Охлаждающее устройство

Охлаждающее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

[0001]

Настоящее изобретение относится к охлаждающему устройству, выполненному с возможностью охлаждения высокотемпературного элемента, способного достигать высоких температур, такого как трубопровод, используемый на промышленном предприятии, таком как теплоэлектростанция, атомная электростанция или химический завод.

Уровень техники

[0002]

Например, трубопровод, используемый на теплоэлектростанциях и т. п., предназначен для транспортировки пара, нагретого с помощью котла, к паровой турбине. По этой причине данный трубопровод представляет собой металлический трубчатый элемент, работающий в условиях высокой температуры и высокого давления. Если этот металлический трубчатый элемент используется в течение длительных промежутков времени в таких условиях, распространяются повреждения при ползучести, что приводит к образованию пор ползучести. Более того, если эти поры ползучести в конечном итоге объединяются, это приводит к образованию трещин и к поломке элемента.

[0003]

Чтобы предотвратить такую поломку, оставшийся срок службы металлических трубчатых элементов оценивается по степени повреждений при ползучести путем анализа уровня распространения пор ползучести посредством регулярного неразрушающего контроля (например, см. патентный документ 1 и патентный документ 2). Следует отметить, что для металлических трубчатых элементов, как правило, риск образования повреждений при ползучести на участках сварных швов выше, чем на участках основного металла. Таким образом, участки сварных швов являются теми областями, которые следует проверять в первую очередь.

[0004]

Как правило, металлический трубчатый элемент заменяют в тех случаях, когда результаты неразрушающего контроля показывают, что элемент имеет высокую степень повреждений при ползучести и что существует высокий риск образования повреждений при ползучести в период до следующего регулярного контроля. В таких случаях принимаются профилактические меры для снижения риска образования повреждений при ползучести путем снижения общей рабочей температуры установки, что обусловливает снижение температуры металла металлического трубчатого элемента. Однако при снижении общей рабочей температуры установки возникает проблема, заключающаяся в том, что это приводит к снижению производительности установки.

[0005]

Кроме того, например, в патентном документе 3, связанном с трубопроводами, описывается рассеивание тепла трубопроводов с использованием теплорассеивающих ребер.

Список цитированной литературы

Патентные документы

[0006]

Патентный документ 1. Публикация нерассмотренной заявки на патент Японии № 2004-085347A.

Патентный документ 2. Публикация нерассмотренной заявки на патент Японии № 2008-122345A.

Патентный документ 3. Публикация нерассмотренной заявки на патент Японии № 2003-113989A.

Раскрытие изобретения

Техническая проблема

[0007]

Хотя трубопровод можно охлаждать с помощью теплорассеивающих ребер, как описано в патентном документе 3, эффективность охлаждения может снизиться в тех случаях, когда трубопровод подвергается термической деформации и теплорассеивающие ребра также подвергаются воздействию этой тепловой деформации.

[0008]

В свете этой описанной выше проблемы целью по настоящему изобретению является создание охлаждающего устройства, способного поддерживать эффективность охлаждения даже в тех случаях, когда металлический трубчатый элемент подвергается термической деформации в высокотемпературных условиях.

Решение проблемы

[0009]

Для достижения указанной выше цели охлаждающее устройство по настоящему изобретению содержит базовые элементы, выполненные с возможностью вхождения в поверхностный контакт вдоль поверхности металлического трубчатого элемента в высокотемпературных условиях; теплорассеивающие элементы, выполненные выступающими от поверхности базовых элементов; и средство поддержания теплопередачи, выполненное с возможностью поддержания свойств передаваемого тепла от металлического трубчатого элемента к базовым элементам.

[0010]

В соответствии с этим охлаждающим устройством эффективность охлаждения может быть улучшена, даже если металлический трубчатый элемент в высокотемпературных условиях термически деформируется.

[0011]

Кроме того, в охлаждающем устройстве по настоящему изобретению средство поддержания теплопередачи содержит упругий элемент, выполненный с возможностью прижимания базовых элементов к поверхности металлического трубчатого элемента.

