JP2002081608A - ボイラ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 壁面が長期間損傷することが無く、メンテナ
ンスフリーとなる後部伝熱壁前壁と副側壁との取合部の
構造を備えたボイラを提供すること。 【解決手段】 後部伝熱壁前壁９の上端部２４より上部
の伝熱管３２を副側壁底壁３１の高さに合わせて後部伝
熱壁後壁１２側に折り曲げるだけでは、現地でのメンブ
レン壁７の吊り上げ、設定が難しくなるので、メンブレ
ン壁７内の伝熱管３２の内でスクリーン管８を構成する
伝熱管となる数本の伝熱管３２を、そのまま上部へ折り
曲げることなく伸ばし、残りの伝熱管３２を折り曲げ
る。上記構成によれば、従来技術同様に折り曲げられた
メンブレン壁７は燃焼ガスを十分に後方まで迂回するこ
とができ、後部伝熱壁前壁９に高速の燃焼ガスが作用し
ないようにできる。しかも従来技術とは異なり補修の必
要がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラ構造に係わ
り、特に後部伝熱壁前壁のアッシュエロージョン防止に
好適な後部伝熱壁前壁構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に示すボイラ１は石炭を燃焼させ、
かつ、内部に吊り下げ伝熱管２を配置する火炉壁３と内
部に吊り下げ伝熱管２を配置する副側壁４と内部に横置
き伝熱管５を配置する後部伝熱壁６で構成される。後部
伝熱壁６は下部を伝熱管３２とメンブレンバー２７（図
３、図４参照）とが溶接により接合されたメンブレン壁
７で、上部を燃焼ガスが通過できるように互いに間隔を
設けて配置される複数列の伝熱管３２（図３、図４参
照）からなるスクリーン管８で構成された後部伝熱壁前
壁９と、同じく下部をメンブレン壁７で上部をスクリー
ン管８で構成された後部伝熱壁隔壁１０と、メンブレン
壁７で構成された後部伝熱壁側壁１１と後部伝熱壁後壁
１２で構成され、それぞれの上下は管寄せ１３で連結さ
れている。

【０００３】また、後部伝熱壁６の下部はケーシング１
４で構成される。後部伝熱壁前壁９と後部伝熱壁隔壁１
０との間には横置き再熱器１５を配置し、後部伝熱壁隔
壁１０と後部伝熱壁後壁１２との間には横置き過熱器１
６及び横置き蒸発器１７が配置される。横置き蒸発器１
７の下部には横置き節炭器１８−ｂが配置される。ま
た、横置き再熱器１５と横置き節炭器１８−ｂの下部に
は、横置き節炭器１８−ａ、ｃが配置され、またそれら
の下部にはボイラの燃焼ガス量を制御するダンパ１９−
ａ、ｂがそれぞれ設置される。

【０００４】後部伝熱壁６の内部に配置された横置き再
熱器１５、横置き過熱器１６、横置き蒸発器１７、横置
き節炭器１８は節炭器支持管２０で支持される。

【０００５】火炉壁３が形成する空間内で得られる燃焼
ガスは副側壁４を通り、後部伝熱壁６において後部伝熱
壁隔壁１０で二つに分離され、一方は横置き再熱器１５
側へ流れ、他方は横置き過熱器１６側へ流れ、各々の横
置き伝熱管５へ熱伝達し、急速にガス温度を下げ、ダン
パ１９−ａ、ｂ及びケーシング１４を通りボイラ１外へ
排出される。

【０００６】火炉壁３が形成する空間で得られる燃焼ガ
スは副側壁４が形成する空間で、ほぼ水平な流れから後
部伝熱壁６では下降流となって流れる。特に後部伝熱壁
前壁９と副側壁４との取合部は水平方向に流れる燃焼ガ
ス流が急速に、吸い込まれるように垂直方向の流れに変
わる部分であり、ガス流速が速くなりやすい。これは後
部伝熱壁６の後部伝熱壁前壁９は伝熱管３２（図３、図
４）のみで構成されるスクリーン管８であり、伝熱管３
２とメンブレンバー２７とを溶接接合したメンブレン壁
７の上端部２４より上部は互いに間隔を設けて配置され
た複数列の伝熱管３２だけで構成され、当該間隔がガス
通路となるスクリーン管８でできているからである。ま
た、後部伝熱壁６内に配置される横置き再熱器１５部及
びその近傍ではガス流路断面が狭く燃焼ガスの流速は更
に早くなる。

【０００７】このため、石炭焚ボイラでは燃焼ガス中の
灰がこの流れに乗って、ガスがショートパスし易い後部
伝熱壁前壁９と横置き再熱器１５との隙間２９（図３参
照）に集中し、後部伝熱壁前壁９へ衝突することでアッ
シュエロージョンが発生しやすい環境となる。

