JP6242522B1 - Burner and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

【課題】簡易な構成で種々の燃料種に対応する。【解決手段】ガス化バーナ１は、燃料が流通するように構成された燃料管１０と、冷却液が内部を循環するように構成された筒状の冷却部材３０と、燃料管１０と冷却部材３０との間で且つこれらの先端近傍に配置された筒状のノズルチップ２０とを備える。ノズルチップ２０の筒壁内には、ノズルチップ２０の軸方向に沿って延びるようにノズルチップ２０を貫通する酸化剤の貫通孔２１ｂが設けられている。ノズルチップ２０と燃料管１０との間、及び、ノズルチップ２０と冷却部材３０との間のうち少なくとも一方は、ネジによって螺合されている。【選択図】図３The present invention addresses various fuel types with a simple configuration. A gasification burner includes a fuel pipe configured to circulate fuel, a cylindrical cooling member configured to circulate a cooling liquid therein, a fuel pipe and a cooling member. 30 and a cylindrical nozzle tip 20 disposed in the vicinity of these tips. In the cylindrical wall of the nozzle tip 20, an oxidant through-hole 21 b that penetrates the nozzle tip 20 is provided so as to extend along the axial direction of the nozzle tip 20. At least one of the nozzle tip 20 and the fuel pipe 10 and between the nozzle tip 20 and the cooling member 30 are screwed together by screws. [Selection] Figure 3

Description

本開示は、バーナ及びその製造方法に関する。   The present disclosure relates to a burner and a method for manufacturing the same.

石炭等の固体燃料が微粉末状となった微粉燃料をガス化して可燃性ガス等を生成するガス化炉が知られている。ガス化炉は、微粉燃料のガス化反応が行われる反応炉と、反応炉に設けられたガス化バーナとを備える。ガス化バーナの構成の一例は、例えば特許文献１に開示されている。当該ガス化バーナは、微粉燃料が流通する一つの燃料用流路と、酸化剤が流通する複数の酸化剤用流路と、冷却水が流通する冷却水用流路とが設けられた円柱状のノズルチップを有する。ノズルチップの先端面（以下、単に「先端面」という。）は反応炉内に露出している。   2. Description of the Related Art Gasification furnaces that produce flammable gas and the like by gasifying a finely divided fuel obtained by pulverizing a solid fuel such as coal are known. The gasification furnace includes a reaction furnace in which a gasification reaction of pulverized fuel is performed, and a gasification burner provided in the reaction furnace. An example of the configuration of the gasification burner is disclosed in Patent Document 1, for example. The gasification burner has a cylindrical shape provided with one fuel flow path through which fine fuel flows, a plurality of oxidant flow paths through which an oxidant flows, and a cooling water flow path through which cooling water flows. Nozzle tip. The tip surface of the nozzle tip (hereinafter simply referred to as “tip surface”) is exposed in the reaction furnace.

燃料用流路は、ノズルチップ内において、ノズルチップの中心線（以下、単に「中心線」という。）に沿って延びるように中心線上に配置されている。燃料用流路の吐出口は、先端面に開口している。複数の酸化剤用流路は、中心線に沿って延びると共に、燃料用流路を取り囲むように位置している。複数の酸化剤用流路の吐出口は、先端面に開口していると共に、中心線側に向かうように先端面に対して傾斜している。そのため、燃料用流路の吐出口から吐出された微粉燃料は、中心線上で且つ先端面から所定の大きさ離間した位置において、複数の酸化剤用流路の吐出口から吐出された酸化剤と混合され、反応炉内で燃焼する。   The fuel flow path is arranged on the center line in the nozzle chip so as to extend along the center line of the nozzle chip (hereinafter simply referred to as “center line”). The discharge port of the fuel flow channel is open at the front end surface. The plurality of oxidant flow paths extend along the center line and are positioned so as to surround the fuel flow path. The discharge ports of the plurality of oxidant channels are open to the tip surface and are inclined with respect to the tip surface so as to be directed toward the center line. For this reason, the pulverized fuel discharged from the discharge port of the fuel flow path and the oxidant discharged from the discharge ports of the plurality of oxidant flow paths are located on the center line and at a predetermined distance from the front end surface. Mixed and burned in the reactor.

冷却水用流路は、中心線に沿って延びると共に、複数の酸化剤用流路を取り囲むように、ノズルチップ内に配置されている。冷却水用流路は、ガス化バーナの基端部側から先端面に向けて延び、先端面近傍において折り返した後、再び当該基端部側に向かって延びている。すなわち、冷却水用流路は先端面に開口していない。冷却水用流路は、内部を循環する冷却水によってガス化バーナ（ノズルチップ）を冷却する機能を有する。特許文献１に記載のガス化バーナにおいては、燃料用流路、複数の酸化剤用流路及び冷却水用流路は、一つのノズルチップに一体的に形成されている。   The cooling water flow path extends along the center line and is disposed in the nozzle tip so as to surround the plurality of oxidant flow paths. The cooling water flow path extends from the base end portion side of the gasification burner toward the front end surface, turns back in the vicinity of the front end surface, and then extends toward the base end portion side again. That is, the cooling water flow path is not open to the front end surface. The cooling water flow path has a function of cooling the gasification burner (nozzle tip) with the cooling water circulating inside. In the gasification burner described in Patent Document 1, the fuel flow path, the plurality of oxidant flow paths, and the cooling water flow path are integrally formed in one nozzle chip.

特開２０１５−１４０４３６号公報JP2015-140436A

ところで、これまでのガス化炉は例えば石炭発電所等の設備に併設されており、当該設備では当然に同じ燃料種（石炭発電所では石炭）が利用され続けられていた。そのため、ガス化炉においても、用いられる燃料種が変更されることは想定されていなかった。その理由は、次のとおりである。すなわち、仮に燃料種が変更されると、微粉燃料と酸化剤との混合状態も変化するので、ガス化バーナにおいて生ずる火炎の火炎長も変化してしまう。そのため、変化した後の火炎長に対して適切な大きさの反応炉とすべく、ガス化炉の大規模な改造が必要となってしまう。   By the way, gasifiers so far have been installed in facilities such as coal power plants, for example, and the same fuel type (coal in coal power plants) has been continuously used in the facilities. Therefore, it has not been assumed that the fuel type used in the gasification furnace is changed. The reason is as follows. That is, if the fuel type is changed, the mixing state of the pulverized fuel and the oxidant also changes, so that the flame length of the flame generated in the gasification burner also changes. For this reason, a large-scale modification of the gasification furnace is required in order to obtain a reactor having an appropriate size for the changed flame length.

近年、環境負荷の低減を目的として、石炭とバイオマス燃料（例えば、木質ペレット、木質チップ等）との混合燃料を用いたバイオマス混焼発電技術が注目されている。現在も、より優れた発電効率を達成するために、当該技術の研究開発が日々進められているところである。すなわち、石炭とバイオマス燃料との混合割合は、研究開発の動向によって将来的に変化しうる。ところが、当該混合割合の変化は、燃料種の変更に相当し、ガス化バーナにおける火炎長の変化に繋がる。そのため、研究開発が進むごとにガス化炉の大規模な改造を行うのは困難である。従って、ガス化炉を改造することなしに種々の燃料種に対応しうるガス化バーナの需要が、今後予測される。   In recent years, a biomass co-firing power generation technique using a mixed fuel of coal and biomass fuel (for example, wood pellets, wood chips, etc.) has attracted attention for the purpose of reducing the environmental load. Even now, in order to achieve better power generation efficiency, research and development of this technology is ongoing. That is, the mixing ratio of coal and biomass fuel may change in the future depending on the trend of research and development. However, the change in the mixing ratio corresponds to a change in the fuel type, which leads to a change in flame length in the gasification burner. Therefore, it is difficult to make a large-scale modification of the gasifier as R & D progresses. Therefore, the demand for gasification burners that can handle various fuel types without modifying the gasification furnace is predicted in the future.

そこで、本開示は、簡易な構成で種々の燃料種に対応することが可能なバーナ及びその製造方法を説明する。   Therefore, the present disclosure describes a burner that can handle various fuel types with a simple configuration and a method for manufacturing the burner.

［１］本開示の一つの観点に係るバーナは、燃料が流通するように構成された燃料管と、冷却液が内部を循環するように構成された筒状の冷却部材と、燃料管の先端近傍が内部に挿通され且つ自身が冷却部材の先端近傍に挿通された筒状のノズルチップとを備える。ノズルチップの筒壁内には、ノズルチップの軸方向に沿って延びるようにノズルチップを貫通する酸化剤の流路が設けられている。ノズルチップと燃料管との間、及び、ノズルチップと冷却部材との間のうち少なくとも一方は、ネジによって螺合されている。   [1] A burner according to one aspect of the present disclosure includes a fuel pipe configured to circulate fuel, a cylindrical cooling member configured to circulate a coolant, and a tip of the fuel pipe. A cylindrical nozzle tip is inserted in the vicinity and inserted in the vicinity of the tip of the cooling member. An oxidant flow path that penetrates the nozzle tip is provided in the cylindrical wall of the nozzle tip so as to extend along the axial direction of the nozzle tip. At least one of the nozzle tip and the fuel pipe and between the nozzle tip and the cooling member are screwed together by screws.

本開示の一つの観点に係るバーナでは、ノズルチップと燃料管との間、及び、ノズルチップと冷却部材との間のうち少なくとも一方が、ネジによって螺合されている。そのため、燃料管及び冷却部材に対するノズルチップの取り付け及び取り外しが極めて容易である。従って、流路の向きが異なる複数種類のノズルチップを準備しておくことにより、ガス化炉の改造をすることなくノズルチップを交換するだけで、燃料種の変更に対応することができる。その結果、簡易な構成で種々の燃料種に対応することが可能となる。   In the burner according to one aspect of the present disclosure, at least one of the nozzle tip and the fuel pipe and the nozzle tip and the cooling member are screwed together by screws. Therefore, it is very easy to attach and remove the nozzle tip to / from the fuel pipe and the cooling member. Therefore, by preparing a plurality of types of nozzle tips having different flow path directions, it is possible to cope with changes in the fuel type by simply replacing the nozzle tips without modifying the gasification furnace. As a result, it is possible to cope with various fuel types with a simple configuration.

［２］上記第１項に記載のバーナにおいて、ノズルチップと燃料管との間、及び、ノズルチップと冷却部材との間のうち一方は、ネジによって螺合されており、ノズルチップと燃料管との間、及び、ノズルチップと冷却部材との間のうち他方は、嵌合されていてもよい。   [2] In the burner described in the above item 1, one of the nozzle tip and the fuel pipe and the nozzle chip and the cooling member are screwed together with a screw, and the nozzle chip and the fuel pipe And the other of the nozzle tip and the cooling member may be fitted.

［３］上記第２項に記載のバーナにおいて、ノズルチップと燃料管との間、及び、ノズルチップと冷却部材との間のうち他方は、ＪＩＳ Ｂ ０４０１−１：２０１６（ＩＳＯ２８６−１：２０１０）にて定められる穴の公差域がＤ〜Ｈのいずれかで且つ軸の公差域がｄ〜ｈのいずれかとなるように、隙間嵌めにより嵌合されていてもよい。バーナは高温の反応炉内において使用されるので、ノズルチップ及び燃料管は使用時において熱膨張する。そのため、上記の条件で２つの部材が隙間嵌めされていると、冷却部材の製造時には、当該２つの部材の間に隙間が存することから両者を簡便に組み付けることができると共に、バーナの使用時においては、熱膨張の作用により当該隙間が減少するので、当該隙間からの酸化剤の流出を抑制することが可能となる。   [3] In the burner described in the above item 2, the other between the nozzle tip and the fuel pipe and between the nozzle tip and the cooling member is JIS B 0401-1: 2016 (ISO286-1: 2010). ) May be fitted by clearance fitting so that the tolerance range of the hole determined in (1) is any of D to H and the tolerance range of the shaft is any of d to h. Since the burner is used in a high-temperature reactor, the nozzle tip and the fuel pipe are thermally expanded during use. Therefore, if the two members are fitted with a gap under the above conditions, there can be a gap between the two members at the time of manufacturing the cooling member. Since the said clearance gap reduces by the effect | action of thermal expansion, it becomes possible to suppress the outflow of the oxidizing agent from the said clearance gap.

