KR101352152B1 - Waste heat boiler for offshore plant - Google Patents

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KR101352152B1
KR101352152B1 KR1020120129288A KR20120129288A KR101352152B1 KR 101352152 B1 KR101352152 B1 KR 101352152B1 KR 1020120129288 A KR1020120129288 A KR 1020120129288A KR 20120129288 A KR20120129288 A KR 20120129288A KR 101352152 B1 KR101352152 B1 KR 101352152B1
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combustion gas
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KR1020120129288A
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임경인
이희문
장기창
정원석
김성호
이석주
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지에스건설 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a waste heat boiler for an offshore plant, recovering sulfur which comprises a main body part having water contained therein to a specific height; an inlet formed on one side of the main body part to introduce high-temperature combustion gas passed through a combustion room; an outlet for discharging the combustion gas which has exchanged heat while passing the main body part; a plurality of tubes connected between the inlet and the outlet while being submerged in the water of the main body part to make high-temperature combustion gas exchange heat while passing; and partitions installed vertically at regular intervals in the main body part to form a plurality of cells with a small unit volume. The present invention prevents damage to the tubes by making the tubes for passing high-temperature combustion gas not exposed out of water because the water contained in the main body part of the waste heat boiler forms steps owing to the partitions even if the waste heat boiler is tilted or moved.

Description

해상 플랜트용 황 회수 폐열보일러{Waste heat boiler for offshore plant}Sulfur recovery waste heat boiler for offshore plant

본 발명은 천연가스 처리 공정 중에 황 성분을 제거하기 위한 클라우스 공정설비의 폐열보일러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해상 플랜트의 부유식 설비에 적용되는 폐열보일러에 관한 것이다.
The present invention relates to a waste heat boiler of a Klaus process plant for removing sulfur components during a natural gas treatment process, and more particularly, to a waste heat boiler applied to a floating plant of an offshore plant.

일반적으로, 석유화학 산업과 관련된 위험 요인은 유독성인 황화수소(H2S)를 대기 중에 방출한다는 것이다. 황화수소는 황이나 다른 연소 가능한 물질을 포함한 연료를 태우는 산업 공정으로부터 발생하는 미정제 싸우어 기류(sour gas stream) 또는 기류(테일 기류(tail gas stream))와 같은 여러 가지 배출가스에서 발견된다.In general, the risk factors associated with the petrochemical industry are releasing toxic hydrogen sulphide (H 2 S) to the atmosphere. Hydrogen sulfide is found in a variety of exhaust gases, such as crude sour gas streams or air streams (tail gas streams) resulting from industrial processes burning fuel containing sulfur or other combustible materials.

이에, 매우 유독성인 황화수소는 산업 공정에서 발생된 부산물들이 대기 중으로 유출되기 전에 제거되어야 하는 법규를 따라야 한다. 법규들은 황을 회수하고 대기 속으로 배출되는 H2S 및 SO2의 양을 줄이는 방법들의 개발을 필요로 하고 있다.Therefore, the highly toxic hydrogen sulfide must comply with regulations that must be removed before industrial products can be released into the atmosphere. Regulations require the development of methods to recover sulfur and reduce the amount of H 2 S and SO 2 released into the atmosphere.

최근에, 대기 속으로 배출되는 황의 양은 H2S 및 SO2를 원소상태 황으로 변환시켜 줄이고 있다. 오늘날 산업분야에서 통상적으로 사용되는 이 방법은 변형 클라우스 공정(modified Claus process)으로 공지되어 있고, 1883년 영국 런던의 화학자인 칼 프리드리히 클라우스에 의해 처음으로 개발되었다.Recently, the amount of sulfur released into the atmosphere has been reduced by converting H 2 S and SO 2 into elemental sulfur. This method, commonly used in industry today, is known as the modified Claus process and was first developed by Karl Friedrich Klaus, a chemist in London, England, in 1883.

이러한 클라우스 공정의 설비는 기본적으로 연소실, 폐열보일러 및 하나 이상의 촉매 반응기로 이루어진다.The equipment of this Klaus process consists essentially of a combustion chamber, a waste heat boiler and one or more catalytic reactors.

황화수소를 함유하는 산 가스는 공기 및 가열 가스와 함께 연소실 내로 안내되고, 이 연소실에서 발열 반응 중에 황화수소의 약 60~70%가 황으로 변환된다. 이때 연소가스는 대략 1200~1500℃의 온도로 연소실을 나와 폐열보일러 내에서 대략 300~320℃ 미만의 온도로 냉각이 이루어진다.Acid gas containing hydrogen sulfide is guided into the combustion chamber together with air and heating gas, where about 60-70% of the hydrogen sulfide is converted to sulfur during the exothermic reaction. At this time, the combustion gas exits the combustion chamber at a temperature of approximately 1200 ~ 1500 ℃ is cooled to a temperature of less than approximately 300 ~ 320 ℃ in the waste heat boiler.

