KR101597009B1 - 후퇴가능한 주입 노즐에서 제거가능한 삽입체들을 채용한 중심 피드 시스템 - Google Patents

Abstract

본원 발명은 용기의 중심 내로부터 용기 내로 잔류 부산물이 주입될 수 있게 허용하는 중심 피드 시스템을 확장한다. 중심 피드 시스템은 용기에 부착되는 유입구 슬리브 및 잔류 부산물을 용기 내로 주입하기 위해서 용기 내로 연장하고 잔류 부산물의 주입 후에 유입구 슬리브 내로 후퇴되는 후퇴가능한 주입 노즐을 포함할 수 있다. 발명의 하나 이상의 실시예들에 따른 후퇴가능한 주입 노즐은 개구부로부터 제거될 수 있는 삽입체를 각각 포함하는 하나 이상의 개구부들을 포함할 수 있을 것이다. 그에 따라, 삽입체들은 노즐의 기능성을 요구에 맞추기 위해서 교체될 수 있고 또는 삽입체들이 마모되었을 때 교체될 수 있을 것이다.

Description

후퇴가능한 주입 노즐에서 제거가능한 삽입체들을 채용한 중심 피드 시스템{CENTER FEED SYSTEM EMPLOYING REMOVABLE INSERTS IN A RETRACTABLE INJECTION NOZZLE}

탄화수소 프로세싱 산업에서, 정제 동작들이 완료된 후에 잔류하는 잔류 중유(heavy oil)로부터 가치 있는 제품들을 많은 정제기들(refineries)이 회수한다. 이러한 회수 프로세스는 지연형 코킹(delayed coking)으로서 알려져 있다. 지연형 코킹은 가치 있는 증류물들(distillates)을 생산하여, 큰 용기들 또는 코크 드럼들 내에 코크를 부산물로서 남긴다. 지연형 코킹의 프로세스는 피드 공급원(source)으로부터 유입구를 통해서 코크 드럼으로 지칭되는 용기 내로 잔류 부산물의 유동을 지향시키는 것을 포함한다.

지연형 코킹 산업에서의 일반적인 경향은 안전성, 내구성, 효율 및 신뢰성 증대를 향한 것이다. 저장 용기 내로의 잔류 부산물들, 증기 및 급냉(quench) 유체의 분배(dispensing), 분산(dispersion) 및 유동 패턴들에 대한 제어를 허용하는 분배 시스템을 이용하는 것이 요구될 수 있을 것이다. 따라서, 잔류 부산물들을 포함하는 재료 및 유체가 대형 코크 드럼들 내로 주입되는 방식을 개선할 필요성이 존재한다.

도 1은 하나의 타입의 분배 시스템을 도시한다. 도 1은, 코크 드럼으로서 도시된, 용기(2)에 부착된 또는 커플링된 분배 시스템의 절개 사시도를 도시한다. 용기(2)는 원통형 측벽 지지 본체(4) 및 하부 플랜지(5)를 포함한다. 하부 플랜지(5)는, 디-헤더(de-header) 밸브 또는 중간 스풀 조립체와 같은, 다른 합치되는(matching) 플랜지형 부재에 대해서 용기(2)를 확실하게 커플링시키기 위해서 볼트들을 내부에 수용하기 위해서 이용되는 복수의 볼트 홀(7)을 더 포함한다.

용기(2)에 유입구(6)가 커플링되고, 원통형 파이프 형태로 도시된 상기 유입구는 플랜지 세그먼트(segment) 및 개구부(8)를 가지며, 상기 개구부는 상기 유입구(6)가 용기(2)의 내부와 유체 연결될 수 있게 허용한다. 피드라인이 유입구(6)에 부착됨에 따라, 피드라인 내의 잔류 부산물이 유입구(6) 내의 개구부(8)를 통해서 수용될 수 있고 그리고 용기(2) 내로 루트 연결될(routed) 수 있을 것이다. 유입구(6)는 부산물이 용기(2) 내로 어떻게 공급되는지에 대한 어떠한 정도의 제어도 제공하지 않는다. 결과적으로, 유입구(6)가 어떠한 제어 능력도 제공하지 않는 용기(2) 내에서, 상당한 양의 불균일한 열 분포(distribution), 열 변동, 및 불균일한 유동 채널링이 존재할 수 있을 것이다.

도 2는 다른 타입의 분배 시스템을 도시한다. 구체적으로, 도 2는 코크 드럼으로서 도시된 용기(2)에 부착된 또는 커플링된 분배 시스템의 사시도를 도시한다. 용기(2)는 원통형 측벽 지지 본체(4) 및 하부 플랜지(5)를 포함한다. 하부 플랜지(5)는, 디-헤더 밸브 또는 다른 중간 스풀 조립체의 플랜지형 부재와 같은, 다른 합치되는 플랜지형 부재(9)에 대해서 용기(2)를 확실하게 커플링시키기 위해서 고강도 볼트들을 수용하기 위해서 이용되는 복수의 볼트 홀(7)을 더 이용한다. 용기(2)에, 서로 반대로 그리고 서로 동축으로 배치된, 유입구 피드(1)로서 도시된 제 1 부산물 분배기, 및 유입구 피드(3)로서 도시된 제 2 부산물 분배기가 커플링된다. 유입구 피드들(1 및 3)의 각각이 지연형 코킹 중에 용기(2) 내로 부산물을 분배하는 기능을 한다.

비록 다른 분배기 또는 유입구 피드의 부가가, 단일 유입구가 이용될 때, 코킹 용기 내로의 잔류 부산물의 유입(influx)과 관련한 일부 문제들을 완화시키는데 도움이 되지만, 이러한 문제들에 대한 2개의 대향하는 유입 피드들의 치유가능한(remedial) 효과 또는 장점은 단지 소소할 뿐이다. 상당량의 불균일한 열 분포, 열 변동, 및 불균일한 유동 채널링의 여전히 용기(2) 내에 존재하는데, 이는 유입구 피드들(1 및 3)이 부산물을 제어되고 예측가능한 방식으로 분배할 수 있는 능력이 없기 때문이다.

불균일한 열 분포, 열 변동, 및 불균일한 유동 채널링은 여러 가지 인자들의 결과이다. 예를 들어, 부산물이 유입구로 유입될 때, 피드라인 내의 압력 및 잔류 부산물의 높은 온도의 조합이 피드라인 내에서 상당한 힘을 생성한다. 잔류 부산물은 높은 속도들로 유입구를 통해서, 압력 하에서, 용기의 내부로 추진될(propelled)수 있을 것이고, 그에 따라 유입구의 출구 영역(area)에 반대되는 용기의 내측 측부(side)를 타격할 수 있을 것이다. 용기가, 예를 들어, 약 450 ℉의 온도까지 예열될 수 있을 것이지만, 유입되는 부산물은 상당히 더 높은 온도로, 예를 들어 약 900 ℉의 온도로 드럼 내로 주입될 수 있을 것이다. 가열된 잔류 부산물의 고속 스트림이, 빠르게 이동하는 가열된 잔류 부산물의 유동 방향에 대해서 수직인 또는 실질적으로 수직인 측벽 지지 본체의 내측 표면과 충돌한다.

도 1 및 도 2에 도시된 시스템의 단순함이 요구될 수 있는 한편, 용기 내로의 가열된 잔류 부산물의 유동에 대한 부가적인 제어를 허용하는 시스템들이 요구될 수도 있을 것이다. 예를 들어, 가열된, 가압된 재료가 정체된 용기 내로 급격하게 유입되는 것은 용기(2), 측벽 지지 본체(4), 하부 플랜지(5), 용기를 다른 구성요소들에 연결하는 볼트들, 및 기타 구성요소들을 통해서 가혹한 열 분포 변동들(variances)을 초래할 수 있을 것이다.

예를 들어, 가열된 잔류 부산물이 용기(2) 내로 주입될 수 있고 그리고 반대쪽 측벽에 충격을 가할 수 있을 것이다. 충격된 벽 및 주변 영역은 즉각적으로 가열되기 시작한다. 이러한 측벽 상의 충격 지점은 열 중심이 되고, 그러한 열 중심으로부터 열이 용기(2)의 다른 인접한 영역들로 초기에 분포된다. 시간이 경과하면, 잔류 재료가 이러한 충격 지점에서 내측 용기(2)에 모이고 축적된다. 이러한 것이 발생됨에 따라, 잔류 부산물의 연속되는 유입이 측벽 대신에 냉각되고 새롭게 형성된 코크를 충격하게 되어, 열 중심을 변화시킨다. 부가적인 잔류 부산물이 용기(2) 내로 계속 주입됨에 따라, 충격 지점 및 그에 따른 열 중심이 대향 측벽으로부터 멀리 유입구(6)를 향해서 이동되어, 불균일한 열 분포 또는 열 변동을 초래한다.

전술한 방식의 잔류 부산물의 유입의 결과로서 용기(2) 내에서 존재하는 불균일한 열 분포 또는 열 변동이 용기(2) 및 다른 연결된 구성요소들에서 불균일한 응력 분포를 유도한다. 이러한 불균일한 응력은 용기 및 다른 구성요소들이 보다 빨리 마모되게 만들 수 있다.

또한, 지연형 코킹 프로세스가 전형적으로 적어도 2개의 용기들을 교호적인 방식으로(alternating manner) 이용하기 때문에, 이러한 가열 및 냉각이 주기적으로 발생된다. 하나의 용기가 충진되어 있는 동안에, 다른 용기에서 재료가 퍼지되고(purged) 그리고 다른 부산물의 배치(batch)를 수용하도록 준비된다. 오프-사이클(off-cycle) 중에 용기의 내용물들이 퍼지될 때, 그 용기가 물에 의해서 냉각되고 그리고 평형 상태로 복귀된다. 고온 잔류 부산물을 용기(2) 내로 분배하고 그리고 후속하여 부산물을 하이드로블래스팅(hydroblasting)하는 이러한 주기적인 패턴은 용기(2) 내의 열 편차 및 응력에 기여한다. 용기(2)의 주기적인 로딩 및 언로딩 또는 응력인가 및 응력제거(stressing and unstressing)가 열적 사이클링(thermal cycling)으로서 지칭된다. 다른 인자들에 더하여, 전형적으로, 열적 사이클링은 용기(2) 및 그 구성요소 부분들의 약화 또는 피로화(fatiguing)를 초래하고, 이는 용기(2)의 유효 수명의 단축을 유도한다.

용기 및 주입 시스템들 내의 열적 변동에 더하여, 용기 내로의 가열된 잔류 부산물의 유동에 대한 제어가 많은 다른 이유들로 요구될 수 있을 것이다. 다른 예로서, 코크 베드 형태(coke bed morphology)는, 유동 채널링 및 급냉 특성들을 포함하는 여러 가지 인자들에 의해서 영향을 받을 수 있을 것이다. 유동 채널링은, 잔류 부산물이 코크 드럼의 하단부 내로 주입될 때 발생되는 복잡한 프로세스이다. 예를 들어, 용기가 충진되기 시작함에 따라, 하향 가압하는 잔류 부산물의 중량은, 유입구로부터 사출됨(ejected)에 따라 용기 내로 주입되는 잔류 부산물의 유동-채널링 패턴들에 영향을 미치기 시작할 수 있을 것이다. 달라지는 유동-채널링 패턴들이 코킹 프로세스에 영향을 미친다.

유동 채널 패턴과 코킹 프로세스 사이의 관계가 복잡하다. 예를 들어, 유동 채널링은 코킹 용기 내로의 잔류 부산물의 도입에 대해서 뿐만 아니라, 후속 프로세스들에서의 증기의 도입 및 코크 베드를 냉각시키기 위해서 이용되는 급냉 유체의 유동에 대해서도 영향을 미친다. 균일한 또는 불균일한 유동 채널링이 상이한 급냉 특성들을 초래할 수 있을 것이다.

따라서, 불균일한 유동 채널링 또는 균일한 유동 채널링과 같은 특별한 유동 패턴을 생성하는 복잡한 프로세스는, 코크 드럼이 충진될 때, 코크 드럼 내의 열적 변동에 대해서 필연적으로 영향을 미칠 수 있을 것이다. 또한, 휘발성 유기 화합물들을 균열시켜 제거하기 위해서(to crack off) 코크 베드 내로 주입된 증기의 운동은, 코크 베드를 냉각시키기 위해서 필요한 물의 양 및 급냉 사이클 중에 급냉 유체가 코크 베드를 통해서 따르게 되는 경로를 포함하는 (그러나, 이러한 것으로 제한되는 것은 아니다) 변경된 급냉 특성들을 초래할 수 있을 것이다. 예를 들어, 불균일한 유동 채널링은, 코킹 용기 내의 열적 변동들을 변경하여 코크 용기의 수명 기간을 실질적으로 감소시킬 수 있는 불균일한 급냉 특성들을 초래할 수 있을 것이다.

다른 예로서, 불균일한 유동 채널링은, 드럼 및 코크 베드의 부분들을 급격하게 냉각시키는 한편, 드럼으로부터 컷팅되기에 앞서서 충분히 냉각되지 않은 코크 베드의 영역들을 남기는 급냉 특성들을 초래할 수 있을 것이다. 컷팅 도구가 코크 베드를 통해서 하강되어 코크 베드의 가열된 영역들과 만나게 될 때, 고온 가스, 액체 및 미립자 물질의 폭발들(Explosions)이 발생될 수 있을 것이다. 이러한 폭발들은 위험할 수 있다.

본원 발명은 중심 피드 시스템을 확장하고, 그러한 중심 피드 시스템은 용기의 중심 내로부터 용기 내로 잔류 부산물이 주입될 수 있게 한다. 중심 피드 시스템은 용기에 부착되는 유입구 슬리브 및 잔류 부산물을 용기 내로 주입하기 위해서 용기 내로 연장하고 잔류 부산물의 주입 후에 유입구 슬리브 내로 후퇴되는 후퇴가능한 주입 노즐을 포함할 수 있다.

발명의 하나 이상의 실시예들에 따른 후퇴가능한 주입 노즐은 개구부로부터 제거될 수 있는 삽입체를 각각 포함하는 하나 이상의 개구부들을 포함할 수 있을 것이다. 그에 따라, 삽입체들은 노즐의 기능성을 요구에 맞추기 위해서(customize) 교체될 수 있고 또는 삽입체들이 마모되었을 때 교체될 수 있을 것이다.

