JPH04165202A - Exhaust heat recovery boiler - Google Patents

Exhaust heat recovery boiler

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JPH04165202A
JPH04165202A JP29045990A JP29045990A JPH04165202A JP H04165202 A JPH04165202 A JP H04165202A JP 29045990 A JP29045990 A JP 29045990A JP 29045990 A JP29045990 A JP 29045990A JP H04165202 A JPH04165202 A JP H04165202A
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秀顕 島田
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孝幸 長嶋
Toshihiro Fujiwara
藤原 利博
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、排熱回収ボイラに係わり、とくに大型排熱回
収ボイラ上部管寄せの水平力支持構造に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an exhaust heat recovery boiler, and particularly to a horizontal force support structure for an upper header of a large-scale exhaust heat recovery boiler.

(従来の技術) 一般に、コンバインドサイクル発電プラントにおいては
、ガスタービン等の排ガスを熱源として、蒸気タービン
用駆動蒸気や、プロセス用蒸気、温水を発生させる排熱
回収ボイラが用いられている。
(Prior Art) Generally, in a combined cycle power plant, an exhaust heat recovery boiler is used that uses exhaust gas from a gas turbine or the like as a heat source to generate driving steam for a steam turbine, process steam, and hot water.

以下、従来の排熱回収ボイラについて簡単に説明する。A conventional exhaust heat recovery boiler will be briefly explained below.

第9図は従来の排熱回収ボイラの一例を示している。こ
の排熱回収ボイラは、機器上部に蒸気ドラムを配置し、
伝熱管を鉛直方向に設置したいわゆる自然循環形ボイラ
である。ガスタービン等からの排ガスは排熱回収ボイラ
41に流入し、まず過熱器42、高圧蒸発器43を経て
脱硝装置44に至り、排ガス中に含有する窒素酸化物を
除去する。脱硝装置44を出た排ガスは高圧節炭器45
、低圧蒸発器46、低圧節炭器47を順次通過し、各伝
熱管内の内部流体と熱交換を行う。
FIG. 9 shows an example of a conventional exhaust heat recovery boiler. This waste heat recovery boiler has a steam drum placed on top of the equipment.
This is a so-called natural circulation boiler with heat exchanger tubes installed vertically. Exhaust gas from a gas turbine or the like flows into an exhaust heat recovery boiler 41, first passes through a superheater 42 and a high-pressure evaporator 43, and then reaches a denitrification device 44, where nitrogen oxides contained in the exhaust gas are removed. The exhaust gas exiting the denitrification device 44 is sent to a high-pressure economizer 45.
, a low-pressure evaporator 46, and a low-pressure economizer 47, and exchanges heat with the internal fluid in each heat transfer tube.

第9図に示したような自然循環形排熱回収ボイラは、強
制循環形の排熱回収ボイラと比較すると、循環ポンプが
不要であり所要動力を軽減できるという利点に加えて、
地上からボイラ最上部までの高さを低く抑えることがで
き、ボイラダクトを自立構造とすることが可能で、支持
鉄骨が不要となるなどの長所を有しているため、最近多
くのコンバインドサイクル発電所で採用される傾向にあ
る。
Compared to a forced circulation type waste heat recovery boiler, a natural circulation type waste heat recovery boiler like the one shown in Figure 9 has the advantage that a circulation pump is not required and the required power can be reduced.
Recently, many combined cycle power plants have been used because the height from the ground to the top of the boiler can be kept low, the boiler duct can be made into a self-supporting structure, and no supporting steel frame is required. tend to be adopted in

第10図は第9図のX−X線に沿う断面図を示す。55
は伝熱管であり、鉛直方向に配置された上下の管寄せに
接続されてパネルを形成している。
FIG. 10 shows a sectional view taken along the line X--X in FIG. 9. 55
are heat exchanger tubes, which are connected to upper and lower headers arranged vertically to form a panel.

ボイラダクトのケーシング51には保温材52が内張す
され、ケーシングの温度を大気温度近くに保っている。
A casing 51 of the boiler duct is lined with a heat insulating material 52 to keep the temperature of the casing close to atmospheric temperature.

伝熱管55ならびに上下の管寄せ54.56等のパネル
の荷重は下部管寄せ56の下側に設置される下部支持部
材57によって支持されている。このため排熱回収ボイ
ラの運転中に、伝熱管および上部管寄せは下部管寄せの
支持点を起点として鉛直方向上方に変位することになる
。
The loads of the panels such as the heat exchanger tubes 55 and the upper and lower headers 54 and 56 are supported by a lower support member 57 installed below the lower header 56. Therefore, during operation of the waste heat recovery boiler, the heat exchanger tubes and the upper header are displaced vertically upward from the support point of the lower header.

かかる排熱回収ボイラに地震力等の水平力が作用した場
合、最重量物である伝熱管パネルの荷重を上下の管寄せ
を介してケーシングに伝達しなければならない。このう
ち、地震時等に管束に発生する水平力は上部管寄せを介
してケーシングに伝達され、最終的には地上に伝達され
る。
When a horizontal force such as an earthquake force acts on such an exhaust heat recovery boiler, the load of the heat transfer tube panel, which is the heaviest item, must be transferred to the casing via the upper and lower headers. Of these, the horizontal force generated in the pipe bundle during an earthquake is transmitted to the casing via the upper header, and finally to the ground.

