特許 6292395 排熱回収ボイラ及びその組み立て方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6292395

(24)【登録日】2018年2月23日

(45)【発行日】2018年3月14日

(54)【発明の名称】排熱回収ボイラ及びその組み立て方法

(51)【国際特許分類】

   F22B 37/24 20060101AFI20180305BHJP

   F22B 37/22 20060101ALI20180305BHJP

【ＦＩ】

   F22B37/24 Z

   F22B37/22 A

【請求項の数】2

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2014-78561(P2014-78561)

(22)【出願日】2014年4月7日

(65)【公開番号】特開2015-200447(P2015-200447A)

(43)【公開日】2015年11月12日

【審査請求日】2017年2月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100090022

【弁理士】

【氏名又は名称】長門 侃二

(72)【発明者】

【氏名】関根 昌之

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 聖天

【審査官】 青木 良憲

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−２２２３０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００５／０１２７９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開昭６２−２６６３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０１１９３８８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第５３３９８９１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０４６７０３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２２Ｂ ３７／２４

Ｆ２２Ｂ ３７／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排ガスを水平方向に流す箱型を成すケーシングと、
上下方向に配置される多数の伝熱管及びこれらの伝熱管の上下の管寄せを具備して前記ケーシング内に前記排ガスの流れを横切る方向に配置される伝熱管パネルを複数層重ねて成る伝熱管パネルブロックと、
前記ケーシングの天井壁に形成された天井開口に嵌合固定されて該天井壁の一部を構成する天井構成ブロックと、
前記ケーシングの床壁に形成された床開口に嵌合固定されて該床壁の一部を構成する床構成ブロックを備え、
前記天井構成ブロックと前記伝熱管パネルブロックとは互いに連結固定され、
前記床構成ブロックと前記伝熱管パネルブロックとは位置調整手段を介して互いの間隔を変更可能に連結され、
前記伝熱管パネルの前記上管寄せと接続する上連結管は前記天井構成ブロックに貫通状態で固定され、
前記伝熱管パネルの前記下管寄せと接続する下連結管は前記床構成ブロックに貫通状態で摺動可能に支持される排熱回収ボイラ。

【請求項2】

排熱回収ボイラの設置場所における基礎上に、排ガスを水平方向に流す箱型を成すケーシングを組み上げる一方で、上下方向に配置される多数の伝熱管及びこれらの伝熱管の上下の管寄せを具備して前記ケーシング内に前記排ガスの流れを横切る方向に配置される伝熱管パネルを複数層重ねて成る伝熱管パネルブロックに対して、前記ケーシングの天井壁に形成された天井開口に嵌合固定されて該天井壁の一部を構成する天井構成ブロックを連結固定すると共に前記ケーシングの床壁に形成された床開口に嵌合固定されて該床壁の一部を構成する床構成ブロックを位置調整手段を介して連結し、
前記天井構成ブロック及び前記床構成ブロックが連結された前記伝熱管パネルブロックを縦吊り状態で前記ケーシングの前記天井壁の前記天井開口から挿入して、前記天井構成ブロックを前記天井開口に嵌合固定すると共に前記床構成ブロックを前記ケーシングの前記床壁の前記床開口に嵌合した後、
前記位置調整手段により、前記床構成ブロックに貫通状態で支持される前記伝熱管パネルの前記下管寄せと接続する下連結管を該床構成ブロックに対して摺動させつつ、前記ケーシングの前記床壁の前記床開口に嵌合した前記床構成ブロックと前記伝熱管パネルブロックとの間隔を調整して、前記床構成ブロックを前記床開口に固定する排熱回収ボイラの組み立て方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガスタービンから排出された排ガスの熱を回収して蒸気を発生させる排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Heat Recovery Steam Generator）及びその組み立て方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

上記したような排熱回収ボイラとしては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。
この排熱回収ボイラは、排ガスを水平方向に流すケーシングと、多数の伝熱管及びこれらの伝熱管の上下の管寄せを具備した伝熱管パネルを複数層重ねて成る伝熱管パネルブロックを備えている。

【0003】

この伝熱管パネルブロックは、ケーシングの天井壁に形成された天井開口に嵌合固定される天井構成ブロックに吊り金具を介して連結固定されていると共に、ケーシングの床壁に形成された床構成ブロックに耐震サポートを介して連結固定されている。

【0004】

この排熱回収ボイラを組み立てるに際しては、まず、ボイラ設置場所における基礎上にケーシングを組み上げると共に、工場において伝熱管パネルブロックを製造して天井構成ブロック及び床構成ブロックをこの伝熱管パネルブロックにそれぞれ連結固定する。この際、天井構成ブロックに貫通状態で固定される上連結管と伝熱管パネルの上管寄せとの接続、及び、床構成ブロックに貫通状態で固定される下連結管と伝熱管パネルの下管寄せとの接続を同時に行う。

