JPH09126418A - 流動層火炉のスラリー供給ノズル及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スラリー燃料が停止した際、スラリー流路内
の残留スラリー燃料の固化を防止し、再起動を容易にし
て操作性及び経済性を向上する。 【解決手段】 スラリー流路１に送給されたスラリー燃
料１１３を噴霧空気５１により流動層火炉へ供給し、ス
ラリー流路１を冷却しスラリー燃料１１３の固化を防止
する冷却水流路３を備えた流動層火炉のスラリー供給ノ
ズル１１０であって、冷却水流路３に、スラリー流路１
の管壁を所定温度以下に冷却する機構を具備し、かつス
ラリー燃料１１３の供給が停止された際、スラリー流路
１内に残存したスラリー燃料１１３の先端部に注水する
注水導管９を付設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スラリー燃料を流
動層火炉に供給する装置に係り、特にスラリー燃料の固
化を防止して再起動を容易にするのに好適な流動層火炉
のスラリー供給ノズル及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】流動層ボイラ（流動層火炉）を備えた例
えば加圧流動層ボイラ複合発電プラントは、加圧した流
動層で石炭を燃焼し、発生した蒸気によって蒸気タービ
ンを駆動し、さらに高圧、高温の燃焼ガスでガスタービ
ンを駆動して高効率で発電するプラントである。ただし
固体である石炭粒子を加圧状態の流動層火炉内に連続的
に、大量に安定して供給することが重要である。

【０００３】従来の流動層火炉のスラリー供給装置にお
いては、流動層火炉に石炭を供給する方式として、湿式
供給方式（例えば特開昭６２−１５５４３３号公報参
照）がある。図１８に示すように、最大径が６ｍｍ前後
の石炭粒子１１６と水１１４と炉内脱硫剤としての石灰
石１１５とを混練機１１２で混合し、撹拌して水分２５
％前後の石炭・水スラリー燃料（以下、単にスラリーと
称する）１１３とし、スラリー１１３を一時的に撹拌機
１２２付きのタンク１２１に貯留した後、ポンプ１２６
で昇圧してスラリー送給管１２７を経由して圧送する。
さらにスラリー流路を有するスラリー供給ノズル（以
下、単にノズルと称する）１１０で噴霧空気５１を噴霧
してスラリー１１３を分散し、流動層火炉１０１内の流
動層１０９内に供給する。そして緊急停止時に流動層火
炉１０１へのスラリー１１３の供給を停止する場合は、
切り替えバルブ１２３によって流路を導管１２８に切り
替え、スラリー１１３をタンク１２１に循環する。この
湿式供給方式は、乾式供給方式の例えばロックホッパで
昇圧したあと空気輸送する方式に比べ、乾燥等の前処理
が不要なため輸送管の摩耗が少ない、また低コスト等の
特長がある。

【０００４】なお、流動層１０９内の流動媒体１０２は
下方からの燃焼用空気１０７によって流動化され、流動
層１０９内には伝熱管１０５が設置され、伝熱管１０５
内で蒸気１１１を発生する。流動層火炉１０１の出口に
は燃焼ガス中の灰を除去する脱塵装置１０３が設置さ
れ、除塵された燃焼ガス１０８はガスタービン（図示し
ない）に供給される。流動層火炉１０１は加圧容器１０
４内に収納され、加圧空気１０６の供給によって加圧下
に保持される。しかしこの湿式供給方式を用いた加圧流
動層ボイラにおいて、緊急的に燃焼を停止しなければな
らない場合がある。その時、燃焼用空気１０７の供給を
停止し、流動媒体１０２の流動を停止する。同時に、ポ
ンプ１２６を停止してスラリー１１３の供給も停止す
る。供給が停止されたスラリー１１３はノズル１１０の
スラリー流路内に残留し、流動媒体１０２より侵入する
熱によってスラリー１１３中の水分が蒸発して乾燥しか
つ固化してしまう。スラリー流路内に固化したスラリー
はポンプの起動を阻害し、再起動のためにはこれを取り
除く必要がある。

