KR101076220B1

KR101076220B1 - 공랭식 증기응축 설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치

Info

Publication number: KR101076220B1
Application number: KR1020110042645A
Authority: KR
Inventors: 오영찬
Original assignee: 제이엔케이히터(주)
Priority date: 2011-05-04
Filing date: 2011-05-04
Publication date: 2011-10-26
Also published as: CN102764923A; WO2012150733A1; MX2012001989A

Abstract

본 발명에 의한 발전설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치는, 전기 가열로에 클래드 튜브와 냉각핀을 투입하여, 클래드 튜브의 외주면에 냉각핀을 블레이징시켜서 발전설비용 증기 응축 전열관을 제조하는 블레이징 장치에 있어서, 지그 프레임; 상기 지그 프레임에 지지되며, 적어도 하나 이상의 클래드 튜브(clad tube)의 하측면을 지지하여, 상기 복수 개의 클래드 튜브의 배치 위치를 안착 후 전열관이 전기 가열로 내의 고온에서 열 변형으로 인한 휨, 비틀림 등이 발생하지 않도록, 상기 클래드 튜브의 하단 형상에 대응되는 형상의 안착홈을 가지는 제 1 스키드 세트; 상기 제 1 스키드 세트에 안착되는 복수 개의 클래드 튜브의 양쪽 측면과 서로 마주보게 배치되는 복수 개의 냉각핀의 블레이징 위치를 안내하며, 인접한 냉각핀들이 서로 접촉되지 않도록 각각의 냉각핀들 사이에 개재되는 히트 필러(heat filler)들; 및 상기 지그 프레임의 양측에 설치되며, 전기 가열로 내부로 투입되는 상기 클래드 튜브와 냉각핀을 감싸는 상기 히트 필러들 중, 가장 바깥쪽에 배치된 히트 필러를 양쪽에서 선 접촉 가압하여, 상기 클래드 튜브와 냉각핀을 균일한 압력으로 밀착시키는 가압유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공랭식 증기응축 설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치{Brazing apparatus for AL Clad Oblong Tube for air cooling system condensing plant}

본 발명은 두 재료를 고온에서 가열하여 접합시키는 블레이징 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대규모 발전설비에 적용되는 공랭식 냉각모듈의 핵심부품인 증기 응축 전열관에 알루미늄 핀을 블레이징 하는 장치에 관한 것이다.

원자력 발전소나 화력발전소에서는 우라늄, 석유, 석탄 등을 연료로 하여 열을 발생하여, 이 열로 시스템을 순환하는 물을 가열하여 증기를 형성한다. 형성된 증기는, 터빈을 돌려 전기를 생산하고, 터빈을 통과한 증기는 응축기에서 냉각되어 다시 물로 변한다. 특히, 증기순환 발전방식에서 응축과정을 물로 냉각하는 수랭식은 많은 양의 냉각수를 필요로 하므로, 응축기에 사용하는 냉각수로 해수를 사용한다. 따라서 냉각수로 사용되는 해수를 원활하게 공급 및 배출하기 위하여, 해안 가까이 설치되는 것이 일반적이다.

그런데, 냉각수로 사용된 해수는 발전소의 냉각계통을 경유하면서 가온된 상태로 변화되어 배출된다. 현재, 발전소에서 배출되는 가온상태의 배출수는 매시간 수백 톤 정도 발생되어 바다로 배출되고 있다. 바다로 배출되는 가온상태 배출수는 해수 온도를 상승시켜 해양 생태계를 파괴하는 등의 환경문제를 야기하는 문제점이 있다.

또한, 국토의 대부분이 육지로 구성된 국가에서는, 증기 응축기에 공급할 냉각수의 양이 절대적으로 부족하므로, 수랭식 응축기를 냉각 시스템으로 쓰기 어렵다는 문제점이 있다.

이러한 점을 감안하여, 최근에는 공랭식 응축기를 사용하는 발전설비들이 제안되어, 중국과 미국 등, 해수의 공급이 원활하지 않은 내륙 지역들의 발전설비에 폭 넓게 사용되고 있다. 이러한 공랭식 응축기를 사용할 경우, 기존의 수랭식 응축기에 비해, 설비의 부피가 커질 수 있다는 문제점이 있지만, 해안가가 아닌 내륙지방에도 설치할 수 있기 때문에, 발전소 입지를 수랭식 응축기를 사용해야만 하는 발전설비에 비해 상대적으로 융통성 있게 선정할 수 있다는 장점이 있으며, 냉각수의 유출입에 따른 해수의 온도 상승에 따른 해양 오염의 우려 또한 없어, 친환경 발전설비로 각광을 받고 있다.

