JP2000161604A - Fluidized bed heat transfer tube and fluidized bed boiler provided therewith - Google Patents

Fluidized bed heat transfer tube and fluidized bed boiler provided therewith

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JP2000161604A
JP2000161604A JP10341472A JP34147298A JP2000161604A JP 2000161604 A JP2000161604 A JP 2000161604A JP 10341472 A JP10341472 A JP 10341472A JP 34147298 A JP34147298 A JP 34147298A JP 2000161604 A JP2000161604 A JP 2000161604A
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Japan
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heat transfer
transfer tube
fluidized bed
expanded metal
wear
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JP10341472A
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Japanese (ja)
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Ikuhisa Hamada
幾久 浜田
Takaharu Kurumachi
隆治 車地
Takayuki Okada
隆行 岡田
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Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/082Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys
    • F28F21/083Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys from stainless steel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D13/00Heat-exchange apparatus using a fluidised bed

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluidized bed boiler having a heat transfer tube and a heat transfer tube structure where wear of the heat transfer tube is suppressed, and simultaneously heat transfer to a fluid in the heat transfer tube is prevented from being obscured. SOLUTION: A mesh-shaped material such as a properly opened metal gauze and an expand metal 2 is wound on an external surface of a heat transfer tube 1 used in a fluidized bed boiler and is fixed to the heat transfer tube 1 with a clamp 3 with a proper method. When the service life of the metal gauze or the expand metal 2 is anxious, these surfaces are subjected to calorizing and chromizing and the like, and the surface of the heat transfer tube 1 is hardened to provide wear resistance to the heat transfer tube 1. Further, the service life is prolonged by applying a thin layer of a refractory on the heat transfer tube 1 with the metal gauze and the expand metal 2 taken as a frame.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、流動層ボイラに関
し、特に、流動層ボイラの流動層内に配置される伝熱管
の摩耗防止構造に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluidized-bed boiler, and more particularly to a structure for preventing wear of a heat transfer tube arranged in a fluidized-bed of a fluidized-bed boiler.

【0002】[0002]

【従来の技術】流動層ボイラは、火炉底部より導入した
燃焼用空気により流動媒体となる石灰、硅砂などを流動
化させ、その中に火炉上部または下部から石炭等の固体
燃料を投入して燃焼させ、得られる燃焼熱により流動層
中に配置した伝熱管内の流体(水)を加熱する方式の蒸
気発生器である。
2. Description of the Related Art Fluidized bed boilers use a combustion air introduced from the bottom of a furnace to fluidize lime, silica sand, etc. as a fluid medium, into which solid fuel such as coal is injected from above or below the furnace and burned. This is a steam generator of the type in which the fluid (water) in the heat transfer tube arranged in the fluidized bed is heated by the obtained combustion heat.

【0003】前記燃焼熱による熱交換は流動媒体と流動
媒体中に設置された伝熱管とが接触することによって行
われるため、優れた伝熱特性が得られ、小さな伝熱面積
で所定の熱吸収効果をあげられるという特徴があり、近
年その適用が拡大しつつある。
[0003] Since the heat exchange by the combustion heat is carried out by bringing the fluid medium into contact with the heat transfer tube provided in the fluid medium, excellent heat transfer characteristics are obtained, and a predetermined heat absorption area is obtained with a small heat transfer area. It has the characteristic of being effective, and its application is expanding in recent years.

【0004】しかしながら、伝熱管が流動媒体中に設置
されることから、必然的に伝熱管の摩耗減肉が起こりや
すく、長期間安定した運転を行うためには、伝熱管の摩
耗対策が必要不可欠である。伝熱管の摩耗防止のため従
来より伝熱管表面に炭化物や酸化物などのセラミックス
を溶射したり、ステライト等の耐摩耗金属を肉盛り溶接
して摩耗減肉を回避する方法が一般的に採用されてい
る。
[0004] However, since the heat transfer tubes are installed in the fluid medium, the heat transfer tubes are inevitably reduced in wear. Therefore, measures for wear of the heat transfer tubes are indispensable for long-term stable operation. It is. Conventionally, to prevent wear of the heat transfer tube, a method of spraying ceramics such as carbide or oxide on the surface of the heat transfer tube or overlay welding a wear-resistant metal such as stellite to avoid wear reduction has been generally adopted. ing.

