CN111902688A - 热交换装置 - Google Patents

Abstract

热交换装置具有：外壳，其俯视时的剖面形成为矩形状；框架件，其设置于外壳的外表面，保持外壳的强度；传热部，其配置于外壳的内部；多个承重梁，它们以从下方对传热部进行支承的方式设置在与所述传热部垂直的方向上；以及支承部，其从框架件的位置向外壳的内侧突出而对承重梁的端部进行支承，承重梁的端部和支承部通过在约束了承重梁的轴向移动的状态下进行支承的固定部而被固定，外壳的内表面、支承部以及固定部通过隔热件而被隔热。

Description

热交换装置

技术领域

本发明涉及用于废热回收等的立式的热交换装置。

背景技术

以往，具有利用来自燃气轮机(gas turbine)的废气等的废热的立式热交换装置(以下，也简称为“热交换装置”)。作为热交换装置，例如具有燃气轮机的废热回收锅炉(boiler)等。在这样的热交换装置中，例如，在热交换装置的入口，600℃左右的温度的废气在热交换装置内被热回收并作为100℃左右的废气向大气放出。

图9是示出现有的立式热交换装置中的传热部支承构造120的纵剖视图。热交换装置的外壳(casing)111通过设置于外侧的强度部件的框架(frame)件112而保持规定的强度。由于高温的废气G通过外壳111的内部，因此在内表面侧被施工有隔热件140。由此，外壳111的外表面接近外部空气温度。

另一方面，在外壳111的内部对传热部150进行支承的承重梁117被设置于框架件112的位置的支承台122支承。承重梁117的中央部与通过外壳111的内部的高温的废气直接接触，因此温度变得非常高。但是，承重梁117的被支承台122支承的两端部接近外部气温。因此，在以往的构思中，使承重梁117以不会将由热伸长产生的应力传递给框架件112的构造被支承。

作为该构造，具有如下的滑动构造160：承重梁117与支承台122的接合部的一方(图的右端部)被固定，另一方(图的左端部)不被固定而使承重梁117的端部在支承台122的上表面滑动(slide)。承重梁117的右端部通过螺栓(bolt)而固定于支承台122。在承重梁117的左端部的滑动构造160中，以从支承台122对承重梁117的两侧面进行引导的方式设置引导(guide)壁161，即使承重梁117产生热伸长，也通过端部在支承台122的上表面沿着引导壁161滑动来吸收热伸长。因此，利用滑动构造160来吸收两者的热延伸差，热应力不会经由支承台122而传递到框架件112。

另外，作为这种现有技术，作为锅炉设备中的管道(duct)内的托架(brace)构造，具有如下的滑动机构：将用于连结被分割为两个的托架的连接件通过销(pin)固定于一个托架，并在另一个托架上通过销安装在沿轴向延伸的长孔中(例如，参照专利文献1)。在该托架构造中，通过使销沿着长孔滑动来缓和因热伸长而在托架上产生的压缩力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-218324号公报

发明内容

发明要解决的课题

另外，如上所述，在传热部支承构造120中，如果使承重梁117与支承台122的接合部为滑动构造160，则由热伸长产生的应力不会从接合部传递到支承台122。因此，如图10的(A)所示的水平剖面的弯曲力矩图所示，在传热部支承构造120中，由热伸长产生的弯曲力矩不作用于外壳111和框架件112。

另一方面，在外壳111和框架件112上作用有与由热伸长产生的应力不同的在内部流动的废气G的内压。在上述传热部支承构造120中，由于中间的承重梁117为滑动构造，因此外壳111的框架件112的长边方向作为全长的梁而承受内压较大的力矩(moment)。例如，在长跨度(span)的框架件112的情况下，由于内压而作用有向外推出的较大的弯曲力矩。因此，如图10的(B)的弯曲力矩图所示，在传热部支承构造120中，由内压产生的较大的弯曲力矩作用于外壳111和框架件112。在该例的情况下，最大的弯曲力矩M1作用于外壳111的长边方向的部分。