［４］上記第３項に記載のバーナにおいて、ノズルチップと燃料管との間、及び、ノズルチップと冷却部材との間のうちの他方の隙間嵌めの長さは、１ｃｍ以上であってもよい。隙間嵌めの長さが１ｃｍ以上であると、ノズルチップの流路からではなく、隙間嵌めされた２つの部材間の隙間から酸化剤が流出したとしても、その流出量がごく僅かとなる傾向にある。そのため、バーナにおいて生ずる火炎の火炎長に影響が生じ難くなる。   [4] In the burner described in the above item 3, the length of the other gap fitting between the nozzle tip and the fuel pipe and between the nozzle tip and the cooling member may be 1 cm or more. Good. When the gap fitting length is 1 cm or more, even if the oxidizing agent flows out from the gap between the two members fitted into the gap instead of from the nozzle chip flow path, the outflow amount tends to be very small. is there. Therefore, it is difficult to affect the flame length of the flame generated in the burner.

［５］上記第１項〜第４項のいずれか一項に記載のバーナにおいて、冷却部材の先端部は、当該先端部の全質量に対するＮｉの含有量が４０質量％以上のニッケル合金で構成されていてもよい。ところで、反応炉内における燃料の燃焼により、反応炉内に酸性ガス（例えば、硫化水素、塩化水素など）が生ずる場合がある。このような酸性ガスは、反応炉の運転開始時及び運転停止時において反応炉内の温度が下がると酸性液となり、バーナの先端近傍に付着して、当該先端近傍を腐食させてしまう。このような現象は、「露点腐食」ともいわれる。加えて、冷却部材は、使用時において、反応炉からの熱で外表面が高温に加熱され且つ冷却液によって内部が冷却されるので、応力腐食割れが生じやすい。しかしながら、第５項に記載のバーナにおいては、冷却部材の先端部が耐食性の高い上記の材料によって構成されているので、冷却部材が露点腐食し難く、冷却部材の応力腐食割れも抑制することが可能となる。   [5] In the burner according to any one of items 1 to 4, the tip of the cooling member is made of a nickel alloy having a Ni content of 40% by mass or more with respect to the total mass of the tip. May be. By the way, there are cases where acidic gas (for example, hydrogen sulfide, hydrogen chloride, etc.) is generated in the reaction furnace due to the combustion of fuel in the reaction furnace. Such an acidic gas becomes an acidic liquid when the temperature in the reaction furnace is lowered at the start and stop of the reaction furnace, adheres to the vicinity of the tip of the burner, and corrodes the vicinity of the tip. Such a phenomenon is also called “dew point corrosion”. In addition, when the cooling member is used, the outer surface is heated to a high temperature by heat from the reaction furnace and the inside is cooled by the cooling liquid, so that stress corrosion cracking is likely to occur. However, in the burner described in item 5, since the tip of the cooling member is made of the above-mentioned material having high corrosion resistance, the cooling member is difficult to dew point corrosion, and stress corrosion cracking of the cooling member can be suppressed. It becomes possible.

［６］上記第１項〜第５項のいずれか一項に記載のバーナにおいて、冷却部材の先端部は、溶接によって基端部と接続されており、基端部のうち先端部寄りの部分は少なくとも、固溶化処理されたステンレス鋼であってもよい。この場合、溶接によって劣化したステンレス鋼の耐腐食性が、固溶化処理により回復する。そのため、冷却部材の応力腐食割れをより抑制することが可能となる。   [6] In the burner according to any one of the first to fifth aspects, the distal end portion of the cooling member is connected to the proximal end portion by welding, and a portion near the distal end portion of the proximal end portion. May be at least a solution-treated stainless steel. In this case, the corrosion resistance of the stainless steel deteriorated by welding is recovered by the solution treatment. Therefore, it becomes possible to further suppress the stress corrosion cracking of the cooling member.

［７］上記第１項〜第４項のいずれか一項に記載のバーナにおいて、冷却部材の先端部は、溶接によって基端部と接続されており、先端部と基端部との溶接箇所を含む領域を覆うように、先端部の表面に被覆層が配置されていてもよい。この場合、溶接によって耐腐食性が劣化した領域が被覆層で覆われる。そのため、冷却部材の応力腐食割れをより抑制することが可能となる。   [7] In the burner according to any one of the above items 1 to 4, the distal end portion of the cooling member is connected to the base end portion by welding, and a weld location between the distal end portion and the base end portion A covering layer may be disposed on the surface of the tip so as to cover the region including the. In this case, the region where the corrosion resistance is deteriorated by welding is covered with the coating layer. Therefore, it becomes possible to further suppress the stress corrosion cracking of the cooling member.

［８］上記第７項に記載のバーナにおいて、被覆層は、当該先端部の全質量に対するＮｉの含有量が４０質量％以上のニッケル合金で構成されていてもよい。この場合、耐食性の高い上記の材料によって被覆層が構成されるので、被覆層が露点腐食し難い。そのため、冷却部材の応力腐食割れをいっそう抑制することが可能となる。   [8] In the burner described in item 7, the coating layer may be made of a nickel alloy having a Ni content of 40% by mass or more with respect to the total mass of the tip portion. In this case, since the coating layer is composed of the above-described material having high corrosion resistance, the coating layer is hardly subject to dew point corrosion. Therefore, it becomes possible to further suppress the stress corrosion cracking of the cooling member.

［９］上記第８項に記載のバーナにおいて、先端部は銅によって構成されており、基端部はステンレス鋼によって構成されていてもよい。この場合、熱伝導率が高いものの耐腐食性が低い銅が被覆層で覆われる。そのため、反応炉から最も熱を受けやすい先端部における熱交換を促進しつつ、先端部の応力腐食割れを被覆層によって抑制することが可能となる。また、銅はステンレス鋼と比較して安価であるため、冷却部材のコストを低減することが可能となる。   [9] In the burner described in the above item 8, the tip end portion may be made of copper, and the base end portion may be made of stainless steel. In this case, copper having high thermal conductivity but low corrosion resistance is covered with the coating layer. Therefore, it is possible to suppress stress corrosion cracking at the tip portion by the coating layer while promoting heat exchange at the tip portion that is most susceptible to heat from the reaction furnace. Moreover, since copper is cheaper than stainless steel, the cost of the cooling member can be reduced.

［１０］上記第１項〜第９項のいずれか一項に記載のバーナにおいて、冷却部材は、筒状の外周壁と、外周壁の内側に位置する筒状の内周壁と、外周壁及び内周壁の先端を接続する先端壁と、外周壁及び内周壁から離間するようにこれらの間に位置する筒状の内部壁とを含み、内部壁と、先端壁、外周壁又は内周壁との間には、スペーサが設けられていてもよい。この場合、スペーサによって、内部壁と先端壁、外周壁又は内周壁との間に空間が確保される。そのため、冷却液が当該空間内をスムーズに流れやすくなる。   [10] In the burner according to any one of [1] to [9], the cooling member includes a cylindrical outer peripheral wall, a cylindrical inner peripheral wall positioned inside the outer peripheral wall, an outer peripheral wall, and A tip wall connecting the tip of the inner peripheral wall, and a cylindrical inner wall positioned between the outer peripheral wall and the inner peripheral wall so as to be separated from the outer peripheral wall, and the inner wall and the tip wall, the outer peripheral wall, or the inner peripheral wall A spacer may be provided between them. In this case, the spacer secures a space between the inner wall and the tip wall, outer peripheral wall, or inner peripheral wall. Therefore, it becomes easy for the coolant to flow smoothly in the space.

［１１］上記第１項〜第１０項のいずれか一項に記載のバーナにおいて、燃料管の先端はノズルチップの先端面に露出していてもよい。この場合、使用時に反応炉から受ける熱により燃料管が熱膨張して、ノズルチップに対して伸びたとしても、その伸びがノズルチップによって規制されない。そのため、ノズルチップと燃料管との間に不要な応力が生じてしまうことを抑制できる。また、この場合、燃料管の先端がノズルチップ内に留まった状態で燃料管がノズルチップに取り付けられている場合とは異なり、燃料がノズルチップに接触することなく燃料管を流通して反応炉内に吐出される。そのため、燃料との接触によりノズルチップが摩耗してしまう虞を抑制することが可能となる。   [11] In the burner according to any one of items 1 to 10, the tip of the fuel pipe may be exposed on the tip surface of the nozzle tip. In this case, even if the fuel tube is thermally expanded by heat received from the reaction furnace during use and extends with respect to the nozzle tip, the extension is not regulated by the nozzle tip. Therefore, it can suppress that unnecessary stress arises between a nozzle tip and a fuel pipe. Also, in this case, unlike the case where the fuel tube is attached to the nozzle tip with the tip of the fuel tube remaining in the nozzle tip, the fuel flows through the fuel tube without contacting the nozzle tip, and the reactor It is discharged inside. Therefore, it is possible to suppress the possibility that the nozzle tip is worn due to contact with the fuel.

［１２］上記第１項〜第１１項のいずれか一項に記載のバーナにおいて、燃料管の熱膨張率はノズルチップの熱膨張率よりも高くてもよい。この場合、使用時に反応炉から受ける熱により燃料管及びノズルチップが熱膨張すると、燃料管の熱膨張率の方が大きいので、燃料管がノズルチップに対してしっかりと締まり合う。従って、両者の隙間からの酸化剤の流出を抑制することが可能となる。   [12] In the burner according to any one of items 1 to 11, the thermal expansion coefficient of the fuel pipe may be higher than the thermal expansion coefficient of the nozzle tip. In this case, when the fuel tube and the nozzle tip are thermally expanded due to heat received from the reaction furnace during use, the fuel tube has a larger coefficient of thermal expansion, so that the fuel tube is firmly tightened against the nozzle tip. Therefore, it is possible to suppress the outflow of the oxidant from the gap between the two.

［１３］本開示の他の観点に係るバーナの製造方法は、燃料が流通するように構成された燃料管を用意する第１の工程と、冷却液が内部を循環するように構成された筒状の冷却部材を用意する第２の工程と、軸方向に沿って延びるように貫通する酸化剤の流路が筒壁内に設けられた筒状のノズルチップを用意する第３の工程と、燃料管の先端近傍をノズルチップ内に挿通すると共に、ノズルチップを冷却部材の先端近傍内に挿通する第４の工程とを含む。第４の工程では、ノズルチップと燃料管との間、及び、ノズルチップと冷却部材との間のうち少なくとも一方をネジによって螺合する。本開示の他の観点に係るバーナの製造方法は、上記第１項に係るバーナと同様の作用効果を奏する。   [13] A method of manufacturing a burner according to another aspect of the present disclosure includes a first step of preparing a fuel pipe configured to circulate fuel, and a cylinder configured to circulate a coolant inside. A second step of preparing a cylindrical cooling member, a third step of preparing a cylindrical nozzle tip in which a flow path of an oxidizing agent penetrating so as to extend along the axial direction is provided in the cylindrical wall; And a fourth step of inserting the vicinity of the tip of the fuel pipe into the nozzle tip and inserting the nozzle tip into the vicinity of the tip of the cooling member. In the fourth step, at least one of the nozzle tip and the fuel pipe and the nozzle tip and the cooling member are screwed together with a screw. The burner manufacturing method according to another aspect of the present disclosure has the same effects as the burner according to the first aspect.

