JP3434139B2 - ダミー管を利用したガス整流装置 - Google Patents
ダミー管を利用したガス整流装置Info
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- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 19
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はボイラに適用される
ダミー管を利用したガス整流装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】図５は、ガス整流対策を施した従来のボ
イラの縦断面図である。図において、１はボイラケーシ
ング、２は蒸発器管、３は過熱器管、５はボイラケーシ
ングと煙突の取合部、６は過熱器管入口部、７は蒸発器
管入口部、８はガイドベーン、９はボイラ入口部であ
る。 【０００３】上記の構成において、ボイラ入口部９より
ボイラ内へ水平方向に入ってきた燃焼ガスは、ボイラケ
ーシング１の形状により９０°向きを変え、ボイラ中を
垂直上方向に流れる。その後、過熱器管３そして蒸発器
管２を通過する時に過熱器管３及び蒸発器管２の内部を
流れる蒸気及び水と熱交換され、その後ボイラケーシン
グと煙突取合部５から排ガスとして、煙突を通って外部
へ排出される。 【０００４】燃焼ガスが過熱器管３及び蒸発器管２を通
過時、熱交換を充分に行い、ボイラの性能である水の蒸
発量及び発生した蒸気の温度と圧力を計画通り確保する
ためには、過熱器管入口部６及び蒸発器管入口部７での
ボイラの断面での燃焼ガスの流速が均等であることが必
要である。そのため、従来のボイラでは、燃焼ガスが水
平方向から垂直方向に９０°変わる部分にガイドベーン
８を配置し、過熱器管入口部６における断面での燃焼ガ
スの流速を均等にしている。 【０００５】しかしながら、ガイドベーン８は、燃焼ガ
スの流動による振動の発生あるいは、熱膨張により長期
間の運転の間に損傷が発生するという欠点がある。一
方、ガイドベーン８を配置しないと過熱器管入口部６の
断面での燃焼ガスの流速のアンバランスが大きく、ボイ
ラの性能が確保されない結果となる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】前述のように、燃焼ガ
スの流れ方向が過熱器管の入口部直前で９０°向きを変
える形状の従来のボイラにおいて整流対策としてガイド
ベーン８を設けると、ガイドベーン８は振動、熱膨張、
等により長期間の運転の間に損傷が発生する。 【０００７】本発明は上記の課題を解決するため、この
ような損傷の発生しやすいガイドベーンを配置しなくて
も、過熱器管入口部の断面に於いて、燃焼ガスの流速分
布を均等にすることのできるガス整流装置を提供しよう
とするものである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、蒸
発器管と過熱器管とを有し、過熱器管入口部より燃焼ガ
スを流入するボイラの前記過熱器管入口部に同過熱器管
と同じ外径を有し、同じピッチ、同じ配列形状の千鳥配
列で並べた熱交換を行わない管を備えたことを特徴とす
るダミー管を利用したガス整流装置を提供する。 【０００９】上記の本発明のダミー管を利用したガス整
流装置においては、ボイラに入ってきた燃焼ガスは、過
熱器管の入口直前でボイラケーシングの形状により９０
°流れの向きを変えられる。この時、燃焼ガスの流れは
入口部において従来技術のガイドベーンが配置されない
ため、大きな乱れを生じ、その後のボイラ断面に於い
て、燃焼ガスの流速分布に大きなアンバランスが生じ
る。この大きな流速分布のアンバランスを持った燃焼ガ
スの流れは、過熱器管の手前に配置されたダミー管を通
過する。 【００１０】燃焼ガスがダミー管を通過するとき、ダミ
ー管の抵抗とその千鳥状の配列による整流効果により、
燃焼ガスの流速分布のアンバランスが解消され、過熱器
管入口部に於いては、燃焼ガスの流速分布が均等化さ
れ、計画通りのボイラ性能が確保できる。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係るダミー管を利用したガス整流装置を適
用したボイラの縦断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ断
面図である。両図において、符号１乃至３、５乃至７は
従来のものと同一機能のものであり、詳しい説明は省略
し、そのまま引用して説明するが、本発明の特徴部分は
符号４，１９で示す部分であり、以下に詳しく説明す
る。 【００１２】本実施の形態においては、ガスタービン排