第11図は従来の排熱回収ボイラ上部管寄せの水平力伝
達支持構造の例を示している。この図の例では、管寄せ
はガス流れと直角方向に一本の管寄せとして構成されて
おり、上部管寄せ54の中央部に突出したラグ62を保
温材52を内張したケーシング51の上部に設けたブラ
ケット61で支持するように構成されている(実開昭6
1−141503号公報参照)。また、ケーシング51
上には上部補強材64をもつ上部支持部材63が固着さ
れている。
FIG. 11 shows an example of a conventional horizontal force transmission support structure for an upper header of an exhaust heat recovery boiler. In the example shown in this figure, the header is configured as a single header in the direction perpendicular to the gas flow, and a lug 62 protruding from the center of the upper header 54 is attached to the upper part of the casing 51 lined with a heat insulating material 52. It is configured to be supported by a bracket 61 provided in the
1-141503). In addition, the casing 51
An upper support member 63 having an upper reinforcement member 64 is fixed thereon.

ところで、近年のコンバインドサイクル発電プラントは
、ガスタービンの大容量化によりさらに大型化する傾向
にあり、これに伴なって排熱回収ボイラも従来より大型
のものが計画されるようになっている。現状ではガス通
路部の高さおよび幅が10mを越え、全長30m以上に
も及ぶ排熱回収ボイラも出現している。
Incidentally, in recent years, combined cycle power plants have tended to become even larger due to the increase in the capacity of gas turbines, and in conjunction with this, larger exhaust heat recovery boilers are being planned. At present, some exhaust heat recovery boilers have appeared in which the height and width of the gas passage exceeds 10 m, and the total length exceeds 30 m.

このような大型の排熱回収ボイラでは、ガス通路部の幅
が長くなるため、幅方向に対して管寄せを一本で構成す
ることができず、ガス通路部幅方向に複数個に分割する
必要がある。また点検、補修時には上部管寄せ部分にア
クセスする必要があり、さらに漏洩管の補修を行うには
、管束を吊り上げて移動させ、スペースを確保してから
行うなどの手段をとるため、上部管寄せと上部ケーシン
グの間には、クレーンレールおよび吊り上げ用トロりを
設置するために十分な空間が必要となる。
In such large-scale waste heat recovery boilers, the width of the gas passage section is long, so the header cannot be configured with a single header in the width direction, so the header must be divided into multiple pieces in the width direction of the gas passage section. There is a need. In addition, it is necessary to access the upper header for inspection and repair, and in order to repair leaking pipes, the upper header must be accessed. Sufficient space is required between the crane rail and the upper casing to install the crane rail and lifting trolley.

(発明が解決しようとする課題) このような大型の排熱回収ボイラにおいては、第11図
に示された従来例のような上部管寄せ支持構造では、上
部管寄せ54に取付けたラグ62もしくはケーシング側
のブラケットを長くかつ大型にする必要が生じる。しか
しながら、上部管寄せに水平力が作用した場合に、前者
の長いラグではモーメントアームが長くなっているため
、ラグ62の根本すなわち耐圧部である上部管寄せとの
溶接部に過大な曲げ応力を発生して、溶接割れなどの不
具合を発生する可能性があるという問題点がある。後者
の長いブラケットにおいても、ブラケットによって曲げ
応力を分担しなければならず、部材が過大なものになっ
てしまうという欠点を有している。
(Problems to be Solved by the Invention) In such a large-sized waste heat recovery boiler, in the upper header support structure such as the conventional example shown in FIG. It becomes necessary to make the bracket on the casing side longer and larger. However, when a horizontal force is applied to the upper header, the long moment arm of the former lug causes excessive bending stress at the base of the lug 62, that is, at the welded part with the upper header, which is the pressure-resistant part. There is a problem in that there is a possibility that problems such as weld cracks may occur. The latter long bracket also has the disadvantage that the bending stress must be shared by the bracket, resulting in an oversized member.

さらに、第9図に示したような排熱回収ボイラでは、ケ
ーシングの内面に保温材を張り付けているため、ケーシ
ングの温度と内部のガス温度には大きな温度差が生ずる
。そこでケーシング内部の構造部材をケーシングに接続
する場合、前記温度差による部材間の熱膨張差の吸収方
法が、かかる上部管寄せの支持構造設計の問題となる。
Furthermore, in the exhaust heat recovery boiler as shown in FIG. 9, a heat insulating material is attached to the inner surface of the casing, so a large temperature difference occurs between the temperature of the casing and the temperature of the gas inside. Therefore, when connecting structural members inside the casing to the casing, how to absorb the difference in thermal expansion between the members due to the temperature difference becomes an issue in the design of the support structure of the upper header.

