JP2018080852A - Exhaust heat recovery boiler and manufacturing method for the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust heat recovery boiler capable of suppressing self-excited vibration of heat transfer pipes.SOLUTION: An exhaust heat recovery boiler comprises: a heat transfer pipe group consisting of a plurality of fin tubes 3 arranged so as to be orthogonal to exhaust gas flow; a plurality of perforated plates being formed with a plurality of holes into which each of the fin tubes 3 is inserted and provided with predetermined intervals in a longitudinal direction of the fin tubes 3; and support plates 20 being disposed among the plurality of perforated plates and disposed so as to be brought into contact with a part of the plurality of fin tubes 3. The fin tubes 3 are disposed in a zigzag manner in a vertical direction and in a horizontal direction. The support plates 20 are provided so as to obliquely extend in the vertical direction among the fin tubes 3 adjacent to one another.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、複数の伝熱管を支持する構造を有する排熱回収ボイラ及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to an exhaust heat recovery boiler having a structure for supporting a plurality of heat transfer tubes and a method for manufacturing the same.

排熱回収ボイラ(HRSG:Heat Recovery Steam Generator)が知られている(特許文献1)。排熱回収ボイラは、多数の伝熱管を備えており、各伝熱管は、伝熱管の長手方向における所定位置に配置された多孔板によって支持されている。多孔板は、各伝熱管に対応する複数の孔を備えており、各孔に伝熱管を挿入することによって各伝熱管を定位置に支持する。   An exhaust heat recovery boiler (HRSG) is known (Patent Document 1). The exhaust heat recovery boiler includes a large number of heat transfer tubes, and each heat transfer tube is supported by a perforated plate arranged at a predetermined position in the longitudinal direction of the heat transfer tube. The perforated plate has a plurality of holes corresponding to the heat transfer tubes, and supports the heat transfer tubes in place by inserting the heat transfer tubes into the holes.

特開2003−120901号公報JP 2003-120901 A

排熱回収ボイラの大型化に伴い伝熱管は長尺になり、多孔板間の距離(支持スパン)は、例えば3m〜4mといったように長くなっている。また各伝熱管は排ガス流れ方向に直交するように配置されるものが多く、排ガス流れによって伝熱管後流に生じたカルマン渦による伝熱管の自励振動が発生し、伝熱管が多孔板との間で摩耗が生じて損傷してしまうことが懸念される。   With the increase in the size of the exhaust heat recovery boiler, the heat transfer tubes become longer, and the distance between the perforated plates (support span) is longer, for example, 3 m to 4 m. Also, each heat transfer tube is often arranged so as to be orthogonal to the exhaust gas flow direction, and self-excited vibration of the heat transfer tube due to Karman vortex generated in the wake of the heat transfer tube due to the exhaust gas flow occurs, and the heat transfer tube is in contact with the porous plate. There is a concern that abrasion may occur between the two and damage.

また、排ガス成分の一部が伝熱管に固着し、その付着物が排ガスの流路面積を狭め、排ガスの流速が増加する。排ガスの流速の増加により、伝熱管の加振力の増加とカルマン渦の発生増加で自励振動の発生がし易くなり、振動の振幅がさらに増加し、伝熱管の摩耗損傷を増加させるおそれがある。例えば、高炉ガスや油等の硫黄分を含む燃料を燃焼させた後の排ガス中には、硫黄酸化物(SOx)が存在する。この場合には、排ガス中のSOと脱硝用に注入したアンモニアが反応して硫酸水素アンモニウム等が発生し、濃度や排ガス温度等の条件により、伝熱管上に硫酸水素アンモニウム等が析出して付着物となり伝熱管に固着する。 In addition, a part of the exhaust gas component adheres to the heat transfer tube, and the adhering matter narrows the flow area of the exhaust gas, thereby increasing the flow rate of the exhaust gas. Increasing the flow rate of exhaust gas makes it easier to generate self-excited vibration due to increased excitation force of the heat transfer tube and generation of Karman vortex, which may further increase the vibration amplitude and increase wear damage of the heat transfer tube. is there. For example, sulfur oxide (SOx) exists in the exhaust gas after burning fuel containing sulfur such as blast furnace gas and oil. In this case, SO 2 in the exhaust gas reacts with ammonia injected for denitration to generate ammonium hydrogen sulfate and the like, and ammonium hydrogen sulfate and the like are deposited on the heat transfer tube depending on conditions such as concentration and exhaust gas temperature. It becomes a deposit and adheres to the heat transfer tube.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、伝熱管の自励振動を抑制することができる排熱回収ボイラ及びその製造方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the exhaust heat recovery boiler which can suppress the self-excited vibration of a heat exchanger tube, and its manufacturing method.

上記課題を解決するために、本発明の排熱回収ボイラ及びその製造方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる排熱回収ボイラは、排ガスの流れに対して直交して配列された複数の伝熱管からなる伝熱管群と、各前記伝熱管が挿通される複数の孔が形成され、前記伝熱管群の長手方向に所定間隔を有して設けられた複数の多孔板と、前記多孔板の間に配置され、前記伝熱管の少なくとも一部に接触するように配置された支持板とを備えていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the exhaust heat recovery boiler and the manufacturing method thereof according to the present invention employ the following means.
That is, the exhaust heat recovery boiler according to the present invention is formed with a heat transfer tube group composed of a plurality of heat transfer tubes arranged orthogonal to the flow of the exhaust gas, and a plurality of holes through which the heat transfer tubes are inserted, A plurality of perforated plates provided at predetermined intervals in the longitudinal direction of the heat transfer tube group; and a support plate disposed between the perforated plates and disposed to contact at least a part of the heat transfer tubes. It is characterized by.

多孔板には各伝熱管が挿通される複数の孔が形成されており、各伝熱管を支持するようになっている。多孔板は、伝熱管群の長手方向に所定間隔を有して複数設けられている。多孔板の間には、伝熱管に接触するように配置された支持板が設けられている。このように、多孔板の間で伝熱管を支持する支持板を設けることとして、伝熱管が自由に振動できる支持間隔の長さを短くすることができる。多孔板間の間隔が小さくなることで伝熱管が排ガス流れによって自励振動を起こすおそれを低減することができる。
なお、支持板は、伝熱管に対して排熱回収ボイラの運転時に接触していれば良く、運転開始前の冷間状態では非接触とされていても良い。
The perforated plate has a plurality of holes through which the heat transfer tubes are inserted, and supports the heat transfer tubes. A plurality of perforated plates are provided at predetermined intervals in the longitudinal direction of the heat transfer tube group. Between the perforated plates, a support plate is provided so as to be in contact with the heat transfer tube. Thus, by providing the support plate that supports the heat transfer tube between the perforated plates, the length of the support interval at which the heat transfer tube can freely vibrate can be shortened. By reducing the interval between the perforated plates, it is possible to reduce the possibility that the heat transfer tube will cause self-excited vibration due to the exhaust gas flow.
The support plate only needs to be in contact with the heat transfer tube during operation of the exhaust heat recovery boiler, and may be non-contact in the cold state before the start of operation.

さらに、本発明の排熱回収ボイラでは、前記伝熱管は、鉛直方向及び水平方向に千鳥状に配置され、前記支持板は、隣り合う前記伝熱管の間を鉛直方向に対して斜めに延在するように設けられていることを特徴とする。   Furthermore, in the exhaust heat recovery boiler of the present invention, the heat transfer tubes are arranged in a staggered manner in the vertical direction and the horizontal direction, and the support plate extends obliquely between the adjacent heat transfer tubes with respect to the vertical direction. It is characterized by being provided.

隣り合う伝熱管の間を鉛直方向に対して斜めに延在するように支持板を設けることとしたので、複数の伝熱管に対し鉛直方向下方または上方から接触させて、1つの支持板あたり効率良く複数の伝熱管を支持することができるので、支持板の配設が容易になる。   Since the support plate is provided so as to extend obliquely between the adjacent heat transfer tubes with respect to the vertical direction, the efficiency per one support plate is made to contact a plurality of heat transfer tubes from below or above in the vertical direction. Since a plurality of heat transfer tubes can be well supported, the support plate can be easily arranged.