【０００５】また従来の流動層火炉のスラリー供給ノズ
ルを図１９に示す。スラリー１１３はノズル１４０のス
ラリー流路９１に流入し、スラリー噴出孔９９より流動
層火炉へ供給される。ノズル１４０の先端は流動層火炉
内部に挿入され、流動層火炉の燃焼中は８００〜９００
℃の環境中にさらされる。このため、スラリー１１３が
スラリー流路９１内で温度上昇により固化してスラリー
流路９１を閉塞しスラリー供給を停止してしまうことを
防ぐため、スラリー流路９１の廻りの水冷ジャケット
（冷却水流路）９６に冷却水を通してスラリー１１３を
冷却する。冷却水は冷却水入口２２より供給され、スラ
リー流路９１の先端近傍までを冷却し冷却水出口２３よ
り排出される。また、噴霧空気入口２４から供給される
噴霧空気は噴霧空気噴出孔８９よりスラリー噴出孔９９
に噴出され、スラリー１１３を細かく分散させて流動化
するようにしている。

【０００６】しかし、従来のノズル構造は緊急停止時に
ノズル先端のスラリーを冷却することができないため、
ノズル内にペースト状のスラリー燃料をそのままの状態
で固化させずに保持することに配慮がなされていなかっ
た。またノズルの先端に至るまでの流路途中には、スラ
リー流路の外周囲に環状の冷却水流路を設けて冷却する
ことによって、スラリー水分の蒸発を抑制することがで
きるが、冷却水流路の冷却温度が明確でなく、またノズ
ル先端から侵入する熱については従来より防ぐ方式及び
そのためのノズル構造が提案されていなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の流動層火炉のス
ラリー供給ノズルにあっては、緊急的に燃焼を停止しな
ければならない場合に、供給が停止されたスラリーはス
ラリー流路内に残留し、流動媒体より侵入する熱によっ
てスラリー中の水分が蒸発して乾燥しかつ固化してしま
う。スラリー流路内に固化したスラリーはスラリーポン
プの起動を阻害し、再起動のためにこれを取り除く必要
がある。しかしながら、固化スラリーの除去にはかなり
の困難と工数とを必要とする問題点がある。またノズル
の先端に至るまでのスラリー流路の外周囲に環状の冷却
水流路を設けて冷却することによって、スラリー水分の
蒸発を抑制することができるが、冷却温度が明確でな
く、ノズル先端から侵入する熱を防ぐ方式が提案されて
いない問題点がある。

【０００８】本発明の目的は、スラリー流路内のスラリ
ーの固化を抑制し、流動層火炉の緊急停止時にスラリー
流路内に残留したスラリー先端部に注水し、スラリーポ
ンプの再起動によって容易にスラリー供給を再開するこ
とのできる流動層火炉のスラリー供給ノズル及び装置を
提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る流動層火炉のスラリー供給ノズルは、
スラリー流路に送給されたスラリー燃料を噴霧空気によ
り流動層火炉へ供給し、スラリー流路を冷却しスラリー
燃料の固化を防止する冷却水流路を備えた流動層火炉の
スラリー供給ノズルにおいて、冷却水流路に、スラリー
流路の管壁を所定温度以下に冷却する機構を具備した構
成とする。

【００１０】そして冷却水流路に、スラリー流路の管壁
を所定温度以下に冷却する機構を具備し、かつスラリー
燃料の供給が停止された際、スラリー流路内に残存した
スラリー燃料の先端部に注水する注水導管を付設した構
成でもよい。

【００１１】また冷却水流路に、スラリー流路の管壁を
所定温度以下に冷却する機構を具備し、スラリー燃料の
供給が停止された際、スラリー流路内に残存したスラリ
ー燃料を閉止する閉止機構を、スラリー流路の先端部に
設けた構成でもよい。

【００１２】さらに冷却水流路に、前記スラリー流路の
管壁を所定温度以下に冷却する機構を具備し、スラリー
燃料の供給が停止された際、スラリー流路内に残存した
スラリー燃料の先端部に不活性ガスを供給するガス導管
を付設した構成でもよい。

