CN1991291B - 流动床炉 - Google Patents

Abstract

在传热管(41)的管主体(42)的外侧，设置有覆盖管主体(42)的一部分或全部的第一覆盖层(44)，在该第一覆盖层(44)的外侧设置有覆盖第一覆盖层(44)的一部分或全部的第二覆盖层(45)。第一覆盖层(44)通过对管主体(42)实施堆焊、由延展性大于第二覆盖层(45)的材料形成。第二覆盖层(45)通过对第一覆盖层(44)实施堆焊、由硬度高于第一覆盖层(44)的材料形成。

Description

流动床炉

技术领域

本发明涉及流动床炉。

背景技术

对废弃物进行焚烧处理的流动床炉，具备使硅砂等流动砂堆积于炉床部的流动层。流动床炉是一边从炉床向流动层中吹出空气等流动化用气体，一边吹起流动砂进行加热的设备，在使废弃物等焚烧物与高温的流动砂混合的同时，进行搅拌、干燥、热分解、使其燃烧。

在该流动床炉的炉体内，设置有用于调节流动砂与焚烧物温度的传热管(冷却管)(参照特开2004-93058号公报、特开2005-315566号公报)。在传热管的内部流通有水等制冷剂，通过和传热管的表面接触的流动砂、焚烧物与传热管内的制冷剂经由传热管的内外表面进行热交换，流动砂与焚烧物被冷却。

一般，各种装置中所采用的传热管的素材，基于使用传热管的气氛下其对温度的耐热性来进行选择。例如，在350℃以下的气氛中采用碳素钢，在500℃以下采用低合金钢，在550℃以下采用含铬钢(Cr：9％～12％)，在550℃以上主要采用奥氏体系不锈钢等。

但是，在流动床炉内，传热管所暴露的温度是500℃～1100℃左右的范围，并且，在流动床炉内，因焚烧物的焚烧处理会产生含有HCl(氯化氢)、Cl₂(氯气)等的高腐蚀性气体。而且，在传热管的周围，流动砂与焚烧物的流动会活跃地进行。特别是在焚烧物中混入有不燃物的金属片、砂等的尖形、坚硬的物质，这些物质会不断地对传热管进行冲击。在这样的环境下，难以使传热管具有充分的性能，其对流动床炉内的高温的耐热性、对流动砂与焚烧物的接触的耐磨耗性、对流动化用气体的吹入而产生的压力的强度、对腐蚀性气体的耐腐蚀性、即使产生了随着温度变化的膨胀与收缩也不会产生裂缝的延展性、可有效调节流动砂与焚烧物的温度的热传导性等，都无法满足。因此，容易产生传热管的磨耗、损伤、腐蚀、裂缝等劣化情况，难以延长传热管的寿命，需要频繁地进行传热管的检查、修补、更换等。难以削减该情况下的作业所需要的工夫与成本。

发明内容

本发明鉴于上述的方面而提出，其目的在于，提供一种具备即使在高温、高腐蚀性的环境下也具有高的耐磨耗性、耐腐蚀性，并且耐久性出色的传热管的流动床炉。

为了解决上述课题，本发明提供一种流动床炉，是在炉体内使流动介质流动、使焚烧物焚烧的流动床炉，其特征在于，在前述炉体内具有在设置于管主体内部的流路与管主体的外部之间进行热交换的传热管，前述传热管在前述管主体的外侧设置有覆盖前述管主体的一部分或全部的第一覆盖层，在前述第一覆盖层的外侧设置有覆盖前述第一覆盖层的一部分或全部的第二覆盖层，前述第一覆盖层的材料的延展性大于前述第二覆盖层的延展性，前述第二覆盖层的材料的硬度高于前述第一覆盖层的材料的硬度，前述传热管具备相互近似平行配置的多个直管部，相邻的直管部的管主体彼此相互接触，前述第二覆盖层不设置在前述直管部的管主体彼此接触的部分及其附近，而是设置在除此以外的部分。

前述第一覆盖层通过对前述管主体实施堆焊而形成，前述第二覆盖层通过对前述第一覆盖层实施堆焊而形成。前述第一覆盖层以及前述第二覆盖层可以由对外部气氛的耐腐蚀性高于前述管主体的材料构成。而且，前述管主体可以由热传导率高于前述第一覆盖层以及前述第二覆盖层的材料构成。前述第一覆盖层的厚度以及前述第二覆盖层的厚度可以比前述管主体的厚度薄。

前述管主体的材料可以是碳素钢或低合金钢。前述第一覆盖层的材料可以是奥氏体系不锈钢。

前述第二覆盖层可以设置在前述传热管与前述流动介质接触的部分。并且，前述多个直管部可配置成在相互不同的高度处，分别使长度方向朝向横向。前述第二覆盖层至少被设置在前述多个直管部中位于最下级的直管部的下部。

根据本发明，可以由第一覆盖层保护管主体，由第二覆盖层保护第一覆盖层。通过利用堆焊形成第一覆盖层，可以使第一覆盖层更牢固地接合于管主体。进而，通过利用堆焊形成第二覆盖层，可以使第二覆盖层更牢固地接合于第一覆盖层。通过在管主体与第二覆盖层之间设置第一覆盖层，即使第二覆盖层产生裂缝，也可防止裂缝发展至管主体。因而，可使传热管具有足够的耐久性。因此，能够减少传热管的检查、修补、更换等的频度，所以可削减传热管的检查、修补、更换等所需要的人工费用与设备费用等成本。

