JPH1054511A - 加圧流動層ボイラの灰輸送管分岐部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バイパスラインとなる灰輸送管の止め弁入口
側に灰が堆積し、冷却、固着するのを防止する。 【解決手段】 圧力容器内のサイクロンから排出された
灰を送給するための灰輸送管２３を主ラインとなる灰輸
送管２５とバイパスラインとなる灰輸送管２６とに分岐
させ、灰輸送管２６の中途部にボール弁構造の止め弁３
０を設け、灰輸送管２６の止め弁３０入口側に接続した
短管２６ａ内に、バイパスブロー空気ＡＢを止め弁３０
のボール３２側に吹付け、灰を灰輸送管２５側へ排出し
得るよう内筒４３を固設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は加圧流動層ボイラの
灰輸送管分岐部構造に関し、分岐したバイパスラインの
止め弁入口側に灰が堆積して冷却、固着しないようにし
た加圧流動層ボイラの灰輸送管分岐部構造に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、エネルギの有効利用を図るために
加圧流動層ボイラが開発されている。

【０００３】而して、従来の加圧流動層ボイラの一例
は、図４に示され、図中、１は加圧流動層ボイラであ
る。

【０００４】斯かる加圧流動層ボイラ１は、圧力容器２
を備え、圧力容器２内には、ボイラ本体３及びサイクロ
ン４並に中途部に灰クーラ５を備えて下方へ延在する空
気導管６が配設されている。

【０００５】ボイラ本体３は、周囲を伝熱管及びフィン
を接続して形成した炉壁に囲まれて内部に火炉７が形成
されると共に、火炉７内には、蒸発器及び過熱器等の伝
熱部８が収納されており、火炉７の下部には、圧力容器
２及びボイラ本体３の炉壁を貫通して火炉７内に燃料を
噴射する燃料噴射ノズル９が配設されている。

【０００６】火炉７の下部に設けた灰出しホッパ１０の
上端部近傍には、多数の噴出孔を有する複数組の散気管
１１が、図４の紙面に対して直交する方向へ所定のピッ
チで配設されており、前記空気導管６の端部は、灰出し
ホッパ１０を貫通して散気管１１の下端に接続されてい
る。而して、圧力容器２内の空気は、上端開口６ａから
空気導管６内へ導入され、空気導管６を通って散気管１
１の噴出孔から火炉７内へ向けて噴出され、火炉７内に
収納されている、脱硫剤や砂等が混合したベッド材１２
を流動化し得るようになっている。

【０００７】ボイラ本体３の上端部には、ベッド材１２
の熱により火炉７内で燃料が燃焼することにより生成し
且つ伝熱部８や炉壁管内の水を加熱した後の燃焼ガスＧ
Ｂを排ガスＧＥとして導入するマニホールド１３が上方
へ向けて延在するよう設けられている。

【０００８】マニホールド１３の上端部近傍には、水平
方向へ延在する排ガス管１４が接続され、排ガス管１４
の先端は、サイクロン４の外周部に、サイクロン４外周
の接線方向へ向けて接続されている。

【０００９】サイクロン４の頂部には、排ガス管１５が
接続され、該排ガス管１５は圧力容器２を貫通して外部
へ延在し、その先端はガスタービン１６に接続されてい
る。而して、ガスタービン１６は、マニホールド１３か
ら排ガス管１４、サイクロン４、排ガス管１５を通って
送給された排ガスＧＥにより駆動し得るようになってい
る。

【００１０】又、ガスタービン１６により、ガスタービ
ン１６に対して接続された発電機１７及び圧縮機１８を
駆動し得るようになっており、圧縮機１８で生成された
圧縮空気ＡＣは、圧縮空気送給管１９を介して前記圧力
容器２内へ導入し得るようになっている。

【００１１】サイクロン４の下端には、サイクロン４で
捕集分離された灰を排ガスＧＥの一部により搬送するた
めの灰輸送管２０が接続され、灰輸送管２０の端部は、
灰クーラ５のケーシング２１内にジグザグ状に曲折され
て収納された冷却管２２の下端に接続されている。

【００１２】冷却管２２の上端には灰輸送管２３が接続
され、該灰輸送管２３は圧力容器２を貫通して外部へ延
び、その先端は下端が閉塞した十字ベンド２４の上端に
接続されている。

【００１３】十字ベンド２４の左右端には、主ラインを
構成する灰輸送管２５とバイパスラインを構成する灰輸
送管２６が夫々接続されて分岐部が形成されており、灰
輸送管２５は減圧タンク２７の頂部に接続され、灰輸送
管２６は減圧タンク２７の側部に接続されている。

