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KR20000057541A - 증기 발생기 - Google Patents

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KR20000057541A
KR20000057541A KR1019990705251A KR19997005251A KR20000057541A KR 20000057541 A KR20000057541 A KR 20000057541A KR 1019990705251 A KR1019990705251 A KR 1019990705251A KR 19997005251 A KR19997005251 A KR 19997005251A KR 20000057541 A KR20000057541 A KR 20000057541A
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KR
South Korea
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steam
heating
steam generating
continuous flow
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KR1019990705251A
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KR100591469B1 (ko
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에버하르트 비트호브
요아힘 프랑케
루돌프 크랄
Original Assignee
칼 하인쯔 호르닝어
지멘스 악티엔게젤샤프트
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7814473&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20000057541(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
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Abstract

본 발명은 일면으로는 누워있는 구조에 적합하고, 아울러 타면으로는 연속흐름 증기 발생기의 장점을 포함하는 증기 발생기에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 이를 위하여, 증기 발생기(1)는 적어도 하나의 연속흐름 가열면(8, 10)을 포함하는데, 이 가열면은 가열 가스가 대체로 수평방향으로 관류할 수 있는 가열 가스 채널내에 배치된다. 상기 가열면은 대체로 수직방향으로 배치되고 유동 매질의 관류를 위하여 평행하게 설치되는 다수개의 증기 발생 파이프(13, 14)로 구성되고, 동일한 연속흐름 가열면(8, 10)의 후속하는 증기 발생 파이프(13, 14) 보다 높은 온도로 가열되는 증기 발생 파이프(13, 14)에서 유동하는 유동 매질이 후속하는 증기 발생 파이프(13, 14)내에서 유동하는 유동 매질 보다 더 높은 유동량을 가지도록 설계된다.

Description

증기 발생기{STEAM GENERATOR}
본 발명은 증기 발생기에 관한 것이다.
가스 터빈 및 증기 터빈 장치의 경우, 가스 터빈으로부터의 이완된 작동 유체 또는 가열 가스내에 포함된 열은 증기 터빈을 위한 증기의 발생에 이용된다. 열 전달은 가스 터빈의 하류에 배치된 폐열 증기 발생기에서 수행되고, 여기에서 물을 예열하고, 증기를 발생시키고, 그리고 증기를 과열시키기 위한 대략 몇개의 가열면이 설치된다. 이 가열면은 증기 터빈의 물-증기-순환계내에 설치된다. 물-증기-순환계는 대략 몇개의, 예컨대 3개의, 압력 스테이지를 포함하고, 각각의 압력 스테이지는 증발 가열면을 포함할 수 있다.
폐열 증기 발생기처럼 가열 증기측에서 가스 터빈의 하류에 배치되는 증기 발생기에 관한 몇개의 선택적인 설계가 고려되는데, 즉 연속흐름 증기 발생기로서의 설계 또는 순환 증기 발생기로서의 설계가 고려된다. 연속흐름 증기 발생기의 경우에는, 증기 발생 파이프내에서의 유동 매질의 증발을 위하여 증발 파이프로서 제공된 증기 발생 파이프의 가열이 1회의 연속흐름에서 이루어진다. 이와 달리, 자연 순환 또는 강제 순환 증기 발생기의 경우에는, 통로에서 순환하여 이동하는 물은 증발 파이프에 의해 단지 일부만 증발한다. 따라서 증발하지 않고 남은 물은 발생된 증기의 분리 이후에 추가적인 증발을 위하여 동일한 증발 파이프로 다시 공급된다.
연속흐름 증기 발생기는 자연 순환 또는 강제 순환 증기 발생기와 달리 어떤 압력 제한도 받지 않으며, 따라서 생증기 압력이 물의 임계 압력(Pkri= 221bar), 여기에서는 액체와 유사한 매질 및 증기와 유사한 매질 사이에 겨우 미세한 밀도차 만이 존재함,을 초과할 수 있다. 높은 생증기 압력은 높은 열 효율을 조성하고, 따라서 화석연료를 사용하는 화력 발전소의 낮은 CO2방출을 조성한다. 또한, 연속흐름 증기 발생기는 순환 증기 발생기에 비하여 간단한 구조를 가지고 있고, 따라서 특히 적은 비용으로 만들 수 있다. 그런 까닭에 가스 터빈 및 증기 터빈 장치의 높은 총효율을 얻기 위하여, 연속흐름의 원리에 따라 설치된 증기 발생기를 가스 터빈 및 증기 터빈 장치의 폐열 증기 발생기로서 사용하는 것은 간단한 구조의 경우에 특히 바람직하다.
