JPH102508A - 過熱器 - Google Patents
過熱器Info
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- JPH102508A JPH102508A JP15124396A JP15124396A JPH102508A JP H102508 A JPH102508 A JP H102508A JP 15124396 A JP15124396 A JP 15124396A JP 15124396 A JP15124396 A JP 15124396A JP H102508 A JPH102508 A JP H102508A
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- combustion
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 周辺機器が少なく、コンパクトで、設置費用
も少なくて済む過熱器を提供する。 【解決手段】 火炉１１の周囲に多数の伝熱管１２を配
設すると共に、火炉１１と伝熱管群１２ａとの間に耐火
断熱壁１３を設けた過熱器本体１０に、前記火炉１１に
臨むようにハイサイクル蓄熱式燃焼バーナー２０を設
け、かつ、前記耐火断熱壁１３に、前記燃焼バーナー２
０の燃焼ガスＧが火炉１１から伝熱管群域１８内に流入
する燃焼ガス流入口１６と、前記伝熱管群域１８から前
記火炉１１内に戻る燃焼ガス流出口１７を設けた。
も少なくて済む過熱器を提供する。 【解決手段】 火炉１１の周囲に多数の伝熱管１２を配
設すると共に、火炉１１と伝熱管群１２ａとの間に耐火
断熱壁１３を設けた過熱器本体１０に、前記火炉１１に
臨むようにハイサイクル蓄熱式燃焼バーナー２０を設
け、かつ、前記耐火断熱壁１３に、前記燃焼バーナー２
０の燃焼ガスＧが火炉１１から伝熱管群域１８内に流入
する燃焼ガス流入口１６と、前記伝熱管群域１８から前
記火炉１１内に戻る燃焼ガス流出口１７を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通常発電やその他
の所要蒸気の利用効率を改善するため、飽和蒸気などを
過熱して蒸気条件を改善するための過熱器に関する。
の所要蒸気の利用効率を改善するため、飽和蒸気などを
過熱して蒸気条件を改善するための過熱器に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、電力会社から電力の供給を受け
るとき、２，０００ｋｗ未満の場合は、『高圧乙』の種
類になるが、２，０００ｋｗを超えると、『特別高圧』
になり、費用がかかる。そこで、自家発電も考えられる
が、自前のボイラの飽和蒸気では、発電効率が劣るの
で、蒸気の質を改善する必要がある。蒸気の質を改善す
る設備として過熱器がある。
るとき、２，０００ｋｗ未満の場合は、『高圧乙』の種
類になるが、２，０００ｋｗを超えると、『特別高圧』
になり、費用がかかる。そこで、自家発電も考えられる
が、自前のボイラの飽和蒸気では、発電効率が劣るの
で、蒸気の質を改善する必要がある。蒸気の質を改善す
る設備として過熱器がある。
【０００３】図４に示すように、従来の独立過熱器１、
即ち、蒸気発生器を持たないで、飽和蒸気の過熱のみを
行う熱交換器２は、過熱器排ガスＧを再循環して燃焼炉
３内の温度を希釈する再循環ブロアー４が必要である。
更に、燃焼空気Ａを排ガスＧで昇温させるための空気予
熱器５、例えば、多管式空気予熱器又は回転式蓄熱型空
気予熱器（例えば、ユングストローム式）が必要であ
り、いずれも大掛かりな設備になっていた。なお、図
中、Ｆは、燃料を示している。
即ち、蒸気発生器を持たないで、飽和蒸気の過熱のみを
行う熱交換器２は、過熱器排ガスＧを再循環して燃焼炉
３内の温度を希釈する再循環ブロアー４が必要である。
更に、燃焼空気Ａを排ガスＧで昇温させるための空気予
熱器５、例えば、多管式空気予熱器又は回転式蓄熱型空
気予熱器（例えば、ユングストローム式）が必要であ
