KR100705418B1 - 증기발생기 내의 전열관을 위한 지지격자판 - Google Patents

Abstract

지지격자판(10)은 2개 이상의 맞물림식 기다란 스트립(1, 2, 12, 13, 22, 23, 32, 33, 52, 53, 62, 63, 72, 73, 91, 102, 203, 304)을 포함한다. 상기 스트립은, 증기발생기 전열관(11)에 응력 부식 균열에 의한 부식발생 위험을 최소화시키면서 증기발생기 전열관(11)을 위한 충분한 측면 지지를 제공하도록 구조되고 구성된다.

Description

증기발생기 내의 전열관을 위한 지지격자판{A SUPPORT FOR TUBES WITHIN A STEAM GENERATOR}

(관련출원에 대한 참고문원)

본 출원은 1999년 6월 18일에 출원한 미국 가출원 번호 60/139,727 및 1999년 6월 25일에 출원한 미국 가출원 번호 60/140,755를 우선권 주장하였고 이들 출원과 관련되어 있다.

(기술 분야)

본 발명은 전체적으로 증기발생기내의 배관(tubing)을 위한 지지 구조에 관한 것이고, 더 자세하게는 본 발명은 증기발생기 전열관의 응력 부식 균열(stress corrosion cracking)에 의한 부식발생 위험을 최소화시키면서, 증기발생기 배관을 위한 측면 지지를 제공하는 지지격자판(grid array)에 관한 것이다.

증기발생기는 원자력 발전소의 1차 계통(coolant system)으로부터 핵 분열-발생된 열(fission-generated heat)을 원자력 발전소의 제 2 증기 시스템으로 전달하기 위해 원자력 발전소에 사용된다. 전형적으로 1차 계통의 냉각수는 증기발생기내에 있는 전열관을 통하여 유동하는 한편, 2차 계통의 냉각수는 전열관의 외부를 에워싼다. 1차 계통의 냉각수로부터 2차 계통의 냉각수로 충분한 열 전달을 확보하기 위해서는, 증기발생기 전열관은 충분히 얇아야 하며 비교적 높은 열 전달 계수를 가진 재료로 구성되어야 하고 충분한 열 전달 면적을 가져야한다. 부가적으로, 구성 재료는 제 1 시스템 측으로부터 제 2 시스템 측으로 전열관에 걸쳐 발생되는 높은 수준의 차압(differential pressure)에 견딜 수 있어야한다. 이러한 설계 필요조건을 충족하려면 증기발생기내에 길이가 충분히 긴 배관을 구비해야한다. 따라서 증기발생기를 통하여 그리고 배관의 횡방향을 따라 다양한 지점에서 배관을 위한 측면 지지를 제공하는 것이 필요하다.

증기발생기 배관을 위한 측면 지지는 종래에는 소위 "마름모형 칸막이를 갖는 지지격자판(eggcrate)"인 지지격자판(grid array)에 의해 제공되었다. 종래의 지지격자판은 2개 이상의 이격된 맞물림 바 또는 스트립(strip)으로 구성되었다. 증기발생기 전열관은 스트립들 사이의 간격을 통하여 뻗어있고 스트립의 측면부와 물리적으로 접촉한다.
미국 특허 제 4,359,088 호는 세 세트의 서로 평행한 스트립을 포함하는 알려진 격자 차양을 개시하고 있는데 각각의 세트는 나머지 2개의 세트로부터 60도로 배향되는 다른 방향으로 뻗어있다. 스트립들 중 하나의 세트는 양측 에지에 슬롯이 형성되어 있고 나머지 두 세트의 스트립은 일측 에지에 슬롯이 형성되어 있다. 스트립은 지점식 전열관 지지(point tube support)를 제공하기 위한 딤플(dimple)을 갖는다. 이들 스트립은 전열관의 삼각형 어레이를 지지하고 정렬하기 위한 6각형 셀을 형성하도록 서로 맞물려있다.

원자력발전소의 증기발생기(nuclear steam generator)와 연계된 오랜 문제점은 소실(wastage), 피팅(pitting), 전반적인 입자계 부식(general intergranular attack)은 물론 응력 부식 균열을 포함하는 다양한 부식 현상에 의해 전열관의 잠행성 부식(insidious attacking)이 발생한다는 것이다. 응력 부식 균열은 복잡한 현상이어서 그 메카니즘이 완전히 이해되지는 않지만 이는 화학 흡착에 의한 표면에너지 감소 또는 국부적인 갈바니 부식(galvanic attack) 또는 이들의 조합과 연관이 있다는 것을 대체로 알 수 있다. 부가적으로, 응력 부식 균열과 연계된 환경적인 효과(environmental effect)가 있다는 것을 알 수 있고, 그 중 두 가지의 주요한 요소는 인장 응력 수준과 부식 매체의 화학적 성질이다.

