KR20010067361A - 입구와 출구가 모두 열교환기의 바닥에 위치된 튜브로구성된, 보일러 노를 위한 벽-장착식 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기의 바닥부와 열교환기의 상부 사이에서 수직 방향으로 연장되는 튜브들에 의해 구성되고, 스팀이 열교환기 튜브 입구와 열교환기 튜브 출구 사이에서 가열되도록 순환되고, 각각의 튜브는 열교환기의 상부에서 U-형 굽힘부를 가지며, 열교환기 입구와 열교환기 출구 모두가 열교환기의 바닥에 배치된, 전기를 발전하기 위한 발전소 내의 보일러 노의 수직 스크린벽 상에 장착하기 위한 열교환기에 있어서, 열교환기 튜브는 스크린벽에 평행한 평면 내에 놓여서 개별적으로 또는 작은 그룹으로 교대되는 상향 순환 및 하향 순환을 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환기에 관한 것이다.

Description

입구와 출구가 모두 열교환기의 바닥에 위치된 튜브로 구성된, 보일러 노를 위한 벽-장착식 열교환기 {A WALL-MOUNTED HEAT EXCHANGER FOR THE HEARTH OF A BOILER, THE HEAT EXCHANGER BEING MADE UP OF TUBES WHOSE INLETS AND OUTLETS ARE BOTH SITUATED AT THE BOTTOM OF THE HEAT EXCHANGER}

본 발명은 전기를 발전하기 위한 발전소 내 보일러 노(furnace)의 수직 스크린벽 상에 장착하기 위한 열교환기에 관한 것이고, 열교환기는 열교환기의 바닥부와 열교환기의 상부 사이에서 수직 방향으로 연장되는 튜브들에 의해 구성되고, 스팀이 열교환기 튜브 입구와 열교환기 튜브 출구 사이에서 가열되도록 순환되고, 각각의 튜브는 열교환기의 상부에서 U-형 굽힘부를 가지며, 열교환기 입구와 열교환기 출구 모두가 열교환기의 바닥에 배치된다.

이러한 벽-장착식 열교환기는 특히 수동 또는 제어된 순환 하에서 작동하는 보일러의 노에 적합한 것이고, 보일러 노의 벽은 물/스팀 에멀션을 이송하는 튜브들에 의해 구성된다. 벽-장착식 열교환기는 스팀을 가열하는 목적으로 노의 상부에서 고온의 이용 가능한 열 에너지를 재생해서, 보일러의 하류에서 열교환기를 과열 또는 재과열시키는 스팀의 표면적을 감소시키는 것을 가능하게 하기 위한 것이다.

프랑스 특허 제1 284 205호는 도1 내지 도4를 참조해서 상기 열교환기와 같은 도면 부호 37을 갖는 과열기를 설명한다.

상기 문헌에서, 과열기(37)는 다수의 이격된 튜브(40)의 그룹으로 구성되고, 각각의 그룹은 일 평면 내에 놓여서 벽에 대해 수직으로 연장되는 패널을 형성하는 몇몇의 튜브를 포함한다.

본 발명은 이러한 열교환기의 배치를 개선하는 것을 목적으로 한다.

따라서, 본 발명은, 열교환기의 바닥부와 열교환기의 상부 사이에서 수직 방향으로 연장되는 튜브들에 의해 구성되고, 스팀이 열교환기 튜브 입구와 열교환기 튜브 출구 사이에서 가열되도록 순환되고, 각각의 튜브는 열교환기의 상부에서 U-형 굽힘부를 가지며, 열교환기 입구와 열교환기 출구 모두가 열교환기의 바닥에 배치된, 전기를 발전하기 위한 발전소 내의 보일러 노의 수직 스크린벽 상에 장착하기 위한 열교환기에 있어서, 열교환기 튜브는 스크린벽에 평행한 평면 내에 놓여서 개별적으로 또는 작은 그룹으로 교대되는 상향 순환 및 하향 순환을 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환기를 제공한다.

따라서, 스크린벽에 평행하게 위치된 열교환기는 스크린벽을 차폐하고, 노의 상부에서의 고온 가스들 사이의 열교환은 스크린벽의 튜브보다는 열교환기에 의해 주로 이루어 진다.

열교환기의 바닥부는 노의 스크린벽에 고정식으로 고정되며, 열교환기의 상부는 수직 방향으로 슬라이딩 가능한 방식으로 스크린벽에 고정된다.

이러한 배치로, 인접 스크린벽에 대해 슬라이딩하도록 장착된 열교환기의 상부는 열교환기의 튜브 출구 매니폴드의 무게를 지탱하지 않는다. 이러한 배치 때문에, 열교환기는 비워지기 쉽고, 연소실의 천장을 통과하지 않아서 연소실의 구조를 단순화시킨다.

상향 순환 및 하향 순환을 교대로 하는 배치는 인접 튜브들 사이의 과도한 온도 구배를 제거하고, 이에 의해 열응력의 영향 하에서의 변형을 제한한다. 이러한 배치는 튜브들이 번갈아 포개진 튜브들의 패널을 형성하도록 상호 조립될 때 특히 유익하다. 열교환기가 튜브들의 패널에 의해 구성되면, 핀(fin)들이 노로부터의 방사를 덜 받으므로 스크린벽을 형성하는 수직 튜브들 사이의 핀의 크기를 증가시키는 것이 가능하고, 결과적으로 노의 상부 설계가 더 간단하다.

본 발명의 실시예가 이하에서 상세하게 설명되며 도면에 도시되어 있다.

도1은 전기를 발전하기 위한 발전소 내의, 본 발명의 벽-장착식 열교환기를 상부에 구비한 노를 갖는 보일러의 개략도.

