KR102408767B1 - 지지 구조물을 갖는 보일러 시스템 - Google Patents

Abstract

보일러 시스템 (10) 으로서, 상기 보일러 시스템은 지지 구조물 (42) 및 노 (12) 로서 상기 노의 수직 중간 섹션에서 상기 지지 구조물에 지지되고, 상기 노는 두개의 측 벽들 (18) 및 두개의 단부 벽들 (20) 을 포함하는 워터 튜브 벽들, 루프 (16) 및 바닥 (14) 에 의해 에워싸이고, 상기 측 벽들은 상기 바닥으로부터 상기 루프로의 총 높이 H 를 갖는 상기 노를 포함하고, 상기 두개의 측 벽들의 각각은 상기 루프로부터 상기 높이 H 의 30-70 % 의 레벨로 연장되는 수직의 상부 부분 (30), 상기 바닥으로부터 상기 높이 H 의 30-70 % 의 레벨로 연장되고 수직의 상부 부분 (36) 을 갖는 하부 부분 (32), 및 상기 측 벽의 상부 부분과 상기 측 벽의 상기 하부 부분의 상기 수직의 상부 부분 사이의 레벨에서 하향의 방향으로 외향으로 벤딩된 중간 부분 (38) 을 포함하고, 상기 지지 구조물 (42) 은 상기 노의 상기 루프 (16) 의 아래의 그리고 상기 두개의 측 벽들 (18) 의 상기 하부 부분들 (32) 의 상기 수직의 상부 부분들 (36) 바로 위의 레벨에서 상기 측 벽들 (18) 과 평행하게 배열된 수평의 벽 지지 빔들 (48) 을 포함하고, 상기 노 (12) 는 상기 노의 수직 하중들을 밸런싱하도록 인접한 수평의 벽 지지 빔들 (48) 에 연결된 상기 측 벽들의 상기 중간 부분들 (38) 을 가짐으로써 상기 지지 구조물 (42) 에 지지된다.

Description

지지 구조물을 갖는 보일러 시스템

본 발명은 청구항 1 의 서문에 따른 노 및 지지 구조물을 포함하는 보일러 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 보일러 시스템에 관한 것이고, 상기 보일러 시스템은 지지 구조물 및 노로서, 상기 노의 수직 중간 섹션에서 상기 지지 구조물에 지지되고, 상기 노는 두개의 측 벽들 및 두개의 단부 벽들을 포함하는 워터 튜브 벽들, 루프 및 바닥에 의해 에워싸이고, 상기 측 벽들은 상기 바닥으로부터 상기 루프로의 총 높이 H 를 갖는 상기 노를 포함하고, 상기 두개의 측 벽들의 각각은 상기 루프로부터 상기 높이 H 의 30-70 % 의 레벨로 연장되는 수직의 상부 부분, 상기 바닥으로부터 상기 높이 H 의 30-70 % 의 레벨로 연장되고 수직의 상부 부분을 갖는 하부 부분, 및 상기 측 벽의 상부 부분과 상기 측 벽의 상기 하부 부분의 상기 수직의 상부 부분 사이의 레벨에서 하향의 방향으로 외향으로 벤딩된 중간 부분을 포함한다.

상대적으로 큰 보일러들은 종래에 상단-지지되게 배열되고, 즉 그것들은 보일러의 노가 노 주위로 그리고 위로 연장되는 지지 구조물, 일반적으로 강성의 지지 강 구조로부터 매달리게 배열되도록 지지된다. 상대적으로 작은 보일러들은 종래에 바닥-지지되게 배열되고, 노의 수직 하중은 보일러 아래에 배열되는 지지 구조물에 의해 밸런싱된다. 상단-지지된 구조와 바닥-지지된 구조 사이의 주요한 차이는 노의 온도가 증가할 때, 상단-지지된 보일러의 열적 팽창이 주로 하향으로 발생되는 한편 바닥-지지된 보일러에서 열적 팽창이 주로 상향으로 발생된다는 점이다. 바닥-지지된 보일러들은 상대적으로 작은 보일러들의 경우에 일반적으로 상단-지지된 보일러들 보다 간단하고 경제적으로 보다 유리한 데, 왜냐하면 그것들은 노 주위로 그리고 그 위로 연장되는 별개의 지지 구조물을 요구하지 않기 때문이다. 바닥-지지된 구조의 단점은 노의 벽들이 노의 수직의 압축 하중을 지탱하도록 충분히 강해야만 한다는 점이다.

제 3 대안예는 그 중간-섹션에서 강성의 지지 구조물에 노를 지지하는 것이다. 이로써, 중간 섹션 아래에 노의 하부 부분은 상단-지지되고 중간 섹션 위에 노의 상부 부분은 바닥 지지된다. 중간-지지된 구조는 일부 적용예들에 대해 유리한 한편 그것은 상단-지지된 보일러의 노 주위에서 요구되는 것과 다르게 지지 강 구조의 사이즈를 감소시킨다. 동시에 그러한 중간-지지된 구조는 큰 바닥-지지된 보일러들에서와 같이 노의 매우 강한 벽들에 대한 요구를 제거한다. 상이한 중간-지지된 보일러 구조들이 예를 들면 U.S. 특허 No. 2,583,599, U.S. 특허 No. 2,856,906, 유럽 특허 공개 EP 0073851 A1 및 U.S. 특허 출원 공개 No. 2015/0241054 에 도시된다.

