(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスが流通する外部ケーシング内に備えられる熱交換部が、上端を上部ヘッダ囲い内に備えた上部ヘッダに接続し、下端を下部ヘッダ囲い内に備えた下部ヘッダに接続した多数の自立型の伝熱管にて構成されており、且つ上部ヘッダ囲いを構成する上部区画壁に、伝熱管貫通部と伝熱管非貫通部とが備えられている排熱回収ボイラの伝熱管防振構造であって、前記伝熱管非貫通部の上部において外部ケーシングの天井部に固定した剛性支持枠と、該剛性支持枠の下部に固定した非貫通部シール板兼作業足場と、前記伝熱管貫通部において伝熱管が貫通し且つ前記剛性支持枠に当接してシールを行うよう配置した貫通部シール兼支持板とを備えたことを特徴とする排熱回収ボイラの伝熱管防振構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排熱回収ボイラの伝熱管防振構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２〜図４は従来の排熱回収ボイラの一例を示したもので、図２に示すように、天然ガスや重油等を燃料として駆動される図示しないガスタービンからの排ガス１を、左側から右側に導通させる排ガス流路２の経路上に、下流側（図２中右側）から節炭器３、蒸発器４、過熱器５の順で配置した熱交換部６を設けて蒸気を発生させるようにしており、排熱回収ボイラにて発生した蒸気は空調設備等の熱源として供給することが行われており、また排熱回収ボイラにより排熱が回収されて低温となった排ガス１は下流側の図示しない煙突から外部に排出するようになっている。
【０００３】
前記排熱回収ボイラは、前記熱交換部６の上下部において、熱交換部６に排ガス１を流通させる内側と、その外側とを区画する上部区画壁９と下部区画壁９’とを備えており、該上部区画壁９と下部区画壁９’の夫々の外側には、前記節炭器３、蒸発器４、過熱器５に対する水及び蒸気の供給と取出しを行うための各種の上部ヘッダ１０及び下部ヘッダ１０’を収容し、メンテナンス等を行えるようにした上部ヘッダ囲い１１及び下部ヘッダ囲い１１’を形成するための外部ケーシング１２が設けられている。
【０００４】
また、前記外部ケーシング１２の上部には蒸気ドラム１３が設けてあり、該蒸気ドラム１３には、節炭器３の最後段（図２の左端）の伝熱管３ａ（給水加熱管）に接続されている上部ヘッダ１０が、加熱水管１４を介して接続されている。
【０００５】
更に、蒸気ドラム１３の底部には下方に延びる降水管１５の上端が接続されており、該降水管１５の下端は下部ヘッダ囲い１１’内で水平に曲げられた水平部１５ａを形成していて、該水平部１５ａが前記蒸発器４の伝熱管４ａ（蒸発管）に下部ヘッダ１０’を介して接続されており、更に、前記伝熱管４ａの上端に設けた上部ヘッダ１０が蒸気戻り管１６を介して前記蒸気ドラム１３に接続されている。
【０００６】
また、前記蒸気ドラム１３の上端部が蒸気供給管１７を介して前記過熱器５の伝熱管５ａ（過熱器管）に取り付けられた上部ヘッダ１０に接続されている。図中１８は節炭器３に接続した給水管、１９は過熱器５に接続した蒸気管を示す。
【０００７】
給水管１８から供給された水は、節炭器３の伝熱管３ａで加熱され、加熱水管１４により蒸気ドラム１３に供給され、水と蒸気に分離される。
【０００８】
蒸気ドラム１３内の下部に分離された水は、降水管１５を通って下降し、下部の水平部１５ａから蒸発器４の伝熱管４ａ内を上昇して加熱され、蒸気となって蒸気戻り管１６から蒸気ドラム１３に戻される。蒸気ドラム１３内の上部に分離された蒸気は、蒸気供給管１７により過熱器５の伝熱管５ａに供給されて過熱され、過熱蒸気となって蒸気管１９により目的場所へ供給されるようになっている。
【０００９】