연속흐름 증기 발생기는 원칙적으로 2개의 선택적인 제작 유형, 즉 서 있는 구조 또는 누워 있는 구조, 중에서 어느 하나로 구현될 수 있다. 여기에서, 누워 있는 구조의 연속흐름 증기 발생기는 예컨대 가스 터빈으로부터의 폐가스와 같은 가열된 매질 또는 가열 가스의 연속적인 흐름에 대하여 대체로 수평 방향으로 설치되고, 이에 반하여 서 있는 구조의 연속흐름 증기 발생기는 가열된 매질의 연속적인 흐름에 대하여 대체로 수직 방향으로 설치된다.
서 있는 구조의 연속흐름 증기 발생기와 달리 누워 있는 구조의 연속흐름 증기 발생기는 특히 간단한 수단으로써 그리고 특히 적은 제작 비용 및 설치 비용으로써 만들어질 수 있다. 하지만 누워 있는 구조의 연속흐름 증기 발생기의 경우에는, 가열면의 증기 발생 파이프가 그 위치에 따라 크게 상이한 가열에 노출된다. 특히 출구측에서 공동의 배출 매니폴드로 연결되는 증기 발생 파이프의 경우에는, 개별적인 증기 발생 파이프의 상이한 가열이 서로 크게 벗어난 증기 파라미터를 구비한 증기 유동의 결합을 초래하고 또한 그에 따른 바람직하지 않은 효율 손실을 초래할 수 있고, 특히 관련된 가열면의 상대적으로 감소된 성능 및 이로 인하여 감소된 증기 발생을 초래할 수 있다. 또한, 특히 배출 매니폴드의 입구 영역에서는 인접한 증기 발생 파이프의 상이한 가열이 증기 발생 파이프 또는 매니폴드의 손상을 야기할 수 있다.
본 발명의 과제는 누워 있는 구조의 설계에 대하여 적합하고 또한 이미 언급된 연속흐름 증기 발생기의 장점을 포함하는 증기 발생기를 제공하는데 있다. 증기 발생기는 더 나아가서 화석연료 화력 발전소의 특히 높은 효율을 얻는 것이 가능하도록 하여야만 한다.
이들 과제는 본 발명에 따른 증기 발생기에 의해 해결될 수 있는데, 이와 같은 증기 발생기에는 대체로 수평방향으로 가열 가스가 관류할 수 있는 가열 가스 채널에 적어도 하나의 연속흐름 가열면이 배치되고, 이 가열면은 대체로 수직방향으로 배치되고 유동 매질의 관류를 위하여 평행하게 형성된 몇개의 증기 발생 파이프로 형성되고, 그리고 이 증기 발생 파이프는 다음의 방식, 즉 동일한 연속흐름 가열면의 다른 증기 발생 파이프와 비교할 때 더욱 가열된 증기 발생 파이프가 다른 증기 발생 파이프에 비하여 유동 매질의 더 높은 유동량을 갖도록 하는 방식으로 설계된다.
이 경우 가열면은 연속흐름 원리에 따라 설계된 연속흐름 가열면을 의미한다. 연속흐름 가열면으로 공급되는 유동 매질도 또한 상기 연속흐름 가열면에 의하거나 또는 연달아서 다수개의 연속흐름 가열면을 포함하는 가열면 시스템에 의하여 1회의 연속흐름으로 완전하게 증발된다. 덧붙여서 이와 같은 가열면 시스템의 연속흐름 가열면은 또한 유동 매질의 예열이나 과열을 위하여 제공될 수도 있다. 그 외에 상기 가열면 또는 각각의 가열면은 특히 파이프 묶음 방식으로 가열 가스 방향으로 연달아서 배치되는 몇개의 파이프 랙을 포함할 수 있고, 이들 각각은 가열 가스 방향으로 서로 나란히 배치되는 몇개의 증기 발생 파이프로 형성된다.
