[发明专利]导热管、锅炉以及蒸汽涡轮设备

说明书

技术领域

本发明涉及水等热媒在内部流通的导热管、锅炉以及蒸汽涡轮设备。

背景技术

以往，作为供水等热媒流通的导热管，公知在内表面上具备形成多重螺纹的翅片的内表面带翅片的管(例如，参照专利文献1)。该内表面带翅片的管的内部形成为亚临界压力。在达到亚临界压力的内表面带翅片的管的内部流通的水存在通过导热管被加热而进行膜沸腾的情况。若产生膜沸腾，则因形成在管的内表面的蒸汽膜而使得热传递降低，故而管的温度上升。因此，对于内表面带翅片的管，为了抑制膜沸腾所导致的管的温度上升而将翅片的形状设为规定形状。具体而言，内表面带翅片的管构成为，翅片的导程最大为平均管内径的平方根的0.9倍，或翅片的半径方向高度最小为平均管内径的0.04倍。

另外，作为在超临界压力变压运转方式的贯流形蒸汽产生装置中使用的导热管，公知水冷管壁组的水冷壁管(来复线管)(例如，参照专利文献2)。该来复线管在其内表面设置有螺旋状突起。贯流形蒸汽产生装置在部分负荷运转下进行亚临界压力运转，通过在来复线管的内表面设置螺旋状突起，从而在亚临界压力运转时将来复线管的管壁温度维持在允许温度以下。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-118507号公报

专利文献2：日本特开平6-137501号公报

发明概要

发明要解决的课题

这样，在专利文献1所记载的内表面带翅片的管等导热管中，为了在所述导热管的内部为亚临界压力的状态下抑制膜沸腾所导致的管的温度上升，将翅片的形状设为规定形状。相同地，专利文献2所记载的来复线管在内表面设置有螺旋状突起，以便在亚临界压力运转时将来复线管的管壁温度维持在允许温度以下。

另一方面，对于导热管，有时在其内部处于超临界压力的状态下使作为热媒的水流通。在超临界压力下流通的水即便被加热也不会沸腾(不会形成气液二相状态)，而是以单相的状态在导热管的内部流通。在此，在达到超临界压力的导热管的内部流通的水在导热管加热时处于低质量速度(流速低)或被赋予高热流量时，存在产生热传导率降低的导热恶化现象的情况。若产生导热恶化现象，则从导热管朝向水的热传递降低，因此导热管的温度容易上升。

另外，对于内部达到超临界压力的导热管，在热传导率低的情况下，从导热管朝向水的热传递降低，因此导热管的温度容易上升。在此，在专利文献1中，形成为以导热管的内部达到亚临界压力的状态的情况、即导热管的内部成为气液二相状态的情况为条件的翅片的形状。因此，由于导热管的内部未形成为以成为单相的状态的情况为条件的翅片的形状，因此即便应用专利文献1的发明，也难以抑制导热管的温度上升。

发明内容

因此，本发明的课题在于提供能够通过抑制超临界压力时的导热恶化现象的产生来抑制管温度的上升的导热管、锅炉以及蒸汽涡轮设备。

另外，本发明的课题在于提供能够抑制超临界压力时的导热恶化现象的产生并且能够通过提高热传导率来抑制管温度的上升的导热管、锅炉以及蒸汽涡轮设备。

用于解决课题的手段

本发明的导热管设置于锅炉，内部达到超临界压力，且热媒在该导热管的内部流通，其特征在于，具备：形成于内周面且为朝向管轴方向的螺旋形状的槽部；以及利用螺旋形状的所述槽部而以朝向径向的内侧突出的方式形成的肋部，在沿所述管轴方向剖切而成的剖面中，若将所述槽部的在所述管轴方向上的宽度[mm]设为Wg，将所述肋部的在所述径向上的高度[mm]设为Hr，将管外径[mm]设为D，则所述槽部的宽度Wg[mm]、所述肋部的高度Hr[mm]以及所述管外径D[mm]满足“Wg/(Hr·D)＞0.40”。

根据该结构，在内部达到超临界压力的情况下，通过满足Wg/(Hr·D)＞0.40，能够抑制导热恶化现象的产生。因此，能够在超临界压力时抑制导热恶化现象的产生，故而能够抑制管温度的上升。

另外，优选的是，在以额定输出使锅炉运转时，在构成火炉壁的导热管的内部流通的所述热媒的平均质量速度是1000～2000kg/m²s。

根据该结构，即便在导热管的内部流通的水等热媒处于低质量速度或被赋予高热流量的情况下，也能够抑制导热恶化现象的产生。