KR20080081140A - A thermocouple for a flowing bed boiler - Google Patents
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본 발명은 석탄(무연탄)을 이용하는 화력발전소 유동층 보일러의 연소로 온도검출용 내열성 열전대에 관한 것으로서, 특히 보호관을 내부식성, 내열성 및 내황가스성을 동시에 구현할 수 있는 3중 구조로 구현함으로써, 제품 수명을 연장하여 교체 주기를 장기화하여 보일러의 안정적인 온도제어가 가능하도록 하여 궁극적으로 안정적인 발전 운용을 달성할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 유동층 보일러 내열성 열전대에 관한 것이다.The present invention relates to a heat-resistant thermocouple for detecting the temperature of a combustion furnace of a fluidized bed boiler of a coal-fired power plant using coal (anthracite coal). The present invention relates to a fluidized bed boiler heat-resistant thermocouple that is suitable to be able to prolong the replacement cycle by prolonging the replacement cycle to enable stable temperature control of the boiler and ultimately to achieve a stable power generation operation.
일반적으로 석탄(무연탄) 화력을 이용하는 화력발전소 유동층 보일러는 산화질소화합물 생성 억제 및 클링커(Clinker) 생성 억제와 탈황효과를 극대화하기 위하여 연소로의 온도제어를 실시하고 있고, 이러한 유동층 보일러의 연소로 내부의 온도를 검출하기 위하여 내열성 열전대가 사용되고 있다.In general, fluidized bed fluidized bed boilers using coal (anthracite coal) thermal power control the combustion furnace temperature in order to suppress the generation of nitrogen oxide compounds, to suppress the clinker production and to maximize the desulfurization effect. Heat-resistant thermocouples are used to detect the temperature of.
도 1에는 종래기술에 의한 유동층 보일러 내열성 열전대의 구성도가 도시되어 있다.1 is a block diagram of a fluidized bed boiler heat resistant thermocouple according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 의한 유동층 보일러 내열성 열전대(1)는, 화력발전소 보일러의 연소로(B)의 온도를 감지하여 전류로서 출력하는 열전대 소선(sheath)(11)과, 연소로(B) 내부에 위치하는 열전대 소선(11)을 보호하도록 상기 열전대 소선(11)을 내설하는 보호관(12)과, 상기 열전대 소선(11)이 상기 보호관(12) 내부에서 내설되도록 고정지지하며 케이블단자(13a)가 구비되어 있는 단자블록(13)과, 상기 단자블록(130)을 내설하고 상기 케이블단자(13a)에 접속되는 케이블(C1)이 통과하는 케이블통공(14a)이 형성되며 상기 보호관(12)과 결합하여 상기 보호관(12)을 고정하는 열전대 헤드(14)와, 상기 보호관(12)의 외주면에 구비되어서 연소로(B)에 내열성 열전대(1)를 장착하기 위한 플랜지(15)를 포함하여 구성되고, 사용상태에 따라서는 상기 열전대 헤드(14)와 보호관(12)을 연결하기 위한 연결관(16)이 더 포함되어서 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, the fluidized bed boiler heat
그러나, 상기와 같은 종래 기술에 의한 유동층 보일러 내열성 열전대(1)는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the fluidized bed boiler heat
종래의 보호관(12)은 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 단일 구조로서 1100~1500도 고온에서 견디기 위해서 니켈을 주성분으로 하는 금속합금으로 구성하였는데, 이렇게 니켈을 주성분으로 하는 금속합금의 경우에는 연소로(B)에서 배출되는 황가스에 의해서 부식되는 문제점이 있었다. 특히 유동층 보일러의 경우에는 황가스와 같은 유체의 흐름에 의해서 더욱 쉽게 부식된다.As shown in FIG. 1, the conventional
이와 같이 보호관(12)이 황가스에 부식되어서 수 개월 내에 수명을 다하기 때문에 내열성 열전대(1)를 자주 교체하여야만 했었다.Thus, since the
그런데, 화력발전소 유동층 보일러의 특성상 종래의 내열성 열전대(1)는 장기 정지시에만 교체가 가능하고, 연소로 내의 압력이 정압인 관계로 운전 중에는 내열성 열전대(1)의 교체가 불가능하며, 주말 정지시에도 베드 미디어(Bed Media) 유출로 인하여 교체가 불가능하였다.However, due to the characteristics of the fluidized bed boiler of the thermal power plant, the conventional heat
