JPS589321B2 - Equipment that generates high pressure steam from high temperature coke - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、コークス炉から取出された高温のコークスの
熱を利用して高圧の蒸気を発生する装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for generating high-pressure steam using the heat of high-temperature coke taken out of a coke oven.

コークス炉から取出された直後のコークスは、極めて高
温であるため、これに水をかけてそのまま大気中に放置
し、その熱を大気中に放散してしまうのは、省エネルギ
の観点からみて無駄であるため、この熱を利用して、高
圧の蒸気を発生する装置が、従来から提案されている。The coke immediately after being taken out of the coke oven is at an extremely high temperature, so pouring water over it and leaving it in the atmosphere and dissipating the heat into the atmosphere is wasteful from an energy-saving perspective. Therefore, devices that utilize this heat to generate high-pressure steam have been proposed.

第１図は、その従来例の１例である。FIG. 1 is an example of the conventional example.

第１図において、１はボイラ炉であって、該ボイラ炉１
内には、コークス炉から取出された直後のコークス９が
、その上方開口部に設けた投入制御弁７を介して投入さ
れる。In FIG. 1, 1 is a boiler furnace, and the boiler furnace 1
Coke 9 immediately after being taken out from the coke oven is introduced into the coke oven through an injection control valve 7 provided at an upper opening thereof.

さらに、ボイラ炉１の下方に設けた不活性ガス供給管５
′から不活性ガス５が不活性ガス循環用のファン６によ
り送入され、コークス９の熱は該不活性ガス５に伝えら
れる。Furthermore, an inert gas supply pipe 5 provided below the boiler furnace 1
An inert gas 5 is introduced from the inert gas 5 by a fan 6 for circulating the inert gas, and the heat of the coke 9 is transferred to the inert gas 5.

そして、加熱さＩｔ．た不活性ガス５は、ボイラ炉１内
を上昇し、ボイラ炉１の上部に設けた過熱管３を加熱す
る。Then, it is heated. The inert gas 5 rises inside the boiler furnace 1 and heats the superheating tube 3 provided at the upper part of the boiler furnace 1.

この過熱管３には蒸気発生器２が連設されており、エコ
ノマイザ４を介して送入される給水は加熱されて、高圧
蒸気として取出口２′から取出される。A steam generator 2 is connected to the superheating tube 3, and the feed water fed through the economizer 4 is heated and taken out from the outlet 2' as high pressure steam.

なお、８は、ボイラ炉１の下端に設けたコークス取出弁
、９′はボイラ炉１内で、不活性ガスにより冷却されて
、コークス炉から取出されたコークスである。Note that 8 is a coke removal valve provided at the lower end of the boiler furnace 1, and 9' is coke that has been cooled in the boiler furnace 1 with an inert gas and taken out from the coke oven.

この従来例ではコークスの熱は、不活性ガスを介して蒸
気発生用の過熱管に伝わるため、熱の伝達は３つの段階
を経ることになり伝熱効率は悪い。In this conventional example, the heat of the coke is transferred to the superheating tube for steam generation via the inert gas, so the heat transfer passes through three stages, resulting in poor heat transfer efficiency.

また、コークスの冷却自体も長時間を要するため、ボイ
ラ炉１が大きな容積となり、設備スペースや製造コスト
が犬となるという欠点がある。Furthermore, since cooling of the coke itself requires a long time, the boiler furnace 1 has a large volume, resulting in a disadvantage that equipment space and manufacturing costs are increased.

本発明は、従来例の上記の欠点を解消しようとするもの
で、本発明は給水や蒸気を直接高温のコークスに接触さ
せて、高圧の蒸気を発生させるようにした点を特長とす
るものであって、本発明によれば、コークスと給水との
間の伝熱効率を飛躍的に増大させることができ、小型の
割に大量の蒸気を発生することができる装置をうろこと
ができる。The present invention aims to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional example, and the present invention is characterized in that feed water or steam is brought into direct contact with high-temperature coke to generate high-pressure steam. Therefore, according to the present invention, it is possible to dramatically increase the heat transfer efficiency between coke and feed water, and it is possible to use an apparatus that can generate a large amount of steam despite its small size.

