JP6718525B2 - Gas gas heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、熱媒と排ガスとの熱交換を行うガスガス熱交換器に関し、特に、ボイラ等から排出する排ガスとの間で熱交換を行うのに好適な熱交換器に関する。 The present invention relates to a gas-gas heat exchanger for exchanging heat between a heat medium and exhaust gas, and more particularly to a heat exchanger suitable for exchanging heat with exhaust gas discharged from a boiler or the like.
火力発電所等で使用されるボイラからの排ガス（排煙）の処理を行う排煙処理システムに関し、以下の特許文献１に記載の技術が従来公知である。
BACKGROUND ART A technology described in
特許文献１（特開２０１１−５８６７９号公報）には、排煙処理システムにおいて、ガスガス熱交換器（ＧＧＨ：Gas Gas Heater）を使用する技術が記載されている。特許文献１に記載の構成では、ボイラ（１）からの排ガスが脱硝装置（２）に導入され、排ガス中の窒素酸化物が除去された後、空気予熱器(Ａ／Ｈ)（３）においてボイラ（１）への燃焼用空気と熱交換される。次に、排ガスはＧＧＨ熱回収器（４）に導入されて熱交換（熱回収）が行われる。ＧＧＨ熱回収器（４）を通過してガス温度が低下した排ガスは、ガス中の煤塵の電気抵抗値が低下した状態で集塵装置（５）に導入され、排ガス中の煤塵の大半が除去される。その後、排ガスはファン（６）により昇圧されて、湿式排煙脱硫装置（７）に導入され、気液接触により排ガス中の硫黄酸化物および煤塵の一部が除去される。湿式排煙脱硫装置（７）において、飽和ガス温度まで冷却された排ガスは、ＧＧＨ熱回収器（４）で回収された熱を利用して、ＧＧＨ再加熱器（８）により昇温（熱交換、再加熱）される。ＧＧＨ再加熱器（８）を通過した排ガスは、脱硫ファン（９）により昇圧され、煙突（１０）より排出される。
Patent Literature 1 (JP 2011-58679 A) describes a technique of using a gas gas heat exchanger (GGH: Gas Gas Heater) in a flue gas treatment system. In the configuration described in
また、特許文献１に記載の構成では、ＧＧＨ（４，８）は、伝熱管（１１，１２）の両端が、伝熱管ヘッダ（３３）に支持されており、伝熱管（１１，１２）と伝熱管ヘッダ（３３）がケーシング（３７）の内部に収容された構成が記載されている。
Further, in the configuration described in
従来の熱交換器、特に、ＧＧＨでは、熱交換の効率を向上させるために、伝熱管と伝熱管ヘッダの１セットを、排ガスの流れ方向に対して、複数段（上流段、中流段、下流段等）配置したり、排ガスの流れ方向や伝熱管の延びる方向に交差する方向（重力方向）にも複数段（上段、中段、下段）配置することもある。
重力方向に複数段配置した場合、ＧＧＨ熱回収器では、水平方向に流れるガスに対して最下段（もしくは下方）の伝熱管がアッシュエロージョン（排ガス中の石炭灰で伝熱管表面が荒れたり、削れること）で故障する事がある（なお、スートブロアを設けることで対応も可能）。また、ＧＧＨ再加熱器では、湿式排煙脱硫装置からミスト状の液体が流入するため、水平方向に流れる重力方向の下段の伝熱管が重力でミストにさらされやすく、腐食して故障しやすい。なお、ガスの流れが重力方向の場合は、アッシュエロージョンも、ミストによる腐食も、最上流の伝熱管で発生しやすい。In a conventional heat exchanger, in particular, GGH, in order to improve the efficiency of heat exchange, one set of a heat transfer tube and a heat transfer tube header is provided in a plurality of stages (upstream stage, middle flow stage, and downstream stage) in the exhaust gas flow direction. In some cases, a plurality of stages (upper stage, middle stage, lower stage) may be arranged in a direction (gravitational direction) intersecting the exhaust gas flow direction or the heat transfer tube extending direction.
In the case of arranging multiple stages in the direction of gravity, in the GGH heat recovery device, the heat transfer pipe in the lowest stage (or below) with respect to the gas flowing in the horizontal direction is ash erosion (the heat transfer pipe surface is roughened or scraped by the coal ash in the exhaust gas). It may break down (in addition, it is possible to deal with it by providing a soot blower). Further, in the GGH reheater, since a mist-like liquid flows in from the wet flue gas desulfurization device, the lower heat transfer tube in the horizontal direction, which flows in the direction of gravity, is easily exposed to the mist due to gravity, and easily corrodes and breaks down. When the gas flow is in the direction of gravity, both ash erosion and corrosion due to mist are likely to occur in the most upstream heat transfer tube.
