KR101728273B1

KR101728273B1 - 유동층 보일러

Info

Publication number: KR101728273B1
Application number: KR1020157036265A
Authority: KR
Inventors: ?띠 란끼넨; u띠 란끼넨; 벨리-마띠 힐뚜넨
Original assignee: 아멕 포스터 휠러 에너지아 오와이
Priority date: 2014-06-03
Filing date: 2015-05-27
Publication date: 2017-04-18
Anticipated expiration: 2035-05-27
Also published as: FI20145506A7; PL3017248T3; JP2016521838A; FI126039B; HUE032975T2; JP6076511B2; WO2015185796A1; US9964301B2; KR20160008643A; US20160123574A1; EP3017248A1; EP3017248B1

Abstract

본 발명은 유동층 보일러 (10) 에 관한 것으로서, 상기 유동층 보일러 (10) 는 저부 지지식 노 (12), 노측 부분, 상기 노측 부분에 대향하는 외부 부분 및 원뿔형 하부 부분 (22) 을 갖는 지지 구성을 갖는 적어도 하나의 입자 분리기 (20), 및 상기 입자 분리기 (20) 의 상기 외부 부분에 인접한 적어도 2개의 저부 지지식 하강 유로 파이프들 (18) 을 포함하고, 상기 지지 구성은 상기 원뿔형 하부 부분의 적어도 일부를 둘러싸는 프레임형 지지 부재 (26) 를 포함하고, 상기 지지 부재 (26) 의 아웃보드 부분 (36) 은 적어도 2개의 상기 하강 유로 파이프들 (18) 에 부착되어 적어도 하나의 상기 입자 분리기 (20) 를 지지한다.

Description

유동층 보일러{A FLUIDIZED BED BOILER}

본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 입자 분리기용 지지 구성을 갖는 저부 지지식 유동층 보일러에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 유동층 보일러에 관한 것으로서, 상기 유동층 보일러는 저부 지지식 노, 상기 노의 상부 부분과 가스 유동 연결로 지지 구성을 갖고 그리고 노측 부분, 상기 노측 부분에 대향하는 외부 부분 및 원뿔형 하부 부분을 포함하는 적어도 하나의 입자 분리기, 및 스팀 드럼과 유체 연결로 그리고 상기 입자 분리기의 상기 외부 부분에 인접한 적어도 2개의 저부 지지식 하강 유로 (downcomer) 파이프들을 포함한다.

유동층 보일러들은 연료를 연소하는 노와, 상기 노로부터 연도 가스 및 고체 입자들을 배출하기 위하여 상기 노의 상부 부분에 연결된 적어도 하나의 배출 채널을 포함한다. 고체 입자들은 일반적으로 복귀 채널을 통하여 고체 입자들의 적어도 일부를 노의 하부 부분으로 복귀시키도록 입자 분리기에서 연도 가스로부터 분리된다. 복귀 채널에는 분리된 입자들로부터 열을 회수하기 위한 열 교환 챔버가 종종 구비된다.

유동층 보일러들에서 사용된 입자 분리기들은 일반적으로 원통형 상부 부분 및 원뿔형 하부 부분을 갖는 사이클론 분리기들이다. 종래의 구성에 따르면, 원통형 상부 부분은 원형 단면을 갖지만, 지난 20년 동안, 정사각형 또는 팔각형 단면들과 같은 다각형 단면들이 점점 더 일반적인 것이 되었다. 이에 상응하여, 원뿔형 하부 부분의 단면은 원형 형상으로부터 상이한 다각형 형상으로 변할 수 있다.

