JP2000234703A - 過熱器入口管寄せ固定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 後壁管と過熱器入口管寄せとに温度差が生じ
た際に、後壁管の変位に順応して過熱器入口管寄せが変
位し、過熱器入口管寄せに対する過熱器管の接続部に応
力が発生しないようにすることができ、寿命延長を図り
得る過熱器入口管寄せ固定装置を提供する。 【解決手段】 ボイラ１の後壁管４を貫通した過熱器管
１０が接続された過熱器入口管寄せ５の長手方向所要箇
所を支持梁１１で支持し、過熱器入口管寄せ５を支持し
た支持梁１１の荷重を後壁管４に負荷させ、後壁管４の
熱膨張に順応して過熱器入口管寄せ５が変位するように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラの過熱器入
口管寄せ固定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４は、従来から使用されているボイ
ラの一例として貫流ボイラの概要を示す側面図であり、
ボイラ１は架構２から吊下部材３によって吊下げ支持さ
れており、ボイラ１の後面のパネル状の後壁管４の外部
には過熱器入口管寄せ５が配置され、過熱器入口管寄せ
５は、ボイラ１を吊下げている架構２とはレベルの異な
る別の架構６から図示していない吊下部材によって吊下
げ支持されている。そしてボイラ１の後壁管４と過熱器
入口管寄せ５との関係を示す図１５の斜視図にも示すよ
うに、過熱器入口管寄せ５は、連絡管９によりボイラ１
外のマニホールド８に接続されると共に、後壁管４を貫
通する過熱器管１０により、ボイラ１内の図示していな
い過熱器にも接続されている。

【０００３】尚、前記マニホールド８及び連絡管９は、
架構２から図示していない吊下部材によって吊下げ支持
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら後壁管４
と過熱器入口管寄せ５及び連絡管９とは、蒸気循環の過
程で温度差が生じる。

【０００５】起動時には後壁管４が先に温度上昇して、
図１６に矢印で示すように下方へ熱膨張するが、過熱器
入口管寄せ５及び連絡管９の温度上昇はこれよりも遅く
なる。従来の過熱器入口管寄せ５及び連絡管９は、ボイ
ラ１とは別個に吊下げ支持されているため、連絡管９の
下方への熱膨張はボイラ１よりも遅れて生ずることにな
り、起動前に図１６の二点鎖線で示す状態にあった過熱
器管１０は、起動時には実線で示す状態になり、過熱器
入口管寄せ５に対する接続部分に引張応力が発生するよ
うになる。

【０００６】これとは反対に停止時には、後壁管４が先
に温度降下して図１７に矢印で示すように上方へ熱収縮
するが、過熱器入口管寄せ５及び連絡管９の温度降下は
これよりも遅くなり、運転時に図１７の二点鎖線で示す
状態にあった過熱器管１０は、停止時には実線で示す状
態になり、過熱器入口管寄せ５に対する接続部分に圧縮
応力が発生するようになる。

【０００７】このように従来の過熱器入口管寄せ５にお
いては、後壁管４と過熱器入口管寄せ５とに温度差が生
じた際の後壁管４と過熱器入口管寄せ５との相互間の位
置のずれにより、過熱器入口管寄せ５に対する過熱器管
１０の接続部に応力が発生するという問題があった。

【０００８】本発明は、斯かる実情に鑑み、後壁管と過
熱器入口管寄せとに温度差が生じた際に、後壁管の変位
に順応して過熱器入口管寄せが変位し、過熱器入口管寄
せに対する過熱器管の接続部に応力が発生しないように
することができ、寿命延長を図り得る過熱器入口管寄せ
固定装置を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ボイ
ラの後壁管を貫通した過熱器管が接続された過熱器入口
管寄せの長手方向所要箇所を支持梁で支持し、該支持梁
の荷重を前記後壁管に負荷させたことを特徴とする過熱
器入口管寄せ固定装置にかかるものである。

【００１０】請求項２の発明は、支持梁は鉛直梁と該鉛
直梁の後壁管とは反対側に固着した水平梁部とを備え、
該水平梁部の上に過熱器入口管寄せを支持せしめ、前記
鉛直梁の水平梁部を固着した箇所の後壁管側を後壁管に
対し該後壁管面に沿う水平方向にのみ変位可能となるよ
う支持せしめ、前記鉛直梁の上端部分と下端部分とを後
壁管面に沿う水平方向と鉛直方向とに変位可能となるよ
う後壁管に支持せしめたことを特徴とする請求項１に記
載の過熱器入口管寄せ固定装置にかかるものである。

