JP2016217654A - Heat exchanger - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchanger which reduces stress applied to a welding part which connects a tube collar to a heat transfer tube and inhibits strengh deterioration of the welding part.SOLUTION: A heat exchanger includes: a tube plate 8 dividing a primary space 6a, in which a high temperature fluid EG flows, from a secondary space 10a, in which a low temperature fluid A flows, the tube plate 8 provided with a through hole 18; a tubular tube collar 19 which is joined to a primary space side 6a of the tube plate 8 so as to be coaxially arranged with the through hole 18; and a heat transfer tube 11 supported by the tube plate 8 through the tube collar 19. The heat transfer tube 11 includes: a heat transfer tube body 12 disposed in the secondary space 10a; and a connection tube 20 having a large diameter part 21 disposed in the primary space 6a and having an outer diameter larger than an inner diameter of the tube collar 19 and a small diameter part 22 penetrating through the through hole 18 and connected to the heat transfer tube body 12.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、一対の管板と、一対の管板間に並設された伝熱チューブとを有する熱交換器に関する。   The present invention relates to a heat exchanger having a pair of tube plates and a heat transfer tube arranged in parallel between the pair of tube plates.

国内の下水汚泥の発生量は年々増加しており、その多くが焼却処理されている。汚泥を焼却する汚泥焼却設備においては、燃焼炉から排出される排ガスが高温となることから、熱効率を高めるために熱回収が行われている。例えば、空気予熱器を用いて焼却炉から排出される排ガスと燃焼炉に供給される燃焼用空気（流動空気）との間で熱交換を行うことによって、燃焼用空気の予熱を行い、省エネルギー化を図っている。   The amount of domestic sewage sludge is increasing year by year, and most of it is incinerated. In the sludge incineration facility that incinerates sludge, the exhaust gas discharged from the combustion furnace becomes a high temperature, and thus heat recovery is performed in order to increase the thermal efficiency. For example, by using the air preheater to exchange heat between the exhaust gas discharged from the incinerator and the combustion air (fluid air) supplied to the combustion furnace, the combustion air is preheated to save energy. I am trying.

空気予熱器としては、例えばシェルアンドチューブ式と呼ばれる多管式熱交換器が採用されている。多管式熱交換器は、一対の管板間に多数の伝熱チューブが、その両端部が一対の管板にそれぞれ形成された貫通孔に挿入されて並設された構成である。多管式熱交換器では、伝熱チューブに高温の排ガスを通過させつつ、管板間に燃焼用空気を通過させることによって熱交換を実施している。   As the air preheater, for example, a multi-tube heat exchanger called a shell and tube type is adopted. The multi-tube heat exchanger has a configuration in which a large number of heat transfer tubes are inserted between a pair of tube plates and both ends thereof are inserted in through holes formed in the pair of tube plates, respectively. In a multi-tube heat exchanger, heat exchange is performed by passing combustion air between tube plates while passing high-temperature exhaust gas through a heat transfer tube.

ところで、多管式熱交換器の施工においては、伝熱チューブと管板とを直接溶接することは困難である。また、伝熱チューブと管板とを直接溶接した場合、伝熱チューブの熱伸び等により管板に負荷がかかる可能性がある。
よって、図４に示すように、伝熱チューブ１１１と管板８とは、伝熱チューブ１１１の外周面と管板８の貫通孔１８の内周面との間に配置された管状のチューブカラー１２１を介して接合されている。換言すれば、管板８の貫通孔１８には、管状のチューブカラー１２１が挿入されており、負荷が生じた場合は、チューブカラー１２１との溶接部Ｗ（隅肉溶接）に負荷をかける構造とすることによって、管板８の損傷を防止している（例えば特許文献１参照）。 By the way, in the construction of the multi-tube heat exchanger, it is difficult to directly weld the heat transfer tube and the tube sheet. Further, when the heat transfer tube and the tube sheet are directly welded, there is a possibility that a load is applied to the tube sheet due to the thermal elongation of the heat transfer tube.
Therefore, as shown in FIG. 4, the heat transfer tube 111 and the tube plate 8 are tubular tube collars arranged between the outer peripheral surface of the heat transfer tube 111 and the inner peripheral surface of the through hole 18 of the tube plate 8. It is joined via 121. In other words, a tubular tube collar 121 is inserted into the through-hole 18 of the tube plate 8, and when a load is generated, a load is applied to the welded portion W (fillet weld) with the tube collar 121. By doing so, damage to the tube sheet 8 is prevented (see, for example, Patent Document 1).

特開２００６−３２９５８５号公報JP 2006-329585 A

ところで、チューブカラー１２１と伝熱チューブ１１１を接続している溶接部Ｗには、伝熱チューブ１１１の自重による一次応力、及び熱伸びによる二次応力がかかる。即ち、溶接部Ｗに集中的に負荷がかかり、強度低下が生じるという課題がある。   By the way, the primary stress due to the weight of the heat transfer tube 111 and the secondary stress due to thermal elongation are applied to the welded portion W connecting the tube collar 121 and the heat transfer tube 111. That is, there is a problem that a load is applied to the welded portion W in a concentrated manner and strength is reduced.

この発明は、チューブカラーと伝熱チューブとを接続する溶接部にかかる応力を低減して、溶接部の強度低下を抑制することができる熱交換器を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the heat exchanger which can reduce the stress concerning the welding part which connects a tube collar and a heat exchanger tube, and can suppress the strength reduction of a welding part.

本発明の第一の態様によれば、熱交換器は、高温流体が流れる一次空間と低温流体が流れる二次空間とを区画し、前記一次空間と前記二次空間とを連通させる貫通孔が形成された管板と、前記管板の前記一次空間側の面に、前記貫通孔と同心となるように設けられた管状のチューブカラーと、前記チューブカラーを介して前記管板に支持された伝熱チューブと、を有し、前記伝熱チューブは、前記一次空間内に配置されて前記チューブカラーの内径よりも大きい外径を有する大径部と、前記貫通孔を貫通する小径部と、を有する接続管と、前記二次空間内に配置されて前記小径部に連結された伝熱チューブ本体と、を有することを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, the heat exchanger partitions the primary space through which the high-temperature fluid flows and the secondary space through which the low-temperature fluid flows, and has a through hole that communicates the primary space and the secondary space. The formed tube plate, a tubular tube collar provided on the surface of the tube plate on the primary space side so as to be concentric with the through hole, and supported by the tube plate via the tube collar A heat transfer tube, and the heat transfer tube is disposed in the primary space and has a large diameter portion having an outer diameter larger than the inner diameter of the tube collar, and a small diameter portion penetrating the through hole, And a heat transfer tube main body disposed in the secondary space and connected to the small-diameter portion.

