(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐圧管の内面に施工されている断熱材の接ガス面をガス流から保護するためのライナと、同ライナを前記耐圧管に保持するための板バネサポートと、同板バネサポートに前記ライナを取付けるための帯状の取付け金具とをもつ高温ガス配管におけるＴ形管ないしはＬ形管のための内部ライナであって、枝管軸と母管軸の交点における母管軸まわりのライナに帯状の取付け金具を取付けるとともに、前記枝管軸と母管軸の交点における母管軸まわりの位置で前記耐圧管内面に取付け座を取付け、前記取付け金具をパンタグラフ形板バネサポートによって前記取付け座に取付けて前記耐圧管に保持してなることを特徴とするＴ形又はＬ形高温ガス配管の内部ライナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温ガスを流す配管の内部ライナに関し、特に高温ガス配管におけるＴ形管又はＬ形管のための内部ライナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の火力発電プラントでは、高効率化を図るために各種方式の複合発電設備が建設されており、中でも石炭焚きボイラの炭種多様化と高効率化を狙いとした加圧流動床ボイラとその排ガスによって駆動されるガスタービンとの複合発電設備がここ数年間に数多く建設されつつある。
【０００３】
加圧流動床ボイラからガスタービンに高温ガスを供給する配管では、従来の各種産業プラント（例えば製鉄所や化学プラント等）を構成する高温ガス配管と比べてかなりの高圧条件で使用されるものであり、なおかつ高温条件下（８００〜９００℃）で使用されるために、もし金属材料だけでその耐圧管を構成するものとした場合、高価な耐熱合金で厚肉の耐圧管を製作する必要があってプラント建設費を高額化させることになる。
【０００４】
従って、耐圧管の内面に断熱材を施工することによって耐圧管の温度上昇を抑制し、耐圧管の強度が低温条件下（〜４００℃）で確保されるように設計して、耐圧管を通常よく使用される炭素鋼や低合金鋼等の安価な材料で製作する手段が採用されている。
【０００５】
ここに耐圧管の内面に断熱材を施工する高温ガス配管では、断熱材がガス流にさらされると飛散の恐れがあり、もし断熱材が脱落して耐圧管が直接高温ガスにさらされるようなことになった場合、耐圧管の構成材料が通常使用できないような高温条件下に置かれるために短期間の内に破損して、高温ガスがその周辺部に噴出する危険を伴うことになる。これに対し、断熱材の接ガス面をガス流から保護するためにライナを設けることにしている。
【０００６】
本発明者らは、このような耐圧管の内面に施工されている断熱材の接ガス面をガス流から保護するために、図５，図６に示すようなライナを提案した。図５，図６において、３は耐圧管でその内面には断熱材７が施工され、断熱材７の接ガス面をガス流から保護するライナ１が内張りされている。
【０００７】
ライナ１は軸方向に分割されていて、その両端部を帯状の取付け金具２の内径に挿入し一端部をすみ肉溶接取付けしている。これによってライナ１と耐圧管３との軸方向熱膨張差δX は取付け金具２部でのスライドによって吸収することができる。
【０００８】
分割されたライナ１はガス流によって振動しないよう、各取付け金具２から耐圧管３の内面に向って放射状に管軸に対して傾斜して伸びる複数（図では６個）の板バネサポート４で固定されており、板バネサポート４は帯状の取付け金具２の端部に突合せ溶接取付けされている。
【０００９】
一方、耐圧管３の内面には取付け座５がすみ肉溶接取付けされており、取付け座５の座面に板バネサポート４を沿わせてボルト６によって固定した後にすみ肉溶接取付けしている。これによってライナ１と耐圧管３との半径方向熱膨張差は板バネサポート４のたわみによって吸収することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した図５のライナは真直ぐなストレート形高温ガス配管に対する内部ライナとして優れており、板バネサポート４と耐圧管３との熱膨張差δ’X ならびにライナ１と耐圧管３との熱膨張差δX があっても、ライナ１が全長に亘って軸方向に移動して対応する。
【００１１】
これに対し分岐合流のためのＴ形管ないしは曲りのためのＬ形管では、管台が母管の軸方向に移動しないようにして枝管の軸方向に円滑にスライドできるようにする必要があり、ストレート形管の内部ライナ構造をそのまま適用することができない。
【００１２】
