JPH0861602A - 蒸気発生器装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸気発生器の管壁において垂直管と角度をな
した管とを互いに介在組合させて、シール、２相流分
布、構造上の一体性、熱疲労寿命について欠点を解消す
る。 【解決手段】 炉の下方壁部分の一部分を形成するよう
に実質的に垂直に延長している、複数の管の第１部分
と、炉の上方壁部分の一部分を形成するように実質的に
垂直に延長している、複数の管の第２部分と、前記下方
壁部分の一部分を形成するように該下方壁部分において
実質的に垂直に延長し、前記炉の中間壁部分を形成する
ように実質的に角度をなして延長し、前記上方壁部分の
一部を形成するように前記上方壁部分において実質的に
垂直に延長している、複数の管の第３部分と、を有し、
該管の第３部分は、前記下方壁部分中の前記管の第１部
分及び前記上方壁部分の管の第２部分と実質的に互いに
介在組合され同一平面内において平行な関係とされ、更
に、前記管を経て流体を通過させ該流体に熱を与えるた
めの手段を有する蒸気発生器装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気発生器装置に
関し、より詳しくは、水を蒸気に変換するための、臨界
下もしくは超臨界貫流型蒸気発生器装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、貫流型蒸気発生器は、水を蒸気
に変換するために、蒸気発生区画及び過熱区画を通っ
て、加圧された流体、通常は水、を循流させるように作
動する。これらの構成において、ユニットに流入した水
は、回路に１回通され、タービン等の駆動に用いられる
過熱された蒸気として、ユニットの過熱区画の出口から
排出される。

【０００３】この構成は、従来のドラム型ボイラーに比
べて、いくつかの改良点を供与するもので、貫流型蒸気
発生器の初期の型式に関連して、いくつかの不具合、例
えば、起動時の過大な熱損失、蒸気温度のミスマッチ、
複雑な制御又は、起動時の余分の弁操作の必要性などの
不具合が生じたとしても、これらの不具合は、後の発生
装置では実質的に解消されている。

【０００４】一例として、本出願人の米国特許第４０９
９３８４号に開示された装置は、蒸気発生区画と過熱区
画との間の主要流ライン中に配された複数のセパレータ
ーを有し、これらのセパレーターは装置の起動時及び全
負荷動作時に、蒸気発生区画からの流体流を受けるよう
になっている。この構成によれば、迅速で効率的な起動
が、最小の制御機能及び最小の数の高価な弁の需要にお
いて実現される。更に、タービンは、ボイラー分割弁又
は蒸気ダンプのための外部バイパス回路を必要とせずに
徐々に定常的に増大させうる最適の圧力及び温度におい
て、スムースに負荷することができる。更に、この装置
によれば、凝縮器に対する最少の熱負荷で、非常に低い
負荷において、連続作動を実現できる。

【０００５】後者の構成によれば、蒸気発生器の炉区画
の壁は、その直径上に向い合った部分から延長している
フィンを備えた、複数の、垂直に延長する管によって形
成され、隣接した管のフィンは、一緒に結合され、ガス
密の構造を形成している。炉は、起動時に、定常的な圧
力において作動し、超臨界の水は、多重パスにおいて炉
の境界壁を通過し、その温度が徐々に増大する。これに
は、垂直に延長する管の部分が他の管よりもバーナーに
近接していること、局所的なスラッグの被覆によって管
が不均等な吸収を受けること、バーナーが使用されてい
ないこと、などによって生じた熱の不平衡を、混合によ
って除去するための、多重パスの間に配されたヘッダー
の使用が必要となる。これらの中間ヘッダーの使用は、
高価なことに加えて、ヘッダーの内部におて蒸気と液体
とが分離し易いことと、下流側の回路の不均等な分布と
によって、炉を可変圧力において使用することを望まし
くないものとする。そのため、この形式の構成において
は、所定の値に圧力を低減させるために、炉の出口とセ
パレーターとの間に介在された減圧部所が必要となるだ
けでなく、炉の境界壁回路によって形成された種々のパ
スを互に接続するための比較的多くの降水管が必要とな
る。

【０００６】本出願人の米国特許第４１７８８８１号に
は、前述した装置の特徴を組込みながら、中間のヘッダ
ー、余分の降水管及び減圧部所の必要が除かれるように
した蒸気発生器が開示されている。この目的のために、
蒸気発生器の炉部の境界壁は、複数の相互に接続された
管によって形成されている。これらの管の一部は、水平
面に対して鋭角に延長している。この構成によれば、蒸
気発生器の上方及び下方の炉区画を画定する境界壁は、
垂直管部分によって形成され、炉区画の中間部分は、角
度管部分によって形成されている。

