(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の熱交換器容器と、
前記熱交換器容器の内部に着脱可能に組み込まれる伝熱管ユニットと、を備え、
前記伝熱管ユニットは、前記熱交換器容器の内部長手軸方向に沿って延在する複数本の伝熱管と、
前記伝熱管を結束する結束部材と、
前記伝熱管ユニットの中心軸線を共有するとともに、該中心軸線の軸方向に沿って離間した位置に設けられ、前記伝熱管ユニットを、前記熱交換器容器の外部に設けられた所定の回転支持部に支持可能にする複数の回転ジャーナル部と、を備え、
前記回転ジャーナル部の少なくとも１つは、前記結束部材を兼ねるものであり、複数の前記伝熱管が貫通固定されるとともに、その外周形状が円形であって、
前記回転ジャーナル部の少なくとも１つは、前記中心軸線に沿う柱状である多管式熱交換器。
【請求項２】
外周形状が円形の前記回転ジャーナル部は、前記熱交換器容器の胴体と水室形成蓋体との間に挟まれて前記伝熱管の長手軸方向の位置を決める固定管板を兼ねる請求項１に記載の多管式熱交換器。
【請求項３】
筒状の熱交換器容器と、
前記熱交換器容器の内部に収容され、結束部材によって結束された複数の伝熱管によって構成される伝熱管ユニットと、
前記伝熱管ユニットの長手軸方向に離間して複数箇所に設けられた回転ジャーナル部と、を備え、
前記回転ジャーナル部の少なくとも１つは、前記結束部材を兼ねるものであり、複数の前記伝熱管が貫通固定されるとともに、その外周形状が円形であって、
前記回転ジャーナル部の少なくとも１つは、前記伝熱管ユニットの中心軸線に沿う柱状である多管式熱交換器の伝熱管洗浄方法であって、
前記熱交換器容器の内部から前記伝熱管ユニットを取り出す取り出し工程と、
前記回転ジャーナル部を、前記熱交換器容器の外部に設けられた所定の回転支持部に軸支させる軸支工程と、
前記伝熱管ユニットを回転させながら、その伝熱管に付着した固着スケールを洗浄する洗浄工程と、
前記洗浄が完了した前記伝熱管ユニットを前記熱交換器容器の内部に組み込む組み込み工程と、
を備えた多管式熱交換器の伝熱管洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多管式熱交換器、その伝熱管洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多管式熱交換器は、シェルアンドチューブ式とも呼ばれ、例えば横置きに設置された熱交換器容器（シェル）の内部に多数の伝熱管（チューブ）が束状に結束された伝熱管ユニットが収容された構成の熱交換器である。このような多管式熱交換器には、冷却または加熱されるべきプロセス液と、このプロセス液の温度を調整する温調液とが流される。
【０００３】
プロセス液は、熱交換器容器内部のシェル室に流される場合と、伝熱管の内部に流される場合とがある。例えばプロセス液が破砕スラグや砥粒のような硬質な粒子状の固体を多量に含む懸濁液の場合はシェル室に流されるのが一般的である。その理由は、一般にシェル室よりも伝熱管内部の方が流路形状がシンプルで流速が高まる傾向があり、懸濁液を伝熱管に通過させると、その研摩性により伝熱管の内部が摩耗減肉する懸念があるからである。
【０００４】
このようにシェル室に流される懸濁液が伝熱管の表面に接触することにより、徐々に伝熱管の表面に懸濁物質が付着・堆積して固着スケールとなり、この固着スケールに伝熱管の表面が覆われることによって伝熱性能が低下してしまう。このため、定期的に伝熱管の表面を洗浄して固着スケールを除去する必要がある。伝熱管を洗浄する場合は、熱交換器容器の一端側の水室形成蓋体（端板）を取り外し、内部にある伝熱管ユニットを軸方向に抜き出して、多数の伝熱管の外表面を、ブラシ、高圧水噴射、薬剤散布等で洗浄する。
【０００５】
