JPH06147410A - 蒸気発生装置 - Google Patents

蒸気発生装置

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JPH06147410A
JPH06147410A JP30421492A JP30421492A JPH06147410A JP H06147410 A JPH06147410 A JP H06147410A JP 30421492 A JP30421492 A JP 30421492A JP 30421492 A JP30421492 A JP 30421492A JP H06147410 A JPH06147410 A JP H06147410A
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heating part
pipe
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part pipe
heating
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Tetsuo Mimura
哲雄 三村
Junichiro Matsuda
順一郎 松田
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Mitsubishi Power Ltd
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Babcock Hitachi KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 伝熱管の熱吸収アンバランスを拡大させるこ
となく、伝熱管を流れる蒸気流量を変化させ、管メタル
温度を低減させる。 【構成】 相対的に熱吸収量の多い外周部加熱部管15
に接続する非加熱部管13、17の管径を大きくし、相
対的に熱吸収量の少ない内周部加熱部管14に接続する
非加熱部管12、16の管径を小さくすることで、管1
3、17を流れる蒸気の圧力損失は低下し、管12、1
6を流れる蒸気の圧力損失が上昇する。その結果、外周
部加熱部管15には加熱部管14より相対的に多量の蒸
気を流すことが可能となる。また、入口側の非加熱部管
13の長さを相対的に短くし、入口側の非加熱部管12
の長さを相対的に長くすることでも、加熱部管15を流
れる蒸気の圧力損失を低下させ相対的に多量の蒸気を流
すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は蒸気発生装置に関し、特
にその吊り下げ伝熱面(過熱器、再熱器)の管メタル温
度を低減し、蒸気条件の向上を図るのに好適な蒸気発生
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ボスラ全体の概略構造図を図2に示す。
そして図3に従来のボイラの吊り下げ伝熱面構造(二次
再熱器)の部分の例を示す。図2において、火炉1で燃
焼により発生する高温のガスはボイラ上部に吊り下げら
れている吊り下げ伝熱面4により冷却された後、より低
温の流体の流れている横置伝熱面5にて冷却されてボイ
ラから出て行く。図3に吊り下げ伝熱面4の構成を示
す。吊り下げ伝熱面4はガス流路を構成する天井壁管7
と底壁管8に仕切られ、天井壁管7よりも上部は高温の
ガスに接触しないように配置されている入口管寄11と
それに接続する非加熱部管21、22とその非加熱部管
21、22にそれぞれ連結し、ガス通路に配列され高温
ガスにより加熱される加熱部管23、24と加熱部管2
3、24をそれぞれ連結するガス通路外に配置された非
加熱部管25、26および非加熱部管25、26に接続
した出口管寄18とから構成されている。
【0003】この吊り下げ伝熱面4では外周部加熱部管
24の方が加熱部管23に比べて空間部からの輻射熱を
多く受けることおよび外周部加熱部管24の長さが加熱
部管23に比べて長いことから外周部加熱部管24では
加熱部管23に比べて熱吸収量が多くなる。その結果、
外周部加熱部管24の方が加熱部管23に比べて蒸気温
度が上昇する。また、外周部加熱部管24の長さが加熱
部管23に比べて長いことにより外周部加熱部管24の
圧力損失が比較的大きくなり、管内の蒸気流量が減少し
て、その結果、外周部加熱部管24の蒸気温度はさらに
上昇しやすくなる。
【0004】図3に示す従来の吊り下げ伝熱面の構造で
は、この上昇した蒸気温度に耐える管材質、肉厚を採用
する方法か、または、外周部加熱部管24の内径を増加
させて蒸気流量を増加させる方法を採用している。しか
し、前者の方法では管材質の品質を上げると熱伝達率が
低下し、また管肉厚を大きくすると熱容量が低下するた
