JPS60238682A - 排熱回収熱交換器 - Google Patents
排熱回収熱交換器Info
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- JPS60238682A JPS60238682A JP9459684A JP9459684A JPS60238682A JP S60238682 A JPS60238682 A JP S60238682A JP 9459684 A JP9459684 A JP 9459684A JP 9459684 A JP9459684 A JP 9459684A JP S60238682 A JPS60238682 A JP S60238682A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- header
- pipes
- heat exchanger
- pipe
- 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
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B21/00—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
- F22B21/22—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from water tubes of form other than straight or substantially straight
- F22B21/24—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from water tubes of form other than straight or substantially straight bent in serpentine or sinuous form
-
- 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
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/0236—Header boxes; End plates floating elements
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)
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】
し発明の技術分野］
本発明は、コンバインドサイクル発電プラント等の排熱
回収熱交換器など［ｆ用され、特に、プラントの高効率
化および高稼１ｌｌｌ率化を促す排熱回収熱交換器に関
する。
回収熱交換器など［ｆ用され、特に、プラントの高効率
化および高稼１ｌｌｌ率化を促す排熱回収熱交換器に関
する。
し発明の技術的背景とその問題点１
コンバインド１）−イクルとは、ガスタービンと蒸気タ
ービンを組み合わせることによって、プラント効率を高
めた発電システムであり、その中の代表的なコンバイン
ドサイクルは、排熱回収形とよばれるサイクルである。
ービンを組み合わせることによって、プラント効率を高
めた発電システムであり、その中の代表的なコンバイン
ドサイクルは、排熱回収形とよばれるサイクルである。
排熱回収形コンバインドサイクル発電プントの主要な構
成要素である排熱回収熱交換器は、ガスタービンのｍ渇
排気によって給水を加熱して蒸気を発生させる熱交換器
とも云える。
成要素である排熱回収熱交換器は、ガスタービンのｍ渇
排気によって給水を加熱して蒸気を発生させる熱交換器
とも云える。
以下、排熱回収熱交換器の一例について第１図を用いて
説明する。図示しない燃焼器によって作られる高温高圧
の燃焼ガスは、ガスタービン１に流入して、これを高速
で回転させたあとに、圧力、湿炭が低下して排出される
。この排気の温ｉは、普通５００〜６００℃であるため
、このまま排ガスとして捨てるのは、非常に不経済であ
る。この狸由（す）刀スを自活用Ｊるために設けられた
のが、排熱１憚、廃熱交換器２である。ガスタービン１
の高揚ｉＪｌ気は、人口ダクトを通って排熱交換器２に
送られる。（１１熱−回収熱交換器２は、本体胴４の内