そこで本発明は、内側に断熱材とライナを設けたＴ形管またはＬ形管において、高温ガス流による熱膨張に伴う不具合の生じない高温ガス配管のライナを提供することを課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、耐圧管の内面に施工されている断熱材の接ガス面をガス流から保護するためのライナと、そのライナを外側の耐圧管に保持するための板バネサポートと、この板バネサポートに前記ライナを取付けるための帯状の取付け金具とをもつ高温ガス配管におけるＴ形管ないしはＬ形管のための内部ライナについての前記課題を解決するため次の構造の内部ライナを提供する。
【００１４】
すなわち、本発明によるＴ形管ないしＬ形管のための内部ライナでは、そのＴ形管ないしＬ形管の枝管軸と母管軸の交点における母管軸まわりのライナに前記帯状の取付け金具を取付けるとともに、前記枝管軸と母管軸の交点における母管軸まわりの位置で前記耐圧管内面に取付け座を取付け、前記取付け金具をパンタグラフ形板バネサポートによって前記取付け座に取付けて耐圧管に保持してなる構成を採用する。
【００１５】
このように構成した内部ライナにおいては、そのＴ形管ないしＬ形管における母管側ライナと耐圧管との間に半径方向の熱膨張差があっても、母管軸交点まわりに配設されているパンタグラフ形板バネサポートがパンタグラフ状に変形することによってその熱膨張差を吸収する。
【００１６】
また、枝管軸と母管軸の交点における母管軸のまわりにパンタグラフ形板バネサポートが配設され、そのパンタグラフ形板バネサポートは前記交点における母管軸まわりの位置で帯状の取付け金具を取付け座に取付けて耐圧管に保持しているので、母管側ライナへのパンタグラフ形板バネサポートの取付け位置と耐圧管へのパンタグラフ形板バネサポートの取付け位置とが母管の軸方向で同一となり、パンタグラフ形板バネサポートと耐圧管との間の熱膨張差がゼロとなり、母管側ライナと管台とが母管の軸方向に移動しない。これによって管台は枝管の軸方向に円滑に変位できることになる。
【００１７】
このようにして、本発明の内部ライナによれば、内側に断熱材とライナを設けたＴ形管またはＬ形管における熱膨張に対応できる高温ガス配管の内部ライナが提供される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による高温ガス配管の内部ライナを、図１〜図４に示した実施の形態に基づいて具体的に説明する。
なお、以下の実施の形態において、図５，図６に示したものと同じ構成の部分には説明を簡単にするため同じ符号を付してある。
【００１９】
（実施の第１形態）
まず、図１〜図３に示す実施の第１形態による内部ライナについて説明する。
この実施の第１形態は、耐圧管３の内面に断熱材７を施工し、その断熱材７の接ガス面に母管側ライナ１０と枝管側ライナ１２を設けると共に、これらのライナ１０，１２を耐圧管３に保持するための板バネサポート４を設けた高温ガス配管におけるＴ形管に対し、本発明を適用したものである。
【００２０】
図１〜図３に示されているように、Ｔ形管の母管側ライナ１０には管台１１が接続されており、母管側ライナ１０の軸交点Ｏのまわりには取付け金具１３を介してパンタグラフ形板バネサポート１４が取付けられている。
【００２１】
母管側ライナ１０は取付け金具１３と重なり合う部分の一部を切欠き、取付け金具１３にすみ肉溶接取付けされている。パンタグラフ形板バネサポート１４は管台１１の大きさに応じて取付け範囲及び個数が決定され、母管と枝管とが同一口径の場合には、図２に示すように母管側ライナ１０の下半部に５個のパンタグラフ形の板バネサポート１４を設けることができる。
【００２２】
また、母管の軸方向において、軸交点Ｏと一致する位置でパンタグラフ形板バネサポート１４が取付け座１５によって耐圧管３に取付けられている。
このように母管側ライナ１０と耐圧管３とに取付けられたパンタグラフ形板バネサポート１４は、パンタグラフの如く変形することにより母管側ライナ１０と耐圧管３との半径方向熱膨張差を吸収する。
【００２３】
前記したように、母管側ライナ１０へのパンタグラフ形板バネサポート１４の取付け位置と耐圧管３へのパンタグラフ形板バネサポート１４の取付け位置とは母管の軸方向で同一となっている。これによってパンタグラフ形板バネサポート１４と耐圧管３との熱膨張差δ’X がゼロとなり、母管側ライナ１０と管台１１とが母管の軸方向に移動しないことになるため、管台１１が枝管の軸方向に円滑にスライドすることができる。
【００２４】
なお、取付け金具１３の両端部にパンタグラフ形板バネサポート１４が突合せ溶接されており、また、耐圧管３の内面に取付け座１５がすみ肉溶接取付けされていて、取付け座１５の座面に板バネサポート１４を沿わせてボルト６によって固定した後にすみ肉溶接取付けされている。
【００２５】
このようにして母管側ライナ１０と管台１１とは軸交点Ｏを起点にして各々の軸方向に熱膨張する。
なお、図１において、Ｔ形管に接続されるストレート形管の内部ライナは図５に示したものと同じ構成となっている。