여기서, 폐열보일러(Waste Heat Boiler : WHB)는 연소가스의 연소과정에서 발생하는 열을 회수하여 공정 중의 재가열 열원으로 사용하기 위한 목적과 연소된 연소가스의 온도를 후단쪽 촉매 반응기에서의 촉매 반응에 적합한 온도로 냉각하는 기능을 담당한다.Here, the waste heat boiler (WHB) is intended to recover heat generated during the combustion of the combustion gas and to use it as a reheating heat source during the process, and to compare the temperature of the burned combustion gas to the catalytic reaction in the rear catalytic reactor. It is responsible for cooling to the appropriate temperature.

도 1은 종래의 황 회수 폐열보일러의 단면 구성도이고, 도 2는 도 1의 종단면 구성도로서, 도시된 바와 같이 종래의 황 회수 폐열보일러(10)는, 일정용량의 물이 담겨지는 본체부(12)를 포함한다. 이 본체부(12)의 양쪽으로 연소실을 통과한 고온의 연소가스가 유입되는 유입구(14)와, 상기 본체부(12)를 통과하여 열교환을 이룬 연소가스가 유출되는 유출구(16)가 형성되어 있다.1 is a cross-sectional configuration diagram of a conventional sulfur recovery waste heat boiler, Figure 2 is a longitudinal cross-sectional configuration diagram of Figure 1, as shown in the conventional sulfur recovery waste heat boiler 10, the main body portion containing a predetermined amount of water And (12). On both sides of the main body 12, an inlet port 14 through which the high temperature combustion gas passes through the combustion chamber and an outlet 16 through which the combustion gas heat-exchanged through the main body 12 flows are formed. have.

상기 본체부(12)의 일측에는 물(30)을 공급하기 위한 물 공급부(20)가 형성되고, 상단쪽에는 고온의 스팀 배출구(22)가 형성되어 있다. 한편, 상기 본체부(12)에는 유입구(14)와 유출구(16)를 연결하는 다수의 연소가스 튜브(18)가 횡방향으로 설치되어 있다.One side of the main body 12 is formed with a water supply unit 20 for supplying water 30, the hot steam outlet 22 is formed at the upper end. On the other hand, the main body 12 is provided with a plurality of combustion gas tubes 18 connecting the inlet 14 and the outlet 16 in the transverse direction.

따라서, 본체부(12)에 물(30)이 차서 복수의 튜브(18)가 모두 담수되어 있는 상태에서, 연소실을 통과한 고온(1200~1500℃)의 연소가스가 상기 복수의 튜브(18)를 통과하게 되면, 고온의 연소가스가 물(30)과 열교환을 이루어 촉매 반응에 적합한 온도(300~320℃)로 냉각되어 유출구(16)를 통해 유출된 후, 촉매 반응기로 이동하게 된다.Therefore, the combustion gas of the high temperature (1200-1500 degreeC) which passed the combustion chamber in the state in which the water | coolant 30 is filled in the main body part 12 and all the several tubes 18 are fresh water is carried out. When passing through, the hot combustion gas is heat-exchanged with water 30, cooled to a temperature suitable for the catalytic reaction (300 ~ 320 ℃) and flowed out through the outlet 16, and then moved to the catalytic reactor.

이때, 본체부(12)에 담긴 물(30)은 튜브(18)를 통과하는 고온의 연소가스와 열교환에 의해 끓게 됨에 따라 스팀을 생산하게 되고, 이와 같이 생산된 스팀은 황 회수 공정 중의 재가열 열원으로 사용되기 위하여 스팀공간(32)을 거쳐 스팀 배출구(22)로 배출된다.At this time, the water 30 contained in the main body 12 produces steam as it is boiled by heat exchange with a high temperature combustion gas passing through the tube 18, the steam produced in this way is a reheating heat source during the sulfur recovery process In order to be used as it is discharged to the steam outlet 22 via the steam space (32).

여기서, 본체부(12)에 담긴 물(30)은 250℃ 정도를 유지하게 되며, 이 물(30)에 담기는 튜브(18)는 카본 스틸 재질로서 그 내구 온도가 340℃ 정도가 된다. 그런데, 앞서 설명한 바와 같이, 튜브(18)를 통과하여 물(30)과 열교환을 이루는 연소가스는 그 온도가 1200~1500℃의 매우 고온이므로 튜브(18)는 열응력에 견딜 수 없게 되어야 하나, 연소가스에서 튜브(18)로 전달되는 열의 전열계수가 물(30)에서 튜브(18)로 전달되는 전열계수보다 매우 작게 되는바, 튜브(18)의 온도는 주변의 물(30) 온도에 가깝게 유지(튜브의 내구 온도보다 낮게 유지)되어 기계적 강도를 유지하게 된다.Here, the water 30 contained in the main body 12 maintains about 250 ° C., and the tube 18 contained in the water 30 is made of carbon steel, and its endurance temperature is about 340 ° C. However, as described above, since the combustion gas passing through the tube 18 and making heat exchange with water 30 has a very high temperature of 1200 to 1500 ° C., the tube 18 should not be able to withstand thermal stress. The heat transfer coefficient of the heat transferred from the combustion gas to the tube 18 is much smaller than the heat transfer coefficient transferred from the water 30 to the tube 18, so that the temperature of the tube 18 is close to the temperature of the surrounding water 30. Holding (lower than the endurance temperature of the tube) to maintain mechanical strength.