비교적 큰 유동층 보일러들은 상부 지지식으로 일반적으로 배열되어, 다시 말해서, 노 및 입자 분리기 또는 입자 분리기들이 강성 지지 구조로부터 매달리게 배열된다. 비교적 작은 유동층 보일러들은 대안적으로 저부 지지식으로 배열될 수도 있다. 상부 지지식 구성과 저부 지지식 구성의 주요한 차이점은 보일러가 그의 작동 온도까지 가열될 때, 상부 지지식 보일러의 열 팽창은 하향으로 주로 발생하는 반면에, 저부 지지식 보일러에서 열 팽창은 상향으로 주로 발생한다는 것이다. 저부 지지식 보일러들은, 특히 소형 유동층 보일러들의 경우에, 이들 소형 유동층 보일러들은 별개의 지지 구조를 필요로 하지 않기 때문에, 상부 지지식 보일러들에 비하여 일반적으로 더 단순하고 경제적으로 더 유리하다. 저부 지지식 구성의 단점은 벽들이 위의 구조들의 압축 하중을 지탱할 수 있을 정도로 충분히 강해야 한다는 것이다.

저부 지지식 유동층 보일러들의 특별한 문제는 입자 분리기의 지지에 있다. 입자 분리기의 저부는 일반적으로 노의 저부 보다 더 높은 레벨에 있기 때문에, 입자 분리기의 저부는 종래의 해결책에 따라 보일러 플랜트의 지면 (ground) 또는 기반 (founding) 에 대하여 특별한 지지 레그에 의해서 지지된다.

특허 공보 EP 760071 B1 은 2개의 저부 지지식 하강 유로 파이프들의 상부의 스팀 드럼과, 노와 함께 공통 벽 및 하강 유로 파이프들에 연결된 대향 벽 또는 전방 벽을 갖는 냉각식 직사각형 사이클론 분리기를 포함하는 저부 지지식 순환 유동층 보일러를 개시하고 있다. 이런 구성의 단점은 2개의 유닛들, 다시 말해서 노 및 분리기의 공통 벽이 양쪽 유닛들의 무게들의 대부분을 지탱할 정도로 특히 강하게 제조되어야 한다는 것이다.

특허 공보 WO 2007/135238 A2 는 입자 분리기의 상부 부분에 연결된 프레임의 보조로 지지 구조에 매달려 있는 입자 분리기를 포함하는 상부 지지식 순환 유동층 보일러를 개시하고 있다.

본 발명의 목적은 입자 분리기를 지지하기 위한 단순하고 신뢰성있는 수단을 갖는 저부 지지식 유동층 보일러를 제공하는데 있다.

일 양태에 따르면, 본 발명은 입자 분리기용 지지 구성을 갖는 유동층 보일러를 제공하고, 상기 유동층 보일러는 저부 지지식 노, 상기 노의 상부 부분과 가스 유동 연결로 지지 구성을 갖고 그리고 노측 부분, 상기 노측 부분에 대향하는 외부 부분 및 원뿔형 하부 부분을 포함하는 적어도 하나의 입자 분리기, 및 스팀 드럼과 유체 연결로 그리고 상기 입자 분리기의 상기 외부 부분에 인접한 적어도 2개의 저부 지지식 하강 유로 파이프들을 포함한다. 상기 지지 구성이 원뿔형 하부 부분의 적어도 일부를 둘러싸는 프레임형 지지 부재를 포함하고, 상기 지지 부재의 아웃보드 부분은 적어도 2개의 하강 유로 파이프들에 부착되어 적어도 하나의 입자 분리기를 지지하는 것을 본 발명의 특징으로 한다.

본 발명은 입자 분리기의 원뿔형 하부 부분을 둘러싸도록 프레임형 지지 부재를 배열하고, 그리고 저부 지지식 하강 유로 파이프들에 상기 지지 부재의 아웃보드 부분을 부착함으로써 저부 지지식 유동층 보일러의 입자 분리기를 지지하기 위한 새로운 해결책을 제공한다. 본 발명은 입자 분리기가 비교적 신속하고 용이하게 설치될 수 있는 단순하고 경제적으로 유리한 유동층 보일러를 제공한다. 분리기와 노의 공통 벽을 갖거나, 또는 입자 분리기의 저부와 보일러의 지면 또는 기반 사이에 특별한 지지 레그를 제공할 필요가 없다.

