スラグ溶融バーナ装置
【課題】外筒の内周面が蒸気の膜で覆われ、熱伝達率が低下して外筒の管壁温度が急上昇する現象を防止することができ、外筒の熱による損傷を防止すること。また、バーナ先端部での冷却効率の斑による冷却不足に起因したバーナの焼損を防止すること。
【解決手段】二段噴流床石炭ガス化炉内に位置する先端部が、外筒４１と内筒４２とを有する二重管構造とされ、かつ、先端部を冷却する冷却水が、内筒４２の内側を通って供給され、先端部を冷却した後、外筒４１と内筒４２との間に形成された空間内を通って基端側に戻されるように構成されているとともに、外筒４１と内筒４２との間に形成された空間の流路面積が、内筒４２の内側に形成された流路面積よりも小さくなるように構成されており、外筒４１と内筒４２との間に形成された空間を通って基端側に戻される冷却水に、内筒４２の外周面に形成されたガイド４９に沿った旋回流Ｆ１と、外筒４１および内筒４２の長手方向に沿った略直線的な流れＦ２とが付与されるように構成されている。
【解決手段】二段噴流床石炭ガス化炉内に位置する先端部が、外筒４１と内筒４２とを有する二重管構造とされ、かつ、先端部を冷却する冷却水が、内筒４２の内側を通って供給され、先端部を冷却した後、外筒４１と内筒４２との間に形成された空間内を通って基端側に戻されるように構成されているとともに、外筒４１と内筒４２との間に形成された空間の流路面積が、内筒４２の内側に形成された流路面積よりも小さくなるように構成されており、外筒４１と内筒４２との間に形成された空間を通って基端側に戻される冷却水に、内筒４２の外周面に形成されたガイド４９に沿った旋回流Ｆ１と、外筒４１および内筒４２の長手方向に沿った略直線的な流れＦ２とが付与されるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラグホールに付着成長した固形スラグやつらら状スラグを容易に溶解し、切断するスラグ溶融バーナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スラグホールに付着成長した固形スラグやつらら状スラグを溶解し、切断することができるスラグ溶融バーナ装置としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
【特許文献１】特開平８−３１２９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に開示されたスラグ溶融バーナ装置では、二段噴流床石炭ガス化炉内に挿入された先端部を冷却する冷却水が、冷却水配管を介して先端部近傍に導かれた後、外筒に形成された冷却水出口を介して外部に排出されるようになっている。そのため、先端部を冷却して冷却水出口に達するまでの間に冷却水の一部が蒸発してしまい、外筒の内周面が蒸気の膜で覆われ、熱伝達率が低下して外筒の管壁温度が急上昇し、外筒が熱によって損傷してしまうおそれがあった。
また、スラグ溶融バーナ装置では燃料の酸化剤として純酸素を用いるが、焼損防止のためバーナ先端部を十分に斑なく冷却する必要がある。上記特許文献１に開示されたスラグ溶融バーナ装置では、冷却水は先端部近傍に冷却水配管を介して導かれるが、冷却水配管の出口近傍とそれ以外の部位で冷却効率の斑が生じバーナ先端部全体を均一に効率よく冷却できない。このため、特に大型のバーナの場合は、バーナ先端部に冷却の不十分な部位が生じ、ひいては焼損に至るおそれがあった。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、外筒の内周面が蒸気の膜で覆われ、熱伝達率が低下して外筒の管壁温度が急上昇する現象（DNB：Departure of Nuclear Boiling）を防止することができ、外筒の熱による損傷を防止することができるスラグ溶融バーナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係るスラグ溶融バーナ装置は、コンバスタに気体搬送された微粉炭を燃焼させ、リダクタでその燃焼ガス中に同様に気体搬送された微粉炭を投入、乾留してガス化するとともに、不燃分を溶融スラグとしてスラグホールから排出する二段噴流床石炭ガス化炉のスラグ溶融バーナ装置であって、前記二段噴流床石炭ガス化炉内に位置する先端部が、外筒と内筒とを有する二重管構造とされ、かつ、前記先端部を冷却する冷却水が、前記内筒の内側を通って供給され、前記先端部を冷却した後、前記外筒と前記内筒との間に形成された空間内を通って基端側に戻されるように構成されているとともに、前記外筒と前記内筒との間に形成された空間の流路面積が、前記内筒の内側に形成された流路面積よりも小さくなるように構成されており、前記外筒と前記内筒との間に形成された空間を通って基端側に戻される冷却水に、前記内筒の外周面に形成されたガイドに沿った旋回流と、前記外筒および前記内筒の長手方向に沿った略直線的な流れとが付与されるように構成されている。
【０００６】
本発明に係るスラグ溶融バーナ装置によれば、二段噴流床石炭ガス化炉内に位置する先端部（例えば、灯油燃焼室内に挿入される部分）が、外筒と内筒とを有する二重管構造とされ、かつ、内筒の内部を通って先端側（例えば、図３に示すバーナチップ金物４５および取付用キャップ４６の側）に供給され、先端（例えば、図３に示すバーナチップ金物４５、バーナチップ、および取付用キャップ４６）を冷却した冷却水が、内筒の流路面積よりも小さい流路面積を有する外筒と内筒との間の空間を通って基端側（例えば、図３に示す前部チャンバー４４の側）に戻される。このとき、外筒と内筒との間の空間内に浸入した冷却水は、その流速が高められるとともに、例えば、図６に示すように、ガイド４９に沿った旋回流Ｆ１と、外筒４１および内筒４２の長手方向に沿った略直線的な流れＦ２とになって下流側に流れていくこととなる。
これにより、外筒の内周面が蒸気の膜で覆われ、熱伝達率が低下して外筒の管壁温度が急上昇する現象（DNB：Departure of Nuclear Boiling）を防止することができ、外筒の熱による損傷を防止することができる。
また、バーナ先端部での冷却効率の斑による冷却不足に起因したバーナの焼損を防止することができる。
【０００７】
上記スラグ溶融バーナ装置において、前記先端部の先端における流路面積が、前記内筒の内側に形成された流路面積よりも小さくなるように構成されているとさらに好適である。
【０００８】
このようなスラグ溶融バーナ装置によれば、先端部の先端における流路面積が（例えば、図３に示すレジューサ４７，４８の内周面とバーナチップ金物４５との間の流路面積、レジューサ４７，４８の前側の端面とバーナチップ金物４５の後側の端面との間の流路面積、およびレジューサ４７，４８の外周面と外筒４１の内周面４１ａとの間の流路面積がそれぞれ）、内筒の流路面積よりも小さくなるように設定されていることとなるので、先端（例えば、図３に示すバーナチップ金物４５、バーナチップ、および取付用キャップ４６）における冷却水の流速を高めることができ、先端を効率よく冷却することができて、先端の熱による損傷を防止することができる。
