JP2006317023A

JP2006317023A - 管整列装置

Info

Publication number: JP2006317023A
Application number: JP2005137244A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yoshigata; 昌博吉形
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2005-05-10
Filing date: 2005-05-10
Publication date: 2006-11-24

Abstract

【課題】一方の管の表面に対し他方の管に固着されたスペーサが接触することを回避し得、管の摩耗による減肉を防止して寿命延長を図り得る一方、同一形状のスペーサの組み合わせにより製造並びに組み付けに関する工数等を削減し得、且つ互いに隣接する管同士の間隔が狭くなっているものの改造工事等にも採用することができる管整列装置を提供する。
【解決手段】所要間隔をあけて並設された伝熱管３０の軸線方向への相対移動を許容し且つ隣接する伝熱管３０が互いに近接・離反する方向への移動を阻止するよう嵌合するスペーサ３１を、隣接する伝熱管３０の表面に溶接して固着する。
【選択図】図１

Description

本発明は、管整列装置に関するものである。

従来より、一般家庭や工場等に電力を供給する電気事業の中で火力発電プラントは重要な役割を担っており、該火力発電プラントには、ボイラが設けられている。

図４はボイラの一例を表わすものであって、図４中、１は火炉１ａと後部伝熱部１ｂとを有するボイラ本体、２はボイラ本体１の火炉１ａ内へ燃料を噴射して燃焼させるバーナ、３は一次過熱器、４は二次過熱器、５は三次過熱器、６は最終過熱器、７は一次再熱器、８は二次再熱器、９は節炭器であり、バーナ２からボイラ本体１の火炉１ａ内へ燃料を噴射して燃焼させることにより、燃焼ガスを生成し、生成された燃焼ガスを流通させ、二次過熱器４、三次過熱器５、最終過熱器６、二次再熱器８、一次過熱器３、一次再熱器７及び節炭器９と熱交換させ、熱交換した後の排ガスを排ガスダクト１０へ流出させ、下流側に設けられた脱硝、脱硫等の排煙処理装置（図示せず）で窒素酸化物や硫黄酸化物等を除去した後、大気へ放出するようになっている。

一方、図５は前述のボイラの給水・蒸気系統を表わすものであり、ボイラ給水は、燃料が燃焼されるボイラ本体１の火炉１ａの炉壁に形成される蒸発器１１で加熱され、ノーズ部１２を経て、汽水分離器１３で水と蒸気に分離され、該汽水分離器１３で水と分離された蒸気は、ボイラ本体１の天井並びに後部伝熱部周壁１４を通過し、一次過熱器３、二次過熱器４、三次過熱器５及び最終過熱器６で過熱され、高圧タービン１５へ導かれ、該高圧タービン１５が駆動されて発電が行われると共に、前記高圧タービン１５を駆動した後の蒸気は、一次再熱器７及び二次再熱器８へ導かれ、該一次再熱器７及び二次再熱器８で再熱された後、中・低圧タービン１６へ導入され、該中・低圧タービン１６が駆動されて発電が行われ、前記中・低圧タービン１６を駆動した後の蒸気は、復水器１７へ導かれてボイラ給水に戻され、該ボイラ給水は、復水脱塩装置１８と低圧給水加熱器１９と脱気器２０とを経由し、給水ポンプ２１により高圧給水加熱器２２を介して節炭器９へ圧送され、該節炭器９で加熱され、前記蒸発器１１へ送給され、循環されるようになっている。

ところで、前記一次過熱器３、二次過熱器４、三次過熱器５、最終過熱器６、一次再熱器７、二次再熱器８、並びに節炭器９等の熱交換器はそれぞれ、多数の伝熱管を所要間隔をあけて並設することにより形成されているが、特にボイラ本体１の火炉１ａの上部に吊り下げられる二次過熱器４、三次過熱器５、最終過熱器６、二次再熱器８等の伝熱管の場合、その外部を流れる燃焼ガス流によって運転中にばたつく虞があるため、このような不具合を回避するために、従来においては、例えば、図６に示される如く、隣接する伝熱管３０の表面に、互いに係合する金属片からなるスペーサ３１´を溶接して（溶接部３２´参照）固着することにより、温度変化に伴う伝熱管３０の軸線方向への伸び差をスペーサ３１´の係合面におけるスライドで吸収しつつ、伝熱管３０を整列させることが行われていた。

