KR20200063209A

KR20200063209A - 보일러 구조

Info

Publication number: KR20200063209A
Application number: KR1020207012670A
Authority: KR
Inventors: 뻰띠 란끼넨; ?띠 란끼넨; 헤이끼 홀로빠이넨; 유시 뽈라리; 마르티나 포레바-세바스티안; 슬라보미르 솔리피브코
Original assignee: 스미토모 에스에이치아이 에프더블유 에너지아 오와이
Priority date: 2017-10-16
Filing date: 2017-10-16
Publication date: 2020-06-04
Anticipated expiration: 2037-10-16
Also published as: CN111465805A; RU2742405C1; CN111465805B; US20200292164A1; JP2020537104A; WO2019076427A1; AU2017436110A1; EP3982043B1; US11209158B2; PL3698083T3; ZA202001669B; SA520411675B1; EP3698083B1; AU2017436110B2; KR102386165B1; EP3698083A1; JP7266586B2; MY204693A; BR112020006945A2; FI3982043T3

Abstract

보일러 구조 (10) 로서, 상기 보일러 구조는 바닥 (14) 및 상기 바닥으로부터 높이 H 에 있는 루프 (16) 및 적어도 네개의 코너 섹션들 (20) 을 구비한 다각형의 수평 횡단면을 형성하는 적어도 네개의 평면형 워터튜브 벽들 (18) 을 갖는 보일러 압력 본체 (12), 및 강성의 지지 강 구조 (34) 를 포함하고, 상기 보일러 압력 본체는 상기 바닥과 상기 루프 사이의 높이에서 상기 강성의 지지 강 구조에 지지되고, 수직의 코너 칼럼 (40) 은 상기 바닥과 상기 루프 사이의 높이 영역에서 상기 적어도 네개의 코너 섹션들 (20) 의 적어도 네개의 코너 섹션에 외부적으로 부착되고, 상기 보일러 압력 본체 (12) 의 지지는 상기 보일러 압력 본체의 수직 하중들을 밸런싱하도록 상기 바닥으로부터 0.1 H 내지 0.9 H 의 높이에서 상기 강성의 지지 강 구조 (34) 에 수직의 코너 칼럼들 (40) 의 각각을 지지함으로써 제공된다.

Description

보일러 구조

본 발명은 청구항 1 의 서문에 따른 보일러 구조에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 바닥 및 상기 바닥으로부터 높이 H 에 있는 루프, 및 적어도 네개의 코너 섹션들을 구비한 다각형의 수평 횡단면을 형성하는 적어도 네개의 평면형 워터튜브 벽들을 갖는 보일러 압력 본체, 및 강성의 지지 강 구조를 포함하는 보일러 구조에 관한 것이고, 상기 보일러 압력 본체는 상기 바닥과 상기 루프 사이의 높이에서 상기 강성의 지지 강 구조에 지지된다. 보일러 압력 본체는 유리하게 노이지만, 대안적으로 또 입자 분리기, 컨벡션 케이지 또는 엠프티 패스와 같은 평면형 워터튜브 벽들로 형성된 보일러의 또 다른 구조적 부품일 수 있다.

상대적으로 큰 보일러들은 종래에 상단-지지되게 배열되고, 즉 그것들은 보일러의 노, 또는, 보다 일반적으로, 보일러 압력 본체가 보일러 압력 본체 주위로 그리고 그 위로 연장되는 종래의 강성의 지지 강 구조로부터 매달리게 (hang) 배열되도록 지지된다. 상대적으로 작은 보일러들은 종래에 바닥-지지되게 배열되고, 보일러 압력 본체의 수직 하중은 오로지 보일러 아래에 배열되는 강성의 지지 강 구조에 의해 밸런싱된다. 상단-지지된 구성과 바닥-지지된 구성 사이의 주요한 차이는 보일러의 온도가 증가할 때, 상단-지지된 보일러의 열적 팽창이 주로 하향으로 발생되는 한편, 바닥-지지된 보일러에서 열적 팽창이 주로 상향으로 발생된다는 점이다. 바닥-지지된 보일러들은 상대적으로 작은 보일러들의 경우에 일반적으로 상단-지지된 보일러들 보다 간단하고 경제적으로 보다 유리한 데, 왜냐하면 그것들은 보일러 압력 본체 주위로 그리고 그 위로 연장되는 별개의 강성의 지지 강 구조를 요구하지 않기 때문이다. 바닥-지지된 구성의 단점은 보일러 압력 본체의 벽들이 압력 본체의 수직의 압축 로드를 지탱하도록 충분히 강해야만 한다는 점이다.

제 3 대안예는 그 중간-섹션에서 강성의 지지 강 구조에 보일러 압력 본체를 지지하는 것이다. 이로써, 중간 섹션 아래에 보일러 압력 본체의 하부 부분은 상단-지지되고 중간 섹션 위에 보일러 압력 본체의 상부 부분은 바닥 지지된다. 중간-지지된 구성은 일부 적용예들에 대해 유리한 한편 그것은 상단-지지된 보일러의 압력 본체 주위에서 요구되는 것과 다르게 지지 강 구조의 사이즈를 감소시킨다. 동시에 그러한 중간-지지된 구성은 큰 바닥-지지된 보일러들에서와 같이 보일러 압력 본체의 매우 강한 벽들에 대한 요구를 제거한다. 상이한 중간-지지된 보일러 구조들이 예를 들면 U.S. 특허 No. 2,583,599, U.S. 특허 No. 2,856, 906, 유럽 특허 공개 출원 EP 0073851 A1 및 U.S. 특허 출원 공개 No. 2015/0241054 에 도시된다.

