KR102305299B1 - 튜브형 수벽 구조물을 포함하는 유동층 반응 챔버 - Google Patents

Abstract

유동층 반응 챔버내의 튜브형 수벽 구조물 및 이러한 튜브형 수벽 구조물을 가진 유동층 반응 챔버로서, 튜브형 수벽들은, 코너 구조물을 형성하는 수평으로 인접한 제 1 벽 부분 및 제 2 벽 부분을 포함하며, 수직 튜브들에 중심에 부착되고 제 1 폭을 가진 핀들 및 수직 튜브들에 의해 구성되며, 제 1 벽 부분은 상기 코너 구조물 옆에 최외부 튜브, 상부 레벨 범위에서 상부 수직 평면을 규정하는 상부 및 하부 레벨 범위에서 하부 수직 평면을 규정하는 하부를 가지고, 하부 수직 평면은 상부 수직 평면으로부터 외부로 시프트되며, 하부는 내화성 라이닝을 가지며; 제 2 벽 부분은 수직이고 코너 옆에 최외부 튜브를 가지며, 제 2 벽 부분의 최외부 튜브는, 하부 레벨 영역에서, 상기 제 1 폭보다 더 큰 폭 및 내화성 라이닝을 가진 평면형 하부 경사진 코너 핀에 의해 제 1 벽 부분의 최외부 튜브에 연결된다.

Description

튜브형 수벽 구조물을 포함하는 유동층 반응 챔버 {A FLUIDIZED BED REACTION CHAMBER COMPRISING A TUBULAR WATERWALL STRUCTURE}

본 발명은 유동층 반응 챔버내의 튜브형 수벽 구조물 및 튜브형 수벽 구조물을 가진 유동층 반응 챔버에 관한 것이다. 본 발명은 특히 수평으로 인접한 제 1 벽 부분 및 제 2 벽 부분에 의해 형성된 코너 구조물에 관한 것으로서, 제 1 벽 부분의 하부는 외부로 시프트되고 내화성 라이닝을 가진다.

종래의 유동층 반응기의 반응 챔버는 수직 튜브형 수벽들에 의해 규정되고, 이러한 수벽들은 소위 핀들로 불리는 금속 스트립들에 의해 함께 연결된 평행한 금속 튜브들로 제조된다. 고압의 물은 반응기내의 고온 입자들 및 가스들로부터 열을 추출하기 위해 튜브들 내부에서 유동한다. 유동층 반응기의 반응 챔버의 튜브형 수벽들은 종종 수직 상부 및 내부 테이퍼진 하부를 가진 소위 전방 벽과 후방 벽으로 불리는 2 개의 벽들 및 소위 챔버의 측벽들로 불리는 2 개의 수직 벽들을 포함한다.

격렬하게 이동하는 층 입자들로 인해, 튜브형 수벽들, 특히 튜브형 수벽들의 하부들은, 특히 반응기가 전통적인 또는 설계된 작동 파라미터들 외부에서 작동되면 부식 위험이 있다. 이러한 부식을 최소화하기 위해, 튜브형 수벽들의 하부들은 종래에 내화성 층에 의해 보호된다. 그런 다음, 내화성 층의 상부 에지는 반응기의 튜브형 수벽을 따라 하방으로 유동하는 입자들에 의해 연속적으로 타격되는 경향이 있는 레지 (ledge) 를 형성하고, 그에 따라 레지로부터의 입자들의 바운싱 또는 난류 재배향은 내화물 위의 수직 워터 튜브 패널의 부식을 유발한다. 이러한 영역에서의 부식을 최소화하기 위해, 워터 튜브 패널은 종종 예를 들어 적합한 내마멸성 금속의 오버레이 용접층에 의해 보호된다. 입자들의 바운싱을 최소화하기 위해, 내화물의 상부 에지는 종종 4 개의 벽들 모두에서 동일한 높이에 있고 튜브형 수벽의 외부로 구부러진 섹션에 배열되어, 내화물의 내부 또는 노변 (fireside) 표면은, 미국특허 제 5,091,156 호에 원래 제안된 바와 같이, 수직 튜브벽 또는 그 위의 튜브형 수벽과 동일한 높이에 있거나 이들로부터 리세스가공된다.

