JP5739229B2 - Superheated steam generator - Google Patents

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本発明は、バーナーの燃焼により発生した燃焼ガスにて水を加熱して飽和水蒸気を発生させ、水を加熱した後の燃焼ガスにて飽和水蒸気をさらに加熱して過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生器に関する。   The present invention generates superheated steam by heating water with combustion gas generated by combustion of a burner to generate saturated steam, and further heating saturated steam with combustion gas after heating water to generate superheated steam Related to the vessel.

従来の過熱蒸気発生器として、例えば、特許文献1には、バーナー燃焼により発生させた燃焼ガスによって水を加熱して飽和水蒸気を発生させる飽和水蒸気発生部と、その蒸気発生部を通過した燃焼ガスによって飽和水蒸気を加熱して過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生部とを筐体内に一体的に備えた過熱蒸気発生器が開示されている。この過熱蒸気発生器によれば飽和水蒸気発生部において、加熱配管を外側から燃焼ガス等で加熱して、加熱配管内に流れる水を加熱して飽和水蒸気が得られており、さらに過熱蒸気発生部において、同じく燃焼ガス等を用いて、その飽和水蒸気を加熱することで過熱蒸気が得られている。ここで、過熱蒸気発生器における飽和水蒸気の加熱は、水を加熱して飽和水蒸気を発生させた燃焼ガスを利用して行なわれるので、省エネルギー化を良好に図ることができるとされている。   As a conventional superheated steam generator, for example, Patent Document 1 discloses a saturated steam generation unit that generates water vapor by heating water with a combustion gas generated by burner combustion, and a combustion gas that has passed through the steam generation unit. Discloses a superheated steam generator that is integrally provided with a superheated steam generator that heats saturated steam to generate superheated steam. According to this superheated steam generator, in the saturated steam generating section, the heating pipe is heated from outside with combustion gas, etc., and the water flowing in the heating pipe is heated to obtain saturated steam, and further the superheated steam generating section In the above, superheated steam is obtained by heating the saturated steam using combustion gas or the like. Here, the heating of the saturated steam in the superheated steam generator is performed using the combustion gas generated by heating the water and generating the saturated steam, so that it is considered that energy saving can be favorably achieved.

特開2008−32235号公報JP 2008-32235 A

しかしながら、特許文献1の過熱蒸気発生器では、加熱配管内に飽和水蒸気を発生させるための水が導入されるので、水処理が怠られると、加熱配管内にスケールが蓄積して、配管詰まりが発生するという問題があった。また、バーナー燃焼により発生した燃焼ガスは、飽和水蒸気を発生させるための加熱および過熱蒸気を発生させるための加熱に利用されているが、過熱蒸気を発生させた直後に、まだ高温の状態で排気されていた。従って、排気される燃焼ガスの余熱をさらに有効に使用することで、さらなる省エネルギー化を図れる余地があった。   However, in the superheated steam generator of Patent Document 1, since water for generating saturated water vapor is introduced into the heating pipe, if water treatment is neglected, scale accumulates in the heating pipe and the pipe is clogged. There was a problem that occurred. Combustion gas generated by burner combustion is used for heating to generate saturated water vapor and heating to generate superheated steam, but immediately after generating superheated steam, exhaust gas is still in a high temperature state. It had been. Therefore, there is room for further energy saving by using the remaining heat of the exhausted combustion gas more effectively.

また、家庭用や小規模業務用の用途向けに、過熱蒸気発生器の小型化および起動迅速化を行なうことが望まれており、そのためには、熱交換の際の温度差を大きく取って、燃焼ガスを供給することが考えられる。その場合、高温の燃焼ガスに筐体や加熱配管等が晒されることとなり、例えば加熱配管の折返部または加熱配管と筐体との連結部などにおいて大きな熱応力が発生するものとなっていた。このため、加熱配管等にクラックや配管割れなどが発生して、過熱蒸気発生器の耐用年数が短くなるという問題が生じていた。   In addition, it is desired to reduce the size and speed of startup of superheated steam generators for household and small-scale business applications. To that end, it is necessary to take a large temperature difference during heat exchange, It is conceivable to supply combustion gas. In this case, the casing, the heating pipe, and the like are exposed to the high-temperature combustion gas, and a large thermal stress is generated, for example, at a folded portion of the heating pipe or a connection portion between the heating pipe and the casing. For this reason, cracks, pipe cracks, and the like occur in the heating pipe and the like, causing a problem that the service life of the superheated steam generator is shortened.

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、配管詰まりが発生せず、燃焼ガスによる加熱により発生する熱応力を抑制できる配管構造で、燃焼ガスの余熱をさらに有効に活用できる過熱蒸気発生器を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to make the residual heat of the combustion gas more effective with a piping structure that can suppress thermal stress generated by heating with the combustion gas without causing clogging of the piping. It is to provide a superheated steam generator that can be utilized.

上記目的を達成するための本発明に係る過熱蒸気発生器は、
バーナーの燃焼により発生した燃焼ガスにて水を加熱して飽和水蒸気を発生させ、前記水を加熱した後の燃焼ガスにて飽和水蒸気をさらに加熱して過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生器であって、その特徴構成は、
水を収容する円筒状の耐圧容器には、収容された水の水面下に配置されて燃焼ガスを前記耐圧容器の軸方向の一方側から前記耐圧容器の内部に導入して前記軸方向の他方側に向けて流通させる炉筒と、その炉筒を通過した燃焼ガスを前記軸方向の他方側から一方側に向けて流通させる第1煙管と、その第1煙管を通過した燃焼ガスを前記軸方向の一方側から他方側に向けて流通させる第2煙管と、前記炉筒を通過した燃焼ガスを前記第1煙管に案内流通させる第1ヘッダーと、前記第1煙管を通過した燃焼ガスを前記第2煙管に案内流通させる第2ヘッダーとが備えられ、
前記炉筒は、前記耐圧容器の一方側の内壁に連結支持され、
前記第1ヘッダーは、前記炉筒の他方側の端部近傍で炉筒から支持され、前記耐圧容器における前記軸方向の他方側の内壁と前記軸方向に間隔を隔てて非接触状態で配設され、
前記第2ヘッダーは、前記第1ヘッダーと前記第1煙管とを介して、前記炉筒の他方側の端部近傍で炉筒から支持されて前記炉筒を摺動自在に貫通させて設けられており、
前記耐圧容器において、前記第1煙管が前記第2煙管よりも上方に配置されて、
前記第2煙管が、前記第1ヘッダーに対して摺動自在に貫通して設けられている点にある。
To achieve the above object, the superheated steam generator according to the present invention comprises:
This is a superheated steam generator that heats water with combustion gas generated by combustion of a burner to generate saturated steam, and further heats saturated steam with the combustion gas after heating the water to generate superheated steam. The feature configuration is
The cylindrical pressure vessel that contains water is disposed below the surface of the contained water, and combustion gas is introduced into the inside of the pressure vessel from one side in the axial direction of the pressure vessel. A furnace tube that circulates toward the side, a first smoke tube that circulates the combustion gas that has passed through the furnace tube from the other side in the axial direction toward the one side, and a combustion gas that has passed through the first smoke tube as the shaft. A second smoke pipe that circulates from one side of the direction toward the other side, a first header that guides and circulates the combustion gas that has passed through the furnace tube to the first smoke pipe, and the combustion gas that has passed through the first smoke pipe. A second header that guides and distributes the second smoke pipe,
The furnace tube is connected and supported to the inner wall on one side of the pressure vessel,
The first header is supported from the furnace tube in the vicinity of the other end portion of the furnace tube, and is disposed in a non-contact state with a space in the axial direction from the inner wall on the other axial side of the pressure vessel. And
The second header is supported from the furnace tube in the vicinity of the other end portion of the furnace tube through the first header and the first smoke pipe, and is slidably passed through the furnace tube. and,
In the pressure vessel, the first smoke pipe is disposed above the second smoke pipe,
The second smoke pipe is provided so as to be slidably penetrated with respect to the first header .

即ち、この構成では、第1ヘッダーは、炉筒の他方側の端部近傍で炉筒から支持され、第2ヘッダーは、第1ヘッダーと第1煙管を介して、同じく炉筒の他方側の端部近傍で炉筒から支持される。従って、上記特徴構成によれば、水が収容された円筒状の耐圧容器内において、水面下に配置された炉筒の内部に燃焼ガスを導入し、炉筒の内部に燃焼ガスを流通させることによって炉筒の外部の水を加熱して水蒸気を発生させることができる。また、炉筒の内部においては燃焼ガスが流通し、炉筒の外部に水が流通するので、水に起因するスケールの発生により炉筒の内部が詰まることはない。同様に、第1煙管および第2煙管においても内部には燃焼ガスが流通されるので、水に起因するスケールの発生によって第1煙管、第2煙管の内部が詰まることはない。   That is, in this configuration, the first header is supported from the furnace tube in the vicinity of the other end of the furnace tube, and the second header is also provided on the other side of the furnace tube via the first header and the first smoke tube. It is supported from the furnace tube near the end. Therefore, according to the above characteristic configuration, in the cylindrical pressure vessel containing water, the combustion gas is introduced into the furnace tube disposed below the water surface, and the combustion gas is circulated inside the furnace tube. Thus, water outside the furnace tube can be heated to generate water vapor. In addition, since combustion gas flows inside the furnace tube and water flows outside the furnace tube, the inside of the furnace tube is not clogged due to the generation of scale caused by water. Similarly, since the combustion gas is circulated in the first and second smoke pipes, the inside of the first and second smoke pipes is not clogged by the generation of scale caused by water.

また、第1ヘッダーは、耐圧容器における軸方向の他方側の内壁と軸方向に間隔を隔てて配設されており、これによって、第1ヘッダーと耐圧容器の内壁との間に水が存在することとなるため、この水によって第1ヘッダーを冷却することになり、第1ヘッダーから耐圧容器の内壁への熱伝達を抑制することができ、耐圧容器の内壁の温度上昇を防止することができる。また、第1ヘッダーと耐圧容器の内壁との間に存在する水にて第1ヘッダーを冷却することで、結果的に水が加熱されており、効率よく水蒸気を発生させることができる。
ここで、第1ヘッダーには、高温の燃焼ガスが導入されるため熱膨張が発生する。これにより、第1ヘッダーと耐圧容器の内壁が接続されている場合は熱応力が発生することが考えられる。それに対して、本特徴構成のように、第1ヘッダーが耐圧容器の内壁と間隔を隔てて非接触状態で配設して、上述の第1ヘッダーの熱膨張を許容する構造として、第1ヘッダーと耐圧容器の内壁の間に発生する熱応力の発生をなくし、第1ヘッダー、第1ヘッダーと第1煙管との接合部、及び耐圧容器の内壁における歪み、亀裂、破損等の発生を防止することができる。
In addition, the first header is disposed at an axial distance from the inner wall on the other side in the axial direction of the pressure vessel, so that water exists between the first header and the inner wall of the pressure vessel. Therefore, the first header is cooled by this water, heat transfer from the first header to the inner wall of the pressure vessel can be suppressed, and temperature rise of the inner wall of the pressure vessel can be prevented. . Moreover, by cooling the 1st header with the water which exists between the 1st header and the inner wall of a pressure-resistant container, water is heated as a result, and water vapor | steam can be generated efficiently.
Here, since a high-temperature combustion gas is introduced into the first header, thermal expansion occurs. Thereby, when the 1st header and the inner wall of a pressure vessel are connected, it is possible that a thermal stress generate | occur | produces. On the other hand, as in this feature configuration, the first header is disposed in a non-contact state with a space from the inner wall of the pressure vessel, and the first header is configured to allow thermal expansion of the first header. Generation of thermal stress generated between the inner wall of the pressure vessel and the first header, the joint between the first header and the first smoke pipe, and the occurrence of distortion, cracks, breakage, etc. in the inner wall of the pressure vessel are prevented. be able to.

さらに、炉筒には、高温の燃焼ガスが導入されるために熱膨張が発生する。同様に、第2ヘッダーにおいても燃焼ガスの導入により熱膨張が発生するが、炉筒の下流に位置する第2ヘッダーには比較的低温となった燃焼ガスが導入されるため、それらの熱膨張率は異なるものとなり、炉筒と第2ヘッダーが接続されている場合は熱応力が発生することが考えられる。それに対して、本特徴構成のように、第2ヘッダーは、炉筒を摺動自在に貫通させて設けられていることで、第2ヘッダーおよび炉筒の温度変化に基づく熱膨張を許容して、第2ヘッダーと炉筒との間における熱応力の発生をなくし、第2ヘッダー、第2ヘッダーと各煙管との接合部、及び炉筒における歪み、亀裂、破損等の発生を防止することができる。   Furthermore, since a high-temperature combustion gas is introduced into the furnace tube, thermal expansion occurs. Similarly, thermal expansion occurs in the second header due to the introduction of the combustion gas. However, since the combustion gas having a relatively low temperature is introduced into the second header located downstream of the furnace tube, the thermal expansion thereof is performed. The rates are different, and it is considered that thermal stress is generated when the furnace tube and the second header are connected. On the other hand, as in this feature configuration, the second header is provided by slidably penetrating the furnace tube, thereby allowing thermal expansion based on temperature changes of the second header and the furnace tube. The generation of thermal stress between the second header and the furnace tube can be eliminated, and the occurrence of distortion, cracks, breakage, etc. in the second header, the joint between the second header and each smoke tube, and the furnace tube can be prevented. it can.

また、前記第1煙管が前記第2煙管よりも上方に配置されているため、耐圧容器内の燃焼ガスの流通路の構成を、炉筒を通過した燃焼ガスが第1ヘッダーを経由して第2煙管の上方に位置する第1煙管に導かれ、その後に第2ヘッダーを経て第1煙管の下方に位置する第2煙管に導かれる構成とすることができる。これにより、耐圧容器の内部の第2煙管よりも上方の位置で、炉筒を通過した燃焼ガスを第1煙管に流通させることができる。従って、第1煙管内を流通する炉筒を通過した直後の比較的高温の燃焼ガスによって、耐圧容器の内部の第2煙管よりも上方の位置を効率よく加熱することができる。 Further , since the first smoke pipe is disposed above the second smoke pipe, the structure of the flow path of the combustion gas in the pressure vessel is the same as that of the combustion gas passing through the furnace tube via the first header. It can be set as the structure guide | induced to the 1st smoke pipe located above 2 smoke pipes, and after that to the 2nd smoke pipe located below the 1st smoke pipe through a 2nd header. Thereby, the combustion gas which passed the furnace tube can be distribute | circulated to the 1st smoke pipe in the position above the 2nd smoke pipe inside a pressure vessel. Therefore, the position above the second smoke pipe inside the pressure vessel can be efficiently heated by the relatively high-temperature combustion gas immediately after passing through the furnace tube circulating in the first smoke pipe.

さらに、第2煙管が、第1ヘッダーに対して摺動自在に貫通して設けられている。ここで、第1ヘッダーは、高温の燃焼ガスが導入されると熱膨張が発生する。同様に、第2煙管においても燃焼ガスが導入により熱膨張を発生するが、第1ヘッダーの下流に位置する第2煙管には比較的低温となった燃焼ガスが導入されるため、それらの熱膨張率は異なるものとなり、第1ヘッダーと第2煙管が接続されている場合は熱応力が発生する。それに対して、本特徴構成のように、第2煙管が第1ヘッダーに対して摺動自在に貫通されていることで、第1ヘッダーおよび第2煙管が加熱されることによる熱膨張を許容する構造とされる。これにより、第1ヘッダーと第2煙管との間における熱応力の発生をなくし、少なくとも第1ヘッダーや第2煙管における歪み、亀裂、破損等の発生を防止することができる。 Furthermore , the 2nd smoke pipe is provided so that sliding with respect to the 1st header is possible. Here, the first header undergoes thermal expansion when a high-temperature combustion gas is introduced. Similarly, the combustion gas is also expanded in the second smoke pipe by introduction, but since the combustion gas having a relatively low temperature is introduced into the second smoke pipe located downstream of the first header, the heat of the combustion gas is increased. The expansion coefficients are different, and thermal stress is generated when the first header and the second smoke pipe are connected. On the other hand, since the second smoke pipe is slidably penetrated with respect to the first header as in this characteristic configuration, thermal expansion due to heating of the first header and the second smoke pipe is allowed. Structured. Thereby, generation | occurrence | production of the thermal stress between a 1st header and a 2nd smoke pipe can be eliminated, and generation | occurrence | production of a distortion, a crack, a failure | damage, etc. in a 1st header or a 2nd smoke pipe can be prevented at least.

