WO2022163860A1 - 熱交換器および排煙処理システム - Google Patents

Abstract

内部を熱媒が流動可能な複数の伝熱管（４５）と、各伝熱管（４５）の一端が接続され、各伝熱管（４５）との間で熱媒が流動可能なヘッダ（４２，４３）と、ヘッダ（４２，４３）に形成されて伝熱管（４５）の一端（４５ａ）を外部に露出させる開口部（４２ａ，４３ａ）と、開口部（４２ａ，４３ａ）を開閉する開閉部（４６）と、を備えた熱交換器（４）を提供する。

Description

熱交換器および排煙処理システム

　本開示は、熱交換器および熱交換器を備えた排煙処理システムに関し、特に、複数の伝熱管を有する熱交換器および排煙処理システムに関する。

　火力発電用のボイラにおいて、ボイラ内の排ガスから熱を回収したり、排ガスを加熱するための熱交換器として、ガスガスヒータ（GasGasHeater：ＧＧＨ）が知られている。ガスガスヒータに関する技術として、特許文献１に記載の技術が知られている。

　特許文献１（国際公開第２０１８／１３９６６９号公報：ＷＯ２０１８／１３９６６９Ａ１）には、複数の伝熱管（１１，１２）を有する熱交換バンドル（４１）が、伝熱管（１１，１２）が接続された上下に延びる柱状のヘッダ（４２，４３）で積み上げられた構成が記載されている。特許文献１に記載の構成では、ヘッダ（４２，４３）で３段に積み上げられた熱交換バンドル（４１）は、底板（３２）、背面板（３３）、天板（３４）で、上下および背面が囲まれて、内部に排ガスの流路が形成されている。

国際公開第２０１８／１３９６６９号公報（ＷＯ２０１８／１３９６６９Ａ１、「００２２」－「００２９」、図３、図４）

　特許文献１に記載の熱交換バンドル（４１）では、ヘッダ（４２，４３）に複数の伝熱管（１１，１２）が支持されており、伝熱管（１１，１２）の１つ１つに対応して、ヘッダ（４２，４３）の外表面にプラグ孔（４８）が形成されている。プラグ孔（４８）は通常時はプラグ栓で閉じられている。そして、複数の伝熱管（１１，１２）の中で、故障して熱媒が漏れる伝熱管（１１，１２）が発生した場合には、プラグ栓を外し、プラグ孔（４８）から閉止栓を差し込んで、故障した伝熱管（１１，１２）の端（熱媒の出入口）に栓をしていた（例えば、特開２０１５－０３６６１４号公報等参照）。

　具体的に栓をする手順としては、以下の（１）、（２）が行われる。
（１）閉止栓を棒状の治具の先端に装着して、故障した伝熱管（１１，１２）に対応する位置のプラグ孔（４８）を通じて治具および閉止栓を挿入し、伝熱管（１１，１２）の出入口に閉止栓を押し当てる。
（２）閉止栓を挿入したプラグ孔（４８）の隣のプラグ孔（４８）を通じて溶接用の機材を差し込んで、閉止栓を伝熱管（１１，１２）の出入口に溶接する。

　特許文献１に記載の構成では、手順（１）で閉止栓を挿入する際に、治具を挿入しているプラグ孔を通じて、目視で伝熱管の出入口を確認しており、作業性が悪く、作業に時間がかかる問題がある。また、手順（２）で溶接を行う際も、溶接する位置を目視で確認するのに、治具が挿入されているプラグ孔か、溶接用の機材が挿入されているプラグ孔から確認しており、作業性が悪く、作業時間が長くなる問題がある。それ以外のプラグ孔を使用すると、遠近感があるために作業に熟練を要し、慣れるまでに時間がかかる問題がある。

　本開示は、故障した伝熱管を閉止する作業の作業性を向上させることを技術的課題とする。

上記本開示の課題は、下記の構成を採用することにより達成できる。
本開示の熱交換器は、
内部を熱媒が流動可能な複数の伝熱管と、
前記各伝熱管の一端が接続され、前記各伝熱管との間で熱媒が流動可能なヘッダと、
前記ヘッダに形成されて前記伝熱管の一端を外部に露出させる開口部と、
前記開口部を開閉する開閉部と、
を備えたことを特徴とする。

