(57)【要約】発電プラント（１０）用空気侵入軽減システム（３００）は、再循環煙道ガス源（１７５）と、再循環煙道ガス源（１７５）に接続された再循環煙道ガス供給ライン（３１０）と、発電プラント機器とを含む。発電プラント機器は、再循環煙道ガス供給ライン（３１０）と流体連通している漏れ領域を有する。再循環煙道ガス源（１７５）は、発電プラント（１０）の酸素燃焼ボイラー（２０）から燃焼煙道ガス（７５）を受け取り、燃焼煙道ガス（７５）を再循環煙道ガス供給ライン（３１０）に送給する。再循環煙道ガス供給ライン（３１０）は、燃焼煙道ガス（７５）を、再循環煙道ガス（３３０）として、発電プラント機器の漏れ領域を介して酸素燃焼ボイラー（２０）に供給する。
2012526965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素燃焼ボイラーを有する発電プラント用の空気侵入軽減システムであって、
再循環煙道ガス源と、
前記再循環煙道ガス源に接続された再循環煙道ガス供給ラインと、
前記再循環煙道ガス供給ラインと流体連通している漏れ領域を有する発電プラント機器とを備え、
前記煙道ガス源は、燃焼煙道ガスを前記酸素燃焼ボイラーから受取り、前記燃焼煙道ガスを前記煙道ガス供給ラインに送給し、
前記再循環煙道ガス供給ラインは、前記燃焼煙道ガスを、再循環煙道ガスとして、前記発電プラント機器の前記漏れ領域を介して前記酸素燃焼ボイラーに供給する、空気侵入軽減システム。
【請求項２】
前記発電プラント機器の圧力が、前記酸素燃焼ボイラーの圧力よりも大きい、請求項１に記載の空気侵入軽減システム。
【請求項３】
前記酸素燃焼ボイラーが、
開口部を有するルーフチューブパネルと、
熱交換器チューブと
を備え、
前記発電プラント機器が、前記ルーフチューブパネルの上方に配設され前記開口部を介して前記熱交換器チューブを収容するボイラーペントハウスを備える、
請求項１に記載の空気侵入軽減システム。
【請求項４】
前記発電プラント機器が、チューブ貫通部、ボイラールーフチューブ貫通部、チューブバンク貫通部、スートブロワ、ウォールブロワ、観察扉、点検口、イグナイター、スキャナー、燃料ミル、燃料ビン、燃料供給装置、石炭ミル、石炭ビン、石炭供給装置、ソーベントビン、ウインドボックス接続部、伸縮継手、ダクト伸縮継手、ダクト接続伸縮継手、シャフト、ファンシャフト、ダンパーシャフト、アッシュホッパ、集塵装置、バグハウス、煙道ガス脱硫吸収塔、及び空気加熱器のうちの１つを含む、請求項１に記載の空気侵入軽減システム。
【請求項５】
シールボックスを更に含む、請求項１に記載の空気侵入軽減システム。
【請求項６】
前記シールボックスが、前記発電プラント機器の漏れ領域と流体連通しているスリーブを備え、
前記再循環煙道ガスが、前記シールボックスの前記スリーブを通り、前記発電プラント機器の前記漏れ領域を介して前記酸素燃焼ボイラーに更に供給される、請求項５に記載の空気侵入軽減システム。
【請求項７】
前記再循環煙道ガスが、前記発電プラント機器の前記漏れ領域内の余計なガスを移動させて、前記余計なガスの前記酸素燃焼ボイラーへの漏れを防止するようになっている、請求項１に記載の空気侵入軽減システム。
【請求項８】
前記余計なガスが、空気、酸素、及び窒素のうちの少なくとも１種類を含む、請求項７に記載の空気侵入軽減システム。
【請求項９】
炉と、
前記炉から燃焼煙道ガスを受け取る再循環煙道ガス源と、
前記再循環煙道ガス源に接続され、前記燃焼煙道ガスを前記再循環煙道ガス源から受け取る再循環煙道ガス供給ラインと、
