(57)【要約】【課題】簡素な構造により、燃焼排ガス通路内に設置された熱交換器の伝熱管を、燃焼排ガスの吹き付けによる摩耗や腐食等から保護する。【解決手段】保護プロテクタ１２Ａは、伝熱管１０の燃焼排ガス通路上流側に面する表面を長手軸方向に沿って覆い、その各々の間に膨張許容隙間Ｅを介して配置された複数の主プロテクタ１２ａと、これら主プロテクタ１２ａ間の膨張許容隙間Ｅの部分を燃焼排ガスの流通方向上流側から覆う中間プロテクタ１２ｂとを備えている。中間プロテクタ１２ｂの長手軸方向の一端は、膨張許容隙間Ｅを介して対向する２つの主プロテクタ１２ａの少なくとも一方の端部外周面に対して長手軸方向に摺動可能に被装されている。中間プロテクタ１２ｂの長手軸方向の一端は主プロテクタ１２ａの端部と接続した接続体となり、該中間プロテクタ１２ｂの他端は、対向する主プロテクタ１２ａの端部外周面に対して長手軸方向に摺動可能に被装される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラの内部に設置される熱交換器の伝熱管を、燃焼排ガスによる摩耗から保護する保護プロテクタであり、
前記伝熱管の、前記燃焼排ガスの流通方向上流側に面する表面を長手軸方向に沿って覆い、その各々の間に膨張許容隙間を介して配置された複数の主プロテクタと、
複数の前記主プロテクタの間に介在する前記膨張許容隙間の部分を前記燃焼排ガスの流通方向上流側から覆う中間プロテクタと、を備え、
前記中間プロテクタの長手軸方向の一端は、前記膨張許容隙間を介して対向する２つの前記主プロテクタの少なくとも一方の端部外周面に対して長手軸方向に摺動可能に被装されることを特徴とする伝熱管の保護プロテクタ。
【請求項２】
前記中間プロテクタの長手軸方向の一端は、該中間プロテクタが覆う一方の前記主プロテクタの端部と接続した接続体となり、該中間プロテクタの他端は、他方の前記主プロテクタの端部外周面に対して長手軸方向に摺動可能に被装される請求項１に記載の伝熱管の保護プロテクタ。
【請求項３】
前記膨張許容隙間は、一方の前記主プロテクタが前記伝熱管との熱膨張差による位置変位に対して、隣接する他方の前記主プロテクタと接触しない大きさに設定される請求項１または２に記載の伝熱管の保護プロテクタ。
【請求項４】
前記保護プロテクタは、前記伝熱管よりも耐摩耗性に優れる材料で形成されている請求項１から３のいずれかに記載の伝熱管の保護プロテクタ。
【請求項５】
前記主プロテクタおよび前記中間プロテクタは、前記伝熱管における前記燃焼排ガスの流通方向上流側の面を外周に沿って半円筒状に覆う形状である請求項１から４のいずれかに記載の伝熱管の保護プロテクタ。
【請求項６】
前記主プロテクタは、固定バンドにより、前記伝熱管に対して長手軸方向に摺動可能に取り付けられる請求項１から５のいずれかに記載の伝熱管の保護プロテクタ。
【請求項７】
前記主プロテクタと前記中間プロテクタとが接続された前記接続体の長手軸方向の一箇所を、前記伝熱管の外周面に対して嵌合させて固定するプロテクタ取着部をさらに備えた請求項１から６のいずれかに記載の伝熱管の保護プロテクタ。
【請求項８】
前記プロテクタ取着部は、
前記接続体１本あたりに１つ設けられた位置決め穴と、
前記伝熱管の表面に設けられて前記位置決め穴に嵌合される位置決め突起と、
を備えてなる請求項７に記載の伝熱管の保護プロテクタ。
【請求項９】
複数の前記伝熱管が面状に配列された伝熱管パネルにおける前記伝熱管の長手軸方向両端部を覆う端部プロテクタをさらに備え、
前記端部プロテクタは、
前記伝熱管パネルにおける前記伝熱管の長手軸方向両端部における前記燃焼排ガスの流通方向上流側の面を長手軸方向に沿って覆う上流側プロテクタ部と、
前記上流側プロテクタ部から前記伝熱管パネルの両面に沿って前記燃焼排ガスの流通方向下流側に延びる表裏一対の横プロテクタ部と、
前記横プロテクタ部の、前記伝熱管パネルにおける前記伝熱管の長手軸方向両端側の外端部同士を繋ぐ縦プロテクタ部と、を備える請求項１から８のいずれかに記載の伝熱管の保護プロテクタ。
【請求項１０】
前記端部プロテクタは、前記伝熱管パネルに対して前記燃焼排ガスの流通方向上流側に引き抜き可能なように、前記燃焼排ガスの流通方向下流側に開放部を有することを特徴とする請求項９に記載の伝熱管の保護プロテクタ。
【請求項１１】
表裏一対の前記横プロテクタ部に固定ボルトを貫通させ、前記固定ボルトを前記伝熱管の直線部の長手軸方向両端に繋がるＵターン部の内側空間を通るように挿通させた請求項９または１０に記載の伝熱管の保護プロテクタ。
【請求項１２】
前記主プロテクタ部が、前記伝熱管の直線部の長手軸方向両端に繋がるＵターン部よりも前記直線部の長手軸方向の先まで延長されている請求項１から８のいずれかに記載の伝熱管の保護プロテクタ。
【請求項１３】
前記上流側プロテクタ部が、前記伝熱管の直線部の長手軸方向両端に繋がるＵターン部よりも前記直線部の長手軸方向の先まで延長されている請求項９から１１のいずれかに記載の伝熱管の保護プロテクタ。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれかに記載の伝熱管の保護プロテクタを備えたボイラ。
【請求項１５】
ボイラの内部に設置される熱交換器の伝熱管を、燃焼排ガスによる摩耗から保護する伝熱管の保護プロテクタ追設方法であり、
前記伝熱管に予め該伝熱管を覆う保護プロテクタを取着可能にするプロテクタ取着部を設けておき、
前記ボイラの稼働後に、必要に応じて前記保護プロテクタを取着することを特徴とする伝熱管の保護プロテクタ追設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラの燃焼排ガス流通部に設置される熱交換器における伝熱管の保護プロテクタ、これを備えたボイラ、および伝熱管の保護プロテクタ追設方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭を燃料として燃焼させる石炭焚きボイラでは、石炭の燃焼により生成される溶融灰分は、燃焼排ガスがボイラ給水と伝熱により温度の低下した領域では、固形灰分（フライアッシュ）となって燃焼排ガスと共に煙道を高速で流れ、この固形灰分が煙道内に設置されている過熱器や節炭器（エコノマイザ）等の熱交換器の伝熱管に衝突して伝熱管の表面を摩耗させることがあり、所謂アッシュエロージョンと呼ばれる摩耗が発生する。また、石炭燃料の燃焼排ガス中には、硫黄酸化物（ＳＯｘ）等の腐食成分が含まれていることがあり、伝熱管に灰分が堆積すると伝熱管が腐食する懸念がある。