U.S. 특허 No. 4,428,329 은 보일러의 중간 높이에서 복수의 캔틸레버 아암들을 포함하는 지지 강 구조를 갖는 중간 지지된 보일러 구조를 개시한다. 수평의 열적 팽창을 흡수하도록, 보일러의 백 패스 및 노의 튜브벽들은 튜브벽의 내향으로 벤딩된 섹션에 부착된 많은 수의 수직의 링크들에 의해 캔틸레버 아암들에 가요성으로 연결된 복수의 레버들로부터 매달린다.

중간-지지된 보일러들을 설계하는 데 문제점은 노 주위로 강성의 지지 강 구조에 보일러 압력 본체의 중간 섹션을 부착하고 동시에 열적 팽창의 효과들을 고려하는 간단하고 유리한 방법을 찾는 것이다.

본 발명의 목적은 중간-지지된 보일러에 대한 유리한 구성을 제공하는 것이다.

하나의 양상에 따르면, 본 발명은 보일러 구조를 제공하고 상기 보일러 구조는 바닥 및 상기 바닥으로부터 높이 H 에 있는 루프, 및 적어도 네개의 코너 섹션들을 구비한 다각형의 수평 횡단면을 형성하는 적어도 네개의 평면형 워터튜브 벽들을 갖는 보일러 압력 본체, 및 강성의 지지 강 구조를 포함하고, 상기 보일러 압력 본체는 상기 바닥과 상기 루프 사이의 높이에서 상기 강성의 지지 강 구조에 지지되고, 수직의 코너 칼럼은 상기 바닥과 상기 루프 사이의 높이 영역에서 상기 적어도 네개의 코너 섹션들의 적어도 네개의 코너 섹션에 외부적으로 부착되고, 상기 보일러 압력 본체의 지지는 상기 보일러 압력 본체의 수직 하중들을 밸런싱하도록 상기 바닥으로부터 0.1 H 내지 0.9 H 의 높이에서 상기 강성의 지지 강 구조에 상기 수직의 코너 칼럼들의 각각을 지지함으로써 제공된다.

용어 보일러 압력 본체는 본원에서 일반적으로 평면형 워터튜브 벽들, 즉 일반적으로 높은 압력 워터 또는 스팀을 운반하고 튜브들 사이에서 용접된 핀들에 의해 종래 방식으로 함께 연결된 수직의 튜브들로 형성되는 스팀 생성 플랜트의 구조적 부품을 칭한다. 본 발명의 실시형태에 따르면 보일러 압력 본체는 유동층 보일러의 노이지만, 보일러 압력 본체는 대안적으로 또 다른 타입의 압력 본체, 예를 들면, 버블링 베드 (bubbling bed) 보일러 또는 PC 보일러와 같은 스팀 발전기의 노, 컨벡션 케이지 또는 엠프티 패스일 수 있다. 아래에서 설명이 노를 칭할 때에, 적절할 때마다 압력 본체는 대안적으로 또 다른 보일러 압력 본체일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 보일러 압력 본체는 일반적으로 워터튜브 벽들에 의해 형성된 네개의 코너 섹션들을 구비한 직사각형 수평 횡단면을 갖지만, 일반적으로 보일러 압력 본체는 심지어 네개보다 많은 코너 섹션들을 구비한 다각형의 수평 횡단면을 가질 수 있다.

본 발명의 주요한 특징은 보일러 압력 본체가 중간-지지되고, 즉 보일러 압력 본체에 영향을 주는 중력들 및 지진력들과 같은 수직 하중들이 보일러 압력 본체의 바닥과 루프 사이에 중간 높이의 강성의 지지 강 구조에서 밸런싱된다는 점이다. 보다 구체적으로, 그 바닥으로부터 루프로의 보일러 압력 본체의 높이가 H 일 때, 보일러 압력 본체는 바람직하게 바닥으로부터 0.1 H 내지 0.9 H 의 높이에서, 보다 바람직하게 바닥으로부터 0.3 H 내지 0.7 H 의 높이에서, 그리고 심지어 보다 바람직하게 바닥으로부터 0.4 H 내지 0.6 H 의 높이에서 강성의 지지 강 구조에 지지된다. 상기 언급된 지지 높이는 이후로는 보일러 압력 본체의 열적 팽창으로 인해 수직 방향에서 이동되지 못하는 보일러 압력 본체의 레벨을 의미한다. 본 발명의 또 다른 주요한 특징에 따르면, 보일러 압력 본체의 지지, 또는, 보다 정확하게, 보일러 압력 본체의 수직 하중들의 밸런싱은 외부에, 또는 외측에 부착된 수직의 코너 칼럼들을 통해 제공되고, 코너 섹션들은 보일러 압력 본체의 워터튜브 벽들에 의해 형성된다.

강성의 지지 강 구조는 유리하게 보일러의 지면 또는 토대에 지지된 복수의 수직의 메인 지지 칼럼들을 포함하고, 보일러 압력 본체는 수직의 메인 지지 칼럼들에 부착된 복수의 수평의 메인 지지 빔들에 지지된다. 수평의 메인 지지 빔들은 바람직하게 바닥으로부터 0.1 H 내지 0.9 H 의 높이, 보다 바람직하게 0.3 H 내지 0.7 H 의 높이, 및 심지어 보다 바람직하게 0.4 H 내지 0.6 H 의 높이에서 수직의 메인 지지 칼럼들에 부착된다. 따라서, 본 발명에 따른 수평의 메인 지지 빔들은 그것들이 전형적으로 바닥으로부터 약 1.1 H 의 레벨에 존재하는 종래의 상단-지지된 보일러에서보다 상당히 더 낮은 레벨에 존재한다.