본 발명의 실시형태에 따르면, 프레임형 지지 부재는 입자 분리기의 원뿔형 하부 부분을 둘러싸도록 배열된 폐쇄형 프레임이다. 다른 실시형태에 따르면, 지지 부재는 폐쇄되지 않음으로써 상기 지지 부재는 원뿔형 하부 부분을 부분적으로만 둘러싼다. 용어 지지 부재의 아웃보드 부분은 노로부터 가장 멀리 이격되어 위치된 지지 부재의 일부 또는 절반을 지칭한다. 아웃보드 부분의 반대편에는 인보드 부분이 있고, 상기 인보드 부분은 노에 가장 근접하게 위치된 지지 부재의 일부 또는 절반을 지칭한다.

프레임형 지지 부재의 내부 단면 또는 상기 프레임형 지지 부재내의 단면은 입자 분리기의 원뿔형 하부 부분의 외부 단면에 대응하는 것이 유리하다. 이에 따라, 입자 분리기는 원뿔형 하부 부분이 지지 부재에 끼워 맞춰지는 방식으로 지지 부재 상에서 입자 분리기의 설치 동안에 낮춰질 수 있다. 예를 들면, 원뿔형 하부 부분의 단면이 팔각형 형상인 경우, 프레임형 지지 부재도 또한 팔각형 단면을 가질 수 있다. 대안으로서, 프레임형 지지 부재는 입자 분리기의 원뿔형 하부 부분의 외부 단면의 일부하고만 접촉 상태로 배열되도록 되는 내부 단면을 가질 수 있다. 예를 들면, 원뿔형 하부 부분이 팔각형 형상인 경우, 프레임형 지지 부재는 정사각형의 내부 단면을 가질 수 있고, 따라서 상기 정사각형의 내부 단면은 팔각형 하부 부분의 경사진 플레이트들 중 제 2 플레이트 마다하고만 접촉 상태로 배열되도록 된다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 지지 부재의 인보드 부분은 노의 측벽에 부착된다. 이에 따라, 지지 부재는 적어도 2개의 하강 유로 파이프들에 연결된 아웃보드 부분 및 노의 측벽에 부착된 인보드 부분을 갖는 폐쇄형 프레임인 것이 유리하다. 지지 부재는 적어도 2개의 하강 유로 파이프들로부터 노의 측벽으로 실질적으로 수평으로 연장되는 것이 유리하다. 따라서, 지지 부재는 입자 분리기의 원뿔형 하부 부분의 수평 레벨에서 노의 측벽에 부착된다. 입자 분리기의 원뿔형 하부 부분은 실제로 노 벽의 중간 부분의 수직 레벨에 위치되기 때문에, 입자 분리기의 무게의 일부는 실시형태에 따라 노의 측벽의 하부 부분에 의해서만 지탱된다. 그러므로, 측벽의 하부 부분만이 추가의 무게를 지탱할 정도로 충분히 강하게 만들어져야 한다. 지지 부재가 노의 측벽 및 적어도 2개의 하강 유로 파이프들에 부착되기 때문에, 입자 분리기에 대하여 매우 안정된 지지가 제공된다.

보일러 시스템은 입자 분리기의 외부 부분에 인접한 적어도 2개의 전체 높이의 수직의 하강 유로 파이프들을 포함하는 것이 유리하고, 상기 하강 유로 파이프들은 스팀 드럼으로부터 플랜트의 지면 또는 기반으로 연장된다. 입자 분리기의 외부 부분에 인접한 전체 높이의 하강 유로 파이프들 이외에, 적어도 2개의 하강 유로 파이프들의 각각은 또한 입자 분리기의 노측 부분에 인접한 저부 지지식의 추가의 분기부를 포함할 수 있다. 추가의 분기부들의 각각은 수평으로 연장된 파이프 섹션에 의해서 대응하는 전체 높이의 하강 유로 파이프와 유체 연결로 있다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 지지 부재의 인보드 부분은 적어도 2개의 하강 유로 파이프들의 적어도 2개의 추가의 분기부들에 부착된다. 이에 따라, 입자 분리기는 지지 부재를 2개의 전체 높이의 하강 유로 파이프들과 2개의 추가의 분기부들에 고정함으로써 지지된다. 따라서, 지지 부재는 노의 측벽에 의해서 입자 분리기의 무게를 지탱하는 방식으로 노의 측벽에 부착되어서는 안된다.