【０００３】
このような伝熱管の摩耗や腐食を抑制するべく、特許文献１，２に開示されている伝熱管の保護構造のように、伝熱管の煙道上流側の面（燃焼排ガスが吹き付けられる側の面）に、プロテクタと呼ばれる半円筒状の板部材を装着して伝熱管を保護する構造が知られている。
【０００４】
このプロテクタは、高温な燃焼排ガスに晒されることによって伝熱管よりも温度が上昇するために、伝熱管よりも大きな熱伸びを起こす。このため、プロテクタは伝熱管の軸方向（長手方向）に沿って複数に分割して設けられ、その各々が金属バンド等によって伝熱管に対し軸方向に摺動可能に固定され、これら複数のプロテクタの間には熱膨張を許容する隙間が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平２−３２５２２号公報
【特許文献２】特開昭６１−１７３００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このように複数のプロテクタの隣接部に熱膨張を許容する隙間が設けられているため、この隣接部では伝熱管の表面が燃焼排ガスに晒されて前述の摩耗や腐食が発生する虞が残存していた。
【０００７】
また、熱交換器と煙道壁面との間の隙間においては、熱交換器の伝熱管群の間よりも通過ガス流路の圧力損失が少なく、燃焼排ガスの通過量が多くなるために燃焼排ガスの流速が増加する傾向があり、伝熱管群が煙道壁面に面する部分においては、より確実に伝熱管を燃焼排ガスとの衝突による摩耗や腐食から保護する必要がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、簡素な構造により、煙道内に設置された熱交換器の伝熱管を、燃焼排ガスの吹き付けによる摩耗や腐食等から保護することのできる伝熱管の保護プロテクタ、これを備えたボイラ、および伝熱管の保護プロテクタ追設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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、以下の手段を採用する。
【００１０】
即ち、本発明の第１態様に係る伝熱管の保護プロテクタは、ボイラの内部に設置される熱交換器の伝熱管を、燃焼排ガスによる摩耗から保護する保護プロテクタであり、前記伝熱管の、前記燃焼排ガスの流通方向上流側に面する表面を長手軸方向に沿って覆い、その各々の間に膨張許容隙間を介して配置された複数の主プロテクタと、複数の前記主プロテクタの間に介在する前記膨張許容隙間の部分を前記燃焼排ガスの流通方向上流側から覆う中間プロテクタと、を備え、前記中間プロテクタの長手軸方向の一端は、前記膨張許容隙間を介して対向する２つの前記主プロテクタの少なくとも一方の端部外周面に対して長手軸方向に摺動可能に被装されることを特徴とする。
【００１１】
上記の伝熱管の保護プロテクタによれば、複数の主プロテクタと、これら複数の主プロテクタの隣接部を覆うように被装された中間プロテクタとによって伝熱管の燃焼排ガスの流通方向上流側に面する表面全体が覆われる。これにより、燃焼排ガスが伝熱管に直接吹き付けられることによる伝熱管の摩耗や腐食等が回避され、伝熱管が保護される。
【００１２】
複数の主プロテクタの隣接部に設けられた膨張許容隙間の部分が中間プロテクタに覆われるため、膨張許容隙間の部分では伝熱管の燃焼排ガスの流通方向上流側に面する表面が燃焼排ガスに晒されない。このため、従来の課題であった複数の主プロテクタの隣接部において伝熱管の表面に摩耗や腐食が発生することを効果的に抑制することができる。
【００１３】
中間プロテクタの少なくとも一端は、該中間プロテクタが覆う２つの主プロテクタの一方の端部外周面に対して摺動可能である。このため、一方および他方の主プロテクタが熱膨張して長手軸方向に伸び縮みしても、その動きが主プロテクタと中間プロテクタとの相対摺動によって吸収される。したがって、熱膨張に伴う応力が主プロテクタや中間プロテクタに加わってこれらを破損させる懸念がない。
【００１４】
上記構成において、前記中間プロテクタの長手軸方向の一端は、該中間プロテクタが覆う一方の前記主プロテクタの端部と接続した接続体となり、該中間プロテクタの他端は、他方の前記主プロテクタの端部外周面に対して長手軸方向に摺動可能に被装されるようにしてもよい。
【００１５】
上記構成によれば、主プロテクタと中間プロテクタとを一体化した接続体を連続的に伝熱管に設けることにより、主プロテクタの熱伸びを許容する構造としながら、主プロテクタと中間プロテクタの位置関係を保持して、伝熱管への取り付けを容易にすることができる。
【００１６】
上記構成において、前記膨張許容隙間は、一方の前記主プロテクタが前記伝熱管との熱膨張差による位置変位に対して、隣接する他方の前記主プロテクタと接触しない大きさに設定されることが望ましい。これにより、主プロテクタが熱膨張して長手軸方向に延びた時に、隣接する他の主プロテクタに干渉して破損、脱落することが防止される。
【００１７】
上記構成において、前記保護プロテクタは、前記伝熱管よりも耐摩耗性に優れる材料で形成されていることが望ましい。これにより、燃焼排ガス中に含まれる固形灰分との衝突による耐摩耗性が向上し、長期に亘って伝熱管を摩耗や腐食から保護することができる。
【００１８】
上記構成において、前記主プロテクタおよび前記中間プロテクタは、前記伝熱管における前記燃焼排ガスの流通方向上流側の面を外周に沿って半円筒状に覆う形状であることが好ましい。
【００１９】
これによれば、主プロテクタおよび中間プロテクタが伝熱管の燃焼排ガス流通方向上流側の面を覆う半円筒状に形成されるため、燃焼排ガスの流れを阻害しにくくなり、主プロテクタおよび中間プロテクタを追加設置することによる熱交換器を通過する燃焼排ガスの圧力損失の増加を抑制できるとともに、燃焼排ガス流れが伝熱管に直接に接触する範囲を覆い、伝熱管を摩耗や腐食から保護することが出来る。また、主プロテクタおよび中間プロテクタの表面に固形灰分が堆積することを抑制することができる。
【００２０】