【００１４】又、灰輸送管２５の中途部には、十字ベン
ド２４側から減圧タンク２７側へ向けて、順次開閉弁２
８、オリィフィス２９が設けられ、灰輸送管２６の中途
部には止め弁３０が設けられている。

【００１５】止め弁３０はボール弁構造でその詳細は図
２、３に示されている。而して、止め弁３０のケーシン
グ３１は、球状部３１ａと、球状部３１ａの前後に連な
り灰輸送管２６と連通するようにした円筒状部３１ｂ
と、球状部３１ａの側部水平方向へ突出する軸案内筒３
１ｃにより形成され、ケーシング３１の球状部３１ａ内
には、灰輸送管２６の軸線Ｌ方向へ延びる垂直面に対し
平行な方向へ回転し得るようボール３２が嵌入されてい
る。

【００１６】ボール３２には、ボール３２を回転させて
止め弁３０を開いた際に止め弁３０の前後に接続した灰
輸送管２６内と連通し得るよう、ボール３２の径方向へ
向けて流通路３２ａが突設されている。

【００１７】ボール３２の側部一側に接続した水平軸３
３は、軸案内筒３１ｃ内に内嵌されたシール３４及び軸
受３５を挿通されて外方へ延び、その端部は軸案内筒３
１ｃの外側に設置した駆動装置３６に接続されている。

【００１８】又灰輸送管２６の十字ベンド２４と止め弁
３０との間に位置する短管２６ａは、十字ベンド２４側
から止め弁３０へ向けて内径が拡径するよう、テーパ状
に形成されている。

【００１９】減圧タンク２７の灰輸送管２６接続部とは
略１８０度円周方向に対する角度が異なる側部には、水
平方向へ向けて灰輸送管３７が接続され、灰輸送管３７
の先端部は、サイクロン３８の外周に接線方向へ向けて
接続されている。

【００２０】サイクロン３８で捕集、分離されてその下
部から排出された灰は、灰クーラ３９へ導入し得るよう
になっており、灰クーラ３９から排出された灰はホッパ
４０へ貯留し得るようになっている。

【００２１】なお、図４中、４１は灰出しホッパ１０の
下部に接続した灰切出し管であり、燃焼によって生じた
灰（ベッド材１２）の一部は、散気管１１の間から灰出
しホッパ１０へ落下し、灰出しホッパ１０から灰切出し
管４１を通り外部へ切出し得るようになっており、又図
２中、４２は十字ベンド２４の下方へ垂下する部分に滞
溜した灰である。

【００２２】上記加圧流動層ボイラ１を運転する場合に
は、ボイラ本体３内には所定量のベッド材１２が収納さ
れていると共に圧力容器２内に供給された圧縮空気ＡＣ
は、空気導管６から散気管１１を通ってボイラ本体３内
に導入され、ボイラ本体３内ではベッド材１２が流動化
している。

【００２３】又、燃料噴射ノズル９からボイラ本体３内
に噴射された石炭スラリ等の燃料は、ベッド材１２等の
熱により燃焼して燃焼ガスＧＢが生成され、燃焼ガスＧ
Ｂは、火炉７内を上昇しつつ、伝熱部８内や火炉７炉壁
の伝熱管内の流体を加熱して蒸気を生成させ、火炉７を
通ってボイラ本体３からの排ガスＧＥとしてマニホール
ド１３へ排出される。

【００２４】マニホールド１３へ排出された排ガスＧＥ
は、マニホールド１３から排ガス管１４を経てサイクロ
ン４内へ導入され、サイクロン４で石炭燃焼灰や未燃の
石炭粒子を分離され、排ガス管１５を通ってガスタービ
ン１６へ導入され、排ガスＧＥによりガスタービン１６
が駆動される。

【００２５】又、ガスタービン１６が駆動されると、発
電機１７が駆動されて発電が行われると共に圧縮機１８
が駆動され、圧縮機１８で生成した圧縮空気ＡＣは、圧
縮空気送給管１９を経て圧力容器２内へ導入される。

【００２６】ボイラ本体３で生成した蒸気は、図示して
ない蒸気タービンの駆動に供せられる。

【００２７】サイクロン４で捕集、分離された灰は、排
ガスＧＥの一部を灰輸送用ガスとして用いることによ
り、灰輸送管２０を輸送され、灰クーラ５で冷却管２２
内を通過しつつ、空気導管６を上方から下方へ送給され
る圧縮空気ＡＣにより冷却され、更に灰輸送管２３を輸
送され、十字ベンド２４の部分に到達する。

