JPS60205108A - Protector structure of heat transfer tube - Google Patents

Protector structure of heat transfer tube

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JPS60205108A
JPS60205108A JP59061863A JP6186384A JPS60205108A JP S60205108 A JPS60205108 A JP S60205108A JP 59061863 A JP59061863 A JP 59061863A JP 6186384 A JP6186384 A JP 6186384A JP S60205108 A JPS60205108 A JP S60205108A
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JP
Japan
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protector
heat exchanger
exchanger tube
ash
heat transfer
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Application number
JP59061863A
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Japanese (ja)
Inventor
福田 裕治
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Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Publication date
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  • Protection Of Pipes Against Damage, Friction, And Corrosion (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、伝熱管プロテクタ構造に系り、特にスートプ
ロアからの排気蒸気および燃焼灰による伝熱管の摩耗お
よび高温腐食を防止するのに好適な伝熱管プロテクタ構
造に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a heat exchanger tube protector structure, and particularly to a heat exchanger tube protector structure suitable for preventing wear and high temperature corrosion of heat exchanger tubes caused by exhaust steam and combustion ash from a soot blower. The present invention relates to a heat tube protector structure.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

重油、石炭まだは重油と石炭の混合物を燃料として利用
するボイラでは、燃料中の不純物たとえばS、■および
Naなどが燃焼する際に灰分を生成し、その灰分が特に
過熱管及び再熱器伝熱管の外表面に厚く固着、堆積する
。この堆積した灰分(フライアッシュともいう)は伝熱
管の伝熱特性を著しく低下させると共に伝熱管を摩耗、
減肉するアッシュエロージョン現象が生ずることは良く
知られている。特にアッシュエロージョンハ主にボイラ
壁面付近において燃料ガスが集中、偏流してガス流速が
高くなる一次過熱器や節炭器の部位で特に問題となる。
Heavy oil, coal In boilers that use a mixture of heavy oil and coal as fuel, impurities in the fuel, such as S, ■, and Na, produce ash when burned, and this ash is particularly concentrated in superheating tubes and reheater transfers. It adheres and accumulates thickly on the outer surface of heat pipes. This accumulated ash (also called fly ash) significantly reduces the heat transfer characteristics of the heat transfer tube and causes wear and tear on the heat transfer tube.
It is well known that ash erosion phenomenon, which causes thinning, occurs. In particular, ash erosion becomes a problem in primary superheaters and energy savers where the fuel gas concentrates and flows unevenly near the boiler wall, resulting in a high gas flow rate.

このように伝熱管に付着した灰を定期的に除去すること
によって、灰が厚く付着することを抑制している。
By periodically removing the ash adhering to the heat exchanger tubes in this way, thick adhesion of ash is suppressed.

従来、この灰分を除去する一つの方法としては、第1図
(二示すように、ボイラ1内に収納されている二次過熱
器出口へツタ2側の二次過熱器出口コイル3と二次過熱
器中間コイル4との間、または二次過熱器中間コイル4
と二次過熱器入口コイル5との間にそれぞれスートプロ
ア68〜6dを設置して高圧蒸気を噴出させている。こ
の方法では、スートプロア6a〜6dからの高圧蒸気に
よシ伝熱器コイル3,4.5の表面に付着する灰を効果
的に除去することができる。
Conventionally, one method for removing this ash is to connect the secondary superheater outlet coil 3 on the ivy 2 side to the secondary superheater outlet housed in the boiler 1, as shown in Figure 1 (2). Between the superheater intermediate coil 4 or the secondary superheater intermediate coil 4
Soot blowers 68 to 6d are installed between the coil and the secondary superheater inlet coil 5, respectively, to blow out high-pressure steam. In this method, the ash adhering to the surfaces of the heat transfer coils 3, 4.5 can be effectively removed by the high pressure steam from the soot blowers 6a to 6d.

しかし、スートプロア6a〜6dから噴出する蒸気には
燃料ガス中の灰が含まれているので、噴出蒸気が伝熱管
の外衣面に直撃する。たとえば二次過熱器出口コイル3
の穀下段における伝熱管7や二次過熱器中間コイル4の
最下段における伝熱管?では灰を含む噴出蒸気による摩
耗が生じ、さらにはなはだしい場合には年間の減肉量は
1晴以上に達する例もある。
However, since the steam ejected from the soot propellers 6a to 6d contains ash in the fuel gas, the ejected steam directly hits the jacket surface of the heat transfer tube. For example, secondary superheater outlet coil 3
The heat exchanger tube 7 in the lower stage of the grain or the heat exchanger tube in the lowest stage of the secondary superheater intermediate coil 4? In this case, wear occurs due to the ejected steam containing ash, and in severe cases, the annual amount of wall loss can reach more than one day.