上記に記載の熱交換器において、
全ての前記伝熱管の一端を外部に露出可能な１つの前記開口部と、
１つの前記開口部に対応して配置された１つの前記開閉部と、
を備えたことを特徴とする。

上記に記載の熱交換器において、
前記開口部に対して着脱可能に支持された前記開閉部、
を備えたことを特徴とする。

本開示の排煙処理システムは、
燃料を燃焼されるボイラと、
燃料が燃焼して発生したガスの流路中に配置され、ガスとの間で熱交換を行う上記のいずれかに記載の熱交換器と、
を備えたことを特徴とする。

　本開示の熱交換器によれば、開閉部で開口部を開放して伝熱管の一端を外部に露出させることで、故障した伝熱管を閉止する作業の作業性を向上させることができる。
　本開示によれば、全ての伝熱管の一端を外部に露出可能な１つの開口部と、１つの開口部に対応して配置された１つの開閉部を備えることで、複数の開口部や開閉部を有する場合に比べて、開閉作業が容易になり作業性を向上させることができる。
　本開示によれば、スライド可能な開閉部やヒンジで回転可能な開閉部の場合に比べて、開閉部が取り外し可能であることで、開口部が開放された状態で開閉部が作業の妨げになることを抑制できる。

図１は本開示の実施例１の熱交換器を含む排煙処理システムの説明図である。 図２は本開示の実施例１の熱交換器の本体の説明図である。 図３は図２の熱交換器の分解図である。 図４は実施例の熱交換器を構成するバンドルの説明図である。 図５は図４に示すバンドルにおいて開閉部を取り外した状態の説明図であり、図５（Ａ）は斜視図、図５（Ｂ）は要部断面図である。 図６は実施例のボルト止め部分の説明図であり、図６（Ａ）は袋ナットの説明図、図６（Ｂ）はナットが埋め込まれた形態の説明図である。 図７は本開示の実施例２の熱交換器を含む排煙処理システムの説明図である。 図８は本開示の実施例３のＧＧＨ熱回収器の断面図である。 図９はＧＧＨ熱回収器における伝熱管の摩耗量と排ガスのガス流速と排ガスに含まれるダスト濃度の関係を示すグラフである。 図１０は本開示の実施例３のＧＧＨ再加熱器の断面図である。 図１１はＧＧＨ熱回収器およびＧＧＨ再加熱器が有するフィン付きの伝熱管を上方から見た図である。

　次に図面を参照しながら、本開示の実施の形態の具体例としての実施例を説明するが、本開示は以下の実施例に限定されるものではない。
　なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。

〔実施例１〕
　図１は本開示の熱交換器を含む排煙処理システムの説明図である。
図１において、実施例１の熱交換器が適用された排煙処理システム（プラント）Ｓでは、ボイラ１からの排ガスが脱硝装置２に導入され、排ガス中の窒素酸化物が除去された後、空気予熱器（Ａ／Ｈ）３においてボイラ１への燃焼用空気と熱交換される。次に、排ガスは、ガスガス熱交換器の一例としてのＧＧＨ熱回収器４に導入されて熱交換（熱回収）が行われる。ＧＧＨ熱回収器４を通過してガス温度が低下した排ガスは、ガス中の煤塵の空気抵抗値が低下した状態で集塵装置（ＥＰ：ElectrostaticPrecipitator）５に導入され、排ガス中の煤塵の大半が除去される。その後、排ガスはファン６により昇圧されて、湿式排煙脱硫装置（ＦＧＤ：FlueGasDesulfurization）７に導入され、気液接触により排ガス中の硫黄酸化物および煤塵の一部が除去される。湿式排煙脱硫装置７において、飽和ガス温度まで冷却された排ガスは、ＧＧＨ熱回収器４で回収された熱を利用して、ガスガス熱交換器の一例としてのＧＧＨ再加熱器８により昇温（熱交換、再加熱）される。ＧＧＨ再加熱器８を通過した排ガスは煙突９より排出される。

　図２は本開示の実施例１の熱交換器の本体の説明図である。
　図３は図２の熱交換器の本体の分解図である。
　図４は実施例の熱交換器を構成するバンドルの説明図である。
　図２、図３において、ＧＧＨ熱回収器４は、筐体の一例としてのハウジング３１を有する。ハウジング３１は、背面カバーの一例としての板状の背面板３３と、上カバーの一例としての板状の天板３４とを有する。ハウジング３１の前部には、上下方向に延びるバンドル間カバー３５が支持されている。バンドル間カバー３５は、上下方向（重力方向）に延びており、左右方向（排ガス（排煙）の流れる方向）に予め設定された間隔をあけて複数配置されている。ハウジング３１の内部には、熱交換バンドル４１が複数収容される。

