特許 7668334 バンドルおよび熱交換器並びに排煙処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-16

(45)【発行日】2025-04-24

(54)【発明の名称】バンドルおよび熱交換器並びに排煙処理装置

(51)【国際特許分類】

   F23J 15/08 20060101AFI20250417BHJP

   F28F 21/08 20060101ALI20250417BHJP

   F28D 7/16 20060101ALI20250417BHJP

【ＦＩ】

F23J15/08

F28F21/08 F

F28D7/16 B

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2023223059

(22)【出願日】2023-12-28

【審査請求日】2024-02-07

(31)【優先権主張番号】P 2023218384

(32)【優先日】2023-12-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】315016723

【氏名又は名称】三菱重工パワー環境ソリューション株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】橋本 伸太郎

(72)【発明者】

【氏名】藤原 素明

(72)【発明者】

【氏名】徳重 信

(72)【発明者】

【氏名】吉田 輝

(72)【発明者】

【氏名】田中 崇雄

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 隆行

(72)【発明者】

【氏名】星 英男

(72)【発明者】

【氏名】仮屋 英治

【審査官】古川 峻弘

(56)【参考文献】

【文献】特許第７２２１４４０（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０２３－１０５７８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－１２８１０７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１８－１３５５６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｊ １５／００－１５／０８

Ｆ２８Ｆ １／００－９９／００

Ｆ２８Ｄ ７／１６

Ｂ０１Ｄ ５３／００－５３／９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排煙脱硫装置からの排ガスが直接導入されるバンドルであって、
熱媒体が供給される入口ヘッダと、
熱媒体が排出される出口ヘッダと、
前記入口ヘッダと前記出口ヘッダを連結して素管の周囲にフィンが固定される複数の伝熱管と、
を備え、
前記複数の伝熱管のうち、少なくとも排ガスの流れ方向の上流側で排ガスの相対湿度が７０％以上の領域に配置される前記伝熱管は、排ガスの流れ方向の下流側で排ガスの相対湿度が７０％未満の領域に配置される炭素鋼により形成される伝熱管より耐腐食性の高いステンレス鋼により形成されるステンレス製伝熱管であり、前記ステンレス製伝熱管は、排ガスの入口部から排ガスの流れ方向の下流側に向けて少なくとも２段目までに配置される、
バンドル。

【請求項2】

排煙脱硫装置からの排ガスが直接導入されるバンドルであって、
熱媒体が供給される入口ヘッダと、
熱媒体が排出される出口ヘッダと、
前記入口ヘッダと前記出口ヘッダを連結して素管の周囲にフィンが固定される複数の伝熱管と、
を備え、
前記複数の伝熱管のうち、少なくとも壁部に隣接して排ガスの相対湿度が７０％以上の領域に配置される前記伝熱管は、前記壁部から離間して排ガスの相対湿度が７０％未満の領域に配置される炭素鋼により形成される伝熱管より耐腐食性の高いステンレス鋼により形成されるステンレス製伝熱管である、
バンドル。

【請求項3】

排煙脱硫装置からの排ガスが直接導入されるバンドルであって、
熱媒体が供給される入口ヘッダと、
熱媒体が排出される出口ヘッダと、
前記入口ヘッダと前記出口ヘッダを連結して素管の周囲にフィンが固定される複数の伝熱管と、
を備え、
前記複数の伝熱管のうち、少なくとも仕切板に隣接して排ガスの相対湿度が７０％以上の領域に配置される前記伝熱管は、前記仕切板から離間して排ガスの相対湿度が７０％未満の領域に配置される炭素鋼により形成される伝熱管より耐腐食性の高いステンレス鋼により形成されるステンレス製伝熱管である、
バンドル。

【請求項4】

排煙脱硫装置からの排ガスが直接導入されるバンドルであって、
熱媒体が供給される入口ヘッダと、
熱媒体が排出される出口ヘッダと、
前記入口ヘッダと前記出口ヘッダを連結して素管の周囲にフィンが固定される複数の伝熱管と、
を備え、
前記複数の伝熱管は、複数の直線部と、前記複数の直線部の一端部同士を連結する第１湾曲部と、前記複数の直線部の他端部同士を連結する第２湾曲部とを有し、
前記複数の伝熱管のうち、少なくとも排ガスの相対湿度が７０％以上の領域に配置される前記第１湾曲部および前記第２湾曲部は、排ガスの相対湿度が７０％未満の領域に配置される炭素鋼により形成される前記直線部より耐腐食性の高いステンレス鋼により形成されるステンレス製伝熱管である、
バンドル。

【請求項5】

排ガスの流れ方向に沿って低温バンドルと高温バンドルが直列に配置され、前記ステンレス製伝熱管は、少なくとも前記低温バンドルに配置される、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のバンドル。

【請求項6】

排ガスの流れ方向の下流側に配置される前記伝熱管は、炭素鋼により形成される炭素鋼製伝熱管である、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のバンドル。

【請求項7】

前記伝熱管は、複数の直線部と、前記複数の直線部の一端部同士を連結する第１湾曲部と、前記複数の直線部の他端部同士を連結する第２湾曲部とを有し、前記第１湾曲部および前記第２湾曲部への排ガスの流入を抑制する流入防止板が設けられる、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のバンドル。

【請求項8】

前記伝熱管は、複数の直線部と、前記複数の直線部の一端部同士を連結する第１湾曲部と、前記複数の直線部の他端部同士を連結する第２湾曲部とを有し、前記第１湾曲部および前記第２湾曲部は、腐食防止用ライニング塗装が施される、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のバンドル。

【請求項9】

前記伝熱管は、複数の直線部と、前記複数の直線部の一端部同士を連結する第１湾曲部と、前記複数の直線部の他端部同士を連結する第２湾曲部とを有し、前記第１湾曲部および前記第２湾曲部は、残留応力除去処理が施される、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のバンドル。

【請求項10】

排ガス通路を構成するダクトケーシングと、
前記ダクトケーシングの内部に配置される請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のバンドルと、
を備える熱交換器。

【請求項11】

排ガスの熱の一部を回収する熱回収装置と、
熱回収後の前記排ガスに含まれるばいじんを除去する集塵装置と、
集塵後の前記排ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する脱硫装置と、
脱硫後の前記排ガスを再加熱する請求項１０に記載の熱交換器が適用される再加熱器と、
を備える排煙処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、バンドル、バンドルが適用される熱交換器、熱交換器を備える排煙処理装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

火力発電設備などに設けられる排煙処理装置は、熱回収装置と、電気集塵装置と、脱硫装置と、再加熱装置などから構成される。排煙処理装置にて、ボイラから排出される排ガスは、電気集塵装置により含有するばいじんが除去され、脱硫装置により含有する亜硫酸ガスが除去される。このとき、熱回収装置は、排ガスから熱を回収する。再加熱装置は、熱回収装置が回収した熱により脱硫後の排ガスを再加熱し、白煙の排出を抑制する。

【0003】

再加熱装置は、排ガス通路に配置される複数の伝熱管を有する。再加熱装置は、複数の伝熱管内に高温の熱媒体を流動させ、熱媒体と排ガス通路を流れる排ガスとの間で熱交換することで、排ガスを加熱して昇温する。従来の再加熱装置としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００１－９９４１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

