JPS6122103A - 層内伝熱管の焼損を防止する流動層ボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は流動層ボイラに係り、特に所内が全停電に陥
った際に層内蒸発管の焼損を防止し得る流動層ボイラに
関する。

〈従来の技術及びその問題点〉 流動層ボイラは低品位の燃料等も含めて幅広い燃料を使
用でき、かつ石灰石等の脱硫剤を添加することにより層
内脱硫が可能であり、さらに層内の伝熱係数が非常に大
きいので層内に伝熱管を配置することにより良好な熱回
収が行えボイラ全体を小型化できるという利点を有して
いる。

第２図は従来の流動層ボイラであり、ドラム７内の缶水
はポンプ８により、下降管１３を経て層内伝熱管９にお
いてボイラ本体ｌの流動層２の熱を回収し、上昇管１４
を経てドラム７に戻り循環流動し、この間に発生した蒸
気Ｓを外部旋取り出している。但し、図示しないが流動
層ボィラの壁面は水管壁となっており、水管壁からも熱
回収を行う構造となっている。

以上の流動層ボイラにおいて、所内が全停電となった場
合には当然循環ポンプ８も停止するため同ポンプ８によ
る内部流体の強制循環は不可能となる。

一方流動層２は流動媒体の残熱（例えば約８２０℃）が
あるため何等かの手段を施さないと層内伝熱管は焼損し
てしまう。層内伝熱管の焼損防止のためには、 （１）層内蒸発管に内部流体（缶水または蒸気）を流す
ことにより蒸発器管の焼損防止を計る。

（２）流動媒体を炉外へ緊急に抜き出し、媒体から蒸発
器管への熱移動をさける。

以上二つの方法が考えられるが、（２）についてはボイ
ラの大型化に伴ない高温で大量の媒体を短時間に抜き出
すことは不可能に近いため（１）により層内伝熱管を保
護する方法が従来取られている。具体的にはポンプ８が
停止すると共に自然循環に切り換え、内部流体の流動に
より層内伝熱管を冷却するようにしている。

このとき問題となるのは層内蒸発器管へ缶水を流す力と
缶保有水量である。

通常運転時の層内蒸発器は循環ポンプ８により缶水を強
制循環させているが全停電と同時にポンプ８も停止し自
然循環となる。ここでポンプ８が缶水の自然循環力を阻
害することが懸念され、層内蒸発器管４の冷却に必要な
缶水が循環しない恐れがある。また、層内蒸発器近傍の
流動媒体の温度が蒸発器管の許容メタル温度（約４５０
℃）以下に下がるまで缶保有水量が確保できるか問題と
なる。

〈問題点を解決するための手段〉 この発明は上述した問題点に鑑み構成したものであり所
内全停電時に層内伝熱管内を流体が自然循環により良好
に流動し、かつ要すればこの自然循環系統に対して補給
水を供給する系統を設けたものである。

〈手段の概要〉 要するにこの発明はボイラ循環ポンプに対してバイパス
管路を設置して停電時には循環ポンプをバイパスして缶
水を流動させて缶水を良好に自然循環させ、かつ要すれ
ばこの自然循環系統に対して補給水を供給する管路を接
続したものである。

〈実施例〉 第１図において、ボイラ循環ポンプ８を有する下降管１
３に対しては循環ポンプ８をバイパスするバイパス系統
１０が形成しである。一方脱気器４とボイラドラム７と
の間には給水供給系統１６とは別個に緊急補給水系統１
２が形成してあり全停時に起動される緊急動力系（例え
ば停電時間用の内燃機関により発電された電力）により
駆動されるポンプ１１が設けである。

以上の装置において、常時は緊急補給水系統１２の弁１
７．バイパス系統１０の弁１８は閉としておき、缶水は
循環ポンプ８により下降管１３゜−層内伝熱管９．上昇
管１４の順に循環し、発生した蒸気Ｓは系外に取り出さ
れる。また給水は、復水器３．脱気器４．ボイラ給水ポ
ン１５１節炭器６を経てボイラドラム７に補給される。

