KR20020005620A - Refractory tile system for boiler tube/heat exchanger protection - Google Patents

Refractory tile system for boiler tube/heat exchanger protection Download PDF

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KR20020005620A
KR20020005620A KR1020017011854A KR20017011854A KR20020005620A KR 20020005620 A KR20020005620 A KR 20020005620A KR 1020017011854 A KR1020017011854 A KR 1020017011854A KR 20017011854 A KR20017011854 A KR 20017011854A KR 20020005620 A KR20020005620 A KR 20020005620A
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쉬크링제이에스.
트레이시데니스엠.
바타베디안아라엠.
웨이드조나단에이.
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보스트 스티븐 엘.
생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드
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Abstract

A refractory tile system (60) includes a barrier layer coating (61) applied to the wall (16) of a boiler. Refractory tiles (66) are then fastened to the tu be wall (16) utilizing a floating attachment mechanism (68) to provide a relatively high degree of freedom of movement relative to the tube wall to accommodate micro-scale bowing of the tile generated by the relatively large temperature gradient and mean temperature typically experienced by such tile s. Each tile (66) is also isolated from adjacent tiles by providing a predetermined gap (70) therebetween of sufficient size to effectively preven t macro-scale bowing. Moreover, a compressible fibrous mortar is disposed in t he gap between each adjacent tile to prevent contaminants from passing therethrough.

Description

보일러 튜브/열교환기 보호용 내화 타일 장치{Refractory tile system for boiler tube/heat exchanger protection}Refractory tile system for boiler tube / heat exchanger protection

내화 타일(refractory tile)은 폐기물 소각로 및 다른 열교환기 적용분야에서 보일러 벽의 보호를 위해 오랜 기간 사용되고 있다. 내화 타일의 주된 기능은 통상적으로 수벽 튜브들과 그 튜브들 사이에 배치되는 멤브레인 또는 웨브를 포함하는 스틸 합금 보일러 벽을 온도, 침식(erosion), 및 보일러 작동과 관련된 산성 증기의 침해에 의한 부식(corrosion)으로부터 보호하는 것이다. 이러한 조건은 보일러 내에서의 연소 공정에 의해 발생된다. 예를 들어, 도시 고형 폐기물(MSW) 설비는 일반 쓰레기 및 음식 쓰레기를 약 1400℃까지의 온도로 소각한다. 이러한 MSW 설비에서 발생되는 유효 에너지를 재생하기 위해, 폐기물은 노에 인접한 금속성 수벽 튜브를 통해 통과되어 높은 온도에 의해 증기로 변환된다. 그후, 튜브 조립체에서 발생된 증기는 터빈구동형 전기 발생기를 구동하는데 사용된다. 그러나, MSW 설비는 금속 벽과 접촉되면 그 벽을 화학적으로 침해하는 기체상태의 생성물을 생성한다. 내화 타일의 목적은 기체상태의 생성물에 의한 벽의 직접적인 침해를 방지하고 증기를 효율적으로 발생시키기 위해 튜브를 충분히 가열시키는 것이다. 따라서, 타일의 주된 목적은 튜브 벽의 예상 수명을 연장시키는 것이다.Refractory tiles have long been used for the protection of boiler walls in waste incinerators and other heat exchanger applications. The main function of the refractory tiles is to heat the steel alloy boiler walls, which typically comprise water wall tubes and a membrane or web disposed between them, to prevent temperature, erosion, and corrosion by the intrusion of acid vapors associated with boiler operation. to protect against corrosion. These conditions are caused by the combustion process in the boiler. For example, municipal solid waste (MSW) installations incinerate general waste and food waste to temperatures up to about 1400 ° C. To recover the effective energy generated in these MSW plants, the waste is passed through a metallic water wall tube adjacent to the furnace and converted to steam by high temperatures. The steam generated in the tube assembly is then used to drive the turbine driven electricity generator. However, MSW installations produce gaseous products that, when in contact with metal walls, chemically invade the walls. The purpose of the refractory tiles is to heat the tubes sufficiently to prevent direct intrusion of the walls by gaseous products and to generate steam efficiently. Thus, the main purpose of the tile is to extend the expected life of the tube wall.

보일러 튜브를 보호하기 위한 내화 타일은 통상적으로 실리콘 카바이드(SiC)와 같은 물질로부터 제조되었다. 이들 타일에는 일반적으로 튜브 벽의 외형에 일치하는 형상 및 크기로 이루어진 후면을 갖는 실질적으로 편평한 면이 제공된다. 상기 타일은 일반적으로 세가지 구성 즉, 볼트식 타일(bolted tiles)과, 로메게레(Roumeguere)에 의한 미국특허 제 4,768,447호에 개시된 바와 같은 걸이식 타일(hanging tiles)과, 아이켄(Aiken) 등에 의한 미국특허 제 5,243,801호 및 잠펠 어드밴스드 리프랙토리 테크놀로지스 인크(Zampell Advanced Refractory Technologies, Inc.)에 의한 국제공개팜플렛 제 WO 97/09577호에 개시된 바와 같은 슬롯형 또는 T-슬롯형 타일로서도 공지된 변형된 걸이식 타일(modified hanging tiles) 중 하나로 다양하게 제조되었다. 미국특허 제 4,768,447호, 미국특허 제 5,243,801호 및 국제공개팜플렛 WO 97/09577호 문헌은 참조용으로 본원에 합체된다.Refractory tiles for protecting boiler tubes are typically made from materials such as silicon carbide (SiC). These tiles are generally provided with a substantially flat face having a back face of a shape and size that matches the shape of the tube wall. The tiles generally have three configurations: bolted tiles, hanging tiles as disclosed in U.S. Patent No. 4,768,447 by Roumeguere, and U.S. by Aiken et al. Modified hooks also known as slotted or T-sloted tiles as disclosed in International Publication No. WO 97/09577 by Patent 5,243,801 and Zampell Advanced Refractory Technologies, Inc. Variously manufactured as one of the modified hanging tiles. US Pat. No. 4,768,447, US Pat. No. 5,243,801 and International Publication No. WO 97/09577 are incorporated herein by reference.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 일반적으로 볼트식 타일(10)에는 보일러의 내부를 향해 배향되는 정사각형 또는 직사각형 면(12)이 제공된다. 면(12)의 대략 중심에 타일의 두께에 걸쳐 구멍이 관통된다. 통상적으로, 구멍 또는 보어(30) 내에는 너트(28)용 자리로서 작용하는 접시머리 구역(34; countersunk region)이 존재한다. 통상적인 설치에 있어서, 스터드 또는 나사식 볼트(24)는 보일러 벽(62)내의 두개의 튜브(18) 사이에서 멤브레인 구역(16)에 용접된다. 타일(10)의 후면(14)은 튜브 벽(19)의 외형에 수용가능하게 일치되는 밀착 접촉을 허용하는 형상 및 크기의 정밀부(20)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the bolted tile 10 is generally provided with a square or rectangular face 12 oriented towards the interior of the boiler. A hole penetrates through the thickness of the tile approximately in the center of the face 12. Typically, there is a countersunk region 34 in the hole or bore 30 that acts as a seat for the nut 28. In a typical installation, a stud or threaded bolt 24 is welded to the membrane zone 16 between two tubes 18 in the boiler wall 62. The back side 14 of the tile 10 includes a precision portion 20 of a shape and size that allows for close contact that is receptably matched to the contour of the tube wall 19.

타일은 구멍을 통해 스터드를 끼우고 와셔(28)와 너트(26)를 스터드 상으로 나사결합하여 타일을 제위치에 고정함으로써 설치된다. 그후, 캡(도시되지 않음)은 타일의 후면에 대한 표준 구멍 사이의 간극을 통해 유동할 수 있는 가스의 양을 최소화하기 위해 통상적으로 구멍 위로 모르타르로 고정된다. 모르타르층(도시되지 않음)은 통상적으로 타일과 벽(2) 사이에 및 인접하는 타일들 사이에 제공되어, 타일을 제위치에 고정하는 것을 돕고 타일들 사이 및/또는 뒤로 가스가 유동하는 것을 실질적으로 방지하도록 기능하는 강성 구조체를 형성한다.The tile is installed by threading the stud through the hole and screwing the washer 28 and nut 26 onto the stud to secure the tile in place. The cap (not shown) is then typically mortared over the hole to minimize the amount of gas that can flow through the gap between the standard holes for the back of the tile. A mortar layer (not shown) is typically provided between the tile and the wall 2 and between adjacent tiles, to help secure the tile in place and to substantially allow gas to flow between and / or behind the tiles. To form a rigid structure that functions to prevent it.

볼트식 타일 구성을 사용하는 장점은 타일이 비교적 용이하게 설치되고 수직면 및 돌출면을 포함하는 임의의 보일러 표면에 설치될 수 있다는 것이다.The advantage of using bolted tile configurations is that the tiles can be installed relatively easily and can be installed on any boiler surface, including vertical and protruding surfaces.

상기 볼트식 타일의 단점은 타일의 파손에 관련된다. 일반적으로, 이러한 타일은 스터드 파손으로 인해 2 내지 4년의 예상 수명을 갖는다. 스터드가 파손되면, 타일이 벽으로부터 떨어지게 되어, 보일러 튜브를 소각로 분위기에 노출시킨다. 스터드에서의 파손의 원인은 고온 산성 부식에 의한 것이다. 특히, 산은 스터드 구멍을 통해 타일에 침투하여 스터드를 침해한다. 부식은 높은 작동 온도(1000℃ 이상)로 인해 스터드 상에는 심각한 것으로 인식된다. 또한, 타일의 균열은 통상적으로 발생하는 것이고, 스터드를 과도하게 조이므로써 발생된다.The disadvantage of the bolted tile is related to the breakage of the tile. Generally, such tiles have an expected life of 2 to 4 years due to stud breakage. If the stud breaks, the tile will fall off the wall, exposing the boiler tube to the incinerator atmosphere. The cause of breakage in the stud is due to high temperature acid corrosion. In particular, the acid penetrates the tiles through the stud holes and invades the studs. Corrosion is perceived as severe on studs due to high operating temperatures (above 1000 ° C). In addition, the crack of a tile is a thing which normally arises and arises by overtightening a stud.