네개의 코너 섹션들을 구비한 직사각형 횡단면을 갖는 종래의 보일러 압력 본체의 경우에 수직의 코너 칼럼들은 당연히 모든 네개의 코너 섹션들에 부착된다. 심지어 네개보다 많은 코너 섹션들을 구비한 다각형의 횡단면을 갖는 보일러 압력 본체의 경우에 수직의 코너 칼럼들은 유리하게 적절하게 선택된 네개의 코너 섹션들에 부착된다. 수직의 코너 칼럼들은 대안적으로 다각형의 입자 분리기와 같이 복수의 코너 섹션들을 구비한 보일러 압력 본체의 여섯개의 또는 여덟개의 코너 섹션들과 같은 네개보다 많은 코너 섹션들에 부착될 수 있다.

본 발명의 일부 실시형태들에서 가요성의 보조 상단-지지 또는 바닥-지지에 의해 보일러 압력 본체의 상기 설명된 중간-지지를 보완하는 것이 가능할 수 있지만, 임의의 경우에, 본 발명에 따르면, 보일러 압력 본체의 대부분의 수직 하중들은 중간-지지에 의해 밸런싱된다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 보일러 압력 본체의 수직 하중들은 오로지 코너 섹션들에 부착된 수직의 코너 칼럼들에 의해서 밸런싱된다. 보일러 압력 본체가 오로지 그 코너 섹션들을 통해서 지지된다는 표현은 코너 섹션들의 외측에서 둘러싸는 구조들에 연결부들이 존재하지 않지만, 노로부터 연도 가스를 운반하고 또는 워터 튜브들로 워터를 운반하기 위한 수단, 또는 노로 공기 및 연료를 공급히기 위한 수단과 같은 그러한 다른 연결부들이 보일러 압력 본체의 수직 하중들의 임의의 본질적인 밸런싱을 제공하지 않는다는 것을 의미하지 않는다.

오로지 수직의 코너 칼럼들을 통한 보일러 압력 본체의 지지는 종래의 워터튜브 벽에 의해 제공된 상대적으로 높은 전단력 용량으로 인해 가능하다. 보일러 압력 본체의 워터튜브 벽들은 실제로 오로지 최대 약 20 미터의 폭, 또는 심지어 그 보다 큰 폭의 그들의 코너 섹션들에 부착된 수직의 코너 칼럼들을 통해 지지될 수 있고, 이로써 그것들은 예를 들면 최대 50-100 MWe 의 용량, 또는 심지어 그 보다 높은 용량의 순환하는 유동층 보일러의 노를 지지하는 데 적절하다.

종래의 보일러 압력 본체의 높이 및 폭의 비로 인해, 보일러 압력 본체의 평면형 워터 튜브 벽들의 열적 팽창은 일반적으로 주로 수직 방향에서 발생된다. 그러나, 열적 팽창은 일반적으로 또한 보통 수평의 방향으로 보다 작은 양에도 불구하고 발생된다. 상기 언급된 바와 같이, 보일러 압력 본체가 그 중간 섹션에서 지지될 때에, 수직 방향에서 열적 팽창은 중간 섹션 위에서 상향으로 그리고 중간 섹션 아래에서 하향으로 발생한다. 오로지 바닥으로부터 0.1 H 내지 0.9 H 의 높이의 강성의 지지 강 구조에서 코너 칼럼들을 통한 보일러 압력 본체의 지지는 수평의 열적 팽창의 가능한 한 간단하고 효율적인 흡수를 발생시키는 유리한 구성을 제공한다.

수평의 열적 팽창을 허용하도록, 수직의 코너 칼럼들과 강성의 지지 강 구조 사이의 연결부는 모두에서 조정 (adaptive) 되어야 하거나, 또는 적어도 하나, 수평의 방향들을 제외한 모두에서 조정되어야 한다. 그러한 조정 연결은 위로부터의 매달림 또는 아래로부터의 지지에 의해 수직의 코너 칼럼들을 통해 보일러 압력 본체의 지지부를 배열함으로써 제공될 수 있다. 위로부터 지지된 중간 구성에서, 수직의 코너 칼럼들은 강성의 지지 강 구조, 또는 강성의 지지 강 구조의 수평의 메인 지지 빔들로부터 매달리게 배열된다. 아래로부터 지지된 중간 구성에서, 수직의 코너 칼럼들은 적절한 슬라이딩 연결부들에 의해 수평의 메인 지지 빔들에 지지된다.

보다 구체적으로, 수직의 코너 칼럼들은 유리하게 적어도 하나의 지지 러그에 의해 수직의 코너 칼럼에 부착된 적어도 하나의 행거 로드에 의해 수평의 메인 지지 빔들에 지지된 위에서 지지된 배열체로부터 중간에 존재한다. 각각 수직의 코너 칼럼은 일반적으로 실제로 적어도 두개의 행거 로드들에 의해 수평의 메인 지지 빔들에 지지된다. 그러한 행거 로드들은 코너 섹션의 상대적으로 작은 수평의 이동들을 허용하도록 행거 로드들의 약간의 틸팅에 의해 수평의 열적 팽창의 흡수를 가능하게 한다. 본 발명의 특히 바람직한 실시형태에 따르면, 수직의 코너 칼럼들의 각각은 수평의 메인 지지 빔들의 두개의 인접한 빔들에 의해 지지된 적어도 하나의 수평의 보조 지지 빔으로부터 매달린다.