【０００８】従来は、この現象に対して、図３の後部伝
熱壁前壁９と横置き再熱器１５部分の拡大図と、図４
（図３のＡ−Ａ線矢視図）に示す通り、後部伝熱壁前壁
９にバッフルプレート２１を設置し、図４に示すよう
に、副側壁底壁３１は伝熱管３２とメンブレンバー２７
とを溶接接合した壁構造を備えている。

【０００９】このバッフルプレート２１は高温の燃焼ガ
ス中に設置するため、高温強度を有するＳＵＳ材２２を
用い、その上部には耐火材２３を施して保護する構造で
ある。

【００１０】しかし、燃焼ガス温度が高いため、長時間
の使用に対してバッフルプレート２１が変形、焼損、破
損することがある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記高温強度を有する
ＳＵＳ材２２からなるバッフルプレート２１を用いた従
来技術は後部伝熱壁前壁９のアッシュエロージョンを防
止することができるが、長時間の使用に対して、高温ガ
ス雰囲気下での耐久性が十分ではない。

【００１２】従って、バッフルプレート２１の保守、点
検、修理が必要となる。しかし、昨今の定期検査間隔の
延長に伴うプラントの連続稼働時間延長で、長いプラン
ト稼働期間中にバッフルプレート２１が破損し、後部伝
熱壁前壁９がアッシュエロージョンで損傷するおそれな
どある。

【００１３】本発明の課題は、従来技術のバッフルプレ
ートの機能を有し、しかも壁面が長期間損傷することが
無く、メンテナンスフリーとなる後部伝熱壁前壁と副側
壁との取合部の構造を備えたボイラを提供することであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記本発明の課題を達成
するために、後部伝熱壁前壁９のメンブレン壁７の上端
部を副側壁底壁３１の高さに合わせて後部伝熱壁後壁１
２側に折り曲げたことて、その折り曲げ部分に従来技術
のバッフルプレートの機能を持たせるものである。

【００１５】すなわち、本発明は、伝熱管とメンブレン
バーを溶接接続して一体構造としたメンブレン壁７から
構成される吊り下げ型伝熱管２を備えた火炉壁３と、該
火炉壁３に設けたバーナと、横置き伝熱管５を備えた後
部伝熱壁６と、火炉壁３と後部伝熱壁６との間に吊り下
げ型伝熱管２を備えた副側壁４を設け、前記火炉壁３と
前記副側壁４と前記後部伝熱壁６を連結すると共に、前
記副側壁４は側壁と壁底壁３１で構成し、前記後部伝熱
壁６の上部を燃焼高温ガスの通路となるように互いに間
隔を設けて配置される複数列の伝熱管３２で構成し、後
部伝熱壁６下部を（ａ）メンブレン壁７で構成した前
壁、（ｂ）後部伝熱壁で囲まれる空間を二分するメンブ
レン壁７で構成される隔壁及び（ｃ）メンブレン壁７で
構成した側壁１１及び後壁１２とを連結して構成してな
る炉壁構造を備えたボイラ構造において、前記後部伝熱
壁６の前壁９のメンブレン壁７部分の上部を前記副側壁
底壁３１の高さに合わせて前記後壁側１２に水平方向に
折り曲げた折曲部を構成したボイラ構造である。

【００１６】例えば、前記後部伝熱壁６の前壁９のメン
ブレン壁７の折曲部でメンブレン壁を構成する伝熱管３
２の一部は折り曲げることなく伸ばし、前記前壁９の上
部の燃焼高温ガスの通路となるように互いに間隔を設け
た前記複数列の伝熱管２８と一体構成とすることができ
る。

【００１７】

【作用】上記本発明の構成によれば、従来技術同様に折
り曲げられたメンブレン壁７は燃焼ガスを十分に後方ま
で迂回することができ、後部伝熱壁前壁９に高速の燃焼
ガスが作用しないようにできる。しかも従来技術とは異
なり、補修の必要がなくなる。前記メンブレン壁７の折
り曲げ角度は９０°でなくても良いが、メンブレン壁７
の面外方向への変形荷重に対する剛性の向上効果を最大
限発揮させるためには９０°が最も良い。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
と共に説明する。本実施の形態は、図５に示すボイラに
おいて、後部伝熱壁前壁９のメンブレン壁７の上端部２
４を図１に示すように副側壁底壁３１の高さに合わせて
後部伝熱壁後壁１２側に折り曲げたものである。こうし
て燃焼ガス流３０を後部伝熱壁後壁１２側へ迂回させて
いる。図１の後部伝熱壁前壁９と横置き再熱器１５部分
の拡大図と、図２（図１のＡ−Ａ線矢視図）に示す。

【００１９】本実施の形態によれば後部伝熱壁前壁９の
メンブレン壁７の上端部２４を、約９０°折り曲げるこ
とで、従来のバッフルプレート２１（図３）と同様の機
能が確保でき、長期的に安定した構造物とすることがで
きる。