上記構成において、前記主プロテクタは、固定バンドにより、前記伝熱管に対して長手軸方向に摺動可能に取り付けられるようにしてもよい。本構成によれば、簡素な構成によって伝熱管に対する主プロテクタの熱伸びを許容し、破損や脱落を防止することができる。
【００２１】
上記構成において、前記主プロテクタと前記中間プロテクタとが接続された前記接続体の長手軸方向の一箇所を、前記伝熱管の外周面に対して嵌合させて固定するプロテクタ取着部をさらに設けてもよい。
【００２２】
このプロテクタ取着部により、主プロテクタと中間プロテクタとが一体化された接続体の長手軸方向の一箇所が伝熱管の表面に対して位置決めされる。このため、上記接続体が伝熱管の軸方向および周方向にずれることを防止することができる。このプロテクタ取着部は、主プロテクタと中間プロテクタとの接続体１本あたりにつき１つずつ設けられるため、主プロテクタや中間プロテクタの熱伸びを許容することができる。したがって、主プロテクタおよび中間プロテクタの伝熱管への固定と、熱膨張の許容とを両立させることができる。
【００２３】
前記プロテクタ取着部は、前記接続体１本あたりに１つ設けられた位置決め穴と、前記伝熱管の表面に設けられて前記位置決め穴に嵌合される位置決め突起と、を備えてなるものとしてもよい。これにより、プロテクタ取着部の構成を簡素にするとともに、主プロテクタと中間プロテクタとが一体化された接続体が伝熱管に対して熱伸びすることを許容し、破損や脱落を防止することができる。
【００２４】
上記構成において、複数の前記伝熱管が面状に配列された伝熱管パネルにおける前記伝熱管の長手軸方向両端部を覆う端部プロテクタをさらに備え、前記端部プロテクタは、前記伝熱管パネルにおける前記伝熱管の長手軸方向両端部における前記燃焼排ガスの流通方向上流側の面を長手軸方向に沿って覆う上流側プロテクタ部と、前記上流側プロテクタ部から前記伝熱管パネルの両面に沿って前記燃焼排ガスの流通方向下流側に延びる表裏一対の横プロテクタ部と、前記横プロテクタ部の、前記伝熱管パネルにおける前記伝熱管の長手軸方向両端側の外端部同士を繋ぐ縦プロテクタ部と、を備えるようにしてもよい。
【００２５】
このような端部プロテクタを設けることにより、伝熱管パネルにおける伝熱管の直線部長手軸方向の両端部を全体的に覆って防護することができる。このため、燃焼排ガス通路で燃焼排ガスが流れ易く流速が増加する領域を流れる燃焼排ガスが伝熱管に直接吹き付けられることによる伝熱管の摩耗や腐食等がさらに抑制され、伝熱管を一層良好に保護することができる。
【００２６】
前記端部プロテクタは、前記伝熱管パネルに対して前記燃焼排ガスの流通方向上流側に引き抜き可能なように、前記燃焼排ガスの流通方向下流側に開放部を設けてもよい。
【００２７】
上記構成によれば、端部プロテクタの燃焼排ガス流通方向下流側が開放されているため、熱交換器のメンテナンス時には端部プロテクタを燃焼排ガス流通方向上流側に向かって抜き取ることができる。このため、伝熱管（伝熱パネル）の掃除や交換といったメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００２８】
上記の端部プロテクタにおいて、表裏一対の前記横プロテクタ板に固定ボルトを貫通させ、前記固定ボルトを前記伝熱管の直線部の長手軸方向両端に繋がるＵターン部の内側を通るように挿通させてもよい。
【００２９】
本構成によれば、固定ボルトによって端部プロテクタを伝熱管パネルに固定することができる。固定ボルトは伝熱管のＵターン部の内側空間に挿通されるため、端部プロテクタが伝熱管パネルの外縁側に移動しようとすると、固定ボルトが伝熱管のＵターン部に当たり、端部プロテクタの移動が阻止される。したがって、端部プロテクタのずれや脱落を確実に防止することができる。
【００３０】
上記構成において、前記主プロテクタを、前記伝熱管の直線部の長手軸方向両端に繋がるＵターン部よりも前記直線部の長手軸方向の先まで延長してもよい。
【００３１】
ボイラの燃焼排ガス通路内では、熱交換器の内側空間にある多数の伝熱管の間よりも、熱交換器と燃焼排ガス通路壁面との間の方が通過ガス流路の圧力損失が少なく、燃焼排ガスの流量（流速）が大きくなる。このため、燃焼排ガス中の固形灰分によって熱交換器の燃焼排ガス通路に面する伝熱管のＵターン部と燃焼排ガス通路の壁面に埋設された炉壁管が摩耗する傾向がある。
【００３２】
伝熱管を覆う主プロテクタを、伝熱管のＵターン部よりも、伝熱管における直線部の長手軸方向の先まで延長することにより、熱交換器と燃焼排ガス通路の壁面との間における燃焼排ガスの流路が、延長された主プロテクタによって狭められる。このため、熱交換器と燃焼排ガス通路の壁面との間を流れる燃焼排ガスの流量および流速が減少し、伝熱管のＵターン部と、燃焼排ガス通路の壁面に埋設された炉壁管の摩耗を防止できる。また、より多くの燃焼排ガスを熱交換器に通過させて熱効率を高めることができる。
【００３３】
前記端部プロテクタにおいて、前記上流側プロテクタ部を、前記伝熱管の直線部の長手軸方向両端に繋がるＵターン部よりも前記直線部の長手軸方向の先まで延長してもよい。
【００３４】
こうすれば、前述の主プロテクタを伝熱管のＵターン部よりも先まで延長した場合と同様に、熱交換器と燃焼排ガス通路の壁面との間における燃焼排ガスの流路を、延長された上流側プロテクタ部によって狭めることができる。これにより、熱交換器と燃焼排ガス通路の壁面との間を流れる燃焼排ガスの流量および流速を減少させ、端部プロテクタと、燃焼排ガス通路の壁面に埋設された炉壁管の摩耗を抑制するとともに、より多くの燃焼排ガスを熱交換器に通過させて熱効率を高めることができる。
【００３５】
本発明の第２態様に係るボイラは、上記のいずれかの伝熱管の保護プロテクタを備えたことを特徴とする。このボイラによれば、伝熱管に主プロテクタおよび中間プロテクタを設けたり、端部プロテクタを設けたりする簡素な構成により、燃焼排ガス通路内に設置された熱交換器の伝熱管を摩耗や腐食等から保護することができる。
【００３６】
本発明の第３態様に係る伝熱管の保護プロテクタ追設方法は、前記伝熱管に予め該伝熱管を覆って燃焼排ガスによる摩耗から保護する保護プロテクタを取着可能にするプロテクタ取着部を設けておき、前記ボイラの稼働後に、必要に応じて前記保護プロテクタを取着することを特徴とする。
【００３７】