したがって、噴出蒸気が直撃する伝熱管7.8において
は、摩耗を防止する対策が必要である。
Therefore, it is necessary to take measures to prevent wear on the heat exchanger tubes 7.8 that are directly hit by the ejected steam.

このような灰を含んだ噴出蒸気による伝熱管の摩耗を防
止する方法としては、噴出蒸気が直撃する伝熱管7,8
の表面に耐摩耗性に優れた純クロムやアルミナ等の酸化
物系セラミックスを溶射する方法がある、 しかし、この従来の方法では伝熱管の外表面の温度が5
00℃を超えると、ffi相伝熱管と溶射層の熱膨張差
が大きくなるため、ボイラの起動−停止に伴う温度変化
によって溶射fMが容易にはく離するおそれがある。そ
こで、過熱器あるいは再熱器伝熱管にこの方法を適用す
る場合には溶射方法の改善ならびに後熱処理等の点を解
決する必要がある。更に、この方法は接着性を良好にす
るために母材をブラスト処理する必要があシ、現地で作
業するのに不向きであるという欠点をも有している。
As a method for preventing wear of the heat exchanger tubes due to such blown steam containing ash, there is a method to prevent heat exchanger tubes 7 and 8 that are directly hit by the blown steam.
There is a method of thermally spraying oxide-based ceramics such as pure chromium or alumina, which have excellent wear resistance, on the surface of the heat exchanger tube. However, with this conventional method, the temperature of the outer surface of the heat exchanger tube is
If the temperature exceeds 00° C., the difference in thermal expansion between the ffi phase heat exchanger tube and the sprayed layer becomes large, so there is a risk that the sprayed fM may easily peel off due to temperature changes associated with starting and stopping the boiler. Therefore, when applying this method to a superheater or reheater heat exchanger tube, it is necessary to improve the thermal spraying method and solve problems such as post-heat treatment. Furthermore, this method has the disadvantage that it is necessary to blast the base material to improve adhesion, making it unsuitable for on-site work.

また、伝熱管の摩耗を防止する他の方法としては、伝熱
管の外層を耐摩耗性の優れた金属材料たとえば25チク
ロム−20チニツケル(JISSUS310S等)とし
、伝熱管の内層を通常の伝熱管材料あるいは必要に応じ
て高温強度の優れた材料とする二重管構造にするもので
ある。この二重管構造の伝熱管は非常に高価であると共
に、多量に使用するのでボイラ全体に占める材料費が著
しく高くなるという問題点がある。
Another method for preventing wear of heat exchanger tubes is to make the outer layer of the heat exchanger tube a metal material with excellent wear resistance, such as 25% trichromium-20tinite (JISSUS 310S, etc.), and make the inner layer of the heat exchanger tube a normal heat exchanger tube material. Alternatively, if necessary, it may have a double-tube structure made of a material with excellent high-temperature strength. This heat exchanger tube having a double tube structure is very expensive, and since it is used in large quantities, there is a problem in that the material cost for the entire boiler becomes extremely high.

上述した方法に比べて、比較的安価で且つ噴出蒸気によ
る摩耗あるいはアッシュエロージョンを確実に防止する
方法としては、伝熱管の外側に耐摩耗性の優れた材料か
らなるプロテクタを設置する方法がある。
Compared to the above-mentioned method, a method that is relatively inexpensive and reliably prevents wear caused by ejected steam or ash erosion is a method of installing a protector made of a material with excellent wear resistance on the outside of the heat transfer tube.

第2図は伝熱管にプロテクタを設置した従来構造の一例
を示す説明斜視図である。すなわち、この伝熱管プロテ
クタ構造は、I買出蒸気が直撃する伝熱管9の外表面を
緩うようにプロテクタ10を設置したものである。この
例において、プロテクタ10は半円筒状の保持治具11
の両端に溶接12によって保持されていると共に、プロ
テクタ10の一端は溶接13により移動しないように固
定されている。この保持治具11はプロテクタ10を&
ifると共に、プロテクタ10の熱膨張によって伝熱管
の表面に摺動自在に構成されている。
FIG. 2 is an explanatory perspective view showing an example of a conventional structure in which a protector is installed on a heat exchanger tube. That is, in this heat exchanger tube protector structure, the protector 10 is installed so as to be loose on the outer surface of the heat exchanger tube 9, which is directly hit by the I-purchased steam. In this example, the protector 10 is a semi-cylindrical holding jig 11.
The protector 10 is held at both ends by welds 12, and one end of the protector 10 is fixed by welds 13 so as not to move. This holding jig 11 holds the protector 10 &
The protector 10 is configured to be slidable on the surface of the heat exchanger tube by thermal expansion of the protector 10.

