JPH1122901A - Hot gas piping - Google Patents
Hot gas pipingInfo
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- JPH1122901A JPH1122901A JP17802997A JP17802997A JPH1122901A JP H1122901 A JPH1122901 A JP H1122901A JP 17802997 A JP17802997 A JP 17802997A JP 17802997 A JP17802997 A JP 17802997A JP H1122901 A JPH1122901 A JP H1122901A
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- pipe
- vortex
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Abstract
(57)【要約】
【課題】圧損を低く押さえつつ管の摩耗等を抑制するこ
とができる高温ガス配管を提供する。
【解決手段】ボイラーから排出される排ガスの流れる高
温ガス配管において、前記配管の曲がり部の内壁に、周
方向に間隔を置いて、また、流れ方向に間隔を置いて、
自身の下流側に渦を発生させる複数の突起を配置する。
[Problem] To provide a high-temperature gas pipe capable of suppressing abrasion of a pipe while keeping pressure loss low. In a high-temperature gas pipe through which exhaust gas discharged from a boiler flows, an inner wall of a bent portion of the pipe is provided at intervals in a circumferential direction and at intervals in a flow direction,
A plurality of protrusions for generating a vortex are arranged on the downstream side.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、微粒子を含む流体
の流れで曲がり部を有する配管に係り、ボイラーから排
出される排ガスの流れる曲がり部を有する高温ガス配管
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pipe having a bent portion due to the flow of a fluid containing fine particles, and more particularly to a high-temperature gas pipe having a bent portion through which exhaust gas discharged from a boiler flows.
【0002】[0002]
【従来の技術】流体の流れる曲がり部を有する流体の配
管構造については、曲がり部の外周側壁に耐摩耗性材料
よりなる波状の突起領域を設け、流れに含まれる粒子を
当該突起領域に当てるようにして、当てた後の粒子の跳
躍により配管の他の領域に粒子が接触することを抑制す
ることが特開昭50−59816 号公報に記載されている。2. Description of the Related Art With respect to a fluid piping structure having a bent portion through which a fluid flows, a wavy projecting region made of a wear-resistant material is provided on the outer peripheral side wall of the bent portion so that particles included in the flow are applied to the projecting region. Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-59816 describes that the particles are prevented from coming into contact with other areas of the pipe due to the particles jumping after being applied.
【0003】また、曲がり部の外周側壁の肉厚を厚くし
て、階段状の突起領域を構成して、突起による抵抗によ
り流体の流速を低下させて、流体の内面のエロージョン
を抑制すると共に、突起をエロージョンの犠牲にして管
の肉厚の減少を抑制することが特開平2−93195 号公報
に記載されている。In addition, the thickness of the outer peripheral side wall of the bent portion is increased to form a step-like projection region, and the flow rate of the fluid is reduced by the resistance of the projection to suppress erosion of the inner surface of the fluid. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-93195 describes that a projection is sacrificed by erosion to suppress a decrease in wall thickness of a tube.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、ボイラー排ガ
ス等の流れる高温ガス配管では、流れも速く、曲がり部
も複数あることが多いため、圧損を低く押さえることが
望まれるが、いずれも公知例にも流れの圧損を低く押さ
えつつ管の摩耗等を抑制することについては示唆されて
いない。However, in high-temperature gas pipes in which boiler exhaust gas or the like flows, the flow is fast and there are many bent portions. Therefore, it is desired to suppress the pressure loss to a low level. However, there is no suggestion about suppressing the wear and the like of the pipe while keeping the pressure loss of the flow low.
【0005】そこで、本発明は、圧損を低く押さえつつ
管の摩耗等を抑制することができる高温ガス配管を提供
することを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-temperature gas pipe capable of suppressing abrasion and the like of a pipe while keeping pressure loss low.
【0006】また、本発明は、圧損を低く押さえつつ管
の摩耗等を抑制することができる高温ガス配管を備えた
燃焼プラントを提供することを他の目的とする。Another object of the present invention is to provide a combustion plant provided with a high-temperature gas pipe capable of suppressing abrasion of a pipe while keeping pressure loss low.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の前記目的を解決
するために、ボイラーから排出される排ガスの流れる高
温ガス配管において、前記配管の曲がり部の内壁に、周
方向に間隔を置いて複数の突起を配置することを特徴と
する。In order to solve the above-mentioned object of the present invention, in a high-temperature gas pipe through which exhaust gas discharged from a boiler flows, a plurality of pipes are provided on an inner wall of a bent portion of the pipe at circumferential intervals. The projections are arranged.
