廢熱鍋爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供能夠在生成高溫且高壓的工藝氣體的大型的制造設(shè)備中使用的包括縱型的水管鍋爐的廢熱鍋爐。廢熱鍋爐（10）按雙層構(gòu)造形成，該雙層構(gòu)造用到了沿縱向延伸且具有圓形的橫截面的殼體（20）和配置于殼體（20）的內(nèi)側(cè)且沿縱向延伸的耐熱壁（30）。另外，在廢熱鍋爐（10）上設(shè)置有入口導(dǎo)管（11），該入口導(dǎo)管（11）貫通殼體（20）并且連結(jié)于耐熱壁（30），并將工藝氣體供給到由耐熱壁（30）包圍的空間中。而且，多根傳熱管（60）配置于由耐熱壁（30）包圍的空間中。
【專利說明】廢熱鍋爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及從成套設(shè)備的工藝氣體中回收熱的廢熱鍋爐。

【背景技術(shù)】
[0002]已知有在燃燒爐中使原料燃燒而生成工藝氣體、其后利用工藝氣體職8)來制造期望的產(chǎn)品的設(shè)備(成套設(shè)備㈧匕社))。另外，為了有效地活用工藝氣體的熱能，一直以來在燃燒爐的下游側(cè)設(shè)置從工藝氣體中回收熱而將其利用于發(fā)電等的廢熱鍋爐。
[0003]作為例子，對以硫黃為原料來制造硫酸的硫酸制造設(shè)備(硫酸成套設(shè)備)進(jìn)彳丁說明。一般而言，硫酸制造設(shè)備具備:燃燒爐，其使硫黃燃燒來生成含302氣體的工藝氣體；轉(zhuǎn)化器，其使用％05催化劑使302氣體氧化來生成303氣體；以及吸收塔，其使303氣體與??！20發(fā)生反應(yīng)來生成％304 (硫酸在這樣的硫酸制造設(shè)備中，為了有效地活用含302氣體的工藝氣體的熱能，在燃燒爐與轉(zhuǎn)化器之間設(shè)置有從工藝氣體中回收熱來生成鍋爐水的高壓蒸汽的廢熱鍋爐。
[0004]廢熱鍋爐具備外殼等殼體和配置于殼體內(nèi)部的傳熱管。作為硫酸制造設(shè)備的廢熱鍋爐所使用的鍋爐的樣式，以往一般而言采用如下2種樣式:鍋爐水等熱介質(zhì)在傳熱管的內(nèi)部流動(dòng)且工藝氣體在傳熱管周圍流動(dòng)的自然循環(huán)式水管鍋爐(以下，也簡稱為水管鍋爐乃以及工藝氣體在傳熱管的內(nèi)部流動(dòng)且鍋爐水在傳熱管周圍流動(dòng)的兩端固定管板式煙管鍋爐(以下，也簡稱為煙管鍋爐
[0005]煙管鍋爐與水管鍋爐相比具有構(gòu)造簡單的優(yōu)點(diǎn)。但是，在煙管鍋爐中，鍋爐水等高壓的熱介質(zhì)在外殼的內(nèi)部流動(dòng)。因此，若制造設(shè)備的容量變大，由于工藝氣體的增大導(dǎo)致廢熱鍋爐大容量化且煙管式鍋爐的外殼變大，則為了使外殼承受來自熱介質(zhì)的壓力就需要增大煙管鍋爐的外殼的厚度。因此，若在大容量的制造設(shè)備中采用煙管鍋爐，則存在廢熱鍋爐的成本變高的情況。另一方面，在水管鍋爐中，因?yàn)楦邏旱乃?蒸汽在直徑小的傳熱管的內(nèi)側(cè)流動(dòng)，所以能夠?qū)鳠峁艿暮穸纫种茷楝F(xiàn)實(shí)可行的厚度，因此，能夠容易地適應(yīng)制造設(shè)備的大容量化。因此，一般而言，在小型的制造設(shè)備中采用煙管鍋爐，而在大型的制造設(shè)備中水管鍋爐比較有利。例如，因?yàn)橐酝牧蛩嶂圃煸O(shè)備比較小型，所以通常采用煙管鍋爐。另一方面，近年來硫酸制造設(shè)備的大型化正在推進(jìn)。因此，需要在硫酸制造設(shè)備中采用水管鍋爐。
[0006]作為水管鍋爐，已知有工藝氣體沿水平方向流動(dòng)的橫型的水管鍋爐以及工藝氣體沿鉛垂方向流動(dòng)的縱型的水管鍋爐。在需要大型的裝置作為水管鍋爐的情況下，通?？紤]到鍋爐整體的安全性和/或鍋爐的制作以及安裝的容易性，采用縱型的水管鍋爐。例如，在專利文獻(xiàn)1中，提出了為了對在氨氣制造設(shè)備中生成的工藝氣體的熱進(jìn)行回收而使用包括縱型的水管鍋爐的廢熱鍋爐的方案。
[0007]但是，在硫酸制造設(shè)備和/或氨氣制造設(shè)備等中，能夠?qū)⒎浅８邷氐睦缂s10001的工藝氣體供給到廢熱鍋爐。因此，對于廢熱鍋爐的殼體要求高耐熱性?？紤]到這樣的問題，例如在專利文獻(xiàn)1所記述的廢熱鍋爐中，在殼體的內(nèi)表面設(shè)置有具有耐熱性的耐火絕熱層。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開平8-42806號公報(bào)
[0010]供給到廢熱鍋爐的工藝氣體有時(shí)不僅是高溫的還是高壓的。例如，在硫酸制造設(shè)備中，為了抑制303富煤氣到達(dá)轉(zhuǎn)化器，需要從廢熱鍋爐朝向轉(zhuǎn)化器以預(yù)定的壓力例如0.5個(gè)大氣壓(約50001111111120)左右的正壓來送入工藝氣體。這種情況下，對廢熱鍋爐的殼體，不僅要求耐熱性還要求耐壓性。另外，在硫酸制造設(shè)備中，在工藝氣體包含302氣體以及少量的水蒸汽，所以對殼體不僅要求上述耐熱性以及耐壓性還要求耐腐蝕性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明是考慮到這些方面而做成的，其目的在于提供包括能夠在生成高溫高壓的工藝氣體的大型制造設(shè)備中使用的縱型的水管鍋爐的廢熱鍋爐。
[0012]本發(fā)明是一種廢熱鍋爐，其從成套設(shè)備的工藝氣體中回收熱，其中，具備:殼體，其沿縱向延伸并具有圓形的橫截面；耐熱壁，其配置于所述殼體的內(nèi)側(cè)并沿縱向延伸；入口導(dǎo)管，其貫通所述殼體并且連結(jié)于所述耐熱壁，并將工藝氣體供給到由所述耐熱壁包圍的空間中；以及多根傳熱管，其配置于由所述耐熱壁包圍的空間中，并供熱介質(zhì)在內(nèi)部流通，所述傳熱管構(gòu)成為通過吸收工藝氣體的熱而產(chǎn)生的熱介質(zhì)的蒸氣能夠利用與液體狀態(tài)的熱介質(zhì)之間的比重差而向上方流動(dòng)。
[0013]在本發(fā)明的廢熱鍋爐中，由所述耐熱壁包圍的空間，也可以區(qū)劃為沿縱向延伸的第1煙道和沿縱向延伸且供通過所述第1煙道之后的工藝氣體流通的第2煙道。
[0014]在本發(fā)明的廢熱鍋爐中，所述耐熱壁，也可以具有:供冷卻介質(zhì)在內(nèi)部流通的多根冷卻管；和以填埋相鄰的2根所述冷卻管之間的間隙的方式安裝于各冷卻管的散熱片。
[0015]本發(fā)明的廢熱鍋爐，也可以還具備:分配母管，其連接于多根所述傳熱管的下端，并將液體狀態(tài)的熱介質(zhì)分配到各傳熱管；和集合母管，其連接于多根所述傳熱管的上端，并將利用工藝氣體的熱而蒸發(fā)了的熱介質(zhì)從各傳熱管中收集起來。該情況下，優(yōu)選，所述分配母管以及所述集合母管分別配置于由所述耐熱壁包圍的空間中。
[0016]在本發(fā)明的廢熱鍋爐中，在所述分配母管以及所述集合母管上也可以分別連接有貫通所述殼體以及所述耐熱壁的中間配管。該情況下，所述殼體中的供所述中間配管貫通的部分也可以由氣體密封部件從外側(cè)覆蓋。另外，所述耐熱壁中的供所述中間配管貫通的部分也可以由具有與所述中間配管的輪廓相對應(yīng)的彎曲形狀并供冷卻介質(zhì)在內(nèi)部流通的冷卻管構(gòu)成。
