KR20130121807A - 증기 발생기용 노 튜브 배열체 - Google Patents

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Abstract

증기 발생기용 노 튜브 배열체가 설명된다. 길이 방향으로 배치된 복수의 노 튜브는 일반적으로 평면형 벽 구조를 형성하고 상기 평면형 벽 구조 내로 버너 목부가 익숙한 방식으로 적어도 두 개의 길이 방향으로 이격된 수준으로 놓여진다. 각각의 수준에서 버너 목부는 제 1 수준에 있는 각각의 목부가 수직 정중선이 제 2 수준에 있는 대응 목부의 수직 정중선으로부터 측방향으로 오프셋된다.

Description

증기 발생기용 노 튜브 배열체 {FURNACE TUBE ARRANGEMENT FOR STEAM GENERATOR}
본 발명은 증기 발생기용 노 튜브 배열체(furnace tube arrangement)에 관한 것이다. 본 발명은 특히 관류(once-through) 또는 연속 유동 작동을 위한 증기 발생기에 관한 것으로, 이 증기 발생기 내에서 노 벽은 튜브 웨브를 통하여 기밀 방식(gas-tight manner)으로 서로 연결되는 노 벽 방향으로 평행하게 길이 방향으로 배열되는(그리고 통상적으로 수직으로 배치되는) 노 튜브를 포함하며, 노 튜브를 따라 증발성 유동 매체(예를 들면, 물/증기)가 노 벽 방향으로(그리고 예를 들면 바닥으로부터 상부로) 유동할 수 있다.
본 발명은 특히 고체 및 특히 분쇄된 고체, 액체, 유제(emulsion), 및 가스를 포함하는 탄소질의 화석 연료를 위한 복수 어레이의 버너에 의해 점화되는 화력 발전소 내의 증기 발생기에 관한 것이다.
관류 증기 발생기에서 연소 챔버 벽을 형성하는 노 튜브의 가열은 단일 패스(single pass)시 튜브 내의 유동 매체의 완전한 증발을 초래한다. 관류 증기 발생기는 수직 또는 나선식으로 배치된 노 튜브를 가질 수 있지만, 일반적으로 더 간단한 구성으로서 그리고 나선형 튜브를 구비하는 증기 발생기보다 적은 물-측/증기-측 압력 손실을 나타내는 것으로서 수직 튜브 증기 발생기가 종종 선호된다. 그러나, 수직 튜브 발생기는 노 벽 내의 버너 목부의 근처에서 튜브에 의해 경험되는 변화된 열적 프로파일과 관련된 문제점을 초래할 수 있다.
수직 튜브 증기 발생기에서의 튜브 배열체는 복수의 일반적인 직선형 수직 튜브를 포함한다. 전형적인 경우, 복수의 평행한 튜브는 튜브 웨브를 통해 기밀 방식으로 서로 연결되어 노 벽을 형성하고 복수의 이 같은 벽은 다각형 및 예를 들면 직사각형 횡단면의 연소 챔버를 형성한다. 유동 매체는 일 단부로부터 타 단부로, 예를 들면 바닥으로부터 상부로 수직하게 유동한다. 버너는 전형적으로 두 개 이상의 길이 방향으로 이격된 수준으로 벽 둘레로 복수의 횡방향 어레이로 노 벽 내로 놓여진 버너 목부를 통하여 연소 챔버를 점화한다.
대부분의 튜브는 내부 노 벽 상에 놓여서, 수직으로 연장하여, 수직 로드를 지지한다. 그러나, 버너 목부 근처의 튜브는 관통하여 버너가 연소 챔버를 점화하는 버너 목부 개구를 수용하도록 수직으로부터 이탈한다.
따라서, 버너 목부를 형성하는 노 튜브는 다른 직선형 튜브보다 더 길고 이는 노 튜브 내의 유동 상태에 영향을 미친다. 노 튜브가 수직으로부터 이탈하기 때문에, 노 튜브는 수직 로드를 효과적으로 지지하지 못한다. 더욱이, 몇몇 버너 목부 튜브는 더 길지 않을 뿐만 아니라 화염 방사선에 대해 더 광범위하게 노출된다. 그러나, 이러한 노출의 정도는 목부의 상이한 구역 및 이의 근처에서 변화된다.
전형적인 버너 목부 구성이 도 1에 도시된다. 사시도가 도 1a에 도시되며 수평 정중선(mid-line) 축선(x)을 통한 단면도가 도 1b에 도시된다.
익숙하게 되는 바와 같이, 연소 챔버의 벽을 형성하는 노 벽(4)은 복수의 평행한 일반적인 수직 노 튜브를 지지한다. 노 튜브는 바닥으로부터 상부로 유동하는 증발성 유동 매체(예를 들면, 물/증기)를 지지한다. 유동 매체의 완전한 증발이 단일 패스(single pass)로 튜브 내에서 발생되는 것을 초래하는 설계 원리를 기반으로 하는 관류 시스템이 도시된다.
익숙하게 되는 바와 같이, 연소 챔버를 점화하는 버너를 수용하기 위한 버너 목부가 벽 내로 놓인다. 도 1은 단일의 이 같은 버너 목부(22)의 근처에서의 버너 배열체를 도시한다. 버너 목부(22) 근처의 수직 튜브는 목부 통공을 수용하도록 목부 둘레로 또는 목부 내로 통과한다. 버너 정중선은 축선(z)에 의해 표시된다.
이는 단지 버너 목부(22)의 수직 정중선(축선(y))의 어느 한 측에 예를 들면 16개의 튜브가 수직으로부터 적어도 어느 정도까지 이탈하는 하나의 예시적인 배열체이다. 상기 예에서 버너 세트 튜브는 버너 목부의 정중선으로부터 최외측으로 튜브(16L/16R) 및 최내측으로 튜브(1L/1R)를 구비한 16L 내지 16R로 넘버링된다. 수직으로부터 이탈하지 않는 튜브는 ST로 라벨링된다.
목부는 연소 측 상에서 그 안의 출구로부터 떨어진 노 벽 구조의 평면으로부터 연장하는 세장형 주변을 포함하는 목부 벽에 의해 형성된다. 버너 목부의 근처에 매우 근접한 수직 튜브는 목부 벽 둘레의 목부 내로 통과한다. 도시된 예에서, 목부 주변 벽은 연소 측 상의 출구에 대해 말단에 있는(distal) 원통형 부분(25) 및 연소 측 상의 출구에 대해 기단에 있는(proximal) 플레어형 부분(26)을 포함하며, 플레어형 부분은 예를 들면 20도인 플레어 각도(α)를 가진다. 비록 전형적인 설계이지만, 목부(22)는 연소 측 상의 출구에 대해 말단에 있는 목부의 부분을 보호하도록 라이너(23)에 의해 부분적으로 라이닝된다. 라이너(23)의 주 목적은 목부의 부분이 부식되는 것을 방지하는 것이고, 부차적으로 라이너는 상기 영역이 열 방사선에 대한 전체 노출을 차폐한다. 슬래깅(slagging)에 의한 부착물의 회피와 보호 사이의 절충으로서, 이러한 라이너는 목부의 총 깊이로 연장하지 않는다. 상기 예에서, 평행한 구역은 라이닝되고 플레어형 섹션은 라이닝되지 않으며 이는 플레어형 섹션이 사용 동안 이 같은 부식의 위험에 노출되지 않기 때문이다. 부분적 라이닝의 이 같은 배열은 공통적이다.
