KR20230100565A

KR20230100565A - 순환유동층보일러의 열교환기용 댐을 형성하기 위한 내화 구조물

Info

Publication number: KR20230100565A
Application number: KR1020220064071A
Authority: KR
Inventors: 강신명
Original assignee: 강신명
Priority date: 2021-12-28
Filing date: 2022-05-25
Publication date: 2023-07-05
Also published as: KR102403668B1

Abstract

본 발명은 순환유동층보일러의 열교환기용 댐을 형성하기 위한 내화 구조물에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 실시예에 따르면, 순환유동층보일러용 열교환기의 댐(dam)을 형성하기 위한 내화 구조물에 있어서, 상기 외부열교환기의 외곽 영역에 내화성을 가지는 재질로 이루어진 다수개의 브릭을 바닥면으로부터 상방향으로 조적하여 형성된다.

Description

순환유동층보일러의 열교환기용 댐을 형성하기 위한 내화 구조물{STRUCTURE FOR FIRE RESISTANCE IN ORDER TO MAKE THE DAM USE FOR HEAT EXCHANGER OF CIRCULATING FLUIDIZED BED SOMBUSTION BOILER}

본 발명은 순환유동층보일러의 열교환기용 댐을 형성하기 위한 내화 구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 상기 외부열교환기의 외곽 영역에 내연성을 가지는 재질로 이루어진 다수개의 브릭을 바닥면으로부터 위쪽으로 조작하여 형성된 내화 구조물에 관한 것이다.

일반적으로, 석탄, 바이오 연료을 연료로 사용하여 발전을 수행하는 화력 발전소에는 석탄과 같은 연료 물질을 연소시키기 위하여 보일러(boiler)가 설치된다. 이러한 화력 발전소용 보일러 중에 순환유동층(Circulating Fluidized Bed Combustion; CFBC) 보일러가 사용되고 있다.

상기 순환유동층보일러는 석탄(Coal)에 대한 연소뿐만 아니라 모래나 석회석 등의 다양한 물질을 유동화시켜 연소시킬 수 있는 보일러이다. 이러한 순환유동층보일러는 다양한 종류의 연료를 섭씨 900도 이하로 저온에서 연소시킬 수 있으며, 저가의 광범위한 석탄에 대하여 연소할 수 있으며, 순환유동층보일러의 노(Furnace) 내부의 온도는 표준적인 석탄 화력의 미분탄 연소 보일러와 비교하여 낮게 형성되기 때문에, 배출되는 가스에 유황 또는 질소산화물 함유량이 적게 발생하여 환경에 친화적인 이점이 있다.

또한, 순환유동층보일러에는 석탄의 연소열을 회수하기 위하여 연소로 내부의 수랭 벽 튜브(membrane wall tube), 연소로 상부의 날개벽 튜브(wing wall tube), 플래튼 튜브(platen tube)와 같은 열교환기가 설치되며, 연소로의 외부에도 외부열교환기가 설치된다.

이러한 순환유동층보일러의 작동은, 연소로 내부의 유동매체(모래나 화재 등)와 배기가스는 혼합된 상태로 사이클론으로 유동되고, 사이클론에서 설정 중량 이상의 입자와 그 외의 기체로 분리된다.

그리고, 유동매체와 분리된 배기가스는 백패스(back pass)를 통해 후단으로 유동, 처리되고, 배기가스와 분리된 유동매체는 부실로 유입된 후 그 일부는 연소로로 직접 유입되고, 다른 일부는 제어밸브를 거쳐 외부열교환기를 통과한 후 연소로로 유입되는 방식으로 운전되므로 매우 효율적이라 할 수 있다.

상기 유동매체는 작지만 단단한 고체인 관계로 보일러 내부 및 사이클론에 설치되어 있는 튜브를 훼손할 수 있으므로 이를 방지하기 위하여 마모가 심한 부분에는 내화재(Refractory Material)를 시공한다.

상기 내화재는 열이나 압력 또는 화학적 공격에 강하고 고온에서 강도와 형태를 유지하는 자재를 가리키며, 보일러의 사이클론(Seperator) 부분, 벽 부분 및 천장과 벽의 모서리 부분에 내화재를 설치한다.