上記の保護プロテクタ追設方法によれば、熱交換器の製造時に、予め熱交器の伝熱管に保護プロテクタを取着可能にするプロテクタ取着部を設け、初期に保護プロテクタは不要と予想される熱交換器または伝熱管には保護プロテクタは取着せずに熱交換器をボイラに組み込んでボイラを組み立て、ボイラを稼働させる。
【００３８】
そして、所定時間の稼働後に、伝熱管における摩耗および腐食等の発生量を検査する。検査の結果、伝熱管における摩耗および腐食等の発生量が規定量よりも多いと判断された場合には、伝熱管に保護プロテクタを取着する。伝熱管には予めプロテクタ取着部が設けられているため、保護プロテクタの取着作業が容易であり、短時間のうちに完了することができる。
【００３９】
このため、ボイラの稼働が停止する期間を最小限に抑えることができる。しかも、摩耗および腐食等が十分に少ない伝熱管に無用な保護プロテクタが設置されることを避け、無駄を省くことができる。
【発明の効果】
【００４０】
以上のように、本発明に係る伝熱管の保護プロテクタ、これを備えたボイラ、および伝熱管の保護プロテクタ追設方法によれば、保護プロテクタの簡素な構造により、燃焼排ガス通路内に設置された熱交換器の伝熱管を、燃焼排ガスの吹き付けによる摩耗や腐食等から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明を適用可能なボイラの一例を示す縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ部を拡大して本発明の第１実施形態に係る保護プロテクタが適用された節炭器と煙道を示す縦断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ部を拡大して本発明の第１実施形態に係る保護プロテクタを示す側面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う縦断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿う縦断面図である。
【図６】中間プロテクタの別な実施例を示す側面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る保護プロテクタを示す側面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う縦断面図である。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ線に沿う縦断面図である。
【図１０】プロテクタ取着部の別な実施例を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る保護プロテクタが適用された節炭器と煙道を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る保護プロテクタ（端部プロテクタ）を示す斜視図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ部拡大図である。
【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う縦断面図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に係る伝熱管の追設方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下に、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。
【００４３】
図１は、本発明を適用可能なボイラの一例を示す縦断面図である。このボイラ１は、石炭を燃料として燃焼させる石炭焚きボイラであり、微粉炭バーナ２が設置された火炉３と、この火炉３から延びる煙道４（燃焼排ガス通路）とを備えている。火炉３および煙道４の壁面には図示しない炉壁管（ウォーターウォール）が整列配置され、これらの炉壁管内を流れる水が、煙道４を流れる燃焼排ガスにより加熱されて蒸気になる。
【００４４】
煙道４には、火炉３側から順に、過熱器５、再熱器６、節炭器７（エコノマイザ）といった各種の熱交換器が設置されており、これらの熱交換器５，６，７の内部を通過する水や蒸気が煙道４を流れる燃焼排ガスと熱交換することによって燃焼排ガスの排熱が回収される。
【００４５】
［第１実施形態］
図２は節炭器７（熱交換器）と煙道４の拡大図である。
図２では、節炭器７が設置されている煙道４において、燃焼排ガスは鉛直上方（上流側）から鉛直下方（下流側）に向かって通過する。節炭器７は、水平方向に延在する複数の伝熱管１０が煙道４の下流側（図２の鉛直下方）から上流側（図２の鉛直上方）に向かって蛇行状且つ平面状に配列された伝熱管パネル１０Ａが、図２の紙面に垂直な方向に複数枚並ぶように配置された一般的な構造のものである。
【００４６】
各伝熱管パネル１０Ａにおいて、少なくとも最上段、好ましくは最上段から下３〜４段目までの伝熱管１０に保護プロテクタ１２Ａが被装され、煙道４内を鉛直上方から鉛直下方に流れる燃焼排ガスに含まれる固形灰分が伝熱管１０に衝突することによって起こる摩耗（アッシュエロージョン）や腐食等から保護されている。それよりも鉛直下方の伝熱管１０は上方に他の伝熱管１０が存在することによって固形灰分衝突の可能性が低いため、保護プロテクタ１２Ａを設けなくてもよい。
【００４７】
図３〜図５にも拡大して示すように、燃焼排ガスの上流側が鉛直方向上方として見た場合に、保護プロテクタ１２Ａは、伝熱管１０の煙道４上流側の面、即ちここでは鉛直方向の約上半分の面を覆う複数の半円筒形状の主プロテクタ１２ａと、これら複数の主プロテクタ１２ａの隣接部に設けられた所定の膨張許容隙間Ｅの部分を鉛直方向上方から覆う半円筒形状の中間プロテクタ１２ｂとを備えている。
【００４８】
主プロテクタ１２ａと中間プロテクタ１２ｂの長手軸方向に垂直な断面形状は、燃焼排ガスが煙道４を上流側から下流側へと流れる際に、伝熱管１０に燃焼排ガスの流れが接触する範囲を必要最小限に覆うことが好ましいことから、半円筒形状となっている。
伝熱管１０を覆う領域は、伝熱管の長手軸方向に直交する断面で燃焼排ガス流れの上流側に向かう軸線を挟んで、±７０°〜±９０°の範囲が好ましい。各プロテクタ１２ａ，１２ｂを半円筒形状とすることで、円筒状の材料を長手軸方向に沿って切断することにより簡易に各プロテクタ１２ａ，１２ｂを製作することが出来るので好ましい。
【００４９】
