JP2019100690A - Exhaust heat recovery boiler and supporting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の伝熱管を備える排熱回収ボイラ及び複数の伝熱管の荷重を支持する支持方法に関するものである。 The present invention relates to an exhaust heat recovery boiler including a plurality of heat transfer tubes and a support method for supporting loads of the plurality of heat transfer tubes.
排熱回収ボイラ(HRSG)は、ガスタービン等から排出される排ガスがダクト内を通過し、排ガスと伝熱管内の水又は蒸気とが熱交換することによって、蒸気を生成する。排熱回収ボイラのダクト内部には、水や蒸気が流通する多数の伝熱管が配置されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1には、伝熱管の両端部をボイラ天井壁に貫通させて支持梁から吊り下げられるクラウンに固定することが開示されている。
In an exhaust heat recovery boiler (HRSG), exhaust gas discharged from a gas turbine or the like passes through a duct, and heat is exchanged between the exhaust gas and water or steam in a heat transfer pipe to generate steam. Inside the duct of the exhaust heat recovery boiler, a large number of heat transfer pipes through which water and steam flow are disposed (see, for example, Patent Document 1).
Patent Document 1 discloses that both ends of a heat transfer tube are penetrated through a boiler ceiling wall and fixed to a crown suspended from a support beam.
しかしながら、特許文献1は、伝熱管の両端部をボイラ天井壁に貫通させてこれらを連結する必要があり、伝熱管の設置や交換に煩雑な作業が必要となる。
また、従来は、ボイラ天井壁の鉛直上方付近にある支持梁から金属製(例えば、ステンレス鋼材)の吊棒を使用して伝熱管を支持する場合があるが、排熱回収ボイラの入口へ流通する排ガス温度が高温化(例えば、650℃以上)するものがあり、排熱回収ボイラの入口付近の伝熱管を支持する吊棒の強度が低下し、伝熱管の支持が困難となる可能性がある。
However, according to Patent Document 1, both ends of the heat transfer tube need to be penetrated through the boiler ceiling wall to connect them, and complicated work is required for installation and replacement of the heat transfer tube.
Also, conventionally, a heat transfer tube may be supported using a metal (for example, stainless steel) suspension rod from a support beam located vertically above the boiler ceiling wall, but the heat transfer tube is circulated to the inlet of the heat recovery steam generator. Exhaust gas temperature increases (for example, 650 ° C or higher), the strength of the suspension rod supporting the heat transfer tube near the inlet of the waste heat recovery boiler may decrease, which may make it difficult to support the heat transfer tube. is there.
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、伝熱管の設置や交換を容易にしつつ、排ガス温度が高温化しても伝熱管の荷重を確実に支持することができる排熱回収ボイラ及び支持方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to reliably support the load of the heat transfer tube even when the temperature of the exhaust gas becomes high while facilitating the installation and replacement of the heat transfer tube. An object is to provide a recovery boiler and a support method.
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の一態様に係る排熱回収ボイラは、排ガスが導入されるダクトと、前記ダクトの内部に配置され排ガスと熱交換する流体を内部に流通させる複数の伝熱管と、前記複数の伝熱管の鉛直上方で前記複数の伝熱管に連結され排ガスの流通方向と交差する水平方向に延びるヘッダと、前記ヘッダに連結され該ヘッダから鉛直上方に延びて前記ダクトを貫通し内部を前記流体が流通する筒状の連絡管と、前記ダクトの鉛直上方で前記連絡管を支持する支持機構とを備え、前記連絡管は、前記ダクトの鉛直上方の所定位置に外周面から外側へ突出する突部を備え、前記支持機構は、前記所定位置の鉛直下方で前記連絡管の外周面を挟持するとともに水平面の第1方向に延びる挟持部と、前記一対の挟持部の前記第1方向の両端部の下面を支持する一対の支持部と、を備える。
In order to solve the above-mentioned subject, the present invention adopts the following means.
A waste heat recovery boiler according to one aspect of the present invention includes: a duct into which exhaust gas is introduced; a plurality of heat transfer pipes disposed inside the duct for circulating a fluid which exchanges heat with the exhaust gas; and the plurality of heat transfer pipes A vertically extending header connected to the plurality of heat transfer pipes vertically above and extending in the horizontal direction intersecting the flow direction of the exhaust gas; and connected to the header and extending vertically upward from the header to penetrate the duct and the fluid flowing inside And a support mechanism for supporting the communication pipe vertically above the duct, wherein the communication pipe has a projection projecting outward from the outer peripheral surface at a predetermined position vertically above the duct The support mechanism clamps the outer peripheral surface of the connection pipe vertically below the predetermined position and extends in a first direction of a horizontal surface, and lower surfaces of both ends of the pair of clamp units in the first direction. Support And a support portion of the pair.
