KR20210053983A

KR20210053983A - 개선된 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기

Info

Publication number: KR20210053983A
Application number: KR1020217010203A
Authority: KR
Inventors: 토마스 버글러; 장-피에르 리버트; 마크 허버
Original assignee: 에밥코 인코포레이티드
Priority date: 2018-09-07
Filing date: 2019-09-06
Publication date: 2021-05-12
Also published as: AU2019335388A1; US10907900B2; CN117091427A; JP2021536561A; MX2021002669A; WO2020051411A1; US20200080785A1; US20230251038A1; EP3847402A4; CA3111557A1; BR112021004125A2; US20210302102A1; CN112912670A; ZA202101423B; CN112912670B; EP3847402A1; US11499782B2; US11788792B2

Abstract

열교환기의 중앙에 배치된 일체형 이차 섹션으로 구성되고, 동일한 일차 응축기 섹션이 이의 양 측면에 배치된, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기가 개시된다. 하단 보닛은 일차 응축기 튜브의 하단부로 증기를 전달하고, 이들 동일한 튜브 내에 형성된 응축수를 수용한다. 응축되지 않은 증기와 비-응축물은 일차 응축기 튜브로부터 상단 보닛 내로 흐르고, 열교환기 번들의 중앙을 향해 흐르며, 여기서 이차 응축기 섹션 튜브로 들어간다. 이차 섹션 튜브 내에 형성된 비-응축물과 응축수는 일차 하단 보닛 내부의 이차 하단 보닛으로 들어가고 배출 노즐을 통해 이차 하단 보닛에서 회수된다. ACC의 각각의 셀에는 단일 라이저에 의해 증기가 공급되며, 이는 번들 지지 프레임 바로 아래에 매달린 상부 증기 분배 매니폴드로 증기를 전달한다.

Description

개선된 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기

본 발명은 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기에 관한 것이다.

일반적인 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기는 대형 fan(팬) 위에 A-프레임 방식으로 배치된 열교환기 번들로 구성되며, A-프레임은 팬당 하나이다. 각각의 튜브 번들(tube bundle)은 일반적으로 35 개 내지 45 개의 수직 방향의 평평한 핀 튜브(finned tube)를 포함하며, 각각의 튜브는 대략 길이가 11 m에 높이가 200 mm이며, 반원형 전방 및 후방 모서리를 갖고, 18 mm 내지 22 mm 외부 너비를 갖는다. 각각의 A-프레임은 일반적으로 측면당 5 개 내지 7 개의 튜브 번들을 포함한다.

위에서 설명한 일반적인 A-프레임 ACC는 또한 1단계 또는 "일차" 응축기 번들(종종 Kondensor의 뜻으로 K-번들이라고 함) 및 2단계 또는 "이차" 응축기 번들(종종 Dephlegmator의 뜻으로 D-번들이라고도 함)을 모두 포함한다. 열교환기 번들의 약 80% 내지 90%는 1단계 또는 일차 응축기이다. 증기는 일차 응축기 번들의 위쪽으로 들어가고, 응축수(condensate)와 일부 증기는 바닥에서 배출된다. 1단계에서, 증기와 응축수는 열교환기 번들을 따라 아래로 이동하는데, 이 과정을 일반적으로 병류(co-current) 응축 단계라고 한다. 1단계 구성은 열적으로 효율적지만, 비-응축성 가스를 제거하는 수단은 제공하지 않는다. 1단계 번들을 통해 비-응축성 가스를 제거하기 위해, 열교환기 번들의 10% 내지 20%가 2단계 또는 이차 응축기로 구성되며, 이들은 일반적으로 하부 응축수 매니폴드로부터 증기를 흡입하는 일차 응축기 사이에 산재된다. 이러한 방식에서, 증기 및 비-응축성 가스는 이차 응축기의 바닥으로 유입될 때 1단계 응축기를 통해 이동한다. 가스 혼합물이 이차 응축기를 통해 위로 이동할 때, 나머지 증기가 응축되고, 응축수가 바닥으로 배출되는 동안 위쪽에서 비-응축성 가스를 농축시킨다. 이 과정을 일반적으로 역류(counter-current) 응축 단계라고 한다. 이차 응축기의 상단은 시스템에서 비-응축성 가스를 제거하는 진공 매니폴드에 부착된다.

표준 종래 기술의 ACC 방식에 대한 변형이 예를 들어 US 2015/0204611 및 US 2015/0330709에 개시되어 있다. 이들 응용은 동일한 핀 튜브를 보여주지만, 대폭 단축된 다음, 일련의 소형 A-프레임 내에 배치되는데, 일반적으로 이들 A-프레임은 팬당 대여섯 개이다. 논리의 일부는 증기-측 압력 강하를 줄이는 것인데, 이는 여름철에는 전체 용량에 작은 영향을 주지만, 겨울철에는 더 큰 영향을 준다. 논리의 또 다른 부분은 공장에서 상단 증기 매니폴드 덕트를 각각의 번들에 용접하고 이들을 함께 출하하여, 돈이 많이 드는 현장 용접 작업을 절약하는 것이다. 공장에서 증기 매니폴드가 부착되고 튜브 번들과 함께 출하되는 이러한 방식의 순 효과는 선적 컨테이너 내에 매니폴드를 수용하기 위한 튜브 길이를 감소이다.

