JP4175449B2 - 多管式熱交換器及びその組立方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気タービン装置に用いられる復水器等の多管式熱交換器及びその組立方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
タービン排気を密閉された復水器に導き、冷却水でこれを冷却すれば、蒸気は凝結し、その体積は著しく減少するので高真空を得ることができる。即ち、蒸気を低圧まで膨張させて熱効率を増加させ、蒸気の低圧部における保有熱量をかなり有効に機械エネルギーに変えることができ、蒸気タービンの熱効率を向上させることができる。
【0003】
この種復水器として、多数の冷却管を備えた密閉器で、これに排気を導き、これを冷却管を通る冷却水で冷却凝結させて真空を生じさせる表面復水器が良く知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで近年、冷却管として、従来のアルミブラス管等は耐腐食性に難点があることから、耐腐食性に優れメンテナンスフリーになると共に薄肉化が図れ伝熱性も高いチタン管への移行が趨勢となってきており、既設の復水器にあっても、チタン管への取替えが行われている。
【0005】
ところが、アルミブラス管等復水器からチタン管復水器に取り替える場合、振動強度の面から管支持板を増加する必要があると共に、冷却管を一本宛交換しなければならないことから、現地(発電プラント等)での組立工事が大規模となり、工程も長くなるという問題点があった。
【0006】
本発明は、上述した従来技術に鑑みてなされたもので、現地での組立工事が容易で工程の短縮を図ることができる多管式熱交換器及びその組立方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するための本発明に係る多管式熱交換器は、管板間に架設される多数本の冷却管を管長手方向に所定間隔離間して配設される複数枚の管支持板に貫通・支持させると共に、これらの管支持板間に該管支持板の外周部に位置して複数本の補強管を貫通・支持させ、かつ前記管板に隣接するものを除く管支持板の下部に該管支持板の下方に位置して管長手方向に延びる支持鋼材を管長手方向と直交する方向へ複数本取外し可能に取り付けた工場製作の管群ブロックを、予め現地に据え付けられた熱交換器胴内に輸送・搬入後、前記支持鋼材を取り外して組み付けてなると共に、前記輸送・搬入の際には、管板と該管板に隣接の管支持板とが複数本のボルトで結合されてなることを特徴とする。
【0009】
また、前記輸送・搬入の際には、前記管支持板間に補強板が仮付けされ、冷却管及び補強管を覆い隠してなることを特徴とする。
【0010】
また、前記冷却管と管板の冷媒と接する部位とをチタンを用いて製作してなることを特徴とする。
【0011】
本発明に係る多管式熱交換器の組立方法は、前述した多管式熱交換器を組み立てる際に、輸送に十分に耐え得る強度を有した管群ブロックを工場で製作し、この製作された管群ブロックを予め現地に据え付けられた熱交換器胴内に輸送・搬入して組み立てることを特徴とする。
【0012】
前記管群ブロックは既設の熱交換器胴内の旧管群と交換されることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る多管式熱交換器及びその組立方法を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【0014】
[実施例]
図1は本発明の一実施例を示す復水器用管群ブロックの側面図、図2は同じく平面図、図3は同じく図1のIII −III 線断面図、図4は同じく図1のA部詳細図、図5は同じく図1のB部詳細図、図6は同じく組立時の説明図、図7は同じく組立時の要部拡大説明図である。
【0015】
図1乃至図3に示すように、工場のフロア上に左右一対で前後方向に所定間隔離間して複数組(図中では4組)配された転動可能な架台(チルタンク等)1上に、前後方向に延びる左右一対のH形鋼(支持鋼材としての)2が固設される。
【0016】
前記H形鋼2上には、前後方向に所定間隔離間して複数枚の管支持板3が配され、それらの中の最前と最後の管支持板3を除いたその他の管支持板3の下部が、図4に示すように、H形鋼2上に取着されたL字ブラケット4に対しボルト5で結合されている。
【0017】
前記管支持板3は炭素鋼の多孔板からなり、略台形状の外形を有する。そして、管支持板3間には、多数の冷却管6が管支持板3の略全面に亙って(図3の冷却管群6A参照)前後方向に摺動可能に貫通支持されると共に、該冷却管6より大径の補強管(ダミー棒)7が管支持板3の外周4隅と左,右両部の高さ方向中間部との計6ヵ所に亙って貫通されて各管支持板3に溶接される。
