JP3476907B2 - ボイラ燃焼室の水管壁における管寄せの保護対策法 - Google Patents
ボイラ燃焼室の水管壁における管寄せの保護対策法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】木屑，建築廃材チップ，石炭等の
固形燃料を燃焼させる固形燃料焚きボイラ等の燃焼室に
あっては、その炉壁が水管群を管寄せにより連結してな
る水管壁とされているが、本発明はこのようなボイラ燃
焼室の水管壁における管寄せの保護対策法に関するもの
である。 【０００２】 【発明の背景】固形燃料焚きボイラ等における燃焼室の
水管壁構造にあって、水管群の連結部分である管寄せが
そのまま燃焼室内に露出されていると、燃焼ガス中のＨ
Ｃｌ成分によって管寄せが腐食されて、いわゆる腐食減
肉を生じる虞れがある。 【０００３】また、肉厚が薄い（通常、３．２ｍｍ程
度）水管については、管内外の温度差が小さいため問題
はないが、管寄せについては、肉厚が厚い（通常、２５
ｍｍ程度）ため、管寄せ内外の温度差が燃焼室での熱負
荷が高い場合には極めて大きくなり、その結果、熱応力
による熱疲労割れ（いわゆるエレファント・クラック）
が生じ易い。 【０００４】そこで、本発明者は、先に、管寄せの燃焼
室側表面にＡｌ2 Ｏ3 系キャスタブル耐火物による保護
層を形成しておくことによって、上記した問題を解決し
ようと試みた。而して、このような保護層を形成してお
くと、管寄せ表面が燃焼ガスに直接触れないため、腐食
されるようなことがない。また、管寄せ内外の温度が小
さくなるため、管寄せが熱疲労割れを生じることもな
い。 【０００５】しかし、Ａｌ2 Ｏ3 系キャスタブル耐火物
が熱伝導率の低い（０．７Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃程度）
ものであるため、どうしても保護層の表面温度が高くな
り、保護層の表面にクリンカが付着して、ボイラ運転に
支障を来す虞れがあった。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
点に鑑みてなされたもので、管寄せの腐食，熱疲労割れ
及びクリンカの発生を確実に防止し得るボイラ燃焼室の
水管壁における管寄せの保護対策法を提供することを目
的をするものである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明の管寄せの保護対
策法にあっては、上記の目的を達成すべく、特に、管寄
せの燃焼室側表面に、高熱伝導率のキャスタブル耐火物
による保護層を形成するようにすることを提案する。 【０００８】保護層の構成材としては、ＳｉＣを６０〜
９５％含有するＳｉＣ系キャスタブル耐火物若しくはＳ
ｉ3 Ｎ4 系キャスタブル耐火物又はこれらの成形品を使
用するのが好ましい。また、保護層を形成するに当たっ
て、予め、管寄せに保護層に埋没する多数のピン形状の
スタッドアンカを突設しておくことが好ましい。これら
のスタッドアンカの全ての先端部又は選択した一部のス
タッドアンカについては、その先端部にＳｉＣ製のキャ
ップを取着しておくことが好ましい。勿論、使用する燃
料等の燃焼条件によっては、かかるキャップを必要とし
ない場合もある。 【０００９】 【作用】管寄せの燃焼室側表面がキャスタブル耐火物に
よる保護層で保護されているから、保護層により管寄せ
の表面温度を低下させることができる。その結果、管寄
せ内外の温度差が小さくなり、熱疲労割れが確実に防止
される。勿論、管寄せを燃焼室内に露出させた場合のよ
うに、燃焼ガス中のＨＣｌ成分により管寄せが腐食減肉
するような虞れも皆無となる。 【００１０】しかも、保護層を熱伝導率の高いＳｉＣ系
キャスタブル耐火物やＳｉ3 Ｎ4 系キャスタブル耐火物
で構成するから、熱伝導率の低いＡｌ2 Ｏ3 系キャスタ
