JPH0820041B2 - Exhaust heat recovery boiler - Google Patents
Exhaust heat recovery boilerInfo
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- JPH0820041B2 JPH0820041B2 JP29045990A JP29045990A JPH0820041B2 JP H0820041 B2 JPH0820041 B2 JP H0820041B2 JP 29045990 A JP29045990 A JP 29045990A JP 29045990 A JP29045990 A JP 29045990A JP H0820041 B2 JPH0820041 B2 JP H0820041B2
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- heat recovery
- recovery boiler
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、排熱回収ボイラに係わり、とくに大型排熱
回収ボイラ上部管寄せの水平力支持構造に関する。The present invention relates to an exhaust heat recovery boiler, and more particularly to a horizontal force support structure for a large exhaust heat recovery boiler upper pipe drawer.
（従来の技術） 一般に、コンバインドサイクル発電プラントにおいて
は、ガスタービン等の排ガスを熱源として、蒸気タービ
ン用駆動蒸気や、プロセス用蒸気、温水を発生させる排
熱回収ボイラが用いられている。(Prior Art) Generally, in a combined cycle power plant, an exhaust heat recovery boiler that generates drive steam for a steam turbine, process steam, and hot water using exhaust gas from a gas turbine or the like as a heat source is used.
以下、従来の排熱回収ボイラについて簡単に説明す
る。Hereinafter, a conventional exhaust heat recovery boiler will be briefly described.
第９図は従来の排熱回収ボイラの一例を示している。
この排熱回収ボイラは、機器上部に蒸気ドラムを配置
し、伝熱管を鉛直方向に配置したいわゆる自然循環形ボ
イラである。ガスタービン等からの排ガスは排熱回収ボ
イラ41に流入し、まず過熱器42、高圧蒸発器43を経て脱
硝装置44に至り、排ガス中に含有する窒素酸化物を除去
する。脱硝装置44を出た排ガスは高圧節炭器45、低圧蒸
発器46、低圧節炭器47を順次通過し、各伝熱管内の内部
流体と熱交換を行う。FIG. 9 shows an example of a conventional exhaust heat recovery boiler.
This exhaust heat recovery boiler is a so-called natural circulation type boiler in which a steam drum is arranged above the equipment and heat transfer tubes are arranged in the vertical direction. Exhaust gas from a gas turbine or the like flows into an exhaust heat recovery boiler 41, first reaches a denitration device 44 via a superheater 42 and a high-pressure evaporator 43, and removes nitrogen oxides contained in the exhaust gas. The exhaust gas from the denitration device 44 sequentially passes through the high pressure economizer 45, the low pressure evaporator 46, and the low pressure economizer 47 to exchange heat with the internal fluid in each heat transfer tube.
第９図に示したような自然循環形排熱回収ボイラは、
強制循環形の排熱回収ボイラと比較すると、循環ポンプ
が不要であり所要動力を軽減できるという利点に加え
て、地上からボイラ最上部までの高さを低く抑えること
ができ、ボイラダクトを自立構造とすることが可能で、
支持鉄骨が不要となるなどの長所を有しているため、最
近多くのコンバインサイクル発電所で採用される傾向に
ある。The natural circulation type exhaust heat recovery boiler as shown in FIG.
Compared to the forced circulation type exhaust heat recovery boiler, in addition to the advantages that a circulation pump is not required and the required power can be reduced, the height from the ground to the top of the boiler can be kept low, and the boiler duct can be used as a self-supporting structure. It is possible to
Since it has advantages such as the need for supporting steel frames, it has tended to be adopted in many combine cycle power plants recently.
第10図は第９図のＸ−Ｘ線に沿う断面図を示す。55は
伝熱管であり、鉛直方向に配置された上下の管寄せに接
続されてパネルを形成している。ボイラダクトのケーシ
ング51には保温材52が内張りされ、ケーシングの温度を
大気温度近くに保っている。伝熱管55ならびに上下の管
寄せ54、56等のパネルの荷重は下部管寄せ56の下側に設
置される下部支持部材57によって支持されている。この
ため排熱回収ボイラの運転中に、伝熱管および上部管寄
せは下部管寄せの支持点を起点として鉛直方向上方に変
位することになる。FIG. 10 is a sectional view taken along line XX of FIG. Reference numeral 55 denotes a heat transfer tube, which is connected to the upper and lower vertical headers arranged vertically to form a panel. A heat insulating material 52 is lined inside the casing 51 of the boiler duct to keep the temperature of the casing close to the atmospheric temperature. The load of the heat transfer tube 55 and the panels such as the upper and lower pipe headers 54 and 56 is supported by a lower support member 57 installed below the lower pipe header 56. For this reason, during operation of the exhaust heat recovery boiler, the heat transfer tube and the upper header are displaced upward in the vertical direction starting from the support point of the lower header.
かかる排熱回収ボイラに地震力等の水平力が作用した
場合、最重量物である伝熱管パネルの荷重を上下の管寄
せを介してケーシングに伝達しなければならない。この
うち、地震時等に管束に発生する水平力は上部管寄せを
介してケーシングに伝達され、最終的には地上に伝達さ
れる。When a horizontal force such as seismic force is applied to such an exhaust heat recovery boiler, the load of the heat transfer tube panel, which is the heaviest object, must be transmitted to the casing via the upper and lower headers. Of these, the horizontal force generated in the tube bundle during an earthquake or the like is transmitted to the casing via the upper header, and finally transmitted to the ground.