【0018】
前記冷却管6はチタン製の細管からなると共に、前記補強管7は炭素鋼からなる。また、前記補強管7は蒸気(タービン排気)の流れを邪魔しないようにその径や本数が設定される。
【0019】
前記各冷却管6の前,後両端部は、それぞれ最前の管支持板3前方に配された管板8と最後の管支持板3後方に配された管板8とに貫通されて各々の管板8に溶接される。
【0020】
前記管板8は炭素鋼とチタンとのクラッド板で形成され、冷却水(海水)と接する面がチタンで形成される。そして、管板8とこれと隣接する管支持板3とは多数本のボルト9で結合される(図4参照)。
【0021】
また、最前部と最後部を除く各管支持板3間には、図5にも示すように、補強板10が仮付けされ、前記各冷却管6及び補強管7を覆い隠して外部と遮蔽している。
【0022】
尚、前記管板8と管支持板3には、従前どおり図示しない適当数の空気管(抽気管)が前後方向に貫通・支持され、各管支持板3に溶接等により固定される。
【0023】
このようにして、管群ブロックWは工場で製作され、その後海上輸送等されて、図6に示すように、現地(発電プラント等)に据え付けられた既設の復水器20における胴(シェル)21内のアルミブラス管製冷却管を有する旧管群と交換される。
【0024】
従って、本実施例では、現地での作業が旧管群の取外し作業と工場製作の管群ブロックWの搬入・組立作業だけで済み、これらの作業に特別な熟練も要しないことから、現地での組立工事が頗る容易で工程の大幅な短縮が図れる。
【0025】
そして、本実施例では、前記管群ブロックWの輸送・搬入時には、各管支持板3の下部にL字ブラケット4を介してボルト5で取り付けられた左右一対のH形鋼2が、復水器20における仮の胴(シェル)21の役目をするため、前記輸送・搬入時の変形や撓み(力)に対して十分な補強作用を発揮する。
【0026】
また、この際の管群ブロックWの剛性は、図示しない空気管と共に補強管7で保たれ、安定かつ円滑な輸送・搬入が行われる。また、前記補強板10により、前記輸送・搬入時における冷却管6や補強管7の他物との干渉が防止され、当該冷却管6や補強管7の損壊等が未然に回避される。また、管板8は管支持板3に多数のボルト9で仮結合されるため、前記輸送・搬入時に、管板8及び冷却管6が管支持板3等に対し相対移動することがなく、安定した輸送・搬入が行われる。
【0027】
さらに、前記H形鋼2は、前記輸送・搬入時に、架台1を介して転動可能であると共に、下部の吊りビームとしても使用出来るので、輸送・搬入作業に自由度がある。
【0028】
さらにまた、前記補強材としてのH形鋼2や補強管7は線材で、補強板10は薄板であるため、コンパクトに補強することができ、輸送・搬入時の他物との干渉を少なくすることができる。
【0029】
尚、現地での搬入作業にあたっては、先ず、図6に示す蒸気タービン設備における既設の復水器20の胴21からアルミブラス管製冷却管を有する図示しない旧管群を入口側水室22や出口側水室23とともに取り外しておく。
【0030】
この際、アルミブラス管製冷却管とチタン管製冷却管6とは管支持板3のピッチが異なる(チタン管製冷却管6の方が強度が低いので管支持板3のピッチが狭く枚数も多くなる)ため、管支持板3を固定・保持する図示しない補強梁の据付け替えを行う。
【0031】
上記状態から、建屋前に搬送された管群ブロックWをH形鋼2下の架台1を介して転動させ、逆洗弁ピット24を通過して建屋内に搬入し、更に胴21内の昇降台25上に乗せる。
【0032】
この後、ジャッキ26を縮めて昇降台25を下げ、各管支持板3の下部を補強梁に固定・保持させることで、管群ブロックWは胴21内の所定位置にセットされる。
【0033】
この後、H形鋼2と補強板10とを取り外して建屋外に搬出する共に、ボルト9を外して管板8及び冷却管6の熱伸縮を許容し得るようにする。尚、補強板10は、建屋内に搬入する前に取り外して良い。
【0034】
この後、胴21に前記取り外した入口側水室22や出口側水室23を再度取り付ければ、チタン管製の管群を有して伝熱性が高く冷却水(海水)による腐食も少ないメンテナンスフリーの復水器20の組立が完了する。
【0035】
尚、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能である。例えば、既設の復水器に代えて新設の復水器に本発明を適用するとか、復水器以外の多管式熱交換器に本発明を適用しても良い。