本発明に係る過熱蒸気発生器の更なる特徴構成は、前記炉筒が単一に構成され、
飽和水蒸気を加熱して過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生部を構成する前記第1煙管が、前記耐圧容器に収容された水の水面上に配置され、
水を加熱して飽和水蒸気を発生させる飽和水蒸気発生部を構成する前記第2煙管が、前記炉筒とともに前記耐圧容器に収容された水の水面下に配置されている点にある。
A further characteristic configuration of the superheated steam generator according to the present invention is that the furnace tube is configured as a single unit,
The first smoke pipe constituting the superheated steam generator for heating the saturated steam to generate superheated steam is disposed on the surface of the water contained in the pressure vessel,
The second smoke pipe constituting the saturated water vapor generating section for heating the water to generate saturated water vapor is located below the surface of the water contained in the pressure vessel together with the furnace tube.

上記特徴構成によれば、第1煙管は、耐圧容器に収容された水の水面上に配置されて、燃焼ガスにて飽和水蒸気を加熱して過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生部として構成されている。これにより、第1煙管によって飽和水蒸気を加熱して過熱蒸気を発生させることができる。ここで、第1煙管には炉筒を通過した直後の比較的高温の燃焼ガスが流通するため、加熱する飽和水蒸気との温度差が大きくなるため、熱伝達を大きくできて小さな伝熱面積でも所定の過熱蒸気を発生させることができる。
そして、第1煙管の下流に位置する第2煙管は、耐圧容器に収容された水の水面下に配置されて、前記燃焼ガスにて水を加熱して水蒸気を発生させる水蒸気発生部として構成されている。これによって、第2煙管によって水を加熱して飽和水蒸気を発生させることができる。第1煙管における飽和水蒸気の加熱によって温度が低下した燃焼ガスが第2煙管に導入されるものの、その温度は水を加熱して飽和水蒸気を発生させるには十分であるため、その燃焼ガスの保有熱を有効に利用して、効率よく飽和水蒸気を発生させることができる。従って、上述のように第1煙管および第2煙管を構成することで、高い熱効率によって過熱蒸気を発生させることができる。
According to the above characteristic configuration, the first smoke pipe is disposed on the surface of the water contained in the pressure vessel, and is configured as a superheated steam generator that generates saturated steam by heating saturated steam with combustion gas. Yes. Thereby, saturated steam can be heated with the 1st smoke pipe, and superheated steam can be generated. Here, since a relatively high-temperature combustion gas immediately after passing through the furnace tube flows through the first smoke tube, the temperature difference from the saturated steam to be heated increases, so that heat transfer can be increased and even in a small heat transfer area. A predetermined superheated steam can be generated.
And the 2nd smoke pipe located downstream of the 1st smoke pipe is arrange | positioned under the surface of the water accommodated in the pressure-resistant container, and is comprised as a water vapor | steam generation part which heats water with the said combustion gas and generate | occur | produces water vapor | steam. ing. Thus, saturated water vapor can be generated by heating the water through the second smoke pipe. Although the combustion gas whose temperature has decreased due to the heating of the saturated steam in the first smoke pipe is introduced into the second smoke pipe, the temperature is sufficient to heat the water and generate saturated steam. Saturated water vapor can be efficiently generated by effectively using heat. Therefore, the superheated steam can be generated with high thermal efficiency by configuring the first and second smoke pipes as described above.

本発明に係る過熱蒸気発生器の更なる特徴構成は、前記耐圧容器の内部において、前記飽和水蒸気発生部と前記過熱蒸気発生部とを区画する区画板を設け、前記区画板で形成された前記過熱蒸気発生部内を流通する飽和水蒸気の流れと前記第1煙管内を流通する燃焼ガスの流れとが対向流を構成する点にある。   According to a further feature of the superheated steam generator according to the present invention, a partition plate for partitioning the saturated steam generation unit and the superheated steam generation unit is provided inside the pressure-resistant container, and the partition plate is formed of the partition plate. The flow of saturated water vapor that circulates in the superheated steam generator and the flow of combustion gas that circulates in the first smoke pipe constitute an opposing flow.

上記特徴構成によれば、過熱蒸気発生部において、飽和水蒸気の流れと第1煙管内の燃焼ガスの流れとが対向流を構成するので、飽和水蒸気を加熱するために熱交換される燃焼ガスと飽和水蒸気との平均的な温度差が大きくなり、より効果的に燃焼ガスによって飽和水蒸気を加熱できる結果、蒸気を高温とすることができる。   According to the above characteristic configuration, in the superheated steam generator, the flow of the saturated steam and the flow of the combustion gas in the first smoke pipe constitute a counter flow, so that the combustion gas exchanged heat to heat the saturated steam The average temperature difference with the saturated steam becomes large and the saturated steam can be heated more effectively by the combustion gas. As a result, the steam can be heated to a high temperature.

本発明に係る過熱蒸気発生器の更なる特徴構成は、前記過熱蒸気発生部において、前記第1煙管に飽和水蒸気の流れを誘導する邪魔板が設けられている点にある。   A further characteristic configuration of the superheated steam generator according to the present invention is that a baffle plate for guiding a flow of saturated steam is provided in the first smoke pipe in the superheated steam generation section.

上記特徴構成によれば、第1煙管を貫通させるとともに飽和水蒸気の流れを誘導する邪魔板が過熱蒸気発生部に設けられている。これにより、燃焼ガスの熱が第1煙管を介して邪魔板に伝わる結果、邪魔板の表面からも飽和水蒸気を加熱することができる。つまり、飽和水蒸気への伝熱面積を拡大して、効果的に飽和水蒸気を加熱することができる。さらに、邪魔板により飽和水蒸気の流れを誘導して、その流れを第1煙管と交差させることができ、第1煙管表面での熱交換が促進されて飽和水蒸気に対してより多くの熱が伝えられる結果、高い熱効率を得ることができる。   According to the above characteristic configuration, the baffle plate that penetrates the first smoke pipe and induces the flow of saturated water vapor is provided in the superheated steam generator. Thereby, as a result of the heat of the combustion gas being transmitted to the baffle plate via the first smoke pipe, the saturated water vapor can also be heated from the surface of the baffle plate. That is, it is possible to effectively heat the saturated steam by expanding the heat transfer area to the saturated steam. Furthermore, the flow of the saturated water vapor can be induced by the baffle plate, and the flow can intersect with the first smoke pipe, and heat exchange on the surface of the first smoke pipe is promoted so that more heat is transferred to the saturated water vapor. As a result, high thermal efficiency can be obtained.

本発明に係る過熱蒸気発生器の更なる特徴構成は、前記過熱蒸気発生部を構成する前記第1煙管の周囲を囲み、飽和水蒸気及び過熱蒸気を通流させる閉空間を形成する閉空間形成部材が備えられ、その閉空間形成部材は、前記耐圧容器の外表面と熱的に遮断されている点にある。 To a still further characterizing feature of the overheated steam generator according to the present invention surrounds the periphery of the first smoke tube constituting the superheated steam generating unit, the closed space to form a closed space to flow through the saturated steam and superheated steam formation A member is provided, and the closed space forming member is thermally insulated from the outer surface of the pressure vessel.

第1煙管にて過熱蒸気発生部を構成する場合には、第1煙管の周囲が高温の過熱蒸気(例えば、350℃)となるので、耐圧容器の外表面に直接通じると外気(例えば、25℃)との温度差が大きくなり、それだけ放熱量が大きくなる。その結果、熱損失が大きくなるとともに、蒸気温度の上昇が困難となる。この対策として、例えば、耐圧容器の保温厚みを増す等により保温性能を向上することが考えられるが、耐圧容器の外形寸法が大きくなり大型化を招くとともに、コストアップにも繋がる。そこで、本特徴構成によれば、耐圧容器の外表面と熱的に遮断されている閉空間形成部材を配設するとともに、その閉空間形成部材によって第1煙管の周囲を囲み、飽和水蒸気及び過熱蒸気を通流させる閉空間を形成している。これにより、閉空間内を通流する過熱蒸気が、耐圧容器の外表面に直接通じることを防止することができる。そして、閉空間と耐圧容器の外表面との間には、例えば、飽和水蒸気(例えば125℃)等、過熱蒸気よりも低温の流体を通流させる空間を存在させることができるので、その低温の流体と外気との温度差を小さくできる。したがって、耐圧容器の大型化及びコストアップを招くことなく、放熱量の増大を防止することができ、熱損失を極力小さくできるとともに、蒸気温度の上昇も好適に行うことができる。しかも、第1煙管の周囲は閉空間形成部材にて覆われているので、例えば、耐圧容器の上壁部等から凝縮水が落下する場合でも、その凝縮水が第1煙管や第1煙管の周囲に落下するのを防止でき、凝縮水の落下により蒸気温度が低下するという問題の発生を的確に防止することができる。   In the case where the superheated steam generation unit is configured by the first smoke pipe, the surroundings of the first smoke pipe become high-temperature superheated steam (for example, 350 ° C.). The temperature difference from the temperature (° C) increases and the amount of heat dissipation increases accordingly. As a result, heat loss is increased and it is difficult to increase the steam temperature. As a countermeasure for this, for example, it is conceivable to improve the heat insulation performance by increasing the heat insulation thickness of the pressure vessel, but the outer dimensions of the pressure vessel are increased, leading to an increase in size and cost. Therefore, according to the present characteristic configuration, the closed space forming member that is thermally insulated from the outer surface of the pressure vessel is disposed, and the periphery of the first smoke pipe is surrounded by the closed space forming member, so that saturated steam and superheat A closed space through which steam flows is formed. Thereby, it is possible to prevent the superheated steam flowing in the closed space from directly passing to the outer surface of the pressure vessel. A space for allowing a fluid having a temperature lower than that of superheated steam, such as saturated steam (for example, 125 ° C.), to exist between the closed space and the outer surface of the pressure vessel can be present. The temperature difference between the fluid and the outside air can be reduced. Therefore, an increase in the amount of heat radiation can be prevented without increasing the size and cost of the pressure vessel, heat loss can be minimized, and the steam temperature can be increased appropriately. And since the circumference | surroundings of the 1st smoke pipe are covered with the closed space formation member, even when condensed water falls from the upper wall part etc. of a pressure vessel, for example, the condensed water is the 1st smoke pipe and the 1st smoke pipe It is possible to prevent falling to the surroundings, and it is possible to accurately prevent the occurrence of a problem that the steam temperature decreases due to the fall of condensed water.

本発明に係る過熱蒸気発生器の更なる特徴構成は、前記耐圧容器に収容する水の水位を、前記飽和水蒸気発生部を構成する前記炉筒と前記第2煙管とに加え、前記過熱蒸気発生部を構成する前記第1煙管の少なくとも一部も水面下に水没させる初期水位とし、前記燃焼ガスにて前記耐圧容器に収容されている水を加熱して飽和水蒸気が発生し始めた場合に、前記耐圧容器に収容する水の水位を、前記初期水位から、前記飽和水蒸気発生部を構成する前記炉筒と前記第2煙管とを水面下に水没させ且つ前記過熱蒸気発生部を構成する前記第1煙管を水面上に露出させる基準水位に低下させ、前記耐圧容器に収容する水の水位をその基準水位に維持する水位制御を行うように構成されている点にある。 To a still further characterizing feature of the overheated steam generator according to the present invention, the water level of water received in the pressure vessel, in addition to said furnace tube and said second smoke tube constituting the saturated steam generator, the superheated steam at least a portion of said first smoke tube constituting the generator also as an initial water level be submerged under water, the case where the saturated water vapor by heating water contained in the pressure vessel in the combustion gas begins to occur the configuration of the water level of water received in the pressure vessel, from the initial level, the said furnace tube and said and said superheated steam generating portion and a second smoke pipes submerged under water that constitutes the saturated steam generation unit the first smoke tube is lowered to a reference level to be exposed on the water surface, there the water level of water contained in the pressure vessel to a point that is configured to perform a level control to maintain the reference level.

この過熱蒸気発生器では、耐圧容器に収容されている水が沸騰して飽和水蒸気を発生し始めるまでに数分程度の時間がかかることから、この間は、過熱蒸気発生部を構成する第1煙管の周囲には飽和水蒸気が通流していない状態となる。よって、いわゆる空焚き状態となってしまい、過熱蒸気発生器の耐久性に悪影響を及ぼす可能性がある。例えば、過熱蒸気発生部を構成する第1煙管内に通流させる燃焼ガスの温度を低下させるために、バーナーの燃焼量を絞る、或いは、バーナーの空気過剰率を上げてバーナーを燃焼させることも考えられるが、過熱蒸気発生部を構成する第1煙管の過熱防止には十分ではなかった。 In this superheated steam generator, since it takes several minutes until the water contained in the pressure vessel boils and begins to generate saturated steam, the first smoke constituting the superheated steam generating unit is required during this period. Saturated water vapor does not flow around the tube . Therefore, it will be in a so-called empty-fired state, which may adversely affect the durability of the superheated steam generator. For example, in order to reduce the temperature of the combustion gas to flow through the first smoke tube constituting the superheated steam generating unit, squeeze the combustion amount of burners, or even to burn the burner to increase the excess air ratio of the burner conceivable, but not enough to prevent overheating of the first smoke tube constituting the superheated steam generating unit.

そこで、本特徴構成によれば、まず、耐圧容器に収容する水の水位を初期水位とし、その後、耐圧容器に収容する水の水位を初期水位から基準水位に低下させ、耐圧容器に収容する水の水位を基準水位に維持する水位制御を行うようにしている。初期水位では、過熱蒸気発生部を構成する第1煙管の少なくとも一部も水面下に水没させるので、過熱蒸気発生部を構成する第1煙管内を通流する燃焼ガスにて耐圧容器に収容されている水が加熱されることになり、空焚き状態となるのを防止して、過熱蒸気発生部を構成する第1煙管の過熱防止を適切に行うことができる。 Therefore, according to this characteristic configuration, first, the water level stored in the pressure vessel is set to the initial water level, and then the water level stored in the pressure vessel is lowered from the initial water level to the reference water level, and the water stored in the pressure vessel is stored. The water level is controlled to maintain the water level at the reference water level. In the initial level, so also it is submerged under water at least a portion of the first smoke tube constituting the superheated steam generating unit, housed in a pressure vessel in the combustion gas flowing through the first smoke tube constituting the superheated steam generating unit It has been that the water is to be heated, to prevent the the boil-dry state, it is possible to properly carry out the overheating prevention of the first smoke tube constituting the superheated steam generating unit.

ここで、耐圧容器に収容する水を満水状態とし、その満水状態を維持するために耐圧容器に通水しながら燃焼ガスにて水を加熱することで、過熱蒸気発生部を構成する第1煙管の過熱防止を行うことができると考えられる。しかしながら、耐圧容器に通水しながら燃焼ガスにて水を加熱するので、燃焼ガスにて耐圧容器に収容されている水を加熱して飽和水蒸気が発生し始めるまでに時間がかかり、過熱蒸気発生器の運転を開始してから過熱蒸気を発生できるようになるまでの時間が長くなる。しかも、耐圧容器に通水しながら燃焼ガスにて水を加熱する場合には、過熱蒸気を取り出す過熱蒸気取出口等から熱水が噴き出す可能性があり、例えば、過熱蒸気を食品加熱等の用途に用いると、その食品等の被加熱物を損なうことになる。それに対して、本特徴構成によれば、耐圧容器に収容する水の水位を初期水位とするだけで、耐圧容器への通水を行うことなく、燃焼ガスにて耐圧容器に収容されている水を加熱することができるので、過熱蒸気発生器の運転を開始してから過熱蒸気を発生できるようになるまでの時間を短くできるとともに、過熱蒸気を取り出す過熱蒸気取出口等から熱水が噴き出すことも防止できる。 Here, the first smoke constituting the superheated steam generator is formed by heating the water with the combustion gas while making the water stored in the pressure vessel full, and passing the water through the pressure vessel to maintain the full water state. It is thought that the tube can be prevented from overheating. However, since water is heated with the combustion gas while passing through the pressure vessel, it takes time until the water contained in the pressure vessel is heated with the combustion gas and saturated steam begins to be generated. The time until the superheated steam can be generated after the start of operation of the vessel becomes longer. Moreover, when water is heated with combustion gas while passing through the pressure vessel, hot water may be ejected from the superheated steam outlet that takes out the superheated steam. If used for this, the food to be heated will be damaged. On the other hand, according to the present characteristic configuration, the water contained in the pressure vessel with the combustion gas can be obtained only by setting the water level contained in the pressure vessel to the initial water level without passing water through the pressure vessel. Because it can be heated, the time from the start of operation of the superheated steam generator until it becomes possible to generate superheated steam can be shortened, and hot water can be ejected from the superheated steam outlet that takes out superheated steam. Can also be prevented.