【０００９】
上記スラグ溶融バーナ装置において、前記二段噴流床石炭ガス化炉内に位置する先端部が、前記二段噴流床石炭ガス化炉に対して進退可能に構成されているとさらに好適である。
【００１０】
このようなスラグ溶融バーナ装置によれば、スラグ溶融バーナ装置を使用しない時（不使用時）には、二段噴流床石炭ガス化炉内に位置する先端部（例えば、灯油燃焼室内に挿入される部分）を、二段噴流床石炭ガス化炉内（例えば、図１および図２に示す灯油燃焼室３内）から引き抜くことができるように構成されていることとなる。
これにより、スラグ溶融バーナ装置の、前記二段噴流床石炭ガス化炉内に位置する先端部の熱による損傷をさらに防止することができる。
【００１１】
本発明に係る二段噴流床石炭ガス化炉は、熱に対して優れた耐久性を有するスラグ溶融バーナ装置を具備している。
本発明に係る二段噴流床石炭ガス化炉によれば、熱によって損傷したスラグ溶融バーナ装置の取り替え作業が大幅に低減し、二段噴流床石炭ガス化炉の稼働時間が大幅に向上するとともに、二段噴流床石炭ガス化炉全体としての信頼性を向上させることができる。
【００１２】
本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラントは、信頼性に優れた二段噴流床石炭ガス化炉を具備している。
本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラントによれば、石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント全体としての信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るスラグ溶融バーナ装置によれば、外筒の内周面が蒸気の膜で覆われ、熱伝達率が低下して外筒の管壁温度が急上昇する現象（DNB：Departure of Nuclear Boiling）を防止することができ、外筒の熱による損傷を防止することができるという効果を奏する。
また、本発明に係るスラグ溶融バーナ装置によれば、バーナ先端部での冷却効率の斑による冷却不足に起因したバーナの焼損を防止することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係るスラグ溶融バーナ装置の一実施形態について、図１から図１２を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置を具備した二段噴流床ガス化炉とチャー回収設備を備えた石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラントの一部を示す系統図である。
図１中の符号１は二段噴流床ガス化炉（以下、「ガス化炉」という。）、符号２はスラグホッパ、符号３は灯油燃焼室（「スラグ溶融バーナ燃焼室」ともいう。）、符号４はコンバスタ、符号５はリダクタ、符号６は後部熱交換器、符号７はコンバスタバーナ、符号８はチャーバーナ、符号９はリダクタバーナ、符号１０はスラグホール、符号１１はチャー回収設備、符号１２はサイクロン、符号１３はポーラスフィルタ、符号１４はチャービン、符号１５はチャー供給ホッパ、符号１７はチャー、符号１９はスラグホッパ水、符号２０は高温排ガス、符号２２はクロスオーバをそれぞれ示している。
【００１５】
また、図１中の符号２３はスラグ溶融バーナ装置、符号２４は燃料配管（ＬＮＧ管）、符号２５は酸化剤配管（酸素管）、符号２７はＬＮＧ弁、符号２９はＬＮＧ供給設備、符号３０は酸素弁、符号３１は酸素供給設備、符号３２は操作盤、符号３５はＬＮＧ、符号３６は酸素（純酸素）をそれぞれ示している。
【００１６】
図１に示すように、ガス化炉１は、スラグホッパ２、灯油燃焼室３、コンバスタ４、リダクタ５、および後部熱交換器６を備えており、その後流にはチャー回収設備１１が設けられている。
【００１７】
スラグホッパ２には一定量のスラグホッパ水１９が貯水されている。また、灯油燃焼室３には一本または二本のスラグ溶融バーナ装置２３が設けられており、コンバスタ４にはコンバスタバーナ７およびチャーバーナ８が、リダクタ５にはリダクタバーナ９が、それぞれ複数本ずつ設けられている。そして、コンバスタ４内の下部にはスラグホール１０が設けられている。
【００１８】
後部熱交換器６は、クロスオーバ２２によってリダクタ５と連結されている。また、後部熱交換器６の後流には、１個または複数個のサイクロン１２、１個または複数個のポーラスフィルタ１３、およびチャービン１４を有するチャー回収設備１１が配置されている。
【００１９】
図示していない粉砕設備で数ミクロン〜数１０ミクロンに粉砕された石炭が、熱負荷用石炭としてコンバスタバーナ７へ、ガス化用石炭としてリダクタバーナ９へ、それぞれ供給されるようになっている。また、チャーバーナ８には、ガス化炉１で生成されたチャー１７が供給されるようになっている。
【００２０】
図２に示すように、スラグ溶融バーナ装置２３は、そのバーナ軸線３７がスラグホール中心点（スラグホール１０の下縁を形成する円の中心）３８を通るように、シールボックス３９を介して灯油燃焼室３の側壁面３ａに取り付けられている。また、このスラグ溶融バーナ装置２３の内部には、その長手方向に沿って燃料配管２４（図３参照）および酸化剤配管２５（図３参照）が延びている。
【００２１】
また、図１に示すように、燃料配管２４はＬＮＧ弁２７および配管を介してＬＮＧ供給設備２９に接続されている。一方、酸化剤配管２５は、酸素弁３０を介して酸素供給設備３１と接続されており、これらＬＮＧ弁２７および酸素弁３０はそれぞれ、（例えば、中央操作室に配置された）操作盤３２により制御されるようになっている。
【００２２】
さて、図３に示すように、本実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置２３は、外筒４１と、内筒４２と、後部チャンバー４３と、前部チャンバー４４とを備えている。
外筒４１は、燃料配管２４、酸化剤配管２５、内筒４２、および前部チャンバー４４をその内部に収容する中空円筒状の部材であり、その先端（図３において左側の端）にはバーナチップ金物４５が、その基端（図３において右側の端）には後部チャンバー４３が取り付けられている。また、バーナチップ金物４５の先端には、少なくとも１個（本実施形態では５個）の噴射孔（図示せず）を有するバーナチップ（図示せず）が、取付用キャップ４６を介して取り付けられている。
【００２３】
