JPS586395A - 排熱回収熱交換器 - Google Patents
排熱回収熱交換器Info
- Publication number
- JPS586395A JPS586395A JP10358281A JP10358281A JPS586395A JP S586395 A JPS586395 A JP S586395A JP 10358281 A JP10358281 A JP 10358281A JP 10358281 A JP10358281 A JP 10358281A JP S586395 A JPS586395 A JP S586395A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- header
- heat exchanger
- heat transfer
- steam
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
残留熱を有効に活用すべく、この熱でもって蒸気タービ
ン用の蒸気を発生させるコンバインｒ発電サイクルで使
用する排熱回収熱交換器の改良に関する。
ン用の蒸気を発生させるコンバインｒ発電サイクルで使
用する排熱回収熱交換器の改良に関する。
コンパインド発電サイクルとして種々のサイクルが考え
られているが、その典型的なサイクルとして従来用いら
れているものについて第１図を参照して説明する。まず
ガスタービンの圧縮機！で圧縮された空気は燃焼器２に
送られ高温高圧のガスとなり、タービン３内で大気圧近
くまで膨張する。この時タービン？内の図示していない
翼車が回転することにより、同軸の発電機４も回転し動
力を発生する。タービン３をでた高温ガスは夕゛クト５
を通して排熱回収熱交換器Ｂに送られ、伝熱管内の給水
と熱交換して低温ガスとなり、最終的に煙突６から大気
中に放出される。一方蒸気タービン系の給水、蒸気につ
いては、蒸気タービン７内で膨張してガスタービンと同
じく発電機４を回転させた蒸気は、復水器８内で凝縮し
て水となり、給水ポンプ９で排熱回収熱交換器Ｂに送ら
れる。給水はまず低圧エコノマイザ１０内で予熱され、
低圧蒸気ドラム１１の下部水中に送り込まれる。低圧蒸
気１・”ラムＩｌ内の水は、低圧循環ボンデ１２、移送
ボンデ１３で各々低圧蒸発器１４、高圧エコノマイザ１
５に送られる。低圧蒸発器１４内を通る間に給水はだん
だんと蒸発し、低圧蒸気ドラム１１の上部蒸気中に戻っ
てくるときは蒸気と水の二相流状態になっている。低圧
蒸気ドラム１１の上部にだ１つだ蒸気は、ここには図示
しないが湿分分離エレメントを通った後、蒸気タービン
７の途中段に抽気される。また、高圧エコノマイザ１５
に送られた給水は、予熱され高圧蒸気ドラムＩ６の下部
水中に送り込着れる。高圧蒸気ドラム１６内の水は、高
圧循環ボンデＩ７で並列に高圧蒸発器１８およびプレ蒸
発器１９に送られるが、再び合流し、高圧蒸気ドラムＩ
６の上部蒸気中に戻される。低圧蒸発器Ｉ４内を流れる
給水と同様に、高圧蒸発器１８およびｆし蒸発器１９中
を流れる給水は、だんだんと蒸発し高圧蒸気ドラム１６
内に戻るころには蒸気と水の二相流状態となっている。
られているが、その典型的なサイクルとして従来用いら
れているものについて第１図を参照して説明する。まず
ガスタービンの圧縮機！で圧縮された空気は燃焼器２に
送られ高温高圧のガスとなり、タービン３内で大気圧近
くまで膨張する。この時タービン？内の図示していない
翼車が回転することにより、同軸の発電機４も回転し動
力を発生する。タービン３をでた高温ガスは夕゛クト５