次に、本発明の一実施例を第２図により説明する。Next, one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第２図において、１１は高圧に耐える容器で構成され、
ボイラ水を貯え、高熱コークスを受け入れて、内部でコ
ークスとボイラ水を直接接触させて蒸気を発生させるよ
うにしたボイラ本体であって、その上方にはコークス投
入用ホツパ１２が設ケラれている。In FIG. 2, 11 consists of a container that can withstand high pressure;
A boiler body that stores boiler water, receives high-temperature coke, and generates steam by bringing the coke and boiler water into direct contact internally, and a hopper 12 for introducing coke is installed above the boiler body. .

該ホツパ１２には、２本の投入シリンダ１９．１９’が
設けられていて、両シリンダ内は、それぞれクランク軸
１４により駆動される杆１５．１５’で作動されるコー
クス投入用ピストン１６．１６’が設けられている。The hopper 12 is provided with two dosing cylinders 19,19', each containing a coke dosing piston 16,16 actuated by a rod 15,15' driven by the crankshaft 14. ' is provided.

１３はモータ、１７．１７’は投入用の切欠き、１８ヴ
はコークス炉から取出された直後の高温のコークスであ
る。13 is a motor, 17 and 17' are notches for charging, and 18 is high-temperature coke just taken out from a coke oven.

ボイラ本体１１の中心部には、蒸気過熱ケーシング２１
が設けられていて、ボイラ本体１１内に投入されたコー
クス１８は、ホツパ２０に案内されて、ケーシング２１
内に導かれる。A steam superheating casing 21 is located in the center of the boiler body 11.
The coke 18 introduced into the boiler main body 11 is guided by the hopper 20 and passed through the casing 21.
Guided within.

ケーシング２１内にはスクリュ２３が設けられていて、
該スクリュ２３は、クランク軸１４に設けた歯車装置１
４′により軸２３′により駆動される。A screw 23 is provided inside the casing 21,
The screw 23 is connected to the gear device 1 provided on the crankshaft 14.
4' is driven by shaft 23'.

一方、蒸気用の給水は、ボイラ本体１１の下方に連接し
た小径状の給水予熱用のケーシング２５の下端附近の開
口３５から、弁３４を介して供給される。On the other hand, feed water for steam is supplied via a valve 34 from an opening 35 near the lower end of a small-diameter feed water preheating casing 25 connected below the boiler main body 11 .

給水管３３の給水の一部は、調節弁３８を介して管３９
によりケーシング２１内に導入される。A portion of the water supplied from the water supply pipe 33 is supplied to the pipe 39 via the control valve 38.
is introduced into the casing 21 by.

ケーシング２１の上端寄りには、過熱蒸気取出管４１が
開口し、ボイラ本体１１の上方寄りには飽和蒸気取出管
４２が過熱蒸気取出管４１を包むように開口する。A superheated steam takeoff pipe 41 opens near the upper end of the casing 21, and a saturated steam takeoff pipe 42 opens near the top of the boiler body 11 so as to wrap around the superheated steam takeoff pipe 41.

４０は蒸気温度調節弁であって、飽和蒸気取出管４２を
通る飽和蒸気量を調節し、過熱蒸気３７′を蒸気温度調
節弁４０の後流の飽和蒸気取出管４２内で混合し、要求
される最終温度の過熱蒸気３７“を作るものである。40 is a steam temperature control valve that adjusts the amount of saturated steam passing through the saturated steam take-off pipe 42, mixes superheated steam 37' in the saturated steam take-off pipe 42 downstream of the steam temperature control valve 40, This produces superheated steam 37'' at a final temperature of

飽和蒸気取出管４２が過熱蒸気取出管４１を包むように
することにより高温蒸気が過熱蒸気取出管４１を満して
ボイラ本体１１に直接接触せず、過熱蒸気取出管４１自
体も飽和蒸気取出管４２に包まれているので高温度で高
圧に耐える必要がなく（高圧に対しては低温の飽和蒸気
取出管４２が作用する）経済的なものとすることができ
る。By making the saturated steam take-off pipe 42 wrap around the superheated steam take-off pipe 41, high-temperature steam does not fill the superheated steam take-off pipe 41 and come into direct contact with the boiler body 11, and the superheated steam take-off pipe 41 itself also closes to the saturated steam take-off pipe 42. Since it is enveloped in water, it is not necessary to withstand high temperature and high pressure (the low temperature saturated steam extraction pipe 42 acts on high pressure), and it can be made economical.