최근의 설계에서, 전방 벽 또는 후방 벽의 테이퍼진 내화성 라이닝된 부분들 위에는, 벽의 수직 상부의 평면으로부터 외부로 리세스가공된 수직 내화성 라이닝된 벽 부분이 있다. 이하에서, 외부로 리세스가공된, 외부로 굴곡된 그리고 외부로 시프트된 용어들은 서로 교환가능하게 사용될 수 있고, 즉 이들은 모두 평행하고 이웃하는 주변 벽보다 챔버의 중심부로부터 더 멀리 있는 챔버의 주변 벽의 섹션 또는 부분을 지칭한다. 이러한 시프트를 형성하는 것은, 물론 튜브형 수벽을 형성하는 수직 튜브들에 대해 2 개의 굴곡부들, 먼저 외부로의 굴곡부 및 그 후에 수직 방향으로 다시 굴곡부를 필요로 한다. 노출된, 즉 내화성 라이닝되지 않고 외부로 리세스되지 않은 수직 벽 부분이 내화성 라이닝된 외부 리세스가공된 수직 벽 부분에 수평으로 인접할 때, 코너는 2 개의 상이한 벽 부분들 사이에 형성되어야 한다. 본 발명은 특히 이러한 상이한 벽 부분들 사이에 유리한 코너 구조물을 형성하는 것에 관한 것이다.

일반적으로, 유동층 반응기의 반응 챔버는 다각형, 보통 직사각형, 수평 단면을 가지고, 하방 유동 입자들에 의해 유발되는 부식은 반응 챔버의 하부 코너 영역들에서 특히 심각하다. 많은 특허 문헌에서는 코너 영역에서의 부식을 최소화하기 위한 목적으로 유동층 반응기를 위한 상이한 코너 구조물을 보여준다. 유럽 특허 EP 1 953 452 B1 에서는 유동층 반응 챔버에서 노출된 상부 및 내화성 재료의 층으로 라이닝된 바닥부를 가진 2 개의 튜브형 수벽들 사이의 예리한 코너를 형성하는 것을 교시하고 있고, 상부와 바닥부 사이의 중간 영역에서 코너의 양측에 배치된 튜브형 수벽들 각각의 수평 분획물은 상부에 의해 규정되고 그리고 내화성 층으로 라이닝된 수직 평면에 대해 외부로 굴곡된다.

특허 문헌 JP 8-189601 호에서는 반응 챔버의 하부에서 2 개의 내화성 라이닝된 수직 튜브형 수벽들 사이에 예리한 코너를 형성하는 것을 교시하고 있고, 튜브들은 내화성 라이닝의 에지를 보호하도록 경사진 코너를 형성하도록 내부로 굴곡된 코너 섹션 위에 있다. 특허 문헌 JP 2984572 에서는 예리하거나 경사진 코너에 형성하는 수직 튜브형 수벽들에 경사지거나 둥근 내부 표면을 가진 내화성 라이닝을 형성하는 것을 교시하고 있다.

특허 문헌 JP 2004-33341 에서는 2 개의 튜브형 수벽들 사이에 예리한 코너를 형성하는 것을 개시하고 있고, 튜브형 수벽들은 튜브형 수벽들에 수직으로 부착된 2 개의 부분 핀들 사이에 형성된 경사진 내부 표면을 가진 내화성 라이닝을 가진다. 특허 문헌 CN 202195476 U 에서는 튜브형 수벽들의 2 개의 제 2 최외부 튜브들 사이에서 연장되는 코너 핀에 평행한 내부 표면을 가진 내화성 층 및 2 개의 튜브형 수벽들의 최외부 튜브들 사이에 경사진 코너 핀을 형성하는 것을 개시하고 있다.

본 발명의 목적은 유동층 보일러에서 경제적이고 효율적인 튜브형 수벽 구조물, 특히 수평으로 인접한 제 1 벽 부분 및 제 2 벽 부분에 의해 형성된 코너 구조물을 제공하는 것이고, 제 1 벽 부분의 하부는 외부로 시프트되고 내화성 라이닝을 가진다.

일 양태에 따라서, 본 발명은 튜브형 수벽 구조물을 포함하는 유동층 반응 챔버를 제공하고, 튜브형 수벽 구조물은: 반응 챔버를 규정하는 다수의 수직으로 연장되는 튜브형 수벽들을 포함하고, 상기 튜브형 수벽들은, 후방 벽 또는 전방 벽의 일부인 제 1 벽 부분 및 측벽인 제 2 벽 부분을 포함한다. 제 1 벽 부분 및 제 2 벽 부분은, 코너 구조물을 형성하면서 수평으로 인접하고, 수직 튜브들에 부착되고 제 1 폭을 가진 핀들에 의해 상호 연결된 수직 튜브들에 의해 구성된다.
(i) 제 1 벽 부분은 코너 옆에 최외부 튜브, 상부 레벨 범위에서 상부 수직 평면을 규정하는 상부 및 하부 레벨 범위에서 하부 수직 평면을 규정하는 하부를 가지고, 상기 제 1 벽 부분의 각각의 튜브들은 상부 레벨 범위와 하부 레벨 범위 사이의 중간 레벨 영역에서 굴곡되어, 상기 하부 수직 평면은 상기 상부 수직 평면으로부터 외부로 시프트되고, 하부는 내화성 라이닝을 가지며;
(ii) 상기 제 2 벽 부분은 수직이고 코너 옆에 최외부 튜브를 가지며, 상기 제 2 벽 부분의 튜브들은, 하부 레벨 범위에서, 단열 내화성 라이닝을 갖지 않고;
(iii) 상기 제 2 벽 부분의 최외부 튜브는, 상기 하부 레벨 범위 (B-B) 에서, 상기 제 1 폭보다 더 큰 폭 및 내화성 라이닝을 가진 평면형 하부 경사진 코너 핀에 의해 상기 제 1 벽 부분의 최외부 튜브에 연결된다.

