KR101161588B1 - 배열회수 보일러의 비진동형 배플의 핀드 튜브 지지장치 - Google Patents

배열회수 보일러의 비진동형 배플의 핀드 튜브 지지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배열회수 보일러의 운전 중에 발생할 수 있는 충격을 미연에 방지하여 제1 모듈의 핀드 튜브(FINNED TUBE) 와 핀의 안전을 도모할 수 있는 배열회수 보일러의 비진동 배플의 핀드 튜브 지지장치를 제공하려는 것으로서, 고압증기생성부와 중압증기생성부 및 저압증기생성부가 내장된 배열회수 보일러에 있어서, 보일러의 배기가스 도입구에 위치하는 제1 모듈과 제2 모듈의 핀드 튜브에 피치간격으로 부착된 복수의 핀 중에서 상측에 인접한 위아래 핀 사이와, 하측에 인접한 위아래 핀 사이에 핀드 튜브와의 틈이 0.5mm로 제한되도록 끼워지는 두께 3mm의 반(半)도너츠형 상하부 서포트(SUPPOT)의 외주면을 반호상 주벽판으로 연결하여 일체화한 슬리브를 비진동 배플의 선단에 부착한 배열회수 보일러의 비진동 배플 튜브 지지장치를 특징으로 한다.

Description

배열회수 보일러의 비진동형 배플의 핀드 튜브 지지장치{ANTI-VIBRATION BAFFLE FINNED TUBE SUPPORT OF WASTE HEAT RECOVERY BOILER SYSTEM}
본 발명은 제철소의 제반 공정에서 발생하는 고온 고압의 배가스로부터 열을 회수하여 산업용 저압증기, 온수생산용 열원으로 사용하는 배열회수 보일러의 비진동 배플의 핀드 튜브(FINNED TUBE) 지지장치에 관한 것이다.
도 1은 제철소용 배열회수 보일러의 일례를 나타낸 것이다. 알려진 배열회수 보일러(1)의 내부에는 배기가스가 유입되는 입구에서부터 연도까지의 과정에 고압과열기(2)와 중압재열기(3), 고압증발기(4)와 저압과열기(5), 중압과열기(6)와 중압증발기(7), 고압절탄기(8)와 중압절탄기(9),그리고 저압증발기(10) 및 저압절탄기(11)로 이루어진 복수의 모듈이 호명순대로 내장되어 있다.
고온의 배기가스가 배열회수 보일러(1)로 유입되어 연도(12)로 빠져나가는 사이 고압증기생성부에서 고압절탄기(8)로 공급되는 용수는 고압증발기(4)와 고압과열기(2)를 거치면서 고압의 과열증기로 변해 고압증기터빈으로 공급되고, 중압증기생성부에서 중압절탄기(9)로 보급되는 용수는 중압드럼(13)과 중압증발기(7) 그리고 중압과열기(6) 및 중압재열기(3)를 차례로 거치면서 중압의 과열증기로 변한 뒤 중압증기터빈에 공급된다.
또, 저압증기생성부에서 저압절탄기(11)로 보급되는 용수는 저압증발기(10)와 저압과열기(5)를 거치면서 저압의 증기로 변한 뒤 저압증기터빈으로 공급된다.
상기한 배열회수 보일러 내부에 설치된 각 모듈은 고온의 배기가스로부터 열을 회수하기 위한 열교환용이며, 복수의 튜브 다발로 구성되어 있다.
상기한 각각의 모듈에는 핀드 튜브와 핀의 보호를 위해서 도 2, 도 3, 도 4, 도 5에서와 같이 비진동 배플이 설치되어 있다.
비진동 배플은 도 2와 도 3에 도시된 리무브 샤프형 비진동 배플(20)과, 도 4 및 도 5에 예시된 엣지형 비진동 배플(21)이 알려져 있으며, 상기 비진동 배플의 선단과 핀드 튜브(22)의 외주면 및 핀(24)의 외주면과의 사이에는 2mm 상당의 간극이 있다.
보일러 내부에 설치된 전체 모듈 중에서, 보일러의 초입부에 설치된 제1 모듈(2), 제2 모듈(3)의 핀드 튜브(22)는 배기가스 흐름에 지대한 영향을 받는 관계로 심한 진동이 발생하고, 그 진동으로 말미암아 핀드 튜브(22)와 핀(24)의 손상이 잦았다.
다시 말해서 보일러로 유입되는 고온의 배기가스가 빠른 속도로 유입되어 흐르기 때문에 초입부에 위치된 1번 모듈과 2번 모듈에 진동이 가장 많이 발생하는 취약부로 작용하게 되어 핀 튜브에 손상을 주고 수명이 단축되는 문제점이 있다.
또, 두께 12mm 짜리 비진동 배플은 핀과 접촉하는 면이 좁기 때문에 핀의 단부가 깨지는 현상이 잦고, 배플의 후단도 진동으로 인한 피해가 끊이지 않았다.
따라서 본 발명의 목적은 배열회수 보일러의 운전 중에 발생할 수 있는 충격을 미연에 방지하고 열효율 향상을 위해서 배기가스 도입부 쪽에 설치되어 항상 강한 압력을 받는 취약부인 제1 모듈, 제2 모듈의 핀드 튜브와 핀의 안전을 도모할 수 있는 배열회수 보일러의 비진동 배플의 핀드 튜브 지지장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 고압증기생성부와 중압증기생성부 및 저압증기생성부가 내장된 배열회수 보일러에 있어서, 보일러의 배기가스 도입부에 위치하는 제1 모듈, 제2 모듈의 핀드 튜브에 피치간격으로 부착된 복수의 핀 중에서 상측에 인접한 상하부 핀 사이와, 하측에 인접한 상하부 핀 사이에 핀드 튜브와의 틈이 0.5mm로 제한되도록 끼워지는 두께 3mm의 반(半)도너츠형 상하부 서포트의 외주면을 반호상 주벽판으로 연결하여 일체화한 슬리브를 비진동 배플의 선단에 부착한 배열회수 보일러의 비진동 배플의 핀드 튜브 지지장치로 달성할 수 있다.