本発明は、上記した点に鑑みてなされたもので、構造が
単純で各部分の熱膨張差を有効に吸収するとともに地震
の際パネルの重量を効果的に支持し得る排熱回収ボイラ
の上部管寄せの支持構造を提供することを目的としてい
る。
The present invention has been made in view of the above points, and is an upper part of a waste heat recovery boiler that has a simple structure, can effectively absorb the difference in thermal expansion between each part, and can effectively support the weight of the panel in the event of an earthquake. Its purpose is to provide a support structure for headers.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 本発明は、上下に配置した管寄せの間を伝熱管で接続し
てパネルを構成し、このパネルを排ガス流れ中に配置し
て熱回収する排熱回収ボイラにおいて、υ1ガス流れ方
向内面およびυlガスと直角方向面内に設けられた弾性
変形しうるトラス部材によって支持される上部管寄せ振
れ止め枠を備えたことを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides an exhaust heat recovery boiler in which a panel is constructed by connecting headers arranged above and below with heat exchanger tubes, and this panel is placed in an exhaust gas flow to recover heat. The present invention is characterized by comprising an upper header steadying frame supported by an elastically deformable truss member provided on the inner surface in the υ1 gas flow direction and in a plane perpendicular to the υl gas.

(作 用) 」−記のように構成された本発明の排熱回収ボイラによ
れば、熱膨張差が生じた時にトラス部材の弾性変形によ
りその熱膨張差が吸収される。
(Function) According to the waste heat recovery boiler of the present invention configured as described above, when a difference in thermal expansion occurs, the difference in thermal expansion is absorbed by the elastic deformation of the truss member.

(実施例) 以下、第1図ないし第3図に基づいて本発明の一実施例
について説明する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 3.

第1図において、上部管寄せ1はガス流れと直角方向に
配置され、これに複数の伝熱管2が接続されてパネルを
構成している。本実施例では伝熱管群2.2はガス流れ
方向に5段のパネルよりなり、そのうち」二流側3段パ
ネルの上部管寄せ1の中心からは枝管5が出ており、外
部の機器と接続されている。下流側2段パネルの上部管
寄せの中心からは水平力を伝達するための突起6が設け
られている。上部ケーシング3と上部管寄せ]の距離は
約1.2mあり、上部ケーシング3の内面には保温材4
か張り付けである。枝管5および突起6の両側には、こ
れらを挾み込むようにしてガス流れ方向全パネル方向に
わたって2本の水平部材8が設置されている。この2本
の水平部材8は、上部管寄せ1の前後に配置された6個
の支持金物7を介して接続されており、これらの水平部
材8と支持金物7によって、枝管および突起の前後左右
を囲むようにして管寄せのガス流れ方向ならびにガス流
れと直角方向の変位を拘束するようになっている。本実
施例においては、パネル5段分をまとめて支持している
。この水平部材8と支持金物7て構成されるのが上部管
寄せの振れ止め枠である。
In FIG. 1, an upper header 1 is arranged perpendicular to the gas flow, and a plurality of heat exchanger tubes 2 are connected to it to form a panel. In this embodiment, the heat exchanger tube group 2.2 consists of five panels in the gas flow direction, of which a branch pipe 5 comes out from the center of the upper header 1 of the third panel on the second flow side, and is connected to external equipment. It is connected. A projection 6 for transmitting horizontal force is provided from the center of the upper header of the downstream two-tier panel. The distance between the upper casing 3 and the upper header is approximately 1.2 m, and the inner surface of the upper casing 3 has a heat insulating material 4.
Or pasting. Two horizontal members 8 are installed on both sides of the branch pipe 5 and the protrusion 6 so as to sandwich these members across the entire panel in the gas flow direction. These two horizontal members 8 are connected via six supporting metal fittings 7 arranged at the front and rear of the upper header 1, and these horizontal members 8 and supporting metal fittings 7 allow the front and rear of the branch pipes and projections to be connected. It surrounds the left and right sides to restrict displacement of the header in the gas flow direction and in the direction perpendicular to the gas flow. In this embodiment, five levels of panels are collectively supported. The horizontal member 8 and the supporting hardware 7 constitute a steady rest frame for the upper header.

水平部材8は、本実施例においては溝型鋼としているが
、その断面形状については特に規定するものではなく、
水平力を支持するのに十分な断面性能があれば、任意の
断面形状でよい。
Although the horizontal member 8 is made of channel steel in this embodiment, its cross-sectional shape is not particularly specified.
Any cross-sectional shape may be used as long as it has sufficient cross-sectional performance to support horizontal forces.

上部ケーシング3の保温材4は内張されているため、上
部ケーシング3と伝熱管2および支持部材との間には熱
膨張差が生じる。このため、水平部材8と支持金物7で
構成された梯子状の部品の1而と、上部管寄せ1の上端
との距離は、伝熱管の熱膨脹分にある程度の余裕を見込
んで決める。
Since the heat insulating material 4 of the upper casing 3 is lined, a difference in thermal expansion occurs between the upper casing 3, the heat exchanger tubes 2, and the support member. For this reason, the distance between one of the ladder-like parts constituted by the horizontal member 8 and the supporting hardware 7 and the upper end of the upper header 1 is determined by allowing for a certain amount of margin for thermal expansion of the heat exchanger tubes.

本実施例においては、この距離を例えば100mmとし
ている。この程度の距離ならばパネルに水平力がかかっ
た時に枝管5もしくは突起6と上部管寄せ1の接続部に
発生する曲げ応力は十分小さく、かつ、耐圧部にかかる
外部応力を最小に抑えることができる。
In this embodiment, this distance is, for example, 100 mm. With this distance, the bending stress generated at the connection between the branch pipe 5 or projection 6 and the upper header 1 when a horizontal force is applied to the panel is sufficiently small, and the external stress applied to the pressure-resistant part can be minimized. I can do it.

また、水平部材8および支持部材7と枝管5もしくは突
起6との隙間は運転条件に大して適当に決められる。す
なわち上部管寄せ1を上部ケーシング3に対するガス流
れ方向またはガス流れと直角方向の変位に対して拘束し
てよい場合は、隙間を小さくするかあるいは点接触また
は線接触としてもよい。ただし、上部管寄せ1の上部方
向の変位を拘束しないようにしなければならない。一方
、枝管5か外部の機器に接続されていて、外部の機器が
熱膨脹するような場合は、外部の機器の熱膨脹を考慮し
て、適当な隙間を設けてもよい。その理由は、上部管寄
せ1に変位を拘束するものがないと仮定すると、伝熱管
2の剛性は比較的小さいので、地震時の上部管寄せ1の
変位は相当大きいものとなるため、隙間が例えば20〜
30mmであっても十分効果があるからである。
Further, the gaps between the horizontal member 8 and the support member 7 and the branch pipe 5 or the protrusion 6 are determined appropriately depending on the operating conditions. That is, if the upper header 1 can be restrained against displacement with respect to the upper casing 3 in the gas flow direction or in a direction perpendicular to the gas flow, the gap may be reduced or point contact or line contact may be made. However, the displacement of the upper header 1 in the upward direction must not be restricted. On the other hand, if the branch pipe 5 is connected to an external device and the external device is subject to thermal expansion, an appropriate gap may be provided in consideration of the thermal expansion of the external device. The reason for this is that assuming there is nothing to restrict displacement in the upper header 1, the rigidity of the heat transfer tubes 2 is relatively small, so the displacement of the upper header 1 during an earthquake will be quite large, so the gap will be For example 20~
This is because even 30 mm is sufficiently effective.

水平部材8と支持金物7で構成された梯子状の部品は、
管群パネルの前後に位置する4本の鉛直部材10と、ガ
ス流れと直角方向面内にある4本の斜め部材9とガス流
れ方向面内にある4本の斜め部材1]とによって上部ケ
ーシング3から吊り下げられるように支持される。斜め
部材9および11と鉛直部材]0は、それぞれの両端に
接続板12〜15を介して水平部材8と上部ケーシング
3に接続され、いわゆるトラスを構成している。
The ladder-like part composed of the horizontal member 8 and the supporting hardware 7 is
The upper casing is constructed by four vertical members 10 located before and after the tube group panel, four diagonal members 9 located in a plane perpendicular to the gas flow, and four diagonal members 1 located in a plane in the gas flow direction. It is supported so as to be suspended from 3. The diagonal members 9 and 11 and the vertical member] 0 are connected to the horizontal member 8 and the upper casing 3 via connection plates 12 to 15 at both ends, forming a so-called truss.

これらの部材を設けることにより、ガス流の方向の水平
力は斜め部材11と鉛直部材10とにより、ガス直角方
向水平力は斜め部材9と鉛直部材10とによってそれぞ
れ分担して受は持つことになる。
By providing these members, the horizontal force in the gas flow direction is shared by the diagonal member 11 and the vertical member 10, and the horizontal force in the gas direction is shared by the diagonal member 9 and the vertical member 10, respectively. Become.

斜め部材9および11は、本実施例においては、例えば
板厚10mm未満かつ幅数10mmの帯板によって、各
々斜め部材の設置されている面と板の幅方向が平行にな
るように設置されている。すなわち、第3図に示すよう
に、上部から見たときに板厚方向が見えることになる。
In this embodiment, the diagonal members 9 and 11 are each installed by a band plate having a thickness of less than 10 mm and a width of several tens of mm so that the surface on which the diagonal member is installed is parallel to the width direction of the plate. There is. That is, as shown in FIG. 3, the thickness direction is visible when viewed from above.

斜め部材9および11をこのような方向に取り付けるこ
とにより、運転時にこれらを撓ませて、斜め部材と上部
ケーシング3側との熱膨張差を吸収する。
By attaching the diagonal members 9 and 11 in such a direction, they are deflected during operation to absorb the difference in thermal expansion between the diagonal members and the upper casing 3 side.

このことを第4図によって説明すると、本排熱回収ボイ
ラの運転時には、斜め部材9または11の一端は温度の
低い上部ケーシング3側に接続されており、他端は高温
ガスに曝される水平部材8に接続されているため、両者
の熱膨張差を斜め部材9または11により吸収しなけれ
ばならない。
To explain this with reference to FIG. 4, during operation of this waste heat recovery boiler, one end of the diagonal member 9 or 11 is connected to the lower temperature upper casing 3 side, and the other end is connected to the horizontal side exposed to high temperature gas. Since it is connected to member 8, the difference in thermal expansion between the two must be absorbed by diagonal member 9 or 11.

このとき斜め部材9または11を第4図に示すように軸
線方向にすなわち、第4図では排熱回収ボイラの停止時
に破線で示した位置にあった斜め部材9および11が、
運転時には実線(ハツチング)に示すように変形するこ
とによって、上記熱膨張差を吸収している。ただし、第
4図は斜め部材の変形の概念を示すもので、変位は幾分
誇張されている。斜め部材9または11は、運転時に撓
み易いような断面形状、板厚のものを選択するとともに
、運転時における変位を確実にするため製作時に予め撓
み方向に凸となった弧状の板材とするのが望ましい。
At this time, the diagonal members 9 or 11 are moved in the axial direction as shown in FIG.
During operation, the difference in thermal expansion is absorbed by deforming as shown by the solid line (hatching). However, FIG. 4 shows the concept of deformation of the diagonal member, and the displacement is somewhat exaggerated. The diagonal member 9 or 11 is selected to have a cross-sectional shape and plate thickness that is easily deflected during operation, and is made of an arc-shaped plate that is convex in the direction of deflection in advance during manufacture to ensure displacement during operation. is desirable.

つぎに本実施例の上部管寄せ1の支持構造によって伝熱
管2から上部管寄せ1に伝達された水平力が、上部ケー
シング3に伝達される作用について第5図(a)、(b
)を用いて説明する。第5図(a)は、排ガスの上流側
からみた上部管寄せ支持構造であり、上部管寄せ1には
伝熱管2から伝えられたガス流れと直角方向右向きの水
平力F が作用するものとする。この水平力Foによっ
てパネル全体が荷重の方向に変位し、枝管(鉛直部材)
5と水平部材8とが接触することにより、水平力F。は
上部管寄せ振れ止め枠に伝達される。
Next, we will explain how the horizontal force transmitted from the heat exchanger tubes 2 to the upper header 1 is transmitted to the upper casing 3 by the support structure of the upper header 1 of this embodiment.
). Figure 5(a) shows the upper header support structure seen from the upstream side of the exhaust gas, and assumes that a horizontal force F in the right direction at right angles to the gas flow transmitted from the heat transfer tubes 2 acts on the upper header 1. do. This horizontal force Fo causes the entire panel to displace in the direction of the load, and the branch pipe (vertical member)
5 and the horizontal member 8 contact, a horizontal force F is generated. is transmitted to the upper steady rest frame.

上部管寄せ振れ止め枠に伝達された水平力は管群の前後
に設置されたトラスで支持される。上部管寄せ1の中心
から左右のトラスを分けて考えると、水平力Foは右側
トラスの水平部材と節点にF□として伝達され、Flは
右側トラスの斜め部材に圧縮力F2として伝わり、鉛直
部材には引張り力F として伝達される。F2、F3は
それぞれ上部ケーシングとの接続部から上部ケーシング
3へ伝達される。また、水平部材に伝達された水平力F
oは支持金物7を介して左側のトラスにも伝えられ、水
平部材8と左側との節点でF□′となる。
The horizontal force transmitted to the upper pipe shifter frame is supported by trusses installed at the front and rear of the pipe group. Considering the left and right trusses separately from the center of the upper header 1, horizontal force Fo is transmitted to the horizontal members and nodes of the right truss as F□, Fl is transmitted to the diagonal members of the right truss as compressive force F2, and the vertical member is transmitted as a tensile force F. F2 and F3 are each transmitted to the upper casing 3 from the connection portion with the upper casing. Also, the horizontal force F transmitted to the horizontal member
o is also transmitted to the left truss via the support hardware 7, and becomes F□' at the node between the horizontal member 8 and the left side.

F 1 ’は、左側のトラスにおいて斜め部材9′に引
張り力F  鉛直部材には圧縮力F5として伝4ゝ えられ、それぞれの節点を介して上部ケーシング3へ伝
達される。排熱回収ボイラの運転時においでは、前述し
たように斜め部材は、第5図(b)のハツチングを施さ
ないような形状にだ撓んでおり、左右の斜め部材に作用
する力F2、F4の上部ケーシング面と平行な成分がそ
れぞれF6、Flに対応している。斜め部材9.9′に
撓みを生じている運転時においては、Foが振れ止め枠
の水平部材8に作用し始めてから各部材に働く力が釣り
合うまでに引張り力のかかる左側のトラスの斜め部材の
撓みが解消され、圧縮力のかかる右側のトラスの斜め部
材9は運転時の変形に加えさらに変形が増大することに
なる(図5(b)のハツチング部参照)。このようなと
き変形が増大する右側のトラスの斜め部材9で分担する
荷重は引張力を受は持つ左側のトラス9′の荷重に比べ
てわずかであり、左側のトラス9でほとんどの荷重を分
担している。したがって、斜め部材9および11は、水
平荷重に対して引張りの側のみで支持することができる
ように、断面禎を決める必要がある。
F1' is transmitted to the diagonal member 9' in the left-hand truss as a tensile force F, and to the vertical member as a compressive force F5, which is transmitted to the upper casing 3 via the respective nodes. During operation of the waste heat recovery boiler, as mentioned above, the diagonal members are bent into the shape without hatching as shown in Fig. 5(b), and the forces F2 and F4 acting on the left and right diagonal members are The components parallel to the upper casing surface correspond to F6 and Fl, respectively. During operation when the diagonal members 9 and 9' are deflected, the diagonal members of the left truss are subject to tensile force from the time Fo begins to act on the horizontal member 8 of the steady rest frame until the forces acting on each member are balanced. As a result, the diagonal member 9 of the right truss, which is subjected to compressive force, undergoes further deformation in addition to the deformation during operation (see the hatched portion in FIG. 5(b)). In such a case, the load shared by the diagonal member 9 of the right truss, where deformation increases, is small compared to the load of the left truss 9', which receives the tensile force, and most of the load is shared by the left truss 9. are doing. Therefore, it is necessary for the diagonal members 9 and 11 to have a cross-sectional diameter so that they can support horizontal loads only on the tension side.