상응하게, 수직의 코너 칼럼들은 유리하게 강성의 지지 강 구조의 수평의 메인 지지 빔들에서 슬라이딩 베어링들과 같은 적절한 슬라이딩 연결부를 배열함으로써 강성의 지지 강 구조에 지지되는 아래에서 지지된 배열로부터 중간 부분에 존재한다. 슬라이딩 연결부는 코너 섹션의 상대적으로 작은 수평의 이동들을 허용함으로써 수평의 열적 팽창을 흡수하는 것을 가능하게 한다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 슬라이딩 연결부는 수직으로 연장되는 리브들, 또는 지지 러그들에 의해 수직의 코너 칼럼에 부착된 강 베이스 플레이트를 포함한다. 베이스 플레이트는 이때 유리하게 서로 직교하는 인접하게 배열된 두개의 수평의 메인 지지 빔들에 강 슬라이딩 표면 또는 슬라이딩 베어링들에 의해 지지된다.

수직의 코너 칼럼들은 요구된 강도를 제공하도록 적어도 충분한 높이의 영역에서 각각의 코너 섹션에 부착되어야 한다. 일부 적용예들에서 높이는 바람직하게 보일러 압력 본체의 적어도 5 %, 심지어 보다 바람직하게 적어도 15 % 의 높이이다. 또한 수직의 코너 칼럼들이 보일러 압력 본체의 적어도 30 % 와 같은, 또는 심지어 높이의 대부분 또는 모두에 걸쳐 명백하게 보다 큰 높이 영역에서 각각의 코너 섹션들에 부착되는 것이 가능하다. 수직의 코너 칼럼들은 유리하게 수직 방향에서, 강성 조인트를 제공하도록 적어도 하나의 연속적인 금속 스트립에 의해 코너 섹션에 부착된다. 코너 섹션에의 부착은 유리하게 코너 섹션을 형성하는 워터 튜브 벽들의 최외부의 워터 튜브들 사이에서 코너 핀 또는 적어도 하나의 코너 튜브에 연속적인 용접에 의해 행해진다.

수직의 코너 칼럼들과 보일러 압력 본체 사이에 열적 응력을 회피하도록, 코너 칼럼들은 유리하게 보일러 압력 본체와 적어도 거의 동일한 온도로 유지된다. 따라서, 코너 섹션에 코너 칼럼을 연결하는 금속 스트립은 유리하게 그것이 원하는 강성 뿐만 아니라 또한 코너 섹션과 수직의 칼럼 사이에 양호한 열적 접촉부를 제공하도록 치수설정된다. 수직의 코너 칼럼들은 또한 일반적으로 보일러 압력 본체와 공통의 열적 절연부 내측에 배열된다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 수직의 칼럼들의 적어도 하나, 또는 바람직하게 각각은 보일러 파이프이다. 보일러 파이프들은 유리하게 보일러의 강수관 파이프들이지만, 일부 적용예들에서 그것들은 또한, 예를 들면, 스팀 파이프들일 수 있다. 수직의 칼럼들로서 강수관 파이프들을 사용함으로써, 강수관 파이프들을 특별히 지지하기 위한 필요성이 최소화된다. 강수관 파이프들에서 워터가 워터 벽 튜브들에서의 워터와 거의 동일한 온도이기 때문에, 워터 튜브 벽들과 워터 튜브 벽들에 부착된 강수관 파이프들 사이에 임의의 현저한 열적 응력은 존재하지 않는다.

강수관 파이프들 또는 다른 적절한 보일러 파이프들이 사용되지 못할 때 특히 적용가능한 본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 복수의 수직의 코너 칼럼들은 보일러 파이프들이 아니거나, 또는 복수의 수직의 칼럼들의 적어도 하나는 보일러 파이프가 아니다. 그러한 수직의 칼럼들은 예를 들면, 정사각형 횡단면을 갖는 별개의 중공의 수직의 빔들, 또는 임의의 형상의 중공의 빔들 또는 심지어 고체 바아들일 수 있다. 수직의 칼럼들로서 전용으로 사용되는 그러한 별개의 수직의 빔들은 그들의 사이즈들이 보다 자유롭게 선택될 수 있다는 이점을 갖는다. 수직의 칼럼들로서 그러한 별개의 빔들을 사용할 때에, 워터 튜브 벽들과 수직의 칼럼들 사이에 온도 차이의 최소화는 특히 워터 튜브 벽들과 수직의 칼럼들 사이에 양호한 열적 전도성을 제공하는 금속 스트립들을 사용함으로써 보장되어야 한다. 온도 차이를 최소화하도록, 수직의 칼럼들의 각각은 예를 들면, 보일러 파이프 또는 중공의 수직의 빔인지와 관계없이, 바람직하게 보일러 압력 본체와 공통의 열적 절연부 내측에 배열된다.

본 발명은 보일러의 특히 간단한 구성, 종래의 방법들을 사용하는 것보다 보일러의 명백하게 보다 빠른 설치, 및 많은 경우에서 요구된 강 구조들의 양들에서 현저한 감소를 가능하게 한다.

첨부된 도면과 함께 취해질 때, 상기 간단한 설명, 뿐만 아니라 본 발명의 추가의 목적들, 특징들, 및 이점들은 본 발명에 따른 현재 바람직하지만, 그럼에도 불구하고 예시적인, 실시형태들을 참조하여 보다 전체적으로 이해될 것이다.

