热交换器、锅炉和热交换器的设置方法技术

本发明专利技术提供能够减少来自燃烧气体的热吸收量且不需要大量工时的热交换器。本发明专利技术提供一种节煤器(70)，其具备：圆筒状的多根传热管(71a～71d)，它们沿着与燃烧气体的流通方向交叉的交叉方向延伸，供燃烧气体与在内部流通的流体进行热交换，并且沿着流通方向以规定的配置间隔(P)进行配置；以及涡流抑制部(75)，其以与多根传热管(71a～71d)各自的流通方向的下游侧外周面(71Aa～71Ad)接触的状态进行配置，抑制在下游侧外周面(71Aa～71Ad)的附近产生燃烧气体的涡流。

Setting Method of Heat Exchanger, Boiler and Heat Exchanger

【技术实现步骤摘要】
热交换器、锅炉和热交换器的设置方法
本专利技术涉及热交换器、锅炉和热交换器的设置方法。
技术介绍
以往，公知有从炉膛侧起依次设置有过热器、再热器、节煤器(节能器)等各种热交换器的锅炉(例如参照专利文献1)。专利文献1所公开的锅炉是煤焚烧锅炉，由通过各种热交换器的内部的水、蒸汽与燃烧气体之间的热交换，从而生成高温高压的蒸汽。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2017-44394号公报专利技术要解决的课题煤燃料在储藏量、市场价格、运输性等方面具有优点，但是，在常温常压下为固体，因此，需要燃料粉碎设备。另外，与天然气等可燃性气体相比，每单位发热量的废气中灰分、氮氧化物、硫氧化物较多，因此，与气体焚烧锅炉相比，灰处理设备、脱硝设备、脱硫设备、集尘设备为大型，因此，需要这些设备的运转和维护用的费用。在这种煤焚烧锅炉的一部分中，要求改善运用性，有时将煤焚烧锅炉改造成将可燃性气体作为燃料的气体焚烧锅炉。在该情况下，结合燃烧煤的锅炉炉膛内部的温度来设计由多根传热管构成的以对流传热为主的热交换器，但是，在将可燃性气体用作燃料时，与煤燃烧时相比，从燃烧气体产生的辐射强度降低，锅炉炉膛内部的温度上升，因此，热交换器的来自燃烧气体的对流传热的热吸收量过大。作为其应对方法，例如，通过缩短传热管的全长等削减传热面积的措施，能够减少热交换器的来自燃烧气体的热吸收量。然而，在改造热交换器时，由于将传热管的内部的锅炉罐水排出的作业、传热管的切断、焊接和耐压检查等作业，在锅炉的改造中需要大量工时。另外，在传热管中残留有污渍，因此很难准确地设计必要的传热面积。一旦改造传热管，则很难进行此后的传热面积的再修正等，因此，要求简易的改造的对应方法。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这种情况而完成的，其目的在于，提供能够减少来自燃烧气体的热吸收量且不需要大量工时的热交换器、锅炉和热交换器的设置方法。用于解决课题的方案为了解决上述课题，本专利技术采用以下方案。本专利技术的一个方式的热交换器具有：圆筒状的多根传热管，它们沿着与燃烧气体的流通方向交叉的交叉方向延伸，并且沿着所述流通方向以规定的配置间隔进行配置，供所述燃烧气体与在内部流通的流体进行热交换；以及涡流抑制部，其以与多根所述传热管各自的下游侧外周面接触的状态进行配置，抑制在该下游侧外周面的附近产生所述燃烧气体的涡流。根据本专利技术的一个方式的热交换器，以涡流抑制部与多根传热管各自的燃烧气体的流通方向的下游侧外周面接触的状态进行配置，因此，抑制在燃烧气体通过传热管时在传热管的下游侧产生涡流的现象。因此，能够减少由于燃烧气体的热在传热管的下游侧外周面向在传热管内流通的水或蒸汽等流体传递而引起的热吸收量。在本专利技术的一个方式的热交换器中，所述规定的配置间隔也可以是所述传热管的外径的1.5倍以上。在多根传热管的流通方向的配置间隔是传热管的外径的1.5倍以上的情况下，传热管的燃烧气体与在传热管内流通的流体之间的热传递主要以对流热传递方式进行。因此，通过多个涡流抑制部抑制在燃烧气体通过传热管时在传热管的燃烧气体下游侧产生涡流的现象。由此，能够减少由于燃烧气体与在传热管内流通的流体之间的热传递而引起的热吸收量。在本专利技术的一个方式的热交换器中，所述涡流抑制部也可以以在绕所述传热管的长边方向中心轴的周向上、在以所述传热管的所述流通方向的下游侧端部为中心的120°以上且180°以下的范围内与所述下游侧外周面接触的状态进行配置。设涡流抑制部与传热管的下游侧外周面接触的范围为120°以上，由此，有效地抑制在燃烧气体通过传热管时在传热管的下游侧产生涡流的现象。另外，设涡流抑制部与传热管的下游侧外周面接触的范围为180°以下，由此，抑制热交换器的热吸收量过度降低，能够抑制由于与相邻配置的其他多根传热管之间的配置间隔过窄而使燃烧气体流通时的压力损失增加。在本专利技术的一个方式的热交换器中，所述涡流抑制部以与配置在所述流通方向的上游侧的第一所述传热管的下游侧外周面和在第一所述传热管的所述流通方向的下游侧相邻配置的第二所述传热管的上游侧外周面这双方接触的状态进行配置。以填埋第一传热管与第二传热管之间的燃烧气体的流通方向的间隙的方式配置涡流抑制部，因此，能够通过比较容易的设置作业来设置涡流抑制部。