따라서, 상기 폐열보일러(10)의 튜브(18)는 항상 물(30)에 담긴 상태를 유지하여야 하는바, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본체부(12)에 담기는 물(30)은 최상단쪽 튜브 보다 항상 일정높이 위(바람직하게는 150~200mm 정도 위)에 형성되도록 설계가 이루어져야 한다.Therefore, the tube 18 of the waste heat boiler 10 should always be kept in the water 30, as shown in Figs. 1 and 2, the water 30 contained in the body portion 12 ) Should always be designed to form a certain height above the top tube (preferably above 150 ~ 200mm).

이는, 고온의 연소가스가 통과되는 튜브(18)가 물(30)에 담수되지 않을 경우, 연소가스에 의한 전열계수에 의해 카본 스틸 재질의 튜브(18)가 내구 온도인 340℃를 넘게 되어 기계적 강도를 유지할 수 없기 때문이다.This is because when the tube 18 through which the high temperature combustion gas passes is not freshly immersed in the water 30, the tube 18 made of carbon steel exceeds the endurance temperature of 340 ° C. due to the heat transfer coefficient of the combustion gas. This is because strength cannot be maintained.

한편, 상기와 같은 구성으로 이루어진 폐열보일러(10)를 포함한 황 회수 공정은, 환경규제에 따라 황 성분을 포함한 산성 가스의 배출이 엄격히 규제되는 육상 플랜트에 설치되는 경우가 대부분이며, 육상에서 멀리 떨어진 해상 플랜트에서는 황 성분을 제거하지 않은 상태로 배출가스를 공기 중으로 연소하여 방출하고 있는 실정이다.On the other hand, the sulfur recovery process including the waste heat boiler (10) having the above configuration is installed in a land plant where the discharge of acidic gas containing sulfur components is strictly regulated in accordance with environmental regulations, and is far from the land In offshore plants, the exhaust gas is burned and released into the air without removing sulfur.

그러나, 최근에는 환경규제가 점차 확대됨에 따라 해상 플랜트에서도 배출가스로부터 황 성분을 제거한 후 배출하도록 하는 상황이 대두되고 있다.However, as environmental regulations gradually expand in recent years, a situation has arisen in a marine plant to remove sulfur after removing sulfur from exhaust gas.

해상 플랜트는 고정식 설비(Fixed Platform)와 부유식 설비(FPSO)가 있으며, 고정식 설비에 설치되는 황 회수 공정 설비는 설치 공간의 협소함 이외에는 앞서 설명한 육상 플랜트에서의 설계와 큰 차이는 없다.The offshore plant has a fixed platform and a floating plant (FPSO), and the sulfur recovery process equipment installed in the fixed plant is not much different from the design of the land plant described above, except for the limited installation space.

그러나, 부유식 설비에 설치되는 황 회수 공정 설비의 설계에는 파도 등에 의한 해수면의 움직임에 따라 연속적인 기울어짐(Tilt) 또는 움직임(Moving) 등을 고려해야 한다.However, the design of the sulfur recovery process equipment installed in the floating equipment should take into account the continuous tilting or moving according to the movement of the sea surface caused by waves and the like.

만일, 부유식 설비에 육상 플랜트에서와 같은 황 회수 공정 설비를 설치할 경우, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 폐열보일러(10) 또한 기울어짐이 발생되고, 이 경우에 물(30)은 수평상태를 계속 유지하게 된다. 이와 같이 운전 중 기울어짐에 의해 본체부(12)에 횡방향으로 설치되는 복수의 튜브(18)들 중, 상단쪽 튜브(18)의 일부가 상승하여 물(30)속으로부터 노출되어 스팀 공간(32)에 노출되는 경우가 발생될 우려가 있으며, 이의 경우 스팀 공간(32)으로 노출된 튜브(18)가 내구 온도인 340도를 초과하여 결국 튜브(18)의 기계적 손상이 발생될 우려가 매우 크게 된다.If a sulfur recovery process facility, such as in a land plant, is installed in a floating facility, as shown in Figures 3 and 4, the waste heat boiler 10 is also tilted, in which case the water 30 It will stay horizontal. As a result of the inclination during the operation, a part of the upper tube 18 is raised from the plurality of tubes 18 installed in the main body 12 in the transverse direction and exposed from the water 30 to expose the steam space ( 32) may occur, and in this case, the tube 18 exposed to the steam space 32 may exceed the endurance temperature of 340 degrees and eventually cause mechanical damage to the tube 18. It becomes big.

