KR101394952B1 - 배열회수보일러용 하프모듈의 센터배플 조립장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 핀튜브와 센터배플을 함께 체결하는 종래의 U-볼트식 체결구조의 문제점을 시정하기 위해서, U-볼트를 사용하지 않고도 센터배플을 개별적으로 설치하여 견고한 고정력을 유지할 수 있게 하면서 손상방지 및 내구성을 향상시킬 수 있게 하는 개선한 새로운 기술구성의 조립형 센터배플의 구조를 제공하는 것으로, C 형 몸체로 형성된 상측부재와 하측부재를 한 세트로 형성하여 상측부재와 하측부재에 암수형으로 결합되는 체결수단과 길이조절수단을 형성하고, 상측부재의 상단부는 상부배플에 고정하고 하측부재의 하단부는 중간배플에 고정하여 상·하측부재를 마주 결합한 접속부를 보강판과 스터드볼트와 너트로 체결하여 센터배플을 형성하고, 상기 조립형 센터배플을 수직 연결되도록 각층 마다 설치한 것을 특징으로 한 것이다.

Description

배열회수보일러용 하프모듈의 센터배플 조립장치{ASSEMBLING DEVICE OF CENTER BAFFLE FOR HARP MODULE OF HRSG}

본 발명은 배열회수보일러(Heat Recovery Steam Generators)의 하프모듈에 설치된 센터배플의 조립장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 하프모듈의 열교환 핀튜브에 의지하던 센터배플의 장착구조를 자립형으로 개선하여 가스터빈 배기가스의 유입(Passing)방지와 성능향상 및 핀튜브의 손상을 방지할 수 있게 한 것이다.

일반적으로 발전소, 제철소 등에서 사용되는 배열회수보일러(HRSG)는 도 1과 같이 핀튜브를 가진 하프모듈(1)이 다수로 배열설치되어 보일러의 열교환 회로를 구성한다.

배열회수보일러에 사용되는 하프모듈(1)은 직사각형 틀체에 상부배플(3)과 하부배플(4), 그리고 상·하부 배플(3)(4) 사이에 일정간격으로 설치되는 복수의 진동억제용 중간배플(5)로 구성되고, 횡 방향으로 설치된 상·중·하부의 배플 사이에는 센터배플(A)이 종 방향으로 연결 설치되어 있다.

도 2, 도 3, 도 4와 같이 센터배플(A)은 하프모듈의 측면에 설치되는 경계형 격판으로서, 긴 판체형의 센터배플을 유동하지 않게 설치하기 위해서 센터배플에 복수의 U-볼트(6)를 장착하고, 상기 U-볼트(6)를 핀튜브(2)에 걸어서 고정하는 구조로 되어 있으며, 센터배플(A)이 핀튜브(2)에 매달려 의지하는 구조로 되어 있다.

종래 배열회수보일러의 하프모듈에 의하면, 유입측 덕트를 통과한 가스터빈의 배기가스가 유입측 첫번째 하프모듈 전단에 부딪히면서 복잡한 유동이 발생되므로, 모듈 전단에서의 속도 분포 및 유동이 불안정하며, 이로 인해 유입측 첫번째 하프모듈의 튜브군이 다른 튜브 열에 비해서 상대적으로 큰 흔들림이 발생한다.

모듈 전단에서의 불균일한 속도 분포 및 유동으로 인해 발생한 큰 흔들림은 도 4와 같이 핀튜브 외면의 핀을 탈락시키거나 마모현상을 유발시켜 U-볼트와 핀튜브 간의 유격(GAP)을 확대시키고 이러한 유격 발생 현상이 지속적, 반복적으로 발생되어 U-볼트의 흔들림이 가증되고, 결과적으로 센터배플을 파손시키는 문제점이 발생한다.

따라서 U-볼트에 의해서 핀튜브의 흔들림이 센터배플로 직접 전달되지 않게 하는 센터배플 고정 장치에 대한 개선이 요구되는 실정이다.

