JP4443216B2 - ボイラ - Google Patents

Description

本発明は、略水平の高温ガス流れ方向に貫流される高温ガス通路内に貫流形加熱器が配置され、該加熱器が、流れ媒体の貫流に対して並列接続された多数の蒸気発生管を有し、これら発生管が、同じ貫流形加熱器の他の蒸気発生管に比べて余剰加熱される蒸気発生管が先の蒸気発生管に比べ大きな流れ媒体流量を有するよう設計されたボイラに関する。

ガス・蒸気複合タービン設備では、ガスタービンからの膨張済み作動媒体又は高温ガスを、蒸気タービン用の蒸気を発生すべく利用する。その際の熱伝達は、ガスタービンに後置接続した廃熱ボイラで行う。該ボイラに、通常給水を加熱し、蒸気を発生しそして蒸気を過熱すべく、多数の加熱器を配置している。それら加熱器を、蒸気タービンの水・蒸気回路に挿入接続する。この回路は、通常複数、例えば３つの圧力段を含み、その各圧力段に各々蒸発器が存在する。

ガスタービンに、高温ガス側で後置接続する廃熱ボイラとしてのボイラの設計に対し、択一的に利用される複数の構想が考えられる。つまり、貫流ボイラとしての設計や循環ボイラとしての設計が考えられる。貫流ボイラの場合、蒸発管として利用する蒸気発生管の加熱は、流れ媒体がその蒸気発生管を一回貫流する間に、その流れ媒体を蒸発させる。これと異なり、自然循環ボイラ或いは強制循環ボイラの場合、循環水は蒸発管を通過する間に一部しか蒸発しない。その際に蒸発しなかった水は、発生蒸気の分離後、更に蒸発させるべく同じ蒸発管にあらためて導入する。

貫流ボイラは、自然循環ボイラや強制循環ボイラと異なり、圧力の制限を受けず、従って主蒸気圧は、（液状媒体と蒸気状媒体との間になお小さな密度差が存在する）水の臨界圧（Ｐ_kri≒２２１バール）よりかなり大きくできる。大きな主蒸気圧は熱効率を高め、この結果、化石燃料原動所のＣＯ₂発生量を低下させる。また、貫流ボイラは循環ボイラに比べて単純な構造を有し、従って、特に安価に製造できる。ガス・蒸気複合タービン設備の廃熱ボイラとして貫流原理に応じて設計したボイラを利用すると、単純な構造でガス・蒸気複合タービン設備の高い熱効率を得るために特に有利である。

製造費並びに点検作業に関し、横形廃熱ボイラが特に有利である。横形廃熱ボイラの場合、加熱媒体又は高温ガス、即ちガスタービンからの排気ガスを、略水平の流れ方向に蒸発器を経て導く。横形貫流ボイラの場合、加熱器の蒸気発生管は、それらの位置に応じ大きく異なって加熱される。特に蒸気発生管の出口側を共通の管寄せに接続した場合、個々の蒸気発生管の異なる加熱は、蒸気パラメータが大きく異なる蒸気流を合流させることになり、この結果、望ましくない効率損失を生じさせ、特にその加熱器の効率を低下し、このために、蒸気発生が減少する。また、隣接する蒸気発生管相互の異なる加熱は、特に管寄せへの開口範囲で、蒸気発生管や管寄せを損傷させる。従って、ガスタービンの廃熱ボイラとして、横形に形成した貫流ボイラを利用することが好ましいが、この場合、十分安定した流れ案内について大きな問題が生ずる。

欧州特許第０９４４８０１号明細書で、横形構造の設計に適し、かつ貫流ボイラの上述した利点を持つボイラが公知である。そのためこの公知の貫流ボイラでは、その貫流形加熱器に関し、同じ貫流形加熱器の他の蒸気発生管に比べ余剰加熱される蒸気発生管を、先の蒸気発生管に比べ大きな流れ媒体流量を有するよう設計している。従って、この公知のボイラの貫流形加熱器は、個々の蒸気発生管が不均等に加熱される場合でも、自然循環蒸発器の流れ特性（自然循環特性）の形で自己安定挙動を示す。この挙動は、流れ媒体側が並列接続され不均等に加熱される蒸気発生管でも、外部制御なしで、それらの出口側温度を等しくする。もっとも、この公知のボイラは、構造的な観点、特に流れ媒体の水側分配および／又は蒸気側分配に非常に経費がかかる。また、隣接する蒸発管間に大きな膨張差を生じ、この差は、許容できない熱応力を生じさせ、管および管寄せを損傷させる。