【００１１】請求項３の発明は、鉛直梁の水平梁部を固
着した箇所の後壁管側に水平の中間バックステーを固着
し、該中間バックステーの後壁管側に中間部支持金具を
固着し、後壁管に水平に固着した中間部支持板に前記中
間部支持金具を後壁管面に沿う水平方向に移動可能とな
るよう載置し、前記中間部支持板には前記中間部支持金
具の脱落防止爪を固着し、前記鉛直梁の上端部と下端部
との後壁管側にそれぞれ水平の上部バックステーと下部
バックステーとを鉛直方向に変位可能となるよう取り付
け、前記上部バックステーと下部バックステーとの後壁
管側にそれぞれ上部支持金具と下部支持金具とを固着
し、後壁管に固着した上部受金具と下部受金具とに前記
上部支持金具と下部支持金具とをそれぞれ後壁管面に沿
う水平方向に移動可能となるよう載置し、前記上部受金
具と下部受金具とにはそれぞれ上部支持金具と下部支持
金具の脱落防止爪を固着したことを特徴とする請求項２
に記載の過熱器入口管寄せ固定装置にかかるものであ
る。

【００１２】請求項４の発明は、水平梁部に支持台を後
壁管面に沿う水平方向に移動可能となるよう載置し、該
支持台上に過熱器入口管寄せを載置し、該過熱器入口管
寄せをＵボルトで前記支持台に取り付けたことを特徴と
する請求項２に記載の過熱器入口管寄せ固定装置にかか
るものである。

【００１３】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００１４】請求項１の発明は、過熱器入口管寄せを支
持した支持梁の荷重をボイラの後壁管に負荷させている
ため、後壁管の熱膨張に対応して過熱器入口管寄せが変
位する。

【００１５】請求項２の発明は、鉛直梁の過熱器入口管
寄せを支持した箇所で支持梁の荷重が後壁管に負荷さ
れ、鉛直梁の上端部分と下端部分も後壁管の熱膨張に対
して無理な力を生ぜずに支承される。

【００１６】請求項３の発明は、鉛直梁の過熱器入口管
寄せを支持した箇所で支持梁の荷重が後壁管に負荷さ
れ、鉛直梁の上端部分と下端部分も後壁管の熱膨張に対
して無理を生ぜず脱落しないように後壁管に支承され
る。

【００１７】請求項４の発明は、過熱器入口管寄せと後
壁管との間に水平方向の熱膨張に差があっても、無理な
力は作用しない。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。

【００１９】図１は本発明を実施する形態の一例の側面
図であって、後壁管４を貫通する過熱器管１０が接続さ
れている過熱器入口管寄せ５は、上方から吊下げられず
に、長手方向の両端部近傍を支持梁１１と支持台１２を
介して後壁管４に支持されるようになっている。

【００２０】支持梁１１は、鉛直梁１３と、鉛直梁１３
の中間部分から後壁管４とは反対側に張出すように固着
された水平梁１４とを備えていて、水平梁１４の撓みを
防ぐために、水平梁１４の先端部近傍と鉛直梁１３の下
端部近傍との間には、斜めに支え梁１５が固着されてい
る。

【００２１】支持梁１１の荷重を後壁管４に負荷させる
ため、図２の斜視図にも示すように、鉛直梁１３の水平
梁１４が固着されている箇所の後壁管４側には水平の中
間バックステー１６を固着し、中間バックステー１６の
後壁管４側には、平面形状がコ字形の中間部支持金具１
７を固着してある。

【００２２】図３は図１のＩＩＩ部分の拡大側面図、図
４は図３の平面図、図５は図３、図４の部分的な斜視図
であって、これらの図に示すように後壁管４側には、中
間部支持金具１７の高さ寸法より若干大きい寸法の上下
間隔をおいて、２枚の中間部支持板１８が水平に固着さ
れている。そして中間部支持金具１７を２枚の中間部支
持板１８の間に挿入し、中間部支持金具１７が中間部支
持板１８の間から離脱しないようにするため、中間部支
持板１８に、中間部支持金具１７のコ字形の中に入るよ
うにした脱落防止爪１９を差し込んで固着している。こ
れによって中間部支持金具１７は下側の中間部支持板１
８の上に載置され、中間部支持金具１７側の荷重を下側
の中間部支持板１８を介して後壁管４側に負荷させるこ
とになる。そして中間部支持金具１７は、コ字形の内法
寸法の範囲内で、後壁管４面に沿う水平な方向に中間部
支持板１８に対して摺動変位することができることにな
る。