を通して排熱回収熱交換器Ｂに送られ、伝熱管内の給水
と熱交換して低温ガスとなり、最終的に煙突６から大気
中に放出される。一方蒸気タービン系の給水、蒸気につ
いては、蒸気タービン７内で膨張してガスタービンと同
じく発電機４を回転させた蒸気は、復水器８内で凝縮し
て水となり、給水ポンプ９で排熱回収熱交換器Ｂに送ら
れる。給水はまず低圧エコノマイザ１０内で予熱され、
低圧蒸気ドラム１１の下部水中に送り込まれる。低圧蒸
気１・”ラムＩｌ内の水は、低圧循環ボンデ１２、移送
ボンデ１３で各々低圧蒸発器１４、高圧エコノマイザ１
５に送られる。低圧蒸発器１４内を通る間に給水はだん
だんと蒸発し、低圧蒸気ドラム１１の上部蒸気中に戻っ
てくるときは蒸気と水の二相流状態になっている。低圧
蒸気ドラム１１の上部にだ１つだ蒸気は、ここには図示
しないが湿分分離エレメントを通った後、蒸気タービン
７の途中段に抽気される。また、高圧エコノマイザ１５
に送られた給水は、予熱され高圧蒸気ドラムＩ６の下部
水中に送り込着れる。高圧蒸気ドラム１６内の水は、高
圧循環ボンデＩ７で並列に高圧蒸発器１８およびプレ蒸
発器１９に送られるが、再び合流し、高圧蒸気ドラムＩ
６の上部蒸気中に戻される。低圧蒸発器Ｉ４内を流れる
給水と同様に、高圧蒸発器１８およびｆし蒸発器１９中
を流れる給水は、だんだんと蒸発し高圧蒸気ドラム１６
内に戻るころには蒸気と水の二相流状態となっている。
高圧蒸気ドラム１６内にたまった蒸気は、ここには図示
してない湿分分離エレメントを通った後、過熱器２０に
送られ過熱蒸気と々って蒸気タービン７に送られ以後閉
ループ内を循環する。
してない湿分分離エレメントを通った後、過熱器２０に
送られ過熱蒸気と々って蒸気タービン７に送られ以後閉
ループ内を循環する。
以」二述べた低圧エコノマイザ１０、低圧蒸発器１４、
高圧エコノマイザＩ５、高圧蒸発器１８、プレ蒸発器１
９、過熱器２ｏ相互間は各各伝熱面積を太きくしたフィ
ン付の伝熱管２４群により、給水および蒸気が連通可能
に構成され、流体励起振動による疲労破損を防ぐため、
適当な間隔で配置された支え板２Ｉで支持されている０
ただし伝熱管２４は長さ方向に熱膨張のために伸びるた
め、伝熱管２４の長さ方向には支え板２１は拘束されて
いない〇 また給水あるいは蒸気が伝熱管２４群に分枝したり、合
流したりする箇所にはヘッダ２２が配設されており、こ
の−例として第１図Ａ部を拡大して示す第２図、第３図
に示すものがある。
高圧エコノマイザＩ５、高圧蒸発器１８、プレ蒸発器１
９、過熱器２ｏ相互間は各各伝熱面積を太きくしたフィ
ン付の伝熱管２４群により、給水および蒸気が連通可能
に構成され、流体励起振動による疲労破損を防ぐため、
適当な間隔で配置された支え板２Ｉで支持されている０
ただし伝熱管２４は長さ方向に熱膨張のために伸びるた
め、伝熱管２４の長さ方向には支え板２１は拘束されて
いない〇 また給水あるいは蒸気が伝熱管２４群に分枝したり、合
流したりする箇所にはヘッダ２２が配設されており、こ
の−例として第１図Ａ部を拡大して示す第２図、第３図
に示すものがある。
第２図、第３図において高圧循環ポンプＺ７で母管２
、？ ａ中に送られた給水は、ヘッダ２２ｈで分枝され
多数のプレ蒸発器の伝熱管２４に分けられる。この伝熱
管２４内を流れるうちに給水はだんだんと蒸発し、ヘッ
ダ２２ｂに入って合流するころには蒸気と水の二相流状
態となっている。そしてこの二相流け、母管２ Ｊ ｂ
で高圧蒸気ドラム１６に送られる。このような構成のヘ
ッダ２２ｂにおいては、各伝熱管２４に流れる流量のバ