그리고, 안정적인 전력공급을 위해서는 안정적인 발전 운용이 필요하고 이를 위해서는 보일러 내부의 안정적인 온도유지가 중요한데, 상기와 같이 종래 기술에 의한 경우에는 안정적이고도 지속적인 온도의 측정 및 제어가 어려워서 안정적인 발전 운용을 달성할 수 없다는 치명적인 문제점이 있었다.In addition, stable power supply is required for stable power supply, and for this, it is important to maintain a stable temperature inside the boiler. As described above, it is difficult to measure and control the stable and continuous temperature, thus achieving stable power generation operation. There was no fatal problem.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로, 본 발명에 의한 유동층 보일러 내열성 열전대의 목적은, 내부식성과 내열성 및 내황가스성을 동시에 구현할 수 있도록 보호관을 3중 구조로 구현함으로써, 내부식성, 내열성 및 내황가스성을 동시에 구현하여 수명(사용기간)을 연장할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 유동층 보일러 내열성 열전대를 제공하는 데 있다.The present invention was created to solve the problems of the prior art as described above, the object of the fluidized bed boiler heat resistance thermocouple according to the present invention, to implement the protection tube in a triple structure to implement corrosion resistance and heat resistance and sulfur gas resistance at the same time Accordingly, the present invention provides a fluidized bed boiler heat resistant thermocouple adapted to achieve corrosion resistance, heat resistance, and sulfur gas resistance at the same time to extend the service life.
본 발명에 의한 유동층 보일러 내열성 열전대의 다른 목적은, 내부식성, 내열성 및 내황가스성을 동시에 구현하여 수명을 연장함으로써, 열전대의 교체 주기를 장기화하여 유동층 보일러의 안정적인 온도검출이 가능하도록 하여 궁극적으로 안정적인 발전 운용을 달성할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 유동층 보일러 내열성 열전대를 제공하는 데 있다.Another object of the fluidized bed boiler heat resistant thermocouple according to the present invention is to achieve stable corrosion detection, heat resistance and sulfur gas resistance at the same time to extend the life, to prolong the replacement cycle of the thermocouple to enable stable temperature detection of the fluidized bed boiler ultimately stable It is to provide a fluidized bed boiler heat resistant thermocouple suitable for achieving power generation operation.
본 발명에 의한 유동층 보일러 내열성 열전대의 또 다른 목적은, 내열성 보 호관과 중간 보호관 사이에 에어갭을 형성하고 에어갭과 연통하도록 가스배출공을 형성함으로써, 3중 구조의 보호관 내부에서 발생하는 가스를 원활하게 배출할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 유동층 보일러 내열성 열전대를 제공하는 데 있다.Another object of the fluidized bed boiler heat resistant thermocouple according to the present invention is to form an air gap between the heat resistant protective tube and the intermediate protective tube and to form a gas discharge hole to communicate with the air gap, thereby preventing the gas generated inside the protective tube of the triple structure. It is to provide a fluidized bed boiler heat resistant thermocouple suitable for smooth discharge.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 유동층 보일러 내열성 열전대는, 화력발전소 보일러의 연소로의 온도를 감지하여 전류로서 출력하는 열전대 소선(sheath)과, 연소로 내부에 위치하는 열전대 소선을 보호하도록 상기 열전대 소선을 내설하는 보호관과, 상기 열전대 소선이 상기 보호관 내부에서 내설되도록 고정지지하며 케이블단자가 구비되어 있는 단자블록과, 상기 단자블록을 내설하고 상기 케이블단자에 접속되는 케이블이 통과하는 케이블통공이 형성되며 상기 보호관과 결합하여 상기 보호관을 고정하는 열전대 헤드와, 상기 보호관의 외주면에 구비되어서 연소로에 내열성 열전대를 장착하기 위한 플랜지를 포함하여 구성되는 화력발전소 보일러의 연소로 온도검출용 내열성 열전대에 있어서, 상기 보호관은, 상기 열전대 소선을 내설하여 연소로 내에서 상기 열전대 소선이 용융되는 것을 방지하기 위한 내열성 보호관과, 상기 내열성 보호관으로부터 이격되어 내열성 보호관을 외포하여 상기 내열성 보호관이 연소로 내부의 황가스에 의해서 부식되는 것을 방지하기 위한 보호 외관과, 상기 보호 외관의 내면에 접합되어서, 상기 보호 외관이 균열하는 경우에 연소로 내부의 황가스에 의해서 상기 내열성 보호관이 부식되는 것을 방지하기 위한 중간 보호관으로 구성되는 것을 특징으로 한다.Fluidized bed boiler heat resistant thermocouple of the present invention for achieving the above object, the thermocouple wire to sense