JPS6149924A - 燃焼装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明の燃焼装置は燃焼ガスの温度が制御される装置に
係り、時にエアタービン熱併給発電プラントに配設され
る燃焼装置に関するものである。

〔発明の背景〕

燃焼装置で燃焼ガスを生成し、エアタービンシステムに
送り電気及び蒸気を効率よく得ることが要求されている
。しかしエアタービン熱併給発電方式はボイラを介する
蒸気電気併給方式に比べて熱交換器で余り高温の燃焼ガ
スを取り扱えない。

即ち、高温の燃焼ガスが間接熱交換器に導入され伝熱エ
アチューブに接触すると、伝熱チューブの材質は高温に
おいて機械的強度が低下するので、熱媒体の燃焼ガスの
温度をあまり高温にできない。

従来、燃焼炉の出口から出る燃焼ガス温匿を熱交換器の
許容温度以下に低下させる為、高温の燃焼ガスに大量の
空気を混入して、希釈することが行なわれていた。この
為に燃焼ガスの容量が大量になり装置が大型化、また復
雑になり、その上燃焼ガスの熱効率も低下する。従って
希釈ガスを導入せずに燃焼ガスの温度を下げ、エアター
ビン熱併給発電プラントに適した燃焼装置が望まれてい
た。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記の従来の燃焼装置の欠点を取り除
き、燃焼炉から発生する燃焼ガスの温度を比較的低温に
制御して熱交換器を劣化しない燃焼装置を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

本発明の燃焼装置は、燃焼ガスの温度があまり高温度に
′な−１ら、−な、い、ように燃焼炉において燃焼副射
伝熱部内壁に沿って水冷壁が設けられた装設である。

また水冷壁の上部又は燃焼ガス後流側の対流伝熱部に管
内を高圧空気が流入する伝熱チューブが設けられた燃焼
装置は熱交換器の機能が燃焼炉内に内蔵又は別置され、
燃焼ガスの低温化と空気タービンに流入する高圧空気を
間接加熱する機能を一体化したものである。

また、本発明の燃焼装置は、エアタービン熱併給発電プ
ラントに配設されるのに適している。側対伝熱部に水冷
壁が設けられたことにより、燃焼ガスの温度が熱交換器
の材質の熱的強度低下を惹起しない程度に下げられるの
で熱交換器に悪影響を及ぼさない。また水冷壁の上部構
造又は後流部として伝熱チューブが設けられた装置は熱
交換器の熱負荷を軽減することができる。また水冷壁か
ら加熱された温水をエアタービン熱併給発電プラントの
廃熱ボイラへ送るように温水導管が設けられることによ
り、燃焼ガスの温度低下に相等する熱量を温水が受は取
り廃熱ボイラに給水されるので熱損失が殆んどない。

また、燃料は燃焼炉下部で燃焼用１次空気によって燃焼
されるが、燃焼ガス中の僅かな未燃物を燃焼させるため
、成るいは水冷壁により成る程度冷却された燃焼ガスを
更に冷却するために２次空気が導入されるように２次空
気導管が水冷壁の付近に設けられてもよい。尚、水冷壁
と伝熱チューブが併設された装置では、水冷壁と伝熱チ
ューブとの間に２次空気導管を設けられるとよい。また
１次空気、２次空気としてエアタービン排気が使用され
るように導管を設けることが好ましい。

〔発明の実施例〕

実施例　１ 第１図に本発明の燃焼装置の概略図及びこれを配設した
間接加熱式ホットエアタービン熱併給発ｔプラントのフ
ローシートを示す。

燃焼炉１００は内壁が耐火物１０２で内張すされ、固体
燃料供給装置１０３から石炭、木屑、廃棄物等の固体燃
料がトラベルグレート１０５へ供給され、燃焼用空気が
１次空気導管１１０から導入されて固体燃料は燃焼され
る。燃焼部の側対伝熱部Ａの内壁に沿って水冷壁１０１
力５設けられ、水は給水管１から導入され、水冷壁１０
１内でカロ熱され、温水導管１０８から排出され、廃熱
ボイラ３００の蒸気ドラム３．０３に送られる。燃−焼
ガスは燃焼炉１００の上部から燃焼ガスタ゛クト１０７
によって熱交換器２００に送られる。また・燃焼炉１０
０の下部のダストホツノ＜　ｌ　Ｏ６から灰１０９が排
出される。また、燃焼部には水冷壁１０１の間を通して
２次空気導管１０４が設けられ、この２次空気はエアク
ービン５００からエアタービン排気管５０１を経て送ら
れ、未燃物の燃焼（こ使用する以外に希釈用空気とする
ことができる。生成する燃焼ガスは水冷壁１０１により
熱交換１ｉ２００の材質を劣化しない温度、通常８００
°Ｃ以下【こ？？却することができる。水冷壁で冷却さ
れた燃焼ガスを管１０４の希釈ガスで一層冷却する（こ
（・ま希釈空気量は少量で十分である。