在本专利技术的一个方式的热交换器中，也可以是所述涡流抑制部具备包含有SiO2、Al2O3或SiC中的至少任一方的耐火材料的结构。根据本结构的热交换器，使用耐热性和耐磨损性优良且通用的包含SiO2、Al2O3或SiC的耐火材料，由此，能够通过比较廉价且相对于燃烧气体具有耐久性的材料形成涡流抑制部。在上述结构的热交换器中，也可以成为如下形式：具备保持部，该保持部配置于在所述流通方向上相邻配置的一对所述传热管之间，并且保持所述耐火材料。根据上述形式的热交换器，通过保持部保持耐火材料，由此，容易进行耐火材料的施工，并且，能够抑制耐火材料由于经年劣化等从传热管剥离。在上述形式的热交换器中，所述保持部也可以具备：两端部焊接于一对所述传热管上的金属制的第一棒状构件；以及焊接于该第一棒状构件并且与所述第一棒状构件交叉配置的金属制的第二棒状构件。通过交叉配置第一棒状构件和第二棒状构件，能够在一对传热管的间隙中适当保持耐火材料。另外，第一棒状构件的两端部焊接在一对传热管上，能够从第一棒状构件向一对传热管进行热传递，因此，能够抑制保持部由于燃烧气体的热而烧损。在本专利技术的一个方式的热交换器中，所述涡流抑制部也可以是沿着所述交叉方向朝向所述传热管的长边轴向延伸的管体。与传热管的燃烧气体流通方向的下游侧外周面接触而向传热管的长边轴向配置管体，由此，抑制在燃烧气体通过传热管时在传热管的紧邻下游侧产生涡流的现象。本专利技术的一个方式的锅炉具备供与炉膛中生成的燃烧气体进行热交换的上述任意一个热交换器。根据本专利技术的一个方式的锅炉，能够减少来自燃烧气体的热吸收量且不需要大量工时。本专利技术的一个方式的热交换器的设置方法具备以下工序：将沿着与燃烧气体的流通方向交叉的交叉方向延伸，且供所述燃烧气体与在内部流通的流体进行热交换的圆筒状的多根传热管，沿着所述流通方向以规定的配置间隔进行配置；以及将抑制在多根所述传热管各自的所述流通方向的下游侧外周面的附近产生所述燃烧气体的涡流的涡流抑制部，以与所述下游侧外周面接触的状态进行配置。根据本专利技术的一个方式的热交换器的设置方法，通过以涡流抑制部与多根传热管各自的燃烧气体的流通方向的下游侧外周面接触的状态进行配置，从而抑制在燃烧气体通过传热管时在传热管的下游侧产生涡流的现象。因此，能够减少由于燃烧气体的热从传热管的下游侧外周面向在传热管内流通的水或蒸汽等流体传递而引起的热吸收量。专利技术效果根据本专利技术，能够提供能够减少来自燃烧气体的热吸收量且不需要大量工时的热交换器、锅炉和热交换器的设置方法。附图说明图1是示出第一实施方式的锅炉的纵剖视图。图2是图1所示的节煤器的局部放大图。图3是图2所示的节煤器的I-I向视剖视图。图4是示出图3所示的节煤器的变形例的剖视图。图5是示出涡流抑制部的施工范围与对流热传递系数的关系的图。图6是示出传热管及涡流抑制部的局部放大图。图7是示出涡流抑制部的施工范围与压力损失及施工性的关系的图。图8是示出第二实施方式的节煤器的剖视图。图9是示出第三实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热交换器，其具备：圆筒状的多根传热管，它们沿着与燃烧气体的流通方向交叉的交叉方向延伸，供所述燃烧气体与在内部流通的流体进行热交换，并且沿着所述流通方向以规定的配置间隔进行配置；以及涡流抑制部，其以与多根所述传热管各自的所述流通方向的下游侧外周面接触的状态进行配置，抑制在该下游侧外周面的附近产生所述燃烧气体的涡流。

【技术特征摘要】
2018.01.25 JP 2018-0106851.一种热交换器，其具备：圆筒状的多根传热管，它们沿着与燃烧气体的流通方向交叉的交叉方向延伸，供所述燃烧气体与在内部流通的流体进行热交换，并且沿着所述流通方向以规定的配置间隔进行配置；以及涡流抑制部，其以与多根所述传热管各自的所述流通方向的下游侧外周面接触的状态进行配置，抑制在该下游侧外周面的附近产生所述燃烧气体的涡流。2.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述规定的配置间隔是所述传热管的外径的1.5倍以上。3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其中，所述涡流抑制部以在绕所述传热管的长边方向中心轴的周向上、在以所述传热管的所述流通方向的下游侧端部为中心的120°以上且180°以下的范围内与所述下游侧外周面接触的状态进行配置。4.根据权利要求1或2所述的热交换器，其中，所述涡流抑制部以与配置在所述流通方向的上游侧的第一所述传热管的下游侧外周面和在第一所述传热管的所述流通方向的下游侧相邻配置的第二所述传热管的上游侧外周面这双方接触的状态进行配置。5.根据权利要求1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎义伦，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP