JPH07293804A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
- Publication number
- JPH07293804A JPH07293804A JP8178694A JP8178694A JPH07293804A JP H07293804 A JPH07293804 A JP H07293804A JP 8178694 A JP8178694 A JP 8178694A JP 8178694 A JP8178694 A JP 8178694A JP H07293804 A JPH07293804 A JP H07293804A
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- JP
- Japan
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- temperature
- nozzle
- heat exchanger
- boiler
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 発電用ボイラの過熱器，再熱器等において、
ボイラ起動時や停止工程時に管寄せ（２）の胴板横断面
内の温度不均一による管寄せ（２）の変形を防止して、
管台（３）に過大な曲げ応力が生じるのを防ぐこと。 【構成】 複数の管台（３）を、管寄せ（２）の横断面
の左右両側部のみにほぼ対称に取付け、上部と下部には
取付けない。そうすると、ボイラ起動時や停止工程時等
に管寄せ内部の流体の温度が変化した時、管寄せ胴板の
温度は、管寄せの軸線に対する対称位置では、ほぼ同一
温度で追従する。したがって管寄せ（２）をたわみ変形
させるような熱応力は発生せず、管台（３）に過大な曲
げ応力が生じることがない。
ボイラ起動時や停止工程時に管寄せ（２）の胴板横断面
内の温度不均一による管寄せ（２）の変形を防止して、
管台（３）に過大な曲げ応力が生じるのを防ぐこと。 【構成】 複数の管台（３）を、管寄せ（２）の横断面
の左右両側部のみにほぼ対称に取付け、上部と下部には
取付けない。そうすると、ボイラ起動時や停止工程時等
に管寄せ内部の流体の温度が変化した時、管寄せ胴板の
温度は、管寄せの軸線に対する対称位置では、ほぼ同一
温度で追従する。したがって管寄せ（２）をたわみ変形
させるような熱応力は発生せず、管台（３）に過大な曲
げ応力が生じることがない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発電用ボイラの対流伝
熱部等に適用される熱交換器、特にその管寄せの構造に
関する。
熱部等に適用される熱交換器、特にその管寄せの構造に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の発電用ボイラの過熱器等、対流伝
熱部に適用される熱交換器においては、図６に示される
ように、伝熱管群（１）が管寄せ（２）の下方に配置さ
れることが多い。この場合、管寄せ（２）に取付けられ
る管台（３）は、下方に配された伝熱管群との連結を容
易にするため、管寄せ横断面のほぼ下側の半円周内に配
置される。
熱部に適用される熱交換器においては、図６に示される
ように、伝熱管群（１）が管寄せ（２）の下方に配置さ
れることが多い。この場合、管寄せ（２）に取付けられ
る管台（３）は、下方に配された伝熱管群との連結を容
易にするため、管寄せ横断面のほぼ下側の半円周内に配
置される。
【０００３】一方、図７に示されるように伝熱管群
（１）が管寄せ（２）の側方に配置される場合は、管寄
せ（２）の伝熱管側の横面半円周上に管台（３）が配置
される。
（１）が管寄せ（２）の側方に配置される場合は、管寄
せ（２）の伝熱管側の横面半円周上に管台（３）が配置
される。
【０００４】即ち、従来の熱交換器においては、伝熱管
群の配置に応じて、取付けが容易な伝熱管群側に管台が
配置されていた。
群の配置に応じて、取付けが容易な伝熱管群側に管台が
配置されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の熱交換器に
おいては、ユニットの起動時および停止工程時、内部流
体の温度変化に伴って管寄せ（２）の胴板の温度も追従
