JPH09318002A - 竪型蒸気発生器 - Google Patents
竪型蒸気発生器Info
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- JPH09318002A JPH09318002A JP13901996A JP13901996A JPH09318002A JP H09318002 A JPH09318002 A JP H09318002A JP 13901996 A JP13901996 A JP 13901996A JP 13901996 A JP13901996 A JP 13901996A JP H09318002 A JPH09318002 A JP H09318002A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 管形熱交換器式竪型蒸気発生器の伝熱性能を
向上するに際し、給水と循環熱水との混合を促進して熱
損傷を防止する。 【解決手段】 竪型蒸気発生器は、下部に水室を一体的
に画成する胴３１、胴３１内に設けられ伝熱管群を形成
する多数の逆Ｕ字形伝熱管、胴３１内に伝熱管群を囲ん
で設けられ胴３１と協働してダウンカマー４９を画成す
るラッパー構造体４３、ラッパー構造体４３の下部に対
向して胴３１に一体的に構成された給水ノズル４５、ラ
ッパー構造体４３の上部に設けられた汽水分離器、給水
ノズル４５の下方に位置してダウンカマー４９内に設け
られた混合板６１及び胴３１の内部を水室から隔離する
管板３３と混合板６１との間に位置してダウンカマー４
９内に設けられた多孔板６３を有している。
向上するに際し、給水と循環熱水との混合を促進して熱
損傷を防止する。 【解決手段】 竪型蒸気発生器は、下部に水室を一体的
に画成する胴３１、胴３１内に設けられ伝熱管群を形成
する多数の逆Ｕ字形伝熱管、胴３１内に伝熱管群を囲ん
で設けられ胴３１と協働してダウンカマー４９を画成す
るラッパー構造体４３、ラッパー構造体４３の下部に対
向して胴３１に一体的に構成された給水ノズル４５、ラ
ッパー構造体４３の上部に設けられた汽水分離器、給水
ノズル４５の下方に位置してダウンカマー４９内に設け
られた混合板６１及び胴３１の内部を水室から隔離する
管板３３と混合板６１との間に位置してダウンカマー４
９内に設けられた多孔板６３を有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、管形熱交換器式の
竪型蒸気発生器に関する。
竪型蒸気発生器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の管形熱交換器式竪型蒸気発生器の
典型的な構造を図４に示す。この蒸気発生器の構造及び
機能を簡単に説明すると、竪型の胴１の下部には管板３
が一体的に形成され、管板３は半球殻状鏡板５と協働し
て隔壁で区画された入口水室７及び出口水室９を画成し
ている。管板３に両端が取り付けられた多数の逆Ｕ字形
伝熱管１１が伝熱管群を形成し、これはラッパー構造体
１３によって囲まれている。胴１の上部の給水ノズル１
５は給水リング１７に連通していて、この給水リング１
７から流入した給水は、胴１１とラッパー構造体１３と
の間の環状下降流路乃至ダウンカマー１９内を下方に流
れる。そして管板３の上で反転した給水は、ラッパー構
造体１３の中を伝熱管１１に沿って流れ上がり、伝熱管
１１の中を流れる加熱流体により加熱され、一部が蒸気
となる。蒸気と熱水の混合体は、更に上昇して汽水分離
器２１で分離される。蒸気は上方に流れて流出し、熱水
はダウンカマー１９内を前述の給水と一緒に流れる。他
方、前述の加熱流体は、図示しない加熱源から入口水室
７に流入し、前述のように逆Ｕ字形伝熱管１１の中を流
れて外側の給水を加熱し、低温になって出口水室９に戻
り、そして加熱源へ戻る。
典型的な構造を図４に示す。この蒸気発生器の構造及び
機能を簡単に説明すると、竪型の胴１の下部には管板３
が一体的に形成され、管板３は半球殻状鏡板５と協働し
て隔壁で区画された入口水室７及び出口水室９を画成し
ている。管板３に両端が取り付けられた多数の逆Ｕ字形
伝熱管１１が伝熱管群を形成し、これはラッパー構造体
１３によって囲まれている。胴１の上部の給水ノズル１
５は給水リング１７に連通していて、この給水リング１
７から流入した給水は、胴１１とラッパー構造体１３と
の間の環状下降流路乃至ダウンカマー１９内を下方に流
