(57)【要約】【課題】熱負荷が高い部位を容易に同定することができるボイラ炉壁の熱負荷計測方法およびボイラを提供すること。【解決手段】多数の炉壁管５を備えた炉壁と、該炉壁の外側に設けられた外周ケーシング７とを具備するボイラに対する炉壁の熱負荷計測方法において、前記外周ケーシング７を取り外した状態でボイラを運転し、前記炉壁の温度分布を非接触式の温度計１０，例えば赤外線温度計、放射温度計によって計測し、その結果に基づいて炉壁における熱負荷が高い部位を同定する。そして該部位に対して熱電対を取り付ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の炉壁管を備えた炉壁と、該炉壁の外側に設けられたケーシングとを具備するボイラについて、前記ケーシングを取り外した状態でボイラを運転し、前記炉壁の温度分布を非接触式の温度計によって計測し、その結果に基づいて炉壁における熱負荷が高い部位を同定することを特徴とするボイラ炉壁の熱負荷計測方法。
【請求項２】
多数の炉壁管と該炉壁管間に設けられたフィンとを備えた炉壁と、該炉壁の外側に設けられたケーシングとを具備するボイラについて、前記ケーシングの前記フィンに対向する部位を開口させた状態でボイラを運転し、前記フィンの温度分布を非接触式の温度計によって計測し、その結果に基づいてフィンにおける熱負荷が高い部位を同定することを特徴とするボイラ炉壁の熱負荷計測方法。
【請求項３】
多数の炉壁管を備えた炉壁と、該炉壁の外側に設けられたケーシングとを具備するボイラについて、前記ケーシングを取り外した状態でボイラを運転し、前記炉壁の温度分布を該炉壁に塗布されたサーモペイントによって得て、その結果に基づいて炉壁における熱負荷が高い部位を同定することを特徴とするボイラ炉壁の熱負荷計測方法。
【請求項４】
多数の炉壁管および炉壁管間に設けられたフィンを備えた炉壁と、該炉壁の外側に設けられたケーシングとを具備するボイラについて、前記ケーシングの前記フィンに対向する部位を開口させた状態でボイラを運転し、前記フィンの温度分布を該フィンに塗布されたサーモペイントによって得て、その結果に基づいてフィンにおける熱負荷が高い部位を同定することを特徴とするボイラ炉壁の熱負荷計測方法。
【請求項５】
多数の炉壁管と該炉壁管間に設けられたフィンとを備えた炉壁と、該炉壁の外側に設けられたケーシングとを具備するボイラにおいて、
前記ケーシングの前記フィンに対向する部位に開口が設けられ、該開口に着脱自在に閉塞部材が設けられていることを特徴とするボイラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水管炉壁を有するボイラにおいて、温度管理を行うためのボイラ炉壁の熱負荷測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来の水管ボイラの一例を示す断面図である。図は自然循環式水管ボイラ１の例であり、水ドラム２と蒸気ドラム３とが多数の隆水管４および炉壁管５により結ばれている。炉壁管５はボイラ１の内側からバーナ６で加熱され、内部のボイラ水は自然に水ドラム２と蒸気ドラム３との間を循環するようになっている。
炉壁管５の外側には外周ケーシング７が設けられ、炉壁管５と外周ケーシング７との間には断熱材８が設けられている。
図５に炉壁管５周辺の構成について示した。図５は図４のＡ−Ａ断面図である。図において符号５は炉壁管、符号９は隣り合う炉壁管５の間に設けられたフィンである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１４８６３３号公報
【特許文献２】
特開平９−４２６０１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成のボイラでは、炉壁管５の温度管理を行うために、熱的に厳しい条件、すなわち熱負荷が高い部位、または最大の部位に熱電対を設けておく。運転中にこの部位を適正温度に保つ制御を行うことで、炉壁管５の憤破を防ぐ。
しかしながら、一つの熱電対で測定できる部位は１カ所であるから、事前に熱的に厳しくなる部位を同定することが必要である。しかし、この同定は難しく、シミュレーションでも同定することが困難である。そのため、現状では多くの部位に対して熱電対を設け、その中で高温になる部位の温度を温度管理に用いている。しかし、この場合、実際に高温にならない部位にまで熱電対を設けることとなり、経済性が悪いという問題があった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、熱負荷が高い部位を容易に同定することができるボイラ炉壁の熱負荷計測方法およびボイラを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のボイラ炉壁の熱負荷計測方法は、多数の炉壁管を備えた炉壁と、該炉壁の外側に設けられたケーシングとを具備するボイラについて、前記ケーシングを取り外した状態でボイラを運転し、前記炉壁の温度分布を非接触式の温度計によって計測し、その結果に基づいて炉壁における熱負荷が高い部位を同定することを特徴とする。
