(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤガイドピン（２０）と、複数のスパイラル状溝（４）を備えた型取り棒（１）のためのガイド開口（１６）と、加圧ロール（２２）とを有する巻き付けヘッド（１２）を備えた蒸気発生管用のインサートの製造装置において、ワイヤガイドピン（２０）、ガイド開口（１６）および加圧ロール（２２）が次のように、すなわち加圧ロール（２２）、型取り棒（１）の溝（４）の各接線並びにワイヤガイドピン（２０）のガイド軸がほぼ一致するように配置されている蒸気発生管用のインサートの製造装置において、装置がさらに型取り棒（１）に付設された回転駆動機構とガイド開口（１６）に同軸配置されたガイドナット（１８）を有することを特徴とする蒸気発生管用のインサートの製造装置。
【請求項２】
巻き付けヘッド（１２）が複数のワイヤガイドピン（２０）と加圧ロール（２２）を有する請求項１記載の装置。
【請求項３】
巻き付けヘッド（１２）が少なくともワイヤガイドピン（２０）またはガイド開口（１６）のいずれか一方に付設された潤滑剤導入装置を有する請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
巻き付けヘッド（１２）がワイヤガイドピン（２０）に付設された駆動装置を有する請求項１から３の１つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気発生管用インサートの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気発生器は閉鎖され加熱された容器または圧力管システムであり、加熱および運転目的（たとえば蒸気タービンの運転）のために高圧および高温の蒸気を作る目的に適している。たとえば発電所におけるエネルギー発生などの特に高い蒸気出力および蒸気圧力では水管ボイラが使用され、その蒸気発生管に通常は水である流動媒体が入っている。固形材料の燃焼にも水管ボイラが使用されるが、これは各原料の燃焼による熱発生が行われる燃焼室が任意に管壁を配置することにより形成できるからである。
【０００３】
水管ボイラの構造形式によるこの種の蒸気発生器は従って、囲壁が少なくとも部分的に管壁、すなわち気密に溶接された蒸気発生管から形成される燃焼室を有する。流動媒体側ではこれらの蒸気発生管は蒸発器伝熱面として差し当たり蒸発器を形成し、この中に未蒸発の媒体が導入されて蒸発される。この場合蒸発器は通常は燃焼室の最も高温の範囲に配置される。蒸発器には流動媒体側で場合によっては水・蒸気分離装置および過熱器が後置接続され、過熱器ではたとえば蒸気タービンのような後続の熱発電機において高効率を得るように蒸気がその蒸発温度以上に加熱される。蒸発器には流動媒体側に予熱器（いわゆるエコノマイザ）を前置接続することができ、これにより給水を廃熱または残熱を利用して予熱し、こうして同様に装置全体の効率を高めている。
【０００４】
蒸気器発生器の蒸発伝熱面には平滑管または内側にリブを付けた管が使用される。内側リブ付き管は、蒸気発生管における流動媒体の流れを強制的に旋回させ、蒸気発生管の内面で流体のより高い速度を得るようにするときに使用される。この場合内側リブ付き管の使用は、たとえば全負荷時における蒸発器の質量流れ密度が低い場合など種々の理由から必要とされる。熱流密度が高い場合（たとえばドラム式ボイラ）でも内側リブ付き管の使用は必要とされる。ここでは膜沸騰の危険が生じ、すなわち蒸気発生管の内側に蒸気膜が形成され、良好に混合された液体とは異なり気泡沸騰の際に高い熱絶縁作用を有する蒸気膜が形成される。その結果同じ熱流密度でも壁温度が著しく上昇し、伝熱面を破損する恐れがある。これだけでなく内側リブ付き管により通常の負荷運転時（たとえばスパイラル管付き蒸気発生器の最小負荷時）における流れ層の形成を回避することができる。
【０００５】
管の内側リブは従来技術では冷間引き抜きプロセスで製造されている。現在の常識では内側リブ付き管は最大クロム含有量が５％の材料でのみ製造することができる。たとえばより多いクロム量で合金された鋼から成る内側リブ付き管の使用が効率の増大のため蒸気パラメータを更に高めるなどの理由で必要とされる場合にも、内側リブ付き管は現在利用可能なプロセスでは製造することができない。この場合平滑管は旋回流を発生する相応するインサートとは別個に設けることができる。このインサートは平滑管とは無関係に従って異なる材料から製造することもできる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、技術的に特に簡単な製造プロセスを可能にするとともにインサートの特に迅速な製造を可能にする、蒸気発生管用のこの種のインサートの製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は本発明によれば、装置が、ワイヤガイドピンと、多数のスパイラル状溝を備えた型取り棒のためのガイド開口と、加圧ロールとを有する巻き付けヘッドを備え、ワイヤガイドピン、ガイド開口および加圧ロールが次のように、すなわち加圧ロール、型取り棒の溝の各接線並びにワイヤガイドピンのガイド軸がほぼ一致するように配置されることにより解決される。
【０００８】
この場合本発明は、インサートの特に簡単な製造が、製造用に特に簡単な材料、特に一重ワイヤを利用することにより達成できるという考察から出発している。このワイヤにインサートの正確な形状を与え、製造プロセスを同時に特に簡単にするためには、ワイヤの成形は成形具により行う必要がある。蒸気発生管の長延な円筒状の形状に基づきこの種の成形具は型取り棒のような相応した形状を持たなければならない。この型取り棒にインサートのネガ型が溝の形で施され、これによりインサートの製造は単なる型取りにより行うことができる。この型取りを１つの統合プロセスで実施できるようにするためには、ワイヤを導入するためのワイヤガイドピン、型取り棒用のガイド開口並びにワイヤを曲げるための加圧ロールを備えた巻き付けヘッドを使用することが必要である。この場合これらの部品は、ワイヤが型取り棒の溝に接線方向にワイヤガイドピンを通って案内されるように配置すべきである。同時に同様に接線方向に配置された加圧ロールはワイヤを溝に押し付ける働きをする必要がある。
【０００９】
有利な実施形態では、装置は型取り棒に付設された回転駆動機構とガイド開口に同軸配置されたガイドナットを有する。ガイドナットのねじ山は型取り棒のスパイラル状の溝に係合するので、型取り棒に付設された回転駆動機構による型取り棒の回転によりワイヤの溝への導入と関連して型取り棒の巻き付けヘッドへの送りが達成される。それゆえワイヤの導入の際に巻き付けヘッドは装置に固定的に位置決めされる。これはインサートの特に簡単な製造を可能にする。
【００１０】
要求に応じて型取り棒の所望の溝はたとえば切削加工により個々に製造することができる（個数、ピッチ、寸法）。この場合製造すべきインサートの所望のプロフィルに応じて溝は螺旋体としてほぼ任意の数のものが形成できる。多重巻き付け螺旋体の場合には型取り棒にあるすべての溝が一作業工程でワイヤを取り付けられるので、インサートの特に迅速な製造が可能となる。このため巻き付けヘッドは多数のワイヤガイドピンと加圧ロールを有する。そのため、巻き付けヘッド内の型取り棒の運動により、多数の溝が同時にワイヤによって占められることを可能とする。
【００１１】
装置の修理頻度を特に少なくするためには可動部分は常にスムースに動くように互いに接触される必要がある。これは特にワイヤの導入並びに巻き付けヘッドにおける型取り棒のガイドに関する。この場合特にスムースなガイドは、潤滑剤、たとえば油の永続的かつ十分な補給が保証されることにより可能となる。このため巻き付けヘッドはワイヤガイドピンおよび／またはガイド開口に付設される潤滑剤導入装置を有すると有利である。
【００１２】
製造プロセスのより良好なコントロールのためには、巻き付けヘッドはワイヤガイドピンに付設された駆動装置を有すると有利である。これは一方ではワイヤガイドピンへのワイヤのコントロールされた導入を可能にし、他方ではこれにより型取り棒の自動送り運動が良好に助成される。
【００１３】
有利な実施形態では、ワイヤの溝への導入用のこの種の装置は、多数のワイヤがインサートを形成するため型取り棒の溝に導入されそこに位置決めされる蒸気発生管用のインサートの製造方法に使用される。
【００１４】
有利な実施形態では、上述の方法により製造されたインサートは蒸気発生管においてもしくはこの種の蒸気発生管は蒸気発生器において使用される。
【００１５】
本発明により得られる利点は特に、巻き付けヘッドを備えた装置による蒸気発生管用のインサートの製造により特に簡単で迅速かつ費用的に有利な技術的解決手段が得られることにある。インサートの使用により内側リブ付き管を、特に高い蒸気パラメータと蒸気発生器の特に高い効率に適したクロム含有量のより多い鋼から作ることが可能になる。インサートの製造は、型取り棒が次のインサートの製造に使用できるので費用的に有利である。冷間引き抜きによる内側リブ付き管に比較して費用上の顕著な利点は、クロムが５％以下の材料に対してもインサートの使用を魅力的なものにする。
【００１６】
以下に本発明を図面に基づき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明方法を実施するための型取り棒を示す。
【図２】図２は型取り棒の拡大部分図である。
【図３】図３は型取り棒を導入した巻き付けヘッドを示す。
【図４】図４は図３の巻き付けヘッドの断面図を示す。
【図５】図５は２煙道構造の貫流ボイラの概略図を示す。
【００１８】
同一部分はすべての図において同一符号を付けられている。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は型取り棒１を示し、その主範囲２にはスパイラル状に周回する溝４が付けられている。この場合溝４は三重螺旋体の形で型取り棒１の円筒体の周りに配置されている。製造すべきインサートの所望のプロフィルに応じて溝４は二重螺旋体または一重スパイラルとして形成することもできる。要求に応じて所望の溝４をたとえば切削加工により個々に製造することができる（数、ピッチ、寸法）。型取り棒１の主範囲２の長さはインサートを挿入すべき平滑管よりも若干長くされる。型取り棒１の主範囲２には軸方向に接続範囲６が続いており、この範囲には溝４がなく、本発明方法の実施中における型取り棒１の操作に用いられる。
【００２０】
図２は型取り棒１の拡大部分図を示す。端面８には型取り棒１に設けられた溝４のプロフィルが見られる。溝４はテーパー状のプロフィルを有している。この種のプロフィルは蒸気発生管用の図には示していないインサートの製造プロセスにおける型取り棒１のより簡単な挿入および逆方向回転を可能にする。
【００２１】
図３は蒸気発生管用のインサートを製造するための装置１０を示す。装置１０はほぼ立方体に形成された巻き付けヘッド１２を有し、この装置内でワイヤ１４が型取り棒１の溝４で型取りされてインサートを形成する。この場合型取り棒１はガイド開口１６に案内され、ガイド開口１６と同軸に配置されたガイドナット１８が型取り棒１の溝４に係合し、型取り棒１に作用する図示しない回転駆動機構による回転により型取り棒は巻き付けヘッド１２内を前方に動かされる。
【００２２】
巻き付けヘッド１２は４個の円筒状ワイヤガイドピン２０を有するので、４本のワイヤ１４は一作業工程で同時に型取り棒１の溝４に挿入される。最適な作業工程のため巻き付けヘッド１２は型取り棒１の寸法に合わせられる。ワイヤガイドピン２０の中心軸は型取り棒１の溝４に対し接線方向に配置される。
【００２３】
図４は１本のワイヤガイドピン２０の中心軸に沿った巻き付けヘッド１２の断面図である。型取り棒１の周りへのワイヤ１４の曲げは加圧ロール２２により行われ、これらのロールはそれぞれ付属するワイヤガイドピン２０の中心軸並びに溝４に対し同様に接線方向に配置されている。加圧ロール２２の加圧の強さはそれぞれ調整ねじ２４を介して調整ねじ山２６で調整され、その際調整ねじ２４は調整板２８によって軸方向に位置決めされる。型取り棒１とワイヤ１４の良好なガイドは図示しない潤滑剤導入装置により保証される。
【００２４】
図５に示す貫流ボイラ１０は縦型で２煙道形蒸気発生器として構成されている。ボイラは囲壁１１２を有し、この囲壁は囲壁によって形成された第１の煙道の下端で漏斗状の床部１１４に移行している。囲壁１１２は下側範囲または蒸発器範囲では蒸発器管１１６から、上側範囲または過熱器範囲では過熱器管１１６’から構成される。蒸発器管１１６もしくは過熱器管１１６’はその長手側において互いに気密に接続、たとえば溶接されている。床部１１４は詳細には示さない灰の取出口１１８を有する。
【００２５】
流動媒体、特に水または水・蒸気混合物により下から上へ貫流される囲壁１１２の蒸発器管１１６はその入口端部で入口管寄せ１２０に接続されている。出口側では蒸発器管１１６は詳細を示さない水分離システムを介して流動媒体側に続いている過熱器管１１６’に接続される。
【００２６】
囲壁１１２の蒸発器管１１６は入口管寄せ１２０と水分離システムとの間にある煙道部分において蒸発器伝熱面１２２に接続される。この伝熱面には過熱器管１１６’により形成される後続または過熱器伝熱面１２４が接続される。付加的に加熱ガスにより下方に向かって貫流される第２の煙道１２６およびこの煙道を加熱ガス側で第１の煙道に接続する横煙道１２８には単に略示されている別の伝熱面１３０、たとえばエコノマイザまたは対流性の過熱器伝熱面が配置される。
【００２７】
囲壁１１２の下側範囲では化石燃料用の多数の燃焼器が囲壁１１２の各開口１３２に配置される。図５では４個の開口１３２が示されている。この種の開口１３２では囲壁１１２の蒸発器管１１６が各開口１３２を迂回するため曲げられ、垂直煙道の外側に延びている。これらの開口はたとえば空気ノズル用に設けることもできる。
【００２８】
ボイラ１１０において装置１０で製造されたインサートを備えた内側リブ付き蒸気発生管を使用することによりクロム含有量が５％以上の鋼も製造に使用することが可能となる。この種の蒸気発生管は特に高い蒸気パラメータに適しており、蒸気発生器の特に高い効率を可能にする。
【符号の説明】
【００２９】
１        型取り棒
２        主範囲
４        溝
６        接続範囲
８        端面
１０      インサート製造装置
１２      巻き付けヘッド
１４      ワイヤ
１６      ガイド開口
１８      ガイドナット
２０      ワイヤガイドピン
２２      加圧ロール
２４      調整ねじ
２６      調整ねじ山
２８      調整板
１１０    貫流ボイラ
１２      囲壁
１１４    床部
１１６    蒸発器管
１１６’  過熱器管
１１８    灰取出口
１２０    入口管寄せ
１２２    蒸発器伝熱面
１２４    過熱器伝熱面
１２６    煙道
１２８    横煙道
１３０    伝熱面
１３２    開口
【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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