して変化するが、取付けられた管台（３）が多い部分と
そうでない部分とでは、その温度追随変化に差が生じ、
温度が不均一になることが判明した。その状況を図８に
より説明する。
おいては、ユニットの起動時および停止工程時、内部流
体の温度変化に伴って管寄せ（２）の胴板の温度も追従
して変化するが、取付けられた管台（３）が多い部分と
そうでない部分とでは、その温度追随変化に差が生じ、
温度が不均一になることが判明した。その状況を図８に
より説明する。
【０００６】ユニットが起動すると、伝熱管群で加熱さ
れた内部流体（一般には蒸気）が管台（３）を通って管
寄せ（２）に入ってくる。その際、管台（３）が配置さ
れた側（図示例では下側）の胴板の温度ｔ1 は、その内
部流体の温度ｔS に少し遅れて上昇するが、管台（３）
が配置されていない側（図示例では上側）の胴板の温度
ｔ2 は更にずっと遅れて上昇する。したがって、管台
（３）が配置されている側の胴板と配置されていない胴
板との間に温度差Δｔ＝ｔ1 −ｔ2 が生じる。
れた内部流体（一般には蒸気）が管台（３）を通って管
寄せ（２）に入ってくる。その際、管台（３）が配置さ
れた側（図示例では下側）の胴板の温度ｔ1 は、その内
部流体の温度ｔS に少し遅れて上昇するが、管台（３）
が配置されていない側（図示例では上側）の胴板の温度
ｔ2 は更にずっと遅れて上昇する。したがって、管台
（３）が配置されている側の胴板と配置されていない胴
板との間に温度差Δｔ＝ｔ1 −ｔ2 が生じる。
【０００７】またユニットの停止工程においては、起動
時とは逆に管台（３）が配置された側の温度ｔ1 が先に
低くなり、管台がない側の胴板の温度ｔ2 は遅れて低下
する。
時とは逆に管台（３）が配置された側の温度ｔ1 が先に
低くなり、管台がない側の胴板の温度ｔ2 は遅れて低下
する。
【０００８】このように、起動時には管台が配置された
側の胴板の温度ｔ1 が高く、停止行程においては管台が
配置されていない側の胴板の温度ｔ2 が高くなる。この
ため起動時と停止行程とでは、温度差がプラスからマイ
ナスまで大幅に変化することになる。したがって管寄せ
や管台に発生する応力幅が大きくなり、疲労損傷も大き
くなって、事故に進展する可能性がある。
側の胴板の温度ｔ1 が高く、停止行程においては管台が
配置されていない側の胴板の温度ｔ2 が高くなる。この
ため起動時と停止行程とでは、温度差がプラスからマイ
ナスまで大幅に変化することになる。したがって管寄せ
や管台に発生する応力幅が大きくなり、疲労損傷も大き
くなって、事故に進展する可能性がある。
【０００９】すなわち、管寄せ（２）胴の上部と下部で
温度差が生じると、図９に示されるように管寄せ（２）
は弓状に変形しようとする。このため管寄せ（２）に配
置取付けられた管台（３）に矢印（５）で示される過大
な曲げ応力が発生し、ユニットの起動・停止の繰返しに
よって疲労損傷が厳しくなり、亀裂が生じて運転できな
くなる恐れがある。
温度差が生じると、図９に示されるように管寄せ（２）
は弓状に変形しようとする。このため管寄せ（２）に配
置取付けられた管台（３）に矢印（５）で示される過大
な曲げ応力が発生し、ユニットの起動・停止の繰返しに
よって疲労損傷が厳しくなり、亀裂が生じて運転できな
くなる恐れがある。
【００１０】最近の火力発電プラントにおいては、電力
の需要供給のバランスから、ユニットの起動・停止を頻
繁に行なう状況にある。したがって、熱交換器管台の疲
労損傷の進展は更に厳しくなり、噴破・漏洩事故が発生
してユニットを停止しなければならない懸念が生じてい
る。
の需要供給のバランスから、ユニットの起動・停止を頻
繁に行なう状況にある。したがって、熱交換器管台の疲
労損傷の進展は更に厳しくなり、噴破・漏洩事故が発生
してユニットを停止しなければならない懸念が生じてい
る。
【００１１】なお、通常運転時においても、管寄せ胴の
上部と下部で若干の温度差（Δｔ）は生じるが、実用的
には殆んど問題とならない。
上部と下部で若干の温度差（Δｔ）は生じるが、実用的
には殆んど問題とならない。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記従来の
課題を解決するために、ほぼ水平な管寄せの横断面に複
