動力装置
【目的】 異常発生のため、火炉が圧縮機および膨張タービンと隔離されたとき、火炉からの高圧ガスの圧力を低下させるとともに、温度を低下し、かつ石炭灰などのダストを除去して機器の損傷防止を可能とする。
【構成】 異常発生により、火炉と、圧縮機および膨張タービンとが遮断されたとき、上記火炉内の高圧ガスを第２バイパス管を通って上記膨張タービンの排気管に送り、上記火炉内の高圧ガスの圧力を低下させるとともに、上記圧縮機と、上記火炉とを連結する配管内の圧縮空気を第３バイパス管を通って上記第２バイパス管に送り高圧ガスを冷却させ、かつ火炉からの高圧ガスに含まれているダストを脱塵装置にて除去して高圧ガスのみを上記膨張タービンおよび上記第３バイパス管に送るものである。
【構成】 異常発生により、火炉と、圧縮機および膨張タービンとが遮断されたとき、上記火炉内の高圧ガスを第２バイパス管を通って上記膨張タービンの排気管に送り、上記火炉内の高圧ガスの圧力を低下させるとともに、上記圧縮機と、上記火炉とを連結する配管内の圧縮空気を第３バイパス管を通って上記第２バイパス管に送り高圧ガスを冷却させ、かつ火炉からの高圧ガスに含まれているダストを脱塵装置にて除去して高圧ガスのみを上記膨張タービンおよび上記第３バイパス管に送るものである。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大気圧以上の圧力で石炭などを燃焼させ、高温ガスを発生させる動力装置に係り、とくに異常時などに火炉が圧力を保持したまま隔離された場合に該火炉内の圧力の減少および温度の低下に好適な動力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来加圧流動層燃焼プラントに使用されている動力装置は、たとえば、特開昭６２−１７８７３１号公報に記載され、その要部を図６および図７に示すように、大気圧以上の圧力で石炭などを燃焼させ、高温ガスを発生させる火炉４と、該火炉４に圧縮空気を供給する圧縮機１と、上記火炉４からの高温ガスで駆動し、上記圧縮機１および発電機３を駆動させる膨張タービン２とを設け、かつ上記圧縮機１および上記火炉４を接続するとともに、第１遮断弁５を有する第１の配管８と、上記火炉４および上記膨張タービン２を接続するとともに、第２遮断弁６を有する第２の配管９と、上記第１の配管８の上記第１遮断弁５上流側および上記第２の配管９の上記第２遮断弁６下流側を接続するとともに、バイパス弁１０を有する第１バイパス管１１とを設けたものが提案されている。
【０００３】上記の動力装置は、通常の運転時には、図６R>６に示すように、２個の遮断弁５，６を開き、バイパス弁１０を閉じて圧縮機１からの圧縮空気を第１遮断弁５を通って火炉４へ送ると、該火炉４では高温ガスが発生し、第２遮断弁６を通って膨張タービン２に送って該膨張タービン２を回転させるとともに、圧縮機１および発電機３を回転させる。
【０００４】ついで、上記動力装置にトラブルが発生した場合について図７により説明する。たとえば、火炉４から膨張タービン２への高圧ガスの供給が異常に増加することがある。この場合、これを保持すると、膨張タービン２が急激な速度変化または負荷の変化の原因となる。そこで、両遮断弁５，６を閉じて圧縮機１から火炉４への圧縮空気の供給を遮断するとともに、火炉４から膨張タービン２への高圧ガスの供給を遮断する。このとき、急激に遮断弁５を全閉すると、圧縮機１からの圧縮空気の行き場所がなくなるため、バイパス弁１０を開いて圧縮空気を膨張タービン２にバイパスさせている。
【０００５】また、火炉４自身が異常の場合も上記と同様な方法を行なっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、動力装置に異常が生じた場合、両遮断弁を閉じて火炉と圧縮機および膨張タービンとを遮断している。そのため、火炉内の圧力は、運転状態の高い圧力を保持したままとなる。しかも、燃料が石炭などの場合は、供給空気を遮断しても直ちに燃焼が停止することがないので、火炉内のガスは、十分高温のままである。ところが、供給空気量は十分でないため、不完全燃焼などにより一酸化炭素などの有毒ガスが火炉内に発生している恐れがある。また、異常が回復し、動力装置を再起動させるためには、火炉内の圧力を起動時の常圧状態にまで速やかに戻す必要がある。しかるに、火炉と膨張タービンとの間の遮断弁をいきなり開くことは、上記の有毒ガスが高温度のまま流れ出して停止状態の膨張タービンに供給されるが、この点についての配慮がされておらず、機器を損傷する恐れがあった。また、火炉内で石炭などを燃焼したさいに発生する石炭灰などのダストが高圧ガスに混入して膨張タービンに送入されるが、この点についての配慮がされておらず、膨張タービンの動翼がダストにより摩耗する恐れがあった。
【０００７】本発明の第１の目的は、異常発生のため、火炉が圧縮機および膨張タービンと隔離されたとき、火炉内の圧力を起動時の常圧状態まで速やかにかつ安全に減圧を可能とする動力装置を提供することにある。
【０００８】本発明の第２の目的は、異常発生のため、火炉が圧縮機および膨張タービンと隔離されたとき、火炉からの高圧ガスを冷却し機器の信頼性を向上可能とする動力装置提供することにある。
【０００９】本発明の第３の目的は、火炉で燃料を燃焼したさいに発生する灰などのダストを高圧ガスより分離し、膨張タービン内および該膨張タービンの排気管に接続する機器の損傷を防止可能とする動力装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成するために、第１の発明は、大気圧以上の圧力により石炭などの燃料を燃焼させ、高温ガスを発生させる火炉と、該火炉に圧縮空気を供給する圧縮機と、上記火炉からの高温ガスで回転し、上記圧縮機および発電機を回転させる膨張タービンとを設け、かつ上記圧縮機からの圧縮空気を上記火炉に送るとともに、第１遮断弁を有する第１の配管と、上記火炉からの高圧ガスを上記膨張タービンに送るとともに、第２遮断弁を有する第２の配管と、上記第１の配管の上記第１遮断弁上流側および上記第２の配管の上記第２遮断弁下流側を接続するとともに、バイパス弁を有する第１バイパス管とを備えた動力装置において、異常発生により上記第１，第２遮断弁を閉じたとき、上記火炉からの高圧ガスを上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側より分岐し、上記膨張タービンの排気管に送って上記火炉内の圧力を低下させる第２バイパス管を設けたものである。
【００１１】上記第１および２の目的を達成するために、第２の発明は、大気圧以上の圧力により石炭などの燃料を燃焼させ、高温ガスを発生させる火炉と、該火炉に圧縮空気を供給する圧縮機と、上記火炉からの高温ガスで回転し、上記圧縮機および発電機を回転させる膨張タービンとを設け、かつ上記圧縮機からの圧縮空気を上記火炉に送るとともに、第１遮断弁を有する第１の配管と、上記火炉からの高圧ガスを上記膨張タービンに送るとともに、第２遮断弁を有する第２の配管と、上記第１の配管の上記第１遮断弁上流側および上記第２の配管の上記第２遮断弁下流側を接続するとともに、バイパス弁を有する第１バイパス管とを備えた動力装置において、異常発生により上記第１，第２遮断弁を閉じたとき、上記火炉からの高圧ガスを上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側より分岐し上記膨張タービンの排気管に送って上記火炉内の圧力を低下させる第２バイパス管を設け、かつ上記第１の配管の上記第１遮断弁下流側より分岐し、圧縮空気を上記第２バイパス管の途中に送って高圧ガスを冷却させる第３バイパス管を設けたものである。