再加熱装置に流入する排ガスは、腐食性不純物含有ミストが含まれる。そのため、再加熱装置の伝熱管は、腐食性不純物含有ミストの付着と蒸発の事象が繰り返し生じ、腐食してしまうおそれがある。そこで、伝熱管の材料として、耐腐食性の高い材料を適用することが考えられる。

【0006】

ところが、伝熱管の材料として、耐腐食性の高い材料を適用することは、製造コストの増加を招いてしまうという課題がある。また、材料としての鉄に対してステンレス材料は、熱伝導率が低く、伝熱管の性能が低下してしまうおそれがある。

【0007】

本開示は、上述した課題を解決するものであり、伝熱管に対して最適な材料を適用することで、性能の低下を抑制しながら製造コストの増加を抑制するバンドルおよび熱交換器並びに排煙処理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するための本開示のバンドルは、熱媒体が供給される入口ヘッダと、熱媒体が排出される出口ヘッダと、前記入口ヘッダと前記出口ヘッダを連結すると複数の伝熱管と、を備え、前記複数の伝熱管のうち、少なくとも排ガスの流れ方向の上流側に配置される前記伝熱管は、排ガスの流れ方向の下流側に配置される前記伝熱管より耐腐食性の高いステンレス鋼により形成されるステンレス製伝熱管である。

【0009】

また、本開示の熱交換器は、排ガス通路を構成するダクトケーシングと、前記ダクトケーシングの内部に配置される請求項１に記載のバンドルと、を備える。

【0010】

また、本開示の排煙処理装置は、排ガスの熱の一部を回収する熱回収装置と、熱回収後の前記排ガスに含まれるばいじんを除去する集塵装置と、集塵後の前記排ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する脱硫装置と、脱硫後の前記排ガスを再加熱する前記熱交換器が適用される再加熱器と、を備える。

【発明の効果】

【0011】

本開示のバンドルおよび熱交換器並びに排煙処理装置によれば、性能の低下を抑制しながら、耐久性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本実施形態の排煙処理装置を表す概略構成図である。

【図2】図２は、本実施形態の再加熱装置を表す概略構成図である。

【図3】図３は、本実施形態の再加熱装置を表す斜視図である。

【図4】図４は、本実施形態の再加熱装置における平面図である。

【図5】図５は、本実施形態の再加熱装置における正面図である。

【図6】図６は、排ガスの流れ方向に対する排ガスの温度および湿度を表すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に図面を参照して、本開示の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

【0014】

［排煙処理装置］
図１は、本実施形態の排煙処理装置を表す概略構成図である。

【0015】

図１に示すように、排煙処理装置１００は、各種の発電プラントや工場などにて、ボイラ１１１から排出される排ガス（排煙）Ｇが煙突１１２から放出される過程で、排ガスＧに含まれるばいじんや硫黄酸化物（ＳＯｘ）を除去するものである。

【0016】

排煙処理装置１００は、熱回収装置１０１と、電気集塵装置１０２と、送風装置（誘引通風機）１０３と、脱硫装置１０４と、再加熱装置１０５と、送風装置（脱硫通風機）１０６とを備える。送風装置１０３，１０６が駆動することで、ボイラ１１１から排出される排ガスＧは、熱回収装置１０１、電気集塵装置１０２、脱硫装置１０４、再加熱装置１０５を通って煙突１１２に送られる。なお、熱回収装置１０１の上流側に脱硝装置を設けてもよい。

【0017】

ボイラ１１１は、２つの排ガス通路１２１ａ，１２１ｂが設けられる。排ガス通路１２１ａは、熱回収装置１０１ａと電気集塵装置１０２ａと送風装置１０３ａが設けられ、排ガス通路１２１ｂは、熱回収装置１０１ｂと電気集塵装置１０２ｂと送風装置１０３ｂが設けられる。２つの排ガス通路１２１ａ，１２１ｂは、下流側が排ガス通路１２１ｃに合流する。排ガス通路１２１ｃは、脱硫装置１０４と再加熱装置１０５が設けられる。排ガス通路１２１ｃは、下流側が２つの排ガス通路１２１ｄ，１２１ｅに分岐する。排ガス通路１２１ｄは、送風装置１０６ａが設けられ、排ガス通路１２１ｅは、送風装置１０６ｂが設けられる。２つの排ガス通路１２１ｄ，１２１ｅは、下流側が排ガス通路１２１ｆに合流する。排ガス通路１２１ｆは、煙突１１２に連結される。また、排ガス通路１２１ｃにおける脱硫装置１０４の上流側と排ガス通路１２１ｆとを連結する排ガス通路１２１ｇが設けられる。排ガス通路１２１ｇは、開閉弁１２２が設けられる。

【0018】

熱回収装置１０１（１０１ａ，１０１ｂ）は、ボイラ１１１から排出された排ガスＧ（約１４０℃）と熱媒体（水など）との間で熱交換することで、排ガスＧから熱を回収する。熱回収装置１０１で熱回収された排ガスＧ（約９０℃）は、電気集塵装置１０２（１０２ａ，１０２ｂ）に導入される。電気集塵装置１０２は、排ガスＧからばいじんを除去する。

【0019】

電気集塵装置１０２でばいじんが除去された排ガスＧは、脱硫装置１０４に導入される。脱硫装置１０４は、石灰石（ＣａＣＯ_３）により、排ガスＧ中の硫黄酸化物を吸収除去し、副生成物として石膏（ＣａＳＯ_４．２Ｈ_２Ｏ）を生成する。脱硫装置１０４は、ミストエリミネータ１２３を有する。ミストエリミネータ１２３は、脱硫後の排ガスＧからミストを除去する。

【0020】

脱硫装置１０４により脱硫処理された排ガスＧ（約５０℃）は、ガスガスヒータの再加熱装置１０５に導入される。再加熱装置１０５は、熱回収装置１０１との間で熱媒体を循環する過程で、熱回収装置１０１により回収された熱により排ガスＧを再加熱する。熱回収装置１０１と再加熱装置１０５とは、第１熱媒体循環ラインＬ１１および第２熱媒体循環ラインＬ１２により連結される。第１熱媒体循環ラインＬ１１は、循環ポンプ１３１が設けられる。循環ポンプ１３１を駆動することで、再加熱装置１０５の熱媒体を第１熱媒体循環ラインＬ１１により熱回収装置１０１に戻す。第２熱媒体循環ラインＬ１２は、ヒータ１３２が設けられる。循環ポンプ１３１により熱回収装置１０１の熱媒体を第２熱媒体循環ラインＬ１２により再加熱装置１０５に供給する。この過程で、必要に応じてヒータ１３２を作動することで、熱媒体を加熱する。

【0021】

排ガスＧは、脱硫装置１０４で脱硫処理されることで温度が低下し、低温のままでは拡散しにくく白煙になるおそれがある。再加熱装置１０５は、拡散および白煙低減を目的として排ガスＧを再加熱することで昇温（約９０℃）させ、煙突１１２から大気に放出する。

