[发明专利]热交换装置

说明书

热交换装置具有：外壳，其俯视时的剖面形成为矩形状；框架件，其设置于外壳的外表面，保持外壳的强度；传热部，其配置于外壳的内部；多个承重梁，它们以从下方对传热部进行支承的方式设置在与所述传热部垂直的方向上；以及支承部，其从框架件的位置向外壳的内侧突出而对承重梁的端部进行支承，承重梁的端部和支承部通过在约束了承重梁的轴向移动的状态下进行支承的固定部而被固定，外壳的内表面、支承部以及固定部通过隔热件而被隔热。

技术领域

本发明涉及用于废热回收等的立式的热交换装置。

背景技术

以往，具有利用来自燃气轮机(gas turbine)的废气等的废热的立式热交换装置(以下，也简称为“热交换装置”)。作为热交换装置，例如具有燃气轮机的废热回收锅炉(boiler)等。在这样的热交换装置中，例如，在热交换装置的入口，600℃左右的温度的废气在热交换装置内被热回收并作为100℃左右的废气向大气放出。

图9是示出现有的立式热交换装置中的传热部支承构造120的纵剖视图。热交换装置的外壳(casing)111通过设置于外侧的强度部件的框架(frame)件112而保持规定的强度。由于高温的废气G通过外壳111的内部，因此在内表面侧被施工有隔热件140。由此，外壳111的外表面接近外部空气温度。

另一方面，在外壳111的内部对传热部150进行支承的承重梁117被设置于框架件112的位置的支承台122支承。承重梁117的中央部与通过外壳111的内部的高温的废气直接接触，因此温度变得非常高。但是，承重梁117的被支承台122支承的两端部接近外部气温。因此，在以往的构思中，使承重梁117以不会将由热伸长产生的应力传递给框架件112的构造被支承。

作为该构造，具有如下的滑动构造160：承重梁117与支承台122的接合部的一方(图的右端部)被固定，另一方(图的左端部)不被固定而使承重梁117的端部在支承台122的上表面滑动(slide)。承重梁117的右端部通过螺栓(bolt)而固定于支承台122。在承重梁117的左端部的滑动构造160中，以从支承台122对承重梁117的两侧面进行引导的方式设置引导(guide)壁161，即使承重梁117产生热伸长，也通过端部在支承台122的上表面沿着引导壁161滑动来吸收热伸长。因此，利用滑动构造160来吸收两者的热延伸差，热应力不会经由支承台122而传递到框架件112。

另外，作为这种现有技术，作为锅炉设备中的管道(duct)内的托架(brace)构造，具有如下的滑动机构：将用于连结被分割为两个的托架的连接件通过销(pin)固定于一个托架，并在另一个托架上通过销安装在沿轴向延伸的长孔中(例如，参照专利文献1)。在该托架构造中，通过使销沿着长孔滑动来缓和因热伸长而在托架上产生的压缩力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-218324号公报

发明内容

发明要解决的课题

另外，如上所述，在传热部支承构造120中，如果使承重梁117与支承台122的接合部为滑动构造160，则由热伸长产生的应力不会从接合部传递到支承台122。因此，如图10的(A)所示的水平剖面的弯曲力矩图所示，在传热部支承构造120中，由热伸长产生的弯曲力矩不作用于外壳111和框架件112。

另一方面，在外壳111和框架件112上作用有与由热伸长产生的应力不同的在内部流动的废气G的内压。在上述传热部支承构造120中，由于中间的承重梁117为滑动构造，因此外壳111的框架件112的长边方向作为全长的梁而承受内压较大的力矩(moment)。例如，在长跨度(span)的框架件112的情况下，由于内压而作用有向外推出的较大的弯曲力矩。因此，如图10的(B)的弯曲力矩图所示，在传热部支承构造120中，由内压产生的较大的弯曲力矩作用于外壳111和框架件112。在该例的情况下，最大的弯曲力矩M1作用于外壳111的长边方向的部分。