대안적인 구성에 따르면, 전체 높이의 하강 유로 파이프들은 입자 분리기의 노측 부분에 인접하게 배열되고, 그리고 추가의 하강 유로 파이프 분기부들은 입자 분리기의 외부 부분에 인접하게 배열된다. 2개의 전술한 실시형태들의 어느 것을 사용하는 경우에도, 입자 분리기에 대한 매우 안정된 지지 시스템이 제공되는 동안 노의 측벽에 영향을 미치는 입자 분리기의 무게는 최소화된다.

유동층 보일러가 하나의 입자 분리기만을 포함하는 경우, 입자 분리기는 전술한 바와 같이 2개의 전체 높이의 하강 유로 파이프들에 의해서 지지되는 것이 유리하다. 보일러가 2개의 입자 분리기들을 나란히 포함하는 경우에, 유리하게는 적어도 3개의 하강 유로 파이프들은 나란히 존재하여 각 입자 분리기는 전술한 방식들 중 하나로 한쌍의 하강 유로 파이프들에 의해서 지지될 수 있다. 2개의 입자 분리기들을 지지하도록 3개의 전체 높이의 하강 유로 파이프들을 사용하는 경우, 하강 유로 파이프들 중 하나는 양쪽 분리기들의 무게를 지탱하도록 2개의 입자 분리기들의 외부 부분 사이에 배열되는 것이 유리하다. 이에 따라, 3개의 입자 분리기들이 나란히 있는 경우, 적어도 4개의 하강 유로 파이프들이 있어야 한다. 물론, N개의 분리기들을 지지하도록 2N 개의 전체 높이의 하강 유로 파이프들을 배열하는 것이 또한 가능하고, 이에 따라 각각의 분리기는 전술한 바와 같이 1개의 분리기의 경우에서 처럼 지지될 수 있다.

유동층 보일러는 일반적으로 순환 유동층 보일러이지만, 또한 입자 분리기를 포함하는 기포층 보일러 (bubbling bed boiler) 일 수도 있다.

본 발명의 전술한 간단한 설명 뿐만 아니라 추가의 목적들, 특징들 및 이점들은, 첨부 도면들과 관련하여, 본 발명에 따라 현재 바람직하지만 그럼에도 불구하고 예시적인 실시형태들의 이하의 상세한 설명을 참고로 하여 보다 충분히 이해될 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 입자 분리기용 지지 부재를 갖는 유동층 보일러의 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 2a 는 본 발명의 실시형태에 따른 도 1 의 지지 부재의 A-A 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 2b 는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 도 1 의 지지 부재의 A-A 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 3 은 도 1 에 따른 유동층 보일러의 배면도를 개략적으로 도시한다.
도 4 는 다른 입자 분리기용 지지 구성을 갖는 유동층 보일러의 측단면도를 개략적으로 도시한다.
도 5 는 본 발명의 실시형태에 따른 도 4 의 지지 부재의 상부로부터의 B-B 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 6 는 2개의 입자 분리기들용 지지 구성을 갖는 유동층 보일러의 배면 단면도를 개략적으로 도시한다.

도 1 의 개략도는, 예를 들면, 콘크리트 또는 스틸로 제조된 지지 기반 (34) 에 배열된 저부 지지식 순환 유동층 보일러 (10) 의 측면도를 도시한다. 이하의 설명에서, 열 팽창이 또한 실제로 수평 방향으로 존재하더라도 보일러의 열 팽창은 전체적으로 상향으로 존재하는 것으로 가정되고, 상기 보일러는 일반적으로 적합한 슬라이딩 지지 시스템에 의해서 고려된다.