【0022】

［再加熱装置の概略構成］
図２は、本実施形態の再加熱装置を表す概略構成図である。本実施形態では、バンドルおよび熱交換器を、上述した排煙処理装置１００における再加熱装置１０５に適用して説明する。

【0023】

図２に示すように、再加熱装置１０５は、完全向流方式の熱交換器である。但し、再加熱装置１０５は、高温予熱向流方式、高温予熱並流方式、中温予熱方式などの他の方式の熱交換器であってもよい。

【0024】

再加熱装置１０５は、高温加熱部１１と、低温加熱部１２とを有する。但し、再加熱装置１０５は、１つの加熱部を有するものであってもよいし、３つ以上の加熱部を有するものであってもよい。高温加熱部１１と低温加熱部１２は、排ガス通路（ガスパス）１２１ｃに配置される。高温加熱部１１と低温加熱部１２は、排ガスＧの流れ方向の下流側から上流側に向けて順に配置される。すなわち、高温加熱部１１は、排ガスＧの流れ方向の最下流側に位置し、低温加熱部１２は、排ガスＧの流れ方向の最上流側に位置する。

【0025】

高温加熱部１１は、複数の第１伝熱管２１を有する。複数の第１伝熱管２１は、排ガス通路１２１ｃに排ガスＧの流れ方向に交差する方向に沿って配置される。複数の第１伝熱管２１は、一端部に入口ヘッダ２２が連結され、他端部が出口ヘッダ２３に連結される。入口ヘッダ２２は、排ガスＧの流れ方向の最下流側で、複数の第１伝熱管２１を流れる熱媒体の流れ方向の最上流側に配置される。出口ヘッダ２３は、入口ヘッダ２２より排ガスＧの流れ方向の上流側で、複数の第１伝熱管２１を流れる熱媒体の流れ方向の最下流側に配置される。

【0026】

低温加熱部１２は、複数の第２伝熱管３１を有する。複数の第２伝熱管３１は、排ガス通路１２１ｃに排ガスＧの流れ方向に交差する方向に沿って配置される。複数の第２伝熱管３１は、一端部に出口ヘッダ３３が連結され、他端部が出口ヘッダ３３に連結される。出口ヘッダ３３は、排ガスＧの流れ方向の最上流側で、複数の第２伝熱管３１を流れる熱媒体の流れ方向の最下流側に配置される。入口ヘッダ３２は、出口ヘッダ３３より排ガスＧの流れ方向の下流側で、複数の第２伝熱管３１を流れる熱媒体の流れ方向の最上流側に配置される。

【0027】

第２熱媒体循環ラインＬ１２は、流れ方向の上流側の端部が熱回収装置１０１に接続され、下流側の端部が高温加熱部１１の入口ヘッダ２２に接続される。第１熱媒体循環ラインＬ１１は、下流側の端部が熱回収装置１０１に接続され、上流側の端部が低温加熱部１２の出口ヘッダ３３に接続される。また、高温加熱部１１の出口ヘッダ２３と低温加熱部１２の出口ヘッダ３３とは、接続ラインＬ２１により連結される。

【0028】

第１熱媒体循環ラインＬ１１は、循環ポンプ１３１とドレンタンク１３３が設けられ、第２熱媒体循環ラインＬ１２は、ヒータ１３２が設けられる。そして、蒸気供給源（図示略）からヒータ１３２、ドレンタンク１３３に対して蒸気ラインＬ１３が設けられ、ドレンタンク１３３に蒸気ドレンラインＬ１４が設けられる。そして、蒸気ラインＬ１３は、開閉弁１３４が設けられる。

【0029】

そのため、熱回収された高温の熱媒体は、第２熱媒体循環ラインＬ１２から高温加熱部１１の入口ヘッダ２２に供給される。入口ヘッダ２２に供給された熱媒体は、複数の第１伝熱管２１を通って出口ヘッダ２３に流れる。このとき、第１伝熱管２１を流れる熱媒体は、排ガスＧを高温加熱する。出口ヘッダ２３に流れた熱媒体は、接続ラインＬ２１を通って低温加熱部１２の入口ヘッダ３２に供給される。入口ヘッダ３２に供給された熱媒体は、複数の第２伝熱管３１を通って出口ヘッダ３３に流れる。このとき、第２伝熱管３１を流れる熱媒体は、排ガスＧを低温加熱する。出口ヘッダ３３に流れた熱媒体は、第１熱媒体循環ラインＬ１１に排出される。

【0030】

［再加熱装置の全体構成］
図３は、本実施形態の再加熱装置を表す斜視図である。

【0031】

図３に示すように、再加熱装置１０５は、高温加熱部１１と、低温加熱部１２とを有する。高温加熱部１１は、複数の第１伝熱管２１を有し、低温加熱部１２は、複数の第２伝熱管３１を有する。複数の第１伝熱管２１は、一端部に入口ヘッダ２２が連結され、他端部に出口ヘッダ２３が連結される。複数の第２伝熱管３１は、一端部に入口ヘッダ３２が連結され、他端部に出口ヘッダ３３が連結される。そして、高温加熱部１１の出口ヘッダ２３と低温加熱部１２の出口ヘッダ３３とは、接続ラインＬ２１により連結される。

【0032】

そのため、排ガスＧは、低温加熱部１２から高温加熱部１１に流れる。熱媒体は、高温加熱部１１の入口ヘッダ２２に供給され、複数の第１伝熱管２１を通って排ガスＧを高温加熱する。複数の第１伝熱管２１の熱媒体は、出口ヘッダ２３から接続ラインＬ２１を通って低温加熱部１２の入口ヘッダ３２に供給され、複数の第２伝熱管３１を通って排ガスＧを低温加熱し、出口ヘッダ３３に流れる。

【0033】

［再加熱装置の詳細構成］
図４は、本実施形態の再加熱装置における平面図である。

【0034】

図４に示すように、再加熱装置１０５は、高温加熱部１１と、低温加熱部１２とを有する。高温加熱部１１は、高温バンドル（第１バンドル）５１を有し、高温加熱部１１は、低温バンドル（第２バンドル）５２を有する。排ガス通路１２１ｃは、ダクトケーシング６０により区画される。ダクトケーシング６０は、水平方向に沿った矩形の筒形状をなし、内部に排ガス通路１２１ｃが区画され、排ガスＧが水平方向に沿って流れる。

【0035】

高温バンドル５１と低温バンドル５２は、ダクトケーシング６０の内部に配置され、側壁部６０ａに連結されて支持される。高温バンドル５１と低温バンドル５２は、ダクトケーシング６０の内部に排ガスＧの流れ方向の下流側から上流側に向けて間隔を空けて配置される。