また、特許文献１に記載されている多管式熱交換器およびその洗浄方法は、予め多管式熱交換器を中心軸線回りに回転可能な構造とした上で、シェル室に砂や金属球等の研摩固体粒子を一定量充填し、そのまま多管式熱交換器全体を回転させることにより、研摩固体粒子の研摩作用によって各伝熱管の表面に付着・堆積している固着性スケールを除去するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公昭５８−３３４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
熱交換器容器の内部から伝熱管ユニットを抜き出して洗浄する方法は、前述のように伝熱管ユニットが多数の伝熱管を束状に結束させた構造であることから、伝熱管ユニットの径方向中央部（深部）に位置する伝熱管の表面を洗浄するのが困難である。したがって、効果的に固着性スケールを除去することができない。
【０００８】
しかも、伝熱管ユニットは大型重量物であるため、洗浄仮設台に載せた状態で洗浄が行われるが、それ故に姿勢を容易に変化させることができず、例えば伝熱管ユニットの上部に高圧水噴射を行う場合には、専用の足場を仮設するかクレーン等で吊り上げて姿勢を変える等の予備作業が必要であり、これが洗浄効率を低下させる大きな原因となっていた。
【０００９】
特許文献１の洗浄方法は、熱交換器容器を回転可能な構造にしなければならないため、熱交換器容器に接続されるプロセス液と温調液の配管類を、熱交換器容器の端面に同軸状に接続することしかできず、このため配管レイアウト上の制約が大きくなる。しかも、配管類と熱交換器容器との間を相対回転可能にシール接続するためのシール構造部が複雑になるという難点がある。
【００１０】
このように、伝熱管ユニットの固着性スケールの除去は困難であるため、伝熱管の表面積全体において有効に伝熱性能が発揮される面積が全体の２０〜３０％程度に低下してしまい、エネルギー効率の高い運用ができなかった。
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、簡素な構造により、熱交換器容器の内部に収容されている伝熱管の洗浄を効率良く行うことができ、エネルギー効率の高い運用を可能にする、多管式熱交換器、その伝熱管洗浄方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を採用する。
即ち、本発明の第１態様に係る多管式熱交換器は、筒状の熱交換器容器と、前記熱交換器容器の内部に着脱可能に組み込まれる伝熱管ユニットと、を備え、前記伝熱管ユニットは、前記熱交換器容器の内部長手軸方向に沿って延在する複数本の伝熱管と、前記伝熱管を結束する結束部材と、前記伝熱管ユニットの中心軸線を共有するとともに、該中心軸線の軸方向に沿って離間した位置に設けられ、前記伝熱管ユニットを、前記熱交換器容器の外部に設けられた所定の回転支持部に支持可能にする複数の回転ジャーナル部と、を備え、前記回転ジャーナル部の少なくとも１つは、前記結束部材を兼ねるものであり、複数の前記伝熱管が貫通固定されるとともに、その外周形状が円形であって、前記回転ジャーナル部の少なくとも１つは、前記中心軸線に沿う柱状である。
【００１３】
本構成の多管式熱交換器によれば、伝熱管ユニットを洗浄する時は、伝熱管ユニットを熱交換器容器から取り出し、その複数の回転ジャーナル部を、熱交換器容器の外部に設けられた所定の回転支持部にそれぞれ支持させる。これにより、伝熱管ユニットは回転支持部に載置された状態で、中心軸線を中心に回転することができる。
【００１４】
このため、伝熱管ユニットを回転させながら、例えば高圧水噴射器等を用いることにより、伝熱管ユニットの径方向中央部（深部に位置する伝熱管の表面）まで効果的に洗浄することができる。
しかも、その際には、足場を仮設することなく、回転支持部の設置面（グランドレベルからの高圧水噴射等を行うことができるため、足場仮設等の予備作業が不要である。
これらにより、伝熱管の洗浄を効率良く行い、多管式熱交換器におけるエネルギー効率の高い運用を可能にすることができる。
【００１５】