従来のプロテクタ10の材質としては耐摩耗性および耐
高温酸化性にも優れているS OS 31.0等が広く
用いられている。
As a material for the conventional protector 10, SOS 31.0 and the like, which are excellent in wear resistance and high temperature oxidation resistance, are widely used.

ところが、従来の伝熱管プロテクタ構造は次のような問
題点がある。
However, the conventional heat exchanger tube protector structure has the following problems.

第一の問題点としては、第3図に示すように温度変化に
よる熱膨張差によって伝熱管9とプーフ゛クタ10との
間に隙間が生じるため、燃料灰分14が浸入、堆積する
と共(二伝熱管の熱吸収を著しく低下させる。
The first problem is that, as shown in Fig. 3, a gap is created between the heat exchanger tube 9 and the poufector 10 due to the difference in thermal expansion due to temperature changes, so fuel ash 14 infiltrates and accumulates (the two heat exchanger tubes significantly reduces the heat absorption of

堆積した燃料灰分14はプロテクタ10で把持されて噴
出蒸気では除去されなくなることがある。
The accumulated fuel ash 14 may be caught by the protector 10 and cannot be removed by the ejected steam.

伝熱管9は管内に流れる蒸気によって冷却されるため、
伝熱管9の外表面温度は隙間に堆積した灰の融点以下に
保たれる。そのため、伝熱管9は高温腐食にさらされる
おそれがない。一方、伝熱管9に対面するプロテクタ1
0の内表面では、第3図に示す如く、高温の燃料ガスに
さらされるため、800℃の高温となり、隙間に堆積し
た燃料灰分14が溶融し、プロテクタ10は著しく腐食
される。このように著しく腐食が進行すると、プロテク
タ10は溶損してプロテクタとしての役目を果さなくな
る。なお、プロテクタ10の外表面では噴出蒸気によっ
て灰が取シ除けられるので高温腐食の問題はない。
Since the heat exchanger tube 9 is cooled by the steam flowing inside the tube,
The outer surface temperature of the heat exchanger tube 9 is kept below the melting point of the ash deposited in the gap. Therefore, there is no risk that the heat exchanger tubes 9 will be exposed to high temperature corrosion. On the other hand, the protector 1 facing the heat exchanger tube 9
As shown in FIG. 3, the inner surface of the protector 10 is exposed to high-temperature fuel gas, reaching a high temperature of 800° C., melting the fuel ash 14 deposited in the gaps, and causing significant corrosion of the protector 10. If the corrosion progresses significantly in this manner, the protector 10 will be eroded and will no longer function as a protector. Incidentally, since the ash is removed from the outer surface of the protector 10 by the jetted steam, there is no problem of high-temperature corrosion.

第2の問題としては、ボイラの運動中に伝熱管9よシプ
ロプクタ10の温度がかなシ高くなり、熱膨張差によっ
て伝熱管9とプロテクタ10の溶接部13に応力が果申
し、熱疲労によυき裂が発生ずる。そのため、プロテク
タ10が伝熱管9から脱落するおそれがある。
The second problem is that during boiler operation, the temperatures of the heat exchanger tubes 9 and the protector 10 become extremely high, and stress is exerted on the welded part 13 between the heat exchanger tubes 9 and the protector 10 due to the difference in thermal expansion, resulting in thermal fatigue. υ cracks occur. Therefore, there is a possibility that the protector 10 may fall off from the heat exchanger tube 9.

以上のような問題点を解決するためには灰を含む噴出蒸
気に対する耐摩耗性および燃料灰分に対する耐腐食性特
に耐アッシュエロージヨン性の両方に侵れた材料からプ
ロテクタ10を形成すると共に、溶接構造をさける必要
がある。
In order to solve the above problems, the protector 10 is formed from a material that has both wear resistance against ejected steam containing ash and corrosion resistance against fuel ash, especially ash erosion resistance, and it is also welded. It is necessary to avoid structure.

このような要求を満たす44料としては、アルミナ、炭
化けい素等のセラミックスが考えられる。
Ceramics such as alumina and silicon carbide can be considered as materials that meet such requirements.

