JPS59150289A - 熱交換装置 - Google Patents
熱交換装置Info
- Publication number
- JPS59150289A JPS59150289A JP2288483A JP2288483A JPS59150289A JP S59150289 A JPS59150289 A JP S59150289A JP 2288483 A JP2288483 A JP 2288483A JP 2288483 A JP2288483 A JP 2288483A JP S59150289 A JPS59150289 A JP S59150289A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- panel
- heat exchanger
- header
- heat
- panels
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/08—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/08—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
- F28D7/082—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag with serpentine or zig-zag configuration
- F28D7/085—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag with serpentine or zig-zag configuration in the form of parallel conduits coupled by bent portions
- F28D7/087—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag with serpentine or zig-zag configuration in the form of parallel conduits coupled by bent portions assembled in arrays, each array being arranged in the same plane
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は熱交換装置σに係り、特にガスタービン廃ガ
スの熱を回収する廃熱回収ボイラに有効に利用し得る熱
交換装置に関する。
スの熱を回収する廃熱回収ボイラに有効に利用し得る熱
交換装置に関する。
最近の電力需要の変化に伴いピーク負荷用としてガスタ
−ビンを使用する傾向にあるが、この場合、ガスタービ
ンに対して運動エネルギーを与えたのちの高温ガスの熱
を廃熱回収ボイラで回収し、このボイラで発生した蒸気
により蒸気タービンを駆動しぞ発電を行う複合発電が実
施され、エネルギーの高効率利用が図られているＯ 第１図はこの廃熱回収ボイラに対して節炭器として利用
される熱交換器を示す。伝熱管ｌは一本の管体に複数の
屈曲部を形成したものの両端にヘッダ２及び３を取り付
けることにより構 ・成しである。これにより内部に給
水６を通過させて排ガスＧの熱を回収する。この形式の
節炭器は給水の流量の制御を主弁４で操作することによ
り容易に行える反面、伝熱管を重力方向ｇに向って屈曲
させであるため、ボイラの急速停止時に炉壁からの輻射
などによる高温雰囲気により節炭器内に発生した蒸気が
上部の屈曲部１ａに溜り、ボイラ再起動時に気柱液柱の
交互配置の流れを生じていわゆるウォータハンマにより
管体に大きな衝撃を与える。このため発明者等は先に、
各伝熱パネルを水平もしくは斜めに配置した熱交換器を
提案した（特開昭５７−１８８９０５号）。第２図はこ
の発明を示す。この発明は各伝熱パネル５を水平もしく
は図示の如く斜めに□ 配置したものであり、これによ
ってボイラ停止中の蒸気の滞留は殆んど生じなくなった
。しかし一方において、パネルを水平に近いものとして
配置した場合には内部流体の自然循環は困鎧なものとな
る。更に各パネルの幅Ｗ（図示の平行する出［］管と入
口管との間隔Ｗ１を幅と称することとする）は全て同一
であるため斜めに配置しようとしても、ダクトの寸法に
制限され傾斜角度は図示の如く緩やかなものにせねばな
らず内部流体の自然循環にはやや不充分であった。
−ビンを使用する傾向にあるが、この場合、ガスタービ
ンに対して運動エネルギーを与えたのちの高温ガスの熱
を廃熱回収ボイラで回収し、このボイラで発生した蒸気
により蒸気タービンを駆動しぞ発電を行う複合発電が実
施され、エネルギーの高効率利用が図られているＯ 第１図はこの廃熱回収ボイラに対して節炭器として利用
される熱交換器を示す。伝熱管ｌは一本の管体に複数の
屈曲部を形成したものの両端にヘッダ２及び３を取り付
けることにより構 ・成しである。これにより内部に給
水６を通過させて排ガスＧの熱を回収する。この形式の