本発明の課題は、特に安価に製造でき、種々の熱負荷の下でも、特に大きな機械的安定性を有する冒頭に述べた形式のボイラを提供することにある。

この課題は本発明に基づき、蒸気発生管又は各蒸気発生管が、流れ媒体が下向きに貫流する略垂直に配置された降水管部分と、流れ媒体において降水管部分に後置接続され略垂直に配置され流れ媒体が上向きに貫流する上昇管部分とを含むことにより解決される。

本発明は、ボイラを特に安価な製造組立費で製造でき、熱負荷の変動に対し特に鈍感で安定した運転挙動を示すようにすべく、公知のボイラに利用されている貫流形加熱器に対する自然循環特性の設計原理を、徹底して強化し一層改善せねばならないという考えから出発する。その際、貫流形加熱器は、比較的小さな摩擦圧力損失で比較的小さな質量流量密度での流れ媒体の供給に対して設計せねばならない。

この設計の際に効果的な貫流の自然循環特性を支援すべく、貫流形加熱器の蒸気発生管を少なくとも２つのセグメント（並列管）に分け、その第１セグメントは全降水管部分を含み、下向きに貫流される。その結果、第２セグメントも全上昇管部分を含み、上向きに貫流される。第１セグメントの降水管部分において測地学的圧力分、即ち水柱の重量は、計画された貫流方向に作用し、流れ経路に沿った圧力変化への積極的な貢献、即ち圧力回収に伴い、貫流を促進する。第２セグメント或いは上昇管部分ではただ、測地学的圧力分は計画された貫流方向と逆向きに作用し、その結果、圧力損失分を提供する。しかしその両測地学的圧力分は、全体として略相殺され、むしろ第１セグメント或いは降水管部分における貫流を促進する測地学的圧力分が、第２セグメント或いは上昇管部分における貫流を妨げる測地学的圧力分を上回り、そのため自然循環系のように、全体として流れを維持或いは促進する圧力分が存在するように企てることができる。

各蒸気発生管の降水管部分を、高温ガス通路内で、高温ガス流れ方向に見て、それに対応した上昇管部分の下流に配置するのが目的に適う。換言すれば、蒸気発生管を高温ガス通路内に、流れ媒体側から見て第１のセグメント或いは降水管部分が、流れ媒体側から見て第２のセグメント或いは上昇管部分の燃焼ガスにおける下流に位置するように、空間的な場所を位置付けるとよい。従って、かかる配置構造において、各上昇管部分は、それに対応する同じ蒸気発生管の降水管部分よりも、高温ガスにより非常に強く加熱される。このため、上昇管部分での流れ媒体の相対蒸気分量も、降水管部分での相対蒸気分量をかなり上回り、従って主にその管部分、即ち降水管部分における水・蒸気柱の重量により与えられる測地学的圧力分は、それに対応する上昇管部分におけるよりかなり大きくなる。

本発明の有利な実施態様では、蒸気発生管又は各蒸気発生管の降水管部分を、それに対応する上昇管部分に流れ媒体側で移行管部分を経て接続し、一方では貫流形加熱器の特に単純な構造を得、他方では種々の熱負荷時でも貫流形加熱器を機械的に特に僅かしか負荷しない。従ってこの実施態様では、各蒸気発生管をＵ形とし、その脚部を、一方は上昇管部分、他方は降水管部分で形成し、Ｕ字の底はそれらを接続する移行管部分で形成する。

かかる配置構造は、特に熱負荷の変動時に熱膨張を補償するのに適し、その際降水管部分と上昇管部分とを接続する移行管部分は、上昇管部分および／又は降水管部分の相対縦膨張を直ちに補償する伸び補償器として用いられる。従って、降水管部分で形成した第１蒸発器段の下部における蒸気発生管の変位は、上昇管部分で形成した第２蒸発器段の下部に移行管部分を経て直接伝達され、第２蒸発器段の下部で新たに変位が生ずる。

