(57)【要約】【課題】ピンの外周面及び孔状のピン係止部の内面の摩耗に起因した保護筒の管軸方向への変位を抑制する。【課題手段】ピン９は、母管１に対して固定的に設けられて管径方向内側へ突出する。孔状のピン係止部１０は、保護筒３に対して固定的に設けられてピン９に係止可能である。母管１に対する保護筒３の管軸方向の移動及び管周方向の移動は、ピン係止部１０がピン９に係止することによって規制される。ピン９の外周面は、管径方向内側に向かって縮径し又は拡径するテーパ状の傾斜外面１２を有する。ピン係止部１０の内面は、ピン９の傾斜外面１２と対向し、管径方向内側に向かって縮径し又は拡径するテーパ状の傾斜内面１８を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温蒸気が流通する母管の径方向内側に前記母管から離間して保護筒を配置し、前記保護筒内に低温流体を噴出して高温蒸気の温度を低下させる減温器の保護筒支持構造であって、
前記母管に対して固定的に設けられて管径方向内側へ突出するピンと、
前記保護筒に対して固定的に設けられて前記ピンに係止可能な孔状のピン係止部と、を備え、
前記母管に対する前記保護筒の管軸方向の移動及び管周方向の移動は、前記ピン係止部が前記ピンに係止することによって規制され、
前記ピンの外周面は、管径方向内側に向かって縮径し又は拡径するテーパ状の傾斜外面を有し、
前記ピン係止部の内面は、前記ピンの前記傾斜外面と対向し、管径方向内側に向かって縮径し又は拡径するテーパ状の傾斜内面を有する
ことを特徴とする減温器の保護筒支持構造。
【請求項２】
請求項１に記載の保護筒支持構造であって、
各々が前記ピンと前記ピン係止部とを有し、前記母管の管径方向に離間して相対向する１対の係止支持構造を備える
ことを特徴とする減温器の保護筒支持構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の保護筒支持構造であって、
前記保護筒の内周面に固定される支持板を備え、
前記ピン係止部は、前記保護筒及び前記支持板を貫通するピン挿通孔である
ことを特徴とする減温器の保護筒支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温蒸気の温度を低減する減温器の保護管支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、火力発電所用ボイラの過熱低減器として使用される減温器が記載されている。この減温器では、高温蒸気が流れる蒸気母管内に、保護筒が蒸気母管と間隔を保って設けられ、保護筒内に挿入されたスプレーノズルから水が噴霧されて高温蒸気が減温される。蒸気母管にはサポートピンが溶接により取り付けられ、保護筒にはサポートピンが貫通する穴が設けられ、サポートピンにより保護筒が蒸気母管に支持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３０６０４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の減温器では、保護筒の流体振動により保護筒が蒸気母管（母管）に対してサポートピン（ピン）の軸方向（母管の管径方向）に振動し、保護筒の穴の内周面（孔状のピン係止部の内面）がピンの外周面上を摺動し、長期間の使用によってピンの外周面及び孔状のピン係止部の内面が摩耗すると、保護筒が母管に対して下流側（管軸方向の一側）へ変位する可能性が生じる。ピンの下流側では、スプレーノズルに水を供給する冷却液供給管が保護筒の供給管挿通孔を挿通しているので、保護筒の管軸方向への変位により冷却液供給管が供給管挿通孔の内周面に押圧されて損傷するおそれがある。
【０００５】
そこで本発明は、ピンの外周面及び孔状のピン係止部の内面の摩耗に起因した保護筒の管軸方向への変位を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく、本発明の第１の態様は、高温蒸気が流通する母管の径方向内側に母管から離間して保護筒を配置し、保護筒内に低温流体を噴出して高温蒸気の温度を低下させる減温器の保護筒支持構造であって、母管に対して固定的に設けられて管径方向内側へ突出するピンと、保護筒に対して固定的に設けられてピンに係止可能な孔状のピン係止部と、を備える。
【０００７】