ブル耐火物を使用した場合に比して、保護層の表面温度
が大幅に低下することになる。したがって、燃焼条件に
拘わらず、保護層の表面にクリンカが付着するような虞
れもない。 【００１１】ところで、保護層の構成材としてＡｌ2 Ｏ
3 系キャスタブル耐火物を使用した場合には、一定の層
強度を確保するために、保護層をかなり厚く（少なくと
も７５ｍｍ程度）しておく必要があり、且つスタッドア
ンカとして複雑な形状（例えばＶ字形）のものを使用し
ておく必要があった。 【００１２】しかし、上記した如く、保護層の構成材と
してＳｉＣ系キャスタブル耐火物やＳｉ3 Ｎ4 系キャス
タブル耐火物を使用すると、これらはＡｌ2 Ｏ3 系キャ
スタブル耐火物に比して強度的にも優れるものであるか
ら、保護層の厚みを可及的に薄くすることができ、スタ
ッドアンカも単純なピン形状のものとしておくことがで
きる。しかも、必要に応じて、保護層に埋設される全て
のスタッドアンカ又は選択した一部のスタッドアンカの
先端部にＳｉＣ製のキャップを取着しておくと、スタッ
ドアンカ部分の保護層が剥離，脱落したような場合に
も、ステンレス鋼等で構成されるスタッドアンカの先端
部が燃焼ガスとの接触により腐食される虞れもない。 【００１３】 【実施例】以下、本発明の構成を図１〜図３に示す実施
例に基づいて具体的に説明する。 【００１４】図１に示す固形燃料焚きボイラにおいて、
１は燃焼室、２は燃焼室１に並設されたボイラ本体、３
は燃焼室１の底部に配設された移床式火格子、４は火格
子３下から燃焼用空気を供給する風箱、５は燃料投入口
である。 【００１５】燃焼室１の炉壁６ａ，６ｂ，６ｃは、一定
ピッチで横方向に並列する水管群を管寄せにより連結し
てなる水管壁構造とされているが、この実施例のもので
は、特に、熱的に問題のある側壁６ａ及び後壁６ｂにお
ける管寄せ８ａ，８ｂについて本発明の方法が適用され
ている。 【００１６】すなわち、側壁６ａは、図１及び図２に示
す如く、前後方向に並列する水管群７ａ…の下端部を前
後方向に延びる管寄せ８ａに連通接続してなるが、この
管寄せ８ａの燃焼室側表面には、高熱伝導率で且つ強度
的にも優れたキャスタブル耐火物による保護層９ａが形
成されている。かかるキャスタブル耐火物としては、Ｓ
ｉＣを６０〜９５％含むＳｉＣ系のものやＳｉ3 Ｎ4 系
のものが好適する。勿論、これらキャスタブル耐火物の
成形品を使用することも可能である。また、管寄せ８ａ
には、図２に示す如く、保護層９ａの脱落を防止するた
めに多数のスタッドアンカ１０…を突設してある。各ス
タッドアンカ１０はピン形状のもので、各スタッドアン
カ１０の先端部にはＳｉＣ製のキャップ１１が取着され
ている。また、後壁６ｂは、図１及び図３に示す如く、
左右方向に並列する水管群７ｂ…の下端部を左右方向に
延びる管寄せ８ｂに連通接続してなるが、この管寄せ８
ｂの燃焼室側表面にも、上記したと同様に、ＳｉＣ系又
はＳｉ3 Ｎ4 系のキャスタブル耐火物による保護層９ｂ
が形成されており、且つ上記同様のピン状のスタッドア
ンカ１０…が突設されている。勿論、この場合において
も、図３に示す如く、スタッドアンカ１０…の先端部に
はＳｉＣ製のキャップ１１が取着されている。なお、こ
の実施例では、各保護層９ａ，９ｂに埋設されるスタッ
ドアンカ群１０…のうち、選択したスタッドアンカ１０
…（全スタッドアンカの半数）の先端部にのみキャップ
１１を取着するようにしたが、キャップ１１を取着する
スタッドアンカ数は燃焼条件等に応じて適宜に設定する
ことができる。例えば、各保護層９ａ，９ｂに埋設され
るスタッドアンカ１０…の全てにキャップ１１を取着す
るようにしてもよい。勿論、燃料によっては、かかるキ
ャップ１１を全く必要としない場合もある。 【００１７】ところで、この実施例においては、各水管
７ａ，７ｂとして内径６９．８ｍｍ，外径７６．２ｍｍ