熱回収ボイラの過熱器管の前面（ガス流れ上流側）にダ
ミー管を配置した例を示している。図１において、ボイ
ラケーシング１内に配置された過熱器管３の上流側で過
熱器管入口部６とダミー管入口部１９との間にはダミー
管４が配置されている。 【００１３】ダミー管４は過熱器管３と同じピッチ、同
じ配列形状で図２に示すように千鳥列で上下２段に配置
されている。このようにケーシング１とダミー管４によ
ってガス整流装置が構成される。 【００１４】上記のようなガス整流装置を備えたボイラ
において、ボイラ入口より、ボイラ内へ入ってきたガス
タービン排気ガスは、ボイラケーシング１の形状により
横流れから縦流れに向きを９０°変えられる。このと
き、ガス流れに乱れが生じ、ダミー管入口部１９の断面
では図３に示すような流速のアンバランスが生ずる。 【００１５】図３において、横軸はボイラの幅方向の距
離で、縦軸はガスの流速を示し、ボイラの幅方向におい
て、点線で示す平均流速９ｍ/secに対し、最大値で１４
ｍ/sec（平均値に対し＋５５．６％）、最小値で３．５
ｍ/sec（平均値に対し−６１．１％）の流速分布のアン
バランスが発生している。 【００１６】ガスタービン排気ガスがダミー管４を通過
するとき、整流効果により、流速分布は均等化され、過
熱器管入口部６の断面では、ボイラの幅方向で図４に示
す様に流速のアンバランスは減少する。 【００１７】図４において、図３と同じく、横軸はボイ
ラの幅方向の距離、縦横はガス流速を示し、点線で示す
平均流速９ｍ/secに対し、最大値で１０ｍ/sec（平均値
に対し、１１．１％）、最小値で７．５ｍ/sec（平均値
に対し、１６．７％）の流速分布のアンバランスとな
り、アンバランスが減少しており、上記のようにダミー
管を配置することによりボイラの性能上、問題のない流
速分布にすることができる。 【００１８】また、本実施の形態のガスタービンの排熱
回収ボイラはガイドベーンのような、整流装置を備えて
いないから、ボイラ下部（入口部）の内部スペースが確
保されており、メンテナンス性が向上されている。 【００１９】 【発明の効果】以上、具体的に説明したように、本発明
は過熱器管入口部の直前にガス流れ方向が９０°向きを
変える形状のボイラにおいて、ボイラの過熱器管のガス
流れ上流側に過熱器管と同じ外径の熱交換を行わないダ
ミー管を過熱器管と同じピッチ、同じ配列形状の千鳥配
列で並べたガス整流装置を有しているので、ガイドベー
ンを設置しなくても、過熱器管入口部の断面において、
燃焼ガスの流速分布をボイラの性能が確保されるために
必要な程度に均等化することができる。
ダミー管を利用したガス整流装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】図５は、ガス整流対策を施した従来のボ
イラの縦断面図である。図において、１はボイラケーシ
ング、２は蒸発器管、３は過熱器管、５はボイラケーシ
ングと煙突の取合部、６は過熱器管入口部、７は蒸発器
管入口部、８はガイドベーン、９はボイラ入口部であ
る。 【０００３】上記の構成において、ボイラ入口部９より
ボイラ内へ水平方向に入ってきた燃焼ガスは、ボイラケ
ーシング１の形状により９０°向きを変え、ボイラ中を
垂直上方向に流れる。その後、過熱器管３そして蒸発器
管２を通過する時に過熱器管３及び蒸発器管２の内部を
流れる蒸気及び水と熱交換され、その後ボイラケーシン
グと煙突取合部５から排ガスとして、煙突を通って外部
へ排出される。 【０００４】燃焼ガスが過熱器管３及び蒸発器管２を通
過時、熱交換を充分に行い、ボイラの性能である水の蒸
発量及び発生した蒸気の温度と圧力を計画通り確保する
ためには、過熱器管入口部６及び蒸発器管入口部７での
ボイラの断面での燃焼ガスの流速が均等であることが必
要である。そのため、従来のボイラでは、燃焼ガスが水
平方向から垂直方向に９０°変わる部分にガイドベーン
８を配置し、過熱器管入口部６における断面での燃焼ガ
スの流速を均等にしている。 【０００５】しかしながら、ガイドベーン８は、燃焼ガ
スの流動による振動の発生あるいは、熱膨張により長期
間の運転の間に損傷が発生するという欠点がある。一
方、ガイドベーン８を配置しないと過熱器管入口部６の
断面での燃焼ガスの流速のアンバランスが大きく、ボイ
ラの性能が確保されない結果となる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】前述のように、燃焼ガ
スの流れ方向が過熱器管の入口部直前で９０°向きを変
える形状の従来のボイラにおいて整流対策としてガイド
ベーン８を設けると、ガイドベーン８は振動、熱膨張、
等により長期間の運転の間に損傷が発生する。 【０００７】本発明は上記の課題を解決するため、この