따라서, 이와 같은 문제점을 해소하기 위해서는 본체부(12)에 담긴 물(30)의 높이를 추가로 높일 필요가 있게 되는데, 일반적인 부유식 설비에서 허용되는 기울기는 ㅁ8도 이고, 폐열보일러의 튜브(18) 길이는 대략 5,000~7,000mm임을 고려하여 물(30)의 여유 높이를 400~500mm로 하여야 한다.Therefore, in order to solve such a problem, it is necessary to further increase the height of the water 30 contained in the main body 12, the slope allowed in the general floating equipment is ㅁ 8 degrees, the tube of the waste heat boiler ( 18) Considering that the length is approximately 5,000 ~ 7,000mm, the clearance height of water 30 should be 400 ~ 500mm.

그러나, 도 3 및 도 4에 가상선으로 표시한 바와 같이, 최상단 튜브(18)에 대하여 물(30)의 여유 높이를 더 높일 경우, 본체부(12)의 체적이 커져야 함으로써, 설비의 제작비용이 증가될 뿐 아니라, 공간에 제약을 받는 해상 부유식 설비에서 많은 공간을 차지하게 되어 그 설치가 매우 어렵게 되는 문제점이 발생될 여지가 있게 된다.However, as indicated by the virtual lines in FIGS. 3 and 4, when the allowable height of the water 30 is further increased with respect to the uppermost tube 18, the volume of the main body portion 12 must be increased, thereby making the manufacturing cost of the facility. Not only is this increased, it takes up a lot of space in the sea-floating facility that is constrained by space, and thus there is a problem that the installation becomes very difficult.

본 발명은 상기와 같은 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 폐열보일러의 본체부에 일정간격마다 수직방향의 격벽을 설치하여 폐열보일러 자체가 기울어지거나 움직임이 발생하더라도, 상기 폐열보일러의 본체부에 담수된 물은 상기 격벽에 의해 단차를 이루도록 함으로써, 고온의 연소가스가 통과되는 튜브가 물 외부로 드러나지 않도록 하여 결국 상기 튜브의 손상을 예방하도록 하는 해상 플랜트용 황 회수 폐열보일러를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made in view of the above problems, by installing a vertical bulkhead at regular intervals in the body portion of the waste heat boiler, even if the waste heat boiler itself is inclined or movement occurs, the fresh water contained in the body portion of the waste heat boiler It is an object of the present invention to provide a sulfur recovery waste heat boiler for an offshore plant, by which a step is formed by the partition wall so that the tube through which the hot combustion gas passes is not exposed to the outside of the water, thereby preventing damage to the tube.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 해상 플랜트용 황 회수 폐열보일러는, 일정높이로 물이 담겨지는 본체부와; 상기 본체부의 어느 한쪽에 형성되어, 연소실을 통과한 고온의 연소가스가 유입되는 유입구와; 상기 본체부를 통과하여 열교환을 이룬 연소가스가 유출되는 유출구와; 상기 본체부의 물속에 담긴 상태로 상기 유입구와 유출구 사이에 연결되어 고온의 연소가스가 통과하면서 열교환을 이루도록 하는 복수의 튜브들과; 상기 본체부의 내부에 일정간격마다 수직방향으로 설치되어 단위체적이 작은 복수의 셀들을 형성하는 격벽을 포함하는 것을 특징으로 한다.Sulfur recovery waste heat boiler for offshore plants according to the present invention for achieving the above object, the main body portion is contained water at a certain height; An inlet formed in one of the main body parts and into which hot combustion gas passing through the combustion chamber is introduced; An outlet through which the combustion gas that has undergone heat exchange through the main body flows out; A plurality of tubes connected between the inlet and the outlet in a state of being submerged in the water of the main body so as to exchange heat while hot combustion gas passes therethrough; It characterized in that it comprises a partition which is installed in the vertical direction at regular intervals inside the main body portion to form a plurality of cells having a small unit volume.

이 경우, 상기 격벽은, 본체부에 담긴 물의 상부표면보다 일정간격 더 높은 위치만큼 설치되고, 특히 가로방향과 세로방향으로 설치되어 바둑판 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the partition wall is provided at a position higher than the upper surface of the water contained in the main body part at a predetermined interval, and in particular, the partition wall is formed in the horizontal direction and the vertical direction.

한편, 상기 본체부의 저부 일측에는 물 공급부가 형성되고, 상기 본체부의 상부 일측에는 상기 물의 가열에 따라 발생되는 스팀의 배출구가 형성되는 것이 바람직하며, 이 경우, 상기 물 공급부로부터 상기 복수의 셀들에 균등하게 물을 공급하기 위한 물 배분수단이 설치될 수 있다.On the other hand, the water supply portion is formed on one side of the bottom of the main body portion, it is preferable that the outlet of the steam generated by the heating of the water is formed on one side of the main body portion, in this case, evenly to the plurality of cells from the water supply portion Water distribution means for supplying water can be installed.

