JPH0827144B2 - 排熱回収方法 - Google Patents
排熱回収方法Info
- Publication number
- JPH0827144B2 JPH0827144B2 JP62117547A JP11754787A JPH0827144B2 JP H0827144 B2 JPH0827144 B2 JP H0827144B2 JP 62117547 A JP62117547 A JP 62117547A JP 11754787 A JP11754787 A JP 11754787A JP H0827144 B2 JPH0827144 B2 JP H0827144B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- tube
- water
- heat
- pipe
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ボイラ、各種工業炉、ゴミ焼却炉などから
排出される高温ガスの排熱を腐食を抑制して効率よく回
収する方法に関するものである。
排出される高温ガスの排熱を腐食を抑制して効率よく回
収する方法に関するものである。
ボイラから排出される排ガス中には、燃料によっては
多量のSO3ガスが含まれ、またゴミ焼却炉から排出され
る排ガス中には、大量のHClガスが含まれるために、こ
れら排ガスから熱回収する場合、一定温度以下で硫酸ま
たは塩酸がそれぞれ生成し、熱交換器の腐食原因となっ
ている。これを解決するため、伝熱部に高価な耐食性材
料を使用して熱回収しようとする試みがあるが、価格と
耐久性の面で適当な材料が見当らないことと、伝熱面に
凝縮した酸にダストが付着しこれを水洗により除去しな
ければならないことと、この水洗廃液の処理が必要とな
ることなどの理由で普及していない。
多量のSO3ガスが含まれ、またゴミ焼却炉から排出され
る排ガス中には、大量のHClガスが含まれるために、こ
れら排ガスから熱回収する場合、一定温度以下で硫酸ま
たは塩酸がそれぞれ生成し、熱交換器の腐食原因となっ
ている。これを解決するため、伝熱部に高価な耐食性材
料を使用して熱回収しようとする試みがあるが、価格と
耐久性の面で適当な材料が見当らないことと、伝熱面に
凝縮した酸にダストが付着しこれを水洗により除去しな
ければならないことと、この水洗廃液の処理が必要とな
ることなどの理由で普及していない。
また天然ガスや灯油などを燃料とするガスタービン排
ガスは、SO3を含まず比較的クリーンなガスであり、こ
の排ガスから熱回収する場合、スパイラルフィン付チュ
ーブなどの高密度の伝熱管を採用して最大限の熱回収を
行うのが一般的である。しかしながら、熱回収を最大限
に行うために、管内にある温度以下の低温水又は温水を
流すと、伝熱管外壁に水分が凝縮する。この水分に排ガ
ス中の微量ダストが付着・蓄積して熱交換器の性能低下
を生ずるため、熱回収が十分できないのが現状である。
ガスは、SO3を含まず比較的クリーンなガスであり、こ
の排ガスから熱回収する場合、スパイラルフィン付チュ
ーブなどの高密度の伝熱管を採用して最大限の熱回収を
行うのが一般的である。しかしながら、熱回収を最大限
に行うために、管内にある温度以下の低温水又は温水を
流すと、伝熱管外壁に水分が凝縮する。この水分に排ガ
ス中の微量ダストが付着・蓄積して熱交換器の性能低下
を生ずるため、熱回収が十分できないのが現状である。
また、実開昭50−147245号公報には、焼却炉中に通水
用の蛇行配管を設けてなる温水器において、受熱部の蛇
行配管を内管とし、その外部に外管を嵌装した内外二重
管構造とし、外管は受熱部外で連通され、かつ送風源に
連なる循環式配管とするとともに、送風源からの空気を
外管を通じて内外両管の間隙内に循環流通させて熱風と
し、これにより内管外部を直接加熱し得る空気層を形成
させて内管内と熱交換を行えるようにした腐食性ガス中
における温水器が記載されている。
用の蛇行配管を設けてなる温水器において、受熱部の蛇
行配管を内管とし、その外部に外管を嵌装した内外二重
管構造とし、外管は受熱部外で連通され、かつ送風源に
連なる循環式配管とするとともに、送風源からの空気を
外管を通じて内外両管の間隙内に循環流通させて熱風と
し、これにより内管外部を直接加熱し得る空気層を形成
させて内管内と熱交換を行えるようにした腐食性ガス中
における温水器が記載されている。
上記のように、ボイラまたはゴミ焼却炉排ガス等の排
熱回収を行う場合、一定温度以下で、伝熱管外壁に硫酸
または塩酸が凝縮し、熱交換器に腐食が生じていた。ま
たSO3やHClを含まない比較的クリーンなガスタービン排
ガスなどの排熱回収を行う場合、一定温度以下で、伝熱
管外壁で水分が凝縮し、排ガス中のダストが付着・堆積
するために、熱交換器の性能が低下していた。
熱回収を行う場合、一定温度以下で、伝熱管外壁に硫酸
または塩酸が凝縮し、熱交換器に腐食が生じていた。ま
