特開 2023-147415 ボイラ、及びプラント

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023147415

(43)【公開日】2023-10-13

(54)【発明の名称】ボイラ、及びプラント

(51)【国際特許分類】

   F22B 1/02 20060101AFI20231005BHJP

   F23C 10/18 20060101ALI20231005BHJP

   F22B 17/18 20060101ALI20231005BHJP

   F22B 37/20 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

F22B1/02 C

F23C10/18

F22B17/18

F22B37/20 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022054894

(22)【出願日】2022-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】516047175

【氏名又は名称】三菱重工パワーインダストリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】矢▲崎▼ 将崇

(72)【発明者】

【氏名】實升 崚大

(72)【発明者】

【氏名】津村 俊一

(72)【発明者】

【氏名】永冨 学

(72)【発明者】

【氏名】多田 幸司

【テーマコード（参考）】

3K064

【Ｆターム（参考）】

3K064AB01

3K064AD05

3K064AD08

3K064BA13

(57)【要約】

【課題】層中管部のメンテナンスを容易化することができるボイラを提供する。
【解決手段】ボイラは、内部に流動層が形成される火炉と、流動層の内部を延在する層中管部、および層中管部に接続するとともに火炉の炉壁に形成された開口を通過して炉壁の外側に延在する接続管部、を含む少なくとも１つの層中管パネルと、開口を覆うように炉壁の外側に設けられるとともに、炉壁に対して着脱可能に構成されている少なくとも１つのフランジと、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に流動層が形成される火炉と、
前記流動層の内部を延在する層中管部、および前記層中管部に接続するとともに前記火炉の炉壁に形成された開口を通過して前記炉壁の外側に延在する接続管部、を含む少なくとも１つの層中管パネルと、
前記開口を覆うように前記炉壁の外側に設けられるとともに、前記炉壁に対して着脱可能に構成されている少なくとも１つのフランジと、を備える、
ボイラ。

【請求項2】

前記接続管部は、前記少なくとも１つのフランジを貫通する貫通部において前記少なくとも１つのフランジに固定されている、
請求項１に記載のボイラ。

【請求項3】

前記少なくとも１つのフランジは、前記貫通部が貫通されている貫通孔を形成するスリーブ部であって、前記接続管部の軸方向に沿って延在するスリーブ部を含む、
請求項２に記載のボイラ。

【請求項4】

前記貫通部は、前記貫通部の外周面に取り付けられたパッキンを介して、前記スリーブ部に固定されている、
請求項３に記載のボイラ。

【請求項5】

前記パッキンは、グランドパッキンであり、
前記グランドパッキンを前記接続管部の軸方向に沿って押圧するパッキン押えをさらに備える、
請求項４に記載のボイラ。

【請求項6】

前記炉壁に取り付けられているプレートであって、前記炉壁から離間して設けられ前記少なくとも１つのフランジの周縁部に当接する当接面部を有するプレートと、
前記少なくとも１つのフランジの前記周縁部と前記プレートの前記当接面部とを締結するボルトと、をさらに備える、
請求項１から５の何れか１項に記載のボイラ。

【請求項7】

前記炉壁は、上下方向に沿って延びるとともに互いに隣接する一対の炉壁管を含み、
前記一対の炉壁管は、互いにフィンを介して接続された炉壁形成部と、前記一対の炉壁管の間に前記開口を形成する開口形成部と、を含む、
請求項１から６の何れか一項に記載のボイラ。

【請求項8】

前記少なくとも１つの層中管パネルは、前記フィンによって固定される固定部を含む、
請求項７に記載のボイラ。

【請求項9】

前記接続管部は、流体が前記火炉の内部に向かって流通する流入部と、前記火炉の内部から流出した前記流体が流通する流出部と、を含む、
請求項１から８の何れか一項に記載のボイラ。

【請求項10】

前記少なくとも１つの層中管パネルは、第１層中管パネルと、前記第１層中管パネルとは別の第２層中管パネルと、を含み、
前記少なくとも１つのフランジは、第１フランジと、前記第１フランジとは別の第２フランジと、を含み、
前記第１層中管パネルは、前記第１フランジに固定されており、
前記第２層中管パネルは、前記第２フランジに固定されており、
前記第１フランジと前記第２フランジとは互いに独立して前記炉壁に着脱可能に構成されている、
請求項１から９の何れか一項に記載のボイラ。

【請求項11】

前記流動層は、ＲＰＦが投入されるように構成されている、
請求項１から１０の何れか一項に記載のボイラ。

【請求項12】

請求項１から１１の何れか一項に記載のボイラを備え、
前記少なくとも１つのフランジを前記炉壁から取り外した状態で、前記少なくとも１つの層中管パネルを前記火炉から引き抜き可能な引抜スペースが形成されている、
プラント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ボイラ、及びプラントに関する。

【背景技術】

【0002】

ボイラは、流動層が形成されている火炉を備えていることがある。例えば、特許文献１には、流動層の内部を延在する伝熱管（層中管部）を湾曲した２枚の板部材で挟み込んでいるボイラが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－２６６３１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

固形燃料（例えばバイオマス燃料等）を流動層に投入して燃焼させる際に、固形燃料に含まれる腐食成分（例えば、塩化物成分）により層中管部が腐食する場合がある。また、流体が層中管部の内部を流通することにより、層中管部が振動し、層中管部の製品寿命を短くする場合がある。また、流動材が層中管部の外表面に激しく衝突し続けることによる摩耗が発生する場合がある。このため、層中管部は頻繁にメンテナンスされることになる。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、層中管部の振動を抑制して、層中管部をメンテナンスする回数の削減を図れるものの、層中管部のメンテナンスを容易化するものとなっていない。

