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JPH0318081B2 - - Google Patents
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JPH0318081B2 - - Google Patents

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JPH0318081B2
JPH0318081B2 JP57183820A JP18382082A JPH0318081B2 JP H0318081 B2 JPH0318081 B2 JP H0318081B2 JP 57183820 A JP57183820 A JP 57183820A JP 18382082 A JP18382082 A JP 18382082A JP H0318081 B2 JPH0318081 B2 JP H0318081B2
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flue
exchange tube
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Japanese (ja)
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JPS5974402A (en
Inventor
Usherobichi Ripetsu Adorufu
Ibanobitsuchi Nekurasofu Mihairu
Zaharobichi Fuedosofu Arekusei
Paburobichi Nikoraefu Buyachesurafu
Arekusuiibichi Gorefu Bikutoro
Mihairobichi Kurushin Nikorai
Nikora Iban
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IBAN NIKORAEBI
MIHAIRU IBANOBICHI NEKURASOFU
Original Assignee
IBAN NIKORAEBI
MIHAIRU IBANOBICHI NEKURASOFU
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

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  • Air Supply (AREA)
  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱伝達技術に関し、更に詳しくは、蒸
気ボイラ及び炉の煙道ガスによる空気加熱用装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to heat transfer technology, and more particularly to an apparatus for heating air with flue gas in steam boilers and furnaces.

鉱物性資源の不足の増大に伴つて、不要固形物
含有量の高い未精製原料や低品質高灰分燃料が現
代の産業に広く用いられている。
With the increasing scarcity of mineral resources, unrefined raw materials with high unnecessary solids content and low quality high ash fuels are widely used in modern industry.

工業用炉や蒸気ボイラが上記未精製原料及び燃
料によつて作動される場合、後工程で使用される
煙道ガスは空気加熱装置内において熱交換チユー
ブに作用する灰や硬い粒子を担持し、熱交換チユ
ーブの大きな摩損を引き起こす。
When industrial furnaces and steam boilers are operated with the above-mentioned unrefined raw materials and fuels, the flue gas used in the downstream process carries ash and hard particles that act on the heat exchange tubes in the air heating device; Causes heavy wear and tear on heat exchange tubes.

煙道ガス流は熱交換チユーブの入口に接触し、
次いで、斜向したガス流が空気加熱装置内で熱交
換チユーブにぶつかるという結果を広めるため
に、熱交換チユーブは広範囲の摩損を受ける。煙
道ガス流は灰や他の硬い粒子を含んでいるため、
これら粒子の作用によつて熱交換チユーブの壁面
は大きな摩損を受ける。これら粒子は、熱交換チ
ユーブ内の煙道ガス入口近傍の領域、即ち、入口
からチユーブ直径の2ないし3倍の距離だけ離れ
た領域において、壁面に対し最も強い影響を与え
る。大きな断面領域をもつ供給煙道が制限された
スペース条件のもとで必然的に屈曲部を有してい
る現代の高出力蒸気ボイラや工業用炉において
は、熱交換チユーブの摩損は著しく増大する。上
記供給煙道の設計においては、熱交換チユーブの
軸線に沿つて煙道ガスを流すための垂直煙道部を
十分に長くすることは許されず、これにより、煙
道ガス流は熱交換チユーブの軸線に対し斜めに向
けられることはなく、また、熱交換チユーブ内に
おける摩損度合は減少せしめられる。熱交換チユ
ーブを摩損から保護するために、空気加熱装置の
供給煙道には特殊機能装置が備えられる。
The flue gas stream contacts the inlet of the heat exchange tube;
The heat exchange tubes then undergo extensive abrasion to spread the consequences of the oblique gas flow impinging on the heat exchange tubes within the air heating device. Because the flue gas stream contains ash and other hard particles,
Due to the action of these particles, the walls of the heat exchange tubes are subject to significant wear and tear. These particles have the strongest effect on the walls in the region near the flue gas inlet in the heat exchange tube, ie, at a distance of two to three tube diameters from the inlet. In modern high-power steam boilers and industrial furnaces, where the supply flue with a large cross-sectional area necessarily has bends under restricted space conditions, wear and tear on the heat exchanger tubes increases significantly. . The above supply flue design does not allow the vertical flue section to be long enough to flow the flue gas along the axis of the heat exchange tube, so that the flue gas flow is It is not oriented obliquely to the axis and the degree of wear within the heat exchange tube is reduced. In order to protect the heat exchange tubes from wear and tear, the supply flue of the air heating device is equipped with special functional devices.