보일러는 후방 벽이라고 또한 지칭될 수도 있는 측벽 (14) 을 갖는 노 (12), 상기 노의 후방 벽측에 위치된 입자 분리기 (20), 노 (12) 의 상부 부분으로부터 입자 분리기 (20) 로 연도 가스 및 비말 동반 입자들을 운반하는 배출 도관 (24), 및 스팀 드럼 (16) 과 유체 연결로 입자 분리기의 외부 부분에 인접한 종래의 저부 지지식 하강 경로 파이프들 (18) 을 포함한다. 실제로, 보일러는 또한 열 회수 및 연도 가스 클리닝을 위한 수단과 같은 다른 유닛들을 포함하고, 상기 유닛들은 도 1 에 도시되어 있지 않는데, 그 이유는 이들 유닛들은 본 발명에 필수적이지 않기 때문이다.

스팀 드럼 (16) 은 하강 유로 파이프들에 의해서 지지되도록 하강 유로 파이프들 (18) 의 상부에 배열되는 것이 유리하다. 워터 파이프들 (40) 은 하강 유로 파이프들 (18) 의 하부 부분으로부터 노의 측벽들 (14) 의 증발 튜브들의 상류 단부로 고온수를 운반하고, 그리고 스팀 파이프들 (42) 은 증발 튜브들의 하류 단부로부터 스팀 드럼으로 스팀과 물의 혼합물을 운반한다. 순환수로 인하여, 하강 유로 파이프들의 열 팽창은 거의 노의 측벽들의 열 팽창 만큼 크다.

입자 분리기 (20) 는, 예를 들면, 물 또는 스팀 냉각식 패널들로 형성된 사이클론 분리기일 수도 있다. 입자 분리기는 클리닝된 연도 가스를 연도 가스 도관 (32) 으로 운반하는 배출 도관 (28) 및 분리된 입자들을 노 (12) 의 하부 부분으로 복귀시키는 복귀 채널 (30) 을 포함한다. 복귀 채널은 분리된 입자들을 냉각시키는 열 교환 챔버 (도 1 에 미도시) 를 포함할 수 있다. 복귀 채널은 입자 분리기 (20) 의 원뿔형 하부 부분 (22) 에 연결되고, 이 원뿔형 하부 부분은 입자 분리기 (20) 의 단면이 보일러의 기반 (34) 을 향하여 원뿔형 하부 부분에서 감소하도록 경사진 포위 벽 또는 포위 벽들에 의해서 둘러싸인다.

입자 분리기 (20) 는 입자 분리기 (20) 의 원뿔형 하부 부분 (22) 을 둘러싸는 프레임형 지지 부재 (26) 에 놓여진다. 지지 부재 (26) 의 아웃보드 부분 (36) 은 하강 유로 파이프 (18), 또는, 실제로, 도 2a 또는 도 2b 에 도시된 바와 같이, 2개의 하강 유로 파이프들에 부착되어 입자 분리기 (20) 를 지지한다. 지지 부재 (26) 의 인보드 부분 (38) 은 입자 분리기 (20) 에 대하여 안정된 지지를 제공하도록 노 (12) 의 후방 벽 (14) 에 부착된다.

도 2a 는 도 1 의 A-A 단면도, 즉 입자 분리기 (20) 의 원뿔형 하부 부분 (22) 의 레벨에서의 횡단면의 평면도를 개략적으로 도시한다. 보다 구체적으로, 도 2a 는 본 발명의 실시형태에 따라 지지 부재 (26) 와 함께 입자 분리기 (20) 의 지지 배열을 도시한다. 도 2a 의 실시형태에서, 입자 분리기의 원뿔형 하부 부분의 횡단면은 팔각형이다. 실제로, 하지만, 입자 분리기의 원뿔형 하부 부분의 단면은 원형 또는 직사각형과 같은 많은 다른 형상들도 또한 가능하다.

