JPH09101002A

JPH09101002A - 排ガス流路の箱型構造物

Info

Publication number: JPH09101002A
Application number: JP25793795A
Authority: JP
Inventors: Hajime Okura; 一大倉; Hideo Koufuku; 秀雄幸福; Takayuki Hamada; 孝之浜田; Tatsuo Kiriyama; 達夫桐山; Toru Nishioka; 徹西岡
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1995-10-04
Filing date: 1995-10-04
Publication date: 1997-04-15

Abstract

(57)【要約】【目的】温度差により各部材に生じる熱応力を最小に
抑え、しかも地震等による横揺れも抑えることができる
排ガス流路の箱型構造物を提供すること。【構成】脱硝反応器１Ｃは排ガス流路に存在する箱型
構造物であり、複数の柱２、大梁３、底梁５で外部構造
が形成される。外部構造に対して地震発生時の横揺れを
抑える鉛直ブレース６０が装架され、底梁５に排ガス中
のＮＯ_X を除去する触媒ブロック７が多数積み重ねら
れ、柱２、大梁３、間柱９に装架される水平梁８、１
８、１９、中間水平梁１７により触媒ブロック７の横倒
れが阻止される。部分Ｄでは鉛直ブレース６０が、部分
Ｇでは水平梁８が、部分Ｆでは間柱９がそれらの軸方向
に変位可能に連結され、部分Ｅでは鉛直ブレース６０の
他端が回転可能に連結されている。これにより、それら
の熱応力の発生は抑えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボイラやタービンから
排出される排ガスの流路に備えられ、その流路を構成す
る構造体や当該流路に介在する装置等を支持する排ガス
流路の箱型構造物に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボイラやタービンから排出される排ガス
は、ケーシングにより形成される流路を通って外部に排
出される。この流路の中途には種々の装置が設けられて
おり、流れる排ガスと接触することにより、例えば熱交
換、脱硝等の機能が遂行される。これら装置のうち、排
ガス中の窒素酸化物（ＮＯ_X ）を除去する箱型脱硝反応
器について説明する。

【０００３】図１７は従来の箱型脱硝反応器の斜視図で
ある。この図で、１Ａは脱硝反応器を示す。２は柱、３
は大梁であり、これらは互いに結合されている。４は排
ガス流路を構成するケーシングであり、排ガスはこのケ
ーシング４の中を矢印方向に流れてゆく。５は底梁、６
は鉛直ブレースを示す。７は排ガス中の窒素酸化物を除
去する触媒ブロックを示し、多数の触媒ブロック７が段
状に積み重ねられて底梁５に載置される。８は地震や排
ガス流れの力により触媒ブロック７が排ガス流れ方向に
横倒れするのを防止する複数の水平梁、９は両側の柱２
の中間に設けられる間柱である。各水平梁８は、各柱
２、排ガス流路の側面側に固定される水平梁（図示され
ていない）、間柱９に支持される。１０は脱硝反応器１
Ａの外部を覆う外部保温材である。上記各柱２、各大梁
３、各底梁５および各間柱９には、例えばＨ型鋼が用い
られ、鉛直ブレース６には、例えば鋼管が用いられる。
なお、各鉛直ブレース６は地震時の水平方向変位を最小
限に抑えるために設けられる。

【０００４】図１８は図１７に示す部分Ａにおける連結
構造を示す図である。図１８の（ａ）は柱２と水平梁８
の連結構造を示し、両者は溶接で固定されている。図１
８の（ｂ）は水平梁８の断面形状を示し、例えば「コ」
字状の断面形状を有する。図１９は図１７に示す部分Ｂ
における連結構造を示す図である。図１９の（ａ）は鉛
直ブレース６と間柱９との連結構造の正面図、（ｂ）は
その側面図であり、図１７と同一部分には同一符号が付
してある。１５はガセットプレートであり、間柱９に溶
接固定されるとともに、各鉛直ブレース６を溶接固定す
る。図２０は図１７に示す部分Ｃにおける連結構造を示
す図である。図２０の（ａ）は鉛直ブレース６と、柱２
および大梁３との連結構造の正面図、（ｂ）はその側面
図である。この部分の鉛直ブレース６も図１９に示す場
合と同様、柱２および大梁３の溶接固定されたガセット
プレート１５に溶接固定される。