증기발생기 전열관은 작동 중에는 일정한 인장 응력 하에 있는데 이는 전열관내의 제 1 시스템 압력이 전열관을 에워싸는 증기 발전소 압력 보다 현저하게 높기 때문이다. 더욱이, 증기발생기 내의 제 2 발전소 냉각수는 일반적으로, 다른 형태의 부식(corrosive attack)을 완화시키기 위해 비교적 높은 pH(>10.0)로 유지된다. 하지만 증기발생기 전열관과 종래의 마름모형 칸막이를 갖는 지지격자판 사이의 접촉면적 때문에, 미립자 물질의 축적(통상 당업계에서는 "슬러지"라 함)이 이들 접촉 면적에서 발생할 수 있다. 증기를 발생시키기 위해, 증기발생기내의 유체가 끓을 때 비 휘발성 화학물질의 일부가 축적된 슬러지 내로 들어가게 한다. 그 결과, 축적된 슬러지는 그 접촉 면적에 있는 화학물질을 농축하여 국부적인(localized) pH를 증가시키고 이에 의해 응력 부식 균열 가능성을 증진시킨다. 일단 균열이 시작되고나서 특정 "임계 길이"에 도달하게 되면 이로 인해 전열관의 "물고기 입 형상(fish mouth)" 파열이 발생될 수 있다.

따라서 증기발생기내에서 전열관을 측면 지지함과 동시에 지지격자판 및 전열관 사이의 접촉점에서 슬러지가 축적되는 것을 최소화하는 지지격자판을 제공할 필요가 있다.

따라서 본 발명의 주 목적은 전열관에 충분한 측면 지지를 제공함과 동시에 응력 부식 균열에 의한 전열관의 부식 가능성을 감소시키는 증기발생기 전열관 지지 지지격자판을 제공하는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 있어서, 증기발생기 내의 전열관을 위한 지지 구조는 2개 이상의 제 1 슬롯을 포함하는 2개 이상의 기다란 제 1 스트립과, 2개 이상의 기다란 제 2 스트립을 포함한다. 2개 이상의 제 1 슬롯 각각은 기다란 제 1 스트립의 최상단부에 위치된 개방부와, 기다란 제 1 스트립의 중앙부에 근접하게 위치된 폐쇄부를 구비한다. 제 1 슬롯의 폐쇄부의 너비는 제 1 슬롯의 개방부의 너비 보다 크다. 2개 이상의 기다란 제 2 스트립 각각은 2개 이상의 제 1 슬롯 각각에 수용된다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 증기발생기내의 전열관을 위한 지지 그리드는 2개 이상의 기다란 제 1 및 제 2 스트립을 포함한다. 2개 이상의 기다란 제 1 스트립 각각은 제 1 돌출부(protuberant portion)를 포함하는 단면을 갖고 제 1 스트립의 길이를 따라 배열된 2개 이상의 제 1 슬롯을 포함한다. 2개 이상의 기다란 제 2 스트립은 제 2 돌출부를 포함하는 단면을 갖고, 각각의 기다란 제 2 스트립은 2개 이상의 제 1 슬롯 각각에 수용된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 증기발생기 전열관을 위한 측면 지지 지지격자판은 2개 이상의 기다란 제 1 및 제 2 스트립을 포함한다. 기다란 제 1 스트립은 기다란 제 1 스트립의 최상부에 위치된 개방부와, 기다란 제 1 스트립의 중앙부 근처에 위치된 폐쇄부를 포함한다. 개방부 및 폐쇄부 중간에 있는 슬롯 부분은 슬롯의 개방부 및 폐쇄부의 너비 보다 큰 너비를 갖는다. 2개 이상의 기다란 제 2 스트립 각각은 2개 이상의 제 1 슬롯 각각에 수용된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 증기발생기 내의 전열관을 위한 측면 지지를 제공하기 위한 전열관 지지 그리드는 기다란 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 스트립을 포함한다. 2개 이상의 기다란 제 1 스트립 각각은 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 단면을 갖고, 스트립의 바닥부를 따라 번갈아(in alternating fashion) 배열되는 2개 이상의 제 1 및 제 2 슬롯을 포함한다. 기다란 제 1 스트립은 지지 지지격자판의 제 1 방향으로 뻗어있다. 2개 이상의 기다란 제 2 스트립 각각은 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 단면을 갖고 스트립의 최상부 및 바닥부를 따라 번갈아 배열되는 2개 이상의 제 3 및 제 4 슬롯을 포함한다. 제 3 슬롯 각각은 제 1 슬롯 각각에 맞물리고 이에 따라 각각의 기다란 제 2 스트립은 지지 지지격자판에서 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 뻗어 있다. 2개 이상의 기다란 제 3 스트립 각각은 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 단면을 갖고 스트립의 최상부를 따라 번갈아 배열되는 2개 이상의 제 5 및 제 6 슬롯을 포함한다. 제 5 슬롯 각각은 제 2 슬롯 각각에 맞물리고 이에 따라 각각의 기다란 제 3 스트립은 기다란 제 2 스트립에 평행한 제 2 방향으로 뻗게 된다. 2개 이상의 기다란 제 4 스트립 각각은 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 단면을 갖고, 스트립의 최상부와 바닥부를 따라 번갈아 각각 배열되는 2개 이상의 제 7 및 제 8 슬롯을 포함한다. 각각의 제 7 슬롯은 제 4 슬롯 각각에 맞물리고 각각의 제 8 슬롯은 제 6 슬롯 각각에 맞물리고 이에 따라 각각의 기다란 제 4 스트립이 기다란 제 1 스트립에 평행한 제 1 방향으로 뻗게 된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 증기발생기내의 전열관을 위한 전열관 지지 그리드는 2개 이상의 기다란 제 1 및 제 2 스트립을 포함한다. 기다란 제 1 스트립은, 기다란 제 1 스트립이 실질적으로 T-형상의 단면을 갖도록 위치된 제 1 돌출부를 포함하는 단면을 갖는다. 기다란 제 2 스트립은, 기다란 제 2 스트립이 실질적으로 T-형상의 단면을 갖도록 위치된 제 2 돌출부를 포함하는 단면을 갖는다. 2개 이상의 슬롯은 기다란 제 1 슬롯의 길이를 따라 배열되고 각각의 제 1 슬롯은 개방부 및 폐쇄부를 포함하고 개방부는 제 2 돌출부를 수용하도록 치수가 정해진 너비(제 1 슬롯과 제 2 돌출부가 도시된 도면 중 도 9에서 나타나는 바와 같이, '치수가 정해진 너비'에서의 '치수'는 제 1 슬롯에서 제 2 돌출부를 수용하기 위한 너비라는 것을 알 수 있다. 다시 말해서, 제 1 슬롯에 제 2 돌출부를 끼워 넣기 위한 제 1 슬롯의 너비의 치수는 제 2 돌출부 두께와 유사하다는 것을 의미한다)를 갖는다. 각각의 기다란 제 2 스트립은 2개 이상의 슬롯 각각에 수용된다.