母管に対する保護筒の管軸方向の移動及び管周方向の移動は、ピン係止部がピンに係止することによって規制される。ピンの外周面は、管径方向内側に向かって縮径し又は拡径するテーパ状の傾斜外面を有する。ピン係止部の内面は、ピンの傾斜外面と対向し、管径方向内側に向かって縮径し又は拡径するテーパ状の傾斜内面を有する。
【０００８】
上記構成では、母管に対する保護筒のピン軸方向（管径方向）の振動がピンの傾斜外面とピン係止部の傾斜内面との接触（係止）によって抑制されるので、ピン係止部の内面及びピンの外周面は摩耗し難く、係る摩耗に起因した保護筒の管軸方向への変位を抑制することができる。従って、保護筒に供給管挿通孔が設けられ、供給管挿通孔を挿通する冷却液供給管によって保護筒内のスプレーノズルに低温流体が供給され、スプレーノズルから保護筒内に低温流体が噴出される減温器において、管軸方向への保護筒の意図しない変位による冷却液供給管の損傷を防止することができる。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様の保護筒支持構造であって、各々が上記ピンと上記ピン係止部とを有し、母管の管径方向に離間して相対向する１対の係止支持構造を備える。
【００１０】
上記構成では、例えばピンの傾斜外面が管径方向内側に向かって縮径し、ピン係止部の傾斜内面が管径方向内側に向かって拡径する場合、１対の係止支持構造の一方と他方とにおいて、管径方向内側への保護筒の変位がそれぞれ抑制される。従って、母管に対する保護筒のピン軸方向（管径方向）の振動を管径方向の両側から抑制することができ、保護筒の振動抑制効果を高めることができる。
【００１１】
本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様の保護筒支持構造であって、保護筒の内周面に固定される支持板を備える。ピン係止部は、保護筒及び支持板を貫通するピン挿通孔である。
【００１２】
上記構成では、傾斜内面の管径方向の範囲を支持板の板厚により拡大することができ、傾斜外面と傾斜内面との接触範囲を拡大させて保護筒の振動抑制効果を高めることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ピンの外周面及び孔状のピン係止部の内面の摩耗に起因した保護筒の管軸方向への変位を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る母管及び減温器の概略構成を模式的に示す側断面図である。
【図２】図１の保護筒の上流端の斜視図である。
【図３】図１の保護筒の上流端の正面図である。
【図４】図２のIV−IV矢視断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図６】支持板を固定する前の保護筒を管径方向内側から視た図である。
【図７】支持板を固定した後の保護筒を管径方向内側から視た図である。
【図８】図１の保護筒の下流端側の断面図である。
【図９】変形例の断面図であり、（ａ）は第１変形例を、（ｂ）は第２変形例を、（ｃ）は第３変形例を、（ｄ）は第４変形例をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態に係る減温器２について、図面を参照して説明する。本実施形態の減温器２は、例えば火力発電所用ボイラの過熱器や再熱器等の高温蒸気の温度を低温流体により低減する過熱低減器として使用される。なお、以下の説明において、管径方向とは、母管１及び保護筒３の径方向に沿った方向を、管軸方向とは、母管１及び保護筒３の軸方向に沿った方向を、管周方向とは、母管１及び保護筒３の周方向に沿った方向をそれぞれ意味する。
【００１６】
図１に示すように、母管（蒸気母管）１内を、高温蒸気が上流側から下流側（図１中の矢印３０方向）へ流通する。母管１に設けられる減温器２は、保護筒３とスプレーノズル４とを備え、母管１及び保護筒３は、金属製の円管体である。保護筒３の外径は、母管１の内径よりも小さく、保護筒３は、母管１内（母管１の径方向内側）に母管１の内周面から離間して配置される。スプレーノズル４は、保護筒３内に配置されて冷却液（本実施形態では冷却水）を噴射（噴霧）する。保護筒３は、スプレーノズル４から母管１への冷却液の直接噴射を阻止して母管１を保護する。
【００１７】