여기서, 상기 물 배분수단은, 상기 물 공급부와 연통되고, 상기 복수의 셀들 공간을 모두 통과하도록 배치되는 배관인 것이 바람직하며, 상기 복수의 셀들 공간에 위치하는 배관의 각 부위에는 공급홀들이 형성되는 것이 바람직하다.
Here, the water distribution means is preferably a pipe which is in communication with the water supply and arranged to pass through all of the plurality of cells space, the supply holes are formed in each portion of the pipe located in the plurality of cells space It is preferable.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 해상 플랜트용 황 회수 폐열보일러에 의하면, 폐열보일러의 본체부에 일정간격마다 수직방향의 격벽이 설치됨으로써, 폐열보일러 자체가 기울어지거나 움직임이 발생하더라도, 상기 폐열보일러의 본체부에 담수된 물이 상기 격벽에 의해 단차를 이루게 되는바, 고온의 연소가스가 통과되는 튜브가 물 외부로 드러나지 않게 되어 상기 튜브의 손상이 예방되는 효과가 제공된다.
As described above, according to the sulfur recovery waste heat boiler for offshore plant according to the present invention, even if the waste heat boiler itself is inclined or movement occurs by installing a vertical partition wall at regular intervals in the body portion of the waste heat boiler, the waste heat boiler The fresh water in the main body of the bar is formed by the barrier rib, so that the tube through which the hot combustion gas passes is not exposed to the outside of the water, thereby providing an effect of preventing the tube from being damaged.

도 1은 종래의 황 회수용 폐열보일러의 단면구성도.
도 2는 도 1의 종단면 구성도.
도 3은 종래의 황 회수용 폐열보일러가 기울어진 상태에서의 문제점을 나타내기 위한 단면구성도.
도 4는 도 3의 종단면 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 황 회수용 폐열보일러의 단면구성도.
도 6은 도 5의 종단면 구성도.
도 7은 도 5의 횡단면 구성도.1 is a cross-sectional view of a conventional waste heat boiler for sulfur recovery.
2 is a longitudinal cross-sectional view of FIG.
Figure 3 is a cross-sectional view showing a problem in a state in which the conventional waste heat boiler for sulfur recovery inclined.
4 is a longitudinal cross-sectional view of FIG. 3.
5 is a cross-sectional view of the waste heat boiler for sulfur recovery according to the present invention.
6 is a longitudinal cross-sectional view of FIG.
7 is a cross-sectional view of FIG. 5.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5는 해상용 플랜트에 적용되는 황 회수용 폐열보일러의 단면구성도이고, 도 6은 도 5의 종단면 구성도이며, 도 7은 도 5의 횡단면 구성도이다.5 is a cross-sectional configuration diagram of a waste heat recovery boiler for sulfur applied to an offshore plant, FIG. 6 is a vertical cross-sectional configuration diagram of FIG. 5, and FIG. 7 is a cross-sectional configuration diagram of FIG. 5.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해상용 플랜트용 황 회수 폐열보일러(10)는, 일정용량의 물(30)이 담겨지는 본체부(12)를 포함한다. 이 본체부(12)의 양쪽으로는 연소실을 통과한 고온의 연소가스가 유입되는 유입구(14)와, 상기 본체부(12)를 통과하여 열교환을 이룬 연소가스가 유출되는 유출구(16)가 형성되어 있다.As shown, the sulfur recovery waste heat boiler 10 for an offshore plant according to the present invention includes a body portion 12 in which a predetermined amount of water 30 is contained. On both sides of the main body 12, an inlet port 14 through which high temperature combustion gas passes through the combustion chamber is introduced, and an outlet port 16 through which the combustion gas heat exchanged through the main body 12 flows out. It is.

상기 본체부(12)의 일측에는 물(30)을 공급하기 위한 물 공급부(20)가 형성되고, 상단쪽에는 고온의 스팀 배출구(22)가 형성되어 있다. 한편, 상기 본체부(12)에는 유입구(14)와 유출구(16)를 연결하는 다수의 연소가스 튜브(18)가 횡방향으로 설치되어 있다.One side of the main body 12 is formed with a water supply unit 20 for supplying water 30, the hot steam outlet 22 is formed at the upper end. On the other hand, the main body 12 is provided with a plurality of combustion gas tubes 18 connecting the inlet 14 and the outlet 16 in the transverse direction.

따라서, 본체부(12)에 물(30)이 차서 복수의 튜브(18)가 모두 담수되어 있는 상태에서, 연소실을 통과한 고온(1200~1500℃)의 연소가스가 상기 복수의 튜브(18)를 통과하게 되면, 고온의 연소가스가 물(30)과 열교환을 이루어 촉매 반응에 적합한 온도(300~320℃)로 냉각되어 유출구(16)를 통해 유출된 후, 촉매 반응기로 이동하게 된다.Therefore, the combustion gas of the high temperature (1200-1500 degreeC) which passed the combustion chamber in the state in which the water | coolant 30 is filled in the main body part 12 and all the several tubes 18 are fresh water is carried out. When passing through, the hot combustion gas is heat-exchanged with water 30, cooled to a temperature suitable for the catalytic reaction (300 ~ 320 ℃) and flowed out through the outlet 16, and then moved to the catalytic reactor.

