JP6669323B1

JP6669323B1 - 伝熱管及び伝熱管の製造方法

Info

Publication number: JP6669323B1
Application number: JP2019560413A
Authority: JP
Inventors: 西田　秀高; 秀高西田
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2019-07-23
Publication date: 2020-03-18
Anticipated expiration: 2039-07-23
Also published as: US20220244109A1; JPWO2021014549A1; WO2021014549A1; EP4006416B1; EP4006416A1; EP4006416A4

Abstract

外管（１１０）と、前記外管（１１０）に密着するように挿通され、前記外管（１１０）とともに二重管を形成する内管（１２０）と、前記外管（１１０）及び前記内管（１２０）の長手方向に沿って、前記外管（１１０）の外周面と前記内管（１２０）の内周面との間を貫通するように形成される挿通孔と、前記挿通孔に挿通され、前記二重管の表面温度を計測するための光ファイバ（２００）が挿通される挿通管（１３０）と、を備えたことを特徴とする伝熱管である。

Description

本発明は、伝熱管及び伝熱管の製造方法に関する。

例えば、火力発電所における発電用のボイラ内には、復水器から供給される水を燃焼ガスと熱交換することによって得られる蒸気を循環させる蒸気管（例えば、過熱器や再熱器等の伝熱管）が設置されている。蒸気管は耐熱鋼（例えば低合金鋼）を成分とするボイラチューブで構成されているが、設計基準を超えた高温状態で使用され続けると、クリープ損傷の進行に伴って蒸気管を破損する虞がある。そこで、蒸気管の表面温度の計測結果から、ボイラの燃焼状態や蒸気管の余寿命を把握することによって、蒸気管の劣化に起因する事故を未然に防止する点検が行われている（例えば特許文献１を参照）。

特開２０１３−１９０２２９号公報

ボイラの燃焼状態や蒸気管の余寿命を把握する場合、蒸気管の表面温度を広範囲に亘って計測し、蒸気管の表面温度の温度分布を求める必要がある。

例えば、蒸気管の表面に熱電対を一定間隔で埋め込んで蒸気管の表面温度を計測する場合がある。しかし、熱電対を用いた場合、蒸気管における狭い範囲の表面温度しか計測できないため、蒸気管の表面温度の温度分布を求めることは困難である。

そこで、本発明は、蒸気管等の表面温度を広範囲に亘って確実に計測することが可能な構造を呈する伝熱管、及び、その伝熱管の製造方法を提供することを目的とする。

前述した課題を解決する主たる本発明は、外管と、前記外管に密着するように挿通され、前記外管とともに二重管を形成する内管と、前記外管及び前記内管の長手方向に沿って、前記外管の外周面と前記内管の内周面との間を貫通するように形成される挿通孔と、前記挿通孔に挿通され、前記二重管の表面温度を計測するための光ファイバが挿通される挿通管と、一方の前記二重管の端面と他方の前記二重管の端面との間を溶接する際に、双方の前記二重管に挿通されている前記挿通管に対して密着するように挿通される橋渡し管と、を備えた伝熱管である。

本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。

本発明によれば、蒸気管等の伝熱管の表面温度を広範囲に亘って確実に計測することが可能となる。

本実施形態に係る伝熱管が蒸気管として用いられる火力発電所の全体構成の一例を示す図である。第１実施形態に係る伝熱管を示す分解斜視図である。第１実施形態に係る伝熱管を示す斜視図である。第１実施形態に係る伝熱管を示す上面図である。第２実施形態に係る伝熱管を示す分解斜視図である。第２実施形態に係る伝熱管を示す斜視図である。第２実施形態に係る伝熱管を示す上面図である。第３実施形態に係る伝熱管を示す分解斜視図である。第３実施形態に係る伝熱管を示す斜視図である。第３実施形態に係る伝熱管を示す上面図である。第３実施形態に係る伝熱管を製造する工程の一部を示す図である。第１及び第２実施形態に係る伝熱管に対して橋渡し管を用いた一例を示す断面図である。第１及び第２実施形態に係る伝熱管に橋渡し管を用いた一例の一部を示す拡大断面図である。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