【0005】

本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、層中管部のメンテナンスを容易化することができるボイラを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本開示に係るボイラは、内部に流動層が形成される火炉と、前記流動層の内部を延在する層中管部、および前記層中管部に接続するとともに前記火炉の炉壁に形成された開口を通過して前記炉壁の外側に延在する接続管部、を含む少なくとも１つの層中管パネルと、前記開口を覆うように前記炉壁の外側に設けられるとともに、前記炉壁に対して着脱可能に構成されている少なくとも１つのフランジと、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示のボイラによれば、層中管部のメンテナンスを容易化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係るボイラの構成を概略的に示す図である。

【図2】第１実施形態に係る炉壁の構成を概略的に示す図である。

【図3】第１実施形態に係る第１開口側フランジの構成例を説明するための図である。

【図4】第１実施形態に係る第２開口側フランジの構成例を説明するための図である。

【図5】第２実施形態に係る炉壁の構成を概略的に示す図である。

【図6】第２実施形態に係る他方側炉壁管の構成を説明するための図である。

【図7】幾つかの実施形態に係る第１フランジと第２フランジのレイアウトを示す図である。

【図8】幾つかの実施形態に係るプラントの構成を概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施の形態によるボイラ及びプラントについて、図面に基づいて説明する。かかる実施の形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

【0010】

＜第１実施形態＞
（構成）
図１は、第１実施形態に係るボイラ１の構成を概略的に示す図である。図１に例示するように、ボイラ１は、火炉２と、層中管パネル４と、フランジ６と、を含む。

【0011】

火炉２について説明する。火炉２は、筒形状を有しており、内部に流動層７が形成される。図１に例示する形態では、火炉２は、炉壁８、炉底１０、及び天井１２によって囲われることで画定される燃焼空間９が内部に形成されている。火炉２は、炉壁８に形成されている供給口１４を介して、燃焼空間９に固形燃料Ａ１が供給されるようになっている。供給口１４には、固形燃料Ａ１が投入される供給管１６が接続されている。固形燃料Ａ１は、燃焼空間９に供給されている流動材Ａ２と混合される。炉底１０には、燃焼空間９に燃焼用空気Ｂを供給するためのエアノズル１７が複数設けられている。炉底１０には、流動層７から流動材Ａ２を抜き出すための抜き出し管１９が接続されている。尚、流動材Ａ２を火炉２に供給するための構成は特に限定されない。火炉２は、供給管１６とは別に設けられる流動材用配管を介して、燃焼空間９に流動材Ａ２が供給されるようになっている。

【0012】

固形燃料Ａ１は特に限定されないが、第１実施形態では、固形燃料Ａ１は、ＲＰＦ（Ｒｅｆｕｓｅ ｄｅｒｉｖｅｄ ｐａｐｅｒ ａｎｄ ｐｌａｓｔｉｃｓ ｄｅｎｓｉｆｉｅｄ Ｆｕｅｌ）を含んでいる。流動材Ａ２は特に限定されないが、第１実施形態では、流動材Ａ２は砂を含んでいる。幾つかの実施形態では、固形燃料Ａ１は、流動材Ａ２よりも密度が小さい。幾つかの実施形態では、固形燃料Ａ１は、バイオマス又は褐炭を含む。幾つかの実施形態では、流動材Ａ２は、石灰石を含む。

【0013】

燃焼空間９に供給された固形燃料Ａ１及び流動材Ａ２は、下方から上方に向かって燃焼空間９に吹き込まれる燃焼用空気Ｂにより流動化されて、燃焼空間９内に流動層７が形成される。流動層７では、固形燃料Ａ１と燃焼用空気Ｂとが撹拌混合されて、固形燃料Ａ１が燃焼する。固形燃料Ａ１の燃焼によって発生した燃焼ガスＧは、燃焼空間９における流動層７より上方の空間（フリーボード）に移動する。そして、燃焼ガスＧは、炉壁８の上部に接続されている不図示の燃焼ガスラインを介して、火炉２の外部に排出される。ボイラ１は、火炉２から排出された燃焼ガスＧの熱を回収するための熱交換器を含んでいてもよい。

【0014】

第１実施形態では、図１に例示するように、ボイラ１は火炉２の炉壁８に設けられたバーナ１８をさらに含み、バーナ１８から噴射される燃料を流動層７で燃焼している。バーナ１８の燃料は、固形燃料Ａ１であってもよいし、固形燃料Ａ１とは異なっていてもよく例えば、ガスや重油である。なお、ボイラ１は、必ずしもバーナ１８を備えている必要はなく、例えば熱風炉方式など、燃焼用空気Ｂとして熱風が、下方から上方に向かって燃焼空間９に吹き込まれることにより、固形燃料Ａ１を燃焼させる方式のボイラ１であってもよい。

【0015】

層中管パネル４について説明する。図１に例示するように、層中管パネル４は、流動層７の内部を延在する層中管部２０、および層中管部２０に接続するとともに火炉２の炉壁８に形成された開口２１を通過して炉壁８の外側に延在する接続管部２２を含む。

【0016】

図２は、第１実施形態に係る炉壁８の構成を概略的に示す図であって、炉壁８に形成された開口２１を火炉２の内部から視た図である。図２に例示するように、炉壁８は、上下方向Ｄ１に沿って延びるとともに互いに隣接する一対の炉壁管２３ａ、２３ｂを含む。一対の炉壁管２３ａ、２３ｂは、互いにフィン２５を介して接続された炉壁形成部２３ｃと、一対の炉壁管２３ａ、２３ｂの間に開口２１を形成する開口形成部２３ｄと、を含む。一方の炉壁管（以下、一方側炉壁管２３ａとする）及び他方の炉壁管（以下、他方側炉壁管２３ｂとする）のそれぞれは、上下方向Ｄ１に沿って直線状に延在している。