【００１２】上記第１乃至第３の目的を達成するために、第３の発明は、大気圧以上の圧力により石炭などの燃料を燃焼させ、高温ガスを発生させる火炉と、該火炉に圧縮空気を供給する圧縮機と、上記火炉からの高温ガスで回転し、上記圧縮機および発電機を回転させる膨張タービンとを設け、かつ上記圧縮機からの圧縮空気を上記火炉に送るとともに、第１遮断弁を有する第１の配管と、上記火炉からの高圧ガスを上記膨張タービンに送るとともに、第２遮断弁を有する第２の配管と、上記第１の配管の上記第１遮断弁上流側および上記第２の配管の上記第２遮断弁下流側を接続するとともに、バイパス弁を有する第１バイパス管とを備えた動力装置において、上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側に設置され、上記火炉からの高圧ガスからダストを除去する脱塵装置を設け、かつ異常発生により上記第１,第２遮断弁を閉じたとき、上記脱塵装置からのダストを除去した高圧ガスを上記第２の配管より分岐し、上記膨張タービンの配管に送って上記火炉内の圧力を低下させる第２バイパス管と、上記第1の配管の上記第１の配管の上記第１遮断弁下流より分岐し、圧縮空気を上記第2バイパス管の途中に送って高圧ガスを冷却させる第３バイパス管を設けたものである。
【００１３】上記脱塵装置は、ホッパと、該ホッパの上方部および側方部を上記第２の配管に、それぞれ接続するガス給入口およびガス排出口とを設けるとともに、下方部にダスト排出口を設け、かつ、内部に円筒形状に形成され、その外周に変圧ガスが通過する多数個の穴を有する複数個のフイルタを設けたものである。
【００１４】上記第１乃至第３の目的を達成するために、第４の発明は、大気圧以上の圧力により石炭などの燃料を燃焼させ、高温ガスを発生させる火炉と、該火炉に圧縮空気を供給する圧縮機と、上記火炉からの高温ガスで回転し、上記圧縮機および発電機を回転させる膨張タービンを設け、かつ上記圧縮機からの圧縮空気を上記火炉に送るとともに、その流量を遮断する第１遮断弁を有する第１の配管と、上記火炉からの高温ガスを上記膨張タービンに送るとともに、その流量を遮断する第２遮断弁を有する第２の配管と、上記第１の配管の上記第１遮断弁上流側および上記第２の配管の上記第２遮断弁下流側を接続するとともに、バイパス弁を有する第１バイパス管とを備えた動力装置において、上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側に設置されるとともに、上下方向に接続する２個のホッパにて構成され、上記火炉からの高圧ガスが上方のホッパの上記ガス給入口から送入したとき、フイルタにて高圧ガスに含まれているダストを除去し、高圧ガスのみを側方の第１ガス排出口より上記第２の配管に排出し、ダストおよび、該ダストに含まれている１部の高圧ガスを下方のホッパに落下させつつダストと高圧ガスとを分離して高圧ガスのみを第２ガス排出口より第２バイパス管に排出し、ダストを下方のダスト排出口より排出する脱塵装置を設け、かつ異常発生により上記第１,第２遮断弁を閉じたとき、上記脱塵装置からのダストを除去した高圧ガスを上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側より分岐し、上記膨張タービンの排気管に送って上記火炉内の圧力を低下させる第２バイパス管と、上記第1の配管の上記第１遮断弁下流より分岐し、圧縮空気を上記第2バイパス管の途中に送って高温ガスを冷却させる第３バイパス管を設けたものである。
【００１５】上記第２および第３バイパス管は、それぞれ流量を制御する制御手段を設けたものである。
【００１６】
【作用】第１の発明によれば、異常発生により、第１の配管および第２の配管にそれぞれ設けた第１遮断弁および第２遮断弁を閉じたとき、第２の配管の第２遮断弁上流側より分岐する第２バイパス管にて膨張タービンの排気管に排出するので、火炉内の圧力を減少させることができ、これによって火炉内が圧縮空気の不足による不完全燃焼によって発生する一酸化段装置などの有毒ガスの発生を防止し、機器の信頼性を向上させることができる。
【００１７】第２の発明によれば、異常発生により、第１の配管および第２の配管にそれぞれ設けた第１遮断弁および第２遮断弁を閉じたとき、火炉からの高圧ガスを上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側より分岐する第２バイパス管にて膨張タービンの排気管に排出するとともに、第１の配管の上記第１遮断弁下流側の圧縮空気を上記第１の配管より分岐した第３バイパス管を通って上記第２バイパス管に送り、高圧ガスを冷却するので、火炉内の圧力を減少させるとともに、排気管に送る高圧ガスを冷却させることができ、これによって機器の信頼性をさらに向上することができる。
【００１８】第３の発明によれば、第２の配管の第２遮断弁上流側に設けた脱塵装置にて高圧ガスに含まれている石炭灰などのダストを除去する。そして通常運転時には、ダストを分離した高圧ガスを膨張タービンに送るので、該膨張タービン内の機器の損傷を防止することができる。また、異常発生により第１の配管および第２の配管にそれぞれに設けた第１遮断弁および第２遮断弁を閉じたときには、脱塵装置にてダストを分離した高圧ガスを上記第２の配管より分岐した第２バイパス管を通って膨張タービンの排気管に排出するとともに、上記第１の配管の上記第１遮断弁下流側の圧縮空気を上記第１の配管より分岐した第３バイパス管を通って上記第２バイパス管にの途中に送り、高圧ガスを冷却するので、上記膨張タービン内の機器および上記排気管に接続する機器かダストによって損傷するのを防止することができ、さらに機器の信頼性を向上することができる。
【００１９】第４の発明によれば、第２の配管の第２遮断弁上流側に設けた脱塵装置を上下方向に接続する２個のホッパにて構成し、該上方のホッパには、火炉からの高圧ガスが送入すると、高圧ガスに含まれているダストを除去し、ダストと、該ダストに含まれている一部の高圧ガスを下方のホッパ内に落下させてダストと高圧ガスとを分離し、高圧ガスのみ第２バイパス管に送りダストを下方より排出させる。そして、通常運転時には、第２遮断弁が開いているので、上方のホッパ内でダストと分離した高圧ガスを膨張タービンに送って膨張タービン内の機器の損傷を防止することができる。また異常発生時には、下方のホッパ内からダストと分離した高圧ガスを上記膨張タービンの排気管に排出するとともに、第１の配管の第１遮断弁下流側の圧縮空気を上記第１の配管より分岐した第３バイパス管を通って上記第２バイパス管の途中に送り、高圧ガスを冷却するので、高圧ガスとの分離効率を向上することができ、さらに機器の信頼性を向上することができる。
【００２０】
【実施例】以下、第１および第２の発明の一実施例である動力装置を示す図１について説明する。図１に示す実施例と、前記従来技術を示す図６，７との相違点は、第２の配管９の第２遮断弁６上流側より分岐して火炉４内の高圧ガスを膨張タービン３の排気管１６の途中に送る第２バイパス管１２と、該第２バイパス管１２の途中に設置され、火炉４なの高圧ガスの流量を制御する第１調節弁１３とを設け、かつ第１の配管８の第１遮断弁５下流側より分岐し、圧縮空気を第２バイパス管１２の第１調節弁１３上流側に送る第３バイパス管１４と、該第３バイパス管１４の途中に設置され、圧縮空気の流量を制御する第２調節弁１５とを設けた点である。そのため、上記以外は図６，７と同一符号をもって示す。