종래 기술의 ACC 방식에 대한 추가 변형이 예를 들어 US 2017/0363357 및 US 2017/0363358에 개시되어 있다. 이들 응용은 단면 높이가 10 mm 이하인 ACC에서 사용하기 위한 새로운 튜브 구조를 개시하고 있다. US 2017/0363357은 또한 일차 응축기 번들이 번들의 종방향 축을 따라 수평으로 배치되고 이차 번들이 횡방향 축에 평행하게 배치되는 열교환기 번들을 갖는 새로운 ACC 방식을 개시하고 있다. US 2017/0363358은 모든 튜브 번들이 이차 번들인 ACC 방식을 개시하고 있다.

본원에 제시된 본 발명은 종래 기술의 ACC에 비해 상당한 개선 및 이점을 제공하는, 발전소 등을 위한 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기에 대한 새롭고 개선된 설계이다.

본 발명에 따르면, 열교환기 패널은, 열교환기 패널의 중앙에 배치된 일체형 이차 응축기 섹션으로 구성되고, 서로 동일하거나 동일하지 않을 수 있는 일차 응축기 섹션이 이의 양 측면에 배치된다. 하단 보닛(bottom bonnet)은 일차 응축기 튜브의 하단부로 증기를 전달하기 위해, 하단 튜브 시트의 하부면에 연결된 열교환기 패널의 하단 길이를 따라 이어진다. 이러한 방식에서, 응축의 1단계는 역류 작동으로 발생한다. 튜브의 상단은 상단 튜브 시트에 연결되고, 다시 상부면이 상단 보닛(top bonnet)에 연결된다. 응축되지 않은 증기와 비-응축물은 일차 응축기 튜브로부터 상단 보닛 내로 흐르고, 열교환기 패널의 중앙을 향해 흐르며, 여기서 이차 응축기 섹션 튜브의 위쪽으로 들어간다. 이러한 방식에서, 응축의 제 2단계는 병류 작동으로 발생한다. 비-응축물과 응축수는 이차 튜브의 바닥으로부터, 하단 보닛 내부에 위치하는 내부 이차 챔버로 흐른다. 비-응축물과 응축수는 배출 노즐을 통해 하단 보닛 이차 챔버에서 회수되고, 응축수는 배출되어 일차 응축기 섹션에서 수집된 물과 합류한다.

대안적인 실시형태에 따르면, 열교환기 패널은, 열교환기 패널의 모든 튜브가 하단 보닛으로부터 증기를 수용하고 하단 보닛으로 응축수를 전달하며, 비-응축물이 상단 보닛을 통해 배출되는, 단일 단계 응축기 열교환 패널로 구성될 수 있다.

본 발명의 추가 실시형태에 따르면, ACC의 각각의 셀 또는 모듈에는 단일 라이저(riser, 30)에 의해 증기가 공급되며, 이는 열교환기 패널의 종방향 축에 수직으로, 번들 지지 프레임 바로 아래에, 그리고 각각의 열교환기 패널의 중간점 아래에 매달린 대형 수평 실린더 또는 상부 증기 분배 매니폴드로 증기를 전달한다. 상부 증기 분배 매니폴드는 번들의 중간점에 있는 단일 위치에서 각각의 열교환기 패널의 하단 보닛으로 증기를 공급한다.

본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 응축기 섹션 프레임과 열교환기 패널은 지면 높이에서 미리-조립된다. 응축기 섹션 프레임은 이후 응축기 섹션 프레임의 밑면에 상부 증기 분배 매니폴드를 매달 수 있을 정도로 높은 조립대에 지지된다. 별도로, 대응하는(corresponding) 응축기 섹션/셀용 팬 데크(fan deck) 및 팬 세트를 포함하는 플레넘(plenum) 섹션이 마찬가지로 지면에서 조립된다. 순차적으로 또는 동시에, 대응하는 응축기 섹션/셀의 하부 구조물(understructure)은 최종 위치에서 조립될 수 있다. 상부 증기 분배 매니폴드가 매달린 응축기 섹션은 그 전체가 들어올려져서 하부 구조물 위에 배치될 수 있고, 완성된 플레넘 섹션 부-조립체(sub-assembly)의 유사한 상승과 배치가 이어질 수 있다.

이러한 새로운 ACC 설계는 종래 기술의 단면 구성 및 면적(200 mm x 18-22 mm)을 갖는 튜브와 함께 사용될 수 있다. 대안적으로, 이러한 새로운 ACC 설계는 US 2017/0363357 및 US 2017/0363358(200 mm x 10 mm 이하)에 개시된 설계를 갖는 튜브와 함께 사용될 수 있으며, 이들의 개시 내용 그 전체가 본원에 포함된다.

