JP3948097B2 - ボイラの過熱低減器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボイラの過熱低減器に係り、特に、過熱低減器を構成するスプレイノズルの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４はボイラの一例を示す系統図である。
【０００３】
ボイラは、火炉１１を構成する炉壁管、一次過熱器１２、吊下げ過熱器１３、最終過熱器１４を備え、一次過熱器１２、吊下げ過熱器１３、最終過熱器１４は過熱器連絡管である蒸気管１により連結した構成となっている。また一次過熱器１２と最終過熱器１４の間の蒸気管１中に過熱低減器１６を設ける。この例では一次過熱器１２の下流側近傍に過熱低減器１６を設けるが、二点鎖線で示すように、最終過熱器１４の上流側近傍にも設けられる場合がある。
【０００４】
火炉１１の炉壁管には、外部からポンプ１７により給水管１８を通して水を供給する。また、過熱低減器用給水管１９を通して過熱低減器１６にスプレイ水を供給する。図４の例では同一の給水源から火炉１１の炉壁管と過熱低減器１６に給水を行うようにしているが、給水源が異なっても勿論差し支えない。
【０００５】
このような構成において、火炉１１内で燃料が燃焼することにより生成された燃焼ガスにより加熱された水は、蒸気となって蒸気管１内を下流側に流れる。そしてこの蒸気を、一次過熱器１２、吊下げ過熱器１３、最終過熱器１４でさらに過熱して、最終的に図示していないタービンに送り出す。
【０００６】
タービンにおいて常に定格の出力が得られるように、過熱低減器１６にはスプレイ水を噴射して蒸気温度を低減し、所定の温度に調整する。
【０００７】
図３は図４に示す過熱低減器の従来のものの簡略構成図である。
【０００８】
蒸気管１の途中に過熱低減器１６を構成するスプレイノズル２が設けてある。このスプレイノズル２の先端は、図において蒸気管１の上方から蒸気の流れ方向（蒸気管１の軸方向）と直角に蒸気管１に挿入してあり、蒸気管１内に臨む先端は塞がれている。
【０００９】
そして、スプレイノズル２の先端部近傍の外周には、蒸気の流れ方向下流側に向けて開口する複数のスプレイ水噴射孔２ａが設けてある。またスプレイノズル２の蒸気流れ方向下流側近傍にあって、蒸気管１内には蒸気と水を撹拌し混合するためのベンチュリー３が設けてある。
【００１０】
このような構成において、スプレイノズル２は、外部から供給したスプレイ水をスプレイ水噴射孔２ａから蒸気管１内に噴射する。ベンチュリー３はこのスプレイ水と蒸気を効率よく撹拌し混合する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のスプレイノズル２の場合、蒸気の流れに対して平行に噴射しているスプレイ水は、スプレイノズル２の先端とこれに対面する蒸気管１の内周面の間に生じる偏流Ａの作用を受けて、図において斜め上方に向きが変わり、ベンチュリー３の開口縁部に直接当たることになる。従って、サーマルショックによりベンチュリー３が破損するおそれがあった。
【００１２】
またこのような不具合を解決するために、図中符号Ｓで示す、スプレイノズル２と蒸気管１の間の距離を小さく取り、偏流Ａを低減しようとすれば、結果としてノズル長を長くしなければならないという問題がある。
【００１３】
そこで本発明は、ノズル長を長くすることなく、スプレイ水が直接ベンチュリーに当たるのを防止することができるボイラの過熱低減器を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の過熱器を接続する蒸気管内に外部からスプレイ水を噴射するスプレイノズルを備えたボイラの過熱低減器において、
前記蒸気管内に挿入された前記スプレイノズルの蒸気管内側先端を、蒸気流れ方向下流側に向け開口するように斜めに切断し、切断した開口面に、蒸気流れ方向下流側へ向けて斜め下方にスプレイ水を噴射する複数のスプレイ水噴射孔を有する蓋体を取り付けたことを特徴とするものである。
【００１５】
ここで、前記スプレイ水噴射孔は、例えば、蒸気流れ方向に対して約４５度の角度で斜め下方に向け設けると良い。
【００１６】
本発明では、スプレイ水はスプレイ水噴射孔から蒸気の流れ方向下流側に向かって斜め下方に向け噴射する。従って、スプレイ水は蒸気管中心側へ向う蒸気の偏流とぶつかり合い、略水平になってベンチュリーに入るので、ベンチュリーの開口縁部に直接当たることはない。スプレイ水噴射孔を蒸気流れ方向に対して約４５度の角度で斜め下方に向け設け、蒸気流れ方向へ向けて斜め下方に約４５度の角度でスプレイ水を噴射すると、なお都合がよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態に係る過熱低減器を構成するスプレイノズル及びその近傍の一部断面図、図２は図１に示すスプレイノズルの要部断面図である。
