[发明专利]气化炉壁、气化复合发电设备及气化炉壁的制造方法

说明书

本发明提供即使在壁面的内部和外部的气氛或温度不同的环境下也能提高耐久性且构造简单的炉壁、具有该炉壁的气化装置和炉壁的制造方法。气化装置的气化炉壁由排列配置的多个配管构成，多个配管由第一材料制作，内部供冷却介质流动，该气化炉壁的至少一部包括：外周部，其层叠于多个配管各自的周围，由耐蚀性高于配管的第二材料制作；板材，其配置于所述外周部和与该外周部相邻的所述外周部之间；以及焊接部，其将外周部和板材连结，由外周部和板材构成将内部空间和外部空间分离的壁面，外周部覆盖多个配管的周向的整个区域。

技术领域

本发明涉及使煤等含碳固体燃料部分燃烧而气化的气化装置中的配置有冷却管的气化炉壁、具有该气化炉壁的气化复合发电设备和气化炉壁的制造方法。

背景技术

以往，作为气化装置，公知有向气化炉内供给煤等含碳固体燃料，通过使含碳固体燃料不完全燃烧而生成可燃性气体的碳质燃料气化装置(煤气化装置)。在煤气化装置中，高温气体在内部供燃烧气体通过的气化炉壁的内部通过。因此，为了抑制炉壁被加热，气化炉壁在内部配置有供冷却介质通过的管路。

专利文献1记载了火力发电厂、垃圾焚烧炉中的锅炉炉壁的构造及制造方法。具体而言，专利文献2中记载了一种水冷壁板，其包括供冷却水通过的多个筒状管路部，以及位于这些管路部之间且两侧端与管路部的周壁接合的连结板。此外，专利文献2记载了一种换热器的导热管，该导热管采用以碳素钢、不锈钢或低合金钢构成内管，以高合金钢构成外管的双重管。此外，专利文献2记载了，通过焊接来制作相对于内管而言的外管。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-154359号公报

专利文献2：日本特开2001-263604号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，就气化装置的气化炉壁而言，气化炉内部是供超过1500℃的高温气体(可燃性气体)通过的空间，为腐蚀气氛且为具有较高的热负荷的气氛，而气化炉外部为供温度低于可燃性气体的非活性气体流通的非腐蚀气氛。作为气化炉内部的气化炉壁的耐蚀性对策，可以采用以耐蚀性合金钢构成位于内管的水冷管外侧的外管这样的双重管，但气化炉壁面会反复发生煤等的熔渣的附着和脱落，由此会导致气化炉壁面发生温度变化，并且由于温度高过1500℃，因此温度差容易变大，有时在内管和外管之间会由于温度分布、材质的不同而反复产生热应力。此外，在由气化炉壁隔离的两个空间的气氛温度相差很大时，气化炉壁面的内管和外管的耐蚀材质的线膨胀率的差异会变大，此时，气化炉壁就更容易产生不均匀的热应力负荷而出现负荷变大的情况。为了对热负荷进行应力缓和，可以考虑使热膨胀率从内管向外管依次变化而使材质多层化等方法，但这样的方法会使气化炉壁的构造复杂化，于是会出现炉壁自身重量增加的情况、制造成本提高的情况，所以要求综合判断所需功能和课题而使气化炉壁的构造达到最佳。

因此，本发明的课题在于，提供一种气化炉壁、具有该气化炉壁的气化复合发电设备和气化炉壁的制造方法，该气化炉壁即使在壁部的内部和外部的气氛或温度不同的环境下耐久性也较高，且构造简单。

解决课题的方案

为了解决上述课题，气化炉壁的特征在于，该气化炉壁由排列配置的多个配管构成，该多个配管由第一材料制作，内部供冷却介质流动，该气化炉壁的至少一部分包括：外周部，其层叠于所述多个配管各自的周围，由耐蚀性高于所述配管的第二材料制作；板材，其配置于所述外周部和与该外周部相邻的所述外周部之间；以及焊接部，其将所述外周部和所述板材连结，由所述外周部和所述板材构成将内部空间和外部空间分离的壁面，所述外周部覆盖所述多个配管的所述周向的整个区域。