れる。そして管板３の上で反転した給水は、ラッパー構
造体１３の中を伝熱管１１に沿って流れ上がり、伝熱管
１１の中を流れる加熱流体により加熱され、一部が蒸気
となる。蒸気と熱水の混合体は、更に上昇して汽水分離
器２１で分離される。蒸気は上方に流れて流出し、熱水
はダウンカマー１９内を前述の給水と一緒に流れる。他
方、前述の加熱流体は、図示しない加熱源から入口水室
７に流入し、前述のように逆Ｕ字形伝熱管１１の中を流
れて外側の給水を加熱し、低温になって出口水室９に戻
り、そして加熱源へ戻る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の竪型
蒸気発生器では、給水は給水リング１７により円周状に
分配されてダウンカマー１９に入り、比較的長い距離を
熱水と一緒に流れるので、混合が促進され、局部的高熱
部分等は発生しない。しかしながら、混合流体の温度は
平均化されるので、伝熱管内加熱流体の温度が低い出口
側乃至低温部で伝熱管の内外温度差が小さいから、伝熱
性能が低いという問題があった。このため、伝熱性能を
高めるために伝熱管の低温部に給水を集中して導くよう
に、給水ノズルを胴の下部に設けることも提案されてい
るが、このような構造では給水と循環熱水がうまく混合
しないと、高温熱水と低温給水が並流したり交互に流れ
たりして関連内部部材の温度分布に変動、片寄りが生じ
て熱疲労などの問題を生ずる虞れがある。。従って、本
発明は、伝熱性能が良く且つ熱変動などによる熱損傷等
が無い優れた竪型蒸気発生器を提供することを課題とす
る。
蒸気発生器では、給水は給水リング１７により円周状に
分配されてダウンカマー１９に入り、比較的長い距離を
熱水と一緒に流れるので、混合が促進され、局部的高熱
部分等は発生しない。しかしながら、混合流体の温度は
平均化されるので、伝熱管内加熱流体の温度が低い出口
側乃至低温部で伝熱管の内外温度差が小さいから、伝熱
性能が低いという問題があった。このため、伝熱性能を
高めるために伝熱管の低温部に給水を集中して導くよう
に、給水ノズルを胴の下部に設けることも提案されてい
るが、このような構造では給水と循環熱水がうまく混合
しないと、高温熱水と低温給水が並流したり交互に流れ
たりして関連内部部材の温度分布に変動、片寄りが生じ
て熱疲労などの問題を生ずる虞れがある。。従って、本
発明は、伝熱性能が良く且つ熱変動などによる熱損傷等
が無い優れた竪型蒸気発生器を提供することを課題とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】如上の課題を解決するた
め、本発明によれば、竪型蒸気発生器は、下部に水室を
一体的に画成する胴、同胴内に設けられ伝熱管群を形成
する多数の逆Ｕ字形伝熱管、前記胴内に前記伝熱管群を
囲んで設けられ該胴と協働して環状下降流路を画成する
ラッパー構造体、同ラッパー構造体の下部に対向して前
記胴に一体的に構成された給水ノズル、前記ラッパー構
造体の上部に設けられた汽水分離器、前記給水ノズルの
下方に位置して前記環状下降通路内に設けられた混合板
及び前記胴の内部を前記水室から隔離する管板と前記混
合板との間に位置して前記環状下降流路内に設けられた
多孔板を有して構成される。
め、本発明によれば、竪型蒸気発生器は、下部に水室を
一体的に画成する胴、同胴内に設けられ伝熱管群を形成
する多数の逆Ｕ字形伝熱管、前記胴内に前記伝熱管群を
囲んで設けられ該胴と協働して環状下降流路を画成する
ラッパー構造体、同ラッパー構造体の下部に対向して前
記胴に一体的に構成された給水ノズル、前記ラッパー構
造体の上部に設けられた汽水分離器、前記給水ノズルの
下方に位置して前記環状下降通路内に設けられた混合板
及び前記胴の内部を前記水室から隔離する管板と前記混
合板との間に位置して前記環状下降流路内に設けられた
多孔板を有して構成される。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下添付の図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。図３は本発明による竪型蒸気発
生器３０の全体構造を示す立断面図であり、図に示すよ
うに竪型の胴３１の下端は管板３３に一体的に接合され
ている。半球殻状の鏡板３５は、加熱流体の入口水室３
７と出口水室３９を管板３３と協働して画成している。
管板３３の図示しない伝熱管用穴に両端が挿入・接合さ
れた多数の逆Ｕ字形伝熱管４１は伝熱管群乃至伝熱管束
４７を形成し、この伝熱管束４７はラッパー構造体４３
により囲まれている。この伝熱管束４７の入口水室３７
に近い部分の伝熱管脚部は、後述するように相対的に高
温の加熱流体を受け入れて流すので、高温側部４７ａと
なり、伝熱管束４７の出口水室３９に近い部分の伝熱管
脚部は相対的に低温の加熱流体が流れるので、低温側部
４７ｂとなっている。そしてこの低温側部４７ｂに面す
るラッパー構造体４３の部分に対向して給水ノズル４５
が、胴３１に一体的に形成され、外端は図示しない給水
管に連絡している。又、ラッパー構造体４３と胴３１の
内面との間に画成された環状下降流路すなわちダウンカ
マー４９は、上方が開口してラッパー構造体４３の上部
の汽水分離器５１から戻る循環熱水を受け入れるように
なっている。胴３１の天井部には、蒸気出口５３があ
り、図示しない蒸気使用施設に連絡している。
の実施形態を説明する。図３は本発明による竪型蒸気発
生器３０の全体構造を示す立断面図であり、図に示すよ
うに竪型の胴３１の下端は管板３３に一体的に接合され
ている。半球殻状の鏡板３５は、加熱流体の入口水室３
７と出口水室３９を管板３３と協働して画成している。
管板３３の図示しない伝熱管用穴に両端が挿入・接合さ
れた多数の逆Ｕ字形伝熱管４１は伝熱管群乃至伝熱管束
４７を形成し、この伝熱管束４７はラッパー構造体４３
により囲まれている。この伝熱管束４７の入口水室３７
に近い部分の伝熱管脚部は、後述するように相対的に高
温の加熱流体を受け入れて流すので、高温側部４７ａと
なり、伝熱管束４７の出口水室３９に近い部分の伝熱管
脚部は相対的に低温の加熱流体が流れるので、低温側部
４７ｂとなっている。そしてこの低温側部４７ｂに面す
るラッパー構造体４３の部分に対向して給水ノズル４５
が、胴３１に一体的に形成され、外端は図示しない給水
管に連絡している。又、ラッパー構造体４３と胴３１の
内面との間に画成された環状下降流路すなわちダウンカ
マー４９は、上方が開口してラッパー構造体４３の上部
の汽水分離器５１から戻る循環熱水を受け入れるように
なっている。胴３１の天井部には、蒸気出口５３があ
り、図示しない蒸気使用施設に連絡している。
【０００６】以上の構成の蒸気発生器３０の基本的な作
用を説明すると、入口水室３７に流入した加熱流体は、
伝熱管束４７の高温側部４７ａに位置する伝熱管４１の
脚部を貫流し、しかる後に反転して伝熱管束４７の低温
側部４７ｂに位置する伝熱管４１の脚部を貫流して出口
水室３９に至る。そして前述の伝熱管４１内の貫流に際
し、伝熱管４１の外側にある給水又は循環熱水を加熱す
る。他方、給水ノズル４５から流入した低温の給水は、
ダウンカマー４９内を下降し、管板３３の上面で半径方
向内側に向きを変え、更にラッパー構造体４３の中を伝
熱管４１に沿って加熱されながら上昇する。其の一部が
蒸気となり、２相流体となって汽水分離器５１に入り、
蒸気と熱水とに分離される。蒸気は、天井部の蒸気出口
５３から流出し、熱水は循環熱水となって落下し、ダウ
ンカマー４９内に流入し、其の中を下方に流れる。
用を説明すると、入口水室３７に流入した加熱流体は、
伝熱管束４７の高温側部４７ａに位置する伝熱管４１の
脚部を貫流し、しかる後に反転して伝熱管束４７の低温
側部４７ｂに位置する伝熱管４１の脚部を貫流して出口
水室３９に至る。そして前述の伝熱管４１内の貫流に際
し、伝熱管４１の外側にある給水又は循環熱水を加熱す
る。他方、給水ノズル４５から流入した低温の給水は、
ダウンカマー４９内を下降し、管板３３の上面で半径方
向内側に向きを変え、更にラッパー構造体４３の中を伝
熱管４１に沿って加熱されながら上昇する。其の一部が
蒸気となり、２相流体となって汽水分離器５１に入り、
蒸気と熱水とに分離される。蒸気は、天井部の蒸気出口
５３から流出し、熱水は循環熱水となって落下し、ダウ
ンカマー４９内に流入し、其の中を下方に流れる。
【０００７】本発明の実施形態の要部を拡大して示した
透視図である図１及び部分立断面図である図２を参照す
るに給水ノズル４５の直下に位置して弧状の混合板６１
がダウンカマー４９内に設けられ、更に混合板６１の下
方に弧状の多孔板６３が設けられている。多孔板６３の
円周方向両端には多孔板６３の無いダウンカマー４９の
部分を覆うように連続して多孔板６５が設けられ、更に
混合板６１と多孔板６３との中間位置にも同様な多孔板
６５が設けられている。上方の多孔板６５の端部は、平
面投影図において混合板６１とオーバーラップしても良
いが、多孔板６５の開口比は相対的に大きく多孔板６３
の開口比は相対的に小さく設定される。
透視図である図１及び部分立断面図である図２を参照す
るに給水ノズル４５の直下に位置して弧状の混合板６１
がダウンカマー４９内に設けられ、更に混合板６１の下
方に弧状の多孔板６３が設けられている。多孔板６３の
円周方向両端には多孔板６３の無いダウンカマー４９の
部分を覆うように連続して多孔板６５が設けられ、更に
混合板６１と多孔板６３との中間位置にも同様な多孔板
６５が設けられている。上方の多孔板６５の端部は、平
面投影図において混合板６１とオーバーラップしても良
いが、多孔板６５の開口比は相対的に大きく多孔板６３
の開口比は相対的に小さく設定される。
【０００８】ここで、給水ノズル４５の周囲の流れを説
明すると、給水Ａは、給水ノズル４５からダウンカマー
４９内に流入する。一方前述の汽水分離器５１からの再
循環熱水Ｂがダウンカマー４９内を矢印に示すように流
れていて、給水Ａは循環熱水と衝突し混合する。これら
の流れは混合板６１の邪魔板作用により円周方向に案内
され、混合板６１の背面に流れ込んで一次混合水Ｃとな
る。上方の開口比の大きい多孔板６５は、再循環熱水Ｂ
の一部を貫流させ、残りを混合板６１の背面部に導き一
次混合水Ｃの混合を促進する。その一次混合水Ｃは、開
口比の小さい多孔板６３により大きい抵抗を受けて一部
が両側の多孔板６５の方に導かれる。これは上方の多孔
板６５を貫流した再循環熱水Ａと混合し、下側の多孔板
６５を貫流する。このようにして、混合の進み且つ流速
分布の一様な二次混合水Ｄが得られ、ラッパー構造体４
３の下端縁４３ａを回り込んで伝熱管束４７の中に流れ
込む。このようにして伝熱管束４７内に流入した二次混
合水Ｄ即ち給水は、図３について説明したように伝熱管
４１内の加熱流体との熱交換により加熱され、沸騰す
る。
明すると、給水Ａは、給水ノズル４５からダウンカマー
４９内に流入する。一方前述の汽水分離器５１からの再
循環熱水Ｂがダウンカマー４９内を矢印に示すように流
れていて、給水Ａは循環熱水と衝突し混合する。これら
の流れは混合板６１の邪魔板作用により円周方向に案内
され、混合板６１の背面に流れ込んで一次混合水Ｃとな
る。上方の開口比の大きい多孔板６５は、再循環熱水Ｂ
の一部を貫流させ、残りを混合板６１の背面部に導き一
次混合水Ｃの混合を促進する。その一次混合水Ｃは、開
口比の小さい多孔板６３により大きい抵抗を受けて一部
が両側の多孔板６５の方に導かれる。これは上方の多孔
板６５を貫流した再循環熱水Ａと混合し、下側の多孔板
６５を貫流する。このようにして、混合の進み且つ流速
分布の一様な二次混合水Ｄが得られ、ラッパー構造体４
３の下端縁４３ａを回り込んで伝熱管束４７の中に流れ
込む。このようにして伝熱管束４７内に流入した二次混
合水Ｄ即ち給水は、図３について説明したように伝熱管
４１内の加熱流体との熱交換により加熱され、沸騰す
る。
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
伝熱管束の低温側部に近い胴の位置に給水ノズルが設け
られ、更にその開口の下方に位置して環状下降流路内に
混合板と多孔板とを順次設けたので、給水と循環熱水と
の混合が促進されて一様な熱分布が得られ、伝熱性能を
向上しつつ熱損傷を防止することができる。
伝熱管束の低温側部に近い胴の位置に給水ノズルが設け
られ、更にその開口の下方に位置して環状下降流路内に
混合板と多孔板とを順次設けたので、給水と循環熱水と
の混合が促進されて一様な熱分布が得られ、伝熱性能を
向上しつつ熱損傷を防止することができる。
【図１】本発明の実施形態の要部を示す拡大透視図であ
る。
る。
【図２】図１のII−II線に沿う部分断面図である。
【図３】前記実施形態における蒸気発生器の全体を示す
立断面図である。
立断面図である。
【図４】従来の蒸気発生器の一例を示す立断面図であ
る。
る。
３０ 蒸気発生器 ３１ 胴 ３３ 管板 ３５ 鏡板 ３７ 入口水室 ３９ 出口水室 ４１ 伝熱管 ４３ ラッパー構造体 ４５ 給水ノズル ４７ 伝熱管束 ４９ ダウンカマー ５１ 汽水分離器 ６１ 混合板 ６３、６５ 多孔板
Claims (1)
- 【請求項１】 下部に水室を一体的に画成する胴、同胴