도 2a 에 도시된 바와 같이, 지지 부재 (26) 의 아웃보드 부분 (36) 은 2개의 하강 유로 파이프들 (18) 에 부착되고, 그리고 지지 부재 (26) 의 인보드 부분 (38) 은 노 (12) 의 벽 (14) 에 부착된다. 지지 부재 (26) 는 입자 분리기 (20) 의 원뿔형 하부 부분 (22) 의 팔각형 단면에 대응하는 팔각형 단면을 갖는 폐쇄형 프레임이다. 도 2a 에 도시된 바와 같이, 팔각형 형상은 정사각형 형상의 모서리들을 모따기 (bevel) 함으로써 형성된다. 물론, 입자 분리기가, 예를 들면, 육각형인 경우, 주 정사각형 프레임의 모서리들은 육각형 프레임을 달성하도록 다양한 방식으로 모따기되어야 한다. 지지 구성은 매우 강성이고 안정적이다.

도 2a 에 따르면, 하강 유로 파이프들 (18) 사이의 수평 거리 (L) 는 지지 부재 (26) 의 수평 레벨에서 입자 분리기 (20) 의 저부 부분 (22) 의 직경에 거의 대응하지만, 실제로 상기 수평 거리는 또한 적합한 지지 구성에 의해서 지지 부재 또는 프레임 (26) 을 하강 유로 파이프들 (18) 에 연결함으로써 상기 직경 보다 더 클 수 있다.

도 2b 는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 도 1 의 A-A 단면도를 개략적으로 도시한다. 다시, 입자 분리기 (20), 즉 상기 입자 분리기의 적어도 원뿔형 하부 부분은 팔각형 단면을 갖는다. 이 실시형태에서, 하지만, 지지 부재 (26) 는 입자 분리기 (20) 가 지지될 수 있는 실질적으로 정사각형 형상을 갖는 프레임이다. 지지 프레임은 입자 분리기 (20) 의 원뿔형 하부 부분 (22) 의 제 2 벽 마다와 매칭되도록 4개의 지지 빔들을 갖는다. 그러므로, 원뿔형 하부 부분 (22) 의 4개의 벽들은 지지 부재 (26) 와 접촉 상태로 있다. 다시 말해서, 주 정사각형 프레임의 모서리들은 도 2a 에서와 같이 모따기되지 않는다.

도 3 은 도 1 에 따른 유동층 보일러 (10) 의 배면도를 도시한다. 도 3 은 2개의 하강 유로 파이프들 (18) 사이의 입자 분리기 (20) 를 도시한다. 앞서 논의된 바와 같이, 하강 유로 파이프들 (18) 사이의 수평 거리 (L) 는, 예를 들면, 하강 유로 파이프들 (18) 사이에 분리기 (20) 를 배열하는 것이 더 용이하게 되도록 입자 분리기 (20) 의 직경 보다 더 클 수 있다. 도 3 은 2개의 하강 유로 파이프들 (18) 과 유동 연결로 스팀 드럼 (16) 을 도시하고, 상기 하강 유로 파이프들 (18) 은 지지 기반 (34) 으로부터 스팀 드럼 (16) 으로 연장된다. 유사하게, 도 2a 및 도 2b 에서와 같이, 지지 부재 (26) 는 하강 유로 파이프들 (18) 에 연결된다. 보다 구체적으로, 지지 부재 (26) 의 아웃보드 부분 (36) 은 2개의 하강 유로 파이프들 (18) 에 연결되어 입자 분리기 (20) 를 지지하고, 그리고 지지 부재 (26) 의 인보드 부분 (38) 은, 도 1 에서와 같이, 노 (12) 의 후방 벽 (14) 에 부착된다.