또 다른 대안적인 실시형태에 따르면, 본 발명의 새로운 ACC 설계는 오프셋 핀(offset fin)을 갖는 100 mm x 5 mm-7 mm 튜브와 함께 사용될 수 있다.

추가 실시형태에 따르면, 본 발명의 새로운 ACC 설계는 200 mm x 5 mm-7 mm 튜브 또는 200 mm x 17-20 mm 튜브와 함께 사용될 수 있으며, 튜브는 바람직하게 인치당 5 개 내지 12 개의 핀, 바람직하게는 인치당 9 개 내지 12 개의 핀, 가장 바람직하게는 인치당 9.8 개의 핀으로 배열된 "화살촉(Arrowhead)"-형 핀을 갖는다.

추가 실시형태에 따르면, 본 발명의 새로운 ACC 설계는 인치당 9.8 개의 핀으로 배열된 "화살촉"-형 핀을 갖는 120 mm x 5 mm-7 mm 튜브와 함께 사용될 수 있다. 또 다른 실시형태에 따르면, 본 발명의 새로운 ACC 설계는 인치당 9.8 개의 핀으로 배열된 "화살촉"-형 핀을 갖는 140 mm x 5 mm-7 mm 튜브와 함께 사용될 수 있다. 120 mm 및 140 mm 구성은 200 mm 구성과 완전히 동일한 용량 증가를 유발하지 않지만, 120 mm 및 140 mm 구성은 모두 200 mm 설계에 비해 재료와 무게가 감소했다.

위에서 논의한 화살촉-형 핀의 구조에 대한 개시를 위해, 2017년 2월 6일 출원된 미국 출원 제15/425,454호의 개시 내용 전체가 본원에 포함된다.

또 다른 실시형태에 따르면, 본 발명의 새로운 ACC 설계는 "루버형(louvered)" 핀을 갖는 튜브와 함께 사용될 수 있으며, 이는 대략적으로 오프셋 핀과 마찬가지로 작동하며, 보다 쉽게 이용할 수 있고 제조하기가 쉽다.

도 1은 종래 기술의 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기의 열교환 부분을 나타내는 사시도이다.
도 2는 증기 분배 매니폴드에 대한 튜브의 배향을 보여주는, 종래 기술의 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기의 열교환 부분의 부분 분해 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 열교환기 패널의 측면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 열교환기 패널의 상면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 열교환기 패널의 저면도이다.
도 6은 라인 C-C를 따른, 도 3에 도시된 열교환기 패널의 단면도이다.
도 7은 라인 D-D를 따른, 도 3에 도시된 열교환기 패널의 단면도이다.
도 8은 라인 E-E를 따른, 도 3에 도시된 열교환기 패널의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 대안적인 실시형태에 따른 열교환기 패널 및 상부 증기 분배 매니폴드의 측면 입면도이다.
도 10a는 도 9의 라인 A-A를 따른 단면도이다.
도 10b는 도 10a에 도시된 실시형태에 대한 대안적인 실시형태이다.
도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따른 평평한 차폐판(shield plate)을 갖는 도 9에 도시된 유형의 하단 보닛의 단면도다.
도 12는 본 발명의 일 실시형태에 따른 구부러진 차폐판을 갖는 도 9에 도시된 유형의 하단 보닛의 단면도이다.
도 13a는 새로운 증기 전달 및 분배 구성을 갖는 본 발명의 일 실시형태에 따른 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기의 측면도이다.
도 13b는 도 13a에 도시된 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기의 평면도이다.
도 14는 도 13a 및 도 13b에 도시된 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기의 하나의 셀의 상세한 측면도이다.
도 15는 도 13a, 도 13b 및 도 14에 도시된 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기의 하나의 셀의 추가 상세 측면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시형태에 따른 이차 하단 보닛으로부터의 응축수 배관을 포함하는, 상부 증기 분배 매니폴드 및 열교환기 패널로의 연결부의 입면도이다.
도 17은 두 쌍의 열교환기 패널의 단면도를 보여주는, 도 13 내지 도 15에 도시된 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기의 하나의 셀의 또 추가 상세 측면도이다.
도 18a는 콜드 포지션(cold position)에 있는 본 발명의 실시형태에 따른 행거 로드(hanger rod)를 도시하는 일련의 엔지니어링 도면이다.
도 18b는 핫 포지션(hot position)에 있는 도 18a의 행거 로드를 도시하는 일련의 엔지니어링 도면이다.
도 19a는 콜드 포지션에 있는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 행거 로드를 도시하는 일련의 엔지니어링 도면이다.
도 19b는 핫 포지션에 있는 도 19a의 행거 로드를 도시하는 일련의 엔지니어링 도면이다.
도 20a는 매달린 상부 증기 분배 매니폴드를 포함하는 하나의 미리-조립된 응축기 섹션 모듈의 상부 사시도를 도시한다.
도 20b는 매달린 상부 증기 분배 매니폴드를 포함하는 하나의 미리-조립된 응축기 섹션 모듈의 하부 사시도를 도시한다.
도 21a는 도 20a 및 도 20b에 도시된 응축기 섹션 모듈에 대응하는 하나의 셀을 위한 팬 데크 및 팬(플레넘) 부-조립체의 상부 사시도를 도시한다.
도 21b는 도 20a 및 도 20b에 도시된 응축기 섹션 모듈에 대응하는 하나의 셀을 위한 팬 데크 및 팬(플레넘) 부-조립체의 하부 사시도를 도시한다.
도 22는 도 20a 및 도 20b에 도시된 응축기 섹션 모듈에 대응하는 하나의 셀을 위한 타워 프레임(tower frame)의 사시도를 도시한다.
도 23은 도 22의 타워 프레임 위로 들어올려진 도 20a 및 도 20b의 미리-조립된 응축기 섹션 모듈의 배치를 도시한다.
도 24는 도 23의 타워 섹션 및 응축기 섹션 모듈 위에 설치된 도 21a 및 도 21b의 팬 데크 및 팬(플레넘) 부-조립체의 배치를 도시한다.