のボイラ熱交換器用炭素鋼管が使用されており、各管寄
せ８ａ，８ｂとしては内径２６７．７ｍｍ，外径３１
８．５ｍｍの高温用炭素鋼管が使用されている。 【００１８】また、保護層９ａ，９ｂの形成は、既存の
水管壁に対しては勿論、新設の水管壁に対しても、水管
壁が完成された後において行われ、形成手法としては、
例えば、コテ塗り，吹き付け，成形等の周知の手法が採
用される。この実施例では、コテ塗りによって保護層９
ａ，９ｂを形成した。 【００１９】また、保護層９ａ，９ｂの厚さ並びにスタ
ッドアンカ１０の形状及び配置（ピッチ）は、保護層９
ａ，９ｂが脱落しないように適宜に設定しておく必要が
あるが、この実施例では、保護層９ａ，９ｂの厚さを２
５〜３０ｍｍ程度とすると共に、スタッドアンカ１０を
ステンレス鋼製のピン形状体として、４０ｍｍ前後程度
の小ピッチで均等に配置してあり、保護層９ａ，９ｂの
表面とキャップ１１の上面とは略面一にしてある。 【００２０】以上のように、ＳｉＣ系又はＳｉ3 Ｎ4 系
のキャスタブル耐火物からなる保護層９ａ，９ｂを形成
した場合には、上述した如く、管寄せの熱疲労割れやク
リンカ付着が確実に防止されるが、かかる点について
は、次のような実験により確認されている。 【００２１】すなわち、この実験は、上記した固形燃料
焚きボイラを使用して行ったもので、保護層９ａ，９ｂ
を、表１に示す如く、ＳｉＣ系キャスタブル耐火物で構
成した場合及びＳｉ3 Ｎ4 系キャスタブル耐火物で構成
した場合において、夫々、 運転時間：３６００時間 燃焼室温度（火焔温度）：１３００℃ 水管壁内部流体：水（２８０℃） の条件下でボイラ運転を行い、管寄せ８ａ，８ｂ及び保
護層９ａ，９ｂの各部温度と管寄せ８ａ，８ｂに形成し
た保護層９ａ，９ｂの表面におけるクリンカ付着の有無
とについて測定，調査したものである。その結果は、表
２に示す通りであった。また、比較例として、保護層９
ａ，９ｂを表１に示す如きＡｌ2 Ｏ3 系キャスタブル耐
火物で構成した場合及び保護層９ａ，９ｂを形成しない
場合において、上記の場合と同一条件下でボイラ運転を
行い、管寄せ８ａ，８ｂの各部温度及び保護層表面にお
けるクリンカ付着の有無について測定，調査した。その
結果は、表２に示す通りであった。なお、比較例１で
は、スタッドアンカとしてＶ字形のものを使用して、こ
れを２００〜３００ｍｍピッチで配置した。 【００２２】 【表１】【００２３】 【表２】 【００２４】表２から明らかなように、管寄せ８ａ，８
ｂを露出させた比較例２では、管寄せの外面温度が高
く、その内外温度が大きいが、管寄せ８ａ，８ｂの燃焼
室側表面をキャスタブル保護層９ａ，９ｂで保護した実
験例１，２及び比較例１では、保護層の材質に拘わら
ず、何れも、管寄せ８ａ，８ｂの外面温度を大幅に低下
させ得ることから、その内外温度差が小さくなってい
る。したがって、比較例２では熱疲労割れが生じる虞れ
があるが、実験例１，２及び比較例１では熱疲労割れを
生じる虞れはない。ところで、熱疲労割れは少なくとも
２〜３年経過しないと発生しないものであるから、上記
した３６００時間程度の実験運転によっては確認し得な
い。しかし、比較例１及び比較例２と同様構造のものに
ついては、上記したと同一条件で３年以上運転された実
績があり、これらについて熱疲労割れを調査したとこ
ろ、比較例１に相当するものについては管寄せに熱疲労
割れが全く生じていなかったが、比較例２に相当するも
のにおいては明瞭な熱疲労割れが生じていた。かかる実
績調査の結果から、キャスタブル耐火物による保護層に
より管寄せの内外温度差が小さくなるようにしておくこ
とが、熱疲労割れ対策上、効果的であることは容易に理
解される。 【００２５】また、表２から明らかなように、保護層を
Ａｌ2 Ｏ3 系キャスタブル耐火物で構成した比較例１で