一方、主プロテクタ１２ａおよび中間プロテクタ１２ｂの断面形状は必ずしも半円筒形状でなくてもよい。例えば、真円ではなく楕円形を半分にした形状や、四角形以上の多角形パイプを半分にした形状や、燃焼排ガスの流れの上流側に向かって凸となるアングル形状（Ｖ字状）、あるいは伝熱管１０の外径よりも幅の広い平板状等であってもよい。即ち、伝熱管１０の煙道４上流側の面を覆う形状であり、できるだけ燃焼排ガスが通過する際の抵抗にならないものが好ましい。
【００５０】
また、膨張許容隙間Ｅは、隣接して配置される２つの主プロテクタ１２ａにおいて、一方の主プロテクタ１２ａが伝熱管１０との熱膨張差による位置変位が発生した際に、隣接する他方の主プロテクタ１２ａと接触しないように所定の間隔を選定している。本実施形態では主プロテクタ１２ａの長手軸方向長さは、０．３ｍ〜１．５ｍが例示され、膨張許容隙間Ｅは主プロテクタ１２ａの長手軸方向長さと雰囲気の燃焼排ガス温度を考慮して、０．０３ｍ〜０．３ｍが例示される。
【００５１】
主プロテクタ１２ａの長手軸方向長さが短いと中間プロテクタ１２ｂの数量が増加して、コストと設置工費が増加する。また主プロテクタ１２ａの長手軸方向長さが長いと主プロテクタ１２ａとが伝熱管１０との熱膨張差が大きくなり、膨張許容隙間Ｅが大きくなるとともに、中間プロテクタ１２ｂの長手軸方向長さが長くなることから主プロテクタ１２ａと中間プロテクタ１２ｂに３次元変形が生じ易くなり、構造的に無駄が多くなるためである。
【００５２】
主プロテクタ１２ａと中間プロテクタ１２ｂの材質としては、伝熱管１０の材質である炭素鋼よりも耐摩耗性に優れた材質、例えばＳＵＳ３１０，ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼材や、Ｃｒ−Ｍｏ系鋼材等が適している。本実施形態では、主プロテクタ１２ａと中間プロテクタ１２ｂの板厚は、ｔ２ｍｍ〜ｔ７ｍｍが例示されるが、設置雰囲気温度の酸化減肉速度と摩耗予想量から所定の寿命を得るものを選定してもよい。
【００５３】
図３に示すように、複数の主プロテクタ１２ａは、それら各々の間に膨張許容隙間Ｅを介して伝熱管１０の長手軸方向沿いに並ぶように、且つ、伝熱管１０に対して長手軸方向（矢印方向）に摺動可能なように、所定の固定具、例えば固定バンド１３を用いて設置されている。ここでは、図４にも示すように、長手方向に垂直な断面にて例えば主プロテクタ１２ａの両端部付近に、伝熱管１０を跨ぐように主プロテクタ１２ａと同様な材質の固定バンド１３が溶接されている。
この固定バンド１３により、主プロテクタ１２ａは伝熱管１０に対して長手軸方向に摺動可能に固定され、伝熱管１０から脱落することを防止される。この固定バンド１３は、他の形状にすることも考えられる。例えば、締緩可能な金属バンドを伝熱管１０と主プロテクタ１２ａの周囲に巻装してもよい。
【００５４】
中間プロテクタ１２ｂは、複数の主プロテクタ１２ａの長手軸方向の端部同士が隣接している場所における膨張許容隙間Ｅの部分を、燃焼排ガスの上流側から見て伝熱管１０が露呈しないように覆っている。図５に示すように、長手軸方向に垂直な断面にて、例えば中間プロテクタ１２ｂの内周面の湾曲半径は主プロテクタ１２ａの外周面の湾曲半径に等しいか若干広く設定される。このため、中間プロテクタ１２ｂの内周面が主プロテクタ１２ａの端部外周面に対して嵌め込まれるように接触している。
【００５５】
この中間プロテクタ１２ｂは、自身が覆う２つの主プロテクタ１２ａの長手軸方向の一方の端部に固定されて一体化された接続体になっていて、他方の主プロテクタ１２ａの端部に対しては相対摺動可能である。即ち、図３および図５に示すように、中間プロテクタ１２ｂの一端は一方の主プロテクタ１２ａの長手軸方向の端部周面に溶接等により固定され（溶接部Ｗａ）、他端は他方の主プロテクタ１２ａの端部周面の上に摺動可能に載置されている。なお、図６に示すように、主プロテクタ１２ａの長手軸方向の端部に中間プロテクタ１２ｂ’を連続的に形成しておき、この中間プロテクタ１２ｂ’を、隣接する主プロテクタ１２ａの長手軸方向の端部に被せるようにしてもよい。
【００５６】
図２中に拡大して示すように、主プロテクタ１２ａは、伝熱管１０の直線部１０ａの長手軸方向の両端に繋がるＵターン部１０ｂよりも直線部１０ａの長手軸方向の先まで延長されている。即ち、直線部１０ａの長手軸方向において、Ｕターン部１０ｂの先端から突き出し量Ｌだけ主プロテクタ１２ａが突き出している。このため、伝熱管１０の直線部１０ａの長手軸方向の両端に繋がるＵターン部１０ｂが主プロテクタ１２ａにより確実に覆われている。この突き出し量Ｌは、主プロテクタ１２ａが熱膨張して伸びた時に、煙道４の壁面（炉壁管）に接触しない範囲内で設定される。本実施形態では突き出し量Ｌは、１０ｍｍ〜３０ｍｍが例示される。
【００５７】
主プロテクタ１２ａの突き出し量Ｌの上限値は、主プロテクタ１２ａの材質の熱膨張係数と使用温度範囲とに基づく熱伸び量と、伝熱管１０のＵターン部１０ｂと煙道４の壁面との間の距離とを考慮して決定される。また、突き出し量Ｌの下限値は、燃焼排ガスの若干の流動変化があっても、Ｕターン部１０ｂが主プロテクタ１２ａにより覆われているように設定するのがよい。
【００５８】
以上のように構成された保護プロテクタ１２Ａが伝熱管１０に被装されることにより、複数の主プロテクタ１２ａと、これら複数の主プロテクタ１２ａの長手軸方向端部同士の間に設けられた膨張許容隙間Ｅの部分を覆うように被装された中間プロテクタ１２ｂとによって伝熱管１０の煙道４上流側の面が覆われ、伝熱管１０が燃焼排ガスの流れから防護される。これにより、煙道４を流れる燃焼排ガス中に含まれる固形灰分が伝熱管１０に直接衝突することが回避され、簡素な構造によって伝熱管１０を摩耗や腐食等から保護することができる。
【００５９】
複数の主プロテクタ１２ａの隣接部に設けられた膨張許容隙間Ｅの部分が中間プロテクタ１２ｂに覆われるため、燃焼排ガスの上流側から見て膨張許容隙間Ｅから伝熱管１０が煙道４内に露呈しない。このため、従来の課題であった複数の主プロテクタ１２ａの隣接部において伝熱管１０の表面に燃焼排ガスに含まれる固形灰分が衝突することによる摩耗や腐食等の発生を効果的に抑制することができる。
【００６０】