【0036】

高温バンドル５１は、入口ヘッダ２２と出口ヘッダ２３がダクトケーシング６０の側壁部６０ａに固定されて支持される。複数の第１伝熱管２１は、水平方向に沿って配置される。入口ヘッダ２２は、複数の第１伝熱管２１の一端部が連結され、出口ヘッダ２３は、複数の第１伝熱管２１の他端部が連結される。入口ヘッダ２２および出口ヘッダ２３は、径方向のおける水平方向の一方側（図４の右方側）が排ガス通路１２１ｃに位置し、径方向のおける水平方向の他方側（図４の左方側）が排ガス通路１２１ｃの外側に位置する。複数の第１伝熱管２１は、排ガス通路１２１ｃに位置する。高温バンドル５１は、外側に高温ケーシング５３が配置される。高温ケーシング５３は、複数の第１伝熱管２１を取り囲むように水平方向に沿って配置され、長手方向の端部が入口ヘッダ２２および出口ヘッダ２３に連結され、必要に応じてダクトケーシング６０の内面に支持される。高温ケーシング５３は、排ガスＧの流れ方向の上流側と下流側に開口部を有する。

【0037】

低温バンドル５２は、入口ヘッダ３２と出口ヘッダ３３がダクトケーシング６０の側壁部６０ａに固定されて支持される。複数の第２伝熱管３１は、水平方向に沿って配置される。入口ヘッダ３２は、複数の第２伝熱管３１の一端部が連結され、出口ヘッダ３３は、複数の第２伝熱管３１の他端部が連結される。入口ヘッダ３２および出口ヘッダ３３は、径方向のおける水平方向の一方側（図４の右方側）が排ガス通路１２１ｃに位置し、径方向のおける水平方向の他方側（図４の左方側）が排ガス通路１２１ｃの外側に位置する。複数の第２伝熱管３１は、排ガス通路１２１ｃに位置する。低温バンドル５２は、外側に低温ケーシング５４が配置される。低温ケーシング５４は、複数の第２伝熱管３１を取り囲むように水平方向に沿って配置され、長手方向の端部が入口ヘッダ３２および出口ヘッダ３３に連結され、必要に応じてダクトケーシング６０の内面に支持される。低温ケーシング５４は、排ガスＧの流れ方向の上流側と下流側に開口部を有する。

【0038】

高温バンドル５１にて、入口ヘッダ２２は、側部に連結フランジ２４を有するフランジ接手２５が固定される。フランジ接手２５は、円筒形状をなし、入口ヘッダ２２の内部に連通する。フランジ接手２５は、入口ヘッダ２２における長手方向の一端部に配置される。出口ヘッダ２３は、側部に連結フランジ２６を有するフランジ接手２７が固定される。フランジ接手２７は、円筒形状をなし、出口ヘッダ２３の内部に連通する。フランジ接手２７は、出口ヘッダ２３における長手方向の他端部に配置される。

【0039】

第１伝熱管２１は、複数の直線部２１ａと、複数の第１湾曲部２１ｂと、複数の第２湾曲部２１ｃとを有する。複数の直線部２１ａは、素管の周囲に螺旋形状をなすフィンが固定されて構成される。複数の第１湾曲部２１ｂと複数の第２湾曲部２１ｃは、素管だけで構成され、フィンが設けられていない。複数の直線部２１ａは、隣接するもの同士の一端部が第１湾曲部２１ｂにより連結され、隣接するもの同士の他端部が第２湾曲部２１ｃにより連結される。第１伝熱管２１は、排ガスＧの流れ方向の下流側の直線部２１ａの一端部が入口ヘッダ２２に連結され、排ガスＧの流れ方向の上流側の直線部２１ａの一端部が出口ヘッダ２３に連結される。１つの第１伝熱管２１は、直線部２１ａと第１湾曲部２１ｂと第２湾曲部２１ｃが排ガスＧの流れ方向である水平方向に間隔を空けて配置される。複数の第１伝熱管２１は、排ガスＧの流れ方向に直交する鉛直方向に間隔を空けて配置されることで、第１伝熱管群を構成する。

【0040】

低温バンドル５２にて、入口ヘッダ３２は、側部に連結フランジ３４を有するフランジ接手３５が固定される。フランジ接手３５は、円筒形状をなし、入口ヘッダ３２の内部に連通する。フランジ接手３５は、入口ヘッダ３２における長手方向の一端部に配置される。出口ヘッダ３３は、側部に連結フランジ３６を有するフランジ接手３７が固定される。フランジ接手３７は、円筒形状をなし、出口ヘッダ３３の内部に連通する。フランジ接手３７は、出口ヘッダ３３における長手方向の他端部に配置される。

【0041】

第２伝熱管３１は、複数の直線部３１ａと、複数の第１湾曲部３１ｂと、複数の第２湾曲部３１ｃとを有する。複数の直線部３１ａは、素管の周囲に螺旋形状をなすフィンが固定されて構成される。複数の第１湾曲部３１ｂと複数の第２湾曲部３１ｃは、素管だけで構成され、フィンが設けられていない。複数の直線部３１ａは、隣接するもの同士の一端部が第１湾曲部３１ｂにより連結され、隣接するもの同士の他端部が第２湾曲部３１ｃにより連結される。第２伝熱管３１は、排ガスＧの流れ方向の上流側の直線部３１ａの一端部が入口ヘッダ３２に連結され、排ガスＧの流れ方向の下流側の直線部３１ａの一端部が出口ヘッダ３３に連結される。１つの第２伝熱管３１は、直線部３１ａと第１湾曲部３１ｂと第２湾曲部３１ｃが排ガスＧの流れ方向である水平方向に間隔を空けて配置される。複数の第２伝熱管３１は、排ガスＧの流れ方向に直交する鉛直方向に間隔を空けて配置されることで、第２伝熱管群を構成する。

【0042】

第２熱媒体循環ラインＬ１２は、配管により構成され、端部にフランジ接手を有する。第２熱媒体循環ラインＬ１２は、配管のフランジ接手が高温バンドル５１における入口ヘッダ２２のフランジ接手２５に連結される。第１熱媒体循環ラインＬ１１は、配管により構成され、端部にフランジ接手を有する。第１熱媒体循環ラインＬ１１は、配管のフランジ接手が低温バンドル５２における出口ヘッダ３３のフランジ接手３７に連結される。接続ラインＬ２１は、配管により構成され、長手方向の各端部にフランジ接手をそれぞれ有する。接続ラインＬ２１は、配管の一端部側のフランジ接手が高温バンドル５１における出口ヘッダ２３のフランジ接手２７に連結される。また、配管の他端部側のフランジ接手が低温バンドル５２における入口ヘッダ３２のフランジ接手３５に連結される。

【0043】

［再加熱装置の作動］
図１および図２に示すように、熱回収装置１０１（１０１ａ，１０１ｂ）は、排ガスＧと熱媒体との間で熱交換することで、排ガスＧから熱を回収する。熱が回収された排ガスＧは、電気集塵装置１０２および脱硫装置１０４を通って再加熱装置１０５に流れる。一方、熱を回収した熱媒体は、第２熱媒体循環ラインＬ１２により再加熱装置１０５に送られる。

【0044】

熱媒体は、第２熱媒体循環ラインＬ１２から高温加熱部１１に供給され、入口ヘッダ２２から複数の第１伝熱管２１に流れる。高温加熱部１１は、熱媒体が複数の第１伝熱管２１を流れるとき、熱媒体と排ガス通路１２１ｃを流れる排ガスＧとの間で熱交換することで、排ガスＧを加熱する。