[0017]本發(fā)明的廢熱鍋爐也可以還具備支撐所述傳熱管的支撐機(jī)構(gòu)。所述支撐機(jī)構(gòu)也可以具有從上方垂下的支撐管和連接于所述支撐管且從下方支撐所述傳熱管的支撐部件。
[0018]在本發(fā)明的廢熱鍋爐中，也可以在所述支撐機(jī)構(gòu)的所述支撐管中流通熱介質(zhì)。
[0019]在本發(fā)明的廢熱鍋爐中，所述耐熱壁也可以具有:供冷卻介質(zhì)在內(nèi)部流通的多根冷卻管；和以填埋相鄰的2根所述冷卻管之間的間隙的方式安裝于各冷卻管的散熱片。該情況下，所述廢熱鍋爐也可以還具備:下部母管，其連接于多根所述冷卻管的下端，并將液體狀態(tài)的冷卻介質(zhì)分配到各冷卻管，上部母管，其連接于多根所述冷卻管的上端，并將利用工藝氣體的熱而蒸發(fā)了的冷卻介質(zhì)從各冷卻管中收集起來。該情況下，優(yōu)選，所述支撐機(jī)構(gòu)的所述支撐管由所述上部母管支撐。
[0020]在本發(fā)明的廢熱鍋爐中，所述耐熱壁也可以具有矩形的橫截面。
[0021]在本發(fā)明的廢熱鍋爐中，也可以在所述殼體的內(nèi)表面上安裝有加強(qiáng)板，
[0022]所述加強(qiáng)板配置為與所述耐熱壁的外表面隔開一定間隔。
[0023]在本發(fā)明的廢熱鍋爐中，也可以在所述殼體的內(nèi)表面與所述耐熱壁的外表面之間的空間中，設(shè)置有沿水平方向延伸的擋板。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，廢熱鍋爐具備:殼體，其沿縱向延伸并具有圓形的橫截面；和耐熱壁，其配置于殼體的內(nèi)側(cè)并沿縱向延伸。另外，高溫的工藝氣體被供給到由耐熱壁包圍的空間中。因此，能夠通過耐熱壁抑制工藝氣體的熱傳遞到殼體的情況。因此，殼體不需要具備高的耐熱性，由此，能夠提高殼體的設(shè)計(jì)自由度。另外，根據(jù)本發(fā)明，工藝氣體與大氣壓之間的壓差作用于殼體，而不作用于耐熱壁。因此，耐熱壁不需要具備高的耐壓性，由此，能夠提高耐熱壁的設(shè)計(jì)自由度。例如，根據(jù)本發(fā)明，能夠采用主要考慮耐壓性來設(shè)計(jì)殼體而且主要考慮耐熱性來設(shè)計(jì)耐熱壁這一設(shè)計(jì)方法。即，能夠通過不同的2個(gè)構(gòu)成要素分別確保廢熱鍋爐所要求的耐壓性以及耐熱性。因此，能夠提高廢熱鍋爐能夠達(dá)成的耐壓性以及耐熱性的上限。由此，能夠提供能夠在非常殘酷的條件下使用的大型的縱型水管鍋爐。例如，在大型的硫酸制造設(shè)備那樣對廢熱鍋爐要求高的耐壓性、耐熱性以及耐腐蝕性的條件下，能夠采用大型的縱型水管鍋爐。因此，能夠提高廢熱鍋爐整體的安全性和/或廢熱鍋爐的制作以及安裝的容易性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的廢熱鍋爐的縱剖視圖。
[0026]圖2是示出圖1所示的廢熱鍋爐的殼體以及耐熱壁的橫剖視圖。
[0027]圖3是示出在殼體與耐熱壁之間設(shè)置的加強(qiáng)板的縱剖視圖。
[0028]圖4是示出在殼體與耐熱壁之間設(shè)置的擋板的縱剖視圖。
[0029]圖5是示出在由耐熱壁包圍的空間中配置的傳熱管的側(cè)視圖。
[0030]圖6是示出用于支撐圖5所示的傳熱管的支撐管以及支撐部件的圖。
[0031]圖7是示出從上方觀察在廢熱鍋爐的上部設(shè)置的上部母管時(shí)的俯視圖。
[0032]圖8是示出將分配母管以及集合母管連接到殼體外部的支流管的方法的一例的圖。
[0033]圖9是示出中間配管貫通耐熱壁而與分配母管以及集合母管連接的樣式的圖。
[0034]附圖標(biāo)記說明
[0035]10廢熱鍋爐；11入口導(dǎo)管；12出口導(dǎo)管；
[0036]13旁路導(dǎo)管；15鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)； 16汽水收置體(汽水胴)；
[0037]17降水管；18返回管；20殼體；
[0038]23絕熱部件；24加強(qiáng)機(jī)構(gòu)；26擋板(1^816 社6)；
[0039]30耐熱壁；35冷卻管；37加強(qiáng)機(jī)構(gòu)；
[0040]38中間壁；41分配母管(11651(1610 ； 42集合母管；
[0041]45氣體密封部件； 46下部母管；47上部母管；
[0042]50支撐機(jī)構(gòu)；51支撐管；60傳熱管；
[0043]？1第1煙道；？2第2煙道

【具體實(shí)施方式】
[0044]以下，參照圖1至圖9對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，在附圖中，對于表示相同功能的要素附上相同的參照標(biāo)記，有時(shí)省略說明。
[0045]首先，通過圖1以及圖2，對回收工藝氣體的熱的廢熱鍋爐10整體進(jìn)行說明。圖1是示出在硫酸制造設(shè)備和/或氨氣制造設(shè)備等生成高溫且高壓的工藝氣體的生產(chǎn)設(shè)備中所設(shè)置的廢熱鍋爐10的縱剖視圖。圖2是示出圖1所示的廢熱鍋爐10的殼體20以及耐熱壁30的橫剖視圖。此處，對廢熱鍋爐10設(shè)置于硫酸制造設(shè)備中的情況進(jìn)行說明。
[0046]廢熱鍋爐
[0047]向廢熱鍋爐10，導(dǎo)入通過用燃燒爐使硫黃燃燒而生成的含302氣體的高溫且高壓的工藝氣體。在圖1中，附上附圖標(biāo)記?的箭頭表示導(dǎo)入廢熱鍋爐10的工藝氣體的流向。在本實(shí)施方式的廢熱鍋爐10中，從沿鉛垂方向流動(dòng)的工藝氣體中回收熱。即廢熱鍋爐10為縱型的。但是，不限定于此，本發(fā)明的技術(shù)的思想也適用于從沿水平方向流動(dòng)的工藝氣體中回收熱的橫型的廢熱鍋爐。
[0048]如圖1以及圖2所示，廢熱鍋爐10具備:殼體20，其沿縱向(鉛垂方向)延伸并具有圓形的橫截面；耐熱壁30，其配置于殼體10的內(nèi)側(cè)并沿縱向延伸；入口導(dǎo)管11，其將工藝氣體供給到廢熱鍋爐10的內(nèi)部；以及出口導(dǎo)管12，其將熱回收后的工藝氣體從廢熱鍋爐10的內(nèi)部朝向轉(zhuǎn)化器送出。殼體20構(gòu)成為能夠自行豎立。此外，在圖2中，示出了殼體20具有正圓形的橫截面的例子，但是不限定于此。只要能夠承受工藝氣體與大氣壓之間的壓差，殼體20的橫截面能夠采用各種形狀。例如，殼體20也可以具有橢圓形的橫截面。
[0049]如圖1以及圖2所示，耐熱壁30具有:前壁31，其配置于入口導(dǎo)管11側(cè)并沿縱向延伸；后壁32，其配置于出口導(dǎo)管12側(cè)且沿縱向延伸；第1側(cè)壁33以及第2側(cè)壁34，其在前壁31與后壁32之間配置并分別沿縱向延伸。另外，前壁31、后壁32、第1側(cè)壁33以及第2側(cè)壁34分別具有平面狀形狀。其結(jié)果，如圖2所示，耐熱壁30具有矩形例如正方形的橫截面。此外，所謂“平面狀”意味著構(gòu)成各壁31?34的要素、例如后述的冷卻管35以及散熱片36配置于同一平面上。
[0050]通過組合各壁31?34能夠容易地制作以及設(shè)置耐熱壁30。另外，通過將耐熱壁30的橫截面設(shè)為矩形，能夠不浪費(fèi)地活用由耐熱壁30包圍的空間。