第11図は従来の排熱回収ボイラ上部管寄せの水平力伝
達支持構造の例を示している。この図の例では、管寄せ
はガス流れと直角方向に一本の管寄せとして構成されて
おり、上部管寄せ54の中央部に突出したラグ62を保温材
52を内張したケーシング51の上部に設けたブラケツト61
で支持するように構成されている（実開昭61−141503号
公報参照）。また、ケーシング51上には上部補強材64を
もつ上部支持部材63が固着されている。FIG. 11 shows an example of a conventional horizontal force transmission support structure for an upper heat exchanger of an exhaust heat recovery boiler. In the example of this figure, the header is configured as a single header in the direction perpendicular to the gas flow, and the lug 62 protruding in the center of the upper header 54 is used as a heat insulating material.
Bracket 61 provided on the top of casing 51 with 52 lined
(See Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-141503). An upper support member 63 having an upper reinforcing member 64 is fixed on the casing 51.
ところで、近年のコンバインドサイクル発電プラント
は、ガスタービンの大容量化によりさらに大型化する傾
向にあり、これに伴なって排熱回収ボイラも従来より大
型のものが計画されるようになっている。現状ではガス
通路部の高さおよび幅が10mを越え、全長30m以上にも及
ぶ排熱回収ボイラも出現している。By the way, the combined cycle power generation plant in recent years tends to be further enlarged due to the increase in capacity of the gas turbine, and accordingly, the exhaust heat recovery boiler is planned to be larger than before. At present, exhaust heat recovery boilers with a height and width of gas passage exceeding 10 m and a total length of 30 m or more have appeared.
このような大型の排熱回収ボイラでは、ガス通路部の
幅が長くなるため、幅方向に対して管寄せを一本で構成
することができず、ガス通路部幅方向に複数個に分割す
る必要がある。また点検、補修時には上部管寄せ部分に
アクセスする必要があり、さらに漏洩管の補修を行うに
は、管束を吊り上げて移動させ、スペースを確保してか
ら行うなどの手段をとるため、上部管寄せと上部ケーシ
ングの間には、クレーンレールおよび吊り上げ用トロリ
を設置するために十分な空間が必要となる。In such a large-sized exhaust heat recovery boiler, since the width of the gas passage portion becomes long, it is not possible to configure a single pipe head in the width direction, and the gas passage portion is divided into a plurality of pieces in the width direction. There is a need. In addition, it is necessary to access the upper pipe draw part during inspection and repair.To repair the leak pipe, the upper bundle drawer must be lifted and moved to secure a space. A sufficient space is required between the upper casing and the upper casing to install the crane rail and the lifting trolley.
（発明が解決しようとする課題） このような大型の排熱回収ボイラにおいては、第11図
に示された従来例のような上部管寄せ支持構造では、上
部管寄せ54に取付けたラグ62もしくはケーシング側のブ
ラケツトを長くかつ大型にする必要が生じる。しかしな
がら、上部管寄せに水平力が作用した場合に、前者の長
いラグではモーメントアームが長くなっているため、ラ
グ62の根本すなわち耐圧部である上部管寄せとの溶接部
に過大な曲げ応力を発生して、溶接割れなどの不具合を
発生する可能性があるという問題点がある。後者の長い
ブラケツトにおいても、ブラケツトによって曲げ応力を
分担しなければならず、部材が過大のものになってしま
うという欠点を有している。(Problems to be Solved by the Invention) In such a large-sized exhaust heat recovery boiler, in the upper header supporting structure such as the conventional example shown in FIG. 11, the lug 62 attached to the upper header 54 or The bracket on the casing side needs to be long and large. However, when a horizontal force acts on the upper header, since the moment arm is long in the former long lug, excessive bending stress is applied to the root of the lug 62, that is, the welded portion with the upper header, which is the pressure resistant portion. However, there is a problem in that there is a possibility of occurrence of defects such as weld cracking. Even in the latter case of a long bracket, it is necessary to share the bending stress by the bracket, which has a drawback that the member becomes too large.
さらに、第９図に示したような排熱回収ボイラでは、
ケーシングの内面に保温材を張り付けているため、ケー
シングの温度と内部のガス温度には大きな温度差が生ず
る。そこでケーシング内部の構造部材をケーシングに接
続する場合、前記温度差による部材間の熱膨脹差の吸収
方法が、かかる上部管寄せの支持構造設計の問題とな
る。Furthermore, in the exhaust heat recovery boiler as shown in FIG.
Since the heat insulating material is attached to the inner surface of the casing, a large temperature difference occurs between the temperature of the casing and the gas temperature inside. Therefore, when the structural member inside the casing is connected to the casing, the method of absorbing the difference in thermal expansion between the members due to the temperature difference becomes a problem in designing the support structure for the upper header.