移行管部分は、高温ガス通路の内部に配置するとよい。しかしまた、貫流形加熱器で一般に排水が必要なので、移行管部分にドレン管を接続しようとするとき、移行管部分は高温ガス通路外を通してもよい。

蒸気発生管の降水管部分での流れを促進する圧力分が、それに対応した上昇管部分での圧力分を大きく上回っている場合、その結果生ずる降水管部分から上昇管部分への流れ媒体の流出量は、降水管部分への流れ媒体の流入量を超える。このため蒸気発生管又は各蒸気発生管を、その総圧力バランスに関し、降水管部分に生じ流れを促進する全圧力分が、上昇管部分に生じ流れを妨げる圧力分に関してのみ限定されるよう設計している。

そのために、ボイラの蒸気発生管或いは各蒸気発生管の降水管部分は、好ましくは貫流する流れ媒体の十分大きな摩擦圧力損失に対し設計している。これは、例えば個々の管部分の適当な寸法付け、特に横断面積の寸法付けにより行える。各蒸気発生管が、共通の１つの降水管部分に流れ媒体側が後置接続され流れ媒体の貫流に対し並列接続された複数の上昇管部分を、分岐管構造で含むとよい。本発明の他の有利な実施態様では、蒸気発生管或いは各蒸気発生管の降水管部分において流れ媒体側に、絞り装置を前置接続する。その絞り装置で、降水管部分への供給時の個々の流量を調整する。

蒸気発生管を、高温ガス通路の内部に管列の形でまとめる。その各管列は、各々高温ガスの流れ方向に対し垂直に並べて配置した多数の蒸気発生管を含む。そのような実施態様では、蒸気発生管を、最も強く加熱される管列を形成する上昇管部分、即ち高温ガスの流れ方向に見て第１の管列に、最も弱く加熱されるか高温ガスの流れ方向に見て最後の降水管部分の管列が付属するよう構成する。そのため、多数の蒸気発生管の上昇管部分および降水管部分を高温ガス通路内に、高温ガス流れ方向に見て下流に位置する降水管部分に高温ガス流れ方向に見て上流に位置する上昇管部分が付属するよう、互いに位置付けるのがよい。多数のＵ形蒸気発生管を空間的に互いに入り組んで配置した構造に相当するそのような配置構造により、比較的強く加熱される上昇管部分に、降水管部分から流出する比較的弱く加熱された流れ媒体を供給する。

従って、上昇管部分が比較的強く加熱される場合、それに前置接続した降水管部分を通る流れを促進する全測地学的圧力分は特に大きく、この結果、降水管部分からの流れ媒体の特に大きな補給を自動的に行える。この際、降水管部分からの自動補給は、強く加熱された管に対し特に必要に則して行われ、所望の自然循環特性を特に強化できる。

各蒸気発生管に流れを促進する測地学的圧力分を提供すべく、各蒸気発生管を唯一の降水管部分と、これに流れ媒体側で後置接続された唯一の上昇管部分を含むよう形成する。高温ガス通路を貫流する高温ガスの温度分布に、蒸気発生管を貫流する流れ媒体の熱容量を適合させる際の特に大きな柔軟性は、多数の蒸気発生管が、流れ媒体側で互い違いに直列接続された多数の降水管部分と上昇管部分とを含むことで得られる。その際、各蒸気発生管は流れ媒体の流れ方向に見てまず第１の降水管部分を有し、この部分に、適当に転向した後、好適には移行管部分を経て、流れ媒体の上向きの貫流に対して形成された第１の上昇管部分を接続する。この管部分に、同様に適当に転向した後、高温ガス通路の内部に配置された移行管部分を経て、流れ媒体の下向きの貫流に対し設計した第２の降水管部分を後置接続するとよい。この降水管部分に、新たに第２の上昇管部分が続く。更に必要に応じ、より多くの降水管部分と上昇管部分を、互い違いに直列に後置接続できる。

ボイラは、ガス・蒸気複合タービン設備の廃熱ボイラとして利用するとよい。該ボイラは、特に高温ガス側でガスタービンに後置接続する。この構成の場合、ガスタービンの下流に、高温ガス温度を高めるために追加燃焼装置を配置するのが目的に適っている。