특히, 보일러의 외부열교환기의 외측에 내화재를 설치하고 설치된 내화재의 외부를 철판을 이용하여 커버하는 방식으로 댐(dam)을 조성함으로써 외부열교환기의 내화구조를 형성한다.

도 1은 종래의 외부열교환기의 댐을 형성하는 내화구조를 보여주는 사진 도면으로서, 외부열교환기(1)의 외측에 내화물을 커버하고 있는 철판(2)을 가지는 구조로 이루어진 댐(dam)을 보여주고 있다.

상기 댐에 내화구조를 이루는 철판은 일반적으로 널리 사용되는 철 재질의 강재인 SS400 재질의 철판을 이용한다.

그런데, 이렇게 외부열교환기의 댐에 설치되어 내화재를 커버하는 철판은, 대략 섭씨 800도 이상으로 운전되는 보일러 운전 중에 체류 열에 지속적인 영향을 받게 됨으로써, 설치된 철판의 외부 형상이 변형되거나 부식이 발생하며 심지어 철판에 구멍(hole)이 천공되는 현상이 발생되기도 한다.

이렇게 댐에 설치된 철판이 부식되거나 변형 또는 천공되면 섭씨 250도 내지 400도의 높은 온도를 가지는 플라이 애쉬(Fly Ash, 재)가 외부로 노출되면서 철판 내측에 설치된 내화물에 손상을 입히게 된다.

도 2는 상술한 바와 같이 외부열교환기의 댐에 설치된 철판(2)이 체류 열에 의하여 변형되고 부식된 상태를 보여주고 있으며, 도 3은 부식된 철판으로 인하여 발생한 플라이 애쉬의 고열로 인하여 철판의 내측에 설치된 내화재(3)가 좌측의 (a) 상태와 같이 갈라지거나 우측의 (b) 상태와 같이 깨져서 손상을 입은 상태를 보여주고 있다.

따라서, 이렇게 내화물이 손상을 입게 되면 순환 유동식 보일러의 연소 효율성이 저하되어 발전소의 생산성에 악영향을 미칠 우려가 있다.

그러므로, 순환유동층보일러의 외부열교환기의 댐에 형성되는 내화구조의 내구성을 보다 증대시킬 수 있는 방안이 절실하게 요구된다고 하겠다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허 제10-1397305호(2014.05.23. 공고)에 개시되어 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 순환유동층보일러의 외부열교환기의 댐에 설치되는 내화물의 내구성을 증대시켜 연소 효율성을 향상시키고 나아가 발전소의 생산성을 양호하게 유지할 수 있는 순환유동층보일러의 열교환기용 댐의 내화를 위한 설계구조를 제공한다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 순환유동층보일러의 열교환기용 댐을 형성하기 위한 내화 구조물의 구성은, 외부열교환기의 외곽 영역에 내화성을 가지는 재질로 이루어진 다수개의 브릭을 바닥면으로부터 상방향으로 조적하여 형성된 내화 구조물을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 순환유동층보일러의 열교환기용 댐을 형성하기 위한 내화 구조물은, 종래의 내화구조에서 존재하였던 철판의 구성을 결여함으로써 종래 내화구조에서 발생하였던 보일러 운전 중 체류 열에 의한 철판의 형상 변형, 부식, 천공 등의 현상을 미연에 방지할 수 있게 되었고, 이를 통하여 운전 중 발생하는 플라이 애쉬가 외부로 노출되는 것을 최대한 억제하여 내화 구조물의 내구성을 증대시켜 연소 효율성을 향상시킴과 동시에 발전소의 생산성을 양호하게 유지할 수 있게 되는 효과를 발현한다.