볼트식 타일 장치와 관련된 단점을 처리하고자 하는 한 시도는 걸이식 타일을 사용하는 것이었다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 걸이식 타일(45)은 통상적으로 보일러 벽(62)의 멤브레인(16)상에 타일을 걸도록 앵커/후크 또는 짧은 스터드(37)를 이용하고, 양호한 열교환을 위해 타일을 보일러 벽(62) 근처에 밀착하여 유지하는데 중력이 이용된다. 이러한 타일(45)은 하나 이상의 구멍(30')이 타일의 후면(14')으로부터 고온 면(12)쪽으로 돌출하지만 고온 면을 완전하게 관통하지는 않는 볼트식 타일의 변형이다. 이는 산성 부식 저항을 이론적으로 개선하기 위해 밀착면을 구비한 타일을 제공한다. 모르타르층(도시되지 않음)은 실질적으로 가스 및 재 불침투성인 강성 구조체를 형성하기 위해 통상적으로 타일(45)과 보일러 벽(62) 사이에 뿐만 아니라 인접한 타일들 사이에 제공된다.One attempt to address the shortcomings associated with bolted tile devices has been to use hanging tiles. As shown in FIGS. 3 and 4, the hanging tile 45 typically uses an anchor / hook or short stud 37 to hang the tile on the membrane 16 of the boiler wall 62. Gravity is used to keep the tile close to the boiler wall 62 for heat exchange. This tile 45 is a variant of the bolted tile in which one or more holes 30 'protrude from the rear face 14' of the tile toward the hot face 12 but do not completely penetrate the hot face. This provides a tile with a tight surface to theoretically improve acid corrosion resistance. A mortar layer (not shown) is typically provided between the tiles 45 and the boiler wall 62 as well as between adjacent tiles to form a rigid structure that is substantially gas and ash impermeable.

이러한 걸이식 타일 구성의 변형은 공기 청소 시스템과 함께 타일(45)을 이용하는 것이다. 이러한 변형에 있어서, 타일과 보일러 벽 사이에 틈새를 남겨두기 위해 타일의 뒤에는 모르타르가 제공되지 않는다. 공기는 벽의 산성 부식을 최소화하기 위해 상기 틈새를 통해 유동된다.A variation of this hanging tile configuration is the use of tile 45 with an air cleaning system. In this variant, no mortar is provided behind the tile to leave a gap between the tile and the boiler wall. Air flows through the gap to minimize acidic corrosion of the walls.

걸이식 타일의 장점은 일반적으로 설치 및 교체가 비교적 용이하다는 것이다. 상기 걸이식 타일 구성의 단점은 타일이 앵커로부터 떨어지는 경향이 있기 때문에 일반적으로 수직이 아닌 벽에는 설치될 수 없다는 것이다. 또한, 타일은 열팽창 등으로 인해 작업중에 앵커로부터 들리는 것으로 공지되어 있다. 또한, 상술된 공기 청소 장치는 모르타르를 이용하는 구성에 비해 타일 장치의 소요비용을 불리하게 증가시키는 경향이 있다. 타일과 벽 사이의 열전달은 공기 층의 절연(즉, 상대적으로 낮은 열전도성) 특성으로 인해 불리하게 감소될 수도 있다.The advantage of the hanging tiles is that they are generally relatively easy to install and replace. A disadvantage of the hanging tile construction is that it generally cannot be installed on a non-vertical wall because the tiles tend to fall off the anchor. Tiles are also known to be lifted from anchors during operation due to thermal expansion or the like. In addition, the above-described air cleaning apparatus tends to disadvantageously increase the required cost of the tile apparatus in comparison with the configuration using mortar. Heat transfer between the tile and the wall may be adversely reduced due to the insulating (ie, relatively low thermal conductivity) nature of the air layer.

도 5를 참조하면, 변형된 걸이식 타일(50)은 걸이식 타일이 앵커 또는 후크로부터 이동되는 것과 관련된 결점을 해결하려는 시도로서 개발되었다. 상기 변형 구성의 예는 통상적으로 버섯모양 볼트(mushroom bolt), 튜브용접 핀 앵커(tube-welded fin anchor), 및 T-슬롯 타일(T-slot tile)로서 공지되어 있다. 이러한 타일(50)은 타일을 효과적으로 고정하여 수직 및 돌출면에 설치시키기 위해 실질적으로 T-형상 외형을 갖는 앵커(52)에 밀착되는 타일 면(12')을 합체하는 볼트식 타일과 걸이식 타일의 혼합형이다.Referring to FIG. 5, a modified hanging tile 50 has been developed as an attempt to address the drawbacks associated with moving a hanging tile from an anchor or hook. Examples of such modified configurations are commonly known as mushroom bolts, tube-welded fin anchors, and T-slot tiles. These tiles 50 are bolted and hooked tiles incorporating a tile face 12 'in close contact with an anchor 52 having a substantially T-shaped contour to effectively secure the tile and install it on the vertical and protruding surfaces. Is a mixed type.

이러한 타일(50)은 일반적으로 타일과 보일러 벽 사이 및 인접한 타일들 사이에 모르타르층을 사용하여 설치된다. 모르타르의 목적은 견고한 부착을 제공함으로써 타일을 고정하는 것과 타일들 사이 및 그 뒤로 재 및 부식성 가스가 침투하는 것을 방지하도록 배리어를 제공하는 것이다.Such a tile 50 is generally installed using a mortar layer between the tile and the boiler wall and between adjacent tiles. The purpose of the mortar is to fix the tile by providing a firm attachment and to provide a barrier to prevent the penetration of ash and corrosive gases between and behind the tiles.

이러한 변형된 타일(50)의 장점은 명목상 어떤 보일러 표면에도 설치될 수 있다는 것이다. 타일(50)의 단점은 그 에지로부터 타일 내로 측방향으로 돌출하는 블라인드(즉, 불연속) 슬롯(54)을 합체하기 때문에 제조가 어렵다는 것이다. 또한, 타일은 블라인드 슬롯(54)의 복잡한 구조로 인해 물리적으로 약해질 수 있다. 또한, 일반적으로 개개의 타일은 타일 열 전체를 제거하지 않고는 교체될 수 없다.The advantage of this modified tile 50 is that it can be installed on any boiler surface nominally. A disadvantage of tile 50 is that it is difficult to manufacture because it incorporates blind (ie discontinuous) slots 54 that protrude laterally from the edge into the tile. In addition, the tiles may be physically weakened due to the complex structure of the blind slots 54. Also, individual tiles generally cannot be replaced without removing the entire tile row.

상술된 구성의 결점을 해결하고자 하는 다른 접근법은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 대향된 리세스 또는 홈(49) 사이에 설치된 탄성 재료(48)와 함께 걸이식 타일(45)을 사용하는 것이다. 이러한 접근법은 종래의 강성 모르타르를 이용하는 타일 장치에 비해 타일의 설치 및 교체가 용이하다. 이러한 접근법이 몇몇 적용분야에서 만족스럽게 사용될 수 있지만, 탄성 재료(48)는 불리하게 부식성 가스 유동에 대한 낮은 내부식성을 제공하고 특히, MSW 보일러에서 발견되는 바와 같은 부식 환경에서 사용하기에는 바람직하지 않은 경향이 있다.Another approach to address the drawbacks of the above-described configuration is to use the hanging tile 45 with an elastic material 48 installed between the opposing recesses or grooves 49 as shown in FIGS. 3 and 4. will be. This approach allows for easier installation and replacement of tiles compared to tile arrangements using conventional rigid mortars. While this approach can be used satisfactorily in some applications, the elastic material 48 provides a low corrosion resistance against adverse corrosive gas flows and tends to be undesirable, especially for use in corrosive environments as found in MSW boilers. There is this.

또한, 상술된 다수의 접근법은 팽창 조인트로서 기능하도록 주기적인 타일 간격에 압축성 섬유질 재료 또는 모르타르를 이용한다. 예를 들어, 상기 재료는 벽돌공 기술 분야(즉, 콘크리트 보도 등의 제조에 통상적으로 이용되는 바와 같은)의 기술자에게 친숙한 방색으로 7개 내지 15개의 타일마다 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 조인트는 불리하게도 산 또는 다른 부식성 재료를 통과시켜 밑에 있는 보일러 벽을 부식시키는 경향이 있다. 부가적으로, 상기 팽창 조인트를 갖는 타일 장치의 유효 수명은 상기 팽창 조인트를 갖지 않는 유사한 타일 구성보다 그다지 크지 않은 것으로 나타났다.In addition, many of the approaches described above utilize compressible fibrous material or mortar at periodic tile spacing to function as expansion joints. For example, the material may be used every seven to fifteen tiles in a familiar manner to those skilled in the art of bricklayer (ie, as is commonly used in the manufacture of concrete walkways and the like). However, such joints disadvantageously tend to pass acid or other corrosive materials to corrode underlying boiler walls. In addition, it has been shown that the useful life of a tile device with the expansion joint is not much greater than a similar tile configuration without the expansion joint.

따라서, 종래 기술과 관련된 결점을 해결하는 개선된 내화 타일 장치에 대한 필요성이 존재한다.Accordingly, there is a need for an improved refractory tile device that addresses the drawbacks associated with the prior art.

본 발명은 양호한 열전도성을 유지하면서 고온 및 고부식성 노 가스로부터 금속성 수벽 튜브(metallic waterwall tube)를 보호하는 내화 튜브 블록(refractory tube block)에 관한 것이다.The present invention relates to a refractory tube block that protects metallic waterwall tubes from high temperature and highly corrosive furnace gases while maintaining good thermal conductivity.