U.S. 특허 No. 4,428,329 은 보일러의 중간 높이에서 복수의 고정된 캔틸레버 아암들을 포함하는 지지 강 구조를 갖는 중간 지지된 보일러 구조를 개시한다. 수평의 열적 팽창을 흡수하도록, 노의 튜브벽들은 튜브벽의 하향 방향으로 외향으로 벤딩된 섹션에 부착된 다수의 수직의 링크들에 의해 캔틸레버 아암들에 가요성으로 연결된 복수의 레버들로부터 매달린다. 공개 공보 WO 2004/048849 는 연소 섹션, 연소 섹션 위에 배열된 열 교환 섹션, 및 정적인 지지 구조물을 갖는 보일러 시스템을 개시하고, 상기 섹션들은 그들의 상부 부분으로부터 정적인 지지 구조물로 별개로 매달린다.

중간-지지된 보일러들을 설계하는 데 문제점은 노 주위로 강성의 지지 구조물에 노의 중간 섹션을 부착하고 동시에 수평의 열적 팽창의 효과들을 고려하는 간단하고 유리한 방법을 찾는 것이다.

본 발명의 목적은 중간-지지된 노에 대해 유리한 지지 구조물을 갖는 보일러 시스템을 제공하는 것이다.

하나의 양상에 따르면, 본 발명은 보일러 시스템을 제공하고, 보일러 시스템은, 지지 구조물 및 노로서, 상기 노의 수직 중간 섹션에서 상기 지지 구조물에 지지되고, 상기 노는 두개의 측 벽들 및 두개의 단부 벽들을 포함하는 워터 튜브 벽들, 루프 및 바닥에 의해 에워싸이고, 상기 측 벽들은 상기 바닥으로부터 상기 루프로의 총 높이 H 를 갖는 상기 노를 포함하고, 상기 두개의 측 벽들의 각각은 상기 루프로부터 상기 높이 H 의 30-70 % 의 레벨로 연장되는 수직의 상부 부분, 상기 바닥으로부터 상기 높이 H 의 30-70 % 의 레벨로 연장되고 수직의 상부 부분을 갖는 하부 부분, 및 상기 측 벽의 상부 부분과 상기 측 벽의 상기 하부 부분의 상기 수직의 상부 부분 사이의 레벨에서 하향의 방향으로 외향으로 벤딩된 중간 부분을 포함하고, 상기 지지 구조물은 상기 노의 상기 루프의 아래의 그리고 상기 두개의 측 벽들의 상기 하부 부분들의 상기 수직의 상부 부분들 바로 위의 레벨에서 상기 측 벽들과 평행하게 배열된 수평의 벽 지지 빔들을 포함하고, 상기 노는 상기 노의 수직 하중들을 밸런싱하도록 인접한 수평의 벽 지지 빔들에 연결된 상기 측 벽들의 상기 중간 부분들을 가짐으로써 상기 지지 구조물에 지지된다.

노의 효율적인 그리고 신뢰성있는 지지를 가능하게 하도록, 예를 들면, 노의 측 벽들의 수직 중간 섹션에서 노의 중간 높이에서 유동층 보일러의 노는 하향 방향으로 외향으로 벤딩된 중간 부분에 배열된다. 측 벽들의 외향으로 벤딩된 중간 부분으로 인해, 측 벽들의 하부 부분들의 수직의 상부 부분들 바로 위에 이후로 수평의 벽 지지 빔들로 불리우는 수평의 지지 빔들을 배열하고, 수평의 벽 지지 빔들에 수직으로 측 벽들을 지지하는 것이 가능하다.

지지 구조물은 유리하게 두개의 수평의 벽 지지 빔들을 포함하고, 하나는 측벽들의 각각에 인접하다. 이로써, 수평의 벽 지지 빔들의 길이는 일반적으로 적어도 측벽들의 폭만큼 길다. 일부 적용예들에서 또한 구분적인 수평의 벽 지지 빔들을 사용하는 것이 가능할 수 있고, 이로써 예를 들면, 잇달아 두개의 수평의 벽 지지 빔들이 측벽들의 각각에 인접하게 배열된다. 측벽들의 지지는 유리하게 각각의 수평의 벽 지지 빔들과 측벽들의 외향으로 벤딩된 중간 부분들 사이에 연결되는 복수의 짧은 수직의 행거 로드들에 의해 행해진다.

본 발명의 주요한 특징은 노가 중간-지지되고, 즉 노에 영향을 주는 중력들 및 지진력들과 같은 수직 하중들이 노의 바닥과 루프 사이에 중간 높이에서 강성의 지지 구조물에 밸런싱된다는 점이다. 중간-지지로 인해, 중간 섹션 아래에 노의 하부 부분은 상단-지지되고 중간 섹션 위에 노의 상부 부분은 바닥 지지된다. 따라서 노의 온도가 주위 온도로부터 850 DegC 와 같은 표준 작동 온도로 증가할 때에, 노의 상부 부분은 전형적으로 10 센티미터 보다 많이, 상향으로 확장하고 노의 하부 부분은 유사하게 하향으로 확장한다. 그러나, 노의 열적 팽창은 당연히 또한 수평의 방향으로 발생된다. 따라서, 중간-지지된 노의 지지는 또한 수평의 열적 팽창을 흡수할 수 있도록 수행되어야 한다.