本発明の一態様に係る排熱回収ボイラによれば、複数の伝熱管に連結されるヘッダから連絡管が鉛直上方に延びてダクトを貫通しており、連絡管のダクトの鉛直上方の所定位置に外周面から外側へ突部が突出している。連絡管の所定位置の鉛直下方には外周面を挟持する挟持部が取り付けられており、複数の伝熱管の荷重が連絡管の突部を介して挟持部に伝達される。挟持部に伝達された複数の伝熱管の荷重は、挟持部が延びる水平面の第1方向の両端部の下面から一対の支持部に伝達される。従来の吊棒ではなく、内部を流れる流体で冷却される連絡管を用いるので、強度の低下を抑制して複数の伝熱管の荷重を支持することができる。複数の伝熱管がダクトを貫通せずにダクトの内部に配置されるため、伝熱管の設置や交換を容易に行うことができる。また、複数の伝熱管の荷重は、排ガスが流通しないダクトの鉛直上方で支持機構により支持されるため、排ガス温度が高温化しても伝熱管の荷重を確実に支持することができる。 According to the waste heat recovery boiler of one aspect of the present invention, the connecting pipe extends vertically upward from the header connected to the plurality of heat transfer pipes and penetrates the duct, and the predetermined position vertically above the duct of the connecting pipe The projection projects outward from the outer peripheral surface. A holding portion holding the outer peripheral surface is attached vertically below the predetermined position of the connection pipe, and the load of the plurality of heat transfer pipes is transmitted to the holding portion through the projection of the connection pipe. The loads of the plurality of heat transfer tubes transmitted to the sandwiching portion are transmitted to the pair of support portions from the lower surfaces of both end portions in the first direction of the horizontal plane in which the sandwiching portion extends. Since the connecting tube cooled by the fluid flowing inside is used instead of the conventional hanging rod, the reduction in strength can be suppressed to support the load of the plurality of heat transfer tubes. Since the plurality of heat transfer tubes are disposed inside the duct without penetrating the duct, the heat transfer tubes can be easily installed and replaced. In addition, since the load of the plurality of heat transfer tubes is supported by the support mechanism vertically above the duct where the exhaust gas does not flow, the load of the heat transfer tube can be reliably supported even if the exhaust gas temperature becomes high.
本発明の一態様に係る排熱回収ボイラにおいて、前記支持機構は、前記挟持部の一端の前記第1方向に直交する水平面の第2方向への移動を規制する一対の第1規制部材と、前記挟持部の他端の前記第2方向への移動を規制する一対の第2規制部材と、を備える構成としてもよい。
本構成によれば、挟持部の一端および他端の水平面の第2方向への移動を規制することができる。
In the exhaust heat recovery boiler according to one aspect of the present invention, the support mechanism restricts movement of one end of the sandwiching portion in a second direction relative to a horizontal plane orthogonal to the first direction; It is good also as composition provided with a pair of 2nd control members which control movement to the 2nd direction of the other end of the pinching part.
According to this configuration, the movement of the one end and the other end of the holding portion in the second direction of the horizontal surface can be restricted.
上記構成の排熱回収ボイラにおいて、前記ヘッダは、前記第2方向に延びる筒状に形成される金属製の部材であり、前記ヘッダに前記第2方向に間隔を空けて一対の前記連絡管が連結されており、前記一対の第1規制部材は、前記第2方向へ所定間隔を空けて配置され、前記一対の第2規制部材は、前記第2方向へ前記所定間隔を空けて配置される形態としてもよい。
ヘッダが第2方向に延びる筒状に形成される金属製の部材であるため、ダクトに高温の排ガスが導入されるとヘッダの第2方向の長さが熱延びによって長くなり、ヘッダに連結される一対の連絡管の第2方向の配置間隔が長くなる。一対の第1規制部材および一対の第2規制部材が第2方向へ所定間隔を空けて配置されるため、ヘッダの熱延びによって一対の連絡管とヘッダの連結位置に応力を生じさせることがない。
In the exhaust heat recovery boiler of the above configuration, the header is a metal member formed in a cylindrical shape extending in the second direction, and the header is provided with a pair of the connection pipes at an interval in the second direction. The pair of first restriction members are arranged at a predetermined interval in the second direction, and the pair of second restriction members are arranged at the predetermined interval in the second direction. It may be in the form.
Since the header is a tubular member formed in a cylindrical shape extending in the second direction, when high temperature exhaust gas is introduced into the duct, the length in the second direction of the header becomes longer due to heat expansion and is connected to the header The arrangement interval of the pair of connecting pipes in the second direction is increased. Since the pair of first restricting members and the pair of second restricting members are disposed at a predetermined interval in the second direction, the heat expansion of the header does not cause stress at the connection position of the pair of connection pipes and the header .
上記形態の排熱回収ボイラにおいて、前記支持機構は、前記挟持部と前記一対の支持部の間に配置され前記一対の支持部の上面よりも表面粗さが小さい金属材料により形成される一対の板状部材を備えていてもよい。
このようにすることで、ヘッダの熱延びや地震等の外力により挟持部が第2方向に移動する際に、一対の挟持部の移動が円滑に行われる。
In the exhaust heat recovery boiler of the above aspect, the support mechanism is a pair of metal materials disposed between the sandwiching portion and the pair of support portions and having a surface roughness smaller than the upper surface of the pair of support portions. A plate-like member may be provided.
