JPH0419441B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はボイラ等の火炉や煙道周壁を構成する
炉壁構造に関するものである。

発電用ボイラー等の火炉周壁を第１，２図に示
すように冷却管１と平板２を溶接してパネル状に
形成するか、又は第３，４図に示すようにフイン
付冷却管４のフイン部５とフイン部５′を溶接に
て一体化し、いわゆるウエルデツドウオールとし
てガスシール壁を形成することは衆知の通りであ
る（３，６は溶接部を示す）。

ところが、ボイラー等においては、炉壁全域を
上記ウエルデツドウオール構造とすることは実用
上無理な部分があり、第５，６図に示す如く、一
部分は断続フインを溶接する構造が用いられる。

このようにウエルデツドウオール１１と断続フ
イン部１２の区分位置において、従来公知の方法
としては、第６図に示される如くウエルデツド部
と断続フイン部とは、単に直線状に区分されてい
る。

かかる従来公知の構造においては、ウエルデツ
ドウオールと断続フイン部の境部においてウエル
デツドウオールのパネル端部（第６図イ部）にお
いては、炉壁パネルの剛性断面の変化に伴つてパ
ネルにかかる自重や外力による垂直力及び水平力
や該パネルに生じる熱応力が集中し、過大な応力
が発生する。

このため、該部に亀裂が生じたり、或いは冷却
管内面まで亀裂が進展し、噴破事故やがスリーク
事故を生じるなどの欠点を有していた。

最近の発電用ボイラー等においては、省エネル
ギーや電力需要の変化に伴い起動停止や負荷変動
が頻繁に繰返されるようになり、炉壁に生じる熱
応力も過大となり、その繰返し回数が多く、被労
寿命的にも極めて過酷な条件となつたことから従
来公知の構造においては、極めて危険な状態とな
ることが考えられる。

本発明は上記に鑑み、ウエルデツドウオールと
断続フイン管又は裸管との境部においてウエルデ
ツドウオールパネルの端部を弧状又は階段状にフ
イン溶接端位置をづらして取付けることにより、
該ウエルデツドウオールパネルの端部に応力が集
中するのを緩和させ、かつ、大きさの異る二つの
ウエルデツドウオールを連結する場合、二つの連
結部が直角状に変化する部分において、フイン溶
接端位置を弧状又は階段状にづらして取付けるこ
とにより、該部の応力集中を緩和させるようにし
たもので、複数の管と管とをフイン又は溶金を介
して溶接して形成した溶接パネルからなる炉壁構
造において、前記フイン又は溶金の終端部を前記
溶接パネルの端部において管軸心方向に弧状又は
階段状に配列したことを特徴とする炉壁構造を提
供する。

そして本発明によれば、フイン又は溶金の終端
部がパネルの端部において管軸心方向に弧状又は
階段状に配列されるので該部における応力集中が
著しく緩和され、過酷な運転条件にも十分耐える
炉壁構造を得ることができるものである。

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は発電用ボイラー等の炉壁を形成する冷
却管と平板を交互に溶接し製作されたいわゆるウ
ユルデツドパネルを示し、第２図は第１図の−
断面図、第３図は同じくフイン付冷却管のフイ
ン間を溶接し製作されたウエルデツドパネルを示
し、第４図は第３図の−断面図を示す。第５
図は、発電用ボイラー等の炉壁の見取り図の一例
を示す。第６図は第５図のＡ部詳細で従来公知手
段の場合を示す。第７図、第８図は同じく第５図
のＡ部の詳細で本発明手段を用いた場合の構造図
を示す。第９図、第１０図は、フイン端部の詳細
形状で一実施例を示す。第１１図は従来公知手段
と本発明手段のパネル境目部の応力分布状況の比
較説明図を示す。