このようにして、燃焼ガスにて耐圧容器に収容されている水を加熱して飽和水蒸気が発生し始めた場合に、耐圧容器に収容する水の水位を初期水位から基準水位に低下させ、その基準水位に維持することで、飽和水蒸気発生部にて水を加熱して飽和水蒸気を発生させ、過熱蒸気発生部にて飽和水蒸気を加熱して過熱蒸気を発生させることができる。   In this way, when the water stored in the pressure vessel is heated with combustion gas and saturated steam begins to be generated, the water level stored in the pressure vessel is lowered from the initial water level to the reference water level, By maintaining the reference water level, water can be generated by heating water in the saturated water vapor generating section, and superheated steam can be generated by heating the saturated water vapor in the superheated steam generating section.

本発明に係る過熱蒸気発生器の更なる特徴構成は、前記水位制御において、前記耐圧容器に収容する水の水位を前記初期水位から前記基準水位に低下させる場合に、前記燃焼ガスにて前記耐圧容器に収容されている水を加熱して飽和水蒸気の発生により、及び、その前記耐圧容器に収容されている水を排水させる排水手段の作動のいずれか一方又は両者の併用にて、前記初期水位から前記基準水位への水位低下を行う点にある。   In the superheated steam generator according to the present invention, in the water level control, when the water level stored in the pressure vessel is lowered from the initial water level to the reference water level, the combustion gas causes the pressure resistance. The initial water level is generated by heating the water contained in the container to generate saturated water vapor and / or the operation of the drainage means for draining the water contained in the pressure vessel. To lower the water level to the reference water level.

本特徴構成によれば、燃焼ガスにて耐圧容器に収容されている水を加熱して飽和水蒸気を発生させることにより、耐圧容器に収容する水の水位を低下させることができる。したがって、新たな構成を加えることなく、その飽和水蒸気の発生により初期水位から前記基準水位への水位低下を行うことができる。また、耐圧容器に収容されている水を排水させる排水手段を備える場合には、飽和水蒸気の発生に加えて、その排水手段を作動させることで、初期水位から基準水位への水位低下をいち早く行うことができる。したがって、過熱蒸気発生器の運転を開始してから過熱蒸気を発生できるようになるまでの時間を極力短くすることができる。   According to this characteristic configuration, the water level stored in the pressure vessel can be lowered by heating the water contained in the pressure vessel with combustion gas to generate saturated water vapor. Therefore, the water level can be lowered from the initial water level to the reference water level by the generation of the saturated water vapor without adding a new configuration. In addition, when a drainage means for draining the water stored in the pressure vessel is provided, in addition to the generation of saturated water vapor, the drainage means is operated to quickly lower the water level from the initial water level to the reference water level. be able to. Therefore, the time from when the operation of the superheated steam generator is started until the superheated steam can be generated can be shortened as much as possible.

本発明に係る過熱蒸気発生器の更なる特徴構成は、前記閉空間形成部材には、前記閉空間に飽和水蒸気を導入する飽和水蒸気導入口よりも小さく、且つ、前記閉空間とそれ以外の前記耐圧容器の内部空間との間で水の通流を許容する孔部が形成されている点にある。   A further characteristic configuration of the superheated steam generator according to the present invention is such that the closed space forming member is smaller than a saturated water vapor inlet for introducing saturated water vapor into the closed space, and the closed space and the other than the above. A hole is formed to allow water to flow between the internal space of the pressure vessel.

本特徴構成によれば、閉空間形成部材に孔部を形成するので、例えば、水滴等が閉空間に流入しても、その孔部を通して閉空間からそれ以外の耐圧容器の内部空間に排出することができる。しかも、上述の特徴構成で述べた如く、耐圧容器に収容する水の水位を初期水位とする場合や、耐圧容器に収容する水の水位を初期水位から基準水位に低下させる場合に、閉空間形成部材に形成された孔部を通して、閉空間とそれ以外の耐圧容器の内部空間との間で水を通流させることで、その孔部を活用して水位の調整を適切に行うことができる。   According to this characteristic configuration, since the hole is formed in the closed space forming member, for example, even if water droplets or the like flow into the closed space, the water is discharged from the closed space to the other internal space of the pressure vessel through the hole. be able to. Moreover, as described in the above characteristic configuration, when the water level stored in the pressure vessel is the initial water level, or when the water level stored in the pressure vessel is lowered from the initial water level to the reference water level, a closed space is formed. By allowing water to flow between the closed space and the other internal space of the pressure vessel through the hole formed in the member, the water level can be adjusted appropriately using the hole.

第1実施形態に係る過熱蒸気発生器の縦断面図Longitudinal sectional view of the superheated steam generator according to the first embodiment 図1の過熱蒸気発生器のII−II矢視図II-II arrow view of the superheated steam generator of FIG. 第1実施形態に係る過熱蒸気発生部の外周壁側邪魔板(a)および区画板側邪魔板(b)The outer peripheral wall side baffle plate (a) and the partition plate side baffle plate (b) of the superheated steam generator according to the first embodiment 第2実施形態に係る過熱蒸気発生器の横断面図Cross-sectional view of the superheated steam generator according to the second embodiment 参考例に係る過熱蒸気発生器の縦断面図Vertical section of superheated steam generator according to the reference example 図5の過熱蒸気発生器のVI−VI矢視図VI-VI arrow view of the superheated steam generator of FIG. 実施形態に係る過熱蒸気発生器の縦断面図Longitudinal sectional view of the superheated steam generator according to the third embodiment 実施形態に係る過熱蒸気発生器の縦断面図Longitudinal sectional view of the superheated steam generator according to the third embodiment 図8の過熱蒸気発生器のIX−IX矢視図IX-IX arrow view of the superheated steam generator of FIG.

〔第1実施形態〕
以下、本発明に係る過熱蒸気発生器の実施形態を、図面に基づいて説明する。図1は過熱蒸気発生器Dの側面からの縦断面図であり、図2は過熱蒸気発生器Dの横断面図(図1の過熱蒸気発生器のII−II矢視図)である。図1に示すように、過熱蒸気発生器Dは内部に水Wが収容される横置きの円筒状の耐圧容器1と、耐圧容器1内に配設され、燃焼ガスGを流通させる燃焼ガス流路2と、燃焼ガス流路2に供給する燃焼ガスGを発生するバーナーBとで構成されている。
[First Embodiment]
Hereinafter, an embodiment of a superheated steam generator according to the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a vertical cross-sectional view from the side of the superheated steam generator D, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the superheated steam generator D (II-II arrow view of the superheated steam generator in FIG. 1). As shown in FIG. 1, the superheated steam generator D includes a horizontal cylindrical pressure-resistant container 1 in which water W is accommodated, and a combustion gas flow that is disposed in the pressure-resistant container 1 and distributes the combustion gas G. It is comprised by the path 2 and the burner B which generate | occur | produces the combustion gas G supplied to the combustion gas flow path 2.

燃焼ガス流路2は、炉筒2cと第1ヘッダー2fと第1煙管2dと第2ヘッダー2gと第2煙管2eとを接続して構成されている。図1にて実線矢印にて示すように、炉筒2cは、燃焼ガスGを耐圧容器1の軸方向(図1中左右方向)の一方側(図1中右側、以下「導入口側」と呼ぶ)から耐圧容器1の内部に導入して軸方向の他方側(図1中左側、以下「排出口側」と呼ぶ)に向けて流通させている。第1ヘッダー2fは、炉筒2cを通過した燃焼ガスGをその流動方向を折り返して第1煙管2dに案内流通させている。第1煙管2dは、炉筒2cを通過した燃焼ガスGを排出口側から導入口側に向けて流通させている。第2ヘッダー2gは、第1煙管2dを通過した燃焼ガスGをその流動方向を折り返して第2煙管2eに案内流通させている。第2煙管2eは、第1煙管2dを通過した燃焼ガスGを導入口側から排出口側に向けて流動させている。耐圧容器1の軸方向で排出口側の外部には、排気ヘッダー3が設けられており、第2煙管2eを通過した燃焼ガスGが排気ヘッダー3に供給されて耐圧容器1の外部に排出されている。
このように、燃焼ガス流路2は、耐圧容器1の軸方向で導入口側と排出口側との間で燃焼ガスGを3回流動させる3パス構造に構成されている。
The combustion gas flow path 2 is configured by connecting a furnace tube 2c, a first header 2f, a first smoke pipe 2d, a second header 2g, and a second smoke pipe 2e. As indicated by solid line arrows in FIG. 1, the furnace tube 2 c is configured such that the combustion gas G is supplied to one side of the pressure vessel 1 in the axial direction (left-right direction in FIG. 1) (right side in FIG. The pressure vessel 1 is introduced into the pressure vessel 1 and is distributed toward the other side in the axial direction (left side in FIG. 1, hereinafter referred to as “discharge port side”). The first header 2f guides and distributes the combustion gas G that has passed through the furnace tube 2c to the first smoke pipe 2d with its flow direction turned back. The 1st smoke pipe 2d distribute | circulates the combustion gas G which passed the furnace cylinder 2c toward the inlet side from the discharge port side. The second header 2g guides and distributes the combustion gas G that has passed through the first smoke pipe 2d to the second smoke pipe 2e with its flow direction turned back. The second smoke pipe 2e causes the combustion gas G that has passed through the first smoke pipe 2d to flow from the inlet side toward the outlet side. An exhaust header 3 is provided outside the discharge port side in the axial direction of the pressure vessel 1, and the combustion gas G that has passed through the second smoke pipe 2e is supplied to the exhaust header 3 and discharged to the outside of the pressure vessel 1. ing.
As described above, the combustion gas flow path 2 is configured in a three-pass structure in which the combustion gas G flows three times between the inlet side and the outlet side in the axial direction of the pressure-resistant vessel 1.

耐圧容器1の内部空間を上方側空間と下方側空間とに区画する区画板4が備えられている。その下方側空間が、水Wを加熱して飽和水蒸気Vを発生させる飽和水蒸気発生部VFとして構成され、その上方側空間が飽和水蒸気Vを加熱して過熱蒸気Sを発生させる過熱蒸気発生部SFとして構成されている。区画板4は、上方側空間と下方側空間とを密閉状態で区画するものではなく、耐圧容器1の軸方向の導入口側に下方側空間と上方側空間とを連通する部位Cを備えている。下方側空間である飽和水蒸気発生部VFにて発生した飽和水蒸気Vは、その連通する部位Cを通して上方側空間である過熱蒸気発生部SFに供給自在となっている。   A partition plate 4 that partitions the internal space of the pressure vessel 1 into an upper space and a lower space is provided. The lower space is configured as a saturated steam generator VF that heats the water W to generate saturated steam V, and the upper space that heats the saturated steam V to generate superheated steam S in the upper space. It is configured as. The partition plate 4 does not partition the upper space and the lower space in a sealed state, but includes a portion C that communicates the lower space and the upper space on the inlet side in the axial direction of the pressure vessel 1. Yes. The saturated steam V generated in the saturated steam generating section VF that is the lower space can be supplied to the superheated steam generating section SF that is the upper space through the communicating portion C.

飽和水蒸気発生部VFには、基準水位Tの水位まで水Wが貯留され、その基準水位Tよりも下方側に炉筒2cと第2煙管2eとが配設されており、炉筒2cと第2煙管2eの周囲が、水W及び飽和水蒸気Vが通流自在な流路となっている。図2に示すように、炉筒2cは、1つ設けられ、その1つの炉筒2cの周囲を囲むように、複数の第2煙管2eが炉筒2cの周方向に間隔を隔てて設けられている。
過熱蒸気発生部SFには、複数の第1煙管2dが間隔を隔てて設けられており、複数の第1煙管2dの周囲が、飽和水蒸気V及び過熱蒸気Sが通流自在な流路となっている。
このように、区画板4は、耐圧容器1の内部を飽和水蒸気発生部VFと過熱蒸気発生部SFとに区画すると共に、水滴が過熱蒸気発生部SFに侵入するのを防止している。
In the saturated water vapor generation part VF, water W is stored up to the reference water level T, and a furnace tube 2c and a second smoke pipe 2e are disposed below the reference water level T. The periphery of the two smoke pipes 2e is a flow path through which water W and saturated water vapor V can freely flow. As shown in FIG. 2, one furnace tube 2c is provided, and a plurality of second smoke tubes 2e are provided at intervals in the circumferential direction of the furnace tube 2c so as to surround the periphery of the one furnace tube 2c. ing.
In the superheated steam generator SF, a plurality of first smoke pipes 2d are provided at intervals, and the periphery of the plurality of first smoke pipes 2d is a flow path through which the saturated steam V and the superheated steam S can flow. ing.
As described above, the partition plate 4 partitions the inside of the pressure-resistant vessel 1 into the saturated steam generation unit VF and the superheated steam generation unit SF, and prevents water droplets from entering the superheated steam generation unit SF.

耐圧容器1は、図1に示すように、横置きの円筒状の形状とされ、円筒状の外周壁1aと、その円筒状の外周壁1aの両側面を塞ぐ一対の向かい合う外側壁1b、1cとで構成されている。そして、外周壁1a上方には、耐圧容器1内で発生した過熱蒸気Sを取り出すための過熱蒸気取出口13を備えられ、その他、飽和水蒸気Vを取り出すための飽和水蒸気取出口14、圧力計(図示せず)が取り付けられる圧力計取付口15、温度計(図示せず)が取り付けられる温度計取付口16が設けられている。一方、図2に示すように、外周壁1aの下方には、耐圧容器1内で飽和水蒸気Vを発生させるための水Wを供給する水供給口11および耐圧容器1内の水位を検知、表示する水位計(図示せず)が接続される水位計接続口12が備えられる。水位計は耐圧容器1内において過熱蒸気取出口13との間付近に設けられ、基準水位Tの検出を可能に構成される。また、過熱蒸気取出口13および飽和水蒸気取出口14には図示しない開閉弁が取り付けられている。
また、一対の外側壁1b、1cは、バーナーBでの燃焼により発生させた燃焼ガスGを燃焼ガス流路2に導入する燃焼ガス導入口2aが設けられた導入口側外側壁1bと、燃焼ガス流路2から燃焼ガスGを排出する燃焼ガス排出口2bが設けられた排出口側外側壁1cとで構成される。そして、耐圧容器1は、耐圧容器保持部10の上に搭載されている。その他、耐圧容器1には図示しない過圧逃がし弁および燃焼ガスGを発生させるバーナーBの取付機構などが設けられている。
As shown in FIG. 1, the pressure vessel 1 has a horizontal cylindrical shape, a cylindrical outer peripheral wall 1a, and a pair of opposed outer walls 1b, 1c that block both side surfaces of the cylindrical outer peripheral wall 1a. It consists of and. In addition, a superheated steam outlet 13 for taking out the superheated steam S generated in the pressure vessel 1 is provided above the outer peripheral wall 1a. In addition, a saturated steam outlet 14 for taking out the saturated steam V, a pressure gauge ( A pressure gauge attachment port 15 to which a thermometer (not shown) is attached and a thermometer attachment port 16 to which a thermometer (not shown) is attached are provided. On the other hand, as shown in FIG. 2, below the outer peripheral wall 1a, the water supply port 11 for supplying water W for generating saturated water vapor V in the pressure vessel 1 and the water level in the pressure vessel 1 are detected and displayed. A water level gauge connection port 12 to which a water level gauge (not shown) is connected is provided. The water level gauge is provided in the pressure vessel 1 near the superheated steam outlet 13 so that the reference water level T can be detected. In addition, on-off valves (not shown) are attached to the superheated steam outlet 13 and the saturated steam outlet 14.
The pair of outer walls 1b and 1c are provided with an inlet-side outer wall 1b provided with a combustion gas inlet 2a for introducing the combustion gas G generated by the combustion in the burner B into the combustion gas flow path 2, and the combustion. It is comprised by the discharge port side outer side wall 1c provided with the combustion gas discharge port 2b which discharges | emits the combustion gas G from the gas flow path 2. As shown in FIG. The pressure vessel 1 is mounted on the pressure vessel holder 10. In addition, the pressure vessel 1 is provided with an overpressure relief valve (not shown), a burner B attachment mechanism for generating combustion gas G, and the like.