By doing so, when the sandwiching part is moved in the second direction by an external force such as heat extension of the header or an earthquake, the movement of the pair of sandwiching parts is smoothly performed.
上記構成の排熱回収ボイラにおいて、前記支持機構は、前記挟持部の一端および他端において、前記第1方向への移動を規制する一対の第3規制部材を備えていてもよい。
このようにすることで、地震等により複数の伝熱管に第1方向の外力が加えられた場合に、挟持部が第1方向に移動することを適切に防止することができる。
In the exhaust heat recovery boiler having the above configuration, the support mechanism may include a pair of third regulating members that regulate movement in the first direction at one end and the other end of the sandwiching portion.
In this way, when external force in the first direction is applied to the plurality of heat transfer pipes due to an earthquake or the like, the sandwiching portion can be appropriately prevented from moving in the first direction.
本発明の一態様に係る支持方法は、排熱回収ボイラが備える複数の伝熱管の荷重を支持する支持方法であって、前記排熱回収ボイラは、排ガスが導入されるダクトと、前記ダクトの内部に配置され排ガスと熱交換する流体を内部に流通させる複数の伝熱管と、前記複数の伝熱管の鉛直上方で前記複数の伝熱管に連結され排ガスの流通方向と交差する水平方向に延びるヘッダと、前記ヘッダに連結され該ヘッダから鉛直上方に延びて前記ダクトを貫通し内部を前記流体が流通する筒状の連絡管とを備え、前記ダクトの鉛直上方の所定位置において、前記連絡管の外周面に外側へ突出する突部を接合する工程と、前記所定位置の鉛直下方に水平面の第1方向に延びる挟持部を取り付けて前記連絡管の外周面を挟持する工程と、前記挟持部の前記第1方向の両端部の下面を一対の支持部で支持する工程と、を備える。 A supporting method according to an aspect of the present invention is a supporting method for supporting a load of a plurality of heat transfer pipes provided in a waste heat recovery boiler, wherein the waste heat recovery boiler includes: a duct into which exhaust gas is introduced; A plurality of heat transfer tubes disposed internally for circulating a fluid that exchanges heat with exhaust gas, and a header extending vertically connected to the plurality of heat transfer pipes vertically above the plurality of heat transfer pipes and intersecting the flow direction of the exhaust gas And a cylindrical connecting pipe connected to the header, extending vertically upward from the header and penetrating the duct and circulating the fluid therein, and at a predetermined position vertically above the duct, the connecting pipe A step of joining the projection projecting outward to the outer peripheral surface, a step of attaching the holding portion extending in the first direction of the horizontal plane vertically below the predetermined position, and holding the outer peripheral surface of the connection pipe; Said And a step for supporting the lower surface of the opposite end portions a pair of support portions, the.
本発明の一態様に係る支持方法によれば、連絡管のダクトの鉛直上方の所定位置に外周面から外側へ突出する突部が接合され、連絡管の所定位置の鉛直下方に外周面を挟持する挟持部が取り付けられるため、複数の伝熱管の荷重が突部を介して挟持部に伝達される。挟持部に伝達された複数の伝熱管の荷重は、挟持部が延びる水平面の第1方向の両端部の下面から一対の支持部に伝達される。従来の吊棒ではなく、内部を流れる流体で冷却される連絡管を用いるので、強度の低下を抑制して複数の伝熱管の荷重を支持することができる。複数の伝熱管がダクトを貫通せずにダクトの内部に配置されるため、伝熱管の設置や交換を容易に行うことができる。また、複数の伝熱管の荷重は、排ガスが流通しないダクトの鉛直上方で支持機構により支持されるため、排ガス温度が高温化しても伝熱管の荷重を確実に支持することができる。 According to the supporting method according to one aspect of the present invention, the projection projecting outward from the outer peripheral surface is joined at a predetermined position vertically above the duct of the communication pipe, and the outer peripheral surface is clamped vertically below the predetermined position of the communication pipe The load of the plurality of heat transfer tubes is transmitted to the sandwiching portion through the projection. The loads of the plurality of heat transfer tubes transmitted to the sandwiching portion are transmitted to the pair of support portions from the lower surfaces of both end portions in the first direction of the horizontal plane in which the sandwiching portion extends. Since the connecting tube cooled by the fluid flowing inside is used instead of the conventional hanging rod, the reduction in strength can be suppressed to support the load of the plurality of heat transfer tubes. Since the plurality of heat transfer tubes are disposed inside the duct without penetrating the duct, the heat transfer tubes can be easily installed and replaced. In addition, since the load of the plurality of heat transfer tubes is supported by the support mechanism vertically above the duct where the exhaust gas does not flow, the load of the heat transfer tube can be reliably supported even if the exhaust gas temperature becomes high.
