JP2002295989A - フィン付伝熱管およびその支持構造 - Google Patents
フィン付伝熱管およびその支持構造Info
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- F28F9/007—Auxiliary supports for elements
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 支持部分のフィンを取り除かなくても、フィ
ンの高温クリープ変形の発生を防止できるフィン付伝熱
管およびその支持構造を提供する。 【解決手段】 伝熱管支持板２３の貫通穴２３ａの下縁
に円弧状の伝熱管受け金具３２ｂを配設し、伝熱管２１
のフィン２２の前記伝熱管受け金具３２ｂが摺接する部
位に、円周方向に沿って３枚の平板状のフィン連結金具
３３ｅ（３３ｄ，３３ｆ）を溶接部３６で溶接してフィ
ン２２の外周部を一体化し、外力が作用した時の機械的
強度を高めた。
ンの高温クリープ変形の発生を防止できるフィン付伝熱
管およびその支持構造を提供する。 【解決手段】 伝熱管支持板２３の貫通穴２３ａの下縁
に円弧状の伝熱管受け金具３２ｂを配設し、伝熱管２１
のフィン２２の前記伝熱管受け金具３２ｂが摺接する部
位に、円周方向に沿って３枚の平板状のフィン連結金具
３３ｅ（３３ｄ，３３ｆ）を溶接部３６で溶接してフィ
ン２２の外周部を一体化し、外力が作用した時の機械的
強度を高めた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は排熱回収ボイラのフ
ィン付伝熱管およびその支持構造に関する。
ィン付伝熱管およびその支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンバインドサイクル発電プラントでは
ガスタービンで発電を行うと共に、ガスタービンから排
出された燃焼排ガス中の熱を排熱回収ボイラで回収し、
発生した蒸気を用いて蒸気タービンでも発電を行う。一
般に、コンバインドサイクル発電プラントは発電効率が
高いことに加えて、負荷応答性が良好であるため、急激
な電力需要の変動に速やかに対応できるという長所があ
り、近年多用される傾向にある。
ガスタービンで発電を行うと共に、ガスタービンから排
出された燃焼排ガス中の熱を排熱回収ボイラで回収し、
発生した蒸気を用いて蒸気タービンでも発電を行う。一
般に、コンバインドサイクル発電プラントは発電効率が
高いことに加えて、負荷応答性が良好であるため、急激
な電力需要の変動に速やかに対応できるという長所があ
り、近年多用される傾向にある。
【０００３】図７は排熱回収ボイラの概略構成を示す構
成図である。この排熱回収ボイラは煙突１１の下部に配
置された竪型のボイラ装置であり、図示されていないガ
スタービンから排出され、入口ダクト２から導入した燃
焼排ガスＧをケーシング３内で上昇方向に流れ転換し
て、熱回収部１で熱交換を行うようになっている。この
排熱回収ボイラは自然循環式で熱回収部１はケーシング
３内の上方への排ガス流れ方向に沿って、過熱器および
高圧蒸発器４、脱硝装置５、低圧蒸発器６、低圧節炭器
７が配置左れている。
成図である。この排熱回収ボイラは煙突１１の下部に配
置された竪型のボイラ装置であり、図示されていないガ
スタービンから排出され、入口ダクト２から導入した燃
焼排ガスＧをケーシング３内で上昇方向に流れ転換し
て、熱回収部１で熱交換を行うようになっている。この
排熱回収ボイラは自然循環式で熱回収部１はケーシング
３内の上方への排ガス流れ方向に沿って、過熱器および
高圧蒸発器４、脱硝装置５、低圧蒸発器６、低圧節炭器
７が配置左れている。
【０００４】ガスタービンからの排気ガスＧはケーシン
グ３内に流入し、まず過熱器および高圧蒸発器４で熱交
換された後、脱硝装置５に流入して含有する窒素酸化物
が除去される。更に排ガスＧは低圧蒸発器６、低圧節炭
器７を順次通過する過程で伝熱管内の内部流体と熱交換
して温度が低下し、出口ダクト９を通って煙突１１から