耐圧容器1の導入口側外側壁1bにはバーナーBが設けられており、バーナーBの燃焼により燃焼ガスGが発生し、その燃焼ガスGを燃焼ガス流路2に導入させるように構成されている。なお、バーナーBは着火装置により自動で着火が可能であり、着火後は火力調整装置により火力調整が可能なように構成されている。   A burner B is provided on the inlet side outer side wall 1 b of the pressure vessel 1, and combustion gas G is generated by combustion of the burner B, and the combustion gas G is introduced into the combustion gas flow path 2. Yes. The burner B can be automatically ignited by an ignition device, and can be adjusted by a thermal power adjusting device after ignition.

また、図1に示すように耐圧容器1の内部に設けられた燃焼ガス流路2は、炉筒2c、第1ヘッダー2f、第1煙管2d、第2ヘッダー2gおよび第2煙管2eの順に連通状態で接続されて構成されている。炉筒2cは、耐圧容器1の軸方向の導入口側に位置する導入口側外側壁1bに連結支持されるとともに、その連結支持部において燃焼ガスGの導入口である燃焼ガス導入口2aを形成する。また、第2煙管2eは、耐圧容器1の軸方向の排出口側にある排出口側外側壁1cに連結支持されるとともに、その連結支持において第2煙管2eからの燃焼ガスGの排出口である燃焼ガス排出口2bを形成する。これにより、耐圧容器1の導入口側外側壁1bに設けられた燃焼ガス導入口2aから導入された燃焼ガスGは燃焼ガス流路2内を通流して燃焼ガス排出口2bに導かれて排出される。
また、第1ヘッダー2fは、炉筒2cの排出口側の端部近傍で炉筒2cから支持され、第2ヘッダー2gは、炉筒2cの導入口側の端部近傍で第2煙管2eによって支持されている。そして、第1ヘッダー2fと第2ヘッダー2gの間に第1煙管2dが連結支持されて燃焼ガス流路2が構成されている。
Further, as shown in FIG. 1, the combustion gas flow path 2 provided in the pressure vessel 1 communicates in the order of the furnace tube 2c, the first header 2f, the first smoke pipe 2d, the second header 2g, and the second smoke pipe 2e. Connected and configured in a state. The furnace tube 2c is connected to and supported by an inlet-side outer wall 1b located on the axial inlet side of the pressure vessel 1, and a combustion gas inlet 2a, which is an inlet for the combustion gas G, is connected to the furnace tube 2c. Form. The second smoke pipe 2e is connected to and supported by the discharge-side-side outer wall 1c on the discharge port side in the axial direction of the pressure-resistant vessel 1, and is connected to the discharge port of the combustion gas G from the second smoke pipe 2e. A certain combustion gas discharge port 2b is formed. As a result, the combustion gas G introduced from the combustion gas introduction port 2a provided in the inlet side outer wall 1b of the pressure vessel 1 flows through the combustion gas passage 2 and is led to the combustion gas discharge port 2b to be discharged. Is done.
The first header 2f is supported from the furnace tube 2c in the vicinity of the end portion on the discharge port side of the furnace tube 2c, and the second header 2g is formed by the second smoke pipe 2e in the vicinity of the end portion on the introduction port side of the furnace tube 2c. It is supported. And the 1st smoke pipe 2d is connected and supported between the 1st header 2f and the 2nd header 2g, and the combustion gas flow path 2 is comprised.

炉筒2cは、単一の円管で構成され、耐圧容器1の軸方向に沿って炉筒2cの中心軸を設けつつ、耐圧容器1の中心軸から下方に炉筒2cの中心軸が位置するように配設されている。炉筒2cは、耐圧容器1の導入口側の端部において、導入口側外側壁1bに連結支持されるとともに、燃焼ガス導入口2aを形成する。また、炉筒2cは、導入口側に設けられた第2ヘッダー2gを摺動自在に貫通しつつ排出口側へ延びて、第1ヘッダー2fに接続されている。これにより、燃焼ガス導入口2aから導入された燃焼ガスGは、耐圧容器1の導入口側から排出口側に向けて流通し、燃焼ガス導入口2aから導入された燃焼ガスGを、第1ヘッダー2fまで流通させることができる。   The furnace tube 2c is configured by a single circular tube, and the central axis of the furnace tube 2c is located below the central axis of the pressure vessel 1 while providing the central axis of the furnace tube 2c along the axial direction of the pressure vessel 1. It is arranged to do. The furnace tube 2 c is connected to and supported by the inlet side outer wall 1 b at the end of the pressure vessel 1 on the inlet side, and forms a combustion gas inlet 2 a. Further, the furnace tube 2c extends to the discharge port side while slidably passing through the second header 2g provided on the introduction port side, and is connected to the first header 2f. Thereby, the combustion gas G introduced from the combustion gas introduction port 2a circulates from the introduction port side of the pressure-resistant vessel 1 toward the discharge port side, and the combustion gas G introduced from the combustion gas introduction port 2a is changed to the first. The header 2f can be distributed.

第1ヘッダー2fは、耐圧容器1内部の排出口側に設けられ、耐圧容器1の外周壁1aの内面に沿う円筒状外周部である第1ヘッダー外周部2faと、その第1ヘッダー外周部2faの一方端である導入口側外側壁1b側の端部に設けられた第1ヘッダー導入口側面2fbと、他方端である排出口側外側壁1c側の端部に設けられた第1ヘッダー排出口側面2fcとで中空円柱状に形成されている。
そして、第1ヘッダー導入口側面2fbの下方部位には炉筒2cが連通状態で接続されている。一方で、第1ヘッダー導入口側面2fbの上方部位には、耐圧容器1の外周壁1aの内面に沿った6本の第1煙管2dが連通状態で接続されている。このように、第1ヘッダー2fは、炉筒2cから流入した燃焼ガスGを、6本の第1煙管2dに分岐して導入させる案内流通が可能となるように構成される。
The first header 2f is provided on the discharge port side inside the pressure vessel 1 and has a first header outer portion 2fa that is a cylindrical outer portion along the inner surface of the outer peripheral wall 1a of the pressure vessel 1, and the first header outer portion 2fa. The first header discharge side surface 2fb provided at the end on the inlet side outer wall 1b side which is one end of the first header and the first header discharge provided on the end portion on the discharge port side outer wall 1c side which is the other end. It is formed in a hollow cylindrical shape with the outlet side surface 2fc.
A furnace tube 2c is connected to a lower portion of the first header inlet side surface 2fb in a communicating state. On the other hand, six first smoke pipes 2d along the inner surface of the outer peripheral wall 1a of the pressure vessel 1 are connected to the upper portion of the first header inlet side surface 2fb in a communicating state. Thus, the 1st header 2f is comprised so that the guidance distribution which branches and introduces the combustion gas G which flowed in from the furnace cylinder 2c to the six 1st smoke pipes 2d is possible.

また、第1ヘッダー2fの第1ヘッダー排出口側面2fcは、耐圧容器1の排出口側外側壁1cの内壁との間に、耐圧容器1の軸方向に間隔を隔てて非接触状態で配設されている。このように、第1ヘッダー排出口側面2fcと排出口側外側壁1cとの間に間隙を設け、その間隙に存在する水Wによって第1ヘッダー排出口側面2fcを冷却することで、第1ヘッダー排出口側面2fcから排出口側外側壁1cへの熱伝達を抑制することができ、排出口側外側壁1cの温度上昇を抑制することができる。そして、結果的に耐圧容器1内の水Wが加熱されることになり、より効果的に飽和水蒸気Vを発生させることができる。また、第1ヘッダー2fと排出口側外側壁1cとの間における熱応力の発生をなくして、排出口側外側壁1cや第1ヘッダー2fに歪み、亀裂、破損等が発生することを防止できる。
さらに、第1ヘッダー2fには、炉筒2cの接続部の周囲に12本の第2煙管2eが摺動自在に貫通される12個の第2煙管用貫通孔2fdが設けられる。これにより、第1ヘッダー2fを貫通する第2煙管2eにおいて発生する熱膨張を許容する構成として、第1ヘッダー2fと第2煙管2eとの間における熱応力の発生をなくして、第1ヘッダー2fや第2煙管2eにおいて歪み、亀裂、破損等が発生することを防止できる。
Further, the first header discharge port side surface 2fc of the first header 2f is disposed in a non-contact state with an interval in the axial direction of the pressure resistant container 1 between the inner wall of the discharge port side outer side wall 1c of the pressure resistant container 1. Has been. As described above, the gap is provided between the first header discharge port side surface 2fc and the discharge port side outer wall 1c, and the first header discharge port side surface 2fc is cooled by the water W existing in the gap. Heat transfer from the discharge port side surface 2fc to the discharge port side outer wall 1c can be suppressed, and the temperature rise of the discharge port side outer wall 1c can be suppressed. As a result, the water W in the pressure vessel 1 is heated, and the saturated water vapor V can be generated more effectively. Further, it is possible to eliminate the occurrence of thermal stress between the first header 2f and the discharge port side outer wall 1c, and to prevent the discharge port side outer wall 1c and the first header 2f from being distorted, cracked, broken or the like. .
Further, the first header 2f is provided with twelve second smoke tube through holes 2fd through which twelve second smoke tubes 2e are slidably penetrated around the connection portion of the furnace tube 2c. Thus, as a configuration that allows thermal expansion that occurs in the second smoke pipe 2e that passes through the first header 2f, generation of thermal stress between the first header 2f and the second smoke pipe 2e is eliminated, and the first header 2f In addition, it is possible to prevent distortion, cracks, breakage, and the like from occurring in the second smoke pipe 2e.

図2に示すように、炉筒2cの上方において、耐圧容器1の外周壁1aの上方内面に沿って6本の第1煙管2dが設けられている。そして、図1に戻って、これらの6本の第1煙管2dによって、第1煙管2dが第1ヘッダー導入口側面2fbと第2ヘッダー排出口側面2gcとが連通状態で接続される。これにより、第1ヘッダー2fから第1煙管2dに導入された燃焼ガスGは、耐圧容器1の排出口側から導入口側に向けて流通し、第2ヘッダー2gに流入する。   As shown in FIG. 2, six first smoke tubes 2d are provided along the upper inner surface of the outer peripheral wall 1a of the pressure vessel 1 above the furnace tube 2c. Returning to FIG. 1, these six first smoke pipes 2d connect the first smoke pipe 2d to the first header inlet side surface 2fb and the second header outlet side surface 2gc in communication. Thereby, the combustion gas G introduced into the first smoke pipe 2d from the first header 2f circulates from the discharge port side to the introduction port side of the pressure-resistant vessel 1, and flows into the second header 2g.

第2ヘッダー2gは、耐圧容器1の内部の導入口側に設けられ、耐圧容器1の外周壁1aの内面に沿う円筒状外周部である第2ヘッダー外周部2gaと、その第2ヘッダー外周部2gaの一方端である導入口側外側壁1b側の端部に設けられた第2ヘッダー導入口側面2gbと、他方端である排出口側外側壁1c側の端部に設けられた第2ヘッダー排出口側面2gcとで中空円柱状に形成されている。そして、第2ヘッダー排出口側面2gcの上方部位には6本の第1煙管2dが連通状態で接続されている。一方で、第2ヘッダー排出口側面2gcの下方部位には、炉筒2cの外周壁に沿うように設けられた12本の第2煙管2eが連通状態で接続されている。このように、第2ヘッダー2gは、6本の第1煙管2dから流入する燃焼ガスGを合流して、再び12本の第2煙管2eに分岐して流出させる案内流通が可能となるように構成される。   The 2nd header 2g is provided in the inlet side inside the pressure vessel 1, and the 2nd header outer periphery 2ga which is a cylindrical outer peripheral part along the inner surface of the outer peripheral wall 1a of the pressure vessel 1, and the 2nd header outer periphery 2ga, the second header introduction side surface 2gb provided at the end on the introduction port side outer wall 1b side, which is one end of 2ga, and the second header provided on the end portion on the discharge port side outer wall 1c side, which is the other end. It is formed in a hollow cylindrical shape with the discharge port side surface 2gc. The six first smoke pipes 2d are connected in communication with the upper portion of the second header discharge port side surface 2gc. On the other hand, twelve second smoke pipes 2e provided along the outer peripheral wall of the furnace tube 2c are connected to the lower portion of the second header discharge port side surface 2gc in a communicating state. As described above, the second header 2g allows the guide circulation in which the combustion gas G flowing in from the six first smoke pipes 2d is merged and branched again to the twelve second smoke pipes 2e. Composed.

また、第2ヘッダー2gの下方部位には、炉筒2cが摺動自在に貫通する炉筒用貫通孔2gdが設けられる。これによって、第2ヘッダー2gを貫通する炉筒2cの温度変化に基づく膨張・収縮を許容して、第2ヘッダー2gと炉筒2cとの間おける熱応力の発生をなくして、第2ヘッダー2gや炉筒2cにおいて歪み、亀裂、破損等が発生することを防止できる。   A furnace tube through hole 2gd through which the furnace tube 2c slidably passes is provided at a lower portion of the second header 2g. As a result, expansion and contraction based on the temperature change of the furnace tube 2c penetrating the second header 2g is allowed, generation of thermal stress between the second header 2g and the furnace tube 2c is eliminated, and the second header 2g In addition, it is possible to prevent distortion, cracks, breakage, and the like from occurring in the furnace tube 2c.

さらに、第2ヘッダー導入口側面2gbは、耐圧容器1の導入口側外側壁1bの内壁との間に、耐圧容器1の軸方向に間隔を隔てて配設されている。これにより、第1ヘッダー2fを貫通する第2煙管2eにおいて発生する熱膨張を許容する構成として、第2ヘッダー2gと導入口側外側壁1bとの間に発生する熱応力の発生をなくして、第2ヘッダー2gや導入口側外側壁1bにおいて歪み、亀裂、破損等が発生することを防止できる。   Furthermore, the second header inlet side surface 2gb is disposed between the inner wall of the inlet side outer wall 1b of the pressure vessel 1 with an interval in the axial direction of the pressure vessel 1. Thereby, as a configuration that allows thermal expansion that occurs in the second smoke pipe 2e that penetrates the first header 2f, generation of thermal stress that occurs between the second header 2g and the inlet-side outer wall 1b is eliminated, It is possible to prevent the second header 2g and the inlet-side outer wall 1b from being distorted, cracked, broken or the like.

図2に示すように、第2煙管2eが、炉筒2cの外周面に沿って等間隔に12本の円筒管が設けられる。これによって、第2ヘッダー2gと耐圧容器1の排出口側外側壁1cに形成された燃焼ガス排出口2bとが連通状態で接続されている。
第2煙管2eの耐圧容器1の導入口側の端部は、第2ヘッダー排出口側面2gcの上方部位に連通状態で接続されている。第2ヘッダー排出口側面2gcから耐圧容器1の排出口側へ延び、第1ヘッダー2fの第2煙管用貫通孔2fdを貫通して、耐圧容器1の排出口側外側壁1cに接続されて燃焼ガス排出口2bが形成されている。これにより、第2ヘッダー2gから第2煙管2eに導入された燃焼ガスGは、耐圧容器1の導入口側から排出口側に向けて、燃焼ガス排出口2bにまで流通する。
As shown in FIG. 2, the second smoke pipe 2e is provided with 12 cylindrical pipes at equal intervals along the outer peripheral surface of the furnace tube 2c. Thereby, the 2nd header 2g and the combustion gas discharge port 2b formed in the discharge port side outer side wall 1c of the pressure-resistant container 1 are connected in the communication state.
An end of the second smoke pipe 2e on the inlet side of the pressure vessel 1 is connected in communication with an upper portion of the second header outlet side surface 2gc. Combusting from the second header discharge port side surface 2gc to the discharge port side of the pressure vessel 1 and passing through the second smoke pipe through hole 2fd of the first header 2f and connected to the discharge port side outer wall 1c of the pressure vessel 1 A gas discharge port 2b is formed. Thereby, the combustion gas G introduced into the second smoke pipe 2e from the second header 2g flows from the inlet side of the pressure-resistant vessel 1 toward the outlet side to the combustion gas outlet 2b.

12本の第2煙管2eのそれぞれの燃焼ガス排出口2bから排出された燃焼ガスGは、耐圧容器1の排出口側外側壁1cの外面に設けられた排気ヘッダー3により合流し、排気ヘッダー3の上部に設置される排気口3aから排気される。   Combustion gases G discharged from the respective combustion gas discharge ports 2b of the 12 second smoke pipes 2e are merged by the exhaust header 3 provided on the outer surface of the discharge port side outer wall 1c of the pressure resistant vessel 1, and the exhaust header 3 It exhausts from the exhaust port 3a installed in the upper part.

図1および図2に示すように、第1煙管2dは、耐圧容器1に収容された水Wの水面上に配置されて、燃焼ガスGにて飽和水蒸気Vを加熱して過熱蒸気Sを発生させる過熱蒸気発生部SFを構成し、炉筒2cおよび第2煙管2eが、耐圧容器1に収容された水Wの水面下に配置されて、燃焼ガスGにて水Wを加熱して飽和水蒸気Vを発生させる飽和水蒸気発生部VFを構成する。
また、飽和水蒸気Vの発生によって水Wが消費されて耐圧容器1内の水位が下降するが、その水位が水位計(図示せず)により検知されており、水位が基準水位Tより低下すると、加圧ポンプ(図示せず)で加圧された水Wが耐圧容器1内に外周壁1aの下方に設けられた水供給口11から供給されるように構成されている。なお、供給される水Wは軟水器(図示せず)により軟水化処理がされていてもよい。これによって、耐圧容器1内にスケール成分が析出するのを防止することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the first smoke pipe 2 d is disposed on the surface of the water W contained in the pressure-resistant container 1, and generates the superheated steam S by heating the saturated steam V with the combustion gas G. The superheated steam generation unit SF is configured, and the furnace tube 2c and the second smoke pipe 2e are disposed below the surface of the water W accommodated in the pressure resistant vessel 1, and the water W is heated with the combustion gas G to be saturated steam. A saturated water vapor generation unit VF that generates V is configured.
In addition, water W is consumed due to the generation of saturated water vapor V, and the water level in the pressure-resistant vessel 1 is lowered. However, when the water level is detected by a water level gauge (not shown) and the water level falls below the reference water level T, The water W pressurized by a pressure pump (not shown) is configured to be supplied into the pressure vessel 1 from a water supply port 11 provided below the outer peripheral wall 1a. The supplied water W may be subjected to water softening treatment by a water softener (not shown). Thereby, it is possible to prevent the scale component from being deposited in the pressure vessel 1.

上述の如く、区画板4は、耐圧容器1の内部を飽和水蒸気発生部VFと過熱蒸気発生部SFとを区画するものであり、耐圧容器1の軸方向で排出口側の端部が排出口側外側壁1cに連結支持されており、導入口側の端部が第2ヘッダー排出口側面2gcに連結支持されている。そして、過熱蒸気発生部SFでは、第1煙管2d内の燃焼ガスGにて飽和水蒸気Vを加熱することで過熱蒸気Sを発生させており、図1中実線矢印にて示すように、第1煙管2d内の燃焼ガスGの流れ方向が耐圧容器1の軸方向で排出口側から導入口側となっており、図1中点線矢印にて示すように、飽和水蒸気Vの通流方向が耐圧容器1の軸方向で導入口側から排出口側となっている。これによって、過熱蒸気発生部SFにおいて飽和水蒸気Vの流れと第1煙管2d内の燃焼ガスGの流れとを対向流として熱交換を行うことで過熱蒸気Sを発生させることを可能にしている。   As described above, the partition plate 4 divides the inside of the pressure resistant vessel 1 into the saturated steam generating portion VF and the superheated steam generating portion SF, and the end on the discharge port side in the axial direction of the pressure resistant vessel 1 is the discharge port. It is connected and supported by the side outer wall 1c, and the end portion on the introduction port side is connected and supported by the second header discharge port side surface 2gc. In the superheated steam generator SF, the superheated steam S is generated by heating the saturated steam V with the combustion gas G in the first smoke pipe 2d. As shown by the solid line arrow in FIG. The flow direction of the combustion gas G in the smoke pipe 2d is from the discharge port side to the introduction port side in the axial direction of the pressure resistant vessel 1, and the flow direction of the saturated steam V is the pressure resistance as shown by the dotted arrow in FIG. From the inlet side to the outlet side in the axial direction of the container 1. Thereby, it is possible to generate the superheated steam S by performing heat exchange in the superheated steam generation unit SF with the flow of the saturated steam V and the flow of the combustion gas G in the first smoke pipe 2d as an opposing flow.

また、過熱蒸気発生部SFにおいて、第1煙管2dを貫通させるとともに飽和水蒸気Vの流れに対して略直角に装備される邪魔板5が設けられている。邪魔板5は耐圧容器1の外周壁1aの内側と接合されることで区画板4側に飽和水蒸気Vの流通路V2を有する外周壁側邪魔板5a(図3(a))と、区画板4と接合されることで耐圧容器1の外周壁1a側に流通路V3を有する区画板側邪魔板5b(図3(b))とで構成される。そして、外周壁側邪魔板5aと区画板側邪魔板5bが第1煙管2dの軸方向に沿って交互に設けられている。
また、外周壁側邪魔板5aは第1煙管2dと耐圧容器1の外周壁1aの内側に固定して設けられているが、邪魔板5の厚みは非常に薄く構成され、また、スポット溶接などにより部分的に接続されている。従って、第1煙管2dの熱膨張によって、第1煙管2dとの間において熱応力を発生させるものとはならない。
Further, in the superheated steam generation section SF, a baffle plate 5 is provided that penetrates through the first smoke pipe 2d and is installed substantially at right angles to the flow of the saturated steam V. The baffle plate 5 is joined to the inner side of the outer peripheral wall 1a of the pressure-resistant container 1, so that the outer peripheral wall side baffle plate 5a (FIG. 3A) having a flow path V2 of saturated water vapor V on the partition plate 4 side, and the partition plate 4, the partition plate side baffle plate 5 b (FIG. 3B) having the flow path V 3 on the outer peripheral wall 1 a side of the pressure vessel 1 is joined. And the outer peripheral wall side baffle plate 5a and the partition plate side baffle plate 5b are alternately provided along the axial direction of the 1st smoke pipe 2d.
In addition, the outer peripheral wall side baffle plate 5a is fixedly provided on the inner side of the first smoke pipe 2d and the outer peripheral wall 1a of the pressure vessel 1, but the baffle plate 5 is configured to be very thin, and spot welding, etc. Are partially connected. Therefore, the thermal expansion of the first smoke pipe 2d does not generate a thermal stress with the first smoke pipe 2d.

次に、バーナーBの燃焼により発生した燃焼ガスGが燃焼ガス導入口2aにおいて導入されて、排気口3aから排気されるまでの燃焼ガスGの温度変化について説明する。バーナーBの燃焼により発生した高温の燃焼ガスG(例えば1800℃)は、まず燃焼ガス導入口2aから炉筒2cに導入されて、炉筒2cの外周壁を介して耐圧容器1内の水Wと熱交換を行なう。その後、第1ヘッダー2fを経て6本の第1煙管2dに比較的高温(例えば、1000℃)で分流されて導入され、第1煙管2dの外周壁を介して飽和水蒸気Vと熱交換して過熱蒸気S(例えば、350℃)が生成される。その後、燃焼ガスGは第2ヘッダー2gに導入されて合流し、第2ヘッダー2gから流出の際に、再度分流されて水Wの水面下に設けられた12本の第2煙管2eに比較的低温(例えば、760℃)で導入される。そして、第2煙管2eの外周壁を介して水Wと熱交換した後に低温の燃焼ガスG(例えば、220℃)が12箇所の燃焼ガス排出口2bより排出され、排気ヘッダー3において合流して排気口3aより排出される。   Next, the temperature change of the combustion gas G from when the combustion gas G generated by the combustion of the burner B is introduced at the combustion gas introduction port 2a until it is exhausted from the exhaust port 3a will be described. A high-temperature combustion gas G (for example, 1800 ° C.) generated by the combustion of the burner B is first introduced into the furnace tube 2c from the combustion gas inlet 2a, and the water W in the pressure vessel 1 is passed through the outer peripheral wall of the furnace tube 2c. And heat exchange. After that, it is split and introduced into the six first smoke pipes 2d through the first header 2f at a relatively high temperature (for example, 1000 ° C.), and exchanges heat with the saturated steam V through the outer peripheral wall of the first smoke pipe 2d. Superheated steam S (for example, 350 ° C.) is generated. Thereafter, the combustion gas G is introduced into the second header 2g and merges. When the combustion gas G flows out from the second header 2g, the combustion gas G is divided again into the 12 second smoke pipes 2e provided below the surface of the water W. It is introduced at a low temperature (eg 760 ° C.). And after exchanging heat with water W through the outer peripheral wall of the 2nd smoke pipe 2e, low-temperature combustion gas G (for example, 220 degreeC) is discharged | emitted from the 12 combustion gas discharge ports 2b, and merges in the exhaust header 3. It is discharged from the exhaust port 3a.

また、水Wが水供給口11から耐圧容器1内に供給されて、過熱蒸気取出口13から過熱蒸気Sが取り出されるまでの流れについて説明する。まず、水Wは軟水化処理された後、図示しない加圧ポンプで加圧されて耐圧容器1の下部に設けられた水供給口11から基準水位Tとなるように耐圧容器1内に充填される。そして、炉筒2cと第2煙管2eによって加熱されて蒸発して飽和水蒸気Vとなって耐圧容器1の上部に上昇し、水滴が分離された後に、飽和水蒸気導入口V1から過熱蒸気発生部SFに導入される。そして、過熱蒸気発生部SFにおいて、過熱蒸気発生部SFの内部を流れる飽和水蒸気Vと第1煙管2d内の燃焼ガスGとの流れを対向流とした状態での熱交換が行なわれ、飽和水蒸気Vが加熱され、過熱蒸気Sとなって過熱蒸気取出口13から取り出される。   The flow from when the water W is supplied into the pressure resistant container 1 through the water supply port 11 until the superheated steam S is taken out from the superheated steam outlet 13 will be described. First, the water W is softened and then pressurized by a pressure pump (not shown) and filled in the pressure vessel 1 so as to reach the reference water level T from the water supply port 11 provided at the lower portion of the pressure vessel 1. The Then, it is heated and evaporated by the furnace tube 2c and the second smoke pipe 2e to become the saturated steam V, rises to the upper part of the pressure vessel 1, and after the water droplets are separated, the superheated steam generator SF from the saturated steam inlet V1. To be introduced. Then, in the superheated steam generation unit SF, heat exchange is performed in a state where the flow of the saturated steam V flowing inside the superheated steam generation unit SF and the combustion gas G in the first smoke pipe 2d is a counter flow, and the saturated steam V is heated to become superheated steam S and is taken out from the superheated steam outlet 13.

過熱蒸気発生部SFでは、第2煙管2eの軸方向に対して略直角方向に配設された複数枚の邪魔板5が第1煙管2dに貫通させて設けられている。複数の邪魔板5を第1煙管2dの外周壁に取り付けることで、過熱蒸気発生部SFを流れる飽和水蒸気Vへの伝熱面積を拡大できるだけでなく、飽和水蒸気Vの流れを誘導する際にその流れに乱流を発生させつつ第1煙管2dと交差させることにより、飽和水蒸気Vと燃焼ガスGとの熱交換が促進されて、効果的に飽和水蒸気Vを加熱することができる。さらに、過熱蒸気発生部SFを流れる飽和水蒸気Vの流れと第1煙管2d内の燃焼ガスGの流れとを対向流とすることで、熱交換される燃焼ガスGの温度と飽和水蒸気Vの温度との平均的な温度差が大きくなる。これによって熱伝達率が向上する結果、より高い熱効率を得ることができる。ちなみに本実施形態における過熱蒸気発生器Dにおいては、高位発熱量(HHV)基準で約80%の熱効率を得ることができる。   In the superheated steam generation part SF, a plurality of baffle plates 5 arranged substantially perpendicular to the axial direction of the second smoke pipe 2e are provided so as to penetrate the first smoke pipe 2d. By attaching a plurality of baffle plates 5 to the outer peripheral wall of the first smoke pipe 2d, not only can the heat transfer area to the saturated steam V flowing through the superheated steam generator SF be expanded, but also when the flow of the saturated steam V is induced By crossing the first smoke pipe 2d while generating a turbulent flow, heat exchange between the saturated steam V and the combustion gas G is promoted, and the saturated steam V can be effectively heated. Furthermore, by making the flow of the saturated steam V flowing through the superheated steam generation section SF and the flow of the combustion gas G in the first smoke pipe 2d counterflow, the temperature of the combustion gas G to be heat exchanged and the temperature of the saturated steam V And the average temperature difference becomes larger. As a result, the heat transfer rate is improved, and as a result, higher thermal efficiency can be obtained. Incidentally, in the superheated steam generator D in the present embodiment, a thermal efficiency of about 80% can be obtained on the basis of the higher heating value (HHV).

〔第2実施形態〕
図4は本発明の第2実施形態に係る過熱蒸気発生器Dの横断面図である。本第2実施形態における第1実施形態との相違点は、炉筒2cの上方における2本の第2煙管2eを移動させた点である。その他の構成については、第1実施形態と略同様である。第1実施形態では、炉筒2cの外周壁の周囲に等間隔に12本の第2煙管2eを設けているところ、本第2実施形態では、図4に示すように、炉筒2cの外周上部を除く外周に沿って等間隔に10本の第2煙管2eが配設され、断面視で炉筒2cの外周上部を除く外周に沿って設けられた第2煙管2eの最も上方に位置する左右2本の第2煙管2eの配設位置を変更している。つまり、この左右2本の第2煙管2eの配設位置を、他の10本の第2煙管2eうち一番上方側に位置するものと上下方向の高さが同じになるようにしている。これにより、12本全ての第2煙管2eを基準水位Tよりも下方側に適切に配置することができる。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a cross-sectional view of the superheated steam generator D according to the second embodiment of the present invention. The difference of the second embodiment from the first embodiment is that the two second smoke pipes 2e above the furnace tube 2c are moved. Other configurations are substantially the same as those in the first embodiment. In the first embodiment, twelve second smoke pipes 2e are provided at equal intervals around the outer peripheral wall of the furnace tube 2c. In the second embodiment, as shown in FIG. 4, the outer periphery of the furnace tube 2c is provided. Ten second smoke pipes 2e are arranged at equal intervals along the outer periphery excluding the upper part, and are located on the uppermost side of the second smoke pipe 2e provided along the outer periphery excluding the outer peripheral upper part of the furnace tube 2c in a sectional view. The arrangement positions of the two left and right second smoke pipes 2e are changed. That is, the arrangement positions of the two left and right second smoke pipes 2e are set to be the same in height in the vertical direction as the uppermost one of the other ten second smoke pipes 2e. Thereby, all the 12 second smoke pipes 2e can be appropriately arranged below the reference water level T.

これによって、特に過熱蒸気発生器Dを小型化した場合などにおいて、基準水位Tを下降させることが必要となったときに、第2煙管2eの数を減らすことなく高い熱効率を維持したまま、基準水位Tを下降させることができる。   As a result, particularly when the superheated steam generator D is downsized, it is necessary to lower the reference water level T, while maintaining high thermal efficiency without reducing the number of second smoke pipes 2e. The water level T can be lowered.

