JPH08128602A

JPH08128602A - 貫流ボイラ

Info

Publication number: JPH08128602A
Application number: JP26711394A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Yamazaki; 和彦山崎; Fumio Fukumoto; 富美男福本; Hideaki Ishitoku; 英明石徳; Atsushi Furukawa; 淳古川
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 1996-05-21

Abstract

(57)【要約】【目的】ボイラ起動時に発生する各ボイラ水壁間の温
度差を低減し、熱応力を軽減した貫流ボイラを提供する
こと。【構成】貫流ボイラはホットスタートなどの起動時水
張り操作によって、高温の流体が保持されているボイラ
に比較的低温の流体が供給され流体経路の順序に沿って
流れるため、温度変化の時間差による温度差が流体経路
の異なる水壁パネル間に発生し熱応力が生じる。従っ
て、流体経路が異なり、しかも温度差の大きい二つの水
壁パネル（火炉壁１と第二副側壁１５）間に、これらの
水壁パネル内の流体温度の中間の温度の流体用の流体経
路から成る水壁パネル（第一副側壁２）を設置すること
で、前記温度差の大きい流体経路の異なる二つの水壁パ
ネル（火炉壁１と第二副側壁１５）間の温度差を緩和す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は貫流ボイラに係り、特に
流体経路が異なる水壁パネル間に発生する温度差による
熱応力を低減するのに好適な水壁パネル構造を備えた貫
流ボイラに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ボイラ壁は水管として板材を連
続溶接したメンブレン壁からなる壁面構造となってお
り、従来の貫流ボイラ水壁に関する流体経路の一例は図
４に示されるように、ボイラ壁は管として板材を連続溶
接したメンブレン壁からなる水壁パネル構造となってお
り、火炉壁３１と副側壁３２の取合部および副側壁３２
と後部伝熱壁３３の取合部は板材を介して溶接されたメ
ンブレン壁となっている。図４に示すボイラ壁構造物に
おいて、節炭器出口管寄３４からの流体は連絡管３５を
経て火炉を形成する火炉壁入口管寄３６から上昇流とな
って火炉壁３１、火炉壁出口管寄３７へと流れる。その
後、連絡管３８にて天井壁３９を通過した後、連絡管４
０を経て副側壁３２と後部伝熱壁３３を流れる。これら
の水壁パネル内を通過した流体は連絡管（図示せず）に
より、ボイラ内部に設置される過熱器（図示せず）を通
過し、最終的に蒸気となってタービン（図示せず）へ導
かれる。

【０００３】上記ボイラの水壁パネル内の流体温度は一
様ではなく、流体経路に沿って温度上昇し、各水壁パネ
ル間の温度は異なっている。特にボイラ起動時において
は、水張り操作によって温度の低い流体がボイラに供給
され、流体経路の順序に沿ってゆっくりと流れるため、
温度変化の時間差により各水壁パネル間に温度差が発生
し、熱伸び差が生じることで熱応力が発生する。特に火
炉壁３１と副側壁３２との間での温度差は、取合構造が
不連続であることもあって過大な熱応力を発生させるこ
とがありボイラ運用に制約を生じる問題があった。上記
従来技術は流体経路の異なる水壁間において、両者間の
温度差を低減する構造については配慮されておらず、熱
応力を軽減する対応として不充分であった。そこで、図
４に示すボイラの問題点を解決するための方法として実
開平３−２１６０６号公報には温度差のある隣接水壁パ
ネルの境界部に位置するそれぞれの水壁パネル部分に流
れる流体の温度条件を同一にする方法が開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記実開平３−２１６
０６号記載の方法では、二つの隣接水壁パネルの境界部
に流す流体は二つの隣接水壁パネルのうちの一方の水壁
パネル内に流れる流体と同一温度の流体であるため、依
然として、流体温度の異なる両者の水壁パネルの間の流
体温度差は解消できない。そこで、本発明の目的は簡単
な手法で、しかも確実にボイラ起動時等に発生する温度
差のある水壁間の温度差を低減し、熱応力を軽減できる
貫流ボイラを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、次
の構成によって達成される。すなわち、水管が板材を介
して溶接される水壁パネル構造を備えた貫流ボイラにお
いて、流体経路が異なる二つの水壁パネルの隣接部間
に、前記二つの水壁パネル内の各流体温度の中間の温度
を持つ流体経路を持つ水壁パネルをを配置した貫流ボイ
ラ、または、水管が板材を介して溶接される水壁パネル
構造を備えた貫流ボイラにおいて、流体経路が異なる二
つの水壁パネルの隣接部間に、前記二つの水壁パネル内
に各々流れる流体の互いに異なる流動時間の間の中間的
な流動時間に流体が流れる水壁パネルを配置した貫流ボ
イラである。

【０００６】

【作用】貫流ボイラはホットスタートなどの起動時に水
張り操作によって、高温の流体が保持されているボイラ
に比較的低温の流体が供給され、流体経路の順序に沿っ
て流れるため、温度変化の時間差による温度差が流体経
路の異なる水壁パネル間に発生し熱応力が生じる。従っ
て、流体経路が異なり、しかも温度差の大きい二つの水
壁パネルの間に、これらの水壁パネル内の流体温度の中
間の温度の流体用の流体経路から成る水壁パネルを設置
することで、前記温度差の大きい流体経路の異なる二つ
の水壁パネル間の温度差を緩和することができる。

【０００７】前記中間的な温度を持つ流体用の水壁パネ
ル内には前記二つの水壁パネル内を流れる流体の各々の
流動時間の間の流動時間に流体を流す方法を採用するこ
とができる。一般に熱応力に対する疲労強度の関係は指
数関数的であるため、形状などの条件が同じであれば、
前記流体経路の異なる二つの水壁パネル間の熱応力が半
減することになり、疲労強度が数倍程度向上し、これら
の水壁パネル間の温度差による熱疲労は大きく軽減され
る。