さらに、伝熱管ユニットの洗浄は、多管式熱交換器を構成する熱交換器容器を現場に据え付けたまま、伝熱管ユニットのみを熱交換器容器の内部から取り外すものであるため、熱交換器容器に接続されているプロセス液と温調液の配管類を取り外す必要はない。したがって、多管式熱交換器を簡素に保つことができる。
【００１７】
本構成によれば、回転ジャーナル部が、伝熱管の結束部材として兼用されるため、伝熱管ユニットの部品点数が増加しない。このため、多管式熱交換器の構成を簡素に保つことができる。
回転ジャーナル部の外周形状を円形とすることにより、熱交換器容器の外部に設けられる回転支持部を簡素なローラー式のものとし、そのローラー上に回転ジャーナル部を載置するだけで、即座に伝熱管ユニットをその中心軸線回りに回転させることができる。
また、回転ジャーナル部の形状を小型化・簡素化することができるため、回転ジャーナル部を設けることによるコストアップを最小限に抑えるとともに、多管式熱交換器の内部において回転ジャーナル部が熱交換作用を阻害することを防止することができる。
【００１８】
上記構成の多管式熱交換器において、外周形状が円形の前記回転ジャーナル部は、前記熱交換器容器の胴体と水室形成蓋体との間に挟まれて前記伝熱管の長手軸方向の位置を決める固定管板を兼ねるようにしてもよい。
本構成とすれば、回転ジャーナル部が、伝熱管の結束部材と、伝熱管の固定管板との両方を兼ねるため、伝熱管ユニットの構造が複雑化することを防止できる。
【００２０】
本発明の第２態様に係る多管式熱交換器の伝熱管洗浄方法は、筒状の熱交換器容器と、前記熱交換器容器の内部に収容され、結束部材によって結束された複数の伝熱管によって構成される伝熱管ユニットと、前記伝熱管ユニットの長手軸方向に離間して複数箇所に設けられた回転ジャーナル部と、を備え、前記回転ジャーナル部の少なくとも１つは、前記結束部材を兼ねるものであり、複数の前記伝熱管が貫通固定されるとともに、その外周形状が円形であって、前記回転ジャーナル部の少なくとも１つは、前記伝熱管ユニットの中心軸線に沿う柱状である多管式熱交換器の伝熱管洗浄方法であって、前記熱交換器容器の内部から前記伝熱管ユニットを取り出す取り出し工程と、前記回転ジャーナル部を、前記熱交換器容器の外部に設けられた所定の回転支持部に軸支させる軸支工程と、前記伝熱管ユニットを回転させながら、その伝熱管に付着した固着スケールを洗浄する洗浄工程と、前記洗浄が完了した前記伝熱管ユニットを前記熱交換器容器の内部に組み込む組み込み工程と、を備えたものである。
【００２１】
この多管式熱交換器の伝熱管洗浄方法によれば、熱交換器容器の内部から取り出した伝熱管ユニットの回転ジャーナル部を、熱交換器容器の外部に設けられた所定の回転支持部に軸支させれば、伝熱管ユニットを中心軸線回りに回転させることができる。したがって、高圧水噴射等によって伝熱管ユニットを効率良く洗浄し、多管式熱交換器におけるエネルギー効率の高い運用を可能にすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明に係る多管式熱交換器、その伝熱管洗浄方法によれば、熱交換器容器の内部に収容されている伝熱管ユニットの洗浄を効率良く行い、伝熱管の表面を覆う固着スケールの除去率を高めて熱交換器としての性能を十分に引き出し、エネルギー効率の高い運用を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】多管式熱交換器の一構造例を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す多管式熱交換器の分解図であり、本発明の第1実施形態を示す図である。
【図３】第１実施形態の変形例を示す伝熱管ユニットの側面図である。
【図４】第１実施形態に係る伝熱管ユニットがメンテナンスフレームに設置された状態を示す平面図である。
【図５】同側面図である。
【図６】本発明の第２実施形態を示す伝熱管ユニットの側面図である。
【図７】第２実施形態に係る伝熱管ユニットがメンテナンスフレームに設置された状態を示す平面図である。
【図８】同側面図である。