因此，在以往的热交换装置中，采用了使用大型的框架件112的构造，使得即使作用有由内压产生的较大的弯曲力矩M1，也能够保持外壳111的框架件112的强度。该大型的框架件112例如使用组合槽钢(built-up channel)件等。在与图10所示的弯曲力矩图对应的图9所示的例子中，沿横向延伸的框架件112变大，与沿纵向延伸的框架件112相比为两倍的大小。但是，当采用了使用大型的框架件112的构造时，外壳111的框架件112的钢架重量和焊接量变多。因此，由于材料的重量增加和作业量的增加，在热交换装置的制造中需要大量的劳力和费用。

用于解决课题的手段

因此，本发明人针对上述课题，从热力学和结构力学这两方面对热交换装置的传热部支承构造进行了深入研究。而且，着眼于由承重梁的热伸长量产生的弯曲力矩比根据废气的内压所产生的变形量而作用于框架的弯曲力矩小的情况，转换以往的构思，对将承重梁与框架件的接合部从滑动构造形成为销支承构造而利用框架件来承受热伸长的情况进行验证，发明了具有与以往不同的传热部支承构造的热交换装置。

本发明的热交换装置具有：外壳，其俯视时的剖面形成为矩形状；框架件，其设置于所述外壳的外表面，保持所述外壳的强度；传热部，其配置于所述外壳的内部；多个承重梁，它们以从下方对所述传热部进行支承的方式设置在与所述传热部垂直的方向上；以及支承部，其从所述框架件的位置向所述外壳的内侧突出而对所述承重梁的端部进行支承，所述承重梁的端部和所述支承部通过在约束了所述承重梁的轴向移动的状态下进行支承的固定部而被固定，所述外壳的内表面、所述支承部以及所述固定部通过隔热件而被隔热。本说明书和技术方案中的“固定部”包含在从下方支承着承重梁的状态下约束承重梁的轴向移动的部分。

根据该结构，对传热部进行支承的承重梁通过固定部而固定在从该框架件的位置向内侧突出的支承部上。承重梁在由固定部约束了轴向移动的状态下被支承，因此由热伸长产生的轴向的移位从支承部传递到框架件而由框架件承受。即，从结构力学方面对废气沿纵向流动的外壳进行了研究，其结果为，通过以经由支承部利用框架件承受承重梁的热伸长的方式进行固定，由废气的内压产生的框架件的变形被承重梁约束。由此，发明了如下的传热部支承构造：即使在由承重梁的热伸长变形产生的弯曲力矩上加上由内压产生的弯曲力矩，也能够大幅降低作用于框架件的弯曲力矩。由此，能够使传热部支承构造小型化，能够减少外壳的框架件的钢架重量和焊接量，能够减少材料的重量并缩小作业量，能够降低用于设置热交换装置的劳力和费用。

另外，也可以为，所述支承部具有从所述框架件的位置向所述外壳的内侧突出的支承部件，所述固定部利用固定销将所述承重梁的端部固定于所述支承部件。本说明书和技术方案中的“固定销”包含固定螺栓、固定销等紧固要素。

如果这样构成，则由于利用固定销来结合承重梁的固定部和支承部的支承部件，因此能够经由支承部利用框架件来直接承受承重梁的热伸长。

另外，也可以为，在所述支承部件与所述承重梁的端部之间夹着隔热件。

如果这样构成，则能够通过隔热件进一步抑制热从承重梁的固定部向框架件侧的支承部件传递。

另外，也可以为，所述支承部具有：承重部，其从所述框架件的位置向所述外壳的内侧突出；以及卡合部，其从所述承重部向上方突出，所述固定部具有：载置部，其设置于所述承重梁的端部并载置于所述承重部；以及卡定部，其与所述卡合部卡合而约束所述承重梁的轴向移动，所述承重部与所述载置部之间和所述卡合部与所述卡定部之间通过隔热件而被隔热。