さらに、本発明の排熱回収ボイラでは、前記支持板の両端部が固定される枠体を備えていることを特徴とする。   Furthermore, the exhaust heat recovery boiler according to the present invention is characterized by including a frame body to which both end portions of the support plate are fixed.

支持板を固定する構造としては、多孔板の間に設けるものなので、多孔板のように各伝熱管をそれぞれの孔に挿通させて各伝熱管を定位置に支持する機能までは必要はない。そこで、支持板の両端部を固定する枠体を多孔板で支持された複数の伝熱管の周囲を囲うように設けることで、支持板を簡便に保持する構成を実現することができる。   Since the structure for fixing the support plate is provided between the perforated plates, it is not necessary to have a function of inserting each heat transfer tube into each hole and supporting each heat transfer tube at a fixed position like the perforated plate. Then, the structure which hold | maintains a support plate simply can be implement | achieved by providing the frame which fixes the both ends of a support plate so that the circumference | surroundings of the several heat exchanger tube supported by the porous plate may be enclosed.

さらに、本発明の排熱回収ボイラでは、前記枠体は、水平部と鉛直部とを接続した矩形状とされ、前記水平部と前記鉛直部は、相対移動、回転可能に接続されていることを特徴とする。   Furthermore, in the exhaust heat recovery boiler according to the present invention, the frame body has a rectangular shape in which a horizontal portion and a vertical portion are connected, and the horizontal portion and the vertical portion are connected so as to be relatively movable and rotatable. It is characterized by.

枠体の水平部と鉛直部とを相対移動可能に接続することとしたので、伝熱管群が熱変形してもこれに枠体を追従させることができ、伝熱管を損傷させることがない。また水平部と鉛直部との温度差で熱膨張差が生じても相互を拘束しないので枠体が伝熱管を損傷させることがない。   Since the horizontal portion and the vertical portion of the frame body are connected so as to be relatively movable, the frame body can follow the heat transfer tube group even if the heat transfer tube group is thermally deformed, and the heat transfer tube is not damaged. Further, even if a difference in thermal expansion occurs due to a temperature difference between the horizontal portion and the vertical portion, the frame body does not damage the heat transfer tube because they are not constrained to each other.

さらに、本発明の排熱回収ボイラでは、前記伝熱管群の前記伝熱管の長手方向と直交する一側方と他側方に配置されて前記排ガスの流れの偏流を防止する偏流防止板を備え、前記枠体は、前記偏流防止板に固定されていることを特徴とする。   Furthermore, the exhaust heat recovery boiler of the present invention includes a drift prevention plate disposed on one side and the other side of the heat transfer tube group perpendicular to the longitudinal direction of the heat transfer tubes to prevent the exhaust gas flow from drifting. The frame is fixed to the drift prevention plate.

伝熱管群の側方に設置されている偏流防止板に対して枠体を固定することとしたので、簡便な構成で枠体を定位置に固定することができる。これにより、枠体及び支持板の伝熱管長手方向における移動が規制されるので、伝熱管の振動低減を更に効果的に発揮させることができる。
例えば、偏流防止板に切欠やスリットを設け、これに枠体の端部を挿入することによって固定する。
Since the frame body is fixed to the drift prevention plate installed on the side of the heat transfer tube group, the frame body can be fixed at a fixed position with a simple configuration. Thereby, since the movement of the frame body and the support plate in the heat transfer tube longitudinal direction is restricted, the vibration reduction of the heat transfer tube can be more effectively exhibited.
For example, a notch or a slit is provided in the drift prevention plate and the frame body is fixed by inserting the end of the frame.

さらに、本発明の排熱回収ボイラでは、前記支持板は、前記伝熱管に対して鉛直方向下方から接触することを特徴とする。   Furthermore, in the exhaust heat recovery boiler of the present invention, the support plate is in contact with the heat transfer tube from below in the vertical direction.

自重により鉛直方向下方へ撓む伝熱管を支持板が下方から伝熱管と確実な接触を維持して好適に支持することができるので、伝熱管が排ガス流れによって自励振動を起こすおそれを低減することができる。   Since the support plate can favorably support the heat transfer tube bent downward in the vertical direction by its own weight while maintaining reliable contact with the heat transfer tube from below, the heat transfer tube is less likely to cause self-excited vibration due to the exhaust gas flow. be able to.

さらに、本発明の排熱回収ボイラでは、各前記多孔板の上端同士を接続するように水平方向に延在する支持ビームを備え、前記枠体は、前記支持ビームから吊り下げられて支持されていることを特徴とする。   Furthermore, the exhaust heat recovery boiler of the present invention includes a support beam extending in a horizontal direction so as to connect the upper ends of the perforated plates, and the frame body is supported by being suspended from the support beam. It is characterized by being.

各多孔板の上端同士を接続するとともに水平方向に延在する支持ビームに対して、吊り下げられるように枠体を固定することとした。このように偏流防止板を用いないで枠体を固定することができるので、偏流防止板に加わる荷重(枠体と支持板)を低減して、偏流防止板の補強要否の検討を省くことができる。   The upper ends of the perforated plates are connected to each other, and the frame body is fixed so as to be suspended from the support beam extending in the horizontal direction. As described above, since the frame can be fixed without using the drift prevention plate, it is possible to reduce the load (frame body and support plate) applied to the drift prevention plate and eliminate the necessity of reinforcing the drift prevention plate. Can do.

さらに、本発明の排熱回収ボイラでは、前記支持板の幅方向端部は、厚さ方向に丸みを有したR形状とされていることを特徴とする。   Furthermore, in the exhaust heat recovery boiler according to the present invention, the end in the width direction of the support plate is formed in an R shape having a roundness in the thickness direction.

支持板の幅方向端部に厚さ方向に丸みを有したR形状及びデーパを設けることとしたので、支持板を伝熱管の間に挿入する際に伝熱管を傷付けることがない。   Since the R shape and the taper having the roundness in the thickness direction are provided at the end in the width direction of the support plate, the heat transfer tube is not damaged when the support plate is inserted between the heat transfer tubes.

さらに、本発明の排熱回収ボイラでは、前記支持板には、厚さ方向に貫通する複数の穴または切欠が形成されていることを特徴とする。   Furthermore, in the exhaust heat recovery boiler of the present invention, the support plate is formed with a plurality of holes or notches penetrating in the thickness direction.

支持板に複数の穴または切欠を設けることで、排ガスの流路を確保することとした。これにより、支持板が排ガスの流れを阻害することを可及的に抑えることができ、排ガスが通過する際の流れ抵抗を低下して圧力失を低減することが出来る。   By providing a plurality of holes or notches in the support plate, the exhaust gas flow path was secured. Thereby, it can suppress as much as possible that a support plate inhibits the flow of exhaust gas, the flow resistance at the time of exhaust gas passing through can be reduced, and pressure loss can be reduced.

さらに、本発明の排熱回収ボイラでは、前記支持板は、交互に山部および谷部が長手方向に設けられた波形状とされていることを特徴とする。   Furthermore, in the exhaust heat recovery boiler of the present invention, the support plate has a wave shape in which peaks and valleys are alternately provided in the longitudinal direction.

支持板を波形状とすることで、伝熱管に対する支持板の変形の自由度を向上しながら接触する確率を上げることができる。   By making the support plate corrugated, it is possible to increase the probability of contact while improving the degree of freedom of deformation of the support plate with respect to the heat transfer tube.

さらに、本発明の排熱回収ボイラでは、前記支持板は、幅方向における中央部が凸とされた形状とされていることを特徴とする。   Furthermore, in the exhaust heat recovery boiler of the present invention, the support plate has a shape in which a central portion in the width direction is convex.

支持板の幅方向における中央部を凸とする形状としたので、伝熱管に対する支持板の接触部分との距離を縮めて接触する確率を上げるとともに、凸部分で弾性力により伝熱管と密着して接触することができる。   Since the central part in the width direction of the support plate is convex, the distance between the heat transfer tube and the contact part of the support plate is shortened to increase the probability of contact, and the convex part is in close contact with the heat transfer tube by elastic force. Can touch.

