JPH09303701A - 排ガスボイラ蒸発器 - Google Patents
排ガスボイラ蒸発器Info
- Publication number
- JPH09303701A JPH09303701A JP11380596A JP11380596A JPH09303701A JP H09303701 A JPH09303701 A JP H09303701A JP 11380596 A JP11380596 A JP 11380596A JP 11380596 A JP11380596 A JP 11380596A JP H09303701 A JPH09303701 A JP H09303701A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- fin
- evaporator
- tube
- point
- 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
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の蒸発器は、排ガス通路に配置した複数
のフィンチューブのフィン巻数が、排ガス上流側から下
流側まで全て同一のものを用いているため、夫々のフィ
ンチューブにおいて蒸発状態が異なり、熱吸収アンバラ
ンスが生じ、極端な場合には空焚きチューブが発生する
等の不具合がある。本発明はこのような不具合を解消
し、全チューブに亘って均一な熱交換を行い操作の安定
したものを提供することを課題とする。 【解決手段】 排ガス通路に設けた複数のフィンチュー
ブにおいて、夫々のフィンチューブのフィン巻数を、上
流側のものは下流側のものより少なくなるように夫々の
チューブで異らせ、夫々のチューブにおける熱交換の均
一化を図り、異常チューブの発生をなくして操作の安定
化を達成した。
のフィンチューブのフィン巻数が、排ガス上流側から下
流側まで全て同一のものを用いているため、夫々のフィ
ンチューブにおいて蒸発状態が異なり、熱吸収アンバラ
ンスが生じ、極端な場合には空焚きチューブが発生する
等の不具合がある。本発明はこのような不具合を解消
し、全チューブに亘って均一な熱交換を行い操作の安定
したものを提供することを課題とする。 【解決手段】 排ガス通路に設けた複数のフィンチュー
ブにおいて、夫々のフィンチューブのフィン巻数を、上
流側のものは下流側のものより少なくなるように夫々の
チューブで異らせ、夫々のチューブにおける熱交換の均
一化を図り、異常チューブの発生をなくして操作の安定
化を達成した。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は複数のフィンチュー
ブを配置してなる排ガスボイラ蒸発器等の熱交換器に関
する。
ブを配置してなる排ガスボイラ蒸発器等の熱交換器に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来のものについて図3及び図4に基づ
いて説明する。図3は排ガスボイラの全貌と流体の概略
系統を示し、図4はその要部を示すものである。
いて説明する。図3は排ガスボイラの全貌と流体の概略
系統を示し、図4はその要部を示すものである。
【0003】1は水ドラムで、同水ドラム1 から下降管
2を通って入口ヘッダ3へ導びかれた水は、同入口ヘッ
ダ3で複数本のフィンチューブ7に分かれる。
2を通って入口ヘッダ3へ導びかれた水は、同入口ヘッ
ダ3で複数本のフィンチューブ7に分かれる。
【0004】同フィンチューブ7は、図では明示してい
ない排ガス通路に配置されて、蒸発器4を構成し、同排
ガス通路を流れる排ガス流れ9により前記各フィンチュ
ーブ7に分かれた水は熱交換(加熱)され、蒸気化す
る。
ない排ガス通路に配置されて、蒸発器4を構成し、同排
ガス通路を流れる排ガス流れ9により前記各フィンチュ
ーブ7に分かれた水は熱交換(加熱)され、蒸気化す
る。
【0005】各フィンチューブ7内で蒸気化した蒸気及
び蒸気化に至らなかった水分は出口ヘッダ5で合流し、
上昇管6で水ドラム1へ戻り、蒸気分は図示しない蒸気
タービン等の他系統へ送られ、水分は上記系路を再度循
環して順次熱交換を繰り返して蒸気化される。
び蒸気化に至らなかった水分は出口ヘッダ5で合流し、
上昇管6で水ドラム1へ戻り、蒸気分は図示しない蒸気
タービン等の他系統へ送られ、水分は上記系路を再度循
環して順次熱交換を繰り返して蒸気化される。
【0006】このように蒸気作成の基本動作を行う蒸発
器4を構成するフィンチューブ7についてみると、同フ
ィンチューブ7は周面にフィン8をスパイラル状に取り
付けて構成されている。
器4を構成するフィンチューブ7についてみると、同フ
ィンチューブ7は周面にフィン8をスパイラル状に取り
付けて構成されている。
【0007】そして、図4(a)に示すA点,B点、及
びC点のいずれの点を取ってみても図4(b)に示すよ
うに各フィンチューブ7におけるフィン8の山数は全て
のものが同一に構成されている。
びC点のいずれの点を取ってみても図4(b)に示すよ