중간-지지된 노의 측 벽의 상부 부분과 하부 부분 사이에 레벨에서 유사한 하향 방향으로 외향으로 벤딩된 중간 부분은 또한 U.S. 특허 No. 4,428,329 에 도시된다. 그러나, U.S. 특허 No. 4,428,329 에 도시된 해결책에서, 측 벽들의 워터 튜브들의 그룹들은 상응하는 고정된 캔틸레버 아암에 복수의 수평의 열적 팽창 흡수 레버들을 통해 수직의 링크들에 의해 지지된다. U.S. 특허 No. 4,428,329 는 측 벽들의 수직의 하부 부분들 바로 위에 측 벽들에 평행하게 배열된 수평의 벽 지지 빔들에서 튜브 벽들을 지지하는 것은 시사하고 있지 않다.

노의 중간 높이에서 노의 가능한 한 간단하고 신뢰성있는 수평의 열적 팽창 흡수 지지를 행하도록, 지지 구조물은 유리하게 보일러 시스템의 토대들에 지지된 복수의 수직의 칼럼들 및 수직의 칼럼들에 견고하게 지지된 복수의 고정된 수평의 빔들을 갖는 제 1 부분 및 제 1 부분에 이동가능하게 연결되고 수평의 벽 지지 빔들을 포함하는 제 2 부분을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 수평의 벽 지지 빔들의 각각은 상기 고정된 수평의 빔들 중 적어도 두개의 수평의 빔들에 이동가능하게 지지되고, 적어도 두개의 상기 고정된 수평의 빔들은 상기 노의 상기 단부 벽들에 평행하게 배열된다.

수평의 벽 지지 빔들은 바람직하게 노의 루브 아래의 레벨에, 보다 바람직하게 노의 바닥으로부터 30-70 % 의 높이 H 의 레벨이고, 심지어 보다 바람직하게 40-60 % 의 높이 H 의 레벨에 배열된다. 수평의 벽 지지 빔들은 유리하게 수평의 벽 지지 빔들 아래에서 또는 수평의 벽 지지 빔들의 약간 위에서 수평의 벽 지지 빔들과 거의 동일한 레벨로 위치되는 지지 구조물의 고정된 수평의 빔들에 연결된다. 이로써, 본 발명의 지지 배열은 명백히 노의 루프보다 더 높은 레벨로 연장되는 상단-지지된 노의 종래의 지지 구조물보다 명백히 더 작은 높이를 갖는 간단하고 경제적으로 유리한 고정된 지지 구조물을 사용하는 것을 가능하게 한다. 본 발명의 일부 실시형태들에서 가요성의 보조 상단-지지 또는 바닥-지지에 의해 노의 상기 설명된 중간-지지를 보완하는 것이 가능할 수 있지만, 임의의 경우에, 본 발명에 따르면, 노의 대부분의 수직 하중들은 중간-지지부에 의해 밸런싱된다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 노의 수직 하중들은 오로지 수평의 벽 지지 빔들에 의해 밸런싱된다. 노가 오로지 수평의 벽 지지 빔들에 의해 지지된다는 표현은 둘러싸는 구조들에 연결부들이 존재하지 않지만, 노로부터 연도 가스를 운반하거나 또는 워터 튜브들로 워터를 운반하기 위한 수단, 또는 노로 공기 및 연료를 공급하기 위한 수단과 같은 그러한 다른 연결부들이 노의 수직 하중들의 임의의 본질적인 밸런싱을 제공하지 않는다는 것을 의미하지 않는다.

상기 언급된 바와 같이, 지지 구조물은 유리하게 보일러 시스템의 토대들에 지지된 복수의 수직의 칼럼들, 수직의 칼럼들에 견고하게 지지된 복수의 고정된 수평의 빔들 및 노의 단부 벽들에 평행하게 배열된 복수의 고정된 수평의 빔들 중 적어도 두개에 이동가능하게 지지된 수평의 벽 지지 빔들을 포함한다. 적어도 두개의 고정된 수평의 빔들은 상기 노의 단부 벽들 외측에 배열된 하나 이상의 수평의 빔들 중 적어도 두개 및 상기 노의 측 벽의 센터 부분을 향해 돌출되는 하나 이상의 캔틸레버 빔들을 포함한다.

노의 측 벽들의 폭보다 더 큰 길이를 갖는 수평의 벽 지지 빔들은 일반적으로 노의 단부 벽들 외측에 배열된 고정된 수평의 빔들에 지지된다. 예를 들면, 나란히 두개 이상의 입자 분리기들을 갖는 유동층 보일러에서와 같이 측 벽들의 폭이 상대적인 큰 경우에, 수평의 벽 지지 빔들은 유리하게 또한 각각의 측 벽의 센터 부분을 향해 돌출되는 적어도 하나의 고정된 캔틸레버 빔에 지지된다. 일반적으로 각각 측 벽에서 캔틸레버의 수는 인접한 입자 분리기들의 수보다 하나 더 작고, 이로써 각각 쌍의 분리기들 사이에 캔틸레버 빔이 존재한다. 잇달아 배열된 구분적인 벽 지지 빔들을 사용할 때에, 당연히 각각의 측 벽의 센터 부분을 향해 돌출되는 캔틸레버 빔들에 구분적인 벽 지지 빔들의 적어도 내향의 단부를 지지하는 것이 필수적이다.