さらに、本発明の排熱回収ボイラでは、前記支持板は、隣り合う前記多孔板の間の中央に配置されていることを特徴とする。   Furthermore, in the exhaust heat recovery boiler according to the present invention, the support plate is disposed in the center between the adjacent porous plates.

支持板を隣り合う多孔板間の中央に配置することで、最小限の数の支持板を用いて伝熱管が自由に振動できる支持間隔の長さを短くすることができ、伝熱管の自励振動を抑えることができる。
なお、支持板は、多孔板間の間に複数設置してもよい。この場合には、等間隔で支持板を設けることが好ましい。
By arranging the support plate in the center between adjacent perforated plates, the length of the support interval at which the heat transfer tubes can vibrate freely can be shortened using the minimum number of support plates, and the heat transfer tubes can be self-excited. Vibration can be suppressed.
A plurality of support plates may be provided between the perforated plates. In this case, it is preferable to provide support plates at regular intervals.

さらに、本発明の排熱回収ボイラでは、前記排ガスは、アンモニアによる脱硝が行われかつ硫黄酸化物を含むものとされ、前記支持板は、排ガス温度が100℃〜250℃の間の所定の温度範囲とされた領域に設けられていることを特徴とする。   Furthermore, in the exhaust heat recovery boiler of the present invention, the exhaust gas is denitrated with ammonia and contains sulfur oxide, and the support plate has a predetermined temperature between 100 ° C. and 250 ° C. It is provided in the area | region made into the range.

アンモニアによる脱硝が行われると、排ガスには脱硝未反応で回収できなかったアンモニアを含むことになり、排ガス中に含まれるSOx分と反応して、100℃〜250℃の間の所定温度域で硫酸水素アンモニウムが伝熱管上に付着するおそれがある。この領域に支持板を設けることで、付着した硫酸水素アンモニウムによって排ガス流路が狭くなって排ガスの流速が上昇したとしても、伝熱管の自励振動が助長されることを抑制できる。
なお、支持板は、排ガス温度が100℃〜250℃の間の所定温度とされた領域のみに設けても良いし、この領域を含むように設けても良い。
When denitration with ammonia is performed, the exhaust gas contains ammonia that has not been recovered by denitration reaction, reacts with the SOx content contained in the exhaust gas, and in a predetermined temperature range between 100 ° C and 250 ° C. Ammonium hydrogen sulfate may adhere to the heat transfer tube. By providing the support plate in this region, it is possible to suppress the self-excited vibration of the heat transfer tube from being promoted even if the exhaust gas flow path is narrowed by the attached ammonium hydrogen sulfate and the flow rate of the exhaust gas is increased.
In addition, a support plate may be provided only in the area | region where exhaust gas temperature was made into the predetermined temperature between 100 degreeC-250 degreeC, and may be provided so that this area | region may be included.

また、本発明の排熱回収ボイラの製造方法は、排ガスの流れに対して直交して配列された複数の伝熱管からなる伝熱管群を設置する工程と、各前記伝熱管が挿通される複数の孔が形成された複数の多孔板を、前記伝熱管群の長手方向に所定間隔を有して設置する工程と、前記多孔板の間に、前記伝熱管に接触するように支持板を設置する工程とを有していることを特徴とする。   Moreover, the manufacturing method of the exhaust heat recovery boiler of the present invention includes a step of installing a heat transfer tube group composed of a plurality of heat transfer tubes arranged orthogonal to the flow of the exhaust gas, and a plurality of the heat transfer tubes inserted therein. A step of installing a plurality of perforated plates in which holes are formed with a predetermined interval in the longitudinal direction of the heat transfer tube group, and a step of installing a support plate between the perforated plates so as to contact the heat transfer tubes It is characterized by having.

多孔板間で伝熱管を支持する支持板を設けることとしたので、伝熱管が排ガス流れによって自励振動を起こすおそれを低減することができる。   Since the support plate for supporting the heat transfer tube is provided between the perforated plates, the possibility that the heat transfer tube causes self-excited vibration due to the exhaust gas flow can be reduced.

本発明の一実施形態に係る排熱回収ボイラの概略構成を示した側面図である。It is the side view showing the schematic structure of the exhaust heat recovery boiler concerning one embodiment of the present invention. フィンチューブを示した斜視図である。It is the perspective view which showed the fin tube. 千鳥状に配置されたフィンチューブを示し、(a)は多孔板に対してフィンチューブが挿通された状態を示す正面図であり、(b)はフィンチューブに付着した付着物を示した横断面図である。The fin tube arrange | positioned in zigzag form is shown, (a) is a front view which shows the state by which the fin tube was penetrated with respect to the perforated plate, (b) is the cross section which showed the deposit | attachment adhering to the fin tube FIG. 多孔板の間に設けられた支持板を示した側面図である。It is the side view which showed the support plate provided between the perforated plates. 支持板の配列の具体的構成を示した正面図である。It is the front view which showed the specific structure of the arrangement | sequence of a support plate. 枠体の接続構造を示した正面図である。It is the front view which showed the connection structure of the frame. 支持板の端部の形状を示した側面図である。It is the side view which showed the shape of the edge part of a support plate. 支持板の変形例を示し、(a)は複数の穴を形成した平面図であり、(b)は複数の切欠を形成した平面図である。The modification of a support plate is shown, (a) is the top view which formed the several hole, (b) is the top view which formed the some notch. 枠体の固定構造を示した平面図である。It is the top view which showed the fixation structure of the frame. フィンチューブと支持板との接触状態を示し、(a)は運転前の状態を示した横断面図、(b)は運転中の状態を示した断面図である。The contact state of a fin tube and a support plate is shown, (a) is a cross-sectional view showing a state before operation, and (b) is a cross-sectional view showing a state during operation. 多孔板に設けた支持ビームを示した斜視図である。It is the perspective view which showed the support beam provided in the perforated plate. フィンチューブの上方から接触する支持板を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the support plate which contacts from the upper direction of a fin tube. 支持板の第1変形例を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the 1st modification of the support plate. フィンチューブと図13の支持板との接触を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the contact with a fin tube and the support plate of FIG. 支持板の第2変形例を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the 2nd modification of the support plate. フィンチューブと図15の支持板との接触を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the contact with a fin tube and the support plate of FIG. 支持ビームに吊下げられた枠体を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the frame suspended from the support beam.

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
図1には、排熱回収ボイラ(HRSG:heat recovery steam generator)1が示されている。排熱回収ボイラ1の排ガス流れの上流側には、図示しない燃焼器で燃焼された燃焼ガスが導かれる図示しないガスタービンと、排熱回収ボイラ内にガスタービンから排出された排ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)を処理する図示しない脱硝装置とが設けられている。脱硝装置は、アンモニアを用いて脱硝する方式が採用されている。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a heat recovery steam generator (HRSG) 1. On the upstream side of the exhaust gas flow of the exhaust heat recovery boiler 1, a gas turbine (not shown) to which combustion gas combusted by a combustor (not shown) is introduced, and nitrogen contained in the exhaust gas discharged from the gas turbine in the exhaust heat recovery boiler A denitration device (not shown) for treating oxide (NOx) is provided. The denitration apparatus employs a method of denitration using ammonia.

鉛直方向に排ガスが流通する熱交換容器2の内部に、複数のフィンチューブ(伝熱管)3が水平方向に設けられている。すなわち、フィンチューブ3は、排ガスの流れに対して直交して配置されている。各フィンチューブ3は、熱交換容器2の外部にてU字管4を介して接続されている。   A plurality of fin tubes (heat transfer tubes) 3 are provided in the horizontal direction inside the heat exchange vessel 2 in which the exhaust gas flows in the vertical direction. That is, the fin tube 3 is disposed orthogonal to the flow of exhaust gas. Each fin tube 3 is connected to the outside of the heat exchange vessel 2 via a U-shaped tube 4.