公知の管状空気加熱装置は熱交換チユーブを備
えており、この熱交換チユーブは管板及び供給煙
道に締着されている。(参照、ソビエト連邦供和
国発明者証第558133、F23L15/04、1974年公開) この公知空気加熱装置は、熱交換チユーブを摩
損から保護するための装置を備えている。この保
護装置は管板の前方の煙道ガス入口側に配置さ
れ、この保護装置と管板との間に一定の隙間が形
成されている。また、この保護装置は、絞り穿孔
シートの形態をなしており、この穿孔シートにお
ける孔の軸線は熱交換チユーブの軸線と同軸に整
列せしめられている。
Known tubular air heating devices include heat exchange tubes that are fastened to the tube sheet and to the supply flue. (See Inventor's Certificate No. 558133 of the Soviet Union, F23L15/04, published in 1974) This known air heating device is equipped with a device for protecting the heat exchange tubes from wear and tear. This protection device is arranged in front of the tube sheet on the flue gas inlet side, and a certain gap is formed between this protection device and the tube sheet. The protection device is also in the form of a perforated sheet, the axis of the holes in the perforated sheet being coaxially aligned with the axis of the heat exchange tube.

硬い粒子や灰を含んだ熱い煙道ガスが穿孔シー
トの孔を通じて流れたとき、そのガス流は多数の
噴流に分散され、その噴流は孔内で収縮して孔か
ら出るときに膨張する。その結果、ガス流の流速
が減少する。
When hot flue gas containing hard particles and ash flows through the perforations of the perforated sheet, the gas stream is dispersed into multiple jets that contract within the perforations and expand upon exiting the perforations. As a result, the flow rate of the gas stream is reduced.

上記空気加熱装置は、供給煙道の垂直部分が熱
交換チユーブの軸線に沿つてガス流を向けるに十
分な長さを有している場合にのみ適用できる。屈
曲部分を有する供給煙道内に煙道ガスが供給され
る場合には、煙道ガス流は穿孔シートの表面に対
して鋭角に向けられるのでこのような空気加熱装
置は非実用的である。穿孔シートそれ自体では煙
道ガス流をまつすぐにすることはできない。した
がつて、空気加熱装置の熱交換チユーブは大きな
摩損を受け得る。
The air heating device described above is only applicable if the vertical section of the supply flue has sufficient length to direct the gas flow along the axis of the heat exchange tube. If the flue gas is fed into a feed flue with bends, such an air heating device is impractical since the flue gas flow is directed at an acute angle to the surface of the perforated sheet. Perforated sheets by themselves cannot direct the flue gas flow. Therefore, the heat exchange tubes of air heating devices can be subject to high wear and tear.

その上、穿孔シートの孔と熱交換チユーブとが
高精度に整列されねばならないため、このような
空気加熱装置の製造及び組立ては困難である。
Moreover, the manufacture and assembly of such air heating devices is difficult because the holes in the perforated sheet and the heat exchange tubes must be aligned with high precision.

別の公知の管状空気加熱装置は、管板に取り付
けられた熱交換チユーブと、該熱交換チユーブを
摩損から保護するために供給煙道内に設置された
装置とを備えており、この保護装置は、穿孔シー
トの孔内に管状差込み部材を嵌合させた構成をな
している。この保護装置において差込み部材の両
端は管板の穴に導入されるとともに熱交換チユー
ブに密着嵌合せしめられている(参照、ソビエト
連邦共和国発明者証第357419、F23L15/04、
1972年公開)。
Another known tubular air heating device includes a heat exchange tube attached to the tubesheet and a device installed in the supply flue to protect the heat exchange tube from wear and tear, the protection device being , the tubular insert member is fitted into the hole of the perforated sheet. In this protection device, both ends of the plug-in member are introduced into holes in the tube sheet and are tightly fitted into the heat exchanger tube (see Inventor's Certificate of the Republic of the Soviet Union No. 357419, F23L15/04,
(Released in 1972).

上記空気加熱装置は、煙道ガス流が垂直煙道を
通じて送られる場合、若しくはガス流が屈曲部分
を有する煙道を通じて流される場合に適用するこ
とができる。上記空気加熱装置における摩損は管
状差込み部材内に集中して起こるので、熱交換チ
ユーブは摩損から保護される。しかしながら、屈
曲部分を有する供給煙道を通じて供給される煙道
ガス流によつて管状差込み部材は大きな摩損を受
ける。なぜなら、管状差込み部材内のガス流速度
は熱交換チユーブ内のガス流速度と等しいからで
ある。この場合、多くの労力を費やして管状差込
み部材を相当な頻度で交換しなければならない。
なぜなら、500−MW出力のボイラにおいて使用
されるような空気加熱装置においては、熱交換チ
ユーブの数は約200000個に達するからである。
The air heating device described above can be applied when the flue gas stream is routed through a vertical flue or when the gas stream is routed through a flue with curved sections. Since the wear and tear in the air heating device is concentrated within the tubular insert, the heat exchange tube is protected from wear and tear. However, the tubular insert is subject to significant wear and tear due to the flue gas flow supplied through the supply flue with the bends. This is because the gas flow rate within the tubular insert is equal to the gas flow rate within the heat exchange tube. In this case, the tubular insert must be replaced fairly frequently and with great effort.
This is because in air heating systems such as those used in 500-MW boilers, the number of heat exchange tubes reaches approximately 200,000.