附图说明

图1是本实施方式所涉及的流动床炉的概略纵剖视图。

图2是流动床炉的概略横剖视图。

图3是传热管的纵剖视图。

图4是将第二覆盖层的厚度形成为局部增厚的实施方式所涉及的传热管的纵剖视图。

图5是在传热管的上部也形成了第二覆盖层的实施方式所涉及的传热管的纵剖视图。

图6是在传热管的所有直管部都形成了第二覆盖层的实施方式所涉及的传热管的纵剖视图。

图7是具备加强部件的实施方式所涉及的传热管的纵剖视图。

图8是说明锅炉的传热管以及吹灰器装置的构成的概略主视图。

图9是锅炉的传热管的横剖视图。

图10是吹灰器装置的说明图。

具体实施方式

下面，基于将废弃汽车的粉碎残渣(shredder dust)作为焚烧物(焚烧原料)进行焚烧的流动床炉，对本发明的优选实施方式进行说明。图1所示的流动床炉1是倾斜分散式流动层燃烧炉，具有近似方形的炉体2。在炉体2的内部空间中，下部成为进行焚烧物燃烧(一次燃烧)的一次燃烧室S1，上部成为由焚烧物的一次燃烧而产生的排气进行燃烧(二次燃烧)的二次燃烧室(自由空间)S2。

炉体2的侧壁部6呈近似方形筒状，具有近似长方形的大致同样的横截面形状，具有竖立设置于近似铅垂方向的四个内侧面，即图2所示的前内侧面6a、后内侧面6b、左内侧面6c和右内侧面6d。炉体2的炉床7呈近似长方形，其宽度方向朝向左右方向(在图1中，是从跟前侧朝向后侧的方向)，被倾斜设置成越从前方(图1中的左方)朝向后方(图1中的右方)越逐渐降低。即，炉床7在相互对置的一对前内侧面6a和后内侧面6b之间，被设置成相对水平面而倾斜。

如图1所示，在炉床7上，即一次燃烧室S1的底部设置有流动层10，该流动层10堆积有粒子状的流动介质，即例如硅砂等流动砂，一边搅拌焚烧物一边使其燃烧。

在炉体2上设置有用于将焚烧物和流动砂投入到一次燃烧室S1的投入口11。投入口11位于流动层10的上方，在前内侧面6a上开口。即，投入口11在炉床7的倾斜方向设置于高处侧。投入口11与通路12连接。在焚烧物与流动砂被投入料斗13，通过混合器14进行混合之后，基于给尘装置15的运转，会以既定的供给容量经由通路12以及投入口11，被连续地供给到一次燃烧室S1。

如图2所示，投入口11由俯视状态下配置在前内侧面6a的大致中央的中央投入口11a、和在前内侧面6a中配置于该投入口11a的左右两侧的投入口11b、11b构成。这些投入口11a以及投入口11b、11b分别与给尘装置15以及通路12连接，通过控制各给尘装置15的运转，可以分别对从中央投入口11a供给的焚烧物以及流动砂的供给量、从两侧的投入口11b、11b供给的焚烧物以及流动砂的供给量进行任意设定。

如图1所示，在炉床7上，遍布炉床7整体设置有多个流动化用气体供给口20，将用于吹起流动砂使其流动化的流动化用气体供给到一次燃烧室S1。在炉床7的下方形成有被分割成多个的吹入部21。并且，从各吹入部21经由流动化用气体供给口20吹入含有空气(氧气)等的流动化用气体，通过朝向上方喷出流动化用气体，可以吹起一次燃烧室S1内的流动砂，进行搅拌使其流动化，由此形成流动层10。向各气体吹入部21供给的流动化用气体的流量可以分别进行单独调节，通过增减从各气体吹入部21吹入流动化用气体的速度，可以调整流动砂的吹起高度。

如图1所示，在炉床7上设置有取出口30，用于从一次燃烧室S1取出焚烧物的燃渣(不燃物)和流动砂。取出口30沿着炉床7的倾斜方向设置在低处侧的最下部。该取出口30与通路31连接。从一次燃烧室S1穿过取出口30而落入到通路31的焚烧物燃渣以及流动砂，基于排出装置32、未图示的输送机等的运转而被输出。然后，在利用未图示的筛子等进行了燃渣和流动砂的区分之后，使流动砂再次返回到料斗13。

在一次燃烧室S1中设置有用于调节流动砂温度的传热管组40。从炉床7观察，传热管组40被设置于斜上方(低处侧的上方)，具备多根传热管(冷却管)41(参照图2)。如图1所示，各传热管41按照在多个位置处交替向相反侧折回的方式弯曲，多根(图1的例子中为12根)近似直管状的直管部41a，呈按照相互近似平行排列的方式进行配置的形状。该传热管41在炉体2内被安装于后内侧面6b上，被设置成朝向前内侧面6a侧突出。多根直管部41a沿着近似铅垂的面被配置在相互不同的高度，按照上下垒积的方式配置成多级。各直管部41a相对于前内侧面6a和后内侧面6b近似垂直，其长度方向朝向近似水平方向，被配置成近似直线状。将直管部41a彼此之间连接起来的弯曲部41b，在后内侧面6b侧被内置于后内侧面6b中，在前内侧面6a侧与前内侧面6a对置。上述那样的相互具有大致同样形状的传热管41如图2所示，通过在炉体2内的左内侧面6c与右内侧面6d之间、相互近似平行地隔开相等间隔并排列设置有多个，构成了传热管组40。虽然如前所述，炉床7被倾斜设置，但在俯视情况下，各传热管41被配置成沿着炉床7的倾斜方向分别以直线状延伸，而且，各传热管41彼此之间的间隙在俯视情况下，形成为沿着炉床7的倾斜方向而以直线状延伸。