【0005】また、流動層ボイラの流動層内の伝熱管に
多数のスタッドを施工したり、伝熱管の軸方向に平行な
フィンを取り付けたり、あるいは伝熱管の外側にパイプ
状のカバーを取り付けて、流動媒体が伝熱管に衝突する
際のエネルギーを低減し、伝熱管の摩耗を抑制すること
もしばしば試みられている。
[0005] Further, a large number of studs are installed on the heat transfer tubes in the fluidized bed of the fluidized bed boiler, fins parallel to the axial direction of the heat transfer tubes are attached, or a pipe-shaped cover is attached outside the heat transfer tubes. Attempts have also been made to reduce the energy when the fluid medium collides with the heat transfer tubes, and to suppress wear of the heat transfer tubes.

【0006】伝熱管が曲げ部を持っている場合には、曲
げ部近辺における流動媒体の流動不均一やいわゆる吹き
抜けが起こりやすく、伝熱管曲げ部で高い減肉速度が観
測されることが多い。そうした曲げ部での減肉対策とし
て曲げ部にプロテクタを取り付けることも行われてい
る。特開平8−226601号公報にはそうしたプロテ
クタの設置方法が開示されている。
When the heat transfer tube has a bent portion, uneven flow of the fluid medium near the bent portion and so-called blow-through easily occur, and a high wall thinning rate is often observed at the bent portion of the heat transfer tube. Attachment of a protector to the bent portion has been performed as a measure for reducing the thickness of the bent portion. Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 8-226601 discloses a method of installing such a protector.

【0007】さらに、伝熱管にスタッドを設置した後、
耐摩耗性に優れた耐火物を施工する方法が適用されるこ
ともある。この方法は溶融スラグによるボイラ伝熱管の
腐食や減肉を防止するために一般的に使われており、流
動層ボイラに対してもしばしば適用されている。
Further, after the stud is installed on the heat transfer tube,
A method of constructing a refractory having excellent wear resistance may be applied. This method is generally used to prevent corrosion and thinning of a boiler heat transfer tube due to molten slag, and is often applied to fluidized bed boilers.

【0008】原油等からガソリンを製造するときに用い
られる流動層式触媒改質装置(以下FCCと略記)で
は、流動層中で使用され、摩耗が激しい空気注入リング
の外周にヘクスメッシュとよばれるアンカを設置し、耐
火物が施工される(例えば、Fluid Catalytic Cracking
Handbook, R. Sadeghbeigi,Gulf PublishingCompany,
Houston, Texas, 1995)。
[0008] In a fluidized bed catalytic reformer (hereinafter abbreviated as FCC) used when producing gasoline from crude oil or the like, a hex mesh is used on the outer periphery of an air injection ring that is used in a fluidized bed and has severe wear. Anchors are installed and refractories are installed (for example, Fluid Catalytic Cracking
Handbook, R. Sadeghbeigi, Gulf Publishing Company,
Houston, Texas, 1995).

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術のう
ち、伝熱管表面に高硬度の膜や肉盛を施工する方法、あ
るいはスタッドまたは軸方向フィンを溶接で取り付ける
方法は、それなりに伝熱管の摩耗による減肉抑制に効果
があるものの、運転時間が長くなるにつれて伝熱管が次
第に減肉し、早期に寿命に達することは避けられない。
さらに運転時間が長くなるに従い、スタッドまたはフィ
ンが取り付けられた伝熱管の内面において、スタッドや
フィンと伝熱管との温度差に起因する熱応力のため腐食
疲労亀裂が発生するおそれがある。どちらの方法も施工
や加工に多大の時間と注意が必要であり、これらは製造
コストアップの要因となっている。
Among the above prior arts, the method of applying a high-hardness film or overlay on the surface of the heat transfer tube, or the method of attaching studs or axial fins by welding is appropriate for the heat transfer tube. Although effective in suppressing wall thinning due to wear, it is inevitable that the heat transfer tube will gradually lose its wall thickness as the operation time increases, and the life of the heat transfer tube will soon reach its end.
As the operation time further increases, corrosion fatigue cracks may occur on the inner surface of the heat transfer tube to which the studs or fins are attached due to thermal stress caused by the temperature difference between the studs or fins and the heat transfer tube. Both methods require a great deal of time and attention in construction and processing, and these are factors that increase manufacturing costs.