【図９】本発明に係る多管式熱交換器の伝熱管洗浄方法の流れを説明するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２５】
［第１実施形態］
図１は、スラグ水冷却器２５（多管式熱交換器）の第１実施形態を示す縦断面図であり、図２は図１に示すスラグ水冷却器２５の分解図である。このスラグ水冷却器２５は、例えば石炭ガス化炉においてスラグを搬送するスラグ排出システムの水（スラグ水Ｗ）を冷却水と熱交換させて冷却する用途のものであるが、この用途に限定されることはない。
【００２６】
このスラグ水冷却器２５は、所謂シェルアンドチューブ式と呼ばれる形式のものであり、横置きに設置された円筒状の熱交換器容器３６の内部のシェル室３７に伝熱管ユニット３８が着脱可能に組み込まれる構成である。熱交換器容器３６は、一端が開放され、他端が閉塞された円筒状の胴体４１と、この胴体４１の開口部に液密的且つ着脱可能に固定される水室形成蓋体４２とを備えている。
【００２７】
胴体４１の周面には、本実施形態において冷却されるべきプロセス液であるスラグ水Ｗをシェル室３７に流入させるスラグ水インレット４４と、スラグ水Ｗをシェル室３７から流出させるスラグ水アウトレット４５とが長手軸方向に離間して設けられている。スラグ水インレット４４には、図示しない循環ポンプの吐出口に繋がる配管が接続され、スラグ水アウトレット４５には、図示しない石油ガス化炉のスラグホッパに繋がる配管が接続される。
【００２８】
水室形成蓋体４２の内部は上下に二分され、例えば下側に入口チャンバ４２Ａ、上側に出口チャンバ４２Ｂが画成されている。これらのチャンバ４２Ａ，４２Ｂには、それぞれ冷却水インレット４６、冷却水アウトレット４７が設けられている。冷却水インレット４６には図示しない冷却水供給系統から温調液である冷却水Ｃを供給する配管が接続され、冷却水アウトレット４７にはシェル室３７の内部で高温なスラグ水Ｗと熱交換した後の加熱された冷却水Ｃが冷却水供給系統に戻される配管が接続される。
【００２９】
伝熱管ユニット３８は、熱交換器容器３６（胴体４１）の内部におけるシェル室３７の長手軸方向に沿って延在する複数本の、例えばＵ字形状の伝熱管５０と、これら複数本の伝熱管５０を結束する結束部材としての回転ジャーナル部５１と、伝熱管５０のＵ字湾曲側の端部に設けられて回転ジャーナル部５１と共通の中心軸線ＣＬに沿う短い柱状の回転ジャーナル部５２と、複数の邪魔板５４…と、を備えて構成されている。
【００３０】
２つの回転ジャーナル部５１，５２は、伝熱管ユニット３８の中心軸線ＣＬを共有するとともに、該中心軸線ＣＬの軸方向に沿って、伝熱管ユニット３８の一端と他端とに離間した位置に設けられている。中心軸線ＣＬは、伝熱管ユニット３８全体の長手方向中心部を通る基準線であり、好ましくは伝熱管ユニット３８全体の重量的に線対称な線（例えば重心を通る線）が良い。複数の邪魔板５４は、Ｕ字形状の伝熱管５０に対して例えば千鳥状に配置されている。伝熱管５０の形状はＵ字形状に限らず、直線状もしくは他の湾曲形状であってもよい。また、邪魔板５４の形状や位置等もこれに限定されない。
【００３１】
例えば、図３に変形例として示す伝熱管ユニット３８Ａのように、回転ジャーナル部５２を、回転ジャーナル部５１の背面から延ばして伝熱管ユニット３８の中心軸線ＣＬに沿って後方に延ばし、複数の邪魔板５４を貫通させて、複数の伝熱管５０のＵ字形状の間から、図１、図２に示す回転ジャーナル部５２と同様に短く突出させるように構成してもよい。
【００３２】
こうすることにより、伝熱管５０の束の端末にかかる荷重を、回転ジャーナル部５１，５２と、回転ジャーナル部５２が貫通する複数の邪魔板５４を介して、伝熱管５０の束全体で分散保持し、回転ジャーナル部５２端部の変形を少なくすることができる。また、伝熱管束端部の強度構造を変える必要が無くなる。
【００３３】
