(57)【要約】  蒸気発生管の製造方法は、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蒸気発生器の特に高い効率を達成するために使用可能材料に関し特に高いフレキシビリティを有さなければならない。このためインサートは型取り棒（１）の溝（４）に固定され、型取り棒（１）はインサートとともに蒸気発生管に導入され、型取り棒（１）へのインサートの固定が解除され、型取り棒(１)が再び蒸気発生管から取り外される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インサートが型取り棒（１）の溝（４）に固定され、型取り棒（１）がインサートとともに蒸気発生管に導入され、型取り棒（１）へのインサートの固定が解除され、型取り棒（１）が再び蒸気発生管から取り外される蒸気発生管の製造方法。
【請求項２】
インサートが型取り棒（１）に予圧で固定される請求項１記載の方法。
【請求項３】
多数の溝（４）がスパイラル状に型取り棒（１）に設けられる請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
型取り棒（１）が蒸気発生管から回転取り出しされる請求項３記載の方法。
【請求項５】
溝（４）がテーパー状に形成される請求項１から４の１つに記載の方法。
【請求項６】
インサートが多数のワイヤを有する請求項１から５の１つに記載の方法。
【請求項７】
請求項１から６の１つにより製造された蒸気発生管。
【請求項８】
請求項６による蒸気発生管を備えた蒸気発生器（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気発生管の製造方法に関する。
【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】
蒸気発生器の蒸発器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でも内側リブ付き管の使用は（たとえばドラム式ボイラにおいて）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（水相と蒸気相との分離）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。
【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蒸気発生器の特に高い効率を得るために使用可能材料に関して特に高いフレキシビリティを得ることのできる蒸気発生管の製造方法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、インサートを型取り棒の溝に固定し、型取り棒をインサートとともに蒸気発生管に導入し、型取り棒におけるインサートの固定を解除し、型取り棒を再び蒸気発生管から取り外すことにより解決される。
【０００８】
この場合本発明は、使用可能材料に関する特に高いフレキシビリティが、内側リブ付き管を１つの統合製造プロセスで製造するのではなく、むしろ旋回流を発生させるインサートを後から平滑管に挿入することにより、達成できるという考察から出発している。これにより蒸気発生管およびインサートの材料は互いに無関係に選択することができる。この場合インサートの特に簡単な製造は型取り棒を用いることにより達成される。型取り棒にはインサートのネガ型が設けられているので、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。付加的にこの種の型取り棒は、インサートを型取り棒の上に固定し、型取り棒を型取りされたインサートとともに蒸気発生管に挿入し、そこで固定を解除し、型取り棒を再び蒸気発生管から取り外すことにより、インサートの特に簡単な取り付けを可能にする。
【０００９】
本方法の有利な実施形態では、インサートは型取り棒に予圧をもって固定される。この種の予圧により、インサートが型取り棒における固定の解除後型取り棒の溝から浮き上がり、自動的に蒸気発生管に固定され、ほかの手動による固定を不要とすることが可能となる。
【００１０】
別の有利な実施形態では、多数の溝がスパイラル状に型取り棒に設けられる。この種の型取り棒は当然の結果として、流動媒体における旋回流の発生にとって特に良好に適したスパイラル状のインサートを形成する。
【００１１】
さらに有利な実施形態では型取り棒はインサートと型取り棒の固定解除後に蒸気発生管から回転させられる。これはスパイラルの対称性に基づき可能であり、インサートを取り付けられた蒸気発生管からの型取り棒の取り外しを容易にする。これにより内側リブ付き蒸気発生管のさらに簡単な製造プロセスが可能になる。
【００１２】
この場合型取り棒の溝はテーパー状にすると有利である。テーパー状溝は蒸気発生管のより簡単な結合と、蒸気発生管からの取り外しの際における型取り棒の逆回転を保証する。
【００１３】
特に有利な実施形態では、インサートは多数のワイヤを有する。多数の溝を有する型取り棒によるインサートの製造により、すなわちインサートは溝中でワイヤを相応して型取りにすることより特に簡単に製造することができる。これは蒸気発生管用のインサートの特に費用的に有利な並びに技術的にも簡単な製造を意味する。
【００１４】
有利な実施形態では、上述の方法により製造された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、型取り棒による蒸気発生管へのインサートの取り付けによりインサートの製造および位置決めのための特に簡単な技術的解決手段が得られ、インサート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高いクロム含有量の鋼から作ることを可能にすることにある。インサートの製造は、型取り棒が再度完全な形で管から回転により取り出されて次のインサートの製造に使用できるので、特に費用的に有利に実現できる。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、クロム含有量が５％以下の材料に対しても本発明による製造方法を魅力的なものにする。
【００１６】
型取り棒上の溝の形での型の使用によりインサートは取り付け状態でその寸法に関し若干の許容誤差を有する。型取り棒による取り付けにより、取り付け状態における旋回流発生用インサートの所望の寸法を保証するために、クロス筋違や同様な補助手段が不要となる。旋回流発生用インサートは型取り棒の使用により市販の長さ（たとえば１２ｍ）のものが製造可能である。
