KR950007383B1

KR950007383B1 - 고온미립재 이송도관

Info

Publication number: KR950007383B1
Application number: KR1019900016511A
Authority: KR
Inventors: 알란 데첼 로저; 에스. 뇌벨 폴; 쥬드슨 워커 데이비드
Original assignee: 더 뱁콕 앤드 윌콕스 컴퍼니; 로버트 제이.에드워즈
Priority date: 1989-12-12
Filing date: 1990-10-17
Publication date: 1995-07-10
Also published as: HU905020D0; EP0432932A3; EP0432932A2; HUT56614A; JPH03186108A; CN1052544A; CN1093337A; US4938171A; CN1029869C; CA2024991A1; CS621490A3; CZ278653B6; JPH0610527B2; KR910012592A; HU210401B

Abstract

내용 없음.

Description

고온미립재 이송도관

제1도는 L형밸브의 부분단면도.

제2도는 제1도의 2-2선 부분단면도.

제3도는 제2도의 3-3선 부분단면도.

제4도는 제2도의 4-4선 부분단면도.

제5도는 제4도의 5-5선 부분단면도.

제6도는 제4도의 6-6선 부분단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : L형밸브 어셈블리 12 : 수평도관

14 : 수직도관 16 : 화로

18 : 단열재 20 : 단열재

22 : 내부도관 22a : 내부도관부재

22b : 내부도관부재 22c : 내부도관부재

24 : 이음관 26 : 힌지판

30 : 공간부재 32 : 패킹

34 : 고정핀

본 발명은 고온미립재의 이송수단에 관한 것으로, 특히 약 870℃ 이상의 고온에서 L형밸브와 같은 비기계적 수단을 사용하여 미립재를 재순환시키도록 된 고온미립재 이송도관에 관한 것이다.

일반적으로 L 형밸브 또는 기타의 비기계적 수단을 사용하여 순환식 유동층형 연속보일러(Circulating jluidized bed boiler)내에서 유동체로 순환하는 미립재의 단위시간당 유동량을 제어하는 방법이 알려져 있기는 하지만, 이러한 상기 미립재의 온도가 약 480℃이상으로 상승하게 되면 열구배로 인해 여러가지 문제가 발생하게 된다. 특히, 상기 보일러가 간헌적으로 사용되는 경우에는 수평이송도관내부에 있는 미립재가 냉각되고, 이어 다시 유동이 시작되어 새로운 고온미립재가 도관내에 유입되면 도관의 길이방향 내지 원주방향으로 극도의 온도구배가 발생하게 되며, 이러한 현상이 되풀이 되면 상기 도관이 반복적인 열팽창과 열수축의 결과로 휘거나 비틀림현상으로 찢어져 파손된다.

상기와 같은 온도변화가 수분이내에 수백도에 달함으로 말미암아 급작스럽게 발생되는 엄청난 열팽창력때문에 도관을 융점으로 지지하는 방법은 불가능하고, 또 도관의 상호 대향하는 양 특면에 큰 온도차이가 일어나는 경우도 종종 발생하게 되는 바, 이때에도 도관이 뒤틀림과 같은 현상에 의해 파손되게 된다.

또한 상기 수평도관의 단열에 있어서도 종래에는 수평도관을 감싸고 있는 외부케이싱에 대한 단열만 이루어졌을뿐, 고온미립재가 직접 접촉하는 도관자체를 단열하는 것이 아니었고, 더우기 상기 도관을 외부케이싱에 고정시키고자 하는 시도도 도관의 휨 또는 도관의 특성상 요구되는 이동량 때문에 이루어지지 못하고 있었다. 그리고 때때로 도관내부에 큰 온도구배로 말미암아 도관이 원호형상 또는 바나나형상으로 휘어져 찢어지게 됨으로써, 상기 외부케이싱내부에서 헐겁게 흔들리는 현상이 일어나게 된는 바, 그 때문에 가스 및 고체분말이 더 이상 도관내부에서 재순화되지 못하고 도관과 외부케이싱 사이의 공간으로 유출되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 심한 온도구배에 적응하여 내부물질이 유출되지 않도록하고, 외부케이싱의 내부에서 본래의 형상을 그대로 유지하면서도 요구되는 가요성을 갖추며, 또 낮은 열중량을 갖고 있어서 상대적으로 신속한 가열과 냉각이 가능하게 되어 보다 균일한 열분포가 이루어질 수 있도록 하는 한편, 고온미립재의 이송시에 발생되는 극도의 온도레벨과 열전달 및 열편차를 완충시켜 도관을 보호하는 수단을 갖춘 고온미립재 이송도관을 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수평도관의 내부에 내부도관이 배치된 이중관구조의 사이 공간에 단열재가 충전되는 한편, 상기 내부도관이 다수의 분할된 내부도관부재가 동축상으로 인접배열되어 바깥쪽에서 끼어워지는 이음관을 매개로 상호 연결된 구조로 되어 있다. 여기서 상기 이음관을 한쪽 내부도관부재와는 융점 등의 방법으로 고정연결되고, 다른 쪽 내부도관부재와는 고정되지 않고 단순히 끼워지는 식으로 연결되어, 전체가 축방향으로 연결배치되어 있다.