このような構成によれば、伝熱チューブが接続管の大径部とチューブカラーの当接面を介して管板によって支持される。これにより、伝熱チューブとチューブカラーとを接合する溶接部に、伝熱チューブの自重による応力がかかることがなくなるため、溶接部の強度低下を抑制することができる。
また、チューブカラーを貫通孔に挿入することなく、管板の面に接合する構成としたことによって、貫通孔の穴径をより小さくすることができ、管板の強度を向上させることができる。 According to such a configuration, the heat transfer tube is supported by the tube plate via the large diameter portion of the connection tube and the contact surface of the tube collar. Thereby, since the stress due to the weight of the heat transfer tube is not applied to the welded portion that joins the heat transfer tube and the tube collar, a decrease in strength of the welded portion can be suppressed.
Further, by adopting a configuration in which the tube collar is joined to the surface of the tube plate without being inserted into the through hole, the hole diameter of the through hole can be further reduced, and the strength of the tube plate can be improved.

上記熱交換器において、前記接続管の材料の熱膨張率と、前記伝熱チューブ本体の材料の熱膨張率は同一又は同等であってよい。   In the heat exchanger, the thermal expansion coefficient of the material of the connection pipe and the thermal expansion coefficient of the material of the heat transfer tube main body may be the same or equivalent.

このような構成によれば、熱膨張率の違いによって発生する熱応力を抑制することができる。   According to such a configuration, it is possible to suppress thermal stress generated due to a difference in thermal expansion coefficient.

上記熱交換器において、前記接続管の材質と、前記伝熱チューブ本体の材質とは、同一又は同等であってよい。   In the heat exchanger, the material of the connection pipe and the material of the heat transfer tube main body may be the same or equivalent.

このような構成によれば、材質の違いにより発生する熱応力を抑制することができる。   According to such a structure, the thermal stress which generate | occur | produces by the difference in material can be suppressed.

上記熱交換器において、前記伝熱チューブ本体の材料の熱膨張率と、前記接続管の材料の熱膨張率と、前記管板の材料の熱膨張率と、前記チューブカラーの材料の熱膨張率は、同一または同等であってよい。   In the above heat exchanger, the thermal expansion coefficient of the material of the heat transfer tube body, the thermal expansion coefficient of the material of the connecting pipe, the thermal expansion coefficient of the material of the tube plate, and the thermal expansion coefficient of the material of the tube collar May be the same or equivalent.

このような構成によれば、熱膨張率の違いによって発生する熱応力を抑制することができる。   According to such a configuration, it is possible to suppress thermal stress generated due to a difference in thermal expansion coefficient.

上記熱交換器において、前記伝熱チューブ本体の材質と、前記接続管の材質と、前記管板の材質と、前記チューブカラーの材質は、同一または同等であってよい。   In the heat exchanger, the material of the heat transfer tube main body, the material of the connecting pipe, the material of the tube plate, and the material of the tube collar may be the same or equivalent.

このような構成によれば、材質の違いにより発生する熱応力を抑制することができる。   According to such a structure, the thermal stress which generate | occur | produces by the difference in material can be suppressed.

上記熱交換器において、前記伝熱チューブ本体の材料と、前記接続管の材料と、前記管板の材料と、前記チューブカラーの材料は、ＮＣＦ ８００Ｈ又はＳＵＳ３１０Ｓであってよい。   In the heat exchanger, the material of the heat transfer tube main body, the material of the connection pipe, the material of the tube plate, and the material of the tube collar may be NCF 800H or SUS310S.

このような構成によれば、材料が異なることにより発生する熱応力を無くすことができる。   According to such a configuration, it is possible to eliminate thermal stress generated due to different materials.

上記熱交換器において、前記接続管と前記伝熱チューブ本体とは、端面同士が突合せ溶接部を介して接続されてよい。   In the heat exchanger, the connecting pipe and the heat transfer tube main body may be connected to each other through end-to-end welds.

このような構成によれば、接続管と伝熱チューブ本体との間の強度を高くすることができる。   According to such a structure, the intensity | strength between a connection pipe and a heat exchanger tube main body can be made high.

上記熱交換器において、前記一次空間としての内部空間を有するケーシングと、前記ケーシングと前記管板との間に介在する接続板と、前記ケーシングの外面に設けられた断熱材と、を有してよい。   The heat exchanger includes a casing having an internal space as the primary space, a connection plate interposed between the casing and the tube plate, and a heat insulating material provided on an outer surface of the casing. Good.

このような構成によれば、断熱材によりケーシングからの放熱が抑えられて接続板の温度が上昇することによって、管板から接続板にかけての温度勾配を小さくすることができる。これにより、管板に生じる熱応力を低減することができる。   According to such a configuration, heat dissipation from the casing is suppressed by the heat insulating material, and the temperature of the connection plate rises, so that the temperature gradient from the tube plate to the connection plate can be reduced. Thereby, the thermal stress which arises in a tube sheet can be reduced.

本発明によれば、伝熱チューブが接続管の大径部とチューブカラーの当接面を介し管板によって支持される。これにより、伝熱チューブとチューブカラーとを接合する溶接部に、伝熱チューブの自重による応力がかかることがなくなるため、溶接部の強度低下を抑制することができる。   According to the present invention, the heat transfer tube is supported by the tube plate via the large diameter portion of the connection tube and the contact surface of the tube collar. Thereby, since the stress due to the weight of the heat transfer tube is not applied to the welded portion that joins the heat transfer tube and the tube collar, a decrease in strength of the welded portion can be suppressed.

本発明の実施形態の熱交換器を備えた焼却設備のブロック図である。It is a block diagram of the incineration equipment provided with the heat exchanger of the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の熱交換器の概略図である。It is the schematic of the heat exchanger of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の熱交換器の伝熱チューブと管板との接続部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the connection part of the heat exchanger tube and tube sheet of the heat exchanger of embodiment of this invention. 従来の熱交換器の伝熱チューブと管板との接続部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the connection part of the heat exchanger tube and tube sheet of the conventional heat exchanger.

本発明の実施形態の熱交換器について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態の熱交換器を備える焼却設備は、下水汚泥などの廃棄物を焼却処理する汚泥焼却設備である。
なお、ここでは、熱交換器を備える焼却設備は汚泥焼却設備として説明するが、当該熱交換器を他の種類の焼却設備に適用することや、焼却設備以外の設備に適用してもよい。 A heat exchanger according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The incineration facility including the heat exchanger according to the present embodiment is a sludge incineration facility that incinerates waste such as sewage sludge.
In addition, although the incineration equipment provided with a heat exchanger is demonstrated here as sludge incineration equipment, you may apply the said heat exchanger to other types of incineration equipment, or equipment other than incineration equipment.