特許文献１に記載の構成のように、ケーシングに伝熱管や伝熱管ヘッダを収容する構成では、複数の伝熱管の中の一つが故障しても、ケーシングから伝熱管等の全体を取り出して交換、修理等をする必要があり、作業が面倒である問題がある。特に、重力方向下段の伝熱管で故障が発生した場合、下段のケーシングに直接アクセスすることが困難であるため、故障していない上段のケーシングを取外してから下段のケーシングにアクセスすることとなり、作業がさらに大変である問題もある。また、仮に、伝熱管の一部が故障した場合に、故障していない伝熱管も含めケーシング全体を交換する場合は、無駄が多く、修理費用が上昇する問題もある。
In the configuration in which the heat transfer tube or the heat transfer tube header is housed in the casing as in the configuration described in
本発明は、従来のケーシングに収容する構成に比べて、ガスガス熱交換器のメンテナンスを容易にすることを技術的課題とする。 An object of the present invention is to facilitate maintenance of a gas-gas heat exchanger, as compared with a conventional housing structure.
前記技術的課題を解決するために、請求項１に記載の発明のガスガス熱交換器は、
熱媒と排ガスの熱交換を行う伝熱管の一端を支持する第１取付部と、
前記伝熱管の他端を支持する第２取付部と、
前記第１取付部と前記第２取付部との間に着脱可能に支持され、装着時に前記第１取付部と前記第２取付部とを接続する接続部材と、
を備え、
前記第１取付部と前記第２取付部が前記接続部材を支持し、
前記接続部材は前記伝熱管を支持せず伝熱管と独立して着脱可能で、
前記第１取付部と前記第２取付部と前記接続部材はケーシングに収容されておらず、排ガス路の一面を構成している
ことを特徴とする。In order to solve the technical problem, the gas-gas heat exchanger according to
A first mounting portion that supports one end of a heat transfer tube that performs heat exchange between a heat medium and exhaust gas;
A second mounting portion that supports the other end of the heat transfer tube;
A connection member that is detachably supported between the first mounting portion and the second mounting portion and that connects the first mounting portion and the second mounting portion at the time of mounting;
Equipped with
The first attachment portion and the second attachment portion support the connection member,
The connection member does not support the heat transfer tube and is detachable independently of the heat transfer tube,
The first mounting portion, the second mounting portion, and the connecting member are not housed in a casing and constitute one surface of the exhaust gas passage.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のガスガス熱交換器において、
複数の前記伝熱管、
を備えたことを特徴とする。The invention described in
A plurality of the heat transfer tubes,
It is characterized by having.
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のガスガス熱交換器において、
柱状に形成された前記各取付部と、
を備えたことを特徴とする。The invention according to
Each of the mounting portions formed in a columnar shape,
It is characterized by having.
請求項４に記載の発明のガスガス熱交換器は、
熱媒と排ガスの熱交換を行う伝熱管の一端を支持する第１取付部と、前記伝熱管の他端を支持する第２取付部と、前記第１取付部と前記第２取付部との間に着脱可能に支持され、装着時に前記第１取付部と前記第２取付部とを接続する接続部材とを有するバンドルを複数備え、
下段のバンドルの第１取付部の上面に、上段のバンドルの第１取付部を支持し、前記下段のバンドルの第２取付部の上面に、上段のバンドルの第２取付部を支持することで、下段のバンドルに上段のバンドルを積み上げた
ことを特徴とする。The gas gas heat exchanger according to the invention of
A first mounting portion that supports one end of the heat transfer tube that exchanges heat between the heat medium and the exhaust gas, a second mounting portion that supports the other end of the heat transfer tube, and the first mounting portion and the second mounting portion. A plurality of bundles that are detachably supported between and that have a connecting member that connects the first mounting portion and the second mounting portion when mounted,
By supporting the first mounting portion of the upper bundle on the upper surface of the first mounting portion of the lower bundle, and supporting the second mounting portion of the upper bundle on the upper surface of the second mounting portion of the lower bundle. It is characterized by stacking the upper bundle on the lower bundle.
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のガスガス熱交換器において、
最下段の前記バンドルの下面を覆う下カバーと、最上段の前記バンドルの上面を覆う上カバーと、前記伝熱管を挟んで前記各接続部材の反対側に配置された背面カバーと、を有し、内部に水平方向に沿って設定された排ガス路が形成された筐体と、
を備えたことを特徴とする。The invention according to
A lower cover that covers the lower surface of the lowermost bundle, an upper cover that covers the upper surface of the uppermost bundle, and a back cover that is disposed on the opposite side of the connection members with the heat transfer tube interposed therebetween. , A housing in which an exhaust gas passage is set which is set along the horizontal direction,
It is characterized by having.
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載のガスガス熱交換器において、
湿式排煙脱硫装置を通過した排ガスの流れ方向に沿って、上流のバンドルの下流側に下流のバンドルを隣接して配置すると共に、
前記上流のバンドルは、前記伝熱管が裸管により構成され且つ前記伝熱管の上流側と下流側とが重力方向でずれた位置に配置され、
前記下流のバンドルは、前記伝熱管の表面に襞状のフィンが配置され且つ前記伝熱管の上流側と下流側とが重力方向で対応する位置に配置された
ことを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項４ないし６のいずれかに記載のガスガス熱交換器において、
１つのバンドルが複数の前記伝熱管を備えたことを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項４ないし７のいずれかに記載のガスガス熱交換器において、
柱状に形成された前記各取付部と、
を備えたことを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載のガスガス熱交換器において、
前記接続部材が、溶接、またはボルト締めで前記第１取付部と前記第２取付部との間に支持される
ことを特徴とする。The invention according to
Along the flow direction of the exhaust gas that has passed through the wet flue gas desulfurization device, the downstream bundle is arranged adjacent to the downstream side of the upstream bundle,
In the upstream bundle, the heat transfer tube is formed of a bare tube, and the upstream side and the downstream side of the heat transfer tube are arranged at positions displaced in the direction of gravity.