＜＜火力発電所の全体構成＞＞
図１は、本実施形態に係る伝熱管が蒸気管として用いられる火力発電所の全体構成の一例を示す図である。

火力発電所１は、ボイラ２、蒸気発生器３、水冷壁４、蒸気弁５、高圧タービン６、中圧タービン７、低圧タービン８、再熱器９、復水器１０、給水ポンプ１１、発電機１２を含んで構成されている。

ボイラ２は、外部から供給される燃料（例えば微粉炭の状態とされた石炭）を空気と混合して燃焼ガスを生成し、燃焼ガスの熱によって水を水蒸気に換える熱交換装置である。ボイラ２には、蒸気発生器３、水冷壁４、再熱器９が収容されている。蒸気発生器３は、復水器１０から供給される水を予熱する節炭器（不図示）と、水冷壁４から供給される飽和蒸気を更に加熱して過熱蒸気にする過熱器（不図示）と、を含んで構成されている。水冷壁４は、ボイラ２のハウジングを形成し、予熱された水を飽和蒸気にして過熱器に供給する。蒸気弁５は、蒸気発生器３で生成される過熱蒸気の流量を制御する調整弁である。

高圧タービン６、中圧タービン７、低圧タービン８の回転軸１３は、共用される１本の同一軸であって、発電機１２の回転軸と結合されている。高圧タービン６は、蒸気発生器３で生成される過熱蒸気（第１蒸気）が蒸気弁５を介して供給されると、第１蒸気を膨張させ、膨張後の蒸気（第２蒸気）をボイラ２内の再熱器９に供給する。再熱器９は、第２蒸気を再熱し、再熱蒸気（第３蒸気）として中圧タービン７に供給する。中圧タービン７は、第３蒸気を膨張させ、膨張後の蒸気（第４蒸気）を低圧タービン８に供給する。低圧タービン８は、第４蒸気を膨張させる。

復水器１０は、低圧タービン８が第４蒸気を膨張させた後の排気を凝縮して復水に換える。給水ポンプ１１は、復水器１０で生成される復水を昇圧して給水としてボイラ２内の蒸気発生器３に供給する。

そして、発電機１２は、電力を発電するために、第４蒸気が膨張した際に発生する動力によって駆動されることとなる。

蒸気発生器３に含まれる過熱器を構成する過熱器管（蒸気管）や再熱器９を構成する再熱器管（蒸気管）の表面温度を計測するために、本実施形態に係る伝熱管を用いて過熱器管や再熱器管を形成することとなるが、詳細については後述する。尚、説明の便宜上、以下の説明において、過熱器管や再熱器管を伝熱管１００（３００）と称することとする。

＝＝＝伝熱管＝＝＝
＜＜第１実施形態＞＞
図２は、第１実施形態に係る伝熱管を示す分解斜視図である。図３は、第１実施形態に係る伝熱管を示す斜視図である。図４は、第１実施形態に係る伝熱管を示す上面図である。

伝熱管１００は、光ファイバ２００を用いて伝熱管１００の表面温度を計測することが可能な構造を呈する二重管である。

伝熱管１００は、光ファイバ２００を用いて伝熱管１００の表面温度を計測することができるように、外管１１０、内菅１２０、挿通管１３０を含んで構成されている。

外管１１０は、円筒形状を呈する金属製（例えばＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６）の管である。外管１１０の内周面１１１には、外管１１０の長手方向に沿って外管１１０の上部開口から下部開口に至るまで、例えば半円柱形状を呈する内溝１１２が例えば切削によって連続して形成されている。

内菅１２０は、円筒形状を呈し、外管１１０に挿通されることによって外管１１０とともに二重管を形成する金属製（例えばＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６）の管である。内菅１２０は、外管１１０と同一の金属材料を含む管によって形成されている。内菅１２０の外周面１２１には、内管１２０の長手方向に沿って内管１２０の上部開口から下部開口に至るまで、例えば半円柱形状を呈する外溝１２２が例えば切削によって連続して形成されている。内菅１２０の外径は、外管１１０の内径と実質的に同一の径であって、内管１２０を外管１１０に挿通した際に、内菅１２０の外周面１２１が外管１１０の内周面１１１に密着する程度の径に設定されている。

