JPH06193808A - ボイラ - Google Patents

ボイラ

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Publication number
JPH06193808A
JPH06193808A JP5268356A JP26835693A JPH06193808A JP H06193808 A JPH06193808 A JP H06193808A JP 5268356 A JP5268356 A JP 5268356A JP 26835693 A JP26835693 A JP 26835693A JP H06193808 A JPH06193808 A JP H06193808A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tubes
range
flame
boiler
tube
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5268356A
Other languages
English (en)
Inventor
Eberhard Wittchow
ウイトコフ エバーハルト
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of JPH06193808A publication Critical patent/JPH06193808A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/10Water tubes; Accessories therefor
    • F22B37/101Tubes having fins or ribs
    • F22B37/102Walls built-up from finned tubes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Details Of Fluid Heaters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 垂直の煙道を有し、この煙道の周囲壁4が媒
体の貫流する管12によって形成されている化石燃料式
ボイラにおいて、これを安価な技術的経費および高い効
率において高い蒸気圧力および温度の生蒸気が得られる
ように形成する。 【構成】 管12が一方では火炎に近い下部範囲Aにお
いて互いに気密に結合され、他方ではその上側に位置す
る火炎から離れた範囲Bにおいて間隙を形成して並列配
置される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、垂直の煙道を有し、こ
の煙道の周囲壁が媒体の貫流する管によって形成されて
いる化石燃料式ボイラに関する。
【0002】
【従来の技術】一般にボイラの蒸発器伝熱面を形成する
周囲壁は、しばしば加熱要素ごとに大きく異なった加熱
作用に曝される。即ち化石燃料用の多数のバーナが配置
されている火炎に近い下部範囲においては、その上側に
位置する火炎から離れた範囲よりも一般に強い加熱作用
に曝される。この理由は、その火炎から離れた範囲にし
ばしば特に熱放射による過大な加熱作用に対して周囲壁
を遮蔽する補助的な熱交換器伝熱面が配置されているこ
とにある。
【0003】媒体が下から上に並行に貫流される周囲壁
の管は、一般に煙道の全垂直範囲にわたって延びる気密
の管壁を形成するために、その長手側が互いに溶接され
ている。管壁は、管に縦板が取り付けられている管・ウ
ェブ形管構造として、あるいは管にフィンが一体成形さ
れているフィン付き管構造として形成されている。
【0004】化石燃料式蒸気力設備において燃料消費量
を低減し且つ二酸化炭素の発生も減少する方式は、従来
ボイラの出口における約250バールの蒸気圧力を例え
ば300バールに増大することにある。蒸気圧力と共に
ボイラの蒸発器範囲において蒸気温度も上昇するので、
加工が簡単であるという特長のため従来一般的な低クロ
ム含有材料を使用することができない。更に、周囲壁の
一横断面平面内において管の加熱作用が大きく異なって
いるため、管内における蒸発点即ち液相状態から気相状
態への移行部が媒体の流れ方向の異なった個所に位置す
るという問題を生ずる。これによって隣接する管の間に
著しい温度差が生じ、従って管に異なった熱膨張が生じ
るおそれがある。これは更に管壁の内部に亀裂を発生す
るおそれがある。
【0005】運転中の管壁の損傷を避けながら、少ない
石炭消費および僅かな二酸化炭素の発生にとって特に良
好な例えば蒸気圧力が300バールで蒸気温度が600
℃の生蒸気を得るために、高クロム含有材料を採用する
ことが既に提案されている。この種の材料からの気密管
壁の製造は特に慎重に実施しなければならず、従って経
費がかかり、その上に管の溶接後の追加的な熱処理が必
要である。更に点検あるいは修理に対して長い停止時間
が必要である。これはボイラの効率従って発電所全体の
設備効率にとって不利に作用する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べた形式のボイラを安価な技術的経費および高い効
率において高い蒸気圧力の生蒸気が得られるように形成
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、管が一方では火炎に近い下部範囲において互いに気
密に結合され、他方ではその上側に位置する火炎から離
れた範囲において間隙を形成して並列配置されることに
よって解決される。
【0008】管を貫流する媒体が水である火炎に近い下
部範囲においては、隣接する管の間における温度差は、
管を貫流する媒体が蒸気であるその上側に位置する火炎
から離れた範囲におけるそれよりも小さい。特に蒸発器
出口においておよび水から蒸気への移行部の範囲におい
ては、管の間における温度差は特に大きくなり、特に危
険である。従って下側の気密配置構造部からその上側の
間隙形成配置構造部への移行部は、媒体における液相状
態から気相状態への移行部の高さ範囲にあると好適であ
る。気密配置構造部と間隙形成配置構造部との境界を決
定する基準は、媒体における例えば水から蒸気あるいは
水・蒸気混合物への移行部にある。
【0009】実質上火災あるいはガス放射に曝されない
垂直煙道の最上部分においては管壁の厚みを約8mmに
することができるので、間隙形成配置構造部の上側に位