大気中に排出される。上述の過熱器および高圧蒸発器
４、脱硝装置５、低圧蒸発器６及び低圧節炭器７は、そ
れぞれ水平方向に配置された伝熱管群で構成され、これ
ら伝熱管群は鉄骨８から伝熱管吊り部材１０によって吊
り下げられている。
グ３内に流入し、まず過熱器および高圧蒸発器４で熱交
換された後、脱硝装置５に流入して含有する窒素酸化物
が除去される。更に排ガスＧは低圧蒸発器６、低圧節炭
器７を順次通過する過程で伝熱管内の内部流体と熱交換
して温度が低下し、出口ダクト９を通って煙突１１から
大気中に排出される。上述の過熱器および高圧蒸発器
４、脱硝装置５、低圧蒸発器６及び低圧節炭器７は、そ
れぞれ水平方向に配置された伝熱管群で構成され、これ
ら伝熱管群は鉄骨８から伝熱管吊り部材１０によって吊
り下げられている。
【０００５】図８および図９はそれぞれ排熱回収ボイラ
の伝熱管群を示す正面図および側面図である。排熱回収
ボイラでは燃焼排ガスとの効率的な熱交換を行うため
に、伝熱管２１の外周には多数の（実際には連続した）
フィン２２が溶接等によって取り付けられいる。伝熱管
２１の支持部となる外周にはフィン２２が除去された領
域がある。伝熱管吊り部材１０の下端部に、伝熱管支持
板２３の上端部に一体的に突設されたラグ２４がピン２
５を介して取り付けられている。そして、この伝熱管支
持板２３には多数の貫通穴２３ａが規則的に穿設されて
いて、これらの貫通穴２３ａに伝熱管２１のフィン２２
が除去された部分が嵌入して支持されている。
の伝熱管群を示す正面図および側面図である。排熱回収
ボイラでは燃焼排ガスとの効率的な熱交換を行うため
に、伝熱管２１の外周には多数の（実際には連続した）
フィン２２が溶接等によって取り付けられいる。伝熱管
２１の支持部となる外周にはフィン２２が除去された領
域がある。伝熱管吊り部材１０の下端部に、伝熱管支持
板２３の上端部に一体的に突設されたラグ２４がピン２
５を介して取り付けられている。そして、この伝熱管支
持板２３には多数の貫通穴２３ａが規則的に穿設されて
いて、これらの貫通穴２３ａに伝熱管２１のフィン２２
が除去された部分が嵌入して支持されている。
【０００６】このように、伝熱管２１をフィン２２が除
去された部分で支持するようにしたのは、伝熱管２１を
フィン２２が取付けられた部分で支持すると、ガスター
ビンの熱効率向上の目的で排ガス温度が近年、高められ
ているため、従来はさほど問題にならなかった支持部分
のフィン２２が排熱回収ボイラの運転中に高温クリープ
変形を起こす虞があり、伝熱管２１のフィン２２の高温
での機械強度が問題となってきたからである。図１０は
伝熱管２１およびフィン２２の重力によりフィン２２が
高温クリープ変形を起こした時の伝熱管２１の支持部分
の正面図である。同図に示すように、支持部分のフィン
２２が高温クリープ変形を起こすと、支持部分のフィン
２２と伝熱管支持板２３の貫通穴２３ａとの間に隙間が
生じ、排ガスＧの流れによって伝熱管２１が矢印方向に
振動してしまう。
去された部分で支持するようにしたのは、伝熱管２１を
フィン２２が取付けられた部分で支持すると、ガスター
ビンの熱効率向上の目的で排ガス温度が近年、高められ
ているため、従来はさほど問題にならなかった支持部分
のフィン２２が排熱回収ボイラの運転中に高温クリープ
変形を起こす虞があり、伝熱管２１のフィン２２の高温
での機械強度が問題となってきたからである。図１０は
伝熱管２１およびフィン２２の重力によりフィン２２が
高温クリープ変形を起こした時の伝熱管２１の支持部分
の正面図である。同図に示すように、支持部分のフィン
２２が高温クリープ変形を起こすと、支持部分のフィン
２２と伝熱管支持板２３の貫通穴２３ａとの間に隙間が
生じ、排ガスＧの流れによって伝熱管２１が矢印方向に
振動してしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、伝熱管２１
へのフィン２２の取付けは、幅方向に折れ目を入れた帯
状部材を専用の自動抵抗溶接装置を用いて伝熱管２１の