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내화성 라이닝이라는 용어는 이 설명에서 종래의 의미로 사용되는데, 즉 튜브형 수벽의 부식 경향이 있는 영역의 내부 표면, 특히 그 하부에 적용되는 적합한 내마멸성 재료의 층을 지칭한다. 내화성 라이닝의 두께는 통상적으로 약 50 mm 이거나, 튜브형 수벽에서 중심부들 또는 2 개의 인접한 튜브들 사이의 대략 거리만큼 크거나 그보다 약간 작다.

본 발명에 따른 튜브형 수벽 구조물에서 하부 경사진 코너 핀의 폭은 실제로 상부 수직 평면으로부터 하부 수직 평면의 시프트의 크기에 의해 결정된다. 시프트의 목적은 내화성 라이닝의 상부 에지 및 이러한 내화물에 진입하는 튜브들을 바운싱 층 재료로 인한 부식으로부터 보호하기 위한 것이기 때문에, 이러한 시프트는 통상적으로 적어도 내화성 라이닝의 두께만큼 크다. 따라서, 시프트는 통상적으로 적어도 약 50 mm 이거나, 튜브형 수벽에서 중심부들 또는 2 개의 인접한 튜브들 사이의 대략 거리만큼 크거나 그보다 약간 작다. 하부 경사진 코너 핀은 제 2 벽 부분의 최외부 튜브로부터 제 1 벽 부분의 하부의 최외부 튜브까지 연장되기 때문에, 바람직하게는 제 1 폭의 적어도 2 배인 폭을 가진다.

튜브형 수벽의 핀들은 반응 챔버로부터 워터 튜브들로 전달될 열을 흡수하기 때문에, 핀의 폭은 핀의 최대 온도를 결정한다. 본 발명에 따라서, 핀상에 내화성 라이닝을 가짐으로써 종래의 핀보다 명확하게 더 넓은 코너 핀의 사용이 가능해진다. 따라서, 코너 핀의 내화성 라이닝은 넓은 코너 핀에 단열을 제공하여 핀의 과열을 방지하는데 중요하다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따라서, 제 1 벽 부분의 하부는 내화성 라이닝을 갖지만 제 2 벽 부분은 내화성 라이닝을 갖지 않는다. 벽들의 수직 또는 특히 수평 기하학적 균일성에 있어서의 변경은 반응 챔버에서 가스 및 입자들의 유동의 소용돌이를 촉진하는 부식을 유발한다는 것을 알았다. 따라서, 제 2 벽 부분의 적어도 2 개의 최외부 튜브들은 유리하게는 제 1 벽의 하부의 내화성 라이닝보다 명확하게 더 얇고 부식성 소용돌이를 추가로 유발하는 기하학적 불연속성이 없는 내식성 코팅을 가진다. 이러한 코팅을 제 1 벽의 외부 굽힘 레벨 위로부터 제 2 벽의 하부에 적용된 내화성 라이닝의 상부 에지 아래로 계속하는 것이 유리하다. 제 2 벽의 튜브들의 코팅은 비절연 재료로 되고, 즉 코팅은 튜브들 내의 물을 효율적으로 가열할 수 있는 열전도도 레벨을 유지한다.

제 1 벽 부분은 통상적으로 유동층 반응기의 반응 챔버의 전방 벽 또는 후방 벽의 일부, 즉 내부로 테이퍼진 하부를 가진 튜브형 수벽이다. 제 2 벽 부분은 유동층 반응기의 반응 챔버의 튜브형 수벽의 일부, 일반적으로 수직 측벽임을 이해해야 한다. 측벽의 하부는 또한 실제로 내화성 라이닝을 가질 수 있고, 내화성 라이닝의 상부 에지는 전방 벽 및 후방 벽의 하부 레벨보다 낮은 레벨에 있다. 측벽의 내화성 라이닝의 상부 에지는, 실제로 예를 들어 전방 벽 및 후방 벽보다 1 미터 내지 2 미터 더 낮은 레벨일 수 있다.