母管１及び保護筒３には両者を貫通する供給管挿通孔５が形成され、スプレーノズル４に冷却液を供給する冷却液供給管６は、供給管挿通孔５を挿通してスプレーノズル４に接続される。供給管挿通孔５は、保護筒３の上流端部３ａと下流端部３ｂとの間の上流端部３ａ側に形成され、冷却液供給管６と供給管挿通孔５との間は密閉されている。
【００１８】
保護筒３の上流端部３ａは、図２及び図３に示すように、各々が同様に構成された１対（２つ）の係止支持構造７によって母管１に支持され、２つの係止支持構造７は、母管１の管径方向に離間して相対向するように略１８０度ずれて配置される。保護筒３の下流端部３ｂは、図８に示すように、各々が同様に構成された２対（４つ）の当接支持構造８によって母管１に支持され、４つの当接支持構造８は、略９０度ずつずれて配置される。なお、係止支持構造７及び当接支持構造８の数は上記に限定されず、任意に設定可能である。
【００１９】
図４〜図７に示すように、各係止支持構造７は、棒体状のピン９と孔状のピン係止部１０とを備える。保護筒３の上流端部３ａの外周面と対向する母管１の内周面には、半円弧状に湾曲する金属板製の１対の円弧板１１が溶接によって固定され、母管１の内周面の全周に亘る領域の大部分が円弧板１１と重なる（図２及び図３参照）。
【００２０】
ピン９は、円弧版１１の内面から母管１の管径方向内側へ一体的に突出する。ピン９は、円弧版１１と一体形成してもよく、円弧版１１に溶接等によって固定してもよい。ピン９は、管径方向内側に向かって縮径する円錐台状であり、ピン９の外周面は、管径方向内側に向かって縮径するテーパ状の傾斜外面１２を構成する。
【００２１】
保護筒３には、管径方向に貫通する第１のピン挿通孔１３が形成され、第１のピン挿通孔１３及び後述する第２のピン挿通孔１５をピン９が挿通する。第１のピン挿通孔１３は、保護筒３の上流端で開口する上流端開口１４から下流側へ管軸方向に沿って延びる長孔形状であり、第２のピン挿通孔１５の管周方向の幅は、管軸方向へのピン９の移動を許容する大きさに設定されている。
【００２２】
保護筒３の内周面には、第１のピン挿通孔１３と重なるように金属板製の支持板１６が溶接によって固定される。支持板１６には、管径方向に貫通する第２のピン挿通孔１５が第１のピン挿通孔１３の下流端部１７と連通するように形成され、第１のピン挿通孔１３の下流端部１７の内面は、第２のピン挿通孔１５の内周面と連続する。
【００２３】
ピン９は、第１のピン挿通孔１３の下流端部１７及び第２のピン挿通孔１５を挿通し、第１のピン挿通孔１３の下流端部１７の内面と第２のピン挿通孔１５の内周面とは、保護筒３に対して固定的に設けられてピン９に係止可能なピン係止部１０を構成する。母管１に対する保護筒３の管軸方向の移動及び管周方向の移動は、ピン係止部１０がピン９に係止することによって規制される。なお、１対の係止支持構造７は、１対のピン９を中心とした保護筒３の傾動（回転方向の移動）を許容する。
【００２４】
ピン９の傾斜外面１２と対向するピン係止部１０の内面（第１のピン挿通孔１３の下流端部１７の内面及び第２のピン挿通孔１５の内周面）は、ピン９の傾斜外面１２に沿うように管径方向内側に向かって拡径するテーパ状の傾斜内面１８を構成する。なお、第１のピン挿通孔１３の内面のうち下流端部１７以外の領域についても下流端部１７と同様にテーパ状に形成してもよい。
【００２５】
母管１に対する保護筒３の組付けでは、保護筒３に円弧板１１を固定し、母管１の下流端から保護筒３の上流端を挿入し、保護筒３の上流端を母管１の上流側に移動させる。保護筒３の上流端が１対のピン９に近付いたら、２箇所の第１のピン挿通孔１３の各上流端開口１４を１対のピン９にそれぞれ合わせ、ピン９を上流端開口１４から第１のピン挿通孔１３へ挿入しながら、ピン９が第１のピン挿通孔１３の下流端部１７に達する所定位置まで保護筒３を移動させる。保護筒３を所定位置に設定したら、ピン９の突出先端（管径方向内側の先端）を第２のピン挿通孔１５に挿入して支持板１６を保護筒３の内周面に重ね、支持板１６を保護筒３に固定する。これにより、１対の係止支持構造７の各々において、ピン９がピン係止部１０（第１のピン挿通孔１３の下流端部１７と第２のピン挿通孔１５）を挿通した保護筒組付状態となる。なお、保護筒組付状態のピン９の突出先端は、第２ピン挿通孔１５の管径方向内端（支持板１６の管径方向内側の面）の近傍に位置する。
【００２６】