如果这样构成，则在使设置于承重梁的端部的卡定部与设置于支承部的卡合部卡合的状态下，将承重梁的载置部载置在设置于支承部的承重部上，由此能够通过支承部约束承重梁的由热伸长产生的轴向移动。从承重梁的端部向支承部的热传递能够通过设置在承重部与载置部之间和卡合部与卡定部之间的隔热件来抑制。

另外，也可以为，所述承重梁具有由所述支承部支承的纵板和与所述纵板垂直的横板，在所述承重梁的端部设置有避让部，该避让部使所述横板位于距所述隔热件规定的距离的内侧。

如果这样构成，则即使在承重梁上产生的热伸长量与在隔热件上产生的热变形量产生差异，也能够使承重梁不按压隔热件的内侧面。

另外，也可以为，所述外壳在纵向上由多个分割模块(module)构成，多个所述分割模块具有第1连结部，该第1连结部在上下方向上连结该分割模块的上部和下部。

如果这样构成，则能够容易在制造各分割模块时正确地加工出以从框架件的位置向内侧突出的方式设置的支承部的结构和以包含被固定部固定于支承部的承重梁的端部的方式设置的隔热件等的结构。只要将各分割模块搬送到设置场所并沿上下方向重叠，并且利用第1连结部将上部的分割模块和下部的分割模块连结起来，便能够容易地设置沿上下方向延伸的热交换装置。因此，能够大幅削减制造和设置立式热交换装置所需的时间和劳力。

发明效果

根据本发明，能够使热交换装置的传热部支承构造小型化，能够减少外壳和传热部支承构造的钢架重量和焊接量，能够减少材料的重量并缩小作业量，能够降低用于设置热交换装置的劳力和费用。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的热交换装置的整体主视图。

图2是示出图1所示的热交换装置的一部分的分割模块的放大主视图。

图3是示出与图2不同的例子的分割模块的放大主视图。

图4是用图2和图3所示的IV-IV线剖视图示出的第1实施方式的第1传热部支承构造的放大剖视图。

图5是图4所示的第1传热部支承构造的俯视图。

图6是示出图4所示的剖视图的第2实施方式的第2传热部支承构造的放大剖视图。

图7是图6所示的第2传热部支承构造的俯视图。

图8是示出图4所示的第1传热部支承构造和图6所示的第2传热部支承构造的水平剖面的弯曲力矩的图，图8的(A)是由于热伸长而产生的弯曲力矩图，图8的(B)是由于内压而产生的弯曲力矩图。

图9是示出现有的热交换装置的传热部支承构造的剖视图。

图10是示出图9所示的传热部支承构造的水平剖面的弯曲力矩的图，图10的(A)是由于热伸长而产生的弯曲力矩图，图10的(B)是由于内压而产生的弯曲力矩图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的实施方式中，以对来自燃气轮机的废气G进行热交换的立式热交换装置1为例进行说明。本说明书和技术方案中的上下左右方向的概念与朝向图1所示的立式热交换装置1的状态下的上下左右方向的概念一致。

(热交换装置的整体结构)

图1是一个实施方式的立式热交换装置1的整体主视图。该实施方式的立式热交换装置1在下方的右侧方设置有废气G的气体入口部2。从气体入口部2进入的高温的废气G从热交换装置1的下方向上方流动。由热交换装置1热回收的废气G从上方的气体出口部3向大气放出。

该实施方式的热交换装置1在纵向上设置有多个分割模块10。各分割模块10形成为俯视时的剖面呈矩形状的长方形状，并且上下方向开放，侧面的周围被外壳11包围。外壳11由板材形成，通过设置于其外表面的框架件12来确保强度。