【００１３】そして所定温度は、６０℃以下である構成
でもよい。

【００１４】また注水導管は、先端が噴霧空気噴出孔近
傍の噴霧空気の流路に開口されるとともに、冷却水流路
に挿通されている構成でもよい。

【００１５】さらに注水導管は、先端がスラリー流路の
先端部近傍に開口されるとともに冷却水流路に挿通さ
れ、かつ定常時に空気が充填されている構成でもよい。

【００１６】そして噴霧空気は、スラリー燃料とともに
供給が停止され、その流路に不活性ガスを充填する機構
を付設している構成でもよい。

【００１７】またガス導管は、冷却水流路に挿通される
とともに、定常時に空気を充填している構成でもよい。

【００１８】さらに流動層火炉のスラリー供給装置にお
いては、前記いずれか一つの流動層火炉のスラリー供給
ノズルを備えてなる構成とする。

【００１９】そして流動層ボイラにおいては、前記流動
層火炉のスラリー供給装置を備えてなる構成とする。

【００２０】すなわち、前記の問題点を解決するために
鋭意、実験検討を行なった結果、スラリー供給ノズル内
に残留したスラリーの固化を防止し、スラリーを流動可
能な状態に保持するには、（１）ノズル先端部に至るス
ラリー流路の管壁温度を６０℃以下に保持すること、
（２）ノズル先端部の残存スラリーの先端部に注水を行
うこと、が有効であることを見出した。しかしながら、
ノズル先端部への注水手段として注水導管をスラリー流
路に開放して設けることは、注水導管中へスラリーの逆
流及び侵入を招き、閉塞を生じて肝心の緊急停止時に注
水が不能になることが分かった。また、ノズルの冷却水
流路の外周に環状に設けられた噴霧空気流路に注水を直
接導入して噴霧空気流路を通してノズル先端部に注水す
る手段、あるいは噴霧空気流路内に注水導管をノズル先
端まで配管する手段は、噴霧空気が流動層火炉からの熱
伝達で加熱されて３００℃以上の温度であることから、
噴霧空気流路内あるいは注水導管で注水が蒸発してスラ
リーの水分を保持する効果がないことが分かった。この
問題点を解決するノズル構造として、（３）注水導管を
スラリーノズルの冷却水流路内を通し、かつノズル先端
の残存スラリー端部近傍のスラリー流路へ開口して配管
した構造とし、定常時には注水導管にパージ空気を流す
ようにして注水導管へのスラリーの逆流を防止する。
（４）注水導管をスラリーノズルの冷却水流路内を通
し、かつその先端を噴霧空気噴出孔近傍の噴霧空気導管
に開口して設け、注水導管へのスラリーの逆流を防止し
た構造が有効であることを確認した。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１を参照し
ながら説明する。図１に示すように、スラリー流路１に
送給されたスラリー燃料（スラリー）１１３を噴霧空気
により流動層火炉へ供給し、スラリー流路１を冷却しス
ラリー燃料１１３の固化を防止する冷却水流路３を備え
た流動層火炉のスラリー供給ノズル（ノズル）１１０で
あって、冷却水流路３に、スラリー流路１の管壁を所定
温度以下に冷却する機構を具備した構成とし、スラリー
燃料１の供給が停止された際、冷却水流路３に、スラリ
ー流路１内に残存したスラリー燃料１１３の先端部に注
水する注水導管９を付設するものとする。

【００２２】すなわち、注水導管９を冷却水流路３内に
挿通するとともに、注水導管先端１５を噴霧空気噴出孔
１２近傍の噴霧空気流路７に開口して設け、スラリー１
１３の供給が停止された際、注水導管９を経由して残留
スラリー先端部へ注水するようにしたものである。ノズ
ル１１０はその中心よりスラリー流路１、スラリー導管
２、冷却水流路３、冷却水導管４、冷却水戻り流路５、
冷却水戻り導管６、噴霧空気流路７、及び噴霧空気導管
８の順に同心円の多重管で構成されている。冷却水戻り
導管６の先端面は管端板１０で、また噴霧空気導管８の
先端面は管端板１１で閉じられている。管端板１１は環
状の噴霧空気噴出孔１２及びスラリー噴出孔１３を形成
している。スラリー導管２、冷却水導管４、冷却水戻り
導管６、及び噴霧空気導管８等はノズル先端部が流動層
に挿着されるため、それぞれの温度に対する耐熱材料を
用いて溶接等で円管状に形成し、内側より順に多重管状
に組み立てて製造すればよく、各環状断面積は、流通抵
抗が過大にならないように決める必要がある。

【００２３】冷却水導管４は冷却水５３を冷却水流路３
及び冷却水戻り流路５を経由して流し、スラリー導管２
の管壁温度を６０℃以下、好ましくは５０℃以下に保持
してスラリー１１３中の水分の蒸発を防止する、例えば
管壁温度を検出してその検出値に応じて冷却水５３の流
量を制御する制御弁等の冷却する機構（図示しない）を
有し、冷却水５３を冷却排水管５４より排水する。噴霧
空気導管８は、スラリー流路１を通って供給されるスラ
リー１１３を流動層内に噴霧して供給するための高圧の
噴霧空気５１の導管であり、噴霧空気５１を噴霧空気噴
出孔１２よりスラリー流路１に向けて噴出させることに
より、スラリー流路１を通って供給されるスラリー１１
３に衝突させ、スラリー噴出孔１３よりスラリー１１３
を流動層火炉内の流動層に分散して供給する。