本発明による利点は、特に蒸気発生管が、流れ媒体が下向きに貫流する略垂直に配置された降水管部分と、流れ媒体側で降水管部分に後置接続され流れ媒体が上向きに貫流する上昇管部分とで、２段或いはそれ以上の段に形成することで、少なくともその第１セグメントにおいて流れを促進する圧力分が、その中に存在する水柱の測地学的圧力によって用意されることにある。

即ち、下向きの貫流で加熱される蒸発器系は、通常流れが不安定であり、この不安定な流れは、強制貫流ボイラに採用した場合に許容できない。比較的小さな質量流量密度で供給する際、摩擦圧力損失が比較的小さいため、蒸気発生管の自然循環特性が確実に得られる。この特性は、同じ貫流形加熱器の他の蒸気発生管に比べ、余剰加熱される蒸気発生管においてその流れ媒体流量を非常に大きくする。この自然循環特性は、下向きに貫流されるセグメントを利用する際も、蒸気発生管の十分に安定した確実な貫流を保証する。

またかかる特性は、高価な管寄せや分配器系を介在することなく、上昇管部分をそれに対応する降水管部分に後置接続することで、特に安価な構造と組立費で得られる。この結果、ボイラは、特に安定した流れ挙動において非常に単純な構造を成す。更に各蒸気発生管の降水管部分並びにこれに後置接続された上昇管部分は、各々高温ガス通路の天井範囲に取り付けられ、その際それらの管部分の下部が自由に縦膨張できる。熱作用に伴い生ずる縦膨張は、いまや、上昇管部分を降水管部分に接続する移行管部分で補償され、この結果熱作用に基づく応力が生ずることはない。

以下図を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。各図において同一部分には同一符号を付している。

図１、図２、図３におけるボイラ１、１′、１″は各々、廃熱ボイラの形で燃焼ガス側においてガスタービン（図示せず）に後置接続されている。該ボイラ１、１′、１″は各々囲壁２を有し、この囲壁２は、ガスタービンからの排気ガスが矢印４で示す略水平の高温ガス流れ方向ｘに貫流する高温ガス通路６を形成している。この通路６内に、貫流原理に基づいて形成された貫流形加熱器８、１０、１２とも呼ばれる多数の加熱器が配置されている。図１、図２、図３における実施例には、各々１つの貫流形加熱器８、１０、１２しか示されていないが、多数の貫流形加熱器を設けることもできる。

貫流形加熱器８、１０、１２を含む蒸発器系に流れ媒体Ｗが供給される。該媒体Ｗは、貫流形加熱器８、１０、１２を一回貫流する間に蒸発し、加熱器８、１０、１２から流出した後、蒸気Ｄとして排出され、通常、一層過熱すべく過熱器に導かれる。貫流形加熱器８、１０、１２からなる蒸発器系は、蒸気タービンの水・蒸気回路（図示せず）に接続されている。その回路には、蒸発器系の他に、図１〜図３に各々概略的に示す別の多数の加熱器２０が接続されている。該加熱器２０は例えば過熱器、中圧蒸発器、低圧蒸発器および／又は給水加熱器である。

図１におけるボイラ１の貫流形加熱器８は、流れ媒体Ｗの貫流に対して並列接続された多数の蒸気発生管２２を管束の形で有している。その多数の蒸気発生管２２は高温ガス流れ方向ｘに並べて配置されている。そのように並べて配置された多数の蒸気発生管２２は、図では各々１本しか見えていない。そのように並べて配置された蒸気発生管２２に、その流れ媒体側において、共通の分配器２６が前置接続され、共通の出口管寄せ２８が後置接続されている。その分配器２６は入口側が主分配器３０に接続され、出口管寄せ２８は出口側が共通の主管寄せ３２に接続されている。

