JPH0443682Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は廃熱回収ボイラに係り、特に地震等の
外力による振動時の水平力を吸収し得る廃熱回収
ボイラの構造に関する。

〈従来の技術及びその問題点〉 高効率発電の一環として最近複合発電プラント
が注目されている。このプラントは先ずガスター
ビンにより発電を行うと共に、ガスタービンから
排出された排ガス中の熱を廃熱回収ボイラにおい
て回収し、同ボイラで発生した蒸気により蒸気タ
ービンを作動させて、発電するものである。この
プラントは発電効率の面に加えてガスタービンの
特性である負荷応答性が高く、急激な電力需要の
上昇にも十分対応し得るという利点もある。

第１図はタービン排ガスの熱を回収する廃熱回
収ボイラの構造を示す。図中タービン排ガスＧは
過熱器１、高圧蒸発器２を経て脱硝装置３に至り
排ガス中の窒素酸化物（NOx）を除去する。続
いて排ガスは高圧蒸発器４、高圧節炭器７、低圧
蒸発器８、低圧節炭器１１を経て排出される。こ
の間に発生した高圧蒸気S₁及び低圧蒸気S₂は蒸気
タービンの動力源、所内熱源として利用される。
図中符号５及び９は各々高圧ドラム、低圧ドラム
を、符号６及び１０は降水管を示す。以上の構成
の廃熱回収ボイラはガスタービン排ガスを通過さ
せるガス流路、いわゆる高温ダクト内に配置され
る。

第２図に第１図のＡ−Ａ断面を示す。図中１２
は廃熱回収ボイラの高温ダクト本体を構成するケ
ーシングであり、ケーシング１２の内側には保温
材１３を内張りしている。このダクト本体には炉
内圧が作用しケーシング１２が大きく変形しない
ように構造部材１４がケーシング１２の周囲に形
成してある。

このダクト本体には上部管寄せ１５、下部管寄
せ１７、伝熱管１６で構成された伝熱管群が内蔵
されている。この伝熱管群は、下部管寄せ１７に
取り付けられた管寄せサポート１８ａないし１８
ｅにより自立しており、伝熱管群の自重は管寄せ
支持構造部材１９に伝達される。高温ガスに直接
触れ、温度が高くなる上下部管寄せ１５，１７、
伝熱管１６は熱膨張するのに対し、大気に触れ、
保温材１３で内張りされているケーシング１２
や、構造部材１４はほとんど常温となる。従つ
て、伝熱管群はガス流れ直角方向にはＣ点を基準
に、上方向にはＦ点を基準に伸びることができる
ような構造となつている。つまりＣ点の管寄せサ
ポート１８ｃは、管寄せ支持部材１９に固定し、
それ以外の管寄せサポート１８ａ，ｂ，ｄ，ｅは
水平にスライド可能としている。

第２図中のＤ部の断面を第３図に示す。

ガス流れ方向の水平力はストツパー２１ａで支
持し、ガス流れ直角方向の水平力はストツパー２
１ｂで支持し、伝熱管群の水平力を下部支持構造
部材１９に伝達する構造となつている。上下方向
については、上方向に自由に熱膨張可能である。
しかし、このような構造では、地震、振動などに
より水平方向に力が作用した場合、伝熱管群の上
部は大きく揺れ、不安定であるため、第２図中の
Ｂ部に示すような振れ止め装置を設置してある。
第２図中のＢ部の詳細を第４図に示し、第４図中
のＥ−Ｅ断面を第５図に示す。水平支持部材２０
に取付けたボツクス２２に、上部管寄せ１５の端
部に取付けたラグ２４を差し込んである。ガス流
れ方向の水平力は、ボツクス２２にはさみ込まれ
た上部管寄せ１５の端部のラグ２４が、ボツクス
２２のガス上流側と下流側の面に交互に衝突する
ことにより、この水平力は側面のケーシング１２
に伝達される。一方、ガス流れ直角方向に加つた
水平力の場合には、上部管寄せ１５の端部１５ａ
は、水平支持部材２０に取付けたボツクス２２に
衝突し、水平力は構造部材１４（第２図参照）に
伝達される。この場合、上部管寄せ１５のガス流
れ直角方向の熱膨張量が最大になる箇所におい
て、この膨張を許容しながら管寄せ１５を支持す
る構造となるため上部管寄せ１５の端部１５ａを
水平支持部材２０に取付けたボツクス２２との間
には一定隙間Ｗを形成して膨張を許容する。但し
ボツクス２２はガス流れ直交方向の振動、つまり
管寄せ軸心方向の振動から管寄せ１５を防護する
機能も有しているため、隙間Ｗは振動時に管寄せ
端部１５ａがボツクス２２に接触し得る程度の幅
としておく必要があり、隙間Ｗの設定はこれらを
考慮して微妙に調整されねばならない。