【0045】

高温加熱部１１で加熱された熱媒体は、出口ヘッダ２３から接続ラインＬ２１を通って低温加熱部１２の入口ヘッダ３２に供給され、複数の第２伝熱管３１に流れる。低温加熱部１２は、熱媒体が複数の第２伝熱管３１を流れるとき、熱媒体と排ガス通路１２１ｃを流れる排ガスＧとの間で熱交換することで、排ガスＧを加熱する。低温加熱部１２で加熱した熱媒体は、出口ヘッダ３３から第１熱媒体循環ラインＬ１１に排出され、第１熱媒体循環ラインＬ１１により熱回収装置１０１に送られる。

【0046】

［バンドルにおける伝熱管の配置］
高温バンドル５１の第１伝熱管２１と、低温バンドル５２の第２伝熱管３１は、フィンが設けられているフィンチューブである。高温バンドル５１と低温バンドル５２は、腐食環境が相違することから、配置場所に応じて伝熱管２１，３１における素管やフィンの材質を異ならせている。低温バンドル５２は、最も腐食環境の悪い位置に配置されることから、第２伝熱管３１は、高温バンドル５１の第１伝熱管２１よりも耐食性の高い材料により形成される。

【0047】

また、高温バンドル５１は、低温バンドル５２に比較して腐食環境は改善されるものの、排ガスＧが滞留する領域や排ガスがすり抜けてしまう領域などでは、昇温が不十分となりやすい。特に、高温バンドル５１を構成する部材としての壁部近傍では、排ガスＧのすり抜け部などでは、低温バンドル５２と同様に、腐食環境の悪い。そのため、高温バンドル５１であっても、腐食環境の悪い位置に配置される第１伝熱管２１は、耐食性の高い材料により形成される。

【0048】

図５は、本実施形態の再加熱装置における正面図、図６は、排ガスの流れ方向に対する排ガスの温度および湿度を表すグラフである。

【0049】

図４および図５に示すように、高温バンドル５１は、高温ケーシング５３の内部に複数の第１伝熱管２１が配置される。第１伝熱管２１は、１本が水平方向に沿って配置されると共に、複数本が鉛直方向に間隔を空けて配置される。入口ヘッダ２２および出口ヘッダ２３は、高温ケーシング５３の一端部に連結される。複数の第１伝熱管２１は、複数の直線部２１ａが排ガスＧの流れ方向に対して直交する方向に沿って配置され、各端部が入口ヘッダ２２および出口ヘッダ２３にそれぞれ連結される。

【0050】

高温ケーシング５３は、内部に複数の支持板６１が配置される。支持板６１は、第１伝熱管２１における直線部２１ａに対して直交する方向に沿って配置される。複数の支持板６１は、第１伝熱管２１における直線部２１ａの長手方向に間隔を空けて配置され、周囲が高温ケーシング５３に固定される。支持板６１は、複数の支持孔が形成され、複数の第１伝熱管２１は、複数の支持孔に挿通されて支持される。

【0051】

また、高温ケーシング５３は、内部に仕切板６２が配置される。仕切板６２は、第１伝熱管２１における直線部２１ａに対して平行をなす方向に沿って配置される。仕切板６２は、水平方向に沿って配置され、鉛直方向に沿って間隔を空けて配置される複数の第１伝熱管２１の間に配置される。すなわち、仕切板６２は、複数の第１伝熱管２１の間に位置し、周囲が高温ケーシング５３の内面に固定される。仕切板６２は、複数の第１伝熱管２１が配置された高温ケーシング５３の内部を２つの空間部に区画する。なお、仕切板６２を複数配置し、高温ケーシング５３の内部を複数の空間部に区画してもよい。仕切板６２は、共鳴防止板として機能し、第１伝熱管２１が振動することで発生する音の共鳴が抑制される。

【0052】

なお、ここで、高温バンドル５１について詳細に説明したが、低温バンドル５２も同様の構成となっている。すなわち、低温バンドル５２は、低温ケーシング５４の内部に支持板６３と仕切板６４が配置される。

【0053】

再加熱装置１０５は、高温加熱部１１を構成する高温バンドル５１と、低温加熱部１２を構成する低温バンドル５２とを有する。本実施形態にて、高温バンドル５１は、排ガスＧの流れ方向に沿って１０段の第１伝熱管２１が配置される。低温バンドル５２は、排ガスＧの流れ方向に沿って１０段の第２伝熱管３１が配置される。ここで、１０段の第１伝熱管２１および第２伝熱管３１とは、直線部２１ａ，３１ａの本数である。

【0054】

本実施形態の高温バンドル５１および低温バンドル５２において、複数の伝熱管２１，３１のうち、少なくとも排ガスＧの流れ方向の上流側に配置される伝熱管２１，３１は、排ガスＧの流れ方向の下流側に配置される伝熱管２１，３１より耐腐食性の高いステンレス鋼により形成されるステンレス製伝熱管である。具体的に、排ガスＧの流れ方向に沿って少なくとも２段目までの第２伝熱管３１は、ステンレス製伝熱管である。

【0055】

そして、排ガスＧの相対湿度が７０％以上の領域に配置される伝熱管は、排ガスＧの相対湿度が７０％未満の領域に配置される伝熱管より耐腐食性の高いステンレス鋼により形成されるステンレス製伝熱管であることが好ましい。但し、排ガスＧの相対湿度が８０％以上の領域に配置される伝熱管は、排ガスＧの相対湿度が８０％未満の領域に配置される伝熱管より耐腐食性の高いステンレス鋼により形成されるステンレス製伝熱管であることがさらに好ましい。一方、排ガスＧの相対湿度が７０％（８０％）未満の領域に配置される伝熱管は、炭素鋼により形成される炭素鋼製伝熱管であることが好ましい。

【0056】

一般的に、湿度は、空気中に含まれる水蒸気の量である。ここで、相対湿度は、湿り空気の水蒸気分圧と湿り空気における飽和空気の水蒸気分圧との比であり、「％」または「％ＲＨ」で表す。
相対湿度（％ＲＨ）＝ある温度の空気に実際の含まれている水蒸気分圧（Ｐｗ）／ある温度の空気に含むことのできる最大水蒸気分圧（Ｐｗｓ）
一方、絶対湿度は、湿り空気に含まれる水蒸気の質量であり、「ｋｇ／ｋｇ」で表す。
絶対湿度（ｋｇ／ｋｇ）＝水蒸気の質量／１
そのため、ある湿り空気を冷却すると、温度が低下して相対湿度が上昇し、ある湿り空気を加熱すると、温度が上昇して相対湿度が低下する。一方、ある湿り空気を冷却したり、加熱したりしても、絶対湿度は変化しない。

【0057】

本実施形態にて、高温バンドル５１は、排ガスＧの流れ方向に沿って１０段の第１伝熱管２１を有し、低温バンドル５２は、排ガスＧの流れ方向に沿って１０段の第２伝熱管３１を有する。ここで、低温バンドル５２は、排ガスＧの入口部から排ガスＧの流れ方向の下流側に向けて２段目までにステンレス製伝熱管が配置されるが、１０段目までにステンレス製伝熱管を配置してもよい。すなわち、高温バンドル５１と低温バンドル５２は、排ガスＧの流れ方向に沿って直列に配置され、ステンレス製伝熱管は、少なくとも低温バンドル５２に配置される。

