(57)【要約】【課題】火炉内で生成された燃焼ガスの漏洩を抑制することを目的とする。【解決手段】ボイラのシール構造９０は、火炉の内部空間と火炉の外部空間とを連通する貫通穴８４ａを有し、火炉の上方を規定する天井壁８２と、貫通穴８４ａを挿通する伝熱管８９を有し、天井壁８２と異なる材質からなる過熱器と、下フランジ９１ｃを有し貫通穴８４ａを覆って天井壁８２に対して固定されるスキンケーシング９１と、上フランジ９３ｂを有し伝熱管８９に対して固定されるサポートプレート９３と、を備えている。下フランジ９１ｃと上フランジ９３ｂとは、長手方向へスライド可能とされている。【選択図】図５
2020101320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
火炉内で生成した燃焼ガスによって蒸気を生成するボイラのシール構造であって、
前記火炉の内部空間と前記火炉の外部空間とを連通する貫通穴を有し、前記火炉の上方を規定する天井壁と、
前記貫通穴を挿通する伝熱管を有し、前記天井壁と異なる材質からなる熱交換器と、
第１接触面を有し、前記貫通穴を覆って前記外部空間をシールし、前記天井壁に対して固定される第１固定部材と、
前記第１接触面に対して、直接又は間接に面接触する第２接触面を有し、前記伝熱管に対して固定され前記第１固定部材と異なる材質からなる第２固定部材と、を備え、
前記第１接触面と前記第２接触面とは、前記第２固定部材の熱膨張方向へスライド可能とされているボイラのシール構造。
【請求項２】
前記第１固定部材は、板厚方向に貫通する複数の第１ボルト孔が形成されている板状の第１フランジを有し、
前記第２固定部材は、板厚方向に貫通する複数の第２ボルト孔が形成されている板状の第２フランジを有し、
前記第１接触面は、前記第１フランジの板面であって、
前記第２接触面は、前記第２フランジの板面であって、
前記第１フランジと前記第２フランジとは、複数の前記第１ボルト孔及び複数の前記第２ボルト孔を挿通する複数のボルトによって固定されている請求項１に記載のボイラのシール構造。
【請求項３】
複数の前記第１ボルト孔は、前記第１フランジの前記熱膨張方向に延在する長穴を含む請求項２に記載のボイラのシール構造。
【請求項４】
複数の前記第２ボルト孔は、前記第２フランジの前記熱膨張方向に延在する長穴を含む請求項２に記載のボイラのシール構造。
【請求項５】
複数の前記第１ボルト孔は、前記第１フランジの前記熱膨張方向に所定の間隔で並んで配置され、前記熱膨張方向における中央に配置される前記第１ボルト孔は、丸穴である請求項３に記載のボイラのシール構造。
【請求項６】
複数の前記第２ボルト孔は、前記第２フランジの前記熱膨張方向に所定の間隔で並んで配置され、
前記熱膨張方向における中央に配置される前記第２ボルト孔は、丸穴である請求項４に記載のボイラのシール構造。
【請求項７】
前記第１固定部材と前記第２固定部材とは、熱膨張係数の異なる金属で形成されている請求項１から請求項６のいずれかに記載のボイラのシール構造。
【請求項８】
前記第１接触面と前記第２接触面とは、前記第１接触面と前記第２接触面との間に設けられるパッキンを介して間接に面接触している請求項１から請求項７のいずれかに記載のボイラのシール構造。
【請求項９】
前記第２固定部材は、複数設けられていて、
複数の前記第２固定部材は、前記熱膨張方向に沿って並んで配置されている請求項１から請求項８のいずれかに記載のボイラのシール構造。
【請求項１０】
前記第１接触面の前記熱膨張方向の長さは、前記第２接触面の前記熱膨張方向の長さよりも長い請求項１から請求項９のいずれかに記載のボイラのシール構造。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載のボイラのシール構造を適用したボイラ。
【請求項１２】
火炉内で生成した燃焼ガスによって蒸気を生成するボイラの運転方法であって、
前記ボイラは、
前記火炉の内部空間と前記火炉の外部空間とを連通する貫通穴を有し、前記火炉の上方を規定する天井壁と、
前記貫通穴を挿通する伝熱管を有し前記天井壁と異なる材質からなる熱交換器と、
第１接触面を有し、前記貫通穴を覆って前記外部空間をシールし、前記天井壁に対して固定される第１固定部材と、
前記第１接触面に対して、直接又は間接に面接触する第２接触面を有し、前記伝熱管に対して固定される第２固定部材と、を備え、
前記第１接触面と前記第２接触面とを、前記第２固定部材の熱膨張方向へスライドさせる工程を備えたボイラの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラのシール構造及びボイラ並びにボイラの運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されているような石炭焚きボイラなどの大型のボイラは、中空形状をなして鉛直方向に設置される火炉を有し、この火炉壁に複数の燃焼バーナが周方向に沿って配設されている。また、石炭焚きボイラは、火炉の鉛直方向上方に煙道が連結されており、この煙道に蒸気を生成するための熱交換器が配置されている。そして、燃焼バーナが火炉内に燃料と空気との混合気を噴射することで火炎が形成され、燃焼ガスが生成されて煙道に流れる。燃焼ガスが流れる領域に熱交換器が設置され、熱交換器を構成する伝熱管内を流れる水や蒸気を加熱して過熱蒸気が生成される。
【０００３】
このようなボイラにおいて、火炉壁や、火炉の上方を規定する天井壁は、炉壁管を備えるいわゆるメンブレンウォールとなっている。また、天井壁の上方には、熱交換器（過熱器，再熱器など）のヘッダ等を配置するペントハウスが設けられている。すなわち、熱交換器を構成する伝熱管の一部は、天井壁を貫通するように設けられている。ペントハウス内に、火炉内で生成された燃焼ガスが流入すると、燃焼ガスの熱や成分によってヘッダ等が損傷する可能性がある。したがって、ペントハウス内への燃焼ガスの流入を防止するために、伝熱管が貫通する天井壁を貫通する部分にはガスのシール構造を設ける場合がある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平２−１００００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ガスのシール構造として、貫通部分をケーシングで覆う構成を適用した場合には、ケーシングを天井壁側の部材と伝熱管側の部材とに溶接固定する。
天井壁の上方にある熱交換器では、伝熱管の内部を流通する流体は高温（例えば、５００℃以上）である。このため、伝熱管の内部を流通する流体の影響により、伝熱管側の部材は高温となる。一方、天井壁の炉壁管の内部を流通する流体は、熱交換器の伝熱管の内部を流通する流体と比較して低温である。このため、天井壁側の部材は、伝熱管側の部材と比較して、高温とならない。このように、伝熱管側の部材と天井壁側の部材との間には温度差が生じる。
特に、ボイラで生成する蒸気の高温化が進む最近では、過熱器などでは、伝熱管の内部を流通する流体は一層の高温（例えば、約６００℃）となり、過熱器の伝熱管側の部材と天井壁側の部材との間には温度差は一層に顕著である。
【０００６】