도 1 은 본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에 따른 보일러의 측면도를 개략적으로 예시한다.
도 2a 및 도 2b 는 본 발명에 따른 보일러의 상세의 두개의 실시형태들을 개략적으로 예시한다.
도 3a 및 도 3b 는 본 발명의 실시형태에 따른 보일러의 다른 상세들을 개략적으로 예시한다.
도 4 는 본 발명의 추가의 실시형태에 따른 보일러의 상세를 개략적으로 예시한다.
도 5 는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 보일러의 측면도를 개략적으로 예시한다.
도 6 은 본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따른 보일러의 상세를 개략적으로 예시한다.

도 1 의 다이어그램은 본 발명의 실시형태를 도시하는 유동층 보일러 구조 (10) 의 측면도를 개략적으로 예시한다. 유동층 보일러 구조 (10) 는 바닥 (14) 및 바닥으로부터 높이 H 에 있는 루프 (16) 및 네개의 평면형 워터튜브 벽들 (18) 를 갖는 노 (12) 를 포함하고, 그 중 단지 하나만이 도 1 에 도시된다. 워터튜브 벽들은 핀들에 의해 함께 연결되는 수직의 워터 튜브들로 구성되는 종래의 타입이다. 워터튜브 벽들 (18) 은 네개의 코너 섹션들 (20) 을 갖는 직사각형 횡단면을 형성하고, 그 중 두개가 도 1 에 도시된다. 노는 유입구 및 유출구 헤더들 (22, 24), 연도 가스 덕트 (26) 및 연료 (28) 및 1차 공기 (30) 를 노에 공급한기 위한 수단과 같은 종래의 장비를 포함한다. 그러한 장비는 본 발명의 이해를 위해 적절하지 않기 때문에, 그것들은 상세하게 여기에 설명되지 않는다.

노 (12) 는 보일러 주위에 배열된 강성의 지지 강 구조 (34) 를 통해 지면 (32) 에 지지된다. 지지 강 구조 (34) 는 복수의 수직의 메인 지지 칼럼들 (36), 실제로 적어도 네개의 수직의 메인 지지 칼럼들, 및 수직의 메인 지지 칼럼들 사이에 부착된 복수의 수평의 메인 지지 빔들 (38) 을 포함한다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 수평의 메인 지지 빔들 (38) 은 명백히 예를 들면, 바닥으로부터 0.3 H 내지 0.7 H 의 노의 루프 (16) 아래인 레벨 (L) 에 존재한다.

본 발명에 따르면, 수직의 코너 칼럼 (40) 은, 유리하게 코너 섹션들 (20) 의 각각의 수직 중간 부분에 연속적인 금속 스트립 (42) 에 의해 부착된다. 각각의 코너 섹션들에 수직의 코너 칼럼들의 부착은 충분히 강해서 노의 중량을 지탱하는 것을 가능하게 해야 한다. 수직의 코너 칼럼들은 따라서 바람직하게 보일러 압력 본체의 높이 H 의 적어도 5 %, 심지어 보다 바람직하게 적어도 15 % 의 높이 영역에서 각각의 코너들 섹션에 부착된다. 수직의 코너 칼럼들 (40) 은 스팀 드럼 (46) 로부터 유입구 헤더 (22) 로의 보일러 워터를 순환시키는 강수관들 (44), 또는 노를 지지하기 위해 적절한 다른 칼럼들의 부분들일 수 있다.

도 1 에 도시된 실시형태에 따르면, 노 (12) 는 행거 로드들 (48) 에 의해 지지 강 구조 (34) 에 지지된다. 행거 로드들 (48) 의 상부 에지들은 수평의 메인 지지 빔들 (38) 에 부착되고, 행거 로드들의 하부 에지들은 수직의 코너 칼럼들의 두개의 측들에 부착된 러그들 (50) 에 의해 수직의 코너 칼럼들 (40) 에 부착된다. 따라서, 수직의 코너 칼럼들은 행거 로드들 (48) 에 지지되고, 그것들에 의해 러그들 (50) 의 레벨 (C) 에서 지지 강 구조 (34) 에 지지되고 상기 레벨 (C) 은 수평의 메인 지지 빔들 (38) 의 레벨 (L) 보다 낮다.

노 (12) 가 주위 온도로부터 작동 온도로 가열될 때에, 열적 팽창은 노의 폭 및 높이를 길게 만든다. 행거 로드들 (48) 이 주위 온도에 머물지만, 수직의 코너 칼럼들 (40) 이 노의 온도를 추종한다면, 러그들 (50) 의 레벨 (C) 에서 노의 중간 부분은 그 원래의 레벨로 유지된다. 레벨 (C) 로부터 상향으로 노 (12) 의 상부 부분은 상향으로 연장되고, 레벨 (C) 로부터 하향으로 노의 하부 부분은 하향으로 연장된다. 행거 로드들은 실제로 또한 부분적으로 뜨거울 수 있고, 이는 노의 정확한 수직의 이동들을 고려할 때에 참고되어야 한다. 수직의 팽창 뿐만 아니라, 노는 또한 수평의 방향으로의 팽창도 경험한다. 수평의 팽창으로 인한 수평의 이동은 외향으로의 행거 로드들 (48) 의 하부 단부들의 틸팅에 의해 가능하게 된다. 너무 큰 틸팅 각도들을 회피하도록, 행거 로드들은 적어도 약 3 미터와 같은 충분한 길이를 가져야만 한다. 보다 긴 행거 로드들은 보다 작은 틸팅에 의한 열적 팽창을 흡수하지만 그것들은 소정 높이에서 보일러 압력 본체를 지지하기 위해 요구되는 강성의 강 구성의 높이를 가능하게 증가시킨다는 단점을 갖는다.

