KR200323392Y1 - 폐열회수보일러의 핀튜브 모듈 사이에 고정되는 센터배플 - Google Patents

Abstract

본 고안은 폐열회수보일러(HRSG; Heat Recovery Steam Generator)의 핀튜브 모듈 사이에 고정되어 열효율이 우수하도록 배가스의 진행방향을 안내하는 센터배플에 있어서, 센터배플의 설치가 용이하고 간편하여 작업성을 향상시킬 수 있으며, 배가스의 압력에 대해 내구성이 우수한 구조의 센터배플을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 고안에 따르면, 다발의 핀튜브(11)들이 모여 한 모듈(10)을 형성하고 다수 개의 모듈(10)이 배가스의 진행방향에 대해 수직방향으로 위치한 폐열회수보일러에서 모듈(10)의 사이에 고정되는 센터배플에 있어서, 핀튜브(11)의 길이방향을 따라 다수의 지점에 위치하는 지지대(15)와 핀튜브(11)의 하단을 연결하는 헤더(13) 각각의 상부에 적어도 한 열이상으로 복수의 단으로 적층된 강상자형 배플(110)들과, 복수의 단으로 적층된 강상자형 배플(110)의 높이와 대응하는 길이를 가지며 핀튜브(11)에 고정되는 말단부 배플(120)과, 열로 배치된 강상자형 배플(110)들과 말단부 배플(120)을 체결 고정하는 체결수단(141, 142)을 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 고안의 폐열회수보일러의 핀튜브 모듈 사이에 고정되는 센터배플은 지지대 및 하부헤더의 상면에 슬라이딩되어 적층되기 때문에 배플을 설치함에 편리하며, 강상자형 배플은 지지대 및 하부헤더에 지지된 상태로 말단부 배플은 핀튜브에 U볼트로 체결되어 핀튜브에 가해지는 하중이 작으며, 말단부 배플만이 핀튜브와 체결되기 때문에 조립 및 해체시에 작업효율성을 향상시킨다는 장점이 있다.

또한, 가해지는 하중에 대한 보다 안정적인 구조를 갖는 강상자형 배플을 사용함으로써, 종래의 기술에서와 같이 스티프너를 용접고정하지 않아도 충분한 강성을 갖는다는 장점이 있다.

Description

폐열회수보일러의 핀튜브 모듈 사이에 고정되는 센터배플{CENTER BAFFLE FIXED BETWEEN FIN TUBE MODULES OF HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR}

본 고안은 폐열회수보일러(HRSG; Heat Recovery Steam Generator)의 핀튜브 모듈 사이에 고정되어 열효율이 우수하도록 배가스의 진행방향을 안내하는 센터배플에 관한 것이며, 특히, 센터배플의 설치가 용이하고 간편하여 작업성을 향상시킬 수 있으며, 배가스의 압력에 대해 내구성이 우수한 구조의 센터배플을 제공하는 데 있다.

도면에서, 도 1은 종래 기술에 따른 폐열회수보일러의 핀튜브 모듈 사이에 위치한 센터배플을 나타낸 측면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 센터배플의 A-A'선의 단면도이며, 도 3은 센터배플을 형성하는 격벽의 종단면도이다.

폐열회수보일러는 가스터빈에서 배출되는 배가스의 열을 이용하여 고온고압의 스팀을 생성하는 설비로서, 배가스가 진행하는 방향에 대해 수직하게 다수의 핀튜브(11)들이 위치하고 이런 핀튜브(11)의 내부로 순수가 통과하면서 스팀을 생성한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 이런 핀튜브(11)들은 적어도 한 열이상으로 배열되며 열을 이룬 핀튜브(11)의 단부에는 헤더(13)가 각각 연결된다. 이런 헤더(13)에 연결된 핀튜브(11)들이 배가스의 진행방향으로 다수 개 모여 한 모듈(10)을 형성한다.

센터배플(20)은 이런 모듈(10)과 모듈(10) 사이로 진행하는 배가스가 다른 모듈로 진행하지 않고 진입된 모듈을 따라 직선방향으로 한 모듈만을 통과하도록 하여 열효율을 향상시키기 위한 장치이다.