다른 가능한 버너 목부 구성에서, 예를 들면, 튜브에 근접한 고속 미분탄 스트림 없이 작동하는 버너의 목부에 대해, 라이너가 필요하지 않을 수 있다. 그러나, 목부 튜브 구역의 부분은 여전히 버너 구성요소에 의한 방사선으로부터 어느 정도로 차폐될 것이다.
본 발명은 또한 차폐된 부분 내에 목부 차폐의 존재에 의하든지 또는 부존재에 의하든지 몇몇 튜브가 목부 내에서 열 방사선에 대해 본질적으로 완전히 노출되는 방식으로 목부의 주변 벽 내 및 목부의 주변 벽 둘레로 통과하고 몇몇 튜브가 목부 내에서 열 방사선에 대해 감소된 노출하에 있는 방식으로 목부의 주변 벽 내 및 목부의 주변 벽 둘레로 통과하는 두 개의 튜브 상태로 본질적으로 이끄는 모든 버너 설계에 적용가능하다.
이러한 상이한 노출의 영향은 도시된 일반적인 타입의 목부 설계를 가지는 수직 증기 발생기를 구성하는 튜브가 버너 목부의 중간 지점을 향하도록 구조적 및 열적 환경에 의한 4개의 기본적인 타입:
a) 수직 로드를 지지하고 표준 열적 상태를 경험하는 버너 목부로부터 떨어진 노 벽 상의 수직 튜브;
b) 수직으로부터 이탈하지만 노 벽 상에 전체적으로 남아 있는 버너 목부 근처의 튜브;
c) 예를 들면 차폐되지 않은 구역에 있는 목부 내에서 열 방사선에 대해 완전히 노출된 부분의 목부의 주변 벽 내로 그리고 목부의 주변 벽 둘레로 통과하는 튜브;
d) 예를 들면 차폐된 구역에 있는 목부 내에서 열 방사선에 대해 감소된 노출하에 있는 부분의 목부의 주변 벽 내로 그리고 목부의 주변 벽 둘레로 통과하는 튜브로 그룹화될 수 있다.
수직 노 직선형 튜브는 a) 로드를 지지하고 표준 열적 상태를 경험한다. 버너 세트를 구성하는 튜브 b) 내지 d) 중에서, 화염에 대한 열적 노출 및 압력 강하의 조합된 영향에 대부분 노출되는 것은 그룹 c) 내의 튜브들이다. 튜브들이 더 많은 열을 픽업하고 더 높은 압력 강하를 가지는 결과로서 모든 다른 노 튜브보다 더 고온으로 될 때 이러한 튜브들은 "버너 고온 튜브(burner hot tube)"로 지칭될 수 있다. 튜브들이 여전히 노 직선형 튜브 보다 더 길더라도 튜브들 d)는 버너 목부 내에 있지만 일반적으로 화염 방사선으로부터 차폐된다. 튜브 b)는 직선으로부터 이탈하지만 더 적은 정도로 여전히 일반적인 표준 열적 상태를 경험한다.
도 1의 예에서, 비록 버너 세트 튜브 제 7L 내지 7R이 여전히 노 직선형 튜브보다 더 길지만, 버너 세트 튜브 제 7L 내지 7R이 라이너(23)에 의해 화염 방사선으로부터 숨겨지는 반면, 버너 세트 튜브(13L 내지 8L 및 8R 내지 13R)가 버너 고온 튜브인 것이 나타난다. 튜브(16L 내지 14L 및 14R 내지 16R)는 내부 노 벽 상에 안전히 설정되며 단지 약간 이탈한다. 튜브(ST)는 이탈하지 않는다.
정상적으로 주어진 노 벽 내의 버너 목부들 모두 동일한 구성을 가질 것이며 수직방향 및 수평방향 모두 일렬로 배열된다. 이는 일반적으로 튜브 b) 내지 d)가 수직 로드의 전달시 비효율적이 되기 때문에 기계적 관점으로부터 중요한 설계 피쳐가 되는 것으로 고려된다. 튜브 a)는 본질적으로 전체 로드를 지지하고 이들의 비율이 최대화되어야 한다. 이는 버너 목부의 연속적인 세트의 수직 정렬을 선호한다.
결과적으로, 버너 고온 튜브는 수직으로 반복될 것이고 따라서 사용 동안 열 흡수 및 압력 강화 모두에서의 증가의 반복에 의해 다른 튜브보다 높은 고온이 될 수 있다. 버너 고온 튜브의 유동 반응은 또한 더 큰 비부피 및 더 긴 유동 경로에 의해 발생되는 매우 보다 큰 마찰 손실에 의해 악화될 수 있다.
일본 특허 공보 10-026305호에서 예증하는 가능한 해결책은 버너 목부 근처에 배치되는 개별 튜브들의 위치를 바꾸어서 상기 개별 튜브들이 상이한 수직 스테이지에서 버너 목부에 대한 가변 위치를 가진다. 이는 더 많은 균등한 열 노출이 주어지도록 의도된다. 수직 로드를 지지할 수 있는 버너 목부로부터 떨어진 노 벽 상의 튜브의 비율이 일반적으로 유지되는 인식된 기계적 장점을 가지고, 상기 설계는 버너 목부의 연속적인 세트의 수직 정렬이 유지될 수 있는 것을 보장한다. 그러나, 이는 더 복잡한 튜브 배열 및 복수의 목부 설계를 요구하고, 이는 제조 복잡성을 증가시킬 수 있고 특히 목부 모듈의 예비-제조를 기반으로 하는 조립 프로세스를 잠재적으로 더 복잡하게 한다. 일반적으로 단일 목부 설계의 사용을 가능하게 하는 시스템을 제공함으로써 노 벽 제조 프로세스를 단순화하는 것이 바람직하다.