【0017】

第１実施形態では、炉壁８の下部には、第１開口２１Ａ（２１）及び第２開口２１Ｂ（２１）のそれぞれが形成されている。第１開口２１Ａ及び第２開口２１Ｂは、水平方向において互いに向き合っている。第１開口２１Ａ及び第２開口２１Ｂのそれぞれは、第１開口２１Ａを直交する仮想の直線が第２開口２１Ｂも直交するように、炉壁８に形成されている。第１開口２１Ａ及び第２開口２１Ｂのそれぞれは、流動層７に面している。

【0018】

層中管パネル４は、一端４ａから他端４ｂに向かって流体Ｃが流通するように構成されている。一端４ａは入口管寄せ２４に接続され、他端４ｂは出口管寄せ２６に接続されている。入口管寄せ２４から流入される流体Ｃは、水又は水蒸気であって、流動層７内の燃焼ガスＧ、固形燃料Ａ１及び流動材Ａ２と熱交換する。そして、この流体Ｃは水蒸気又は過熱水蒸気となって、出口管寄せ２６に流出される。

【0019】

第１実施形態では、図１に例示するように、接続管部２２は、第１開口２１Ａを通過して炉壁８の外側に延在する第１開口側接続管部２２Ａと、第２開口２１Ｂを通過して炉壁８の外側に延在する第２開口側接続管部２２Ｂと、を含む。第１開口側接続管部２２Ａは、流体Ｃが火炉２の外部から火炉２の内部に向かって流通する流入部２７と、火炉２の内部から流出した流体Ｃが流通する流出部２９と、流体Ｃが火炉２の内部から流出し火炉２の内部に戻る第１管部３１と、を含む。第２開口側接続管部２２Ｂは、流体Ｃが火炉２の内部から流出し火炉２の内部に戻る第２管部３３を含む。

【0020】

流入部２７は、流体Ｃが流通する流通方向において、上流側の一端が層中管パネル４の一端４ａを含むとともに、下流側の他端が層中管部２０に接続されている。流出部２９は、流通方向において、下流側の他端が層中管パネル４の他端４ｂを含むとともに、上流側の一端が層中管部２０に接続されている。第１管部３１は、Ｕ字形状を有しており、両端が層中管部２０に接続されている。第２管部３３は、Ｕ字形状を有しており、両端が層中管部２０に接続されている。

【0021】

図１に例示する形態では、上下方向Ｄ１に沿って並べられている２つの第１管部３１が設けられている。つまり、上側の第１管部３１と下側の第１管部３１が設けられている。また、上下方向Ｄ１に沿って並べられている３つの第２管部３３が設けられている。つまり、最も下方に位置する下側の第２管部３３と、最も上方に位置する上側の第２管部３３と、下側の第２管部３３と上側の第２管部３３との間に位置する中間の第２管部３３と、が設けられている。

【0022】

図１に例示する形態では、層中管部２０は、第１層中管３０、第２層中管３２、第３層中管３４、第４層中管３６、第５層中管３８、及び第６層中管４０を含んでいる。第１層中管３０～第６層中管４０のそれぞれは、第１開口２１Ａから第２開口２１Ｂに向かって直線状に延在している。第１層中管３０～第６層中管４０のそれぞれは、下方から第１層中管３０、第２層中管３２、第３層中管３４、第４層中管３６、第５層中管３８、及び第６層中管４０の順となるように配置されている。

【0023】

第１層中管３０は、流体Ｃが流通する流通方向において、上流側の一端が流入部２７に接続され、下流側の他端が下側の第２管部３３に接続されている。第２層中管３２は、流通方向において、上流側の一端が下側の第２管部３３に接続され、下流側の他端が下側の第１管部３１に接続されている。第３層中管３４は、流通方向において、上流側の一端が下側の第１管部３１に接続され、下流側の他端が中間の第２管部３３に接続されている。第４層中管３６は、流通方向において、上流側の一端が中間の第２管部３３に接続され、下流側の他端が上側の第１管部３１に接続されている。第５層中管３８は、流通方向において、上流側の一端が上側の第１管部３１に接続され、下流側の他端が上側の第２管部３３に接続されている。第６層中管４０は、流通方向において、上流側の一端が上側の第２管部３３に接続され、下流側の他端が流出部２９に接続されている。尚、第１実施形態では、層中管パネル４が流動層７内を３回往復するように構成されているが、本開示はこの形態に限定されない。

【0024】

フランジ６について説明する。フランジ６は、開口２１を覆うように炉壁８の外側に設けられるとともに、炉壁８に対して着脱可能に構成されている。第１実施形態では、図１に例示するように、ボイラ１には、第１開口２１Ａを覆う第１開口側フランジ６Ａと、第２開口２１Ｂを覆う第２開口側フランジ６Ｂと、が設けられている。第１開口側接続管部２２Ａは、第１開口側フランジ６Ａを貫通する貫通部４２において第１開口側フランジ６Ａに固定されている。第１開口側フランジ６Ａは、流入部２７及び流出部２９のそれぞれによって貫通されている。

【0025】

第１開口側フランジ６Ａ及び第２開口側フランジ６Ｂのそれぞれは、炉壁８に対して着脱可能に構成されていれば、特に限定されない。図３を参照して、第１開口側フランジ６Ａが炉壁８に対して着脱可能である構成の一例について説明する。図３は、第１実施形態に係る第１開口側フランジ６Ａの構成例を説明するための図である。

