JPH0221104A - 貫流ボイラ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は燃焼装置に係り、特に炉壁コーナ部に及ぼす温
度差による熱応力を低減するに好適な貫流ボイラに関す
る。

［従来の技術］ 火力発電等にあっては、熱源のエネルギーをボイラに導
入し、ボイラ側壁に設けられた伝熱管によって熱交換を
行ない、得られた蒸気によってタービンを駆動するシス
テムが用いられている。

一般にボイラ壁は管とバーを連続溶接したメンブレン壁
で形成されており、火炉壁と後部伝熱壁の取合部はメン
ブレン壁相互の複雑な三次元構造がとられている。

即ち、第２図に示すように、熱源が供給される火炉１の
出側に副側壁２が連結され、更に、該側壁２に隣接して
後部伝熱壁３を連結してボイラは構成されている。ボイ
ラ壁は水または蒸気が通流する管とバーを連続的に溶接
したメンブレン壁で構成されている。

また、副側壁２と後部伝熱壁３の取合部は、副側壁底壁
４．副側壁側壁５、後部伝熱壁前壁６及び後部伝熱壁側
壁７で構成され、取合コーナ８を形成する。取合コーナ
８は、相互に溶接接合されて炉内ガスをシールする構造
がとられている。本構造では取合コーナ８において、上
記の各壁は一点で交叉することになる。一方管内流体は
、火炉１を上昇し、火炉前壁及び火炉側壁は天井壁に入
り、火炉後壁部は副側壁底壁４から副側壁側壁５を上昇
し、天井流体と共にセパレータ１５に流入する。セパレ
ータ１５で蒸気と水が分離され、分離された蒸気のみが
後部伝熱壁３の周壁及び隔壁に配設された管に供給され
る。

ところで、管内流体温度は一様では無く、流体経路に沿
って勾配があり、各壁間の温度は異っている。

特に、ボイラの起動時においては水張り操作により、温
度の低い流体がボイラに供給され、流体経路の順序に緩
慢に流れるため、温度遅れによる各壁間温度差が発生し
、熱伸び差が大きくなり、取合コーナ８には過大な応力
が発生しボイラの運用制限が必要になる。

また、副側壁２と後部伝熱壁３との間にセパレータが配
設される場合にあっては、起動時に火炉１及び副側壁２
にのみ水が流れ、後部伝熱壁３は空焚き状態になるため
、更に大きい温度差が発生する。このため、取合コーナ
８での応力発生の低減のため取合コーナ８での温度差が
少ない流体経路を採用する必要がある。

［発明が解決しようとする課題］ ところで上記の如き従来構成にあっては、取合コーナ８
において温度差を有する各壁が一点で交叉するように溶
接接合されているため、各壁の熱伸びが相互に拘束され
、構造的剛性不連続によるひずみ集中も重なり、取合コ
ーナ８の近傍に大きな熱応力が発生する。高頻度の起動
停止及び負荷変化運用ボイラにおいては、この熱応力が
繰返えされて、疲労亀裂が発生、進行し、管内流体の漏
洩がおきる可能性がある。

本発明の目的は、取合コーナ部に対する各壁間の温度差
を低減し、熱応力を低減できるようにした貫流ボイラを
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明は、後部伝熱壁側壁に
対し隣接かつ同一平面上に前記副側壁の一部を副側壁側
壁として配設し、この側壁への流体の供給を少くとも後
部伝熱壁側壁又は後部伝熱壁前壁へ供給する流体の供給
源と同一にするようにしたものである。

［作用コ 本発明によれば、後部伝熱壁側壁に隣接しかつ同一平面
上に設けられた副側壁鍔壁には少くとも後部伝熱壁側壁
又は前壁に供給する流体と同一供給源より並列に流体が
供給されるので、副側壁側壁に隣接する各壁との温度差
は微少になり、熱応力の低減が可能になる。

したがって、取合コーナ部メンブレンバーを切り離すこ
となく、取合コーナ部の熱応力低減を図った貫流ボイラ
が実現できる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例の主要部を示す斜視図である
。

副側壁底壁４は水平又は傾斜をつけて配設され、この副
側壁底壁４の側部には垂直に副側壁側壁５及び７ａが配
設され、さらに副側壁側壁７ａに隣接ならびに同一平面
上に後部伝熱壁側壁７が配設されている。副側壁側壁７
ａの下端は入口管寄９に接続され、副側壁側壁５の下端
は入口管寄１２に接続されている。また、後部伝熱壁前
壁６は。

