JP2019168149A - Protective tube support structure of temperature reducer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高温蒸気の温度を低減する減温器の保護管支持構造に関する。 The present invention relates to a protective tube support structure for a temperature reducer that reduces the temperature of high-temperature steam.
特許文献1には、火力発電所用ボイラの過熱低減器として使用される減温器が記載されている。この減温器では、高温蒸気が流れる蒸気母管内に、保護筒が蒸気母管と間隔を保って設けられ、保護筒内に挿入されたスプレーノズルから水が噴霧されて高温蒸気が減温される。蒸気母管にはサポートピンが溶接により取り付けられ、保護筒にはサポートピンが貫通する穴が設けられ、サポートピンにより保護筒が蒸気母管に支持される。
特許文献1に記載の減温器では、保護筒の流体振動により保護筒が蒸気母管(母管)に対してサポートピン(ピン)の軸方向(母管の管径方向)に振動し、保護筒の穴の内周面(孔状のピン係止部の内面)がピンの外周面上を摺動し、長期間の使用によってピンの外周面及び孔状のピン係止部の内面が摩耗すると、保護筒が母管に対して下流側(管軸方向の一側)へ変位する可能性が生じる。ピンの下流側では、スプレーノズルに水を供給する冷却液供給管が保護筒の供給管挿通孔を挿通しているので、保護筒の管軸方向への変位により冷却液供給管が供給管挿通孔の内周面に押圧されて損傷するおそれがある。
In the temperature reducer described in
そこで本発明は、ピンの外周面及び孔状のピン係止部の内面の摩耗に起因した保護筒の管軸方向への変位を抑制することを目的とする。 Then, an object of this invention is to suppress the displacement to the pipe-axis direction of the protection cylinder resulting from abrasion of the outer peripheral surface of a pin, and the inner surface of a hole-shaped pin latching | locking part.
上記目的を達成すべく、本発明の第1の態様は、高温蒸気が流通する母管の径方向内側に母管から離間して保護筒を配置し、保護筒内に低温流体を噴出して高温蒸気の温度を低下させる減温器の保護筒支持構造であって、母管に対して固定的に設けられて管径方向内側へ突出するピンと、保護筒に対して固定的に設けられてピンに係止可能な孔状のピン係止部と、を備える。 In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention is to arrange a protective cylinder spaced from the main pipe radially inward of the main pipe through which high-temperature steam flows, and to eject a low-temperature fluid into the protective cylinder. A protective cylinder support structure for a desuperheater that lowers the temperature of high-temperature steam, which is fixedly provided with respect to a mother pipe and protrudes inward in the radial direction of the pipe, and is provided fixedly with respect to the protective cylinder. A hole-shaped pin locking portion that can be locked to the pin.
母管に対する保護筒の管軸方向の移動及び管周方向の移動は、ピン係止部がピンに係止することによって規制される。ピンの外周面は、管径方向内側に向かって縮径し又は拡径するテーパ状の傾斜外面を有する。ピン係止部の内面は、ピンの傾斜外面と対向し、管径方向内側に向かって縮径し又は拡径するテーパ状の傾斜内面を有する。 The movement of the protective cylinder relative to the mother pipe in the tube axis direction and the movement in the pipe circumferential direction are regulated by the pin locking portion being locked to the pin. The outer peripheral surface of the pin has a tapered inclined outer surface that decreases or increases in diameter toward the inner side in the tube radial direction. The inner surface of the pin locking portion is opposed to the inclined outer surface of the pin, and has a tapered inclined inner surface that is reduced in diameter or expanded toward the inner side in the tube radial direction.