수평의 벽 지지 빔들의 온도는 유리하게 노의 온도를 추종한다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 수평의 벽 지지 빔들은 노와 공통의 열적 절연부 내측에 배열된다. 이러한 배열은 수평의 벽 지지 빔들이 모든 조건들에서 노와 거의 동일한 온도로 되고, 수평의 벽 지지 빔들의 열적 팽창이 노의 열적 팽창과 거의 동일하다는 이점을 제공한다.

수평의 벽 지지 빔들 및 노의 거의 동일한 온도로 인해, 수평의 벽 지지 빔들에 워터튜브 벽들의 가요성의 연결에 대한 필요성이 존재하지 않는다. 대신에, 노의 측 벽들에 연결되는 복수의 상대적으로 짧은 행거 로드들에 의해 간단히 두개의 수평의 벽 지지 빔들로부터 노를 매달리게 하는 것이 가능하다. 바람직하게 행거 로드들의 길이는 최대 2 미터, 심지어 보다 바람직하게 최대 1 미터이다.

행거 로드들은 유리하게 지지 러그에 의해 두개의 측 벽들에 부착된다. 지지 러그는 유리하게 측 벽의 중간 부분의 하부 단부와 측 벽의 하부 부분의 수직의 상부 부분의 상부 단부 사이의 에지에 용접된다. 러그는 유리하게 각각의 측 벽의 하부 부분의 수직의 상부 부분과 정렬되는 행거 로드를 갖도록 설계된다. 수평의 벽 지지 빔들이 모든 조건들에서 매우 근접하게 노와 동일한 온도로 되기 때문에, 행거 로드들은 실제로 측 벽들의 하부 부분들의 수직의 상부 부분들과 정렬되게 된다.

행거 로드들의 지지 러그들은 측 벽의 튜브벽의 핀들 또는 튜브들에 서로 가깝게 용접된다. 노에 대해 거의 균일한 지지부를 제공하도록, 인접한 행거 로드들 사이의 거리는 유리하게 워터 튜브 벽의 인접한 워터 튜브들 사이의 거리의 작은 배수이다. 행거 로드들의 거리는 따라서 워터 튜브 벽의 인접한 워터 튜브들 사이의 거리의 N 배이고, 여기서 N 작은 정수이다. 바람직하게 N 은 최대 3, 보다 바람직하게 최대 2, 및 심지어 보다 바람직하게 N 은 1 이다.

다른 한편으로, 수평의 벽 지지 빔들은 고정된 지지 구조물과 동일한 온도로 되지 않는다. 따라서, 상이한 수평의 열적 팽창을 허용하는 방식으로 고정된 지지 구조물에 수평의 벽 지지 빔들을 연결하는 것이 필수적이다. 상응하게, 본 발명의 유리한 실시형태에 따르면, 수평의 벽 지지 빔들의 각각은 적어도 두개의 고정된 수평의 빔들에 배열된 슬라이딩 표면들에 지지된다.

본 발명의 또 다른 유리한 실시형태에 따르면, 수평의 벽 지지 빔들의 각각은 노의 단부 벽들에 평행하게 배열된 적어도 두개의 고정된 수평의 빔들로부터 매달리게 지지된다. 유리하게 두개의 수평의 벽 지지 빔들의 각각은 적어도 두개의 고정된 수평의 빔들로부터 적어도 두개의 메인 행거 로드들에 의해 매달리게 지지된다. 메인 행거 로드들은 메인 행거 로드들의 충분한 틸팅이 고정된 수평의 빔들과 수평의 벽 지지 빔들 사이에 상이한 수평의 열적 팽창에 의해 발생된 상대적인 이동을 흡수하는 것을 가능하게 하도록 일반적으로 상대적으로 길다. 메인 행거 로드들의 길이는 따라서 바람직하게 적어도 3 미터, 심지어 보다 바람직하게 적어도 5 미터이다.

본 발명은 보일러의 특히 간단한 구조, 종래의 방법들을 사용하는 것보다 보일러의 명백하게 보다 빠른 직립, 및 많은 경우에서 요구된 강 구조들의 양들에서 현저한 감소를 가능하게 한다.

첨부된 도면과 함께 취해질 때, 상기 간단한 설명, 뿐만 아니라 본 발명의 추가의 목적들, 특징들, 및 이점들은 본 발명에 따른 현재 바람직하지만, 그럼에도 불구하고 예시적인, 실시형태들을 참조하여 보다 전체적으로 이해될 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 보일러 시스템의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 2 는 도 1 의 보일러 시스템의 수평의 평면도를 개략적으로 도시한다.
도 3 은 본 발명의 실시형태에 따른 노의 서스펜션의 상세를 개략적으로 도시한다.
도 4 는 본 발명의 또 하나의 바람직한 실시형태에 따른 보일러 시스템의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 5 는 본 발명의 제 3 바람직한 실시형태에 따른 보일러 시스템의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 6 은 도 5 의 보일러 시스템의 또 다른 측면도를 개략적으로 도시한다.

