KR101304054B1 - 연소식 히터 유닛 - Google Patents

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KR101304054B1 KR1020097000791A KR20097000791A KR101304054B1 KR 101304054 B1 KR101304054 B1 KR 101304054B1 KR 1020097000791 A KR1020097000791 A KR 1020097000791A KR 20097000791 A KR20097000791 A KR 20097000791A KR 101304054 B1 KR101304054 B1 KR 101304054B1
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샌 초트레이
토마스 엠 루디
데니스 엘 쥬디스
제임스 피 노턴
찰스 이 벤슨
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티악스 엘엘씨
엑손모빌 리서치 앤드 엔지니어링 컴퍼니
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Abstract

그 각각에 가열 소자가 설치되는 적어도 하나의 복사 가열 섹션을 갖는 연소식 히터 유닛이 제공된다. 상기 연소식 히터 유닛은 상기 적어도 하나의 복사 가열 섹션에 작동식으로 연결되는 대류 섹션을 구비하고, 상기 대류 섹션은 적어도 하나의 수직 배향된 대류 튜브를 갖는다. 상기 적어도 하나의 대류 튜브의 각각은 상기 적어도 하나의 복사 가열 섹션에 작동식으로 연결된다. 상기 적어도 하나의 대류 튜브의 각각은, 프로세스 유체가 이를 통해서 유동하는 내부 튜브와, 상기 내부 튜브의 소정 부분을 따라서 연장되는 외부 튜브를 포함하며, 상기 프로세스 유체는 상기 적어도 하나의 복사 가열 섹션에 의해 가열되고, 상기 외부 튜브는 상기 내부 튜브와의 사이에 유로가 형성되도록 내부 튜브로부터 이격된다.
Figure R1020097000791
복사 가열 섹션, 대류 섹션, 내부 튜브, 외부 튜브, 예열기 유닛, 플리넘, 강제 통풍 송풍기, 내화층

Description

연소식 히터 유닛{AN ADVANCED FIRED HEATER UNIT FOR USE IN REFINERY AND PETRO-CHEMICAL APPLICATIONS}
본 발명은 수직 배치된 대류 섹션을 가지며 정압(positive pressure)을 사용하는 고효율, 저공해(low emission)의 연소식 히터(fired heater) 유닛에 관한 것이다. 정압의 사용은 강제 대류식 열전달을 가능하게 하므로 가열에 필요한 크기가 감소되며, 그 결과 노(furnace)의 설계가 콤팩트해진다. 본 발명에 따른 연소식 히터 유닛은 정유 및 석유-화학 분야에서 사용될 것으로 생각된다.
정유소 및 석유-화학 플랜트에서는 통상 연소식 히터가 사용되는 바, 이는 이들 연소식 히터가 다른 유틸리티 소스에서는 얻을 수 없는 높은 수준의 가열을 제공할 수 있기 때문이다. 시중에 존재하는 종래의 연소식 히터는 복사 섹션, 대류 섹션, 공기 예열기 및 초저(ultra low) NOx 버너를 구비한다. 대류 섹션은 복사 섹션의 위에 위치한다. 대류 섹션의 대류 튜브는 수평 배향을 갖는다.
종래의 연소식 히터는 히터 효율을 최대화하기 위해 예열된 공기를 사용한다. 종래의 연소식 히터는 강제 통풍(forced draft) 송풍기와 유인 통풍 송풍기를 구비한 균형잡힌 통풍 설계를 요한다. 강제 통풍 송풍기는 주위 공기를 예열기에 공급하고, 이후 히터에 공급한다. 유인 통풍 송풍기는 배연 가스(flue gas)를 퇴출시킨다. 그러나, 이러한 배치는 추가적인 주위 공기가 침입하기 쉽다. 주위 공기의 침입은 히터의 작동에 부정적인 영향을 미친다. 그 결과, 종래의 연소식 히터는 연소 관련 불안정성을 방지하기 위해 3% 또는 그 이상의 과잉 O2 레벨로 작동되어야 한다. 이는 히터 효율을 저하시키며, 따라서 통상적인 91 내지 92%의 최대 달성가능한 히터 효율만이 얻어진다. 효율 저하는 결국 총 NOx 및 온실 가스 배출을 증가시킨다.