【０００５】排ガスは、図１７に矢印で示す方向へ（図
１７で左側から右側へ）流れ、脱硝反応器１Ａの開口
（図１７の左側面）から入って各段の触媒ブロック７と
接触し、これら触媒ブロック７と接触することにより窒
素酸化物が除去され、脱硝反応器１Ａの他方の開口から
は窒素酸化物の含有量が所定値以下である排ガスが排出
され、大気汚染を防止する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のボイラ等の燃焼
装置では、起動時、停止時、負荷変化時における温度変
化率がそれほど急激ではなかったので、排ガスが上記箱
型脱硝反応器１Ａに流入してきても、柱２や大梁３の外
側部材と、鉛直ブレース６、水平梁８、間柱９等の内側
部材との間の温度差は小さく、その温度差による外側部
材と内側部材の間の熱応力はほとんど問題にならなかっ
た。しかし、近年、燃焼装置の起動時、停止時、負荷変
化時における温度変化率は極めて大きくなり、例えば、
ガスタービンからの排ガスを直接脱硝反応器１Ａに導入
するシステムが採用され、この場合、起動時のガス温度
の上昇速度は１５〜５０℃／ｍｉｎ（従来は３℃／ｍｉ
ｎ程度）と大幅に増加しており、これに伴って、脱硝反
応器１Ａの各部材のメタル温度の上昇速度も又、大幅に
増加している。

【０００７】一方、脱硝反応器１Ａを構成する各部材の
温度上昇速度は、ガスの偏流、部材形状の差、熱容量の
差等により各部材毎に異なり、各部材の温度は不均一と
なる。特に、温度上昇時には、排ガスが接触し易く熱容
量が小さい内側部材の方が、外側部材より早く温度が上
昇する。そして、上述のように、温度の上昇速度が大き
い場合、面内温度差（排ガスの流れに対して直角方向の
温度差）が、最大で２００℃近くに達する場合も実測さ
れている。

【０００８】このような大きな温度差により、鉛直ブレ
ース６には熱伸びの差による降伏点以上の圧縮荷重が作
用し、鉛直ブレース６の中央又は図１９、２０に示すガ
セットプレート１５に座屈が生じる。又、燃焼装置停止
時には、内側部材の冷却が早く外側部材の冷却は緩やか
であるので、上記と逆の温度分布が発生し、鉛直ブレー
ス６に引っ張り荷重が作用する。このため、燃焼装置で
起動、停止、負荷変化が繰り返されると、上記圧縮、引
っ張り作用が繰り返して働き、その結果、鉛直ブレース
６の中央部分、又はガセットプレート１５、又はこれと
連結する部材、或はそれらの溶接部分に破断が発生す
る。

【０００９】なお、このような破断を防止するため、従
来、温度差を考慮した鉛直ブレースの配置が提案されて
いる。これを図２１に示す。図２１は従来の脱硝反応器
の斜視図である。図で、図１７に示す部分と同一又は等
価な部分には同一符号を付して説明を省略する。１Ｂは
脱硝反応器を示す。６０はこの脱硝反応器１Ｂで用いら
れる鉛直ブレースである。各部材の連結構造は図１７〜
２０に示すものと同じである。各鉛直ブレース６０は図
示のようにダイヤモンド型に配置されている。鉛直ブレ
ース６０が設けられたことにより、高さ方向中間におい
て両端柱２間に中間水平梁１６が連結される。上記のよ
うな鉛直ブレース６０の配置により、鉛直ブレース６０
と周辺部材との間の熱伸び（収縮）の差は、各柱２と各
大梁３の曲げ変形能によって吸収することができる。こ
の状態を図２２に示す。

【００１０】図２２は柱２、大梁３および鉛直ブレース
６０の変形の一例を示す図である。この図で、実線は変
形が生じていない場合を示し、二点鎖線は熱伸びによる
変形が生じている場合を示す。熱により鉛直ブレース６
０に伸びが生じても、柱２と大梁３には曲げ変形を生
じ、鉛直ブレース６０の伸びを充分に吸収し、鉛直ブレ
ース６０やガセットプレート１５に破断は生じない。

【００１１】しかしながら、上記鉛直ブレース６０の配
置は、面内温度差が７０〜８０℃程度では有効に機能す
るものの、面内温度差がそれ以上の値、例えば上記の２
００℃にもなると、到底、柱２と大梁３の変形能によっ
て鉛直ブレース６０の伸びを吸収することはできず、結
局、いずれかの部分に破断が生じるのを避けることはで
きない。

【００１２】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、温度差により各部材に生じる熱応力を最小
に抑え、しかも地震等による横揺れ（水平変位）も抑え
ることができる排ガス流路の箱型構造物を提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明は、垂直に延びる複数の柱と、これ
ら柱に直交して固定された複数の大梁とで箱型構造を構
成し、この箱型構造に支持され、かつ、対向する２つの
開口面を有するケーシングを備え、前記開口の一方から
排ガスを導入し、前記開口の他方から排ガスを流出する
排ガス流路の箱型構造物において、前記柱と前記大梁と
を結合するブレースを設け、当該ブレースを伸縮可能に
装架したことを特徴とする。

