JPH0355723B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は排熱回収熱交換器の製造方法に係り、
特に蛇行伝熱管の一群を複数個の支え格子枠ユニ
ツトで支持するようにした排熱回収熱交換器の製
造方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

ガスタービンから排出される高温ガスが保有す
る排熱を利用して蒸気を生成し、この蒸気を蒸気
タービンの作動蒸気として使用する発電システム
は排熱回収形コンバインドサイクル発電プラント
として知られている。

第１図はこの種のコンバイドサイクル発電プラ
ントの一例を示したものであり、ガスタービン１
から排出される高温高圧の排気ガスは、排気管２
を介して排熱回収熱交換器３に送られる。

この排熱回収熱交換器３に流入した排気ガス
は、上方に向かつて流れ、蒸発器４およびエコノ
マイザ５を通つて出口ダクトから図示しない煙突
へ抜ける。上記蒸発器４およびエコノマイザ５は
蛇行伝熱管６によつて構成されており、これらの
管内には蒸気および水が流れるようになつてい
る。

エコマイザ５を構成する蛇行伝熱管６の一端は
給水管７を介して復水器８に接続される一方、他
端は蒸気ドラム９の缶水部に接続されている。ま
た、蒸発器４を構成する蛇行伝熱管６の一端は蒸
気ドラム９の蒸気室に接続され、他端は給水ポン
プ１０を介して缶水部に接続されている。さら
に、蒸気ドラム９の上端部には主蒸気管１１が接
続されており、主蒸気管１１は蒸気タービン１２
のタービン入口に接続され、さらにまた、蒸気タ
ービン１２の出口側には復水器８が設置されてい
る。

このような構成において、蒸気タービン１２か
らの排気蒸気は復水器８で復水となり、給水ポン
プ１３によつて給水管７からエコノマイザ５に供
給される。エコノマイザ５で予熱された給水は蒸
気ドラム９の缶水部に流入する。蒸気ドラム９の
缶水はドラム底部から給水ポンプ１０によつて蒸
発器４に給送され、蛇行伝熱管６内で蒸発して蒸
気となり、再び蒸気ドラム９の蒸気室内に戻され
る。蒸気ドラム９内の蒸気ドラムの上部から抽出
されて主蒸気管１１を通して蒸気タービン１２に
導入され、タービン内で仕事をした後、再び復水
器８に流入する。

このような排熱回収形コンバイドサイクル発電
プラントでは高温のガスタービン排気が有効に利
用されるために、プラント熱効率が従来より数％
上昇することが確認されている。

ところで、上記排熱回収熱交換器はガスタービ
ンから排気される高温高圧のガス通路となる熱交
換胴１４、熱交換胴１４内に配置された蒸発器４
およひエコノマイザ５から構成されている。蒸発
器４およびエコノマイザ５は複数本の蛇行伝熱管
６によつて構成され、これら蛇行伝熱管６は支え
格子枠ユニツトを介して熱交換胴１４内に堅固に
保持される。

上記支え格子枠ユニツトは蛇行伝熱管６の両端
近くおよび中程に配置され、従来の支え格子枠ユ
ニツトは、第２図から明らかなように、平板状の
支え板１５に多数の貫通孔１６，１６，…１６を
穿設することによつて構成されていた。そして、
蛇行伝熱管６を支え板１５に組込むには、蛇行伝
熱管６を構成する直管６ａを１本ずつ支え板１５
の貫通孔１６内に貫通させた後直管６ａの端にＵ
ベント管６ｂを順次接続し嵌合部を溶接結合する
ことによつて組立てていた。

しかしながら、上述のようにして組立てられた
従来の排熱回収熱交換器は、支え格子枠ユニツト
を構成する支え板１５に複数の貫通孔１６を穿設
するものであり、最も近くに隣合つた一対の貫通
孔１６，１６の孔縁間の距離をある限度以下とす
る支え格子枠ユニツトの強度が低下するから、支
え板１５の板厚を増大させ強度を保障しなければ
ならず、そのために支え格子枠ユニツトの重量が
増大することは勿論、精度の高いドリル孔加工が
難しくなるという問題があつた。また、蛇行伝熱
管６の直管６ａを支え板１５に挿通する際、蛇行
伝熱管６が自重によつてたわみ、貫通孔１６の孔
璧と強く接触するため、抵抗が大きくなつて挿入
作業に長時間を要するとともに、挿入時の接触に
よつて直管６ａの表面上に引き傷やくびれが生
じ、蛇行伝熱管６の損傷原因となつていた。ま
た、多数の支え板１５，１５，１５の貫通孔１
６，１６，１６を正確に一直線上に整合させるこ
とは実際上困難であり、そのために蛇行伝熱管の
直管６ａを挿入する作業が難しかつた。

