(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後面を開口させた筒状で且つ内部にガスタービン排ガスが流通されるケーシングと、
垂直方向へ延びるよう所要間隔をあけて立設される複数の縦フレーム材に対し水平方向へ延びる複数の横フレーム材を格子状に組み付けることにより、触媒充填空間が前記ケーシング内における幅方向へ複数列、上下方向へ複数段形成され、且つ縦フレーム材と横フレーム材との間に水平力に対する補強用として斜めに掛け渡すようにブレース材が取り付けられる触媒充填枠体と
を備えたガスタービン排ガス用高温脱硝装置において、
複数の縦フレーム材として同一の温度上昇速度になる形状質量の部材を選定すると共に、複数の横フレーム材として同一の温度上昇速度になる形状質量の部材を選定し、
傾斜配置されるブレース材の横フレーム材に対する上端接合部の構造は、上下方向へ延びる長孔が穿設された二枚の支持プレートを、横フレーム材の中間部を切除した部分に介在させるように溶接し、ブレース材の上端に一体に取り付けた連結ブラケットに貫通させたピンを、前記二枚の支持プレートの長孔に掛け渡すように嵌入し、ピンが長孔に沿って上下方向へスライドし得、且つブレース材が横フレーム材に対しピンを中心に回動し得るようにし、
前記ブレース材の縦フレーム材及び横フレーム材の交差部に対する下端接合部の構造は、縦フレーム材に対する横フレーム材の接合部に、補強板を介して二枚の支持プレートを溶接し、該二枚の支持プレートの間に、ブレース材の下端に一体に取り付けた連結ブラケットを配置しピンによって連結し、ブレース材が縦フレーム材及び横フレーム材に対しピンを中心に回動し得るようにしたことを特徴とするガスタービン排ガス用高温脱硝装置。
【請求項２】
複数の縦フレーム材を同一部材とすると共に、複数の横フレーム材を同一部材とする請求項１記載のガスタービン排ガス用高温脱硝装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービン排ガス用高温脱硝装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、従来のボイラ排ガス用脱硝装置は、図６及び図７に示される如く、前後面を開口させた筒状で且つ内部にボイラ（図示せず）からの排ガスが流通されるケーシング１内に、触媒充填枠体２を設置してなる構成を有している。
【０００３】
前記触媒充填枠体２は、垂直方向へ延びるよう所要間隔をあけて立設される複数の縦フレーム材３に対し水平方向へ延びる複数の横フレーム材４が溶接によって格子状に組み付けられ、これにより、触媒充填空間５が前記ケーシング１内における幅方向へ複数列、上下方向へ複数段形成され、且つ縦フレーム材３と横フレーム材４との間に、地震時等に発生する水平力に対する補強用として斜めに掛け渡すようにブレース材６が溶接により取り付けられている。尚、前記触媒充填枠体２は、同様の構造のものが連結される形で排ガス流通方向へ複数（図７に示す例では二個）並設されている。
【０００４】
前記ケーシング１内には保温材７が内張りされており、運転時にはケーシング１と触媒充填枠体２との間に温度差が発生し、該温度差に伴って触媒充填枠体２の熱膨張量がケーシング１の熱膨張量より大きくなるため、ケーシング１内部における所要箇所において固定支持脚８により触媒充填枠体２を固定支持すると共に、その他の複数所要箇所においてスライド支持脚９により触媒充填枠体２をケーシング１の幅方向並びに排ガス流通方向へスライド自在に支持することにより、運転時における温度差に伴うケーシング１と触媒充填枠体２との間の熱膨張量の差を吸収できるようにしてある。
【０００５】
前記ケーシング１の上部には、開閉可能な蓋１０が取り付けられた触媒搬入出口１１を突設してあり、蓋１０を外した状態で、多数の触媒が充填された触媒ユニット１２を、図７に示される如く、クレーン等で吊り下げ、触媒充填枠体２の各触媒充填空間５にセットするようにしてある。
【０００６】