도 1 의 다이어그램은 본 발명의 실시형태에 따른 유동층 보일러 시스템 (10) 의 측면도를 개략적으로 예시한다. 유동층 보일러 시스템 (10) 은 바닥 (14) 및 바닥으로부터 높이 H 에 있는 루프 (16) 및 두개의 측 벽들 (18) 및 두개의 단부 벽들 (20) 을 갖는 노 (12) 를 포함하고, 그 중 단지 하나만이 도 1 에 도시된다. 측 벽들 (18) 및 단부 벽들 (20) 은 핀들에 의해 함께 연결되는 수직의 워터 튜브들 (22) 로 구성되는 종래의 타입이다. 보일러는 드럼 보일러 또는 관류 보일러일 수 있다. 노는 또한 연도 가스 덕트 (24) 및 연료 (26) 및 1차 공기 (28) 를 노로 공급하기 위한 수단과 같은 다른 종래의 장비를 포함한다. 그러나, 그러한 장비는 본 발명의 이해를 위해 적절하지 않기 때문에, 그것들은 상세하게 여기에 설명되지 않는다.

측 벽들 (18) 은 수직의 상부 부분 (30) 및 내향으로 기울어진 바닥 부분 (34) 및 수직의 상부 부분 (36) 을 갖는 하부 부분 (32) 을 포함한다. 측 벽 (18) 의 수직의 상부 부분 (30) 과 하부 부분 (32) 의 수직의 상부 부분 (36) 사이에는, 하향 방향으로 외향으로 벤딩된 중간 부분 (38) 이 존재한다.

두개의 보다 긴 벽 및 두개의 보다 짧은 벽들로 둘러싸인 직사각형 노를 갖는 유동층 보일러의 경우에, 일반적으로 수직인 보다 짧은 벽들은 일반적으로 단부 벽들로서 고려된다. 따라서, 본 발명에 따른 노의 지지는 측 벽들로서 고려되어야 하는 보다 긴 벽들 상에서 행해진다. 그러한 노의 횡단면은 도 2 에 도시된다. 다른 한편으로, 단지 하나의 입자 분리기를 갖는 순환하는 유동층 보일러의 노는 일반적으로 적어도 거의 정사각형 횡단면을 갖는다. 그러한 경우에, 임의의 두개의 둘러싸는 벽들은 본 설명에서와 같이 측 벽들로서 고려될 수 있고, 즉 본 발명에 따른 노의 지지는 둘러싸는 벽들의 임의의 두개의 상호 대향하는 벽들에서 행해질 수 있다.

노 (12) 는 지면 (40) 에 지지된 복수의 수직의 칼럼들 (44) 및 수직의 칼럼들 (44) 에 견고하게 부착된 복수의 고정된 수평의 빔들 (46) 을 포함하는 지지 구조물 (42) 에 의해 지면 (40) 에 지지된다. 지지 구조물 (42) 은 또한 측 벽들 (18) 에 평행하게 배열되는 수평의 벽 지지 빔들 (48) 을 포함한다. 노 (12) 에 가까운 내부의 수직의 칼럼들 (44) 뿐만 아니라, 일반적으로 또한, 도 1 에 도시 생략된 스팀 드럼, 연료 빈들 또는 입자 분리기들과 같은 보일러 시스템 (10) 의 다른 장비에 지지부를 제공하도록 요구되는 예를 들면, 외부의 수직의 칼럼들 (44') 이 존재한다.

수평의 벽 지지 빔들 (48) 은 단부 벽들 (20) 에 평행으로 배열된 두개의 고정된 수평의 빔들 (46) 에 적절한 슬라이딩 표면들 (50) 을 사용함으로써 슬라이딩되게 배열된다. 도 2 로부터 알 수 있는 바와 같이, 또한 수평의 벽 지지 빔들 (48) 에 부가적인 지지부를 제공하기 위해 측벽들 (18) 의 센터 섹션들을 향해 돌출된 캔틸레버 빔들 (58) 이 존재할 수 있다. 동일한 도면부호들이 일반적으로 도 1-도 6 모두에서 동일한 또는 상응하는 요소들에 대해 사용된다.

수평의 벽 지지 빔들 (48) 은 측 벽들 (18) 의 하부 부분들 (32) 의 수직의 상부 부분들 (36) 바로 위에 외향으로 벤딩된 중간 벽 부분들 (38) 에 가깝게 배열된다. 노 (12) 는 이때 복수의 짧은 행거 로드들 (52) 에 의해 수평의 벽 지지 빔들 (48) 로부터 노의 측 벽들 (18) 을 매달리게 함으로써 지지된다.

수평의 벽 지지 빔들 (48) 은 노의 중간 섹션에서 수직으로 레벨 (C) 에 고정된 수평의 빔들 (46) 에 놓인다. 노 (12) 가 주위 온도로부터 850 DegC 와 같은 작동 온도로 가열될 때에, 열적 팽창은 노의 폭 및 높이를 길게 만든다. 노가 도 1 에서와 같이 중간-지지될 때에, 노의 중간 부분은 그 원래의 레벨에서 유지되고, 레벨 (C) 로부터 상향으로 노 (12) 의 상부 부분은 상향으로 확장되고, 레벨 (C) 로부터 하향으로 노의 하부 부분은 하향으로 확장된다. 수직의 팽창 뿐만 아니라, 노는 또한 수평의 방향으로의 열적 팽창도 경험한다. 수평의 열적 팽창의 영향 및 흡수는 아래에 고려될 것이다.