따라서, 상기 각각의 내부도관부재는 축방향으로 정렬된 형태를 유지하면서 굽혀지거나 축방향으로 움직일 수가 있으며, 또 인접한 각 내부도관부재의 일부분이 힌지판((hinge strip)으로 고정되어 있어서, 상호 연결된 채로 회동할 수도 있도록 되어 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

제1도는 수평도관(12)과 수직도관(14)을 갖춘 비기계적수단인 L형밸브 어셈블리(10)을 도시한 것인 바, 그 중 수평도관(12)의 한쪽 끝은 보일러의 화로(火爐)( 16)에 연통되고, 다른쪽 끝은 상기 수직도관(14)과 연결되어 미립재와 연소가스를 상기 수직도관(16)으로부터 상기 화로(16)로 이송하는 역할을 한다. 이때 상기 수평도관 (12)은 약 870℃ 이상의 고온에 노출되므로 통상적으로 스텐인레스강으로 제작되어 단열재(18)로 피복되어 있다.

또한, 상기 수평도관(12)은 심한 고온이나 열구배 및 열전달로부터 보호되기 위해 내부에 내부단열재(20)가 배치되면서, 이 내부단열재(20) 안쪽에 내부도관(22)이 설치되어 ,단열재(20)가 고온미립재로부터 보호되도록 되어 있다.

그리고 상기 내부단열재(20)는 일반적으로 내화성직물이나 판재 또는 충전재 등으로 되어 상기 외부단열재(18)와는 그 구성성분 및 조합이 다르게 되어 있는 바, 즉 상기 내부단열재(20)는 압축성 내화고온단열재로서 보일러의 작동시 발생하는 심한 열편차에 따라 상기 내부도관(22)의 굴절이나 굽혀짐에 탄성적으로 대응할 수 있는 재질로 되어 있다.

한편 상기 내부도관(22)은 다수의 내부도관부재(22a,22b,22c)로 구성되면서 길이방향을 다라 배열되고, 제 3도 및 제4도에 도시된바와 같이 이음관(24)이 상기 도관부재의 상호연접된 양쪽 가장자리 바깥쪽에 끼워져, 그 중 한쪽 도관부재(22a)와는 내,외면에서 용접 등으로 고정되는 한편 다른 도관부재(22b)와는 약간의 틈새, 예컨대 약 0.8mm 정도의 틈새를 갖도록 단순히 끼워져 연결된 상태로 되어 , 상기 도관부재 (22b)가 이음관(24)의 내부에서 축방향으로 미끄럼이동할 수 있도록 되어 있다.

따라서 이와 같이 결합된 이음관(24)과 내부도관부재(22a,22b,22c)가 상호 결합된 내부도관(22)은, 상기 각 도관부재(22a,22b,22c)가 미립재를 이송해 줄 수 있도록 배치되면서, 독립적으로 움직일 수 있는 구조로 되는 한편, 상기 이음관(24)과 내부도관부재(22a,22b,22c)사이의 틈새가 정밀하게 유지되어야 하는바, 이는 고온에 의해 상기 도관부재 (22a,22b,22c)가 굴곡되는 경우에도 이 내부도관(22)의 내부를 따라 유동하는 미립재가 유출되지 않거나 또는 극히 소량만 유출되어야 하고, 연소가스도 거의 유출되지 않아야 하기때문이다.

한편, 상기 도관부재(22a,22b,22c)가 열팽창 및 열수축할 때 이들 도관부재 (22a,22b,22c)의 위치를 정확히 유지시키기 위해 이들 각 도관부재사이의 아랫쪽에 힌지판(26)이 고정되어 있는바, 이 힌지판(26)은 제4도와 제5도 및 제6도에 도시된 바와 같이 상기 내부도관부재(22a,22b,22c)에 고정용접된 이음관(24)을 둘러싸는 형태로 구부러진 금속스트립으로 되어 있어, 상기 각 도관부재(22a,22b,22c)가 서로 연결된 상태를 유지하면서 필요에 따라 구부러질 수 있고, 원주방향이나 축방향으로 팽창 또는 수축할 수도 있도록 되어 있다. 그리고 상기 내부도관(22)외부를 둘러싸고 있는 단열재(20)는 압축성단열재로서, 이는 상기 내부도관(22)의 형태가 연속적으로 변형되는 동안 완충층 역할을 하면서 내부의열을 차단하여 상기 수평도관(12)과 외부케이싱(28)을 보호하도록 되어 있다.