제 1 양태에서 본 발명에 따라, 수직 튜브 증기 발생기용 노 튜브 배열체는:
노 벽을 포함하는 일반적인 평면형 구조를 형성하도록 일반적으로 수직하게 배치되는 증발성 유동 매체의 통과를 위해 구성되는 복수의 노 튜브,
두 개 이상의 수직 방향으로 이격된 수준의 각각에서 상기 평면형 구조 내로 놓이는 하나 이상의 버너 목부로서, 각각의 버너 목부는 목부 주변 벽에 의해 형성되고 버너 목부를 개방 상태로 두기 위해서 상기 목부 주변 벽 내로 및 상기 목부 주변 벽 둘레로 버너 목부의 튜브가 통과하는, 하나 이상의 버너 목부를 포함하며,
각각의 수준에서 상기 버너 목부가 제 1 수준에 있는 하나 이상의 목부의 수직 정중선이 제 2 수준에 있는 대응 목부의 수직 정중선으로부터 측방향으로 오프셋되도록 평면형 구조 내에 배치되는 것을 특징으로 한다.
이러한 방식으로, 본질적으로 제 1 수준에서 열 방사선에 대해 완전히 노출된 버너 고온 튜브에 의해 경험되는 극한 열적 체제(harsh thermal regime)가 완화될 수 있고 이러한 오프셋의 결과로서 상기 버너 고온 튜브가 열 방사선에 대해 감소된 노출하에 있는 제 2 수준에서 상기 목부의 일 부분 내에 위치될 수 있다.
본 발명은 하나의 수준에 있는 목부와 다른 수준에 있는 대응 목부(즉, 상기 목부 거의 바로 위에 있는 목부) 사이의 측방향 오프셋의 제공에 있다. 상기 목부는 인접한 수준에 있는 대응 목부(상기 목부 거의 바로 위 또는 거의 바로 아래 목부)에 대해 오프셋될 수 있거나 이 경우 목부는 임의의 다른 수준에 있는 대응 목부에 대해, 수 개의 수준에 제공된다.
본 발명은 상이한 수준에서 임의의 버너 목부들 사이의 임의의 오프셋에 의해 구현될 수 있다. 바람직하게는 제 2 수준에 있는 대응 목부의 수직 정중선으로부터 측방향으로 오프셋된 다중 버너 목부가 제공된다. 가장 바람직하게는 주어진 수준에 있는 각각의 버너 목부는 제 2 수준에 있는 대응 목부의 수직 정중선으로부터 측방향으로 오프셋되며, 예를 들면 제 1 수준에 있는 모든 버너 목부가 규칙적이고 동일한 방식으로 제 2 수준에 있는 대응 목부의 수직 정중선으로부터 측방향으로 오프셋된다. 그러나, 본 발명은 임의의 패턴의 오프셋 배열체를 포함하며 이에 의해 하나의 수준에 있는 목부가 임의의 다른 수준에 있는 대응 목부로부터 측방향으로 오프셋된다.
상기 영향은 버너 목부의 단일 설계를 허용하는, 이러한 측방향 오프셋 단독에 의해 달성될 수 있어, 수직 튜브 노 벽의 설계 및 제조의 단순함의 견지에서 장점을 제공한다.
전형적인 수직 튜브 노 벽 버너 목부에서의 전형적인 튜브 설계가 주어진 경우, 오프셋이 그렇게 크게 될 필요가 없다는 것을 알 수 있으며, 본질적으로 전체 벽 높이에 대해 수직하고 본질적으로 전체 로드를 지지하는 그룹으로부터 몇몇의 추가 튜브의 결과적인 손실이 최소화될 수 있다.
특히, 전형적인 튜브 배열체의 버너 목부에서 각각의 버너 목부는 몇몇 튜브가 사용 중 목부 내에서 열 방사선에 대해 본질적으로 완전히 노출된 목부의 일 부분의 목부의 주변 벽 내로 그리고 목부의 주변 벽 둘레로 통과하도록 구성될 수 있고, 몇몇의 튜브는 사용 중 목부에서 열 방사선에 대해 감소된 노출하에 있는 목부의 일 부분의 목부의 주변 벽 내로 그리고 목부의 주변 벽 둘레로 통과하여, 각각
a) 평면형 벽을 따라 전체적으로 배치되는 튜브들;
b) 상기 구조의 평면의 외부로 그리고 완전히 노출된 부분에서 상기 목부 벽 내로 그리고 상기 목부 벽 둘레로 통과하는 튜브들;
c) 상기 구조의 평면의 외부로 그리고 감소된 노출하에 있는 부분 내의 상기 목부 벽 내로 그리고 상기 목부 벽 둘레로 통과하는 튜브들의 3개의 그룹의 노 튜브를 형성하도록 한다.
본 발명은 바람직하게는 단독 오프셋의 결과로서, 노 튜브가 제 1 수준에 있는 제 1 버너 목부와 제 2 수준에 있는 대응하는 제 2 버너 목부 사이에 배치되어 상기 제 1 수준에서 그룹 b) 내의 튜브를 구성하도록 배치된 적어도 몇몇의 노 튜브, 및 바람직하게는 상기 제 1 수준에서 그룹 b) 내의 튜브를 구성하도록 배치되는 노 튜브 모두가 상기 제 2 수준에서 그룹 b) 내의 튜브를 구성하지 않도록 배치된다.
완전히 노출된 튜브들 및 감소된 노출하에 있는 튜브의 배열체가 존재하는 경우, 적어도 거의 아주 완전히 노출된 튜브들을 하나의 수준으로부터 제 2 수준에서 감소된 노출의 위치로 변화시키기에 단지 충분한 오프셋을 도입하기에 충분하다. 이 같은 오프셋은 단독으로 고온 튜브 영향을 완화시키기에 충분할 수 있다. 특히, 수준들 사이의 튜브의 복잡한 재배열은 적용될 필요가 없다. 모든 튜브들은 수준들 사이에서 노 벽 상에 수직으로 간단히 배치될 수 있다. 단일 튜브 배열체를 구비한 단일 목부 설계가 모든 목부에 대해 적용될 수 있다.
본 발명은 이러한 바람직한 경우 주어진 전형적인 목부에서 몇몇 튜브가 극한의 열적 상태로 완전히 노출되고 몇몇은 그렇지 않은 원리를 따른다. 예를 들면, 노 벽 내의 출구에 대해 기단에 있는 목부 벽의 일 부분에서의 튜브가 사용 중 목부 내에서 열 방사선에 대해 본질적으로 완전히 노출되고 노 벽 내의 출구의 말단에 있는 목부 벽의 일 부분에서의 튜브가 사용 중 본질적으로 목부 내에서 열 방사선에 대해 감소된 노출하에 있다. 따라서, 위에서 정의된 바와 같은 그룹 (b) 내의 튜브는 노 벽에서 출구의 기단에 있는 튜브로 이루어지고 위에서 정의된 바와 같은 그룹 (c) 내의 튜브는 노 벽 내의 출구의 말단에 있는 튜브로 이루어진다.
이러한 상이한 노출은 버너의 기하학적 형상의 다양한 양태에 기여할 수 있다. 특히 바람직한 하나의 경우, 목부 실드(shield)는 목부 영역의 부분을 차폐할 수 있으며, 열 방사선에 대해 본질적으로 완전히 노출된 목부의 부분이 비차폐 부분이고, 목부 내에서 열 방사선에 대해 감소된 노출하에 있는 목부의 부분이 차폐 부분이다. 위에서 한정된 바와 같은 그룹 (b)내의 튜브는 이어서 비차폐 튜브로 이루어지고 위에서 한정된 바와 같은 그룹 (c)내의 튜브는 차폐 튜브로 이루어진다. 예를 들면, 목부에는 노 벽 내의 출구의 말단에 있는 목부 벽의 일 부분 내의 노 튜브를 차폐하고 노 벽 내의 출구에 대해 기단에 있는 목부 벽의 일 부분 내의 노 튜브를 노출하도록 배치된 목부 실드가 제공된다.
따라서 본 발명은 노 튜브가 제 1 수준에 있는 제 1 버너 목부 및 제 2 수준에 있는 제 2 버너 목부의 근처로 통과하여 진행할 때의 노 튜브의 배열체에 관한 것이다. 적어도 일반적으로 수직하게 그리고 적어도 일반적으로 평행하게 배치되는 튜브의 배열체(튜브들이 버너 목부를 수용하기 위해 이탈하는 것을 제외하고)는 사용 중 익숙한 방식으로 수직 튜브 연소 챔버 벽을 한정한다. 특히, 연소 챔버 벽은 튜브 웨브에 의한 기밀 방식으로 서로 연결되는 복수의 일반적으로 평행한 노 튜브의 제공에 의해 한정된다. 이 같은 배열은 익숙할 것이다.
당업자는 본 명세서에서 특히 나선형 튜브 연소 챔버 벽으로부터 구별하도록, 본 명세서에서의 수직 튜브 연소 챔버에 대한 참조가 복수의 일반적으로 평행한 노 튜브가 일반적으로 수직한 배향으로 바닥으로부터 상부로 상승하는 일 종의 연소 챔버 벽에 대한 참조가 되는 것으로 이해된다는 것을 인정할 것이다. 이는 절대적으로 필요한 경우 특히 목부의 근처에서 전적으로 수직한 배향 및 전적으로 평행한 배열로부터의 이탈은 본 기술분야에서 이해됨에 따라 본 발명의 범위로부터 배제되지 않는다.
전형적인 종래 기술의 수직 튜브 연소 챔버 벽 구조에서, 복수의 버너 목부는 두 개 이상의 수직으로 이격된 수준에 있는(즉, 두 개 이상의 높이에서) 벽의 주변 둘레에서 횡방향 어레이의 챔버 벽을 포함하는 평면 구조 내에 놓여 있게 될 것이다. 따라서, 전형적인 연소 챔버 벽 구조는 복수의 수준에서 연소 챔버의 주변 둘레에 복수의 목부를 포함한다.
각각의 버너 목부에서, 근처의 노 튜브 세트는 출구를 수용하도록 직선으로부터 이탈하여 로드를 지지하기 위한 노 튜브 세트의 능력을 제한한다. 단지 목부의 근처를 통과함으로써 영향을 받지 않는 직선형 노 튜브는 수직 로드를 전달하는데 있어서 충분히 효율적이다.
과도한 크기의 연소 챔버를 형성하는 것을 회피하도록, 이와 같이 영향을 받는 노 튜브의 부분을 최소화하는 것이 바람직하며, 따라서 표준 설계에서 직선형일 수 있는 노 튜브의 개수를 최대화하도록 연속적인 수준에 목부를 정렬하는 것이 관습적이다. 그러나, 이는 표준 설계에서 동일한 튜브가 연속적인 수준에서의 최극한(harshest) 환경을 경험하여 상술된 바와 같은 버너 고온 튜브 효과를 초래한다.
본 발명에 따라, 이러한 문제점은 바람직하고 간단한 방식으로 완화된다. 상기 구조는 하나의 수준에서 최극한 체제하에 있는 버너 고온 튜브를 포함하는 튜브가 다른 수준에서 최극한 체제 하에 있지 않도록 변형된다. 대신, 제 1 수준에서 이러한 극한 환경에 노출되지 않는 다른 튜브가 제 2 수준에서 노출된다. 이는 제 1 수준에서 상기 또는 각각의 목부와 제 2 수준에서 거의 대응 목부 사이의 측방향 오프셋에 의해 달성된다.
그러나, 이를 달성하기 위해, 연속적인 수준에서 완전히 버너 목부를 엇갈리게 배치하는(stagger) 것이 필요하지 않다. 여전히 제 1 수준에서 버너 목부(및 특히 제 1 수준에서 목부와 관련된 튜브에 영향을 주는 폭)와 제 2 수준에서 버너 목부(및 이의 튜브에 영향을 주는 폭) 사이의 수직 방향으로 적어도 상당한 정도의 중복이 있을 수 있다. 단지 카테고리 b) 내에 있는 튜브는 제 1 수준에서 가장 심한 상태에 의해 영향을 받으며, 단지 이들은 그렇지 않은 경우 제 2 수준에 위치되는 것이 바람직하다. 전체 목부 폭 오프셋이 요구되지 않는다.
적어도 제 1 수준에서 가장 심한 체제하에 있는 버너 고온 튜브가 제 2 수준에서 다르게 위치되는 상태는 제 1 수준에서 목부와 제 2 수준에서 대응 목부 사이의 소정의 더 작은 정도의 오프셋을 가짐으로써 달성될 수 있다. 즉, 제 1 수준에 있는 목부의 수직 정중선은 제 2 수준에 있는 대응 목부의 수직 정중선으로부터 횡방향으로(즉, 수평방향으로) 오프셋될 수 있다. 그러나, 오프셋은 하나의 목부 폭 보다 매우 적다. 오프셋 단독으로 의존하는 경우조차, 제 1 수준에서 구조 내의 최극한 체제(예를 들면 그룹 b를 형성하는 튜브들)하에 있는 버너 고온 튜브가 제 2 수준에서 최극한 체제(예를 들면 다른 그룹에서 달리 위치되는)하에 있지 않는 것을 보장하기에 충분히 횡방향 만큼 제 1 수준에서 버너 목부 및 제 2 수준에서 대응하는 버너 목부를 오프셋하는 것만이 필요하다. 오프셋 단독으로 의존하는 경우조차, 오프셋은 단지 그룹 b)를 구성하는 튜브의 횡방향으로 폭이 될 것이 필요하거나 다른 방식을 고려하면, 그룹 b)내의 튜브의 개수에 대응하는 튜브 피치의 개수가 되는 것만이 필요하다는 것이 후속된다. 실제로, 더 작은 오프셋이 일정 수준의 이익(a degree of benefit)을 제공하기에 충분할 것이다. 그룹 b) 내의 튜브의 방사선 체제가 변화되고 몇몇은 다른 것보다 더 고온이다. 하나의 수준에서 가장 심한 체제하에 있는 그룹 b) 내의 상기 튜브가 다른 수준에서 들 심한 체제하에 있는 것을 보장하는 심지어 더 작은 오프셋이 고온 튜브 영향을 소정의 정도로 완화할 수 있다.
이는 도 1의 차폐된 예의 고려에 의해 설명될 수 있다. 몇 개의 피치, 즉 도 1에 도시된 버너 목부에 대해 7개의 피치를 위한 서로 엇갈리는(alternate) 버너 열 상에 버너 목부를 엇갈리게 배치함으로써, 제 1 수준의 충분히 노출된 버너 고온 튜브가 다음 수준 상의 버너 목부에서 노의 직선형 튜브 또는 차폐형 튜브가 된다. 이는 버너 고온 튜브의 총 열 흡수를 상당히 감소시키고 및/또는 이들의 유동 경로를 짧게 할 것이다. 결과적으로, 버너 고온 튜브에 의해 경험되는 온도 초과가 완화된다.
버너 목부를 형성하는 세트 튜브가 중량을 지지할 수 없을 때 서로 엇갈리는 열 상의 버너가 여전히 관련된 노 벽의 로드 지지 성능 상의 충격을 최소화하도록 일렬로 배치어야 한다.
버너 튜브 자체가 서로 엇갈리는 목부 설계의 제공에 의한 서로 엇갈리는 수준들 사이에 재배열되는 배열체는 복잡할 수 있고 특히 서로 위 또는 서로의 둘레로 통과하는 버너 튜브들을 포함할 수 있다. 본 발명에 의해 제안된 바와 같은 간단한 오프셋의 장점은 버너 튜브가 서로를 따라 놓일 수 있다는 것이다. 바람직한 경우, 모든 버너 튜브가 이와 같이 배치된다. 또한 모든 버너 목부가 동일한 구성을 가지는 경우 비용 효율적일 것이다. 바람직한 경우, 제 1 수준에서 버너 목부가 요구된 효과를 달성하도록 충분한 정도의 오프셋만큼 제 2 수준에서 버너 목부로부터 수평 방향으로 오프셋하여 본 발명의 특징적인 피쳐가 달성되며, 예를 들면 충분한 튜브 피치만큼 오프셋되지만, 바람직하게는 단지 충분한 튜브 피치만큼 오프셋되어 제 1 수준에서 그룹 b)를 포함하는 튜브가 제 2 수준에서 그룹 b) 내의 닌 튜브를 포함하지 않도록 위치되는 것을 보장한다.
바람직한 경우, 제 1 수준에서 버너 목부 또는 적어도 이의 튜브 배열체가 제 2 수준에서 대응하는 버너 목부와 동일하다. 바람직한 경우, 주어진 수준에서 주변의 일련의 버너 목부를 구성하는 버너 목부, 또는 적어도 이의 튜브 배열체가 동일하다. 가장 바람직한 경우에서, 노 벽을 구성하는 버너 목부 모두, 또는 적어도 이의 튜브 배열체가 동일하다.
바람직하게는, 노 튜브는 원통형이고 특히 원통형 주변 벽 및 증발성 유동 매체의 통과를 위해 적용되는 원통형 내부 보어를 포함한다.
복수의 일반적으로 평행하게 길이 방향으로 배치된 노 튜브는 연소 챔버 벽을 형성하기 위해 튜브 웨브에 의해 기밀 방식으로 서로 연결될 수 있다.
연소 챔버 벽을 구성하는 복수의 노 튜브는 동일한 크기 및/또는 형상 및/또는 재료 조성을 가질 수 있으며, 특히 예를 들면 균일한 피치형일 수 있고 및/또는 웨브의 균일한 폭만큼 분리될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이 같은 배열체로 제한되지 않는다. 본 기술분야에서 상이한 열적 상태를 수용하도록 예를 들면 피치, 웨브 폭, 및 튜브 크기 및 특히 보어 크기를 변화하는 것이 알려져 있고 본 발명은 노 튜브의 이 같은 더 복잡한 배열체를 가지는 연소 챔버에 동일하게 적용가능하다.
노 튜브는 매끄러운 내부 표면을 가지는 매끄러운 튜브를 가질 수 있다. 그러나, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 내부 리브형 튜브(internally ribbed tube)가 사용된다.
사용 중, 튜브가 서로 인접한 웨브의 표면 및 튜브의 표면은 튜브 내의 유동매체에 대한 열 전달 표면으로서 기능하는 연소 챔버 벽의 일 부분을 형성한다. 가능한 하나의 배열에서, 부가 열 전달 표면은 튜브 벽의 외부 표면상의 길이 방향 핀의 형태로 제공될 수 있다.
전형적으로, 증발성 유동 매체는 물/증기이다.
본 발명의 더 완전한 양태에서, 증기 발생기는 복수의 연결된 연소 챔버 벽에 의해 형성된 다각형 횡단면을 가지는 연소 챔버를 포함하며, 복수의 연결된 연소 챔버 벽 중 하나 이상은 위에서 설명된 바와 같은 노 튜브 배열체를 가진다.
통상적인 배열에서, 노 튜브는 증발성 유동 매체의 상방 통과를 위해 수직으로 배향된 노 벽에서 수직으로 배치된다.
바람직한 하나의 배열에서, 연소 챔버는 실질적으로 직교하는 모서리로 연장하는 평면형 연소-챔버 벽을 구비한 실질적인 직사각형 횡단면을 가진다.
바람직한 하나의 배열에서, 증기 발생기는 노 튜브가 정상 연속 유동 작동에서 튜브 내의 유동 매체의 단일 패스가 실질적으로 완전한 증발을 초래하도록 배치되는 관류 발생기이다.
바람직한 하나의 배열에서, 증기 발생기는 초임계 상태에서 작동을 위해 적용된 초임계 증기 발생기이다.
초임계 증기 발생기(또한 벤슨 보일러(Benson boiler)로서 알려짐)는 종종 전력의 생성을 위해 사용된다. 초임계 증기 발생기는 "초임계 압력"에서 작동한다. "미임계 보일러"와 대조하여, 초임계 증기 발생기는 실제 비등(boiling)이 발생되는 것이 증단되고 보일러가 물-증기 분리를 가지지 않는 이 같은 고압(3,200 psi/22.06 Mpa 또는 220.6 bar)에서 작동한다. 물 내에서 증기 거품이 발생되지 않는데, 이는 압력이 증기 거품이 형성될 수 있는 "임계 압력" 위에 있기 때문이다. 증기 거품은 고압 터빈 내에서 작동하고 발생기의 응축기로 들어갈 때 임계 지점 아래를 통과한다. 이는 더욱 효율적이어서 약간 작은 연료 사용을 초래한다. "비등"이 이러한 장치에서 실제로 발생되지 않을 때, 용어 "보일러"는 이 같은 장치에 대한 경우(occasion)에 사용되지만, 초임계 압력 증기 발생기에 대해 전적으로 적절하지는 않다.