上記構成では、母管に対する保護筒のピン軸方向(管径方向)の振動がピンの傾斜外面とピン係止部の傾斜内面との接触(係止)によって抑制されるので、ピン係止部の内面及びピンの外周面は摩耗し難く、係る摩耗に起因した保護筒の管軸方向への変位を抑制することができる。従って、保護筒に供給管挿通孔が設けられ、供給管挿通孔を挿通する冷却液供給管によって保護筒内のスプレーノズルに低温流体が供給され、スプレーノズルから保護筒内に低温流体が噴出される減温器において、管軸方向への保護筒の意図しない変位による冷却液供給管の損傷を防止することができる。 In the above configuration, since the vibration in the pin axial direction (tube diameter direction) of the protective cylinder with respect to the mother pipe is suppressed by contact (locking) between the inclined outer surface of the pin and the inclined inner surface of the pin locking portion, the pin locking portion The inner surface and the outer peripheral surface of the pin are less likely to wear, and displacement of the protective cylinder in the tube axis direction due to such wear can be suppressed. Accordingly, a supply pipe insertion hole is provided in the protective cylinder, and a low-temperature fluid is supplied to the spray nozzle in the protective cylinder by the coolant supply pipe inserted through the supply pipe insertion hole, and the low-temperature fluid is ejected from the spray nozzle into the protective cylinder. In the temperature reducer, it is possible to prevent damage to the coolant supply pipe due to unintended displacement of the protective cylinder in the pipe axis direction.
本発明の第2の態様は、第1の態様の保護筒支持構造であって、各々が上記ピンと上記ピン係止部とを有し、母管の管径方向に離間して相対向する1対の係止支持構造を備える。 A second aspect of the present invention is the protective cylinder support structure according to the first aspect, each having the pin and the pin locking portion, and spaced apart from each other in the radial direction of the mother pipe. A pair of locking support structures are provided.
上記構成では、例えばピンの傾斜外面が管径方向内側に向かって縮径し、ピン係止部の傾斜内面が管径方向内側に向かって拡径する場合、1対の係止支持構造の一方と他方とにおいて、管径方向内側への保護筒の変位がそれぞれ抑制される。従って、母管に対する保護筒のピン軸方向(管径方向)の振動を管径方向の両側から抑制することができ、保護筒の振動抑制効果を高めることができる。 In the above configuration, for example, when the inclined outer surface of the pin is reduced in diameter toward the inner side in the tube radial direction and the inclined inner surface of the pin locking portion is increased in diameter toward the inner side in the tube radial direction, one of the pair of locking support structures On the other hand, the displacement of the protective cylinder to the inside in the pipe radial direction is suppressed. Therefore, the vibration in the pin axis direction (tube diameter direction) of the protective cylinder relative to the mother pipe can be suppressed from both sides in the pipe radial direction, and the vibration suppression effect of the protective cylinder can be enhanced.
本発明の第3の態様は、第1又は第2の態様の保護筒支持構造であって、保護筒の内周面に固定される支持板を備える。ピン係止部は、保護筒及び支持板を貫通するピン挿通孔である。 A third aspect of the present invention is the protective cylinder support structure of the first or second aspect, and includes a support plate fixed to the inner peripheral surface of the protective cylinder. The pin locking portion is a pin insertion hole that penetrates the protective cylinder and the support plate.
上記構成では、傾斜内面の管径方向の範囲を支持板の板厚により拡大することができ、傾斜外面と傾斜内面との接触範囲を拡大させて保護筒の振動抑制効果を高めることができる。 In the above configuration, the range of the inclined inner surface in the tube diameter direction can be expanded by the thickness of the support plate, and the contact range between the inclined outer surface and the inclined inner surface can be expanded to enhance the vibration suppressing effect of the protective cylinder.
本発明によれば、ピンの外周面及び孔状のピン係止部の内面の摩耗に起因した保護筒の管軸方向への変位を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the displacement to the pipe-axis direction of the protection cylinder resulting from abrasion of the outer peripheral surface of a pin and the inner surface of a hole-shaped pin latching part can be suppressed.