【0010】一方、伝熱管にスタッドや軸方向フィンを
取り付けた後、耐火物を施工する方法は耐火物が消耗す
るまでは伝熱管と流動媒体が直接接触しないので、その
分寿命延長に効果があるが、この方法は通常メンブレン
構造のような伝熱面が対象であり、流動層層内管のよう
に、伝熱管が一本一本が独立しており、流動媒体などの
作用により、運転中にいくらか振動または変形するもの
に適用した場合は、スタッドのアンカ効果が小さいた
め、耐火物が運転中に容易にはく離することが考えられ
る。また、はく離した耐火物の破片の大きさがある大き
さ以上であると、流動媒体の抜き出し時に障害物とな
り、大きな問題が生じる。特にスタッドや軸方向フィン
をアンカとする場合は本質的に大きな破片となって伝熱
管からはく離しやすいので、前記した問題が生じやす
い。
[0010] On the other hand, the method of constructing a refractory after attaching studs or axial fins to the heat transfer tube does not directly contact the heat transfer tube and the flowing medium until the refractory is exhausted, which is effective in extending the life. However, this method is usually applied to a heat transfer surface such as a membrane structure, and each heat transfer tube is independent, such as a tube in a fluidized bed. When applied to an object that vibrates or deforms somewhat, the refractory may easily come off during operation due to the small anchor effect of the stud. Further, if the size of the separated refractory fragments is larger than a certain size, the fragments may become obstacles when the fluid medium is withdrawn, causing a serious problem. In particular, when the studs and the axial fins are used as anchors, the above-described problems are liable to occur because the fragments become essentially large pieces and are easily separated from the heat transfer tube.

【0011】また、FCCで多用されるヘクスメッシュ
を用いる方法は、直径が150mmを超えるような大き
さの管状物が対象となり、直径が35〜50mm程度の
ボイラ伝熱管には適用できない。
A method using a hex mesh, which is frequently used in the FCC, is intended for a tubular object having a diameter exceeding 150 mm, and cannot be applied to a boiler heat transfer tube having a diameter of about 35 to 50 mm.

【0012】伝熱管の摩耗以外の問題として、比較的厚
い耐火物を伝熱管表面に施工する場合には、耐火物の断
熱効果により伝熱管内の流体への伝熱が阻害されること
が挙げられる。このため耐火物を用いる場合は、製品の
設計(伝熱面計算他)や装置の改造等において、伝熱阻
害の程度を考慮する必要があり、状況によっては別の手
段で伝熱面を確保しなければならなくなる。
Another problem other than wear of the heat transfer tube is that when a relatively thick refractory is applied to the surface of the heat transfer tube, heat transfer to the fluid in the heat transfer tube is hindered by the heat insulating effect of the refractory. Can be For this reason, when using refractories, it is necessary to consider the degree of heat transfer inhibition in product design (calculation of heat transfer surface, etc.) and remodeling of equipment, etc. Have to do it.

【0013】本発明の課題は、上記した従来技術の問題
点を解決し、伝熱管の摩耗を抑制し、同時に伝熱管内の
流体への伝熱が阻害されない伝熱管と、該伝熱管構造を
備えた流動層ボイラを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, suppress the wear of the heat transfer tube, and at the same time, prevent the heat transfer to the fluid in the heat transfer tube from being hindered. To provide a fluidized-bed boiler equipped with the same.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記本発明の課題は流動
層ボイラなどで使用される伝熱管外面に、適当な目開き
の金網やエキスパンドメタル等のメッシュ状物を巻き付
け、これらを適切な方法で伝熱管に固定することにより
解決される。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to wrap a mesh such as a wire mesh or expanded metal having an appropriate aperture around an outer surface of a heat transfer tube used in a fluidized-bed boiler or the like, and apply these to an appropriate method. It is solved by fixing to the heat transfer tube.

【0015】金網またはエキスパンドメタルの寿命が懸
念される場合には、これらの表面にカロライズ処理やク
ロマイズ処理等を行い、伝熱管の表面を硬化させて伝熱
管に耐摩耗性を与えることで問題が解決できる。また金
網やエキスパンドメタルを骨組みとして耐火物を伝熱管
に薄く施工することでも寿命延長が図れる。
If there is a concern about the life of the wire mesh or expanded metal, these surfaces are subjected to a calorizing treatment, a chromizing treatment, or the like to harden the surface of the heat transfer tube to give the heat transfer tube abrasion resistance. Solvable. In addition, the service life can be extended by thinly applying a refractory material to the heat transfer tube using a wire mesh or expanded metal as a framework.

【0016】[0016]

