KR20220047082A - 배열회수보일러용 상부 하프 헤더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부 하프 헤더의 구조를 단순화하여 제작성을 높이고, 원가부담도 덜 수 있는 배열회수보일러용 하프 헤더를 제공하려는 것으로서, 단수의 노즐을 통해 보일러, 가스터빈 등에서 배출되는 증기를 도입하여 복수의 핀 튜브로 분산시켜 열교환이 되도록 하프 모듈용 상부 하프 헤더로서, 복수의 분배공이 천공된 띠강판제 분배판이 헤더 내에 설치된 것을 특징으로 한 것이다.

Description

배열회수보일러용 상부 하프 헤더{Upper Harp Header for harp Module of HRSG}

본 발명은 배열회수보일러용 하프 헤더의 구조 개량에 관한 것이며, 특히 제작이 용이하고, 원가절감의 효과도 큰 배열회수보일러용 상부 하프 헤더에 관한 것이다.

화력발전소의 보일러, 가스발전소의 가스터빈에서 배출되는 증기로부터 열을 회수하는 하프 모듈에서, 종래의 상부 하프 헤더(1)는 도 1에서 보듯이, 곧은 횡형 원관으로 된 헤더(2)의 상반부 상에 소정의 간격을 두고 천공된 링크공에 길이가 동일한 복수의 노즐(3a~3d) 하단을 끼워 용접하고, 노즐들을 통해서 상주 하프 헤더(1)로 유입되는 증기가 옆으로 퍼져나가 각 핀 튜브(4)로 분산되어 흐르는 동안에 열교환이 이루어진다.

하부 하프 헤더의 상반부 상에 일정한 간격을 두고 천공된 튜브공마다 길이가 동일한 핀 튜브의 하단을 수직으로 끼워 용접한 후 상부 헤더의 하반부 상에 상기 튜브공과 같은 조건으로 천공된 튜브공에 핀 튜브의 상단을 끼워 용접하여 일체화한다.

상기 헤더는 복수의 노즐을 갖추기 때문에 제작에 대한 난이도가 높고 제조원가의 부담도 크다.

이러한 종래 헤더의 문제점을 간파하여 그 문제점을 해소하고자 개발된 등록특허 제10-1573925호는 본원 출원인의 선등록 특허로 알려져 있다.

상기 선행기술에 의하면, 주면 상에 길이방향으로 등간격을 두고 핀 튜브 설치용 튜브공이 천공되고 일측단 부근에 노즐공이 천공된 상부 하프 헤드에 등간격으로 증기공이 천공되고 입구에는 노즐 연결용 엘보가 체결된 분배관을 삽입하여 상부 하프 헤더의 단면 중심에 위치시키고, 상기 노즐공에 노즐을 끼워 상기 엘보에 체결하며, 상기 상부 하프 헤더의 양단을 끝막이로 막은 것이다.

그러나, 상기 선행기술은 상부 하프 헤더에 삽입된 분배관을 헤더의 단면 중심에 정위치 시키기 곤란하고, 노즐을 엘보에 체결하는 작업 또한 쉽지 않은 문제점이 있었다.

특허등록 제10-1573925호 특허등록 제10-0751036호 실용신안등록 제20264473호

본 발명의 목적은 상부 하프 헤더의 구조를 단순화하여 제작성을 높이고, 원가부담도 덜 수 있는 배열회수보일러용 상부 하프 헤더를 제공하려는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 과제는, 길이방향의 중간에 설치된 단수의 노즐을 통해 하프 헤더 내부로 증기를 도입하여 복수의 핀 튜브로 분산되도록 한 하프 모듈용 상부 하프 헤더로서, 헤더 내에 설치된 단조로운 구조의 타공판형 분배판을 이용해 각 핀 튜브로 증기가 균등하게 배분되도록 한 배열회수보일러용 상부 하프 헤더로 구현할 수 있다.

상기 분배판은 상부 하프 헤더의 길이와 대등하며, 분배판의 폭이 상부 하프 헤더의 단면 중심을 가로지르게 부착하여 증기확산공간과 증기분배공간으로 이원화한다.

분배판에 천공되는 분배공에서 노즐 영역의 분배공은 노즐의 말단으로 직공급되는 증기의 압력이 높은 점을 고려하여 드문드문 천공하고, 그 외의 분배공은 분배판의 양단부로 갈수록 촘촘하게 천공하여 증기압의 균형을 이루게 함으로써 모든 핀 튜브로 균등하게 증기가 분배되도록 한다.

본 발명에 의하면, 노즐을 통해 상부 하프 헤더로 유입되는 증기는 분배판의 상면을 타고 그 길이방향으로 흐르면서 노즐 영역의 분배공과 그 외측의 분배공을 통해 복수의 노즐이 적용된 통상의 하프 모듈용 상부 하프 헤더에 다름없이 각 핀 튜브로 균등하게 증기를 분산시켜 열을 회수할 수 있다.