ケーシング２５の下端には、コークス排出用のシリンダ
２６が設けられていて、こ５にはモータ２７により駆動
されるクランク軸２８で作動する杆２９．２９’で駆動
されるコークス排出用のピストン３０．３０’が設けら
れている。A cylinder 26 for discharging coke is provided at the lower end of the casing 25, and a piston 30 for discharging coke is driven by a rod 29, 29' operated by a crankshaft 28 driven by a motor 27. .30' is provided.

３１，３１’は排出用の切欠き、１８′は排出されたコ
ークスである。31, 31' are discharge notches, and 18' is discharged coke.

なお、投入用ピストン１６および排出用ピストン３０は
、共に気密状に摺動するものであって、ボイラ本体１１
内の高圧気体（蒸気）が外部に漏洩しないように気密状
に構成されているものである。Note that the input piston 16 and the discharge piston 30 both slide in an airtight manner, and are connected to the boiler main body 11.
It is constructed in an airtight manner to prevent the high-pressure gas (steam) inside from leaking to the outside.

次に、本装置の作動を説明する。Next, the operation of this device will be explained.

モータ１３の回転により投入用ピストン１６，１６′に
よって、コークス１８“を、ホツパ１２からボイラ本体
１１内の過熱ケーシング２１に投入する。The rotation of the motor 13 causes the charging pistons 16, 16' to charge the coke 18'' from the hopper 12 into the superheated casing 21 in the boiler main body 11.

ケーシング２１に投入されたコークス１８は、スクリュ
２３によって徐々にケーシング２１内を下降して、円錐
板２３“によってボイラ本体１１の下方にばらまかれる
。The coke 18 charged into the casing 21 gradually descends inside the casing 21 by the screw 23 and is scattered below the boiler main body 11 by the conical plate 23''.

コークス１８は、さらに、ケーシング２５内に落下して
、スクリュ２３に連動するスクリュ２４によりさらに下
方に移動して、最終的には、排出用ピストン３０．３０
’によって外部に排出される。The coke 18 further falls into the casing 25, moves further downward by the screw 24 interlocking with the screw 23, and finally reaches the discharge piston 30.30.
' is discharged to the outside.

一方給水は、その主流が管３３により開口３５から、予
熱ケーシング２５内に送入され、ケーシング２５内を、
コークス１８とは逆方向に流れ、ボイラ本体１１内で冷
却されたコークス１８を、ざらにこ５で冷却しながら、
給水自体は加熱しながら、上方に流れて、ボイラ本体１
１内の、３６′で示した附近に達し、ここで、ケーシン
グ２１から放出された高温のコークスと接触して沸騰し
て蒸気３７となる。On the other hand, the main stream of the water supply is fed into the preheated casing 25 through the opening 35 through the pipe 33, and the inside of the casing 25 is
The coke 18 flowing in the opposite direction to the coke 18 and cooled in the boiler main body 11 is cooled by the coke 5, while
The feed water itself is heated and flows upward to the boiler body 1.
1, near 36', where it comes into contact with the high temperature coke discharged from the casing 21 and boils into steam 37.

蒸気３７はケーシング２１内を、コークスと対向して上
昇し、上昇するにしたがって、さらに高温のコークスと
接触して過熱蒸気３７′となり、管４１を経由して外部
に取出される。The steam 37 rises within the casing 21, facing the coke, and as it rises, it comes into contact with the higher-temperature coke to become superheated steam 37', which is taken out to the outside via the pipe 41.

給水の一部は、調節弁３８、管３９を介してケーシング
２１の上部に直接注入されて、過熱蒸気３７′の予冷部
に使われる。A portion of the feed water is directly injected into the upper part of the casing 21 through the control valve 38 and the pipe 39, and is used for pre-cooling the superheated steam 37'.

したがって、調節弁３８を調節して、管３９から注入さ
れる冷水の量を調節することにより、取出される過熱蒸
気の温度の調節が行われることになる。Therefore, by adjusting the control valve 38 and adjusting the amount of cold water injected from the pipe 39, the temperature of the superheated steam taken out is adjusted.

