JPH0330765B2 - - Google Patents

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JPH0330765B2
JPH0330765B2 JP58502330A JP50233083A JPH0330765B2 JP H0330765 B2 JPH0330765 B2 JP H0330765B2 JP 58502330 A JP58502330 A JP 58502330A JP 50233083 A JP50233083 A JP 50233083A JP H0330765 B2 JPH0330765 B2 JP H0330765B2
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pipe
diaphragm
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tank
space
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Uiremu Uiimaa
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MAATSUCHATSUPIIYU TOTSUTO EKUSUPUROITATEII UAN SUTOOKU KETERUSU BV
RUURUHEMII AG
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MAATSUCHATSUPIIYU TOTSUTO EKUSUPUROITATEII UAN SUTOOKU KETERUSU BV
RUURUHEMII AG
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    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B21/00Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
    • F22B21/02Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially-straight water tubes
    • F22B21/04Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially-straight water tubes involving a single upper drum and a single lower drum, e.g. the drums being arranged transversely
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
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    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
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    • F22B1/1838Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines the hot gas being under a high pressure, e.g. in chemical installations
    • F22B1/1846Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines the hot gas being under a high pressure, e.g. in chemical installations the hot gas being loaded with particles, e.g. waste heat boilers after a coal gasification plant
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/005Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for only one medium being tubes having bent portions or being assembled from bent tubes or being tubes having a toroidal configuration