【0008】これにより、圧損の増加を抑制しつつ、構
造物から管内の主流へ放出される渦内に粒子を巻き込
み、渦内に粒子を捕集することができる。これにより、
配管曲がり部の壁面を擦る灰粒子の総量を減らすことが
でき、壁面の摩耗量を抑制することが可能となる。[0008] Thus, while suppressing an increase in pressure loss, particles can be trapped in the vortex discharged from the structure to the main flow in the pipe and trapped in the vortex. This allows
The total amount of ash particles rubbing the wall surface of the bent portion of the pipe can be reduced, and the wear amount of the wall surface can be suppressed.
【0009】また、ボイラーから排出される排ガスの流
れる高温ガス配管において、前記配管の曲がり部の内壁
に、排ガスの上流側から下流側にかけて間隔を置いて複
数の突起を配置することを特徴とする。In the high-temperature gas pipe through which the exhaust gas discharged from the boiler flows, a plurality of projections are arranged on the inner wall of the bent portion of the pipe at intervals from the upstream side to the downstream side of the exhaust gas. .
【0010】これにより、圧損の増加を抑制しつつ、構
造物から管内の主流へ放出される渦内に粒子を巻き込
み、渦内に粒子を捕集することができる。これにより、
配管曲がり部の広い範囲において、壁面を擦る灰粒子の
総量を減らすことができ、壁面の摩耗量を抑制すること
が可能となる。[0010] Thus, while suppressing an increase in pressure loss, particles can be entrained in the vortex discharged from the structure to the main flow in the pipe, and the particles can be trapped in the vortex. This allows
In a wide range of the bent portion of the pipe, the total amount of ash particles rubbing the wall surface can be reduced, and the wear amount of the wall surface can be suppressed.
【0011】また、ボイラーから排出される排ガスの流
れる高温ガス配管において、前記配管の曲がり部の内壁
に、配管の軸心方向に対して迎角を有する突起を配置す
ることを特徴とする。In the high-temperature gas pipe through which the exhaust gas discharged from the boiler flows, a projection having an angle of attack with respect to the axial direction of the pipe is disposed on the inner wall of the bent portion of the pipe.
【0012】これにより、圧損の増加を抑制しつつ、構
造物から管内の主流へ放出される渦内に粒子を巻き込
み、渦内に粒子を良好に捕集することができる。これに
より、配管曲がり部の広い範囲において、壁面を擦る灰
粒子の総量を減らすことができ、壁面の摩耗量を抑制す
ることが可能となる。Thus, while suppressing an increase in pressure loss, particles can be engulfed in the vortex discharged from the structure to the main flow in the pipe, and the particles can be satisfactorily collected in the vortex. This makes it possible to reduce the total amount of ash particles rubbing the wall surface in a wide range of the bent portion of the pipe, and to suppress the wear amount of the wall surface.
【0013】本発明の他の目的を解決するために、ボイ
ラーとボイラーから排出される排ガスの流れる高温ガス
配管とを備えた燃焼プラントにおいて、前記配管の曲が
り部の内壁に、内壁面から離れるに従い断面積が小さく
なるよう形成された突起を周方向に間隔を置いて複数配
置されることを特徴とする。In order to solve another object of the present invention, in a combustion plant provided with a boiler and a high-temperature gas pipe through which exhaust gas discharged from the boiler flows, an inner wall of a bent portion of the pipe is formed as the distance from the inner wall increases. A plurality of protrusions formed so as to reduce the cross-sectional area are arranged at intervals in the circumferential direction.
【0014】これにより、圧損の増加を抑制しつつ、構
造物から管内の主流へ放出される渦内に粒子を巻き込
み、渦内に粒子を良好に捕集することができる。これに
より、配管曲がり部の広い範囲において、壁面を擦る灰
粒子の総量を減らすことができ、壁面の摩耗量を抑制す
ることが可能となり、信頼性が高く、効率が高い燃焼プ
ラントが得られる。Thus, while suppressing an increase in pressure loss, particles can be engulfed in the vortex discharged from the structure to the main flow in the pipe, and the particles can be satisfactorily collected in the vortex. This makes it possible to reduce the total amount of ash particles rubbing the wall surface in a wide range of the bent portion of the pipe, to suppress the abrasion amount of the wall surface, and to obtain a highly reliable and highly efficient combustion plant.