【００２１】つぎに動作について説明する。通常の運転時には、第１，第２遮断弁５，６を開き、バイパス弁１０および第１，第２調節弁１３，１５を閉じて圧縮機１からの圧縮空気を第１遮断弁６を通って火炉４へ送ると、該火炉４では高温ガスが発生し、第２遮断弁６を通って膨張タービン２に送って該膨張タービン２を回転させるとともに、圧縮機１および発電機３を回転させる。
【００２２】ついで、上記動力装置にトラブルが発生した場合には、第１，第２遮断弁５，６を閉じて圧縮機１および膨張タービン２と、火炉４とを遮断する。この状態でバイパス弁１０を開き、圧縮機１からの圧縮空気をバイパス弁１０を通って膨張タービン２に送るので、圧縮機１の急激な全閉による圧縮空気の行き場所がなくなるのを防止する。また、第１調節弁１３を開き、第２の配管９の火炉４と第２遮断弁６との間に残存している高圧ガスを第２バイパス管１２を通って膨張タービン２の排気管１６に送るので、火炉４内圧力は減圧される。同時に、第２調節弁１５を開き、第１の配管８の火炉４と第１遮断弁５との間に残存している圧縮空気を第３バイパス管１４を通って第２バイパス管１２に送るので、第２バイパス管１２を通る高圧ガスは圧縮空気によって冷却される。したがって異常時、火炉４内に高温高圧ガスが保持されたまま、圧縮機１および膨張タービン２と隔離される状態から再起動が可能な状態まで、火炉４内の高圧ガスの圧力および温度を、安全かつ他の機器の信頼性を損なうことなく制御することができる。
【００２３】つぎに、第３の発明の一実施例である動力装置および該動力装置に使用される脱塵装置をそれぞれ示す図２および図３について説明する。図２に示す実施例と、前記図１に示す実施例との相違点は、第２の配管９の火炉４と、第２バイパス管１２分岐点との間に脱塵装置１７を設けた点であり、上記以外は同一であるから、同一符号をもって示すとともに、脱塵装置１７を中心にして説明する。脱塵装置１７は、図３に示すように、ホッパ１８内にセラミックにて円筒形状に形成され、外周に高圧ガスの通過する多数の穴１９を有するフイルタ２０を複数個設け、上方の第２の配管９に接続するガス給入口２１からダストを含む高圧ガスが送入すると、複数のフィルタ２０を通過しながら高圧ガスがダストと分離し、穴１９を通って第２の配管９に接続するガス排出口２２より排出する。また高圧ガスと分離したダストは、下方に落下し、一旦底部に溜ったのち、ダスト排出口２３より排出される。上記ガス給入口２１およびガス排出口２２は、第２の配管９に接続し、ダスト排出口２３は、図示しないダスト排出装置に接続している。
【００２４】つぎに動作について説明する。通常の運転時には、第１，第２遮断弁５，６を開きバイパス弁１０および第１，第２調節弁１３，１５を閉じているので、火炉４からのダストを含む高圧ガスは、第２の配管９を通って脱塵装置１７に送入する。脱塵装置１７では、高圧ガスと、ダストとを分離し、高圧ガスをガス排出口２２より第２の配管９を通って膨張タービン２に送る。一方、高圧ガスより分離したダストをダスト排出口２３より外部に排出する。したがって、通常運転時、膨張タービン２内の翼などがダストによって損傷するのを防止することができる。また、動力装置にトラブルが発生した場合には、第１，第２遮断弁５，６を閉じ、バイパス弁１０および第１，第２調節弁１３，１５を開くので、火炉４からのダストを含む高圧ガスは、第２の配管９を通って脱塵装置１７に送入し、ダストと分離してガス排出口２３より第２の配管９および第２バイパス１２を通って膨張タービン２の排気管１６に送られる。一方、高圧ガスより分離したダストは、ダスト排出口２３より外部に排出される。したがって、異常発生時、膨張タービン２の排気管１６に接続する機器がダストによって損傷するのを防止することができる。
【００２５】つぎに、第３の発明の他の一実施例である動力装置および脱塵装置をそれぞれ示す図４および図５について説明する。図４に示す実施例と、前記図２に示す実施例との相違点は、脱塵装置２４の構成が図５に示すように、前記図３に示す脱塵装置１７と相違するのみで、その他は同一であるから、同一符号を持って示すとともに、脱塵装置２４を中心にして説明する。図５に示すように、脱塵装置２４は、上下方向に接続する２個のホッパ２５，２６とを設けている。上方のホッパ２５は、前記図３に示すホッパ１８と同様に、セラミックにて円筒形状に形成され、外周に高圧ガスの通過する穴２７を有するフイルタ２８を複数個設け、かつ上方には第２の配管９に接続するガス給入口２９と、側方には第２の配管９に接続する第１ガス排出口３０と、下方には、一部の高圧ガスを含むダストを排出する第１ダスト排出口３１とを設けている。下方のホッパ２６は、上方に第１ダスト排出口３１に接続するダスト給入口３２を設け、斜上方には第２バイパス管１２に接続する第２ガス排出口３３を設け、下方には第２ダスト排出口３４を設けている。つぎに脱塵装置２４の動作について説明する。ガス給入口２９よりダストを含む高圧ガスが送入すると、フイルタ２８によって高圧ガスとダストとが分離され、高圧ガスが第１ガス排出口３１より第２の配管９に送られる。一方のダストは、上記フイルタ２８にて完全に変圧ガスと分離することができず、一部の高圧ガスを含んでいる。そのため、ダストは一部の高圧ガスとともに下方の第１ダスト排出口３１およびダスト給入口３２を通って下方のホッパ２６内に落下する。このとき、ダスト中から一部の高圧ガスが分離し、斜上方の第２ガス排出口３３より第２バイパス管１２に送られる。一方一部の高圧ガスを分離したダストは下方の第２排出口３４より外部に排出される。
【００２６】したがって、本実施例による脱塵装置２４は、膨張タービン２の排気管１６に送る高圧ガスよりダストを分離する効率を向上することができ、これによって排気管１６に接続する機器の損傷をさらに防止することができる。
【００２７】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載するような効果を奏する。
【００２８】第１の発明によれば、異常発生により、第１の配管および第２の配管にそれぞれ設けた第１遮断弁および第２遮断弁を閉じたとき、火炉内の高圧ガスを第２バイパス管を通って膨張タービンの排気管に排出するので、火炉内の圧力を減少させて火炉内が圧縮空気の不足による不完全燃焼による一酸化炭素などの有毒ガスの発生を防止し、機器の信頼性を向上させることができる。
【００２９】第２の発明によれば、異常発生により、第１の配管および第２の配管にそれぞれ設けた第１遮断弁および第２遮断弁を閉じたとき、火炉内の高圧ガスを第２バイパス管を通って膨張タービンの排気管に排出するとともに、上記第１の配管の上記第１遮断弁下流側の圧縮空気を第３バイパス管を通って上記第２バイパス管の途中に送り、高圧ガスを冷却させるので、機器の損傷を防止し、さらに機器の信頼性を向上させることができる。
【００３０】第３の発明によれば、第２の配管の第２遮断弁上流側に設けた脱塵装置により、通常運転時、火炉からの高圧ガス中に含まれているダストを除去して高圧ガスのみ膨張タービンに送ることができ、また、異常発生により、第１の配管および第２の配管にそれぞれ設けた第１遮断弁および第２遮断弁を閉じたとき、上記脱塵装置によりダストを分離した高圧ガスを上記膨張タービンの排気管に排出するとともに、上記第１の配管の上記第１遮断弁下流側の圧縮空気を第３バイパス管を通って上記第２バイパス管の途中に送り、高圧ガスを冷却させるので、機器の損傷を防止し、さらに機器の信頼性を向上することができる。
【００３１】第４の発明によれば、第２の配管の第２遮断弁上流側に設けた脱塵装置を上下方向に接続する２個のホッパにて構成し、該上方のホッパには、火炉からの高圧ガスが送入すると、高圧ガスに含まれているダストを除去し、ダストと、該ダストに含まれている一部の高圧ガスを下方のホッパ内に落下させてダストと高圧ガスとを分離し、高圧ガスのみ第２バイパス管に送りダストを下方より排出させる。そして、通常運転時には、第２遮断弁が開いているので、上方のホッパ内でダストと分離した高圧ガスを膨張タービンに送って膨張タービン内の機器の損傷を防止することができる。また異常発生時には、下方のホッパ内からダストと分離した高圧ガスを上記膨張タービンの排気管に排出するとともに、第１の配管の第１遮断弁下流側の圧縮空気を上記第１の配管より分岐した第３バイパス管を通って上記第２バイパス管の途中に送り、高圧ガスを冷却するので、高圧ガスとダストとの分離効率を向上することができ、さらに機器の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である動力装置を示す図。
【図２】本発明の第２の実施例である動力装置を示す図。
【図３】図２に脱塵装置の拡大断面図。
【図４】本発明の第３の実施例である動力装置を示す図。
【図５】図４に示す脱塵装置の拡大断面図。
【図６】従来の動力装置の通常運転時を示す図。
【図７】従来の動力装置の異常運転時を示す図。
【符号の説明】
１…圧縮機，２…膨張タービン，３…発電機，４…火炉，５…第１遮断弁，６…第２遮断弁，８…第１の配管，９…第２の配管，１０…バイパス弁，１１…第１バイパス管，１２…第２バイパス管，１３…第１調節弁，１４…第３バイパス管，１５…第２調節弁，１６…排気管，１７，２４…脱塵装置。
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大気圧以上の圧力で石炭などを燃焼させ、高温ガスを発生させる動力装置に係り、とくに異常時などに火炉が圧力を保持したまま隔離された場合に該火炉内の圧力の減少および温度の低下に好適な動力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来加圧流動層燃焼プラントに使用されている動力装置は、たとえば、特開昭６２−１７８７３１号公報に記載され、その要部を図６および図７に示すように、大気圧以上の圧力で石炭などを燃焼させ、高温ガスを発生させる火炉４と、該火炉４に圧縮空気を供給する圧縮機１と、上記火炉４からの高温ガスで駆動し、上記圧縮機１および発電機３を駆動させる膨張タービン２とを設け、かつ上記圧縮機１および上記火炉４を接続するとともに、第１遮断弁５を有する第１の配管８と、上記火炉４および上記膨張タービン２を接続するとともに、第２遮断弁６を有する第２の配管９と、上記第１の配管８の上記第１遮断弁５上流側および上記第２の配管９の上記第２遮断弁６下流側を接続するとともに、バイパス弁１０を有する第１バイパス管１１とを設けたものが提案されている。
【０００３】上記の動力装置は、通常の運転時には、図６R>６に示すように、２個の遮断弁５，６を開き、バイパス弁１０を閉じて圧縮機１からの圧縮空気を第１遮断弁５を通って火炉４へ送ると、該火炉４では高温ガスが発生し、第２遮断弁６を通って膨張タービン２に送って該膨張タービン２を回転させるとともに、圧縮機１および発電機３を回転させる。
【０００４】ついで、上記動力装置にトラブルが発生した場合について図７により説明する。たとえば、火炉４から膨張タービン２への高圧ガスの供給が異常に増加することがある。この場合、これを保持すると、膨張タービン２が急激な速度変化または負荷の変化の原因となる。そこで、両遮断弁５，６を閉じて圧縮機１から火炉４への圧縮空気の供給を遮断するとともに、火炉４から膨張タービン２への高圧ガスの供給を遮断する。このとき、急激に遮断弁５を全閉すると、圧縮機１からの圧縮空気の行き場所がなくなるため、バイパス弁１０を開いて圧縮空気を膨張タービン２にバイパスさせている。
【０００５】また、火炉４自身が異常の場合も上記と同様な方法を行なっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、動力装置に異常が生じた場合、両遮断弁を閉じて火炉と圧縮機および膨張タービンとを遮断している。そのため、火炉内の圧力は、運転状態の高い圧力を保持したままとなる。しかも、燃料が石炭などの場合は、供給空気を遮断しても直ちに燃焼が停止することがないので、火炉内のガスは、十分高温のままである。ところが、供給空気量は十分でないため、不完全燃焼などにより一酸化炭素などの有毒ガスが火炉内に発生している恐れがある。また、異常が回復し、動力装置を再起動させるためには、火炉内の圧力を起動時の常圧状態にまで速やかに戻す必要がある。しかるに、火炉と膨張タービンとの間の遮断弁をいきなり開くことは、上記の有毒ガスが高温度のまま流れ出して停止状態の膨張タービンに供給されるが、この点についての配慮がされておらず、機器を損傷する恐れがあった。また、火炉内で石炭などを燃焼したさいに発生する石炭灰などのダストが高圧ガスに混入して膨張タービンに送入されるが、この点についての配慮がされておらず、膨張タービンの動翼がダストにより摩耗する恐れがあった。
【０００７】本発明の第１の目的は、異常発生のため、火炉が圧縮機および膨張タービンと隔離されたとき、火炉内の圧力を起動時の常圧状態まで速やかにかつ安全に減圧を可能とする動力装置を提供することにある。
【０００８】本発明の第２の目的は、異常発生のため、火炉が圧縮機および膨張タービンと隔離されたとき、火炉からの高圧ガスを冷却し機器の信頼性を向上可能とする動力装置提供することにある。
【０００９】本発明の第３の目的は、火炉で燃料を燃焼したさいに発生する灰などのダストを高圧ガスより分離し、膨張タービン内および該膨張タービンの排気管に接続する機器の損傷を防止可能とする動力装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成するために、第１の発明は、大気圧以上の圧力により石炭などの燃料を燃焼させ、高温ガスを発生させる火炉と、該火炉に圧縮空気を供給する圧縮機と、上記火炉からの高温ガスで回転し、上記圧縮機および発電機を回転させる膨張タービンとを設け、かつ上記圧縮機からの圧縮空気を上記火炉に送るとともに、第１遮断弁を有する第１の配管と、上記火炉からの高圧ガスを上記膨張タービンに送るとともに、第２遮断弁を有する第２の配管と、上記第１の配管の上記第１遮断弁上流側および上記第２の配管の上記第２遮断弁下流側を接続するとともに、バイパス弁を有する第１バイパス管とを備えた動力装置において、異常発生により上記第１，第２遮断弁を閉じたとき、上記火炉からの高圧ガスを上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側より分岐し、上記膨張タービンの排気管に送って上記火炉内の圧力を低下させる第２バイパス管を設けたものである。
【００１１】上記第１および２の目的を達成するために、第２の発明は、大気圧以上の圧力により石炭などの燃料を燃焼させ、高温ガスを発生させる火炉と、該火炉に圧縮空気を供給する圧縮機と、上記火炉からの高温ガスで回転し、上記圧縮機および発電機を回転させる膨張タービンとを設け、かつ上記圧縮機からの圧縮空気を上記火炉に送るとともに、第１遮断弁を有する第１の配管と、上記火炉からの高圧ガスを上記膨張タービンに送るとともに、第２遮断弁を有する第２の配管と、上記第１の配管の上記第１遮断弁上流側および上記第２の配管の上記第２遮断弁下流側を接続するとともに、バイパス弁を有する第１バイパス管とを備えた動力装置において、異常発生により上記第１，第２遮断弁を閉じたとき、上記火炉からの高圧ガスを上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側より分岐し上記膨張タービンの排気管に送って上記火炉内の圧力を低下させる第２バイパス管を設け、かつ上記第１の配管の上記第１遮断弁下流側より分岐し、圧縮空気を上記第２バイパス管の途中に送って高圧ガスを冷却させる第３バイパス管を設けたものである。