［１４］上記第１３項に記載の方法において、冷却部材は、二重管の一端が先端壁で閉塞されると共に他端側において内側管が外側管よりも長くなるように構成された冷却部材の先端部と、冷却部材の内周壁に対応すると共にステンレス鋼によって構成された内側筒状部と、冷却部材の外周壁に対応すると共にステンレス鋼によって構成された外側筒状部とを用意する第１のサブステップと、第１のサブステップの後に、内側管の他端と内側筒状部の一端とを溶接する第２のサブステップと、第２のサブステップの後に、外側管の他端と外側筒状部の一端とを溶接して一体化部品を形成する第３のサブステップと、第３のサブステップの後に、（Ａ）一体化部品を加熱して、内側筒状部及び外側筒状部を構成するステンレス鋼を固溶化処理するか、又は、（Ｂ）先端部と外側筒状部との溶接箇所を含む領域を覆うように、一体化部品の先端近傍に被覆層を形成する第４のサブステップとを経て得られてもよい。この場合、上記第６項又は第７項に係るバーナと同様の作用効果が得られる。   [14] In the method described in [13], the cooling member is configured such that one end of the double pipe is closed by the tip wall and the inner pipe is longer than the outer pipe on the other end side. A first cylindrical portion, an inner cylindrical portion corresponding to the inner peripheral wall of the cooling member and made of stainless steel, and an outer cylindrical portion corresponding to the outer peripheral wall of the cooling member and made of stainless steel. One sub-step, a second sub-step for welding the other end of the inner tube and one end of the inner tubular portion after the first sub-step, and the other end of the outer tube after the second sub-step A third sub-step for forming an integrated part by welding one end of the outer cylindrical part and the outer cylindrical part, and after the third sub-step, (A) the integrated part is heated to Solid solution treatment of stainless steel forming the cylindrical part Or (B) a fourth sub-step of forming a coating layer in the vicinity of the tip of the integrated component so as to cover the region including the welded portion between the tip and the outer cylindrical portion. Good. In this case, the same effect as the burner according to the sixth or seventh term can be obtained.

本開示に係るバーナ及びその製造方法によれば、簡易な構成で種々の燃料種に対応することが可能となる。   According to the burner and the manufacturing method thereof according to the present disclosure, it is possible to cope with various fuel types with a simple configuration.

図１は、本実施形態に係るガス化炉の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of a gasification furnace according to the present embodiment. 図２は、ガス化バーナの一例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a gasification burner. 図３は、ガス化バーナの先端部を拡大して示す断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the tip of the gasification burner. 図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 図５は、ガス化バーナの製造工程を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a manufacturing process of the gasification burner. 図６は、ガス化バーナの製造工程を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a manufacturing process of the gasification burner. 図７は、ガス化バーナの他の例を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing another example of the gasification burner. 図８は、ガス化バーナの他の例を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing another example of the gasification burner. 図９は、ガス化バーナの他の例を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing another example of the gasification burner. 図１０は、ガス化バーナの他の例を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing another example of the gasification burner.

以下に説明される本開示に係る実施形態は本発明を説明するための例示であるので、本発明は以下の内容に限定されるべきではない。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。   Since the embodiment according to the present disclosure described below is an example for explaining the present invention, the present invention should not be limited to the following contents. In the following description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and redundant description is omitted.

［石炭ガス化炉］
まず、本実施形態に係るガス化バーナ１（バーナ）が用いられる設備の一例として、石炭ガス化炉１００について、図１を参照して説明する。石炭ガス化炉１００は、炉底部１０１と、部分酸化部１０２（反応炉）と、熱分解部１０３（反応炉）とを備える。炉底部１０１、部分酸化部１０２及び熱分解部１０３は、いずれも筒状を呈しており、下方から上方に向かうにつれてこの順に接続されている。 [Coal gasifier]
First, as an example of equipment in which the gasification burner 1 (burner) according to the present embodiment is used, a coal gasification furnace 100 will be described with reference to FIG. The coal gasification furnace 100 includes a furnace bottom 101, a partial oxidation unit 102 (reaction furnace), and a thermal decomposition unit 103 (reaction furnace). The furnace bottom portion 101, the partial oxidation portion 102, and the thermal decomposition portion 103 all have a cylindrical shape, and are connected in this order from the bottom toward the top.

炉底部１０１は、部分酸化部１０２において発生した溶融状態のスラグＳを受ける機能を有する。炉底部１０１内には、例えば水が貯留されている。部分酸化部１０２から落下したスラグＳは、炉底部１０１において冷却された後、炉底部１０１の底壁から外部に排出される。   The furnace bottom portion 101 has a function of receiving the molten slag S generated in the partial oxidation portion 102. For example, water is stored in the furnace bottom 101. The slag S dropped from the partial oxidation unit 102 is cooled in the furnace bottom 101 and then discharged to the outside from the bottom wall of the furnace bottom 101.

部分酸化部１０２は、高温（例えば、１５５０℃〜１６５０℃程度）の雰囲気下で微粉燃料である微粉炭を部分燃焼させる機能を有する。部分酸化部１０２の周壁には、微粉炭及び酸化剤を部分酸化部１０２内に供給するための少なくとも一つのガス化バーナ１が設けられている。   The partial oxidation unit 102 has a function of partially burning pulverized coal that is pulverized fuel in an atmosphere of high temperature (for example, about 1550 ° C. to 1650 ° C.). At least one gasification burner 1 for supplying pulverized coal and oxidant into the partial oxidation unit 102 is provided on the peripheral wall of the partial oxidation unit 102.

部分酸化部１０２において部分燃焼された微粉炭は、可燃性の高温ガスＧ１（例えば、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素ガス、水蒸気ガス等）に変化し、上方に位置する熱分解部１０３に供給される。微粉炭中の灰分は、ガス化の際に溶融し、スラグＳとして炉底部１０１に落下する。   The pulverized coal partially burned in the partial oxidation unit 102 is changed to a combustible high-temperature gas G1 (for example, carbon monoxide gas, carbon dioxide gas, hydrogen gas, water vapor gas, etc.), and the thermal decomposition unit 103 located above. To be supplied. The ash content in the pulverized coal melts during gasification and falls to the furnace bottom 101 as slag S.

熱分解部１０３は、部分酸化部１０２から供給された高温ガスＧ１によって微粉炭を熱分解し、熱分解ガスＧ２（例えば、一酸化炭素ガス、水素ガス、メタンガス等）を得る機能を有する。熱分解部１０３の周壁には、微粉炭を熱分解部１０３に供給するための少なくとも一つの供給ノズル１０４が設けられている。熱分解部１０３において生じた熱分解ガスＧ２は、石炭ガス化炉１００の炉頂部から炉外に排出される。   The pyrolysis unit 103 has a function of pyrolyzing pulverized coal with the high-temperature gas G1 supplied from the partial oxidation unit 102 to obtain a pyrolysis gas G2 (for example, carbon monoxide gas, hydrogen gas, methane gas, etc.). At least one supply nozzle 104 for supplying pulverized coal to the thermal decomposition unit 103 is provided on the peripheral wall of the thermal decomposition unit 103. The pyrolysis gas G2 generated in the pyrolysis unit 103 is discharged from the top of the coal gasification furnace 100 to the outside of the furnace.

［ガス化バーナの詳細］
続いて、図２〜図４を参照して、ガス化バーナ１の詳細について説明する。ガス化バーナ１は、図２に示されるように、断熱材１０５を介して部分酸化部１０２の周壁に取り付けられている。ガス化バーナ１は、図２〜図４に示されるように、燃料管１０と、ノズルチップ２０と、冷却部材３０とを備える。 [Details of gasification burner]
Next, details of the gasification burner 1 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, the gasification burner 1 is attached to the peripheral wall of the partial oxidation unit 102 via a heat insulating material 105. As shown in FIGS. 2 to 4, the gasification burner 1 includes a fuel pipe 10, a nozzle tip 20, and a cooling member 30.

燃料管１０は、燃料である微粉炭の流路として機能する。燃料管１０は、本実施形態において、一方向に延びる直管である。具体的には、微粉炭は、不活性ガス（例えば、窒素ガス）をキャリアガスとして、燃料管１０内を搬送される。燃料管１０は、耐熱性を有する材料（例えば、ステンレス鋼）で構成されていればよい。ステンレス鋼としては、例えば、ＳＵＳ３１０Ｓ等であってもよい。   The fuel pipe 10 functions as a flow path for pulverized coal as fuel. In the present embodiment, the fuel pipe 10 is a straight pipe extending in one direction. Specifically, pulverized coal is conveyed in the fuel pipe 10 using an inert gas (for example, nitrogen gas) as a carrier gas. The fuel pipe 10 only needs to be made of a heat-resistant material (for example, stainless steel). As the stainless steel, for example, SUS310S may be used.

ノズルチップ２０は、図２〜図４に示されるように、燃料管１０と冷却部材３０との間で且つこれらの先端近傍に配置されている。ノズルチップ２０は、耐熱性を有する材料（例えば、ステンレス鋼）で構成されていればよい。ステンレス鋼としては、例えば、ＳＵＳ３１０Ｓであってもよい。   As shown in FIGS. 2 to 4, the nozzle tip 20 is disposed between the fuel pipe 10 and the cooling member 30 and in the vicinity of these tips. The nozzle tip 20 should just be comprised with the material (for example, stainless steel) which has heat resistance. For example, SUS310S may be used as the stainless steel.

ノズルチップ２０は、図３及び図４に示されるように、円板状を呈する本体部２１と、本体部２１に一体的に設けられた延長部２２とを含む。本体部２１には、一つの貫通孔２１ａと、複数の貫通孔２１ｂ（流路）とが設けられている。一つの貫通孔２１ａは、本体部２１の中心軸上を延びており、本体部２１を厚さ方向において貫通している。そのため、本体部２１は、円筒状を呈している。本体部２１の外周面には、雄ネジＭｓ（ネジ）が設けられている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the nozzle chip 20 includes a main body 21 having a disk shape and an extension 22 provided integrally with the main body 21. The main body 21 is provided with one through hole 21a and a plurality of through holes 21b (flow paths). One through-hole 21a extends on the central axis of the main body 21 and penetrates the main body 21 in the thickness direction. Therefore, the main body 21 has a cylindrical shape. A male screw Ms (screw) is provided on the outer peripheral surface of the main body 21.