本発明は、上記した点に鑑みてなされたもので、構造
が単純で各部分の熱膨張差を有効に吸収するとともに地
震の際パネルの重量を効果的に支持し得る排熱回収ボイ
ラの上部管寄せの支持構造を提供することを目的として
いる。The present invention has been made in view of the above points, and has an upper part of an exhaust heat recovery boiler that has a simple structure, can effectively absorb the difference in thermal expansion between parts, and can effectively support the weight of the panel during an earthquake. It is intended to provide a support structure for pipe heading.
（課題を解決するための手段） 本発明は、上下に配置した管寄せの間を伝熱管で接続
してパネルを構成し、このパネルを排ガス流れ中に配置
して熱回収する排熱回収ボイラにおいて、排ガス流れ方
向内面および排ガスと直角方向面内に設けられた弾性変
形しうるトラス部材によって支持される上部管寄せ振れ
止め枠を備えたことを特徴とするものである。(Means for Solving the Problem) According to the present invention, an exhaust heat recovery boiler that recovers heat by arranging panels in the exhaust gas flow by connecting heat transfer tubes between pipes arranged above and below In the second aspect, there is provided an upper pipe precession steadying frame which is supported by an elastically deformable truss member provided on the inner surface in the exhaust gas flow direction and on the surface perpendicular to the exhaust gas.
（作 用） 上記のように構成された本発明の排熱回収ボイラによ
れば、熱膨張差が生じた時にトラス部材の弾性変形によ
りその熱膨張差が吸収される。(Operation) According to the exhaust heat recovery boiler of the present invention configured as described above, when a difference in thermal expansion occurs, the difference in thermal expansion is absorbed by elastic deformation of the truss member.
（実施例） 以下、第１図ないし第３図に基づいて本発明の一実施
例について説明する。(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.
第１図において、上部管寄せ１はガス流れと直角方向
に配置され、これに複数の伝熱管２が接続されてパネル
を構成している。本実施例では伝熱管郡2,2はガス流れ
方向に５段のパネルよりなり、そのうち上流側３段パネ
ルの上部管寄せ１の中心からは枝管５が出ており、外部
の機器と接続されている。下流側２段パネルの上部管寄
せの中心からは水平力を伝達するための突起６が設けら
れている。上部ケーシング３と上部管寄せ１の距離は約
1.2mあり、上部ケーシング３の内面には保温材４が張り
付けてある。枝管５および突起６の両側には、これらを
挾み込むようにしてガス流れ方向全パネル方向にわたっ
て２本の水平部材８が設置されている。この２本の水平
部材８は、上部管寄せ１の前後に配置された６個の支持
金物７を介して接続されており、これらの水平部材８と
支持金物７によって、枝管および突起の前後左右を囲む
ようにして管寄せのガス流れ方向ならびにガス流れと直
角方向の変位を拘束するようになっている。本実施例に
おいては、パネル５段分をまとめて支持している。この
水平部材８と支持金物７で構成されるのが上部管寄せの
振れ止め枠である。In FIG. 1, the upper header 1 is arranged in a direction perpendicular to the gas flow, and a plurality of heat transfer tubes 2 are connected to the upper header 1 to form a panel. In this embodiment, the heat transfer tube groups 2 and 2 are composed of five panels in the gas flow direction, of which the branch pipe 5 extends from the center of the upper header 1 of the upstream three panels and is connected to an external device. Has been done. A projection 6 for transmitting a horizontal force is provided from the center of the upper side of the downstream two-stage panel. The distance between the upper casing 3 and the upper header 1 is approximately
The length is 1.2 m, and the heat insulating material 4 is attached to the inner surface of the upper casing 3. Two horizontal members 8 are installed on both sides of the branch pipe 5 and the projection 6 so as to sandwich the branch pipe 5 and the projection 6 over the entire gas flow direction. The two horizontal members 8 are connected to each other through six supporting metal members 7 arranged in front of and behind the upper header 1, and by the horizontal members 8 and the supporting metal members 7, front and rear of the branch pipe and the protrusion. Enclosing the left and right sides, the displacement of the gas in the gas flow direction and the displacement in the direction perpendicular to the gas flow are constrained. In this embodiment, five panels are collectively supported. The horizontal member 8 and the support metal 7 constitute an upper pipe gathering steady rest frame.
水平部材８は、本実施例においては溝型鋼としている
が、その断面形状については特に規定するものではな
く、水平力を支持するのに十分な断面性能があれば、任
意の断面形状でよい。The horizontal member 8 is a channel steel in this embodiment, but the cross-sectional shape is not particularly specified, and may be any cross-sectional shape as long as it has sufficient cross-sectional performance to support horizontal force.