도 1-도 6 은 본 발명의 상이한 실시형태들의 도면들 및 상세들을 도시한다. 동일한 도면 부호들은 일반적으로 모든 도 1-도 6 의 상이한 실시형태들에서 동일한 또는 유사한 요소에 대해 사용된다. 또한 도 1-도 6 은 본 발명의 단지 예시적인 실시형태들을 도시하고, 상이한 실시형태들에 도시된 특징들은 그것이 기술적으로 가능하다면 다른 실시형태들에 도시된 상응하는 특징들로, 또는 본 설명의 일반적인 시사에 기초된 것들로 변경될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

도 2a 및 도 2b 는 강한 수직으로 연장되는 금속 스트립 (42) 에 의해 두개의 워터 튜브 벽들 (18) 의 코너 섹션 (20) 에 수직의 코너 칼럼 (40, 40') 을 붙착하는 두개의 예들의 수평 횡단면을 보다 상세하게 개략적으로 도시한다. 도 2a 에서 수직의 코너 칼럼 (40) 은 두꺼운 벽형 보일러 파이프, 바람직하게 보일러의 강수관 파이프인 반면, 도 2b 에서는 수직의 코너 칼럼 (40') 은 정사각형 횡단면 형상을 갖는 중공의 수직의 빔이다. 실제로 수직의 코너 칼럼은 또한 임의의 다른 적절한 횡단면 형상을 가질 수 있다. 금속 스트립 (42) 은 바람직하게 코너 섹션 (20) 을 형성하는 워터튜브 벽들 (18) 의 최외부의 워터 튜브들 (56) 사이에서 코너 핀 (54, 54') 에 그리고 수직의 코너 칼럼 (40, 40') 에 연속적인 용접 (52) 에 의해 부착된다. 도 2a 는 예로서, 코너-형 코너 핀 (corner-like corner fin : 54) 을 도시하는 한편, 도 2b 는 또 다른 예로서, 베벨형 코너 핀 (54') 을 도시한다.

코너 섹션 (20) 과 수직의 코너 칼럼 (40) 사이의 온도 차이는 불필요한 열적 피로를 회피하도록 임의의 작동 조건에서 상대적으로 작아야만 한다. 따라서, 금속 스트립 (42) 은 유리하게 요구된 강도 뿐만 아니라, 또한 코너 섹션 (20) 과 각각의 수직의 코너 칼럼 (40, 40') 사이의 충분한 열적 전도성을 제공하도록 치수설정된다. 노의 수직의 코너 칼럼 (40, 40') 및 워터튜브 벽들 (18) 은 유리하게 또한 도 2b 에 개략적으로 도시된 바와 같이 공통의 절연부체 층 (58) 에 의해 커버된다.

도 3a 및 도 3b 는 지지 강 구조 (34) 의 수평의 메인 지지 빔들 (38) 로부터 수직의 코너 칼럼 (40) 을 매달리게 하는 예시적인 방법을 각각 수평 횡단면도로 그리고 측면도로 개략적으로 도시한다. 이러한 실시형태에서 지지 러그들 (50) 의 쌍은 수직의 코너 칼럼 (40) 의 두개의 대향하는 측들의 각각에 부착되고, 행거 로드 (48) 는 지지 러그들 (50) 의 쌍들의 각각의 외부의 단부에서 너트 (52) 에 의해 부착된다. 행거 로드들 (48) 의 상부 단부들은 도 1 에 도시된 바와 같이 수평의 메인 지지 빔들 (38) 에 적절한 수단에 의해 로킹된다.

도 3a 에 도시된 예에서, 지지 러그들 (50) 은 수평으로 충분히 멀리 연장되어서 지지 러그들 (50) 의 단부 부분들 위에서 수평의 메인 지지 빔들 (38) 에 직접 행거 로드들 (48) 를 연결하는 것을 가능하게 한다. 실제로, 코너 칼럼 (40) 의 두개의 대향하는 측들 위에 배열되고 수평의 메인 지지 빔들 (38) 에 지지된, 도 3a 에 도시 생략된, 적절한 보조 수평의 빔들에 행거 로드들 (48) 의 상부 단부들을 고정하는 것이 유용할 수 있다. 도 3a 는 또한 부착 코너 섹션 (20) 에 코너 칼럼 (40) 을 부착하는 대안적인 방식을 도시한다. 여기서 코너 칼럼 (40) 은 두개의 최외부의 워터 튜브들 (56) 에 연결된 두개의 금속 스트립들 (42) 에 의해 코너 섹션 (20) 에 부착된다. 두개의 금속 스트립들, 또는 심지어 두개보다 많은 금속 스트립들을 사용는 것은, 당연히 부착부를 추가로 강화시키고 또한 노로의 코너 칼럼 (40) 의 열적 연결을 개선시킨다.