【００１４】又、請求項２の発明は、上記請求項１の発
明に加え、対向する前記柱間に結合され、又は両側部に
おいて前記排ガス流路に沿って前記柱間に固定された対
向する水平梁間に結合される他の水平梁とを設け、前記
ブレースおよび前記他の水平梁をそれぞれ伸縮可能に装
架したことを特徴とする排ガス流路の箱型構造物。

【００１５】さらに、請求項３の発明は、垂直に延びる
複数の柱と、これら柱に直交して固定された複数の大梁
とで箱型構造を構成し、この箱型構造に支持され、か
つ、対向する２つの開口面を有するケーシングを備え、
前記開口の一方から排ガスを導入し、前記開口の他方か
ら排ガスを流出する排ガス流路の箱型構造物において、
対向する前記柱間に結合され、又は両側部において前記
排ガス流路に沿って前記柱間に固定された対向する水平
梁間に結合される他の水平梁と、前記柱と柱の中間でこ
れら柱と平行に前記大梁間に結合される間柱と、前記
柱、前記大梁および前記間柱のうちの２つを結合するブ
レースとを設け、前記他の水平梁、前記間柱および前記
ブレースをそれぞれ伸縮可能に装架したことを特徴とす
る。

【００１６】

【作用】面内温度差が大きく、柱や大梁の外部部材に対
して、ブレース、水平梁、間柱等の内部部材に大きな伸
縮が生じても、これら内部部材は、連結する部材に対し
て伸縮可能に装架されているので、各部材に生じる熱応
力は小さくかつ、ブレースによって地震等による横揺れ
（水平変位）も抑えることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図１は本発明の第１の実施例に係る脱硝反応器の
斜視図である。この図で、図１７に示す部分と同一部分
には同一符号を付して説明を省略する。１Ｃは本実施例
の脱硝反応器、６０は図２１に示すものと同様のダイヤ
モンド型の鉛直ブレース、１７は図２１に示す中間水平
梁１６に相当する例えばＨ型鋼より成る中間水平梁、１
８は両側面において柱２間に連結される水平梁、１９は
対向する水平梁１８間に装架される水平梁である。水平
梁１８、１９は、例えば断面「コ」字形状の鋼材より成
り、水平梁８と同じくサイスミックタイの機能を有す
る。即ち、水平梁１８は、排ガスの流れ方向と直角方向
の地震の揺れに対して、触媒ブロック最上部の横揺れ量
（水平変位量）を最小限に抑えるものであり、最前列お
よび最後列の水平梁８と同じレベルに設置される。又、
水平梁１９は、触媒ブロック７を排ガス流れ方向の地震
の揺れに対して、触媒ブロック最上部の横揺れ量（水平
変位量）を最小限に抑えるものであり、最前列および最
後列の水平梁８と同じレベルに、各触媒ブロック７間に
設置される。本実施例では、図１にＤ、Ｅ、Ｆ、Ｇで示
す部分の連結構造が従来の連結構造と異なり、かつ、水
平梁１９の連結構造を上記発明の目的に沿う連結構造と
したものである。

【００１８】図２および図６は図１に示す矢印ＩＩ方向
から見た脱硝反応器１Ｃの正面図である。これらの図
で、図１に示す部分と同一部分には同一符号が付してあ
る。これらの図は、図１を模式的に示し、各連結構造部
分がどの個所を指すかをより明確に示すものである。図
２に示す部分Ｄは鉛直ブレース６０と大梁３との連結構
造部分、部分Ｅは鉛直ブレース６０と柱２との連結構造
部分、部分Ｆは間柱９と中間水平梁１７との連結構造部
分、図６に示す部分Ｇは水平梁８と柱２との連結構造部
分を示す。以下、順に、上記各連結構造を図により説明
する。

