JP6143985B1

JP6143985B1 - 燃料ガス加熱器及び燃料ガス加熱器の支持構造物並びに燃料ガス加熱器の洗浄方法

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Publication number: JP6143985B1
Application number: JP2017031022A
Authority: JP
Inventors: 太一中村; 克広堀田; 正則田頭; 健治桐原
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2017-02-22
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2017-06-07
Anticipated expiration: 2037-02-22
Also published as: WO2018155015A1; JP2018135812A; US20210285377A1; KR20190103431A; KR102253217B1; DE112018000941T5; US11143107B2

Abstract

【課題】燃料ガス加熱器及び燃料ガス加熱器の支持構造物並びに燃料ガス加熱器の洗浄方法において、メンテナンスコストの減少を図る。【解決手段】中空形状をなす容器１１と、容器１１の一端部に区画されて燃料ガスのガス入口２６を有するガス流入室１２と、容器１１の一端部に区画されて燃料ガスのガス出口２７を有するガス流出室１３と、容器１１に収容されて一端部１４ａがガス流入室１２に連通して他端部１４ｂがガス流出室１３に連通するＵ字形状をなす複数の伝熱管１４と、容器１１の内部にボイラ給水Ｗ１を供給する給水供給口１５と、容器１１の内部のボイラ給水Ｗ２を排出する給水排出口１６と、ガス流入室１２における伝熱管１４の一端部１４ａに対向して設けられるガス流入室メンテナンス開口部１７と、ガス流入室メンテナンス開口部１７を開閉可能なガス流入室用開閉蓋１８と、ガス流出室１３における伝熱管１４の他端部１４ｂに対向して設けられるガス流出室メンテナンス開口部１９と、ガス流出室メンテナンス開口部１９を開閉可能なガス流出室用開閉蓋２０とを設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、ガスタービンに使用される燃料を加熱する燃料ガス加熱器、この燃料ガス加熱器の支持構造物、並びに燃料ガス加熱器の洗浄方法に関するものである。

一般的なガスタービンは、圧縮機と燃焼器とタービンにより構成されている。圧縮機は、空気取入口から取り込まれた空気を圧縮することで高温・高圧の圧縮空気とする。燃焼器は、この圧縮空気に対して燃料ガスを供給して燃焼させることで高温・高圧の燃焼ガスを得る。タービンは、この燃焼ガスにより駆動し、同軸上に連結された発電機を駆動する。このガスタービンの燃焼器に供給される燃料ガスは、燃料ガス加熱器を用いて所定の供給温度まで加熱している。燃料ガス加熱器は、燃料ガスの加熱媒体が供給される容器と、この容器内に配置されて燃料ガスが流通する複数の伝熱管とから構成される。そのため、燃料ガスが各伝熱管内を流通するとき、容器内に供給された加熱媒体と熱交換することで、燃料ガスが加熱される。

ところで、上述した燃料ガス加熱器において、燃料ガスは、硫黄（Ｓ）分が含まれることから、この硫黄分と燃料ガス加熱器の容器や伝熱管などに含まれる鉄（Ｆｅ）分とが反応することで、硫化鉄（ＦｅＳ）の粒子が異物として生成されることがある。この異物を除去するものとして、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載された燃料ガス加熱器は、加熱部で加熱された燃料ガスを遠心キャビティに排出することで、この遠心キャビティで燃料ガスによる旋回流を生成し、燃料ガスから異物を分離するものである。

特開２０１４−１３７０５４号公報

従来の燃料ガス加熱器にあっては、加熱部から排出された燃料ガスを遠心分離することで異物を分離することができる。ところが、硫黄分と鉄分とが反応することで生成された硫化鉄などを含む異物は、伝熱管や容器の内壁面に付固着しやすい。く、伝熱管や容器の内壁面に付固着した異物を除去するには、容器や伝熱管などを解体しなければならない。すると多大な労力を要するため、燃料ガス加熱器のメンテナンスコストが増加してしまうという問題がある。

本発明は上述した課題を解決するものであり、メンテナンスコストの減少を図る燃料ガス加熱器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の燃料ガス加熱器は、中空形状をなして水平方向に沿って長い容器と、前記容器における長手方向の一端部に区画されて燃料ガスのガス入口を有するガス流入室と、前記容器における長手方向の一端部に区画されて燃料ガスのガス出口を有するガス流出室と、前記容器の内部に設けられて一端部が前記ガス流入室に連通して他端部が前記ガス流出室に連通するＵ字形状をなす複数の伝熱管と、前記容器の内部に加熱媒体を供給する加熱媒体供給口と、前記容器の内部の加熱媒体を排出する加熱媒体排出口と、前記ガス流入室における前記伝熱管の連通位置に対向して設けられるガス流入室メンテナンス開口部と、前記ガス流入室メンテナンス開口部を開閉可能なガス流入室用開閉蓋と、前記ガス流出室における前記伝熱管の連通位置に対向して設けられるガス流出室メンテナンス開口部と、前記ガス流出室メンテナンス開口部を開閉可能なガス流出室用開閉蓋と、を備えることを特徴とするものである。