레벨 (C) 은 명백히 노의 루프 아래에서, 바람직하게 노의 바닥으로부터 30-70 % 의 높이 H 의 레벨이고, 심지어 보다 바람직하게 40-60 % 의 높이 H 의 레벨이다. 지지 구조물 (42) 의 총 높이는 이로써 지지 구조물이 노의 루프 위로 명백히 연장되는 종래의 상단-지지된 노의 것보다 명백히 작을 수 있다.

도 2 는 도 1 의 보일러 시스템의 수평의 평면도이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 노 (12) 의 단부 벽들 (20) 은 측 벽들 (18) 보다 짧다. 단부 벽들 (20) 의 외측의 그리고 그에 평행한 고정된 수평의 빔들 (46) 뿐만 아니라, 또한 측 벽들 (18) 의 외측의 그리고 그에 평행한 내부의 그리고 외부의 고정된 수평의 빔들 (56, 56') 이 존재한다. 또한 측 벽들 (18) 을 향해 돌출되는 캔틸레버 빔들 (58) 및 내부의 그리고 외부의 고정된 수평의 빔들 (56, 56') 을 지지하는 부가적인 내부의 그리고 외부의 수직의 칼럼들 (60, 60') 이 존재한다. 실제로 노의 측 벽에 배열된, 하나보다 많은 입자 분리기를 갖는 유동층의 노는 인접한 입자 분리기들의 각각 쌍 사이에서 캔틸레버 빔 (58) 을 갖는다.

도 3 은 수평의 벽 지지 빔 (48) 으로부터 노 (12) 의 서스펜션을 보다 상세하게 도시한다. 보다 구체적으로, 도 3 은 측 벽 (18) 의 수직의 상부 부분 (30) 의 부근에서 종결되는 캔틸레버 빔 (58) 의 위치에서 슬라이딩 표면 (50) 에 의해 수평의 벽 지지 빔 (48) 의 슬라이딩 지지를 도시한다. 단부 벽들 (20) 의 외측의 그리고 그에 평행한 고정된 수평의 수단 (46) 에 수평의 벽 지지 빔들 (48) 의 지지는 도 3 에 도시된 것과 일반적으로 유사하다. 행거 로드들 (52) 의 하부 단부들은 중간 외향으로 벤딩된 벽 부분 (38) 과 측 벽 (18) 의 하부 부분 (32) 의 수직의 상부 부분 (36) 사이에서 에지 (62) 에 지지 러그들 (60) 에 의해 부착된다. 노 (12) 와 동일한 온도로 수평의 벽 지지 빔들 (48) 을 유지하도록, 그것들은 공통의 절연 층 (64) 에 의해 커버된다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 행거 로드들 (52) 의 상단 단부들은 적절한 고정 너트들 (54), 또는 다른 적절한 수단에 의해 수평의 벽 지지 빔 (48) 에 고정된다. 수평의 벽 지지 빔들 (48) 에서 측 벽들 (18) 을 따라 행거 로드들 (52) 의 위치들은 또한 측벽들 (18) 의 하부 부분 (32) 의 수직의 상부 부분 (36) 위에 고정 너트들 (54) 을 기초로 하여 도 2 에 도시된다. 캔틸레버 빔들 (58) 은 도 2 에 도시된 바와 같이 행거 로드들 (52) 가 빔들의 위치에서 캔틸레버 빔들을 통과하도록 수직의 보어들을 가질 수 있다. 대안적으로, 행거 로드들은 캔틸레버 빔들의 위치들로부터 생략될 수 있다.

도 2 는 심지어 캔틸레버 빔들 (58) 에서 슬라이딩 표면들 (50) 상에 배열된 수평의 벽 지지 빔들 (48) 을 도시한다. 대안적으로, 수평의 벽 지지 빔들 (48) 은 측 벽 (18) 의 센터 위치에서 캔틸레버 빔들 (58) 에 고정될 수 있다. 또한 수평의 벽 지지 빔들 (48) 이, 예를 들면 캔틸레버 빔 (58) 으로부터 단부 벽 (20) 의 외측의 그리고 그에 평행한 고정된 수평의 빔 (46) 으로 구분적으로 연장되는 것이 가능하다. 그러한 구분적인 수평의 벽 지지 빔의 부품들은 일반적으로 구분적인 벽 지지 빔의 원하는 종방향 열적 이동을 보장하도록 함께 연결된다.