在分割模块10的内部设置有作为传热部的多个传热管50(水平蛇管55)(图2～图4、图6)。高温的废气G通过外壳11的内部，由此与在传热管50(水平蛇管55)的内部流动的水或蒸汽进行热交换。在传热管50(水平蛇管55)的内部流动的水或蒸汽通过热交换而成为热水、饱和水与饱和蒸汽的混合或者过热蒸汽而被排出。饱和蒸汽或过热蒸汽例如被输送到蒸汽涡轮，或者作为加热源来使用。

(热交换单元的结构)

图2是示出图1所示的热交换装置1的一个分割模块10的放大主视图。图3是示出与图2不同的例子的分割模块10的放大主视图。图3是传热管50由水平蛇管55构成的例子，水平蛇管55以外的结构与图2相同，因此对相同的结构标注相同的标号，进行共同的说明。

通过在外壳11的外表面设置框架件12来确保分割模块10的强度。框架件12具有沿纵向延伸的纵框架件13、沿横向延伸的横框架件14以及设置于外壳11的角部的角部框架件15(例如，H型钢材)。在该例中，在矩形状的外壳11的长边方向(图的左右方向)上以规定间隔设置有四根纵框架件13。

在各分割模块10的内部横向配置有传热管50(水平蛇管55)。在该例中，由于是具有左右方向的尺寸较长的长方形状的外壳11的分割模块10，因此设置有多根从图的左端沿横向延伸至右端的较长的传热管50(水平蛇管55)。另外，图示的传热管50(水平蛇管55)示出了一部分，在各分割模块10的内部设置有规定数量的传热管50(水平蛇管55)。图2的传热管50从左下方朝向右上方倾斜地设置。图3的水平蛇管55水平地设置。

传热管50(水平蛇管55)被纵框架件13的位置处的设置于外壳11的内侧的承重梁17支承。承重梁17设置在与传热管50(水平蛇管55)垂直的方向上。在该例中，承重梁17设置于沿外壳11的长边方向以规定间隔设置的四根纵框架件13的位置，因此传热管50(水平蛇管55)被这四根承重梁17支承。另外，主视中的图示的承重梁17的位置与后述的支承部件22、32的位置相同。

另外，热交换装置1为在纵向上组合有多个分割模块10的构造(图1)。因此，在分割模块10中具有在上下方向上连结配置于上部和下部的分割模块10的第1连结部16。第1连结部16只要是连结分割模块10的上部和下部的结构即可。在该实施方式中，横框架件14兼作第1连结部16。在横框架件14上设置有沿上下方向贯通的螺栓孔(图示的垂直线)，能够在将分割模块10层叠起来的状态下通过螺栓进行连结。在图中，对螺栓孔标注第1连结部16的标号。上部和下部的横框架件14也可以通过焊接而连结。另外，在该实施方式中，设置于外壳11的内部的传热管50(水平蛇管55)具有将配置于上部和下部的分割模块10的传热管50(水平蛇管55)连结起来的第2连结部51。第2连结部51只要是能够连结传热管50(水平蛇管55)的端部的结构即可，能够使用配管的连结部件(省略图示)。另外，传热管50(水平蛇管55)也可以采用不由上下配置的分割模块10连结的结构。

如果由多个分割模块10构成热交换装置1，则能够在工厂等中高效地制造各分割模块10。然后，将各分割模块10搬送到设置场所并沿上下方向重叠配置，下部的分割模块10的传热管50(水平蛇管55)的上端部与上部的分割模块10的传热管50(水平蛇管55)的下端部由第2连结部51连结。另外，下部的分割模块10与上部的分割模块10由第1连结部16连结。由此，能够容易地设置沿上下方向延伸的热交换装置1。因此，通过由分割模块10构成立式热交换装置1，能够大幅削减制造和设置立式热交换装置1所需的时间和劳力。

(第1实施方式的传热部支承构造)

图4是用图2和图3所示的IV-IV线剖视图示出的第1实施方式的第1传热部支承构造20的放大剖视图。图5是图4所示的第1传热部支承构造20的俯视图。由于对承重梁17的两端部进行支承的构造是相同的，因此在以下的说明中仅图示一方来进行说明。