【0058】

具体的に説明すると、低温バンドル５２は、排ガスＧが最初に流入することから、腐食環境が最も悪い。そのため、排ガスＧの相対湿度が８０％以上の領域に配置される全ての第２伝熱管３１をフィンチューブとし、ステンレス鋼により形成するステンレス製伝熱管とする。ステンレス製伝熱管としては、例えば、二相ステンレス鋼が適用される。この場合、少なくとも素管は、二相ステンレス鋼における汎用二相鋼により形成されることが好ましい。二相ステンレス鋼は、リーン二相鋼と、汎用二相鋼と、スーパー二相鋼などに分類される。汎用二相鋼は、耐海水腐食性に優れる。汎用二相鋼としては、例えば、ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌが最も好ましいが、ＳＵＳ３２９Ｊ１やＳＵＳ３２９Ｊ３Ｌなどであってもよい。また、スーパー二相鋼としては、例えば、ＳＵＳ３２７Ｌ１などがある。なお、ステンレス製伝熱管は、二相ステンレス鋼に限るものではない。

【0059】

一方、高温バンドル５１は、低温バンドル５２を通過した排ガスＧが流入することから、腐食環境が低温バンドル５２よりも良い。そのため、排ガスＧの相対湿度が８０％未満の領域に配置される全てまたは一部の第１伝熱管２１をフィンチューブとし、炭素鋼により形成する炭素鋼製伝熱管とする。炭素鋼製伝熱管としては、例えば、ＳＴＢ３４０が適用される。この場合、少なくとも素管は、炭素鋼により形成されることが好ましい。なお、炭素鋼製伝熱管は、ＳＴＢ３４０に限るものではない。

【0060】

なお、高温バンドル５１は、一部の第１伝熱管２１をステンレス鋼により形成するステンレス製伝熱管としてもよい。すなわち、複数の伝熱管２１のうち、少なくとも壁部に隣接する伝熱管２１は、壁部から離間する伝熱管２１より耐腐食性の高いステンレス鋼により形成されるステンレス製伝熱管である。例えば、高温バンドル５１は、高温ケーシング５３の上壁部と下壁部に隣接する第１伝熱管２１にステンレス製伝熱管を適用する。また、高温バンドル５１は、仕切板６２に隣接する第１伝熱管２１にステンレス製伝熱管を適用する。さらに、高温バンドル５１は、支持板６１に隣接する第１伝熱管２１にステンレス製伝熱管を適用してもよい。

【0061】

図５に示すように、高温バンドル５１と低温バンドル５２が直接に配置され、排ガスＧが低温バンドル５２から高温バンドル５１に流れる。領域Ａ１が排ガスＧの相対湿度が８０％以上の領域であり、領域Ａ２が排ガスＧの相対湿度が８０％未満の領域である。そのため、領域Ａ１の配置される伝熱管、つまり、低温バンドル５２の第２伝熱管３１にステンレス製伝熱管を適用する。一方、領域Ａ２の配置される伝熱管、つまり、高温バンドル５１の第１伝熱管２１に炭素鋼製伝熱管を適用する。但し、高温バンドル５１は、高温ケーシング５３の上壁部と下壁部に隣接する第１伝熱管２１にステンレス製伝熱管を適用する。また、高温バンドル５１は、仕切板６２に隣接する第１伝熱管２１にステンレス製伝熱管を適用する。

【0062】

図５および図６に示すように、例えば、低温バンドル５２に導入される排ガスＧは、位置Ｇ１にて、温度が４５℃で、相対湿度が１００％である。排ガスＧは、位置Ｇ２にて、低温バンドル５２に導入され、位置Ｇ３にて、高温バンドル５１に導入され、位置Ｇ４にて、高温バンドル５１から排出される。このときに、排ガスＧは、第２伝熱管３１および第１伝熱管２１を流れる高温の熱媒体Ｗと熱交換することで温度が上昇する。例えば、位置Ｇ３にて、温度が６５℃で、相対湿度が３０％である。また、高温バンドル５１から排出された排ガスＧは、位置Ｇ５にて、温度が９０℃となる。一方、高温バンドル５１から排出された排ガスＧは、相対湿度が３％となる。

【0063】

そして、排ガスＧは、低温バンドル５２から高温バンドル５１に流れるとき、相対湿度が８０％となる。温度が低く、且つ、相対湿度が８０％以上である領域では、伝熱管の腐食環境が悪く、早期に腐食しやすい。そのため、排ガスＧの相対湿度が８０％以上の領域に配置される伝熱管をステンレス製伝熱管とする。すなわち、低温バンドル５２の入口部から１０段目までの伝熱管をステンレス製伝熱管とする。

【0064】

なお、図６にて、排ガスＧが低温バンドル５２から高温バンドル５１に流れることで、排ガスＧの温度が上昇し、相対湿度が低下するものであるが、直線状に上昇したり、低下したりするものではない。図６における排ガスＧの温度と湿度の変化は、疑似的に直線状に記載したものであり、実際には、二次元曲線で変化するものと考えられる。但し、事前の実験などから、低温バンドル５２の入口部から１０段目までの領域Ａ１で、排ガスＧの相対湿度が８０％以上となっていることが明らかである。

【0065】

本実施形態では、低温バンドル５２が排ガスＧの流れ方向に沿って２段の第２伝熱管３１を有し、好ましくは、１０段の第２伝熱管３１を有するものであることから、低温バンドル５２における全ての第２伝熱管３１をステンレス製伝熱管とした。但し、低温バンドル５２が排ガスＧの流れ方向に沿って１２段の第２伝熱管３１を有するものであると、低温バンドル５２における一部の第２伝熱管３１、つまり、２段目（または、１０段目）までの第２伝熱管３１をステンレス製伝熱管とする。しかし、この場合、低温バンドル５２における全て（１２段目まで）の第２伝熱管３１をステンレス製伝熱管としてもよい。また、低温バンドル５２が排ガスＧの流れ方向に沿って８段の第２伝熱管３１を有するものであっても同様である。

【0066】

また、図４に示すように、高温バンドル５１および低温バンドル５２にて、伝熱管２１，３１は、複数の直線部２１ａ，３１ａと、複数の直線部２１ａ，３１ａの一端部同士を連結する第１湾曲部２１ｂ，３１ｂと、複数の直線部２１ａ，３１ａの他端部同士を連結する第２湾曲部２１ｃ，３１ｃとを有する。第１湾曲部２１ｂ，３１ｂおよび第２湾曲部２１ｃ，３１ｃは、フィンがないことから、排ガスＧが流れやすいことから、腐食しやすい環境にある。そのため、第１湾曲部２１ｂ，３１ｂおよび第２湾曲部２１ｃ，３１ｃは、ステンレス製伝熱管が適用されることが好ましい。

