JPH0650502A - 熱回収蒸気発生器のための熱交換ユニット - Google Patents
熱回収蒸気発生器のための熱交換ユニットInfo
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- JPH0650502A JPH0650502A JP5127218A JP12721893A JPH0650502A JP H0650502 A JPH0650502 A JP H0650502A JP 5127218 A JP5127218 A JP 5127218A JP 12721893 A JP12721893 A JP 12721893A JP H0650502 A JPH0650502 A JP H0650502A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
- F22B1/1807—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines
- F22B1/1815—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines using the exhaust gases of gas-turbines
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/06—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits having a single U-bend
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
- F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
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- F22B37/16—Return bends
- F22B37/165—Closures for access openings in return bends
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- Sustainable Energy (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）内のエコノマ
イザー又は過熱器としての使用に適する、改良されたヘ
ッダーと管形態とを有する管状形式熱交換ユニットを提
供する。 【構成】 管状形式熱交換ユニットであって、該ユニッ
トは、熱ガスから、該ユニットの管内を流れる冷却流体
へと、熱を伝達するために適合される管状形式熱交換ユ
ニットであって、該ユニットは、互いに平行に向けられ
る少なくとも三本の細長いヘッダーを含み、各該ヘッダ
ーは、多数の細長い垂直配向Ｕ字形管によって、隣接す
るヘッダーへと連結され、該管は、ヘッダーを横切って
各々整列される少なくとも四列の平行横列にて設けら
れ、該管はまた各ヘッダーに対して管縦列にて整列さ
れ、前記ユニットはさらに前記ヘッダーの最初に連結さ
れる入口導管手段と、前記ヘッダーの最後に接続される
出口導管手段とを含むことを特徴とする管状形式熱交換
ユニット。
イザー又は過熱器としての使用に適する、改良されたヘ
ッダーと管形態とを有する管状形式熱交換ユニットを提
供する。 【構成】 管状形式熱交換ユニットであって、該ユニッ
トは、熱ガスから、該ユニットの管内を流れる冷却流体
へと、熱を伝達するために適合される管状形式熱交換ユ
ニットであって、該ユニットは、互いに平行に向けられ
る少なくとも三本の細長いヘッダーを含み、各該ヘッダ
ーは、多数の細長い垂直配向Ｕ字形管によって、隣接す
るヘッダーへと連結され、該管は、ヘッダーを横切って
各々整列される少なくとも四列の平行横列にて設けら
れ、該管はまた各ヘッダーに対して管縦列にて整列さ
れ、前記ユニットはさらに前記ヘッダーの最初に連結さ
れる入口導管手段と、前記ヘッダーの最後に接続される
出口導管手段とを含むことを特徴とする管状形式熱交換
ユニット。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱回収蒸気発生器（Ｈ