도 1은 종래의 외부열교환기의 댐에 설치된 내화구조를 보여주는 사진 도면이다.
도 2는 종래의 외부열교환기의 댐에 설치된 내화구조의 철판이 손상된 상태를 보여주는 사진 도면이다.
도 3은 종래의 외부열교환기의 댐에 설치된 내화구조의 내화재가 손상된 상태를 보여주는 사진 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예의 외부열교환기의 댐을 형성하기 위한 내화 구조물을 보여주는 도면으로써, 도 4a는 내화 구조물을 보여주는 사진 도면, 도 4b는 내화 구조물이 설치된 상태의 평면도, 도 4c는 내화 구조물이 설치된 상태의 측면도이다.
도 5는 본 발명 실시예의 내화 구조물의 브릭 조적상태의 평면도이다.
도 6은 본 발명 실시예의 내화 구조물의 브릭에 외부 앵커를 추가 설치한 조적상태의 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 본 발명의 내화 구조물의 브릭 조적상태의 측면도이다.
도 8은 내부 앵커의 상세도로서, 도 8a는 평면도, 도 8b는 측면도이다.
도 9는 외부 앵커의 상세도로서, 도 9a는 평면도, 도 9b는 측면도, 도 9c는 외부앵커의 시공 상태의 사진 도면이다.
도 10은 본 발명 다른 실시예의 내화 구조물의 평면도이다.
도 11은 본 발명 다른 실시예의 내화 구조물의 측면도이다.
도 12는 본 발명 다른 실시예의 내화 구조물의 지지체가 환봉에 결합된 상태를 보여주는 모식도이다.
도 13은 본 발명 다른 실시예의 내화 구조물과 벽체와의 접합상태를 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명 다른 실시예의 내화 구조물의 지지체 및 환봉을 보여주는 사진 도면이다.
도 15는 본 발명 다른 실시예의 내화 구조물의 시공 상태를 보여주는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 순환유동층보일러의 열교환기용 댐을 형성하기 위한 내화 구조물의 구성을 설명한다.

개시된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분하게 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 태양으로 구체화될 수도 있다.

또한, 본 발명 명세서에서 사용되는 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명의 외부열교환기의 댐을 형성하기 위한 내화 구조물을 보여주는 도면으로써, 도 4a는 내화 구조물을 보여주는 사진 도면, 도 4b는 내화 구조물이 설치된 상태의 평면도, 도 4c는 내화 구조물이 설치된 상태의 측면도이다.

본 발명 실시예의 내화 구조물(S)은 열교환기(1)의 외곽을 둘러싸도록 설치되어 댐(dam)을 형성하는 것으로서, 열교환기(1)를 외부 열이나 압력으로부터 보호하는 내화 기능을 수행한다.

이를 위하여, 도 4a의 사진 도면에서 보는 바와 같이, 본 발명 실시예의 내화 구조물(S)은 종래의 내화구조에서 존재하였던 철판(2)(도 1 참조)을 채용하지 않고, 오로지 외부열교환기의 외곽 영역에 다수개의 브릭(10)(brick, 벽돌)을 열교환기(1)가 설치된 외곽 영역의 바닥면으로부터 상방향으로 조적하여 댐(dam)을 조성함으로써 내화 기능을 수행하게 된다.

본 발명 실시예의 브릭(10)은 전술한 종래 내화 구조물에서 사용되었던 내화재(3)와 동등 또는 그 이상의 내화성을 가지는 재질로 이루어진 내화 벽돌이다.

또한, 상기 브릭(10)들을 조적할 때 내화성을 가지는 내화물을 브릭(10)들 사이에 도포하여 브릭(10)들의 적층 상태를 견고하게 고정시킴과 동시에 내화 구조물(S)의 전고 및 전폭을 일정하게 유지시킨다.

상기 브릭(10)들을 고정시키는 내화물은 바람직하게는 캐스터블(castable) 내화물을 이용한다.

상기 캐스터블 내화물은 내화성 골재를 적절한 입도로 구성하고 알루미나 시멘트를 결합재로 사용하여 혼련 제조한 분말 상의 내화물로서, 적당량의 첨가 수분에 의하여 수화반응으로 양호한 접합 강도를 나타내는 공지의 내화물이다.

따라서, 상기와 같은 방법으로 조성된 본 발명 실시예의 내화 구조물(S)은 도 4b의 평면도, 도 4c의 측면도에서 보는 바와 같이 열교환기(1)의 외곽에서 상방으로 적층되어 조적된 내화 구조물(S)을 이루게 되고, 이렇게 조성된 내화 구조물(S)은 열교환기(1)의 외곽 영역에서 댐을 형성하여 내화 기능을 수행하게 된다.