本実施形態において、例えば回転ジャーナル部５１は円板形状であり、複数の伝熱管５０を結束する結束部材を兼ねている。即ち、図１、図２では、Ｕ字形状の伝熱管５０が１本のみ設けられているように見えるが、図面に直交する方向に複数の伝熱管５０が重なって配列されており、これら複数の伝熱管５０が回転ジャーナル部５１を貫通し、溶接等によって回転ジャーナル部５１に固定されている。これにより、各伝熱管５０は互いに微小な間隔を空けて隣接している。回転ジャーナル部５１，５２は、後述するように、伝熱管ユニット３８を熱交換器容器３６の外部に設けられた所定の回転支持部（図４、図５に示すメンテナンスフレームＭ１）に支持可能にするものである。
【００３４】
図２に示すように、胴体４１の開口部には締結フランジ４１ａが形成され、この締結フランジ４１ａと、水室形成蓋体４２に形成された締結フランジ４２ａとの間に、環状のガスケット５５ａ，５５ｂを介して回転ジャーナル部５１が挟まれる。そして、図示しない多数のボルトとナットとによって締結フランジ４１ａ，４２ａ，回転ジャーナル部５１，ガスケット５５ａ，５５ｂが一体的に締結される。これにより、各伝熱管５０の長手軸方向の位置が決められる。即ち、回転ジャーナル部５１は、前記のように複数の伝熱管５０を結束する結束部材であるとともに、伝熱管５０の長手軸方向の位置を決める固定管板でもある。
【００３５】
各伝熱管５０はそれぞれ往路５０ａと復路５０ｂとを備えており、スラグ水冷却器２５の組立状態（図１参照）において、往路５０ａが冷却水インレット４６に連通し、復路５０ｂが冷却水アウトレット４７に連通する。図１に示すように、冷却水Ｃは、冷却水インレット４６→入口チャンバ４２Ａ→伝熱管５０の往路５０ａ→復路５０ｂ→出口チャンバ４２Ｂ→冷却水アウトレット４７の順に流れる。
【００３６】
一方、スラグ水Ｗは、スラグ水インレット４４からシェル室３７の内部に流入し、伝熱管５０のＵ字端部付近から回転ジャーナル部５１側に向かって、千鳥状に設けられた複数の邪魔板５４…を交互に潜りながらシェル室３７内を流れ、各伝熱管５０と十分に接触することにより、冷却水Ｃと熱交換されて冷却された後、スラグ水アウトレット４５から流出する。
【００３７】
以上のように構成されたスラグ水冷却器２５は、そのシェル室３７内にスラグ水Ｗが通水される。このスラグ水Ｗは、図示しないスラグ分離装置によって大半のスラグが除去された水ではあるものの、完全に濾過された水ではないため、スラグの粒子が少量混入した懸濁液となっている。このため、長期に亘る運転により、スラグ水冷却器２５のシェル室３７内において、スラグ水Ｗに含まれるスラグの粒子が徐々に伝熱管ユニット３８における伝熱管５０の表面に付着・堆積して固着スケールとなり、伝熱管５０の伝熱性能を低下させてしまう。
【００３８】
そこで、所定の運転時間が経過する毎に、スラグ水冷却器２５の熱交換器容器３６内部から伝熱管ユニット３８が取り出されて洗浄が行われる。この伝熱管ユニット３８の洗浄方法を、図２〜図５、および図９のフロー図を用いて説明する。
【００３９】
（１）取り出し工程
まず、熱交換器容器３６の内部から伝熱管ユニット３８を取り出す（取り出し工程Ｓ１）。この時には、クレーンやチェーンブロック等を使って、伝熱管ユニット３８の少なくとも回転ジャーナル部５１の付近を吊り上げながら胴体４１から伝熱管ユニット３８を引き出す。
【００４０】
（２）軸支工程
次に、伝熱管ユニット３８の長手軸方向に離間して２箇所に設けられた回転ジャーナル部５１，５２を、スラグ水冷却器２５の外部に設けられた所定のメンテナンスフレームＭ１（回転支持部）にそれぞれ軸支させる（軸支工程Ｓ２）。このメンテナンスフレームＭ１は、伝熱管ユニット３８の近傍に予め設置しておいてもよいし、洗浄時のみ設置するようにしてもよい。
【００４１】
メンテナンスフレームＭ１は、例えば平坦な設置台６１を有し、その上面の一端部に、左右一対のローラー支持ブロック６２を介して支持ローラー６３が軸支されている。これら左右一対の支持ローラー６３の上に、伝熱管ユニット３８の一端に設けられた円板形状の回転ジャーナル部５１を載置する。このように回転ジャーナル部５１は支持ローラー６３上に載置されるため、その外周部は円滑であることが好ましい。
【００４２】