前記熱交換部６における排ガス１の流動方向所要間隔位置には、メンテナンス等のための空間８が設けられており、この空間８により前記伝熱管３ａ，４ａ，５ａは、複数の伝熱管ブロック７を形成するようになっている。
【００１０】
又、図２及び図３に示すように、前記熱交換部６の前後位置と、空間８には、外部ケーシング１２の変形を防止するようにした縦向きのケーシング支持トラス２０が設けられており、また外部ケーシング１２の外側にはＩ型鋼等からなる支持架構２１が設けられている。
【００１１】
前記伝熱管３ａ，４ａ，５ａは、夫々前後、左右に千鳥状に配置されており、且つ各伝熱管３ａ，４ａ，５ａは、夫々下部ヘッダ１０’上に鉛直に自立するように設けられており、従って各伝熱管３ａ，伝熱管４ａ，伝熱管５ａの重量は下部ヘッダ１０’にて支持されるようになっている。
【００１２】
上部ヘッダ囲い１１と下部ヘッダ囲い１１’を形成している上部区画壁９及び下部区画壁９’には、前記伝熱管ブロック７に対応して伝熱管貫通部２２が形成され、また空間８に対応して伝熱管非貫通部２３が形成されており、該伝熱管貫通部２２と伝熱管非貫通部２３は、熱変形を吸収すると共に、伝熱管３ａ，４ａ，５ａの振動を吸収することができるようになっており、しかも排ガス流路２との間の所要のシール性を確保できるようになっている。
【００１３】
また、前記伝熱管３ａ，４ａ，５ａは自立型であるため、排熱回収ボイラの運転時に地震が発生したり、或いは工場で製造した排熱回収ボイラをバージに乗せて海上輸送するような場合には、伝熱管３ａ，４ａ，５ａが揺れる。伝熱管３ａ，４ａ，５ａは図２、図４の紙面と直交する方向に列を成して配置されていて、該列の上部に平行に設けた上部ヘッダ１０に接続されているため、伝熱管３ａ，４ａ，５ａは図２、図４の紙面と直交する左右方向には余り揺れがないが、排ガス１が流通する方向（前後方向）には上端部が大きく揺れることになるため、上部ヘッダ囲い１１内には、伝熱管３ａ，４ａ，５ａ上端の上部ヘッダ１０の前後方向の揺れを拘束するための伝熱管防振構造を備えるようにしている。
【００１４】
図４は図２のＩＶ部分を拡大して示した従来の上部ヘッダ囲い１１の一例であり、上部区画壁９を構成する伝熱管貫通部２２には、左右方向（図２、図４の紙面と直角方向）に配置される１列の伝熱管３ａ，４ａ，５ａ（伝熱管３ａと４ａのみを示している）を貫通させるようにした左右方向に長く、排ガスの流通方向の前後幅が狭い貫通部シールプレート２４が、排ガス１の流れ方向に配置される伝熱管３ａ，４ａ，５ａの各列に対応して設けられており、且つ各貫通部シールプレート２４は、前後幅端に上方に曲げられた立上がり部２４’を有していて、隣接する貫通部シールプレート２４同士は互に当接するように配置されている。
【００１５】
又、上部区画壁９を構成する伝熱管非貫通部２３には、前記貫通部シールプレート２４の立上がり部２４’に当接して前記伝熱管非貫通部２３のシールを行うようにした非貫通部シール板２５が配置されている。
【００１６】
更に、非貫通部シール板２５の上部には、外部ケーシング１２の天井部から吊下材２６にて吊り下げるようにした作業足場２７が設けられている。図中２８は作業足場２７の上側に位置するように、外部ケーシング１２の側壁に形成されたマンホールである。図中２５’は縦シール板である。
【００１７】
また、前記伝熱管貫通部２２の夫々の上部には、伝熱管３ａ，４ａ，５ａの上端に備えられている上部ヘッダ１０に、上側に突出する突起２９を設け、且つ前記外部ケーシング１２の天井部に、前記突起２９の前後方向の移動を拘束するようにしたストッパ３０を備えた拘束架台３１を設けて、伝熱管防振構造３２を構成している。
【００１８】
上部区画壁９は、内部を流通する排ガス１の加熱によって伸縮するが、前記したように伝熱管３ａ，４ａ，５ａの各列毎に設けられている貫通部シールプレート２４と非貫通部シール板２５とが互に当接しているのみで移動することができるので、前記熱変形を許容しながら所定のシール性を確保できるようになっている。