【０００７】鋭角状の管構成の１つの幾何学的な結果
は、１つの角度管が（角度管の角度に依存して）２又は
３個の垂直管のスペースを水平面に対し一般に占めるこ
とである。垂直管と角度管との間の移行は、（１つの角
度管を２又は３個の垂直管に連結する）分岐状の取付
具、中間移行ヘッダー又は（炉の下方部分中の）らせん
状に巻回されたホッパーを用いて試みられている。

【０００８】垂直管と角度管との間の移行のためのこれ
らの方法は、有効であっても、シール、２相流分布、熱
水力学的感度、構造上の一体性、サイクリング操作にお
いての熱疲労寿命などについては不具合があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の一目
的は、前述した角度管の全ての利点を取入れた蒸気発生
器を提供することにある。

【００１０】本発明の別の目的は、シール、２相流分
布、熱水力学的感度、構造上の一体性並びにサイクリン
グ操作においての熱疲労寿命についての前述した問題点
を解決する蒸気発生器を提供することにある。

【００１１】本発明の更に別の目的は、複数の管から成
る複数の壁を備えた炉を有する蒸気発生器において、各
々の管が、炉の中間区画において角度をなした部分をも
ち、炉の下方区画及び／又は上方区画に垂直部分を備
え、両区画の垂直部分は、角度状の部分の連続した平滑
な延長部分である蒸気発生器を提供することにある。

【００１２】本発明の更に別の目的は、炉の下方区画に
第１組の垂直管を、また炉の上方区画に第２組の管を、
それぞれ利用し、第１組及び第２組の管は、角度管から
延長している垂直管と同一平面内にあり、これらと平行
であり、その間に均等に分布され互いに介在組合され、
更に、前記第１組及び第２組の管は、それぞれ炉の下方
区画及び上方区画において角度管から延長している垂直
管と流体連通されている蒸気発生器を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明による蒸気発生器
は、下方区画、中間区画及び上方区画の間に配分された
境界壁を備えた直立炉区画を備えている。これらの境界
壁は、下方区画中の第１組の垂直管と、下方区画及び上
方区画中の垂直部分及び中間区画中の角度付き部分と、
上方区画中の第３組の垂直管とを備えている。第１組及
び第３組の管は第２組からの管の対応する垂直部分と同
一平面内に、またこれらの管と平行であり、その間に均
等に分布され、互いに介在組合されている。第１組の管
は、第２組の管に連結され、第２組の管は第３組の管に
連結されているため、流体は、管に導かれ、流体に熱が
与えられる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成とその実施の
形態を列挙する。

【００１５】１．炉の下方壁部分の一部分を形成するよ
うに実質的に垂直に延長している、複数の管の第１部分
と、炉の上方壁部分の一部分を形成するように実質的に
垂直に延長している、複数の管の第２部分と、前記下方
壁部分の一部分を形成するように該下方壁部分において
実質的に垂直に延長し、前記炉の中間壁部分を形成する
ように実質的に角度をなして延長し、前記上方壁部分の
一部を形成するように前記上方壁部分において実質的に
垂直に延長している、複数の管の第３部分と、を有し、
該管の第３部分は、前記下方壁部分中の前記管の第１部
分及び前記上方壁部分の管の第２部分と実質的に互いに
介在組合され同一平面内において平行な関係とされ、更
に、前記管を経て流体を通過させ該流体に熱を与えるた
めの手段を有する蒸気発生器装置。

【００１６】２．前記管の前記第３部分が前記下方壁部
分及び上方壁部分の各一部並びに前記中間壁部分の全部
を形成する前記１記載の蒸気発生器。

【００１７】３．隣接する管の間に延在されて炉をガス
密とするための複数のフィンを更に有する前記１記載の
蒸気発生器。

【００１８】４．前記管の前記第３部分の各々の管が実
質的に単一のひと続きの平滑な流体流通路を形成する前
記１記載の蒸気発生器。

【００１９】５．前記管の前記第３部分の各管が、前記
下方壁部分と前記中間壁部分との間の第１の単一通路湾
曲部分と、前記中間壁部分と前記上方壁部分との間の第
２の単一通路湾曲部分とを有する前記１記載の蒸気発生
器。

