(57)【要約】  熱交換器を組み立てる方法は、第１のサブアセンブリ（１８）を形成するために、組み立て場所で複数の第１の熱交換器管（２６，２８，３０）を第１の接続管部分（４８）に流体接続するステップと、第２のサブアセンブリ（２０）を形成するために、組み立て場所で複数の第２の熱交換器管（３２，３４，３６）を第２の接続管部分（５６）に流体接続するステップと、第１のサブアセンブリ（１８）および第２のサブアセンブリ（２０）を組み立て場所から現場設置場所に輸送するステップと、第１の接続管部分（４８）と第２の接続管部分（５６）との間の単一の接続点において第１のサブアセンブリ（１８）を第２のサブアセンブリ（２０）に接続するステップと、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器を組み立てる方法であって、
第１のサブアセンブリ（６４）を形成するために、組み立て場所で複数の第１の熱交換器管（２６，２８，３０）を第１の接続管部分（４８）に流体接続するステップと、
第２のサブアセンブリ（６６）を形成するために、前記組み立て場所で複数の第２の熱交換器管（３２，３４，３６）を第２の接続管部分（５６）に流体接続するステップと、
前記第１のサブアセンブリ（６４）および前記第２のサブアセンブリ（６６）を前記組み立て場所から現場設置場所に輸送するステップと、
前記第１の接続管部分（４８）と前記第２の接続管部分（５６）との間の単一の接続点において前記第１のサブアセンブリ（６４）を前記第２のサブアセンブリ（６６）に接続するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記複数の第１の熱交換器管（２６，２８，３０）を前記第１の接続管部分（４８）に流体接続するステップは、前記設置場所から離れた前記組み立て場所で前記第１の熱交換器管（２６，２８，３０）の各々を前記第１の接続管部分（４８）に溶接するステップを含み、
前記複数の第２の熱交換器管（３２，３４，３６）を前記第２の接続管部分（５６）に流体接続するステップは、前記設置場所から離れた前記組み立て場所で前記第２の熱交換器管（３２，３４，３６）の各々を前記第２の接続管部分（５６）に溶接するステップを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１および第２のサブアセンブリ（６４，６６）を前記設置場所に輸送する前に、前記第１の熱交換器管（２６，２８，３０）と前記第１の接続管部分（４８）との間の溶接部（５４，６２）および前記第２の熱交換器管（３２，３４，３６）と前記第２の接続管部分（５６）との間の溶接部（５４，６２）を試験するステップ
をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記溶接部（５４，６２）を試験するステップは、前記溶接部（５４，６２）のＸ線検査を含む、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の接続管部分（４８）は、開放端（５２，６０）および閉鎖端を含み、
前記第２の接続管部分（５６）は、開放端（５２，６０）および閉鎖端を含む、
請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のサブアセンブリ（６４）を前記第２のサブアセンブリ（６６）に接続するステップは、前記設置場所において前記第１の接続管部分（４８）の前記開放端（５２，６０）を前記第２の接続管部分（５６）の前記開放端（５２，６０）に溶接するステップを含む、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の接続管部分（４８）および前記第２の接続管部分（５６）は、それぞれ前記複数の第１の熱交換器管（２６，２８，３０）および前記複数の第２の熱交換器管（３２，３４，３６）から実質的に垂直に配向される、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の接続管部分（４８）および前記第２の接続管部分（５６）は、直径が約２インチ〜４インチである、
請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の熱交換器管（２６，２８，３０）および前記第２の熱交換器管（３２，３４，３６）は蛇行形状である、
請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の熱交換器管（２６，２８，３０）がガス流ダクト（２４）を実質的に横切って延在するように、前記第１の熱交換器管（２６，２８，３０）を前記ガス流ダクト（２４）内に配置するステップと、
前記第２の熱交換器管（３２，３４，３６）が前記ガス流ダクト（２４）を実質的に横切って延在するように、前記第２の熱交換器管（３２，３４，３６）を前記ガス流ダクト（２４）内に配置するステップと、
をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ガス流ダクト（２４）は実質的に垂直に延在し、
前記第１の熱交換器管（２６，２８，３０）および前記第２の熱交換器管（３２，３４，３６）は実質的に水平に延在する、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２のサブアセンブリ（６６）が実質的に前記第１のサブアセンブリ（６４）の上に配置されるように、前記第１および第２のサブアセンブリ（６４，６６）を前記ダクト（２４）内に配置するステップ