도 1은 종래 기술의 볼트식 내화 타일의 평면도.1 is a plan view of a bolted refractory tile of the prior art;

도 2는 도 1의 내화 타일의 2-2 선을 따라 취해진 단면도.2 is a sectional view taken along line 2-2 of the fire resistant tile of FIG.

도 3은 종래 기술의 걸이식 내화 타일의 측단면도.3 is a side cross-sectional view of a hanging fire resistant tile of the prior art;

도 4는 도 3의 걸이식 내화 타일의 정단면도.4 is a front sectional view of the hanging fire resistant tile of FIG.

도 5는 보일러 벽과의 결합을 위해 배치된 종래 기술의 변형된 내화 타일의 일부를 파단하여 도시한 부분 단면 사시도.5 is a fragmentary, cross-sectional perspective view of a portion of a prior art modified refractory refractory tile disposed for engagement with a boiler wall;

도 6은 본 발명의 내화 타일 장치의 일실시예의 정면도를 포함하는 도 2와 유사한 단면도.FIG. 6 is a cross sectional view similar to FIG. 2 including a front view of one embodiment of a fire resistant tile device of the present invention;

도 7은 본 발명의 내화 타일 장치의 다른 실시예를 도시하는 도 6과 유사한 단면도.7 is a cross-sectional view similar to FIG. 6 showing another embodiment of the fire resistant tile device of the present invention.

도 8은 본 발명에 따라 인식되는 것과 같이 매크로-스케일로 휜 종래 기술의 내화 타일 배열을 도시하는 사시도.8 is a perspective view illustrating a fire-resistant tile arrangement of the prior art, macro-scaled as recognized in accordance with the present invention.

도 9는 종래 기술의 한쌍의 인접한 내화 타일의 일부분을 도시하며, 휨에 의해 변형된 것을 가상선으로서 도시하는 도 2와 유사한 개략적인 단면도.FIG. 9 is a schematic cross-sectional view similar to FIG. 2 showing a portion of a pair of adjacent fire resistant tiles of the prior art and showing as a virtual line deformed by bending; FIG.

도 10은 본 발명의 내화 타일 장치의 또다른 실시예를 도시하는 도 6 및 도 7과 유사한 도면.10 is a view similar to FIGS. 6 and 7 showing another embodiment of the fire resistant tile device of the present invention.

도 11은 도 10의 내화 타일 장치의 일부를 파단하여 도시한 측면도.FIG. 11 is a side view of a part of the refractory tile device of FIG. 10 broken away; FIG.

도 12 내지 도 15는 도 10 및 도 11의 내화 타일 장치의 본 발명에 따른 내화 타일의 설치 중에 취해진 다양한 단계를 도시하는 사시도.12 to 15 are perspective views showing various steps taken during installation of a fire resistant tile according to the invention of the fire resistant tile device of FIGS. 10 and 11;

도 16은 테스트용 보일러에 설치된 도 1 및 도 2의 종래의 일련의 볼트식 타일의 측면 개요도.16 is a side schematic view of a conventional series of bolted tiles of FIGS. 1 and 2 installed in a test boiler.

도 17은 도 16의 볼트식 타일에 의해 발생된 테스트 결과를 나타내는 그래프.FIG. 17 is a graph showing test results generated by the bolted tile of FIG. 16. FIG.

도 18은 본 발명의 타일에 의해 발생된 테스트 결과를 도 17과 유사하게 나타내는 그래프.18 is a graph similar to FIG. 17 showing test results generated by the tiles of the present invention.

본 발명의 분명한 양태는 종래 기술 장치의 다수의 파손을 초래하는 문제점을 인식하는 것이다. 이러한 파손은 도 8에 도시된 바와 같이, 개별 타일의 휨[본원에서는 "마이크로-스케일" 휨("micro-scale" bowing)으로서 사용됨] 및 복수 타일의 집단적인 휨[본원에서는 "네트워크" 또는 "매크로-스케일" 휨("networked" or "macro-scale" bowing)으로서 사용됨]에 의해 발생되는 것으로 인식되었다. 도 9를 참조하면, 마이크로-스케일 휨은 인접 타일에 강성 모르타르(도시되지 않음)를 통해 전달되는 힘(F)을 발생시켜 매크로-스케일 휨 효과를 발생시키게 된다. 매크로-스케일 휨은 스터드에 충분한 인장 응력을 가하여 파손을 야기한다. 이와 관련하여, 지금까지는 상승된 보일러 온도에 노출되어 발생되는 열팽창에 대해 타일의 상당한 치수상의 불안정성이 주로 제한되었다. 또한, 임의의 휨이 개별 타일에 대해 제한되었다.An obvious aspect of the present invention is to recognize a problem that causes a number of breakages of prior art devices. These breaks are the warping of individual tiles (used herein as "micro-scale" bowing) and collective warping of multiple tiles (here "network" or "as shown in FIG. 8"). Macro-scale "bowing (used as" networked "or" macro-scale "bowing). Referring to FIG. 9, the micro-scale deflection generates a force F transmitted through the rigid mortar (not shown) to adjacent tiles, resulting in a macro-scale deflection effect. Macro-scale bending exerts sufficient tensile stress on the studs resulting in failure. In this regard, to date, significant dimensional instability of the tiles has been mainly limited to thermal expansion resulting from exposure to elevated boiler temperatures. In addition, any warpage was limited for the individual tiles.

이에 반해, 본 발명은 보일러 작동중에 개별 타일이 받게 되는 열구배[즉, 예를 들어 도 7에 도시된 바와 같이, 고온 면(112')과 후부(114') 사이에서의 온도차]가 예견된 것보다 크고, 상술된 열팽창보다는 타일의 치수상의 불안정성에 보다 크게 영향을 준다는 인식에 기초한 것이다. 그후, 열구배에 의해 발생된 휨이 인접한 타일들 사이에 배치된 강성 모르타르를 통해 응력을 전달하여 타일 네트워크의 길이의 제곱의 함수로서 개별 타일의 휨 효과를 효과적으로 증대하는 것이 실현되었다. 이러한 현상은 하기의 방정식에 의해 설명된다.In contrast, the present invention contemplates the thermal gradient that the individual tile receives during the operation of the boiler (i.e., the temperature difference between the hot surface 112 'and the rear 114', for example as shown in Figure 7). It is based on the recognition that it is larger and affects the dimensional instability of the tile more than the thermal expansion described above. It has then been realized that the warpage generated by the thermal gradient transfers the stress through the rigid mortar disposed between adjacent tiles to effectively increase the warping effect of the individual tiles as a function of the square of the length of the tile network. This phenomenon is explained by the following equation.

δ = α L2ΔT / (8t)δ = α L 2 ΔT / (8t)

여기서, δ는 누적 편차, α는 열팽창 계수, L은 타일 배열 길이, ΔT는 타일의 대향면에서의 온도차, 및 t는 타일 두께이다.Is the cumulative deviation, α is the coefficient of thermal expansion, L is the tile array length, ΔT is the temperature difference at the opposite surface of the tile, and t is the tile thickness.

시간 경과에 따라 발생하는 타일의 고온 면에서의 산화가 마이크로-스케일 휨 효과에 더욱 기여하도록 타일을 가로지르는 온도 구배를 심화시키는 "고온 스폿"을 생성하는 것이 또한 발견되었다. 이와 관련하여, 매크로-스케일 휨은 산화를 가속하여 타일의 붕괴를 가속하도록 기능하는 무제한적인 반복 사이클을 개시하는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, SiC 타일의 고온 면의 최적 작업 온도는 대략 500 내지 600℃이다. 이러한 온도에서의 산화는 최소로 되어 실질적으로 타일 수명에 악영향을 주지 않는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 고온 면이 약 750℃에 이르거나 그 온도를 초과하는 경우에는 산화가 급속하게 진행되고, 온도의 추가 증가에 따라 급속한 가속이 유지되는 것이 밝혀졌다. 따라서, 본 발명의 양태는 매크로-스케일 휨이 타일을 보일러 벽으로부터 분리하도록 기능하여 일반적으로 타일의 후부로부터 벽까지의 열전달을 감소시키는 공기 틈새를 형성하게 되는 것에 대한 인식이다. 이러한 열전달의 감소는 실질적으로 고온 면에서의 온도를 양호한 작동 온도 범위 넘어로 증가시킨다. 결과적으로, 매크로-스케일 휨은 고온 면의 온도를 750℃ 이상의 산화 촉진 온도까지 상승시키는 효과를 갖는다. 산화는 상술된 바와 같은 온도 구배를 더욱 증가시키고 매크로-스케일 휨을 더욱 악화시켜서, 지속적인 해로운 반복 사이클을 형성한다.It has also been found to create "hot spots" that deepen the temperature gradient across the tiles so that oxidation at the hot side of the tiles occurring over time further contributes to the micro-scale bending effect. In this regard, macro-scale warping has been found to initiate an unlimited number of repeat cycles that function to accelerate oxidation to accelerate the collapse of the tile. For example, the optimum working temperature of the hot side of SiC tiles is approximately 500 to 600 ° C. Oxidation at this temperature has been found to be minimal and substantially does not adversely affect tile life. However, it has been found that when the hot surface reaches or exceeds about 750 ° C., oxidation proceeds rapidly and rapid acceleration is maintained with further increase in temperature. Thus, an aspect of the present invention is the recognition that the macro-scale deflection functions to separate the tile from the boiler wall, thereby forming an air gap that generally reduces heat transfer from the rear of the tile to the wall. This reduction in heat transfer substantially increases the temperature in terms of high temperature beyond the good operating temperature range. As a result, macro-scale warpage has the effect of raising the temperature of the hot surface to an oxidation promoting temperature of 750 ° C. or higher. Oxidation further increases the temperature gradient as described above and further exacerbates macro-scale warpage, thus forming a sustained deleterious repeat cycle.