外周に巻き付けながら連続的に溶接固定し、後述する図
２に示すような鋸歯状のフィン２２を有するフィン付伝
熱管とする。その後、伝熱管２１の支持部分のフィン２
２を例えば、研削加工により削り取る。例えば、最も高
温の排ガスＧに晒される過熱器および高圧蒸発器４の伝
熱管２１の支持部分だけを研削加工する場合を考えて
も、伝熱管２１の総数は2000〜3000本になるから、これ
らを５本の伝熱管吊り部材１０で吊り下げるとすると、
合計で 10000〜 15000箇所の研削加工作業が必要にな
り、これは膨大な作業量となる。
へのフィン２２の取付けは、幅方向に折れ目を入れた帯
状部材を専用の自動抵抗溶接装置を用いて伝熱管２１の
外周に巻き付けながら連続的に溶接固定し、後述する図
２に示すような鋸歯状のフィン２２を有するフィン付伝
熱管とする。その後、伝熱管２１の支持部分のフィン２
２を例えば、研削加工により削り取る。例えば、最も高
温の排ガスＧに晒される過熱器および高圧蒸発器４の伝
熱管２１の支持部分だけを研削加工する場合を考えて
も、伝熱管２１の総数は2000〜3000本になるから、これ
らを５本の伝熱管吊り部材１０で吊り下げるとすると、
合計で 10000〜 15000箇所の研削加工作業が必要にな
り、これは膨大な作業量となる。
【０００８】本発明の目的は、支持部分のフィンを取り
除かなくても、フィンの高温クリープ変形の発生を防止
できるフィン付伝熱管およびその支持構造を提供するこ
とにある。
除かなくても、フィンの高温クリープ変形の発生を防止
できるフィン付伝熱管およびその支持構造を提供するこ
とにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、少なくとも伝熱管支持板の貫通穴に接触す
る範囲のフィンの下端部を、前記貫通穴に摺接するフィ
ン連結金具に一体的に固定したものであり、好ましく
は、伝熱管支持板の貫通穴のフィン連結金具が摺接する
部位に、中心軸に垂直な断面が円弧状の伝熱管受け金具
を配設し、フィン連結金具を伝熱管の径方向に薄い、中
心軸に垂直な断面が円弧状の金属板または複数の平板状
の金属板としたものである。
するために、少なくとも伝熱管支持板の貫通穴に接触す
る範囲のフィンの下端部を、前記貫通穴に摺接するフィ
ン連結金具に一体的に固定したものであり、好ましく
は、伝熱管支持板の貫通穴のフィン連結金具が摺接する
部位に、中心軸に垂直な断面が円弧状の伝熱管受け金具
を配設し、フィン連結金具を伝熱管の径方向に薄い、中
心軸に垂直な断面が円弧状の金属板または複数の平板状
の金属板としたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施例を詳細に説明する。図１は本発明の実施例に係る
フィン付伝熱管およびその支持構造を示す伝熱管の中心
軸を通る断面図、図２は同じく、図１の切断線Ｘ−Ｘに
沿った伝熱管に垂直な断面図である。これらの図におい
て、３２ａ，３２ｂは伝熱管支持板２３の貫通穴２３ａ
の上下縁に埋め込まれた、中心軸に垂直な断面が円弧状
の一対の伝熱管受け金具、３３ａ〜３３ｃ，３３ｄ〜３
３ｆは伝熱管２１のフィン２２の上下外縁部の伝熱管受
け金具３２ａ，３２ｂの対向部に摺動可能に、円周方向
に沿ってそれぞれ３枚ずつフラッシュ溶接等により溶接
されて一体化された薄く幅狭で平板状のフィン連結金
具、３６はフィン２２とフィン連結金具３３ａ〜３３ｆ
との間を連結する溶接部である。
実施例を詳細に説明する。図１は本発明の実施例に係る
フィン付伝熱管およびその支持構造を示す伝熱管の中心
軸を通る断面図、図２は同じく、図１の切断線Ｘ−Ｘに
沿った伝熱管に垂直な断面図である。これらの図におい
て、３２ａ，３２ｂは伝熱管支持板２３の貫通穴２３ａ
の上下縁に埋め込まれた、中心軸に垂直な断面が円弧状
の一対の伝熱管受け金具、３３ａ〜３３ｃ，３３ｄ〜３
３ｆは伝熱管２１のフィン２２の上下外縁部の伝熱管受
け金具３２ａ，３２ｂの対向部に摺動可能に、円周方向
に沿ってそれぞれ３枚ずつフラッシュ溶接等により溶接