The downstream bundle is characterized in that wrinkle-shaped fins are arranged on the surface of the heat transfer tube and the upstream side and the downstream side of the heat transfer tube are arranged at positions corresponding to each other in the direction of gravity.
The invention according to
One bundle is provided with a plurality of the heat transfer tubes.
The invention according to
Each of the mounting portions formed in a columnar shape,
It is characterized by having.
The invention according to
The connection member is supported between the first mounting portion and the second mounting portion by welding or bolting.
請求項１に記載の発明によれば、伝熱管が故障した場合に接続部材を取り外すことで、伝熱管にアクセスすることができ、従来のケーシングに収容する構成に比べて、ガスガス熱交換器のメンテナンスを容易にすることができる。
請求項２に記載の発明によれば、複数の伝熱管の中の１つの伝熱管が故障した場合でも、接続部材を取り外すことで、故障していない伝熱管が妨げとならずに、故障した伝熱管にアクセスしやすく、メンテナンスを容易に行うことができる。
請求項３に記載の発明によれば、取付部を強度部材として兼用することができ、支持鉄骨を使用する場合に比べて、軽量化できるとともに、コストも削減できる。According to the first aspect of the present invention, when the heat transfer tube is out of order, the connecting member can be removed to access the heat transfer tube. Maintenance can be facilitated.
According to the invention described in
According to the invention described in
請求項４に記載の発明によれば、前記請求項１に記載の効果に加えて下段のバンドルの伝熱管が故障した場合に、上段のバンドルを取り外さなくても、下段のバンドルの接続部材を取り外すことで、故障した伝熱管のメンテナンスが可能であり、メンテナンスを容易にすることができる。
請求項５に記載の発明によれば、前側のカバーも存在する従来のケーシングの構成に比べて、筐体を軽量化すると共に、費用を削減することができる。
請求項６に記載の発明によれば、湿式排煙脱硫装置からのミストで腐食しやすい下流の下段のバンドルの伝熱管で故障した場合でも、上段のバンドルを取り外さずにメンテナンスができる。
請求項７に記載の発明によれば、１つのバンドルに１つの伝熱管しか設けられていない場合に比べて、熱交換の機能が向上する。
請求項８に記載の発明によれば、取付部が柱状に形成されることで、取付部の強度を向上できる。
請求項９に記載の発明によれば、溶接またはボルトを外すことで、接続部材を取り外すことができる。According to the invention of
According to the invention described in
According to the sixth aspect of the present invention, even if the heat transfer tube of the downstream lower bundle, which is easily corroded by mist from the wet flue gas desulfurization device, fails, maintenance can be performed without removing the upper bundle.
According to the invention described in
According to the invention described in
According to the invention of
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例としての実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をＸ軸方向、左右方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とし、矢印Ｘ，−Ｘ，Ｙ，−Ｙ，Ｚ，−Ｚで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。EXAMPLES Next, examples as specific examples of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following examples.
In order to facilitate understanding of the following description, in the drawings, the front-back direction is the X-axis direction, the left-right direction is the Y-axis direction, and the up-down direction is the Z-axis direction, and arrows X, -X, Y, -Y, The directions or sides indicated by Z and -Z are defined as front, rear, right, left, upper, lower, or front, rear, right, left, upper, lower.
Also, in the figure, the ones marked with "." in "○" mean arrows pointing from the back of the paper to the front, and those marked "x" in "○" are the front of the paper. Shall mean the arrow from the back to the back.
In the following description using the drawings, illustrations other than the members necessary for the description are appropriately omitted for easy understanding.
図１は本発明の熱交換器を含む排煙処理システムの説明図である。
図１において、実施例１の熱交換器が適用された排煙処理システム（プラント）Ｓでは、ボイラ１からの排ガスが脱硝装置２に導入され、排ガス中の窒素酸化物が除去された後、空気予熱器（Ａ／Ｈ）３においてボイラ１への燃焼用空気と熱交換される。次に、排ガスは、ガスガス熱交換器の一例としてのＧＧＨ熱回収器４に導入されて熱交換（熱回収）が行われる。ＧＧＨ熱回収器４を通過してガス温度が低下した排ガスは、ガス中の煤塵の電気抵抗値が低下した状態で集塵装置（ＥＰ：Electrostatic Precipitator）５に導入され、排ガス中の煤塵の大半が除去される。その後、排ガスはファン６により昇圧されて、湿式排煙脱硫装置（ＦＧＤ：Flue Gas Desulfurization）７に導入され、気液接触により排ガス中の硫黄酸化物および煤塵の一部が除去される。湿式排煙脱硫装置７において、飽和ガス温度まで冷却された排ガスは、ＧＧＨ熱回収器４で回収された熱を利用して、ガスガス熱交換器の一例としてのＧＧＨ再加熱器８により昇温（熱交換、再加熱）される。ＧＧＨ再加熱器８を通過した排ガスは煙突９より排出される。FIG. 1 is an explanatory view of a flue gas treatment system including a heat exchanger of the present invention.