その上、管状差込み部材は管板と熱交換チユー
ブとの連結を可能にするために管板に埋め込まれ
るので、上記空気加熱装置の製造には比較的労力
を要する。そしてそれ故、空気加熱装置の組立て
及び溶接はかなり複雑になる。
Moreover, the manufacture of the air heating device is relatively labor-intensive, since the tubular insert is embedded in the tubesheet in order to enable the connection between the tubesheet and the heat exchange tube. And therefore the assembly and welding of the air heating device becomes quite complex.

蒸気ボイラ及び炉内で煙道ガスにより空気を加
熱するための別の公知装置は供給煙道と、各々が
管板に取り付けられた熱交換チユーブを構成する
隣接区画部と、熱交換チユーブを摩損から保護す
る装置とを備えており、この保護装置は供給煙道
内に配設されている。この空気加熱装置は本発明
に最も近似している(参照、雑紙テプロエナージ
エテイカ(TEPLOENERGETIKA)(加熱技術)
(ロシア)、エナージヨイツダツト
(ENERGOIZDAT)発行モスクワ、第12号、
1981年、18頁から21頁)。
Another known device for heating air with flue gas in steam boilers and furnaces has a supply flue and adjacent compartments each comprising a heat exchanger tube attached to a tubesheet, and an abrasive heat exchanger tube. and a protection device arranged in the supply flue. This air heating device is the closest to the present invention (see TEPLOENERGETIKA (heating technology)
(Russia), published by ENERGOIZDAT Moscow, No. 12,
1981, pp. 18-21).

公知空気加熱装置に使用される熱交換チユーブ
の摩損保護装置は、供給煙道の屈曲部分に配置さ
れた複数のシートを備えており、これらシート
は、管板に取り付けられた管板差込み部材に装備
された熱交換チユーブに向けて煙道ガス流を流す
ようになつている。屈曲部分を有している供給煙
道内において、煙道ガス流はシートによつて90゜
にわたつて方向転換され、熱交換チユーブの軸線
に沿つて熱交換チユーブへと送られる。その結
果、熱交換チユーブの摩損度合は減少せしめられ
る。
A wear protection device for heat exchange tubes used in known air heating devices comprises a plurality of sheets arranged in the bends of the supply flue, which sheets are attached to tubesheet inserts attached to the tubesheet. The flue gas stream is directed to an equipped heat exchange tube. In the feed flue, which has a bend, the flue gas stream is diverted by the sheet over 90° and directed along the axis of the heat exchange tube into the heat exchange tube. As a result, the degree of wear and tear on the heat exchange tubes is reduced.

各熱交換チユーブに設けられた管状差込み部材
は摩損を該差込み部材内に集中させることによつ
て熱交換チユーブを摩損から保護する。管状差込
み部材内と熱交換チユーブ内の断面積が等しいの
で、差込み部材内の煙道ガス流の速度は熱交換チ
ユーブ内と同様に高い。それ故、差込み部材は大
きな摩損を受け得る。供給煙道内の煙道ガス流の
方向転換によつて生じる遠心力は硬い粒子が蓄積
される領域において硬い粒子をガイドシートに向
けてたたきつける。硬い粒子が蓄積される領域は
ガス流の方向に関して終端をなす。該領域におけ
る硬い粒子の集中により、ガイドシートの終端部
の近辺に直接配置される管状差込み部材に大きな
摩損が起こる。そして、それ故、装置全体摩損度
合が高まる。上述した領域における硬い粒子の蓄
積を防ぐために、硬い粒子は供給煙道の断面全体
にわたつて均等に分配されねばならない。このこ
とは、非常に多くのガイドシートを配設した場合
にのみ実用可能性がある。このような装置の構造
によれば、金属の要求が増大し、組立てが複雑に
なり、更に装置の修理が不可能になる。
A tubular insert on each heat exchange tube protects the heat exchange tubes from wear by concentrating the wear within the insert. Since the cross-sectional areas in the tubular insert and in the heat exchange tube are equal, the velocity of the flue gas flow in the insert is as high as in the heat exchange tube. Therefore, the insert can be subjected to high wear and tear. The centrifugal force created by the redirection of the flue gas flow in the supply flue drives the hard particles towards the guide sheet in the areas where they accumulate. The region where hard particles accumulate terminates with respect to the direction of gas flow. The concentration of hard particles in this area causes high wear on the tubular inserts located directly in the vicinity of the end of the guide sheet. And, therefore, the degree of wear and tear on the entire device increases. In order to prevent the accumulation of hard particles in the above-mentioned areas, the hard particles must be evenly distributed over the entire cross-section of the supply flue. This is only practical if a large number of guide sheets are arranged. Such device construction increases metal requirements, complicates assembly, and makes the device impossible to repair.

その上、大きな摩損を受ける管状差込み部材は
頻繁な交換を必要とし、管状差込み部材の製造、
除去及び設置のためのコストが高くなる。
Moreover, the tubular inserts, which are subject to high wear and tear, require frequent replacement, and the manufacturing of the tubular inserts requires frequent replacement.
Higher costs for removal and installation.