バーナチップ金物４５とバーナチップとの間には、燃料配管２４を介して供給されたＬＮＧ燃料３５と、酸化剤配管２５を介して供給された酸素３６とを各々灯油燃焼室３内に噴出させる図示しないスプレイプレートが配置されており、バーナチップ金物４５には、燃料配管２４および酸化剤配管２５の一端がそれぞれ接続（連結）されている。そして、スプレイプレートを通過したＬＮＧ燃料３５と酸素３６は、バーナチップの噴射孔を通って灯油燃焼室３内に噴射されて、スラグホール１０に付着した溶融スラグ（図示せず）を着火源として着火し、火炎を形成することとなる。
【００２４】
図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である図４に示すように、内筒４２は、燃料配管２４および酸化剤配管２５をその内部に収容する中空円筒状の部材であり、図４および図５に示すように、その先端の内周側にはレジューサ４７，４８が取り付けられている。これらレジューサ４７，４８は、内筒４２の一端から流れ出る冷却水の流路を狭めて、この部分を通過する冷却水の流速を速めるためのものであり、本実施形態では上側にレジューサ４７が、下側にレジューサ４８が配置されている。また、これらレジューサ４７，４８は、内筒４２を外筒４１に対して取り付けた際に、その前側（図３において左側）の端面と、バーナチップ金物４５の後側（図３において右側）の端面との間に、所定の隙間ができるよう、内筒４２に対して取り付けられている。さらに、内筒４２の外周面には、冷却水に旋回流を与えながら冷却水を下流側に導く螺旋状のガイド４９が形成されている。そして、図６に示すように、ガイド４９の高さは、内筒４２を外筒４１に対して取り付けた際に、その端面（半径方向外側の周端面）と外筒４１の内周面４１ａとの間に所定の隙間が形成されるように、すなわち、外筒４１と内筒４２との間に、ガイド４９に沿った旋回流Ｆ１と、外筒４１の内周面４１ａとガイド４９の端面との間を通過するとともに、外筒４１および内筒４２の長手方向に沿った略直線的な流れＦ２とが形成されるように設定されている。
【００２５】
図７に示すように、後部チャンバー４３は、長手方向に沿って貫通する４つの穴（第１の穴５０、第２の穴５１、第３の穴５２、および第４の穴５３）を有する円筒状の部材であり、外筒４１の基端に取り付けられている。第１の穴５０は、その内部に酸化剤配管２５が配置される穴であり、第２の穴５１は、その内部に燃料配管２４が配置される穴である。第３の穴５２は、冷却水５４を後部チャンバー４３と前部チャンバー４４との間に位置する外筒４１内に導くための穴であり、第３の穴５２の入口側には冷却水供給管５５（図３参照）が接続（連結）されている。第４の穴５３は、その入口側に接続（連結）された連絡管５６（図３参照）を介して導かれた冷却水５４を外部に導くための穴であり、第４の穴５３の出口側には冷却水戻り管５７（図３参照）が接続（連結）されている。
【００２６】
図８に示すように、前部チャンバー４４は、一端側（図８において右側）に縮径部４４ａ、他端側（図８において左側）に拡径部４４ｂを有するとともに、長手方向に沿って貫通する４つの穴（第１の穴５８、第２の穴５９、第３の穴６０、および第４の穴６１）を有する略円筒状の部材である。また、前部チャンバー４４は、バーナチップ金物４５と後部チャンバー４３との間に位置する外筒４１内に配置されて、外筒４１の内部を先端側の空間Ｓ１（図３参照）と基端側の空間Ｓ２（図３参照）とに区画する（仕切る）部材でもある。前部チャンバー４４は、拡径部４４ｂの外周面と外筒４１の外周面とが面一になるようにして外筒４１に取り付けられている。一方、内筒４２は、その外周面と縮径部４４ａの外周面とが面一になるようにして前部チャンバー４４に取り付けられている。第１の穴５８は、その内部に燃料配管２４が配置される穴であり、第２の穴５９は、その内部に酸化剤配管２５が配置される穴である。第３の穴６０は、冷却水５４を内筒４２内に導くための穴である。第４の穴６１は、縮径部４４ａと拡径部４４ｂとの間に、周方向に沿って形成された流路６２を介して導かれた冷却水５４を、拡径部４４ｂの出口側に接続（連結）された連絡管５６（図３参照）に導くための穴である。
【００２７】
つぎに、図９から図１２を用いて冷却水５４の流れを説明する。
図９に示すように、冷却水５４は、冷却水供給管５５を介して、後部チャンバー４３に形成された第３の穴５２の入口側に導かれた後、第３の穴５２を通って空間Ｓ２（より詳しくは、外筒４１の内周面４１ａ（図６参照）、後部チャンバー４３の前側（図９において左側）の端面、および前部チャンバー４４の後側（図９において右側）の端面で囲まれた空間）内に浸入する。
なお、空間Ｓ２内に配置された連絡管５６、燃料配管２４、および酸化剤配管２５はそれぞれ、空間Ｓ２内に導かれた冷却水がその内部に浸入しないようにシールされている。
【００２８】
空間Ｓ２内を通過した冷却水は、図１０に示すように、前部チャンバー４４に形成された第３の穴６０を通って内筒４２の内部空間（より詳しくは、内筒４２の内周面、前部チャンバー４４の前側（図１０において左側）の端面、およびレジューサ４７，４８の後側（図１０において右側）の端面で囲まれた空間）内に浸入する。
なお、内筒４２の内部空間内に配置された燃料配管２４および酸化剤配管２５はそれぞれ、内筒４２の内部空間内に導かれた冷却水がその内部に浸入しないようにシールされている。
【００２９】
内筒４２の内部空間内を通過した冷却水は、図１１に示すように、レジューサ４７，４８の内周面とバーナチップ金物４５との隙間、レジューサ４７，４８の前側の端面とバーナチップ金物４５の後側の端面との隙間、およびレジューサ４７，４８の外周面と外筒４１の内周面４１ａ（図６参照）との間を通って外筒４１と内筒４２との間の空間内に浸入する。外筒４１と内筒４２との間の空間内に浸入した冷却水５４は、図６に示すように、ガイド４９に沿った旋回流Ｆ１と、外筒４１および内筒４２の長手方向に沿った略直線的な流れＦ２とになって下流側に流れていき、前部チャンバー４４に形成された流路６２を通って第４の穴６１に導かれる。
なお、レジューサ４７，４８の外周面と外筒４１の内周面４１ａとの間を通って外筒４１と内筒４２との間の空間内に浸入した冷却水は、全て前部チャンバー４４に形成された流路６２を通って第４の穴６１に導かれるようになっている。
【００３０】
前部チャンバー４４に形成された第４の穴６１を通過した冷却水は、図１２に示すように、連絡管５６を介して後部チャンバー４３の第４の穴５３に導かれた後、冷却水戻り管５７を介して外部に排出される。
【００３１】