【0067】

また、低温バンドル５２は、第１湾曲部３１ｂおよび第２湾曲部３１ｃへの排ガスＧの流入を阻止する流入防止板７１，７２，７３，７４が設けられる。流入防止板７１，７２は、シールプレートであり、低温バンドル５２における排ガスＧの入口側に設けられる。流入防止板７１，７２は、ダクトケーシング６０と低温ケーシング５４に取付けられる。そのため、流入防止板７１，７２は、第１湾曲部３１ｂおよび第２湾曲部３１ｃへの低温バンドル入口側からの排ガスＧの流入を阻止する。また、流入防止板７３，７４は、ガスショートパス防止板であり、低温バンドル５２における排ガスＧの流れの中途部に設けられる。流入防止板７３，７４は、ダクトケーシング６０と直線部３１ａに取付けられる。そのため、流入防止板７３，７４は、第１湾曲部３１ｂおよび第２湾曲部３１ｃへのバンドル内部からの排ガスＧの流れを阻止する。尚、高温バンドル５１についても、同様に、流入防止板７１，７２，７３，７４を設けることができる。なお、流入防止板７１，７２，７３，７４は、本実施形態のように、第１湾曲部３１ｂおよび第２湾曲部３１ｃへの排ガスＧの流入を阻止することが好ましいが、第１湾曲部３１ｂおよび第２湾曲部３１ｃへの排ガスＧの流入を抑制する構造、例えば、一部に開口がある形状、切り欠きがある形状としてもよい。

【0068】

そして、第１湾曲部２１ｂ，３１ｂおよび第２湾曲部２１ｃ，３１ｃは、腐食防止用ライニングの塗装が施されることが好ましい。ライニングの塗装は、第１湾曲部２１ｂ，３１ｂと直線部２１ａ，３１ａと第２湾曲部２１ｃ，３１ｃの各溶接部を周囲の腐食環境から保護する。ライニングの塗装は、第１湾曲部２１ｂ，３１ｂおよび第２湾曲部２１ｃ，３１ｃと溶接部を全周にわたって隙間なく被覆し、外表面を腐食から守るため、第１湾曲部２１ｂ，３１ｂおよび第２湾曲部２１ｃ，３１ｃと溶接部の外表面を直線部２１ａ，３１ａや第１湾曲部２１ｂ，３１ｂおよび第２湾曲部２１ｃ，３１ｃとが異なる材料により所定の厚さだけ被覆するものである。ライニングの塗装には、例えば、塗覆装があり、ライニングの塗装の材料としては、例えば、耐食ＦＲＰ（強化プラスチック）、樹脂（例えば、王子ゴム化成株式会社のＨＦ２８１など）、ゴムシート（硬質ゴム、クロロプレンなど）、ガラス、フッ素樹脂などが適用される。また、ライニングの塗装は湾曲部と直線部と湾曲部の溶接部だけを被覆するものではなく、溶接部から直線部における所定の長さまで被覆することが好ましい。被覆膜厚は、４００μｍ以上とすることが好ましい。

【0069】

また、第１湾曲部２１ｂ，３１ｂおよび第２湾曲部２１ｃ，３１ｃは、フェライト系以外のステンレスを採用する場合に、残留応力除去処理が施されることが好ましい。残留応力除去処理の方法は、一般的な方法として、固溶化熱処理、応力除去焼きなまし、ショットピーニング等がある。固溶化熱処理は、炭化物が析出したステンレス鋼を１０００℃～１１００℃の温度範囲に加熱し、オーステナイト単相の組織となるまで温度保持後、水中で急冷させる。この処理より、再び炭化物を固相内に溶け込ませることで、残留応力除去および粒界腐食などの局部腐食を防ぐ効果がある。ショットピーニングは、無数のショットを金属材料の表面に強く打ちつけ、叩いて鍛えることで、金属部品の表面を強くし、耐久性などを向上させ、金属疲労欠陥の発生源となる引張残留応力を取り除き、圧縮残留応力を高めることにより、疲労強度を大幅に増加させる。

【0070】

なお、低温バンドル５２に流入防止板７１，７２，７３，７４を設けたが、高温バンドル５１に流入防止板８１，８２，８３，８４を設けてもよい。

【0071】

［本実施形態の作用効果］
第１の態様に係るバンドルは、熱媒体Ｗが供給される入口ヘッダ２２，３２と、熱媒体Ｗが排出される出口ヘッダ２３，３３と、入口ヘッダ２２，３２と出口ヘッダ２３，３３を連結すると複数の伝熱管２１，３１とを備え、複数の伝熱管２１，３１のうち、少なくとも排ガスＧの流れ方向の上流側に配置される伝熱管２１，３１は、排ガスＧの流れ方向の下流側に配置される伝熱管２１，３１より耐腐食性の高いステンレス鋼により形成されるステンレス製伝熱管である。

【0072】

第１の態様に係るバンドルによれば、排ガスＧの流れ方向の上流側に配置される伝熱管２１，３１にステンレス製伝熱管を適用することで、耐久性を考慮しながら、材料コストを低下させることができ、伝熱管２１，３１に対して最適な材料を適用することで製造コストの増加を抑制することができる。その結果、熱伝導性がよくないステンレス製伝熱管を最小限の領域に配置することで、性能の低下を抑制しながら、耐久性を向上することができる。

【0073】

第２の態様に係るバンドルは、第１の態様に係るバンドルであって、さらに、複数の伝熱管２１，３１のうち、少なくとも壁部に隣接する伝熱管２１，３１は、壁部から離間する伝熱管２１，３１より耐腐食性の高いステンレス鋼により形成されるステンレス製伝熱管である。これにより、排ガスＧが滞留する領域や排ガスがすり抜けてしまう領域に配置される伝熱管２１，３１にステンレス製伝熱管を適用することで、耐久性を考慮しながら、材料コストを低下させることができ、伝熱管２１，３１に対して最適な材料を適用することで製造コストの増加を抑制することができる。その結果、熱伝導性がよくないステンレス製伝熱管を最小限の領域に配置することで、性能の低下を抑制しながら、耐久性を向上することができる。

【0074】

第３の態様に係るバンドルは、第１の態様または第２の態様に係るバンドルであって、さらに、ステンレス製伝熱管は、排ガスＧの入口部から排ガスＧの流れ方向の下流側に向けて少なくとも２段目までに配置される。これにより、腐食環境が悪い領域の伝熱管に対して最適な材料を適用することで、熱伝導性がよくないステンレス製伝熱管を最小限の領域に配置することで、性能の低下を抑制しながら耐久性を向上することができる。

【0075】

第４の態様に係るバンドルは、第１の態様から第３の態様のいずれか一つに係るバンドルであって、さらに、排ガスＧの流れ方向に沿って低温バンドル５２と高温バンドル５１が直段に配置され、ステンレス製伝熱管は、少なくとも低温バンドル５２に配置される。これにより、低温バンドル５２における全ての第２伝熱管３１にステンレス製伝熱管を適用することで、耐久性を向上することができる。

【0076】

第５の態様に係るバンドルは、第１の態様から第４の態様のいずれか一つに係るバンドルであって、さらに、排ガスＧの流れ方向の下流側に配置される第２伝熱管３１は、炭素鋼により形成される炭素鋼製伝熱管である。これにより、耐久性を考慮しながら、材料コストを低下させることができ、製造コストの増加を抑制することができる。