In the flue gas treatment system (plant) S to which the heat exchanger of Example 1 is applied in FIG. 1, after the exhaust gas from the
図２はＧＧＨの流体系統図である。
図２において、実施例１の排煙処理システムＳでは、ＧＧＨ熱回収器４の伝熱管１１とＧＧＨ再加熱器８の伝熱管１２を連絡配管１３で連絡されている。連絡配管１３は、ＧＧＨ熱回収器４からＧＧＨ再加熱器８への熱媒体の流路である連絡配管１３−１とＧＧＨ再加熱器８からＧＧＨ熱回収器４への熱媒体の流路である連絡配管１３−２とを有する。連絡配管１３には熱媒循環ポンプ１４が設けられ、熱媒循環ポンプ１４により熱媒を循環させる系統となっている。
前記熱媒循環系統には、系内の熱媒の膨張を吸収する目的で熱媒タンク１５が設けられている。FIG. 2 is a fluid system diagram of GGH.
In FIG. 2, in the flue gas treatment system S of the first embodiment, the
The heat medium circulating system is provided with a
さらに、ボイラ等の様々な条件下でも安定した運用が可能なように、熱媒温度を制御（熱媒の温度が一定値以上となるように制御）する目的で熱媒ヒータ１６がＧＧＨ熱回収器４からＧＧＨ再加熱器８への熱媒の流路である連絡配管１３-１に設置されている。熱媒ヒータ１６では、系内で熱媒温度が最も低くなるＧＧＨ熱回収器４の入口温度計（図示せず）の信号に応じ、ＧＧＨ熱媒ヒータ蒸気量調整弁３０の開度調整をして蒸気が供給される。熱媒ヒータ１６で発生する蒸気ドレンは熱媒ヒータドレンタンク１７に回収し、その後、ボイラ側タンク（図示せず）に搬送される。
Further, the GHG heat recovery is performed by the
図３は本発明の実施例１の熱交換器の説明図である。
図４は図３の熱交換器の分解図である。
図３、図４において、ＧＧＨ熱回収器４は、筐体の一例としてのハウジング３１を有する。ハウジング３１は、下カバーの一例としての板状の底板３２と、背面カバーの一例としての板状の背面板３３と、上カバーの一例としての板状の天板３４とを有する。ハウジング３１の前部には、上下方向に延びるバンドル間カバー３５が支持されている。バンドル間カバー３５は、上下方向（重力方向）に延びており、左右方向（排ガス（排煙）の流れる方向）に予め設定された間隔をあけて複数配置されている。ハウジング３１の内部には、熱交換バンドル４１が複数収容される。FIG. 3 is an explanatory diagram of the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an exploded view of the heat exchanger of FIG.
3 and 4, the GGH
図５は実施例１の熱交換器のバンドルの説明図である。
図４、図５において、各熱交換バンドル４１は、第１の取付部の一例としての第１のヘッダ４２と、第２の取付部の一例としての第２のヘッダ４３とを有する。実施例１の第１のヘッダ４２および第２のヘッダ４３は、上下方向に延びる柱状に形成されている。各ヘッダ４２，４３は、内部が中空且つ上端および下端が閉塞された形状に形成されており、内部に流動可能な空間が形成されている。また、各ヘッダ４２，４３には、左右方向に張り出す取付プレート４４が支持されている。5: is explanatory drawing of the bundle of the heat exchanger of Example 1. FIG.
4 and 5, each
各ヘッダ４２，４３の後面には、後方に延びる伝熱管１１，１２が支持されている。伝熱管１１，１２は、ハウジング３１の内部で後端または前端で湾曲して複数回前後方向に往復するように構成されている。なお、各ヘッダ４２，４３には、上下方向に間隔をあけて複数の伝熱管１１，１２が支持されている。各伝熱管１１，１２の両端は、ヘッダ４２，４３に支持されており、ヘッダ４２，４３から各伝熱管１１，１２に熱媒が入出可能に構成されている。
各伝熱管１１，１２は、前後方向の中央部において、サポート部材４７で支持されている。サポート部材４７は、板に、伝熱管１１，１２が通過する穴が複数形成された形状に形成されている。したがって、伝熱管１１，１２が、ヘッダ４２，４３のみで片持ち状態で支持されておらず、ヘッダ４２，４３とサポート部材４７で保持されている。なお、サポート部材４７は、前後方向および左右方向に１つを図示しているが、伝熱管１１，１２の長さに応じて、前後方向に複数枚設けたり、左右方向に複数枚設けたりすることも可能である。
The
また、各ヘッダ４２，４３には、伝熱管１１，１２に対応する位置にプラグ孔４８が形成されている。プラグ孔４８は、前後方向に貫通する孔であり、後端は伝熱管１１，１２の入口または出口に接続されている。また、プラグ孔４８の前端は、通常の使用時には図示しない栓で塞がれている。伝熱管１１，１２のいずれかが故障して熱媒が漏れ出す場合には、プラグ孔４８の栓を外し、プラグ孔４８を通じて伝熱管１１，１２の入口または出口を図示しない閉止栓で塞ぐことで熱媒の漏出を止めることが可能である。なお、熱媒タンク１５にレベル計測器（図示せず）を設けて、熱媒タンク１５の熱媒の量をモニタリングすることで、熱媒が漏出すると熱媒タンク１５の熱媒の量が減少することで、伝熱管１１，１２のいずれかから漏出していることを検出可能である。なお、各熱交換バンドル４１に熱媒の漏出を検知するセンサを配置することも可能であるが、この場合はセンサの個数が多くなる問題がある。一方で、熱媒タンク１５に熱媒の量をモニタリングする場合は、熱媒タンク１５にレベル計測器を設けるだけですむので、検知部材（センサ）の個数を減らすことが可能である。