이와 같은 공랭식 응축기에는 매우 많은 수의 전열관(tube)을 사용하는데, 상기 전열관은 그 형상에 따라 알루미늄 클래드 오브롱 튜브(AL Clad Oblong Tube) 와 MRG 튜브(Multi Row Galvanized tube) 전열관으로 나눌 수 있다.

발전설비용 증기 응축 전열관은 알루미늄과 스틸 적층재질의 클래드 튜브(clad tube)의 양면에 알루미늄 핀을 블레이징 하여 접합하는 구조를 가진다. 발전설비용 증기 응축 전열관은, 블레이징 후 알루미늄의 외부표면은 산화되어 알루미나이트로 조직이 변성되므로, 공기 중에서는 일정 한계 이상의 표면 부식이 발생하지 않는다. 또한, 알루미늄 핀과 융착된 클래드 튜브의 바깥 표면의 알루미늄 클래드 재료와의 경계면은 완전한 금속적 용융상태의 결합조직이므로, 부식이 없어 열전달효과가 영구적으로 지속 되는 장점이 있다.

발전설비용 증기 응축 전열관 단면은 증기응축에 필요한 진공을 얻기 용이한 진원형의 소형(1"~2") 전열관 대비 5~10배 이상 넓은 단면을 유지하므로, 상대적으로 넓은 단면적을 가지므로, 비응축성 기체(non-condensable gas)인 내부 공기를 빠르게 제거하기 용이하여 최초 설비기동운전이 신속하고, 단면이 적은 전열관에 비하여 응축수 유량이 많으므로 동절기 운전시 응축수의 내부 결빙작용이 발생하지 않는다는 장점이 있다.

한편, 전통적으로 사용되는 열교환기용 전열관 형식인 MRG 튜브 전열관의 경우, 원통형 전열관의 외부에 전열효과를 증대하기 위한 냉각핀을 다양한 방법으로 부착하고 있다. 금속적 용융결합을 이루는 방법은 동종금속 전기저항 용접방식에 의한 방법이 있으며, 용접된 냉각핀이 전열관 본래의 효과를 얻는 방식에 가장 근접하지만, 전기저항용접을 하기 위한 적절한 냉각핀의 단면을 갖게 하기 위해서는 냉각핀의 두께가 두꺼워지므로, 많은 수의 냉각핀을 배치하는데 어려움이 있다. 이러한 어려움은, 전열면적 감소에 따른 냉각효율의 저하를 야기한다.

이러한 문제점을 해결하고자, 전열관의 표면에 매몰(embedded) 방식으로 냉각핀을 삽입하여 제작할 수도 있으나, 운전개시 후 대기상태에서 노출된 후 2~3개월이 지난 후에는 이종 금속간 경계면층에 부식이 발생 되어 전열관의 본래 기능인 열전달 능력이 급속히 저하되어 결국에는 설비 전체의 성능상의 문제를 야기하는 문제점이 있다.

현재까지 국내외의 공랭식 열교환기 전열은 전통적으로 MRG 튜브 전열관을 위주로 적용하여 왔는데, 그 이유는 발전설비용 증기 응축 전열관은 내압에 취약하고 MRG 튜브 전열관보다 제조 단가가 고가이기 때문이다. 그러나 발전설비에서의 응축설비는 진공도가 높을수록 증기 응축이 용이하고, 발전설비에서 증기응축 전열관 내부는 진공 차압이 작용하므로, 발전설비에서의 응축설비용 전열관으로는 MRG 튜브 전열관에 비해 발전설비용 증기 응축 전열관이 상대적으로 효과가 우수하다.

1990년대 이후, 특히, 구미국가에서 기개발되어 사용 중인 종래의 발전설비용 증기 응축 전열관의 경우, 낙후된 생산 방식으로 인해, 알루미늄 핀과 클래드 튜브의 블레이징 공정 중의 불량률이 매우 높아, 제품의 가격 단가를 상승시키는 한 요인으로 작용하고 있다.