従って、ガス流入室における伝熱管の連通位置に対向してガス流入室メンテナンス開口部を設けると共に、ガス流出室における伝熱管の連通位置に対向してガス流出室メンテナンス開口部を設け、各メンテナンス開口部を各開閉蓋により開閉可能としている。そのため、容器から各開閉蓋を取り外すと、外部から伝熱管の一端部を視認することができ、例えば、洗浄ノズルを伝熱管の一端部に挿入して洗浄体を注入することで、伝熱管の内部を移動する洗浄体により伝熱管の内壁面に固着している異物を削り取ることができる。その結果、伝熱管のメンテナンスを短時間で容易に行うことができ、メンテナンスコストを減少することができる。

本発明の燃料ガス加熱器では、前記容器は、内部が鉛直方向に沿う隔壁により第１空間部と第２空間部に区画され、前記第１空間部の上方側に前記隔壁に隣接して前記ガス流入室が配置され、前記第１空間部の下方側及び前記容器の端部側に前記ガス流出室が配置され、前記第２空間部に前記複数の伝熱管が配置され、前記複数の伝熱管の端部が前記隔壁を貫通して設けられることを特徴としている。

従って、第１空間部の上方側にガス流入室を配置し、第１空間部の下方側及び容器の端部側にガス流出室を配置することで、燃料ガスのガス入口やガス出口を同じ側に設けることができ、製作コストを低減することができる。

本発明の燃料ガス加熱器では、前記ガス入口及び前記ガス出口が前記容器の上部に前記容器の長手方向に並んで配置されることを特徴としている。

従って、ガス入口とガス出口を容器の上部に配置することで、容器の両側にこの容器を支持する支持構造物があったとしても、ガス入口やガス出口に配管を容易に接続することができ、構造の簡素化を可能とすることができる。

本発明の燃料ガス加熱器では、前記第１空間部は、鉛直方向に沿う鉛直壁及び水平方向に沿う水平壁からなる仕切壁により仕切られることで、前記ガス流入室と前記ガス流出室が設けられ、前記ガス流出室メンテナンス開口部は、前記容器の長手方向の一端部に設けられ、前記ガス流入室メンテナンス開口部は、前記鉛直壁に設けられることを特徴としている。

従って、第１空間部を仕切壁により仕切ることでガス流入室とガス流出室を設けることで、ガス流出室メンテナンス開口部とガス流入室メンテナンス開口部を伝熱管の連通位置に対向する位置に容易に設けることができる。

本発明の燃料ガス加熱器では、前記複数の伝熱管は、一端部が前記ガス流入室メンテナンス開口部及び前記ガス流出室メンテナンス開口部を通して前記容器の外部に露出し、他端部が前記ガス流出室メンテナンス開口部を通して前記容器の外部に露出することを特徴としている。

従って、伝熱管の各端部を各メンテナンス開口部を通して容易に容器の外部に露出することができ、伝熱管のメンテナンス作業の作業性を向上することができる。

本発明の燃料ガス加熱器では、前記容器は、下部に前記ガス流出室に漏洩した加熱媒体を排出する漏洩加熱媒体排出口が設けられることを特徴としている。

従って、容器の下部に漏洩加熱媒体排出口を設けることで、漏洩した加熱媒体を容易に外部に排出することができる。

本発明の燃料ガス加熱器では、前記漏洩加熱媒体排出口に漏洩加熱媒体検出装置が接続されることを特徴としている。

従って、漏洩加熱媒体排出口に漏洩加熱媒体検出装置を接続することで、漏洩加熱媒体排出口からの加熱媒体の漏洩を検出することができ、伝熱管の破損を容易に検出することができる。

また、燃料ガス加熱器の支持構造物は、床面に複数の支持柱により支持台が支持され、前記床面上及び前記支持台上に前記燃料ガス加熱器がそれぞれ設置され、前記ガス流入室または前記ガス流出室の側方に前記支持柱が配置される、ことを特徴とするものである。

従って、燃料ガス加熱器の重量がある部分の側方に支持柱を配置し、ガス入口及びガス出口が側方に配置されていないことから、支持柱を燃料ガス加熱器に接近して配置することができる。

また、本発明の燃料ガス加熱器の洗浄方法は、前記燃料ガス加熱器において、前記ガス流入室用開閉蓋と前記ガス流出室用開閉蓋を取り外す工程と、洗浄ノズルを前記ガス流出室メンテナンス開口部及び前記ガス流入室メンテナンス開口部を通して前記ガス流入室に挿入する工程と、前記洗浄ノズルから前記伝熱管の一端部に研掃材を注入する工程と、を有することを特徴とするものである。

従って、容器からガス流出室用開閉蓋とガス流入室用開閉蓋を取り外すことで、容器の外部から、ガス流出室メンテナンス開口部及びガス流入室メンテナンス開口部を通して伝熱管の一端部を視認することができる。ここで、洗浄ノズルをガス流入室に挿入し、伝熱管の一端部から研掃材を注入することで、伝熱管の内部を移動する研掃材により伝熱管の内壁面に固着している異物を削り取ることができる。その結果、伝熱管のメンテナンスを短時間で容易に行うことができ、メンテナンスコストを減少することができる。

本発明の燃料ガス加熱器の洗浄方法では、前記伝熱管の他端部から排出された研掃材を衝突板に衝突させて回収箱に回収する工程を有することを特徴としている。

従って、伝熱管の他端部から排出された研掃材を衝突板に衝突させて回収箱に回収することで、研掃材を容易に回収して再利用することができる。

本発明の燃料ガス加熱器及び燃料ガス加熱器の支持構造物並びに燃料ガス加熱器の洗浄方法によれば、ガス流入室及びガス流出室における伝熱管の連通位置に対向してメンテナンス開口部を設けるので、伝熱管のメンテナンスを短時間で容易に行うことができ、メンテナンスコストを減少することができる。

図１は、本実施形態の燃料ガス加熱器を表す縦断面図である。図２は、燃料ガス加熱器を表す正面図である。図３は、燃料ガス加熱器におけるガス流入室及びガス流出室を表す断面図である。図４は、開閉蓋を取り外したガス流入室及びガス流出室を表す概略図である。図５は、燃料ガス加熱器の洗浄方法を表す概略図である。図６は、本実施形態の燃料ガス加熱器の配置状態を表す側面図である。図７は、燃料ガス加熱器の配置状態を表す正面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る燃料ガス加熱器及び燃料ガス加熱器の支持構造物並びに燃料ガス加熱器の洗浄方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

図１は、本実施形態の燃料ガス加熱器を表す縦断面図、図２は、燃料ガス加熱器を表す正面図、図３は、燃料ガス加熱器におけるガス流入室及びガス流出室を表す断面図、図４は、開閉蓋を取り外したガス流入室及びガス流出室を表す概略図である。

本実施形態の燃料ガス加熱器は、ガスタービンの燃焼器に供給される燃料ガスを加熱媒体としてのボイラ給水により所定の供給温度まで加熱するものである。

本実施形態において、図１から図４に示すように、燃料ガス加熱器１０は、容器１１と、ガス流入室１２と、ガス流出室１３と、複数の伝熱管１４と、給水供給口（加熱媒体供給口）１５と、給水排出口（加熱媒体排出口）１６と、ガス流入室メンテナンス開口部１７と、ガス流入室用開閉蓋１８と、ガス流出室メンテナンス開口部１９と、ガス流出室用開閉蓋２０とを備えている。

容器１１は、中空をなして水平方向に沿って長い形状をなして脚部２１により横置きに配置され、長手方向における各端部が閉塞した円筒密閉形状をなしている。この容器１１は、ガス給排部２２と給水給排部２３とが一体に形成されて構成されている。即ち、容器１１は、内部に鉛直方向に沿う隔壁２４が一体に設けられており、内部がガス給排部２２側の第１空間部Ｓ１と、給水給排部２３側の第２空間部Ｓ２とに区画されている。なお、ガス給排部２２は、外径が給水給排部２３の外径より大きく、第１空間部Ｓ１の内径が第２空間部Ｓ２の内径より大きな寸法となっている。

ガス給排部２２は、容器１１における長手方向の一端部に配置されており、第１空間部Ｓ１が仕切壁２５によりガス流入室１２とガス流出室１３に区画されている。この仕切壁２５は、鉛直壁２５ａと水平壁２５ｂとがほぼ直角をなすように一体となったＬ字形状をなしている。この仕切壁２５は、鉛直壁２５ａの上端部がガス給排部２２（第１空間部Ｓ１）の天井部に接合され、水平壁２５ｂの一端部が隔壁２４に接合され、鉛直壁２５ａ及び水平壁２５ｂの各側端部がガス給排部２２（第１空間部Ｓ１）の各側部に接合されている。そのため、ガス流入室１２は、第１空間部Ｓ１の上方側で隔壁２４に隣接して配置され、ガス流出室１３は、第１空間部Ｓ１の下方側及びガス流入室１２より容器１１の端部側に配置される。

ガス給排部２２は、上部に燃料ガスＧ１を流入するためのガス入口２６が設けられると共に、加熱された燃料ガスＧ２を排出するガス出口２７が設けられている。ガス入口２６は、ガス流入室１２に連通し、ガス出口２７は、ガス流出室１３に連通している。このガス入口２６とガス流出室１３は、ガス給排部２２の上部で、容器１１の長手方向（水平方向）に所定間隔を空けて並んで配置されている。