【００１９】（１）鉛直ブレース６０と大梁３との連結
構造（部分Ｄ）図３は図１および図２に示す部分Ｄの連結構造の詳細を
示す図である。この図で、図１に示す部分と同一部分に
は同一符号が付してある。図３の（ａ）は部分Ｄの正面
図、（ｂ）は側面図である。２０は各鉛直ブレース６０
に溶接固定されたガセットプレート、２１ａ、２１ｂは
大梁３に溶接固定された２つのプレートである。ガセッ
トプレート２０には、所定位置に円形の貫通孔が形成さ
れている。又、プレート２１ａ、２１ｂは図３の（ｂ）
にみられるように、互いに所定の間隔を置いて平行に固
定されており、かつ、それぞれ中央に垂直方向の長穴２
２ａ、２２ｂが形成されている（２２ｂは図示されてい
ない）。２３はピンであり、ガセットプレート２０がプ
レート２１ａ、２１ｂの間に位置した状態で、ガセット
プレート２０の貫通孔、およびプレート２１ａ、２１ｂ
の長穴２２ａ、２２ｂに挿入される。ピン２３の径は長
穴２２ａ、２２ｂの幅より僅かに小さい。

【００２０】（２）鉛直ブレース６０と柱２との連結構
造（部分Ｅ）図４は図１および図２に示す部分Ｅの連結構造の詳細を
示す図である。この図で、図１に示す部分と同一部分に
は同一符号が付してある。図４の（ａ）は部分Ｅの正面
図、（ｂ）は側面図である。２５は各鉛直ブレース６０
に溶接固定されたガセットプレート、２６ａ、２６ｂは
柱２および中間水平梁１７のウエブに溶接固定された上
下２つずつのプレートである。各ガセットプレート２５
には、所定位置に円形の貫通孔が形成されている。又、
上下の各プレート２６ａ、２６ｂは図４の（ｂ）にみら
れるように、互いに所定の間隔を置いて平行に固定され
ており、かつ、それぞれ所定位置に貫通孔が形成されて
いる。２７はピンであり、各ガセットプレート２５がそ
れぞれプレート２６ａ、２６ｂの間に位置し、かつ、ガ
セットプレート２５および各プレート２６ａ、２６ｂの
各貫通孔が一致した状態でそれら貫通孔に挿入される。
この状態で、各ガセットプレート２５は回転可能となっ
ている。

【００２１】（３）鉛直ブレース６０の作用面内温度差により鉛直ブレース６０にはその軸方向に熱
伸びが生じる。この鉛直ブレース６０の熱伸びによる力
の垂直方向の分力は、ガセットプレート２０からピン２
３へ伝達される。ここで、ピン２３は長穴２２ａ、２２
ｂを自由に移動できるので、ガセットプレート２０は長
穴２２ａ、２２ｂに沿って垂直方向に変位する。この変
位は、他端の各ガセットプレート２５がプレート２６
ａ、２６ｂに対して回転可能（鉛直ブレース６０が柱２
に対して回転可能）であるので、支障なく行われる。こ
のような変位により、鉛直ブレース６０には、圧縮、引
っ張りの荷重が発生することはなく、その繰り返しによ
るいずれかの個所での破断も生じない。

【００２２】なお、上記の連結構造であっても、地震等
による排ガス流れに直交する横揺れ（水平力）は、順
次、鉛直ブレース６０、ガセットプレート２０、ピン２
３、プレート２１ａ、２１ｂを経て大梁３へ、又、鉛直
ブレース６０、ガセットプレート２５、ピン２７、プレ
ート２６ａ、２６ｂを経て柱２へ、それぞれ確実に伝達
され、この結果、上記水平力は最終的に柱２と大梁３で
受け止められる。

【００２３】（４）間柱９と中間水平梁１７との連結構
造（部分Ｆ）図５は図１および図２に示す部分Ｆの連結構造の詳細を
示す図である。この図で、図１に示す部分と同一部分に
は同一符号が付してある。図５の（ａ）は部分Ｆの正面
図、（ｂ）は側面図である。間柱９は、その両端が対向
する上下の大梁３に溶接固定され、中間部分が切断され
る。２８は各切断部の端部に溶接固定されたプレートで
ある。２９ａ、２９ｂは中間水平梁１７に溶接固定され
た上下の各２つのプレートである。プレート２８には、
所定位置に円形の貫通孔が形成されている。又、プレー
ト２９ａ、２９ｂは図３の（ａ）にみられるように、互
いに所定の間隔を置いて平行に固定されており、かつ、
それぞれ中央に垂直方向の長穴３０ａ、３０ｂが形成さ
れている（３０ｂは図示されていない）。３１はピンで
あり、プレート２８がプレート２９ａ、２９ｂの間に位
置した状態で、プレート２８の貫通孔、およびプレート
２９ａ、２９ｂの長穴３０ａ、３０ｂにそれぞれ挿入固
定される。ピン３１の径は長穴３０ａ、３０ｂの幅より
僅かに小さい。