종래의 방안에 따라서, 반응 챔버를 규정하는 각각의 튜브형 수벽들의 하부에서 내화성 라이닝의 상부 에지는 동일한 레벨에 있다. 그러나, 내화성 라이닝은 일반적으로 단열재로서 작용하기 때문에, 상이한 벽들에 대해서 내화성 라이닝의 필요성이 상이할 때, 상이한 레벨들에서 인접한 튜브형 수벽들의 내화성 라이닝의 상부 에지를 가질 수 있는 장점이 있다. 특히, 전방 벽 또는 후방 벽의 수직 부분에서만 내화성 라이닝이 필요하면, 내부 테이퍼진 하부 위에서, 내화성 라이닝을 가진 수직 튜브형 수벽 부분과 노출, 즉 내화성 라이닝이 없는 수직 튜브형 수벽 부분 사이에 코너를 형성할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 튜브형 수벽들 중 일방의 내화성 라이닝의 상부 에지를 포함하는 레벨 범위에서 2 개의 튜브형 수벽들 사이에 코너 구조물을 형성하는 것으로서, 튜브형 수벽들 중 타방은 노출되고, 즉 내화성 라이닝을 갖지 않는다. 노출된 튜브형 수벽 부분들은 유리하게는 내화성 라이닝을 가진 적어도 튜브형 수벽들의 부분 근방에서 적합한 용접 오버레이 코팅에 의해 부식에 대하여 보호될 수 있다. 본 발명에 따른 코너 구조물은 실제로 모든 워터 튜브들이 내화물에 매장되는 측벽상의 내화성 라이닝의 에지까지 아래로 연장된다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따라서, 제 1 벽 부분의 하부의 내화성 라이닝은 최대 상부의 수직 평면의 수직 연장부까지 수평 방향으로 연장된다. 따라서, 제 1 벽 부분의 하부의 내화성 라이닝은 일반적으로 예를 들어 미국 특허 제 5,091,156 호에 공지된 잘 알려진 유형이다.

종래의 튜브형 수벽 구조에서, 핀들은 튜브들에 중심에 부착되며, 즉 핀들은 인접한 튜브들의 중심부들 사이의 라인상에 배열된다. 이러한 종래의 핀들과는 반대로, 하부 경사진 코너 핀은 바람직하게는 제 1 벽 부분 및 제 2 벽 부분 각각의 최외부 튜브의 외부 부분에 연결된다. 하부 경사진 코너 핀을 종래의 중심 위치로부터 외부로 이동시키면 코너 핀상에 비교적 두꺼운 내화성 층을 형성하는 것이 더 쉬워지고, 이는 내구성이 있고 경사진 코너 핀의 과열을 방지한다. 코너 핀을 이동시키면 또한 원하는 경우 앵커에 의해 내화성 층을 핀에 부착할 수 있게 한다.

전술한 평면형 하부 경사진 코너 핀은 하부 레벨 범위 위에, 즉 제 1 벽 부분의 튜브들이 상부 수직 평면으로부터 외부로 시프트되는 영역 위로 연장되지 않는다. 상부 레벨 범위에서, 제 2 벽 부분의 최외부 튜브는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라, 제 1 폭과 실질적으로 동일한 폭을 가진 평면형 상부 경사진 코너 핀에 의해 제 1 벽 부분의 최외부 튜브에 연결된다. 상부 레벨 영역과 하부 레벨 영역 사이의 중간 레벨 영역에서, 하부 경사진 코너 핀은 생략될 수 있거나, 상부 경사진 코너 핀을 향해 비평면 연장부가 있을 수 있다.

평면형 상부 경사진 코너 핀은 바람직하게는 제 1 벽 부분 및 제 2 벽 부분 각각의 최외부 튜브의 내부 부분에 연결된다. 제 1 벽 부분의 튜브들이 상부 레벨 영역 및 하부 레벨 영역 사이에서 외부로 굴곡되기 때문에, 상부 경사진 코너 핀의 평면은 하부 경사진 코너 핀의 평면과 각도를 형성한다. 상부 경사진 코너 핀 및 하부 경사진 코너 핀의 평면들 사이의 각도는 바람직하게는 5 도 내지 15 도이다. 제 1 벽 부분 및 제 2 벽 부분의 최외부 튜브들 각각에 대한 상부 경사진 핀 및 하부 경사진 핀의 위치들에 의해 제공되는 장점에 대해서 후술될 것이다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따라서, 상부 경사진 코너 핀은 평면형 수직으로 연장되는 부분 핀, 즉 상부 경사진 코너 핀의 평면에서 하부 레벨 영역까지의 연장부를 포함한다. 부분 핀은 제 2 벽 부분의 최외부 튜브에 부착되지만 제 1 벽 부분의 최외부 튜브에 부착되지 않는다. 부분 핀의 폭은 제 1 폭과 실질적으로 동일할 수 있지만, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라서, 부분 핀의 폭은 제 1 폭보다 작고, 예를 들어 제 1 폭의 70 % 미만이다.