In addition, plug holes 48 are formed in the
各ヘッダ４２，４３の間には、接続部材の一例としてのケーシング板４９が着脱可能に支持されている。ケーシング板４９は、ヘッダ４２，４３の上下方向の高さに対応する高さを有する。ケーシング板４９は、取付プレート４４に図示しないボルトにより着脱可能に支持されている。なお、ケーシング板４９を取付プレート４４に対して着脱可能に固定する方法は、ボルトに限定されない。例えば、ボルト止めに代えて、ケーシング板４９とヘッダ４２，４３を隅肉溶接して、ガウジング等で着脱させるといった任意の着脱可能な固定方法を採用可能である。
したがって、ケーシング板４９が装着された場合には、ヘッダ４２，４３が接続される。よって、ケーシング板４９が装着された場合は、ヘッダ４２，４３、伝熱管１１，１２が高い剛性を有する状態で一体化されると共に、ヘッダ４２，４３の間から排ガスが漏出することも抑制される。A
Therefore, when the
前記符号４２〜４９を付した部材により、実施例１の熱交換バンドル４１が構成されている。熱交換バンドル４１は、いわば一つのユニットとして、ハウジング３１に収納可能に構成されている。そして、熱交換バンドル４１がハウジング３１に収納された状態では、底板３２、背面板３３、天板３４、バンドル間カバー３５、ヘッダ４２，４３，ケーシング板４９で囲まれた内側に、排ガスが流れる排ガス路が構成される。そして、排ガス路内に伝熱管１１，１２が配置されており、排ガス路を流れる排ガスとの間で熱交換が可能に構成されている。
The
図３、図４において、実施例１のＧＧＨ熱回収器４およびＧＧＨ再加熱器８では、排ガスの流れる方向に対して、上流、中流、下流に並んで３列配置されると共に、上流、中流、下流の各列には、上下方向に３段の熱交換バンドル４１が積み重ねられている。したがって、実施例１のＧＧＨ熱回収器４は、上流下段バンドル１０１〜上流上段バンドル１０３、中流下段バンドル１０４〜中流上段バンドル１０６、下流下段バンドル１０７〜下流上段バンドル１０９の９つの熱交換バンドル４１を有する。同様に、ＧＧＨ再加熱器８は、上流下段バンドル１１１〜上流上段バンドル１１３、中流下段バンドル１１４〜中流上段バンドル１１６、下流下段バンドル１１７〜下流上段バンドル１１９の９つの熱交換バンドル４１を有する。
3 and 4, in the GGH
なお、中段バンドル１０２，１０５，１０８，１１２，１１５，１１８は、そのヘッダ４２，４３の下端が、下段バンドル１０１，１０４，１０７，１１１，１１４，１１７の上端に直接積まれ、ボルトで固定されている。同様に、上段バンドル１０３，１０６，１０９，１１３，１１６，１１９は、そのヘッダ４２，４３の下端が、中段バンドル１０２，１０５，１０８，１１２，１１５，１１８の上端に直接積まれてボルトで固定されている。なお、上側のヘッダ４２，４３を下側のヘッダ４２，４３に直接積む構成に限定されず、スペーサや板、フレーム等を介して積み上げる構成とすることも可能である。
In the
図２において、各熱交換バンドル４１間は、接続配管５１により外部で接続されており、熱媒が移動可能に構成されている。なお、図１、図２に示すように、実施例１では、ＧＧＨ熱回収器４では、下流バンドル１０７〜１０９、中流バンドル１０４〜１０６、上流バンドル１０１〜１０３の順に熱媒が流れるように構成されている。なお、熱媒が上流バンドル１０１〜１０３、中流バンドル１０４〜１０６、下流バンドル１０７〜１０９の順に流れる場合、上流バンドル１０１〜１０３では、熱媒と排ガスの温度差が最大となるが、下流バンドル１０７〜１０９では、上流、中流で温められた熱媒と、上流、中流で熱交換されて冷やされた排ガスとの温度差が小さくなり、熱交換の効率が悪いため、実施例１では、下流バンドル１０７〜１０９、中流バンドル１０４〜１０６、上流バンドル１０１〜１０３の順に熱媒が流れるように設定されている。
In FIG. 2, the heat exchange bundles 41 are externally connected by a
実施例１のＧＧＨ再加熱器８では、熱媒は、上流バンドル１１１〜１１３、下流バンドル１１７〜１１９、中流バンドル１１４〜１１６の順に流れるように、接続配管５１が接続されている。上流バンドル１１１〜１１３に熱媒が最初に導入されることで、上流バンドル１１１〜１１３には、熱媒が最も熱い状態で流れ、湿式排煙脱硫装置７からのミストが速やかに蒸発し易い。そして、熱媒が下流バンドル１１７〜１１９、中流バンドル１１４〜１１６の順に流れることで、熱媒の温度は、中流＜下流となる。熱媒の温度が中流＞下流の場合、高温の中流で排ガスが温められた後に、低温の下流を通過することとなり、排ガスが下流で温まりにくく、熱交換の効率が低い。これに対して、実施例１のように、熱媒の温度が中流＜下流の場合、排ガス路を通過する排ガスが、中流、下流の順で温められ、熱交換の効率が向上する。
In the
