JP5581494B2 - ダクトシール構造と該シール構造の形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、流体が流れるダクト及び配管等において、内部構造物と外面のケーシング間にシールが要求される構造物、例えば、ＨＲＳＧの触媒層とケーシング間のシール構造と該シール構造の形成方法に関する。

ガスタービンコンバインドサイクル発電プラント（以下、ＨＲＳＧという）においては、脱硝装置における触媒層とケーシングの間をガスがすり抜けることを防止し、脱硝性能を維持するためにハステロイ、ステンレス鋼の薄板を重ねた板バネ構造のシーリングデバイスと相対するシール面とをシーリングデバイスのスプリング効果を得る最適な間隔で取り付けることにより、スライドするシール面に対して常にシーリングデバイスが適切な力で押付けられ、シールラインを形成するシール方法が採用されている。

しかしながら、１０〜２５メートルの高さを有する製缶構造物であるＨＲＳＧのケーシングと、触媒層を構成する内部架構の間隔は製缶公差で製作されるので、シーリングデバイスをスプリング効果を得る最適な間隔でケーシングに取り付けるためには、シーリングデバイスを取り付ける直前にマウントし、シール面の間隔を調整するための手直し作業が必要であった。

図７には、従来方法によるシーリングデバイス１を用いたシール構造の例を示し、シーリングデバイスマウント板８とシール面形成板マウント板９を製缶物として組み立てるにあたり、シーリングデバイス１と相対するケーシング（図示せず）のシール面との組み上がり寸法を測定し、シーリングデバイスマウント板８とシール面形成板マウント板９の間隔ｇをシーリングデバイス性能発揮許容最大寸法ｇ’以内に設定することが必要であり、製缶物の寸法が大きくなると、この間隔ｇの維持が困難であり、シーリングデバイス１の取り付け前に、間隔調整のための加工が必要であった。

また、特開平１０−１３７５４９号公報に開示された発明では、図８にシール構造の断面図に示すように、触媒層をバイパスして流れようとする排ガスをストップするシール部の温度による伸縮に対して、シール性能を高く維持し、組立を容易にするための排ガス処理用触媒装置として、内周面を断熱材１５で被覆し、断熱材１５で囲まれた内部を高温排ガス通路とする外部ケーシング１３と、該高温排ガス通路内に設置され排ガス流れに対する前後面にそれぞれ開口を有する内部ケーシング１２と、該内部ケーシング１２内に収容された触媒ブロック１１とを含む排ガス処理用触媒装置を構成し、さらに、前記外部ケーシング１１と内部ケーシング１２の間のガスパスを、プレート１７等を介して外周側の辺を前記外部ケーシング１１内周面側に固定され、該外周側の辺に対向する内周側の辺を内部ケーシング１２の外周側に固定され、押さえ金具２０と一体として両者間の空間に展張された耐熱布１８によりシールするようにし、該耐熱布１８を、その繊維の方向が固定部分の熱伸び方向に対して４５度になるように配置した構造が開示されている。

特開平１０−１３７５４９号公報

シーリングデバイスを用いてシール面をスライドさせるシール方法では、シーリングデバイスの機能を発揮するためには、シーリングデバイスの大きさにあった微妙な寸法調整が必要であるのに対し、シールを要求する取り付け側は製缶品であり、製缶寸法公差で仕上るため、ＨＲＳＧが設置される現場での手直しが発生するとともに、シール構造の品質についても改良の余地があった。
本発明の課題は、ＨＲＳＧが設置される現場での手直しが容易に行え、しかも確実にガスのシールができるダクトシール構造と該ダクトシール構造の取付方法を提供することである。