【００２４】注水導管９は、環状の冷却水流路３内を通
って、管端板１０を貫通してその注水導管先端１５が開
口して設けられ、緊急時の注水５５は注水導管９を通っ
てノズル先端部の噴霧空気噴出孔１２に供給される。バ
ルブ５６，５７，５８はそれぞれ噴霧空気５１、緊急時
の窒素ガス（不活性ガス）５２及び緊急時の注水５５の
供給用であり、黒色で図示したバルブは閉止状態を示し
ている。フランジ６１，６２，６３，６４，６５はそれ
ぞれの流体の母管と接続するためのものである。フラン
ジ６０は噴霧空気導管８に固定され、流動層火炉にノズ
ル１１０を取り付けるためのものである。

【００２５】次に本実施例の動作を説明する。スラリー
１１３はスラリー流路１を通って送られ、そして冷却水
５３は冷却水流路３を通って送られ、冷却水戻り流路５
を通って排出され、噴霧空気５１は噴霧空気流路７を通
って供給される。スラリー１１３は噴霧空気噴出孔１２
よりスラリー流路１に噴出される噴霧空気５１によって
流動層内に噴霧し供給される。流動層火炉の通常の運転
時には注水導管先端１５が噴霧空気流路７に開口してい
るため、スラリー流路１よりスラリー１１３が逆流して
閉塞することはない。

【００２６】ところで、なんらかの原因によって流動層
火炉の運転停止を余儀なくされ、緊急的に噴霧空気５１
及びスラリー１１３の供給を遮断せざるを得ないことが
ある。スラリー１１３の供給が停止された場合、そのま
ま放置するとスラリー流路１内にスラリー１１３が残留
し、残留したスラリー１１３は流動層より侵入した熱に
よって水分が蒸発し乾燥しかつ固化してしまうが、本実
施例では、冷却水５３によってスラリー導管２の管壁が
６０℃以下、好ましくは５０℃以下に冷却される。噴霧
空気５１は、スラリー１１３の供給が停止されると同時
に、例えばスラリーポンプの停止信号により自動的にバ
ルブ５６を閉して供給を停止する。バルブ５６の閉を検
出すると代わってバルブ５７を自動的に開して不活性ガ
ス、例えば窒素ガス５２を供給する（不活性ガスを充填
する機構）。それと同時に、バルブ５８を開放して緊急
時用の注水５５を注水導管９内に通して、ノズル先端部
の噴霧空気噴出孔１２に供給し、窒素ガス５２とともに
スラリー流路１に送り、残留したスラリー先端部１４に
注入して、残留スラリー水分濃度を初期水分濃度以上に
保持し、スラリーポンプより吐出が可能な状態に、流動
層火炉の運転停止解除までスラリー１１３を保持するこ
とができる。このとき注水導管９は注水導管先端１５ま
で冷却水流路３内を通っているので注水５５の温度上昇
が防止され、残存スラリーの水分保持の効果をより高く
維持する。また、注水導管９は噴霧空気流路７に開口し
ているのでスラリー１１３が逆流して閉塞することもな
く、注水遅れを生じたり、注水が不可能になったりする
ことはない。したがって速やかな注水が可能であり、残
留スラリーの固化を招くことがなくなる。

【００２７】図２は本発明の他の実施例であり、図１と
同一部品は同一符号で示した。図１と異なるのは注水導
管１９を冷却水流路３内に挿通し、ノズル先端の噴霧空
気噴出孔１２近傍のスラリー流路１に注水導管先端１６
を開口して設け、残留スラリーの先端部に注水するよう
にしたことである。さらに流動層火炉の通常の運転時
に、注水導管１９に定常時はパージ空気５９を供給する
ようにしたことである。

【００２８】本実施例によれば、注水導管１９はパージ
空気５９によって常時パージされているのでスラリー１
１３が逆流し、また閉塞することがないので注水遅れを
生じたり、注水が不可能になったりすることはない。し
たがって速やかな注水が可能であり、残留スラリーの固
化を招くことはない。