종래에는 클래드 튜브와 알루미늄 핀을 블레이징 하기 위해, 스틸 재질의 고정용 프레임을 상하로 배치하고, 그 사이에 알루미늄 핀, 클래드 튜브, 알루미늄 핀의 순서로 배치하고, 상기 알루미늄 핀과 클래드 튜브의 서로 대면하는 부분에는 플럭스를 도포한 후, 고정용 스틸 와이어로 묶어, 전기 가열로에 투입한다. 그러면, 고온의 전기 가열로 내부에서 상기 스틸 재질의 고정용 프레임의 자중에 의해 알루미늄 핀이 눌리면서, 상기 클래드 튜브 상,하부 표면에 융착된다. 그런데, 상기 알루미늄 핀이 부분적으로 지나치게 가열되거나, 너무 큰 힘을 받을 경우, 상기 알루미늄 핀이 클래드 튜브뿐만 아니라, 프레임까지 융착되는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 알루미늄 핀과 프레임을 분리하기 위해 토치 등으로 작업하면서, 제품의 손상이 발생하여, 더 이상 사용할 수 없는 상태가 되기도 한다.

따라서 발전설비에서 발전설비용 증기 응축 전열관을 확대 적용할 수 있도록, 발전설비용 증기 응축 전열관의 제조생산 과정에서 생산성을 제고할 수 있는 제조 방법의 개발 필요성이 대두되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 발전설비용 증기 응축 전열관 생산 공정을 개선하여, 클래드 튜브와 알루미늄 핀을 블레이징 하는 과정 중에 발생할 수 있는 불량률을 줄일 수 있으며, 대량 생산이 가능한 발전설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 발전설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치는, 전기 가열로에 클래드 튜브와 냉각핀을 투입하여, 클래드 튜브의 외주면에 냉각핀을 블레이징시켜서 발전설비용 증기 응축 전열관을 제조하는 블레이징 장치에 있어서, 지그 프레임; 상기 지그 프레임에 지지되며, 적어도 하나 이상의 클래드 튜브(clad tube)의 하측면을 지지하여, 상기 복수 개의 클래드 튜브의 배치 위치를 안착 후 전열관이 전기 가열로 내의 고온에서 열 변형으로 인한 휨, 비틀림 등이 발생하지 않도록, 상기 클래드 튜브의 하단 형상에 대응되는 형상의 안착홈을 가지는 제 1 스키드 세트; 상기 제 1 스키드 세트에 안착되는 복수 개의 클래드 튜브의 양쪽 측면과 서로 마주보게 배치되는 복수 개의 냉각핀의 블레이징 위치를 안내하며, 인접한 냉각핀들이 서로 접촉되지 않도록 각각의 냉각핀들 사이에 개재되는 히트 필러(heat filler)들; 및 상기 지그 프레임의 양측에 설치되며, 전기 가열로 내부로 투입되는 상기 클래드 튜브와 냉각핀을 감싸는 상기 히트 필러들 중, 가장 바깥쪽에 배치된 히트 필러를 양쪽에서 선 접촉 가압하여, 상기 클래드 튜브와 냉각핀을 균일한 압력으로 밀착시키는 가압유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 가압유닛은, 상기 히트 필러의 길이방향과 대응되는 길이를 가지며, 상기 제 1 스키드 세트의 가장 바깥쪽에 배치된 히트 필러와 선접촉하는 접촉 가압부와, 일정 무게를 가지는 무게추가 안착되는 홈을 가지는 무게추 안착부를 가지는 가압 레버 몸체; 및 상기 가압 레버 몸체를 상기 전기 가열로 내부의 소정의 위치에 상기 무게추의 안착 여부에 따라 회전 가능하게 지지하는 회전축;을 포함하는 것이 좋다.

상기 무게추는 원형 단면을 가지며, 상기 가압 레버 몸체의 길이와 대응되는 길이를 가지는 로드 부재(rod member)로 장착 되도록 한다.

상기 안착부에 형성된 홈은, 상기 로드 부재의 원형 단면의 지름과 대응되는 폭을 가지는 상측이 오픈된 트렌치(trench)로 마련되어, 상기 로드 부재가 오픈된 부분을 통해 안착되는 것이 좋다.

