JP5355142B2 - 石炭灰の搬送方法および搬送装置 - Google Patents

Description

この発明は、火力発電所から排出される石炭灰を水上の灰捨場へ搬送する搬送方法および搬送装置に関する。

火力発電所から排出される石炭灰は、公有水面等の埋め立てに用いられている。従来から石炭灰を護岸側から埋め立てるようにした技術は知られている（例えば、特許文献１参照。）。他の火力発電所から排出された石炭灰を埋立てに用いる場合は、石炭灰を船舶によって別の火力発電所の近くまで海上輸送し、船舶を桟橋に定着させた状態で石炭灰をトラックに移し替えた後、トラックにより陸地に隣接した所定の場所に輸送している。

特開２００６−２４９７９４号公報

しかし、石炭灰を陸地側から埋め立てる場合は、石炭灰を投入する場所が限定され、石炭灰を周囲にまんべんなく投入することができない。また、上述したように、他の火力発電所から排出された石炭灰を船舶によって特定の埋立地の近くまで運搬することが行われており、この場合、沖合から石炭灰を投入すれば広い範囲にわたる埋立てが可能となるが、沿岸に近い海上は波が高く、船舶を沿岸に近づけた状態で船舶から石炭灰を灰捨場内へ投入することは危険が伴い、実現が難しい。したがって、船舶を用いることなく石炭灰を陸地から離れた灰捨場内へ容易に搬送できる技術の開発が望まれる。

そこでこの発明は、船舶を用いることなく、石炭灰を陸地から離れた水上の灰捨場内へ容易に搬送することが可能な石炭灰の搬送方法および搬送装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、火力発電所からの乾燥した石炭灰を、灰ピットの下り傾斜面に投入し、前記灰ピットに投入された前記石炭灰を、第一のポンプに接続され、前記下り傾斜面の外縁に沿って延びる給水管の軸方向に所定の間隔をもって取付けられている給水ノズルから前記下り傾斜面に向けて噴射される水の流れによって泥状にして灰ピットの下流側端部に形成されたポンプピットへ押し流し、前記ポンプピットに流入した前記水と混合した泥状の前記石炭灰を第二のポンプによって吸い上げ、前記第二のポンプから吐出される前記水と混合した泥状の前記石炭灰を灰捨場内の水面に沿って配設された灰搬送管を介して前記灰捨場内の所定の位置に供給する、ことを特徴とする石炭灰の搬送方法である。

この発明によれば、灰ピットに投入された石炭灰は、水の流れによってポンプピットへ押し流されることにより、水と混合し泥状となってポンプピットに流入する。その後、ポンプピットへ流入した泥状の石炭灰は、第二のポンプによって吸い上げられ、灰捨場内の水面に沿って配設される灰搬送管を介して灰捨場内の所定の位置に供給される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の石炭灰の搬送方法において、前記石炭灰を前記ポンプピットへ押し流す水は、前記第一のポンプによって汲み上げられる前記灰捨場内の水であることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の石炭灰の搬送方法において、前記灰捨場は、外海と仕切られていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、火力発電所からの乾燥した石炭灰が投入される下り傾斜面を有する灰ピットと、前記灰ピットに前記石炭灰を押し流すための水を供給する第一のポンプと、前記第一のポンプに接続され、前記下り傾斜面の外縁に沿って延びる給水管の軸方向に所定の間隔をもって取付けられ、前記下り傾斜面に向けて前記水を噴射する給水ノズルと、前記灰ピットの下流側端部に形成され前記水の流れによって泥状にして押し流された前記水と混合した泥状の前記石炭灰が集合するポンプピットと、前記ポンプピットに流入した前記水と混合した泥状の前記石炭灰を吸い上げる第二のポンプと、前記第二のポンプから吐出される前記水と混合した泥状の前記石炭灰を灰捨場内の水面に沿って該灰捨場内の所定の位置に供給する灰搬送管と、を備えたことを特徴とする石炭灰の搬送装置である。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の石炭灰の搬送装置において、前記灰搬送管は、前記灰捨場内の水面に浮かぶフロートによって支持されていることを特徴としている。