【００２９】図３は、本発明によるスラリー流路内での
固化防止の第１の手段として、スラリー流路の外周囲に
環状の冷却水流路を設け、冷却水で管壁を冷却したとき
の管壁温度と流路内残留スラリーの水分との関係を示す
グラフである。図３に示すように、管壁を冷却すること
によってスラリー水分の蒸発が抑制され、管壁を５０℃
以下に保持することにより、供給時の初期水分を保持で
きることが明らかになった。スラリーポンプによる吐出
が可能でトリップを生じることなく再起動できる水分濃
度は、初期水分より１％程度低くてもよく、管壁温度は
６０℃以下まで許容できる。

【００３０】一方、本発明によるスラリーの固化防止の
第２の手段であるノズル先端部における残存スラリーの
先端部への注水の効果は、管壁温度を５０℃に保持した
上で確認試験を行った。図４はスラリー流路の先端部の
径２７φのスラリー供給ノズルにおいて、残存スラリー
の先端部に注水したときの注水流量と、ノズル先端領域
のスラリー水分濃度との関係を示すグラフである。な
お、流動層火炉の流動媒体温度が８６０℃から２００℃
へ低下する過程での注水の効果である。ある注水流量以
上でスラリー水分濃度は初期水分濃度以上に保持され、
スラリーポンプ吐出も可能であることが確認された。こ
れは流動層火炉内の流動媒体よりノズル先端の残存スラ
リーの先端部への輻射熱によって生じるスラリーの温度
上昇が注水によって抑制され、同時に蒸発する水分が補
充されたことによる効果である。そして注水導管を注水
導管先端まで冷却水流路内を通すことによって、冷却水
流路内の冷却水によって注水導管内の注水の温度上昇が
防止され、残存スラリーの先端部への注水効果をより高
め、スラリー中の水分の蒸発を抑制することができる。

【００３１】さらに定常時におけるスラリー流路より注
水導管へのスラリーの逆流や、それによるスラリー流路
の閉塞は、注水導管にパージ空気を流すことによって防
止することができ、緊急時に支障なく注水することがで
きる。また、ノズル先端部における噴霧空気流路に注水
導管を開口して設ける構造にすることによって、スラリ
ーが注水導管に侵入して閉塞することがなくなり、緊急
時に支障なく注水することができる。

【００３２】本発明の他の実施例を図５〜図９に示す。
スラリー流路２１に送給されたスラリー１１３を噴霧空
気入口２４からの噴霧空気により分散して流動層火炉へ
供給し、冷却水入口２２より流入した冷却水３５を冷却
水流路３４を通過させてその冷却水戻り３６を冷却水出
口２３より排出し、冷却水３５でスラリー１１３の固化
を防止するようにスラリー流路２１を冷却し、冷却水流
路３４に、図１に示す実施例と同様なスラリー流路２１
の管壁を所定温度以下に冷却する機構を具備し、かつス
ラリー１１３の供給が停止された際、スラリー流路２１
内に残存したスラリー１１３を閉止する閉止板２８等の
閉止機構を、スラリー流路２１の先端部に設けた構成と
する。

【００３３】すなわち、ノズル１２０の冷却水流路３４
の先端部材３４ａに３重の案内板２７ａ，２７ｂ，２７
ｃが取り付けられ、その案内板２７ａ，２７ｃ間に小判
型で一端にスラリー流路２１と同一径の孔２８ａを有す
る閉止板２８が摺動自在に挿着されている。そして中間
の案内板２７ｂには閉止板２８を半径方向に往復して摺
動させる小判型の長孔４１ａが設けられている。また、
閉止板作動部分の残留スラリーをスラリー流路２１へ放
出し除去するための空気孔３０が先端部材３４ａに穿設
され、かつ案内板２７ａ，２７ｂの円周上に、空気孔３
０とパージ空気導管２５とに連通する複数の孔４２が穿
設されている。さらに案内板２７ａ，２７ｂには閉止板
作動空気導管２６と連通し小判型の長孔４１ａの両端外
縁に接するように各２個の孔４１が設けられている。そ
してパージ空気導管２５と閉止板作動空気導管２６とは
外側を断熱材２９で覆われている。スラリー１１３は多
重管構造であるノズル１２０のスラリー流路２１を通
り、スラリー噴出孔３３で噴霧空気噴出孔３２より吹き
出される噴霧空気３９により分散されて流動層火炉内に
供給される。スラリー１１３はスラリー流路２１の廻り
を囲む冷却水流路３４内の冷却水３５及び冷却水戻り３
６で冷却されている。