また、給水給排部２３は、容器１１における長手方向の他端部に配置されており、内部にＵ字形状をなす複数の伝熱管１４が収容されている。この複数の伝熱管１４は、一端部１４ａ及び他端部１４ｂが隔壁２４に形成された支持孔に嵌合して支持されており、上方側の一端部１４ａがガス流入室１２に連通し、下方側の他端部１４ｂがガス流出室１３に連通している。また、給水給排部２３は、長手方向における隔壁２４側にて、下部に第２空間部Ｓ２へボイラ給水Ｗ１を供給する給水供給口１５が設けられると共に、上部に第２空間部Ｓ２内のボイラ給水Ｗ２を排出する給水排出口１６が設けられている。給水供給口１５と給水排出口１６は、水平方向においてほぼ同位置に配置され、鉛直方向に対向している。

給水給排部２３は、第２空間部Ｓ２における鉛直方向の中間部に仕切板２８が水平をなして配置されている。仕切板２８は、長手方向の一端部が隔壁２４に連結され、他端部が容器１１の長手方向の他端部の内壁面と所定隙間を空けて配置されている。仕切板２８は、幅方向の各側部が容器１１の内壁面に連結されている。給水給排部２３は、第２空間部Ｓ２における各伝熱管１４の外側に枠体２９が配置され、枠体２９は、給水給排部２３の内壁面に支持されている。そして、仕切板２８及び枠体２９は、各伝熱管１４の長手方向に所定間隔を空けて複数の邪魔板３０，３１が固定されている。給水給排部２３内に収容された複数の伝熱管１４は、この複数の邪魔板３０，３１により支持されている。この複数の邪魔板３０，３１は、第２空間部Ｓ２にて、鉛直方向に沿って配置されると共に、水平方向に所定間隔を空けて配置されている。この邪魔板３０，３１は、水平方向に交互に配置されると共に、鉛直方向にずれて配置されている。

そのため、ガス入口２６からガス流入室１２に流入した燃料ガスＧ１は、複数の伝熱管１４の一端部１４ａから入り、この複数の伝熱管１４内をＵ字状に流れた後、他端部１４ｂからガス流出室１３に排出され、ガス出口２７から外部に排出される。一方、給水供給口１５から給水給排部２３内の第２空間部Ｓ２に供給されたボイラ給水Ｗ１は、第２空間部Ｓ２を仕切板２８に沿って長手方向の一方側に流れた後、反転して長手方向の他方側に流れ、給水排出口１６から外部に排出される。また、第２空間部Ｓ２に供給されたボイラ給水Ｗ１は、第２空間部Ｓ２で複数の邪魔板３０，３１を避けるようにジグザグに流れる。このとき、複数の伝熱管１４内を流れる燃料ガスＧ１と、第２空間部Ｓ２内を移動するボイラ給水Ｗ１との間で熱交換が行われ、各伝熱管１４内の燃料ガスＧ１がボイラ給水Ｗ１により加熱される。

第１空間部Ｓ１に配置される仕切壁２５は、ガス流入室メンテナンス開口部１７が設けられている。このガス流入室メンテナンス開口部１７は、仕切壁２５の鉛直壁２５ａに形成されており、ガス流入室１２における各伝熱管１４の一端部１４ａの連通位置に対向して設けられている。そして、ガス流入室メンテナンス開口部１７は、ガス流入室用開閉蓋１８により開閉可能となっている。ガス流入室用開閉蓋１８は、複数の締結ボルト３２により仕切壁２５の鉛直壁２５ａに締結されている。この場合、ガス流入室メンテナンス開口部１７の開口面積が、ガス流入室１２における各伝熱管１４の一端部１４ａが連通する領域の面積より大きな面積に設定されている。また、容器１１の長手方向の一端部、つまり、ガス給排部２２は、ガス流出室メンテナンス開口部１９が設けられている。このガス流出室メンテナンス開口部１９は、ガス給排部２２の鉛直壁２２ａに形成されており、ガス流入室１２における各伝熱管１４の他端部１４ｂの連通位置に対向して設けられている。そして、ガス流出室メンテナンス開口部１９は、ガス流出室用開閉蓋２０により開閉可能となっている。ガス流出室用開閉蓋２０は、複数の締結ボルト３３によりガス給排部２２の鉛直壁２２ａに締結されている。この場合、ガス流出室メンテナンス開口部１９の開口面積が、ガス流入室１２における各伝熱管１４の一端部１４ａが連通する領域の面積より大きな面積に設定されている。さらに、ガス流入室メンテナンス開口部１７は、ガス流出室メンテナンス開口部１９の一部に対向している。

そのため、ガス流入室用開閉蓋１８及びガス流出室用開閉蓋２０を取り外したとき、複数の伝熱管１４は、各一端部１４ａがガス流入室メンテナンス開口部１７及びガス流出室メンテナンス開口部１９を通して容器１１の外部に露出し、各他端部１４ｂがガス流出室メンテナンス開口部１９を通して容器１１の外部に露出することとなる。

容器１１は、ガス給排部２２の下部にガス流出室１３に漏洩した給水を排出するリーク水出口（漏洩熱媒体排出口）４１が設けられ、一側部に連通口４２が設けられている。リーク水出口４１と連通口４２とは、連通管４３を介して連通している。そして、この連通管４３にリーク水検出装置４４が接続されている。このリーク水検出装置４４は、連通管４３の最下部と最上部とを連通する検査管４５と、検査管４５内でのリーク水の水位を計測する計測器４６とから構成されている。