前記再循環煙道ガス供給ラインに接続されたボイラーペントハウスとを備え、
前記ボイラーペントハウスは、前記燃焼煙道ガスを前記再循環煙道ガス供給ラインから再循環煙道ガスとして受け取り、前記再循環煙道ガスを前記炉に供給する、空気侵入軽減システム。
【請求項１０】
前記炉が、酸素燃焼ボイラーとＣＯ２キャプチャーレディボイラーのうちの１つを備える、請求項９に記載の空気侵入軽減システム。
【請求項１１】
前記炉が、
開口部を有するルーフチューブパネルと、
熱交換器チューブとを備え、
前記ボイラーペントハウスが、前記ルーフチューブパネルの上方に配設され、前記開口部を介して前記熱交換器チューブを収容しており、
前記ボイラーペントハウスの圧力が、前記炉の圧力よりも大きい、請求項９に記載の空気侵入軽減システム。
【請求項１２】
炉と、
前記炉から燃焼煙道ガスを受け取る再循環煙道ガス源と、
前記再循環煙道ガス源に接続され前記燃焼煙道ガスを前記再循環煙道ガス源から受け取る再循環煙道ガス供給ラインと、
前記再循環煙道ガス供給ラインに接続されたシールボックスとを備え、
前記シールボックスは、前記燃焼煙道ガスを前記再循環煙道ガス供給ラインから再循環煙道ガスとして受け取り、前記再循環煙道ガスを前記炉に供給する空気侵入軽減システム。
【請求項１３】
前記炉が、酸素燃焼ボイラー及びＣＯ２キャプチャーレディボイラーのうちの１つを備えている、請求項１２に記載の空気侵入軽減システム。
【請求項１４】
前記再循環煙道ガス供給ラインと流体連通している漏れ領域を有する発電プラント機器を更に備える、請求項１２に記載の空気侵入軽減システム。
【請求項１５】
前記発電プラント機器が、チューブ貫通部、ボイラールーフチューブ貫通部、チューブバンク貫通部、スートブロワ、ウォールブロワ、観察扉、点検口、イグナイター、スキャナー、燃料ミル、燃料ビン、燃料供給装置、石炭ミル、石炭ビン、石炭供給装置、ソーベントビン、ウインドボックス接続部、伸縮継手、ダクト伸縮継手、ダクト接続伸縮継手、シャフト、ファンシャフト、ダンパーシャフト、アッシュホッパ、集塵装置、バグハウス、煙道ガス脱硫吸収塔、及び空気加熱器のうちの１つを含む、請求項１４に記載の空気侵入軽減システム。
【請求項１６】
前記シールボックスが、前記発電プラント機器の前記漏れ領域と流体連通しているスリーブを備え、前記スリーブを介して前記再循環煙道ガスを前記炉に更に供給する、請求項１４に記載の空気侵入軽減システム。
【請求項１７】
前記シールボックスの圧力が、前記炉の圧力よりも大きい、請求項１２に記載の空気侵入軽減システム。
【請求項１８】
酸素燃焼ボイラーを有する発電プラントにおける空気侵入を削減する方法であって、
前記酸素燃焼ボイラーから燃焼煙道ガスを受け取ることと、
前記燃焼煙道ガスを再循環煙道ガスとして再循環煙道ガス供給ラインに送給することと、
前記再循環煙道ガスの圧力が前記酸素燃焼ボイラーの圧力よりも大きくなるように、前記再循環煙道ガスを、前記発電プラントの機器と流体連通している漏れ領域を介して前記酸素燃焼ボイラーに供給することとを含む方法。
【請求項１９】
前記発電プラント機器が、ボイラーペントハウス、チューブ貫通部、ボイラールーフチューブ貫通部、チューブバンク貫通部、スートブロワ、ウォールブロワ、観察扉、点検口、イグナイター、スキャナー、燃料ミル、燃料ビン、燃料供給装置、石炭ミル、石炭ビン、石炭供給装置、ソーベントビン、ウインドボックス接続部、伸縮継手、ダクト伸縮継手、ダクト接続伸縮継手、シャフト、ファンシャフト、ダンパーシャフト、アッシュホッパ、集塵装置、バグハウス、煙道ガス脱硫吸収塔、及び空気加熱器のうちの１つを含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して酸素燃焼ボイラーに関し、より詳しくは、酸素燃焼ボイラー用の空気侵入軽減システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＯ２及びその他の温室ガスの大気への放出が気候変動や他の未知の事象をもたらしつつあることに関心が高まっている。