は、保護層の表面温度が極めて高くなり、その表面にク
リンカが付着した。これに対して、実験例１，２では、
保護層を熱伝導率の高いキャスタブル耐火物で構成した
ために、保護層の表面温度が大幅に低下し、その表面に
クリンカが付着しなかった。 【００２６】このように、実験例１及び実験例２のもの
では熱疲労割れ及びクリンカ付着を効果的に防止でき、
本発明の方法が管寄せの保護対策上実効あるものである
ことが確認された。 【００２７】なお、本発明は上記した固形燃料焚きボイ
ラの燃焼室に適用される他、炉壁が水管壁をなす各種ボ
イラ（流動層ボイラ等）の燃焼室に適用することがで
き、保護層を形成すべき管寄せはボイラ形式，燃焼条件
に応じて適宜に選択することができる。 【００２８】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ＳｉＣ系，Ｓｉ3 Ｎ4 系といった高熱伝導率
で且つ強度的にも優れたキャスタブル耐火物による保護
層を形成しておくことによって、管寄せの腐食，熱疲労
割れを確実に防止することができ、しかも保護層表面へ
のクリンカ付着を確実に回避することができる。したが
って、水管壁が既設のものであると否とを問わず、管寄
せの保護対策に万全を期すことができ、水管壁ひいては
ボイラ全体の耐久性を大幅に向上させ得る。
固形燃料を燃焼させる固形燃料焚きボイラ等の燃焼室に
あっては、その炉壁が水管群を管寄せにより連結してな
る水管壁とされているが、本発明はこのようなボイラ燃
焼室の水管壁における管寄せの保護対策法に関するもの
である。 【０００２】 【発明の背景】固形燃料焚きボイラ等における燃焼室の
水管壁構造にあって、水管群の連結部分である管寄せが
そのまま燃焼室内に露出されていると、燃焼ガス中のＨ
Ｃｌ成分によって管寄せが腐食されて、いわゆる腐食減
肉を生じる虞れがある。 【０００３】また、肉厚が薄い（通常、３．２ｍｍ程
度）水管については、管内外の温度差が小さいため問題
はないが、管寄せについては、肉厚が厚い（通常、２５
ｍｍ程度）ため、管寄せ内外の温度差が燃焼室での熱負
荷が高い場合には極めて大きくなり、その結果、熱応力
による熱疲労割れ（いわゆるエレファント・クラック）
が生じ易い。 【０００４】そこで、本発明者は、先に、管寄せの燃焼
室側表面にＡｌ2 Ｏ3 系キャスタブル耐火物による保護
層を形成しておくことによって、上記した問題を解決し
ようと試みた。而して、このような保護層を形成してお
くと、管寄せ表面が燃焼ガスに直接触れないため、腐食
されるようなことがない。また、管寄せ内外の温度が小
さくなるため、管寄せが熱疲労割れを生じることもな
い。 【０００５】しかし、Ａｌ2 Ｏ3 系キャスタブル耐火物
が熱伝導率の低い（０．７Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃程度）
ものであるため、どうしても保護層の表面温度が高くな
り、保護層の表面にクリンカが付着して、ボイラ運転に
支障を来す虞れがあった。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
点に鑑みてなされたもので、管寄せの腐食，熱疲労割れ
及びクリンカの発生を確実に防止し得るボイラ燃焼室の
水管壁における管寄せの保護対策法を提供することを目
的をするものである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明の管寄せの保護対
策法にあっては、上記の目的を達成すべく、特に、管寄
せの燃焼室側表面に、高熱伝導率のキャスタブル耐火物
による保護層を形成するようにすることを提案する。 【０００８】保護層の構成材としては、ＳｉＣを６０〜
９５％含有するＳｉＣ系キャスタブル耐火物若しくはＳ
ｉ3 Ｎ4 系キャスタブル耐火物又はこれらの成形品を使