첨부된 도면은 이하 상세한 설명에서 참조될 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부분 사시도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 확대된 부분 사시도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기다란 제 1 스트립의 부분 정면도.

도 4는 본 발명에 따른 지지 어레이(support array)의 부분 평면도.

도 5는 본 발명의 변경 실시예에 따른 부분 사시도.

도 6은 본 발명의 변경 실시예에 따른 기다란 제 1 스트립의 변경 실시예의 부분 정면도.

도 7은 본 발명에 따른 기다란 제 1 스트립의 다른 실시예의 부분 정면도.

도 8은 본 발명에 따른 기다란 제 2 스트립의 실시예의 부분 정면도.

도 9(a) 및 도 9(b)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기다란 제 1 및 제 2 스트립 각각의 부분 정면도 및 횡단면도.

도 10(a) 및 도 10(b)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기다란 제 1 및 제 2 스트립 각각의 정면도.

도 11은 도 10(a) 및 도 10(b)에 도시된 기다란 제 1 및 제 2 스트립을 병합 한 실시예의 부분 사시도.

도 12(a) 및 도 12(b)는 본 발명의 제 1 및 제 2 스트립 각각의 또 다른 실시예를 각각 도시하는 도면.

도 13(a) 및 도 13(b)는 본 발명에 따른 추가적인 실시예의 기다란 제 1 스트립의 정면도 및 기다란 제 1 및 제 2 스트립의 횡단면도.

도 14(a) 및 도 14(b)는 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 기다란 제 1 및 제 2 스트립 각각의 정면도.

도 15(a) 및 도 15(b)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기다란 제 1 및 제 2 스트립 각각의 정면도.

도 16(a) 및 도 16(b)는 도 13(a) 및 도 13(b)에 도시된 실시예의 변형인 또 다른 실시예의 기다란 제 1 스트립의 정면도, 및 기다란 제 1 및 제 2 스트립의 횡단면도.

도 17(a) 및 도 17(b)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기다란 제 1 및 제 2 스트립 각각의 정면도.

도 18(a) 및 도 18(b)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기다란 제 1 및 제 2 스트립 각각의 정면도.

도 19는 도 18(a) 및 도 18(b)에 도시된 실시예의 부분 사시도.

도 20(a) 및 도 20(b)는 도 18(a) 및 도 18(b)의 실시예의 변형의 기다란 제 1 및 제 2 스트립 각각의 정면도.

도 21(a) 내지 도 21(d)는 본 발명의 최종 실시예에 따른 기다란 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 스트립 각각의 정면도.

도 22는 도 21(a) 내지 도 21(d)에 도시된 스트립을 병합한 실시예의 부분 사시도.

도 1 및 도 2에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 증기발생기 지지 지지격자판(10)의 사시도가 도시되어 있다. 지지격자판(10)은 2개 이상의 기다란 제 2 스트립(2)과 맞물리는 2개 이상의 기다란 맞물림식 제 1 스트립(1)을 포함한다. 기다란 제 1 및 제 2 스트립(1, 2) 각각의 횡단면에는 스트립(1, 2)에 다소 T-형상의 횡단면을 부여하는 돌출부(5)가 포함되어 있다. 기다란 제 1 및 제 2 스트립(1, 2)은(1)의 비 돌출부를 따라 위치된 2개 이상의 슬롯(4)을 통하여 맞물려 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 슬롯(4)은 개방부(6)와 폐쇄부(8)를 포함한다. 개방부(6)는 슬롯(4)의 나머지 부분의 보다 넓어서 슬롯에 수용되는 기다란 스트립의 돌출부(5)를 수용하기에 용이하다.