ここで、第２空間部Ｓ２内を移動するボイラ給水Ｗ１は、伝熱管１４内を流れる燃料ガスＧ１よりも高温・高圧である。そのため、例えば、伝熱管１４の一部が破損することで、第２空間部Ｓ２のボイラ給水Ｗ１が伝熱管１４の破損から内部に浸入し、この伝熱管１４を通してガス給排部２２に流れ込む。すると、ガス給排部２２に流れ込んだボイラ給水Ｗ１は、リーク水出口４１から連通管４３に流れ、連通管４３に接続されている検査管４５に流れる。このとき、計測器４６が検査管４５内のリーク水の水位を計測することで、伝熱管１４からのボイラ給水Ｗ１のリーク（漏洩）を検出することができる。

ところで、上述した燃料ガス加熱器１０は、複数（本実施形態では、２個）が鉛直方向に沿って２段配置されている。図６は、本実施形態の燃料ガス加熱器の配置状態を表す側面図、図７は、燃料ガス加熱器の配置状態を表す正面図である。

図６及び図７に示すように、床面１０１に所定間隔を空けて２つの設置台１０２，１０３が設けられ、各設置台１０２，１０３上にそれぞれ２本の支持柱１０４，１０５が立設されており、支持台１０６がこの支持柱１０４，１０５により水平状態をなして支持されている。燃料ガス加熱器１０は、各設置台１０２，１０３上に配置されて脚部２１により支持されると共に、支持台１０６上に配置されて脚部２１により支持されている。

上段側に配置された燃料ガス加熱器１０は、ガス入口２６にガス供給配管１１１が連結され、下段側に配置された燃料ガス加熱器１０は、ガス出口２７にガス排出配管１１３が連結されている。そして、上段側に配置された燃料ガス加熱器１０のガス出口２７と下段側に配置された燃料ガス加熱器１０のガス入口２６とがガス連結配管１１２により連結されている。この場合、ガス連結配管１１２は、支持柱１０４より支持柱１０５側で、且つ、支持台１０６より外側にて、鉛直方向に沿って配置されている。そして、ガス連結配管１１２は、上端部が水平方向及び鉛直方法に屈曲してから上段側の燃料ガス加熱器１０のガス出口２７に連結され、下端部が水平方向及び鉛直方法に屈曲してから下段側の燃料ガス加熱器１０のガス入口２６に連結されている。

即ち、燃料ガス加熱器１０が重量物であり、特に、ガス給排部２２の重量が重いことから、支持柱１０４とガス入口２６及びガス出口２７とが燃料ガス加熱器１０の長手方向における位置がほぼ一致している。そのため、燃料ガス加熱器１０の上部にガス入口２６及びガス出口２７を設け、ガス連結配管１１２を支持柱１０４や支持台１０６に干渉しないように配置している。

ここで、本実施形態の燃料ガス加熱器の洗浄方法について説明する。図５は、燃料ガス加熱器の洗浄方法を表す概略図である。

本実施形態の燃料ガス加熱器の洗浄装置は、コンプレッサ５１と、ドレーン５２と、サンドボックス５３と、洗浄ノズル５４と、回収箱５５と、衝突板５６と、集塵機５７とを備えている。

本実施形態の燃料ガス加熱器の洗浄方法は、ガス流入室用開閉蓋１８とガス流出室用開閉蓋２０を取り外す工程と、洗浄ノズル５４をガス流出室メンテナンス開口部１９及びガス流入室メンテナンス開口部１７を通してガス流入室１２に挿入する工程と、洗浄ノズル５４から伝熱管１４の一端部１４ａに研掃材を注入する工程とを有している。また、本実施形態の燃料ガス加熱器の洗浄方法は、伝熱管１４の他端部１４ｂから排出された研掃材を衝突板５６に衝突させて回収箱５５に回収する工程を有している。

具体的に説明すると、図３に示すように、容器１１のガス給排部２２にて、まず、各ボルト３３を弛緩してガス流出室用開閉蓋２０を取り外した後、各締結ボルト３２を弛緩してガス流入室用開閉蓋１８を取り外す。すると、図４に示すように、容器１１の外部から、ガス流出室メンテナンス開口部１９を通してガス流出室１３に露出する各伝熱管１４の他端部１４ｂを視認することができると共に、ガス流出室メンテナンス開口部１９及びガス流入室メンテナンス開口部１７を通してガス流入室１２に露出する各伝熱管１４の一端部１４ａを視認することができる。

次に、図５に示すように、コンプレッサ５１にドレーン５２及びサンドボックス５３を介して洗浄ノズル５４を連結する。また、ガス給排部２２のガス流出室メンテナンス開口部１９における下部側を閉塞するように、衝突板５６を鉛直方向に沿って設置し、衝突板５６の下方に回収箱５５を載置し、集塵機５７を連結する。ここで、ドレーン５２は、圧縮空気の貯留部であり、サンドボックス５３は、研掃材としてのカットワイヤの貯留部である。