用するのが好ましい。また、保護層を形成するに当たっ
て、予め、管寄せに保護層に埋没する多数のピン形状の
スタッドアンカを突設しておくことが好ましい。これら
のスタッドアンカの全ての先端部又は選択した一部のス
タッドアンカについては、その先端部にＳｉＣ製のキャ
ップを取着しておくことが好ましい。勿論、使用する燃
料等の燃焼条件によっては、かかるキャップを必要とし
ない場合もある。 【０００９】 【作用】管寄せの燃焼室側表面がキャスタブル耐火物に
よる保護層で保護されているから、保護層により管寄せ
の表面温度を低下させることができる。その結果、管寄
せ内外の温度差が小さくなり、熱疲労割れが確実に防止
される。勿論、管寄せを燃焼室内に露出させた場合のよ
うに、燃焼ガス中のＨＣｌ成分により管寄せが腐食減肉
するような虞れも皆無となる。 【００１０】しかも、保護層を熱伝導率の高いＳｉＣ系
キャスタブル耐火物やＳｉ3 Ｎ4 系キャスタブル耐火物
で構成するから、熱伝導率の低いＡｌ2 Ｏ3 系キャスタ
ブル耐火物を使用した場合に比して、保護層の表面温度
が大幅に低下することになる。したがって、燃焼条件に
拘わらず、保護層の表面にクリンカが付着するような虞
れもない。 【００１１】ところで、保護層の構成材としてＡｌ2 Ｏ
3 系キャスタブル耐火物を使用した場合には、一定の層
強度を確保するために、保護層をかなり厚く（少なくと
も７５ｍｍ程度）しておく必要があり、且つスタッドア
ンカとして複雑な形状（例えばＶ字形）のものを使用し
ておく必要があった。 【００１２】しかし、上記した如く、保護層の構成材と
してＳｉＣ系キャスタブル耐火物やＳｉ3 Ｎ4 系キャス
タブル耐火物を使用すると、これらはＡｌ2 Ｏ3 系キャ
スタブル耐火物に比して強度的にも優れるものであるか
ら、保護層の厚みを可及的に薄くすることができ、スタ
ッドアンカも単純なピン形状のものとしておくことがで
きる。しかも、必要に応じて、保護層に埋設される全て
のスタッドアンカ又は選択した一部のスタッドアンカの
先端部にＳｉＣ製のキャップを取着しておくと、スタッ
ドアンカ部分の保護層が剥離，脱落したような場合に
も、ステンレス鋼等で構成されるスタッドアンカの先端
部が燃焼ガスとの接触により腐食される虞れもない。 【００１３】 【実施例】以下、本発明の構成を図１〜図３に示す実施
例に基づいて具体的に説明する。 【００１４】図１に示す固形燃料焚きボイラにおいて、
１は燃焼室、２は燃焼室１に並設されたボイラ本体、３
は燃焼室１の底部に配設された移床式火格子、４は火格
子３下から燃焼用空気を供給する風箱、５は燃料投入口
である。 【００１５】燃焼室１の炉壁６ａ，６ｂ，６ｃは、一定
ピッチで横方向に並列する水管群を管寄せにより連結し
てなる水管壁構造とされているが、この実施例のもので
は、特に、熱的に問題のある側壁６ａ及び後壁６ｂにお
ける管寄せ８ａ，８ｂについて本発明の方法が適用され
ている。 【００１６】すなわち、側壁６ａは、図１及び図２に示
す如く、前後方向に並列する水管群７ａ…の下端部を前
後方向に延びる管寄せ８ａに連通接続してなるが、この
管寄せ８ａの燃焼室側表面には、高熱伝導率で且つ強度
的にも優れたキャスタブル耐火物による保護層９ａが形
成されている。かかるキャスタブル耐火物としては、Ｓ
ｉＣを６０〜９５％含むＳｉＣ系のものやＳｉ3 Ｎ4 系
のものが好適する。勿論、これらキャスタブル耐火物の
成形品を使用することも可能である。また、管寄せ８ａ
には、図２に示す如く、保護層９ａの脱落を防止するた
めに多数のスタッドアンカ１０…を突設してある。各ス
タッドアンカ１０はピン形状のもので、各スタッドアン
カ１０の先端部にはＳｉＣ製のキャップ１１が取着され
ている。また、後壁６ｂは、図１及び図３に示す如く、
左右方向に並列する水管群７ｂ…の下端部を左右方向に
延びる管寄せ８ｂに連通接続してなるが、この管寄せ８