일부 실시예들에서, 삽입체들이 개구부들 내로 나사체결될 수 있도록, 삽입체들이 나사가공될 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 삽입체들이 후퇴가능한 주입 노즐에 볼트체결되어 삽입체들이 개구부들 내에서 유지될 수 있다.

일부 실시예들에 따라서, 후퇴가능한 주입 노즐이 후퇴가능한 주입 노즐의 외부 표면을 따라서 길이방향으로 연장하는 하나 이상의 홈들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 홈들은 채널을 제공하고, 그러한 채널을 통해서 유입구 슬리브의 내부가 가압될 수 있다.

일부 실시예들에 따라서, 유입구 슬리브가 스크레이퍼(scraper)를 포함할 수 있고, 그러한 스크레이퍼는, 후퇴가능한 주입 노즐이 유입구 슬리브 내로 후퇴됨에 따라, 외부 표면 상에 축적된 임의의 잔류 부산물이 외부 표면으로부터 스크레이프되도록, 후퇴가능한 주입 노즐의 외부 표면에 대항하여(against) 위치된다. 일부 실시예들에서, 스크레이퍼는 전체 후퇴가능한 주입 노즐 주위로 연장하는 링을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 후퇴가능한 주입 노즐은 유입구 슬리브와 인접한 구조물 사이의 필요 공간의 양을 최소화하도록 구성될 수 있을 것이다. 그러한 경우들에서, 후퇴가능한 주입 노즐이 텔레스코핑 노즐로서 구성될 수 있다. 또한, 후퇴가능한 주입 노즐이 용기 내에 있는 동안 그러한 노즐이 유입구 슬리브 내외로 삽입 또는 제거될 수 있게 허용하는 나사산들을 가지도록 후퇴가능한 주입 노즐이 구성될 수 있다.

이러한 본원 발명의 요약은 이하의 구체적인 내용에서 추가적으로 설명된 단순화된 형태의 개념들의 선택을 소개하기 위해서 제공된 것이다. 이러한 요약은 청구범위에 기재된 청구 대상의 주요 특징들 또는 본질적인 특징들을 식별하기 위해서 의도된 것이 아니다.

본원 발명의 부가적인 특징들 및 장점들을 이하의 설명에서 개진할 것이고, 일부는 상세한 설명으로부터 자명할 것이고, 또는 본원 발명의 실행에 의해서 학습될 수 있을 것이다. 본원 발명의 특징들 및 장점들이 첨부된 청구항들에서 특히 기재된 기구들 및 조합들에 의해서 실현되고 얻어질 수 있을 것이다. 본원 발명의 이러한 그리고 다른 특징들이 이하의 설명 및 첨부된 청구항들로부터 보다 더 분명해질 것이고, 또는 이하에서 개진되는 발명의 실시에 의해서 학습될 수 있을 것이다.

본원 발명의 전술한 그리고 다른 장점들 및 특징들이 얻어질 수 있는 방식으로 설명하기 위해서, 첨부 도면들에 도시된 특정 실시예들을 참조하여 앞서서 간략히 설명된 본원 발명의 보다 특별한 설명이 이루어질 것이다. 이러한 도면들이 단지 발명의 전형적인 실시예들만을 도시한 것이고 그에 따라 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것을 이해하여야 할 것이고, 본원 발명은 첨부 도면들의 이용을 통해서 부가적인 특수성 및 상세한 내용으로 설명되고 개진될 것이다.
도 1은 단일 유입구를 채용한 종래 기술의 분배 시스템을 도시한다.
도 2는 복수의 유입구를 채용한 다른 종래 기술의 분배 시스템을 도시한다.
도 3은, 일부 실시예들에 따라서, 지연형 코킹 시스템에서 코크 드럼과 디-헤더 밸브 사이에 부착되는 스풀에 커플링된 상태로, 중심 피드 시스템을 개방된 또는 연장된 위치에서 도시한 절개도이다.
도 4a는 후퇴된 위치에서 도 3의 중심 피드 시스템의 절개도를 도시한다.
도 5는 유입구 슬리브가 4방향 파이프 세그먼트를 포함하는 본원 발명의 실시예에 따른 후퇴가능한 주입 노즐의 사시도를 도시한다.
도 6은 연장된 위치의 후퇴가능한 주입 노즐과 함께 도 5의 중심 피드 시스템의 절개 사시도를 도시한다.
도 7은 도 6의 중심 피드 시스템의 다른 절개 사시도를 도시한다.
도 8은 본원 발명의 하나의 예시적인 실시예에 따른 후퇴가능한 주입 노즐의 절개 사시도를 도시한다.
도 9a 및 9b는 일 실시예에 따른 후퇴가능한 주입 노즐의 사시도를 도시한다.
도 10a 및 10b는 일 실시예에 따른 후퇴가능한 주입 노즐의 사시도를 도시한다.
도 11a 및 11b는 본원 발명의 실시예들에 따른 후퇴가능한 주입 노즐의 사시도를 도시한다.
도 12a-12g는 본원 발명의 실시예들에 따른 중심 피드 시스템의 사시도를 도시한다.
도 13은 본원 발명의 하나 이상의 실시예들에 따라 제거가능한 삽입체들을 포함하는 후퇴가능한 주입 노즐을 도시한다.
도 14a-14e는 삽입체들 중 하나가 부분적으로 나사가 풀린(unscrewed) 상태의 삽입체들과 함께 2개의 개구들을 가지는 후퇴가능한 주입 노즐의 여러 사시도들을 도시한다.
도 15a 및 15b는 제거가능한 삽입체들을 포함하는 후퇴가능한 주입 노즐의 절개 사시도를 도시한다.
도 16a 및 16b는 스크레이퍼를 포함하는 후퇴가능한 주입 노즐의 절개 사시도이다.
도 16c 및 16d는 도 16a 및 16b의 스크레이퍼가 후퇴가능한 주입 노즐의 외부 표면으로부터 축적된 재료들을 어떻게 스크레이프하는지를 도시한 도면들이다.
도 17은 유입구 슬리브의 내부를 가압하기 위한 채널을 제공하는 홈을 포함하는 후퇴가능한 주입 노즐을 도시한다.

본원 발명은 중심 피드 시스템을 확장하고, 그러한 중심 피드 시스템은 용기의 중심 내로부터 용기 내로 잔류 부산물이 주입될 수 있게 한다. 중심 피드 시스템은 용기에 부착되는 유입구 슬리브 및 잔류 부산물을 용기 내로 주입하기 위해서 용기 내로 연장하고 잔류 부산물의 주입 후에 유입구 슬리브 내로 후퇴되는 후퇴가능한 주입 노즐을 포함할 수 있다.

발명의 하나 이상의 실시예들에 따른 후퇴가능한 주입 노즐은 개구부로부터 제거될 수 있는 삽입체를 각각 포함하는 하나 이상의 개구부들을 포함할 수 있을 것이다. 그에 따라, 삽입체들은 노즐의 기능성을 요구에 맞추기 위해서 교체될 수 있고 또는 삽입체들이 마모되었을 때 교체될 수 있을 것이다.

일부 실시예들에서, 삽입체들이 개구부들 내로 나사체결될 수 있도록, 삽입체들이 나사가공될 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 삽입체들이 후퇴가능한 주입 노즐에 볼트체결되어 삽입체들이 개구부들 내에서 유지될 수 있다.

일부 실시예들에 따라서, 후퇴가능한 주입 노즐이 후퇴가능한 주입 노즐의 외부 표면을 따라서 길이방향으로 연장하는 하나 이상의 홈들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 홈들은 채널을 제공하고, 그러한 채널을 통해서 유입구 슬리브의 내부가 가압될 수 있다.

일부 실시예들에 따라서, 유입구 슬리브가 스크레이퍼를 포함할 수 있고, 그러한 스크레이퍼는, 후퇴가능한 주입 노즐이 유입구 슬리브 내로 후퇴됨에 따라, 외부 표면 상에 축적된 임의의 잔류 부산물이 외부 표면으로부터 스크레이프되도록, 후퇴가능한 주입 노즐의 외부 표면에 대항하여 위치된다. 일부 실시예들에서, 스크레이퍼는 전체 후퇴가능한 주입 노즐 주위로 연장하는 링을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 후퇴가능한 주입 노즐은 유입구 슬리브와 인접한 구조물 사이의 필요 공간의 양을 최소화하도록 구성될 수 있을 것이다. 그러한 경우들에서, 후퇴가능한 주입 노즐이 텔레스코핑 노즐로서 구성될 수 있다. 또한, 후퇴가능한 주입 노즐이 용기 내에 있는 동안 그러한 노즐이 유입구 슬리브 내외로 삽입 또는 제거될 수 있게 허용하는 나사산들을 가지도록 후퇴가능한 주입 노즐이 구성될 수 있다.

도 3은 본원 발명인 중심 피드 주입 시스템(10)의 실시예를 도시한다. 도 3에 도시된 시스템은 스풀(20), 후퇴가능한 주입 노즐(14), 및 지연형 코킹 시스템 내에서 동작하도록 디자인된 유입구 슬리브(58)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 스풀(20)은 측벽(22)을 가지는 원통형 또는 테이퍼형 지지 본체, 상부 플랜지(4), 및 하부 플랜지(5)를 포함한다. 전형적인 디-헤더 동작들에서, 스풀(20)이 코크 드럼과 디-헤더 밸브 사이의 중간에 위치된다. 코크 드럼은 스풀(20)의 상부 플랜지(4)에 피팅될 수 있고 커플링될 수 있는 합치되는 플랜지형 섹션을 이용할 수 있을 것이다. 유사하게, 또한 합치되는 플랜지 섹션을 가지는 디-헤더 밸브가 하부 플랜지(5)에 피팅되고 커플링된다. 스풀(20)은 내부(30)를 형성하고, 부착된 디-헤더 밸브가 개방될 때 그러한 내부를 통해서 코크가 유동될 수 있다. 일부 설비들에서, 코크 드럼이 스풀(20)에 용접될 수 있고, 또는 복수의 볼트 홀을 통해서 복수의 볼트 피팅을 이용하여 스풀(20)에 커플링될 수 있을 것이다. 유사하게, 디-헤더 밸브가 스풀(20)에 용접될 수 있고, 또는 복수의 볼트를 이용하여 스풀(20)에 커플링될 수 있을 것이다.

중심 피드 시스템(10)은, 잔류 부산물을 후퇴가능한 주입 노즐(14)로 전달하는 기능을 하는 유입구 슬리브(58)를 포함할 수 있을 것이다. 유입구 슬리브(58)는, 그러한 유입구 슬리브(58)가 피드 라인에 커플링될 수 있게 허용하는 플랜지형 구성요소(60)를 포함할 수 있을 것이다. 피드 라인에 부착될 때, 코크의 제조에서 이용되는 석유 부산물과 같은 잔류 부산물이 중심 피드 시스템(10)으로 유입될 수 있을 것이다.

일부 실시예들에서, 후퇴가능한 주입 노즐(14)은, 도 3, 6 및 7에 도시된 바와 같이, 개방 위치에 있을 때, 유입구 슬리브(58)와 유체 소통되어, 잔류 석유 부산물, 증기 및/또는 급냉 유체들이 유입구 슬리브(58)를 통해서 그리고 후퇴가능한 주입 노즐(14) 내로 유동할 수 있게 허용한다. 후퇴가능한 주입 노즐(14)이 전개된 또는 개방된 위치에 있을 때, 석유 부산물, 증기, 및/또는 급냉 유체가 후퇴가능한 주입 노즐(14)을 통해서 배출구(81)로 그리고 스풀(30)의 내부로 유동될 수 있고, 또는 만약 중심 피드 시스템(10)이 드럼에 직접적으로 부착된다면, 드럼의 내부로 유동될 수 있다.

일부 실시예들에서, 후퇴가능한 주입 노즐(14)이 유동 특성들을 조정하도록 변경될 수 있을 것이다. 일부 실시예들에서, 유입구 슬리브(58)의 직선형 부분(19)이, 유입구 슬리브(58)의 곡선형 파이프 세그먼트(62)와 동일한 내경을 가지는 파이프로 제조될 수 있을 것이다. 그 대신에, 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 직선형 부분(19)이, 유입구 슬리브(58)의 곡선형 파이프 세그먼트(62) 보다 크거나 작은 내경을 가지는 파이프로 제조될 수 있을 것이다. 일부 실시예들에서, 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 직선형 부분(19)이 곡선형 파이프 세그먼트(62)의 타원(ellipse)에 피팅되도록 정밀하게 성형된다. 주입 노즐이 잔류 부산물들이 용기 내로 유동하도록 허용하는 개방 위치에 정렬될 때 곡선형 파이프 세그먼트(62)의 윤곽과 이음매 없는 연속부가 되도록, 주입 노즐(14)의 형상이 또한 성형될 수 있을 것이다.

다른 실시예들에서, 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 배출구(81)가 여러 가지 형상들 및 크기들로 구성될 수 있을 것이다. 일부 실시예들에서, 배출구(81)는 타원 형상을 가지고 그리고 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 내부 공동의 횡단면적 직경 이상의 직경을 가지며, 그에 따라 배출구(81)는, 중심 피드 시스템(10)을 통한 부산물의 유동에 대한 저항을 증가시키지 않고, 잔류 부산물이 스풀(20) 및 용기 내로 균일하게 유동하도록 허용한다.

유입구 슬리브(58)는, 피드 라인(112)에 근접하고 유입구 슬리브(58)를 피드 라인(112)(도 5에 도시된 바와 같음)으로 연결하기 위해서 이용되는 플랜지형 표면(60)을 포함할 수 있고, 그리고 유입구 슬리브(58)를 스풀(20)의 플랜지형 유입구(64)에 연결하기 위한 제 2 플랜지형 표면(61)을 더 포함할 수 있을 것이다. 일부 실시예들에서, 유입구 슬리브(58)는 후퇴가능한 주입 노즐(14)을 홀딩하도록 그리고 후퇴가능한 주입 노즐(14)에 대해서 슬라이딩식으로 연결되도록 디자인되어, 주입 노즐(14)이 도 3에 도시된 바와 같은 개방 위치로부터 도 4에 도시된 바와 같은 후퇴 위치로 이동할 수 있게 한다. 유입구 슬리브(58)는 또한 그 유입구 슬리브(58)를 액추에이터(110)(도 5에 도시된 바와 같음)에 작동식으로 연결하기 위한 제 3 플랜지형 표면(114)을 포함한다.

