JPH04366309A - すす吹きノズルブロック組立体 - 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】本発明は熱交換器を清掃する清掃
装置に関し、そして特に熱交換器内の伝熱面に付着する
すすおよび／またはスラグ付着物を減少させるための大
規模の熱交換器用清掃装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】化石燃料の燃焼過程の間に、ボイラの内
側熱交換面にはスラグおよびすすが付着する。このよう
なボイラの熱効率および燃焼効率を高めるために、熱交
換器の伝熱面の付着物の量を定期的に減少させることが
必要である。ボイラを清掃するための種々の技術が現在
使用されている。一つの方法は、清掃媒体、例えば、空
気、水蒸気および水またはこれらの物質の混合物の流れ
をボイラの表面に放出して堆積した付着物を機械的な衝
撃および熱衝撃により除去するいわゆるすす吹き装置を
使用することである。

【０００３】種々の型式のすす吹き装置が使用されてい
る。すす吹き装置の一つの型式は、ボイラ内に恒久的に
配置され、そしてすす吹き媒体を噴出させるために定期
的に作動せしめられる。すす吹き装置のその他の型式は
、槍形管（ｌａｎｃｅ　　ｔｕｂｅ）が熱交換器中に定
期的に進入せしめられ、そして引っ込められ、そしてそ
の外側先端部に清掃媒体を噴出させる一つまたはそれ以
上のノズルを備えたことを特徴とする長行程引込み型す
す吹き装置を含んでいる。これらのすす吹き装置の引込
み可能であるという特徴により、槍形管を熱交換器また
はボイラ内の強い熱を受けないように移動することが可
能になる。槍形管は、使用後に、引っ込めないと、熱に
より損傷される。また、引込み型すす吹き装置の大部分
は、槍形管がボイラ中に軸線方向に押し込まれ、そして
ボイラ外に引っ込められるときに槍形管が同時に回転せ
しめられ、それによりすす吹き媒体が作動サイクルの間
にらせん形の通路をたどるようになっている。すす吹き
装置は、通常、清掃に関して要求される条件、すす吹き
媒体の消費量およびその他の種々の要素を含むスケジュ
ールにより間欠的に作動せしめられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】水蒸気または水蒸気を
含む混合物が清掃媒体として使用されかつすす吹き装置
を間欠的に作動させる場合には、すす吹き装置と組み合
わされた配管内に残存する水蒸気がすす吹き作動サイク
ルの間に凝縮する傾向がある。次の作動サイクルの初期
において、清浄媒体が再び槍形管中に送入されて清掃ノ
ズルから噴出されるときに、凝縮水が当初液体スラグの
形態で放出される。また、ある凝縮水は水蒸気が比較的
に冷たいすす吹き装置の内面と最初に接触するときに形
成される。ある状態では、このような凝縮水のスラグが
清掃される熱交換器の表面と衝突するときに、熱衝撃お
よび機械的な衝撃のレベルが過大であるために、望まし
くないボイラ管の浸食が起こる。ボイラの熱交換面のこ
のような損傷のために、破局的な故障が発生し、ボイラ
オペレータにとって重大な財政上の損失が起こる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は作動サイクルと
作動サイクルとの間および作動サイクル中に発生する凝
縮水を清掃される熱交換面から離れた槍形管からボイラ
内に無害な状態で排出させてボイラ内で気化させる凝縮
水分離装置を槍形管内に組み込まれたすす吹き装置に関
する。熱交換面の清掃を目的とするすす吹き清掃ノズル
は凝縮水が比較的に少ない水蒸気または水蒸気／空気の
混合物を吹きつける。したがって、本発明はボイラの熱
交換面に対して当初に放出される凝縮水のスラグの浸食
作用を実質的に最小限にとどめることができる。そのう
え、本発明により得られる凝縮水分離作用により、槍形
管を冷却する目的のために飽和蒸気または水蒸気／水の
混合物を使用することができると共に、水を含む液体が
熱交換面に吹きつけられた場合に起こる熱交換器の浸食
を回避することができる。

【０００６】

【実施例】本発明の付加的な利益および利点は、本発明
が関連する分野の業者には、添付図面について記載した
好ましい実施例および特許請求の範囲に関する以下の説
明から明らかになろう。