図２において、実施例１では、ＧＧＨ熱回収器４では、上流バンドル１０１〜１０３〜下流バンドル１０７〜１０９の各伝熱管１１は、襞状のフィンが多数設けられたフィンチューブにより構成されている。したがって、フィンチューブを使用することで、フィンが設けられていないチューブ、いわゆる、裸管を使用する場合に比べて、排ガスとの接触表面積が大きくなり、熱交換の効率が向上する。
一方、実施例１では、ＧＧＨ再加熱器８では、上流バンドル１１１〜１１３の伝熱管１２が裸管で構成され、中流バンドル１１４〜１１６および下流バンドル１１７〜１１９はフィンチューブで構成されている。上流バンドル１１１〜１１３の伝熱管１２をフィンチューブで構成すると、湿式排煙脱硫装置７からのミストが付着して腐食しやすくなるが、実施例１では、上流バンドル１１１〜１１３の伝熱管１２が裸管で構成されており、フィンチューブを採用する場合に比べて、腐食しにくくなっている。2, in Example 1, in the GGH
On the other hand, in the first embodiment, in the
図６は図５のＶＩ−ＶＩ線断面に対応する実施例１の伝熱管の端部の配置の説明図であり、図６（Ａ）は正方配置の説明図、図６（Ｂ）は千鳥配置の説明図である。
図６において、実施例１のＧＧＨ熱回収器４では、伝熱管１１が、高さ方向で同一の位置に設定されている。したがって、実施例１では、図６に示すように、伝熱管１１の断面において、伝熱管１１が正方格子の交点に対応する位置に配置された正方配列となっている。よって、伝熱管１１の前後方向に延びる本体部分は水平に沿って配置されている。
一方で、実施例１のＧＧＨ再加熱器８では、中流バンドル１１４〜１１６および下流バンドル１１７〜１１９は、ＧＧＨ熱回収器４と同様に、伝熱管１２が正方配列となっている。一方で、上流バンドル１１１〜１１３では、図６（Ｂ）に示すように伝熱管１２の断面において、上流側に対して下流側が重力方向でずれた位置、いわゆる千鳥配列となっている。したがって、上流バンドル１１１〜１１３では、伝熱管１２が後端または前端で折り返し方向に湾曲する際に、水平方向だけでなく上下方向にも曲げられている。6A and 6B are explanatory views of the arrangement of the end portions of the heat transfer tube of Example 1 corresponding to the cross section taken along line VI-VI of FIG. 5, FIG. 6A is an explanatory view of a square arrangement, and FIG. It is an explanatory view of arrangement.
In FIG. 6, in the GGH
On the other hand, in the
正方配列では、伝熱管１１，１２の最上流部分に排ガスが接触するが、それよりも下流側の部分では、排ガスの流れ方向に対して最上流部分の影になる形で排ガスとの接触が低減されると共に、接触が低減される分、排ガスは流れやすい。一方で、千鳥配列では、伝熱管１２の下流側の部分が上流側の部分の影になりにくいため、排ガスとの接触が増えるが、その分排ガスの流れにとって抵抗となる。
ＧＧＨ熱回収器４では、正方配列とすることで、アッシュエロージョンが低減される。なお、ＧＧＨ熱回収器４では、フィンチューブが使用されており排ガスとの接触は確保されている。また、ＧＧＨ再加熱器８の上流バンドル１１１〜１１３では、湿式排煙脱硫装置７からのミストが流入しやすく、千鳥配列の伝熱管１２でミストとの接触確率を高めてミストを除去しやすくなっている。In the square arrangement, the exhaust gas comes into contact with the most upstream portion of the
In the GGH
（実施例１の作用）
前記構成を備えた実施例１の熱交換器４，８では、従来はケーシングに収容されていた熱交換バンドル４１がケーシングに収容されておらず、熱交換バンドル４１のヘッダ４２，４３およびケーシング板４９が、排ガス路の前面を構成している。したがって、ケーシングを使用する場合に比べて、前面のカバーを省略することができる。よって、熱交換器４，８を軽量化できるとともに、コストを削減することができる。また、従来構成のようにケーシングから取り出さなくても直接プラグ孔４８にアクセス可能であり、故障した伝熱管１１，１２を塞ぐ作業も容易である。(Operation of Example 1)
In the
また、実施例１の熱交換器４，８では、ヘッダ４２，４３が柱状に構成されており、熱交換器４，８の強度メンバーとしても使用（兼用）されている。したがって、支持鉄骨等の強度メンバーを別個に設ける必要がなくなる。よって、熱交換器４，８を軽量化できるとともに、コストを削減することもできる。さらに、熱交換バンドル４１を積み上げるだけで、熱交換器４，８を構成することが可能であり、ケーシングに収容する従来の構成に比べて、組み立て作業を簡素化でき、組み立てコストも削減できる。また、熱交換バンドル４１を積み上げる数を変えるだけで、容易に熱交換器４，８の規模を変更でき、熱交換器４，８を設置する対象の規模に柔軟に対応することができる。
Further, in the
