JPS606445B2 - 蒸気流路装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は化石燃料焚き蒸気発生装置、特にその後方ガス
通路の壁をおおう蒸気通路装置に関するものである。

この種従来技術としてはたとえば特関昭４９−４１７０
２号公報に示された装置があげられる。

この従釆技術からは、上昇流蒸気冷却回路で蒸気発生装
置の後方ガス通路の壁を覆うことがのぞましいことが明
かとなっている。しかしこのような上昇流を得るのには
外部の降水管を設けることが必要となり、このため余計
なコストを要することとなる。従ってこの先行技術に記
載の装置の屋根と後方ガス通路の後壁とは高圧力降下オ
リフィス付回路で覆われている。この回路はへッダを隔
膜で仕切ることにより複数の平行流路に分割されたもの
である。これらの平行流路のそれぞれは流下流れを形成
する前に各流路内で各管からの蒸気を混合しト流路内に
特に高温の管があってもその影響を軽減している。この
ような構成はコスト高となりかつ混合へッダ内の構造を
複雑化しながらｔ後方ガス通路のその他の壁を冷却する
手段は依然として何もないのである。さらに後壁におい
てさえ過熱器入口へッダの下方の壁の部分は蒸気冷却さ
れておらず「従ってガス温度そのものにさらして支障な
いような構造とする必要がある。袴公昭３１−４８０１
号公報に開示される別の先行技術では、過熱器入口へッ
ダを後方ガス通路の壁内に配置し、これにより支持を簡
易化している。

蒸気は上部過熱器入口へッダから後方ガス通路の後壁に
沿ってその壁内を下方に流れ、、過熱器入口へッダに至
る。蒸気の流れはまた支持ハンガ管内および後方ガス通
路の前壁内を平行流として流下し第２の過熱器入口へッ
ダに至る。これらのふたつのへッダは共に過熱器に蒸気
を供給する。しかし側壁をどのように覆うか〜すなわち
別回路とするのがまたは前壁、後壁に平行な側壁管中を
附加的な流れを流下せしめてこれを過熱器入口位置でリ
ングヘツダに導くようにするかなどはこの先行技術には
全く開示されていない。すなわち過熱器入口へッダ位置
以下において後方ガス通路の壁を冷却する手段はこの先
行技術には全く開示されていないのである。さらに〜
この先行技術における前壁の上方の支持管は蒸気流の５
０％以上を流すものではない。蒸気は流下するがこの時
前述の先行技術に記載されたような回路中で生ずるよう
な温度の不平麓にさらされるのである。このことは「大
きな荷重を支持しなければならない管にとって特に重大
なことであり〜従って各菅をできるだけ同一温度にさら
されるようにして荷重を均等に負担するようにしなけれ
ばならないのである。熱吸収領域における平行流下蒸気
管が温度変化にさらされることは云うまでもないことで
ある。このような温度変化は支持管では許容できないが
壁面を覆う管では比較的許容し得るものである。すなわ
ち支持管では温度が変化するにつれ荷重分布が変るので
不都合だが、壁面の管は荷重を支持するものではないか
らである。流下温度差は流量が大きいところではふたつ
の理由によって小さくなる。すなわち第１には蒸気が流
れれば流れるほど回路間の温度差が４・さくなること。
第２には大流量は高い摩擦圧力降下を生じ、これにより
流れに逆らう傾向の静頭圧（管内の蒸気の重量）の差の
逆作用に対する安定化作用が得られること。もちろん、
上昇流が温度変化しても問題とならない。何故ならば、
より高温の蒸気の流れる管ではこの蒸気の重量が軽くな
るので蒸気の流れが増大する傾向があるからである。こ
れは不均衡熱吸収に由来する温度差をなくす自己補償効
果である。本発明によれば、全蒸気流が後方ガス通路の
側壁を流下し、これにより各管当りの流量を大として上
述の安定化効果を得るものである。この蒸気の流れはほ
んの一部分のみが低い高さ位置において後壁にはこばれ
て過熱器へッダへと上方へ流される。

この蒸気が極端にわずかなパーセントだけでよいことに
ついてはいくつかの理由がある。すなわち第１には〜ガ
スがまだ高温であるもののこれはガス流路の最も低温の
部分でありトこのため冷却が少ないことを要求されるか
らである。されにこれは上昇流の部分であり、大流量お
よび大圧力降下が合理的な熱分布を得るために要求され
る場所ではないからである。また、蒸気は壁そのものの
内部にあるのでｔ温度不平衡は支持管におけるほど重大
ではないからである。過熱器へッダの下方の壁面は「従
来行なっているように過熱器へツダをその理想的な壁内
位置からはなすことなくちまたへツダにとどくように管
を曲げることもせずにＬ冷却することができる。従来の
ように過熱器へッダの位置を変え、これに達する管を曲
げるならば「ドレン抜きができなくなり腐食が生じたり
起動時に水詰りの現象が生ずるが「本発明によればこの
Ｑ酌がない。蒸気の流れの大部分は前壁へはこの前壁お
よび支持ハンガ管中を上昇する。