既存の化石燃料発電プラントはＣＯ２放出の最大の発生源のうちの１つであるため、これらの発電プラントから放出される煙道ガス中のＣＯ２を捕捉することが、大気中へのＣＯ２放出を削減する重要な手段であると認識されている。そのために、酸素燃焼は、既存の発電プラント及び新規の発電プラントから放出される煙道ガス中のＣＯ２を捕捉するために開発されている有望なボイラー技術である。
【０００３】
酸素燃焼発電プラントにおいて、化石燃料（例えば、石炭等）は、従来の、例えば空気燃焼型の発電プラントと同様に、発電プラントの炉内の燃焼プロセスで燃焼される。しかし、酸素燃焼発電プラントでは、燃焼プロセスにおいて、酸素及び再循環煙道ガスが、空気の代わりに酸化剤として使用されている。再循環煙道ガスは、主としてＣＯ２ガスを含有しており、そのため、炉では、ＣＯ２を多く含む煙道ガス流が発生する。このＣＯ２を多く含む煙道ガスは、煙突から煙道ガスを大気中に放出する前に、煙道ガスからＣＯ２を捕捉するガス処理システムで処理する。通常の酸素燃焼発電プラントでは、炉から排出される煙道ガス中のＣＯ２レベルは、煙突から排出されるまでに９０％超（容積パーセント）削減される。
【０００４】
酸素燃焼ボイラーのガス処理システムは、煙道ガスからＣＯ２を捕捉することに加えて、煙道ガス固有の不純物、主として、水（Ｈ２Ｏ）、酸素ガス（Ｏ２）、窒素ガス（Ｎ２）を部分的に除去することによってＣＯ２を浄化する。煙道ガス中のＨ２Ｏは、石炭自体に含まれるＨ２Ｏ由来のものや、これも石炭の一部である水素の燃焼により生じるものがあるため、不可避のものである。Ｈ２Ｏの除去は、比較的容易であるが、段階的な冷却／水蒸気凝縮処理及び／又は乾燥剤型乾燥システムを使用する。
【０００５】
煙道ガス中に多少含まれるＯ２とＨ２もまた不可避のものである。例えば、多少の余分なＯ２は、通常、石炭の完全燃焼を確実にするために必要であり、従って、多少の残留Ｏ２が煙道ガス中に存在する。また、通常、多少のＮ２が石炭自体に含まれている。更に、酸化剤として使用されるＯ２を発生させるために低温型空気分離装置を使用する発電プラントでは特に、残留Ｎ２が、酸化剤として供給されるＯ２とともに存在することが多い。
【０００６】
また、空気がボイラー中に漏れると、Ｏ２やＮ２等の煙道ガス不純物が発生する一因となる。空気は、通常、例えば、ボイラーを貫通するスートブロワやウォールブロワの周辺部等の隙間、ボイラー点検口周辺、スキャナーやイグナイターの空気冷却システム、石炭粉砕機、ペントハウスやバックパスのボイラーチューブ貫通部を介して、ボイラー内に漏れる。空気の煙道ガス中への漏れは、大きな影響を及ぼす。例えば、通常の微粉炭ボイラーに漏れる空気は、燃焼空気全体の略５％に相当すると考えられ、旧式のボイラーにあっては、更に漏れ量が大きくなる可能性がある。
【０００７】
上記の不純物発生源の結果、Ｏ２及びＮ２は、通常の酸素燃焼ボイラー内の煙道ガスの略４ｗｔ％（重量パーセント）から１５ｗｔ％を構成する。これらの余計なガスは、ガス処理システムで削減する必要があるため、大型で費用の嵩む設備を必要とすることになる。更に、所定量のＣＯ２を捕捉するためにファン及び／又はコンプレッサーで必要な電力がより多くなるので、ＣＯ２捕捉のための電力消費量が増大する。