さらに、実施例１の熱交換器４，８では、ケーシング板４９がヘッダ４２，４３に対して着脱可能に支持されている。従来のケーシングにヘッダや伝熱管を収容する構成では、下方の伝熱管が故障した場合には、故障していない部分も含め全体をケーシングから取り出す必要があった。例えば、ＧＧＨ熱回収器４では、重力の影響で石炭灰の濃度は下方のほうが高く、下方の伝熱管１１の方がアッシュエロージョンが発生しやすい。また、ＧＧＨ再加熱器８では、上流バンドル１１１〜１１３で止めきれなかったミストが、重力の影響で、低温の中流バンドル１１４〜１１６、特に中流下段バンドル１１４の伝熱管１２を腐食させやすい。
Further, in the
これに対して、実施例１では、下段のバンドル１０１，１０４，１０７，１１１，１１４，１１７の伝熱管１１，１２が故障した場合でも、図３に示すように、下段のバンドル１０１，１０４，１０７，１１１，１１４，１１７のケーシング板４９を取り外すことで、上段や中段の熱交換バンドル４１を取り出さなくても伝熱管１１，１２にアクセスすることができる。よって、従来構成に比べて、伝熱管１１，１２の点検、交換や修理等のメンテナンスを容易に行うことができる。また、実施例１では、個別の伝熱管１１，１２の交換等が容易に行うことが可能であるため、従来構成において、ケーシングを含めた全体を交換する場合に比べて、無駄を削減し、費用も抑えることが可能である。
On the other hand, in the first embodiment, even if the
（変更例）
（変更例）
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例（Ｈ01）〜（Ｈ04）を下記に例示する。
（Ｈ01）前記実施例において、熱交換器４，８において、排ガスの流れる方向に対して上流、中流、下流の３段設ける構成を例示したが、これに限定されない。例えば、２段以下または４段以上設ける構成とすることも可能である。同様に、重力方向に３段積み重ねる構成を例示したが、２段以下や４段以上とすることも可能である。(Example of change)
(Example of change)
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It is possible. Modifications (H01) to (H04) of the present invention are exemplified below.
(H01) In the above embodiment, the
（Ｈ02）前記実施例において、排ガスの流れる方向が水平方向の場合を例示したがこれに限定されない。排ガスの流れる方向が上下方向の場合にも適用可能である。この場合、底板３２と天板３４に変えて左右両側の側板を設置したり、接続配管５１の接続を変更することで対応可能である。なお、排ガスの流れる方向が上下方向の場合、図７に示すようにヘッダ４２，４３が水平方向に沿って配置されることとなり、例えば、下から、ヘッダ４３、ケーシング板４９、ヘッダ４２、バンドル間カバー３５、ヘッダ４３、ケーシング板４９、…、の順に並べた状態とすることが可能である。この時、実施例１と異なり、重力方向の強度部材はヘッダ４２，４３とならず、Ｈ鋼もしくはＵ字鋼等の鉄骨部材５０やバンドル間カバー３５、各板３２〜３４で強度を確保し、各ヘッダ４２，４３は、バンドル間カバー３５に溶接等で強固に固定することが望ましい。
また、図８に示すようにバンドル間に空箱６１を入れて設置することも可能である。ガスが下から上に流れる場合には、ＧＧＨ熱回収器４のガス流れ上流部に、排ガス中の灰回収用のホッパ５２を設置する必要がある（図９（Ａ））。また、ガスが上から下に流れる場合にはＧＧＨ熱回収器４の前流で立ち上げるダクト５３が必要となる（図９（Ｂ））。(H02) In the above-described embodiment, the case where the exhaust gas flows in the horizontal direction is illustrated, but the invention is not limited to this. It is also applicable when the exhaust gas flows in the vertical direction. In this case, the
Further, as shown in FIG. 8, it is possible to install the
（Ｈ03）前記実施例において、フィンチューブや裸管、正方配列や千鳥配列については、例示した組み合わせに限定されない。設計や仕様、費用、要求される熱交換効率等に応じて、全てフィンチューブまたは全て裸管で構成したり、全て正方配列にする等、任意の変更が可能である。
（Ｈ04）前記実施例において、１つの熱交換バンドル４１に対して、伝熱管１１，１２を複数本設ける構成を例示したが、１つの熱交換バンドル４１に対して伝熱管１１，１２が１つの構成とすることも可能である。(H03) In the above embodiments, the fin tubes, the bare tubes, the square arrangement, and the staggered arrangement are not limited to the exemplified combinations. Depending on the design, specifications, cost, required heat exchange efficiency, etc., it is possible to make arbitrary changes such as all fin tubes or all bare tubes or all square arrays.