　図２－図４において、各熱交換バンドル４１は、第１の取付部の一例としての第１のヘッダ４２と、第２の取付部の一例としての第２のヘッダ４３とを有する。実施例１の第１のヘッダ４２および第２のヘッダ４３は、上下方向に延びる柱状に形成されている。各ヘッダ４２，４３は、内部が中空且つ上端および下端が閉塞された形状に形成されており、内部に流動可能な空間が形成されている。また、各ヘッダ４２，４３には、左右方向に張り出す取り付けプレート４４が支持されている。

　各ヘッダ４２，４３の後面には、後方に延びる伝熱管４５が支持されている。伝熱管４５は、ハウジング３１の内部で後端または前端で湾曲して複数回前後方向に往復するように構成されている。なお、各ヘッダ４２，４３には、上下方向に間隔をあけて複数の伝熱管４５が支持されている。各伝熱管４５の両端は、ヘッダ４２，４３に支持されており、ヘッダ４２，４３から各伝熱管４５に熱媒が入出可能に構成されている。
　各伝熱管４５は、前後方向の中央部において、サポート部材４７で支持されている。サポート部材４７は、板に、伝熱管４５が通過する穴が複数形成された形状に形成されている。したがって、伝熱管４５が、ヘッダ４２，４３のみで片持ち状態で支持されておらず、ヘッダ４２，４３とサポート部材４７で保持されている。なお、サポート部材４７は、前後方向および左右方向に１つを図示しているが、伝熱管４５の長さに応じて、前後方向に複数枚設けたり、左右方向に複数枚設けたりすることも可能である。

　図５は図４に示すバンドルにおいて開閉部を取り外した状態の説明図であり、図５（Ａ）は斜視図、図５（Ｂ）は要部断面図である。
　図５において、各ヘッダ４２，４３の前部には、開口部４２ａ，４３ａが形成されている。実施例の開口部４２ａ，４３ａは、ヘッダ４２，４３に沿って上下方向に延びており、全ての伝熱管４５の端部（熱媒の出入口）４５ａを外部に露出させることが可能な大きさに形成されている。

　各開口部４２ａ，４３ａには、開閉部の一例としての開閉カバー４６が支持されている。実施例の開閉カバー４６は、半円筒状のカバー本体４６ａと、カバー本体４６ａの左右両端から外側に張り出した板状の固定部４６ｂとを有する。開閉カバー４６は、開口部４２ａ，４３ａの全域を閉塞可能な長さに形成されている。また、開閉カバー４６は、固定部４６ｂが取り付けプレート４４にボルト止めで固定されている。したがって、ボルト４６ｃを取り外すことで、開閉カバー４６はヘッダ４２，４３に対して着脱可能に構成されている。なお、開閉カバー４６の固定方法は、ボルト止めに限定されず、ネジを使用することが可能であるし、容易に切断できるように部分的な溶接をすることも不可能ではない。

　開閉カバー４６には、着脱作業時に、作業者が掴むための取手を設けることが望ましいが、設けない構成とすることも可能である。取手を設ける場合には、開閉カバー４６を上方から吊り上げるための取手や、開閉カバー４６を前後方向に移動させるための取手のように複数の取手を設けることが望ましい。

　図６は実施例のボルト止め部分の説明図であり、図６（Ａ）は袋ナットの説明図、図６（Ｂ）はナットが埋め込まれた形態の説明図である。
　図６において、実施例の開閉カバー４６をボルト止めするために、取り付けプレート４４には、ボルト４６ｃがねじ込まれるナット４４ａ，４４ａ′が配置されている。ナットは、図６（Ａ）に示すように、ナット４４ａを取り付けプレート４４に固定した形態とすることも可能であるし、図６（Ｂ）に示すように、取り付けプレート４４の厚さを厚くして取り付けプレート４４にナット４４ａ′が埋め込まれた形態とすることも可能である。