도 5 는 본 발명 실시예의 내화 구조물의 브릭 조적상태의 평면도를 나타내는 것으로서, 두 가지 타입으로 조적된 내화 구조물을 보여주고 있다.

구체적으로, 평면에서 보았을 경우, (a)에 도시된 바와 같이 모든 브릭(10)을 수평 방향으로 정렬하여 접합시키되 좌측열(c1), 중앙열(c2) 및 우측열(c3)의 3 열 구조로 조적시키는 방법과, (b)에 도시된 바와 같이 좌우측의 최외곽에 위치하는 브릭(10)들은 수직 방향으로 정렬하여 최외곽 열(c4, c5)들을 각각 조적하고, 최외곽 열(c4, c5)의 내부공간에 브릭(10)들은 수평 방향으로 정렬하여 중앙좌측열(c6)과 중앙우측열(c7)을 이루도록 4열 구조로 조적시키는 방법을 이용하여 본 발명 실시예의 내화 구조물(S)을 조적한다.

이때, 본 발명 실시예의 내화 구조물(S)을 3열 구조로 조적할 경우, 평면상에서 보았을 때 길이 방향으로 일정한 간격을 두고 중앙열(c2)을 이루는 브릭(10)을 제외시키고 좌측열(c1)과 우측열(c3)을 일정한 간격을 이격시킨 후 이격된 좌측열(c1)과 우측열(c3)의 브릭(10)들 사이에 내부 앵커(anchor)(20)를 설치한다.

또한, 본 발명 실시예의 내화 구조물(S)을 4열 구조로 조적할 경우, 평면상에 보았을 때 길이 방향으로 일정한 간격을 두고 최외곽 열(c4, c5) 및 중앙좌우측열(c6, c7)을 형성하지 않고, 대신 그 해당 위치에 3열 구조와 동일하게 앵커결합좌측열(c8)과 앵커결합우측열(c9)을 일정한 간격으로 이격시킨 후 이격된 4열 타입좌측열(c8)과 4열 타입우측열(c9)의 브릭(10)들 사이에 내부 앵커(20)를 설치한다.

상기 내부 앵커(20)는 보일러의 운전 중에 브릭(10)들이 탈락되거나 내화 구조물(S)이 뒤틀리는 것을 방지하기 위하여 설치되는 자재로서, 철 재질로 이루어진 봉 형상 또는 평판 형상의 강재를 이용한다. 본 발명의 실시예는 SUS 310 의 철 재질의 강재를 이용한 봉체 및 평판을 사용하였다.

도 6은 본 발명 실시예의 내화 구조물의 브릭에 외부 앵커를 추가 설치한 조적상태의 평면도, 도 7은 도 6에 도시된 본 발명의 내화 구조물의 브릭 조적상태의 측면도이다.

또한, 본 발명 실시예의 내화 구조물(S)은 도 5 를 참조하여 설명된 3열 구조 및 4열 구조로 조적시킨 내화 구조물(S)에서, 평면에서 보았을 경우 이들 3열 구조 및 4열 구조로 조적시킨 내화 구조물(S)의 좌측 말단부와 우측 말단부에 2개의 상측브릭(10)과 하측브릭(10')을 적층시킨 브릭 유니트(c10)를 형성하고, 형성된 브릭 유니트(c10)의 상측브릭(10)과 하측브릭(10') 사이에 외부 앵커(30)를 설치한다.

본 발명 실시예의 내화 구조물(S)은 3열 구조 및 4열 구조로 조적시킨 내화 구조물(S)의 좌측 말단부와 우측 말단부에 각각 2개의 브릭유니트(c10)를 설치하고, 설치된 브릭유니트(c10)에 외부 앵커(30)를 설치하였다.