꾸준히 증가하는 연료 수요, 그 늘어나는 비용, 및 동시에 공해 감소에 대한 보다 엄격해지는 규제로 인해, 공해가 감소되는 한편으로 히터 효율이 극대화되는 연소식 히터가 요구되고 있다. 이는 특히 대형 히터(100 MBtu/hr 이상)에서 요구되고 있다.
본 발명의 실시예의 양태는 고효율, 저공해 및 콤팩트한 설계를 갖는 연소식 히터 유닛에 관한 것이다. 히터 효율의 증가는 연료 소비를 감소시킬 것이며, 이는 에너지 절감과 NOx 및 온실 가스 배출의 감소로 이어질 것이다.
본 발명의 일 양태는 주위 공기의 침입을 방지하기 위해 연소식 히터 유닛 내에서 정압(즉, 대기압 이상)을 사용하는 것이다. 전체 연소식 히터 유닛이 정압 하에서 작동될 수도 있을 것으로 생각된다. 정압 작동의 사용은 히터 유닛이 낮은 과잉 O2로 작동할 수 있게 해준다. 과잉 O2의 감소는 고효율과 저공해를 유도한다.
정압 작동의 사용은 또한 히터의 대류 섹션에서 배연 가스로부터 프로세스 유체로의 강제 대류 열전달을 가능하게 한다. 강제 대류 열전달은 프로세스 유체를 가열하는데 필요한 유효 대류 열전달 표면을 감소시키며, 이는 유닛 크기를 감소시킨다.
본 발명의 다른 양태는 종방향으로 핀부착된(finned) 수직 튜브를 갖는 대류 섹션을 제공하는 것이다. 이 튜브는 반경방향으로 연장되는 이격된 핀을 갖는다. 이러한 배치는 프로세스 유체로의 열전달을 향상시킨다.
본 발명의 다른 양태는 콤팩트한 구조의 연소식 히터를 제공하는 것이다. 고유한 배치는 복사 섹션 사이에 대류 섹션을 위치시킴으로써 달성된다.
본 발명에 따른 히터가 히터 전체에 걸쳐서 정압으로 작동하므로, 강제 통풍 송풍기만이 필요하다. 강제 통풍 송풍기에 비해 정비 문제가 일어나기 쉬운 유인 통풍 송풍기는 전혀 필요치 않다.
히터 전체에 걸쳐서 강제 통풍(만)을 사용하면, 히터는 1 내지 2%의 낮은 과잉 O2 레벨로 작동될 수 있다. 따라서 95%의 잠재 열효율이 달성될 수 있다. 또한, 고효율의 결과로서, 낮은 연료 연소로 인해 추정 3%의 낮은 NOx 및 온실 가스 배출이 실현될 수 있다.
상기 및 기타 양태는, 두 개의 복사 셀 사이에 수직 튜브 배향의 대류 섹션이 배치되는 트윈 셀 수직 튜브 박스형 복사 섹션을 구비하는 연소식 히터 유닛에 관한 본 발명에 의해 실현될 수 있다. 본 발명에서의 대류 섹션 설계 개념은 후술하듯이 연소식 히터에 있어서 고유한 것이다. 대류 섹션에서의 각각의 튜브는 베어(bare)와, 종방향으로 핀부착된 튜브를 갖는 분할(segmented) 핀부착 섹션으로 구성된다. 각 튜브의 핀부착된 튜브 섹션은 배연 가스 쉘을 형성하는 외부 내화 라이닝된 금속 슬리브로 둘러싸여 배연 가스 유동 경로를 제공한다. 복사 섹션으로부터의 배연 가스는 대류 섹션의 상부에 진입하여, 종래의 더블 파이프 열교환기에서의 유로와 마찬가지로, 튜브 내부의 프로세스 유체와 열교환을 행하는 바, 먼저 베어 섹션과 열교환을 행하고, 이어서 각 튜브의 배연 가스 쉘 내의 핀부착 섹션과 열교환을 행한다. 따라서 각 튜브 내의 프로세스 유체에 대한 배연 가스 유동은 각각의 통과(pass)에서 교호적인 병류(co-current) 및 향류(counter-current) 유동의 조합이다. 각 튜브 주위의 배연 가스 쉘은, 배연 가스 플리넘에 용접되는 튜브 시트에 용접된다. 각 쉘로부터의 배연 가스는 플리넘 내로 빠져나가며, 고효율 공기 예열기 유닛을 통해서 유동한 후 배기 스택(stack)에 유입된다. 강제 통풍 송풍기로부터의 주위 공기는 공기 예열기 유닛에서 예열된 후, 히터 플로어에 설치된 버너에 유입된다. 강제 통풍 송풍기는 히터 전체에 걸쳐서 공기 및 배연 가스 유동 회로에 대해 예열된 연소 공기 유동 및 필요 수두[통상 물 25인치(63.5cm)]를 제공한다. 본 발명에는 유인 통풍 송풍기가 전혀 존재하지 않는다.