さらに、過熱器などの伝熱管の内部を流通する流体の一層の高温化による伝熱管強度への影響を考慮して、伝熱管側の部材として、従来の天井壁の炉壁管の材質として、より耐熱性が高い部材を用いる場合があり、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼等などを用いる場合は、熱膨張係数が従来の鋼材よりも大きな部材となる。
このため、伝熱管側の部材の温度上昇と伝熱管材料が熱膨張係数の大きな値になることに伴い、伝熱管側の部材の熱伸び量は、天井壁側の部材の熱伸び量よりもますます大きくなる。これにより、伝熱管側の部材の伸びが、天井壁側の部材（天井壁側の部材に固定されるケーシングを含む）に拘束されることで発生する応力集中が従来よりも大きな応力で発生し易くなることにより、伝熱管側の部材やケーシングに変形や損傷が発生する可能性が増加する。
【０００７】
このように、ガスのシール構造を構成する伝熱管側の部材やケーシングが変形や損傷が発生した場合、シール構造のシール性が低下して、火炉内から燃焼ガスが漏洩する可能性がある。火炉内から燃焼ガスが漏洩すると、ペントハウス内へ高温の燃焼ガスが流入し、ヘッダ等が損傷する可能性がある。また、ペントハウス内に燃焼ガスに含まれる灰が堆積するため、ボイラ停止時に灰清掃が必要となる。また、堆積した灰荷重により天井管が変形する可能性がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、火炉内で生成された燃焼ガスの漏洩を抑制することができるボイラのシール構造及びボイラ並びにボイラの運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のボイラのシール構造及びボイラ並びにボイラの運転方法は以下の手段を採用する。
本発明の一態様に係るボイラのシール構造は、火炉内で生成した燃焼ガスによって蒸気を生成するボイラのシール構造であって、前記火炉の内部空間と前記火炉の外部空間とを連通する貫通穴を有し、前記火炉の上方を規定する天井壁と、前記貫通穴を挿通する伝熱管を有し、前記天井壁と異なる材質からなる熱交換器と、第１接触面を有し、前記貫通穴を覆って前記外部空間をシールし、前記天井壁に対して固定される第１固定部材と、前記第１接触面に対して、直接又は間接に面接触する第２接触面を有し、前記伝熱管に対して固定され前記第１固定部材と異なる材質からなる第２固定部材と、を備え、前記第１接触面と前記第２接触面とは、前記第２固定部材の熱膨張方向へスライド可能とされている。
【００１０】
上記構成では、第１固定部材が、貫通穴を覆うことで、貫通穴が連通する外部空間を密閉空間としている。これにより、火炉で生成された燃焼ガスが、貫通穴を通過した場合であっても、第１固定部材の内側の空間（すなわち、外部空間）に密閉される。したがって、第１固定部材の外側への燃焼ガスの漏洩を抑制することができる。
【００１１】
また、上記構成では、第１固定部材の第１接触面と、伝熱管に対して固定されている第２固定部材の第２接触面と直接又は間接に面接触している。すなわち、第１接触面と第２接触面との間から燃焼ガスが漏洩しないように、第１接触面と第２接触面とが封止配置の関係にある。これにより、貫通穴を覆う第１固定部材と、伝熱管側の部材との間から燃焼ガスが漏洩し難い。したがって、第１固定部材の外側への燃焼ガスの漏洩をより好適に抑制することができる。
【００１２】
熱交換器及び天井壁は、各々、ボイラで生じる熱によって昇温する。熱交換器と天井壁とは、設置される環境等が異なるため、昇温度合いが異なる。このため、熱交換器と天井壁とは、異なる材質で形成される。このように昇温度合いが異なる熱交換器及び天井壁に対して各々固定される第２固定部材と第１固定部材とも、異なる材質で形成される。熱交換器の伝熱管に対して固定されている第２固定部材は、伝熱管内を流通する蒸気の熱によって、第１固定部材に対して熱伸びする場合がある。また、第２固定部材と第１固定部材とは異なる材質で形成されているため、第１固定部材に対する第２固定部材の熱伸びが顕著となる場合がある。
上記構成では、第２固定部材の第２接触面と、第１固定部材の第１接触面とがスライド可能に直接又は間接に面接触している。すなわち、第１固定部材と第２固定部材とが相対移動可能となっている。これにより、第２固定部材は、第１固定部材によって拘束されない。よって、第２固定部材が熱伸びした場合であっても、第１固定部材の拘束に起因する第２固定部材への応力の集中が発生しない。したがって、第２固定部材の変形及び損傷を抑制することができる。また、第１接触面と第２接触面とは、第２固定部材の熱膨張方向へスライド移動するので、第１接触面と第２接触面との接触は解除されない。したがって、第１接触面と第２接触面との間のシール性を維持しつつ、熱伸びに起因する第２固定部材の変形及び損傷を抑制することができる。
なお、天井壁と異なる材質からなる熱交換器の例としては、ボイラに設けられる過熱器等が挙げられる。
【００１３】
また、本発明の一態様に係るボイラのシール構造は、前記第１固定部材は、板厚方向に貫通する複数の第１ボルト孔が形成されている板状の第１フランジを有し、前記第２固定部材は、板厚方向に貫通する複数の第２ボルト孔が形成されている板状の第２フランジを有し、前記第１接触面は、前記第１フランジの板面であって、前記第２接触面は、前記第２フランジの板面であって、前記第１フランジと前記第２フランジとは、複数の前記第１ボルト孔及び複数の前記第２ボルト孔を挿通する複数のボルトによって固定されていてもよい。
【００１４】
上記構成では、第１接触面を有する第１フランジと、第２接触面を有する第２フランジとを複数のボルトにより固定している。したがって、第１接触面と第２接触面とをより安定的に接触させることができる。したがって、第１接触面と第２接触面との間のシール性を向上させることができる。
また、第１固定部材と第２固定部材とを、各部材に設けられたフランジ及び各フランジを挿通する複数のボルトによって固定している。したがって、比較的簡素な構成で第１固定部材と第２固定部材とを固定することができる。
【００１５】
また、本発明の一態様に係るボイラのシール構造は、複数の前記第１ボルト孔は、前記第１フランジの前記熱膨張方向に延在する長穴を含んでもよい。
【００１６】
上記構成では、複数の第１ボルト孔が、第２固定部材の熱膨張方向に延在する長穴を含んでいる。これにより、第２固定部材が、第１固定部材に対して大きく熱膨張して、第２固定部材に固定されたボルトが熱膨張方向へ移動した場合であっても、第１ボルト孔の縁とボルトとの干渉を抑制することができる。したがって、第１接触面と第２接触面とのスライドをより好適に許容することができる。よって、第２固定部材及び第１固定部材への応力の集中を抑制し、第１固定部材及び第２固定部材の変形及び損傷をより好適に抑制することができる。
【００１７】
また、本発明の一態様に係るボイラのシール構造は、複数の前記第２ボルト孔は、前記第２フランジの前記熱膨張方向に延在する長穴を含んでもよい。
【００１８】