しかも、熱交換チユーブの摩損からの信頼でき
る保護を提供するために、管板に設置される管状
差込み部材は、ガス流が各熱交換チユーブ内にス
ムーズに導入されるように、熱交換チユーブと同
軸に正確に整列されねばならない。
Moreover, in order to provide reliable protection from abrasion of the heat exchange tubes, tubular spigots installed in the tubesheet are designed to ensure smooth introduction of the gas flow into each heat exchange tube. Must be precisely aligned coaxially.

管状差込み部材が熱交換チユーブから0.5ない
し1.0mmだけでもずれると、熱交換チユーブを摩
損から保護する能力はたちまち低下する。
If the tubular insert is misaligned by even 0.5 to 1.0 mm from the heat exchange tube, its ability to protect the heat exchange tube from wear and tear is quickly reduced.

本発明の目的は、熱交換チユーブを摩損から保
護するための装置が信頼できる作用をし、且つ、
製造が簡単で安価な蒸気ボイラ及び炉の煙道ガス
による空気加熱用装置を提供することにある。
It is an object of the invention to provide a device for protecting heat exchange tubes from wear and tear, which operates reliably and
An object of the present invention is to provide a device for heating air using flue gas of a steam boiler and furnace that is easy to manufacture and inexpensive.

上記目的を達成するために、本発明にあつて
は、供給煙道と、該供給煙道と組をなす区画部
と、各区画部に備えられ且つ管板に取付けられた
複数個の熱交換チユーブと、供給煙道内に配置さ
れて熱交換チユーブを摩損から保護する保護装置
とを備え、該保護装置が複数個の連続波形状の波
状シートによつて形成されるスクリーンからな
り、波状シートが互いに向かい合つて該波状シー
トの凸状部分の接触線に沿つて組み合わされ、こ
れにより、波状シートの間にセルが形成されてい
る、蒸気ボイラ及び炉の煙道ガスによる空気加熱
用装置において、スクリーンが管板に隣接し、ス
クリーンの各セルの軸線が各熱交換チユーブの軸
線とそれぞれほぼ一直線状に整列し、且つ、セル
相互間の配置間隔が熱交換チユーブ相互間の配置
間隔とほぼ等しくなるように構成する。
In order to achieve the above object, the present invention includes a supply flue, a compartment part forming a pair with the supply flue, and a plurality of heat exchangers provided in each compartment part and attached to a tube sheet. tube and a protective device disposed within the supply flue to protect the heat exchange tube from abrasion, the protective device comprising a screen formed by a plurality of continuous corrugated sheets, the corrugated sheet being In a device for air heating with flue gas of steam boilers and furnaces, which are assembled along the contact line of the convex portions of the corrugated sheets facing each other, thereby forming cells between the corrugated sheets, The screen is adjacent to the tube plate, the axis of each cell of the screen is substantially aligned with the axis of each heat exchange tube, and the spacing between the cells is approximately equal to the spacing between the heat exchange tubes. Configure it so that

上記構成によれば、スクリーンが管板に隣接
し、且つ、スクリーンの各セルの軸線が各熱交換
チユーブの軸線とそれぞれほぼ一直線状に整列し
てセル相互間の配置間隔が熱交換チユーブ相互間
の配置間隔とほぼ等しくなつているので、スクリ
ーンによつて整流された煙道ガス流がスムーズに
熱交換チユーブ内に入ることとなり、熱交換チユ
ーブ内面の摩損を防止できると共に、灰等の固形
物が管板や、管板と熱交換チユーブとの溶接継ぎ
目部等に衝突したりすることを防止できることと
なる。したがつて、熱交換チユーブ及び管板の摩
損を防止できることとなる。しかも、スクリーン
が熱交換チユーブに隣接しているので、スクリー
ンの各セルの軸線と対応する熱交換チユーブとの
軸線との間の僅かなずれによる熱交換チユーブの
摩損防止能力の低下は僅かとなる。したがつて、
熱交換チユーブに対するスクリーンの配置及び寸
法に高い精度が要求されることはなくなり、蒸気
ボイラ及び炉の煙道ガスによる空気加熱用装置を
容易且つ安価に提供できることとなる。
According to the above configuration, the screen is adjacent to the tube plate, and the axes of each cell of the screen are aligned substantially in line with the axes of each heat exchange tube, so that the intervals between the cells are equal to the distance between the heat exchange tubes. Since the arrangement spacing is approximately equal to the arrangement spacing of the screens, the flue gas flow rectified by the screen enters the heat exchange tube smoothly, preventing wear and tear on the inner surface of the heat exchange tube, and preventing solid matter such as ash. It is possible to prevent the heat exchanger from colliding with the tube sheet or the welded joint between the tube sheet and the heat exchange tube. Therefore, wear and tear on the heat exchange tube and tube sheet can be prevented. Moreover, since the screen is adjacent to the heat exchange tube, the abrasion prevention ability of the heat exchange tube is only slightly reduced due to a slight misalignment between the axis of each cell of the screen and the axis of the corresponding heat exchange tube. . Therefore,
High accuracy is no longer required in the placement and dimensions of the screen relative to the heat exchange tube, and devices for air heating by flue gas in steam boilers and furnaces can be provided easily and inexpensively.

