JPH0842805A - 単一の及び複数の進みリブ付き管材料の変圧運転用の貫流ボイラに対する使用 - Google Patents
単一の及び複数の進みリブ付き管材料の変圧運転用の貫流ボイラに対する使用Info
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- JPH0842805A JPH0842805A JP7145133A JP14513395A JPH0842805A JP H0842805 A JPH0842805 A JP H0842805A JP 7145133 A JP7145133 A JP 7145133A JP 14513395 A JP14513395 A JP 14513395A JP H0842805 A JPH0842805 A JP H0842805A
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- F22B29/062—Construction of tube walls involving vertically-disposed water tubes
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 垂直管を使用する変圧運転用の貫流ボイラー
或は貫流式蒸気発生機を提供すること。 【構成】 貫流式蒸気発生機４０が円滑な穿孔を有する
管２０を火炉４６の低熱流束帯域ＱL に位置付けてなる
構成とした包囲壁パネル６０内に組み込んでなる新規な
火炉設計形状を有し、ＳＬＲ管２４よりなる包囲壁パネ
ル６２とＭＬＲ管３２、３６よりなる包囲壁パネル６４
とを組み合わせ状態にて高熱流束帯域ＱH及び中熱流束
帯域ＱM 内部に位置付け、核沸騰限界（ＤＮＢ）及び臨
界熱流束（ＣＨＦ）の各状況の発生を回避すると共に、
管の金属温度限界に適合させる。
或は貫流式蒸気発生機を提供すること。 【構成】 貫流式蒸気発生機４０が円滑な穿孔を有する
管２０を火炉４６の低熱流束帯域ＱL に位置付けてなる
構成とした包囲壁パネル６０内に組み込んでなる新規な
火炉設計形状を有し、ＳＬＲ管２４よりなる包囲壁パネ
ル６２とＭＬＲ管３２、３６よりなる包囲壁パネル６４
とを組み合わせ状態にて高熱流束帯域ＱH及び中熱流束
帯域ＱM 内部に位置付け、核沸騰限界（ＤＮＢ）及び臨
界熱流束（ＣＨＦ）の各状況の発生を回避すると共に、
管の金属温度限界に適合させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に、発電のためのボ
イラー或は蒸気発生機に関し、詳しくは進みリブを単一
及び複数設けてなる各管材料を共に使用してなる、変圧
運転用の貫流ボイラーの新規且つ有益な設計形状に関す
る。
イラー或は蒸気発生機に関し、詳しくは進みリブを単一
及び複数設けてなる各管材料を共に使用してなる、変圧
運転用の貫流ボイラーの新規且つ有益な設計形状に関す
る。
【０００２】
【従来技術】電力プラント分野では貫流ボイラーは１９
２６年以来使用されている。貫流ボイラーはその設計
上、超臨界的な蒸気圧に合わせるための変圧運転に対す
る設備を含む。図１に示されるように、システム１０の
ためのボイラー給水ポンプ８が駆動ヘッド全体を介し、
セパレーター１３と関連して使用され得るエコノマイザ
ー１１、エバポレーター１２、スーパーヒーター１４に
水を流通させる。水は、蒸発され続けて乾燥状態とされ
た後、蒸気−水を分離させることなく過熱される。この
循環方法は全ての運転圧力、即ち超臨界的な（３２０８
ｐｓｉ（約２２５．５ｋｇ／ｃｍ2 ）よりも大きい）及
び亜臨界的な（３２０８ｐｓｉ（約２２５．５ｋｇ／ｃ
ｍ2 ）よりも小さい）各運転圧力に対し適用することが
出来る。代表的には、システム１０ではエバポレーター
１２の内の管は螺旋状とされる。なぜなら、管を垂直状
態で使用すると膨径及び管から管への加熱の非一様性に
対し過敏となるからである。しかしながら、始動時や低
負荷運転時には特別のバイパスシステムが尚、必要であ
る。始動条件や低負荷運転条件にうまく合わせるよう、
図２及び３に示すような積み重ね型の循環システム１０
ａ及び１０ｂを設けた貫流ボイラー設計が使用された。
これらの循環システム中に組み込んだ循環ポンプ１５及
びオリフィス１６が、エバポレーター内の流体速度を増
大させるための、火炉包囲壁への流体の部分的再循環を
可能とする。この設計では、多くの適用例に於て火炉１
２を一定圧力、代表的には超臨界圧力に保つことが可能
であり、始動時及び低負荷運転時のスーパーヒーターの
圧力は、セパレーター或はフラッシュタンク１３を使用
することにより亜臨界圧力に減少される。この形式での
積み重ね型の循環システム１０ａ及び１０ｂは、垂直管
型として設計したエバポレーターを使用する。
２６年以来使用されている。貫流ボイラーはその設計
上、超臨界的な蒸気圧に合わせるための変圧運転に対す
る設備を含む。図１に示されるように、システム１０の
ためのボイラー給水ポンプ８が駆動ヘッド全体を介し、
セパレーター１３と関連して使用され得るエコノマイザ
ー１１、エバポレーター１２、スーパーヒーター１４に
水を流通させる。水は、蒸発され続けて乾燥状態とされ
た後、蒸気−水を分離させることなく過熱される。この
循環方法は全ての運転圧力、即ち超臨界的な（３２０８
ｐｓｉ（約２２５．５ｋｇ／ｃｍ2 ）よりも大きい）及
び亜臨界的な（３２０８ｐｓｉ（約２２５．５ｋｇ／ｃ
ｍ2 ）よりも小さい）各運転圧力に対し適用することが
出来る。代表的には、システム１０ではエバポレーター
１２の内の管は螺旋状とされる。なぜなら、管を垂直状
態で使用すると膨径及び管から管への加熱の非一様性に
対し過敏となるからである。しかしながら、始動時や低
負荷運転時には特別のバイパスシステムが尚、必要であ
る。始動条件や低負荷運転条件にうまく合わせるよう、
図２及び３に示すような積み重ね型の循環システム１０
ａ及び１０ｂを設けた貫流ボイラー設計が使用された。
これらの循環システム中に組み込んだ循環ポンプ１５及
びオリフィス１６が、エバポレーター内の流体速度を増
大させるための、火炉包囲壁への流体の部分的再循環を
可能とする。この設計では、多くの適用例に於て火炉１
２を一定圧力、代表的には超臨界圧力に保つことが可能
であり、始動時及び低負荷運転時のスーパーヒーターの
圧力は、セパレーター或はフラッシュタンク１３を使用
することにより亜臨界圧力に減少される。この形式での
積み重ね型の循環システム１０ａ及び１０ｂは、垂直管
型として設計したエバポレーターを使用する。
【０００３】螺旋管型のエバポレーター及び垂直管型の
エバポレーターを共に使用する設計の貫流ボイラーが多
くのボイラー製造業者によって販売されて来ている。こ
れらの貫流ボイラーは超臨界的な蒸気圧或は亜臨界的な
蒸気圧の何れかのために開発されたものである。しかし
ながら最近では、垂直管を使用し変圧運転される貫流ボ
イラーが使用されている。この、垂直管を使用する貫流
ボイラーでの変圧運転負荷は、エバポレーターの流量条
件上、約４０％最小負荷に限定される。特定燃料及び特
定螺旋管寸法のものを除き、螺旋管を使用する貫流ボイ
ラーにはこの制限はない。これら若干の例外的な貫流ボ
イラーでの最小流量は、エバポレーターの流量条件によ
り、所望の流量よりも大きくなる。螺旋管を使用するエ
バポレーターでは、エバポレーター内の平行管での冷却
及び流れの安定性を保証するための、管径と質量速度と
のマッチング上の自由度を大きくしたり、火炉内の各管
を燃焼チャンバー内の様々なヒートゾーンの全てに通す
といったことが可能であるので、各管間の合計熱入力の
差は最小状態に維持されるようになる。
エバポレーターを共に使用する設計の貫流ボイラーが多
くのボイラー製造業者によって販売されて来ている。こ
れらの貫流ボイラーは超臨界的な蒸気圧或は亜臨界的な
蒸気圧の何れかのために開発されたものである。しかし
ながら最近では、垂直管を使用し変圧運転される貫流ボ
イラーが使用されている。この、垂直管を使用する貫流
ボイラーでの変圧運転負荷は、エバポレーターの流量条
件上、約４０％最小負荷に限定される。特定燃料及び特
定螺旋管寸法のものを除き、螺旋管を使用する貫流ボイ
ラーにはこの制限はない。これら若干の例外的な貫流ボ
イラーでの最小流量は、エバポレーターの流量条件によ
り、所望の流量よりも大きくなる。螺旋管を使用するエ
バポレーターでは、エバポレーター内の平行管での冷却
及び流れの安定性を保証するための、管径と質量速度と
のマッチング上の自由度を大きくしたり、火炉内の各管
を燃焼チャンバー内の様々なヒートゾーンの全てに通す
といったことが可能であるので、各管間の合計熱入力の
差は最小状態に維持されるようになる。
【０００４】垂直管を使用する変圧運転用の貫流ボイラ
ーは、螺旋管を使用する貫流ボイラーと比較した場合に
後者がよりコスト高であることから、その開発に対する
要求がある。強制循環形式の貫流ボイラーはその構造
上、非常に多くの平行管を相互に溶接して膜状パネル或
は膜状の包囲壁を形成する必要がある。この膜状の包囲
壁を一体化するための基本条件は、各火炉の水準での全
管の流体及び金属温度を一様化することである。今日に