따라서, 종래 기술의 타일 구성은 산 침투[즉, 걸이식 및 변형 타일(45, 50)의 장착용 블라인드 구멍]를 최소화하도록 개발되었지만, 전술된 휨 조건에 대해서는 전혀 인식 및 취급되어 있지 않다. 이러한 종래의 구성은 타일 주위에 강성 모르타르를 지속적으로 사용하도록 하여, 매크로-스케일 휨을 발생시킨다.Thus, while prior art tile configurations have been developed to minimize acid penetration (i.e. blind holes for mounting of the hanging and deforming tiles 45, 50), the above described bending conditions are not recognized and handled at all. This conventional configuration allows the continuous use of rigid mortar around the tile, resulting in macro-scale warpage.

임의의 실질적인 이익을 발생시키기 위한 상술된 팽창 조인트의 실패는 부분적으로 네트워크 휨 현상의 인식에 대한 실패로 인한 것이고 비교적 양호한 열팽창 효과에 대해서만 보상하려는 시도가 있었다. 이러한 실패는 비교적 소량인 즉, 드문 팽창 조인트(즉, 7 내지 15 타일마다 단 한번 사용됨)에 의해서 뿐만 아니라, 팽창 조인트의 적어도 일부분에 배치된 종래의 모르타르의 빈번한 사용에 의해 지적되었다.The failure of the expansion joints described above to generate any substantial benefit is due in part to the failure to recognize network bending phenomena and attempts to compensate only for relatively good thermal expansion effects. This failure has been pointed out not only by relatively small amounts, that is, by rare expansion joints (ie, used only once every 7 to 15 tiles), but also by the frequent use of conventional mortar disposed in at least a portion of the expansion joint.

본 발명을 개발하는데 있어서의 초기 단계는 작업 중에 타일 내의 균열의 원인을 점검하기 위해 종래의 18㎝×18㎝ 볼트식 타일의 제 1 유한 요소 모델(FEM)의 완성을 포함하였다. 이러한 분석은 열 구배로 인한 타일 내에 존재하는 응력을 드러냈다. 개별 타일의 휨을 열구배의 함수로서 드러냈다. 이러한 분석의 초기 결과는 타일 강도를 증가시키기 위해 타일 두께를 증가시키는 것이었다.The initial steps in developing the present invention included the completion of a first finite element model (FEM) of a conventional 18 cm x 18 cm bolted tile to check for the cause of cracking in the tile during operation. This analysis revealed the stresses present in the tiles due to the thermal gradient. The warpage of the individual tiles was revealed as a function of thermal gradient. The initial result of this analysis was to increase tile thickness to increase tile strength.

이러한 첫번째 분석이 완료된 후에, 제 2 유한 요소 모델이 타일 두께를 통해 스터드의 길이를 따라 열 프로파일을 예견하도록 완료되었다. 1370℃의 추정된 소각로 작동 온도에서, 이러한 모델은 대부분의 스테인리스 스틸의 최대 사용 온도인 약 800℃의 온도에서 스터드가 반응하는 것을 예견하였다.After this first analysis was completed, a second finite element model was completed to predict the thermal profile along the length of the stud through the tile thickness. At an estimated incinerator operating temperature of 1370 ° C., this model predicted the studs to react at a temperature of about 800 ° C., the maximum service temperature of most stainless steels.

그후, 파손된 스터드가 소각로로부터 회수되었다. 스터드가 파손 전에 대략 6㎜ 정도 신장되었다는 것이 분석에 의해 드러났다. 이는 스터드가 인장 하중하에 위치되어 산성 부식에 의해서만 파손되는 것이 아니라 오히려 응력-부식에 의해 파손되는 것이라는 점을 나타냈다. 따라서, 스터드상의 응력의 원인을 조사하는 것이 결정되었다.The broken studs were then recovered from the incinerator. The analysis revealed that the studs were stretched approximately 6 mm before breakage. This indicated that the studs were placed under tensile load and not only destroyed by acidic corrosion but rather by stress-corrosion. Therefore, it was decided to investigate the cause of the stress on the stud phase.

또한, 파손된 스터드의 회수중에, 타일에 블리스터(blister) 영역이 존재한다는 것이 관찰되었다. 이러한 블리스터는 대략 10타일×10타일 영역에 존재하고, 보일러 내에 배치되었다.It was also observed that during the recovery of the broken studs, blister areas were present in the tile. These blisters were in approximately 10 tile x 10 tile areas and were placed in the boiler.

제 3 유한 요소 모델은 타일 휨 및 인장 응력 현상을 연구하기 위해 개시되었다. 상술된 바와 같이, 제 1 FEM은 개별 타일의 휨 또는 마이크로-스케일 휨이열 구배로 인해 발생된다는 것을 나타냈다. 그러나, 이러한 휨은 스터드에서 관찰된 6㎜ 변형을 야기하기에는 불충분한 크기(0.3㎜)였다.A third finite element model was disclosed to study tile warpage and tensile stress phenomena. As mentioned above, the first FEM has shown that the warp or micro-scale warp of the individual tiles is caused by a heat gradient. However, this deflection was insufficient size (0.3 mm) to cause the 6 mm deformation observed in the studs.

제 3 FEM에 있어서, 모르타르가 강성 재료로서 작용한다고 가정하고 타일의 7×7 배열이 모델링되었다. 분석 결과는 25㎜ 이상의 명백한 휨을 발생시킨 타일들 사이에서 네트워크 효과를 나타냈다. 또한, 응력 분석은 네트워크(매크로-스케일) 휨이 파열된 지점에 대해 스터드를 신장시키도록 스터드에 충분한 인장력을 가하는 것을 나타했다.For the third FEM, a 7x7 array of tiles was modeled assuming that mortar acts as a rigid material. The results of the analysis showed a network effect between the tiles that resulted in apparent warpage of 25 mm or more. In addition, stress analysis indicated that the tensile force was applied to the studs to stretch the studs to the point at which the network (macro-scale) deflection broke.

유한 요소 모델을 확증하기 위해, 시험용 타일의 테스트 패널이 연소로에 설치되었다. 테스트 패널로부터 수집된 데이터는 1 년간 사용한 후 휨의 크기가 대략 4㎜ 정도인 매크로-스케일의 타일 휨이 작업중에 발생했다는 것을 나타냈다. 휨 속도의 보외법(extrapolation)에 의하면 테스트의 개시로부터 대략 2.5년 동안 타일이 8㎜(스터드 파손에 필요한 것으로 가정된 변위량) 변위되는 것으로 계산된다. 이는 상기 볼트식 타일의 작동 수명 관찰과 상당히 대응한다.To confirm the finite element model, test panels of test tiles were installed in the furnace. The data collected from the test panel indicated that after one year of use, macro-scale tile warpage with a warpage size of about 4 mm occurred during operation. Extrapolation of the flexural speed calculates that the tile is displaced 8 mm (the amount of displacement assumed to be necessary for stud breakage) for approximately 2.5 years from the start of the test. This corresponds significantly to the operating life observation of the bolted tile.

따라서, 본 발명의 실시예에 따라, 보일러의 벽에 사용하기 위한 내화 타일 장치는 타일들을 서로 이격되어 이동가능한 관계로 유지하도록 벽에 결합할 수 있는 부유형(floating) 체결 장치를 갖는 복수의 타일을 포함한다. 상기 타일은 타일들 중 인접한 타일들 사이에 틈새를 제공하는 형상 및 크기를 가지며, 상기 틈새는 보일러의 작동 온도에 노출되는 중에 나타나는 타일의 치수 변화를 충분히 수용할 수 있도록 구성된다. 부식 배리어는 타일과 벽 사이에 배치된다.Thus, according to an embodiment of the present invention, a refractory tile device for use in a wall of a boiler includes a plurality of tiles having a floating fastening device capable of joining the wall to keep the tiles in a spaced apart movable relationship. It includes. The tile has a shape and size that provides a gap between adjacent tiles of the tiles, the gap being configured to sufficiently accommodate the dimensional change of the tile that appears during exposure to the operating temperature of the boiler. The corrosion barrier is disposed between the tile and the wall.

본 발명의 제 2 양태에 있어서, 보일러의 벽에 사용하기 위한 내화 타일 장치는 서로 이격되어 이동가능한 관계로 벽에 배치되는 복수의 타일을 포함한다. 상기 타일은 타일들 중 인접한 타일들 사이에 틈새를 제공하는 형상 및 크기를 가지며, 상기 틈새는 보일러의 작동 온도에 노출되는 중에 타일이 매크로-스케일로 휘는 것을 실질적으로 충분히 방지할 수 있도록 구성된다. 부식 배리어는 실질적으로 벽의 부식을 방지하기 위해 타일과 벽 사이에 배치된다.In a second aspect of the invention, a refractory tile device for use in a wall of a boiler comprises a plurality of tiles disposed on the wall in a movable relationship spaced apart from each other. The tile has a shape and size that provides a gap between adjacent ones of the tiles, the gap being configured to substantially sufficiently prevent the tile from bending to macro-scale during exposure to the operating temperature of the boiler. A corrosion barrier is disposed between the tile and the wall to substantially prevent corrosion of the wall.

본 발명의 제 3 양태에 있어서, 보일러의 벽의 유효 수명을 증가시키기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 하기의 단계 즉,In a third aspect of the invention, a method for increasing the useful life of a wall of a boiler is provided. The method comprises the following steps,

(a) 타일들을 서로에 대해 이격되어 이동가능한 관계로 유지하도록 벽에 결합할 수 있는 부유형 체결 장치를 갖는 복수의 타일을 제공하는 단계와,(a) providing a plurality of tiles having a floating fastening device capable of engaging the walls to maintain the tiles in a movable relationship spaced apart from each other;

(b) 인접하여 벽에 장착되는 타일들 사이에 틈새를 제공하도록 타일의 치수 및 형상을 결정하는 단계와,(b) determining the dimensions and shape of the tiles to provide a gap between adjacently mounted tiles on the wall,

(c) 벽에 부식 배리어를 배치하는 단계와,(c) placing a corrosion barrier on the wall;

(d) 벽에 부유형 체결 장치를 결합하는 단계를 포함하고, 상기 타일들은 사이에 부식 배리어를 두고 벽과 포개진다.(d) coupling the floating fastening device to the wall, wherein the tiles overlap with the wall with a corrosion barrier in between.