参考例
図5は、参考例における過熱蒸気発生器Dの縦断面図である。図6は、参考例における過熱蒸気発生器Dの横断面図(図5の過熱蒸気発生器DのVI−VI矢視図)である。本参考例における第1実施形態との相違点は、燃焼ガス流路2の第1煙管2dおよび第2煙管2eが耐圧容器1内の基準水位Tとの関係において配設されている位置が異なる点である。つまり、第1実施形態では、第1煙管2dは耐圧容器1内の基準水位Tより上方に配置され、第2煙管2eは基準水位Tより下方に配置されて構成されているが、本参考例では、第1煙管2dは基準水位Tより下方に配置され、第2煙管2eは基準水位Tより上方に配置されて構成されている。
[ Reference example ]
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the superheated steam generator D in the reference example . FIG. 6 is a cross-sectional view of the superheated steam generator D in the reference example (a view taken along arrows VI-VI of the superheated steam generator D of FIG. 5). The difference from the first embodiment in the present reference example is that the positions where the first smoke pipe 2d and the second smoke pipe 2e of the combustion gas flow path 2 are arranged in relation to the reference water level T in the pressure resistant vessel 1 are different. Is a point. That is, in 1st Embodiment, although the 1st smoke pipe 2d is arrange | positioned above the reference | standard water level T in the pressure-resistant container 1, and the 2nd smoke pipe 2e is arrange | positioned below the reference | standard water level T, this reference example is comprised. The first smoke pipe 2d is arranged below the reference water level T, and the second smoke pipe 2e is arranged above the reference water level T.

従って、本参考例においては、基準水位Tより下方に配置される第1煙管2dおよび炉筒2cが飽和水蒸気発生部VFを構成し、基準水位Tより上方に配置される第2煙管2eが過熱蒸気発生部SFを構成する。
飽和水蒸気発生部VFには、基準水位Tの水位まで水Wが貯留され、その基準水位Tよりも下方側に炉筒2cと第1煙管2dとが配設されており、炉筒2cと第1煙管2dの周囲が、水W及び飽和水蒸気Vが通流自在な流路となっている。図6に示すように、炉筒2cは、1つ設けられ、その1つの炉筒2cの周囲を囲むように、複数の第1煙管2dが炉筒2cの周方向に間隔を隔てて設けられている。
飽和水蒸気発生部VFには、複数の第2煙管2eが間隔を隔てて設けられており、複数の第2煙管2eの周囲が、飽和水蒸気V及び過熱蒸気Sが通流自在な流路となっている。これにより、耐圧容器1内の水Wは、飽和水蒸気発生部VFにおいて、炉筒2cと第1煙管2dによって加熱されて蒸発して飽和水蒸気Vとなって耐圧容器1の上部に上昇し、水滴が分離された後に、飽和水蒸気導入口V1から過熱蒸気発生部SFに導入される。そして、過熱蒸気発生部SFにおいて、飽和水蒸気Vと第2煙管2e内の燃焼ガスGとの流れを対向流とした状態での熱交換が行なわれ、飽和水蒸気Vが加熱され、過熱蒸気Sとなって過熱蒸気取出口13から取り出される。
Therefore, in the present reference example , the first smoke pipe 2d and the furnace tube 2c arranged below the reference water level T constitute the saturated water vapor generating part VF, and the second smoke pipe 2e arranged above the reference water level T is overheated. The steam generation unit SF is configured.
In the saturated water vapor generation part VF, water W is stored up to the reference water level T, and a furnace tube 2c and a first smoke pipe 2d are disposed below the reference water level T. A passage around which the water W and the saturated water vapor V can freely flow is formed around the 1 smoke pipe 2d. As shown in FIG. 6, one furnace tube 2c is provided, and a plurality of first smoke tubes 2d are provided at intervals in the circumferential direction of the furnace tube 2c so as to surround the periphery of the one furnace tube 2c. ing.
The saturated steam generation section VF is provided with a plurality of second smoke pipes 2e at intervals, and the periphery of the plurality of second smoke pipes 2e is a flow path through which the saturated steam V and the superheated steam S can flow. ing. As a result, the water W in the pressure vessel 1 is heated by the furnace tube 2c and the first smoke pipe 2d in the saturated water vapor generation unit VF to evaporate to become the saturated water vapor V and rises to the upper portion of the pressure vessel 1, Is separated and then introduced into the superheated steam generator SF from the saturated steam inlet V1. Then, in the superheated steam generation section SF, heat exchange is performed in a state where the flow of the saturated steam V and the combustion gas G in the second smoke pipe 2e is a counter flow, the saturated steam V is heated, and the superheated steam S and And is taken out from the superheated steam outlet 13.

〔第実施形態〕
図7及び図8は、本発明の第実施形態における過熱蒸気発生器Dの縦断面図である。図9は、第実施形態における過熱蒸気発生器Dの横断面図(図8の過熱蒸気発生器DのIX−IX矢視図)である。本第実施形態では、上記第1実施形態において、過熱蒸気発生部SFを構成する第1煙管2dの周囲を囲む閉空間Kを形成する構成を追加するとともに、耐圧容器1内に収容する水の水位を調整する構成を追加している。図7では、耐圧容器1内に収容する水の水位を初期水位T1に調整した場合を示しており、図8では、耐圧容器1内に収容する水の水位を基準水位Tに調整した場合を示している。
[ Third Embodiment]
7 and 8 are longitudinal sectional views of the superheated steam generator D in the third embodiment of the present invention. FIG. 9 is a cross-sectional view of the superheated steam generator D in the third embodiment (an IX-IX arrow view of the superheated steam generator D of FIG. 8). In the third embodiment, in the first embodiment described above, a structure for forming a closed space K surrounding the first smoke pipe 2d constituting the superheated steam generation unit SF is added, and water stored in the pressure resistant vessel 1 is added. Added a configuration to adjust the water level. FIG. 7 shows a case where the water level stored in the pressure vessel 1 is adjusted to the initial water level T1, and FIG. 8 shows a case where the water level stored in the pressure vessel 1 is adjusted to the reference water level T. Show.

図8及び図9に示すように、耐圧容器1内に収容する水の水位を基準水位Tに調整した状態において、第1実施形態と同様に、第1煙管2dは、耐圧容器1に収容された水Wの水面上に配置されて、燃焼ガスGにて飽和水蒸気Vを加熱して過熱蒸気Sを発生させる過熱蒸気発生部SFを構成し、炉筒2cおよび第2煙管2eが、耐圧容器1に収容された水Wの水面下に配置されて、燃焼ガスGにて水Wを加熱して飽和水蒸気Vを発生させる飽和水蒸気発生部VFを構成している。
第1煙管2dの周囲は、高温の過熱蒸気(例えば、350℃)が通流するので、その過熱蒸気が耐圧容器1の外表面に直接通じると、外気との温度差が大きくなり、それだけ放熱量が大きくなる。その結果、熱損失が大きくなり、蒸気温度の上昇が困難となる。そこで、本第実施形態では、耐圧容器1の外表面と熱的に遮断されている閉空間形成部材17によって、第1煙管2dの周囲を囲む閉空間Kを形成し、その閉空間K内に飽和水蒸気V及び過熱蒸気Sを通流させている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the first smoke pipe 2 d is accommodated in the pressure resistant container 1 in the state where the water level accommodated in the pressure resistant container 1 is adjusted to the reference water level T as in the first embodiment. The superheated steam generator SF is disposed on the water surface of the water W and generates the superheated steam S by heating the saturated steam V with the combustion gas G. The furnace tube 2c and the second smoke pipe 2e are composed of a pressure vessel. 1, a saturated water vapor generation unit VF that is disposed under the surface of the water W accommodated in 1 and generates water vapor V by heating the water W with the combustion gas G is configured.
Since high-temperature superheated steam (for example, 350 ° C.) flows around the first smoke pipe 2d, if the superheated steam directly passes to the outer surface of the pressure-resistant vessel 1, the temperature difference from the outside air becomes large and is released accordingly. The amount of heat increases. As a result, heat loss increases and it becomes difficult to increase the steam temperature. Therefore, in the third embodiment, the closed space K that surrounds the first smoke pipe 2d is formed by the closed space forming member 17 that is thermally shielded from the outer surface of the pressure-resistant vessel 1, and the inside of the closed space K is Saturated steam V and superheated steam S are passed through.

本第実施形態では、第1実施形態における区画板4に代えて、過熱蒸気発生部SFを構成する第1煙管2dの周囲を囲み、飽和水蒸気V及び過熱蒸気Sを通流させる閉空間Kを形成する閉空間形成部材17を備えている。閉空間形成部材17は、第1煙管2dの周囲を全周に亘って囲む筒状部材17aと、その筒状部材17aの内部空間において耐圧容器1の軸方向の排出口側を閉塞する第1ヘッダー2fと、その筒状部材17aの内部空間において耐圧容器1の軸方向の導入口側を閉塞する第2ヘッダー2gとから構成されている。筒状部材17aが耐圧容器1の外表面と接触しない非接触状態で配設され、その筒状
部材17aの耐圧容器1の軸方向の両端部を、耐圧容器1の外表面と接触しない非接触状態で配設された第1ヘッダー2f及び第2ヘッダー2gに接続することで、閉空間形成部材17を耐圧容器1の外表面と熱的に遮断している。第1煙管2dは、耐圧容器1の上下方向及び横幅方向に並ぶ形態で複数(例えば、図9に示すように、13本)備えており、筒状部材17aはそれら複数の第1煙管2dの全ての周囲を囲むように設けられている。そして、筒状部材17aの排出口側が第1ヘッダー2fに接続されて閉塞され、筒状部材17aの導入口側が第2ヘッダー2gに接続されて閉塞されている。これにより、筒状部材17aと第1ヘッダー2fと第2ヘッダー2gとから構成される閉空間形成部材17によって、複数の第1煙管2dの全ての周囲を囲む閉空間Kが形成されている。ちなみに、耐圧容器1の軸方向の導入口側には、第1実施形態と同様に、炉筒2cや第2煙管2eが位置する下方側空間と第1煙管2dが位置する上方側空間とを連通する部位Cが備えられている。
In the third embodiment, instead of the partition plate 4 in the first embodiment, a closed space K that surrounds the periphery of the first smoke pipe 2d constituting the superheated steam generator SF and allows the saturated steam V and the superheated steam S to flow therethrough. The closed space forming member 17 is formed. The closed space forming member 17 includes a cylindrical member 17a that surrounds the entire circumference of the first smoke pipe 2d, and a first block that closes the axial discharge port side of the pressure-resistant container 1 in the internal space of the cylindrical member 17a. The header 2f is composed of a second header 2g that closes the axial inlet side of the pressure-resistant container 1 in the internal space of the cylindrical member 17a. The cylindrical member 17a is disposed in a non-contact state where it does not come into contact with the outer surface of the pressure-resistant container 1, and both ends of the cylindrical member 17a in the axial direction of the pressure-resistant container 1 are not in contact with the outer surface of the pressure-resistant container 1. By connecting to the first header 2 f and the second header 2 g disposed in a state, the closed space forming member 17 is thermally insulated from the outer surface of the pressure-resistant container 1. The first smoke pipe 2d is provided with a plurality (for example, 13 as shown in FIG. 9) arranged in the vertical and horizontal directions of the pressure-resistant container 1, and the cylindrical member 17a is provided with the plurality of first smoke pipes 2d. It is provided so as to surround all surroundings. The discharge port side of the cylindrical member 17a is connected to the first header 2f and closed, and the introduction port side of the cylindrical member 17a is connected to the second header 2g and closed. Thereby, the closed space K surrounding the circumference | surroundings of the some 1st smoke pipe 2d is formed of the closed space formation member 17 comprised from the cylindrical member 17a, the 1st header 2f, and the 2nd header 2g. Incidentally, on the inlet side in the axial direction of the pressure vessel 1, similarly to the first embodiment, a lower space where the furnace tube 2 c and the second smoke pipe 2 e are located and an upper space where the first smoke pipe 2 d is located. A communicating part C is provided.

筒状部材17aの上方側には、閉空間Kに飽和水蒸気Vを導入する飽和水蒸気導入口V1が形成されており、飽和水蒸気発生部VFにて発生された飽和水蒸気Vを、この飽和水蒸気導入口V1を通して閉空間K内に供給させるように構成されている。このように、閉空間Kへの飽和水蒸気Vの導入口を筒状部材17aの上方側とすることで、汽水分離の効果が促進されることになる。閉空間Kには、飽和水蒸気Vが通流されており、その飽和水蒸気Vが第1煙管2d内の燃焼ガスGにて加熱されて過熱蒸気Sを発生し、その発生された過熱蒸気Sが閉空間K内を通流している。そして、過熱蒸気取出口13は、閉空間K内に連通接続されており、閉空間K内の過熱蒸気Sが、過熱蒸気取出口13を通して取り出すように構成されている。   A saturated water vapor inlet V1 for introducing saturated water vapor V into the closed space K is formed on the upper side of the cylindrical member 17a, and the saturated water vapor V generated by the saturated water vapor generator VF is introduced into the saturated water vapor. It is configured to be supplied into the closed space K through the mouth V1. Thus, the effect of brackish water separation is accelerated | stimulated by making the inlet of the saturated water vapor | steam V into the closed space K into the upper side of the cylindrical member 17a. Saturated steam V is passed through the closed space K, and the saturated steam V is heated by the combustion gas G in the first smoke pipe 2d to generate superheated steam S, and the generated superheated steam S is It flows through the closed space K. The superheated steam outlet 13 is connected in communication in the closed space K, and the superheated steam S in the closed space K is taken out through the superheated steam outlet 13.

このようにして、閉空間K内を通流する過熱蒸気Sが、耐圧容器1の外表面に直接通じることを防止することができ、閉空間Kと耐圧容器1の外表面との間には、過熱蒸気Sよりも低温の飽和水蒸気V(例えば、135℃)を通流させる空間を存在させることができるので、その低温の飽和水蒸気V流体と外気との温度差を小さくできる(例えば、過熱蒸気と外気との温度差に比べて、100℃程度小さくできる)。したがって、放熱量の増大を防止することができ、熱損失を極力小さくできるとともに、蒸気温度の上昇も好適に行うことができる。しかも、第1煙管2dの周囲は閉空間形成部材17にて覆われているので、例えば、耐圧容器1の上壁部等から凝縮水が落下する場合でも、その凝縮水が第1煙管2dや第1煙管2dの周囲に落下するのを防止でき、凝縮水の落下により蒸気温度が低下するという問題の発生を的確に防止することができる。   In this way, it is possible to prevent the superheated steam S flowing in the closed space K from being directly communicated with the outer surface of the pressure-resistant vessel 1, and between the closed space K and the outer surface of the pressure-resistant vessel 1. In addition, since there can be a space through which the saturated steam V (for example, 135 ° C.) having a temperature lower than that of the superheated steam S, the temperature difference between the low-temperature saturated steam V fluid and the outside air can be reduced (for example, superheated) Compared to the temperature difference between steam and outside air, it can be reduced by about 100 ° C.). Therefore, an increase in the amount of heat radiation can be prevented, heat loss can be minimized, and the steam temperature can be suitably increased. Moreover, since the periphery of the first smoke pipe 2d is covered with the closed space forming member 17, for example, even when the condensed water falls from the upper wall portion or the like of the pressure-resistant container 1, the condensed water remains in the first smoke pipe 2d or It is possible to prevent falling around the first smoke pipe 2d, and it is possible to accurately prevent the occurrence of the problem that the steam temperature decreases due to the fall of the condensed water.