【0005】

次いで、この天井構成ブロック及び床構成ブロックが連結された伝熱管パネルブロックをボイラ設置場所に搬送して、縦吊り状態でケーシングの天井壁の天井開口から挿入し、天井構成ブロックを天井開口に嵌合固定すると共に床構成ブロックをケーシングの床壁の床開口に嵌合固定して据え付けるようにしていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】WO2005-012791号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記した排熱回収ボイラでは、伝熱管パネルブロックに対して天井構成ブロック及び床構成ブロックをそれぞれ連結固定する作業に加えて、煩雑な作業である伝熱管パネルの上下の管寄せに対する上連結管及び下連結管の接続作業を工場で行うようにしているので、ボイラ設置場所のケーシングの内部で行う作業が減る分だけ、作業性の向上及びこれに伴う伝熱管パネルブロックの据え付け作業時間の短縮が図られる。

【0008】

しかしながら、上記した排熱回収ボイラでは、床構成ブロックが伝熱管パネルブロックに連結固定されている都合上、床構成ブロックと伝熱管パネルブロックとの間には、高い位置決め精度が求められることから、結果として、伝熱管パネルブロックに対する床構成ブロックの連結から伝熱管パネルブロックのケーシングへの据え付けまでには多くの時間を費やさなくてはならないという問題を有しており、この問題を解決することが従来の課題となっていた。

【0009】

本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、ボイラ設置場所におけるケーシングの内部で行う煩雑な作業を減らすことができるのは勿論のこと、伝熱管パネルを複数層重ねて成る伝熱管パネルブロックのボイラ組み立て時における据え付け作業時間の短縮を実現することが可能である排熱回収ボイラ及びその組み立て方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明に係る排熱回収ボイラの第１の態様は、排ガスを水平方向に流す箱型を成すケーシングと、上下方向に配置される多数の伝熱管及びこれらの伝熱管の上下の管寄せを具備して前記ケーシング内に前記排ガスの流れを横切る方向に配置される伝熱管パネルを複数層重ねて成る伝熱管パネルブロックと、前記ケーシングの天井壁に形成された天井開口に嵌合固定されて該天井壁の一部を構成する天井構成ブロックと、前記ケーシングの床壁に形成された床開口に嵌合固定されて該床壁の一部を構成する床構成ブロックを備え、前記天井構成ブロックと前記伝熱管パネルブロックとは互いに連結固定され、前記床構成ブロックと前記伝熱管パネルブロックとは位置調整手段を介して互いの間隔を変更可能に連結され、前記伝熱管パネルの前記上管寄せと接続する上連結管は前記天井構成ブロックに貫通状態で固定され、前記伝熱管パネルの前記下管寄せと接続する下連結管は前記床構成ブロックに貫通状態で摺動可能に支持される構成としている。

【0011】

また、本発明の第２の態様は、排熱回収ボイラの設置場所における基礎上に、排ガスを水平方向に流す箱型を成すケーシングを組み上げる一方で、上下方向に配置される多数の伝熱管及びこれらの伝熱管の上下の管寄せを具備して前記ケーシング内に前記排ガスの流れを横切る方向に配置される伝熱管パネルを複数層重ねて成る伝熱管パネルブロックに対して、前記ケーシングの天井壁に形成された天井開口に嵌合固定されて該天井壁の一部を構成する天井構成ブロックを連結固定すると共に前記ケーシングの床壁に形成された床開口に嵌合固定されて該床壁の一部を構成する床構成ブロックを位置調整手段を介して連結し、前記天井構成ブロック及び前記床構成ブロックが連結された前記伝熱管パネルブロックを縦吊り状態で前記ケーシングの前記天井壁の前記天井開口から挿入して、前記天井構成ブロックを前記天井開口に嵌合固定すると共に前記床構成ブロックを前記ケーシングの前記床壁の前記床開口に嵌合した後、前記位置調整手段により、前記床構成ブロックに貫通状態で支持される前記伝熱管パネルの前記下管寄せと接続する下連結管を該床構成ブロックに対して摺動させつつ、前記ケーシングの前記床壁の前記床開口に嵌合した前記床構成ブロックと前記伝熱管パネルブロックとの間隔を調整して、前記床構成ブロックを前記床開口に固定する構成としている。

【0012】

本発明に係る排熱回収ボイラ及びその組み立て方法において、床構成ブロックと伝熱管パネルブロックとを互いの間隔を変更可能に連結する位置調整手段には、ターンバックルを用いることができるほか、チェーンブロックを用いることができるが、これらのものに限定しない。