ＲＳＧ）における使用のための管状形式熱交換器に関
し、特に、かような発生器において使用されるエコノマ
イザー及び過熱器のための細長い平行ヘッダーへと連結
される逆さＵ字形管を使用する、かような熱交換器ユニ
ットに関する。
ＲＳＧ）における使用のための管状形式熱交換器に関
し、特に、かような発生器において使用されるエコノマ
イザー及び過熱器のための細長い平行ヘッダーへと連結
される逆さＵ字形管を使用する、かような熱交換器ユニ
ットに関する。
【０００２】
【従来の技術】熱回収蒸気発生器のエコノマイザー又は
過熱器内で使用されるような管状形式熱交換器は、通常
多数の垂直配向管によって互いに連結される、対の上部
及び下部ヘッダーを使用し、それによりガスタービン排
気に由来するような熱ガスは、該管を横切って流れるこ
とができ、管内を垂直に流れる流体を加熱し、該管内に
加圧蒸気を発生させる。例えば、ハネダらの米国特許第
４、６４４、０６７号、キダロスキーらの第４、６８
５、４２６号、及びモタイらの第４、９４４、２５２号
によって開示されるように、種々の管形態を有するかよ
うな熱交換器が知られている。
過熱器内で使用されるような管状形式熱交換器は、通常
多数の垂直配向管によって互いに連結される、対の上部
及び下部ヘッダーを使用し、それによりガスタービン排
気に由来するような熱ガスは、該管を横切って流れるこ
とができ、管内を垂直に流れる流体を加熱し、該管内に
加圧蒸気を発生させる。例えば、ハネダらの米国特許第
４、６４４、０６７号、キダロスキーらの第４、６８
５、４２６号、及びモタイらの第４、９４４、２５２号
によって開示されるように、種々の管形態を有するかよ
うな熱交換器が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、対の上
部及び下部ヘッダーを使用するかような熱交換器設計
は、熱力学的にあまり効率的ではなく、望ましくないほ
ど高価で、それゆえ、かような熱交換器のための改良さ
れた形態及び設計が求められてきた。
部及び下部ヘッダーを使用するかような熱交換器設計
は、熱力学的にあまり効率的ではなく、望ましくないほ
ど高価で、それゆえ、かような熱交換器のための改良さ
れた形態及び設計が求められてきた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、改良されたヘ
ッダーと管形態とを有する管状形式熱交換器ユニット及
び組立体を提供し、熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）内の
エコノマイザー及び過熱器において特に有用である。熱
交換器ユニットは、少なくとも二本の細長い水平ヘッダ
ーを使用し、該ヘッダーは、実質的に互いに平行に向け
られ、それぞれ最初と最後のヘッダーとに連結される入
口及び出口導管を有する。隣接するヘッダーは、少なく
とも三列の逆さ垂直配向Ｕ字形管によって互いに連結さ
れ、ヘッダーは、適当な構造部材によって下方より支持
される。熱交換器ユニットは熱絶縁ケーシングによって
包囲され、組立体を形成する。
ッダーと管形態とを有する管状形式熱交換器ユニット及
び組立体を提供し、熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）内の
エコノマイザー及び過熱器において特に有用である。熱
交換器ユニットは、少なくとも二本の細長い水平ヘッダ
ーを使用し、該ヘッダーは、実質的に互いに平行に向け
られ、それぞれ最初と最後のヘッダーとに連結される入
口及び出口導管を有する。隣接するヘッダーは、少なく
とも三列の逆さ垂直配向Ｕ字形管によって互いに連結さ
れ、ヘッダーは、適当な構造部材によって下方より支持
される。熱交換器ユニットは熱絶縁ケーシングによって
包囲され、組立体を形成する。
【０００５】通常好まれる別の熱交換器ユニット配置に
おいて、多数の垂直配向Ｕ字形管によって、少なくとも
二つの下部ヘッダーへとそれぞれ連結される、二本の上
部入口及び出口ヘッダーがまた設けられ、該Ｕ字形管
は、少なくとも隣接する二列の管ごとに設けられる。好
ましくは、四本から十二本の隣接する下部ヘッダーが使