[0012]

В соответствии с этим охлаждающим устройством состояние, в котором базовые элементы входят в контакт с поверхностью металлического трубчатого элемента с помощью упругого элемента средства поддержания теплопередачи, сохраняется даже в тех случаях, когда металлический трубчатый элемент деформируется из-за высоких температур. В соответствии с этим охлаждающим устройством обеспечивается возможность поддержания свойств передаваемого тепла от металлического трубчатого элемента к базовым элементам и эффективность охлаждения может сохраняться, даже когда металлический трубчатый элемент термически деформируется в высокотемпературных условиях. Таким образом можно понизить температуру металла на участке с высоким риском образования повреждений при ползучести и тем самым уменьшить риск образования повреждений при ползучести.

[0013]

Кроме того, в охлаждающем устройстве по настоящему изобретению средство поддержания теплопередачи содержит смягчающий элемент, обеспеченный между базовыми элементами и металлическим трубчатым элементом, который выполнен с возможностью размягчения по мере увеличения температуры металлического трубчатого элемента.

[0014]

В соответствии с этим охлаждающим устройством смягчающий элемент средства поддержания теплопередачи размягчается с повышением температуры. Таким образом, даже если металлический трубчатый элемент деформируется под действием высоких температур, этот смягчающий элемент будет поддерживать тепловую связь между поверхностью металлического трубчатого элемента и внутренней поверхностью базовых элементов. В соответствии с этим охлаждающим устройством обеспечивается возможность поддержания свойств передаваемого тепла от металлического трубчатого элемента к базовым элементам и эффективность охлаждения может сохраняться, даже когда металлический трубчатый элемент термически деформируется в высокотемпературных условиях. Таким образом можно понизить температуру металла на участке с высоким риском образования повреждений при ползучести и тем самым уменьшить риск образования повреждений при ползучести.

[0015]

Кроме того, в охлаждающем устройстве по настоящему изобретению средство поддержания теплопередачи содержит деформируемый элемент, обеспеченный между базовыми элементами и металлическим трубчатым элементом, который выполнен с возможностью деформации и плотного прилегания по мере термической деформации металлического трубчатого элемента.

[0016]

В соответствии с этим охлаждающим устройством деформируемый элемент средства поддержания теплопередачи деформируется в тех случаях, когда металлический трубчатый элемент деформируется под действием высоких температур. Таким образом, этот деформируемый элемент будет поддерживать тепловую связь между поверхностью металлического трубчатого элемента и внутренней поверхностью базовых элементов. В соответствии с этим охлаждающим устройством обеспечивается возможность поддержания свойств передаваемого тепла от металлического трубчатого элемента к базовым элементам и эффективность охлаждения может сохраняться, даже когда металлический трубчатый элемент термически деформируется в высокотемпературных условиях. Таким образом можно понизить температуру металла на участке с высоким риском образования повреждений при ползучести и тем самым уменьшить риск образования повреждений при ползучести.

[0017]

Кроме того, в охлаждающем устройстве по настоящему изобретению теплорассеивающие элементы выполнены в виде пластин, проходящих в вертикальном направлении, при этом множество пластин размещены рядом в горизонтальном направлении.

[0018]

В соответствии с этим охлаждающим устройством пластины теплорассеивающих элементов проходят в вертикальном направлении, при этом на них множество пластин размещены рядом в горизонтальном направлении. Это стимулирует теплопередачу за счет естественной конвекции, позволяя таким образом улучшить эффективность охлаждения.

[0019]

Кроме того, в охлаждающем устройстве по настоящему изобретению теплорассеивающие элементы обеспечены по спирали вдоль центральной оси металлического трубчатого элемента.

[0020]

В соответствии с этим охлаждающим устройством можно обеспечить однородную скорость распространения потока воздуха между пластинами теплорассеивающих элементов и таким образом улучшить эффективность охлаждения.

[0021]

Кроме того, в охлаждающем устройстве по настоящему изобретению образовано множество щелей вдоль направления, в котором проходят теплорассеивающие элементы.

[0022]

В соответствии с этим охлаждающим устройством благодаря щелям теплорассеивающие элементы могут деформироваться и плотно прилегать в тех случаях, когда металлический трубчатый элемент термически деформируется в высокотемпературных условиях. Это позволяет предотвратить ситуации, в которых теплорассеивающие элементы напрягаются и передают сжимающие усилия на участки с высоким риском образования повреждений при ползучести. В результате появляется возможность предотвратить ситуации, приводящие к повреждению участков с высоким риском образования повреждений при ползучести.