이때, 본체부(12)에 담긴 물(30)은 튜브(18)를 통과하는 고온의 연소가스와 열교환에 의해 끓게 됨에 따라 스팀을 생산하게 되고, 이와 같이 생산된 스팀은 황 회수 공정 중의 재가열 열원으로 사용되기 위하여 스팀공간(32)을 거쳐 스팀 배출구(22)로 배출된다.At this time, the water 30 contained in the main body portion 12 produces steam as it is boiled by heat exchange with the hot combustion gas passing through the tube 18, and the steam thus produced is a reheating heat source during the sulfur recovery process. In order to be used as it is discharged to the steam outlet 22 via the steam space (32).

여기서, 본체부(12)에 담긴 물(30)은 250℃ 정도를 유지하게 되며, 이 물(30)에 담긴 튜브(18)는 카본 스틸 재질로서 그 내구 온도가 340℃ 정도가 된다. 그런데, 앞서 설명한 바와 같이, 튜브(18)를 통과하여 물(30)과 열교환을 이루는 연소가스는 그 온도가 1200~1500℃의 매우 고온이므로 튜브(18)는 열응력에 견딜 수 없게 되어야 하나, 연소가스에서 튜브(18)로 전달되는 열의 전열계수가 물(30)에서 튜브(18)로 전달되는 전열계수보다 매우 작게 되는바, 튜브(18)의 온도는 주변의 물(30) 온도에 가깝게 유지(튜브의 내구 온도보다 낮게 유지)되어 기계적 강도를 유지하게 된다.Here, the water 30 contained in the main body portion 12 maintains about 250 ° C., and the tube 18 contained in the water 30 is made of carbon steel and has an endurance temperature of about 340 ° C. However, as described above, since the combustion gas passing through the tube 18 and making heat exchange with water 30 has a very high temperature of 1200 to 1500 ° C., the tube 18 should not be able to withstand thermal stress. The heat transfer coefficient of the heat transferred from the combustion gas to the tube 18 is much smaller than the heat transfer coefficient transferred from the water 30 to the tube 18, so that the temperature of the tube 18 is close to the temperature of the surrounding water 30. Holding (lower than the endurance temperature of the tube) to maintain mechanical strength.

한편, 상기한 구성의 폐열보일러(10)에서 본체부(12)에는 일정간격마다 수직방향으로 격벽(100)이 설치되어 있다. 여기서, 상기 격벽(100)은 도 7에 도시된 바와 같이, 상부에서 바라보았을 때 가로방향과 세로방향에 걸쳐 바둑판 형태로 설치되는 것이 바람직한데, 그 이유는 후술하기로 한다.On the other hand, in the waste heat boiler 10 of the above-described configuration, the partition wall 100 is provided in the vertical direction at regular intervals in the main body portion 12. Here, the partition wall 100, as shown in Figure 7, when viewed from the top is preferably installed in the form of a checkerboard in the transverse direction and longitudinal direction, the reason will be described later.

상기 격벽(100)은 최상단쪽 튜브(18)는 물론 본체부(12)에 담긴 물(30)의 상부표면보다 조금 더 높은 위치까지 연장형성되는 것이 바람직하다.The partition wall 100 preferably extends to a position higher than the upper surface of the uppermost tube 18 as well as the upper surface of the water 30 contained in the body portion 12.

이와 같이, 본체부(12)에 바둑판 형태의 격벽(100)이 설치됨에 따라 본체부(12)에는 복수의 셀(Sell)이 형성되며, 각 셀들은 전체 본체부(12)의 체적에 비하여 단위체적이 줄어들게 되는바, 폐열보일러(10)가 어느 한쪽으로 기울어지게 되더라도 각 셀들에 담긴 물(30)들은 격벽(100)들에 의해 단차를 이루면서 수평을 유지하게 됨으로써, 기울어진 튜브(18)의 일측단이 물(30)속으로부터 스팀공간(32)으로 노출됨이 예방된다.As such, as the checkerboard-shaped partition wall 100 is installed in the main body part 12, a plurality of cells is formed in the main body part 12, and each cell is a unit body compared to the volume of the entire main body part 12. As the enemy is reduced, even if the waste heat boiler 10 is inclined to either side, the water 30 contained in each cell is leveled by forming a step by the partition walls 100, thereby making it one side of the inclined tube 18. The stage is prevented from being exposed to the steam space 32 from the water (30).