たSO3やHClを含まない比較的クリーンなガスタービン排
ガスなどの排熱回収を行う場合、一定温度以下で、伝熱
管外壁で水分が凝縮し、排ガス中のダストが付着・堆積
するために、熱交換器の性能が低下していた。
また、前記の実開昭50−147245号公報記載の温水器で
は、内管内を温水が流れ、内管と外管との間を空気が流
れ、管内側の流体が二種類となるので、システムが複雑
となり、設備コストが上昇するとともに、取扱、保守お
よびメンテナンスに手間がかかるという問題がある。さ
らに、内管側が温水、内管と外管との間が空気であるの
で、空気側の管壁における熱伝達率が、温水側の管壁に
おける熱伝達率の約1/50となり、このため、交換熱量が
この空気側に支配されて小さくなり、コンパクトで経済
的にも有利な熱交換器を設計することができないという
問題がある。
は、内管内を温水が流れ、内管と外管との間を空気が流
れ、管内側の流体が二種類となるので、システムが複雑
となり、設備コストが上昇するとともに、取扱、保守お
よびメンテナンスに手間がかかるという問題がある。さ
らに、内管側が温水、内管と外管との間が空気であるの
で、空気側の管壁における熱伝達率が、温水側の管壁に
おける熱伝達率の約1/50となり、このため、交換熱量が
この空気側に支配されて小さくなり、コンパクトで経済
的にも有利な熱交換器を設計することができないという
問題がある。
本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、伝熱管外
壁で、酸または水分が凝縮しない温度に管内の水又は温
水の温度を維持し、一方、管壁温度が高いと、熱回収量
が減少する傾向となるために、特殊な二重管構造のチュ
ーブ式熱交換器を採用し、管内側の液体を水又は温水の
みの一種類の同一液体として、熱回収量の増大を達成す
るようにした排熱回収方法の提供を目的とするものであ
る。
壁で、酸または水分が凝縮しない温度に管内の水又は温
水の温度を維持し、一方、管壁温度が高いと、熱回収量
が減少する傾向となるために、特殊な二重管構造のチュ
ーブ式熱交換器を採用し、管内側の液体を水又は温水の
みの一種類の同一液体として、熱回収量の増大を達成す
るようにした排熱回収方法の提供を目的とするものであ
る。
上記の目的を達成するために、本発明の排熱回収方法
は、管外に高温ガスが、管内に熱回収用の水又は温水が
流れるチューブ式熱交換器において排熱を回収するに際
し、管内にさらに内管を設けて二重管構造とし、この内
管に低温水を流し、内管と外管との隙間に高温ガスと低
温水との中間温度で、かつ外管の外壁温度が高温ガスの
露点温度を上回る温度の、前記内管内で加熱された温水
を中温水として流して熱回収することを特徴としてい
る。
は、管外に高温ガスが、管内に熱回収用の水又は温水が
流れるチューブ式熱交換器において排熱を回収するに際
し、管内にさらに内管を設けて二重管構造とし、この内
管に低温水を流し、内管と外管との隙間に高温ガスと低
温水との中間温度で、かつ外管の外壁温度が高温ガスの
露点温度を上回る温度の、前記内管内で加熱された温水
を中温水として流して熱回収することを特徴としてい
る。
内管で加熱された水又は温水を、さらに他の熱源また
は高温ガスで加熱して温水とし、この温水を中温水とし
て使用する場合もある。
は高温ガスで加熱して温水とし、この温水を中温水とし
て使用する場合もある。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に
説明する。ただしこの実施例に記載されている構成部材
の形状、その相対配置などは、とくに特定的な記載がな
い限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨の
ものではなく、単なる説明例にすぎない。
説明する。ただしこの実施例に記載されている構成部材
の形状、その相対配置などは、とくに特定的な記載がな
い限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨の
ものではなく、単なる説明例にすぎない。
実施例１ 第１図は本例の二重管構造のチューブ式熱交換器を示
し、第２図は第１図において鎖線円Ａで囲まれた部分を
示し、第３図は鎖線円Ｂで囲まれた部分を示している。
１は本体ケーシング、２は外管３、内管４からなる伝熱
管、５は高温ガス入口、６はガス出口、７は水入口、８
は温水出口である。
し、第２図は第１図において鎖線円Ａで囲まれた部分を
示し、第３図は鎖線円Ｂで囲まれた部分を示している。
１は本体ケーシング、２は外管３、内管４からなる伝熱
管、５は高温ガス入口、６はガス出口、７は水入口、８
は温水出口である。
上記のように構成された熱交換器において、水入口７
から伝熱管２の内管４にまず低温の熱回収用水を供給し
て熱回収し、熱回収した温水を伝熱管の一端10から取り