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の第１の熱交換器管（２６，２８，３０）は３つの第１の熱交換器管（２６，２８，３０）であり、
前記複数の第２の熱交換器管（３２，３４，３６）は３つの第２の熱交換器管（３２，３４，３６）である、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
ボイラー用の熱交換器であって、
ガス流路を横切って延在する少なくとも１つの第１の熱交換器管（２６，２８，３０）を含む第１の管アセンブリ（１８，２０，２２）と、
前記少なくとも１つの第１の熱交換器管（２６，２８，３０）に流体接続され、閉鎖端および開放端（５２，６０）を有する第１の接続管部分（４８）と、
前記ガス流路を横切って延在する少なくとも１つの第２の熱交換器管（３２，３４，３６）を含む第２の管アセンブリ（１８，２０，２２）と、
前記少なくとも１つの第２の熱交換器管（３２，３４，３６）に流体接続され、閉鎖端および開放端（５２，６０）を有する第２の接続管部分（５６）と、
を含み、
前記第１および第２の接続管部分（４８，５６）の前記それぞれの開放端（５２，６０）は、前記第１および第２の熱交換器管（２６，２８，３０，３２，３４，３６）に対して実質的に垂直に延在する接続管を画定するために、単一の接続点において互いに接続される、熱交換器。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの第１の熱交換器管（２６，２８，３０）および前記第１の接続管部分（４８）は、少なくとも１つの第１の溶接部（５４，６２）を介して互いに流体接続され、前記第１の溶接部（５４，６２）は、前記少なくとも１つの第１の熱交換器管（２６，２８，３０）を、前記ガス流路を横切って配置する前に形成され、
前記少なくとも１つの第２の熱交換器管（３２，３４，３６）および前記第２の接続管部分（５６）は、少なくとも１つの第２の溶接部（５４，６２）を介して互いに流体接続され、前記第２の溶接部（５４，６２）は、前記少なくとも１つの第２の熱交換器管（３２，３４，３６）を、前記ガス流路を横切って配置する前に形成される、
請求項１４に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、発電プラントおよび発電に関し、より詳細には、発電プラントのボイラー用の熱交換器を組み立てるためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラーは、多くの用途において熱交換器として利用されている。ボイラーは、通常、管内の熱伝達液体を利用して、外部源からの熱を吸収し、次いで、加熱された流体の実質的に液体のない蒸気部分を使用のために所望の場所に移送する。例えば、ボイラーまたは蒸気発生器は、高温ガスを密閉ダクトに通して、ダクトを横切って配置された管束内の流体を加熱することによって、発電プロセス（例えば、蒸気タービン内）でのその後の使用のために蒸気を生成するために、発電産業において一般に使用されている。高温ガスは、ボイラーの底部でバーナーを燃焼させることによって生成されてもよく、または高温ガスは、多くの発電所に見られるようなガスタービンの高温排気ガスであってもよい。
【０００３】
蒸気発生器の１つの特定の形態は、モジュール式に構成されたいくつかのセクションから形成することができる。そのようなセクションは、予熱器（低圧エコノマイザ）、エコノマイザ（高圧エコノマイザ）、蒸発器、および過熱器として当該技術分野において周知である。エコノマイザ、エバポレータ、および過熱器はすべて、高温排気経路の外側に配置された蒸気ドラムまたはセパレータと流体連通することができる。
【０００４】
多くのボイラーは、高温ガスの垂直な流れが通過することができる水平に配置された熱交換器管のアレイを有することができるが、他の構成は、高温の排気ガスのほぼ水平な流れが通過する垂直な管群を利用する。既存のボイラーシステム、特に水平に配置された熱交換器管を利用するボイラーシステムでは、アセンブリは非常に時間がかかり、労働集約的である。特に、各熱交換器管を隣接する管に現場で溶接しなければならない。多くのシステムが、各管群に１５０本以上の管を有する複数の管群を有するので、管を接続することは、現場で行われる１，３００以上の溶接部を含むことがある。多くの用途において、欠陥を特定するために現場の溶接部の放射線検査も必要であり、これは非常に面倒であり、かなりの労力を必要とする。
【０００５】
上記を考慮して、隣接する熱交換器管を互いに接続して、既存の方法よりも容易でコスト効率の高い熱交換器を形成するためのシステムおよび方法が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０６５１５９号明細書
【発明の概要】
【０００７】
一実施形態では、熱交換器を組み立てる方法が提供される。本方法は、第１のサブアセンブリを形成するために、組み立て場所で複数の第１の熱交換器管を第１の接続管部分に流体接続するステップと、第２のサブアセンブリを形成するために、組み立て場所で複数の第２の熱交換器管を第２の接続管部分に流体接続するステップと、第１のサブアセンブリおよび第２のサブアセンブリを組み立て場所から設置場所に輸送するステップと、第１の接続管部分と第２の接続管部分との間の単一の接続点において第１のサブアセンブリを第２のサブアセンブリに接続するステップと、を含む。