【００２３】このようにして水平梁１４、鉛直梁１３側
の荷重は、中間バックステー１６、中間部支持金具１
７、中間部支持板１８を介して後壁管４側に負荷される
ようになっており、図１、図２で説明したように、過熱
器入口管寄せ５の両端部近傍は、支持台１２を介して支
持梁１１に支持されるようになっている。

【００２４】図６は本発明の過熱器入口管寄せ５の支持
部分の実施形態の一例の拡大側面図、図７は図６のＶＩ
Ｉ−ＶＩＩ矢視図であって、支持梁１１を構成している
水平梁１４にはボックス形の支持台１２が載置されてい
て、支持台１２は水平梁１４に対して水平梁１４の長手
方向並びに水平梁１４の横方向に、僅かな範囲で水平に
摺動変位ができるようになっている。そして支持台１２
の上には、転動防止枠２０を介して過熱器入口管寄せ５
の両端部近傍が載置され、Ｕボルト２１で過熱器入口管
寄せ５の上半部外周を囲むようにして支持台１２に支持
せしめてある。過熱器入口管寄せ５はＵボルト２１で支
持台１２に支持されているため、過熱器入口管寄せ５が
熱によって膨張収縮した際には、過熱器入口管寄せ５は
支持台１２に対して過熱器入口管寄せ５の長手方向に変
位が可能であり、又、上述したように、支持台１２も水
平梁１４に対して水平に変位が可能である。

【００２５】前述した鉛直梁１３の上端部と下端部の後
壁管４側には、図１、図２に示すように、それぞれ水平
の上部バックステー２２と下部バックステー２３が、後
述するように上下方向に摺動可能に添装されていて、上
部バックステー２２と下部バックステー２３の後壁管４
側には、それぞれ平面形状がコ字形の上部支持金具２４
と下部支持金具２５とが固着されている。そして次に詳
述するように、上部支持金具２４は後壁管４に固着した
上部受金具２６（図１参照）に支持され、下部支持金具
２５は後壁管４に固着した下部受金具２７に支持される
ようになっている。

【００２６】図８は図１のＶＩＩＩ部分の拡大側面図、
図９は図８の平面図、図１０は図８、図９の部分的な斜
視図、図１１は図８のＸＩ部分の斜視図であって、図
８、図９、図１１に示すように鉛直梁１３と上部バック
ステー２２の交差箇所では、平面形状がＬ字形のスライ
ド部押え金具２８が鉛直梁１３の両側に位置するように
（図９参照）上部バックステー２２に固着されていて、
スライド部押え金具２８が断面Ｈ形の鉛直梁１３を両側
から挟み込み、鉛直梁１３の上端部を上部バックステー
２２に対して上下方向に摺動し得るように支えている。

【００２７】後壁管４側には、図８〜図１０に示すよう
に、平面形状がほぼＵ字形の２個の上部受金具２６が上
部支持金具２４の高さ寸法より若干大きい寸法の上下間
隔をおいて固着されている。そして上部支持金具２４を
２個の上部受金具２６の間に挿入し、上部支持金具２４
が上部受金具２６の間から離脱しないようにするため、
上部支持金具２４に脱落防止爪２９を差し込んで固着し
ている。これによって上部支持金具２４は下側の上部支
持金具２４の上に載置され、上部支持金具２４のコ字形
の内法寸法の範囲内で、上部支持金具２４は上部バック
ステー２２を伴いながら後壁管４面に沿う水平な方向に
上部受金具２６に対して摺動変位することができること
になる。

【００２８】図１、図２に示す下部バックステー２３並
びに下部支持金具２５も、上述した図８〜図１１に示す
ものと同様な構成によって、下部バックステー２３は鉛
直梁１３の下端部を上下方向に摺動し得るように支えて
おり、下部支持金具２５は下部バックステー２３を伴い
ながら後壁管４面に沿う水平な方向に下部受金具２７
（図１参照）に対して摺動変位するようになっている。

【００２９】次に、上記図示例の作動を説明する。

【００３０】図１、図２に示すように、過熱器入口管寄
せ５は支持台１２を介して支持梁１１に支持されてお
り、支持梁１１の荷重は、鉛直梁１３に固着されている
中間バックステー１６、中間バックステー１６に固着さ
れている中間部支持金具１７、図３〜図５に示す下側の
中間部支持板１８を介して後壁管４に負荷され、後壁管
４によって支持される。

【００３１】後壁管４と過熱器入口管寄せ５とに温度差
が生じた時には、後壁管４の上下方向の変位に伴って、
中間部支持板１８、中間部支持金具１７、中間バックス
テー１６、支持梁１１の鉛直梁１３、水平梁１４と共に
過熱器入口管寄せ５も後壁管４と全く同じ上下方向の変
位をするようになる。