【0077】

第６の態様に係るバンドルは、第１の態様から第５の態様のいずれか一つに係るバンドルであって、さらに、伝熱管２１，３１は、複数の直線部２１ａ，３１ａと、複数の直線部２１ａ，３１ａの一端部同士を連結する第１湾曲部２１ｂ，３１ｂと、複数の直線部２１ａ，３１ａの他端部同士を連結する第２湾曲部２１ｃ，３１ｃとを有し、第１湾曲部２１ｂ，３１ｂおよび第２湾曲部２１ｃ，３１ｃにステンレス製伝熱管が適用される。これにより、第１湾曲部２１ｂ，３１ｂおよび第２湾曲部２１ｃ，３１ｃは、フィンがなく、熱伝導性があまり要求されない部位であるため、腐食発生の抑制となるステンレス製伝熱管を積極的に配置することができ、耐久性を向上することができる。

【0078】

第７の態様に係るバンドルは、第１の態様から第６の態様のいずれか一つに係るバンドルであって、さらに、伝熱管２１，３１は、複数の直線部２１ａ，３１ａと、複数の直線部２１ａ，３１ａの一端部同士を連結する第１湾曲部２１ｂ，３１ｂと、複数の直線部２１ａ，３１ａの他端部同士を連結する第２湾曲部２１ｃ，３１ｃとを有し、第１湾曲部２１ｂ，３１ｂおよび第２湾曲部２１ｃ，３１ｃへの排ガスの流入を抑制、好ましくは阻止する流入防止板７１，７２，７３，７４が設けられる。これにより、第１湾曲部２１ｂ，３１ｂおよび第２湾曲部２１ｃ，３１ｃに対する排ガスの接触を抑制し、性能の低下を抑制することができると共に、腐食の発生を抑制することができる。なお、流入防止板である７３，７４は、シールプレートとして機能するガスショートパス防止板であり、第１湾曲部２１ｂ，３１ｂおよび第２湾曲部２１ｃ，３１ｃへの排ガスのすり抜けを抑制することができる。

【0079】

第８の態様に係るバンドルは、第１の態様から第７の態様のいずれか一つに係るバンドルであって、さらに、伝熱管２１，３１は、複数の直線部２１ａ，３１ａと、複数の直線部２１ａ，３１ａの一端部同士を連結する第１湾曲部２１ｂ，３１ｂと、複数の直線部２１ａ，３１ａの他端部同士を連結する第２湾曲部２１ｃ，３１ｃとを有し、第１湾曲部２１ｂ，３１ｂおよび第２湾曲部２１ｃ，３１ｃは、腐食防止用ライニング塗装が施される。これにより、腐食の発生を抑制することができる。

【0080】

第９の態様に係るバンドルは、第１の態様から第８の態様のいずれか一つに係るバンドルであって、さらに、伝熱管２１，３１は、複数の直線部２１ａ，３１ａと、複数の直線部２１ａ，３１ａの一端部同士を連結する第１湾曲部２１ｂ，３１ｂと、複数の直線部２１ａ，３１ａの他端部同士を連結する第２湾曲部２１ｃ，３１ｃとを有し、第１湾曲部２１ｂ，３１ｂおよび第２湾曲部２１ｃ，３１ｃは、残留応力除去処理が施される。これにより、腐食割れの発生を抑制することができる。

【0081】

第１４の態様に係る熱交換器は、排ガス通路１２１ｃを構成するダクトケーシング６０と、ダクトケーシング６０の内部に配置される第１の態様から第５の態様のいずれか一つに係るバンドル５１，５２とを備える。これにより、熱伝導性がよくないステンレス製伝熱管を最小限の領域に配置することで、性能の低下を抑制しながら、耐久性を向上することができる。

【0082】

第１５の態様に係る排煙処理装置は、排ガスＧの熱の一部を回収する熱回収装置１０１と、熱回収後の排ガスＧに含まれるばいじんを除去する電気集塵装置１０２と、集塵後の排ガスＧに含まれる硫黄酸化物を除去する脱硫装置１０４と、脱硫後の排ガスＧを再加熱する第６の態様に係る熱交換器が適用される再加熱装置１０５とを備える。これにより、熱伝導性がよくないステンレス製伝熱管を最小限の領域に配置することで、性能の低下を抑制しながら、耐久性を向上することができる。

【0083】

なお、上述した実施形態にて、再加熱装置１０５は、高温加熱部１１と低温加熱部１２を備える。但し、再加熱装置１０５は、高温加熱部１１と低温加熱部１２に加えて中温加熱部や高予熱部などを備えていてもよく、この場合、中温加熱部や高予熱部に対応したバンドルが設けられる。また、第１伝熱管２１と第２伝熱管３１の長さや本数は、使用形態に応じて適宜設定すればよいものである。

【0084】

また、上述した実施形態では、本発明の熱交換器を排煙処理装置１００の再加熱装置１０５に適用して説明したが、別の熱交換器に適用してもよい。

【符号の説明】

【0085】

１１ 高温加熱部
１２ 低温加熱部
２１ 第１伝熱管
２２ 入口ヘッダ
２３ 出口ヘッダ
３１ 第２伝熱管
３２ 入口ヘッダ
３３ 出口ヘッダ
５１ 高温バンドル
５２ 低温バンドル
５３ 高温ケーシング
５４ 低温ケーシング
６０ ダクトケーシング
６１，６３ 支持板
６２，６４ 仕切板
７１，７２，７３，７４ 流入防止板
８１，８２，８３，８４ 流入防止板
１００ 排煙処理装置
１０１，１０１ａ，１０１ｂ 熱回収装置
１０２，１０２ａ，１０２ｂ 電気集塵装置
１０３，１０３ａ，１０３ｂ 送風装置
１０４ 脱硫装置
１０５ 再加熱装置
１０６，１０６ａ，１０６ｂ 送風装置
１１１ ボイラ
１１２ 煙突
１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄ，１２１ｅ，１２１ｆ，１２１ｇ 排ガス通路
１２２ 開閉弁
１２３ ミストエリミネータ
１３１ 循環ポンプ
１３２ ヒータ
１３３ ドレンタンク
１３４ 開閉弁
Ｌ１１ 第１熱媒体循環ライン
Ｌ１２ 第２熱媒体循環ライン
Ｌ１３ 蒸気ライン
Ｌ１４ 蒸気ドレンライン
Ｌ２１ 接続ライン
Ｇ 排ガス
Ｗ 熱媒体

【要約】

【課題】バンドルおよび熱交換器並びに排煙処理装置において、性能の低下を抑制しながら耐久性の向上を図る。
【解決手段】熱媒体が供給される入口ヘッダと、熱媒体が排出される出口ヘッダと、入口ヘッダと出口ヘッダを連結すると複数の伝熱管と、を備え、複数の伝熱管のうち、少なくとも排ガスの流れ方向の上流側に配置される伝熱管は、排ガスの流れ方向の下流側に配置される伝熱管より耐腐食性の高いステンレス鋼により形成されるステンレス製伝熱管である。
【選択図】図５

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】