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JPS61285393A - ヒ−トパイプ空気予熱器 - Google Patents

ヒ−トパイプ空気予熱器

Info

Publication number
JPS61285393A
JPS61285393A JP12646985A JP12646985A JPS61285393A JP S61285393 A JPS61285393 A JP S61285393A JP 12646985 A JP12646985 A JP 12646985A JP 12646985 A JP12646985 A JP 12646985A JP S61285393 A JPS61285393 A JP S61285393A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat pipe
temperature
exhaust gas
air
heat exchange
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
Application number
JP12646985A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Ooshima
大嶋 哲夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd filed Critical Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Priority to JP12646985A priority Critical patent/JPS61285393A/ja
Publication of JPS61285393A publication Critical patent/JPS61285393A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、火力発電用ボイラ、工業炉、加熱炉、流動床
ボイラ等から出る高温の排ガスで空気を予熱し、排ガス
の熱を有効に利用するようにしたヒートパイプ空気予熱
器に関するものである。
〔従来の技術〕
従来使用されているヒートパイプ空気予熱器の一例を第
3図について説明すると、ボイラ(1)で発生した高温
の排ガスは、高温集塵機(2)で塵埃が除去された後、
脱硝チャンバー(3)内の脱硝装置(4)Kよって脱硝
される。そして脱硝チャンバー(3)から熱交換チャン
バー(5)の上部に入って熱交換チャンバー(5)内を
下降し、熱交換チャンバー(5)の下部から誘引通風機
(6)によって吸引され、図示しない煙突から排出され
るようになっている。
一方、熱交換チャンバー(力が設けてあって、熱交換チ
ャンバー(7)内は、縦方向の仕切板(8)によって左
右に区画されている。そして押込通風機(9)で送られ
て来た空気は熱交換チャ/パー(7)の下部から左側の
区画に入って熱交換チャンバー(力内を上昇し、熱交換
チャンバー(7)の上部から空気通路αQを通って、バ
ーナ風箱へ二次空気として送られるようになっている。
また押込通風機(9)を通った空気の一部は、−次通風
機aυを経て熱交換チャンバー(力の下部から右側の区
画に入シ、熱交換チャンバー(力内を上昇して熱交換チ
ャンバー(力の上部から空気通路(12+を通シ、石炭
粉砕機へ一次空気として送られるようになっている。
2つの熱交換チャ/バー<5)、(力量には多数のヒー
トパイプα3が設けてあって、ヒートパイプ0りの高温
側蒸発部α4は、排ガスの通る熱交換チャ/バー(5)
内に収められており、ヒートパイプ(131の低温側凝
縮部住1は、空気の通る熱交換チャ/バー(7)内に収
められている。
排ガスの通る熱交換チャンバー(5)の上部にはショッ
トクリーニング装置(leが取付けてあって、鋼球等の
ショツト粒子を落下して高温側蒸発部α荀の伝熱面に付
着したダストを除去するようになっている。ショツト粒
子と除去されたダストとは、熱交換チャンバー(5)の
下方にあるショツト粒子・ダスト回収装置αηに入るこ
とになる。
ヒートパイプα階内に封入されている作動液によって、
熱交換チャンバー(5)内を通る高温の排ガスの熱が、
熱交換チャンバー(7)内を通る空気に与えられること
になる0 熱交換チャンバー(5)の上部の排ガス温度を排ガス入
口温度(tgl)、熱交換チャ/バー(5)の下部の排
ガス温度を排ガス出口温度<tg2)、熱交換チャンバ
ー(力の左側区画下部の空気温度を二次空気入口温度(
1a+)、熱交換チャンバー(力の左側区画上部の空気
温度を二次空気出口温度(1,□)、とするとき、−例
として第4図に示すように、排ガス入口温度(g、、 
) = 370℃、排ガス出口温度(c、2)=140
℃、二次空気入口温度(−1)=44℃の場合には、二
次空気出口温度(1,□)=533℃となる。この場合
、ヒートパイプ作動温度(tHP)は第4図に破線で示
すように、最高温度が352℃となシ、最低温度は92
℃となる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ヒートパイプaJ内に封入する作動液として水を使用す
る場合、水の物性からヒートパイプ作動温度(1H,)
は、340℃程度以下としなければならない。ところが
熱交換チャンバー(5)上部のヒートパイプ作動温度(
tHP)は理論上最大352℃程度になってしまい水の