されて一体化された薄く幅狭で平板状のフィン連結金
具、３６はフィン２２とフィン連結金具３３ａ〜３３ｆ
との間を連結する溶接部である。
【００１１】図２に示すように、本実施例ではフィン２
２は円周方向に先端側が分割されたセレーテッド型のフ
ィンで構成されている。そして、上述のように、フィン
２２とフィン連結金具３３ａ〜３３ｆとの間は溶接部３
６によって一体化されているが、伝熱管受け金具３２
ａ，３２ｂとフィン連結金具３３ａ〜３３ｆとの間は摺
動自在になっているので、２０ｍ程の長さの伝熱管２１
が排熱回収ボイラの運転開始・停止時に管軸方向に熱伸
縮する場合に、自由な伸縮動作が保証されるようになっ
ている。なお、フィン連結金具３３ａ〜３３ｆは上述の
ように、上下それぞれ３枚ずつの平板状のものを用いて
いるが、伝熱管受け金具３２ａ，３２ｂと相似の円弧状
のものを用いれば一対のものを取り付けるだけで済む。
ただし、円弧状の部品を制作するには特別な加工装置と
長時間の加工が必要になるため、コストが高くなる。
２は円周方向に先端側が分割されたセレーテッド型のフ
ィンで構成されている。そして、上述のように、フィン
２２とフィン連結金具３３ａ〜３３ｆとの間は溶接部３
６によって一体化されているが、伝熱管受け金具３２
ａ，３２ｂとフィン連結金具３３ａ〜３３ｆとの間は摺
動自在になっているので、２０ｍ程の長さの伝熱管２１
が排熱回収ボイラの運転開始・停止時に管軸方向に熱伸
縮する場合に、自由な伸縮動作が保証されるようになっ
ている。なお、フィン連結金具３３ａ〜３３ｆは上述の
ように、上下それぞれ３枚ずつの平板状のものを用いて
いるが、伝熱管受け金具３２ａ，３２ｂと相似の円弧状
のものを用いれば一対のものを取り付けるだけで済む。
ただし、円弧状の部品を制作するには特別な加工装置と
長時間の加工が必要になるため、コストが高くなる。
【００１２】このように、本実施例では伝熱管２１の重
量をその下側に溶接固定されたセレーテッド型のフィン
２２の複数箇所を溶接部３６によってフィン連結金具３
３ｄ〜３３ｆに連結一体化して支えるようにしたので、
伝熱管２１を支持する領域のフィン２２の先端側は連動
して動くことしかできず、フィン付伝熱管２１の支持強
度が大幅に増加するから、高温の排ガスＧに晒されても
クリープ変形が生じるのを抑制することができる。
量をその下側に溶接固定されたセレーテッド型のフィン
２２の複数箇所を溶接部３６によってフィン連結金具３
３ｄ〜３３ｆに連結一体化して支えるようにしたので、
伝熱管２１を支持する領域のフィン２２の先端側は連動
して動くことしかできず、フィン付伝熱管２１の支持強
度が大幅に増加するから、高温の排ガスＧに晒されても
クリープ変形が生じるのを抑制することができる。
【００１３】一般に、座屈強度は材料力学に基づいた評
価式により求めることができ、座屈荷重Ｐk は次式 Ｐk ＝ＥＩ・ｎπ2 ／ｌ2 ……（１） で与えられる。但し、Ｅはヤング率、ｌは柱の長さ、Ｉ
は断面二次モーメントであり、ｎは柱の拘束条件で決ま
る座屈荷重の比を表す係数（ｌ′＝１／√ｎ）である。
そして、この係数ｎは例えば、日本機械学会「機械工学
便覧」Ａ４編（１９８７）に記載されているように、図
３に示す拘束条件−係数ｎ対応表により与えられる。
価式により求めることができ、座屈荷重Ｐk は次式 Ｐk ＝ＥＩ・ｎπ2 ／ｌ2 ……（１） で与えられる。但し、Ｅはヤング率、ｌは柱の長さ、Ｉ
は断面二次モーメントであり、ｎは柱の拘束条件で決ま
る座屈荷重の比を表す係数（ｌ′＝１／√ｎ）である。
そして、この係数ｎは例えば、日本機械学会「機械工学
便覧」Ａ４編（１９８７）に記載されているように、図
３に示す拘束条件−係数ｎ対応表により与えられる。
【００１４】従来例の伝熱管２１のフィン２２では、伝
熱管２１側は回転、移動共に固定で、先端側は回転、移
動共に自由となっているので、拘束条件は（Ｅ）型とな
る。これに対して、本実施例のフィン２２では、伝熱管
２１側は回転、移動共に固定で、先端側はフィン連結金
具３３ｄ〜３３ｆに連結一体化されているので、回転は