본 발명의 양태들에 따르면, 연소식 히터 유닛은 적어도 하나의 복사 가열 섹션을 구비한다. 각각의 복사 가열 섹션은 가열 소자를 구비한다. 연소식 히터 유닛은 상기 적어도 하나의 복사 가열 섹션에 작동식으로(operatively) 연결되는 대류 섹션을 추가로 구비한다. 상기 대류 섹션은 수직으로 배향되며, 적어도 하나의 수직 배향된 대류 코일을 구비한다. 튜브 상부가 지지되는 수직적인 튜브 배향은 결과적으로 정비를 감소시킨다. 유인 통풍 송풍기 및 관련 배관의 제거가 저비용 설계에 추가된다. 각 대류 튜브의 일부는 적어도 하나의 복사 가열 섹션에 작동식으로 연결된다.
본 발명에 따르면, 상기 적어도 하나의 대류 튜브의 각각은, 프로세스 유체가 이를 통해서 유동하는 내부 튜브를 구비한다. 상기 프로세스 유체는 상기 적어도 하나의 복사 가열 섹션에 의해 가열된다. 각각의 대류 튜브는 또한 상기 내부 튜브의 소정 부분을 따라서 연장되는 외부 튜브를 구비한다. 상기 외부 튜브는 상기 내부 튜브와의 사이에 유로가 형성되도록 내부 튜브로부터 이격된다. 상기 유로에는 적어도 하나의 반경방향 연장 핀이 설치될 수 있으며, 이 핀은 내부 튜브로부터 외부 튜브를 향하여 외측으로 연장된다. 각각의 핀은 외부 튜브의 길이만큼 연장된다. 핀 사이의 넓은 간격과 강제 대류의 조합은 핀부착된 튜브의 파울링(fouling)을 실질적으로 제거해준다. 파울링의 저감 및/또는 제거는 설계 효율 및 낮은 정비 비용의 유지를 도와준다. 각각의 수직 튜브는 종방향으로 연장되는 핀에 의해 둘러싸이는 내부 튜브를 갖는 것이 바람직하다. 튜브와 핀은 내화 라이닝된 금속 슬리브에 의해 둘러싸인다. 외부 튜브는 이 외부 튜브를 둘러싸는 내화층을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 유로는 제 1 개방 단부와 제 2 개방 단부를 갖는다. 상기 유로의 제 1 개방 단부는 상기 적어도 하나의 복사 가열 섹션에 작동식으로 연결된다. 이러한 배치에서, 상기 적어도 하나의 복사 가열 섹션으로부터의 배연 가스는 제 1 개방 단부를 통해서 유로에 진입한다. 상기 배연 가스는 내부 튜브 내에 수용된 프로세스 유체를 더 가열한다. 상기 제 2 개방 단부는 유로를 통과하는 배연 가스가 제 2 개방 단부를 통해서 유로를 빠져나가 플리넘 내로 유동하도록 플리넘에 작동식으로 연결된다. 상기 플리넘은 유로를 빠져나가는 배연 가스가 플리넘을 통해서 예열기 유닛으로 이동하도록 예열기 유닛에 작동식으로 결합되며, 예열기 유닛에서 배연 가스는 진입하는 주위 공기를 예열한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 연소식 히터 유닛은 강제 통풍 송풍기를 구비한다. 강제 통풍 송풍기는 예열기에 주위 공기를 공급하며, 주위 공기는 다시 적어도 하나의 복사 가열 섹션에 공급된다. 본 발명에 따르면, 주위 공기를 공급하기 위해 강제 통풍 송풍기만 필요하며, 강제 통풍 송풍기는 주위 공기를 히터 유닛을 통해서 이동시킨다. 따라서, 히터 유닛은 정압 하에 작동한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 연소식 히터 유닛은 제 1 복사 가열 섹션 및 제 2 복사 가열 섹션을 구비한다. 제 1 및 제 2 복사 가열 섹션은 그 사이에 대류 유닛이 위치하도록 대류 유닛의 양쪽에 배치된다. 제 1 및 제 2 복사 가열 섹션은 프로세스 유체가 대류 유닛을 통해서 유동할 때 프로세스 유체를 가열한다.
각각의 대류 튜브는 대체로 U-형상의 내부 튜브를 가질 수 있다고 생각된다. 각각의 내부 튜브는 제 1 수직 연장 섹션, 제 2 수직 연장 섹션, 및 상기 제 1 수직 연장 섹션을 상기 제 2 수직 연장 섹션에 연결하는 연결 섹션을 구비할 수 있다. 프로세스 유체는 제 1 수직 연장 섹션을 통해서 연결 섹션으로 유동하고 이어서 제 2 수직 연장 섹션으로 유동한다. 상기 수직 연장 섹션의 각각은 그 수직 연장 섹션의 소정 부분을 따라서 연장되는 외부 튜브를 구비할 수 있다. 제 1 수직 연장 섹션의 소정 부분을 따라서 제 1 외부 튜브가 연장되고, 제 2 수직 연장 섹션의 소정 부분을 따라서 제 2 외부 튜브가 연장되는 것이 바람직하다. 내부 튜브와 제 1 외부 튜브 사이 및 내부 튜브와 제 2 외부 튜브 사이에 유로가 배치된다. 각각의 유로는 제 1 개방 단부 및 제 2 개방 단부를 갖는다. 상기 유로의 각 제 1 개방 단부는 상기 제 1 및 제 2 복사 가열 섹션 각각에서의 배연 가스가 제 1 개방 단부를 통해서 유로에 진입하도록 상기 제 1 복사 가열 섹션 및 제 2 복사 가열 섹션에 작동식으로 연결된다. 제 2 개방 단부의 각각은 유로를 통과하는 배연 가스가 제 2 개방 단부를 통해서 유로를 빠져나가도록 플리넘에 작동식으로 연결된다.
본 발명의 상기 및 기타 양태는 상세한 설명 및 첨부 도면을 참조함으로써 보다 명백해질 것이다.
이제 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 연소식 히터 유닛의 측면 사시도,
도 2는 도 1의 개선된 연소식 히터 유닛의 트윈 셀 수직 튜브 박스형 복사 섹션의 개략도,
도 3은 대류 섹션 튜브의 부분 사시도,
도 4는 내부 튜브와 핀을 도시하는 대류 튜브의 부분 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대류 가열 섹션을 도시하는 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 대류 가열 섹션에 인접한 하나의 복사 가열 섹션의 개략도.
이제 본 발명을 도면을 참조하여 보다 상세히 설명할 것이다. 도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 연소식 히터 유닛(10)이 도시되어 있다. 연소식 히터 유닛(10)은, 공기 예열기 유닛(12)에 주위 공기를 공급하는 강제 통풍 송풍기 유닛(11)을 구비한다. 강제 통풍 송풍기 유닛(11)은 정압 하에 공기 예열기 유닛(12)에 주위 공기를 공급한다. 강제 통풍 송풍기 유닛(11)은 주위 공기의 침입을 방지하기 위해 연소식 히터 유닛(10)을 정압 하에 유지하도록 작동한다.
주위 공기는 도 1에 도시하듯이 공기 예열기 유닛(12)을 통과한다. 이후 공기는 배관(13)을 통과한다. 배관(13)은 히터 유닛(10)의 적어도 하나의 복사 가열 섹션(14)에 연결된다. 배관(13)은 예열된 공기를 복사 가열 섹션(14)에 공급한다. 각각의 복사 가열 섹션(14)에는 적어도 하나의 가열 소자(141)가 배치된다. 가열 소자(141)는 예열된 공기를 더 가열한다. 각각의 가열 소자(141)는 버너 또는 기타 적절한 가열 소스일 것으로 생각된다. 가열 소자(141)는 다양한 히터 크기, 서비스 및 부하(duty)를 포함한 여러가지 측면에서 상업적으로 입증된 초저 NOx 버너 인 것이 바람직하다.