置する範囲における管は互いに気密に結合できる。この
範囲においては更に低クロム含有の管壁材料が利用でき
る。
【0010】管壁あるいは周囲壁の管はフィン一体形管
としてあるいはフィン溶接形管として形成される。特に
管が間隙を形成して並列配置されている火炎から離れた
範囲においては、管はその長手側に一体成形されている
か溶接されているフィン状の縦板を有している。
【0011】周囲壁の管は、火炎に近い範囲並びに火炎
から離れた範囲において垂直方向に延びるように配置さ
れると好適である。しかし管は特に火炎に近い範囲にお
いてはスパイラル状に配置することもできる。
【0012】煙道の全垂直範囲にわたって周囲壁の十分
な気密性を達成するために、本発明の有利な実施態様に
おいては、管が間隙を形成して並列配置されている範囲
において、周囲壁の外側にシール例えば板金が設けられ
る。
【0013】
【発明の効果】本発明によって得られる利点は、その周
囲壁が一部では互いに気密に結合された管で形成され一
部では間隙を形成して並列配置された管で形成されてい
る垂直煙道を備えたボイラが特に経済的に製造できるこ
とである。更に修理作業に必要な停止時間が短いのでそ
の効率は非常に高く、その上に特に高い熱負荷による故
障頻度の特に高い範囲においては個々の管は互いに結合
されていないので、完全にあるいは部分的に簡単に交換
できる。更に特に大きな蒸気圧力および蒸気温度の生蒸
気を得ることができる。
【0014】
【実施例】以下図に示した実施例を参照して本発明を詳
細に説明する。各図において同一部材には同一符号が付
されている。
【0015】図1におけるボイラ2の断面矩形の垂直な
煙道は周囲壁4によって形成されている。この周囲壁4
は煙道の下端において漏斗状底6に移行している。底6
は詳細に図示していない灰の取出し口8を有している。
【0016】煙道の下部範囲Aには化石燃料用の多数の
バーナが、管12で形成されている周囲壁4にある開口
10(図1では2つの開口しか見えない)にそれぞれ設
けられている。この範囲Aにおいて管12は、図1の左
側ないし右側に示されているように、垂直並びにスパイ
ラル状に配置されている。
【0017】煙道の下部範囲Aの上には火炎から離れた
煙道の第二範囲Bがあり、その上に煙道の第三範囲Cが
設けられている。煙道のこれらの範囲B、Cには対流式
伝熱面14、16、18が配置されている。管12はこ
れらの範囲B、Cにおいて垂直に延びている。煙道の第
三範囲Cの上側に燃焼ガス流出通路20があり、化石燃
料の燃焼によって生じた燃焼ガスRGは垂直煙道からこ
のガス流出通路20を通って出る。
【0018】煙道の火炎に近い下部範囲Aは非常に大き
な熱流束と管12における非常に良好な内部熱伝達とに
よって特色づけられている。この範囲Aにおいて管壁の
厚さは最大63mmとなっている。いわゆるガス放射室
の中にある火炎から離れた範囲Bは、大きな熱流束と管
12における低下した小さな内部熱伝達とによって特色
づけられている。同様に火炎から離れて対流煙道とも呼
ばれる上部範囲Cは、小さな熱流束と管12における中
程度の内部熱伝達とによって特色づけられている。この
範囲Cにおいて管壁は8mmの最大厚さを必要とする。
【0019】管12内を流れる媒体はボイラ2の運転中
において範囲A、B、Cに応じて液相あるいは気相状態
にある。ボイラ2の蒸発器伝熱面を形成している範囲A
の少なくとも大部分において管12内を流れる媒体は水
であるが、範囲Bにおいては媒体は主として水と水蒸気
との混合物の形をしているか既に蒸気の形をしている。
範囲Aと範囲Bとの中間範囲22には好適には蒸発器出
口が存在しており、この中間範囲22に液相状態から気
相状態への移行部がある。特に大きな蒸気圧力および高
い蒸気温度の場合、この中間範囲22においては相互に
隣接する管12の間における運転中の温度差はしばしば
極めて大きい。これに対して範囲Aの水が貫流する管1
2における温度差および範囲Bの蒸気が貫流する管12
における温度差は極めて小さく、また範囲Bの管12に
おける温度差は範囲Aの管12における温度差より大き
い。
【0020】従って管12は一方では図2および図3に
示されているように火炎に近い下部範囲Aにおいては互
いに気密に結合され、他方では図4および図5に示され
ているようにその上側に位置する火炎から離れた範囲B
においては互いに間隙を形成して並列配置されている。
図2に示す実施例では、隣接する管12の間に縦板24
がその長手辺を溶接して設けられている。この構造は管
・ウェブ形管構造とも呼ばれる。その代わりに図3に示
すように、フィン26が一体成形されているフィン付き
管12′を採用することもでき、これらのフィン26は
その長手辺が互いに溶接される。この構造はフィン一体
形管構造とも呼ばれる。
【0021】範囲Bには図4に示すように縦板24′付
きの管12が用意され、これらの管12はそれぞれ間隙
28を形成して並列配置されている。フィンを形成する
ために各管12に2つの縦板24′がそれぞれ溶接され
ている。従ってこの形成の管12はフィン溶接形管とも
呼ばれる。その代わりに図5に示すようにこの範囲Bに
フィン付き管12′を採用することもでき、その場合こ
れらのフィン付き管12′は間隙28′を形成して並列
配置される。管がフィン溶接形管12あるいはフィン付
き管12′として間隙を形成して並列配置されている範
囲Bには、周囲壁4の外側面にシール30例えば板金が
設けられている。これによってこの範囲Bにおいても垂
直煙道のその周囲に対する十分な気密性が保証される。
【0022】上部範囲Cにおいては管12は好適には互
いに気密に結合される。従ってそこでは図2に基づく管
・ウェブ形管構造あるいは図3に基づくフィン構造で気
密管壁を形成している。
【図面の簡単な説明】
【図1】3つの部分に区分された垂直煙道を持つボイラ
の概略構成図。
【図2】管に縦板を溶接して形成した管壁の断面図。
【図3】フィン付き管を互いに溶接して形成した管壁の
断面図。
【図4】縦板を溶接した管を互いに間隙をおいて配置し
た管壁の断面図。
【図5】フィン付き管を互いに間隙をおいて配置した管
壁の断面図。
【符号の説明】
2 ボイラ 4 周囲壁 6 底 8 灰の取出し口 10 バーナ用開口 12 管 14、16、18 対流式伝熱面 20 燃焼ガス流出通路 22 中間範囲 24、24′ 縦板 26 フィン 28、28′ 間隙 A 火炎に近い範囲 B、C 火炎から離れた範囲 RG 燃焼ガス