【００２４】上記の連結構造により、面内温度差により
間柱９に熱伸びが生じたとき、ピン３１が長穴３０ａ、
３０ｂを自由に移動できるので、間柱９はプレート２
８、ピン３１を介して長穴３０、３０ｂに沿って垂直方
向に変位し、面内温度差による圧縮、引っ張りの荷重が
発生することはなく、その繰り返しによるいずれかの個
所での破断も生じない。なお、上記の連結構造であって
も、地震等による横揺れは、プレート２８、ピン３１、
プレート２９ａ、２９ｂ、中間水平梁１７を経て柱２へ
確実に伝達され、ここで受け止められる。

【００２５】（５）水平梁８と間柱２との連結構造（部
分Ｇ）図７は図６に示す線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿う断面図であ
る。この図で、図１に示す部分と同一部分には同一符号
が付してある。この図に、水平梁８と柱２との連結構造
部分Ｇおよび側面の水平梁１８と水平梁１９との連結構
造部分Ｈが示されている。まず、水平梁８と柱２との連
結構造（部分Ｇ）について説明する。

【００２６】図８は図６および図７に示す部分Ｇの連結
構造の詳細を示す図である。この図で、図１に示す部分
と同一部分には同一符号が付してある。図８の（ａ）は
部分Ｇの平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ｂ）に示
す線ＶＩＩＩＣ−ＶＩＩＩＣに沿う断面図、（ｄ）は水
平梁８の平面図である。水平梁８には図の（ｄ）に示す
ように長穴８０が形成される。３４は水平梁受台であ
り、柱２に溶接固定され、かつ、所定個所に円形の貫通
孔が形成されている。図の（ａ）、（ｂ）に示されるよ
うに、水平梁８は水平梁受台３４上に、前者の長穴８０
と後者の貫通孔とが重なる状態で載置される。この両者
の重なりの状態が図の（ｃ）に詳細に示されている。図
の（ｃ）で、３５は補強用プレート、３６はワッシャ、
３７はボルト、３８はナットを示す。ボルト３７は水平
梁受台３４の貫通孔、補強用プレート３５の貫通孔、水
平梁８の長穴８０、およびワッシャ３６を通って下方か
ら挿通されている。ナット３８とワッシャ３６との間に
は隙間が設けられている。ボルト３７の径は長穴８０の
幅より僅かに小さい。上記の連結構造により、面内温度
差により水平梁８に熱伸びが生じたとき、水平梁８は、
長穴８０が形成されているため、水平梁受台３４上を補
強用プレート３５と接触しながら水平方向に変位し、面
内温度差による圧縮、引っ張りの荷重が発生することは
なく、その繰り返しによるいずれかの個所での破断も生
じない。又、上記の構造は、地震や排ガスによる排ガス
流方向の力により生じる触媒ブロック７の横倒れを水平
梁８で受けるのに何等の支障も生じない。なお、上記の
連結構造は水平梁８の両端に設けてもよいし、一方端の
みに設けてもよい。又、上記とは逆に、水平梁受台３４
に長穴を形成し、水平梁８に円形の貫通孔を形成しても
よい。

【００２７】（６）水平梁１８と水平梁１９との連結構
造（部分Ｈ）図９は図７に示す部分Ｈの連結構造の詳細を示す図であ
る。この図で、図１に示す部分と同一部分には同一符号
が付してある。図９の（ａ）は部分Ｈの平面図、（ｂ）
は側面図、（ｃ）は（ａ）に示す線ＩＸＣ−ＩＸＣに沿
う断面図である。４１は両側の水平梁１８に溶接固定さ
れたストッパであり、各水平梁１９毎に前後左右に互い
に平行に４つ設けられている。水平梁１９の一端は一方
の水平梁１８に溶接固定され、又、水平梁１９の他端は
他方の水平梁１８に載置支持された状態で各ストッパ４
１の間に挿入されている。図示の構成から明らかなよう
に、水平梁１９は、その前後方向（排ガスの流れ方向）
への動き、および上方への動きをストッパ４１により阻
止され、横方向への動きのみ可能である。なお、脱硝反
応器１Ｃの容量が大きく、横方向の長さが大きくなる場
合には、柱２が３本用いられるが、その場合には、水平
梁１９も左右の水平梁に分割され、各水平梁１９の一端
は中央の柱２に結合された水平梁１８に溶接固定され、
他方端が外側の水平梁１８にストッパ４１を介して載置
支持される。

【００２８】上記の連結構造により、面内温度差により
水平梁１９に熱伸びが生じたとき、水平梁１９は両側の
水平梁１８上をスライドして変位するので、面内温度差
による圧縮、引っ張りの荷重が発生することはなく、そ
の繰り返しによるいずれかの個所での破断も生じない。
又、上記の構造は、地震や排ガスによる排ガス流方向の
力により生じる触媒ブロック７の横倒れを水平梁１９で
受けるのに何等の支障も生じない。