本発明によれば、伝熱管の設置や交換を容易にしつつ、排ガス温度が高温化しても伝熱管の荷重を確実に支持することができる排熱回収ボイラ及び支持方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a waste heat recovery boiler and a supporting method capable of reliably supporting the load of the heat transfer tube while facilitating the installation and replacement of the heat transfer tube, even if the exhaust gas temperature rises.
〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態に係る排熱回収ボイラについて、図面を参照して説明する。
図1に示すように、本実施形態の排熱回収ボイラは、ガスタービン(図示略)から排出される高温(例えば、650℃以上)の燃焼排ガス(以下、排ガスという。)が水平方向に流れる横型の排熱回収ボイラである。本実施形態では、排ガス流れ方向が水平方向で、これに直交する方向が鉛直方向となり、また、伝熱管20の長手方向が鉛直方向となる。図2は、図1のI部分を示す部分拡大図である。図3は、図2の伝熱管20、上部ヘッダ30、下部ヘッダ40、及び連絡管50を示す斜視図である。
なお、以下に記載する実施形態では上方とは鉛直方向上側を、下方とは鉛直方向下側を示している。
First Embodiment
Hereinafter, a waste heat recovery boiler according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, in the exhaust heat recovery boiler of the present embodiment, high temperature (for example, 650 ° C. or higher) combustion exhaust gas (hereinafter referred to as exhaust gas) discharged from a gas turbine (not shown) flows in the horizontal direction. It is a horizontal exhaust heat recovery boiler. In the present embodiment, the exhaust gas flow direction is horizontal, the direction orthogonal to this is the vertical direction, and the longitudinal direction of the
In the embodiment described below, the upper side indicates the upper side in the vertical direction, and the lower side indicates the lower side in the vertical direction.
図1及び図2に示すように、本実施形態に係る排熱回収ボイラ100は、ダクト10と、複数の伝熱管20と、上部ヘッダ30と、下部ヘッダ40と、連絡管50と、支持機構60と、脱硝装置70と、蒸気ドラム80とを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the exhaust
ダクト10は、排ガスが導入されるとともに水平方向に延びる筒状体である。ガスタービン等から排出された排ガスは、流入口11から流入してダクト10の内部を流通し、流出口12から流出して煙突(図示略)へ導かれる。ダクト10の内部には、複数の伝熱管20と、上部ヘッダ30と、下部ヘッダ40と、脱硝装置70が収容されている。
The
伝熱管20は、ダクト10の内部に配置され排ガスと熱交換する蒸気や給水(流体)を内部に流通させる管体である。図2及び図3に示すように、鉛直方向に沿って配置される複数の伝熱管20の上部は上部ヘッダ30に接続されており、複数の伝熱管20の下部は下部ヘッダ40に接続されている。
なお、伝熱管20は、図1では複数の伝熱管20を集約して概略的に表示しており、また、図2及び図3においても、伝熱管20の設置本数を概略的に表示している。
The
In FIG. 1, the
上部ヘッダ30は、複数の伝熱管20の上方で複数の伝熱管20に連結され排ガスの流通方向と直交(交差)する水平方向に延びる金属製(例えば、高クロム鋼やステンレス鋼製)の筒状体である。
下部ヘッダ40は、複数の伝熱管20の下方で複数の伝熱管20に連結され排ガスの流通方向と直交(交差)する水平方向に延びる金属製(例えば、高クロム鋼やステンレス鋼製)の筒状体である。
The
The
連絡管50は、上部ヘッダ30に連結され上部ヘッダ30から鉛直方向の軸線Zに沿って上方に延びる筒状体である。連絡管50は、ダクト10の上部を貫通して上方に延びており、上端が蒸気ドラム80に連結されている。
図3に示すように、上部ヘッダ30には、上部ヘッダ30が延びる方向(後述する図5のY方向(第2方向))に沿って間隔D1を空けて一対の連絡管50が連結されている。
The
As shown in FIG. 3, the
図4の斜視図に示すように、連絡管50は、ダクト10の上方の支持機構60が配置される位置(所定位置)に外周面から外側へ突出する複数のリブ(突部)51を備える。連絡管50及びリブ51は、例えば、高クロム鋼やステンレス鋼により形成されている。
As shown in the perspective view of FIG. 4, the
リブ51は、軸線Z回りの周方向に等間隔で複数箇所(例えば、90度間隔で4箇所)に例えば溶接により接合されて設置されている。リブ51の数や配置管間隔やサイズ(長さ、幅および板厚)は、連絡管50,上部ヘッダ30,下部ヘッダ40,複数の伝熱管20の重量に応じて必要な荷重を支持できるよう適宜に設定するのが望ましい。リブ51の数やサイズの選択範囲が広がることにより、連絡管50に必要な荷重を支持できるようリブ51との溶接長さを容易に確保することができる。
The
支持機構60は、ダクト10の上方で連絡管50を支持することにより、連絡管50に連結された複数の伝熱管20と上部ヘッダ30と下部ヘッダ40の荷重を支持する機構である。図2に示すように、支持機構60は、地表面に対して固定された架構90の上面に設置されている。
The
