JPS5826902A - 廃熱ボイラドラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、廃熱ボイラドラムの改良に関する。

廃熱ボイラドラムは、一般のボイラドラムの機能の他に
廃熱ボイラとしての特異性が要求される。

即ち、一般のボイラドラムは、連続運転であり％＠１図
ａ、ｂに示す如くドラム１内に蒸気室２と水室３さえあ
れば良いが、廃熱ボイラドラムは、廃熱利用の為間欠運
転であり、従って変動分４の容積が必要である。

間欠運転が行われる廃熱ボイラに於いて水位変動が起る
原因は次の通りである。

（１）熱源を回収する運転時と、熱源の無い休止時のド
ラム１′内の圧力（及び飽和温度）が変動し、これによ
り缶水の体積増加が循環系内全体に於いて運転時と休止
時に起る。

（２）休止時から運転時に入る起動時に、ボイラの伝熱
管内で蒸発が始まシ、その結果休止時に強制循環してい
た缶水の蒸気の発生により伝熱管内と伝熱管からドラム
１′までの連絡管内でその蒸気体積と缶水の体積の差分
が体積増加となる。

このように、運転時と休止時の体積増加分と蒸気発生に
よる体積増加が水位変動分４である。

この水位変動が休止時から運転時に移る時は体積が増加
し、逆に運転時から休止時に移る時は体積が減少する。

そしてこのような水位変動が運転と休止の繰返しの度毎
に起るので、間欠運転される廃熱ボイラドラムには前記
のような水位変動量をもとにした水位変動分４を考慮し
ておかねばならない。

さらに水位変動の水位制御については、第３図に示すマ
Ｈ，Ｗ、ＬからＬ、Ｗ、Ｌの間の水位変動分４を加味し
て行うようにしている。

熱源を回収する運転時は第３図のＮ、Ｗ、Ｌ（Ｈ）の水
位で制御を行い、熱源の無い休止時は９Ｎ、Ｗ、Ｌ（Ｌ
）の水位で制御を行っている。このように運転時の水位
制御レベルと休止時の水位制御レベルを切替えている。

ところで在来の廃熱ボイラドラムは、第２図ａ、ｂＫ示
す如く蒸気室２と水室３の容積に。

水位変動分４の容積を加味した内容積を有するもの、で
あり、ドラム１′の径りとドラム１′の長さＬを比較す
るとＬ／Ｄが４〜９で、比較的細長い形状のボイラドラ
ムであった。

とのような細長い形、状では、ドラム１′の鏡板の最大
製作可能寸法に技術的な制限、製品製作設備上の制約等
があって、ドラム１′の径を大きくすることが困難であ
った。またドラム１′の径を大きくし単に内容積が同一
となるドラム１′のができず、かえってドラム１′の製
品重量が、増加するという結果になり、ドラム１′の径
りとドラム１′の長さＬの比Ｌ／Ｄを４〜９よりさらに
小さくすることが困難であった。

従ってドラム１′の径を大きくせず、水位変動分４の容
積を加味したドラム１′の形状は、おのずと水位変動分
４が増加すればドラム１′の長さが長くなるという結果
になり、蒸気室２と水室３の容積も必然的に必要容積よ
りも大きくなる。

その為、ドラム内容積の約８０％が水位変動分４で、残
９の約７０９６が蒸気室２と水室３となり、ドラム１′
の製品重量及び据付重量が増大し。

ドラム上架用の架台や建屋等も過大な荷重を受けれるよ
うに設計し建設していた。また細長いボイラドラムを建
屋Ｐ３に据付ける場合は、柱。

非常に難しく長時間要するものであった。さらに細長い
ボイラドラムである為に、据付場所やドラム保守用の場
所を考慮すると広い場所が必要であり、ドラム用の脚も
２個では不十分で３個、４個と必要となり、その結果据
付時の脚や高低差によりドラム自体に予期せぬ曲げ応力
が掛かることとな＃）、さらに熱膨張も大きく、それに
よる熱応力も増大することとなって、ボイラドラムの強
度を貴めることとなっていた。またボイラドラムは官庁
の立会の定期点検が必要であるが、この場合細長いボイ
ラドラムでは。

検査員が狭い内部に入って長い距離にわたって点検する
作業は非常にやシにくいものであった。

以上のように在来の廃熱ボイラドラムでは問題点′が多
く１強く改善が要求されていた。また最近鏡板の製作技
術の開発や設備能力の向上によシ、径が大きく肉厚の厚
い鏡板の製造が可能となってをだ。

そこで径が犬きく長さが短いボイラドラムを計画するこ
とが可能となった。しかし先に述べたようにドラムの径
を大きくシ、単に内容積を同一としてその検討を行って
も良い結果が得られないものである。