め、より高温、高圧の蒸気を発生させる蒸気条件の向上
したボイラには不適である。また、後者の方法では加熱
部管23と外周部加熱部管24とで伝熱内径が異なるこ
とになり、内径を増加させた外周部加熱部管24では伝
熱面積が増加するためおよび配置的に熱吸収率が高い位
置であることから熱吸収量も大幅に増加してしまい、内
径増加による蒸気流量増加による蒸気温度上昇低減効果
が半減すると同時に管内蒸気流速も減少するため管の冷
却効果も減少してしまうといった欠点がある。また、図
3に示す従来の吊り下げ伝熱面の構造は複雑であり、ガ
スの偏流を生じることなどからプラント効率向上のため
の蒸気条件の向上に対して、あるいはガス偏流に起因し
た石炭灰によるエロージョンを生ずる石炭焚ボイラに対
して、配慮されていない構造であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のボイラの吊
り下げ伝熱面の構造は、熱吸収量に見合った蒸気流量、
蒸気流速の確保といった点について配慮がされておら
ず、プラント効率向上のための蒸気条件が向上した場合
あるいは燃料を石炭とするボイラに対しては不適である
という問題があった。そこで、本発明の目的は、吊り下
げ伝熱面の外周部加熱部管とその内側の内周部加熱部管
との熱吸収量のアンバランスを管長さの違いと管配置の
違いのみに抑えることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は次の
構成により達成される。すなわち、高温のガス流路外に
配置されている入口管寄とそれに接続する外周部非加熱
部管と内周部非加熱部管、さらに前記各々の非加熱部管
にそれぞれ連結しガス通路内に配列されて高温ガスによ
り加熱される外周部加熱部管と内周部加熱部管、前記両
加熱部管にそれぞれ連結してガス通路外に配置される外
周部非加熱部管と内周部非加熱部管および前記非加熱部
管に接続する出口管寄とから構成される吊り下げ伝熱面
を備えた蒸気発生装置において、吊り下げ伝熱面の相対
的に熱吸収量の多い外周部加熱部管に接続する外周部非
加熱部管の内径を大きくし、相対的に熱吸収量の少ない
内周部加熱部管に接続する内周部非加熱部管の内径を小
さくした蒸気発生装置、または、高温のガス流路外に配
置されている入口管寄とそれに接続する外周部非加熱部
管と内周部非加熱部管、さらに前記各々の非加熱部管に
それぞれ連結しガス通路内に配列されて高温ガスにより
加熱される外周部加熱部管と内周部加熱部管、前記両加
熱部管にそれぞれ連結してガス通路外に配置される外周
部非加熱部管と内周部非加熱部管および前記非加熱部管
に接続する出口管寄とから構成される吊り下げ伝熱面を
備えた蒸気発生装置において、相対的に熱吸収量の多い
外周部加熱部管に接続する外周部非加熱部管の長さを相
対的に短くし、相対的に熱吸収量の少ない内周部加熱部
管に接続する内周部非加熱部管の長さを相対的に長くし
た蒸気発生装置、または、高温のガス流路外に配置され
ている入口管寄とそれに接続する外周部非加熱部管と内
周部非加熱部管、さらに前記各々の非加熱部管にそれぞ
れ連結しガス通路内に配列されて高温ガスにより加熱さ
れる外周部加熱部管と内周部加熱部管、前記両加熱部管
にそれぞれ連結してガス通路外に配置される外周部非加
熱部管と内周部非加熱部管および前記非加熱部管に接続
する出口管寄とから構成される吊り下げ伝熱面を備えた
蒸気発生装置において、吊り下げ伝熱面の相対的に熱吸
収量の多い外周部加熱部管に接続する外周部非加熱部管
の内径を大きくし、相対的に熱吸収量の少ない内周部加
熱部管に接続する内周部非加熱部管の内径を小さくし、
相対的に熱吸収量の多い外周部加熱部管に接続する外周
部非加熱部管の長さを相対的に短くし、相対的に熱吸収
量の少ない内周部加熱部管に接続する内周部非加熱部管
の長さを相対的に長くした蒸気発生装置である。
【0007】
【作用】相対的に熱吸収量の多い外周部加熱部管に接続
する外周部非加熱部管の内径を大きくし、一方、相対的
に熱吸収量の少ない内周部加熱部管に接続する内周部非
加熱部管の内径を小さくすることで、外周部非加熱部管
を流れる蒸気の圧力損失は低下し、内周部非加熱部管を
流れる蒸気の圧力損失が上昇する。その結果、外周部加
熱部管には内周部加熱部管より相対的に多量の蒸気を流
すことが可能となる。
【0008】また、相対的に熱吸収量の多い外周部加熱
部管に接続する外周部非加熱部管の長さを相対的に短く
し、相対的に熱吸収量の少ない内周部加熱部管に接続す
る内周部非加熱部管の長さを相対的に長くすることで
も、相対的に熱吸収量の多い外周部加熱部管を流れる蒸
気の圧力損失を低下させ、外周部加熱部管には内周部加
熱部管より相対的に多量の蒸気を流すことが可能とな
る。
【0009】これらの管の内径の調整あるいは管長さの
調整あるいはこれら両者の調整により、前記効果を高め