至るまで、垂直管を使用する貫流ボイラーには、火炉内
の管に加熱差が生じることを原因とする重要な問題があ
る。垂直管を使用する貫流ボイラーでは、各管間の加熱
差は螺旋管を使用する貫流ボイラーに於けるそれの２．
５倍もの大きさとなる。現在の貫流ボイラー設計上の代
表的な質量速度は１，５００，０００から２，０００，
０００ｌｂ／ｈｒ−ｆｔ2 （約７，３２３，６００から
約９，７６４，８００ｋｇ／ｍ2 ・ｓ）である。こうし
た質量速度は、火炉の周辺位置での典型的な熱吸収の変
動（平均よりも３５％乃至はそれ以上ともなる）を受け
た場合の減少方向での速度変化をもたらす。この傾向は
ボイラー管の貫流特性と称される。貫流モードでは質量
速度は熱の増大に基づき図４に示すように負の方向に変
化する。一方の管への熱入力が過剰となった場合、この
管の流体の質量速度は低下し、管内部の流体の出口温度
は加増される。
ーは、螺旋管を使用する貫流ボイラーと比較した場合に
後者がよりコスト高であることから、その開発に対する
要求がある。強制循環形式の貫流ボイラーはその構造
上、非常に多くの平行管を相互に溶接して膜状パネル或
は膜状の包囲壁を形成する必要がある。この膜状の包囲
壁を一体化するための基本条件は、各火炉の水準での全
管の流体及び金属温度を一様化することである。今日に
至るまで、垂直管を使用する貫流ボイラーには、火炉内
の管に加熱差が生じることを原因とする重要な問題があ
る。垂直管を使用する貫流ボイラーでは、各管間の加熱
差は螺旋管を使用する貫流ボイラーに於けるそれの２．
５倍もの大きさとなる。現在の貫流ボイラー設計上の代
表的な質量速度は１，５００，０００から２，０００，
０００ｌｂ／ｈｒ−ｆｔ2 （約７，３２３，６００から
約９，７６４，８００ｋｇ／ｍ2 ・ｓ）である。こうし
た質量速度は、火炉の周辺位置での典型的な熱吸収の変
動（平均よりも３５％乃至はそれ以上ともなる）を受け
た場合の減少方向での速度変化をもたらす。この傾向は
ボイラー管の貫流特性と称される。貫流モードでは質量
速度は熱の増大に基づき図４に示すように負の方向に変
化する。一方の管への熱入力が過剰となった場合、この
管の流体の質量速度は低下し、管内部の流体の出口温度
は加増される。
【０００５】低い質量速度で管を運転すると、過剰の熱
に露呈された任意の単一の管での質量速度が増加する。
質量速度に於けるこの種の変化は自然循環特性と称され
る。垂直管を使用する貫流ボイラーの火炉を、もっと遅
い質量速度を使用出来る設計とするためには、バーナー
帯域中にリブ付き管を使用して核沸騰限界を回避する必
要がある。バブコックアンドウイルコックス社（Ｂ＆
Ｗ）は単一の進みリブ付き管（以下、ＳＬＲ管とも称す
る）を、垂直管を使用し唖臨界圧力で運転される貫流ボ
イラーに使用した。Ｂ＆Ｗ社では幾つかの用途例に於
て、複数の進みリブ付き管（以下、ＭＬＲ管とも称す
る）を、垂直管を使用し超臨界圧力で運転される貫流ボ
イラーと、螺旋管を使用し唖臨界及び超臨界の両方の圧
力で運転される貫流ボイラーとに使用した。これらのＳ
ＬＲ管及びＭＬＲ管の幾何学的形状例は図６乃至８に示
される。米国特許第３，０８８，４９４号及び第３，２
８９，４５１号には、唖臨界圧力で運転されるエバポレ
ーターのためのリブ付きの蒸発管と、米国特許第３，０
８８，４９４号に記載される形式の管内に螺旋状のリブ
を形成するための方法並びに装置とが夫々記載される。
に露呈された任意の単一の管での質量速度が増加する。
質量速度に於けるこの種の変化は自然循環特性と称され
る。垂直管を使用する貫流ボイラーの火炉を、もっと遅
い質量速度を使用出来る設計とするためには、バーナー
帯域中にリブ付き管を使用して核沸騰限界を回避する必
要がある。バブコックアンドウイルコックス社（Ｂ＆
Ｗ）は単一の進みリブ付き管（以下、ＳＬＲ管とも称す
る）を、垂直管を使用し唖臨界圧力で運転される貫流ボ
イラーに使用した。Ｂ＆Ｗ社では幾つかの用途例に於
て、複数の進みリブ付き管（以下、ＭＬＲ管とも称す
る）を、垂直管を使用し超臨界圧力で運転される貫流ボ
イラーと、螺旋管を使用し唖臨界及び超臨界の両方の圧
力で運転される貫流ボイラーとに使用した。これらのＳ
ＬＲ管及びＭＬＲ管の幾何学的形状例は図６乃至８に示
される。米国特許第３，０８８，４９４号及び第３，２
８９，４５１号には、唖臨界圧力で運転されるエバポレ
ーターのためのリブ付きの蒸発管と、米国特許第３，０
８８，４９４号に記載される形式の管内に螺旋状のリブ
を形成するための方法並びに装置とが夫々記載される。
【０００６】これらのリブ付き形式の管の伝熱特性は、
管を通る流体が質量速度の小さいものでさえも極めて良
好である。一般的にはＳＬＲ管は、同じ質量速度に対す
る熱流束をＭＬＲ管よりもずっと高くすることが可能で
ある。ＳＬＲ管の伝熱特性は公開文献にも記されてい
る。例を挙げれば、（１）”Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅ
ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｆｏｒ Ｐｏｗｅｒ Ｂｏｉｌ
ｅｒ Ｔｕｂｅｓ”ｎｏ１９６２年１０月号の第３６５
−３７１頁の、Ｈ．Ｓ．Ｓｗｅｎｓｏｎ、Ｊ．Ｒ．Ｃａ
ｒｖｅｒ、Ｇ．Ｓｚｏｅｋｅらによる“Ｔｈｅ Ｅｆｆ
ｅｃｔｓ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｔｅ Ｂｏｉｌｉｎｇ
Ｖｅｒｓｕｓ Ｆｉｌｍ Ｂｏｉｌｉｎｇ ｏｎ Ｈｅ
ａｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｎ Ｐｏｗｅｒ Ｂｏｉｌ
ｅｒ Ｔｕｂｅｓ”、（２）第５会国際伝熱会議の１９
７４年会報第IV巻第２７０乃至２７４頁の、Ｋ．Ｎｉｓ
ｈｉｋａｗａ、Ｔ．Ｕｊｉｉ、 Ｓ．Ｙｏｓｈｉｄａ、
Ｍ．Ｏｈｎｏらによる“Ｆｌｏｕ ｂｏｉｌｉｎｇ Ｃ
ｒｉｓｉｓ ｉｎ ＧｒｏｏｖｅｄＢｏｉｌｅｒ−Ｔｕ
ｂｅｓ”、（３）バブコックアンドウイルコック社の１
９９２年版権第４０版のＳｔｅａｍ：ｉｔｓ ｇｅｎｅ
ｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｓｅ、である。
管を通る流体が質量速度の小さいものでさえも極めて良
好である。一般的にはＳＬＲ管は、同じ質量速度に対す
る熱流束をＭＬＲ管よりもずっと高くすることが可能で
ある。ＳＬＲ管の伝熱特性は公開文献にも記されてい
る。例を挙げれば、（１）”Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅ
ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｆｏｒ Ｐｏｗｅｒ Ｂｏｉｌ
ｅｒ Ｔｕｂｅｓ”ｎｏ１９６２年１０月号の第３６５
−３７１頁の、Ｈ．Ｓ．Ｓｗｅｎｓｏｎ、Ｊ．Ｒ．Ｃａ
ｒｖｅｒ、Ｇ．Ｓｚｏｅｋｅらによる“Ｔｈｅ Ｅｆｆ
ｅｃｔｓ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｔｅ Ｂｏｉｌｉｎｇ
Ｖｅｒｓｕｓ Ｆｉｌｍ Ｂｏｉｌｉｎｇ ｏｎ Ｈｅ
ａｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｎ Ｐｏｗｅｒ Ｂｏｉｌ
ｅｒ Ｔｕｂｅｓ”、（２）第５会国際伝熱会議の１９
７４年会報第IV巻第２７０乃至２７４頁の、Ｋ．Ｎｉｓ
ｈｉｋａｗａ、Ｔ．Ｕｊｉｉ、 Ｓ．Ｙｏｓｈｉｄａ、
Ｍ．Ｏｈｎｏらによる“Ｆｌｏｕ ｂｏｉｌｉｎｇ Ｃ
ｒｉｓｉｓ ｉｎ ＧｒｏｏｖｅｄＢｏｉｌｅｒ−Ｔｕ
ｂｅｓ”、（３）バブコックアンドウイルコック社の１
９９２年版権第４０版のＳｔｅａｍ：ｉｔｓ ｇｅｎｅ
ｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｓｅ、である。
【０００７】ＭＬＲ管の伝熱性能もまた開放文献に記載
されている。例えば、上記（３）を参照されたい。その
他には、（４）第５回国際伝熱会議の１９７４年会報第
IV巻の、Ｇ．Ｗ．Ｗａｔｓｏｎ、Ｒ．Ａ．Ｌｅｅ、Ｍ．
Ｗｉｅｎｅｒらによる“Ｃｒｉｔｉｃａｌ ＨｅａｔＦ
ｌｕｘ ｉｎ Ｉｎｃｌｉｎｅｄ ａｎｄ Ｖｅｒｔｉ
ｃａｌ Ｓｍｏｏｔｈａｎｄ Ｒｉｂｂｅｄ Ｔｕｂｅ
ｓ”、（５）１９７７年４月１８−２０の米国電力会議
会報のＭ．Ｗｉｅｎｅｒによる“Ｌａｔｅｓｔ Ｄｅｖ
ｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ Ｎａｔｕｒａｌ Ｃｉｒｃ
ｕｌａｔｉｏｎ Ｂｏｉｌｅｒ Ｄｅｓｉｇｎ”、
（６）ポルトガル国ポルトでの１９８７年７月６−１６
日のＴｈｅｒｍａｌ−Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｆｕｎｄａ
ｍｅｎｔａｌｓ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆＴｗｏ−
Ｐｈａｓｅ Ｆｌｏｗ Ｈｅａｔ Ｅｘｃｈａｎｇｅｒ
ｓに関しＮＡＴＯ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｔｕｄｙ Ｉ