도2는 도1에 도시된 노의 스크린벽 상의 벽-장착식 열교환기의 개략도.

도3 및 도4는 본 발명의 열교환기 내에서 상향 및 하향 순환이 어떻게 교대되는 지를 보여주는 도면.

도5는 튜브들로 구성된 스크린벽의 일부와 본 발명의 열교환기의 일부를 도시하며, 열교환기와 스크린벽 사이의 상부 슬라이딩 연결부를 도시하는 부분도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 노

5, 6 : 열교환기

7 : 튜브

8, 9 : 고정점

10 : 칼라

11 : 수직 튜브

12, 13 : 패널

B : 바닥부

H : 상부

M : 스크린벽

P : 노 천장

도1에서, 아치형 탱크 보일러 또는 종래의 탱크 보일러일 수 있는 발전소용 스팀 발생 보일러의 노(1)는 물/스팀 에멀션을 이송하는 튜브들을 기초로 한 종래의 디자인이다.

노의 상부에서의 수직 스크린벽은 이하에서 벽-장착식 열교환기로 각각 언급되는 열교환기(5, 6)를 구비한다.

도2에서, 벽-장착식 열교환기(5)는 인접 스크린벽(M)에 고정되고, 스크린벽(M)에 평행한 평면 내에 놓여서 열교환기의 바닥부(B)와 상부(H) 사이에서수직 방향으로 연장되는 튜브(7)들에 의해 구성된다. 스팀은 열교환기 튜브로의 입구(E)와 열교환기 튜브로부터의 출구(S) 사이에서 가열되도록 유동된다. 도3에서 알 수 있는 것처럼, 각각의 튜브(7)는 열교환기의 상부에서 U-형 굽힘부를 가지며, 열교환기 튜브의 입구(E) 및 출구(S)는 열교환기의 바닥부에 위치된다. 튜브(7) 내의 굽힘부는 노 외부에 위치될 수도 있고, 이러한 경우에는 튜브(7)가 노의 천장(P)에 대해 확장될 수 있게 하는 밀봉 장치를 제공할 필요가 있다. 굽힘부는 도1에 도시된 것처럼 노 내부에 위치될 수도 있고, 이에 의해 노의 천장 설계를 단순화시킨다.

열교환기(5)의 바닥부(B)는 예를 들어 스크린벽(M)의 튜브(11, 도5)들과 열교환기(5)의 튜브들 사이의 고정점(8, 9)에 의해 인접 벽(M)에 고정식으로 고정된다. 열교환기의 상부(H)는, 열교환기의 적어도 하나의 수직 튜브(7)에 고정되어 슬라이딩 가능하게 결합된 스크린벽(M)의 적어도 하나의 수직 튜브(11)를 갖는 (도5에 확실하게 도시된) 적어도 하나의 칼라(10)에 의해 수직 방향으로 슬라이딩 가능한 방식으로 스크린벽에 고정된다. 다수의 칼라(10)는 도2에 도시된 것처럼 수직 방향으로 열교환기의 튜브(7)들을 따라 이격될 수 있다.

도3 및 도4에서 알 수 있는 것처럼, 열교환기의 튜브(7)들은 수직면 내에 놓이고, (도3에서처럼) 개별적으로 또는 (도4에서처럼) 작은 그룹 또는 시트로 화살표에 의해 표시된 것처럼 교대하는 상향 순환 및 하향 순환을 형성한다. 도3 또는 도4에서, 튜브(7)들은 튜브들의 번갈아 포개진 패널(12, 13)을 형성하도록 상호 조립되고, 열교환기의 패널을 구성하는 접촉 튜브들은 접촉 튜브들 사이에서 상호 용접되는 (도면에 도시되지 않은) 수직 핀들에 의해 종래의 방식으로 상호 조립된다. 이러한 구조에서, 조립된 튜브들은 노(1)의 천장(P)을 통과하지 않는다.

본 발명의 벽-장착식 열교환기의 구조는 열교환기를 더욱 신뢰할 만하게 만들고 그의 사용 수명을 증가시키는 데 기여해서, 노의 유지보수 비용을 감소시킨다.

Claims (4)

1. 열교환기의 바닥부와 열교환기의 상부 사이에서 수직 방향으로 연장되는 튜브들에 의해 구성되고, 스팀이 열교환기 튜브 입구와 열교환기 튜브 출구 사이에서 가열되도록 순환되고, 각각의 튜브는 열교환기의 상부에서 U-형 굽힘부를 가지며, 열교환기 입구와 열교환기 출구 모두가 열교환기의 바닥에 배치된, 전기를 발전하기 위한 발전소 내의 보일러 노의 수직 스크린벽 상에 장착하기 위한 열교환기에 있어서,

   열교환기 튜브는 스크린벽에 평행한 평면 내에 놓여서 개별적으로 또는 작은 그룹으로 교대되는 상향 순환 및 하향 순환을 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
2. 제1항에 있어서, 튜브들은 튜브들의 번갈아 포개진 패널을 형성하도록 상호 조립된 것을 특징으로 하는 열교환기.
3. 제1항에 따른 열교환기가 장착된 적어도 하나의 수직 스크린벽을 포함하는 전기 발전소용 보일러 노에 있어서,

   열교환기의 바닥부는 벽에 고정식으로 고정되고, 열교환기의 상부는 수직 방향으로 슬라이딩 가능한 방식으로 벽에 고정되는 것을 특징으로 하는 보일러 노.
4. 제3항에 있어서, 열교환기는 노의 천장을 통과하지 않는 것을 특징으로 하는 보일러 노.