JPH0253714B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特許請求の範囲第１項の前提部分に記
載されたような高温ガス冷却器に関する。

従来技術の高温ガス冷却器において、圧力補償
のための連通路はインサートの底端部に配置され
ており、この場所はガスの温度が最も低い且つ圧
力が最も低い場所であつた。通常の作動におい
て、高温ガス冷却器の内部空間と外側環状空間は
連通路を通して同じガス圧力を有している。そし
て、外側空間内のガスは沈滞している。内部空間
からのガスの漏洩が生じた場合には、高温ガスの
流れは内部空間から漏洩個所を介して外側空間に
出て行き、このガス流は圧力容器の壁に衝突す
る。そして、この衝突した領域において圧力容器
の壁を過熱してしまう。かような過熱が生じるこ
とは言うまでもなく危険である。

本発明の目的は、内部空間からのガスの漏洩が
生じた場合において、圧力容器の壁の危険な過熱
が生じないようにする高温ガス冷却器を提供する
ことである。

この目的は特許請求の範囲の第１項の特徴部分
に規定した構成を備えることによつて達成され
る。冷却器の通常の作動において、外側環状空間
は沈滞したガスで充満されている。連通路がイン
サートのガス入口通路端の近くに配置されている
ので、内部空間のガス入口通路端近くのガスの圧
力と、外側空間内に沈滞しているガスの圧力とは
ほぼ等しい。それで、通常は連通路を通つてのガ
スの流れがない。この場合において、もし、内部
空間から外側環状空間へガスの漏洩が生じるとす
ると、その漏洩個所はほとんどガス入口通路端よ
り下方に離れた場所であることは理解できるであ
ろう。そして、そのようにガス入口通路端より下
方に離れた場所における内部空間内のガス圧力
は、当然に、ガス入口通路端の近くにおける内部
空間内のガス圧力よりも低いことは明らかであ
る。かくて、内部空間のガス漏洩個所において
は、外側空間におけるガス圧の方が内部空間にお
けるガス圧よりも大であるから、ガス漏洩個所を
通して、外側空間におけるガスが内部空間の方に
流れるという現象を生ずる。そうすると、外側空
間のガスの圧力は低下するから、内部空間のガス
入口通路端近くの高い圧力のガスが連通路を通つ
て外側空間に流出するという現象を生ずる。然し
ながら、この連通路には冷却装置が備えられてい
るので連通路を通つて外側空間に流れるガスは冷
却されることになる。従つて、従来の技術のよう
に高温のガスが圧力容器の壁に衝突してこれを過
熱してしまうという不都合はなくなるのである。

特許請求の範囲第２項に開示された特徴によつ
て、ほとんど場所をとらず、比較的短い圧力容器
が得られる。

特許請求の範囲第３項には、冷却器として役立
つ構成部分の便利な用途が開示されている。

特許請求の範囲第４項に記載した構成は、漏れ
の発見に本発明がいかに用いられるかを示す。実
際に漏れが生ずると、冷却器出口付近のガスの温
度が上昇する。したがつて後者の温度は漏れの程
度の良い判断基準になる。

特許請求の範囲第５項に開示された特徴によ
り、測定された温度を比較する可能性が得られ、
したがつて始動、停止、作動などの変化に際して
漏れを検知することができる。

本発明については、図面に図解的に示された実
施例につき、以下更に詳細に説明する。

第１図について説明する。高温ガス冷却器１
は、半径方向のスピゴツトまたはそれに類するも
の４を介して底部から冷却水を供給される二重壁
の円筒状インサート３を有する圧力容器２を具備
する。インサート３はその内に囲まれた内部空間
７を含んでいる。インサート３は、その頂部に、
冷却水用の出口スピゴツト９またはそれに類する
ものを有するネツク８に合体する円すい面６をそ
なえる。このネツクは圧力容器２のスピゴツト１
０を貫通し、スピゴツト１０はフランジ１１を有
する。

インサート３は、その底部にフランジ１２を有
し、これにネツク１８を有する漏斗１６がベロー
１４を介して連結される。

ネツク１８も圧力容器２のスピゴツト２０を貫
通し、スピゴツト２０はフランジ２１を有する。
各ネツク８，１８はそれぞれのスピゴツト１０，
２０と気密を保たれる。

インサート３がネツク８と１８との間に気密の
システムを形成する。そして、インサート３と圧
力容器２との間には外側の環状空間５が存在す
る。

本発明に従つて、円すい面６の近くに圧力補償
流通路３０が設けられ、冷却装置を構成するクー
ラ３２を介して環状空間５に延在して冷却路を形
成する。クーラ３２は、給水ライン３５および排
水ライン３６を介してインサート３内の冷却水の
流路と平行に連結される。クーラ３２の出口には
熱電対３８が配設され、環状空間５内にこれと対
向してもう１つの熱電対３９が配設される。表示
器４０の受ける信号が、２組の熱電対３９，３８
に関連する領域間の温度差に比例するように、熱
電対３８，３９は電気的に直列に接続される。