유입구 슬리브(58)는 피드(112)로부터 잔류 부산물을 수용하는 기능을 할 수 있고 그리고 도시된 바와 같이 플랜지(60)로부터 연장된다. 일부 실시예들에서, 유입구 슬리브(58)는, 약 90°로 벤딩된 것으로 도 3 및 4에 도시된 곡선형 파이프 세그먼트(62)와 또는 다른 형상의 파이프 세그먼트와 일체로 형성될 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 5, 6 및 7에 도시된 바와 같이, 유입구 슬리브(58)가 4-방향 파이프 세그먼트를 형성하도록 구성될 수 있을 것이다. 중심 피드 시스템(10)이 기존의 코커 동작들에 설치될 수 있도록 하기 위해서, 곡선형 파이프 세그먼트(62), 또는 다른 형상의 파이프 세그먼트가 또한 도 3 또는 4에 도시된 것 보다 많거나 적은 상당한 양으로 벤딩되도록 디자인될 수 있을 것이다. 예를 들어, 특별한 코킹 동작에서의 피드 라인이 보다 둔각 또는 예각을 필요로 한다면, 성형된 파이프 세그먼트(62)가 그에 따라 디자인될 수 있을 것이다. 다른 실시예들에서, 성형된 파이프 세그먼트(62)가 또한 도 3 및 4에 도시된 수평 벤드뿐만 아니라 수직 축으로의 석유 부산물들의 재지향(redirection)을 수용할 수 있을 것이다. 다른 실시예들에서, 성형된 파이프 세그먼트(62)가 하나 초과의 벤드로 이루어지도록 제조되어, 유입구 슬리브(58)가 중심 피드 시스템(10)의 설치에 필요한 곡선형 경로를 따를 수 있도록 허용할 수 있을 것이다. 따라서, 성형된 파이프 세그먼트(62)는 중심 피드 시스템(10)이 임의의 기존 디코킹 동작을 개조(retrofit)하게끔 제조될 수 있게 하며, 그에 따라 중심 피드 주입 시스템(10)의 구현이 효율적이 되도록 그리고 최소 설치 비용이 되도록 탄력적으로 허용한다.

일부 실시예들에서, 피드 라인, 유입구(58), 성형된 파이프 세그먼트(62) 및 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 각각은, 후퇴가능한 주입 노즐(14)이 전개된 또는 연장된 위치에 있을 때, 서로 유체 연결된다. 주입 시스템(10)이 연장된 위치에 있을 때, 잔류 부산물이 스풀(20) 또는 부착된 코크 드럼을 통해서 이동되도록 그리고 최종적으로 그 내부에 위치되도록 허용될 수 있을 것이다. 증기, 물 또는 다른 유체들이 또한 지연형 코킹 프로세스의 여러 페이즈들(phases) 동안 중심 피드 주입 시스템을 통해서 이용되도록 허용될 수 있을 것이다.

그러나, 후퇴가능한 주입 노즐(14)이 도 4에 도시된 바와 같이 후퇴된 위치에 있을 때, 피드 라인 유입구(58) 및 성형된 파이프 세그먼트(62)가 피드 라인과 유체 연결되어 유지될 수 있으나, 중심 피드 시스템을 통한 코크 드럼 내로의 잔류 부산물의 유동은 방지된다. 후퇴될 때, 코크가 용기의 내부로부터 단절(cut away)됨에 따라, 노즐(14)은 미립자 물질(예를 들어, 코크 분진(fines))이 용기로부터 시스템(10) 내로 유입되는 것을 차단할 수 있을 것이다. 일부 실시예들에서, 공급 라인을 통한 잔류물(resid)의 유동이 피드 라인 내의 밸브에 의해서 차단된 후에 노즐(14)의 후퇴가 발생될 것이고, 또는 노즐이 후퇴됨에 따라 유입구 슬리브(58)와 주입 노즐(14)의 간섭에 의해서 유동이 정지될 수 있을 것이고, 또는 유입구 슬리브(58) 내로의 노즐(14)의 후퇴가 벤딩된 부분(62)에 인접한 지점에서 피드 라인을 통한 유동을 차단할 수 있을 것이다.

대안적인 구조적 구성들이 유입구 슬리브(58)에 대해서 이용될 수 있을 것이다. 대안적인 구조적 구성들의 일부 예들이 도 5, 6 및 7에 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 4-방향 밸브로서 구조적으로 성형된 유입구 슬리브(58)가 이용될 수 있을 것이다. 도 5, 6 및 7에 도시된 바와 같이, 중심 피드 주입 시스템(10)의 일부 실시예들이 스풀(20), 후퇴가능한 주입 노즐(14), 및 코킹 시스템 내에서 동작하도록 디자인된 유입구 슬리브(58)를 포함한다. 유입구 슬리브(58)는 잔류 부산물, 증기 및/또는 급냉 유체를 상기 후퇴가능한 주입 노즐로 전달하는 기능을 한다. 유입구 슬리브(58)는 플랜지형 구성요소(60)를 포함할 수 있고, 그에 따라 유입구 슬리브가 피드 라인(112)에 커플링될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 피드 라인(112)이 제 2 플랜지형 표면을 통해서 유입구 슬리브(58)에 커플링될 수 있고 그리고 액추에이터(110)에 대한 연결을 위한 제 3 플랜지형 표면(114)을 더 포함할 수 있을 것이다.

전술한 바와 같이, 조정된 유동 특성들을 제공하기 위해서 및/또는 코킹 용기 내로의 잔류 부산물, 증기 및/또는 급냉 유체의 유입과 연관된 문제점들을 개선하기 위해서, 유입구 슬리브(58)의 구조적 형상의 변경이 이루어질 수 있을 것이다. 예를 들어, 열적 변동들, 불균일한 유동 채널링, 불균일한 급냉 특성들 및 기타의 발생되는 문제들이 교정될 수 있을 것이다. 추가적으로, 용융 탄화수소 피드 스톡(feed stock; 공급 원료)이 중심 피드 시스템(10)을 통해서 유동할 수 있게 허용하면서, 중심 피드 시스템 자체의 열적 변동이 제어될 수 있을 것이다.

도 6은 중심 피드 시스템(10)의 실시예의 절개도를 도시한다. 중심 피드 시스템(10)은 용융 잔류물, 증기 또는 급냉 재료들이 코킹 용기 내로 공급될 수 있게 하는 파이프의 여러 가지 구성들을 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 중심 피드 시스템(10)은, 스풀(20)에 작동식으로 연결된, 성형된 4-방향 밸브 세그먼트, 및 액추에이터(110)를 포함할 수 있을 것이다. 도 6에 도시된 후퇴가능한 주입 노즐은, 그러한 후퇴가능한 주입 노즐(14)이 스풀(20)의 내부(30) 내로 연장되는 개방 위치에 있다. 바람직하게, 유입구 슬리브는, 피드 라인(112)에 근접하고 유입구 슬리브(58)를 피드 라인(112)으로 연결하기 위해서 이용되는 플랜지형 표면(60)을 포함할 수 있고, 그리고 유입구 슬리브(58)를 스풀(20)의 플랜지형 유입구(6)에 연결하기 위한 제 2 플랜지형 표면(61)을 더 포함할 수 있을 것이다. 유입구 슬리브(58)는 또한 유입구 슬리브(58)를 액추에이터(110)의 플랜지형 표면에 연결하도록 디자인된 제 3 플랜지형 표면(114)을 포함할 수 있을 것이다. 일부 실시예들에서, 유입구 슬리브(58)는 후퇴가능한 주입 노즐(14)을 홀딩하도록 그리고 후퇴가능한 주입 노즐(14)에 대해서 슬라이딩식으로 연결되도록 디자인되어, 주입 노즐(14)이 도 6에 도시된 바와 같은 연장된 위치로부터 도 4에 도시된 바와 같은 후퇴 위치로 이동할 수 있게 한다. 유입구 슬리브(58)는 잔류 부산물, 증기, 및/또는 급냉 유체를 피드 라인(112)으로부터 수용하는 기능을 한다. 일부 실시예들은, 중심 피드 시스템(10) 자체의 균형잡힌 대칭성으로 인해서, 중심 피드 시스템(10)을 통한 열적 구배들을 조정하기 위해서, 도 5, 6 및 7에 도시된 바와 같이 성형된 4-방향 파이프 세그먼트를 이용한다.

중심 피드 시스템(10) 자체 내의 열적 구배들을 조정하는 것은 중심 피드 시스템(10)과 연관된 부분들의 필연적인 마모를 감소시킨다. 예를 들어, 피드 시스템(10)을 통한 잔류물, 증기 및/또는 급냉 재료들의 유동을 제어하게끔 디자인된 구성들의 파이프 시스템을 이용하도록 중심 피드 시스템(10)의 추가적인 일부 실시예들이 구성될 수 있을 것이다. 따라서, 4-방향 파이프 세그먼트가 도 6에 도시되어 있지만, 앞선 도 3 및 4에 도시된 곡선형 파이프 세그먼트들 및 도 1 및 2에 도시된 직선형 파이프 세그먼트들, 및 용융 잔류물, 증기 및/또는 냉각 유체들이 코킹 용기 내로 공급될 수 있게 허용하는 부가적인 파이프의 구성들이 고려될 수 있을 것이다.

의도된 바에 따라서 고온, 고압 잔류 부산물들을 견디고 전달하기 위한 계획된 파이프 또는 주조 재료로 중심 피드 시스템(10)이 구성될 수 있을 것이다. 다른 크기들 및 재료들이 특별한 최종 용도에 따라서, 그리고 시스템 요건들의 요구에 따라서, 이용될 수 있을 것이다. 사실상, 지연형 코킹 프로세스에서 이용하기에 특히 적합하지만, 본원 발명은, 상이한 재료들로 구성될 것을 각각 필요로 하는 다른 제조 분야들에서도 이용될 수 있을 것이다.

도 3을 참조하면, 잔류 부산물이 피드 라인으로부터 중심 피드 시스템(10)의 유입구 슬리브(58)로 유입됨에 따라, 잔류 부산물은 고온 및 고속이 된다. 결과적으로, 잔류 부산물이 성형된 파이프 세그먼트(62)를 통해서 루트 연결된다. 잔류 부산물이 성형된 파이프 섹션(62)으로 유입되고 그리고 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 유입구(80)와 만난다. 잔류 부산물은 유입구(80)로부터 후퇴가능한 주입 노즐(14)을 통해서 이동하고, 그리고 배출구(81)를 빠져나간다.

일부 실시예들에서, 스풀 및/또는 용기의 내부로 도입되는 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체의 주입 장소(site) 및 유동에 대한 제어가 제어될 수 있을 것이다. 예를 들어, 스풀에 대한 도입 각도가 제어될 수 있을 것이다. 다른 예로서, 잔류 부산물이 용기 및/또는 스풀(20)의 내부(30)로 도입됨에 따라, 잔류 부산물이 바람직하게 수직 성분을 포함하는 방향을 따라서 스풀(20)의 중심에 인접하게 된다. 다른 실시예들에서, 잔류 부산물이, 스풀 자체의 내부 표면(30) 근처를 포함한, 스풀(20)의 중심 이외의 위치로부터 스풀(20)의 내부(30)로 유입된다. 다른 예로서, 특별한 시스템의 희망하는 유동 채널링에 따라서, 수직 방향 성분 또는 임의의 다른 희망 각도를 포함하는 스풀 및/또는 용기 내로 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체를 주입하기 위해서 중심 피드 시스템(10)이 이용될 수 있을 것이다.

주입 장소 및 주입 각도에 대한 제어가 요구될 수 있을 것이다. 예를 들어, 스풀(20) 및 코킹 용기의 측벽들이 부산물의 일관된(consistent) 유동에 대해서 노출되도록 보장하기 위해서, 스풀(20)의 내부(30)의 중심으로의 피드(공급)가 이용될 수 있을 것이다. 다른 예로서, 주입 노즐(14)로부터의 용융된 및/또는 기체 잔류 부산물의 제어된 유동은, 용융 잔류 부산물에 대한 노출이 스풀(20) 및 용기의 내부의 전체 표면적에 걸쳐서 일관되도록 보장할 수 있을 것이며, 그에 따라 반복적인 열 사이클링과 연관된 잠재적인 유해 영향들을 감소시킬 수 있을 것이다. 다른 예로서, 주입 노즐(14)로부터의 용융된 잔류 부산물의 제어된 유동은, 제어 오버 플로우 채널링 패턴들을 보장할 수 있을 것이다. 다른 예로서, 급냉 특성들 및 코크 베드로부터의 휘발성 유기 화합물들의 제거가 제어될 수 있을 것이다. 추가적으로, 코크 베드 내의 열점들(hot spots)과 연관된 우려가 감소될 수 있을 것이다.

도 5, 6 및 7을 참조하면, 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체가 피드 라인(112)으로부터 중심 피드 시스템(10)의 유입구 슬리브(58) 내로 도입됨에 따라, 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체가 유입구 슬리브(58)를 경유하여 성형된 4-방향 파이프 세그먼트를 통해서 후퇴가능한 주입 노즐의 유입구(80) 내로 루트 연결될 수 있을 것이다. 코크가 노즐 내에서 응고된 경우에, 4-방향 파이프는 (예를 들어, 미사용 플랜지를 통한 검사를 허용함으로써) 노즐(14)의 검사를 허용하고 그리고 노즐의 내부에 접근하기 위해서 이용될 수 있을 것이다. 또한, 4-방향 파이프는 열 유동을 균일하게 하고(even out) 그리고 보다 바람직한 열적 분위기를 제공한다.