上記本発明の課題は、次の解決手段で解決できる。

請求項１記載の発明は、内周面を断熱性部材で被覆し、保温部材で囲まれた内部を高温排ガス通路とする中空筒状の外部ケーシング（１３）と該高温排ガス通路内に設置され、排ガス流れに対する前後面にそれぞれ開口を有し、内部に配管を含む構造物を収容した中空筒状の内部架構（１２）との間に設けられ、内部架構（１２）と外部ケーシング（１３）の間のガスパスをシールするためのダクトシール装置において、外部ケーシング（１３）の内面に取り付けたシーリングデバイスマウント板（８）と、内部架構（１２）の外部に取り付けたシール面形成板マウント板（９）と、シーリングデバイスマウント板（８）に接続されたシーリングデバイス取付板（５）と、シール面形成板マウント板（９）に接続されたシール面形成板（６）と、シーリングデバイス取付板（５）に一方の端部が固定され、シール面形成板（６）に他方の端部が弾性接触する矩形のシーリングデバイス（１）とを設けたダクトシール構造である。

請求項２記載の発明は、内周面を断熱性部材で被覆し、保温部材で囲まれた内部を高温排ガス通路とする中空筒状の外部ケーシング（１３）と該高温排ガス通路内に設置され、排ガス流れに対する前後面にそれぞれ開口を有し、内部に配管を含む構造物を収容した中空筒状の内部架構（１２）との間に設けられ、内部架構（１２）と外部ケーシング（１３）の間のガスパスをシールするためのシール装置を取り付けるダクトシール構造取付方法において、矩形のシーリングデバイス（１）の一方の端部にシーリングデバイス取付板（５）を固定し、矩形のシーリングデバイス（１）の他方の端部にシール面形成板（６）を弾性接触するように配置し、シーリングデバイス取付板（５）とシール面形成板（６）の配置位置を保持するステイ（７）をシーリングデバイス取付板（５）とシール面形成板（６）の間に一時的に固定し、外部ケーシング（１３）の内面に取り付けたシーリングデバイスマウント板（８）にシーリングデバイス取付板（５）を接続し、内部架構（１２）の外面に取り付けたシール面形成板マウント板（９）にシール面形成板（６）を接続し、その後、ステイ（７）を取り外すことからなるダクトシール構造取付方法である。

本発明によれば、現地組立寸法誤差を十分吸収可能な幅を有するダクトシール構造が得られ、現地におけるシール部の手直し作業が不要でかつ品質のよいシール構造を提供することができる。

本発明の一実施例になる排ガスダクトシールブロックの斜視図を示す。 図１に示すシールブロックを実際に排ガスダクト内のシール部に取り付けた場合の断面図を示す。 図１に示すシールブロックを実際にダクト内のシール部に取り付ける状態の斜視図を示す。 図３のステイ７を取り除いた場合の斜視図を示。 図４のＨＲＳＧにおける触媒層及び触媒層のシール構造の概略を排ガス流路方向から見た図を示す。 図５のシール構造部分の拡大図を示す。 従来のシール構造の斜視図を示す。 従来のシール構造の断面図を示す。

図１に本実施例になるＨＲＳＧの排ガスダクト等におけるの排ガスがダクト外に漏れ出ないようにするシールブロックを示す。シールブロックはハステロイ、ステンレス鋼等の比較的錆びにくい金属の薄板を複数枚重ねたシーリングデバイス１の一端をスタッドボルト３を設けたシーリングデバイス取付板５とシーリングデバイス押え板２とで挟み付けて、シーリングデバイス押え板２から突出するスタッドボルト３をナット４で締結し、シーリングデバイス取付板５とシーリングデバイス押え板２の間に取り付ける。

またシーリングデバイス取付板５とシーリングデバイス押え板２で一端が支持されたシーリングデバイス１のフリーとなっている他端が接触するようにシール面形成板６をシーリングデバイス１の機能が発揮できる最適な寸法で組み合わせて、シーリングデバイス取付板５とシール面形成板６をステイ７で固定している。そのためシーリングデバイス１の長さは取扱い易い長さとしてある。

図２は、図１に示すシールブロックを実際に排ガスダクト内のシール部に取り付けた場合の断面図を示す。本実施例では、図５に示すように排ガスダクトの外部ケーシング１３の内面にシーリングデバイスマウント板８を取り付け、また排ガスダクト内に配置する触媒層１１の枠体である内部架構１２の外部にシール面形成板マウント板９を取り付けており、前記シーリングデバイスマウント板８にシーリングデバイス取付板５を接続し、シール面形成板マウント板９にはシール面形成板６を接続する方法を採用している。
また、シーリングデバイス取付板５とシール面形成板６は、ともにＨＲＳＧが設置される現地での組立時に発生する寸法公差を十分吸収可能な板幅を有しており、本シールブロックを、ダクト据え付け現地において排ガスダクトのシールが必要な周長にわたり、シーリングデバイスマウント板８とシール面形成板マウント板９の隙間にあてがい、溶接により取り付けた後、ステイ７を取り除き、一体化を解除する方法を採用することにより、容易に一定の品質を有するシール構造を形成しようとする。

