JP2002243103A - 排熱回収ボイラの蒸気ドラム支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 管の熱伸びの基点を合せることができ、蒸発
器と蒸気ドラムを接続する蒸発器出口管においてフレキ
シビリティを持たせて熱伸び差を吸収することを不要と
し得、コストダウンを図り得る排熱回収ボイラの蒸気ド
ラム支持構造を提供する。 【解決手段】 蒸気ドラム１３を降水管１８を介して蒸
発器１１の支持レベルと略一致するよう支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排熱回収ボイラの
蒸気ドラム支持構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、コンバインドサイクル発電プラ
ント等においては、ガスタービン等の排ガスを蒸気ター
ビン用の駆動蒸気やプロセス用の蒸気を発生させるため
の熱源として排熱回収ボイラが用いられている。

【０００３】図６は一般的な排熱回収ボイラの一例を示
すものであって、１は横置き型の自然循環式の排熱回収
ボイラであり、該排熱回収ボイラ１はそのケーシング２
内に上流側から順次、過熱器３、高圧蒸発器４、脱硝装
置５、高圧節炭器６、低圧蒸発器７、低圧節炭器８が配
設され、高圧蒸発器４の上部には高圧蒸気ドラム９が、
又、低圧蒸発器７の上部には低圧蒸気ドラム１０が設け
られており、図示していないガスタービン等から排熱回
収ボイラ１に流入した高温の排ガスは、過熱器３及び高
圧蒸発器４を経て脱硝装置５に至り、窒素酸化物が除去
され、該脱硝装置５において窒素酸化物が除去された排
ガスは、高圧節炭器６、低圧蒸発器７及び低圧節炭器８
を順次通過し、各伝熱管内の内部流体と熱交換を行い、
高圧蒸気ドラム９及び低圧蒸気ドラム１０においては、
各圧力の蒸発器で発生した二相流が流入し、蒸気と水と
に分離される。

【０００４】このような自然循環式の排熱回収ボイラ１
は、強制循環式の排熱回収ボイラと比べて、循環ポンプ
が不要であり、所内動力を軽減できるという利点に加え
て、地上からボイラ最上部までの高さを低く抑えること
ができ、ボイラを自立構造とすることが可能となる等の
長所を有しているため、多くのコンバインドサイクル発
電プラントで採用されている。

【０００５】ところで、従来の場合、前記高圧蒸発器４
や低圧蒸発器７等の蒸発器１１は、図７に示される如
く、ケーシング２内に、その天井部からロッド１２を介
して吊下げ支持されるよう配設されており、又、高圧蒸
気ドラム９及び低圧蒸気ドラム１０等の蒸気ドラム１３
は、前記ケーシング２上面に設けられた受梁１４上にサ
ドル１５を介して支持されるよう配設され、該蒸気ドラ
ム１３には、前記蒸発器１１の上部から延びる蒸発器出
口管１６が接続され、且つ前記蒸発器１１の底部へ蒸発
器入口管１７を介して通じる降水管１８が接続されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如く、蒸気ドラム１３をケーシング２上面に設けられた
受梁１４上にサドル１５を介して支持するのでは、蒸発
器１１の支持レベルに対して蒸気ドラム１３の支持レベ
ルが一致せずにＨだけ離れてしまい、管の熱伸びの基点
が異なってしまうため、蒸発器１１と蒸気ドラム１３を
接続する蒸発器出口管１６においてフレキシビリティを
持たせて熱伸び差を吸収する必要があり、設計・製作・材
料面全てにおいてコストアップにつながるという欠点を
有していた。

【０００７】尚、蒸発器１１の荷重を蒸発器出口管１６
を介して蒸気ドラム１３に伝え、該蒸気ドラム１３で全
ての荷重を支持するようにすれば、蒸発器出口管１６に
おいてフレキシビリティを持たせて熱伸び差を吸収する
必要はなくなるが、この場合、蒸発器１１の荷重を蒸発
器出口管１６を介して蒸気ドラム１３に伝える関係上、
多数の蒸発器出口管１６を極力曲げずに略真直ぐにして
蒸気ドラム１３に接続しなければならなくなり、蒸気ド
ラム１３の径を大きくせざるを得ず、大幅なコストアッ
プとなるため、実施は困難であった。