상기 가압부와 안착부는 상기 회전축을 중심으로 90 내지 150도 사이의 각도를 가지도록 형성된 것이 좋다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제 1 스키드 세트와 대응되는 형상으로 마련되어, 상기 클래드 튜브 및 히트 필러의 상측면에서 상기 제 1 스키드 세트와 함께, 상기 클래드 튜브 및 냉각핀의 블레이징 위치 고정하는 제 2 스키드 세트를 더 포함할 수도 있다.

또한, 상기 가압유닛이 가압력을 작용하지 않을 경우, 서로 인접하고 있는 제 1 스키드 세트들 사이의 거리는 서로 동일한 간격으로 이격 배치된 것이 바람직하다.

상기 제 1 및 제 2 스키드 세트 및 히트 필러는, 그래파이트 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 히트 필러는, 상기 클래드 튜브와 대응되는 길이를 가지는 직육면체로 마련된 것이 바람직하다.

상기 제 1 및 제 2 스키드 세트는, 상기 클래드 튜브의 길이 방향으로, 복수 개가 일정 간격(L)으로 분할되며, 상기 간격(L)은 2 내지 2.5 미터인 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 종래의 발전설비용 증기 응축 전열관 블레이징 공정 중에 빈번하게 발생하는 알루미늄 핀과 프레임의 융착과 같은 제품 불량을 방지할 수 있으며, 기존의 공정에 비해 단위시간당 발전설비용 증기 응축 전열관을 2 내지 3배 이상 많이 생산하는 것이 가능하다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 발전설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 제 1 및 제 2 스키드 세트, 히트 필러, 클래드 튜브 및 냉각핀의 배치관계를 도시한 사시도,
도 4는 도 3의 클래드 튜브와 냉각핀의 결합 관계를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 의한 발전설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치의 구성을 도면을 참고하여 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 발전설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 제 1 및 제 2 스키드 세트, 히트 필러, 클래드 튜브 및 냉각핀의 결합관계를 도시한 분해 사시도이다.

본 발명에 의한 발전설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치는, 지그 프레임(100), 제 1 스키드 세트(200), 히트 필러(300) 및 가압유닛(500)을 포함한다.

전기 가열로(1)는 발전설비용 증기 응축 전열관을 형성하는 클래드 튜브(10)와 냉각핀(20)을 소정의 온도로 가열하여 블레이징 결합하기 위한 장치이다. 상기 전기 가열로(1)의 바닥면에는 복수 개의 롤러부재를 설치하여, 입구단에서 출구단으로 상기 클래드 튜브(10)와 냉각핀(20)이 원활하게 유출입될 수 있도록 구성할 수 있다. 상기 전기 가열로(1)의 내부에는 복수의 열원(110)을 상측면과 하측면에 마련하고, 적어도 250 내지 260℃ 사이의 온도로 투입된 클래드 튜브(10)와 냉각핀(20)을 가열할 수 있도록 마련된다. 전기 가열로(1)의 원리와 구성은 본 발명의 요지와는 관련성이 적으므로, 구체적인 설명은 생략한다.

지그 프레임(100)은 상기 전기 가열로(1)에 복수 개의 클래드 튜브(10)와 냉각핀(20)을 한번에 투입하기 위한 것으로, 상기 지그 프레임(100)에 뒤에 구체적으로 설명할 제 1 스키드 세트(200), 히트 필러(300) 및 가압유닛(500)들이 설치되다.

제 1 스키드 세트(200)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수 개의 클래드 튜브(10)의 하측면을 지지할 수 있도록 그래파이트 재질로 구성하는 것이 바람직하다. 상기 제 1 스키드 세트(200)는 전기 가열로(1) 내부에서 블레이징 작업을 수행하는 동안, 상기 클래드 튜브(10)가 길이방향으로 비틀어지는 것을 방지한다. 상기 제 1 스키드 세트(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 클래드 튜브(10)와 마주보는 면과 대응되는 형상을 가지는 안착홈(210)을 구비한다. 상기 안착홈(210)은 상측이 개구된 트렌치(trench) 형상으로 마련되는 것이 좋은데, 도시된 바와 같이, 마주보는 상기 클래드 튜브(10)의 하측면의 형상과 대응되도록 구성된다.