用され、そのために、少なくとも四本、通常六から二十
本の隣接する管列ごとに設けられる多数の逆さＵ字形管
によって、下部隣接ヘッダーは互いに連結される。 本
発明の管状熱交換器ユニット及び熱絶縁ケーシングは、
熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）内のエコノマイザー又は
過熱器としての使用に適した熱交換器組立体を有利に提
供する。かような熱交換器ユニット及び組立体は、垂直
管内を流れる水又は蒸気等の流体への均一な熱伝達を提
供し、また、改良された熱伝達のために、該管内を流れ
る流体の速度を増加させる。
おいて、多数の垂直配向Ｕ字形管によって、少なくとも
二つの下部ヘッダーへとそれぞれ連結される、二本の上
部入口及び出口ヘッダーがまた設けられ、該Ｕ字形管
は、少なくとも隣接する二列の管ごとに設けられる。好
ましくは、四本から十二本の隣接する下部ヘッダーが使
用され、そのために、少なくとも四本、通常六から二十
本の隣接する管列ごとに設けられる多数の逆さＵ字形管
によって、下部隣接ヘッダーは互いに連結される。 本
発明の管状熱交換器ユニット及び熱絶縁ケーシングは、
熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）内のエコノマイザー又は
過熱器としての使用に適した熱交換器組立体を有利に提
供する。かような熱交換器ユニット及び組立体は、垂直
管内を流れる水又は蒸気等の流体への均一な熱伝達を提
供し、また、改良された熱伝達のために、該管内を流れ
る流体の速度を増加させる。
【０００６】
【実施例】図１に示されるように、熱回収発生器ユニッ
ト１０は、入口上部ヘッダー１２へと連結される入口導
管１１を含み、該上部ヘッダーは、多数の垂直配向管１
３によって下部ヘッダー１４へと連結される。下部ヘッ
ダー１４は、多数の垂直配向Ｕ字形管１５によって平行
隣接するヘッダー１６へと連結される。図１において
は、四本の隣接する下部ヘッダー１４、１６、１８、及
び２０が示され、該ヘッダーは、多数のＵ字形垂直管１
５、１７、１９、及び２１によって互いに連結され、図
２及び図３に追加的に示されるように、該垂直管は各ヘ
ッダーの管縦列にて整列される。最後の管縦列２１は、
出口上部ヘッダー２２へと連結され、該ヘッダーは出口
導管２３へと連結される。図２及び図３に示されるよう
に、四本の下部ヘッダー１４−２０は、追加の横列及び
垂直配向管の平行縦列によって、互いにまた入口及び出
口上部ヘッダーへと流れ連結されることが理解される。
入口導管１１及び出口導管２３は、特定の設置のための
空間限定及び制限を考慮して、各々連結されるヘッダー
の長さに沿ってどこにでも位置されることができる。３
０におけるガスタービンからの燃焼排気ガス等の熱ガス
流は、熱交換器管縦列及び横列を横切って流れることが
でき、多数の管の内部を流れる加圧水又は蒸気等の流体
へと熱を伝達する。
ト１０は、入口上部ヘッダー１２へと連結される入口導
管１１を含み、該上部ヘッダーは、多数の垂直配向管１
３によって下部ヘッダー１４へと連結される。下部ヘッ
ダー１４は、多数の垂直配向Ｕ字形管１５によって平行
隣接するヘッダー１６へと連結される。図１において
は、四本の隣接する下部ヘッダー１４、１６、１８、及
び２０が示され、該ヘッダーは、多数のＵ字形垂直管１
５、１７、１９、及び２１によって互いに連結され、図
２及び図３に追加的に示されるように、該垂直管は各ヘ
ッダーの管縦列にて整列される。最後の管縦列２１は、
出口上部ヘッダー２２へと連結され、該ヘッダーは出口
導管２３へと連結される。図２及び図３に示されるよう
に、四本の下部ヘッダー１４−２０は、追加の横列及び
垂直配向管の平行縦列によって、互いにまた入口及び出
口上部ヘッダーへと流れ連結されることが理解される。
入口導管１１及び出口導管２３は、特定の設置のための
空間限定及び制限を考慮して、各々連結されるヘッダー
の長さに沿ってどこにでも位置されることができる。３
０におけるガスタービンからの燃焼排気ガス等の熱ガス
流は、熱交換器管縦列及び横列を横切って流れることが
でき、多数の管の内部を流れる加圧水又は蒸気等の流体
へと熱を伝達する。
【０００７】熱交換器ユニット１０のためのヘッダー及