出し、ライン11を介して外管３と内管４との隙間に戻し
て熱回収する。この際、外管３と内管４との隙間に供給
する温水の温度は、外管３のガス側管壁温度が、高温ガ
スの酸露点温度および水分露点温度を下まわらないよう
に二重管の伝熱面積を選定する。内管４を流れる低温水
は、外管３と内管４との隙間を流れる温水から熱を吸収
し、加熱・昇温されるために、内管出口の温水温度は、
伝熱管２の伝熱面積の大きさを選定することによって任
意に変えられる。
から伝熱管２の内管４にまず低温の熱回収用水を供給し
て熱回収し、熱回収した温水を伝熱管の一端10から取り
出し、ライン11を介して外管３と内管４との隙間に戻し
て熱回収する。この際、外管３と内管４との隙間に供給
する温水の温度は、外管３のガス側管壁温度が、高温ガ
スの酸露点温度および水分露点温度を下まわらないよう
に二重管の伝熱面積を選定する。内管４を流れる低温水
は、外管３と内管４との隙間を流れる温水から熱を吸収
し、加熱・昇温されるために、内管出口の温水温度は、
伝熱管２の伝熱面積の大きさを選定することによって任
意に変えられる。
第８図は従来の単管式熱交換器の温度分布例を示して
いる。この場合は、一例として対向流形の熱交換器を示
し、Ｔは高温ガス温度（℃）、ｔは管内水温度（℃）、
twは管外壁温度（℃）、Tdはガスの露点（℃）である。
なおtw1＞Tdである。
いる。この場合は、一例として対向流形の熱交換器を示
し、Ｔは高温ガス温度（℃）、ｔは管内水温度（℃）、
twは管外壁温度（℃）、Tdはガスの露点（℃）である。
なおtw1＞Tdである。
第６図は本例の二重管式熱交換器の温度分布例を示し
ている。第８図の場合と同じ高温ガス、管内水で、t1′
＜t1とすれば、T2′＜T2となり、熱回収量が増加する。
ている。第８図の場合と同じ高温ガス、管内水で、t1′
＜t1とすれば、T2′＜T2となり、熱回収量が増加する。
実施例２ 本例は第４図に示すように、高温ガス流れに直列に二
重管式熱交換器12と単管式熱交換器13とを設置して、効
率よく最大限の熱回収を行う場合である。本例では、二
重管式熱交換器12の内管で加熱・昇温された温水を、単
管式熱交換器13の伝熱管14にライン15を介して供給し熱
交換した後、二重管式熱交換器12の外管と内管との隙間
にライン16を介して供給する。本例は、二重管の部分を
コンパクトにすることができるという利点がある。第７
図は本例における熱交換器の温度分布例を示している。
重管式熱交換器12と単管式熱交換器13とを設置して、効
率よく最大限の熱回収を行う場合である。本例では、二
重管式熱交換器12の内管で加熱・昇温された温水を、単
管式熱交換器13の伝熱管14にライン15を介して供給し熱
交換した後、二重管式熱交換器12の外管と内管との隙間
にライン16を介して供給する。本例は、二重管の部分を
コンパクトにすることができるという利点がある。第７
図は本例における熱交換器の温度分布例を示している。
他の構成は実施例１と同様である。
実施例３ 本例は第５図に示すように、二重管のみでは内管出口
の温水温度が、外管と内管との隙間に供給するに必要な
温水温度を下まわるような場合に、外部熱源17で必要な
温度まで加熱・昇温した後、供給するように構成したも
のである。18は加熱器である。他の構成は実施例１と同
様である。
の温水温度が、外管と内管との隙間に供給するに必要な
温水温度を下まわるような場合に、外部熱源17で必要な
温度まで加熱・昇温した後、供給するように構成したも
のである。18は加熱器である。他の構成は実施例１と同
様である。
本発明は上記のように構成されているので、つぎのよ
うな効果を奏する。
うな効果を奏する。
（１）内管内で加熱された温水を内管と外管との隙間に
流すことにより、容易に熱交換器の腐食を防止すること
ができ、かつ熱交換器の熱回収量増加等の性能の向上を
図ることができる。
流すことにより、容易に熱交換器の腐食を防止すること
ができ、かつ熱交換器の熱回収量増加等の性能の向上を
図ることができる。
（２）内管内の水又は温水と、内管と外管との間の温水
とが同一液体であるので、すなわち、二重管構造の管内
側の液体が水又は温水のみの一種類であるため、熱回収
システムとして既存の熱回収方法（二重管ではない単管
での熱回収方法）と同等にシンプルである。
とが同一液体であるので、すなわち、二重管構造の管内
側の液体が水又は温水のみの一種類であるため、熱回収
システムとして既存の熱回収方法（二重管ではない単管
での熱回収方法）と同等にシンプルである。
（３）内管内の水又は温水と、内管と外管との間の温水
とが水という同一液体であるので、これらの液体の各管
壁における各熱伝達率（kcal/m2h℃）の数値がほぼ同一
オーダーとなり、このため、コンパクトで無駄のない経
済的にも有利な熱交換器の設計を行うことができる。
とが水という同一液体であるので、これらの液体の各管
壁における各熱伝達率（kcal/m2h℃）の数値がほぼ同一