【作用】本発明は流動層火炉において流動媒体が伝熱管
に激しく衝突する際のエネルギーを伝熱管に半固定の状
態で巻かれた金網やエキスパンドメタル等のメッシュ状
物で吸収または散逸させるとともに、流動媒体が伝熱管
に直接接触しないようにしたものであり、これにより前
記伝熱管の流動層内での摩耗が防止される。特に、この
方式の場合は伝熱管と流動層中の高温ガス(燃焼排ガ
ス)が常に接触するので、伝熱阻害は非常に小さい。
According to the present invention, in a fluidized bed furnace, energy when a fluid medium collides violently with a heat transfer tube is absorbed or dissipated by a mesh such as a wire net or expanded metal wound in a semi-fixed state on the heat transfer tube, The fluid medium is prevented from directly contacting the heat transfer tube, thereby preventing the heat transfer tube from being worn in the fluidized bed. In particular, in the case of this method, the heat transfer tube and the high-temperature gas (combustion exhaust gas) in the fluidized bed are always in contact with each other, so that heat transfer inhibition is very small.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面と共に
説明する。図1は伝熱管1にメッシュ状物として図2に
示すエキスパンドメタル2を巻き付け、その上からクラ
ンプ3でエキスパンドメタル2を保持した状態の外観を
表している。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the appearance of a state in which the expanded metal 2 shown in FIG. 2 is wound as a mesh on the heat transfer tube 1 and the expanded metal 2 is held by the clamp 3 from above.

【0018】伝熱管1の材質は炭素鋼から合金鋼に至る
範囲の合金でできており、その寸法は通常外径30〜6
0mm、肉厚2〜10mm程度である。エキスパンドメ
タル2としては、厚さ0.3から0.5mm、目開き横
方向3〜4mm、縦方向1〜2mmの仕様のものが好適
である。エキスパンドメタル2の材質は使用条件により
決められるが、代表的なものとしてはSUS310S等
のオーステナイト系ステンレス鋼が挙げられる。後述の
理由によりアルミニウムを含むフェライト系ステンレス
鋼が選ばれることもある。
The material of the heat transfer tube 1 is made of an alloy ranging from carbon steel to alloy steel, and its size is usually 30 to 6 in outer diameter.
0 mm and a thickness of about 2 to 10 mm. The expanded metal 2 preferably has a thickness of 0.3 to 0.5 mm, a horizontal width of 3 to 4 mm, and a vertical size of 1 to 2 mm. The material of the expanded metal 2 is determined depending on the conditions of use, and a typical example is an austenitic stainless steel such as SUS310S. A ferritic stainless steel containing aluminum may be selected for the reasons described below.

【0019】次にクランプ3は厚さ1〜3mm、幅10
〜20mmのものが好適である。寸法は特にこれらに限
定されるものではない。またクランプ3の材質はSUS
310S等が代表的なものである。図3はクランプ3の
取り付け部の径方向断面を示したもので、ここではクラ
ンプ3を溶接部3’で固定している。溶接材料はクラン
プ3の材質と寸法に見合ったものが選ばれる。ここでは
クランプ3を溶接で固定する方法を示したが、同様の効
果はネジを利用したバンドでも得られる。
Next, the clamp 3 has a thickness of 1 to 3 mm and a width of 10 mm.
Those having a size of 2020 mm are preferred. The dimensions are not particularly limited to these. The material of clamp 3 is SUS
310S and the like are typical. FIG. 3 shows a radial cross section of a mounting portion of the clamp 3, in which the clamp 3 is fixed by a welding portion 3 '. The welding material is selected according to the material and dimensions of the clamp 3. Here, the method of fixing the clamp 3 by welding has been described, but the same effect can be obtained with a band using screws.

【0020】メッシュ状物としてのエキスパンドメタル
2の目開きの最大値(目開きの縦、横の長さの中の最大
値)は5mm未満、またはエキスパンドメタル2の目開
きの相当水力直径は2mm未満とすることが望ましい。
これは流動媒体中に存在し得る直径数mmの石炭灰や岩
石が目の部分をすり抜けて伝熱管1に直接衝突すること
をできるだけ防止するためである。
The maximum value of the aperture of the expanded metal 2 as a mesh-like material (the maximum value of the vertical and horizontal lengths of the aperture) is less than 5 mm, or the equivalent hydraulic diameter of the aperture of the expanded metal 2 is 2 mm. It is desirable to be less than.
This is to prevent coal ash or rock having a diameter of several mm, which may be present in the fluid medium, from passing through the eyes and directly colliding with the heat transfer tube 1 as much as possible.

【0021】直径が2mmを超えるような灰や岩石があ
るかどうかは運転に使われる燃料や流動媒体の種類に依
存しているが、そうした大径で硬度の高い粒状物質は流
動層ボイラの場合、ごく一般的に観測され、流動媒体中
における存在量が多い場合は、伝熱管や層内構造物の摩
耗による減肉が著しくなることが経験されている。そこ
で、上記のエキスパンドメタル2の目開きの大きさに関
する数値はそうした経験や事実をもとに設定されたもの
である。
Whether there is ash or rock having a diameter of more than 2 mm depends on the type of fuel or fluid medium used in the operation, and such large-diameter and hard granular material is often used in fluidized-bed boilers. It is very commonly observed that when the abundance in the fluid medium is large, the wall loss due to wear of the heat transfer tubes and the structure in the layer becomes remarkable. Therefore, the numerical values related to the size of the openings of the expanded metal 2 are set based on such experiences and facts.

【0022】エキスパンドメタル2の伝熱管1への巻き
方は使用条件や摩耗の度合いにより決められ、1重巻き
でも多重巻きでもよいが、あまり多重巻きにするとクラ
ンプ3で固定するのが困難となり、実際的でないので、
実用的な条件としては1重巻きまたは2重巻きが好適で
ある。
The manner of winding the expanded metal 2 around the heat transfer tube 1 is determined by the conditions of use and the degree of wear, and may be single winding or multiple winding. Impractical,
As a practical condition, single winding or double winding is preferable.

【0023】エキスパンドメタル2の材質は上述したよ
うにSUS310Sが代表的なものである。しかしこの
ようなオーステナイト系ステンレス鋼が熱膨張率が大き
いので、流動層ボイラの運転中にエキスパンドメタル2
が熱膨張で伸びてしまい、伝熱管1の保護が十分果たせ
ない場合は、アルミニウムを合金成分として含有する耐
酸化性の高いフェライト系ステンレス鋼が好適である。
これはフェライト系ステンレス鋼の熱膨張率がオーステ
ナイト系ステンレス鋼に比べて格段に小さいことを利用
したものである。
The material of the expanded metal 2 is typically SUS310S as described above. However, since such an austenitic stainless steel has a large coefficient of thermal expansion, expanded metal 2 is required during operation of the fluidized bed boiler.
If the heat transfer tube 1 cannot be sufficiently protected because it is expanded by thermal expansion, ferritic stainless steel containing aluminum as an alloy component and having high oxidation resistance is suitable.
This is based on the fact that the coefficient of thermal expansion of ferritic stainless steel is much smaller than that of austenitic stainless steel.

【0024】以上の説明から明らかなように、図1から
図3に示す伝熱管の摩耗防止構造は一般的な工業製品で
あるエキスパンドメタル2を摩耗防止の対象とする部位
の伝熱管1に巻き付け、通常の方法で伝熱管1に固定す
るだけの簡単な構成であることから、従来適用されてき
たカバーやスタッドのように、溶接の量が多く、高度な
技量を必要する方法や耐火物を施工する方法に比べ、非
常に容易にかつ安価に摩耗防止が達成できる。
As is clear from the above description, the wear prevention structure of the heat transfer tube shown in FIGS. 1 to 3 wraps an expanded metal 2 which is a general industrial product around the heat transfer tube 1 at a portion to be subjected to wear prevention. However, since it is a simple structure that is simply fixed to the heat transfer tube 1 by a normal method, a method that requires a large amount of welding and requires a high level of skill, such as a cover or a stud that has been conventionally applied, or a refractory is used. Abrasion prevention can be achieved very easily and inexpensively as compared with the method of construction.

【0025】図4に本発明の第2の実施の形態を示す。
これは伝熱管1に巻いたエキスパンド2を通常のスタッ
ドで固定したものである。図5はスタッド施工部の管径
方向断面を表したもので、この場合はスタッド4を伝熱
管1の外周上の3ヶ所に施工している。スタッド4の数
や配置は、設計者や施工者が適宜判断して決めるべきも
のであり、特に限定がないが、伝熱管1の下側から流動
媒体が吹き上げてくるようなものでは、図5に示したよ
うに、伝熱管1の斜め下側にもスタッド4を施工するの
が望ましい。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
This is one in which an expand 2 wound around a heat transfer tube 1 is fixed with a normal stud. FIG. 5 shows a cross-section in the pipe diameter direction of the stud installation portion. The number and arrangement of the studs 4 should be determined by a designer or a constructor as appropriate, and there is no particular limitation. As shown in (1), it is desirable to install the stud 4 also diagonally below the heat transfer tube 1.

【0026】図5に示す例ではスタッド4をエキスパン
ドメタル2の上から押し付け伝熱管1に溶接している
が、エキスパンドメタル2は本来薄いので、溶接条件が
適切でないと、エキスパンドメタル2が溶断されてしま
い、スタッド4による固定の目的が損なわれるおそれが
ある。したがってこの方法を適用する場合は、施工前に
適切な溶接条件を選定しておくことが望ましい。
In the example shown in FIG. 5, the stud 4 is pressed from above the expanded metal 2 and welded to the heat transfer tube 1. However, the expanded metal 2 is inherently thin. As a result, the purpose of fixing by the stud 4 may be impaired. Therefore, when applying this method, it is desirable to select appropriate welding conditions before construction.