そして、内溝１１２及び外溝１２２が対向する相対的な位置関係を維持しながら、内周面１１１及び外周面１２１が密着するように、内管１２０を外管１１０に挿通することによって、外管１１０及び内菅１２０から二重管が形成される。内溝１１２及び外溝１２２が対向することによって、外管１１０及び内菅１２０の上部開口から下部開口に至るまで、外管１１０及び内菅１２０の密着領域に円柱形状を呈する挿通孔１４０が連続して形成される。

挿通管１３０は、外管１１０及び内管１２０と同一の長さを有し、挿通孔１４０に密着するように挿通される管である。挿通管１３０は、外管１１０及び内菅１２０と同一の金属材料を含む管によって形成されている。挿通管１３０には、挿通管１３０内の温度を伝熱管１００の表面温度として計測するための光ファイバ２００が挿通される。

光ファイバ２００にパルス光を入射すると、パルス光は光ファイバ２００の中で僅かに散乱を起こしながら進行する。その散乱光の１つであるラマン散乱光（ストークス光とアンチストークス光）は温度依存性を有するため、ラマン散乱光を検知することによって被測定物の温度を測定することが可能である。つまり、光ファイバ２００を挿通管１３０に挿通することによって、伝熱管１００の表面温度を実質的に測定することが可能となる。尚、ラマン散乱光の温度依存性を利用する温度計測方法については周知であるため、その説明を省略する。

第１実施形態において、外管１１０の厚みは例えば１．５ｍｍ、内溝１１２及び外溝１２２の径はそれぞれ外管１１０の厚みの半分に相当する例えば０．７５ｍｍ（挿通孔１４０の径は１．５ｍｍ）、挿通管１３０の径は例えば１．５ｍｍ弱、光ファイバ２００の径は例えば０．２ｍｍであることとする。又、伝熱管１００の直管部分は例えば１０ｍを単位として形成され、伝熱管１００の曲管部分は例えば１ｍを単位として形成され、ボイラ２の大きさや形状に応じて、伝熱管１００の直管部分及び曲管部分は溶接を介して連続するように結合されることとする。

外管１１０及び内管１２０は、例えば焼き嵌め工法を用いることによって、二重管を形成するようにしてもよい。つまり、外管１１０を加熱膨張させて外管１１０に内菅１２０を挿通した後、外管１１０を冷却収縮させて外管１１０の内周面１１１及び内菅１２０の外周面１２１を密着させることによって、二重管を形成するようにしてもよい。又、外管１１０及び内管１２０は、例えば爆発圧着工法を用いることによって、二重管を形成するようにしてもよい。つまり、外管１１０の内周面１１１と内菅１２０の外周面１２１との間の僅かな隙間に爆薬を充填した後、爆薬の爆発力で外管１１０の内周面１１１及び内菅１２０の外周面１２１を圧着させることによって、二重管を形成するようにしてもよい。

＜＜第２実施形態＞＞
図５は、第２実施形態に係る伝熱管を示す分解斜視図である。図６は、第２実施形態に係る伝熱管を示す斜視図である。図７は、第２実施形態に係る伝熱管を示す上面図である。