しかしながら、セラミックスでは高温1溪食に優れてい
る反面、8mに弱いため、プロテクタ素材としては不適
当であるという問題点がおった。
However, although ceramics are excellent at high temperature corrosion in one direction, they are weak at 8 m, making them unsuitable as protector materials.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、ボイラ伝熱管に悪い影響を及tホすス
ートプロアからの噴出蒸気による伝熱管の摩耗および燃
焼灰(二よる高温腐食時にアッシュエロージョンよシ伝
熱管の減肉を防止するのに好適な伝熱管プロテクタ構造
体を提供するにある。
The purpose of the present invention is to prevent ash erosion and thinning of heat exchanger tubes during high-temperature corrosion caused by combustion ash and abrasion of heat exchanger tubes due to steam ejected from the soot blower, which has a negative effect on boiler heat exchanger tubes. An object of the present invention is to provide a suitable heat exchanger tube protector structure.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の要旨とするところは、ボイラ伝熱管の外表面に
プロテクタを設けた伝熱管プロテクタ構造において、5
US3708等の筒クロム系ステンレスへ1アルミニウ
ム、アルミ系合金、銅または銅系合金からなるプロテク
タの伝熱管に対面する内表面又は外表面に高クロム質合
金または酸化ジルコニウム等のセラミックスの溶射層を
設けたことを特徴とする伝熱管プロテクタ構造である。
The gist of the present invention is to provide a heat exchanger tube protector structure in which a protector is provided on the outer surface of a boiler heat exchanger tube.
For cylindrical chromium-based stainless steel such as US3708, 1. A sprayed layer of high chromium alloy or ceramics such as zirconium oxide is provided on the inner or outer surface facing the heat transfer tube of the protector made of aluminum, aluminum alloy, copper, or copper alloy. This is a heat exchanger tube protector structure characterized by:

本発明における米追士己プロテクタは保持治具を介して
伝熱管に摺動自在に取シ付けられた構造を有している。
The rice protector according to the present invention has a structure in which it is slidably attached to the heat exchanger tube via a holding jig.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第4図は本発明に係る伝熱庁プロテクタ構造における伝
熱Uにプロテクタを取り付けた状態を示す斜視図、第5
図は伝熱管プロテクタ構造の縦断面図である。15はボ
イラに収納されている伝熱・aでおって、伝熱管15の
外表面には保持治具16〜18を介してプロテクタ19
が5.・戸・り自在に取シ付けられている。保持治具1
6,17はプロテクタ19の両端を係止するように伝イ
へρに固定されている。この実施例では保持冶具16,
17としてラグ方式を採用している。さらに、プロテク
タ19の中央部は保持治具18ずなわち、半円¥tJ猿
によって保持されている。この半同尚環からなる保持治
具18は、両端をプロテクタ19の両側縁に溶接部13
によって連結されている。このように伝熱管に対面して
保持されるプロテクタ19の内表面には耐高温腐食性に
優れたズ才将による溶射j?420が被覆されている。
FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the protector is attached to the heat transfer U in the heat transfer chamber protector structure according to the present invention;
The figure is a longitudinal sectional view of the heat exchanger tube protector structure. 15 is a heat transfer tube a housed in the boiler, and a protector 19 is attached to the outer surface of the heat transfer tube 15 via holding jigs 16 to 18.
5.・The door can be attached freely. Holding jig 1
6 and 17 are fixed to the transmission line ρ so as to lock both ends of the protector 19. In this embodiment, the holding jig 16,
17, a lag method is adopted. Further, the center portion of the protector 19 is held by a holding jig 18, that is, a semicircular portion. The holding jig 18 consisting of a semi-conforming ring has both ends attached to the welded portions 13 on both sides of the protector 19.
connected by. The inner surface of the protector 19, which is held facing the heat transfer tube in this way, is thermally sprayed by a professional engineer with excellent high-temperature corrosion resistance. 420 is coated.

また、プロテクタ19の材質としてはgt賑化性、向f
 jf/=耗性の両面に侵れた5US310S等の1t
;、クロム7テンレ′ス鋼あるいはアルミ系又は銅系合
金を使用するのが好ましい。またプロテクタ19の内面
に被覆した溶射層の利料としては耐食性に後れた50チ
クロム50チニツケル等の高クロム負の合金域、又は酸
化ジルコニウム等のセラミックを用いればよい。この溶
射層20は伝熱管15に対面するプロテクタ19の内面
側に設けられているので、ボイラの起動−停止時の温度
変化によってプロテクタ19からはく離しても、伝熱管
15とプロテクタ19との隙間から脱落することがない
。そのため、溶射層2゜がプロテクタ19の内表面を更
に保護しているので、プロテクタ19と伝熱管15の隙
間に侵入した燃焼灰分14に対して長期間にわたって優
れた防食効果が期待できる。なお、溶射層2oの厚さは
耐はく離を考慮して1m程度とするのが良い。
In addition, the material of the protector 19 is
jf/= 1t of 5US310S etc. which has suffered from wear and tear on both sides
Preferably, chromium 7 stainless steel or aluminum or copper alloys are used. The sprayed layer coated on the inner surface of the protector 19 may be made of a high chromium negative alloy such as 50 chromium or 50 chromium, which has poor corrosion resistance, or a ceramic such as zirconium oxide. Since the sprayed layer 20 is provided on the inner surface of the protector 19 facing the heat exchanger tubes 15, even if it is peeled off from the protector 19 due to temperature changes during startup and shutdown of the boiler, there will be a gap between the heat exchanger tubes 15 and the protector 19. It will not fall off. Therefore, since the sprayed layer 2° further protects the inner surface of the protector 19, an excellent anti-corrosion effect can be expected over a long period of time against the combustion ash 14 that has entered the gap between the protector 19 and the heat transfer tube 15. Note that the thickness of the sprayed layer 2o is preferably about 1 m in consideration of peeling resistance.