전술한 배열에 의해, 하부 경사진 핀 및 수직으로 연장되는 부분 핀, 즉 상부 경사진 코너 핀의 수직 연장부는, 하부 경사진 핀을 위한 내구성 있는 내화성 라이닝을 제공하기 위해 유리하게 사용될 수 있는 부분 공동을 형성한다. 하부 경사진 핀의 내화성 라이닝의 외부 표면은 유리하게는 수직으로 연장되는 부분 핀의 위치에서 제 2 벽 부분의 최외부 튜브에 접하여, 그렇지 않으면 취약한 내화성 에지가 확보되고 튜브 표면에서 내화성 라이닝이 균열되는 경향이 완화된다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따라서, 하부 경사진 코너 핀의 내화성 라이닝은 부분 핀의 수평 연장부로서 형성된 평면까지 수평 방향으로 연장된다. 부분 핀이 상부 경사진 코너 핀의 평면에 있기 때문에, 하부 경사진 코너 핀의 내화성 라이닝은 제 1 벽 부분의 최외부 튜브의 상부 및 경사진 상부 코너 핀의 하방 돌출부 아래에 있다. 따라서, 하방 유동층 재료가 내화성 에지에 부딪히면 발생하는 입자들의 난류 재배향이 제거되어, 해당 영역의 부식성 소용돌이를 최소화시킨다.

본 발명에 따른 코너 구조물의 금속 구조는 금속 구조를 상점에서, 즉 유동층 반응기의 장소 외부에서 준비시킴으로써 그리고 금속 구조를 측벽 및 실제 장소에서 반응 챔버의 전방 벽 또는 후방 벽에 부착함으로써 유리하게 제조된다. 측벽 및 전방 벽 또는 후방 벽에 대한 수직 조인트들은 그 후에 튜브형 수벽들의 통상 부분들에서 핀-핀 용접에 의해 형성될 수있다.

본 발명의 전술한 설명 뿐만 아니라 다른 목적들, 특징들 및 장점들은, 첨부된 도면들과 함께 취해진 본 발명의 현재 바람직한 그러나 그럼에도 불구하고 예시적인 실시형태들의 이하의 상세한 설명을 참조하여 보다 완전히 이해될 것이다.

도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 튜브형 수벽 구조물을 가진 순환 유동층 반응기의 바닥부를 개략적으로 도시한다.
도 2 는 도 1 의 A-A 선을 따른 코너 구조물의 수평 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 3 는 도 1 의 B-B 선을 따른 코너 구조물의 수평 단면도를 개략적으로 도시한다.

도 1 은 전방 벽 (12), 후방 벽 (14) 및 2 개의 측벽들 (16) (도 1 에서는 하나를 도시) 을 포함하는 종래의 튜브형 수벽들에 의해 규정된 유동층 반응 챔버 (10) 의 바닥부를 개략적으로 도시한다. 전방 벽 및 후방 벽은, 수직 상부 (18) 및 내화성 라이닝 (22) 에 의해 덮힌 내부 테이퍼진 하부 (20) 를 가진다. 전방 벽 및 후방 벽은, 내부 테이퍼진 하부 (20) 바로 위에 수직 상부 벽 부분 (18) 의 평면 (26) 으로부터 외부로 시프트되는 수직 벽 부분 (24) 를 가진다. 외부로 시프트된 수직 벽 부분 (24) 은 상부 에지 (30) 를 가진 수직 내화성 라이닝 (28) 을 가진다. 수직 내화성 라이닝의 두께 (32) 는 외부로 시프트된 수직 튜브형 수벽 부분 (24) 의 시프트 (34) 보다 작거나 또는 대략 그만큼 크므로, 내화성 라이닝 (28) 의 상부 에지 (30) 는 바닥 그리드 (40) 를 통하여 반응 챔버에 주입된 유동화 가스 (38) 에 의해 야기된 내부 순환으로 인해 전방 벽 및 후방 벽의 근방에서 아래로 낙하하는 층 입자들 (36) 로부터 보호된다.