【0015】また、流動層ボイラーと、該ボイラーの燃
焼排ガスにより駆動されるガスタービンと、該流動層ボ
イラーの排ガスを前記ガスタービンに輸送する高温ガス
配管とを備えた複合サイクルプラントにおいて、前記配
管の曲がり部の内壁に、配管の軸心方向に対して迎角を
有する突起を配置することを特徴とする。In a combined cycle plant comprising a fluidized bed boiler, a gas turbine driven by flue gas from the boiler, and a high temperature gas pipe for transporting flue gas from the fluidized bed boiler to the gas turbine, A protrusion having an angle of attack with respect to the axial direction of the pipe is arranged on the inner wall of the bent portion.
【0016】これにより、圧損の増加を抑制しつつ、構
造物から管内の主流へ放出される渦内に粒子を巻き込
み、渦内に粒子を良好に捕集することができる。これに
より、配管曲がり部の広い範囲において、壁面を擦る灰
粒子の総量を減らすことができ、壁面の摩耗量を抑制す
ることが可能となり、信頼性が高く、効率が高い複合サ
イクルプラントが得られる。Thus, while suppressing an increase in pressure loss, particles can be engulfed in the vortex discharged from the structure into the main flow in the pipe, and the particles can be satisfactorily collected in the vortex. This makes it possible to reduce the total amount of ash particles rubbing the wall surface in a wide range of the bent portion of the pipe, to suppress the amount of abrasion of the wall surface, and to obtain a highly reliable and highly efficient combined cycle plant. .
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を添付図
面に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0018】流動層ボイラーを用いた複合サイクルプラ
ントの系統図を図3に示す。流動層ボイラー1内では、
空気圧縮器2より供給される空気3により微粉炭4が燃
焼させられる。燃焼により発生した高温ガス5は、ボイ
ラー1内に設置された伝熱管6へ伝えられ、伝熱管6内
では蒸気が発生する。蒸気は蒸気タービン7へ導かれ、
発電機8を駆動する。また、高温ガス5はサイクロン9
により灰粒子を除去した後、高温配管10によりヘッダ
ー11を経て、ガスタービン12へ輸送される。その
際、高温ガス5中には、サイクロン9までは200(μ
mm)程度の、サイクロン9を通過した後も完全に除去で
きない数(μmm)程度の灰粒子13が残存している場合
がある。そのため、プラントを長期に渡り稼働すると、
灰粒子13が高温配管10の壁面に無数に衝突し、管壁
面に深刻な摩耗を発生させる場合がある。特に、高温配
管10の曲がり部において摩耗は顕著になる。FIG. 3 shows a system diagram of a combined cycle plant using a fluidized-bed boiler. In the fluidized bed boiler 1,
The pulverized coal 4 is burned by the air 3 supplied from the air compressor 2. The high-temperature gas 5 generated by the combustion is transmitted to a heat transfer tube 6 installed in the boiler 1, and steam is generated in the heat transfer tube 6. The steam is led to a steam turbine 7,
The generator 8 is driven. The high-temperature gas 5 is a cyclone 9
After removing the ash particles, the ash particles are transported to the gas turbine 12 via the header 11 by the high-temperature pipe 10. At this time, in the high-temperature gas 5, 200 (μ)
mm) of ash particles 13 which cannot be completely removed even after passing through the cyclone 9 (μmm) may remain. Therefore, if the plant is operated for a long time,
The ash particles 13 may collide with the wall surface of the high-temperature pipe 10 innumerably, causing serious wear on the pipe wall surface. In particular, abrasion becomes remarkable in a bent portion of the high-temperature pipe 10.
【0019】図1は本発明による高温配管の第1実施例
を示す。図2は、高温配管主流方向に回転の軸を持つ渦
を発生させる構造物の詳細を示す。FIG. 1 shows a first embodiment of a high-temperature pipe according to the present invention. FIG. 2 shows details of a structure for generating a vortex having an axis of rotation in the main flow direction of the hot pipe.