節炭器は給水の流量の制御を主弁４で操作することによ
り容易に行える反面、伝熱管を重力方向ｇに向って屈曲
させであるため、ボイラの急速停止時に炉壁からの輻射
などによる高温雰囲気により節炭器内に発生した蒸気が
上部の屈曲部１ａに溜り、ボイラ再起動時に気柱液柱の
交互配置の流れを生じていわゆるウォータハンマにより
管体に大きな衝撃を与える。このため発明者等は先に、
各伝熱パネルを水平もしくは斜めに配置した熱交換器を
提案した（特開昭５７−１８８９０５号）。第２図はこ
の発明を示す。この発明は各伝熱パネル５を水平もしく
は図示の如く斜めに□ 配置したものであり、これによ
ってボイラ停止中の蒸気の滞留は殆んど生じなくなった
。しかし一方において、パネルを水平に近いものとして
配置した場合には内部流体の自然循環は困鎧なものとな
る。更に各パネルの幅Ｗ（図示の平行する出［］管と入
口管との間隔Ｗ１を幅と称することとする）は全て同一
であるため斜めに配置しようとしても、ダクトの寸法に
制限され傾斜角度は図示の如く緩やかなものにせねばな
らず内部流体の自然循環にはやや不充分であった。
このパネルの傾斜角度を大きくとるためには第３図の如
く伝熱管パネルの幅をＷ２の如くならずかつ収容パネル
数も減少させるとととなり伝熱管群７の伝熱面積が減少
することとなる。また排ガスＧは図示の抵抗の少い側縁
空間部８をバイパスしてしまい熱回収率が低下する事態
も考えられる。またダクト寸１法をこ＼でｈ高さに絞る
どこの熱交換器での抵抗が増加するという問題がある。
く伝熱管パネルの幅をＷ２の如くならずかつ収容パネル
数も減少させるとととなり伝熱管群７の伝熱面積が減少
することとなる。また排ガスＧは図示の抵抗の少い側縁
空間部８をバイパスしてしまい熱回収率が低下する事態
も考えられる。またダクト寸１法をこ＼でｈ高さに絞る
どこの熱交換器での抵抗が増加するという問題がある。
この発明の目的は上述した問題点に鑑み構成したもので
あり、ヘッダ長さＬをダクト背丈（Ｌｌｌダクト背丈と
称することとする）とほぼ均等長さにし、しかも各伝熱
管パネルの水平に対する傾斜角度が自由に設定でき、か
つ排ガス等の加熱媒体のバイパスが生じない構造とした
熱交換装置を提供することにある。
あり、ヘッダ長さＬをダクト背丈（Ｌｌｌダクト背丈と
称することとする）とほぼ均等長さにし、しかも各伝熱
管パネルの水平に対する傾斜角度が自由に設定でき、か
つ排ガス等の加熱媒体のバイパスが生じない構造とした
熱交換装置を提供することにある。
要するにこの発明は、伝熱管群を構成する伝熱管パネル
の幅Ｗを、各伝熱管パネルの配置空間に対応して変化さ
せ、排ガス等の加熱流体の通路横断面に対して伝熱管が
ガス流れ上流よりみてほぼ均等に横断分散配置されるよ
う構成した熱交換装置である。
の幅Ｗを、各伝熱管パネルの配置空間に対応して変化さ
せ、排ガス等の加熱流体の通路横断面に対して伝熱管が
ガス流れ上流よりみてほぼ均等に横断分散配置されるよ
う構成した熱交換装置である。
以下この発明の実施例について説明する。
第４図は第１実施例で、符号１０（各パネルを代表する
符号とする）は伝熱管パネルであり、一端は煙道１１の
外側に配置した入口へラダ１２に接続し、他端は煙道１
１の上部に配置した出口ヘッダ１３に対して接続してい
る。この場合各パネルはその配置される空間に対応して
幅を変化させており、例えこの発明の第２実施例におけ
るパネル構成を示すもので、パネルｌｏａは第５図（ａ
）に示す様に幅１に、パネルｌｏｂは同図（１））の如
く幅２ Ｗ、に、同様にパネルｌｏｃは幅３町に、パネ
ル１０（ｌは幅４ Ｗ、にというように各々幅をその配
置空間に対応して相違させ、伝熱管自体が排ガスＧの流
路断面に対して均等に配置されるように構成する。以上
の如く構成した伝熱管パネルのうち１０ ａからＬｏｇ
までを各々入口ヘッダ１２及び出口ヘッダ１３に接続す
ることにより一つの単位伝熱管群１８Ａ（以下「単位熱
交換器」と称する）を構成する。その形状はほぼ三角柱
状に近似したものとなる。一方伝熱管バネル１０ｈない
しＩｏｎはやはり前記各パネルと同様にその配置空間に
対応した幅を有しており、両端を煙道１１の下部に配置
した人口ヘッダ１４及び煙道外に立設した出口ヘッダ１
５に接続して別の単位熱交換器１８Ｅを構成する。面単
位熱交換器１ＢＡ１８Ｂにより一体的に伝熱管群を構成
し、例えば廃熱回収ボイラの節炭器として利用する熱交
換装置１８となる。
符号とする）は伝熱管パネルであり、一端は煙道１１の
外側に配置した入口へラダ１２に接続し、他端は煙道１
１の上部に配置した出口ヘッダ１３に対して接続してい
る。この場合各パネルはその配置される空間に対応して
幅を変化させており、例えこの発明の第２実施例におけ
るパネル構成を示すもので、パネルｌｏａは第５図（ａ
）に示す様に幅１に、パネルｌｏｂは同図（１））の如
く幅２ Ｗ、に、同様にパネルｌｏｃは幅３町に、パネ
ル１０（ｌは幅４ Ｗ、にというように各々幅をその配
置空間に対応して相違させ、伝熱管自体が排ガスＧの流
路断面に対して均等に配置されるように構成する。以上