【００２０】６．過熱区画、流体分離手段及び流体流回
路を更に有し、該流体流回路は、前記炉と前記過熱区画
との間の直列流関係において前記流体分離手段を接続す
る前記１記載の蒸気発生器。

【００２１】７．前記流体分離手段は、蒸気発生器装置
の起動時及び全負荷動作時に前記炉から流体を受け、該
流体を液体と蒸気とに分離し、前記流体流回路は、蒸気
発生器装置の起動時及び全負荷動作時に前記流体分離手
段から前記過熱区画に蒸気を通過させる前記６記載の蒸
気発生器。

【００２２】８．短い開口の側部壁バッファーを備えた
熱回収域を更に有し、該側部壁バッファーは、前記管の
前記第３部分と流体連通されている前記１記載の蒸気発
生器。

【００２３】９．複数の管によって形成された境界壁を
備えた垂直炉区画と、前記壁の下方部分において実質的
に垂直に延在する前記管の第１部分と、前記壁の上方部
分において実質的に垂直に延在する前記管の第２部分
と、前記下方壁部分において実質的に垂直に延長し、前
記壁の中間部分において実質的に角度をなして延長し、
前記上方壁部分において実質的に垂直に延長している、
複数の管の第３部分と、を有し、該管の第３部分は、前
記下方壁部分の前記管の第１部分及び前記上方壁部分の
管の第２部分と実質的に互いに介在組合され同一平面内
において平行な関係とされ、更に、前記管を経て液体を
通過させ該流体に前記炉中において発生した熱を与える
手段を有する蒸気発生器装置。

【００２４】１０．前記管の第３部分が前記下方壁部分
及び上方壁部分の各一部分並びに前記中間壁部分の全部
を形成する前記９記載の蒸気発生器。

【００２５】１１．炉区画をガス密とするために隣接す
る管の間に延在される複数のフィンを更に有する前記９
記載の蒸気発生器。

【００２６】１２．前記管の前記第３部分の各管が、前
記下方壁部分と前記中間壁部分との間の第１の単一通路
湾曲部分と、前記中間壁部分と前記上方壁部分との間の
第２の単一通路湾曲部分とを有し、これらの単一通路湾
曲部分が、炉区画の全長に亘って延長する単一の連続で
平滑な流体流通路を、前記管の前記第３部分の各管に実
質的に形成する前記９記載の蒸気発生器。

【００２７】１３．前記第１及び第２湾曲部分が、入口
及び出口を有し、該入口及び出口の直径を異なるように
した前記１２記載の蒸気発生器。

【００２８】１４．過熱区画、流体分離手段及び流体流
回路を更に有し、該流体流回路は、前記炉区画と前記過
熱区画との間の直列流関係において前記流体分離手段を
接続する前記９記載の蒸気発生器。

【００２９】１５．前記流体分離手段は、蒸気発生器装
置の起動時及び全負荷作動時に前記炉区画から流体を受
け、該流体を液体と蒸気とに分離し、前記流体回路は、
蒸気発生器装置の起動時及び全負荷動作時に前記流体分
離手段から前記過熱区画に蒸気を通過させる前記１４記
載の蒸気発生器。

【００３０】１６．短い開口の側部壁バッファーを備え
た熱回収域を更に有し、該側部壁バッファーは、前記管
の前記第３部分から流体を受ける前記９記載の蒸気発生
器。

【００３１】１７．複数の管によって形成された境界壁
を備えた直立炉区画を有し、前記境界壁は、下方壁区
画、中間壁区画及び上方壁区画に区分され、前記複数の
管は、第１管群、第２管群及び第３管群に配分され、該
第１管群及び第２管群は、実質的に垂直に延長し、該第
２管群の各管は、隣接する順序で、実質的に垂直に延長
する第１部分、第１湾曲部分、水平面に対し鋭角で延長
する部分、第２湾曲部分並びに実質的に垂直に延長する
第２部分を含み、前記第２管群の各管は、前記炉区画の
全長に亘って延長する実質的に単一の連続の平滑な流体
流通路を形成し、前記下方壁部分は、前記第２管群の前
記第１の垂直部分と実質的に互いに介在組合され同一平
面内において平行な関係において該第１の垂直部分の間
に均等に分布された前記第１管群を含み、前記中間壁部
分は、前記第２管群の前記角度部分を含み、前記上方壁
部分は、前記第２管群の第２の垂直部分と実質的に互い
に介在組合され同一平面内において平行な関係において
該第２の垂直部分の間に均等に分布された前記第３管群
を含み、更に、前記流体に熱を与えるために該流体を前
記管に導く手段を有し、該流体は、前記第１管群に、次
に前記第２管群に、次に前記第３管群にそれぞれ導かれ
るようにした蒸気発生器装置。