도 4에는 바람직한 실시예에 따라 단일의 증기발생기 전열관(11)을 위한 지지격자판(10)에 의해 제공된 지지격자판의 평면도가 도시되어 있다. 이러한 실례에 있어서, 기다란 제 1 스트립(1)은 서로 맞물리고 기다란 제 2 스트립(2)과도 맞물린다. 이러한 맞물림식 기다란 스트립(1, 2)에 의해 형성된 공간(15)을 통하여 상향으로 뻗어있는 것은 증기발생기 전열관(11)이다. 도시된 바와 같이, 공간(15)에서 전열관(11)이 적어도 4개의 접촉 지점(19)에 기다란 스트립(1, 2)을 접촉하게 하고 그래서 전열관(11)을 위한 측면 지지가 제공되도록 슬롯(도 4에는 도시되지 않음)이 이격되어 배열된다. 기다란 제 1 및 제 2 스트립(1, 2) 각각은 상기한 T-형상 횡단면을 가지기 때문에, 연속적인 접촉 길이는 각각의 스트립의 돌출부(5)에 제한된다. 증기발생기 전열관(11)과 기다란 스트립(1, 2) 사이의 이와 같이 감소된 접촉길이로 인해 슬러지(sludge)가 응축될 수 있는 표면적이 감소된다. 슬러지 축적이 응력 부식 균열을 개시하는 주요한 원인이므로, 응력 부식 균열에 의해 부식(attack)되는 각각의 전열관(11) 영역이 감소된다. 더욱이, 전열관(11)과 기다란 스트립(1, 2) 사이에 존재하는 접촉영역은 임계 길이 보다 작다. 따라서 응력 부식 균열이 그 나머지 접촉 영역에서 발생하더라도 어떠한 균열도 임계 길이 값에 도달하지는 않을 것이다.

몰론 당업자는 본 발명이 설명되고 도시된 바람직한 실시예에 국한되는 것이 아니라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들면, 동일하지 않은 높이{2inch(50.8mm)와 1inch(25.4mm) 높이가 각각 바람직한 높이임}로된 기다란 제 1 및 제 2 스트립이 도시되었지만 이러한 경우만 있는 것은 아니다. 더욱이, 도 4에 도시된 실례에서 볼 수 있는 바와 같이, 바람직한 실시예에서는 기다란 스트립은 수직으로 배열되어 있지 않지만 이러한 배열이 배제되는 것은 아니다.

본 발명의 몇몇의 변경 실시예가 이제 설명될 것이다.

도 5에는 본 발명의 제 1 변경 실시예에 따른 증기발생기 전열관 지지 지지격자판(10)의 부분 사시도가 도시되어 있다. 지지격자판(10)은 2개 이상의 기다란 제 2 스트립(13)과 맞물리는 2개 이상의 기다란 맞물림식 제 1 스트립(12)을 포함한다. 이들 기다란 제 1 및 제 2 스트립(12, 13)은 기다란 제 1 스트립(12)의 길이를 따라 위치된 2개 이상의 슬롯(14)을 통하여 맞물린다. 물론 당업자는, 이 형태가 도시된 구성에 국한되는 것이 아니라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 실제로, 기다란 제 1 스트립(12)은 최상부나 바닥부에서만 2개 이상의 맞물림 슬롯(14)을 구비할 수 있다.

도 6을 참조하면, 제 1 스트립(12)을 따라 위치된 각각의 슬롯(14)은 개방부(16)와 폐쇄부(18)를 구비한다. 폐쇄부(18)는 슬롯(14)의 나머지 부분 보다 현저하게 넓다. 특히 각각의 슬롯(14)은, 기다란 제 1 스트립(12)들 중 다른 하나 또는 기다란 제 2 스트립(13)들 중 하나 중에서 어느 하나가 슬롯(14)내에 미끄럼 끼워맞춤(fit snugly)되게 하는 너비(W1)를 갖는다. 원한다면, 너비(W1)는 기다란 스트립(12, 13) 사이에서 90도를 넘는 각 변위를 위해 충분한 공간을 더 제공할 수 있다(도 4 참조). 폐쇄부(18)는 슬롯(14)의 나머지 부분 보다 큰 너비(W2)를 갖는다. 상기 보다 큰 너비(W2)로 인해 증기발생기 전열관(11)과 기다란 스트립(12, 13) 사이의 연속적인 접촉 길이가 감소된다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 변경 실시예가 도시되어 있다. 당해 실시예에서 기다란 제 1 스트립(22)은 제 1 변경 실시예에 도시된 슬롯과 유사한 슬롯(24)을 포함한다. 하지만 슬롯(24)에 더하여 기다란 제 1 스트립(22)은 슬롯(24)의 각각의 세트 사이에 위치된 구멍(21)을 포함한다. 이러한 추가적인 구멍(21)은 전열관(11)과 스트립(22) 사이의 연속적인 접촉 길이를 더 감소시킨다.

추가적인 구멍(21)을 포함하는 기다란 제 1 스트립에 더하여, 기다란 제 2 스트립(23)도 유사하게 배열된 구멍(27)을 포함할 수 있다. 이러한 구성이 도 8에 도시되어 있다. 구멍(21)과 마찬가지인 상기 구멍(27)은 전열관(11)과 기다란 제 2 스트립(23) 사이에 연속적인 접촉 길이를 더 감소시킨다. 도 5에 도시된 기다란 제 2 스트립(23)은 위에서 설명한 임의의 기다란 제 1 스트립(12 또는 22)과 함께 사용될 수 있다. 물론, 제 2 실시예의 기다란 제 1 스트립(22)과 함께 사용되면, 전열관(11)과 스트립(22, 23) 사이의 연속적인 접촉 길이는 기타 가능한 조합에 비해 최소화된다.

전열관과 기다란 스트립 사이의 연속적인 접촉 길이를 감소시키기 위한 또 다른 구성이 도 9(a) 및 도 9(b)에 도시되어 있다. 이러한 도면에 도시된 바와 같이, 기다란 스트립(32, 33)의 횡단면은 스트립(32, 33)에 다소 I-형상 횡단면을 부여하는 돌출부(35)를 포함한다. 각각의 기다란 제 1 스트립(32)은 스트립(32, 33)을 맞물리게 하는 슬롯(34)을 포함한다. 따라서 바람직한 실시예의 경우에, 전열관(11)과 스트립(32, 33) 사이의 접촉이 돌출부(35)에서만 발생하기 때문에 연속적인 접촉 길이가 제한된다. 바람직하게는 도시된 바와 같이, 슬롯(34)은 모두 기다란 제 1 스트립(32)의 동일 측면상에 위치되어 있다. 이러한 배열(arrangement)에서는 기다란 제 1 스트립(32)의 양 측면을 따라 슬롯이 번갈아 위치되는 경우에 비해 추가적인 강도가 제공된다. 이는 이러한 구성으로 인해 각각의 스트립(32)에서 슬롯이 없는 부분이 연속적인 선형 구조 부재가 되기 때문이다. 하지만 당업자는 이러한 대안적인 구성이 배제되지 않는다는 것을 인식할 것이다.

도 9(b)에 도시된 기다란 제 1 스트립(32)은 종래 기술에서 알려진 것과 유사한, 하나의(singular) 일정한 너비를 가진 슬롯(34)을 포함할 수 있다. 또는, 도 10(b)에 도시된 바와 같이, 각각의 슬롯(34)이 폭이 넓은 폐쇄부(38)를 포함하므로 슬롯(34)은 상기 변경 실시예와 유사할 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 폭이 넓은 폐쇄부(38)는 전열관(11) 주위에서 유체가 보다 잘 흐르게 한다. 이는 이들 스트립(32, 33)이 맞물릴 때 전열관(11)과 스트립(32, 33) 사이의 접촉이 돌출부(35)에서만 발생하므로 이에 의해 이들 구성요소들 사이의 연속적인 접촉 길이를 감소시키기 때문이다. 본 실시예에 따른 조립된 지지격자판의 일부의 사시도가 도 11에 도시되어 있다.

추가적으로 도 12(a) 및 도 12(b)에 도시된 바와 같이, 기다란 스트립(32, 33)중 어느 하나 또는 둘 모두는 상기 실시예의 구멍(21, 27)에 각각 유사한 구멍(31, 37)을 포함한다. 이러한 구성으로 인해, 전열관(11) 주위의 유체 유동이 더 증진될 수 있다.

증기발생기 전열관과 지지 지지격자판 사이의 접촉 길이를 감소시키기 위한 또 다른 배열이 도 13(a) 및 도 13(b)에 도시되어 있다. 이러한 배열은 상기 바람직한 실시예와 유사하지만, 기다란 제 1 스트립(52)은 기다란 제 1 스트립(52)의 양 측면의 길이를 따라 배열된 슬롯(54)을 포함한다. 기다란 제 1 스트립(52)은 그 양 단부상에 돌출부(55)도 포함한다. 따라서 기다란 제 1 스트립(52)은 다소 I-형상 횡단면을 갖는다. 도 13(b)에서 횡단면이 도시된 기다란 제 2 스트립(53)도 돌출부(55)를 포함한다. 하지만, 기다란 제 2 스트립의 돌출부(55)는 제 2 스트립의 일 단부에만 포함되어 있다. 따라서 기다란 제 2 스트립(53)은 다소 T-형상 단면을 갖는다.

상기 바람직한 실시예와 유사한 도 13(a) 및 도 13(b)의 실시예에서 슬롯(54)은 개방부(56)와 폐쇄부(58)를 포함하는데, 개방부(56)는 슬롯(54)의 나머지 부분 보다 폭이 넓다. 개방부는 그래서 슬롯(54)내에 위치되는 기다란 스트립의 돌출부(55)를 수용한다.

당해 실시예에 따라 각각의 기다란 제 1 스트립(52)은 도 14(b)에 도시된 바와 같이 각각의 슬롯 사이에 유동 증진 구멍(flow enhancement hole)(51)도 포함한다. 부가적으로 도 14(b)에 도시된 바와 같이 기다란 제 2 스트립(53)은 전열관(11) 주위에서 유체 유동을 더 증진시키도록 앞에서 설명된 실시예와 유사한 구멍(57)을 포함할 수 있다.

