KR101483019B1 - 보일러 튜브 화로벽의 지지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러 튜브 화로벽의 지지 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 하부화로와 스트랩에 각각 결합되어 하부화로와 스트랩을 일체로 결합하는 지지부재가 상기 스트랩에 결합되는 제1 지지부와 상기 하부화로에 결합되는 제2 지지부로 이루어지며 상기 제1 지지부와 제2 지지부가 동일한 두께를 가지도록 형성되고 상기 제2 지지부가 제1 지지부의 양단에서 각각 절곡되어 형성됨으로써, 상기 지지판을 제작하기 위한 재료비용을 절감할 수 있다. 또, 상기 지지부재가 강판으로 형성됨에 따라 용접하는데 소요되는 작업시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 용접작업 후 불량율을 낮추며 보수가 용이하여 유지 비용을 절감할 수 있다. 또, 상기 지지부재는 적어도 2개 이상의 튜브를 수용함으로써 상기 지지부재의 사용 개수를 줄일 수 있고, 용접 면적을 모두 줄일 수 있어 용접 시간과 용접후 검사 시간을 줄여 생산성을 높일 수 있다.

Description

보일러 튜브 화로벽의 지지 장치{SUPPORTING DEVICE FOR BOILER TUBE WALL}

본 발명은 발전용 보일러의 나선 튜브 화로벽(spiral tube furnace wall)의 하중 지지 장치에 관한 것으로, 화로벽의 자중, 화로벽 보강 구조물의 자중, 연소장치의 자중을 나선 튜브 화로벽 상부의 수직화로벽(vertical furnace wall)으로 전달하기 위한 웰드 스트립(weld strap)에 관한 것이다.

일반적으로 반전용 대형 보일러의 화로벽은 튜브(tube)와 멤브레인(membrane)으로 구성되어 내부 연소가스의 누출을 방지하고 있다. 화로의 상부에는 화로벽을 구성하는 튜브가 수직으로 배치되어 있고, 화로의 하부에는 튜브가 경사지게 배치되어 있다.

보일러가 운전을 할 때 화로벽에는 화로벽의 자중과 화로벽에 부착된 부착물들의 자중 그리고 튜브 내부를 흐르고 있는 유체의 압력 등이 부하로 작용하게 된다. 하부화로 및 이의 부착물들의 자중은 상부화로를 이루는 튜브로 전달되고, 상부화로의 튜브에서는 하부화로로부터 전달되는 자중과 상부화로 및 상부화로 부착물들의 자중, 그리고 상부화로를 이루는 튜브 내부의 유체 압력으로 인한 튜브 축방향 응력이 발생하고 있는데 이는 튜브 단면에서 충분히 감당할 수 있다.

하지만, 하부화로의 벽면을 이루는 튜브가 경사지게 배치되어 있어 하부화로의 자중과 튜브 내부의 유체 압력이 작용할 때 튜브에서는 튜브 원주방향의 응력이 가장 크게 되어, 화로가 대형이 될 경우 허용할 수 있는 값을 초과하게 된다. 따라서 하부화로의 자중을 상부화로로 전달하기 위하여 스트랩(strap)을 하부화로 벽에 설치하고 있다.

도 1은 종래 보일러 튜브 화로를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 화로에서 하부화로의 일부를 보인 사시도이며, 도 3은 도 2에 따른 "III-III"선단면도이고, 도 4는 도 2에 따른 "IV-IV"선단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 종래 발전용 보일러의 나선 튜브 화로(이하, 튜브 화로)에서는 하부화로(1)의 하중을 상부화로(3)로 전달하기 위해 다수 개의 스트랩(4)이 사용되고, 상기 스트랩(4)은 블록(block)(6)을 이용하여 하부화로(1)의 벽면, 즉 튜브(2) 사이의 연결부(2a)에 용접 결합되고 있다.

도 2 내지 도 4에서와 같이, 상기 스트랩(4)은 블록(6)에 용접 결합되고, 상기 블록(6)은 하부화로(1)의 튜브(2) 사이의 연결부(2a)에 용접 결합되어 있다. 상기 블록(6)은 하부화로를 이루는 튜브 2개당 1개의 블록이 결합되어 있다. 도면중 미설명 부호인 7은 스트랩과 블록의 용접부위, 8은 블록과 연결부의 용접부위이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 튜브 화로에 있어서는, 상기 블록(6)이 주조 또는 금형을 이용하여 제작됨에 따라 블록에 대한 제조비용이 과다하게 소요될 뿐만 아니라 용접성이 저하되는 문제점이 있었다.

또, 상기 블록(6)이 튜브 2개당 1개씩 구비되어야 하므로 그만큼 블록의 개수가 증가하여 재료비용이 증가하게 되는 것은 물론, 상기 블록(6)이 증가하는 만큼 용접부위가 증가하게 되어 제작시간이 길어지고 이를 검사하기 위한 검사시간이 증가하며 결함이 발생될 확률이 높아져 유지비용이 증가하게 되는 문제점도 있었다.