[0023]

Кроме того, охлаждающее устройство по настоящему изобретению дополнительно содержит механизм обдува, который содержит полую продувочную трубу, расположенную ниже теплорассеивающих элементов, и нагнетательный вентилятор, выполненный с возможностью подачи воздуха в продувочную трубу. В продувочной трубе по бокам или сверху обеспечены отверстия.

[0024]

В соответствии с этим охлаждающим устройством воздух, выходящий из отверстий в продувочной трубе, поднимается вокруг теплорассеивающих элементов и проходит между пластинами теплорассеивающих элементов, тем самым обдувая окружающее пространство с нижней стороны от базовых элементов и теплорассеивающих элементов. В соответствии с этим охлаждающим устройством обеспечивается возможность поддержания свойств передаваемого тепла от металлического трубчатого элемента к базовым элементам и эффективность охлаждения может сохраняться, даже когда металлический трубчатый элемент термически деформируется в высокотемпературных условиях. Таким образом можно понизить температуру металла на участке с высоким риском образования повреждений при ползучести и тем самым уменьшить риск образования повреждений при ползучести.

[0025]

Кроме того, в охлаждающем устройстве по настоящему изобретению механизм обдува содержит кожух, обеспеченный c внешней стороны теплорассеивающих элементов так, чтобы закрыть периферийную часть трубчатого металлического элемента. Внутри этого кожуха обеспечена продувочная труба, а в верхней части этого кожуха образованы вентиляционные отверстия.

[0026]

В соответствии с этим охлаждающим устройством механизм обдува содержит кожух, что позволяет направлять поток воздуха и получать исключительные эффекты, обусловленные вентиляцией и связанные с сохранением свойств передачи тепла от металлического трубчатого элемента к базовым элементам.

[0027]

Кроме того, в охлаждающем устройстве по настоящему изобретению механизм обдува содержит крышку, выполненную с возможностью наложения на вентиляционные отверстия в кожухе.

[0028]

В соответствии с этим охлаждающим устройством механизм обдува содержит крышку, что позволяет предотвратить проникновение пыли через сквозные отверстия в кожухе.

[0029]

Кроме того, охлаждающее устройство по настоящему изобретению дополнительно содержит механизм воздушного охлаждения, который содержит трубчатый коллектор, окружающий внешнюю сторону металлического трубчатого элемента; выпускные сопла, расположенные на этом трубчатом коллекторе так, что выпускные отверстия обращены к металлическому трубчатому элементу; и нагнетательный вентилятор, выполненный с возможностью подачи воздуха в трубчатый коллектор.

[0030]

В соответствии с этим охлаждающим устройством металлический трубчатый элемент охлаждается воздухом, выходящим из выпускных сопел. В результате эффективность охлаждения металлического трубчатого элемента может быть улучшена. Таким образом можно понизить температуру металла на участке с высоким риском образования повреждений при ползучести и тем самым уменьшить риск образования повреждений при ползучести.

[0031]

Кроме того, в охлаждающем устройстве по настоящему изобретению по меньшей мере базовые элементы исключены со стороны, к которой обращены выпускные отверстия выпускных сопел механизма воздушного охлаждения.

[0032]

В соответствии с этим охлаждающим устройством эффективность охлаждения металлического трубчатого элемента может быть дополнительно улучшена.

[0033]

Для достижения указанной выше цели охлаждающее устройство по настоящему изобретению содержит трубчатый коллектор, окружающий внешнюю сторону металлического трубчатого элемента в состоянии без контакта с поверхностью металлического трубчатого элемента в высокотемпературных условиях; выпускные сопла, расположенные на трубчатом коллекторе так, что выпускные отверстия обращены к поверхности металлического трубчатого элемента; и нагнетательный вентилятор, выполненный с возможностью подачи воздуха в трубчатый коллектор.