정상적으로, 현대의 초임계 증기 발생기는 슬라이딩 압력 모드에서 발생된다. 증기 압력은 보일러 출력으로 감소한다. 이는 보일러 로드가 소정의 수준 아래에 있을 때 초임계 증기 발생기가 여전히 미임계 압력에서 작동하는 것을 의미한다. 비등 프로세스는 미임계 압력에서 발생한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은, "증기 발생기"의 개념은 초임계 및 미임계 압력 모두에 적용되는 것으로 고려되어야 한다.
바람직한 하나의 배열에서, 증기 발생기는 관류 작동을 위해 구성된다. 관류 보일러가 관류 모드에서 작동할 때, 물은 재순환 없이 순차적으로 이코너마이저, 노 벽, 증발 및 초가열 튜브를 통하여 유동한다. 비등 및 증발은 초임계 압력에서 발생되는 것이 중단되지만 비등은 여전히 관류 보일러가 미임계 압력에서 작동할 때 발생된다. 하방 스트림 가열 표면들이 습식 작동을 위해 설계되는 경우 노 벽 출구에서 증발이 완료되는 것을 보장하는 것이 필요하지 않다. 정상적으로 주 SH 하류의 열 표면들은 습식 모드를 위해 설계되지 않는다.
특히 하나의 바람직한 경우, 증기 발생기는 탄소질 화석 연료를 위한 복수 어레이의 버너가 제공되고 이 버너에 의해 사용 중 점화되는 화력 발전소에서 사용하기 위해 구성되며, 이 버너는 연소 챔버를 점화하기 위해 각각의 버너 목부를 통하여 통과한다. 적절한 연료는 고체 및 동일한 분쇄된 고체, 액체, 유제 및 가스를 포함한다.
따라서, 본 발명의 가장 완전한 양태에 따라, 또한 적절한 연료 공급 수단을 구비하고 증기 발생기에 의해 생산된 증기로부터 전력을 발생하기 위한 적절한 수단과 유체 소통되는 상술된 바와 같이 버너에 의해 점화된 상술된 바와 같은 하나 이상의 증기 발생기를 포함하는 화력 발전소가 제공된다.
본 발명은 지금부터 첨부된 도면의 도 1 내지 도 3을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다.
도 1은 종래 기술의 시스템으로부터 익숙할 버너 목부의 전형적인 노 튜브 배열체를 사시도(도 1a) 및 평면도(도 1b)로 도시하며;
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 증기 발생기 장치의 도면이며;
도 3은 본 발명의 원리에 따라 배치되는 버너 목부를 포함하는, 도 2의 증기 발생기 장치의 연소 챔버 벽의 도면이다.
도 1은 이미 종래 기술의 논의에서 일부가 상세하게 설명되었다. 본 발명의 실시예와 관련하여 인정되는 가장 중요한 포인트는 도 1이 단지 몇몇의 버너 세트 튜브(도시된 예에서 단지 13L 내지 8L 및 8R 내지 13R)가 차폐에 의해 커버되지 않고 목부 주변 벽의 내부 상에 노출되는 최극한 상태를 경험하는 것을 설명한다는 것이다. 이들은 우리가 "버너 고온 튜브들"로서 지칭한 것들을 구성한다. 다른 튜브들은 목부 주변 벽 상에 지지되지만 차폐된다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 수직 튜브 증기 발생기의 일반적인 개략도이다. 도 2에 나타난 바와 같이, 직사각형 횡단면 및 연도 가스(FG)의 배출을 위한 수직 가스 연도를 가지는 관류 증기 발생기(2)가 보여진다. 연소 챔버는 하단부에서 고체 연소 생성물의 수집을 위한 영역을 형성하는 바닥 벽(6) 내로 결합되는 연소 챔버 벽(4)에 의해 형성된다. 연소 챔버는 버너(8)에 의해 점화된다. 도 2의 개략적인 도면에는 한 쌍의 수준에 단지 한 쌍의 버너가 도시되지만, 실제로 버너는 연소 챔버 벽(4)의 주변 둘레로 연장할 것이며 수개의 수준으로 배치될 수 있다.
각각의 노 벽은 복수의 수직 노 튜브(10)에 의해 형성되고 복수의 수지 노 튜브 중 단지 적은 개수가 개략적인 목적을 위해 도시된다. 버너 목부에 의해 영향을 받는 근처로부터 떨어진 노 벽의 영역을 통하여 통과하는 노 직선형 튜브는 대부분의 수직 로드를 지지한다. 버너 목부의 근처의 노 튜브는 수직으로부터 이탈되어 버너 목부를 수용하고 보일러의 로드 베어링 성능에 상당한 기여를 하지 못한다.
각각의 버너(8)는 도 1에 도시된 타입의 연소 챔버 벽(4) 내의 버너 목부를 경유하여 연소 챔버 내에 놓인다. 연소 챔버가 점화될 때, 결과적인 버너 화염은 위에서 설명된 동반되는 단점을 구비한, 버너 고온 튜브로서 확인되는 상기 튜브들에 대한 특히 극한 환경을 형성한다.
상기 동반되는 단점을 완화하는 본 발명에 따른 일 실시예는 도 3에 도시된 바와 같다. 도 3에서, 노 벽(4)의 섹션이 측면도로 도시된다.
도 3의 노 벽은 3개의 수준에 있는 버너 목부를 가진다. 각각의 버너 목부(22)에는 수직 정중선 축선(y)의 표시, 및 직사각형(30)에 의해 개략적으로 표시되는, 튜브가 (순수 수직 배향으로부터 이탈됨으로써) 영향을 받는 노 벽의 영역의 표시가 제공된다.
도시된 실시예에서, 최하 및 최고 수준에 있는 버너 목부는 전형적인 종래 기술 설계로부터 익숙한 바와 같이 정확히 정렬된다(즉, 최하 및 최고 수준에 있는 버너 목부의 정중선들이 수직으로 정렬된다). 그러나, 제 2 수준에 있는 모든 버너 목부는 측방향으로 오프셋된다. 이는 단지 하나의 예시적인 배열체이다. 본 발명은 조직적이든지 또는 그렇지 않든지 간에 인접한 수준들에 있는 버너 목부들 사이에서 오프셋되는 배열로 제한되지 않거나 주어진 수준에 있는 모든 버너 목부들이 오프셋되는 배열로 제한되지 않는다. 임의의 수준에 있는 임의 목부와 다른 수준에 있는 대응 목부 사이의 적절한 오프셋은 장점을 제공할 수 있다.
제 2 수준에 있는 버너 목부의 측방향 오프셋은 단일 목부 폭보다 상당히 적다. 대신, 본 발명의 원리에 따라, 측방향 오프셋은 단지 충분한 오프섹을 구성하여 제 1 수준에 있는 버너 고온 튜브가 달리 제 2 수준에 위치되도록 한다. 도 1a를 고려하면, 예를 들면 몇 피치의 오프셋, 도 1a의 특정 예에서, 단지 7개의 피치가 이러한 효과를 생성하기에 충분하다는 것을 알 수 있다. 도시된 예에서 7개의 피치 오프셋이 주어진 경우, 제 1 수준에서의 고온 튜브(13L 내지 8L)는 자체적으로 버너 목부로부터 노 벽 상에서 자체적으로 제 2 수준에서 발견되고 제 1 수준으로부터의 고온 튜브(8R 내지 13R)가 제 2 수준에서 실드에 의해 차폐된 숨겨진 튜브로서 자체적으로 발견된다. 또한, 제 2 수준에서 충분히 노출된 고온 튜브를 구성하는 상기 튜브들은 유사하게 차폐된 튜브들 또는 대응하는 제 1 수준에 있는 노 벽 튜브들이다.
따라서, 도 3에 도시된 배열체에 따라, 노 튜브가 연속하는 수준에서 고온 튜브 위치에 있지 않다. 그럼에도 불구하고, 이러한 영향은 하나의 목부 폭보다 훨씬 적게, 그리고 실제로 목부에 영향을 미치는 존(튜브가 수직으로부터 이탈하는 존)의 하나의 반-폭의 절반보다 작게 구성하는, 상대적으로 작은 수평 오프셋으로 달성된다. 도시된 예에서, 목부에 영향을 미치는 존의 반-폭이 16개의 튜브 피치를 구성하고, 단지 7개의 오프셋이 본 발명의 효과를 생성하기에 충분하다.
이는 단지 하나의 예시적인 배열체이다. 고온 튜브 위치에서 노출된 튜브들 사이에서 조차, 온도 체제가 변화될 수 있다. 하나의 수준에서 가장 심한 체제하에 있는 상기 노출된 고온 튜브가 다른 수준에 있는 들 심한 체제하에 있는 것을 보장하는 심지어 더 작은 오프셋이 고온 튜브 영향을 소정의 정도로 완화할 수 있다.
따라서, 고온 튜브 영향의 상당한 완화는 상당한 오프셋이 요구되지 않고, 결과적으로 완전히 직선이 아닌 튜브의 총 개수에서의 과도한 증가 없이 달성된다. 고온 튜브 영향의 상당한 완화는 노 크기를 상당히 증가시키지 않고 달성될 수 있다.
도시된 실시예에서, 서로 엇갈린 열 상의 버너는 여전히 수직방향으로 일렬로 배열된다. 이는 상대적으로 작은 오프셋과 함께, 충분히 수직하게 남아 있고 충분한 로드 지지 성능을 가지는 튜브의 부분 상에 대한 충격을 최소화한다.
더욱이, 고온 튜브 영향의 완화는 목부 설계의 복잡성을 증가시키지 않으면서 작은 수평방향 오프셋 단독에 의해 달성된다. 단일 목부 설계가 사용된다. 모든 버너 목부는 동일한 튜브 구성을 가진다. 버너 튜브는 서로를 따라 배치된다. 튜브의 복잡한 재배치가 요구되지 않는다. 모든 튜브는 수준들 사이의 벽 상에 수직하고 평행하게 배치된다. 오프셋 단독으로 고온 튜브 영향의 완화를 생성한다.
본 발명의 일반적인 원리로부터 벗어나지 않으면서 오프셋의 영향을 보완하거나 보충하는 버너 목부의 서로 엇갈린 설계, 및 특히 버너 목부 내의 노 튜브의 서로 엇갈린 배열이 예상될 수 있다. 그러나, 버너 목부 설계, 및 특히 버너 목부에서 노 튜브 배열이 주어진 연소 챔버에서 동일할 수 있고 완전히 관습적일 수 있는 것이 본 발명의 특별한 장점이다.
도 3의 예시적인 실시예는 도 1에 도시된 바와 같은 하나의 예시적인 버너 목부 설계를 참조하여 설명된다. 목부는 목부 실드를 지지하며 이의 결과로서 목부 주변 벽 상에 지지되는 단지 몇몇의 버너 세트 튜브가 최극한 상태를 경험한다. 다른 튜브들은 목부 주변 벽 상에 지지되지만 차폐된다. 이는 본질적으로 몇몇의 튜브가 목부에서 열 방사선에 대해 본질적으로 완전히 노출되는 방식으로 목부의 주변 벽 내로 그리고 목부의 주변 벽 둘레로 통과하고, 몇몇의 튜브가 목부 내에서 열 방사선에 대해 감소된 노출하에 있는 방식으로 목부의 주변 벽 내로 그리고 목부의 주변 벽 둘레로 통과하는 두 개의 튜브 상태를 초래한다. 차폐된 부분에 목부 실드의 존재하든지 또는 존재에 의하든지 또는 부존재에 의하든지간에 도 3의 예시적인 실시예, 및 본 발명 모두가 일반적으로 버너 기하학적 형상이 이러한 상태를 생성하는 모든 경우에 적용될 수 있다는 것이 인정될 것이다.