상기 제 1 스키드 세트(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 1개의 클래드 튜브(10) 당 1개의 제 1 스키드가 대응되도록 배치된다. 전기 가열로(1)의 크기에 따라, 한 번에 전기 가열로(1)에 투입되는 클래드 튜브(10)의 갯수가 가변되므로, 투입되는 클래드 튜브(10)의 갯수에 따라 상기 제 1 스키드 세트(200)를 구성하는 제 1 스키드의 갯수는 증감될 수 있다.

한편, 도 4에서는 상기 제 1 스키드 세트(200)가 상기 클래드 튜브(10)의 길이 방향으로, 복수 개가 일정 간격(L)으로 분할되어, 띄엄띄엄 상기 클래드 튜브(10)를 지지하는 것이 바람직하다. 만일, 제 1 스키드가 상기 클래드 튜브(10)의 길이와 대응되도록 1개만이 마련되어, 상기 클래드 튜브(10)의 하면을 지지할 경우, 전기 가열로(1)의 열이 충분하게 플럭스(21) 측으로 전달되지 못하여, 블레이징 작업이 이루어질 수 없다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 간격(L)은 대략 2 내지 2.5미터로 형성되어 복수 개의 제 1 스키드가 상기 클래드 튜브(10)의 하측을 지지하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 클래드 튜브(10)는 양단에 형성된 개구부가 상기 전기 가열로(1)의 입구단 및 출구단과 서로 마주보는 위치가 되도록 상기 제 1 스키드 세트(200)에 안착되는 것이 좋다. 또한, 상기 클래드 튜브(10)의 넓은 면을 형성하고 있는 양쪽 측면부에는 알루미늄 재질의 냉각핀(20)이 블레이징 고정될 수 있도록, 상기 클래드 튜브(10)의 좁은 부분이 상기 제 1 스키드 세트(200)에 마련된 안착홈(210)에 안착되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 클래드 튜브(10)의 재질은 알루미늄과 탄소강을 클래딩(cladding)하는 것이 바람직한데, 이와 같은 구성에 따르면, 알루미늄 재질을 이용하여 제작되는 냉각핀(20)과 블레이징 작업을 통해 완벽하게 융착될 수 있으며, 다량의 전열관을 관판(tube sheet)과 동시에 용접을 수행할 수 있도록 우수한 용접성을 가지도록 구성될 수 있다.

상기 클래드 튜브(10)는 도 5의 단면도에 도시된 바와 같이, 상측 및 하측은 라운드 형상을 가지며, 양측 면은 불룩한 형상을 가지는 것이 좋다. 즉, 상기 클래드 튜브(10)는, 도시된 바와 같이, 클래드 튜브(10) 단면을 기준으로, 중앙의 폭이 상측 및 하측의 폭보다 넓게 형성되며, 상기 중앙의 폭과 상측 및 하측의 폭이 제 1 간격(g)을 가지도록 구성된다. 이와 같이 클래드 튜브(10)의 양측 면을 불룩하게 형성하는 이유는, 후술할 냉각핀(20)과의 블레이징 공정에서, 상기 클래드 튜브(10)와 냉각핀(20)이 점진적으로 접촉 면적을 넓혀가면서 균일하게 부착 및 고정되도록 하기 위함이다.

상기 클래드 튜브(10)의 양측 면에는 알루미늄 판재를 폴딩하여 구성한 냉각핀(20)이 배치된다. 이때, 상기 냉각핀(20)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 클래드 튜브(10)의 상하방향으로 공기가 유동할 수 있도록, 지그재그로 접힌 부분이 상하로 배치된다. 상기 냉각핀(20)의 상기 클래드 튜브(10)와 마주보는 면에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 플럭스(21)가 도포되는데, 상기 플럭스(21)는 전기 가열로 내에서 열을 받아, 상기 클래드 튜브(10)와 냉각핀(20)을 전열 가능하게 연결 및 고정한다. 또한, 상기 냉각핀(20)은 상기 클래드 튜브(10)의 측면 전체를 덮을 수 있도록, 상기 클래드 튜브(10)와 대응되는 길이로 형성된다.

히트 필러(300)는 상기 제 1 스키드 세트(200)에 안착되는 복수 개의 클래드 튜브(10)의 양쪽 측면과 서로 마주보게 배치되는 복수 개의 냉각핀(20)의 블레이징 위치를 안내하며, 인접한 냉각핀(20)들이 서로 접촉되지 않도록 각각의 냉각핀들 사이에 개재된다.