本実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置２３によれば、少なくとも灯油燃焼室３内に挿入される部分が、外筒４１と内筒４２とを有する二重管構造とされ、かつ、内筒４２の内部を通って先端側（より詳しくは、バーナチップ金物４５および取付用キャップ４６の側）に供給され、先端（より詳しくは、バーナチップ金物４５、バーナチップ、および取付用キャップ４６）を冷却した冷却水が、内筒４２の流路面積よりも小さい流路面積を有する外筒４１と内筒４２との間の空間を通って基端側（より詳しくは、前部チャンバー４４の側）に戻される。このとき、外筒４１と内筒４２との間の空間内に浸入した冷却水５４は、その流速が高められるとともに、図６に示すように、ガイド４９に沿った旋回流Ｆ１と、外筒４１および内筒４２の長手方向に沿った略直線的な流れＦ２とになって下流側に流れていくこととなる。
これにより、外筒４１の内周面４１ａが蒸気の膜で覆われ、熱伝達率が低下して外筒４１の管壁温度が急上昇する現象（DNB：Departure of Nuclear Boiling）を防止することができ、外筒４１の熱による損傷を防止することができる。
また、バーナ先端部での冷却効率の斑による冷却不足に起因したバーナの焼損を防止することができる。
【００３２】
また、本実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置２３によれば、先端における流路面積が（すなわち、レジューサ４７，４８の内周面とバーナチップ金物４５との間の流路面積、レジューサ４７，４８の前側の端面とバーナチップ金物４５の後側の端面との間の流路面積、およびレジューサ４７，４８の外周面と外筒４１の内周面４１ａとの間の流路面積がそれぞれ）、内筒４２の流路面積よりも小さくなるように設定されているので、先端（より詳しくは、バーナチップ金物４５、バーナチップ、および取付用キャップ４６）における冷却水の流速を高めることができ、先端を効率よく均一に冷却することができて、先端の熱による損傷を防止することができる。
【００３３】
なお、上述した実施形態において、スラグ溶融バーナ装置２３の、灯油燃焼室３内に挿入される部分が、灯油燃焼室３に対して進退可能に構成されているとさらに好適である。すなわち、スラグ溶融バーナ装置２３を使用しない時（不使用時）には、スラグ溶融バーナ装置２３の、灯油燃焼室３内に挿入される部分が、灯油燃焼室３内から引き抜くことができるように構成されているとさらに好適である。
これにより、スラグ溶融バーナ装置２３の、灯油燃焼室３内に挿入される部分の熱による損傷をさらに防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置を具備した二段噴流床ガス化炉とチャー回収設備を備えた石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラントの一部を示す系統図である。
【図２】図１中のスラグ溶融バーナ装置付近を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置の概略断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置の先端部を拡大して示す斜視図である。
【図６】外筒と内筒との間を流れる冷却水の流れ状態を説明するための図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置の後部チャンバーを拡大して示す斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置の前部チャンバーを拡大して示す斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置内を流れる冷却水の流れ状態を説明するための図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置内を流れる冷却水の流れ状態を説明するための図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置内を流れる冷却水の流れ状態を説明するための図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置内を流れる冷却水の流れ状態を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ 二段噴流床石炭ガス化炉
４ コンバスタ
５ リダクタ
１０ スラグホール
２３ スラグ溶融バーナ装置
４１ 外筒
４２ 内筒
４９ ガイド
５４ 冷却水
Ｆ１ 旋回流
Ｆ２ 略直線的な流れ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラグホールに付着成長した固形スラグやつらら状スラグを容易に溶解し、切断するスラグ溶融バーナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スラグホールに付着成長した固形スラグやつらら状スラグを溶解し、切断することができるスラグ溶融バーナ装置としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
【特許文献１】特開平８−３１２９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に開示されたスラグ溶融バーナ装置では、二段噴流床石炭ガス化炉内に挿入された先端部を冷却する冷却水が、冷却水配管を介して先端部近傍に導かれた後、外筒に形成された冷却水出口を介して外部に排出されるようになっている。そのため、先端部を冷却して冷却水出口に達するまでの間に冷却水の一部が蒸発してしまい、外筒の内周面が蒸気の膜で覆われ、熱伝達率が低下して外筒の管壁温度が急上昇し、外筒が熱によって損傷してしまうおそれがあった。
また、スラグ溶融バーナ装置では燃料の酸化剤として純酸素を用いるが、焼損防止のためバーナ先端部を十分に斑なく冷却する必要がある。上記特許文献１に開示されたスラグ溶融バーナ装置では、冷却水は先端部近傍に冷却水配管を介して導かれるが、冷却水配管の出口近傍とそれ以外の部位で冷却効率の斑が生じバーナ先端部全体を均一に効率よく冷却できない。このため、特に大型のバーナの場合は、バーナ先端部に冷却の不十分な部位が生じ、ひいては焼損に至るおそれがあった。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、外筒の内周面が蒸気の膜で覆われ、熱伝達率が低下して外筒の管壁温度が急上昇する現象（DNB：Departure of Nuclear Boiling）を防止することができ、外筒の熱による損傷を防止することができるスラグ溶融バーナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係るスラグ溶融バーナ装置は、コンバスタに気体搬送された微粉炭を燃焼させ、リダクタでその燃焼ガス中に同様に気体搬送された微粉炭を投入、乾留してガス化するとともに、不燃分を溶融スラグとしてスラグホールから排出する二段噴流床石炭ガス化炉のスラグ溶融バーナ装置であって、前記二段噴流床石炭ガス化炉内に位置する先端部が、外筒と内筒とを有する二重管構造とされ、かつ、前記先端部を冷却する冷却水が、前記内筒の内側を通って供給され、前記先端部を冷却した後、前記外筒と前記内筒との間に形成された空間内を通って基端側に戻されるように構成されているとともに、前記外筒と前記内筒との間に形成された空間の流路面積が、前記内筒の内側に形成された流路面積よりも小さくなるように構成されており、前記外筒と前記内筒との間に形成された空間を通って基端側に戻される冷却水に、前記内筒の外周面に形成されたガイドに沿った旋回流と、前記外筒および前記内筒の長手方向に沿った略直線的な流れとが付与されるように構成されている。