次に、図4および図5を参照して支持機構60について詳細に説明する。
図4は図2の連絡管50及び支持機構60を示す斜視図であり、図5は図4の連絡管50及び支持機構60のII-II矢視断面図である。
Next, the
4 is a perspective view showing the
図4に示すように、支持機構60は、クランプ部材(挟持部)61,62と、一対の支持梁(支持部)63,64と、一対の第1規制部材65と、一対の第2規制部材66と、一対の第3規制部材67と、一対のスライドプレート(板状部材)68とを備える。本実施形態では、クランプ部材61とクランプ部材62は、同様な形状をした一対のクランプ部材61,62により形成され、部品の共通化を行っている。
As shown in FIG. 4, the
一対のクランプ部材61,62は、連絡管50にリブ51が接合される位置の下方で連絡管50の外周面を挟持するとともに水平面のX方向(第1方向)に延びる部材である。ここで、X方向は、本実施形態では、ダクト10内の排ガスの流通方向と一致している。一対のクランプ部材61,62は、例えば、板状の部材に連絡管50を挟むことができるよう曲げ加工を行い、曲げ部分にリブ板を溶接して強度を確保したものであり、同様な機能を保有するものであれば構造を限定するものではなく、類似の市販品があれば利用しても良い。例えば一対のクランプ部材61,62は、必ずしも対になった同形状材で挟む必要は無く、例えばクランプ部材61またはクランプ部材62の一方は,他方よりX方向の長さが短くても、同様に構成することが出来る。一対のクランプ部材61,62は、連絡管50を挟んだ状態でボルトおよびナットからなる締結具61aを締結することにより連絡管50の外周面を挟持する。一対のクランプ部材61,62の上面には、リブ51を介して連絡管50,上部ヘッダ30,下部ヘッダ40,複数の伝熱管20の荷重が伝達される。
The pair of
一対のクランプ部材61,62及びリブ51は、金属材料(例えば、高クロム鋼やステンレス鋼)により形成されている。本実施形態のダクト10に導入する排ガスの温度を650℃〜700℃とした場合、支持機構60の近傍の連絡管50を流通する蒸気の温度は約600℃となる。この場合、一対のクランプ部材61,62及びリブ51は、耐熱温度が550℃〜600℃となる金属材料により形成すればよく、通常の高温用金属材料からの選定が可能になる。この耐熱温度は、ダクト10に導入する排ガスの温度よりも十分に低い。それは、一対のクランプ部材61,62及びリブ51がダクト10の外部に配置されており、外気によって冷却されるからである。
The pair of
支持梁63は一対のクランプ部材61,62のX方向の一端の下面を支持する部材であり、支持梁64は一対のクランプ部材61,62のX方向の他端の下面を支持する部材である。一対の支持梁63,64は、地表面に対して固定された架構90に取り付け固定されている。
The
一対の第1規制部材65は、一対のクランプ部材61,62の一端のY方向(第2方向)への移動を規制する板状部材である。図5に示すように一対の第1規制部材65は、Y方向へ間隔D2を空けて配置されている。
一対の第2規制部材66は、一対のクランプ部材61,62の他端のY方向への移動を規制する板状部材である。一対の第2規制部材66は、Y方向へ間隔D2を空けて配置されている。ここで、Y方向は、ダクト10内の排ガスの流通方向と直交(交差)する水平方向と一致している。これにより、一対のクランプ部材61,62の一端と他端はそれぞれ、一対の第1規制部材65と一対の第2規制部材66によりY方向へ間隔D2の範囲を上回る移動を規制される。
The pair of
The pair of
図6は、図4の連絡管50及び支持機構60のII-II矢視断面図であり、実線が排ガス導入前の状態を示し、破線が排ガス導入後の状態を示す。図6においては、下方がダクト10のY方向の中心位置へ向けた方向であり、上方がダクト10の外部へ向けた方向である。
図6に実線で示すように、ダクト10に排ガスが導入される前は上部ヘッダ30が熱延びしていないため、一対の連絡管50の間隔D1には熱延びの影響が無く、一対のクランプ部材61,62がダクト10のY方向の中心位置の側に配置される。一方、図6に破線で示すように、ダクト10に排ガスが導入された後は上部ヘッダ30の温度が上昇して熱延びするため、一対の連絡管50の間隔D1が長くなり、一対のクランプ部材61,62が間隔D2の範囲内でダクト10のY方向の外側に移動する。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
As shown by the solid line in FIG. 6, since the
一対の第3規制部材67は、一対のクランプ部材61,62のX方向への移動を規制する板状部材である。一対のクランプ部材61,62のX方向の長さはもともと長くないことに加えて、ダクト10の外部に配置されるため、ダクト10に排ガスが導入された後に一対のクランプ部材61,62の温度上昇があっても熱延び量は少ない。一対の第3規制部材67は、一対のクランプ部材61,62のX方向の長さと略同じ長さ、もしくは一対のクランプ部材61,62のX方向の長さに熱延び余裕を設けた間隔を空けて配置されている。そのため、一対のクランプ部材61,62のX方向の位置の移動は拘束されたままとなる。
The pair of third restricting
図7は、図5のIII-III矢視断面図である。スライドプレート68は、図7に示すように、クランプ部材61,62の一端と支持梁63の間に配置される板状部材である。また、スライドプレート68は、クランプ部材61,62の他端と支持梁64の間にも配置される。スライドプレート68は、金属材料(例えば、SUS304等のステンレス鋼材)により形成されている。また、スライドプレート68は、支持梁63,64の上面よりも表面粗さ(例えば、算術平均粗さRa,最大高さRz)が小さくなるように加工されていて、酸化などにより表面性状が大きく変わらない材料を使用することがさらに好ましい。
7 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. The
次に、排熱回収ボイラ100が備える複数の伝熱管20の荷重を支持する支持方法について説明する。本実施形態においては、以下の支持方法により、複数の伝熱管20の荷重が支持機構60により支持された状態とする。
第1に、ダクト10を貫通して上方に延びる連絡管50に、支持機構60が配置される位置において、外周面から外側へ突出する複数のリブ51を溶接により接合する。この際、連絡管50,上部ヘッダ30,下部ヘッダ40,伝熱管20の荷重は、他の荷重支持手段(図示略)により仮支持するものとする。連絡管50は、事前に支持機構60が配置される位置に、外周面から外側へ突出する複数のリブ51を溶接により接合しておいてもよい。