図８に示すように、各当接支持構造８は、スタッドボルト１９を備える。保護筒３の内周面には、補強板２０が重ねられて固定され、スタッドボルト１９は、保護筒３と補強板１９とを貫通する雌ネジ２１と螺合する。保護筒３の外周面から突出するスタッドボルトの突出端が母管１の内周面に当接することにより、保護筒３の下流端部３ｂが母管１に支持される。なお、保護筒３の下流端の下流側には、母管１から管径方向内側に突出して保護筒３の下流側への移動を阻止するストッパ２５が設けられている。
【００２７】
本実施形態によれば、保護筒３の流体振動により保護筒３が母管１に対してピン軸方向（母管１の管径方向）に振動しようとするが、このような保護筒３のピン軸方向の振動は、ピン９の傾斜外面１２とピン係止部１０の傾斜内面１８との接触（係止）によって抑制される。このため、ピン係止部１０の内面及びピン９の外周面は摩耗し難く、係る摩耗に起因した保護筒３の管軸方向への変位を抑制することができる。
【００２８】
また、１対の係止支持構造７の一方と他方とにおいて、管径方向内側への保護筒３の変位がそれぞれ抑制されるので、母管１に対する保護筒３のピン軸方向（管径方向）の振動を管径方向の両側から抑制することができ、保護筒３の振動抑制効果を高めることができる。
【００２９】
さらに、傾斜内面１８の管径方向の範囲を支持板１６の板厚により拡大することができるので、傾斜外面１２と傾斜内面１８との接触範囲を拡大させて保護筒３の振動抑制効果を高めることができる。
【００３０】
従って、保護筒３に供給管挿通孔５が設けられ、供給管挿通孔５を挿通する冷却液供給管６によって保護筒３内のスプレーノズル４に低温流体が供給され、スプレーノズル４から保護筒３内に低温流体が噴出される減温器２において、管軸方向への保護筒３の意図しない変位による冷却液供給管６の損傷（供給管挿通孔５の内周面との干渉による損傷）を防止することができる。
【００３１】
なお、本発明は、一例として説明した上述の実施形態及び変形例に限定されることはなく、上述の実施形態等以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００３２】
例えば、図９（ａ）の変形例１に示すように、保護筒組付状態のピン９の突出先端を、第２ピン挿通孔１５の管径方向内端（支持板１６の管径方向内側の面）よりも管径方向内側へ突出させてもよく、ピン９の突出先端を覆うカバー板２２を支持板１６の管径方向内側に固定してもよい。
【００３３】
また、図９（ｂ）の変形例２に示すように、ピン９の外周面のうち一部（基端側）を傾斜外面１２とし、その残りの領域（先端側）を管径方向に沿った非傾斜外面２３とし、これに対応してピン係止部１０の内面に傾斜内面１８と非傾斜内面２４とを設けてもよい。ピン９に非傾斜外面２３を設けることにより、ピン９の先端部の細径化を抑制することができ、ピン９の剛性を確保することができる。また、ピン９の先端部を高精度で形成することができ、母管１に対する保護筒３の組付位置の精度が向上する。
【００３４】
さらに、図９（ｃ）の変形例３に示すように、円弧板を省略してピン９を母管１に直接固定してもよく、図９（ｄ）の変形例４に示すように、ピン９の傾斜外面１２を管径方向内側に向かって拡径するテーパ状とし、ピン係止部１０の傾斜内面１８を管径方向内側に向かって拡径するテーパ状としてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１：母管
２：減温器
３：保護筒
３ａ：保護筒の上流端部
３ｂ：保護筒の下流端部
４：スプレーノズル
５：供給管挿通孔
６：冷却液供給管
７：係止支持構造
８：当接支持構造
９：ピン
１０：ピン係止部
１１：円弧板
１２：傾斜外面
１３：第１のピン挿通孔
１４：第１のピン挿通孔の上流端開口
１５：第２のピン挿通孔
１６：支持板
１７：第１のピン挿通孔の下流端部
１８：傾斜内面
１９：スタッドボルト
２０：補強板
２１：雌ネジ
２２：カバー板
２３：非傾斜外面
２４：非傾斜内面
２５：ストッパ
【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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【図８】
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【図９】
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