【００１７】
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】
【００１８】
【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は本発明方法のフローチャートを示す。
【図４】図４は縦型貫流ボイラの概略図を示す。
【００１９】
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】
【００２０】
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はほぼ任意の数の螺旋体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。
【００２１】
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のより簡単な結合および逆方向回転を可能にする。
【００２２】
図３は本発明による製造方法の個々の工程を概略的に示す。工程Ａで１つまたは複数のワイヤが型取り棒１に取り付けられた溝４の数に応じて溝中に挿入される。従って１または数ピッチの旋回流発生用インサートが形成される。工程Ｂで１本のワイヤまたは複数本のワイヤが予圧のもとに型取り棒１に固定される。工程Ｃで型取り棒１は内側が平滑な蒸気発生管に導入され、インサートが蒸気発生管内で位置決めされる。
【００２３】
工程Ｄでワイヤから成るインサートの型取り棒１に対する固定が解除される。工程Ｂにおける予圧により予め固定されていたので、固定の解除はインサートの溝４からの持ち上げをもたらす。工程Ｅで型取り棒１はスパイラル状の溝４に沿って蒸気発生管から、らせん状に回転して取り外される。これは溝４のテーパー状の形によって助成される。固定の解除および型取り棒１の逆回転によりインサートは型取り棒１から解除され、残留内部応力により助成されて蒸気発生管の内壁に固く密着する。型取り棒１は管から回転により完全に取り外され、工程Ｆで次のインサートの製造に使用される。
【００２４】
図４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１２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１４に移行している。囲壁１２は下側範囲または蒸発器範囲では蒸発器管１６から、上側範囲または過熱器範囲では過熱器管１６’から構成される。蒸発器管１６もしくは過熱器管１６’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１４は詳細には示さない灰の取出口１８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１２の蒸発器管１６はその入口端部で入口管寄せ２０に接続されている。出口側では蒸発器管１６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１６’に接続される。
【００２６】
囲壁１２の蒸発器管１６は入口管寄せ２０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２２に接続される。この伝熱面には過熱器管１６’により形成される後続または過熱器伝熱面２４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２６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２８には単に略示されている別の伝熱面３０、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１２の下側範囲では化石燃料用の多数の燃焼器が囲壁１２の各開口３２に配置される。図１では４個の開口３２が示されている。この種の開口３２では囲壁１２の蒸発器管１６が各開口３２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１０において上述の方法で製造され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    貫流ボイラ
１２    囲壁
１４    床部
１６    蒸発器管
１６’  過熱器管
１８    灰取出口
２０    入口管寄せ
２２    蒸発器伝熱面
２４    過熱器伝熱面
２６    煙道
２８    横煙道
３０    伝熱面
３２    開口
【図１】
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【図２】
2013532267.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年4月3日(2013.4.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インサートが型取り棒（１）の溝（４）に固定され、型取り棒（１）がインサートとともに蒸気発生管に導入され、型取り棒（１）へのインサートの固定が解除され、型取り棒（１）が再び蒸気発生管から取り外される蒸気発生管の製造方法。
【請求項２】
インサートが型取り棒（１）に予圧で固定される請求項１記載の方法。
【請求項３】
複数の溝（４）がスパイラル状に型取り棒（１）に設けられる請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
型取り棒（１）が蒸気発生管から回転取り出しされる請求項３記載の方法。
【請求項５】
溝（４）がテーパー状に形成される請求項１から４の１つに記載の方法。
【請求項６】
インサートが複数のワイヤを有する請求項１から５の１つに記載の方法。
【請求項７】
請求項１から６の１つにより製造された蒸気発生管。
【請求項８】
請求項７による蒸気発生管を備えた蒸気発生器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
囲壁１２の下側範囲では化石燃料用の多数の燃焼器が囲壁１２の各開口３２に配置される。図４では４個の開口３２が示されている。この種の開口３２では囲壁１２の蒸発器管１６が各開口３２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。
【国際調査報告】
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