この状態で、洗浄ノズル５４をガス流出室メンテナンス開口部１９及びガス流入室メンテナンス開口部１７からガス流入室１２に進入させ、ノズル先端部５４ａを伝熱管１４の一端部１４ａに挿入する。ここで、各弁を開放することで、圧縮空気により洗浄ノズル５４から伝熱管１４内に研掃材を注入する。すると、研掃材は、一端部１４ａから伝熱管１４内に注入され、内部を移動することで伝熱管１４の内壁面に固着している異物を削り取る。そして、研掃材とこの研掃材により除去された異物は、伝熱管１４の他端部１４ｂから排出される。このとき、研掃材としてのカットワイヤは、棒状をなすことから、角部が伝熱管１４の内壁面に固着している異物に衝突することで、伝熱管１４の内壁面を損傷させることがなく、容易に固着した異物を削り取ることができる。また、伝熱管１４の一端部１４ａから注入された研掃材は、Ｕ字形状をなす伝熱管１４内を移動することで旋回することとなり、伝熱管１４の内壁面に固着している異物を効率良く削り取ることができる。その後、伝熱管１４の他端部１４ｂから排出された研掃材と異物は、衝突板５６に衝突した後に下降し、回収箱５５に回収される。そして、回収箱５５に回収された研掃材は、集塵機５７により異物が除去されてから再利用される。

このように本実施形態の燃料ガス加熱器にあっては、中空形状をなす容器１１と、容器１１の一端部に区画されて燃料ガスのガス入口２６を有するガス流入室１２と、容器１１の一端部に区画されて燃料ガスのガス出口２７を有するガス流出室１３と、容器１１に収容されて一端部１４ａがガス流入室１２に連通して他端部１４ｂがガス流出室１３に連通するＵ字形状をなす複数の伝熱管１４と、容器１１の内部にボイラ給水Ｗ１を供給する給水供給口１５と、容器１１の内部のボイラ給水Ｗ２を排出する給水排出口１６と、ガス流入室１２における伝熱管１４の連通位置である一端部１４ａに対向して設けられるガス流入室メンテナンス開口部１７と、ガス流入室メンテナンス開口部１７を開閉可能なガス流入室用開閉蓋１８と、ガス流出室１３における伝熱管１４の連通位置である他端部１４ｂに対向して設けられるガス流出室メンテナンス開口部１９と、ガス流出室メンテナンス開口部１９を開閉可能なガス流出室用開閉蓋２０とを設けている。

従って、容器１１から各開閉蓋１８，２０を取り外すと、外部から伝熱管１４の各端部１４ａ，１４ｂを視認することができ、洗浄ノズル５４を伝熱管１４の一端部１４ａに挿入して圧縮空気により研掃材を注入することで、伝熱管１４の内部を移動する研掃材により伝熱管１４の内壁面に固着している異物を削り取ることができる。その結果、伝熱管１４のメンテナンスを短時間で容易に行うことができ、容器１１や伝熱管１４などの解体を不要としてメンテナンスコストを減少することができる。

本実施形態の燃料ガス加熱器では、容器１１の内部を隔壁２４により第１空間部Ｓ１と第２空間部Ｓ２とに区画し、第１空間部Ｓ１の上方側に隔壁２４に隣接してガス流入室１２を配置し、第１空間部Ｓ１の下方側及び容器１１の端部側にガス流出室１３を配置し、第２空間部Ｓ２に複数の伝熱管１４を配置し、複数の伝熱管１４の各端部１４ａ，１４ｂを隔壁２４に貫通して設けている。従って、第１空間部Ｓ１の上方側にガス流入室１２とガス流出室１３を配置することで、燃料ガスのガス入口２６やガス出口２７を同じ側に設けることができ、製作コストを低減することができる。また、燃料ガスの主流ラインを上下方向に沿って配置することで、主流ラインにドレンノズル（水抜きライン）やベントノズル（ガス抜き）などを別途設ける必要がなくなり、構成を簡素化することができる。

本実施形態の燃料ガス加熱器では、ガス入口２６及びガス出口２７を容器１１の上部に長手方向に並べて配置している。燃料ガス加熱器１０を上下に複数配置する場合、下方側の燃料ガス加熱器１０の各側方に柱や梁などの支持構造物が配置されることとなり、燃料ガス加熱器１０の構造体を設けることが困難となる。従って、ガス入口２６とガス出口２７を容器１１の上部に配置することで、ガス入口２６やガス出口２７に連結する配管を、支持柱１０４，１０５を避けて配置することができ、この配管を容易に配置することができ、構造の簡素化を可能とすることができる。