本発明による蒸気ボイラ及び炉の煙道セルによ
る空気加熱用装置は、スクリーン内の各セルの高
さ寸法が各セルの断面の最大寸法の2倍ないし5
倍であることが望ましい。
In the device for heating air using flue cells of steam boilers and furnaces according to the present invention, the height dimension of each cell in the screen is 2 times to 5 times the maximum dimension of the cross section of each cell.
It is desirable to double the amount.

上記構成のスクリーンは、熱交換チユーブの軸
線方向に対して煙道ガス流の偏向の可能性を最小
にすることにより熱交換チユーブの摩損を減少さ
せる。
The screen of the above construction reduces wear and tear on the heat exchange tube by minimizing the possibility of deflection of the flue gas flow relative to the axis of the heat exchange tube.

各セルの高さ寸法が各セルの最大寸法の2倍よ
りも小さいスクリーンの場合、熱交換チユーブを
摩損から保護する能力は減少する。一方、各セル
の高さ寸法が各セルの最大寸法の5倍よりも大き
いスクリーンの場合、熱交換チユーブの摩損減少
効果はさほど増大せず、スクリーン自体の摩損に
よるスクリーン材料の消耗量が増大し、且つ、装
置全体の大形化を招く。
For screens where the height dimension of each cell is less than twice the maximum dimension of each cell, the ability to protect the heat exchange tubes from abrasion is reduced. On the other hand, in the case of a screen in which the height dimension of each cell is larger than five times the maximum dimension of each cell, the wear reduction effect of the heat exchange tube does not increase significantly, and the amount of wear of the screen material due to the wear of the screen itself increases. , and increases the size of the entire device.

本発明による蒸気ボイラ及び炉の煙道ガスによ
る空気加熱用装置の製造、組立て及び修理を簡易
化させるために、スクリーンは複数個の分離ブロ
ツクからなつていてもよい。この場合、各分離ブ
ロツクは50個ないし150個のセルを有する。
In order to simplify the manufacture, assembly and repair of the device for heating air with flue gas of steam boilers and furnaces according to the invention, the screen may consist of a plurality of separating blocks. In this case, each separation block has 50 to 150 cells.

上記構造の空気加熱用装置において、スクリー
ンの各分離ブロツクは、熱交換チユーブ及びスク
リーンのセルの軸線がより高い精度で同軸に整列
されるように設置され得る。もしも、各分離ブロ
ツク内のセルの個数が50個よりも少ない場合に
は、分離ブロツクの直線寸法の公差が増大する。
それ故、分離ブロツクを正確に組み立てることが
できなくなる。
In the air heating device of the above structure, each separation block of the screen can be installed such that the axes of the heat exchange tubes and the cells of the screen are coaxially aligned with higher precision. If the number of cells in each separation block is less than 50, the tolerances in the linear dimensions of the separation blocks increase.
Therefore, it becomes impossible to assemble the separation blocks accurately.

上記構造の空気加熱用装置において、スクリー
ンの各分離ブロツクは、熱交換チユーブ及びスク
リーンのセルの軸線がより高い精度で同軸に整列
されるように設置され得る。もしも、各分離ブロ
ツク内のセルの個数が50個より少ない場合には、
分離ブロツクの直線寸法の公差が増大する。それ
故、分離ブロツクを正確に組立てることができな
い。
In the air heating device of the above structure, each separation block of the screen can be installed such that the axes of the heat exchange tubes and the cells of the screen are coaxially aligned with higher precision. If the number of cells in each separation block is less than 50,
The tolerances of the linear dimensions of the separation block are increased. Therefore, it is not possible to assemble the separation blocks accurately.

以下添付図面を参照して本発明の好ましい実施
例を詳細に述べる。
Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

第1図を参照すると、蒸気ボイラ及び炉の煙道
ガスによる空気加熱用装置は供給煙道1及び隣接
区画部2を備えており、隣接区画部2は管板4に
取り付けられた熱交換チユーブ3と合体してい
る。熱交換チユーブ3を摩損から保護するための
装置が供給煙道1の垂直部分内に配設されてい
る。その保護装置は滑らかな連続波形状の複数の
波状シート6(第2図参照)によつて作られた少
なくとも1つのスクリーン5を備えている。波状
シート6は互いに向い合つていてそれらの凸状部
の接触線に沿つて組み合わされており、これによ
り、複数のセル7が構成されている。波状シート
6は薄いシート状金属若しくは耐熱性プラスチツ
クによつて作られ得る。
With reference to FIG. 1, a device for heating air with flue gases of steam boilers and furnaces comprises a supply flue 1 and an adjacent compartment 2, which comprises a heat exchanger tube attached to a tube sheet 4. It is combined with 3. A device for protecting the heat exchange tube 3 from wear and tear is arranged in the vertical part of the supply flue 1. The protection device comprises at least one screen 5 made of a plurality of corrugated sheets 6 (see FIG. 2) in the form of smooth continuous corrugations. The corrugated sheets 6 face each other and are assembled along the contact line of their convex portions, thereby forming a plurality of cells 7. The corrugated sheet 6 may be made of thin sheet metal or heat-resistant plastic.