the temperature of the combustion furnace of the thermal power plant boiler and outputs as a current, and to protect the thermocouple element located inside the combustion furnace A protective tube for insulated thermocouple wires, a terminal block fixedly supported such that the thermocouple wires are insulated in the protective pipe, and provided with a cable terminal, and a cable through which the cable connected to the cable terminal is installed in the terminal block. A thermocouple head which is formed and is coupled to the protective tube to fix the protective tube, and is provided on an outer circumferential surface of the protective tube and comprises a flange for mounting a heat resistant thermocouple to a combustion furnace. In the protective tube, the thermocouple element wire To prevent the thermocouple element wire from melting in the combustion furnace, and to protect the heat resistant protective tube from being corroded by sulfur gas in the combustion furnace by enclosing the heat resistant protective tube away from the heat resistant protective tube. And an intermediate protective tube which is bonded to an outer surface and an inner surface of the protective outer shell and prevents the heat resistant protective tube from being corroded by sulfur gas inside the combustion furnace when the protective outer shell is cracked.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 유동층 보일러 내열성 열전대는 다음과 같은 효과가 있다.Fluidized bed boiler heat resistant thermocouple of the present invention having the configuration as described above has the following effects.
첫째, 3중 구조의 보호관에 의해서, 내부식성, 내열성 및 내황가스성을 동시에 구현할 수 있고, 그 결과 수명(사용기간)을 연장할 수 있는 효과가 있다.First, by the protection tube of the triple structure, it is possible to implement corrosion resistance, heat resistance and sulfur gas resistance at the same time, as a result has the effect of extending the life (use life).
둘째, 내부식성, 내열성 및 내황가스성을 동시에 구현하여 수명을 연장함으로써, 열전대의 교체 주기를 장기화하여 유동층 보일러의 안정적인 온도 검출이 가능하고, 그 결과 안정적인 발전 운용을 달성할 수 있는 효과가 있다.Second, by extending the service life by realizing corrosion resistance, heat resistance and sulfur gas resistance at the same time, it is possible to detect the stable temperature of the fluidized bed boiler by prolonging the replacement cycle of the thermocouple, resulting in a stable power generation operation.
즉, 유동층 보일러 연소로 내부의 황가스에 영향이 없는 온도 검출과 황가스 등의 산화가스로부터 부식되지 않아서 유동층 보일러의 안정적인 온도 검출을 구현할 수 있어서 안정적인 발전 운용을 달성할 수 있는 효과가 있다.That is, the temperature detection without affecting the sulfur gas inside the fluidized bed boiler combustion furnace and the corrosion of the oxidized gas such as sulfur gas can be implemented to achieve a stable temperature detection of the fluidized bed boiler has the effect of achieving a stable power generation operation.
셋째, 내열성 보호관과 중간 보호관 사이에 에어갭을 형성하고 에어갭과 연통하도록 가스배출공을 형성함으로써, 3중 구조의 보호관 내부에서 발생하는 가스를 원활하게 배출할 수 있는 효과가 있다.Third, by forming an air gap between the heat resistant protective tube and the intermediate protective tube and forming a gas discharge hole so as to communicate with the air gap, there is an effect that can smoothly discharge the gas generated inside the protective tube of the triple structure.