另外，如图1所示，虽然各传热管41被设置在例如与形成投入口11的高度大致相同高度的范围，但是，在炉床7的倾斜方向上，被设置于低处侧，由于在投入口11和传热管41之间形成了足够的空间，所以，从投入口11投入落下的流动砂与焚烧物不会直接对传热管41造成冲击，可以使得流动砂与焚烧物在炉床7上带有余量地落下。因此，能够防止传热管41受到损伤。

另外，各传热管41，其下侧一部分的直管部41a和弯曲部41b埋没于流动层10中，设置于上部的直管部41a和弯曲部41b被配置在高于流动层10的高度。例如，在流动层10不流动的状态下，从下数位于第一级和第二级的直管部41a以及将它们之间连接起来的弯曲部41b埋没于流动砂中，在流动层10流动的状态下，从下数位于第一级～第三级的直管部41a以及将它们之间连接起来的弯曲部41b埋没于流动砂中。

图3表示用相对于直管部41a的长度方向近似垂直的面切断传热管41的状态。如图3所示，传热管41具备具有大致一定的外径以及内径的近似圆管状的管主体42，管主体42的内部空间构成流路43，该流路43具有例如水(水蒸气)等制冷剂通过的近似圆形的截面形状。而且，在管主体42的外侧，具备覆盖管主体42的外侧整体的第一覆盖层44、和覆盖第一覆盖层44的外侧一部分的第二覆盖层45。在图示的实例中，上下邻接的直管部41a的管主体42彼此相互接近或接触，第一覆盖层44按照遍布各直管部41a以及各弯曲部41b整体，覆盖管主体42的全部外周面的方式进行层叠。另一方面，第二覆盖层45形成为，在最下级的直管部41a和从下数第二级的直管部41a处，沿着圆周方向局部覆盖第一覆盖层44的外周面。另外，虽然未图示，但在朝向前方的弯曲部41b中的最下级弯曲部41b处也形成有第二覆盖层45。而且，第一覆盖层44通过对管主体42的外周面整体实施将管主体42作为母材的堆焊而形成。第二覆盖层45通过对第一覆盖层44的外周面实施堆焊而形成。在传热管41的半径方向上，第一覆盖层44和第二覆盖层45分别形成得薄于管主体42的厚度。

作为管主体42，采用热传导率高、具有足够的耐热性、且具有不因热应力而发生裂缝程度的延展性的材质，例如，可使用锅炉·热交换器用碳素钢钢管(例如STB35E、STB340E等)等由低碳素钢构成的管、或锅炉·热交换器用合金钢钢管(例如STBA24等)等由低合金钢(铬钼钢)构成的管等。另外，该管主体42的材料，其热传导率比第一覆盖层44以及第二覆盖层45高。管主体42的大小例如外径可以约为76.2mm左右、半径方向的管主体42的厚度例如可以约为8mm左右。

作为第一覆盖层44的材料，采用具有足够的耐热性、耐腐蚀性，且能够得到与管主体42的材料相同程度的延展性的材质，例如可使用奥氏体系不锈钢(优选为添加了钼(Mo)的低碳素浓度的奥氏体系不锈钢、SUS309MoL等)等。奥氏体系不锈钢对在炉体2内因焚烧物的焚烧处理而产生的腐蚀性气体(包括HCl气体(氯化氢气体)、Cl₂气体(氯气)等)具有耐腐蚀性，具有比管主体42的材料高的耐腐蚀性。即，第一覆盖层44具有针对在传热管41的外部产生的腐蚀性气氛的耐腐蚀性比管主体42高的性质，通过利用这样的第一覆盖层44覆盖管主体42的整个外表面，可以保护管主体42，适当地防止管主体42的损伤与腐蚀。而且，奥氏体系不锈钢即使在高温下也难以硬化，由此，第一覆盖层44在管主体42随着温度变化而膨胀、收缩之际，可以与管主体42一同变形。因此，即使通过第一覆盖层44覆盖管主体42整体，也不会妨碍管主体42的热变形，能够防止管主体42因热应力而被破坏。另外，可以防止第一覆盖层44从管主体42剥离，能够可靠地保护管主体42。

如上所述，第一覆盖层44通过对管主体42的外表面实施堆焊而形成。堆焊可以通过例如采用了自动焊接装置的电弧焊接或气体焊接等自动进行。焊缝例如沿着管主体42的长度方向而延伸。这样，当通过硬化堆焊形成第一覆盖层44时，在管主体42(母材)的外表面和第一覆盖层44之间的交界部分会产生熔化，能够可靠地使第一覆盖层44与管主体42接合，与通过喷镀或压焊等使第一覆盖层44与管主体42接合的情况相比，可以牢靠地使二者接合。因此，可防止第一覆盖层44从管主体42剥离，从而能够可靠地保护管主体42。而且，由于即使受到长时间的摩擦或冲击，也难以从管主体42剥离，所以，能够延长传热管41的寿命。

另外，喷镀是指通过以熔融的状态使接合材料(喷镀材料)向母材冲击，来形成被膜的方法，但由于母材与接合材料不会成为融合的状态，所以，如果接合材料受到的冲击大，则存在着接合材料会从母材剥离的可能性。与此相对，在堆焊的情况下，由于接合材料与母材在交界部分互相融合熔敷，所以，与喷镀的情况相比，可以使接合材料与母材牢固地接合，由此能够防止接合材料从母材剥离。