【0013】

本発明に係る排熱回収ボイラでは、伝熱管パネルブロックに対して天井構成ブロック及び床構成ブロックをそれぞれ連結する作業に加えて、煩雑な作業である伝熱管パネルの上下の管寄せに対する上連結管及び下連結管の接続作業を工場で行うようにしているので、ボイラ設置場所のケーシングの内部で行う作業が減る分だけ、作業性の向上及びこれに伴う伝熱管パネルブロックの据え付け作業時間の短縮が図られる。

【0014】

加えて、上記した排熱回収ボイラでは、床構成ブロックと伝熱管パネルブロックとが位置調整手段を介して互いの間隔を変更可能に連結されていると共に、伝熱管パネルの下管寄せと接続する下連結管が床構成ブロックに貫通状態で摺動可能に支持されているので、下連結管を床構成ブロックに対して摺動させつつ、床構成ブロックと伝熱管パネルブロックとの間隔を位置調整手段により調整すれば、両者の位置合わせが完了することとなり、すなわち、伝熱管パネルブロックに対する床構成ブロックの連結から伝熱管パネルブロックのケーシングへの据え付けまでに多くの時間を費やさずに済む分だけ、より一層の据え付け作業時間の短縮が図られることとなる。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係る排熱回収ボイラでは、ボイラ設置場所におけるケーシングの内部で行う煩雑な作業を減らすことができるのに加えて、伝熱管パネルを複数層重ねて成る伝熱管パネルブロックのボイラ組み立て時における据え付け作業時間を短縮することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施例による排熱回収ボイラを概略的に示す断面説明図である。

【図2】図１のＡ−Ａ線位置に基づく拡大断面説明図である。

【図3】図１の排熱回収ボイラの組み立て時における伝熱管パネルブロックの据え付け要領を示す拡大斜視説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１〜図３は、本発明の一実施例による排熱回収ボイラを示している。
図１に示すように、この排熱回収ボイラ１は、ガスタービンから排出された排ガスをガス導入口ＩＮからガス排出口ＯＵＴにかけて水平方向に流す箱型のケーシング２を備えており、このケーシング２の内部におけるガス導入口ＩＮの下流側には、バーナ３及び排ガスから熱を回収する複数の伝熱管パネルブロック１０が順次配置されている。

【0018】

ケーシング２は大型の構造物なので、強度を確保するべくその周囲が互いに端部で連結される図示しない天井壁補強梁，側壁補強梁及び床壁補強梁６で囲まれており、ケーシング２は、側壁補強梁を基礎Ｅ上の柱７に乗せた状態で設置されている。

【0019】

また、この排熱回収ボイラ１は、ケーシング２の内部における熱回収効率を向上させると共に、外部との熱遮蔽を確実に行うために、ケーシング２の天井壁２Ｃ，床壁２Ｆ及び側壁２Ｗには断熱材８及び内貼り９が施工されている。なお、天井壁２Ｃ，床壁２Ｆ及び側壁２Ｗには、例えば圧延鋼板ＳＳ４００が用いられ、一方、内貼り９には、例えば、ステンレス鋼板が用いられる。

【0020】

伝熱管パネルブロック１０は、図２にも示すように、上下方向に配置される多数の伝熱管１１及びこれらの伝熱管１１の上下の管寄せ１２，１３を具備して、排ガスの流れを横切る方向に配置される伝熱管パネル１４を複数層重ねて成っている。

【0021】

複数の伝熱管パネルブロック１０は、互いに間隔をもって並べて配置されており、いずれもケーシング２の天井壁２Ｃに形成された天井開口２ａに嵌合されて天井壁２Ｃの一部を構成する天井構成ブロック１５に吊り金具１６を介して一体的に固定されている。この天井構成ブロック１５には、伝熱管パネルブロック１０の伝熱管パネル１４の上管寄せ１２と接続する上連結管１７が貫通状態で固定されている。

【0022】

また、伝熱管パネルブロック１０は、ケーシング２の床壁２Ｆに形成された床開口２ｂに嵌合されて床壁２Ｆの一部を構成する床構成ブロック１８に連結具１９を介して連結されており、この床構成ブロック１８には、伝熱管パネルブロック１０の伝熱管パネル１４の下管寄せ１３と接続する下連結管２０が貫通状態で摺動可能に支持されている。

【0023】

この場合、連結具１９の中間部分には、伝熱管パネルブロック１０と床構成ブロック１８との間隔を変更する位置調整手段としてのターンバックル２１が配置してある。

【0024】

天井構成ブロック１５及び床構成ブロック１８が連結された伝熱管パネルブロック１０は、ケーシング２に対する据え付け時において、図３に示すように、縦吊りされた状態で天井壁２Ｃの天井開口２ａからケーシング２内に挿入され、天井構成ブロック１５が天井開口２ａに嵌合固定されると共に、床構成ブロック１８が床壁２Ｆの床開口２ｂに嵌合され、この状態でターンバックル２１を操作して、下連結管２０を床構成ブロック１８に対して摺動させつつ、床構成ブロック１８と伝熱管パネルブロック１０との間隔を調整することで、互いの位置合わせが行われるようになっている。なお、図２における符号２２はシールリングであり、床構成ブロック１８と下連結管２０との間からの排ガス漏れを防いでいる。