また、設置台６１の上面後部には、例えば支柱６５が立設され、その上端部に半割状の滑り軸受６６が設けられている。この軸受６６の上に、伝熱管ユニット３８の他端に設けられた回転ジャーナル部５２を載置する。これにより、伝熱管ユニット３８はメンテナンスフレームＭ１に載置された状態で、中心軸線ＣＬを中心に自在に回転することができる。
【００４３】
（３）洗浄工程
次に、伝熱管ユニット３８を回転させながら、例えば高圧水噴射器やブラシ等を用いて伝熱管ユニット３８を洗浄する（洗浄工程Ｓ３）。伝熱管ユニット３８は、その中心軸線ＣＬ回りに回転するが、この中心軸線ＣＬを、伝熱管ユニット３８全体の重量的に線対称な線（重心等を通る線）とすることにより、作業員が片手で簡単に伝熱管ユニット３８を回転させることができ、作業性が良くなる。こうして伝熱管ユニット３８全体を回転させながら、万遍なく高圧水を噴射して、伝熱管５０の表面に付着した固着スケールを剥離、洗浄する。
【００４４】
（４）組み込み工程
最後に、洗浄が完了した伝熱管ユニット３８を再び熱交換器容器３６の内部に組み込み（組み込み工程Ｓ４）、洗浄作業の完了となる。
【００４５】
以上のように、本実施形態に係るスラグ水冷却器２５およびその洗浄方法によれば、下記の効果が奏される。
即ち、熱交換器容器３６の内部から取り出した伝熱管ユニット３８をメンテナンスフレームＭ１に載置（軸支）した状態で、この伝熱管ユニット３８を回転させながら、例えば高圧水噴射器等を用いて伝熱管ユニット３８を洗浄することができる。このため、伝熱管ユニット３８全体を万遍なく洗浄することができ、特に、これまで困難であった伝熱管ユニット３８の深部に位置する伝熱管５０に付着している固着スケールまで剥離、洗浄することができる。
【００４６】
しかも、その際には、伝熱管ユニット３８を回転させることにより、あらゆる位置から高圧水噴射を行うことができる。したがって、メンテナンスフレームＭ１の設置面（グランドレベル）からの高圧水噴射等を行うことができる。このため、従来のような足場仮設等の予備作業が不要である。これらにより、伝熱管５０の洗浄を効率良く行い、スラグ水冷却器２５のような多管式熱交換器におけるエネルギー効率の高い運用を可能にすることができる。
【００４７】
伝熱管ユニット３８の洗浄は、スラグ水冷却器２５を構成する熱交換器容器３６を現場に据え付けたまま、伝熱管ユニット３８のみを熱交換器容器３６の内部から取り外すものであるため、熱交換器容器３６に接続されているスラグ水Ｗと冷却水の配管類を取り外す必要はない。したがって、スラグ水冷却器２５の配管接続部等に特別なシール構造部を設ける必要がなく、構造を簡素に保ってコストの上昇や信頼性の低下を回避することができる。
【００４８】
伝熱管ユニット３８の回転ジャーナル部５１は、伝熱管５０を纏める結束部材を兼ねるものであり、複数の伝熱管５０が貫通固定されるとともに、その外周形状が円形である。このように、回転ジャーナル部５１が伝熱管５０の結束部材として兼用されるため、伝熱管ユニット３８の部品点数が増加しない。このため、スラグ水冷却器２５の構成を簡素に保つことができる。
しかも、回転ジャーナル部５１の外周形状を円形とすることにより、熱交換器容器３６の外部に設けられるメンテナンスフレームＭ１を簡素なローラー式のものとすることができ、伝熱管ユニット３８を中心軸線ＣＬ回りに容易に回転させることができる。
【００４９】
回転ジャーナル部５１は、熱交換器容器３６の胴体４１と水室形成蓋体４２との間に挟まれて伝熱管５０の長手軸方向の位置を決める固定管板をも兼ねている。このため、回転ジャーナル部５１が、伝熱管５０の結束部材と、伝熱管５０の固定管板との両方を兼ねており、これによって伝熱管ユニット３８の構造が複雑化することを防止できる。
【００５０】
一方、回転ジャーナル部５２を、伝熱管ユニット３８の中心軸線ＣＬに沿う柱状としたため、回転ジャーナル部５２の形状を小型化・簡素化することができる。したがって、回転ジャーナル部５２を設けることによるコストアップを最小限に抑えるとともに、スラグ水冷却器２５の内部において回転ジャーナル部５２が熱交換作用を阻害することを防止することができる。なお、上記実施形態では、回転ジャーナル部５２を下方から支持するようにしたが、上方から吊り下げて支持するようにしてもよい。