び管は、全てケーシング３２内に包囲され、該ケーシン
グは３３において内部熱絶縁され、通常矩形の横断面形
状を有する。下部ヘッダー１４−２０は、ヘッダーの長
さに沿って離隔される構造ビーム３４によって支持さ
れ、絶縁材３３内に埋入されることが可能である。
び管は、全てケーシング３２内に包囲され、該ケーシン
グは３３において内部熱絶縁され、通常矩形の横断面形
状を有する。下部ヘッダー１４−２０は、ヘッダーの長
さに沿って離隔される構造ビーム３４によって支持さ
れ、絶縁材３３内に埋入されることが可能である。
【０００８】本発明の熱交換器ユニット１０の別の有用
な形態において、上部入口及び出口ヘッダー１２及び２
２は削除することができ、図２及び図３において一般的
に点線で示されるように、新たな入口及び出口導管２４
及び２６が、それぞれ最初及び最後の下部ヘッダー１４
及び２０へと直接連結されることが可能である。この別
の配置においても、熱交換器ユニットは熱絶縁ケーシン
グ３２内に包囲され、下部ヘッダー１４−２０は、図３
の配置について説明されたのと同様に、それぞれビーム
３４で支持される。
な形態において、上部入口及び出口ヘッダー１２及び２
２は削除することができ、図２及び図３において一般的
に点線で示されるように、新たな入口及び出口導管２４
及び２６が、それぞれ最初及び最後の下部ヘッダー１４
及び２０へと直接連結されることが可能である。この別
の配置においても、熱交換器ユニットは熱絶縁ケーシン
グ３２内に包囲され、下部ヘッダー１４−２０は、図３
の配置について説明されたのと同様に、それぞれビーム
３４で支持される。
【０００９】本発明の熱交換器ユニットのためのヘッダ
ー及びＵ字形管の形態は、熱流ガスから管内部を流れる
流体（水又は蒸気）への均一な熱伝達を確実にし、それ
により管内部の流体速度が増加し、熱回収蒸気発生器
（ＨＲＳＧ）内の特定の熱仕事に必要な伝熱表面を５％
まで顕著に減少させることができる。
ー及びＵ字形管の形態は、熱流ガスから管内部を流れる
流体（水又は蒸気）への均一な熱伝達を確実にし、それ
により管内部の流体速度が増加し、熱回収蒸気発生器
（ＨＲＳＧ）内の特定の熱仕事に必要な伝熱表面を５％
まで顕著に減少させることができる。
【００１０】本発明は、加圧水を加熱するエコノマイザ
ーユニット、及び熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）のため
の蒸気を加熱する過熱器ユニットにとって有用である。
管は１−３インチ（２．５−７．６ｃｍ）の外径及び２
０−６０フィート（６．１−１８．３ｍ）の長さを有す
る。管は各端部において上部及び／又は下部ヘッダー内
へと気密に溶接され、各ヘッダー内の隣接する管縦列、
及び隣接するヘッダーを連結する管横列を形成する。ヘ
ッダーは、特定の熱回収発生器設置の必要に応じて、３
−６インチ（２．５−７．６ｃｍ）の外径及び６−１４
フィート（１．８−４．３ｍ）の長さをそれぞれ有す
る。隣接する下部ヘッダー間及びそこに連結される管間
のガス流方向における望ましい間隔は４−１０インチ
（１０．２−２５．４ｃｍ）であり、隣接する管間の、
ヘッダーに平行で、ガス流に垂直な方向における望まし
い間隔は、４−１０インチ（１０．２−２５．４ｃｍ）
である。管縦列を横切って通過する排気ガスは、見かけ
上速度毎秒２０−５０フィート（毎秒６−１５ｍ）、温
度２００−１６００°Ｆ（９３−８７１°Ｃ）を有して
もよく、管内の流体圧は５−２７００ｐｓｉｇであって
もよい。
ーユニット、及び熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）のため
の蒸気を加熱する過熱器ユニットにとって有用である。
管は１−３インチ（２．５−７．６ｃｍ）の外径及び２
０−６０フィート（６．１−１８．３ｍ）の長さを有す
る。管は各端部において上部及び／又は下部ヘッダー内
へと気密に溶接され、各ヘッダー内の隣接する管縦列、
及び隣接するヘッダーを連結する管横列を形成する。ヘ
ッダーは、特定の熱回収発生器設置の必要に応じて、３
−６インチ（２．５−７．６ｃｍ）の外径及び６−１４
フィート（１．８−４．３ｍ）の長さをそれぞれ有す
る。隣接する下部ヘッダー間及びそこに連結される管間