[0051]如圖1所示，入口導(dǎo)管11貫通殼體20并且連接于耐熱壁30的前壁31。另外，如圖1所示，出口導(dǎo)管12也與入口導(dǎo)管11同樣地貫通殼體20并且連接于耐熱壁30的后壁32。另外，如圖1所不，用于回收工藝氣體的熱的傳熱管60配置于由耐熱壁30從側(cè)方包圍的空間中。這種情況下，供給到廢熱鍋爐10的工藝氣體主要是在由耐熱壁30包圍的空間內(nèi)流動(dòng)的期間內(nèi)在與流通于傳熱管60中的熱介質(zhì)之間進(jìn)行熱交換，其后，從出口導(dǎo)管12朝向轉(zhuǎn)化器被送出。即，受到工藝氣體的熱的影響的部位主要是耐熱壁30的內(nèi)表面，工藝氣體幾乎不對殼體20的內(nèi)表面?zhèn)鳠?。因此，殼體20不需要具備高的耐熱性。因此，與要求殼體具有高的耐熱性的情況相比，能夠使殼體20的構(gòu)造簡化。例如，在以往的廢熱鍋爐中，為了使殼體具有耐熱性和/或耐火性，而在殼體的內(nèi)表面設(shè)置了耐火材料和/或絕熱材料。另一方面，根據(jù)本實(shí)施方式，就無需這樣的耐火材料和丨或絕熱材料。由此，能夠削減殼體20的制作和/或維護(hù)所需要的成本。另外，能夠削減殼體20的重量，由此，能夠提高殼體20的自立性和/或耐震性。
[0052]此外，在本實(shí)施方式中，耐熱壁30不需要具備完全的氣密性。即，殼體20與耐熱壁30之間的空間和由耐熱壁30包圍的空間也可以局部地連通。例如，在后述的中間配管貫通耐熱壁30的部分，工藝氣體也可以從耐熱壁30的內(nèi)部向外部漏出。即使在這種情況下，因?yàn)橛赡蜔岜?0包圍的空間的流路阻力明顯低于中間配管貫通耐熱壁30的部分的流路阻力，所以工藝氣體主要在由耐熱壁30包圍的空間中流動(dòng)。此外，在殼體20與耐熱壁30之間的空間和由耐熱壁30包圍的空間局部地連通的情況下，2個(gè)空間的壓力變得幾乎相同。這種情況下，因?yàn)樽饔糜谀蜔岜?0的壓差幾乎不存在，所以耐熱壁30不需要具備高的耐壓性。因此，與要求耐熱壁30具有高的耐壓性的情況相比，能夠使耐熱壁30的構(gòu)造簡化，或者能夠提高耐熱壁30的設(shè)計(jì)自由度。例如，耐熱壁30的橫截面的形狀能夠采用上述那樣的矩形形狀。
[0053](耐熱壁)
[0054]接著，對耐熱壁30的構(gòu)造，參照圖2詳細(xì)地進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式中，耐熱壁30的前壁31、后壁32、第1側(cè)壁33以及第2側(cè)壁34分別具有:多根冷卻管35，其沿縱向延伸且供冷卻介質(zhì)在內(nèi)部流通；和散熱片36，其以填補(bǔ)相鄰的2根冷卻管35之間的間隙的方式安裝于各冷卻管35。散熱片36例如通過焊接而安裝于各冷卻管35。作為流通于冷卻管35中的冷卻介質(zhì)，例如可以使用鍋爐水即飽和水或者汽水混合水。這樣，在本實(shí)施方式中，耐熱壁30的各壁31?34構(gòu)成為所謂的水壁。這種情況下，能夠通過流通于各壁31?34的冷卻管35中的鍋爐水來回收工藝氣體的熱。因此，能夠進(jìn)一步抑制在由耐熱壁30包圍的空間中流動(dòng)的工藝氣體的熱傳遞到殼體20的情況。另外，能夠在抑制工藝氣體的熱傳遞到殼體20的同時(shí)，使用冷卻介質(zhì)來回收工藝氣體的熱。因此，能夠提高廢熱鍋爐10的能量效率。
[0055]用于使冷卻介質(zhì)在耐熱壁30的各冷卻管35中流通的結(jié)構(gòu)不受特別限定，能夠采用各種結(jié)構(gòu)。例如，如圖1所示，也可以在構(gòu)成前壁31以及后壁32的各冷卻管35的下端連接將液體狀態(tài)的冷卻介質(zhì)分配到各冷卻管35的下部母管46，另外，在各冷卻管35的上端連接將由于工藝氣體的熱而蒸發(fā)了的冷卻介質(zhì)從各冷卻管35中收集起來的上部母管47。通過采用這種結(jié)構(gòu)，能夠高效地對多根冷卻管35供給冷卻介質(zhì)以及從多根冷卻管35高效地回收冷卻介質(zhì)。此外，在構(gòu)成第1側(cè)壁33以及第2側(cè)壁34的各冷卻管35的下端以及上端也分別連接有下部母管以及上部母管，但是在圖1中未圖示。
[0056](煙道)
[0057]接著，對形成于由耐熱壁30包圍的空間內(nèi)并供工藝氣體流通的流路、所謂煙道進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式中，如圖1以及圖2所示，由耐熱壁30包圍的空間也可以區(qū)劃為與入口導(dǎo)管11連通并沿縱向延伸的第1煙道？1和與出口導(dǎo)管12連通并沿縱向延伸且供流通過第1煙道？1后的工藝氣體流通的第2煙道？2。這種情況下，沿箭頭供給到廢熱鍋爐10的工藝氣體首先，如箭頭所示，沿第1煙道？1向上方流動(dòng)。從第1煙道？1排出的工藝氣體如箭頭？3所示，在殼體20的上部將其行進(jìn)方向逆轉(zhuǎn)。其后，工藝氣體如箭頭？4所示，沿第2煙道？2向下方流動(dòng)。到達(dá)了廢熱鍋爐10下部的工藝氣體如箭頭？5所示，通過出口導(dǎo)管12排出。這樣，在本實(shí)施方式中，在1個(gè)主體(殼體)的內(nèi)部，形成有沿縱向延伸的2個(gè)煙道。這樣的形式被稱作一主體二回流。在一主體二回流中，因?yàn)槟軌驅(qū)⑿纬捎?個(gè)殼體20內(nèi)部的煙道的長度設(shè)為在一主體一回流情況下的2倍，所以能夠使用配置于煙道的傳熱管60充分地回收工藝氣體的熱。因此，能夠提高廢熱鍋爐10的能量效率。
[0058]以下，對采用一主體二回流的其他優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行說明。首先，為了進(jìn)行比較，對工藝氣體的煙道不在廢熱鍋爐的內(nèi)部折返的情況、即一主體一回流的情況進(jìn)行考慮。這種情況下，為了獲得與本實(shí)施方式的情況相同長度的煙道，需要將殼體以及耐熱壁的高度設(shè)為本實(shí)施方式的情況的約2倍。因此，可知?dú)んw的自立性下降和/或、殼體以及耐熱壁的制作和/或安裝會(huì)變得困難。與此相對，根據(jù)本實(shí)施方式，通過采用一主體二回流，能夠抑制殼體20和/或耐熱壁30的高度變得過大，并且充分地確保工藝氣體的煙道的長度。由此，能夠確保殼體20的自立性和/或、殼體20以及耐熱壁30的制作和/或安裝的容易性。
[0059]另外，為了進(jìn)行比較，對1個(gè)廢熱鍋爐10具備2個(gè)殼體的情況、即二主體二回流的情況進(jìn)行思考。這種情況下，使用具有與本實(shí)施方式的情況幾乎相同高度的殼體，能夠充分地確保工藝氣體的煙道的長度。但是，因?yàn)樾枰?個(gè)殼體，所以可知廢熱鍋爐的制作所需要的成本增大。與此相對，根據(jù)本實(shí)施方式，通過采用一主體二回流，能夠?qū)U熱鍋爐10的制作所需要的成本抑制為低，并且充分地確保工藝氣體的煙道的長度。
[0060]接著，對用于實(shí)現(xiàn)上述一主體二回流的具體的構(gòu)造進(jìn)行說明。例如，如圖1以及圖2所示，在前壁31與后壁32之間設(shè)置有中間壁38。中間壁38構(gòu)成為在水平方向上遮蔽工藝氣體的流動(dòng)。例如，中間壁38包括沿上下方向延伸的鉛垂部381該鉛垂部3?與耐熱壁30的各壁31?34的情況同樣地具有:多根冷卻管35，其沿縱向延伸且供冷卻介質(zhì)在內(nèi)部流通；和散熱片36，其以填埋相鄰的2根冷卻管35之間的間隙的方式安裝于各冷卻管35。