上記構成では、複数の第２ボルト孔が、第２固定部材の熱膨張方向に延在する長穴を含んでいる。これにより、第２固定部材が、第１固定部材に対して大きく熱膨張した場合であっても、第２ボルト孔の縁とボルトとの干渉を抑制することができる。したがって、第１接触面と第２接触面とのスライドをより好適に許容することができる。よって、第２固定部材及び第１固定部材への応力の集中を抑制し、第１固定部材及び第２固定部材の変形及び損傷をより好適に抑制することができる。
【００１９】
また、本発明の一態様に係るボイラのシール構造は、複数の前記第１ボルト孔は、前記第１フランジの前記熱膨張方向に所定の間隔で並んで配置され、前記熱膨張方向における中央に配置される前記第１ボルト孔は、丸穴であってもよい。
【００２０】
上記構成では、複数の第１ボルト孔のうち、熱膨張方向における中央に配置される第１ボルト孔は、丸穴とされている。これにより、第２固定部材の熱伸びの起点を、熱膨張方向の中央とすることができるので、第２固定部材における熱伸びの対象となる長さ（すなわち、熱伸びの起点から熱膨張方向の端部までの長さ）が短くなる。したがって、第２固定部材の熱膨張方向の両端部における熱伸び量を抑制することができる。よって、第１固定部材及び第２固定部材の変形及び損傷をより好適に抑制することができる。
【００２１】
また、本発明の一態様に係るボイラのシール構造は、前記第２フランジは、複数の前記第２ボルト孔を有し、複数の前記第２ボルト孔は、前記第２フランジの前記熱膨張方向に所定の間隔で並んで配置されていて、複数の前記第２ボルト孔のうち、前記熱膨張方向における中央に配置される前記第２ボルト孔は、丸穴であってもよい。
【００２２】
上記構成では、複数の第２ボルト孔のうち、熱膨張方向における中央に配置される第２ボルト孔は、丸穴とされている。これにより、第２固定部材の熱伸びの起点を、熱膨張方向の中央とすることができるので、第２固定部材における熱伸びの対象となる長さ（すなわち、熱伸びの起点から熱膨張方向の端部までの長さ）が短くなる。したがって、第２固定部材の熱膨張方向の両端部における熱伸び量を抑制することができる。よって、第１固定部材及び第２固定部材の変形及び損傷をより好適に抑制することができる。
【００２３】
また、本発明の一態様に係るボイラのシール構造は、前記第１固定部材と前記第２固定部材とは、熱膨張係数の異なる金属で形成されていてもよい。
【００２４】
第１固定部材と第２固定部材とが、熱膨張係数の異なる金属で形成されている場合には、第１固定部材に対する第２固定部材の熱伸びが顕著となる。上記構成では、このような場合であっても、第１接触面と第２接触面との間のシール性を維持しつつ、熱伸びに起因する第２固定部材の変形及び損傷を抑制することができる。
【００２５】
また、本発明の一態様に係るボイラのシール構造は、前記第１接触面と前記第２接触面とは、前記第１接触面と前記第２接触面との間に設けられるパッキンを介して間接に面接触していてもよい。
【００２６】
上記構成では、第１接触面と第２接触面との間にパッキンが設けられ、第１接触面と第２接触面とが間接的に面接触している。パッキンを設けることにより、第１接触面と第２接触面とのスライドをより好適に行うことができる。また、パッキンを設けることにより、第１接触面と第２接触面との間のシール性を向上させて、燃焼ガスの漏洩をより好適に抑制することができる。
【００２７】
また、本発明の一態様に係るボイラのシール構造は、前記第２固定部材は、複数設けられていて、複数の前記第２固定部材は、前記熱膨張方向に沿って並んで配置されていてもよい。
【００２８】
上記構成では、複数の第２固定部材が、熱膨張方向に沿って並んで配置されている。これにより、各第２固定部材の熱膨張方向の長さを短くすることができる。したがって、各第２固定部材の熱伸び量を抑制することができる。よって、各第２固定部材の変形及び損傷をより好適に抑制することができる。
【００２９】
また、本発明の一態様に係るボイラのシール構造は、前記第１接触面の前記熱膨張方向の長さは、前記第２接触面の前記熱膨張方向の長さよりも長くてもよい。
【００３０】
上記構成では、第２接触面の熱膨張方向の長さが、第１接触面の熱膨張方向の長さよりも長くなっている。これにより、第２固定部材が第１固定部材よりも熱伸びした場合であっても、第１接触面と第２接触面との面接触を解除されにくくすることができる。したがって、第１接触面と第２接触面との間のシール性を向上させることができる。
【００３１】
本発明の一態様に係るボイラは、上記いずれかに記載のシール構造を適用している。
【００３２】
本発明の一態様に係るボイラの運転方法は、火炉内で生成した燃焼ガスによって蒸気を生成するボイラの運転方法であって、前記ボイラは、前記火炉の内部空間と前記火炉の外部空間とを連通する貫通穴を有し、前記火炉の上方を規定する天井壁と、前記貫通穴を挿通する伝熱管を有し前記天井壁と異なる材質からなる熱交換器と、第１接触面を有し、前記貫通穴を覆って前記外部空間をシールし、前記天井壁に対して固定される第１固定部材と、前記第１接触面に対して、直接又は間接に面接触する第２接触面を有し、前記伝熱管に対して固定される第２固定部材と、を備え、前記第１接触面と前記第２接触面とを、前記第２固定部材の熱膨張方向へスライドさせる工程を備えている。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、火炉内で生成された燃焼ガスの漏洩を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る石炭焚きボイラを示す概略構成図である。
【図２】図１の石炭焚きボイラに設けられた熱交換器と、蒸気及び給水系統と、を示す概略図である。
【図３】図１の過熱器を示す模式的な側面図である。
【図４】図３の要部（IV部分）拡大図であり、本発明の実施形態に係るシール構造の要部を示す側面図である。
【図５】図４のシール構造の正面図である。
【図６】図４のシール構造の上面図である。
【図７】本実施形態に係るシール構造の端部を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に本発明に係る好適な実施形態について図面を参照して説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００３６】
図１は、本実施形態の石炭焚きボイラを表す概略構成図である。
【００３７】
本実施形態のボイラは、石炭を粉砕した微粉炭を微粉燃料（炭素含有固体燃料）として用い、この微粉炭を燃焼バーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収して給水や蒸気と熱交換して過熱蒸気を生成することが可能な石炭焚き（微粉炭焚き）ボイラである。以降の説明で、上や上方とは鉛直方向上側を示し、下や下方とは鉛直方向下側を示すものである。
【００３８】
本実施形態において、図１に示すように、石炭焚きボイラ１０は、火炉１１と燃焼装置１２と煙道（燃焼ガス流路）１３を有している。火炉１１は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置されている。火炉１１を構成する火炉壁は、複数の蒸発管とこれらを接続するフィンとで構成され、給水や蒸気と熱交換することにより火炉壁の温度上昇を抑制している。