이와 같은 모듈(10)을 형성하기 위해서 종래에는 모듈(10)의 측면에 직사각형 강판인 격벽(21)을 위치하고, 핀튜브(11)를 U볼트(30)가 감싼후에 U볼트(30)의 단부가 강판을 관통한 상태로 볼팅함으로써, 격벽(21)이 모듈(10)의 최외측에 위치한 핀튜브(11)에 고정되어 벽을 형성한다. 이런 격벽(21)은 그 두께가 2~3mm가 적합하다 두께가 두꺼워 자중이 커지면 격벽(21)을 지지하는 핀튜브(11)에 변형이 발생할 수 있다. 따라서, 2~3mm 두께를 갖는 강판으로 격벽(21)을 형성하여 배가스의 이동방향을 안내한다.

도 1에 보이듯이, 핀튜브(11)는 그 길이가 약 20~30m의 길이로서, 그 길이방향의 다수 지점에는 지지대(15)가 위치하여 핀튜브(11)를 지지한다. 이런 지지대(15)의 상면에 격벽(21)이 안착되어 위치하며, U볼트(30)에 의해 체결된다.

하지만, 두께 2~3mm의 격벽(21)은 그 두께에 비해 상대적으로 그 길이(약 12~15feet)의 길이를 갖고 있기 때문에 격벽(21)은 배가스의 압력에 의해 쉽게 변형된다. 이와 같이 격벽(21)이 변형되면 차후에 보수에 어려움이 발생한다. 그 이유는 열효율을 증가시키기 위해 모듈사이의 간격은 협소하다. 이런 협소한 공간에서 격벽이 변형되면 격벽을 인출하기에 어려움이 있다.

또한, 이런 직사각형 구조를 갖는 격벽은 핀튜브에 지지되기 때문에 설치되는 U볼트의 개수 또한 많아야 하며, 이에 따라 제작시간이 많이 소요된다.

종래에는 이런 격벽을 보강하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이, 격벽(21)의 내부에 스티프너(stiffner)(23)를 설치하여 격벽(21)을 보강하였으나, 이와 같이 스티프너(23)가 격벽(21)에 고정되면 격벽(21)의 자중은 증가하여 U볼트(30)의 체결 수는 증가하게 된다.

또한 스티프너(23)를 격벽(21)에 용접 고정함에 있어 두께가 얇은 격벽(21)이 열변형되는 단점이 발생하였다.

본 고안은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 핀튜브 모듈의 사이에 고정되는 센터배플에 있어서, 자체 강성을 갖는 구조를 갖고 있으며, 또한 설치가 간편한 구조의 센터배플을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 폐열회수보일러의 핀튜브 모듈 사이에 위치한 센터배플을 나타낸 측면도이고,

도 2는 도 1에 도시된 센터배플의 A-A'선의 단면도이고,

도 3은 센터배플을 형성하는 격벽의 종단면도이고,

도 4는 본 고안의 한 실시예에 따른 폐열회수보일러의 핀튜브 모듈 사이에 위치한 센터배플을 나타낸 측면도이고,

도 5는 도 4에 도시된 센터배플의 B-B'선의단면도이고,

도 6은 도 5에 도시된 강상자형 배플의 사시도이고,

도 7은 도 5에 도시된 말단부 배플을 나타낸 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 모듈 11 : 핀튜브

13 : 헤더 20, 100 : 센터배플

21 : 격벽 23 : 스티프너

110 : 강상자형 배플 120 : 말단부 배플

141 : 스터드볼트 142 : 너트

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 다발의 핀튜브들이 모여 한 모듈을 형성하고 다수 개의 모듈이 배가스의 진행방향에 대해 수직방향으로 위치한 폐열회수보일러에서 상기 모듈의 사이에 고정되는 센터배플에 있어서, 상기 핀튜브의 길이방향을 따라 다수의 지점에 위치하는 지지대와 상기 핀튜브의 하단을 연결하는 헤더 각각의 상부에 적어도 한 열이상으로 복수의 단으로 적층된 강상자형 배플들과, 복수의 단으로 적층된 상기 강상자형 배플의 높이와 대응하는 길이를 가지며 핀튜브에 고정되는 말단부 배플과, 열로 배치된 상기 강상자형 배플들과 상기 말단부 배플을 체결 고정하는 체결수단을 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로한다.