당업자는 도 1 내지 도 3에 도시된 바람직한 실시예가 유동 증진 구멍도 포함 할 수 있다는 것 또한 인지할 것이다. 이러한 변형은 도 15(a) 및 15(b)에 도시되어 있는데 여기에서 기다란 제 1 및 제 2 스트립(1, 2)은 유동 증진 구멍(3, 7)을 포함한다. 이들 유동 증진 구멍은 기다란 제 1 및 제 2 스트립 중 오직 하나 또는 둘 모두에 포함될 수 있다.

다음 실시예는 도 16(a) 및 도 16(b)에 도시되어 있다. 당해 실시예는 상기 실시예와 매우 흡사하며 기다란 제 1 스트립(62) 및 제 2 스트립(63)의 어레이를 포함한다. 그러나 당해 실시예에 있어서, 기다란 제 1 및 제 2 스트립(62, 63) 둘 모두는 일 단부에서만 돌출부(65)를 포함한다. 따라서 기다란 제 1 및 제 2 스트립(62, 63) 둘 모두는 다소 T-형상의 횡단면을 갖는다. 기다란 제 1 스트립(62)은 슬롯(64)의 나머지 부분 보다 폭이 넓은 개방부(66) 및 폐쇄부(68)를 구비하는 슬롯(64)을 포함한다. 바람직한 실시예와 도 13(a) 및 도 13(b)에 도시된 실시예에와 같이, 폭이 넓은 개방부(66)는 슬롯(64)에 위치되는 기다란 제 2 스트립(63)의 돌출부(65)를 수용한다.

기다란 제 1 스트립(62)은 또 하나의 기다란 제 1 스트립(62)을 수용하기 위한 부가적인 슬롯(69)도 포함한다. 이들 슬롯(69)은 전혀 폭이 넓은 부분을 포함하지 않고 슬롯의 전 길이를 통하여 일정한 너비를 가진다. 앞에 도시된 실시예에서와 마찬가지로, 도 17(a) 및 도 17(b)에 도시된 바와 같이, 전열관(11) 주위에서 유체 유동을 더욱 증진시키기 위해 기다란 제 1 및 제 2 스트립(62, 63)은 구멍(61, 67)을 각각 포함할 수 있다. 상기 설명된 실시예는 기다란 제 1 스트립(62)의 최상부 및 바닥부 둘 모두에 슬롯(64, 69)을 포함하지만, 당업자는 원한다면 그 부분들 중 오직 하나 즉, 최상부 또는 바닥부 중 어느 하나에만 슬롯(64, 69)이 포함될 수 있다는 것을 인지할 수 있다.

도 18(a) 및 도 18(b)에는 본 발명의 또 하나의 실시예가 도시되어 있다. 당해 실시예는 기다란 제 1 스트립(72) 및 기다란 제 2 스트립(73)의 어레이를 포함한다. 도 16(a) 및 도 16(b)의 상기 실시예에서와 마찬가지로, 기다란 제 1 및 제 2 스트립(72, 73)은 돌출부(75)를 포함하고 그래서 실질적으로 T-형상의 횡단면을 각각 갖게 된다. 하지만 기다란 스트립(72, 73)과 증기 발생 전열관(11) 사이의 감소된 접촉을 제공하는 이러한 구조적인 구성에 더하여, 기다란 제 1 스트립(72)은 유동을 증진시키는 폭이 넓은 부분(78)을 가진 슬롯(74)을 포함한다. 폭이 넓은 부분을 포함하는 상기 실시예와는 달리, 당해 실시예의 폭이 넓은 부분(78)은 각각의 슬롯(74)의 개방부(76)와 폐쇄부(79) 중간에 위치되어 있다. 당해 실시예에 따른 부분 사시도는 도 19에 도시되어 있다.

또한 상기 실시예에서와 같이, 기다란 제 1 및 제 2 스트립(72, 73)은 전열관(11) 주위에서 유체 유동을 더 증진시키기 위해 구멍(71, 77)도 각각 포함한다. 이러한 변형은 도 20(a) 및 도 20(b)에 도시되어 있다.

마지막으로 도시되는 실시예가 도 21(a) 내지 도 21(d) 및 도 19에 도시되어 있다. 당해 실시예는, 기다란 스트립 각각이 돌출부를 가지고 있어서 각각의 스트립에 실질적으로 T-형상의 횡단면을 부여한다는 점에서 도 16(a) 및 도 16(b)에 도시된 변경 실시예 및 바람직한 실시예와 유사하다. 당해 실시예는 그러나 적어도 두 가지 다른 점이 있다. 첫 번째는 지지격자판이 구성될 때 양 스트립의 돌출부가 나란히 놓여지도록(collocate) 슬롯이 구성된다는 점이고 두 번째는 당해 실시예는 4개의 다른 타입의 기다란 스트립을 포함한다는 점이다.