伝熱管３００は、光ファイバ２００を用いて伝熱管３００の表面温度を計測することが可能な構造を呈する二重管である。

伝熱管３００は、光ファイバ２００を用いて伝熱管３００の表面温度を計測することができるように、外管３１０、内菅３２０、挿通管３３０を含んで構成されている。

外管３１０は、第１分割部３１０Ａ及び第２分割部３１０Ｂを含む金属製（例えばＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６）の管である。第１分割部３１０Ａ及び第２分割部３１０Ｂは、外管３１０の長手方向に沿って２分割された形状を呈している。本実施形態において、第１分割部３１０Ａは、内管３２０の外周面３２１のうち２／３の領域に密着し、第２分割部３１０Ｂは、内管３２０の外周面３２１のうち残りの１／３の領域に密着することとする。尚、第１分割部３１０Ａ及び第２分割部３１０Ｂは、内管３２０の外周面３２１のうち１／２ずつの領域にそれぞれ密着するように、半円筒形状を呈していてもよい。第１分割部３１０Ａ及び第２分割部３１０Ｂは、第１分割部３１０Ａの内周面３１１Ａ及び第２分割部３１０Ｂの内周面３１１Ｂが内管３２０の外周面３２１に密着することによって円筒形状を呈し、第１分割部３１０Ａの端面と、第１分割部３１０Ａの端面と隣り合う第２分割部３１０Ｂの端面と、を超耐熱合金（例えばインコネル）の溶接３５０を行うことによって一体形成される。第１分割部３１０Ａの内周面３１１Ａには、第１分割部３１０Ａの長手方向に沿って第１分割部３１０Ａの上部から下部に至るまで、例えば半円柱形状を呈する内溝３１２が例えば切削によって連続して形成されている。

内菅３２０は、円筒形状を呈し、外管３１０で囲まれることによって外管３１０とともに二重管を形成する金属製（例えばＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６）の管である。内菅３２０は、外管３１０と同一の金属材料を含む管によって形成されている。内菅３２０の外周面３２１には、内管３２０の長手方向に沿って内管３２０の上部開口から下部開口に至るまで、例えば半円柱形状を呈する外溝３２２が例えば切削によって連続して形成されている。内菅３２０の外径は、外管３１０の内径と実質的に同一の径であって、内管３２０を外管３１０で囲んだ際に、内菅３２０の外周面３２１が外管３１０の内周面３１１に密着する程度の径に設定されている。

そして、内溝３１２及び外溝３２２が対向する相対的な位置関係を維持しながら、内周面３１１Ａ，３１１Ｂ及び外周面３２１が密着するように、外管３１０が内管３２０を囲むことによって、外管３１０及び内菅３２０から二重管が形成される。内溝３１２及び外溝３２２が対向することによって、外管３１０及び内菅３２０の上部開口から下部開口に至るまで、外管３１０及び内菅３２０の密着領域に円柱形状を呈する挿通孔３４０が連続して形成される。

挿通管３３０は、外管３１０及び内管３２０と同一の長さを有し、挿通孔３４０に密着するように挿通される管である。挿通管３３０は、外管３１０及び内菅３２０と同一の金属材料を含む管によって形成されている。挿通管３３０には、挿通管３３０内の温度を伝熱管３００の表面温度として計測するための光ファイバ２００が挿通される。

第２実施形態において、外管３１０の厚みは例えば１．５ｍｍ、内溝３１２及び外溝３２２の径はそれぞれ外管３１０の厚みの半分に相当する例えば０．７５ｍｍ（挿通孔３４０の径は１．５ｍｍ）、挿通管３３０の径は例えば１．５ｍｍ弱、光ファイバ２００の径は例えば０．２ｍｍであることとする。又、伝熱管３００の直管部分は例えば１０ｍを単位として形成され、伝熱管３００の曲管部分は例えば１ｍを単位として形成され、ボイラ２の大きさや形状に応じて、伝熱管３００の直管部分及び曲管部分は溶接を介して連続するように結合されることとする。

＜＜第３実施形態＞＞
図８は、第３実施形態に係る伝熱管を示す分解斜視図である。図９は、第３実施形態に係る伝熱管を示す斜視図である。図１０は、第３実施形態に係る伝熱管を示す上面図である。図１１は、第３実施形態に係る伝熱管を製造する工程の一部を示す図である。

伝熱管６００は、光ファイバ２００を用いて伝熱管６００の表面温度を計測することが可能な構造を呈する二重管である。

伝熱管６００は、光ファイバ２００を用いて伝熱管１００の表面温度を計測することができるように、外管６１０、内菅６２０、挿通管６３０を含んで構成されている。

外管６１０は、円筒形状を呈する金属製（例えばＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６）の管である。外管６１０の内周面６１１には、外管６１０の長手方向に沿って外管６１０の上部開口から下部開口に至るまで、例えば実質的にＵ字型の形状を呈する内溝６１２が例えば切削によって連続して形成されている。内溝６１２は、挿通管６３０が挿通される溝である。内溝６１２は、挿通管６３０が挿通された際に、挿通管６３０の外周面が１８０度以上に亘って密着するような湾曲形状を呈する内周面を有する。又、内溝６１２は、挿通管６３０が挿通された際に、挿通管６３０が外管６１０の内周面６１１から突出することのない深さを有する。例えば、内溝６１２は、挿通管６３０の外周面の接線が外管６１０の内周面６１１と接するような深さを有する。