ランスを保つため、あるいは伝熱管２４内の流速を速く
するため、ヘッダ２２ｂの直径と伝熱管２４の直径の比
、あるいはヘッダ胴肉厚と伝熱管の肉厚の比は大きくな
っている。したがって、第３図のＢ−Ｂ線矢視断面図で
ある第４図に示すように、へ、ダ２２＆と伝熱管２４の
溶接部２５は肉厚が違いすぎるため溶接強度が低くなっ
ているのがわかる。このことは何かの原因例えば地震時
あるいは熱応力がかかってヘッダ２２ｂと伝熱管２４の
接合部付近に無理な力が作用した場合強度上一番弱い溶
接部２５にクラックが入ったり、破損したりする。この
ように肉厚の違いすぎる溶接構造は好ましくなく、排熱
回収熱交換器の安全運転に対５− して何らかの改善策が要部が要望されている。
、？ ａ中に送られた給水は、ヘッダ２２ｈで分枝され
多数のプレ蒸発器の伝熱管２４に分けられる。この伝熱
管２４内を流れるうちに給水はだんだんと蒸発し、ヘッ
ダ２２ｂに入って合流するころには蒸気と水の二相流状
態となっている。そしてこの二相流け、母管２ Ｊ ｂ
で高圧蒸気ドラム１６に送られる。このような構成のヘ
ッダ２２ｂにおいては、各伝熱管２４に流れる流量のバ
ランスを保つため、あるいは伝熱管２４内の流速を速く
するため、ヘッダ２２ｂの直径と伝熱管２４の直径の比
、あるいはヘッダ胴肉厚と伝熱管の肉厚の比は大きくな
っている。したがって、第３図のＢ−Ｂ線矢視断面図で
ある第４図に示すように、へ、ダ２２＆と伝熱管２４の
溶接部２５は肉厚が違いすぎるため溶接強度が低くなっ
ているのがわかる。このことは何かの原因例えば地震時
あるいは熱応力がかかってヘッダ２２ｂと伝熱管２４の
接合部付近に無理な力が作用した場合強度上一番弱い溶
接部２５にクラックが入ったり、破損したりする。この
ように肉厚の違いすぎる溶接構造は好ましくなく、排熱
回収熱交換器の安全運転に対５− して何らかの改善策が要部が要望されている。
この発明は以上述べた事情にかんがみてなされたもので
、ヘッダと伝熱管の肉厚差による溶接部の強度低下を防
止し、これにより熱応力が緩和され、より安全性の高い
排熱回収熱交換器を提供することを目的とする。
、ヘッダと伝熱管の肉厚差による溶接部の強度低下を防
止し、これにより熱応力が緩和され、より安全性の高い
排熱回収熱交換器を提供することを目的とする。
以下この発明について図面を参照して説明する。第５図
、第６図、第７図はこの発明の一実施例の要部のみを示
すものであり、前述の従来例と異なる点は、ヘッダ２２
ａ、２２ｂと伝熱管２４との間に、外径および肉厚がそ
の両者の中間にある中間ヘッダ２６＆、２６ｂを設けて
固着例えば溶接した点である。第７図は第６図のＣ−Ｃ
線に沿う矢視断面図であるが、この図から明らかなよう
に、ヘッダ２２ｂ１中間ヘプダ２６ｂ、伝熱管２４と肉
厚が除々に小さくなっているのがわかる。一方ヘッダ２
２ＩＬ、中間ヘッ／２６ａ、伝熱管２４側においても第
７図のように構成されている。このようＫへ、ダ２２ｂ
と中間ヘッダ２６ｂの肉厚比、中間へッ６一 ダ２６ｂと伝熱管２４の肉厚比は、従来のへラダ２２ｂ
と伝熱管２４の肉厚比に比べて小さくなっているため、
ヘッダ２２ｂと中間ヘッダ２６ｂの溶接強度は向上して
いる。また、同様に中間ヘッダ２６の軸が伝熱管２４の
軸に直角方向に取付けられているため、従来構成に比べ
熱応力も緩和されることになる。第５図、第６図におい
て、中間へラダ２６には２本の伝熱管が溶接されていた
が、３本以上でもあるいは１本でも同じ効果が期待でき
る。さらに中間ヘッダ２６を２個以上直列に組合せても
同様に実施できる。
、第６図、第７図はこの発明の一実施例の要部のみを示