또한 , 제2도에 도시된 바와 같이 상기 내부도관(22)과 수평도관(12)은 그 중심축이 상호 편심되게 배치되어 있는데, 이는 고온미립재의 유동특성을 고려하여 상기 수평도관(12)내부의 온도분포가 가능한 한 균일해지도록하기 위한 것으로써, 즉 보일러의 작동중 상기 내부도관(22)내부에서 바닥쪽 보다는 상부쪽에서 유동체의 흐름이 더 많이 일어나게 되므로 상기 내부도관(22)내부의 바닥쪽을 따라 흐르는 유동체는 상대적으로 낮은 속도로 유동하면서 어느정도 냉각되는 반면, 도관(22)의 상부쪽에는 재순환되는 고온의 연소가스가 계속 유입되므로 상기 내부도관(22)과 수평도관(12)의 중심축을 상호 편심이 되도록 해서 상기 내부도관(22)의 저온인 바닥부가 고온인 상부에 비해 상기 수평도관(12)의 내벽면에서 더 가깝게 위치하도록 함으로써 상기 수평도관(12)내부의 상.하 온도분포가 가능한 한 균일해지도록 하기 위해서이다.

한편 제2도와 제3도에 도시된 바와 같이 상기 내부도관(22)의 각 도관부재 (22a,22b,22c)의 한쪽끝부분외주면에 공간부재(30)가 용접으로 고정되어 상기한 바와 같이 내부도관(22)의 중심축이 수평도관(12)의 중심축에 대해 편심상태가 유지되도록 하고, 상기 공간부재(30)가 고정되어 있지 않은 내부도관부재(22a,22b,22c)의 다른쪽끝은 필요한 만큼 자유로이 움직이거나 굽혀질 수 있도록 되어 있는한편, 제3도로 확대 도시된 바와 같이, 상기 내부도관(22)의 상부에 위치한 공간부재(30)의 끝부분과 수평도관(12)의 내벽사이는 직접 접촉되지 않고 작은 틈새를 유지하도록 되어 있는 바, 이는 상기 내부도관(22)이 수평도관(12)에 비해 더 많은 열팽창을 하기 때문에 이를 고려하여 미리 틈새를 확보해 놓은 것이다.

또, 수직도관(14)과 연접된 상기 내부도관부재(22c)의 하부에는 제1도에 도시된 바와 같이 고정핀(34)이 끼워져, 내부도관(22) 어셈블리가 화로쪽으로 미끄러져 이동하여 L형밸브 어셈블리로부터 분리되거나 또는 수평도관(12)내부에서 회전하는 것을 방지하도록 되어 있고, 또 상기 내부도관(22)의 양쪽끝부분 위쪽에는 패킹(32)이 설치되어 수평도관(12)과 내부도관(22) 사이에 충전된 단열재(20)가 미립재와 연소가스에 의해 오염되는 것이 방지되도록 되어 있는 한편, 연소가스가 상기 단열재(20)을 통과하여 내부도관(22)으로 침투하는 것을 방지하도록 되어 있다. 또한 상기한 바와 같이 이음관(24)과 각 내부도관부재(22a,22b,22c) 사이의 틈새도 작고 균일하게 유지되어 상기 내부도관(22)내부의 미립재나 가스가 유출되는 것을 억제하도록 되어 있다.