도 21(a) 및 도 21(d)를 참조하면, 기다란 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 스트립(91, 102, 203, 304)이 각각 도시되어 있다. 기다란 제 1 스트립(91) 각각은, 돌출부(99)를 포함하는 스트립(91)의 길이를 따라 번갈아 위치된 제 1 및 제 2 슬롯(92, 93)을 포함한다. 제 1 및 제 2 슬롯(92, 93)은 유사하게 형성되어 있지만 다른 길이방향 치수(dimension)를 갖는다. 특히, 제 1 및 제 2 슬롯(92, 93) 둘 모두는 개방부(94, 95)를 각각 포함하고 폐쇄부(96, 97)를 각각 포함한다. 부가적으로, 개방부(94, 95)는 각각의 개방부에 수용되는 기다란 스트립의 돌출부를 수용할 정도로 폭이 넓다. 제 1 슬롯(92)은 기다란 제 2 스트립(102)을 수용하기 위한 것이고 제 2 슬롯(93)은 기다란 제 3 스트립(203)을 수용하기 위한 것인데, 이 두 슬롯은 이하에서 더 설명될 것이다.

기다란 제 2 스트립(102) 각각은 스트립(102)의 길이를 따라 번갈아 위치된 제 3 및 제 4 슬롯(103, 104)을 포함한다. 그러나 제 3 및 제 4 슬롯(103, 104)은 스트립(102)의 반대편 부분에 위치되어 있다. 제 4 슬롯(104)은 돌출부(109)를 포함하는 스트립(102)의 길이를 따라 위치되어 있다. 또한, 제 3 및 제 4 슬롯(103, 104)은 다른 기하학적 구성을 갖는다. 특히, 제 3 슬롯(103) 각각은 개방부(105)로부터 폐쇄부(107) 까지 일정한 너비를 가지고 있고 반대로, 제 4 슬롯(104) 각각은 폐쇄부(108) 보다 폭이 넓은 개방부(106)를 구비한다. 폭이 넓은 개방부(106)는 제 2 스트립(102)이 기타 기다란 스트립의 돌출부를 수용하게 한다. 제 3 슬롯(103)은 슬롯(92)을 통하여 기다란 제 1 스트립(91)을 수용하기 위한 것이다. 제 4 슬롯(104)은 기다란 제 4 스트립(304)을 수용하기 위한 것이며 이는 이하에서 더 설명될 것이다.

기다란 제 3 스트립(203) 각각은, 돌출부(209)를 포함하는 부분과 반대편의 기다란 스트립(203)의 길이를 따라 번갈아 위치된 제 5 및 제 6 슬롯(204, 205)을 포함한다. 제 5 및 제 6 슬롯(204, 205) 둘 모두는 개방부(206, 208)로부터 폐쇄부(207, 209)까지 일정한 너비를 각각 가지고 있다. 제 5 슬롯(204)은 제 1 슬롯(92)을 통하여 기다란 제 1 스트립(91)을 수용하기 위한 것이고 제 6 슬롯(205)은 기다란 제 4 스트립(304)을 수용하기 위한 것이며 이는 이하에서 설명될 것이다.

도 21(d)에 도시된 기다란 제 4 스트립(304)은 기다란 제 2 스트립(102)과 유사하다. 특히, 이들 각각은 스트립(304)의 길이를 따라 번갈아 위치된 제 7 및 제 8 슬롯(306, 307)을 구비하는데 제 7 및 제 8 슬롯(306, 307)은 스트립(304)에서 서로 반대편 부분에 위치된다. 제 7 슬롯(306)은 돌출부(309)를 포함하는 기다란 스트립(304)의 길이를 따라 위치되고 제 8 슬롯(307)은 그 마주보는 부분에 위치된다. 제 7 슬롯(306)은 제 3 슬롯(103)을 통하여 기다란 제 2 스트립(102)을 수용하기 위한 것이고 제 8 슬롯(307)은 기다란 제 3 스트립(203)을 수용하기 위한 것이다.

당해 실시예를 위한 특정 배열은 도 22에 부분 사시도로 도시되어 있다. 볼 수 있는 바와 같이, 지지격자판이 구성될 때 각각의 기다란 스트립의 각각의 돌출부가 나란히 놓여진다.

위에서 설명한 실시예들은 명시적으로 설명되고 도시된 것에 국한되는 것이 아니다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 당업자는 보다 폭이 넓은 부분이 개방부 및 폐쇄부 중간에 있는 슬롯 구성이 개시된 실시예의 일부에 또한 병합될 수 있다는 것을 인지할 것이다. 더욱이 모든 실시예에 특정적으로 개시되지는 않았지만 임의의 개시된 실시예는 각각의 슬롯 사이에 위치된 구멍도 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예가 상세히 예시되었지만, 당업자라면 바람직한 실시예의 개변 및 적용이 가능할 것이며 이러한 개변 및 적용은 이하 청구범위에 기재된 본 발명의 기술 사상 및 범위 내에 있다는 것을 명백히 이해할 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 증기발생기 전열관의 응력 부식 균열에 의한 부식발생 위험을 최소화시키면서, 증기발생기 배관을 위한 측면 지지를 제공하는 지지격자판에 이용된다.