り、いずれも大掛かりな設備になっていた。なお、図
中、Ｆは、燃料を示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、周辺機器が少なく、コンパクトで、設置費用も
少なくて済む過熱器を提供することにある。
の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、周辺機器が少なく、コンパクトで、設置費用も
少なくて済む過熱器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の過熱器
は、火炉の周囲に多数の伝熱管を配設すると共に、火炉
と伝熱管群との間に耐火断熱壁を設けた過熱器本体に、
前記火炉に臨むようにハイサイクル蓄熱式燃焼バーナー
を設け、かつ、前記耐火断熱壁に、前記燃焼バーナーの
燃焼ガスが火炉から伝熱管群域内に流入する燃焼ガス流
入口と、前記伝熱管群域から前記火炉内に戻る燃焼ガス
流出口を設けている。
は、火炉の周囲に多数の伝熱管を配設すると共に、火炉
と伝熱管群との間に耐火断熱壁を設けた過熱器本体に、
前記火炉に臨むようにハイサイクル蓄熱式燃焼バーナー
を設け、かつ、前記耐火断熱壁に、前記燃焼バーナーの
燃焼ガスが火炉から伝熱管群域内に流入する燃焼ガス流
入口と、前記伝熱管群域から前記火炉内に戻る燃焼ガス
流出口を設けている。
【０００６】また、本発明にあっては、燃焼ガス流出口
を燃焼バーナーの近傍に配設させ、燃焼ガス流入口を燃
焼バーナーの遠方に配設させている。更に、ハイサイク
ル蓄熱型燃焼バーナーは、蓄熱器及び燃焼バーナーを有
する第１，第２の２系統の燃焼器と、第１，第２の２系
統の燃焼器に燃焼用空気を供給する空気配管と、該空気
配管の端部に設けた４方バルブと、該４方バルブと前記
第１，第２の２系統の燃焼器に夫々連通する連通管から
構成されている。
を燃焼バーナーの近傍に配設させ、燃焼ガス流入口を燃
焼バーナーの遠方に配設させている。更に、ハイサイク
ル蓄熱型燃焼バーナーは、蓄熱器及び燃焼バーナーを有
する第１，第２の２系統の燃焼器と、第１，第２の２系
統の燃焼器に燃焼用空気を供給する空気配管と、該空気
配管の端部に設けた４方バルブと、該４方バルブと前記
第１，第２の２系統の燃焼器に夫々連通する連通管から
構成されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。図１において、１０
は、過熱器本体であり、その中心部に位置する火炉１１
の周囲に、該火炉１１を囲むように、多数の伝熱管１２
を設けている。そして、伝熱管１２の焼損を防ぐため
に、火炉１１と伝熱管群１２ａとの間に耐火断熱壁１３
を設けている。また、過熱器本体１０の上下両端部に
は、蒸気ヘッダー１４，１５が設けられており、下部蒸
気ヘッダー１４に飽和蒸気Ｓ1 が供給され、上部蒸気ヘ
ッダー１５から過熱蒸気Ｓ2 が取り出されるようになっ
ている。
の実施の形態について説明する。図１において、１０
は、過熱器本体であり、その中心部に位置する火炉１１
の周囲に、該火炉１１を囲むように、多数の伝熱管１２
を設けている。そして、伝熱管１２の焼損を防ぐため
に、火炉１１と伝熱管群１２ａとの間に耐火断熱壁１３
を設けている。また、過熱器本体１０の上下両端部に
は、蒸気ヘッダー１４，１５が設けられており、下部蒸
気ヘッダー１４に飽和蒸気Ｓ1 が供給され、上部蒸気ヘ
ッダー１５から過熱蒸気Ｓ2 が取り出されるようになっ
ている。
【０００８】また、過熱器本体１０の上部に、火炉１１
に臨むように、ハイサイクル蓄熱式燃焼バーナー２０を
取り付けている。このハイサイクル蓄熱式燃焼バーナー
２０は、図２のように、蓄熱器２１及び燃焼バーナー２
２を有する第１系統の燃焼器２３と、蓄熱器２４及び燃
焼バーナー２５を有する第２系統の燃焼器２６と、この
第１系統の燃焼器２３及び第２系統の燃焼器２６に燃焼
用空気Ａを供給する空気配管２７と、空気配管２７の端
部に設けられた４方バルブ２８と、４方バルブ２８と第
