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公開番号2024115023
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-26
出願番号2023020460
出願日2023-02-14
発明の名称廃棄物燃焼発電装置、および廃棄物燃焼発電方法
出願人荏原環境プラント株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類F23G 5/46 20060101AFI20240819BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】高温熱交換器を流れる流体と燃焼排ガスとの熱交換効率を向上させて、所望の温度以上に加熱された気体を、過熱蒸気をさらに昇温するための独立過熱器に供給することが可能な廃棄物燃焼発電装置を提供する。
【解決手段】廃棄物燃焼発電装置は、燃焼炉11と、過熱蒸気を生成する過熱器21、および流体を加熱する高温熱交換器12を内蔵する廃熱ボイラ13と、過熱蒸気と加熱された流体との間で熱交換を行うことで、過熱蒸気を昇温する独立過熱器14と、高温熱交換器12と独立過熱器14との間で流体を循環させる循環ライン25と、独立過熱器14で昇温された過熱蒸気が供給される蒸気タービンを有する発電機15と、を備える。高温熱交換器12は、廃熱ボイラ13の側壁13a,13bを貫通して、燃焼排ガスの流路を横断して延びる複数の高温流体加熱管35を少なくとも有している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
廃棄物を燃焼させる燃焼炉と、
前記燃焼炉からの燃焼排ガスと飽和蒸気との間で熱交換を行うことで前記飽和蒸気から過熱蒸気を生成する過熱器と、前記燃焼炉からの燃焼排ガスと流体との間で熱交換を行うことで前記流体を加熱する高温熱交換器と、を内蔵する廃熱ボイラと、
前記過熱蒸気と前記加熱された流体との間で熱交換を行うことで、前記過熱蒸気を昇温する独立過熱器と、
前記高温熱交換器と前記独立過熱器との間で前記流体を循環させる循環ラインと、
前記独立過熱器で昇温された過熱蒸気が供給される蒸気タービンを有する発電機と、を備え、
前記高温熱交換器は、前記廃熱ボイラの側壁を貫通して、前記燃焼排ガスの流路を横断して延びる複数の高温流体加熱管を少なくとも有している、廃棄物燃焼発電装置。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記廃熱ボイラは、前記高温熱交換器の高温流体加熱管が貫通する側壁の内面に取り付けられた耐熱パネルを有する、請求項１に記載の廃棄物燃焼発電装置。
【請求項３】
前記高温熱交換器は、前記高温流体加熱管に振動を与える圧力波式スートブロワを有する、請求項１に記載の廃棄物燃焼発電装置。
【請求項４】
前記循環ラインに接続され、前記循環ラインを流れる流体に三原子分子を供給する三原子分子供給ラインをさらに備える、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の廃棄物燃焼発電装置。
【請求項５】
廃棄物を燃焼させて燃焼排ガスを生成し、
廃熱ボイラに内蔵された過熱器で、前記燃焼排ガスと飽和蒸気との間で熱交換を行うことで前記飽和蒸気から過熱蒸気を生成し、
前記廃熱ボイラに内蔵された高温熱交換器で、前記燃焼排ガスと流体との間で熱交換を行うことで前記流体を加熱し、
前記流体を前記高温熱交換器と独立過熱器との間で循環させ、
前記独立過熱器に前記過熱蒸気を供給して、前記過熱蒸気と前記流体との間で熱交換を行うことで前記過熱蒸気を加熱し、
前記加熱された過熱蒸気を蒸気タービンに供給して発電し、
前記高温熱交換器は、前記廃熱ボイラの側壁を貫通して、前記燃焼排ガスの流路を横断して延びる複数の高温流体加熱管を少なくとも有している、廃棄物燃焼発電方法。
【請求項６】
前記廃熱ボイラの内面に取り付けられた耐熱パネルによって、前記高温流体加熱管を前記廃熱ボイラの側壁から断熱した状態で、前記流体と前記燃焼排ガスとの間で熱交換を行う、請求項５に記載の廃棄物燃焼発電方法。
【請求項７】
前記高温熱交換器に配置された圧力式スートブロワで、前記高温流体加熱管に振動を定期的に与える、請求項５に記載の廃棄物燃焼発電方法。
【請求項８】
前記流体に三原子分子を供給し、前記三原子分子を含有する流体を前記高温熱交換器で加熱する、請求項５乃至７のいずれか一項に記載の廃棄物燃焼発電方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物を燃焼することによって生じる燃焼排ガスの熱を利用して、高温高圧の過熱蒸気を得て、該過熱蒸気で蒸気タービンを駆動して発電する廃棄物燃焼発電装置、および廃棄物燃焼発電方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