図１に示すように、焼却設備は、汚泥を焼却して排ガスＥＧを排出する焼却炉１と、焼却炉１に供給される燃焼用空気Ａを加熱（予熱）する熱交換器２と、排ガスＥＧが導入される排ガスダクト３と、燃焼用空気Ａを焼却炉１に供給する空気ダクト４とを有している。熱交換器２は、高温流体である排ガスＥＧと、排ガスＥＧよりも低温の低温流体である燃焼用空気Ａとの間で熱交換を行う。   As shown in FIG. 1, the incineration facility includes an incinerator 1 that incinerates sludge and discharges exhaust gas EG, a heat exchanger 2 that heats (preheats) combustion air A supplied to the incinerator 1, and exhaust gas. It has an exhaust gas duct 3 into which EG is introduced, and an air duct 4 that supplies combustion air A to the incinerator 1. The heat exchanger 2 performs heat exchange between the exhaust gas EG that is a high-temperature fluid and the combustion air A that is a low-temperature fluid that is lower in temperature than the exhaust gas EG.

排ガスダクト３は、焼却炉１から排出される排ガスＥＧを熱交換器２に供給するように焼却炉１と熱交換器２とを接続する第一排ガスダクト３Ａと、熱交換により温度が低下した排ガスＥＧを後段機器に送る第二排ガスダクト３Ｂと、を有する。
空気ダクト４は、燃焼用空気Ａを熱交換器２に導入する第一空気ダクト４Ａと、熱交換により温度が上昇した燃焼用空気Ａを焼却炉１に供給するように焼却炉１と熱交換器２とを接続する第二空気ダクト４Ｂと、を有する。 The temperature of the exhaust gas duct 3 is reduced by heat exchange with the first exhaust gas duct 3A that connects the incinerator 1 and the heat exchanger 2 so that the exhaust gas EG discharged from the incinerator 1 is supplied to the heat exchanger 2. And a second exhaust gas duct 3B for sending the exhaust gas EG to the subsequent equipment.
The air duct 4 exchanges heat with the incinerator 1 so as to supply the first air duct 4A for introducing the combustion air A into the heat exchanger 2 and the combustion air A whose temperature has been raised by heat exchange to the incinerator 1. A second air duct 4 </ b> B connecting the container 2.

焼却炉１に供給されるべき燃焼用空気Ａが熱交換器２によって暖められるため、焼却炉１は下水汚泥のような燃えにくい焼却対象物の焼却が容易となる。即ち、本実施形態の熱交換器２は、汚泥焼却用の焼却炉１に供給される燃焼用空気Ａを予熱するための空気予熱器として好ましく機能する。   Since the combustion air A to be supplied to the incinerator 1 is warmed by the heat exchanger 2, the incinerator 1 can easily incinerate an incineration object that is difficult to burn, such as sewage sludge. That is, the heat exchanger 2 of this embodiment preferably functions as an air preheater for preheating the combustion air A supplied to the incinerator 1 for sludge incineration.

図２に示すように、熱交換器２は、ケーシングである上部ヘッダ６及び下部ヘッダ７と、上側管板８と、下側管板９と、内筒１０と、複数の伝熱チューブ１１と、を有している。伝熱チューブ１１は、内筒１０の内部に内筒１０と平行に配置されている。
上側管板８及び下側管板９には、伝熱チューブ１１を挿通させるための複数の貫通孔１８（図３参照）が形成されている。伝熱チューブ１１は、この貫通孔１８に挿通されることによって所定の位置に位置決めされる。 As shown in FIG. 2, the heat exchanger 2 includes an upper header 6 and a lower header 7, which are casings, an upper tube plate 8, a lower tube plate 9, an inner cylinder 10, and a plurality of heat transfer tubes 11. ,have. The heat transfer tube 11 is disposed in the inner cylinder 10 in parallel with the inner cylinder 10.
The upper tube plate 8 and the lower tube plate 9 are formed with a plurality of through holes 18 (see FIG. 3) for allowing the heat transfer tubes 11 to pass therethrough. The heat transfer tube 11 is positioned at a predetermined position by being inserted into the through hole 18.

内筒１０は、内筒上部１３と、内筒下部１４と、内筒下部１４を内筒上部１３に接続するエキスパンジョンジョイント（不図示）を有している。
上側管板８は、上部ヘッダ６内の上部ヘッダ内空間６ａ（一次空間）と内筒１０に囲まれた内筒内空間１０ａ（二次空間）との間に設けられている。下側管板９は、内筒内空間１０ａ（二次空間）と下部ヘッダ７内の下部ヘッダ内空間７ａ（一次空間）との間に設けられている。換言すれば、管板８，９は、排ガスＥＧが流れるヘッダ内空間６ａ，７ａと、燃焼用空気Ａが流れる内筒内空間１０ａとを区画する板状部材である。上側管板８の貫通孔１８は、上部ヘッダ内空間６ａと内筒内空間１０ａとを連通させる孔である。 The inner cylinder 10 includes an inner cylinder upper part 13, an inner cylinder lower part 14, and an expansion joint (not shown) that connects the inner cylinder lower part 14 to the inner cylinder upper part 13.
The upper tube sheet 8 is provided between the upper header inner space 6 a (primary space) in the upper header 6 and the inner cylinder inner space 10 a (secondary space) surrounded by the inner cylinder 10. The lower tube sheet 9 is provided between the inner cylinder inner space 10 a (secondary space) and the lower header inner space 7 a (primary space) in the lower header 7. In other words, the tube plates 8 and 9 are plate-like members that divide the header inner spaces 6a and 7a in which the exhaust gas EG flows and the inner cylinder space 10a in which the combustion air A flows. The through hole 18 of the upper tube sheet 8 is a hole that allows communication between the upper header inner space 6a and the inner cylinder inner space 10a.

上部ヘッダ６の内周面と上側管板８とは、斜板１５によって接続されている。同様に、下部ヘッダ７の内周面と下側管板９とは、斜板１５によって接続されている。斜板１５は、管板８，９とヘッダ６，７との間に介在する接続板であり、内筒１０の軸線方向に向かって徐々に拡径する円錐形状をなしている。斜板１５の板厚は、管板８，９よりも薄くなるように形成されている。上側管板８及び下側管板９は、耐熱耐腐食性を有する金属材料、例えば、ＳＵＳ３１０Ｓ、ＮＣＦ ８００Ｈ（インコロイ８００Ｈ（登録商標）とも呼ばれる）等のステンレス鋼によって形成されていることが好ましいが、これに限ることはない。   The inner peripheral surface of the upper header 6 and the upper tube plate 8 are connected by a swash plate 15. Similarly, the inner peripheral surface of the lower header 7 and the lower tube plate 9 are connected by a swash plate 15. The swash plate 15 is a connecting plate that is interposed between the tube plates 8 and 9 and the headers 6 and 7, and has a conical shape that gradually increases in diameter in the axial direction of the inner cylinder 10. The plate thickness of the swash plate 15 is formed to be thinner than the tube plates 8 and 9. The upper tube plate 8 and the lower tube plate 9 are preferably formed of a metal material having heat resistance and corrosion resistance, for example, stainless steel such as SUS310S, NCF 800H (also referred to as Incoloy 800H (registered trademark)). This is not a limitation.