すものであり、前述の従来例と異なる点は、ヘッダ２２
ａ、２２ｂと伝熱管２４との間に、外径および肉厚がそ
の両者の中間にある中間ヘッダ２６＆、２６ｂを設けて
固着例えば溶接した点である。第７図は第６図のＣ−Ｃ
線に沿う矢視断面図であるが、この図から明らかなよう
に、ヘッダ２２ｂ１中間ヘプダ２６ｂ、伝熱管２４と肉
厚が除々に小さくなっているのがわかる。一方ヘッダ２
２ＩＬ、中間ヘッ／２６ａ、伝熱管２４側においても第
７図のように構成されている。このようＫへ、ダ２２ｂ
と中間ヘッダ２６ｂの肉厚比、中間へッ６一 ダ２６ｂと伝熱管２４の肉厚比は、従来のへラダ２２ｂ
と伝熱管２４の肉厚比に比べて小さくなっているため、
ヘッダ２２ｂと中間ヘッダ２６ｂの溶接強度は向上して
いる。また、同様に中間ヘッダ２６の軸が伝熱管２４の
軸に直角方向に取付けられているため、従来構成に比べ
熱応力も緩和されることになる。第５図、第６図におい
て、中間へラダ２６には２本の伝熱管が溶接されていた
が、３本以上でもあるいは１本でも同じ効果が期待でき
る。さらに中間ヘッダ２６を２個以上直列に組合せても
同様に実施できる。
第８図はこの発明による他の実施例の中間ヘッダ部のみ
を示す亀ので、第６図、第７図は中間ヘッダ２６を母管
２３と反対側に溶接し直角に曲げてそこに伝熱管２４を
直角に溶接していたが、第８図においては中間ヘッダ２
６をヘッダ２３の上側あるいけ下側に溶接し、伝熱管を
直角に溶接している点が異なっている。この場合も前述
の実施例と同様に肉厚の変化率が小さいので、ヘッダと
中間ヘッダ２６ｂの溶接強度が向上しており、熱応力を
緩和していることになる。
を示す亀ので、第６図、第７図は中間ヘッダ２６を母管
２３と反対側に溶接し直角に曲げてそこに伝熱管２４を
直角に溶接していたが、第８図においては中間ヘッダ２
６をヘッダ２３の上側あるいけ下側に溶接し、伝熱管を
直角に溶接している点が異なっている。この場合も前述
の実施例と同様に肉厚の変化率が小さいので、ヘッダと
中間ヘッダ２６ｂの溶接強度が向上しており、熱応力を
緩和していることになる。
以上説明したように、この発明によるヘッダと伝熱管の
外径および肉厚の中間である中間ヘッダをヘッダと伝熱
管の間に設けて固着したので、肉厚の変化率が小さくな
るためヘッダと中間ヘッダあるいは中間ヘッダと伝熱管
の固着部の強度が向上し、しかも熱応力が緩和されてい
ることになる。そのためより信頼性の高い排熱回収熱交
換器を提供できる。
外径および肉厚の中間である中間ヘッダをヘッダと伝熱
管の間に設けて固着したので、肉厚の変化率が小さくな
るためヘッダと中間ヘッダあるいは中間ヘッダと伝熱管
の固着部の強度が向上し、しかも熱応力が緩和されてい
ることになる。そのためより信頼性の高い排熱回収熱交
換器を提供できる。
第１図は従来の典型的なコンバインド発電ザイクルを示
す系統説明図、第２図は第１図Ａ部を拡大して示す正面
図、第３図は第１図Ａ部を拡大して示す平面図、第４図
は第３図のＢ−Ｂ線に沿って切断し矢印方向に見た断面
図、第５図および第６図はこの発明の排熱回収熱交換器
の一実施例を示す正面図および平面図、第７図は第６図
のＣ−Ｃ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図、第８
図はとの発明の他の実施例の要部のみを示す平面図であ
る。 ９１１．給水ボンデ、１０・・・低圧エコノマイザ、ｒ
ｒ・・・低圧蒸気ドラム、１２・・・低圧循環７ｊ？ン
ゾ、１３・・・移送ポンプ、Ｉ４・・・低圧蒸発器、１
５・・・高圧エコノマイザ、Ｉ６・・・高圧蒸気ドラム