しかしながら廃熱回収ボイラは、電力供給の調
整用に使用されることが多いため、ダクトを通過
するガス温度は常に一定ではない。従つて運転状
態により、ボツクス２２と上部管寄せとの隙間Ｗ
の最適設定量は変動してしまい適正な調節がきわ
めて困難であつた。つまり幅Ｗを小さく設定した
場合には管寄せ１５の支持は効果的に行えるが高
温ガスが通過した場合には管寄せの膨張量を吸収
し得ず管寄せや、支持部に大きな応力が加わるこ
とになる。また反対にＷを大きく設定した場合に
は振動時の支持が不十分となつてしまう。

〈本考案の目的〉 考案の目的は、上記した従来技術の欠点をなく
し、地震、振動の際に発生するガス流れ直角方向
の水平力を効率よく、簡単な構造で吸収できる伝
熱管群振れ装置を有する廃熱回収ボイラを提供す
ることにある。

〈本考案の概要〉 要するにこの考案は、上部管寄せと下部管寄せ
とを複数本の伝熱管で接続してパネルを形成し、
このパネルの複数を廃ガス流れに沿い配置し、前
記上下の管寄せを夫々保持部材で保持した耐震型
の廃熱回収ボイラにおいて、廃熱回収ボイラをボ
ツトムサポート型のボイラ構造とし、下部管寄せ
１７はダクトケーシング１２を補強する鉄骨構造
の下部部材１９で支持し、上下管寄せの長さのほ
ぼ中央を基準点とし固定し、下部管寄せの基準点
の左右に位置する管寄せサポートに対しては下部
管寄せの軸心に直交する方向の変位のみを拘束す
る２枚一組のストツパ２１ａを夫々が位置する管
寄せ支持構造部材１９に接続して設け、上部管寄
せの左右端部は補強鉄骨構造の水平支持部材２０
に接続するボツクス２２と上部管寄せ１５の左右
端部のラグ２４とで保持し、上下管寄せの各保持
部には熱膨張変位を許容する隙間を設け耐震構造
に達成したことを特徴とする廃熱回収ボイラであ
る。

〈実施例〉 以下本考案の実施例につき図面を用いて説明す
る。第６図ないし第８図において、上部管寄せ１
５の上側でかつ、ガス流れ直角方向の伸び基準で
あるＣ点に、ラグ２７を取付ける。次に、ケーシ
ング１２上面にガス流れ方向に位置するよう支持
部材２５を溶接し、かつ上部支持部材２５の両端
を構造部材１４に取付ける。符号２６は上部支持
部材２５に取付けたブラケツトであり、ラグ２７
をガス流れ直角方向にはさみ込むよう構成してい
る。符号２８は構造部材１４内に配置したリブで
ある。伝熱群の上部水平力はラグ２７、ブラケツ
ト２６、上部支持部材２５を経て、ケーシング１
２の面内に吸収される。

ガス流れ直角方向の伸び基準点Ｃにラグ２７とブ
ラケツト２６を設置するため、ラグ２７とブラケ
ツト２６との隙間はほとんど不要となるが、伝熱
管群が上方向に自由に熱膨張できる程度の隙間を
設けておくのが効果的である。ラグ２７の取付点
が伝熱管群のガス流れ直角方向に対しては完全な
支持点となり、伝熱管群の上下部ガス流れ直角方
向の支持点が、伝熱管群の伸び基準線上に揃うこ
とになる。

従つて伝熱管群の上部の水平力は、ガス流れ直
角方向に対しては高温ダクトの中心にて支持し、
ガス流れ方向に対しては、高温ダクトの両側面ケ
ーシングにより支持することになる。

次にブラケツト２６の保温については、ラグ２
７がブラケツト２６と接触する部分以外を全て保
温材１３で保温し、排ガスＧがブラケツト２６に
直接接触する面積を最小限に抑えることにより、
ブラケツト２６を介して支持部材２５側に対する
伝熱を大幅に低減し、上部支持部材２５、ケーシ
ング１２が局部的に加熱されることを防止する。