このような構成とすることにより、斜め部材9は、自体
で熱伸びを吸収可能な構造であるため、溶接構造とする
ことが可能で、ボルト締めや摺動部が不要となり信顆性
が向上し事実上メンテナンスフリーとすることができる
。ただし、点検補修時に取り外1.が必要な場合には、
溶接構造としないことも有り得る。
With this configuration, the diagonal member 9 has a structure that can absorb thermal elongation by itself, so it can be a welded structure, eliminating the need for bolting or sliding parts, improving reliability. It can be virtually maintenance-free. However, if it is removed during inspection and repair, 1. If you need
It is also possible that it will not be a welded structure.

このように、管寄せに水平力が作用し5た時に発生する
曲げ応力を十分小さくすることができる排熱回収ボイラ
管寄せの支持構造を得ることができた。すなわち耐圧部
にかかる外部応力を最小とすることができ、耐圧部を安
全に支持することができる。
In this way, it was possible to obtain a support structure for an exhaust heat recovery boiler header that can sufficiently reduce the bending stress that occurs when a horizontal force acts on the header. That is, the external stress applied to the pressure-resistant section can be minimized, and the pressure-resistant section can be safely supported.

また、従来技術で述べたような上部管寄せの一点のみで
支持する場合に比べて、本発明では上部ケーーシングに
伝達する荷重を分担させることが可能となり、上部ケー
シング外部の補強をコンパクトなものにすることができ
る。また、ケーシングに伝わる曲げ応力やせん断力を最
少限にでき、地震などにおいてケーシングにかかる負担
を軽減できる。
In addition, compared to the case where the upper header is supported at only one point as described in the prior art, the present invention makes it possible to share the load transmitted to the upper casing, making the reinforcement of the outside of the upper casing more compact. can do. In addition, the bending stress and shearing force transmitted to the casing can be minimized, reducing the burden on the casing during earthquakes and the like.

さらに、支持構造をいわゆるトラス構造としたため、支
持部で曲げ応力を分担する必要がなくなり、部材を小型
軽量化することができる。
Furthermore, since the support structure is a so-called truss structure, there is no need to share bending stress in the support portion, and the member can be made smaller and lighter.

支持用部材は、部材自身で熱伸びを吸収可能な構造と(
、またため、溶接構造とすることが可能で、ボルト綿め
や摺動部が不要となり信頼性が向上し事実上メンテナン
スフリーとすることが可能である。
The supporting member has a structure that can absorb thermal expansion by itself (
Moreover, it is possible to have a welded structure, eliminating the need for bolt threads and sliding parts, improving reliability and making it virtually maintenance-free.

つぎに、第6図から第8図に基づいて本発明の他の実施
例について説明する。
Next, other embodiments of the present invention will be described based on FIGS. 6 to 8.

この実施例においても、発明の作用ならびに効果は前述
の実施例と同一であるため、ここではそれと構成の相違
する部分についてのみ説明する。
In this embodiment as well, the functions and effects of the invention are the same as those in the previous embodiment, so only the parts that are different in structure will be explained here.

第6図において、上部管寄せ21はガス流れと直角方向
に配置され、これに複数の伝熱管22が接続されてパネ
ルを構成している。本実施例では伝熱管群22.22・
・・はガス流れ方向に2段のパネルよりなり、上流側と
下流側とを結ぶ連絡管25が接続されている。この実施
例では、上部ケーシング23と上部管寄せ21との距離
は第一実施例と同じく約1.2mであり、上部ケーシン
グ23の内面には保温材24が張り付けである。
In FIG. 6, an upper header 21 is arranged in a direction perpendicular to the gas flow, and a plurality of heat exchanger tubes 22 are connected to it to form a panel. In this embodiment, the heat exchanger tube group 22.22.
... consists of two stages of panels in the gas flow direction, and is connected to a communication pipe 25 that connects the upstream side and the downstream side. In this embodiment, the distance between the upper casing 23 and the upper header 21 is about 1.2 m, as in the first embodiment, and a heat insulating material 24 is pasted on the inner surface of the upper casing 23.