ような損傷の発生しやすいガイドベーンを配置しなくて
も、過熱器管入口部の断面に於いて、燃焼ガスの流速分
布を均等にすることのできるガス整流装置を提供しよう
とするものである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、蒸
発器管と過熱器管とを有し、過熱器管入口部より燃焼ガ
スを流入するボイラの前記過熱器管入口部に同過熱器管
と同じ外径を有し、同じピッチ、同じ配列形状の千鳥配
列で並べた熱交換を行わない管を備えたことを特徴とす
るダミー管を利用したガス整流装置を提供する。 【０００９】上記の本発明のダミー管を利用したガス整
流装置においては、ボイラに入ってきた燃焼ガスは、過
熱器管の入口直前でボイラケーシングの形状により９０
°流れの向きを変えられる。この時、燃焼ガスの流れは
入口部において従来技術のガイドベーンが配置されない
ため、大きな乱れを生じ、その後のボイラ断面に於い
て、燃焼ガスの流速分布に大きなアンバランスが生じ
る。この大きな流速分布のアンバランスを持った燃焼ガ
スの流れは、過熱器管の手前に配置されたダミー管を通
過する。 【００１０】燃焼ガスがダミー管を通過するとき、ダミ
ー管の抵抗とその千鳥状の配列による整流効果により、
燃焼ガスの流速分布のアンバランスが解消され、過熱器
管入口部に於いては、燃焼ガスの流速分布が均等化さ
れ、計画通りのボイラ性能が確保できる。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係るダミー管を利用したガス整流装置を適
用したボイラの縦断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ断
面図である。両図において、符号１乃至３、５乃至７は
従来のものと同一機能のものであり、詳しい説明は省略
し、そのまま引用して説明するが、本発明の特徴部分は
符号４，１９で示す部分であり、以下に詳しく説明す
る。 【００１２】本実施の形態においては、ガスタービン排
熱回収ボイラの過熱器管の前面（ガス流れ上流側）にダ
ミー管を配置した例を示している。図１において、ボイ
ラケーシング１内に配置された過熱器管３の上流側で過
熱器管入口部６とダミー管入口部１９との間にはダミー
管４が配置されている。 【００１３】ダミー管４は過熱器管３と同じピッチ、同
じ配列形状で図２に示すように千鳥列で上下２段に配置
されている。このようにケーシング１とダミー管４によ
ってガス整流装置が構成される。 【００１４】上記のようなガス整流装置を備えたボイラ
において、ボイラ入口より、ボイラ内へ入ってきたガス
タービン排気ガスは、ボイラケーシング１の形状により
横流れから縦流れに向きを９０°変えられる。このと
き、ガス流れに乱れが生じ、ダミー管入口部１９の断面
では図３に示すような流速のアンバランスが生ずる。 【００１５】図３において、横軸はボイラの幅方向の距
離で、縦軸はガスの流速を示し、ボイラの幅方向におい
て、点線で示す平均流速９ｍ/secに対し、最大値で１４
ｍ/sec（平均値に対し＋５５．６％）、最小値で３．５
ｍ/sec（平均値に対し−６１．１％）の流速分布のアン
バランスが発生している。 【００１６】ガスタービン排気ガスがダミー管４を通過
するとき、整流効果により、流速分布は均等化され、過
熱器管入口部６の断面では、ボイラの幅方向で図４に示
す様に流速のアンバランスは減少する。 【００１７】図４において、図３と同じく、横軸はボイ
ラの幅方向の距離、縦横はガス流速を示し、点線で示す
平均流速９ｍ/secに対し、最大値で１０ｍ/sec（平均値
に対し、１１．１％）、最小値で７．５ｍ/sec（平均値
に対し、１６．７％）の流速分布のアンバランスとな
り、アンバランスが減少しており、上記のようにダミー
管を配置することによりボイラの性能上、問題のない流
速分布にすることができる。 【００１８】また、本実施の形態のガスタービンの排熱
回収ボイラはガイドベーンのような、整流装置を備えて
いないから、ボイラ下部（入口部）の内部スペースが確
保されており、メンテナンス性が向上されている。 【００１９】 【発明の効果】以上、具体的に説明したように、本発明
は過熱器管入口部の直前にガス流れ方向が９０°向きを
変える形状のボイラにおいて、ボイラの過熱器管のガス
流れ上流側に過熱器管と同じ外径の熱交換を行わないダ
ミー管を過熱器管と同じピッチ、同じ配列形状の千鳥配
列で並べたガス整流装置を有しているので、ガイドベー
ンを設置しなくても、過熱器管入口部の断面において、
燃焼ガスの流速分布をボイラの性能が確保されるために
必要な程度に均等化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るダミー管を利用し