複数の貫通孔２１ｂ（本実施形態では、図４に示されるように８つの貫通孔２１ｂ）は、本体部２１の中心軸方向から見て、貫通孔２１ａを囲むように円形状に並んでいる。そのため、複数の貫通孔２１ｂは、筒状を呈する本体部２１の周壁（筒壁）内に設けられているともいえる。各貫通孔２１ｂは、本体部２１の中心軸方向に沿って貫通している。各貫通孔２１ｂは、本体部２１の後端面Ｓ１側から先端面Ｓ２側に向かうにつれて本体部２１の中心軸に近づくように傾斜している。中心軸に対する貫通孔２１ｂの傾斜角は、燃料管１０から供給される燃料種、部分酸化部１０２のサイズ等によって種々の大きさに設定しうるが、例えば１０°〜５０°程度であってもよい。各貫通孔２１ｂは、酸化剤（例えば、酸素と水蒸気との混合ガス）の流路として機能する。   The plurality of through-holes 21b (in this embodiment, eight through-holes 21b as shown in FIG. 4) are arranged in a circle so as to surround the through-hole 21a when viewed from the central axis direction of the main body 21. . Therefore, it can be said that the plurality of through holes 21b are provided in the peripheral wall (cylindrical wall) of the main body portion 21 having a cylindrical shape. Each through-hole 21 b penetrates along the central axis direction of the main body 21. Each through-hole 21b is inclined so as to approach the central axis of the main body portion 21 from the rear end surface S1 side of the main body portion 21 toward the front end surface S2 side. The inclination angle of the through hole 21b with respect to the central axis can be set to various sizes depending on the type of fuel supplied from the fuel pipe 10, the size of the partial oxidation unit 102, and the like, for example, about 10 ° to 50 °. Good. Each through-hole 21b functions as a flow path for an oxidizing agent (for example, a mixed gas of oxygen and water vapor).

延長部２２は、円筒状を呈しており、後端面Ｓ１から本体部２１の中心軸に沿って延びている。延長部２２の筒孔２２ａは、本体部２１の貫通孔２１ａと連通している。貫通孔２１ａ及び筒孔２２ａ内には、燃料管１０の先端部が挿通されている。本実施形態では、図２〜図４に示されるように、燃料管１０の先端は、ノズルチップ２０の先端面Ｓ２と略同一面上に位置しており、先端面Ｓ２から露出している。   The extension part 22 has a cylindrical shape and extends along the central axis of the main body part 21 from the rear end surface S1. The cylindrical hole 22 a of the extension part 22 communicates with the through hole 21 a of the main body part 21. The tip of the fuel pipe 10 is inserted into the through hole 21a and the cylindrical hole 22a. In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 to 4, the tip of the fuel pipe 10 is located substantially on the same surface as the tip surface S <b> 2 of the nozzle tip 20 and is exposed from the tip surface S <b> 2.

本実施形態では、ノズルチップ２０の貫通孔２１ａ内に燃料管１０の先端近傍が挿通されている。具体的には、ノズルチップ２０と燃料管１０とは嵌合している。ノズルチップ２０と燃料管１０とは、締まり嵌めにより嵌合されていてもよいし、隙間嵌めにより嵌合されていてもよいし、中間嵌めにより嵌合されていてもよい。隙間嵌め又は中間嵌めの場合、ＪＩＳ Ｂ ０４０１−１：２０１６（ＩＳＯ２８６−１：２０１０）にて定められる穴（貫通孔２１ａ及び筒孔２２ａの内周面）の公差域がＤ〜Ｈのいずれかで且つ軸（燃料管１０の外周面）の公差域がｄ〜ｈのいずれかであってもよい。   In the present embodiment, the vicinity of the tip of the fuel pipe 10 is inserted into the through hole 21 a of the nozzle tip 20. Specifically, the nozzle tip 20 and the fuel pipe 10 are fitted. The nozzle tip 20 and the fuel pipe 10 may be fitted by an interference fit, may be fitted by a gap fit, or may be fitted by an intermediate fit. In the case of clearance fitting or intermediate fitting, the tolerance range of the hole (the inner peripheral surface of the through hole 21a and the cylindrical hole 22a) defined in JIS B 0401-1: 2016 (ISO286-1: 2010) is any of D to H In addition, the tolerance range of the shaft (the outer peripheral surface of the fuel pipe 10) may be any of d to h.

より詳しくは、穴（貫通孔２１ａ及び筒孔２２ａの内周面）の公差域クラスＸと、軸（燃料管１０の外周面）の公差域クラスｙとの組み合わせを「Ｘ／ｙ」と表した場合に、当該組み合わせが「Ｈ８／ｄ９」、「Ｈ９／ｄ９」、「Ｈ７／ｅ７」、「Ｈ８／ｅ８」又は「Ｈ９／ｅ９」である、いわゆる「軽転合」（隙間嵌めの一種）であってもよい。当該組み合わせが「Ｈ６／ｆ６」、「Ｈ７／ｆ７」、「Ｈ８／ｆ７」又は「Ｈ８／ｆ８」である、いわゆる「転合」（隙間嵌めの一種）であってもよい。当該組み合わせが「Ｈ６／ｇ５」又は「Ｈ７／ｇ６」である、いわゆる「精転合」（隙間嵌めの一種）であってもよい。当該組み合わせが「Ｈ６／ｈ５」、「Ｈ７／ｈ６」、「Ｈ８／ｈ７」、「Ｈ８／ｈ８」又は「Ｈ９／ｈ９」である、いわゆる「滑合」（中間嵌めの一種）であってもよい。当該組み合わせが「Ｈ６／ｈ５」又は「Ｈ６／ｈ６」である、いわゆる「押込」（中間嵌めの一種）であってもよい。   More specifically, the combination of the tolerance zone class X of the hole (the inner circumferential surface of the through hole 21a and the cylindrical hole 22a) and the tolerance zone class y of the shaft (the outer circumferential surface of the fuel pipe 10) is expressed as “X / y”. The combination is “H8 / d9”, “H9 / d9”, “H7 / e7”, “H8 / e8” or “H9 / e9”, so-called “light transition” (a kind of gap fitting) ). The combination may be “H6 / f6”, “H7 / f7”, “H8 / f7”, or “H8 / f8”, so-called “transfer” (a kind of gap fitting). The combination may be “H6 / g5” or “H7 / g6”, so-called “fine transfer” (a kind of gap fitting). Even if the combination is “H6 / h5”, “H7 / h6”, “H8 / h7”, “H8 / h8” or “H9 / h9”, so-called “sliding” (a kind of intermediate fitting) Good. The combination may be a so-called “push” (a kind of intermediate fit) in which the combination is “H6 / h5” or “H6 / h6”.

隙間嵌めの場合、その隙間嵌めの長さ（貫通孔２１ａ及び筒孔２２ａと燃料管１０との嵌合長）は、１ｃｍ以上であってもよいし、３ｃｍ以上であってもよいし、３．５ｃｍ以上であってもよいし、５ｃｍ以上であってもよい。隙間嵌めの長さが、１ｃｍ以上であると、燃料管１０、ノズルチップ２０及び冷却部材３０が同心円状に配置されたガス化バーナ１の計算モデルでリーク量の理論値を計算したときに、ノズルチップ２０と燃料管１０との間の隙間から漏れうる酸化剤の流量が、貫通孔２１ｂから吐出される酸化剤の流量に対して１％以下となる。そのため、ガス化バーナ１において生ずる火炎の火炎長に影響が生じ難くなる。   In the case of gap fitting, the length of the gap fitting (the fitting length between the through hole 21a and the cylindrical hole 22a and the fuel pipe 10) may be 1 cm or more, or 3 cm or more. It may be 5 cm or more, or 5 cm or more. When the gap fitting length is 1 cm or more, when the theoretical value of the leak amount is calculated by the calculation model of the gasification burner 1 in which the fuel pipe 10, the nozzle tip 20 and the cooling member 30 are concentrically arranged, The flow rate of the oxidant that can leak from the gap between the nozzle tip 20 and the fuel pipe 10 is 1% or less with respect to the flow rate of the oxidant discharged from the through hole 21b. Therefore, it is difficult to affect the flame length of the flame generated in the gasification burner 1.

冷却部材３０は、全体として筒状を呈しており、冷却液がその内部（筒壁内）を循環するように構成されている。ガス化バーナ１は高温の部分酸化部１０２内において使用されるので、冷却液は、熱交換により冷却部材３０を冷却して、冷却部材３０の破損等を防止する機能を有する。冷却部材３０は、図３及び図４に示されるように、先端部３１と、中間部３２，３３と、基端部３４，３５と、内部壁３６とを含む。   The cooling member 30 has a cylindrical shape as a whole, and is configured such that the coolant circulates inside (inside the cylindrical wall). Since the gasification burner 1 is used in the high-temperature partial oxidation unit 102, the coolant has a function of cooling the cooling member 30 by heat exchange and preventing the cooling member 30 from being damaged. As shown in FIGS. 3 and 4, the cooling member 30 includes a distal end portion 31, intermediate portions 32 and 33, proximal end portions 34 and 35, and an inner wall 36.

先端部３１は、耐熱性を有する材料で構成されていればよい。ところで、部分酸化部１０２内における燃料の燃焼により、部分酸化部１０２内に酸性ガス（例えば、硫化水素、塩化水素など）が生ずる場合がある。このような酸性ガスは、石炭ガス化炉１００の運転開始時及び運転停止時において部分酸化部１０２内の温度が下がると酸性液となり、ガス化バーナ１の先端近傍に付着して、当該先端近傍を腐食させてしまう（露点腐食）。加えて、冷却部材３０は、使用時において、部分酸化部１０２からの熱で外表面が高温に加熱され且つ冷却液によって内部が冷却されるので、応力腐食割れが生じやすい。そこで、先端部３１は、例えば、その全質量に対するＮｉの含有量が４０質量％以上のニッケル合金で構成されていてもよい。このようなニッケル合金は耐食性が高いので、冷却部材３０（先端部３１）が露点腐食し難く、冷却部材３０（先端部３１）の応力腐食割れも抑制することが可能となる。このようなニッケル合金としては、例えば、インコネル７１８、Ａｌｌｏｙ７１８等が挙げられる。   The tip part 31 should just be comprised with the material which has heat resistance. By the way, the combustion of fuel in the partial oxidation unit 102 may cause an acidic gas (for example, hydrogen sulfide, hydrogen chloride) in the partial oxidation unit 102. Such an acidic gas becomes an acidic liquid when the temperature in the partial oxidation unit 102 decreases at the start and stop of operation of the coal gasification furnace 100, adheres to the vicinity of the tip of the gasification burner 1, and near the tip. Will corrode (dew point corrosion). In addition, when the cooling member 30 is used, the outer surface is heated to a high temperature by the heat from the partial oxidation unit 102 and the inside is cooled by the cooling liquid, so that stress corrosion cracking is likely to occur. Then, the front-end | tip part 31 may be comprised with the nickel alloy whose content of Ni with respect to the total mass is 40 mass% or more, for example. Since such a nickel alloy has high corrosion resistance, it is difficult for the cooling member 30 (tip portion 31) to undergo dew point corrosion, and stress corrosion cracking of the cooling member 30 (tip portion 31) can be suppressed. Examples of such a nickel alloy include Inconel 718, Alloy 718, and the like.

先端部３１は、図３に示されるように、先端壁３１ａと、内側管３１ｂと、外側管３１ｃとで構成されている。先端壁３１ａは、円環状を呈する平板である。先端壁３１ａは、ノズルチップ２０の先端面Ｓ２と略同一面上に位置している。内側管３１ｂ及び外側管３１ｃは共に、円筒状を呈している。内側管３１ｂの一端は、先端壁３１ａの内周縁に一体的に設けられている。外側管３１ｃの一端は、先端壁３１ａの外周縁に一体的に設けられている。換言すれば、内側管３１ｂ及び外側管３１ｃは二重管を構成しており、内側管３１ｂは外側管３１ｃ内に位置している。先端壁３１ａは、内側管３１ｂ及び外側管３１ｃの一端を閉塞している。   As shown in FIG. 3, the distal end portion 31 includes a distal end wall 31a, an inner tube 31b, and an outer tube 31c. The tip wall 31a is a flat plate having an annular shape. The tip wall 31a is located on substantially the same plane as the tip surface S2 of the nozzle chip 20. Both the inner tube 31b and the outer tube 31c have a cylindrical shape. One end of the inner tube 31b is integrally provided on the inner peripheral edge of the tip wall 31a. One end of the outer tube 31c is integrally provided on the outer peripheral edge of the tip wall 31a. In other words, the inner tube 31b and the outer tube 31c constitute a double tube, and the inner tube 31b is located in the outer tube 31c. The tip wall 31a closes one end of the inner tube 31b and the outer tube 31c.