【0020】図1において、5は高温ガス、10は前記
高温配管(曲がり部の拡大部例えば、サイクロン9の上
流側に位置する高温配管を示す。または、サイクロンの
下流側に位置する高温配管を示す)、13は灰粒子、1
4は自身の下流側に渦を生じる渦発生装置(突起)、1
5は渦発生装置14より発生する渦である。本実施例で
は渦発生装置14は三角錐形状をなし、摩耗が特に顕著
である曲がり部の外側壁に設置されるように構成されて
いる。In FIG. 1, reference numeral 5 denotes a high-temperature gas, and 10 denotes the high-temperature pipe (an enlarged portion of a bent portion, for example, a high-temperature pipe located upstream of the cyclone 9. Alternatively, a high-temperature pipe located downstream of the cyclone is used. Ash particles 13)
4 is a vortex generator (protrusion) that generates a vortex on its downstream side, 1
Reference numeral 5 denotes a vortex generated by the vortex generator 14. In the present embodiment, the vortex generator 14 has a triangular pyramid shape, and is configured to be installed on the outer wall of a bent portion where wear is particularly remarkable.
【0021】また、ここでは、配管の流れ方向の上流側
から下流側にかけて、間隔を置いて前記渦発生装置14
を複数設置する。例えば、間隔は一の渦発生装置14に
よる渦が、渦発生装置14から離れるに従い灰粒子13
に及ぼす影響が小さくなる位のところに他の渦発生装置
を配置するような間隔にすることができる。突起により
発生する渦により、全体としての圧損の増加を抑制しつ
つ、高温ガス5中の灰粒子13が配管の曲がり部の外側
面に当たることを抑制でき、壁面の摩耗を減らすことが
できる。In this case, the vortex generator 14 is spaced from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the pipe.
Are installed. For example, the distance between the vortices generated by one vortex generator 14 and the ash particles 13 increases with the distance from the vortex generator 14.
The distance can be set so that another vortex generator is arranged at a position where the influence on the vortex generator is reduced. Due to the vortex generated by the projection, the ash particles 13 in the high-temperature gas 5 can be prevented from hitting the outer surface of the bent portion of the pipe while suppressing the increase in the pressure loss as a whole, and the wear on the wall surface can be reduced.
【0022】図2に渦発生装置14の一例を示す。渦発
生装置14は、例えば、底面から距離が離れるに従い断
面積が小さくなるような形とする。一例として、三角錐
形状をしており、14a,14b,14cを3頂点とす
る三角形の面(頂点14aと辺14b−14c(頂点1
4bと14cを両端とする辺)の中点を結ぶ線)が、配
管内の主流方向に対して仰角αとなるように高温配管の
壁面に固定されている。主流方向が規定しがたい場合は
例えば、配管の軸心方向に対して迎角を持つようにす
る。高温配管内では、高温ガス5が流れる。その際、翼
状構造物である渦発生装置14の高温配管壁面から離れ
た部分にある端部、即ち、突出部(図2の頂点14d)
の後方に、主流方向に回転の中心軸を持つ強い渦15が
発生する。前記渦は下流側に進行するに伴って渦15の
回転半径は増加し、角運動量も増加する。前記高温配管
中の高温ガス5中に含まれる灰粒子13は、前記渦中に
捕集される。そのため、灰粒子13の進路は大きく変化
し、流れに対する圧損の増加を抑制しつつ、壁面に衝突
する粒子個数を減らすことが可能となる。FIG. 2 shows an example of the vortex generator 14. The vortex generator 14 is formed, for example, such that the cross-sectional area decreases as the distance from the bottom surface increases. As an example, a triangular pyramid-shaped surface having three vertices 14a, 14b, and 14c (vertex 14a and sides 14b-14c (vertex 1
A line connecting the midpoints of the sides having both ends 4b and 14c) is fixed to the wall surface of the high-temperature pipe so that the angle of elevation becomes α with respect to the main flow direction in the pipe. If the main flow direction is difficult to define, for example, the main flow direction has an angle of attack with respect to the axial direction of the pipe. In the high-temperature pipe, a high-temperature gas 5 flows. At this time, the end of the vortex generator 14, which is a wing-shaped structure, at a portion away from the wall surface of the high-temperature pipe, that is, a protrusion (vertex 14d in FIG. 2).
Behind, a strong vortex 15 having a central axis of rotation in the main flow direction is generated. As the vortex travels downstream, the radius of rotation of the vortex 15 increases and the angular momentum also increases. Ash particles 13 contained in the high temperature gas 5 in the high temperature pipe are collected in the vortex. For this reason, the course of the ash particles 13 changes greatly, and it is possible to reduce the number of particles colliding with the wall surface while suppressing an increase in pressure loss with respect to the flow.