プロテクタ19の伝熱管15への取シ付は方法は図に示
す如く両ラグ16.17の間に遊嵌した状態で保持され
ているため、プロテクタ19の両端が拘束されず温度変
化に伴い自由熱膨張し、膨張応力はプロテクタ19自身
に吸収されるようになる。従来の溶接(二よる方法で問
題となっていたプロテクタの脱落の問題は全く生じない
。さらにプロテクタ19の移動も防止できる。このこと
を効果的に行なうためにはプロテクタ19の端部とラグ
16.17の間隔を適当な大きさにする必要がある。例
えは材質が5US310Sで長さが1m程度のプロテク
タの場合はラグ16.17とプロテクタ19端部の間隔
は2〜3翻とするのが良い。一方、ラグ16.17と伝
熱管15の接合は溶接によって行なわれているが、この
溶接13はラグ16.17の全周に渡って行なっても良
いし、部分的に数ケ所溶接するだけでも良い。なお、ラ
グ16.17は伝熱管15に溶接によって固着されてい
るためラグ内側のメタル温間は伝熱管15とほぼ同等で
ある。そのため、隙間に侵入した燃焼灰分によるラグの
腐食は軽微であるので、ラグの材質はプロテクタと同等
のもので良い。
The protector 19 is attached to the heat transfer tube 15 by loosely fitting it between both lugs 16 and 17 as shown in the figure, so both ends of the protector 19 are not constrained and can be freely adjusted as the temperature changes. Thermal expansion occurs, and the expansion stress is absorbed by the protector 19 itself. The problem of the protector falling off, which was a problem with the conventional welding method, does not occur at all.Furthermore, it is possible to prevent the protector 19 from moving.In order to do this effectively, the edges of the protector 19 and the lug 16 must be It is necessary to set the interval between lugs 16 and 17 to an appropriate size.For example, in the case of a protector made of 5US310S and about 1 m in length, the interval between lug 16 and 17 and the end of protector 19 should be 2 to 3 times. On the other hand, the lugs 16, 17 and the heat exchanger tubes 15 are joined by welding, but this welding 13 may be done over the entire circumference of the lugs 16, 17, or by welding in several parts. However, since the lugs 16 and 17 are fixed to the heat exchanger tube 15 by welding, the metal warmth inside the lugs is almost the same as that of the heat exchanger tube 15. Therefore, the lugs may be damaged by the combustion ash that has entered the gap. Since corrosion is slight, the material of the lug should be the same as that of the protector.

第6図及び第7図はプロテクタを半円筒保持材を介して
伝熱管に保持する実施例を示す斜視図及び縦断面図であ
る。この伝熱管プロテクタ構造体は伝熱管と同心でかつ
大径の半円筒保持材213〜21cの開口両端をプロテ
′クタの側線に溶接してプロテクタ19を保持し、さら
にグロテクタエ9の両端側にはストッパー222,22
bが離間して固定されている。この場合、プロテクタの
内面側に耐食性の優れた材料の溶射層が設けであるのは
上記の例と同一であるが、伝熱管15へのプロテクタ1
9の取付けを半円筒保持材21a〜21bで行なってお
り、プロテクタ19の移動は伝熱管15に溶接付けした
ストッパ22a、22bで防止している。本実施例では
保持材218〜21Cはプロテクタ19の両端及び中央
部に溶接付けされているが、保持材の取り付は数はプロ
テクタの長さや伝熱管の振動の度合によって両端のみと
しても良いし、中央部のみでも良い。
FIGS. 6 and 7 are a perspective view and a longitudinal sectional view showing an embodiment in which a protector is held on a heat exchanger tube via a semi-cylindrical holding member. This heat exchanger tube protector structure holds the protector 19 by welding both open ends of large-diameter semi-cylindrical holding members 213 to 21c, which are concentric with the heat exchanger tube and have a large diameter, to the side lines of the protector. Stopper 222, 22
b are fixed apart from each other. In this case, the inner surface of the protector is provided with a thermally sprayed layer of a material with excellent corrosion resistance, as in the above example, but the protector 1 on the heat exchanger tube 15 is
9 is attached using semi-cylindrical holding members 21a to 21b, and movement of the protector 19 is prevented by stoppers 22a and 22b welded to the heat transfer tube 15. In this embodiment, the retainers 218 to 21C are welded to both ends and the center of the protector 19, but the number of retainers may be attached only to both ends depending on the length of the protector and the degree of vibration of the heat exchanger tube. , only the central part may be used.