본 발명은 누워 있는 구조의 실시예에 적합한 증기 발생기의 경우에 높은 효율을 위하여 국지적으로 상이한 가열의 효과가 증기 파라미터상에 특히 미세하게 유지되어야 한다는 고려로부터 시작한다. 2개의 인접한 증기 발생 파이프내에서 증기 파라미터들 사이의 아주 작은 차이를 위하여, 공동의 연속흐름 가열면의 각각에 대하여 증기 발생 파이프로부터 출구를 향하여 관류하는 매질의 증기 발생 파이프에 병렬된 증기 발생 파이프는 대략적으로 동일한 온도 및/또는 동일한 증기 함량을 가져야 한다. 각각의 증기 발생 파이프가 가열 가스 채널의 위치에 종속하는 가열에 대체로 적합한 매질의 관류를 위하여 설계되기 때문에, 각각의 증기 발생 파이프로부터 배출되는 유동 매질의 온도 조절이 각각의 증기 발생 파이프의 상이한 가열의 경우에도 가능하게 된다.
과열기 출구에서 80bar 이상의 완전부하-압력에 대한 설계를 구비한 증기 발생기의 경우 각각의 증기 발생 파이프의 가열에서 유동량의 특히 양호한 매칭을 위하여 바람직하기로는 적어도 하나의 연속흐름 가열면의 증기 발생 파이프가 완전부하의 경우 기하학적 압력 강하에 대한 마찰 압력 손실의 비가 0.4 보다 작도록, 바람직하게는 0.2 보다 작도록 설계되거나 측정된다. 과열기 출구에서 완전부하-압력에 대한 설계가 80bar 또는 그 이하로 측정되는 하나의 압력 단계를 구비한 증기 발생기의 경우에는, 바람직하기로 그 압력 단계의 적어도 하나의 연속흐름 가열면의 증기 발생 파이프는 중간부에서 완전부하의 경우 기하학적 압력 강하에 대한 마찰 압력 손실의 비가 0.6 보다 작도록, 바람직하기로는 0.4 보다 작도록 설계된다. 이들 설계에 기초를 둔 증기 발생 파이프의 가열을 증가시키는 것이 이들 증기 발생 파이프에서의 유동 매질 유동량의 증가를 유도하는 경우에는, 2개의 증기 발생 파이프의 상이한 가열이 각각의 증기 발생 파이프의 배출구에서 유동 매질의 특히 작은 온도 차이 및/또는 증기 함량의 차이를 유도한다는데 기초하고 있다.
이는 기하학적 압력 강하와 비교할 때 아주 작은 마찰 압력 손실에 의하여 특히 간단한 방법으로 달성할 수 있다. 이 때 기하학적 압력 강하는 증기 발생 파이프 내에서 유동 횡단면에 대한 물- 및 증기 기둥의 중량에 기초한 압력 강하를 지시한다. 상기 마찰 압력 손실은 이와 달리 유동 매질에 대한 유동 저항의 결과로 일어나는 증기 발생 파이프 내에서의 압력 강하를 가르킨다. 증기 발생 파이프에서의 총 압력 강하는 근본적으로 기하학적 압력 강하와 그리고 마찰 압력 손실로 구성된다.
개별적으로 하나의 증기 발생 파이프를 특히 강하게 가열하는 경우에는, 이 증기 발생 파이프에서의 증기 발생이 특히 크게 된다. 따라서 이 증기 발생 파이프에서는 증발되지 않은 매질의 중량이 감소하고, 이로써 이 증기 발생 파이프에서의 기하학적 압력 강하도 결국에는 감소한다. 그러나, 하나의 연속흐름 가열면내의 평행하게 설치된 모든 증기 발생 파이프는 유입 매니폴드를 이용한 입구측의 공통적인 결합 및 배출 매니폴드를 이용한 출구측의 공통적인 결합에 기초하여 동일한 총 압력 강하를 가진다. 연속흐름 가열면의 설계에 기초하여 중간부에서 기하학적 압력 강하가 총 압력 강하에 대해 지배적인 경우라면, 평행하게 설치되는 증기 발생 파이프와 비교하여 매우 강한 가열에 기초한 증기 발생 파이프내의 기하학적 압력 강하가 특히 작은 경우에는, 균일한 압력을 위하여 아주 많은 양의 유동 매질이 더욱 강하게 가열되는 파이프를 통하여 흐른다.