복사 가열 섹션(14)은 프로세스 유체를 수용하는 튜브(142)로 둘러싸인다. 복사 가열 섹션(14)에서의 가열된 공기는 도 2에 도시하듯이 상방으로 이동한다. 복사 가열 섹션(14)의 일측에는 수직 배향된 대류 가열 섹션(15)이 배치된다. 대류 가열 섹션(15)은 복사 가열 섹션(14)에 인접하며 배향되며, 따라서 복사 가열 섹션(14)과 대류 가열 섹션(15)은 작동식으로 연결된다. 도 2에 도시하듯이 한 쌍의 복사 가열 섹션(14a, 14b)이 제공되는 것이 바람직하다. 복사 가열 섹션(14a, 14b)은 둘다 대류 가열 섹션(15)에 작동식으로 연결된다. 이러한 배치에 의하면, 주위 공기가 가열 소자(141)에 의해 가열될 때 생성되는 가열된 연료 가스는 대류 가열 섹션(15)으로 향하여, 대류 가열 섹션(15)을 통과하는 프로세스 유체를 가열한다.
이제 대류 가열 섹션(15)에 대해 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명할 것이다. 수직 배향된 대류 가열 섹션(15)은 한 쌍의 복사 가열 섹션(14a, 14b) 사이에 배치된다. 대류 가열 섹션(15)은 복수의 수직 연장 튜브(151)를 구비한다. 각각의 수직 연장 튜브(151)는 프로세스 유체가 통과하는 내부 튜브(152)를 구비한다. 내부 튜브(152)의 소정 길이를 따라서 외부 튜브(153)가 연장된다. 외부 튜브(153)는 자명한 이유로 내부 튜브(152)의 전체 길이를 따라서 연장되지 않는 것이 바람직하다. 외부 튜브(153)는 내부 튜브(152)와의 사이에 유로(flow path)(154)가 형성되도록 내부 튜브(152)로부터 이격되어 있다. 상기 유로(154)에서는 내부 튜브(152)에서 외부 튜브(153)를 향해 복수의 반경방향 연장 핀(155)이 연장된다. 유로(154)를 통과하는 배연 가스로부터 핀(155)에 퇴적 형성될 수 있는 유로(154) 내의 파울링을 방지하기 위해 열전도성 핀(155)은 유로(154) 내에서 충분히 이격되어 있다. 외부 튜브(153)는 외부 내화층(156)을 포함할 수 있다.
전술했듯이, 외부 튜브(153)는 내부 튜브(152)의 전체 길이에 걸쳐서 연장되지 않는다. 이러한 구성에서, 유로(154)의 양 단부에 개구(157, 158)가 형성된다. 외부 튜브(153)의 상단부에 위치되는 제 1 개구(157)는 배연 가스가 복사 가열 섹션(14a, 14b)으로부터 유로(154)로 유동할 수 있게 한다. 가열된 유동 가스는 유로(154)에 유입되어 핀(155)을 통과함으로써 핀(155)을 가열한다. 이후 열은 핀(155)으로부터 내부 튜브(152) 내의 프로세스 유체로 전달된다. 배연 가스가 유로(154)에 진입하기 전에, 배연 가스는 내부 튜브(152)의 상부 노출 부분과 접촉한다. 이 결과 내부 튜브(152)가 가열된다. 열은 이후 내부 튜브(152)를 통해서 유동하는 프로세스 유체에 전달된다.
유로(154)를 통과한 후, 배연 가스는 제 2 개구(158)를 통해서 유로(154)를 빠져나간다. 외부 튜브(153)는 대류 가열 섹션(15) 아래에 위치하는 플리넘(plenum)(16)에 연결되거나 플리넘으로 연장된다. 이러한 구성에서, 제 2 개구(158)는 플리넘(16) 내에 위치한다. 도 1에 도시하듯이, 플리넘(16)은 공기 예열기 유닛(12)에 연결된다. 대류 가열 섹션(15)으로부터 플리넘(16) 내로 빠져나간 배연 가스는 공기 예열기 유닛(12)으로 이동하며, 여기에서 배연 가스는 도 1에 도시하듯이 진입하는 주위 공기를 이것이 스택(17)을 통해서 빠져나가기 전에 예열한다.
내부 튜브(152)는 프로세스 유체를 가열하기 위해 대류 가열 섹션(15)을 여러 차례 통과할 것으로 생각된다. 내부 튜브(152)의 각 수직 섹션은 전술한 방식으로 내부 튜브(152)의 소정 길이를 따라서 연장되는 외부 튜브(153)를 구비할 것이며, 따라서 내부 튜브(152)의 각 수직 섹션은 그 주위에 형성되는 대응 유로를 구비한다. 프로세스 유체의 유동을 대류 가열 섹션(15)을 통과하도록 다른 수직 섹션으로 다시 향하게 하기 위해 내부 튜브(152)의 수직 섹션의 상단부 및 하단부에는 연결부가 형성될 수 있다. 각각의 대류 가열 섹션(15)은 복수의 개별 내부 튜브(152)를 구비할 수 있을 것으로도 생각된다. 이러한 구성에서는, 하나 이상의 프로세스 유체가 단일의 대류 가열 섹션(15)에 의해 가열될 수 있다.
히터 유닛(10)의 전체에 걸쳐서 정압을 갖는 강제 통풍 설계의 결과로서, 공기 침입이 제거되고, 이로 인해 낮은 과잉 O2 작동이 가능하다. 낮은 과잉 O2는 결과적으로 그에 대응하여 고효율 및 낮은 NOx 및 온실 가스 배출로 이어진다.
하기 표 1에 나타나듯이, 본 발명은 공기 예열기를 사용하는 100 MBtu/hr의 종래 히터와 비교할 때 히터 열효율의 3% 증가, NOx 및 온실 가스 배출의 3% 감소를 제공할 것으로 추정된다. 상기 증가는 예열기가 없는 종래의 히터와 비교할 때 훨씬 큰 것이다.
[표 1]

히터 형태
효율
- LHV %
열 연소 MBTU/hr
(LHV/HHV)		 NOx 배출
LB/MBTU(HHV) 및
Tons/Yr		 CO2 배출
Lb/MBTU(HHV) 및
kTons/Yr
종래 연소식 히터 83 120/132 0.020/11.5 126/71.5
공기 예열기를 구비한 종래 연소식 히터 92 108/118 0.025/13 126/64.0
공기 예열기를 구비한 개선된 연소식 히터 95 105/115 0.025/12.6 126/62.3
본 명세서에 기재된 발명에 대해 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 청구범위에서 한정되는 본 발명의 정신 및 범위 내에서 여러가지 다른 실시예들이 이루어질 수 있다. 명세서에 포함되는 모든 사항들은 단지 예시적인 것으로 해석되어야지 제한적인 의미로 해석되어서는 안될 것이다.

Claims (19)

  1. 연소식 히터 유닛에 있어서,
    내부에 가열 소자가 각기 설치되는 적어도 하나의 복사 가열 섹션과,
    상기 적어도 하나의 복사 가열 섹션에 작동식으로(operatively) 연결되는 대류 섹션을 포함하며,
    상기 대류 섹션은 적어도 하나의 수직 배향된 대류 튜브를 가지며,
    상기 적어도 하나의 대류 튜브의 각각은 상기 적어도 하나의 복사 가열 섹션에 작동식으로 연결되는
    연소식 히터 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 대류 튜브의 각각은,
    프로세스 유체가 관통 유동하는 내부 튜브와,
    상기 내부 튜브의 소정 부분을 따라서 연장되는 외부 튜브를 포함하며,
    상기 프로세스 유체는 상기 적어도 하나의 복사 가열 섹션에 의해 가열되며,
    상기 외부 튜브는 상기 내부 튜브와의 사이에 유로가 형성되도록 내부 튜브로부터 이격되는
    연소식 히터 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유로 내에서 상기 내부 튜브로부터 상기 외부 튜브를 향하여 외측으로 연장되는 적어도 하나의 반경방향 연장 핀을 더 포함하며,
    상기 적어도 하나의 반경방향 연장 핀의 각각은 상기 외부 튜브의 길이만큼 연장되는
    연소식 히터 유닛.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유로는 제 1 개방 단부와 제 2 개방 단부를 가지며,
    상기 유로의 제 1 개방 단부는 상기 적어도 하나의 복사 가열 섹션에 작동식으로 연결되며,
    상기 적어도 하나의 복사 가열 섹션 내의 배연 가스는 상기 적어도 하나의 복사 가열 섹션으로부터 상기 제 1 개방 단부를 통해서 상기 유로에 진입하는
    연소식 히터 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 개방 단부는, 상기 유로를 통과하는 배연 가스가 상기 제 2 개방 단부를 통해서 상기 유로를 빠져나가도록 플리넘(plenum)에 작동식으로 연결되는
    연소식 히터 유닛.