貫流形加熱器８は、これが比較的小さな質量流量密度での蒸気発生管２２への供給に対し適するよう設計され、蒸気発生管２２は自然循環特性を有している。この自然循環特性の場合、同じ貫流形加熱器８における他の蒸気発生管２２に比べ余剰加熱される蒸気発生管２２は、先の蒸気発生管２２に比べ大きな流れ媒体流量を有する。これを特に単純な構造手段で特に確実に保証すべく、貫流形加熱器８は、流れ媒体側において直列接続された２つのセグメントを有する。貫流形加熱器８の各蒸気発生管２２は、その第１セグメントに、流れ媒体Ｗが下向きに貫流する略垂直に配置された降水管部分３４を含んでいる。各蒸気発生管２２は、第２セグメントに、流れ媒体側において降水管部分３４に後置接続され略垂直に配置され流れ媒体Ｗが上向きに貫流する上昇管部分３６を含んでいる。

この上昇管部分３６は、それに対応する降水管部分３４に移行管部分３８を経て接続されている。この実施例において、その移行管部分３８は高温ガス通路６の内部を導かれ、空間的に場所を固定するために、高温ガス通路６内に配置された孔開き板４０を通過して導かれている。この孔開き板４０は確かに、高温ガス通路６内における高温ガスの有用な流れ開口断面積を局所的に狭めるが、その高温ガスの流れ開口断面積の相対狭窄は、図１に尺度通りに示されていないが、ほんの僅かである。

移行管部分は、高温ガス通路６の外、特にその下を通してもよい。これは特に、構造上又は運転上、貫流形加熱器８の排水を考慮せねばならないときに有利である。排水は、移行管部分３８が高温ガス通路６の外を通っている場合、移行管部分３８に接続されたドレン管で行える。この際、ドレン管は、好適には空間的に降水管部分の近くに配置され、これによって、熱膨張による伝熱管部分の可動性が、支障なしに維持される。

貫流形加熱器８の各蒸気発生管２２は、図１から明らかなように、略Ｕ形である。Ｕ字の脚部は降水管部分３４と上昇管部分３６で形成され、Ｕ字の底は移行管部分３８で形成されている。そのように形成された蒸気発生管２２の場合、降水管部分３４の範囲における流れ媒体Ｗの測地学的圧力分が、（上昇管部分３６の範囲と異なり）流れを促進する圧力分を発生し、流れを妨げる圧力分を発生しない。換言すれば、降水管部分３４内に存在する未蒸発流れ媒体Ｗの水柱は、蒸気発生管２２の貫流を妨げるどころか、貫流を一層「押し進める」。このため、蒸気発生管２２は全体的に見て非常に小さな圧力損失を示す。

各蒸気発生管２２は、それらが略Ｕ形構造をなす場合、その降水管部分３４の入口範囲および上昇管部分３６の出口範囲において、各々懸垂構造で高温ガス通路６の天井に懸架又は固定される。立体的に見て降水管部分３４および上昇管部分３６の下端は、移行管部分３８で互いに接続されているが、高温ガス通路６内において空間的に場所は直接固定されていない。従って、蒸気発生管のそれらの管部分は、損傷の恐れなしに縦膨張でき、その際、移行管部分３８は伸び補償器として作用する。従って、蒸気発生管２２のこの配置構造は、機械的に特に柔軟性を有し、熱膨張差が発生しても熱応力を生じない。

蒸気発生管２２の特にその上昇管部分３６における余剰加熱は、そこでまず蒸発率を増大させる。その場合、蒸気発生管２２の寸法づけだけで既に、その余剰加熱のために、余剰加熱された蒸気発生管２２における貫流率が増大される。

貫流形加熱器８の異なる管列２４の蒸気発生管２２は、互いに入り組んだＵ形構造で配置されている。そのために、高温ガス通路６における多数の蒸気発生管２２の上昇管部分３６および降水管部分３４は、高温ガス流れ方向ｘに見て下流に位置する降水管部分３４に、高温ガス流れ方向ｘに見て上流に位置する上昇管部分３６が付属するように、相対的に位置付けられる。この配置構造により、比較的強く加熱される上昇管部分３６は、比較的弱く加熱される降水管部分３４に連通している。この相対的位置付けにより、管列２４間でも、自動補償効果が得られる。即ち、上流に位置し比較的強く加熱される上昇管部分３６において、余剰加熱が、特に強い蒸気発生を生じさせ、これによって、流れ媒体Ｗの特に大きな補給需要を生じさせる。それでも、そのように強く加熱された上昇管部分３６は正に、比較的弱く加熱される降水管部分３４に接続されている。この部分３４は、その中を導かれる流れ媒体Ｗへの比較的小さな入熱量のため、流れを促進する特に大きな測地学的圧力分を有している。このため、比較的弱く加熱される降水管部分３４が、比較的冷たい流れ媒体Ｗの補給量を用意するために特に役立てられる。