図２に示すように、シールブロックを構成するシール面形成板マウント板９と該マウント板９のなす平面に直交する方向に平面を向けて配置されるシーリングデバイスマウント板８をそれぞれダクト内のシール部に取り付ける際に発生する寸法公差を十分吸収可能な板幅Ｌ１，Ｌ２（図２） を有する大きさにし、さらにシーリングデバイス取付板５とシーリングデバイス押え板２とで挟み付けられたシーリングデバイス１の挟持側の端部からシーリングデバイス１の挟持側とは反対側のフリーとなっている端部が接触するシール面形成板６の間隔を、シーリングデバイス１の性能を発揮するに最適な間隔ｇに維持可能であることを示す。なお、前記間隔ｇは、シール面形成板マウント板９とシーリングデバイスマウント板８との間のシールすべき幅をシーリングデバイスマウント板８のなす平面を延長した方向の長さで表したものである。

図３は図１に示すシールブロックを実際にダクト内のシール部に取り付ける状態を示す。図３はシールブロックをシーリングデバイスマウント板８とシール面形成板マウント板９へ溶接により取り付ける場合を示すが、取り付けの方法については他にボルトナットによる方法等を用いても良く、取付け方法にこだわるものではない。

本実施例のシールブロックの取り付けに際しては、シーリングデバイスマウント板８に溶接接続するシーリングデバイス取付板５とシール面形成板マウント板９に溶接接続するシール面形成板６の板幅に応じて、図２に示すようにシールブロック取付許容寸法Ｌ１（シーリングデバイスマウント板９にシーリングデバイス取付板６を溶接部１０により溶接し得る許容寸法（シールブロックの取り付け時にシーリングデバイスマウント板８に溶接したシーリングデバイス取付板５が接触しない範囲））、又はＬ２（シーリングデバイスマウント板８にシーリングデバイス取付板５を溶接部１０により溶接し得る許容寸法（シールブロックの取り付け時にシーリングデバイスマウント板９に溶接したシーリングデバイス取付板６に接触しない範囲））が設定可能である。シール寸法（製缶物の大きさ）により、寸法公差幅が変化するが、シーリングデバイス取付板５とシール面形成板６の幅をそれぞれ同時に変化させることで対応可能である。シーリングデバイス取付板５とシール面形成板６の各平面上に両端部がそれぞれ溶接などで取り付けられるＬ字状板材からなるシールブロック用のステイ７はシールブロックを所定の位置へ取り付けた後に除去される。

図４は、図３のステイ７を取り除いた場合を示し、シールブロックをシーリングデバイスマウント板８とシール面形成板マウント板９へ取り付けた後、ステイ７を取り除くことにより、シール機能を発揮する。

図５にはＨＲＳＧにおける触媒層１１及び触媒層１１のシール構造の概略をダクトの排ガスの流れ方向から見た図を示したものであり、ＨＲＳＧのダクト（排ガス流路）に設けられた触媒層１１は、周りを内部架構１２で支持され、内部保温材１５を施したダクトケーシング１３の内部に設置される。

触媒層１１と外部ケーシング１３の隙間を被処理排ガスがショートパスしないように、この隙間に外部ケーシング１３にシーリングデバイスマウント板８を取り付け、内部架構１２にシール面形成板マウント板９を取り付けて、シーリングデバイスマウント板８とシール面形成板マウント板９の間にシーリングデバイス１を配置し、前記隙間を塞ぐことにより、被処理排ガスのショートパスを防止している。