スクリーン5における各セル7の高さは、各セ
ル7の断面の最大寸法の2倍ないし5倍である。
The height of each cell 7 in the screen 5 is two to five times the maximum cross-sectional dimension of each cell 7.

一方、第3図を参照すると、供給煙道1の垂直
部分内に配設されているスクリーン5は区画部2
の管板4に接合されている。この場合、スクリー
ン5における各セル7(第4図参照)の軸線は個
個の熱交換チユーブ3の軸線と同軸に整列されて
いなければならない。そして、セル7間の距離は
熱交換チユーブ3間の距離と等しいことが必要で
ある。スクリーン5は、種々の公知の手段、例え
ば溶接により、管板4に取り付けられる。
On the other hand, referring to FIG.
It is joined to the tube sheet 4 of. In this case, the axis of each cell 7 (see FIG. 4) in the screen 5 must be coaxially aligned with the axis of the individual heat exchange tube 3. The distance between the cells 7 must be equal to the distance between the heat exchange tubes 3. Screen 5 is attached to tubesheet 4 by various known means, such as welding.

本発明による装置は2つのスクリーン5(第5
図参照)を備えていてもよい。この場合、これら
2つのスクリーン5の一方は供給煙道1の垂直部
分内に定置される。スクリーン5のセル7(第2
図参照)が細長い形状のものであることを考える
と、セル7の長軸が供給煙道1の水平部分内を流
れる煙道ガス流の方向に対し垂直をなすようにス
クリーン5を設置するのが好ましい。
The device according to the invention has two screens 5 (fifth
(see figure). In this case, one of these two screens 5 is placed in the vertical part of the supply flue 1. Cell 7 of screen 5 (second
Considering that the cell (see figure) is of elongated shape, it is recommended to install the screen 5 so that the long axis of the cell 7 is perpendicular to the direction of the flue gas flow in the horizontal part of the supply flue 1. is preferred.

製造、組立て及び修理を簡易化させるために、
本発明装置のスクリーン5は分離ブロツク8(第
6図参照)によつて形成することができる。この
場合、各分離ブロツク8は50個ないし150個のセ
ル7を有する。分離ブロツク8の寸法及び公差
は、分離ブロツク8を公差の範囲内で設置し且つ
熱交換チユーブ3及びセル7の軸線を整列させる
ことを許容するための隙間9を各分離ブロツク8
間に設定するように選定される。
To simplify manufacturing, assembly and repair,
The screen 5 of the device according to the invention can be formed by a separating block 8 (see FIG. 6). In this case, each separation block 8 has between 50 and 150 cells 7. The dimensions and tolerances of the separation blocks 8 are such that a gap 9 is provided in each separation block 8 to allow the separation blocks 8 to be installed within tolerances and to align the axes of the heat exchange tubes 3 and cells 7.
selected to be set between.

蒸気ボイラ及び炉の煙道ガスを利用する空気加
熱用装置は次のように作動する。
A device for heating air using the flue gas of a steam boiler and furnace operates as follows.

灰や他の硬い粒子を含んだ煙道ガス流は供給煙
道1(第1図参照)内を通過する。供給煙道1は
垂直部分及び水平部分並びにこれら垂直・水平部
分を連結する屈曲部分を備えることができる。供
給煙道1内を通過した煙道ガス流は区画部2の管
板4に取り付けられた熱交換チユーブ3内に入
る。
A flue gas stream containing ash and other hard particles passes through a supply flue 1 (see FIG. 1). The supply flue 1 can have a vertical part and a horizontal part and a bent part connecting these vertical and horizontal parts. The flue gas stream passed through the supply flue 1 enters a heat exchange tube 3 attached to the tube plate 4 of the compartment 2.

加熱すべき空気は区画部2の管間空間に供給さ
れる。煙道ガスに含まれる灰や他の硬い粒子によ
つて、それら粒子の作用を受ける熱交換チユーブ
3が摩損する。供給煙道1の内側で煙道ガス流の
方向が変わる領域において、煙道ガス流が熱交換
チユーブ3の軸線方向からずれた場合に、熱交換
チユーブ3の摩損の度合いが増大する。
The air to be heated is supplied to the intertubular space of the compartment 2. The ash and other hard particles contained in the flue gas cause wear and tear on the heat exchange tubes 3 which are affected by these particles. In areas where the direction of the flue gas flow changes inside the supply flue 1, the degree of wear of the heat exchange tube 3 increases if the flue gas flow deviates from the axial direction of the heat exchange tube 3.