ところで、前述の如きボイラ排ガス用脱硝装置の場合、触媒充填枠体２における構成部材としての縦フレーム材３にはＨ型鋼、横フレーム材４にはＨ型鋼、ブレース材６にはパイプがそれぞれ使用されることが多いが、それらの表面積並びに質量は同じではなく、通常、質量が最も小さいのはブレース材６であり、次いで縦フレーム材３、横フレーム材４といった順番で質量が大きくなっているため、起動時においては、図８に示される如く、入口ガス温度の上昇に伴って、ブレース材６、縦フレーム材３、横フレーム材４の順に温度上昇していく形となる。しかし、起動時の入口ガス温度上昇速度はあまり速くなく、起動時間はおよそ二時間前後であるため、各部材間に生じる温度差はさほど大きくならず、全溶接構造であっても、起動時に部材間の局部に熱応力が発生する心配はなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ガスタービンが発電に用いられることも多くなってきており、ガスタービンから排出される排ガスの脱硝を行う必要があり、このために、前述の如きボイラ排ガス用脱硝装置をそのままガスタービン排ガス用高温脱硝装置として使用することが考えられている。
【０００８】
しかしながら、ガスタービン排ガス用高温脱硝装置の場合、起動時の入口ガス温度上昇速度が従来のボイラに比べ極端に速く、起動時間がおよそ十五分前後と非常に短いため、図９に示される如く、入口ガス温度の上昇に伴い、ブレース材６、縦フレーム材３、横フレーム材４といった各部材の表面積並びに質量の差によって、各部材間に大きな温度差が生じ、起動時に部材間の局部に熱応力が発生し、最初に温度上昇するブレース材６が膨張変形し、その取付溶接部が破損してしまう虞があった。
【０００９】
又、地震時等に触媒充填枠体２に作用する水平力は、下部ほど大きく、上部ほど小さくなるため、上部に配設される横フレーム材４を下部のものより小さくすることも行われているが、このような場合には、起動時に、上下の横フレーム材４の間でも温度差が生じて熱応力が発生することとなっていた。
【００１０】
一方、停止時においては、ブレース材６、縦フレーム材３、横フレーム材４の順に温度降下し、ブレース材６が最初に収縮し、起動時の場合と同様、部材間の局部に熱応力が発生する虞があった。
【００１１】
本発明は、斯かる実情に鑑み、起動・停止時に、触媒充填枠体のブレース材、縦フレーム材、横フレーム材といった各部材間の局部に発生する温度差に伴う熱膨張差並びに熱収縮差を吸収し得、熱応力の発生を防止し得るガスタービン排ガス用高温脱硝装置を提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前後面を開口させた筒状で且つ内部にガスタービン排ガスが流通されるケーシングと、
垂直方向へ延びるよう所要間隔をあけて立設される複数の縦フレーム材に対し水平方向へ延びる複数の横フレーム材を格子状に組み付けることにより、触媒充填空間が前記ケーシング内における幅方向へ複数列、上下方向へ複数段形成され、且つ縦フレーム材と横フレーム材との間に水平力に対する補強用として斜めに掛け渡すようにブレース材が取り付けられる触媒充填枠体と
を備えたガスタービン排ガス用高温脱硝装置において、
複数の縦フレーム材として同一の温度上昇速度になる形状質量の部材を選定すると共に、複数の横フレーム材として同一の温度上昇速度になる形状質量の部材を選定し、
傾斜配置されるブレース材の横フレーム材に対する上端接合部の構造は、上下方向へ延びる長孔が穿設された二枚の支持プレートを、横フレーム材の中間部を切除した部分に介在させるように溶接し、ブレース材の上端に一体に取り付けた連結ブラケットに貫通させたピンを、前記二枚の支持プレートの長孔に掛け渡すように嵌入し、ピンが長孔に沿って上下方向へスライドし得、且つブレース材が横フレーム材に対しピンを中心に回動し得るようにし、
前記ブレース材の縦フレーム材及び横フレーム材の交差部に対する下端接合部の構造は、縦フレーム材に対する横フレーム材の接合部に、補強板を介して二枚の支持プレートを溶接し、該二枚の支持プレートの間に、ブレース材の下端に一体に取り付けた連結ブラケットを配置しピンによって連結し、ブレース材が縦フレーム材及び横フレーム材に対しピンを中心に回動し得るようにしたことを特徴とするガスタービン排ガス用高温脱硝装置にかかるものである。
【００１３】
前記ガスタービン排ガス用高温脱硝装置においては、複数の縦フレーム材を同一部材とすると共に、複数の横フレーム材を同一部材とすることもできる。
【００１４】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１５】
ガスタービン排ガス用高温脱硝装置の場合、起動時の入口ガス温度上昇速度が従来のボイラに比べ極端に速く、起動時間が非常に短いが、複数の縦フレーム材として同一の温度上昇速度になる形状質量の部材を選定すると共に、複数の横フレーム材として同一の温度上昇速度になる形状質量の部材を選定すれば、複数の縦フレーム材の間並びに複数の横フレーム材の間ではそれぞれ温度差は生じず熱応力も発生しない。