상기 히트 필러(300)는, 대략 직육면체로 형성되는 것이 좋은데, 바람직하게는, 상기 클래드 튜브(10) 및 냉각핀(20)의 길이와 대응되는 길이로 마련되어, 후술할 가압유닛(500)이 균일한 힘으로 상기 냉각핀(20)을 클래드 튜브(10)의 측면에 융착할 수 있도록 한다. 상기 히트 필러(300)의 하측에는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 냉각핀(20)의 중력방향 움직임을 지지할 수 있도록 지지 부재(310)가 마련되는 것이 좋다.

본 발명에 의한 발전설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치는, 상기 제 1 스키드 세트(200)와 대응되는 형상으로 마련되어, 상기 클래드 튜브(10) 및 히트 필러(300)의 상측면에서 상기 제 1 스키드 세트와 함께, 상기 클래드 튜브(10) 및 냉각핀(20)의 블레이징 위치 고정하는 제 2 스키드 세트(400)를 더 포함할 수도 있다. 상기 제 2 스키드 세트(400)의 형상은 상기 제 1 스키드 세트(200)의 형상과 대응되도록 마련되는 것이 좋다.

상기 제 2 스키드 세트(400)는 상기 제 1 스키드 세트(200)가 있기 때문에, 반드시 마련할 필요는 없으나, 상하 모두에서 상기 클래드 튜브(10)와 냉각핀(20)을 가이드할 경우, 보다 확실하게 비틀림을 방지할 수 있다.

한편, 후술할 가압유닛(500)이 가압력을 작용하지 않을 경우, 서로 인접하고 있는 제 1 및 제 2 스키드 세트(200)(400)들 사이의 거리는 서로 동일한 간격으로 이격 배치되는 것이 좋다. 상기 간격은 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제 1 간격(g)의 2배보다 작은 값을 가지도록 마련되는 것이 좋다. 이와 같은 구성에 따르면, 상기 가압유닛(500)에 의해 상기 클래드 튜브(10)와 냉각핀(20)이 완전히 밀착될 경우, 상기 클래드 튜브(10)의 불룩한 부분이 평평하게 펴지는 정도로만 가압될 뿐, 그 이상의 힘을 받지 않으므로, 냉각핀(20) 또는 클래드 튜브(10)가 과도한 힘을 받아 찌그러지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 스키드 세트(200)(400)와 히트 필러(300)는 그래파이트 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 그래파이트는, 중량이 가볍고(density 1.75)내열성이 우수하며, 냉각핀(20)을 형성하는 알루미늄과 고온에서 융착되지 않아, 종래와 같이 알루미늄 재질의 냉각핀과 스틸 재질의 프레임이 브레이징 작업중에 융착되는 것과 같은 불량을 미연에 방지할 수 있다. 한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 상기 제 1 및 제 2 스키드 세트(200)(400) 및 히트 필러(300)의 재질로 한정하였으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 고온에서 알루미늄 재질의 냉각핀과 융착되지 않는 대체 가능한 재질은 어떠한 것이든 사용 가능하다.

가압유닛(500)은 상기 지그 프레임(100)의 양측에 설치되며, 전기 가열로 내부로 투입되는 상기 클래드 튜브(10)와 냉각핀(20)을 감싸는 히트 필러(300)들 중, 상기 제 1 및 제 2 스키드 세트(200)(400)들의 가장 바깥쪽에 배치된 히트 필러(300a)(300b)를 선 접촉 가압하여, 상기 클래드 튜브(10)와 냉각핀(20)을 균일한 압력으로 밀착시킨다.

상기 가압유닛(500)은, 가압 레버 몸체(510)와 회전축(520)을 포함한다.

가압 레버 몸체(510)는 상기 히트 필러(300)의 길이방향과 대응되는 길이를 가지며, 접촉 가압부(511)와 무게추 안착부(512)를 포함한다.

상기 접촉 가압부(511)는, 상기 제 1 및 제 2 스키드 세트(200)(400)의 가장 바깥쪽에 배치된 히트 필러(300a)(300b)와 선접촉하며, 상기 무게추 안착부(512)는 일정 무게를 가지는 무게추(513)가 안착되는 홈을 가진다.