【0023】また、本実施例では、渦15の流れのうち
主流方向を中心軸として旋回する流れの流量を全流量の
3〜5%の範囲にすることにより、上記した灰粒子13
の捕集を十分効果的に行うことができる。このような流
量配分を行うには、渦発生装置14としては、主流に対
する仰角αが10〜20度,主流に垂直な面における高
温配管壁面からの高さが該垂直な面内の高温配管の平均
内径の3〜5%の範囲となるようにすれば良い。周方向
に複数配置する場合の渦発生装置14の間隔は、曲がり
の外側では間隔を狭く、内側では広くすることができ
る。また、等間隔に配置することもできる。Further, in the present embodiment, the ash particles 13 are formed by setting the flow rate of the flow swirling around the main flow direction in the flow of the vortex 15 within the range of 3 to 5% of the total flow rate.
Can be sufficiently effectively collected. In order to perform such a flow distribution, the vortex generator 14 has an elevation angle α with respect to the main flow of 10 to 20 degrees and a height from a wall surface of the high-temperature pipe in a plane perpendicular to the main flow. What is necessary is just to make it into the range of 3-5% of an average inside diameter. When a plurality of vortex generators 14 are arranged in the circumferential direction, the intervals between the vortex generators 14 can be narrow outside the bend and widened inside the bend. Also, they can be arranged at equal intervals.
【0024】配管の周方向に複数間隔を置いて配置する
ことにより、より広い領域の摩耗を抑制することができ
る。また、本例では、三角錐状の例をしめしたが、前記
のように配管の主流方向に対して迎角を有するものであ
れば、これに限られない。By arranging the pipes at a plurality of intervals in the circumferential direction, wear in a wider area can be suppressed. In this example, a triangular pyramid-shaped example is shown, but the present invention is not limited to this as long as it has an angle of attack with respect to the main flow direction of the pipe as described above.
【0025】比較例として、図5に示すように摩耗を抑
制するため曲がり部にT字管(T字型接合部)16を設
けたものを示す。As a comparative example, as shown in FIG. 5, a T-tube (T-shaped joint) 16 is provided at a bent portion to suppress wear.
【0026】図4に示すような配管のエルボでは、内部
を流れる高温ガス5及び灰粒子13に遠心力が働く。そ
のため、曲がり部の配管外側に灰粒子が紐状に集中す
る。集中した灰粒子が配管壁面に衝突することにより摩
耗を引き起こす。その対策のために、比較例として図5
に示すT字管(T字型接合部)16を用いている場合、
灰粒子13は、曲がり部でエルボ同様に配管外側に集中
する。集中した灰粒子は、T字管16の平坦部に衝突
し、図のように灰粒子の運動軌跡を変化させることによ
り、曲がり後の配管との衝突を抑制している。配管に複
数の曲がり部がある場合T字管の平坦部での衝突を多数
回繰り返すことにより、曲がり後の配管に衝突する箇所
が発生する。この場合、その衝突箇所において管壁面に
摩耗が発生する。実際のプラントでは高温配管には多数
の曲がり部が存在するために、T字管による曲がり部を
設けるのみで、摩耗を抑制することが困難で圧損も大き
い。前記実施例のような構造にすることにより、多数の
曲がり部を有し、複雑な配管系においても圧損の増加を
抑制しつつ、配管壁面上に発生する摩耗を抑制すること
ができる。In a pipe elbow as shown in FIG. 4, a centrifugal force acts on the hot gas 5 and the ash particles 13 flowing inside. Therefore, the ash particles are concentrated in a string shape outside the pipe at the bent portion. The concentrated ash particles collide with the pipe wall and cause wear. As a countermeasure, FIG.
When using a T-tube (T-shaped joint) 16 shown in FIG.
The ash particles 13 concentrate on the outside of the pipe at the bend as in the elbow. The concentrated ash particles collide with the flat portion of the T-tube 16 and change the trajectory of the ash particles as shown in the figure, thereby suppressing the collision with the bent pipe. In the case where the pipe has a plurality of bent portions, the collision at the flat portion of the T-shaped pipe is repeated many times, so that a portion that collides with the bent pipe is generated. In this case, wear occurs on the pipe wall surface at the collision location. In an actual plant, since a large number of bends are present in a high-temperature pipe, it is difficult to suppress wear and the pressure loss is large only by providing a bend by a T-tube. By adopting the structure as in the above-described embodiment, it is possible to suppress abrasion generated on the pipe wall surface while suppressing increase in pressure loss even in a complicated pipe system having a large number of bent portions.