Next, a supporting method for supporting the loads of the plurality of
First, at the position where the
第2に、複数のリブ51が配置される位置の下方に一対のクランプ部材61,62を取り付けて締結具61aを締結し、一対のクランプ部材61,62が連絡管50の外周面を挟持した状態とする。
第3に、荷重支持手段(図示略)による連絡管50,上部ヘッダ30,下部ヘッダ40,伝熱管20の荷重の仮支持を解除し、一対のクランプ部材61,62のX方向の両端部の下面を一対の支持梁63,64で支持する状態とする。
以上の第1〜第3の工程により、複数の伝熱管20の荷重が支持機構60により支持された状態となる。
Second, a pair of
Thirdly, temporary support of the load of the
The load of the plurality of
以上説明した本実施形態の排熱回収ボイラ100が奏する作用及び効果について説明する。
本実施形態の排熱回収ボイラ100によれば、複数の伝熱管20に連結される上部ヘッダ30から連絡管50が上方に延びてダクト10を貫通しており、連絡管50のダクト10の上方の所定位置に外周面から外側へリブ51が突出している。連絡管50の所定位置の下方には外周面を挟持する一対のクランプ部材61,62が取り付けられており、複数の伝熱管20の荷重がリブ51を介して一対のクランプ部材61,62に伝達される。一対のクランプ部材61,62に伝達された複数の伝熱管20の荷重は、一対のクランプ部材61,62が延びる水平面のX方向(第1方向)の両端部の下面から一対の支持梁63,64に伝達される。
An operation and an effect which the exhaust
According to the exhaust
従来の吊棒ではなく、内部を流れる給水や蒸気で冷却される連絡管50を用いて、強度の低下を抑制するので通常の高温用金属材料(例えば、高クロム鋼やステンレス鋼)を用いて複数の伝熱管20の荷重を支持することができる。複数の伝熱管20がダクト10を貫通せずにダクト10の内部に配置されるため、伝熱管20の設置や交換を容易に行うことができる。また、複数の伝熱管20の荷重は、排ガスが流通しないダクト10の上方で支持機構60により支持されるため、排ガス温度が高温化しても伝熱管20の荷重を確実に支持することができる。
Instead of using a conventional hanging rod, using a connecting
本実施形態の排熱回収ボイラ100において、支持機構60は、一対のクランプ部材61,62の一端のX方向に直交する水平面のY方向への移動を規制する一対の第1規制部材65と、一対のクランプ部材61,62の他端のY方向への移動を規制する一対の第2規制部材66と、を備える。一対の第1規制部材65および一対の第2規制部材66により、一対のクランプ部材61,62の一端および他端のY方向への移動を規制することができる。このため、ダクト10に高温の排ガスが導入されて、上部ヘッダ30などの温度が上昇して熱延びをしても、上部ヘッダ30や複数の伝熱管20の位置を所定の範囲内に配置することができる。
In the exhaust
本実施形態の排熱回収ボイラ100において、上部ヘッダ30は、Y方向に延びる筒状に形成される金属製の部材であり、上部ヘッダ30にY方向に間隔D1を空けて一対の連絡管50が連結されており、一対の第1規制部材65は、Y方向へ間隔D2を空けて配置され、一対の第2規制部材66は、Y方向へ間隔D2を空けて配置される。
In the exhaust
上部ヘッダ30がY方向に延びる筒状に形成される金属製の部材であるため、ダクト10に高温の排ガスが導入されると上部ヘッダ30のY方向の長さが熱延びによって長くなり、上部ヘッダ30に連結される一対の連絡管50のY方向の配置間隔が長くなる。一対の第1規制部材65および一対の第2規制部材66がY方向へ間隔D2を空けて配置されるため、上部ヘッダ30の熱延びによって一対の連絡管50と上部ヘッダ30の連結位置に応力を生じさせることがない。
Since the
本実施形態の排熱回収ボイラ100において、支持機構60は、一対のクランプ部材61,62と一対の支持梁63,64の間に配置され一対の支持梁63,64の上面よりも表面粗さが小さい金属材料により形成される一対のスライドプレート68を備える。
このようにすることで、上部ヘッダ30の熱延びや地震等の外力により一対のクランプ部材61,62がY方向に移動する際に、一対のクランプ部材61,62の移動が円滑に行われ、支持機構60に過剰な応力を発生させることがない。
In the exhaust
By doing this, when the pair of
本実施形態の排熱回収ボイラ100において、支持機構60は、一対のクランプ部材61,62のX方向への移動を規制する一対の第3規制部材67を備える。
このようにすることで、地震等により複数の伝熱管20にX方向の外力が加えられた場合に、一対のクランプ部材61,62がX方向に移動することを適切に防止することができ、上部ヘッダ30や複数の伝熱管20の位置を所定位置に配置することができる。
In the exhaust
By doing this, it is possible to appropriately prevent the pair of
〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態に係る排熱回収ボイラについて、図面を参照して説明する。
本実施形態は、第1実施形態の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、第1実施形態と同様であるものとする。
Second Embodiment
Next, a waste heat recovery boiler according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The present embodiment is a modification of the first embodiment, and is assumed to be the same as the first embodiment except in the case described below.