상기 무게추(513)는 원형 단면을 가지며, 상기 가압 레버 몸체(510)의 길이와 대응되는 길이를 가지는 로드 부재(rod member)인 것이 좋다.

상기 홈으로 형성된 안착부는, 상기 로드 부재로 마련된 무게추(513)의 원형 단면의 지름과 대응되는 폭을 가지는 상측이 오픈된 트렌치(trench)로 마련되어, 상기 로드 부재로 마련된 무게추(513)가 상기 트렌치 형상의 홈을 가지는 안착부의 상측으로 안착되는 것이 바람직하다.

상기 회전축(520)은 상기 가압 레버 몸체(510)를 상기 지그 프레임(1)의 소정의 위치에 상기 무게추(513)의 안착 여부에 따라 회전 가능하게 지지한다.

한편, 상기 접촉 가압부(511)와 무게추 안착부(512)는 상기 회전축(520)을 중심으로 90 내지 150도 사이의 각도를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 의한 발전설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치의 동작을 도면을 참고하여 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 발전설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치는 한 번에 복수 개의 클래드 튜브(10)를 세운 상태로 전기 가열로(1)가 투입하여 평평한 양쪽 측면에 알루미늄 판재를 폴딩하여 형성한 냉각핀(20)을 블레이징 결합한다.

이를 위해, 본 발명에 의한 발전설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치는, 각각의 클래드 튜브(10)의 평평한 면이 양쪽 측면을 형성하도록 세워진 상태로 전기 가열로(1)에 투입할 수 있도록 상기한 바와 같이, 상기 클래드 튜브(10)의 하측과 상측은 각각 제 1 및 제 2 스키드 세트(200)(400)를 이용하여 지지한다. 그리고 각각의 클래드 튜브(10)와 냉각핀(20)들은 히트 필러(300)를 개재한 상태로 배치하여, 전기 가열로(1)에 마려된 가압유닛(500)이 상기와 같이 준비된 클래드 튜브(10)와 냉각핀(20)들의 측면을 가압하면서, 블레이징 작업을 수행하는 것에 발명의 특징이 있다.

즉, 종래에는 클래드 튜브(10)와 냉각핀(20)을 블레이징 하기 위해, 바닥면을 기준으로, 프레임, 냉각핀, 클래드 튜브, 냉각핀, 프레임의 순서대로 수평상태로 배열하여, 스틸 재질을 가지는 자체 중량이 무거운 프레임이 클래드 튜브와 냉각핀을 눌러주는 방식으로 작업하였으나, 앞서 종래기술에서 설명한 바와 같이, 이와 같은 공정을 수행할 경우, 블레이징 작업 중에 냉각핀과 프레임이 융착되면서, 제품성이 손상된 발전설비용 증기 응축 전열관이 생산되는 문제점이 있었다. 또한, 전열관의 상,하 표면에는 압착시 각각 다른 값의 압력이 중량차에 의하여 작용하였다.

그러나 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 클래드 튜브(10)의 양쪽 면에 중력방향과 수직한 방향으로, 냉각핀(20)이 결합될 수 있도록 구성되고, 블레이징 작업 중에는, 상기 그래파이트 히팅 필러(300)의 개재 하에, 상기 가압유닛(500)이 정확하게 필요한 만큼의 가압력을 상기 그래파이트 히팅 필러(300)를 통해 균일하게 클래드 튜브(10)와 냉각핀(20)의 마주보는 면에 부가하여 블레이징 작업을 수행하기 때문에, 블레이징 공정 중에 불량품이 발생하지 않는다.

또한, 클래드 튜브(10)를 세로 방향으로 세운 상태로 블레이징 작업을 수행하기 때문에, 종래와 같이 눕혀서 블레이징 작업을 수행하는 것에 비해, 단위 면적당 보다 많은 양의 클래드 튜브(10)를 전기 가열로(1)에 투입할 수 있기 때문에 생산성이 대폭 향상될 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

1; 전기 가열로 10; 클래드 튜브
20; 냉각핀 100; 지그 프레임
110; 열원 200; 제 1 스키드 세트
210; 안착홈 300; 히팅 필러
310; 지지 부재 400; 제 2 스키드 세트
500; 가압유닛 510; 레버 몸체
511; 접촉 가압부 512; 무게추 안착부
513; 무게추 520; 회전축