請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の石炭灰の搬送装置において、前記灰搬送管の下流端側は、水平方向に移動可能であることを特徴としている。

請求項１および請求項４に記載の発明によれば、石炭灰を第一のポンプから供給される水で押し流すことにより、石炭灰と水とが混合して石炭灰を泥状とすることができる。そのため、石炭灰を第二のポンプと灰搬送管を利用して搬送することが可能となり、石炭灰を陸地から離れた水上の灰捨場内に容易に搬送することができる。これにより、石炭灰による沖合からの埋め立てが可能となり、石炭灰を広い範囲にわたって灰捨場内に供給することができる。また、石炭灰の搬送に船舶を用いる必要がないので、高波による危険が伴うこともなく、埋立て作業の安全性を確保することができる。

請求項２に記載の発明によれば、石炭灰をポンプピットへ押し流す水として、灰捨場内の水を使用しているので、上水道の水を利用する場合に比べて、石炭灰の埋立て費用を低減することができる。

請求項３に記載の発明によれば、灰捨場は外海と仕切られているので、外海との遮水性が向上し、気象条件が悪い場合でも、石炭灰の灰捨場内への供給が容易となる。

請求項５に記載の発明によれば、灰搬送管を水面に浮かぶフロートによって支持するようにしているので、灰搬送管を水底から支持する場合に比べて、支持構造が著しく簡素化することができ、搬送装置の建設費用を低減することができる。

請求項６に記載の発明によれば、灰搬送管の下流端側が水平方向に移動可能となっているので、水面上から石炭灰の供給方向を自由に変えることができる。

本発明の実施の形態１に係わる石炭灰の搬送装置の概要図である。 図１の装置の拡大平面図である。 図１の装置における灰ピットの拡大平面図である。 図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図３のポンプピットの拡大平面図である。 図１の装置を用いた石炭灰の灰ピットへの投入状態を示す断面図である。 図１の装置における灰搬送管の支持状態を示す平面図である。 図１の装置における灰搬送管の支持状態を示す断面図である。 図７のフロートの拡大平面図である。 図７のフロートによる灰搬送管の支持状態を示す拡大断面図である。 図１０のフロートの保持構造を示す分解図である。 図７の灰搬送管の拡大正面図である。 図１２の灰搬送管におけるフランジの拡大正面図である。

つぎに、この発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。

図１ないし図１３は、この発明の実施の形態を示している。図１に示すように、陸地１側には、外海Ｓ１に向けて直線状に延びる桟橋２が形成されている。陸地１側には、火力発電所から排出された石炭灰Ｃを遮水構造体３によって外海Ｓ１と仕切られた灰捨場Ｓ２内の所定の位置まで搬送する搬送装置１０が設けられている。搬送装置１０は、主として灰ピット１１と、ポンプピット１２と、第一のポンプとしての水中ポンプ１６と、第二のポンプとしてのサンドポンプ１９と、灰搬送管２１とを有している。

灰ピット１１は、陸地１から外海Ｓ１側に突出しており、内海である灰捨場Ｓ２内の一部を埋め立てることにより形成されている。灰ピット１１は、石炭灰Ｃが投入される灰ピット本体１１ａと、トラック（貨物車両）５が停車する停車場１１ｅを有している。図４に示すように、灰ピット本体１１ａは、第一の傾斜部１１ｂと、第二の傾斜部１１ｃと、底部１１ｄから構成されている。第一の傾斜部１１ｂは、底部１１ｄに向かって下りとなる傾斜面に形成されている。第二の傾斜部１１ｃは、第一の傾斜部１１ｂと対向するように位置しており、底部１１ｄに向かって下りとなる傾斜面に形成されている。底部１１ｄは、第一の傾斜部１１ｂと第二の傾斜部１１ｃとの間に位置しており、灰捨場Ｓ２側にいくにつれて下りとなる傾斜面に形成されている。