複数の伝熱チューブ１１は、内筒内空間１０ａを上下に延びて上部ヘッダ内空間６ａと下部ヘッダ内空間７ａとを接続する。
第一排ガスダクト３Ａは上部ヘッダ６に接続され、第二排ガスダクト３Ｂは下部ヘッダ７に接続されている。
排ガスＥＧは、焼却炉１から第一排ガスダクト３Ａを通って上部ヘッダ内空間６ａに導入される。排ガスＥＧは、上部ヘッダ内空間６ａから複数の伝熱チューブ１１内を通って下部ヘッダ内空間７ａに流れる。排ガスＥＧは、下部ヘッダ内空間７ａから第二排ガスダクト３Ｂを通って後段機器に送られ、最終的に大気に放出される。
上部ヘッダ内空間６ａに導入される排ガスＥＧの温度は例えば８５０℃であり、上側管板８の温度は、例えば７００℃に達する。 The plurality of heat transfer tubes 11 extend vertically in the inner cylinder inner space 10a and connect the upper header inner space 6a and the lower header inner space 7a.
The first exhaust gas duct 3 </ b> A is connected to the upper header 6, and the second exhaust gas duct 3 </ b> B is connected to the lower header 7.
The exhaust gas EG is introduced from the incinerator 1 through the first exhaust gas duct 3A into the upper header inner space 6a. The exhaust gas EG flows from the upper header inner space 6a through the plurality of heat transfer tubes 11 to the lower header inner space 7a. The exhaust gas EG is sent from the lower header inner space 7a through the second exhaust gas duct 3B to the subsequent device, and is finally released to the atmosphere.
The temperature of the exhaust gas EG introduced into the upper header inner space 6a is, for example, 850 ° C., and the temperature of the upper tube sheet 8 reaches, for example, 700 ° C.

第一空気ダクト４Ａは、内筒上部１３に設けられた空気入口１３ａに接続されている。第二空気ダクト４Ｂは、内筒下部１４に設けられた空気出口１４ａに接続されている。
第一空気ダクト４Ａを流れてきた燃焼用空気Ａは、空気入口１３ａから内筒内空間１０ａに流入し、内筒内空間１０ａを流れた後、空気出口１４ａ及び第二空気ダクト４Ｂを通って焼却炉１に供給される。伝熱チューブ１１内を流れる排ガスＥＧと内筒内空間１０ａを流れる燃焼用空気Ａとが伝熱チューブ１１の壁面を介して熱交換される。
内筒内空間１０ａには、内筒内空間１０ａの空気の流れが伝熱チューブ１１にできるだけ等しく当たるように、バッフルプレート１７が設けられている。 The first air duct 4 </ b> A is connected to an air inlet 13 a provided in the inner cylinder upper portion 13. The second air duct 4B is connected to an air outlet 14a provided in the inner cylinder lower portion 14.
The combustion air A that has flowed through the first air duct 4A flows into the inner cylinder space 10a from the air inlet 13a, flows through the inner cylinder space 10a, and then passes through the air outlet 14a and the second air duct 4B. Supplied to the incinerator 1. Heat exchange is performed between the exhaust gas EG flowing through the heat transfer tube 11 and the combustion air A flowing through the inner cylinder space 10 a via the wall surface of the heat transfer tube 11.
A baffle plate 17 is provided in the inner cylinder inner space 10 a so that the air flow in the inner cylinder inner space 10 a strikes the heat transfer tube 11 as much as possible.

また、ケーシングである上部ヘッダ６の外面には、例えば、ロックウール、グラスウール、ウレタンフォーム等の第一断熱材１６が設けられている。即ち、斜板１５、上部ヘッダ６を介して上側管板８の熱が放熱されることを抑制する構造となっている。   Moreover, the 1st heat insulating material 16, such as rock wool, glass wool, a urethane foam, is provided in the outer surface of the upper header 6 which is a casing, for example. That is, the heat of the upper tube sheet 8 is prevented from being radiated through the swash plate 15 and the upper header 6.

次に、上側管板８と、伝熱チューブ１１との接続部の詳細について説明する。
図３に示すように、本実施形態の熱交換器２の伝熱チューブ１１は、内筒内空間１０ａに配置されている伝熱チューブ本体１２と、伝熱チューブ本体１２の端部（上端）に接続されている接続管２０と、を有している。伝熱チューブ１１は、チューブカラー１９を介して上側管板８に支持されている。以下、伝熱チューブ１１の中心軸に沿う方向を単に軸方向と呼ぶ。 Next, the detail of the connection part of the upper side tube sheet 8 and the heat exchanger tube 11 is demonstrated.
As shown in FIG. 3, the heat transfer tube 11 of the heat exchanger 2 of the present embodiment includes a heat transfer tube main body 12 disposed in the inner cylinder inner space 10 a and an end (upper end) of the heat transfer tube main body 12. And a connecting pipe 20 connected to the. The heat transfer tube 11 is supported on the upper tube sheet 8 via a tube collar 19. Hereinafter, a direction along the central axis of the heat transfer tube 11 is simply referred to as an axial direction.

上側管板８には、伝熱チューブ１１を挿通するための貫通孔１８が形成されている。具体的には、伝熱チューブ１１の接続管２０が貫通孔１８を貫通している。貫通孔１８の内径は例えば９０ｍｍである。伝熱チューブ１１は、軸方向の下方に向かって下側管板９（図２参照）まで延在している。伝熱チューブ１１を構成する伝熱チューブ本体１２は、複数に分割してよい。   A through hole 18 for inserting the heat transfer tube 11 is formed in the upper tube sheet 8. Specifically, the connection pipe 20 of the heat transfer tube 11 passes through the through hole 18. The inner diameter of the through hole 18 is 90 mm, for example. The heat transfer tube 11 extends to the lower tube sheet 9 (see FIG. 2) downward in the axial direction. The heat transfer tube main body 12 constituting the heat transfer tube 11 may be divided into a plurality.

チューブカラー１９は、円筒形状をなす部材であり、上側管板８の上部ヘッダ内空間６ａを向く面８ａに貫通孔１８と同心となるように接合されている。チューブカラー１９の径方向の厚さは、例えば８ｍｍである。チューブカラー１９の内径は、貫通孔１８の内径と略同一である。即ち、チューブカラー１９の内周面と貫通孔１８の内周面とは、略同一周面上に配置される。   The tube collar 19 is a cylindrical member, and is joined to the surface 8 a of the upper tube sheet 8 facing the upper header inner space 6 a so as to be concentric with the through hole 18. The thickness of the tube collar 19 in the radial direction is, for example, 8 mm. The inner diameter of the tube collar 19 is substantially the same as the inner diameter of the through hole 18. That is, the inner peripheral surface of the tube collar 19 and the inner peripheral surface of the through hole 18 are disposed on substantially the same peripheral surface.