【０００６】
本発明に係るスラグ溶融バーナ装置によれば、二段噴流床石炭ガス化炉内に位置する先端部（例えば、灯油燃焼室内に挿入される部分）が、外筒と内筒とを有する二重管構造とされ、かつ、内筒の内部を通って先端側（例えば、図３に示すバーナチップ金物４５および取付用キャップ４６の側）に供給され、先端（例えば、図３に示すバーナチップ金物４５、バーナチップ、および取付用キャップ４６）を冷却した冷却水が、内筒の流路面積よりも小さい流路面積を有する外筒と内筒との間の空間を通って基端側（例えば、図３に示す前部チャンバー４４の側）に戻される。このとき、外筒と内筒との間の空間内に浸入した冷却水は、その流速が高められるとともに、例えば、図６に示すように、ガイド４９に沿った旋回流Ｆ１と、外筒４１および内筒４２の長手方向に沿った略直線的な流れＦ２とになって下流側に流れていくこととなる。
これにより、外筒の内周面が蒸気の膜で覆われ、熱伝達率が低下して外筒の管壁温度が急上昇する現象（DNB：Departure of Nuclear Boiling）を防止することができ、外筒の熱による損傷を防止することができる。
また、バーナ先端部での冷却効率の斑による冷却不足に起因したバーナの焼損を防止することができる。
【０００７】
上記スラグ溶融バーナ装置において、前記先端部の先端における流路面積が、前記内筒の内側に形成された流路面積よりも小さくなるように構成されているとさらに好適である。
【０００８】
このようなスラグ溶融バーナ装置によれば、先端部の先端における流路面積が（例えば、図３に示すレジューサ４７，４８の内周面とバーナチップ金物４５との間の流路面積、レジューサ４７，４８の前側の端面とバーナチップ金物４５の後側の端面との間の流路面積、およびレジューサ４７，４８の外周面と外筒４１の内周面４１ａとの間の流路面積がそれぞれ）、内筒の流路面積よりも小さくなるように設定されていることとなるので、先端（例えば、図３に示すバーナチップ金物４５、バーナチップ、および取付用キャップ４６）における冷却水の流速を高めることができ、先端を効率よく冷却することができて、先端の熱による損傷を防止することができる。
【０００９】
上記スラグ溶融バーナ装置において、前記二段噴流床石炭ガス化炉内に位置する先端部が、前記二段噴流床石炭ガス化炉に対して進退可能に構成されているとさらに好適である。
【００１０】
このようなスラグ溶融バーナ装置によれば、スラグ溶融バーナ装置を使用しない時（不使用時）には、二段噴流床石炭ガス化炉内に位置する先端部（例えば、灯油燃焼室内に挿入される部分）を、二段噴流床石炭ガス化炉内（例えば、図１および図２に示す灯油燃焼室３内）から引き抜くことができるように構成されていることとなる。
これにより、スラグ溶融バーナ装置の、前記二段噴流床石炭ガス化炉内に位置する先端部の熱による損傷をさらに防止することができる。
【００１１】
本発明に係る二段噴流床石炭ガス化炉は、熱に対して優れた耐久性を有するスラグ溶融バーナ装置を具備している。
本発明に係る二段噴流床石炭ガス化炉によれば、熱によって損傷したスラグ溶融バーナ装置の取り替え作業が大幅に低減し、二段噴流床石炭ガス化炉の稼働時間が大幅に向上するとともに、二段噴流床石炭ガス化炉全体としての信頼性を向上させることができる。
【００１２】
本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラントは、信頼性に優れた二段噴流床石炭ガス化炉を具備している。
本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラントによれば、石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント全体としての信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るスラグ溶融バーナ装置によれば、外筒の内周面が蒸気の膜で覆われ、熱伝達率が低下して外筒の管壁温度が急上昇する現象（DNB：Departure of Nuclear Boiling）を防止することができ、外筒の熱による損傷を防止することができるという効果を奏する。
また、本発明に係るスラグ溶融バーナ装置によれば、バーナ先端部での冷却効率の斑による冷却不足に起因したバーナの焼損を防止することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係るスラグ溶融バーナ装置の一実施形態について、図１から図１２を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置を具備した二段噴流床ガス化炉とチャー回収設備を備えた石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラントの一部を示す系統図である。
図１中の符号１は二段噴流床ガス化炉（以下、「ガス化炉」という。）、符号２はスラグホッパ、符号３は灯油燃焼室（「スラグ溶融バーナ燃焼室」ともいう。）、符号４はコンバスタ、符号５はリダクタ、符号６は後部熱交換器、符号７はコンバスタバーナ、符号８はチャーバーナ、符号９はリダクタバーナ、符号１０はスラグホール、符号１１はチャー回収設備、符号１２はサイクロン、符号１３はポーラスフィルタ、符号１４はチャービン、符号１５はチャー供給ホッパ、符号１７はチャー、符号１９はスラグホッパ水、符号２０は高温排ガス、符号２２はクロスオーバをそれぞれ示している。
【００１５】
また、図１中の符号２３はスラグ溶融バーナ装置、符号２４は燃料配管（ＬＮＧ管）、符号２５は酸化剤配管（酸素管）、符号２７はＬＮＧ弁、符号２９はＬＮＧ供給設備、符号３０は酸素弁、符号３１は酸素供給設備、符号３２は操作盤、符号３５はＬＮＧ、符号３６は酸素（純酸素）をそれぞれ示している。
【００１６】
図１に示すように、ガス化炉１は、スラグホッパ２、灯油燃焼室３、コンバスタ４、リダクタ５、および後部熱交換器６を備えており、その後流にはチャー回収設備１１が設けられている。
【００１７】
スラグホッパ２には一定量のスラグホッパ水１９が貯水されている。また、灯油燃焼室３には一本または二本のスラグ溶融バーナ装置２３が設けられており、コンバスタ４にはコンバスタバーナ７およびチャーバーナ８が、リダクタ５にはリダクタバーナ９が、それぞれ複数本ずつ設けられている。そして、コンバスタ４内の下部にはスラグホール１０が設けられている。
【００１８】
後部熱交換器６は、クロスオーバ２２によってリダクタ５と連結されている。また、後部熱交換器６の後流には、１個または複数個のサイクロン１２、１個または複数個のポーラスフィルタ１３、およびチャービン１４を有するチャー回収設備１１が配置されている。
【００１９】
図示していない粉砕設備で数ミクロン〜数１０ミクロンに粉砕された石炭が、熱負荷用石炭としてコンバスタバーナ７へ、ガス化用石炭としてリダクタバーナ９へ、それぞれ供給されるようになっている。また、チャーバーナ８には、ガス化炉１で生成されたチャー１７が供給されるようになっている。
【００２０】
図２に示すように、スラグ溶融バーナ装置２３は、そのバーナ軸線３７がスラグホール中心点（スラグホール１０の下縁を形成する円の中心）３８を通るように、シールボックス３９を介して灯油燃焼室３の側壁面３ａに取り付けられている。また、このスラグ溶融バーナ装置２３の内部には、その長手方向に沿って燃料配管２４（図３参照）および酸化剤配管２５（図３参照）が延びている。
【００２１】
また、図１に示すように、燃料配管２４はＬＮＧ弁２７および配管を介してＬＮＧ供給設備２９に接続されている。一方、酸化剤配管２５は、酸素弁３０を介して酸素供給設備３１と接続されており、これらＬＮＧ弁２７および酸素弁３０はそれぞれ、（例えば、中央操作室に配置された）操作盤３２により制御されるようになっている。
【００２２】
さて、図３に示すように、本実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置２３は、外筒４１と、内筒４２と、後部チャンバー４３と、前部チャンバー４４とを備えている。
外筒４１は、燃料配管２４、酸化剤配管２５、内筒４２、および前部チャンバー４４をその内部に収容する中空円筒状の部材であり、その先端（図３において左側の端）にはバーナチップ金物４５が、その基端（図３において右側の端）には後部チャンバー４３が取り付けられている。また、バーナチップ金物４５の先端には、少なくとも１個（本実施形態では５個）の噴射孔（図示せず）を有するバーナチップ（図示せず）が、取付用キャップ４６を介して取り付けられている。
【００２３】
バーナチップ金物４５とバーナチップとの間には、燃料配管２４を介して供給されたＬＮＧ燃料３５と、酸化剤配管２５を介して供給された酸素３６とを各々灯油燃焼室３内に噴出させる図示しないスプレイプレートが配置されており、バーナチップ金物４５には、燃料配管２４および酸化剤配管２５の一端がそれぞれ接続（連結）されている。そして、スプレイプレートを通過したＬＮＧ燃料３５と酸素３６は、バーナチップの噴射孔を通って灯油燃焼室３内に噴射されて、スラグホール１０に付着した溶融スラグ（図示せず）を着火源として着火し、火炎を形成することとなる。
【００２４】
図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である図４に示すように、内筒４２は、燃料配管２４および酸化剤配管２５をその内部に収容する中空円筒状の部材であり、図４および図５に示すように、その先端の内周側にはレジューサ４７，４８が取り付けられている。これらレジューサ４７，４８は、内筒４２の一端から流れ出る冷却水の流路を狭めて、この部分を通過する冷却水の流速を速めるためのものであり、本実施形態では上側にレジューサ４７が、下側にレジューサ４８が配置されている。また、これらレジューサ４７，４８は、内筒４２を外筒４１に対して取り付けた際に、その前側（図３において左側）の端面と、バーナチップ金物４５の後側（図３において右側）の端面との間に、所定の隙間ができるよう、内筒４２に対して取り付けられている。さらに、内筒４２の外周面には、冷却水に旋回流を与えながら冷却水を下流側に導く螺旋状のガイド４９が形成されている。そして、図６に示すように、ガイド４９の高さは、内筒４２を外筒４１に対して取り付けた際に、その端面（半径方向外側の周端面）と外筒４１の内周面４１ａとの間に所定の隙間が形成されるように、すなわち、外筒４１と内筒４２との間に、ガイド４９に沿った旋回流Ｆ１と、外筒４１の内周面４１ａとガイド４９の端面との間を通過するとともに、外筒４１および内筒４２の長手方向に沿った略直線的な流れＦ２とが形成されるように設定されている。
【００２５】
図７に示すように、後部チャンバー４３は、長手方向に沿って貫通する４つの穴（第１の穴５０、第２の穴５１、第３の穴５２、および第４の穴５３）を有する円筒状の部材であり、外筒４１の基端に取り付けられている。第１の穴５０は、その内部に酸化剤配管２５が配置される穴であり、第２の穴５１は、その内部に燃料配管２４が配置される穴である。第３の穴５２は、冷却水５４を後部チャンバー４３と前部チャンバー４４との間に位置する外筒４１内に導くための穴であり、第３の穴５２の入口側には冷却水供給管５５（図３参照）が接続（連結）されている。第４の穴５３は、その入口側に接続（連結）された連絡管５６（図３参照）を介して導かれた冷却水５４を外部に導くための穴であり、第４の穴５３の出口側には冷却水戻り管５７（図３参照）が接続（連結）されている。
【００２６】
図８に示すように、前部チャンバー４４は、一端側（図８において右側）に縮径部４４ａ、他端側（図８において左側）に拡径部４４ｂを有するとともに、長手方向に沿って貫通する４つの穴（第１の穴５８、第２の穴５９、第３の穴６０、および第４の穴６１）を有する略円筒状の部材である。また、前部チャンバー４４は、バーナチップ金物４５と後部チャンバー４３との間に位置する外筒４１内に配置されて、外筒４１の内部を先端側の空間Ｓ１（図３参照）と基端側の空間Ｓ２（図３参照）とに区画する（仕切る）部材でもある。前部チャンバー４４は、拡径部４４ｂの外周面と外筒４１の外周面とが面一になるようにして外筒４１に取り付けられている。一方、内筒４２は、その外周面と縮径部４４ａの外周面とが面一になるようにして前部チャンバー４４に取り付けられている。第１の穴５８は、その内部に燃料配管２４が配置される穴であり、第２の穴５９は、その内部に酸化剤配管２５が配置される穴である。第３の穴６０は、冷却水５４を内筒４２内に導くための穴である。第４の穴６１は、縮径部４４ａと拡径部４４ｂとの間に、周方向に沿って形成された流路６２を介して導かれた冷却水５４を、拡径部４４ｂの出口側に接続（連結）された連絡管５６（図３参照）に導くための穴である。
【００２７】
つぎに、図９から図１２を用いて冷却水５４の流れを説明する。