上部ケーシング３の保温材４は内張されているため、
上部ケーシング３と伝熱管２および支持部材との間には
熱膨脹差が生じる。このため、水平部材８と支持金物７
で構成された梯子状の部品の下面と、上部管寄せ１の上
端との距離は、伝熱管の熱膨脹分にある程度の余裕を見
込んで決める。本実施例においては、この距離を例えば
100mmとしている。この程度の距離ならばパネルに水平
力がかかった時に枝管５もしくは突起６と上部管寄せ１
の接続部に発生する曲げ応力は十分小さく、かつ、耐圧
部にかかる外部応力を最小に抑えることができる。Since the heat insulating material 4 of the upper casing 3 is lined,
A difference in thermal expansion occurs between the upper casing 3, the heat transfer tube 2 and the support member. Therefore, the horizontal member 8 and the supporting metal 7
The distance between the lower surface of the ladder-shaped component constituted by and the upper end of the upper header 1 is determined by allowing a certain amount of allowance for the thermal expansion of the heat transfer tube. In this embodiment, this distance is
It is 100 mm. With this distance, when a horizontal force is applied to the panel, the branch pipe 5 or the protrusion 6 and the upper pipe puller 1
The bending stress generated in the connection part of is sufficiently small, and the external stress applied to the pressure resistant part can be minimized.
また、水平部材８および支持部材７と枝管５もしくは
突起６との隙間は運転条件に大して適当に決められる。
すなわち上部管寄せ１を上部ケーシング３に対するガス
流れ方向またはガス流れと直角方向の変位に対して拘束
してよい場合は、隙間を小さくするかあるいは点接触ま
たは線接触としてもよい。ただし、上部管寄せ１の上部
方向の変位を拘束しないようにしなければならない。一
方、枝管５が外部の機器に接続されていて、外部の機器
が熱膨脹するような場合は、外部の機器の熱膨脹を考慮
して、適当な隙間を設けてもよい。その理由は、上部管
寄せ１に変位を拘束するものがないと仮定すると、伝熱
管２の剛性は比較的小さいので、地震時の上部管寄せ１
の変位は相当大きいものとなるため、隙間が例えば20〜
30mmであっても十分効果があるからである。Further, the gap between the horizontal member 8 and the supporting member 7 and the branch pipe 5 or the protrusion 6 is appropriately determined depending on the operating conditions.
That is, when the upper header 1 may be constrained against the displacement of the upper casing 3 in the gas flow direction or in the direction perpendicular to the gas flow, the gap may be reduced or point contact or line contact may be performed. However, it is necessary to prevent the upper displacement of the upper header 1 from being restricted. On the other hand, when the branch pipe 5 is connected to an external device and the external device thermally expands, an appropriate gap may be provided in consideration of the thermal expansion of the external device. The reason is that, assuming that there is no restraint on the displacement of the upper header 1, the rigidity of the heat transfer tube 2 is relatively small, so the upper header 1 at the time of an earthquake
Since the displacement of the
This is because even 30 mm is sufficiently effective.
水平部材８と支持金物７で構成された梯子状の部品
は、管群パネルの前後に位置する４本の鉛直部材10と、
ガス流れと直角方向面内にある４本の斜め部材９とガス
流れ方向面内にある４本の斜め部材11とによって上部ケ
ーシング３から吊り下げられるように支持される。斜め
部材９および11と鉛直部材10は、それぞれの両端に接続
板12〜15を介して水平部材８と上部ケーシング３に接続
され、いわゆるトラスを構成している。これらの部材を
設けることにより、ガス流の方向の水平力は斜め部材11
と鉛直部材10とにより、ガス直角方向水平力は斜め部材
９と鉛直部材10とによってそれぞれ分担して受け持つこ
とになる。The ladder-shaped component composed of the horizontal member 8 and the supporting metal 7 is composed of four vertical members 10 located in front of and behind the tube group panel,
It is supported so as to be suspended from the upper casing 3 by four diagonal members 9 in the plane perpendicular to the gas flow and four diagonal members 11 in the plane perpendicular to the gas flow. The diagonal members 9 and 11 and the vertical member 10 are connected to the horizontal member 8 and the upper casing 3 through the connection plates 12 to 15 at both ends thereof, respectively, to form a so-called truss. By providing these members, the horizontal force in the direction of the gas flow is slanted.
And the vertical member 10, the horizontal force in the direction perpendicular to the gas is shared by the diagonal member 9 and the vertical member 10.
斜め部材９および11は、本実施例においては、例えば
板厚10mm未満かつ幅数10mmの帯板によって、各々斜め部
材の設置されている面と板の幅方向が平行になるように
設置されている。すなわち、第３図に示すように、上部
から見たときに板厚方向が見えることになる。斜め部材
９および11をこのような方向に取り付けることにより、
運転時にこれらを撓ませて、斜め部材と上部ケーシング
３側との熱膨脹差を吸収する。In this embodiment, the slanting members 9 and 11 are installed, for example, by strips having a thickness of less than 10 mm and a width of 10 mm so that the surfaces on which the slanting members are installed are parallel to the width direction of the plates. There is. That is, as shown in FIG. 3, the plate thickness direction is visible when viewed from above. By mounting the diagonal members 9 and 11 in such a direction,
During operation, they are bent to absorb the difference in thermal expansion between the diagonal member and the upper casing 3 side.
このことを第４図によって説明すると、本排熱回収ボ
イラの運転時には、斜め部材９または11の一端は温度の
低い上部ケーシング３側に接続されており、他端は高温
ガスに曝される水平部材８に接続されているため、両者
の熱膨脹差を斜め部材９または11により吸収しなければ
ならない。このとき斜め部材９または11を第４図に示す
ように軸線方向にすなわち、第４図では排熱回収ボイラ
の停止時に破線で示した位置にあった斜め部材９および
11が、運転時には実線（ハツチング）に示すように変形
することによって、上記熱膨脹差を吸収している。ただ
し、第４図は斜め部材の変形の概念を示すもので、変位
は幾分誇張されている。斜め部材９または11は、運転時
に撓み易いような断面形状、板厚のものを選択するとと
もに、運転時における変位を確実にするため製作時に予
め撓み方向に凸となった弧状の板材とするのが望まし
い。This will be explained with reference to FIG. 4. During operation of the exhaust heat recovery boiler, one end of the diagonal member 9 or 11 is connected to the side of the upper casing 3 having a low temperature, and the other end thereof is exposed to a high temperature gas. Since it is connected to the member 8, the difference in thermal expansion between the two must be absorbed by the diagonal member 9 or 11. At this time, the slanting member 9 or 11 is moved in the axial direction as shown in FIG. 4, that is, in FIG. 4, the slanting member 9 or 11 which is at the position shown by the broken line when the exhaust heat recovery boiler is stopped,
During operation, 11 deforms as shown by the solid line (hatching) to absorb the difference in thermal expansion. However, FIG. 4 shows the concept of deformation of the diagonal member, and the displacement is exaggerated to some extent. The diagonal member 9 or 11 is selected to have a cross-sectional shape and a plate thickness so that it can be easily bent during operation, and an arc-shaped plate material that is convex in the bending direction in advance during manufacturing in order to ensure displacement during operation. Is desirable.
つぎに本実施例の上部管寄せ１の支持構造によって伝
熱管２から上部管寄せ１に伝達された水平力が、上部ケ
ーシング３に伝達される作用について第５図（ａ）、
（ｂ）を用いて説明する。第５図（ａ）は、排ガスの上
流側からみた上部管寄せ支持構造であり、上部管寄せ１
には伝熱管２から伝えられたガス流れと直角方向右向き
の水平力F0が作用するものとする。この水平力F0によっ
てパネル全体が荷重の方向に変位し、枝管（鉛直部材）
５と水平部材８とが接触することにより、水平力F0は上
部管寄せ振れ止め枠に伝達される。上部管寄せ振れ止め
枠に伝達された水平力は管群の前後に設置されたトラス
で支持される。上部管寄せ１の中心から左右のトラスを
分けて考えると、水平力F0は右側トラスの水平部材と節
点にF1として伝達され、F1は右側トラスの斜め部材に圧
縮力F2として伝わり、鉛直部材には引張り力F3として伝
達される。F2、F3はそれぞれ上部ケーシングとの接続部
から上部ケーシング３へ伝達される。また、水平部材に
伝達された水平力F0は支持金物７を介して左側のトラス
にも伝えられ、水平部材８と左側との節点でF1′とな
る。F1′は、左側のトラスにおいて斜め部材９′に引張
り力F4、鉛直部材には圧縮力F5として伝えられ、それぞ
れの節点を介して上部ケーシング３へ伝達される。排熱
回収ボイラの運転時においては、前述したように斜め部
材は、第５図（ｂ）のハツチングを施さないような形状
に撓んでおり、左右の斜め部材に作用する力F2、F4の上
部ケーシング面と平行な成分がそれぞれF6、F7に対応し
ている。斜め部材９、９′に撓みを生じている運転時に
おいては、F0が振れ止め枠の水平部材８に作用し始めて
から各部材に働く力が釣り合うまでに引張り力のかかる
左側のトラスの斜め部材の撓みが解消され、圧縮力のか
かる右側のトラスの斜め部材９は運転時の変形に加えさ
らに変形が増大することになる（図５（ｂ）のハツチン
グ部参照）。このようなとき変形が増大する右側のトラ
スの斜め部材９で分担する荷重は引張力を受け持つ左側
のトラス９′の荷重に比べてわずかであり、左側のトラ
ス９でほとんどの荷重を分担している。したがって、斜
め部材９および11は、水平荷重に対して引張りの側のみ
で支持することができるように、断面積を決める必要が
ある。Next, the horizontal force transmitted from the heat transfer tube 2 to the upper header 1 by the support structure of the upper header 1 of this embodiment is transferred to the upper casing 3 as shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 5 (a) shows the upper header support structure seen from the upstream side of the exhaust gas.