[0061]如圖1所示，構(gòu)成中間壁38的各冷卻管35的下端，也可以在構(gòu)成前壁31的各冷卻管35的下端連接于下部母管46的位置連接于下部母管46。由此，如圖1所示，中間壁38能夠具有在第1煙道？1的下部從鉛垂部3&1朝向前壁31延伸的下面部38。。這種情況下，通過在構(gòu)成下面部38。的各冷卻管35之間設(shè)置散熱片36，能夠防止從入口導(dǎo)管11供給到第1煙道的工藝氣體穿過廢熱鍋爐10的下部而到達(dá)第2煙道？2和/或出口導(dǎo)管12。此外，與構(gòu)成中間壁38的各冷卻管35的下端連接的下部母管46可以和與構(gòu)成前壁31的各冷卻管35的下端連接的下部母管46相同，或者也可以不同。
[0062]另外，如圖1所示，構(gòu)成中間壁38的各冷卻管35的上端，也可以在構(gòu)成后壁32的各冷卻管35的上端連接于上部母管47的位置連接于上部母管47。由此，能夠使從構(gòu)成后壁32的各冷卻管35回收冷卻介質(zhì)的位置與從構(gòu)成中間壁38的各冷卻管35回收冷卻介質(zhì)的位置接近。由此，能夠使用于取出冷卻介質(zhì)的蒸汽的構(gòu)造簡化。此外，這種情況下，如圖1所示，中間壁38具有在第1煙道？1的上部從鉛垂部3?朝向后壁32延伸的上面部38匕另一方面，如上所述，從第1煙道？1排出的工藝氣體必須反向而流入第2煙道？2內(nèi)。因此，上面部3?構(gòu)成為能夠供工藝氣體通過。例如，在構(gòu)成上面部3?的各冷卻管35之間不設(shè)置上述的散熱片36。由此，工藝氣體能夠通過中間壁38的上面部3?而流入第2煙道？2。
[0063]從而，如上所述，在廢熱鍋爐10的上部使工藝氣體折返的情況下，從第1煙道？1排出的工藝氣體直接接觸殼體20的上部的內(nèi)表面。這種情況下，為了防止由于工藝氣體的熱而損傷殼體20的上部，也可以使殼體20的上部具備高的耐熱性。例如，如圖1所示，殼體20也可以通過組合鉛垂部21和折返部22來構(gòu)成，該鉛垂部21位置比耐熱壁30的上端靠下方并沿上下方向延伸，該折返部22與從第1煙道？1排出后折返的工藝氣體接觸。這種情況下，也可以在折返部22的內(nèi)表面設(shè)置用于使其具備耐熱性和/或耐火性的耐火材料和/或絕熱材料。另一方面，因?yàn)椴恍枰广U垂部21具備高的耐熱性，所以鉛垂部21的構(gòu)造成為與折返部22相比要簡略的構(gòu)造。由此，與使殼體20整體具備耐熱性和/或耐火性的情況相比，能夠削減殼體20整體的成本和/或重量。用于使折返部22具備耐熱性的具體的構(gòu)造不受特別限定，例如能夠使用耐火錨固磚(￡111(311010、絕熱鑄件以及耐火鑄件。
[0064]另外，因?yàn)殂U垂部21的構(gòu)造簡化，所以能夠容易地在鉛垂部21設(shè)置用于實(shí)施廢熱鍋爐10的維護(hù)的檢修孔。因此，變得容易進(jìn)出廢熱鍋爐10的內(nèi)部，由此，能夠使廢熱鍋爐10的維護(hù)作業(yè)簡化。此外，如以下所說明的那樣，維護(hù)用的檢修孔也可以設(shè)置于折返部22。
[0065]工藝氣體的熱在到達(dá)折返部22之前的期間內(nèi)，在第1煙道？1中被一定程度地回收。例如，在從入口導(dǎo)管11供給的工藝氣體的溫度約為10001的情況下，到達(dá)折返部22的工藝氣體的溫度約為6001。因此，折返部22的構(gòu)造成為簡略的構(gòu)造。因此，與以往相比，能夠容易地在折返部22設(shè)置用于維護(hù)的上述檢修孔。
[0066]從而，如上所述，有時(shí)從耐熱壁30漏出的少量工藝氣體到達(dá)殼體20的鉛垂部21的內(nèi)表面。在工藝氣體中，如上所述含302氣體，另外，有時(shí)在工藝氣體中含水蒸汽，雖然水蒸氣的量很小。這種情況下，若殼體20的外部的氣氛溫度顯著低于工藝氣體的溫度，則鉛垂部21的內(nèi)表面的溫度低于酸露點(diǎn)，其結(jié)果，硫酸的氣體結(jié)露，接著在鉛垂部21的內(nèi)表面出現(xiàn)硫酸的液滴。為了防止這樣的結(jié)露，如圖1所示，也可以在鉛垂部21設(shè)置絕熱部件23。由此，能夠抑制鉛垂部21的內(nèi)表面的溫度低于酸露點(diǎn)。由此，能夠抑制鉛垂部21的內(nèi)表面由于腐蝕而受到損傷。
[0067](傳熱管)
[0068]接著，對在由耐熱壁30包圍的空間中配置的傳熱管60的構(gòu)造，參照圖1以及圖5進(jìn)行說明。圖5是對圖1所示的傳熱管60進(jìn)行放大而示出的側(cè)視圖。
[0069]傳熱管60構(gòu)成為通過吸收工藝氣體的熱而產(chǎn)生的熱介質(zhì)的蒸氣能夠利用與存在于傳熱管60內(nèi)部的液體狀態(tài)的熱介質(zhì)之間的比重差而向上方流動(dòng)。此外，如圖1所示，傳熱管60為了實(shí)現(xiàn)與工藝氣體之間的高效的熱交換，也可以在與工藝氣體的流動(dòng)方向平行的面內(nèi)、即沿縱向延伸的面內(nèi)蜿蜒延伸。這種情況下，傳熱管60的整體的形狀也可以表現(xiàn)為面板狀。例如，在上述圖2和/或后面示出的圖8中，傳熱管60被畫成面板狀。以下，也有時(shí)將由蜿蜒延伸的傳熱管形成的總體的形狀稱作“傳熱管面板”，將由傳熱管面板形成的平面稱作“傳熱管面板面”。
[0070]如圖5所示，傳熱管60具有直線延伸的多個(gè)直管部61和連接相鄰的2個(gè)直管部61的多個(gè)折返部。折返部包括:第1折返部62，其與相鄰的2個(gè)直管部61中的入口導(dǎo)管11側(cè)(前壁31側(cè))的端部連接，并構(gòu)成為大致V型的形狀；和第2折返部63，其與相鄰的2個(gè)直管部61中的出口導(dǎo)管12側(cè)(后壁32側(cè))的端部連接，并構(gòu)成為大致V型的形狀。通過將這些多個(gè)直管部61以及多個(gè)折返部62、63在沿鉛垂方向延伸的平面內(nèi)交替地配置，而形成了上述傳熱管面板面。
[0071]如圖5所示，傳熱管60的各直管部61沿相對于水平方向傾斜的方向延伸。因此，基于氣體狀態(tài)的熱介質(zhì)的比重與液體狀態(tài)的熱介質(zhì)的比重的差，熱介質(zhì)的蒸氣能夠沿傳熱管60向上方流動(dòng)。由此，能夠不使用泵等而自然地使熱介質(zhì)循環(huán)。即，能夠?qū)崿F(xiàn)自然循環(huán)式的水管鍋爐。此外，作為流通于傳熱管60中的熱介質(zhì)，例如與流通于耐熱壁30的冷卻管35中的冷卻介質(zhì)的情況相同，可使用鍋爐水。這種情況下，熱介質(zhì)的蒸氣即水蒸汽，利用水與水蒸汽的比重差而沿傳熱管60向上方流動(dòng)。
[0072]用于對傳熱管60供給熱介質(zhì)的結(jié)構(gòu)不受特別限定，能夠采用各種結(jié)構(gòu)。例如，如圖1以及圖5所示，也可以在傳熱管60的下端連接將液體狀態(tài)的熱介質(zhì)供給到傳熱管60的分配母管41，另外，在傳熱管60的上端連接將由于工藝氣體的熱而蒸發(fā)的熱介質(zhì)從傳熱管60中收集起來的集合母管42。