또한, 본 고안의 상기 강상자형 배플은 횡단면이 직사각형인 중공이 형성된 직육면체형 구조로서, 상하 마주하는 양측면에는 관통공이 형성되는 것이 바람직하다.

좀 더 바람직하게는 상기 말단부배플은 C채널로서, 폐쇄면에는 상기 강상자형 배플의 관통공과 대응하는 지점에 관통공이 형성되고, 마주하는 두 면에는 상기 핀튜브를 감싸는 U볼트가 체결된다.

또한, 본 고안의 상기 체결수단은 열로 위치하여 상기 강상자형 배플의 관통공과 상기 말단부배플의 폐쇄면에 형성된 관통공을 관통하여 위치한 스터드볼트와, 상기 스터드볼트의 양단부에 체결되는 너트를 포함한다.

아래에서, 본 고안에 따른 폐열회수보일러의 핀튜브 모듈 사이에 고정되는 센터배플의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도면에서, 도 4는 본 고안의 한 실시예에 따른 폐열회수보일러의 핀튜브 모듈 사이에 위치한 센터배플을 나타낸 측면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 센터배플의 B-B'선의 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 강상자형 배플의 사시도이고, 도 7은 도 5에 도시된 말단부 배플을 나타낸 사시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 센터배플(100)은 강상자형 배플(110)과, 핀튜브 모듈(10)의 선단부와 후단부에 위치하여 배열된 강상자형 배플(110)과 체결되는 말단부 배플(120) 및, 이런 강상자형 배플(110)과 말단부 배플(120)을 체결하는 체결수단(141, 142)을 포함한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 핀튜브(11)의 길이방향을 따라 3지점에 위치하여 핀튜브(11)를 지지하는 지지대(15)와 하부 헤더(13)의 상면에는 각각 8개의 강상자형 배플(110)이 2열 4단으로 적층되어 위치한다. 이런 강상자형 배플(110)은 도 6에 도시된 바와 같이, 상하단부가 연통되게 중공이 형성된 직육면체의 형상이며, 양측면 중간부에는 상호 대응하는 지점에 관통공(113)이 형성된다.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 2열로 적층된 강상자형 배플(110)의 관통공(113)은 측면에 위치한 강상자형 배플(110)의 관통공(113)과 연통되어 위치한다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 2열로 배치된 강상자형 배플(110)의 양단부 즉, 배가스의 진행방향에서 배가스를 맞이하는 선단부와 그 반대인 후단부에는 도 7에 도시된 바와 같이, C채널인 말단부 배플(120)이 위치한다. 양단부에 각각 위치하는 말단부 배플(120)에서 폐쇄면(121)이 2열로 배치된 강상자형 배플(110)의 측면에 접하여 위치한다. 그리고 이런 말단부 배플(120)의 길이는 강상자형 배플(110)의 길이에 4배로서, 4단으로 적층된 강상자형 배플(110)의 측면에 위치하여 체결수단(141, 142)에 의해 고정된다. 이와 같이 말단부 배플(120)이 고정되기 위해서는 도 5에 도시된 바와 같이, 말단부 배플(120)의 상호 마주하는 두 면에 U볼트(30)가 체결되는 관통공(123)이 형성되고 두 마주하는 면을 연결하는 폐쇄면(121)에는 강상자형 배플(110)의 관통공(113)을 관통한 스터드볼트(141)가 관통할 수 있는 관통공이 형성된다.

아래에서는 이와 같이 구성된 센터배플의 조립관계에 대해 설명한다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 3개의 지지대(15)와 핀튜브(11)의 하단에위치한 헤더(13)의 상부에 8개의 강상자형 배플(110)을 2열로 4단 적층한다. 이와 같이 동일한 크기와 모양으로 구성된 8개의 강상자형 배플(110)을 2열 4단으로 적층하면, 강상자형 배플(110)의 양측면에 형성된 관통공(113)은 측부에 위치한 다른 강상자형 배플(110)의 관통공(113)과 연통된다.