도 4 의 도면은 본 발명에 따른 다른 저부 지지식 순환 유동층 보일러 (10) 의 측면도를 개략적으로 도시한다. 상기 보일러는 입자 분리기의 외부 부분에 인접한 전체 높이의 하강 유로 파이프들 (18) 의 각각이 입자 분리기의 노측 부분에 인접한, 하강 유로 파이프의 주로 수직인 저부 지지식 추가의 분기부 (18') 에 연결된다는 점에서 도 1 의 보일러와 상이하다. 추가의 분기부는 수평으로 연장된 파이프 섹션에 의해서 대응하는 전체 높이의 하강 유로 파이프와 유체 연결로 있다. 지지 부재 (26) 의 인보드 부분 (38) 은 입자 분리기 (20) 에 추가의 수직 지지를 제공하도록 하강 유로 파이프들의 추가의 분기부들 (18') 에 부착된다.

이 실시형태의 중요한 이점은 입자 분리기 (20) 의 하중이 도 1 에서 도시된 실시형태에서와 유사한 방식으로 노 벽 (14) 에 영향을 미치지 않는다는 것이다. 프레임형 지지 부재 (26) 가 추가의 하강 유로 파이프들 (18') 에 의해서 수직 방향으로 지지되더라도, 지지 부재 (26) 는 수평 방향으로 구성의 강성을 증가시키도록 노 (12) 의 후방 벽 (14) 으로 연장될 수 있다. 하지만, 도 4 의 실시형태에 따르면, 입자 분리기의 무게는 지지 부재 (26) 의 도움으로 하강 유로 파이프들 (18) 과 이들의 추가의 분기부들 (18') 로 나뉘어진다.

도 4 에 도시된 실시형태에 따르면, 직선의 전체 높이의 하강 유로 파이프들 (18) 은 입자 분리기 (20) 의 외부 부분에 인접하여 배열되고, 그리고 하강 유로 파이프들의 추가의 분기부들 (18') 은 입자 분리기의 노측 부분에 인접하게 배열된다. 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 전체 높이의 하강 유로 파이프들은 대안적으로 입자 분리기 (20) 의 노측 부분에 인접하게 배열되고, 그리고 추가의 하강 유로 분기부들은 입자 분리기의 외부 부분에 인접하여 대응하게 배열된다. 이에 따라, 지지 부재 (26) 의 인보드 부분 (38) 은 하강 유로 파이프들의 전체 높이의 직선 부분들에 부착되고, 그리고 지지 부재의 아웃보드 부분은 하강 유로 파이프들의 추가의 부분들 또는 분기부들에 부착된다.

도 5 는 도 4 의 B-B 단면 평면도를 개략적으로 도시한다. 지지 부재 (26) 의 아웃보드 부분 (36) 은 2개의 하강 유로 파이프들 (18) 에 연결되고, 그리고 지지 부재 (26) 의 인보드 부분 (38) 은 하강 유로 파이프들의 2개의 추가의 분기부들 (18') 및 노 (12) 의 후방 벽 (14) 에 연결된다. 지지 부재와 하강 유로 파이프들과 벽 (14) 간의 연결들은 용접 또는 기계식 고정 요소들에 의해서와 같이 임의의 종래의 수단에 의해서 실행될 수 있다.

도 6 은 2개의 입자 분리기들 (201 및 202) 을 갖는 유동층 보일러 (100) 의 배면도를 개략적으로 도시한다. 제 1 입자 분리기 (201) 는 제 1 지지 부재 (261) 에 놓여 있는 원뿔형 하부 부분 (221) 을 갖고, 그리고 제 2 입자 분리기 (202) 는 제 2 지지 부재 (262) 에 놓인 원뿔형 하부 부분 (222) 을 갖는다. 제 1 지지 부재 (261) 의 아웃보드 부분 (361) 은 제 1 하강 유로 파이프 (181) 및 제 2 하강 유로 파이프 (182) 에 연결된다. 유사하게, 제 2 지지 부재 (262) 의 아웃보드 부분 (362) 은 제 2 하강 유로 파이프 (182) 및 제 3 하강 유로 파이프 (183) 에 연결된다. 따라서, 지지 부재들 (261 및 262) 은 부착 위치로서 제 2 하강 유로 파이프 (182) 를 공유한다. 지지 부재들 (261 및 262) 은 각각 입자 분리기들 (201 및 202) 의 원뿔형 하부 부분들 (221 및 222) 의 수평 레벨에 위치된다. 이것은 입자 분리기들 (201 및 202) 에 대하여 안정되고 강성인 지지를 제공한다.