【０００８】
別の実施形態では、ボイラー用の熱交換器が提供される。熱交換器は、ガス流路を横切って延在する少なくとも１つの第１の熱交換器管を含む第１の管アセンブリと、少なくとも１つの第１の熱交換器管に流体接続され、閉鎖端および開放端を有する第１の接続管部分と、ガス流路を横切って延在する少なくとも１つの第２の熱交換器管を含む第２の管アセンブリと、少なくとも１つの第２の熱交換器管に流体接続され、閉鎖端および開放端を有する第２の接続管部分と、を含み、第１および第２の接続管部分のそれぞれの開放端は、第１および第２の熱交換器管に対して実質的に垂直に延在する接続管を画定するために、単一の接続点において互いに接続される。
【０００９】
さらに別の実施形態では、熱交換器用の組み立て促進装置が提供される。装置は、第１の接続管部分と複数の第１の熱交換器管との間の流体連通を提供するために、複数の第１の熱交換器管を受け入れるように構成され、閉鎖端および開放端を有する第１の接続管部分と、第２の接続管部分と複数の第２の熱交換器管との間の流体連通を提供するために、複数の第２の熱交換器管を受け入れるように構成され、閉鎖端および開放端を有する第２の接続管部分と、を含む。第１の接続管部分の開放端および第２の接続管部分の開放端は、熱交換器の設置場所において形成された溶接部によって互いに接合されるように構成される。
【００１０】
本発明は、非限定的な実施形態の以下の説明を、添付の図面を参照して読むことにより、よりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による、複数の熱交換器管アセンブリを有するボイラーの熱交換器部分の簡略化した側面立面図である。
【図２】図１のボイラーの熱交換器部分の、図１の線Ａ−Ａに沿った上面断面図である。
【図３】図１の領域Ｂの拡大詳細図であり、本発明の一実施形態によるアセンブリ促進管を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下では、本発明の例示的な実施形態を詳細に参照しており、それらの例を添付図面に例示している。可能な限り、図面全体を通して、同じ符号は同一の部分または類似の部分を指す。本発明の実施形態は、複数の水平の熱交換器管を有する熱交換器を組み立てるシステムおよび方法を対象としているが、本発明の実施形態はまた、複数の垂直に配置された熱交換器管を有する熱交換器を組み立てるために適用可能である。より具体的には、蒸気発生器の水平熱交換器アセンブリが、説明を明瞭にするために選択されている。他の適切な実施態様は、循環流動床ボイラー、熱回収、工業用、塔および２パス蒸気発生器の設計のための水平ボイラーアセンブリを含むことができる。
【００１３】
本明細書で使用される場合、「動作可能に結合された」とは、直接的または間接的であり得る接続を指す。この接続は必ずしも機械的な取り付けである必要はない。本明細書で使用される場合、「機械的に結合された」とは、構成要素間に必要な力を支持することができる任意の結合方法をいう。本明細書で使用される場合、「流体結合された」または「流体連通」という表現は、特徴部間の流体の流れを可能にし、流体輸送を可能にするように特徴部が接続されるような２つ以上の特徴部の配置を指す。本明細書で使用する場合、「現場溶接部」とは、現場で、すなわち構成要素の最終的な設置場所で形成された溶接部を指し、その後に溶接部の一部である構成要素は移動しないか、または移動するように意図されない。本明細書で使用される場合、「工場溶接部」または「オフサイト溶接部」とは、溶接によって接続された構成要素を最終的な設置場所に輸送する前に形成された溶接部を指し、その後にその構成要素は最終的な設置場所へ移動または輸送されることを意図している。
【００１４】
本発明の実施形態は、ボイラー用の熱交換器、およびボイラー用の熱交換器を組み立てるための方法に関する。図１を参照すると、熱交換器は、蒸気発生器の熱交換部分１０（例えば、エコノマイザ）に組み込まれてもよい。図示するように、ボイラーの熱交換部分１０は、垂直方向に上下に配置された複数の管群１２、１４、１６などの複数の管群を含むことができる。例えば、管群１２は下側管群とみなすことができ、一方、管群１４は上側管群とみなすことができる。管群１２、１４、１６は、それぞれ、図２に示すように、前後に積み重ねられた複数の管アセンブリを含むことができる。図１では、各管群１２、１４、１６の最前部の管アセンブリ（例えば、管アセンブリ１８、２０、２２）のみが見える。
【００１５】
各管アセンブリ１８、２０、２２は、ダクト２４によって画定されるガス流路を横切って実質的に水平に延在する複数の管を含む。一実施形態では、ダクト２４は、蒸気発生器のダクトであってもよい。図示するように、下側管群１２の管アセンブリ１８は、ダクト２４を複数回横切るように、ダクト２４を横切って蛇行状に延在する３つの管２６、２８、３０を含む。例えば、そこに示すように、管２６、２８、３０はダクト２４を８回横切る。特定の実施形態では、各管２６、２８、３０は、システムのパラメータおよび仕様に応じて、ダクト２４をわずか２回または１回だけ横切ってもよく、またはダクト２４を９回以上横切ってもよい。
【００１６】