第8図は本発明の他の実施例を示す縦断面図であって、
プロテクタ19の内表面に溶射層20ヲ設け、さらに、
その上面に耐熱性、耐食性に優れたセラミックプレート
23を高温接着剤で取付け、プロテクタ19と伝熱管1
5の間に隙間ができないようにした伝熱管プロテクタ構
造体を示したものである。この伝熱管プロテクタ構造体
は、非常に腐食性の強い燃焼灰が形成され、少量の灰が
侵入しただけで腐食が著しく進行するような環境下で使
用される場合に、きわめて有効なものである。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the present invention,
A sprayed layer 20 is provided on the inner surface of the protector 19, and further,
A ceramic plate 23 with excellent heat resistance and corrosion resistance is attached to the top surface with high temperature adhesive, and a protector 19 and a heat exchanger tube 1 are attached.
5 shows a heat exchanger tube protector structure in which no gap is formed between the heat exchanger tubes. This heat exchanger tube protector structure is extremely effective when used in environments where extremely corrosive combustion ash is formed, and even a small amount of ash intrusion can cause significant corrosion. .

セラミックグレート23の材質としては、プロテクタ内
表面のメタル温度を下げ腐食速度を低減するためにも熱
伝導性の良い炭化けい素や窒化ボロン等を使用するのが
好ましい。
As the material for the ceramic grating 23, it is preferable to use silicon carbide, boron nitride, etc., which have good thermal conductivity, in order to lower the metal temperature on the inner surface of the protector and reduce the corrosion rate.

第9図も本発明の他の実施例を示す縦断面図であって第
5図で示しだラグ16,17の内面に適当なテーバを設
け、ラグ16.17とプロテクタ19の間にくさび24
を圧入れ、プロテクタ19の振動を防止するようにした
ものである。噴出蒸気の流速が速く、プロテクタの振動
が激しくなる環境下で使用する場合にきわめて有効な構
造である。なお、くさび24は侵入した灰による影響を
うけないので、プロテクタ19と同じ材質で良い。
FIG. 9 is also a longitudinal sectional view showing another embodiment of the invention, in which the inner surfaces of the lugs 16, 17 shown in FIG.
is press-fitted to prevent the protector 19 from vibrating. This structure is extremely effective when used in environments where the flow rate of ejected steam is high and the protector vibrates violently. Note that the wedge 24 may be made of the same material as the protector 19 because it is not affected by the intruding ash.

同様な考え方で第5図及び′dJJ7図の保持治具16
〜18と伝熱管との間にクサビを入れて保持治具とクサ
ビとを溶接で固定する方法も好ましい。
Using the same concept, the holding jig 16 shown in Fig. 5 and 'dJJ7
It is also preferable to insert a wedge between the holding jig and the heat exchanger tube and fix the holding jig and the wedge by welding.

第10図は本発明の他の実施例を示した斜視図であって
、プロテクタ19を伝熱管15に摺動自在に取り付ける
方法は第6図に示したものと同様であり、特にプロテク
タ19の外表面に耐アツシュエロ〜ジョン性に優れた金
属又はセラミックスからなる溶射層20を設けた点に特
徴と有する。
FIG. 10 is a perspective view showing another embodiment of the present invention, and the method for slidably attaching the protector 19 to the heat transfer tube 15 is the same as that shown in FIG. The present invention is characterized in that a thermal spray layer 20 made of metal or ceramics having excellent corrosion resistance is provided on the outer surface.

このような伝熱管プロテクタ構造体においては、プロテ
クタ19を熱伝導性の良いアルミニウム、アルミ系合金
あるいは銅、銅系合金から形成される場合に耐アッシュ
エロージョンを向上させるのに有効である。
In such a heat exchanger tube protector structure, it is effective to improve the ash erosion resistance when the protector 19 is made of aluminum, an aluminum alloy, copper, or a copper alloy with good thermal conductivity.