상기 외부 앵커(30)는 내부 앵커(20)와 마찬가지로 보일러의 운전 중에 브릭(10)들이 탈락되거나 내화 구조물(S)이 뒤틀리는 것을 방지하기 위하여 설치되는 자재로서, 철 재질로 이루어진 봉 형상 및 평판 형상의 강재를 이용한다. 본 발명의 실시예는 SUS 310의 철 재질의 강재를 이용한 봉체 및 평판을 사용하였다.

또한, 도 7의 본 발명 실시예의 내화 구조물의 브릭 조적상태의 측면도를 참조하면, 상술한 바와 같이 평면상에서 3열 구조 및 4열 구조로 조적시켜 내화 구조물(S)의 측면상에서 보았을 때 1개의 층을 이루고, 이러한 1개의 층을 열교환기(1)가 설치된 보일러 내부의 바닥면으로부터 상방으로 적층시켜 다수 층을 이루도록 함으로써 본 발명의 내화 구조물을 조적하고, 나아가, 상기 내부 앵커(20) 및 외부 앵커(30)는 내화 구조물(S)의 측면상에서 보았을 때 대략 3-5 개층의 간격을 두고 형성하도록 하며, 이러한 내부 앵커(20) 및 외부 앵커(30)의 설치 개수나 설치 간격은 시공되는 내화 구조물의 외부 환경에 따라서 적절하여 가감하여 시공한다.

다음으로, 상기 본 발명의 실시예의 내화 구조물(S)에 설치되는 내부 앵커(20) 및 외부 앵커(30)의 구성을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 8은 내부 앵커의 상세도로서, 도 8a는 평면도, 도 8b는 측면도이다.

각 도면을 참조하면, 본 발명 실시예의 내화 구조물(S)의 내부 앵커(20)는 철 재질의 평판 형상을 가지며 일측 말단과 타측 말단이 이격되게 배치된 브릭(10)에 각각 내삽되는 바디(21)와, 바디(21)의 일측 말단에 형성된 관통공(22)과 바디(21)의 타측 말단에 형성된 삽입공(23)과 상기 관통공(22) 및 삽입공(23)을 통하여 상기 바디(21)의 일측 말단과 타측 말단에 이격되게 배치된 브릭(10)들에 삽입 고정되는 고정핀(24)을 포함하여 구성됨으로써, 내부 앵커(20)가 양측의 이격된 브릭(10)들 사이에 연결되어 브릭(10)들의 적층 상태를 공고하게 유지시키게 된다.

이어서, 도 9 는 외부 앵커의 상세도로서, 도 9a는 평면도, 도 9b는 측면도, 도 9c는 외부앵커의 시공 상태의 사진 도면으로서, 본 발명 실시예의 내화 구조물(S)의 외부 앵커(30)는, 철 재질의 평판 형상을 가지며 일측 말단은 브릭(10)에 내삽되고 타측 말단은 일측 말단을 내삽시킨 브릭(10)의 외부로 노출되는 바디(31)와 바디(31)의 일측 말단에 형성된 관통공(32)과 바디(31)의 타측 말단에 형성된 삽입공(33)과 관통공(32)을 통하여 브릭(10)에 삽입 고정되는 고정핀(34)과 일측은 상기 삽입공(33)에 접합되고 타측은 내화 구조물 외부의 벽체(W)에 고정되는 지지구(35)를 포함하여 구성되며, 도 9c의 사진 도면에서 보는 바와 같이, 외부 앵커(30)의 일측 말단은 고정핀(34)에 의하여 브릭(10)에 내삽 고정되고 그 타측 말단에 지지구(35)가 접합되고, 해당 지지구(35)는 내화 구조물 외부의 벽체(W)에 고정됨으로써, 보일러의 운전 중에 브릭(10)들이 탈락되거나 내와 구조물(S)이 뒤틀리는 것을 방지하게 된다.

본 발명 실시예의 상기 지지구(35)는 내화 구조물 외부의 벽체(W)의 2개 지점에 고정되기 위하여 U자형 형상의 봉체로 이루어져 있으며, 봉체의 일측을 삽입공(33)을 통하여 진입시키고 봉체의 중앙 부분을 삽입공(33)에 용접시켜 상호 접합시킴으로써 지지구(35)를 바디(31)에 부착시킨 후, 지지구(35)의 양측 말단을 벽체(W)에 용접 접합 또는 리벳이나 볼트 마운팅 방법으로 고정시킨다.