図2に示すように、フィンチューブ3は、使用温度に合せてステンレス鋼や低合金鋼等で形成された円管5の外周面に多数のフィン6が軸方向に短い間隔を開けて直立するように固定された構造とされている。円管5の内部には、例えばボイラや蒸気タービンに供給される水や蒸気が流される。なお、本実施形態では、フィン6は、鍔状でその外周縁部に歯車状の凹凸が形成されたセレートフィンとなっているが、凹凸が無い円板状のものとしてもよく限定するものではない。またフィンがなく円管5のみのものでもよい。   As shown in FIG. 2, the fin tube 3 stands upright on the outer peripheral surface of a circular tube 5 made of stainless steel, low alloy steel or the like according to the operating temperature with a short interval in the axial direction. This is a fixed structure. For example, water or steam supplied to a boiler or a steam turbine flows through the circular pipe 5. In the present embodiment, the fins 6 are serrated fins having a bowl shape and gear-like irregularities formed on the outer peripheral edge thereof, but are not limited to a disc shape having irregularities. . Further, there may be only the circular pipe 5 without fins.

熱交換容器2の底部と頂部には、それぞれ排ガス流入ダクト8と排ガス流出ダクト9とが設けられ、図示しないガスタービンで仕事を終えた高温の排ガスが排ガス流入ダクト8から流入して熱交換容器2の内部を鉛直方向下方から上方に通過し、排ガス流出ダクト9から流出する。そして、フィン6により排ガスとの伝熱面積を増大されたフィンチューブ3の周囲を高温の排ガスが流れることにより、円管5の内部を流れる流体(水や蒸気など)が排ガスと熱交換して加熱される。こうして排ガスの保有する熱量が効率良く回収されて有効に利用される。   An exhaust gas inflow duct 8 and an exhaust gas outflow duct 9 are provided at the bottom and the top of the heat exchange vessel 2, respectively. A high temperature exhaust gas that has finished work in a gas turbine (not shown) flows into the heat exchange vessel 8 from the exhaust gas inflow duct 8. 2 passes from below in the vertical direction to above and flows out from the exhaust gas outflow duct 9. Then, when the high temperature exhaust gas flows around the fin tube 3 whose heat transfer area with the exhaust gas is increased by the fins 6, the fluid (water, steam, etc.) flowing inside the circular tube 5 exchanges heat with the exhaust gas. Heated. Thus, the amount of heat held by the exhaust gas is efficiently recovered and effectively used.

フィンチューブ3の直線部の長手方向の長さは長尺化しており、長いものでは20m以上にも達するものがある。このため、内部を流れる流体も含めて重量のあるフィンチューブ3の中間部が下方に撓むおそれがある。そこで、フィンチューブ3の長手方向において所定間隔で設置された複数の多孔板11によってフィンチューブ3の荷重が支持される。多孔板11の間隔は、例えば2m〜5mとされる。多孔板11は所定の厚みを備えた平板状の部材であり、各フィンチューブ3が挿通される多数の孔12(図1参照)が形成されている。多孔板11は、熱交換容器2の内部に配設された天井構造材13等から吊具14によって吊り下げられ、各構成部品の温度が上昇した際に、熱膨張差による各構成部品が相互干渉しないようにしている。   The length in the longitudinal direction of the straight portion of the fin tube 3 is elongated, and there are some that reach 20 m or more in the long one. For this reason, there exists a possibility that the intermediate part of the heavy fin tube 3 including the fluid which flows through an inside may bend below. Therefore, the load of the fin tube 3 is supported by the plurality of perforated plates 11 installed at predetermined intervals in the longitudinal direction of the fin tube 3. The interval between the perforated plates 11 is, for example, 2 m to 5 m. The perforated plate 11 is a flat plate member having a predetermined thickness, and a plurality of holes 12 (see FIG. 1) through which the fin tubes 3 are inserted are formed. The perforated plate 11 is suspended from a ceiling structural member 13 or the like disposed inside the heat exchange vessel 2 by a hanging tool 14, and when the temperature of each component rises, the respective components due to the difference in thermal expansion are mutually connected. I try not to interfere.

図3に示すように、各フィンチューブ3は、鉛直方向及び水平方向に千鳥状に密に配列された状態で、多孔板11に対して定位置に支持されている。図3(a)において矢印で示したように、排ガスは多孔板11の鉛直方向下方から上方に向かって流れる。
多孔板11の間でフィンチューブ3を支持することで、隣り合う多孔板11の間の支持間隔が、フィンチューブ3が自由に振動できる支持長さとなる。フィンチューブ3は、排ガス流れの流体力によって振動を発生するが、フィンチューブ3の支持長さと、フィンチューブ3周りの排ガスの流速が大きく影響する。また、図3(b)に示すように、排ガスの性状により、排熱回収ボイラ1の運転でフィンチューブ3の外周には、付着物16が生じるものがある。
As shown in FIG. 3, the fin tubes 3 are supported at a fixed position with respect to the perforated plate 11 in a state of being densely arranged in a staggered manner in the vertical direction and the horizontal direction. As shown by the arrows in FIG. 3A, the exhaust gas flows upward from the lower side of the perforated plate 11 in the vertical direction.
By supporting the fin tube 3 between the perforated plates 11, the support interval between the adjacent perforated plates 11 becomes a support length at which the fin tube 3 can freely vibrate. The fin tube 3 is vibrated by the fluid force of the exhaust gas flow, but the support length of the fin tube 3 and the flow rate of the exhaust gas around the fin tube 3 are greatly affected. Moreover, as shown in FIG.3 (b), the deposit | attachment 16 may arise in the outer periphery of the fin tube 3 by the driving | operation of the exhaust heat recovery boiler 1 by the property of waste gas.

付着物16としては、典型的には、酸性硫酸水素アンモニウムが挙げられる。酸性硫酸水素アンモニウムは、アンモニアを用いる脱硝装置が排熱回収ボイラ1の上流側に設置され、かつ燃料が高炉ガス等や油類のように硫黄分を比較的多く含む燃料を用いた場合の燃焼排ガスに顕著に生成される。
硫酸水素アンモニウムは、脱硝触媒の還元剤として排ガス中に噴霧されるアンモニア(NH)のうち還元脱硝反応に使用されずに回収が出来なかったものと、排ガス中のSOxとの化学反応(NH+HSO)によって、硫酸水素アンモニウム(NHHSO)が発生する。硫酸水素アンモニウムは排ガス中の濃度にもよるが、約100℃〜250℃から析出が始まる。この様に付着物16が生成されると、フィンチューブ3間の排ガスの流路が狭くなり排ガスの流速が増大して、フィンチューブ3の加振力の増加とカルマン渦の発生増加で、フィンチューブ3の自励振動が発生し易くなる。フィンチューブ3の自励振動が発生すると振動の振幅を増大させるため、フィンチューブ3が多孔板11の支持部分で摩耗損傷を増加させるおそれがある。多孔板11の支持部分で摩耗損傷が発生した場合、各フィンチューブ3は、千鳥状に密に配列された状態であるため、多孔板11の支持部分付近の摩耗損傷したフィンチューブ3を交換することは容易ではない。そこで、本実施形態では、図4に示すように、多孔板11の間に支持板20を設置する。
Typically, the deposit 16 includes acidic ammonium hydrogen sulfate. Acidic ammonium hydrogensulfate is combusted when a denitration device using ammonia is installed upstream of the exhaust heat recovery boiler 1 and the fuel is a fuel containing a relatively large amount of sulfur such as blast furnace gas or oil. Prominently generated in exhaust gas.
Ammonium hydrogen sulfate is a chemical reaction (NH) of ammonia (NH 3 ) sprayed into exhaust gas as a reducing agent for a denitration catalyst that cannot be recovered without being used in the reductive denitration reaction and SOx in the exhaust gas. 3 + H 2 SO 4 ) generates ammonium hydrogen sulfate (NH 4 HSO 4 ). Ammonium hydrogen sulfate begins to precipitate at about 100 ° C. to 250 ° C., depending on the concentration in the exhaust gas. When the deposit 16 is generated in this way, the flow path of the exhaust gas between the fin tubes 3 is narrowed, and the flow velocity of the exhaust gas is increased. As a result, the excitation force of the fin tube 3 and the generation of Karman vortex are increased. The self-excited vibration of the tube 3 is likely to occur. When the self-excited vibration of the fin tube 3 is generated, the amplitude of the vibration is increased. Therefore, the fin tube 3 may increase wear damage at the support portion of the porous plate 11. When wear damage occurs in the support portion of the perforated plate 11, the fin tubes 3 are closely arranged in a staggered manner, so that the wear damaged fin tube 3 near the support portion of the perforated plate 11 is replaced. It is not easy. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the support plate 20 is installed between the perforated plates 11.