の如く構成した伝熱管パネルのうち１０ ａからＬｏｇ
までを各々入口ヘッダ１２及び出口ヘッダ１３に接続す
ることにより一つの単位伝熱管群１８Ａ（以下「単位熱
交換器」と称する）を構成する。その形状はほぼ三角柱
状に近似したものとなる。一方伝熱管バネル１０ｈない
しＩｏｎはやはり前記各パネルと同様にその配置空間に
対応した幅を有しており、両端を煙道１１の下部に配置
した人口ヘッダ１４及び煙道外に立設した出口ヘッダ１
５に接続して別の単位熱交換器１８Ｅを構成する。面単
位熱交換器１ＢＡ１８Ｂにより一体的に伝熱管群を構成
し、例えば廃熱回収ボイラの節炭器として利用する熱交
換装置１８となる。
以上の構成の装置において、節炭器として利用した場合
を例にその作動状態を説明すると、管路１６を経て人口
ヘッダ１２に流入した給水は各伝熱管パネルｌｏａない
しｌｏｇに流入する。管内に流入した給水はパネル面が
重力に対して傾斜しているので常に上昇流となり良好に
気水混合体は上昇し、この間に排ガスＧと熱交換し出口
ヘッダ１３に至る。一方他方の単位熱交換器１８Ｂにお
いても管路１７、人口ヘッダ１４を経て各伝熱管パネル
を通過した給水は出口ヘッダ１５の上部に流れ、前記出
口ヘッダ１３内の給水と共にボイラドラムに供給される
。、 なお、上述の構成の装置゛においては各伝熱管を２つの
ユニットに分割したが、人口ヘッダ及び出口ヘッダを各
々−基づつとして第４図においてヘッダ１２の下端とヘ
ッダ１４の右端を、またヘッダ１５の上端とヘラダニ３
の左端を接続してＬ字形とし全体のパネルを一体に形成
したり、反対に入口ヘッダ１２．１４及び出口へツタ１
３．１５を複数に分割して各パネルを多数のユニットに
分割してもよい。
を例にその作動状態を説明すると、管路１６を経て人口
ヘッダ１２に流入した給水は各伝熱管パネルｌｏａない
しｌｏｇに流入する。管内に流入した給水はパネル面が
重力に対して傾斜しているので常に上昇流となり良好に
気水混合体は上昇し、この間に排ガスＧと熱交換し出口
ヘッダ１３に至る。一方他方の単位熱交換器１８Ｂにお
いても管路１７、人口ヘッダ１４を経て各伝熱管パネル
を通過した給水は出口ヘッダ１５の上部に流れ、前記出
口ヘッダ１３内の給水と共にボイラドラムに供給される
。、 なお、上述の構成の装置゛においては各伝熱管を２つの
ユニットに分割したが、人口ヘッダ及び出口ヘッダを各
々−基づつとして第４図においてヘッダ１２の下端とヘ
ッダ１４の右端を、またヘッダ１５の上端とヘラダニ３
の左端を接続してＬ字形とし全体のパネルを一体に形成
したり、反対に入口ヘッダ１２．１４及び出口へツタ１
３．１５を複数に分割して各パネルを多数のユニットに
分割してもよい。
第５図で（＆）は伝熱管１０ａとへツタ１３との接続、
（ｂ）は２屈曲部をもつ伝熱管１０ｂとヘッダ１３との
接続、（０）は３屈曲部をもつ伝熱管ｉ０ａとヘッダ１
３との接続、（ｄ）は４屈曲部をもつ伝熱管１０ｄとヘ
ッダ１３との接続を示すパネルの平面図である。ヘッダ
１３はガスダクト上面上でダクト幅Ｓの中央に位置して
いる場合を示す。
（ｂ）は２屈曲部をもつ伝熱管１０ｂとヘッダ１３との
接続、（０）は３屈曲部をもつ伝熱管ｉ０ａとヘッダ１
３との接続、（ｄ）は４屈曲部をもつ伝熱管１０ｄとヘ
ッダ１３との接続を示すパネルの平面図である。ヘッダ
１３はガスダクト上面上でダクト幅Ｓの中央に位置して
いる場合を示す。
第６図は第４図のＡ−Ａ親図で、ヘッダ１２゜ヘッダ１
３の軸心がほぼ直交している場合で、ガスダクトの一側
にヘッダが位置している本願発明の第２実施例である。
３の軸心がほぼ直交している場合で、ガスダクトの一側
にヘッダが位置している本願発明の第２実施例である。
第７図は屈曲部のラグ１９ａの配置を示すもので、第６
図のＢ−Ｂ親図である。符号２０ａ、２０ｂ〜２０ｇは
ダクト外側板ともなる組立式のラグ支持板である。パネ
ル交換のときはこのラグ支持板を外すことにより容易に
パネルの交換または溶接作業をする上に便宜なものであ
る。
図のＢ−Ｂ親図である。符号２０ａ、２０ｂ〜２０ｇは
ダクト外側板ともなる組立式のラグ支持板である。パネ
ル交換のときはこのラグ支持板を外すことにより容易に
パネルの交換または溶接作業をする上に便宜なものであ
る。
第８図はパネルの屈曲構成によりガスダクトの縦断面で
管装置（直管部）を千鳥配置にできることを示す。伝熱
効率の上から好ましいものとなる。
管装置（直管部）を千鳥配置にできることを示す。伝熱
効率の上から好ましいものとなる。
この発明を実施することにより、各伝熱管パネルの傾斜
角度を自由に設定し得るのでポンプ等の強制流動装置を
使用しなくても内部流体は良好に流動する。またガスタ
ービン停止時の発生蒸気は分離されて気胴に送られ再起
動時に支障を生ずることがない。
角度を自由に設定し得るのでポンプ等の強制流動装置を
使用しなくても内部流体は良好に流動する。またガスタ
ービン停止時の発生蒸気は分離されて気胴に送られ再起
動時に支障を生ずることがない。
また各伝熱管は加熱流体の流路断面に対して均等に配置
されるので加熱流体たるガスのバイパスが発生せず熱回
収効率を高めることができる。