廃棄物（例えば、各種ごみ）の燃焼による熱エネルギを発電に利用するサーマルリサイクル方式が知られている。例えば、特許文献１に記載の廃棄物燃焼発電装置では、廃棄物の燃焼によって生じた高温の燃焼排ガスを高温熱交換器に導入して、高温熱交換器で気体を加熱し、加熱された気体を過熱蒸気過熱器（以下、「独立過熱器」と称する）に供給する。独立過熱器では、加熱された気体を熱源として過熱蒸気が昇温され、昇温された過熱蒸気は、蒸気タービンに供給される。蒸気タービンは発電機に連結されており、昇温された過熱蒸気を用いて蒸気タービンを駆動することにより発電機に発電させる。
【０００３】
近年、廃棄物の燃焼処理では高効率のエネルギ回収が求められている。そのため、特許文献１に記載されるような廃棄物燃焼発電装置でも、過熱蒸気を昇温するための加熱気体の温度を安定して高温（例えば、７００℃以上）に維持し、所望の温度（例えば、５００℃以上）以上の過熱蒸気を蒸気タービンに供給することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０００－２９７６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の廃棄物燃焼発電装置の高温熱交換器では、高温の燃焼排ガスが流れる流路を形成する壁の表面から、二重管構造を有する多数の熱交換部を突出させている。加熱対象である気体は熱交換部の二重管を流れる。このような構造では、熱交換部の二重管を流れる気体が、流路を流れる高温の燃焼排ガスと効率的に熱交換できず、過熱蒸気を昇温するための加熱気体を安定して高温に維持することが困難な場合がある。さらに、熱交換部の二重管自体の温度も所望の温度まで昇温できない場合があり、熱交換部の二重管が、燃焼排ガスに含まれ、腐食性を有する塩類によって低温腐食してしまうことがあった。
【０００６】
そこで、本発明では、高温熱交換器を流れる流体と燃焼排ガスとの熱交換効率を向上させて、所望の温度以上に加熱された気体を、過熱蒸気をさらに昇温するための独立過熱器に供給することが可能な廃棄物燃焼発電装置、および廃棄物燃焼発電方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様では、廃棄物を燃焼させる燃焼炉と、前記燃焼炉からの燃焼排ガスと飽和蒸気との間で熱交換を行うことで前記飽和蒸気から過熱蒸気を生成する過熱器と、前記燃焼炉からの燃焼排ガスと流体との間で熱交換を行うことで前記流体を加熱する高温熱交換器と、を内蔵する廃熱ボイラと、前記過熱蒸気と前記加熱された流体との間で熱交換を行うことで、前記過熱蒸気を昇温する独立過熱器と、前記高温熱交換器と前記独立過熱器との間で前記流体を循環させる循環ラインと、前記独立過熱器で昇温された過熱蒸気が供給される蒸気タービンを有する発電機と、を備え、前記高温熱交換器は、前記廃熱ボイラの側壁を貫通して、前記燃焼排ガスの流路を横断して延びる複数の高温流体加熱管を少なくとも有している、廃棄物燃焼発電装置が提供される。
【０００８】
一態様では、前記廃熱ボイラは、前記高温熱交換器の高温流体加熱管が貫通する側壁の内面に取り付けられた耐熱パネルを有する。
一態様では、前記高温熱交換器は、前記高温流体加熱管に振動を与える圧力波式スートブロワを有する。
一態様では、前記廃棄物燃焼発電装置は、前記循環ラインに接続され、前記循環ラインを流れる流体に三原子分子を供給する三原子分子供給ラインをさらに備える。
【０００９】
一態様では、廃棄物を燃焼させて燃焼排ガスを生成し、廃熱ボイラに内蔵された過熱器で、前記燃焼排ガスと飽和蒸気との間で熱交換を行うことで前記飽和蒸気から過熱蒸気を生成し、前記廃熱ボイラに内蔵された高温熱交換器で、前記燃焼排ガスと流体との間で熱交換を行うことで前記流体を加熱し、前記流体を前記高温熱交換器と独立過熱器との間で循環させ、前記独立過熱器に前記過熱蒸気を供給して、前記過熱蒸気と前記流体との間で熱交換を行うことで前記過熱蒸気を加熱し、前記加熱された過熱蒸気を蒸気タービンに供給して発電し、前記高温熱交換器は、前記廃熱ボイラの側壁を貫通して、前記燃焼排ガスの流路を横断して延びる複数の高温流体加熱管を少なくとも有している、廃棄物燃焼発電方法が提供される。
【００１０】
一態様では、前記廃熱ボイラの内面に取り付けられた耐熱パネルによって、前記高温流体加熱管を前記廃熱ボイラの側壁から断熱した状態で、前記流体と前記燃焼排ガスとの間で熱交換を行う。
一態様では、前記高温熱交換器に配置された圧力式スートブロワで、前記高温流体加熱管に振動を定期的に与える。
一態様では、前記流体に三原子分子を供給し、前記三原子分子を含有する流体を前記高温熱交換器で加熱する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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