본 발명의 목적은 핀튜브와 센터배플을 함께 체결하는 종래의 U-볼트식 체결구조의 문제점을 시정하기 위해서, U-볼트를 사용하지 않고도 센터배플을 개별적으로 설치하여 견고한 고정력을 유지할 수 있게 하면서 손상방지 및 내구성을 향상시킬 수 있게 하는 개선한 새로운 기술구성의 센터배플 조립장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 하프모듈의 상부로부터 하부까지 일정한 간격을 갖도록 설치된 상·중·하부 배플의 사이를 연결 설치하는 센터배플을 형성하되, 센터배플을 복수의 조립부재를 이용하여 길게 연장 조립하는 구조로 형성하고 각 층의 센터배플을 이어붙여서 상부로부터 하부까지의 센터배플이 독립구조물로 형성되게 한 것이며, 외부 구조물에 의지하지 않고 자체적인 고정기능을 발휘할 수 있는 센터배플의 조립장치를 특징으로 한 것이다.

본 발명은 하프모듈의 센터배플을 핀튜브에 체결하지 않고 독립적으로 설치하여 자립구조물을 형성함으로써, 핀튜브에 손상을 주지 않고 격판의 기능을 수행하여 핀튜브를 보호할 수 있다.

또한 종래의 구조는 U-볼트 체결 및 배플 고정작업이 용이하지 않아 추가적인 인력이 투입되었으나, 본 발명의 U-볼트를 사용하지 않는 조립구조로서 상,하측 부재를 마주 연결 접속한 후 상단과 하단을 해당 배플에 용접하는 간단한 작업으로 설치할 수 있어 적은 인력만으로 작업성을 향상시킬 수 있고 시공시간도 크게 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 하프모듈의 전체구성을 보인 개략도
도 2는 종래 하프모듈의 센터배플이 핀튜브에 체결된 상태도
도 3은 종래 사용되던 핀튜브 체결용 U-볼트의 평면 예시도
도 4는 종래 U-볼트 사용으로 의한 핀튜브의 손상 상태도
도 5는 본 발명의 개선된 센터배플의 평면구조도
도 6은 본 발명 센터배플의 요부구성을 설명하기 위한 분리사시도
도 7은 본 발명 센터배플의 시공조립상태도
도 8은 본 발명 센터배플의 설치사용상태도(평면,정면,측면)

본 발명은 하프모듈의 센터배플(A)을 핀튜브에 체결하지 않고 독립적으로 설치하여 자립구조물을 형성하는 것으로서, 하프모듈은 상부로부터 하부까지의 전체 기장이 길기 때문에 상부에서 하부까지 일정간격으로 복수의 횡형 배플들을 설치하여 다층형 배플구조를 형성하고, 상기 횡형 배플들을 이용하여 짧은 기장의 조립부재들을 체결조립하되, 상·하측 조립부재를 수직상으로 길게 연결조립하여 긴 센터배플(A)을 형성하는 구조를 특징으로 한 것이다.

본 발명의 센터배플(A)은 양단(12)(13)이 뒤로 절곡되어 C 형 몸체로 형성된 상측부재(10)와 하측부재(11)를 한 세트로 사용하도록 구성되어 있다.

상기 상측부재(10)의 상단부는 상부배플(3)에 용접 고정하고, 하측부재(11)의 하단부는 해당 층의 중간배플(5)에 용접 고정한 상태로 상, 하측부재(10)(11)를 마주 접속하도록 구성한 것이며, 이렇게 각층의 상하부 배플 사이에 상하측 부재를 설치한 것이다.

상기 상측부재(10)와 하측부재(11)는 암수형으로 결합되는 체결구조를 가지고 있다. 상기 상측부재(11)의 하단에는 꼬리편(14)이 일체로 형성되어 있으며, 상기 꼬리편(14)은 상·하측부재(10)(11)를 암수형으로 연결접속하는데 사용된다. 상기 꼬리편(14)은 하측부재(10) 상단부의 개구(15)에 삽입 가능한 폭으로 형성되어 있다.

또한 상기 꼬리편(14)의 양쪽에는 종 방향으로 한 쌍의 장공(16)이 뚫려 있으며, 상기 장공(16)은 상·하측부재(10)(11)를 결합할 때 상·하부 길이조절과 유동간격을 조절하기 위해서 형성한 것이다.