Claims (20)

  1. 일반적인 평면형 구조를 형성하도록 일반적으로 수직하게 배치되는 증발성 유동 매체의 통과를 위해 구성되는 복수의 노 튜브;
    두 개 이상의 수직 방향으로 이격된 수준에서 상기 평면형 구조 내로 놓이는 하나 이상의 버너 목부로서, 각각의 버너 목부는 목부 벽에 의해 형성되고 버너 목부를 개방 상태로 두기 위해서 상기 버너 목부의 근처에 있는 튜브가 상기 목부 벽 내로 그리고 상기 목부 벽 둘레로 통과하는, 하나 이상의 버너 목부를 포함하는,
    수직 튜브 증기 발생기용 노 튜브 배열체에 있어서,
    각각의 수준에서 상기 버너 목부가 제 1 수준에 있는 목부의 수직 정중선(mid-line)이 제 2 수준에 있는 대응 목부의 수직 정중선으로부터 측방향으로 오프셋되도록 배치되는 것을 특징으로 하는,
    수직 튜브 증기 발생기용 노 튜브 배열체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각각의 버너 목부는 몇몇 튜브가 사용 중 상기 목부에서 본질적으로 열 방사선에 대해 완전히 노출된 상기 목부의 일 부분에서 상기 목부의 주변 벽 내로 그리고 상기 목부의 주변 벽 둘레로 통과하도록 구성되고, 몇몇의 튜브는 사용 중 상기 목부에서 열 방사선에 대해 감소된 노출하에 있는 상기 목부의 일 부분에서 상기 목부의 주변 벽 내로 그리고 상기 목부의 상기 주변 벽 둘레로 통과하도록 구성되어, 각각
    a) 상기 평면형 벽을 따라 전체적으로 배치되는 튜브들;
    b) 상기 구조의 평면의 외부로 그리고 노출된 부분에서 상기 목부 벽 내로 그리고 상기 목부 벽 둘레로 통과하는 튜브들;
    c) 상기 구조의 평면의 외부로 그리고 상기 차폐 부분 내의 상기 목부 벽 내로 그리고 상기 목부 벽 둘레로 통과하는 튜브들의 3개의 그룹의 노 튜브를 형성하고,
    상기 노 튜브가 제 1 수준에 있는 제 1 버너 목부와 제 2 수준에 있는 대응하는 제 2 버너 목부 사이에 배치되어 상기 제 1 수준에서 그룹 b) 내의 튜브를 구성하도록 배치된 적어도 몇몇의 노 튜브가 상기 제 2 수준에서 그룹 b) 내의 튜브를 구성하지 않도록 배치되는 것을 추가로 특징으로 하는,
    수직 튜브 증기 발생기용 노 튜브 배열체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    제 1 수준에 있는 상기 또는 각각의 목부의 수직 정중선과 제 2 수준에 있는 대응 목부의 수직 정중선 사이의 측방향 오프셋이 상기 제 1 수준에 있는 상기 또는 각각의 목부에서 그룹 b) 내의 튜브를 구성하도록 배치된 적어도 몇몇의 노 튜브가 상기 제 2 수준에 있는 대응 목부에서 그룹 b)내의 튜브를 구성하지 않도록 위치되는,
    수직 튜브 증기 발생기용 노 튜브 배열체.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 노 벽 내의 출구에 대해 기단에 있는 목부 벽의 일 부분 내의 튜브가 사용 중 상기 목부 내에서 열 방사선에 대해 본질적으로 완전히 노출되고 상기 노 벽 내의 출구의 말단에 있는 상기 목부 벽의 일 부분 내의 튜브가 사용 중 상기 목부 내에서 열 방사선에 대해 감소된 노출하에 있도록 상기 목부가 구성되는,
    수직 튜브 증기 발생기용 노 튜브 배열체.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 목부에는 상기 목부 영역의 부분을 차폐하기 위해 배치된 목부 실드가 제공되고, 열 방사선에 대해 본질적으로 완전히 노출된 상기 목부의 부분은 비차폐 부분이고, 상기 목부 내에서 열 방사선에 대해 감소된 노출하에 있는 상기 목부의 부분이 차폐 부분인,
    수직 튜브 증기 발생기용 노 튜브 배열체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 노 튜브 내의 출구의 말단에 있는 상기 목부 벽의 일 부분 내의 노 튜브를 차폐하도록 그리고 상기 노 벽 내의 출구의 기단에 있는 상기 목부 벽의 일 부분 내의 노 튜브를 노출하도록 상기 목부 실드가 배치되는,
    수직 튜브 증기 발생기용 노 튜브 배열체.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    연소 챔버 벽을 형성하도록 튜브 웨브에 의해 기밀 방식으로 서로 연결되는 복수의 일반적으로 평행한 노 튜브를 포함하는,
    수직 튜브 증기 발생기용 노 튜브 배열체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    복수의 연소 챔버 벽이 연소 챔버를 형성하기 위해 배치되는,
    수직 튜브 증기 발생기용 노 튜브 배열체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    복수의 수준에서 상기 연소 챔버의 주변 둘레에 복수의 버너 목부를 포함하는,
    수직 튜브 증기 발생기용 노 튜브 배열체.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 수준에 있는 목부의 수직 정중선이 하나의 목부 폭보다 작은 크기만큼 제 2 수준에 있는 대응 목부의 수직 정중선으로부터 수평방향으로 오프셋되는,
    수직 튜브 증기 발생기용 노 튜브 배열체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    부가적으로 제 2 항에 종속될 때, 제 1 수준에 있는 목부의 수직 정중선이 제 2 수준에서 대응 목부의 수직 정중선으로부터 제 1 수준에 있는 구조에서 그룹 b)를 형성하는 적어도 몇몇의 노 튜브가 상기 제 2 수준에 있는 다른 그룹 내에 달리 위치되는 충분한 오프셋만큼 수평방향으로 오프셋되는,
    수직 튜브 증기 발생기용 노 튜브 배열체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    제 1 수준에 있는 목부의 길이 방향 정중선이 제 2 수준에 있는 대응 목부의 길이 방향 정중선으로부터 그룹 b) 내의 튜브의 개수에 대응하는 튜브 피치의 개수의 오프셋과 실질적으로 동일한 오프셋만큼 측방향으로 오프셋되는,
    수직 튜브 증기 발생기용 노 튜브 배열체.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노 튜브가 원통형이고, 특히 증발성 유동 매체의 통과를 위해 적용된 원통형 주변 벽 및 원통형 내부 보어를 포함하는,
    수직 튜브 증기 발생기용 노 튜브 배열체.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노 튜브는 내부 리브형 튜브 보어(internally ribbed tube bore)를 가지는,
    수직 튜브 증기 발생기용 노 튜브 배열체.
  15. 복수의 연결된 연소 챔버 벽에 의해 형성된 다각형 횡단면을 가지며, 상기 복수의 연결된 연소 챔버 벽 중 하나 이상이 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 노 튜브 배열체를 가지는 연소 챔버를 포함하는,
    증기 발생기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 노 튜브는 증발형 유동 매체의 상방 통과를 위해 수직으로 배향된 노 벽 내에 수직으로 배치되는,
    증기 발생기.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 연소 챔버는 실질적으로 직교하는 모서리를 향하여 연장하는 연소 챔버 벽을 구비한 직사각형 횡단면을 가지는,
    증기 발생기.
  18. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    관류 작동(once-through operation)을 위해 배열되고 정상 연속 유동 작동에서 튜브 내의 유동 매체의 단일 패스(single pass)가 실질적으로 완전한 증발을 초래하도록 노 튜브가 배치되는,
    증기 발생기.
  19. 제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    화력 발전소에서 사용하도록 구성되고, 탄소질 화석 연료를 위한 복수 어레이의 버너가 제공되고 상기 복수 어레이의 버너에 의해 사용 중 점화되고, 상기 버너는 상기 연소 챔버를 점화하도록 각각의 버너 목부를 통하여 통과하는,
    증기 발생기.
  20. 제 15 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 증기 발생기를 포함하는 화력 발전소로서,
    상기 증기 발생기의 연소 챔버를 점화하도록 버너들 및 상기 버너로 가연 연료를 공급하고, 상기 증기 발생기에 의해 생산된 상기 증기로부터 전력을 발생하도록 적절한 수단과 유체 소통되는 연료 공급 수단이 제공되는,
    화력 발전소.
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