본 발명의 상기 및 다른 특징 및 장점은 첨부 도면과 함께 취해진 본 발명의 다양한 양태에 대한 하기의 상세한 설명을 참조함으로써 보다 분명해질 것이다.These and other features and advantages of the present invention will become more apparent by reference to the following detailed description of various aspects of the invention, taken in conjunction with the accompanying drawings.

상기 도면 설명에서 설명된 도면을 참조로 본 발명의 예시적인 실시예가 하기에서 상세하게 설명된다. 명료한 설명을 위해, 첨부 도면에 도시된 동일 부분은 동일한 인용 번호로 지시되고, 다른 실시예에 도시된 유사 부분은 유사한 인용 번호로 지시된다.Exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the drawings described in the above description. For clarity, the same parts shown in the accompanying drawings are designated by the same reference numerals, and like parts shown in the other embodiments are designated by similar reference numbers.

본 명세서에 사용된 용어 중, 본원에 개시된 요소와 함께 사용된 용어인 "축방향"은, 그 요소가 도 6, 도 7, 도 10 및 도 14에 도시된 바와 같이 튜브(18)와 결합하도록 배치될 때 튜브(18)의 중심축선(a)(도 7 참조)에 실질적으로 평행한, 요소에 대한 방향을 의미한다. "횡방향"이라는 용어는 축방향에 실질적으로 직교하는 방향을 의미한다.As used herein, the term "axial" as used in conjunction with an element disclosed herein is such that the element engages tube 18 as shown in FIGS. 6, 7, 10, and 14. one when it is placed substantially parallel to the central axis (a) (see Fig. 7) of the tube (18), means the direction of the element. The term "lateral direction" means a direction substantially perpendicular to the axial direction.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 있어서, 내화 타일 장치(60)는 소각로 또는 열교환기의 보일러의 벽(62)[즉, 멤브레인(16)과 튜브 벽(19)]에 적용되는 배리어층 코팅(61)을 포함한다. 배리어층(61)은 보일러의 정상 작동 온도에서 산 및 염에 대한 내부식성을 제공하도록 되어 있다. 상기 코팅의 일예는 미국 메사추세츠주 워체스터 소재의 노턴 컴퍼니에 의해 제조되어 시판중인 PC-1022TM과 같은 인산염 부착 SiC 배리어층이다. 유리하게는, 이러한 재료는 비교적 양호한 내부식성 및 열전도성을 제공한다. 그후, 내화 타일(66)은 벽(62)에 포개지는 관계로 부유형 부착 기구(68)를 이용하여 튜브 벽(62)에 체결된다. 타일(66)은 MSW 소각로/열교환기 등의 보일러 내에서 경험되는 온도(대략 1400℃)에 견딜 수 있는 예를 들어, 실리콘 카바이드(SiC) 또는 다른 세라믹 재료와 같은 본 기술 분야의 기술자에게는 공지되어 있는 임의의 적절한 내화 재료로 제조된다.Referring to FIG. 6, in one embodiment of the present invention, a refractory tile device 60 is applied to the wall 62 (ie, membrane 16 and tube wall 19) of the boiler of an incinerator or heat exchanger. Barrier layer coating 61. The barrier layer 61 is adapted to provide corrosion resistance to acids and salts at the normal operating temperature of the boiler. One example of such a coating is a phosphate-attached SiC barrier layer, such as PC-1022 , manufactured by Norton Company of Worcester, Mass., USA. Advantageously, such materials provide relatively good corrosion resistance and thermal conductivity. The refractory tile 66 is then fastened to the tube wall 62 using the floating attachment mechanism 68 in a superimposed manner on the wall 62. Tile 66 is known to those skilled in the art, such as, for example, silicon carbide (SiC) or other ceramic materials that can withstand temperatures experienced in boilers such as MSW incinerators / heat exchangers (approximately 1400 ° C.). Are made of any suitable refractory material.

부유형 부착 기구(68)는 타일의 마이크로-스케일 휨을 수용하도록 튜브 벽(62)에 대해 비교적 높은 이동 자유도를 타일(66)에 제공한다. 상술된 바와 같이, 마이크로-스케일 휨은 상기 타일이 받게되는 비교적 큰 온도 구배(일반적으로, 약 200 내지 600℃ 또는 그 이상)에 의해 발생된다. 상술된 바와 같이, 이러한 온도 구배는 자체의 상승된 온도보다 타일의 치수 불안정성, 특히 타일 배열 길이의 제곱으로서 휨이 증가하는 네트워크 효과 면에서 실질적으로 보다 크게 작용한다. 각각의 타일(66)은 네트워킹에 의해 발생된 마이크로-스케일 휨을 효과적으로 방지하기에 충분한 크기를 갖는 소정의 틈새(70)를 타일들 사이에 제공함으로써 인접한 타일들로부터 효과적으로 격리된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 이러한 네트워킹 현상은 마이크로-스케일 휨이 발생할 때 강성 모르타르(도시되지 않음)를 통해 타일들에 의해 서로에게 가해진 압력 또는 힘(F)에 의해 발생된다.The floating attachment mechanism 68 provides the tile 66 with a relatively high degree of freedom of movement relative to the tube wall 62 to accommodate the micro-scale deflection of the tile. As mentioned above, micro-scale warpage is caused by the relatively large temperature gradients (typically between about 200 and 600 ° C. or higher) that the tile receives. As mentioned above, this temperature gradient acts substantially greater in terms of the dimensional instability of the tile than its elevated temperature, in particular the network effect of increasing warpage as the square of the tile arrangement length. Each tile 66 is effectively isolated from adjacent tiles by providing a predetermined gap 70 between the tiles that is large enough to effectively prevent micro-scale warping caused by networking. As shown in FIG. 9, this networking phenomenon is caused by the pressure or force F exerted on each other by the tiles through the rigid mortar (not shown) when micro-scale bending occurs.

도 6을 참조하면, 틈새(70)는 타일(66)들 사이에 이격된 반턱 쪽매 이음(shiplapped joint)을 형성하기 위한 크기 및 형상을 갖는 외형 주변 에지(72)에 의해 양호하게 형성된다. 이러한 반턱 쪽매 이음 구성은 보일러의 작동중에 틈새(70)를 통해 재 또는 다른 이물질이 침입하는 것을 막기 위해 타일들 사이에 차단된 조준선(line-of-sight)을 제공하도록 기능한다. 또한, 압축성 섬유질 모르타르(도시되지 않음)는 재 또는 다른 이물질의 침입을 더욱 막기 위해 각각의 인접한타일 사이의 틈새 또는 채널(70)에 배치될 수 있다. 상기 적절한 압축성 섬유질 모르타르의 예는 미국, 뉴욕 나이아가라 폴스 소재의 유니프랙스 코포레이션(Unifrax Corporation)에 의해 시판되는 Topcoat 2600TM으로서 공지되어 있다. 상기 압축성 물질이 사용되는 경우에 있어서, 틈새(70)는 선택된 특정한 압축성 모르타르의 공지된 압축성과 관련하여 크기가 결정되므로, 개개의 타일이 최대 마이크로-스케일 휨 상태로 배치될 때 매크로-스케일 휨의 발생을 실질적으로 방지하기에 충분한 낮은 크기로 타일들 사이에서 임의의 힘의 전달을 유지한다. 예를 들어, 실질적으로 대략 30㎝×20㎝ 로 연장되는 직사각형 면(112')을 갖는 도 7에 도시된 바와 같은 형상의 타일은 인접한 타일들로부터 적어도 대략 6㎜ 로 연장되는 틈새(70')를 가져야 한다.Referring to FIG. 6, the clearance 70 is well formed by an outline peripheral edge 72 having a size and shape for forming a spaced joint between the tiles 66. This half-bucket joint configuration serves to provide a blocked line-of-sight between tiles to prevent ash or other debris from entering through gaps 70 during boiler operation. In addition, compressible fibrous mortar (not shown) may be disposed in the gaps or channels 70 between each adjacent tile to further prevent the ingress of ash or other debris. An example of such a suitable compressible fibrous mortar is known as Topcoat 2600 sold by Unifrax Corporation, Niagara Falls, NY. In the case where the compressible material is used, the clearance 70 is sized in relation to the known compressibility of the particular compressible mortar selected, so that when the individual tiles are placed in the maximum micro-scale bending state of macro-scale bending, Maintains transmission of any force between tiles with a low magnitude sufficient to substantially prevent occurrence. For example, a tile shaped as shown in FIG. 7 having a rectangular face 112 ′ extending substantially 30 cm × 20 cm may have a gap 70 ′ extending at least approximately 6 mm from adjacent tiles. Should have

도시된 실시예에 있어서, 부유형 부착 기구(68)는 타일(66) 내에 배치된 유사한 크기의 리세스(80)에 결합하도록 되어 있는 볼록 단부(78)를 구비한 복수의 가요성 아암(76)을 갖는 레일(74)을 포함한다. 따라서, 아암(76)은 타일의 설치 및 제거가 용이하도록 타일(66)과의 해제가능한 결합관계로 편향된다. 또한, 아암(76)의 탄성은 열구배 및 상승된 평균 온도에 의해 발생된 타일(66)의 치수 변화에 따라 벽(62)에 대해 타일(66)을 이동 또는 "부유"시키는 방식으로 타일(66)을 벽(62)에 체결하도록 기능한다. 이러한 점에서, 부유형 부착 기구(68)는 벽(62)에 대해 적어도 세개의 자유도[즉, 도시된 바와 같이 서로 직교하는 세개의 축선(x, y 및 z)을 따라]로 타일(66)을 이동시킬 수 있다. 또한, x, y 및 z 축선을 따르는 이동에 더불어, 타일은 튜브(18) 둘레로 회전할 수 있고, 또는 튜브(18)쪽으로 또는 튜브로부터 멀리 휠 수 있다. 아암(76) 및 볼록 단부(78)를 포함하는 레일(74)은 양호하게는 스테인리스 스틸과 같은 가요성 내부식성 재료로 제조된다.In the illustrated embodiment, the floating attachment mechanism 68 has a plurality of flexible arms 76 with convex ends 78 adapted to engage recesses 80 of similar size disposed within the tile 66. A rail 74 having Thus, the arm 76 is deflected in a releasable engagement with the tile 66 to facilitate installation and removal of the tile. In addition, the elasticity of the arm 76 may cause the tiles (in other words) to move or "float" with respect to the wall 62 in accordance with the dimensional change of the tile 66 caused by the thermal gradient and the elevated average temperature. 66 to the wall 62. In this regard, the floating attachment mechanism 68 is a tile 66 with at least three degrees of freedom with respect to the wall 62 (ie, along three axes x, y and z orthogonal to each other as shown). ) Can be moved. In addition, along with the movement along the x, y and z axes, the tile may rotate around the tube 18 or may be bent towards or away from the tube 18. The rail 74 comprising the arm 76 and the convex end 78 is preferably made of a flexible corrosion resistant material such as stainless steel.