【０００７】
この発明においては、温度管理用の熱電対を取り付ける前に、ケーシングを取り外して炉壁全体の温度を計測する。これにより炉壁の温度分布が２次元的に測定され、熱負荷が高い部位、または最大の部位が容易に同定可能となる。この結果を基に温度管理用の熱電対を取り付ける。
【０００８】
請求項２に記載のボイラ炉壁の熱負荷計測方法は、多数の炉壁管と該炉壁管間に設けられたフィンとを備えた炉壁と、該炉壁の外側に設けられたケーシングとを具備するボイラについて、前記ケーシングの前記フィンに対向する部位を開口させた状態でボイラを運転し、前記フィンの温度分布を非接触式の温度計によって計測し、その結果に基づいてフィンにおける熱負荷が高い部位を同定することを特徴とする。
【０００９】
フィンは、内部にボイラ水が流れる炉壁管よりも高温となる。この発明においては、温度管理用の熱電対を取り付ける前に、フィンに対向した部位についてケーシングを開口させる。これにより、ケーシング全体を取り外さなくとも、フィンの温度分布が２次元的に測定され、熱負荷が高い部位、または最大の部位を同定可能である。この結果を基に温度管理用の熱電対を取り付ける。
【００１０】
請求項３に記載のボイラ炉壁の熱負荷計測方法は、多数の炉壁管を備えた炉壁と、該炉壁の外側に設けられたケーシングとを具備するボイラについて、前記ケーシングを取り外した状態でボイラを運転し、前記炉壁の温度分布を該炉壁に塗布されたサーモペイントによって得て、その結果に基づいて炉壁における熱負荷が高い部位を同定することを特徴とする。
【００１１】
この発明においては、温度管理用の熱電対を取り付ける前に、ケーシングを取り外し、温度により色が変わるサーモペイントによって炉壁全体の温度分布を計測する。これにより炉壁の温度分布を２次元的に得ることができるから、熱負荷が高い部位、または最大の部位が容易に同定可能となる。この結果を基に温度管理用の熱電対を取り付ける。
【００１２】
請求項４に記載のボイラ炉壁の熱負荷計測方法は、多数の炉壁管および炉壁管間に設けられたフィンを備えた炉壁と、該炉壁の外側に設けられたケーシングとを具備するボイラについて、前記ケーシングの前記フィンに対向する部位を開口させた状態でボイラを運転し、前記フィンの温度分布を該フィンに塗布されたサーモペイントによって得て、その結果に基づいてフィンにおける熱負荷が高い部位を同定することを特徴とする。
【００１３】
フィンは、内部にボイラ水が流れる炉壁管よりも高温となる。この発明においては、温度管理用の熱電対を取り付ける前に、フィンに対向した部位についてケーシングを開口させ、温度により色が変わるサーモペイントによってフィンの温度分布を計測する。これにより、ケーシング全体を取り外さなくとも、フィンの温度分布が２次元的に得ることができるから、熱負荷が高い部位、または最大の部位を同定可能である。この結果を基に温度管理用の熱電対を取り付ける。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、多数の炉壁管および炉壁管間に設けられたフィンを備えた炉壁と、該炉壁の外側に設けられたケーシングとを具備するボイラにおいて、前記ケーシングの前記フィンに対向する部位に開口が設けられ、該開口に着脱自在に閉塞部材が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
この発明においては、温度管理用の熱電対を取り付ける前に、ケーシングの開口に設けられた閉塞部材を取り外し、フィンを外部に露出させる。そして、フィンの温度分布を外部から測定すれば、フィンの温度分布が２次元的に測定され、熱負荷が高い部位、または最大の部位を同定可能である。この結果を基に温度管理用の熱電対の取り付け位置を決定することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は本実施形態のボイラ炉壁の熱負荷測定方法について説明した図である。図１（ａ）は外周ケーシング７が取り付けられている当初の状態の炉壁であり、図５と同じものである。本ボイラにおいては炉壁の中で熱負荷が高い部位に熱電対を取り付けるが、本実施形態においては、熱電対を取り付ける前に以下のようにして熱電対を取り付けるべき部位を同定する。
図１（ｂ）は図１（ａ）の状態から外側ケーシング７と断熱材８とを取り去った状態である。この状態で、炉壁管５およびフィン９の温度を炉外から非接触式温度計１０によって測定する。非接触式温度計１０としては、例えば赤外線温度計や放射温度計を使用することができる。
これにより、炉壁の幅方向（図１（ｂ）の紙面上下方向）および炉壁の高さ方向（図１（ｂ）の紙面奥行き方向）の２次元温度分布を得るから、熱負荷が高い部位、または最大の部位を知ることができる。よって、熱電対を取り付ける部位を同定することができる。