従って、ハンガ管の問題の領域は本釆安定化された上昇
流を受けるのみならず、その流量が比較的大きくなり、
このため温度差を少なくすることができる。ここを流れ
た後の大部分の蒸気の流れは屋根を横切り後肇を流下し
過熱器入口へッダに至る。従って、過熱器入口へツダは
従来技術と同じように壁内にあるものの「 このへッダ
より下方の壁はまだ冷却されている。

またすべての領域において流れが安定化され、特に極度
に安定な条件が問題の前壁支持管について与えられるの
である。後方ガス通路の全部の壁がこの回路で覆われ、
他の場所からの回路を導き入れる必要がない。すなわち
外部配置の降水管が不要となり、余計な費用が省かれる
のである。以下図面により本発明の実施例について説明
する。

燃料は燃料および空気ノズル１０を通って炉１２の中へ
と焚火される。

この炉１２は蒸気発生管１４により内張りされている。
ボィラ水から生じた蒸気は蒸気ドラム１６に放出され、
飽和蒸気管１８を通って炉の屋根を過ぎて炉屋根出口へ
ッダ２０へと通過する。蒸気は管状熱交換面で形成され
た低温過熱器２２を通り、さらに仕上げ過熱器２４を通
ってからタービンへの通路に入る。必要により蒸気を再
熱するための付加的蒸気加熱面を設けてもよい。燃料の
燃焼により作られた煙道ガスは炉の上方を経て水平ガス
通路２６を通り、関口２８を通って後方ガス通路３０へ
と通過する。

この蛭道ガスは後方ガス通路を通って下方へと通過する
。この通路において塵道ガスは過熱器２２とェコノマィ
ザ３２とにより冷却される。その後塵道ガスはダクト３
４を通って後方ガス通路を離れる。ここではすでに充分
に低い温度になっているので、ダクト３４は鋼板を使用
して非冷却構造のものとして作ってもよい。第１の多段
の平行管３６はガス通路を内張りする。

これらの管は、ガス密壁を作るように隣接する管に溶接
されたフィンにより一緒に溶接されると都合がよい。こ
れらの管は第２の多数の平行管３８に直接に接続されて
いるが、これらの第２の管はガス通路の後壁を、過熱器
入口へツダ４０が配置されている中間の高さまで内張り
している。過熱器入口へッダのこの単独配置は、ヘッダ
を前方壁と後方壁との近くに配置する場合に比較すると
コスト安である。第３の多数の平行管４２は後方ガス通
路の２つの側壁を内張りし、第４の多数の平行管４４は
後方ガス通路の前方壁を内張りしている。前方壁の管は
ガス閉口２８まで一緒に溶接されている。この高さから
屋根の高さまで独立ハンガ管４６がガス通路を通過して
いる。これにより、ガスがこの領域を通過できるように
すると共に、これらの管が後方壁を支持するように作用
することとなる。第５の多数の平行管４８は低いところ
から過熱器入口へツダ４０まで後方壁をおおし、、これ
により後方ガス通路のおおし、を完成している。

一般に、炉屋根出口へツダ２０からの飽和蒸気は、側壁
管に対する入口へッダである第１のへッダ５２まで、ジ
ャンパー管５０によりはこばれる。蒸気発生器からの実
質的に全部の蒸気流は各側に配置されている第２のへッ
ダ５４へと、これらの側壁を下方へと通過する。この第
２のへッダは側壁に対する出口へッダとして役立ってい
る。へッダ５４は９００ェルボーこより第３のへツダ５
６に接続されている。またへツダ５４は９００ェルボに
より第４のへッダ５８にも接続されている。各側壁の下
の２つのへッダ５４を前方壁へッダ５８とを一緒に組合
わせるとＵ字形へツダが形成され、９００ェルボを使用
してへツグ５６を２つの側壁へッダ５４に接合すると、
リングヘッダが形成される。仕初板６川こは、ヘッダ５
６へ蒸気流の小部分を、ヘツダ５８へ蒸気流の大部分を
供給す−る位置において各へッダ５４の中に酌薄されて
いる。蒸気流の小部分は多数の平行管４８を通って上方
に向い、水平過熱器入口へッダである第５のへッダ４０
へと通過する。

蒸気流の大部分はへツダ５８から上方に向い、多数の平
行管４４とハンガ管４６とを通て、屋根の高さまたはそ
の上に配置された第６のへッダ６２に通過する。

この蒸気流の大部分はへツダ６２から順次に多数の管３
６および３８を通って第５のへッダ４０に通過するが、
この位置において過熱器２２を通る通路に対する蒸気流
の小部分と一緒になる。２つの平行な流路が少なくとも
へツダ５２から後方ガス通路の壁を通って過熱器入口へ
ッダ４０へ出ていることは判るであろう。