通常の作動に際しては、高温ガス源（図示せ
ず）からのガスが例えば1400℃の温度でネツク８
を通つてインサート３の内部空間７に流入し、そ
こで、主として気体放射によつて、冷却されたイ
ンサート３に熱を与える。ガスは約500℃の温度
でネツク１８を介してここを離れる。プラントの
始動の際は、インサート内の圧力が上昇するにつ
れ、圧力補償流通路３０とクーラ３２を経てガス
が環状空間５へ流入するので、円すい面６上の圧
力と同等の圧力が環状空間５内に生ずる。ここに
停滞するガスは、インサート３の壁面温度と圧力
容器２の壁面温度との中間のある温度になる。

例えばベロー１４に漏れが生じた場合は、円す
い面６とベロー１４間の圧力降下による流れが環
状空間５内に生じ、高温ガスは漏えい個所を通る
ガスの流量に依存する許容温度まで冷却される。

クーラ３２内の温度降下は、少ない処理量より
も大きい処理量に対する場合の方が少ないので、
このような温度低下は漏れの程度に対する一つの
判断規準になる。温度低下量は、クーラ３２の入
口と出口の温度を測定するか、あるいは第１図の
場合のように、変動のない温度と比較することに
よつて測ることができる。表示器４０の代りに、
必要な大きさの入力信号に直接応答して停止装置
を作動できる警報器を設けてもよい。

これに類する諸要素を第１図と同様に第２図に
示す。第１図と異なり、第２図のインサートはシ
エルまたはジヤケツト４２とケーシング４３とを
具備し、いずれもその中央部分４４を、すき間の
ない壁を有する同心の円筒で形成する。ジヤケツ
ト４２とケーシング４３は、ウエブを介して一緒
に溶接されたチユーブより成る。ジヤケツト４２
のチユーブ５０は底部区域４５ではフオーク状に
形成され、したがつて底部領域では隔壁が形成さ
れなくなるが、ジヤケツト４２の内部空間７を通
つて流れる高温ガスをジヤケツト４２とケーシン
グ４３間の環状のすき間２５に流入させるための
通路ができる。

すべてのチユーブ５０はその下端で分配管５２
に連結される。ケーシング４３を形成するチユー
ブ５０の一部は円筒面から外方にエルボ形に曲げ
られるが、その際チユーブ５０の入口オリフイス
は分配管５２の同一母線上に配設されない。これ
らの、外に曲げられた部分の付近でも、ウエブは
隣接する直管の間に延在し、それによつてケーシ
ング４３は４５部分においてさえも気密壁を形成
する。中央部分４４の上の部分４６においては、
チユーブ５０が圧力容器の軸線に向けて曲げら
れ、ジヤケツト４２を形成するパイプと、ケーシ
ング４３を形成するパイプは、それぞれ気密なネ
ツク５９，６０につながる気密の肩面５５，５７
をそれぞれ形成する。肩面５５，５７への遷移点
付近ですき間のない壁を形成するチユーブの一部
は余剰となり、これらの余剰チユーブ５０′は、
固定壁としての肩面５５，５７とネツク５９，６
０との間に遊離した一群として延在する。そして
すべてのチユーブ５０，５０′が、水平面内に圧
力容器と同軸に配設されたリング状集合管または
主管６２に集められる。

ジヤケツト４２とケーシング４３は、つり手６
４，６５を介して２つのリング状ビーム６８，６
９につり下げられ、つり手６４は２つの肩面５
５，５７間の領域にあるすき間のない円筒壁に連
結される。

ネツク５９の頂部の縁を形成するチユーブは、
まず外側に、次いで下向きに曲げられ、以下に説
明する場所まで、ウェブを介してすき間なく連結
される。ネツク５９の頂部の縁は、内方に向いた
縁上に断熱材７２を有するスピゴツトまたはそれ
に類するもの７１の内フランジ７０と合体する。
スピゴツト７１はフランジ７４を有し、これに高
温ガス源（図示せず）が連結されている。

同様なものが、ジヤケツト４２とケーシング４
３間のすき間２５の頂部付近に、チユーブを外に
曲げ、リブを除いて作られた開口部７５によつて
形成され、ガス出口チユーブ７８に結合したベロ
ー７７が開口部７５の縁に連結される。熱膨張の
影響を軽減するためにチユーブ７８は容器壁２に
あるスリーブ８０を貫通する。第１図にあるよう
に、漏斗１６がベロー１４を介して分配管５２の
底に連結されるが、本実施例の場合、漏斗１６は
二重壁になつており、これに水をみたすと、高温
ガス冷却器内に生ずるスラグの粒子の急冷槽を形
成する。