ｎｓｔｉｔｕｔｅ に提示されたＪ．Ｂ．Ｋｉｔｔｏ
及びＭ．Ｊ．Ａｌｂｒｅｃｈｔらによる“Ｅｌｅｍｅｎ
ｔｓｏｆ Ｔｗｏ−Ｐｈａｓｅ Ｆｌｏｗ ｉｎ Ｆｏ
ｓｓｉｌ Ｂｏｉｌｅｒｓ”、（７）Ｊｈｏｎ Ｗｉｅ
ｌｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ社のＢｏｉｌｅｒｓ， Ｅｖａ
ｐｏｒａｔｏｒｓ ａｎｄ Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒｓの第
６章、第１７９−２７５頁の、Ｊ．Ｂ．Ｋｉｔｔｏ 及
びＭ．Ｊ．Ａｌｂｒｅｃｈｔらによる“Ｆｏｓｓｉｌｅ
−Ｆｕｅｌ−Ｆｉｒｅｄ ｂｏｉｌｅｒｓ： Ｆｕｎｄ
ａｍｅｎｔａｌｓ ａｎｄ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ”、
（８）１９８２年の第７会国際伝熱会議会報第５巻第３
１３−１１８頁のＭａｋｉｏ Ｉｗａｂｕｃｈｉ、Ｍｉ
ｋｉｏ Ｔａｔｅｉｗａ、Ｈｉｓａｏ Ｈａｎｅｄａら
による“Ｈｅａｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｃｈａｒａｃｔ
ｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｒｉｆｉｌｅｄ Ｔｕｂｅｓ
ｉｎ ｔｈｅ Ｎｅａｒ Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｐｒｅ
ｓｓｕｒｅ Ｒｅｇｉｏｎ”、がある。
されている。例えば、上記（３）を参照されたい。その
他には、（４）第５回国際伝熱会議の１９７４年会報第
IV巻の、Ｇ．Ｗ．Ｗａｔｓｏｎ、Ｒ．Ａ．Ｌｅｅ、Ｍ．
Ｗｉｅｎｅｒらによる“Ｃｒｉｔｉｃａｌ ＨｅａｔＦ
ｌｕｘ ｉｎ Ｉｎｃｌｉｎｅｄ ａｎｄ Ｖｅｒｔｉ
ｃａｌ Ｓｍｏｏｔｈａｎｄ Ｒｉｂｂｅｄ Ｔｕｂｅ
ｓ”、（５）１９７７年４月１８−２０の米国電力会議
会報のＭ．Ｗｉｅｎｅｒによる“Ｌａｔｅｓｔ Ｄｅｖ
ｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ Ｎａｔｕｒａｌ Ｃｉｒｃ
ｕｌａｔｉｏｎ Ｂｏｉｌｅｒ Ｄｅｓｉｇｎ”、
（６）ポルトガル国ポルトでの１９８７年７月６−１６
日のＴｈｅｒｍａｌ−Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｆｕｎｄａ
ｍｅｎｔａｌｓ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆＴｗｏ−
Ｐｈａｓｅ Ｆｌｏｗ Ｈｅａｔ Ｅｘｃｈａｎｇｅｒ
ｓに関しＮＡＴＯ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｔｕｄｙ Ｉ
ｎｓｔｉｔｕｔｅ に提示されたＪ．Ｂ．Ｋｉｔｔｏ
及びＭ．Ｊ．Ａｌｂｒｅｃｈｔらによる“Ｅｌｅｍｅｎ
ｔｓｏｆ Ｔｗｏ−Ｐｈａｓｅ Ｆｌｏｗ ｉｎ Ｆｏ
ｓｓｉｌ Ｂｏｉｌｅｒｓ”、（７）Ｊｈｏｎ Ｗｉｅ
ｌｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ社のＢｏｉｌｅｒｓ， Ｅｖａ
ｐｏｒａｔｏｒｓ ａｎｄ Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒｓの第
６章、第１７９−２７５頁の、Ｊ．Ｂ．Ｋｉｔｔｏ 及
びＭ．Ｊ．Ａｌｂｒｅｃｈｔらによる“Ｆｏｓｓｉｌｅ
−Ｆｕｅｌ−Ｆｉｒｅｄ ｂｏｉｌｅｒｓ： Ｆｕｎｄ
ａｍｅｎｔａｌｓ ａｎｄ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ”、
（８）１９８２年の第７会国際伝熱会議会報第５巻第３
１３−１１８頁のＭａｋｉｏ Ｉｗａｂｕｃｈｉ、Ｍｉ
ｋｉｏ Ｔａｔｅｉｗａ、Ｈｉｓａｏ Ｈａｎｅｄａら
による“Ｈｅａｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｃｈａｒａｃｔ
ｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｒｉｆｉｌｅｄ Ｔｕｂｅｓ
ｉｎ ｔｈｅ Ｎｅａｒ Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｐｒｅ
ｓｓｕｒｅ Ｒｅｇｉｏｎ”、がある。
【０００８】垂直管を使用し変圧運転される貫流ボイラ
ーの設計上、先に説明したＭＬＲ管の使用は、最も最適
化されたエバポレーターを開発するためには不十分であ
る。その主な理由は、核沸騰限界（ＤＮＢ）を回避する
ために質量速度をかなり大きくしなければならず、その
結果、自然循環特性上の利益が損なわれるからである。
更には、質力速度が大きいと大型の送給ポンプを使用せ
ねばならず、使用電力も増えるので経済的にも不利であ
る。臨界圧力点（３２０８ｐｓｉ（約２２５．５ｋｇ／
ｃｍ2 ）に極めて近い位置でＭＬＲ管を使用するに際し
ての伝熱上の問題もある。前掲の文献（８）に記載され
るように、臨界圧力点或はその近辺ではＭＬＲ管内での
蒸気及び水間の僅かな密度差による旋回効果により、臨
界熱流束（ＣＨＦ）状況がＳＬＲ管に於けるよりもずっ
と大きな質量速度で発生する。管内部にＣＨＦ状況が発
生すると、金属温度が回避すべき過剰温度となる恐れも
ある。この問題は、小さい質量速度で変圧運転するエバ
ポレーターの設計を難しくする。変圧運転のためには管
に加わる熱流束が十分に高く、それによりＭＬＲ管の包
囲壁面を通して管内部の流体に入る伝熱が十分なもので
はなくなり管の温度が上昇すると言う特定の負荷ポイン
トが存在する。かくして、上述の不利益を解決する変圧
運転用の新規な貫流ボイラーに対する需要がある。詳し
く言えば、斯界には、螺旋管を使用するボイラー構成が
垂直管を使用するそれと比較してコスト高であることか
ら、垂直管を使用する変圧運転用の貫流ボイラー或は蒸
気発生機に対する需要がある。
ーの設計上、先に説明したＭＬＲ管の使用は、最も最適
化されたエバポレーターを開発するためには不十分であ
る。その主な理由は、核沸騰限界（ＤＮＢ）を回避する
ために質量速度をかなり大きくしなければならず、その
結果、自然循環特性上の利益が損なわれるからである。
更には、質力速度が大きいと大型の送給ポンプを使用せ
ねばならず、使用電力も増えるので経済的にも不利であ
る。臨界圧力点（３２０８ｐｓｉ（約２２５．５ｋｇ／
ｃｍ2 ）に極めて近い位置でＭＬＲ管を使用するに際し
ての伝熱上の問題もある。前掲の文献（８）に記載され
るように、臨界圧力点或はその近辺ではＭＬＲ管内での
蒸気及び水間の僅かな密度差による旋回効果により、臨
界熱流束（ＣＨＦ）状況がＳＬＲ管に於けるよりもずっ
と大きな質量速度で発生する。管内部にＣＨＦ状況が発
生すると、金属温度が回避すべき過剰温度となる恐れも
ある。この問題は、小さい質量速度で変圧運転するエバ
ポレーターの設計を難しくする。変圧運転のためには管
に加わる熱流束が十分に高く、それによりＭＬＲ管の包
囲壁面を通して管内部の流体に入る伝熱が十分なもので
はなくなり管の温度が上昇すると言う特定の負荷ポイン
トが存在する。かくして、上述の不利益を解決する変圧
運転用の新規な貫流ボイラーに対する需要がある。詳し
く言えば、斯界には、螺旋管を使用するボイラー構成が
垂直管を使用するそれと比較してコスト高であることか
ら、垂直管を使用する変圧運転用の貫流ボイラー或は蒸
気発生機に対する需要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】垂直管を使用する変圧
運転用の貫流ボイラー或は貫流式蒸気発生機を提供する
ことである。
運転用の貫流ボイラー或は貫流式蒸気発生機を提供する
ことである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、炉包囲壁の管
を垂直、水平或は螺旋（即ち水平位置と垂直位置との間
の角度）の各方向の何れか或はこれら方向を組み合わせ
た方向とすることの可能な変圧運転用の貫流ボイラー或
は貫流式蒸気発生機に関するものである。本発明の１様
相に従えば、包囲体を含む変圧運転用の貫流式蒸気発生
機が提供される。この貫流式蒸気発生機は、出口及び熱
交換表面を持つ包囲体を含み、熱交換表面は、円滑な穿
孔を有するＳＬＲ管及びＭＬＲ管を特定配列状態とする
ことにより構成される。全ての管は、膜状の包囲壁を構
成する管パネルとして好ましく構成される。本発明は、
火炉内の、仮にＭＬＲ管を使用した場合には伝熱が損な
われるような位置にＳＬＲ管を使用することにより、先
に述べた問題を解決するものである。ＳＬＲ管は旋回発
生とは異なる原理で作用することから、蒸気や水の密度
差は無関係となる。これらの管の臨界熱流束（ＣＨＦ）
の性能は、本発明の提案する低い範囲の質量速度での臨
界圧力付近に於て適正なものである。本発明に従う貫流
式蒸気発生機は、包囲体内部で燃料及び空気を燃焼させ
るためのバーナーを含み、この燃焼が結局、貫流式蒸気
発生機内部に、熱流束に関する低熱流束部分、中熱流束
部分、高熱流速部分を夫々創出する。水及び或は蒸気
（或は超臨界圧力下では“流体”なる用語を使用する）