　なお、実施例では、開口部４２ａ，４３ａの外縁に沿って、密封部材の一例としてのシールＳＬが配置されている。したがって、開閉カバー４６がヘッダ４２，４３に装着された状態では、境界部分がシールＳＬで塞がれる。よって、ヘッダ４２，４３内の熱媒が外部に漏れ出すことが抑制される。

　図２～図５において、各ヘッダ４２，４３の間には、接続部材の一例としてのケーシング板４９が着脱可能に支持されている。ケーシング板４９は、ヘッダ４２，４３の上下方向の高さに対応する高さを有する。ケーシング板４９は、取り付けプレート４４に図示しないボルトにより着脱可能に支持されている。ケーシング板４９が装着された場合には、ヘッダ４２，４３が接続される。よって、ケーシング板４９が装着された場合は、ヘッダ４２，４３、伝熱管４５が高い剛性を有する状態で一体化されると共に、ヘッダ４２，４３の間から排ガスが漏出することも抑制される。

　前記符号４２～４９を付した部材により、実施例１の熱交換バンドル４１が構成されている。熱交換バンドル４１は、いわば一つのユニットとして、ハウジング３１に収納可能に構成されている。そして、熱交換バンドル４１がハウジング３１に収納された状態では、背面板３３、天板３４、バンドル間カバー３５、ヘッダ４２，４３，ケーシング板４９や床面で囲まれた内側に、排ガスが流れる排ガス路が構成される。そして、排ガス路内に伝熱管４５が配置されており、排ガス路を流れる排ガスとの間で熱交換が可能に構成されている。

　図２において、実施例１のＧＧＨ熱回収器４では、排ガスの流れる方向に対して、上流、中流、下流に並んで３列配置されると共に、上流、中流、下流の各列には、上下方向に３段の熱交換バンドル４１が積み重ねられている。なお、中段の熱交換バンドル４１は、ヘッダ４２，４３の下端が、下段の熱交換バンドル４１のヘッダ４２，４３の上端に積み上げられている。同様に、上段の熱交換バンドル４１は、ヘッダ４２，４３の下端が、中段の熱交換バンドル４１のヘッダ４２，４３の上端に積み上げられている。
　なお、ＧＧＨ再加熱器８は、ＧＧＨ熱回収器４と同様に構成されているので、図示および詳細な説明は省略する。

（実施例１の作用）
　前記構成を備えた実施例１の排煙処理システムＳでは、複数の伝熱管４５の中で、腐食等で故障して熱媒が漏れ出した伝熱管４５が発生した場合、故障した伝熱管４５の端部４５ａへ閉止栓５１を打ち込む作業を行う。閉止栓５１を打ち込む場合、まず、熱交換バンドル４１への熱媒の流入を停止し、伝熱管４５の熱媒を抜き出す。次に、ヘッダ４２，４３の温度が低下した後に、ヘッダ４２，４３の開閉カバー４６を取り外す。そして、開放された開口部４２ａ，４３ａを通じて、故障した伝熱管４５の端部４５ａへ閉止栓５１を打ち込んで、溶接する。そして、開閉カバー４６を取り付けて、熱媒を熱交換バンドル４１に流入させる。

　したがって、実施例の熱交換バンドル４１では、閉止栓５１で伝熱管４５の端部４５ａを塞ぐ作業時に、特許文献１のプラグ孔とは異なり、大きく開放された開口部４２ａ，４３ａを通じて作業を行うことが可能である。よって、プラグ孔を通じて目視していた従来の構成に比べて、開口部４２ａ，４３ａを通じて、伝熱管４５の端部４５ａの目視での確認も容易であり、閉止栓５１を溶接する作業も容易になる。よって、実施例の熱交換バンドル４１では、故障した伝熱管４５を閉止する作業の作業性を向上させることができ、作業の時間も短縮可能である。

　特に、実施例では、１つの開閉カバー４６で、全ての伝熱管４５の端部４５ａが開放（露出）、閉塞可能である。したがって、伝熱管４５毎に個別のカバーを開閉する場合に比べて、作業も容易である。
　また、実施例では、開口部４２ａ，４３ａと開閉カバー４６の間はシールＳＬで密閉されている。特許文献１に記載の従来の構成では、熱交換バンドル４１の使用時（熱交換時）には、多数のプラグ孔にそれぞれプラグ栓が装着されていたが、プラグ栓の数が多数になるため、多数のプラグ栓が全て完全に密閉している状況は現実的には実現しにくく、プラグ栓の部分を通じて熱媒が漏れ出すことが問題となっていた。これに対して、実施例では、プラグ栓自体が設けられておらず、また、１つの開口部４２ａ，４３ａと１つの開閉カバー４６との間のシールＳＬで密閉されており、密閉状態の管理が従来の構成に比べて容易になっている。