【０００７】図１は本発明と共に使用することができる
一つの型式の一例である長行程引込み型すす吹き装置を
例示している。図１に示したすす吹き装置は、全体を符
号１０で示してあり、参考のためにこの明細書に記載し
た１９６９年４月２２日にジェイ・イー・ネルソン氏そ
の他に許可された米国特許第３，４３９，３７６号明細
書に開示されているような構造を有している。すす吹き
装置１０は、主として、フレーム組立体１２と、槍形管
１４と、送り管１６と、キャリジ１８とを備えている。 すす吹き装置１０はその通常の休止位置で示してある。 作動時、槍形管１４はボイラ中に押し込まれかつボイラ
から引っ込められると同時に回転せしめられる。すす吹
き清掃媒体、例えば、空気、水蒸気または水またはこれ
らの流体（またはあるその他の物質）の混合物が供給さ
れて吹込弁２０に供給され、そして固定して保持された
送り管１６を通して供給される。槍形管１４がボイラ中
に押し込まれるときに、槍形管１４は送り管１６に入れ
子式に嵌合した状態で移動する。すす吹き媒体を一つま
たはそれ以上の清掃ノズル２２から噴出可能にするため
に、槍形管１４と送り管１６との間に流体シール（図示
せず）が設けられている。

【０００８】さて、図２を参照すると、本発明により得
られる利点を例示するために、慣用の構造のすす吹き装
置を示してある。図２に示すように、槍形管１４は伝熱
壁管の列により蔽われた熱交換器の側壁２８を貫通した
状態で示してある。この応用法においては、すす吹き装
置１０は、ボイラ管３２の垂下（すなわち、懸垂）部分
を清掃するために設けられている。別の一列の垂下管３
２は図示の垂下部分と向き合って横方向に設けられてい
るが、例示を簡素化するために省略してある。前述した
ように、水蒸気または水蒸気／空気の混合物が作動サイ
クルの間の清掃媒体として使用される応用法においては
、槍形管１４、送り管１６およびそれらと組み合わされ
た流体回路内に残存した水蒸気が凝縮する。このような
場合には、すす吹きサイクルの開始時に、凝縮液および
凝縮中の液体がすす吹き装置の清掃ノズル２２から強制
的に放出される。送り装置またはすす吹き装置自体中に
発生したこのような放出されていない凝縮水はノズル２
２を通してボイラ管３２の垂下部分に対して吹きつけら
れ、そして液滴またはスラグ３４の形態で示してある。

【０００９】さて図３および図４を参照すると、本発明
の第１実施例によるノズルブロック４０を示してある。 ノズルブロック４０は槍形管１４の端部に取り付けられ
、そして槍形管１４の外径と全般的に同じ外径を有する
外側殻体４２を含む。１対の清掃ノズル２２が開口部４
３中に凹所を形成するように嵌入され、そしてノズルブ
ロック殻体４２に溶接される。これらのノズル２２は濃
縮した清掃媒体を吹きつけるためのベンチュリー形のの
ど４５を有している。

【００１０】内側じゃま板４４がノズルブロック４０の
内側に配置され、かつ入口開口部４６と、清掃ノズル２
２をじゃま板４４中に半径方向に通すための１対の開口
部４８とを有している。じゃま板４４は清掃ノズル２２
に溶接されるかまたはその他の方法で一体に連結されて
いる。じゃま板４４は内側凹部５０を形成している。内
側凹部５０には、ノズルブロック４０内に同心をなして
配置された入口開口部４６を通して清掃媒体のみが供給
される。じゃま板４４は、ノズルブロック４０の遠位端
部、すなわち、先端部から隔置され、そして殻体の内径
５８よりも小さい外径を有し、それにより凝縮水流路５
２を形成している。ノズルブロック４０の遠位端部、す
なわち、先端部における開口部５４は以下に詳細に説明
するように凝縮水を排除するために設けられている。ノ
ズル５６はじゃま板の内側凹部５０と連通し、そしてノ
ズルブロック４０および開口部５４に対して同心をなし
て配向されている。