、１７・・・高圧蒸発器、１８・・・高圧蒸発器、１９
・・・プレ蒸発器、２０・・・過熱器、２２＆、２２ｂ
・・・ヘッダ、ｊ１３Ｒ，２，９ｂ・・・母管、２４・
・・伝熱管、２５・・・溶接部、２６ａ、２６ｂ・・・
中間ヘッダ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦９− 〜４／ 第５図 第６図
す系統説明図、第２図は第１図Ａ部を拡大して示す正面
図、第３図は第１図Ａ部を拡大して示す平面図、第４図
は第３図のＢ−Ｂ線に沿って切断し矢印方向に見た断面
図、第５図および第６図はこの発明の排熱回収熱交換器
の一実施例を示す正面図および平面図、第７図は第６図
のＣ−Ｃ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図、第８
図はとの発明の他の実施例の要部のみを示す平面図であ
る。 ９１１．給水ボンデ、１０・・・低圧エコノマイザ、ｒ
ｒ・・・低圧蒸気ドラム、１２・・・低圧循環７ｊ？ン
ゾ、１３・・・移送ポンプ、Ｉ４・・・低圧蒸発器、１
５・・・高圧エコノマイザ、Ｉ６・・・高圧蒸気ドラム
、１７・・・高圧蒸発器、１８・・・高圧蒸発器、１９
・・・プレ蒸発器、２０・・・過熱器、２２＆、２２ｂ
・・・ヘッダ、ｊ１３Ｒ，２，９ｂ・・・母管、２４・
・・伝熱管、２５・・・溶接部、２６ａ、２６ｂ・・・
中間ヘッダ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦９− 〜４／ 第５図 第６図
Claims (1)
- ガスタービンの排ガスで蒸気タービン用の蒸気を発生す
るコツ２４フＰ発電サイクルに用いられ、給水および蒸
気の配管系統に給水および蒸気の分枝あるいは合流のた
めのヘッダと伝熱管とが連結された排熱回収熱交換器に
おいて、前記ヘッダと前記伝熱管の連結部にその外径寸
法およびその肉厚寸法がそれぞれ前記ヘッダと前記伝熱
管の中間値に形成された中間ヘッダを設け、ヘッダと中
間ヘッダ、中間ヘッダと伝熱管をそれぞれ固着したこと
を特徴とする排熱回収熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10358281A JPS586395A (ja) | 1981-07-02 | 1981-07-02 | 排熱回収熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10358281A JPS586395A (ja) | 1981-07-02 | 1981-07-02 | 排熱回収熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS586395A true JPS586395A (ja) | 1983-01-13 |
Family
ID=14357767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10358281A Pending JPS586395A (ja) | 1981-07-02 | 1981-07-02 | 排熱回収熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS586395A (ja) |
-
1981
- 1981-07-02 JP JP10358281A patent/JPS586395A/ja active Pending
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