【００２９】以上、図１、図２、図６、および図７に示
す部分Ｄ〜Ｈにおける連結構造について説明した。この
ように、本実施例では、鉛直ブレース６０、間柱９、水
平梁８、および水平梁１９を連結対象部材に対して伸縮
変位可能に装架したので、面内温度差による圧縮、引っ
張りの荷重が発生することはなく、その繰り返しによる
いずれかの個所での破断も生じない。しかも、地震によ
る水平力の伝達や触媒ブロック７の横倒れ防止の機能に
何等の支障も生じない。これにより、脱硝反応器を長期
間安定して作動させることができ、その信頼性を向上さ
せることができ、又、過大な熱応力を考慮する必要がな
いので、各部材のサイズを小さくすることができ、経済
的な脱硝反応器を構成することができる。

【００３０】次に、鉛直ブレースについて、図１に示す
ダイヤモンド型以外のいくつかの型について図１０〜図
１２を用いて説明する。図１０は本発明の第２の実施例
に係る脱硝反応器の斜視図である。この図で、図１に示
す部分と同一部分には同一符号が付してある。１Ｄは本
実施例の脱硝反応器を示す。本実施例が第１の実施例と
異なるのは、鉛直ブレースの構造のみであり、他の構造
は同じである。６１は本実施例の鉛直ブレースであり、
文字「Ｖ」を２つ重ねたＶ型の鉛直ブレース（Ｖブレー
ス構造）である。上側の鉛直ブレース６１は、柱２と中
間水平梁１７との間に装架される。本実施例の動作およ
び効果も第１の実施例の効果と同じである。

【００３１】なお、図１０の記載において、二重円は上
下方向の変位が可能で他方向の変位は拘束されている部
分、単円は、同一面内の回転が可能で他は拘束されてい
る部分、横に伸びた楕円は左右方向の変位が可能で他方
向の変位は拘束されている部分、又、縦に伸びた楕円は
上下方向の変位が可能で他方向の変位は拘束されている
部分を示す（以下、図１１、１２において同じ）。

【００３２】図１１は本発明の第３の実施例に係る脱硝
反応器の斜視図である。この図で、図１に示す部分と同
一部分には同一符号が付してある。１Ｅは本実施例の脱
硝反応器を示す。なお、本実施例では保温材１０の記載
は省略している。本実施例が第１の実施例と異なるの
は、鉛直ブレースの構造のみであり、他の構造は同じで
ある。６２は本実施例の鉛直ブレースであり、文字
「Ｗ」を逆に２つ重ねた鉛直ブレース（Ｗダイヤモンド
ブレース構造）である。鉛直ブレース６２の中央部分
は、中間水平梁１７に装架される。本実施例の動作およ
び効果も第１の実施例の効果と同じである。

【００３３】図１２は本発明の第４の実施例に係る脱硝
反応器の斜視図である。この図で、図１に示す部分と同
一部分には同一符号が付してある。１Ｆは本実施例の脱
硝反応器を示す。なお、本実施例でも保温材１０の記載
は省略している。本実施例が第１の実施例と異なるの
は、鉛直ブレースの構造のみであり、他の構造は同じで
ある。６３は本実施例の鉛直ブレースであり、文字
「Ｘ」形状の鉛直ブレース（Ｘブレース構造）である。
鉛直ブレース６３の中央部分は、中間水平梁１７に装架
される。本実施例の動作および効果も第１の実施例の効
果と同じである。

【００３４】図１３は本発明の第５の実施例に係る脱硝
反応器の斜視図である。この図で、図１に示す部分と等
価な部分には同一符号を付して説明を省略する。１Ｇは
本実施例の脱硝反応器、６３は図１２に示すものと同じ
Ｘブレース構造を示す。１００は図１に示す脱硝反応器
１Ｃと同一構造を有する内部構造（ただし、保温材１０
が配置されていない点、および鉛直ブレースがＸブレー
ス構造である点で異なっている）を示す。１０１は内部
構造１００を囲む外部構造を示す。外部構造１０１は図
示のように柱１０１ａや大梁１０１ｂで構成され、その
内部は保温材１０ｉで覆われている。本実施例の脱硝反
応器１Ｇは、排ガス温度５００〜６００℃、起動時昇温
速度４０℃／ｍｉｎとなるようなガスタービンに直結し
た脱硝反応器として好適である。本実施例の動作および
効果も第１の実施例の効果と同じである。