固定（拘束）となっているが、フィン連結金具３３ｄ〜
３３ｆと一体的に動くことができるから、移動は自由と
なっており、拘束条件は（Ｄ）型となる。従って、本実
施例の場合はｎ＝0.69、従来例の場合はｎ＝0.23とな
る。つまり、本実施例における伝熱管２１を支持するフ
ィン２２の座屈強度は理論上は従来例のフィン２２の３
倍となる。
熱管２１側は回転、移動共に固定で、先端側は回転、移
動共に自由となっているので、拘束条件は（Ｅ）型とな
る。これに対して、本実施例のフィン２２では、伝熱管
２１側は回転、移動共に固定で、先端側はフィン連結金
具３３ｄ〜３３ｆに連結一体化されているので、回転は
固定（拘束）となっているが、フィン連結金具３３ｄ〜
３３ｆと一体的に動くことができるから、移動は自由と
なっており、拘束条件は（Ｄ）型となる。従って、本実
施例の場合はｎ＝0.69、従来例の場合はｎ＝0.23とな
る。つまり、本実施例における伝熱管２１を支持するフ
ィン２２の座屈強度は理論上は従来例のフィン２２の３
倍となる。
【００１５】次に、伝熱管２１を支持するフィン２２に
クリープ変形が生じた時のクリープ変形進行度合いを有
限要素法（ＦＥＭ）を用いて解析した結果を説明する。
図４は伝熱管２１のセレーテッド型のフィン２２の分割
された一片に荷重Ｆを付加した時のフィン２２の変形状
態を模擬的に示す仮想図である。（ａ）および（ｂ）は
それぞれ従来例および本実施例に係るものを表してい
る。これらの図において、陰影の薄い部分は応力が作用
している部位を示している。これらの図から明らかなよ
うに、従来例と本実施例とでは拘束条件が異なるため、
それぞれのフィンの変形状態も大きく異なっている。
クリープ変形が生じた時のクリープ変形進行度合いを有
限要素法（ＦＥＭ）を用いて解析した結果を説明する。
図４は伝熱管２１のセレーテッド型のフィン２２の分割
された一片に荷重Ｆを付加した時のフィン２２の変形状
態を模擬的に示す仮想図である。（ａ）および（ｂ）は
それぞれ従来例および本実施例に係るものを表してい
る。これらの図において、陰影の薄い部分は応力が作用
している部位を示している。これらの図から明らかなよ
うに、従来例と本実施例とでは拘束条件が異なるため、
それぞれのフィンの変形状態も大きく異なっている。
【００１６】図５は所定量の荷重を加えた時にフィン２
２が折れ曲がるまでの時間を従来例と本実施例について
測定した結果を示す特性図である。同図から明らかなよ
うに、同じ荷重を加えた時にフィン２２が折れ曲がるま
でに要する時間は、従来例に較べて本実施例の方が圧倒
的に長いことから、本実施例に係るフィン２２の機械的
強度が大幅に増加していることが判る。
２が折れ曲がるまでの時間を従来例と本実施例について
測定した結果を示す特性図である。同図から明らかなよ
うに、同じ荷重を加えた時にフィン２２が折れ曲がるま
でに要する時間は、従来例に較べて本実施例の方が圧倒
的に長いことから、本実施例に係るフィン２２の機械的
強度が大幅に増加していることが判る。
【００１７】このように本実施例では、伝熱管２１の外
周に取り付けられたフィン２２のフィン連結金具３３ｄ
〜３３ｆで連結された外端部をその儘支持しても、フィ
ン２２に高温クリープ変形が生じ難いから、伝熱管２１
の安定した支持部を形成するためのフィン２２の研削加
工作業に要する労力と時間を省くことができ、伝熱管２
１の取付け作業の工期の短縮とコスト低減を図ることが
できる。
周に取り付けられたフィン２２のフィン連結金具３３ｄ
〜３３ｆで連結された外端部をその儘支持しても、フィ
ン２２に高温クリープ変形が生じ難いから、伝熱管２１
の安定した支持部を形成するためのフィン２２の研削加
工作業に要する労力と時間を省くことができ、伝熱管２
１の取付け作業の工期の短縮とコスト低減を図ることが
できる。
【００１８】また、伝熱管支持板２３の貫通穴２３ａの
下縁に円弧状の伝熱管受け金具３２ｂを配設したので、
熱膨張や熱収縮により伝熱管２１が伸縮を繰り返すこと
により、フィン連結金具３３ｄ〜３３ｆが伝熱管支持板