【００３４】閉止機構として、先端部材３４ａに案内板
２７が案内板止めボルト４０で取り付けられ、閉止板２
８は、孔４１より注入した閉止板作動空気３８により移
動されてスラリー流路２１を開閉する。また、空気孔３
０に供給されるパージ空気３７は、冷却水流路３４の外
側のパージ空気導管２５を通り、案内板２７を通過して
スラリー流路２１に注入される。

【００３５】本実施例による緊急停止時の作動を図８〜
図１０に示す。緊急停止直後にスラリーポンプは停止
し、スラリー流路２１内のスラリーの流れが停止する。
そこで図８に示すように、パージ空気３７で閉止板作動
部分にある残留スラリーをスラリー流路２１を経て流動
層火炉内にパージする。スラリー流路２１内全体に残留
したスラリーを全て流動層火炉内にパージすることは不
可能であるが、先端部のみの少量の残留スラリーをパー
ジすることが緊急停止直後において可能であり再起動の
際にも支障となることはない。その時点で案内板２７に
挿入された閉止板２８は図９に示すように、閉止板２８
の孔２８ａが中央に位置してスラリー流路２１が開口さ
れた状態となっている。ここで、閉止板作動空気３８を
供給し、閉止板２８の両端で差圧を生じるようにして閉
止板２８を移動させ、図１０に示すように閉止板２８が
スラリー流路２１の先端開口をふさぐ状態に位置するよ
うに摺動してスラリー流路２１を閉止する。図８〜図１
０に示す一連の操作は、緊急停止後、ノズル先端のスラ
リーが温度上昇して固化しないうちに速やかに行われる
必要がある。

【００３６】またノズル先端の閉止機構である閉止板構
造は、以下のように作用する。スラリー流路は周囲を冷
却水で冷却しているため、緊急停止時でも冷却水を維持
することにより全体としては固化しない温度に保持する
ことが可能である。問題となるのは先端のノズル開口よ
り直接的に入る流動層火炉の輻射熱であり、ここで閉止
板は緊急停止時に遠隔操作でノズル開口を閉止して、流
動層火炉からの輻射熱が直接スラリーに加わりスラリー
が温度上昇することを防止するものである。

【００３７】以上のように、閉止板は緊急停止時に閉止
板作動空気により作動し閉止する。また、再起動時には
同じく閉止板作動空気を逆方向に作動することにより開
口する。閉止板で閉止するスラリー流路の部分に緊急停
止時にスラリー供給を停止した時点でスラリーが残留し
ているため、閉止板閉止位置より若干外側の位置に不活
性ガスあるいは空気を送り、閉止板位置の局部残留スラ
リーを流動層内に排出してから閉止板を作動するもので
ある。緊急停止時に閉止板を閉止することにより、流動
層火炉からの輻射熱は閉止板が遮ることになる。閉止板
自体は輻射熱を受けるが同時に冷却水で冷却されている
ので温度上昇は小さく、閉止板温度をスラリー性状が不
安定になる５０℃を越えない温度にすることが可能とな
る。緊急停止時から再起動に至るまでの時間において、
流動層火炉は８００〜９００℃の高温より冷却されてい
き、流動層内の流動媒体も再起動に適した層温及び層高
にまで下げられる。その間、ノズル内のスラリーは冷却
水で冷却された状態で保持される。再起動の条件が整っ
た状態で閉止板は閉止板作動空気により作動し開口す
る。スラリーポンプが作動することにより残留スラリー
より順に流動層火炉内にスラリーが供給される。

【００３８】本発明の他の実施例を図１１〜図１４に示
す。本実施例は図５〜図９に示す実施例と比較して、閉
止板２８を摺動する駆動源として閉止板作動空気の代わ
りに電磁石６１と磁性体６０とを用いて磁気による吸引
力を使用する構成である。図１１に示すように、閉止機
構として、閉止板２８の両端に磁性体６０を設ける。一
方、案内板２７には図１２に示すように電磁石６１を設
ける。図１３と図１４とはそれぞれ閉止板２８がスラリ
ー流路２１を開口又は閉止している状態を示す。閉止板
２８の開閉作動はそれぞれ移動する側の電磁石に通電し
て作動させ吸引力を形成して行う。本実施例によれば、
閉止板作動空気の供給管が不要になる。