【００５１】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図６〜図８を参照しながら説明する。ここに示す伝熱管ユニット３８Ｂは、第１実施形態の伝熱管ユニット３８における柱状の回転ジャーナル部５２の代わりに、回転ジャーナル部５１と同様な円板状の回転ジャーナル部７０が設けられている点で第１実施形態の伝熱管ユニット３８と相違し、その他の部分は同一である。したがって、同一の構成部には同一符号を付して説明を省略する。
【００５２】
図６に示すように、回転ジャーナル部７０は、回転ジャーナル部５１と同じく、複数の伝熱管５０を貫通させて纏める結束部材でもあり、円形の板状をなし、その外周部は円滑である。その外径は、図２に示す熱交換器容器３６（胴体４１）の内部にスムーズに挿入できる大きさとされている。つまり、回転ジャーナル部５１よりも小径である。なお、この回転ジャーナル部７０には複数の液体流通孔７１が穿設してあり、熱交換器容器３６の内部（シェル室３７）におけるスラグ水Ｗの流通を妨げないようになっている。
【００５３】
一方、この伝熱管ユニット３８Ｂを洗浄する際に、これを支持して回転させるメンテナンスフレームＭ２は、図７、図８に示すように、伝熱管ユニット３８Ｂの回転ジャーナル部７０の部分を支持する構造が第１実施形態のメンテナンスフレームＭ１と異なっている。具体的には、回転ジャーナル部５１側を支持するローラー支持ブロック６２および支持ローラー６３と同様な、ローラー支持ブロック７２および支持ローラー７３を備えている。即ち、伝熱管ユニット３８Ｂは、その長手軸方向の両端部が支持ローラー６３，７３で支持されて回転自在とされる。
【００５４】
このように、伝熱管ユニット３８Ｂの後部側の回転ジャーナル部７０を、回転ジャーナル部５１と同様な円板状とすることにより、メンテナンスフレームＭ２を簡素なローラー式のものとし、そのローラー６３，７３の上に回転ジャーナル部５１，７０を載置するだけで、即座に伝熱管ユニット３８Ｂをその中心軸線ＣＬ回りに回転させることができる。このため、洗浄作業を一段と効率良く行うことができる。
【００５５】
以上のように、本実施形態に係るスラグ水冷却器２５（多管式熱交換器）、その伝熱管洗浄方法によれば、熱交換器容器の内部に収容されている伝熱管ユニットの洗浄を効率良く行い、伝熱管の表面を覆う固着スケールの除去率を高めて熱交換器としての性能を十分に引き出し、エネルギー効率の高い運用を可能にすることができる。
【００５６】
なお、本発明は上記実施形態の構成のみに限定されるものではなく、適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。
例えば、上記実施形態では石油ガス化プラントにおけるスラグ排出システムに備えられたスラグ水冷却器２５に本発明を適用した例について説明したが、これ限らず、他の幅広い技術分野における多管式熱交換器にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
２５  スラグ水冷却器（多管式熱交換器）
３６  熱交換器容器
３８，３８Ａ，３８Ｂ  伝熱管ユニット
４１  胴体
４２  水室形成蓋体
５０  伝熱管
５１  回転ジャーナル部（結束部材、固定管板）
５２，７０  回転ジャーナル部
ＣＬ  中心軸線
Ｍ１，Ｍ２  メンテナンスフレーム（回転支持部）
Ｓ１  取り出し工程
Ｓ２  軸支工程
Ｓ３  洗浄工程
Ｓ４  組み込み工程
【図１】
0006618818.tif 000002
【図２】
0006618818.tif 000003
【図３】
0006618818.tif 000004
【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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