도 5, 6 및 7을 참조하면, 일부 실시예들에서, 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체들의 스풀 및/또는 용기 내로의 유동이 제어될 수 있을 것이다. 예를 들어, 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체가 수직 성분을 포함하는 방향을 따라서 스풀(20) 내로 분배되어, 스풀 및/또는 용기 내로의 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체의 주입을 효과적으로 제어할 수 있을 것이다. 예를 들어, 수직 성분을 포함하는 방향을 따라서 용융 잔류물을 스풀 및/또는 용기 내로 주입하는 것은, 다른 디자인에서와 같은 수직인 또는 실질적으로 수직인 방식으로 측벽(22)의 내부 표면으로만 충격을 가하는 대신에, 스풀(20) 및/또는 용기의 내측 표면에 걸친 일관된 패턴을 생성할 수 있을 것이다. 추가적으로, 본원 발명의 주입 노즐(14)에 의해서 달성되는 제어는, 용융 잔류물, 증기 및/또는 냉각 유체들에 의한 용기의 충진과 연관된 다른 특성들에 영향을 미칠 수 있을 것이다. 예를 들어, 용기 내로의 용융 잔류물, 증기 및/또는 냉각 유체들의 주입 패턴들 및 방향이 제어됨에 따라, 급냉 후에 코크 베드 내에 잔류하는 불균일한 유동 채널링 및 열점들이 실질적으로 감소되고 제어될 수 있다. 거의 수직인 또는 부분적으로 수직인 분배는 중심 피드 시스템(10)의 배치, 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 내부 공동(82)의 곡선형 세그먼트의 각도 및/또는 중심 피드 시스템(10) 내부의 구조적 장애물 요소들의 존재로부터 직접적으로 초래될 수 있을 것이다. 따라서, 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체가 후퇴가능한 주입 노즐(14)을 통해서 유입구(80) 내로 통과되고 그리고 유입구(80)를 통해서 배출구(81)를 빠져나감에 따라서, 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 상이한 길이들을 이용하는 것에 의해서, 내부 공동(82)의 곡선형 세그먼트의 곡선 각도를 지정하는 것에 의해서, 또는 중심 피드 시스템(10) 내측의 장애적인 유동 제어 요소들에 의해서, 스풀(20) 내로의 잔류 부산물의 주입 각도가 제어될 수 있다.

후퇴가능한 주입 노즐의 배출구(81)가 여러 가지 구성들을 포함할 수 있을 것이다. 도 8, 9a, 9b, 10a, 10b, 11a 및 11b는 대안적인 배출구(81)의 사시도들을 도시한다. 도 9a 및 9b에 도시된 바와 같이, 배출구(81)가 2개의 개구부들(120)을 포함하고, 2개의 개구부들의 각각은 테이퍼형 칼라(collar)(125)를 포함한다. 2개의 개구부들(120)의 각각과 연관된 테이퍼형 칼라(125)가 대안적인 구조적 구성들로 디자인될 수 있을 것이다. 도 9a 및 9b에 도시된 바와 같이, 제 1 테이퍼형 칼라(126)가, 제 2 테이퍼형 칼라(127) 보다 짧은 거리로, 주입 노즐(14)의 내부 공동(88) 내로 연장될 수 있을 것이다. 따라서, 유입구 개구부(81)의 형상을 변경하는 것, 칼라들 또는 다른 구조적 유동 제어 구조물들을 이용하는 것, 칼라들 또는 다른 구조적 유동 제어 구조물들의 형상을 변경하는 것은, 후퇴가능한 주입 노즐(14)을 통한 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체의 유동에 영향을 미칠 수 있을 것이고, 그리고 부수적인 방식으로(co-commitantly) 용기 및 스풀 내로의 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체의 유동에 영향을 미칠 수 있을 것이다. 도 9a 및 9b에 도시된 바와 같이, 각각의 칼라가 칼라 배출구(128), 칼라 유입구(130) 및 칼라 본체(132)를 포함할 수 있을 것이다. 칼라 유입구(130), 칼라 배출구(128) 및 칼라 본체(132)의 각각을 구조적으로 변경하여, 중심 피드 시스템을 통한 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체의 유동의 제어를 달성할 수 있을 것이다.

추가적으로, 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 배출구(81)에 유동 제어 장치가 피팅될 수 있을 것이다. 일부 실시예들에서, 배출구(81)에서 일련의 홀들 또는 천공부들을 포함하는 유동 제어 장치를 이용하여 배출구로부터의 용융 잔류물의 유동을 변경할 수 있을 것이다. 예를 들어, 유동 제어 장치는 상기 배출구로부터의 용융 잔류물의 유동의 층류 특성을 변경하기 위해서 이용될 수 있을 것이다. 유사하게, 유동 제어 장치들을 중심 피드 시스템(10) 내의 여러 지점들에서 이용하여 중심 피드 시스템(10)을 통한 용융 잔류물의 유동을 변경할 수 있을 것이다. 예를 들어, 하나 이상의 유동 제어 장치(들)를 이용하여, 희망하는 양식으로, 잔류물, 증기 및/또는 냉각 유체의 시스템을 통한 유동의 층류 성질을 변경할 수 있을 것이고, 또는 중심 피드 시스템(10)을 통한 유동의 성질을 변경할 수 있을 것이다.

일부 실시예들에서, 잔류 부산물이 배출구(81)를 빠져나가고, 그러한 배출구(81)는 중심 피드 시스템을 통한 그리고 코킹 용기 내로의 잔류 부산물의 유동의 제어를 달성하기 위해서 구조적으로 변경된 것이다. 일부 실시예들에서, 잔류 부산물은 수직 성분을 포함하는 방향을 따라서 주입 노즐(14)을 빠져나간다. 일부 실시예들에서, 잔류 부산물이 측벽(22) 상의 입구 지점에 대해서 약 90°각도로 배출구(81)를 빠져나간다. 따라서, 잔류 부산물은 용기 또는 스풀(20)의 대향 측부를 향해서 지향되지 않는다. 그 대신에, 주입 시스템(10)은, 측벽(22) 상의 입구 지점에 대해서 약 85°, 80°, 75°, 70°, 65°, 60°, 55°, 50°, 45°, 40°또는 35°의 각도로 용기 내로 용융 잔류물, 증기 및/또는 냉각 유체를 도입하도록 디자인될 수 있을 것이다. 그 대신에, 주입 시스템(10)은, 측벽(22) 상의 입구 지점에 대해서 약 95°, 100°, 105°, 110°, 115°, 120°, 125°, 130°, 135°, 140°또는 145°의 각도로 용기 내로 용융 잔류물, 증기 및/또는 냉각 유체를 도입하도록 디자인될 수 있을 것이다.

일부 실시예들에서, 내부 공동(82)의 곡선형 세그먼트의 특별한 각도 및 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 길이는, 재료가 내부에 위치되는 용기들의 크기 및 치수들 그리고 시스템의 요건들에 따라서 달라질 수 있을 것이다. 바람직한 실시예에서, 내부 공동(82)의 곡선형 세그먼트는 특별한 코킹 용기 내에서 요구되는 각도 범위에 상응하도록 0 내지 90° 사이의 각도를 포함한다. 일부 실시예들에서, 내부 공동(82)의 곡선형 세그먼트가 60 내지 90°사이가 되며, 그에 따라 희망하는 양식으로 배출구(81)를 빠져나가고 스풀(20) 및 용기를 충진하는 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체의 수직인 또는 거의 수직인 스프레이를 효과적으로 생성한다. 그 대신에, 실시예들이 스풀(20) 내부의 입구 지점에 대해서 30 내지 60°각도를 가지는 내부 공동(82)의 곡선형 세그먼트를 이용하여, 스풀(20) 및 코킹 용기 내로의 잔류 부산물의 실질적으로 수직인 스프레이를 생성할 수 있을 것이다.

일부 실시예들에서, 보다 짧은 후퇴가능한 주입 노즐(14)이 이용될 수 있을 것이다. 추가적인 짧은 후퇴가능한 주입 노즐(14)이 내부 공동(82)의 곡선형 세그먼트와 함께 이용될 수 있을 것이고, 그에 따라 후퇴가능한 주입 노즐의 짧아진 거리가 코크 드럼의 내부의 희망 지점으로 잔류 부산물을 스프레이하도록 디자인된 각도를 가지는 내부 공동(82)의 곡선형 세그먼트와 커플링된다. 그 대신에, 일부 실시예들은 보다 긴 후퇴가능한 주입 노즐(14)을 이용하여, 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 배출구(81)를 스풀(20)의 중심에 직접적으로 위치시키거나 또는 심지어 스풀(20)의 중심을 지나서 연장시킨다. 긴 후퇴가능한 주입 노즐이 내부 공동(82)의 곡선형 세그먼트 내의 보다 수직인 곡선과 함께 이용될 수 있을 것이고, 그에 따라 잔류 부산물이 용기 및 스풀(20)의 중심으로 또는 중심 근처로 직접적으로 전달되고, 또는 스풀(20)의 내부 내의 희망하는 스폿(spot)으로 전달되어 스풀(20) 및/또는 용기 내로의 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체의 유동을 제어할 수 있을 것이다.

예를 들어, 도 3 및 4는, 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 배출구(81)를 스풀(20)의 중심까지 연장시키기에 충분치 않은 거리를 가지는 후퇴가능한 노즐(14)의 세그먼트가 이용되는 본원 발명의 실시예들을 도시한다. 잔류 부산물의 유동 및 스풀 및 용기의 필연적인 충진을 제어하는 것에 대한 희망에 따라서, 내부 공동(82)의 곡선형 세그먼트의 각도를 적절히 조정하여, 희망하는 유입 각도 및 속도로 용기 내로 추진되는 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체의 스프레이 결과를 초래할 수 있을 것이다. 따라서, 잔류물의 유동에 대한 희망하는 제어가 실시될 수 있도록 보장하기 위해서, 다양한 실시예들이 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 내부 공동(82)의 곡선형 세그먼트에 대한 상이한 각도들의 이용 및 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 직선형 섹션(19)의 다양한 길이들의 이용을 더 포함할 수 있을 것이다.

또한, 후퇴가능한 주입 노즐(14)로 펌핑되는 잔류 부산물의 점성, 속도들 및 온도 구배들을 수용하기 위해서, 일부 실시예들은 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 직선형 섹션(19)의 길이뿐만 아니라 내부 공동(82)의 곡선형 세그먼트의 각도 모두를 변경한다.

삽입체 슬리브(58) 및 후퇴가능한 주입 노즐(14)이 균일한 단면적 및/또는 내부 직경을 포함할 수 있을 것이고, 또는 가변(varing) 단면적들 또는 직경들을 포함할 수 있을 것이다. 가변 단면적들 또는 직경들을 포함하도록 중심 피드 시스템(10)을 디자인하는 것은, 중심 피드 시스템(10)이 시스템을 통해서 이송되는 잔류 부산물들, 증기 및/또는 냉각 유체의 변화되는 부피들 및 속도들을 위해서 제공될 수 있고 그리고 수용할 수 있게 허용할 뿐만 아니라, 스풀(20) 내에서 전달하기 위한 잔류 부산물들, 증기 및/또는 냉각 유체의 유동을 제어하는데 도움이 되게 허용할 수 있을 것이다.

후퇴가능한 주입 노즐(14)의 배출구(81)는 또한, 재료가 배출구(81)로부터 스풀(20) 및 용기 내로 통과될 때, 그러한 재료를 수용하기 위해서 타원형 디자인으로 구성될 수 있을 것이다. 여러 가지 실시예들에서, 배출구(81)의 형상은 후퇴가능한 주입 노즐(14)을 통과하는 다양한 속도들 및 점도들 그리고 재료 타입들을 수용하도록 변경될 수 있을 것이다. 추가적으로, 재료의 스프레이 패턴 및 유동 특성들 및/또는 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 배출구(81)로부터의 유체 사출을 제어하도록, 개구부의 형상 및 크기가 변경될 수 있을 것이다. 예를 들어, 큰 배출구(81)를 이용하여 후퇴가능한 주입 노즐(14)을 빠져나가는 잔류 부산물 재료의 속도를 감소시킬 수 있을 것이다. 다른 실시예들에서, 작은 배출구(81)를 이용하여 스풀(20) 및 용기로 도입되는 빠른 속도의 잔류 부산물의 스트림을 생성할 수 있을 것이다. 이러한 양식에서, 후퇴가능한 주입 노즐(14)로부터 사출되는 용융 잔류 부산물의 패턴이 제어될 수 있을 것이고, 이는 용기들 및 스풀들의 수명을 연장시키고, 안전성을 높이며, 휘발성 유기 화합물들의 배출(yield)을 개선하고, 그리고 유지보수 및 수리를 위해서 필요한 중단 시간의 양을 효과적으로 감소시킨다.

도 4는 스풀(20) 및 후퇴된 위치의 중심 피드 시스템(10)의 절개도를 도시한다. 지연형 코킹의 프로세스 동안, 용기가 완전히 또는 거의 충진될 때까지 잔류 부산물이 스풀(20) 및 용기 내로 공급된다. 잔류 재료의 희망하는 높이까지 용기 내로 공급되면, 잔류 부산물의 유동이 증기와 함께 혼합될 수 있을 것이고, 그에 따라 잔류 부산물 및 증기가 용기 내로 동시에 유동되고, 휘발성 유기 화합물의 제거를 증가시키기 위해서 또는 다른 희망 효과들을 얻기 위해서 잔류 부산물과 증기의 비율이 변경될 수 있을 것이다. 추가적으로, 잔류 부산물의 양에 대한 증기의 양은, 특별한 용기가 충진될 때, 시간에 따라서 증가되거나 감소될 수 있을 것이다. 용기가 만충되면, 잔류 부산물의 유동이 정지될 수 있을 것이다. 전형적인 종래의 디코킹 프로세스들에서, 이어서 용기가 물로 급냉되어, 잔류 부산물을 효과적으로 냉각시키고 그리고 경화시킨다. 본원 발명의 일부 실시예들에 따라서, 유입구 슬리브(58) 및 후퇴가능한 주입 노즐(14)을 이용하여 증기 및/또는 물을 스풀(20) 및 용기 내로 펌핑함으로써 남아있는 임의 잔류 부산물의 후퇴가능한 주입 노즐(14) 및 유입구 슬리브(58)를 효과적으로 퍼지할 수 있을 것이고 및/또는 용기 및 그 내용물들의 급냉을 허용할 수 있을 것이다. 이는 유입구 슬리브(58) 및 후퇴가능한 주입 노즐(14)을 효과적으로 세정하고 그리고 동시에 용기를 급냉시켜, 용기를 급냉시키기 위해서 이용되는 시간 및 물의 양을 감소시킨다. 바람직한 실시예들에서, 유입구 슬리브 및 후퇴가능한 주입 노즐(14)이 증기 및/또는 물로 퍼지되면, 후퇴가능한 주입 노즐(14)이 도 4에 도시된 바와 같이 후퇴될 수 있을 것이다.