【０００８】本発明は、斯かる実情に鑑み、管の熱伸び
の基点を合せることができ、蒸発器と蒸気ドラムを接続
する蒸発器出口管においてフレキシビリティを持たせて
熱伸び差を吸収することを不要とし得、コストダウンを
図り得る排熱回収ボイラの蒸気ドラム支持構造を提供し
ようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、排ガスが流通
するケーシング内に、天井部から吊下げ支持されるよう
配設された蒸発器と、前記ケーシングの上方に配設さ
れ、前記蒸発器の上部から延びる蒸発器出口管が接続さ
れ、且つ前記蒸発器の底部へ通じる降水管が接続された
蒸気ドラムとを備えた排熱回収ボイラの蒸気ドラム支持
構造であって、蒸気ドラムを降水管を介して蒸発器の支
持レベルと略一致するよう支持したことを特徴とする排
熱回収ボイラの蒸気ドラム支持構造にかかるものであ
る。

【００１０】前記排熱回収ボイラの蒸気ドラム支持構造
においては、降水管に、下方へ向け円錐台状に広がるス
カート部材を取り付け、該スカート部材を支持梁上に載
置することにより、蒸気ドラムを降水管を介して支持す
るようにすることが有効である。

【００１１】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００１２】前述の如く、蒸気ドラムを降水管を介して
蒸発器の支持レベルと略一致するよう支持すると、管の
熱伸びの基点が等しくなるため、蒸発器と蒸気ドラムを
接続する蒸発器出口管においてフレキシビリティを持た
せて熱伸び差を吸収する必要がなくなり、設計・製作・材
料面全てにおいてコストダウンが可能となる。

【００１３】又、前記排熱回収ボイラの蒸気ドラム支持
構造において、降水管に、下方へ向け円錐台状に広がる
スカート部材を取り付け、該スカート部材を支持梁上に
載置することにより、蒸気ドラムを降水管を介して支持
するようにすると、例えば、降水管の外周面における円
周方向所要複数箇所に爪を突出させ、該爪を、支持梁上
に載置した支持リングに係止させたりするのに比べ、降
水管の表面に作用するモーメントが小さくなり、蒸気ド
ラムの荷重を主に、スカート部材が取り付けられた降水
管外周面における剪断力で受ける形となり、降水管に局
部応力が作用することを最小限に抑えることが可能とな
る。

【００１４】

【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。

【００１５】図１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に示す如く、蒸気ドラム１３を降水管１８
を介して蒸発器１１の支持レベルと略一致するよう支持
した点にある。

【００１６】本図示例の場合、前記降水管１８には、図
２及び図３に示す如く、下方へ向け円錐台状に広がるス
カート部材１９を取り付け、該スカート部材１９を、ケ
ーシング２の支柱２０に掛け渡すように構築した支持梁
２１上に載置することにより、蒸気ドラム１３を降水管
１８を介して支持するようにしてある。尚、前記スカー
ト部材１９の底部には、リング状の平板で形成したベー
スプレート２２を一体に取り付け、該ベースプレート２
２と支持梁２１との間にシム２３を介在させることによ
り、蒸気ドラム１３のレベル調整を行うようにしてあ
る。

【００１７】又、前述の如く、蒸気ドラム１３を降水管
１８を介して蒸発器１１の支持レベルと略一致するよう
支持する場合、前記蒸気ドラム１３の据付手順として
は、受梁１４上に蒸気ドラム１３を仮置きし、該蒸気ド
ラム１３に降水管１８を取り付けると共に、該降水管１
８にスカート部材１９を取り付けた後、蒸気ドラム１３
をジャッキアップし、前記スカート部材１９のベースプ
レート２２と支持梁２１との間にシム２３を介在させ、
蒸気ドラム１３のレベル調整を行う形となるため、図４
に示す如く、蒸気ドラム１３の下面側には、仮置用サド
ル１５’を取り付け、該仮置用サドル１５’の両側に凹
設した段差部２４と受梁１４との間にジャッキ２５を挿
入配置してジャッキアップし、蒸気ドラム１３のレベル
調整完了後には、ジャッキ２５を撤去できるようにして
あり、更に、前記仮置用サドル１５’の両側方位置にお
ける受梁１４上には、振動受金物２６を設置し、地震や
風による蒸気ドラム１３の振動発生時に、前記仮置用サ
ドル１５’を振動受金物２６に当接させることにより、
蒸気ドラム１３の軸線方向と直交する方向の振動を抑え
るようにしてある。尚、図５に示す如く、前記蒸気ドラ
ム１３の軸線方向所要箇所における下面側には、振動止
部材２７を取り付け、該振動止部材２７の両側方位置に
おける受梁１４’上には、振動受金物２８を設置し、地
震や風による蒸気ドラム１３の振動発生時に、前記振動
止部材２７を振動受金物２８に当接させることにより、
蒸気ドラム１３の軸線方向における振動を抑えるように
してある。