内菅６２０は、円筒形状を呈し、外管６１０に挿通されることによって外管６１０とともに二重管を形成する金属製（例えばＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６）の管である。内菅６２０は、外管６１０と同一の金属材料を含む管によって形成されている。内菅６２０の外径は、外管６１０の内径と実質的に同一の径であって、内管６２０を外管６１０に挿通した際に、内菅６２０の外周面６２１が外管６１０の内周面６１１に密着する程度の径に設定されている。

そして、内周面６１１及び外周面６２１が密着するように、内管６２０を外管６１０に挿通することによって、外管６１０及び内菅６２０から二重管が形成される。

挿通管６３０は、外管６１０及び内管６２０と同一の長さを有し、内溝６１２の内周面に密着するように挿通される管である。挿通管６３０は、外管６１０及び内菅６２０と同一の金属材料を含む管によって形成されている。挿通管６３０には、挿通管６３０内の温度を伝熱管６００の表面温度として計測するための光ファイバ２００が挿通される。

ここで、挿通管６３０は、外管６１０に内菅６２０を挿通する前に、外管６１０と一体となるように内溝６１２に対して事前に装着しておく必要がある。以下、図１１を参照しつつ、挿通管６３０を内溝６１２に固定する工程の一例について説明する。尚、図１１において、Ｘ軸は外管６１０の長手方向に沿う方向を示し、Ｙ軸は外管６１０の長手方向に直交する方向（外管６１０の円周方向）を示し、Ｚ軸は外管６１０の長手方向及び長手方向に直交する方向の双方に直交する方向（外管６１０の厚み方向）を示している。

先ず、外管６１０の長手方向に沿って外管６１０の上部開口から下部開口に至るまで、実質的にＵ字型の形状を呈する内溝６１２を例えば切削によって連続して形成する。内溝６１２は、挿通管６３０の例えば２７０度に亘る外周面に密着する内周面６１２Ａと、外管６１０の厚み方向に沿って内周面６１２Ａの両端から外管６１０の内周面６１１へ向かって延在する内側面６１２Ｂ，６１２Ｃと、を有する。又、内溝６１２は、挿通管６３０の外周面の接線が外管６１０の内周面６１１と接するような深さを有する（図１１（Ａ））。

次に、挿通管６３０の外周面が内溝６１２の内周面６１２Ａに密着するように、挿通管６３０を内溝６１２に挿通する。このとき、挿通管６３０の外周面における接線（一点鎖線）は、外管６１０の内周面６１１に連続するように接する。又、挿通管６３０の外周面と内側面６１２Ｂ，６１２Ｃとの間には、それぞれ、外管６１０の長手方向に沿って隙間６１３Ｂ，６１３Ｃが形成される（図１１（Ｂ））。

次に、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６）を用いて隙間６１３Ｂ，６１３Ｃを肉盛溶接し、その後、肉盛６１４Ｂ，６１４Ｃが外管６１０の内周面６１１と面一となるように、肉盛６１４Ｂ，６１４Ｃを研磨する。これによって、挿通管６３０は、外管６１０において、外菅６１０とともに二重管を形成する内菅６２０に最も近い位置に固定される。尚、内溝６１２及び肉盛６１４Ｂ，６１４Ｃで囲まれる空間は、挿通管６３０が挿通される挿通孔６４０に相当する（図１１（Ｃ））。

第３実施形態において、外管６１０の厚みは例えば１．５ｍｍ、挿通管６３０の径は例えば１．５ｍｍ弱、光ファイバ２００の径は例えば０．２ｍｍであることとする。又、伝熱管６００の直管部分は例えば１０ｍを単位として形成され、伝熱管６００の曲管部分は例えば１ｍを単位として形成され、ボイラ２の大きさや形状に応じて、伝熱管６００の直管部分及び曲管部分は溶接を介して連続するように結合されることとする。

