(57)【要約】【課題】本発明は、焼却設備のボイラにおいて発生される熱によって過熱蒸気をもたらすための方法を提供する。【解決手段】予過熱蒸気が複数の最終過熱器管（２４）の形状で存在する最終過熱器（２２）へ供給され、最終加熱器管を通して、予加熱蒸気が案内されると共にその過程で最終的に過熱され、最終過熱器管（２４，２４’，２４”）は、ボイラ（３）の壁要素（２８）及びボイラ（３）内に配置される隔壁（３０）の少なくとも一方内に形成される少なくとも一つの空洞（２６，２６’，２６”）内において少なくとも部分的に配置され、空洞は、耐火性材料層（３４）を介して少なくとも部分的にボイラ側を塞がれ、空洞を燃焼中に放出される燃焼排気が通る。本発明により、空洞（２６）は、二次媒体を通して流し、二次媒体は、その過程で耐火性材料層（３４）を介する燃焼排気からの熱伝達を介して加熱される。このように加熱される二次媒体は、二次媒体供給管（４４）を介して二次熱交換器（４２）へ供給される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却設備（２；２０１）のボイラ（３）において発生する熱によって過熱蒸気をもたらすための方法であって、
予過熱蒸気が複数の最終過熱器管（２４）の形状で存在する最終過熱器（２２）へ供給され、前記最終加熱器管を通して、前記予加熱蒸気が、案内されると共に、その過程で最終的に過熱され、前記最終過熱器管（２４，２４’，２４”）は、前記ボイラ（３）の壁要素（２８）及び前記ボイラ（３）内に配置される隔壁（３０）の少なくとも一方内に形成される少なくとも一つの空洞（２６，２６’，２６”）内において少なくとも部分的に配置され、前記空洞は耐火性材料層（３４）を介して少なくとも部分的にボイラ側を塞がれ、燃焼中に放出される燃焼排気が前記空洞を通る方法において、
前記空洞（２６）には二次媒体が流れ、該二次媒体はその過程で前記耐火性材料層（３４）を介する前記燃焼排気からの熱伝達を介して加熱され、このように加熱される前記二次媒体が二次媒体供給管（４４）を介して二次熱交換器（４２）へ供給されることを特徴とする方法。
【請求項２】
好ましくは過熱される蒸気が前記最終加熱器（２２）へ供給される前に、前記二次熱交換器（４２）において、熱は前記二次媒体から前記過熱される蒸気へ伝達されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記過熱される蒸気の温度は、前記二次熱交換器（４２）の熱伝達を介して最高で約５０°Ｃだけ上昇することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記予過熱蒸気は、前記焼却設備の前記ボイラ（３）内、特に、前記ボイラの対流通路（１４）内に配置される少なくとも一つの過熱器（１６１，１６２，１６３）によって発生させられることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記二次媒体は、実質的に、前記最終過熱器管（２４）に関して腐食させる物質ではなく、好ましくは、空気であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記二次媒体に含まれる熱の伝達が前記二次熱交換器において行われた後に、前記二次媒体は、少なくとも部分的に、前記空洞（２６，２６’，２６”）へ戻されることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記最終過熱器管（２４）の少なくとも一部が配置される壁要素（２８）及び隔壁（３０）の少なくとも一方は、前記ボイラ（３）の輻射部（９）に配置されることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記ボイラ（３）の前記輻射部（９）には、少なくとも一つの注入面（１１）に配置される注入ノズル（１２）が与えられ、前記最終過熱器管（２４）の少なくとも一部が配置される前記壁要素（２８）は、最上の前記注入面（１１）より上側の前記輻射部（９）内に配置されることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記最終過熱器管（２４）の少なくとも一部が配置される前記壁要素（２８）及び前記隔壁（３０）の少なくとも一方は、前記燃焼排気の温度が６００°Ｃから１２００°Ｃである前記ボイラ（３）の一部に配置されることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