【００３９】
燃焼装置１２は、火炉１１を構成する火炉壁の下部側に設けられている。本実施形態では、燃焼装置１２は、火炉壁に装着された複数の燃焼バーナ（例えば２１，２２，２３，２４，２５）を有している。例えば燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、周方向に沿って均等間隔で配設されたものが１セットとして、鉛直方向に沿って複数段配置されている。但し、火炉の形状や一つの段における燃焼バーナの数、段数はこの実施形態に限定されるものではない。
【００４０】
各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０を介して粉砕機（ミル）３１，３２，３３，３４，３５に連結されている。この粉砕機３１，３２，３３，３４，３５は、図示しないが、例えばハウジング内に回転テーブルが駆動回転可能に支持され、この回転テーブルの上方に複数のローラが回転テーブルの回転に連動して回転可能に支持されて構成されている。石炭が複数のローラと回転テーブルとの間に投入されると、ここで所定の微粉炭の大きさに粉砕され、搬送用ガス（一次空気）により分級された微粉炭を微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０から燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給することができる。
【００４１】
また、火炉１１は、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５の装着位置に風箱３６が設けられており、この風箱３６に空気ダクト３７の一端部が連結されている。空気ダクト３７は、他端部に送風機３８が設けられている。
【００４２】
さらに、火炉１１は、各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５の装着位置より上方にアディショナル空気ノズル３９が設けられている。アディショナル空気ノズル３９に空気ダクト３７から分岐した分岐空気ダクト４０の端部が連結されている。したがって、送風機３８により送られた燃焼用空気（燃料ガス燃焼用空気／二次空気）を空気ダクト３７から風箱３６に供給し、この風箱３６から各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給することができると共に、送風機３８により送られた燃焼用追加空気（アディショナル空気）を分岐空気ダクト４０からアディショナル空気ノズル３９に供給することができる。
【００４３】
煙道１３は、火炉１１の鉛直方向上部に連結されている。煙道１３は、燃焼ガスの熱を回収するための熱交換器として、過熱器４１，４２，４３、再熱器４４，４５、節炭器４６，４７が設けられており、火炉１１での燃焼で発生した燃焼ガスと各熱交換器を流通する給水や蒸気との間で熱交換が行われる。
【００４４】
煙道１３は、その下流側に熱交換を行った燃焼ガスが排出されるガスダクト４８が連結されている。ガスダクト４８は、空気ダクト３７との間にエアヒータ（空気予熱器）４９が設けられ、空気ダクト３７を流れる空気と、ガスダクト４８を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行い、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給する燃焼用空気を昇温することができる。
【００４５】
また、煙道１３は、エアヒータ４９より上流側の位置に脱硝触媒５０が設けられている。脱硝触媒５０は、アンモニア、尿素水等の窒素酸化物を還元する作用を有する還元剤を煙道１３内に供給し、還元剤が供給された燃焼ガスを窒素酸化物と還元剤との反応を促進させることで、燃焼ガス中の窒素酸化物を除去、低減するものである。そして、煙道１３に連結されるガスダクト４８は、エアヒータ４９より下流側の位置に煤塵処理装置（電気集塵機、脱硫装置）５１、誘引送風機５２などが設けられ、下流端部に煙突５３が設けられている。
【００４６】
一方、微粉炭燃料は、粉砕機３１，３２，３３，３４，３５が駆動すると、生成された微粉炭が搬送用空気と共に微粉炭供給管２６，２７，２８，２９，３０を通して燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。また、加熱された燃焼用空気が空気ダクト３７から風箱３６を介して各燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５に供給される。すると、燃焼バーナ２１，２２，２３，２４，２５は、微粉炭と搬送用ガス（一次空気）とが混合した微粉燃料混合気を火炉１１に吹き込むと共に燃焼用空気を火炉１１に吹き込み、このときに着火することで火炎を形成することができる。火炉１１内の下部で火炎が生じ、燃焼ガスがこの火炉１１内を上昇し、煙道１３に排出される。
【００４７】
火炉１１は、下部の領域Ａにて、微粉燃料混合気と燃焼用空気（二次空気）とが燃焼して火炎が生じる。ここで火炉１１は、空気の供給量が微粉炭の供給量に対して理論空気量未満となるように設定されることで、内部が還元雰囲気に保持される。即ち、領域Ｂにて、微粉炭の燃焼により発生したＮＯｘが火炉１１で還元され、その後、アディショナル空気ノズル３９からアディショナル空気が追加供給されることで微粉炭の酸化燃焼が完結され、微粉炭の燃焼によるＮＯｘの発生量が低減される。
【００４８】
その後、燃焼ガスは、煙道１３に配置される過熱器４１，４２，４３、再熱器４４，４５、節炭器４６，４７で熱交換した後、脱硝触媒５０により窒素酸化物が還元除去され、煤塵処理装置５１で粒子状物質が除去されると共に硫黄分が除去された後、煙突５３から大気中に排出される。
【００４９】
次に、熱交換器として、煙道１３に設けられた過熱器４１，４２，４３、再熱器４４，４５、節炭器４６，４７について詳細に説明する。図２は、石炭焚きボイラ１０に設けられた熱交換器と、蒸気及び給水系統と、を示す概略図である。なお、図２では蒸気及び給水系統を説明するための図であって、煙道１３内の各熱交換器（過熱器４１，４２，４３、再熱器４４，４５、節炭器４６，４７）の位置を正確に示しているものではない。
【００５０】
図２に示すように、本実施形態において、煙道１３は、内部に燃焼ガスが通過する燃焼ガス通路６０が設けられており、この燃焼ガス通路６０に過熱器４１，４２，４３、再熱器４４，４５、節炭器４６，４７が配置されている。なお、過熱器４１，４２，４３は、ヘッダを介して直列に設けられてもよいが、図２では、このヘッダを省略している。
【００５１】
石炭焚きボイラ１０で生成した蒸気により運転される蒸気タービン６１は、例えば、高圧タービン６２と低圧タービン６３とから構成されている。低圧タービン６３は、復水器６４が連結されており、低圧タービン６３を駆動した蒸気がこの復水器６４で冷却水（例えば、海水）により冷却されて復水となる。復水器６４は、給水ラインＬ１を介して第１節炭器４７の入口ヘッダ６５に連結されている。入口ヘッダ６５は、燃焼ガス通路６０に設けられており、給水ラインＬ１は、燃焼ガス通路６０の外側に給水ポンプ６６が設けられている。第２節炭器４６は、第１節炭器４７の上方に配置されており、各節炭器４６，４７の間に中間ヘッダ６７が設けられている。第２節炭器４６は、上部に出口ヘッダ６８が連結されており、この出口ヘッダ６８は、燃焼ガス通路６０の外側に配置されている。