도 3 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 열교환기 패널(2)은, 통합되고 중앙에 위치한 이차 응축기 섹션(6) 및 이의 양 측면에 배치된 두 개의 일차 응축기 섹션(4)을 포함한다. 각각의 열교환기 패널(2)은 복수의 개별 응축기 번들(8)로 구성되는데, 제 1 서브세트의 응축기 번들(8)은 중앙에 위치한 이차 섹션(6)을 구성하고, 제 2 서브세트의 다른 응축기 번들(8)은 각각 양 측면에 배치된 일차 섹션(4)을 구성한다. 일차 및 이차 섹션의 튜브(7)의 치수 및 구조는 동일한 것이 바람직하다. 상단에서, 일차 및 이차 섹션(4, 6)의 모든 튜브(7)는 상단 튜브 시트(10)에 결합되고, 이 위에는 열교환기 패널(2)의 상단의 길이를 따라 이어지는 중공 상단 보닛(12)이 안착된다. 일차 및 이차 섹션(4, 6)의 모든 튜브(7)의 하단은 하단 보닛(16)의 상단을 형성하는 하단 튜브 시트(14)에 연결된다. 하단 보닛(16)은 마찬가지로 열교환기 패널(2)의 길이를 따라 이어진다. 하단 보닛(16)은 일차 섹션(4)의 튜브(7)와 직접 유체 연통하지만, 이차 섹션(6)의 튜브와는 그렇지 않다. 하단 보닛(16)에는, 열교환기 패널(2)을 위한 모든 증기를 수용하고 일차 섹션(4)에 수집된 응축수의 배출구 역할을 하는 하나의 증기 유입구/응축수 배출구(18)가 그 길이의 중간점에 장착된다. 하단 보닛(16)의 하단은, 열교환기 패널(2)의 중간에 있는 증기 유입구/응축수 배출구(18)를 향해, 보닛(16)의 양 단부로부터 수평에 대해 1 도 내지 5 도, 바람직하게는 약 3 도의 각도로 아래쪽으로 기울어지는 것이 바람직하다. 바람직한 실시형태에 따라 그리고 도 9 내지 도 12를 참조하면, 하단 보닛(16)은 증기 흐름으로부터 응축수 흐름을 분할하기 위한 차폐판(20)을 포함할 수 있다. 차폐판(20)은 천공부(perforation, 21)를 가질 수 있고 및/또는 스캘럽 에지(scalloped edge, 22)를 가질 수 있거나, 차폐판(20) 위에 떨어지는 응축수가 차폐판 아래의 공간으로 들어가고 차폐판 아래에서 유입구/배출구(18)를 향해 흐르도록 하는 다른 개구부 또는 구성을 가질 수 있다. 하단 보닛(16)의 단부에서 볼 때, 차폐판(20)은 증기의 흐름에 대해 하단 보닛(16)에 의해 제공된 단면을 최대화하기 위해 거의 수평 각도(수평 및 십자 방향의 수평으로부터 12 도 사이)로 고정된다. 차폐판(20)은 도 11에 도시된 바와 같이 평평하거나 도 12에 도시된 바와 같이 구부러질 수 있다. 상단 튜브 시트(10) 및 하단 튜브 시트(14)에는 열교환기(2)를 들어올리거나 지지하기 위한 리프팅/지지 앵글(lifting/support angle, 15)이 장착될 수 있다.