　また、熱交換バンドル４１は、使用に伴って、ヘッダ４２，４３の底部にヘドロ状のドレンが堆積していく。従来のプラグ孔の構成ではドレンの排出が困難であった。これに対して、実施例では開口部４２ａ，４３ａが大きく開放される。したがって、開放された開口部４２ａ，４３ａを通じてドレンの排出や掻き出しも行うことが可能となる。

〔実施例２〕
　次に、本開示の実施例２について説明する。実施例２は、実施例１の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、実施例１と同様であるものとする。図７は本開示の実施例２の熱交換器を含む排煙処理システムの説明図である。

　実施例１の排煙処理システムＳは、湿式排煙脱硫装置７において、飽和ガス温度まで冷却された排ガスを、ＧＧＨ熱回収器４で回収された熱を利用して、ＧＧＨ再加熱器８により昇温させるものであった。それに対して、実施例２の排煙処理システムＳは、空気予熱器３を通過した排ガスの熱を回収し、回収した熱を利用してボイラ１へ供給される水（ボイラ給水）を昇温させるものである。

　図７に示すように、実施例２の排煙処理システムＳは、熱回収器（熱交換器）１０と、給水加熱器（熱交換器）１１と、を備える。熱回収器１０は、空気予熱器３を通過した排ガスの熱を、内部を流通する熱媒に伝達することで、排ガスの熱を回収する装置である。熱回収器１０により加熱された熱媒は、給水加熱器１１に供給される。

　給水加熱器１１は、熱回収器１０で回収された熱を利用して、ボイラ１へ供給される水を加熱する装置である。給水加熱器１１は、熱回収器１０から供給される熱媒とボイラ１へ供給される水との熱交換を行い、ボイラ１へ供給される水を加熱する。給水加熱器１１は、ボイラ１へ供給される水を加熱する熱源として用いた熱媒を、熱回収器１０に供給する。

〔実施例３〕
　本開示の実施例３について説明する。実施例３は、実施例１の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、実施例１と同様であるものとする。図８は、本開示の実施例３のＧＧＨ熱回収器４の断面図である。図８に示す矢印は、空気予熱器３からＧＧＨ熱回収器４へ流入する排ガスの流れ方向を示す。

　図８に示すように、本実施例のＧＧＨ熱回収器４は、排ガスの流れ方向の上流側から下流側に向けて配置される３つの熱交換バンドル４１を有する。排ガスの流れ方向の最も上流側に熱交換バンドル４１Ａが配置され、排ガスの流れ方向の最も下流側に熱交換バンドル４１Ｃが配置される。熱交換バンドル４１Ａと熱交換バンドル４１Ｃの間に熱交換バンドル４１Ｂが配置される。

　図８に示す伝熱管４５は、管体４５Ａと、管体４５Ａに取り付けられるフィン４５Ｂと、を有する。図８に示すように、熱交換バンドル４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃを構成する全ての伝熱管４５は、管体４５Ａと、フィン４５Ｂと、を有する。

　図８に示すように、複数の伝熱管４５は、複数の伝熱管４５を通過する排ガスの流れ方向に沿って、一定の間隔Ｐ１を空けて配置される。また、複数の伝熱管４５は、複数の伝熱管４５を通過する排ガスの流れ方向に対して直交する鉛直方向ＶＤに沿って一定の間隔Ｐ１を空けて配置されている。

　図８に示すように、複数の伝熱管４５は、排ガスの流れ方向に隣接する一対の伝熱管４５の鉛直方向ＶＤの位置が同一位置となるように配列されている。すなわち、複数の伝熱管４５は、正方配列となるように配置されている。

　正方配列では、伝熱管４５の最上流部分に排ガスが接触するが、それよりも下流側の部分では、排ガスの流れ方向に対して最上流部分の影になる形で排ガスとの接触が低減されると共に、接触が低減される分、排ガスは流れやすい。ＧＧＨ熱回収器４では、熱交換バンドル４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃを構成する全ての伝熱管４５を正方配列とすることで、アッシュエロージョンが低減される。