灰ピット本体１１ａには、後述するように、石炭灰Ｃを押し流すための水Ｗ１が供給されるようになっている。石炭灰Ｃを押し流す水Ｗ１としては、灰捨場Ｓ２内の水が使用される。灰ピット本体１１ａにおける底部１１ｄの下流側端部には、ポンプピット１２が形成されている。ポンプピット１２は、底部１１ｄから流れてきた石炭灰Ｃおよび水Ｗ１を一時的に貯留する場所であり、底部１１ｄよりも低い位置に形成されている。図５に示すように、ポンプピット１２は、平面形状が四角形になっており、外周壁１４が鉄骨材で補強されている。ポンプピット１２は、仕切り板１４ａによって第一のピット１２ａと第二のピット１２ｂに区画されている。第一のピット１２ａには、第一のポンプとしての水中ポンプ１６が配設されている。水中ポンプ１６は、電力供給によって駆動する電動機とポンプを内蔵しており、電動機によってポンプを駆動することにより、汲み上げた水Ｗ１を後述する給水管１７へ供給する機能を有している。

ポンプピット１２には、水Ｗ１を第一のピット１２ａ内に導く導水管１５が接続されている。導水管１５の下流側は、第一のピット１２ａに配設された水中ポンプ１６の吸込口に接続されている。導水管１５は、第一のピット１２ａから灰捨場Ｓ２に向かって延びており、上流端は灰捨場Ｓ２に向けて開口している。水中ポンプ１６の吐出口には、導水管１５からの水Ｗ１を灰ピット本体１１ａ側に供給する給水管１７が接続されている。図３に示すように、給水管１７は、灰ピット本体１１ａにおける第一の傾斜部１１ｂの外縁に沿って延びている。給水管１７には、灰ピット本体１１ａへ水Ｗ１を供給する複数の給水ノズル１７ａが取付けられている。給水ノズル１７ａは、給水管１７の軸方向に所定の間隔をもって取付けられている。各給水ノズル１７ａは、灰ピット本体１１ａの第一の傾斜部１１ｂに向けて水Ｗ１を噴射するようになっている。

灰ピット本体１１ａの第一の傾斜部１１ｂは、トラック５からの石炭灰Ｃが落下する部位であり、第一の傾斜部１１ｂに落下した石炭灰Ｃは底部１１ｄに移動するようになっている。第一の傾斜部１１ｂに残留している石炭灰Ｃは、各給水ノズル１７ａから噴射される水Ｗ１によって、底部１１ｄに押し流されるようになっている。第一の傾斜部１１ｂの上端部近傍には、停車場１１ｅに停車したトラック５の後退を規制する車止め１８が設けられている。車止め１８は、給水管１７よりも外側（停車場１１ｅ側）に配置することにより、給水管１７がトラック５のタイヤによって押し潰されることが防止されている。

ポンプピット１２の第二のピット１２ｂには、灰ピット本体１１ａに投入され水Ｗ１によって押し流された石炭灰Ｃが集合するようになっている。第二のピット１２ｂの上部は、底部１１ｄ側に開口しており、第二のピット１２ｂの開口部の高さは、灰ピット本体１１ａの底部１１ｄの上面よりも若干低くなっており、灰ピット本体１１ａの底部１１ｄに移動した石炭灰Ｃは、水Ｗ１に押し流されて第二のピット１２ｂに流入するようになっている。第二のピット１２ｂには、第二のポンプとしてのサンドポンプ１９が配設されている。サンドポンプ１９の吸込み口は、第二のピット１２ｂに開口している。サンドポンプ１９は、電力供給によって駆動する電動機とポンプを内蔵しており、電動機によってポンプを駆動することにより、吸込んだ水Ｗ１および石炭灰Ｃを後述する灰搬送管２１へ供給する機能を有している。