【0025】

次に、上記した排熱回収ボイラ１の組み立て方法を説明する。まず、ボイラ設置場所における基礎Ｅ上にケーシング２を組み上げる。一方、工場において、伝熱管パネル１４を複数層重ねて形成した伝熱管パネルブロック１０に対して、天井構成ブロック１５を連結固定すると共に、ターンバックル２１を介して床構成ブロック１８を連結する。

【0026】

次いで、天井構成ブロック１５及び床構成ブロック１８が連結された伝熱管パネルブロック１０をボイラ設置場所に搬送する。

【0027】

この際、伝熱管パネル１４は変形し易い構造体なので、搬送時には、この伝熱管パネル１４を複数層重ねた状態の伝熱管パネルブロック１０を角筒状の搬送箱に対して固定する必要がある。通常、伝熱管パネルブロック１０を覆うようにして枠組した鉄骨枠（スキッド）を介して搬送箱に固定するが、この実施例では、伝熱管パネルブロック１０に連結された天井構成ブロック１５及び床構成ブロック１８を搬送箱の両端部にそれぞれ嵌合することで、搬送箱内の伝熱管パネルブロック１０を搬送箱に対して固定するようにしている。

【0028】

つまり、鉄骨枠を使用しない分だけ梱包開梱作業の簡略化及び搬送コストの低減を実現し得ることとなる。なお、搬送箱に収容した伝熱管パネルブロック１０の複数箇所を搬送箱に対して位置調整可能にボルト止めすることが望ましい。

【0029】

次に、ボイラ設置場所において、天井構成ブロック１５及び床構成ブロック１８が連結された伝熱管パネルブロック１０を縦吊りし、この縦吊り状態でケーシング２の天井壁２Ｃの天井開口２ａから挿入して、天井構成ブロック１５を天井開口２ａに嵌合固定すると共に床構成ブロック１８をケーシング２の床壁２Ｆの床開口２ｂに嵌合する。

【0030】

そして、この状態でターンバックル２１を操作して、床構成ブロック１８に貫通状態で支持される下連結管２０をこの床構成ブロック１８に対して摺動させつつ、床構成ブロック１８と伝熱管パネルブロック１０との間隔を調整した後、床構成ブロック１８を床開口２ｂに固定することで、天井構成ブロック１５及び床構成ブロック１８が連結された伝熱管パネルブロック１０のケーシング２に対する据え付けが完了する。

【0031】

この実施例による排熱回収ボイラ１では、伝熱管パネルブロック１０に対して天井構成ブロック１５及び床構成ブロック１８をそれぞれ連結する作業に加えて、煩雑な作業である伝熱管パネル１４の上下の管寄せ１２，１３に対する上連結管１７及び下連結管２０の接続作業を工場で行うようにしていることから、ボイラ設置場所のケーシング２の内部で行う作業が減る分だけ、作業性の向上及びこれに伴う伝熱管パネルブロックの据え付け作業時間の短縮が図られる。

【0032】

加えて、この実施例による排熱回収ボイラ１では、床構成ブロック１８と伝熱管パネルブロック１０とがターンバックル２１を介して互いの間隔を変更可能に連結され、伝熱管パネル１４の下管寄せ１３と接続する下連結管２０が床構成ブロック１８に貫通状態で摺動可能に支持されているので、ターンバックル２１を操作して、下連結管２０を床構成ブロック１８に対して摺動させつつ、床構成ブロック１８と伝熱管パネルブロック１０との間隔を調整すれば、両者の位置合わせが完了することとなる。

【0033】

すなわち、伝熱管パネルブロック１０に対する床構成ブロック１８の連結から伝熱管パネルブロック１０のケーシング２への据え付けまでに多くの時間を費やす必要がなく、その分だけ、より一層の据え付け作業時間の短縮が図られることとなる。

【0034】

本発明に係る排熱回収ボイラ及びその組み立て方法の構成は、上記した実施例に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0035】

１ 排熱回収ボイラ
２ ケーシング
２Ｃ 天井壁
２Ｆ 床壁
２ａ 天井開口
２ｂ 床開口
１０ 伝熱管パネルブロック
１１ 伝熱管
１２ 上管寄せ
１３ 下管寄せ
１４ 伝熱管パネル
１５ 天井構成ブロック
１７ 上連結管
１８ 床構成ブロック
２０ 下連結管
２１ ターンバックル（位置調整手段）

【図1】

【図2】

【図3】