【０００８】
上記余計なガスは、ＣＯ２の露点、例えば、ＣＯ２を凝縮し煙道ガスから除去するためのＣＯ２の臨界温度にも影響を及ぼす。具体的には、達成可能なＣＯ２回収量は、温度と圧力の関数である。上記余計なガスに関係する分圧は、煙道ガスの全圧力を増大させ、その結果、ガス処理システムの運転温度及び／又は圧力を上げない限りＣＯ２の凝縮を一層困難にしたり、不可能にする。例えば、ガス処理システムの温度が華氏−６０度の時、圧力が約３００ｐｓｉｇの約４ｗｔ％の余計なガスを有する煙道ガスから９５％のＣＯ２回収率を達成することができる。しかし、同じ温度の時、１５ｗｔ％の余計なガスを有する煙道ガスの場合、圧力を約１，０００ｐｓｉｇまで上げなければ同じＣＯ２回収率を達成できない。従って、同じ回収率を達成するために、より高価で大型及び／又はより頑丈な設備、例えば、より高い圧力に対処することができる装置をガス処理システムに使用しなければならない。同時に、例えば、より高い圧力を発生することができる大型コンプレッサーを作動させる必要がある等、ＣＯ２回収システムの作動に要する電力が増大する。
【０００９】
従って、上記の諸問題を解決できる空気侵入軽減システムの開発が望まれる。
【発明の概要】
【００１０】
本明細書に記載の態様によれば、酸素燃焼ボイラーを有する発電プラント用の空気侵入軽減システムが提供されている。前記空気侵入軽減システムは、再循環煙道ガス源と、前記再循環煙道ガス源に接続された再循環煙道ガス供給ラインと、発電プラント機器とを備えている。前記発電プラント機器は、再循環煙道ガス供給ラインと流体連通している漏れ領域を有する。前記再循環煙道ガス源は、前記酸素燃焼ボイラーから燃焼煙道ガスを受け取り、前記燃焼煙道ガスを再循環煙道ガス供給ラインに供給する。前記再循環供給ラインは、前記燃焼煙道ガスを再循環煙道ガスとして、発電プラント機器の漏れ領域を介して前記酸素燃焼ボイラーに供給する。
【００１１】
本明細書に記載の他の態様によれば、空気侵入軽減システムは、炉と、前記炉から燃焼煙道ガスを受け取る再循環煙道ガス源と、前記再循環煙道ガス源に接続され前記再循環煙道ガス源から前記燃焼煙道ガスを受け取る再循環煙道ガス供給ラインと、前記再循環煙道ガス供給ラインに接続されたボイラーペントハウスを備えている。前記ボイラーペントハウスは、燃焼煙道ガスを再循環煙道ガスとして前記再循環煙道ガス供給ラインから受け取り、前記再循環煙道ガスを前記炉に供給する。
【００１２】
本明細書に記載の更に他の態様によれば、空気侵入軽減システムは、炉と、前記炉から燃焼煙道ガスを受け取る再循環煙道ガス源と、前記再循環煙道ガス源に接続され前記再循環煙道ガス源から前記煙道燃焼ガスを受け取る再循環煙道ガス供給ラインと、前記再循環煙道ガス供給ラインに接続されたシールボックスとを備えている。前記シールボックスは、前記再循環煙道ガスを前記再循環煙道ガス供給ラインから前記再循環煙道ガスとして受け取り、前記再循環煙道ガスを前記炉に供給する。
【００１３】
また、本明細に記載の更に他の態様によれば、酸素燃焼ボイラーを有する発電プラントにおける空気侵入を削減する方法は、前記酸素燃焼ボイラーから燃焼煙道ガスを受け取る工程と、前記煙道燃焼ガスを再循環煙道ガスとして再循環煙道ガス供給ラインに供給する工程と、前記再循環煙道ガスの圧力が前記酸素燃焼ボイラーの圧力よりも高くなるように、前記再循環煙道ガスを発電プラントの機器と流体連通している漏れ領域を介して前記酸素燃焼ボイラーに供給する工程、とから成る。