【００３２】この際、鉛直梁１３の上端は、図８、図９
に示すスライド部押え金具２８及び上部バックステー２
２に対して上下方向に摺動可能であり、鉛直梁１３の下
端も同様に下部バックステー２３（図２参照）に対して
上下方向に摺動可能であるため、後壁管４と鉛直梁１３
との間に熱膨張の差が生じても、後壁管４には無理な力
はかからない。

【００３３】その結果、起動時に後壁管４が先に温度上
昇して、図１２に矢印で示すように下方へ熱膨張する
と、水平梁１４も後壁管４と共に二点鎖線の位置から実
線の位置に下降し、起動前に二点鎖線で示す位置にあっ
た過熱器入口管寄せ５と過熱器管１０も同様に二点鎖線
の位置から実線の位置に下降するため、相互間の相対的
位置に変化がないので過熱器管１０の過熱器入口管寄せ
５に対する接続部分に応力は発生しない。

【００３４】これとは反対に、停止時に後壁管４が先に
温度降下して図１３に矢印で示すように上方へ熱収縮す
ると、水平梁１４も後壁管４と共に二点鎖線の位置から
実線の位置に上昇し、運転時に二点鎖線の位置にあった
水平梁１４も後壁管４と共に実線の位置に上昇し、運転
時に二点鎖線の位置にあった過熱器入口管寄せ５と過熱
器管１０も同様に二点鎖線の位置から実線の位置に上昇
するため、相互間の相対的位置に変化がないので過熱器
管１０の過熱器入口管寄せ５に対する接続部分に応力は
発生しない。

【００３５】一方、後壁管４と過熱器入口管寄せ５との
間に、水平方向の熱膨張差が生じた時には、図４に示す
中間バックステー１６に固着されている中間部支持金具
１７がコ字形の内法寸法の範囲内で、後壁管４面に沿う
水平な方向に中間部支持板１８に対して摺動変位する
が、水平梁１４、鉛直梁１３側の荷重が中間バックステ
ー１６、中間部支持金具１７、中間部支持板１８を介し
て後壁管４側に負荷されている状態には変化はない。

【００３６】この際、鉛直梁１３の上端部は、図９に示
すスライド部押え金具２８、上部バックステー２２、上
部支持金具２４と共に、上部支持金具２４のコ字形の内
法寸法の範囲内で上部受金具２６に対して摺動変位し、
鉛直梁１３の下端部も同様であるため、後壁管４には、
中間バックステー１６、上部バックステー２２、下部バ
ックステー２３のいずれからも、水平方向の無理な力は
かからない。

【００３７】更に過熱器入口管寄せ５と中間バックステ
ー１６間に水平方向の熱膨張差が生じた時には、図７に
示す支持台１２が水平梁１４に対して摺動変位し、Ｕボ
ルト２１と過熱器入口管寄せ５との間でも過熱器入口管
寄せ５の長手方向に変位が可能であるため、過熱器入口
管寄せ５及び中間バックステー１６のいずれにも無理な
力はかからない。

【００３８】こうして、後壁管４と過熱器入口管寄せ５
との間に温度差が生じた際に、後壁管４の変位に順応し
て過熱器入口管寄せ５が変位し、過熱器入口管寄せ５に
対する過熱器管１０の接続部に応力が発生しないように
することができ、寿命延長を図り得る。

【００３９】尚、本発明の過熱器入口管寄せ固定装置
は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得
ることは勿論である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
記載の過熱器入口管寄せ固定装置によれば、過熱器入口
管寄せを支持した支持梁の荷重をボイラの後壁管に負荷
させているため、ボイラの熱膨張に対応して過熱器入口
管寄せが変位し、後壁管と過熱器入口管寄せとの間に相
対的な変位がなく、ボイラの後壁管を貫通した過熱器管
の過熱器入口管寄せに対する接続部分に応力が発生せ
ず、寿命延長を図り得るという優れた効果を奏し得る。

【００４１】本発明の請求項２に記載の過熱器入口管寄
せ固定装置によれば、鉛直梁の過熱器入口管寄せを支持
した箇所で支持梁の荷重が後壁管に負荷されるため、鉛
直梁の上端部分と下端部分も後壁管の熱膨張に対して無
理な応力を生ぜずに後壁管に支承されるという優れた効
果を奏し得る。