It is assumed that a horizontal force F 0 is applied to the gas flow transmitted from the heat transfer tube 2 in the right-angled direction to the right. Due to this horizontal force F 0 , the entire panel is displaced in the direction of the load, and the branch pipe (vertical member)
The horizontal force F 0 is transmitted to the upper pipe deviation steadying frame by the contact between the horizontal member 5 and the horizontal member 8. The horizontal force transmitted to the upper pipe draw rest frame is supported by trusses installed in front of and behind the tube group. Considering from the center of the upper header 1 is divided left and right truss, horizontal force F 0 is transmitted as F 1 to the horizontal member and the node of the right truss, F 1 is transmitted as a compressive force F 2 diagonally member of right truss , The tensile force F 3 is transmitted to the vertical member. Each of F 2 and F 3 is transmitted to the upper casing 3 from the connecting portion with the upper casing. Further, the horizontal force F 0 transmitted to the horizontal member is also transmitted to the truss on the left side through the support metal 7, and becomes F 1 ′ at the node between the horizontal member 8 and the left side. F 1 ′ is transmitted as a tensile force F 4 to the diagonal member 9 ′ and a compressive force F 5 to the vertical member in the truss on the left side, and is transmitted to the upper casing 3 via the respective nodes. During operation of the exhaust heat recovery boiler, as described above, the diagonal member is bent into a shape that is not hatched in FIG. 5 (b), and the forces F 2 and F 4 acting on the left and right diagonal members are applied. The components parallel to the upper casing surface of correspond to F 6 and F 7 , respectively. During the operation in which the diagonal members 9 and 9'bend, the left truss diagonally receives a tensile force until F 0 begins to act on the horizontal member 8 of the steady frame until the forces acting on the respective members are balanced. The bending of the member is eliminated, and the deformation of the diagonal member 9 of the right truss to which the compressive force is applied is further increased in addition to the deformation during operation (see the hatched portion in FIG. 5B). In such a case, the load that is shared by the diagonal member 9 of the right truss, which increases in deformation at this time, is smaller than the load of the left truss 9 ′ that takes tensile force, and most of the load is shared by the left truss 9. There is. Therefore, it is necessary to determine the cross-sectional areas of the diagonal members 9 and 11 so that they can be supported only on the tension side with respect to the horizontal load.
このような構成とすることにより、斜め部材９は、自
体で熱伸びを吸収可能な構造であるため、溶接構造とす
ることが可能で、ボルト締めや摺動部が不要となり信頼
性が向上し事実上メンテナンスフリーとすることができ
る。ただし、点検補修時に取り外しが必要な場合には、
溶接構造としないことも有り得る。With such a structure, since the diagonal member 9 has a structure capable of absorbing thermal expansion by itself, it can be a welded structure, and bolt tightening and sliding parts are not required, and reliability is improved. It can be virtually maintenance-free. However, if it is necessary to remove it during inspection and repair,
It may not be a welded structure.
このように、管寄せに水平力が作用した時に発生する
曲げ応力を十分小さくすることができる排熱回収ボイラ
管寄せの支持構造を得ることができた。すなわち耐圧部
にかかる外部応力を最小とすることができ、耐圧部を安
全に支持することができる。In this way, it was possible to obtain a support structure for the exhaust heat recovery boiler pipe header which can sufficiently reduce the bending stress generated when a horizontal force acts on the pipe header. That is, the external stress applied to the pressure resistant portion can be minimized, and the pressure resistant portion can be safely supported.
また、従来技術で述べたような上部管寄せの一点のみ
で支持する場合に比べて、本発明では上部ケーシングに
伝達する荷重を分担させることが可能となり、上部ケー
シング外部の補強をコンパクトなものにすることができ
る。また、ケーシングに伝わる曲げ応力やせん断力を最
少限にでき、地震などにおいてケーシングにかかる負担
を軽減できる。Further, as compared with the case of supporting at only one point of the upper header as described in the prior art, in the present invention, the load transmitted to the upper casing can be shared, and the reinforcement of the outside of the upper casing can be made compact. can do. In addition, the bending stress and shearing force transmitted to the casing can be minimized, and the load on the casing in the event of an earthquake can be reduced.
さらに、支持構造をいわゆるトラス構造としたため、
支持部で曲げ応力を分担する必要がなくなり、部材を小
型軽量化することができる。Furthermore, since the support structure is a so-called truss structure,
Since it is not necessary for the supporting portion to share the bending stress, it is possible to reduce the size and weight of the member.
支持用部材は、部材自身で熱伸びを吸収可能な構造と
したため、溶接構造とすることが可能で、ボルト締めや
摺動部が不要となり信頼性が向上し事実上メンテナンス
フリーとすることが可能である。Since the supporting member has a structure that can absorb thermal expansion by itself, it can be a welded structure, and bolt tightening and sliding parts are not required, improving reliability and being virtually maintenance-free. Is.
つぎに、第６図から第８図に基づいて本発明の他の実
施例について説明する。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 8.
この実施例においても、発明の作用ならびに効果は前
述の実施例と同一であるため、ここではそれと構成の相
違する部分についてのみ説明する。Also in this embodiment, the operation and effect of the present invention are the same as those of the above-mentioned embodiment, and therefore, only the parts different in structure from the above will be described here.
第６図において、上部管寄せ21はガス流れと直角方向
に配置され、これに複数の伝熱管22が接続されてパネル
を構成している。本実施例では伝熱管群22,22…はガス
流れ方向に２段のパネルよりなり、上流側と下流側とを
結ぶ連絡管25が接続されている。この実施例では、上部
ケーシング23と上部管寄せ21との距離は第一実施例と同
じく約1.2mであり、上部ケーシング23の内面には保温材
24が張り付けてある。In FIG. 6, the upper header 21 is arranged in the direction perpendicular to the gas flow, and a plurality of heat transfer tubes 22 are connected to this to form a panel. In the present embodiment, the heat transfer tube group 22, 22, ... Is composed of a panel of two stages in the gas flow direction, and a connecting tube 25 connecting the upstream side and the downstream side is connected. In this embodiment, the distance between the upper casing 23 and the upper header 21 is about 1.2 m as in the first embodiment, and the heat insulating material is provided on the inner surface of the upper casing 23.