【０００８】

【実施例】本発明の一実施例を図面とともに説明する。実施例１図１は本実施例を示す鳥かん図であり、貫流ボイラの水
壁に関する流体経路を示している。節炭器出口管寄４か
らの流体は連絡管５を経て火炉壁入口管寄６から火炉壁
１を通過して火炉壁出口管寄７へと流れる。火炉壁出口
管寄７から連絡管８を経て火炉壁１から供給される流体
は天井壁入口管寄１１に一旦集められた後、一部は火炉
壁１に隣接する第一副側壁２に連絡管１２で接続され
る。残りの流体は天井壁入口管寄１１から天井壁９を流
れた後、第一副側壁２を経て連絡管１３を通過した流体
と共に天井壁出口管寄１４に集められる。次いで、流体
は天井壁出口管寄１４から連絡管１０を経て第二副側壁
１５と後部伝熱壁３を流れる。これらの水壁を通過した
流体はボイラ内部に設置される過熱器管（図示せず）を
経て最終的には蒸気となってタービン（図示せず）へ導
かれる。

【０００９】ホットスタートのようにボイラ内部に高温
流体が保持されている場合、ボイラ給水ポンプ始動によ
り比較的低温の給水がボイラへ通水（水張り）され、貫
流ボイラにおいては低温流体が流体経路に沿って節炭器
（図示せず）から火炉壁１、第一副側壁２、天井壁９、
第二副側壁１５および後部伝熱壁３へと順次流れる。こ
の起動時における火炉壁１、第一副側壁２、第二副側壁
１５の各々の流体温度変化例を図２に示す。図２から明
らかなように、流体経路の異なる火炉壁１と第二副側壁
１５の間に、これらの中間の流体経路である天井壁入口
管寄１１からの流体を第一副側壁２に通水することで、
火炉壁１と第二副側壁１５との温度差を火炉壁と第一副
側壁２および第一副側壁２と第二副側壁１５の温度差に
分割する。このため、火炉壁１と第二副側壁１５との温
度差に比較して、火炉壁１と第一副側壁２の隣接水壁間
あるいは第一副側壁２と第二副側壁１５の隣接水壁間の
温度差が低減でき、それらの間の水壁間の熱応力も火炉
壁１と第二副側壁１５を隣接させた場合の熱応力に比べ
て軽減できる。

【００１０】実施例２本発明の他の実施例を図３に示す。本実施例では第一火
炉壁２１を通過した流体は中間管寄２２を経由して第二
火炉壁２３へと流れるが、流体経路の異なる副側壁との
起動時における温度差を低減するため、第二火炉壁２３
と第二副側壁２６の間に第一副側壁２５を設置する。第
一副側壁２５には火炉壁中間管寄２２からの流体を流す
ことになるが、その間の連絡管２４を短くすると第二火
炉壁２３と第一副側壁２５の間の温度差はほとんどなく
すことができるが、第一副側壁２５と第二副側壁２６と
の温度差が大きくなる。連絡管２４から第一副側壁２５
に導入する流体路をボイラ左右で入れ替える。すなわ
ち、図３の手前の側壁２５には図３の奥側の中間管寄２
２（図示せず）からの連絡管２４が接続され、図３の奥
側の側壁２５（図示せず）には図３の手前の中間管寄２
２からの連絡管２４が接続される。こうして、中間管寄
２２からの流体が第一副側壁２５へ流れ込む時間が、連
絡管２４をボイラ左右で入れ替えない場合に比べ遅くな
る。これにより第二火炉壁２３、第一副側壁２５、第二
副側壁２６の各々の壁間の温度差を小さくするものであ
り、各水壁間の熱応力を軽減する効果がある（本実施例
の図１の連絡管５、火炉壁入口管寄６、連絡管８、１
２、１３、天井壁出口管寄１４に相当する構成の図示を
省略する）。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば流体経路の異なる水壁間
に両者の中間流体経路から成る水壁を設置し、取合部の
熱応力を軽減することで、起動・停止回数の多いＤＳＳ
運用のボイラの信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を示す流体経路の接続を示
すボイラ鳥かん図である。

【図２】実施例１の各水壁での起動時流体温度変化例
を示す図である。

【図３】本発明の実施例２の流体経路の接続を示すボ
イラ鳥かん図である。

【図４】従来技術の流体経路の接続を示すボイラ鳥か
ん図である。

【符号の説明】

１…火炉壁、２…第一副側壁、３…後部伝熱壁、４…節
炭器出口管寄、６…火炉壁入口管寄、７…火炉壁出口管
寄、１１…天井壁入口管寄、１５…第二副側壁、２１…
第一火炉壁、２２…火炉壁中間管寄、２３…第二火炉
壁、２４…連絡管、２５…第一副側壁、２６…第二副側
壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古川淳広島県呉市宝町６番９号バブコック日立株式会社呉工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水管が板材を介して溶接される水壁パネ
ル構造を備えた貫流ボイラにおいて、流体経路が異なる
二つの水壁パネルの隣接部間に、前記二つの水壁パネル
内の各流体温度の中間の温度を持つ流体経路を持つ水壁
パネルを配置したことを特徴とする貫流ボイラ。
【請求項２】水管が板材を介して溶接される水壁パネ
ル構造を備えた貫流ボイラにおいて、流体経路が異なる
二つの水壁パネルの隣接部間に、前記二つの水壁パネル
内に各々流れる流体の互いに異なる流動時間の間の中間
的な流動時間に流体が流れる水壁パネルを配置したこと
を特徴とする貫流ボイラ。