チューブカラー１９と上側管板８とは、貫通孔１８の内周面の上端とチューブカラー１９の内周面の下端とに開先を設け、Ｖ形突合わせ溶接（溶接部をＷ１で示す）を行うことにより接合されている。
溶接部Ｗ１においては、溶接した表面が平面となるように追加工がなされている。開先の形状はＶ形に限ることはなく、例えばＵ形としてもよい。また、開先は、チューブカラー１９と上側管板８の両方に設ける必要はなく、例えば、チューブカラー１９のみに開先を設ける構成としてもよい。
チューブカラー１９は、管板８，９と同様の金属材料によって形成することができる。 The tube collar 19 and the upper tube sheet 8 are provided with a groove at the upper end of the inner peripheral surface of the through-hole 18 and the lower end of the inner peripheral surface of the tube collar 19, and V-shaped butt welding (welded portion is indicated by W1). It is joined by performing.
In the welded portion W1, additional processing is performed so that the welded surface becomes a flat surface. The shape of the groove is not limited to the V shape, and may be a U shape, for example. Further, it is not necessary to provide the groove in both the tube collar 19 and the upper tube sheet 8. For example, the groove may be provided only in the tube collar 19.
The tube collar 19 can be formed of the same metal material as the tube plates 8 and 9.

また、チューブカラー１９の外周面と上側管板８とは、例えば隅肉溶接により接合されている（溶接部をＷ２で示す）。
伝熱チューブ本体１２は、管状の部材である。伝熱チューブ本体１２の径方向の厚さ（肉厚）は、例えば３ｍｍである。伝熱チューブ本体１２の外径は、例えば８９ｍｍである。伝熱チューブ本体１２の外径は、後述する接続管と略同一であり、貫通孔１８の内周面との間に、僅かな隙間Ｇを生じる程度の外径であることが好ましい。 Moreover, the outer peripheral surface of the tube collar 19 and the upper tube sheet 8 are joined by fillet welding, for example (the welded portion is indicated by W2).
The heat transfer tube body 12 is a tubular member. The radial thickness (wall thickness) of the heat transfer tube body 12 is, for example, 3 mm. The outer diameter of the heat transfer tube main body 12 is 89 mm, for example. The outer diameter of the heat transfer tube main body 12 is substantially the same as a connecting pipe described later, and is preferably an outer diameter that causes a slight gap G between the inner diameter surface of the through hole 18.

接続管２０は、円筒形状をなす部材であり、伝熱チューブ本体１２を延長するように伝熱チューブ本体１２に接続されている。接続管２０は、上部ヘッダ内空間６ａに配置されている大径部２１と、伝熱チューブ本体１２と略同一の外径及び厚さを有する小径部２２と、を有している。大径部２１と小径部２２とは一体に形成されている。   The connection pipe 20 is a cylindrical member, and is connected to the heat transfer tube main body 12 so as to extend the heat transfer tube main body 12. The connecting pipe 20 has a large diameter portion 21 disposed in the upper header inner space 6 a and a small diameter portion 22 having substantially the same outer diameter and thickness as the heat transfer tube main body 12. The large diameter portion 21 and the small diameter portion 22 are integrally formed.

接続管２０の大径部２１は、チューブカラー１９と接合される部分である。大径部２１の内径は、伝熱チューブ本体１２の内径と略同一である。大径部２１の外径は、チューブカラー１９の内径より大きく、チューブカラー１９の外径より小さい。大径部２１の外径は、チューブカラー１９の内径よりも、例えば１０ｍｍ程度大きくすることが好ましい。即ち、軸方向から見て、大径部２１とチューブカラー１９とが径方向に５ｍｍ程度オーバーラップしていることが好ましい。大径部２１の外径は、チューブカラー１９と接合可能な範囲で大きくしてもよい。   The large-diameter portion 21 of the connecting pipe 20 is a portion joined to the tube collar 19. The inner diameter of the large diameter portion 21 is substantially the same as the inner diameter of the heat transfer tube body 12. The outer diameter of the large diameter portion 21 is larger than the inner diameter of the tube collar 19 and smaller than the outer diameter of the tube collar 19. The outer diameter of the large diameter portion 21 is preferably larger than the inner diameter of the tube collar 19 by, for example, about 10 mm. That is, it is preferable that the large diameter portion 21 and the tube collar 19 overlap each other by about 5 mm in the radial direction when viewed from the axial direction. The outer diameter of the large-diameter portion 21 may be increased as long as it can be joined to the tube collar 19.

接続管２０の小径部２２は、伝熱チューブ本体１２と連結される部分である。小径部２２の内径及び外径は、伝熱チューブ本体１２の内径及び外径と略同一である。小径部２２の外径は、小径部２２の外周面と貫通孔１８の内周面との間に、僅かな隙間Ｇ（例えば、０．５ｍｍ程度）が形成される寸法である。
小径部２２の軸方向の長さは、チューブカラー１９の軸方向の長さと上側管板８の厚さとの和よりも長い。即ち、小径部２２の長さは、接続管２０をチューブカラー１９が接合された貫通孔１８に挿入した際に、小径部２２の端部が反対側に十分に突出する長さである。小径部２２の軸方向の長さは、長い程、伝熱チューブ本体１２との溶接部が、高温となる上側管板８より離れるため好ましい。 The small diameter portion 22 of the connection pipe 20 is a portion that is connected to the heat transfer tube main body 12. The inner diameter and outer diameter of the small diameter portion 22 are substantially the same as the inner diameter and outer diameter of the heat transfer tube body 12. The outer diameter of the small diameter portion 22 is a dimension in which a slight gap G (for example, about 0.5 mm) is formed between the outer peripheral surface of the small diameter portion 22 and the inner peripheral surface of the through hole 18.
The axial length of the small diameter portion 22 is longer than the sum of the axial length of the tube collar 19 and the thickness of the upper tube sheet 8. That is, the length of the small diameter portion 22 is a length that the end portion of the small diameter portion 22 sufficiently protrudes to the opposite side when the connecting tube 20 is inserted into the through hole 18 to which the tube collar 19 is joined. As the axial length of the small diameter portion 22 is longer, the welded portion with the heat transfer tube main body 12 is more preferable because it is separated from the upper tube sheet 8 that becomes high temperature.