が包囲壁パネルを構成する管を通して流動し、これが有
効な熱交換器を提供する。前記円滑な穿孔を有する管が
貫流式蒸気発生機の低熱流束部分に位置付けられ、一
方、ＳＬＲ管とＭＬＲ管とが中熱流束部分及び高熱流束
部分に選択的に位置付けられる。本発明は管を垂直、水
平或は螺旋型に配列した貫流式蒸気発生機に於て使用可
能ではあるが、広範な負荷範囲に渡り変圧運転するのに
適し、最小負荷の小さい及び圧力降下の小さい状態での
運転を提供してなる変圧運転用の、垂直管を使用する貫
流ボイラー或は貫流式蒸気発生機を提供することを主た
る目的とするものである。
を垂直、水平或は螺旋（即ち水平位置と垂直位置との間
の角度）の各方向の何れか或はこれら方向を組み合わせ
た方向とすることの可能な変圧運転用の貫流ボイラー或
は貫流式蒸気発生機に関するものである。本発明の１様
相に従えば、包囲体を含む変圧運転用の貫流式蒸気発生
機が提供される。この貫流式蒸気発生機は、出口及び熱
交換表面を持つ包囲体を含み、熱交換表面は、円滑な穿
孔を有するＳＬＲ管及びＭＬＲ管を特定配列状態とする
ことにより構成される。全ての管は、膜状の包囲壁を構
成する管パネルとして好ましく構成される。本発明は、
火炉内の、仮にＭＬＲ管を使用した場合には伝熱が損な
われるような位置にＳＬＲ管を使用することにより、先
に述べた問題を解決するものである。ＳＬＲ管は旋回発
生とは異なる原理で作用することから、蒸気や水の密度
差は無関係となる。これらの管の臨界熱流束（ＣＨＦ）
の性能は、本発明の提案する低い範囲の質量速度での臨
界圧力付近に於て適正なものである。本発明に従う貫流
式蒸気発生機は、包囲体内部で燃料及び空気を燃焼させ
るためのバーナーを含み、この燃焼が結局、貫流式蒸気
発生機内部に、熱流束に関する低熱流束部分、中熱流束
部分、高熱流速部分を夫々創出する。水及び或は蒸気
（或は超臨界圧力下では“流体”なる用語を使用する）
が包囲壁パネルを構成する管を通して流動し、これが有
効な熱交換器を提供する。前記円滑な穿孔を有する管が
貫流式蒸気発生機の低熱流束部分に位置付けられ、一
方、ＳＬＲ管とＭＬＲ管とが中熱流束部分及び高熱流束
部分に選択的に位置付けられる。本発明は管を垂直、水
平或は螺旋型に配列した貫流式蒸気発生機に於て使用可
能ではあるが、広範な負荷範囲に渡り変圧運転するのに
適し、最小負荷の小さい及び圧力降下の小さい状態での
運転を提供してなる変圧運転用の、垂直管を使用する貫
流ボイラー或は貫流式蒸気発生機を提供することを主た
る目的とするものである。
【００１１】
【実施例】図面を参照するに、同じ参照番号は同じ或は
類似の要素を表し、特に図５乃至８には本発明に於て使
用する種々の形式の管の長手方向断面図が示され、図５
には円滑な穿孔２２を具備する管２０が示されている。
図６には単一の進みリブ付きの管（以下、単にＳＬＲ管
とも称する）２４が示され、内面２６の、連続する螺旋
状ランド或はリブ３０間には連続する単一の内側螺旋溝
２８が設けられている。図７には複数の進みリブ付きの
管（以下、単にＭＬＲ管とも称する）３２が示され、内
面３４の、連続する螺旋状ランド或はリブ３０間には、
連続する一対の内側螺旋溝２８が位置付けられている。
図８には別態様のＭＬＲ管３６が示され、その内面の、
連続する螺旋状ランド或はリブ３０間には連続する複数
の内側螺旋溝２８が形成されている。ＳＬＲ管或はＭＬ
Ｒ管内に形成される内側螺旋溝及びリブ３０の特定の幾
何学的配列構成は、所望の性能及び機械的条件を満たす
べく選択され、管の外径や最小包囲壁厚も同様に選択さ
れる。当業者には知られるように、適切なボイラーコー
ド（ｃｏｄｅ）及び適切な圧力缶コードが適用されるこ
とは言うまでも無い。
類似の要素を表し、特に図５乃至８には本発明に於て使
用する種々の形式の管の長手方向断面図が示され、図５
には円滑な穿孔２２を具備する管２０が示されている。
図６には単一の進みリブ付きの管（以下、単にＳＬＲ管
とも称する）２４が示され、内面２６の、連続する螺旋
状ランド或はリブ３０間には連続する単一の内側螺旋溝
２８が設けられている。図７には複数の進みリブ付きの
管（以下、単にＭＬＲ管とも称する）３２が示され、内
面３４の、連続する螺旋状ランド或はリブ３０間には、
連続する一対の内側螺旋溝２８が位置付けられている。
図８には別態様のＭＬＲ管３６が示され、その内面の、
連続する螺旋状ランド或はリブ３０間には連続する複数
の内側螺旋溝２８が形成されている。ＳＬＲ管或はＭＬ
Ｒ管内に形成される内側螺旋溝及びリブ３０の特定の幾
何学的配列構成は、所望の性能及び機械的条件を満たす
べく選択され、管の外径や最小包囲壁厚も同様に選択さ
れる。当業者には知られるように、適切なボイラーコー
ド（ｃｏｄｅ）及び適切な圧力缶コードが適用されるこ
とは言うまでも無い。
【００１２】次ぎに図９乃至１２を参照するに、本発明
の幾つかの具体例が示される。図９及び１０には、本発
明の第１及び第２の各具体例に従う、変圧運転に適し、
垂直管を使用する貫流式蒸気発生機が示され、図１１及
び１２には、本発明の第３及び第４の各具体例に従う、
変圧運転に適し、螺旋管を使用する貫流式蒸気発生機が
示される。図９及び１０を参照するに、垂直管を使用す
る貫流式蒸気発生機が全体を参照番号４０で示されてい
る。番号４２で概略示される燃料バーナーが燃料と空気
との混合物を提供し、この混合物が火炉４６のバーナー
帯域４４内で燃焼される。火炉４６は部分的には包囲壁
４８により画定され、この包囲壁４８は膜４９（図１３
−１５）により相互連結された複数の管からなり、ガス
漏れの無い包囲体を形成している。燃焼生成物５０（高
温の燃焼ガス等）が火炉４６を通し、垂下する及び水平
な種々の伝熱面（図示せず）を矢印の方向に横断し、出
口５２位置から貫流式蒸気発生機４０を出る。燃焼生成
物５０が周囲の包囲壁４８に熱を伝達し、これらの包囲
壁を含む管内部を流動する流体を加熱する。
の幾つかの具体例が示される。図９及び１０には、本発
明の第１及び第２の各具体例に従う、変圧運転に適し、
垂直管を使用する貫流式蒸気発生機が示され、図１１及
び１２には、本発明の第３及び第４の各具体例に従う、
変圧運転に適し、螺旋管を使用する貫流式蒸気発生機が
示される。図９及び１０を参照するに、垂直管を使用す
る貫流式蒸気発生機が全体を参照番号４０で示されてい
る。番号４２で概略示される燃料バーナーが燃料と空気
との混合物を提供し、この混合物が火炉４６のバーナー
帯域４４内で燃焼される。火炉４６は部分的には包囲壁
４８により画定され、この包囲壁４８は膜４９（図１３
−１５）により相互連結された複数の管からなり、ガス
漏れの無い包囲体を形成している。燃焼生成物５０（高
温の燃焼ガス等）が火炉４６を通し、垂下する及び水平
な種々の伝熱面（図示せず）を矢印の方向に横断し、出
口５２位置から貫流式蒸気発生機４０を出る。燃焼生成
物５０が周囲の包囲壁４８に熱を伝達し、これらの包囲
壁を含む管内部を流動する流体を加熱する。
【００１３】包囲壁４８を含む管は一般に、工場で複数
のパネル５４として予め形成した後、野外で溶接し組み
立てる。図９及び１０には、貫流式蒸気発生機４０の側
方包囲壁５１が予め形成したそうした５枚の、実質的に
垂直状態に配列されたパネル５４を含む構成が示され
る。好適な数としてのパネル５４には、貫流式蒸気発生
機４０の前方包囲壁５６と後方包囲壁５８も含まれる。
各パネル５４の最大幅は、輸送及び或はその他の設備上
の制限事項、特には燃料バーナー４２のための開口部配
置により決定され、これら前方包囲壁５６と後方包囲壁
５８もやはり実質的に垂直状態に配列される。膜包囲壁
を一体化されるための基本的条件は、流体及び金属の全
ての管に於ける温度が各火炉の水準に於て一様なことで
ある。これまで、垂直管を使用する貫流式蒸気発生機で
は火炉内の各管間に大きな加熱差が存在することが大き
な問題となっている。先に示したように、垂直管を使用
する貫流式蒸気発生機では各管間の加熱差は螺旋管を使
用する設計でのそれのおよそ２．５倍にも達する。現代
の貫流式蒸気発生機設計に際して使用される代表的な平
均質量速度は１，５００，０００から２，０００，００
０ｌｂ／ｈｒ−ｆｔ2 （約７，３２３，６００から約
９，７６４，８００ｋｇ／ｍ2 ・ｓ）である。こうした
質量速度は、火炉の周辺位置での典型的な熱吸収の変動
（平均よりも３５％乃至はそれ以上ともなる）を受けた
場合、大きさが減少する方向での速度変動をもたらす。
この傾向はボイラー管の貫流特性と称される。貫流モー
ドでは熱の増大に基く質量速度は図４に示すように負に
変化する。一方の管への熱入力が過剰となった場合、こ
の管の流体の質量速度は低下し、管内部の流体の出口温
度は追加的に増大せしめられる。
のパネル５４として予め形成した後、野外で溶接し組み
立てる。図９及び１０には、貫流式蒸気発生機４０の側
方包囲壁５１が予め形成したそうした５枚の、実質的に
垂直状態に配列されたパネル５４を含む構成が示され
る。好適な数としてのパネル５４には、貫流式蒸気発生
機４０の前方包囲壁５６と後方包囲壁５８も含まれる。
各パネル５４の最大幅は、輸送及び或はその他の設備上
の制限事項、特には燃料バーナー４２のための開口部配