【００１２】上記第１乃至第３の目的を達成するために、第３の発明は、大気圧以上の圧力により石炭などの燃料を燃焼させ、高温ガスを発生させる火炉と、該火炉に圧縮空気を供給する圧縮機と、上記火炉からの高温ガスで回転し、上記圧縮機および発電機を回転させる膨張タービンとを設け、かつ上記圧縮機からの圧縮空気を上記火炉に送るとともに、第１遮断弁を有する第１の配管と、上記火炉からの高圧ガスを上記膨張タービンに送るとともに、第２遮断弁を有する第２の配管と、上記第１の配管の上記第１遮断弁上流側および上記第２の配管の上記第２遮断弁下流側を接続するとともに、バイパス弁を有する第１バイパス管とを備えた動力装置において、上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側に設置され、上記火炉からの高圧ガスからダストを除去する脱塵装置を設け、かつ異常発生により上記第１,第２遮断弁を閉じたとき、上記脱塵装置からのダストを除去した高圧ガスを上記第２の配管より分岐し、上記膨張タービンの配管に送って上記火炉内の圧力を低下させる第２バイパス管と、上記第1の配管の上記第１の配管の上記第１遮断弁下流より分岐し、圧縮空気を上記第2バイパス管の途中に送って高圧ガスを冷却させる第３バイパス管を設けたものである。
【００１３】上記脱塵装置は、ホッパと、該ホッパの上方部および側方部を上記第２の配管に、それぞれ接続するガス給入口およびガス排出口とを設けるとともに、下方部にダスト排出口を設け、かつ、内部に円筒形状に形成され、その外周に変圧ガスが通過する多数個の穴を有する複数個のフイルタを設けたものである。
【００１４】上記第１乃至第３の目的を達成するために、第４の発明は、大気圧以上の圧力により石炭などの燃料を燃焼させ、高温ガスを発生させる火炉と、該火炉に圧縮空気を供給する圧縮機と、上記火炉からの高温ガスで回転し、上記圧縮機および発電機を回転させる膨張タービンを設け、かつ上記圧縮機からの圧縮空気を上記火炉に送るとともに、その流量を遮断する第１遮断弁を有する第１の配管と、上記火炉からの高温ガスを上記膨張タービンに送るとともに、その流量を遮断する第２遮断弁を有する第２の配管と、上記第１の配管の上記第１遮断弁上流側および上記第２の配管の上記第２遮断弁下流側を接続するとともに、バイパス弁を有する第１バイパス管とを備えた動力装置において、上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側に設置されるとともに、上下方向に接続する２個のホッパにて構成され、上記火炉からの高圧ガスが上方のホッパの上記ガス給入口から送入したとき、フイルタにて高圧ガスに含まれているダストを除去し、高圧ガスのみを側方の第１ガス排出口より上記第２の配管に排出し、ダストおよび、該ダストに含まれている１部の高圧ガスを下方のホッパに落下させつつダストと高圧ガスとを分離して高圧ガスのみを第２ガス排出口より第２バイパス管に排出し、ダストを下方のダスト排出口より排出する脱塵装置を設け、かつ異常発生により上記第１,第２遮断弁を閉じたとき、上記脱塵装置からのダストを除去した高圧ガスを上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側より分岐し、上記膨張タービンの排気管に送って上記火炉内の圧力を低下させる第２バイパス管と、上記第1の配管の上記第１遮断弁下流より分岐し、圧縮空気を上記第2バイパス管の途中に送って高温ガスを冷却させる第３バイパス管を設けたものである。
【００１５】上記第２および第３バイパス管は、それぞれ流量を制御する制御手段を設けたものである。
【００１６】
【作用】第１の発明によれば、異常発生により、第１の配管および第２の配管にそれぞれ設けた第１遮断弁および第２遮断弁を閉じたとき、第２の配管の第２遮断弁上流側より分岐する第２バイパス管にて膨張タービンの排気管に排出するので、火炉内の圧力を減少させることができ、これによって火炉内が圧縮空気の不足による不完全燃焼によって発生する一酸化段装置などの有毒ガスの発生を防止し、機器の信頼性を向上させることができる。
【００１７】第２の発明によれば、異常発生により、第１の配管および第２の配管にそれぞれ設けた第１遮断弁および第２遮断弁を閉じたとき、火炉からの高圧ガスを上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側より分岐する第２バイパス管にて膨張タービンの排気管に排出するとともに、第１の配管の上記第１遮断弁下流側の圧縮空気を上記第１の配管より分岐した第３バイパス管を通って上記第２バイパス管に送り、高圧ガスを冷却するので、火炉内の圧力を減少させるとともに、排気管に送る高圧ガスを冷却させることができ、これによって機器の信頼性をさらに向上することができる。
【００１８】第３の発明によれば、第２の配管の第２遮断弁上流側に設けた脱塵装置にて高圧ガスに含まれている石炭灰などのダストを除去する。そして通常運転時には、ダストを分離した高圧ガスを膨張タービンに送るので、該膨張タービン内の機器の損傷を防止することができる。また、異常発生により第１の配管および第２の配管にそれぞれに設けた第１遮断弁および第２遮断弁を閉じたときには、脱塵装置にてダストを分離した高圧ガスを上記第２の配管より分岐した第２バイパス管を通って膨張タービンの排気管に排出するとともに、上記第１の配管の上記第１遮断弁下流側の圧縮空気を上記第１の配管より分岐した第３バイパス管を通って上記第２バイパス管にの途中に送り、高圧ガスを冷却するので、上記膨張タービン内の機器および上記排気管に接続する機器かダストによって損傷するのを防止することができ、さらに機器の信頼性を向上することができる。
【００１９】第４の発明によれば、第２の配管の第２遮断弁上流側に設けた脱塵装置を上下方向に接続する２個のホッパにて構成し、該上方のホッパには、火炉からの高圧ガスが送入すると、高圧ガスに含まれているダストを除去し、ダストと、該ダストに含まれている一部の高圧ガスを下方のホッパ内に落下させてダストと高圧ガスとを分離し、高圧ガスのみ第２バイパス管に送りダストを下方より排出させる。そして、通常運転時には、第２遮断弁が開いているので、上方のホッパ内でダストと分離した高圧ガスを膨張タービンに送って膨張タービン内の機器の損傷を防止することができる。また異常発生時には、下方のホッパ内からダストと分離した高圧ガスを上記膨張タービンの排気管に排出するとともに、第１の配管の第１遮断弁下流側の圧縮空気を上記第１の配管より分岐した第３バイパス管を通って上記第２バイパス管の途中に送り、高圧ガスを冷却するので、高圧ガスとの分離効率を向上することができ、さらに機器の信頼性を向上することができる。
【００２０】