たガス整流装置を用いたボイラの縦断面図である。 【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。 【図３】図１におけるダミー管入口部断面におけるボイ
ラ幅方向のガス流速分布図である。 【図４】図１における過熱器管入口部におけるボイラ幅
方向のガス流速分布図である。 【図５】従来のガス整流対策を施したボイラの縦断面図
である。 【符号の説明】 １ ボイラケーシング ２ 蒸発器管 ３ 過熱器管 ４ ダミー管 ６ 過熱器管入口部 ７ 蒸発器管入口部 １９ ダミー管入口部
たガス整流装置を用いたボイラの縦断面図である。 【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。 【図３】図１におけるダミー管入口部断面におけるボイ
ラ幅方向のガス流速分布図である。 【図４】図１における過熱器管入口部におけるボイラ幅
方向のガス流速分布図である。 【図５】従来のガス整流対策を施したボイラの縦断面図
である。 【符号の説明】 １ ボイラケーシング ２ 蒸発器管 ３ 過熱器管 ４ ダミー管 ６ 過熱器管入口部 ７ 蒸発器管入口部 １９ ダミー管入口部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F22B 1/18
F23J 11/00
F22B 37/10
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 蒸発器管と過熱器管とを有し、過熱器管
入口部より燃焼ガスを流入するボイラの前記過熱器管入
口部に同過熱器管と同じ外径を有し、同じピッチ、同じ
配列形状の千鳥配列で並べた熱交換を行わない管を備え
たことを特徴とするダミー管を利用したガス整流装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24465996A JP3434139B2 (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | ダミー管を利用したガス整流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24465996A JP3434139B2 (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | ダミー管を利用したガス整流装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1089609A JPH1089609A (ja) | 1998-04-10 |
| JP3434139B2 true JP3434139B2 (ja) | 2003-08-04 |
Family
ID=17122048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24465996A Expired - Fee Related JP3434139B2 (ja) | 1996-09-17 | 1996-09-17 | ダミー管を利用したガス整流装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3434139B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4721589B2 (ja) * | 2001-09-26 | 2011-07-13 | 中国電力株式会社 | 流動層ボイラ用のダミーチューブ装置 |
| JP2011179711A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 熱交換器および熱交換器の点検方法 |
| KR101422347B1 (ko) * | 2012-10-23 | 2014-07-22 | (주)귀뚜라미 | 더미 관을 갖는 응축 열교환기 |
| KR101484842B1 (ko) * | 2013-04-10 | 2015-01-20 | (주)귀뚜라미 | 더미관을 갖는 내압 열교환기 |
-
1996
- 1996-09-17 JP JP24465996A patent/JP3434139B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1089609A (ja) | 1998-04-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030422 |
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