図９に示すように、冷却水５４は、冷却水供給管５５を介して、後部チャンバー４３に形成された第３の穴５２の入口側に導かれた後、第３の穴５２を通って空間Ｓ２（より詳しくは、外筒４１の内周面４１ａ（図６参照）、後部チャンバー４３の前側（図９において左側）の端面、および前部チャンバー４４の後側（図９において右側）の端面で囲まれた空間）内に浸入する。
なお、空間Ｓ２内に配置された連絡管５６、燃料配管２４、および酸化剤配管２５はそれぞれ、空間Ｓ２内に導かれた冷却水がその内部に浸入しないようにシールされている。
【００２８】
空間Ｓ２内を通過した冷却水は、図１０に示すように、前部チャンバー４４に形成された第３の穴６０を通って内筒４２の内部空間（より詳しくは、内筒４２の内周面、前部チャンバー４４の前側（図１０において左側）の端面、およびレジューサ４７，４８の後側（図１０において右側）の端面で囲まれた空間）内に浸入する。
なお、内筒４２の内部空間内に配置された燃料配管２４および酸化剤配管２５はそれぞれ、内筒４２の内部空間内に導かれた冷却水がその内部に浸入しないようにシールされている。
【００２９】
内筒４２の内部空間内を通過した冷却水は、図１１に示すように、レジューサ４７，４８の内周面とバーナチップ金物４５との隙間、レジューサ４７，４８の前側の端面とバーナチップ金物４５の後側の端面との隙間、およびレジューサ４７，４８の外周面と外筒４１の内周面４１ａ（図６参照）との間を通って外筒４１と内筒４２との間の空間内に浸入する。外筒４１と内筒４２との間の空間内に浸入した冷却水５４は、図６に示すように、ガイド４９に沿った旋回流Ｆ１と、外筒４１および内筒４２の長手方向に沿った略直線的な流れＦ２とになって下流側に流れていき、前部チャンバー４４に形成された流路６２を通って第４の穴６１に導かれる。
なお、レジューサ４７，４８の外周面と外筒４１の内周面４１ａとの間を通って外筒４１と内筒４２との間の空間内に浸入した冷却水は、全て前部チャンバー４４に形成された流路６２を通って第４の穴６１に導かれるようになっている。
【００３０】
前部チャンバー４４に形成された第４の穴６１を通過した冷却水は、図１２に示すように、連絡管５６を介して後部チャンバー４３の第４の穴５３に導かれた後、冷却水戻り管５７を介して外部に排出される。
【００３１】
本実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置２３によれば、少なくとも灯油燃焼室３内に挿入される部分が、外筒４１と内筒４２とを有する二重管構造とされ、かつ、内筒４２の内部を通って先端側（より詳しくは、バーナチップ金物４５および取付用キャップ４６の側）に供給され、先端（より詳しくは、バーナチップ金物４５、バーナチップ、および取付用キャップ４６）を冷却した冷却水が、内筒４２の流路面積よりも小さい流路面積を有する外筒４１と内筒４２との間の空間を通って基端側（より詳しくは、前部チャンバー４４の側）に戻される。このとき、外筒４１と内筒４２との間の空間内に浸入した冷却水５４は、その流速が高められるとともに、図６に示すように、ガイド４９に沿った旋回流Ｆ１と、外筒４１および内筒４２の長手方向に沿った略直線的な流れＦ２とになって下流側に流れていくこととなる。
これにより、外筒４１の内周面４１ａが蒸気の膜で覆われ、熱伝達率が低下して外筒４１の管壁温度が急上昇する現象（DNB：Departure of Nuclear Boiling）を防止することができ、外筒４１の熱による損傷を防止することができる。
また、バーナ先端部での冷却効率の斑による冷却不足に起因したバーナの焼損を防止することができる。
【００３２】
また、本実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置２３によれば、先端における流路面積が（すなわち、レジューサ４７，４８の内周面とバーナチップ金物４５との間の流路面積、レジューサ４７，４８の前側の端面とバーナチップ金物４５の後側の端面との間の流路面積、およびレジューサ４７，４８の外周面と外筒４１の内周面４１ａとの間の流路面積がそれぞれ）、内筒４２の流路面積よりも小さくなるように設定されているので、先端（より詳しくは、バーナチップ金物４５、バーナチップ、および取付用キャップ４６）における冷却水の流速を高めることができ、先端を効率よく均一に冷却することができて、先端の熱による損傷を防止することができる。
【００３３】
なお、上述した実施形態において、スラグ溶融バーナ装置２３の、灯油燃焼室３内に挿入される部分が、灯油燃焼室３に対して進退可能に構成されているとさらに好適である。すなわち、スラグ溶融バーナ装置２３を使用しない時（不使用時）には、スラグ溶融バーナ装置２３の、灯油燃焼室３内に挿入される部分が、灯油燃焼室３内から引き抜くことができるように構成されているとさらに好適である。
これにより、スラグ溶融バーナ装置２３の、灯油燃焼室３内に挿入される部分の熱による損傷をさらに防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置を具備した二段噴流床ガス化炉とチャー回収設備を備えた石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラントの一部を示す系統図である。
【図２】図１中のスラグ溶融バーナ装置付近を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置の概略断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置の先端部を拡大して示す斜視図である。
【図６】外筒と内筒との間を流れる冷却水の流れ状態を説明するための図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置の後部チャンバーを拡大して示す斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置の前部チャンバーを拡大して示す斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置内を流れる冷却水の流れ状態を説明するための図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置内を流れる冷却水の流れ状態を説明するための図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置内を流れる冷却水の流れ状態を説明するための図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るスラグ溶融バーナ装置内を流れる冷却水の流れ状態を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ 二段噴流床石炭ガス化炉