うに各フィンチューブ7におけるフィン8の山数は全て
のものが同一に構成されている。
【0008】即ち、排ガス流れ9に対する上流側(高
温)のC点、途中(中温)のB点、及び下流側(低温)
のA点のどこであってもフィンチューブ7の全てが同じ
巻数のフィン8を備えた構造になっている。
温)のC点、途中(中温)のB点、及び下流側(低温)
のA点のどこであってもフィンチューブ7の全てが同じ
巻数のフィン8を備えた構造になっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】排ガスボイラ設計にあ
たり、従来から最も困難であり、注意を払っている事項
の一つは、蒸発器内の流体を安定して流動させる事であ
るが、従来のものでは、前記したように蒸発器管のフィ
ン巻数が、排ガス上流側から下流側まで同一であった
為、排ガス上流側(高温ガス側)のチューブで熱交換量
が大きく、下流側へ行くにつれて熱交換量が小さくなる
というものである。
たり、従来から最も困難であり、注意を払っている事項
の一つは、蒸発器内の流体を安定して流動させる事であ
るが、従来のものでは、前記したように蒸発器管のフィ
ン巻数が、排ガス上流側から下流側まで同一であった
為、排ガス上流側(高温ガス側)のチューブで熱交換量
が大きく、下流側へ行くにつれて熱交換量が小さくなる
というものである。
【0010】従って、排ガスの熱量が過大であった場合
には、熱交換が大であるチューブの内部では流体の気化
が急速に進み、管内部蒸気体積率が過大となり、流体の
循環力が妨げられる事となる。
には、熱交換が大であるチューブの内部では流体の気化
が急速に進み、管内部蒸気体積率が過大となり、流体の
循環力が妨げられる事となる。
【0011】この現象により、チューブ管群内での熱吸
収アンバランスが生じ、蒸発器全体の計画熱吸収量がず
れる為、蒸発量及び蒸気温度が計画値からずれるという
問題や、更に供給熱量が多くなるとチューブ内が空焚き
状態となり、焼損する問題も起こり得る。
収アンバランスが生じ、蒸発器全体の計画熱吸収量がず
れる為、蒸発量及び蒸気温度が計画値からずれるという
問題や、更に供給熱量が多くなるとチューブ内が空焚き
状態となり、焼損する問題も起こり得る。
【0012】本発明は従来のものにおけるこのような不
具合点を解消し、排ガス流れの上流から下流にかけ全て
のチューブに於て均一に熱交換を行なわせ、蒸発器の操
作を安定させるようにしたものを提供することを課題と
するものである。
具合点を解消し、排ガス流れの上流から下流にかけ全て
のチューブに於て均一に熱交換を行なわせ、蒸発器の操
作を安定させるようにしたものを提供することを課題と
するものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するべくなされたもので、排ガス通路に複数のフィンチ
ューブを配置して構成した排ガスボイラ蒸発器におい
て、それぞれのフィンチューブのフィン巻数を上流側の
ものは下流側のものより少なくした排ガスボイラ蒸発器
を提供し、排ガス上流側チューブについてフィン巻数を
少なくし、下流側に向かうにつれて順次多くする様な構
造として各チューブの熱吸収量が均一となる様にして、
過大な熱量を持つ排ガスに対しても、蒸発器内の内部流
体流量アンバランス、熱吸収量アンバランス及びチュー
ブの破損を生じない、コンパクトな蒸発器の計画が可能
となるようにしたものである。
するべくなされたもので、排ガス通路に複数のフィンチ
ューブを配置して構成した排ガスボイラ蒸発器におい
て、それぞれのフィンチューブのフィン巻数を上流側の
ものは下流側のものより少なくした排ガスボイラ蒸発器
を提供し、排ガス上流側チューブについてフィン巻数を
少なくし、下流側に向かうにつれて順次多くする様な構
造として各チューブの熱吸収量が均一となる様にして、
過大な熱量を持つ排ガスに対しても、蒸発器内の内部流
体流量アンバランス、熱吸収量アンバランス及びチュー
ブの破損を生じない、コンパクトな蒸発器の計画が可能
となるようにしたものである。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図1及び
図2に基づいて説明する。なお前記した従来のものと同
一の部材等については、図中同一の符号を付して示し、
重複する説明は省略する。
図2に基づいて説明する。なお前記した従来のものと同
一の部材等については、図中同一の符号を付して示し、
重複する説明は省略する。
【0015】本実施の形態では、図1に示すように排ガ
ス流れ9の上流側にあるフィンチューブ7におけるフィ
ン8の巻数を、下流側にあるそれより少なくしたこと、
換言すれば、排ガス流れ9の下流側にあるフィンチュー
ブ7におけるフィン8の巻数を上流側にあるそれより多
く構成したものである。
ス流れ9の上流側にあるフィンチューブ7におけるフィ
ン8の巻数を、下流側にあるそれより少なくしたこと、
換言すれば、排ガス流れ9の下流側にあるフィンチュー
ブ7におけるフィン8の巻数を上流側にあるそれより多
く構成したものである。
【0016】即ち同図1(a)に示す排ガス流れ9の最