슬리브의 상하부 서포트는 핀드 튜브 외주면과의 사이의 간극을 0.5mm로 대폭 축소시켜 배기가스의 빠른 흐름으로 인하여 발생하기 쉬운 진동이 최소화되므로 과진동으로 인한 핀드 튜브와 핀의 손상을 미연에 방지할 수 있다.
또, 슬리브의 상하부 서포트는 핀과의 접촉면이 넓어서 핀에 가해지는 진동을 분산시켜 핀의 끝 손상을 방지한다.
도 1은 배열회수 보일러의 개념도
도 2는 종래 모듈의 리무브 샤프형 비진동 배플의 핀드 튜브 발췌 정면도
도 3은 동 평면도
도 4는 종래 모듈의 엣지형 비진동 배플의 핀드 튜브 발췌 정면도
도 5는 동 평면도
도 6은 본 발명에 의한 모듈의 비진동 배플의 핀드튜브 발췌 정면도
도 7은 동 평면도
도 8은 슬리브 일체형 비진동 배플의 사시도
본 발명은 도 6, 도 7에서와 같이 배열회수 보일러의 제1 모듈, 제2모듈의 핀드 튜브(22) 상에 슬리브(30)가 설치되어 있다.
상기 슬리브(30)는 도 8에서 보듯이 핀드 튜브(22)의 외주면 반경보다도 0.5mm가 큰 호상 내주면(33)을 가진 상부 서포트(31)와 하부 서포트(32)를 핀(24)의 외주면 반경과 같은 내주면을 가진 반호상 주벽판(34)으로 연결하여 일체화한 것이다. 바꿔 말해서, 내경이 핀드 튜브(22)의 외경보다도 1mm가 더 큰 구멍(내주면:33)이 뚫린 원형 상하부 서포트(31)(32)를 가진 두께 3mm의 철판통을 절반으로 양분한 형상과 흡사하다.
상하부 서포트(31)(32)의 두께를 3mm로 설정한 것은 핀(24)의 피치에 동조시켜 접촉면적을 넓힘으로써 진동으로 인한 핀의 끝 손상을 예방 내지는 방지하기 위한 것이다.
이 슬리브(30)는 배열회수 보일러의 제1 모듈 측 핀드 튜브(22)의 여러 핀 중에서 비진동 배플(20)(21)을 중심으로 상하 등거리에 위치한 상측 위아래에 인접한 핀(24a,24b)과 하측 위아래에 인접한 핀(24a',24b')사이에 상하부 서포트(31)(32)를 끼우고, 핀드 튜브(21)의 외주면과 상부 서포트(31) 및 하부 서포트(32)의 내주면(33) 사이의 간극이 균등하게 0.5mm로 유지되도록 비진동 배플(20)(21)에 주벽판(34)을 용접하여 안정시키는 방법으로 설치한다.
슬리브(30)에 의하면 핀드 튜브(22)와 상하부 서포트(31)(32)의 내주면(33)간 간극이 0.5mm에 불과할 정도로 아주 좁다. 이는 종래의 간극 2mm에 비하면 그 1/4에 해당한다.
또한 제1 모듈, 제2 모듈의 뒤쪽에 위치된 나머지 모듈의 경우도 진동이 우려되므로 이들 모듈의 핀과 비진동 배플과의 간극을 종래 간극(2mm)보다 훨씬 적은 0.5mm 간극으로 최소화 시켜 진동을 최소로 억제하고 튜브 핀의 손상을 최소화함으로써 효율적인 운전을 기할 수 있게 한 것이다.
이와 같은 본 발명은 배열회수 보일러로 도입되는 배기가스의 흐름으로 인한 제1 모듈, 제2 모듈의 진동이 대폭 줄고, 이에 따라 핀드 튜브와 핀의 손상도 대폭 감소되는 것은 물론 미연에 방지할 수 있는 길도 열리게 되는 것이다.
게다가, 상하부 서포트는 핀과의 접촉면이 넓어서 핀에 가해지는 진동을 분산시키므로 핀의 끝이 손상되는 것을 방지한다.
20,21: 비진동 배플
22: 핀드튜브
24: 핀
30: 슬리브
31: 상부 서포트
32: 하부 서포트
33: 내주면
34: 주벽판

Claims (2)

  1. 고압증기생성부와 중압증기생성부 및 저압증기생성부가 내장된 배열회수 보일러에 있어서, 상기 보일러의 배기가스 도입구에 위치하는 제1 모듈 및 제2 모듈의 핀드 튜브에 피치간격으로 부착된 복수의 핀 중에서 상측에 인접한 위아래 핀 사이와, 하측에 인접한 위아래 핀 사이에 핀드 튜브와의 틈이 0.5mm로 제한되도록 끼워지는 두께 3mm의 반(半)도너츠형 상하부 서포트의 외주면을 반호상 주벽판으로 연결하여 일체화한 슬리브를 비진동 배플의 선단에 부착한 것을 특징으로 하는 배열회수 보일러의 비진동형 배플의 핀드 튜브 지지장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 슬리브가 설치된 제1 모듈, 제2 모듈의 뒤쪽에 위치된 나머지 모듈의 핀과 비진동 배플의 간극을 종래 간극(2mm)보다 훨씬 적은 0.5mm 간극으로 최소화시켜 진동 및 손상이 억제되게 한 것을 특징으로 하는 배열회수 보일러의 비진동형 배플의 핀드 튜브 지지장치.
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