熱電対を取り付けた後は、再び断熱材８および外周ケーシング７を取り付ける。
【００１７】
以上のように、本実施形態によれば、熱負荷が高い部位を容易に同定することができるから、従来のように実際には不要な部位にまで熱電対を設ける必要がなく、低コスト化を実現することができる。また、熱負荷が高い部位に対して正確な位置に熱電対を取り付けることが可能である。
【００１８】
次に、本発明の第２実施形態について図２を用いて説明する。
図２（ａ）は外周ケーシングが取り付けられている当初の状態の炉壁であり、概略構成は図５と同じである。但し、本実施形態においては、外周ケーシング７’として、各フィン９に対向する位置に開口１１が設けられ、該開口１１に閉塞部材１２が着脱自在に設けられている。他の構成は図５と同じである。
本ボイラにおいては炉壁の中で熱負荷が高い部位に熱電対を取り付けるが、本実施形態においては、熱電対を取り付ける前に以下のようにして熱電対を取り付けるべき部位を同定する。
図２（ｂ）は図２（ａ）の状態から閉塞部材１２と、開口１１に臨む部位の断熱材８とを取り去った状態である。この状態ではフィン９が外部に露出している。炉壁管５は内部にボイラ水が流動しているため、近傍のフィン９よりは低温に保たれる。すなわち、熱負荷が高い部位はフィン９に存在するため、本実施形態ではフィン９を外部に露出させ、該フィン９の温度を非接触式温度計１０によって測定する。非接触式温度計１０としては、上記第１実施形態と同様に、例えば赤外線温度計や放射温度計を使用することができる。
これにより、各フィン９の温度分布を得るから、熱負荷が高い部位、または最大の部位を知ることができる。よって、熱電対を取り付ける部位を同定することができる。
熱電対を取り付けた後は、再び断熱材８および閉塞部材１２を取り付ける。
【００１９】
以上のように、本実施形態によれば、熱負荷が高い部位を容易に同定することができるから、多くの熱電対を取り付ける必要がなく、低コスト化を実現することができる。また、熱負荷が高い部位に対して正確な位置に熱電対を取り付けることが可能である。
なお、閉塞部材１２の他の構成例として、開口１１を開閉する扉体（例えばスライド式や回動式の扉体）でもよい。
【００２０】
なお、上記各実施形態において、温度を測定する手段として非接触式温度計１０を用いた。この代わりに、変形例として、温度に応じて色が変化するサーモペイントを炉壁管５またはフィン９に塗布するようにしてもよい。この場合、図３に示したように、熱負荷が高く色が変化した部位１５を目視により容易に同定することができるから、熱電対を取り付ける作業を容易に行うことができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては以下の効果を得ることができる。
請求項１から４に記載の発明によれば、炉壁の温度分布を２次元的に測定することができ、熱負荷が高い部位を容易に同定することができる。したがって、この結果を基に温度管理用の熱電対を熱負荷の高い部位に取り付けることができるため、多くの熱電対を取り付ける必要がなく、低コスト化を実現することができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、閉塞部材を取り外すことで、フィンの温度分布を測定することができる。したがって、熱負荷が高い部位を容易に同定することができ、この結果を基に温度管理用の熱電対を熱負荷の高い部位に取り付けることができる。このため、多くの熱電対を取り付ける必要がなく、低コスト化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態について説明した図であり、炉壁の平断面図ある。（ａ）は外周ケーシングを取り外す前、（ｂ）は取り外した後の状態を示す。
【図２】本発明の第２実施形態について説明した図であり、炉壁の平断面図ある。（ａ）は閉塞部材を取り外す前、（ｂ）は取り外した後の状態を示す。
【図３】変形例について説明した図であり、炉壁管及びフィンの正面図である。
【図４】ボイラの構成を示した側断面図である。
【図５】ボイラの炉壁であり、図４におけるＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
５  炉壁管
７、７’  外周ケーシング
８  断熱材
９  フィン
１０  非接触式温度計
１１  開口
１２  閉塞部材
【図１】
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【図２】
2004163061.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004163061.tif 000006
【図５】
2004163061.tif 000007