[0034]

В соответствии с этим охлаждающим устройством металлический трубчатый элемент охлаждается воздухом, выходящим из выпускных сопел трубчатого коллектора механизма воздушного охлаждения и сталкивающимся с металлическим трубчатым элементом. В результате можно поддерживать эффективность охлаждения металлического трубчатого элемента. Таким образом можно понизить температуру металла на участке с высоким риском образования повреждений при ползучести и тем самым уменьшить риск образования повреждений при ползучести. Кроме того, в соответствии с этим охлаждающим устройством трубчатый коллектор окружает внешнюю сторону металлического трубчатого элемента в состоянии без контакта с поверхностью металлического трубчатого элемента, что позволяет предотвратить ситуации, в которых трубчатый коллектор контактирует с металлическим трубчатым элементом, даже в тех случаях, когда металлический трубчатый элемент подвергается термической деформации в высокотемпературных условиях. В результате можно поддерживать эффективность охлаждения металлического трубчатого элемента.

[0035]

Кроме того, настоящее изобретение дополнительно содержит теплорассеивающие элементы, обеспеченные между трубчатым коллектором и металлическим трубчатым элементом, которые выступают от поверхности металлического трубчатого элемента.

[0036]

В соответствии с этим охлаждающим устройством в нем обеспечены теплорассеивающие элементы, что позволяет улучшить свойства передачи тепла и таким образом повысить эффективность охлаждения. Кроме того, ввиду улучшения свойств передачи тепла можно уменьшить скорость потока воздуха в механизме воздушного охлаждения и снизить затраты на оборудование.

[0037]

Кроме того, охлаждающее устройство по настоящему изобретению дополнительно содержит блок регулировки скорости потока, обеспеченный на трубе подачи воздуха, соединяющей трубчатый коллектор и нагнетательный вентилятор; и блок управления, выполненный с возможностью получения скорости потока воздуха, подаваемого в трубчатый коллектор, или температуры металлического трубчатого элемента и управления блоком регулировки скорости потока в зависимости от скорости потока или температуры.

[0038]

В соответствии с этим охлаждающим устройством можно поддерживать эффективность охлаждения металлического трубчатого элемента.

Преимущественные эффекты изобретения

[0039]

В соответствии с настоящим изобретением можно поддерживать эффективность охлаждения, даже если металлический трубчатый элемент в высокотемпературных условиях термически деформируется.

Краткое описание чертежей

[0040]

На фиг.1 схематично представлена конфигурация металлического трубчатого элемента, к которому было применено охлаждающее устройство в соответствии с вариантом осуществления по настоящему изобретению.

На фиг.2 схематично представлена конфигурация металлического трубчатого элемента, к которому было применено охлаждающее устройство в соответствии с вариантом осуществления по настоящему изобретению.

На фиг.3 схематично представлена конфигурация охлаждающего устройства в соответствии с первым вариантом осуществления по настоящему изобретению.

На фиг.4 представлен вид в поперечном сечении по линии A-A, изображенной на фиг.3.

На фиг.5 схематично представлена конфигурация охлаждающего устройства в соответствии с первым вариантом осуществления по настоящему изобретению.

На фиг.6 схематично представлена конфигурация охлаждающего устройства в соответствии с первым вариантом осуществления по настоящему изобретению.

На фиг.7 схематично представлена конфигурация охлаждающего устройства в соответствии с седьмым вариантом осуществления по настоящему изобретению.

На фиг.8 представлен вид в поперечном сечении по линии B-B, изображенной на фиг.7.

На фиг.9 схематично представлена конфигурация охлаждающего устройства в соответствии со вторым вариантом осуществления по настоящему изобретению.

На фиг.10 схематично представлена конфигурация охлаждающего устройства в соответствии со вторым вариантом осуществления по настоящему изобретению.

На фиг.11 схематично представлена конфигурация охлаждающего устройства в соответствии с третьим вариантом осуществления по настоящему изобретению.

На фиг.12 схематично представлена конфигурация охлаждающего устройства в соответствии с четвертым вариантом осуществления по настоящему изобретению.

На фиг.13 схематично представлена конфигурация охлаждающего устройства в соответствии с пятым вариантом осуществления по настоящему изобретению.