달리 말하면, 평행하게 설치된 증기 발생 파이프와 비교하여 더욱 강하게 가열되는 증기 발생 파이프는 유동 매질에 있어서 높은 유동량을 가지고, 이와 달리 평행하게 설치된 중기 발생 파이프와 비교하여 매우 작게 가열되는 증기 발생 파이프는 유동 매질에 있어서 매우 작은 유동량을 가진다. 증기 발생 파이프 설계에 의한 기하학적 압력 강하에 대한 마찰 압력 손실의 비의 적당한 조건에 의해, 특히 증기 발생 파이프에서의 선택된 질량 유동 밀도를 고려할 때, 이들 효과는 증기 발생 파이프의 유동량을 그들의 가열에 맞추어 자동적으로 조절하는데 유용하다.
기하학적 압력 강하에 대한 마찰 압력 손실의 비를 고려한 설계는 쿠. 쳉(Q. Zheng), 베. 쾰러(W. Koehler), 베. 칸스터(W. Kanster) 및 카. 리들(K. Riedle)의 "Druckverlust in glatten und innenberippten Verdampferrohren", Waerme- und Stoffuebertragung 26, S. 323-330, Springer-Vertrag 1991과 그리고 체트. 로우하니(Z. Rouhani)의 "Modified correlation for voidfraction and two-phase pressure drop", AE-RTV-841, 1969의 간행물에서 제시된 개념에 따라 상당한 양이 발견된다. 덧붙여서 180bar 또는 그 이하의 과열기 출구에서의 완전부하-압력을 위한 설계를 구비한 증기 발생 파이프에 대하여, 그들의 파라미터가 완전부하-운전상태에 대해 맞추어질 수 있다. 이와 달리, 180bar 보다 큰 과열기 출구에서의 완전부하-압력을 위한 설계를 구비한 증기 발생 파이프에 대하여, 그 파라미터가 과열기 출구에서의 운전 압력이 약 180bar인 부분부하-운전상태에 대해 맞추어질 수 있다.
많은 실험에서 나타나는 바와 같이, 증기 발생 파이프가 더욱 가열되는 경우 증기 발생 파이프에 대한 설명된 설계 기준에 의해 요구되는 유동 매질에서의 유동량의 자동적인 증가도 또한 유동 매질의 임계 압력 이상의 압력 영역에서 나타난다. 증기 발생 파이프의 마찰 압력 손실이 중간부에서 물만 단독으로 흐르는 설계 상황에 있는 연속흐름 가열면의 증기 발생 파이프에 비하여 대략 5배 정도 더 높은 경우에는, 증기 발생 파이프가 더욱 가열되는 경우에 요구되는 유동량의 자동적인 증가가 그 외에 물-증기-혼합물이 흐르는 설계 상황에 있는 연속흐름 가열면의 경우에도 또한 때로 나타난다.
동일한 연속흐름 가열면의 가열 가스 방향으로 보아 하류에 배치되는 증기 발생 파이프 보다 더 많은 유동 매질 유동량을 가지도록 연속흐름 가열면의 각각의 증기 발생 파이프가 설계되는 것이 합목적적이다.
대안적인 또는 추가적인 바람직한 설계예에서는, 연속흐름 가열면들 또는 각각의 연속흐름 가열면의 증기 발생 파이프가 가열 가스 방향으로 보아 동일한 연속흐름 가열면의 이보다 하류에 배치되는 증기 발생 파이프 보다 더 큰 내경을 가진다. 따라서, 비교적 높은 가열 가스 온도 영역에 있는 증기 발생 파이프가 유동 매질에 있어서 비교적 많은 유동량을 가지는 것이 아주 간단한 방법으로 보증된다.
다른 대안적인 또는 추가적인 바람직한 설계예에서는, 연속흐름 가열면들 또는 각각의 연속흐름 가열면의 몇개의 증기 발생 파이프에는 드로틀 장치가 유동 매질의 유동 방향으로 보아서 앞서 설치된다. 이와 동시에 특히 동일한 연속흐름 가열면의 증기 발생 파이프와 비교한 설계 상황에서 덜 가열되는 증기 발생 파이프에 드로틀 장치가 제공될 수 있다. 따라서, 연속흐름 가열면의 증기 발생 파이프의 유동량이 제어가능하게 되고, 이로써 가열에 대한 유동량의 추가적인 조절이 가능하게 된다. 이와 함께 증기 발생 파이프에는 또한 각각의 드로틀 장치가 그룹 형식으로 앞서 설치될 수 있다.
다른 대안적인 또는 추가적인 바람직한 설계예에서는, 연속흐름 가열면들 또는 각각의 연속흐름 가열면이 각각 다수개를 유입 매니폴드 및/또는 다수개를 배출 매니폴드에 배치할 수 있고, 여기에서 각각의 유입 매니폴드는 각각의 연속흐름 가열면의 몇개의 증기 발생 파이프에 공동으로 유동 매질의 유동 방향으로 보아 앞서 배치되거나, 또는 각각의 배출 매니폴드는 각각의 연속흐름 가열면의 몇개의 증기 발생 파이프에 공동으로 유동 매질의 유동 방향으로 보아 뒤에 배치된다. 따라서, 증기 발생 파이프는 유입 매니폴드에서의 접속 영역에서 특히 양호한 공간적 배치가 가능하게 된다.
특히 높은 열 수용을 위하여, 증기 발생 파이프는 그 외측면상에 리브를 갖추는 것이 유용하다. 이에 덧붙여서, 그 내부에 유동하는 유동 매질에 증기 발생 파이프의 열 전달을 높이기 위하여 각각의 증기 발생 파이프는 그 내벽면상에 나선형 리브를 제공하는 것이 유용하다.
증기 발생기를 가스- 및 증기 터빈 장치의 폐열 증기 발생기로서 활용하는 것이 바람직하다. 그리고 증기 발생 파이프는 가열 가스 측에서 가스 터빈의 하류에 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 연결의 경우, 가열 가스 온도의 상승을 위하여 가스 터빈의 뒤에 첨가적인 가열이 배치되는 것도 유용하다.
가스- 및 증기 터빈 장치의 특히 높은 총 효율의 획득을 위한 특히 더욱 유효한 증기 발생기는 누워 있는 구조이며, 이로써 아주 적은 제조 비용 및 설치 비용으로써 실현가능하게 된다는 점이 본 발명으로써 달성되는 장점이다. 이와 함께 이러한 구조의 경우, 증기 발생 파이프의 공간적인 매우 강한 불균일한 가열에 기초한 증기 발생기에서의 재료 손상이 증기 발생기의 유동학적인 설계에 기초하여 확실하게 방지될 수 있다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.
도 1, 도 2 및 도 3 각각은 누워 있는 구조의 증기 발생기의 간략화된 종단면도이다.
모든 도면에서 동일한 부분은 동일한 부호를 사용하였다.
도 1, 도 2 및 도 3에 따른 증기 발생기는 폐열 증기 발생기의 방식으로 폐증기측으로 자세하게 도시되지 않은 가스 터빈의 하류에 배치된다. 증기 발생기(1)는 외부벽(2)을 포함하고, 이는 가스 터빈으로부터의 폐가스를 위히여 대체로 수평방향인 화살표(4) 방향으로 관류하는 가열 가스 채널(3)을 형성한다. 가열 가스 채널(3)에는 연속흐름 원리에 따라 설계된 몇개의 가열면이 배치되는데, 뿐만 아니라 이는 연속흐름 가열면(8, 10)으로서 언급된다. 도 1, 도 2 및 도 3에 따른 실시예에서는 각각 2개의 연속흐름 가열면(8, 10)이 나타나 있으나, 단독으로 하나의 연속흐름 가열면이 제공되거나 또는 아주 많은 수의 연속흐름 가열면이 제공될 수도 있다.
도 1, 도 2 및 도 3에 따른 연속흐름 가열면은 각각 파이프 다발의 방식으로 가열 가스 방향으로 연달아서 배치되는 몇개의 파이프 랙(11 또는 12)를 포함한다. 각각의 파이프 랙(11, 12)은 가열 가스 방향으로 서로 인접하게 배치되는 몇개의 증기 발생 파이프(13 또는 14)를 각각 또 다시 포함하며, 각각의 파이프 랙(11, 12)에 대하여 이들 증기 발생 파이프들 중에서 하나 만이 보이도록 도시되어 있다. 대체로 수직방향으로 배치되고 유동 매질(W)의 관류를 위하여 평행하게 형성된 제 1연속흐름 가열면(8)의 증기 발생 파이프(13)는 출구측으로 그들 공동의 배출 매니폴드(15)에 연결된다. 마찬가지로 대체로 수직방향으로 배치되고 유동 매질(W)의 관류를 위하여 평행하게 형성된 제 2연속흐름 가열면(10)의 증기 발생 파이프(14)는 이와 달리 출구측으로 그들 공동의 배출 매니폴드(16)에 연결된다. 제 2연속흐름 가열면(10)의 증기 발생 파이프(14)는 다운 파이프 시스템(17)을 통하여 유동학적으로 제 1연속흐름 가열면(8)의 증기 발생 파이프(13)의 하류에 배치된다.