Claims

전기 가열로에 클래드 튜브와 냉각핀을 투입하여, 클래드 튜브의 외주면에 냉각핀을 블레이징시켜서 발전설비용 증기 응축 전열관을 제조하는 블레이징 장치에 있어서,
지그 프레임;
상기 지그 프레임에 지지되며, 적어도 하나 이상의 클래드 튜브(clad tube)의 하측면을 지지하여, 상기 복수 개의 클래드 튜브의 배치 위치를 안착 후 전열관이 전기 가열로 내의 고온에서 열 변형으로 인한 휨, 비틀림 등이 발생하지 않도록, 상기 클래드 튜브의 하단 형상에 대응되는 형상의 안착홈을 가지는 제 1 스키드 세트;
상기 제 1 스키드 세트에 안착되는 복수 개의 클래드 튜브의 양쪽 측면과 서로 마주보게 배치되는 복수 개의 냉각핀의 블레이징 위치를 안내하며, 인접한 냉각핀들이 서로 접촉되지 않도록 각각의 냉각핀들 사이에 개재되는 히트 필러(heat filler)들; 및
상기 지그 프레임의 양측에 설치되며, 전기 가열로 내부로 투입되는 상기 클래드 튜브와 냉각핀을 감싸는 상기 히트 필러들 중, 가장 바깥쪽에 배치된 히트 필러를 양쪽에서 선 접촉 가압하여, 상기 클래드 튜브와 냉각핀을 균일한 압력으로 밀착시키는 가압유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공랭식 증기응축 설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 가압유닛은,
상기 히트 필러의 길이방향과 대응되는 길이를 가지며, 상기 제 1 스키드 세트의 가장 바깥쪽에 배치된 히트 필러와 선접촉하는 접촉 가압부와, 일정 무게를 가지는 무게추가 안착되는 홈을 가지는 무게추 안착부를 가지는 가압 레버 몸체; 및
상기 가압 레버 몸체를 상기 전기 가열로 내부의 소정의 위치에 상기 무게추의 안착 여부에 따라 회전 가능하게 지지하는 회전축;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공랭식 증기응축 설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 무게추는 원형 단면을 가지며, 상기 가압 레버 몸체의 길이와 대응되는 길이를 가지는 로드 부재(rod member)인 것을 특징으로 하는 공랭식 증기응축 설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 안착부에 형성된 홈은,
상기 로드 부재의 원형 단면의 지름과 대응되는 폭을 가지는 상측이 오픈된 트렌치(trench)로 마련되어, 상기 로드 부재가 오픈된 부분을 통해 안착되는 것을 특징으로 하는 공랭식 증기응축 설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 가압부와 안착부는 상기 회전축을 중심으로 90 내지 150도 사이의 각도를 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 공랭식 증기응축 설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 스키드 세트와 대응되는 형상으로 마련되어, 상기 클래드 튜브 및 히트 필러의 상측면에서 상기 제 1 스키드 세트와 함께, 상기 클래드 튜브 및 냉각핀의 블레이징 위치 고정하는 제 2 스키드 세트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공랭식 증기응축 설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가압유닛이 가압력을 작용하지 않을 경우, 서로 인접하고 있는 제 1 스키드 세트들 사이의 거리는 서로 동일한 간격으로 이격 배치된 것을 특징으로 하는 공랭식 증기응축 설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 스키드 세트는, 그래파이트 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 공랭식 증기응축 설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치.
제 6 항에 있어서,
제 1 및 제 2 스키드 세트는, 그래파이트 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 공랭식 증기응축 설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치.
제 1 항에 있어서,
히트 필러(heat filler)는, 그래파이트 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 공랭식 증기응축 설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 히트 필러는,
상기 클래드 튜브와 대응되는 길이를 가지는 직육면체로 마련된 것을 특징으로 하는 공랭식 증기응축 설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 스키드 세트는,
상기 클래드 튜브의 길이 방향으로, 복수 개가 일정 간격(L)으로 분할되는 것을 특징으로 하는 공랭식 증기응축 설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 간격(L)은, 2 내지 2.5 미터인 것을 특징으로 하는 공랭식 증기응축 설비용 증기 응축 전열관 블레이징 장치.