【0026】

尚、第１実施形態では、第１開口側フランジ６Ａは、流入部２７及び流出部２９のそれぞれによって貫通されているが、流入部２７及び流出部２９が貫通される構成は同じであるため、流出部２９が貫通される構成の説明は省略する。尚、幾つかの実施形態では、流入部２７が貫通される構成と流出部２９が貫通される構成とは互いに異なっていてもよい。

【0027】

第１実施形態では、図３に例示するように、第１開口側フランジ６Ａは、貫通部４２が貫通されている貫通孔４４を形成するスリーブ部４６を含む。スリーブ部４６は、第１開口側接続管部２２Ａの流入部２７の軸方向Ｄ２に沿って延在する。流入部２７の軸方向Ｄ２は、第１開口２１Ａに対して交差する方向であり、軸方向Ｄ２のうち火炉２の内部に向かう方向を軸方向Ｄ２の一方とし、軸方向Ｄ２の一方とは反対方向を軸方向Ｄ２の他方とする。

【0028】

図３に例示する形態では、第１開口側フランジ６Ａは、軸方向Ｄ２と交差する方向に沿って延在する板状の本体部４８を備える。本体部４８は、第１開口２１Ａを軸方向Ｄ２の他方から覆っている。本体部４８には、軸方向Ｄ２に沿って貫通する孔５１が形成されている。スリーブ部４６は、筒形状を有し、孔５１と貫通孔４４とが連通されるように、本体部４８の軸方向Ｄ２の他方側の他面５２から延在している。孔５１は、軸方向Ｄ２から視た場合に、貫通部４２が貫通可能な開口面積を有しているが、貫通孔４４の開口面積より小さくなるように構成されている。つまり、本体部４８は、軸方向Ｄ２から視た場合に、貫通孔４４に突出している突出部５４を含む。本体部４８とスリーブ部４６とは一体的に構成されている。

【0029】

第１実施形態では、図３に例示するように、流入部２７は、貫通部４２の外周面５６に取り付けられたパッキン５８を含む。パッキン５８は、貫通部４２が貫通孔４４に貫通されている際に、スリーブ部４６によって押しつぶされることで、貫通部４２の外周面５６とスリーブ部４６の内周面５７との間の隙間５３を埋める。この際、貫通部４２は、パッキン５８を介して、スリーブ部４６に固定されている。つまり、第１開口側接続管部２２Ａは、貫通部４２において第１開口側フランジ６Ａに固定されている。

【0030】

第１実施形態では、パッキン５８はグランドパッキン５９である。そして、図３に例示するように、ボイラ１はグランドパッキン５９を軸方向Ｄ２の一方に沿って押圧するパッキン押え６０をさらに備える。図３に例示する形態では、グランドパッキン５９は、突出部５４より軸方向Ｄ２の他方側に位置している。スリーブ部４６は、スリーブ部４６の先端部（軸方向Ｄ２の他方側の他端部）から軸方向Ｄ２と交差する方向において貫通孔４４側とは反対側に延在する延在部６２をさらに含む。パッキン押え６０は、延在部６２に当接される当接部６４と、当接部６４から軸方向Ｄ２の一方に沿って延び、隙間５３に挿入される筒状の押圧部６６と、を含む。延在部６２と当接部６４とは、例えば、ボルト６５によって締結される。グランドパッキン５９は、当接部６４が延在部６２に締結されるとともに押圧部６６によって押圧され、突出部５４と押圧部６６との間に挟み込まれる。

【0031】

第１実施形態では、図３に例示するように、ボイラ１は、炉壁８に取り付けられているプレート７０と、第１開口側フランジ６Ａをプレート７０に締結するためのボルト８２と、を備える。プレート７０は、炉壁８から離間して設けられる当接面部７８を有する。当接面部７８は、第１開口側フランジ６Ａの周縁部８０に当接する。第１開口側フランジ６Ａの周縁部８０は、第１開口側フランジ６Ａを軸方向Ｄ２から視た場合に、本体部４８のうち第１開口２１Ａよりも外側の部分（非重複の部分）である。

【0032】

図３に例示する形態では、プレート７０は、炉壁８の外周面７２に接続されているプレート本体部７４と、プレート本体部７４から軸方向Ｄ２の他方に延在するプレート延在部７６と、をさらに有している。当接面部７８は、プレート延在部７６の先端（軸方向Ｄ２の他方側の他端）から軸方向Ｄ２と交差する方向において第１開口２１Ａから離間するように延在している。そして、ボルト８２が第１開口側フランジ６Ａの周縁部８０とプレート７０の当接面部７８とを締結している。

【0033】

図３に例示する形態では、炉壁８の内面８４には、耐火材８６が打設されている。耐火材８６は、炉壁８の第１開口２１Ａを軸方向Ｄ２の一方から覆っている。耐火材８６は、例えば、セメントである。図３に例示する形態では、耐火材８６、プレート７０、及び第１開口側フランジ６Ａによって囲われることで第１空間８８が形成されている。

【0034】

次に、図４を参照して、第２開口側フランジ６Ｂが炉壁８に対して着脱可能である構成の一例について説明する。図４は、第１実施形態に係る第２開口側フランジ６Ｂの構成例を説明するための図である。

【0035】

図４に例示する形態では、第２開口側フランジ６Ｂは、軸方向Ｄ２と交差する方向に沿って延在する板状の本体部１００を備える。本体部１００は、第２開口２１Ｂを軸方向Ｄ２の一方から覆っている。