オーダーとなり、このため、コンパクトで無駄のない経
済的にも有利な熱交換器の設計を行うことができる。
第１図は本発明の排熱回収方法を実施する装置の一例を
示す説明図、第２図は第１図において鎖線円Ａで囲まれ
た部分の拡大図、第３図は第１図において鎖線円Ｂで囲
まれた部分の拡大図、第４図および第５図は本発明の方
法を実施する装置の他の例を示す説明図、第６図は第１
図に示す装置の温度分布図、第７図は第４図に示す装置
の温度分布図、第８図は従来装置の温度分布図である。 １……本体ケーシング、２……伝熱管、３……外管、４
……内管、５……高温ガス入口、６……ガス出口、７…
…水入口、８……温水出口、10……伝熱管の一端、11…
…ライン、12……二重管式熱交換器、13……単管式熱交
換器、14……伝熱管、15、16……ライン、17……外部熱
源、18……加熱器
示す説明図、第２図は第１図において鎖線円Ａで囲まれ
た部分の拡大図、第３図は第１図において鎖線円Ｂで囲
まれた部分の拡大図、第４図および第５図は本発明の方
法を実施する装置の他の例を示す説明図、第６図は第１
図に示す装置の温度分布図、第７図は第４図に示す装置
の温度分布図、第８図は従来装置の温度分布図である。 １……本体ケーシング、２……伝熱管、３……外管、４
……内管、５……高温ガス入口、６……ガス出口、７…
…水入口、８……温水出口、10……伝熱管の一端、11…
…ライン、12……二重管式熱交換器、13……単管式熱交
換器、14……伝熱管、15、16……ライン、17……外部熱
源、18……加熱器
Claims (2)
- 【請求項１】管外に高温ガスが、管内に熱回収用の水又
は温水が流れるチューブ式熱交換器において排熱を回収
するに際し、管内にさらに内管を設けて二重管構造と
し、この内管に低温水を流し、内管と外管との隙間に高
温ガスと低温水との中間温度で、かつ外管の外壁温度が
高温ガスの露点温度を上回る温度の、前記内管内で加熱
された温水を中温水として流して熱回収することを特徴
とする排熱回収方法。 - 【請求項２】内管で加熱された水又は温水を、さらに他
の熱源または高温ガスで加熱して温水とし、この温水を
中温水として使用する特許請求の範囲第１項記載の排熱
回収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62117547A JPH0827144B2 (ja) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | 排熱回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62117547A JPH0827144B2 (ja) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | 排熱回収方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63282491A JPS63282491A (ja) | 1988-11-18 |
| JPH0827144B2 true JPH0827144B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=14714507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62117547A Expired - Fee Related JPH0827144B2 (ja) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | 排熱回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0827144B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3788379B2 (ja) * | 2002-03-29 | 2006-06-21 | 株式会社日立製作所 | 改質燃料焚きガスタービン設備及びその油加熱方法 |
| JP4889786B2 (ja) * | 2009-12-25 | 2012-03-07 | 有限会社理温テック | 温排水回収熱交換器及び温排水回収熱交換装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50147245U (ja) * | 1974-05-22 | 1975-12-06 |
-
1987
- 1987-05-14 JP JP62117547A patent/JPH0827144B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63282491A (ja) | 1988-11-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |