JPH09318294A - 管寄せの配管構造 - Google Patents
管寄せの配管構造Info
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- JPH09318294A JPH09318294A JP13219796A JP13219796A JPH09318294A JP H09318294 A JPH09318294 A JP H09318294A JP 13219796 A JP13219796 A JP 13219796A JP 13219796 A JP13219796 A JP 13219796A JP H09318294 A JPH09318294 A JP H09318294A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ボイラの毎日起動停止運転が増えるととも
に、管寄せと伝熱管（チューブスタブ）との溶接部に割
れが発生するようになった。 【解決手段】 ボイラの管寄せの中立軸面上で水平方向
対向する位置に、伝熱管が接続され、所定の長さ水平方
向に延びた後、熱交換器、例えば節炭器に導設される。
これにより管寄せの熱膨張が拘束されず、熱応力発生が
抑えられ、溶接部の割れを防止できる。
に、管寄せと伝熱管（チューブスタブ）との溶接部に割
れが発生するようになった。 【解決手段】 ボイラの管寄せの中立軸面上で水平方向
対向する位置に、伝熱管が接続され、所定の長さ水平方
向に延びた後、熱交換器、例えば節炭器に導設される。
これにより管寄せの熱膨張が拘束されず、熱応力発生が
抑えられ、溶接部の割れを防止できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラの管寄せに
係わり、管寄せと伝熱管の取り付け部の腐食環境下での
疲労強度を増すのに好適な管寄せの配管構造に関するも
のである。
係わり、管寄せと伝熱管の取り付け部の腐食環境下での
疲労強度を増すのに好適な管寄せの配管構造に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】ボイラの煙道ガスの余熱を利用してボイ
ラ給水を予熱する節炭器入口の管寄せ１は、図４に示す
ように、ボイラ本体の後方炉内節炭器４下部に配置さ
れ、その役割は給水ポンプ（図示しない）から低温の給
水を節炭器へ供給する手前で多数の伝熱管に分配するも
のである。
ラ給水を予熱する節炭器入口の管寄せ１は、図４に示す
ように、ボイラ本体の後方炉内節炭器４下部に配置さ
れ、その役割は給水ポンプ（図示しない）から低温の給
水を節炭器へ供給する手前で多数の伝熱管に分配するも
のである。
【０００３】従来の節炭器入口の管寄せでは、図５に示
すように、管寄せ１の両端の給水入口ノズル３から管寄
せ中央に向かって給水が供給され、管寄せ１の長手方向
に沿って多数配列接続されたチューブスタブ、すなわち
伝熱管２により給水は分配され、伝熱管２は上方の節炭
器へ導設されて加熱される。伝熱管２は、図６に示すよ
うに、管寄せ１の外周上部の約９０°または約４５°の
方向に溶接されて延びている。
すように、管寄せ１の両端の給水入口ノズル３から管寄
せ中央に向かって給水が供給され、管寄せ１の長手方向
に沿って多数配列接続されたチューブスタブ、すなわち
伝熱管２により給水は分配され、伝熱管２は上方の節炭
器へ導設されて加熱される。伝熱管２は、図６に示すよ
うに、管寄せ１の外周上部の約９０°または約４５°の
方向に溶接されて延びている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の管寄せ１と伝熱管２との配管構造では、図７に示
すように、溶接部分の管寄せ１と伝熱管２の管内表面
に、疲労腐食割れが細かく密集して発生することが分か
った。
従来の管寄せ１と伝熱管２との配管構造では、図７に示
すように、溶接部分の管寄せ１と伝熱管２の管内表面
に、疲労腐食割れが細かく密集して発生することが分か
った。
【０００５】その原因を図８の熱応力発生プロセス図に
より説明する。ボイラ起動時の低温給水の流入と、運転
中の飽和水の再循環と煙道ガスからの受熱による対流発
生とにより、管寄せ１の外部と内部との温度差に加え
て、下部と上部との温度差が生じる。給水の腐食環境下
で、管寄せにその温度差によって発生する熱応力がボイ
ラの起動停止毎に繰り返し加わるために、金属疲労と腐
食が重なって割れを発生させるものである。
より説明する。ボイラ起動時の低温給水の流入と、運転
中の飽和水の再循環と煙道ガスからの受熱による対流発
生とにより、管寄せ１の外部と内部との温度差に加え
て、下部と上部との温度差が生じる。給水の腐食環境下
で、管寄せにその温度差によって発生する熱応力がボイ
ラの起動停止毎に繰り返し加わるために、金属疲労と腐
食が重なって割れを発生させるものである。
【０００６】管寄せの上下温度差に起因する熱応力は、
温度差が存在しても、管寄せ１が上下方向に自由にハン
ピング（丸く反ること）しさえすれば発生しない。しか
し図６のように、節炭器に導設される伝熱管２の始端部
が管寄せ１の上部だけに接続されていると、伝熱管２が
剛性を持っているために、管寄せ１の熱膨張によるハン
ピングを拘束することになる。
温度差が存在しても、管寄せ１が上下方向に自由にハン
ピング（丸く反ること）しさえすれば発生しない。しか
し図６のように、節炭器に導設される伝熱管２の始端部
が管寄せ１の上部だけに接続されていると、伝熱管２が
剛性を持っているために、管寄せ１の熱膨張によるハン
ピングを拘束することになる。
【０００７】こうして、管寄せ１の上下温度差に比例し
た熱応力が、管寄せ１と伝熱管２の溶接部に繰り返し加
わり、疲労と腐食による割れ発生の危険度が高まること
になる。最近はボイラの毎日起動停止（Ｄａｉｌｙ Ｓ
ｔａｒｔ Ｓｔｏｐ，略称ＤＳＳ）運転が急増している
ために、このような管寄せ溶接部の疲労腐食割れ防止対
策が急務とされていた。
た熱応力が、管寄せ１と伝熱管２の溶接部に繰り返し加
わり、疲労と腐食による割れ発生の危険度が高まること
になる。最近はボイラの毎日起動停止（Ｄａｉｌｙ Ｓ
ｔａｒｔ Ｓｔｏｐ，略称ＤＳＳ）運転が急増している
ために、このような管寄せ溶接部の疲労腐食割れ防止対
策が急務とされていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、管寄せから、例えば節炭器のような熱
交換器に至る伝熱管が、管寄せの中立軸面上で水平方向
互いに対向する位置で管寄せに接続され、所定の長さ水
平方向に延びた後、熱交換器に向けて導設されたものと
している。
めに、本発明は、管寄せから、例えば節炭器のような熱
交換器に至る伝熱管が、管寄せの中立軸面上で水平方向
互いに対向する位置で管寄せに接続され、所定の長さ水
平方向に延びた後、熱交換器に向けて導設されたものと
している。
【０００９】さらに、伝熱管は、管寄せの長手方向両側
に千鳥状に接続されることが好ましい。
に千鳥状に接続されることが好ましい。
【００１０】また本発明は、上記の管寄せの配管構造を
備えたボイラを提供するものである。
備えたボイラを提供するものである。
【００１１】このように、伝熱管の管寄せへの取付位置
を管寄せの中立軸面の水平方向としたことにより、ボイ
ラの運転、特にＤＳＳ運転により管寄せ管壁内に温度分
布が生じても、管寄せの自由な熱膨張が拘束されること
がなく、管寄せと伝熱管の溶接部の疲労腐食割れの原因
となる熱応力の発生を抑制することができる。
を管寄せの中立軸面の水平方向としたことにより、ボイ
ラの運転、特にＤＳＳ運転により管寄せ管壁内に温度分
布が生じても、管寄せの自由な熱膨張が拘束されること
がなく、管寄せと伝熱管の溶接部の疲労腐食割れの原因
となる熱応力の発生を抑制することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１、図
２、図３に示す。図１は、ボイラ節炭器入口側の管寄せ
１に、チューブスタブともいう複数の伝熱管２を取り付
けた状態の平面図である。また、図２は、図１のII−II
矢視図で、管寄せ１の断面と、それに接続され左右に延
びる伝熱管２を示す。図３は、管寄せ１と伝熱管２の溶
接部の詳細断面図である。
２、図３に示す。図１は、ボイラ節炭器入口側の管寄せ
１に、チューブスタブともいう複数の伝熱管２を取り付
けた状態の平面図である。また、図２は、図１のII−II
矢視図で、管寄せ１の断面と、それに接続され左右に延
びる伝熱管２を示す。図３は、管寄せ１と伝熱管２の溶
接部の詳細断面図である。
【００１３】各伝熱管２は、図２のよに、管寄せ１の中
立軸を通る水平面上を左右方向に所定の長さ直線状に延
びて取り付けられている。また、管寄せ１に対し複数の
伝熱管２は、図１のように左右千鳥状の位置に取り付け
られている。
立軸を通る水平面上を左右方向に所定の長さ直線状に延
びて取り付けられている。また、管寄せ１に対し複数の
伝熱管２は、図１のように左右千鳥状の位置に取り付け
られている。
【００１４】管寄せ１の管壁内上面と下面に温度分布が
生じた場合、管寄せ１が上下方向に湾曲しようとする
（ハンピングという）が、これを拘束する位置、例えば
図６に示すような上部位置に伝熱管２が取り付けられて
いると、材料力学の一般理論から、図２に示す管寄せ１
の上部（θ＝０°）には最大の熱応力が発生する。
生じた場合、管寄せ１が上下方向に湾曲しようとする
（ハンピングという）が、これを拘束する位置、例えば
図６に示すような上部位置に伝熱管２が取り付けられて
いると、材料力学の一般理論から、図２に示す管寄せ１
の上部（θ＝０°）には最大の熱応力が発生する。
【００１５】しかし、本発明のように伝熱管２を管寄せ
１の水平な直径方向（θ＝９０°とθ＝２７０°）に取
り付ければ、管寄せ１の中立軸に当るから、熱応力の発
生を最小に抑えることができる。伝熱管２は、図２のよ
うに、管寄せ１に対し水平方向に所定の長さ直進した後
曲げられて、上部の節炭器４の配管に接続される。
１の水平な直径方向（θ＝９０°とθ＝２７０°）に取
り付ければ、管寄せ１の中立軸に当るから、熱応力の発
生を最小に抑えることができる。伝熱管２は、図２のよ
うに、管寄せ１に対し水平方向に所定の長さ直進した後
曲げられて、上部の節炭器４の配管に接続される。
【００１６】
【発明の効果】本発明のボイラの管寄せに対する伝熱管
の配管構造によれば、ボイラのＤＳＳ運転が行われて
も、管寄せと伝熱管との溶接部における熱応力の発生を
最小限に抑えることができるから、従来の配管構造に比
較して疲労寿命強度を約３倍にも増大可能であり、ボイ
ラの保守安全性を著しく高めることができる。
の配管構造によれば、ボイラのＤＳＳ運転が行われて
も、管寄せと伝熱管との溶接部における熱応力の発生を
最小限に抑えることができるから、従来の配管構造に比
較して疲労寿命強度を約３倍にも増大可能であり、ボイ
ラの保守安全性を著しく高めることができる。
【図１】本発明による管寄せに伝熱管を取り付けた状態
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図２】図１のII−II矢視断面図である。
【図３】図１の管寄せと伝熱管との溶接部の詳細断面図
である。
である。
【図４】一般的なボイラの斜視図である。
【図５】従来の管寄せに伝熱管を取り付けた状態を示す
立面図である。
立面図である。
【図６】図５のVI−VI矢視断面図である。
【図７】従来の管寄せと伝熱管との溶接部に発生した割
れの詳細図である。
れの詳細図である。
【図８】管寄せと伝熱管との溶接部に熱応力が発生する
プロセスを示す流れ図である。
プロセスを示す流れ図である。
１ 管寄せ ２ 伝熱管 ３ 給水口ノズル ４ 節炭器 ５ 割れ
Claims (4)
- 【請求項１】 管寄せと、該管寄せの中立軸面上で水平
方向互いに対向する位置で該管寄せに接続され、所定の
長さ水平方向に延びた後熱交換器に向けて導設された伝
熱管を備えたことを特徴とする管寄せの配管構造。 - 【請求項２】 前記伝熱管が、前記管寄せの長手方向両
側に千鳥状に接続された請求項１記載の管寄せの配管構
造。 - 【請求項３】 管寄せと、該管寄せの中立軸面上で水平
方向互いに対向する位置で該管寄せに接続され、所定の
長さ水平方向に延びた後熱交換器に向けて導設された伝
熱管を有することを特徴とする管寄せの配管構造を備え
たボイラ。 - 【請求項４】 前記伝熱管が、前記管寄せの長手方向両
側に千鳥状に接続された請求項３記載のボイラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13219796A JP3831909B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 管寄せの配管構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13219796A JP3831909B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 管寄せの配管構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09318294A true JPH09318294A (ja) | 1997-12-12 |
| JP3831909B2 JP3831909B2 (ja) | 2006-10-11 |
Family
ID=15075673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13219796A Expired - Fee Related JP3831909B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 管寄せの配管構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3831909B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102853512A (zh) * | 2011-10-09 | 2013-01-02 | 浙江三花制冷集团有限公司 | 一种集气管组件及其组合方法和空调系统 |
| CN102853511A (zh) * | 2011-10-09 | 2013-01-02 | 浙江三花制冷集团有限公司 | 一种集气管组件及其组合方法和其空调系统 |
-
1996
- 1996-05-27 JP JP13219796A patent/JP3831909B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3831909B2 (ja) | 2006-10-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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