【００１８】次に、上記図示例の作動を説明する。

【００１９】前述の如く、蒸気ドラム１３を降水管１８
を介して蒸発器１１の支持レベルと略一致するよう支持
すると、管の熱伸びの基点が等しくなるため、蒸発器１
１と蒸気ドラム１３を接続する蒸発器出口管１６におい
てフレキシビリティを持たせて熱伸び差を吸収する必要
がなくなり、設計・製作・材料面全てにおいてコストダウ
ンが可能となる。

【００２０】又、前記降水管１８には、図２及び図３に
示す如く、下方へ向け円錐台状に広がるスカート部材１
９を取り付け、該スカート部材１９を、ケーシング２の
支柱２０に掛け渡すように構築した支持梁２１上に載置
することにより、蒸気ドラム１３を降水管１８を介して
支持するようにしてあるため、例えば、降水管１８の外
周面における円周方向所要複数箇所に爪を突出させ、該
爪を、支持梁２１上に載置した支持リングに係止させた
りするのに比べ、降水管１８の表面に作用するモーメン
トが小さくなり、蒸気ドラム１３の荷重を主に、スカー
ト部材１９が取り付けられた降水管１８外周面における
剪断力で受ける形となり、降水管１８に局部応力が作用
することを最小限に抑えることが可能となる。

【００２１】更に又、地震や風による蒸気ドラム１３の
振動発生時には、蒸気ドラム１３の据付時に使用される
仮置用サドル１５’（図４参照）が振動受金物２６に当
接することにより、蒸気ドラム１３の軸線方向と直交す
る方向の振動が抑えられると共に、図５に示す如く、蒸
気ドラム１３の軸線方向所要箇所における下面側に取り
付けられた振動止部材２７が振動受金物２８に当接する
ことにより、蒸気ドラム１３の軸線方向における振動が
抑えられる。

【００２２】こうして、管の熱伸びの基点を合せること
ができ、蒸発器１１と蒸気ドラム１３を接続する蒸発器
出口管１６においてフレキシビリティを持たせて熱伸び
差を吸収することを不要とし得、コストダウンを図り得
ると共に、降水管１８に局部応力が作用することを最小
限に抑えることができる。

【００２３】尚、本発明の排熱回収ボイラの蒸気ドラム
支持構造は、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。

【００２４】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の請求項１
記載の排熱回収ボイラの蒸気ドラム支持構造によれば、
管の熱伸びの基点を合せることができ、蒸発器と蒸気ド
ラムを接続する蒸発器出口管においてフレキシビリティ
を持たせて熱伸び差を吸収することを不要とし得、コス
トダウンを図り得るという優れた効果を奏し得、又、本
発明の請求項２記載の排熱回収ボイラの蒸気ドラム支持
構造によれば、上記効果に加え更に、降水管に局部応力
が作用することを最小限に抑えることができるという優
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概要正断面図で
ある。

【図２】図１のＩＩ部拡大図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。

【図４】本発明を実施する形態の一例における仮置用サ
ドルと振動受金物を表わす要部拡大側断面図である。

【図５】本発明を実施する形態の一例における振動止部
材と振動受金物を表わす要部拡大正面図である。

【図６】一般的な排熱回収ボイラの概要側断面図であ
る。

【図７】従来の排熱回収ボイラの蒸気ドラム支持構造の
概要正断面図である。

【符号の説明】

１ 排熱回収ボイラ ２ ケーシング ４ 高圧蒸発器 ７ 低圧蒸発器 ９ 高圧蒸気ドラム １０ 低圧蒸気ドラム １１ 蒸発器 １３ 蒸気ドラム １６ 蒸発器出口管 １７ 蒸発器入口管 １８ 降水管 １９ スカート部材 ２１ 支持梁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排ガスが流通するケーシング内に、天井
   部から吊下げ支持されるよう配設された蒸発器と、 前記ケーシングの上方に配設され、前記蒸発器の上部か
   ら延びる蒸発器出口管が接続され、且つ前記蒸発器の底
   部へ通じる降水管が接続された蒸気ドラムとを備えた排
   熱回収ボイラの蒸気ドラム支持構造であって、 蒸気ドラムを降水管を介して蒸発器の支持レベルと略一
   致するよう支持したことを特徴とする排熱回収ボイラの
   蒸気ドラム支持構造。
2. 【請求項２】 降水管に、下方へ向け円錐台状に広がる
   スカート部材を取り付け、該スカート部材を支持梁上に
   載置することにより、蒸気ドラムを降水管を介して支持
   するようにした請求項１記載の排熱回収ボイラの蒸気ド
   ラム支持構造。