副側壁底壁４及び副側壁側壁７ａの各々に直交するよう
に設けられると共に、その下端は入口管寄１３に接続さ
れている。

副側壁底壁４．副側壁側壁５，７ａ及び後部伝熱壁側壁
７の各々は、内部に水または蒸気の流通する直管、及び
この直管と各直管を同一平面上に固定すると共に伝熱媒
体として機能する板状体を備えて構成され、ボイラに導
入された熱ガスの通路を形成している。

副側壁側壁５に対する流体の供給は、入口管寄１２を介
して副側壁底壁４よりなされ、副側壁側壁７ａに対して
は入口管寄９を介して流体が供給される。入口管寄９に
は入口連絡管１１が接続され、この入口連絡管１１の他
端は後部伝熱壁入口連絡管１０に接続されている。

さらに、後部伝熱壁前壁６の下部は入口管寄１３に連結
され、後部伝熱壁側壁７の下部は入口管寄１４に連結さ
れている。したがって、後部伝熱壁前壁６及び後部伝熱
壁側壁７には後部伝熱壁入口連絡管１０よりの流体が供
給される。

以上の構成により、入口管寄９，１３及び１４の各々に
対し、後部伝熱壁入口連絡管１０からの同一温度の水又
は蒸気が供給される。したがって副側壁側壁７ａは、後
部伝熱壁前壁６及び後部伝熱壁側壁７に近似した温度に
なり、相互の温度差は小さくなる。この結果、取合コー
ナ８における熱応力を大幅に低減させることができる。

したがって、ボイラの起動・停止運転に伴なう熱応力の
繰返しによる疲労亀裂発生の防止が可能になり、ボイラ
の寿命を大幅に向上させることが可能になる。この結果
、高頻度の起動及び停止の運転が可能になる。また、取
合コーナ部の熱応力を大幅に低減できるため、ガスシー
ルの完全なメンブレン壁構造を構成することができる。

発明者らは第１図の構成により実施を試みたところ５例
えば、熱応力が数十％に低減され、ボイラの起動・停止
に伴なう繰返し熱応力に対する疲労寿命が数十倍に増大
させうろことを確認した。

かつ、取合コーナ部が切り離しの不要な簡単な構成にす
ることができ１例えば、５万回の高頻度の起動・停止が
可能になった。

［発明の効果］ 以上説明した如く１本発明に係る貫流ボイラでは、後部
伝熱壁側壁に対し隣接かつ同一平面上に副側壁の一部を
副側壁側壁として配設し、この側壁への流体の供給を少
くとも後部伝熱壁側壁又は後部伝熱壁前壁へ供給する流
体の供給源と同一にするようにしたので、取合コーナ部
の各壁間の温度差を最小にし、温度差に起因する取合部
の熱応力を低減させることができる。かつ、炉内ガスシ
ール機能を損うことがなく、また管内流体の流動安定性
も確保される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による貫流ボイラの一実施例の主要部を
示す斜視図、第２図はボイラの構成例を示す斜視図であ
る。 １・・・・・・火炉、２・・・・・・副側壁、３・・・
・・・後部伝熱壁、４・・・・・・副側壁底壁、５・・
・・・・副側壁側壁、６・・・・・・後部伝熱壁前壁、
７・・・・・・後部伝熱壁側壁、７ａ・・・・・・副側
壁側壁、８・・・・・・取合コーナ、９，１２．１３・
・・・・・入口管寄、１０・・・・・・後部伝熱壁入口
連絡管。 １１・・・・・・入口連絡管。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流体が内部を流通する管路を並設してメンブレン壁を形
   成し、これを底壁又は側壁に用いた副側壁及び後部伝熱
   壁を順次火炉に連結して構成される貫流ボイラにおいて
   、後部伝熱壁側壁に対し隣接かつ同一平面上に前記副側
   壁の一部を副側壁側壁として配設し、この側壁への流体
   の供給を少くとも後部伝熱壁側壁又は後部伝熱壁前壁へ
   供給する流体の供給源と同一にすることを特徴とする貫
   流ボイラ。