【実施例】以下、第１および第２の発明の一実施例である動力装置を示す図１について説明する。図１に示す実施例と、前記従来技術を示す図６，７との相違点は、第２の配管９の第２遮断弁６上流側より分岐して火炉４内の高圧ガスを膨張タービン３の排気管１６の途中に送る第２バイパス管１２と、該第２バイパス管１２の途中に設置され、火炉４なの高圧ガスの流量を制御する第１調節弁１３とを設け、かつ第１の配管８の第１遮断弁５下流側より分岐し、圧縮空気を第２バイパス管１２の第１調節弁１３上流側に送る第３バイパス管１４と、該第３バイパス管１４の途中に設置され、圧縮空気の流量を制御する第２調節弁１５とを設けた点である。そのため、上記以外は図６，７と同一符号をもって示す。
【００２１】つぎに動作について説明する。通常の運転時には、第１，第２遮断弁５，６を開き、バイパス弁１０および第１，第２調節弁１３，１５を閉じて圧縮機１からの圧縮空気を第１遮断弁６を通って火炉４へ送ると、該火炉４では高温ガスが発生し、第２遮断弁６を通って膨張タービン２に送って該膨張タービン２を回転させるとともに、圧縮機１および発電機３を回転させる。
【００２２】ついで、上記動力装置にトラブルが発生した場合には、第１，第２遮断弁５，６を閉じて圧縮機１および膨張タービン２と、火炉４とを遮断する。この状態でバイパス弁１０を開き、圧縮機１からの圧縮空気をバイパス弁１０を通って膨張タービン２に送るので、圧縮機１の急激な全閉による圧縮空気の行き場所がなくなるのを防止する。また、第１調節弁１３を開き、第２の配管９の火炉４と第２遮断弁６との間に残存している高圧ガスを第２バイパス管１２を通って膨張タービン２の排気管１６に送るので、火炉４内圧力は減圧される。同時に、第２調節弁１５を開き、第１の配管８の火炉４と第１遮断弁５との間に残存している圧縮空気を第３バイパス管１４を通って第２バイパス管１２に送るので、第２バイパス管１２を通る高圧ガスは圧縮空気によって冷却される。したがって異常時、火炉４内に高温高圧ガスが保持されたまま、圧縮機１および膨張タービン２と隔離される状態から再起動が可能な状態まで、火炉４内の高圧ガスの圧力および温度を、安全かつ他の機器の信頼性を損なうことなく制御することができる。
【００２３】つぎに、第３の発明の一実施例である動力装置および該動力装置に使用される脱塵装置をそれぞれ示す図２および図３について説明する。図２に示す実施例と、前記図１に示す実施例との相違点は、第２の配管９の火炉４と、第２バイパス管１２分岐点との間に脱塵装置１７を設けた点であり、上記以外は同一であるから、同一符号をもって示すとともに、脱塵装置１７を中心にして説明する。脱塵装置１７は、図３に示すように、ホッパ１８内にセラミックにて円筒形状に形成され、外周に高圧ガスの通過する多数の穴１９を有するフイルタ２０を複数個設け、上方の第２の配管９に接続するガス給入口２１からダストを含む高圧ガスが送入すると、複数のフィルタ２０を通過しながら高圧ガスがダストと分離し、穴１９を通って第２の配管９に接続するガス排出口２２より排出する。また高圧ガスと分離したダストは、下方に落下し、一旦底部に溜ったのち、ダスト排出口２３より排出される。上記ガス給入口２１およびガス排出口２２は、第２の配管９に接続し、ダスト排出口２３は、図示しないダスト排出装置に接続している。
【００２４】つぎに動作について説明する。通常の運転時には、第１，第２遮断弁５，６を開きバイパス弁１０および第１，第２調節弁１３，１５を閉じているので、火炉４からのダストを含む高圧ガスは、第２の配管９を通って脱塵装置１７に送入する。脱塵装置１７では、高圧ガスと、ダストとを分離し、高圧ガスをガス排出口２２より第２の配管９を通って膨張タービン２に送る。一方、高圧ガスより分離したダストをダスト排出口２３より外部に排出する。したがって、通常運転時、膨張タービン２内の翼などがダストによって損傷するのを防止することができる。また、動力装置にトラブルが発生した場合には、第１，第２遮断弁５，６を閉じ、バイパス弁１０および第１，第２調節弁１３，１５を開くので、火炉４からのダストを含む高圧ガスは、第２の配管９を通って脱塵装置１７に送入し、ダストと分離してガス排出口２３より第２の配管９および第２バイパス１２を通って膨張タービン２の排気管１６に送られる。一方、高圧ガスより分離したダストは、ダスト排出口２３より外部に排出される。したがって、異常発生時、膨張タービン２の排気管１６に接続する機器がダストによって損傷するのを防止することができる。
【００２５】つぎに、第３の発明の他の一実施例である動力装置および脱塵装置をそれぞれ示す図４および図５について説明する。図４に示す実施例と、前記図２に示す実施例との相違点は、脱塵装置２４の構成が図５に示すように、前記図３に示す脱塵装置１７と相違するのみで、その他は同一であるから、同一符号を持って示すとともに、脱塵装置２４を中心にして説明する。図５に示すように、脱塵装置２４は、上下方向に接続する２個のホッパ２５，２６とを設けている。上方のホッパ２５は、前記図３に示すホッパ１８と同様に、セラミックにて円筒形状に形成され、外周に高圧ガスの通過する穴２７を有するフイルタ２８を複数個設け、かつ上方には第２の配管９に接続するガス給入口２９と、側方には第２の配管９に接続する第１ガス排出口３０と、下方には、一部の高圧ガスを含むダストを排出する第１ダスト排出口３１とを設けている。下方のホッパ２６は、上方に第１ダスト排出口３１に接続するダスト給入口３２を設け、斜上方には第２バイパス管１２に接続する第２ガス排出口３３を設け、下方には第２ダスト排出口３４を設けている。つぎに脱塵装置２４の動作について説明する。ガス給入口２９よりダストを含む高圧ガスが送入すると、フイルタ２８によって高圧ガスとダストとが分離され、高圧ガスが第１ガス排出口３１より第２の配管９に送られる。一方のダストは、上記フイルタ２８にて完全に変圧ガスと分離することができず、一部の高圧ガスを含んでいる。そのため、ダストは一部の高圧ガスとともに下方の第１ダスト排出口３１およびダスト給入口３２を通って下方のホッパ２６内に落下する。このとき、ダスト中から一部の高圧ガスが分離し、斜上方の第２ガス排出口３３より第２バイパス管１２に送られる。一方一部の高圧ガスを分離したダストは下方の第２排出口３４より外部に排出される。
【００２６】したがって、本実施例による脱塵装置２４は、膨張タービン２の排気管１６に送る高圧ガスよりダストを分離する効率を向上することができ、これによって排気管１６に接続する機器の損傷をさらに防止することができる。
【００２７】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載するような効果を奏する。
【００２８】第１の発明によれば、異常発生により、第１の配管および第２の配管にそれぞれ設けた第１遮断弁および第２遮断弁を閉じたとき、火炉内の高圧ガスを第２バイパス管を通って膨張タービンの排気管に排出するので、火炉内の圧力を減少させて火炉内が圧縮空気の不足による不完全燃焼による一酸化炭素などの有毒ガスの発生を防止し、機器の信頼性を向上させることができる。
【００２９】第２の発明によれば、異常発生により、第１の配管および第２の配管にそれぞれ設けた第１遮断弁および第２遮断弁を閉じたとき、火炉内の高圧ガスを第２バイパス管を通って膨張タービンの排気管に排出するとともに、上記第１の配管の上記第１遮断弁下流側の圧縮空気を第３バイパス管を通って上記第２バイパス管の途中に送り、高圧ガスを冷却させるので、機器の損傷を防止し、さらに機器の信頼性を向上させることができる。