따라서, 상술한 바와 같이 조성되는 본 발명 실시예의 내화 구조물(S)은 열교환기(1)의 외곽을 둘러싸도록 설치되어 댐(dam)을 형성함으로써 열교환기(1)를 외부 열이나 압력으로부터 보호하는 내화 기능을 수행한다.

아울러, 종래의 내화구조에서 존재하였던 철판(2)의 구성을 전혀 채용하지 않았기 때문에 종래 내화구조에서 보일러 운전 중 체류 열에 의하여 철판의 형상 변형, 부식, 천공 되는 등의 현상을 미연에 방지할 수 있게 되었고, 이를 통하여 운전 중 발생하는 플라이 애쉬(Fly Ash, 재)가 외부로 노출되는 것을 최대한 억제함으로써 내화 구조물의 내구성을 증대시켜 연소 효율성을 향상시키고, 발전소의 생산성도 양호하게 유지할 수 있게 되는 효과를 수득하게 되었다.

다음으로, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예의 내화 구조물(S-1)을 설명하기로 한다.

도 10은 본 발명 다른 실시예의 내화 구조물의 평면도, 도 11은 본 발명 다른 실시예의 내화 구조물의 측면도, 도 12 는 본 발명 다른 실시예의 내화 구조물의 지지체가 환봉에 결합된 상태를 보여주는 모식도이다.

각 도면을 참조하면, 전술한 실시예의 내화 구조물(S)은 다수개의 내화성 브릭(10)들을 조적시켜 내화 구조물(S)을 조성하는 구성임에 반하여, 본 발명 다른 실시예의 내화 구조물(S-1)은 철 재질로 이루어진 봉체 형상의 다수개의 지지체(50)들을 길이 방향으로 연장된 봉체 형상의 환봉(40)의 일측 말단(41)으로부터 타측 말단(42)까지 일정한 간격으로 부착시키고, 지지체(50)들이 부착된 환봉(40)의 일측 말단(41) 및 타측 말단(42)을 내화 구조물 외부의 벽체(W)에 고정시키고, 상기와 같이 벽체(W)에 고정된 환봉(40) 및 지지체(50)의 외주에 테두리를 가진 틀 형상의 주형을 설치한 후, 설치된 주형의 내부공간에 내화성을 가지는 내화물을 투입하여 경화시킨 구성의 내화 구조물이다. 상기 주형은 내화물 경화후에 제거하게 된다.

여기서, 상기 환봉(40)과 지지체(50)와의 접합 방식은 바람직하게는 용접 방식을 이용한다.

본 발명 다른 실시예의 내화 구조물(S-1)에 이용되는 상기 내화물은 바람직하게는 캐스터블(castable) 내화물이다.

전술한 바와 같이, 상기 캐스터블 내화물은 내화성 골재를 적절한 입도로 구성하고 알루미나 시멘트를 결합재로 사용하여 혼련 제조한 분말상의 내화물로서, 적당량의 첨가 수분 때문에 수화반응으로 양호한 접합 강도를 나타낸다.

도 13은 본 발명 다른 실시예의 내화 구조물과 벽체와의 접합상태를 보여주는 도면으로써, 지지체(50)들이 부착된 환봉(40)의 일측 말단(41) 및 타측 말단(42)을 내화 구조물 외부의 벽체(W)에 고정시킬 때, 해당 벽체(W)와 환봉의 양 말단과의 접합지점(P)에서 환봉의 일측 말단(41)과 타측 말단(42)을 벽체(W)에 용접 방식으로 접합시킴으로써 환봉(40)을 벽체(W)에 공고하게 고정시키는 것이 바람직하다.

또한. 도 14는 본 발명 다른 실시예의 내화 구조물의 지지체 및 환봉을 보여주는 사진 도면으로서, 본 발명 다른 실시예의 내화 구조물(S-1)에 사용되는 지지체(50)는 길이 방향으로 연장된 봉체의 중앙 부분을 일정한 각도로 절곡하여 중앙의 절곡부(53)를 중심으로 일측바(51)와 타측바(52)가 상방으로 들어올려진 V 자 형상으로 이루어져 있다.