【００１９】
また、排熱回収ボイラの運転時に地震が発生したり、或いは工場で製造した排熱回収ボイラをバージに乗せて海上輸送するような場合には、自立型の伝熱管３ａ，４ａ，５ａの特に上端が前後方向に大きな揺れを生じることになるが、上部ヘッダ１０の上側に設けた突起２９が拘束架台３１のストッパ３０に当接することによって揺れを拘束できるようになっている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の伝熱管防振構造３２は、各伝熱管貫通部２２における伝熱管３ａ，４ａ，５ａの夫々の上部ヘッダ１０に対応して備えるようにしているために上部ヘッダ囲い１１内に設けられる伝熱管防振構造３２の構造が複雑になると共に、重量が増加するという問題を有し、更に、非貫通部シール板２５及び作業足場２７を独立して設置するようにしているために、上部ヘッダ囲い１１内の構造が更に複雑になってしまうという問題を有していた。
【００２１】
本発明は、上述の実情に鑑みてなしたもので、元々複雑な構成となっている上部ヘッダ囲いの内部を、簡略、軽量な構成とすることができるようにした排熱回収ボイラの伝熱管防振構造を提供することを目的としている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、排ガスが流通する外部ケーシング内に備えられる熱交換部が、上端を上部ヘッダ囲い内に備えた上部ヘッダに接続し、下端を下部ヘッダ囲い内に備えた下部ヘッダに接続した多数の自立型の伝熱管にて構成されており、且つ上部ヘッダ囲いを構成する上部区画壁に、伝熱管貫通部と伝熱管非貫通部とが備えられている排熱回収ボイラの伝熱管防振構造であって、前記伝熱管非貫通部の上部において外部ケーシングの天井部に固定した剛性支持枠と、該剛性支持枠の下部に固定した非貫通部シール板兼作業足場と、前記伝熱管貫通部において伝熱管が貫通し且つ前記剛性支持枠に当接してシールを行うよう配置した貫通部シール兼支持板とを備えたことを特徴とする排熱回収ボイラの伝熱管防振構造、に係るものである。
【００２３】
本発明では、伝熱管に固定された貫通部シール兼支持板を、剛性支持枠に当接させて、伝熱管上端の前後方向の揺れを剛性支持枠によって拘束するようにしたので、上部ヘッダ囲いの内部構成を簡略化し、且つ軽量なものとすることができる。
【００２４】
又、剛性支持枠に非貫通部シール板兼作業足場を備えるようにしたことにより、従来の非貫通部シール板と作業足場とを別個に備えたものに比して、構成を更に簡略化することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施する形態例を図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
図１は、本発明の排熱回収ボイラの伝熱管防振構造３３の形態例を示したものであり、上部ヘッダ囲い１１を構成する伝熱管非貫通部２３の上部に、外部ケーシング１２の天井部に固定したＨ形鋼等の強度部材からなる剛性支持枠３４を設け、該剛性支持枠３４の下部に、前記伝熱管非貫通部２３のシールを行い且つ作業足場を兼ねることができるようにした非貫通部シール板兼作業足場３５を設ける。
【００２７】
また、伝熱管貫通部２２に、伝熱管３ａ，４ａ，５ａが貫通するようにした貫通部シール兼支持板３６を互に当接するように設ける。図中３６’は、貫通部シール兼支持板３６の前後幅方向端部に形成した立上がり部である。また、前記剛性支持枠３４には、前記貫通部シール兼支持板３６を当接させるための当接部材３７を設けている。
【００２８】