[0073]此外，如圖5所示，也可以在1個(gè)傳熱管面板面內(nèi)設(shè)置多根例如3根傳熱管60，而且，各傳熱管60的下端以及上端連接于同一分配母管41以及集合母管42。通過采用這種結(jié)構(gòu)，能夠高效地從工藝氣體中回收熱。此外，各傳熱管60也可以經(jīng)由短管4匕以及短管428連接于分配母管41以及集合母管42。短管4匕以及短管423例如通過焊接而連接于分配母管41、集合母管42以及傳熱管60。
[0074]此外，如圖2所示，也可以沿傳熱管面板面的法線方向排列多根傳熱管60(傳熱管面板),而且，構(gòu)成各傳熱管面板的傳熱管60的下端以及上端連接于同一分配母管41以及集合母管42。即，也可以在同一高度位置配置包括多個(gè)傳熱管面板的傳熱管面板組。通過采用這種結(jié)構(gòu)，能夠?qū)Χ喔鶄鳠峁?0高效地供給熱介質(zhì)以及從多根傳熱管60中高效地回收熱介質(zhì)。
[0075]如圖1所示，傳熱管面板組也可以沿工藝氣體的流動(dòng)方向、即沿上下方向排列多個(gè)。例如，在圖1中，在第1煙道？1中，3個(gè)傳熱管面板組沿上下方向排列，在第2煙道？2中，2個(gè)傳熱管面板組沿上下方向排列。構(gòu)成各傳熱管面板的傳熱管60的直管部61的數(shù)量，根據(jù)配置傳熱管60的位置的工藝氣體的溫度來決定。
[0076]例如，對第1煙道？1，供給在燃燒爐中生成的高溫的工藝氣體。因此，各傳熱管60通過使用沿上下方向排列的3段直管部61，能夠充分地回收工藝氣體的熱而生成熱介質(zhì)的蒸氣。
[0077]另一方面，對第2煙道？2，供給在流通第1煙道？1的期間一定程度的熱被回收后的工藝氣體。因此，優(yōu)選，各傳熱管60具有比3段多的直管部61。例如，位于第2煙道？2的上側(cè)的傳熱管60具有4段直管部61，另外，位于第2煙道？2的下側(cè)的傳熱管60具有6段直管部61。
[0078](鍋爐水循環(huán)系統(tǒng))
[0079]接著，對使在構(gòu)成耐熱壁30的冷卻管35中所使用的冷卻介質(zhì)循環(huán)的系統(tǒng)進(jìn)行說明。此處，對作為冷卻介質(zhì)使用鍋爐水的情況進(jìn)行說明。在圖1中，使用附圖標(biāo)記15來表示使鍋爐水循環(huán)的鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)。鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)15具有:汽水收置體16，其收置鍋爐水19以及鍋爐水的高壓蒸汽；降水管17，其用于將汽水收置體16的鍋爐水19朝向冷卻管35和/或傳熱管60輸送；以及返回管18，其用于使在冷卻管35和/或傳熱管60中產(chǎn)生的鍋爐水的蒸汽返回到汽水收置體16。此外，在汽水收置體16還連接有獲取生成的高壓蒸汽的配管以及用于對汽水收置體16補(bǔ)充鍋爐水19的配管，但是并未圖示。
[0080]降水管17以及返回管18分別沿鉛垂方向延伸。另外，為了將鍋爐水19供給到上述下部母管46和/或分配母管41，而在降水管17連接有朝向下部母管46以及分配母管41延伸的多根支流管17^同樣地，為了從上述上部母管47和/或集合母管42中回收鍋爐水的蒸汽，而在返回管18連接有朝向上部母管47以及集合母管42延伸的多根支流管183。此外，在圖1中，使用單點(diǎn)劃線的箭頭表示從各支流管173朝向下部母管46以及分配母管41的鍋爐水19。另外，也使用單點(diǎn)劃線的箭頭表示從上部母管47以及集合母管42朝向各支流管1如的鍋爐水的蒸汽。
[0081〕(用于連接支流管與分配母管、集合母管的構(gòu)造)
[0082]接著，參照圖8，對用于連接支流管173與分配母管41的構(gòu)造以及用于連接支流管188與集合母管42的構(gòu)造詳細(xì)地進(jìn)行說明。圖8是示出用通過分配母管41以及集合母管42的水平面剖切了廢熱鍋爐10的情況的橫剖視圖。
[0083]如圖8所示，分配母管41以及集合母管42分別配置于由耐熱壁30包圍的空間中。由此，如后所述，能夠在工場等中預(yù)先組合分配母管41、集合母管42以及傳熱管60來制作傳熱管組件。由此，能夠使在廢熱鍋爐10的設(shè)置現(xiàn)場的作業(yè)容易化。
[0084]如圖8所示，在分配母管41的端部，通過例如焊接而連接了貫通殼體20以及耐熱壁30的中間配管43的一端。另外，在殼體20的外部，在中間配管43的另一端通過例如焊接而連接有支流管17^由此，能夠使支流管173與分配母管41連通，能夠?qū)㈠仩t水供給到分配母管41。同樣地，在集合母管42的端部，通過例如焊接而連接了貫通殼體20以及耐熱壁30的中間配管44的一端。另外，在殼體20的外部，在中間配管44的另一端通過例如焊接而連接有支流管1如。由此，能夠使支流管與集合母管42連通，從集合母管42中回收鍋爐水的蒸汽。
[0085]如圖8所示，殼體20中供中間配管43、44貫通的部分也可以由氣體密封部件45從外側(cè)覆蓋。由此，能夠抑制工藝氣體從殼體20中供中間配管43、44貫通的部分漏出到殼體20的外部。作為氣體密封部件45，能夠使用例如由33400等一般的鋼材構(gòu)成的氣體密封用的配件。
[0086]另外，如圖8所示，耐熱壁30中供中間配管43、44貫通的部分也可以由冷卻管35構(gòu)成，該冷卻管35具有與中間配管43、44的輪廓相對應(yīng)的彎曲形狀并供冷卻介質(zhì)在內(nèi)部流通。即，如圖9所示，也可以通過使冷卻管35局部地彎曲來形成具有與中間配管43、44的輪廓相對應(yīng)的彎曲形狀的彎曲部35^從而在耐熱壁30形成中間配管43、44能夠貫通的孔。通過采用這樣的構(gòu)造，能夠一邊維持基于冷卻管35所產(chǎn)生的冷卻功能以及熱回收功能，一邊使中間配管43、44貫通耐熱壁30。
[0087]此外，作為用于連接支流管173與下部母管46的構(gòu)造以及用于連接支流管183與上部母管47的構(gòu)造，也與上述的分配母管41以及集合母管42的情況同樣地，可以采用使用了中間配管43、44的構(gòu)造，但是并未圖示。
[0088]另外，在圖8中，示出了分配母管41以及集合母管42中的第1側(cè)壁33側(cè)的端部與支流管173以及支流管連接的例子，但是不限定于此。分配母管41以及集合母管42中的第2側(cè)壁34側(cè)的端部，也可以連接于與第1側(cè)壁33側(cè)的端部所連接的支流管不同的支流管173以及支流管18^但是未圖示。即，也可以從分配母管41的兩端部分別供給鍋爐水，另外，從集合母管42的兩端部分別回收鍋爐水的蒸汽。
[0089](用于支撐傳熱管的結(jié)構(gòu))
[0090]接著，參照圖1、圖5以及圖6，對用于支撐傳熱管60的結(jié)構(gòu)詳細(xì)地進(jìn)行說明。在圖1以及圖5中，用附圖標(biāo)記50來表示支撐傳熱管60的支撐機(jī)構(gòu)。圖6是對圖1以及圖5所示的支撐機(jī)構(gòu)50進(jìn)行放大而示出的圖。此外，在圖1中，為了防止圖面變得復(fù)雜，而用虛線來表示支撐機(jī)構(gòu)50的支撐管51。
