JPS6383505A - ボイラ装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はボイラ炉壁コーナ部の取合構造に係り。

特にコーナ部に及ぼす温度差による熱応力を低減するに
好適なボイラ炉壁コーナ部の取合構造に関する。

〔従来の技術〕

火力発電等にあっては、熱源のエネルギーをボイラに導
入し、ボイラ側壁に設けられた伝熱管によって熱交換を
行ない、得られた蒸気によってタービンを駆動するシス
テムが用いられている。

一般にボイラ壁は管とバーを連続溶接したメンブレン壁
で形成されており、火炉壁と後部伝熱壁の取合部はメン
ブレン壁相互の複雑な三次元構造がとられている。

即ち、第４図に示すように、熱源が供給される火炉１の
出側に副側壁２が連結され、更に、該側壁２に隣接して
後部伝熱壁３を連結してボイラは構成されている。ボイ
ラ壁は水ま九は蒸気が通流する管とバーを連続的に溶接
したメンブレン壁で構成されている。

ま九、副側壁２と後部伝熱壁３の取合部は、副側壁底壁
４．副副側側側壁５．後伝熱壁前壁６及び後部伝熱壁側
壁７で構成され、取合コーナ８を形成する。取合部８は
、相互に溶接接合されて炉内ガスをシールする構造がと
られている。本構造では取合コーナ８において、上記の
缶壁は一点で交叉することになる。一方管内流体は、火
炉１を上昇し、前及び側壁部は天井壁に入り、後蛍部は
副側壁底壁４から副側壁側壁５を上昇し、天井流体と共
にセパレータ１５に流入する。セパレータ１５で蒸気と
水が分離され、分離された蒸気のみが後部伝熱壁３の周
壁に配設された管に供給される。

ところで、管内流体温度は一様ではなく、流体経路に沿
って勾配があり（特に、副側壁２と後部伝熱壁３）、各
壁間の温度は異っている。

特Ｋ、ボイラの起動・停止の如き過渡的状態においては
（火力発電は電力需要に応じてボイラの起動・停止が多
い）、管内の流体は水のみであり。

セパレータ１５より前段の火炉ｌ、前側壁４および５の
みを流体が流れるため、後部伝熱壁３は空焚き状態にな
る。したがって、各壁間の温度差が大きくなり、熱伸び
差が大きくなる。このため、取合コーナ８は、温度差に
よる影響を受けにくい材料および工法を用いる必要があ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで上記の如き従来構成にあっては、取合コーナ８
において温度差を有する缶壁が一点で交叉するように溶
接接合されているため、缶壁の熱伸びが相互に拘束され
、構造的剛性不連続によるひずみ集中も重なり、取合コ
ーナ８の近傍に大きな熱応力が発生する。高頻度の起動
停止及び負荷変化運用ボイラにおいては、この熱応力が
繰返えされて、疲労亀裂が発生、進行し、管内流体の漏
洩がおきる可能性がある。

管内流体経路の構成上、各壁間の温度差をなくすること
は困難であり、温度差があっても熱応力を低減させて、
かつ炉内ガスシールできる構造が必要とされる。

本発明の目的は、取合コーナ部に対する各壁間温度差に
起因する熱応力を低減できるようにしたボイラ炉壁コー
ナ部の取合構造を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、本発明は、流体が内部を流
通する管路を並設してメンブレン壁を形滅し、これを底
壁又は側壁に用いた副側壁及び後部伝熱壁を順次火炉に
連結して構成されるボイラにおいて、前記副側壁または
後部伝熱壁の一方の側壁の取合せ部の管端をその壁中央
側へ寄せるようにしである。

〔作　用〕

上記手段によると、副側壁と後部伝熱壁の取合い位置を
隔離することにより温度差発生位置を分散させ、取合コ
ーナ部メンブレンバーを切り離すことなく、取合コーナ
部の熱応力の低減を図ったボイラ炉壁コーナ部の取合構
造を構成できる。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図であり、第２図
はその流体経路を示す斜視図である。

第１図に示すように、水平に配設され九副側壁底壁４に
対し、その側部には垂直に副側壁側壁５が配設され、こ
の側壁５に隣接ならびに同一平面上に後部伝熱壁側壁７
が配設されている。副側壁側壁５の下端は、側壁７寄り
の一部が入口管寄せ９に接続され、残る部分が入口管寄
せ１２に接続されている。