符号１は冷却管、２はフイン又は溶金、３は冷
却管１とフイン２との溶接部、４は、フイン付冷
却管、５はフイン付冷却管４のフイン部、６はフ
イン部５とフイン部５′の溶接部を示す。７は火
炉前壁のフイン又はフユージヨンウエルデツドパ
ネルを示し、８，９，１０は同じく側壁部パネ
ル、１１，１２，１３はそれぞれ天井部冷却壁を
示し、１１はフイン又はフユージヨンウエルデツ
ドパネル、１２は裸管部又は断続フイン付管部を
示す。１８は冷却壁９下部端部の裸管又はフイン
付管を示す。Ａ部は天井部冷却パネルの端部を示
し、Ｂ，Ｃ部は同じく側壁パネルにおいて熱交換
器の形状又はパネルの大きさの違いにより生じる
パネル面内での段付部を示す。

最近の発電用ボイラー等においては、省エネル
ギーや電力需要の変化等に伴い、高温高圧化し、
更に、急速起動停止や負荷変動が頻繁に繰返され
るようになつており、炉壁を形成している冷却管
パネルに発生する熱応力も過大となつている。特
に冷却管パネルの形状変化する境目部等は、極め
て過酷な条件となつており、従来公知の手段にお
いては、極めて危険な状態になつている。本発明
はこのような過酷な条件においても安全に運転で
きるように開発されたものである。

即ち、従来公知手段においては第６図に示す如
く、ウエルデツドパネル１１と断続フイン管部１
２との境部はパネル端部イ部を含め全ての部分が
略直線状に区分されている。

ところが、ウエルデツドパネル部１１は、冷却
管１とフイン２が溶接３にて一枚の板状に形成さ
れており、該パネル１１の板面内の剛性度は極め
て大きなものとなつている。一方断続フイン管部
１２は、それぞれ単独管の剛性度であり前記パネ
ル１１の剛性度に比し極めて微細である。

このため、このように剛性度が異るパネルの境
目においては、熱応力等が生じると、パネルの端
部イ部に応力が集中し、過大な応力が発生するこ
とになり、頻繁な起動停止等による繰返しにより
被労し、亀裂が発生したり、又噴破事故となるな
どの危険があり安全でない。第１１図Ｄに該部応
力分布状況を示す。

本発明は、かかる頻繁な起動停止や負荷変動等
においても、充分安全な構造としたことに特長を
有するものである。

即ち、第７図または第８図に示す如く、剛性の
異るパネルの境目において、フイン又は溶金の終
端部をパネルの中央部は略直線状に区分し、パネ
ルの端部イ部においては略弧状又は階段状にづら
すことにより、従来公知手段において該端部イ部
に応力集中が生じていたものを第１１図Ｅのよう
に緩和し、局部応力を軽減することにより、相当
過酷な起動、停止や負荷変動等においても充分安
全に運転できる、熱交換器炉壁を提供できるよう
にしたものである。

第３図のＢ部及びＣ部においても本発明の弧状
又は階段状ウエルデツドパネル端を用いることに
より、上述の如く全く安全となる。

又、それぞれの冷却管１と冷却管１の間のフイ
ン２の終端部形状としては、第９図及び第１０図
に示す如く、それぞれ任意にその機能に適合した
形状とすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１，３図は溶接パネルの正面図、第２図は第
１図の−矢視図、第４図は第３図の−矢
視図、第５図はボイラ炉壁の斜視図、第６図は従
来の溶接パネル端部拡大図、第７，８図は本発明
の一実施例にかかる溶接パネル端部拡大図、第
９，１０図はフイン又は溶金の終端部の拡大図、
第１１図は溶接パネルの境目部における応力分布
図である。 １１……ウエルデツドパネル、１２……断続フ
イン管部、イ……溶接パネル端部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の管と管とをフイン又は溶金を介して溶
   接して形成した溶接パネルからなる炉壁構造にお
   いて、前記フイン又は溶金の終端部を前記溶接パ
   ネルの端部において管軸心方向に弧状又は階段状
   に配列したことを特徴とする炉壁構造。