　図８に示す複数の熱交換バンドル４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃは、伝熱管４５の管間流速が１０ｍ／ｓ以下となるように配列されている。ここで、伝熱管４５の管間流速とは、排ガスの流れ方向に対して直交する鉛直方向ＶＤに隣接する一対の伝熱管４５の間を通過する排ガスの流速をいう。より具体的には、管間流速は、図８に示す１段目の伝熱管４５の中心軸Ｌ１の位置において、熱交換バンドル４１Ａの鉛直方向ＶＤの断面積から伝熱管４５の鉛直方向ＶＤの断面積の合計を差し引いた断面積領域を通過する排ガスの流速をいう。

　図８に示す複数の熱交換バンドル４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃにおいて、伝熱管４５の管間流速が１０ｍ／ｓ以下となるようにしているのは、伝熱管４５の摩耗を抑制するためである。ＧＧＨ熱回収器４では、一般的に、約０．１ｍｍ／年以下の伝熱管４５の摩耗速度であるのが望ましい。

　本発明者らは、集塵装置５の上流側に配置されるＧＧＨ熱回収器４の伝熱管４５の摩耗量と排ガスの流速との関係を検討した。その結果、図９に示す計測結果を得た。図９は、ＧＧＨ熱回収器４における伝熱管４５の摩耗量と排ガスのガス流速と排ガスに含まれるダスト濃度の関係を示すグラフである。図９において、Ａは０．１ｍｍ／年に設定した摩耗限界線である。

　図９に示すように、本発明者らは、排ガスのガス流速が排ガス中のダスト濃度の多少に拘わらず、ガス流速が１０ｍ／ｓよりも高い場合に伝熱管４５の摩耗量が急激に増加する現象を見出した。そのため、本実施例では、複数の熱交換バンドル４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃにおいて、伝熱管４５の管間流速が１０ｍ／ｓ以下となるようにしている。

　図１０は、本開示の実施例３のＧＧＨ再加熱器８の断面図である。図１０に示す矢印は、湿式排煙脱硫装置７からＧＧＨ再加熱器８へ流入する排ガスの流れ方向を示す。

　図１０に示すように、本実施例のＧＧＨ再加熱器８は、排ガスの流れ方向の上流側から下流側に向けて配置される３つの熱交換バンドル４１を有する。排ガスの流れ方向の最も上流側に熱交換バンドル４１Ｄが配置され、排ガスの流れ方向の最も下流側に熱交換バンドル４１Ｆが配置される。熱交換バンドル４１Ｄと熱交換バンドル４１Ｆの間に熱交換バンドル４１Ｅが配置される。

　図１０に示す熱交換バンドル４１Ｅ，４１Ｆを構成する伝熱管４５は、管体４５Ａと、管体４５Ａに取り付けられるフィン４５Ｂと、を有する。図１０に示す熱交換バンドル４１Ｄを構成する伝熱管４５は、管体４５Ａを有するが、フィン４５Ｂが取り付けられていない裸管である。熱交換バンドル４１Ｄを構成する伝熱管４５をフィン４５Ｂのない裸管としているのは、湿式排煙脱硫装置７から導入されるミストが伝熱管４５に付着することにより腐食する不具合を抑制するためである。

　図１０に示すように、複数の伝熱管４５は、複数の伝熱管４５を通過する排ガスの流れ方向に沿って、一定の間隔Ｐ２を空けて配置される。また、複数の伝熱管４５は、複数の伝熱管４５を通過する排ガスの流れ方向に対して直交する鉛直方向ＶＤに沿って一定の間隔Ｐ２を空けて配置されている。

　図１０に示すように、熱交換バンドル４１Ｅ，４１Ｆを構成する複数の伝熱管４５は、排ガスの流れ方向に隣接する一対の伝熱管４５の鉛直方向ＶＤの位置が同一位置となるように配列されている。すなわち、複数の伝熱管４５は、正方配列となるように配置されている。ＧＧＨ再加熱器８では、熱交換バンドル４１Ｅ，４１Ｆを構成する伝熱管４５を正方配列とすることで、アッシュエロージョンが低減される。