На фиг.14 схематично представлена конфигурация охлаждающего устройства в соответствии с шестым вариантом осуществления по настоящему изобретению.

На фиг.15 схематично представлена конфигурация охлаждающего устройства в соответствии с шестым вариантом осуществления по настоящему изобретению.

На фиг.16 схематично представлена конфигурация охлаждающего устройства в соответствии с шестым вариантом осуществления по настоящему изобретению.

На фиг.17 схематично представлена конфигурация охлаждающего устройства в соответствии с седьмым вариантом осуществления по настоящему изобретению.

На фиг.18 схематично представлена конфигурация охлаждающего устройства в соответствии с восьмым вариантом осуществления по настоящему изобретению.

На фиг.19 схематично представлена конфигурация охлаждающего устройства в соответствии с девятым вариантом осуществления по настоящему изобретению.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

[0041]

Ниже будет приведено подробное описание вариантов осуществления в соответствии с настоящим изобретением на основе чертежей. Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничено данными вариантами осуществления. Кроме того, составные элементы в описанных ниже вариантах осуществления включают в себя те элементы, которые могут быть легко заменены специалистом в данной области техники, или те элементы, которые по существу являются одинаковыми.

[0042]

На фиг.1 и 2 схематично представлены конфигурации металлического трубчатого элемента, к которому было применено охлаждающее устройство в соответствии с вариантом осуществления по настоящему изобретению.

[0043]

Металлический трубчатый элемент 100, представленный на фиг.1 и 2, выполнен в виде трубопровода, используемого на промышленном объекте, таком как теплоэлектростанция, атомная электростанция или химический завод. Текучую среду при высокой температуре и высоком давлении (например, водяной пар) пропускают через внутреннюю часть этого металлического трубчатого элемента 100. Другими словами, металлический трубчатый элемент 100 находится в высокотемпературных условиях. Периферийная часть металлического трубчатого элемента 100 покрыта теплоизоляционным материалом 101, чтобы уменьшить влияние температуры на окружающую среду. Следует отметить, что металлический трубчатый элемент 100 может представлять собой не трубопровод, а сосуд, в котором содержится текучая среда при высокой температуре и высоком давлении.

[0044]

Как описано выше, если металлический трубчатый элемент 100 используется в течение длительных промежутков времени в таких высокотемпературных условиях, распространяются повреждения при ползучести, что приводит к образованию пор ползучести. Более того, если эти поры ползучести в конечном итоге объединяются, это приводит к образованию трещин и к поломке элемента. Чтобы предотвратить такую поломку, оставшийся срок службы металлического трубчатого элемента 100 оценивается по степени повреждений при ползучести путем анализа уровня распространения пор ползучести посредством регулярного неразрушающего контроля. В частности, как показано на фиг.2, теплоизоляционный материал 101, закрывающий области, расположенные в непосредственной близости от участка 102 сварного шва, которые представляют собой участок с высоким риском образования повреждений при ползучести, удаляется. На фиг.2 показано состояние, в котором теплоизоляционный материал 101, закрывающий области, расположенные в непосредственной близости от участка 102 сварного шва, обеспеченного в направлении вдоль окружности трубопровода, а именно металлического трубчатого элемента 100, непрерывно удаляется в направлении вдоль окружности таким образом, чтобы открыть участок 102 сварного шва и области, расположенные в непосредственной близости от него.

[0045]

Затем в тех случаях, когда результаты неразрушающего контроля показывают, что существует высокий риск образования повреждений при ползучести в период до следующего регулярного контроля, металлический трубчатый элемент заменяют; а в тех случаях, когда существует повышенный риск образования повреждений при ползучести в период до следующего регулярного контроля, применяют охлаждающее устройство, описанное в настоящем документе.

[0046]

Первый вариант осуществления

На фиг.3 схематично представлена конфигурация охлаждающего устройства в соответствии с настоящим вариантом осуществления. На фиг.4 представлен вид в поперечном сечении по линии A-A, изображенной на фиг.3. На фиг.5 схематично представлена конфигурация охлаждающего устройства в соответствии с настоящим вариантом осуществления. На фиг.6 схематично представлена конфигурация охлаждающего устройства в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

[0047]

Охлаждающее устройство 1, показанное на фиг.3-6, применяется в тех случаях, когда поверхность металлического трубчатого элемента 100 непрерывна в направлении, которое имеет горизонтальное направление Н в качестве основного направления. «Направление, которое имеет горизонтальное направление Н в качестве основного направления», определяется как горизонтальное направление Н и направление, отклоненное от горизонтального направления H менее чем на 45 градусов. Металлический трубчатый элемент 100, показанный на фиг.3-6, расположен так, что его центральная ось S проходит в горизонтальном направлении Н.