【００２０】後部伝熱壁前壁９の上端部２４より上部の
伝熱管３２を折り曲げるだけでは、現地でのメンブレン
壁７の吊り上げ、設定が難しくなるので、図１、図２に
示すようにメンブレン壁７内の伝熱管３２の内でスクリ
ーン管８を構成する伝熱管３２となる数本の伝熱管３２
を、そのまま上部へ折り曲げることなく伸ばし、残りの
伝熱管３２を折り曲げる。この結果、折り曲げ部２６で
伝熱管３２の配列が不均一となり、幅広メンブレンバー
化する事から、メンブレンバー２７の焼損を防止するた
めに図１、図２に示すように折り曲げ部２６の隣に補助
伝熱管２８を下部管寄せ１３から立ち上げて設けること
で、折り曲げ部２６内での伝熱管３２の配列を均一化
し、メンブレンバー２７の焼損を防止する。

【００２１】また、折り曲げた伝熱管３２は図１に示す
ように再度立ち上げて上部管寄せ１３に接続する。ま
た、従来技術と同様に後部伝熱壁前壁９のメンブレン壁
７の上端部２４と副側壁底壁３１の間の上部には耐火材
２３を施す。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、後部伝熱壁前壁のアッ
シュエロージョンを防止することができ、しかも長期的
に安定な構造物とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態を示す後部伝熱壁前壁と
横置き再熱器部分の拡大側断面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ線矢視図である。

【図３】 従来技術の後部伝熱壁前壁と横置き再熱器部
分の拡大側断面図である。

【図４】 図３のＡ−Ａ線矢視図である。

【図５】 ボイラの概略全体側面図である。

【符号の説明】

１ ボイラ ２ 吊り下げ伝熱
管 ３ 火炉壁 ４ 副側壁 ５ 横置き伝熱管 ６ 後部伝熱壁 ７ メンブレン壁 ８ スクリーン管 ９ 後部伝熱壁前壁 １０ 後部伝熱壁
隔壁 １１ 後部伝熱壁側壁 １２ 後部伝熱壁
後壁 １３ 管寄せ １４ ケーシング １５ 横置き再熱器 １６ 横置き過熱
器 １７ 横置き蒸発器 １８−ａ 横置き節炭器（横置き再熱器下部） １８−ｂ 横置き節炭器（横置き蒸発器下部） １８−ｃ 横置き節炭器 １９−ａ ダンパ（後部伝熱壁前壁〜後部伝熱壁隔壁） １９−ｂ ダンパ（後部伝熱壁隔壁〜後部伝熱壁後壁） ２０ 節炭器支持管 ２１ バッフルプ
レート ２２ ＳＵＳ材 ２３ 耐火材 ２４ メンブレン壁の上端部 ２６ 折り曲げ部 ２７ メンブレンバー ２８ 補助伝熱管 ２９ 隙間 ３０ 燃焼ガス ３１ 副側壁底壁 ３２ 伝熱管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝熱管とメンブレンバーを溶接接続して
   一体構造としたメンブレン壁から構成される吊り下げ型
   伝熱管を備えた火炉壁と、 該火炉壁に設けたバーナと、 横置き伝熱管を備えた後部伝熱壁と、 火炉壁と後部伝熱壁との間に吊り下げ型伝熱管を備えた
   副側壁を設け、 前記火炉壁と前記副側壁と前記後部伝熱壁を連結すると
   共に、前記副側壁は側壁と壁底壁で構成し、 前記後部伝熱壁の上部を燃焼高温ガスの通路となるよう
   に互いに間隔を設けて配置される複数列の伝熱管で構成
   し、 後部伝熱壁下部を（ａ）メンブレン壁で構成した前壁、
   （ｂ）後部伝熱壁で囲まれる空間を二分するメンブレン
   壁で構成される隔壁及び（ｃ）メンブレン壁で構成した
   側壁及び後壁とを連結して構成してなる炉壁構造を備え
   たボイラ構造において、 前記後部伝熱壁の前壁のメンブレン壁部分の上部を前記
   副側壁底壁の高さに合わせて前記後壁側に水平方向に折
   り曲げた折曲部を構成したことを特徴とするボイラ構
   造。
2. 【請求項２】 前記後部伝熱壁の前壁のメンブレン壁の
   折曲部でメンブレン壁を構成する伝熱管の一部は折り曲
   げることなく伸ばし、前記前壁の上部の燃焼高温ガスの
   通路となるように互いに間隔を設けた前記複数列の伝熱
   管と一体構成とすることを特徴とする請求項１記載のボ
   イラ構造。
3. 【請求項３】 前記前壁内に前記折り曲げることなく伸
   ばした伝熱管の互いに隣接する伝熱管の間に前記折り曲
   げていない伝熱管と並列状に、かつこれらの伝熱管群の
   相互の間隔を均等になるように補助伝熱管を配置したこ
   とを特徴とする請求項１記載のボイラ構造。