ｂの燃焼室側表面にも、上記したと同様に、ＳｉＣ系又
はＳｉ3 Ｎ4 系のキャスタブル耐火物による保護層９ｂ
が形成されており、且つ上記同様のピン状のスタッドア
ンカ１０…が突設されている。勿論、この場合において
も、図３に示す如く、スタッドアンカ１０…の先端部に
はＳｉＣ製のキャップ１１が取着されている。なお、こ
の実施例では、各保護層９ａ，９ｂに埋設されるスタッ
ドアンカ群１０…のうち、選択したスタッドアンカ１０
…（全スタッドアンカの半数）の先端部にのみキャップ
１１を取着するようにしたが、キャップ１１を取着する
スタッドアンカ数は燃焼条件等に応じて適宜に設定する
ことができる。例えば、各保護層９ａ，９ｂに埋設され
るスタッドアンカ１０…の全てにキャップ１１を取着す
るようにしてもよい。勿論、燃料によっては、かかるキ
ャップ１１を全く必要としない場合もある。 【００１７】ところで、この実施例においては、各水管
７ａ，７ｂとして内径６９．８ｍｍ，外径７６．２ｍｍ
のボイラ熱交換器用炭素鋼管が使用されており、各管寄
せ８ａ，８ｂとしては内径２６７．７ｍｍ，外径３１
８．５ｍｍの高温用炭素鋼管が使用されている。 【００１８】また、保護層９ａ，９ｂの形成は、既存の
水管壁に対しては勿論、新設の水管壁に対しても、水管
壁が完成された後において行われ、形成手法としては、
例えば、コテ塗り，吹き付け，成形等の周知の手法が採
用される。この実施例では、コテ塗りによって保護層９
ａ，９ｂを形成した。 【００１９】また、保護層９ａ，９ｂの厚さ並びにスタ
ッドアンカ１０の形状及び配置（ピッチ）は、保護層９
ａ，９ｂが脱落しないように適宜に設定しておく必要が
あるが、この実施例では、保護層９ａ，９ｂの厚さを２
５〜３０ｍｍ程度とすると共に、スタッドアンカ１０を
ステンレス鋼製のピン形状体として、４０ｍｍ前後程度
の小ピッチで均等に配置してあり、保護層９ａ，９ｂの
表面とキャップ１１の上面とは略面一にしてある。 【００２０】以上のように、ＳｉＣ系又はＳｉ3 Ｎ4 系
のキャスタブル耐火物からなる保護層９ａ，９ｂを形成
した場合には、上述した如く、管寄せの熱疲労割れやク
リンカ付着が確実に防止されるが、かかる点について
は、次のような実験により確認されている。 【００２１】すなわち、この実験は、上記した固形燃料
焚きボイラを使用して行ったもので、保護層９ａ，９ｂ
を、表１に示す如く、ＳｉＣ系キャスタブル耐火物で構
成した場合及びＳｉ3 Ｎ4 系キャスタブル耐火物で構成
した場合において、夫々、 運転時間：３６００時間 燃焼室温度（火焔温度）：１３００℃ 水管壁内部流体：水（２８０℃） の条件下でボイラ運転を行い、管寄せ８ａ，８ｂ及び保
護層９ａ，９ｂの各部温度と管寄せ８ａ，８ｂに形成し
た保護層９ａ，９ｂの表面におけるクリンカ付着の有無
とについて測定，調査したものである。その結果は、表
２に示す通りであった。また、比較例として、保護層９
ａ，９ｂを表１に示す如きＡｌ2 Ｏ3 系キャスタブル耐
火物で構成した場合及び保護層９ａ，９ｂを形成しない
場合において、上記の場合と同一条件下でボイラ運転を
行い、管寄せ８ａ，８ｂの各部温度及び保護層表面にお
けるクリンカ付着の有無について測定，調査した。その
結果は、表２に示す通りであった。なお、比較例１で
は、スタッドアンカとしてＶ字形のものを使用して、こ
れを２００〜３００ｍｍピッチで配置した。 【００２２】 【表１】【００２３】 【表２】 【００２４】表２から明らかなように、管寄せ８ａ，８
ｂを露出させた比較例２では、管寄せの外面温度が高
く、その内外温度が大きいが、管寄せ８ａ，８ｂの燃焼
室側表面をキャスタブル保護層９ａ，９ｂで保護した実
験例１，２及び比較例１では、保護層の材質に拘わら
ず、何れも、管寄せ８ａ，８ｂの外面温度を大幅に低下
させ得ることから、その内外温度差が小さくなってい