도시된 바와 같이, 타일(66)의 면(112)에는 비교적 균일한 두께(t)를 갖는 타일을 제공하기 위해 벽(62)의 외형에 실질적으로 부합하는 외형이 제공될 수 있다.As shown, the face 112 of the tile 66 may be provided with an outline that substantially matches the outline of the wall 62 to provide a tile with a relatively uniform thickness t .

도 7을 참조하면, 본 발명의 선택적인 실시예가 타일 장치(60')로서 도시된다. 본 실시예는 도 6에 도시된 타일 장치(60)와 실질적으로 유사하지만, 실질적으로 평면인 면(112')과 다른 부유형 결합 기구(68')를 이용한다. 도시된 바와 같이, 이러한 체결 장치(68')는 대략 50% 작은 아암(76')을 이용하는 것 외에는 도 6의 체결 장치(68')와 많은 점에서 유사하다.Referring to Fig. 7, an alternative embodiment of the present invention is shown as a tile device 60 '. This embodiment is substantially similar to the tile device 60 shown in FIG. 6, but uses a floating coupling mechanism 68 'that is different from the substantially planar face 112'. As shown, this fastening device 68 'is similar in many respects to the fastening device 68' of FIG. 6 except for using approximately 50% smaller arms 76 '.

부유형 기구(68, 68')의 실시예가 도시되었지만, 상술된 바와 같이, 실질적으로 매크로-휨 효과를 발생하지 않고 타일을 마이크로-스케일로 팽창 및/또는 휘게 하는 방식으로 보일러의 벽(62)에 타일을 고정할 수 있는 임의의 장착 기구가 본 발명의 정신 및 범위로부터 일탈함이 없이 이용될 수 있다는 것을 당업자라면 이해해야 한다. 이러한 점에서, 장착 본체 및/또는 인접한 타일들에 과도한 힘 또는 응력을 가하지 않고 전술된 치수 변화가 아주 작게 발생할 수 있도록, 장착 본체와 타일 사이에 충분한 간극이 제공되는 한, 예를 들어, 강성 장착 장치가 가요성 아암(76, 76') 대신 사용될 수 있다.While embodiments of the floating mechanisms 68, 68 'are shown, as described above, the walls of the boiler 62 in a manner that expands and / or bends the tiles micro-scale without substantially producing a macro-bending effect. It should be understood by those skilled in the art that any mounting mechanism capable of securing the tile to the can be used without departing from the spirit and scope of the invention. In this respect, rigid mounting is provided, for example, so long as sufficient clearance is provided between the mounting body and the tiles so that the above-described dimensional change can be made very small without applying excessive force or stress to the mounting body and / or adjacent tiles. The device may be used in place of the flexible arms 76, 76 '.

상기 선택적인 장치의 일예는 타일 내에 배치된 실질적으로 큰 크기의 구멍(84; 가상선으로 도시됨) 내로 삽입할 수 있으며, 타일 면(112)에 실질적으로평행하게 연장되는 스테인리스 스틸 등으로 제조된 하나 이상의 핀(82; 가상선으로 도시됨)을 제공하는 것을 포함한다. 핀(82)은 당업자에게 공지된 임의의 편리한 방식(도시되지 않음)으로 벽(62)에 고정된다. 이러한 방식에 있어서, 타일은 상술된 바와 같이 벽에 대해 효과적으로 "부유"하도록 충분한 간극이 제공된 벽(62)에 고정될 수 있다.One example of such an optional device may be inserted into a substantially large sized hole 84 (shown in phantom) disposed in a tile, and may be made of stainless steel or the like extending substantially parallel to the tile face 112. Providing one or more pins 82 (shown in phantom). Pin 82 is secured to wall 62 in any convenient manner (not shown) known to those skilled in the art. In this manner, the tile may be secured to the wall 62 provided with sufficient clearance to effectively "float" the wall as described above.

이제, 도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예가 타일 장치(60")로서 도시된다. 타일 장치(60")는 도 6 및 도 7의 타일 장치(60, 60')와 실질적으로 유사하지만. 다른 부유형 결합 기구(68")를 사용한다. 도시된 바와 같이, 이러한 체결 장치(68")는 도시된 바와 같이 타일(66")의 실질적으로 반원형인 슬롯 또는 리세스(80")와의 결합을 위해 아암(76")이 실질적으로 "C" 형상을 가진다는 것 외에는 도 7의 체결 장치(68')와 많은 점에서 유사하다.Referring now to Figures 10 and 11, another embodiment of the present invention is shown as a tile device 60 ". The tile device 60" is substantially the same as the tile devices 60, 60 'of Figures 6 and 7. Although similar to. Another floating coupling mechanism 68 "is used. As shown, this fastening device 68" engages a substantially semi-circular slot or recess 80 "of the tile 66" as shown. Is similar in many respects to the fastening device 68 'of FIG. 7, except that the arm 76 " has a substantially " C " shape.

도 11을 참조하면, 타일(66")의 슬롯(80")은 각각 타일(66")의 상부 및 하부 에지(116, 118)로부터 축방향 내측으로 연장되는 상부 슬롯(81) 및 하부 슬롯(83)을 포함한다. 상부 슬롯(81)은 후술되는 바와 같이 타일(66")을 용이하게 설치하기 위해 하부 슬롯(83)의 축방향 거리(d2)보다 큰 상부 에지(116)로부터의 축방향 거리(d1)만큼 양호하게 연장된다. 도시된 바와 같이, 상부 및 하부면(116, 118)은 후술되는 바와 같이, 타일(66")의 설치가 더욱 용이하도록 슬롯(81, 83)과의 교차지점에서 대략 30 내지 60˚인 각도(α)로 모서리 가공된다. 양호한 실시예에 있어서, 각도(α)는 도시된 바와 같이 대략 45˚이다.Referring to FIG. 11, the slots 80 ″ of the tiles 66 ″ are formed with upper slots 81 and lower slots axially extending inward from the upper and lower edges 116, 118 of the tiles 66 ″, respectively. 83. The upper slot 81 is axially from the upper edge 116 greater than the axial distance d2 of the lower slot 83 to facilitate installation of the tile 66 "as will be described later. It extends well by distance d1. As shown, the upper and lower surfaces 116, 118 are at an angle of approximately 30 to 60 degrees at the intersection with the slots 81 and 83 to facilitate the installation of the tiles 66 ", as described below. In the preferred embodiment, the angle α is approximately 45 ° as shown.

이제, 도 12 내지 도 15를 참조하면, 타일(66")의 설치 방법이 도시된다. 도12를 참조하면, 타일(66")은 타일의 상부 표면(116)을 실질적인 축방향 정렬로 상부 및 하부 아암(76") 사이에 위치시킴으로써 설치된다. 이러한 배향은 도시된 바와 같이 상부 표면(116)의 일부를 튜브(18)와의 표면-대-표면 결합으로 배치함으로써 달성될 수 있다. 도 13을 참조하면, 타일(66")의 표면(116)은 화살표(a)로 지시된 바와 같이 축방향 상향으로 이동되고, 하부 표면(118)은 화살표(b)로 도시된 바와 같이 튜브(18)에 밀착되게 피벗된다. 이러한 동작은 도시된 바와 같이 한 세트(즉, 최상부)의 아암(76")과의 수용 결합을 위해 상부 슬롯(81; 도 11 참조)을 슬라이딩시킨다. 이러한 이동은 도 14에 도시된 바와 같이, 튜브(18)와의 실질적으로 평행한 정렬을 위해 타일(66")이 이동되도록 하여 타일이 하부 아암(76")을 덮을 때까지 지속된다. 그후, 타일은 하부 슬롯(83; 도 11 참조) 내에 하부 아암(76")을 수용식으로 결합하도록 인접한 미리설치된 타일(66")을 향해(즉,c의 방향으로) 축방향으로 이동될 수 있다. 이러한 이동은 양호하게는 하부 아암(76")이 슬롯(83)의 근위단부(120; 도 11 참조)와 결합할 때까지 지속된다. 이 지점에서, 인접한 타일(66")은 도 15에 도시된 바와 같이 바람직하게 이격된 반턱 쪽매 이음되는 방향으로 배치되어 설치를 완료한다. 그후, 부가의 타일(66"; 도시되지 않음)이 동일한 방식으로 설치될 수 있다.Referring now to Figures 12-15, a method of installation of a tile 66 "is shown. Referring to Figure 12, a tile 66" shows the top surface 116 of the tile in substantial axial alignment and By positioning between the lower arms 76 ". This orientation can be achieved by placing a portion of the upper surface 116 in surface-to-surface engagement with the tube 18, as shown. For reference, the surface 116 of the tile 66 "is moved axially upward as indicated by arrow a and the lower surface 118 is directed to the tube 18 as shown by arrow b . Pivot close. This operation slides the upper slot 81 (see FIG. 11) for receiving engagement with a set (ie, top) of the arms 76 "as shown. This movement is shown in FIG. The tile 66 "is moved for substantially parallel alignment with the tube 18 until the tile covers the lower arm 76". The tile is then in the lower slot 83 (see Figure 11). It can be moved axially toward the adjacent pre-installed tile 66 "(ie in the direction of c ) to receptively engage the lower arm 76". This movement is preferably the lower arm 76 ". It continues until it engages with the proximal end 120 of slot 83 (see FIG. 11). At this point, adjacent tiles 66 "are arranged in a direction that is preferably spaced half-thickness sideways as shown in Figure 15 to complete the installation. Then, additional tiles 66" (not shown) are identical Can be installed in a manner.