【００２８】而して、通常の運転の際には、開閉弁２８
は開き、止め弁３０は閉止されているため、灰は十字ベ
ンド２４から主ラインである灰輸送管２５を経て減圧タ
ンク２７へ導入される。灰輸送管２５には、オリィフィ
ス２９が設けてあるため、サイクロン４側は高圧とな
り、減圧タンク２７側は低圧となっており、従って、サ
イクロン４で捕集、分離された灰は、サイクロン４側の
圧力と減圧タンク２７内の圧力の差により、スムーズに
減圧タンク２７内へ導入され、更に減圧タンク２７から
灰輸送管３７を介してサイクロン３８へ送給され、該サ
イクロン３８で捕集、分離されて灰クーラ３９へ送給さ
れ、灰クーラ３９で冷却されたうえ、ホッパ４０へ導入
される。

【００２９】加圧流動層ボイラ１が低負荷の場合には排
ガスＧＥの流量が少いため、サイクロン４から灰輸送管
２３，２５内に流入する搬送用ガスの流量が少量とな
る。このため、オリィフィス２９の前後での灰輸送管２
５内の圧力差を大きく取れずしかもオリィフィス２９の
部分では、径が絞られているため灰の輸送が困難とな
る。

【００３０】そこで、この場合には、駆動装置３６によ
りボール３２を回転させて流通路３２ａの位置を図２の
仮想線の位置とし、止め弁３０を開いた状態にする。

【００３１】このため、サイクロン４からの灰は、灰輸
送管２３、十字ベンド２４、バイパスラインである灰輸
送管２６を経て減圧タンク２７へ導入され、減圧タンク
２７からサイクロン３８、灰クーラ３９を経てホッパ４
０へ送給される。

【００３２】なお、十字ベンド２４を設けてあるため、
十字ベンド２４の水平部から下方へ垂下する部分には、
図２に示すごとく灰４２が堆積し、従って、分岐部にお
ける管の摩耗を防止することができる。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】加圧流動層ボイラ１の
通常の運転時には、止め弁３０は閉止しているため、止
め弁３０入口側のガス流れのないポケット部Ｘには、図
２に示すように、灰が堆積し、冷却して固着する。

【００３４】従って、ポケット部Ｘに灰の詰りが発生
し、その結果、加圧流動層ボイラ１の低負荷時に、止め
弁３０を開いても、灰を灰輸送管２６から減圧タンク２
７へ送給することができない。

【００３５】本発明は、上述の実情に鑑み、止め弁入口
側のガス流のないポケット部に灰が堆積して冷却、固着
しないようにすることを目的としてなしたものである。

【００３６】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧力容器内の
サイクロンから排出された灰を送給するための灰輸送管
を、中途部にオリィフィスを備え且つ灰を減圧タンク内
に送給し得るようにした主ラインと中途部にボール弁を
備え且つ灰を減圧タンク内へ送給し得るようにしたバイ
パスラインとに分岐させ、バイパスラインのボール弁入
口側に内筒を挿入して内筒の反ボール弁側をバイパスラ
イン内周に固設し、内筒外周とバイパスライン内周との
間に、外部から導入されたブロー空気をボール弁のボー
ルへ向けて吹付け得るよう第１の隙間を設け、内筒のボ
ール弁側先端とボールとの間に、前記第１の隙間からボ
ールに吹付けられたブロー空気により吹き飛ばされた灰
を、前記ボールに衝突して反転したブロー空気と共に内
筒内を通し主ラインへ送給し得るよう第２の隙間を形成
したものである。

【００３７】本発明においては、主ラインとバイパスラ
インとの分岐部に十字ベンドを設けると良い。

【００３８】ブロー空気を第１の隙間へ導入することに
より、ブロー空気は第１の隙間からボール弁のボールへ
吹付けられ、ボールに衝突して反転し、灰を同伴して第
２の隙間から内筒内を通り主ラインへ送給される。

【００３９】ボール弁の入口側に灰が堆積することを防
止できるため、当該部分に灰が詰って閉塞することがな
く、従ってバイパスラインから灰を輸送する際に何等支
障が生じることはない。

【００４０】主ラインとバイパスラインとの分岐部に十
字ベンドを設けた場合には、分岐部がサイクロンから輸
送された灰により摩耗することを防止できる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しつつ説明する。

【００４２】図１は本発明の実施の形態の一例で、十字
ベンド２４と止め弁３０との間に介在している灰輸送管
２６の短管２６ａの内部に、内外径が短管２６ａの小径
部と略等しい中空状の内筒４３を挿入して該内筒４３の
十字ベンド２４側端部を、短管２６ａの内周に溶接等に
より同心状に固設し、内筒４３の外周と短管２６ａの内
周テーパ部との間に隙間Ｙを形成し、内筒４３の止め弁
３０側端部と止め弁３０のボール３２との間に隙間Ｚを
形成する。