【００３２】１８．隣接する管の間に延在されて炉区画
をガス密にするための複数のフィンを更に有する前記１
７記載の蒸気発生器。

【００３３】１９．過熱区画と、流体分離手段と、前記
炉区画と前記過熱区画との間に前記流体分離手段を直列
流関係において接続するための流体流回路と、を有し、
該流体分離手段は、蒸気発生器装置の起動及び全負荷動
作の間前記炉区画から流体を受けてそれを液体と蒸気と
に分離し、該流体回路は、蒸気発生器装置の起動時及び
全負荷動作時において該流体分離手段からの蒸気を該過
熱区画に通過させ、更に、短い開口の側部壁バッファー
を備えた熱回収域を有し、該側部壁バッファーは、前記
第２管群から流体を受けるようにした前記１７記載の蒸
気発生器。

【００３４】２０．前記第１及び第２湾曲部分が、入口
及び出口を有し、該入口及び出口の直径を異なるように
した前記１７記載の蒸気発生器。

【００３５】次に本発明を図面に基づいて一層詳細に説
明する。

【００３６】

【実施例】図面中図１を参照して、符号１０は、下方炉
区画１２と、中間炉区画１４と、上方炉区画１６とを備
えた、本発明の装置において使用される蒸気発生器を一
般に示している。炉区画１２，１４，１６を画定する境
界壁は、前面壁１８と、後部壁２０と、前面壁と後部壁
との間に延在する２つの側部壁（一方を符号２２によっ
て示す）とを備えている。前面壁１８と後部壁２０との
各下方部分は、慣用されるように、灰等を堆積させるた
めのホッパー区画２３を下方炉区画１２に形成するよう
に、内方に向って傾斜されている。

【００３７】図２に示すように、壁１８，２０，２２の
各々は、その直径上に対向した部分から外方に延長する
連続フィン２６を備えた、全体を符号２４によって示し
た複数の管から成っている。隣接した管のフィンは、一
体的に結合され、ガス密な構造を形成している。図示し
ないが、壁１８，２０，２２の外側部分は、慣用される
ように、断熱され、外被体中に収納されている。

【００３８】図１〜３を参照して、管２４は、下方炉区
画１２中の管２４ａと、炉区画１２，１４，１６を通っ
て連続的に延長している管２４ｂと、上方炉区画１６中
の管２４ｃとを備えている。下方炉区画１２の壁１８，
２０，２２を形成している管２４ａ，２４ｂは、ホッパ
ー区画２３の上部に位置された平面Ｐ１に向って垂直に
延長している。中間区画１４の壁１８，２０，２２を形
成する管２４ｂは、蒸気発生器１０の上部に配された平
面Ｐ２に向って、平面Ｐ１から延長しており、管２４ｂ
は、これらの平面Ｐ１，Ｐ２に対して鋭角状に延長して
いる。上方炉区画１６の壁１８，２０，２２を形成して
いる管２４ｂ，２４ｃは、平面Ｐ２から、上方炉区画１
６の頂部まで垂直に延長している。各々の管２４ｂは、
炉の全長に亘って延在され、２つの垂直部分と、角度部
分と、２つの湾曲部分とを備えている。中間区画１４の
管２４ｂは、平面Ｐ１から延長し、炉の周囲部分の回り
に巻回されて、壁１８，２０，２２を形成した後、平面
Ｐ２において終端している。中間区画１４中の管２４ｂ
は、複数のフィン２６を有し、これらのフィンは、下方
炉区画１２及び上方炉区画１４の管のフィンと同様に配
装され且つ機能する。

【００３９】下方炉区画１２中において、垂直管２４ａ
の上部端は、以下に詳細に説明するように、管２４ｂの
下方端と流体連通されている。同様に、管２４ｂの上方
端は、管２４ｃの下方端と流体連通されている。

【００４０】やはり、図１〜３に示すように、上方炉区
画１６の後部壁２０の上部は、分岐壁２０ａを有し、こ
の分岐壁は、以下に説明するように、ある選定された数
の管２４ｂ，２４ｃを、上方炉区画１６から燃焼ガスを
排出するためのスペースが壁２０の残りの管２４ｂ，２
４ｃの間並びに分岐壁２０ａを形成する管の間に画定さ
れるように、後部壁２０から外方に曲げることによって
形成される。