前記スペーサ３１´は、伝熱管３０の軸線方向へ所要間隔をあけて二段以上、その向きが互い違いとなるよう配設されており、隣接する伝熱管３０が離反する方向（図６のＸ方向）、並びに隣接する伝熱管３０がその中心Ｏ同士を結ぶ直線からずれる方向（図６のＹ方向）への移動が制限されるようになっている。

尚、図６に示されるようなスペーサ３１´とは形状が異なっているが、伝熱管３０を整列させる装置の一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
特開２００４−３１６９４２号公報

しかしながら、図６に示されるようなスペーサ３１´を用いた管整列装置では、たとえ、伝熱管３０の軸線方向へ所要間隔をあけて二段以上、その向きが互い違いとなるよう配設されていたとしても、隣接する伝熱管３０が近接する方向への移動を制限することはできないため、運転中に一方の伝熱管３０の表面に対し他方の伝熱管３０に固着されたスペーサ３１´が接触することは避けられず、その接触部における伝熱管３０の肉厚が摩耗によって薄くなるという不具合を有していた。

特に、前記伝熱管３０の表面に対してスペーサ３１´が接触した状態で、伝熱管３０がその軸線方向へ移動した場合には、摩耗の度合いが激しくなり、寿命にも影響を及ぼすことが懸念されていた。

一方、特許文献１に開示された管整列装置においても、図６に示されるものと同様、隣接する伝熱管が互いに近接する方向へ移動することを制限できないため、運転中に伝熱管と相手方のスペーサとが接触し、その接触部における伝熱管の摩耗による減肉が生じることは避けられず、又、一方の伝熱管に固着されるスペーサと他方の伝熱管に固着されるスペーサの形状が同一ではなく異なっているため、製造並びに組み付けに関する工数等の増加につながる虞があった。更に又、既設の熱交換器の場合、互いに隣接する伝熱管同士の間隔は通常かなり狭くなっているものが多いため、特許文献１に開示されているような広い間隔を必要とするものでは、改造工事等に採用することが困難となっていた。

本発明は、斯かる実情に鑑み、一方の管の表面に対し他方の管に固着されたスペーサが接触することを回避し得、管の摩耗による減肉を防止して寿命延長を図り得る一方、同一形状のスペーサの組み合わせにより製造並びに組み付けに関する工数等を削減し得、且つ互いに隣接する管同士の間隔が狭くなっているものの改造工事等にも採用することができる管整列装置を提供しようとするものである。

本発明は、所要間隔をあけて並設された管の軸線方向への相対移動を許容し且つ隣接する管が互いに近接・離反する方向への移動を阻止するよう嵌合するスペーサを、隣接する管の表面に固着したことを特徴とする管整列装置にかかるものである。

前述の如く構成すると、一方の管の表面に対し他方の管に固着されたスペーサが接触することがなくなり、管の肉厚が摩耗によって薄くなる心配がない。

前記管整列装置においては、前記スペーサを、
管の表面にその軸線方向へ延びて当接するよう固着される取付基部と、
該取付基部の管表面に対する取付面から管の半径方向へ所要寸法だけ離れて管の軸線方向へ延びるよう凹設される凹溝と、
該凹溝の反取付基部側に、対向配置される相手方のスペーサの凹溝に対して管の軸線方向へスライド自在に嵌合するよう形成された嵌合片と
から構成することができ、このようにすると、一方の管に固着されるスペーサと他方の管に固着されるスペーサの形状が同一にできるため、製造並びに組み付けに関する工数等を削減可能となり、又、互いに隣接する伝熱管同士の間隔がかなり狭くなっている既設の熱交換器の改造工事等に採用することも可能となる。

前記スペーサは、管の軸線方向へ所要間隔をあけて二段以上、その嵌合片の向きが互い違いとなるよう配設することが好ましい。

又、前記スペーサは、金属材料を引抜加工して切断することにより形成することもでき、製造も容易に行えることとなる。

本発明の管整列装置によれば、一方の管の表面に対し他方の管に固着されたスペーサが接触することを回避し得、管の摩耗による減肉を防止して寿命延長を図り得る一方、同一形状のスペーサの組み合わせにより製造並びに組み付けに関する工数等を削減し得、且つ互いに隣接する管同士の間隔が狭くなっているものの改造工事等にも採用することができるという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１〜図３は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図６と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、所要間隔をあけて並設された伝熱管３０の軸線方向への相対移動を許容し且つ隣接する伝熱管３０が互いに近接・離反する方向への移動を阻止するよう嵌合するスペーサ３１を、隣接する伝熱管３０の表面に溶接して（溶接部３２参照）固着したものである。