如图4所示，第1传热部支承构造20通过利用固定螺栓23将设置于承重梁17的端部的固定部21固定于作为支承部的支承部件22来约束承重梁17的轴向移动(图的左右方向移动)。在承重梁17的上部支承有传热管50(水平蛇管55)。

支承部件22设置于外壳11的设置有纵框架件13的位置。支承部件22从纵框架件13朝向外壳11的内侧突出设置。支承部件22具有纵板22a和设置于纵板22a的上下位置的横板22b。支承部件22例如能够使用H型钢。在纵板22a上沿纵向以规定的间隔设置有螺栓孔24(图5)。

另一方面，承重梁17具有纵板17a和设置于纵板17a的上下的横板17b。承重梁17例如能够使用H型钢。承重梁17的端部的固定部21具有端部纵板21a和设置于端部纵板21a的单面的上部和下部的辅助横板21b。端部纵板21a从承重梁17的中间部分的纵板17a延伸设置。端部纵板21a例如能够通过将H型钢的上部和下部的横板17b去除而形成。在端部纵板21a上以与设置于支承部件22的纵板22a的螺栓孔24相同的间隔设置有相同直径的螺栓孔25(图5)。辅助横板21b是为了保持端部纵板21a的横向上的强度而设置的。辅助横板21b从端部纵板21a的端部设置到承重梁17的中间部分的超过横板17b的端部的位置。

另外，在端部纵板21a与承重梁17的横板17b之间设置有避让部27。避让部27被设置到使横板17b距设置于外壳11的内表面的隔热件40规定的距离的内侧的位置。通过设置避让部27，即使在承重梁17上产生的热伸长量与在隔热件40上产生的热变形量产生差异，承重梁17也不会按压隔热件40的内侧面。作为隔热件40，例如能够利用使用了陶瓷纤维(ceramic fiber)和石棉(rock wool)的板状的部件。

如图5所示，根据第1传热部支承构造20，在支承部件22的纵板22a与承重梁17的端部纵板21a的接触面之间夹入有隔热件41的状态下使纵板22a和端部纵板21a对准。然后，将固定螺栓23插入到设置于支承部件22的纵板22a的螺栓孔24和设置于固定部21的端部纵板21a的螺栓孔25中，在纵板22a与螺母(nut)26的接触面之间插入隔热件41并利用螺母26进行固定。在该例中，利用固定螺栓23和螺母26对支承部件22和固定部21进行固定，但也可以由固定销(省略图示)连结。在这样的构造中，约束承重梁17的轴向移动。

而且，支承部件22和承重梁17的固定部21被隔热件40覆盖。隔热件40例如能够使用在内侧面设置有金属板的部件。在该情况下，隔热件40能够利用螺栓将金属板的部分安装于外壳11(图的双点划线)。隔热件40是在支承部件22和承重梁17的固定部21的部分中以覆盖这些部分的方式加工设置的。在该例的情况下，隔热件40的内表面仅在供固定部21的端部纵板21a和辅助横板21b贯穿插入的部分中具有缝(slit)状的开口。在这样的隔热件40的施工中，通过使热交换装置1为多个分割模块10(图2、图3)，能够在工厂等中适当地加工而施工。

根据具有这样的第1传热部支承构造20的热交换装置1，在与高温的废气G接触的承重梁17上产生的热伸长经由固定部21而被纵框架件13支承，该固定部21固定在设置于纵框架件13的内侧的支承部件22上。另外，由于承重梁17的固定部21固定于支承部件22，因此外壳11的内部的废气G的内压也由外壳11和框架件12承受。