【0036】

図４に例示する形態では、ボイラ１は、炉壁８に取り付けられている第２開口側プレート１０２と、第２開口側フランジ６Ｂを第２開口側プレート１０２に締結するための第２開口側ボルト１０４と、を備える。第２開口側プレート１０２は、炉壁８から離間して設けられる当接面部１０６を有する。当接面部１０６は、第２開口側フランジ６Ｂの周縁部１０８に当接する。第２開口側フランジ６Ｂの周縁部１０８は、第２開口側フランジ６Ｂを軸方向Ｄ２から視た場合に、本体部１００のうち第２開口２１Ｂよりも外側の部分（非重複の部分）である。

【0037】

図４に例示する形態では、第２開口側プレート１０２は、炉壁８の外周面７２に接続されている第２開口側プレート本体部１１０と、第２開口側プレート本体部１１０から軸方向Ｄ２の一方に延在する第２開口側プレート延在部１１２と、をさらに有している。当接面部１０６は、第２開口側プレート延在部１１２の先端（軸方向Ｄ２の一方側の一端）から軸方向Ｄ２と交差する方向において第２開口２１Ｂから離間するように延在している。そして、第２開口側ボルト１０４が第２開口側フランジ６Ｂの周縁部１０８と第２開口側プレート１０２の当接面部１０６とを締結している。

【0038】

尚、図４に例示する形態では、耐火材８６、第２開口側プレート１０２、及び第２開口側フランジ６Ｂによって囲われることで第２空間１１４が形成されている。第２管部３３は、第２空間１１４内に配置されている。第２管部３３層中管部２０は、耐火材８６によって支持されている。

【0039】

（作用・効果）
第１実施形態に係るボイラ１の作用・効果について説明する。第１実施形態によれば、層中管部２０のメンテナンスが必要となった場合に、炉壁８から耐火材８６を取り除くとともに、入口管寄せ２４から流入部２７を取り外し、出口管寄せ２６から流出部２９を取り外す。そして、第１開口側フランジ６Ａを炉壁８から取り外し、第１開口側接続管部２２Ａを火炉２の外部（軸方向Ｄ２の他方）に向かって引っ張ることで、層中管パネル４を火炉２から取り出すことができる。このため、層中管部２０の交換や補修といったメンテナンスを容易化することができる。

【0040】

尚、本開示は、層中管パネル４の全部が火炉２から取り出される構成に限定するものではない。不図示であるが、幾つかの実施形態では、流入部２７は、貫通部４２を含む一方側流入部と、一方側流入部より軸方向Ｄ２の他方側に位置し層中管パネル４の一端４ａを含む他方側流入部と、を含み、一方側流入部は他方側流入部に対して脱着可能に構成されてもよい。このような構成によれば、火炉２から取り出す層中管パネル４の体積を小さくすることができる。

【0041】

第１実施形態によれば、図２に例示して説明したように、一対の炉壁管２３ａ、２３ｂの間にフィン２５を設けないようにすることで、接続管部２２が通過する開口２１を容易に形成することができる。

【0042】

第１実施形態によれば、第１開口側接続管部２２Ａは第１開口側フランジ６Ａに固定されているので、第１開口側フランジ６Ａ又は第１開口側接続管部２２Ａを火炉２の外部に向かって引っ張ることで、第１開口側フランジ６Ａとともに層中管パネル４を火炉２から取り出すことができる。また、第１実施形態によれば、第１開口側接続管部２２Ａは流入部２７及び流出部２９を含むので、第１開口側フランジ６Ａを引っ張ることで、層中管部２０の全部を火炉２から取り出すことができる。

【0043】

従来の流動層ボイラでは、ＲＰＦに含まれている腐食成分によって流動層内の伝熱管（層中管部）が腐食されてしまうため、ＲＰＦを流動層に投入することが難しい。しかしながら、第１実施形態に係るボイラ１によれば、層中管部２０の交換や補修といったメンテナンスを容易化するので、速やかにボイラ１を稼働可能な状態にすることができる。よって、流動層７にＲＰＦを投入して燃焼させ、ＲＰＦの燃焼によって発生するエネルギを回収することができる。

【0044】

第１実施形態によれば、貫通部４２の外周面５６にグランドパッキン５９が取り付けられているので、第１開口側フランジ６Ａを第１開口側接続管部２２Ａに強固に固定させつつ、流動材Ａ２が火炉２の外部に漏れ出さないように第１空間８８の気密性を向上させることができる。尚、第１実施形態では、パッキン５８はグランドパッキン５９であったが、本開示はこの形態に限定されない。パッキン５８は、例えば、Ｏリングであってもよい。

【0045】

尚、第１実施形態では、第１開口側フランジ６Ａを第１開口側接続管部２２Ａに固定させつつ、第１空間８８の気密性を確保するため、貫通部４２の外周面５６とスリーブ部４６の内周面５７との間にグランドパッキン５９が設けられていたが、本開示はこの形態に限定されない。幾つかの実施形態では、スリーブ部４６は、スリーブ部４６の内周面５７が貫通部４２の外周面５６に当接されるように、貫通孔４４が形成されてもよい。

【0046】

第１実施形態によれば、プレート７０が設けられていることで、炉壁８に干渉することなく第１開口側フランジ６Ａを炉壁８に取り付けることができる。

【0047】

尚、第１実施形態では、炉壁８に第２開口２１Ｂが形成され、第２管部３３が第２開口２１Ｂを通過していたが、本開示はこの形態に限定されない。不図示であるが、幾つかの実施形態では、炉壁８に第２開口２１Ｂが形成されず、流体Ｃが流通する流通方向において、第１層中管３０の下流側の他端及び第２層中管３２の上流側の一端が流動層７内に位置する。そして、層中管部２０は、第１層中管３０の下流側の他端と第２層中管３２の上流側の一端とを接続する接続管を含む。この場合、ボイラ１は、第１開口側フランジ６Ａだけを含み、第２開口側フランジ６Ｂを含まない。