Claims (62)

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11. 제 1 돌출부(5, 35, 55, 65, 75, 99)를 포함하는 횡단면을 갖는 2개 이상의 기다란 제 1 스트립(strip)(1, 12, 22, 32, 52, 62, 72, 91)으로서, 상기 기다란 제 1 스트립(1) 각각은 상기 기다란 제 1 스트립의 길이를 따라 배열된 2개 이상의 제 1 슬롯(4, 14, 24, 34, 54, 64, 74, 92)을 더 포함하는, 2개 이상의 기다란 제 1 스트립과,

    제 2 돌출부(5, 35, 55, 65, 75, 99)를 포함하는 횡단면을 갖는 2개 이상의 기다란 제 2 스트립(2, 13, 23, 33, 53, 63, 73, 102)으로서, 상기 기다란 제 2 스트립(2) 각각은 상기 2개 이상의 제 1 슬롯(4, 14, 24, 34, 54, 64, 74, 92) 각각에 하나씩 수용되는, 2개 이상의 기다란 제 2 스트립을 포함하는 증기발생기 내의 전열관(11)을 위한 지지격자판(10)으로서,

    상기 제 1 슬롯(4, 14, 24, 34, 54, 64, 74, 92) 각각은, 상기 제 2 돌출부(5, 35, 55, 65, 75, 99)를 수용하도록 너비를 갖는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는, 증기발생기 내의 전열관을 위한 지지격자판.
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13. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 슬롯(92) 각각은 개방부(6, 16, 56, 66, 94)와 폐쇄부(8, 18, 38, 58, 68, 96)를 포함하며, 상기 개방부(6)는 제 2 돌출부(99)를 수용하도록 상기 너비를 갖는 것을 특징으로 하는, 증기발생기 내의 전열관을 위한 지지격자판.
14. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 돌출부(99)는, 상기 기다란 제 1 및 제 2 스트립(1, 2; 22, 23; 32, 33; 52, 53; 62, 63; 72, 73; 91)이 T-형상 횡단면을 갖도록 위치된 것을 특징으로 하는, 증기발생기 내의 전열관을 위한 지지격자판.
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16. 제 14 항에 있어서, 상기 기다란 제 1 스트립(1) 각각의 길이를 따라 상기 제 1 슬롯(64, 92)과 번갈아(in alternating fashion) 배열되는 2개 이상의 제 2 슬롯(69, 93)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 증기발생기 내의 전열관을 위한 지지격자판.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 기다란 제 1 스트립(62) 각각을 통하여 뻗어있고 상기 2개 이상의 제 1 슬롯(64) 각각의 사이와 상기 2개 이상의 제 2 슬롯(69) 각각의 사이에 위치된 2개 이상의 구멍(61)과,

    상기 기다란 제 2 스트립(63) 각각을 통하여 뻗어있는 2개 이상의 이격된 구멍(67)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 증기발생기 내의 전열관을 위한 지지격자판.
18. 삭제
19. 제 16 항에 있어서, 상기 제 2 슬롯(69)은 상기 기다란 제 1 스트립(62)의 각각의 길이를 따라 상기 제 1 돌출부(65) 반대편 위치에 배열되는 것을 특징으로 하는, 증기발생기 내의 전열관을 위한 지지격자판.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 기다란 제 1 스트립(62) 각각을 통하여 뻗어있고 상기 2개 이상의 제 1 슬롯(64) 각각의 사이와 상기 2개 이상의 제 2 슬롯(69) 각각의 사이에 위치된 2개 이상의 구멍(61)과,

    상기 기다란 제 2 스트립(63) 각각을 통하여 뻗어있는 2개 이상의 이격된 구멍(67)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 증기발생기 내의 전열관을 위한 지지격자판.
21. 삭제
22. 제 11 항에 있어서, 상기 기다란 제 1 스트립(52)의 횡단면은 제 1 돌출부의 마주하는 단부에 있는 돌출부(55)를 더 포함하고, 상기 제 1 및 제 1 돌출부의 마주하는 단부에 있는 돌출부(55)는 상기 기다란 제 1 스트립(52)이 I-형상 횡단면을 갖도록 위치되고,

    상기 제 2 돌출부(55)는 상기 기다란 제 2 스트립(53)이 T-형상 횡단면을 갖도록 위치된 것을 특징으로 하는, 증기발생기 내의 전열관을 위한 지지격자판.
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24. 제 22 항에 있어서, 상기 기다란 제 1 스트립(52) 각각의 길이를 따라 상기 제 1 슬롯(54)과 번갈아 배열되는 2개 이상의 제 2 슬롯(54)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 증기발생기 내의 전열관을 위한 지지격자판.
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32. 제 11 항에 있어서, 상기 기다란 제 1 및 제 2 스트립(32, 33)의 횡단면 각각은 제 1 및 제 2 돌출부의 마주하는 단부에 있는 돌출부(55)를 각각 더 포함하고, 상기 제 1 돌출부, 제 2 돌출부, 제 1 돌출부에 마주하는 단부에 있는 돌출부 및 제 2 돌출부의 마주하는 단부에 있는 돌출부(55)는 상기 기다란 제 1 및 제 2 스트립이 I-형상 횡단면을 갖도록 위치된 것을 특징으로 하는, 증기발생기 내의 전열관을 위한 지지격자판.
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