第6図から第8図に示すように、連絡管25の管寄せ中
央側を支持金物26で囲むように組み合わせて、水平部
材27に接続し2である。水平部材27はH型に成形さ
れた部材で、上部管寄せ21の中央、に側に1本、ガス
流れ方向に設置されている。断面形状は第1実施例と同
様に任意とすることができる。
As shown in FIGS. 6 to 8, the connecting pipe 25 is assembled so that the center side of the header is surrounded by a supporting metal fitting 26, and connected to a horizontal member 27. The horizontal member 27 is an H-shaped member, and one horizontal member 27 is installed at the center of the upper header 21 in the gas flow direction. The cross-sectional shape can be arbitrary as in the first embodiment.

本実施例においては、支持金物26と水平部材の7とに
より、管寄せ連絡管25の周囲を囲むようにして、上部
管寄せ21のガス流れ方向ならびにガス流れと直角方向
の変位を拘束するようになっており、パネル2段分をま
とめて支持している。
In this embodiment, the supporting hardware 26 and the horizontal member 7 surround the header connecting pipe 25 to restrain displacement of the upper header 21 in the gas flow direction and in the direction perpendicular to the gas flow. It supports two levels of panels together.

水平部材27と支持金物26で構成された部品の下面と
、上部管寄せ21の上端との距離は、第1実施例と同様
に伝熱管22の熱膨脹分にある程度の余裕を見込んで決
める。本実施例においても、パネルに水平力がかかった
ときに連絡管25と管寄せ21の接続部に発生する曲げ
応力は十分小さく、耐圧部にかかる外部応力を最小に抑
えることができる。
The distance between the lower surface of the component constituted by the horizontal member 27 and the supporting hardware 26 and the upper end of the upper header 21 is determined by allowing for a certain amount of allowance for thermal expansion of the heat exchanger tubes 22, as in the first embodiment. In this embodiment as well, when a horizontal force is applied to the panel, the bending stress generated at the connecting portion between the connecting pipe 25 and the header 21 is sufficiently small, and the external stress applied to the pressure-resistant portion can be suppressed to a minimum.

水平m+4’27と支持金物26で構成された部品は、
管群パネルの前後に位置する2本の鉛直部材29と、ガ
ス流れと直角方向内にある4本の斜め部材28ならびに
ガス流れ方向面内にある4本の斜め部材30とで上部ケ
ーシングから吊り下げられるようにして支持される。
The part consisting of the horizontal m+4'27 and the supporting hardware 26 is
It is suspended from the upper casing by two vertical members 29 located at the front and rear of the tube group panel, four diagonal members 28 located in the direction perpendicular to the gas flow, and four diagonal members 30 located in the plane in the gas flow direction. It is supported so that it can be lowered.

これらの斜め部材28.30と鉛直部材29で構成され
るトラス構造は、第1実施例と同様な作用効果を有する
ので説明は省略する。
The truss structure constituted by the diagonal members 28, 30 and the vertical member 29 has the same effects as the first embodiment, so a description thereof will be omitted.

本実施例によると、第1実施例の作用、効果に加えて、
水平部材、鉛直部材の点数を削減することが可能で、さ
らに単純で信頼性の高い構造とすることができる。
According to this embodiment, in addition to the functions and effects of the first embodiment,
The number of horizontal members and vertical members can be reduced, and the structure can be made simpler and more reliable.

第1実施例および本実施例を併用することにより、上部
に管寄せを有する排熱回収ボイラのすべてを、本発明の
目的に沿った支持構造を得ることができる。
By using the first embodiment and this embodiment together, it is possible to obtain a support structure that meets the purpose of the present invention for all exhaust heat recovery boilers having headers on the upper part.

さらに、ガス流れ方向の水平力を支持するトラスの位置
を水平部材の上部とすることにより省スペースが可能と
なる。また、複数の管群をまとめて支持することも可能
である。
Furthermore, space can be saved by positioning the truss, which supports the horizontal force in the gas flow direction, at the top of the horizontal member. It is also possible to collectively support a plurality of tube groups.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、大型の排熱回収ボイラ上部管寄せの支
持構造において、上部管寄せに作用する水平力によって
管寄せ溶接部に発生する曲げ応力を十分小さくすること
ができ、耐圧部にかかる外部応力を最小にし、耐圧部を
安全に支持することができる。
According to the present invention, in the support structure of the upper header of a large-sized waste heat recovery boiler, the bending stress generated in the header welded part due to the horizontal force acting on the upper header can be sufficiently reduced, and the bending stress applied to the pressure-resistant part External stress can be minimized and pressure-resistant parts can be safely supported.

また、排熱回収ボイラにおいて、上部ケーシングに伝達
される水平荷重を分担し支持することが可能となり、上
部ケーシング外部の補強をコンパクトなものにすること
ができる。また、ケーシングに伝わる曲げ応力やせん断
力を最少限にでき、地震等においてケーシングにかかる
負担を軽減できる。
Further, in the exhaust heat recovery boiler, it becomes possible to share and support the horizontal load transmitted to the upper casing, and the reinforcement of the outside of the upper casing can be made compact. Furthermore, the bending stress and shearing force transmitted to the casing can be minimized, and the load placed on the casing in earthquakes and the like can be reduced.