【0048】

＜第２実施形態＞
本開示の第２実施形態に係るボイラ１について説明する。第２実施形態に係るボイラ１は、層中管パネル４が固定部１３４をさらに備える点で第１実施形態と異なる。第２実施形態において、第１実施形態の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0049】

（構成）
図５は、第２実施形態に係る炉壁８の構成を概略的に示す図であって、第１開口２１Ａを火炉２の内部から視た図である。第１開口２１Ａは、一対の炉壁管２３ａ、２３ｂの開口形成部２３ｄに形成されている。図５に例示する形態では、一方側炉壁管２３ａが上下方向Ｄ１に沿って直線状に延在しているのに対して、他方側炉壁管２３ｂは、一方側炉壁管２３ａ側とは反対側に突出する部分を含んでいる。具体的には、他方側炉壁管２３ｂは、下側炉壁管部１２４と、下側炉壁管部１２４より上方に位置する上側炉壁管部１２６と、下側炉壁管部１２４の上端１２５から上方に向かうにつれて一対の炉壁管２３ａ、２３ｂの間の長さｄ１が大きくなる第１拡大部１２８と、上側炉壁管部１２６の下端１２７から下方に向かうにつれて長さｄ１が大きくなる第２拡大部１３０と、第１拡大部１２８と第２拡大部１３０とを接続する接続部１３２と、を含む。他方側炉壁管２３ｂは、下方から順に下側炉壁管部１２４、第１拡大部１２８、接続部１３２、第２拡大部１３０、及び上側炉壁管部１２６を含む。開口形成部２３ｄは、一方側炉壁管２３ａと接続部１３２との間に位置している。

【0050】

下側炉壁管部１２４、上側炉壁管部１２６、及び接続部１３２のそれぞれは、長さｄ１が一定となるように上下方向Ｄ１に沿って延在している。つまり、下側炉壁管部１２４、上側炉壁管部１２６、及び接続部１３２のそれぞれは、一方側炉壁管２３ａに対して互いに平行となるように上下方向Ｄ１に沿って延在している。接続部１３２と一方側炉壁管２３ａとの間の長さは、下側炉壁管部１２４と一方側炉壁管２３ａとの間の長さ及び上側炉壁管部１２６と一方側炉壁管２３ａとの間の長さのそれぞれより大きい。

【0051】

図６は、第２実施形態に係る他方側炉壁管２３ｂの構成を説明するための図である。図６に例示するように、下側炉壁管部１２４及び上側炉壁管部１２６のそれぞれは、軸方向Ｄ２における位置が一方側炉壁管２３ａと互いに重複するように配置されている。第１拡大部１２８は、下側炉壁管部１２４の上端１２５から上方に向かうにつれて軸方向Ｄ２の他方に向かって延在している。第２拡大部１３０は、上側炉壁管部１２６の下端１２７から下方に向かうにつれて軸方向Ｄ２の他方に向かって延在している。接続部１３２は、一方側炉壁管２３ａよりも軸方向Ｄ２の他方側にずれている。

【0052】

第２実施形態では、図５及び図６に例示するように、層中管パネル４は、フィン２５によって固定される固定部１３４を含む。図５及び図６に例示する形態では、固定部１３４は、第１開口側接続管部２２Ａのうち最も下方に位置する流入部２７の下部に設けられている。固定部１３４の下面には上方に向かって凹む凹部１３６（図６参照）が形成されている。凹部１３６には、フィン２５が差し込まれている。

【0053】

（作用・効果）
第２実施形態に係るボイラ１の作用・効果について説明する。層中管パネル４には、流動層７の温度が上昇することにより熱伸びが発生し、熱伸びに対する応力によって耐火材や層中管パネル４が損傷する虞がある。第２実施形態によれば、層中管パネル４のうち流入部２７と第１層中管３０との境界付近に位置する固定部１３４を熱伸びの起点とすることができる。このため、耐火材や層中管パネル４への影響を最小限に抑え、損傷を抑制することができる。尚、本開示は、固定部１３４の設置位置を限定するものではなく、固定部１３４は第１管部３１、流出部２９、又は第２管部３３の何れかに設けられてもよい。

【0054】

第１開口側接続管部２２Ａが大径である場合、一方側炉壁管２３ａ及び他方側炉壁管２３ｂのそれぞれが上下方向Ｄ１に沿って直線状に延在していると、第１開口側接続管部２２Ａが通過可能な第１開口２１Ａを確保することが難しい場合がある。第２実施形態によれば、図５に例示して説明したように、一方側炉壁管２３ａと接続部１３２（他方側炉壁管２３ｂのうち一方側炉壁管２３ａ側とは反対側に突出する部分）との間に第１開口２１Ａが形成されている。このため、第１開口側接続管部２２Ａが大径であっても、第１開口側接続管部２２Ａが通過可能な第１開口２１Ａを確保することができる。さらに第２実施形態によれば、図６に例示して説明したように、接続部１３２は一方側炉壁管２３ａよりも軸方向Ｄ２の他方側にずれている。このため、第１開口２１Ａの径を大きくすることが容易となる。