部に多数の伝熱管で構成された熱交換部を備えており、
強制対流熱伝達により管内の水あるいは蒸気と管外の排
ガスとの間で熱交換を行なう機器である。
説明する。図示しない燃焼器によって作られる高温高圧
の燃焼ガスは、ガスタービン１に流入して、これを高速
で回転させたあとに、圧力、湿炭が低下して排出される
。この排気の温ｉは、普通５００〜６００℃であるため
、このまま排ガスとして捨てるのは、非常に不経済であ
る。この狸由（す）刀スを自活用Ｊるために設けられた
のが、排熱１憚、廃熱交換器２である。ガスタービン１
の高揚ｉＪｌ気は、人口ダクトを通って排熱交換器２に
送られる。（１１熱−回収熱交換器２は、本体胴４の内
部に多数の伝熱管で構成された熱交換部を備えており、
強制対流熱伝達により管内の水あるいは蒸気と管外の排
ガスとの間で熱交換を行なう機器である。
本体胴４内に流入した排ガスは、熱交換部、例えば蒸発
器５およびエコノマイザ６を通って出口ダクトから図示
しない煙突へ抜ける。ここで蒸発器５およびエコノマイ
ザ６は、上述したように多数の伝熱管によって構成され
ており、管内を蒸気あるいは水が流れる。エコノマイザ
６の入口側は、給水管８に接続しており、一方、出口側
は、蒸気ドラｌｘ ９の下部に接続している。また、蒸
発器５は入口側が蒸気ドラム９の下部と、一方、出口側
が蒸気ドラム９の上部とそれぞれ連通している。
器５およびエコノマイザ６を通って出口ダクトから図示
しない煙突へ抜ける。ここで蒸発器５およびエコノマイ
ザ６は、上述したように多数の伝熱管によって構成され
ており、管内を蒸気あるいは水が流れる。エコノマイザ
６の入口側は、給水管８に接続しており、一方、出口側
は、蒸気ドラｌｘ ９の下部に接続している。また、蒸
発器５は入口側が蒸気ドラム９の下部と、一方、出口側
が蒸気ドラム９の上部とそれぞれ連通している。
さらに蒸気ドラム９の上端部には、主蒸気管１０が接続
しており、この主蒸気管１０の他端は、蒸気タービン１
１に導かれている。また、蒸気ターる。
しており、この主蒸気管１０の他端は、蒸気タービン１
１に導かれている。また、蒸気ターる。
以上の構成において、蒸気タービン１］の排気蒸気は、
復水器１２にて復水となり、給水ポンプ１３に抽出され
て給水管８からエコノマイザ６へ圧送される。エコノマ
イザ６で加熱された給水は、蒸気ドラム９の下部に流入
する。蒸気ドラム９の缶水は、ドラム底部から循環ポン
プ１４によって、蒸発器５に送られ、ここで上述した排
ガスとの熱・交換により、蒸気となり再び蒸気ドラム９
へ戻る。
復水器１２にて復水となり、給水ポンプ１３に抽出され
て給水管８からエコノマイザ６へ圧送される。エコノマ
イザ６で加熱された給水は、蒸気ドラム９の下部に流入
する。蒸気ドラム９の缶水は、ドラム底部から循環ポン
プ１４によって、蒸発器５に送られ、ここで上述した排
ガスとの熱・交換により、蒸気となり再び蒸気ドラム９
へ戻る。
蒸気ドラム９の内の蒸気は、蒸気ドラム９の上部から主
蒸気管１０を介して抽出され、蒸気タービン１１に導入
され、ここで膨張することによって仕事を終えて再び復
水器１２へ流入する。
蒸気管１０を介して抽出され、蒸気タービン１１に導入
され、ここで膨張することによって仕事を終えて再び復
水器１２へ流入する。
以上のような排熱回収形コンバインドリイクル発電プラ
ントでは、ガスタービン１の高温排気を有効に利用する
ために、プラント効率が、従来の大型火力発電プラント
と比較して、数％向上することが確認されている。
ントでは、ガスタービン１の高温排気を有効に利用する
ために、プラント効率が、従来の大型火力発電プラント
と比較して、数％向上することが確認されている。
第２図は、以上の排熱回収熱交換器の熱交換部の構造を
示している。数本の伝熱管１６の端部がＵ字管１７４こ
よって接続されて、１本の蛇行管を形成しており、この
蛇行管は、短管１８を介して、管寄せ２０に取り付けら
れた管台１９に接続されている。各熱交換部は、多数の
蛇行管で構成されており、これらの蛇行管は、本体胴４
に固定された多数の円形孔を有する支え板１５によって
支持されている。また、管寄せ２０は本体胴４に固定さ
れている。
示している。数本の伝熱管１６の端部がＵ字管１７４こ
よって接続されて、１本の蛇行管を形成しており、この
蛇行管は、短管１８を介して、管寄せ２０に取り付けら
れた管台１９に接続されている。各熱交換部は、多数の
蛇行管で構成されており、これらの蛇行管は、本体胴４