【００４１】複数のバーナー２８は、中間炉区画１４中
の前面壁１８及び後部壁２０に配設してあり、各バーナ
ーは、この例では、１列当り４個のバーナーが垂直に４
列に配設されている。バーナー２８は、既知の設計のも
のとしうるため、単に概略的に図示されている。

【００４２】全体を符号３０によって示した、連絡−対
流区画は、上方炉区画１６とガス流通関係に配設してあ
り、分岐壁２０ａを形成する管２４ｂ，２４ｃの部分に
よって一部が形成された連絡床３２を備えている。な
お、連絡床３２は、ガス密となされていることが理解さ
れる。対流域３０は、前面壁３４と、後部壁３６と、２
つの側部壁３８（図１には一方のみ示す）とを有し、こ
れらの壁は、前記のように結合されたフィン２６を備え
た複数の垂直に延長する管２４により形成されている。

【００４３】互に接続された複数の管２４によって同様
に形成された仕切り壁４４は、連絡−対流域３０に設け
てあり、この連絡−対流域を正面ガス通路４６及び後面
ガス通路４８に区画している。エコノマイザ５０は、後
面ガス通路４８の下部に配設してあり、１次過熱器５２
は、エコノマイザ５０の直上に配設されている。再熱管
群５４は、正面ガス通路４６に配設されている。

【００４４】プラテン過熱器５６は、上方炉区画１６中
に配設してあり、仕上げ過熱器５７は、プラテン過熱器
５６との直接の流体連通において、熱回収域３０の連絡
部分中に設けられている。

【００４５】複数の隔壁５８が設けられており、各々の
隔壁の一部は、前面壁１８に近接して配設されている。
隔壁５８は、中間炉区画１４中において、前面壁１８の
管２４の一部分を通り抜け、図１，３に示すように、上
方炉区画１６中において上方に延長している。これらの
隔壁５８は、上方炉区画１６中に、排水不可能な吊設プ
ラテンとして構成しても良い。

【００４６】壁１８，２０，２２の上端部と、分岐壁２
０ａと、隔壁５８、並びに、連絡−対流域３０の仕切り
壁４４、側部壁３８、前面壁３４及び後部壁３６は、蒸
気発生器１０の上部の、実質的に同一の全体的な領域
に、全て終端している。

【００４７】屋根６０は、蒸気発生器１０の上方部分に
配設してあり、フィン２６を備えた複数の管２４から成
り、これらのフィンは、前記のように結合されている
が、炉区画の前面壁１８から連絡−対流域３０の後部壁
３６まで水平に延長している。以上の説明から明らかな
ように、中間炉区画１４のバーナー２８からの燃焼ガス
は、上方炉区画１６に向って上方に、次に連絡−対流域
３０を通って流れた後、正面ガス通路４６及び後面ガス
通路４８から排出される。その結果として、高温ガス
は、プラテン過熱器５６、仕上げ過熱器５７、１次過熱
器５２、再熱管群５４及びエコノマイザ５０の上方に流
れ、これらの回路を通って流れる流体に熱を付加する。

【００４８】連絡−対流域３０の後部壁３６に隣接して
平行関係に配設された複数のセパレータ６４は、屋根６
０と１次過熱器５２との間の主要流回路中に直接配設さ
れている。セパレータ６４は、前出の米国特許に記載さ
れたものと同一のものとして良く、屋根６０から排出さ
れる２相流体を液と蒸気とに分離するように作用する。
セパレータ６４からの蒸気は、１次過熱器５２に直接移
行し、液は、やはり前出の米国特許に開示されているよ
うに、更に処置するためドレンマニホルド及び熱回収回
路に移行する。

【００４９】下方炉区画１２の側部壁２２の一部を示す
図４，５により詳細に図示されているように、管２４
ａ，２４ｂは、実質的に平行で、また同一平面内にあ
り、管２４ｂは、管２４ａの中間に介在され、これらの
管２４ａの間に均等に分布されている。この実施例で
は、一例として、２つの管２４ａに対して１つの管２４
ｂが配設されている。図４を参照して、管２４ｂは、平
面Ｐ１の下方の垂直の配向から、水平面Ｐ１の上方の傾
斜した配向まで、水平面Ｐ１に近接して曲げられてい
る。管２４ｂの傾斜延長部分は、中間炉区画１４の壁１
８，２０，２２を形成している。図５を参照して、管２
４の上部端は、側部壁２２から曲げられ、水平ヘッダー
７２に、その間に流体連通が成立するように接続されて
いる。