　一方、図１０に示すように、熱交換バンドル４１Ｄを構成する複数の伝熱管４５は、排ガスの流れ方向に隣接する一対の伝熱管４５の鉛直方向ＶＤの位置が隣接する一対の伝熱管４５の中間の位置となるように配列されている。すなわち、複数の伝熱管４５は、排ガスの流れ方向に隣接する一対の伝熱管４５の鉛直方向ＶＤの位置が異なる千鳥配列となるように配置されている。

　千鳥配列では、伝熱管４５の下流側の部分が上流側の部分の影になりにくいため、排ガスとの接触が増えるが、その分排ガスの流れにとって抵抗となる。ＧＧＨ再加熱器８では、熱交換バンドル４１Ｄを構成する伝熱管４５を千鳥配列とすることで、湿式排煙脱硫装置７から導入されるミストの蒸発効率を高めることができる。

　図１０に示す複数の熱交換バンドル４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆは、伝熱管４５の管間流速が８ｍ／ｓ以上かつ１６ｍ／ｓ以下となるように配列されている。管間流速は、１２ｍ／ｓ以上かつ１６ｍ／ｓ以下とするのが更に好ましい。

　ここで、伝熱管４５の管間流速とは、排ガスの流れ方向に対して直交する鉛直方向ＶＤに隣接する一対の伝熱管４５の間を通過する排ガスの流速をいう。より具体的には、管間流速は、図１０に示す１段目の伝熱管４５の中心軸Ｌ２の位置において、熱交換バンドル４１Ｄの鉛直方向ＶＤの断面積から伝熱管４５の鉛直方向ＶＤの断面積の合計を差し引いた断面積領域を通過する排ガスの流速をいう。

　図１１は、ＧＧＨ熱回収器４およびＧＧＨ再加熱器８が有するフィン付きの伝熱管４５を上方から見た図である。図１１に示すように、伝熱管４５は、管体４５Ａと、管体４５Ａの外周面に取り付けられたフィン４５Ｂを有する。管体４５Ａの外径ｄは、例えば、３０ｍｍ以上かつ４０ｍｍ以下に設定される。フィン４５Ｂの外径ＤＦは、例えば、６０ｍｍ以上かつ８０ｍｍ以下に設定される。

　図１１に示すように、管体４５Ａが延びる方向に沿って複数のフィン４５Ｂがフィンピッチ（間隔）Ｆを空けて取り付けられている。図８に示すＧＧＨ熱回収器４が有する伝熱管４５において、フィンピッチＦは、５．０ｍｍ以上かつ１１．０ｍｍ以下に設定するのが望ましい。さらに、フィンピッチＦは、７．２５ｍｍ以上かつ１０．１６ｍｍ以下に設定するのが望ましい。

　図９に示すＧＧＨ再加熱器８が有するフィン付きの伝熱管４５において、フィンピッチＦは、５．０ｍｍ以上かつ１１．０ｍｍ以下に設定するのが望ましい。さらに、フィンピッチＦは、６．３５ｍｍ以上かつ８．４７ｍｍ以下に設定するのが望ましい。

（変更例）
　以上、本発明の実施例および変更例を詳述したが、本発明は、前記実施例および変更例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲で、種々の変更を行うことが可能である。本発明のその他の変更例（Ｈ01）～（Ｈ04）を下記に例示する。
（Ｈ01）前記実施例において、熱交換器としてＧＧＨ熱回収器４やＧＧＨ再加熱器８を例示したがこれに限定されない。例えば、過熱器等の熱交換器にも適用可能である。

（Ｈ02）前記実施例において、開閉カバー４６は、ボルト止めで着脱可能な構成を例示したがこれに限定されない。例えば、上下方向にスライド移動して開口部４２ａ，４３ａを開閉する構成とすることも可能である。他にも、ヘッダ４２，４３または取り付けプレート４４に開閉カバー４６をヒンジ（蝶番）で回転可能に支持して、開口部４２ａ，４３ａを開閉する構成とすることも可能である。スライドしたカバーやヒンジを中心に開放されたカバーが作業の妨げにならないように、開口部４２ａ，４３ａが開放された状態で保持するロック機構のようなものを設けることが望ましい。