また、副側壁底壁４及び副側壁側壁５の各々に対して直
交するように後部伝熱壁前壁６が設けられている。この
前壁６の下端は出口管寄せ１１に接続される。

底壁４、側壁５および側壁７の各々は、内部に水または
蒸気の流通する直管と、各直管を同一平面上に固定なら
びに伝熱する板状体とを一体にして構成され、ボイラに
導入された熱ガスの通路を形成している。

副側壁側壁５に対しては、入口管寄せ９を通して壁内の
管に蒸気が供給されるが、この入口管寄せ９には入口連
絡管１０が後部伝熱壁入口管寄せ１３との間に連結され
ている。このほか入口管寄せ１３には、出口管寄せ１１
が接続されている。

この入口管寄せは第２図に示すように、セパレータ１５
に連結されている。

また、入口管寄せ９に接続された副側壁側壁５の後部伝
熱壁側壁７に寄つ九数本の壁内管は、反対方向（側壁５
の中央寄り）に移動させて入口管寄せ９に結合される。

第１図に示すように、取合部の副側壁側壁５と後部伝熱
壁側壁７とは隔離、すなわち副側壁と後部伝熱壁の側壁
取合位置を取合コーナ部から外すことができる。

以上の構成において、壁管の軸方向に温度差のある副側
壁５と後部伝熱壁７の取合位置を形状の複雑な３次元の
取合コーナ部８より離間させることができる結果、取合
コーナ部８の各壁間の取合箇所は、副側壁底壁５、後部
伝熱壁前壁６及び後部伝熱壁側壁７０３箇所に減少させ
ることができる。すなわち、各壁間の温度発生位置を分
散させることができるため、取合コーナ８の各壁間の温
度差に起因する熱応力を大幅に低減することができる。

このように本実施例によれば、副側壁と後部伝熱壁下部
取合部の熱応力を大幅に低２減でき、起動・停止運転に
ともなう熱応力の繰返しによる疲労亀裂発生の防止が可
能となり、ボイ２の寿命を大幅に向上させることができ
る。この結果、高頻度の起動・停止運転が可能になる。

さらに、取合コーナ部の大幅な熱応力の低減が可能とな
るため、ガスシール用ケーシングを用いることなく、ガ
スシールの完全なメンブレン壁構造とすることができる
。

第３図は本発明の他の実施例を示す斜視図である。本実
施例は、第１図の実施例とは逆に、後部伝熱壁７の副側
壁側壁５に隣接する数本の管の下部を側壁７の中央寄り
に移動させ、副側壁側壁５の端部との間に所定の距離を
設けるようにしたものである。

即ち、前記数本の管を副側壁底壁４の取合位置の下から
副側壁位置にその上部を寄せるようにしたものである。

このような構成とすることにより。

副側壁側壁５と後部伝熱壁側壁７の取合位置を、取合コ
ーナより離すことにより前記実施例と同様の効果が得ら
れる。

発明者らの一実施結果によれば、温度差を有するゲイ２
副側壁と後部伝熱壁等の３次限取合部における熱応力が
例えば数１０％に低減し、ボイラの起動・停止に伴う繰
返し熱応力に対する疲労寿命を数１０倍増大させうろこ
とが確認された。しかも取合部に切り離しの不要なシン
プルな構造となり、例えば５万回の高頻度の起動・停止
が可能なことが確認された。

〔発明の効果〕

本発明によれば、炉内ガスシール機能を損うことなく各
壁間の温度差に起因する取合部の熱応力を低減させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示−す斜視図、第２図は第
１図の実施例の流体経路の接続を示す斜視図、第３図は
本発明の他の実施例を示す斜視図、第４図はボイラの構
成例を示す斜視図である。 １・・・・・・火炉、２・・・・・・副側壁、３・・・
・・・後部伝熱壁、４・・・・・・副側壁底壁、５・・
・・・・副側壁側壁、６・・・・・・後部伝熱壁前壁、
７・・・・・・後部伝熱壁側壁、８・・・・・・取合コ
ーナ、９，１２．１３・・・・・・入口管寄せ、１０・
・・・・・入口連絡管、１１・・・・・・出口管寄せ。 第１図 ℃ 第４図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流体が内部を流通する管路を並設してメンブレン壁を形
   成し、これを底壁又は側壁に用いた副側壁及び後部伝熱
   壁を順次火炉に連結して構成されるボイラにおいて、前
   記副側壁または後部伝熱壁の一方の側壁の取合せ部の管
   端をその壁中央側へ寄せたことを特徴とするボイラ炉壁
   コーナ部の取合構造。