후퇴가능한 주입 노즐(14)을 후퇴시키기 위한 여러 가지 방법들이 본원 발명의 실시예들에 따라서 이용될 수 있을 것이다. 일부 실시예들에서, 액추에이터(110)가 후퇴가능한 주입 노즐(86)의 제 1 단부에 부착될 수 있을 것이다. 액추에이터(110)는 후퇴가능한 주입 노즐(14)로 힘을 인가하기 위해서 이용될 수 있을 것이고, 그에 따라 후퇴가능한 주입 노즐(14)을 스풀의 내부(30)로부터 효과적으로 후퇴시킬 수 있을 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 이어서, 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 제 2 단부(85)가 스풀(20)의 내부 표면 벽(22)의 일부를 효과적으로 형성한다. 용기가 충진되고, 냉각된 후에, 그리고 유입구 슬리브 및 후퇴가능한 주입 노즐(14)이 퍼지된 후에 주입 노즐(14)을 후퇴시키는 것은, 종래 기술에서 공지된 여러 가지 기술들 중 하나를 이용하여, 중심 피드 시스템이 코크 분진들 및 다른 미립자 물질들로 막히게 될 위험이 없이, 코킹 용기로부터 경화된 탄소계 물질을 후속하여 제거할 수 있게 허용한다.

전형적으로, 경화된 탄소계 재료가 고압 물 드릴을 이용하여 용기의 내부로부터 컷팅된다. 고체 탄소계 재료가 용기의 내부로부터 컷팅됨에 따라, 그 컷팅된 재료는 스풀(20)의 내부(30)를 통해서 용기의 하단부 내의 포트를 통해, 일반적으로 슈트(chute)로서 지칭되는 용기 아래의 영역으로 낙하되고, 그곳에서 수집 및 폐기되거나 후속 목적들을 위해서 이용될 수 있을 것이다.

지연형 코킹의 프로세스, 그리고 특히 피드 공급원으로부터 유입구 내로 잔류 부산물을 지향시키는 단계 및 잔류 부산물이 용기 내로 분배 또는 배치되게 허용하는 단계는, 부산물을 용기 내로 배치 또는 지향시키는 기능을 하는 분배기를 이용하는 단계를 포함한다.

피드 라인이 유입구(6)에 부착됨에 따라, 피드 라인 내의 잔류 부산물이 유입구(6) 내의 개구부(8)를 통해서 수용되고, 유입구(6)의 파이프 구조물을 통해서 루트 연결되며, 그리고 용기(2) 내로 분배 또는 배치된다. 충진 사이클 중에 및/또는 용기가 만충되면, 증기가 유입구 시스템을 통해서 용기 내로 파이프 공급될(piped) 수 있을 것이다. 증기는 유입구 시스템(10)을 세정하고 그리고 가치있는 탄화수소 부산물들의 코크를 벗겨내며(strip), 그러한 코크는 오버헤드 공급 라인을 통해서 빠져나갈 수 있으며, 그러한 오버헤드 공급 라인에서 그 코크들이 전형적으로 분쇄기들(fractionators)에 루트 연결된다. 모든 가치 있는 탄화수소 부산물들이 용기 내의 코크 잔류물로부터 벗겨지면, 용기 및 그 내용물의 드럼 온도가 약 500 ℉에 도달할 때까지 증기가 용기 내로 펌핑되고 배출구를 통해서 블로우 다운 회수 영역(blow down recovery area)으로 방출된다. 전형적으로, 그 후에, 용기의 내용물들이 약 200 ℉에 도달할 때까지, 물이 유입구 시스템을 통해서 용기 내로 펌핑되고 그리고 블로우 다운 영역 내로 방출된다. 일단 냉각되면, 디헤더 밸브들이 개방되고 그리고 용기 내부로부터 코크를 컷팅하는 프로세스가 시작된다.

도 1에 도시된 단순한 디자인은, 코크가 용기의 내부로부터 컷팅됨에 따라 문제들을 일으킬 수 있을 것이다. 단순한 시스템에서 유입구(6)가 개방되어 유지되기 때문에, 코크 분진들 및 미립자 물질이 유입구 시스템 내에 누적될 수 있고, 유입구 시스템을 사실상 막을 수 있을 것이다. 막힘 문제를 완화하기 위해서, 일부 동작들은, 유입구 시스템이 막히지 않고 유지되도록 보장하기 위해서, 전체 컷팅 프로세스 중에 물이 유입구 시스템을 통해서 유동하도록 허용한다. 일부 동작들에서, 유입구 시스템이 막히지 않고 유지되도록 보장하기 위해서, 컷팅 프로세스 중에 유입구 시스템을 통해서 시간당 400-1000 갤런의 물이 펌핑된다.

중심 피드 시스템의 일부 실시예들이 도 3-7에 도시된 바와 같은 후퇴가능한 주입 노즐을 이용하기 때문에, 후퇴가능한 주입 노즐은 고체 탄소계 입자들에 노출되지 않는데, 이는 그 입자들이 용기로부터 아래쪽의 슈트로 낙하되기 때문이며, 그에 따라 낙하되는 고체 탄소계 물질에 노출되어 유지되는 경우에 주입 노즐에서 발생될 수 있는 막힘 및/또는 손상을 효과적으로 감소시킨다. 그 대신에, 본원 발명은, 가열 사이클 이후에 그러나 용기가 디코킹되기 이전에 고정형(fixed) 주입 노즐의 배출구(81)를 커버하기 위해서 이용될 수 있는, 슬라이딩가능한 폐쇄부를 가지는 고정형 주입 노즐을 이용하는 것을 고려한다. 그 대신에, 본원 발명은, 용기가 잔류 부산물로 희망 높이까지 일단 충진되면 주입 노즐로 비틀림력(tortional force)을 인가할 수 있는 액추에이터에 연결된, 주입 노즐을 이용하는 것을 고려할 수 있고, 그에 따라 주입 노즐의 배출구(81)가 아래쪽으로 좁아져서(point down), 노즐 자체를 스풀(20)의 내부(30)로부터 실질적으로 후퇴시킬 필요가 없이, 고체 탄소계 재료가 주입 노즐 내로 팩킹되고 막을 수 있는 가능성을 감소시킨다. 그러나, 바람직한 실시예들에서, 그리고 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 후퇴가능한 주입 노즐(14)이 이용된다.

스풀(20)의 유입구(6)를 효과적으로 밀봉하는 것에 더하여, 후퇴가능한 주입 노즐(14)은 곡선형 파이프 세그먼트(63) 내의 개구부를 밀봉하여 유입구 피드들(3)로부터의 유체 및/또는 물질의 유동을 차단한다. 당업계에서 이용되는 수단에 의해서 고체 탄소계 재료가 용기의 내부로부터 일단 제거되면, 용기가 깨끗한 상태가 되고 그리고 부가적인 잔류 부산물로 충진될 준비 상태가 된다. 희망하는 시간에, 후퇴가능한 주입 노즐이 도 3 및 5-7에 도시된 바와 같은 개방 위치로 이동될 수 있고, 그에 따라 유입구 슬리브(58)로부터, 유입구(80)를 통한, 후퇴가능한 주입 노즐(14)을 통한, 그리고 배출구(81)까지의 통로를 재개방하여, 잔류 부산물의 후속 사이클이 용기 내로 펌핑될 수 있게 허용한다. 이러한 양식에서, 충진, 급냉 및 코커 용기로부터 고체 탄소계 재료를 제거하는 프로세스가, 지연형 코커 유닛 시스템의 스풀 및 코커 용기에 최소한의 손상을 가하면서, 반복적으로 달성될 수 있을 것이다.

도 8은, 후퇴가능한 주입 노즐(14)이 될 수 있는, 주입 노즐의 절개도를 도시한다. 본원 발명의 일부 실시예들에 따라서 이용되는 바와 같은, 도시된 후퇴가능한 주입 노즐은, 후퇴가능한 주입 노즐의 제 1 단부(86), 내부 캡(83), 내부 공동(88), 내부 공동의 직선형 세그먼트(84), 내부 공동의 곡선형 세그먼트(82), 후퇴가능한 주입 노즐의 제 2 단부(85), 및 후퇴가능한 주입 노즐의 직선형 섹션(19)를 포함한다. 바람직한 실시예들에서, 후퇴가능한 주입 노즐(14)은 도시된 바와 같이 구성되어, 전체 후퇴가능한 주입 노즐(14)이 유입구 슬리브(58)의 직선형 부분과 슬라이딩식으로 결합되게 허용하며, 유입구(80)가 유입구 슬리브(58)와 정렬되고 그리고 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 배출구(81)가 용기의 내부로 노출되며, 잔류 부산물이 유입구 슬리브(58) 및 후퇴가능한 주입 노즐(14)을 통해서 배출구(81)로부터 용기 내로 유동할 수 있게 실질적으로 허용한다. 앞서서 주지한 바와 같이, 내부 공동(82)의 곡선형 세그먼트의 각도를 변경하여, 희망에 따라서, 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체의 용기 내로의 유동 특정들을 조정할 수 있을 것이다. 추가적으로, 배출구(81)의 형상 및 크기를 희망에 따라서 변경하여, 용기 내로의 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체의 희망 유동 패턴을 생성할 수 있을 것이다. 추가적으로, 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 직선형 섹션(19)의 길이 및 직경을 변경하여, 희망에 따라서, 주입 노즐(14) 자체를 통해서 그리고 스풀의 내부(30) 및 용기 내로의 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체의 희망 유동을 생성할 수 있을 것이다.

액추에이팅 수단에 대한 부착을 제공하도록 후퇴가능한 주입 노즐의 제 1 단부(86)가 구성될 수 있을 것이고, 그에 따라 용기의 후속 코킹 및 디코킹 사이클들을 허용하기 위해서 후퇴가능한 주입 노즐(14)이 개방 또는 후퇴 위치로 교대로(interchangeably) 이동될 수 있게 허용된다. 여러 가지 액추에이터 수단들이 본원 발명에 의해서 고려된다. 예를 들어, 전기 작동 수단, 수압식 작동 수단, 공압식 작동 수단 및 수동 작동 수단이 모두 본원 발명의 여러 실시예들에 따라서 이용될 수 있을 것이다. 당업자는 다른 액추에이팅 수단을 이용할 수 있고 그리고 본원 발명과 함께 이용되어 주입 노즐(14) 자체의 개방 및 후퇴에 대한 희망하는 제어를 달성할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

본원 발명은, 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 형상이 유입구 슬리브의 내부 공동에 맞춰지게 될 것임을 고려한다. 도 3-7에서 원형 단면으로 도시되어 있지만, 유입구 슬리브(58)의 내부의 횡단면 형상 및 후퇴가능한 주입 노즐(14) 자체의 부수적인 형상이 원으로부터 변경될 수 있을 것이다. 예를 들어, 후퇴가능한 주입 노즐은 타원형 횡단면을 가지도록 구성될 수 있을 것이다. 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 횡단면의 형상을 변경하는 것은 잔류 부산물의 유동 특성들 및 사출 패턴을 변경하는데 있어서 바람직할 수 있을 것이다. 추가적으로, 상이한 유동 일관성들 및 속도들은, 유입구 슬리브(58)의 내부 공동(88)뿐만 아니라 후퇴가능한 노즐(14)의 내부 공동(88)이 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 직선형 섹션(19)의 길이 전체를 통해서 다른(disparate) 횡단면들을 가지도록 구성되게끔 지정할 수 있을 것이다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 도시된 바와 같은 대략적인 원통형 및 직선형 내부 공동(88)을 이용하는 것이 바람직한 한편, 다른 실시예들에서 내부 공동(88)의 내경이 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 제 1 단부(85)로부터 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 제 2 단부(86)까지 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 직선형 섹션(19)의 길이를 따라서 점진적으로 증가 또는 감소되어, 잔류 부산물이 후퇴가능한 주입 노즐(14)을 통해서 유동할 때 잔류 부산물로 가해지는 저항을 실질적으로 감소 또는 증가시키는 것이 바람직할 수 있을 것이다.

앞서서 주지한 바와 같이, 유입구(80) 및 배출구(81)의 크기 및 형상은, 경우에 따라서, 곡선형 파이프 세그먼트(63)에서의 유입구 슬리브(58)의 내부의 형상을 가지는 유입구(80)에 따라서 맞게 변경될 수 있고, 그에 따라, 장애물적인 구조적 요소들의 저항과 만나지 않고, 유입구 슬리브(58) 및 주입 노즐(14)을 통한 잔류 부산물의 유체 통과를 허용할 수 있을 것이다.

도 8, 9a, 9b, 10b 및 11a, 11b는 주입 노즐(14)의 일부 실시예들을 각각 도시한다. 도시된 후퇴가능한 주입 노즐(14)은 후퇴 노즐의 제 1 단부(86), 내부 캡(83), 내부 공동(88), 내부 공동(84)의 직선형 세그먼트, 후퇴가능한 주입 노즐의 제 2 단부(85), 적어도 하나의 개구부(120) 및, 일부 실시예들에서, 복수의 개구부(120), 테이퍼형 칼라(125)를 포함하고, 상기 테이퍼형 칼라는 칼라 배출구(128), 칼라 유입구(130), 및 칼라 본체(132)를 포함하는 여러 가지 요소들을 포함할 수 있을 것이다. 일부 실시예들에서, 후퇴가능한 주입 노즐(14)이 도시된 바와 같이 구성되어, 전체 후퇴가능한 주입 노즐(14)이 유입구 슬리브(58)의 직선형 부분과 슬라이딩식으로 결합되게 허용하며, 유입구(80)가 유입구 슬리브(58)와 정렬되고 그리고 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 배출구(81)가 용기의 내부로 노출되며, 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체가 유입구 슬리브(58) 및 후퇴가능한 주입 노즐(14)을 통해서 배출구(81)로부터 용기 내로 유동할 수 있게 실질적으로 허용한다.