【0027】図6は前述のエキスパンドメタル2の溶断
に関わる問題を回避するための一方法を示したものであ
る。すなわちスタッド4の溶接を施工する部位に、予め
適当な材質の下あて板5bを置き(下あて板5bを溶接
による仮止め、可燃性テープ等に固定などで行う)、次
いでエキスパンドメタル2をエキスパンドメタル2の伝
熱管1に巻いたあと、これを上あて板5aで挟むように
してスタッド4の溶接を行うようにすると、エキスパン
ドメタル2がたとえ溶断したとしても、エキスパンドメ
タル2は伝熱管1に固定され、摩耗防止という目的が達
成される。
FIG. 6 shows one method for avoiding the above-mentioned problem relating to the fusing of the expanded metal 2. That is, an underplate 5b of an appropriate material is placed in advance on a portion where the stud 4 is to be welded (temporarily fixing the underplate 5b by welding, fixing it to a flammable tape or the like), and then expanding the expanded metal 2 into the expanded metal. After the metal 2 is wound around the heat transfer tube 1, the stud 4 is welded by sandwiching the metal between the heat transfer tubes 1 so that the expanded metal 2 is fixed to the heat transfer tube 1 even if the expanded metal 2 is blown out. Thus, the purpose of preventing wear is achieved.

【0028】本発明ではあて板5の寸法や材質は限定さ
れるものではないが、スタッド溶接が可能な厚さを選定
する必要がある。実際の厚さは予めスタッド4の溶接条
件を設定してから決めることが望ましい。
In the present invention, the size and material of the backing plate 5 are not limited, but it is necessary to select a thickness that allows stud welding. It is desirable to determine the actual thickness after setting the welding conditions of the stud 4 in advance.

【0029】以上に述べたエキスパンドメタル2をスタ
ッド4で固定する方法は、クランプ方式に比べて信頼性
がやや劣り、しかも耐圧部となる伝熱管1に直接影響を
与えるという欠点があるが、施工性が格段に優れてお
り、通常の溶接が困難な部位に対しても適用できるとい
うメリットがある。
The above-mentioned method of fixing the expanded metal 2 with the studs 4 has a disadvantage that the reliability is slightly inferior to that of the clamp method and that the heat transfer tube 1 serving as a pressure-resistant portion is directly affected. There is a merit that it can be applied to a part where ordinary welding is difficult because of its excellent properties.

【0030】図1及び図4はメッシュ状物としてエキス
パンドメタル2を使った例であるが、同等の効果が図7
に示した金網6を伝熱管1の外表面に巻くことによって
も得られる。金網6の目開きの大きさは先に説明したエ
キスパンドメタル2の場合と同じ理由で、最大値(対角
線方向)を5mm未満とすることが必要である。本発明
では金網6の線径は限定されるものではないが、巻き付
けの作業性と摩耗防止効果から線径は0.5〜1.0m
mとすることが好適である。金網6の材質はSUS31
0Sが代表的なものである。また、金網6の固定方法は
図1または図4に示した方法と同様に行うことができ
る。
FIGS. 1 and 4 show examples in which expanded metal 2 is used as a mesh-like material, but the same effect is obtained as shown in FIG.
Can be obtained by winding the wire mesh 6 shown in FIG. For the same reason as in the case of the expanded metal 2 described above, it is necessary that the maximum size (diagonal direction) of the mesh size of the wire mesh 6 be less than 5 mm. In the present invention, the wire diameter of the wire mesh 6 is not limited, but the wire diameter is 0.5 to 1.0 m from the workability of winding and the effect of preventing abrasion.
m is preferable. The material of the wire mesh 6 is SUS31
0S is typical. The wire mesh 6 can be fixed in the same manner as the method shown in FIG. 1 or FIG.

【0031】メッシュ状物として金網6を用いる方法
は、その寿命の点から比較的線径の大きく目開きの小さ
い金網6を選んでも、エキスパンドメタル2よりも変形
させやすく、結果的に伝熱管1に巻き付けることが容易
であるというメリットがある。
In the method of using the wire mesh 6 as the mesh-like material, even if the wire mesh 6 having a relatively large wire diameter and a small opening is selected from the viewpoint of the service life, the wire mesh 6 is more easily deformed than the expanded metal 2. There is a merit that it is easy to wind around.