のガス流方向における望ましい間隔は４−１０インチ
（１０．２−２５．４ｃｍ）であり、隣接する管間の、
ヘッダーに平行で、ガス流に垂直な方向における望まし
い間隔は、４−１０インチ（１０．２−２５．４ｃｍ）
である。管縦列を横切って通過する排気ガスは、見かけ
上速度毎秒２０−５０フィート（毎秒６−１５ｍ）、温
度２００−１６００°Ｆ（９３−８７１°Ｃ）を有して
もよく、管内の流体圧は５−２７００ｐｓｉｇであって
もよい。
【００１１】本発明に使用される下部ヘッダー及び管縦
列の数は、熱排気ガスから取り出される熱量によるであ
ろう。十二本のヘッダーを有する熱交換ユニットが通
常、最大出荷寸法限度であるため、実用的な使用のため
には、少なくとも二本で十二本以下の下部ヘッダー及び
関連する管縦列が使用される。所望であれば、二つ以上
の熱交換ユニット１０が、単一ケーシング内に平行に整
列して設けられることが可能であり、該ユニットは、熱
ガス流３０に対して直列流配列に配置される。
列の数は、熱排気ガスから取り出される熱量によるであ
ろう。十二本のヘッダーを有する熱交換ユニットが通
常、最大出荷寸法限度であるため、実用的な使用のため
には、少なくとも二本で十二本以下の下部ヘッダー及び
関連する管縦列が使用される。所望であれば、二つ以上
の熱交換ユニット１０が、単一ケーシング内に平行に整
列して設けられることが可能であり、該ユニットは、熱
ガス流３０に対して直列流配列に配置される。
【００１２】また別の配置において、図４に示されるよ
うに、二つの熱交換ユニット１０及び１０ａが、共通の
ケーシング４０内に設けられることが可能であり、該ケ
ーシングは４１において内部熱絶縁される。第二の熱交
換ユニット１０ａについて、ヘッダー１４ａ及び２０ａ
は、熱交換ユニット１０のヘッダー１４−２０の一端に
隣接し、それらと整列して位置される。図４には示され
ないが、第二の熱交換ユニット１０ａは、図３に示され
るのと同様に支持される。
うに、二つの熱交換ユニット１０及び１０ａが、共通の
ケーシング４０内に設けられることが可能であり、該ケ
ーシングは４１において内部熱絶縁される。第二の熱交
換ユニット１０ａについて、ヘッダー１４ａ及び２０ａ
は、熱交換ユニット１０のヘッダー１４−２０の一端に
隣接し、それらと整列して位置される。図４には示され
ないが、第二の熱交換ユニット１０ａは、図３に示され
るのと同様に支持される。
【００１３】熱交換器ユニット１０は、図５によってよ
り詳細に示され、該ユニットにおいて、下部ヘッダー１
４−２０は、それぞれ水平Ｉビーム３４によって構造的
に支持され、該ビームは順に、ケーシング３２の下部面
外部に位置されるビーム３６によってそれぞれ支持され
る。下部ヘッダー１４−２０とケーシング３２下部面と
の間、及び上部ヘッダー１２、２２とケーシング３２上
部面との間に、適当な熱絶縁材料３３が設けられる。内
部熱絶縁材３３は、堅固な耐火材料によって設けられる
ことが可能であり、つまり好ましくは、ステンレススチ
ール等の薄い金属内側ライナーで被覆されたセラミック
ファイバーブランケット材料であり得、該ライナーは、
流れる熱ガス流３０中におけるファイバー絶縁材を確実
に保持する。ケーシング３２及びスチールビーム構造３
６は、補強コンクリート構造３８に取り付けられる等の
いかなる慣用の態様にても支持され得る。通常各下部ヘ
ッダー１４−２０からドレン接続部３９が設けられる。
り詳細に示され、該ユニットにおいて、下部ヘッダー１
４−２０は、それぞれ水平Ｉビーム３４によって構造的
に支持され、該ビームは順に、ケーシング３２の下部面
外部に位置されるビーム３６によってそれぞれ支持され
る。下部ヘッダー１４−２０とケーシング３２下部面と
の間、及び上部ヘッダー１２、２２とケーシング３２上
部面との間に、適当な熱絶縁材料３３が設けられる。内
部熱絶縁材３３は、堅固な耐火材料によって設けられる
ことが可能であり、つまり好ましくは、ステンレススチ
ール等の薄い金属内側ライナーで被覆されたセラミック
ファイバーブランケット材料であり得、該ライナーは、
流れる熱ガス流３０中におけるファイバー絶縁材を確実
に保持する。ケーシング３２及びスチールビーム構造３
６は、補強コンクリート構造３８に取り付けられる等の
いかなる慣用の態様にても支持され得る。通常各下部ヘ