【００３９】本発明の他の実施例を図１５〜図１７に示
す。ノズル先端部のスラリーを冷却するための窒素ガス
（不活性ガス）は冷却水流路７１内を貫通するガス導管
７７によりスラリー先端部に供給される。スラリー１１
３は、多重管構造であるノズル１３０のスラリー流路８
１を通り、出口で噴霧空気噴出孔８２より吹き出される
噴霧空気により流動層火炉内に分散されて供給される。
スラリー流路８１内のスラリーは、廻りを囲む冷却水流
路７１の冷却する機構により制御された冷却水で冷却さ
れている。複数のガス導管７７は、冷却水流路７１内を
通過して窒素ガスをガス噴出孔８０に供給させることに
より、スラリー１１３がノズル１３０を通過する際、流
動層火炉の熱により過熱されることが防止され、スラリ
ーの冷却に必要な低いガス温度でノズル先端に供給され
ることになる。なお、定常時にはガス噴出孔８０にスラ
リー１１３がつまらないようにガス導管７７内に窒素ガ
スに代わり少量の空気を供給し充填するものとする。

【００４０】さらに閉止板付近の残留スラリーは表面が
不活性ガスあるいは空気にさらされるため、５０℃以下
の温度に保持しても表面の水分が乾燥して固化する可能
性があるため、ガス導管を利用して適量の水をスプレー
することによりスラリー表面の乾燥を防ぐこともでき
る。そして輻射による入熱を冷却する量の不活性ガスを
供給することにより、ノズル先端部のスラリーの温度上
昇が防止される。

【００４１】本発明の他の実施例として、流動層火炉の
スラリー供給装置は、前記いずれか一つの流動層火炉の
スラリー供給ノズルと、図１８に示す撹拌機付きタンク
及びスラリーポンプ等とよりなり、また流動層ボイラ
は、前記流動層火炉のスラリー供給装置と、図１８に示
す伝熱管を設置した流動層等とよりなるものとする。

【００４２】本発明によれば、流動層火炉の緊急停止時
に、スラリー流路内に残留したスラリー燃料が固化して
閉塞することがなく、再起動が容易で操作性及び経済性
の高い加圧流動層燃焼ボイラを提供することができる。
また本発明によれば、流動層火炉の緊急停止時に、ペー
スト状のスラリー燃料の供給を停止して、スラリー流路
内に残留したスラリー燃料を固化しない安定温度域内に
保持することができるため、再起動時にはノズル先端に
設けた閉止板を再び作動させてスラリー流路を開口させ
た後、スラリーポンプを再起動することにより、安定し
たペースト状のスラリー燃料を供給することが可能とな
る。さらに本発明によれば、火炉流動層の緊急停止時
に、ペースト状のスラリー燃料の供給を停止して、冷却
用の窒素ガスをノズル先端に供給することによりスラリ
ー流路内に残留したスラリー燃料を固化しない安定温度
域内に保持することができる。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、スラリー流路を所定温
度以下に冷却し、スラリー燃料が停止した際に、スラリ
ー流路内の残留スラリー燃料の先端部に注水する、不活
性ガスを注入する又は残留スラリー燃料を閉止するた
め、残留スラリー燃料の固化が防止され、再起動が容易
で操作性及び経済性が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す縦断面図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す縦断面図である。