【0027】図6は第2実施例を示す。FIG. 6 shows a second embodiment.
【0028】図6において、5は高温ガス、10は高温
配管、13は灰粒子、14は翼状構造物(渦発生装
置)、15は翼状構造物板20より発生する渦である。
本実施例では、高温配管10の任意の断面、好ましくは
高温配管の曲がり部入口部に設置に、円周方向に間隔を
置いてほぼ全面に渡って複数個の主流方向に回転の中心
軸を持つ渦発生装置14を設けたものである。尚、同図
の渦発生装置14は、周方向に複数配置されていれば、
必ずしも同一直線上に配置されていなくても良い。一個
の渦発生装置14からでる渦の半径は、凡そ翼の高さの
2倍程度である。そのため、(配管断面の周長)/(翼
高さ×2)個程度の渦発生装置14を設置することによ
り、より効果的に粒子を渦中に捕集でき、圧損の増加を
抑制しつつ、摩耗抑制が可能となる。渦発生装置14
は、曲がり部の中間より上流側に設ける。さらに、流れ
方向に上流側から下流側にかけて複数配置する場合であ
っても、少なくとも一の段落は曲がり部の中間より上流
側に設ける。In FIG. 6, 5 is a high-temperature gas, 10 is a high-temperature pipe, 13 is ash particles, 14 is a wing-like structure (vortex generator), and 15 is a vortex generated from a wing-like structure plate 20.
In this embodiment, an arbitrary cross section of the high-temperature pipe 10, preferably installed at the bent portion entrance of the high-temperature pipe, is provided with a plurality of central axes of rotation in the mainstream direction over substantially the entire surface at intervals in the circumferential direction. The vortex generator 14 is provided. It should be noted that if a plurality of vortex generators 14 in FIG.
They need not necessarily be arranged on the same straight line. The radius of the vortex from one vortex generator 14 is about twice the height of the wing. Therefore, by installing (circumferential length of pipe cross section) / (wing height × 2) vortex generators 14, particles can be more effectively collected in the vortex, and an increase in pressure loss can be suppressed. Wear can be suppressed. Vortex generator 14
Is provided upstream of the middle of the bend. Further, even when a plurality of sections are arranged from the upstream side to the downstream side in the flow direction, at least one paragraph is provided upstream of the middle of the bent portion.
【0029】図7は第3実施例を示す。FIG. 7 shows a third embodiment.
【0030】図7において、5は高温ガス、10は高温
配管、13は灰粒子、14は翼状構造物(渦発生装
置)、15は翼状構造物板20より発生する渦である。
本実施例では、配管内面に対して適切な仰角を持つ3個
の三角錐形状をした渦発生装置14a,14b,14c
(構造は図2に同じ)を設置している。同図の横方向に
おける翼14bと14cの高さを高温配管10の径の1
/3に設定すると共に、縦方向における翼状構造物14
aの高さを1/3に設定し、角翼状構造物の先端が正三
角形の3つの頂点をなすように配置する。この配置で、
翼14aと14cから発生する渦15aと15cから発
生する循環(中心軸の廻りに渦として流れる流量)をΓ
とし、翼14bから発生する渦15bの循環を−Γ/2
(符号は、渦の回転方向が逆であることを示す)とする
ように、角翼14a〜14cの間で仰角を10〜20度
の範囲で調整する。これにより、各翼から発生する3個
の渦の中心軸は、螺旋軌道を描きながら合体し、1つの
強い渦を形成する。In FIG. 7, 5 is a high-temperature gas, 10 is a high-temperature pipe, 13 is ash particles, 14 is a wing-like structure (vortex generator), and 15 is a vortex generated from a wing-like structure plate 20.
In the present embodiment, three triangular pyramid-shaped vortex generators 14a, 14b, 14c having an appropriate elevation angle with respect to the inner surface of the pipe are provided.
(The structure is the same as in FIG. 2). The height of the blades 14b and 14c in the horizontal direction in FIG.
/ 3 and the wing structure 14 in the longitudinal direction.
