ｃ，２２ｄを配置することで、後側の支柱２１ｃ，２１ｄとダクト２２ｃ，２２ｄとが兼用化されることとなる。
したがって、この第２の実施の形態においてもボイラ１１の周囲の空気をボイラ１１に送り込むダクトを支柱２１とは別に設ける必要がないので、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
また、支柱２１が鉄骨によって形成されていることで、支柱２１の重量が低減されるため、火力発電装置２０全体の重量が低減されるので、火力発電装置２０の建設コストの低減することができる。さらに、このような火力発電装置２０全体重量の低減は、基礎Ｇにかかる荷重を低減することとなるので、地盤沈下等の基礎Ｇへの影響を抑制することができる。
また、支柱２１が鉄骨によって形成されていることで、支柱２１を製作する際、中間梁２１ｅを含め支柱２１を工場で容易にブロック化できるため、製作、輸送及び据付を容易に行うことができ、すなわち大幅な施工工期の短縮を図ることができる。
【００２８】
なお、上記第１の実施の形態において、支柱１２ｃ，１２ｄの給気経路としての機能はいずれか一方のみでもよい。また、上記第２の実施の形態においても同様に、ダクト２２ｃ，２２ｄは、いずれか一方のみ設置されてもよい。ただし、この場合、ボイラ１１の外部に存在する高温の空気を回収する容量を十分確保する必要がある。
また、上記第１の実施の形態において、支柱１２ｃ，１２ｄの形状は内部に給気経路が確保されかつ構造上十分安全であれば、それらの形状が中空の四角柱ではなく、例えば円筒であってもよい。
また、上記第２の実施の形態において、ダクト２２ｃ，２２ｄの形状は、中空の四角柱ではなく、例えば円筒であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明における第１の実施の形態に係る火力発電装置の概略構成図である。
【図２】本発明における第２の実施の形態に係る火力発電装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  火力発電装置
１１  ボイラ
１２ｃ，１２ｄ  支柱
Ａ  給気経路
２０  火力発電装置
２１  支柱
２２ｃ，２２ｄ  ダクト（給気経路）
【図１】
2005282875.tif 000003
【図２】
2005282875.tif 000004