[0091]支撐機(jī)構(gòu)50具有:支撐管51，其從上方垂下；和支撐部件52，其連接于支撐管51并從下方支撐傳熱管60的直管部61。通過使用這樣的支撐管51以及支撐部件52來支撐傳熱管60，能夠遍及整個(gè)上下方向穩(wěn)定地支撐傳熱管60。此外，如圖6所示，也可以在支撐管51的兩側(cè)連接支撐部件52。由此，支撐管51能夠在其兩側(cè)分別支撐傳熱管面板(參照圖2).以下，對使用這樣的支撐機(jī)構(gòu)50的背景進(jìn)行說明。
[0092]首先，對在以往的廢熱鍋爐中采用的用于支撐傳熱管60的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。在以往的廢熱鍋爐中，一般而言，通過將傳熱管60的折返部62、63連接于廢熱鍋爐的容器的內(nèi)表面來實(shí)現(xiàn)對傳熱管60的支撐。例如，在折返部62、63以及容器的內(nèi)表面這兩方，安裝有構(gòu)成為能夠相互連接的掛鉤。在這樣的以往的廢熱鍋爐中，在設(shè)置現(xiàn)場將傳熱管60送入容器內(nèi)部的情況下，為了防止容器側(cè)的掛鉤與傳熱管60側(cè)的掛鉤干涉，需要將傳熱管60以相對于最終的設(shè)置姿勢傾斜的狀態(tài)送入容器內(nèi)部。但是，這種情況下，因?yàn)殡y以將多根傳熱管60一起傾斜，所以將傳熱管60 —個(gè)一個(gè)地送入容器內(nèi)部。因此，不可能預(yù)先相對于傳熱管60連接分配母管41和/或集合母管42，因此，在將傳熱管60送入容器的內(nèi)部后將傳熱管60相對于分配母管41以及集合母管42焊接。因此，設(shè)置現(xiàn)場的作業(yè)變得復(fù)雜，其結(jié)果，廢熱鍋爐的制作成本變高。
[0093]與此相對，根據(jù)本實(shí)施方式，通過使用從上方垂下的支撐管51，能夠支撐傳熱管60。因此，能夠?qū)⒕S持著最終的設(shè)置姿勢的傳熱管60從上方送入耐熱壁30內(nèi)部。由此，能夠?qū)⒍喔鶄鳠峁?0 —起送入耐熱壁30內(nèi)部。因此，能夠在工廠等地預(yù)先相對于傳熱管60連接分配母管41和/或集合母管42后，將其一起送入耐熱壁30內(nèi)部。由此，能夠使廢熱鍋爐10的設(shè)置現(xiàn)場的作業(yè)容易化。
[0094](用于支撐支撐管的結(jié)構(gòu))
[0095]接著，參照圖1，對用于從上方垂下支撐管51的結(jié)構(gòu)詳細(xì)地進(jìn)行說明。
[0096]如圖1所示，支撐機(jī)構(gòu)50也可以包括:支撐梁53，其配置于廢熱鍋爐10的上部；懸棒54，其連接于支撐梁53并從支撐梁53垂下；和懸掛配件55，其安裝在懸棒54的下端。這種情況下，通過將懸掛配件55連接于支撐管51，能夠使支撐管51從上方垂下。
[0097]接著，參照圖7，對用于將支撐梁53配置于廢熱鍋爐10的上部的方法的一例進(jìn)行說明。圖7是示出從上方觀察設(shè)置于耐熱壁30的上方的上部母管47的情況的俯視圖。此夕卜，在圖7中，為了示出上部母管47以及支撐梁53與冷卻管35以及支撐管51之間的位置關(guān)系，用虛線示出冷卻管35以及支撐管51。
[0098]如圖7所示，在廢熱鍋爐10的上部配置有圍成井字格的上部母管47。圍成井字格的上部母管47由上部母管473和上部母管476構(gòu)成，該上部母管473連接于構(gòu)成前壁31以及后壁32的冷卻管35，該上部母管476以相對于上部母管473交差的方式配置，并連接于構(gòu)成第1側(cè)壁33以及第2側(cè)壁34的冷卻管35。而且，支撐機(jī)構(gòu)50的支撐梁53配置于圍成井字格的上部母管47上。即，支撐梁53由上部母管47來支撐。另外，在支撐梁53上，安裝有用于與支撐管51連接的安裝具56。通過采用這種結(jié)構(gòu)，能夠容易地實(shí)現(xiàn)將支撐管51從上方垂下。
[0099]此外，也可以設(shè)置用于將支撐梁53相對于上部母管47固定的固定用具、例如螺栓以及螺母，但是并未圖示。另外，如圖7所示，也可以用相對于多根支撐管51隔開一定間隔地配置的一對支撐梁53，該一對支撐梁53從第1側(cè)壁33朝向第2側(cè)壁34排列為一列。
[0100]另外，也可以與冷卻管35和/或傳熱管60的情況同樣地，在支撐管51的中流通能夠從工藝氣體中回收熱的冷卻介質(zhì)和/或熱介質(zhì)例如鍋爐水，但是并未圖示。另外，也可以將用于對支撐管51供給鍋爐水并從支撐管51回收鍋爐水的蒸汽的下部母管以及上部母管連接于支撐管51，但是并未圖示。例如，如圖1所示，支撐管51的下端也可以連接于在耐熱壁30的冷卻管35的下端所連接的下部母管46、或者連接于在該下部母管46的附近所配置的下部母管。同樣地，支撐管51的上端也可以連接于在耐熱壁30的冷卻管35的上端所連接的上部母管47、或者連接于在該上部母管47的附近所配置的上部母管。
[0101]從而，在支撐梁53上施加了以傳熱管60的載荷以及支撐管51的載荷為起因的負(fù)載。因此，作為構(gòu)成支撐梁53的材料，使用具有足夠的耐載荷性的材料。另一方面，支撐梁53配置于廢熱鍋爐10的上部，另外，如上所述，在通過第1煙道？1期間一定程度的熱被回收后的工藝氣體到達(dá)廢熱鍋爐10的上部。例如，約6001的工藝氣體到達(dá)。因此，作為構(gòu)成支撐梁53的材料，能夠不使用具有特別高的耐熱性的材料，而使用具有通常的耐熱性的材料。例如，能夠使用3舊304等一般的耐熱鋼。這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠通過簡易的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)傳熱管60的垂下。
[0102](殼體與耐熱壁之間的空間的結(jié)構(gòu))
[0103]接著，對在殼體20與耐熱壁30之間的空間中配置的構(gòu)成要素的例子進(jìn)行說明。首先，對抑制耐熱壁30在水平方向上變動(dòng)(移動(dòng))的加強(qiáng)機(jī)構(gòu)24進(jìn)行說明。此外，在圖2中，示出了用通過加強(qiáng)機(jī)構(gòu)24的水平面剖切了廢熱鍋爐10的情況下的橫剖視圖。
[0104]如上所述，殼體20具有圓形的橫截面，耐熱壁30具有矩形的橫截面。即，殼體20的橫截面的形狀與耐熱壁30的橫截面的形狀相互不同。因此，殼體20的內(nèi)表面與耐熱壁30的外表面之間的間隔在特定的位置變大。其結(jié)果，可知在特定的位置耐熱壁30會(huì)沿水平方向大幅變動(dòng)。為了防止這樣的變動(dòng)，如圖1所示，也可以在殼體20的內(nèi)表面安裝用于抑制耐熱壁30變動(dòng)的加強(qiáng)機(jī)構(gòu)24。
[0105]圖3是對加強(qiáng)機(jī)構(gòu)24進(jìn)行放大而示出的縱剖視圖。加強(qiáng)機(jī)構(gòu)24包括與耐熱壁30的外表面隔開一定間隔地配置的加強(qiáng)板2如。另外，加強(qiáng)機(jī)構(gòu)24還包括加強(qiáng)部件2仙，該加強(qiáng)部件246的一端固定于殼體20的內(nèi)表面而另一端固定于加強(qiáng)板243。這種情況下，加強(qiáng)板2?相對于耐熱壁30的變動(dòng)作為止動(dòng)器而發(fā)揮功能。因此，能夠防止耐熱壁30在水平方向上大幅變動(dòng)。即，能夠提高廢熱鍋爐10整體的剛度。