ッダー１４−２０からドレン接続部３９が設けられる。
【００１４】熱回収蒸気発生器内の熱交換ユニット１０
の操作中、熱燃焼ガス３０は、毎秒３０−５０フィート
（９．１−１５．２ｍ）の見かけ上速度で、細長い熱絶
縁ケーシング３２中を管を横切って越えて流れ、それに
より管内部を流れる水又は蒸気等の流体を加熱する。約
１０フィート（３ｍ）を越える長さを有する管について
は、管は通常密着する抗振動支持部材、つまりタイ４２
によって横方向の振動に対して揺れ止めされており、該
タイは隣接する管との間に延長し、管の周囲に密着す
る。約３０フィート（９ｍ）を越える長さの管について
は、管の長さに沿って約８−１０フィート（２．４−３
ｍ）離隔される二つのタイ４２が好ましく使用されるべ
きである。
の操作中、熱燃焼ガス３０は、毎秒３０−５０フィート
（９．１−１５．２ｍ）の見かけ上速度で、細長い熱絶
縁ケーシング３２中を管を横切って越えて流れ、それに
より管内部を流れる水又は蒸気等の流体を加熱する。約
１０フィート（３ｍ）を越える長さを有する管について
は、管は通常密着する抗振動支持部材、つまりタイ４２
によって横方向の振動に対して揺れ止めされており、該
タイは隣接する管との間に延長し、管の周囲に密着す
る。約３０フィート（９ｍ）を越える長さの管について
は、管の長さに沿って約８−１０フィート（２．４−３
ｍ）離隔される二つのタイ４２が好ましく使用されるべ
きである。
【００１５】管及びヘッダーは、操作温度及び必要圧力
に応じて、通常炭素鋼又は合金鋼で作られ、管は熱交換
器ユニットの上部及び下部ヘッダー内へと気密に金属ア
ーク溶接される。
に応じて、通常炭素鋼又は合金鋼で作られ、管は熱交換
器ユニットの上部及び下部ヘッダー内へと気密に金属ア
ーク溶接される。
【００１６】本発明は、熱回収蒸気ボイラー又は発生器
内のエコノマイザー又は過熱器ユニットとして使用する
ための管状熱交換器ユニット配置を有利に提供し、該ボ
イラー又は発生器においては、多数の管が熱的に平行に
位置され、ガス流の充分な混合を達成し、伝熱表面要求
を最小化し、一方また良好な温度バランスを提供し、管
内に発生する熱によるひずみを最小化する。
内のエコノマイザー又は過熱器ユニットとして使用する
ための管状熱交換器ユニット配置を有利に提供し、該ボ
イラー又は発生器においては、多数の管が熱的に平行に
位置され、ガス流の充分な混合を達成し、伝熱表面要求
を最小化し、一方また良好な温度バランスを提供し、管
内に発生する熱によるひずみを最小化する。
【００１７】本発明は以下の代表的な例によって更に説
明されるが、これは範囲を限定するものと解釈されるべ
きではない。
明されるが、これは範囲を限定するものと解釈されるべ
きではない。
【００１８】熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）が本発明に
従って組み立てられ、該発生器においては、上部及び下
部ヘッダーが垂直配向管の縦列及び横列に接続される熱
交換器ユニットが、矩形ケーシング内に設けられ、該ケ
ーシングは内部熱絶縁される。管は、図２及び図３に一
般的に示されるように、入口及び出口上部ヘッダー内、
及び下部ヘッダー内へと気密に金属アーク溶接される。
天然ガス、燃料ガス、又はオイルの、ガスタービン内に
おける補助バーナーを伴った又は伴わない燃焼に由来す
る等の熱燃焼ガスは、多数の管縦列及び横列を横切って
通過することが可能である。エコノマイザーユニットに
ついては、管の最初の上部ヘッダー内へと加圧水が導入
され、熱ガスによって管内で加熱された水は、最後の上
部ヘッダーから引き出されることが可能である。加熱水
は、過熱器等他の熱交換ユニットへと通されることが可
能であり、該熱交換ユニットにおいては、加圧蒸気がヘ
ッダー及び管中を通され、熱ガスによって加熱される。
過熱蒸気は次に、動力発生のために高圧タービン内にて
膨張される。
従って組み立てられ、該発生器においては、上部及び下
部ヘッダーが垂直配向管の縦列及び横列に接続される熱
交換器ユニットが、矩形ケーシング内に設けられ、該ケ
ーシングは内部熱絶縁される。管は、図２及び図３に一
般的に示されるように、入口及び出口上部ヘッダー内、
及び下部ヘッダー内へと気密に金属アーク溶接される。