第1実施形態の排熱回収ボイラは、連絡管50が、ダクト10の上方の支持機構60が配置される位置に外周面から外側へ突出する複数のリブ51を備えるものであった。それに対して、本実施形態の排熱回収ボイラは、連絡管50が、ダクト10の上方の支持機構60が配置される位置に外周面から外側へ突出するリング(突部)52を備えるものである。連絡管50に必要な荷重を支持できるよう、リング52の全周にわたり溶接することでリング52との溶接長さを確保することができる。
In the exhaust heat recovery boiler of the first embodiment, the connecting
図8は、本実施形態に係る排熱回収ボイラ100の連絡管50及び支持機構60を示す斜視図である。図8に示すように、連絡管50は、ダクト10の上方の支持機構60が配置される位置(所定位置)に外周面から外側へ突出するリング52を備える。リング52は、軸線Z回りの周方向に延びる環状部材であり、溶接により連絡管50に接合されている。リング52は、例えば、高クロム鋼やステンレス鋼により形成されている。
FIG. 8 is a perspective view showing the
リング52は、連絡管50にリブ51が接合される位置の下方で連絡管50の外周面を挟持する一対のクランプ部材61,62の上面に、連絡管50,上部ヘッダ30,下部ヘッダ40,複数の伝熱管20の荷重を伝達する。
本実施形態によれば、連絡管50,上部ヘッダ30,下部ヘッダ40,複数の伝熱管20の荷重を、リング52を介して一対のクランプ部材61,62の上面の軸線Z回りの周方向の各位置に均等に伝達することができる。
The
According to the present embodiment, the loads of the connecting
〔他の実施形態〕
以上の説明において、上部ヘッダ30には、上部ヘッダ30が延びる方向(図5のY方向)に沿って間隔D1を空けて一対の連絡管50が連結されるものとしたが、他の態様であってもよい。
例えば、上部ヘッダ30のY方向の中心部に単一の連絡管50を連結するようにしてもよい。
Other Embodiments
In the above description, the pair of connecting
For example, a single connecting
以上の説明においては、ダクト10に650℃以上の高温の排ガスが導入される場合に、支持機構60により支持することが有効である点について説明したが、600℃以上650℃未満の排ガスが導入される場合であっても第1実施形態および第2実施形態の支持機構60が有効である。
In the above description, when exhaust gas having a high temperature of 650 ° C. or higher is introduced into the
例えば、連絡管50,上部ヘッダ30,下部ヘッダ40,複数の伝熱管20の荷重が、ダクト10に650℃以上の高温の排ガスが導入される場合に採用されるこれらの荷重よりも重い場合においても、内部を流れる給水や蒸気で冷却される連絡管50を用いて、強度の低下を抑制するので通常の高温用金属材料(例えば、高クロム鋼やステンレス鋼)を用いて複数の伝熱管20の荷重を支持することができる。第1実施形態および第2実施形態の支持機構60を採用するのが有効である。この場合、重い重量の連絡管50,上部ヘッダ30,下部ヘッダ40,複数の伝熱管20を、支持機構60により確実に支持することができる。
For example, when the loads of the connecting
10 ダクト
11 流入口
20 伝熱管
30 上部ヘッダ
40 下部ヘッダ
50 連絡管
51 リブ(突部)
52 リング(突部)
60 支持機構
61,62 クランプ部材(挟持部)
61a 締結具
63,64 支持梁(支持部)
65 第1規制部材
66 第2規制部材
67 第3規制部材
68 スライドプレート(板状部材)
70 脱硝装置
80 蒸気ドラム
90 架構
100 排熱回収ボイラ
X 第1方向
Y 第2方向
Z 軸線
DESCRIPTION OF
52 ring (protrusion)
60
65 first regulating
70
Claims (6)
前記ダクトの内部に配置され排ガスと熱交換する流体を内部に流通させる複数の伝熱管と、
前記複数の伝熱管の鉛直上方で前記複数の伝熱管に連結され排ガスの流通方向と交差する水平方向に延びるヘッダと、
前記ヘッダに連結され該ヘッダから鉛直上方に延びて前記ダクトを貫通し内部を前記流体が流通する筒状の連絡管と、
前記ダクトの鉛直上方で前記連絡管を支持する支持機構とを備え、
前記連絡管は、前記ダクトの鉛直上方の所定位置に外周面から外側へ突出する突部を備え、
前記支持機構は、
前記所定位置の鉛直下方で前記連絡管の外周面を挟持するとともに水平面の第1方向に延びる挟持部と、
前記挟持部の前記第1方向の両端部の下面を支持する一対の支持部と、を備える排熱回収ボイラ。 A duct into which exhaust gas is introduced;
A plurality of heat transfer tubes disposed inside the duct for circulating a fluid in heat exchange with the exhaust gas;
A horizontally extending header connected to the plurality of heat transfer pipes vertically above the plurality of heat transfer pipes and intersecting the flow direction of the exhaust gas;
A tubular communication pipe connected to the header, extending vertically upward from the header, penetrating the duct and having the fluid flow therethrough;
A support mechanism for supporting the communication pipe vertically above the duct;
The connecting pipe has a projection projecting outward from an outer peripheral surface at a predetermined position vertically above the duct,
The support mechanism is