ることができる。そして、外周部加熱部管と並行して配
置される内周部加熱部管の内径は変える必要が無い(同
一とすることができる)ことから、各々の伝熱管の熱吸
収量のアンバランスを管長さ配置による違いのみに抑え
ることができ、熱吸収量の増加、管内蒸気流速の低下と
いった副作用が発生しない。こうして、各々の伝熱管内
の蒸気温度を均一化して、外周部加熱部管の管メタル温
度の低減を図ることができる。
【0010】
【実施例】本発明の実施例を図面と共に説明する。吊り
下げ伝熱面構造の説明に必要なボイラ全体の構造を図2
により、まず説明する。図2において、火炉1の壁面の
バーナ2での燃料の燃焼により発生する高温のガスはボ
イラ上部に吊り下げられている吊り下げ伝熱面4により
冷却された後、より低温の流体の流れている横置伝熱面
5により、さらに冷却されボイラから排出される。な
お、バーナ2の配置された壁面の上部壁面には燃料の完
全燃焼を図るための空気導入用のアフターエアポート3
が設けられている。また、吊り下げ伝熱面4は天井壁管
7に吊り下げられ、天井壁管7と底壁管8の間に配置さ
れる。横置伝熱面5は後部伝熱壁管6内部に配置されて
いる。
【0011】図1には吊り下げ伝熱面4の構造の詳細図
を示す。吊り下げ伝熱面4はガス流路を構成する天井壁
管7と底壁管8に仕切られ、天井壁管7よりも上部は高
温のガスに接触しないように配置されている入口管寄1
1とそれに接続する非加熱部管12、13とさらにその
非加熱部管12、13にそれぞれ連結し、ガス通路に配
列され高温ガスにより加熱される加熱部管14、15お
よび加熱部管14、15をそれぞれ連結するガス通路外
に配置された非加熱部管16、17および非加熱部管1
6、17に接続した出口管寄18とから構成されてい
る。
【0012】内周部加熱部管14の外周に位置する外周
部加熱部管15に連結する入口側の外周部非加熱部管1
3または出口側の外周部非加熱部管17のの管内径は、
他の入口側の内周部非加熱部管12や出口側の内周部非
加熱部管16の管内径よりも大きい径にする。そして、
内周部加熱部管14と外周部加熱部管15の管内径は何
れも同一寸法としている。また、入口管寄11に接続し
ている内側の管内径の小さい入口側の内周部非加熱部管
12は、その長さを長くするように大きくふり回された
配置構造となっている。
【0013】外周部加熱部管15は配置的にその長さは
長くなり、その分伝熱面が大きくなる。同時に外周部加
熱部管15は吊り下げ伝熱面の前後に配置される空間部
に面しており、そこからの輻射熱を受けることから内側
の内周部加熱部管14よりも多くの熱吸収量を受けてい
る。この外周部加熱部管15の入口、出口に接続する入
口側の外周部非加熱部管13、出口側の外周部非加熱部
管17の管内径を入口側の外周部非加熱部管12と出口
側の内周部非加熱部管16の管内径より大きくし、ま
た、入口側の外周部非加熱部管13は最短の長さで入口
管寄11に接続し、管内を流れる蒸気圧力損失の低減を
図っている。
【0014】これに対し入口側の内周部加熱部管14に
接続する入口側の内周部非加熱部管12と出口側の内周
部非加熱部管16の管内径は入口側の外周部非加熱部管
13、出口側の外周部非加熱部管17のそれより小さい
管とし、さらに入口側の内周部非加熱部管12は外にふ
り回された配置で管の長さを長くして管内を流れる蒸気
の圧力損失が大きくなるように設計されている。
【0015】これらの考慮により、入口管寄11と出口
管寄18の間の圧力損失は各伝熱管ともほぼ同一とな
り、圧力損失の少ない入口側の外周部非加熱部管13に
接続する外周部加熱部管15には他の内周部加熱部管1
4よりも多くの蒸気を流すことができる。この効果を利
用して外周部加熱部管15の熱吸収量に比例した蒸気流
量とすることで各伝熱管での蒸気温度は均一化され管メ
タル温度を低減することができる。
【0016】従来、加熱部管の内径を変えること以外
に、熱吸収量に比例した蒸気流量を配分することができ
なかったのに対して、本実施例によれば、加熱部管の管
内径を大きくすることで、伝熱管を流れる蒸気流量を変
化させることができる。このような構成によると伝熱管
の熱吸収アンバランスを拡大させ、管内蒸気流速を低下
させるといった副作用を生ずることはなくなる。こうし
て、蒸気条件を向上させるボイラにおいても従来どおり
の材質の伝熱管材の使用が可能となる。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、伝熱管の熱吸収アンバ
ランスを拡大させることなく、伝熱管を流れる蒸気流量
を変化させることができ、管メタル温度を大幅に低減で
き、蒸気条件を向上させるボイラにおいても現用材の使
用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明になる一実施例の吊り下げ伝熱面構造