본 발명의 목적은, 스트랩을 용접하기 위한 지지부재의 제작을 용이하게 할 뿐만 아니라 용접성을 높일 수 있는 보일러 튜브 화로벽의 지지 장치를 제공하려는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 지지부재의 개수를 줄여 재료비용을 낮추고 용접시간을 단축시키며 유지비용을 절감할 수 있는 보일러 튜브 화로벽의 지지 장치를 제공하려는데도 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 상부화로; 상기 상부화로의 하측에 배치되는 하부화로; 상기 하부화로를 상부화로에 지지하는 복수 개의 스트랩; 및 상기 하부화로와 스트랩에 각각 결합되어 상기 하부화로와 스트랩을 일체로 결합하는 지지부재;를 포함하고, 상기 지지부재는, 상기 스트랩에 결합되는 제1 지지부; 및 상기 하부화로에 결합되는 제2 지지부;로 이루어지며, 상기 제1 지지부와 제2 지지부가 동일한 두께를 가지도록 형성되고 상기 제2 지지부가 제1 지지부의 양단에서 각각 절곡되어 형성되는 보일러 튜브 화로벽의 지지 장치가 제공된다.

여기서, 상기 하부화로는 다단의 튜브가 경사지게 배열되어 이루어지고, 상기 다단의 튜브들 사이에는 인접된 튜브를 서로 연결하는 연결부가 각각 형성되며, 상기 지지부재의 양측 제2 지지부는 상기 하부화로의 연결부에 용접 결합될 수 있다.

그리고, 상기 양측 제2 지지부 사이에 적어도 2개 이상의 튜브가 수용될 수 있다.

그리고, 상기 양측 제2 지지부는 동일한 스트랩에 용접되는 양쪽 제2 지지부의 용접면적이 서로 상이할 수 있다.

본 발명에 의한 보일러 튜브 화로벽의 지지 장치는, 지지판이 동일한 두께를 가지도록 형성되고 상기 지지파의 양단에서 각각 절곡되어 화로에 용접됨으로써, 지지판을 제작하기 위한 재료비용을 절감할 수 있다. 또, 상기 지지판이 강판으로 형성됨에 따라 용접하는데 소요되는 작업시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 용접작업 후 불량율을 낮추며 보수가 용이하여 유지 비용을 절감할 수 있다. 또, 상기 지지판은 적어도 2개 이상의 튜브를 수용함으로써 상기 지지판의 사용 개수를 줄일 수 있고, 용접 면적을 모두 줄일 수 있어 용접 시간과 용접후 검사 시간을 줄여 생산성을 높일 수 있다.

도 1은 종래 보일러 튜브 화로를 보인 사시도,
도 2는 도 1에 따른 화로에서 하부화로의 일부를 보인 사시도,
도 3은 도 2에 따른 "III-III"선단면도,
도 4는 도 2에 따른 "IV-IV"선단면도,
도 5는 본 발명에 의한 보일러 튜브 화로에서 지지부재를 이용하여 스트랩을 결합한 상태를 보인 정면도,
도 6 및 도 7은 도 5에 따른 지지부재를 보인 사시도 및 정면도,
도 8은 도 5의 "V-V"선단면도,
도 9는 도 5에 따른 지지부재의 다른 예를 보인 정면도.

이하, 본 발명에 의한 보일러 튜브 화로벽의 지지 장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명에 의한 보일러 튜브 화로에서 지지부재를 이용하여 스트랩을 결합한 상태를 보인 정면도이고, 도 6 및 도 7은 도 5에 따른 지지부재를 보인 사시도 및 정면도이며, 도 8은 도 5의 "V-V"선단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 튜브 화로는, 튜브(2)가 나선형으로 배열되는 하부화로(1)와, 상기 하부화로(1)의 상측에 배치되고 튜브(미부호)가 수직으로 배열되는 상부화로(3)와, 상기 하부화로(1)와 상부화로(3)를 연결하여 상기 하부화로(1)를 상부화로(3)에 지지하는 복수 개의 스트랩(4)과, 상기 하부화로(1)와 스트랩(4)에 용접 결합되어 상기 스트랩(4)이 하부화로(1)에 지지되도록 하는 복수 개의 지지판(10)을 포함할 수 있다.

상기 하부화로(1)는 튜브(2)가 지면에 대해 경사지게 배열되고, 상기 상부화로(3)는 수직하게 배열될 수 있다. 상기 하부화로(1)는 다단으로 배열되는 튜브(2)들이 소정의 간격을 가지도록 배열되고, 상기 튜브(2)들 사이에는 그 튜브들을 연결하는 연결부(2a)가 형성될 수 있다. 상기 연결부(2a)에 지지판(10)의 양단이 용접 결합될 수 있다.

상기 스트랩(4)은 도 5에서와 같이, 소정의 폭과 두께를 가지도록 형성되어 상기 화로의 주면을 따라 등간격을 두고 수직한 방향으로 배열될 수 있다. 상기 스트랩(4)은 한 개의 스트랩(4)이 수직방향으로 하부화로(1)의 튜브 전체를 수용할 수 있는 길이로 형성될 수 있다.