(H04) In the above-described embodiment, a configuration in which a plurality of
４，８…ガスガス熱交換器。
７…湿式排煙脱硫装置、
１１，１２…伝熱管、
１１ａ，１２ａ…伝熱管の一端、
１１ｂ，１２ｂ…伝熱管の他端、
３１…筐体、
３２…下カバー、
３３…背面カバー、
３４…上カバー、
４１，１０１〜１０９，１１１〜１１９…バンドル、
４２…第１取付部、
４３…第２取付部、
４９…接続部材、
５０…鉄骨部材、
５２…灰回収用ホッパ、
５３…立ち上げダクト、
６１…空箱。4, 8... Gas gas heat exchanger.
7. Wet flue gas desulfurization equipment,
11, 12... Heat transfer tubes,
11a, 12a... One end of the heat transfer tube,
11b, 12b... the other end of the heat transfer tube,
31... housing,
32... lower cover,
33... back cover,
34... Top cover,
41, 101-109, 111-119... Bundle,
42... the first mounting portion,
43... the second mounting portion,
49... connecting member,
50... steel member,
52... Ash recovery hopper,
53... Startup duct,
61... Empty box.
Claims (9)
前記伝熱管の他端を支持する第２取付部と、
前記第１取付部と前記第２取付部との間に着脱可能に支持され、装着時に前記第１取付部と前記第２取付部とを接続する接続部材と、
を備え、
前記第１取付部と前記第２取付部が前記接続部材を支持し、
前記接続部材は前記伝熱管を支持せず伝熱管と独立して着脱可能で、
前記第１取付部と前記第２取付部と前記接続部材はケーシングに収容されておらず、排ガス路の一面を構成している
ことを特徴とするガスガス熱交換器。A first mounting portion that supports one end of a heat transfer tube that performs heat exchange between a heat medium and exhaust gas;
A second mounting portion that supports the other end of the heat transfer tube;
A connection member that is detachably supported between the first mounting portion and the second mounting portion and that connects the first mounting portion and the second mounting portion at the time of mounting;
Equipped with
The first attachment portion and the second attachment portion support the connection member,
The connection member does not support the heat transfer tube and is detachable independently of the heat transfer tube,
The gas-gas heat exchanger, wherein the first mounting portion, the second mounting portion, and the connecting member are not housed in a casing and constitute one surface of an exhaust gas passage.
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のガスガス熱交換器。A plurality of the heat transfer tubes,
The gas gas heat exchanger according to claim 1, further comprising:
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のガスガス熱交換器。Each of the mounting portions formed in a columnar shape,
The gas gas heat exchanger according to claim 1 or 2, further comprising:
下段のバンドルの第１取付部の上面に、上段のバンドルの第１取付部を支持し、前記下段のバンドルの第２取付部の上面に、上段のバンドルの第２取付部を支持することで、下段のバンドルに上段のバンドルを積み上げた
ことを特徴とするガスガス熱交換器。A first mounting portion that supports one end of the heat transfer tube that exchanges heat between the heat medium and the exhaust gas, a second mounting portion that supports the other end of the heat transfer tube, and the first mounting portion and the second mounting portion. A plurality of bundles that are detachably supported between and that have a connecting member that connects the first mounting portion and the second mounting portion when mounted,
By supporting the first mounting portion of the upper bundle on the upper surface of the first mounting portion of the lower bundle, and supporting the second mounting portion of the upper bundle on the upper surface of the second mounting portion of the lower bundle. The gas-gas heat exchanger is characterized by stacking the upper bundle on the lower bundle.
を備えたことを特徴とする請求項４に記載のガスガス熱交換器。A lower cover that covers the lower surface of the lowermost bundle, an upper cover that covers the upper surface of the uppermost bundle, and a back cover that is disposed on the opposite side of the connection members with the heat transfer tube interposed therebetween. , A housing in which an exhaust gas passage is set which is set along the horizontal direction,
The gas gas heat exchanger according to claim 4, further comprising:
前記上流のバンドルは、前記伝熱管が裸管により構成され且つ前記伝熱管の上流側と下流側とが重力方向でずれた位置に配置され、
前記下流のバンドルは、前記伝熱管の表面に襞状のフィンが配置され且つ前記伝熱管の上流側と下流側とが重力方向で対応する位置に配置された
ことを特徴とする請求項４または５に記載のガスガス熱交換器。Along the flow direction of the exhaust gas that has passed through the wet flue gas desulfurization device, the downstream bundle is arranged adjacent to the downstream side of the upstream bundle,
In the upstream bundle, the heat transfer tube is formed of a bare tube, and the upstream side and the downstream side of the heat transfer tube are arranged at positions displaced in the direction of gravity.
Folding fins are arranged on the surface of the heat transfer tube in the downstream bundle, and the upstream side and the downstream side of the heat transfer tube are arranged at positions corresponding to each other in the gravitational direction. 5. The gas gas heat exchanger according to item 5.
を備えたことを特徴とする請求項４ないし７のいずれかに記載のガスガス熱交換器。Each of the mounting portions formed in a columnar shape,
The gas gas heat exchanger according to any one of claims 4 to 7, further comprising:
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のガスガス熱交換器。The gas-gas heat exchanger according to any one of claims 1 to 8, wherein the connecting member is supported by welding or bolting between the first mounting portion and the second mounting portion.
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