最終過熱後において、前記過熱蒸気は、３５０°Ｃから６５０°Ｃ、好ましくは、４００°Ｃから６００°Ｃ、さらに好ましくは、４５０°Ｃから５５０°Ｃの範囲内の温度で、４〜１５ＭＰａの範囲内の圧力で存在することを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
蒸発器を形成する連壁蒸発器（３６）は、前記壁要素（２８）及び前記隔壁（３０）の少なくとも一方内に追加的にはめ込まれることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記空洞は、前記連壁蒸発器（３６）へ付けられる前記壁要素（２８）及び前記隔壁（３０）の少なくとも一方の断熱層（３２）と、前記断熱層（３２）から離間して配置される耐火性材料層（３４）との間に形成される請求項１〜１１の何れか一項に記載の方法。
【請求項１３】
焼却設備（２；２０１）のボイラ（３）において発生される熱によって過熱蒸気をもたらすための装置であって、
予過熱蒸気を最終的に過熱するための最終過熱器（２２）を具備し、該最終過熱器は、複数の最終過熱器管（２４）の形状で存在し、該最終過熱器管は、壁要素（２８）及び隔壁（３０）の少なくとも一方内に形成される空洞（２６）内において少なくとも部分的に配置され、該空洞は、耐火性材料層（３４）を介して少なくとも部分的に一方側を塞がれる装置において、
追加的に、二次媒体供給管（４４）を介して前記空洞（２６）へ流れ接続される二次熱交換器（４２）を具備することを特徴とする装置。
【請求項１４】
好ましくは前記予過熱蒸気が前記最終加熱器（２２）へ供給される前に、前記二次熱交換器（４２）は、前記二次媒体からの熱を前記予過熱蒸気へ伝達するように形成されることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載された装置（２０）を具備する焼却設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段による焼却設備のボイラにおいて発生する熱によって過熱蒸気をもたらすための方法に関する。本発明は、さらに、請求項１３の前段による焼却設備のボイラにおいて発生する熱によって過熱蒸気をもたらすための装置及びこのような装置を具備する焼却設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼却設備は、当業者に公知であり、例えば、ごみの焼却のために使用されることができる。このような焼却設備は、一般的に、燃焼されることが意図される物質を燃焼するための燃焼室と、燃焼排気の流れ方向において燃焼室に隣接するボイラ通路と、を具備するボイラを有する。
【０００３】
ボイラ通路には、一方で燃焼中に放出される熱エネルギの最大可能割合を有利に回収するように、他方で高温燃焼排気によって影響される焼却設備の構成要素及び燃焼排気自身を冷却するように形成される熱交換器が、少なくとも部分的に配置される。
【０００４】
一般的に、これらの熱交換器において、水が、熱交換流体として、液体状態又は気体状態で使用される。水が使用されるときにもたらされる蒸気は、例えば、電力を発生するのに使用されることができる。
【０００５】
この場合において、電力を発生するための蒸気の発生は、大体において、三段階で実施される。第一段階において、水が、蒸発温度に一致する最大値まで液体状態で加熱される。第二段階において、水は、蒸発させられ、こうして、この場合において、温度上昇することなく液体状態から気体状態とされる。第三段階において、蒸気は、次いで、過熱され、すなわち、最終的に、発電のための蒸気タービンへ供給される前に、蒸発温度より高い温度へさらに加熱される。
【０００６】
