(57)【要約】【課題】陸上輸送可能な範囲でブロック化し工場での完成度を上げ、据付現場での作業性を改善し、据付時間を短縮可能な排熱回収ボイラ及びその据付方法を提供すること。【解決手段】断面矩形状のダクト内に多数の伝熱管を配してなる排熱回収ボイラにおいて、複数の伝熱管を上記ダクトの天井板の一部を構成する板体２２に結合して伝熱管パネルブロック２４を形成し、その伝熱管パネルブロック２４をダクト２６内に挿入配設し、板体２２を天井板の一部とした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面矩形状のダクト内に多数の伝熱管を配してなる排熱回収ボイラにおいて、複数の伝熱管を上記ダクトの天井板の一部を構成する板体に結合して伝熱管パネルブロックを形成し、その伝熱管パネルブロックをダクト内に挿入配設したことを特徴とする排熱回収ボイラ。
【請求項２】
複数の伝熱管が結合された板体に伝熱管吊下げ用梁材を設け、その伝熱管吊下げ用梁材を、ダクトの外周に配設された補強梁材におけるダクトの軸線に直交する前後の上部補強梁材間に配設し、上記伝熱管吊り下げ用梁材の端部を上記上部補強梁材に接続したことを特徴とする、請求項１記載の排熱回収ボイラ。
【請求項３】
複数の伝熱管が結合された板体に伝熱管吊下げ用梁材を設け、その伝熱管吊下げ用梁材の端部を、ダクトの外周に配設された補強梁材におけるダクトの軸線に直交する前後の上部補強梁材上に係合させ、上記伝熱管吊り下げ用梁材の端部を上記上部補強梁材に接続したことを特徴とする、請求項１記載の排熱回収ボイラ。
【請求項４】
断面矩形状のダクト内に多数の伝熱管を配してなる排熱回収ボイラの据え付け方法において、複数の伝熱管を上記ダクトの天井板の一部を構成する板体に結合して伝熱管パネルブロックを形成し、そのブロックをダクト内においてその軸線方向に配列し、伝熱管パネルブロックの板体をダクトに接続することを特徴とする排熱回収ボイラの据付方法。
【請求項５】
複数の伝熱管をダクトの天井板の一部を構成する板体に結合して伝熱管パネルブロックを形成し、このブロックを横置きにして据付現場に搬入し、据付現場で鉛直に立ててダクト内に挿入することを特徴とする、請求項４記載の排熱回収ボイラの据付方法。
【請求項６】
複数の伝熱管をダクトの天井板の一部を構成する板体に結合した伝熱管パネルブロックを横置きにして据付現場に搬入し、据付現場でクレーン２台を使用して持上げ、空中で９０度回転させて鉛直に立ててダクト内に挿入することを特徴とする、請求項５記載の排熱回収ボイラの据付方法。
【請求項７】
複数の伝熱管をダクトの天井板の一部を構成する板体に結合した伝熱管パネルブロックを横置きにして据付現場に搬入し、据付現場で立て起こし用治具及びクレーン１台を使用して９０度回転させて鉛直に立て、ダクト内に挿入することを特徴とする、請求項５記載の排熱回収ボイラの据付方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排熱回収ボイラ及びその排熱回収ボイラにおけるダクト内への伝熱管パネルの据付方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、省エネルギーの観点から、発電効率を向上させるためにコンバインドサイクル発電プラントが採用される傾向にある。コンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービンによる発電に加え、ガスタービンの排ガスの熱を排熱回収ボイラにて回収して蒸気を発生させ、その蒸気を用いて蒸気タービンによる発電も行うものである。
【０００３】
第１１図は一般的な排熱回収ボイラの構造の一例を示す図であって、ボイラ全体は排ガスを通過させるようダクト１が形成してあり、その高さ、幅共に１０〜２０ｍの大きさを有している。ダクト内には高圧過熱器２、高圧蒸発器３、低圧過熱器４、高圧節炭器５、低圧蒸発器６、低圧節炭器７の各熱交換器が排ガス流れ方向から順に配置されている。また、ダクト上部には高圧ドラム８、低圧ドラム９が配置されている。各熱交換器は、伝熱管を多数整列させた伝熱管パネル１枚もしくは複数枚で構成されており、それらはダクト下部で支持される場合と、ダクト上部から吊り下げられる場合がある。一方、ダクトは内部及び外部の機器を支持する必要がある為、ダクトの外側に周方向に延びる鋼材１０が設けてあり、伝熱管パネルの荷重はこの鋼材１０で支持されるようにしてある。