本発明の一実施形態に係る減温器2について、図面を参照して説明する。本実施形態の減温器2は、例えば火力発電所用ボイラの過熱器や再熱器等の高温蒸気の温度を低温流体により低減する過熱低減器として使用される。なお、以下の説明において、管径方向とは、母管1及び保護筒3の径方向に沿った方向を、管軸方向とは、母管1及び保護筒3の軸方向に沿った方向を、管周方向とは、母管1及び保護筒3の周方向に沿った方向をそれぞれ意味する。
A temperature reducer 2 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The temperature reducer 2 of the present embodiment is used as an overheat reducer that reduces the temperature of high-temperature steam with a low-temperature fluid, such as a superheater or reheater of a boiler for a thermal power plant. In the following description, the pipe radial direction refers to the direction along the radial direction of the
図1に示すように、母管(蒸気母管)1内を、高温蒸気が上流側から下流側(図1中の矢印30方向)へ流通する。母管1に設けられる減温器2は、保護筒3とスプレーノズル4とを備え、母管1及び保護筒3は、金属製の円管体である。保護筒3の外径は、母管1の内径よりも小さく、保護筒3は、母管1内(母管1の径方向内側)に母管1の内周面から離間して配置される。スプレーノズル4は、保護筒3内に配置されて冷却液(本実施形態では冷却水)を噴射(噴霧)する。保護筒3は、スプレーノズル4から母管1への冷却液の直接噴射を阻止して母管1を保護する。
As shown in FIG. 1, high-temperature steam flows in the mother pipe (steam mother pipe) 1 from the upstream side to the downstream side (in the direction of
母管1及び保護筒3には両者を貫通する供給管挿通孔5が形成され、スプレーノズル4に冷却液を供給する冷却液供給管6は、供給管挿通孔5を挿通してスプレーノズル4に接続される。供給管挿通孔5は、保護筒3の上流端部3aと下流端部3bとの間の上流端部3a側に形成され、冷却液供給管6と供給管挿通孔5との間は密閉されている。
A supply
保護筒3の上流端部3aは、図2及び図3に示すように、各々が同様に構成された1対(2つ)の係止支持構造7によって母管1に支持され、2つの係止支持構造7は、母管1の管径方向に離間して相対向するように略180度ずれて配置される。保護筒3の下流端部3bは、図8に示すように、各々が同様に構成された2対(4つ)の当接支持構造8によって母管1に支持され、4つの当接支持構造8は、略90度ずつずれて配置される。なお、係止支持構造7及び当接支持構造8の数は上記に限定されず、任意に設定可能である。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図4〜図7に示すように、各係止支持構造7は、棒体状のピン9と孔状のピン係止部10とを備える。保護筒3の上流端部3aの外周面と対向する母管1の内周面には、半円弧状に湾曲する金属板製の1対の円弧板11が溶接によって固定され、母管1の内周面の全周に亘る領域の大部分が円弧板11と重なる(図2及び図3参照)。
As shown in FIGS. 4 to 7, each
ピン9は、円弧版11の内面から母管1の管径方向内側へ一体的に突出する。ピン9は、円弧版11と一体形成してもよく、円弧版11に溶接等によって固定してもよい。ピン9は、管径方向内側に向かって縮径する円錐台状であり、ピン9の外周面は、管径方向内側に向かって縮径するテーパ状の傾斜外面12を構成する。
The
保護筒3には、管径方向に貫通する第1のピン挿通孔13が形成され、第1のピン挿通孔13及び後述する第2のピン挿通孔15をピン9が挿通する。第1のピン挿通孔13は、保護筒3の上流端で開口する上流端開口14から下流側へ管軸方向に沿って延びる長孔形状であり、第2のピン挿通孔15の管周方向の幅は、管軸方向へのピン9の移動を許容する大きさに設定されている。
A first
保護筒3の内周面には、第1のピン挿通孔13と重なるように金属板製の支持板16が溶接によって固定される。支持板16には、管径方向に貫通する第2のピン挿通孔15が第1のピン挿通孔13の下流端部17と連通するように形成され、第1のピン挿通孔13の下流端部17の内面は、第2のピン挿通孔15の内周面と連続する。
A