즉, 종래에서와 같이 본체부(12)에 격벽(100)이 설치되지 않은 경우에는 도 3 및 도 4에서와 같이, 폐열보일러(10)가 기울어짐에 따라 튜브(18)들이 동시에 기울어짐이 발생하면서 물(30)은 수평을 유지하게 되는바, 최상단쪽 튜브(18)의 일측은 상승에 따라 물(30)속으로부터 노출되어 스팀공간에 놓이게 될 우려가 있게 되나, 본 발명에서와 같이 본체부(12)에 바둑판 형태의 격벽(100)을 설치하게 되면, 격벽(100)에 의해 형성되는 각 셀들의 단위체적이 줄어들게 되어 각 셀들의 물(30)들이 단차를 이루게 됨으로써 최상단쪽 튜브(18)의 일측이 물(30)속으로부터 노출됨이 예방되는 것이다.That is, when the partition wall 100 is not installed in the main body 12 as in the related art, as shown in FIGS. 3 and 4, the tubes 18 are simultaneously inclined as the waste heat boiler 10 is inclined. While the water 30 is horizontally generated, one side of the uppermost tube 18 may be exposed from the water 30 and placed in the steam space as it rises, but as in the present invention, the main body When the checkerboard-shaped partition wall 100 is installed in the unit 12, the unit volume of each cell formed by the partition wall 100 is reduced, so that the water 30 of each cell forms a step, and thus the uppermost tube 18. One side of is to be exposed from the water (30).

즉, 상기 격벽(100)이 물(30)의 상부표면보다 더 높게 형성됨으로써, 폐열보일러(10)가 어느 한쪽으로 기울어짐과 동시에 물(30)이 수평을 유지하게 될 때, 어느 한쪽 셀의 물(30)이 인접하는 다른 셀로 넘침이 방지됨으로써, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 각 셀들에 담긴 물(30)들은 단차를 이루게 되며, 이에 따라 기울어진 상태에서 상대적으로 아래쪽에 위치하는 튜브(18)가 담긴 셀의 물(30)은 같이 아래쪽에 위치되고, 상대적으로 위쪽에 위치하는 튜브(18)가 담긴 셀의 물(30)은 같이 위쪽에 위치되는바, 튜브(18)는 기울어짐에 구애받지 않고 항상 물(30)속에 담긴 상태를 유지하게 되는 것이다.That is, when the partition wall 100 is formed higher than the upper surface of the water 30, when the waste heat boiler 10 is inclined to either side and the water 30 is kept horizontal, As the water 30 is prevented from overflowing to another adjacent cell, as shown in FIGS. 5 and 6, the water 30 contained in each cell forms a step, and thus is positioned relatively downward in an inclined state. The water 30 of the cell containing the tube 18 is located at the bottom together, the water 30 of the cell containing the tube 18 located relatively upward is located at the top, the tube 18 Regardless of the inclination will always remain in the water (30).

이때, 폐열보일러(10)는 도 5에 도시된 바와 같이, 좌우방향으로 기울어질 수도 있고, 도 6에 도시된 바와 같이 전후방향으로도 기울어질 수 있는바, 본체부(12)에는 격벽(100)을 가로방향과 세로방향으로 형성하여 마치 바둑판 형태로 설치함으로써, 어느 방향으로 기울어짐이 발생하더라도 물(30)의 단차로 인해 튜브(18)의 노출이 예방되도록 하는 것이 바람직하다.At this time, the waste heat boiler 10 may be inclined in the left and right directions, as shown in FIG. 5, and may also be inclined in the front and rear directions, as shown in FIG. 6. ) Is formed in the horizontal and vertical direction as if it is installed in the form of a checkerboard, it is preferable to prevent the exposure of the tube 18 due to the step of the water 30 even if the inclination occurs in any direction.

한편, 본 발명에 따른 해상 플랜트용 황 회수 폐열보일러(10)는, 앞서 설명한 바와 같이 격벽(100)들에 의해 복수의 셀들이 형성되는바, 이 복수의 셀들에 균등하게 물(30)을 공급하기 위한 물 배분수단이 설치되어 있다.On the other hand, in the offshore plant sulfur recovery waste heat boiler 10 according to the present invention, as described above, a plurality of cells are formed by the partition walls 100, the water 30 is equally supplied to the plurality of cells. Water distribution means is installed.

상기 물 배분수단은, 본체부(12)의 저부 일측에 설치된 물 공급부(20)와 연결되어 본체부(12)의 저부에 횡방향으로 설치되는 배관(110)으로 이루어질 수 있다. 이 경우 배관(110)에서 각 셀들에 위치하는 부분에는 각각 공급홀(112)이 형성되는 것이 바람직하다.The water distribution means may be connected to the water supply unit 20 installed on one side of the bottom portion of the body portion 12 may be made of a pipe 110 is installed in the transverse direction on the bottom of the body portion 12. In this case, it is preferable that the supply holes 112 are formed in portions of the pipes 110 located in the respective cells.

예컨대, 본체부(12)가 격벽(100)들에 의해 형성되는 셀이 도 7에 도시된 바와 같이, 36개라고 가정할 경우, 물 공급부(20)와 연결되는 배관(110)은 각 셀들의 저부를 모두 통과하도록 구성되고, 이때 각 셀들의 저부를 통과하는 배관(110)에서 각 셀들에 위치하는 배관(110)의 일부에는 모두 36개의 공급홀(112)이 형성되도록 한다.For example, assuming that the main body 12 is formed by the partition walls 100, as shown in FIG. 7, there are 36 cells. The pipe 110 connected to the water supply unit 20 may be formed of each cell. It is configured to pass through all the bottom, in this case, the pipe 110 passing through the bottom of each cell so that all 36 supply holes 112 are formed in all of the pipe 110 located in each cell.