【０００４】
従来、国内発電所用の排熱回収ボイラは、工場で大部分の組立を行い、ダクト、伝熱管パネル、ダクト周囲の機器を含んだ大型モジュールとしてから出荷するのが一般的であった（例えば、特許文献１乃至特許文献３参照）。
【０００５】
ところが、最近では内陸の発電所、コジェネレーションプラントの需要が増大し、大型の貨物を輸送することが困難であることから細かい部品を据付現場へ搬入し、据付現場で大部分の組み立て作業を行うことが増える傾向にある。この場合、工場で大型モジュール化して出荷する場合と比較して、据付現場での据付はより多くの時間と費用がかかることになるが、特に伝熱管パネルのダクト内への据付を据付現場で行う場合、伝熱管パネルの数が多いことから時間がかかり、結果として据付に多大な時間を要し、建設コストの増大等の弊害がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００３−２１０９０３号公報
【特許文献２】
特開平１１−２４１８０４号公報（第２頁２欄、図８）
【特許文献３】
特開平１０−２０５７０５号公報（第６頁１０欄、図１６〜図１７）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような点に鑑み、陸上輸送可能な範囲でブロック化し工場での完成度を上げ、据付現場での作業性を改善し、据付時間を短縮可能な排熱回収ボイラ及びその据付方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、断面矩形状のダクト内に多数の伝熱管を配してなる排熱回収ボイラにおいて、複数の伝熱管を上記ダクトの天井板の一部を構成する板体頂壁に結合して伝熱管パネルブロックを形成し、そのブロックをダクト内に挿入配設したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、複数の伝熱管が結合された板体に伝熱管吊下げ用梁材を設け、その伝熱管吊下げ用梁材を、ダクトの外周に配設された補強梁材におけるダクトの軸線に直交する前後の上部補強梁材間に配設し、上記伝熱管吊り下げ用梁材の端部を上記上部補強梁材に接続したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明において、複数の伝熱管が結合された板体に伝熱管吊下げ用梁材を設け、その伝熱管吊下げ用梁材の端部を、ダクトの外周に配設された補強梁材におけるダクトの軸線に直交する前後の上部補強梁材上に係合させ、上記伝熱管吊り下げ用梁材の端部を上記上部補強梁材に接続したことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、断面矩形状のダクト内に多数の伝熱管を配してなる排熱回収ボイラの据え付け方法において、複数の伝熱管を上記ダクトの天井板の一部を構成する板体に結合して伝熱管パネルブロックを形成し、そのブロックをダクト内にその軸線方向に配列し、伝熱管パネルブロックの板体をダクトに接続することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、複数の伝熱管をダクトの天井板の一部を構成する板体に結合して伝熱管パネルブロックを形成し、このブロックを横置きにして据付現場に搬入し、据付現場で鉛直に立ててダクト内に挿入することを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明において、複数の伝熱管をダクトの天井板の一部を構成する板体に結合した伝熱管パネルブロックを横置きにして据付現場に搬入し、据付現場でクレーン２台を使用して持上げ、空中で９０度回転させて鉛直に立ててダクト内に挿入することを特徴とする。
【００１４】