者 本実へは１配諸事情に鑑み、 （１）蒸気室が気水分離の効果を持つ為に、蒸気室の必
要高さと蒸発量に合致した内容積を確保する。

（２）廃熱ボイラドラムに要求される水位変動分の容積
を確保する。

（３）氷室としては水循環を円滑にする為の水深と循環
量に合致した内容積を確保する。

という３条件を満足する廃熱ボイラドラムを開発すべく
鋭意研究の結果、満足でき、る廃熱ボイラドラムを見い
出した。

本発明の廃熱ボイラドラムは、第４図ａ、ｂに示す如く
ドラム１＃の径りとドラム１＃の長さＬとの比Ｌ／Ｄを
！〜３とな、シ、ドラム１“の内容積の４０〜６０−に
相当する水位変動を許容するよ、うになしたものである
。

本発明の廃熱ボイラドラムに於いて、ドラム１“の径り
とドラム１“の畏さＬとの比Ｌ／Ｄを１〜３となした理
由は、蒸気室ｒが気水分離機能を十分発揮できる必要高
さＨｌ、廃熱ボイラドラムとして必要な水位変動分４の
容積Ｑ□、氷室３′が円滑な水循環が行われるに必要な
水深Ｈ嘗を確保する為で、Ｌ／Ｄが３を超えると、細長
いボイラドラムとなり、改善の利点が発揮できず、蒸気
室は蒸発量に見合った内容積より大きくなり、一様に氷
室の内容積も大きくなシ、蒸気室と氷室に無駄な容褌を
増加する等の問題が生じ。

Ｌ／Ｄが１未満では逆に、蒸気室は蒸発量に見合った内
容積が確保できなくなり、同様に氷室も循環を円滑にす
るため内容積を確保することが出来なくなる等の問題が
生じるからである。

このようにしてドラム１“の径りとドラム１“の兼さＬ
との比Ｌ／Ｄをｌ〜３となした本発明の廃熱ボイラドラ
ムに於ける蒸気室２′と氷室３′の容積の和は、在来の
第２図ａ、゛ｂｌＣ示される細長い廃熱ボイラドラムに
於ける蒸気室２と水室３の容積の和の約４０％の容積と
なり、これで十分機能を発揮できる。また水位変動分４
は在来の廃熱ボイラドラムがドラム全体の内容積の約３
０９！であったものが、本発明の廃熱ボイラドラムでは
ドラム全体の内容積の４０〜６０％と大幅に増大した。

さらに水位変動分４を含めたドラム全体の容積で比較す
ると、本発明の廃熱ボイラドラムは在来の廃熱ボイラド
ラムの約６ｏｔｓと非常に小さくなった。

かくして本発明の廃熱ボイラドラムは、ドラム１＃の製
品重量の低下、据付時の付属品の重量低下及び運転中の
保有水量の低減による運転時の荷重低下により、ドラム
上架用の架台や建屋等に対しても受荷重を低減させるこ
とができる。

また本発明の廃熱ボイラドラムは、ドラム１＃が極めて
コンパクトになっているの、で、建屋内に据付ける際の
上架、横引き１回転移動等の作業を狭い４！！屋内にお
い工も容易にしかもｉ時間に行うことができる。しかも
ドラム１“の長さが短かくなっているので、ドラム１＃
の据付場所やボイラ周りの運転の為の場所が小さくなシ
、在来の廃熱ボイラドラムの縄長いドラム１′よりも搗
かに狭い場所Ｋｊ１４付けることができる。

さらに本発明の廃熱ボイラドラムは、前記の如くドラム
１“の長さが短かくなっているので、ドラム脚も最少数
量の２個で良く、ドラム１“の水平据付の高低差による
ドラム１”自体の曲げ応力が激減すると共にドラム１“
の熱膨張によるドラム１“と脚間の熱応力が緩和される
。このようにドラム１“に掛る据付時の脚の高低差によ
る応力と熱応力による応力を低下することができるので
、ドラム１”の強度を増大できる。

さらにまた本発明の廃熱ボイラドラムは、ドラム１“の
径が大きいので、内部が広く、定期点検時点積作業がや
り易く且つドラム１“の長さが短かい為、検査も短時間
で完了することができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１ｒＡａ、ｂは一般のボイラドラムの概略縦断正面図
及び概略縦断側面図、第２図ａ、ｂは在来の廃熱ボイラ
ドラムの概略縦断正面図及び概略縦断側面図、第３図は
廃熱ボイラドラムにおける水位変動の水位制御の説明図
、第４図ａ。 ｂは本発明の廃熱ボイラドラムの概略縦断正面図及び概
略縦断側面図である。 １・・・一般のボイラドラム　　１′・・・在来の廃熱
ボイラドラム　　１“・・・本発明の廃熱ボイラドラム
　　２・・・在来の廃熱ボイラドラムの蒸気室１・・・
本発明の廃熱ボイラドラムの蒸気室　　３・・・在来の
廃熱ボイラドラムの氷室　　３′・・・本発明の廃、熱
ボイラドラムの水室　　４・・・水位変動外 出願人　　川崎重工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ドラムの径りとドラムの長さＬとの比Ｌ／Ｄを１〜３と
   なし、ドラム内容積の４０乃至６０−に相当する水位変
   動を許容するようになした廃熱ボイラドラム。