同様に、管群１４の管アセンブリ２０は、同様に、ダクト２４を横切って蛇行状に延在する３つの管３２、３４、３６を含む。管アセンブリ２２は同様に構成された３つの管３８、４０、４２を有するものとして示されている。実施形態では、各管３２、３４、３６または３８、４０、４２のダクトを横切る管路の数は、他の管アセンブリによる管路の数と同じであっても異なっていてもよい。さらに、各管アセンブリの管の数は、互いのアセンブリの管の数と同じであってもよい。他の実施形態では、各アセンブリ１８、２０、２２は、ダクト２４を横切って延在する異なる数の管を有することができる。さらに他の実施形態では、各管群の各管アセンブリは、異なる数の管で構成されてもよい。様々な実施形態では、各管路の長さは、約３０〜６５フィートであってもよい。実施形態では、各管アセンブリは、３〜８本の管、またはさらに多くの数の管を有することができる。
【００１７】
図１をさらに参照すると、下側管群１２内の各管アセンブリは、垂直接続管４４によって上側管群１４内の対応する管アセンブリに流体結合される。同様に、管群１４内の各管アセンブリは、接続管４６によって管群１６内の対応する管アセンブリに流体結合される。
【００１８】
ここで図３を参照すると、接続管４４がさらに詳細に示されている（接続管４６は実質的に同一である）。図示するように、接続管４４は、概ね円筒形状であり、第１のキャップ付き端部５０と、第１の端部５０に対向する第２の開放端５２と、を有する第１の接続管部分４８を含む。第１の接続管部分４８は、下側管群１２の管アセンブリ１８の管２６、２８、３０に流体接続されている。例えば、管アセンブリ１８の各管２６、２８、３０は、以下で詳細に説明するように、管２６、２８、３０と第１の接続管部分４８との間の流体連通を提供するように、工場溶接部５４を介して第１の接続管部分４８に固定することができる。第１の接続管部分４８およびそれに接続された管アセンブリ１８は、本明細書では第１のサブアセンブリ６４と呼ばれる。管群１２の各管アセンブリ（およびその管）は、同様に、図２に示すように、同様の接続管４４のそれぞれの第１の接続管部分に接続され、管群１２の各管アセンブリが接続管に接続される。
【００１９】
図３にさらに示すように、接続管４４はまた、概ね円筒形状であり、第１のキャップ付き端部５８と、第１の端部５８に対向する第２の開放端６０と、を有する第２の接続管部分５６を含む。第２の接続管部分５６は、上側管群１４の管アセンブリ２０の管３２、３４、３６に流体接続されている。例えば、管アセンブリ２０の各管３２、３４、３６は、管３２、３４、３６と第２の接続管部分５６との間の流体連通を提供するように、工場溶接部５４を介して第２の接続管部分５６に固定することができる。第２の接続管部分５６およびそれに接続された管アセンブリ２０は、本明細書では第２のサブアセンブリ６６と呼ばれる。管群１４の各管アセンブリ（およびその管）は、同様に、図２に示すように、同様の接続管４４のそれぞれの第２の接続管部分に接続され、管群１４の各管アセンブリが接続管に接続される。一実施形態では、接続管４４（およびその第１および第２の接続管部分４８、５６）は、直径が約２〜４インチである。一実施形態では、管は、接続管部分から実質的に垂直に延在するように、それぞれの接続管部分に溶接される。
【００２０】
図３にも示すように、第１および第２の接続管部分４８、５６のそれぞれの開放端５２、６０は、現場溶接部６２を介して互いに接合され、第１の接続管部分４８と第２の接続管部分５６との間の流体連通を提供する。このようにして、下側管群１２、例えば管アセンブリ１８の管２６、２８、３０を流れる流体および／または蒸気は、接続管４４内に流入し、次に上側管群１４、例えば管アセンブリ２０の管３２、３４、３６に流入することができる。より一般的に言えば、各接続管４４、４６は、管アセンブリをその上に位置する対応する管アセンブリに流体結合するために利用される。
【００２１】
組み立て中に、管群１２の各管アセンブリ（例えば、管アセンブリ１８およびその管２６、２８、３０）は、最終的に管群１２を設置してサブアセンブリ６４を形成する発電プラントまたはボイラーから離れて、接続管４４の第１の接続管部分４８に溶接することができる。このプロセスは、管群１２内の各管アセンブリについて繰り返されてもよく、それにより、各管アセンブリの管は、それぞれの接続管のそれぞれの第１の接続管部分に溶接される。同様に、管群１４の各管アセンブリ（例えば、その管アセンブリ２０および管３２、３４、３６）は、オフサイトで接続管４６の第２の接続管部分５６に溶接されて、サブアセンブリ６６を形成することができる。このプロセスは、同様に、管群１４内の各管アセンブリについて繰り返されてもよく、そのような各管アセンブリの管は、それぞれの接続管のそれぞれの第２の接続管部分に溶接される。
【００２２】
溶接された各接続部５４を形成すると、各サブアセンブリを出荷する前に、現場溶接部５４の欠陥を特定するための放射線検査もオフサイトで行うことができる。したがって、サブアセンブリをボイラー設置場所に出荷する前に、欠陥や不十分な溶接を修復することができる。管アセンブリのすべてがそれぞれの接続管部分に溶接されると、溶接部を試験した後に、これらのサブアセンブリ６４、６６は、ボイラーが設置されている発電所または他の場所に出荷される。
【００２３】