多孔板11の間でフィンチューブ3を支持する支持板20を設けることで、フィンチューブ3が自由に振動できる支持間隔の長さを短くすることができる。隣り合う多孔板11の間の間隔が大きい場合でも、支持板20を設けることで自励振動発生に影響するフィンチューブ3の支持間隔長さを短くできる。このためフィンチューブ3が排ガス流れによって自励振動を起こすおそれを低減することができる。
支持板20は、図4の(a)に示すように、隣り合う多孔板11の間の略中央付近に配置することが好ましい。ただし、図4の(b)に示すように、多孔板11の間に複数の支持板20を設置しても良い。この場合には、一部のフィンチューブ3に自励振動が発生しないように支持板20を略等間隔で設置することが好ましい。支持板20の設置位置及び数は、フィンチューブ3の自励振動が発生する条件によって適宜調整される。
By providing the support plate 20 that supports the fin tube 3 between the perforated plates 11, the length of the support interval at which the fin tube 3 can freely vibrate can be shortened. Even when the interval between adjacent porous plates 11 is large, the support interval length of the fin tube 3 that affects the generation of self-excited vibration can be shortened by providing the support plate 20. For this reason, the possibility that the fin tube 3 causes self-excited vibration due to the exhaust gas flow can be reduced.
As shown in FIG. 4A, the support plate 20 is preferably disposed in the vicinity of the approximate center between the adjacent porous plates 11. However, as shown in FIG. 4B, a plurality of support plates 20 may be installed between the perforated plates 11. In this case, it is preferable to install the support plates 20 at substantially equal intervals so that no self-excited vibration is generated in some fin tubes 3. The installation position and the number of the support plates 20 are appropriately adjusted according to the conditions under which the self-excited vibration of the fin tube 3 is generated.

あるいは、図4の(c)に示すように、支持板20を、付着物16(図3(b)参照)が生じて、フィンチューブ3の周りの排ガス流速が増加しやすい領域に設けても良い。例えば、上述のように酸性硫酸水素アンモニウムが付着物16として生じる場合には、排ガス温度が150℃〜250℃のうち、排熱回収ボイラ1の運転条件で硫酸水素アンモニウムが析出されやすい所定範囲の温度とされた領域に設ける。この場合、支持板20は、排ガス温度が150℃〜250℃のうち、所定範囲の温度とされた領域のみに設けても良い。すなわち、支持板20を多孔板11で支持されたフィンチューブ3の鉛直上下方向の全体にわたって設ける必要は無い。または、排ガス温度が150℃〜250℃のうち、所定範囲の温度とされた領域を含むように支持板20を設けても良い。   Alternatively, as shown in FIG. 4C, the support plate 20 may be provided in a region where the deposit 16 (see FIG. 3B) is generated and the exhaust gas flow velocity around the fin tube 3 is likely to increase. good. For example, when acidic ammonium hydrogen sulfate is generated as the deposit 16 as described above, the exhaust gas temperature is within a predetermined range where ammonium hydrogen sulfate is likely to be deposited under the operating conditions of the exhaust heat recovery boiler 1 among 150 ° C. to 250 ° C. It is provided in the temperature area. In this case, the support plate 20 may be provided only in a region where the exhaust gas temperature is in a predetermined range of 150 ° C to 250 ° C. That is, it is not necessary to provide the support plate 20 over the entire vertical and vertical direction of the fin tube 3 supported by the porous plate 11. Or you may provide the support plate 20 so that the exhaust gas temperature may include the area | region made into the temperature of the predetermined range among 150 degreeC-250 degreeC.

図5には、支持板20の配列の具体的構成が示されている。支持板20は、所定の厚さt1を有する板状とされている。本実施形態では、例えば、支持板20は、幅が10mmから50mm、厚さ(t1)が3mmから9mmである。すなわち、支持板20は、幅広面が排ガス流れに対向するように配置されている。
支持板20の材質としては、ガス性状により異なるが、例えば排ガス温度で選定することが出来る。一例として、排ガス温度が350℃〜400℃以下の場合には炭素鋼が用いられ、350℃〜400℃以上でかつ550℃〜600℃以下の場合には1Crから2Cr含有低合金鋼が用いられ、550℃〜600℃以上の温度の場合にはSUSが用いられる。
FIG. 5 shows a specific arrangement of the support plates 20. The support plate 20 has a plate shape having a predetermined thickness t1. In the present embodiment, for example, the support plate 20 has a width of 10 mm to 50 mm and a thickness (t1) of 3 mm to 9 mm. That is, the support plate 20 is disposed so that the wide surface faces the exhaust gas flow.
The material of the support plate 20 varies depending on the gas properties, but can be selected based on the exhaust gas temperature, for example. As an example, when the exhaust gas temperature is 350 ° C. to 400 ° C. or lower, carbon steel is used, and when it is 350 ° C. to 400 ° C. or higher and 550 ° C. to 600 ° C. or lower, 1Cr to 2Cr containing low alloy steel is used. In the case of a temperature of 550 ° C. to 600 ° C. or higher, SUS is used.

支持板20の両端は、枠体22に対して溶接によって固定されている。枠体22は、長尺の板状体とされており、水平方向に延びる水平部22aと、鉛直方向に延びる鉛直部22bとを備えており、矩形状の形成されている。水平部22aの左右両端に対して鉛直部22bの上下端がそれぞれ固定されている。
枠体22の材質は、上述した支持板20と同様のものが用いられる。枠体22は多数の支持板20を保持するために支持板20より板厚が厚く剛強な構造としている。
Both ends of the support plate 20 are fixed to the frame body 22 by welding. The frame 22 is a long plate-like body, and includes a horizontal portion 22a extending in the horizontal direction and a vertical portion 22b extending in the vertical direction, and is formed in a rectangular shape. The upper and lower ends of the vertical portion 22b are fixed to the left and right ends of the horizontal portion 22a.
The material of the frame 22 is the same as that of the support plate 20 described above. The frame body 22 has a thicker and thicker structure than the support plate 20 in order to hold a large number of support plates 20.

図6には、水平部22aと鉛直部22bとを固定する具体例が示されている。同図に示すように、接続プレート24にピン25の軸径よりも大きめの穴を設け、これを介してピン25によって水平部22aと鉛直部22bとが支持されている。すなわち、水平部22aと鉛直部22bとは、接続プレート24の大きめの穴によりピン25の位置と相対移動と回転が可能なように接続されている(同図中の矢印参照)。これにより、フィンチューブ3が熱変形してもこれに枠体22を追従させることができ、フィンチューブ3を枠体22で損傷させることがない。また、水平部22aと鉛直部22bとの温度差で熱膨張差が生じても相互を強く拘束していないので枠体22が捩れ変形したりして、フィンチューブ3を損傷させることがない。   FIG. 6 shows a specific example in which the horizontal portion 22a and the vertical portion 22b are fixed. As shown in the figure, a hole larger than the shaft diameter of the pin 25 is provided in the connection plate 24, and the horizontal portion 22a and the vertical portion 22b are supported by the pin 25 through this hole. That is, the horizontal portion 22a and the vertical portion 22b are connected to each other so that the position, relative movement, and rotation of the pin 25 can be performed by a large hole of the connection plate 24 (see the arrow in the figure). Thereby, even if the fin tube 3 is thermally deformed, the frame body 22 can follow the fin tube 3, and the fin tube 3 is not damaged by the frame body 22. Further, even if a difference in thermal expansion occurs due to a temperature difference between the horizontal portion 22a and the vertical portion 22b, the frames 22 are not torsionally deformed and the fin tubes 3 are not damaged because they are not strongly restrained from each other.