置により決定され、これら前方包囲壁５６と後方包囲壁
５８もやはり実質的に垂直状態に配列される。膜包囲壁
を一体化されるための基本的条件は、流体及び金属の全
ての管に於ける温度が各火炉の水準に於て一様なことで
ある。これまで、垂直管を使用する貫流式蒸気発生機で
は火炉内の各管間に大きな加熱差が存在することが大き
な問題となっている。先に示したように、垂直管を使用
する貫流式蒸気発生機では各管間の加熱差は螺旋管を使
用する設計でのそれのおよそ２．５倍にも達する。現代
の貫流式蒸気発生機設計に際して使用される代表的な平
均質量速度は１，５００，０００から２，０００，００
０ｌｂ／ｈｒ−ｆｔ2 （約７，３２３，６００から約
９，７６４，８００ｋｇ／ｍ2 ・ｓ）である。こうした
質量速度は、火炉の周辺位置での典型的な熱吸収の変動
（平均よりも３５％乃至はそれ以上ともなる）を受けた
場合、大きさが減少する方向での速度変動をもたらす。
この傾向はボイラー管の貫流特性と称される。貫流モー
ドでは熱の増大に基く質量速度は図４に示すように負に
変化する。一方の管への熱入力が過剰となった場合、こ
の管の流体の質量速度は低下し、管内部の流体の出口温
度は追加的に増大せしめられる。
【００１４】低い質量速度で管を運転すると、過剰の熱
に露呈された任意の単一の管での質量速度は増加する。
質量速度に於けるこの種の変化は自然循環特性と称され
る。垂直管を使用する貫流式蒸気発生機の火炉をもっと
遅い質量速度を使用出来る設計とするためには、包囲壁
４８内にリブ付き管を使用して核沸騰限界（ＤＮＢ）状
況とこれを原因とする金属温度の高温化を回避する必要
がある。この問題は、滑らかなＳＬＲ及び或はＭＬＲ管
を包囲壁４８内部で特定配列状態とすることにより解決
される。火炉４６内でＳＬＲ管２４を、仮にＭＬＲ管３
２、３６を使用した場合には伝熱が損なわれる場所に位
置付ける。ＳＬＲ管は、その作動原理が旋回発生とは異
なることから、蒸気及び水間での密度差によっては作動
しない。ＳＬＲ管の臨界熱流束（ＣＨＦ）状況は、本発
明の提案するずっと低い範囲の質量速度での臨界圧力近
辺では適正なものである。
に露呈された任意の単一の管での質量速度は増加する。
質量速度に於けるこの種の変化は自然循環特性と称され
る。垂直管を使用する貫流式蒸気発生機の火炉をもっと
遅い質量速度を使用出来る設計とするためには、包囲壁
４８内にリブ付き管を使用して核沸騰限界（ＤＮＢ）状
況とこれを原因とする金属温度の高温化を回避する必要
がある。この問題は、滑らかなＳＬＲ及び或はＭＬＲ管
を包囲壁４８内部で特定配列状態とすることにより解決
される。火炉４６内でＳＬＲ管２４を、仮にＭＬＲ管３
２、３６を使用した場合には伝熱が損なわれる場所に位
置付ける。ＳＬＲ管は、その作動原理が旋回発生とは異
なることから、蒸気及び水間での密度差によっては作動
しない。ＳＬＲ管の臨界熱流束（ＣＨＦ）状況は、本発
明の提案するずっと低い範囲の質量速度での臨界圧力近
辺では適正なものである。
【００１５】本発明に従えば、ＳＬＲ管２４及びＭＬＲ
管３２、３６とが、図９及び１０に示すように、垂直管
を使用する貫流式蒸気発生機４０のパネルに選択的に適
用され、この貫流式蒸気発生機４０を変圧運転のために
より適したものとされ、また、図１１及び１２に示すよ
うに、螺旋管を使用する貫流式蒸気発生機７０を含むパ
ネルに適用され、この貫流式蒸気発生機７０を変圧運転
のためにより適したものとされる。貫流式蒸気発生機４
０或は７０の何れの場合でも、各形式の管は、これら貫
流式蒸気発生機４０及び７０の運転中に受けると予想さ
れる全ての負荷に対する管の伝熱特性及び流れ特性に基
いてその位置を決定する。これにより、最大連続等級
（ＭＣＲ）負荷の約１５乃至３０％の最小負荷からＭＣ
Ｒ負荷に渡る負荷範囲が基本的にカバーされる。
管３２、３６とが、図９及び１０に示すように、垂直管
を使用する貫流式蒸気発生機４０のパネルに選択的に適
用され、この貫流式蒸気発生機４０を変圧運転のために
より適したものとされ、また、図１１及び１２に示すよ
うに、螺旋管を使用する貫流式蒸気発生機７０を含むパ
ネルに適用され、この貫流式蒸気発生機７０を変圧運転
のためにより適したものとされる。貫流式蒸気発生機４
０或は７０の何れの場合でも、各形式の管は、これら貫
流式蒸気発生機４０及び７０の運転中に受けると予想さ
れる全ての負荷に対する管の伝熱特性及び流れ特性に基
いてその位置を決定する。これにより、最大連続等級
（ＭＣＲ）負荷の約１５乃至３０％の最小負荷からＭＣ
Ｒ負荷に渡る負荷範囲が基本的にカバーされる。
【００１６】図９から１２の左側部分には、貫流式蒸気
発生機４０及び７０の火炉４６内部の低、中、そして
高、の各熱流束帯域（夫々ＱL 、ＱM 、ＱH ）の垂直方
向長さが概略定義されている。これによれば、ある帯域
が終り、別の帯域が始まる実際の垂直高さは、以下に説
明するような様々なパラメーターに基いている。これら
の熱流束に対する近似的な数値は大まかには以下のよう
なものである。 ＱL ０〜４０，０００ＢＴＵ／ｈｒ−ｆｔ2（約０〜
３７１６／ｈｒ−ｍ2 ） ＱM ３０，０００〜８０，０００ＢＴＵ／ｈｒ−ｆｔ
2（約２７８７〜７４３２／ｈｒ−ｍ2 ） ＱH ５０，０００〜１００，０００ＢＴＵ／ｈｒ−ｆ
ｔ2 超（約４６４５〜９２９０超／ｈｒ−ｍ2 ）
発生機４０及び７０の火炉４６内部の低、中、そして
高、の各熱流束帯域（夫々ＱL 、ＱM 、ＱH ）の垂直方
向長さが概略定義されている。これによれば、ある帯域
が終り、別の帯域が始まる実際の垂直高さは、以下に説
明するような様々なパラメーターに基いている。これら
の熱流束に対する近似的な数値は大まかには以下のよう
なものである。 ＱL ０〜４０，０００ＢＴＵ／ｈｒ−ｆｔ2（約０〜
３７１６／ｈｒ−ｍ2 ） ＱM ３０，０００〜８０，０００ＢＴＵ／ｈｒ−ｆｔ
2（約２７８７〜７４３２／ｈｒ−ｍ2 ） ＱH ５０，０００〜１００，０００ＢＴＵ／ｈｒ−ｆ
ｔ2 超（約４６４５〜９２９０超／ｈｒ−ｍ2 ）
【００１７】火炉４６内部で起きる燃焼プロセスが、熱
流束帯域の、バーナー４２と特定の燃料とによって造り
出されるものとしての、垂直方向での変動を決定する大
きな要因である。貫流式蒸気発生機の当業者には、これ
ら各帯域に対する数値上のオーバーラップが、臨界熱流
束、即ちＣＨＦの発生に影響を与え得る熱流束以外のパ
ラメーターが存在することを説明している。包囲壁４８
も加わる実際の熱流束はＣＨＦ状況が出現しているか否
かを判定し得る主要なパラメーターである。しかしなが
ら、その他のパラメーター、例えば流体圧力、流体速
度、流体品位、管直径、管傾斜そして管の表面仕上げも
また、包囲壁４８に対するＣＨＦ条件に影響し得るもの
である。かくして、貫流式蒸気発生機４０及び７０の火
炉４６内部に低、中、そして高、の各熱流束帯域（夫々
ＱL 、ＱM 、ＱH ）の如き名称を適用すれば、ある形式
の管がその場所で必要とされていることが手短に示され
ることになる。“高”熱流束帯域ＱH の上方領域での熱
流束の値が“低”熱流束帯域ＱL での熱流束値に十分に
下がらない場合がある。そこで、包囲壁８の前記“高”
熱流束帯域ＱH の上方領域に相当する部分を“中”熱流
束帯域ＱM と称し、この部分にはＭＬＲ管３２、３６
（円滑な穿孔を有する管２０では無く）を配設する。熱
流束の値が“低”熱流束帯域ＱL での熱流束値に十分に
下がる場合には円滑な穿孔を有する管２０を使用する。
流束帯域の、バーナー４２と特定の燃料とによって造り
出されるものとしての、垂直方向での変動を決定する大
きな要因である。貫流式蒸気発生機の当業者には、これ
ら各帯域に対する数値上のオーバーラップが、臨界熱流
束、即ちＣＨＦの発生に影響を与え得る熱流束以外のパ
ラメーターが存在することを説明している。包囲壁４８
も加わる実際の熱流束はＣＨＦ状況が出現しているか否
かを判定し得る主要なパラメーターである。しかしなが
ら、その他のパラメーター、例えば流体圧力、流体速
度、流体品位、管直径、管傾斜そして管の表面仕上げも
また、包囲壁４８に対するＣＨＦ条件に影響し得るもの
である。かくして、貫流式蒸気発生機４０及び７０の火
炉４６内部に低、中、そして高、の各熱流束帯域（夫々
ＱL 、ＱM 、ＱH ）の如き名称を適用すれば、ある形式
の管がその場所で必要とされていることが手短に示され
ることになる。“高”熱流束帯域ＱH の上方領域での熱
流束の値が“低”熱流束帯域ＱL での熱流束値に十分に
下がらない場合がある。そこで、包囲壁８の前記“高”
熱流束帯域ＱH の上方領域に相当する部分を“中”熱流
束帯域ＱM と称し、この部分にはＭＬＲ管３２、３６
（円滑な穿孔を有する管２０では無く）を配設する。熱
流束の値が“低”熱流束帯域ＱL での熱流束値に十分に
下がる場合には円滑な穿孔を有する管２０を使用する。
【００１８】図９及び１０を参照するに、垂直管を使用
する貫流式蒸気発生機４０が示され、円滑な穿孔を有す
る管２０を火炉４６の低熱流束帯域ＱL に位置付けてな
る構成とした包囲壁パネル６０内に組み込んでなる新規
な火炉設計形状を有しており、ＳＬＲ管２４よりなる包
囲壁パネル６２とＭＬＲ管３２、３６よりなる包囲壁パ