另外，承重梁17的端部的固定部21和支承部件22被设置于外壳11的内表面的隔热件40覆盖。因此，承重梁17的固定部21和支承部件22不与高温的废气G接触，能够抑制内部的废气G的温度向外壳11热传导。而且，由于在承重梁17的固定部21与支承部件22之间夹着隔热件41，因此也能够抑制承重梁17的热从该部分向支承部件22传递的热传导量。

根据具有这样的第1传热部支承构造20的立式热交换装置1，如后述的图8所示，能够大幅减小外壳11和框架件12所支承的整体的弯曲力矩。

因此，能够使保持热交换装置1的外壳11的强度的框架件12中的特别是横框架件14小型化(将图9所示的现有的大型的横框架件112设为图4所示的小型的横框架件14)，能够减少框架件12的钢架重量和焊接量。通过减少钢架材料的重量并缩小作业量，能够减少用于设置热交换装置1的劳力和费用。例如，可以将钢架材料的重量削减40％左右。另外，外壳11的外表面涂装也可以是常温涂装，在这一点上也能够实现费用削减。

(第2实施方式的传热管支承构造)

图6是示出图4所示的剖面的第2实施方式的第2传热部支承构造30的放大剖视图。图7是图6所示的第2传热部支承构造30的俯视图。第2传热部支承构造30通过使设置于承重梁17的端部的固定部31与作为支承部的支承部件32卡定来约束承重梁17的轴向移动。在承重梁17的上部支承有传热管50(水平蛇管55)。

如图6所示，在外壳11的设置有纵框架件13的位置设置有作为支承部的支承部件32。支承部件32具有从纵框架件13的位置朝向外壳11的内侧突出设置的承重部32a。在承重部32a上，在从外壳11的内表面向内侧规定的距离的位置设置有卡合部32b。卡合部32b是从承重部32a向上方突出的两个L形状的部件，设置成在俯视时L形状为相反朝向。卡合部32b能够通过焊接或螺栓而固定于承重部32a。

另一方面，承重梁17具有纵板17a和设置于纵板17a的上下的横板17b。承重梁17例如能够使用H型钢。设置于承重梁17的端部的固定部31具有：载置部31a，其载置于承重部32a；以及卡定部31b，其与卡合部32b卡合而约束承重梁17的轴向移动。载置部31a设置在承重梁17的纵板17a所延伸的方向上。卡定部31b在载置部31a的前端部以垂直的方式设置。由载置部31a和卡定部31b形成为俯视T形状。载置部31a例如能够通过将承重梁17的端部的上部和下部的横板17b去除而形成。而且，通过利用焊接等将卡定部31b固定于载置部31a的前端部，能够形成俯视为T形状的固定部31。

另外，在载置部31a与承重梁17的横板17b之间设置有避让部37。避让部37被设置到使横板17b距设置于外壳11的内表面的隔热件40规定的距离的内侧的位置。通过设置避让部37，即使在承重梁17上产生的热伸长量与在隔热件40上产生的热变形量产生差异，承重梁17也不会按压隔热件40的内侧面。作为隔热件40，例如能够利用使用了陶瓷纤维和石棉的板状的部件。

而且，根据第2传热部支承构造30，在支承部件32的承重部32a的上表面设置有第1隔热件33。然后，如图7所示，承重梁17的固定部31从上方落入到第1隔热件33的上表面。然后，在外壳11的内表面与卡定部31b之间设置有第2隔热件34，在卡合部32b与卡定部31b和载置部31a之间设置有第3隔热件35。第2隔热件34以在外壳11的内表面与卡定部31b之间几乎没有间隙的状态设置。第3隔热件35以在卡合部32b与卡定部31b和载置部31a之间几乎没有间隙的状态设置。另外，也可以为，在承重部32a的上表面设置有第1隔热件33、第2隔热件34以及第3隔热件35之后，将承重梁17的形成为T形状的固定部31从上方嵌入。这样，第2传热部支承构造30成为使设置于承重梁17的端部的固定部31从支承部件32的上方落入的落入方式。通过这样的构造来约束承重梁17的轴向移动。