本図示例の場合、前記スペーサ３１は、ステンレス等の金属材料を引抜加工して切断することにより形成したものであり、伝熱管３０の表面にその軸線方向へ延びて当接するよう固着される取付基部３１ａと、該取付基部３１ａの伝熱管３０表面に対する取付面３１ｂから伝熱管３０の半径方向へ所要寸法ｓだけ離れて伝熱管３０の軸線方向へ延びるよう凹設される凹溝３１ｃと、該凹溝３１ｃの取付基部３１ａと反対側に、対向配置される相手方のスペーサ３１の凹溝３１ｃに対して伝熱管３０の軸線方向へスライド自在に嵌合するよう形成された嵌合片３１ｄとを備えてなる構成を有している。

又、前記スペーサ３１は、図２及び図３に示す如く、伝熱管３０の軸線方向へ所要間隔をあけて二段、その嵌合片３１ｄの向きが互い違いとなるよう配設してある。尚、前記スペーサ３１の配設段数は、二段に限らず、三段や四段としても良い。

次に、上記図示例の作用を説明する。

前述の如く構成すると、隣接する伝熱管３０が離反する方向（図１のＸ方向）、並びに隣接する伝熱管３０がその中心Ｏ同士を結ぶ直線からずれる方向（図１のＹ方向）への移動が制限されることに加え更に、隣接する伝熱管３０が近接する方向（図１のＸ´方向）への移動も制限され、一方の伝熱管３０と他方の伝熱管３０に固着されたスペーサ３１との間に常に少なくとも所要寸法ｓに相当するだけの間隙が確保されるため、一方の伝熱管３０の表面に対し他方の伝熱管３０に固着されたスペーサ３１が接触することがなくなり、伝熱管３０の肉厚が摩耗によって薄くなる心配がない。

尚、温度変化に伴う伝熱管３０の軸線方向への伸び差は、嵌合片３１ｄが相手方のスペーサ３１の凹溝３１ｃに沿ってスライドすることにより吸収される形となる。

又、一方の伝熱管３０に固着されるスペーサ３１と他方の伝熱管３０に固着されるスペーサ３１の形状が同一にできるため、製造並びに組み付けに関する工数等を削減可能となり、更に又、互いに隣接する伝熱管３０同士の間隔がかなり狭くなっている既設の熱交換器の改造工事等に採用することも可能となる。

しかも、前記スペーサ３１は、金属材料を引抜加工して切断することにより形成できるため、製造も容易に行えることとなる。

こうして、一方の伝熱管３０の表面に対し他方の伝熱管３０に固着されたスペーサ３１が接触することを回避し得、伝熱管３０の摩耗による減肉を防止して寿命延長を図り得る一方、同一形状のスペーサ３１の組み合わせにより製造並びに組み付けに関する工数等を削減し得、且つ互いに隣接する伝熱管３０同士の間隔が狭くなっているものの改造工事等にも採用することができる。

尚、本発明の管整列装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、ボイラの伝熱管に限らず、さまざまな管の整列用として適用可能なこと等、その他、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。

本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。本発明を実施する形態の一例を示す斜視図である。一般的なボイラの一例を示す全体概要構成図である。図４に示されるボイラの給水・蒸気系統を示す概要構成図である。従来の管整列装置の一例を示す断面図である。

符号の説明

３０伝熱管（管）
３１スペーサ
３１ａ取付基部
３１ｂ取付面
３１ｃ凹溝
３１ｄ嵌合片

Claims

所要間隔をあけて並設された管の軸線方向への相対移動を許容し且つ隣接する管が互いに近接・離反する方向への移動を阻止するよう嵌合するスペーサを、隣接する管の表面に固着したことを特徴とする管整列装置。
前記スペーサを、
管の表面にその軸線方向へ延びて当接するよう固着される取付基部と、
該取付基部の管表面に対する取付面から管の半径方向へ所要寸法だけ離れて管の軸線方向へ延びるよう凹設される凹溝と、
該凹溝の反取付基部側に、対向配置される相手方のスペーサの凹溝に対して管の軸線方向へスライド自在に嵌合するよう形成された嵌合片と
から構成した請求項１記載の管整列装置。
前記スペーサを、管の軸線方向へ所要間隔をあけて二段以上、その嵌合片の向きが互い違いとなるよう配設した請求項２記載の管整列装置。
前記スペーサを、金属材料を引抜加工して切断することにより形成するようにした請求項２又は３記載の管整列装置。