伝熱チューブ本体１２及び接続管２０は、ＮＣＦ ８００Ｈ（インコロイ８００Ｈ（登録商標））によって形成されている。上側管板８、下側管板９、チューブカラー１９もＮＣＦ ８００Ｈ（インコロイ８００Ｈ（登録商標））によって形成されている。即ち、伝熱チューブ本体１２の材質と、接続管２０の材質と、上側管板８と、下側管板９と、チューブカラー１９の材料は、同一の金属である。当該金属は、ＮＣＦ ８００Ｈに限らず、ＳＵＳ３１０Ｓ等のステンレス鋼の採用も可能である。   The heat transfer tube main body 12 and the connecting tube 20 are made of NCF 800H (Incoloy 800H (registered trademark)). The upper tube plate 8, the lower tube plate 9, and the tube collar 19 are also formed of NCF 800H (Incoloy 800H (registered trademark)). That is, the material of the heat transfer tube main body 12, the material of the connecting tube 20, the upper tube plate 8, the lower tube plate 9, and the tube collar 19 are the same metal. The metal is not limited to NCF 800H, and stainless steel such as SUS310S can also be used.

また、伝熱チューブ本体１２及び接続管２０を形成する材料は、熱膨張率が同一又は同等であれば、異なる材料であってもよい。例えば、ＮＣＦ ８００Ｈの熱膨張率は、１７．３×１０−６／℃〜１８．６×１０−６／℃（６００℃〜１０００℃）であり、ＳＵＳ３１０Ｓの熱膨張率は、１７．５×１０−６／℃〜１９．１×１０−６／℃（６００℃〜１０００℃）であるため、伝熱チューブ本体１２をＳＵＳ３１０Ｓで形成するとともに、接続管２０をＮＣＦ ８００Ｈで形成してもよい。即ち、伝熱チューブ本体１２と接続管２０の材料の選定は、熱膨張によって生じる歪が、伝熱チューブ本体１２と接続管２０とで同等になるように行えばよい。
同様に、伝熱チューブ本体１２、接続管２０、上側管板８、下側管板９、チューブカラー１９を形成する材料は、同一の材料（熱膨張率が同一）であってもよいし、熱膨張率が同等の材料を使用することができる。 In addition, the materials forming the heat transfer tube main body 12 and the connecting tube 20 may be different materials as long as the coefficients of thermal expansion are the same or equivalent. For example, the thermal expansion coefficient of the NCF 800H is 17.3 × 10 -6 /℃~18.6×10 -6 / ℃ (600 ℃ ~1000 ℃), the thermal expansion coefficient of SUS310S is 17.5 × since it is 10 -6 /℃~19.1×10 -6 / ℃ (600 ℃ ~1000 ℃), to form a heat transfer tube body 12 in SUS310S, the connecting tube 20 may be formed by NCF 800H . That is, the materials for the heat transfer tube main body 12 and the connection pipe 20 may be selected so that the strain caused by the thermal expansion is equal between the heat transfer tube main body 12 and the connection pipe 20.
Similarly, the material forming the heat transfer tube main body 12, the connecting tube 20, the upper tube plate 8, the lower tube plate 9, and the tube collar 19 may be the same material (the same thermal expansion coefficient), A material having a similar coefficient of thermal expansion can be used.

伝熱チューブ本体１２と接続管２０とは、伝熱チューブ本体１２の外周面の上端と接続管２０の小径部２２の外周面の下端とに開先角度９０°の開先を設け、Ｖ形突合わせ溶接（溶接部をＷ３で示す）を行うことにより接合されている。溶接部Ｗ３においては、溶接した表面が平面となるように追加工がなされている。開先の形状はＶ形に限ることはなく、例えばＵ形としてもよい。また、開先は、伝熱チューブ本体１２と小径部２２の両方に設ける必要はない。   The heat transfer tube main body 12 and the connecting pipe 20 are provided with a groove having a groove angle of 90 ° at the upper end of the outer peripheral surface of the heat transfer tube main body 12 and the lower end of the outer peripheral surface of the small diameter portion 22 of the connecting pipe 20. It joins by performing butt welding (a welding part is shown by W3). In the welded portion W3, an additional process is performed so that the welded surface becomes a flat surface. The shape of the groove is not limited to the V shape, and may be a U shape, for example. Further, it is not necessary to provide the groove in both the heat transfer tube main body 12 and the small diameter portion 22.

接続管２０の大径部２１とチューブカラー１９とは、大径部２１の外周面とチューブカラー１９の上面との間に例えば隅肉溶接を形成することにより接合されている（溶接部をＷ４で示す）。   The large-diameter portion 21 of the connecting pipe 20 and the tube collar 19 are joined by, for example, forming a fillet weld between the outer peripheral surface of the large-diameter portion 21 and the upper surface of the tube collar 19 (the welded portion is W4). ).

接続管２０の上側の端部には、ダミー管２４が接合されている。ダミー管２４は、伝熱チューブ１１を延長するように、接続管２０に接続されている。ダミー管２４の肉厚及び直径は、伝熱チューブ１１の肉厚及び直径と同一である。ダミー管２４の接続管２０と接続されている側とは反対側の端部は、端部に向かうに従って徐々に拡径する、ファンネル形状（漏斗形状）である。
また、上側管板８の上部ヘッダ内空間６ａを向く面８ａには、第二断熱材２６が設けられている。第二断熱材２６は、例えば、耐火キャスタブルによって形成することができる。 A dummy tube 24 is joined to the upper end of the connection tube 20. The dummy tube 24 is connected to the connection tube 20 so as to extend the heat transfer tube 11. The thickness and diameter of the dummy tube 24 are the same as the thickness and diameter of the heat transfer tube 11. The end of the dummy tube 24 opposite to the side connected to the connecting tube 20 has a funnel shape (funnel shape) that gradually increases in diameter toward the end.
A second heat insulating material 26 is provided on the surface 8a of the upper tube sheet 8 facing the upper header space 6a. The second heat insulating material 26 can be formed by, for example, a fireproof castable.

次に、本実施形態の熱交換器２の組み立てにおいて、特に、伝熱チューブ１１を上側管板８に取り付ける方法について説明する。
まず、所定の方法で、上側管板８及び斜板１５を固定する。次いで、複数のチューブカラー１９を、貫通孔１８とチューブカラー１９とが同軸となるように、上側管板８に接合する。一方、接続管２０と伝熱チューブ本体１２とを、接続管２０と伝熱チューブ本体１２とが同軸となるように、接合する。 Next, in the assembly of the heat exchanger 2 of the present embodiment, a method for attaching the heat transfer tube 11 to the upper tube sheet 8 will be described in particular.
First, the upper tube plate 8 and the swash plate 15 are fixed by a predetermined method. Next, the plurality of tube collars 19 are joined to the upper tube sheet 8 so that the through holes 18 and the tube collars 19 are coaxial. On the other hand, the connecting pipe 20 and the heat transfer tube main body 12 are joined so that the connecting pipe 20 and the heat transfer tube main body 12 are coaxial.