【００４２】本発明の請求項３に記載の過熱器入口管寄
せ固定装置によれば、鉛直梁の過熱器入口管寄せを支持
した箇所で支持梁の荷重が後壁管に負荷されて後壁管の
熱膨張に順応して変位し、過熱器入口管寄せの管接続部
分に応力が発生しないため、寿命延長を図り得ると共
に、鉛直梁の上端部分と下端部分も後壁管の熱膨張に対
して無理な応力を生ぜず脱落しないように後壁管に支承
されるという優れた効果を奏し得る。

【００４３】本発明の請求項４に記載の過熱器入口管寄
せ固定装置によれば、過熱器入口管寄せと後壁管との間
に水平方向の熱膨張に差があっても相対的に変位して、
無理な力は作用しないという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例の側面図である。

【図２】本発明を実施する形態の一例の斜視図である。

【図３】図１のＩＩＩ部分の拡大側面図である。

【図４】図３の平面図である。

【図５】図３、図４の部分的な斜視図である。

【図６】本発明の過熱器入口管寄せの支持部分の実施形
態の一例の拡大側面図である。

【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視図である。

【図８】図１のＶＩＩＩ部分の拡大側面図である。

【図９】図８の平面図である。

【図１０】図８、図９の部分的な斜視図である。

【図１１】図８のＸＩ部分の斜視図である。

【図１２】本発明による装置の作用を示す側面図であ
る。

【図１３】本発明による装置の作用を示す側面図であ
る。

【図１４】ボイラの一例の概要を示す側面図である。

【図１５】ボイラの後壁管と過熱器入口管寄せとの関係
を示す斜視図である。

【図１６】従来装置の作用を示す側面図である。

【図１７】従来装置の作用を示す側面図である。

【符号の説明】

１ ボイラ ４ 後壁管 ５ 過熱器入口管寄せ ９ 連絡管 １０ 過熱器管 １１ 支持梁 １２ 支持台 １３ 鉛直梁 １４ 水平梁 １６ 中間バックステー １７ 中間部支持金具 １８ 中間部支持板 １９ 脱落防止爪 ２１ Ｕボルト ２２ 上部バックステー ２３ 下部バックステー ２４ 上部支持金具 ２５ 下部支持金具 ２６ 上部受金具 ２７ 下部受金具 ２９ 脱落防止爪

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボイラの後壁管を貫通した過熱器管が接
   続された過熱器入口管寄せの長手方向所要箇所を支持梁
   で支持し、該支持梁の荷重を前記後壁管に負荷させたこ
   とを特徴とする過熱器入口管寄せ固定装置。
2. 【請求項２】 支持梁は鉛直梁と該鉛直梁の後壁管とは
   反対側に固着した水平梁部とを備え、該水平梁部の上に
   過熱器入口管寄せを支持せしめ、前記鉛直梁の水平梁部
   を固着した箇所の後壁管側を後壁管に対し該後壁管面に
   沿う水平方向にのみ変位可能となるよう支持せしめ、前
   記鉛直梁の上端部分と下端部分とを後壁管面に沿う水平
   方向と鉛直方向とに変位可能となるよう後壁管に支持せ
   しめたことを特徴とする請求項１に記載の過熱器入口管
   寄せ固定装置。
3. 【請求項３】 鉛直梁の水平梁部を固着した箇所の後壁
   管側に水平の中間バックステーを固着し、該中間バック
   ステーの後壁管側に中間部支持金具を固着し、後壁管に
   水平に固着した中間部支持板に前記中間部支持金具を後
   壁管面に沿う水平方向に移動可能となるよう載置し、前
   記中間部支持板には前記中間部支持金具の脱落防止爪を
   固着し、前記鉛直梁の上端部と下端部との後壁管側にそ
   れぞれ水平の上部バックステーと下部バックステーとを
   鉛直方向に変位可能となるよう取り付け、前記上部バッ
   クステーと下部バックステーとの後壁管側にそれぞれ上
   部支持金具と下部支持金具とを固着し、後壁管に固着し
   た上部受金具と下部受金具とに前記上部支持金具と下部
   支持金具とをそれぞれ後壁管面に沿う水平方向に移動可
   能となるよう載置し、前記上部受金具と下部受金具とに
   はそれぞれ上部支持金具と下部支持金具の脱落防止爪を
   固着したことを特徴とする請求項２に記載の過熱器入口
   管寄せ固定装置。
4. 【請求項４】 水平梁部に支持台を後壁管面に沿う水平
   方向に移動可能となるよう載置し、該支持台上に過熱器
   入口管寄せを載置し、該過熱器入口管寄せをＵボルトで
   前記支持台に取り付けたことを特徴とする請求項２に記
   載の過熱器入口管寄せ固定装置。