これらの三段階、予加熱、蒸発、及び、過熱により、焼却設備は、異なる熱交換器を有する。蒸発のために形成される蒸発器は、しばしば、連壁の形状、すなわち、板材によって互いにしっかりと接続される管のように形成される一方で、予加熱及び過熱のために形成される予加熱器及び過熱器は、一般的に、水平式熱交換器の場合において管束又は筒状螺旋の形状であり、吊り下げ式熱交換器の場合において収集器を介して接続される管列（又は「ハープ」）の形状である。
【０００７】
５００°Ｃより高い高温範囲の燃焼排気からのエネルギが、実質的に輻射によって熱交換流体へ伝達される一方で、エネルギ伝達は、実質的に対流によってより低い温度で実施される。従って、ボイラ通路は、輻射部（又は「輻射通路」）と、対流部（又は「対流通路」）とに細分化される。
【０００８】
しかしながら、特に、一般的に対流部に配置される過熱器では、それらが過剰に高い壁又は材料温度を被らないことを保証すべきである。こうして、特に、実質的に６００°Ｃより高い燃焼排気温度により、腐食問題が起こるかもしれない。これらは、このような高い燃焼排気温度において、依然として気体の腐食誘発燃焼排気成分が冷却器の管壁又は管壁の被覆上で凝縮して、その位置で腐食進行のために使用されることを生じる。適用温度に関するこの弱みの結果として、一方で、過熱器は、一般的に、６５０°Ｃより低い燃焼排気温度において作動され、他方で、約４３０°Ｃより低い過熱温度が望まれる。
【０００９】
それにもかかわらず、より高い過熱温度でさえ腐食問題を防止することが意図された概念が提案される。
【００１０】
蒸気ボイラ設備における熱交換管上の腐食を最小化する一般的な問題は、例えば、熱交換管がセラミック材料によって取り囲まれる特許文献１により除去しようとされる。
【００１１】
さらに、特許文献２には、二次媒体が燃焼排気流れ内に設置される熱交換器によって加熱され、この二次媒体が水蒸気を過熱するための熱源として使用される方法が述べられる。二次媒体は、発生されることが意図される蒸気より非常に低い圧力を有するために、一般的なボイラ鋼材又はセラミック材料の管が熱交換器に使用されることができる。しかしながら、適当な過熱を得るために、特許文献２の技術により必要とされる熱交換器表面積は、非常に大きく、その結果として、非常に費用がかかる。
【００１２】
加えて、特許文献３には、それを通して過熱された蒸気が流れ、耐腐食材料の板状要素によって燃焼過程中に発生する燃焼排気から保護される複数の管を具備する壁過熱器を含有する蒸気発生器が提案される。
【００１３】
さらに、特許文献４は、より高いエクセルギ程度において燃料の熱価を使用し、その結果として、ボイラが腐食により危うくされることなく、発電熱効率の程度を高めることを可能とする問題に関する。このために、過熱器の後側へ送られて、蒸気を過熱するためにその位置で使用される気体状熱搬送媒体を案内するために、耐火性材料の通路状空洞を、建造される燃焼室の壁に組み込むことが提案される。
【００１４】
さらに、腐食燃焼排気を有する焼却設備のために過熱蒸気のための蒸気発生器を提供する問題に関する特許文献５が参照され、ここでは、高い過熱温度が最終過熱器において腐食なく達成されることができる。このために、特許文献５において、板材が輻射部の壁に配置され、ここで、板材と壁との間には、壁過熱器として過熱器の少なくとも一部が配置されて非腐食性気体雰囲気を含有する空間が設けられることが提案される。この例において、気体雰囲気は、最少可能量で空間を通り流れる。
【００１５】
さらに、炉において自在に延在して、炉の天井に吊り下げられる熱交換器管を保護するための方法が、特許文献６に開示され、この方法により、気体が、さらに、熱交換器管と熱交換器管を取り囲むセラミック要素との間に供給される。
【００１６】
特許文献５に述べられた技術の欠点は、もたらされるエクセルギ収支が乏しいことである。
【００１７】
特許文献５により、腐食のない空間を通り流れる空気量は可能な限り少なく維持されることが意図されるけれども、実際問題として、加熱された空気の一部が、常に、燃焼室へ隙間、割れ目、又は、細穴を介して流れ込む。必要とされる大きな表面積及び腐食なし空間内に維持されなければならない比較的高い過剰圧力を考慮すると、その結果として、燃焼室内へ排出される可能性がある加熱空気の量は比較的多い。その結果として、加熱空気に含まれる熱エネルギが、不使用状態の燃焼室内へ案内され、それにより、ボイラの燃焼排気体積流れ及びそれによる燃焼排気損失が増大し、これは、エネルギの観点から好ましくない。
