JPH03274303A - 排熱回収ボイラの支持架台 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 発明門は排熱回収ボイラに係り、特に複数個のモジュー
ルに分割された装置において、隣り合うモジュール同士
を連結部材を用いて連結し、運転時における熱膨張反力
を吸収するように構成した支持架台に関する。

（従来の技術） 火力発電プラントの発電効率の向上に大きく貢献する発
電方式としてガスサイクルと蒸気サイクルとを組み合わ
せたコンバインドサイクル発電プラントの評価が高まり
つつある。これは、高効率の実現と併せて、起動特性に
卓越したものがあり、さらに温排水の減少といった様々
な利点が詳細されたことによるものである。

このコンバインドサイクル発電プラントも従来の火力発
電プラントと同様に大型化によるスケールメリットがあ
り、近年、ガスタービンの大型化の進展に伴ない排熱回
収ボイラも大型化し、高さが２０　ｍ以上、幅がｆ５　
ｍ、全体の長さが３０　ｍから４０−にもなってきてい
る。このような大型の排熱回収ボイラは工場において輸
送可能な大きさのモジュールに組み立てられ、ドーリ−
車のような大型輸送車を用いて据え付は現場に搬入され
、　そこに据え付けられる。

第２図は従来技術による排熱回収ボイラが所定の手順に
よって組み立てられ、すべての作業が完了した状態を示
している。工場での製作は高圧加熱器１と高圧蒸発器２
を組み込んだモジュールＡ１脱硝装置３を組み込んだモ
ジュールＢ１高圧蒸発器４と高圧節炭器５を組み込んだ
モジュールＣ１低圧蒸発器６と低圧節炭器７を組み込ん
だモジュールＤの四つに分割して行われる。それぞれの
モジュールＡＳＢＳＣ，Ｄは支持架台８Ａ、８Ｂ。

８Ｃ，８Ｄの上に載せた状態で製作され、両者が一体の
まま輸送されると共に、据え付は後もそのままの状態に
置かれる。

また、それぞれのモジュールＡＳＢ、Ｃ，Ｄはその中心
に熱膨張の起点として働く固定部材９Ａ。

９Ｂ、９Ｃ，９Ｄを備えている。さらに、モジュールＡ
、Ｂ、Ｃ，Ｄ同士の間には熱膨張を吸収するエキスパン
ションジヨイント１０がそれぞれ設けられる。

なお、図中符号１１は高圧蒸気ドラム、１２は低圧蒸気
ドラムをそれぞれ示している。

一方、据え付は現場における排熱回収ボイラの組み立て
は次のように行われる。初めに、第３図に示されるよう
にモジュールＡを、例えばドーリ沖、１３のような大型
輸送車に乗せて所定の抛え付は位置まで輸送した後、ド
ーり車１３の荷台を下降させてモジュールＡを床に置く
。その後、支持架台８Ａと基礎金物とを溶接して固定さ
せる。次に、第４図に示されるようにモジュールＢを同
様の方法で据え付ける。このとき、モジュールＡとモジ
ュールＢの間にエキスパンションジヨイント］０が介装
される。

（発明が解決しようとする課題） ところで、プラントの運転中、排熱回収ボイラにはガス
タービンからの高温の排ガスが導かれ、高圧過熱ｒＡ１
から低圧節炭器７までの各領域を流動するためにモジュ
ールＡ％Ｂ、Ｃ，Ｄが熱膨張して各部の＝ｊ法が変化す
る。この様子をモジュールの一部の挙動を示す第５図を
参照して詳しく説明すると、モジュールＡ１モジュール
Ｂはそれぞれ支持架台８Ａ、８Ｂで支持され、それぞれ
の中央付近に固定部材９Ａ、９Ｂを備えていることから
、この固定点を起点として左右方向および上方向に熱膨
張していく。モジュールＡ、Ｂの両端の支持点には熱膨
張を支持架台８Ａ、８ＢとモジュールＡ、Ｂとの間で滑
らせて逃がすように滑り板１４が設置されている。モジ
ュールＡ、８間の熱膨張は双方の間に設置されたエキス
パンションジヨイント１０が吸収して過大な熱応力が生
じるのを防止している。ここで、モジュールＡ、Ｂが滑
り板１４の上で滑るとき、支持架台８Ａ、８Ｂには水平
方向の摩擦反力が加わるが、モジュールＡ１Ｂには各々
中央付近の固定点があり、両端での摩擦反力が左右方向
で相殺され、支持架台８Ａ１８Ｂのそれぞれの梁１５Ａ
、１５Ｂの内力としてのみ存在し、支持架台８Ａ、８Ｂ
全体が変形するような力とはならず、支持架台８Ａ、８
Ｂの基礎には熱膨張反力としてのせん断力は発生しない
。