상기 지지판(10)은 6에서와 같이, 두께가 균일한 사각 강판을 소정의 길이로 절단하고 그 상하 양단을 대략 수직하게 절곡하여 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 지지판(10)은 도 6 및 도 7에서와 같이 소정의 넓이를 가지며 정면투영시 대략 직사각형 모양으로 제1 지지부(11)가 형성되고, 상기 제1 지지부(11)의 상하 양단에는 하부화로(1)의 벽면을 향해 절곡되도록 제2 지지부(12)가 형성될 수 있다.

도 8에서와 같이, 상기 제1 지지부(11)에는 스트랩(4)의 폭방향 양측이 길이방향(즉, 수직방향)을 따라 용접(10a) 결합되고, 상기 제2 지지부(12)는 상기 하부화로(1)의 연결부(2a)에 튜브방향(즉, 사선방향)을 따라 용접(10b) 결합될 수 있다.

상기 제2 지지부(12)의 사이에는 적어도 2개 이상(도면에서는, 2개)의 튜브(2)가 수용될 수 있도록 형성될 수 있다.

한편, 상기 지지판(10)은 제1 지지부(11)는 도 7에서와 같이 정면투영시 대략 직사각형 모양으로 형성될 수도 있지만, 도 9에서와 같이 대략 마름모 모양으로 형성될 수도 있다. 즉, 상기 제1 지지부(11)가 직사각형인 경우에는 낱개의 지지판을 절단하기가 용이할 수 있지만, 도 5에서와 같이 경사진 하부화로(1)의 튜브(2)에 설치할 경우 동일한 스트랩(4)에서의 제2 지지부(12)의 용접 면적이 상이하게 되므로 용접 면적이 증가할 수 있다. 하지만, 상기 제1 지지부(11)가 마름모 모양으로 형성될 경우에는 튜브(2)가 경사진 하부화로(1)에 설치할 경우 도 9에서와 같이 동일한 스트랩(4)에서의 제2 지지부(12)의 용접(10b) 면적이 동일하게 되어 용접 면적을 줄일 수 있다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

본 발명에 의한 보일러 튜브 화로벽의 지지 장치는, 상기 지지판(10)이 두께가 동일한 강판을 절곡하여 형성함에 따라 지지판(10)을 제작하기 위한 재료비용을 절감할 수 있다.

또, 상기 지지판(10)이 주조나 금형에 의해 제작되는 것에 비해 용접성이 향상되어 상기 지지판(10)을 이용하여 스트랩을 용접하는데 소요되는 작업시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 용접작업 후 불량율을 낮추며 보수가 용이하여 유지 비용을 절감할 수 있다.

또, 상기 지지판(10)은 한 개의 지지판에 적어도 2개 이상의 튜브(2)가 수용되도록 함으로써 상기 지지판(10)의 사용 개수를 줄일 수 있고, 이를 통해 상기 지지판(10)을 하부화로(1)에 용접하기 위한 용접 면적과 스트랩(4)을 용접하기 위한 용접 면적을 모두 줄일 수 있어 용접 시간과 용접후 검사 시간을 줄여 생산성을 높일 수 있다.

1 : 하부화로 2 : 튜브
2a : 연결부 4 : 스트랩
10 : 지지판 10a,10b : 용접부위
11 : 제1 지지부 12 : 제2 지지부

Claims (4)

1. 상부화로;
   상기 상부화로의 하측에 배치되고, 다단의 튜브가 좌우 방향을 따라 경사지게 배열되며, 상기 다단의 튜브사이는 연결부에 의해 서로 연결되는 하부화로;
   상기 하부화로를 상부화로에 지지하는 복수 개의 스트랩; 및
   상기 하부화로와 스트랩에 각각 결합되어 상기 하부화로와 스트랩을 일체로 결합하는 지지부재;를 포함하고, 상기 지지부재는,
   상기 스트랩에 결합되는 제1 지지부; 및
   상기 하부화로에 결합되는 제2 지지부;로 이루어지며,
   상기 제1 지지부와 제2 지지부가 동일한 두께를 가지도록 형성되고 상기 제2 지지부가 제1 지지부의 상하 양단에서 좌우 방향을 따라 각각 절곡되어 형성되고, 상기 제1 지지부의 상하 양단에 형성된 상기 제2 지지부의 단부가 상기 튜브의 길이방향을 따라 상기 연결부에 용접 결합되는 보일러 튜브 화로벽의 지지 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 지지부의 상하 양단에서 각각 절곡된 제2 지지부 사이에 적어도 2개 이상의 튜브가 수용되는 보일러 튜브 화로벽의 지지 장치.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 제1 지지부의 상하 양단에서 각각 절곡된 제2 지지부는 동일한 스트랩에 용접되는 양쪽 제2 지지부의 용접면적이 서로 상이한 보일러 튜브 화로벽의 지지 장치.
   

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