筒状部材17aの下方側には、飽和水蒸気導入口V1よりも小さく、且つ、閉空間Kとそれ以外の耐圧容器1の内部空間との間で水の通流を許容する孔部18が形成されている。この孔部18は、筒状部材17aにおいて、耐圧容器1の軸方向の排出口側の1箇所と耐圧容器1の軸方向の導入口側の1箇所との合計2箇所に形成されている。そして、孔部18は、例えば、飽和水蒸気導入口V1の開口面積の1/10程度となっており、直径2mmの円形状に形成されている。   On the lower side of the cylindrical member 17a, a hole 18 that is smaller than the saturated water vapor inlet V1 and that allows water to flow between the closed space K and the other internal space of the pressure vessel 1 is formed. Has been. The hole 18 is formed in the tubular member 17a at a total of two locations, one location on the discharge port side in the axial direction of the pressure vessel 1 and one location on the introduction port side in the axial direction of the pressure vessel 1. The hole 18 is, for example, about 1/10 of the opening area of the saturated water vapor inlet V1, and is formed in a circular shape having a diameter of 2 mm.

本第実施形態では、耐圧容器1に収容する水Wの水位を調整する水位制御部Hが備えられている。水位制御部Hは、まず、図7に示すように、耐圧容器1に収容する水Wの水位を初期水位T1とし、燃焼ガスGにて耐圧容器1に収容されている水Wを加熱して飽和水蒸気Vが発生し始めた場合に、図7から図8に移行させるべく、耐圧容器1に収容する水Wの水位を、初期水位T1から基準水位Tに低下させ、耐圧容器1に収容する水の水位をその基準水位Tに維持する水位制御を行うように構成されている。 In this 3rd Embodiment, the water level control part H which adjusts the water level of the water W accommodated in the pressure | voltage resistant container 1 is provided. First, as shown in FIG. 7, the water level control unit H sets the water level of the water W stored in the pressure-resistant container 1 to the initial water level T1, and heats the water W stored in the pressure-resistant container 1 with the combustion gas G. When the saturated water vapor V starts to be generated, the water level of the water W stored in the pressure vessel 1 is lowered from the initial water level T1 to the reference water level T and stored in the pressure vessel 1 so as to shift from FIG. 7 to FIG. The water level is controlled to maintain the water level at the reference water level T.

初期水位T1は、図7に示すように、飽和水蒸気発生部VFを構成する炉筒2cと第2煙管2eとに加え、過熱蒸気発生部SFを構成する第1煙管2dの少なくとも一部も水面下に水没させる水位に設定されている。つまり、第1煙管2dの全部を水面下に位置させるように、第1煙管2dよりも上方側の位置に設定されている。
基準水位Tは、図8に示すように、飽和水蒸気発生部VFを構成する炉筒2cと第2煙管2eとを水面下に水没させ且つ過熱蒸気発生部SFを構成する第1煙管2dを水面上に露出させる水位に設定されている。つまり、第1実施形態でも述べた如く、炉筒2cと第2煙管2eとを水面下に位置させ且つ第1煙管2dを水面上に位置させるように、第1煙管2dと第2煙管2eとの間の位置に設定されている。
As shown in FIG. 7, the initial water level T1 includes at least a part of the first smoke pipe 2d constituting the superheated steam generation part SF in addition to the furnace tube 2c and the second smoke pipe 2e constituting the saturated steam generation part VF. The water level is set to be submerged below. That is, it is set at a position above the first smoke pipe 2d so that the entire first smoke pipe 2d is located below the water surface.
As shown in FIG. 8, the reference water level T is such that the furnace tube 2c and the second smoke pipe 2e constituting the saturated steam generation part VF are submerged below the water surface, and the first smoke pipe 2d constituting the superheated steam generation part SF is placed on the water surface. The water level is set to be exposed above. That is, as described in the first embodiment, the first smoke pipe 2d and the second smoke pipe 2e are arranged so that the furnace tube 2c and the second smoke pipe 2e are located below the water surface and the first smoke pipe 2d is located above the water surface. Is set to a position between.

耐圧容器1内には、耐圧容器1に収容する水Wの水位が初期水位T1であることを検出する第1水位センサ19と、耐圧容器1に収容する水Wの水位が基準水位Tであることを検出する第2水位センサ20とが備えられており、この第1及び第2水位センサ19、20の検出情報が水位制御部Hに入力されている。本第実施形態における過熱蒸気発生器Dでは、耐圧容器1に水Wを給水する給水ポンプPが備えられているとともに、耐圧容器1に収容されている水Wを排水させる排水弁21(排水手段に相当する)も備えられている。水位制御部Hは、第1及び第2水位センサ19、20の検出情報に基づいて、給水ポンプPの作動、及び、排水弁21の開閉を制御することで、水位制御を行うように構成されている。 In the pressure vessel 1, the first water level sensor 19 that detects that the water level of the water W stored in the pressure vessel 1 is the initial water level T 1, and the water level of the water W stored in the pressure vessel 1 is the reference water level T. The second water level sensor 20 for detecting this is provided, and detection information of the first and second water level sensors 19 and 20 is input to the water level control unit H. In the superheated steam generator D in the third embodiment, a water supply pump P for supplying water W to the pressure resistant container 1 is provided, and a drain valve 21 (drainage) for draining the water W accommodated in the pressure resistant container 1 is provided. Corresponding to the means). The water level control unit H is configured to perform water level control by controlling the operation of the water supply pump P and the opening and closing of the drain valve 21 based on the detection information of the first and second water level sensors 19 and 20. ing.

水位制御部Hは、給水ポンプPを作動させることで、水供給口11を通して耐圧容器1内に水Wを供給して、耐圧容器1に収容する水Wの水位を上昇自在に構成されている。また、水位制御部Hは、排水弁21を開弁させることで、耐圧容器1内に収容されている水Wを排水して、耐圧容器1に収容する水Wの水位を低下自在に構成されている。そして、耐圧容器1に収容する水Wの水位の低下については、耐圧容器1に収容されている水Wを燃焼ガス流路2内の燃焼ガスGにて加熱して飽和水蒸気Vを発生させることでも、耐圧容器1に収容する水Wの水位を低下させることができる。   The water level control unit H is configured to be able to raise the water level of the water W stored in the pressure vessel 1 by operating the water supply pump P to supply the water W into the pressure vessel 1 through the water supply port 11. . In addition, the water level control unit H is configured to drain the water W stored in the pressure-resistant container 1 by opening the drain valve 21 so that the water level of the water W stored in the pressure-resistant container 1 can be lowered. ing. And about the fall of the water level of the water W accommodated in the pressure | voltage resistant container 1, heating the water W accommodated in the pressure | voltage resistant container 1 with the combustion gas G in the combustion gas flow path 2, and generating saturated water vapor | steam V However, the water level of the water W accommodated in the pressure vessel 1 can be lowered.

上述の如く、筒状部材17aの下方側には、2つの孔部18が形成されていることから、この孔部18により、閉空間Kとそれ以外の耐圧容器1の内部空間との間で水Wの通流が許容されている。これにより、初期水位T1では、図7に示すように、耐圧容器1に収容する水Wの水位の上昇に伴って、孔部18を通して閉空間K内に水Wが通流されて、閉空間Kも水面下に位置する状態となる。逆に、基準水位Tでは、図8に示すように、耐圧容器1に収容する水Wの水位の低下に伴って、孔部18を通して閉空間Kから水Wが排出されて、閉空間Kが水面上に露出する状態となる。   As described above, since the two holes 18 are formed on the lower side of the cylindrical member 17 a, the holes 18 provide a space between the closed space K and the other internal space of the pressure vessel 1. Water W is allowed to flow. As a result, at the initial water level T1, as shown in FIG. 7, as the water level of the water W stored in the pressure vessel 1 rises, the water W flows through the hole 18 into the closed space K. K is also located below the water surface. Conversely, at the reference water level T, as shown in FIG. 8, as the water level of the water W stored in the pressure vessel 1 decreases, the water W is discharged from the closed space K through the hole 18, and the closed space K becomes It will be exposed on the water surface.

本第4実施形態における過熱蒸気発生器Dを運転させるときの動作について説明する。
過熱蒸気発生器Dの運転を開始させる場合に、水位制御部Hは、まず、図7に示すように、第1水位センサ19にて初期水位T1であることを検出するように給水ポンプPを作動させて、耐圧容器1に収容する水Wの水位を初期水位T1に調整する。そして、バーナーBの燃焼を開始して、バーナーBの燃焼により発生した燃焼ガスGを燃焼ガス流路2に通流させる。初期水位T1では、図7に示すように、燃焼ガス流路2における炉筒2c、第1煙管2d、及び、第2煙管2eが水面下に位置しているので、炉筒2c、第1煙管2d、及び、第2煙管2e内を通流する燃焼ガスGが耐圧容器1に収容されている水Wを加熱して飽和水蒸気Vを発生させる。
The operation when operating the superheated steam generator D in the fourth embodiment will be described.
When starting the operation of the superheated steam generator D, the water level control unit H first turns on the water supply pump P so that the first water level sensor 19 detects the initial water level T1, as shown in FIG. Operate to adjust the water level of the water W stored in the pressure vessel 1 to the initial water level T1. Then, the combustion of the burner B is started, and the combustion gas G generated by the combustion of the burner B is passed through the combustion gas flow path 2. At the initial water level T1, as shown in FIG. 7, the furnace tube 2c, the first smoke pipe 2d, and the second smoke pipe 2e in the combustion gas flow path 2 are located below the water surface. 2d and the combustion gas G flowing through the second smoke pipe 2e heats the water W stored in the pressure-resistant vessel 1 to generate saturated water vapor V.

このように、耐圧容器1に収容されている水Wが沸騰して飽和水蒸気Vが発生し始めると、その飽和水蒸気Vの発生により、耐圧容器1に収容する水Wの水位が低下するので、第1水位センサ19にて初期水位T1からの水位低下を検出する。これにより、水位制御部Hは、第1水位センサ19の検出情報から、耐圧容器1に収容する水Wの水位を初期水位T1として耐圧容器1に収容されている水Wを燃焼ガスGにて加熱して飽和水蒸気Vが発生し始めたことを判別できる。水位制御部Hは、飽和水蒸気Vが発生し始めたことを判別した場合に、その飽和水蒸気Vの発生による水位低下に加えて、排水弁21を開弁させて、図7から図8に移行させるべく、耐圧容器1に収容する水Wの水位を初期水位T1から基準水位Tに低下させて、耐圧容器1に収容する水Wの水位を基準水位Tに維持するようにしている。耐圧容器1に収容する水Wの水位が基準水位Tであることについては、第2水位センサ20にて検出することができるので、水位制御部Hは、第2水位センサ20にて基準水位Tを検出するまで、排水弁21を開弁状態に維持しており、第2水位センサ20にて基準水位Tを検出すると、排水弁21を閉弁させている。   As described above, when the water W stored in the pressure vessel 1 boils and the saturated water vapor V starts to be generated, the water level of the water W stored in the pressure vessel 1 is reduced due to the generation of the saturated water vapor V. The first water level sensor 19 detects a drop in water level from the initial water level T1. As a result, the water level control unit H uses the detection information of the first water level sensor 19 as the combustion gas G to convert the water W stored in the pressure vessel 1 with the initial water level T1 as the water level of the water W stored in the pressure vessel 1. It can be determined that the saturated water vapor V has started to be generated by heating. When the water level control unit H determines that the saturated water vapor V has started to be generated, in addition to lowering the water level due to the generation of the saturated water vapor V, the water level control unit H opens the drain valve 21 and shifts from FIG. 7 to FIG. Therefore, the water level of the water W stored in the pressure vessel 1 is lowered from the initial water level T1 to the reference water level T so that the water level of the water W stored in the pressure vessel 1 is maintained at the reference water level T. Since the second water level sensor 20 can detect that the water level of the water W stored in the pressure vessel 1 is the reference water level T, the water level control unit H uses the second water level sensor 20 to detect the reference water level T. The drain valve 21 is kept open until the second water level sensor 20 detects the reference water level T, and the drain valve 21 is closed.

ここで、耐圧容器1に収容する水Wの水位を初期水位T1として飽和水蒸気Vが発生し始めたことの判別については、例えば、耐圧容器1の圧力を検出する圧力センサを備え、その圧力センサにて耐圧容器1の圧力が上昇したことを検出すると、飽和水蒸気Vが発生し始めたと判別することもできる。また、耐圧容器1の温度を検出する温度センサを備え、その温度センサの検出温度が沸点に達したことを検出すると、飽和水蒸気Vが発生し始めたと判別することもできる。
上述の如く、耐圧容器1に収容する水Wの水位を初期水位T1から基準水位Tに低下させるに当たり、飽和水蒸気Vの発生による水位低下と排水弁21を開弁させることによる水位低下とによって、初期水位T1から基準水位Tに水位低下させているが、例えば、飽和水蒸気Vの発生による水位低下のみ又は排水弁21を開弁させることによる水位低下のみによって、初期水位T1から基準水位Tに水位低下させることもできる。
Here, with respect to the determination that the saturated water vapor V has started to be generated with the water level of the water W stored in the pressure vessel 1 as the initial water level T1, for example, a pressure sensor for detecting the pressure of the pressure vessel 1 is provided. When it is detected that the pressure in the pressure vessel 1 has increased, it can be determined that the saturated water vapor V has started to be generated. Further, a temperature sensor for detecting the temperature of the pressure vessel 1 is provided, and when it is detected that the temperature detected by the temperature sensor has reached the boiling point, it can be determined that the saturated water vapor V has started to be generated.
As described above, when the water level of the water W stored in the pressure vessel 1 is lowered from the initial water level T1 to the reference water level T, the water level is lowered by the generation of the saturated water vapor V and the water level is lowered by opening the drain valve 21. The water level is lowered from the initial water level T1 to the reference water level T. For example, the water level is lowered from the initial water level T1 to the reference water level T only by lowering the water level due to the generation of saturated steam V or only by lowering the water level by opening the drain valve 21. It can also be reduced.

耐圧容器1に収容する水Wの水位を初期水位T1から基準水位Tに低下させた場合には、図8に示すように、燃焼ガス流路2における炉筒2c及び第2煙管2eが水面下に位置しているので、炉筒2c及び第2煙管2e内を通流する燃焼ガスGが耐圧容器1に収容されている水Wを加熱して飽和水蒸気Vを発生させるようにしている。この飽和水蒸気Vの発生により耐圧容器1に収容する水Wの水位が低下することから、水位制御部Hは、第2水位センサ20にて基準水位Tを検出するように給水ポンプPを作動させて、耐圧容器1に収容する水Wの水位を基準水位Tに維持するようにしている。発生した飽和水蒸気Vは、耐圧容器1の軸方向の導入口側にて下方側空間と上方側空間とを連通する部位Cを通して下方側空間から上方側空間に通流し、筒状部材17aの上方側に形成された飽和水蒸気導入口V1を通して閉空間K内に通流されている。そして、閉空間K内において、第1煙管2d内を通流する燃焼ガスGが飽和水蒸気Vを加熱して過熱蒸気Sを発生させ、発生した過熱蒸気Sを過熱蒸気取出口13から取り出している。   When the water level of the water W stored in the pressure vessel 1 is lowered from the initial water level T1 to the reference water level T, as shown in FIG. 8, the furnace tube 2c and the second smoke pipe 2e in the combustion gas flow path 2 are below the water surface. Therefore, the combustion gas G flowing through the furnace tube 2c and the second smoke pipe 2e heats the water W stored in the pressure-resistant vessel 1 to generate saturated steam V. Since the water level of the water W stored in the pressure vessel 1 is reduced by the generation of the saturated water vapor V, the water level control unit H operates the water supply pump P so that the second water level sensor 20 detects the reference water level T. Thus, the water level of the water W stored in the pressure vessel 1 is maintained at the reference water level T. The generated saturated water vapor V flows from the lower space to the upper space through the portion C that communicates the lower space and the upper space on the inlet port side in the axial direction of the pressure vessel 1, and above the cylindrical member 17 a. It is circulated in the closed space K through the saturated water vapor inlet V1 formed on the side. In the closed space K, the combustion gas G flowing through the first smoke pipe 2d heats the saturated steam V to generate superheated steam S, and the generated superheated steam S is taken out from the superheated steam outlet 13. .