[0048]

Как показано на фиг.3 и 4, охлаждающее устройство 1 снабжено базовыми элементами 2, теплорассеивающими элементами 3 и средством 4 поддержания теплопередачи.

[0049]

Базовые элементы 2 выполнены из металла и имеют форму пластин, а внутренняя поверхность 2А, которая контактирует с поверхностью 100А металлического трубчатого элемента 100, формируется в соответствии с формой поверхности 100А металлического трубчатого элемента 100 так, чтобы базовые элементы 2 находились в поверхностном контакте с поверхностью 100А металлического трубчатого элемента 100 до термической деформации. В настоящем варианте осуществления, как показано на фиг.4, металлический трубчатый элемент 100 выполнен в виде трубопровода, а базовые элементы 2 выполнены в соответствии с формой поверхности 100А трубопровода так, чтобы диаметр (внутренний диаметр) внутренней поверхности 2А трубчатой формы соответствовал наружному диаметру поверхности 100А трубопровода. Кроме того, в базовых элементах 2 трубчатая форма разделена (в настоящем варианте осуществления она разделена на два сегмента) в радиальном направлении и фланцы 2В, обеспеченные на каждом конце сегментов, состыкованы друг с другом. Разделенные сегменты соединены с помощью болтов 41, которые проходят через каждый из фланцев 2B, и гаек 42, которые навинчены на каждый из болтов 41.

[0050]

Теплорассеивающие элементы 3 выполнены выступающими от поверхности 2C базовых элементов 2. Теплорассеивающие элементы 3 выполнены в виде пластин, изготовленных из металла, и, как показано на фиг.3, множество их выполнено проходящими в вертикальном направлении Р (пересекающем горизонтальное направление Н под углом 90 градусов) и размещенными рядом в горизонтальном направлении Н. Кроме того, теплорассеивающие элементы 3 выполнены в виде пластин и, как показано на фиг.5, располагаются в форме спирали вдоль центральной оси S металлического трубчатого элемента 100. Кроме того, как показано на фиг.6, вдоль направления, в котором проходят пластины теплорассеивающих элементов 3, формируется множество щелей 3А. Щели 3А выполнены из выступающей кромки теплорассеивающих элементов 3 по направлению к поверхности 2С стороны базовых элементов 2 и могут или не могут достигать поверхности 2С базовых элементов 2.

[0051]

Обратите внимание, что теплорассеивающие элементы 3 могут быть выполнены как единое целое с базовыми элементами 2 или как отдельные от них детали из того же материала или могут быть выполнены как отдельные от базовых элементов 2 детали из другого материала. Кроме того, теплорассеивающие элементы 3 не ограничиваются пластинами и, хотя это не показано на чертежах, могут быть выполнены в форме стержней. Кроме того, хотя это не показано на чертежах, поперечное сечение теплорассеивающих элементов 3 может быть полым.

[0052]