유동 매질(W)이 연속흐름 가열면(8, 10)으로 형성된 증발 시스템에 공급될 수 있고, 이 유동 매질은 한번의 연속흐름에서 증발 시스템에 의하여 증발되고 그리고 제 2연속흐름 가열면(10)으로부터 증기(D)로서 출구를 향하게 돌려진다. 연속흐름 가열면(8, 10)으로 이루어진 증발 시스템은 자세하게 도시되지 않은 증기 터빈의 물-증기-순환계로 접속된다. 연속흐름 가열면(8, 10)을 포함하는 증발 시스템에 덧붙여서,증기 터빈의 물-증기-순환계 내에는 도 1, 도 2 및 도 3에 간략하게 도시된 바와 같은 몇개의 추가적인 가열면(20)이 설치된다. 이 가열면(20)은 예컨대 과열기, 중압 증발기, 저압 증발기, 및/또는 예열기가 될 수 있다.
연속흐름 가열면(8, 10)은 증기 발생 파이프(13 또는 14)의 가열에 있어서 국지적인 차이가 오로지 미세한 온도차 또는 각각의 증기 발생 파이프(13 또는 14)로부터 유동 매질(W)이 배출될 때의 미세한 증기 함량 차이를 유도하는 방식으로 설계된다. 이와 함께 각각의 연속흐름 가열면(8, 10)의 상기 설계에 따른 결과로, 각각의 증기 발생 파이프(13, 14)는 가열 가스 방향으로 보아서 뒤에 배치된 동일한 연속흐름 가열면(8 또는 10)의 각각의 증기 발생 파이프(13 또는 14)가 가지는 유동 매질(W)의 유동량 보다 더 높은 유동량을 가진다.
도 1에 따른 실시예의 경우, 입구측으로 유입 매니폴드(21)에 연결된 제 1연속흐름 가열면(8)의 증기 발생 파이프(13)는, 증기 발생기(1)의 완전부하-운전 상태의 경우에 각각의 증기 발생 파이프(13) 내부의 기하학적 압력 강하에 대한 마찰 압력 손실의 비가 중간부에서 0.2 보다 작게 되도록 설계된다. 입구측으로 유입 매니폴드(22)에 연결된 제 2연속흐름 가열면(10)의 증기 발생 파이프(14)는 이와는 달리, 증기 발생기(1)의 완전부하-운전 상태의 경우에 각각의 증기 발생 파이프(14) 내부의 기하학적 압력 강하에 대한 마찰 압력 손실의 비가 중간부에서 0.4 보다 작게 되도록 설계된다. 이에 덧붙여서 연속흐름 가열면(8 또는 10) 각각의 증기 발생 파이프(13, 14)는 가열 가스 방향으로 보아서 뒤에 배치된 동일한 연속흐름 가열면(8 또는 10)의 각각의 증기 발생 파이프(13 또는 14)가 가지는 내경 보다 더 큰 내경을 가질 수 있다.
도 2에 따른 실시예에서는 각각의 가열에 적합한 유동량을 얻기 위하여 연속흐름 가열면(8 또는 10)의 증기 발생 파이프(13, 14)에는 드로틀 장치로서의 밸브(12)가 유동 매질(W)의 유동 방향으로 보아서 앞에 각각 설치된다. 연속흐름 가열면(8, 10)의 증기 발생 파이프(13, 14)의 유동량을 그들의 상이한 가열에 적합하도록 하는 것은 이러한 방법으로 뒷받침된다.