在传热管41的半径方向，第一覆盖层44的厚度形成得比管主体42的厚度薄，例如形成为约3mm～5mm左右。另外，第一覆盖层44的厚度也可以薄于3mm以下，但是该情况下存在着下述不良情况，即，管主体42的成分可能会过度熔化到第一覆盖层44之中，无法得到足够的性能，而且会在第一覆盖层44的厚度中产生不均等。为了避免上述的不良情况，需要使加工条件最佳化，由此导致加工变得困难。另一方面，如果加厚第一覆盖层44，则虽然有利于提高第一覆盖层44的强度，但是，在如前所述，例如采用奥氏体系不锈钢等作为第一覆盖层44的材料时，由于其热传导率比管主体42的材料小，所以，如果过度增加第一覆盖层44的厚度，则第一覆盖层44的热传导性会变差，存在着传热管41的温度调节功能下降的可能。而且，第一覆盖层44的厚度越厚，加工成本也越高。因此，从第一覆盖层44的功能、堆焊的施工性、经济性等考虑，优选第一覆盖层44的厚度为3mm～5mm左右。

作为第二覆盖层45的材料，可使用具有足够的耐热性、耐腐蚀性、耐磨耗性的硬化堆焊材料，例如以Fe(铁)为主要成分的铬系合金等。而且，优选该硬化堆焊材料的维氏硬度(Hv)大约为500以上左右。在本实施方式中，采用由以质量％来衡量，C(碳)约为5％～6％、Cr(铬)约为22％、Nb(铌)约为6％、其它的微量元素(杂质)约为7％～8％，剩余的为Fe构成的铬系合金(公称硬度：Hv900)。铬系合金与前述的奥氏体系不锈钢同样，对腐蚀性气体具有耐腐蚀性，具有耐腐蚀性比管主体42的材料高的材质。即，第二覆盖层45对于在传热管41的外部产生的腐蚀性气氛的耐腐蚀性具有比管主体42高的性质。而且，铬系合金其硬度比管主体42的材料和奥氏体系不锈钢高，具有出色的耐磨耗性。即，第二覆盖层45比管主体42以及第一覆盖层44硬，通过由第二覆盖层45覆盖第一覆盖层44，可以保护第一覆盖层44，来恰当地防止第一覆盖层44的损伤与摩擦。另外，铬系合金整体的平均硬度是Hv900左右，但在铬系合金的表面，即第二覆盖层45的表面会析出铬系的碳化物晶体，该晶体具有Hv1000以上左右的高表面硬度，而且即使在高温下对于氯系气体也具有高的耐腐蚀性。这样，由于铬系合金具有非常出色的特性，所以，适于作为第二覆盖层45的材料。

另外，由于铬系合金易于在高温下硬化，导致脆性大容易发生裂缝，所以，如果直接使其焊接于管主体42的外周面，则铬系合金层中所产生的裂缝有可能传播至管主体42。该情况下，随着裂缝的深入，管主体42存在断裂的危险。而且，如果腐蚀性气体侵入到裂缝中，则管主体42会暴露于腐蚀性气体下，也有可能被腐蚀。与之相对，在本实施方式中，通过将作为铬系合金层的第二覆盖层45焊接到延展性比第二覆盖层45大且难以产生裂缝的第一覆盖层44上，将其间接地设置于管主体42上，可以防止在第二覆盖层45产生的裂缝传播到管主体42。即，通过夹持设置于第二覆盖层45与管主体42之间的第一覆盖层44，对裂缝的进展发挥着作为缓冲部件的作用，能够可靠地保护管主体42不受裂缝与断裂的影响。

该第二覆盖层45设置成，对第一覆盖层44中受到来自流动层10的冲击与摩擦特别激烈、要求高的耐磨耗性的部分进行加强。特别是由于从下方吹起的流动砂与焚烧物会猛烈地对位于最下级的直管部41a进行冲击，所以，直管部41a的外表面容易受到损伤。因此，至少在最下级的直管部41a的下部(下表面)设置第二覆盖层45为佳。另一方面，多个直管部41a中位于上级侧的直管部41a等，由于在流动层10流动的时候也位于流动层10的上方，与流动砂和焚烧物的接触少，所以，也可以不设置第二覆盖层45。在图3所示的实例中，对于位于下数第一级和第二级的直管部41a，即在流动层10不流动的状态下也埋没于流动层10内的直管部41a，分别设置第二覆盖层45。另一方面，在其它的位于下数第三级～最上级的直管部41a中，由于受到来自流动层10的冲击和摩擦比下数第一级和第二级的直管部41a少，所以，没有设置第二覆盖层45，处于露出了第一覆盖层44的状态。

在最下级的直管部41a中，第二覆盖层45从直管部41a的下部整体遍布两侧部整体而设置，形成为截面形状近似为C字状。在下数第二级的直管部41a中，第二覆盖层45被设置成覆盖直管部41a的两侧部整体。

而且，在沿着管主体42彼此之间的槽状部分，即在分别位于最下级的管主体42的上部与下数第二级的管主体42的下部接触的位置两侧的槽状部分46处，没有设置第二覆盖层45，处于露出了第一覆盖层44的状态，第二覆盖层45被设置于从槽状部分46分隔的部分。在图示的实例中，对于最下级的直管部41a而言，在直管部41a的横截面中，以流路43的中央部为中心、使从中央部朝向上方的近似铅垂面作为基准的中心角大约为30°的范围的部分，成为没有形成第二覆盖层45的部分。即，第二覆盖层45连续形成于中心角约为300°范围的部分。另外，对于下数第二级的直管部41a而言，在直管部41a的横截面中，以流路43的中央部为中心、使从中央部朝向上方的近似铅垂面作为基准的中心角大约为30°的范围的部分，以及使从中央部朝向下方的近似铅垂面作为基准的中心角大约为30°的范围的部分，成为没有形成第二覆盖层45的部分。即，第二覆盖层45a在直管部41a的两侧，分别连续形成在中心角约为120°左右的范围部分。