【００４３】短管２６ａのテーパ部に、隙間Ｙと連通す
るよう、バイパスブロー空気供給ノズル４５を接続し、
図示してない空気供給源から、開閉弁４６を備えた管路
４７及びバイパスブロー空気供給ノズル４５を介して、
短管２６ａの隙間Ｙ内にバイパスブロー空気ＡＢを供給
し得るようにする。

【００４４】次に本発明の実施の形態の作動について図
４をも参照しつつ説明する。

【００４５】加圧流動層ボイラ１の通常の運転時には、
流通路３２ａが灰輸送管２６と連通しないよう、ボール
３２の流通路３２ａを図１に示すごとく位置させてお
く。

【００４６】而して、加圧流動層ボイラ１の通常運転を
行う際には、所定時間間隔（１回／４時間）で開閉弁４
６を開き、バイパスブロー空気ＡＢを管路４７、バイパ
スブロー空気供給ノズル４５を介して短管２６ａ内の隙
間Ｙに供給する。

【００４７】そうすると、バイパスブロー空気ＡＢは、
内筒４３の外周側に案内されて止め弁３０のボール３２
側へ吹付けられ、ボール３２に衝突して反転し、ポケッ
ト部Ｘに滞留している灰を同伴して内筒４３の中空部を
通り、十字ベンド２４の水平部を通って灰輸送管２５側
へ送られ、灰輸送管２５から減圧タンク２７、サイクロ
ン３８、灰クーラ３９を経てホッパ４０へ輸送される。

【００４８】このように所定時間間隔でポケット部Ｘに
バイパスブロー空気ＡＢを吹付けることにより、ポケッ
ト部Ｘに灰が堆積して冷却、固着することを防止するこ
とができ、延いては止め弁３０入口側のポケット部Ｘの
灰による詰りを防止することができる。

【００４９】なお、本発明の実施の形態は上述の形態例
に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない
範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

【００５０】

【発明の効果】本発明の加圧流動層ボイラの灰輸送管分
岐部構造によれば、請求項１、２の場合は灰輸送管から
分岐したバイパスラインにおけるボール弁入口側のポケ
ット部に灰が堆積し、冷却、固着する虞れがないため、
ボール弁入口側に灰による詰りが生じるのを防止するこ
とができ、請求項２では分岐部の管の摩耗を防止するこ
とができるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加圧流動層ボイラの灰輸送管分岐部構
造における実施の形態の一例を示す、一部を縦断面にし
た側面図である。

【図２】従来の加圧流動層ボイラの灰輸送管分岐部構造
の一例を示す、一部を縦断面にした側面図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図である。

【図４】加圧流動層ボイラの一般的な系統図である。

【符号の説明】

１ 加圧流動層ボイラ ２ 圧力容器 ４ サイクロン ２３ 灰輸送管 ２４ 十字ベンド ２５ 灰輸送管（主ライン） ２６ 灰輸送管（バイパスライン） ２７ 減圧タンク ２９ オリィフィス ３０ 止め弁（ボール弁） ３２ ボール ４３ 内筒 Ｙ 隙間（第１の隙間） Ｚ 隙間（第２の隙間） ＡＢ バイパスブロー空気（ブロー空気）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力容器内のサイクロンから排出された
   灰を送給するための灰輸送管を、中途部にオリィフィス
   を備え且つ灰を減圧タンク内に送給し得るようにした主
   ラインと中途部にボール弁を備え且つ灰を減圧タンク内
   へ送給し得るようにしたバイパスラインとに分岐させ、
   バイパスラインのボール弁入口側に内筒を挿入して内筒
   の反ボール弁側をバイパスライン内周に固設し、内筒外
   周とバイパスライン内周との間に、外部から導入された
   ブロー空気をボール弁のボールへ向けて吹付け得るよう
   第１の隙間を設け、内筒のボール弁側先端とボールとの
   間に、前記第１の隙間からボールに吹付けられたブロー
   空気により吹き飛ばされた灰を、前記ボールに衝突して
   反転したブロー空気と共に内筒内を通し主ラインへ送給
   し得るよう第２の隙間を形成したことを特徴とする加圧
   流動層ボイラの灰輸送管分岐部構造。
2. 【請求項２】 主ラインとバイパスラインとの分岐部に
   十字ベンドを設けた請求項１に記載の加圧流動層ボイラ
   の灰輸送管分岐部構造。