【００１４】
上記及びその他の特徴は、以下の諸図面と詳細な説明によって例示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
例示的実施形態を示す以下の図面を参照されたい。同様の要素は同様の参照符号を付してある。
【図１】本発明に係る酸素燃焼ボイラー用の空気侵入軽減システムの一例示的実施形態のブロック図である。
【図２】本発明の一例示的実施形態に係る空気侵入軽減システムを有する酸素燃焼ボイラーのペントハウス領域の部分断面図である。
【図３】本発明の一例示的実施形態に係る空気侵入軽減システムのシールボックスの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本明細書では、発電プラント用のシステム、更に詳細には、酸素燃焼発電プラントのボイラーへの空気侵入、例えば、空気漏れを大幅に削減及び／又は効果的に最小化するガス漏れ削減システムが開示されている。図１を参照すると、発電プラント１０は、炉２０を備えている。一例示的実施形態においては、炉２０は、酸素燃焼ボイラーであるが、これに限定されない。例えば、炉２０は、従来型のボイラー（不図示）又はＣＯ２キャプチャーレディボイラー（不図示）でもよいが、代替の例示的実施形態ではこれらに限定されない。説明することのみを目的にして、以下では図１に示す酸素燃焼ボイラー２０を有する発電プラント１０について述べる。
【００１７】
一例示的実施形態に係る発電プラント１０は、更に、図１に示すように、酸素燃焼ボイラー２０の上に位置するボイラーペントハウス３０を備えている。更に詳細には、ボイラーペントハウス３０は、ボイラールーフチューブパネル３５に最も近い位置にあって、ボイラールーフチューブパネル３５を介して熱交換器チューブ４０を収容する。詳細は、以下で図２を参照して説明する。
【００１８】
更に図１を参照すると、発電プラント１０は、外部供給源から、例えば、石炭５５等の原燃料５５を受け取り、前記石炭５５を微粉化して、燃焼処理のために微粉炭５５と混合一次煙道ガス６５の混合物６０を酸素燃焼ボイラー２０に供給する粉砕機５０を備えている。前記燃焼処理において、ボトムアッシュ７０は、酸素燃焼ボイラー２０の下部から離れて廃棄又は処分され、燃焼煙道ガス７５は、酸素燃焼ボイラー２０の上部から離れる。前記燃焼煙道ガス７５は、前記酸素燃焼ボイラー２０を離れた後、加熱器８０を通過して、一次煙道ガス８５を加熱して、加熱された一次煙道ガス９０を発生するとともに、二次煙道ガス９５を加熱して、加熱された二次煙道ガス１００を発生する。詳細は、以下で説明する。一例示的実施形態において、加熱器８０は、トリセクター空気加熱器８０であるが、代替の例示的実施形態では、これに限定されない。
【００１９】
燃焼煙道ガス７５は、空気加熱器８０を通過した後、酸素（Ｏ２）加熱器１０５を通過して、空気分離装置１１５から供給されるＯ２１１０を加熱する。空気分離装置１１５は、空気１１７を主としてＯ２１１０と窒素（Ｎ２）１１８に分離する。Ｏ２１１０が酸素加熱器１０５で加熱された後、加熱されたＯ２１２０は、燃焼処理のために酸素燃焼ボイラー２０に供給される。
【００２０】
一例示的実施形態において、加熱されたＯ２１２０は、図１に示すように、加熱された二次煙道ガス１００とともに酸素燃焼ボイラー２０に供給されるが、代替の例示的実施形態では、これに限定されない。例えば、加熱されたＯ２１２０は、酸素燃焼ボイラー２０に直接供給してもよく、また、例えば、酸素燃焼ボイラー２０に入る前に、空気加熱器８０の上流の二次煙道ガス９５に加えてもよい。