【００３５】図１４〜図１６に上記各実施例に示す伸縮
変位可能な構造を用いた脱硝反応器の熱応力の解析結果
を示す。図１４は解析に用いた脱硝反応器１Ｈの正面の
概略構成を示す図である。この脱硝反応器１Ｈは、図１
２、１３に示すものと同じＸブレース構造を用いた構成
を有する。解析は次のようにして行った。（１）脱硝反応器１Ｈの鉛直ブレース６３ｈ（Ｘブレー
ス構造）が柱２、大梁３に溶接固定され、間柱９ｈが大
梁３に溶接固定され、水平梁８ｈが柱２と溶接固定され
ている事例（従来構造の事例）。（２）脱硝反応器１Ｈの鉛直ブレース６３ｈの上下方向
の熱による伸縮を、上記実施例の連結構造を用い、図１
４に示す部分Ｊで自由にし、間柱９の伸縮を図１４に示
す部分Ｋで自由にした事例（本実施例構造の事例）。上記（１）、（２）の各事例について、面温度差が２０
０℃である場合について解析した。

【００３６】図１５は上記（１）の事例の解析結果を示
す図である。この図の（ａ）は各部材の変位を示す図、
（ｂ）は軸力（圧縮力、引張力）を示す図である。同じ
く図１６は上記（２）の事例の解析結果を示す図であ
る。この図の（ａ）は各部材の変位を示す図、（ｂ）は
軸力を示す図である。図１５の（ａ）と図１６の（ａ）
に示す解析結果を比較すると、両者とも、柱２と大梁３
の上下左右方向の熱伸びに大きな差はないが、図１４に
示す部分Ｊ（図１６に示す部分Ｌ）で鉛直ブレース６３
ｈを自由にした事例（２）は軸力図において事例（１）
と明瞭な差が現れる。即ち、事例（１）の軸力を示す図
１５の（ｂ）では、鉛直ブレース６３ｈに設定メタル温
度での降伏点以上の軸力が発生しているが、これに比較
して、事例（２）の軸力を示す図１６の（ｂ）では、鉛
直ブレース６３ｈにはほとんど軸力は発生していない。
事例（１）の場合、周囲の柱２および大梁３にも鉛直ブ
レース６３ｈの拘束力の影響を受けて、軸力の明瞭な差
がでている。このように、本実施例の効果は、上記解析
結果からも明らかである。

【００３７】なお、上記実施例の説明では、柱や大梁等
に鉛直ブレース、水平梁、間柱の全てを装架する例につ
いて説明したが、間柱を用いない場合にも適用できる。
又、上記実施例の説明では、脱硝反応器について説明し
たが、これに限ることはなく、排ガス流路に存在する他
の箱型構造物、例えば、排ガス流路の煙道（ケーシン
グ）のみを支持する構造物にも適用することができ、こ
の場合、水平梁や間柱は不要となる。さらに、本発明
は、ガスタービン出口のサイレンサの外壁、廃熱回収ボ
イラにも適用可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明では、ブレー
ス、水平梁、間柱等の内部部材に大きな伸縮が生じて
も、これら内部部材は、連結する部材に対して伸縮可能
に装架されているので、面内温度差による圧縮、引張り
の荷重が発生することはなく、その繰り返しによるいず
れかの個所での破断も生じない。しかも、地震による水
平力の伝達や触媒ブロック７の横倒れ防止の機能に何等
の支障も生じない。これにより、脱硝反応器を長期間安
定して作動させることができ、その信頼性を向上させる
ことができ、又、過大な熱応力を考慮する必要がないの
で、各部材のサイズを小さくすることができ、経済的な
脱硝反応器を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る脱硝反応器の斜視
図である。