【００５０】図６，７には、上方炉区画１６の側部壁２
２の一部分が図示されている。管２４ｂは、管２４ｃと
実質的に平行であり、これらと同一平面内にあり、管２
４ｃの間に介在され、これらの管２４ｃの間に均等に分
布されている。この実施例においては、例えば２つの管
２４ｃに対して１つの管２４ｂが配設されている。図６
を参照して、管２４ｂは、（図４，５について説明して
ように）水平面Ｐ２の下方の傾斜した配向から水平面Ｐ
２の上方の垂直の配向まで、水平面Ｐ２に近接して曲げ
られている。水平面Ｐ２の上方の管２４ｂの垂直延長部
分は、上方炉区画１６の壁１８，２０，２２を形成して
いる。図７を参照して、管２４ｃの下方端は、側部壁２
２から曲げられ、水平ヘッダー８２に、その間に流体連
通が設定されるように接続されている。

【００５１】本発明の蒸気発生器の側部壁２２を示す図
８を参照すると、管２４ａの下方端から管２４ｃの上方
端まで流体流回路が形成されている。この目的のため
に、追加の水平ヘッダーが設けられている。これらの水
平ヘッダーは、管２４ａの下方端と流体連通された入口
ヘッダー７０と、管２４ｂの下方端と流体連通された入
口ヘッダー７６と、管２４ｂの上方端と流体連通された
出口ヘッダー７８と、管２４ｃの上方端と流体連通され
た出口ヘッダー８４とを備えている。図面には示してい
ないが、管２４ａの下方端と管２４ｃの上方端とは、前
述したように、同一の管の反対側端と同様に、側部壁２
２から外方に曲げられているので、ヘッダー７０，８４
は、ヘッダー７２，８２と同様に、側部壁２２の外側に
配置される。側部壁２２の外側に配された垂直下降管７
４は、管２４ａの上部端と管２４ｂの下部端との間の流
体連通を供与する。同様に、やはり側部壁２２の外側に
配された垂直下降管８０は、管２４ｂの上方端と管２４
ｃの下方端との間の流体連通を供与する。

【００５２】理解されるように、側部壁２２中の流体流
の順序は、入口ヘッダー７０、管２４ａ、出口ヘッダー
７２、下降管７４、入口ヘッダー７６、管２４ｂ、出口
ヘッダー７８、下降管８０、入口ヘッダー８２、管２４
ｃ及び出口ヘッダー８４の順序となる。同様に、理解さ
れるように、流体は、下方炉区画１２及び上方炉区画１
６において、２回のパス（通過）を行う。前記の回路
は、図８においては、１つの側部壁２２のみについて図
示されているが、前方壁１８、後部壁２０及び反対側の
側部壁２２についても、回路の構成は同一である。しか
し、例外として、下方炉区画１２の壁１８，２０中の管
２４ａ，２４ｂは、ホッパー区画２３を形成するよう
に、内方に傾斜している。

【００５３】なお、便宜上図示してないが、以下に説明
する流通回路を設定するために、前記の各々の壁の管２
４と、熱交換器と、屋根６０とを、流体連通関係におく
ように、適切な入口及び出口ヘッダー、下降管及び配管
が、前述したものの他に設けられていることが理解され
る。

【００５４】図１を参照して、作用について説明する
と、外部の供給源からの給水は、水温を高めるために、
エコノマイザ５０の管を通過した後、壁１８，２０，２
２の下方部分に設けられた入口ヘッダー７０（図８）に
導かれる。全量の水は、壁１８，２０，２２を通って、
また図８により詳細に示すように、これらの壁を形成す
る管２４ａ，２４ｂ，２４ｃを通って流れ、水温を更に
高くし、その少くとも一部分を蒸気とした後、蒸気発生
器１０の上部に配されたヘッダー８４（図８）に集収さ
れる。炉中の隣接垂直管の間の流体の温度差は、１００
°Ｆ（３７．８℃）より低い温度に保たねばならない。
流体は、次に、適宜の下降管など（図示しない）を通っ
て下方に流れた後、隔壁５８（図２）を通って上方に流
れ、追加の熱を流体に付加する。流体は、次に、連絡−
対流域３０の壁３４，３６，３８，４４を通過した後、
集収され、屋根６０に通される。流体は、屋根６０か
ら、適宜の集収ヘッダー等を経て、セパレーター６４に
導かれる。セパレーター６４は、流体の蒸気部分をその
液部分から分離する。液部分は、セパレーター６４か
ら、更に処理されるように、ドレンマニホルド及び熱回
収回路（図示しない）に通される。セパレーター６４中
の流体の蒸気部分は、直接に、１次過熱器５２に通され
る。流体は、１次過熱器５２から、スプレーによって熱
緩和（attemperate）された後、プラテン過熱器５６及
び仕上げ過熱器５７に導かれた後、乾燥蒸気の状態で、
タービンその他に通される。