を示す図である。
【図2】 ボイラ全体の概略図および吊り下げ伝熱面の
配置される場所を示す図である。
【図3】 従来の吊り下げ伝熱面構造の例を示す図であ
る。
【符号の説明】
1…火炉、4…吊り下げ伝熱面、11…入口管寄、1
2、16…内周部非加熱部管、13、17…外周部非加
熱部管、14…内周部加熱部管、15…外周部加熱部
管、18…出口管寄

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高温のガス流路外に配置されている入口
    管寄とそれに接続する外周部非加熱部管と内周部非加熱
    部管、さらに前記各々の非加熱部管にそれぞれ連結しガ
    ス通路内に配列されて高温ガスにより加熱される外周部
    加熱部管と内周部加熱部管、前記両加熱部管にそれぞれ
    連結してガス通路外に配置される外周部非加熱部管と内
    周部非加熱部管および前記非加熱部管に接続する出口管
    寄とから構成される吊り下げ伝熱面を備えた蒸気発生装
    置において、 吊り下げ伝熱面の相対的に熱吸収量の多い外周部加熱部
    管に接続する外周部非加熱部管の内径を大きくし、相対
    的に熱吸収量の少ない内周部加熱部管に接続する内周部
    非加熱部管の内径を小さくしたことを特徴とする蒸気発
    生装置。
  2. 【請求項2】 高温のガス流路外に配置されている入口
    管寄とそれに接続する外周部非加熱部管と内周部非加熱
    部管、さらに前記各々の非加熱部管にそれぞれ連結しガ
    ス通路内に配列されて高温ガスにより加熱される外周部
    加熱部管と内周部加熱部管、前記両加熱部管にそれぞれ
    連結してガス通路外に配置される外周部非加熱部管と内
    周部非加熱部管および前記非加熱部管に接続する出口管
    寄とから構成される吊り下げ伝熱面を備えた蒸気発生装
    置において、 相対的に熱吸収量の多い外周部加熱部管に接続する外周
    部非加熱部管の長さを相対的に短くし、相対的に熱吸収
    量の少ない内周部加熱部管に接続する内周部非加熱部管
    の長さを相対的に長くしたことを特徴とする蒸気発生装
    置。
  3. 【請求項3】 高温のガス流路外に配置されている入口
    管寄とそれに接続する外周部非加熱部管と内周部非加熱
    部管、さらに前記各々の非加熱部管にそれぞれ連結しガ
    ス通路内に配列されて高温ガスにより加熱される外周部
    加熱部管と内周部加熱部管、前記両加熱部管にそれぞれ
    連結してガス通路外に配置される外周部非加熱部管と内
    周部非加熱部管および前記非加熱部管に接続する出口管
    寄とから構成される吊り下げ伝熱面を備えた蒸気発生装
    置において、 吊り下げ伝熱面の相対的に熱吸収量の多い外周部加熱部
    管に接続する外周部非加熱部管の内径を大きくし、相対
    的に熱吸収量の少ない内周部加熱部管に接続する内周部
    非加熱部管の内径を小さくし、 相対的に熱吸収量の多い外周部加熱部管に接続する外周
    部非加熱部管の長さを相対的に短くし、相対的に熱吸収
    量の少ない内周部加熱部管に接続する内周部非加熱部管
    の長さを相対的に長くしたことを特徴とする蒸気発生装
    置。
  4. 【請求項4】 外周部加熱部管と内周部加熱部管の内径
    は同一としたことを特徴とする請求項1ないし3のいず
    れかに記載された蒸気発生装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1122914A (ja) * 1997-07-03 1999-01-26 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ボイラの最終過熱器
CN103196127A (zh) * 2013-03-29 2013-07-10 上海锅炉厂有限公司 一种电站锅炉受热面设计方法
JP2014527152A (ja) * 2011-06-21 2014-10-09 バブコック・アンド・ウィルコックス・パワー・ジェネレイション・グループ・インコーポレイテッド 二重経路型の平行過熱器
WO2021149196A1 (ja) * 2020-01-22 2021-07-29 三菱パワー株式会社 ボイラの伝熱パネル構造

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WO2021149196A1 (ja) * 2020-01-22 2021-07-29 三菱パワー株式会社 ボイラの伝熱パネル構造

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