【００５２】
出口ヘッダ６８は、給水ラインＬ２を介して燃焼ガス通路６０の外側に配置される蒸気ドラム６９に連結されている。蒸気ドラム６９は、火炉壁の各伝熱管（図示略）に連結されると共に、入口ヘッダ７４を介して、過熱器４１，４２，４３に連結されている。また、過熱器４１，４２，４３は、蒸気ラインＬ３を介して高圧タービン６２に連結されている。なお、蒸気ラインＬ３には出口ヘッダ７５が設けられている。そして、高圧タービン６２は、蒸気ラインＬ４を介して第１再熱器４５の入口ヘッダ（管寄せ）７０に連結されている。入口ヘッダ７０は、燃焼ガス通路６０に設けられており、第１再熱器４５は、中間ヘッダ７１を介して第２再熱器４４に連結され、第２再熱器４４は、上部に出口ヘッダ７２が連結されており、この中間ヘッダ７１及び出口ヘッダ７２は、燃焼ガス通路６０の外側に配置されている。そして、出口ヘッダ７２は、蒸気ラインＬ５を介して低圧タービン６３に連結され低圧タービン６３を回転駆動している。
【００５３】
そのため、燃焼ガスが煙道１３の燃焼ガス通路６０を流れるとき、この燃焼ガスは、過熱器４１，４２，４３、再熱器４４，４５、節炭器４６，４７の順に熱回収される。一方、給水ポンプ６６から供給された水は、節炭器４７，４６によって予熱された後、蒸気ドラム６９に供給され、図示しない火炉壁の各伝熱管に供給される間に加熱されて飽和蒸気となり、蒸気ドラム６９に戻される。蒸気ドラム６９の飽和蒸気は、過熱器４１，４２，４３に導入され、燃焼ガスによって過熱される。過熱器４１，４２，４３で生成された過熱蒸気は、高圧タービン６２に供給され、この高圧タービン６２を回転駆動する。高圧タービン６２から排出された蒸気は、再熱器４５，４４に導入されて再度過熱された後、低圧タービン６３に供給され、この低圧タービン６３を回転駆動する。蒸気タービン６１の回転軸には、発電機が接続されており、発電が行われる。低圧タービン６３から排出された蒸気は、復水器６４で冷却されることで復水となり、再び、節炭器４７，４６に送られる。
【００５４】
また、煙道１３は、入口ヘッダ７０と節炭器４７との間にスーツブロワ（噴射装置）８０が配置されていてもよい。スーツブロワ８０は、入口ヘッダ７０の長手方向と平行な方向に延在して入口ヘッダ７０に対向する位置に配置される。スーツブロワ８０は、入口ヘッダ７０の長手方向を軸方向として、軸方向に直交する方向に蒸気（気体）を噴射し、また噴射方向も変動することができる噴射装置である。スーツブロワ８０から節炭器４７に向けて噴射された蒸気は、節炭器４７の伝熱管の表面に堆積した燃焼灰を除去する。
【００５５】
次に、本実施形態の煙道１３に設けられた過熱器４１，４２，４３の少なくともいずれかの支持態様及び過熱器４１，４２，４３の少なくともいずれかに設けられた伝熱管８９と天井壁８２とのシール構造９０について、図３から図７を用いて、より詳細に説明する。なお、各過熱器４１，４２，４３の少なくともいずれかの支持態様及び各過熱器４１，４２，４３少なくともいずれかに設けられた伝熱管８９と天井壁８２とのシール構造９０は、略同一の構成なので、以下の説明では、代表として過熱器４１について説明し、他の過熱器４２，４３の説明は省略する。また、以下の説明及び図３から図７において、Ｚ方向は鉛直上下方向を示し、Ｘ方向は天井管８３の延在方向を示し、Ｙ方向はＺ方向及びＸ方向と直交する方向を示している。
【００５６】
煙道１３は、図３に示されているように、内部に設けられた燃焼ガス通路６０の側方を規定する壁部８１と、燃焼ガス通路６０の上方を規定する天井壁８２と、を有している。
天井壁８２は、火炉壁と同様に、図５に示すように、内部に冷媒が流通し水平方向（より詳細には、Ｘ方向）に延びる複数の天井管８３と、隣接する天井管８３同士を接続する板状のフィン８４と、を有するいわゆるメンブレンウォールとなっている。図３に示すように、天井壁８２の上方には、過熱器４１等の入口ヘッダ７４及び出口ヘッダ７５等を内部に配置するペントハウス８６が設けられている。また、天井壁８２には、後述する過熱器４１を構成する伝熱管８９が挿通する貫通穴８４ａが形成されている。貫通穴８４ａは、火炉１１と連続する煙道１３の内部空間（本実施形態では、燃焼ガス通路６０）と、火炉１１の外部空間（本実施形態では、ペントハウス８６内の空間）とを連通している。
【００５７】
過熱器４１は、図１に示すように、燃焼ガス通路６０の最も上流側に設けられた熱交換器である。過熱器４１は火炉１１の鉛直上方に設けられており、図３に示すように、煙道１３の壁部８１の近傍に設けられている。過熱器４１は、ボイラ鉄骨（図示省略）に固定され、ボイラ鉄骨から吊り下げられた吊下げ具８５により支持されている。
【００５８】
過熱器４１は、入口ヘッダ７４と、出口ヘッダ７５とを連結する複数の伝熱管８９によって構成されている。各伝熱管８９は、入口ヘッダ７４から略鉛直下方へ延びる第１鉛直管部８９ａと、第１鉛直管部８９ａの下端から曲折して壁部８１方向へＸ方向に延びる水平管部８９ｂと、水平管部８９ｂの端部から曲折して略鉛直上方へ延びる第２鉛直管部８９ｃと、を備えている。すなわち、第１鉛直管部８９ａ及び第２鉛直管部８９ｃは、上下方向（Ｚ方向）に沿って延在している。入口ヘッダ７４及び出口ヘッダ７５は、上述のように、ペントハウス８６に設けられているため、第１鉛直管部８９ａ及び第２鉛直管部８９ｃは、煙道１３の天井壁８２を貫通するように配置されている。具体的には、図５に示すように、第１鉛直管部８９ａ及び第２鉛直管部８９ｃは、天井壁８２のフィン８４に形成された貫通穴８４ａを挿通している。貫通穴８４ａは、複数の伝熱管８９の第１鉛直管部８９ａ及び第２鉛直管部８９ｃに対応するように、Ｘ方向（本実施形態では、天井管８３の延在方向）に所定の間隔で複数形成されている。なお、図５では、第１鉛直管部８９ａを図示しているが、第２鉛直管部８９ｃも同様の構成となっている。
【００５９】
ペントハウス８６内には、貫通穴８４ａから燃焼ガスがペントハウス８６内に流入しないように、シール構造９０が設けられている。
シール構造９０は、図４及び図５に示すように、天井壁８２に溶接固定されて貫通穴８４ａを覆うスキンケーシング（第１固定部材）９１と、伝熱管８９（詳細には、第１鉛直管部８９ａ）に溶接固定されるシールプレート９２と、シールプレート９２に溶接固定されるサポートプレート（第２固定部材）９３と、スキンケーシング９１とサポートプレート９３とを締結固定するボルト９４及びナット９５と、を備えている。シール構造９０の長手方向（Ｘ方向）の長さは、例えば、略５ｍから１５ｍ程度である。
【００６０】
スキンケーシング９１は、Ｘ方向に延在するカバー状の部材であって、下端が天井壁８２の天井管８３の上部に溶接などで固定されている。スキンケーシング９１は、Ｘ方向に所定の間隔で形成されている複数の貫通穴８４ａを上方から覆っている。すなわち、スキンケーシング９１は、内部に空間を形成し、当該空間をシールしている。スキンケーシング９１は、例えば、天井壁８２と同様に低合金鋼（例えば、０．５〜２．０Ｃｒ鋼等）で形成されている。