하기에 도시되는 예는 본 발명의 임의의 양태를 설명하기 위한 것이다. 이들 예는 한정하는 것으로서 해석되어서는 안된다는 것을 이해해야 한다.The examples shown below are intended to illustrate any aspect of the invention. It should be understood that these examples should not be construed as limiting.

Yes

예 1 - 비교Example 1-compare

도 1 및 도 2에 도시된 일반적인 형태의 일련의 종래의 볼트식 타일은 도 16에 도시된 바와 같은 패턴으로 노에 설치된다. A, B, C, 및 D 로 분류된 타일에는 정상적인 노 작동중에 튜브 벽으로부터 멀어지는 타일의 변위를 측정하기 위해 LVDTs(linear variable-displacement transducers)가 장치되었다. 도시된 바와 같이, 타일(B, D)은 인접한 타일들 사이에 종래의 가요성 모르타르(상술된 Topcoat 2600TM)가 제공된 타일 배열부에 위치된다. 도 17을 참조하면, LVDTs의 출력은 측정용 타일이 서로 근접되게 동시에 변위되어 매크로-스케일 휨이 발생했다는 증거를 제공하는 것을 지시한다. (그래프에 의해 지시되는 변위 크기의 차이는 타일 내의 LVDTs의 위치에서의 편차로 인해 명확해진다.) 타일(B)에 위치된 LVDT 5는 고장이기 때문에, 도 17에는 도시되지 않았다는 점에 주의해야 한다.A series of conventional bolted tiles of the general type shown in FIGS. 1 and 2 are installed in the furnace in a pattern as shown in FIG. 16. Tiles classified as A, B, C, and D were equipped with linear variable-displacement transducers (LVDTs) to measure the displacement of the tiles away from the tube wall during normal furnace operation. As shown, tiles B and D are positioned in a tile arrangement provided with a conventional flexible mortar (Topcoat 2600 described above) between adjacent tiles. Referring to FIG. 17, the output of LVDTs indicates that the measurement tiles are simultaneously displaced in close proximity to each other to provide evidence that macro-scale warpage has occurred. (The difference in the magnitude of displacement indicated by the graph is evident due to the deviation in the position of the LVDTs in the tile.) It should be noted that the LVDT 5 located in the tile B is not shown in FIG. 17 because it is a fault. .

예 2Example 2

본 발명의 타일의 배열은 테스트용 보일러에 장착된다. 타일은 보일러 벽과 타일 사이에 배리어 재료를 사용하고 인접하는 타일들 사이에 Topcoat 2600TM을 사용하여 실질적으로 도 7에 대해 도시 및 상술된 바와 같은 방식으로 보일러에 구성되어 장착되었다. A, B, C, D, E 및 G 로 지시된 선택된 타일들에는 예 1에서 설명된 방식으로 LVDTs가 장치되었다. 도 17에 도시된 바와 같이, 이들 LVDTs의 출력은 타일이 예 1에 도시된 것과는 다른 방식으로 서로로부터 독립적으로 변위되었다는 것을 도시한다. 따라서, 이러한 테스트 결과는 본 발명의 타일들이 매크로-스케일 휨을 발생함이 없이 개별적인(마이크로-스케일) 휨을 수용한 것을 지시한다.The array of tiles of the invention is mounted in a test boiler. The tile was constructed and mounted to the boiler in a manner substantially as shown and described above with respect to FIG. 7 using barrier material between the boiler wall and the tile and Topcoat 2600 between adjacent tiles. Selected tiles, designated A, B, C, D, E and G, were equipped with LVDTs in the manner described in Example 1. As shown in FIG. 17, the output of these LVDTs shows that the tiles were displaced independently from each other in a different manner than that shown in Example 1. FIG. Thus, these test results indicate that the tiles of the present invention accommodated individual (micro-scale) deflections without causing macro-scale deflections.

부착 기구(68, 68' 및 68")가 타일(66, 66' 및 66")을 벽(62)에 대해 이동 또는 "부유"시킬 수 있지만, 타일(66)을 통한 튜브로의 열전달을 최대화하기 위해서는 상기 기구(68, 68' 및 68")가 타일(66)을 튜브(18)의 표면에 대해 가능한 밀착시켜 유지하는 것이 바람직하다는 것을 당업자라면 이해할 것이다.Attachment mechanisms 68, 68 ′ and 68 ″ may move or “float” tiles 66, 66 ′ and 66 ″ with respect to wall 62, but maximize heat transfer to the tube through tile 66. Those skilled in the art will appreciate that it is desirable for the instruments 68, 68 'and 68 "to keep the tile 66 as close to the surface of the tube 18 as possible.

또한, 전술된 걸이식 타일과 변형된 걸이식 타일 장치는 본 발명과 함께 이용될 수 있다. 또한, 전술된 바와 같이 종래의 볼트식 타일 체결 장치는 스터드와 보어 사이에 부가의 간극을 제공하여, 타일이 벽에 대해 부유하도록 함으로써, 본 발명의 인접한 타일들 사이에 틈새와 부식 배리어를 함께 사용할 수 있도록 변형될 수 있다.In addition, the above-described hanging tile and the modified hanging tile device can be used with the present invention. In addition, as discussed above, conventional bolted tile fastening devices provide additional clearance between the stud and the bore, allowing the tile to float against the wall, thereby allowing use of gaps and corrosion barriers between adjacent tiles of the present invention. It can be modified to be.

상기 설명은 본래 도시 목적에 맞게 취해진 것이다. 본 발명이 그 예시적인 실시예에 대해 도시 및 설명되었지만, 당업자라면 본 발명의 정신 및 범위로부터 일탈함이 없이 그 형태 및 상세에서의 전술한 및 다양한 다른 변화, 생략, 및 추가가 취해질 수 있다는 것을 이해할 것이다.The above description is originally taken for the purpose of illustration. While the present invention has been shown and described with respect to exemplary embodiments thereof, those skilled in the art will recognize that the foregoing and various other changes, omissions, and additions in form and detail may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Will understand.

Claims (31)