【００１１】ノズルブロック４０は、槍形管１４および
ノズルブロック４０の内部の凝縮水が管の内面５８上に
集まる傾向がありかつ密度の高い液体がベーパーと同様
に容易に流れの方向を転換することができないという原
理を使用して清掃ノズル２２から排出される凝縮したす
す吹き媒体の量を実質的に減少させる。じゃま板の入口
開口部４６はノズルブロック４０の内面５８よりも小さ
い面積を有し、かつ半径方向に内方に隔置され、それに
より凝縮水が比較的に少ない槍形管１４の中央コア領域
内を流れる清掃媒体のみがじゃま板４４中に流入する。 内面５８の直径のほぼ半分のじゃま板開口部４６の直径
は凝縮水を高度に分離すると考えられる。内面５８上に
集まる凝縮水は清掃媒体の圧力により流路５２中に押し
込まれ、流路５２から端末開口部５４を通して脱出せし
められる。すす吹き作動サイクルの開始時には、凝縮水
のスラグは開口部５４からボイラの内部中に放出され、
垂下管３２から離れて無害の状態で気化される。凝縮水
が排出された後、清掃媒体が開口部５４を通して脱出し
続ける。

【００１２】槍形管１４の内部の凝縮水の大部は槍形管
の壁部の付近に環を形成するが、ある液体は中央領域内
にも存在する。この理由から、ノズル５６がすす吹き媒
体のための軸方向の流れ成分を形成させるために設けら
れている。液体がノズル２２中に急転回し難いという原
理により、付加的な液体がノズル５６から放出される。

【００１３】図５および図６は本発明によるノズルブロ
ック７０の第２実施例を例示している。ノズルブロック
７０はノズルブロック４０の特徴の大部分を共有してい
るので、これらの要素は同様な符号により識別されてい
る。ノズルブロック７０には、ディフューザバッフル７
２が結合されている。ディフューザバッフル７２は開口
部５４からの凝縮水の流れを分割して放出された凝縮水
がボイラ管の損傷をさらに最小限にとどめるための多数
の小さい出口開口部７４を有している。

【００１４】図７及び図８は符号８０で示した本発明の
第３実施例によるノズルブロックを例示している。第１
実施例と共通の要素は、第２実施例の場合と同様に、同
様な符号で示してある。この実施例は、凝縮水から水蒸
気を分離するために使用されるバッフル要素の形状の点
について前述した実施例と異なっている。この実施例に
おいては、清掃ノズル２２が半殻体の形状を有する１対
のじゃま板８２により包囲されている。じやま板８２は
、ノズル２２が槍形管１４から流れてくる水蒸気および
水の混合物と直接に連絡することを遮断するために殻体
４２の内面に溶接されている。じゃま板８２はノズルブ
ロック８０の端末部に面する開口部８４を有している。 前述した実施例の場合と同様に、凝縮水排出開口部５４
が設けられている。作動中、内部に凝縮水を連行したす
す吹き媒体が槍形管１４を通して送られるときに、すす
吹き媒体はじゃま板８２の間の制限領域を通過しなけれ
ばならない。その後、流体は図示したように、開口部８
４を通して流入し、その後ノズル２２から流出するため
には、矢印で示すように急激に方向転換しなければなら
ない。水蒸気の密度が凝縮水の密度と比較してかなり低
いために、水蒸気はノズル２２から放出されるときに凝
縮水よりも容易に方向転換することができる。凝縮水は
ノズル２２から流出するよりも、軸方向に流れ続ける傾
向があり、そしてノズルブロック８０の端末領域に集ま
り、そこで流体圧力により端末開口部５４から放出せし
められる。

【００１５】上記の説明は本発明の好ましい実施例を構
成しているが、本発明の変型、変更を特許請求の適正な
範囲および正当な意味から逸脱することなく実施しうる
ことは理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を使用することができるすす吹き装置の
一型式の一例である長行程引込み式すす吹き装置を絵で
表わした図。