다음은 본 발명인 유동층 보일러 내열성 열전대의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 기초로 상세하게 설명한다.The following will be described in detail with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention fluidized bed boiler heat resistant thermocouple.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 의한 유동층 보일러 내열성 열전대의 구성 도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 외관 사시도가 도시되어 있다.FIG. 2 is a block diagram of a fluidized bed boiler heat resistant thermocouple according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an external perspective view of FIG. 2.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 유동층 보일러 내열성 열전대(100)는, 화력발전소 보일러의 연소로(B)의 온도를 검출하기 위한 것으로서, 화력발전소 보일러의 연소로(B)의 온도를 감지하여 전류로서 출력하는 열전대 소선(sheath)(110)과, 연소로(B) 내부에 위치하는 열전대 소선(110)을 보호하도록 상기 열전대 소선(110)을 내설하는 보호관(120)과, 상기 열전대 소선(110)이 상기 보호관(120) 내부에서 내설되도록 고정지지하며 케이블단자(131)가 구비되어 있는 단자블록(130)과, 상기 단자블록(130)을 내설하고 상기 케이블단자(131)에 접속되는 케이블(C1)이 통과하는 케이블통공(140a)이 형성되며 상기 보호관(120)과 결합하여 상기 보호관(120)을 고정하는 열전대 헤드(140)와, 상기 보호관(120)의 외주면에 구비되어서 연소로(B)에 내열성 열전대(100)를 장착하기 위한 플랜지(150)를 포함하여 구성되는 화력발전소 보일러의 연소로 온도검출용 내열성 열전대에 있어서, 상기 보호관(120)은 내열성 보호관(122)과 보호 외관(126)과 중간 보호관(124)의 3중 구조로 구성되는 것을 특징으로 한다.2 and 3, the fluidized bed boiler heat
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 유동층 보일러 내열성 열전대(100)는, 사용상태에 따라서는 상기 열전대 헤드(110)와 보호관(120)을 연결하기 위한 연결관(160)이 더 포함되어서 구성될 수 있다.In addition, the fluidized bed boiler
상기 내열성 보호관(122)은 열전대 소선(110)을 내설하여, 연소로(B) 내에서 1100~1500도의 고온에서 상기 열전대 소선(110)이 용융되는 것을 방지하기 위한 구성이다.The heat resistant
상기 내열성 보호관(122)은 본원발명의 출원 전에 공지된 다양한 금속합금을 채용하여 1100~1500도의 고온에서 열전대 소선(110)이 녹는 것을 방지할 수 있는데, 예컨대 '하스트로이-X(Hastelloy-X)'에 의해서 구현될 수 있을 것이다.The heat-resistant
상기 중간 보호관(124)은 상기 내열성 보호관(122)으로부터 이격되고 상기 보호 외관(126)의 내면에 접합되어서, 상기 보호 외관(126)이 연소로(B) 내부에서 연소되는 고형체(예컨대 석탄)와의 충격에 의해서 균열하는 경우에 연소로(B) 내부의 황가스가 내열성 보호관(122)으로 침투하는 것을 방지하여 황가스에 의해서 상기 내열성 보호관(122)이 부식되는 것을 방지하기 위한 구성이다.The intermediate
상기 보호 외관(126)은 상기 중간 보호관(124)의 외면에 접합되어서 상기 내열성 보호관(122)을 외포하고, 상기 내열성 보호관(122)이 연소로(B) 내부의 황가스에 의해서 부식되는 것을 방지하기 위한 구성이다.The
상기 중간 보호관(124)과 보호 외관(126)은 본원발명의 출원 전에 공지된 다양한 금속합금을 채용하여 황가스에 의해서 내열성 보호관(122)이 부식되는 것을 방지할 수 있고, 바람직하게는 니켈이 함유되지 않거나(즉, 니켈이 배제되거나) 니켈이 극히 소량(예컨대 0.1% 이하)으로 함유된 금속합금에 의해서 구성될 수 있는데, 예컨대 '스테인레스계열 446'에 의해서 구현될 수 있을 것이다.The intermediate
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 유동층 보일러 내열성 열전대(100)에 있어서, 수축과 팽창으로 인하여 보호관(120) 내부에서 발생하는 가스를 모을 수 있도록, 내열성 보호관(122)과 중간 보호관(124) 사이에는 에어갭(air gap)(123a)이 형성되고, 상기 에어갭(123a)에 모인 가스를 외부로 배출할 수 있도록 상기 에 어갭(123a)에 연통되어서 가스배출공(123b)이 상기 중간 보호관(124)과 보호 외관(126)에 관통 형성되는 것을 특징으로 한다.In the fluidized bed boiler heat