【００３０】第３の発明によれば、第２の配管の第２遮断弁上流側に設けた脱塵装置により、通常運転時、火炉からの高圧ガス中に含まれているダストを除去して高圧ガスのみ膨張タービンに送ることができ、また、異常発生により、第１の配管および第２の配管にそれぞれ設けた第１遮断弁および第２遮断弁を閉じたとき、上記脱塵装置によりダストを分離した高圧ガスを上記膨張タービンの排気管に排出するとともに、上記第１の配管の上記第１遮断弁下流側の圧縮空気を第３バイパス管を通って上記第２バイパス管の途中に送り、高圧ガスを冷却させるので、機器の損傷を防止し、さらに機器の信頼性を向上することができる。
【００３１】第４の発明によれば、第２の配管の第２遮断弁上流側に設けた脱塵装置を上下方向に接続する２個のホッパにて構成し、該上方のホッパには、火炉からの高圧ガスが送入すると、高圧ガスに含まれているダストを除去し、ダストと、該ダストに含まれている一部の高圧ガスを下方のホッパ内に落下させてダストと高圧ガスとを分離し、高圧ガスのみ第２バイパス管に送りダストを下方より排出させる。そして、通常運転時には、第２遮断弁が開いているので、上方のホッパ内でダストと分離した高圧ガスを膨張タービンに送って膨張タービン内の機器の損傷を防止することができる。また異常発生時には、下方のホッパ内からダストと分離した高圧ガスを上記膨張タービンの排気管に排出するとともに、第１の配管の第１遮断弁下流側の圧縮空気を上記第１の配管より分岐した第３バイパス管を通って上記第２バイパス管の途中に送り、高圧ガスを冷却するので、高圧ガスとダストとの分離効率を向上することができ、さらに機器の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である動力装置を示す図。
【図２】本発明の第２の実施例である動力装置を示す図。
【図３】図２に脱塵装置の拡大断面図。
【図４】本発明の第３の実施例である動力装置を示す図。
【図５】図４に示す脱塵装置の拡大断面図。
【図６】従来の動力装置の通常運転時を示す図。
【図７】従来の動力装置の異常運転時を示す図。
【符号の説明】
１…圧縮機，２…膨張タービン，３…発電機，４…火炉，５…第１遮断弁，６…第２遮断弁，８…第１の配管，９…第２の配管，１０…バイパス弁，１１…第１バイパス管，１２…第２バイパス管，１３…第１調節弁，１４…第３バイパス管，１５…第２調節弁，１６…排気管，１７，２４…脱塵装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 大気圧以上の圧力により石炭などの燃料を燃焼させ、高温ガスを発生させる火炉と、該火炉に圧縮空気を供給する圧縮機と、上記火炉からの高温ガスで回転し、上記圧縮機および発電機を回転させる膨張タービンを設け、かつ上記圧縮機からの圧縮空気を上記火炉に送るとともに、その流量を遮断する第１遮断弁を有する第１の配管と、上記火炉からの高温ガスを上記膨張タービンに送るとともに、その流量を遮断する第２遮断弁を有する第２の配管と、上記第１の配管の上記第１遮断弁上流側および上記第２の配管の上記第２遮断弁下流側を接続するとともに、バイパス弁を有する第１バイパス管を備えた動力装置において、異常発生により、上記第１，第２遮断弁を閉じたとき、上記火炉からの高圧ガスを上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側より分岐し、上記膨張タービンの排気管に送って上記火炉内の圧力を低下させる第２バイパス管を設けたことを特徴とする動力装置。
【請求項２】 大気圧以上の圧力により石炭などの燃料を燃焼させ、高温ガスを発生させる火炉と、該火炉に圧縮空気を供給する圧縮機と、上記火炉からの高温ガスで回転し、上記圧縮機および発電機を回転させる膨張タービンを設け、かつ上記圧縮機からの圧縮空気を上記火炉に送るとともに、その流量を遮断する第１遮断弁を有する第１の配管と、上記火炉からの高温ガスを上記膨張タービンに送るとともに、その流量を遮断する第２遮断弁を有する第２の配管と、上記第１の配管の上記第１遮断弁上流側および上記第２の配管の上記第２遮断弁下流側を接続するとともに、バイパス弁を有する第１バイパス管を備えた動力装置において、異常発生により、第１，第２遮断弁を閉じたとき、上記火炉からの高圧ガスを上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側より分岐し、上記膨張タービンの排気管に送って上記火炉内の圧力を低下させる第２バイパス管を設け、かつ上記第１の配管の上記第１遮断弁下流側より分岐し、圧縮空気を上記バイパス管の途中に送って高温ガスを冷却させる第３バイパス管を設けたことを特徴とする動力装置。
【請求項３】 大気圧以上の圧力により石炭などの燃料を燃焼させ、高温ガスを発生させる火炉と、該火炉に圧縮空気を供給する圧縮機と、上記火炉からの高温ガスで回転し、上記圧縮機および発電機を回転させる膨張タービンを設け、かつ上記圧縮機からの圧縮空気を上記火炉に送るとともに、その流量を遮断する第１遮断弁を有する第１の配管と、上記火炉からの高温ガスを上記膨張タービンに送るとともに、その流量を遮断する第２遮断弁を有する第２の配管と、上記第１の配管の上記第１遮断弁上流側および上記第２の配管の上記第２遮断弁下流側を接続するとともに、バイパス弁を有する第１バイパス管を備えた動力装置において、上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側に配置され、上記火炉からの高圧ガスからダストを除去して上記第２の配管に送る脱塵装置を設け、かつ異常発生により上記第１，第２遮弁を閉じたとき、上記脱塵装置からのダストを除去した高圧ガスを上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側より分岐し、上記膨張タービンの排気管に送って上記火炉内の圧力を低下させる第２バイパス管と、上記第１の配管の上記第１遮断弁下流側より分岐し、圧縮空気を上記第２バイパス管の途中に送って高温ガスを冷却させる第３バイパス管とを設けたことを特徴とする動力装置。
【請求項４】 上記脱塵装置は、ホッパと、該ホッパの上方部および側方部に設置され、それぞれ第２の配管に接続するガス給入口およびガス排出口とを設けるとともに、下方部にガス排出口を設け、かつ内部に円筒形状に形成され、その外周に高圧ガスのみを通過させる多数の穴を有する複数のフイルタを設けたことを特徴とする請求項３記載の動力装置。
【請求項５】 大気圧以上の圧力により石炭などの燃料を燃焼させ、高温ガスを発生させる火炉と、該火炉に圧縮空気を供給する圧縮機と、上記火炉からの高温ガスで回転し、上記圧縮機および発電機を回転させる膨張タービンを設け、かつ上記圧縮機からの圧縮空気を上記火炉に送るとともに、その流量を遮断する第１遮断弁を有する第１の配管と、上記火炉からの高温ガスを上記膨張タービンに送るとともに、その流量を遮断する第２遮断弁を有する第２の配管と、上記第１の配管の上記第１遮断弁上流側および上記第２の配管の上記第２遮断弁下流側を接続するとともに、バイパス弁を有する第１バイパス管を備えた動力装置において、上記第２の配管の上記遮断弁上流側に配置されるとともに、上下方向に接続する２個のホッパにて構成され、上記火炉からの高圧ガスが上方のホッパの上記ガス給入口から送入したとき、フイルタにて高圧ガスに含まれているダストを除去し、高圧ガスのみを側方の第１ガス排出口より上記第２の配管に排出し、ダストおよび、該ダストに含まれている１部の高圧ガスを下方のホッパに落下させつつダストと高圧ガスとを分離して高圧ガスのみを第２ガス排出口より第２バイパス管に排出し、ダストを下方のダスト排出口より排出する脱塵装置を設け、かつ異常発生により上記第１，第２遮断弁を閉じたとき、上記脱塵装置からのダストを除去した高圧ガスを上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側より分岐し、上記膨張タービンの排気感に送って上記火炉内の圧力を低下させる第２バイパス管と、上記第１の配管の上記第１遮断弁下流側より分岐し、圧縮空気を上記第２バイパス管の途中に送って高温ガスを冷却させる第３バイパス管とを設けたことを特徴とする動力装置。