なお、ボイラ本体１１内の飽和蒸気３７は、管４２によ
り蒸気温度調節弁４０を経由し、過熱蒸気３７′と混合
して最終要求温度の過熱蒸気３７“となって外部に取出
される。The saturated steam 37 in the boiler main body 11 is mixed with superheated steam 37' through a pipe 42 through a steam temperature control valve 40, and is taken out to the outside as superheated steam 37'' at the final required temperature.

第２図の実施例における投入用ピストンと排出用ピスト
ンに代えて、ロータリ弁型の投入、排出装置を設けた実
施例を第３図に示す。FIG. 3 shows an embodiment in which a rotary valve type charging and discharging device is provided in place of the charging piston and the discharging piston in the embodiment shown in FIG.

第３図に於て、５０はシリンダで、該シリンダ５０内に
は投入用切欠き５２をもつロータリ弁５１が回転可能に
装架されていて、ボイラ本体１１内とホツパ１２との間
の気密を保持しながらコークス１８“をボイラ本体１１
内に投入する。In FIG. 3, 50 is a cylinder, and a rotary valve 51 having a charging notch 52 is rotatably installed in the cylinder 50 to ensure airtightness between the inside of the boiler body 11 and the hopper 12. 18" of coke while holding the boiler body 11
Put it inside.

また、給水予熱ケーシング２５の下端にはシリンダ５３
が形成され、該シリンダ５３内には、切欠き５５をもつ
ロータリ弁５４が回転可能に装架されていて、ケーシン
グ２５内からコークスを、外部との気密を保持しながら
排出する。Further, a cylinder 53 is provided at the lower end of the water supply preheating casing 25.
A rotary valve 54 having a notch 55 is rotatably mounted in the cylinder 53 to discharge coke from the casing 25 while maintaining airtightness with the outside.

本実施例の他の部材は第２図のものと全く同じであって
、軸２３′およびロータリ弁５１，５４は図示しない駆
動手段によって駆動されるものであり、装置全体の作用
、効果は第２図の実施例と何ら異なるところはない。The other members of this embodiment are exactly the same as those shown in FIG. There is no difference from the embodiment shown in FIG.

なお、両装置において、軸２３′の回転を変え、スクリ
ュ２３．２４の回転速度を調節することにより、コーク
ス１８の落下速度の調節が可能となる。In both devices, the falling speed of the coke 18 can be adjusted by changing the rotation of the shaft 23' and adjusting the rotational speed of the screws 23, 24.

このように、本発明によれば、高圧容器（ボイラ）内へ
高温コークスを投入することが可能となり、給水は、コ
ークスに直接々触してコークスの熱を奪い沸騰するため
、その間の熱の伝達は極めて効率よく、またコークスの
表面は凹凸が激しいので、伝熱面積は極めて大きく、こ
れに直接々触するため、伝熱量は極めて大きくなり、ボ
イラ本体が小型であるにも拘らず大量の蒸気を発生する
ことができる。As described above, according to the present invention, it is possible to charge high-temperature coke into a high-pressure vessel (boiler), and the feed water directly contacts the coke and takes away the heat from the coke and boils, so the heat during that time is reduced. The transfer is extremely efficient, and the surface of the coke is highly uneven, so the heat transfer area is extremely large, and since it comes in direct contact with this surface, the amount of heat transferred is extremely large. Can generate steam.

また、伝熱面がコークス自体であるため、水垢によりボ
イラの水管がつまるというおそれはなく、また水管の腐
喰を心配する必要がないので、高品質の給水の必要がな
い。Furthermore, since the heat transfer surface is the coke itself, there is no fear that the water pipes of the boiler will be clogged with limescale, and there is no need to worry about corrosion of the water pipes, so there is no need to supply high-quality water.