に固定された多数の円形孔を有する支え板１５によって
支持されている。また、管寄せ２０は本体胴４に固定さ
れている。
プラント運転状態では、カスタービン１の高温排気２１
が、伝熱管１６に触れるため、伝熱管１０の温度は５０
０℃程度まで上昇する。このため、伝熱管１６は、熱Ｖ
＃服し、例えば全長１．Ｏｍの伝熱管の温度が５００℃
上昇し１Ｃ場合、５Ｑｍｍ程度の伸びを生ずる。この伸
びを拘束した場合、伝熱管１６に熱応力が生ずる。この
熱応力の発生を避りるために、支え板１５の孔の直径を
伝熱管１６の外径より大きくとり、熱膨張をＵ字管１７
側に逃がすような構造になっている。しかし、伝熱管′
１６は、支え板１５によって、その重量を支えられてい
るため、伝熱管１６と支え板１５どの間には、摩擦が存
在してこれによって熱膨張をＵ字管１７側に完全に逃が
１ことができなくなることが考えられる。
が、伝熱管１６に触れるため、伝熱管１０の温度は５０
０℃程度まで上昇する。このため、伝熱管１６は、熱Ｖ
＃服し、例えば全長１．Ｏｍの伝熱管の温度が５００℃
上昇し１Ｃ場合、５Ｑｍｍ程度の伸びを生ずる。この伸
びを拘束した場合、伝熱管１６に熱応力が生ずる。この
熱応力の発生を避りるために、支え板１５の孔の直径を
伝熱管１６の外径より大きくとり、熱膨張をＵ字管１７
側に逃がすような構造になっている。しかし、伝熱管′
１６は、支え板１５によって、その重量を支えられてい
るため、伝熱管１６と支え板１５どの間には、摩擦が存
在してこれによって熱膨張をＵ字管１７側に完全に逃が
１ことができなくなることが考えられる。
この場合、第２図に示したように伝熱管１６の延長線上
に管寄せ２０が設置されている従来の構造では、管寄せ
２０が本体胴４に固定されているため、管寄せ２０側で
は熱膨張を逃が１ことができず、管台１９と管寄せ２０
の溶接部などに熱応力が発生して、割れが生ずることが
考えられる。
に管寄せ２０が設置されている従来の構造では、管寄せ
２０が本体胴４に固定されているため、管寄せ２０側で
は熱膨張を逃が１ことができず、管台１９と管寄せ２０
の溶接部などに熱応力が発生して、割れが生ずることが
考えられる。
まｌζ、管寄せ２０に接続される伝熱管１６の本数が非
常に多い場合、第３図に示すように伝熱管１６を数列に
分けて管寄せ２０に接続されるが、従来のように伝熱管
１６の延長線トに管寄せ２０が設置されている場合、管
台１９と管寄せ２０との溶接部２２および短管１８と管
台１９との溶接部２３の内、管群の中の方のものは、点
検しにくく、保守面で問題がある。
常に多い場合、第３図に示すように伝熱管１６を数列に
分けて管寄せ２０に接続されるが、従来のように伝熱管
１６の延長線トに管寄せ２０が設置されている場合、管
台１９と管寄せ２０との溶接部２２および短管１８と管
台１９との溶接部２３の内、管群の中の方のものは、点
検しにくく、保守面で問題がある。
［発明の目的］
本発明は、プラント運転時に、伝熱管の熱膨原を逃がし
て管台溶接部に過度の熱応力が生ずることがない、信頼
性か高く、かつ保守性のよい排熱回収熱交換器を提供り
ることを目的とする。
て管台溶接部に過度の熱応力が生ずることがない、信頼
性か高く、かつ保守性のよい排熱回収熱交換器を提供り
ることを目的とする。
［発明の概要コ
本発明による排熱回収熱交換器は、管寄けを伝熱管の延
長線上からずらし、かつ曲がり部を持つ端管を用いＩＣ
構成を特徴とり−るものである。
長線上からずらし、かつ曲がり部を持つ端管を用いＩＣ
構成を特徴とり−るものである。
［発明の実施例］
以下、本発明を第４図および第５図の実施例を用いて説
明する。両図において第１図ないし第３図と同一符号は
同一部分を示り−からその説明を省略りる。まず、第４
図は、伝熱管１６を２列に分け（、管寄け２０に接続し
た場合を示している。
明する。両図において第１図ないし第３図と同一符号は
同一部分を示り−からその説明を省略りる。まず、第４
図は、伝熱管１６を２列に分け（、管寄け２０に接続し
た場合を示している。
この構成は、第３図に示した従来のものと同じであるか
、管寄せ２０を伝熱管１６の延長線−Ｌから・）゛らし
て設置し、この管寄せ２０と伝熱管１６とを接続りる短
管１８には曲がり管を使用している。
、管寄せ２０を伝熱管１６の延長線−Ｌから・）゛らし
て設置し、この管寄せ２０と伝熱管１６とを接続りる短
管１８には曲がり管を使用している。