図5に示されているように、支持板20は、千鳥状に配置されたフィンチューブ3の間を鉛直方向に対して斜めに傾斜して延在するように互いに平行に複数設けられている。具体的には、同図の紙面において枠体22の手前側に位置する各支持板20は、右斜め上方に延在するように設けられており、同図の紙面において枠体22の背面側に位置する各支持板20は、左斜め上方に延在するように配置されている。このように、フィンチューブ3間の各隙間に支持板20を交差するように配置することで、支持板20は、複数のフィンチューブ3に対して接触支持させることが可能となる。1つの支持板20あたり効率良く複数のフィンチューブ3を接触支持することができるので、支持板20の配設が容易になる。   As shown in FIG. 5, a plurality of support plates 20 are provided in parallel to each other so as to extend obliquely between the fin tubes 3 arranged in a staggered manner with respect to the vertical direction. . Specifically, each support plate 20 located on the front side of the frame body 22 in the paper surface of the figure is provided to extend obliquely upward to the right, and the back surface side of the frame body 22 in the paper surface of the figure. Each support plate 20 located at is arranged so as to extend obliquely upward to the left. Thus, by arranging the support plate 20 so as to intersect each gap between the fin tubes 3, the support plate 20 can be supported in contact with the plurality of fin tubes 3. Since a plurality of fin tubes 3 can be efficiently contacted and supported per one support plate 20, the arrangement of the support plate 20 is facilitated.

支持板20は、図7に示されているように、厚さ方向にテーパ状に先細りとなった上で先端部に丸みを有したR形状とされている。これにより、製造時に支持板20をフィンチューブ3の間に挿入する際にフィンチューブ3を傷付けることがない。また、排ガスが通過する際に、支持板20の幅広面が排ガス流れに対向するので、支持板20の幅方向両端部分にある長手方向に延びる各辺は、排ガス流れと直交して渦を発生させるなど流体エネルギの損失を招き易い領域になる。   As shown in FIG. 7, the support plate 20 is formed in an R shape having a taper shape in the thickness direction and a rounded tip. Thereby, when inserting the support plate 20 between the fin tubes 3 at the time of manufacture, the fin tubes 3 are not damaged. Further, when the exhaust gas passes, the wide surface of the support plate 20 faces the exhaust gas flow, so that each side extending in the longitudinal direction at both end portions in the width direction of the support plate 20 generates a vortex perpendicular to the exhaust gas flow. This is a region where fluid energy loss is likely to occur.

支持板20には、図8(a)に示すように、厚さ方向に貫通する複数の穴20aを形成しても良い。穴20aの形状は、円形であっても楕円や長円あるいは多角形であっても良い。これにより、排ガスが支持板20を通過できる流路を確保することで、支持板20が排ガス流れを阻害することを可及的に抑えることができる。このため、排ガスが通過する際の流れ抵抗を低下して、排ガスの圧力損失を低減することが出来る。   As shown in FIG. 8A, the support plate 20 may be formed with a plurality of holes 20a penetrating in the thickness direction. The shape of the hole 20a may be a circle, an ellipse, an ellipse, or a polygon. Thereby, it can suppress as much as possible that the support plate 20 inhibits an exhaust gas flow by ensuring the flow path through which exhaust gas can pass through the support plate 20. For this reason, the flow resistance at the time of exhaust gas passage can be reduced, and the pressure loss of exhaust gas can be reduced.

また、図8(b)に示すように、同様の目的で支持板20の側部に複数の切欠20bを設けても良い。切欠20bの形状も、同図に示すように半円形状としても良いし、楕円や長円あるいは多角形の一部分の形状を用いてもよい。排ガスが支持板20を通過できる流路を確保することにより、排ガスが通過する際の流れ抵抗を低下して、排ガスの圧力損失を低減することが出来る。
なお、支持板20の幅が排ガス流れに大きな影響を与えない場合には、穴20aや切欠20bを設けなくてもよい。
Further, as shown in FIG. 8B, a plurality of notches 20b may be provided on the side portion of the support plate 20 for the same purpose. The shape of the cutout 20b may be a semicircular shape as shown in the figure, or may be an ellipse, an ellipse, or a partial shape of a polygon. By securing the flow path through which the exhaust gas can pass through the support plate 20, the flow resistance when the exhaust gas passes can be reduced, and the pressure loss of the exhaust gas can be reduced.
In addition, when the width | variety of the support plate 20 does not have big influence on exhaust gas flow, it is not necessary to provide the hole 20a and the notch 20b.

図9には、枠体22の固定構造が示されている。同図は、排ガスの流れの下流側から鉛直下方を見込んだ状態を示していて、熱交換容器2の一側方を紙面左側に示していて熱交換容器2の他側方は省略している。フィンチューブ3の一側方には、排ガス流れの偏流を防止する偏流防止板28が設けられている。同様に、フィンチューブ3の他側方にも、図示しない偏流防止板28が設けられている。偏流防止板28は、鉛直方向に沿って設けられている。偏流防止板28によって、排ガスが複数のフィンチューブ3が並んで配設され流れ抵抗が大きくなっている領域を避けて、フィンチューブ3の無い領域を流れることを抑制しいている。
同図に示したように、偏流防止板28に対して枠体22を固定してもよい。具体的には、偏流防止板28に切欠やスリットを設け、枠体22の端部を挿入することによって固定する。これにより、枠体22の鉛直方向の位置支持に留まらず、ひいては支持板20のフィンチューブ3の長手方向における移動が規制されることで、フィンチューブ3が自由に振動できる支持間隔の長さが変動しないので、フィンチューブ3の振動低減を更に効果的に発揮させることができる。
FIG. 9 shows a fixing structure of the frame body 22. The figure shows a state in which a vertically downward direction is seen from the downstream side of the exhaust gas flow, one side of the heat exchange vessel 2 is shown on the left side of the drawing, and the other side of the heat exchange vessel 2 is omitted. . On one side of the fin tube 3, a drift prevention plate 28 for preventing drift of the exhaust gas flow is provided. Similarly, a drift prevention plate 28 (not shown) is also provided on the other side of the fin tube 3. The drift prevention plate 28 is provided along the vertical direction. The drift prevention plate 28 prevents the exhaust gas from flowing in a region without the fin tube 3 while avoiding a region where the plurality of fin tubes 3 are arranged side by side and the flow resistance is increased.
As shown in the figure, the frame 22 may be fixed to the drift prevention plate 28. Specifically, the drift prevention plate 28 is provided with a notch or a slit, and is fixed by inserting an end portion of the frame body 22. Thereby, not only the vertical position support of the frame body 22 but also the movement of the support plate 20 in the longitudinal direction of the fin tube 3 is restricted, so that the length of the support interval at which the fin tube 3 can freely vibrate is reduced. Since it does not fluctuate, the vibration reduction of the fin tube 3 can be exhibited more effectively.

図10には、フィンチューブ3と支持板20との接触状態が示されている。フィンチューブ3は多孔板11により密に配置され、もともとフィンチューブ3どうしの間隔は狭く、フィンチューブ3と支持板20との間隔は、接触/非接触に係わらず狭い状況にある。このため、図10(a)に示すように、運転前の冷間状態では、フィンチューブ3内に流体(水や蒸気)が供給されていないので自重によるたわみ量が少ないため、フィンチューブ3と支持板20とが接触していない状態でもよい。一方、排熱回収ボイラ1の運転時には、図10(b)に示すように、フィンチューブ3内に流体(水や蒸気)が供給されてフィンチューブ3の重量が増すのでたわみ量が大きくなり、フィンチューブ3の下側の2点が支持板20に接触することになる。なお、同図に示したように、運転前にはフィンチューブ3と支持板20とが接触していなくても構わないが、運転中には必ずフィンチューブ3と支持板20とが接触するように相対位置が決定されている。もちろん、運転前にフィンチューブ3と支持板20とが接触していても良い。   FIG. 10 shows a contact state between the fin tube 3 and the support plate 20. The fin tubes 3 are densely arranged by the perforated plate 11, and the interval between the fin tubes 3 is originally narrow, and the interval between the fin tube 3 and the support plate 20 is narrow regardless of contact / non-contact. For this reason, as shown in FIG. 10A, in the cold state before the operation, since fluid (water or steam) is not supplied into the fin tube 3, the amount of deflection due to its own weight is small. The support plate 20 may not be in contact. On the other hand, when the exhaust heat recovery boiler 1 is operated, as shown in FIG. 10B, fluid (water or steam) is supplied into the fin tube 3 to increase the weight of the fin tube 3, so that the amount of deflection increases. Two points on the lower side of the fin tube 3 come into contact with the support plate 20. As shown in the figure, the fin tube 3 and the support plate 20 may not be in contact with each other before the operation, but the fin tube 3 and the support plate 20 must be in contact with each other during the operation. The relative position is determined. Of course, the fin tube 3 and the support plate 20 may be in contact before operation.