Claims

순환식 유동층형 연소보일러에 설치되어 고온미립재를 이송해주는 비계적 수단인 고온미립재 이송도관에 있어서, 화로(16)와 연통되면서 외주면상에 단열재(18)가 충전된 수평도관(12)과, 여러개의 도관부재(22a,22b,22c)로 구성되면서 그 외주면에 단열재(20)가 충전되어 상기 수평도관(12)내부에 배치된 내부도관(22), 상기 도관부재(22a,22b,22c)의 각 한쪽끝부분이 끼워져 고정되고 인접한 도관부재의 다른쪽끝부분은 작은 틈새를 유지하도록 단순히 삽입연결되어 이들 단순삽입된 도관부재가 고정연결된 도관부재쪽으로 축방향으로 움직일 수 있도록연결해주는 이음관(24), 인접한 도관부재(22a와 22b 또는 22b와 22c)의 외주면에 착되어 상기 도관부재(22a,22b,22c)가 일체의 구조를 유지하면서 상호 회동할 수 있도록 지지해주는 힌지판(26) 및 상기 내부도관(22)이 수평도관 (12)내부의 소정위치에 정확히 위치하도록 해주는 공간부재(30)로 구성된 것을 특징으로 하는 고온미립재 이송도관.
제 1 항에 있어서, 상기 내부도관(22)과 수평도관(12)의 중심축이 상호 편심되게 배열되어 상기 내부도관(22)의 아랫쪽이 윗쪽보다 상기 수평도관(12)의 내벽에 더 가깝게 위치하도록 된것을 특징으로 하는 고온미립재 이송도관.
제 1 항에 있어서, 상기 힌지판(26)이 금속제의 길이가 긴 판재로 되어 인접한 내부도관부재(22a와22b또는 22b와22c)를 지지하도록 된 것을 특징으로 하는 고온미립재 이송도관.
제 1 항에 있어서, 상기 이음관(24)의 내주면과 상기 내부도관부재 (22a,22b, 22c)의 외주면사이의 틈새가 약 0.8mm로 된것을 특징으로 하는고온미립재 이송도관.
L형밸브와 화로를 연결시켜주는 수평도관을 갖춘 순환식 유동층형 연소보일러의 고온미립재 이송도관을 구성하는 내부도관 어셈블리에 있어서, 상기 수평도관(12)의 내부에 설치된 내부도관부재(22a,22b,22c)와 상기 수평도관(12)의 내부도관(22)사이에 충전되는 압축성단열재(20), 인접한 내부도관부재(22a와22b또는 22b와22c)의 하부 외주면에 부착되어 상기 내부도관부재(22a,22b,22c)가 상호 회동할 수 있도록 지지해주는 힌지판(26), 상기 내부도관부재(22a,22b,22c)의 각 한쪽끝부분이 끼워져 고정되고 인접한 도관부재의 다른쪽 끝부분은 단순히 삽입연결되어 상기 내부도관부재 (22a,22b,22c)를 축방향으로 연결시켜주는 이음관(24),상기내부도 관(22)을 수평도관(12)내부의 소정위치에 정확히 위치하도록 지지해주는 공간부재 ( 30) 및 상기 내부도관(22)의 양쪽끝 외주면에 설치되어 상기 단열재(20)를 유출되는 이송물질로부터 보호해주는 패킹(32)으로 구성된 것을 특징으로 하는 고온미립재 이송도관의 내부도관어셈블리.
제 5 항에 있어서, 상기 내부도관(22)이 수평도관(12)의 내부에 배치되면서 그 중심축이 상기 수평도관(12)의 바닥쪽으로 편심되게 배치된 것을 특징으로 하는 고온미립재 이송도관의 내부도관어셈블리.
제 5 항에 있어서, 상기 힌지판(26)이 금속제의 길이가 긴 판재로 이루어지면서, 인접한 내부도관부재(22a와22b또는 22b와22c)의 외주바닥부에 부착되어 상기내부도관부재(22a,22b,22c)를 회동할 수 있게 지지하도록 된 것을 특징으로하는 고온미립재 이송도관어셈블리.
제 5 항에 있어서, 상기 이음관(24)의 내경이 내부도관부재(22a,22b,22c)의 외경보다 조금 크게 형성되어 상기 내부도관부재(22a,22b,22c)가 이음관(24)내부에 끼워설치되도록 된 것을 특징으로 하는 고온미립재 이송도관의 내부도관어셈블리.
제 8 항에 있어서, 상기 내부도관부재(22a,22b,22c)의 외주면과 상기 이음용접관(24)이 내주면 사이의 틈새가 약 0.8mm로 된 것을 특징으로 하는 고온미립재 이송도관의 내부도관어셈블리.
제 5 항에 있어서, 상기 공간부재(30)가 상기 내부도관부재(22a,22b,22c)의 외주면에 방사상으로 부착되어 상기 내부도관부재(22a,22b,22c)를 수평도관(12)의 중심과 편심된 위치에서 지지해 주도록 된 것을 특징으로 하는 고온미립재 이송도관의 내부도관어셈블리.
제 5 항에 있어서, 상기 패킹(32)이 적절한 패킹용재료로 구성되어 상기 단열재 (20)를 밀봉하면서 이단계(20)가 내부도관부재(22a,22b,22c)와 수평도관(12)사이의 위치에서 유지시켜지도록 된 것을 특징으로 하는 고온미립재 이송도관의 내부도관어셈블리.
제10항에 있어서, 상기 공간부재(30)가 내부도관부재(22a,22b,22c)의 외주면 중 상기 이음관(24)과 인접한 부위에 방사상으로 부착된 것을 특징으로 하는 고온미립재 이송도관의 내부도관어셈블리.