【請求項６】 上記第２および第３バイパス管は、それぞれ流量を制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至３および５のいずれかに記載の動力装置。
【請求項１】 大気圧以上の圧力により石炭などの燃料を燃焼させ、高温ガスを発生させる火炉と、該火炉に圧縮空気を供給する圧縮機と、上記火炉からの高温ガスで回転し、上記圧縮機および発電機を回転させる膨張タービンを設け、かつ上記圧縮機からの圧縮空気を上記火炉に送るとともに、その流量を遮断する第１遮断弁を有する第１の配管と、上記火炉からの高温ガスを上記膨張タービンに送るとともに、その流量を遮断する第２遮断弁を有する第２の配管と、上記第１の配管の上記第１遮断弁上流側および上記第２の配管の上記第２遮断弁下流側を接続するとともに、バイパス弁を有する第１バイパス管を備えた動力装置において、異常発生により、上記第１，第２遮断弁を閉じたとき、上記火炉からの高圧ガスを上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側より分岐し、上記膨張タービンの排気管に送って上記火炉内の圧力を低下させる第２バイパス管を設けたことを特徴とする動力装置。
【請求項２】 大気圧以上の圧力により石炭などの燃料を燃焼させ、高温ガスを発生させる火炉と、該火炉に圧縮空気を供給する圧縮機と、上記火炉からの高温ガスで回転し、上記圧縮機および発電機を回転させる膨張タービンを設け、かつ上記圧縮機からの圧縮空気を上記火炉に送るとともに、その流量を遮断する第１遮断弁を有する第１の配管と、上記火炉からの高温ガスを上記膨張タービンに送るとともに、その流量を遮断する第２遮断弁を有する第２の配管と、上記第１の配管の上記第１遮断弁上流側および上記第２の配管の上記第２遮断弁下流側を接続するとともに、バイパス弁を有する第１バイパス管を備えた動力装置において、異常発生により、第１，第２遮断弁を閉じたとき、上記火炉からの高圧ガスを上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側より分岐し、上記膨張タービンの排気管に送って上記火炉内の圧力を低下させる第２バイパス管を設け、かつ上記第１の配管の上記第１遮断弁下流側より分岐し、圧縮空気を上記バイパス管の途中に送って高温ガスを冷却させる第３バイパス管を設けたことを特徴とする動力装置。
【請求項３】 大気圧以上の圧力により石炭などの燃料を燃焼させ、高温ガスを発生させる火炉と、該火炉に圧縮空気を供給する圧縮機と、上記火炉からの高温ガスで回転し、上記圧縮機および発電機を回転させる膨張タービンを設け、かつ上記圧縮機からの圧縮空気を上記火炉に送るとともに、その流量を遮断する第１遮断弁を有する第１の配管と、上記火炉からの高温ガスを上記膨張タービンに送るとともに、その流量を遮断する第２遮断弁を有する第２の配管と、上記第１の配管の上記第１遮断弁上流側および上記第２の配管の上記第２遮断弁下流側を接続するとともに、バイパス弁を有する第１バイパス管を備えた動力装置において、上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側に配置され、上記火炉からの高圧ガスからダストを除去して上記第２の配管に送る脱塵装置を設け、かつ異常発生により上記第１，第２遮弁を閉じたとき、上記脱塵装置からのダストを除去した高圧ガスを上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側より分岐し、上記膨張タービンの排気管に送って上記火炉内の圧力を低下させる第２バイパス管と、上記第１の配管の上記第１遮断弁下流側より分岐し、圧縮空気を上記第２バイパス管の途中に送って高温ガスを冷却させる第３バイパス管とを設けたことを特徴とする動力装置。
【請求項４】 上記脱塵装置は、ホッパと、該ホッパの上方部および側方部に設置され、それぞれ第２の配管に接続するガス給入口およびガス排出口とを設けるとともに、下方部にガス排出口を設け、かつ内部に円筒形状に形成され、その外周に高圧ガスのみを通過させる多数の穴を有する複数のフイルタを設けたことを特徴とする請求項３記載の動力装置。
【請求項５】 大気圧以上の圧力により石炭などの燃料を燃焼させ、高温ガスを発生させる火炉と、該火炉に圧縮空気を供給する圧縮機と、上記火炉からの高温ガスで回転し、上記圧縮機および発電機を回転させる膨張タービンを設け、かつ上記圧縮機からの圧縮空気を上記火炉に送るとともに、その流量を遮断する第１遮断弁を有する第１の配管と、上記火炉からの高温ガスを上記膨張タービンに送るとともに、その流量を遮断する第２遮断弁を有する第２の配管と、上記第１の配管の上記第１遮断弁上流側および上記第２の配管の上記第２遮断弁下流側を接続するとともに、バイパス弁を有する第１バイパス管を備えた動力装置において、上記第２の配管の上記遮断弁上流側に配置されるとともに、上下方向に接続する２個のホッパにて構成され、上記火炉からの高圧ガスが上方のホッパの上記ガス給入口から送入したとき、フイルタにて高圧ガスに含まれているダストを除去し、高圧ガスのみを側方の第１ガス排出口より上記第２の配管に排出し、ダストおよび、該ダストに含まれている１部の高圧ガスを下方のホッパに落下させつつダストと高圧ガスとを分離して高圧ガスのみを第２ガス排出口より第２バイパス管に排出し、ダストを下方のダスト排出口より排出する脱塵装置を設け、かつ異常発生により上記第１，第２遮断弁を閉じたとき、上記脱塵装置からのダストを除去した高圧ガスを上記第２の配管の上記第２遮断弁上流側より分岐し、上記膨張タービンの排気感に送って上記火炉内の圧力を低下させる第２バイパス管と、上記第１の配管の上記第１遮断弁下流側より分岐し、圧縮空気を上記第２バイパス管の途中に送って高温ガスを冷却させる第３バイパス管とを設けたことを特徴とする動力装置。
【請求項６】 上記第２および第３バイパス管は、それぞれ流量を制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至３および５のいずれかに記載の動力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開平６−８８５３７
【公開日】平成６年（１９９４）３月２９日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−２３９７３３
【出願日】平成４年（１９９２）９月８日
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（０００２３３０４４）株式会社日立エンジニアリングサービス (276)
【公開日】平成６年（１９９４）３月２９日
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）９月８日
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（０００２３３０４４）株式会社日立エンジニアリングサービス (276)
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