The height of “a” is set to 、, and the corner wing-like structures are arranged so that the tips of the wings form three vertices of an equilateral triangle. With this arrangement,
The circulation (the flow rate flowing as a vortex around the central axis) generated from the vortices 15a and 15c generated from the blades 14a and 14c is represented by Γ
And the circulation of the vortex 15b generated from the blade 14b is -Γ / 2
(The sign indicates that the rotation direction of the vortex is opposite.) The elevation angle is adjusted in the range of 10 to 20 degrees between the angular wings 14a to 14c. As a result, the central axes of the three vortices generated from each wing unite while drawing a spiral orbit to form one strong vortex.
【0031】このように、前記高温配管内の主流方向に
回転の中心を持つ渦を発生させる構造物を複数設け、該
複数の構造物の下流に発生する複数の渦を合体させるこ
とにより、前記高温配管内にさらに灰粒子を効率良く捕
集でき、配管曲がり部の壁面を擦る灰粒子の総量を減ら
すことができ、壁面の摩耗量をより効果的に抑制するこ
とが可能となる。これによれば、高温配管内に作られた
強い渦により、圧損の増加を抑制しつつ、より効果的に
粒子を捕集することができる。As described above, by providing a plurality of structures that generate a vortex having a center of rotation in the main flow direction in the high-temperature pipe, and combining a plurality of vortices generated downstream of the plurality of structures, Ash particles can be more efficiently collected in the high-temperature pipe, the total amount of ash particles rubbing the wall surface of the bent portion of the pipe can be reduced, and the amount of wear on the wall surface can be more effectively suppressed. According to this, the particles can be more effectively collected while suppressing an increase in pressure loss due to the strong vortex formed in the high-temperature pipe.
【0032】このように、高温配管の配管曲がり部にお
いては、灰粒子が集中し、配管壁面を多数の粒子が擦る
ために配管壁面に発生する摩耗を抑制することが困難で
あり、その傾向は多数の曲がり部を有する配管系に顕著
であった。本発明によれば、配管内に設置した渦発生装
置により形成される前記渦により灰粒子を捕集でき、壁
面への粒子衝突を抑制することにより、効率良く摩耗を
抑制できる。As described above, in a bent portion of a high-temperature pipe, ash particles are concentrated and a large number of particles rub against the pipe wall surface, so that it is difficult to suppress abrasion generated on the pipe wall surface. This was remarkable in a piping system having many bent portions. According to the present invention, ash particles can be trapped by the vortex formed by the vortex generator installed in the pipe, and abrasion can be efficiently suppressed by suppressing particle collision with a wall surface.
【0033】これらの実施例では、流動層ボイラーを用
いた複合サイクルプラントを示したが、ボイラーからの
排ガスを他に輸送する燃焼プラントに前記構造を適応し
てもよい。In these embodiments, the combined cycle plant using the fluidized bed boiler has been described. However, the above structure may be applied to a combustion plant that transports exhaust gas from the boiler to another.
【0034】[0034]
【発明の効果】本発明により、圧損を低く押さえつつ管
の摩耗等を抑制することができる高温ガス配管を提供す
ることができる。According to the present invention, it is possible to provide a high-temperature gas pipe capable of suppressing abrasion of the pipe while keeping the pressure loss low.
【0035】また、他の本発明により、圧損を低く押さ
えつつ管の摩耗等を抑制することができる高温ガス配管
を備えた燃焼プラントを提供することができる。Further, according to another aspect of the present invention, it is possible to provide a combustion plant including a high-temperature gas pipe capable of suppressing abrasion of a pipe while keeping pressure loss low.
【図1】本発明に係わる高温配管の一実施例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a high-temperature pipe according to the present invention.
【図2】渦発生装置の詳細図。FIG. 2 is a detailed view of a vortex generator.
【図3】加圧流動ボイラーの系統図。FIG. 3 is a system diagram of a pressurized flow boiler.
【図4】エルボ部における摩耗発生に関する概要図。FIG. 4 is a schematic view showing occurrence of wear in an elbow portion.
【図5】比較例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a comparative example.
【図6】本発明に係わる高温配管の第2実施例を示す
図。FIG. 6 is a view showing a second embodiment of the high-temperature pipe according to the present invention.
【図7】本発明に係わる高温配管の第3実施例を示す
図。FIG. 7 is a view showing a third embodiment of the high-temperature pipe according to the present invention.