[0106]如圖2以及圖3所示，也可以在耐熱壁30側(cè)也設(shè)置用于抑制耐熱壁30變動(dòng)的加強(qiáng)機(jī)構(gòu)37。加強(qiáng)機(jī)構(gòu)37例如包括與加強(qiáng)板2?隔開一定間隔地配置的加強(qiáng)板373和固定于加強(qiáng)板373以及冷卻管35的加強(qiáng)部件37匕由此，能夠更加穩(wěn)定地抑制耐熱壁30變動(dòng)。加強(qiáng)板2?與加強(qiáng)板373之間的間隔在例如10?15111111的范圍內(nèi)。
[0107]如上所述，因?yàn)楦邷氐墓に嚉怏w主要在由耐熱壁30包圍的空間內(nèi)流動(dòng)，所以不要求在殼體20與耐熱壁30之間配置的加強(qiáng)機(jī)構(gòu)24以及加強(qiáng)機(jī)構(gòu)37具有高的耐熱性。因此，作為構(gòu)成加強(qiáng)機(jī)構(gòu)24以及加強(qiáng)機(jī)構(gòu)37的材料，能夠使用一般的材料，例如能夠使用33400等一般的鋼材。
[0108]接著，對在殼體20與耐熱壁30之間的空間中配置并沿水平方向延伸的擋板26進(jìn)行說明。
[0109]如上所述，在耐熱壁30中貫通有中間配管43、44。因此，不能完全防止工藝氣體從耐熱壁30漏出。因此，認(rèn)為在殼體20與耐熱壁30之間的空間中，一定程度的工藝氣體會(huì)從耐熱壁30漏出。上述的擋板26是為了防止這樣的工藝氣體沿上下方向流動(dòng)而設(shè)置的。
[0110]用于設(shè)置擋板26的具體的結(jié)構(gòu)不受特別限定，例如如圖4所示，也可以在殼體20的內(nèi)表面以及耐熱壁30的冷卻管35分別安裝有安裝板263以及安裝板261并在該安裝板263以及安裝板266上設(shè)置擋板26。
[0111]此外，在殼體20與耐熱壁30之間的空間中，有時(shí)產(chǎn)生含硫酸的氣體的結(jié)露，其結(jié)果會(huì)產(chǎn)生含硫酸的結(jié)露水。若這樣的結(jié)露水在廢熱鍋爐10的運(yùn)行停止時(shí)殘存于擋板26上，則擋板26可能受硫酸腐蝕。為了防止發(fā)生這樣的腐蝕，也可以在各擋板26連接用于排出存在于擋板26上的結(jié)露水的排水配管(未圖示由此，能夠防止在擋板26上積存結(jié)露水。
[0112]接著，對包括這種結(jié)構(gòu)的本實(shí)施方式的作用以及效果進(jìn)行說明。首先，對制作廢熱鍋爐10的方法進(jìn)行說明。
[0113](廢熱鍋爐的制作方法)
[0114]首先，對在工廠中實(shí)施的作業(yè)進(jìn)行說明。在工廠中，組合構(gòu)成廢熱鍋爐10的多個(gè)構(gòu)成要素來制作組件。例如，首先，使用焊接法等將多根傳熱管60連接于分配母管41以及集合母管42。由此，能夠制作組合了分配母管41以及集合母管42的傳熱管組。接著，將傳熱管組的各傳熱管60經(jīng)由支撐部件52安裝于支撐管51。這樣，能夠制作組合了傳熱管60、分配母管41、集合母管42以及支撐機(jī)構(gòu)50的傳熱管組件。
[0115]另外，在工廠中，也可以通過焊接將冷卻管35與散熱片36連接來制作耐熱壁30。也可以進(jìn)一步將冷卻管35與下部母管46、上部母管47連接來制作耐熱壁組件。
[0116]接著，對在設(shè)置現(xiàn)場實(shí)施的作業(yè)進(jìn)行說明。首先，將殼體20的鉛垂部21立起。接著，將上述耐熱壁組件送入鉛垂部21的內(nèi)側(cè)的空間。其后，將上述傳熱管組件從上方送入由耐熱壁30包圍的空間，接著將傳熱管組件安裝于耐熱壁30。例如，在圍成井字格的上部母管47上固定傳熱管組件的支撐機(jī)構(gòu)50的支撐梁53。這樣，能夠在由耐熱壁30包圍的空間中容易地設(shè)置多根傳熱管60。
[0117]其后，使上述中間配管43、44貫通殼體20，而且將中間配管43、44焊接于分配母管41、集合母管42、下部母管46以及上部母管47。另外，在鉛垂部21上方配置折返部22。這樣，能夠得到構(gòu)成為縱型的水管鍋爐的廢熱鍋爐10。
[0118]接著，對在硫酸制造設(shè)備中使用廢熱鍋爐10的方法的一例進(jìn)行說明。硫酸制造設(shè)備以及廢熱鍋爐10的運(yùn)行條件如下。
[0119].工藝氣體的流量:130000跑VII
[0120]?工藝氣體的壓力:50001111^0
[0121]? 工藝氣體的組分:30211%、0210%、％79%、^00.01%
[0122]?入口導(dǎo)管的工藝氣體的溫度:10001
[0123]?折返部的工藝氣體的溫度:6001
[0124].出口導(dǎo)管的工藝氣體的溫度:4101
[0125]?廢熱鍋爐的運(yùn)行壓力:6即叫
[0126]?鍋爐水的蒸汽的溫度:4001
[0127]?鍋爐水的蒸發(fā)量
[0128].發(fā)電量:16麗
[0129]首先，在燃燒爐中，使用通過濃硫酸干燥過的空氣來使硫黃燃燒。由此，生成含302氣體的工藝氣體。所生成的工藝氣體以10001的狀態(tài)供給到廢熱鍋爐10。被供給到廢熱鍋爐10的工藝氣體，首先，沿第1煙道？1朝向上方流動(dòng)。此時(shí)，通過配置于第1煙道？1內(nèi)的傳熱管60以及冷卻管35來回收工藝氣體的熱?；厥盏降臒嵊糜谑拐羝麥u輪機(jī)發(fā)電。
[0130]從第1煙道？1向上方排出的6001的工藝氣體由于殼體20的折返部22而折返并流入第2煙道？2，沿第2煙道？2朝向下方流動(dòng)。此時(shí)，通過配置于第2煙道？2內(nèi)的傳熱管60以及冷卻管35來回收工藝氣體的熱?；厥盏降臒嵊糜谑拐羝麥u輪機(jī)發(fā)電。
[0131]到達(dá)了廢熱鍋爐10的下部的4101的工藝氣體經(jīng)出口導(dǎo)管12從廢熱鍋爐10排出，并流向轉(zhuǎn)化器。在轉(zhuǎn)化器中，使用％05催化劑使302氣體氧化而生成303氣體。此外，在預(yù)測出到達(dá)了轉(zhuǎn)化器的工藝氣體的溫度低于期望的溫度的情況下，也可以不經(jīng)廢熱鍋爐10的第2煙道？2就將工藝氣體朝向轉(zhuǎn)化器送出。例如，如圖1所示，在廢熱鍋爐10的折返部22，也可以設(shè)置將工藝氣體如箭頭？6所示朝向轉(zhuǎn)化器送出的旁路導(dǎo)管13。由此，能夠?qū)⑾蜣D(zhuǎn)化器供給的工藝氣體的溫度維持為期望的溫度。此外，為了對從出口導(dǎo)管12朝向轉(zhuǎn)化器送出的工藝氣體的量以及從旁路導(dǎo)管13朝向轉(zhuǎn)化器送出的工藝氣體的量進(jìn)行調(diào)整，也可以在出口導(dǎo)管12以及旁路導(dǎo)管13分別設(shè)置能夠調(diào)整流量的煙道閘板以及煙道閘板133。