【0032】流動媒体の摩耗性が著しく強く、エキスパ
ンドメタル2または金網6の寿命が短い場合は、エキス
パンドメタル2または金網6に種々の表面処理が施され
る。代表的なものはアルミナイズ(アルミニウムの拡散
浸透処理)、カロライズ(クロムの拡散浸透処理)、シ
リコナイズ(シリコンの拡散浸透処理)、ボロナイズ
(ボイラの拡散浸透処理)処理などである。
When the abrasion of the fluid medium is extremely strong and the life of the expanded metal 2 or the wire mesh 6 is short, various surface treatments are applied to the expanded metal 2 or the wire mesh 6. Representative examples include aluminizing (diffusion and infiltration of aluminum), calorizing (diffusion and infiltration of chromium), siliconizing (diffusion and infiltration of silicon), bolonizing (diffusion and infiltration of boiler), and the like.

【0033】溶融アルミメッキでも同様の効果が期待で
き、アルミニウム溶射したのち、被処理材を急速にアル
ミニウムの融点以上の温度に加熱することでも良い。本
発明では前記した処理の方法に限定されなく、素材の表
面層が硬化する処理は全て本発明に含まれる。これらは
いずれも被処理物の表面に素材よりも硬度の高い層を形
成させるので耐摩耗性が向上し、エキスパンドメタル2
または金網6の寿命延長に有効であり、摩耗防止の目的
が達成される。
The same effect can be expected by hot-dip aluminum plating. After aluminum spraying, the material to be processed may be rapidly heated to a temperature higher than the melting point of aluminum. In the present invention, the present invention is not limited to the above-described treatment method, and any treatment for curing the surface layer of the material is included in the present invention. In each of these, a layer having a higher hardness than the material is formed on the surface of the object to be treated, so that the abrasion resistance is improved.
Alternatively, it is effective in extending the life of the wire net 6, and the purpose of preventing wear is achieved.

【0034】以上の本発明の実施の形態はいずれもエキ
スパンドメタル2または金網6単独で流動媒体の衝突エ
ネルギーを散逸または吸収しようとするものであるが、
流動媒体の粒径が小さく、微細な粒子がメッシュ状物の
エキスパンドメタル2または金網6の目を通過して高速
で伝熱管1に衝突する可能性があるときは、所望する効
果が得られない場合がある。
The above embodiments of the present invention are intended to dissipate or absorb the collision energy of the fluid medium by the expanded metal 2 or the wire mesh 6 alone.
When the particle size of the fluid medium is small and fine particles may collide with the heat transfer tube 1 at high speed through the mesh of the expanded metal 2 or the wire mesh 6, the desired effect cannot be obtained. There are cases.

【0035】そのような場合には、エキスパンドメタル
2や金網6を骨組みとして、燦酸塩結合系の耐火物を施
工する方法が選ばれる。耐火物の施工厚さは、厚すぎる
とはく離しやすくなるので、たかだか数ミリで十分であ
る。しかし耐火物がエキスパンドメタル2や金網6に強
固に保持されるようにするため、ロックウール等に代表
される微細な繊維状物質の添加が必要である。微細繊維
状物質の添加量は保持効果と施工性によって適宜に決定
される。
In such a case, a method is adopted in which the expanded metal 2 and the wire mesh 6 are used as a framework and a refractory of a sunshine-bonding type is constructed. If the refractory is applied too thickly, it is easy to peel off, so a few millimeters at most is sufficient. However, it is necessary to add a fine fibrous substance typified by rock wool or the like so that the refractory is firmly held by the expanded metal 2 and the wire mesh 6. The addition amount of the fine fibrous substance is appropriately determined depending on the holding effect and workability.

【0036】なお、本発明を適用するに際しては、耐火
物自体の強度確保のため添加される骨材(岩石他)の粒
径をエキスパンドメタル2や金網6の目開きの大きさよ
り十分小さくしなければならないことは言うまでもな
い。
In applying the present invention, the particle size of the aggregate (rock, etc.) added to ensure the strength of the refractory itself must be sufficiently smaller than the size of the openings of the expanded metal 2 and the wire mesh 6. Needless to say, this must be done.

【0037】耐火物を施工する場合は耐火物を施工しな
い場合に比べて伝熱管1の伝熱阻害が大きくなるという
欠点があるが、流動媒体の粒径が小さい場合に懸念され
る伝熱管1の摩耗を確実に防止できるという効果があ
る。
When a refractory is applied, the heat transfer tube 1 has a disadvantage that the heat transfer inhibition of the heat transfer tube 1 is greater than when the refractory is not applied. This has the effect of reliably preventing the wear of the device.