1…流動層ボイラー、2…空気圧縮器、3…空気、4…
微粉炭、5…高温ガス、6…伝熱管、7…蒸気タービ
ン、8…発電機、9…サイクロン、10…高温配管、1
1…ヘッダー、12…ガスタービン、13…灰粒子、1
4…渦発生装置、15…渦発生装置14より発生する
渦、16…T字管。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fluidized bed boiler, 2 ... Air compressor, 3 ... Air, 4 ...
Pulverized coal, 5 ... High temperature gas, 6 ... Heat transfer tube, 7 ... Steam turbine, 8 ... Generator, 9 ... Cyclone, 10 ... High temperature pipe, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Header, 12 ... Gas turbine, 13 ... Ash particles, 1
4 vortex generator, 15 vortex generated from vortex generator 14, 16 tee.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 成嘉 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Narika Kobayashi 7-2-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Pref. Hitachi, Ltd. Power & Electricity Development Division
Claims (5)
温ガス配管において、 前記配管の曲がり部の内壁に、周方向に間隔を置いて複
数の突起を配置することを特徴とする高温ガス配管。1. A high-temperature gas pipe, wherein a plurality of projections are arranged at intervals in a circumferential direction on an inner wall of a bent portion of the pipe in a high-temperature gas pipe through which exhaust gas discharged from a boiler flows.
温ガス配管において、 前記配管の曲がり部の内壁に、排ガスの上流側から下流
側にかけて間隔を置いて複数の突起を配置することを特
徴とする高温ガス配管。2. A high-temperature gas pipe through which exhaust gas discharged from a boiler flows, wherein a plurality of protrusions are arranged on an inner wall of a bent portion of the pipe at intervals from an upstream side to a downstream side of the exhaust gas. Hot gas piping.
温ガス配管において、 前記配管の曲がり部の内壁に、配管の軸心方向に対して
迎角を有する突起を配置することを特徴とする高温ガス
配管。3. A high-temperature gas pipe through which exhaust gas discharged from a boiler flows, wherein a projection having an angle of attack with respect to the axial direction of the pipe is disposed on an inner wall of a bent portion of the pipe. Piping.
の流れる高温ガス配管とを備えた燃焼プラントにおい
て、 前記配管の曲がり部の内壁に、内壁面から離れるに従い
断面積が小さくなるよう形成された突起を周方向に間隔
を置いて複数配置されることを特徴とする燃焼プラン
ト。4. A combustion plant comprising a boiler and a high-temperature gas pipe through which exhaust gas discharged from the boiler flows, wherein a projection formed on an inner wall of a bent portion of the pipe so that a cross-sectional area decreases as the distance from the inner wall surface increases. A plurality of combustion plants are arranged at intervals in the circumferential direction.
スにより駆動されるガスタービンと、該流動層ボイラー
の排ガスを前記ガスタービンに輸送する高温ガス配管と
を備えた複合サイクルプラントにおいて、 前記配管の曲がり部の内壁に、配管の軸心方向に対して
迎角を有する突起を配置することを特徴とする複合サイ
クルプラント。5. A combined cycle plant comprising a fluidized-bed boiler, a gas turbine driven by exhaust gas from the boiler, and a high-temperature gas pipe for transporting exhaust gas from the fluidized-bed boiler to the gas turbine. Wherein a projection having an angle of attack with respect to the axial direction of the piping is disposed on the inner wall of the bent portion of the combined cycle plant.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17802997A JPH1122901A (en) | 1997-07-03 | 1997-07-03 | Hot gas piping |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17802997A JPH1122901A (en) | 1997-07-03 | 1997-07-03 | Hot gas piping |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1122901A true JPH1122901A (en) | 1999-01-26 |
Family
ID=16041353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17802997A Pending JPH1122901A (en) | 1997-07-03 | 1997-07-03 | Hot gas piping |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1122901A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003072356A (en) * | 2001-09-06 | 2003-03-12 | Denso Corp | Thermal storage tank |
| CN111412339A (en) * | 2020-04-22 | 2020-07-14 | 西安西热节能技术有限公司 | Drainage near T-shaped pipe and design method for three-stage heat recovery system |
-
1997
- 1997-07-03 JP JP17802997A patent/JPH1122901A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003072356A (en) * | 2001-09-06 | 2003-03-12 | Denso Corp | Thermal storage tank |
| CN111412339A (en) * | 2020-04-22 | 2020-07-14 | 西安西热节能技术有限公司 | Drainage near T-shaped pipe and design method for three-stage heat recovery system |
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