[0132]此處，對于通過旁路導(dǎo)管13得到的效果，通過與煙管鍋爐的情況進(jìn)行比較來進(jìn)一步說明。在假定為作為廢熱鍋爐的形式采用了煙管鍋爐的情況下，作為旁路方法，就采用獲取煙管鍋爐的入口處的高溫(約10000的工藝氣體并朝向轉(zhuǎn)化器送出這一種形式。這種情況下，因?yàn)楸仨毺幚砀邷氐墓に嚉怏w，所以難以設(shè)計(jì)用于調(diào)整流量的煙道閘板。另一方面，在如本實(shí)施方式那樣采用水管鍋爐的情況下，能夠從水管鍋爐的中間獲取工藝氣體并將其朝向轉(zhuǎn)化器送出。例如，如上所述能夠獲取到達(dá)了折返部22的約6001的工藝氣體。因此，與煙管鍋爐的情況相比，容易設(shè)計(jì)用于調(diào)整流量的煙道閘板13^
[0133]其后，在配置于轉(zhuǎn)化器的下游側(cè)的吸收塔中，使303氣體與?。?0發(fā)生反應(yīng)來產(chǎn)生$304(硫酸X這樣，能夠一邊使用廢熱鍋爐10來有效地利用工藝氣體的熱，一邊制造硫酸。此外，也可以在轉(zhuǎn)化器與吸收塔之間，設(shè)置用來冷卻303氣體的氣體冷卻器。
[0134]此處，根據(jù)本實(shí)施方式，廢熱鍋爐10形成為使用了耐熱壁30和殼體20的雙層構(gòu)造，該耐熱壁30劃定供工藝氣體通過的空間，該殼體20配置于耐熱壁30周圍。這種情況下，以工藝氣體的溫度為起因的熱的負(fù)載施加于耐熱壁30，另一方面，以工藝氣體的壓力與大氣壓之間的差為起因的壓力的負(fù)載施加于殼體20。即，能夠由耐熱壁30以及殼體20分別分擔(dān)對耐熱性的要求以及對耐壓性的要求。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)耐熱壁30以及殼體20的各自的構(gòu)造的簡化。其結(jié)果，例如能夠削減廢熱鍋爐10整體的重量。由此，能夠提高廢熱鍋爐10整體的耐久性以及安全性。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)廢熱鍋爐10的大型化，由此，能夠適應(yīng)硫酸制造設(shè)備的大容量化。
[0135]另外，根據(jù)本實(shí)施方式，因?yàn)槟軌蛱岣邚U熱鍋爐10整體的耐久性以及安全性，所以能夠用縱型的水管鍋爐來構(gòu)成廢熱鍋爐10。因此，能夠不使用泵等就自然地使鍋爐水等熱介質(zhì)循環(huán)。因此，即使在電力供給不穩(wěn)定的地域設(shè)置硫酸制造設(shè)備的情況下，也能夠使廢熱鍋爐10穩(wěn)定地運(yùn)行。另外，能夠進(jìn)行自然循環(huán)的廢熱鍋爐10與使用強(qiáng)制循環(huán)的廢熱鍋爐相比，具有其運(yùn)行作業(yè)和/或維護(hù)作業(yè)容易這一優(yōu)點(diǎn)。另外，在新興國家等電力供給不穩(wěn)定的地域，一般而言，運(yùn)行硫酸制造設(shè)備和/或廢熱鍋爐10的操作熟練度低。若考慮到這些方面，則可以說本實(shí)施方式的廢熱鍋爐10特別適于非常需要硫酸因而要求廢熱鍋爐的大型化、并且還要求運(yùn)行作業(yè)和丨或維護(hù)作業(yè)簡單的新興國家。
【權(quán)利要求】
1.一種廢熱鍋爐，其從成套設(shè)備的工藝氣體中回收熱，其中，具備: 殼體，其沿縱向延伸并具有圓形的橫截面； 耐熱壁，其配置于所述殼體的內(nèi)側(cè)并沿縱向延伸； 入口導(dǎo)管，其貫通所述殼體并且連結(jié)于所述耐熱壁，并將工藝氣體供給到由所述耐熱壁包圍的空間中；以及 多根傳熱管，其配置于由所述耐熱壁包圍的空間中，并供熱介質(zhì)在內(nèi)部流通， 所述傳熱管構(gòu)成為通過吸收工藝氣體的熱而產(chǎn)生的熱介質(zhì)的蒸氣能夠利用與液體狀態(tài)的熱介質(zhì)之間的比重差而向上方流動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢熱鍋爐，其中， 所述廢熱鍋爐還具備: 分配母管，其連接于多根所述傳熱管的下端，并將液體狀態(tài)的熱介質(zhì)分配到各傳熱管；和 集合母管，其連接于多根所述傳熱管的上端，并將利用工藝氣體的熱而蒸發(fā)了的熱介質(zhì)從各傳熱管中收集起來， 所述分配母管以及所述集合母管分別配置于由所述耐熱壁包圍的空間中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢熱鍋爐，其中， 在所述分配母管以及所述集合母管上分別連接有貫通所述殼體以及所述耐熱壁的中間配管， 所述殼體中的供所述中間配管貫通的部分由氣體密封部件從外側(cè)覆蓋， 所述耐熱壁中的供所述中間配管貫通的部分由具有與所述中間配管的輪廓相對應(yīng)的彎曲形狀并供冷卻介質(zhì)在內(nèi)部流通的冷卻管構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的廢熱鍋爐，其中， 由所述耐熱壁包圍的空間區(qū)劃為沿縱向延伸的第I煙道和沿縱向延伸且供通過所述第I煙道之后的工藝氣體流通的第2煙道。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的廢熱鍋爐，其中， 所述耐熱壁具有:供冷卻介質(zhì)在內(nèi)部流通的多根冷卻管；和以填埋相鄰的2根所述冷卻管之間的間隙的方式安裝于各冷卻管的散熱片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的廢熱鍋爐，其中， 所述廢熱鍋爐還具備支撐所述傳熱管的支撐機(jī)構(gòu)， 所述支撐機(jī)構(gòu)具有從上方垂下的支撐管和連接于所述支撐管且從下方支撐所述傳熱管的支撐部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的廢熱鍋爐，其中， 在所述支撐機(jī)構(gòu)的所述支撐管中流通熱介質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的廢熱鍋爐，其中， 所述耐熱壁具有:供冷卻介質(zhì)在內(nèi)部流通的多根冷卻管；和以填埋相鄰的2根所述冷卻管之間的間隙的方式安裝于各冷卻管的散熱片， 所述廢熱鍋爐還具備: 下部母管，其連接于多根所述冷卻管的下端，并將液體狀態(tài)的冷卻介質(zhì)分配到各冷卻管， 上部母管，其連接于多根所述冷卻管的上端，并將利用工藝氣體的熱而蒸發(fā)了的冷卻介質(zhì)從各冷卻管中收集起來， 所述支撐機(jī)構(gòu)的所述支撐管由所述上部母管支撐。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的廢熱鍋爐，其中， 所述耐熱壁具有矩形的橫截面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的廢熱鍋爐，其中， 在所述殼體的內(nèi)表面上安裝有加強(qiáng)板， 所述加強(qiáng)板配置為與所述耐熱壁的外表面隔開一定間隔。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的廢熱鍋爐，其中， 在所述殼體的內(nèi)表面與所述耐熱壁的外表面之間的空間中，設(shè)置有沿水平方向延伸的擋板。
【文檔編號】F22B1/18GK104279541SQ201410147794
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月5日
【發(fā)明者】白石朝彥, 橫山祐太, 西本泉, 大橋俊樹, 種村優(yōu)史 申請人:川崎重工業(yè)株式會(huì)社