【0055】

図７は、幾つかの実施形態に係る第１フランジ６Ｃと第２フランジ６Ｄのレイアウトを示す図である。図７では、炉壁８を火炉２の外側（軸方向Ｄ２の他方側）から視ている。幾つかの実施形態では、ボイラ１には、第１層中管パネル４Ａ（４）と、第１層中管パネル４Ａとは別の第２層中管パネル４Ｂ（４）と、第１フランジ６Ｃ（６）と、第１フランジ６Ｃとは別の第２フランジ６Ｄ（６）と、が設けられている。図７に例示するように、第１層中管パネル４Ａは、グランドパッキン５９によって第１フランジ６Ｃに固定さている。第２層中管パネル４Ｂは、グランドパッキン５９によって第２フランジ６Ｄに固定されている。第１フランジ６Ｃと第２フランジ６Ｄとは互いに独立して炉壁８に着脱可能に構成されている。第１フランジ６Ｃは、第１ボルト８２Ａ（８２）を介して、炉壁８に対して着脱可能に炉壁８の外側に設けられている。第２フランジ６Ｄは、第１ボルト８２Ａとは別の第２ボルト８２Ｂ（８２）を介して、炉壁８に対して着脱可能に炉壁８の外側に設けられている。第１フランジ６Ｃと第２フランジ６Ｄとは、炉壁８の幅方向（上下方向Ｄ１及び軸方向Ｄ２のそれぞれに直交する方向）に沿って互いに間隔を空けて配置されている。

【0056】

図７に例示する構成によれば、第１層中管パネル４Ａの層中管部２０のメンテナンスが必要となった場合に、第１層中管パネル４Ａだけを火炉２から取り出することができる。同様に、第２層中管パネル４Ｂの層中管部２０のメンテナンスが必要となった場合に、第２層中管パネル４Ｂだけを火炉２から取り出することができる。このため、第１層中管パネル４Ａ及び第２層中管パネル４Ｂのそれぞれを個別にメンテナンスすることができる。

【0057】

図８は、幾つかの実施形態に係るプラント２００の構成を概略的に示す図である。図８に例示するように、プラント２００はボイラ１を備えており、第１開口側フランジ６Ａが炉壁８から取り外された状態で、層中管パネル４を火炉２から引き抜き可能な引抜スペース１４０が形成されている。

【0058】

引抜スペース１４０は、第１開口２１Ａから軸方向Ｄ２の他方側に延びる領域を含んでいる。軸方向Ｄ２における層中管パネル４の一端から他端までの長さをＬ１とし、引抜スペース１４０の軸方向Ｄ２の長さをＬ２とすると、Ｌ２＞Ｌ１を満たす。引抜スペース１４０は、例えば駐車場のような屋外に形成されてもよいし、建屋の内部のような屋内に形成されてもよい。図８に例示する形態では、火炉２は地面１５０に配置されており、フランジ６は地面１５０に近接した炉壁８の下部に取り付けられている。

【0059】

図８に例示する構成によれば、層中管パネル４を切断したり、又は曲げたりすることなく、層中管パネル４を火炉２から取り出すことができる。図８に例示する構成によれば、フランジ６が炉壁８の下部に取り付けられているので、高所作業の量を低減することができる。

【0060】

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

【0061】

［１］本開示に係るボイラ（１）は、
内部に流動層（７）が形成される火炉（２）と、
前記流動層の内部を延在する層中管部（２０）、および前記層中管部に接続するとともに前記火炉の炉壁（８）に形成された開口（２１）を通過して前記炉壁の外側に延在する接続管部（２２）、を含む少なくとも１つの層中管パネル（４）と、
前記開口を覆うように前記炉壁の外側に設けられるとともに、前記炉壁に対して着脱可能に構成されている少なくとも１つのフランジ（６）と、を備える。

【0062】

上記［１］に記載の構成によれば、層中管部のメンテナンスが必要となった場合に、フランジを炉壁から取り外し、接続管部を火炉の外部に向かって引っ張ることで接続管部及び層中管部を含む層中管パネルを火炉から取り出すことができる。このため、層中管部の交換や補修といったメンテナンスを容易化することができる。

【0063】

［２］幾つかの実施形態では、上記［１］に記載の構成において、
前記接続管部は、前記少なくとも１つのフランジを貫通する貫通部（４２）において前記少なくとも１つのフランジに固定されている。

【0064】

上記［２］に記載の構成によれば、フランジ又は接続管部を火炉の外部に向かって引っ張ることで、フランジとともに接続管部及び層中管部を含む層中管パネルを火炉から取り出すことができる。

【0065】

［３］幾つかの実施形態では、上記［２］に記載の構成において、
前記少なくとも１つのフランジは、前記貫通部が貫通されている貫通孔（４４）を形成するスリーブ部であって、前記接続管部の軸方向（Ｄ２）に沿って延在するスリーブ部（４６）を含む。

【0066】

上記［３］に記載の構成によれば、接続配管の貫通部がスリーブ部の貫通孔を貫通することで、フランジを接続配管に固定させつつ、接続配管のうち貫通部より炉壁側の部分の周辺空間の気密性を向上させることができる。

【0067】

［４］幾つかの実施形態では、上記［３］に記載の構成において、
前記貫通部は、前記貫通部の外周面（５６）に取り付けられたパッキン（５８）を介して、前記スリーブ部に固定されている。

【0068】

上記［４］に記載の構成によれば、上記［３］に記載の構成と比較して、フランジを接続配管により強固に固定させつつ、接続配管のうち貫通部より炉壁側の部分の周辺空間の気密性を向上させることができる。

【0069】

［５］幾つかの実施形態では、上記［４］に記載の構成において、
前記パッキンはグランドパッキン（５９）であり、
前記グランドパッキンを前記接続管部の軸方向に沿って押圧するパッキン押え（６０）をさらに備える。

【0070】

上記［５］に記載の構成によれば、パッキン押えがグランドパッキンを押圧する力の大きさを調整することで、フランジを接続配管に固定させる事と接続配管のうち貫通部より炉壁側の部分の周辺空間の気密性を確保することの両方を容易に実現することができる。