【００６１】
スキンケーシング９１は、貫通穴８４ａの一側に位置する第１天井管８３Ａに固定される第１スキンケーシング９１Ａと、貫通穴８４ａの他側（一側に対して貫通穴８４ａを挟んだ反対側）に位置する第２天井管８３Ｂに固定される第２スキンケーシング９１Ｂと、第１スキンケーシング９１Ａと第２スキンケーシング９１Ｂとを連結するスキンケーシング連結部９１Ｃと、を備えている。本実施形態では例えば、第１スキンケーシング９１Ａと、第２スキンケーシング９１Ｂとは、貫通穴８４ａを挟んで略対称に構成されているので、以下では、第１スキンケーシング９１Ａの説明をし、第２スキンケーシング９１Ｂの説明を省略する。
第１スキンケーシング９１Ａは、例えば、天井管８３の上部から伝熱管８９に向かって斜め上方に延びる板状の下傾斜部９１ａと、下傾斜部９１ａの上端から曲折して伝熱管８９に向かって斜め上方に延びる板状の上傾斜部９１ｂと、上傾斜部９１ｂの上端から略水平方向に延びる板状の下フランジ（第１フランジ）９１ｃと、を備えている。
【００６２】
下傾斜部９１ａは、下端が天井壁８２の天井管８３の上部に溶接などで固定されている（図５のＷ１参照）。上傾斜部９１ｂは、上端がサポートプレート９３の側面近傍に位置している。下傾斜部９１ａと上傾斜部９１ｂとは、内部に形成された空間側に突出するように、一枚の板材を曲折することで形成されている。なお、第１スキンケーシング９１Ａの形状は本実施形態の形状に限定されない。すなわち、下傾斜部９１ａ及び上傾斜部９１ｂの傾斜角度は、他の傾斜角度であってもよい。また、下傾斜部９１ａ及び上傾斜部９１ｂの長さは、他の長さであってもよい。また、第１スキンケーシング９１Ａは、一部又は全体を曲面で形成してもよい。
【００６３】
下フランジ９１ｃは、一端が上傾斜部９１ｂの上端と溶接などで固定されている（図５のＷ２参照）。また、下フランジ９１ｃは、略水平に延在する板状の部材である。下フランジ９１ｃの上面（第１接触面）は、後述する上フランジ９３ｂの下面（第２接触面）と直接又は間接に面接触するよう配置（以降、「封止配置」と表す）している。下フランジ９１ｃは、板厚方向に貫通する複数の第１ボルト孔９６を有している。複数の第１ボルト孔９６は、長手方向（Ｘ方向）に沿って略等間隔に配置されている。複数の第１ボルト孔９６は、ボルト９４のネジ部分の断面直径より大きな径の丸穴状もしくは長手方向に長い長穴状であってボルト９４が挿通する。
【００６４】
スキンケーシング連結部９１Ｃは、図７に示すように、スキンケーシング９１の長手方向（Ｘ方向）の両端部に設けられている。スキンケーシング連結部９１Ｃは、第１スキンケーシング９１Ａの下傾斜部９１ａ及び上傾斜部９１ｂの端部と、第２スキンケーシング９１Ｂの下傾斜部９１ａ及び上傾斜部９１ｂの端部とを接続している湾曲面部９１ｄと、第１スキンケーシング９１Ａの下フランジ９１ｃと第２スキンケーシング９１Ｂの下フランジ９１ｃとを連結する下フランジ接続部９１ｅと、を有している。スキンケーシング連結部９１Ｃは、上面視で、所定の曲率を有するように湾曲している。また、下フランジ９１ｃの端部と対向して封止配置する上フランジ９３ｂの端部は上面視で、所定の曲率を有するように形成されている。
【００６５】
シールプレート９２は、図４及び図５に示すように、Ｘ方向及びＺ方向に延在する断面が略コの字形状の部材であって、Ｘ方向に並んで配置される複数の伝熱管８９が貫通する穴が形成されている。シールプレート９２のＹ方向の長さは、伝熱管８９の直径の長さよりも長く設定されていて、伝熱管８９の外周面が露出しないようになっている。本実施形態では、過熱器４１の伝熱管８９の内部を流通する蒸気は、天井壁８２を構成する天井管８３の内部を流通する蒸気よりも高温（例えば、約６００℃）となる。このため過熱器４１は、天井壁８２を構成する天井管８３よりも、耐熱性の優れた材質を用いて構成される。過熱器４１の伝熱管８９は、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼材（ＳＵＳ３０４等）で形成されている。また、シールプレート９２は、伝熱管８９に接続するにあたり同一材料が好ましく、また伝熱管８９からの熱によって高温になるため、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼材（ＳＵＳ３０４等）で形成されている。シールプレート９２と伝熱管８９の外周面とは溶接等で固定されている。
【００６６】
サポートプレート９３は、シールプレート９２と同一材料が好ましく、同様に高温になるため、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼材（ＳＵＳ３０４等）で形成されている。サポートプレート９３は、吊下げ具８５と固定されている。また、サポートプレート９３は、第１スキンケーシング９１Ａ側に配置される第１サポートプレート９３Ａと、第２スキンケーシング９１Ｂ側に配置される第２サポートプレート９３Ｂと、第１サポートプレート９３Ａと第２サポートプレート９３Ｂとを連結するサポートプレート連結部９３Ｃと、を有する。第１サポートプレート９３Ａと第２サポートプレート９３Ｂとは、伝熱管８９を挟んで略平行となるように配置されている。第１サポートプレート９３Ａと、第２サポートプレート９３Ｂとは、貫通穴８４ａを挟んで対称に構成されているので、以下では、第１サポートプレート９３Ａの説明をし、第２サポートプレート９３Ｂの説明を省略する。
【００６７】
第１サポートプレート９３Ａは、シールプレート９２の側面に沿って延びる板状の鉛直部９３ａと、鉛直部９３ａの上下方向の途中領域（例えば略中央領域）から略水平方向に延びる板状の上フランジ（第２フランジ）９３ｂと、を備えている。
【００６８】
鉛直部９３ａは、板面がシールプレート９２の側面と面接触している。鉛直部９３ａの上端は、シールプレート９２の上端よりも下方に位置している。鉛直部９３ａの上端は、シールプレート９２の側面に溶接等で固定されている（図５のＷ３参照）。また、鉛直部９３ａの外側面には、吊下げ具８５の下部がボルト８７によって固定されている。また、鉛直部９３ａの下端は、スキンケーシング９１の上傾斜部９１ｂの上端よりも下方に位置している。すなわち、鉛直部９３ａの下端は、スキンケーシング９１の内部に形成される空間内に位置している。なお、図５では図示の関係上、吊下げ具８５を省略して図示している。
【００６９】