이러한 V 자 형상의 본 발명 다른 실시예의 지지체(50)는 상술한 캐스터블 내화물에 의하여 환봉(40)에 고정된 상태로 경화되면서, 환봉(40)은 내화 구조물의 지주 기능을 수행하고, 지지체(50)는 지주에 고정되어 보조 지주 기능을 수행하게 되므로, 내화 구조물의 내화 성능을 양호하게 유지할 수 있게 된다.

또한, 도 15의 본 발명 다른 실시예의 내화 구조물의 시공 상태도에 나타낸 바와 같이, 열교환기(1)의 외곽에서 댐을 형성하는 내화 구조물(S-1)의 말단(E)의 형상을 사각형으로 각지게 하거나 또는 원형으로 라운딩 되게 할 수 있어 내화 구조물(S-1)이 형성되는 공간에 따라서 다양한 형상으로 내화 구조물을 조성할 수 있는 이점을 가지고 있으며, 나아가, 환봉(40)과 지지체(50)를 상호 부착시킨 후 캐스터블(castable) 내화물을 이용하여 경화시키기만 하면 되므로 시공이 매우 용이한 장점을 가지는 유용한 실시예라 하겠다.

또한, 이러한 브릭(10)의 각각의 외측에 부착되는 필름을 더 포함할 수 있다.

이러한 필름은 상호 결합된 날개면의 결합력을 증대시켜, 무게에 의한 찢어짐을 방지 및 향상된 난연성, 브릭(10)과 브릭(10)사이의 접착력을 구비할 필요성이 있다.

상기의 효과를 제공하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 필름은 폴리프로필렌수지 40중량%, 메타로센 폴리에칠렌 30중량%, 기능성 첨가제 15중량% 및 알루미늄 박막 5중량%로 형성되며, 기능성 첨가제는 2-에틸헥실아크릴레이트(2-Ethylhexyl acrylate) 10 내지 20중량부, 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate) 30 내지 35중량부, 폴리인산 알모늄 20 내지 30중량부, 데카브롬 10 내지 20중량부, 안티모니 5내지 10중량부, 경화촉진제 2중량부를 포함한다.

먼저, 폴리프로필렌수지는 결정성수지로 인장강도가 높으며, 가공성이 우수하고 수분에 의해 손상되지 않으며, 전기적인 물성이 우수하고 각종 화학약품에 대한 내성이 높으며, 높은 연성을 가진다.

다음으로, 메타로센 폴리에칠렌은 연성과 점성의 유효성 및 균열, 충격 등에 대한 안정성, 유연한 인장력 등이 PP 수지의 특성과 융합되면서 크게완화되고 개선될 뿐 아니라,충격에 대한 흡수기능까지 강화될 수 있다.

즉, 본 발명에서는 연성과 점성의 유효성 및 균열, 충격 등에 대한 안정성, 유연한 인장력을 높이기 위해 폴리프로필렌수지와 메타로센 폴리에칠렌을 함께 사용한다.

다음으로, 알루미늄 박막은 필름에 요철을 형성시키고, 상호 결합된 날개면들의 결합력을 향상시키기 위해 사용되며, 알루미늄 박막이 5중량%보다 작게 사용될 경우, 결합력이 저하될 수 있으며, 5중량%보다 크게 사용되는 경우 결합력이 강해져 사람의 힘으로 분리를 시키기가 힘들 수 있게된다.

이때, 알루미늄 박막은 필름의 일면 또는 양면에 볼록(凸)하게 형성하거나 오목(凹)하게 형성하는 것을 모두 포함하고, 엠보싱 돌기의 모양은, 평면상에서 볼 때 원형(정원형, 장원형 등), 다각형(삼각형, 사각형, 오각형등) 등 현존하는 모든 무늬를 선택적으로 적용할 수 있다. 즉, 이러한 다양한 무늬를 가짐으로써, 상호 결합된 날개면들의 결합력을 높일 수 있다.