前記貫通部シール兼支持板３６は、図４に示した貫通部シールプレート２４に対して強度を保持できる厚い材料で構成しており、伝熱管３ａ，４ａ，５ａが揺れた場合に、その揺れを貫通部シール兼支持板３６を介して剛性支持枠３４に設けた当接部材３７に伝えることができるようにしている。図中３８は縦シール板２５’の外部において外部ケーシング１２の天井に固定した外部剛性支持枠であり、該外部剛性支持枠３８に当接部材３７を介して前記貫通部シール兼支持板３６が当接するようになっている。尚前記剛性支持枠３４及び外部剛性支持枠３８は外部ケーシング１２の外部に設けられる支持架構２１に固定するようにしている。
【００２９】
以下に、上記形態例の作用を説明する。
【００３０】
上部区画壁９は、内部を流通する排ガス１の加熱によって伸縮するが、前記したように伝熱管３ａ，４ａ，５ａの各列毎に設けられている貫通部シール兼支持板３６が互に、及び剛性支持枠３４の当接部材３７に当接しているのみで移動することができるので、前記熱変形を許容しながら、非貫通部シール板兼作業足場３５と貫通部シール兼支持板３６とにより所定のシール性を確保することができる。
【００３１】
一方、排熱回収ボイラの運転時に地震が発生したり、或いは工場で製造した排熱回収ボイラをバージに乗せて海上輸送するような場合には、自立型の伝熱管３ａ，４ａ，５ａの特に上端が大きな揺れを生じることになるが、伝熱管３ａ，４ａ，５ａに固定された貫通部シール兼支持板３６は、所要の強度を有して互に当接し、且つ当接部材３７を介して剛性支持枠３４に当接するようになっているので、前記伝熱管３ａ，４ａ，５ａ上端の前後方向の揺れは剛性支持枠３４によって拘束されることになる。
【００３２】
上記した伝熱管防振構造３３の構成によれば、上部ヘッダ囲い１１の内部構成を簡略化し、且つ軽量なものとすることができる。
【００３３】
又、前記したように、剛性支持枠３４に非貫通部シール板兼作業足場３５を備えるようにしたことにより、従来の図４に示す非貫通部シール板２５と作業足場２７とを別個に備えたものに比して構成を更に簡略化することができる。
【００３４】
なお、本発明は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、剛性支持枠の形状は種々変更し得ること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３５】
【発明の効果】
本発明においては、伝熱管に固定された貫通部シール兼支持板を、剛性支持枠に当接させて、伝熱管上端の前後方向の揺れを剛性支持枠によって拘束するようにしたので、上部ヘッダ囲いの内部構成を簡略化し、且つ軽量なものとすることができる効果がある。
【００３６】
又、剛性支持枠に非貫通部シール板兼作業足場を備えるようにしたことにより、従来の非貫通部シール板と作業足場とを別個に備えたものに比して、構成を更に簡略化することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排熱回収ボイラの伝熱管防振構造の形態例を示す切断側面図である。
【図２】従来の排熱回収ボイラの一例を示す切断側面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。
【図４】図２のＩＶ部分を拡大して示した切断側面図である。
【符号の説明】
１          排ガス
３ａ，４ａ，５ａ    伝熱管
９          上部区画壁
１０          上部ヘッダ
１０’        下部ヘッダ
１１          上部ヘッダ囲い
１１’        下部ヘッダ囲い
１２          外部ケーシング
２２          伝熱管貫通部
２３          伝熱管非貫通部
３３          伝熱管防振構造
３４          剛性支持枠
３５          非貫通部シール板兼作業足場
３６          貫通部シール兼支持板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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