１系統の燃焼器２３及び第２系統の燃焼器２６とを夫々
連通する連通管２９，３０から構成されている。
に臨むように、ハイサイクル蓄熱式燃焼バーナー２０を
取り付けている。このハイサイクル蓄熱式燃焼バーナー
２０は、図２のように、蓄熱器２１及び燃焼バーナー２
２を有する第１系統の燃焼器２３と、蓄熱器２４及び燃
焼バーナー２５を有する第２系統の燃焼器２６と、この
第１系統の燃焼器２３及び第２系統の燃焼器２６に燃焼
用空気Ａを供給する空気配管２７と、空気配管２７の端
部に設けられた４方バルブ２８と、４方バルブ２８と第
１系統の燃焼器２３及び第２系統の燃焼器２６とを夫々
連通する連通管２９，３０から構成されている。
【０００９】第１，２系統の燃焼器２３，２６の先端部
２３ａ，２６ａの断面積ａを蓄熱器２１，２４の断面積
ｂより小さくし、燃焼器２３，２６から火炉１１内へ噴
出する燃焼ガスの流速を高めるようになっている。但
し、先端部１１の断面積ａを、あまり小さくすると、火
炉１１から第１，２系統の燃焼器２３，２６への燃焼ガ
スの戻りに支障を起こす恐れがある。
２３ａ，２６ａの断面積ａを蓄熱器２１，２４の断面積
ｂより小さくし、燃焼器２３，２６から火炉１１内へ噴
出する燃焼ガスの流速を高めるようになっている。但
し、先端部１１の断面積ａを、あまり小さくすると、火
炉１１から第１，２系統の燃焼器２３，２６への燃焼ガ
スの戻りに支障を起こす恐れがある。
【００１０】また、上記耐火断熱壁１３の下端部に燃焼
ガス流入孔１６が設けられ、上端部に燃焼ガス流出孔１
７が設けられている。次に、上記過熱器の作用について
説明する。過熱器本体１０に設けた第１系統の燃焼バー
ナー２２に供給された燃料、例えば、天然ガスＦ1 は、
空気配管２７、４方バルブ２８及び連通管２９を経て第
１系統の燃焼器２３に流入し、蓄熱器２１で高温に加熱
された燃焼用空気Ａと混合して燃焼する。そして、この
高温（１３５０℃）の燃焼ガスＧは、燃焼器２３の先端
部２３ａを通って火炉１１内に噴出される。火炉１１内
の温度は、図３に示すように、耐火断熱壁１３を介して
伝熱管１２へ伝わる輻射伝熱とのバランスによって決定
される。
ガス流入孔１６が設けられ、上端部に燃焼ガス流出孔１
７が設けられている。次に、上記過熱器の作用について
説明する。過熱器本体１０に設けた第１系統の燃焼バー
ナー２２に供給された燃料、例えば、天然ガスＦ1 は、
空気配管２７、４方バルブ２８及び連通管２９を経て第
１系統の燃焼器２３に流入し、蓄熱器２１で高温に加熱
された燃焼用空気Ａと混合して燃焼する。そして、この
高温（１３５０℃）の燃焼ガスＧは、燃焼器２３の先端
部２３ａを通って火炉１１内に噴出される。火炉１１内
の温度は、図３に示すように、耐火断熱壁１３を介して
伝熱管１２へ伝わる輻射伝熱とのバランスによって決定
される。
【００１１】そして、耐火断熱壁１３に沿って火炉１１
内を流下した燃焼ガスＧは、火炉１１の下端部にある燃
焼ガス流入孔１６から伝熱管群域１８内に流入した後、
伝熱管１２に沿って上昇し、その間に伝熱管１２内の飽
和蒸気Ｓ1 を加熱して過熱蒸気Ｓ2 に変換させる。そし
て、耐火断熱壁１３の上端部にある燃焼ガス流出孔１７
から火炉１１を経て第２系統の燃焼器２６内に流入し、
その蓄熱器２４に蓄熱した後、例えば、１５０℃の低温
排ガスＧ′になって連通管３０、４方バルブ２８を経て
系外に排出される。
内を流下した燃焼ガスＧは、火炉１１の下端部にある燃
焼ガス流入孔１６から伝熱管群域１８内に流入した後、
伝熱管１２に沿って上昇し、その間に伝熱管１２内の飽
和蒸気Ｓ1 を加熱して過熱蒸気Ｓ2 に変換させる。そし
て、耐火断熱壁１３の上端部にある燃焼ガス流出孔１７
から火炉１１を経て第２系統の燃焼器２６内に流入し、
その蓄熱器２４に蓄熱した後、例えば、１５０℃の低温
排ガスＧ′になって連通管３０、４方バルブ２８を経て
系外に排出される。
【００１２】一方、第２系統の燃焼器２６が稼働すると
きは、４方バルブ２８が切り換えられ、燃焼バーナー２