外管６１０及び内管６２０は、例えば焼き嵌め工法を用いることによって、二重管を形成するようにしてもよい。つまり、外管６１０を加熱膨張させて外管６１０に内菅６２０を挿通した後、外管６１０を冷却収縮させて外管６１０の内周面６１１及び内菅６２０の外周面６２１を密着させることによって、二重管を形成するようにしてもよい。又、外管６１０及び内管６２０は、例えば爆発圧着工法を用いることによって、二重管を形成するようにしてもよい。つまり、外管６１０の内周面６１１と内菅６２０の外周面６２１との間の僅かな隙間に爆薬を充填した後、爆薬の爆発力で外管６１０の内周面６１１及び内菅６２０の外周面６２１を圧着させることによって、二重管を形成するようにしてもよい。

＝＝＝橋渡し管＝＝＝
図１２は、第１及び第２実施形態に係る伝熱管に対して橋渡し管を用いた一例を示す断面図である。図１３は、第１及び第２実施形態に係る伝熱管に対して橋渡し管を用いた一例の一部を示す拡大断面図である。

２つの伝熱管１００（３００）の対向する端面同士を溶接５００によって結合する場合、２つの伝熱管１００（３００）の間を通過することとなる光ファイバ２００を溶接５００に起因する損傷から保護する必要がある。

橋渡し管４００は、２つの伝熱管１００（３００）の対向する端面から露出する挿通管１３０（３３０）の間を中継する円筒形状を呈する金属製（例えばＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６）の管である。橋渡し管４００は、伝熱管１００（３００）と同一の金属材料を含む管によって形成されている。橋渡し管４００の一端は一方の伝熱管１００（３００）側の挿通管１３０（３３０）に挿通され、橋渡し管４００の他端は他方の伝熱管１００（３００）側の挿通管１３０（３３０）に挿通される。橋渡し管４００の外径は、挿通管１３０（３３０）の内径と実質的に同一の径であって、橋渡し管４００を挿通管１３０（３３０）に挿通した際に、橋渡し菅４００の外周面４１０が挿通管１３０（３３０）の内周面１３１（３３１）に密着する程度の径に設定されている。又、橋渡し管４００の内径は、橋渡し管４００の中央から両端に向かうにつれて徐々に大きくなるとともに、橋渡し管４００の両端において橋渡し管４００の外径と実質的に同一となる径に設定されている。言い換えると、橋渡し管４００の内周面４２０は、橋渡し管４００の中央から両端に向かうにつれて徐々に広がるとともに、橋渡し管４００の両端において挿通管１３０（３３０）の内周面１３１（３３１）に対して滑らかに連続するように、全体的に曲面で形成されている。更に言い換えると、橋渡し管４００の厚みは、橋渡し管４００の中央から両端に向かうにつれて徐々に薄くなるとともに、橋渡し管４００の両端において実質的にゼロとなるように、所定の曲率をもって設定されている。

このように、２つの伝熱管１００（３００）の対向する端面同士を溶接する前に、２つの伝熱管１００（３００）の対向する端面から露出する挿通管１３０（３３０）の間に橋渡し管４００を挿通することによって、２つの伝熱管１００（３００）に光ファイバ２００を連続して挿通するための経路を確実に確保することが可能となる。又、橋渡し管４００の内周面４２０は挿通管１３０（３３０）の内周面１３１（３３１）に対して滑らかに連続するような曲面で形成されているため、光ファイバ２００を損傷から確実に保護することが可能となる。又、隣り合う２つの伝熱管１００（３００）の間を橋渡し管４００で中継することによって、直管又は曲管の様々な形状を呈する複数の伝熱管１００（３００）を、ボイラ２の大きさや形状に応じて溶接を介して結合することが可能となる。つまり、ボイラ２内に設置されている伝熱管１００（３００）の表面温度を広範囲に亘って計測することが可能となる。

尚、橋渡し管４００は、第３実施形態において、隣り合う２つの伝熱管６００の間を中継するために、２つの伝熱管６００から露出する挿通管６３０に挿通することも可能である。

