JPH0792207B2 - 流動床内で燃焼を行なう動力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は粒状材料の流動床内において燃焼を行なう動力
装置に関する。前記材料は石灰または苦灰石などの硫黄
吸収材あるいは、これらを含んだ材料であり、燃焼が行
われる時に燃料内の硫黄を結合するようになっている。
この燃焼方法は最初はPFBC発電所、すなわち燃焼が大気
圧を越える圧力で行なわれ、かつ燃焼室を有する床容器
がほぼ2MPaとなる圧力の燃焼空気を含む圧力容器によっ
て囲繞されるようになった発電所に使用するように考え
られたものである。用語“PFBC"はPressurized Fluidiz
ed Bed Combustion（流動床燃焼）の頭文字を取って形
成されている。

（従来の技術） 前記床容器は、底部によって流動床を有する上方燃焼室
と、灰および使用済みの床材料を排出するための下方灰
排出室とに分割されたコンテナによりなっている。前記
底部は細長い、平行の空気分配室として構成しても良
く、該底部上方の粒状床材料の床を流動化すると共に、
供給された燃料を燃焼させる空気用のノズルを有するも
のとしても良い。燃焼室にはコンプレッサーから燃焼空
気が供給される。空気分配室の間には開口が形成され、
該開口を通して燃焼室から床容器下方の灰室に灰および
床材料が送給される。灰および床材料は空気冷却後スル
ース装置を通して排出される。

灰および床材料を排出するための室は普通は円錐形また
はピラミッド形のホッパとして形成され、その下向きの
先端が管によって排出装置に連結されるようになってい
る。冷却空気の効率的使用のため、圧縮空気は底部から
灰排出室に導入され、したがって排出すべき材料と反応
の方向に流動する。よって灰室を通して上方に流れる冷
却空気は、横断面積に一様に分布して流れない。このこ
とは先ず灰室の外方部分における冷却が不十分となるこ
とを意味し、次に各灰室の中央部分のレベルにおける空
気速度が上昇して、該灰室の中および空気分配室間の材
料が流動化されるようになることを意味する。この流動
化は空気分配室の壁に対する熱の伝導を増加せしめ、強
度を低下させる危険がある。さらに灰冷却空気が集中す
れば、燃焼室の断面に渡る空気の分配を不均等にし、作
業を妨げることになるおそれがある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明によれば、灰排出室内における冷却空気の拡散は
該室の中に流動抵抗の小さなほぼ水平の空気チャンネル
を有する格子を配置することによって改良される。前記
格子は、たとえばＵ字形の、開口を下向きにして設けた
部を有し、該部分内に材料が止まらないようにしたチャ
ンネルを有するものとなすことができる。これら格子は
二つまたはそれ以上のレベル内に位置するようになすこ
とができる。上下の格子間には垂直連結管を配置し、該
管を通して下方格子内のチャンネルからその上に位置す
る格子内の他のチャンネルに冷却空気が流入するように
なすことができる。空間の中央部分のチャンネル内に捕
捉された冷却空気は水平外方に流動し、かつ該空間の外
方部分に位置する材料の中に流入する。さらに垂直連結
管は一つの格子層と燃焼室との間に配置することができ
る。格子層から出た管は床容器の床底を形成する空気分
配室の間を通る。前記管の端部は空気分配室のノズルと
同様なノズルとなし、かつ該ノズルと同じレベルに位置
するようになすことができる。

次に添加図面によって本発明を流動床燃焼式の動力装置
の実施例を詳述する。

（実施例） 添付図面は、流動床燃焼式の動力装置の概略断面図であ
り図において11は圧力容器、12は床容器、13は圧力容器
11内に封入されたサイクロン型の清浄器を示す。図には
一つのサイクロン13だけが示されているが、実際には直
列に接続されたサイクロンの複数の並列群を有する清浄
プラントが設けられている。床容器12は底部14を有し、
該底部は床容器12を上方燃焼室15と下方灰室16とに分割
している。この底部14はノズル18を備えた複数の並列空
気分配室17よりなっている。これ等の室17を通して、圧
力容器11と床容器12との間の空間20から燃焼室15に燃焼
空気が供給される。この空気は床21を形成する粒状材料
を流動化し、かつ床に供給された燃料を燃焼させる。空
気分配室17の間には開口22が位置し、該開口を通して灰
および消費された床材料が室16に流入し得るようになっ
ている。燃料および新しい床材料はそれぞれ導管23およ
び24を通して貯蔵個所（図示せず）から床容器12に供給
される。燃焼室15は床を冷却し、かつ蒸気タービン（図
示せず）に至る蒸気を発生するための冷却管25を有して
いる。

形成された燃焼ガスは床面27の上方の空隙26の中に集め
られ、かつ導管28を通して清浄器13に導かれ、ここでガ
スから塵埃が分離される。この塵埃は導管30を通して補
集容器（図示せず）に排出される。浄化されたガスは導
管31を通してタービン32に導かれる。このタービンはコ
ンプレッサー33を駆動し、前記空間20に燃焼空気を供給
する。