第８図は上部管寄１５の端部支持構造を示す。
管寄１５の軸方向への振動は上述の如くブラケツ
ト２６とラグ２７との係合により防止されるの
で、管寄側部のボツクス２２と、管寄端部１５ａ
との隙間W₁は十分に大きく取ることができ、か
つ支持部の構造を小型簡素化することができる。

具体的には、ボツクス２２の高さを保温材１３
の厚さ以下にし、上部管寄せ１５の端部のラグ２
４をボツクス２２から脱落しない長さに形成し、
保温カバー２３ａを端部のラグ２４に取付けケー
シング側の保温カバー２３とラグ２４側の保温カ
バー２３ａとを接触させ、両者を上下方向にスラ
イドさせることにより上下方向の伸び差を吸収す
る。管寄せの軸方向の伸び差は、端部ラグに取付
けた保温カバー２３ａの曲げによつて吸収する。
尚、断熱効果を高めるためにボツクス２２内には
保温材１３を充填する。また、保温カバー２３と
２３ａがボイラ運転中あるいは起動停止中に離れ
ないように、保温カバー２３，２３ａのいずれか
にガイドプレート３７を取付け、保温カバー２３
を挾持する構造とする。

以上、上下方向の伸び基準点が下部にある自立
型伝熱管群について説明したが、上下方向伸び基
準点が上部にある吊り下げ型伝熱管群については
上部、下部の管寄せに本考案を実施することがで
きる。

次にこの他の実施例を第９，１０図に示す。

ラグ２７とブラケツト２６，あるいはラグ２４
とボツクス２２は面接触するのが理想であるが、
製作誤差、廃熱回収ボイラの運転による上部管寄
せの変形等が原因で両者が常に面接触するとは限
らない。このため第９図，第１０図に示すように
ラグ２７，２４の先端に突起物３６を取付けるこ
とにより接触点を常に一箇所に設定できる。した
がつて、強度検討の際に種々の荷重作用点を考慮
して、過大な部材寸法選択の必要がなくなり、適
度の寸法を決定することができる。

〈効果〉 本考案を実施することにより、管寄軸方向の振
動では管寄せの伸び基準点近傍で支持することが
できるので、管寄せ両端部はガス流れ方向に対す
る支持のみを行えば良く、構造を簡素化し得ると
共に支持部の保温を効果的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は廃熱回収ボイラの全体概略図、第２図
は第１図中のＡ−Ａ断面図、第３図は第２図中の
Ｄ−Ｄ断面図、第４図は第２図中のＢ部詳細図、
第５図は第４図中のＥ−Ｅ断面図、第６図は本考
案の実施例を示すラグ係合部断面図、第７図は第
６図中のＨ−Ｈ断面図、第８図は管寄端部支持状
態を示すケーシング断面図、第９図は本考案の他
の実施例を示すブラケツト側面図、第１０図は第
９図に示す実施例の管寄端部支持構造を示す平面
図である。 １２……ケーシング、１３……保温材、１４…
…上部構造部材、１５……上部管寄せ、１６……
伝熱管、２５……上部支持部材、２６……ブラケ
ツト、２７……ラグ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 上部管寄せと下部管寄せとを複数本の伝熱管で
   接続してパネルを形成し、このパネルの複数を廃
   ガス流れに沿い配置し、前記上下の管寄せを夫々
   保持部材で保持した耐震型の廃熱回収ボイラにお
   いて、廃熱回収ボイラをボツトムサポート型のボ
   イラ構造とし、下部管寄せ１７はダクトケーシン
   グ１２を補強する鉄骨構造の下部部材１９で支持
   し、上下管寄せの長さのほぼ中央を基準点とし固
   定し、下部管寄せの基準点の左右に位置する管寄
   せサポートに対しては下部管寄せの軸心に直交す
   る方向の変位のみを拘束する２枚一組のストツパ
   ２１ａを夫々が位置する管寄せ支持構造部材１９
   に接続して設け、上部管寄せの左右端部は補強鉄
   骨構造の水平支持部材２０に接続するボツクス２
   ２と上部管寄せ１５の左右端部のラグ２４とで保
   持し、上下管寄せの各保持部には熱膨張変位を許
   容する隙間を設け耐震構造に構成したことを特徴
   とする廃熱回収ボイラ。