【００５５】前述した構成によって、いくつかの利点が
得られる。一例として、中間炉区画１４を形成するよう
に巻回される角度管の使用により、流体による炉の熱の
不均衡の平均化が可能となり、流体は、それにより、１
回の完全パスで、炉区画の境界壁１８，２０，２２を通
過しうるため、多重パスと、それに伴う中間ヘッダー及
び下降管とが不要となる。更に、角度管により、管を垂
直に配設した配列と比較して高い質量流量と大きな管サ
イズとを利用することが可能となる。

【００５６】更に別の利点は、管２４ｂの垂直部分と角
度部分との間の本明細書中において説明した推移によっ
て得られる。一例として、分岐状の取付具に比較して、
サイクリングサービス時の構造上の一体性及び熱疲労に
対する使用寿命が増大する。２相流も除かれ、又はより
均等に分配される。管２４ｂの全体的な熱負担の減少の
結果として、管２４ｂの全ての負荷において、出力エン
タルピーの不平衡が低減される。管２４ｂの入口におい
ての低冷却部が減少し、その結果として、低臨界圧力操
作の間の管２４ｂの熱水圧感度が改善される。下方炉区
画１２中の管中の流体の質量流速は、分岐状の取付具又
は中間ヘッダーを用いて得られる流速の５０％以上とす
ることができる。側部壁２２よりも多量の熱を吸収す
る、内方に傾斜した壁部１８，２０から結果として生ず
るホッパー区画２３中の管２４ｂの入口においての熱吸
収の不平衡は、分岐状の取付具又は中間ヘッダーを用い
た場合の不平衡の１／３と少くできる。管２４ｂの直立
部分と角度部分との間に別々の湾曲要素を用いた場合に
は、耐火シールの代りに溶接シールを用いることができ
る。

【００５７】以上に説明した好ましい実施例は、実質的
に矩形の断面形状の炉を備えているが、角度管の配列が
保たれる限り、それ以外の断面形状例えば円形又は楕円
形の断面形状を用いても良い。例えば炉は、炉の断面形
状に適合したパターンにおいて、らせん形とすることが
できる。（この意味において、炉の境界壁に管を角度を
なして配設した、本発明によってカバーされる形式のボ
イラーは、実質的に矩形の断面形状を有するボイラーに
おいては真の数学的つる巻線は生成されないとしても、
当業界において、「らせん管ボイラー」と通常呼ばれて
いることを付記する）。

【００５８】また、管２４ｂは、炉全体の物理的寸法に
より、１回より少し少ないか又は１回り以上に亘って炉
の回りに巻回させることができる。角度管２４ｂは、水
平面に対していろいろの角度に傾斜させることができ、
各々の管２４ｂについて１以上の垂直管２４ａ，２４ｃ
を配することができる。管２４ｂは、垂直管部分と角度
管部分との間に別個の湾曲要素を利用することができ
る。湾曲要素の入口及び出口直径は異なってもよい。管
２４ｂは、平滑な内孔又は旋条つき内孔を有しても良
く、多重進みリブもしくは内部リボンタービュレータを
利用するものでも良い。

【００５９】再び図８を参照して、角度管２４ｂの上部
端とバッファーとの間の流体連通を確保するように下降
管８０を熱回収域において短い開口の側部壁バッファー
８６に接続することができることが更に理解される。そ
の場合、流体を、熱回収域バッファー回路において使用
するように、管２４ｂの上部端から通過させることによ
り、開口／熱回収域と炉の外囲い壁との間の溶接界面に
おいての熱応力を減少させることができる。

【００６０】また、蒸気発生器の一部分は、図示の都合
上、割愛されていることが更に理解される。一例とし
て、蒸気発生器の境界壁の回りに延長する支持構造を設
けると共に、慣用されるように空気を供給するために風
箱その他をバーナー２８の回りに設けるようにしても良
い。更に、慣用されるように、頂部の支持及び熱膨張に
適合するように、上方炉区画１６及び連絡−対流域３０
を形成する管２４の上端部を、蒸気発生器１０の上方の
位置から懸下することができることも又理解される。