【００１６】
又、傾斜配置されるブレース材の横フレーム材に対する上端接合部を上下方向へスライド自在なピン構造とし、ブレース材の縦フレーム材及び横フレーム材の交差部に対する下端接合部をピン構造としてあるため、起動時において最初に温度上昇するブレース材が膨張しても、ブレース材の横フレーム材に対する上端接合部が上方へスライドしつつピンを中心として回動すると共に、ブレース材の縦フレーム材及び横フレーム材の交差部に対する下端接合部がピンを中心として回動し、ブレース材の膨張は吸収される形となり、ブレース材の上下端接合部に破損が生じる心配はない。
【００１７】
一方、停止時においては、ブレース材、縦フレーム材、横フレーム材の順に温度降下し、ブレース材が最初に収縮するが、ブレース材の横フレーム材に対する上端接合部が下方へスライドしつつピンを中心として回動すると共に、ブレース材の縦フレーム材及び横フレーム材の交差部に対する下端接合部がピンを中心として回動し、ブレース材の収縮は吸収される形となり、起動時の場合と同様、ブレース材の上下端接合部に破損が生じる心配はない。
【００１８】
前記ガスタービン排ガス用高温脱硝装置において、複数の縦フレーム材を同一部材とすると共に、複数の横フレーム材を同一部材としても、起動・停止時において、複数の縦フレーム材の間並びに複数の横フレーム材の間でそれぞれ温度差は生じず熱応力も発生しない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００２０】
図１〜図５は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図６及び図７と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図６及び図７に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１〜図５に示す如く、複数の縦フレーム材３を同一部材とすると共に、複数の横フレーム材４を同一部材とし、傾斜配置されるブレース材６の横フレーム材４に対する上端接合部を上下方向へスライド自在なピン構造とし、ブレース材６の縦フレーム材３及び横フレーム材４の交差部に対する下端接合部をピン構造とした点にある。
【００２１】
尚、複数の縦フレーム材３を全く同一な部材とすることができないような場合には、形状は異なっていても複数の縦フレーム材３として同一の温度上昇速度になる形状質量の部材を選定すればよく、又、複数の横フレーム材４を全く同一な部材とすることができないような場合には、形状は異なっていても複数の横フレーム材４として同一の温度上昇速度になる形状質量の部材を選定すればよい。
【００２２】
一方、前記ブレース材６の横フレーム材４に対する上端接合部の構造は、図２及び図３に示す如く、上下方向へ延びる長孔１３が穿設された二枚の支持プレート１４を、横フレーム材４の中間部を切除した部分に介在させるように溶接し、ブレース材６の上端に一体に取り付けた連結ブラケット１５，１６に貫通させたピン１７を、前記二枚の支持プレート１４の長孔１３に掛け渡すように嵌入し、ピン１７が長孔１３に沿って上下方向へスライドし得、且つブレース材６が横フレーム材４に対しピン１７を中心に回動し得るようにしてある。尚、図２及び図３に示す例では、一本のピン１７に対して二本のブレース材６の上端を接合する関係上、一方のブレース材６の上端部には、一枚の連結ブラケット１５を、ブレース材６の軸線を通るように取り付け、又、他方のブレース材６の上端部には、前記一方のブレース材６の連結ブラケット１５と交差する方向に配設されるブラケット１８を介して、二枚の連結ブラケット１６を、ブレース材６の軸線を挟んで対称配置されるように取り付けてある。
【００２３】
又、前記ブレース材６の縦フレーム材３及び横フレーム材４の交差部に対する下端接合部の構造は、図４及び図５に示す如く、縦フレーム材３に対する横フレーム材４の接合部に、補強板１９，２０を介して二枚の支持プレート２１を溶接し、該二枚の支持プレート２１の間に、ブレース材６の下端に一体に取り付けた連結ブラケット２２を配置しピン２３によって連結し、ブレース材６が縦フレーム材３及び横フレーム材４に対しピン２３を中心に回動し得るようにしてある。
【００２４】
尚、参考例として、前記ブレース材６の横フレーム材４に対する上端接合部の構造を、図４及び図５に示すようなピン構造とし、前記ブレース材６の縦フレーム材３及び横フレーム材４の交差部に対する下端接合部の構造を、図２及び図３に示すような上下方向へスライド自在なピン構造とすることも可能である。