内側管３１ｂ及び外側管３１ｃは共に、先端壁３１ａから同じ側（冷却部材３０の基端側）に向けて延びている。本実施形態において、内側管３１ｂの長さは、外側管３１ｃの長さよりも長い。すなわち、内側管３１ｂの他端は、外側管３１ｃの他端よりも冷却部材３０の基端側に位置している。そのため、内側管３１ｂ及び外側管３１ｃの径方向において外側から見て、内側管３１ｂの他端は、外側管３１ｃによって覆われていない。   Both the inner tube 31b and the outer tube 31c extend from the distal end wall 31a toward the same side (the base end side of the cooling member 30). In the present embodiment, the length of the inner tube 31b is longer than the length of the outer tube 31c. That is, the other end of the inner tube 31b is located closer to the proximal end side of the cooling member 30 than the other end of the outer tube 31c. Therefore, the other end of the inner tube 31b is not covered with the outer tube 31c when viewed from the outside in the radial direction of the inner tube 31b and the outer tube 31c.

内側管３１ｂの内周面のうち先端部には、雌ネジＦｓ（ネジ）が設けられている。当該雌ネジＦｓは、ノズルチップ２０の外周面に設けられた雄ネジＭｓと螺合可能に構成されている。本実施形態では、内側管３１ｂの雌ネジＦｓにノズルチップ２０の雄ネジＭｓが螺合することにより、ノズルチップ２０が冷却部材３０の先端近傍に挿通された状態となる。   A female screw Fs (screw) is provided at the tip of the inner peripheral surface of the inner tube 31b. The female screw Fs is configured to be screwable with a male screw Ms provided on the outer peripheral surface of the nozzle chip 20. In the present embodiment, the male tip Ms of the nozzle tip 20 is screwed into the female screw Fs of the inner tube 31b, so that the nozzle tip 20 is inserted in the vicinity of the tip of the cooling member 30.

中間部３２，３３は共に、図２〜図４に示されるように、円筒状を呈している。図３に示されるように、中間部３２（内側筒状部）の一端は、溶接部Ｗ１を介して、内側管３１ｂの他端に接合されている。中間部３３（外側筒状部）の一端は、溶接部Ｗ２を介して、外側管３１ｃの他端に接合されている。換言すれば、中間部３２，３３は二重管を構成しており、中間部３２は中間部３３内に位置している。中間部３２，３３は、冷却部材３０の基端部の一部として機能する。   As shown in FIGS. 2 to 4, the intermediate portions 32 and 33 both have a cylindrical shape. As shown in FIG. 3, one end of the intermediate portion 32 (inner cylindrical portion) is joined to the other end of the inner tube 31b via a welded portion W1. One end of the intermediate portion 33 (outer cylindrical portion) is joined to the other end of the outer tube 31c via a welded portion W2. In other words, the intermediate parts 32 and 33 constitute a double pipe, and the intermediate part 32 is located in the intermediate part 33. The intermediate portions 32 and 33 function as a part of the base end portion of the cooling member 30.

本実施形態において、中間部３２，３３の長さは同程度である。そのため、内側管３１ｂに接続された中間部３２の他端は、外側管３１ｃに接続された中間部３３の他端よりも冷却部材３０の基端側に位置している。すなわち、中間部３２，３３の径方向において外側から見て、中間部３２の他端は、中間部３３によって覆われていない。   In the present embodiment, the lengths of the intermediate portions 32 and 33 are approximately the same. Therefore, the other end of the intermediate portion 32 connected to the inner tube 31b is positioned closer to the proximal end side of the cooling member 30 than the other end of the intermediate portion 33 connected to the outer tube 31c. That is, the other end of the intermediate portion 32 is not covered with the intermediate portion 33 when viewed from the outside in the radial direction of the intermediate portions 32 and 33.

中間部３２，３３は、耐熱性を有する材料（例えば、ステンレス鋼）で構成されていればよい。中間部３２に用いられるステンレス鋼としては、例えば、ＳＵＳ３１０Ｓ等であってもよい。中間部３３に用いられるステンレス鋼としては、例えば、ＳＵＳ３１０Ｓ等であってもよい。中間部３２，３３がステンレス鋼で構成されている場合には、ステンレス鋼が固溶化処理されていてもよい。   The intermediate parts 32 and 33 should just be comprised with the material (for example, stainless steel) which has heat resistance. As stainless steel used for the intermediate part 32, SUS310S etc. may be sufficient, for example. The stainless steel used for the intermediate portion 33 may be, for example, SUS310S. When the intermediate portions 32 and 33 are made of stainless steel, the stainless steel may be subjected to a solution treatment.

基端部３４，３５は共に、図２〜図４に示されるように、円筒状を呈している。基端部３４，３５は、耐熱性を有する材料（例えば、ステンレス鋼）で構成されていればよい。基端部３４に用いられるステンレス鋼としては、例えば、ＳＵＳ３０４等であってもよい。基端部３５に用いられるステンレス鋼としては、例えば、ＳＵＳ３１０Ｓ等であってもよい。基端部３４の一端は、溶接部Ｗ３を介して、中間部３２の他端に接合されている。基端部３５の一端は、溶接部Ｗ２を介して、中間部３３の他端に接合されている。換言すれば、基端部３４，３５は二重管を構成しており、基端部３４は基端部３５内に位置している。   Both the base end portions 34 and 35 have a cylindrical shape as shown in FIGS. The base end parts 34 and 35 should just be comprised with the material (for example, stainless steel) which has heat resistance. As the stainless steel used for the base end portion 34, for example, SUS304 or the like may be used. The stainless steel used for the base end portion 35 may be, for example, SUS310S. One end of the base end portion 34 is joined to the other end of the intermediate portion 32 via a welded portion W3. One end of the base end portion 35 is joined to the other end of the intermediate portion 33 through the welded portion W2. In other words, the base end portions 34 and 35 constitute a double tube, and the base end portion 34 is located in the base end portion 35.

溶接によって接合された内側管３１ｂ、中間部３２及び基端部３４は、全体として、冷却部材３０の内周壁を構成している。溶接によって接合された外側管３１ｃ，中間部３３及び基端部３５は、全体として、冷却部材３０の外周壁を構成している。   The inner tube 31b, the intermediate portion 32, and the base end portion 34 joined by welding constitute an inner peripheral wall of the cooling member 30 as a whole. The outer pipe 31c, the intermediate part 33, and the base end part 35 joined by welding constitute an outer peripheral wall of the cooling member 30 as a whole.

内部壁３６は、図２〜図４に示されるように、円筒状を呈している。内部壁３６は、冷却部材３０の内周壁（内側管３１ｂ、中間部３２及び基端部３４）と、冷却部材３０の外周壁（外側管３１ｃ，中間部３３及び基端部３５）との間に位置している。内部壁３６には、複数のスペーサ３６ａと、複数のスペーサ３６ｂとが設けられている。   As shown in FIGS. 2 to 4, the inner wall 36 has a cylindrical shape. The inner wall 36 is between the inner peripheral wall (the inner tube 31b, the intermediate portion 32, and the base end portion 34) of the cooling member 30 and the outer peripheral wall (the outer tube 31c, the intermediate portion 33, and the base end portion 35) of the cooling member 30. Is located. The inner wall 36 is provided with a plurality of spacers 36a and a plurality of spacers 36b.

複数のスペーサ３６ａは、図３及び図４に示されるように、円柱状を呈しており、内部壁３６の先端面に設けられている。本実施形態では、３つのスペーサ３６ａが、内部壁３６の周方向において略等間隔に並んでいる。複数のスペーサ３６ａは、内部壁３６の延在方向において、内部壁３６の先端面から外方に向けて突出している。そのため、複数のスペーサ３６ａは、先端壁３１ａと内部壁３６との間に位置している。これにより、内部壁３６は、冷却部材３０の先端壁３１ａと離間した状態が保たれる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the plurality of spacers 36 a have a cylindrical shape and are provided on the front end surface of the inner wall 36. In the present embodiment, the three spacers 36 a are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction of the inner wall 36. The plurality of spacers 36 a protrude outward from the front end surface of the inner wall 36 in the extending direction of the inner wall 36. Therefore, the plurality of spacers 36 a are located between the tip wall 31 a and the inner wall 36. As a result, the inner wall 36 is maintained in a state of being separated from the tip wall 31 a of the cooling member 30.

複数のスペーサ３６ｂは、図３及び図４に示されるように、四角柱状を呈しており、内部壁３６の先端近傍において内部壁３６の外周面に設けられている。本実施形態では、３つのスペーサ３６ｂが内部壁３６の周方向において略等間隔に並んでいる。複数のスペーサ３６ｂは、内部壁３６の径方向において、内部壁３６の外周面から外方に向けて突出している。そのため、複数のスペーサ３６ｂは、冷却部材３０の外周壁（基端部３５）と内部壁３６との間に位置している。これにより、内部壁３６は、冷却部材３０の外周壁（基端部３５）と離間した状態が保たれる。また、内部壁３６の外周面にスペーサ３６ｂが設けられることにより剛性が高まり、内部壁３６の先端近傍が変形し難くなるので、内部壁３６は、冷却部材３０の内周壁（基端部３４）と離間した状態も保たれる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the plurality of spacers 36 b have a quadrangular prism shape, and are provided on the outer peripheral surface of the inner wall 36 near the tip of the inner wall 36. In the present embodiment, the three spacers 36 b are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction of the inner wall 36. The plurality of spacers 36 b protrude outward from the outer peripheral surface of the inner wall 36 in the radial direction of the inner wall 36. Therefore, the plurality of spacers 36 b are located between the outer peripheral wall (base end portion 35) of the cooling member 30 and the inner wall 36. As a result, the inner wall 36 is kept separated from the outer peripheral wall (base end portion 35) of the cooling member 30. Further, since the spacer 36b is provided on the outer peripheral surface of the inner wall 36, the rigidity is increased, and the vicinity of the distal end of the inner wall 36 is hardly deformed. Therefore, the inner wall 36 is the inner peripheral wall (base end portion 34) of the cooling member 30. The state of being separated from each other is also maintained.

基端部３４の他端は、図２に示されるように、基端壁３４ａを介して、溶接によって燃料管１０の外周面に接続されている。基端壁３４ａは円環状を呈する平板であり、基端壁３４ａの貫通孔内には燃料管１０が挿通されている。そのため、燃料管１０と、冷却部材３０の外周壁と、基端壁３４ａと、ノズルチップ２０とで囲まれた空間Ｖ１が形成されている。基端部３４の他端近傍には、空間Ｖ１に連通する配管３４ｂが設けられている。配管３４ｂは、酸化剤の供給源（図示せず）に接続されている。酸化剤は、配管３４ｂを通じて空間Ｖ１内に供給され、ノズルチップ２０に向けて空間Ｖ１内を流通した後、貫通孔２１ｂから吐出される。   As shown in FIG. 2, the other end of the base end portion 34 is connected to the outer peripheral surface of the fuel pipe 10 by welding via a base end wall 34a. The base end wall 34a is an annular flat plate, and the fuel pipe 10 is inserted into the through hole of the base end wall 34a. Therefore, a space V <b> 1 surrounded by the fuel pipe 10, the outer peripheral wall of the cooling member 30, the base end wall 34 a, and the nozzle tip 20 is formed. In the vicinity of the other end of the base end portion 34, a pipe 34b communicating with the space V1 is provided. The pipe 34b is connected to an oxidant supply source (not shown). The oxidant is supplied into the space V1 through the pipe 34b, flows through the space V1 toward the nozzle tip 20, and is then discharged from the through hole 21b.