次に本発明燃焼架間１００を熱交換器２００、炎熱ボイ
ラ３００、タービン５００からなる間接加熱式ホットエ
アタービン熱併給発電プラント（こ配設したシステムに
ついて述べる。燃焼ガスは熱交換器２００に送られ、高
圧空気管４０２からの高圧空気はヘッダ２０２を介して
伝熱チューブ２０１を通るときに熱交換によって加熱さ
れる。

燃焼ガスは適轟に低温に維持されているので伝熱チュー
ブ２０１に過度な熱疲労を与えず、機械的強度の低下は
少なく、高級材料の必要もなＧ）。

次に燃焼ガスはダクｌ−２０３を経て廃熱ボイラ３００
に送られる。水は給水管１′及び温水は温水導管１０８
から蒸気ドラム３０３に送られ、ボイラチューブ３０１
で加熱され、蒸気となって蒸気管３０４から取り出され
る。また燃焼ガスは燃焼ガスダクト３０５から排出され
る。このようにして水冷壁１０１からの温水は廃熱ボイ
ラ３００（こ供給されて有効に熱利用できる。

次に発電系では、空気は空気取入管４０１がら空気圧縮
機４００に導入され圧縮されて、高圧空気管４０２を通
って前述の熱交換器２００で加熱され、高温高圧空気管
４０３を経て、エアグービン５００に送られ、発電機６
００を駆動し発電す燃焼炉１００に送られる。

上述の如く本発明燃焼装置からの燃焼ガスは熱交換器の
伝熱チューブの熱的機械強度を低下しない温度に冷却さ
れているので熱交換器の材質を劣化せず、また燃焼ガス
の温度低下に和尚する熱量は水冷壁から出る温水に蓄え
られて廃熱ボイラに伝えられるので熱損失は極めて少な
い。

実施例　２ 本実施例は実施例１の燃焼炉内に熱交換器を組み入れて
一体化した装置で、第２図は本発明の燃焼装置の概略図
及びこれを配設した間接加熱式ホットエアタービン熱併
給発電プラントのフローシステムを示す。

燃焼炉１００のトラベルグレート１０５の上部の燃焼部
の側対伝熱部人に水冷壁１０１が設けられ、その上部の
対流伝熱部Ｂに空気を加熱する伝熱チューブ２０１が設
けられる。水冷壁１０１と伝熱チューブ２０１の間に２
次空気導管１０４の導入口が設けられる。固体燃料はト
ラベルダレ−１−１０５の上部で燃焼され、側対エネル
ギーは水冷壁１０１によって冷却される。また必要に応
じて２次空気が少量導入される。本装置は燃焼ガスが伝
熱チューブの高温強度の低下しない温度、通常８００℃
以下に保たれるので、伝熱チューブ２０１が燃焼炉１０
０に内蔵されていても材質が劣化しない。

其の他の機器は実施例１と同様である。尚、エアタービ
ン５００の排空気をタービン排ガス管５０２から排出し
、タービン排ガス熱交換器５０３によって４００〜５０
０℃程度から２００℃以下に下げ、昇圧ファン５０４を
介して導管１１０を経て、燃焼炉１００に燃焼層空気（
１次空気）として導入し、タービン排気の余熱を有効に
利用する。

上記のように、燃焼ｆ内に水冷壁、伝熱チューブを設け
ることにより、換言すれば最も厳しい側対伝熱部では水
冷壁（管）とし、対流伝熱部で（ま高圧空気を加熱する
チューブを配設しているため、伝熱チューブは高温度に
より機械的強度の低下がなく、またエアタービン熱併給
発電プラントは簡素化される。

〔発明の効果〕

本発明の燃焼装置は、水冷壁によって燃焼ガスの温度を
低下でき、熱交換器の伝熱チューブの側対熱による機械
的強度は低下しない。また燃焼炉内に伝熱チューブを内
蔵して設けることにより、エアタービン熱併給発電プラ
ントの簡素化に寄与ない。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の燃焼装置の概略図及びこれ
を配設した間接加熱式ホットエアタービン熱併給発電プ
ラントのフローシートを示す。 １・・・給水管、１００・・・燃焼炉、１０１・・・水
冷壁、１０３・・・固体燃料供給装置、１０４・・・２
次空気導管、１０５・・・トラベルグレート、１０８・
・・温水導管、１１０・・・１次空気導管、２００・・
・熱交換器、２０１・・・伝熱チューブ、３００・・・
廃熱ボイラ、３３０３・・・蒸気ドラム、４００・・・
空気圧縮機、４０１・・・空気取入管、４０２・・・高
圧空気管、４０３・・・高温高圧空気管、５００・・・
エアタービン、５０３高温空気熱交換器、６００・・・
発電機。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼炉の燃焼副射伝熱部内壁に沿って水冷壁が設
   けられたことを特徴とする燃焼装置。
2. （２）前記水冷壁の上部又は燃焼ガス後流側の対流伝熱
   部に伝熱チューブが設けられたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の燃焼装置。