下流点A、中間点B、及び最上流点Cに於けるフィンチ
ューブ7とフィン8の関係を同図1(b),(c),
(d)に夫々を示すように最下流点Aでは図1(b)の
ようにフィン8の巻数が最も多く、中間点Bでは図1
(c)のように中位であり、最上流点Cでは図1(d)
のように最も少なく構成している。
下流点A、中間点B、及び最上流点Cに於けるフィンチ
ューブ7とフィン8の関係を同図1(b),(c),
(d)に夫々を示すように最下流点Aでは図1(b)の
ようにフィン8の巻数が最も多く、中間点Bでは図1
(c)のように中位であり、最上流点Cでは図1(d)
のように最も少なく構成している。
【0017】これは、A,B,C点の夫々の間について
の記載は省略しているが、要するにA点からBを経てC
点に至るに従ってフィン8の巻数を順次少なくしている
ことを示すものである。
の記載は省略しているが、要するにA点からBを経てC
点に至るに従ってフィン8の巻数を順次少なくしている
ことを示すものである。
【0018】なお、フィン8の巻数を決定するに際して
は、フィンチューブ7内部の水の質量流量に対し、流体
の気化が過大とならないだけの吸収熱量を得られる巻数
を選定しなければならないが、この作業は、排ガス流れ
上流側のフィンチューブ7から順次行ない、全体として
必要吸収熱量を確保するように配慮しなければならな
い。
は、フィンチューブ7内部の水の質量流量に対し、流体
の気化が過大とならないだけの吸収熱量を得られる巻数
を選定しなければならないが、この作業は、排ガス流れ
上流側のフィンチューブ7から順次行ない、全体として
必要吸収熱量を確保するように配慮しなければならな
い。
【0019】この作業を行う場合には図2に示す、流体
の層分離判定の基準グラフを用いて行う。図2において
は、横軸を管内面熱流束とし縦軸を管内質量速度をとっ
ており、蒸発器内の運転圧力により層分離の判定を行な
うのであるが、グラフ上判定線よりもプロット点が上方
である場合には、蒸発管内の循環水は安定した流れを確
保出来る事となり、下方にプロット点が来る場合には、
蒸発管内循環水の、管内質量流量が十分でなく、流体気
泡体積率が過大となり、管内で流体がスティックをおこ
す等、循環不良を起こす事となる。
の層分離判定の基準グラフを用いて行う。図2において
は、横軸を管内面熱流束とし縦軸を管内質量速度をとっ
ており、蒸発器内の運転圧力により層分離の判定を行な
うのであるが、グラフ上判定線よりもプロット点が上方
である場合には、蒸発管内の循環水は安定した流れを確
保出来る事となり、下方にプロット点が来る場合には、
蒸発管内循環水の、管内質量流量が十分でなく、流体気
泡体積率が過大となり、管内で流体がスティックをおこ
す等、循環不良を起こす事となる。
【0020】いま、或る蒸発器について安定した循環を
得られるフィン山数(巻数)の選定例を示すと次の表の
ようになる。
得られるフィン山数(巻数)の選定例を示すと次の表の
ようになる。
【0021】
【表1】
【0022】上記計算による結果の管内質量速度とHe
at Fluxの関係を図2にプロットし、基準判定線
よりも上方である場合は問題ないのであるが、下方とな
った場合は、フィン山数m枚/inchを減らし、管内
面熱流束(Heat Flux)を小さくする事によ
り、判定線上方とする。この作業を排ガス上流側の列よ
り順次行い、計画の蒸発器全体の吸収熱量が得られるよ
うに後流側のフィン枚数により、調整を行なうようにす
ればよい。
at Fluxの関係を図2にプロットし、基準判定線
よりも上方である場合は問題ないのであるが、下方とな
った場合は、フィン山数m枚/inchを減らし、管内
面熱流束(Heat Flux)を小さくする事によ
り、判定線上方とする。この作業を排ガス上流側の列よ
り順次行い、計画の蒸発器全体の吸収熱量が得られるよ
うに後流側のフィン枚数により、調整を行なうようにす
ればよい。
【0023】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。
【0024】
【発明の効果】以上本発明によれば、チューブ内の流体
が安定して流れるようになり、管内流体のアンバラン
ス、帯流、等が防がれるものである。そして自然循環型
の水ドラム付蒸発器に本発明を採用した場合には、各チ
ューブ内の吸収熱量が均一化される事により、安定した
水の循環力が得られると共に、管内流量アンバランスが
是正され、チューブ破損等の事故を回避することができ
るものである。
が安定して流れるようになり、管内流体のアンバラン
ス、帯流、等が防がれるものである。そして自然循環型
の水ドラム付蒸発器に本発明を採用した場合には、各チ
ューブ内の吸収熱量が均一化される事により、安定した
水の循環力が得られると共に、管内流量アンバランスが
是正され、チューブ破損等の事故を回避することができ
るものである。
【図1】本発明の実施の一形態に係る蒸発器の概略構造
を示し、(a)は全貌、(b)は(a)のA部詳細、
(c)は(a)のB部詳細、(d)は(a)のC部詳細
の説明図。
を示し、(a)は全貌、(b)は(a)のA部詳細、