熱交換チユーブ3の摩損の度合いを最小にする
ために、煙道ガス流は区画部2の上流側において
整流される。煙道ガスの整流は熱交換チユーブ3
を摩損から保護するための装置によつて行なわれ
る。その保護装置は供給煙道1の垂直部分に配置
される。保護装置は複数の波状シート6(第2図
参照)を備えたスクリーン5(第1図参照)であ
る。波状シート6は互いに向い合つており、且
つ、それらの凸状部の接触線に沿つて組み合わさ
れている。これにより、複数個のセル7が形成さ
れている。セル7の高さはセル7の断面の最大寸
法の2倍ないし5倍大きい。スクリーン5のセル
7内を通過する煙道ガス流は熱交換チユーブ3に
向けて熱交換チユーブ3の軸線方向とほぼ同一の
方向に送られる。スクリーン5におけるセル7の
上記寸法関係により、特定方向からの煙道ガス流
の偏向は最小となる。それ故、区間2の熱交換チ
ユーブ3内に入る煙道ガス流は整流される。そし
て、この整流作用自体によつて熱交換チユーブ3
の摩損度合いを最小にすることができる。熱交換
チユーブ3の摩損を実質的に減少させるために、
供給煙道1の垂直部分内に配置されるスクリーン
5は管板4に直接結合されるべきである(第3図
参照)。この場合、セル7の軸線は熱交換チユー
ブ3の軸線に一致せしめられ、また、セル7同士
の間隔は熱交換チユーブ3同士の間隔と等しく設
定される(第4図参照)。この場合、スクリーン
5のセル7を通じて運ばれる煙道ガス流は多数の
噴流に分離される。これにより、各噴流は個々の
熱交換チユーブ3の断面全体にわたつて個々の熱
交換チユーブ3内にスムーズに導入されるが、ガ
ス流はさ程圧縮されず、それ故、熱交換チユーブ
3内における壁面は腐食作用を受けない。
In order to minimize the degree of wear and tear on the heat exchange tubes 3, the flue gas flow is rectified upstream of the compartment 2. Heat exchange tube 3 is used to rectify the flue gas.
This is done by means of a device to protect the material from wear and tear. The protection device is placed in the vertical part of the supply flue 1. The protection device is a screen 5 (see FIG. 1) with a plurality of corrugated sheets 6 (see FIG. 2). The corrugated sheets 6 face each other and are interlaced along the contact lines of their convex portions. As a result, a plurality of cells 7 are formed. The height of the cell 7 is between two and five times greater than the maximum dimension of the cross section of the cell 7. The flue gas flow passing through the cells 7 of the screen 5 is directed towards the heat exchange tube 3 in a direction substantially coextensive with the axial direction of the heat exchange tube 3. The above dimensional relationship of the cells 7 in the screen 5 minimizes the deflection of the flue gas flow from a particular direction. The flue gas flow entering the heat exchange tube 3 of section 2 is therefore rectified. And, due to this rectification effect itself, the heat exchange tube 3
The degree of wear and tear can be minimized. In order to substantially reduce wear and tear on the heat exchange tube 3,
The screen 5 located in the vertical part of the supply flue 1 should be directly connected to the tube sheet 4 (see FIG. 3). In this case, the axes of the cells 7 are made to coincide with the axes of the heat exchange tubes 3, and the spacing between the cells 7 is set equal to the spacing between the heat exchange tubes 3 (see FIG. 4). In this case, the flue gas stream conveyed through the cells 7 of the screen 5 is separated into a number of jets. This allows each jet to be smoothly introduced into the respective heat exchange tube 3 over its entire cross section, but the gas stream is not compressed very much and therefore inside the heat exchange tube 3. The walls are not subject to corrosive effects.

供給煙道1内に2つのスクリーン5を設置する
こと(第5図参照)により最大の効果が得られ
る。この場合、2つのスクリーン5のうちの一方
は供給煙道1の垂直部分内に定置される。一方の
スクリーン5は管板4上に直接取り付けられ得
る。そして、他方のスクリーン5は一方のスクリ
ーン5の上方にいくらかの間隔をあけて配置され
得る。煙道ガスの通路において、供給煙道1の垂
直部分内に設置された第1のスクリーン5は、煙
道ガス流を整流し且つ煙道ガス流を熱交換チユー
ブ3の軸線に沿う方向に向けるという主たる作用
を行なう。しかしながら、適当なスクリーン5は
大きな摩損を受けず、また、供給煙道1内のガス
通路を作用的に塞ぐことはない。それ故、そのス
クリーン5を通過する煙道ガスの流速は小さい。
管板4上に配置されている他方のスクリーン5は
ガス流を噴流に分散させる。そして各噴流はスク
リーン5の各セル7から個々の熱交換チユーブ3
へとスムーズに送られる。
Maximum effectiveness is obtained by installing two screens 5 in the supply flue 1 (see FIG. 5). In this case, one of the two screens 5 is placed in the vertical part of the supply flue 1. One screen 5 can be mounted directly on the tubesheet 4. The other screen 5 may then be placed above one screen 5 with some spacing therebetween. In the passage of the flue gas, a first screen 5 installed in the vertical part of the supply flue 1 rectifies the flue gas flow and directs it along the axis of the heat exchange tube 3 It performs the main function of However, a suitable screen 5 is not subject to significant wear and does not effectively block the gas passage in the supply flue 1. Therefore, the flow rate of flue gas passing through the screen 5 is low.
The other screen 5 arranged on the tube sheet 4 disperses the gas stream into jets. and each jet flows from each cell 7 of the screen 5 to an individual heat exchange tube 3.
will be sent smoothly.