Средство 4 поддержания теплопередачи выполнено с возможностью поддержания свойств передаваемого тепла от металлического трубчатого элемента 100 к базовым элементам 2. Как показано на фиг.4, средство 4 поддержания теплопередачи выполнено из базовых элементов 2, выполненных в соответствии с формой трубопровода, а именно металлического трубчатого элемента 100, до термической деформации так, что диаметр (внутренний диаметр) внутренней поверхности 2А трубчатой формы соответствует наружному диаметру поверхности 100А трубопровода; трубчатая форма разделена в радиальном направлении; фланцы 2В, обеспеченные на каждом конце сегментов, состыкованы друг с другом; и разделенные сегменты соединены с помощью болтов 41, которые проходят через каждый из фланцев 2В, и гаек 42, которые навинчены на каждый из болтов 41. Т. е. в средстве 4 поддержания теплопередачи в этом случае базовые элементы 2 выполнены с внутренней поверхностью 2А в соответствии с формой поверхности 100А металлического трубчатого элемента 100 до термической деформации; а фланцы 2В на каждом конце сегментов соединены с помощью болтов 41 и гаек 42. Таким образом, по существу осуществляется посадка с натягом, и в тех случаях, когда металлический трубчатый элемент 100 подвергается деформации из-за высоких температур, сохраняется состояние контакта между базовыми элементами 2 и поверхностью 100А металлического трубчатого элемента 100. В результате обеспечивается возможность поддержания свойств передаваемого тепла от металлического трубчатого элемента 100 к базовым элементам 2 и эффективность охлаждения может сохраняться, даже когда металлический трубчатый элемент 100 термически деформируется в высокотемпературных условиях. Таким образом можно понизить температуру металла на участке с высоким риском образования повреждений при ползучести и тем самым уменьшить риск образования повреждений при ползучести.

[0053]

Таким образом, охлаждающее устройство 1 настоящего варианта осуществления содержит базовые элементы 2, выполненные с возможностью вхождения в поверхностный контакт вдоль поверхности 100A металлического трубчатого элемента 100 в высокотемпературных условиях; теплорассеивающие элементы 3, выполненные выступающими от поверхности базовых элементов 2; и средство 4 поддержания теплопередачи, выполненное с возможностью поддержания свойств передаваемого тепла от металлического трубчатого элемента 100 к базовым элементам 2. Таким образом, эффективность охлаждения может быть улучшена даже в тех случаях, когда металлический трубчатый элемент 100 в высокотемпературных условиях термически деформируется.

[0054]

Кроме того, в охлаждающем устройстве 1 настоящего варианта осуществления теплорассеивающие элементы 3 выполнены в виде пластин, проходящих в вертикальном направлении P, при этом множество пластин размещены рядом в горизонтальном направлении H.

[0055]

В соответствии с этим охлаждающим устройством 1 пластины теплорассеивающих элементов 3 проходят в вертикальном направлении P, при этом множество пластин размещены рядом в горизонтальном направлении H. Это стимулирует теплопередачу за счет естественной конвекции, позволяя таким образом улучшить эффективность охлаждения.

[0056]

Кроме того, в охлаждающем устройстве 1 настоящего варианта осуществления теплорассеивающие элементы 3 обеспечены по спирали вдоль центральной оси S металлического трубчатого элемента 100.

[0057]

В соответствии с этим охлаждающим устройством 1 можно обеспечить однородную скорость распространения потока воздуха между пластинами теплорассеивающих элементов 3 и таким образом улучшить эффективность охлаждения.

[0058]

Кроме того, в охлаждающем устройстве 1 настоящего варианта осуществления вдоль направления, в котором проходят пластины теплорассеивающих элементов 3, формируется множество щелей 3А.

[0059]

В соответствии с этим охлаждающим устройством 1 благодаря щелям 3A теплорассеивающие элементы 3 могут деформироваться и плотно прилегать в тех случаях, когда металлический трубчатый элемент 100 термически деформируется в высокотемпературных условиях. Это позволяет предотвратить ситуации, в которых теплорассеивающие элементы 3 напрягаются и передают сжимающие усилия на участки с высоким риском образования повреждений при ползучести. В результате появляется возможность предотвратить ситуации, приводящие к повреждению участков с высоким риском образования повреждений при ползучести. Следует отметить, что аналогичные положительные эффекты могут быть получены в результате формирования щелей 3A в виде надрезов.