現場に入ると、各管群のサブアセンブリ６４、６６がボイラー内に配置され、固定される。例えば、第１の接続管部分４８および管２６、２８、３０を含むサブアセンブリ６４は、管２６、２８、３０がダクト２４によって画定されたガス流路を横切って延在するように、ボイラーの熱交換部分１０内に配置することができる。次いで、第２の接続管部分５６および管３２、３４、３６を含むサブアセンブリ６６を、管３２、３４、３６が同様にガス流路を横切って延在するように、サブアセンブリ６４上のボイラーの熱交換部分１０内に配置することができる。第１および第２の接続管部分４８、５６のそれぞれの開放端５２、６０は、互いに位置合わせされて、現場で（すなわち、熱交換部分１０内で）溶接されて、下側管群１２の管アセンブリ１８と上側管群１４の管アセンブリ２０との間の流体連通を提供する。このプロセスは、各管アセンブリを、各管アセンブリの上に位置する対応する管アセンブリと相互接続するために、それぞれの管群の管アセンブリごとに繰り返することができる。
【００２４】
溶接されたサブアセンブリを現場に供給する前に、それぞれの管アセンブリの各管を接続管に溶接することによって、管群を互いに接続するのに必要な現場での溶接の数を大幅に減らすことができる。特に、既存のシステムおよび方法では、接続管を用いずに、上側管群内の各管を下方に曲げなければならず、また下側管群内の各管を上方に曲げなければならず、そのようにして、これらの管を１つずつ嵌合させて溶接する必要がある。より具体的には、既存の方法では、管アセンブリ（例えば、管アセンブリ１８）の個々の管（例えば、管２６、管２８、管３０）を上方に曲げる必要があり、個々の管（例えば、管３２、管３４、管３６）は下方に曲げられる。各下側管を対応する上側管に接続するために２つの溶接部が必要である。各々が３本の管を含む２本の管アセンブリを接続するには、６つの現場溶接部が必要である。
【００２５】
しかしながら、本発明では、オフサイトで各管を接続管部分に工場溶接してサブアセンブリを形成することにより、各下側管アセンブリをその対応する上側管アセンブリに接続するために単一の現場溶接部（すなわち現場溶接部６２）が必要となる。したがって、各下側管アセンブリを各上側管アセンブリに接続するのに必要な現場溶接部の数は６から１に減少する。その結果、現場設置が大幅に単純化され、設置時間とコストの節約の両方が実現される。特に、管アセンブリをオフサイトで接続管の接続部分に予備溶接することによって、現場では単一の現場溶接のみが必要とされる。これにより、各アセンブリの各管をその上にある対応する管と慎重に位置合わせする必要がなくなるが、この位置合わせは狭いスペースと各管の大きなサイズでは特に困難である。さらに、現場での設置に先立って管と接続管部分との間の溶接部５４の溶接診断および試験を行うことによって、溶接部６２を現場で試験する時間、困難さおよび費用が大幅に低減される。
【００２６】
組み立てられ、作動されると、入口７０を介して流体を下側管群１２の各管２６、２８、３０に供給することができる。流体は、下側管群１２の蛇行する管（管２６、２８、３０を含む）を通って、下側管群１２を上側管群１４と接合する接続管４４に入り、上側管群１４の管３２、３４、３６に入る。次いで、流体は、このような管を通って、管群１４を管群１６に接合する接続管４６内を引き続き通過することができる。この流路全体を通して、管内の流体はダクト２４内の加熱されたガス流７２を介して加熱されて蒸気を形成する。蒸気および任意の蒸発していない流体は、さらなる加熱のために、および／または１つまたは複数の発電プロセスにおける最終的な使用のために出力されてもよい。
【００２７】
一実施形態では、熱交換器を組み立てる方法が提供される。本方法は、第１のサブアセンブリを形成するために、複数の第１の熱交換器管を第１の接続管部分に流体接続するステップと、第２のサブアセンブリを形成するために、複数の第２の熱交換器管を第２の接続管部分に流体接続するステップと、第１のサブアセンブリおよび第２のサブアセンブリを設置場所に輸送するステップと、第１の接続管部分と第２の接続管部分との間の単一の接続点において第１のサブアセンブリを第２のサブアセンブリに接続するステップと、を含む。一実施形態では、複数の第１の熱交換器管を第１の接続管部分に流体接続するステップは、設置場所から離れて第１の熱交換器管の各々を第１の接続管部分に溶接するステップを含み、複数の第２の熱交換器管を第２の接続管部分に流体接続するステップは、設置場所から離れて第２の熱交換器管の各々を第２の接続管部分に溶接するステップを含む。一実施形態では、本方法はまた、第１および第２のサブアセンブリを設置場所に輸送する前に、第１の熱交換器管と第１の接続管部分との間の溶接部および第２の熱交換器管と第２の接続管部分との間の溶接部を試験するステップを含むことができる。一実施形態では、溶接部を試験するステップは、溶接部のＸ線検査を含むことができる。一実施形態では、第１の接続管部分は開放端および閉鎖端を含み、第２の接続管部分は開放端および閉鎖端を含む。第１のサブアセンブリを第２のサブアセンブリに接続するステップは、設置場所において第１の接続管部分の開放端を第２の接続管部分の開放端に溶接するステップを含むことができる。一実施形態では、第１の接続管部分および第２の接続管部分は、それぞれ複数の第１の熱交換器管および複数の第２の熱交換器管から実質的に垂直に配向される。一実施形態では、第１の接続管部分および第２の接続管部分は、直径が約２インチ〜４インチである。一実施形態では、第１の熱交換器管および第２の熱交換器管は蛇行形状である。一実施形態では、本方法はまた、第１の熱交換器管がガス流ダクトを実質的に横切って延在するように、第１の熱交換器管をガス流ダクト内に配置するステップと、第２の熱交換器管がガス流ダクトを実質的に横切って延在するように、第２の熱交換器管をガス流ダクト内に配置するステップと、を含むことができる。一実施形態では、ガス流ダクトは実質的に垂直に延在し、第１の熱交換器管および第２の熱交換器管は実質的に水平に延在する。一実施形態では、本方法はまた、第２のサブアセンブリが実質的に第１のサブアセンブリの上に配置されるように、第１および第２のサブアセンブリをダクト内に配置するステップを含むことができる。一実施形態では、複数の第１の熱交換器管は３つの第１の熱交換器管であり、複数の第２の熱交換器管は３つの第２の熱交換器管である。