측벽들 (16) 의 하부는 또한 내화성 라이닝 (42) 에 의해 보호되고, 내화성 라이닝은 전방 벽 및 후방 벽의 내화성 라이닝의 에지 (30) 보다 낮은 레벨에 있는 상부 에지 (44) 를 가진다. 상부 에지 (44) 위에서, 측벽의 워터 튜브들 (46) 은 노출되고, 즉 단열 내화성 라이닝이 없다. 측벽들 (16) 의 내화성 라이닝의 상부 에지 (44) 는, 측벽의 굴곡부가 도 1 에 도시되지 않았지만, 바람직하게는 또한 측벽의 굴곡부 아래에 배열됨으로써 낙하하는 층 입자들로부터 보호된다. 측벽의 내화성 라이닝의 상부 에지 (44) 는 전방 벽 및 후방 벽보다 낮은 레벨에 있기 때문에, 2 개의 튜브형 수벽들 (이 중 하나만이 내화성 라이닝을 가짐) 사이에 코너 영역 (48) 이 있다.

도 2 는 임의의 내화성 라이닝 위의 레벨에서 A-A 선을 따라 취해진, 도 1 의 유동층 반응기에서 코너 섹션 (50) 의 구조물의 수평 단면도를 개략적으로 도시한다. 따라서, 도 2 는 후방 벽 (14) 의 수직 상부 벽 부분 (18) 및 측벽 (16) 의 일부를 도시한다. 측벽 (16) 및 상부 벽 부분 (18) 모두는 튜브들 (52) 에 중심에 부착된 핀들 (54) 에 의해 상호연결된 노출된 수직 워터 튜브들 (52) 로 구성된 종래의 튜브형 수벽들이다. 상부 벽 부분 (18) 및 측벽 (16) 의 최외부 튜브들 (56, 58) 은 각각 상부 벽 부분 (18) 및 측벽 (16) 의 평면들에 대하여 45 도의 각도로 있는 평면형 상부 경사진 코너 핀 (60) 에 의해 함께 연결된다. 유리하게는 측벽 (16) 및 벽 부분 (18) 상의 인접한 튜브들 (52) 사이의 핀들 (54) 의 폭과 대략 동일한 폭을 가진 상부 경사진 코너 핀 (60) 은, 후술되는 이유로 최외부 튜브들 (56, 58) 의 내부에 유리하게 연결된다.

도 3 은 B-B 선을 따라 취한 도 1 의 유동층 반응기에서 코너 섹션 (62) 의 구조물의 수평 단면도를 개략적으로 도시한다. 단면도는 후방 벽 (14) 의 수직한 외부로 시프트된 부분 (24) 의 내화성 라이닝 (28) 의 에지 (30) 아래의 레벨로부터이다. 따라서, 도 3 은 외부로 시프트된 벽 부분 (24) 과 측벽 (16) 사이의 코너 구조물 (62) 을 도시한다. 벽 부분 (24) 및 측벽 (16) 모두는 튜브들에 중심에 부착된 핀들 (54) 에 의해 상호연결된 수직 워터 튜브들 (52, 52') 을 구성하는 종래의 튜브형 수벽들이다. 후방 벽의 상부 (18) 로부터 후방 벽 (14) 의 외부로 시프트된 부분 (24) 으로의 튜브들 (52) 의 시프트 또는 굽힘 크기는, 상기 시프트와 같이, 후방 벽 (14) 의 튜브들 (52) 의 초기 위치를 나타내는 점선으로 도 3 에 표시되어 있다.

도 3 의 레벨에서, 측벽 (16) 의 워터 튜브들 (52') 은 노출되고, 즉 내화성 라이닝에 의해 덮이지 않지만, 외부로 시프트된 벽 부분 (24) 의 워터 튜브들 (52) 은 내화성 라이닝 (28) 에 의해 덮여 있는 내부측에 있다. 노출된 튜브들 (52'), 또는 적어도 예를 들어 코너에 가장 근접한 2 개의 튜브들은 유리하게는 마멸 방지 용접 오버레이에 의해 보호되지만, 이는 도 3 에 도시되지 않았다.

외부로 시프된 벽 부분 (24) 및 측벽 (16) 의 최외부 튜브들 (56, 58) 은 하부 경사진 코너 핀 (66) 에 의해 함께 연결된다. 벽 부분 (24) 의 시프트로 인해, 하부 경사진 코너 핀 (66) 과 측벽 (16) 및 벽 부분 (24) 의 각각의 평면들 사이의 각도는 45 도 이상이다. 이에 따라, 하부 경사진 코너 핀 (66) 의 폭은 벽 부분 (24) 및 측벽 (16) 의 핀들 (54) 의 폭보다 명확하게 더 크다.

