[发明专利]锅炉的密封结构及锅炉、以及锅炉的运转方法

说明书

一种锅炉的密封结构及锅炉、以及锅炉的运转方法。锅炉的密封结构(90)具备：顶壁(82)，其具有将炉膛的内部空间与炉膛的外部空间连通的贯通孔(84a)，并规定出炉膛的上方；过热器，其具有插穿贯通孔(84a)的传热管(89)，并由与顶壁(82)不同的材质构成；外护壳体(91)，其具有下凸缘(91c)，并覆盖贯通孔(84a)而相对于顶壁(82)固定；以及支撑板(93)，其具有上凸缘(93b)而相对于传热管(89)固定。下凸缘(91c)和上凸缘(93b)能够向长度方向滑动。本发明的目的在于抑制在炉膛内生成的燃烧气体的泄漏。

技术领域

本发明涉及锅炉的密封结构及锅炉、以及锅炉的运转方法。

背景技术

专利文献1所公开的燃煤锅炉等大型锅炉具有呈中空形状且沿铅垂方向设置的炉膛，在该炉膛壁沿周向配置有多个燃烧器。另外，燃煤锅炉在炉膛的铅垂方向上方连结有烟道，在该烟道配置有用于生成蒸汽的热交换器。而且，燃烧器通过向炉膛内喷射燃料与空气的混合气而形成火焰，生成燃烧气体并流入烟道。在燃烧气体流动的区域设置热交换器，对在构成热交换器的传热管内流动的水、蒸汽进行加热而生成过热蒸汽。

在这样的锅炉中，炉膛壁、规定出炉膛的上方的顶壁成为具备炉壁管的所谓的膜壁。另外，在顶壁的上方没置有配置热交换器(过热器、再热器等)的集管等的顶部室。即，构成热交换器的传热管的一部分以贯通顶壁的方式设置。若在炉膛内生成的燃烧气体向顶部室内流入，则有可能因燃烧气体的热量、成分而损伤集管等。因此，为了防止燃烧气体流入顶部室内，有时在贯通供传热管贯通的顶壁的部分设置气体的密封结构(例如，专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本实开平2-100004号公报

作为气体的密封结构，在应用通过壳体覆盖贯通部分的结构的情况下，将壳体焊接固定于顶壁侧的构件和传热管侧的构件。

在位于顶壁的上方的热交换器中，在传热管的内部流通的流体为高温(例如为500℃以上)。因此，由于在传热管的内部流通的流体的影响，传热管侧的构件成为高温。另一方面，在顶壁的炉壁管的内部流通的流体与在热交换器的传热管的内部流通的流体相比为低温。因此，顶壁侧的构件与传热管侧的构件相比，不会成为高温。这样，在传热管侧的构件与顶壁侧的构件之间存在温度差。

特别是，在推进锅炉中生成的蒸汽的高温化的最近，在过热器等中，在传热管的内部流通的流体成为进一步的高温(例如约为600℃)，在过热器的传热管侧的构件与顶壁侧的构件之间，温度差更加显著。

进而，考虑到由在过热器等传热管的内部流通的流体的进一步的高温化对传热管强度造成的影响，作为传热管侧的构件，存在使用耐热性更高的构件作为现有的顶壁的炉壁管的材质的情况，例如在使用奥氏体系不锈钢等的情况下，成为热膨胀系数比现有的钢材大的构件。

因此，随着传热管侧的构件的温度上升和传热管材料成为热膨胀系数大的值，传热管侧的构件的热伸长量变得比顶壁侧的构件的热伸长量更大。由此，传热管侧的构件的伸长被顶壁侧的构件(包括固定于顶壁侧的构件的壳体)约束而产生的应力集中容易以比以往大的应力产生，从而传热管侧的构件、壳体发生变形、损伤的可能性增加。

这样，在构成气体的密封结构的传热管侧的构件、壳体发生了变形、损伤的情况下，密封结构的密封性降低，燃烧气体有可能从炉膛内泄漏。若燃烧气体从炉膛内泄漏，则高温的燃烧气体流入顶部室内，有可能损伤集管等。另外，由于燃烧气体所包含的灰堆积在顶部室内，因此在锅炉停止时需要清扫灰。另外，有可能因堆积的灰载荷而使顶壁管变形。

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供能够抑制在炉膛内生成的燃烧气体的泄漏的锅炉的密封结构及锅炉、以及锅炉的运转方法。

为了解决上述课题，本发明的锅炉的密封结构及锅炉、以及锅炉的运转方法采用以下的方案。