【0036】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明に係る多管式熱交換器は、管板間に架設される多数本の冷却管を管長手方向に所定間隔離間して配設される複数枚の管支持板に貫通・支持させると共に、これらの管支持板間に該管支持板の外周部に位置して複数本の補強管を貫通・支持させ、かつ前記管板に隣接するものを除く管支持板の下部に該管支持板の下方に位置して管長手方向に延びる支持鋼材を管長手方向と直交する方向へ複数本取外し可能に取り付けた工場製作の管群ブロックを、予め現地に据え付けられた熱交換器胴内に輸送・搬入後、前記支持鋼材を取り外して組み付けてなると共に、前記輸送・搬入の際には、管板と該管板に隣接の管支持板とが複数本のボルトで結合されてなることを特徴とするので、現地での作業が工場製作の管群ブロックの搬入・組立作業だけで済み、これらの作業に特別な熟練も要しないことから、現地での組立工事が頗る容易で工程の大幅な短縮が図れる。また、前記輸送・搬入時の際には、前記補強管や支持鋼材は、変形や撓み(力)に対して十分な補強作用を発揮する一方で、コンパクトな補強構造が達成される。また、前記輸送・搬入時に、管板及び冷却管が管支持板等に対し相対移動することがなく、安定した輸送・搬入が行われる。搬入後は、ボルトを取り外すことで、管板及び冷却管の熱伸縮を許容し得る。
【0038】
また、前記輸送・搬入の際には、前記管支持板間に補強板が仮付けされ、冷却管及び補強管を覆い隠してなることを特徴とするので、前記輸送・搬入時における冷却管や補強管の他物との干渉が防止され、当該冷却管や補強管の損壊等が未然に回避される。
【0039】
また、前記冷却管と管板の冷媒と接する部位とをチタンを用いて製作してなることを特徴とするので、伝熱性が高く冷却水(海水)による腐食も少ないメンテナンスフリーの熱交換器が実現される。
【0040】
本発明に係る多管式熱交換器の組立方法は、前述した多管式熱交換器を組み立てる際に、輸送に十分に耐え得る強度を有した管群ブロックを工場で製作し、この製作された管群ブロックを予め現地に据え付けられた熱交換器胴内に輸送・搬入して組み立てることを特徴とするので、現地での作業が工場製作の管群ブロックの搬入・組立作業だけで済み、これらの作業に特別な熟練も要しないことから、現地での組立工事が頗る容易で工程の大幅な短縮が図れる。
【0041】
また、前記管群ブロックは既設の熱交換器胴内の旧管群と交換されることを特徴とするので、交換の際の組立工事が頗る容易で工程の大幅な短縮が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す復水器用管群ブロックの側面図である。
【図2】同じく平面図である。
【図3】同じく図1のIII −III 線断面図である。
【図4】同じく図1のA部詳細図である。
【図5】同じく図1のB部詳細図である。
【図6】同じく組立時の説明図である。
【図7】同じく組立時の要部拡大説明図である。
【符号の説明】
1 架台
2 H形鋼
3 管支持板
4 L字ブラケット
5 ボルト
6 冷却管
6A 冷却管群
7 補強管
8 管板
9 ボルト
10 補強板
20 復水器
21 胴
22 入口側水室
23 出口側水室
24 逆洗弁ピット
25 昇降台
26 ジャッキ
W 管群ブロック
Claims (5)
- 管板間に架設される多数本の冷却管を管長手方向に所定間隔離間して配設される複数枚の管支持板に貫通・支持させると共に、これらの管支持板間に該管支持板の外周部に位置して複数本の補強管を貫通・支持させ、かつ前記管板に隣接するものを除く管支持板の下部に該管支持板の下方に位置して管長手方向に延びる支持鋼材を管長手方向と直交する方向へ複数本取外し可能に取り付けた工場製作の管群ブロックを、予め現地に据え付けられた熱交換器胴内に輸送・搬入後、前記支持鋼材を取り外して組み付けてなると共に、前記輸送・搬入の際には、管板と該管板に隣接の管支持板とが複数本のボルトで結合されてなることを特徴とする多管式熱交換器。
- 前記輸送・搬入の際には、前記管支持板間に補強板が仮付けされ、冷却管及び補強管を覆い隠してなることを特徴とする請求項1記載の多管式熱交換器。
- 前記冷却管と管板の冷媒と接する部位とをチタンを用いて製作してなることを特徴とする請求項1又は2記載の多管式熱交換器。
- 請求項1乃至3の何れか一つの多管式熱交換器を組み立てる際に、輸送に十分に耐え得る強度を有した管群ブロックを工場で製作し、この製作された管群ブロックを予め現地に据え付けられた熱交換器胴内に輸送・搬入して組み立てることを特徴とする多管式熱交換器の組立方法。
- 前記管群ブロックは既設の熱交換器胴内の旧管群と交換されることを特徴とする請求項4記載の多管式熱交換器の組立方法。
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