天然ガス、燃料ガス、又はオイルの、ガスタービン内に
おける補助バーナーを伴った又は伴わない燃焼に由来す
る等の熱燃焼ガスは、多数の管縦列及び横列を横切って
通過することが可能である。エコノマイザーユニットに
ついては、管の最初の上部ヘッダー内へと加圧水が導入
され、熱ガスによって管内で加熱された水は、最後の上
部ヘッダーから引き出されることが可能である。加熱水
は、過熱器等他の熱交換ユニットへと通されることが可
能であり、該熱交換ユニットにおいては、加圧蒸気がヘ
ッダー及び管中を通され、熱ガスによって加熱される。
過熱蒸気は次に、動力発生のために高圧タービン内にて
膨張される。
【００１９】エコノマイザー又は過熱器として使用され
る熱交換器ユニットの、いくつかの重要な代表的特徴及
び寸法が、以下の表１に規定される。
る熱交換器ユニットの、いくつかの重要な代表的特徴及
び寸法が、以下の表１に規定される。
【００２０】 ヘッダー及び管の特徴 エコノマイザー 過熱器 ヘッダー外径 (in.[cm]) 4[10.2] 4[10.2] ヘッダー長さ (ft.[m]) 10[3] 10[3] 管外径 (in.[cm]) 2.0[5.1] 2.0[5.1] 管長さ (ft.[m]) 50[15.5] 50[15.5] 隣接下部ヘッダー間の間隙 (in.[cm]) 5[12.7] 5[12.7] ガス流方向の隣接管間の間隙 (in.[cm]) 5[12.7] 5[12.7] ガス流方向に直角方向の (in.[cm]) 5[12.7] 5[12.7] 隣接管間の間隙 熱ガス入口温度 (°Ｆ[℃]) 600[316] 1100[593] 燃焼ガス見かけ上 速度 (ft./sec.[m/sec.]) 30-40[9-12] 30-40[9-12] 管内圧力 (psig.) 1500 １５０
０ 流体入口温度 （°Ｆ[℃]) 230[110] 1000[53
8] 流体出口温度 (°Ｆ[℃]) 575[302] 1200[649] 本発明は、広く、好ましい実施態様に関して説明されて
きたが、本発明の範囲内において改変及び変更がなされ
てもよいことが理解され、該範囲は請求項によって規定
される。
０ 流体入口温度 （°Ｆ[℃]) 230[110] 1000[53
8] 流体出口温度 (°Ｆ[℃]) 575[302] 1200[649] 本発明は、広く、好ましい実施態様に関して説明されて
きたが、本発明の範囲内において改変及び変更がなされ
てもよいことが理解され、該範囲は請求項によって規定
される。
本発明は、以下の図面を参照して説明される。
【図１】図１は、本発明の管状形式熱交換器ユニット及
び組立体の一実施態様の平面図を示し、これは熱回収蒸
気発生器（ＨＲＳＧ）における使用に適している。
び組立体の一実施態様の平面図を示し、これは熱回収蒸
気発生器（ＨＲＳＧ）における使用に適している。
【図２】図２は、垂直配向管の一横列に沿った図１の２
−２線における立面断面図であり、上部及び下部ヘッダ
ーの両方を含む。
−２線における立面断面図であり、上部及び下部ヘッダ
ーの両方を含む。
【図３】図３は、垂直配向管の隣接する横列に沿った図
１の３−３線における別の立面断面図であり、下部ヘッ
ダーは下方より構造的に支持される。
１の３−３線における別の立面断面図であり、下部ヘッ
ダーは下方より構造的に支持される。
【図４】図４は、図１と同様であるが、ヘッダーを第一
ユニットのヘッダーの一端に隣接し、それらと整列して
位置させた第二ユニットを含み、各ユニットは別個の入
口及び出口導管を有する、管状熱交換器組立体の平面図
を示す。
ユニットのヘッダーの一端に隣接し、それらと整列して
位置させた第二ユニットを含み、各ユニットは別個の入
口及び出口導管を有する、管状熱交換器組立体の平面図
を示す。
【図５】図５は、図２及び図３と同様の管状形式熱交換
器ユニットの拡大詳細立面図を示し、上部及び下部ケー
シングと支持構造とを含む。
器ユニットの拡大詳細立面図を示し、上部及び下部ケー
シングと支持構造とを含む。
Claims (2)
- 【請求項１】 管状形式熱交換ユニットであって、該ユ
ニットは、熱ガスから、該ユニットの管内を流れる冷却
流体へと、熱を伝達するために適合され、該ユニット
は、互いに平行に向けられる少なくとも三本の細長いヘ