内部壁３６の他端は、図２に示されるように、溶接によって基端部３４の外周面に接続されている。すなわち、内部壁３６の他端は、基端部３４の他端よりもノズルチップ２０寄りに位置している。そのため、冷却部材３０の内周壁と、内部壁３６と、先端壁３１ａとで囲まれた空間Ｖ２が形成されている。内部壁３６の他端近傍には、空間Ｖ２に連通する配管３６ｃが設けられている。配管３６ｃは、熱交換器（図示せず）に接続されている。   As shown in FIG. 2, the other end of the inner wall 36 is connected to the outer peripheral surface of the base end portion 34 by welding. That is, the other end of the inner wall 36 is located closer to the nozzle tip 20 than the other end of the base end portion 34. Therefore, a space V2 surrounded by the inner peripheral wall of the cooling member 30, the inner wall 36, and the tip wall 31a is formed. In the vicinity of the other end of the inner wall 36, a pipe 36c communicating with the space V2 is provided. The pipe 36c is connected to a heat exchanger (not shown).

基端部３５の他端は、図２に示されるように、溶接によって内部壁３６の外周面に接続されている。すなわち、基端部３５の他端は、内部壁３６の他端よりもノズルチップ２０寄りに位置している。そのため、冷却部材３０の外周壁と、内部壁３６と、先端壁３１ａとで囲まれた空間Ｖ３が形成されている。基端部３５の他端近傍には、空間Ｖ３に連通する配管３６ｄが設けられている。配管３６ｄは、熱交換器（図示せず）に接続されている。   The other end of the base end part 35 is connected to the outer peripheral surface of the inner wall 36 by welding, as shown in FIG. That is, the other end of the base end portion 35 is located closer to the nozzle tip 20 than the other end of the inner wall 36. Therefore, a space V3 surrounded by the outer peripheral wall of the cooling member 30, the inner wall 36, and the tip wall 31a is formed. In the vicinity of the other end of the base end portion 35, a pipe 36d communicating with the space V3 is provided. The pipe 36d is connected to a heat exchanger (not shown).

配管３６ｃから空間Ｖ２内に供給された冷却液は、ノズルチップ２０に向けて空間Ｖ２内を流通した後、先端壁３１ａと内部壁３６の先端との間を折り返して、配管３６ｄに向けて空間Ｖ３を流通する。冷却液は、配管３６ｄから冷却部材３０の外部に排出された後、熱交換器により冷却され、熱交換器から再び配管３６ｃに導入される。   The coolant supplied from the pipe 36c into the space V2 circulates in the space V2 toward the nozzle chip 20, and then turns back between the tip wall 31a and the tip of the inner wall 36 to face the pipe 36d. Distribute V3. The coolant is discharged from the pipe 36d to the outside of the cooling member 30, and then cooled by the heat exchanger, and is again introduced from the heat exchanger into the pipe 36c.

［ガス化バーナの製造方法］
続いて、図５及び図６を参照して、ガス化バーナ１の製造方法について説明する。まず、冷却部材３０を用意する。具体的には、図５（ａ）に示されるように、先端部３１の内側管３１ｂの他端と、中間部３２の一端とを対向させる。この状態で、内側管３１ｂの他端と中間部３２の一端とを溶接する。これにより、図５（ｂ）に示されるように、内側管３１ｂと中間部３２とが溶接部Ｗ１によって接合される。このとき、内側管３１ｂの他端が外側管３１ｃの他端よりも冷却部材３０の基端側に位置しているので、内側管３１ｂの他端と中間部３２の一端との間に溶接トーチが向かうことが外側管３１ｃによって妨げられ難い。 [Production method of gasification burner]
Then, with reference to FIG.5 and FIG.6, the manufacturing method of the gasification burner 1 is demonstrated. First, the cooling member 30 is prepared. Specifically, as illustrated in FIG. 5A, the other end of the inner tube 31 b of the distal end portion 31 is opposed to one end of the intermediate portion 32. In this state, the other end of the inner tube 31b and one end of the intermediate portion 32 are welded. Thereby, as shown in Drawing 5 (b), inner pipe 31b and middle part 32 are joined by welding part W1. At this time, since the other end of the inner tube 31b is located closer to the proximal end side of the cooling member 30 than the other end of the outer tube 31c, a welding torch is provided between the other end of the inner tube 31b and one end of the intermediate portion 32. Is unlikely to be hindered by the outer tube 31c.

次に、図５（ｂ）に示されるように、先端部３１の外側管３１ｃの他端と、中間部３３の一端とを対向させる。この状態で、外側管３１ｃの他端と中間部３３の一端とを溶接する。これにより、図６（ａ）に示されるように、外側管３１ｃと中間部３３とが溶接部Ｗ２によって接合される。こうして、先端部３１及び中間部３２，３３が一体化された一体化部品が形成される。次に、中間部３２，３３がステンレス鋼で構成されている場合には、得られた一体化部品を加熱炉で所定温度（例えば、１０００℃以上）まで加熱した後に急冷し、当該ステンレス鋼を固溶化処理する。   Next, as shown in FIG. 5 (b), the other end of the outer tube 31 c of the distal end portion 31 is opposed to one end of the intermediate portion 33. In this state, the other end of the outer tube 31c and one end of the intermediate portion 33 are welded. Thereby, as shown in Drawing 6 (a), outer pipe 31c and middle part 33 are joined by welding part W2. Thus, an integrated part in which the tip portion 31 and the intermediate portions 32 and 33 are integrated is formed. Next, when the intermediate parts 32 and 33 are made of stainless steel, the obtained integrated part is heated to a predetermined temperature (for example, 1000 ° C. or higher) in a heating furnace and then rapidly cooled, Solid solution treatment.

次に、図６（ａ）に示されるように、中間部３２の他端と、基端部３４の一端とを対向させる。この状態で、中間部３２の他端と基端部３４の一端とを溶接する。これにより、図６（ｂ）に示されるように、中間部３２と基端部３４とが溶接部Ｗ３によって接合される。このとき、中間部３２の他端が中間部３３の他端よりも冷却部材３０の基端側に位置しているので、中間部３２の他端と基端部３４の一端との間に溶接トーチが向かうことが中間部３３によって妨げられ難い。次に、基端部３４の他端に基端壁３４ａの外周縁を溶接する。   Next, as shown in FIG. 6A, the other end of the intermediate portion 32 and one end of the base end portion 34 are opposed to each other. In this state, the other end of the intermediate portion 32 and one end of the base end portion 34 are welded. Thereby, as shown in Drawing 6 (b), middle part 32 and base end part 34 are joined by welding part W3. At this time, since the other end of the intermediate portion 32 is located closer to the proximal end side of the cooling member 30 than the other end of the intermediate portion 33, welding is performed between the other end of the intermediate portion 32 and one end of the proximal end portion 34. It is difficult for the torch to be hindered by the intermediate portion 33. Next, the outer peripheral edge of the base end wall 34 a is welded to the other end of the base end portion 34.

次に、図６（ｂ）に示されるように、中間部３３の他端と、基端部３５の一端とを対向させる。この状態で、中間部３３の他端と基端部３５の一端とを溶接する。これにより、図３に示されるように、中間部３３と基端部３５とが溶接部Ｗ４によって接合される。   Next, as shown in FIG. 6B, the other end of the intermediate portion 33 and one end of the base end portion 35 are opposed to each other. In this state, the other end of the intermediate portion 33 and one end of the base end portion 35 are welded. Thereby, as FIG. 3 shows, the intermediate part 33 and the base end part 35 are joined by the welding part W4.

次に、冷却部材３０の内周壁（内側管３１ｂ、中間部３２及び基端部３４）と、冷却部材３０の外周壁（外側管３１ｃ，中間部３３及び基端部３５）との間に、内部壁３６を挿入する。次に、内部壁３６の他端を基端部３４の外周面に溶接する。次に、基端部３５の他端を内部壁３６の外周面に溶接する。以上により、冷却部材３０が完成する。   Next, between the inner peripheral wall (inner tube 31b, intermediate portion 32 and proximal end portion 34) of the cooling member 30 and the outer peripheral wall (outer tube 31c, intermediate portion 33 and proximal end portion 35) of the cooling member 30, Insert the inner wall 36. Next, the other end of the inner wall 36 is welded to the outer peripheral surface of the base end portion 34. Next, the other end of the base end portion 35 is welded to the outer peripheral surface of the inner wall 36. Thus, the cooling member 30 is completed.

続いて、内側管３１ｂの内周面のうち先端部に設けられた雌ネジＦｓに対して、本体部２１の外周面に設けられた雄ネジＭｓを螺合する。これにより、冷却部材３０にノズルチップ２０が取り付けられる。   Subsequently, the male screw Ms provided on the outer peripheral surface of the main body portion 21 is screwed with the female screw Fs provided on the distal end portion of the inner peripheral surface of the inner tube 31b. Thereby, the nozzle tip 20 is attached to the cooling member 30.

続いて、基端壁３４ａの貫通孔と、ノズルチップ２０の貫通孔２１ａ及び筒孔２２ａとに、燃料管１０を挿通する。これにより、燃料管１０の先端部が、ノズルチップ２０に対して隙間嵌めにより嵌合される。こうして、燃料管１０がノズルチップ２０に取り付けられる。次に、基端壁３４ａの貫通孔の内周面を、燃料管１０の外周面に溶接する。以上により、ガス化バーナ１が完成する。   Subsequently, the fuel pipe 10 is inserted through the through hole of the base end wall 34 a and the through hole 21 a and the cylindrical hole 22 a of the nozzle chip 20. Thereby, the front-end | tip part of the fuel pipe | tube 10 is fitted with the nozzle chip 20 by clearance fitting. Thus, the fuel pipe 10 is attached to the nozzle tip 20. Next, the inner peripheral surface of the through hole of the base end wall 34 a is welded to the outer peripheral surface of the fuel pipe 10. Thus, the gasification burner 1 is completed.

［作用］
以上のような本実施形態では、ノズルチップ２０と冷却部材３０との間がネジ（雄ネジＭｓ及び雌ネジＦｓ）によって螺合されている。そのため、冷却部材３０に対するノズルチップ２０の取り付け及び取り外しが極めて容易である。従って、酸化剤が流通する貫通孔２１ｂの向きが異なる複数種類のノズルチップ２０を準備しておくことにより、石炭ガス化炉１００の改造をすることなくノズルチップ２０を交換するだけで、燃料種の変更に対応することができる。その結果、簡易な構成で種々の燃料種に対応することが可能となる。 [Action]
In the present embodiment as described above, the nozzle tip 20 and the cooling member 30 are screwed together by screws (a male screw Ms and a female screw Fs). Therefore, it is very easy to attach and remove the nozzle tip 20 to the cooling member 30. Therefore, by preparing a plurality of types of nozzle tips 20 with different orientations of the through holes 21b through which the oxidant flows, it is possible to replace the nozzle tips 20 without remodeling the coal gasification furnace 100 and to change the fuel type. It can respond to the change of. As a result, it is possible to cope with various fuel types with a simple configuration.