さらに、Ｕベント管６ｂの取付けおよび溶接結
合は、直管６ａを支え板１５の間に挿通した後に
行なわなければならないために、支え板１５が邪
魔となつてＵベント管６ｂの溶接および溶接検査
の作業が困難であつた。加えて、水圧試験により
Ｕベント管６ｂの溶接欠陥が発見された場合に
は、Ｕベント管６ｂを決断して直管６ａを引き抜
かなければならず作業が面倒である等種々の問題
があつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的はバンド部材を格子状に組合わせ
て蛇行伝熱管のための支持部材として構成して支
え格子枠ユニツトにおける蛇行伝熱管の組込みを
容易に実施可能にすると共に、バンド部材の向き
を蛇行伝熱管の変位の防止に有効な方向に定めて
蛇行伝熱管の取付位置を正規の位置に保つことの
できる排熱回収熱交換器の製造方法を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

本発明による製造方法は互いに平行に置かれた
少なくとも３本の直管の両端を２本のＵベント管
でそれぞれ接合した蛇行伝熱管の複数個と、山部
と谷部とを蛇行伝熱管の直管のピツチと等しいピ
ツチで交互に連続して形成した格子バンド部材の
複数条とを用意し、第１の格子バンド部材の谷部
に第１の蛇行伝熱管の直管部を配置し、この格子
バンド部材の山部に第２の格子バンド部材の谷部
を載置してこれらを固定し、さらに、第２の格子
バンド部材の谷部に第２の蛇行伝熱管の直管部を
配置し、この格子バンド部材の山部に第３の格子
バンド部材の谷部を載置してこれらを固定し、こ
の蛇行伝熱管の配置と格子バンド部材による固定
とを繰り返すことにより蛇行伝熱管を格子目の部
分で保持する支え格子枠ユニツトを構成し、次に
支え格子枠ユニツトの一端に各格子バンド部材の
一の端部を支持する上枠、また他端に各格子バン
ド部材の他の端部を支持する下枠をそれぞれ配置
して管束モジユールを構成し、しかる後この管束
モジユールを熱交換胴の上方の壁面に垂設された
懸垂手段に上枠および下枠をほぼ水平に保持して
蛇行伝熱管の自重作用方向を各格子バンド部材の
長手方向と一致させて吊り下げるようにしたこと
を特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。

第３図は本発明の方法により製造された排熱回
収熱交換器の斜視図を示すものであり、図中排熱
回収熱交換器の熱交換胴１４は距離をおいて平行
に立設された一対の側パネル２０，２０を有し、
これらの側パネル２０，２０の上部端間には複数
のクロスビーム２１が間隔をおいて横方向に掛け
渡されている。これらのクロスビーム２１は実施
例においては、Ｉ形鋼で構成され、このクロスビ
ーム２１下方にはハンガ２２，２２…２２を介し
て管支え格子枠２３が懸吊されている。これらの
管支え格子枠２３は複数個の支え格子枠ユニツト
を組合せ接合したものであり、各支え格子枠ユニ
ツトは上端縁が上枠２４に結合されるとともに、
下端縁は下枠２５を使つて接合されている。これ
らの管支え格子枠２３は多数の六角孔状の格子目
２６，２６…２６を備えており、これらの格子目
２６のうち、いずれかが適当位置の格子目２６に
対して後述する手順により蛇行伝熱管６が支承さ
れている。ちなみに、蛇行伝熱管６は通常両端と
中央の３ケ所を支承されている。

次に、蛇行伝熱管６を支え格子枠ユニツトに支
承する組立手順について説明する。まず、蛇行伝
熱管６の組立工程を第４図および第５図を参照し
て説明しておくと、例えば４本の直管６ａ，６
ａ，６ａ，６ａを平面上に等間隔をおいて並べて
おき、直管６ａの先端で３本のＵベント管６ｂと
溶接結合し、第５図に示したように、全体として
ほぼＷ形の蛇行伝熱管６として仕上げる。

このＷ形の蛇行伝熱管６を仕上げるまでに他の
部材は一切介在しないから、溶接作業および漏洩
検査は他の部材によつて制約を受けることがな
く、何らの支承もなく作業を進めることができ
る。

これらの蛇行伝熱管６の数個を１モジユールと
して支え格子枠ユニツトの格子目２６内に次のよ
うに組付ける。すなわち、蛇行伝熱管６の前後を
一対の格子バンド部材２７の間に挟み込むように
して組立てる。格子バンド部材２７は、第６図な
いし第８図から明らかなように、台形状の山部２
７ａと谷部２７ｂとを交互に連続して形成した条
片である。

実際の製造工程においては、第７図および第８
図に示されるように、１つの格子バンド部材２７
Ａの上から蛇行伝熱管６Ａを吊り降ろし、その上
に別の格子バンド部材２７Ｂを六角形の格子目２
６を形成するように積み重ねた後、隣合つて突き
合せた格子バンド部材２７Ａ，２７Ｂの接合部を
例えばスポツト溶接によつて結合すればよい。