上フランジ９３ｂは、一端が鉛直部９３ａの側面と溶接等で固定されている（図５のＷ４参照）。また、上フランジ９３ｂは、略水平に延在する板状の部材である。上フランジ９３ｂの下面は、下フランジ９１ｃの上面と対向してスライド可能にするよう封止配置している。上フランジ９３ｂの短手方向（Ｙ方向）の長さは、下フランジ９１ｃの短手方向の長さと、略同一となっている。上フランジ９３ｂは、板厚方向に貫通する複数の第２ボルト孔９７を有している。複数の第２ボルト孔９７は、長手方向（Ｘ方向）に沿って略等間隔に配置されている。複数の第２ボルト孔９７には、ボルト９４が挿通する。また、複数の第２ボルト孔９７は、上フランジ９３ｂの長手方向の中央に位置する第２ボルト孔９７ａのみ丸穴状に形成されている。その他の第２ボルト孔９７は、長手方向に長い長穴状に形成されている。各第２ボルト孔９７は、第１ボルト孔９６に対応する位置に設けられている。すなわち、各第２ボルト孔９７は、第１ボルト孔９６と連通する位置に形成されている。なお、対応する第１ボルト孔９６と第２ボルト孔９７の形状は逆としても良い。具体的には、下フランジ９１ｃの複数の第２ボルト孔９７と中央に位置する第２ボルト孔９７ａは丸穴状とし、上フランジ９３ｂは長手方向の中央に位置する第２ボルト孔９７ａに対応した第１ボルト孔９６のみ丸穴状に形成し、その他の第１ボルト孔９６は長手方向に長い長穴状に形成されても良い。さらには、対応する第１ボルト孔９６と第２ボルト孔９７の形状は両方ともに同じとして、上フランジ９３ｂと下フランジ９１ｃと両方ともに長手方向の中央に位置する第２ボルト孔９７ａのみ丸穴状に形成され、その他の第２ボルト孔９７は、長手方向に長い長穴状に形成されていてもよい。
また、上フランジ９３ｂと下フランジ９１ｃとの間には、図示しないパッキン材（例えば、非アスベスト系材など）が設けられている。
【００７０】
サポートプレート連結部９３Ｃは、図７に示すように、サポートプレート９３の長手方向（Ｘ方向）の両端部に設けられている。サポートプレート連結部９３Ｃは、第１サポートプレート９３Ａの鉛直部９３ａの端部と、第２サポートプレート９３Ｂの鉛直部９３ａの端部とを接続している湾曲部９３ｃと、第１サポートプレート９３Ａの上フランジ９３ｂと第２サポートプレート９３Ｂの上フランジ９３ｂとを接続する上フランジ接続部９３ｄと、を有している。湾曲部９３ｃは、上面視で、所定の曲率を有するように湾曲している。また上フランジ接続部９３ｄは、上面視で、所定の曲率を有するように形成されている。
【００７１】
なお、上フランジ９３ｂの長手方向の長さは、下フランジ９１ｃの長手方向の長さよりも短く設定されている。すなわち、下フランジ接続部９１ｅの長手方向の端部は、上フランジ接続部９３ｄの長手方向の端部よりも長手方向の外側に位置している。これにより、鉛直部９３ａの長手方向の端部と、下フランジ接続部９１ｅとの間には隙間Ｇが設けられている。
【００７２】
ボルト９４は、各第１ボルト孔９６及び各第２ボルト孔９７を上方又は下方から挿通している。また、ボルト９４の下端は、ナット９５によって締結されている。ボルト９４はトルク管理を行うことで、上フランジ９３ｂと下フランジ９１ｃとのスライドを可能とする。この際、例えばボルト９４は、完全締め込みを行った後に、ボルト９４の締結を緩める方向へ半回転分だけ回転させることで、上フランジ９３ｂと下フランジ９１ｃとのスライドを可能とすると共に、簡易にトルク管理を行うことができる。
なお、ボルト９４と、下フランジ９１ｃとを点溶接し、回り止めを行ってもよい。回り止めを行うことで、ボルト９４の締結力を維持することができる。
【００７３】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
【００７４】
本実施形態では、スキンケーシング９１が、貫通穴８４ａを覆うことで貫通穴８４ａが連通する外部空間をシールしている。これにより、火炉１１で生成された燃焼ガスが、貫通穴８４ａを通過した場合であっても、スキンケーシング９１の内側の空間に密閉される。したがって、スキンケーシング９１の外側（ペントハウス８６内）への燃焼ガスの漏洩を抑制することができる。
【００７５】
また、本実施形態では、スキンケーシング９１の下フランジ９１ｃと、伝熱管８９に対してシールプレート９２を介して固定されているサポートプレート９３の上フランジ９３ｂとが、対向して封止配置している。これにより、貫通穴８４ａを覆うスキンケーシング９１と、サポートプレート９３との間から燃焼ガスが漏洩し難い。したがって、スキンケーシング９１の外側への燃焼ガスの漏洩をより好適に抑制することができる。
【００７６】
また、ボイラ運転時には、過熱器４１の伝熱管８９に対して固定されているシールプレート９２とサポートプレート９３は、伝熱管８９内を流通する蒸気の熱によって温度が上昇して熱伸びする。本実施形態では、過熱器４１の伝熱管８９の内部を流通する蒸気は従来（例えば、５００から５６０℃程度）よりも高温（例えば、約６００℃）となる。このため、伝熱管８９の内部を流通する従来よりも高温の蒸気の影響により、サポートプレート９３も従来よりも高温となる。従来、サポートプレート９３はスキンケーシング９１と同様な材質として例えば低合金鋼（例えば０．５〜２Ｃｒ鋼）を用いていたが、本実施形態ではスキンケーシング９１とは異なる材質の高温耐久材料を用いる。すなわち、サポートプレート９３は、スキンケーシング９１を形成する低合金鋼と比較して熱膨張係数が異なり、熱膨張係数が大きく熱伸びし易い高温耐久材料（例えばオーステナイト系ステンレス鋼材）で形成されている。さらに従来よりも高温となるので、熱伸び量が大きくなる。
一方、天井管８３の内部を流通する蒸気は、過熱器４１の伝熱管８９の内部を流通する蒸気と比較して低温である。このため、スキンケーシング９１は、サポートプレート９３と比較して、高温とならない。このため、スキンケーシング９１は、サポートプレート９３を形成する高温耐久材料（例えばオーステナイト系ステンレス鋼材）と比較して熱伸びし難い低合金鋼で形成されているので、高温耐久材料よりも熱膨張係数が相対的に小さく、温度自体も相対的に低いため、熱伸び量が小さい。このように、スキンケーシング９１とサポートプレート９３では、温度及び材質の相違から、ボイラ運転時における熱伸び量が異なる。したがって、スキンケーシング９１とサポートプレート９３とは、熱伸びすることで、相対移動が発生することとなる。特に、スキンケーシング９１及びサポートプレート９３の長手方向となるＸ方向（熱膨張方向）への相対移動量は大きくなる。
【００７７】
本実施形態では、スキンケーシング９１が下傾斜部９１ａと上傾斜部９１ｂとを有している。下傾斜部９１ａと上傾斜部９１ｂとの傾斜角度を異なる形状とすることで、熱伸び量の相違に起因するサポートプレート９３とスキンケーシング９１とのＺ方向及びＹ方向の相対移動を許容して応力集中の発生を抑制している。
【００７８】
また、本実施形態では、サポートプレート９３の上フランジ９３ｂと、スキンケーシング９１の下フランジ９１ｃとがスライド可能に対向して封止配置している。すなわち、スキンケーシング９１とサポートプレート９３とが長手方向となるＸ方向（熱膨張方向）への相対移動が可能となっている。これにより、サポートプレート９３は、スキンケーシング９１によって拘束されない。よって、サポートプレート９３が、相対的に熱膨張係数が大きく、相対的に高温となることで、スキンケーシング９１よりも大きく熱伸びした場合であっても、スキンケーシング９１の拘束に起因するサポートプレート９３への応力の集中が抑制される。したがって、サポートプレート９３やスキンケーシング９１の変形及び損傷を抑制することができる。また、下フランジ９１ｃと上フランジ９３ｂとは、サポートプレート９３の長手方向（Ｘ方向）へスライド移動するので、サポートプレート９３がＸ方向へ熱伸びした場合であっても、下フランジ９１ｃと上フランジ９３ｂとが対向して封止配置する状態は解除されない。したがって、下フランジ９１ｃと上フランジ９３ｂとの間のシール性を維持しつつ、熱伸びに起因するサポートプレート９３やスキンケーシング９１の変形及び損傷を抑制することができる。
