JPH04297702A - ボイラ火炉壁 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は発電用ボイラや産業用ボ
イラの火炉壁に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０ないし図１２に示すとおり、従来
のバーナパネルにおいては、炉壁冷却壁管パネル（ウェ
ルデッドパネル）のフィン端部は、相隣間ではほぼ直線
的に形成され、両側端の炉壁冷却管パネルとの角部１は
ほぼ直角となっていた。また、ガスシール用シール板５
は、炉壁管開口部管形状にほぼ平行な平板状に形成され
ていた。したがってその側板２も殆ど平行な帯板状に形
成されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のボイラ火炉
壁においては、図１２ないし図１４に示すように、バー
ナ風箱３と火炉冷却壁管４との温度差によって炉壁管が
変形しようとするとき、バーナ風箱からの力ａが、ガス
シール用シール板側板部２を伝って、開口フィン止端部
、特にその角部ｂに応力集中を生じさせ、損傷させるこ
とがあった。また図１２、図１４に示すように、炉壁冷
却管とシール板との温度差によって、開口フィン端角部
およびシール板取付溶接角部ｂに過大応力が生じ、炉壁
管を損傷させることがあった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の課
題を解決するために、冷却壁管パネルにバーナノズルを
挿入するパネル開口部が、次の条件（１）ないし（４）
を具えたことを特徴とするボイラ火炉壁を提案するもの
である。すなわち （１）開口部管曲げ部において上記冷却壁管パネルのフ
ィン端が円弧状に形成されていること。 （２）上記開口部管曲げ部のガスシール用シール板の側
板の先端が上記フィン端に対応して円弧状に彎曲してい
ること。 （３）上記側板の幅は先端部で狭く開口補強板部で広い
こと。 （４）上記シール板と上記側板との取合部において、側
板部は中央部よりも炉壁冷却管に近く、かつコーナ部が
２段形になっていること。

【０００５】

【作用】本発明は従来公知の問題点を解消するために、
バーナ風箱と炉壁冷却管との温度差によりバーナ風箱が
変形しようとした時の力が開口角部にできるだけ伝達さ
れないように、そのシール板側板を、バーナ風箱側は大
きく、次第に小さく削ぎ落し、開口先端部は極めて小さ
くすることにより、当該部の剛性を小さくした。また、
シール板と炉壁管パネルとの温度差による伸び差がシー
ル板部で吸収されるように、加えてシール板と炉壁管取
合近傍における温度差による伸び差が小さくなるように
、そのシール板側面とシール板との取合部を２段曲げ形
状とした。すなわち、バーナ風箱からの変形が当該部剛
性が小さくなったことにより、伸び差は開口曲り管部先
端部まで伝達されにくく、またシール板の２段曲げ部に
おいて殆んど吸収され、開口先端部へは殆んど伝達され
なくなる。更には、開口先端部を円弧状のフィン端形状
とすることにより、開口部に角部がなくなり過大応力は
生じることがなくなった。更には、バーナ風箱と火炉壁
冷却管パネルとの取合において、図８に示されるように
、上下端部を一部ゆるく取合うことにより、上下端部へ
の力の伝達を小さくすることが可能となった。

【０００６】なお、図２に示されるように、火炉壁のコ
ーナ部に設けられるバーナパネルにおいては、コーナ部
角部のみをシール板は上記同様とし、シール板側板だけ
を滑らかに背高構造とすることが望ましい。

【０００７】

【実施例】図１および図２に本発明の一実施例における
バーナパネル開口部全体斜視図を示す。これらの図に示
されるように、ボイラの火炉壁においては、燃焼用バー
ナ７を設置するために、火炉壁冷却壁管パネルに開口６
が設けられている。図１は、炉壁管部にバーナを設け、
燃焼用空気を送り込むための風箱８を装備した外観図で
あって、該風箱上下端部に開口部ガスシール用シール機
構Ａ，Ａ′が示される。本発明実施例は特にこの部分が
改良された新しい機構のものである。図２は風箱８、シ
ール機構Ａ，Ａ′を取り外し、炉壁管開口部６を表わし
た開口の全体図を示す。

【０００８】図３ないし図５は、図１および図２に示さ
れた本発明実施例要部の拡大詳細を示したものである。 図６は図５のＶＩ−ＶＩ断面を示し、図７は図５のＶＩ
Ｉ　−ＶＩＩ　断面を示す。

【０００９】本実施例では図３に示されるように、炉壁
管パネルの開口部６において、炉壁パネル（ウェルデッ
ドウォール）部フィン４ｂ端部Ｂが大きな円形状Ｒに形
成されているので、力が滑らかに伝達され、従来のもの
に見られるような開口フィン端の角部１に応力が集中す
ることがなくなる。また、図４に示されるように、各炉
壁冷却管４ａ相互の間をガスシールするためのフィン４
ｂの止端部も、それぞれ小さな円形状ｒの滑らかな仕上
げ加工がされており、局所的にも応力集中を生じること
はない。

【００１０】次に、図５ないし図７に示されるように、
本実施例では開口部曲り管部のガスシール用に設けられ
たシール板構造Ａにおいて、シール板側板９を風箱側は
背高構造９ａとし、離れるに従って次第に削ぎ落され先
端部９ｂは狭幅の側板とした。従来構造においては、剛
性が大きく変形しにくい状態であったが、本実施例では
、先端を細くしたので、剛性が小さくなり変形を容易に
許すようになった。したがって、風箱からの力がシール
板中央部から火炉冷却管パネル側へ徐々に伝達され、シ
ール板先端側への伝達が極めて少なくなる。その結果、
その先端部シール板と火炉冷却管パネルとの溶接部の応
力が小さくなる。更には、そのシール板側板は、最先端
部９ｃが円形に彎曲していて角部がないので、応力集中
も生じなくなる。