５に供給された天然ガスＦ1 は、空気配管２７、４方バ
ルブ２８及び連通管３０を経て第２系統の燃焼器２６に
流入し、ガスタービン排ガスＧ1 及び第１系統の燃焼器
２３の燃焼ガスＧを蓄熱した蓄熱器２４で高温、例え
ば、８００℃まで加熱された燃焼用空気Ａと混合して燃
焼する。
きは、４方バルブ２８が切り換えられ、燃焼バーナー２
５に供給された天然ガスＦ1 は、空気配管２７、４方バ
ルブ２８及び連通管３０を経て第２系統の燃焼器２６に
流入し、ガスタービン排ガスＧ1 及び第１系統の燃焼器
２３の燃焼ガスＧを蓄熱した蓄熱器２４で高温、例え
ば、８００℃まで加熱された燃焼用空気Ａと混合して燃
焼する。
【００１３】このとき発生する燃焼ガスＧは、火炉１１
に沿って流下した後、火炉１１の下端部にある燃焼ガス
流入孔１６から伝熱管群域１８内に流入して伝熱管１２
内の飽和蒸気Ｓ1 を加熱して過熱蒸気Ｓ2 に変換する。
そして、蓄熱器２１を加熱した後、連通管１９、４方バ
ルブ１８を経て系外に排出される。以下、インターバ
ル、例えば、２０〜３０秒間隔で第１系統の燃焼器２３
と第２系統の燃焼器２６との燃焼が相互に切り換えら
れ、火炉１１内に高温場を形成する。
に沿って流下した後、火炉１１の下端部にある燃焼ガス
流入孔１６から伝熱管群域１８内に流入して伝熱管１２
内の飽和蒸気Ｓ1 を加熱して過熱蒸気Ｓ2 に変換する。
そして、蓄熱器２１を加熱した後、連通管１９、４方バ
ルブ１８を経て系外に排出される。以下、インターバ
ル、例えば、２０〜３０秒間隔で第１系統の燃焼器２３
と第２系統の燃焼器２６との燃焼が相互に切り換えら
れ、火炉１１内に高温場を形成する。
【００１４】上記のように、ハイサイクル蓄熱型燃焼バ
ーナー２０を用いた過熱器本体１０の火炉１１内は、温
度が高いので、過熱器本体１０内の伝熱面をコンパクト
化することができる。因に、図５は、本発明にかかる過
熱器の熱流パターンを示し、図６は、従来の過熱器の熱
流パターンを示している。
ーナー２０を用いた過熱器本体１０の火炉１１内は、温
度が高いので、過熱器本体１０内の伝熱面をコンパクト
化することができる。因に、図５は、本発明にかかる過
熱器の熱流パターンを示し、図６は、従来の過熱器の熱
流パターンを示している。
【００１５】ここで、図５中のターミナル温度ｔ1 ，ｔ
2 ，ｔ3 ，ｔ4 で囲まれた面積イと、図６中のターミナ
ル温度ｔ1 ′，ｔ2 ′，ｔ3 ′，ｔ4 ′で囲まれた面積
ロとを比較すると、前者の方が後者よりも大きいから、
その分、過熱器内の伝熱面積をコンパクトにできること
が分かる。
2 ，ｔ3 ，ｔ4 で囲まれた面積イと、図６中のターミナ
ル温度ｔ1 ′，ｔ2 ′，ｔ3 ′，ｔ4 ′で囲まれた面積
ロとを比較すると、前者の方が後者よりも大きいから、
その分、過熱器内の伝熱面積をコンパクトにできること
が分かる。
【００１６】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば、過熱器
の伝熱面積を従来よりも小さくすることができるように
なった。従って、設備費用も少なくて済むようになっ
た。
の伝熱面積を従来よりも小さくすることができるように
なった。従って、設備費用も少なくて済むようになっ
た。
【図１】本発明にかかる蒸気過熱器の概略図である。
【図２】本発明にかかる蒸気過熱器の要部拡大詳細図で
ある。
ある。
【図３】耐火材と蒸気管の熱伝達パターン説明図であ
る。
る。
【図４】従来の蒸気過熱器の概略図である。
【図５】本発明にかかる蒸気過熱器の熱流パターンであ
る。
る。
【図６】従来の蒸気過熱器の熱流パターンである。
１０ 過熱器本体 １１ 火炉 １２ 伝熱管 １２ａ 伝熱
管群 １３ 耐火断熱壁 １６ 燃焼ガ
ス流入口 １７ 燃焼ガス流出口 １８ 伝熱管
群域 ２０ ハイサイクル蓄熱式燃焼バーナー Ｇ 燃焼ガ
ス
管群 １３ 耐火断熱壁 １６ 燃焼ガ
ス流入口 １７ 燃焼ガス流出口 １８ 伝熱管
群域 ２０ ハイサイクル蓄熱式燃焼バーナー Ｇ 燃焼ガ