ネル６４とを組み合わせ状態にて高熱流束帯域ＱH 及び
中熱流束帯域ＱM 内部に位置付けることにより、核沸騰
限界（ＤＮＢ）及び臨界熱流束（ＣＨＦ）の各状況の発
生を回避すると共に、管の金属温度限界に適合させてい
る。図１１及び１２に示すように、包囲壁４８を構成す
る管は水平方向から鋭角θ、代表的には５乃至１０度傾
斜され、火炉４６の下方部分を始端として火炉４６の周
辺部全体を取り巻く。管は、当業者には既知の種々のパ
ラメーターにより定義される或る上方位置に於て垂直に
配向され、設計及び支持に関する考慮事項を容易化して
いる。
する貫流式蒸気発生機４０が示され、円滑な穿孔を有す
る管２０を火炉４６の低熱流束帯域ＱL に位置付けてな
る構成とした包囲壁パネル６０内に組み込んでなる新規
な火炉設計形状を有しており、ＳＬＲ管２４よりなる包
囲壁パネル６２とＭＬＲ管３２、３６よりなる包囲壁パ
ネル６４とを組み合わせ状態にて高熱流束帯域ＱH 及び
中熱流束帯域ＱM 内部に位置付けることにより、核沸騰
限界（ＤＮＢ）及び臨界熱流束（ＣＨＦ）の各状況の発
生を回避すると共に、管の金属温度限界に適合させてい
る。図１１及び１２に示すように、包囲壁４８を構成す
る管は水平方向から鋭角θ、代表的には５乃至１０度傾
斜され、火炉４６の下方部分を始端として火炉４６の周
辺部全体を取り巻く。管は、当業者には既知の種々のパ
ラメーターにより定義される或る上方位置に於て垂直に
配向され、設計及び支持に関する考慮事項を容易化して
いる。
【００１９】貫流式蒸気発生機或は貫流型蒸気発生機に
は自然循環特性上の利益がある。なぜなら、包囲壁包囲
体４８を構成する管内部での熱変動に基く流れの変化
が、出現し得る臨界熱流束（ＣＨＦ）状況から管を保護
する態様に於て補償されるからである。もし管に吸収さ
れる熱量が増大すると、流量はこれに比例して増大す
る。低負荷、例えば約７０％負荷以下の時、火炉包囲壁
を横断しての熱変動は、約７０％負荷よりも大きい負荷
状態での熱変動よりも大きい。管内部での流量もまた負
荷と比例することから、低負荷時、例えば約５０％負荷
時の流量は全負荷時のそれの概略半分となる。従って、
設計に際しては熱流束と、考え得る全ての負荷時に存在
し得ると思われる流量変動とを考慮すべきである。低負
荷時に自然循環特性を使用することにより、管に加えら
れる熱流束の増大に対し流量を大きくすることが出来る
ようになるので、臨界熱流束（ＣＨＦ）状況が出現する
恐れは小さくなる。もし貫流式蒸気発生機或は蒸気発生
機を低負荷時に貫流特性を使用して運転しようとする
と、熱流束が増大するに従い流量が減少し、その結果、
臨界熱流束（ＣＨＦ）の点で最悪の状況が生じると言う
事実から、その設計は不利なものとなる。自然循環特性
は低負荷（７０％負荷或はそれ未満）時のボイラー或は
蒸気発生機にとって望ましく、一方、高負荷時には貫流
特性が望ましい。
は自然循環特性上の利益がある。なぜなら、包囲壁包囲
体４８を構成する管内部での熱変動に基く流れの変化
が、出現し得る臨界熱流束（ＣＨＦ）状況から管を保護
する態様に於て補償されるからである。もし管に吸収さ
れる熱量が増大すると、流量はこれに比例して増大す
る。低負荷、例えば約７０％負荷以下の時、火炉包囲壁
を横断しての熱変動は、約７０％負荷よりも大きい負荷
状態での熱変動よりも大きい。管内部での流量もまた負
荷と比例することから、低負荷時、例えば約５０％負荷
時の流量は全負荷時のそれの概略半分となる。従って、
設計に際しては熱流束と、考え得る全ての負荷時に存在
し得ると思われる流量変動とを考慮すべきである。低負
荷時に自然循環特性を使用することにより、管に加えら
れる熱流束の増大に対し流量を大きくすることが出来る
ようになるので、臨界熱流束（ＣＨＦ）状況が出現する
恐れは小さくなる。もし貫流式蒸気発生機或は蒸気発生
機を低負荷時に貫流特性を使用して運転しようとする
と、熱流束が増大するに従い流量が減少し、その結果、
臨界熱流束（ＣＨＦ）の点で最悪の状況が生じると言う
事実から、その設計は不利なものとなる。自然循環特性
は低負荷（７０％負荷或はそれ未満）時のボイラー或は
蒸気発生機にとって望ましく、一方、高負荷時には貫流
特性が望ましい。
【００２０】垂直管を使用し、変圧運転される貫流式蒸
気発生機４０並びに、螺旋管を使用し、変圧運転される
貫流式蒸気発生機７０に於ては、ＭＬＲ管及びＳＬＲ管
組み合わせ体の長さ及び位置は、ＳＬＲ管２４及びＭＬ
Ｒ管３２、３６内部に最適の自然循環特性が出現するよ
う調整される。同じ手順を、螺旋管を使用する貫流式蒸
気発生機７０にも使用するが、この場合、各パネル６
４、及び６２を調節することにより最適の自然循環特性
を達成する点が異なる。ＳＬＲ管２４の流れ抵抗はＭＬ
Ｒ管３２、３６或は円滑な穿孔を有する管２０のそれよ
りも高いことから、その使用場所は、このＳＬＲ管を絶
対的に必要とする部分のみに限定されてしまう。これ
は、高い流れ抵抗は、自然循環特性上の望ましい効果を
減少する傾向があるからである。しかしながらＳＬＲ管
２４及びＭＬＲ管３２、３６をボイラーの周囲部分に沿
って正しい位置及び正しい比で配列することにより、垂
直管から成る全ての膜包囲壁間の、或は螺旋管からなる
膜包囲壁間での、それら膜包囲壁の任意の高さでの流体
と金属との温度差が最小化され、全ての負荷時に許容し
得る１００°Ｆ（約３７．８℃）以下に止まる。
気発生機４０並びに、螺旋管を使用し、変圧運転される
貫流式蒸気発生機７０に於ては、ＭＬＲ管及びＳＬＲ管
組み合わせ体の長さ及び位置は、ＳＬＲ管２４及びＭＬ
Ｒ管３２、３６内部に最適の自然循環特性が出現するよ
う調整される。同じ手順を、螺旋管を使用する貫流式蒸
気発生機７０にも使用するが、この場合、各パネル６
４、及び６２を調節することにより最適の自然循環特性
を達成する点が異なる。ＳＬＲ管２４の流れ抵抗はＭＬ
Ｒ管３２、３６或は円滑な穿孔を有する管２０のそれよ
りも高いことから、その使用場所は、このＳＬＲ管を絶
対的に必要とする部分のみに限定されてしまう。これ
は、高い流れ抵抗は、自然循環特性上の望ましい効果を
減少する傾向があるからである。しかしながらＳＬＲ管
２４及びＭＬＲ管３２、３６をボイラーの周囲部分に沿
って正しい位置及び正しい比で配列することにより、垂
直管から成る全ての膜包囲壁間の、或は螺旋管からなる
膜包囲壁間での、それら膜包囲壁の任意の高さでの流体
と金属との温度差が最小化され、全ての負荷時に許容し
得る１００°Ｆ（約３７．８℃）以下に止まる。
【００２１】自然循環特性を使用する場合、貫流式蒸気
発生機４０、７０のエバポレーター内の管からの出口温
度は、火炉内の管の配向が垂直状或は螺旋状であって
も、使用された管設計に基く熱特性が異なるにも関わら
ず、類似したものであった。各形式の管の位置の実際の
設計は、火炉の幾何学的寸法、燃料の種類と形式、ユニ
ットの負荷変更条件の関数である。この概念は、各形式
に於ける貫流式蒸気発生機４０、７０の火炉４６の、垂
直管から成る膜包囲壁或は螺旋管から成る膜包囲壁の各
々に対し別個に適用可能である。１つの膜包囲壁に於け
る管形式間の移行部の位置を同じ或は異なる高さとし、
この膜包囲壁に隣接する膜包囲壁での管形式間の移行部
をそれよりも高い或は低い位置とすることが出来る。
発生機４０、７０のエバポレーター内の管からの出口温
度は、火炉内の管の配向が垂直状或は螺旋状であって
も、使用された管設計に基く熱特性が異なるにも関わら
ず、類似したものであった。各形式の管の位置の実際の
設計は、火炉の幾何学的寸法、燃料の種類と形式、ユニ
ットの負荷変更条件の関数である。この概念は、各形式
に於ける貫流式蒸気発生機４０、７０の火炉４６の、垂
直管から成る膜包囲壁或は螺旋管から成る膜包囲壁の各
々に対し別個に適用可能である。１つの膜包囲壁に於け
る管形式間の移行部の位置を同じ或は異なる高さとし、
この膜包囲壁に隣接する膜包囲壁での管形式間の移行部
をそれよりも高い或は低い位置とすることが出来る。
【００２２】貫流式蒸気発生機４０、７０での円滑な穿
孔を有する管２０、ＳＬＲ管２４、ＭＬＲ管３２からな
る種々の形式の位置を更に説明するべく、図９乃至１２
には垂直説明図８０が含まれる。この垂直説明図８０は
火炉４６の幾つかの帯域を大まかに定義し／識別するも
のである。火炉４６の底部から開始してその垂直方向直
上に、底部８２、第１の中間部分８４、第２の中間部分
８６、上方部分８８の順で伸延している。上方部分８８
は更に分割され、図１０、１２の具体例では第１の部分
９０と、この第１の部分９０の垂直方向直上に位置付け
た第２の部分９２とされている。円滑な穿孔を有する管
２０、ＳＬＲ管２４、ＭＬＲ管３２が前述の如き帯域に
一般的に位置付けられるものとして説明し、のみならず
それ以前の説明により、或る形式の管が各管の露呈され
る熱的流体条件に基き位置付けられることを説明した。
孔を有する管２０、ＳＬＲ管２４、ＭＬＲ管３２からな
る種々の形式の位置を更に説明するべく、図９乃至１２
には垂直説明図８０が含まれる。この垂直説明図８０は
火炉４６の幾つかの帯域を大まかに定義し／識別するも
のである。火炉４６の底部から開始してその垂直方向直
上に、底部８２、第１の中間部分８４、第２の中間部分