내부 이차 챔버 또는 이차 하단 보닛(24)은 이차 섹션(6)의 튜브(7)와만 직접 유체 연결되는 하단 보닛(16) 내부에 설치되고 이차 섹션(6)의 길이를 따라 연장하지만, 그 이상은 연장되지 않는 것이 바람직하다. 이러한 이차 하단 보닛(24)에는 비-응축물 및 응축수를 회수하기 위해 노즐(26)이 장착된다.

열교환기 패널(2)용 증기 유입구/응축수 배출구(18) 및 동일한 ACC 셀/모듈(27) 내의 모든 열교환기 패널용 증기 유입구/응축수 배출구(18)는, 열교환기 패널(2) 아래에 매달려 있고 중간점에서 열교환기 패널(2)의 종방향 축에 수직으로 이어지는 대형 실린더 또는 상부 증기 분배 매니폴드(28)에 연결된다(예를 들어, 도 13 내지 도 15, 도 20a 및 도 20b 참조). 상부 증기 분배 매니폴드(28)는 셀/모듈(27)의 폭을 가로질러 연장되고 양 단부에서 폐쇄된다. 하부 중앙에서, 상부 증기 분배 매니폴드(28)는, 하부 증기 분배 매니폴드(32)에 하단이 연결된 단일 라이저(30)에 연결된다. 상부 증기 분배 매니폴드(28)의 상부 표면이 각각의 열교환기 패널(2)의 중간점 아래를 통과하는 곳에서, 상부 증기 분배 매니폴드(28)에는, 각각의 인접한 쌍의 열교환기 패널(2)의 하단에 있는 증기 유입구/응축수 배출구(18)에 연결되는 Y-형 노즐(29)이 장착된다.

이러한 구성에 따르면, ACC의 각각의 셀(27)은 단일 라이저(30)로부터 증기를 수용한다. 단일 라이저(30)는 각각의 열교환기 패널(2)의 중간점 바로 아래에 매달린 하나의 상부 증기 분배 매니폴드(28)로 증기를 공급하고, 상부 증기 분배 매니폴드(28)는 하나의 증기 유입구/응축수 배출구(18)를 통해 셀(27) 내의 각각의 열교환기 패널(2)로 증기를 공급한다.

따라서, 산업 공정에서 나오는 증기는 지면 높이 또는 그 근처에서 또는 현장 레이아웃에 적합한 임의의 높이에서 터빈 배기 덕트(31)를 따라 이동한다. 증기 덕트(31)가 본 발명의 ACC에 접근할 때, 이는 ACC의 각각의 스트리트(셀의 열)(34)에 대해 하나씩, 복수의 서브-덕트(하부 증기 분배 매니폴드(32))로 분할된다. 각각의 하부 증기 분배 매니폴드(32)는 셀의 각각의 스트리트(34) 아래에서 이동하고, 단일 라이저(30)를 각각의 셀(27)의 중간점에서 위쪽으로 연장한다(예를 들어, 도 13a 및 도 13b를 참조). 단일 라이저(30)는 응축기 섹션 모듈(37)의 프레임(36)에 매달린 상부 증기 분배 매니폴드(28)의 하단에 연결된다(도 13 내지 도 15). 상부 증기 분배 매니폴드(28)는 복수의 Y-형 노즐(29)을 통해 각각의 인접한 한 쌍의 열교환기 패널(2)의 한 쌍의 보닛 유입구/배출구(18)로 증기를 전달한다(도 15 내지 도 17). 증기는 하단 보닛(16)을 따라 일차 섹션(4)의 튜브(7)를 통해 위로 이동하며, 공기가 일차 응축기 섹션(4)의 핀 튜브(7)를 통과할 때 응축된다. 응축된 물은 일차 섹션(4)의 동일한 튜브(7)를 따라 증기와 역류로 이동하고, 하단 보닛(16)에 수집되고, 결국에는 상부 증기 분배 매니폴드(28)와 하부 증기 분배 매니폴드(32) 및 터빈 배기 덕트(31)를 통해 응축수 수집 탱크(도시되지 않음)로 다시 배출된다. 바람직한 실시형태에 따르면, 하단 보닛(16)과 상부 증기 분배 매니폴드(28) 사이의 연결부에는 유입 증기로부터 배출/낙하하는 응축수를 분리하기 위해 편향 차폐부(deflector shield, 40)가 장착될 수 있다.