本実施形態では、内部壁３６と先端壁３１ａとの間にスペーサ３６ａが設けられており、内部壁３６と基端部３５との間にスペーサ３６ｂが設けられている。そのため、スペーサ３６ａ，３６ｂによって、内部壁３６と先端壁３１ａ及び基端部３５との間に空間Ｖ２，Ｖ３が確保される。従って、冷却液が当該空間Ｖ２，Ｖ３内をスムーズに流れやすくなる。   In the present embodiment, a spacer 36 a is provided between the inner wall 36 and the distal end wall 31 a, and a spacer 36 b is provided between the inner wall 36 and the proximal end portion 35. Therefore, spaces V2 and V3 are secured between the inner wall 36, the distal end wall 31a, and the base end portion 35 by the spacers 36a and 36b. Therefore, it becomes easy for the coolant to flow smoothly in the spaces V2 and V3.

本実施形態では、燃料管１０の先端がノズルチップ２０の先端面Ｓ２に露出している。そのため、使用時に部分酸化部１０２から受ける熱により燃料管１０が熱膨張して、ノズルチップ２０に対して伸びたとしても、その伸びがノズルチップ２０によって規制されない。そのため、ノズルチップ２０と燃料管１０との間に不要な応力が生じてしまうことを抑制できる。また、燃料管１０の先端がノズルチップ２０内に留まった状態で燃料管１０がノズルチップ２０に取り付けられている場合とは異なり、燃料がノズルチップ２０に接触することなく燃料管１０内を流通して部分酸化部１０２内に吐出される。そのため、燃料との接触によりノズルチップ２０が摩耗してしまう虞を抑制することが可能となる。   In the present embodiment, the tip of the fuel pipe 10 is exposed on the tip surface S2 of the nozzle tip 20. Therefore, even if the fuel pipe 10 is thermally expanded due to heat received from the partial oxidation unit 102 during use and extends with respect to the nozzle tip 20, the extension is not regulated by the nozzle tip 20. Therefore, it is possible to suppress unnecessary stress from being generated between the nozzle tip 20 and the fuel pipe 10. Unlike the case where the fuel pipe 10 is attached to the nozzle chip 20 with the tip of the fuel pipe 10 remaining in the nozzle chip 20, the fuel flows through the fuel pipe 10 without contacting the nozzle chip 20. Then, it is discharged into the partial oxidation unit 102. Therefore, the possibility that the nozzle tip 20 is worn due to contact with the fuel can be suppressed.

本実施形態において、中間部３２，３３が固溶化処理されたステンレス鋼である場合には、中間部３２，３３と先端部３１との溶接によって劣化したステンレス鋼の耐腐食性が、固溶化処理により回復する。そのため、冷却部材３０の応力腐食割れをより抑制することが可能となる。なお、中間部３２，３３と基端部３４，３５との間も溶接によって接合されているので、基端部３４，３５がステンレス鋼によって構成されていると、基端部３４，３５も劣化する。しかしながら、図２に示されるように、ガス化バーナ１は断熱材１０５を介して部分酸化部１０２に取り付けられおり、断熱材１０５は冷却部材３０の外周面の大部分を覆っている。そのため、部分酸化部１０２において生ずる高温ガスＧ１は、中間部３２，３３と基端部３４，３５との接合部近傍には殆ど入り込まない。   In the present embodiment, when the intermediate portions 32 and 33 are made of a solid solution treated stainless steel, the corrosion resistance of the stainless steel deteriorated by the welding of the intermediate portions 32 and 33 and the tip portion 31 is the solution treatment. To recover. Therefore, it becomes possible to further suppress the stress corrosion cracking of the cooling member 30. Since the intermediate portions 32 and 33 and the base end portions 34 and 35 are also joined by welding, if the base end portions 34 and 35 are made of stainless steel, the base end portions 34 and 35 are also deteriorated. To do. However, as shown in FIG. 2, the gasification burner 1 is attached to the partial oxidation unit 102 via the heat insulating material 105, and the heat insulating material 105 covers most of the outer peripheral surface of the cooling member 30. Therefore, the high temperature gas G1 generated in the partial oxidation portion 102 hardly enters the vicinity of the junction between the intermediate portions 32 and 33 and the base end portions 34 and 35.

［他の実施形態］
以上、本開示に係る実施形態について詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。例えば、図７に示されるように、燃料管１０とノズルチップ２０とがネジ（雄ネジＭｓ及び雌ネジＦｓ）によって螺合しており、ノズルチップ２０と冷却部材３０とが嵌合（例えば、隙間嵌め）されていてもよい。また、図８に示されるように、ノズルチップ２０と燃料管１０とがネジ（雄ネジＭｓ及び雌ネジＦｓ）によって螺合しており、ノズルチップ２０と冷却部材３０とがネジ（雄ネジＭｓ及び雌ネジＦｓ）によって螺合していてもよい。すなわち、ノズルチップ２０と燃料管１０との間、及び、ノズルチップ２０と冷却部材３０との間の少なくとも一方が、ネジによって螺合されていてもよい。 [Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment concerning this indication was described in detail, you may add various deformation | transformation to said embodiment within the range of the summary of this invention. For example, as shown in FIG. 7, the fuel pipe 10 and the nozzle tip 20 are screwed together by screws (male screw Ms and female screw Fs), and the nozzle tip 20 and the cooling member 30 are fitted (for example, A gap may be fitted). Further, as shown in FIG. 8, the nozzle tip 20 and the fuel pipe 10 are screwed together by screws (male screw Ms and female screw Fs), and the nozzle tip 20 and the cooling member 30 are screwed (male screw Ms). And a female screw Fs). That is, at least one of the nozzle tip 20 and the fuel pipe 10 and between the nozzle tip 20 and the cooling member 30 may be screwed together by screws.

図９に示されるように、燃料管１０の先端がノズルチップ２０の先端面Ｓ２に露出していなくてもよい。具体的には、燃料管１０の先端がノズルチップ２０内に留まった状態で、燃料管１０がノズルチップ２０に取り付けられていてもよい。   As shown in FIG. 9, the tip of the fuel tube 10 may not be exposed on the tip surface S <b> 2 of the nozzle tip 20. Specifically, the fuel tube 10 may be attached to the nozzle tip 20 with the tip of the fuel tube 10 remaining in the nozzle tip 20.

図１０に示されるように、冷却部材３０の先端部３１の表面に被覆層３７が配置されていてもよい。この場合、冷却部材３０は、中間部３２，３３を有しておらず、内側管３１ｂと基端部３４とが溶接部Ｗ１によって直接接合されており、外側管３１ｃと基端部３５とが溶接部Ｗ２によって直接接合されている。被覆層３７は、先端部３１の表面のうち外部に露出している領域と、溶接部Ｗ２の外表面と、基端部３５の外周面のうち先端部３１近傍の領域とを覆っている。被覆層３７は、例えば、肉盛りによって形成されていてもよい。被覆層３７が溶接部Ｗ２の外表面及びその近傍を覆っているので、溶接によって耐腐食性が劣化した領域が被覆層３７によって保護される。そのため、冷却部材３０の応力腐食割れをより抑制することが可能となる。   As shown in FIG. 10, a coating layer 37 may be disposed on the surface of the tip 31 of the cooling member 30. In this case, the cooling member 30 does not have the intermediate parts 32 and 33, the inner pipe 31b and the base end part 34 are directly joined by the welded part W1, and the outer pipe 31c and the base end part 35 are connected. It is directly joined by the weld W2. The covering layer 37 covers a region exposed to the outside of the surface of the distal end portion 31, an outer surface of the welded portion W <b> 2, and a region near the distal end portion 31 on the outer peripheral surface of the base end portion 35. The covering layer 37 may be formed by, for example, building up. Since the coating layer 37 covers the outer surface of the welded portion W2 and the vicinity thereof, the region where the corrosion resistance is deteriorated by welding is protected by the coating layer 37. Therefore, it becomes possible to further suppress the stress corrosion cracking of the cooling member 30.

図１０の形態において、被覆層３７は、先端部３１の全質量に対するＮｉの含有量が４０質量％以上のニッケル合金で構成されていてもよい。このようなニッケル合金は耐食性が高いので、被覆層３７が露点腐食し難い。そのため、冷却部材３０の応力腐食割れをいっそう抑制することが可能となる。このようなニッケル合金としては、例えば、インコネル７１８、Ａｌｌｏｙ７１８等が挙げられる。   In the form of FIG. 10, the coating layer 37 may be made of a nickel alloy having a Ni content of 40 mass% or more with respect to the total mass of the tip portion 31. Since such a nickel alloy has high corrosion resistance, the coating layer 37 is unlikely to undergo dew point corrosion. Therefore, it becomes possible to further suppress the stress corrosion cracking of the cooling member 30. Examples of such a nickel alloy include Inconel 718, Alloy 718, and the like.

図１０の形態において、先端部３１は銅によって構成されており、基端部３４，３５はステンレス鋼によって構成されていてもよい。この場合、熱伝導率が高いものの耐腐食性が低い銅が被覆層３７で覆われる。そのため、部分酸化部１０２から最も熱を受けやすい先端部３１における熱交換を促進しつつ、先端部３１の応力腐食割れを被覆層３７によって抑制することが可能となる。また、銅はステンレス鋼と比較して安価であるため、冷却部材３０のコストを低減することが可能となる。   In the form of FIG. 10, the front end portion 31 may be made of copper, and the base end portions 34 and 35 may be made of stainless steel. In this case, copper having high thermal conductivity but low corrosion resistance is covered with the coating layer 37. Therefore, it is possible to suppress the stress corrosion cracking of the tip 31 by the coating layer 37 while promoting heat exchange at the tip 31 that is most susceptible to heat from the partial oxidation portion 102. Moreover, since copper is cheaper than stainless steel, the cost of the cooling member 30 can be reduced.

燃料管１０を構成する材料の熱膨張率（線膨張係数）は、ノズルチップ２０を構成する材料の熱膨張率（線膨張係数）よりも大きくてもよい。例えば、燃料管１０がＳＵＳ３１０Ｓ（０℃〜６５０℃の平均線膨張係数が１７．５×１０−６／℃）で構成されており、ノズルチップ２０がＳＵＳ４３０（０℃〜６５０℃の平均線膨張係数が１２．８×１０−６／℃）で構成されていてもよい。この場合、使用時に部分酸化部１０２から受ける熱により燃料管１０及びノズルチップ２０が熱膨張すると、燃料管１０の熱膨張率の方が大きいので、燃料管１０がノズルチップ２０に対してしっかりと締まり合う。従って、両者の隙間からの酸化剤の流出を抑制することが可能となる。 The thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) of the material constituting the fuel pipe 10 may be larger than the thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) of the material constituting the nozzle tip 20. For example, the fuel pipe 10 is made of SUS310S (average linear expansion coefficient of 0 ° C. to 650 ° C. is 17.5 × 10 −6 / ° C.), and the nozzle tip 20 is SUS430 (average linear expansion of 0 ° C. to 650 ° C.). The coefficient may be 12.8 × 10 −6 / ° C.). In this case, when the fuel tube 10 and the nozzle tip 20 are thermally expanded by heat received from the partial oxidation unit 102 during use, the fuel tube 10 is firmly attached to the nozzle tip 20 because the thermal expansion coefficient of the fuel tube 10 is larger. Tighten up. Therefore, it is possible to suppress the outflow of the oxidant from the gap between the two.

上記の実施形態では、燃料として微粉炭を用いる石炭ガス化炉１００を例にとって説明したが、微粉炭以外の他の燃料を用いるプラントのガス化バーナ１に対しても、本発明を適用しうる。さらに、微粉燃料（固体燃料）、液体燃料又は気体燃料を燃焼させる燃焼炉に用いられる燃焼バーナに対しても、本発明を適用しうる。   In the above embodiment, the coal gasification furnace 100 using pulverized coal as the fuel has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a gasification burner 1 of a plant using fuel other than pulverized coal. . Furthermore, the present invention can also be applied to a combustion burner used in a combustion furnace that burns pulverized fuel (solid fuel), liquid fuel, or gaseous fuel.

１…ガス化バーナ（バーナ）、１０…燃料管、２０…ノズルチップ、２１ｂ…貫通孔（流路）、３０…冷却部材、３１…先端部、３１ａ…先端壁、３１ｂ…内側管（内周壁）、３１ｃ…外側管（外周壁）、３２…中間部（内側筒状部；内周壁；基端部）、３３…中間部（外側筒状部；外周壁；基端部）、３４…基端部（内周壁）、３５…基端部（外周壁）、３６…内部壁、３６ａ，３６ｂ…スペーサ、３７…被覆層、１００…石炭ガス化炉、Ｆｓ…雌ネジ（ネジ）、Ｍｓ…雄ネジ（ネジ）、Ｓ２…先端面、Ｗ１〜Ｗ４…溶接部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gasification burner (burner), 10 ... Fuel pipe, 20 ... Nozzle tip, 21b ... Through-hole (flow path), 30 ... Cooling member, 31 ... Tip part, 31a ... Tip wall, 31b ... Inner pipe (inner peripheral wall) ), 31c ... outer tube (outer peripheral wall), 32 ... intermediate part (inner cylindrical part; inner peripheral wall; proximal end part), 33 ... intermediate part (outer cylindrical part; outer peripheral wall; proximal end part), 34 ... base End part (inner peripheral wall), 35 ... Base end part (outer peripheral wall), 36 ... Inner wall, 36a, 36b ... Spacer, 37 ... Covering layer, 100 ... Coal gasifier, Fs ... Female screw (screw), Ms ... Male thread (screw), S2 ... tip surface, W1 to W4 ... welded part.

Claims (13)

微粉燃料が流通するように構成された燃料管と、
冷却液が内部を循環するように構成された筒状の冷却部材と、
前記燃料管の先端近傍が内部に挿通され且つ自身が前記冷却部材の先端近傍に挿通された筒状のノズルチップとを備え、
前記ノズルチップの筒壁内には、前記ノズルチップの軸方向に沿って延びるように前記ノズルチップを貫通する酸化剤の流路が設けられており、
前記ノズルチップと前記燃料管との間、及び、前記ノズルチップと前記冷却部材との間のうち少なくとも一方は、ネジによって螺合されており、
前記燃料管の先端は、前記ノズルチップの先端面に到達し且つ露出している、バーナ。 A fuel pipe configured to circulate pulverized fuel;
A cylindrical cooling member configured to circulate the coolant therein;
A cylindrical nozzle tip that is inserted in the vicinity of the tip of the fuel pipe and that is inserted in the vicinity of the tip of the cooling member;
In the cylindrical wall of the nozzle tip, an oxidant flow path that penetrates the nozzle tip is provided so as to extend along the axial direction of the nozzle tip,
At least one of the nozzle tip and the fuel pipe and between the nozzle tip and the cooling member are screwed together by screws ,
The burner , wherein the tip of the fuel pipe reaches the tip surface of the nozzle tip and is exposed . 前記ノズルチップと前記燃料管との間、及び、前記ノズルチップと前記冷却部材との間のうち一方は、ネジによって螺合されており、
前記ノズルチップと前記燃料管との間、及び、前記ノズルチップと前記冷却部材との間のうち他方は、嵌合されている、請求項１に記載のバーナ。 One of the nozzle tip and the fuel pipe and between the nozzle tip and the cooling member are screwed together by screws,
The burner according to claim 1, wherein the other is fitted between the nozzle tip and the fuel pipe and between the nozzle tip and the cooling member. 前記ノズルチップと前記燃料管との間、及び、前記ノズルチップと前記冷却部材との間のうち他方は、ＪＩＳ Ｂ ０４０１−１：２０１６（ＩＳＯ２８６−１：２０１０）にて定められる穴の公差域がＤ〜Ｈのいずれかで且つ軸の公差域がｄ〜ｈのいずれかとなるように、隙間嵌めにより嵌合されている、請求項２に記載のバーナ。   The other of the gap between the nozzle tip and the fuel pipe and between the nozzle tip and the cooling member is a hole tolerance range defined in JIS B 0401-1: 2016 (ISO286-1: 2010). The burner according to claim 2, wherein the burner is fitted by clearance fitting so that is any one of D to H and the tolerance range of the shaft is any of d to h. 前記ノズルチップと前記燃料管との間、及び、前記ノズルチップと前記冷却部材との間のうちの他方の隙間嵌めの長さは、１ｃｍ以上である、請求項３に記載のバーナ。   The burner according to claim 3, wherein the length of the other gap fitting between the nozzle tip and the fuel pipe and between the nozzle tip and the cooling member is 1 cm or more. 前記冷却部材の先端部は、当該先端部の全質量に対するＮｉの含有量が４０質量％以上のニッケル合金で構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のバーナ。   The burner according to any one of claims 1 to 4, wherein the tip of the cooling member is made of a nickel alloy having a Ni content of 40% by mass or more with respect to the total mass of the tip. 前記冷却部材の先端部は、溶接によって基端部と接続されており、
前記基端部のうち前記先端部寄りの部分は少なくとも、固溶化処理されたステンレス鋼である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のバーナ。 The tip of the cooling member is connected to the base end by welding,
The burner according to any one of claims 1 to 5, wherein at least a portion of the base end portion near the tip end portion is a solution-treated stainless steel. 前記冷却部材の先端部は、溶接によって基端部と接続されており、
前記先端部と前記基端部との溶接箇所を含む領域を覆うように、前記先端部の表面に被覆層が配置されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のバーナ。 The tip of the cooling member is connected to the base end by welding,
The burner as described in any one of Claims 1-4 by which the coating layer is arrange | positioned at the surface of the said front-end | tip part so that the area | region including the welding location of the said front-end | tip part and the said base end part may be covered. 前記被覆層は、当該先端部の全質量に対するＮｉの含有量が４０質量％以上のニッケル合金で構成されている、請求項７に記載のバーナ。   The burner according to claim 7, wherein the coating layer is made of a nickel alloy having a Ni content of 40 mass% or more with respect to the total mass of the tip portion. 前記先端部は銅によって構成されており、前記基端部はステンレス鋼によって構成されている、請求項８に記載のバーナ。   The burner according to claim 8, wherein the tip portion is made of copper, and the base end portion is made of stainless steel. 前記冷却部材は、
筒状の外周壁と、
前記外周壁の内側に位置する筒状の内周壁と、
前記外周壁及び前記内周壁の先端を接続する先端壁と、
前記外周壁及び前記内周壁から離間するようにこれらの間に位置する筒状の内部壁とを含み、
前記内部壁と、前記先端壁、前記外周壁又は前記内周壁との間には、スペーサが設けられている、請求項１〜９のいずれか一項に記載のバーナ。 The cooling member is
A cylindrical outer peripheral wall;
A cylindrical inner peripheral wall located inside the outer peripheral wall;
A tip wall connecting the tips of the outer peripheral wall and the inner peripheral wall;
A cylindrical inner wall positioned between the outer peripheral wall and the inner peripheral wall so as to be separated from the outer peripheral wall and the inner peripheral wall;
The burner according to any one of claims 1 to 9, wherein a spacer is provided between the inner wall and the tip wall, the outer peripheral wall, or the inner peripheral wall. 前記燃料管の熱膨張率は前記ノズルチップの熱膨張率よりも高い、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のバーナ。 The burner according to any one of claims 1 to 10 , wherein a thermal expansion coefficient of the fuel pipe is higher than a thermal expansion coefficient of the nozzle tip. 微粉燃料が流通するように構成された燃料管を用意する第１の工程と、
冷却液が内部を循環するように構成された筒状の冷却部材を用意する第２の工程と、
軸方向に沿って延びるように貫通する酸化剤の流路が筒壁内に設けられた筒状のノズルチップを用意する第３の工程と、
前記燃料管の先端が前記ノズルチップの先端面に到達し且つ露出するように前記燃料管の先端を前記ノズルチップ内に挿通すると共に、前記ノズルチップを前記冷却部材の先端近傍内に挿通する第４の工程とを含み、
前記第４の工程では、前記ノズルチップと前記燃料管との間、及び、前記ノズルチップと前記冷却部材との間のうち少なくとも一方をネジによって螺合する、バーナの製造方法。 A first step of preparing a fuel pipe configured to circulate pulverized fuel;
A second step of preparing a cylindrical cooling member configured to circulate the coolant inside;
A third step of preparing a cylindrical nozzle tip in which a channel of an oxidant that penetrates so as to extend along the axial direction is provided in the cylindrical wall;
The tip of the fuel pipe is inserted into the nozzle tip so that the tip of the fuel pipe reaches the tip surface of the nozzle tip and is exposed, and the nozzle tip is inserted into the vicinity of the tip of the cooling member. 4 processes,
In the fourth step, at least one of the nozzle tip and the fuel pipe and the nozzle tip and the cooling member are screwed together with a screw. 前記冷却部材は、
二重管の一端が先端壁で閉塞されると共に他端側において内側管が外側管よりも長くなるように構成された前記冷却部材の先端部と、前記冷却部材の内周壁に対応すると共にステンレス鋼によって構成された内側筒状部と、前記冷却部材の外周壁に対応すると共にステンレス鋼によって構成された外側筒状部とを用意する第１のサブステップと、
前記第１のサブステップの後に、前記内側管の他端と前記内側筒状部の一端とを溶接する第２のサブステップと、
前記第２のサブステップの後に、前記外側管の他端と前記外側筒状部の一端とを溶接して一体化部品を形成する第３のサブステップと、
前記第３のサブステップの後に、（Ａ）前記一体化部品を加熱して、前記内側筒状部及び前記外側筒状部を構成するステンレス鋼を固溶化処理するか、又は、（Ｂ）前記先端部と前記外側筒状部との溶接箇所を含む領域を覆うように、前記一体化部品の先端近傍に被覆層を形成する第４のサブステップとを経て得られる、請求項１２に記載の方法。 The cooling member is
One end of the double pipe is closed by the tip wall, and on the other end side, the inner pipe is longer than the outer pipe. The tip of the cooling member corresponds to the inner peripheral wall of the cooling member and is stainless steel. A first sub-step of preparing an inner cylindrical part made of steel and an outer cylindrical part corresponding to the outer peripheral wall of the cooling member and made of stainless steel;
A second sub-step for welding the other end of the inner tube and one end of the inner tubular portion after the first sub-step;
After the second sub-step, a third sub-step for forming an integrated part by welding the other end of the outer tube and one end of the outer cylindrical portion;
After the third sub-step, (A) the integrated part is heated to solidify the stainless steel constituting the inner cylindrical part and the outer cylindrical part, or (B) the to cover a region including a welded portion between the tip portion and the outer cylindrical portion, obtained through a fourth sub-step of forming a coating layer near the tip of the integral component of claim 12 Method.
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