이런 상태에서 2개의 말단부 배플(120)을 적층된 강상자형 배플(110)의 양단부에 위치한다. 이때, 말단부 배플(120)의 폐쇄면(121)이 강상자형 배플(110)의 측면과 접하도록 하여 말단부 배플(120)의 폐쇄면(121)에 형성된 관통공과 강상자형 배플(110)의 관통공(113)이 연통되도록 한다.

이런 상태에서 스터드볼트(141)를 배가스 진입방향의 선단에 위치한 말단부 배플(120)과 2열로 배치된 강상자형 배플(110) 및 후단에 위치한 말단부 배플(120)의 관통공에 삽입하여 관통시킨다. 그리고, 스터드볼트(141)의 양단부에 너트(142)를 체결하여 고정한다.

그리고, 2개의 말단부 배플(120)의 마주하는 두 면에 형성된 관통공(123)에는 핀튜브(11)를 감싸는 U볼트(30)를 체결하여 고정한다.

이와 같은 구성에 있어서, 4단으로 적층된 강상자형 배플(110)은 지지대(15) 및 하부 헤더(13)에 안정적으로 위치하며, 말단부 배플(120)은 핀튜브(11)에 고정된다. 그리고, 이런 말단부 배플(120)과 강상자형 배플(110)을 스터드볼트(141)와 너트(142)의 체결로 고정함으로써, 센터배플(100)이 조립된다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안의 폐열회수보일러의 핀튜브 모듈 사이에 고정되는 센터배플은 지지대 및 하부헤더의 상면에 슬라이딩되어 적층되기 때문에 배플을 설치함에 편리하며, 강상자형 배플은 지지대 및 하부헤더에 지지된 상태로 말단부 배플은 핀튜브에 U볼트로 체결되어 핀튜브에 가해지는 하중이 작으며, 말단부 배플만이 핀튜브와 체결되기 때문에 조립 및 해체시에 작업효율성을 향상시킨다는 장점이 있다.

또한, 가해지는 하중에 대한 보다 안정적인 구조를 갖는 강상자형 배플을 사용함으로써, 종래의 기술에서와 같이 스티프너를 용접고정하지 않아도 충분한 강성을 갖는다는 장점이 있다.

이상에서 본 고안의 폐열회수보일러의 핀튜브 모듈 사이에 고정되는 센터배플에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 고안의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 고안을 한정하는 것은 아니다.

Claims (4)

1. 다발의 핀튜브들이 모여 한 모듈을 형성하고 다수 개의 모듈이 배가스의 진행방향에 대해 수직방향으로 위치한 폐열회수보일러에서 상기 모듈의 사이에 고정되는 센터배플에 있어서,

   상기 핀튜브의 길이방향을 따라 다수의 지점에 위치하는 지지대와 상기 핀튜브의 하단을 연결하는 헤더 각각의 상부에 적어도 한 열이상으로 복수의 단으로 적층된 강상자형 배플들과,

   복수의 단으로 적층된 상기 강상자형 배플의 높이와 대응하는 길이를 가지며 핀튜브에 고정되는 말단부 배플과,

   열로 배치된 상기 강상자형 배플들과 상기 말단부 배플을 체결 고정하는 체결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열회수보일러의 핀튜브 모듈 사이에 고정되는 센터배플.
2. 제1항에 있어서,

   상기 강상자형 배플은 횡단면이 직사각형인 중공이 형성된 직육면체형 구조로서, 상하 마주하는 양측면에는 관통공이 형성된 것을 특징으로 하는 폐열회수보일러의 핀튜브 모듈 사이에 고정되는 센터배플.
3. 제2항에 있어서,

   상기 말단부배플은 C채널로서, 폐쇄면에는 상기 강상자형 배플의 관통공과 대응하는 지점에 관통공이 형성되고, 마주하는 두 면에는 상기 핀튜브를 감싸는 U볼트가 체결되는 것을 특징으로 하는 폐열회수보일러의 핀튜브 모듈 사이에 고정되는 센터배플.
4. 제3항에 있어서,

   상기 체결수단은 열로 위치하여 상기 강상자형 배플의 관통공과 상기 말단부배플의 폐쇄면에 형성된 관통공을 관통하여 위치한 스터드볼트와, 상기 스터드볼트의 양단부에 체결되는 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열회수보일러의 핀튜브 모듈 사이에 고정되는 센터배플.