第２図の実施例においては、本発明による圧力
補償流通路がジヤケツト肩面５５の開口部８２か
らネツク５９，６０を経てリング状主管６２上の
開口部８４に達し、冷却装置は補償流通路を画定
する肩部とネツクの壁、および各ネツク間のすき
間に延在するチユーブによつて形成される。

圧力補償流通路の出口８４に温度測定点９０が
直接設けられ、信号電線路が測定点９０から表示
器９２まで延在する。

必要な場合は、測定点９０を冷却路内に置いて
もよい。

第１図に示す実施例と異なり、第２図の場合、
ガスは高温ガス冷却器内を直線的に流過せず、そ
の代りにジヤケツト４２の下端で上方に偏向さ
れ、チユーブ７８を経てすき間２５から流出す
る。

重力によつて漏斗１６内に落下するスラグやす
すの粒子の大部分は、そこに導入される水によつ
てそこから除去される。

定常状態の正常な作動においては、圧力補償流
通路の両端の圧力が同じである。この場合には、
各ネツク間のすき間には流れが生じない。漏れが
生ずるとすれば、内部のガス圧力が８２の位置に
おけるよりも低い場所に発生する。したがつて、
このような漏れによつて、８２の位置から８４の
位置を通り温度測定点９０を通過するガスの流れ
が生じ、この流れは温度の上昇として表示器９２
上に表わすことができる。

ジヤケツト４２とケーシング４３を形成する一
体溶接のチユーブ５０は、例えば蒸気発生器の加
熱面、できれば強制流通蒸発器の加熱面であるこ
とが望ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は付属品を取り付けた高温ガス冷却器の
縦断面図、第２図は特許請求の範囲第２項に開示
された高温ガス冷却器の同じく縦断面図である。 １：高圧ガス冷却器、２：圧力容器、３：イン
サート、５：すき間、２５：すき間、４２：ジヤ
ケツト、４３：ケーシング、５０′：チユーブ、
９０：温度センサ（測定点）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高温ガス流を冷却するための冷却器であつ
   て、垂直に配置された圧力容器と、冷却媒体が貫
   通していて且つ高温ガス流を案内する内部空間を
   取り囲んでいる垂直円筒状の冷却用インサートと
   を有し、該冷却用インサートは前記圧力容器内に
   配置されていて且つ該圧力容器と前記冷却用イン
   サートとの間に外側環状空間が存在しており、前
   記冷却用インサートに囲まれた前記内部空間は、
   前記圧力容器の壁を通つて延びている高温ガス入
   口通路によつて、その上方端が高温ガス源に連結
   されており、且つその底が前記圧力容器の壁を通
   つて延びているガス排出通路に連結されており、
   更に、前記冷却用インサートは前記内部空間と前
   記環状空間との間に圧力補償のための連通路を備
   えている、前記冷却器において、前記連通路は前
   記冷却用インサートの、前記ガス入口通路端の近
   くに配置されており、また、この連通路は冷却装
   置を備えていることを特徴とする高温ガス冷却
   器。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の高温ガス冷却
   器において、前記冷却用インサートは内側ジヤケ
   ツトと外側ケーシングとを含み、前記ジヤケツト
   と前記ケーシングとの間には第１の環状空間が存
   在し、この環状空間はその底端で前記内部空間に
   連通しており、前記ガス排出通路は前記ガス入口
   通路に近接して前記第１の環状空間の上方端に始
   まつており、前記ジヤケツトと前記ケーシングと
   で区切られた、実質的に閉じていて冷却された第
   ２の環状空間が前記第１の環状空間の上方端に連
   結されており、前記内部空間から前記外側環状空
   間まで前記第２の環状空間を介して圧力補償のた
   めの連通路が延びていて、前記ジヤケツトと前記
   ケーシングとは前記冷却装置の一部分となつてい
   ることを特徴とするもの。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の高温ガス冷却
   器において、前記ジヤケツト及び前記ケーシング
   は気密に溶接されたチユーブの壁で形成されてお
   り、これらチユーブは前記ジヤケツト及び前記ケ
   ーシングから外に曲げられていて、前記冷却装置
   の付加的な冷却面を形成していることを特徴とす
   るもの。 ４ 特許請求の範囲第１項から第３項までのいず
   れか１つに記載の高温ガス冷却器において、第１
   温度センサが前記冷却装置の出口付近に配設され
   ることを特徴とするもの。 ５ 特許請求の範囲第４項に記載の高温ガス冷却
   器において、前記第１温度センサと対比関係を有
   する第２温度センサが、圧力容器の周囲との関連
   において、前記第１温度センサと同じ高さ、同じ
   半径でありながら、直径方向で反対側の位置に配
   設されることを特徴とするもの。