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 垂直の煙道を有し、この煙道の周囲壁
    (4)が媒体の貫流する管(12;12′)によって形
    成されている化石燃料式ボイラにおいて、管(12;1
    2′)が一方では火炎に近い下部範囲(A)において互
    いに気密に結合され、他方ではその上側に位置する火炎
    から離れた範囲(B)において間隙を形成して並列配置
    されていることを特徴とするボイラ。
  2. 【請求項2】 下側の気密配置構造部からその上側の間
    隙形成配置構造部への移行部が、媒体における液相状態
    から気相状態への移行範囲(22)中にあることを特徴
    とする請求項1記載のボイラ。
  3. 【請求項3】 管(12;12′)が間隙形成配置構造
    部の上側の範囲(C)において互いに気密に結合されて
    いることを特徴とする請求項1又は2記載のボイラ。
  4. 【請求項4】 管(12;12′)がその長手側にフィ
    ン状の縦板(24;24′、26)を有していることを
    特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載のボ
    イラ。
  5. 【請求項5】 周囲壁(4)の管(12;12′)が、
    火炎に近い範囲(A)においてスパイラル状に配置さ
    れ、火炎から離れた範囲(B、C)において垂直に配置
    されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれ
    か1つに記載のボイラ。
  6. 【請求項6】 周囲壁(4)の管(12;12′)が、
    火炎に近い範囲(A)並びに火炎から離れた範囲(B、
    C)において垂直に配置されていることを特徴とする請
    求項1ないし4のいずれか1つに記載のボイラ。
  7. 【請求項7】 管(12;12′)が間隙を形成して並
    列配置されている範囲(B)において、周囲壁(4)の
    外側にシール(30)が設けられていることを特徴とす
    る請求項1ないし6のいずれか1つに記載のボイラ。
JP5268356A 1992-09-30 1993-09-29 ボイラ Withdrawn JPH06193808A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4232880A DE4232880A1 (de) 1992-09-30 1992-09-30 Dampferzeuger
DE4232880.2 1992-09-30

Publications (1)

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JPH06193808A true JPH06193808A (ja) 1994-07-15

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ID=6469295

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US (1) US5347955A (ja)
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CH (1) CH686741A5 (ja)
DE (1) DE4232880A1 (ja)

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