【００１１】また、図６に示されるように、シール板部
９と火炉冷却管４との温度差は、シール板側板９ｂが狭
幅なので生じにくく、したがって伸び差（ｃ−ｄ）も生
じにくくなる。また、たとい微少の温度差が生じても、
シール板１０が先端部１０ａにおいて２段曲げ構造とな
っているので、その部分の変形ｅ１　により、実用上全
く問題なく吸収される。更には、図７に示されるように
、シール板は、風箱に面しない円形状シール板側板部９
ｃがすべて２段曲げ構造となっているので、シール板９
ａ，９ｂ，９ｃと火炉水冷管４との水平方向の伸び差（
ｃ′−ｄ′）があっても、ｅ２　部、ｅ３　部の微少の
変形で充分吸収されて、全く無理をすることがない。

【００１２】このように本実施例においては、従来のも
のにおけるような過大な力および応力集中が生じないか
ら、火炉壁水冷管４およびシール板１０等に無理を生じ
ず、損傷を与えることは全くない。図８および図９に本
実施例と従来のものにおける応力分布の状況の比較を示
す。

【００１３】図８はバーナ風箱８と火炉冷却管パネル４
との温度差により発生する火炉冷却管取合部の応力分布
を示し、点線が本実施例の応力分布、実線が従来のもの
における応力分布状況である。図からわかるように、従
来のものでは風箱の上下端部のシール板２端部で応力集
中が生じ、局所的に極めて過大な応力ｆ１　が発生して
いたが、本実施例においては約１／３の応力ｆ２　に軽
減されている。

【００１４】また、図９は力の伝達および応力分布を示
す。従来のものでは図９中の実線のように上下端部に沿
って大きな力が伝達されていた。本実施例では、バーナ
風箱８と火炉冷却管パネル４との取付用ボルトを、上下
端からそれぞれバーナ風箱の長さＬの約０．２倍の位置
まで長さｌ１　，ｌ２　の間、ゆるく取付けている。し
たがって本実施例では、図中点線のように、力が中央寄
りから伝達されることになる。そのため、応力分布とし
ては右図のようになり、本実施例の最大応力ｇ２　は従
来の最大応力ｇ１　の約１／２に軽減される。これらの
相乗効果により、本実施例における応力は従来の場合の
約１／６に軽減され、実用上全く問題なく安全に運転を
維持できる。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、バーナ風箱と火炉冷却
壁管との間や炉壁冷却管とシール板との間に温度差があ
る場合でも、従来のような過大な力や応力集中が生じな
いから、火炉壁水冷管やシール板等に無理は生じず、損
傷を与えることは全くなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例におけるバーナ風箱を
装備した炉壁構造を示す斜視図である。

【図２】図２は図１の風箱およびシール板等を取除いた
炉壁のバーナ開口全体を示す斜視図である。

【図３】図３は図２の上下端部（開口上下端部）の詳細
図である。

【図４】図４は図３の一部拡大図である。

【図５】図５は図３の炉壁開口部にシール板等を取付け
た状態を示す図である。

【図６】図６は上記実施例におけるバーナ開口上下端部
のシール板側板と炉壁管の温度差による力の作用を示す
図である。

【図７】図７は図６の水平方向の力の作用を示す図であ
る。

【図８】図８は上記実施例と従来のものとの応力発生状
況を比較する図である。

【図９】図９は上記実施例と従来のものとの風箱取合部
からの力の伝達と発生応力の分布を示す図である。

【図１０】図１０はボイラ炉壁全体の外観を示す斜視図
である。

【図１１】図１１は従来のボイラ火炉壁におけるバーナ
ノズル挿入部の炉壁パネル開口上下部のパネル外観を示
す斜視図である。

【図１２】図１２は図１１のガスシール構造と力の作用
を示す斜視図である。

【図１３】図１３は従来のボイラ火炉壁における風箱と
パネルの温度差による力の作用を示す図である。

【図１４】図１４は図１２のガスシール板と炉壁管の温
度差による力の作用を示す図である。

【符号の説明】

１　　　　　　　　角部 ２　　　　　　　　シール板側板 ３　　　　　　　　バーナ風箱 ４　　　　　　　　火炉冷却壁 ４ａ　　　　　　炉壁冷却管 ４ｂ　　　　　　炉壁フィン ５　　　　　　　　ガスシール用シール板６　　　　　
　　　炉壁管開口部 ７　　　　　　　　燃焼用バーナ ８　　　　　　　　風箱 ９　　　　　　　　シール板側板 １０　　　　　　シール板 Ａ，Ａ′　　シール機構 Ｂ　　　　　　　　フィン端部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　冷却壁管パネルにバーナノズルを挿入
   するパネル開口部が、次の条件（１）ないし（４）を具
   えたことを特徴とするボイラ火炉壁。 （１）開口部管曲げ部において上記冷却壁管パネルのフ
   ィン端が円弧状に形成されていること。 （２）上記開口部管曲げ部のガスシール用シール板の側
   板の先端が上記フィン端に対応して円弧状に彎曲してい
   ること。 （３）上記側板の幅は先端部で狭く開口補強板部で広い
   こと。 （４）上記シール板と上記側板との取合部において、側
   板部は中央部よりも炉壁冷却管に近く、かつコーナ部が
   ２段形になっていること。