앞서서 주지한 바와 같이, 복수의 개구부들 및 칼라 또는 다른 유동 제어 장치를 이용하여, 희망에 따라서, 용기 내로의 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체의 희망 유동 패턴들을 생성할 수 있을 것이다. 도 6, 7, 9a 및 9b에 도시된 바와 같이, 본원 발명의 실시예들은 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 상단부 상에 선형 방식으로 배치된 2개의 배출구들(81)을 이용할 수 있을 것이고, 그에 따라 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체가 용기 내로 상향 주입 또는 다른 각도로 주입될 수 있게 허용한다. 도시된 바와 같이, 테이퍼형 칼라(125)를 또한 이용하여 유동 패턴들을 변경할 수 있을 것이다. 그 대신에 도 10a 및 10b에 도시된 바와 같이, 칼라형 배출구(128)가, 테이퍼링되지 않은 칼라 본체(132)와 함께 이용될 수 있을 것이다.

도 6 및 7에 도시한 바와 같이, 후퇴가능한 주입 노즐의 제 1 단부(86)가 액추에이팅 수단에 대한 부착을 제공하도록 구성되며, 그에 따라 코킹 및 디코킹 용기의 후속 사이클들을 허용하기 위해서 후퇴가능한 주입 노즐(14)이 개방 또는 후퇴 위치로 교대로(interchangeably) 이동될 수 있게 허용된다. 여러 가지 액추에이터 수단들 및 구조들이 본원 발명에 의해서 고려된다. 앞서서 주지한 바와 같이, 고려되는 액추에이터들의 예들에는, 전기적, 수압식, 공압식 및 수동 액추에이팅 수단들 또는 구조들이 포함된다.

후퇴가능한 주입 노즐(14)이 유입구 슬리브의 내부 공동에 따라 맞춰서 구성될 수 있을 것이다. 도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 후퇴가능한 주입 노즐(14)이 원형 횡단면으로 디자인되고 그리고, 도시된 바와 같이, 원형 횡단면들을 가지는 칼라 배출구들(128)뿐만 아니라 원형 횡단면들을 가지는 칼라 본체들과 함께 이용된다. 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 이러한 나열된 구성 요소들의 각각이 원형 횡단면들로서 도시되어 있지만, 다른 횡단면적 형상들이 이용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 칼라 배출구(128) 및 칼라 본체(132)가 타원형 횡단면들을 가지도록 구성될 수 있을 것이다. 잔류 부산물의 유동 특성들 및 주입 패턴들을 변경하기 위해서, 후퇴가능한 주입 노즐(14), 내부 공동(88), 내부 공동(84)의 직선형 세그먼트, 칼라(125)(테이퍼형이든지의 여부와 무관하다), 칼라 배출구(128), 칼라 유입구(130) 및 칼라 본체(132)의 횡단면의 형상을 변경하는 것이 요구될 수 있을 것이다. 다른 유동 특성들 및 속도들이, 후퇴가능한 노즐(14)의 여러 가지 나열된 구성 요소들이 섹션의 길이 전체를 통해서 다른 횡단면들을 가지도록 지정(dictate)할 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 내부 공동(88)은 후퇴가능한 주입 노즐의 제 1 단부(86)로부터 후퇴가능한 주입 노즐의 제 2 단부(85)까지 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체가 유동할 때 변화되는 단면을 갖는다. 복수의 칼라형 배출구들의 이용은 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 내부 공동(88)의 횡단면적 장면(view)을 실질적으로 테이퍼링시킨다.

상이한 유동 일관성들 및 속도들은, 후퇴가능한 주입 노즐의 여러 가지 구성 요소들이 상이한 횡단면 형상들을 이용하게끔 구성되도록 추가적으로 지정할 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 테이퍼형 칼라 유입구(130)가 타원형 횡단면 형상으로 구성되는 한편, 칼라 본체 자체는 원형 횡단면 형상으로 구성된다. 따라서, 일부 실시예들에서, 도 1-5에 도시된 바와 같이, 대략적으로 원통형 및/또는 직선형 내부 공동들(88)을 가지는 것이 바람직할 수 있는 한편, 다른 실시예들에서, 내부 공동(88)의 내경이 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 제 1 단부(85)로부터 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 제 2 단부(86)까지 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 직선형 섹션(19)의 길이를 따라서 점진적으로 증가 또는 감소되어, 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체가 후퇴가능한 주입 노즐(14)을 통해서 유동될 때, 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체로 인가되는 저항을 실질적으로 감소 또는 증가시킬 수 있을 것이다.

앞서서 주지한 바와 같이, 유입구(80, 130) 및 배출구(81, 128)의 크기 및 형상을 변경시켜, 유입구(80, 130)를 유입구 슬리브(58)의 내부의 형상에 맞출 수 있게 함으로써, 장애가 되는 구성 요소들의 저항과 만나지 않고, 유입구 슬리브(58) 및 주입 노즐(14)을 통한 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체의 유체 통로를 허용할 수 있을 것이다. 그 대신에, 장애적인 구성 요소들 또는 유동 제어 구조물들을 이용하여, 후퇴가능한 주입 노즐(14)을 통한 용기 내부로의 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체의 유동 패턴들을 변경할 수 있을 것이다. 여기에서 설명되는 바와 같이, 여러 가지 장애적인 특징부들이 고려된다.

여기에서 설명된 바와 같이, 후퇴가능한 주입 노즐의 내부 공동(88) 내로 침입하는 테이퍼형 칼라들의 이용을 통해서, 후퇴가능한 주입 노즐(14) 자체의 내부 공동(88)의 횡단면적 형상을 변경하는 것 그리고 용기 내부로의 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체의 유동의 경로를 제어하는 것 모두를 달성한다. 그 대신에, 비-테이퍼형 칼라들(134)이 이용될 수 있을 것이다.

도 10a 및 10b에 도시된 바와 같이, 여러 가지 칼라 형상들 및 후퇴가능한 주입 노즐의 내부 공동(88)에 대한 칼라의 각도들이 이용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 여러 도면들에 도시된 바와 같은 칼라가 후퇴가능한 주입 노즐(14)의 내부 공동(84)의 직선형 세그먼트에 대해서 직각으로 배치된다. 그러나, 칼라들이 직각 이외의 각도로 내부 공동(84)의 직선형 세그먼트에 대해서 일부 각도로 배치될 수 있다는 것이 고려된다. 예를 들어, 칼라가 도 5에 도시된 실시예와 함께 이용될 수 있고, 그에 따라 칼라가 내부 공동(84)의 직선형 세그먼트를 통한 부산물의 유동에 대해서 둔각 또는 예각으로 배치될 수 있을 것임을 이해할 수 있을 것이다.

칼라 본체(132)가 내부 공동(84)의 직선형 세그먼트를 통한 유체의 유동에 대해서 상대적으로 배치되는 각도를 변경하는 것에 더하여, 칼라 배출구들의 여러 가지 형상들이 이용될 수 있다는 것을 고려할 수 있을 것이다. 도 10a 및 10b에 도시된 바와 같이, 칼라 배출구(128)에 대한 대안적인 횡단면들을 이용하여 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체의 유동 특성들 및 주입 패턴들을 변경할 수 있을 것이다. 추가적으로, 도 10 및 11에 도시된 바와 같이, 칼라 배출구(128) 및 칼라 본체(132)의 각도 모두가 드럼 중심선 또는 드럼의 축에 대한 그들의 위치에 대해서 변경될 수 있을 것이다.

대안적인 장애적 요소들 및 유동 제어 구조물들이 이용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 11a는 복수의 배출구(138)의 이용을 도시하고, 그들 각각은 칼라(125, 134), 칼라 배출구(128), 칼라 유입구(130) 및 칼라 본체(132)의 이용으로 커플링될 수 있을 것이다. 그 대신에, 복수 배출구들(138)이 단일 칼라와 연관될 수 있고, 또는 단일 칼라를 위한 배출구를 포함하고 그리고 단일 칼라(125, 134) 및 칼라 본체(132)와 연관될 수 있으며, 그에 따라 후퇴가능한 주입 노즐을 통한 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체의 유동이 단일 칼라 본체(132)를 통해서 유도되나, 복수 배출구(138)로부터 용기 내로 사출된다.

다른 예로서, 도 11b는, 노즐 개구부(81) 보다 후퇴가능한 주입 노즐의 제 1 단부(86)에 더 근접하여 배치되는 장애적 요소로서의 배플(140)의 이용을 도시한다. 따라서, 배플(140) 또는 복수 배플(140)을 이용하여, 배출구(81)로부터의 잔류 부산물, 증기 및/또는 냉각 유체의 유동 특성들 및 주입 패턴들을 변경하는데 이용할 수 있을 것이다. 다양한 형태의 배출구들(81)이 배플들(140)과 함께 이용될 수 있을 것이고, 본원에서 설명된 배출구(81) 디자인들의 각각이 배플(140) 또는 복수 배플(140)과 함께 이용될 수 있다는 것을 생각할 수 있을 것이다.

본원 발명에서, 중심 피드 시스템(10) 및 분배기 시스템이 코크 드럼과 함께 이용될 수 있거나 또는 코크 드럼에 직접적으로 커플링될 수 있고, 그에 따라 스풀(20) 섹션의 이용을 배제할 수 있다는 것을 주지하여야 한다. 이러한 실시예에서, 중심 피드 시스템(10) 및 시스템이 전술한 바와 같이 기능할 것이고, 잔류 부산물만이 코크 드럼 내로 직접적으로 분배될 수 있을 것이다.

도 12a-12g는 발명의 하나 이상의 실시예들에 따른 후퇴가능한 주입 노즐의 일반적인 기능성을 요약하기 위해서 중심 피드 시스템의 여러 가지 도면들을 제공한다. 도 12a-12g에 도시된 후퇴가능한 주입 노즐이 도 3의 후퇴가능한 주입 노즐과 유사하다. 그러나, 도 5에 도시된 후퇴가능한 주입 노즐과 같은 후퇴가능한 주입 노즐의 다른 구성들에 의해서 동일한 일반적인 기능성이 제공될 수 있다.

도 12a는 후퇴가능한 주입 노즐이 유입구 슬리브 내의 후퇴 위치에 있을 때의 중심 피드 시스템의 사시도를 도시한다. 코크가 컷팅되고 그리고 코크 드럼으로부터 제거되는 동안, 후퇴가능한 주입 노즐이 이러한 위치에 있을 수 있을 것이다.

도 12b는 후퇴가능한 주입 노즐이 연장된 위치에 있을 때의 중심 피드 시스템의 사시도를 도시한다. 부산물이 코크 드럼 내로 주입되는 동안, 후퇴가능한 주입 노즐이 이러한 위치에 있을 수 있을 것이다.

도 12c는 후퇴가능한 주입 노즐이 연장된 위치에 있을 때 중심 피드 시스템의 절개도를 도시한다. 도 12d는, 후퇴가능한 주입 노즐이 연장된 위치에 있을 때의 중심 피드 시스템의 수직 횡단면도를 도시한다. 도 12e는, 후퇴가능한 주입 노즐이 후퇴 위치에 있을 때의 중심 피드 시스템의 수직 횡단면도를 도시한다.

도 12f는, 후퇴가능한 주입 노즐이 후퇴 위치에 있을 때 중심 피드 시스템의 수평 횡단면도를 도시한다. 마지막으로, 도 12g는 후퇴가능한 주입 노즐이 연장 위치에 있을 때의 중심 피드 시스템의 수평적인 횡단면도를 도시한다.

비록 본 명세서가 하나의 후퇴가능한 주입 노즐을 가지는 중심 피드 시스템들을 주로 설명하고 있지만, 본원 발명은 또한 복수의(예를 들어, 용기 또는 코크 드럼의 대향 측부들 상에 있는 2개의) 후퇴가능한 주입 노즐이 이용되는 중심 피드 시스템으로 확장될 수 있을 것이다. 그러한 경우들에서, 복수의 후퇴가능한 주입 노즐의 각각이 본원에서 설명된 실시예들 중의 임의의 실시예에 따라서 동일하거나 또는 상이한 방식으로 구성될 수 있을 것이다.

후퇴가능한 주입 노즐의 개구부들 내의 제거가능한 삽입체들

부산물이 후퇴가능한 주입 노즐을 통해서 코크 드럼 내로 주입됨에 따라, 후퇴가능한 주입 노즐 내의 하나 이상의 개구부들이 시간 경과에 따라 마모되는 경향을 가질 수 있다. 만약 개구부들이 부산물의 주입 각도에 대한 적절한 제어가 충족되지 못하는 지점까지 마모되기 시작했다면, 후퇴가능한 주입 노즐을 교체하는 것이 필요할 것이다. 그러나, 후퇴가능한 주입 노즐이 전형적으로 많은 수의 독립적인 부분들을 포함하는 매우 큰 구성요소이기 때문에, 교체에 많은 비용과 어려움이 따를 수 있을 것이다.

발명의 일부 실시예들에서, 개구부들이 마모되기 시작할 때 후퇴가능한 주입 노즐을 교체는 것과 관련된 비용 및 어려움을 해결하기 위해서, 후퇴가능한 주입 노즐 내의 하나 이상의 개구부들이 제거가능한 삽입체들을 수용하도록 구성될 수 있고, 그에 따라 제거가능한 삽입체들이 마모되기 시작할 때 독립적으로 교체될 수 있을 것이다. 이러한 방식에서, 제거가능한 삽입체들만을 교체할 필요가 있고, 그에 따라 후퇴가능한 주입 노즐의 유지 보수 비용 및 어려움이 감소된다.

도 13은, 각각의 제거가능한 삽입체들(1301a, 1302a)을 각각 포함하는 2개의 개구부들(1301, 1302)을 포함하는 후퇴가능한 주입 노즐(1300)의 예를 도시한다. 삽입체들(1301a, 1302a)이 후퇴가능한 주입 노즐(1300)의 외부 윤곽과 동일한 외부 윤곽을 가지도록 구성될 수 있고, 그에 따라 삽입체들이 개구부들(1301 및 1302) 내로 일단 삽입되면, 조립된 후퇴가능한 주입 노즐의 외부 윤곽이 일정하게 유지된다.