【0038】本発明の以上の実施の形態は、流動層ボイ
ラ層内の伝熱管1の摩耗が確実に防止あるいは抑制さ
れ、流動層ボイラを長期間安定して運用することが可能
となり、従来の方法に比べて伝熱管1の伝熱阻害が小さ
いかまたはほとんどないので、流動層ボイラの性能への
影響が小さい。
In the above embodiment of the present invention, the wear of the heat transfer tube 1 in the fluidized bed boiler layer is reliably prevented or suppressed, and the fluidized bed boiler can be operated stably for a long period of time. Since the heat transfer inhibition of the heat transfer tube 1 is small or almost negligible as compared with the method, the influence on the performance of the fluidized bed boiler is small.

【0039】また本発明の以上の実施の形態は、施工コ
ストも従来の方法に比べ大幅に低減できるとともに、従
来の方法では摩耗が発生した場合、補修が困難ないし不
可能であるのに対して、メッシュ状物が破損した部分を
やりかえるかまたはメッシュ状物を重ねることにより容
易に、かつ短時間に補修できるといったメリットがあ
る。
In the above embodiment of the present invention, the construction cost can be significantly reduced as compared with the conventional method, and when the conventional method causes wear, repair is difficult or impossible. In addition, there is an advantage that repair can be performed easily and in a short time by replacing a portion where the mesh-like material is damaged or by overlapping the mesh-like material.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば、流動層ボイラ層内伝熱
管の摩耗が確実に防止あるいは抑制され、流動層ボイラ
を長期間安定して運用することが可能となり、伝熱管の
伝熱阻害が小さいかまたはほとんどないので、流動層ボ
イラの性能への影響が小さい。また、本発明によれば、
施工コストが従来法より低減できるだけでなく、摩耗が
発生した場合、補修が容易に、かつ短時間に行える。
According to the present invention, wear of the heat transfer tube in the fluidized bed boiler layer can be reliably prevented or suppressed, and the fluidized bed boiler can be operated stably for a long period of time. The impact on the performance of the fluidized-bed boiler is small since it is small or little. According to the present invention,
Not only the construction cost can be reduced than the conventional method, but also when the abrasion occurs, the repair can be performed easily and in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態の伝熱管の摩耗防止構造
を示す図である。
FIG. 1 is a view showing a structure for preventing wear of a heat transfer tube according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の摩耗防止構造に用いるエキスパンドメ
タルを示す図である。
FIG. 2 is a view showing an expanded metal used in the wear prevention structure of FIG. 1;

【図3】 図1の摩耗防止構造の伝熱管径方向の断面図
である。
FIG. 3 is a sectional view of the wear prevention structure of FIG. 1 in a radial direction of a heat transfer tube.

【図4】 本発明の実施の形態の伝熱管の摩耗防止構造
を示す図である。
FIG. 4 is a view showing a structure for preventing wear of the heat transfer tube according to the embodiment of the present invention.

【図5】 図4の摩耗防止構造の伝熱管径方向の断面図
である。
5 is a sectional view of the wear prevention structure of FIG. 4 in a heat transfer tube radial direction.

【図6】 図4の摩耗防止構造のスタッド施工法の一例
を示す伝熱管軸方向の断面図である。
6 is a cross-sectional view in the axial direction of a heat transfer tube showing an example of a stud construction method of the wear prevention structure of FIG.

【図7】 本発明の実施の形態の伝熱管の摩耗防止構造
に用いる金網を示す図である。
FIG. 7 is a view showing a wire mesh used for a wear prevention structure of a heat transfer tube according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 伝熱管 2 エキスパンドメタル 3 クランプ 3’ クランプ溶接部 4 スタッド 5a 上あて板 5b 下あて板 6 金網 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat transfer tube 2 Expanded metal 3 Clamp 3 'Clamp weld 4 Stud 5a Upper plate 5b Lower plate 6 Wire mesh

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 伝熱管外表面にメッシュ状物を巻き付
け、伝熱管に固定した流動層伝熱管。
A fluidized-bed heat transfer tube fixed to the heat transfer tube by winding a mesh-like material around the outer surface of the heat transfer tube.
【請求項2】 メッシュ状物の表面に耐摩耗性硬化処理
を施した請求項1記載の流動層伝熱管。
2. The fluidized-bed heat transfer tube according to claim 1, wherein the surface of the mesh-shaped material is subjected to a hardening-resistant hardening treatment.
【請求項3】 メッシュ状物を骨組みとして耐火物を伝
熱管に薄く施工した請求項1記載の流動層伝熱管。
3. The fluidized-bed heat transfer tube according to claim 1, wherein the mesh-shaped material is used as a framework and the refractory is thinly applied to the heat transfer tube.
【請求項4】 請求項1記載の流動層伝熱管を流動層内
に配置したことを特徴とする流動層ボイラ。
4. A fluidized-bed boiler comprising the fluidized-bed heat transfer tube according to claim 1 disposed in a fluidized-bed.
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