ス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 良一 横浜市鶴見区尻手二丁目１番53号 日本フ ァーネス工業株式会社内 (72)発明者 保田 力 横浜市鶴見区尻手二丁目１番53号 日本フ ァーネス工業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 火炉の周囲に多数の伝熱管を配設すると
共に、火炉と伝熱管群との間に耐火断熱壁を設けた過熱
器本体に、前記火炉に臨むようにハイサイクル蓄熱式燃
焼バーナーを設け、かつ、前記耐火断熱壁に、前記燃焼
バーナーの燃焼ガスが火炉から伝熱管群域内に流入する
燃焼ガス流入口と、前記伝熱管群域から前記火炉内に戻
る燃焼ガス流出口を設けた過熱器。 - 【請求項２】 燃焼ガス流出口を燃焼バーナーの近傍に
配設させ、燃焼ガス流入口を燃焼バーナーから遠方に配
設させた請求項１記載の過熱器。 - 【請求項３】 ハイサイクル蓄熱型燃焼バーナーを、蓄
熱器及び燃焼バーナーを有する第１，第２の２系統の燃
焼器と、第１，第２の２系統の燃焼器に燃焼用空気を供
給する空気配管と、該空気配管の端部に設けた４方バル
ブと、該４方バルブと前記第１，第２の２系統の燃焼器
に夫々連通する連通管から構成した請求項１又は２記載
の過熱器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15124396A JPH102508A (ja) | 1996-06-12 | 1996-06-12 | 過熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15124396A JPH102508A (ja) | 1996-06-12 | 1996-06-12 | 過熱器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH102508A true JPH102508A (ja) | 1998-01-06 |
Family
ID=15514398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15124396A Withdrawn JPH102508A (ja) | 1996-06-12 | 1996-06-12 | 過熱器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH102508A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4831823A (en) * | 1987-02-24 | 1989-05-23 | Yamada Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Exhaust gas control means for motorcycle and the like |
| KR100363719B1 (ko) * | 2000-04-22 | 2002-12-05 | 박용희 | 과열기용 단일통로식 와류형성 전열장치 |
-
1996
- 1996-06-12 JP JP15124396A patent/JPH102508A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4831823A (en) * | 1987-02-24 | 1989-05-23 | Yamada Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Exhaust gas control means for motorcycle and the like |
| KR100363719B1 (ko) * | 2000-04-22 | 2002-12-05 | 박용희 | 과열기용 단일통로식 와류형성 전열장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030902 |