特にこの配置構造の場合、上流に配置された蒸気発生管２２の上昇管部分３６の余剰加熱は、降水管部分３４における流れを促進する測地学的圧力分が、それに対応する上昇管部分３６での流れを妨げる測地学的圧力分を大きく上回るよう作用し、その上になお、上昇管部分３６への流れ媒体Ｗの供給が増大するよう作用する。その結果、特に際立った蒸気発生管２２の自然循環特性に基づき、蒸気発生管２２は、特に局所的に異なる加熱に対し自己安定性を示す。即ち、一列の蒸気発生管２２の余剰加熱は、その列の蒸気発生管２２への流れ媒体Ｗの導入量を増大させ、それに伴い冷却作用が増大することで、自動的にその温度値が等しくなる。これによって、主管寄せ３２に流入する主蒸気は、その蒸気パラメータに関して、個々に貫流される管列２４と無関係に、特に均質となる。

ボイラ１、１′、１″の設計点或いは利用される運転点に応じ、下向きに貫流される蒸発器要素で提供される流れを促進する測地学的圧力分は、それに後置接続された第２蒸発器要素の流れを妨げる測地学的圧力分を上回る。従って設計点に関し、第１蒸発器要素を比較的大きな摩擦圧力損失に対し設計すると特に有利である。そのため、図１のボイラ１の管列に、主分配器３０とそれに付属した各分配器２６との間に各々絞り装置４２が前置接続されている。この絞り装置４２は特に調整可能に或いは調節可能に形成される。

図２における実施例のボイラ１′は貫流形加熱器１０を有している。この貫流形加熱器１０の蒸気発生管５０は、その第１セグメントに同様に１つの降水管部分５２を含んでいるが、その降水管部分５２に流れ媒体側において、流れ媒体Ｗの貫流に対して並列接続された複数の上昇管部分５４が後置接続されている。降水管部分５２をそれに対応された複数の上昇管部分５４に接続する移行管部分５６は、この実施例の場合も、高温ガス通路６の内部を導かれ、孔開き板５８で保持されている。しかしこの移行管部分５６は、必要に応じて、高温ガス通路６の外側に敷設することもできる。図２の実施例において、各降水管部分５２に各々、流れ媒体側において並列接続された２本の上昇管部分５４が後置接続されている。その際に利用される管は同じ寸法を有し、従って、並列接続された上昇管部分５４における流れ媒体Ｗに対する自由流れ断面積は、それらに共通の前置接続された降水管部分５２における流れ断面積の２倍の大きさをしている。或いはまた、降水管部分５２における摩擦圧力損失のそのような限定は、必要な場合には、適当な寸法づけにより、特に比較的小さな直径の選定によっても得られる。

図３の実施例におけるボイラ１″は貫流形加熱器１２を有している。この貫流形加熱器１２は、同様に比較的小さな摩擦圧力損失に対して設計され、これによって、非常に小さな質量流量密度において自然循環特性を確保するために特に適している。しかしこのボイラ１″の貫流形加熱器１２は、更に、その熱容量について、高温ガス通路６を貫流する高温ガスの温度分布に特に適合されている。そのために、貫流形加熱器１２を形成する各蒸気発生管６０は、流れ媒体側において互い違いに直列接続された複数の（この実施例の場合には２つの）降水管部分６２、６４および上昇管部分６６、６８を含んでいる。流れ媒体Ｗの流れ方向に見て第１の降水管部分６２は、移行管部分７０を経て、それに後置接続された第１の上昇管部分６６に接続されている。この上昇管部分６６は出口側が、移行管部分７２を経て、それに後置接続された第２の降水管部分６４に接続されている。第２降水管部分６４は移行管部分７４を経て第２の上昇管部分６８に接続されている。また移行管部分７０、７２、７４は高温ガス通路６の内部を導かれ、各々孔開き板７６、７８、８０を経て高温ガス通路６の底範囲から天井範囲に固定されている。