中間プロテクタ１２ｂは、該中間プロテクタ１２ｂが覆う２つの主プロテクタ１２ａの長手軸方向の一方の端部に接続固定された接続体として設けられ、他方の端部に対しては摺動可能である。このため、一方および他方の主プロテクタ１２ａが熱膨張して長手軸方向に伸び縮みしても、その動きが主プロテクタ１２ａと中間プロテクタ１２ｂとの相対摺動によって吸収される。したがって、熱膨張に伴う応力が主プロテクタ１２ａや中間プロテクタ１２ｂに加わってこれらを破損させる懸念がない。
【００６１】
また、伝熱管１０の直線部１０ａの長手軸方向両端に繋がるＵターン部１０ｂから主プロテクタ１２ａが突き出し量Ｌだけ延長されたことにより、下記の作用・効果が奏される。
即ち、煙道４内では、節炭器７の内部空間（伝熱管パネル１０Ａ同士の隙間）よりも、節炭器７と煙道４の壁面との間の空間の方が流路抵抗が少なく、燃焼排ガスの流量が多くなり流速が増加する。このため、燃焼排ガス中の固形灰分によって伝熱管１０の直線部１０ａの長手軸方向両端に繋がるＵターン部１０ｂや、煙道４の壁面に埋設された炉壁管が摩耗しやすくなる傾向がある。
【００６２】
伝熱管１０を覆う主プロテクタ１２ａを伝熱管１０のＵターン部１０ｂよりも直線部１０ａの長手軸方向の先まで延長したことにより、伝熱管１０のＵターン部１０ｂを主プロテクタ１２ａによって確実に覆うことが可能となる。さらに、節炭器７と煙道４の壁面との間の空間における燃焼排ガスの流路が、延長された主プロテクタ１２ａによって狭められる。このため、節炭器７と煙道４の壁面との間を流れる燃焼排ガスの流量が減少し、伝熱管１０のＵターン部１０ｂや、煙道４の壁面に埋設された炉壁管の摩耗を抑制することができる。また、より多くの燃焼排ガスを節炭器７の内部空間に通過させて排熱回収効率を高めることができる。
【００６３】
［第２実施形態］
図７は、本発明の第２実施形態に係る保護プロテクタ１２Ｂと伝熱管１０の側面図であり、図８、図９は、それぞれ図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線、ＩＸ−ＩＸ線に沿う縦断面図（伝熱管１０の長手軸方向に垂直な断面図）である。
この第２実施形態の保護プロテクタ１２Ｂは、プロテクタ取着部１５を備えている点において第１実施形態の保護プロテクタ１２Ａと相違する。その他の部分の構成は保護プロテクタ１２Ａと同様であるため、同一構成部には同一符号を付して説明を省略する。
【００６４】
プロテクタ取着部１５は、主プロテクタ１２ａと中間プロテクタ１２ｂとが一体化された接続体に対して長手軸方向の一箇所にのみ設けられたスリット状の位置決め穴１５ａ（図９参照）と、伝熱管１０の表面に起立するように固定して設けられて位置決め穴１５ａに嵌合されるタブ片状の位置決め突起１５ｂとを備えた簡素な構造である。
【００６５】
位置決め穴１５ａは、主プロテクタ１２ａに設けても中間プロテクタ１２ｂに設けてもよいが、両方には設けない。本実施形態では中間プロテクタ１２ｂに位置決め穴１５ａが形成されている。なお、位置決め穴１５ａをスリット状ではなく穴状にし、位置決め突起１５ｂをタブ片状ではなく棒状にする等の変更を加えてもよく、位置決め穴１５ａと位置決め突起１５ｂとの嵌め合い構造を適切に構成できるものであれば形状は特に限定されない。
【００６６】
位置決め穴１５ａが位置決め突起１５ｂに嵌合されることにより、主プロテクタ１２ａと中間プロテクタ１２ｂとが一体化された接続体の１本あたりは、伝熱管１０に対して長手軸方向に移動したり、周方向に回転したりすることができなくなる。しかし、主プロテクタ１２ａが熱膨張した際には、固定バンド１３が伝熱管１０に対して長手軸方向（矢印の方向）に摺動可能なために、プロテクタ取着部１５を起点にして長手軸方向に拘束されることなく熱膨張することができる。また、位置が固定された中間プロテクタ１２ｂに対し、隣接して重なる主プロテクタ１２ａの長手軸方向の端部は長手軸方向に相対摺動することができる。
【００６７】
このように、プロテクタ取着部１５を設けたことにより、主プロテクタ１２ａと中間プロテクタ１２ｂとが一体化されたものが伝熱管１０の表面に対して位置決めされる。このため、主プロテクタ１２ａおよび中間プロテクタ１２ｂが伝熱管１０の長手軸方向にずれたり、周方向に回転したりすることを防止することができる。位置決め穴１５ａと位置決め突起１５ｂは、主プロテクタ１２ａと中間プロテクタ１２ｂとが一体化されたもの１本あたりに１つずつ設けられるため、隣接する別の主プロテクタ１２ａや中間プロテクタ１２ｂの熱伸びを許容することができる。
【００６８】
位置決め穴１５ａと位置決め突起１５ｂの間は、図９に示すように、差し込むだけにしてもよいし、溶接してもよい（溶接部Ｗｂ）。あるいは、図１０に示すように、例えば位置決め突起１５ｂにボルト１７を貫通させてナット１８を締結したり、図示しないピンを挿通したりすることにより、溶接によらずに主プロテクタ１２ａと中間プロテクタ１２ｂを伝熱管１０に取着し、且つ着脱可能にしてもよい。
【００６９】
位置決め穴１５ａに位置決め突起１５ｂを差し込むだけにしても、固定バンド１３によって主プロテクタ１２ａと中間プロテクタ１２ｂとが伝熱管１０に保持されるので、保護プロテクタ１２Ａが伝熱管１０から脱落することはない。
あるいは、位置決め穴１５ａに差し込んだ位置決め突起１５ｂを位置決め穴１５ａに対して溶接Ｗｂやボルト１７等で固定することにより、固定バンド１３を用いずに保護プロテクタ１２Ａを伝熱管１０から脱落防止させることもできる。なお、この第２実施形態においても、図６に示すように、主プロテクタ１２ａの長手軸方向の端部に中間プロテクタ１２ｂ’を連続的に形成してもよい。
【００７０】
［第３実施形態］
図１１は、本発明の第３実施形態に係る保護プロテクタ１２Ｃが適用された節炭器７と煙道４を示す縦断面図である。
節炭器７には、第１実施形態と同様な伝熱管パネル１０Ａが、図１１の紙面に垂直な方向に複数枚並ぶように配置されている。
この第３実施形態の保護プロテクタ１２Ｃは、第１実施形態の保護プロテクタ１２Ａまたは第２実施形態の保護プロテクタ１２Ｂを備えるとともに、伝熱管パネル１０Ａの直線部１０ａの長手軸方向の両辺部を覆う金属板製の端部プロテクタ２０を備えている。
伝熱管パネル１０Ａの少なくとも最上段、好ましくは上段から３〜４段目までの伝熱管１０は、保護プロテクタ１２Ａまたは１２Ｂによって覆われている。
【００７１】
図１１〜図１４に示すように、端部プロテクタ２０は、上流側プロテクタ部２０ａと、横プロテクタ部２０ｂと、縦プロテクタ部２０ｃとを備えて形成されている。