４ コンバスタ
５ リダクタ
１０ スラグホール
２３ スラグ溶融バーナ装置
４１ 外筒
４２ 内筒
４９ ガイド
５４ 冷却水
Ｆ１ 旋回流
Ｆ２ 略直線的な流れ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンバスタに気体搬送された微粉炭を燃焼させ、リダクタでその燃焼ガス中に同様に気体搬送された微粉炭を投入、乾留してガス化するとともに、不燃分を溶融スラグとしてスラグホールから排出する二段噴流床石炭ガス化炉のスラグ溶融バーナ装置であって、
前記二段噴流床石炭ガス化炉内に位置する先端部が、外筒と内筒とを有する二重管構造とされ、かつ、前記先端部を冷却する冷却水が、前記内筒の内側を通って供給され、前記先端部を冷却した後、前記外筒と前記内筒との間に形成された空間内を通って基端側に戻されるように構成されているとともに、
前記外筒と前記内筒との間に形成された空間の流路面積が、前記内筒の内側に形成された流路面積よりも小さくなるように構成されており、前記外筒と前記内筒との間に形成された空間を通って基端側に戻される冷却水に、前記内筒の外周面に形成されたガイドに沿った旋回流と、前記外筒および前記内筒の長手方向に沿った略直線的な流れとが付与されるように構成されていることを特徴とするスラグ溶融バーナ装置。
【請求項２】
前記先端部の先端における流路面積が、前記内筒の内側に形成された流路面積よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のスラグ溶融バーナ装置。
【請求項３】
前記二段噴流床石炭ガス化炉内に位置する先端部が、前記二段噴流床石炭ガス化炉に対して進退可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のスラグ溶融バーナ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のスラグ溶融バーナ装置を具備してなることを特徴とする二段噴流床石炭ガス化炉。
【請求項５】
請求項４に記載の二段噴流床石炭ガス化炉を具備してなることを特徴とする石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント。
【請求項１】
コンバスタに気体搬送された微粉炭を燃焼させ、リダクタでその燃焼ガス中に同様に気体搬送された微粉炭を投入、乾留してガス化するとともに、不燃分を溶融スラグとしてスラグホールから排出する二段噴流床石炭ガス化炉のスラグ溶融バーナ装置であって、
前記二段噴流床石炭ガス化炉内に位置する先端部が、外筒と内筒とを有する二重管構造とされ、かつ、前記先端部を冷却する冷却水が、前記内筒の内側を通って供給され、前記先端部を冷却した後、前記外筒と前記内筒との間に形成された空間内を通って基端側に戻されるように構成されているとともに、
前記外筒と前記内筒との間に形成された空間の流路面積が、前記内筒の内側に形成された流路面積よりも小さくなるように構成されており、前記外筒と前記内筒との間に形成された空間を通って基端側に戻される冷却水に、前記内筒の外周面に形成されたガイドに沿った旋回流と、前記外筒および前記内筒の長手方向に沿った略直線的な流れとが付与されるように構成されていることを特徴とするスラグ溶融バーナ装置。
【請求項２】
前記先端部の先端における流路面積が、前記内筒の内側に形成された流路面積よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のスラグ溶融バーナ装置。
【請求項３】
前記二段噴流床石炭ガス化炉内に位置する先端部が、前記二段噴流床石炭ガス化炉に対して進退可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のスラグ溶融バーナ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のスラグ溶融バーナ装置を具備してなることを特徴とする二段噴流床石炭ガス化炉。
【請求項５】
請求項４に記載の二段噴流床石炭ガス化炉を具備してなることを特徴とする石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−９１１９３（Ｐ２０１０−９１１９３Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６１９４６（Ｐ２００８−２６１９４６）
【出願日】平成２０年１０月８日（２００８．１０．８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【出願人】（５０４４３７０１８）株式会社 クリーンコールパワー研究所 (6)
【出願人】（０００２４１９５７）北海道電力株式会社 (78)
【出願人】（０００２２２０３７）東北電力株式会社 (228)
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【出願人】（０００２１３２９７）中部電力株式会社 (811)
【出願人】（０００２４２６４４）北陸電力株式会社 (112)
【出願人】（０００１５６９３８）関西電力株式会社 (1,442)
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【出願人】（０００１８０３６８）四国電力株式会社 (95)
【出願人】（０００１６４４３８）九州電力株式会社 (245)
【出願人】（０００２１７６８６）電源開発株式会社 (207)
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月８日（２００８．１０．８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【出願人】（５０４４３７０１８）株式会社 クリーンコールパワー研究所 (6)
【出願人】（０００２４１９５７）北海道電力株式会社 (78)
【出願人】（０００２２２０３７）東北電力株式会社 (228)
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【出願人】（０００２１３２９７）中部電力株式会社 (811)
【出願人】（０００２４２６４４）北陸電力株式会社 (112)
【出願人】（０００１５６９３８）関西電力株式会社 (1,442)
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【出願人】（０００１８０３６８）四国電力株式会社 (95)
【出願人】（０００１６４４３８）九州電力株式会社 (245)
【出願人】（０００２１７６８６）電源開発株式会社 (207)
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]