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Description

請求の範囲 1 炭素分を含み灰を形成しやすい燃料のプロセ
スガスから熱を得るための垂直型熱放射タンク1
0であつて、冷却媒体が流通するダイヤフラムパ
イプ壁1を有しかつプロセスガスが流通する流通
空間の境界となつている容器11をそのジヤケツ
トの内側に備え、該空間はその頂部にプロセスガ
スのための中央取入れ口を有し、その下側にプロ
セスガスの流れの方向を反転する反転空間を有
し、またそれに隣接して冷却されたプロセスガス
のための排出口を少くとも一つ有し、そして該反
転空間は局部的に分離された灰の粒子をその中に
捕捉するための水の空間と境界を接している垂直
型熱放射タンク10において、 ダイヤフラムパイプ壁が、容器のジヤケツトと
同心でありかつ流通空間と反転空間の長さをカバ
ーする円筒形の第1のダイヤフラムパイプ壁と、
第1のダイヤフラムパイプの内側に放射状に配設
された複数の第2のパイプ壁と、放射状パイプ壁
2にその下側部で境界を接している漏斗形の第3
のダイヤフラムパイプ壁3と、漏斗形ダイヤフラ
ムパイプ壁と境界を接する短い円筒形の第4のダ
イヤフラムパイプ壁とを備え、該第3と第4のダ
イヤフラム壁は第1のダイヤフラムパイプ壁から
分岐したパイプで形成されていることを特徴とす
る垂直型熱放射タンク。
2 上記円筒形の第1のダイヤフラムパイプ壁
が、全体がまたは部分的に並びあつて置かれたU
字形断面のパイプで形成され、それの頂部にある
一つの肢部パイプが水を供給するための環状の収
集ダクトに結合され、それの他の肢部パイプが水
の排出口のための環状収集ダクトに結合されてい
ることを特徴とする請求の範囲第1項記載の垂直
型熱放射タンク。
3 上記放射状の第2のパイプ壁が同一平面内に
ある複数のU字形断面パイプで形成され、その頂
部の一つの肢部パイプが水を供給するための収集
ダクトに結合され、その他の肢部パイプは水排出
口のための収集ダクトに結合されていることを特
徴とする請求の範囲第1項記載の垂直型熱放射タ
ンク。
4 上記収集ダクトが強制循環装置を有する水循
環システムに結合されていることを特徴とする請
求の範囲第2項または第3項記載の垂直型熱放射
タンク。
5 上記放射状パイプ壁2が、垂直型熱放射タン
クの中心線から半径aの位置で終つていることを
特徴とする請求の範囲第1項ないし第4項のいず
れか1項記載の垂直型熱放射タンク。
技術分野 本発明は垂直型熱放射タンク、特に炭素を含み
灰を形成しやすいプロセスガスから熱を回収する
ための垂直型熱放射タンクに関する。上記垂直型
熱放射タンクは一つの容器であり、該容器はその
ジヤケツトの内部にプロセスガスが流れる空間を
仕切りかつその中を冷却媒体が流れるダイヤフラ
ムパイプを備え、その上側面にプロセスガスのた
め中央取入れ口を有し、そしてその下面側にプロ
セスガスの流れの方向を反転するための反転空間
と、該反転空間に隣接して冷却プロセスガスのた
めの排出口を有する。該反転空間は、局所的に分
離された灰の粒子を補捉するための水のための空
間と境界を接している。このような垂直型熱放射
タンクは公知であり、またそれらは灰を形成しや
すい炭素を含む燃料をガス化するときに得られる
プロセス熱を得ることを目的としている。
背景技術 プロセスで作られた熱を用いて熱気を作ること
は普通は困難である。特に例えば石炭や、灰を含
む原油のガス化のように加圧下でガス化が行なわ
れる方法において特有なことであるが、流体状の
灰の粒子がガス相の中を高濃度で選ばれるときに
これが言える。
ガスは、掃き出された灰が固化する温度まで、
熱放射タンクの中で冷却される。方向反転の際
に、ガス流の大部分は熱放射タンクの下部に配設
された水溶器の中に分離される。熱伝達は主とし
て熱放射によつて行なわれる。熱交換部表面の温
度が充分に低く選ばれているので、この表面へ流
体状の灰粒子は付着しない。この結果、該熱交換
表面を例えば煤ぼうきなどを用いて充分な回数だ
けきれいにするときには、この表面が汚なくなる
ことはない。
流体状の灰粒子を含むガスを冷却するため従来
公知の垂直型熱放射タンクにおいては、熱交換が
実行される圧力容器の内側表面に熱交換表面が設
けられている。この場合における欠点は、熱交換
器の単位体積当りの熱交換表面が比較的小さい点
にある。
さらに複数の同心円筒状の熱交換表面が用いら
れている垂直型熱放射タンクが知られている。こ
れの欠点は、一つの円筒形表面から他の円筒形表
面へのガスの反転に際してガスがしばしば灰がま
だ固化しない程の高温であることで、この結果反
転の位置で熱交換表面にスラグが付く可能性があ
ることである。熱交換のために用いられる公知の
熱放射タンクにおいては、熱交換器の下側部に導
かれる冷却媒体のための配管分岐部として配管の
ケーシングが用いられている。この構造はスラグ
の堆積がその上に起りがちで、しかもこのスラグ
は有害であるのでおそらく配管ケーシングの寿命
を短縮するであろう。配管ケーシングは通常は肉
厚の材料で作られている。付加的な欠点として、
水溜めから該材料への水しぶきによつて下位置に
配設された配管ケーシングにおいて温度シヨツク
が起ることである。さらに、冷却媒体供給パイプ
を熱放射タンクの下方部分に配設しなければなら
ないという欠点がある。構造上の理由からこれら
の供給パイプは熱放射タンクの下部の水溜め中を
通す必要があるだろうし、これは腐食性の観点か
らは好ましいものではない。さらに欠点として次
の点が挙げられる。すなわち下降するガス流と下
から上昇するガス流の間の分離空間に熱交換表面
が設けられ、その表面が現在の技術によつては効
果的に冷却されないことである。なぜならば、分
離隔壁を形成するパイプの間の結合用細片部が、
大きくなつて高温になるか、あるいは有害な性質
の灰の堆積がすぐに起るような配置になるかのい
ずれかの一方に必ずなるからである。このことは
上記表面の寿命に悪影響を及ぼすであろう。
発明の開示 本発明は、上に説明した欠点を少くすることを
目的とする。この目的のために、ダイヤフラムパ
イプ壁は4つのダイヤフラムパイプ壁で構成され
ている。第1のダイヤフラムパイプ壁は容器のジ
ヤケツトと同心であり、かつ流れ空間と反転空間
の部分の長さにわたつて延在する。複数の第2の
ダイヤフラムパイプ壁は第1のダイヤフラムパイ