上流側プロテクタ部２０ａは、最上段の伝熱管１０の直線部１０ａ（図１１中の拡大部参照）における長手軸方向の端部（Ｕターン部１０ｂ付近）上面を覆う半円筒形状である。
横プロテクタ部２０ｂは、上流側プロテクタ部２０ａから伝熱管パネル１０Ａの鉛直方向に沿う面に対して（図１１の紙面垂直方向の）両面に沿って煙道４下流側（鉛直下方）に延びる表裏一対の平板状である。
縦プロテクタ部２０ｃは、表裏一対の横プロテクタ部２０ｂの、伝熱管パネル１０Ａにおける各伝熱管１０の長手軸方向両端側の外端部同士を繋ぐ平板状である。
この端部プロテクタ２０の煙道４下流側（鉛直下方側）は燃焼排ガスが衝突することがないために開放されて開放部２０ｄとされている。
【００７２】
上流側プロテクタ部２０ａは、前述の保護プロテクタ１２Ａ，１２Ｂにおける主プロテクタ１２ａと同様な半円筒形状であり、この上流側プロテクタ部２０ａに２枚の横プロテクタ部２０ｂが溶接により接合されている。上流側プロテクタ部２０ａと横プロテクタ部２０ｂとを一枚の板材から曲げ加工を行い一体に形成してもよい。同様に、横プロテクタ部２０ｂと縦プロテクタ部２０ｃとを一枚板で一体に形成してもよい。
【００７３】
端部プロテクタ２０を構成する各部材２０ａ，２０ｂ，２０ｃを溶接により接合する場合には、図１３に示すようなタグ溶接とするのが好ましい（溶接部Ｗｃ）。これにより、熱膨張を繰り返すことで溶接部に拘束による応力が発生して亀裂や破断が生じた際に、それが溶接部の全長に伝播して破断することを防止できる。端部プロテクタ２０の材質としては、伝熱管１０の材質である炭素鋼よりも耐摩耗性に優れた材質、例えばＳＵＳ３１０，ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼材や、Ｃｒ−Ｍｏ系鋼材等が適している。端部プロテクタ２０の板厚は、設置雰囲気温度の酸化減肉速度と摩耗予想量から所定の寿命を得るものを選定してもよい。
【００７４】
伝熱管パネル１０Ａの鉛直方向に沿う面に対して（紙面垂直方向の）両面に沿って延びる表裏一対の横プロテクタ部２０ｂには複数の固定ボルト２２が貫通しており、この固定ボルト２２は伝熱管１０のＵターン部１０ｂの内側空間を通るように挿通され、反対側からナット２３が締結される。ここで、端部プロテクタ２０の煙道４下流側（鉛直下方側）は開放されて開放部２０ｄとなっているため、固定ボルト２２を抜き取ることにより、節炭器７と煙道４との設置位置関係を保ったままで、端部プロテクタ２０を煙道４の上流側に引き抜き、端部プロテクタ２０を容易に新規のものと交換することができる。
【００７５】
図１１中に拡大して示すように、この保護プロテクタ１２Ｃにおいても、図２に示す第１実施形態の保護プロテクタ１２Ａと同様に、端部プロテクタ２０を構成する上流側プロテクタ部２０ａが伝熱管１０のＵターン部１０ｂよりも直線部１０ａの長手軸方向の先まで延長されている。即ち、上流側プロテクタ部２０ａの先端が、縦プロテクタ部２０ｃから突き出し量Ｌだけ突き出している。この突き出し量Ｌは、上流側プロテクタ部２０ａが熱膨張して伸びた時に、煙道４の壁面（炉壁管）に接触しない範囲内で設定される。
【００７６】
上流側プロテクタ部２０ａの突き出し量Ｌの上限値は、上流側プロテクタ部２０ａの材質の熱膨張係数と使用温度範囲とに基づく熱伸び量と、伝熱管１０のＵターン部１０ｂと煙道４の壁面との間の距離とを考慮して決定される。
また、突き出し量Ｌの下限値は、横プロテクタ部２０ｂとの溶接接合作業に都合が良いように例えば１０ｍｍ以上とするのが好ましい。
【００７７】
以上のように構成された端部プロテクタ２０を保護プロテクタ１２Ａ（１２Ｂ）と共に設けることにより、伝熱管パネル１０Ａの上部を構成する伝熱管１０の直線部１０ａと、伝熱管パネル１０Ａの直線部１０ａの長手軸方向の両辺部とを覆って防護することができ、煙道４を流れる燃焼排ガス中に含まれる固形灰分が伝熱管１０に直接衝突することを回避し、伝熱管１０を摩耗や腐食等から保護することができる。
【００７８】
端部プロテクタ２０は、その煙道４下流側が開放されて開放部２０ｄとされているため、節炭器７のメンテナンス時には煙道４上流側に向かって抜き取ることができる。このため、伝熱管１０（伝熱パネル１０Ａ）の掃除や交換といったメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００７９】
また、端部プロテクタ２０の横プロテクタ２０ｂに固定ボルト２２を貫通させ、この固定ボルト２２を伝熱管１０のＵターン部１０ｂの内側空間に挿通して反対側からナット２３が締結されたことにより、伝熱管パネル１０Ａの両面に沿って延びる表裏一対の横プロテクタ部２０ｂの反り変形が規制されて、燃焼排ガスの流れを阻害することが抑制される。さらに、固定ボルト２２によって端部プロテクタ２０を伝熱管パネル１０Ａから脱落しないように保持することができる。固定ボルト２２は伝熱管１０のＵターン部１０ｂの内側空間に挿通されるため、端部プロテクタ２０が伝熱管パネル１０Ａの外縁側（煙道４の壁面側）に移動しようとすると、固定ボルト２２がＵターン部１０ｂに当たり、端部プロテクタ２０の移動が阻止される。したがって、端部プロテクタ２０の位置ずれや脱落を確実に防止することができる。
【００８０】
さらに、端部プロテクタ２０の上流側プロテクタ部２０ａを伝熱管１０のＵターン部１０ｂおよび縦プロテクタ２０ｃよりも伝熱管パネル１０Ａの直線部１０ａの長手軸方向の先まで延長したことにより、第１実施形態の保護プロテクタ１２Ａと同じく、上流側プロテクタ部２０ａの突き出し部によって節炭器７と煙道４の壁面との間を流れる燃焼排ガスの流量を減少させ、縦プロテクタ部２０ｃと、煙道４の壁面に埋設された炉壁管の摩耗を抑制することができる。また、より多くの燃焼排ガスを節炭器７の内部空間に通過させて排熱回収効率を高めることができる。
【００８１】
そして、上記の第１〜第３実施形態で説明した保護プロテクタ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを、図１に示すボイラ１の煙道４内に設置された過熱器５、再熱器６、節炭器７等の熱交換器に適用することにより、簡素な構成によって各熱交換器の伝熱管を燃焼排ガスの流れとの接触による摩耗や腐食等から保護することができる。
【００８２】