本実施形態の燃料ガス加熱器では、第１空間部Ｓ１を鉛直壁２５ａ及び水平壁２５ｂからなる仕切壁２５により仕切ることで、ガス流入室１２とガス流出室１３を設け、ガス流出室メンテナンス開口部１９を容器１１の長手方向の一端部に設け、ガス流入室メンテナンス開口部１７を鉛直壁２５ａに設けている。従って、ガス流出室メンテナンス開口部１９とガス流入室メンテナンス開口部１７を伝熱管１４の各端部１４ａ，１４ｂに対向する位置に容易に設けることができる。

本実施形態の燃料ガス加熱器では、複数の伝熱管１４の一端部１４ａをガス流入室メンテナンス開口部１７及びガス流出室メンテナンス開口部１９を通して容器１１の外部に露出させ、他端部１４ｂをガス流出室メンテナンス開口部１９を通して容器１１の外部に露出させている。従って、伝熱管１４の各端部１４ａ，１４ｂを各メンテナンス開口部１７，１９を通して容易に容器１１の外部に露出することができ、伝熱管１４のメンテナンス作業の作業性を向上することができる。

本実施形態の燃料ガス加熱器では、容器１１の下部にガス流出室１３に漏洩したボイラ給水Ｗ２を排出するリーク水出口４１を設けている。従って、伝熱管１４の破損により第２空間部Ｓ２からガス流出室１３に漏洩したボイラ給水Ｗ２を容易に外部に排出することができる。

本実施形態の燃料ガス加熱器では、リーク水出口４１にリーク水検出装置４４を接続している。従って、リーク水出口４１からのボイラ給水Ｗ２の漏洩を検出することで、伝熱管１４の破損を容易に検出することができる。また、ガス出口２７を容器１１の上部に配置しているので、ガス流出室１３に漏洩したボイラ給水Ｗ２が、ガス出口２７から排出されて燃焼器の燃料供給管へ流れてしまうことを防止することができる。

また、燃料ガス加熱器の支持構造物にあっては、床面１０１の設置台１０２，１０３に複数の支持柱１０４，１０５により支持台１０６を支持し、設置台１０２，１０３上及び支持台１０６上に燃料ガス加熱器１０をそれぞれ設置し、ガス流入室１２とガス流出室１３の側方に支持柱１０４を配置している。

従って、燃料ガス加熱器１０の重量がある部分の側方に支持柱１０４を配置し、ガス入口２６及びガス出口２７が側方に配置されていないことから、支持柱１０４を燃料ガス加熱器１０に接近して配置することができ、支持構造物を合理的でコンパクトなものとすることができる。従来、燃料ガス加熱器１０の第１空間部Ｓ１は、隔壁２４が隣接しており、板厚が薄くて軽い伝熱管１４の部分に比べて重量がある。本実施形態では、第１空間部Ｓ１の長さを長手方向に延長し、ガス流入室メンテナンス開口部１７とガス流出室メンテナンス開口部１９、並びにこれらを開閉可能な開閉蓋１８，２０が設置されるため、従来に比べて重量が増加する。この支持構造物では、大重量が作用する部分の荷重を合理的に受けられる構成であり、燃料ガス加熱器１０や支持柱１０４，１０５を含む支持構造物の幅も狭くすることができ、２段の燃料ガス加熱器１０の支持構造物を最もシンプルな構造物とすることができる。

また、本実施形態の燃料ガス加熱器の洗浄方法にあっては、ガス流入室用開閉蓋１８とガス流出室用開閉蓋２０を取り外す工程と、水平方向の長さがガス流入室１２及びガス流出室１３よりも長い洗浄ノズル５４をガス流出室メンテナンス開口部１９及びガス流入室メンテナンス開口部１７を通してガス流入室１２に挿入する工程と、洗浄ノズル５４から伝熱管１４の一端部１４ａに研掃材を注入する工程とを有している。

また、本実施形態の燃料ガス加熱器の洗浄方法では、伝熱管１４の他端部１４ｂから排出された研掃材を衝突板５６に衝突させて回収箱５５に回収する工程を有している。従って、研掃材を容易に回収して再利用することができる。

なお、上述した実施形態では、燃料ガスのガス流入室１２とガス流出室１３の位置関係は、実施形態に限定されるものではなく、逆に配置してもよい。また、給水供給口（加熱媒体供給口）１５と給水排出口（加熱媒体排出口）１６の位置関係も逆にしてもよい。

１０燃料ガス加熱器
１１容器
１２ガス流入室
１３ガス流出室
１４伝熱管
１５給水供給口（加熱媒体供給口）
１６給水排出口（加熱媒体排出口）
１７ガス流入室メンテナンス開口部
１８ガス流入室用開閉蓋
１９ガス流出室メンテナンス開口部
２０ガス流出室用開閉蓋
２２ガス給排部
２３給水給排部
２４隔壁
２５仕切壁
２６ガス入口
２７ガス出口
４１リーク水出口（漏洩熱媒体排出口）
４２連通口
４３連通管
４４リーク水検出装置
４５検査管
４６計測器
５１コンプレッサ
５２ドレーン
５３サンドボックス
５４洗浄ノズル
５５回収箱
５６衝突板
５７集塵機
１０１床面
１０２，１０３設置台
１０４，１０５支持柱
１０６支持台
１１１ガス供給配管
１１２ガス連結配管
１１３ガス排出配管