A pinching portion pinching the outer peripheral surface of the communication pipe vertically below the predetermined position and extending in a first direction of a horizontal surface;
A pair of support parts which support the lower surface of the both ends of said 1st direction of said clamping part, Exhaust heat recovery boiler provided.
前記挟持部の一端の前記第1方向に直交する水平面の第2方向への移動を規制する一対の第1規制部材と、
前記挟持部の他端の前記第2方向への移動を規制する一対の第2規制部材と、を備える請求項1に記載の排熱回収ボイラ。 The support mechanism is
A pair of first restricting members that restrict movement of the one end of the sandwiching portion in the second direction of the horizontal surface orthogonal to the first direction;
The exhaust heat recovery boiler according to claim 1, further comprising: a pair of second regulation members that regulate movement of the other end of the sandwiching portion in the second direction.
前記ヘッダに前記第2方向に間隔を空けて一対の前記連絡管が連結されており、
前記一対の第1規制部材は、前記第2方向へ所定間隔を空けて配置され、
前記一対の第2規制部材は、前記第2方向へ前記所定間隔を空けて配置される請求項2に記載の排熱回収ボイラ。 The header is a metal member formed in a tubular shape extending in the second direction,
A pair of the connection pipes are connected to the header at an interval in the second direction,
The pair of first restriction members are disposed at predetermined intervals in the second direction,
The exhaust heat recovery boiler according to claim 2, wherein the pair of second regulation members are disposed at the predetermined interval in the second direction.
前記排熱回収ボイラは、
排ガスが導入されるダクトと、
前記ダクトの内部に配置され排ガスと熱交換する流体を内部に流通させる複数の伝熱管と、
前記複数の伝熱管の鉛直上方で前記複数の伝熱管に連結され排ガスの流通方向と交差する水平方向に延びるヘッダと、
前記ヘッダに連結され該ヘッダから鉛直上方に延びて前記ダクトを貫通し内部を前記流体が流通する筒状の連絡管とを備え、
前記ダクトの鉛直上方の所定位置において、前記連絡管の外周面に外側へ突出する突部を接合する工程と、
前記所定位置の鉛直下方に水平面の第1方向に延びる挟持部を取り付けて前記連絡管の外周面を挟持する工程と、
前記挟持部の前記第1方向の両端部の下面を一対の支持部で支持する工程と、を備える支持方法。
A supporting method for supporting loads of a plurality of heat transfer tubes provided in a waste heat recovery boiler, the method comprising:
The waste heat recovery boiler
A duct into which exhaust gas is introduced;
A plurality of heat transfer tubes disposed inside the duct for circulating a fluid in heat exchange with the exhaust gas;
A horizontally extending header connected to the plurality of heat transfer pipes vertically above the plurality of heat transfer pipes and intersecting the flow direction of the exhaust gas;
And a cylindrical communication pipe connected to the header, extending vertically upward from the header, penetrating through the duct, and having the fluid flowing therethrough.
Bonding a projection projecting outward to the outer peripheral surface of the communication pipe at a predetermined position vertically above the duct;
Attaching a sandwiching portion extending in a first direction of the horizontal plane vertically below the predetermined position to sandwich the outer peripheral surface of the communication pipe;
And supporting the lower surfaces of both end portions in the first direction of the holding portion with a pair of support portions.
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