而且，支承部件32和承重梁17的固定部31被隔热件40覆盖。隔热件40例如能够使用在内侧面设置有金属板的部件。在该情况下，隔热件40能够利用螺栓将金属板的部分安装于外壳11(图的双点划线)。隔热件40是在支承部件32和承重梁17的部分中以覆盖这些部分的方式加工设置的。在该例的情况下，隔热件40的内表面具有承重梁17的剖面形状的开口。在这样的隔热件40的施工中，通过使热交换装置1为多个分割模块10(图2、图3)，能够在工厂等中适当地加工而施工。

根据具有这样的第2传热部支承构造30的热交换装置1，在与高温的废气G接触的承重梁17上产生的热伸长经由固定部31而被纵框架件13支承，该固定部31经由隔热件33～35而被设置于纵框架件13的内侧的支承部件32支承。另外，由于承重梁17的固定部31经由隔热件33～35而固定在设置于纵框架件13的内侧的支承部件32上，因此外壳11的内部的废气G的内压由纵框架件13承受。

另外，承重梁17的端部的固定部31和支承部件32被设置于外壳11的内表面的隔热件40覆盖。因此，承重梁17的固定部31和支承部件32不与高温的废气G接触，能够抑制内部的废气G的温度向外壳11热传导。

而且，在支承部件32与承重梁17的固定部31的接触面上设置隔热件33～35来约束承重梁17的轴向移动。因此，在承重梁17的固定部31与支承部件32之间也没有螺栓等紧固件，消除了金属面彼此的接触。由此，能够降低从与高温的废气G接触的承重梁17经由固定部31向外部气温侧的支承部件32传导的热传导率。

根据具有这样的第2传热部支承构造30的立式热交换装置1，与具有第1传热部支承构造20的立式热交换装置1相同，如后述的图8所示，能够大幅减小外壳11和框架件12所支承的整体的弯曲力矩。

因此，能够使保持热交换装置1的外壳11的强度的框架件12中的特别是横框架件14小型化(将图9所示的现有的大型的横框架件112设为图6所示的小型的横框架件14)，能够减少框架件12的钢架重量和焊接量。通过减少钢架材料的重量并缩小作业量，能够减少用于设置热交换装置1的劳力和费用。例如，可以将钢架材料的重量削减40％左右。另外，外壳11的外表面涂装也可以是常温涂装，在这一点上也能够实现费用削减。

(弯曲力矩的应力图)

图8是示出图4所示的第1传热部支承构造20和图6所示的第2传热部支承构造30的水平剖面(图2、图3所示的箭头VIII-VIII的剖面)的弯曲力矩的图，图8的(A)是由热伸长产生的弯曲力矩图，图8的(B)是由内压产生的弯曲力矩图。

如图8的(A)所示，对于作用于框架件12的由热伸长产生的弯曲力矩，由于承重梁17固定于支承部件22，因此在外壳11的框架件12的长边方向上整体地受到弯曲力矩。该弯曲力矩根据承重梁17的间隔而不同，但由于十几mm左右的热伸长量而受到弯曲力矩。但是，框架件12在由热伸长量产生的弯曲力矩下发生变形的角度比较小。

如图8的(B)所示，对于作用于框架件12的内压的弯曲力矩，由于承重梁17固定于支承部件22，因此外壳11的框架件12的长边方向在各承重梁17的间距处被支承。因此，由内压作用的弯曲力矩成为以承重梁17的与框架件12连接的连接部为支点的较短间距的力矩。在该例的情况下，最大的弯曲力矩M2作用于外壳11的框架件12的与承重梁17连接的连接部。但是，图8的(B)所示的最大的弯曲力矩M2比上述图10的(B)所示的以往的弯曲力矩M1小，能够缩小到10％左右。

因此，根据上述热交换装置1，即使由热伸长量产生的弯曲力矩和由内压产生的弯曲力矩作用于框架件12，也能够大幅减小外壳11和框架件12所支承的整体的弯曲力矩。

(总结)