즉, 본 발명에 의한 보호관(120)은 3중관 구조로 되어 있고, 이 3중관 구조의 보호관(120)은 고온의 연소로(B) 내부에 설치되므로, 측온 과정에서 물성이 다른 내열성 보호관(122)과 중간 보호관(124) 및 보호 외관(126)은 수축과 팽창을 반복하면서 가스(핫가스)를 발생시키는데, 이 가스를 배출시키지 않으면 보호관(120)의 변형 폭발 등의 문제가 발생하므로 이를 배출시키기 위한 구성이 필요하고, 이 역할을 담당하는 것이 에어갭(123a)과 가스배출공(123b)이다.That is, the
그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 내열성 보호관(110)과 중간 보호관(124)은 열전대 헤드(140) 방향의 일측 단부에서 용접(welding)(w1)에 의해서 접합되고, 따라서 에어갭(123a)의 열전대 헤드(140) 방향의 일측 단부가 상기 용접(w1)에 의해서 마감되어서 에어갭(123a) 내의 가스는 가스배출공(123b)을 통해서만 외부로 배출된다.And, as shown in Figure 2, the heat resistant
그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 보호 외관(126)은 연소로(B)에만 구비되도록 상기 플랜지(150)의 내측면(150a)에서 종단되고, 상기 플랜지(150)는 상기 중간 보호관(124)에 외삽되어서 설치되며, 상기 가스배출공(123b)은 상기 플랜지(150)의 외측에서 상기 중간 보호관(124)에 관통 형성되는 것을 특징으로 한다.And, as shown in Figure 2, the
다음은 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 유동층 보일러 내열성 열전대의 작용에 대하여 기술한다.The following describes the operation of the fluidized bed boiler heat resistant thermocouple of the present invention having the configuration as described above.
연소로 내부가 1100~1500도의 고온을 유지하는 경우에도 상기 내열성 보호 관(122)의 구성에 의해서 열전대 소선(110)을 보호할 수 있고, 연소로(B) 내부에서 유동하는 황가스 유체의 흐름이 발생하는 경우에도 상기 보호 외관(126) 및 중간 보호관(124)의 구성에 의해서 내열성 보호관(122)이 부식되는 것을 방지할 수 있고, 또한 연소로(B) 내부에서 석탄 등의 고형체에 의한 충격이 보호 외관(126)에 작용하여 보호 외관(126)에 균열이 발생하더라도 상기 중간 보호관(124)의 구성에 의해서 황가스가 내열성 보호관(122)으로 침투하는 것을 차단하게 된다.Even when the inside of the combustion furnace maintains a high temperature of 1100 to 1500 degrees, the
상기의 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.The above embodiments of the present invention are merely one embodiment of the technical idea of the present invention, and of course, other modifications can be made within the technical idea of the present invention by those skilled in the art.
도 1은, 종래기술에 의한 유동층 보일러 내열성 열전대의 요부 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a principal block diagram of the fluidized bed boiler heat resistant thermocouple by a prior art.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 의한 유동층 보일러 내열성 열전대의 요부 구성도이다.2 is a main configuration diagram of a fluidized bed boiler heat resistant thermocouple according to an embodiment of the present invention.
도 3은, 도 2의 외관 사시도이다.3 is an external perspective view of FIG. 2.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 ; 본 발명에 의한 열전대100; Thermocouple according to the present invention
110 ; 열전대 소선 120 ; 보호관110; Thermocouple
122 ; 내열성 보호관 123a ; 에어갭122; Heat resistant
123b ; 가스배출공 124 ; 중간 보호관123b;
126 ; 보호 외관 130 ; 단자블록126;
131 ; 케이블단자 140 ; 열전대 헤드131;
140a; 케이블통공 150 ; 플랜지140a; Cable through 150; flange
C1 ; 케이블 160 ; 연결관C1;
B ; 화력발전소 유동층 보일러의 연소로B; Combustion Furnace of Fluidized Bed Boiler in Thermal Power Plant
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- 2008-08-19 KR KR1020080080926A patent/KR100883146B1/en active IP Right Grant
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