２３の貫通穴２３ａに摺動しても、この貫通穴２３ａ内
壁面の磨耗を緩和することができる。上述の実施例では
伝熱管２１に取り付けられたフィン２２はセレーテッド
型のもので形成されているが、フィン２２の形状が円周
方向に分割溝のないソリッド型のものであっても良い。
下縁に円弧状の伝熱管受け金具３２ｂを配設したので、
熱膨張や熱収縮により伝熱管２１が伸縮を繰り返すこと
により、フィン連結金具３３ｄ〜３３ｆが伝熱管支持板
２３の貫通穴２３ａに摺動しても、この貫通穴２３ａ内
壁面の磨耗を緩和することができる。上述の実施例では
伝熱管２１に取り付けられたフィン２２はセレーテッド
型のもので形成されているが、フィン２２の形状が円周
方向に分割溝のないソリッド型のものであっても良い。
【００１９】図６は本発明の実施例の変形例に係るソリ
ッド型のフィン２２を有した伝熱管２１の中心軸に垂直
な断面図である。この変形例ではフィン２２はソリッド
型で構成されているので、フィン２２が円周方向に連続
しており、セレーテッド型のものに較べて機械的強度が
高く、しかも、その伝熱管支持板２３の貫通穴２３ａに
接する部位の上下端部は、中心軸に垂直な断面が円弧状
に形成されたフィン連結金具３３ｇ，３３ｈに溶接固定
されているから、フィン２２の支持部となる部位の下端
部は完全に一体固定され、そこに付加される荷重に対す
る機械的強度をさらに高めることができ、フィン連結金
具３３ｇ，３３ｈと伝熱管受け金具３２ａ，３２ｂとの
摺動動作も円滑に行える。
ッド型のフィン２２を有した伝熱管２１の中心軸に垂直
な断面図である。この変形例ではフィン２２はソリッド
型で構成されているので、フィン２２が円周方向に連続
しており、セレーテッド型のものに較べて機械的強度が
高く、しかも、その伝熱管支持板２３の貫通穴２３ａに
接する部位の上下端部は、中心軸に垂直な断面が円弧状
に形成されたフィン連結金具３３ｇ，３３ｈに溶接固定
されているから、フィン２２の支持部となる部位の下端
部は完全に一体固定され、そこに付加される荷重に対す
る機械的強度をさらに高めることができ、フィン連結金
具３３ｇ，３３ｈと伝熱管受け金具３２ａ，３２ｂとの
摺動動作も円滑に行える。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、少なくとも伝熱管支持板の貫通穴に接触する
範囲のフィンの下端部を、貫通穴に摺接するフィン連結
金具に一体的に固定したので、フィン連結金具で連結さ
れたフィンの外端部をその儘支持しても、フィンに高温
クリープ変形が生じ難いから、伝熱管の安定した支持部
を形成するためのフィンの研削加工作業に要する労力と
時間を省くことができ、伝熱管の取付け作業の工期の短
縮とコスト低減を図ることができる。請求項２記載の発
明によれば、伝熱管支持板の貫通穴のフィン連結金具が
摺接する部位に、中心軸に垂直な断面が円弧状の伝熱管
受け金具を配設したので、熱膨張や熱収縮により伝熱管
が伸縮を繰り返すことにより、フィン連結金具が伝熱管
支持板の貫通穴に摺動しても、この貫通穴内壁面の磨耗
を緩和することができる。
によれば、少なくとも伝熱管支持板の貫通穴に接触する
範囲のフィンの下端部を、貫通穴に摺接するフィン連結
金具に一体的に固定したので、フィン連結金具で連結さ
れたフィンの外端部をその儘支持しても、フィンに高温
クリープ変形が生じ難いから、伝熱管の安定した支持部
を形成するためのフィンの研削加工作業に要する労力と
時間を省くことができ、伝熱管の取付け作業の工期の短
縮とコスト低減を図ることができる。請求項２記載の発
明によれば、伝熱管支持板の貫通穴のフィン連結金具が
摺接する部位に、中心軸に垂直な断面が円弧状の伝熱管
受け金具を配設したので、熱膨張や熱収縮により伝熱管
が伸縮を繰り返すことにより、フィン連結金具が伝熱管
支持板の貫通穴に摺動しても、この貫通穴内壁面の磨耗
を緩和することができる。
【００２１】請求項３記載の発明によれば、フィン連結
金具を伝熱管の径方向に薄い、中心軸に垂直な断面が円