８６、上方部分８８の順で伸延している。上方部分８８
は更に分割され、図１０、１２の具体例では第１の部分
９０と、この第１の部分９０の垂直方向直上に位置付け
た第２の部分９２とされている。円滑な穿孔を有する管
２０、ＳＬＲ管２４、ＭＬＲ管３２が前述の如き帯域に
一般的に位置付けられるものとして説明し、のみならず
それ以前の説明により、或る形式の管が各管の露呈され
る熱的流体条件に基き位置付けられることを説明した。
【００２３】本発明は既知の垂直管を使用し変圧運転さ
れる貫流式蒸気発生機、のみならず螺旋管或は水平管を
使用し変圧運転される貫流式蒸気発生機ユニットでのＭ
ＬＲ管及び円滑な穿孔を有する管の使用に関わる熱的流
体条件の問題を解決する。水平管を使用する貫流式蒸気
発生機では鋭角θは０度であり、管は火炉の外側周囲に
完全に巻き回され、次いで垂直方向に曲げられて短距離
伸延し、それまでの高さから所望の垂直方向距離オフセ
ットされた後、水平方向に、通常は最初の水平方向と逆
の方向で巻き回しを再開する。本発明に従う垂直管を使
用する火炉の使用には、螺旋管を使用する既知の火炉設
計に大きく勝るコスト的利益がある。本発明によれば、
最小負荷をずっと小さくすることが出来、火炉回路を横
断しての圧力降下も一段と少なく、斯くして運転要求電
力の小さいもっと小型の送給ポンプを使用することが出
来るようになる。この改良された、変圧運転用の貫流式
蒸気発生機設計によれば、全負荷時及び部分負荷時の効
率は既知の貫流式蒸気発生機や唖臨界圧力で運転される
貫流式蒸気発生機のそれを上回るものとなる。以上本発
明を具体例を参照して説明したが、本発明の内で多くの
変更を成し得ることを理解されたい。
れる貫流式蒸気発生機、のみならず螺旋管或は水平管を
使用し変圧運転される貫流式蒸気発生機ユニットでのＭ
ＬＲ管及び円滑な穿孔を有する管の使用に関わる熱的流
体条件の問題を解決する。水平管を使用する貫流式蒸気
発生機では鋭角θは０度であり、管は火炉の外側周囲に
完全に巻き回され、次いで垂直方向に曲げられて短距離
伸延し、それまでの高さから所望の垂直方向距離オフセ
ットされた後、水平方向に、通常は最初の水平方向と逆
の方向で巻き回しを再開する。本発明に従う垂直管を使
用する火炉の使用には、螺旋管を使用する既知の火炉設
計に大きく勝るコスト的利益がある。本発明によれば、
最小負荷をずっと小さくすることが出来、火炉回路を横
断しての圧力降下も一段と少なく、斯くして運転要求電
力の小さいもっと小型の送給ポンプを使用することが出
来るようになる。この改良された、変圧運転用の貫流式
蒸気発生機設計によれば、全負荷時及び部分負荷時の効
率は既知の貫流式蒸気発生機や唖臨界圧力で運転される
貫流式蒸気発生機のそれを上回るものとなる。以上本発
明を具体例を参照して説明したが、本発明の内で多くの
変更を成し得ることを理解されたい。
【００２４】
【発明の効果】垂直管を使用する変圧運転用の貫流式蒸
気発生機或は貫流式蒸気発生機が提供されることであ
る。
気発生機或は貫流式蒸気発生機が提供されることであ
る。
【図１】既知の貫流式蒸気発生機構成を例示する概略図
である。
である。
【図２】既知の別の貫流式蒸気発生機構成を例示する概
略図である。
略図である。
【図３】既知の更に別の貫流式蒸気発生機構成を例示す
る概略図である。
る概略図である。
【図４】垂直管を使用する火炉での質量特性上の変化を
記録したグラフである。
記録したグラフである。
【図５】円滑な穿孔を有する管の長手方向の断面図であ
る。
る。
【図６】単一の連続螺旋リブを内側に設けたＳＬＲ管の
長手方向断面図である。
長手方向断面図である。
【図７】複数の連続螺旋リブを内側に設けたＭＬＲ管の
長手方向断面図である。
長手方向断面図である。
【図８】別の例のＭＬＲ管の長手方向断面図である。
【図９】本発明の第１具体例に従う、垂直管を使用する
変圧運転用に適した貫流式蒸気発生機の概略側面図であ
る。
変圧運転用に適した貫流式蒸気発生機の概略側面図であ
る。
【図１０】本発明の第２具体例に従う、垂直管を使用す
る変圧運転用に適した貫流式蒸気発生機の概略側面図で
ある。
る変圧運転用に適した貫流式蒸気発生機の概略側面図で
ある。
【図１１】本発明の第３具体例に従う、垂直管を使用す
る変圧運転用に適した貫流式蒸気発生機の概略側面図で
ある。
る変圧運転用に適した貫流式蒸気発生機の概略側面図で
ある。
【図１２】本発明の第４具体例に従う、垂直管を使用す
る変圧運転用に適した貫流式蒸気発生機の概略側面図で
ある。
る変圧運転用に適した貫流式蒸気発生機の概略側面図で
ある。
【図１３】図９を線１４−１４−で切断した、円滑な穿
孔を有する管を使用した包囲壁パネルの直径方向での概
略断面図である。
孔を有する管を使用した包囲壁パネルの直径方向での概
略断面図である。
【図１４】図９を線１３−１３で切断した、ＳＬＲ管を
使用した包囲壁パネルの直径方向での概略断面図であ
る。
使用した包囲壁パネルの直径方向での概略断面図であ
る。
【図１５】図９を線１５−１５で切断した、ＭＬＲ管を
使用した包囲壁パネルの直径方向での概略断面図であ
る。
使用した包囲壁パネルの直径方向での概略断面図であ
る。
２０ 円滑な穿孔を有する管 ２２ 円滑な穿孔 ２４ 単一の進みリブ付き管 ２６ 内面 ２８ 内側螺旋溝 ３２，３６ 複数の進みリブ付き管 ４２ 燃料バーナー ４４ バーナー帯域 ４６ 火炉 ４８ 包囲壁 ５０ 燃焼生成物 ５１ 側方包囲壁 ５４ パネル ５６ 前方包囲壁 ５８ 後方包囲壁
Claims (20)
- 【請求項１】 広範な負荷範囲、特に低負荷での変圧運
転のために好適であり、流体冷却される包囲壁により部
分的に画定されてなる火炉を具備してなる貫流型の蒸気
発生機であって、 燃焼プロセスに於て燃料及び空気を燃焼させることによ
り、１つ以上の低熱流束帯域及び１つ以上の高熱流束帯
域を含む包囲壁での熱流束割合を垂直方向に変化させて
なる燃料バーナー手段を含み、 流体冷却される包囲壁が火炉の、円滑な穿孔を有する管
を組み込んでなる１つ以上の低熱流束帯域を取り囲み、
流体冷却される包囲壁が火炉の、単一の進みリブ付き管
及び多数の進みリブ付き管を共に組込んでなる１つ以上
の高熱流束帯域を取り囲みそれにより、該１つ以上の高
熱流束帯域に於ける核沸騰限界（ＤＮＢ）及び臨界熱流
束の各状況の発生を回避してなる貫流型の蒸気発生機。 - 【請求項２】 流体冷却される包囲壁が、 火炉の下方部分を取り囲む流体冷却された包囲壁を構成
する円滑な穿孔を有する管と、 火炉の底部の垂直方向直上に位置付けられた第１の中間
部分を取り囲んでなる流体冷却された包囲壁を形成す
る、多数の進みリブ付きの管（ＭＬＲ管）と、 第１の中間部分の垂直方向直上に位置付けられた火炉の
第２の中間部分を取り囲む流体冷却された包囲壁を形成
してなる単一の進みリブ付き管（ＳＬＲ管）と、 火炉の、第２の中間部分の垂直方向直上に位置付けられ
た上方部分を取り囲む流体冷却された包囲壁を構成する
円滑な穿孔を有する管とを含み、 火炉の各部分に於ける各管が相互に流体的に連結されて
なる請求項１の貫流型の蒸気発生機。 - 【請求項３】 火炉の各部分に於ける各管が、火炉の下
方部分の位置の冷却された包囲壁から入った流体が、火
炉の上方部分の位置の流体冷却された包囲壁に搬送され
得るよう相互に流体的に連結されてなる請求項２の貫流
型の蒸気発生機。 - 【請求項４】 燃焼プロセスが、１対以上の低熱流束帯
域と、１つ以上の中熱流束帯域と、１つ以上の高熱流束
帯域とを含んでなる包囲壁での熱流束割合を垂直方向に
変動させてなる請求項１の貫流型の蒸気発生機。 - 【請求項５】 流体冷却された包囲壁が、 火炉の底部を取り囲む流体冷却された包囲壁を形成して
なる円滑な穿孔を有する管と、 火炉の底部の垂直方向直上に位置付けられた第１の中間
部分を取り囲んでなる流体冷却された包囲壁を形成す
る、多数の進みリブ付きの管（ＭＬＲ管）と、 火炉の、第１の中間部分の垂直方向直上に位置付けられ
た第２の中間部分を取り囲む流体冷却された包囲壁を形
成してなる単一の進みリブ付き管（ＳＬＲ管）と、 火炉の上方部分の、第２の中間部分の垂直方向直上に位
置付けられた第１部分を取り囲む流体冷却された包囲壁
を形成してなる多数の進みリブ付き管（ＭＬＲ管）と、 火炉の上方部分の、前記第１部分の垂直方向直上に位置
付けられた第２部分を取り囲む流体冷却された包囲壁を
形成してなる円滑な穿孔を有する管とを含み、火炉の各
部分に於ける各管が相互に流体的に連結されてなる請求
項４の貫流型の蒸気発生機。 - 【請求項６】 火炉の各部分に於ける各管が、火炉の下
方部分の位置で流体冷却された包囲壁に入った流体が、
火炉の上方部分の位置の流体冷却された包囲壁に搬送さ
れ得るよう相互に流体的に連結されてなる請求項５の貫
流型の蒸気発生機。 - 【請求項７】 流体冷却された包囲壁が、予め形成さ
れ、工場組み立てされ溶接された管よりなる膜状の管壁
パネルを含み、該管壁パネルが、隣り合う管壁パネル間
を溶接して組み立てることによりガス漏れの無い包囲体
を形成する火炉包囲壁を創出してなる請求項１の貫流型
の蒸気発生機。 - 【請求項８】 予め形成され、工場組み立てされ溶接さ
れた管よりなる膜状の管壁パネルが、管から成る実質的