따라서, 물 공급부(20)를 통하여 공급되는 물(30)은 배관(110)을 통해 각 공급홀(112)로 균등하게 분배됨으로써, 각 셀들에는 균등한 물(30)의 공급이 이루어지게 된다.
Therefore, the water 30 supplied through the water supply unit 20 is equally distributed to each supply hole 112 through the pipe 110, so that the equal water 30 is supplied to each cell.

이상에서와 같은 본 발명의 실시 예에서 설명한 기술적 사상은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수도 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시 예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
The technical ideas described in the embodiments of the present invention as described above may be independently performed, or may be implemented in combination with each other. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications, and variations will be apparent to those skilled in the art. It is possible. Accordingly, the technical scope of the present invention should be determined by the appended claims.

10 : 폐열보일러 12 : 본체부
14 : 유입구 16 : 유출구
18 : 튜브 20 : 물 공급부
22 : 스팀 배출구 30 : 물
32 : 스팀공간 100 : 격벽
110 : 배관 112 : 공급홀10: waste heat boiler 12: main body
14 inlet port 16 outlet port
18 tube 20 water supply
22: steam outlet 30: water
32: steam space 100: bulkhead
110: piping 112: supply hole

Claims (6)

일정높이로 물이 담겨지는 본체부와;
상기 본체부의 어느 한쪽에 형성되어, 연소실을 통과한 고온의 연소가스가 유입되는 유입구와;
상기 본체부를 통과하여 열교환을 이룬 연소가스가 유출되는 유출구와;
상기 본체부의 물속에 담긴 상태로 상기 유입구와 유출구 사이에 연결되어 고온의 연소가스가 통과하면서 열교환을 이루도록 하는 복수의 튜브들과;
상기 본체부의 내부에 일정간격마다 수직방향으로 설치되어 단위체적이 작은 복수의 셀들을 형성하는 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 플랜트용 황 회수 폐열보일러.
A main body portion containing water at a predetermined height;
An inlet formed in one of the main body parts and into which hot combustion gas passing through the combustion chamber is introduced;
An outlet through which the combustion gas that has undergone heat exchange through the main body flows out;
A plurality of tubes connected between the inlet and the outlet in a state of being submerged in the water of the main body so as to exchange heat while hot combustion gas passes therethrough;
Sulfur recovery waste heat boiler for an offshore plant, characterized in that it comprises a partition installed in the vertical direction at regular intervals inside the main body portion to form a plurality of cells having a small unit volume.
제 1항에 있어서,
상기 격벽은, 본체부에 담긴 물의 상부표면보다 일정간격 더 높은 위치만큼 설치되는 것을 특징으로 하는 해상 플랜트용 황 회수 폐열보일러.
The method of claim 1,
The partition wall, the sulfur recovery waste heat boiler for offshore plants, characterized in that installed by a predetermined position higher than the upper surface of the water contained in the body portion.
제 1항에 있어서,
상기 격벽은, 가로방향과 세로방향으로 설치되어 바둑판 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해상 플랜트용 황 회수 폐열보일러.
The method of claim 1,
The partition wall is a sulfur recovery waste heat boiler for offshore plants, characterized in that it is installed in the transverse direction and longitudinal direction to form a checkerboard.
제 1항 내지 제 3항 중, 어느 하나의 항에 있어서,
상기 본체부의 저부 일측에는 물 공급부가 형성되고, 상기 본체부의 상부 일측에는 상기 물의 가열에 따라 발생되는 스팀의 배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 해상 플랜트용 황 회수 폐열보일러.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Sulfur recovery waste heat boiler for offshore plants, characterized in that the water supply is formed on one side of the bottom of the main body portion, the outlet of steam generated by the heating of the water is formed on one side of the main body.
제 4항에 있어서,
상기 물 공급부로부터 상기 복수의 셀들에 균등하게 물을 공급하기 위한 물 배분수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 해상 플랜트용 황 회수 폐열보일러.
5. The method of claim 4,
Sulfur recovery waste heat boiler for a marine plant, characterized in that the water distribution means for supplying water evenly to the plurality of cells from the water supply.
제 5항에 있어서,
상기 물 배분수단은,
상기 물 공급부와 연통되고, 상기 복수의 셀들 공간을 모두 통과하도록 배치되는 배관이며, 상기 복수의 셀들 공간에 위치하는 배관의 각 부위에는 공급홀들이 형성되는 것을 특징으로 하는 해상 플랜트용 황 회수 폐열보일러.6. The method of claim 5,
The water distribution means,
A sulfur recovery waste heat boiler for an offshore plant, the pipe being in communication with the water supply unit and arranged to pass through all of the plurality of cells spaces, wherein each of the pipes located in the plurality of cells spaces has supply holes. .
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