【００１８】
さらに、特許文献５による技術は、蒸気の最終過熱又は最終過熱量がどうにも制御されることができない欠点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１００３２６１２号明細書
【特許文献２】特開２０００−２９７６１３号公報
【特許文献３】欧州特許第２４２３５８４（Ａ）号明細書
【特許文献４】欧州特許第２０１１９７２（Ａ）号明細書
【特許文献５】欧州特許第０９８１０１５（Ａ）号明細書
【特許文献６】独国特許出願公開第１０２０１３０００４２４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
その結果として、本発明の目的は、焼却設備のボイラにおいて発生される熱によって過熱蒸気をもたらすための方法であって、過熱器の腐食なしに高い過熱温度及びその結果としての高い蒸気温度を保証して、同時に、利用可能な熱エネルギの最適な使用を保証する方法を提供することである。加えて、この設備の電力の簡単で正確な制御が保証されることを可能するように意図される。
【００２１】
この目的は、本発明により請求項１の方法によって達成される。好適な実施形態は、従属請求項に提示される。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明による方法によって、予過熱蒸気は、予過熱蒸気が、それを通って送られて最終的に過熱される複数の最終過熱器管の形状で存在する最終過熱器へ供給される。
【００２３】
最終過熱器管は、この例において、ボイラの壁要素及びボイラ内に配置される隔壁の少なくとも一方内に形成される少なくとも一つの空洞内において少なくとも部分的に配置され、この空洞は、耐火性材料層を介して少なくとも部分的にボイラ側を塞がれ、燃焼中に放出される燃焼排気により素通りされ、燃焼排気内に含まれる熱エネルギによって影響される。
【００２４】
本発明により、空洞は、二次媒体を通して流す。その結果として、二次媒体の流れは、さらに以下に述べられるように、選択的に、例えば、送風機によって引き起こされる。
【００２５】
空洞を通り流れる一方で、二次媒体は、耐火性材料層を介する燃焼排気からの熱伝達を介して加熱される。このように加熱される二次媒体は、二次媒体に含まれる熱をさらに使用するために二次熱交換器へ二次媒体供給管を介して供給される。
【００２６】
述べられたように、最終過熱器管の少なくとも幾つかが配置される空洞は、ボイラの壁要素及びボイラ内に配置される隔壁の少なくとも一方内に構成される。用語「壁要素」は、この例において、ボイラを覆う壁、すなわち、外側に関してボイラの内側で終端する壁要素と、燃焼排気の流れを送るために個々のボイラ通路の間に位置する中間ボイラ壁要素との両方も含む。
【００２７】
さらに述べられたように、空洞は、耐火性材料層によってボイラ側で終端する。用語「ボイラ側」は、この例において、ボイラの内側に対向し、その結果として、高温燃焼排気に直接的に晒される側であると理解されることが意図される。壁要素の側面の一般的に一つだけがボイラ側にある一方で、ボイラ内に配置され、すなわち、高温の燃焼排気に直接的に晒される隔壁の場合において、両方の側面がボイラ側にある。
【００２８】
二次媒体は、一般的に、腐食作用がなく、すなわち、実質的に、作動状態のもとで最終過熱器管に関して腐食させる物質ではない。その結果として、空洞内に腐食作用のない雰囲気が存在し、最終過熱器管は、任意の腐食、又は、比較的高い過熱温度でさえ非常に僅かな程度の腐食も被ることがないことが保証される。特に簡単でそれにより好適な実施形態により、空気が二次媒体として使用される。
【００２９】
腐食なし空間を通り流れる空気量が可能な限り少なく維持されることが意図される特許文献５に開示される過熱器と対照的に、本発明による方法によって、二次媒体の流れは、選択的方法で引き起こされる。さらに、特許文献５と対照的に、通り流れる間に加熱される二次媒体は、二次媒体供給管を介して二次熱交換器内へ選択的に送られる。その結果として、一方で、二次媒体に含まれる熱エネルギは、エクセルギの観点から有利な最適な温度程度で使用されることができる。他方で、最終過熱器管回りの流れが永久的である結果として、最終過熱器管内に含まれる蒸気への熱伝達の最適化が得られる。