ピン9は、第1のピン挿通孔13の下流端部17及び第2のピン挿通孔15を挿通し、第1のピン挿通孔13の下流端部17の内面と第2のピン挿通孔15の内周面とは、保護筒3に対して固定的に設けられてピン9に係止可能なピン係止部10を構成する。母管1に対する保護筒3の管軸方向の移動及び管周方向の移動は、ピン係止部10がピン9に係止することによって規制される。なお、1対の係止支持構造7は、1対のピン9を中心とした保護筒3の傾動(回転方向の移動)を許容する。
The
ピン9の傾斜外面12と対向するピン係止部10の内面(第1のピン挿通孔13の下流端部17の内面及び第2のピン挿通孔15の内周面)は、ピン9の傾斜外面12に沿うように管径方向内側に向かって拡径するテーパ状の傾斜内面18を構成する。なお、第1のピン挿通孔13の内面のうち下流端部17以外の領域についても下流端部17と同様にテーパ状に形成してもよい。
The inner surface (the inner surface of the
母管1に対する保護筒3の組付けでは、保護筒3に円弧板11を固定し、母管1の下流端から保護筒3の上流端を挿入し、保護筒3の上流端を母管1の上流側に移動させる。保護筒3の上流端が1対のピン9に近付いたら、2箇所の第1のピン挿通孔13の各上流端開口14を1対のピン9にそれぞれ合わせ、ピン9を上流端開口14から第1のピン挿通孔13へ挿入しながら、ピン9が第1のピン挿通孔13の下流端部17に達する所定位置まで保護筒3を移動させる。保護筒3を所定位置に設定したら、ピン9の突出先端(管径方向内側の先端)を第2のピン挿通孔15に挿入して支持板16を保護筒3の内周面に重ね、支持板16を保護筒3に固定する。これにより、1対の係止支持構造7の各々において、ピン9がピン係止部10(第1のピン挿通孔13の下流端部17と第2のピン挿通孔15)を挿通した保護筒組付状態となる。なお、保護筒組付状態のピン9の突出先端は、第2ピン挿通孔15の管径方向内端(支持板16の管径方向内側の面)の近傍に位置する。
In assembling the
図8に示すように、各当接支持構造8は、スタッドボルト19を備える。保護筒3の内周面には、補強板20が重ねられて固定され、スタッドボルト19は、保護筒3と補強板19とを貫通する雌ネジ21と螺合する。保護筒3の外周面から突出するスタッドボルトの突出端が母管1の内周面に当接することにより、保護筒3の下流端部3bが母管1に支持される。なお、保護筒3の下流端の下流側には、母管1から管径方向内側に突出して保護筒3の下流側への移動を阻止するストッパ25が設けられている。
As shown in FIG. 8, each
本実施形態によれば、保護筒3の流体振動により保護筒3が母管1に対してピン軸方向(母管1の管径方向)に振動しようとするが、このような保護筒3のピン軸方向の振動は、ピン9の傾斜外面12とピン係止部10の傾斜内面18との接触(係止)によって抑制される。このため、ピン係止部10の内面及びピン9の外周面は摩耗し難く、係る摩耗に起因した保護筒3の管軸方向への変位を抑制することができる。
According to the present embodiment, the
また、1対の係止支持構造7の一方と他方とにおいて、管径方向内側への保護筒3の変位がそれぞれ抑制されるので、母管1に対する保護筒3のピン軸方向(管径方向)の振動を管径方向の両側から抑制することができ、保護筒3の振動抑制効果を高めることができる。
Further, in one and the other of the pair of locking
さらに、傾斜内面18の管径方向の範囲を支持板16の板厚により拡大することができるので、傾斜外面12と傾斜内面18との接触範囲を拡大させて保護筒3の振動抑制効果を高めることができる。
Further, since the range of the inclined
従って、保護筒3に供給管挿通孔5が設けられ、供給管挿通孔5を挿通する冷却液供給管6によって保護筒3内のスプレーノズル4に低温流体が供給され、スプレーノズル4から保護筒3内に低温流体が噴出される減温器2において、管軸方向への保護筒3の意図しない変位による冷却液供給管6の損傷(供給管挿通孔5の内周面との干渉による損傷)を防止することができる。
Accordingly, the supply
なお、本発明は、一例として説明した上述の実施形態及び変形例に限定されることはなく、上述の実施形態等以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment and modification which were demonstrated as an example, If it is the range which does not deviate from the technical idea which concerns on this invention also except the above-mentioned embodiment etc. Various changes can be made according to the design and the like.
例えば、図9(a)の変形例1に示すように、保護筒組付状態のピン9の突出先端を、第2ピン挿通孔15の管径方向内端(支持板16の管径方向内側の面)よりも管径方向内側へ突出させてもよく、ピン9の突出先端を覆うカバー板22を支持板16の管径方向内側に固定してもよい。
For example, as shown in
また、図9(b)の変形例2に示すように、ピン9の外周面のうち一部(基端側)を傾斜外面12とし、その残りの領域(先端側)を管径方向に沿った非傾斜外面23とし、これに対応してピン係止部10の内面に傾斜内面18と非傾斜内面24とを設けてもよい。ピン9に非傾斜外面23を設けることにより、ピン9の先端部の細径化を抑制することができ、ピン9の剛性を確保することができる。また、ピン9の先端部を高精度で形成することができ、母管1に対する保護筒3の組付位置の精度が向上する。
9B, a part (base end side) of the outer peripheral surface of the
さらに、図9(c)の変形例3に示すように、円弧板を省略してピン9を母管1に直接固定してもよく、図9(d)の変形例4に示すように、ピン9の傾斜外面12を管径方向内側に向かって拡径するテーパ状とし、ピン係止部10の傾斜内面18を管径方向内側に向かって拡径するテーパ状としてもよい。
Further, as shown in
1:母管
2:減温器
3:保護筒
3a:保護筒の上流端部
3b:保護筒の下流端部
4:スプレーノズル
5:供給管挿通孔
6:冷却液供給管
7:係止支持構造
8:当接支持構造
9:ピン
10:ピン係止部
11:円弧板
12:傾斜外面
13:第1のピン挿通孔
14:第1のピン挿通孔の上流端開口
15:第2のピン挿通孔
16:支持板
17:第1のピン挿通孔の下流端部
18:傾斜内面
19:スタッドボルト
20:補強板
21:雌ネジ
22:カバー板
23:非傾斜外面
24:非傾斜内面
25:ストッパ
1: Mother pipe 2: Temperature reducer 3:
Claims (3)
前記母管に対して固定的に設けられて管径方向内側へ突出するピンと、
前記保護筒に対して固定的に設けられて前記ピンに係止可能な孔状のピン係止部と、を備え、
前記母管に対する前記保護筒の管軸方向の移動及び管周方向の移動は、前記ピン係止部が前記ピンに係止することによって規制され、
前記ピンの外周面は、管径方向内側に向かって縮径し又は拡径するテーパ状の傾斜外面を有し、
前記ピン係止部の内面は、前記ピンの前記傾斜外面と対向し、管径方向内側に向かって縮径し又は拡径するテーパ状の傾斜内面を有する
ことを特徴とする減温器の保護筒支持構造。 A protective cylinder support for a desuperheater that lowers the temperature of the high-temperature steam by ejecting a low-temperature fluid into the protective cylinder by disposing a protective cylinder away from the main pipe in the radial direction of the main pipe through which high-temperature steam flows Structure,
A pin fixedly provided to the mother pipe and projecting inward in the radial direction of the pipe;
A hole-shaped pin locking portion fixed to the protective cylinder and lockable to the pin, and
The movement of the protective cylinder in the tube axis direction and the movement in the tube circumferential direction with respect to the mother pipe are regulated by the pin locking portion locking to the pin,
The outer peripheral surface of the pin has a tapered inclined outer surface that is reduced in diameter or expanded toward the inside in the tube radial direction,
The inner surface of the pin locking portion has a tapered inclined inner surface facing the inclined outer surface of the pin and reducing or expanding in diameter toward the inner side in the tube diameter direction. Tube support structure.
各々が前記ピンと前記ピン係止部とを有し、前記母管の管径方向に離間して相対向する1対の係止支持構造を備える
ことを特徴とする減温器の保護筒支持構造。 The protective cylinder support structure according to claim 1,
A protective cylinder support structure for a desuperheater, characterized in that each includes the pin and the pin locking portion, and includes a pair of locking support structures that are spaced apart from each other in the radial direction of the mother pipe and face each other. .
前記保護筒の内周面に固定される支持板を備え、
前記ピン係止部は、前記保護筒及び前記支持板を貫通するピン挿通孔である
ことを特徴とする減温器の保護筒支持構造。 It is a protection cylinder support structure according to claim 1 or 2,
A support plate fixed to the inner peripheral surface of the protective cylinder,
The pin locking part is a pin insertion hole that penetrates the protective cylinder and the support plate.
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