【0071】

［６］幾つかの実施形態では、上記［１］から［５］の何れか１つに記載の構成において、
前記炉壁に取り付けられているプレートであって、前記炉壁から離間して設けられ前記少なくとも１つのフランジの周縁部（８０）に当接する当接面部（７８）を有するプレート（７０）と、
前記少なくとも１つのフランジの前記周縁部と前記プレートの前記当接面部とを締結するボルト（８２）と、をさらに備える。

【0072】

上記［６］に記載の構成によれば、プレートが設けられていることで、炉壁に干渉することなくフランジを炉壁に取り付けることができる。

【0073】

［７］幾つかの実施形態では、上記［１］から［６］の何れか１つに記載の構成において、
前記炉壁は、上下方向（Ｄ１）に沿って延びるとともに互いに隣接する一対の炉壁管（２３ａ、２３ｂ）を含み、
前記一対の炉壁管は、互いにフィン（２５）を介して接続された炉壁形成部（２３ｃ）と、前記一対の炉壁管の間に前記開口を形成する開口形成部（２３ｄ）と、を含む。

【0074】

上記［７］に記載の構成によれば、一対の炉壁管の間にフィンを設けないようにすることで、接続管部が通過する開口を容易に形成することができる。

【0075】

［８］幾つかの実施形態では、上記［７］に記載の構成において、
前記少なくとも１つの層中管パネルは、前記フィンによって固定される固定部（１３４）を含む。

【0076】

層中管パネルには、流動層の温度が上昇することにより熱伸びが発生し、熱伸びに対する応力によって層中管パネルが損傷する虞がある。上記［８］に記載の構成によれば、層中管パネルのうち固定部を熱伸びの起点とすることができる。このため、層中管パネルの損傷を抑制することができる。

【0077】

［９］幾つかの実施形態では、上記［１］から［８］の何れか１つに記載の構成において、
前記接続管部は、流体（Ｃ）が前記火炉の内部に向かって流通する流入部（２７）と、前記火炉の内部から流出した前記流体が流通する流出部（２９）と、を含む。

【0078】

上記［９］に記載の構成によれば、フランジを火炉の外部に向かって引っ張ることで、層中管部を火炉から取り出すことができる。

【0079】

［１０］幾つかの実施形態では、上記［１］から［９］の何れか１つに記載の構成において、
前記少なくとも１つの層中管パネルは、第１層中管パネル（４Ａ）と、前記第１層中管パネルとは別の第２層中管パネル（４Ｂ）と、を含み、
前記少なくとも１つのフランジは、第１フランジ（６Ｃ）と、前記第１フランジとは別の第２フランジ（６Ｄ）と、を含み、
前記第１層中管パネルは、前記第１フランジに固定されており、
前記第２層中管パネルは、前記第２フランジに固定されており、
前記第１フランジと前記第２フランジとは互いに独立して前記炉壁に着脱可能に構成されている。

【0080】

上記［１０］に記載の構成によれば、第１層中管パネルの層中管部のメンテナンスが必要となった場合に、第１層中管パネルの接続管部を火炉の外部に向かって引っ張ることで第１層中管パネルだけを火炉から取り出することができる。同様に、第２層中管パネルの層中管部のメンテナンスが必要となった場合に、第２層中管パネルの接続管部を火炉の外部に向かって引っ張ることで第２層中管パネルだけを火炉から取り出することができる。このため、第１層中管パネル及び第２層中管パネルのそれぞれを個別にメンテナンスすることができる。

【0081】

［１１］幾つかの実施形態では、上記［１］から［１０］の何れか１つに記載の構成において、
前記流動層は、ＲＰＦが投入されるように構成されている。

【0082】

上記［１１］に記載の構成によれば、流動層にＲＰＦが投入されるボイラに適用することができる。特に、層中管を腐食させる塩化物成分を一定以上含有するため、活用（熱回収）できずに焼却処分されていた多くのＲＰＦを燃料として活用することが可能となる。

【0083】

［１２］幾つかの実施形態に係るプラントは、
上記［１］から［１１］の何れか１つに記載のボイラを備え、
前記少なくとも１つのフランジを前記炉壁から取り外した状態で、前記少なくとも１つの層中管パネルを前記火炉から引き抜き可能な引抜スペース（１４０）が形成されている。

【0084】

［１２］に記載の構成によれば、層中管パネルを切断したり、又は曲げたりすることなく、層中管パネルを火炉から取り出することができる。

【符号の説明】

【0085】

１ ボイラ
２ 火炉
４ 層中管パネル
４Ａ 第１層中管パネル
４Ｂ 第２層中管パネル
６ フランジ
６Ａ 第１開口側フランジ
６Ｂ 第２開口側フランジ
６Ｃ 第１フランジ
６Ｄ 第２フランジ
７ 流動層
８ 炉壁
２０ 層中管部
２１ 開口
２１Ａ 第１開口
２１Ｂ 第２開口
２２ 接続管部
２２Ａ 第１開口側接続管部
２２Ｂ 第２開口側接続管部
２３ａ 一方側炉壁管
２３ｂ 他方側炉壁管
２３ｃ 炉壁形成部
２３ｄ 開口形成部
２５ フィン
２７ 流入部
２９ 流出部
４２ 貫通部
４４ 貫通孔
４６ スリーブ部
５６ 貫通部の外周面
５８ パッキン
５９ グランドパッキン
６０ パッキン押え
７０ プレート
７８ 当接面部
８０ 周縁部
８２ ボルト
８２Ａ 第１ボルト
８２Ｂ 第２ボルト
１３４ 固定部
１４０ 引抜スペース
２００ プラント
Ａ１ 固形燃料
Ａ２ 流動材
Ｃ 流体
Ｄ１ 上下方向
Ｄ２ 軸方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】