【００３０】
その結果として、二次媒体は、三つの機能を有する。第一に、二次媒体は、熱搬送媒体として作用し、その受け取られた熱は、さらに、二次熱交換器によって使用される。第二に、二次媒体は、さらに、最終過熱器管を保護するための非腐食保護雰囲気として作用し、第三に、二次媒体は、最終過熱器管に含まれる蒸気への熱伝達を最適化するのに役立つ。
【００３１】
二次媒体に含まれる熱エネルギは、様々に使用されることができる。特に好適な実施形態により、二次熱交換器において、熱は二次媒体から過熱される蒸気へ伝達される。この例において、最終過熱器へ供給される前において過熱されることが意図される蒸気へ伝達が実施されることは、特に好適である。これは、さらに、特に、最終過熱及びさらに設備全体の簡単で正確な制御を可能とする。さらに、二次熱交換器において、間接的な加熱として使用されることができる、例えば、内的な加熱のための、又は、予加熱される燃焼空気として使用される空気のための高温水を、選択的に又は追加的にもたらされることが、さらに考えられる。
【００３２】
もし、二次熱交換器において、二次媒体からの熱が過熱されることが意図される蒸気へ伝達されるならば、二次熱交換器において過熱されることが意図される蒸気の温度は、一般的に、最高で約５０°Ｃだけ上昇させられることができる。その結果として、最終過熱器へ供給される蒸気は、二次熱交換器を通過しない場合より高い程度に加熱されるので、概して、より高い最終過熱温度を達成することができ、又は、もし、最終過熱温度が維持されるならば、最終過熱表面積の減少を達成することができる。
【００３３】
もう一つの好適な実施形態により、二次媒体に含まれる熱の伝達が熱交換器において実施された後において、二次媒体は、少なくとも部分的に、壁要素又は隔壁の内側に構成される空洞へ導き戻される。それにより、一般的に依然として残熱を含む二次媒体は、本発明による方法の最適なエクセルギ収支へさらに貢献する回路内に存続する。
【００３４】
一般的に、二次媒体は、ボイラ内の圧力に比べてより高い圧力を有する。その結果として、実際問題として、組み立て及び作動の結果として回避され難い可能性がある耐火性材料層の漏れの結果として、腐食性燃焼排気が空洞内へもたらされる可能性から守られることが意図される。
【００３５】
予過熱蒸気をもたらすために、過熱器は、好ましくは、以前から知られている焼却設備のボイラにおいて使用されるように使用される。これら過熱器は、ボイラ内に配置され、一般的に、燃焼排気に直接的に晒される過熱器管の形状に構成される。その結果として、本発明は、これら過熱器が予過熱のために使用されることができる過熱器が設けられる現存の焼却設備に比較的簡単に組み入れられることができる。
【００３６】
好ましくは、最終過熱器管の少なくとも幾つかが配置される壁要素及び隔壁の少なくとも一方は、ボイラの輻射部に配置される。
【００３７】
これに関して、壁要素及び隔壁の少なくとも一方にとって、燃焼排気温度が６００°Ｃから１２００°Ｃであるボイラの一部に配置されることがさらに好ましい。その結果として、非常に高い最終過熱温度が腐食問題の発生なく得られることが保証されることができる。
【００３８】
最後に、本発明による方法を使用して、最終過熱後に、発電のための蒸気タービンを使用する最適エネルギ分離を可能とする３５０°Ｃから６５０°Ｃ、好ましくは、４００°Ｃから６００°Ｃ、さらに好ましくは、４５０°Ｃから５５０°Ｃの範囲内の温度で、４〜１５ＭＰａの範囲内の圧力で存在する過熱された蒸気が可能となるかもしれない。
【００３９】
一般的に、ボイラの第一輻射通路は、注入器を有し、この注入器によって、二次空気及び選択的な再循環燃焼排気が主燃焼後に依然として存在する燃焼気体の二次燃焼のために導入される。これら注入器は、一般的に、少なくとも一つの注入面に配置され、この注入面は、好ましくは、水平方向に延在する。特に好ましくは、注入器は、この場合において、複数の注入面上に配置される。
【００４０】
構造的観点から、最終過熱器管の少なくとも幾つかが配置される壁要素にとって、最上の注入面より上側の輻射部内に配置されることが特に好ましい。その結果として、現存する焼却設備の注入器にとって、追加は必要なく、又は最少の追加だけが必要とされる。特に、最終過熱器管を含む壁要素を通して注入器を案内する必要がない。