这样，如果第二覆盖层45在各直管部41a的圆周方向，形成为覆盖第一覆盖层44的一部分而不是外表面整体，则在管主体42与第一覆盖层44随着温度变化而膨胀或收缩时，能够保持余量而变形。即，当在高温环境下管主体42以及第一覆盖层44产生变形时，可以使管主体42以及第一覆盖层44具有用于能够在圆周方向伸长的(用于能够使外径膨胀的)延伸空间。特别在第二覆盖层45的材料是高硬度的金属且延展性小的情况下，如果利用第二覆盖层45过度覆盖第一覆盖层44整体，则管主体42以及第一覆盖层44的变形将被限制，使得管主体42和第一覆盖层44无法在圆周方向进行热膨胀，而产生过剩的应力，可能破坏传热管41。例如，管主体42以及第一覆盖层44沿半径方向变形，导致管主体42、第一覆盖层44和第二覆盖层45相互分离。与之相对，如果仅第一覆盖层44的一部分被第二覆盖层45覆盖，则在没有被第二覆盖层45覆盖的部分可以具有余量地进行变形，从而可以防止管主体42、第一覆盖层44和第二覆盖层45相互分离。特别是如果在槽状部分46处不形成第二覆盖层45，则各直管部41a容易分别独立变形。因此，可以有效地防止传热管41的损伤。而且，由第二覆盖层45覆盖的面积越少，越可以提高传热管41的热传导性，具有能够有效调节流动层10的温度的优点。

如上所述，第二覆盖层45通过对第一覆盖层44的外表面实施堆焊而形成。堆焊可以通过例如采用了自动焊接装置的电弧焊接等自动进行。焊缝例如沿着管主体42的长度方向而延伸。这样，当通过硬化堆焊形成第二覆盖层45时，在第一覆盖层44的外表面与第二覆盖层45之间的交界部分会产生熔化，能够可靠地使第二覆盖层45与第一覆盖层44接合，与例如通过喷镀或压焊使第二覆盖层45与第一覆盖层44接合的情况相比，可以牢靠地使二者接合。因此，可防止第二覆盖层45从第一覆盖层44剥离，从而能够可靠地保护第一覆盖层44。而且，由于即使受到长时间的摩擦或冲击，也难以从第一覆盖层44剥离，所以，能够延长传热管41的寿命。

在传热管41的半径方向，第二覆盖层45的厚度形成得比管主体42的厚度薄。而且，第二覆盖层45的厚度可以比第一覆盖层44的厚度厚，例如可以约为3mm～6mm左右。另外，第二覆盖层45的厚度也可以薄至3mm以下，但是该情况下存在着下述不良情况，即，第一覆盖层44的成分可能会过度熔化到第二覆盖层45之中，无法得到足够的性能，而且会在第二覆盖层45的厚度中产生不均等。为了避免上述的不良情况，需要使加工条件最佳化，由此导致加工变得困难。另一方面，如果加厚第二覆盖层45，则虽然有提高第二覆盖层45的强度的优点，但是，在如前所述，例如采用铬系合金等作为第二覆盖层45时，由于其热传导率比管主体42的材料小，所以，如果过度增加第二覆盖层45的厚度，则第二覆盖层45的热传导性会变差，存在着传热管41的温度调节功能将下降的可能。而且，第二覆盖层45的厚度越厚，加工成本也越高。因此，从第二覆盖层45的功能、堆焊的施工性、经济性等考虑，优选第二覆盖层45的厚度为3mm～6mm左右。另外，在本实施方式中，第二覆盖层45具有与第一覆盖层44相同程度的热传导率，或者大于第一覆盖层44的热传导率。

此外，在制造传热管41时，首先采用自动焊接装置，基于电弧焊接或气体焊接等对管主体42的整个外表面实施堆焊，由此形成第一覆盖层44。然后，在第一覆盖层44的外表面，采用自动焊接装置，基于电弧焊接或气体焊接等对既定的部分实施堆焊，由此形成第二覆盖层45。

在具有以上构造的传热管41中，被供给到传热管41内的流路43中的制冷剂，和传热管41外部的气氛、或与传热管41的外表面接触的流动砂和焚烧物，经由传热管41的内外表面进行热交换。即，被供给到传热管41内的流路43中的制冷剂，和传热管41外部的气氛、或与传热管41的外表面接触的流动砂和焚烧物，经由管主体42以及第一覆盖层44、或者经由管主体42、第一覆盖层44以及第二覆盖层45而进行热交换。由此，外部的气氛、流动砂、焚烧物等被冷却，使得温度被调节。另外，如图1所示，制冷剂从设置于传热管41的最下侧的直管部41a的端部被分别供给到传热管41内，在直管部41a内和弯曲部41b内交替流动，一边在各直管部41a内交替地反向流动，一边从下方朝向上方，由设置于最上侧的直管部41a的端部被排出。

如图1所示，在炉体2的侧壁部6设置有向二次燃烧室S2喷射火焰的燃烧器的喷射口49。通过从该喷射口49喷射火焰，可以促进从一次燃烧室S1上升的排气的燃烧。

在后内侧面6b的上端部，设置有对二次燃烧室S2内的气氛进行排气的排气口50。排气口50与排气通路51连接。该排气通路51与袋式除尘器52连接。一次燃烧室S1、二次燃烧室S2内的气氛在二次燃烧室S2内上升，从排气口50被排出。而且，在被袋式除尘器52捕捉了尘埃之后，向外部进行排气。