る。したがって、比較例２では熱疲労割れが生じる虞れ
があるが、実験例１，２及び比較例１では熱疲労割れを
生じる虞れはない。ところで、熱疲労割れは少なくとも
２〜３年経過しないと発生しないものであるから、上記
した３６００時間程度の実験運転によっては確認し得な
い。しかし、比較例１及び比較例２と同様構造のものに
ついては、上記したと同一条件で３年以上運転された実
績があり、これらについて熱疲労割れを調査したとこ
ろ、比較例１に相当するものについては管寄せに熱疲労
割れが全く生じていなかったが、比較例２に相当するも
のにおいては明瞭な熱疲労割れが生じていた。かかる実
績調査の結果から、キャスタブル耐火物による保護層に
より管寄せの内外温度差が小さくなるようにしておくこ
とが、熱疲労割れ対策上、効果的であることは容易に理
解される。 【００２５】また、表２から明らかなように、保護層を
Ａｌ2 Ｏ3 系キャスタブル耐火物で構成した比較例１で
は、保護層の表面温度が極めて高くなり、その表面にク
リンカが付着した。これに対して、実験例１，２では、
保護層を熱伝導率の高いキャスタブル耐火物で構成した
ために、保護層の表面温度が大幅に低下し、その表面に
クリンカが付着しなかった。 【００２６】このように、実験例１及び実験例２のもの
では熱疲労割れ及びクリンカ付着を効果的に防止でき、
本発明の方法が管寄せの保護対策上実効あるものである
ことが確認された。 【００２７】なお、本発明は上記した固形燃料焚きボイ
ラの燃焼室に適用される他、炉壁が水管壁をなす各種ボ
イラ（流動層ボイラ等）の燃焼室に適用することがで
き、保護層を形成すべき管寄せはボイラ形式，燃焼条件
に応じて適宜に選択することができる。 【００２８】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ＳｉＣ系，Ｓｉ3 Ｎ4 系といった高熱伝導率
で且つ強度的にも優れたキャスタブル耐火物による保護
層を形成しておくことによって、管寄せの腐食，熱疲労
割れを確実に防止することができ、しかも保護層表面へ
のクリンカ付着を確実に回避することができる。したが
って、水管壁が既設のものであると否とを問わず、管寄
せの保護対策に万全を期すことができ、水管壁ひいては
ボイラ全体の耐久性を大幅に向上させ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の管寄せの保護対策法を実施した水管壁
構造を有するボイラの一例を示す縦断側面図である。 【図２】図１のII−II線に沿う拡大断面図である。 【図３】図１のIII部分を拡大して示す詳細図である。 【符号の説明】 １…燃焼室（ボイラ燃焼室）、６ａ…側壁（水管壁）、
６ｂ…後壁（水管壁）、７ａ，７ｂ…水管、８ａ，８ｂ
…管寄せ、９ａ，９ｂ…保護層、１０…スタッドアン
カ、１１…キャップ。
構造を有するボイラの一例を示す縦断側面図である。 【図２】図１のII−II線に沿う拡大断面図である。 【図３】図１のIII部分を拡大して示す詳細図である。 【符号の説明】 １…燃焼室（ボイラ燃焼室）、６ａ…側壁（水管壁）、
６ｂ…後壁（水管壁）、７ａ，７ｂ…水管、８ａ，８ｂ
…管寄せ、９ａ，９ｂ…保護層、１０…スタッドアン
カ、１１…キャップ。
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(56)参考文献 特開 平５−231602（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−203194（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−164203（ＪＰ，Ａ)
実開 昭59−175856（ＪＰ，Ｕ)
特公 昭31−152（ＪＰ，Ｂ１)