【００２１】
上記燃焼煙道ガス７５は、Ｏ２加熱器１０５を通過した後、燃焼煙道ガス７５からフライアッシュ１３０を分離するとともに燃焼煙道ガス７５を誘引通風器１４０を介して給水加熱器１３５に供給する電気集塵装置（ＥＳＰ）１２５を通過する。一例示的実施形態では、前記給水加熱器１３５は、平行流路型熱交換器であるが、代替の例示的実施形態ではこれに限定されない。給水加熱器１３５は、給水（不図示）を前記酸素燃焼ボイラー２０の蒸気発生器部（不図示）に供給する前に、給水を加熱する。
【００２２】
燃焼煙道ガス７５は、次に、煙道ガス脱硫（ＦＧＤ）システム１４５を通過する。ＦＧＤシステム１４５は外部供給源（不図示）から石灰１５０の供給を受け、燃焼煙道ガス７５から汚染物質１５５、具体的には、例えば、二酸化硫黄（ＳＯ２）等の含硫汚染物質を除去する。この後、燃焼煙道ガス７５は、例えば、燃焼煙道ガス７５を冷却してブースターファン１７５を介してガス処理システム１７０に供給される冷却煙道ガス１６５を発生させる、直接接触ガス冷却器１６０等のガス冷却器１６０を通過する。一例示的実施形態において、ブースターファン１７５は、以下で詳述するように、再循環煙道ガス源１７５の役割を果たす。更に、一例示的実施形態に係るガス処理システム１７０は、二酸化炭素（ＣＯ２）圧縮・液化システム１７０であるが、代替の例示的実施形態ではこれに限定されない。前記ＣＯ２圧縮・液化システム１７０は、冷却煙道ガス１６５からＣＯ２１８０を除去する。その結果、還元されたＣＯ２冷却煙道ガス１８５は、煙突１９０に送られ発電プラントから排出される。
【００２３】
更に図１を参照すると、ガス冷却器１６０から供給される冷却煙道ガス１６５の一部は、一次ファン１９２と二次ファン１９５に供給され、これらのファンによって一次煙道ガス８５と二次煙道ガス９５がそれぞれ発生し、上記の通り、発電プラント２０の他の機器に供給される。更に具体的には、前記一次ファン１９２によって、一次煙道ガス８５は第一の蒸気コイル空気加熱器（ＳＣＡＨ）２００を通過する。前記一次煙道ガス８５の一部は、前記第一のＳＣＡＨ２００を通過した後、空気加熱器８０を通過し、そして前記一次煙道ガス８５の残りの部分と混合し混合一次煙道ガス６５として粉砕機５０に供給される。同時に、二次ファン１９５によって、二次煙道ガス９５は二次ＳＣＡＨ２１０を通過し、その後空気加熱器８０を通過して、加熱Ｏ２１２０とともに酸素燃焼ボイラー２０に送り込まれる。
【００２４】
一例示的実施形態において、発電プラント１０は、再循環煙道ガス（ＲＦＧ）供給ライン３１０とシールボックス３２０を有する空気侵入軽減システム３００を備えている。前記ＲＦＧ供給ライン３１０は、再循環煙道ガス３３０を前記再循環煙道ガス源１７５（例えば、ブースターファン１７５）から受取り、再循環煙道ガス３３０を発電プラント１０の各種機器、具体的には、ガス、例えば空気を前記酸素燃焼ボイラー２０に侵入させる発電プラント１０の機器に供給する。更に具体的には、図１に示すように、また図２と図３について以下で詳述する通り、ＲＦＧ供給ライン３１０は、限定されるものではないが、例えば、煤吹き蒸気３５０を酸素燃焼ボイラー２０に供給するスートブロワ３４０やボイラーペントハウス３０等の発電プラント１０の機器にＲＦＧ３３０を供給する。
【００２５】