ここで、プロテクタの材質をアルミ系又は銅系としたの
は、これらの材料は通常のプロテクタ材料であるオース
テナイト系ステンレス鋼に比べて10倍以上の熱伝導率
を有しておシ、伝熱管の熱伝導性はプロテクタ取付けに
よシ何ら低下することはないからである。その他のメリ
ットとしてはこれらの材料は延性にも富んでいるため、
伝熱管とプロテクタの間に生じる空隙も、取付は後、・
・、ンマー等で整形することによって極力少なくするこ
とができる、すなわち密着性を増加させることができる
点である。一方、耐摩耗性の点からはこれらの材料は通
常の伝導管材料である炭素鋼や低合金鋼に比べても悪い
ため、その外表面には耐摩耗性に優れた高クロム質の金
属又は酸化アルミニウムや酸化ジルコニウム等のセラミ
ックス材料からなる溶射層を設けている。この場合、ア
ルミ系や銅系の材料は軟質であるため、表面処理が容易
で、極めて良好なアンカパターンが得られるので、酌射
層の接着性は通常の鋼をθネオとした場合よpも極めて
高くなるという特長がある。
The reason why the protector is made of aluminum or copper is that these materials have thermal conductivity more than 10 times that of austenitic stainless steel, which is the usual protector material. This is because the thermal conductivity of the protector does not decrease in any way by attaching the protector. Another advantage is that these materials are also highly ductile.
The gap that occurs between the heat exchanger tube and the protector can be removed after installation.
・It is possible to reduce the amount as much as possible by shaping it with a marker or the like, that is, the adhesion can be increased. On the other hand, in terms of wear resistance, these materials are worse than carbon steel and low-alloy steel, which are normal conductor pipe materials, so their outer surface is coated with high-chromium metal or high-chromium metal with excellent wear resistance. A sprayed layer made of ceramic material such as aluminum oxide or zirconium oxide is provided. In this case, since aluminum and copper materials are soft, surface treatment is easy and an extremely good anchor pattern can be obtained, so the adhesion of the irradiation layer is better than when ordinary steel is used as θ neo. It also has the characteristic of being extremely high.

第11図は第10図のA−A線断面図であって、燃料ガ
ス側のプロテクタ19の外表面全体に溶射層20を設け
た例である。このような伝熱管プロテクタ構造体におい
ては、第12図に示すようにアッシュエロージョンの特
性に応じて外表面の一部分に溶射層を形成するのも適宜
である。
FIG. 11 is a sectional view taken along the line A-A in FIG. 10, and is an example in which a thermal spray layer 20 is provided on the entire outer surface of the protector 19 on the fuel gas side. In such a heat exchanger tube protector structure, it is appropriate to form a thermal spray layer on a portion of the outer surface depending on the characteristics of ash erosion, as shown in FIG.

第13図はすでにアツシュエロージョンニヨル減肉を生
じている伝熱管に本発明による伝熱管プロテクタ構造体
を取り付ける一例を示している。
FIG. 13 shows an example in which a heat exchanger tube protector structure according to the present invention is attached to a heat exchanger tube that has already experienced buildup erosion and thinning.

この実施例によれば、プロテクタ19が延性に富んでい
るため、プロテクタ19を伝熱管15に取シ付けた後、
アッシュエロージョンでょシ侵食された部25の外形に
応じてハンマ等でプロテクタ19を整形することによっ
て伝熱管15とプロテクタ19の間の空隙を極小にする
ことができる。
According to this embodiment, since the protector 19 is highly ductile, after the protector 19 is attached to the heat exchanger tube 15,
By shaping the protector 19 with a hammer or the like according to the outer shape of the portion 25 eroded by ash erosion, the gap between the heat transfer tube 15 and the protector 19 can be minimized.

そのため、現地における伝熱管を補修する場合に特に有
効である。
Therefore, it is particularly effective when repairing heat exchanger tubes on-site.