内に設けられ伝熱管群を形成する多数の逆Ｕ字形伝熱
管、前記胴内に前記伝熱管群を囲んで設けられ該胴と協
働して環状下降流路を画成するラッパー構造体、同ラッ
パー構造体の下部に対向して前記胴に一体的に構成され
た給水ノズル、前記ラッパー構造体の上部に設けられた
汽水分離器、前記給水ノズルの下方に位置して前記環状
下降通路内に設けられた混合板及び前記胴の内部を前記
水室から隔離する管板と前記混合板との間に位置して前
記環状下降流路内に設けられた多孔板を有してなること
を特徴とする竪型蒸気発生器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13901996A JPH09318002A (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | 竪型蒸気発生器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13901996A JPH09318002A (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | 竪型蒸気発生器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09318002A true JPH09318002A (ja) | 1997-12-12 |
Family
ID=15235588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13901996A Withdrawn JPH09318002A (ja) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | 竪型蒸気発生器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09318002A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102767813A (zh) * | 2012-07-16 | 2012-11-07 | 西安交通大学 | 电加热高温导热油蓄热蒸汽锅炉及出口蒸汽温度控制方法 |
| KR101510068B1 (ko) * | 2015-01-05 | 2015-04-07 | 정성희 | 수증기 생산장치 |
| CN105698559A (zh) * | 2016-03-31 | 2016-06-22 | 中国五冶集团有限公司 | 一种用于车间内增设热水点位的汽水混合器 |
| CN113970093A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-01-25 | 西安热工研究院有限公司 | 一种多级u型管卧式高温气冷堆蒸汽发生器 |
-
1996
- 1996-05-31 JP JP13901996A patent/JPH09318002A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102767813A (zh) * | 2012-07-16 | 2012-11-07 | 西安交通大学 | 电加热高温导热油蓄热蒸汽锅炉及出口蒸汽温度控制方法 |
| KR101510068B1 (ko) * | 2015-01-05 | 2015-04-07 | 정성희 | 수증기 생산장치 |
| CN105698559A (zh) * | 2016-03-31 | 2016-06-22 | 中国五冶集团有限公司 | 一种用于车间内增设热水点位的汽水混合器 |
| CN105698559B (zh) * | 2016-03-31 | 2017-10-13 | 中国五冶集团有限公司 | 一种用于车间内增设热水点位的汽水混合器 |
| CN113970093A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-01-25 | 西安热工研究院有限公司 | 一种多级u型管卧式高温气冷堆蒸汽发生器 |
| CN113970093B (zh) * | 2021-10-15 | 2024-03-26 | 西安热工研究院有限公司 | 一种多级u型管卧式高温气冷堆蒸汽发生器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030805 |