넓은 하부 경사진 코너 핀 (66) 의 과열을 방지하기 위해, 내화성 라이닝 (28) 은 하부 경사진 코너 핀 (66) 의 내부 표면에 배열된 쐐기형 연장부 (64) 를 가지고, 이 연장부는 측벽 (16) 의 최외부 튜브 (58) 까지 연장된다. 내화성 라이닝 (28) 의 쐐기형 연장부 (64) 의 두께를 증가시킬 수 있도록, 하부 경사진 코너 핀 (66) 은 최외부 튜브들 (56 및 58) 의 외부에 유리하게 연결된다. 내화성 라이닝 (28) 의 쐐기형 연장부 (64) 의 두께가 증가함으로 인해, 연장부는 하부 경사진 코너 핀 (66) 의 내부 표면에 부착된 바람직하게는 합금 또는 세라믹으로 만들어진 앵커 (68) 에 의해 유리하게 고정될 수 있다.

내화성 라이닝 (28) 의 쐐기형 연장부 (64) 의 단부가 측벽 (16) 의 최외부 튜브 (58) 로부터 느슨하게 크랙되는 것을 방지하기 위해, 도 2 에 도시된 상부 경사진 코너 핀 (60) 은 유리하게는 내부에 부분 핀 (70) 을 형성하는 코너 섹션 (62) 의 레벨 범위로 하방으로 다이렉트 연장부를 가진다. 부분 핀 (70) 은 이에 따라서 상부 경사진 코너 핀 (60) 과 동일한 평면에 있지만, 유리하게는 코너 핀 (60) 의 폭보다 작은 폭을 가진다. 내화성 라이닝 (28) 의 쐐기형 연장부 (64) 의 단부는 그 후 하부 경사진 코너 핀 (66) 에서부터 부분 핀 (70) 의 평면까지 연장되고, 하부 경사진 코너 핀 (66) 및 부분 핀 (70) 에 의해 형성된 부분 공동에 고정된다.

본 발명은 현재 가장 바람직한 실시형태들로 간주되는 것과 연계하여 예로써 여기서 설명되었지만, 본 발명이 개시된 실시형태들로만 한정되지 않고, 첨부된 청구범위에 규정된 바와 같이, 본 발명의 특징들의 다양한 조합들 또는 수정들 및 본 발명의 범위에 포함되는 여러 다른 적용들을 포함하도록 의도된다는 것을 이해하여야 한다.

Claims (19)