【００２８】
別の実施形態では、ボイラー用の熱交換器が提供される。熱交換器は、ガス流路を横切って延在する少なくとも１つの第１の熱交換器管を含む第１の管アセンブリと、少なくとも１つの第１の熱交換器管に流体接続され、閉鎖端および開放端を有する第１の接続管部分と、ガス流路を横切って延在する少なくとも１つの第２の熱交換器管を含む第２の管アセンブリと、少なくとも１つの第２の熱交換器管に流体接続され、閉鎖端および開放端を有する第２の接続管部分と、を含み、第１および第２の接続管部分のそれぞれの開放端は、第１および第２の熱交換器管に対して実質的に垂直に延在する接続管を画定するために、単一の接続点において互いに接続される。一実施形態では、少なくとも１つの第１の熱交換器管および第１の接続管部分は、少なくとも１つの第１の溶接部を介して互いに流体接続され、第１の溶接部は、少なくとも１つの第１の熱交換器管を、ガス流路を横切って配置する前に形成され、少なくとも１つの第２の熱交換器管および第２の接続管部分は、少なくとも１つの第２の溶接部を介して互いに流体接続され、第２の溶接部は、少なくとも１つの第２の熱交換器管を、ガス流路を横切って配置する前に形成される。一実施形態では、ガス流路は、蒸気発生器のダクトを含む。一実施形態では、少なくとも１つの第１の熱交換器管は、概ね蛇行形状であり、ダクトを複数回横切って延在し、少なくとも１つの第２の熱交換器管は、概ね蛇行形状であり、ダクトを複数回横切って延在する。一実施形態では、第１および第２の接続管部分のそれぞれの開放端は、接続管を形成するために、単一の接続点において現場溶接部を介して互いに接続される。
【００２９】
さらに別の実施形態では、熱交換器用の組み立て促進装置が提供される。装置は、第１の接続管部分と複数の第１の熱交換器管との間の流体連通を提供するために、複数の第１の熱交換器管を受け入れるように構成され、閉鎖端および開放端を有する第１の接続管部分と、第２の接続管部分と複数の第２の熱交換器管との間の流体連通を提供するために、複数の第２の熱交換器管を受け入れるように構成され、閉鎖端および開放端を有する第２の接続管部分と、を含む。第１の接続管部分の開放端および第２の接続管部分の開放端は、熱交換器の設置場所において形成された溶接部によって互いに接合されるように構成される。一実施形態では、第１の接続管部分は、設置場所から離れて形成された工場溶接部によって複数の第１の熱交換器管に接合されるように構成され、第２の接続管部分は、設置場所から離れて形成された工場溶接部によって複数の第２の熱交換器管に接合されるように構成される。
【００３０】
上記の説明が限定ではなく例示を意図していることを理解されたい。例えば、上で説明した実施形態（および／またはそれらの態様）を互いに組み合わせて用いてもよい。加えて、本発明の範囲から逸脱せずに、それらの教示に特定の状況または材料を適応させる多くの修正を施してもよい。本明細書で説明した材料の寸法および種類は、本発明のパラメータを規定することを意図しており、決して限定ではなく、単なる例示的な実施形態である。他の多くの実施形態は、上記の説明を検討する際に当業者にとって明らかになるであろう。したがって、本発明の範囲は、添付した特許請求の範囲に与えられる均等物の完全な範囲と共に、添付した特許請求の範囲によって決定されなければならない。添付した特許請求の範囲では、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「そこでは（ｉｎ  ｗｈｉｃｈ）」という用語は、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「そこでは（ｗｈｅｒｅｉｎ）」という用語のそれぞれの平易な英語の同義語として用いている。また、以下の特許請求の範囲では、「第１の」、「第２の」、「第３の」、「上側の」、「下側の」、「底部の」、「頂部の」などの用語は、単にラベルとして用いられており、それらの対象に数値的または位置的な要件を課すことを意図してはいない。さらに、以下の特許請求の範囲の限定は、そのような特許請求の範囲の限定が「のための手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」の後にさらなる構造のない機能についての記載が続くフレーズを明白に用いない限り、そしてそうするまでは、ミーンズプラスファンクション形式で書かれたものではなく、米国特許法第１１２条第６項に基づいて解釈されることを意図するものではない。
【００３１】
この明細書は、本発明のいくつかの実施形態を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、当業者が本発明の実施形態を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本発明の特許され得る範囲は、請求項によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合には、特許請求の範囲内にある。
【００３２】