【００４１】
最上の注入面より上側への壁要素の配置の結果として、本発明は、実質的に、耐火性材料から形成される壁が、既に最上の注入器の下側から始まる設備とは非常に異なる。特に、本発明は、耐火性材料から形成される壁が既に現在の設備の場合の燃焼炉の直上側から始まる設備とは異なる。本発明の述べられた好適な構造により、こうして、壁要素の負荷は、ボイラ壁の基本構造によって、特に、ボイラ壁の輻射部に一般的に存在する、又は、隔壁として構成されるときには一般的に使用される鋼製ボイラ構造内へ直接的に挿入される連壁蒸発器によって、緩和される。
【００４２】
もう一つの好適な実施形態により、その空洞内に最終過熱器管が配置される壁要素及び隔壁の少なくとも一方において、さらに、蒸発器を形成する連壁蒸発器が挿入される。この例において、特に、断熱層が連壁蒸発器へ付けられることが好ましい。
【００４３】
連壁蒸発器へ付けられる断熱層は、特に、その厚さは、好ましくは、連壁蒸発器へ伝達される熱エネルギ量が特定範囲内に維持されるように選択され、それにより、熱エネルギ量は所望の過熱のために十分な量で提供される。
【００４４】
その結果として、特に明確に、例えば追加的に図面と共にさらに以下に述べられるように、空洞は、好ましくは、連壁蒸発器へ付けられる壁要素及び隔壁の少なくとも一方の断熱層と、断熱層から離間して配置される耐火性材料層との間に構成される。
【００４５】
もう一つの態様により、追加的に上述された方法に加えて、本発明は、焼却設備のボイラにおいて発生する熱によって過熱蒸気をもたらすための装置に関する。
【００４６】
これは、本発明による方法の上述の類推により、予過熱蒸気の最終過熱のための最終過熱器を具備し、ここで、最終過熱器は、壁要素及び隔壁の少なくとも一方内に構成される空洞内に少なくとも部分的に配置される複数の最終過熱器管の形状であり、空洞は、少なくとも片側において、耐火性材料層によって少なくとも部分的に終端させられる。本装置の作動中において、ボイラ側に配置される耐火性材料層は、本発明による方法に関して述べられたように、燃焼排気によって素通りされ、燃焼排気内に含まれる熱エネルギによって影響される。
【００４７】
追加的に、本装置は、前述された方法のさらなる類推として、二次媒体供給管によって空洞へ流れに関して接続される二次熱交換器を具備する。
【００４８】
述べられたように、二次熱交換器を使用して、二次媒体に含まれる熱エネルギを役立たせることを可能とし、これは、本装置の最適なエネルギ収支に貢献する。
【００４９】
特に、二次熱交換器は、好ましくは、二次媒体からの熱を過熱されることが意図される蒸気へ伝達するように構成される。特に好適なように、この構造は、過熱されることが意図される蒸気が最終過熱器へ供給される以前に、二次媒体からの熱をこの蒸気へ伝達するように形成される。その結果として、二次熱交換器は、好ましくは、二次媒体を送るための第一熱交換器管と、予過熱蒸気を送るために熱浸透壁によって第一熱交換器管から分離される第二熱交換器管と、を有する。
【００５０】
さらに、二次熱交換器は、好ましくは、二次媒体に含まれる熱が熱交換器へ伝達された後に、二次媒体を少なくとも部分的に空洞内へ戻すように構成される。その結果として、本装置は、好ましくは、二次熱交換器から空洞へ延在する二次媒体戻し管を有し、その結果として、空洞は流れに関して接続される。
【００５１】
本発明による方法に関して好適であるように述べられる全ての他の特徴は、本発明による装置の好適な特徴でもあり、逆もまた同様である。
【００５２】
さらに、本発明は、述べられた方法及び述べられた装置に加えて、このような装置を具備する焼却設備にも関する。
【００５３】
この例において、本発明による方法及び本発明による装置に関して好適であるように述べられる特徴は、本焼却設備の好適な特徴でもある。
【００５４】
本発明は、さらに、添付図面を参照して例示される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明による焼却設備の一部の概略図であり、最終過熱器の一部が示されている。