（Ｈ03）前記実施例において、全ての伝熱管４５の端部４５ａを、１つの開口部４２ａ，４３ａと１つの開閉カバー４６でカバーする構成を例示したが、これに限定されない。全ての伝熱管ではなく、例えば、２本（以上）の伝熱管４５に対して、１つの開口部と開閉カバーを設ける構成とすることも可能である。また、１本の伝熱管４５に対して、個別に開口部と開閉カバーを設ける構成とすることも不可能ではない。
（Ｈ04）前記実施例において、ハウジング３１が背面板３３、天板３４を有する構成を例示したがこれに限定されない。熱交換バンドル４１が収容されている熱回収室の側壁や天井を背面板３３、天板３４の代わりに利用することも可能である。また、ハウジング３１に底板を設けることも可能である。

１　　　　　ボイラ
４　　　　　ＧＧＨ熱回収器（熱交換器）
８　　　　　ＧＧＨ再加熱器（熱交換器）
１０　　　　熱回収器（熱交換器）
１１　　　　給水加熱器（熱交換器）
４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆ　熱交換バンドル
４２，４３　ヘッダ
４２ａ，４３ａ　開口部
４５　　　　伝熱管
４５ａ　　　伝熱管の一端
４５Ａ　　　管体
４５Ｂ　　　フィン
４６　　　　開閉部
Ｓ　　　　　排煙処理システム

Claims (11)

1. 　内部を熱媒が流動可能な複数の伝熱管と、
   　前記各伝熱管の一端が接続され、前記各伝熱管との間で熱媒が流動可能なヘッダと、
   　前記ヘッダに形成されて前記伝熱管の一端を外部に露出させる開口部と、
   　前記開口部を開閉する開閉部と、
   　を備えたことを特徴とする熱交換器。
2. 　全ての前記伝熱管の一端を外部に露出可能な１つの前記開口部と、
   　１つの前記開口部に対応して配置された１つの前記開閉部と、
   　を備えたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 　前記開口部に対して着脱可能に支持された前記開閉部、
   　を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
4. 　複数の前記伝熱管を通過するガスの流れ方向に対して直交する方向に隣接する一対の前記伝熱管の間を通過する前記ガスの流速が１０ｍ／ｓ以下となるように、前記流れ方向に隣接する一対の前記伝熱管の前記直交する方向の位置が同一位置となるように配列したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器。
5. 　複数の前記伝熱管を通過するガスの流れ方向に対して直交する方向に隣接する一対の前記伝熱管の間を通過する前記ガスの流速が８ｍ／ｓ以上かつ１６ｍ／ｓ以下となるように、前記流れ方向に隣接する一対の前記伝熱管の前記直交する方向の位置が異なる位置となるように配列したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器。
6. 　前記直交する方向に隣接する一対の前記伝熱管の間を通過する前記ガスの流速が１２ｍ／ｓ以上かつ１６ｍ／ｓ以下となるように、前記流れ方向に隣接する一対の前記伝熱管の前記直交する方向の位置が異なる位置となるように配列したことを特徴とする請求項５に記載の熱交換器。
7. 　燃料を燃焼されるボイラと、
   　燃料が燃焼して発生したガスの流路中に配置され、ガスとの間で熱交換を行う請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器と、
   　を備えたことを特徴とする排煙処理システム。
8. 　燃料を燃焼されるボイラと、
   　燃料が燃焼して発生したガスにより熱媒を加熱する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器と、
   　前記熱交換器で加熱された前記熱媒により前記ボイラへ供給する水を加熱する給水加熱器と、
   　を備えたことを特徴とする排煙処理システム。
9. 　前記伝熱管には、前記伝熱管が延びる方向に沿って複数のフィンが間隔を空けて取り付けられており、複数の前記フィンの前記間隔が５．０ｍｍ以上かつ１１．０ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の排煙処理システム。
10. 　前記熱交換器は、前記ボイラから排出されるガスの熱を回収する熱回収器であり、
    　複数の前記フィンの前記間隔が７．２５ｍｍ以上かつ１０．１６ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項９に記載の排煙処理システム。
11. 　前記ボイラから排出されるガス中の硫黄酸化物を除去する湿式排煙脱硫装置を備え、
    　前記熱交換器は、前記湿式排煙脱硫装置から排出されるガスを加熱する再加熱器であり、
    　前記伝熱管には、前記伝熱管が延びる方向に沿って複数のフィンが間隔を空けて取り付けられており、複数の前記フィンの前記間隔が６．３５ｍｍ以上かつ８．４７ｍｍ以下に設定されている請求項７に記載の排煙処理システム。
     

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