[0060]

Второй вариант осуществления

На фиг.7 схематично представлена конфигурация охлаждающего устройства в соответствии с настоящим вариантом осуществления. На фиг.8 представлен вид в поперечном сечении по линии B-B, изображенной на фиг.7. На фиг.9 схематично представлена конфигурация охлаждающего устройства в соответствии с настоящим вариантом осуществления. На фиг.10 схематично представлена конфигурация охлаждающего устройства в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

[0061]

Охлаждающее устройство 1, показанное на фиг.7-10, применяется в тех случаях, когда поверхность металлического трубчатого элемента 100 непрерывна в направлении, которое имеет вертикальное направление в качестве основного направления. «Направление, которое имеет вертикальное направление P в качестве основного направления», определяется как вертикальное направление P и направление, отклоненное от вертикального направления P менее чем на 45 градусов. Металлический трубчатый элемент 100, показанный на фиг.7-10, расположен так, что его центральная ось S проходит в вертикальном направлении P. Следует отметить, что направление, отклоненное под углом 45 градусов по отношению к вертикальному направлению Р, совпадает с направлением, отклоненным под углом 45 градусов по отношению к горизонтальному направлению Н, и в этом случае можно применять охлаждающее устройство 1 либо по настоящему варианту осуществления, либо по варианту осуществления, описанному выше.

[0062]

Как показано на фиг.7-9, охлаждающее устройство 1 снабжено базовыми элементами 2, теплорассеивающими элементами 3 и средством 4 поддержания теплопередачи (см. фиг.8).

[0063]

Базовые элементы 2 выполнены из металла и имеют форму пластин, а внутренняя поверхность 2А, которая контактирует с поверхностью 100А металлического трубчатого элемента 100, формируется в соответствии с формой поверхности 100А металлического трубчатого элемента 100 так, чтобы базовые элементы 2 находились в поверхностном контакте с поверхностью 100А металлического трубчатого элемента 100 до термической деформации. В настоящем варианте осуществления, как показано на фиг.8, металлический трубчатый элемент 100 выполнен в виде трубопровода, а базовые элементы 2 выполнены в соответствии с формой поверхности 100А трубопровода так, чтобы диаметр (внутренний диаметр) внутренней поверхности 2А трубчатой формы соответствовал наружному диаметру поверхности 100А трубопровода. Кроме того, в базовых элементах 2 трубчатая форма разделена (в настоящем варианте осуществления она разделена на два сегмента) в радиальном направлении и фланцы 2В, обеспеченные на каждом конце сегментов, состыкованы друг с другом. Разделенные сегменты соединены с помощью болтов 41, которые проходят через каждый из фланцев 2B, и гаек 42, которые навинчены на каждый из болтов 41.

[0064]

Теплорассеивающие элементы 3 выполнены выступающими от поверхности 2C базовых элементов 2. Теплорассеивающие элементы 3 выполнены в виде пластин, изготовленных из металла, и, как показано на фиг.7 и 9, множество их выполнено проходящими в вертикальном направлении Р (пересекающем горизонтальное направление Н под углом 90 градусов) и размещенными рядом в горизонтальном направлении Н. Кроме того, как показано на фиг.10, вдоль направления, в котором проходят пластины теплорассеивающих элементов 3, формируется множество щелей 3А. Щели 3А выполнены из выступающей кромки теплорассеивающих элементов 3 по направлению к поверхности 2С стороны базовых элементов 2 и могут или не могут достигать поверхности 2С базовых элементов 2.

[0065]

Обратите внимание, что теплорассеивающие элементы 3 могут быть выполнены как единое целое с базовыми элементами 2 или как отдельные от них детали из того же материала или могут быть выполнены как отдельные от базовых элементов 2 детали из другого материала. Кроме того, теплорассеивающие элементы 3 не ограничиваются пластинами и, хотя это не показано на чертежах, могут быть выполнены в форме стержней. Кроме того, хотя это не показано на чертежах, поперечное сечение теплорассеивающих элементов 3 может быть полым.

[0066]

Средство 4 поддержания теплопередачи выполнено с возможностью поддержания свойств передаваемого тепла от металлического трубчатого элемента 100 к базовым элементам 2. Как показано на фиг.8, средство 4 поддержания теплопередачи выполнено из базовых элементов 2, выполненных в соответствии с формой трубопровода, а именно металлического трубчатого элемента 100, до термической деформации так, что диаметр (внутренний диаметр) внутренней поверхности 2А трубчатой формы соответствует наружному диаметру поверхности 100А трубопровода; трубчатая форма разделена в радиальном направлении; фланцы 2В, обеспеченные на каждом конце сегментов, состыкованы друг с другом; и разделенные сегменты соединены с помощью болтов 41, которые проходя