図２を参照すると、ボイラーペントハウス３０は、熱交換器チューブ４０がヘッダー４００に接続しているボイラールーフチューブパネル３５の略上に位置する密閉空間である。更に具体的には、熱交換器チューブ４０は、ボイラールーフチューブパネル３５に形成されている開口部４１０を通過して、ボイラーペントハウス３０に進入している。ペントハウス３０の内側では、ヘッダー４００が蒸気管４２０に接続されている。その結果、酸素燃焼ボイラー２０（図１）の内部空間４４０から出る蒸気４３０は、熱交換器チューブ４０を通過してヘッダーに入り、更に蒸気管４２０に進む。その後、蒸気４３０は、例えば、空気加熱器８０やサイクロン分離器（不図示）等の発電プラント１０の別の機器に送られる。
【００２６】
ＲＦＧ供給ライン３１０は、図２に示すように、ＲＦＧ３３０をボイラーペントハウス３０に供給する。その結果、他のガス、例えば、空気、Ｏ２及び／又はＮ２等のＲＦＧ３３０以外の気体がボイラーペントハウス３０から効果的に排出され、その結果、酸素燃焼ボイラー２０（図１）の内部空間４４０に侵入する他の気体の漏れを大幅に削減及び／又は効果的に除去できる。言い換えれば、図２に示すように、他の気体に代わって、ＲＦＧ３３０が内部空間４４０の中に漏れる。
【００２７】
ここで、図１から図３を参照すると、一例示的実施形態に係る空気侵入システム３００は、ＲＦＧ供給ライン３１０を介してＲＦＧ３３０の供給を受けるシールボックス３２０を備えている。図２に示すように、シールボックス３２０は、スートブロワ３４０が酸素燃焼ボイラー２０の壁４４５を貫通して煤吹き蒸気３５０を酸素燃焼ボイラー２０の内部空間４４０に送り込んでいる接続領域を実質的に取り囲んでいる。更に具体的には、スートブロワ３４０はシールボックス３２０のスリーブ４５０を貫通している。ＲＦＧ３３０は、ＲＦＧ供給ライン３１０からシールボックス３２０に供給され、上記接続領域の（上記で詳述されている）その他の気体は、ＲＦＧ３３０によって排出される。その結果、他の気体の上記内部空間４４０への漏れは大幅に削減され及び／又は効果的に最小化される。具体的には、図２を参照して説明した上記の方法と同じ方法で、図２に示すように、ＲＦＧ３３０が他の気体に代わって内部空間４４０の中に漏れる。更に、圧力モニターシステム（不図示）がシールボックス内の圧力を酸素燃焼ボイラー２０の内部空間４４０の圧力よりも高い圧力に維持して、他の気体の内部空間４４０への漏れを削減する効果を高める。
【００２８】
一例示的実施形態は、ＲＦＧ供給ライン３１０に位置する圧力調整部５００を備えている（図１）。具体的には、圧力調整部５００は、シールガスファン５０５と、圧力センサー５１０と、それらの中間に配設された圧力調整弁５１５で構成されている。圧力センサー５１０は、信号５２０を圧力調整弁５１５に送り、圧力調整弁５１５は、信号５２０に基づいてＲＦＧ３３０の圧力を制御する。その結果、圧力調整部５００は、下流圧力、例えば、ボイラーペントハウス３０及び／又はシールボックス３２０の圧力が、内部空間４４０の圧力よりも高くて、ＲＦＧ３３０が他の気体に代わって内部空間４４０に流れ込むように、圧力センサー５１０のＲＦＧ３３０の圧力を効果的に制御する。更に、圧力調整部５００は、上記下流圧力と内部空間４４０内の圧力との圧力差を、他の気体の内部空間４４０への侵入を効果的に防止すると同時にシールガスファン５０５の電力消費を最小化できる数値に維持する。更に具体的には、一例示的実施形態に係る圧力調整部５００は、上記圧力差を、上記内部空間４４０の圧力よりも略１％高い圧力、又は、言い換えると、内部空間４４０の圧力が略大気圧（例えば、平方インチ当たり略１４．７ポンド）の時の５インチの水（ゲージ）に維持する。
【００２９】