如上所述，根据上述立式热交换装置1，能够大幅减少框架件12的重量。而且，承重梁17与纵框架件13的接合部的构造变得简单。因此，能够大幅削减制造立式热交换装置1所需的制作成本和安装成本。

另外，如果由多个分割模块10构成立式热交换装置1，则能够在工厂等中高效地加工出以从纵框架件13的位置向内侧突出的方式设置的支承部件22、32的结构和以包含被固定部21、31固定于支承部件22、32的承重梁17的端部的方式设置的隔热件40等的结构并进行安装。因此，能够削减制造和设置立式热交换装置1所需的劳力和时间。

(其他变形例)

热交换装置1只要是立式的便能够应用，俯视的方式并不限定于上述实施方式的横长的方式。另外，承重梁17的间距(pitch)等也没有限定。此外，热交换装置1不限定于由多个分割模块10构成。

上述实施方式是一例，本发明只要是立式热交换装置1便能够实施，可以在不损害本发明的主旨的范围内变更各种结构，本发明并不限定于上述实施方式。

标号说明

1：立式热交换装置；2：气体入口部；3：气体出口部；10：分割模块；11：外壳；12：框架件；13：纵框架件；14：横框架件；15：角部框架件；16：第1连结部；17：承重梁；17a：纵板；17b：横板；20：第1传热部支承构造；21：固定部；21a：端部纵板；21b：辅助横板；22：支承部件；22a：纵板；22b：横板；23：固定螺栓；24、25：螺栓孔；26：螺母；27：避让部；30：第2传热部支承构造；31：固定部；31a：载置部；31b：卡定部；32：支承部件；32a：承重部；32b：卡合部；33：第1隔热件；34：第2隔热件；35：第3隔热件；37：避让部；40、41：隔热件；50：传热管(传热部)；51：第2连结部；55：水平蛇管(传热部)；G：废气。

Claims (6)

1.一种热交换装置，其特征在于，

该热交换装置具有：

外壳，其俯视时的剖面形成为矩形状；

框架件，其设置于所述外壳的外表面，保持所述外壳的强度；

传热部，其配置于所述外壳的内部；

多个承重梁，它们以从下方对所述传热部进行支承的方式设置在与所述传热部垂直的方向上；以及

支承部，其从所述框架件的位置向所述外壳的内侧突出而对所述承重梁的端部进行支承，

所述承重梁的端部和所述支承部通过在约束了所述承重梁的轴向移动的状态下进行支承的固定部而被固定，

所述外壳的内表面、所述支承部以及所述固定部通过隔热件而被隔热。

2.根据权利要求1所述的热交换装置，其中，

所述支承部具有从所述框架件的位置向所述外壳的内侧突出的支承部件，

所述固定部利用固定销将所述承重梁的端部固定于所述支承部件。

3.根据权利要求2所述的热交换装置，其中，

在所述支承部件与所述承重梁的端部之间夹有隔热件。

4.根据权利要求1所述的热交换装置，其中，

所述支承部具有：

承重部，其从所述框架件的位置向所述外壳的内侧突出；以及

卡合部，其从所述承重部向上方突出，

所述固定部具有：

载置部，其设置于所述承重梁的端部并载置于所述承重部；以及

卡定部，其与所述卡合部卡合而约束所述承重梁的轴向移动，

所述承重部与所述载置部之间和所述卡合部与所述卡定部之间通过隔热件而被隔热。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的热交换装置，其中，

所述承重梁具有由所述支承部支承的纵板和与所述纵板垂直的横板，

在所述承重梁的端部设置有避让部，该避让部使所述横板位于距所述隔热件规定的距离的内侧。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的热交换装置，其中，

所述外壳在纵向上由多个分割模块构成，

多个所述分割模块具有第1连结部，该第1连结部在上下方向上连结该分割模块的上部和下部。

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