弧状の金属板としたので、フィンの支持部となる部位の
下端部は完全に一体固定されるから、そこに付加される
荷重に対する機械的強度を高めることができ、フィン連
結金具と伝熱管受け金具との摺動動作も円滑に行うこと
ができる。請求項４記載の発明によれば、フィン連結金
具を伝熱管の径方向に薄い複数の平板状の金属板とした
ので、フィン連結金具を作成するのに要する労力と時間
を低減することができるから、伝熱管の取付け作業のコ
ストをさらに低減することができる。
金具を伝熱管の径方向に薄い、中心軸に垂直な断面が円
弧状の金属板としたので、フィンの支持部となる部位の
下端部は完全に一体固定されるから、そこに付加される
荷重に対する機械的強度を高めることができ、フィン連
結金具と伝熱管受け金具との摺動動作も円滑に行うこと
ができる。請求項４記載の発明によれば、フィン連結金
具を伝熱管の径方向に薄い複数の平板状の金属板とした
ので、フィン連結金具を作成するのに要する労力と時間
を低減することができるから、伝熱管の取付け作業のコ
ストをさらに低減することができる。
【図１】本発明の実施例に係るフィン付伝熱管およびそ
の支持構造を示す伝熱管の中心軸を通る断面図
の支持構造を示す伝熱管の中心軸を通る断面図
【図２】同じく、図１の切断線Ｘ−Ｘに沿った伝熱管に
垂直な断面図
垂直な断面図
【図３】拘束条件−係数ｎ対応表を示す表図
【図４】フィンの分割された一片に荷重Ｆを付加した時
の変形状態を模擬的に示す仮想図
の変形状態を模擬的に示す仮想図
【図５】所定量の荷重を加えた時にフィンが折れ曲がる
までの時間を測定した結果を示す特性図
までの時間を測定した結果を示す特性図
【図６】本発明の実施例の変形例に係る伝熱管の中心軸
に垂直な断面図
に垂直な断面図
【図７】排熱回収ボイラの概略構成を示す構成図
【図８】従来例に係る排熱回収ボイラの伝熱管群を示す
正面図
正面図
【図９】同じく、その側面図
【図１０】フィンが高温クリープ変形を起こした時の支
持部分の正面図
持部分の正面図
１ 熱回収部 ３ ケーシング ４ 過熱器および高圧蒸発器 ５ 脱硝装置 ６ 低圧蒸発器 ７ 低圧節炭器 ８ 鉄骨 １０ 伝熱管吊り部材 ２１ 伝熱管 ２２ フィン ２３ 伝熱管支持板 ２３ａ 貫通穴 ３２（ａ，ｂ） 伝熱管受け金具 ３３（ａ〜ｈ） フィン連結金具 ３６ 溶接部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉元 譲 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉事業所内
Claims (4)
- 【請求項１】 外周部の円周方向に沿ってフィンが立設
され、中空部を熱伝達用の流体が流通する円筒状の伝熱
管を伝熱管支持板の貫通穴に嵌入させ、摺動自在に支持
したフィン付伝熱管およびその支持構造において、少な
くとも前記フィンの前記貫通穴に接触する範囲の下端部
を、前記貫通穴に摺接するフィン連結金具に一体的に固
定したことを特徴とするフィン付伝熱管およびその支持
構造。 - 【請求項２】 伝熱管支持板の貫通穴のフィン連結金具
が摺接する部位に、中心軸に垂直な断面が円弧状の伝熱
管受け金具を配設したことを特徴とする請求項１記載の
フィン付伝熱管およびその支持構造。 - 【請求項３】 フィン連結金具は伝熱管の径方向に薄
い、中心軸に垂直な断面が円弧状の金属板であることを
特徴とする請求項１記載のフィン付伝熱管およびその支
持構造。 - 【請求項４】 フィン連結金具は伝熱管の径方向に薄い
複数の平板状の金属板であることを特徴とする請求項１
記載のフィン付伝熱管およびその支持構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001096346A JP2002295989A (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | フィン付伝熱管およびその支持構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001096346A JP2002295989A (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | フィン付伝熱管およびその支持構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002295989A true JP2002295989A (ja) | 2002-10-09 |