図５に示すように、サンドポンプ１９の吐出口には、灰搬送管２１の一端部が接続されている。灰搬送管２１は、図８に示すように、灰捨場Ｓ２の水面Ｓ２ａに沿って配設されており、灰搬送管２１は外海Ｓ１と灰捨場Ｓ２を仕切る遮水構造体３の近くまで延びている。図１２および図１３に示すように、灰搬送管２１は円筒状をした鋼管２１ａとフランジ２１ｂから構成されており、フランジ２１ｂは鋼管２１ａの軸方向両端に取付けられている。フランジ２１ｂには、締結用のボルト（図示略）が挿通される複数の連結穴２１ｃが形成されている。灰搬送管２１の端部には、図７に示すように、灰搬送管２１の連結部に屈曲性を持たせるためのスリーブ２３が取付けられている。スリーブ２３は、あらゆる方向に屈曲可能な筒状のゴム部材から構成されている。搬送装置１０は、灰搬送管２１を軸方向に直列に複数連結することにより、第二のピット１２ｂ内の石炭灰Ｃを灰捨場Ｓ２内の沖合まで搬送することが可能となっている。

灰搬送管２１は、図７および図８に示すように、灰捨場Ｓ２の水面Ｓ２ａに浮かぶ複数のフロート２２によって支持されている。フロート２２は、一対のフロート本体２２ａと、連結フレーム２２ｃとを有している。フロート本体２２ａは、例えば発泡スチロールなどの比重の小さな軽量部材から構成されている。フロート本体２２ａは、外形が略俵形に形成されている。各フロート本体２２ａの外周には、二本の金属製のバンド２２ｂが巻きつけられている。各バンド２２ｂは、連結板２２ｄを介して連結されている。一対のフロート本体２２ａは、各バンド２２ｂと接続可能な連結フレーム２２ｃを介して水平方向に連結されている。図１１に示すように、連結フレーム２２ｃの上面には、灰搬送管２１を受け止める円弧状の受け溝２２ｃ１が形成されている。

連結フレーム２２ｃの上面には、灰搬送管２１が載せられている。灰搬送管２１は、ボルト２２ｆにより連結フレーム２２ｃに螺合されるクランプ２２ｅによって受け溝２２ｃ１に押し付けられており、これによって灰搬送管２１は連結フレーム２２ｃに保持されている。図８に示すように、フロート２２は、二本のワイヤロープ２５を介して灰捨場Ｓ２内の水底Ｇに設置された２つのアンカーブロック２４に連結されている。ワイヤロープ２５の上端は、図１０に示すように、各フロート本体２２ａの下面側に設けられた連結具２２ｇに連結されている。各ワイヤロープ２５の下端は、フロート２２に対して左右に所定の距離をおいて設置されたアンカーブロック２４に連結されている。すなわち、各ワイヤロープ２５は、フロート２２から左右方向に離れるように灰捨場Ｓ２内の水底Ｇに向かって延びており、これによって、フロート２２は灰搬送管２１の軸方向と直交する方向への位置ずれが防止されている。

灰搬送管２１の下流端側は、水平方向に移動可能となっている。上述したように、各灰搬送管２１は、屈曲性を有するスリーブ２３を介して接続されていることから、上流側に位置する灰搬送管２１に対して、下流端に近い数本の灰搬送管２１を水平方向（矢印Ｆ方向）に移動させることが可能となっている。下流端側の灰搬送管２１を水平方向に移動させることにより、灰搬送管２１からの石炭灰Ｃの供給出位置を変えることができ、石炭灰Ｃを広い範囲で灰捨場Ｓ２内に供給することが可能となる。また、搬送管２１の下流端の近傍に、石炭灰Ｃが衝突可能な邪魔板（図示略）を配置することにより、石炭灰Ｃの灰捨場Ｓ２内への供給方向を変えることが可能となる。