Claims

中空形状をなして水平方向に沿って長い容器と、
前記容器における長手方向の一端部に区画されて燃料ガスのガス入口を有するガス流入室と、
前記容器における長手方向の一端部に区画されて燃料ガスのガス出口を有するガス流出室と、
前記容器の内部に設けられて一端部が前記ガス流入室に連通して他端部が前記ガス流出室に連通するＵ字形状をなす複数の伝熱管と、
前記容器の内部に加熱媒体を供給する加熱媒体供給口と、
前記容器の内部の加熱媒体を排出する加熱媒体排出口と、
前記ガス流入室における前記伝熱管の連通位置に対向して設けられるガス流入室メンテナンス開口部と、
前記ガス流入室メンテナンス開口部を開閉可能なガス流入室用開閉蓋と、
前記ガス流出室における前記伝熱管の連通位置に対向して設けられるガス流出室メンテナンス開口部と、
前記ガス流出室メンテナンス開口部を開閉可能なガス流出室用開閉蓋と、
を備えることを特徴とする燃料ガス加熱器。
前記容器は、内部が鉛直方向に沿う隔壁により第１空間部と第２空間部に区画され、前記第１空間部の上方側に前記隔壁に隣接して前記ガス流入室が配置され、前記第１空間部の下方側及び前記容器の端部側に前記ガス流出室が配置され、前記第２空間部に前記複数の伝熱管が配置され、前記複数の伝熱管の端部が前記隔壁を貫通して設けられることを特徴とする請求項１に記載の燃料ガス加熱器。
前記ガス入口及び前記ガス出口が前記容器の上部に前記容器の長手方向に並んで配置されることを特徴とする請求項２に記載の燃料ガス加熱器。
前記第１空間部は、鉛直方向に沿う鉛直壁及び水平方向に沿う水平壁からなる仕切壁により仕切られることで、前記ガス流入室と前記ガス流出室が設けられ、前記ガス流出室メンテナンス開口部は、前記容器の長手方向の一端部に設けられ、前記ガス流入室メンテナンス開口部は、前記鉛直壁に設けられることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の燃料ガス加熱器。
前記複数の伝熱管は、一端部が前記ガス流入室メンテナンス開口部及び前記ガス流出室メンテナンス開口部を通して前記容器の外部に露出し、他端部が前記ガス流出室メンテナンス開口部を通して前記容器の外部に露出することを特徴とする請求項４に記載の燃料ガス加熱器。
前記容器は、下部に前記ガス流出室に漏洩した加熱媒体を排出する漏洩加熱媒体排出口が設けられることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料ガス加熱器。
前記漏洩加熱媒体排出口に漏洩加熱媒体検出装置が接続されることを特徴とする請求項６に記載の燃料ガス加熱器。
床面に複数の支持柱により支持台が支持され、前記床面上及び前記支持台上に請求項３に記載の燃料ガス加熱器がそれぞれ設置され、
前記ガス流入室または前記ガス流出室の側方に前記支持柱が配置される、
ことを特徴とする燃料ガス加熱器の支持構造物。
中空形状をなして水平方向に沿って長い容器と、
前記容器における長手方向の一端部に区画されて燃料ガスのガス入口を有するガス流入室と、
前記容器における長手方向の一端部に区画されて燃料ガスのガス出口を有するガス流出室と、
前記容器の内部に設けられて一端部が前記ガス流入室に連通して他端部が前記ガス流出室に連通するＵ字形状をなす複数の伝熱管と、
前記容器の内部に加熱媒体を供給する加熱媒体供給口と、
前記容器の内部の加熱媒体を排出する加熱媒体排出口と、
前記ガス流入室における前記伝熱管の連通位置に対向して設けられるガス流入室メンテナンス開口部と、
前記ガス流入室メンテナンス開口部を開閉可能なガス流入室用開閉蓋と、
前記ガス流出室における前記伝熱管の連通位置に対向して設けられるガス流出室メンテナンス開口部と、
前記ガス流出室メンテナンス開口部を開閉可能なガス流出室用開閉蓋と、
を備える燃料ガス加熱器において、
前記ガス流入室用開閉蓋と前記ガス流出室用開閉蓋を取り外す工程と、
洗浄ノズルを前記ガス流出室メンテナンス開口部及び前記ガス流入室メンテナンス開口部を通して前記ガス流入室に挿入する工程と、
前記洗浄ノズルから前記伝熱管の一端部に研掃材を注入する工程と、
を有することを特徴とする燃料ガス加熱器の洗浄方法。
前記伝熱管の他端部から排出された研掃材を衝突板に衝突させて回収箱に回収する工程を有することを特徴とする請求項９に記載の燃料ガス加熱器の洗浄方法。