次いで、伝熱チューブ１１を、上側管板８の上方より貫通孔１８に挿入する。接続管２０の大径部２１の外径がチューブカラー１９の内径より大きいことによって、大径部２１の下面２１ａがチューブカラー１９の上面１９ａに当接する。即ち、伝熱チューブ１１の大径部２１がチューブカラー１９によって支持される。
次いで、接続管２０の小径部２２の外周面と貫通孔１８の内周面との間に、周方向に均一な隙間Ｇが形成されるように、接続管２０とチューブカラー１９とを接合する。 Next, the heat transfer tube 11 is inserted into the through hole 18 from above the upper tube sheet 8. Since the outer diameter of the large-diameter portion 21 of the connecting pipe 20 is larger than the inner diameter of the tube collar 19, the lower surface 21 a of the large-diameter portion 21 contacts the upper surface 19 a of the tube collar 19. That is, the large diameter portion 21 of the heat transfer tube 11 is supported by the tube collar 19.
Next, the connecting tube 20 and the tube collar 19 are joined so that a uniform gap G is formed in the circumferential direction between the outer peripheral surface of the small diameter portion 22 of the connecting tube 20 and the inner peripheral surface of the through hole 18. .

上記実施形態によれば、伝熱チューブ１１が接続管２０の大径部２１とチューブカラー１９との当接面を介して管板８によって支持される。これにより、伝熱チューブ１１とチューブカラー１９とを接合する溶接部Ｗ４に、伝熱チューブ１１の自重による応力がかかることがなくなるため、溶接部Ｗ４の強度低下を抑制することができる。   According to the above embodiment, the heat transfer tube 11 is supported by the tube plate 8 via the contact surface between the large diameter portion 21 of the connection tube 20 and the tube collar 19. Thereby, since stress due to the weight of the heat transfer tube 11 is not applied to the welded portion W4 that joins the heat transfer tube 11 and the tube collar 19, a decrease in strength of the welded portion W4 can be suppressed.

また、チューブカラー１９を貫通孔１８に挿入することなく、上側管板８の面に接合する構成としたことによって、貫通孔１８の穴径をより小さくすることができ、上側管板８の強度を向上させることができる。   Further, by adopting a configuration in which the tube collar 19 is joined to the surface of the upper tube plate 8 without being inserted into the through hole 18, the hole diameter of the through hole 18 can be further reduced, and the strength of the upper tube plate 8 can be reduced. Can be improved.

また、接続管２０の材質と、伝熱チューブ本体１２の材質とを同一又は同等にしたことによって、材質の違いにより発生する熱応力を抑制することができる。
また、接続管２０の材料の熱膨張率と、伝熱チューブ本体１２の材料の熱膨張率とを、同一又は同等とする場合においては、熱膨張率の違いによって発生する熱応力を抑制することができる。 Moreover, the thermal stress which generate | occur | produces by the difference in material can be suppressed by making the material of the connecting pipe 20 and the material of the heat-transfer tube main body 12 the same or equivalent.
Moreover, in the case where the thermal expansion coefficient of the material of the connection pipe 20 and the thermal expansion coefficient of the material of the heat transfer tube main body 12 are the same or equivalent, the thermal stress generated by the difference in the thermal expansion coefficient is suppressed. Can do.

また、接続管２０の材料と、伝熱チューブ本体１２の材料とを同じにしたことによって、材料が異なることにより発生する熱応力を無くすことができる。
また、前記伝熱チューブ本体の材質と、前記接続管の材質と、前記管板の材質と、前記チューブカラーの材質を同一又は同等とする場合においては、より好適に材質の違いによって発生する熱応力を抑制することができる。
また、前記伝熱チューブ本体の材料の熱膨張率と、前記接続管の材料の熱膨張率と、前記管板の材料の熱膨張率と、前記チューブカラーの材料の熱膨張率を、同一又は同等とする場合においては、より好適に熱膨張率の違いによって発生する熱応力を抑制することができる。 Further, by making the material of the connecting pipe 20 and the material of the heat transfer tube main body 12 the same, it is possible to eliminate the thermal stress generated by the different materials.
Further, when the material of the heat transfer tube main body, the material of the connecting pipe, the material of the tube plate, and the material of the tube collar are the same or equivalent, the heat generated by the difference in the material is more preferable. Stress can be suppressed.
Further, the thermal expansion coefficient of the material of the heat transfer tube body, the thermal expansion coefficient of the material of the connecting pipe, the thermal expansion coefficient of the material of the tube plate, and the thermal expansion coefficient of the material of the tube collar are the same or In the case where they are equivalent, the thermal stress generated by the difference in the coefficient of thermal expansion can be suppressed more suitably.

また、接続管２０が伝熱チューブ本体１２に突合せ溶接されていることによって、接続管２０と伝熱チューブ本体１２との間の強度を高くすることができる。   Further, since the connecting pipe 20 is butt welded to the heat transfer tube main body 12, the strength between the connecting pipe 20 and the heat transfer tube main body 12 can be increased.

また、上部ヘッダ６の外面に第一断熱材１６を設けたことによって、第一断熱材１６により上部ヘッダ６からの放熱が抑えられて斜板１５の温度が上昇することによって、上側管板８から斜板１５にかけての温度勾配を小さくすることができる。これにより、上側管板８に生じる熱応力を低減することができる。   In addition, by providing the first heat insulating material 16 on the outer surface of the upper header 6, heat dissipation from the upper header 6 is suppressed by the first heat insulating material 16, and the temperature of the swash plate 15 rises. The temperature gradient from the swash plate 15 to the swash plate 15 can be reduced. Thereby, the thermal stress which arises in the upper side tube sheet 8 can be reduced.

また、チューブカラー１９及び接続管２０を介して上側管板８に伝熱チューブ１１を固定する構造としたことによって、伝熱チューブ１１の補修を容易とすることができる。即ち、伝熱チューブ１１の表面が脆化した場合においても、チューブカラー１９と接続管２０の少なくとも一方を削るなどして脆化した箇所を取り除いて補修（溶接）を行うことができる。
また、チューブカラー１９及び接続管２０を介して上側管板８に伝熱チューブ１１を固定する構造としたことによって、伝熱チューブ１１を上側管板８（チューブカラー１９）に溶接する際の熱を上側管板８に伝達しにくくすることができる。 In addition, since the heat transfer tube 11 is fixed to the upper tube plate 8 via the tube collar 19 and the connecting tube 20, the heat transfer tube 11 can be easily repaired. That is, even when the surface of the heat transfer tube 11 becomes brittle, repair (welding) can be performed by removing the brittle portion by cutting at least one of the tube collar 19 and the connecting pipe 20.
Further, since the heat transfer tube 11 is fixed to the upper tube plate 8 via the tube collar 19 and the connecting tube 20, heat generated when the heat transfer tube 11 is welded to the upper tube plate 8 (tube collar 19). Can be made difficult to transmit to the upper tube sheet 8.