【００２５】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【００２６】
ガスタービン排ガス用高温脱硝装置の場合、起動時の入口ガス温度上昇速度が従来のボイラに比べ極端に速く、起動時間がおよそ十五分前後と非常に短いが、複数の縦フレーム材３を同一部材とすると共に、複数の横フレーム材４を同一部材としてあるため、複数の縦フレーム材３の間並びに複数の横フレーム材４の間ではそれぞれ温度差は生じず熱応力も発生しない。
【００２７】
又、傾斜配置されるブレース材６の横フレーム材４に対する上端接合部を上下方向へスライド自在なピン構造とし、ブレース材６の縦フレーム材３及び横フレーム材４の交差部に対する下端接合部をピン構造としてあるため、起動時において最初に温度上昇するブレース材６が膨張しても、ブレース材６の横フレーム材４に対する上端接合部が上方へスライドしつつピン１７を中心として回動すると共に、ブレース材６の縦フレーム材３及び横フレーム材４の交差部に対する下端接合部がピン２３を中心として回動し、ブレース材６の膨張は吸収される形となり、ブレース材６の上下端接合部に破損が生じる心配はない。
【００２８】
一方、停止時においては、ブレース材６、縦フレーム材３、横フレーム材４の順に温度降下し、ブレース材６が最初に収縮するが、ブレース材６の横フレーム材４に対する上端接合部が下方へスライドしつつピン１７を中心として回動すると共に、ブレース材６の縦フレーム材３及び横フレーム材４の交差部に対する下端接合部がピン２３を中心として回動し、ブレース材６の収縮は吸収される形となり、起動時の場合と同様、ブレース材６の上下端接合部に破損が生じる心配はない。
【００２９】
尚、複数の縦フレーム材３並びに横フレーム材４をそれぞれ全く同一な部材とすることができないような場合には、形状は異なっていても複数の縦フレーム材３として同一の温度上昇速度になる形状質量の部材を選定すると共に、形状は異なっていても複数の横フレーム材４として同一の温度上昇速度になる形状質量の部材を選定するようにすれば、起動・停止時において、複数の縦フレーム材３の間並びに複数の横フレーム材４の間でそれぞれ温度差は生じず熱応力も発生しない。
【００３０】
こうして、起動・停止時に、触媒充填枠体２のブレース材６、縦フレーム材３、横フレーム材４といった各部材間の局部に発生する温度差に伴う熱膨張差並びに熱収縮差を吸収し得、熱応力の発生を防止し得る。
【００３１】
尚、本発明のガスタービン排ガス用高温脱硝装置は、上述の図示例にのみ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種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明のガスタービン排ガス用高温脱硝装置によれば、起動・停止時に、触媒充填枠体のブレース材、縦フレーム材、横フレーム材といった各部材間の局部に発生する温度差に伴う熱膨張差並びに熱収縮差を吸収し得、熱応力の発生を防止し得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例の正面図である。
【図２】図１のＩＩ部詳細図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。
【図４】図１のＩＶ部詳細図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ矢視図である。
【図６】従来例の正面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視図である。
【図８】ボイラ排ガス用脱硝装置の起動時における入口ガス温度と各部材温度の上昇カーブを表わす線図である。
【図９】ガスタービン排ガス用高温脱硝装置の起動時における入口ガス温度と各部材温度の上昇カーブを表わす線図である。
【符号の説明】
１  ケーシング
２  触媒充填枠体
３  縦フレーム材
４  横フレーム材
５  触媒充填空間
６  ブレース材
１３  長孔
１７  ピン
２３  ピン
【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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