実公 昭７−788（ＪＰ，Ｙ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F22B 37/00
F22B 37/22
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 水管群を管寄せにより連結してなるボイ
ラ燃焼室の水管壁に於いて、前記管寄せの燃焼室側表面
に、ＳｉＣを６０〜９５％含有する高熱伝導率で且つ強
度的にも優れたＳｉＣ系キャスタブル耐火物若しくはＳ
ｉ 3 Ｎ 4 系キャスタブル耐火物又はこれらの成形品による
保護層を形成し、当該保護層を形成するに当たって、予
め、管寄せに保護層に埋没する多数のピン形状のスタッ
ドアンカを突設しておくと共に、全てのスタッドアンカ
の先端部又は選択した一部のスタッドアンカの先端部に
ＳｉＣ製のキャップを取着しておき、更に保護層の表面
とキャップの上面とを略面一にしておくことを特徴とす
る、燃焼室の水管壁における管寄せの保護対策法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12358194A JP3476907B2 (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | ボイラ燃焼室の水管壁における管寄せの保護対策法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12358194A JP3476907B2 (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | ボイラ燃焼室の水管壁における管寄せの保護対策法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07332604A JPH07332604A (ja) | 1995-12-22 |
| JP3476907B2 true JP3476907B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=14864137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12358194A Expired - Fee Related JP3476907B2 (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | ボイラ燃焼室の水管壁における管寄せの保護対策法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3476907B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101397305B1 (ko) * | 2013-02-08 | 2014-05-23 | 한국남부발전 주식회사 | 순환 유동층 보일러의 내화재 |
| JP6596312B2 (ja) * | 2015-11-18 | 2019-10-23 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 管台保護構造、これを有するボイラ及び管台保護構造の製造方法 |
| CN111718732B (zh) * | 2020-06-30 | 2025-03-11 | 中冶天工集团有限公司 | 一种用聚乙烯薄膜辅助焦炉的砌筑结构及其施工方法 |
-
1994
- 1994-06-06 JP JP12358194A patent/JP3476907B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07332604A (ja) | 1995-12-22 |
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