【００１９】
図３の場合と同様に、図１においては蒸気管１の軸方向と直角方向から、過熱低減器１６の主要部を構成するスプレイノズル２０の先端部が蒸気管１の内部に挿入してある。
【００２０】
本発明のスプレイノズル２０は蒸気管１内の先端が、蒸気流れ方向下流側に開口するようにして斜めに切断してある。そして図２に示すように、この開口に蓋体２１を取り付ける。つまり、開口を蓋体２１で塞ぐ。蓋体２１にはスプレイ水噴射用の多数の噴射孔２１ａが蒸気流れ方向下流側へ向けて下り傾斜にスプレイ水を噴射し得るよう形成してある。
【００２１】
また図１に示すように、スプレイノズル２０の下流側近傍にあって、蒸気管１内には、ベンチュリー３及びこれに連なるスロート２２が設けてある。
【００２２】
このような構成において、図４に示す過熱低減器用給水管１９からスプレイノズル２０にスプレイ水を供給すると、このスプレイ水はスプレイ水噴射孔２１ａから蒸気管１内に噴射されるが、上述したように、スプレイ水噴射孔２１ａは図において蒸気流れ方向下流側に向け斜め下方に向いているため、スプレイ水も図２において矢印Ｂで示すように、蒸気流れ方向下流側に向け斜め下方に噴射される。
【００２３】
ここで、図１に示す蒸気の偏流Ａは、スプレイノズル２０の下方を通過した後は、蒸気管１の中心へ向け斜め上方に向きを変えて、斜め下方に噴射するスプレイ水とぶつかることになる。この結果、両者の流れのベクトルが変化し、スプレイ水は略水平に向きを変えてベンチュリー３内に入り、撹拌されて蒸気と均一に混合する。
【００２４】
従って、スプレイ水がベンチュリー３の開口縁部に直接当たるのを防止し、サーマルショックによるベンチュリー３の破損を無くすことができ、その長寿命化を図ることができる。
【００２５】
なお、スプレイノズル２０の下部を通過後の蒸気の偏流Ａが約４５度上方に向きを変えるとすれば、スプレイノズル２０の先端開口に取り付ける蓋体２１を約４５度斜め下向きに設け、スプレイ水噴射孔２１ａから約４５度下方にスプレイ水を噴射させるようにすると、偏流Ａの圧力、量、スプレイ水の圧力、量にもよるが、スプレイ水は水平にベンチュリー３に入りやすくなる。
【００２６】
またこのようにスプレイノズル２０を構成することで、偏流Ａの大きさの如何に拘らず、スプレイ水を水平にベンチュリー３に入れることができるので、スプレイノズル２０を必要以上に長くして、図３で示す距離Ｓを短くする必要がなくなる。従ってこの結果、スプレイノズル２０の長さを短く抑えることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、蒸気の偏流を考慮し、偏流とぶつかることで流れ方向が水平になるように、スプレイ水を蒸気流れ方向へ向け斜め下方に噴射するノズル構造としたので、ベンチュリーのサーマルショックを無くすことができ、また、スプレイノズルの長さを短く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る過熱低減器を構成するスプレイノズル及びその近傍の一部断面図である。
【図２】図１に示すスプレイノズルの要部断面図である。
【図３】従来例に係る過熱低減器の簡略構成図である。
【図４】ボイラの系統の一例を示すフロー図である。
【符号の説明】
１ 蒸気管
２ スプレイノズル
１２ 一次過熱器（過熱器）
１３ 吊下げ過熱器（過熱器）
１４ 最終過熱器（過熱器）
２０ スプレイノズル
２１ 蓋体
２１ａ スプレイ水噴射孔

Claims (2)

1. 複数の過熱器を接続する蒸気管内に外部からスプレイ水を噴射するスプレイノズルを備えたボイラの過熱低減器において、
   前記蒸気管内に挿入された前記スプレイノズルの蒸気管内側先端を、蒸気流れ方向下流側に向け開口するように斜めに切断し、切断した開口面に、蒸気流れ方向下流側へ向けて斜め下方にスプレイ水を噴射する複数のスプレイ水噴射孔を有する蓋体を取り付けたことを特徴とするボイラの過熱低減器。
2. 請求項１記載において、スプレイ水噴射孔は、蒸気流れ方向に対して約４５度の角度で斜め下方に向け設けてあることを特徴とするボイラの過熱低減器。

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