流れの小部分はへッダ５６を通る最後方側壁の管を通り
、後方壁の下方部分を通って上方に過熱器入口へッダ４
０へ通過する。この蒸気流の小郡分は、炉の後方壁全体
をおおわねばならないとしても、下部壁貫通管４８を適
当に冷却することができる。この位置におけるガス温度
は低くなろうとし、これらの管を通る上昇流は過熱によ
る流れ安定の問題を無くすので、比較的僅かな冷却が必
要とされる。蒸気流の大部分は、後方壁と殆んど同じ幅
である前方壁４４全体を通過する。しかしながら、この
付加的蒸気流があることは有利である。何故ならば、こ
の蒸気はハンガ管４６を通過せねばならず、これらの区
間を通る大量の流れは温度を均等化する傾向があるから
である。次いでこの大量の流れは多数の下降管３８を通
る。この比較的大量の流れはこれら管内における安定性
を増進している。ハンガ管４６が上方に流れる蒸気を受
け、これによりこれらの臨界ハンガ管における安定問題
を無くしていることも注目される。側壁入口へッダ５２
は開放へツダであってもよく、この場合には、ヘツダ２
０とへツダ５２との間の９００接続により、ヘッダ２２
からガス流を受ける。

それは交互に多数のスタブヘッダでできていると都合が
よく、組立てを容易にする。図示されているように、仕
切板６４は仕切板６川こ似た位置においてへツダに配置
されていてもよい。このことは下降流側壁管およびジャ
ンパ管５０とを使用して、管平行回路を通る相対的流れ
を安定にすることを可能にする。過熱器入口へッダ４川
ま横流れを必要としないので、これは組立てを簡単にす
るために多数のスタブヘツダで作られてもよい。

後方通路壁の部分を作る各へッダは１つの方向からだけ
管を受けている。

従って、管の二重層は何処でも必要とされない。このこ
とはこれらの管を供給し、支持することの費用を回避し
、さらに浸食の問題を回避する。何故ならば管はへツダ
に簡単に近付き得るように炉の中へ段を作るようにしな
くてもよいからである。過熱器入口へッダ４０６ま後方
壁に支持されていて、従って複合支持装置はこのへッダ
に対して必要とされない。

【図面の簡単な説明】

第１図は後方ガス通路の一般配置を示す蒸気発生器の概
略側面図、および第２図は後方ガス通路の壁をおおう蒸
気流路装置の説明図である。 量０…・・・空気ノズル、１２・・・…炉、１４・・・
・・・蒸気発生管、１６・・・・・・蒸気ドラム、１８
……飽和蒸気管、２０・・…・炉屋根出口へッダ「 ２
２・・・…低温過熱器、２４・・・・・・仕上げ過熱器
、２６・・・・・・水平ガス通路、３０・・・・・・後
方ガス通路、３２・・・・・・ェコノマィザ「 ３６…
・・・第１の平行管、３８・…・・第２の平行管、４０
・・・・・・過熱器入口へッダ、４２・…・・第３の平
行管、４４・・・・・・第４の平行管、４６…・・・ハ
ンガ管、４８・・・・・・第５の平行管、５０・・・・
・・ジャンパ管、５２……第１のへツダ〜 ５４……第
２のへッダ「５６……第３のへッダ、５８……第４のへ
ッダ「 ６０…・・・仕切板、６２・・・・・・第６の
へッダ、６４・・…・仕切板。ＦＩＧ．ｌ ＦＩＧ．２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 垂直ガス流路が方形断面を持ち、煙道ガス進入のた
   めの上方位置における前壁の中の開口と、煙道ガス排出
   のための底部における開口と、ガス流路内に配置された
   管状過熱器とを持つ、蒸気発生器の垂直ガス流路のため
   の蒸気流路装置において、第１の多数の平行管は前記ガ
   ス通路の屋根を内張りし、第２の多数の平行管は屋根の
   高さ位置から中間の高さ位置への前記ガス通路の後方通
   路を内張りし、第３の多数の平行管は屋根の高さから下
   方の高さ位置への前記ガス通路の側壁を内張りし、第４
   の多数の平行管はガス通路の前壁の頂部から前記下方の
   高さ位置への前記ガス通路の前壁を内張りし、第５の多
   数の平行管は前記ガス通路の後壁を前記中間の高さ位置
   から前記下方の高さ位置へ内張りをしており、第１のヘ
   ツダ装置は前記第３の管の上端に取付けられてそこを通
   る蒸気流の殆んどすべてを運んでおり、第２のヘツダ装
   置は前記第３の多数の平行管の底端に接続されてほとん
   どすべての蒸気流を受けており、第３のヘツダ装置は前
   記第５の多数の管の底部に接続されており、第４のヘツ
   ダ装置は前記第４の多数の平行管の底部に接続されてお
   り、仕切板装置は前記第２のヘツダ装置に、蒸気流の小
   部分を前記第３のヘツダ装置へ、また蒸気流の大部分を
   前記第４のヘツダ装置へふり向ける位置において設けら
   れ、第５のヘツダ装置は前記第２の多数の管の底部と前
   記第５の多数の管の頂部とに接続されており、前記第４
   、第１および第２の多数の平行管は順次にそこに流れを
   生じるように接続されており、供給管は前記第５のヘツ
   ダを前記管状過熱器に接続していることを特徴とする、
   蒸気流路装置。