本実施形態による排熱回収ボイラは、以下のように製造される。
先ず、排熱回収ボイラ1の鉛直方向に排ガスが流通する熱交換容器2の内部に、排ガスの流れに対して直交して配列された複数のフィンチューブ3は次の工程で組み立てられる。
そして、複数の各フィンチューブ3を長手方向に所定間隔を有して複数の多孔板11に挿通し、排ガスの流れに対して直交して配置する。各多孔板11は、複数のフィンチューブ3の長手方向に所定間隔で設置する。各フィンチューブ3は、熱交換容器2の外部にてU字管4を介して接続する。
排熱回収ボイラ1の長時間の運転などで、フィンチューブ3の外周には、硫酸水素アンモニウムなどの付着物16が生じて、排ガス流路が狭くなって排ガスの流速が上昇してフィンチューブ3に自励振動が発生し、フィンチューブ3が多孔板11の支持部分で摩耗損傷を増加させるおそれがある場合は、多孔板11の間にフィンチューブ3に接触するように支持板20を設置する。
The exhaust heat recovery boiler according to the present embodiment is manufactured as follows.
First, the plurality of fin tubes 3 arranged orthogonal to the flow of exhaust gas in the heat exchange vessel 2 in which exhaust gas flows in the vertical direction of the exhaust heat recovery boiler 1 are assembled in the following process.
Then, the plurality of fin tubes 3 are inserted through the plurality of perforated plates 11 with a predetermined interval in the longitudinal direction, and arranged orthogonal to the flow of the exhaust gas. The perforated plates 11 are installed at predetermined intervals in the longitudinal direction of the plurality of fin tubes 3. Each fin tube 3 is connected to the outside of the heat exchange vessel 2 via a U-shaped tube 4.
When the exhaust heat recovery boiler 1 is operated for a long time, deposits 16 such as ammonium hydrogen sulfate are generated on the outer periphery of the fin tube 3, the exhaust gas flow path becomes narrower, and the exhaust gas flow rate increases to increase the fin tube 3. When the self-excited vibration occurs in the fin plate 3 and the fin tube 3 may increase wear damage at the support portion of the perforated plate 11, the support plate 20 is installed so as to contact the fin tube 3 between the perforated plates 11. .

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
多孔板11間でフィンチューブ3に接触する支持板20を設けることとしたので、多孔板11の間隔が大きい場合であってもフィンチューブ3が自由に振動できる支持間隔の長さを短くできる。このため、フィンチューブ3が排ガス流れによって自励振動を起こすおそれを低減することができる。
According to this embodiment, there exist the following effects.
Since the support plate 20 that contacts the fin tube 3 is provided between the perforated plates 11, the length of the support interval at which the fin tube 3 can freely vibrate can be shortened even when the interval between the perforated plates 11 is large. For this reason, the possibility that the fin tube 3 may cause self-excited vibration due to the exhaust gas flow can be reduced.

また、隣り合うフィンチューブ3の間を鉛直方向に対して斜めに延在するように支持板20を設けることとしたので、各支持板20は複数のフィンチューブ3に対し上方から接触させて、効率良く複数のフィンチューブ3を支持することができる。   In addition, since the support plates 20 are provided so as to extend obliquely between the adjacent fin tubes 3 with respect to the vertical direction, each support plate 20 is brought into contact with the plurality of fin tubes 3 from above, A plurality of fin tubes 3 can be supported efficiently.

支持板20を固定する構造としては、多孔板11の間に設けるものなので、多孔板11のように各フィンチューブ3をそれぞれの孔に挿通させて各フィンチューブ3を定位置に支持する構造までは必要ない。そこで、支持板20の両端部を固定する枠体22を設けることで、支持板20を簡便に保持する構成を実現することができる。   Since the support plate 20 is fixed between the perforated plates 11, the structure is such that the fin tubes 3 are inserted into the respective holes as in the perforated plate 11 to support the fin tubes 3 in a fixed position. Is not necessary. Therefore, by providing the frame body 22 that fixes both ends of the support plate 20, a configuration for simply holding the support plate 20 can be realized.

なお、上記実施形態では、図9に示したように偏流防止板28を用いて枠体22を固定することとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図11に示すように、多孔板11の上端同士を接続するように水平方向に延在する支持ビーム30を設ける。そして、図17に示すように、枠体吊具15を用いて支持ビーム30から吊り下げるようにして枠体22を固定しても良い。この場合には、支持板20も枠体22とともに吊り下げられるので、図12に示すように、支持板20は、フィンチューブ3に対して下方から接触する。また、このような構成により、偏流防止板28を用いないで枠体22を固定することができるので、偏流防止板28に加わる荷重(枠体22と支持板20)を低減して、偏流防止板28の補強要否の検討を省くことができる。   In the above embodiment, the frame body 22 is fixed using the drift prevention plate 28 as shown in FIG. 9, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 11, a support beam 30 extending in the horizontal direction is provided so as to connect the upper ends of the perforated plate 11. And as shown in FIG. 17, you may fix the frame 22 so that it may suspend from the support beam 30 using the frame suspension tool 15. FIG. In this case, since the support plate 20 is also suspended along with the frame body 22, the support plate 20 contacts the fin tube 3 from below as shown in FIG. Also, with this configuration, the frame body 22 can be fixed without using the drift prevention plate 28, so the load applied to the drift prevention plate 28 (the frame body 22 and the support plate 20) can be reduced to prevent the drift. The necessity of reinforcing the plate 28 can be omitted.

また、上記実施形態では、支持板20を平板状の形状として説明したが、図13に示すような形状としても良い。具体的には、同図に示されているように、支持板20’は、長手方向に交互に山部および谷部が設けられた波形状とされている。波形状とされた支持板20’は、板材をプレス成形することによって得ることができる。これにより、図14に示すように、フィンチューブ3の間に挿入する際の長手方向の剛性を維持しながら、フィンチューブ3に対する支持板20’の幅方向の変形の自由度を向上して、フィンチューブ3に対する距離を縮めて支持板20’が接触する確率を上げることができる。   In the above-described embodiment, the support plate 20 is described as a flat plate shape. However, the support plate 20 may have a shape as shown in FIG. Specifically, as shown in the figure, the support plate 20 ′ has a wave shape in which peaks and valleys are alternately provided in the longitudinal direction. The corrugated support plate 20 'can be obtained by press-molding a plate material. Thereby, as shown in FIG. 14, while maintaining the rigidity in the longitudinal direction when inserted between the fin tubes 3, the degree of freedom of deformation in the width direction of the support plate 20 ′ relative to the fin tubes 3 is improved, By reducing the distance to the fin tube 3, the probability that the support plate 20 'contacts can be increased.