도 4 는 본 발명의 또 다른 예시적인 실시형태의 상세를 개략적으로 도시하고 상기 실시형태에서 수직의 코너 칼럼 (40) 은 도 2a, 도 2b 및 도 3a 에서와 같은 45 도 각도로 존재하는 대신에 워터 튜브 벽 (18) 의 연장부와 평행인 수직으로 연장되는 금속 스트립 (42) 에 의해 노의 두개의 워터튜브 벽들 (18) 의 코너 섹션 (20) 에 부착된다. 본 기술 분야의 당업자에게 명백할 수 있는 바와 같이, 상기 설명된 것 이외에 추가의 다른 가능예들을 가질 수 있는 금속 스트립 (42) 의 배향은 러그들 (50) 의 가장 적절한 배향에, 그리고 또한 수평의 메인 지지 빔들 (38) 에 행거 로드들 (48) 을 부착하는 가장 적절한 방식에 영향을 준다. 특히 수직의 코너 칼럼 (40) 이 보일러의 강수관 파이프의 부분일 때에, 예를 들면 수평의 지지 빔들 주위로 진행시키도록 강수관 파이프를 추가로 벤딩시키는 것을 회피하기 위해 보조 지지 빔들을 사용함으로써 수평의 메인 지지 빔들 (38) 로부터 수직의 코너 칼럼의 매달림 설치부를 배열할 필요성이 존재할 수 있다.

도 4 는 또한 수직의 코너 칼럼이 유리하게 노의 버크스테이들 (60) 에 적절한 링크 피스들 (58) 에 의해 연결될 수 있다는 것을 도시한다. 상기 설명된 바와 같이, 수직의 코너 칼럼들의 메인 기능은 코너들에 의해 그 중간 섹션에서 노 (12) 를 간단하고 효율적으로 지지하는 것을 가능하게 하는 것이다. 노 엔크로져에 수직의 코너 칼럼들에 의해 제공된 부가적인 강도는 또한 노 엔크로져의 벌징의 위험을 회피하도록 요구되는 버크스테이들의 수를 감소시키는 부가적인 이점을 제공한다.

도 5 는 본 발명의 또 다른 실시형태를 도시하는 유동층 보일러 구조 (10') 의 측면도를 개략적으로 도시한다. 도 5 의 구성은 수직의 코너 칼럼들 (40) 이 수평의 메인 지지 빔들 (38) 로부터 매달리지 않지만 수직의 코너 칼럼들이 메인 지지 빔들에 배열된 수직으로 연장되는 지지 러그들 (50') 에 의해 아래로부터 지지된다는 점이 주로 도 1 과 상이하다. 따라서, 수직의 코너 칼럼들 (40) 은 지지 러그들 (50') 의 레벨 (C) 에서 지지 강 구조 (34) 에 지지되고, 상기 레벨 (C) 은 수평의 메인 지지 빔들 (38) 의 레벨 (L) 보다 높다. 노 (12) 의 수평의 열적 팽창과 관련하여 이동들을 가능하게 하도록, 지지 러그들 (50') 의 각각은 메인 지지 빔에 부착된 슬라이딩 베어링 (64) 에서 또는 각각의 수평의 메인 지지 빔 (38) 에서 슬라이딩될 수 있는 베이스 플레이트 (62) 에 부착된다.

지지 러그 (50') 는 수평의 방향으로 두개의 서로 직교하게 배열된 수평의 메인 지지 빔들 (38) 의 코너로 지향될 수 있고, 이로써 베이스 플레이트 (62) 는 유리하게 두개의 수평의 메인 지지 빔들에 부착된 슬라이딩 베어링 (64) 에 지지된다. 도 5 에서와 같이 아래로부터 수직의 코너 칼럼들 (40) 의 지지는, 수평의 수직의 코너 칼럼들 위에 메인 지지 빔들 (38) 이 존재하지 않는 효과를 제공한다. 수직의 코너 칼럼 (40) 이 강수관 파이프 (44) 의 부분인 경우에, 도 5 의 해결책은 따라서 강수관 파이프 (44) 가 수평의 메인 지지 빔들 주위로 추가로 벤딩시킬 필요 없이 상향으로 보다 자유롭게 연장될 수 있다는 이점을 제공한다.

도 6 에 개략적으로 도시된 유리한 실시형태에 따르면, 지지 러그들 (50') 의 각각은 베이스 플레이트 (62) 에서 그리고 수직의 코너 칼럼 (40) 에 나란히 부착된 세개의 리브들과 같은 복수의 평행인 리브들 (66) 을 포함한다. 도 6 은 또한 두개의 러그들 (50', 50"), 또는 두개의 일련의 리브들 (66, 66') 이 수직의 코너 칼럼 (40) 에 90 도 각도로 부착되는 또 다른 특징을 도시한다. 두개의 러그들 (50', 50") 및 그들의 베이스 플레이트들 (62, 62') 은 이로써 각각의 코너 섹션 (20) 을 형성하는 튜브벽들 (18, 18') 에 평행인 두개의 수평의 메인 지지 빔들 (38, 38') 에 배열된 별개의 슬라이딩 베어링들 (64, 64') 에 배열된다. 도 6 의 해결책은 수평의 지지 빔들 (38, 38') 의 것보다 더 높은 레벨로 수평의 메인 지지 빔들 (38, 38') 의 교차부에서 수직의 메인 지지 칼럼 (36) 을 연장시킬 필요성이 존재하는 경우에 특히 유리하다.

상기로부터 명백한 바와 같이, 간단하고 신뢰성있는 지지 구성을 갖는 유동층 보일러의 노의 상이한 실시형태들이 제공된다. 실시형태와 연결하여 설명된 요소들이 또한 가능하다면 다른 실시형태들에서 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 상응하는 지지 구성들은 다른 타입의 동력 보일러의 노, 동력 보일러와 연결되는 컨벡션 케이지, 엠프티 패스, 솔리드 세퍼레이터 또는 수평의 패스와 같은 다수의 다른 적용예들에 적용가능할 수 있다.