24 is attached.
第６図から第８図に示すように、連絡管25の管寄せ中
央側を支持金物26で囲むように組み合わせて、水平部材
27に接続してある。水平部材27はＨ型に成形された部材
で、上部管寄せ21の中央上側に１本、ガス流れ方向に設
置されている。断面形状は第１実施例と同様に任意とす
ることができる。As shown in FIG. 6 to FIG. 8, a horizontal member is formed by combining the connecting pipe 25 so that the central side of the connecting pipe 25 is surrounded by the supporting metal 26.
It is connected to 27. The horizontal member 27 is an H-shaped member, and one member is provided above the center of the upper header 21 in the gas flow direction. The cross-sectional shape can be arbitrary as in the first embodiment.
本実施例においては、支持金物26と水平部材27とによ
り、管寄せ連絡管25の周囲を囲むようにして、上部管寄
せ21のガス流れ方向ならびにガス流れと直角方向の変位
を拘束するようになっており、パネル２段分をまとめて
支持している。In the present embodiment, the support metal 26 and the horizontal member 27 surround the periphery of the header connecting pipe 25 so as to restrain the gas flow direction of the upper header 21 and the displacement in the direction perpendicular to the gas flow. And supports two panels at a time.
水平部材27と支持金物26で構成された部品の下面と、
上部管寄せ21の上端との距離は、第１実施例と同様に伝
熱管22の熱膨脹分にある程度の余裕を見込んで決める。
本実施例においても、パネルに水平力がかかったときに
連絡管25と管寄せ21の接続部に発生する曲げ応力は十分
小さく、耐圧部にかかる外部応力を最少に抑えることが
できる。The lower surface of the component composed of the horizontal member 27 and the support metal 26,
The distance from the upper end of the upper pipe header 21 is determined in consideration of the thermal expansion of the heat transfer tube 22 to some extent, as in the first embodiment.
Also in this embodiment, the bending stress generated in the connecting portion between the connecting pipe 25 and the header 21 when the horizontal force is applied to the panel is sufficiently small, and the external stress applied to the pressure resistant portion can be minimized.
水平部材27と支持金物26で構成された部品は、管群パ
ネルの前後に位置する２本の鉛直部材29と、ガス流れと
直角方向内にある４本の斜め部材28ならびにガス流れ方
向面内にある４本の斜め部材30とで上部ケーシングから
吊り下げられるようにして支持される。The component composed of the horizontal member 27 and the supporting metal 26 is composed of two vertical members 29 located in front of and behind the tube group panel, four diagonal members 28 in the direction perpendicular to the gas flow, and in the gas flow direction plane. It is supported by being suspended from the upper casing by the four diagonal members 30 in FIG.
これらの斜め部材28,30と鉛直部材29で構成されるト
ラス構造は、第１実施例と同様な作用効果を有するので
説明は省略する。The truss structure composed of the slanted members 28, 30 and the vertical member 29 has the same effect as that of the first embodiment, and therefore the description thereof will be omitted.
本実施例によると、第１実施例の作用、効果に加え
て、水平部材、鉛直部材の点数を削減することが可能
で、さらに単純で信頼性の高い構造とすることができ
る。According to this embodiment, in addition to the function and effect of the first embodiment, it is possible to reduce the number of horizontal members and vertical members, and it is possible to provide a simpler and more reliable structure.
第１実施例および本実施例を併用することにより、上
部に管寄せを有する排熱回収ボイラのすべてを、本発明
の目的に沿った支持構造を得ることができる。By using the first embodiment and this embodiment together, it is possible to obtain a support structure for all of the exhaust heat recovery boilers having a pipe head in the upper part, in accordance with the object of the present invention.
さらに、ガス流れ方向の水平力を支持するトラスの位
置を水平部材の上部とすることにより省スペースが可能
となる。また、複数の管群をまとめて支持することも可
能である。Further, the space can be saved by setting the position of the truss supporting the horizontal force in the gas flow direction to the upper part of the horizontal member. It is also possible to collectively support a plurality of tube groups.
本発明によれば、大型の排熱回収ボイラ上部管寄せの
支持構造において、上部管寄せに作用する水平力によっ
て管寄せ溶接部に発生する曲げ応力を十分小さくするこ
とができ、耐圧部にかかる外部応力を最小にし、耐圧部
を安全に支持することができる。According to the present invention, in a large-sized exhaust heat recovery boiler upper pipe header support structure, it is possible to sufficiently reduce the bending stress generated in the pipe header weld portion by the horizontal force acting on the upper pipe header, and to apply the pressure resistant portion. The external stress can be minimized and the pressure resistant portion can be supported safely.
また、排熱回収ボイラにおいて、上部ケーシングに伝
達される水平荷重を分担し支持することが可能となり、
上部ケーシング外部の補強をコンパクトなものにするこ
とができる。また、ケーシングに伝わる曲げ応力やせん
断力を最少限にでき、地震等においてケーシングにかか
る負担を軽減できる。Also, in the exhaust heat recovery boiler, it becomes possible to share and support the horizontal load transmitted to the upper casing,
The reinforcement outside the upper casing can be made compact. Further, the bending stress and shearing force transmitted to the casing can be minimized, and the load on the casing in the event of an earthquake can be reduced.