＝＝＝まとめ＝＝＝
以上説明したように、伝熱管１００（３００，６００）は、外管１１０（３１０，６１０）と、外管１１０（３１０，６１０）に密着するように挿通され、外管１１０（３１０，６１０）とともに二重管を形成する内管１２０（３２０，６２０）と、外管１１０（３１０，６１０）及び内管１２０（３２０，６２０）の長手方向に沿って、外管１１０（３１０，６１０）の外周面と内管の内周面との間を貫通するように形成される挿通孔１４０（３４０，６４０）と、挿通孔１４０（３４０，６４０）に挿通され、二重管の表面温度を計測するための光ファイバ２００が挿通される挿通管１３０（３３０，６３０）と、を備える。

又、外管１１０（３１０）は、外管１１０（３１０）の長手方向に沿って外管１１０（３１０）の内周面１１１（３１１Ａ）に形成される内溝１１２（３１２）を有し、内管１１２（３１２）は、内管１２０（３２０）の長手方向に沿って内管１２０（３２０）の外周面１２１（３２１）に形成される外溝１２２（３２２）を有し、外溝１２２（３２２）が内溝１１２（３１２）に対向して挿通孔１４０（３４０）を形成するように外管１１０（３１０）に挿通される。例えば、内溝１１２（３１２）及び外溝１２２（３２２）は、それぞれ半円柱形状を呈し、挿通孔１４０（３４０）は、円柱形状を呈し、挿通管１３０（３３０）は、円筒形状を呈する。

又、外管６１０は、外管６１０の長手方向に沿って外管６１０の外周面及び内周面の間に挿通孔６４０を有する。例えば、挿通孔６４０は、円柱形状を呈し、挿通管６３０は、円筒形状を呈する。

又、外管１１０（６１０）及び内菅１２０（６２０）は、外管１１０（６１０）を加熱膨張して外管１１０（６１０）に内菅１２０（６２０）を挿通し、その後、外管１１０（６１０）を冷却して外管１１０（６１０）の内周面１１１（６１１）及び内菅１２０（６２０）の外周面１１２（６１２）を密着させることによって、二重管を形成する。

又、外管１１０（６１０）及び内菅１２０（６２０）は、外管１１０（６１０）の内周面１１１（６１１）と内菅１２０（６２０）の外周面１２１（６２１）との間を爆薬の爆発力で結合することによって、二重管を形成する。

又、外管３１０は、内菅３２０の外周面３２１における一方側の面に密着する第１分割部３１０Ａと、内菅３２０の外周面における他方側の残りの面に密着する第２分割部３１０Ｂと、を有し、外管３１０及び内菅３２０は、第１分割部３１０Ａの端面と、第１分割部３１０Ａの端面と隣り合う第２分割部３１０Ｂの端面と、の間を溶接することによって、二重管を形成する。

又、一方の伝熱管１００（３００，６００）の端面と他方の伝熱管１００（３００，６００）の端面との間を溶接する際に、双方の伝熱管１００（３００，６００）に挿通されている挿通管１３０（３３０，６３０）に対して密着するように挿通される橋渡し管４００を更に備えている。

又、橋渡し管４００は、双方の伝熱管１００（３００，６００）に向かうにつれて徐々に広がる内周面を有している。

又、橋渡し管４００の内周面４２０は、橋渡し管４００の端面において、挿通管１３０（３３０，６３０）の内周面１３１（３３１，６３１）に連続する形状を呈している。

又、橋渡し管４００の内周面４２０は、双方の伝熱管１００（３００，６００）に向かうにつれて曲面を形成しながら広がる形状を呈している。

そして、本実施形態によれば、ボイラ２内に設置されている伝熱管１００（３００，６００）の表面温度を広範囲に亘って計測することが可能となる。

尚、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

１００，３００，６００伝熱管
１１０，３１０，６１０外管
１１１，３１１Ａ，４２０，６１１，６１２Ａ内周面
１１２，３１２，６１２内溝
１２０，３２０，６２０内管
１２１，３２１，４１０，６２１外周面
１２２，３２２，６２２外溝
１３０，３３０，６３０挿通管
１４０，３４０，６４０挿通孔
２００光ファイバ
３５０，５００溶接
４００橋渡し管
６１２Ｂ，６１２Ｃ内側面
６１３Ｂ，６１３Ｃ空間
６１４Ｂ，６１４Ｃ肉盛