보일러의 벽에 사용하기 위한 내화 타일 장치에 있어서,In the refractory tile device for use in the wall of the boiler, 타일들을 서로에 대해 이격되어 이동 가능한 관계로 유지하도록 벽에 결합할 수 있는 부유형 체결 장치를 갖는 복수의 타일을 포함하고,A plurality of tiles having a floating fastening device capable of joining the walls to keep the tiles in a movable relationship spaced apart from each other, 상기 타일은 상기 타일들 중 인접한 타일들 사이에 틈새를 제공하는 크기 및 형상으로 구성되고, 상기 틈새는 보일러의 작동 온도에 노출되는 동안 나타나는 상기 타일의 치수 변화를 충분히 수용할 수 있게 구성되고,The tile is configured in size and shape to provide a gap between adjacent ones of the tiles, the gap configured to sufficiently accommodate the dimensional change of the tile that appears during exposure to the operating temperature of the boiler, 상기 타일과 벽 사이에 배치되는 부식 배리어를 또한 포함하는 내화 타일 장치.And a corrosion barrier disposed between the tile and the wall. 제 1 항에 있어서, 상기 체결 장치는 상기 타일을 이격되어 이동 가능한 관계로 벽에 유지하는 내화 타일 장치.The refractory tile device of claim 1, wherein the fastening device maintains the tile on a wall in a spaced apart and movable relationship. 제 2 항에 있어서, 상기 타일은 상기 타일의 적어도 일부분과 튜브 벽 사이에 상기 치수 변화를 수용하기에 충분한 틈새를 제공하는 크기 및 형상으로 구성되는 내화 타일 장치.3. The fire resistant tile apparatus of claim 2, wherein the tile is configured in size and shape to provide a clearance sufficient to accommodate the dimensional change between at least a portion of the tile and the tube wall. 제 1 항에 있어서, 상기 틈새는 보일러의 작동중에 경험되는 평균 온도에 대한 노출과 온도 구배에 대한 노출로 인한 상기 타일의 치수 변화를 수용하기에 충분한 내화 타일 장치.2. The fire resistant tile apparatus of claim 1, wherein the clearance is sufficient to accommodate the dimensional change of the tile due to exposure to average temperature and exposure to temperature gradients experienced during operation of the boiler. 제 4 항에 있어서, 상기 온도 구배는 약 200 내지 600℃의 범위 내이고, 상기 평균 온도는 약 500 내지 1400℃의 범위 내인 내화 타일 장치.The refractory tile device of claim 4, wherein the temperature gradient is in the range of about 200 to 600 ° C. and the average temperature is in the range of about 500 to 1400 ° C. 6. 제 5 항에 있어서, 상기 타일은 상기 온도 구배를 약 200 내지 600℃의 상기 범위 내에 유지하도록 보일러의 벽에 충분히 밀착되어 유지되는 내화 타일 장치.6. The fireproof tile apparatus of claim 5, wherein the tile is maintained in close contact with the wall of the boiler to maintain the temperature gradient within the range of about 200 to 600 ° C. 제 6 항에 있어서, 상기 타일의 적어도 일부분은 상기 부식 배리어의 적어도 일부분과 중첩되어 유지되고, 상기 부식 배리어의 부분은 상기 벽의 적어도 일부분과 중첩되어 유지되는 내화 타일 장치.The refractory tile device of claim 6, wherein at least a portion of the tile remains overlapped with at least a portion of the corrosion barrier, and a portion of the corrosion barrier remains overlapped with at least a portion of the wall. 제 1 항에 있어서, 상기 부유형 체결 장치는 상기 벽과 상기 타일 중 하나에 배치된 탭과, 상기 벽과 상기 타일 중 다른 하나에 배치된 리셉터클을 포함하고, 상기 부재와 상기 리셉터클은 상기 타일을 상기 이동 가능한 관계로 유지하기에 충분한 간극을 두고 상호 결합하도록 되어 있는 내화 타일 장치.2. The floating fastening device of claim 1, wherein the floating fastening device includes a tab disposed on one of the wall and the tile, and a receptacle disposed on the other of the wall and the tile, wherein the member and the receptacle connect the tile. And refractory tile arrangements adapted to be mutually spaced with sufficient clearance to maintain said movable relationship. 제 8 항에 있어서, 상기 부유형 체결 장치는 걸이식 타일 장치를 포함하는 내화 타일 장치.9. The fireproof tile device of claim 8, wherein the floating fastening device comprises a hanging tile device. 제 8 항에 있어서, 상기 부유형 체결 장치는 T-슬롯형 타일 장치를 포함하는 내화 타일 장치.9. The fire resistant tile device of claim 8, wherein the floating fastening device comprises a T-slot tile device. 제 1 항에 있어서, 상기 부유형 체결 장치는 상기 벽과 상기 타일 중 하나에 배치된 탭과, 상기 벽과 상기 타일 중 다른 하나에 배치된 리셉터클을 포함하고, 상기 부재와 상기 리셉터클은 상기 타일을 상기 이동 가능한 관계로 유지하기에 충분한 탄성을 가지고 상호 결합하도록 되어 있는 내화 타일 장치.2. The floating fastening device of claim 1, wherein the floating fastening device includes a tab disposed on one of the wall and the tile, and a receptacle disposed on the other of the wall and the tile, wherein the member and the receptacle connect the tile. And refractory tile arrangements adapted to mutually have elasticity sufficient to maintain said movable relationship. 제 1 항에 있어서, 상기 리셉터클은 적어도 하나의 슬롯을 포함하고, 상기 적어도 하나의 슬롯은 축방향으로 연장되는 내화 타일 장치.The refractory tile device of claim 1, wherein the receptacle comprises at least one slot, the at least one slot extending in an axial direction. 제 12 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 슬롯은 상기 타일의 에지로부터 내측으로 연장되고, 상기 에지는 상기 타일의 에지에 대해 모서리 가공되는 내화 타일 장치.The refractory tile device of claim 12, wherein the at least one slot extends inwardly from an edge of the tile, and the edge is edged relative to an edge of the tile. 제 13 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 슬롯은 상기 타일의 대향 에지로부터 내측으로 연장되는 제 1 및 제 2 슬롯을 포함하고, 상기 제 1 슬롯은 상기 제 2 슬롯의 각각의 대향 에지로부터의 거리보다 대략 2배 길이로 연장되는 내화 타일 장치.14. The apparatus of claim 13, wherein the at least one slot comprises first and second slots extending inwardly from opposite edges of the tile, the first slot being less than a distance from each opposite edge of the second slot. Fireproof tile device extending approximately twice the length. 제 13 항에 있어서, 상기 모서리 가공은 횡방향에 대해 대략 30 내지 60°각도로 연장되는 내화 타일 장치.14. Refractory tile apparatus according to claim 13, wherein the edge machining extends at an angle of approximately 30 to 60 degrees with respect to the transverse direction. 제 1 항에 있어서, 상기 부유형 체결 장치는 벽에 대한 적어도 하나의 이동 자유도를 갖는 상기 타일을 제공하는 내화 타일 장치.The refractory tile device of claim 1, wherein the floating fastening device provides the tile with at least one degree of freedom of movement with respect to a wall. 제 16 항에 있어서, 상기 부유형 체결 장치는 벽에 대한 적어도 두개의 이동 자유도를 갖는 상기 타일을 제공하는 내화 타일 장치.The refractory tile device of claim 16, wherein the floating fastening device provides the tile with at least two degrees of freedom of movement with respect to a wall. 제 17 항에 있어서, 상기 부유형 체결 장치는 벽에 대한 적어도 세개의 이동 자유도를 갖는 상기 타일을 제공하는 내화 타일 장치.18. The refractory tile device of claim 17, wherein the floating fastening device provides the tile with at least three degrees of freedom of movement relative to a wall. 제 1 항에 있어서, 상기 틈새에 배치되는 압축성 재료를 부가로 포함하는 내화 타일 장치.The refractory tile device of claim 1, further comprising a compressible material disposed in the gap. 제 19 항에 있어서, 상기 압축성 재료는 이물질이 상기 틈새 내로 통과하는 것을 방지하는 내화 타일 장치.20. The fire resistant tile apparatus of claim 19, wherein the compressible material prevents foreign matter from passing into the gap. 제 20 항에 있어서, 상기 압축성 재료는 섬유질 모르타르를 포함하는 내화 타일 장치.The device of claim 20, wherein the compressible material comprises fibrous mortar. 제 1 항에 있어서, 상기 배리어는 유체를 압축하는 내화 타일 장치.The refractory tile device of claim 1, wherein the barrier compresses the fluid. 제 22 항에 있어서, 상기 유체는 상기 타일과 상기 벽 사이로 유동하는 가스를 포함하는 내화 타일 장치.23. The refractory tile device of claim 22, wherein the fluid comprises a gas flowing between the tile and the wall. 제 22 항에 있어서, 상기 유체는 상기 튜브 벽에 적용되는 코팅을 포함하는 내화 타일 장치.23. The refractory tile device of claim 22, wherein the fluid comprises a coating applied to the tube wall. 제 24 항에 있어서, 상기 코팅은 상기 벽에 부착하도록 되어 있고 상기 타일은 부착으로부터 자유로운 내화 타일 장치.25. The fire resistant tile apparatus of claim 24, wherein the coating is adapted to attach to the wall and the tile is free from attachment. 제 25 항에 있어서, 상기 코팅은 멤브레인을 포함하는 내화 타일 장치.27. The refractory tile device of claim 25, wherein the coating comprises a membrane. 제 26 항에 있어서, 상기 코팅은 인산염 부착 실리콘 카바이드(SiC)를 포함하는 내화 타일 장치.27. The refractory tile device of claim 26, wherein the coating comprises phosphate attached silicon carbide (SiC). 제 1 항에 있어서, 상기 타일은 상기 타일 중 상기 인접한 타일들 사이에 이격된 반턱 쪽매 이음을 형성하는 크기 및 형상의 주위면을 부가로 포함하는 내화 타일 장치.The refractory tile device of claim 1, wherein the tile further comprises a peripheral surface of a size and shape that forms a half-thick peg seam spaced between the adjacent ones of the tiles. 제 5 항에 있어서, 상기 평균 온도는 약 750 내지 1200℃의 범위 내인 내화 타일 장치.6. The fire resistant tile apparatus of claim 5, wherein the average temperature is in the range of about 750 to 1200 ° C. 보일러의 벽에 사용하기 위한 내화 타일 장치에 있어서,In the refractory tile device for use in the wall of the boiler, 서로에 대해 이격되어 이동 가능한 관계로 벽에 배치되는 복수의 타일을 포함하고,A plurality of tiles disposed on the wall in a movable relationship spaced apart from each other, 상기 타일은 상기 타일들 중 인접한 타일들 사이에 틈새를 제공하는 크기 및 형상으로 구성되고, 상기 틈새는 보일러의 작동 온도에 노출되는 동안 상기 타일의 매크로-스케일 휨을 방지하기에 충분하고,The tile is of a size and shape that provides a gap between adjacent ones of the tiles, the gap being sufficient to prevent macro-scale bending of the tile while exposed to the operating temperature of the boiler, 상기 타일과 벽 사이에 배치되어 부식을 방지하는 부식 배리어를 또한 포함하는 내화 타일 장치.And a corrosion barrier disposed between the tile and the wall to prevent corrosion. 보일러 벽의 유효 수명을 증가시키는 방법에 있어서,In the method of increasing the useful life of the boiler wall, (a) 타일을 서로에 대해 이격되어 이동 가능한 관계로 유지하도록 벽에 결합할 수 있는 부유형 체결 장치를 갖는 복수의 타일을 제공하는 단계와,(a) providing a plurality of tiles having a floating fastening device capable of engaging the wall to keep the tiles in a movable relationship spaced apart from each other; (b) 상기 타일들 중 인접한 타일들 사이에 틈새를 제공하도록 상기 타일의 크기 및 형상을 결정하는 단계를 포함하고,(b) determining the size and shape of the tile to provide a gap between adjacent ones of the tiles, 상기 틈새는 보일러의 작동 온도에 노출되는 동안 나타나는 상기 타일의 치수 변화를 충분히 수용할 수 있게 구성되고,The gap is configured to sufficiently accommodate the dimensional change of the tile that appears during exposure to the operating temperature of the boiler, (c) 상기 벽에 부식 배리어를 배치하는 단계와,(c) placing a corrosion barrier on the wall; (d) 상기 부유형 체결 장치를 상기 벽에 결합하는 단계를 또한 포함하고,(d) coupling the floating fastening device to the wall; 상기 타일은 상기 벽에 중첩되고, 상기 부식 배리어가 그 사이에 배치되는 보일러 벽의 유효 수명을 증가시키는 방법.The tile overlaps the wall and increases the useful life of the boiler wall with the corrosion barrier disposed therebetween.
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