一例示的実施形態においては、信号５２０を、例えば、分散制御システム（ＤＣＳ）やコントローラ又はプロセッサー等の別の機器（不図示）から圧力調整弁５１５に送って上記圧力差をインテリジェント制御及び／又は可変制御している。一例示的実施形態においては、例えば、内部空間４４０の圧力の値をＤＣＳに送り、ＤＣＳが上記信号５２０を出力して、上記圧力差を望ましい数値又は望ましい数値の範囲内に維持している。前記の望ましい圧力の数値又は範囲は、一定値、プログラム設定値、又はオペレータが調整可能な数値であってもよい。
【００３０】
本明細書の例示的実施形態は、ＲＦＧ３３０をボイラーペントハウス３０及び／又はシールボックス３２０に供給することについて説明しているが、代替の例示的実施形態ではこれらに限定されない。代わりに、ＲＦＧ３３０を発電プラントの任意の機器又は空気や他の気体が酸素燃焼ボイラー２０に侵入する領域に供給することができる。例えば、限定されるものではないが、ＲＦＧ３３０を、以下の発電プラント機器の任意の組み合わせ又はその全てに供給してもよい。つまり、その機器とは、チューブ貫通部、ボイラールーフチューブ貫通部、チューブバンク貫通部、ウォールブロワ、観察扉、点検口、イグナイター、スキャナー、燃料ミル、燃料ビン、燃料供給装置、石炭ミル、石炭ビン、石炭供給装置、ソーベントビン、ウインドボックス接続部、伸縮継手、ダクト伸縮継手、ダクト接続伸縮継手、シャフト、ファンシャフト、ダンパーシャフト、アッシュホッパ、集塵装置、バグハウス、煙道ガス脱硫吸収塔、空気加熱器等である。
【００３１】
更に、ＲＦＧ３３０は、例えば、イグナイターの冷却に用いる冷却用空気等の冷却用空気の代わりに使用することができる。この場合、ＲＦＧ３３０は、シールボックス３２０の使用又は不使用に拘わらず供給することができる。
【００３２】
加えて、代替の例示的実施形態は、本明細書に記載の酸素燃焼ボイラー２０の用途に限定されない。むしろ、空気侵入軽減システム３００は、例えば、非酸素燃焼ボイラー等の従来型のボイラーや、ＣＯ２キャプチャーレディボイラーと併用してもよい。但し、代替例示的実施形態では、これに限定されない。
【００３３】
また、代替の例示的実施形態は、例えば、発電プラントの保守を実施するために、空気侵入軽減システム３００を発電プラント１０の他の機器から分離して空気侵入軽減システム３００からＲＦＧ３３０を除去するように配置した、例えば、ファン、ブロワ、弁で構成される分離・パージシステム（不図示）を備えてもよい。
【００３４】
従って、本明細書に記載の例示的実施形態に係る空気侵入軽減システムは、少なくとも、酸素燃焼ボイラーへの空気侵入、例えば、空気漏れを大幅に削減及び／又は効果的に最小化するという効果をもたらす。その結果、酸素燃焼ボイラーのガス処理システムの機器のサイズ及び／又は所要電力を大幅に削減でき、ガス処理システムの機器及びその運転に要するコストの削減をもたらす。
【００３５】
本発明をさまざまな例示的実施形態を参照して説明しているが、当業者には、本発明の範囲から逸脱することなく、さまざまな変更が可能であり、本発明に記載の機器を均等物で代用できることが理解されよう。また、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合するべく多くの変更を実施することが可能である。従って、本発明は、本発明を実施する上で最良と判断された態様として開示されている特定の実施形態に限定されず、また、本発明は、添付の特許請求の範囲の全ての実施形態を包含するものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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