に垂直なパネルに組み立てられてなる請求項７の貫流型
の蒸気発生機。 - 【請求項９】 予め形成され、工場組み立てされ、溶接
され火炉の少なくとも下方及び中間の各部分を取り囲ん
でなる管壁パネルが、火炉の周囲に沿って巻付ける際に
水平方向に関し鋭角θで傾斜した螺旋管パネルとして組
み立てられ得る請求項７の貫流型の蒸気発生機。 - 【請求項１０】 流体冷却された包囲壁によって部分的
に画定され、流体搬送用の管が前記包囲壁を構成する火
炉を具備し垂直管を使用してなる貫流型の蒸気発生機で
あって、 火炉の底部を取り囲む流体冷却された包囲壁を形成して
なる円滑な穿孔を有する管と、 火炉の底部の垂直方向直上に位置付けられた第１の中間
部分を取り囲んでなる流体冷却された包囲壁を形成す
る、多数の進みリブ付きの管（ＭＬＲ管）と、 第１の中間部分の垂直方向直上に位置付けられた火炉の
第２の中間部分を取り囲む流体冷却された包囲壁を形成
してなる単一の進みリブ付き管（ＳＬＲ管）と、 火炉の、第２の中間部分の垂直方向直上に位置付けられ
た上方部分を取り囲む流体冷却された包囲壁を構成する
円滑な穿孔を有する管とを含み、 火炉の各部分に於ける各管が相互に流体的に連結されて
なる貫流型の蒸気発生機。 - 【請求項１１】 火炉の各部分に於ける各管が、火炉の
下方部分の位置の冷却された包囲壁から入った流体が、
火炉の上方部分の位置の流体冷却された包囲壁に搬送さ
れ得るよう相互に流体的に連結されてなる請求項１０の
貫流型の蒸気発生機。 - 【請求項１２】 火炉の上方部分の第１部分を取り囲む
流体冷却された包囲壁を構成してなる多数の進みリブ付
き管（ＭＬＲ管）にして、前記第１部分が第２の中間部
分の垂直方向直上に位置付けられ、火炉の上方部分を取
り囲む流体冷却された包囲壁を形成する円滑な穿孔を有
する管が、火炉の上方部分の第２部分に位置付けられ、
該第２部分が火炉の上方部分の第１部分の垂直方向直上
に位置付けられてなる請求項１０の貫流型の蒸気発生
機。 - 【請求項１３】 流体冷却された包囲壁が、予め形成さ
れ、工場組み立てされ、溶接された管よりなる膜状の管
壁パネルを含み、該管壁パネルが隣り合う壁パネル間を
溶接して実質的に垂直の管パネルとしそれにより、ガス
漏れの無い包囲体を形成する火炉包囲体を創出してなる
請求項７の貫流型の蒸気発生機。 - 【請求項１４】 流体冷却された包囲壁によって部分的
に画定され、流体搬送用の管が前記包囲壁を構成する火
炉を具備し、螺旋管を使用してなる貫流型の蒸気発生機
であって、 火炉の底部を取り囲む流体冷却された包囲壁を形成して
なる円滑な穿孔を有する管と、 火炉の底部の垂直方向直上に位置付けられた第１の中間
部分を取り囲む流体冷却された包囲壁を形成してなる多
数の進みリブ付きの管（ＭＬＲ管）と、 第１の中間部分の垂直方向直上に位置付けられた火炉の
第２の中間部分を取り囲む流体冷却された包囲壁を形成
してなる単一の進みリブ付き管（ＳＬＲ管）と、 火炉の、第２の中間部分の垂直方向直上に位置付けられ
た上方部分を取り囲む流体冷却された包囲壁を構成する
円滑な穿孔を有する管とを含み、 火炉の各部分に於ける各管が相互に流体的に連結されて
なる螺旋管を使用してなる貫流型の蒸気発生機。 - 【請求項１５】 火炉の各部分に於ける各管が、火炉の
下方部分の位置の冷却された包囲壁から入った流体が、
火炉の上方部分の位置の流体冷却された包囲壁に搬送さ
れ得るよう相互に流体的に連結されてなる請求項１４の
螺旋管を使用してなる貫流型の蒸気発生機。 - 【請求項１６】 火炉の上方部分の第１部分を取り囲む
流体冷却された包囲壁を構成する多数の進みリブ付き管
（ＭＬＲ管）にして、前記第１部分が第２の中間部分の
垂直方向直上に位置付けられ、円滑な穿孔を有する管
が、火炉の上方部分の第２部分に位置付けられてなる上
方部分を取り囲む流体冷却された包囲壁を構成し、第２
部分が火炉の上方部分の第１部分の垂直方向直上に位置
付けられてなる請求項１４の螺旋管を使用してなる貫流
型の蒸気発生機。 - 【請求項１７】 流体冷却された包囲壁が、予め形成さ
れ、工場組み立てされ、溶接された管壁パネルを含み、
該管壁パネルが隣り合う壁パネル間を溶接することによ
りガス漏れの無い包囲体を形成する火炉包囲体を創出し
てなる請求項１４の螺旋管を使用してなる貫流型の蒸気
発生機。 - 【請求項１８】 予め形成され、工場組み立てされ溶接
され、火炉の、下方の第１の中間部分と、第２の中間部
分と、上方部分の第１部分とを少なくとも取り囲んでな
る膜状の管壁パネルが、火炉の周囲に沿って巻付ける際
に水平方向に関し鋭角θで傾斜されてなる請求項１４の
螺旋管を使用してなる貫流型の蒸気発生機。 - 【請求項１９】 火炉の、下方の第１の中間部分と、第
２の中間部分と、上方部分の第１部分とを少なくとも取
り囲む包囲壁を形成する管が、火炉の周囲に沿って巻付
ける際に水平方向に関し鋭角θで傾斜されてなる請求項
１４の螺旋管を使用してなる貫流型の蒸気発生機。 - 【請求項２０】 火炉の上方部分の第２部分を取り囲む
包囲壁を形成する管が、実質的に垂直に伸延されてなる
請求項１９の螺旋管を使用してなる貫流型の蒸気発生
機。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/249,183 US5390631A (en) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | Use of single-lead and multi-lead ribbed tubing for sliding pressure once-through boilers |
| US249183 | 1999-02-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0842805A true JPH0842805A (ja) | 1996-02-16 |
| JP2989520B2 JP2989520B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=22942376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7145133A Expired - Fee Related JP2989520B2 (ja) | 1994-05-25 | 1995-05-22 | 貫流型の蒸気発生機 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5390631A (ja) |
| JP (1) | JP2989520B2 (ja) |
| KR (1) | KR0163641B1 (ja) |
| CN (1) | CN1084458C (ja) |
| CA (1) | CA2146610C (ja) |
| DE (1) | DE19510033C2 (ja) |
| IT (1) | IT1278043B1 (ja) |
| RU (1) | RU2139472C1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103775132A (zh) * | 2012-10-25 | 2014-05-07 | 株式会社日立制作所 | 亚临界压力高温火力发电成套设备和亚临界压力高温变压运转贯流锅炉 |
| WO2015099009A1 (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 伝熱管、ボイラ及び蒸気タービン設備 |
| JP2016148343A (ja) * | 2016-02-19 | 2016-08-18 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 亜臨界圧高温火力発電プラント及び亜臨界圧高温変圧運転貫流ボイラ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE4431185A1 (de) * | 1994-09-01 | 1996-03-07 | Siemens Ag | Durchlaufdampferzeuger |
| US5901669A (en) * | 1995-04-05 | 1999-05-11 | The Babcock & Wilcox Company | Variable pressure once-through steam generator upper furnace having non-split flow circuitry |
| DE19644763A1 (de) * | 1996-10-28 | 1998-04-30 | Siemens Ag | Dampferzeugerrohr |
| TR200001361T2 (tr) * | 1997-11-14 | 2001-03-21 | The Babcock And Wilcox Company | Kömürün gaz haline getirilmesi için buhar. |
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