【００２６】
（実施の第２形態）
次に図４に示した実施の第２形態による内部ライナについて説明する。この図４に示す内部ライナは、耐圧管３の内面に断熱材７を施工し、その断熱材７の接ガス面に母管側ライナ１０と枝管側ライナ１２を設けると共に、これらのライナ１０，１２を耐圧管３に保持するための板バネサポート４を設けた高温ガス配管におけるＬ形管に対し、本発明を適用したものである。
【００２７】
この図４のＡ−Ａ線に沿う断面図及びＢ部の拡大図は、図２及び図３と同じである。
本実施形態のＬ形管の場合も、その母管側ライナ１０には管台１１が接続されており、母管側ライナ１０の軸交点Ｏのまわりには取付け金具１３を介してパンタグラフ形板バネサポート１４が取付けられている。
【００２８】
母管側ライナ１０は取付け金具１３と重なり合う部分の一部を切欠き、取付け金具１３にすみ肉溶接取付けされている。パンタグラフ形板バネサポート１４は管台１１の大きさに応じて取付け範囲及び個数が決定されているが、図４に示す母管と枝管とが同一口径の場合には、図１〜図３の場合と同様、母管側ライナ１０の下半部に５個のパンタグラフ形の板バネサポート１４を設けることができる。
【００２９】
また、母管の軸方向において、軸交点Ｏと一致する位置で耐圧管３にパンタグラフ形板バネサポート１４が取付け座１５によって取付けられている。
このように母管側ライナ１０と耐圧管３とに取付けられたパンタグラフ形板バネサポート１４は、パンタグラフの如く変形することにより母管側ライナ１０と耐圧管３との半径方向熱膨張差を吸収する。
【００３０】
また、本実施形態の場合も前記したように、母管側ライナ１０へのパンタグラフ形板バネサポート１４の取付け位置と耐圧管３へのパンタグラフ形板バネサポート１４の取付け位置とは母管の軸方向で同一となっている。これによってパンタグラフ形板バネサポート１４と耐圧管３との熱膨張差δ’X がゼロとなり、母管側ライナ１０と管台１１とが母管の軸方向に移動しないことになるため、管台１１が枝管の軸方向に円滑にスライドすることができる。
【００３１】
なお、取付け金具１３の両端部にパンタグラフ形板バネサポート１４が突合せ溶接されており、また、耐圧管３の内面に取付け座１５がすみ肉溶接取付けされていて、取付け座１５の座面に板バネサポート１４を沿わせてボルト６によって固定した後にすみ肉溶接取付けされている。
その他の構成は図１〜図３に示したものと実質同一であり母管側ライナ１０と管台１１とは軸交点Ｏを起点にして各々の軸方向に熱膨張できる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による高温ガス配管におけるＴ形管ないしはＬ形管のための内部ライナでは、枝管軸と母管軸の交点を含む母管軸まわりのライナに帯状の取付け金具を取付けるとともに、前記枝管軸と母管軸の交点における母管軸まわりの位置で前記耐圧管内面に取付け座を取付け、前記取付け金具をパンタグラフ形板バネサポートによって前記取付け座に取付けて前記耐圧管に保持してなるもので、これによれば内部を流れる高温ガス流による熱膨張に伴う不具合の生じない高温ガス配管のＴ形管またはＬ形管に対するライナを提供することができる。
【００３３】
従って、本発明の高温ガス配管の内部ライナを適用することにより、加圧流動床ボイラとガスタービンとの複合発電プラントでボイラからガスタービンに高温ガスを供給する等の場合のように、高温ガス配管の分岐合流のために用いて好適なＴ形管及び曲りのためのＬ形管を供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高温ガス配管の内部ライナをＴ形管に適用した場合の実施の第１形態を示す横断面図。
【図２】図１及び図４のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】図１及び図４のＢ部の部分的拡大断面図。
【図４】本発明の高温ガス配管の内部ライナをＬ形管に適用した場合の実施の第２形態に示す横断面図。
【図５】直管状の高温ガス配管における内部ライナの構造を示す横断面図。
【図６】図５のＣ−Ｃ線に沿う断面図。
【符号の説明】
１      ライナ
２      取付け金具
３      耐圧管
４      板バネサポート
５      取付け座
６      ボルト
７      断熱材
１０    母管側ライナ
１１    管台
１２    枝管側ライナ
１３    取付け金具
１４    パンタグラフ形板バネサポート
１５    取付け座
【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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