請求項７に係る発明は、請求項５に係る発明において、複数の伝熱管をダクトの天井板の一部を構成する板体に結合した伝熱管パネルブロックを横置きにして据付現場に搬入し、据付現場で立て起こし用治具及びクレーン１台を使用して９０度回転させて鉛直に立て、ダクト内に挿入することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の排熱回収ボイラに使用する伝熱管部の概略構成を示す斜視図であり、複数の伝熱管が平板状に配列され伝熱管パネル２１が形成されており、その伝熱管パネル２１が一枚もしくは複数枚束ねられている。そして上記一枚もしくは複数枚が束ねられている伝熱管パネル２１が後述するダクトの天井板の一部を構成する板体２２に支持具２３により連結されており、上記板体２２の外面側には上記伝熱管パネル２１の面に直交する方向に延びる伝熱管吊り下げ用梁材２４が装着され、これにより伝熱管パネルブロック２５が構成されている。
【００１７】
一方、排ガスが通過する断面矩形状に形成されるダクト２６は、図２に示すように、排熱回収ボイラの据付工事の途中段階においては両側壁２７及び底壁２８のみが設置され、天井部には天井板を設置せずその部分には開口部２９が形成されている。上記両側壁２７の外面には左右一対の縦方向の補強梁材３０ａがそれぞれ装着されており、底壁２８の下面には左右一対の横方向の補強梁材３０ｂが装着され、前後の縦方向の補強梁材３０ａの頂部がダクト２６の軸線に直交する上部補強梁材３０ｃにより連結されている。
【００１８】
しかして、排熱回収ボイラの据え付けに於いては、上述のように天井板がないダクトを設置した後、前記伝熱管パネルブロック２５をクレーンにより吊上げ、その伝熱管パネルブロック２５を開口部２９からダクト内に吊り降ろし、伝熱管パネルブロック２５の板体２２で上記開口部２９を密閉するとともに伝熱管吊り下げ用梁材２４の両端部を上部補強梁材３０ｃに固着することにより、伝熱管パネルブロック２５の据え付けを行うことができる。したがって、多数の伝熱管を一度に据付けることができ、作業時間の短縮を図ることができる。
【００１９】
図３は、本発明の第２の実施の形態を示す図であり、排熱回収ボイラの据付工事の途中段階において、ダクトは側壁２７の一方と底壁２８のみが設けられており、もう一方の側壁及び天井板を設置せず、補強梁材３０ａ、３０ｂ及び上部補強梁材３０ｃのみが設置されている。
【００２０】
しかして、この場合にも第１の実施の形態と同様に伝熱管パネルブロック２５を、ダクト側面の開口部２９ｂから挿入することにより、第１の実施の形態と同様に多数の伝熱管を一度に据付けることができ、作業時間の短縮を図ることができるとともに、伝熱管パネルブロック２５をダクト上方まで吊上げる必要が無い為、クレーンの小型化が可能となる。
【００２１】
図４は、本発明の第３の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同様に排熱回収ボイラの据付工事の途中段階において、ダクトは底壁２８及び補強梁材３０ａ、３０ｂ並びに上部補強梁材３０ｃのみが設置され、両側壁及び天井板が設置されていない。
【００２２】
しかして、第１の実施の形態と同様の伝熱管パネルブロック２５を、ダクト側面の開口部２９ｂから挿入することにより、第２の実施の形態と同様の効果に加え、伝熱管パネルブロック２５をダクト両側面から挿入することが可能となり、伝熱管パネルブロック２５が横方向に複数並んだ排熱回収ボイラにおいて、作業スペースの有効利用が可能となる。
【００２３】
図５は、伝熱管パネルブロック２５の据付現場搬入時の状態を示す図であり、前記伝熱管パネルブロック２５を輸送用補強枠３１等に水平状態に収め、ブロック化した状態で出荷、据付現場へ搬入する。
【００２４】
そこで、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、図５の状態から据付現場にて伝熱管パネルブロック２５をクレーン等で吊上げ、９０度立て起こし用の治具３２に取付け、この治具３２を２台のクレーンにて前部及び後部をそれぞれ吊上げ、９０度回転させて伝熱管パネルブロック２５を鉛直に立てる。そして、前述のようにしてダクト内に挿入装着する。ここで、上記立て起こし用治具３２は、図５の伝熱管パネルブロックの輸送用補強枠３１で兼用することも可能である。
【００２５】
したがって、本実施の形態によれば、伝熱管パネルを１枚ずつ輸送、据付ける場合と比較して、輸送回数が減ることから輸送コストの削減、据付現場での作業が減る等の効果がある。
【００２６】
図７及び図８は図５と同様、図４の状態から据付現場にて９０度回転させてクレーン等で吊上げる方法を示したものであり、伝熱管パネルブロック２５は、第４の実施の形態と同様９０度立て起こし用の治具３２に取付ける。この治具は端部にヒンジ３３もしくは回転可能な表面３４を有しており、１台のクレーンにてヒンジもしくは回転可能な表面の反対側を吊上げ、９０度回転させて伝熱管パネルを鉛直に立てる。