スクリーン5の製造及び組立てを簡略化させる
ために、スクリーン5を分離ブロツクにより構成
し且つ各分離ブロツクに50個ないし150個のセル
7を形成する(第6図参照)のが好ましい。
In order to simplify the manufacture and assembly of the screen 5, it is preferable to construct the screen 5 from separate blocks, each having between 50 and 150 cells 7 (see FIG. 6).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の一実施例を概略的に示す空
気加熱用装置の縦方向断面図、第2図は本発明に
おけるスクリーンの一例を示す部分平面図、第3
図は本発明におけるスクリーンを管板に接合させ
た別の実施例を示す空気加熱用装置の縦方向断面
図、第4図は第3図に示す装置の第3図中−
線に沿う断面図、第5図は本発明におけるスクリ
ーンを2つ備えた実施例を示す空気加熱用装置の
縦方向断面図、第6図は本発明におけるスクリー
ンが分離ブロツクを備えている実施例の部分平面
図である。 1……供給煙道、2……区画部、3……熱交換
チユーブ、4……管板、5……スクリーン、6…
…波状シート、7……セル。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an air heating device schematically showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial plan view showing an example of the screen in the present invention, and FIG.
The figure is a longitudinal sectional view of an air heating device showing another embodiment of the present invention in which a screen is joined to a tube sheet, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the device shown in FIG.
5 is a longitudinal sectional view of an air heating device showing an embodiment of the invention with two screens; FIG. 6 shows an embodiment of the invention in which the screens are provided with a separating block. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Supply flue, 2... Compartment, 3... Heat exchange tube, 4... Tube plate, 5... Screen, 6...
...Wavy sheet, 7...Cell.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 供給煙道1と、該供給煙道1と組をなす区画
部2と、各区画部2に備えられ且つ管板4に取付
けられた複数個の熱交換チユーブ3と、供給煙道
1内に配置されて熱交換チユーブ3を摩損から保
護する保護装置とを備え、該保護装置が複数個の
連続波形状の波状シート6によつて形成されるス
クリーン5からなり、波状シート6が互いに向か
い合つて該波状シート6の凸状部分の接触線に沿
つて組み合わされ、これにより、波状シート6の
間にセル7が形成されている、蒸気ボイラ及び炉
の煙道ガスによる空気加熱用装置において、スク
リーン5が管板4に隣接し、スクリーン5の各セ
ル7の軸線が各熱交換チユーブ3の軸線とそれぞ
れほぼ一直線状に整列し、且つ、セル7相互間の
配置間隔が熱交換チユーブ3相互間の配置間隔と
ほぼ等しいことを特徴とする蒸気ボイラ及び炉の
煙道ガスによる空気加熱用装置。 2 スクリーン5の各セル7の高さ寸法が各セル
7の断面の最大寸法の2倍ないし5倍であること
を特徴とする、特許請求の範囲第1項に記載の、
蒸気ボイラ及び炉の煙道ガスによる空気加熱用装
置。 3 スクリーン5が複数個の分離ブロツク8から
なつており、各分離ブロツク8が50個ないし150
個のセル7を備えていることを特徴とする、特許
請求の範囲第1項又は第2項に記載の、蒸気ボイ
ラ及び炉の煙道ガスによる空気加熱用装置。
[Claims] 1. A supply flue 1, a compartment 2 forming a pair with the supply flue 1, and a plurality of heat exchange tubes 3 provided in each compartment 2 and attached to a tube plate 4. , a protection device arranged in the supply flue 1 to protect the heat exchange tube 3 from wear and tear, said protection device consisting of a screen 5 formed by a plurality of continuous corrugated corrugated sheets 6; Flue gas of steam boilers and furnaces, in which corrugated sheets 6 are assembled opposite each other along the line of contact of the convex portions of the corrugated sheets 6, thereby forming cells 7 between the corrugated sheets 6. In the air heating device according to the present invention, the screen 5 is adjacent to the tube plate 4, the axis of each cell 7 of the screen 5 is aligned approximately in a straight line with the axis of each heat exchange tube 3, and the arrangement between the cells 7 is Device for air heating by flue gas of steam boilers and furnaces, characterized in that the spacing is approximately equal to the spacing between the heat exchange tubes 3. 2. The screen according to claim 1, wherein the height dimension of each cell 7 of the screen 5 is 2 to 5 times the maximum dimension of the cross section of each cell 7.
Devices for air heating by flue gas of steam boilers and furnaces. 3. The screen 5 consists of a plurality of separation blocks 8, each separation block 8 having 50 to 150 separation blocks 8.
3. Device for air heating with flue gas of steam boilers and furnaces according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a cell 7 of .
JP57183820A 1982-10-21 1982-10-21 Device for heating air by flue gas of steam boiler and furn-ace Granted JPS5974402A (en)

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