下面，对于利用了如上构成的流动床炉1的焚烧物的焚烧处理进行说明。首先，利用混合器14对投入到料斗13的焚烧物和流动砂进行混合，基于给尘装置15的运转，以既定的供给流量经由通路12以及投入口11，向一次燃烧室S1中连续进行供给。

被如此供给到一次燃烧室S1内的焚烧物，例如是对从废弃汽车取下了循环设备的残余部分进行粉碎后的粉碎残渣(ASR)。ASR例如通过在废弃汽车处理厂等进行粉碎而产生。像ASR那样的焚烧物，作为无机物含有Fe、Cu、Zn、Pb等金属、玻璃等，而作为有机化合物含有橡胶、纤维碎屑或氨基甲酸乙酯等软质树脂、氯乙烯等的硬质塑料等。

向一次燃烧室S1内连续供给流动砂和焚烧物，另一方面，将空气与来自二次燃烧室S2的排气的混合气体作为流动化气体，从各个气体吹入部21朝上方吹入到一次燃烧室S1内，来吹起流动砂使其流动化。由此，通过流动化了的流动砂一边搅拌与流动砂一起投入的焚烧物，一边进行加热、焚烧。于是，焚烧物中的树脂、纤维碎屑等的可燃物被热分解或发生燃烧，产生包含热分解气体、氧化气体等的气体成分的排气(一次燃烧气体)。排气从流动层10上升，向设置在流动层10上方的二次燃烧室S2流动。

另外，流动层10与传热管组40的各传热管41接触，通过在内部流通的制冷剂而被冷却，从而来调整温度。由此，即使在焚烧物的卡路里高的情况下，也能够防止流动层10的温度过高，可实现稳定的燃烧处理。对于如ASR那样的焚烧物而言，也可以实现稳定的燃烧处理，从而可降低燃渣的生成。流动层10的温度被维持在约500℃～约1100℃左右(例如为约600℃～约800℃左右)。

在使流动层10流动的期间，流动砂与焚烧物的流动在传热管41的周围活跃地进行，金属片与砂等、尖形硬质的物质会频繁地冲击传热管41的表面，并且，吹入流动层10的流动化用气体会从外侧加压。另外，一次燃烧中炉体2内处于高温状态，通过焚烧物的化学反应会在炉体2内产生HCl、Cl₂等高腐蚀性气体。即使在这样的状态下，由于传热管41的管主体42被第一覆盖层44覆盖保护，所以，也不会导致流动砂与焚烧物直接冲击管主体42、或腐蚀性气体的成分与管主体42接触。因此，可有效地防止管主体42的磨耗、破损、腐蚀等。而且，由于第一覆盖层44具有出色的耐腐蚀性，所以，即使长时间暴露于炉体2内所产生的高腐蚀性气体中也不会被腐蚀，可以持续保护管主体42。并且，由于第一覆盖层44通过堆焊而非常牢固地与管主体42接合，所以，即使受到长时间冲击也不会从管主体42脱落，从而能够可靠地对管主体42进行持续的保护。

虽然位于下级侧的直管部41a与弯曲部41b等，会特别地受到从下方猛烈吹起的流动砂和焚烧物的冲击，但由于在这样会被特别强劲地施加冲击与压力的位置设置了具有高硬度的第二覆盖层45，所以，可稳固地保护第一覆盖层44。由于第二覆盖层45具有出色的耐腐蚀性，所以，即使长时间暴露于炉体2内所产生的高腐蚀性气体中也不会被腐蚀，从而可持续保护第一覆盖层44。并且，由于第二覆盖层45通过堆焊而与第一覆盖层44非常稳固地接合，所以，即使受到长时间的冲击也不会从第一覆盖层44脱落，由此能够可靠地持续保护第一覆盖层44。

焚烧后残留的焚烧物燃渣与流动砂从取出口30被排出。然后，在利用筛子等区分除去了燃渣之后，使流动砂返回到料斗13。

另一方面，从一次燃烧室S1向二次燃烧室S2上升的排气，通过在二次燃烧室S2的下端部与从喷射口49供给的火焰混合而被加热。排气一边进行二次燃烧一边在二次燃烧室S2内上升，在进行了未燃气体与微细焚烧物的燃烧之后，从排气口50被排出。而且，在利用袋式除尘器52对排气中的飞灰等进行吸尘之后，被排出到外部。

根据该流动床炉1的传热管41，可以通过第一覆盖层44可靠地保护管主体42，而且通过第二覆盖层45能够加强第一覆盖层44。通过利用堆焊形成第一覆盖层44，可以将其牢固地与管主体42接合。通过利用堆焊形成第二覆盖层45，可以将其牢固地与第一覆盖层44接合。通过在管主体42与第二覆盖层45之间设置了第一覆盖层44，即使第二覆盖层45发生裂缝，也可以防止裂缝发展到管主体42。因此，能够使传热管41具有足够的耐久性，并可以提高其耐热性、耐磨耗性、耐腐蚀性、热传导性等。即使传热管41暴露于炉体2内的高温、高腐蚀性的环境中，也可以防止传热管41的磨耗、损伤、腐蚀、裂缝等劣化，从而延长传热管41的寿命。因此，能够减少传热管41的检查、修补、更换等的频度。而且，可削减传热管41的检查、修补、更换等所需要的人工费用与设备费用等成本。

以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明不限定于该实例。如果是本领域人员，则在专利申请的范围所记载的技术思想范畴内，可以想到各种变更例或修正例，对于这些内容当然也属于本发明的技术范围之内。