도 14a-14e는, 삽입체들(1301a 및 1302a)이 후퇴가능한 주입 노즐(1300)로부터 제거될 수 있도록 구성될 수 있는 예시적인 방식을 도시한다. 도 14a는 삽입체들이 개구부들(1301 및 1302) 내로 나사체결되도록 허용하기 위해서 삽입체들(1301a 및 1302a)에 나사산이 형성될 수 있다는 것을 도시한다. 예를 들어, 삽입체(1301a)는 90도 회전된 것으로 도시되어 있으며, 그에 따라 삽입체가 개구부(1301)로부터 약간 상승된다. 삽입체(1301a)는 나사산들(1320)을 가지는 것으로 도시되어 있고, 그러한 나사산들은 개구부(1301) 내에 형성된 상응하는 나사산들과 합치되도록 구성된다. 삽입체(1302a)가 동일한 방식으로 구성될 있다. 나사산들(1320)이 충분히 두꺼워서, 부산물이 통과하여 유동할 때 부산물에 의해서 인가되는 힘들에 저항하는데 있어서 삽입체들(1301a 및 1302a)을 지원할 수 있을 것이고, 그에 따라 삽입체들(1301a 및 1302a)이 동작중에 풀릴 수 있는 가능성을 최소화한다.

또한 도 14a는, 삽입체(1301a)가 개구부(1301) 내로 완전히 나사결합되었을(threaded) 때 후퇴가능한 주입 노즐(1300) 내의 홀(1310)과 정렬되는 홀(1311)을 포함하는 것을 도시한다. 홀들(1310 및 1311)이 나사결합되어 볼트가 홀들 내에 고정될 수 있게 하고, 그에 따라 개구부(1301) 내에서 삽입체(1301a)의 위치를 록킹할 수 있을 것이다.

도 14b는 도 14a에 도시된 것과 다른 각도의 후퇴가능한 주입 노즐의 도면을 제공한다. 이러한 각도에서, 다른 홀(1330)이 육안으로 확인될 수 있다. 홀(1330)이 개구부(1301)로부터 개구부(1302) 내로 연장될 수 있고 그리고 삽입체(1302a) 내에 형성된 홀과 정렬되도록 위치될 수 있다. 삽입체(1301a)에서와 같이, 볼트가 홀(1330)을 통해서 그리고 삽입체(1302a) 내의 상응하는 홀 내로 나사결합되어 삽입체(1302a)의 위치를 개구부(1302) 내에서 고정할 수 있다. 이러한 방식에서, (홀(1311)로부터 볼트를 제거함으로써 그리고 삽입체는 나사풀림(unscrewed)함으로써) 삽입체(1301a)가 먼저 제거되어 삽입체(1302a)를 고정하는 볼트를 노출시킬 수 있다.

도 14a 및 14b에 도시된 바와 같이 홀들(1310 및 1330)을 배치하는 것의 하나의 장점은, 부산물이 후퇴가능한 주입 노즐을 통해서 주입될 때, 부산물의 유동 경로에 대해서 홀들이 노출되지 않는다는 것이다. 다시 말해서, 도 3에 도시된 바와 같이 측벽(22)의 일부를 형성할 수 있는 후퇴가능한 주입 노즐의 일부 상에 홀(1310)이 위치되는 동안, 홀(1330)이 삽입체(1301a)에 의해서 커버된다. 이러한 방식에서, 부산물이 고압으로 코크 드럼 내로 주입되는 동안, 어느 홀도 부산물에 노출되지 않으며, 그에 따라 홀들이 마모로부터 보호된다.

도 14c는 도 14a 및 14b에 도시된 후퇴가능한 주입 노즐의 다른 도면을 도시한다. 이러한 도면에서, 개구부(1301) 내로 연장하는 각각의 홀(1310)이 도시되어 있다. 유사하게, 도 14d 및 14e는 도 14a-14c에 도시된 후퇴가능한 주입 노즐의 다른 도면들을 도시한다.

도 14e는 또한, 후퇴가능한 주입 노즐(1300)의 단부(1401)의 외부 윤곽이, 후퇴가능한 주입 노즐이 내부에서 이용되는 코크 드럼 또는 스풀의 측벽의 윤곽과 합치되도록 곡선화될 수 있다. 단부(1401)의 이러한 윤곽은, 코크가 코크 드럼으로부터 제거될 때 초래될 수 있는 손상을 최소화하는 것을 도울 수 있다. 구체적으로, 단부(1401)의 윤곽이 코크 드럼 또는 스풀의 측벽의 윤곽과 합치되기 때문에, 후퇴가능한 주입 노즐(1300)이 후퇴 위치에 있을 때, 낙하되는 코크 조각들이 타격할 수 있는 엣지가 존재하지 않게 된다.

도 15a 및 15b는 각각 후퇴된 위치와 연장된 위치의 후퇴가능한 주입 노즐(1300)의 횡단면도를 도시한다. 이러한 도면들에서, 볼트들(1501 및 1502)이 보여진다. 볼트들(1501 및 1502)이 홀들(1310 및 1330)을 통해서 각각 연장하여 삽입체들을 제위치에 고정한다.

삽입체들을 이용하는 것과 관련된 다른 장점은, 통과하는 유체의 유동 매개변수들을 조작하기 위해서, 특별한 크기 또는 형상을 가지는 삽입체를 선택할 수 있다는 것이다. 부산물의 증기 상의 온도, 압력, 점도, 및 운동역학적인 모델을 기초로, 삽입체의 적절한 크기 및 형상이 변경될 수 있을 것이다. 도 13에 도시된 바와 같은 2개의 삽입체들에서, 삽입체들이 협력하여 최소 압력 강하 및 고속의 수렴하는 층류 유동을 생성하고, 상기 압력 강하는 종종 하단부 피드 설비들의 압력 강하의 10% 이내가 된다. 삽입체들의 중심들 사이의 거리를 유지하면서 그리고 노즐의 단부를 최적으로 유지하면서 압력 강하를 완화시키기 위해서, 삽입체들이 충분한 오리피스 영역을 반드시 가져야 한다.

부산물이 유입구 슬리브로 유입되는 것의 방지

도 16a는 스크레이퍼(1601)를 포함하는 후퇴가능한 주입 노즐(1600)의 횡단면도를 도시한다. 도 16b는 스크레이퍼(1601)의 확대도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 스크레이퍼(1601)는 볼트(1602)에 의해서 제위치에 고정된 유입구 슬리브의 분리된 구성요소를 포함한다. 볼트(1602)는 스크레이퍼(1601)의 위치를 고정하며, 그에 따라 스크레이퍼(1601)가 노즐의 외부 표면과 밀접하게(tight) 접촉 유지되고, 그에 따라 외부 표면 상에 누적된 모든 코크를 스크레이프 한다. 노즐이 후퇴될 때 노즐의 전체 외부 표면이 스크레이프되도록, 스크레이퍼(1601)가 전형적으로 노즐의 전체 주위로 연장하는 링이 된다는 것을 주지하여야 한다. 일부 실시예들에서, 스크레이퍼(1601)가 또한 후퇴가능한 주입 노즐(1600) 주위의 압력 밀봉부를 형성하는 역할을 할 수 있다. 스크레이퍼(1601)에 의해서 형성된 압력 밀봉부는, 도 17을 참조하여 이하에서 추가적으로 설명되는 바와 같이, 후퇴가능한 주입 노즐(1600) 주위의 격실을 가압할 수 있다.

일부 실시예들에서, 스크레이퍼(1601)는 방사상으로 압축가능하게 구성될 수 있을 것이다. 다시 말해서, 후퇴가능한 주입 노즐(1600) 주위로 설치되지 않았을 때, 스크레이퍼(1601)의 내경이 후퇴가능한 주입 노즐(1600)의 외경 보다 더 작을 수 있다. 이러한 방식에서, (방사상 외측 방향으로) 스크레이퍼를 압축함으로써 스크레이퍼(1601)가 후퇴가능한 주입 노즐(1600) 주위로 설치될 수 있고, 그에 따라 스크레이퍼(1601)가 후퇴가능한 주입 노즐(1600)의 외측 표면에 대해서 방사상 내측 힘을 인가한다. 일부 실시예들에서, 스크레이퍼의 일부를 통해서 z-형상의 채널을 형성함으로써, 스크레이퍼(1601)가 압축가능하게 만들어질 수 있다.

도 16c 및 16d는, 스크레이퍼(1601)가 후퇴가능한 주입 노즐의 외부 표면으로부터 코크를 어떻게 스크레이프할 수 있는지를 도시한다. 도 16c에서, 코크의 조각이 주입 노즐 상에 축적된 것으로서 도시되어 있다. 노즐이 (도 16c에서 화살표로 표시된 바와 같이 우측으로) 후퇴됨에 따라, 코크의 조각이 스크레이퍼(1601)에 의해서 노즐로부터 스크레이프된다. 예를 들어, 도 16d는, 노즐이 거리(x) 만큼 후퇴된 후에, 스크레이퍼(1601)가 노즐로부터 코크의 조각을 스크레이프하기 시작하는 것을 도시한다.

일부 실시예들에서, 스크레이퍼(1601)가 노즐의 독립적으로 제거가능한 구성요소일 수 있다. 예를 들어, 스크레이퍼(1601)가 상당량 마모되기 때문에, 스크레이퍼(1601)가 제거 및 교체되도록 구성될 수 있다. 유사하게, 스크레이퍼가 이용되는 특별한 시스템에 따라서, 시스템의 효율을 개선하기 위해서 상이한 특성들을 가지는 스크레이퍼를 이용하는 것이 바람직할 수 있을 것이다. 예를 들어, 시스템 내에서 이용되는 부산물 또는 코크의 특성들에 따라서, 특별한 재료, 직경, 또는 두께의 스크레이퍼, 또는 특별한 엣지를 가지는 스크레이퍼가 이용될 수 있을 것이다. 스크레이퍼(1601)를 교체가능하게 구성함으로써, 맞춤(customization)이 용이해질 수 있다.

비록 도 16a-16d가 후퇴가능한 주입 노즐(1600)의 표면에 대해서 전반적으로 수직인 전방 표면(즉, 스크레이핑 표면)을 가지는 것으로 스크레이퍼(1601)를 도시하고 있지만, 일부 실시예들에서, 전방 표면이 각도를 이루어 배치될 수 있을 것이고, 그에 따라 스크레이핑을 위한 보다 "날카로운(sharp)" 엣지를 제공할 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 16b에 도시된 스크레이퍼(1601)의 가장 좌측의 엣지가 우측을 향해서 역으로 각도를 이룰 수(angled back) 있다.

일부 실시예들에서, 스크레이퍼(1601)와 유사하게 구성된 스크레이퍼가 후퇴가능한 주입 노즐의 다른 위치들에 배치될 수 있다. 예를 들어, 스크레이퍼가 후퇴가능한 주입 노즐의 가장 뒤쪽 부분에(예를 들어, 도 13에 도시된 노즐(1300)의 가장 우측 엣지에) 배치될 수 있고, 또는 노즐에 대한 유입구의 바로 전방에 배치될 수 있다. 잔류 부산물이 유입구 슬리브와 노즐 사이를 통과할 수 있는 실시예들에서 복수의 스크레이퍼가 요구될 수 있는데, 이는 스크레이퍼들이 노즐의 표면으로부터 누적된 코크를 스크레이프할 수 있기 때문이다. 그러나, 유입구 슬리브가 가압되는 실시예들(예를 들어, 스크레이퍼(1601)가 압력 밀봉부를 제공할 때)에서, 코크 드럼에 대한 유입구 슬리브의 개구부에는 하나의 스크레이퍼만이 필요할 수 있을 것이다.

또한, 잔류 부산물이 유입구 슬리브와 노즐 사이에서 유동할 것으로 예상되는 실시예들에서, 용매가 후퇴가능한 주입 노즐의 외측 표면 상으로 주입될 수 있게 하기 위해서, 용매 수용기(solvent pot)가 이용될 수 있다. 그러한 경우들에서, 코크가 노즐과 유입구 슬리브 사이에 누적될 수 있기 때문에 그리고 노즐의 후퇴를 방해할 수 있기 때문에, 용매를 이용하여 누적된 코크를 제거하여 노즐의 후퇴를 허용할 수 있을 것이다.

도 17은 노즐의 표면을 따라서 길이방향으로 연장하는 홈(1701)을 포함하는 후퇴가능한 주입 노즐(1700)을 도시한다. 비록 노즐(1700)이 하나의 홈(1701)을 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 특별한 구현예를 위한 필요에 따라서, 노즐이 둘 이상의 홈들을 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서, 홈(1701)이 노즐의 본체 내에서 전체적으로 형성될 수 있다(즉, 홈이 아니라 채널이 될 수 있다).

홈(1701)은 후퇴가능한 주입 노즐(1700) 주위로 압력을 제공하기 위해서 이용될 수 있다. 예를 들어, 노즐이 연장되고 잔류 부산물이 노즐을 통해서 유동되는 동안, 증기 압력이 홈(1701)을 통해서 공급되어 노즐과 유입구 슬리브 사이의 격실을 가압할 수 있다. 이러한 압력은 잔류 부산물이 가압된 격실 내로 통과되는 것을 방지할 수 있다. 전술한 바와 같이, 스크레이퍼(1601)가 이러한 압력을 유지하기 위한 밀봉부를 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 부가적인 밀봉부들이 시트들(seats) 또는 다른 스크레이퍼들에 의해서 (예를 들어, 노즐의 후방부에) 제공될 수 있다.

일부 실시예들에서, 후퇴가능한 주입 노즐(1700)이 유입구 슬리브 내로 후퇴될 때, 유입구 슬리브를 가압하기 위해서 홈(1701)이 이용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 코킹 프로세스 중에 또는 코크가 코크 드럼으로부터 제거되는 동안, 노즐이 코크 드럼으로부터 후퇴될 수 있다. 코크 분진들이 유입구 슬리브와 노즐 사이로 유입되는 것을 방지하기 위해서, 증기압이 홈(1700) 내로 공급될 수 있으며, 그에 따라 코크 드럼의 내부에 존재하는 압력과 같은 또는 그보다 큰 압력이 유입구 슬리브 내에 존재할 수 있다.