【００６１】本発明をその特定の実施例について以上に
説明したが、これ以外にも、種々の変形が可能であり、
前述した特定の構成は、単なる例示に過ぎず、本発明を
限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の蒸気発生器を示す概略断面図
である。

【図２】図２は、図１の２−２線に沿った断面図であ
る。

【図３】図３は、図１の蒸気発生器の一部を示す部分的
な斜視図である。

【図４】図４は、図１の境界壁の中間区画と下方区画と
の間に配された管の拡大部分の正面立面図である。

【図５】図５は、図４の５−５線に沿った一部断面側面
図である。

【図６】図６は、図１の境界壁の中間区画と上部区画と
の間に配された管の拡大部分正面立面図である。

【図７】図７は、図６の７−７線に沿った一部断面側面
図である。

【図８】図８は、図１の蒸気発生器の炉区画の境界壁を
通る流体流回路を示す概略図である。

【符号の説明】

１０ 蒸気発生器 ２４ａ 複数の管の第１部分 ２４ｂ 複数の管の第３部分 ２４ｃ 複数の管の第２部分 ２８ バーナー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉の下方壁部分の一部分を形成するよう
   に実質的に垂直に延長している、複数の管の第１部分
   と、 炉の上方壁部分の一部分を形成するように実質的に垂直
   に延長している、複数の管の第２部分と、 前記下方壁部分の一部分を形成するように該下方壁部分
   において実質的に垂直に延長し、前記炉の中間壁部分を
   形成するように実質的に角度をなして延長し、前記上方
   壁部分の一部を形成するように前記上方壁部分において
   実質的に垂直に延長している、複数の管の第３部分と、
   を有し、該管の第３部分は、前記下方壁部分中の前記管
   の第１部分及び前記上方壁部分の管の第２部分と実質的
   に互いに介在組合され同一平面内において平行な関係と
   され、更に、 前記管を経て流体を通過させ該流体に熱を与えるための
   手段を有する蒸気発生器装置。
2. 【請求項２】 複数の管によって形成された境界壁を備
   えた垂直炉区画と、 前記壁の下方部分において実質的に垂直に延在する前記
   管の第１部分と、 前記壁の上方部分において実質的に垂直に延在する前記
   管の第２部分と、 前記下方壁部分において実質的に垂直に延長し、前記壁
   の中間部分において実質的に角度をなして延長し、前記
   上方壁部分において実質的に垂直に延長している、複数
   の管の第３部分と、を有し、該管の第３部分は、前記下
   方壁部分の前記管の第１部分及び前記上方壁部分の管の
   第２部分と実質的に互いに介在組合され同一平面内にお
   いて平行な関係とされ、更に、 前記管を経て液体を通過させ該流体に前記炉中において
   発生した熱を与える手段を有する蒸気発生器装置。
3. 【請求項３】 複数の管によって形成された境界壁を備
   えた直立炉区画を有し、前記境界壁は、下方壁区画、中
   間壁区画及び上方壁区画に区分され、前記複数の管は、
   第１管群、第２管群及び第３管群に配分され、該第１管
   群及び第２管群は、実質的に垂直に延長し、 該第２管群の各管は、隣接する順序で、実質的に垂直に
   延長する第１部分、第１湾曲部分、水平面に対し鋭角で
   延長する部分、第２湾曲部分並びに実質的に垂直に延長
   する第２部分を含み、前記第２管群の各管は、前記炉区
   画の全長に亘って延長する実質的に単一の連続の平滑な
   流体流通路を形成し、 前記下方壁部分は、前記第２管群の前記第１の垂直部分
   と実質的に互いに介在組合され同一平面内において平行
   な関係において該第１の垂直部分の間に均等に分布され
   た前記第１管群を含み、 前記中間壁部分は、前記第２管群の前記角度部分を含
   み、 前記上方壁部分は、前記第２管群の第２の垂直部分と実
   質的に互いに介在組合され同一平面内において平行な関
   係において該第２の垂直部分の間に均等に分布された前
   記第３管群を含み、更に、 前記流体に熱を与えるために該流体を前記管に導く手段
   を有し、該流体は、前記第１管群に、次に前記第２管群
   に、次に前記第３管群にそれぞれ導かれるようにした蒸
   気発生器装置。