본 발명은 가장 바람직한 실시형태로 고려되는 것과 연결하여 예들로써 본원에 설명되지만, 본 발명은 개시된 실시형태들에 제한되지 않고, 첨부된 청구항에서 규정된 바와 같이 본 발명의 범위 내에 포함되는 그 특징들의 다양한 조합들 또는 변경예들 및 몇몇 다른 적용예들을 포함하도록 의된다는 것이 이해되어야 한다.

Claims

보일러 구조 (10) 로서,
상기 보일러 구조는 바닥 (14) 및 상기 바닥으로부터 높이 H 에 있는 루프 (16), 및 적어도 네개의 코너 섹션들 (20) 을 구비한 다각형의 수평 횡단면을 형성하는 적어도 네개의 평면형 워터튜브 벽들 (18) 을 갖는 보일러 압력 본체 (12), 및 강성의 지지 강 구조 (34) 를 포함하고, 상기 보일러 압력 본체는 상기 바닥과 상기 루프 사이의 높이에서 상기 강성의 지지 강 구조에 지지되고,
수직의 코너 칼럼 (40) 은 상기 바닥과 상기 루프 사이의 높이 영역에서 상기 적어도 네개의 코너 섹션들 (20) 의 적어도 네개의 코너 섹션에 외부적으로 부착되고, 상기 보일러 압력 본체 (12) 의 지지는 상기 보일러 압력 본체의 수직 하중들을 밸런싱하도록 상기 바닥으로부터 0.1 H 내지 0.9 H 의 높이에서 상기 강성의 지지 강 구조 (34) 에 수직의 코너 칼럼들 (40) 의 각각을 지지함으로써 제공되는, 보일러 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 강성의 지지 강 구조 (34) 는 지면 (32) 에 지지된 복수의 수직의 메인 지지 칼럼들 (36) 및 상기 바닥으로부터 0.1 H 내지 0.9 H 의 높이에서 상기 수직의 메인 지지 칼럼들에 부착된 복수의 수평의 메인 지지 빔들 (38) 을 포함하고, 복수의 상기 수직의 코너 칼럼들 (40) 의 각각은 상기 보일러 압력 본체의 수직 하중들을 밸런싱하도록 상기 수평의 메인 지지 빔들 (38) 의 적어도 하나에 지지되는, 보일러 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 수직의 코너 칼럼들 (40) 의 각각은 상기 보일러 압력 본체의 수직 하중들을 밸런싱하도록 상기 바닥으로부터 0.4 H 내지 0.6 H 의 높이에서 상기 강성의 지지 강 구조 (34) 에 지지되는, 보일러 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 보일러 압력 본체 (12) 의 수직 하중들은 오로지 상기 수직의 코너 칼럼들 (40) 에 의해 밸런싱되는, 보일러 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 수직의 코너 칼럼들 (40) 의 각각은 상기 보일러 압력 본체의 높이 H 의 적어도 5 % 의 높이를 갖는 높이 영역에서 각각의 코너 섹션 (20) 에 부착되는 보일러 구조.
제 5 항에 있어서,
상기 수직의 코너 칼럼들 (40) 의 각각은 상기 보일러 압력 본체의 높이 H 의 적어도 15 % 의 높이를 갖는 높이 영역에서 각각의 상기 코너 섹션 (20) 에 부착되는 보일러 구조.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수직의 코너 칼럼들 (40) 의 각각은 수직 방향에서 강성 조인트를 제공하도록 적어도 하나의 연속적인 금속 스트립 (42) 에 의해 각각의 상기 코너 섹션 (20) 에 부착되는, 보일러 구조.
제 7 항에 있어서,
부착은 최외부의 워터 튜브 (56) 에 또는 상기 코너 섹션을 형성하는 상기 워터 튜브 벽들 (18) 의 최외부의 워터 튜브들 (56) 사이의 코너 핀 (54) 에 적어도 하나의 금속 스트립들 (42) 의 각각의 연속적인 용접에 의해 행해지는, 보일러 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 수직의 코너 칼럼들 (40) 의 적어도 하나의 코너 칼럼은 상기 보일러의 강수관 파이프 (44) 인, 보일러 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 수직의 코너 칼럼들 (40) 은 상기 보일러 압력 본체와 공통의 열적 절연부 (58) 내측에 배열되는, 보일러 구조.
제 2 항에 있어서,
상기 수직의 코너 칼럼들 (40) 의 각각은 지지 러그 (50) 에 의해 상기 수직의 코너 칼럼에 부착된 적어도 하나의 행거 로드 (48) 에 의해 상기 수평의 메인 지지 빔들 (38) 의 적어도 하나에 지지되는, 보일러 구조.
제 2 항에 있어서,
상기 수직의 코너 칼럼들 (40) 의 각각은 슬라이딩 연결부에 의해 상기 수평의 메인 지지 빔들 (38) 의 적어도 하나에 지지되는, 보일러 구조.
제 12 항에 있어서,
상기 슬라이딩 연결부는 수직으로 연장되는 리브들 (66) 및 슬라이딩 베어링 (64) 에 의해 상기 수직의 코너 칼럼 (40) 에 부착된 베이스 플레이트 (62) 를 포함하는, 보일러 구조.
제 13 항에 있어서,
상기 수직의 코너 칼럼들 (40) 의 각각은 두개의 인접한 수평의 메인 지지 빔들 (38) 에 슬라이딩 연결부에 의해 지지되는, 보일러 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 보일러 압력 본체 (12) 는 유동층 보일러의 노인, 보일러 구조.