また、チューブカラー１９の内径を貫通孔１８の内径と略同一としたことにより、チューブカラー１９の内周面と貫通孔１８の内周面とが連続し、チューブカラー１９と伝熱チューブ１１との間隔、及び貫通孔１８と伝熱チューブ１１との間隔をより小さくすることができ、貫通孔１８の穴径をより小さくすることができる。
また、ダミー管２４の上端が、ファンネル形状とされていることによって、排ガスＥＧの流入効率を向上させることができる。 Further, by making the inner diameter of the tube collar 19 substantially the same as the inner diameter of the through hole 18, the inner peripheral surface of the tube collar 19 and the inner peripheral surface of the through hole 18 are continuous, and the tube collar 19 and the heat transfer tube 11 And the interval between the through hole 18 and the heat transfer tube 11 can be further reduced, and the hole diameter of the through hole 18 can be further reduced.
In addition, since the upper end of the dummy tube 24 has a funnel shape, the inflow efficiency of the exhaust gas EG can be improved.

なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、接続管２０を構成する大径部２１と小径部２２とは、一体に形成されているが、別々に形成して接合してもよい。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the large-diameter portion 21 and the small-diameter portion 22 constituting the connecting pipe 20 are integrally formed, but may be separately formed and joined.

１ 焼却炉
２ 熱交換器
３ 排ガスダクト
３Ａ 第一排ガスダクト
３Ｂ 第二排ガスダクト
４ 空気ダクト
４Ａ 第一空気ダクト
４Ｂ 第二空気ダクト
６ 上部ヘッダ
６ａ 上部ヘッダ内空間（一次空間）
７ 下部ヘッダ
７ａ 下部ヘッダ内空間（二次空間）
８ 上側管板
９ 下側管板
１０ 内筒
１０ａ 内筒内空間
１１ 伝熱チューブ
１２ 伝熱チューブ本体
１３ 内筒上部
１３ａ 空気入口
１４ 内筒下部
１４ａ 空気出口
１５ 斜板
１６ 第一断熱材
１７ バッフルプレート
１８ 貫通孔
１９ チューブカラー
１９ａ チューブカラー上面
２０ 接続管
２１ 大径部
２１ａ 大径部下面
２２ 小径部
２４ ダミー管
２６ 第二断熱材
１１１ 伝熱チューブ
１２１ チューブカラー
Ａ 燃焼用空気（低温流体）
ＥＧ 排ガス（高温流体）
Ｇ 隙間
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４ 溶接部 1 Incinerator 2 Heat Exchanger 3 Exhaust Duct 3A First Exhaust Duct 3B Second Exhaust Duct 4 Air Duct 4A First Air Duct 4B Second Air Duct 6 Upper Header 6a Upper Header Space (Primary Space)
7 Lower header 7a Lower header space (secondary space)
8 Upper tube plate 9 Lower tube plate 10 Inner tube 10a Inner tube inner space 11 Heat transfer tube 12 Heat transfer tube body 13 Inner tube upper portion 13a Air inlet 14 Inner tube lower portion 14a Air outlet 15 Swash plate 16 First heat insulating material 17 Baffle Plate 18 Through-hole 19 Tube collar 19a Tube collar upper surface 20 Connection tube 21 Large diameter portion 21a Large diameter portion lower surface 22 Small diameter portion 24 Dummy tube 26 Second heat insulating material 111 Heat transfer tube 121 Tube collar A Combustion air (low temperature fluid)
EG exhaust gas (high temperature fluid)
G Gap W1, W2, W3, W4 Welded part

Claims (8)

高温流体が流れる一次空間と低温流体が流れる二次空間とを区画し、前記一次空間と前記二次空間とを連通させる貫通孔が形成された管板と、
前記管板の前記一次空間側の面に、前記貫通孔と同心となるように設けられた管状のチューブカラーと、
前記チューブカラーを介して前記管板に支持された伝熱チューブと、
を有し、
前記伝熱チューブは、
前記一次空間内に配置されて前記チューブカラーの内径よりも大きい外径を有する大径部と、前記貫通孔を貫通する小径部と、を有する接続管と、
前記二次空間内に配置されて前記小径部に連結された伝熱チューブ本体と、を有する熱交換器。 A tube plate in which a primary space in which a high-temperature fluid flows and a secondary space in which a low-temperature fluid flows are partitioned, and a through-hole that connects the primary space and the secondary space is formed;
A tubular tube collar provided on the surface of the tube plate on the primary space side so as to be concentric with the through hole;
A heat transfer tube supported by the tube plate via the tube collar;
Have
The heat transfer tube is
A connecting pipe having a large-diameter portion disposed in the primary space and having an outer diameter larger than the inner diameter of the tube collar, and a small-diameter portion penetrating the through hole;
A heat exchanger having a heat transfer tube main body disposed in the secondary space and connected to the small diameter portion. 前記接続管の材料の熱膨張率と、前記伝熱チューブ本体の材料の熱膨張率は同一又は同等である請求項１に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to claim 1, wherein the thermal expansion coefficient of the material of the connection pipe and the thermal expansion coefficient of the material of the heat transfer tube main body are the same or equivalent. 前記接続管の材質と、前記伝熱チューブ本体の材質とは、同一又は同等である請求項１又は請求項２に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein a material of the connection pipe and a material of the heat transfer tube main body are the same or equivalent. 前記伝熱チューブ本体の材料の熱膨張率と、
前記接続管の材料の熱膨張率と、
前記管板の材料の熱膨張率と、
前記チューブカラーの材料の熱膨張率は、同一又は同等である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器。 The coefficient of thermal expansion of the material of the heat transfer tube body;
The coefficient of thermal expansion of the material of the connecting pipe;
The coefficient of thermal expansion of the tube sheet material;
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein a coefficient of thermal expansion of the material of the tube collar is the same or equivalent. 前記伝熱チューブ本体の材質と、
前記接続管の材質と、
前記管板の材質と、
前記チューブカラーの材質は、同一又は同等である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器。 The material of the heat transfer tube body;
A material of the connecting pipe;
The material of the tube sheet;
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein a material of the tube collar is the same or equivalent. 前記伝熱チューブ本体の材料と、
前記接続管の材料と、
前記管板の材料と、
前記チューブカラーの材料は、ＮＣＦ ８００Ｈ又はＳＵＳ３１０Ｓである請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の熱交換器。 A material for the heat transfer tube body;
A material for the connecting pipe;
A material for the tube sheet;
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 5, wherein the tube collar material is NCF 800H or SUS310S. 前記接続管と前記伝熱チューブ本体とは、端面同士が突合せ溶接部を介して接続されている請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の熱交換器。   The heat exchanger according to any one of claims 1 to 6, wherein end faces of the connection pipe and the heat transfer tube main body are connected via a butt weld. 前記一次空間としての内部空間を有するケーシングと、
前記ケーシングと前記管板との間に介在する接続板と、
前記ケーシングの外面に設けられた断熱材と、を有する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の熱交換器。 A casing having an internal space as the primary space;
A connection plate interposed between the casing and the tube plate;
The heat exchanger as described in any one of Claims 1-7 which has a heat insulating material provided in the outer surface of the said casing.
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