数の管台が取付けられる熱交換器において、上記複数の
管台が、上記管寄せの横断面の上部および下部には取付
けられず、上部横断面の左右両側部にほぼ対称に取付け
られたことを特徴とする熱交換器を提案するものであ
る。
課題を解決するために、ほぼ水平な管寄せの横断面に複
数の管台が取付けられる熱交換器において、上記複数の
管台が、上記管寄せの横断面の上部および下部には取付
けられず、上部横断面の左右両側部にほぼ対称に取付け
られたことを特徴とする熱交換器を提案するものであ
る。
【００１３】
【作用】本発明は前記のとおり構成され、複数の管台が
管寄せ横断面の上部および下部には取付けられず、管寄
せ横断面の左右両側部にほぼ対称に取付けられるので、
ユニットの起動時および停止行程時等に管寄せ内部の流
体の温度が変化した時、管寄せ胴板の温度は、管寄せの
軸線に対する対称位置では、ほぼ同一温度で追従する。
したがって管寄せをたわみ変形させるような熱応力は発
生せず、管台に過大な曲げ応力が生じることがない。
管寄せ横断面の上部および下部には取付けられず、管寄
せ横断面の左右両側部にほぼ対称に取付けられるので、
ユニットの起動時および停止行程時等に管寄せ内部の流
体の温度が変化した時、管寄せ胴板の温度は、管寄せの
軸線に対する対称位置では、ほぼ同一温度で追従する。
したがって管寄せをたわみ変形させるような熱応力は発
生せず、管台に過大な曲げ応力が生じることがない。
【００１４】
【実施例】図１は本発明の第１実施例を示す全体側面図
である。この実施例は発電用ボイラに適用された例で、
伝熱管群（１）の配置が吊下げ型になっている形式の場
合である。図に示されるように、ほぼ水平な管寄せ
（２）の横断面の左右両側部に複数（図示例では各２
本）の管台（３）が対称に取付けられ、それら管台
（３）に伝熱管群（１）が接続されている。管寄せ横断
面の上部と下部には管台が取付けられていない。また管
台（３）には、例えば図２に示されるように、折れ曲が
り部（４）が設けられる。
である。この実施例は発電用ボイラに適用された例で、
伝熱管群（１）の配置が吊下げ型になっている形式の場
合である。図に示されるように、ほぼ水平な管寄せ
（２）の横断面の左右両側部に複数（図示例では各２
本）の管台（３）が対称に取付けられ、それら管台
（３）に伝熱管群（１）が接続されている。管寄せ横断
面の上部と下部には管台が取付けられていない。また管
台（３）には、例えば図２に示されるように、折れ曲が
り部（４）が設けられる。
【００１５】図３は、ユニットの起動時および停止工程
時における本実施例の管寄せ（２）の胴板横断面内各部
の温度変化を例示する図である。まず起動時において
は、内部流体（一般には蒸気）の温度ｔS の上昇に少し
遅れて、左右両側部の温度ｔ3，ｔ4 が上昇し、更に遅
れて上部と下部の温度ｔ1 ，ｔ2 が上昇する。停止工程
時にも、内部流体の温度ｔS の降下に少し遅れて、左右
両側部の温度ｔ3 ，ｔ4が下がり、更に遅れて上部と下
部の温度ｔ1 ，ｔ2 が下がる。いずれの場合も、左右両
側部は殆ど同温度、上部と下部も殆ど同温度である。す
なわち本実施例においては、管寄せ（２）の管軸中心線
に対して対称の位置に管台（３）が配置されているの
で、管寄せ胴板の温度も、管寄せの管軸中心線に対する
対称位置間ではほぼ同じとなる。
時における本実施例の管寄せ（２）の胴板横断面内各部
の温度変化を例示する図である。まず起動時において
は、内部流体（一般には蒸気）の温度ｔS の上昇に少し
遅れて、左右両側部の温度ｔ3，ｔ4 が上昇し、更に遅
れて上部と下部の温度ｔ1 ，ｔ2 が上昇する。停止工程
時にも、内部流体の温度ｔS の降下に少し遅れて、左右
両側部の温度ｔ3 ，ｔ4が下がり、更に遅れて上部と下
部の温度ｔ1 ，ｔ2 が下がる。いずれの場合も、左右両
側部は殆ど同温度、上部と下部も殆ど同温度である。す
なわち本実施例においては、管寄せ（２）の管軸中心線
に対して対称の位置に管台（３）が配置されているの
で、管寄せ胴板の温度も、管寄せの管軸中心線に対する
対称位置間ではほぼ同じとなる。
【００１６】この場合、例えば上下部と左右両側部との
間には温度差が生じる。しかし上下部間は同温度，左右
両側部間は同温度であって、温度分布が管軸中心線に対
して線対称状であるから、管寄せ（２）の胴板内には若