Claims

外管と、
前記外管に密着するように挿通され、前記外管とともに二重管を形成する内管と、
前記外管及び前記内管の長手方向に沿って、前記外管の外周面と前記内管の内周面との間を貫通するように形成される挿通孔と、
前記挿通孔に挿通され、前記二重管の表面温度を計測するための光ファイバが挿通される挿通管と、
一方の前記二重管の端面と他方の前記二重管の端面との間を溶接する際に、双方の前記二重管に挿通されている前記挿通管に対して密着するように挿通される橋渡し管と、
を備えたことを特徴とする伝熱管。
前記外管は、前記外管の長手方向に沿って前記外管の内周面に形成される内溝を有し、
前記内管は、前記内管の長手方向に沿って前記内管の外周面に形成される外溝を有し、前記外溝が前記内溝に対向して前記挿通孔を形成するように前記外管に挿通される
ことを特徴とする請求項１に記載の伝熱管。
前記内溝及び前記外溝は、それぞれ半円柱形状を呈し、
前記挿通孔は、円柱形状を呈し、
前記挿通管は、円筒形状を呈する
ことを特徴とする請求項２に記載の伝熱管。
前記外管は、前記外管の長手方向に沿って前記外管の外周面及び内周面の間に前記挿通孔を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の伝熱管。
前記挿通孔は、円柱形状を呈し、
前記挿通管は、円筒形状を呈する
ことを特徴とする請求項４に記載の伝熱管。
前記外管及び前記内菅は、前記外管を加熱膨張して前記外管に前記内菅を挿通し、その後、前記外管を冷却して前記外管の内周面及び前記内菅の外周面を密着させることによって、前記二重管を形成する
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の伝熱管。
前記外管及び前記内菅は、前記外管の内周面と前記内菅の外周面との間を爆薬の爆発力で結合することによって、前記二重管を形成する
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の伝熱管。
前記外管は、前記内菅の外周面における一方側の面に密着する第１分割部と、前記内菅の外周面における他方側の残りの面に密着する第２分割部と、を有し、
前記外管及び前記内菅は、前記第１分割部の端面と、前記第１分割部の端面と隣り合う前記第２分割部の端面と、の間を溶接することによって、前記二重管を形成する
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の伝熱管。
前記橋渡し管は、双方の前記二重管に向かうにつれて徐々に広がる内周面を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の伝熱管。
前記橋渡し管の内周面は、前記橋渡し管の端面において、前記挿通管の内周面に連続する
ことを特徴とする請求項９に記載の伝熱管。
前記橋渡し管の内周面は、双方の前記二重管に向かうにつれて曲面を形成しながら広がる
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の伝熱管。
外管及び内管から二重管を形成するために、前記外管が前記内管に密着するように、前記外管に前記内管を挿通する第１工程と、
前記外管及び前記内管の長手方向に沿って、前記外管の外周面と前記内管の内周面との間を貫通するように挿通孔を形成する第２工程と、
前記挿通孔に、前記二重管の表面温度を計測するための光ファイバが挿通される挿通管を挿通する第３工程と、を含み、
前記第１工程は、
前記外管及び前記内管から前記二重管を形成するために、前記外管の内周面と前記内管の外周面とが密着するように、前記外管に前記内管を挿通する工程であり、
前記第２工程は、
前記外管に前記内管を挿通する前に、前記外管の長手方向に沿って、前記外管の外周面及び内周面の間を貫通するように前記挿通孔を形成する工程であり、
前記第３工程は、
前記外管に前記内管を挿通した後に、前記挿通孔に前記挿通管を挿通する工程であり、
前記第２工程は、
前記外管の長手方向に沿って、前記挿通管の外周面に接する内溝を形成する工程と、
前記内溝に前記挿通管を挿通した後に、前記外管の内周面と面一になるように、前記内溝と前記挿通管との隙間を金属材料で肉盛する工程と、を更に含む
ことを特徴とする伝熱管の製造方法。