本明細書で使用する場合、単数形の表現は、これに関する要素またはステップが複数であることを除外することが明示的に記載されている場合を除き、要素またはステップが複数であることを除外するものではないと理解されたい。さらに、本発明の「一実施形態」への言及は、列挙された特徴も組み込む、さらなる実施形態の存在を除外するものとして解釈されることを意図しない。さらに、明示的な反対の記載がない限り、特定の特性を有する要素または複数の要素を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、その特性を有さない追加の要素を含んでもよい。
【００３３】
本明細書に含まれる本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、上述したシステムおよび方法において特定の変更を行うことができるので、以上の説明または添付の図面に示されるすべての主題は、本明細書で本発明の概念を例示する例にすぎないと解釈すべきであって、本発明を限定するものと解釈すべきではないことが意図される。
［実施態様１］
熱交換器を組み立てる方法であって、
第１のサブアセンブリ（６４）を形成するために、組み立て場所で複数の第１の熱交換器管（２６，２８，３０）を第１の接続管部分（４８）に流体接続するステップと、
第２のサブアセンブリ（６６）を形成するために、前記組み立て場所で複数の第２の熱交換器管（３２，３４，３６）を第２の接続管部分（５６）に流体接続するステップと、
前記第１のサブアセンブリ（６４）および前記第２のサブアセンブリ（６６）を前記組み立て場所から現場設置場所に輸送するステップと、
前記第１の接続管部分（４８）と前記第２の接続管部分（５６）との間の単一の接続点において前記第１のサブアセンブリ（６４）を前記第２のサブアセンブリ（６６）に接続するステップと、
を含む方法。
［実施態様２］
前記複数の第１の熱交換器管（２６，２８，３０）を前記第１の接続管部分（４８）に流体接続するステップは、前記設置場所から離れた前記組み立て場所で前記第１の熱交換器管（２６，２８，３０）の各々を前記第１の接続管部分（４８）に溶接するステップを含み、
前記複数の第２の熱交換器管（３２，３４，３６）を前記第２の接続管部分（５６）に流体接続するステップは、前記設置場所から離れた前記組み立て場所で前記第２の熱交換器管（３２，３４，３６）の各々を前記第２の接続管部分（５６）に溶接するステップを含む、
実施態様１に記載の方法。
［実施態様３］
前記第１および第２のサブアセンブリ（６４，６６）を前記設置場所に輸送する前に、前記第１の熱交換器管（２６，２８，３０）と前記第１の接続管部分（４８）との間の溶接部（５４，６２）および前記第２の熱交換器管（３２，３４，３６）と前記第２の接続管部分（５６）との間の溶接部（５４，６２）を試験するステップ
をさらに含む、実施態様２に記載の方法。
［実施態様４］
前記溶接部（５４，６２）を試験するステップは、前記溶接部（５４，６２）のＸ線検査を含む、
実施態様３に記載の方法。
［実施態様５］
前記第１の接続管部分（４８）は、開放端（５２，６０）および閉鎖端を含み、
前記第２の接続管部分（５６）は、開放端（５２，６０）および閉鎖端を含む、
実施態様１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
［実施態様６］
前記第１のサブアセンブリ（６４）を前記第２のサブアセンブリ（６６）に接続するステップは、前記設置場所において前記第１の接続管部分（４８）の前記開放端（５２，６０）を前記第２の接続管部分（５６）の前記開放端（５２，６０）に溶接するステップを含む、
実施態様５に記載の方法。
［実施態様７］
前記第１の接続管部分（４８）および前記第２の接続管部分（５６）は、それぞれ前記複数の第１の熱交換器管（２６，２８，３０）および前記複数の第２の熱交換器管（３２，３４，３６）から実質的に垂直に配向される、
実施態様１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
［実施態様８］
前記第１の接続管部分（４８）および前記第２の接続管部分（５６）は、直径が約２インチ〜４インチである、
実施態様１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
［実施態様９］
前記第１の熱交換器管（２６，２８，３０）および前記第２の熱交換器管（３２，３４，３６）は蛇行形状である、
実施態様１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
［実施態様１０］
前記第１の熱交換器管（２６，２８，３０）がガス流ダクト（２４）を実質的に横切って延在するように、前記第１の熱交換器管（２６，２８，３０）を前記ガス流ダクト（２４）内に配置するステップと、
前記第２の熱交換器管（３２，３４，３６）が前記ガス流ダクト（２４）を実質的に横切って延在するように、前記第２の熱交換器管（３２，３４，３６）を前記ガス流ダクト（２４）内に配置するステップと、
をさらに含む、実施態様１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
［実施態様１１］
前記ガス流ダクト（２４）は実質的に垂直に延在し、
前記第１の熱交換器管（２６，２８，３０）および前記第２の熱交換器管（３２，３４，３６）は実質的に水平に延在する、
実施態様１０に記載の方法。
［実施態様１２］