本発明に基づく横形ボイラの概略断面図。 本発明に基づく横形ボイラの異なった実施例の概略断面図。 本発明に基づく横形ボイラの更に異なった実施例の概略断面図。

符号の説明

１、１′、１″ ボイラ、６ 高温ガス通路、８、１０、１２ 加熱器、２２ 蒸気発生管、３４、５２、６２、６４ 降水管部分、３６、５４、６６、６８ 上昇管部分、３８、７０、７２、７４ 移行管部分、５０、６０ 蒸気発生管

Claims (8)

1. 水平の高温ガス流れ方向（ｘ）に貫流される高温ガス通路（６）の中に、貫流形加熱器（８、１０、１２）が配置され、この貫流形加熱器（８、１０、１２）が、流れ媒体（Ｗ）の貫流に対して並列接続された多数の蒸気発生管（２２、５０、６０）を有するボイラ（１、１′、１″）において、前記多数の蒸気発生管（２２、５０、６０）の上昇管部分（３６、５４、６６、６８）および降水管部分（３４、５２、６２、６４）が、高温ガス通路（６）内に設けられ、前記上昇管部分（３６、５４、６６、６８）は、高温ガス流れ方向（ｘ）に見て上流側に配設され、前記降水管部分（３４、５２、６２、６４）は、高温ガス流れ方向（ｘ）に見て下流側に配設され、かつ、前記降水管部分（３４、５２、６２、６４）のうち高温ガス流れ方向（ｘ）に見て下流に位置する降水管が、前記上昇管部分（３６、５４、６６、６８）のうち高温ガス流れ方向（ｘ）に見て上流に位置する上昇管に付属されるように互いに位置付けられ、前記上昇管部分の蒸気発生管は、前記降水管部分の蒸気発生管に比べて大きな流れ媒体流量を有するように設計されていることを特徴とするボイラ。
2. 前記降水管部分（３４、５２、６２、６４）が、それに対応する上昇管部分（３６、５４、６６、６８）に、移行管部分（３８、５６、７０、７２、７４）を経て接続されたことを特徴とする請求項１記載のボイラ。
3. 前記移行管部分（３８、５６、７０、７２、７４）が前記高温ガス通路（６）の内部に配置されたことを特徴とする請求項２記載のボイラ。
4. 蒸気発生管或いは各蒸気発生管（２２、５０、６０）が、共通の１つの降水管部分（３４、５２、６２、６４）に流れ媒体の流れ方向で見て後側に接続され流れ媒体（Ｗ）の貫流に対して並列接続された複数の上昇管部分（３６、５４、６６、６８）を分岐管構造で含むことを特徴とする請求項１から３の１つに記載のボイラ。
5. 前記上昇管部分の各蒸気発生管が、それぞれ対応する降水管部分の蒸気発生管とＵ字状に接続され、これによって複数の蒸気発生管がＵ字状に構成され、高温ガス流れ方向（ｘ）に見て最上流に位置する上昇管と最下流に位置する下降管とを接続した最も外側のＵ字状蒸気発生管のＵ字の幅と高さを最大寸法として、前記複数のＵ字状蒸気発生管は、前記外側から内側に向けて、前記Ｕ字の幅と高さを順次減少させて構成されたことを特徴とする請求項１から４の１つに記載のボイラ。
6. 多数の蒸気発生管（２２、５０、６０）が、各々流れ媒体側において互い違いに直列接続された多数の降水管部分（３４、５２、６２、６４）および上昇管部分（３６、５４、６６、６８）を含むことを特徴とする請求項１から５の１つに記載のボイラ。
7. 蒸気発生管或いは各蒸気発生管（２２、５０、６０）の降水管部分（３４、５２、６２、６４）に、流れ媒体の流れ方向で見て、主分配器からの接続管の位置に、絞り装置（４２）が前置接続されたことを特徴とする請求項１から６の１つに記載のボイラ。
8. 高温ガス側においてガスタービンが前置接続されたことを特徴とする請求項１から７の１つに記載のボイラ。

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