このような構造とすることにより、ガスタービン１の高
温排気２１に触れて伝熱管１６に生ずる熱膨張【よ、Ｕ
字管１７側ばかりでなく、管寄せ２０側でも、λθ管１
８の形状に帰因する弾性により、この熱膨張を吸収する
ことがてきる。まＩこ伝熱管１６の熱膨張のエネルギを
各部で分１ｐ Ｌ／−（受は持つことにより、溶接部２
２．２３に適用の熱応）Ｊが生し、破１ｆｉ−６ること
がなくなる。
温排気２１に触れて伝熱管１６に生ずる熱膨張【よ、Ｕ
字管１７側ばかりでなく、管寄せ２０側でも、λθ管１
８の形状に帰因する弾性により、この熱膨張を吸収する
ことがてきる。まＩこ伝熱管１６の熱膨張のエネルギを
各部で分１ｐ Ｌ／−（受は持つことにより、溶接部２
２．２３に適用の熱応）Ｊが生し、破１ｆｉ−６ること
がなくなる。
まＩこ、管寄せ２０ど伝熱管コロを接続する短管１８に
曲かり管を使用りることにより、溶接部２２．２３など
への接近性が向上し、また、点検のための空間が大きく
なるため、保守性が向」ニジている。
曲かり管を使用りることにより、溶接部２２．２３など
への接近性が向上し、また、点検のための空間が大きく
なるため、保守性が向」ニジている。
なお、第４図の実施例では、排熱回収熱交換器で、人口
および出口管寄せ２０がガス通路の同じ側に設置されて
いる場合について述べてきた。が、第５図の他の実施例
のように排熱回収熱交換器で、入１］管寄せと出口管寄
せが、ガス通路をはさんぐ反対側に設置されている場合
においても、同様の構成で、同じ効果が得られる。
および出口管寄せ２０がガス通路の同じ側に設置されて
いる場合について述べてきた。が、第５図の他の実施例
のように排熱回収熱交換器で、入１］管寄せと出口管寄
せが、ガス通路をはさんぐ反対側に設置されている場合
においても、同様の構成で、同じ効果が得られる。
［発明の効果］
以上述べたように、本発明によれば、管寄ゼを伝熱管の
延長線上からずらし、かつ曲がり部を持−）知へを用い
ろことに−より、イ、−頼竹か高り、１＾守ヤ１の良い
ｉＪｌ熱回収熱交換器を提供することが可能と４する１
゜
延長線上からずらし、かつ曲がり部を持−）知へを用い
ろことに−より、イ、−頼竹か高り、１＾守ヤ１の良い
ｉＪｌ熱回収熱交換器を提供することが可能と４する１
゜
第１図は、Ｕｔ熱回収形コンバインドサイクル発電プ゛
ラン１−を示？１′概略図、第２図は、従来の排熱回収
熱交換器の熱交換部分を拡大して承り−１面図、第３３
図（−１、伝熱管を２列に分けて、従来の方法Ｃ管寄せ
に接続する場合の管寄せ部分を拡大して示η正面図、第
４図は本発明による熱交換器を排熱回収熱交換器の熱交
換部分に適用した状態を示づ拡大正面図、第５図は本発
明による熱交換器の他の実施例を示づ正面図である。 ４・・・本体胴、 １９・・・管台 １５・・・支え板、 ２０・・・管寄せ１６・・・伝熱
管、 ２１・・・ガスタービン排気１７・・・１字管、
２２．２３・・・溶接部１８・・・短管 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（ほか１名）’−ｏ
−ＩＱ ３
ラン１−を示？１′概略図、第２図は、従来の排熱回収
熱交換器の熱交換部分を拡大して承り−１面図、第３３
図（−１、伝熱管を２列に分けて、従来の方法Ｃ管寄せ
に接続する場合の管寄せ部分を拡大して示η正面図、第
４図は本発明による熱交換器を排熱回収熱交換器の熱交
換部分に適用した状態を示づ拡大正面図、第５図は本発
明による熱交換器の他の実施例を示づ正面図である。 ４・・・本体胴、 １９・・・管台 １５・・・支え板、 ２０・・・管寄せ１６・・・伝熱
管、 ２１・・・ガスタービン排気１７・・・１字管、
２２．２３・・・溶接部１８・・・短管 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（ほか１名）’−ｏ
−ＩＱ ３
Claims (3)
- （１）燃焼ガスなどの高温媒体が通る通路内に給水又は
蒸気が通流する伝熱管群を配置し１こ熱交換部において
、給水あるいは蒸気を伝熱管群に分配あるいは伝熱管群
から集合させる管寄せを伝熱管の延長線上からずらしで
設置し、この管寄せと伝熱１″Ｉどを接続する短管に曲
がり管を使用し！こことを￥Ｊ微とＪる排熱回収熱交換
器。 - （２）人口および出口管寄ぜを高温媒体通路の同じ側に
設置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