【図２】ボイラ管の垂下部分に対して放出される凝縮液
を示した慣用のすす吹き装置を絵で表わした図。

【図３】本発明の第１実施例による図１で示したすす吹
き装置の槍形管の凝縮水分離ノズルブロックを部分的に
切り欠いて示して絵で表わした図。

【図４】凝縮水分離ノズルの内部構造を示した図３の槍
形管の先端部の横断面図。

【図５】本発明による凝縮水分離ノズルの第２実施例を
示した図４と同様な横断面図。

【図６】図５を６−６線に沿って裁った横断面図。

【図７】本発明の第３実施例による凝縮水分離ノズルブ
ロックの横断面図。

【図８】図７を８−８線に沿って裁った横断面図。

【符号の説明】

１０　　すす吹き装置 １４　　槍形管 ２２　　清掃ノズル ４０　　ノズルブロック ４２　　外側殻体 ４４　　じゃま板 ４６　　入口開口部 ５２　　凝縮水流路 ５４　　開口部 ５６　　ノズル ５８　　内面 ７０　　ノズルブロック ７２　　ディフューザバッフル ８０　　ノズルブロック ８２　　じゃま板 ８４　　開口部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　すす吹き媒体、例えば、水蒸気または
   水蒸気／空気の噴流を熱交換器の内面に放出して前記内
   面からすすまたはスラグ付着物を除去するためにすす吹
   き槍形管により担持されたすす吹きノズルブロック組立
   体において、前記すす吹き媒体を流すための中空の内側
   通路を有するノズルブロックハウジング装置と、前記槍
   形管内に存在する前記すす吹き媒体から凝縮水を分離す
   るため前記ノズルブロックハウジングの内部の凝縮水分
   離装置と、前記のすす吹き媒体の噴流を前記内面に放出
   するために前記ノズルブロックハウジングにより担持さ
   れた清掃ノズル装置と、前記凝縮水分離装置により分離
   された凝縮液を前記槍形管から排出させると共に前記清
   掃ノズル装置から放出されることを阻止する凝縮水排出
   装置とを備えたすす吹きノズルブロック組立体。
2. 【請求項２】　　請求項１に記載のすす吹きノズルブロ
   ック組立体において、前記凝縮水排出装置が前記凝縮水
   の流れを前記ノズルブロックハウジング装置の遠位端部
   から前記槍形管に対して軸線方向に放出する開口部を備
   えたすす吹きノズルブロック組立体。
3. 【請求項３】　　請求項１に記載のすす吹きノズルブロ
   ック組立体において、前記清掃ノズル装置がすす吹き媒
   体の噴流を前記槍形管に対してほぼ半径方向に放出する
   ことを促進するすす吹きノズルブロック組立体。
4. 【請求項４】　　請求項１に記載のすす吹きノズルブロ
   ック組立体において、前記凝縮水分離装置が前記ノズル
   ブロックの内側通路の内径よりも小さい直径を有する入
   口オリフィスを形成するように前記清掃ノズルと隣接し
   て配置されかつ前記ノズルブロックハウジング内に同心
   をなして配向されたじゃま板を備え、前記清掃ノズル装
   置と連絡した前記じゃま板の内側部が前記入口オリフィ
   スから流入する前記すす吹き媒体を前記ノズル装置を通
   過させかつ前記じゃま板が前記ノズルブロックの内側通
   路と前記凝縮水排出装置と連絡する前記じゃま板との間
   に半径方向に形成された凝縮水流路を備えたすす吹きノ
   ズルブロック組立体。
5. 【請求項５】　　請求項４に記載のすす吹きノズルブロ
   ック組立体において、前記凝縮水排出装置が前記凝縮水
   流路と連絡する凝縮水排出開口部を備えたすす吹きノズ
   ルブロック組立体。
6. 【請求項６】　　請求項５に記載のすす吹きノズルブロ
   ック組立体において、さらに、前記凝縮水流路に流入す
   る凝縮水を前記ノズル組立体から放出させるために前記
   じゃま板の内側と連絡しかつ前記凝縮水流路と軸方向に
   整列した端末ノズルを備えたすす吹きノズルブロック組
   立体。
7. 【請求項７】　　請求項２に記載のすす吹きノズルブロ
   ック組立体において、さらに、前記凝縮水排出開口部か
   ら流出する凝縮水を分割するために該凝縮水排出開口部
   を遮蔽したディフューザバッフルを備えたすす吹きノズ
   ルブロック組立体。
8. 【請求項８】　　請求項１に記載のすす吹きノズルブロ
   ック組立体において、前記凝縮水分離装置が前記すす吹
   き媒体を前記清掃ノズルから排出するためにすす吹き媒
   体の流れの方向を強制的に反転させるじやま板装置を備
   え、それにより前記凝縮水の少なくとも一部分が前記清
   掃ノズル装置から排出されることを阻止したすす吹きノ
   ズルブロック組立体。
9. 【請求項９】　　請求項８に記載のすす吹きノズルブロ
   ック組立体において、前記じゃま板装置が前記清掃ノズ
   ル装置の上方に配置されかつ前記ノズルブロックの遠位
   端部に面した開口部を有する殻体を備え、それにより前
   記凝縮水の少なくとも一部分が前記清掃ノズル装置から
   排出されることを阻止したすす吹きノズル組立体。