Family
ID=18950269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001096346A Pending JP2002295989A (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | フィン付伝熱管およびその支持構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002295989A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015094559A (ja) * | 2013-11-13 | 2015-05-18 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 伝熱管支持構造物および排熱回収ボイラ |
| JP2018508739A (ja) * | 2015-02-12 | 2018-03-29 | 安徽海螺川崎工程有限公司 | 余熱ボイラ |
| US10907822B2 (en) | 2015-02-12 | 2021-02-02 | Anhui Conch Kawasaki Engineering Company Limited | Waste heat boiler |
| US11035615B2 (en) | 2018-08-23 | 2021-06-15 | Caterpillar Inc. | Support clip for finned tube type heat exchangers |
-
2001
- 2001-03-29 JP JP2001096346A patent/JP2002295989A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015094559A (ja) * | 2013-11-13 | 2015-05-18 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 伝熱管支持構造物および排熱回収ボイラ |
| KR20160064162A (ko) | 2013-11-13 | 2016-06-07 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | 전열관 지지구조물 및 배열회수보일러 |
| JP2018508739A (ja) * | 2015-02-12 | 2018-03-29 | 安徽海螺川崎工程有限公司 | 余熱ボイラ |
| EP3258168A4 (en) * | 2015-02-12 | 2019-02-20 | Anhui Conch Kawasaki Engineering Company Limited | BOILER WITH HEAT RECOVERY |
| US10907822B2 (en) | 2015-02-12 | 2021-02-02 | Anhui Conch Kawasaki Engineering Company Limited | Waste heat boiler |
| US11035615B2 (en) | 2018-08-23 | 2021-06-15 | Caterpillar Inc. | Support clip for finned tube type heat exchangers |
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