あるいは、図15に示すように、幅方向における中央部が凸とされた形状とした支持板20”としても良い。支持板20”は、例えば湾曲した2枚の板材の幅方向における両端を溶接等によって接続することで得ることができる。これにより、図16に示すように、フィンチューブ3に対する支持板20”の接触部分との距離を縮めて接触する確率を上げるとともに、中央部の凸部分で弾性力によりフィンチューブ3と確実に密着して接触することができる。   Alternatively, as shown in FIG. 15, a support plate 20 ″ having a convex shape at the center in the width direction may be used. For example, the support plate 20 ″ is welded at both ends in the width direction of two curved plates. It can be obtained by connecting with the above. As a result, as shown in FIG. 16, the distance between the fin tube 3 and the contact portion of the support plate 20 ″ is reduced to increase the probability of contact, and the convex portion at the center portion is firmly attached to the fin tube 3 by the elastic force. Can touch.

また、上記実施形態では、図1に示したように排ガス流れが鉛直方向下方から上方に流れる縦型とされた排熱回収ボイラとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、排ガスが水平方向に流れる横型であっても、フィンチューブが自由に振動できる支持間隔の長さを短くして自励振動を抑制する手法として適用可能である。   Moreover, in the said embodiment, as shown in FIG. 1, although it demonstrated as an exhaust heat recovery boiler made into the vertical type which exhaust gas flow flows upwards from the perpendicular direction downward, this invention is not limited to this, Even if it is a horizontal type in which exhaust gas flows in the horizontal direction, it can be applied as a method of suppressing self-excited vibration by shortening the length of the support interval at which the fin tube can freely vibrate.

1 排熱回収ボイラ
2 熱交換容器
3 フィンチューブ(伝熱管)
4 U字管
5 円管
6 フィン
11 多孔板
12 孔
13 天井構造材
14 吊具
15 枠体吊具
16 付着物
20,20’,20” 支持板
20a 穴
20b 切欠
22 枠体
22a 水平部
22b 鉛直部
24 接続プレート
25 ピン
28 偏流防止板
30 支持ビーム
1 Exhaust heat recovery boiler 2 Heat exchange vessel 3 Fin tube (heat transfer tube)
4 U-shaped tube 5 Circular tube 6 Fin 11 Perforated plate 12 Hole 13 Ceiling structural material 14 Suspension tool 15 Frame body hanging tool 16 Adhering material 20, 20 ′, 20 ”Support plate 20a Hole 20b Notch 22 Frame body 22a Horizontal portion 22b Portion 24 Connection plate 25 Pin 28 Diffusion prevention plate 30 Support beam

Claims (14)

排ガスの流れに対して直交して配列された複数の伝熱管からなる伝熱管群と、
各前記伝熱管が挿通される複数の孔が形成され、前記伝熱管群の長手方向に所定間隔を有して設けられた複数の多孔板と、
前記多孔板の間に配置され、前記伝熱管の少なくとも一部に接触するように配置された支持板と、
を備えていることを特徴とする排熱回収ボイラ。
A heat transfer tube group comprising a plurality of heat transfer tubes arranged orthogonal to the flow of exhaust gas;
A plurality of holes through which the heat transfer tubes are inserted are formed, and a plurality of perforated plates provided at predetermined intervals in the longitudinal direction of the heat transfer tube group;
A support plate disposed between the perforated plates and disposed to contact at least a portion of the heat transfer tube;
An exhaust heat recovery boiler comprising:
前記伝熱管は、鉛直方向及び水平方向に千鳥状に配置され、
前記支持板は、隣り合う前記伝熱管の間を鉛直方向に対して斜めに延在するように設けられていることを特徴とする請求項1に記載の排熱回収ボイラ。
The heat transfer tubes are arranged in a staggered manner in the vertical and horizontal directions,
The exhaust heat recovery boiler according to claim 1, wherein the support plate is provided so as to extend obliquely between adjacent heat transfer tubes with respect to a vertical direction.
前記支持板の両端部が固定される枠体を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の排熱回収ボイラ。   The exhaust heat recovery boiler according to claim 1 or 2, further comprising a frame body to which both end portions of the support plate are fixed. 前記枠体は、水平部と鉛直部とを接続した矩形状とされ、
前記水平部と前記鉛直部は、相対移動可能に接続されていることを特徴とする請求項3に記載の排熱回収ボイラ。
The frame body has a rectangular shape connecting a horizontal portion and a vertical portion,
The exhaust heat recovery boiler according to claim 3, wherein the horizontal portion and the vertical portion are connected so as to be relatively movable.
前記伝熱管群の前記伝熱管の長手方向と直交する一側方と他側方に配置されて前記排ガスの流れの偏流を防止する偏流防止板を備え、
前記枠体は、前記偏流防止板に固定されていることを特徴とする請求項3又は4に記載の排熱回収ボイラ。
A drift prevention plate arranged on one side and the other side perpendicular to the longitudinal direction of the heat transfer tubes of the heat transfer tube group to prevent drift of the flow of the exhaust gas;
The exhaust heat recovery boiler according to claim 3 or 4, wherein the frame is fixed to the drift prevention plate.
前記支持板は、前記伝熱管に対して鉛直方向下方から接触することを特徴とする請求項5に記載の排熱回収ボイラ。   The exhaust heat recovery boiler according to claim 5, wherein the support plate is in contact with the heat transfer tube from below in the vertical direction. 各前記多孔板の上端同士を接続するように水平方向に延在する支持ビームを備え、
前記枠体は、前記支持ビームから吊り下げられて支持されていることを特徴とする請求項3又は4に記載の排熱回収ボイラ。
Comprising a support beam extending horizontally to connect the upper ends of each of the perforated plates;
The exhaust heat recovery boiler according to claim 3 or 4, wherein the frame is supported by being suspended from the support beam.
前記支持板の幅方向端部は、厚さ方向に丸みを有したR形状とされていることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の排熱回収ボイラ。   The exhaust heat recovery boiler according to any one of claims 1 to 7, wherein an end portion in the width direction of the support plate is formed in an R shape having a roundness in a thickness direction. 前記支持板には、厚さ方向に貫通する複数の穴または切欠が形成されていることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の排熱回収ボイラ。   The exhaust heat recovery boiler according to any one of claims 1 to 8, wherein the support plate has a plurality of holes or notches penetrating in the thickness direction. 前記支持板は、交互に山部および谷部が長手方向に設けられた波形状とされていることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の排熱回収ボイラ。   The exhaust heat recovery boiler according to any one of claims 1 to 9, wherein the support plate has a wave shape in which peaks and valleys are alternately provided in a longitudinal direction. 前記支持板は、幅方向における中央部が凸とされた形状とされていることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の排熱回収ボイラ。   The exhaust heat recovery boiler according to any one of claims 1 to 9, wherein the support plate has a shape with a convex central portion in the width direction. 前記支持板は、隣り合う前記多孔板の間の中央に配置されていることを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載の排熱回収ボイラ。   The exhaust heat recovery boiler according to any one of claims 1 to 11, wherein the support plate is disposed at a center between the adjacent porous plates. 前記排ガスは、アンモニアによる脱硝が行われ、かつ硫黄酸化物を含むものとされ、
前記支持板は、排ガス温度が100℃〜250℃の間の所定の温度範囲とされた領域に設けられていることを特徴とする請求項1から12のいずれかに記載の排熱回収ボイラ。
The exhaust gas is denitrated with ammonia and contains sulfur oxides,
The exhaust heat recovery boiler according to any one of claims 1 to 12, wherein the support plate is provided in a region where the exhaust gas temperature is in a predetermined temperature range between 100C and 250C.
排ガスの流れに対して直交して配列された複数の伝熱管からなる伝熱管群を設置する工程と、
各前記伝熱管が挿通される複数の孔が形成された複数の多孔板を、前記伝熱管群の長手方向に所定間隔を有して設置する工程と、
前記多孔板の間に、前記伝熱管に接触するように支持板を設置する工程と、
を有していることを特徴とする排熱回収ボイラの製造方法。
Installing a heat transfer tube group consisting of a plurality of heat transfer tubes arranged orthogonal to the flow of exhaust gas;
Installing a plurality of perforated plates formed with a plurality of holes through which the heat transfer tubes are inserted with a predetermined interval in the longitudinal direction of the heat transfer tube group;
Installing a support plate between the perforated plates so as to contact the heat transfer tube;
The manufacturing method of the waste heat recovery boiler characterized by having.
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