(c)は(a)のB部詳細、(d)は(a)のC部詳細
の説明図。
【図2】図1のものにおける各フィンチューブでの流体
の層分離判定基準を示すグラフ。
の層分離判定基準を示すグラフ。
【図3】従来の排ガスボイラ蒸発器の概略系統図。
【図4】図3のものの要部を示し、(a)は蒸発器全
貌、(b)は(a)のA,B,C部詳細の説明図。
貌、(b)は(a)のA,B,C部詳細の説明図。
1 水ドラム 2 下降管 3 入口ヘッダ 4 蒸発器 5 出口ヘッダ 6 上昇管 7 フィンチューブ 8 フィン 9 排ガス流れ
Claims (1)
- 【請求項1】 排ガス通路に複数のフィンチューブを配
置して構成した排ガスボイラ蒸発器において、それぞれ
のフィンチューブのフィン巻数を上流側のものは下流側
のものより少なくしたことを特徴とする排ガスボイラ蒸
発器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11380596A JPH09303701A (ja) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | 排ガスボイラ蒸発器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11380596A JPH09303701A (ja) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | 排ガスボイラ蒸発器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09303701A true JPH09303701A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14621519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11380596A Pending JPH09303701A (ja) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | 排ガスボイラ蒸発器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09303701A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015102324A (ja) * | 2013-11-21 | 2015-06-04 | アルストム テクノロジー リミテッドALSTOM Technology Ltd | 蒸発器装置およびその動作方法 |
KR20160075789A (ko) * | 2012-01-17 | 2016-06-29 | 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하 | 관류형 수평 증발기에서 튜브 배열 |
JP2019143917A (ja) * | 2018-02-22 | 2019-08-29 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 蒸発器、これを備えた排熱回収ボイラ、及び蒸発器の改造方法 |
-
1996
- 1996-05-08 JP JP11380596A patent/JPH09303701A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160075789A (ko) * | 2012-01-17 | 2016-06-29 | 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하 | 관류형 수평 증발기에서 튜브 배열 |
US10274192B2 (en) | 2012-01-17 | 2019-04-30 | General Electric Technology Gmbh | Tube arrangement in a once-through horizontal evaporator |
JP2015102324A (ja) * | 2013-11-21 | 2015-06-04 | アルストム テクノロジー リミテッドALSTOM Technology Ltd | 蒸発器装置およびその動作方法 |
JP2019143917A (ja) * | 2018-02-22 | 2019-08-29 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 蒸発器、これを備えた排熱回収ボイラ、及び蒸発器の改造方法 |
CN110186020A (zh) * | 2018-02-22 | 2019-08-30 | 三菱日立电力***株式会社 | 蒸发器、具备蒸发器的废热回收锅炉及蒸发器的改造方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040608 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041019 |