ところが、モジュールＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄの大型化に連れて
それぞれの印体重量が増し、かつモジュール幅が広がっ
てくると、モジュール長さが短かくなり、モジュールＡ
、Ｂ、Ｃ，Ｄの両端に各々エキスパンションジヨイント
１０を設けると全長が非常に長くなることから、何個か
のエキスパンションジヨイント１０を省略するものが提
案されている。この場合、排熱回収ボイラが運転状態に
入ると、熱変形および熱反力は第５図に示されるように
起こる。すなわち、モジュールＡは支持架台８Ａとモジ
ュールＡとの間のすべての支持点に滑り板１４が使用さ
れ、モジュールＢは−のモジュール端の支持点が固定部
材９Ｂ、モジュール中央およびその他のモジュール端が
滑り板１４により支えられている。排熱回収ボイラが熱
膨張すると、モジュールＡとモジュールＢはモジュール
Ｂに設けられた固定部材９Ｂを中心に左右両方向に延び
ていく。このとき、モジュールＢの滑り板１４の滑り反
力はモジュールＢの支持架台８Ｂの梁１５Ｂの引張り力
として現れるのみで、基礎への反力は発生しないが、モ
ジュールＡは滑り板１４からの反力が支持架台８Ａの横
力として支持架台８Ａに加わるため、この横力により支
持架台８Ａが変形し、基礎にせん断力が加わる。このた
め、支持架台８ＡＳ基礎とも大きなせん断力に耐え得る
設計とする必要があり、モジュール全体の重量の増加、
大規模な基礎工事による工事朝間の長期化などが問題と
なっている。

そこで、本発明の目的はエキスパンションジヨイントを
使用せずにモジュール同士を接続しても、固定点のない
モジュールの支持架台および基礎に滑り点の反力として
の横力を作用させないようにした排熱回収ボイラの支持
架台を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために接続面を垂直方向
に向けて分割される複数のモジュールを水平面上で決め
られた並びとなるように該接続面同士をつないで一つの
熱交換器のための装置として構成するようにした排熱回
収ボイラの支持架台において、隣り合う前記モジュール
の一つにそのモジュールが熱膨張のために支持架台に対
して横方向に変位するときの固定点となる固定部材と、
前記支持架台との間に滑りを生じて相対的な運動を可能
にする滑り板とを相対して設け、このモジュールの固定
点と隣り合う他の前記モジュールには前記支持架台との
間に滑り運動を可能にする複数個の滑り板を設けると共
に、隣り合う前記支持架台同士を連結部材を介して互い
に連結したことを特徴とする。

（作用） 固定点のあるモジュールの支持架台の梁と、固定点のな
いモジュールの支持架台の梁とを連結部材で連結するな
らば、固定点のない支持架台に加わる滑り点の反力を固
定点のある支持架台に伝えることができ、双方の支持架
台の梁の内力として吸収することが可能である。また、
基礎に作用していた横力がなくなることから、せん断力
も発生しない。

（実施例） 本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。第１図
は本発明を実施した排熱回収ボイラの完成状態の一部を
示したものである。

図中、符号Ａ、ＢＳＣ，Ｄはモジュールの工場製作単位
を示す。また、各部材の符号に付けられた添字はそれぞ
れのモジュールの部材であることを示す。

モジュールＡは支持架台２１Ａで支持され、中央および
両端部の支持点には滑り点となる滑り板２２が介装され
ており、支持架台２１ＡとモジュールＡこの間の熱膨張
差が吸収される。モジュールＢは支持架台２１Ｂで支持
され、固定点のないモジュールＡ側にモジュールの熱膨
張の固定点となる固定部材２３Ｂが設けられている。こ
のため、モジュールＢはこの固定部材２３Ｂを起点にし
て両側に熱膨張していく。モジュルＡとモジュールＢは
エキスパンションジヨイントを用いず、完全に溶接で接
続されており、モジュールＡの熱膨張の起点もモジュー
ルＢの固定点となる。そして、モジュールＡとモジュー
ルＢの支？、＋７架台２１Ａ１Ｂは連結部材２４で接続
されている。この連結部材２４は各々のモジュール設定
後取り付けるか、モジュールＡまたはＢに溶接固定され
、モジュール設定後、他端を溶接またはボルト締めで固
定し、滑り板２２の反力をモジュール間で伝達できるよ
うにする。