1. 튜브형 수벽 구조물을 포함하는 유동층 반응 챔버 (10) 로서,
   상기 튜브형 수벽 구조물은,
   상기 유동층 반응 챔버 (10) 를 규정하는 다수의 수직으로 연장되는 튜브형 수벽들 (12, 14, 16) 을 포함하고,
   상기 튜브형 수벽들 (12, 14, 16) 은, 후방 벽 또는 전방 벽의 일부인 제 1 벽 부분 (12, 14) 및 측벽인 제 2 벽 부분 (16) 을 포함하며,
   상기 제 1 벽 부분 (12, 14) 및 상기 제 2 벽 부분 (16) 은, 코너 구조물 (50, 60) 을 형성하면서 수평으로 인접하고, 수직 튜브들 (52, 52', 46) 에 중심에 부착되고 제 1 폭을 가진 핀들 (54) 에 의해 상호 연결된 상기 수직 튜브들 (52, 52', 46) 에 의해 구성되며,
   (i) 상기 제 1 벽 부분 (12, 14) 은 상기 코너 구조물 (50, 60) 옆에 최외부 튜브 (56), 상부 레벨 범위 (A-A) 에서 상부 수직 평면 (26) 을 규정하는 상부 (18) 및 하부 레벨 범위 (B-B) 에서 하부 수직 평면 (35) 을 규정하는 하부 (24) 를 가지고, 상기 하부 (24) 는 내화성 라이닝 (28) 을 가지며, 상기 제 1 벽 부분 (12, 14) 의 각각의 튜브들 (52, 56) 은 상기 상부 레벨 범위 (A-A) 과 상기 하부 레벨 범위 (B-B) 사이의 중간 레벨 영역에서 굴곡되어, 상기 하부 수직 평면 (35) 은 상기 상부 수직 평면 (26) 으로부터 외부로 시프트되고,
   (ii) 상기 제 2 벽 부분 (16) 은 수직이고 코너 옆에 최외부 튜브 (58) 를 가지며, 상기 제 2 벽 부분 (16) 의 튜브들 (46, 52', 58) 은 상기 하부 레벨 범위 (B-B) 에서 단열 내화성 라이닝을 갖지 않고,
   (iii) 상기 제 2 벽 부분 (16) 의 최외부 튜브 (58) 는, 상기 하부 레벨 범위 (B-B) 에서, 상기 제 1 폭보다 더 큰 폭 및 내화성 라이닝 (64) 을 가진 평면형 하부 경사진 코너 핀 (66) 에 의해 상기 제 1 벽 부분 (12, 14) 의 최외부 튜브 (56) 에 연결되는 것을 특징으로 하는, 유동층 반응 챔버 (10).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하부 경사진 코너 핀 (66) 의 폭은 상기 제 1 폭의 적어도 2 배인, 유동층 반응 챔버 (10).
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 벽 부분 (16) 의 적어도 2 개의 최외부 튜브들 (58) 은 내식성 용접 오버레이로 코팅되는, 유동층 반응 챔버 (10).
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 벽 부분 (12, 14) 의 상기 하부 (24) 의 상기 내화성 라이닝 (28) 은 수평 방향으로 최대 상기 상부 (18) 의 수직 평면 (26) 의 수직 연장부까지 연장되는, 유동층 반응 챔버 (10).
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 하부 경사진 코너 핀 (66) 은 상기 제 1 벽 부분 (12, 14) 및 상기 제 2 벽 부분 (16) 각각의 최외부 튜브의 외부에 연결되는, 유동층 반응 챔버 (10).
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 벽 부분 (16) 의 최외부 튜브 (58) 는, 상기 상부 레벨 범위 (A-A) 에서, 상기 제 1 폭과 실질적으로 동일한 폭을 가진 평면형 상부 경사진 코너 핀 (60) 에 의해 상기 제 1 벽 부분 (12, 14) 의 최외부 튜브 (56) 에 연결되는, 유동층 반응 챔버 (10).
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 상부 경사진 코너 핀 (60) 은 상기 제 1 벽 부분 (12, 14) 및 상기 제 2 벽 부분 (16) 각각에 대하여 45 도의 각도를 형성하는, 유동층 반응 챔버 (10).
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 상부 경사진 코너 핀 (60) 은 상기 제 1 벽 부분 (12, 14) 의 최외부 튜브 (56) 의 내부 및 상기 제 2 벽 부분 (16) 의 최외부 튜브 (58) 의 내부에 연결되는, 유동층 반응 챔버 (10).
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 하부 경사진 코너 핀 (66) 의 평면은 상기 상부 경사진 코너 핀 (60) 의 평면에 대하여 5 도 내지 15 도의 각도를 형성하는, 유동층 반응 챔버 (10).
10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 경사진 코너 핀 (60) 은 상기 하부 레벨 범위 (B-B) 로 평면형 수직으로 연장되는 부분 핀 (70) 을 포함하고, 상기 부분 핀 (70) 은 상기 제 2 벽 부분 (16) 의 최외부 튜브 (58) 에 부착되며 그리고 상기 제 1 벽 부분 (12, 14) 의 최외부 튜브 (56) 에 부착되지 않는, 유동층 반응 챔버 (10).
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 수직으로 연장되는 부분 핀 (70) 의 폭은 상기 제 1 폭과 실질적으로 동일한, 유동층 반응 챔버 (10).
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 수직으로 연장되는 부분 핀 (70) 의 폭은 상기 제 1 폭보다 작은, 유동층 반응 챔버 (10).
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 수직으로 연장되는 부분 핀 (70) 의 폭은 상기 제 1 폭의 70% 미만인, 유동층 반응 챔버 (10).
14. 제 10 항에 있어서,
    상기 하부 경사진 코너 핀 (66) 의 내화성 라이닝 (64) 의 외부 표면은 상기 수직으로 연장되는 부분 핀 (70) 에서 상기 제 2 벽 부분 (16) 의 최외부 튜브 (58) 에 접하는, 유동층 반응 챔버 (10).
15. 제 10 항에 있어서,
    상기 하부 경사진 코너 핀 (66) 의 내화성 라이닝 (64) 은 수평 방향으로 상기 수직으로 연장되는 부분 핀 (70) 의 수평 연장부로서 형성된 평면까지 연장되는, 유동층 반응 챔버 (10).
16. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하부 경사진 코너 핀 (66) 의 내화성 라이닝 (64) 은 상기 하부 경사진 코너 핀 (66) 에 부착된 앵커 (68) 에 의해 상기 하부 경사진 코너 핀 (66) 에 고정되고, 상기 앵커 (68) 는 합금 또는 세라믹으로 제조되는, 유동층 반응 챔버 (10).
17. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    평면형 하부 경사진 코너 핀 (66) 의 내화성 라이닝 (64) 은 상기 제 1 벽 부분 (12, 14) 의 하부 (24) 에서 상기 내화성 라이닝 (28) 의 연장부인, 유동층 반응 챔버 (10).
18. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    평면형 하부 경사진 코너 핀 (66) 의 내화성 라이닝 (64) 은 쐐기형 형상을 가지는, 유동층 반응 챔버 (10).
19. 제 10 항에 있어서,
    평면형 하부 경사진 코너 핀 (66) 의 내화성 라이닝 (64) 은 상기 하부 경사진 코너 핀 (66) 및 상기 부분 핀 (70) 에 의해 형성된 부분 공동에 수용되는, 유동층 반응 챔버.

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