응축되지 않은 증기 및 비-응축물은 상단 보닛(12)에 수집되고, 열교환기 패널(2)의 중앙으로 끌려가고, 내부에 형성된 응축수와 병류로 이차 섹션(6)의 튜브(7) 아래로 이동한다. 비-응축물은 하단 보닛(16) 내부에 위치한 이차 하단 보닛(24)으로 유입되고 배출 노즐(26)을 통해 배출된다. 이차 섹션(6)에서 형성된 추가 응축수는 이차 하단 보닛(24)에 수집되고 배출 노즐(26)을 통해 이동한 후, 응축수 배관(42)을 통해 상부 증기 분배 매니폴드(28)로 이동하여 일차 응축기 섹션(4)에서 수집된 물과 합류한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 열교환기 패널(2)은, 열 부하와 날씨를 기반으로 열교환기 패널(2)의 팽창 및 수축을 허용하는 복수의 유연한 행거(50)에 의해 응축기 섹션 모듈(37)의 프레임(36)에 매달린다. 도 17은 행거(50)가 응축기 섹션 모듈(37)의 프레임(36)에 연결되는 방식을 도시하고, 도 18a, 도 18b, 도 19a 및 도 19b는 행거의 두 실시형태의 세부 사항을 도시하고 있다. 각각의 실시형태에 따르면, 행거(50)는 열교환기 패널(2)이 무게를 지탱하면서 팽창 또는 수축할 수 있도록 구성된다. 네 개의 행거(50)가 각각의 열교환기 패널(2)에 사용된다. 일 실시형태에 따르면, 행거(50)는 각각의 단부에 슬리브(56)가 있는 로드(54)로 구성된다. 슬리브(56)는 로드(54) 위에 설치되고, 로드(54)의 각각의 단부에 있는 고정 디스크 또는 노브(58)에 의해 각각의 단부에서 빠지는 것이 방지되며, 이 고정 디스크(fixed disc) 또는 노브(knob, 58)는 각각의 슬리브의 내부 표면 상의 상응하는 형상의 리세스(recess, 60)에 삽입되지만, 이 리세스는 슬리브의 단부까지 연장되지는 않는다. 행거(50)의 일단은 응축기 섹션 모듈(37)의 프레임(36)에 연결되고 행거의 타단은 상단 튜브 시트(10) 또는 하단 튜브 시트(14) 상의 리프팅/지지 앵글(15) 또는 다른 부착점에 부착된다. 슬리브(56)는 시공 중에 올바른 행거 길이를 설정할 수 있도록 조정 가능한 것이 바람직하다. 일단 설정되면, 열교환기 패널(2)의 이동은 행거(50)의 상하부의 볼 조인트(ball joint) 및 행거(50)의 각도 변위에 의해 수용된다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 본 발명의 ACC는 모듈 방식으로 구성된다. 다양한 실시형태에 따르면, 하부 구조물(62), 응축기 섹션 모듈(37) 및 플레넘 섹션(64)은 지상에서 개별적으로 동시에 조립될 수 있다. 일 실시형태에 따르면, 응축기 섹션 프레임은 응축기 섹션 프레임의 밑면에 상부 증기 분배 매니폴드(28)를 매달 수 있을 정도의 높이로 구축된 하부 구조물에서 들어올려질 수 있다. 열교환기 패널(2)은 이어서 바람직하게는 지면 높이 또는 바로 위에서 응축기 섹션 모듈(37)의 프레임(36) 및 상부 증기 분배 매니폴드(28)에 내려지고 부착된다(도 20a 및 도 20b). 완료되면, 상부 증기 분배 매니폴드(28)가 부착된 조립된 응축기 섹션 모듈(37)이 들어올려져서 상응하는 완성된 하부 구조물(62)(도 22 및 도 23) 위에 배치될 수 있고, 완성된 상응하는 플레넘 섹션(64)(도 21a 및 도 21b)이 그 뒤 들어올려져서 응축기 섹션 모듈(37)(도 24) 위에 안착된다. 본원에 기술된 조립은 동일 평면에서 수행되는 것으로 설명되어 있지만, 다양한 모듈의 조립은 계획 및 시공 방식이 허용하는 한 이들의 최종 위치에서 수행될 수 있다.

본원에서의 핀 유형 및 치수에 대한 설명은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 본원에 기술된 본 발명의 튜브는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 임의의 유형의 핀과 함께 사용될 수 있다.

2: 열교환기 패널 10: 상단 튜브 시트
4: 일차 응축기 섹션 12: 상단 보닛
6: 이차 응축기 섹션 14: 하단 튜브 시트
7: 튜브 15: 리프팅/지지 앵글
8: 응축기 번들 16: 하단 보닛
18: 증기 유입구/응축수 배출구
34: ACC 셀의 스트리트/열 20: 차폐판
36: (튜브 번들 섹션의) 프레임
21: 천공부 37: 응축기 섹션 모듈
22: 스캘럽 에지 40: 편향 차폐부
24: 이차 하단 보닛 42: 응축수 배관
26: (이차 하단 보닛용) 노즐
50: 행거 54: 행거 로드
27: ACC 셀/모듈 56: 행거 슬리브
28: 상부 증기 분배 매니폴드
58: 행거 고정 디스크 또는 노브
29: Y-형 노즐 60: 행거 리세스
30: (하부 증기 매니폴드로부터 상부 증기 매니폴드로의) 라이저
62: 하부 구조물 모듈 31: 터빈 배기 덕트
64: 플레넘 섹션 모듈 32: 하부 증기 분배 매니폴드

Claims

산업용 증기 생산 시설에 연결된 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기로서, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기는:
하나 또는 복수의 응축기 섹션 스트리트(condenser section street)를 포함하고, 각각의 응축기 섹션 스트리트는 일렬의 응축기 섹션 셀(condenser section cell)을 포함하고, 각각의 셀은 복수의 열교환기 번들을 통해 공기를 흡입하는 하나의 팬을 포함하고, 각각의 열교환기 번들은 종방향(longitudinal) 축 및 종방향 축에 수직인 횡방향 축을 갖고,
각각의 열교환기 번들은, 이차 응축기와, 일차 응축기 섹션과, 상기 이차 응축기 섹션 및 상기 일차 응축기 섹션 내의 각각의 튜브의 상단부에 연결되고 이와 유체 연통하는 상단 보닛과, 상기 일차 응축기 섹션 내의 각각의 튜브의 하단부에 연결되고 이와 유체 연통하는 일차 하단 보닛과, 상기 이차 응축기 섹션 내의 각각의 튜브의 하단부에 연결되고 이와 유체 연통하는 하단 보닛 내부의 내부 이차 챔버를 포함하고, 상기 이차 하단 보닛은 상기 일차 하단 보닛의 상부면에 연결되고, 상기 일차 하단 보닛은 각각 하나의 증기 유입구를 갖고;
각각의 응축기 섹션 셀은, 상기 열교환기 번들의 중간점에서 상기 열교환기 번들의 종방향 축에 수직인 축을 따라 배열된 상기 열교환기 번들의 하부면에 바로 인접하게 매달리는 상부 증기 분배 매니폴드를 포함하고, 상기 상부 증기 분배 매니폴드는, 상기 일차 하단 보닛 유입구에 연결되도록 구성된 복수의 연결부를 상부 표면에 갖고 증기 라이저에 대한 하나의 연결부를 하부 표면에 갖는, 양 단부에서 폐쇄된 실린더를 포함하는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
제 1 항에 있어서,
각각의 열교환기 번들은, 열교환기 번들 내의 모든 튜브가 상기 튜브의 하단부로부터 증기를 수용하는, 하나의 응축기 섹션을 포함하는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
제 2 항에 있어서,
각각의 열교환기 번들은 상기 이차 섹션의 양 측면에 배치된(flanking) 두 개의 일차 응축기 섹션을 포함하는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
제 1 항에 있어서,
상기 열교환기 번들은 각각 복수의 유연한 매달림 지지대(hanging supports)에 의해 응축기 섹션 프레임에 매달리는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
제 4 항에 있어서,
상기 유연한 매달림 지지대는 각각의 단부에서 연결 슬리브에 연결된 중앙 로드를 각각 포함하고, 각각의 유연한 매달림 지지대의 하나의 연결 슬리브는 상기 응축기 섹션 프레임에 연결되고, 각각의 유연한 매달림 지지대의 제 2 연결 슬리브는 상기 열교환기 번들의 튜브 시트에 연결되는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
제 1 항에 있어서,
상기 일차 응축기 내의 상기 복수의 핀 튜브는 2.0 m 내지 2.8 m의 길이와, 120 mm의 단면 높이 및 4 mm 내지 10 mm의 단면 폭을 갖는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
제 6 항에 있어서,
상기 튜브는 5.2 mm 내지 7 mm의 단면 폭을 갖는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
제 7 항에 있어서,
상기 튜브는 6.0 mm의 단면 폭을 갖는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
제 1 항에 있어서,
상기 일차 응축기 내의 상기 복수의 핀 튜브는 상기 튜브의 평평한 측면에 부착된 핀을 갖고, 상기 핀은 9 mm 내지 10 mm의 높이를 갖고, 인치당 5 개 내지 12 개의 핀 간격으로 이격되는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
제 1 항에 있어서,
상기 일차 응축기 내의 상기 복수의 핀 튜브는 상기 튜브의 평평한 측면에 부착된 핀을 갖고, 상기 핀은 18 mm 내지 20 mm의 높이를 갖고 인접한 튜브 사이의 공간에 걸쳐있고 인접한 튜브와 접촉하고, 상기 핀은 인치당 5 개 내지 12 개의 핀 간격으로 이격되는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
제 1 항에 있어서,
이차 응축기 섹션은 상기 열교환기 번들을 따라 중앙에 위치하고, 각각의 단부에서 일차 응축기 섹션이 측면에 배치되는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
제 1 항에 따른 대규모 현장 설치형 공랭식 응축기를 조립하는 방법으로서, 방법은,
상기 열교환기 번들과 응축기 섹션 프레임을 포함하는, 응축기 섹션을 지면 높이에서 조립하는 단계;
상기 열교환기 번들 바로 아래에서 이와 인접하게 지면으로부터 상부 증기 분배 매니폴드를 매달 수 있을 정도의 높이에서 상기 응축기 섹션을 지지하는 단계,
지면 높이에서 팬 조립체와 팬 데크를 갖는 플레넘 섹션을 조립하는 단계;
상기 조립된 응축기 섹션과 상부 증기 분배 매니폴드를 들어올리고 이를 대응하는 하부 구조물 위에 배치하는 단계;
상기 조립된 플레넘 섹션을 들어올리고 이를 상기 응축기 섹션 위에 배치하는 단계를 포함하는 방법.
산업용 증기 생산 시설에 연결된 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기로서, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기는:
하나 또는 복수의 응축기 섹션 스트리트를 포함하고, 각각의 응축기 섹션 스트리트는 일렬의 응축기 섹션 셀을 포함하고, 각각의 셀은 복수의 열교환기 번들을 통해 공기를 흡입하는 하나의 팬을 포함하고, 각각의 열교환기 번들은 종방향 축 및 종방향 축에 수직인 횡방향 축을 갖고,
각각의 열교환기 번들은 복수의 응축기 튜브와, 각각의 상기 복수의 응축기 튜브의 상단부에 연결되고 이와 유체 연통하는 상단 보닛과, 각각의 상기 복수의 응축기 튜브의 하단부에 연결되고 이와 유체 연통하는 하단 보닛을 포함하고, 상기 하단 보닛은 각각 하나의 증기 유입구를 갖고;
각각의 응축기 섹션 셀은, 상기 열교환기 번들의 중간점에서 상기 열교환기 번들의 종방향 축에 수직인 축을 따라 배열된 상기 열교환기 번들의 하부면에 바로 인접하게 매달리는 상부 증기 분배 매니폴드를 포함하고, 상기 상부 증기 분배 매니폴드는, 상기 하단 보닛 유입구에 연결되도록 구성된 복수의 연결부를 상부 표면에 갖고 증기 라이저에 대한 하나의 연결부를 하부 표면에 갖는, 양 단부에서 폐쇄된 실린더를 포함하는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
제 13 항에 있어서,
각각의 열교환기 번들은, 열교환기 번들 내의 모든 튜브가 상기 튜브의 하단부로부터 증기를 수용하는, 단 하나의 스테이지를 포함하는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
제 13 항에 있어서,
상기 상단 보닛은 상기 응축기 튜브로부터 비-응축성 가스를 수용하도록 구성되는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
제 13 항에 있어서,
상기 열교환기 번들은 각각 복수의 유연한 매달림 지지대에 의해 응축기 섹션 프레임에 매달리는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
제 16 항에 있어서,
상기 유연한 매달림 지지대는 각각의 단부에서 연결 슬리브에 연결된 중앙 로드를 각각 포함하고, 각각의 유연한 매달림 지지대의 하나의 연결 슬리브는 상기 응축기 섹션 프레임에 연결되고, 각각의 유연한 매달림 지지대의 제 2 연결 슬리브는 상기 열교환기 번들의 튜브 시트에 연결되는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
제 13 항에 있어서,
상기 복수의 응축기 튜브는 2.0 m 내지 2.8 m의 길이와, 120 mm의 단면 높이 및 4 mm 내지 10 mm의 단면 폭을 갖는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
제 18 항에 있어서,
상기 응축기 튜브는 5.2 mm 내지 7 mm의 단면 폭을 갖는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
제 19 항에 있어서,
상기 응축기 튜브는 6.0 mm의 단면 폭을 갖는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
제 13 항에 있어서,
상기 복수의 응축기 튜브는 상기 튜브의 평평한 측면에 부착된 핀을 갖고, 상기 핀은 9 mm 내지 10 mm의 높이를 갖고, 인치당 5 개 내지 12 개의 핀 간격으로 이격되는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
제 13 항에 있어서,
상기 복수의 응축기 튜브는 상기 튜브의 평평한 측면에 부착된 핀을 갖고, 상기 핀은 18 mm 내지 20 mm의 높이를 갖고 인접한 튜브 사이의 공간에 걸쳐있고 인접한 튜브와 접촉하고, 상기 핀은 인치당 5 개 내지 12 개의 핀 간격으로 이격되는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
제 13 항에 따른 대규모 현장 설치형 공랭식 응축기를 조립하는 방법으로서, 방법은,
상기 열교환기 번들과 응축기 섹션 프레임을 포함하는, 응축기 섹션을 지면 높이에서 조립하는 단계;
상기 열교환기 번들 바로 아래에서 이와 인접하게 지면으로부터 상부 증기 분배 매니폴드를 매달 수 있을 정도의 높이에서 상기 응축기 섹션을 지지하는 단계,
지면 높이에서 팬 조립체와 팬 데크를 갖는 플레넘 섹션을 조립하는 단계;
상기 조립된 응축기 섹션과 상부 증기 분배 매니폴드를 들어올리고 이를 대응하는 하부 구조물 위에 배치하는 단계;
상기 조립된 플레넘 섹션을 들어올리고 이를 상기 응축기 섹션 위에 배치하는 단계를 포함하는 방법.