図６は、図５のシール構造部分の拡大図であるが、シーリングデバイスマウント板８に対し、シール面形成板マウント板９はガス流れを横断する方向に伸縮するが、２つのマウント板８，９が個々に独立した構造であり、シーリングデバイスマウント板８に取り付けたシーリングデバイス１がシール面形成板マウント板９にスプリング効果により押付けられている構成であるため、シール面形成板マウント板９の伸縮に対し、シーリングデバイス１の接触部がスライドし、伸び差を吸収することが可能である。

シーリングデバイス取付板５とシール面形成板６はともにＨＲＳＧ設置部である現地組立時に発生する寸法公差を十分吸収可能な板幅を有している。本シールブロックを、ＨＲＳＧの据え付け現地にてシールが必要な周長にわたり、シーリングデバイスマウント板８とシール面形成板マウント板９の隙間にあてがい溶接にて取付けた後、ステイ７を取り除き、一体化を解除する方法を採用することにより、容易に一定の品質を有するシール構造を形成しようとするものである。

このように、シーリングデバイスと相対するシール面をあらかじめ一定の長さのシーリングデバイス取付け板５とシール面形成板６をステイ７で一体化し、シールに理想的なシーリングデバイス間隔にセットしたシールブロックを必要個数準備し、現地にてシール形成部に取付ける。取り付けが完了した後でステイを除去し、シールプレートの一体化を解除することにより、要求されるシールが形成可能である。

本発明のダクトシール構造は構造的にもコストの点でも優れており、ＨＲＳＧの脱硝装置の触媒層のシール構造に採用可能性が高い。

１ シーリングデバイス ２ シーリングデバイス押え板
３ スタッドボルト ４ ナット
５ シーリングデバイス取付板 ６ シール面形成板
７ ステイ ８ シーリングデバイスマウント板
９ シール面形成板マウント板 １０ 溶接部
１１ 触媒層 １２ 内部架構
１３ 外部ケーシング １５ 断熱材
１８ 耐熱布 ２０ 押さえ金具

Claims (2)

1. 内周面を断熱性部材で被覆し、保温部材で囲まれた内部を高温排ガス通路とする中空筒状の外部ケーシング（１３）と該高温排ガス通路内に設置され、排ガス流れに対する前後面にそれぞれ開口を有し、内部に配管を含む構造物を収容した中空筒状の内部架構（１２）との間に設けられ、内部架構（１２）と外部ケーシング（１３）の間のガスパスをシールするためのダクトシール装置において、
   外部ケーシング（１３）の内面に取り付けたシーリングデバイスマウント板（８）と、
   内部架構（１２）の外部に取り付けたシール面形成板マウント板（９）と、
   シーリングデバイスマウント板（８）に接続されたシーリングデバイス取付板（５）と、
   シール面形成板マウント板（９）に接続されたシール面形成板（６）と、
   シーリングデバイス取付板（５）に一方の端部が固定され、シール面形成板（６）に他方の端部が弾性接触する矩形のシーリングデバイス（１）と
   を設けたことを特徴とするダクトシール構造。
2. 内周面を断熱性部材で被覆し、保温部材で囲まれた内部を高温排ガス通路とする中空筒状の外部ケーシング（１３）と該高温排ガス通路内に設置され、排ガス流れに対する前後面にそれぞれ開口を有し、内部に配管を含む構造物を収容した中空筒状の内部架構（１２）との間に設けられ、内部架構（１２）と外部ケーシング（１３）の間のガスパスをシールするためのシール装置を取り付けるダクトシール構造取付方法において、
   矩形のシーリングデバイス（１）の一方の端部にシーリングデバイス取付板（５）を固定し、矩形のシーリングデバイス（１）の他方の端部にシール面形成板（６）を弾性接触するように配置し、
   シーリングデバイス取付板（５）とシール面形成板（６）の配置位置を保持するステイ（７）をシーリングデバイス取付板（５）とシール面形成板（６）の間に一時的に固定し、
   外部ケーシング（１３）の内面に取り付けたシーリングデバイスマウント板（８）にシーリングデバイス取付板（５）を接続し、
   内部架構（１２）の外面に取り付けたシール面形成板マウント板（９）にシール面形成板（６）を接続し、
   その後、ステイ（７）を取り外す
   ことからなることを特徴とするダクトシール構造取付方法。

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