【図３】スラリー流路の管壁温度と流路内残留スラリー
水分との関係を示すグラフである。

【図４】注水流量とノズル先端領域のスラリー水分との
関係を示すグラフである。

【図５】本発明の他の実施例を示す縦断面図である。

【図６】図５の要部を示す拡大した断面図である。

【図７】図６に示すａ・ａ線矢視図である。

【図８】図５に示す実施例の動作を説明する図である。

【図９】図５に示す実施例の動作を説明する図である。

【図１０】図５に示す実施例の動作を説明する図であ
る。

【図１１】本発明の他の実施例の要部を示す図である。

【図１２】図１１の要部を示す図である。

【図１３】図１１に示す実施例の動作を説明する図であ
る。

【図１４】図１１に示す実施例の動作を説明する図であ
る。

【図１５】本発明の他の実施例を示す縦断面図である。

【図１６】図１５の要部を拡大した断面図である。

【図１７】図１６のｂ・ｂ線断面図である。

【図１８】従来の装置を説明する図である。

【図１９】従来の技術を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１，２１，８１ スラリー流路 ２ スラリー導管 ３，３４，７１ 冷却水流路 ５ 冷却水戻り流路 ７ 噴霧空気流路 ９ 注水導管 １２，３２，８２ 噴霧空気噴出孔 １３，３２ スラリー噴出孔 ２７ 案内板 ２８ 閉止板 ５１ 噴霧空気 ５５ 注水 ５６ パージ空気 ７７ ガス導管 １１０，１２０，１３０ スラリー供給ノズル １１３ スラリー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂田 太郎 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内 (72)発明者 程塚 国雄 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内 (72)発明者 秋元 修平 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内 (72)発明者 中谷 康博 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内 (72)発明者 香取 孝則 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内 (72)発明者 東川 謙示 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内 (72)発明者 牧野 秀則 広島県呉市宝町５番３号 バブ日立エンジ ニアリング株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スラリー流路に送給されたスラリー燃料
   を噴霧空気により流動層火炉へ供給し、前記スラリー流
   路を冷却し前記スラリー燃料の固化を防止する冷却水流
   路を備えた流動層火炉のスラリー供給ノズルにおいて、
   前記冷却水流路に、前記スラリー流路の管壁を所定温度
   以下に冷却する機構を具備したことを特徴とする流動層
   火炉のスラリー供給ノズル。
2. 【請求項２】 スラリー流路に送給されたスラリー燃料
   を噴霧空気により流動層火炉へ供給し、前記スラリー流
   路を冷却し前記スラリー燃料の固化を防止する冷却水流
   路を備えた流動層火炉のスラリー供給ノズルにおいて、
   前記冷却水流路に、前記スラリー流路の管壁を所定温度
   以下に冷却する機構を具備し、かつ前記スラリー燃料の
   供給が停止された際、前記スラリー流路内に残存した前
   記スラリー燃料の先端部に注水する注水導管を付設した
   ことを特徴とする流動層火炉のスラリー供給ノズル。
3. 【請求項３】 スラリー流路に送給されたスラリー燃料
   を噴霧空気により流動層火炉へ供給し、前記スラリー流
   路を冷却し前記スラリー燃料の固化を防止する冷却水流
   路を備えた流動層火炉のスラリー供給ノズルにおいて、
   前記冷却水流路に、前記スラリー流路の管壁を所定温度
   以下に冷却する機構を具備し、前記スラリー燃料の供給
   が停止された際、前記スラリー流路内に残存した前記ス
   ラリー燃料を閉止する閉止機構を、該スラリー流路の先
   端部に設けたことを特徴とする流動層火炉のスラリー供
   給ノズル。
4. 【請求項４】 スラリー流路に送給されたスラリー燃料
   を噴霧空気により流動層火炉へ供給し、前記スラリー流
   路を冷却し前記スラリー燃料の固化を防止する冷却水流
   路を備えた流動層火炉のスラリー供給ノズルにおいて、
   前記冷却水流路に、前記スラリー流路の管壁を所定温度
   以下に冷却する機構を具備し、前記スラリー燃料の供給
   が停止された際、前記スラリー流路内に残存した前記ス
   ラリー燃料の先端部に不活性ガスを供給するガス導管を
   付設したことを特徴とする流動層火炉のスラリー供給ノ
   ズル。
5. 【請求項５】 所定温度は、６０℃以下であることを特
   徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の流動層火炉
   のスラリー供給ノズル。
6. 【請求項６】 注水導管は、先端が噴霧空気噴出孔近傍
   の噴霧空気の流路に開口されるとともに、冷却水流路に
   挿通されていることを特徴とする請求項２又は５記載の
   流動層火炉のスラリー供給ノズル。
7. 【請求項７】 注水導管は、先端がスラリー流路の先端
   部近傍に開口されるとともに冷却水流路に挿通され、か
   つ定常時に空気が充填されていることを特徴とする請求
   項２又は５記載の流動層火炉のスラリー供給ノズル。
8. 【請求項８】 噴霧空気は、スラリー燃料とともに供給
   が停止され、その流路に不活性ガスを充填する機構を付
   設していることを特徴とする請求項２又は５〜７のいず
   れか１項記載の流動層火炉のスラリー供給ノズル。
9. 【請求項９】 ガス導管は、冷却水流路に挿通されると
   ともに、定常時に空気を充填していることを特徴とする
   請求項４又は５記載の流動層火炉のスラリー供給ノズ
   ル。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか１項記載の流
    動層火炉のスラリー供給ノズルを備えてなることを特徴
    とする流動層火炉のスラリー供給装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の流動層火炉のスラリ
    ー供給装置を備えてなることを特徴とする流動層ボイ
    ラ。