また、発生した蒸気は、より高温のコークスに直接々触
により過熱蒸気とし、また、コークスは、ボイラ本体か
ら排出する直前に、給水を予熱することによって最終的
な熱回収を行うようにしたので、極めて熱伝達効率を高
くすることができ、省エネルギ化の点からみて、本発明
は、極めて有利な装置であるということができる。In addition, the generated steam is made into superheated steam by direct contact with higher temperature coke, and final heat recovery is performed by preheating the feed water just before the coke is discharged from the boiler body. It can be said that the present invention is an extremely advantageous device from the viewpoint of energy saving, which can make the heat transfer efficiency extremely high.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は従来例の説明図、第２，３図は本発明の第一、
第二実施例の断面側面図である。 １１……ボイラ本体、１２……投入用ホッパ、１６……
投入用ピストン、２１……蒸気過熱用ケーシング、２５
……給水予熱用ケーシング、２６……排出シリンダ、３
０……排出ピストン、３３……給水管、３８……弁、４
１……過熱蒸気取出管、４２……飽和蒸気取出管。FIG. 1 is an explanatory diagram of the conventional example, and FIGS. 2 and 3 are the first example of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional side view of the second embodiment. 11...Boiler body, 12...Charging hopper, 16...
Charge piston, 21...Steam superheating casing, 25
...Casing for preheating water supply, 26 ...Discharge cylinder, 3
0... Discharge piston, 33... Water supply pipe, 38... Valve, 4
1... Superheated steam take-off pipe, 42... Saturated steam take-off pipe.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 高圧に耐える容器で構成され、ボイラ水を貯え、高
熱コークスを受け入れて、内部でコークスとボイラ水を
直接接触させて蒸気を発生させるようにしたボイラ本体
の上方に、コークス炉から取出された直後の高温のコー
クスをボイラ本体内に気密的に投入する装置を設け、ボ
イラ本体内の上方には、投入された高温のコークスと飽
和蒸気とを接触させて該飽和蒸気を過熱蒸気となすため
の蒸気過熱用ケーシングを設け、また、ボイラ本体内の
下方には、前記蒸気過熱用ケーシングからのコークスと
ボイラ本体外からの給水とを接触させて飽和蒸気を発生
させるための給水予熱用ケーシングを前記蒸気過熱用ケ
ーシングの下端から離して設け、ボイラ本体外には、前
記給水予熱用ケーシングに給水すると共に前記蒸気過熱
用ケーシングに該蒸気過熱用ケーシングの上端附近から
給水するための給水管を設け、ボイラ本体の外壁には前
記蒸気過熱用ケーシングからの過熱蒸気を取出すための
過熱蒸気取出管を設けると共に前記給水予熱用ケーシン
グで発生したが前記蒸気過熱用ケーシングに入らなかっ
た飽和蒸気を取出すための飽和蒸気取出管を該過熱蒸気
取出管を包むように設け、さらに、飽和蒸気の流量を調
節するような調節弁を設けて過熱蒸気と飽和蒸気を混合
し、最終的に要される温度に過熱蒸気温度を調節するよ
うになし、ボイラ本体の下方には、ボイラ本体内で冷却
されたコークスをボイラ本体内から気密的に取出すため
のコークス排出装置を設けた高温コークスから高圧蒸気
を発生する装置。1 A container taken out of a coke oven is placed above the boiler body, which is constructed of a container that can withstand high pressure, stores boiler water, receives high-temperature coke, and generates steam by bringing the coke and boiler water into direct contact inside. A device is installed to airtightly inject the high temperature coke into the boiler body, and a device is installed above the boiler body to bring the injected high temperature coke into contact with saturated steam and convert the saturated steam into superheated steam. A casing for steam superheating is provided, and a casing for preheating feed water is provided below the boiler body for bringing coke from the casing for steam superheating into contact with water feed from outside the boiler body to generate saturated steam. A water supply pipe is provided at a distance from the lower end of the steam superheating casing, and is provided outside the boiler body for supplying water to the feedwater preheating casing and to supply water to the steam superheating casing from near the upper end of the steam superheating casing. A superheated steam extraction pipe is provided on the outer wall of the boiler body to take out superheated steam from the steam superheating casing, and also to take out saturated steam generated in the feed water preheating casing but not entering the steam superheating casing. A saturated steam extraction pipe is provided to wrap around the superheated steam extraction pipe, and a control valve is also provided to adjust the flow rate of the saturated steam to mix the superheated steam and saturated steam, and then superheat the steam to the final required temperature. A device that generates high-pressure steam from high-temperature coke and is designed to adjust the steam temperature, and is equipped with a coke discharge device below the boiler body to airtightly take out the coke cooled within the boiler body. .