このようにして、過熱蒸気発生器Dの運転を開始させる場合には、まず、耐圧容器1に収容する水Wの水位を初期水位T1とし、その後、耐圧容器1に収容する水Wの水位を初期水位T1から基準水位Tに低下させ、耐圧容器1に収容する水Wの水位を基準水位Tに維持する水位制御を行うことで、第1煙管2dが空焚き状態となるのを防止して、第1煙管2dの過熱防止を適切に行うことができる。しかも、耐圧容器1に収容する水Wの水位を初期水位T1とするだけで、耐圧容器1への通水を行うことなく、燃焼ガスGにて耐圧容器1に収容されている水Wを加熱することができるので、過熱蒸気発生器Dの運転を開始してから過熱蒸気Sを発生できるようになるまでの時間を短くできるとともに、過熱蒸気Sを取り出す過熱蒸気取出口13等から熱水が噴き出すことも防止できる。   In this way, when the operation of the superheated steam generator D is started, first, the water level of the water W stored in the pressure-resistant vessel 1 is set to the initial water level T1, and then the water level of the water W stored in the pressure-resistant vessel 1 is changed. By performing water level control that lowers the initial water level T1 to the reference water level T and maintains the water level of the water W stored in the pressure-resistant vessel 1 at the reference water level T, the first smoke pipe 2d is prevented from being in an empty state. In addition, it is possible to appropriately prevent overheating of the first smoke pipe 2d. Moreover, the water W stored in the pressure vessel 1 is heated by the combustion gas G without passing water through the pressure vessel 1 only by setting the water level of the water W stored in the pressure vessel 1 to the initial water level T1. Therefore, it is possible to shorten the time from the start of the operation of the superheated steam generator D until the superheated steam S can be generated, and hot water from the superheated steam outlet 13 or the like for taking out the superheated steam S. It can also prevent ejection.

〔別実施形態〕
(A)上記実施形態においては、耐圧容器1の両端部に平板状の導入口側外側壁1bおよび排出口側外側壁1cを取り付けて耐圧容器1を構成したが、これに限らず、耐圧容器1内の圧力が高圧となる場合は半球状(いわゆる鏡板状)に成形された導入口側外側壁1bおよび排出口側外側壁1cを取り付けて耐圧容器1を構成してもよい。
[Another embodiment]
(A) In the above embodiment, the pressure vessel 1 is configured by attaching the flat inlet-side outer wall 1b and the outlet-side outer wall 1c to both ends of the pressure vessel 1, but the pressure vessel is not limited thereto. When the pressure in 1 is high, the pressure vessel 1 may be configured by attaching the inlet side outer wall 1b and the outlet side outer wall 1c formed in a hemispherical shape (so-called end plate shape).

(B)上記実施形態においては、耐圧容器1の導入口側外側壁1bに燃焼ガスGを発生させるためのバーナーBを設ける構造としたが、これに限らず、炉筒2cの内部にバーナーが設置されていてもよい。 (B) In the above embodiment, the burner B for generating the combustion gas G is provided on the inlet side outer side wall 1b of the pressure vessel 1, but this is not restrictive, and the burner is provided inside the furnace tube 2c. It may be installed.

(C)上記実施形態においては、耐圧容器1の外周壁1a、導入口側外側壁1bおよび排出口側外側壁1cは断熱材により断熱処理がなされていないが、これに限らず、耐圧容器1に断熱材が取付けられてもよい。 (C) In the above embodiment, the outer peripheral wall 1a, the inlet side outer wall 1b, and the outlet side outer wall 1c of the pressure vessel 1 are not heat-insulated with a heat insulating material. A heat insulating material may be attached to.

(D)上記実施形態においては、過熱蒸気発生部SFを流れる飽和水蒸気Vの流れと燃焼ガスGの流れとを対向流としたが、これに限らず、過熱蒸気発生部SFにおいて飽和水蒸気Vの流れとの燃焼ガスGの流れを同じ方向とする並行流としてもよい。 (D) In the above-described embodiment, the flow of the saturated steam V flowing through the superheated steam generation unit SF and the flow of the combustion gas G are opposed to each other. It is good also as a parallel flow which makes the flow of the combustion gas G with the flow the same direction.

(E)上記実施形態においては、耐圧容器1の導入口側外側壁1bにはバーナーBが設けられ、バーナーBの燃焼により発生した燃焼ガスGを燃焼ガス導入口2aに導入したが、これに限らず、燃焼ガスGの発生装置を別体で設けて、燃焼ガス導入口2aに燃焼ガスGを導入するように構成されていてもよい。 (E) In the above embodiment, the burner B is provided on the inlet side outer side wall 1b of the pressure vessel 1, and the combustion gas G generated by the combustion of the burner B is introduced into the combustion gas inlet 2a. Not limited to this, the combustion gas G generator may be provided separately, and the combustion gas G may be introduced into the combustion gas inlet 2a.

(F)上記第実施形態では、図1及び図2を用いて説明した第1実施形態と同様に、第1煙管2dにて過熱蒸気発生部SFを構成するとともに、炉筒2c及び第2煙管2eにて飽和水蒸気発生部VFを構成した過熱蒸気発生器Dにおいて、閉空間形成部材17にて閉空間Kを形成するともに、耐圧容器1に収容する水Wの水位を調整する構成を追加した例を示している。これに代えて、図5及び図6を用いて説明した参考例と同様に、第2煙管2eにて過熱蒸気発生部SFを構成するとともに、炉筒2c及び第1煙管2dにて飽和水蒸気発生部VFを構成した過熱蒸気発生器Dにおいて、閉空間形成部材17にて閉空間Kを形成するともに、耐圧容器1に収容する水Wの水位を調整する構成を追加して実施することもできる。 (F) In the third embodiment, as in the first embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2, the superheated steam generator SF is configured by the first smoke pipe 2d, and the furnace tube 2c and the second In the superheated steam generator D, in which the saturated steam generating unit VF is configured by the smoke pipe 2e, a configuration is formed in which the closed space K is formed by the closed space forming member 17 and the water level of the water W stored in the pressure vessel 1 is adjusted. An example is shown. Instead, as in the reference example described with reference to FIGS. 5 and 6, the second smoke pipe 2e constitutes the superheated steam generation section SF, and the furnace tube 2c and the first smoke pipe 2d generate saturated steam. In the superheated steam generator D constituting the portion VF, the closed space forming member 17 forms the closed space K, and the configuration for adjusting the water level of the water W stored in the pressure resistant vessel 1 can be additionally implemented. .

(G)上記第実施形態では、水位制御部Hが、給水ポンプPの作動を制御することで、耐圧容器1に収容する水Wの水位を初期水位T1としているが、例えば、作業者の手動動作によって給水ポンプPを作動させて、耐圧容器1に収容する水Wの水位を初期水位T1とすることもできる。

(G) In the third embodiment, the water level control unit H controls the operation of the water supply pump P so that the water level of the water W stored in the pressure vessel 1 is set to the initial water level T1. The water supply pump P is operated by manual operation, and the water level of the water W stored in the pressure vessel 1 can be set to the initial water level T1.

以上説明したように、配管詰まりが発生せず、燃焼ガスによる加熱により発生する熱応力を抑制できる配管構造で、燃焼ガスの余熱をさらに有効に活用できる過熱蒸気発生器を提供することができる。   As described above, it is possible to provide a superheated steam generator that can effectively utilize the residual heat of the combustion gas with a piping structure that can suppress thermal stress generated by heating with the combustion gas without causing clogging of the piping.

1 耐圧容器
2c 炉筒
2d 第1煙管
2e 第2煙管
2f 第1ヘッダー
2g 第2ヘッダー
4 区画板
5 邪魔板
17 閉空間形成部材
18 孔部
21 排水弁(排水手段)
B バーナー
D 過熱蒸気発生器
G 燃焼ガス
K 閉空間
S 過熱蒸気
SF 過熱蒸気発生部
T 基準水位
T1 初期水位
V 飽和水蒸気
VF 飽和水蒸気発生部
W 水
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pressure-resistant container 2c Furnace cylinder 2d 1st smoke pipe 2e 2nd smoke pipe 2f 1st header 2g 2nd header 4 Partition plate 5 Baffle plate 17 Closed space formation member 18 Hole 21 Drain valve (drainage means)
B Burner D Superheated steam generator G Combustion gas K Closed space S Superheated steam SF Superheated steam generating part T Reference water level T1 Initial water level V Saturated steam VF Saturated steam generating part W Water

Claims (8)

バーナーの燃焼により発生した燃焼ガスにて水を加熱して飽和水蒸気を発生させ、前記水を加熱した後の燃焼ガスにて飽和水蒸気をさらに加熱して過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生器であって、
水を収容する円筒状の耐圧容器には、収容された水の水面下に配置されて燃焼ガスを前記耐圧容器の軸方向の一方側から前記耐圧容器の内部に導入して前記軸方向の他方側に向けて流通させる炉筒と、その炉筒を通過した燃焼ガスを前記軸方向の他方側から一方側に向けて流通させる第1煙管と、その第1煙管を通過した燃焼ガスを前記軸方向の一方側から他方側に向けて流通させる第2煙管と、前記炉筒を通過した燃焼ガスを前記第1煙管に案内流通させる第1ヘッダーと、前記第1煙管を通過した燃焼ガスを前記第2煙管に案内流通させる第2ヘッダーとが備えられ、
前記炉筒は、前記耐圧容器の一方側の内壁に連結支持され、
前記第1ヘッダーは、前記炉筒の他方側の端部近傍で炉筒から支持され、前記耐圧容器における前記軸方向の他方側の内壁と前記軸方向に間隔を隔てて非接触状態で配設され、
前記第2ヘッダーは、前記第1ヘッダーと前記第1煙管とを介して、前記炉筒の他方側の端部近傍で炉筒から支持されて前記炉筒を摺動自在に貫通させて設けられており、
前記耐圧容器において、前記第1煙管が前記第2煙管よりも上方に配置されて、
前記第2煙管が、前記第1ヘッダーに対して摺動自在に貫通して設けられている過熱蒸気発生器。
This is a superheated steam generator that heats water with combustion gas generated by combustion of a burner to generate saturated steam, and further heats saturated steam with the combustion gas after heating the water to generate superheated steam. And
The cylindrical pressure vessel that contains water is disposed below the surface of the contained water, and combustion gas is introduced into the inside of the pressure vessel from one side in the axial direction of the pressure vessel. A furnace tube that circulates toward the side, a first smoke tube that circulates the combustion gas that has passed through the furnace tube from the other side in the axial direction toward the one side, and a combustion gas that has passed through the first smoke tube as the shaft. A second smoke pipe that circulates from one side of the direction toward the other side, a first header that guides and circulates the combustion gas that has passed through the furnace tube to the first smoke pipe, and the combustion gas that has passed through the first smoke pipe. A second header that guides and distributes the second smoke pipe,
The furnace tube is connected and supported to the inner wall on one side of the pressure vessel,
The first header is supported from the furnace tube in the vicinity of the other end portion of the furnace tube, and is disposed in a non-contact state with a space in the axial direction from the inner wall on the other axial side of the pressure vessel. And
The second header is supported from the furnace tube in the vicinity of the other end portion of the furnace tube through the first header and the first smoke pipe, and is slidably passed through the furnace tube. and,
In the pressure vessel, the first smoke pipe is disposed above the second smoke pipe,
The superheated steam generator, wherein the second smoke pipe is slidably penetrated with respect to the first header .
前記炉筒が単一に構成され、
飽和水蒸気を加熱して過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生部を構成する前記第1煙管が、前記耐圧容器に収容された水の水面上に配置され、
水を加熱して飽和水蒸気を発生させる飽和水蒸気発生部を構成する前記第2煙管が、前記炉筒とともに前記耐圧容器に収容された水の水面下に配置されている請求項1に記載の過熱蒸気発生器。
The furnace tube is configured as a single unit,
The first smoke pipe constituting the superheated steam generator for heating the saturated steam to generate superheated steam is disposed on the surface of the water contained in the pressure vessel,
The overheating according to claim 1, wherein the second smoke pipe constituting the saturated water vapor generating section for heating the water to generate saturated water vapor is disposed below the surface of the water contained in the pressure vessel together with the furnace tube. Steam generator.
前記耐圧容器の内部において、前記飽和水蒸気発生部と前記過熱蒸気発生部とを区画する区画板を設け、前記区画板で形成された前記過熱蒸気発生部内を流通する飽和水蒸気の流れと前記第1煙管内を流通する燃焼ガスの流れとが対向流を構成する請求項に記載の過熱蒸気発生器。 A partition plate for partitioning the saturated steam generation unit and the superheated steam generation unit is provided inside the pressure vessel, and the flow of the saturated steam flowing through the superheated steam generation unit formed by the partition plate and the first The superheated steam generator according to claim 2 , wherein the flow of the combustion gas flowing through the smoke pipe constitutes a counter flow. 前記過熱蒸気発生部において、前記第1煙管に飽和水蒸気の流れを誘導する邪魔板が設けられている請求項またはに記載の過熱蒸気発生器。 The superheated steam generator according to claim 2 or 3 , wherein a baffle plate for guiding a flow of saturated steam is provided in the first smoke pipe in the superheated steam generation unit. 前記過熱蒸気発生部を構成する前記第1煙管の周囲を囲み、飽和水蒸気及び過熱蒸気を通流させる閉空間を形成する閉空間形成部材が備えられ、その閉空間形成部材は、前記耐圧容器の外表面と熱的に遮断されている請求項の何れか1項に記載の過熱蒸気発生器。 Surrounds the first smoke tube constituting the superheated steam generating unit, provided with a closed space forming member for forming a closed space to flow through the saturated steam and superheated steam, the closed space forming member, said pressure vessel The superheated steam generator according to any one of claims 2 to 4 , wherein the superheated steam generator is thermally shielded from an outer surface of the steam generator. 前記耐圧容器に収容する水の水位を、前記飽和水蒸気発生部を構成する前記炉筒と前記第2煙管とに加え、前記過熱蒸気発生部を構成する前記第1煙管の少なくとも一部も水面下に水没させる初期水位とし、前記燃焼ガスにて前記耐圧容器に収容されている水を加熱して飽和水蒸気が発生し始めた場合に、前記耐圧容器に収容する水の水位を、前記初期水位から、前記飽和水蒸気発生部を構成する前記炉筒と前記第2煙管を水面下に水没させ且つ前記過熱蒸気発生部を構成する前記第1煙管を水面上に露出させる基準水位に低下させ、前記耐圧容器に収容する水の水位をその基準水位に維持する水位制御を行うように構成されている請求項に記載の過熱蒸気発生器。 The level of the water accommodated in the pressure vessel, in addition to the furnace tube constituting the saturated steam generating portion and the second smoke pipes, also at least a portion of said first smoke tube constituting the superheated steam generating unit When the water stored in the pressure vessel is heated with the combustion gas and saturated water vapor begins to be generated, the water level stored in the pressure vessel is from the water level, lowering the reference level to expose the first smoke tube constituting the reactor tube and the second smoke tube submerged under water and the superheated steam generating unit that constitutes the saturated steam generation unit on the water surface The superheated steam generator according to claim 5 , wherein the superheated steam generator is configured to perform water level control for maintaining the water level of the water stored in the pressure vessel at the reference water level. 前記水位制御において、前記耐圧容器に収容する水の水位を前記初期水位から前記基準水位に低下させる場合に、前記燃焼ガスにて前記耐圧容器に収容されている水を加熱して飽和水蒸気の発生により、及び、前記耐圧容器に収容されている水を排水させる排水手段の作動のいずれか一方又は両者の併用にて前記初期水位から前記基準水位への水位低下を行う請求項に記載の過熱蒸気発生器。 In the water level control, when the water level stored in the pressure vessel is lowered from the initial water level to the reference water level, the water stored in the pressure vessel is heated with the combustion gas to generate saturated water vapor. And overheating according to claim 6 , wherein the water level is lowered from the initial water level to the reference water level by one or both of the operations of the drainage means for draining the water contained in the pressure vessel. Steam generator. 前記閉空間形成部材には、前記閉空間に飽和水蒸気を導入する飽和水蒸気導入口よりも小さく、且つ、前記閉空間とそれ以外の前記耐圧容器の内部空間との間で水の通流を許容する孔部が形成されている請求項の何れか1項に記載の過熱蒸気発生器。 The closed space forming member is smaller than a saturated water vapor inlet for introducing saturated water vapor into the closed space, and allows water to flow between the closed space and the other internal space of the pressure vessel. superheated steam generator as claimed in any one of claims 5-7 hole is formed to be.
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