【００２７】
しかして、本実施の形態によれば、第４の実施の形態での効果に加え、クレーンが１台で済むことから作業コストの削減、空中作業が減ることから安全性が増す等の効果がある。
【００２８】
図９は、伝熱管パネルブロックをダクト内に挿入した後の、ダクトと伝熱管パネルブロックとの接続方法を示したものである。伝熱管パネルブロック２５は、ダクト天井部を構成する板体２２に装着された伝熱管吊り下げ用梁材２４を上部補強梁材３０ｃの間に入れ込み、伝熱管吊り下げ用梁材２４の両端部を上部補強梁材３０ｃに連結板３５を介してボルトもしくは溶接により固着する。
【００２９】
図１０は、第７の実施の形態と同様、ダクトと伝熱管パネルブロックの接続方法を示したものであるが、ダクト天井部の伝熱管吊り下げ用梁材２５は上述の上部補強梁材３０ｃの上にのせることにより、接続されている。
【００３０】
しかして、第６の実施の形態では、クレーンにより吊上げられた伝熱管パネルブロック２５をダクト内に挿入した際、伝熱管吊り下げ用梁材２４と上部補強梁材３０ｃとの接続が完了するまでクレーンを切り離すことが出来ないが、本実施の形態によれば、伝熱管吊り下げ用梁材２４を上部補強梁材３０ｃの上に載置するだけでクレーンを切り離すことが出来る為、クレーン使用時間の大幅な短縮が可能となる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成したので、ダクト内に伝熱管パネルが多数配置された排熱回収ボイラを据付現場で組立てる場合に、伝熱管パネルを一枚ずつ据付ける場合と比較して作業が少なくて済み、クレーンによる伝熱管パネルの吊上げ回数も少なくなる。また、工期も短縮でき、据付コストを削減することもできる。
【００３２】
さらに、据付現場での伝熱管支持装置の取付が不要となることから高所作業を行う時間を短くすることができ、安全性を増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における伝熱管パネルブロックの概略構成を示す斜視図。
【図２】本発明におけるダクト据付方法及びダクト内への伝熱管パネルブロック挿入方法を示す図。
【図３】本発明における第２の実施の形態のダクト据付方法及びダクト内への伝熱管パネルブロック挿入方法を示す図。
【図４】本発明における第２の実施の形態のダクト据付方法及びダクト内への伝熱管パネルブロック挿入方法を示す図。
【図５】本発明における伝熱管パネルブロックを輸送用補強枠に挿入した状態を示す図。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明における伝熱管パネルブロック立て起こし方法を示す図。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明における伝熱管パネルブロック立て起こし方法を示す図。
【図８】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明における伝熱管パネルブロック立て起こし方法を示す図。
【図９】本発明における伝熱管パネルブロックとダクト接続方法を示す図。
【図１０】本発明における伝熱管パネルブロックとダクト接続方法を示す図。
【図１１】排熱回収ボイラ概略断面図。
【符号の説明】
２１  伝熱管パネル
２２  板体
２３  支持具
２４  伝熱管吊り下げ用梁材
２５  伝熱管パネルブロック
２６  ダクト
２７  側壁
２８  底壁
２９  開口部
３０ａ、３０ｂ  補強梁材
３０ｃ  上部補強梁材
３１  輸送用補強枠
３２  立て起こし用の治具
３３  ヒンジ
３４  回転可能な表面
【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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【図１０】
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【図１１】
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