されるので加熱流体たるガスのバイパスが発生せず熱回
収効率を高めることができる。
第１図は従来の節民器の側面図、第２図は本発明者等が
先に提案した熱交換装置の側面図、第３図は伝熱管群の
配置状態を示す概念図、第４図はこの発明の第１実施例
を示す熱交換装置の側面図、第５図は各伝熱管パネルの
配置状態を示す平面図、第６図は第４図のＡ−Ａ親図、
第７図は第６図のＢ−Ｂ親図、第８図はガスダクト縦断
面において伝熱管の直管部を千鳥配置にすることができ
ることを示すものである。 １０ ・・・・・・伝熱管パネル １２．１４・・・・・・入口ヘッダ １３、１５ ・・・・・・出口ヘッダＷ・・・・・・
パネル幅 第２図 第４ 図 第５図 （ｂ）
先に提案した熱交換装置の側面図、第３図は伝熱管群の
配置状態を示す概念図、第４図はこの発明の第１実施例
を示す熱交換装置の側面図、第５図は各伝熱管パネルの
配置状態を示す平面図、第６図は第４図のＡ−Ａ親図、
第７図は第６図のＢ−Ｂ親図、第８図はガスダクト縦断
面において伝熱管の直管部を千鳥配置にすることができ
ることを示すものである。 １０ ・・・・・・伝熱管パネル １２．１４・・・・・・入口ヘッダ １３、１５ ・・・・・・出口ヘッダＷ・・・・・・
パネル幅 第２図 第４ 図 第５図 （ｂ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 単管を一平面内で屈曲し複数の屈曲部をもつパ
ネルに形成しかつこのパネル面を重力方向につき傾斜さ
せ、該パネルの複数個を入口ヘッダと出口ヘッダに夫々
接続し熱交換装置を形成するもの１こおいて、入口ヘッ
ダと出口ヘッダをガスダクト側面視図でその軸心が相互
にほぼ直交するように位置させ、パネル幅を順次変゛化
させた複数のパネルにより外形がほぼ三角柱状の単位熱
交換器を形成し、この単位熱交換器を２個組合せ六面体
状に形成したことを特徴とする熱交換装置。 ２・ 人口ヘッダまたは出口ヘッダをダクト上面または
下面で・かつダクト幅のほぼ中央に位置させ、パネルの
屈曲部数を一つづつ増して形成したパネルの複数個によ
り単位熱交換器を形成することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の熱交換装置。 ３、 入口ヘッダと出口ヘッダの組をガスダクト側面に
設りることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱
交換装置。 ４、 ガスダクトの縦断面図において伝熱管の断面が千
鳥配置になるように形成した単位熱交換器を設けたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいず
れかに記載の熱交換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2288483A JPS59150289A (ja) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | 熱交換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2288483A JPS59150289A (ja) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | 熱交換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59150289A true JPS59150289A (ja) | 1984-08-28 |
Family
ID=12095101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2288483A Pending JPS59150289A (ja) | 1983-02-16 | 1983-02-16 | 熱交換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59150289A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160075789A (ko) * | 2012-01-17 | 2016-06-29 | 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하 | 관류형 수평 증발기에서 튜브 배열 |
-
1983
- 1983-02-16 JP JP2288483A patent/JPS59150289A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160075789A (ko) * | 2012-01-17 | 2016-06-29 | 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하 | 관류형 수평 증발기에서 튜브 배열 |
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