ッダーを含み、各該ヘッダーは、多数の細長い垂直配向
Ｕ字形管によって、隣接するヘッダーへと連結され、該
管は、ヘッダーを横切ってそれぞれ整列される少なくと
も四列の平行横列にて設けられ、該管はまた各ヘッダー
に対して管縦列にて整列され、前記ユニットはさらに前
記ヘッダーの最初に連結される入口導管手段と、前記ヘ
ッダーの最後に接続される出口導管手段とを含むことを
特徴とする管状形式熱交換ユニット。 - 【請求項２】 熱ガス流から、管内を流れる冷却流体へ
と、熱を伝達するために適合される管状形式熱交換組立
体であって、該組立体は、（ａ）入口導管が接続される
上部入口ヘッダーと、（ｂ）互いに平行に整列される少
なくとも三本の下部ヘッダーであって、各該ヘッダー
は、少なくとも二本の細長い垂直配向Ｕ字形管によって
隣接するヘッダーへと連結され、該管は、少なくとも四
列の平行横列にて設けられ、ヘッダーを横切って整列さ
れ、最初の下部ヘッダーは、前記上部入口ヘッダーへと
流れ連結される、互いに平行に整列される少なくとも三
本の下部ヘッダーと、（ｃ）出口導管へと連結され、ま
た多数の垂直Ｕ字形管によって最後の下部ヘッダーへと
流れ連結される上部出口ヘッダーと、（ｄ）前記ヘッダ
ー及び管を包囲し、それにより熱ガスが、管を横切って
通過し、管内を流れる流体へと熱を伝達することができ
る熱絶縁ケーシングとを含むことを特徴とする管状形式
熱交換組立体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US891,270 | 1992-05-29 | ||
| US07/891,270 US5247991A (en) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Heat exchanger unit for heat recovery steam generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0650502A true JPH0650502A (ja) | 1994-02-22 |
Family
ID=25397882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5127218A Pending JPH0650502A (ja) | 1992-05-29 | 1993-05-28 | 熱回収蒸気発生器のための熱交換ユニット |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5247991A (ja) |
| EP (1) | EP0572265B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0650502A (ja) |
| KR (1) | KR100306672B1 (ja) |
| CN (1) | CN1073228C (ja) |
| CA (1) | CA2097169C (ja) |
| ES (1) | ES2108222T3 (ja) |
| MX (1) | MX9303183A (ja) |
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-
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- 1993-05-27 EP EP93304154A patent/EP0572265B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-05-27 ES ES93304154T patent/ES2108222T3/es not_active Expired - Lifetime
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- 1993-05-29 CN CN93108231A patent/CN1073228C/zh not_active Expired - Fee Related
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