モジュールＣとモジュールＤはそれぞれモジュールＡと
モジュールＢのように支持架台２１ｃ１２１Ｄ１滑り板
２２、固定部材２３Ｄおよび連結部材２４を用いて支持
され、かつ接続されている。

モジュールＢとモジュールＣの間には熱膨張を吸収する
ためのエキスパンションジヨイント２５が配設されてい
る。

次に、このように構成された支１７架台の作用を説明す
る。なお、ここではモジュールＡとモジュ−／ｌ、　Ｂ
との関係を述べているが、モジュールＣとモジュールＤ
との間も同じである。排熱回収ボイラが運転により熱膨
張すると、モジュールＡとモジュールＢはモジュールＢ
に設けられた固定部材２３Ｂを中心に左右両方向に延び
、モジュールＢの滑り板２２による滑り点の滑り反力は
モジュールＢの支持架台２１Ｂの梁２６Ｂの引っ張り力
として現れる。一方、モジュールＡの滑り点の滑り反力
は２６Ａが連結部材２４で梁２６Ｂと連結されているた
め、梁２６Ａと連結部材２４の引っ張り力として現れ、
基礎へは伝わらない。このため、基礎にはせん断力が発
生しない。したがって、梁２６以外の支持架台２１Ａ、
２１Ｂの各部材は熱膨張反力を受けずにすむので、各部
材のサイズを小さくすることができ、モジュール全体の
重量の増加を食い止めることが可能である。さらに、基
礎に熱膨張反力としてのせん断力が作用しないので、基
ＦａＩＩＩＩ造を簡略化でき、工期の短縮が可能となる
。

また、以上に述べた支持架台によるならば、連結部材２
４を後で取り付けて力の伝達が可能になるので、モジュ
ールＡＳＢ間にエキスパンションジヨイントを設けるこ
となくモジュールによる工場製作、輻送、据え付けが可
能となり、排熱回収ボイラの大型化にも対応できる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、支持架台の各部材は
熱膨張反力を受けずにすむので、部材サイズを小さくし
て装置の軽量化が図れ、さらに基礎に熱膨張反力として
のせん断力が作用しないので、Ｕ礎を簡略に構成するこ
とができ、工期の短縮が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した排熱回収ボイラの完成状態の
一部を示す構成図、第２図は従来技術による排熱回収ボ
イラの一例を示す構成図、第３図および第４図は輻送、
据え付け、現場での据え付は方法を示す説明図、第５図
は従来技術による排熱回収ボイラにおける熱膨張時の挙
動を示す説明図、第６図は従来技術による大型排熱回収
ボイラにおける熱変形および熱反力発生時の挙動を示す
説明図である。 １・・・・・・・・・過熱器 ２．４・・・高圧蒸発器 ５・・・・・・・・・高圧節炭器 ６・・・・・・・・・低圧蒸発器 ７・・・・・・・・・低圧節炭器 ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ，２１Ｄ・・・支持架台２２・
・・・・・・・・滑り部材 ２３Ｂ、２３Ｄ・・・固定部材 ２４・・・・・・・・・連結部材 ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ，２６Ｄ・・・梁Ａ、Ｂ、ＣＳ
Ｄ・・・モジュール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 接続面を垂直方向に向けて分割される複数のモジュール
   を水平面上で決められた並びとなるように該接続面同士
   をつないで一つの熱交換器のための装置として構成する
   ようにした排熱回収ボイラの支持架台において、隣り合
   う前記モジュールの一つにそのモジュールが熱膨張のた
   めに支持架台に対して横方向に変位するときの固定点と
   なる固定部材と、前記支持架台との間に滑りを生じて相
   対的な運動を可能にする滑り板とを相対して設け、この
   モジュールの固定点と隣り合う他の前記モジュールには
   前記支持架台との間に滑り運動を可能にする複数個の滑
   り板を設けると共に、隣り合う前記支持架台同士を連結
   部材を介して互いに連結したことを特徴とする排熱回収
   ボイラの支持架台。