【図２】本発明による焼却設備の一部の概略長手方向断面図であり、過熱されることが意図される蒸気及び二次媒体のための管の延在が提示されている。
【図３】最終過熱器管が断面で示される壁に構成される空洞内に配置される最終過熱器と、最終過熱器へ流れに関して接続される二次熱交換器と、を具備する本発明による装置の概略図である。
【図４】本発明による装置に使用されるための隔壁の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
図１に示されて、ごみ燃焼設備２０１の形状である焼却設備２は、ボイラ３を具備し、このボイラには、供給空間６を介して導入されるごみが、供給される主空気と共に燃焼させられる燃焼室４が構成され、この燃焼室では、使用される燃料に依存して多かれ少なかれ腐食性の燃焼排気が発生させられる。
【００５７】
二つの連続の垂直ボイラ通路８ａ，８ｂが、燃焼排気の方向において下流側に配置される。この例において、第一垂直ボイラ通路には、二次空気を供給するための注入器を備える後燃焼領域１０が構成され、ここでは、利用可能な再循環燃焼排気が伴われる。これらの注入器は、複数の注入面上に配置される。注入面１１に配置される注入器のうちで、一つの注入器１２だけが図１に示されている。
【００５８】
垂直ボイラ通路８ａ，ｂは、燃焼中に放出される熱エネルギにより影響される連壁蒸発器を有する。（対応する連壁蒸発器は、さらに図３に関して以下に述べられる。）これらのボイラ通路において、燃焼排気からのエネルギ伝達は、熱交換器、特に連壁蒸発器への火炎及び気体の輻射によって実施されるために、これらのボイラ通路は、ボイラ３の輻射部９（又は輻射通路）を形成し、回りに気体が流れるさらなる熱交換器が含有されないために、空虚通路とも呼ばれる。
【００５９】
二つの輻射通路の二番目、すなわち、輻射通路８ｂは、水平ボイラ通路１４につながり、この水平ボイラ通路には、例えば図２に見られることができるように、多数の熱交換器１６が存在し、これら熱交換器へ、エネルギは、それ内に位置する熱交換流体、より具体的には水又は水蒸気への対流によって実質的に伝達される。その結果として、このボイラ通路１４は、対流通路とも呼ばれる。
【００６０】
図２に見られることができるように、対流通路には、過熱器１６１，１６２、１６３が存在し、これら過熱器において、ボイラドラムからの水蒸気が予過熱される。さらに、対流通路においては、少なくとも一つの保護蒸発器と、少なくとも一つの節約装置又は予加熱器が存在しても良い。
【００６１】
過熱器から、予過熱蒸気が、主蒸気管１８を介して、例えば図３又は４に示されたような最終過熱器２２と、二次熱交換器４２と、を具備する装置２０へ供給される。
【００６２】
図３に示された最終過熱器２２は、この例において、空洞２６内に配置される複数の最終過熱器管２４の形状に構成され、この空洞は、図１に示されたように、第一及び第二ボイラ通路の最上領域の最上注入面１１より上側に配置されるボイラ３の壁要素２８内に構成される。特に、図３に示された実施形態により、空洞２６は、壁要素の断熱層３２と、断熱層から離間してボイラ側において空洞２６で終端する耐火性材料層３４との間に構成される。断熱層３２は、既に前述されていて、板材３８によって互いに接続される蒸発器管４０によって形成される連壁蒸発器３６へ付けられる。
【００６３】
二次媒体、特定例において、空気は、二次熱交換器４２へ二次媒体供給管４４によって流れに関して接続される空洞２６を通り流れる。
【００６４】
図２により、二次熱交換器４２は、二次媒体から、主蒸気管１８を介して供給されてさらに過熱されることが意図される蒸気へ、この蒸気が二次蒸気管１９を介して最終過熱器２２へ供給される以前に熱を伝達するように構成される。特に明確に、二次熱交換器４２は、熱伝達のために、それを通して二次媒体が送られる第一熱交換器管と、熱浸透壁によって第一熱交換器管から分離されて、それを通して予過熱蒸気が送られる第二熱交換器管と、を有する。
【００６５】
熱伝達が二次熱交換器において実施された後に空気を再び空洞２６へ戻すために、二次熱交換器４２から空洞へ導かれて、その結果として、流れに関して接続され、送風機４８が伴われる二次媒体戻し管４６が存在する。
【００６６】