前記第２のサブアセンブリ（６６）が実質的に前記第１のサブアセンブリ（６４）の上に配置されるように、前記第１および第２のサブアセンブリ（６４，６６）を前記ダクト（２４）内に配置するステップ
をさらに含む、実施態様１１に記載の方法。
［実施態様１３］
前記複数の第１の熱交換器管（２６，２８，３０）は３つの第１の熱交換器管（２６，２８，３０）であり、
前記複数の第２の熱交換器管（３２，３４，３６）は３つの第２の熱交換器管（３２，３４，３６）である、
実施態様１乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
［実施態様１４］
ボイラー用の熱交換器であって、
ガス流路を横切って延在する少なくとも１つの第１の熱交換器管（２６，２８，３０）を含む第１の管アセンブリ（１８，２０，２２）と、
前記少なくとも１つの第１の熱交換器管（２６，２８，３０）に流体接続され、閉鎖端および開放端（５２，６０）を有する第１の接続管部分（４８）と、
前記ガス流路を横切って延在する少なくとも１つの第２の熱交換器管（３２，３４，３６）を含む第２の管アセンブリ（１８，２０，２２）と、
前記少なくとも１つの第２の熱交換器管（３２，３４，３６）に流体接続され、閉鎖端および開放端（５２，６０）を有する第２の接続管部分（５６）と、
を含み、
前記第１および第２の接続管部分（４８，５６）の前記それぞれの開放端（５２，６０）は、前記第１および第２の熱交換器管（２６，２８，３０，３２，３４，３６）に対して実質的に垂直に延在する接続管を画定するために、単一の接続点において互いに接続される、熱交換器。
［実施態様１５］
前記少なくとも１つの第１の熱交換器管（２６，２８，３０）および前記第１の接続管部分（４８）は、少なくとも１つの第１の溶接部（５４，６２）を介して互いに流体接続され、前記第１の溶接部（５４，６２）は、前記少なくとも１つの第１の熱交換器管（２６，２８，３０）を、前記ガス流路を横切って配置する前に形成され、
前記少なくとも１つの第２の熱交換器管（３２，３４，３６）および前記第２の接続管部分（５６）は、少なくとも１つの第２の溶接部（５４，６２）を介して互いに流体接続され、前記第２の溶接部（５４，６２）は、前記少なくとも１つの第２の熱交換器管（３２，３４，３６）を、前記ガス流路を横切って配置する前に形成される、
実施態様１４に記載の熱交換器。
［実施態様１６］
前記ガス流路は、熱回収蒸気発生器のダクト（２４）を含む、
実施態様１４または１５に記載の熱交換器。
［実施態様１７］
前記少なくとも１つの第１の熱交換器管（２６，２８，３０）は、概ね蛇行形状であり、前記ダクト（２４）を複数回横切って延在し、
前記少なくとも１つの第２の熱交換器管（３２，３４，３６）は、概ね蛇行形状であり、前記ダクト（２４）を複数回横切って延在する、
実施態様１６に記載の熱交換器。
［実施態様１８］
前記第１および第２の接続管部分（４８，５６）の前記それぞれの開放端（５２，６０）は、接続管を形成するために、単一の接続点において現場溶接部（５４，６２）を介して互いに接続される、
実施態様１５乃至１７のいずれか一項に記載の熱交換器。
［実施態様１９］
熱交換器用の組み立て促進装置であって、
第１の接続管部分（４８）と複数の第１の熱交換器管（２６，２８，３０）との間の流体連通を提供するために、前記複数の第１の熱交換器管（２６，２８，３０）を受け入れるように構成され、閉鎖端および開放端（５２，６０）を有する前記第１の接続管部分（４８）と、
第２の接続管部分（５６）と複数の第２の熱交換器管（３２，３４，３６）との間の流体連通を提供するために、前記複数の第２の熱交換器管（３２，３４，３６）を受け入れるように構成され、閉鎖端および開放端（５２，６０）を有する前記第２の接続管部分（５６）と、
を含み、
前記第１の接続管部分（４８）の前記開放端（５２，６０）および前記第２の接続管部分（５６）の前記開放端（５２，６０）は、前記熱交換器の設置場所において形成された溶接部（５４，６２）によって互いに接合されるように構成される、組み立て促進装置。
［実施態様２０］
前記第１の接続管部分（４８）は、前記設置場所から離れて形成された工場溶接部（５４，６２）によって前記複数の第１の熱交換器管（２６，２８，３０）に接合されるように構成され、
前記第２の接続管部分（５６）は、前記設置場所から離れて形成された工場溶接部（５４，６２）によって前記複数の第２の熱交換器管（３２，３４，３６）に接合されるように構成される、
実施態様１９に記載の組み立て促進装置。
【符号の説明】
【００３４】
１０  熱交換部分
１２  下側管群
１４  上側管群
１６  管群
１８  管アセンブリ
２０  管アセンブリ
２２  管アセンブリ
２４  ダクト
２６  管
２８  管
３０  管
３２  管
３４  管
３６  管
３８  管
４０  管
４２  管
４４  垂直接続管
４６  接続管
４８  第１の接続管部分
５０  第１のキャップ付き端部
５２  開放端
５４  工場溶接部、現場溶接部
５６  第２の接続管部分
５８  第１の端部
６０  開放端
６２  現場溶接部
６４  第１のサブアセンブリ
６６  第２のサブアセンブリ
７０  入口
７２  ガス流
【図１】
2019525108.tif 000003
【図２】
2019525108.tif 000004
【図３】
2019525108.tif 000005
【国際調査報告】
2019525108.tif 000006
2019525108.tif 000007