プ壁の内部に放射状に配設されている。第3のダ
イヤフラムパイプ壁は放射状パイプ壁と下側で境
界を接する。そして短く円筒形である第4のダイ
ヤフラムパイプ壁は漏斗形ダイヤフラム壁に接す
る。上記第3のパイプ壁と上記第4のパイプ壁
は、上記第1のダイヤフラムパイプ壁から分岐し
て形成されている。このようにすることによつ
て、垂直型熱放射タンクの単位体積当りの全体と
しての熱交換表面が著しく増大する。従つて熱放
射タンクの寸法を減少することができる。放射状
パイプ壁が垂直型熱放射タンクの中心線からある
半径上の距離の位置までで終つているときには、
ガスの中に含まれている流体状の灰を水溜めに向
つて垂直方向に移送することが可能であることは
今までと同じである。
熱交換ダイヤフラムパイプ壁は、並べて配設さ
れかつ相互にリブで結合された円筒形のパイプで
形成されることが好ましい。円筒形パイプの中の
冷却媒体の流れは、最初は垂直下降方向であり次
に垂直上昇方向(これは場合によつては垂直下降
のパイプに隣接し、また下降パイプに結合されて
いる)であることが好ましい。この結果、低い位
置にある冷却媒体の供給パイプおよび熱放射タン
クの下部の集合ケーシングを無くすることができ
る。冷却媒体の流れを確実にするためには、ポン
プ用いた冷媒体強制循環を使用する必要がある。
上に説明した理由によつて強制循環が採用さ
れ、下降ガス流と上向ガス流の間の分離は円筒パ
イプの中に配設されたT字形断面部材を用いてな
される。この結果、熱交換表面におけるより効率
的な冷却が保証される。これはこの表面の寿命を
延ばす。
【図面の簡単な説明】
以下、本発明を図面を用いてさらに完全に説明
する。
第1図は本発明に係る垂直型熱放射タンクの好
ましい実施例の垂直断面図、第2図は第1図の
−線断面図、第3図は第1図の細部の可能な
実施例の斜視図である。
発明を実施するための最良の形態 本発明に係る垂直型熱放射タンク10は、冷却
媒体が流れるダイヤフラムパイプ壁がその内部に
配置されかつジヤケツト12に取囲まれている容
器11を備える。これらのダイヤフラムパイプ壁
は、容器の長さの大部分をカバーする円筒形の第
1のダイヤフラムパイプ壁1と、プロセスガスが
垂直方向に障害なく通過できるように円筒形の何
も無い空間を残して、熱放射タンク10の中心線
から半径aの点で終端するように第1のダイヤフ
ラムパイプ壁の内部に放射状に配設された複数の
第2のダイヤフラムパイプ壁2と、第2のダイヤ
フラムパイプ壁2と下側部で境界を接する漏斗形
の第3のダイヤフラムパイプ壁3と、短かく円筒
形である第4のダイヤフラムパイプ4とからな
る。
高温のプロセスガス流は矢印6で示された方向
で、熱放射タンク10の上部に設けられかつレン
ガの断熱壁7で囲まれたガス取入口8に入り、そ
して垂直流通空間21に達する。該垂直流通空間
21はダイヤフラムパイプ1および3と上部壁1
3で仕切られ、この中にパイプ壁2が配設されて
いる。流通空間21の下に反転空間14が、ダイ
ヤフラムパイプ壁4によつて仕切られた短い円筒
形の流路15と、ダイヤフラムパイプ1と4の中
間の排出部17と、水19をたたえた水溜18で
仕切られかつ前者の間に配置された分離空間16
とによつて形成されている。
ガス流が矢印6の方向から180゜転向する時、灰
の粒子20は大部分分離され水19中に捕捉され
る。排出部17には、冷却されたガスのため排出
口22が少くとも一つ結合される。
冷却媒体(例えば水)は、環状収集ダクト24
に通じている少なくとも一つの冷却媒体取入れ口
23を通して熱放射タンク10に供給される。該
環状収集ダクト24からパイプ25が延び、それ
はダイヤフラムパイプ壁1の中を下方向に向い、
容器11の下部のヘアピンベンドで180゜転向し、
さらに下降するパイプの側部を上向し、少くとも
一つの排出口28を有する環状収集ダクト27の
パイプ壁26として終る。同様に結合パイプ29
が収集ダクト30に向つて延び、該ダクト30か
ら下方向に延在するパイプ31が分岐する。これ
はヘアピンペンド32で反転し、上上向パイプ3
3を経て収集ダクト34に終る。収集ダクト34
は結合ダクト35を介して環状収集ダクト27に
結合されている。
第3と第4のダイヤフラムパイプ壁3,4のパ
イプ36は、ダイヤフラムパイプ壁1のパイプ2
5と26にT字形断面結合部材において結合され
ている。パイプ壁1,2,3,4の冷却媒体シス
テムは、プロセスガスの温度が低い熱放射タンク
10の下部に収集ダクトを有していないので、粒
子の沈積を避けることができ、したがつてスラグ
の形成も避けることができる。
第2図から極めて明白な様に、ダイヤフラムパ
イプ壁1,3,4は直接結合のパイプ25,2
6,36からなり、それらは隙間を橋絡する鋼片
38で相互に結合されている。また各パイプ壁2
は直列結合されたパイプ31,33からなり、そ
れらは金属片38で相互に結合されたり結合され
ていなかつたりする。
JP58502330A 1982-07-12 1983-07-12 垂直型熱放射タンク Granted JPS59501276A (ja)

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NLAANVRAGE8202818,A NL187177C (nl) 1982-07-12 1982-07-12 Vertikale stralingsketel.
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JPS59501276A JPS59501276A (ja) 1984-07-19
JPH0330765B2 true JPH0330765B2 (ja) 1991-05-01

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AU (1) AU552977B2 (ja)
CA (1) CA1208507A (ja)
DE (2) DE3323818C2 (ja)
IN (1) IN157938B (ja)
NL (1) NL187177C (ja)
SU (1) SU1400518A3 (ja)
WO (1) WO1984000411A1 (ja)
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