次いで、２番目の蛇行伝熱管６Ｂを格子バンド
部材２７Ｂの谷部内に配置し、さらにその上に格
子バンド部材２７Ｃを重ねて溶接結合し、同様な
作業を繰返して運搬可能な蛇行伝熱管６を１ユニ
ツトとしての支え格子枠ユニツトを構成する。そ
して、１ユニツトとしての支え格子枠ユニツトの
両端部に第３図に示される上枠２４と下枠２５と
を組付けてユニツト全体の移動可能な管束モジユ
ールとして構成する。この管束モジユールを構成
するまでの各工程は何れも熱交換胴１４と関係な
く単独に組立てることが可能であり、作業空間を
広く使つて制約の少ない作業環境のもとに能率的
に作業を行なうことができる。

この後、蛇行伝熱管６を組付けた管束モジユー
ルを別に製作した熱交換胴１４と組合わせるため
に熱交換胴１４内に運び込み、上枠２４および下
枠２５をほぼ水平に保つて上方の壁面から下に降
ろしたハンガ２２，２２，２２…２２に吊り下げ
て固定する。このとき、ほぼ水平に保たれる上枠
２４および下枠２５によつて支え格子ユニツトの
格子バンド部材２７は一様に垂直方向に向けられ
る。

第９図に組立完了後の蛇行伝熱管６ａと格子バ
ンド部材２７との配置関係を示している。蛇行伝
熱管６ａの自重が作用する方向は格子バンド部材
２７の長手方向と一致しており、格子バンド部材
２７にはたわみが生じない。

なお、上記実施例においては、格子バンド部材
の山部と谷部を台形状に形成して支え格子枠ユニ
ツトの格子目の形状を六角形状としたが、本発明
はこれに限定されるものではなく格子目の形状を
四角形としてもよい。

〔発明の効果〕

また、上記実施例の蛇行伝熱管６は直管６ａを
４本およびＵベント管６ｂを３本で構成したもの
であるが、これは直管６ａを３本、Ｕベント管を
２本以上で構成したものであれば、上記実施例と
同様に望ましい効果を得ることができる。

以上説明したように本発明は格子バンド部材を
組合わせて蛇行伝熱管のための支持部材としてい
るから、蛇行伝熱管をその支持部材に組込むのに
格別の難しさはなく、容易に実施可能であつて、
作業性を格段に向上させることができる。

さらに、格子バンド部材の両端部に備えられる
上枠および下枠の向きをほぼ水平に保つて格子バ
ンド部材の向きを変位のない方向に向けているか
ら、蛇行伝熱管を正規の位置に置くことができ、
蛇行伝熱管を不測の事故から護ることが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は排熱回収形コンバインドサイクル発電
プラントの一例を示す系統図、第２図は蛇行伝熱
管を支える従来の支え格子枠ユニツトを示す斜視
図、第３図は本発明の方法により製造された排熱
回収熱交換器を示す斜視図、第４図および第５図
は蛇行伝熱管の製造工程を示す平面図、第６図は
格子バンド部材の谷部へ１つの蛇行伝熱管を載置
した状態を示す斜視図、第７図は３本の蛇行伝熱
管を格子バンド部材によつて結合した状態を示す
斜視図、第８図は同支持状態を示す側面図、第９
図は支え格子枠ユニツトの格子目に支持された蛇
行伝熱管の一部を示す斜視図である。 ３……排熱回収熱交換器、６……蛇行伝熱管、
１４……熱交換胴、２４……上枠、２５……下
枠、２６……格子目、２７……格子バンド部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 互いに平行に置かれた少なくとも３本の直管
   の両端を２本のＵベント管でそれぞれ接合した蛇
   行伝熱管の複数個と、山部と谷部とを前記蛇行伝
   熱管の直管のピツチと等しいピツチで交互に連続
   して形成した格子バンド部材の複数条とを用意
   し、第１の格子バンド部材の谷部に第１の蛇行伝
   熱管の直管部を配置し、この格子バンド部材の山
   部に第２の格子バンド部材の谷部を載置してこれ
   らを固定し、さらに、第２の格子バンド部材の谷
   部に第２の蛇行伝熱管の直管部を配置し、この格
   子バンド部材の山部に第３の格子バンド部材の谷
   部を載置してこれらを固定し、この蛇行伝熱管の
   配置と格子バンド部材による固定とを繰り返すこ
   とにより蛇行伝熱管を格子目の部分で保持する支
   え格子枠ユニツトを構成し、次に支え格子枠ユニ
   ツトの一端に各格子バンド部材の一の端部を支持
   する上枠、また他端に各格子バンド部材の他の端
   部を支持する下枠をそれぞれ配置して管束モジユ
   ールを構成し、しかる後この管束モジユールを熱
   交換胴の上方の壁面に垂設された懸垂手段に前記
   上枠および下枠をほぼ水平に保持して前記蛇行伝
   熱管の自重作用方向を各格子バンド部材の長手方
   向と一致させて吊り下げるようにしたことを特徴
   とする排熱回収熱交換器の製造方法。