々お、本プロテクタの使用限界温度であるが、アルミ系
の場合で約500℃、銅系の場合で約800℃程度と、
オーステナイト系ステンレス鋼に比べて低温域でしか使
用できガいが、通常、アッシュエロージョンが問題とな
る一次過熱器や節炭器のガス温度は600℃以下である
ため、十分使用可能で耐熱性の点では特に問題になるこ
とはない。
The operating temperature limit of this protector is approximately 500℃ for aluminum-based and approximately 800℃ for copper-based.
Compared to austenitic stainless steel, it can only be used in a low temperature range, but since the gas temperature in the primary superheater and economizer, where ash erosion is usually a problem, is 600℃ or less, it is fully usable and heat resistant. There is no particular problem in this respect.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば燃焼灰の
侵入によるプロテクタ内面側の高温腐食特にアッシュエ
ロージョンを防止することができると共に、更に使用中
のプロテクタの脱落、の0題もなくスートブロアからの
噴出蒸気による伝熱管の摩耗を長期間に安定して防止す
ることができ、その工業的価値は極めて大きいものがあ
る。
As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to prevent high-temperature corrosion, especially ash erosion, on the inner surface of the protector due to the intrusion of combustion ash, and there is no problem of the protector falling off during use, and the soot blower can be removed from the soot blower. It is possible to stably prevent wear of the heat transfer tubes due to the ejected steam over a long period of time, and its industrial value is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はボイラの過熱器の構造図、第2図は従来の伝熱
管へのプロテクタの取付は実施例を示す斜視図、第3図
は実機での腐食の状況を示した横断面図、第4図は本発
明になるプロテクタの取付は実施例を示す斜視図、第5
図は本発明になるプロテクタの取付は実施例を示す縦断
面図、第6図は本発明になる他の実施例を示す斜視図、
第7図は本発明になる他の実施例を示す縦断面図、第8
図も本発明になる他の実施例を示す縦断面図、第9図は
本発明の他の実施例を示す縦断面図、第10図〜第13
図は本発明におけるプロテクタの外表面に溶射層を形成
した例を示す説明図である。 13・・・溶接部、15・・・伝熱管、16〜18・・
・保持治具、19・・・プロテクタ、20・・・溶射層
。 代理人 鵜 沼 辰 之 第1図 第2図 第3図 第4図 第6図 第7図 第8図 5 第9図 5 第10図 第11図 第12図 第13図
Fig. 1 is a structural diagram of a boiler superheater, Fig. 2 is a perspective view showing an example of attaching a protector to a conventional heat transfer tube, and Fig. 3 is a cross-sectional view showing the state of corrosion in an actual machine. Fig. 4 is a perspective view showing an embodiment of the mounting of the protector according to the present invention;
The figure is a vertical sectional view showing an embodiment of the mounting of the protector according to the present invention, and FIG. 6 is a perspective view showing another embodiment according to the present invention.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the present invention;
The figures are also longitudinal cross-sectional views showing other embodiments of the present invention, FIG. 9 is a longitudinal cross-sectional view showing other embodiments of the present invention, and FIGS.
The figure is an explanatory diagram showing an example in which a thermal spray layer is formed on the outer surface of the protector according to the present invention. 13... Welded part, 15... Heat exchanger tube, 16-18...
- Holding jig, 19... protector, 20... thermal spray layer. Agent Tatsuyuki Unuma Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 5 Figure 9 5 Figure 10 Figure 11 Figure 12 Figure 13

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) ボイラ伝熱管の外表面にプロテクタを設けた伝
熱管プロテクタ構造において、前記伝熱管に対面するプ
ロテクタの内表面に高クロム質合金または酸化ジルコニ
ウムその他のセラミックスの溶射層を形成することを特
徴とする伝熱管プロテクタ構造。
(1) A heat exchanger tube protector structure in which a protector is provided on the outer surface of a boiler heat exchanger tube, characterized in that a sprayed layer of a high chromium alloy, zirconium oxide, or other ceramic is formed on the inner surface of the protector facing the heat exchanger tube. Heat exchanger tube protector structure.
(2)伝熱管は5US310Sその他の高クロム系ステ
ンレス鋼からなることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の伝熱管プロテクタ構造。
(2) Claim 1, characterized in that the heat exchanger tube is made of 5US310S or other high chromium stainless steel.
Heat exchanger tube protector structure described in section.
(3)伝熱管はアルミニウム、アルミ系合金、銅または
銅系合金からなることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の伝熱管プロテクタ構造。
(3) Claim 1, characterized in that the heat exchanger tube is made of aluminum, aluminum alloy, copper, or copper alloy.
Heat exchanger tube protector structure described in section.
(4)特許請求の範囲第1項において、プロテクタは伝
熱管に対面する内表面にセラミックプレートを粘付して
なることを特徴とする伝熱管プロテクタ構造。
(4) A heat exchanger tube protector structure according to claim 1, characterized in that the protector has a ceramic plate adhered to the inner surface facing the heat exchanger tube.
(5)%許請求の範囲第2項において、プロテクタの保
持治具がプロテクタの両端側の伝熱管に固定したラグで
あることを特徴とする伝熱管プロテクタ構造。
(5) % Permissible The heat exchanger tube protector structure according to claim 2, wherein the retaining jig for the protector is a lug fixed to the heat exchanger tube at both ends of the protector.
(6)伝熱管に対面するプロテクタの外表面に耐アツシ
、:L x o −ジョン性に優れた金属またはセラミ
ックスからなる溶射層を設けたことを特徴とする特許請
求の範囲第1項および第3項記載の伝熱管プロテクタ構
造。
(6) The outer surface of the protector facing the heat exchanger tube is provided with a thermal sprayed layer made of metal or ceramics having excellent heat resistance and L x o -ion resistance. The heat exchanger tube protector structure described in Section 3.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63142501U (en) * 1987-02-28 1988-09-20
JPS63142504U (en) * 1987-03-04 1988-09-20
JP2013112836A (en) * 2011-11-25 2013-06-10 Dai Ichi High Frequency Co Ltd Method for producing protector for metal tube
JP2016000864A (en) * 2015-08-04 2016-01-07 第一高周波工業株式会社 Production method of protector for metal member

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