코크 드럼이 코킹 프로세스 중에 가압되기 때문에, 코크 드럼 내의 압력이, 그렇지 않은 경우(가압되지 않는 경우)에 유입구 슬리브 내에 존재할 수 있는 압력 보다 더 클 수 있다. 유사하게, 코크의 제거 중에, 디-헤더 밸브가 개방된 때, 유입구 슬리브 내의 압력과 동일한 또는 보다 큰 압력이 코크 드럼 내에 여전히 존재할 수 있을 것이다. 따라서, 하나 이상의 홈들(1701)을 이용하여 유입구 슬리브를 가압함으로써, 이러한 압력차가 최소화되거나 제거될 수 있고, 그에 따라 코크 분진들 또는 다른 입자들이 유입구 슬리브 내로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

유입구 슬리브와 노즐 사이로 유입되는 코크 분진들 또는 다른 입자들의 양을 최소화함으로써, 본원 발명은 중심 피드 시스템의 구성요소들의 마모를 최소화할 수 있고, 그에 따라 시스템의 수명을 연장할 수 있다. 예를 들어, 만약 코크 분진들 또는 다른 입자들이 노즐과 유입구 슬리브 사이로 유입된다면, 노즐이 연장 위치와 후퇴 위치 사이에서 전후로 슬라이딩할 때 분진들은 두 구성요소들 사이의 마찰을 증가시킬 것이다. 이러한 부가적인 마찰은 구성요소들을 마모시킬 수 있다. 또한, 부가적인 마찰은 노즐을 슬라이딩시키기 위해서 필요한 힘을 증대시킬 수 있고, 이는 그러한 힘을 공급하는 액추에이터의 수명을 감소시킬 수 있을 것이다. 코크 분진들 또는 다른 입자들이 또한 중심 피드 시스템의 다른 영역들 내로 통과되어 바람직하지 못한 결과들을 초래할 수 있을 것이다. 그러나, 하나 이상의 홈들(1701)로 노즐(1700)을 구성함으로써, 분진들 또는 입자들이 중심 피드 시스템을 통해서 코크 드럼을 빠져나갈 수 있는 가능성을 최소화하기 위해서, 유입구 슬리브가 가압될 수 있을 것이다.

후퇴가능한 주입 노즐을 이용하는데 필요한 가용 영역의 최소화

후퇴가능한 주입 노즐이 스풀의 코크 드럼의 중심 내로 충분한 길이로 연장될 수 있어야 하기 때문에, 그리고 후퇴가능한 주입 노즐이 스풀의 코크 드럼으로부터 완전히 후퇴되어야 하기 때문에, 후퇴가능한 주입 노즐이 상당한 양의 가용 영역을 필요로 할 수 있을 것이다. 또한, 많은 구현예들에서, 후퇴가능한 주입 노즐의 운동을 구동시키는 액추에이터가 부가적인 영역을 필요로 한다.

그러나, 많은 경우들에서, 중심 피드 시스템의 일부로서 후퇴가능한 주입 노즐을 설치하기 위해서 최소 공간을 이용할 수 있다. 예를 들어, 많은 코크 드럼들이 이미 사용 중이고, 잔류 부산물을 코크 드럼으로 공급하기 위해서 중심 피드 시스템을 부가하기 위해서 이용할 수 있는 최소 공간을 가지게 된다. 유사하게, 새로운 설비들에서 조차도, 다른 구조물들의 존재가 후퇴가능한 주입 노즐을 채용하는 중심 피드 시스템을 설치하기 위해서 이용할 수 있는 공간의 양을 제한할 수 있을 것이다.

이러한 문제들을 해결하기 위해서, 발명의 일부 실시예들에서, 후퇴가능한 주입 노즐을 변경하여 노즐의 이용에 필요한 공간의 양을 최소화할 수 있다. 이러한 변경들은 텔레스코핑 구성요소와 같은 노즐을 형성하는 것 그리고 코크 드럼 또는 다른 용기 내에서 나사 풀림되도록 허용하는 노즐의 나사산들을 제공하는 것을 포함한다.

텔레스코핑 주입 노즐을 이용하여, 주입 노즐이 후퇴될 때 용기로부터 외측으로 연장하는 거리를 최소화할 수 있다. 예를 들어, 일반적으로 하나의 재료의 길이를 포함하는, 도면들에 도시된 후퇴가능한 주입 노즐과 달리, 텔레스코핑 노즐은 일련의 텔레스코핑 구성요소들로 형성될 수 있다. 이러한 방식에서, 후퇴되었을 때, 텔레스코핑 노즐이 자체 내에서 수축할 것이고, 그에 따라 후퇴된 노즐이 연장하는 거리를 최소화시킬 것이다. 이러한 구성은 특히, 용기와 다른 구조물 사이에 최소 공간이 존재하는 설비들에서 특히 유리할 수 있다.

텔레스코핑 노즐의 인접한 구성요소들 사이에 형성되는 단계들을 최소화하기 위해서, 구성요소들을 함께 고정하기에 충분한 강도를 유지하면서, 구성요소들의 엣지들이 가능한 한 큰 각도를 형성할 수 있을 것이다. 이러한 방식에서, 노즐의 내부 벽은, 연장되었을 때, 엣지들이 편평한 경우 보다 더 연속적이 될 수 있다.

텔레스코핑 노즐이든지 또는 도면들에 도시된 노즐이든지 간에, 후퇴가능한 주입 노즐이 코크 드럼 또는 다른 용기 내로부터 나사풀림되도록 구성될 수 있을 것이다. 예를 들어, 코크 드럼과 다른 구조물 사이에 최소 공간이 존재하는 경우들에서, 후퇴가능한 주입 노즐을 삽입 또는 제거하기 위한 충분한 공간이 유입구 슬리브와 다른 구조물 사이에 존재하지 않을 수 있을 것이다.

후퇴가능한 주입 노즐이 내부로부터(즉, 노즐이 코크 드럼 또는 다른 용기 내에 있는 동안) 유입구 슬리브 내로 나사결합될 수 있게 구성함으로써, 유입구 슬리브와 다른 구조물 사이에서 요구되는 공간의 양이 감소된다. 후퇴가능한 주입 노즐이 임의의 적합한 방식으로 나사결합될 수 있다. 하나의 예에서, 액추에이터(예를 들어, 도 12a-12g 참조)에 부착되는 주입 노즐의 부분이 나사가공되어, 노즐이 액추에이터로 나사체결될 수 있을 것이다. 이러한 방식에서, 후퇴가능한 주입 노즐은, 도면들에 도시된 유입구 슬리브에 대한 실질적인 변경을 필요로 하지 않고도, 유입구 슬리브 내에서 여전히 자유롭게 이동된다. 다른 경우들에서, 유입구 슬리브 내에서 여전히 자유롭게 이동되는 노즐이 부착될 수 있는 하나 이상의 구성요소들을 포함하도록, 유입구 슬리브가 변경될 수 있다.

본원 발명은 본원 발명의 사상 및 본질적인 특성들로부터 벗어나지 않고도 다른 특정 형태들로 구현될 수 있을 것이다. 설명된 실시예들은 모든 측면들에서 단지 설명적인 것이고 비제한적이라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그에 따라, 본원 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 청구항들에 의해서 표시된다. 청구항들의 균등성 범위 및 의미 내에서의 모든 변화들이 그들의 범위 내에 포함될 것이다.

Claims (20)

1. 중심 피드 시스템이며,
   용기에 부착되도록 구성되는 유입구 슬리브와,
   상기 유입구 슬리브 내에 수용되는 후퇴가능한 주입 노즐과,
   제1 삽입체와,
   제1 볼트와,
   제2 삽입체와,
   제2 볼트를 포함하고,
   상기 후퇴가능한 주입 노즐은, 잔류 부산물을 상기 용기 내로 도입하기 위해서, 상기 유입구 슬리브 내에서 슬라이딩되어 상기 용기 내로 연장하고 그리고 상기 용기로부터 후퇴되며, 상기 후퇴가능한 주입 노즐은 제1 개구부 및 제2 개구부를 포함하고, 제1 개구부 및 제2 개구부는 상기 후퇴가능한 주입 노즐이 연장될 때 각각의 개구부가 용기 내에 노출되도록 후퇴가능한 주입 노즐의 단부 쪽으로 위치 설정되고, 제1 개구부 및 제2 개구부는 나란히 위치 설정되고, 각각의 개구부는 나사 결합되고, 후퇴가능한 주입 노즐은 후퇴가능한 주입 노즐의 단부로부터 제1 개구부 내로 연장되는 제1 홀, 및 제1 개구부로부터 제2 개구부 내로 연장되는 제2 홀을 또한 포함하고,
   제1 삽입체는 제1 삽입체가 제1 개구부 내에 선택적으로 커플링되는 것을 허용하도록 나사 결합되고, 제1 삽입체가 제1 개구부 내에 커플링될 때, 잔류 부산물이 제1 삽입체를 통해 후퇴가능한 주입 노즐을 빠져나가며, 제1 삽입체가 제1 개구부 내로 완전히 나사 결합될 때, 제1 삽입체는 제1 홀과 정렬되도록 위치 설정되는 홀을 포함하고, 제1 삽입체는 후퇴가능한 주입 노즐의 외부 표면 윤곽과 합치되도록 윤곽이 결정되고,
   제1 볼트는 제1 홀을 통해 제1 삽입체의 홀 내로 삽입되어, 제1 개구부 내에 제1 삽입체를 고정하도록 구성되고,
   제2 삽입체는 제2 삽입체가 제2 개구부 내에 선택적으로 커플링되는 것을 허용하도록 나사 결합되고, 제2 삽입체가 제2 개구부 내에 커플링될 때, 잔류 부산물이 제2 삽입체를 통해 후퇴가능한 주입 노즐을 빠져나가며, 제2 삽입체가 제2 개구부 내로 완전히 나사 결합될 때, 제2 삽입체는 제2 홀과 정렬되도록 위치 설정되는 홀을 포함하고, 제2 삽입체는 후퇴가능한 주입 노즐의 외부 표면 윤곽과 합치되도록 윤곽이 결정되고,
   제2 볼트는 제2 홀을 통해 제2 삽입체의 홀 내로 삽입되어, 제2 개구부 내에 제2 삽입체를 고정하도록 구성되는,
   중심 피드 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   하나의 삽입체가 상기 후퇴가능한 주입 노즐 내로 다른 삽입체 보다 더 연장하는, 중심 피드 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 후퇴가능한 주입 노즐 내로 각각의 삽입체가 연장하는 거리가, 압력 강하를 최소화하도록 선택되는, 중심 피드 시스템.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 용기 내로 연장하는 후퇴가능한 주입 노즐의 단부가 상기 용기의 내부 측벽의 윤곽과 합치되도록 윤곽이 결정되는, 중심 피드 시스템.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입구 슬리브는 상기 후퇴가능한 주입 노즐의 외부 표면에 대항하여 위치되는 스크레이퍼를 포함하고, 그에 따라, 상기 후퇴가능한 주입 노즐이 유입구 슬리브 내로 후퇴될 때, 상기 외부 표면 상에 축적된 모든 잔류 부산물이 상기 외부 표면으로부터 스크레이프되는, 중심 피드 시스템.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 스크레이퍼가 상기 후퇴가능한 주입 노즐을 둘러싸는 링을 포함하는, 중심 피드 시스템.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 후퇴가능한 주입 노즐이 상기 후퇴가능한 주입 노즐의 외부 표면을 따라서 길이방향으로 연장하는 하나 이상의 홈들을 포함하고, 상기 하나 이상의 홈들이 채널을 제공하고, 상기 채널을 통해서 상기 유입구 슬리브의 내부가 가압될 수 있는, 중심 피드 시스템.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 홈들을 통해서 공급되는 증기를 이용하여 상기 유입구 슬리브의 내부가 가압되는, 중심 피드 시스템.
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 후퇴가능한 주입 노즐이 복수의 텔레스코핑 구성요소로 이루어지는, 중심 피드 시스템.
15. 제 1 항에 있어서,
    상기 후퇴가능한 주입 노즐은, 상기 후퇴가능한 주입 노즐이 상기 용기 내로 연장되는 동안 상기 후퇴가능한 주입 노즐이 상기 유입구 슬리브의 내외로 나사체결될 수 있게 허용하는 나사산들로 구성되는, 중심 피드 시스템.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 후퇴가능한 주입 노즐이 상기 유입구 슬리브에 부착된 액추에이터로 나사체결되는, 중심 피드 시스템.
17. 중심 피드 시스템이며,
    용기에 부착되도록 구성되는 유입구 슬리브; 및
    상기 유입구 슬리브 내에 수용되는 후퇴가능한 주입 노즐을 포함하고,
    상기 후퇴가능한 주입 노즐은, 잔류 부산물을 상기 용기 내로 도입하기 위해서, 상기 유입구 슬리브 내에서 슬라이딩되어 상기 용기 내로 연장하고 그리고 상기 용기로부터 후퇴되며, 상기 후퇴가능한 주입 노즐은 상기 후퇴가능한 주입 노즐이 연장될 때 상기 용기 내에서 노출되는 하나 이상의 개구부들을 포함하고, 상기 잔류 부산물은 하나 이상의 개구부들을 통해서 상기 후퇴가능한 주입 노즐을 빠져나가며,
    상기 하나 이상의 개구부들 각각은 상기 개구부로부터 제거될 수 있는 삽입체를 포함하고, 이에 의해 후퇴 가능한 주입 노즐을 교체하지 않으면서 각각의 삽입체가 교체되는 것을 허용하고,
    상기 삽입체들 중 하나는, 삽입체가 위치되는 개구부로부터 용기의 내부로 연장하는 홀을 통해서 후퇴가능한 주입 노즐에 볼트체결되고,
    상기 유입구 슬리브는, 후퇴가능한 주입 노즐에 대해 밀봉부를 형성하기 위해, 상기 후퇴가능한 주입 노즐의 외부 표면 주위로 연장되는 링을 포함하는 스크레이퍼를 포함하고,
    스크레이퍼는 후퇴가능한 주입 노즐이 유입구 슬리브 내로 후퇴될 때, 상기 외부 표면으로부터 잔류 부산물을 스크레이프하도록 구성되고,
    후퇴가능한 주입 노즐은 후퇴가능한 주입 노즐의 외부 표면을 따라서 길이방향으로 연장되는 하나 이상의 홈을 포함하고, 상기 하나 이상의 홈들은 채널을 제공하고, 상기 채널을 통해서 증기가 유입구 슬리브의 내부로 공급되어 유입구 슬리브의 내부를 가압하고, 스크레이퍼는 유입구 슬리브 내에서 압력을 유지하도록 밀봉부를 형성하는,
    중심 피드 시스템.
18. 삭제
19. 삭제
20. 제 17 항에 있어서,
    각각의 삽입체는 나사 결합되는, 중심 피드 시스템.

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