【図２】図１に示す矢印ＩＩ方向から見た脱硝反応器１
Ｃの正面図である。

【図３】図１および図２に示す部分Ｄの連結構造を示す
図である。

【図４】図１および図２に示す部分Ｅの連結構造を示す
図である。

【図５】図１および図２に示す部分Ｆの連結構造を示す
図である。

【図６】図１に示す矢印ＩＩ方向から見た脱硝反応器１
Ｃの正面図である。

【図７】図６に示す線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿う断面図であ
る。

【図８】図６および図７に示す部分Ｇの連結構造を示す
図である。

【図９】図６および図７に示す部分Ｈの連結構造を示す
図である。

【図１０】本発明の第２の実施例に係る脱硝反応器の斜
視図である。

【図１１】本発明の第３の実施例に係る脱硝反応器の斜
視図である。

【図１２】本発明の第４の実施例に係る脱硝反応器の斜
視図である。

【図１３】本発明の第５の実施例に係る脱硝反応器の斜
視図である。

【図１４】熱応力の解析に用いる脱硝反応器の正面図で
ある。

【図１５】熱応力の解析結果を示す図である。

【図１６】熱応力の解析結果を示す図である。

【図１７】従来の脱硝反応器の斜視図である。

【図１８】図１７に示す部分Ａの連結構造を示す図であ
る。

【図１９】図１７に示す部分Ｂの連結構造を示す図であ
る。

【図２０】図１７に示す部分Ｃの連結構造を示す図であ
る。

【図２１】異なる鉛直ブレースを用いた従来の脱硝反応
器の斜視図である。

【図２２】柱、大梁および鉛直ブレースの変形の一例を
示す図である。

【符号の説明】

１Ｃ脱硝反応器２柱３大梁４ケーシング７触媒ブロック８、１８、１９水平梁９間柱１７中間水平梁６０鉛直ブレース

フロントページの続き (72)発明者桐山達夫広島県呉市宝町６番９号バブコツク日立株式会社呉工場内 (72)発明者西岡徹広島県呉市宝町６番９号バブコツク日立株式会社呉工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】垂直に延びる複数の柱と、これら柱に直
交して固定された複数の大梁とで箱型構造を構成し、こ
の箱型構造に支持され、かつ、対向する２つの開口面を
有するケーシングを備え、前記開口の一方から排ガスを
導入し、前記開口の他方から排ガスを流出する排ガス流
路の箱型構造物において、前記柱と前記大梁とを結合す
るブレースを設け、当該ブレースを伸縮可能に装架した
ことを特徴とする排ガス流路の箱型構造物。
【請求項２】垂直に延びる複数の柱と、これら柱に直
交して固定された複数の大梁とで箱型構造を構成し、こ
の箱型構造に支持され、かつ、対向する２つの開口面を
有するケーシングを備え、前記開口の一方から排ガスを
導入し、前記開口の他方から排ガスを流出する排ガス流
路の箱型構造物において、前記柱と前記大梁とを結合す
るブレースと、対向する前記柱間に結合され、又は両側
部において前記排ガス流路に沿って前記柱間に固定され
た対向する水平梁間に結合される他の水平梁とを設け、
前記ブレースおよび前記他の水平梁をそれぞれ伸縮可能
に装架したことを特徴とする排ガス流路の箱型構造物。
【請求項３】垂直に延びる複数の柱と、これら柱に直
交して固定された複数の大梁とで箱型構造を構成し、こ
の箱型構造に支持され、かつ、対向する２つの開口面を
有するケーシングを備え、前記開口の一方から排ガスを
導入し、前記開口の他方から排ガスを排出する排ガス流
路の箱型構造物において、対向する前記柱間に結合さ
れ、又は両側部において前記排ガス流路に沿って前記柱
間に固定された対向する水平梁間に結合される他の水平
梁と、前記柱と柱の中間でこれら柱と平行に前記大梁間
に結合される間柱と、前記柱、前記大梁および前記間柱
のうちの２つを結合するブレースとを設け、前記他の水
平梁、前記間柱および前記ブレースをそれぞれ伸縮可能
に装架したことを特徴とする排ガス流路の箱型構造物。
【請求項４】請求項１又は請求項２又は請求項３にお
いて、前記ブレースは、その両端に固定されたプレート
と、結合対象部材に固定された他のプレートとの間で、
一端が回転可能に、かつ、他端が伸縮可能に連結されて
いることを特徴とする排ガス流路の箱型構造物。
【請求項５】請求項２又は請求項３において、前記柱
間に結合される前記他の水平梁は、その端部の少なくと
も一方が、前記柱に固定された受台に当該他の水平梁の
長手方向に摺動可能に装架されていることを特徴とする
排ガス流路の箱型構造物。
【請求項６】請求項２又は請求項３において、前記両
側部において前記排ガス流路に沿って前記柱間に固定さ
れた対向する水平梁間に結合される前記他の水平梁は、
一端が前記対向する水平梁の一方に固定され、他端が前
記対向する水平梁の他方に、軸方向以外の方向への変位
を規制された状態で載置されていることを特徴とする排
ガス流路の箱型構造物。
【請求項７】請求項３において、前記大梁間に結合さ
れる前記間柱は、その両端が前記大梁に固定され、当該
間柱の中間部が切断され、この切断された各切断部に固
定されたプレートと、これらプレートにそれぞれ対向し
て高さ方向中間において前記柱間に固定された中間水平
梁に固定された他の各プレートとが伸縮可能に連結され
ていることを特徴とする排ガス流路の箱型構造物。