상기 상측부재(10)에 결합되는 하측부재(11)의 내벽 양쪽에는 상측부재(10)의 장공(16)에 일치하도록 한 쌍의 스터드볼트(17)가 부착되어 있으며, 상기 스터드볼트(17)는 하측부재(11)의 용접으로 고정되어 있으며, 전면을 향하여 나란히꼴로 돌출되어 있다.

상·하측부재(10)(11)가 결합되어 스터드볼트(17)가 장공(16)에 끼워지면, 이들 조립체의 전면에 직사각형의 보강판(18)을 대어주고 너트(20)로 체결하여 상하부재(10)(11)를 고정한다. 상기 보강판(18)은 상기 조립부재의 힘받이 기능과 안정된 체결력을 발휘하며, 보강판(18)의 양쪽에는 상기 스터드볼트(17)에 결합 가능하도록 볼트공(19)이 형성되어 있다.

도 7, 도 8은 본 발명의 조립상태를 보인 것으로, 본 발명의 센터배플(A)은 상하측부재를 조립한 기장이 각 층에 설치된 상·하부 배플 사이의 공간보다 약간 작게 형성하여 여유공간을 갖게 제작한 것이며, 장공(16)을 이용하여 기장을 늘리거나 줄일 수 있게 구성한 것이다.

따라서 상·하측부재(10)(11)를 결합한 상태로 고정하되, 도 7과 같이 상·하측부재 중에서 하측부재(11)의 하단부(W)를 먼저 중간배플(5)에 용접하여 고정한 후(상·하부 중에서 어느 쪽이든 먼저 용접고정하여도 무방함) 장공(16)을 이용하여 상측부재(10)를 위로 밀어올려서 조립기장을 최대로 늘려준 상태로 보강판(18)을 대어주고, 스터드볼트(17)에 너트(20)를 나사 조임으로 체결한 다음, 상측부재(10)의 상단부(H)를 상부배플(3)에 용접으로 고정함으로써, 한 층에 대한 부분적 센터배플(A)의 조립이 완료되며, 동일한 방법으로 나머지 층마다 센터배플을 시공하는 것이다.

상기 상·하측 부재를 해당 배플에 용접하는 방법과 순서는 제한이 없으며, 상측이든 하측이든 먼저 용접하여 고정한 상태로, 조립체의 기장을 맞춰준 후 반대쪽 부재를 해당 배플에 용접하여 고정한다.

1: 하프모듈
2: 핀튜브
3: 상부배플
4: 하부배플
5: 중간배플
6: U-볼트
A: 센터배플
10: 상측부재
11: 하측부재
14: 꼬리편
16: 장공
17: 스터드볼트
18: 보강판
20: 너트

Claims (3)

1. C 형 몸체로 형성된 상측부재와 하측부재의 연결조립을 위해서 상측부재의 하단부와 하측부재의 상단부에 길이조절수단을 가진 암수형 체결수단을 형성하며, 상측부재의 상단부는 상부배플에 고정하고 하측부재의 하단부는 중간배플에 고정하여 상·하측부재를 마주 결합한 접속부를 보강판과 스터드볼트와 너트로 체결하여 조립형 센터배플을 형성하고, 상기 조립형 센터배플을 수직 연결되도록 횡형 배플사이마다 설치한 것을 특징으로 하는 배열회수보일러용 하프모듈의 센터배플 조립장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 상·하측부재에 형성된 암수형 체결수단은 상측부재 하단의 장공을 가진 꼬리편이 하측부재 상단의 개구로 삽입되어 고정되는 구조로 형성한 것을 특징으로 하는 배열회수보일러용 하프모듈의 센터배플 조립장치.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 길이조절수단은 부재의 열팽창을 흡수하기 위해서 설치되는 것으로, 상측부재(10)의 장공(16)과 상기 장공과 일치하도록 하측부재 내벽에 형성된 스터드볼트로 이루어진 것을 특징으로 하는 배열회수보일러용 하프모듈의 센터배플 조립장치.

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