干の熱応力が生じるものの、前記図９に示されるような
弓状の変形は生じないことになる。したがって管寄せ
（２）に取付けられた管台（３）の取付部等に過大な曲
げ応力が発生することはない。
間には温度差が生じる。しかし上下部間は同温度，左右
両側部間は同温度であって、温度分布が管軸中心線に対
して線対称状であるから、管寄せ（２）の胴板内には若
干の熱応力が生じるものの、前記図９に示されるような
弓状の変形は生じないことになる。したがって管寄せ
（２）に取付けられた管台（３）の取付部等に過大な曲
げ応力が発生することはない。
【００１７】なお実際上は完全な対称形にすることは困
難であり、また管台間にも若干の温度差が生じるから、
上下部間および左右両側部間を完全に同じ温度に保持す
ることは不可能に近い。したがって若干の温度差が生じ
て管寄せが僅かながら弓状に変形することはあり得る。
その場合でも、各管台（３）が図２中符号（４）で示さ
れるように折れ曲がっているから、フレキシビリティー
が確保されており、したがって管台（３）に生じる曲げ
応力は極めて小さく、実用的には全く問題ない。
難であり、また管台間にも若干の温度差が生じるから、
上下部間および左右両側部間を完全に同じ温度に保持す
ることは不可能に近い。したがって若干の温度差が生じ
て管寄せが僅かながら弓状に変形することはあり得る。
その場合でも、各管台（３）が図２中符号（４）で示さ
れるように折れ曲がっているから、フレキシビリティー
が確保されており、したがって管台（３）に生じる曲げ
応力は極めて小さく、実用的には全く問題ない。
【００１８】図１ないし図３に示された例では、管寄せ
（２）の一横断面内に取付けられる管台（３）の数がい
ずれも偶数であった。このような場合には、上記のよう
に管台を管寄せ横断面の左右両側部に完全な対称形に配
置することができる。しかし管寄せ一断面内の管台の数
が奇数の場合は、完全な対称形にすることはできず、例
えば図４に示されるように、一部の管台を管寄せ横断面
の左右に交互に取付ける等の対策が必要となる。このよ
うな場合でも、管寄せ（２）の長手方向を通して見れば
ほぼ左右対称であり、上・下部には全く管台が取付けら
れていないから、本発明の本来の作用・効果は阻害され
ず、実用上は全く問題とならない。
（２）の一横断面内に取付けられる管台（３）の数がい
ずれも偶数であった。このような場合には、上記のよう
に管台を管寄せ横断面の左右両側部に完全な対称形に配
置することができる。しかし管寄せ一断面内の管台の数
が奇数の場合は、完全な対称形にすることはできず、例
えば図４に示されるように、一部の管台を管寄せ横断面
の左右に交互に取付ける等の対策が必要となる。このよ
うな場合でも、管寄せ（２）の長手方向を通して見れば
ほぼ左右対称であり、上・下部には全く管台が取付けら
れていないから、本発明の本来の作用・効果は阻害され
ず、実用上は全く問題とならない。
【００１９】次に図５は本発明の第２実施例を示す全体
側面図である。この実施例は発電用ボイラにおいて、伝
熱管群（１）が横置型で管寄せ（２）の側方に配置され
た場合の例である。この実施例においても、複数（図示
例では各２本）の管台（３）が管寄せ（２）の横断面の
左右両側部に対称に取付けられており、上記横断面の上
部および下部には全く取付けられていない。作用・効果
は前記第１実施例と同様である。
側面図である。この実施例は発電用ボイラにおいて、伝
熱管群（１）が横置型で管寄せ（２）の側方に配置され
た場合の例である。この実施例においても、複数（図示
例では各２本）の管台（３）が管寄せ（２）の横断面の
左右両側部に対称に取付けられており、上記横断面の上
部および下部には全く取付けられていない。作用・効果
は前記第１実施例と同様である。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、熱交換器の管寄せの横
断面内で上部と下部の温度差，左右両側部同士の温度差
が生じないので、管寄せが弓状に変形するような熱応力
は生じず、したがって管台の取付部に過大な力が働くこ
とがない。その結果、熱交換器を全く安全に運用するこ
とができる。
断面内で上部と下部の温度差，左右両側部同士の温度差
が生じないので、管寄せが弓状に変形するような熱応力