つぎに、図１の搬送装置１０を用いた石炭灰の搬送方法について説明する。

図１に示すように、船舶４によって他の火力発電所から運搬されてきた石炭灰Ｃは、桟橋２の近傍で船舶４から搬出され、トラック５に載せられる。その後、トラック５は灰ピット１１に向かって走行し、停車場１１ｅに到着する。そして、トラック５は、停車場１１ｅに停止した状態で荷台を傾倒させることにより、積載した石炭灰Ｃを灰ピット本体１１ａに投入する。トラック５からの石炭灰Ｃが落下する第一の傾斜部１１ｂは、底部１１ｄに向かって下りとなる傾斜面に形成されているので、落下した石炭灰Ｃは自重によって底部１１ｄ側にずれ落ちる。

石炭灰Ｃの灰ピット本体１１ａへの投入が終了すると、水中ポンプ１６が起動し、灰捨場Ｓ２内の水Ｗ１が導水管１５を介して水中ポンプ１６に導かれる。水中ポンプ１６は、導水管１５からの水Ｗ１を給水管１７に圧送するので、図６に示すように、給水管１７の各給水ノズル１７ａからは第一の傾斜部１１ｂに向けて水Ｗ１が噴射され、第一の傾斜部１１ｂに残留している石炭灰Ｃが底部１１ｄ側に押し流される。そして、底部１１ｄは、灰捨場Ｓ２側にいくにつれて下りとなる傾斜面に形成されているので、図３に示すように、底部１１ｄに位置する石炭灰Ｃは水Ｗ１によってポンプピット１２に向けて押し流される。これにより、底部１１ｄに位置する石炭灰Ｃは、底部１１ｄに供給された水Ｗ１の移動に伴って第二のピット１２ｂに流入する。

第二のピット１２ｂに石炭灰Ｃが流入すると、サンドポンプ１９の起動により第二のピット１２ｂ内の石炭灰Ｃは灰搬送管２１に向けて供給される。ここで、第二のピット１２ｂに貯留された石炭灰Ｃは、水Ｗ１と混合されており泥状となっているので、サンドポンプ１９による搬送が可能となる。すなわち、石炭灰Ｃは、火力発電所から排出された状態では乾燥しており、ポンプによる搬送は不可能であるが、水Ｗ１と混合することにより泥状に近い状態となるので、水中ポンプ１６と同様の機能を有するサンドポンプ１９による搬送が可能となる。

灰搬送管２１は、灰捨場Ｓ２内の水面Ｓ２ａに沿って配設されているので、灰搬送管２１は全長にわたってほぼ水平となる。したがって、灰搬送管２１に圧送された石炭灰Ｃは、灰捨場Ｓ２内の沖合まで円滑に搬送され、灰搬送管２１の下流端部から灰捨場Ｓ２内に供給される。ここで、石炭灰Ｃを同じ位置に供給し続けると、石炭灰Ｃが一ヶ所に集中して堆積することになるので、定期的にアンカーブロック２４による灰搬送管２１の固定位置を変えることが必要となる。灰搬送管２１の下流端側は、水平方向に移動可能となっているので、灰搬送管２１からの石炭灰Ｃの供給位置を変えることができ、石炭灰Ｃを広い範囲で灰捨場Ｓ２内に供給することが可能となる。

このように、石炭灰Ｃを水中ポンプ１６から供給される水Ｗ１で押し流すことにより泥状とすることができるので、石炭灰Ｃをサンドポンプ１９と灰搬送管２１を利用して搬送することが可能となり、石炭灰Ｃを陸地１から離れた灰捨場Ｓ２の沖合に容易に搬送することができる。これにより、石炭灰Ｃによる沖合から埋め立てが可能となり、広い範囲にわたって石炭灰Ｃを灰捨場Ｓ２内に投入することができる。そして、石炭灰Ｃの搬送に船舶を用いる必要がないので、高波による危険が伴うこともなく、埋立て作業の安全性を確保することができる。