許容温度を超えるため、熱交換チャンバー(5)の上部
に位置している数段のヒートパイブa3内に封入する作
動液は、水以外の有機系熱媒体を使うことになる。しか
し有機系熱媒体は一般には毒性があシ、また危険物であ
るため、保安対策や保守等が複雑で好ましくなく、また
有機系熱媒体は価格が高く、熱輸送性能が小さいので、
ヒートパイプ(131の伝熱面積を大きくしなければな
らず、経済的でない。
さらに下段のヒートパイプa3は、高に![蒸発部(1
4Jが140℃程度の排ガス出口温度1gg)の排ガス
と接し、低温側凝縮部(151が44℃程度の二次空気
入口温度(’p+)の空気と接することになってヒート
パイプ作動温度<1H,)は、92℃程度の低い温度に
なる。したがって、ヒートパイプ(13の伝熱面表面温
度が、排ガスの酸露点(石炭焚でSO5濃度0.5〜0
.6ppmの場合、105〜110℃)より低くなるた
め、酸腐食防止上、下段のヒートパイプαりには耐食材
料を使う必要があって、経済的でない。
本発明は、このような従来、の欠点を改善し、ヒートパ
イプの最高作動温度を低下してヒートパイプの全部に作
動液として水が使えるようにし、またヒートパイプの最
低作動温度を排ガスの酸露点より高くして、低温部のヒ
ートパイプに耐食材料を使用しなくてすむようにしたも
のである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、高温の排ガスが流れる排ガス通路と、加熱す
べき空気が流れる空気通路と、排ガス通路の上流側と空
気通路の上流側との間に設けた第1段のヒートパイプと
、排ガス通路の下流側と空気通路の下流側との間に設け
た第2段のヒートパイプと、を備えたヒートパイプ空気
予熱器としたものである。
〔作  用〕
高い温度の排ガスが接するヒートパイプには、まだ加熱
されていない低温の空気が接してヒートパイプの最高作
動温度を下げると共に、最低作動温度を上げることにな
る。
〔実 施 例〕
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第1図において、翰はボイラ、Qυは高温集塵機、器、
(ハ)、(財)は熱交換チャンノζ−であって、ボイラ
(至)で発生した高温の排ガスは、ダクト(ハ)によっ
て高温集塵機(2υに導かれるようになっておシ、高温
集塵機(21)はダクト(ハ)によって熱交換チャンバ
ー@の上部につながっている。熱交換チャンバー器の内
部には脱硝装置■が設けられていて、熱交換チャンバー
器の下部は、ダクト例によって熱交換チャンバー(財)
の上部につながっている。熱交換チャンバー@の下部は
、ダクト翰によって誘引通風機(至)の吸入側につなが
っており、誘引通風機(至)の吐出側は、図示しない脱
硫装置および煙突につながっている。
ボイラ翰で発生した高温の排ガスは、ダクト(2!li
1を通って高温集塵機Qυに入シ、塵埃が除去された後
、ダクト(イ)を通って熱交換チャン/ニー器の上部に
入る。そして熱交換チャンバー器内を下降する間に、脱
硝装置(5)によって脱硝され、熱交換チャンバー(2
2の下部からダク)128)を通って熱交換チャンバー
04の上部に入り、熱交換チャンバー124)を下降し
た後、熱交換チャンバー(24)の下部からダクト翰を
通って誘引通風機(至)に吸引され、図示しない脱硫装
置および煙突を通って排出されることになる。このよう
に、熱交換チャンバー器、(財)は排ガス通路の一部に
なっていて、熱交換チャンバー(2りは熱交換チャンバ
ー04よりも上流側に位置している。
熱交換チャンバー(社)と(2をとの間に位置している
熱交換チャンバー(ハ)の内部は、縦方向の仕切板01
)によって−次空気通路(3湯と二次空気通路(至)と
に区画されている。押込通風機(ロ)によって送られて
来た空気は、直接二次空気通路(至)の下部に入るもの
と、−次通風機(ハ)を介して一次空気通路03の下部
に入るものとに別れるようになっている。
一次空気通路03の下部に入った空気は一次空気通路0
り内を上昇し、−次空気通路02の上部からダクト(至
)を通って石炭粉砕機へ一次空気として送られる。また
二次空気通路(至)の下部に入った空気は二次空気通路
器内を上昇し、二次空気通路(至)の上部からダクトc
37)を通ってバーナ風箱へ二次空気として送られる。
このように−次空気通路国、二次空気通路(至)は、い
ずれも下部から上部へ向って空気が流れるため、下部が
上流側、上部が下流側になっている。
熱交換チャンバー(イ)の下部と熱交換チャンバー(ハ
)の下部との間には、複数本のヒートパイプより成る第
1段のヒートパイプ弼が設けてあって、第1段のヒート
パイプ(至)の高温側蒸発部C31は熱交換チャンバー
(社)内に収められており、第1段のヒートパイプ国の
低温側凝縮部(4Gは熱交換チャンバー0階内に収めら
れている。高温側蒸発部(IIの上方にはクー1ブロー
09が設けてあって、圧縮空気または蒸気を高温側蒸発
部C1lに噴射し、高温側、蒸発部0優の伝熱面に付着
したダスト等を除去するようになっている。第1段のヒ
ートパイプ(至)内に封入されている作動液によって、
熱交換チャンバー(2渇内を下降して来た高温の排ガス
の熱は、−次空気通路c32.二次空気通路(ハ)の下
部に入って来た温度の低い空気に与えられる。
熱交換チャンバー(ハ)の上部と熱交換チャンバーQ4
)との間には、前述した第1段のヒートパイプ(至)よ
シも多い本数のヒートパイプより成る第2段のヒートパ
イプ(43が設けてあって、第2段のヒートパイプ(4