【００７９】
また、本実施形態では、第１フランジと第２フランジとをボルト９４により固定している。したがって、上フランジ９３ｂと下フランジ９１ｃとをより安定的に対向して封止配置する状態を維持させることができる。したがって、上フランジ９３ｂと下フランジ９１ｃとの間のシール性を維持させることができる。
また、スキンケーシング９１とサポートプレート９３とを、各部材に設けられたフランジ及び各フランジを挿通するボルト９４によって固定している。したがって、比較的簡素な構成でスキンケーシング９１とサポートプレート９３とを固定することができる。またメンテナンスも容易になる。
【００８０】
本実施形態では、サポートプレート９３の上フランジ９３ｂ、又はスキンケーシング９１の下フランジ９１ｃは、長手方向（Ｘ方向）の中央以外に設けられた第２ボルト孔９７が、Ｘ方向に延在する長穴となっている。これにより、サポートプレート９３がＸ方向へ熱膨張した場合であっても、第２ボルト孔９７の縁とボルト９４との干渉を抑制することができる。したがって、上フランジ９３ｂと下フランジ９１ｃとのスライドをより好適に許容することができる。よって、サポートプレート９３の拘束に起因するスキンケーシング９１への応力の集中を抑制し、又はスキンケーシング９１の拘束に起因するサポートプレート９３への応力の集中を抑制し、サポートプレート９３又はスキンケーシング９１の変形及び損傷をより好適に抑制することができる。
【００８１】
本実施形態では、複数の第２ボルト孔９７のうち、サポートプレート９３の上フランジ９３ｂ、又はスキンケーシング９１の下フランジ９１ｃの長手方向（Ｘ方向）の中央に配置される第２ボルト孔９７ａは、丸穴とされている。これにより、サポートプレート９３の熱伸びの起点（図６の符号Ｓ参照）を、Ｘ方向の中央とすることができる。したがって、熱伸び方向はＸ方向の中央を起点に両方向に延びることになり、サポートプレート９３の長手方向の両端部における熱伸び量を抑制することができる。よって、サポートプレート９３の変形及び損傷をより好適に抑制することができる。
【００８２】
本実施形態では、上フランジ９３ｂと下フランジ９１ｃとの間にはパッキンが設けられている。パッキンを設けることにより、上フランジ９３ｂと下フランジ９１ｃとのスライドをより好適に行うことができる。また、パッキンを設けることにより、上フランジ９３ｂと下フランジ９１ｃとの間のシール性を向上させることができる。
【００８３】
本実施形態では、下フランジ９１ｃの長手方向（Ｘ方向）の長さが、上フランジ９３ｂのＸ方向の長さよりも長くなっている。これにより、長手方向となるＸ方向への熱伸びの際の干渉を抑制して、下フランジ９１ｃと上フランジ９３ｂとの封止配置が解除されにくくすることができる。したがって、下フランジ９１ｃと上フランジ９３ｂとの間のシール性を維持させることができる。
【００８４】
また、下フランジ接続部９１ｅの長手方向の端部は、上フランジ接続部９３ｄの長手方向の端部よりも長手方向の外側に位置し、鉛直部９３ａの長手方向の端部と、下フランジ接続部９１ｅとの間には隙間Ｇが設けられている。これにより、スキンケーシング９１よりもサポートプレート９３の方が、相対的により大きく長手方向となるＸ方向へ熱伸びした場合であっても、サポートプレート９３と下フランジ９１ｃとが干渉を抑制する構成とすることができる。
【００８５】
なお、本発明は、上記実施形態に係る発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、サポートプレート９３を複数設けて、各サポートプレート９３をＸ方向に沿って並べて配置してもよい。すなわち、１つのスキンケーシング９１に対して、複数のサポートプレート９３を設ける構成としてもよい。このように構成する場合には、各サポートプレート９３のＸ方向の長さは、例えば、３ｍから５ｍ程度であって、例えば３０から４０個の第２ボルト孔９７が形成されてもよい。
【００８６】
このように構成することで、各サポートプレート９３のＸ方向の長さを短くすることができる。したがって、各サポートプレート９３のＸ方向の熱伸び量を抑制することができる。よって、各サポートプレート９３の変形及び損傷をより好適に抑制することができる。
【００８７】
また、上記実施形態では、上フランジ９３ｂ又は下フランジ９１ｃは、に形成される複数の第２ボルト孔９７のうち、上フランジ９３ｂ又は下フランジ９１ｃの長手方向の中央に位置する第２ボルト孔９７ａのみ丸穴状に形成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。丸穴状とする第２ボルト孔９７の位置は、上フランジ９３ｂ又は下フランジ９１ｃの長手方向の中央でなくてもよい。
【００８８】
また、上記実施形態では、本発明に係るシール構造９０を、過熱器４１と天井壁８２との間のシール構造に適用する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、シール構造９０を、他の過熱器４２，４３と天井壁８２との間のシール構造に適用してもよい。また、他の熱交換器（再熱器４４等）と天井壁８２との間のシール構造に適用してもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１０    ：石炭焚きボイラ（ボイラ）
１１    ：火炉
１２    ：燃焼装置
１３    ：煙道
４１    ：過熱器
４４    ：第２再熱器
４５    ：第１再熱器
４６    ：第２節炭器
４７    ：第１節炭器
４８    ：ガスダクト
５０    ：脱硝触媒
７４    ：入口ヘッダ
７５    ：出口ヘッダ
８１    ：壁部
８２    ：天井壁
８３    ：天井管
８４    ：フィン
８４ａ  ：貫通穴
８５    ：吊下げ具
８６    ：ペントハウス
８７    ：ボルト
８９    ：伝熱管
９０    ：シール構造
９１    ：スキンケーシング（第１固定部材）
９１Ａ  ：第１スキンケーシング
９１Ｂ  ：第２スキンケーシング
９１Ｃ  ：スキンケーシング連結部
９１ａ  ：下傾斜部
９１ｂ  ：上傾斜部
９１ｃ  ：下フランジ（第１フランジ）
９１ｄ  ：湾曲面部
９１ｅ  ：下フランジ接続部
９２    ：シールプレート
９３    ：サポートプレート（第２固定部材）
９３Ａ  ：第１サポートプレート
９３Ｂ  ：第２サポートプレート
９３Ｃ  ：サポートプレート連結部
９３ａ  ：鉛直部
９３ｂ  ：上フランジ（第２フランジ）
９３ｄ  ：上フランジ接続部
９４    ：ボルト
９５    ：ナット
９６    ：第１ボルト孔
９７    ：第２ボルト孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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