도 4 는 측 벽 (18) 을 향해 도시된 바와 같은 또 다른 보일러 시스템 (10') 의 측면도를 개략적으로 예시한다. 보일러 시스템 (10') 은 그렇지 않다면 도 1 및 도 2 에서 도시된 보일러 시스템 (10) 에 상응하지만, 그것은 보다 짧은 측 벽들 (18) 을 갖고, 이로써 측 벽들 (18) 의 센터 부분에서 캔틸레버 빔들에 의해 수평의 벽 지지 빔들 (48) 의 부가적인 지지는 요구되지 않는다. 도 4 는 특히 노 (12) 의 측 벽들 (18) 의 거의 균일한 지지를 제공하도록, 복수의 행거 로드들 (52) 이 서로로부터 짧은 거리에 존재한다는 것을 도시한다. 유리하게 인접한 행거 로드들 (52) 사이에 거리는 워터 튜브 벽의 인접한 워터 튜브들 (22) 사이의 거리의 작은 배수이다. 행거 로드들의 거리는 따라서 유리하게 워터 튜브 벽의 인접한 워터 튜브들 (22) 사이의 거리의 N 배이고, 여기서 N 작은 정수이다. 바람직하게 N 은 최대 3, 보다 바람직하게 최대 2, 및 심지어 보다 바람직하게 N 은 1 이다.

본 발명에 따르면, 수평의 벽 지지 빔들은 특히 도 3 에 도시된 열적 절연 층 (64) 으로 인해 모든 작동 조건들에서 유리하게 노 (12) 와 동일한, 또는 적어도 거의 동일한 온도로 된다. 따라서, 수평의 벽 지지 빔들 (48) 의 열적 팽창은 실제로 측 벽들 (18) 의 폭의 것과 동일하다. 슬라이딩 표면들 (50) 로 인해, 수평의 벽 지지 빔들은 고정된 수평의 빔들 (46) 에 대해 슬라이딩할 수 있고, 이로써 행거 로드들 (52) 은 열적 팽창 중에 서로와 평행하게 되고 인접한 측 벽 (18) 의 수직의 부분들에 평행인 평면의 방향으로 수직으로 된다. 인접한 단부 벽 (18) 에 직교하는 수직의 평면의 방향으로 행거 로드들은 작은 각도로 균일하게 틸팅될 수 있고, 이는 수평의 벽 지지 빔들 (48) 에 그리고 러그들 (60) 에 행거 로드들의 고정에서 고려해야 한다.

도 5 는 본 발명의 또 다른 실시형태의 측면도를 개략적으로 예시한다. 도 5 에 도시된 보일러 시스템 (10") 은 주로 수평의 벽 지지 빔들 (48') 이 고정된 수평의 빔들에 슬라이딩되게 지지되지 않지만 수평의 벽 지지 빔들 (48') 이 메인 행거 로드들 (66) 에 의해 고정된 수평의 빔들 (46') 로부터 매달린다는 점에서 도 1 의 것과 상이하다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 유리하게 단부 벽들 (20) 의 외측의 그리고 그에 평행한 고정된 수평의 빔들 (46') 에 연결된 단일한 메인 행거 로드 (66) 이 존재한다. 또한 수평의 벽 지지 빔들 (48') 의 센터 부분들에서 부가적인 메인 행거 로드들을 배열하도록 도 2 에 도시된 바와 유사하게 캔틸레버 빔들이 존재하는 것이 또한 가능하다.

수평의 벽 지지 빔들 (48') 은 노 (12) 와 공통의 절연 층 내측에 존재하고, 이로써 수평의 벽 지지 빔들 (48') 은 노 (12) 와 동일한 온도로 된다. 수평의 벽 지지 빔들 (48') 과 고정된 수평의 빔들 (46') 사이에 상이한 수평의 열적 팽창은 메인 행거 로드들 (66) 의 틸팅에 의해 흡수된다. 너무 큰 틸팅 각도들을 회피하도록, 행거 로드들은 적어도 약 3 미터와 같은 충분한 길이를 가져야만 한다. 보다 긴 메인 행거 로드들은 보다 작은 틸팅에 의해 수평의 열적 팽창을 흡수하지만 그것들은 소정 높이에서 노를 지지하기 위해 요구되는 지지 구조물의 높이를 가능하게 증가시킨다는 단점을 갖는다.

도 1-도 6 은 본 발명의 단지 예시적인 실시형태들을 도시하고, 상이한 실시형태들에 도시된 특징들은 그것이 기술적으로 가능하다면 다른 실시형태들에 도시된 상응하는 특징들로, 또는 본 설명의 일반적인 시사에 기초된 것들로 변경될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

상기로부터 명백한 바와 같이, 간단하고 신뢰성있는 지지 구조물을 갖는 보일러 시스템의 상이한 실시형태들이 제공된다. 실시형태와 연결하여 설명된 요소들이 또한 가능하다면 다른 실시형태들에서 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

본 발명은 가장 바람직한 실시형태로 고려되는 것과 연결하여 예들로써 본원에 설명되지만, 본 발명은 개시된 실시형태들에 제한되지 않고, 첨부된 청구항에서 규정된 바와 같이 본 발명의 범위 내에 포함되는 그 특징들의 다양한 조합들 또는 변경예들 및 몇몇 다른 적용예들을 포함하도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (15)