3の高温側蒸発部(43は熱交換チャンバー(財)内に
収められておシ、第2段のヒートパイプC2の低温NJ
凝縮部(44)は熱交換チャンバー(ハ)内に収められ
ている。熱交換チャンバーe24)の上部にはショット
クリーニング装置(49が取付けてあって、鋼球等のシ
ョツト粒子を落下して高温側蒸発部(43の伝熱面に付
着したダストを除去するようになっている。ショツト粒
子と除去されたダストとは、熱交換チャンバー(財)の
下方にあるショツト粒子・ダスト回収装置(4Gに入る
ことになる。第2段のヒートパイプ(41D内に封入さ
れている作動液だよって、熱交換チャンバーI24)内
を下降して来た排ガスの熱は、−次空気通路(3の、二
次空気通路(至)の上部を上昇する空気に与えられる。
上述した第1図の装置を使用した場合の温度状態の一例
を第2図に示すと、排ガス入口温度(t、、)= 37
0℃、排ガス出口温度(’gz) ==: 140℃、
二次空気入口温度(c、、)=44℃、二次空気出口温
度(ta、) : 555℃であって、第4図に示した
従来の場合と変りないが、第1段のヒートパイプ(至)
においては、高温側蒸発部C35K高温の排ガスが接す
ることになるが、低温側凝縮部には、まだ加熱されてい
ない低温の空気が接することになる。また第2段のヒー
トパイプ(43においては、高温側蒸発部03には第1
段のヒートパイプ(至)の高温側蒸発部431で温度低
下した排ガスが接し、低温側凝縮部(44には第1段の
ヒートパイプ(至)の低温側凝縮部(41で加熱された
空気が接することKなる。
このため、ヒートパイプ作動温度(tHP)の最高温度
は337℃となって、水を作動液とする場合の最高許容
温度340℃より低くなるので、有機系熱媒体を使用せ
ずに、水を作動液として使用することができるようにな
る。またヒートパイプ作動温度(1H,)の最低温度は
112℃となって、排カスノ酸露点105〜110℃(
SO1濃度0.5〜0.6 ppmの場合)より高くな
るので、ヒートパイプ外面腐食防止のために耐食材料を
使う必要がなく、通常の炭素鋼を使用することができる
〔発明の効果〕
本発明は、ヒートパイプの作動液として毒性、危険物で
ある有機系媒体を使用せずに水を使用することができ、
ヒートパイプに高価な耐食材料を使う必要がなく、腐食
が生じないためヒートパイプの肉厚を薄くして重量を軽
減することもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の系統図、第2図は第1図の
装置の温度状態を示すグラフ、第3図は従来装置の一例
を示す系統図、第4図は第3図の装置の温度状態を示す
グラフである。 翰、(ハ)、(財)は熱交換チャンバー、国は一次空気
通路、(至)は二次空気通路、(至)は第1段のヒート
パイプ、(4っけ第2段のヒートパイプである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)高温の排ガスが流れる排ガス通路と、加熱すべき空
    気が流れる空気通路と、前記排ガス通路の上流側と空気
    通路の上流側との間に設けた第1段のヒートパイプと、
    前記排ガス通路の下流側と空気通路の下流側との間に設
    けた第2段のヒートパイプと、を備えたことを特徴とす
    るヒートパイプ空気予熱器。
JP12646985A 1985-06-11 1985-06-11 ヒ−トパイプ空気予熱器 Pending JPS61285393A (ja)

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JP12646985A JPS61285393A (ja) 1985-06-11 1985-06-11 ヒ−トパイプ空気予熱器

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JP12646985A JPS61285393A (ja) 1985-06-11 1985-06-11 ヒ−トパイプ空気予熱器

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JPS61285393A true JPS61285393A (ja) 1986-12-16

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ID=14935989

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55155187A (en) * 1979-05-18 1980-12-03 Babcock Hitachi Kk Connection for heat exchange panel
JPS602891A (ja) * 1983-06-21 1985-01-09 Babcock Hitachi Kk 腐食防止型熱交換装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55155187A (en) * 1979-05-18 1980-12-03 Babcock Hitachi Kk Connection for heat exchange panel
JPS602891A (ja) * 1983-06-21 1985-01-09 Babcock Hitachi Kk 腐食防止型熱交換装置

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