なお、ボイラ１の煙道４を流れる燃焼排ガスの温度は、火炉３から下流側に流れるにつれて低下し、これに伴い燃焼排ガス中に含まれる固形灰分が凝固して粒子が大きくなる。このため、火炉３に近い過熱器５等よりも、火炉３から遠い節炭器７等の熱交換器において伝熱管の摩耗が発生する可能性が大きく、保護プロテクタ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを設けることにより、伝熱管１０ａの摩耗を抑制する効果が大きくなる。
【００８３】
［第４実施形態］
上述のように、ボイラ１の煙道４内における熱交換器の設置位置によって伝熱管に摩耗や腐食が発生する可能性に差がある。また、石炭燃料の質が変更されることにより、これまで摩耗や腐食が発生しなかった熱交換器に摩耗や腐食が発生する場合もある。したがって、ボイラ１を実際に継続的に運転させてみないと、保護プロテクタ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを設ける必要性を判定しにくい場合がある。なお、熱交換器は熱交換器７のみに限定されるものではなく、ボイラ１に配設される全ての熱交換器を対象としている。
【００８４】
そこで、本発明の第４実施形態に係る伝熱管の追設方法では、図１５のフローチャートに示すように、保護プロテクタ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを設ける必要性が無いと予想される熱交換器もしくはその一部の伝熱管１０に対しては、熱交換器の製造時に、図７、図９、図１０に示すようなプロテクタ取着部１５（位置決め突起１５ｂ）を予め伝熱管１０に設置し（取着部設置ステップＳ１）、保護プロテクタ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ（端部プロテクタ２０）は取着せずに熱交換器をボイラ１に組み込んでボイラ１を組み立てる（ボイラ組立ステップＳ２）ようにした。
【００８５】
そして、所定の石炭燃料を用いてボイラ１を稼働して運転を継続させ（ボイラ稼働ステップＳ３）、所定の可動時間を経た後の定期点検時等に、熱交換器の伝熱管１０における摩耗や腐食の発生量を検査する（ボイラ検査ステップＳ４）。検査の結果、伝熱管１０における摩耗や腐食の発生量が規定量よりも多いと判定された場合には（判定ステップＳ５→ＹＥＳ）、熱交換器の伝熱管１０に保護プロテクタ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃのうち必要なものを取着する（プロテクタ取着ステップＳ６）。即ち、伝熱管１０に設けてある位置決め突起１５ｂに、主プロテクタ１２ａの位置決め穴１５ａを嵌め込んで主プロテクタ１２ａおよび中間プロテクタ１２ｂを装着し、必要に応じて端部プロテクタ２０も装着する。
【００８６】
また、検査の結果、伝熱管１０における摩耗や腐食の発生量が規定量よりも少ないと判定された場合には（判定ステップＳ５→ＮＯ）、熱交換器の伝熱管１０に保護プロテクタ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを取着しないこととする。この場合、判定ステップＳ５からボイラ稼働ステップＳ３に移行して各ステップＳ３〜Ｓ５のルーティンを数回反復してもよい。
【００８７】
この方法によれば、熱交換器の伝熱管１０に予めプロテクタ取着部１５（位置決め突起１５ｂ）が設けられているため、ボイラの設置現場における保護プロテクタ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの取着作業が容易であり、短時間のうちに取り付けを完了することができる。このため、ボイラ１の熱交換器の伝熱管１０が摩耗して交換するために稼働が停止する期間を最小限に抑えることができる。しかも、摩耗や腐食が十分に少ない伝熱管１０に無用な保護プロテクタが設置されることを避け、無駄を省くことができる。
【００８８】
上記方法において、プロテクタ取着部１５は、図１０に示すように、溶接によらずにボルト１７やピン等で保護プロテクタを伝熱管１０に取着可能にする構造を採用してもよい。これにより、伝熱管１０に保護プロテクタを取着する際に溶接を行う必要がなくなるため、溶接作業および溶接後の検査が不要になり、より短時間で保護プロテクタの取着作業を完了することができる。
【００８９】
以上説明したように、本実施形態に係る熱交換器の伝熱管１０の保護プロテクタ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ、これを備えたボイラ１、および伝熱管１０の保護プロテクタ追設方法によれば、簡素な構造により、煙道４内に設置された節炭器７等の熱交換器の伝熱管１０を、燃焼排ガスの吹き付けによる摩耗や腐食等から保護することができる。
【００９０】
なお、本発明は上記各実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において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。
【００９１】
例えば、石炭焚きボイラに限らず、他の固体燃料炉やゴミ焼却炉、バイオマス炉等に設置される熱交換器の伝熱管に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１  ボイラ
２  微粉炭バーナ
３  火炉
４  煙道（燃焼排ガス通路）
７  節炭器（熱交換器）
１０  伝熱管
１０Ａ  伝熱管パネル
１０ａ  伝熱管の直線部
１０ｂ  伝熱管のＵターン部
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ  保護プロテクタ
１２ａ  主プロテクタ
１２ｂ  中間プロテクタ
１３  固定バンド（固定具）
１５  プロテクタ取着部
１５ａ  位置決め穴
１５ｂ  位置決め突起
２０  端部プロテクタ
２０ａ  上流側プロテクタ部
２０ｂ  横プロテクタ部
２０ｃ  縦プロテクタ部
２２  固定ボルト
Ｅ  膨張許容隙間
Ｌ  主プロテクタの突き出し量
【図１】
2017044394.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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