例如，传热管41中的直管部41a的根数等不限定于以上的实施方式所示的根数。另外，传热管41呈近似圆管状，由直管部41a和弯曲部41b构成，但传热管41的形状不限定于此，例如也可以是角管状。设置第一覆盖层44和第二覆盖层45的部分也不限定于以上的实施方式所示的位置。

在以上的实施方式中，第二覆盖层45的厚度设为一定，但也可形成为局部厚或局部薄。例如也可如图4所示，在传热管41的位于最下级的直管部41a的下表面，将第二覆盖层45的厚度形成得比其他部分厚。该情况下，能够良好地对流动砂与焚烧物易于猛烈冲击的直管部41a的下表面进行加强。而且，虽然未进行图示，但在传热管41的前端部，即弯曲部41b的前表面(前内侧面6a侧的曲面)，可以使得第二覆盖层45的厚度比其他部分厚。该情况下也能够良好地对流动砂与焚烧物易于猛烈冲击的弯曲部41b的前表面进行加强。另外，在其他部分的第二覆盖层45的厚度例如为3mm左右的情况下，位于最下级的直管部41a的下表面的第二覆盖层45的厚度、与弯曲部41b的前表面的第二覆盖层45的厚度例如可以为6mm左右。并且，例如通过在其他部分将第二覆盖层45的堆焊设为一层，在位于最下级的直管部41a的下表面和弯曲部41b的前表面，将第二覆盖层45的堆焊设为两层，可以对厚度赋予变化。

在以上的实施方式中，对位于下数第三级～最上级的直管部41a不设置第二覆盖层45，但也可以如图5所示，对位于上数第一级和第二级的直管部41a也分别设置第二覆盖层45。而且，虽然未进行图示，但也可以在朝向前方的弯曲部41b中的最上级的弯曲部41b上形成第二覆盖层45。并且，也可以将传热管41形成为上下对称的构造。即，也可以在图5中位于最上级的直管部41a上，设置与位于最下级的直管部41a对称构成的截面近似C字状的第二覆盖层45，在位于上数第二级的直管部41a上与位于下数第二级的直管部41a同样，在两侧设置第二覆盖层45，虽然未图示，但在最上级的弯曲部41b形成与最下级的弯曲部41b对称构成的第二覆盖层45。由此，即使上下翻转传热管41，也可以同样地使用，十分便利。例如在使用了一定期间之后使传热管41上下翻转，将之前配置于上方的直管部41a放置到下方而埋没于流动层10，之前配置于下方的直管部41a放置到上方，而配置于流动层10的上方，在该状态下再次使用。这样，即使下方的第二覆盖层45劣化，通过灵活运用上方的第二覆盖层45，也可长时间使用传热管41。而且，与将其更换为新制造的传热管41的情况相比，可有效利用传热管41，能够削减传热管41所需要的成本。

另外，设置第二覆盖层45的部分也可根据传热管41与流动层10接触的部分而适当变更。例如，在传热管41整体埋没于流动层10内的情况下，可以在传热管41的表面整体形成第二覆盖层45。例如图6所示，可在所有级的直管部41a的两侧分别设置第二覆盖层45。而且，虽未图示，但也可在朝向前方的所有级弯曲部41b上分别形成第二覆盖层45。

还可如图7所示，在沿着管主体42彼此之间的槽状部分46处，设置用于防止直管部41a变形的加强件70。图示的实例中，在位于各直管部41a彼此之间的两侧的槽状部分46处，分别安装有一根近似圆形的直棒状加强件70。该加强件70沿着各槽状部分46而延伸，对于各直管部41a的管主体42的外周面的两侧上部以及两侧下部，隔开间隔断续地焊接在多个位置。该加强件70在进行第一覆盖层44的堆焊之前，与管主体42接合。由此，在进行第一覆盖层44与第二覆盖层45的堆焊之际，可有效防止管主体42因热而变形，提高了堆焊的作业性，改善了完成后的状态。

管主体42、第一覆盖层44、第二覆盖层45等的材料不限定于以上实施方式所示的材料。例如，作为第二覆盖层45，可替代铬系合金而使用钴合金(例如，斯特莱特(注册商标)的以Co(钴)为主要成分，由Cr(铬)、W(钨)等构成的Co-Cr-W合金)等。在使用该钴合金的情况下，也能够使第二覆盖层45具有足够的耐热性、耐腐蚀性、耐磨耗性，使其具有比管主体42出色的耐腐蚀性，而且，能够使其具有比管主体42以及第一覆盖层44高的硬度。

在以上的实施方式中，举例说明了流动床炉1所具备的传热管41，但本发明所涉及的传热管不限定于该流动床炉1所具备的传热管，可适用于各种装置所应用的传热管。例如，也可以是锅炉等所具备的传热管。

图8所示的传热管81，例如是用于对焚烧处理废弃物的焚烧炉中产生的排热进行回收而设置于锅炉内的设备，在内部使水等制冷剂循环。该传热管81在锅炉内隔开既定间隔相互近似平行地设置有多根，由此构成传热管组。另外，为了除去附着于传热管81的灰和熔渣(clinker)而设置有吹灰器装置82，其用于以高压对传热管81喷射例如水蒸气等清扫用流体。