また、石炭灰Ｃをポンプピット１２へ押し流す水Ｗ１として、灰捨場Ｓ２内の水を使用しているので、上水道の水を利用する場合に比べて、石炭灰Ｃの埋立て費用を低減することができる。さらに、灰捨場Ｓ２は遮水構造体３によって外海Ｓ１と仕切られているので、外海Ｓ１との遮水性が向上し、気象条件が悪い場合でも灰捨場Ｓ２内は比較的穏やかな状態を維持することができ、石炭灰Ｃの灰捨場Ｓ２内への投入が容易となる。

さらに、灰搬送管２１を灰捨場Ｓ２内の水面Ｓ２ａに浮かぶフロート２２によって支持するようにしているので、灰捨場Ｓ２の水底Ｇに基礎を有する構築物で灰搬送管２１を支持する場合に比べて、支持構造を著しく簡素化することができ、搬送装置１の建設費用を低減することができる。

以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、第一のポンプとして水中ポンプ１６を使用し、第二のポンプとしてサンドポンプ１９を使用する構成としたが、必要とする機能を有するものであれば、これ以外の種類のポンプを使用する構成としてもよい。

１ 陸地
２ 桟橋
３ 遮水構造体
４ 船舶
５ トラック
１０ 搬送装置
１１ 灰ピット
１１ａ 灰ピット本体
１２ ポンプピット
１５ 導水管
１６ 水中ポンプ（第一のポンプ）
１７ 給水管
１９ サンドポンプ（第二のポンプ）
２１ 灰搬送管
２２ フロート
２４ アンカーブロック
２５ ワイヤロープ
Ｃ 石炭灰
Ｓ１ 外海
Ｓ２ 灰捨場
Ｓ２ａ 水面

Claims (6)

1. 火力発電所からの乾燥した石炭灰を、灰ピットの下り傾斜面に投入し、前記灰ピットに投入された前記石炭灰を、第一のポンプに接続され、前記下り傾斜面の外縁に沿って延びる給水管の軸方向に所定の間隔をもって取付けられている給水ノズルから前記下り傾斜面に向けて噴射される水の流れによって泥状にして灰ピットの下流側端部に形成されたポンプピットへ押し流し、前記ポンプピットに流入した前記水と混合した泥状の前記石炭灰を第二のポンプによって吸い上げ、前記第二のポンプから吐出される前記水と混合した泥状の前記石炭灰を灰捨場内の水面に沿って配設された灰搬送管を介して前記灰捨場内の所定の位置に供給する、ことを特徴とする石炭灰の搬送方法。
2. 前記石炭灰を前記ポンプピットへ押し流す水は、前記第一のポンプによって汲み上げられる前記灰捨場内の水であることを特徴とする請求項１に記載の石炭灰の搬送方法。
3. 前記灰捨場は、外海と仕切られていることを特徴とする請求項１または２に記載の石炭灰の搬送方法。
4. 火力発電所からの乾燥した石炭灰が投入される下り傾斜面を有する灰ピットと、
   前記灰ピットに前記石炭灰を押し流すための水を供給する第一のポンプと、
   前記第一のポンプに接続され、前記下り傾斜面の外縁に沿って延びる給水管の軸方向に所定の間隔をもって取付けられ、前記下り傾斜面に向けて前記水を噴射する給水ノズルと、
   前記灰ピットの下流側端部に形成され前記水の流れによって泥状にして押し流された前記水と混合した泥状の前記石炭灰が集合するポンプピットと、
   前記ポンプピットに流入した前記水と混合した泥状の前記石炭灰を吸い上げる第二のポンプと、
   前記第二のポンプから吐出される前記水と混合した泥状の前記石炭灰を灰捨場内の水面に沿って該灰捨場内の所定の位置に供給する灰搬送管と、
   を備えたことを特徴とする石炭灰の搬送装置。
5. 前記灰搬送管は、前記灰捨場内の水面に浮かぶフロートによって支持されていることを特徴とする請求項４に記載の石炭灰の搬送装置。
6. 前記灰搬送管の下流端側は、水平方向に移動可能であることを特徴とする請求項４または５に記載の石炭灰の搬送装置。

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