以上の構成のボイラにおいて、所内が全停電となりポン
プ８の運転も停止したならば弁１８を開としてバイパス
系１０を経て内部流体を自然循環させる。

ここでポンプ８の停止直後の缶水の循環系圧力バランス
を考えると、層内蒸発器入口管寄せ９点において、 Ｐ＝ｒ８・Ｈ−△Ｐ８ Ｐｄ＝　ｒｄ−Ｈ十△Ｐｄ △Ｐ８＋△Ｐｄ、＝Ｈ（ｒ８−ｒｄ） ここに ＰＳ：下降管側静圧 Ｐｄ：上昇管側静圧 ｒＳ：下降管側缶水比重量 ｒｄ：上昇管側缶水比重量 Ｈ：水頭差 ここで△Ｐ８＋△ｐａは循環系の圧力損失であり△Ｐと
すれば、△Ｐ＝Ｈ（ｒ　ｓ　−ｒ　＋ｉ　）となる。

つまりΔＰ　（Ｈ（ｒ　５−ｒｄ）ならば、缶水が自然
循環することになる。

流動媒体が流動状態にあると層内蒸発器が受ける熱負荷
は非常に高いが、全停電による流動停止状態では流動状
態の１１５０程度の熱負荷と推定され、さらに流動媒体
の温度も下がる。

よって下降管と上昇管との缶水の比重量差（ｒｓ−ｒ４
）は、次第に少なくなってくる。しかしΔＰ（Ｈ（ｒｓ
−ｒｄ）であるかぎり、流動媒体から層内蒸発器が受け
る熱負荷に見合った循環が継続され、層内蒸発器の焼損
は防止される。

したがって△Ｐが極力小であれば、缶水の循環に対して
非常に有利である。つまり運転停止中の循環ポンプ８は
圧力損失が大きく、このためバイパス系統１０を通過す
ることにより△Ｐをきわめて小さくすることができる。

自然循環により発生した蒸気は系外に排出し循環力を保
持する必要があるが、このため時間の経過と共にドラム
７内の缶水は減少する。停電が長時間化した場合、ドラ
ム７内の缶水では不十分となる虞れもあるので、この場
合には弁１７を開として、緊急動力系によりポンプ１１
を作動させて緊急補給水系統１２により缶水の補給を行
う。以上、停電時を想定して説明したが、循環ポンプ８
の故障により強制循環が不可能となった場合ももとより
実施可能である。

〈効果〉 この発明を実施することにより所内停電時でも層内伝熱
管の焼損を効果的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す流動層ボイラの系統図
、第２図は従来の流動層ボイラの系統図である。 １・・・・・・ボイラ本体 ７・・・・・・ボイラドラム ８・・・・・・ボイラ循環ポンプ ９・・・・・・層内伝熱管 ｌＯ・・・・・・バイパス系統 １１・・・・・・補給水ポンプ １２・・・・・・緊急補給水系統 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ボイラ循環ポンプにより缶水をボイラドラムと層内
   伝熱管との間で強制的に循環流動させるものにおいて、
   ボイラ循環ポンプに対しバイパス系路を設け、ボイラ循
   環ポンプ停止時にバイパス系路を介して缶水を自然循環
   させ、流動層の残熱による層内伝熱管の焼損を防止する
   ことを特徴とする層内伝熱管の焼損を防止する流動層ボ
   イラ。 ２、ボイラドラムに対して緊急補給水系統を接続し、ボ
   イラドラムに対して缶水を補給し得るよう構成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の層内伝熱管の
   焼損を防止する流動層ボイラ。 ３、前記緊急補給水系統に対して緊急動力系により作動
   するポンプを取り付けたことを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の層内伝熱管の焼損を防止する流動層ボイ
   ラ。