如图9所示，传热管81具备近似圆管状的管主体92，该管主体92具有大致一定的外径以及内径，管主体92的内部空间成为例如水(水蒸气)等制冷剂通过的、具有近似圆形截面形状的流路93。并且，在管主体92的外侧具备：覆盖管主体92的一部分的第一覆盖层94、以及覆盖第一覆盖层94的整个外侧的第二覆盖层95。第一覆盖层94在直管状的管主体92的长度方向(高度方向)，局部设置在能够被来自吹灰器装置82的清扫用流体吹到的范围(参照图8)而且，在管主体92的圆周方向被层叠成覆盖管主体92的整个外周面。第二覆盖层95形成为覆盖第一覆盖层94的整个外周面。而且，第一覆盖层94通过对管主体92的外周面实施堆焊而形成。第二覆盖层95通过对第一覆盖层94的外周面实施堆焊而形成。在传热管81的半径方向，第一覆盖层94和第二覆盖层95分别形成得比管主体92的厚度薄。

作为管主体92，例如可使用锅炉·热交换器用碳素钢钢管(低碳素钢)、或锅炉·热交换器用合金钢钢管(低合金钢)等。作为第一覆盖层94的材料可使用具有足够的耐热性、耐腐蚀性且与管主体92的材料具有相同程度延展性的材料，例如奥氏体系不锈钢等。作为第二覆盖层95的材料可使用硬度高的材料，例如铬系合金等。

如图10所示，吹灰器装置82具备：能够进退移动到锅炉内的枪管(lance tube)101、和驱动枪管101的驱动部102。枪管101被设置成使长度方向朝向近似水平，沿着近似水平方向直线前进。而且，枪管101能够以其长度方向的中心轴为旋转中心进行旋转。在枪管101的前端设置有喷嘴103。清扫用流体被供给到枪管101内，从形成于喷嘴103的喷射口103a朝向喷嘴103的外周围喷射。而且，喷嘴103随着枪管101的进退移动，能够在传热管81彼此之间的间隙中进退移动。并且，通过随着枪管101的旋转，使喷射口103a旋转，清扫用流体可以向喷嘴103的外周围散布。

在该构成中，由废弃物的焚烧而产生的排气通过图8所示的传热管81之间而被排出，此时，通过利用各传热管81在排气与各传热管81内的制冷剂之间进行热交换，来回收排气的排热。若如此进行热交换使排气的温度产生了降低，则排气中的成分会凝聚于传热管81的外表面，因此附着有灰与熔渣等，导致热交换的效率降低。为了除去附着于该传热管81的灰与熔渣，利用吹灰器装置82定期进行吹灰。即，使喷嘴103进入到传热管81之间，通过一边使喷嘴103旋转，一边对传热管81吹出高压的清扫用流体，将传热管81表面的附着物吹走。清扫用流体被吹向形成于传热管81的第二覆盖层95的外表面。

由于第二覆盖层95对清扫用流体具有足够的耐腐蚀性，且由硬度高的材料形成，所以，即使进行吹灰，也难以被腐蚀或被磨耗。因此，可防止传热管81发生排气腐蚀(drain attack)。即，可通过第一覆盖层94和第二覆盖层95保护管主体92。而且，第一覆盖层94通过堆焊被牢固地接合于管主体92，第二覆盖层95通过堆焊被牢固地接合于第一覆盖层94。并且，通过在管主体92与第二覆盖层95之间设置第一覆盖层94，即使第二覆盖层95中发生裂缝，也可防止裂缝发展到管主体92。因此，可使传热管81具有足够的耐久性，并能够提高耐热性、耐磨耗性、耐腐蚀性、热传导性等。

本发明可应用于例如在流动床炉中用于进行温度调整的传热管、在锅炉中用于回收排热的传热管、流动床炉等。

Claims (8)

1.一种流动床炉，是在炉体内使流动介质流动、使焚烧物焚烧的流动床炉，其特征在于，

在前述炉体内具有在设置于管主体内部的流路与管主体的外部之间进行热交换的传热管，

前述传热管在前述管主体的外侧设置有覆盖前述管主体的一部分或全部的第一覆盖层，在前述第一覆盖层的外侧设置有覆盖前述第一覆盖层的一部分或全部的第二覆盖层，

前述第一覆盖层的材料的延展性大于前述第二覆盖层的延展性，

前述第二覆盖层的材料的硬度高于前述第一覆盖层的材料的硬度，

前述传热管具备相互近似平行配置的多个直管部，

相邻的直管部的管主体彼此相互接触，

前述第二覆盖层不设置在前述直管部的管主体彼此接触的部分及其附近，而是设置在除此以外的部分。

2.根据权利要求1所述的流动床炉，其特征在于，

前述第一覆盖层通过对前述管主体实施堆焊而形成，

前述第二覆盖层通过对前述第一覆盖层实施堆焊而形成。

3.根据权利要求1所述的流动床炉，其特征在于，

前述第一覆盖层以及前述第二覆盖层由对外部气氛的耐腐蚀性高于前述管主体的材料构成。

4.根据权利要求1所述的流动床炉，其特征在于，

前述管主体由热传导率高于前述第一覆盖层以及前述第二覆盖层的材料构成，

前述第一覆盖层的厚度以及前述第二覆盖层的厚度比前述管主体的厚度薄。

5.根据权利要求1所述的流动床炉，其特征在于，

前述管主体的材料是碳素钢或低合金钢。

6.根据权利要求1所述的流动床炉，其特征在于，

前述第一覆盖层的材料是奥氏体系不锈钢。

7.根据权利要求1所述的流动床炉，其特征在于，

前述第二覆盖层设置在前述传热管与前述流动介质接触的部分。

8.根据权利要求1所述的流动床炉，其特征在于，

前述多个直管部配置成在相互不同的高度处，分别使长度方向朝向横向，

前述第二覆盖层至少被设置在前述多个直管部中位于最下级的直管部的下部。

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