は生じず、したがって管台の取付部に過大な力が働くこ
とがない。その結果、熱交換器を全く安全に運用するこ
とができる。
【図１】図１は本発明の第１実施例を示す全体側面図で
ある。
ある。
【図２】図２は上記実施例の管台形状を例示する図であ
る。
る。
【図３】図３はユニット起動時および停止工程時におけ
る上記実施例の管寄せ胴板横断面内各部の温度変化を例
示する図である。
る上記実施例の管寄せ胴板横断面内各部の温度変化を例
示する図である。
【図４】図４は上記実施例の応用例を示す図である。
【図５】図５は本発明の第２実施例を示す全体側面図で
ある。
ある。
【図６】図６は従来の熱交換器の一例を示す全体側面図
である。
である。
【図７】図７は従来の熱交換器の他の例を示す全体側面
図である。
図である。
【図８】図８はユニット起動時および停止工程時におけ
る従来の熱交換器の管寄せ胴板横断面内各部の温度変化
を例示する図である。
る従来の熱交換器の管寄せ胴板横断面内各部の温度変化
を例示する図である。
【図９】図９は従来の熱交換器における管寄せの変形状
況を示す図である。
況を示す図である。
（１） 伝熱管群 （２） 管寄せ （３） 管台 （４） 折れ曲がり部
Claims (1)
- 【請求項１】 ほぼ水平な管寄せの横断面に複数の管台
が取付けられる熱交換器において、上記複数の管台が、
上記管寄せの横断面の上部および下部には取付けられ
ず、上記横断面の左右両側部にほぼ対称に取付けられた
ことを特徴とする熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8178694A JPH07293804A (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8178694A JPH07293804A (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07293804A true JPH07293804A (ja) | 1995-11-10 |
Family
ID=13756176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8178694A Pending JPH07293804A (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07293804A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010041577A1 (ja) * | 2008-10-07 | 2010-04-15 | 三菱重工業株式会社 | 管寄せ管台の溶接構造 |
| JPWO2019176000A1 (ja) * | 2018-03-14 | 2021-01-14 | 富士通株式会社 | 検出装置、温度分布測定装置および検出装置の製造方法 |
-
1994
- 1994-04-20 JP JP8178694A patent/JPH07293804A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010041577A1 (ja) * | 2008-10-07 | 2010-04-15 | 三菱重工業株式会社 | 管寄せ管台の溶接構造 |
| JP2010091174A (ja) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 管寄せ管台の溶接構造 |
| CN101925792A (zh) * | 2008-10-07 | 2010-12-22 | 三菱重工业株式会社 | 管接头和集管箱的焊接结构 |
| KR101233555B1 (ko) * | 2008-10-07 | 2013-02-14 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 헤더 노즐의 용접 구조 |
| JPWO2019176000A1 (ja) * | 2018-03-14 | 2021-01-14 | 富士通株式会社 | 検出装置、温度分布測定装置および検出装置の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010321 |