  6. 제 5 항에 있어서,
    예열기 유닛을 더 포함하며,
    상기 플리넘은 상기 예열기 유닛에 작동식으로 결합되어, 상기 유로를 빠져나가는 배연 가스가 상기 플리넘을 통해서 상기 예열기 유닛으로 이동하는
    연소식 히터 유닛.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 예열기 유닛에 주위 공기를 공급하는 강제 통풍 송풍기를 더 포함하는
    연소식 히터 유닛.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 대류 튜브의 각각은 상기 외부 튜브를 둘러싸는 내화층을 더 포함하는
    연소식 히터 유닛.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 복사 가열 섹션은 상기 대류 유닛의 한쪽에 배치되는 제 1 복사 가열 섹션과, 상기 대류 유닛의 반대쪽에 배치되는 제 2 복사 가열 섹션을 구비함으로써, 상기 대류 유닛이 이들 복사 가열 섹션 사이에 위치되는
    연소식 히터 유닛.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 대류 튜브의 각각은,
    프로세스 유체가 관통 유동하는 내부 튜브와,
    상기 내부 튜브의 소정 부분을 따라서 연장되는 적어도 하나의 외부 튜브를 포함하며,
    상기 프로세스 유체는 상기 제 1 복사 가열 섹션 및 상기 제 2 복사 가열 섹션에 의해 가열되며,
    상기 적어도 하나의 외부 튜브는 상기 내부 튜브와의 사이에 유로가 형성되도록 상기 내부 튜브로부터 이격되는
    연소식 히터 유닛.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유로 내에서 상기 내부 튜브로부터 상기 외부 튜브를 향하여 외측으로 연장되는 적어도 하나의 반경방향 연장 핀을 더 포함하며,
    상기 적어도 하나의 반경방향 연장 핀의 각각은 상기 외부 튜브의 길이만큼 연장되는
    연소식 히터 유닛.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 유로는 제 1 개방 단부와 제 2 개방 단부를 가지며,
    상기 유로의 제 1 개방 단부는 상기 제 1 복사 가열 섹션 및 상기 제 2 복사 가열 섹션에 작동식으로 연결되며,
    상기 제 1 및 제 2 복사 가열 섹션으로부터의 배연 가스는 상기 적어도 하나의 복사 가열 섹션으로부터 상기 제 1 개방 단부를 통해서 상기 유로에 진입하는
    연소식 히터 유닛.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 개방 단부는, 상기 유로를 통과하는 배연 가스가 상기 제 2 개방 단부를 통해서 상기 유로를 빠져나가도록 플리넘에 작동식으로 연결되는
    연소식 히터 유닛.
  14. 제 12 항에 있어서,
    각각의 내부 튜브는,
    제 1 수직 연장 섹션과,
    제 2 수직 연장 섹션과,
    상기 제 1 수직 연장 섹션을 상기 제 2 수직 연장 섹션에 연결하는 연결 섹션을 포함함으로써,
    프로세스 유체가 상기 제 1 수직 연장 섹션을 통해서 상기 연결 섹션 내로 유동하고 이후 상기 제 2 수직 연장 섹션 내로 유동하는
    연소식 히터 유닛.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 외부 튜브는,
    상기 제 1 수직 연장 섹션의 소정 부분을 따라서 연장되는 제 1 외부 튜브와,
    상기 제 2 수직 연장 섹션의 소정 부분을 따라서 연장되는 제 2 외부 튜브를 포함하는
    연소식 히터 유닛.
  16. 제 15 항에 있어서,
    각각의 유로는 제 1 개방 단부와 제 2 개방 단부를 가지며,
    상기 유로의 제 1 개방 단부는 상기 제 1 및 제 2 복사 가열 섹션에 작동식으로 연결되며,
    상기 제 1 및 제 2 복사 가열 섹션 각각 내의 배연 가스는 상기 제 1 개방 단부를 통해서 상기 유로에 진입하는
    연소식 히터 유닛.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 개방 단부의 각각은, 상기 유로를 통과하는 배연 가스가 제 2 개방 단부를 통해서 상기 유로를 빠져나가도록 플리넘에 작동식으로 연결되는
    연소식 히터 유닛.
  18. 제 17 항에 있어서,
    예열기 유닛을 더 포함하며,
    상기 플리넘은 상기 예열기 유닛에 작동식으로 결합되어, 상기 유로를 빠져나가는 배연 가스가 상기 플리넘을 통해서 상기 예열기 유닛으로 이동하는
    연소식 히터 유닛.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 예열기 유닛에 주위 공기를 공급하는 강제 통풍 송풍기를 더 포함하는
    연소식 히터 유닛.
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