排熱回収熱交換器。 - （３）人］」管寄せと出口管寄ゼとを高温媒体通路を（
よさｌυて反対側に設置したことを特徴とする特κ′１
請求の範囲第１項記載の排熱回収熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9459684A JPS60238682A (ja) | 1984-05-14 | 1984-05-14 | 排熱回収熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9459684A JPS60238682A (ja) | 1984-05-14 | 1984-05-14 | 排熱回収熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60238682A true JPS60238682A (ja) | 1985-11-27 |
Family
ID=14114651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9459684A Pending JPS60238682A (ja) | 1984-05-14 | 1984-05-14 | 排熱回収熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60238682A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01273901A (ja) * | 1988-04-26 | 1989-11-01 | Hirakawa Tekkosho:Kk | ボイラ |
| JPH02133501U (ja) * | 1989-04-06 | 1990-11-06 | ||
| JPH0381594A (ja) * | 1989-08-23 | 1991-04-05 | Hitachi Ltd | プレクーラ |
| FR2762902A1 (fr) * | 1997-04-30 | 1998-11-06 | Valeo Thermique Moteur Sa | Echangeur de chaleur a faisceau de tubes horizontaux, notamment pour le refroidissement d'un moteur de vehicule automobile |
| JP2013500457A (ja) * | 2009-07-28 | 2013-01-07 | イテア エス．ピー．エー． | 蒸気生成器 |
| WO2015172285A1 (zh) * | 2014-05-12 | 2015-11-19 | 林圣梁 | 热交换装置及使用该装置的热水器 |
-
1984
- 1984-05-14 JP JP9459684A patent/JPS60238682A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01273901A (ja) * | 1988-04-26 | 1989-11-01 | Hirakawa Tekkosho:Kk | ボイラ |
| JPH02133501U (ja) * | 1989-04-06 | 1990-11-06 | ||
| JPH0381594A (ja) * | 1989-08-23 | 1991-04-05 | Hitachi Ltd | プレクーラ |
| FR2762902A1 (fr) * | 1997-04-30 | 1998-11-06 | Valeo Thermique Moteur Sa | Echangeur de chaleur a faisceau de tubes horizontaux, notamment pour le refroidissement d'un moteur de vehicule automobile |
| JP2013500457A (ja) * | 2009-07-28 | 2013-01-07 | イテア エス．ピー．エー． | 蒸気生成器 |
| WO2015172285A1 (zh) * | 2014-05-12 | 2015-11-19 | 林圣梁 | 热交换装置及使用该装置的热水器 |
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