図３に示された実施形態とは対照的に、図４に示された最終過熱器２２’により、最終過熱器管２４’及び２４”が配置される空洞２６’又は２６”は、ボイラに配置される隔壁３０内に構成される。図３に示された壁要素とは対照的に、燃焼排気は、両側において、隔壁回りを流れる。従って、図４に例示された隔壁３０において、連壁蒸発器３６’へ付けられる断熱層３２’は、両側において、断熱層から離間する耐火性材料層によって取り囲まれ、ここで、両側の一方において、第一耐火性材料層３４’は、第一空洞２６’で終端し、他方側において、第二耐火性材料層３４”は、第二空洞２６”で終端する。耐火性材料層３４’，３４”は、例えば、耐火タイルが取り付けられても良い。
【００６７】
図１に示された焼却設備により、特に図示された実施形態において、最下限からボイラの天井までボイラの全ての側面において延在する両側の壁要素、及び、少なくとも一つの隔壁も、同時に設けられても良い。
【００６８】
特に図２に示された単なる例示的な図により、作動中において、対流通路の入口では、６３０°Ｃの燃焼排気温度が存在し、それにより、そこに配置される過熱器によって、４３０°Ｃへの予過熱が行われる。予過熱された蒸気は、注入冷却器を使用する温度制御後に、約４２０°Ｃの温度で二次熱交換器４２へ供給される。
【００６９】
輻射通路において、図３及び４に示された耐火性材料層３４又は３４’，３４”は、燃焼中に放出される熱エネルギによって影響され、ここで、特に図示された例において、第一輻射通路内の燃焼排気温度は、最終過熱器２２の領域への入口において９５０°Ｃである。
【００７０】
耐火性材料層を介する熱伝達によって、一方で、最終過熱器管２４又は２４’，２４”によって送られる予過熱蒸気は、特に図示された例において、最終的に、５００°Ｃの温度へ過熱される。他方で、空洞２６又は２６’，２６”を通って流れて最終過熱器管のための腐食保護として作用する空気も、熱伝達によって加熱される。
【００７１】
このように加熱される空気は、次いで、特に図示された例において、二次媒体供給管４４を介して二次熱交換器４２へ約５２０°Ｃの温度で供給され、二次熱交換器において、熱は予過熱蒸気へ伝達され、それにより、予過熱蒸気は、それが最終過熱器２２へ供給される前に、約４３５°Ｃへさらに加熱される。従って、示された例により、空気は、空洞２６又は２６’，２６”へ二次媒体戻し管４６を介して送風機４８によって約４６０°Ｃの温度で戻され、それにより、二次媒体回路は閉じられている。
【００７２】
二次熱交換器における二次媒体を使用する予過熱蒸気のさらなる加熱の結果として、概して、より高い最終過熱温度を達成することが可能となり、又は、しかしながら、もし、最終過熱温度が維持されるならば、最終過熱表面積の減少が可能となる。
【００７３】
最終過熱された蒸気は、最終的に、電力を発生するために、出口管５４を介して蒸気タービンへ供給される。
【符号の説明】
【００７４】
２    焼却設備
２０１    ごみ燃焼設備
３    ボイラ
４    燃焼室
６    供給空間
８ａ，ｂ    垂直ボイラ通路
９    輻射部
１０    後燃焼領域
１１    注入面
１２    注入器
１４    水平ボイラ通路
１６    熱交換器（対流）
１６１，１６２，１６３    過熱器
１８    主蒸気管
２０    装置
２２，２２’    最終過熱器
２４，２４’，２４”    最終過熱器管
２６，２６’，２６”    空洞
２８    壁要素
３０    隔壁
３２，３２’    断熱層
３４，３４’，３４”    耐火性材料層
３６，３６’    連壁蒸発器
３８    板材
４０    蒸発器管
４２    二次熱交換器
４４    二次媒体供給管
４６    二次媒体戻し管
４８    送風機
５４    出口管
【図１】
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【図２】
2017125675.tif 000004
【図３】
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【図４】
2017125675.tif 000006
【外国語明細書】
2017125675000001.pdf