다음으로, 2-에틸헥실아크릴레이트(2-Ethylhexyl acrylate)는 아크릴산과 2-에틸헥산올 (2-EtHexOH)의 에스테르화로 제조되어 접착성능을 제공하며, 10중량부보다 작게 사용되는 경우, 접착성능이 저하되고, 20중량부보다 크게 사용되는 경우, 접착성능에 비해 경제성이 저하된다.

다음으로, 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate)는 2-에틸헥실아크릴레이트와 함께 사용되어 접착성능을 증대시키기 위한 조성물로, 30중량부보다 작게 사용되는 경우, 2-에틸헥실아크릴레이트와의 결합이 충분하게 일어나지 않으며, 35중량부보다 크게 사용되는 경우, 경제성이 저하된다.

다음으로, 폴리인산 암모늄은 연소과정에서 인 화합물의 증발에 의한 열소멸, 분해물의 희석, 용융 점도의 감소를 통해 난연제로 사용되며, 20중량부보다 작게 사용되는 경우, 연소과정에서 인 화합물의 증발이 적게 일어나 난연제로 사용을 할 수 없으며, 30중량부보다 크게 사용되는 경우, 암모늄과 인과의 결합력이 높아 인 화합물의 증발이 적게 일어난다.

다음으로, 데카브롬은 연소되면서 프리라티칼을 생성하고, 생성된 프리라디칼이 연소반응을 억제하는 것으로, 10 내지 20 중량부가 사용되는 것이 바람직하며, 10중량부보다 작게 사용되는 경우, 프리라디칼의 생성이 안되어 난연제로 사용할 수 없으며, 20중량부보다 크게 사용되는 경우, 경제성이 저하된다.

다음으로, 안티모니는 금속과 비금속의 설질을 모두 가지고 있으며, 난연제로 사용되며, 5내지 10중량부를 사용하는 것이 바람직한데, 5중량부 미만으로 사용되는 경우, 난연효과가 미미하고, 10 중량부보다 크게 사용되는 경우, 안티모니 먼지가 형성되어 맹독물질을 배출한다.

다음으로, 경화촉진제는 접착제의 경화 시간을 빠르게 하기 위해 사용되며, 2중량부보다 작게 사용하는 경우, 목표로하는 경화 시간을 맞추지 못하며, 2중량부보다 크게 사용하는 경우, 경화가 빠르게 진행된다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 청구범위를 통해 한정되지 않은 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 열교환기 2: 철판
3: 내화물 S: 본 발명 실시예의 내화구조물
10: 브릭(brick) 20: 내부 앵커
21: 바디 22: 관통공
23: 삽입공 24: 고정핀
30: 외부 앵커 31: 바디
32: 관통공 33: 삽입공
34: 고정핀 35: 지지구
S-1: 본 발명 다른 실시예의 내화구조물
40: 환봉 41: 일측 말단
42: 타측 말단 50: 지지체
51: 일측바 52: 타측바
53: 절곡부 P: 접합지점
W: 외벽

Claims

순환유동층보일러용 열교환기의 댐(dam)을 형성하기 위한 내화 구조물에 있어서,
상기 외부열교환기의 외곽 영역에 내화성을 가지는 재질로 이루어진 다수개의 지지체를 봉체 형상의 환봉에 일정한 간격으로 부착시키는 내화 구조물.
청구항 1에 있어서,
상기 내화 구조물 외부 의 벽체에 상기 환봉의 일측 말단과 타측 말단이 결합되어 고정되는 내화 구조물.
청구항 2에 있어서,
상기 지지체는
길이 방향으로 연장된 봉체의 중앙 부분을 일정한 각도로 절곡된 절곡부;
상기 절곡부를 기준으로 상방으로 들어올려진 'V'자 형상으로 구비되는 일측바 및 타측바;를 포함하는 내화 구조물.
청구항 3에 있어서
상기 내화 구조물은
상기 환봉에 상기 절곡부가 고정된 상태로 결합되며,
상기 환봉 및 지지체의 외주에 테두리를 가진 틀 형상의 주형의 내부 공간에 내화성을 가지는 내화물을 투입하여 경화되는 내화 구조물.