1. 보일러 시스템 (10) 으로서,
   중간 지지 구조물 (42) 및
   노 (12) 로서, 상기 노의 수직 중간 섹션에서 상기 중간 지지 구조물에 지지되고, 상기 노는 두개의 측 벽들 (18) 및 두개의 단부 벽들 (20) 을 포함하는 워터 튜브 벽들, 루프 (16) 및 바닥 (14) 에 의해 에워싸이고, 상기 측 벽들은 상기 바닥으로부터 상기 루프로의 총 높이 H 를 갖는, 상기 노 (12) 를 포함하고,
   상기 두개의 측 벽들의 각각은,
   상기 루프로부터 상기 높이 H 의 30-70 % 의 레벨로 연장되는 수직의 상부 부분 (30),
   하부 부분 (32) 으로서, 상기 바닥으로부터 상기 높이 H 의 30-70 % 의 레벨로 연장되고 상기 측 벽 (18) 의 상기 하부 부분 (32) 의 수직의 상부 부분 (36) 을 갖는, 상기 하부 부분 (32), 및
   상기 측 벽 (18) 의 수직의 상부 부분 (30) 과 상기 측 벽 (18) 의 상기 하부 부분 (32) 의 상기 수직의 상부 부분 (36) 사이의 레벨에서 하향의 방향으로 외향으로 벤딩된 중간 부분 (38) 을 포함하고,
   상기 중간 지지 구조물 (42) 은 상기 노의 상기 루프 (16) 아래의 래벨에서 수평의 벽 지지 빔들 (48) 을 포함하고,
   상기 수평의 벽 지지 빔들 (48) 은 상기 두개의 측 벽들 (18) 의 하부 부분들 (32) 의 수직의 상부 부분들 (36) 바로 위에 그리고 상기 두개의 측 벽들 (18) 과 평행하게 배열되고,
   상기 노 (12) 는 상기 노의 수직 하중들을 밸런싱하도록 수평의 벽 지지 빔들 (48) 에 연결된 상기 측 벽들의 중간 부분들 (38) 을 가짐으로써 상기 중간 지지 구조물 (42) 에 지지되는, 보일러 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 수평의 벽 지지 빔들 (48) 은 상기 노의 상기 바닥으로부터 상기 높이 H 의 30-70 % 의 레벨에 배열되는, 보일러 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 중간 지지 구조물 (42) 은 상기 보일러 시스템의 토대들에 지지된 복수의 수직의 칼럼들 (44) 및 상기 수직의 칼럼들에 견고하게 지지된 복수의 고정된 수평의 빔들 (46) 을 갖는 제 1 부분 및 상기 제 1 부분에 이동가능하게 연결되고 상기 수평의 벽 지지 빔들 (48) 을 포함하는 제 2 부분을 포함하는, 보일러 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 수평의 벽 지지 빔들 (48) 의 각각은 상기 고정된 수평의 빔들 (46) 중 적어도 두개에 이동가능하게 지지되고, 적어도 두개의 상기 고정된 수평의 빔들은 상기 노의 상기 단부 벽들 (20) 에 평행하게 배열되는, 보일러 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,
   적어도 두개의 상기 고정된 수평의 빔들 (46) 은 상기 노의 단부 벽 (20) 외측에 배열된 하나 이상의 수평의 빔들 중 적어도 두개 및 상기 노의 측 벽 (18) 의 센터 부분을 향해 돌출되는 하나 이상의 캔틸레버 빔들 (58) 을 포함하는, 보일러 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 수평의 벽 지지 빔들 (48) 의 각각은 적어도 두개의 상기 고정된 수평의 빔들 (46) 에 배열된 슬라이딩 표면들 (50) 에 지지되는, 보일러 시스템.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 수평의 벽 지지 빔들 (48) 의 각각은 적어도 두개의 상기 고정된 수평의 빔들 (46) 로부터 적어도 두개의 메인 행거 로드들 (66) 에 의해 매달리게 지지되는, 보일러 시스템.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 노 (12) 의 수직 하중들은 오로지 상기 수평의 벽 지지 빔들 (48) 에 의해 밸런싱되는, 보일러 시스템.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 수평의 벽 지지 빔들 (48) 은 상기 노 (12) 와 공통의 열적 절연부 (64) 내측에 배열되는, 보일러 시스템.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 측 벽들의 중간 부분들 (38) 의 각각은 각각의 상기 측 벽 (18) 의 상기 하부 부분 (32) 의 상기 수직의 상부 부분 (36) 과 정렬되는 복수의 짧은 행거 로드들 (52) 에 의해 인접한 수평의 벽 지지 빔에 지지되는, 보일러 시스템.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 짧은 행거 로드들 (52) 의 각각은 지지 러그 (60) 에 의해 각각의 상기 측 벽 (18) 의 하향의 방향으로 외향으로 벤딩된 중간 부분 (38) 의 외부의 에지 (62) 에 부착되는, 보일러 시스템.
12. 제 10 항에 있어서,
    인접한 행거 로드들 (52) 사이의 거리는 각각의 상기 측 벽 (18) 의 상기 워터 튜브 벽의 인접한 수직의 워터 튜브들 (22) 사이의 거리의 N 배이고, N 은 1 내지 3 중 하나의 정수인, 보일러 시스템.
13. 제 12 항에 있어서,
    N 은 최대 2 인, 보일러 시스템.
14. 제 13 항에 있어서,
    N 은 1 인, 보일러 시스템.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노 (12) 는 유동층 보일러의 노인, 보일러 시스템.
    

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