さらに、支持構造をいわゆるトラス構造としたため、支
持部で曲げ応力を分担する必要がなくなり部材を小型軽
量化することができる。
Furthermore, since the support structure is a so-called truss structure, there is no need for the support portion to share bending stress, and the member can be made smaller and lighter.

また、支持用部材は、部材自身で熱伸びを吸収しうる構
造としたため、溶接構造を採用することができ、ボルト
締めや摺動部が不要となり信頼性が向上し事実上メンテ
ナンスフリーとすることができるなどの効果がある。
In addition, the supporting members have a structure that allows them to absorb thermal elongation on their own, so a welded structure can be adopted, eliminating the need for bolting or sliding parts, improving reliability and making it virtually maintenance-free. There are effects such as being able to.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の排熱回収ボイラの第1実施例における
上部管寄せ要部をボイラ正面より見た図、第2図は同じ
くボイラ側面より見た図、第3図は第1図におけるX−
X線に沿う断面図、第4図は第1実施例の運転時におけ
る支持部材の変形を示す図、第5図は同じく管寄せに作
用する水平力の伝達経路を示す図、第6図は本発明の排
熱回収ボイラの他の実施例における上部管寄せ要部をボ
イラ正面より見た図、第7図は同じくボイラ側面より見
た図、第8図は第5図の■−■線に沿う断面図、第9図
は従来の排熱回収ボイラの一例を示す図、第10図は第
9図のX−X!lに沿う断面図、第11図は第8図の上
部管寄せ支持部の拡大図である。 1・・・上部管寄せ、2・・・伝熱管、3・・・上部ケ
ーシング、4・・・保温材、5・・・枝管、6・・・突
起、7・・・支持金物、8・・・水平部材、9.9′・
・・斜め部材、10.10′・・・鉛直部材、11・・
・斜め部材、12〜15・・・接続板、21・・・上部
管寄せ、22・・・伝熱管、23・・・上部ケーシング
、24・・・保温材、25・・・連絡管、26・・・支
持金物、27・・・水平部材、28・・・斜め部材、2
9・・・鉛直部材、30・・・斜め部材、31〜33・
・・接続板。 出願人代理人  佐  藤  −雄 t〃ス 塾3回 ↑#l−鹿 某4図 第5 図 ■
Fig. 1 is a view of the main part of the upper header in the first embodiment of the waste heat recovery boiler of the present invention, seen from the front of the boiler, Fig. 2 is a view similarly seen from the side of the boiler, and Fig. 3 is the same as Fig. 1. X-
4 is a cross-sectional view taken along the X-ray, FIG. 4 is a diagram showing the deformation of the support member during operation of the first embodiment, FIG. 5 is a diagram showing the transmission path of the horizontal force acting on the header, and FIG. A view of the main part of the upper header in another embodiment of the waste heat recovery boiler of the present invention as seen from the front of the boiler, FIG. 7 is a view similarly seen from the side of the boiler, and FIG. 8 is the line ■-■ in FIG. , FIG. 9 is a diagram showing an example of a conventional exhaust heat recovery boiler, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line X-X! of FIG. 9. FIG. 11 is an enlarged view of the upper header support of FIG. 8. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Upper header, 2... Heat exchanger tube, 3... Upper casing, 4... Heat insulating material, 5... Branch pipe, 6... Protrusion, 7... Support hardware, 8 ...Horizontal member, 9.9'・
...Diagonal member, 10.10'...Vertical member, 11...
- Diagonal member, 12-15... Connection plate, 21... Upper header, 22... Heat exchanger tube, 23... Upper casing, 24... Heat insulating material, 25... Connecting pipe, 26 ...Support hardware, 27...Horizontal member, 28...Diagonal member, 2
9... Vertical member, 30... Diagonal member, 31-33.
...Connection board. Applicant's agent Sato - Yu T〃 cram school 3 times ↑ #l - Mr. Shika 4 Figure 5 Figure ■

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、上下に配置した管寄せの間を伝熱管で接続してパネ
ルを構成し、かつ、上部管寄せ振れ止め枠によりこのパ
ネルを拘束し、該パネルを排ガス流れ中に配置して熱回
収する排熱回収ボイラにおいて、前記上部管寄せ振れ止
め枠を排ガス流れ方向面内および排ガス流れと直角方向
面内に設けられた弾性変形しうるトラス部材により支持
し、前記トラス部材の弾性変形により熱膨張差を吸収す
ることを特徴とする排熱回収ボイラ。
1. Construct a panel by connecting the headers placed above and below with heat transfer tubes, restrain this panel with the upper header steady frame, and place the panel in the exhaust gas flow to recover heat. In the exhaust heat recovery boiler, the upper pipe stopper frame is supported by an elastically deformable truss member provided in a plane in the exhaust gas flow direction and in a plane perpendicular to the exhaust gas flow, and thermal expansion is caused by the elastic deformation of the truss member. An exhaust heat recovery boiler characterized by absorbing the difference.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012097816A (en) * 2010-11-02 2012-05-24 Ihi Corp Elasto-plastic brace vibration isolation structure

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