도 3에 따른 실시예의 경우, 각각의 연속흐름 가열면(8, 10)은 각각 다수개의 유입 매니폴드(26 또는 28) 및 다수개의 배출 매니폴드(30 또는 32)에 연결되고, 이로써 특히 간단한 방법으로 그룹을 형성하는 것이 가능하게 된다. 이 경우에 각각의 유입 매니폴드(26, 28)는 유동 매질(W)의 유동 방향으로 보아서 각각의 연속흐름 가열면(8 또는 10)의 몇개의 증기 발생 파이프(13, 14)에 앞서 공동으로 설치된다. 각 배출 매니폴드(30, 32)는 유동 매질(W)의 유동 방향으로 보아서 각각의 연속흐름 가열면(8 또는 10)의 몇개의 증기 발생 파이프(13, 14)의 뒤에 공동으로 설치된다. 도 3에 따른 실시예에서 연속흐름 가열면(8 또는10)의 증기 발생 파이프(13, 14)는 증기 발생기(1)의 운전 중에 각 증기 발생 파이프(13, 14)의 중간부에서 기하학적 압력 강하에 대한 마찰 압력 손실의 비가 0.2 또는 0.4 보다 근소하게 적도록 설계된다. 따라서 형성된 파이프 그룹의 앞에는 각각 드로틀 장치(34)가 설치된다.
연속흐름 증기 발생기(1)는 그것의 연속흐름 가열면(8, 10)의 설계의 관점에서 누워 있는 구조의 결과로 생기는 증기 발생 파이프(13, 14)의 공간적으로 불균일한 가열에 적합하다. 따라서, 이러한 증기 발생기(1)는 특히 간단한 방법으로 누워 있는 구조에 적합하게 된다.

Claims (8)

  1. 증기 발생기(1)에 있어서, 가열 가스가 대체로 수평방향으로 관류할 수 있는 가열 가스 채널(3)내에 적어도 하나의 연속흐름 가열면(8, 10)이 제공되고, 상기 가열면은 대체로 수직하게 배치되고 유동 매질의 관류를 위하여 평행하게 설치되는 몇개의 증기 발생 파이프(13, 14)로 구성되고, 그리고 상기 증기 발생 파이프는 동일한 연속흐름 가열면(8, 10)의 후속하는 증기 발생 파이프(13, 14)와 비교할 때 더 높은 온도로 가열되는 증기 발생 파이프(13, 14)가 후속하는 증기 발생 파이프(13, 14)에 비하여 더 많은 유동 매질의 유동량을 가지도록 설계되는 증기 발생기(1).
  2. 제 1항에 있어서, 적어도 하나의 연속흐름 가열면(8, 10)의 증기 발생 파이프(13, 14)가 중간부에서 완전부하의 경우 기하학적 압력 강하에 대한 마찰 압력 손실의 비가 0.4 보다 작게 되고, 바람직하기로는 0.2 보다 작게 되도록 설계되는 증기 발생기(1).
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 연속흐름 가열면(8, 10)의 각각의 증기 발생 파이프(13, 14)가 동일한 연속흐름 가열면(8, 10)의 가스 흐름 방향으로 보아 뒤에 설치되는 증기 발생 파이프(13, 14)가 가지는 것 보다 더 많은 유동 매질의 유동량을 가지도록 설계되는 증기 발생기(1).
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 연속흐름 가열면 또는 각각의 연속흐름 가열면(8, 10)의 증기 발생 파이프(13, 14)가 가스 흐름 방향으로 보아 뒤에 설치되는 동일한 연속흐름 가열면(8, 10)의 증기 발생 파이프(13, 14)가 가지는 것 보다 더 큰 내경을 가지도록 설계되는 증기 발생기(1).
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 유동 매질의 유동 방향으로 보아서 상기 연속흐름 가열면 또는 각각의 연속흐름 가열면(8, 10)의 몇개의 증기 발생 파이프(13, 14)의 앞에 드로틀 장치(23)가 설치되는 증기 발생기(1).
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 연속흐름 가열면 또는 각각의 연속흐름 가열면(8, 10)에는 각각 다수개의 유입 매니폴드(26, 28) 및/또는 다수개의 배출 매니폴드(30, 32)가 설치되고, 이 때 각각의 유입 매니폴드(26 또는 28)는 유동 매질(W)의 유동 방향으로 보아서 각각의 연속흐름 가열면(8 또는 10)의 몇개의 증기 발생 파이프(13, 14)의 앞에 공동으로 설치되는 증기 발생기(1).
  7. 제 6항에 있어서, 적어도 하나의 상기 유입 매니폴드(26 또는 28)의 앞에 드로틀 장치가 설치되는 증기 발생기(1).
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 가열 가스 측에는 가스 터빈이 앞서 설치되는 증기 발생기(1).
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