또한 본 발명은 증기 분배수단이 타공형 띠강판제인 분배판은 종래의 노즐 체결용 엘보 구비형 분배관에 비해 구조가 매우 단순하고, 상부 하프 헤더의 단면 중심을 가로지르도록 설치하기도 용이하다. 이는 상부 하프 헤더의 제작편의를 제공하는 동시에 원가절감을 도모하는 데 절대적이다.

도 1은 종래의 다노즐형 상부 하프 헤더의 정면도
도 2는 본 발명에 의한 상부 하프 헤더의 부분 절개 정면도
도 3은 도 2의 측단면도
도 4는 도 3에 준하는 분배판의 다른 설치예시도
도 5는 분배판의 평면도

이하, 바람직한 일실시예를 토대로 작성한 도 2 이하의 첨부도면을 참조하여 구체적으로 본 발명을 설명한다.

본 실시예는 하나의 예시에 불과하며, 동종 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 설명에 기초하여 균등한 범위와 조건 하에서 단순한 변경이 가능하다는 점을 인식해야 하며, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 기재된 내용에 기초한 기술적 사상으로 정해지는 점을 상기해야 한다.

도 2는 본 발명에 의한 상부 하프 헤더(1)를 부분적으로 절개한 정면도이다. 이 그림에서, 헤더(2)에는 단수의 노즐(3)이 설치되어 있다. 이는 종래의 복수 노즐형 헤더에 비해 노즐수를 대폭 감축한 것으로, 노즐의 감축 수만큼 상부 하프 헤더(1)를 제작하기 용이하고, 원가도 절감된다.

상기 헤더(2) 내에는 분배판(5)이 내장되어 있다. 상기 분배판(5)의 저면 곳곳에는 서포터(8)를 부착하여 분배판(5)의 처짐을 방지한다.

도 3에서, 분배판(5)은 헤더(2)의 내경보다 약간 작은 폭으로 재단해 헤더(2)에 수평되게 삽입하면 그 상면이 헤더(2)의 중심을 지나는 수평선(C)에 일치되도록 하거나, 도 4와 같이 상기 수평선(C)에 분배판(5)의 두께 중심이 일치하는 폭으로 재단해 내장하며, 필요시 고정수단(7)으로 움직이지 않도록 고정한다.

다시 말해서, 헤더(2)의 내부 중심을 지나는 수평선상에 분배판(5)을 설치하여 유입되는 연소가스가 헤더(2)의 길이 전반에 걸쳐 효율적으로 분산되어 분배판(5)을 통해 모든 핀 튜브(4)로 고루 분산되도록 하는 것이다.

이렇게 분배판(5)의 폭을 설정하면 헤더(2) 내에서 분배판(5)의 자세 안정에 도움이 된다.

상기 분배판(5)에 의해서 헤더(2)의 내부는 증기확산공간과 증기분배공간으로 양분된다. 상기 양분된 공간 중에서 증기확산공간은 노즐측이고 증기분배공간은 핀 튜브측이다.

도 5는 상기 분배판(5)의 평면도이다. 그림에서 보듯이, 상기 분배판(5) 상에는 분배공(6)(6a)이 천공되어 있다.

상기 분배공(6a)은 노즐(3)의 직하위에 위치하여 노즐(3)로 직도입되는 증기의 압력이 커 공수가 적어도 증기가 원활히 분배되므로 드문드문 천공하는 것이 바람직하다.

또한 노즐 영역의 양측에 위치하는 분배공(6)은 상기 분배공(6a) 보다는 증기의 압력이 작으므로 보다 많은 증기가 중심 외측의 핀 튜브(4)로 균형있게 분산되도록 촘촘히 천공한다.

이처럼 헤더(2)에 타공판형 분배판(5)을 설치하여 증기를 균형 있게 효율적으로 분배할 수 있으므로 단수의 노즐(3)만으로도 충분하다.

또한, 분배판(5)은 종래의 분배관에 비해 구조도 단순하여 제작이 용이하고 자재비 면에서도 경제적이며, 헤더(2) 내에 설치하기도 한결 용이하다.

1: 상부 하프 헤더
2: 헤더
3: 노즐
4: 핀 튜브
5: 분배판
6,6a: 분배공
8: 서포터

Claims (4)

1. 단수의 노즐을 통해 보일러, 가스터빈 등에서 배출되는 증기를 도입하여 복수의 핀 튜브로 분산시켜 열교환되도록 하프 모듈용 상부 하프 헤더로서, 복수의 분배공이 천공된 띠강판제 분배판이 헤더 내에 설치된 것을 특징으로 하는 배열회수보일러용 상부 하프 헤더.
2. 제1항에 있어서, 상기 분배판은 헤더의 내부 중심을 지나는 수평선상에 놓이게 내장된 것을 특징으로 하는 배열회수보일러용 상부 하프 헤더.
3. 제1항에 있어서, 상기 분배판의 저면 곳곳에 서포터가 부착된 것을 특징으로 하는 배열회수보일러용 상부 하프 헤더.
4. 제1항에 있어서, 상기 분배판에서 노즐 영역의 분배공은 드문드문 천공되고, 노즐 영역 외의 분배공은 분배판의 양단부로 갈수록 촘촘하게 천공된 것을 특징으로 하는 배열회수보일러용 상부 하프 헤더.

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