灰室16を形成する床容器12の下方円錐形部分35の中には
調整装置39を供えた開口36が設けられ、空間20から室16
に冷却空気を供給し、該室16内の材料を冷却するように
なっている。第１図に示された実施例においては室16は
二つの格子層37および38を有し、これらの層はそれぞれ
Ｕ字形部分40および41よりなり、その開口は下向きであ
りかつ水平チャンネル46を形成している（第４図参
照）。前記格子層37,38は垂直管42によって相互に連結
され、該管は層の間において冷却ガスを垂直に搬送し得
るようになっている。床容器の円錐形部分35はスルース
型の排出装置44を有する出口管43に連結されている。

円錐形灰室16の下方部分に供給された冷却空気は下向き
に流動する材料および灰と出会い、かつ底部14を通って
燃焼室15に流入し、ここで燃焼に利用される。

冷却空気は室16の中心において材料の中の最短通路を通
って流動する傾向がある。したがって室16の中心におけ
る材料を不適当に流動化させる危険がある。さらに円錐
形部分35の壁に近い材料は冷却されない。本装置の場合
は、冷却空気の一部分が格子37,38の下向きに開いたＵ
字形部分40,41内に集まり、ここで材料の入っていな
い、したがって流動抵抗の小さなチャンネル46の中を、
水平横方向に流動するから、流動冷却装置は全断面に亙
って均等に分布されるようになる。Ｕ字形部分40,41の
チャンネル46内の空気は矢印45によって示される如く、
前記部分に沿って室16内の材料の中に流入する。第３図
に示される如く、格子37,38は開口47を有し、該開口を
通って灰および床材料が流動し得るようになっている。

第２図に示された変形実施例においては、前記室16は部
分40よりなる一つの格子37だけを有している。これ等部
分40には垂直管50が連結され、該管は空気分配室17の間
を通り、かつ空気ノズル18と同じレベルにおいてノズル
51として開口している。空気分配室17の底部には多少の
燃焼空気を流出させる流出開口52が設けられている。こ
の空気は矢印53によって示される如く流動する。管50内
における流動抵抗は格子37と底部14との間の流動抵抗よ
り小さいから、部分40によって捕捉された冷却空気は、
その相当部分が管50を通って燃焼室15に流入する。した
がって冷却空気の流動が相当量に昇る場合にも、格子37
と底部14との間の層内における流動を小さくし、該層お
よび空気分配室17の間に流動化の生じる危険を避けるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はPFBCプラントに使用された本発明の実施例を示
す略線図、第２図は変形実施例における床容器の下方部
分を示す図、第３図は第１図の線A-Aに沿って取られた
排出室の断面図、第４図は空気チャンネルを有する格子
の透視図。 11……圧力容器、12……床容器、13……サイクロン、14
……底部、15…燃焼室、16……灰室、17……空気分配
室、33……コンプレッサー、37,38……格子層、42……
垂直管、44……排出装置、47……開口、46……チャンネ
ル。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流動床内で燃焼を行なう動力装置にして、 床容器（12）と、 床容器（12）を上方燃焼室（15）および下方灰排出室
   （16）に分割する底部（14）と、 前期底部（14）内に位置し、灰および使用済みの床材料
   を前記灰排出室に導き得るようになった開口（22）と、 床材料および燃料を前記床容器（12）の燃焼室（15）に
   送給する送給装置と、 前記床容器（12）に流動化および燃焼に要する空気を供
   給するコンプレッサー（33）と、 前記灰排出室（16）から灰および使用済みの床材料を排
   出する排出装置（44）と、 前記燃焼室（15）の底部（14）の下方の灰排出室（16）
   に空気を供給し、該室（16）内の材料を冷却するように
   なった開口（36）とを有する動力装置において、 前記燃焼室（15）の底部（14）の下方の灰排出室（16）
   が実質的に水平な空気チャンネル（46）を備えた装置
   （37,38）を有していることを特徴とする動力装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の動力装置にお
   いて、前記空気チャンネル（46）が下向きに開いた、Ｕ
   字形断面を有する部分（40,41）によって形成されてい
   る動力装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第２項記載の動力装置にお
   いて、前記空気チャンネル（46）の、異なるレベルに位
   置する二つの層が垂直連結管（42）によって相互に連結
   されている動力装置。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第２項記載の動力装置にお
   いて、前記部分（40,41）のチャンネル（46）に垂直管
   （50）が連結され、該管（50）が燃焼室（15）の底部
   （14）に対し、該底部（14）のノズル（18）とほぼ同じ
   レベルにおいて開口している動力装置。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第４項記載の動力装置にお
   いて、前記空気分配室（17）に、空気流出開口、すなわ
   ちノズル（52）を有する底部が形成されている動力装
   置。
6. 【請求項６】特許請求の範囲第２項または第３項記載の
   動力装置において、前記空気チャンネル（46）の部分
   （40,41）が材料を通すための開口（47）を備えた水平
   格子（37,38）を形成している動力装置。