さらに、支持構造をいわゆるトラス構造としたため、
支持部で曲げ応力を分担する必要がなくなり部材を小型
軽量化することができる。Furthermore, since the support structure is a so-called truss structure,
Since it is not necessary for the supporting portion to share the bending stress, it is possible to reduce the size and weight of the member.
また、支持用部材は、部材自身で熱伸びを吸収しうる
構造としたため、溶接構造を採用することができ、ボル
ト締めや摺動部が不要となり信頼性が向上し事実上メン
テナンスフリーとすることができるなどの効果がある。In addition, since the supporting member has a structure that can absorb thermal expansion by itself, a welded structure can be adopted, and bolt tightening and sliding parts are unnecessary, improving reliability and being virtually maintenance-free. It has the effect of being able to
第１図は本発明の排熱回収ボイラの第１実施例における
上部管寄せ要部をボイラ正面より見た図、第２図は同じ
くボイラ側面より見た図、第３図は第１図におけるＸ−
Ｘ線に沿う断面図、第４図は第１実施例の運転時におけ
る支持部材の変形を示す図、第５図は同じく管寄せに作
用する水平力の伝達経路を示す図、第６図は本発明の排
熱回収ボイラの他の実施例における上部管寄せ要部をボ
イラ正面より見た図、第７図は同じくボイラ側面より見
た図、第８図は第６図のVIII−VIII線に沿う断面図、第
９図は従来の排熱回収ボイラの一例を示す図、第10図は
第９図のＸ−Ｘ線に沿う断面図、第11図は第10図の上部
管寄せ支持部の拡大図である。 １……上部管寄せ、２……伝熱管、３……上部ケーシン
グ、４……保温材、５……枝管、６……突起、７……支
持金物、８……水平部材、９、９′……斜め部材、10、
10′……鉛直部材、11……斜め部材、12〜15……接続
板、21……上部管寄せ、22……伝熱管、23……上部ケー
シング、24……保温材、25……連絡管、26……支持金
物、27……水平部材、28……斜め部材、29……鉛直部
材、30……斜め部材、31〜33……接続板。FIG. 1 is a view of an essential part of an upper pipe head in a first embodiment of an exhaust heat recovery boiler according to the present invention as seen from the front of the boiler, FIG. 2 is a view as seen from a side of the boiler, and FIG. 3 is shown in FIG. X-
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the X-ray, FIG. 4 is a view showing a deformation of the support member during the operation of the first embodiment, FIG. 5 is a view showing a horizontal force transmission path which similarly acts on the header, and FIG. FIG. 7 is a view of the upper pipe pulling main part in another embodiment of the exhaust heat recovery boiler of the present invention seen from the front of the boiler, FIG. 7 is a view seen from the side of the boiler, and FIG. 8 is a line VIII-VIII in FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line 9, FIG. 9 is a view showing an example of a conventional exhaust heat recovery boiler, FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 9, and FIG. It is an enlarged view of a part. 1 ... Upper pipe assembly, 2 ... Heat transfer tube, 3 ... Upper casing, 4 ... Heat-retaining material, 5 ... Branch tube, 6 ... Projection, 7 ... Support metal, 8 ... Horizontal member, 9, 9 '... diagonal member, 10,
10 '... vertical member, 11 ... oblique member, 12 to 15 ... connecting plate, 21 ... upper pipe, 22 ... heat transfer pipe, 23 ... upper casing, 24 ... heat insulating material, 25 ... contact Pipe, 26 ... Supporting hardware, 27 ... Horizontal member, 28 ... Oblique member, 29 ... Vertical member, 30 ... Oblique member, 31-33 ... Connection plate.
Claims (1)
してパネルを構成し、かつ、上部管寄せ振れ止め枠によ
りこのパネルを拘束し、該パネルを排ガス流れ中に配置
して熱回収する排熱回収ボイラにおいて、前記上部管寄
せ振れ止め枠を排ガス流れ方向面内および排ガス流れと
直角方向面内に設けられた弾性変形しうるトラス部材に
より支持し、前記トラス部材の弾性変形により熱膨張差
を吸収することを特徴とする排熱回収ボイラ。1. A panel is constructed by connecting heat transfer tubes between the upper and lower pipe headers, and the panel is restrained by an upper pipe header steady rest frame, and the panel is arranged in the exhaust gas flow. In an exhaust heat recovery boiler for recovering heat, the upper pipe precession steadying frame is supported by elastically deformable truss members provided in the exhaust gas flow direction plane and in the plane perpendicular to the exhaust gas flow, and the elastic deformation of the truss member An exhaust heat recovery boiler characterized by absorbing the difference in thermal expansion.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP29045990A JPH0820041B2 (en) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | Exhaust heat recovery boiler |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP29045990A JPH0820041B2 (en) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | Exhaust heat recovery boiler |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH04165202A JPH04165202A (en) | 1992-06-11 |
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