스팀 드럼 (160) 은 제 1 하강 유로 파이프 (181), 제 2 하강 유로 파이프 (182) 및 제 3 하강 유로 파이프 (183) 의 각각과 유동 연통상태로 있다. 유동층 보일러 (100) 는 지지 기반 (340) 에 위치되고, 그리고 하강 유로 파이프들 (181, 182 및 183) 은 지지 기반 (340) 으로부터 스팀 드럼 (160) 으로 연장된다. 이것은 무거운 구성요소들 또는 복잡한 구조들을 사용하지 않으면서 매우 안정된 구성을 제공한다.

전술한 내용으로부터 명백한 바와 같이, 입자 분리기의 단순하고 신뢰성있는 지지 구성을 갖는 유동층 보일러가 제공된다. 지지 구성은 다수의 다양한 적용들 및 목적들에 적용가능하다. 본 발명은 명세서에서 현재 가장 바람직한 실시형태들로 고려되는 것과 관련하여 실례들로서 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시형태들로 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에서 규정된 바와 같이, 본 발명의 범위 내에 포함된 그 특징들의 다양한 조합들 또는 변경들, 그리고 여러개의 다른 적용들을 포함하는 것으로 의도되는 것으로 이해되어야 한다.

Claims

유동층 (fluidized bed) 보일러 (10) 로서,
상기 유동층 보일러 (10) 는 저부 지지식 노 (12),
노측 부분, 상기 노측 부분에 대향하는 외부 부분 및 원뿔형 하부 부분 (22) 을 포함하는 적어도 하나의 입자 분리기 (20) 로서, 상기 노의 상부 부분과 가스 유동 연결되는 지지 구성을 갖는 적어도 하나의 입자 분리기 (20), 및
스팀 드럼 (16) 과 유체 연결되고 그리고 상기 입자 분리기의 상기 외부 부분에 인접한 적어도 2개의 저부 지지식 하강 유로 (downcomer) 파이프들 (18) 을 포함하고,
상기 적어도 하나의 입자 분리기는 가스 유동 연결 되어 있고, 상기 지지 구성은 상기 원뿔형 하부 부분의 적어도 일부를 둘러싸는 프레임형 지지 부재 (26) 를 포함하고,
상기 지지 부재의 아웃보드 (outboard) 부분 (36) 은 적어도 2개의 상기 하강 유로 파이프들에 부착되어 적어도 하나의 상기 입자 분리기를 지지하는 것을 특징으로 하는, 유동층 보일러.
제 1 항에 있어서,
상기 지지 부재 (26) 는 적어도 하나의 상기 입자 분리기의 상기 원뿔형 하부 부분의 수평 레벨에서 적어도 2개의 상기 하강 유로 파이프들에 부착되는 것을 특징으로 하는, 유동층 보일러.
제 1 항에 있어서,
상기 지지 부재의 인보드 (inboard) 부분 (38) 은 상기 노 (12) 의 측벽 (14) 에 부착되어 적어도 하나의 상기 입자 분리기를 지지하는 것을 특징으로 하는, 유동층 보일러.
제 1 항에 있어서,
적어도 2개의 상기 저부 지지식 하강 유로 파이프들의 각각은 적어도 하나의 상기 입자 분리기의 상기 외부 부분에 인접한 수직 하강 유로 파이프 (18) 및 적어도 하나의 상기 입자 분리기의 상기 노측 부분에 인접한 상기 하강 유로 파이프의 추가의 분기부 (18') 를 포함하고,
상기 지지 부재의 상기 아웃보드 부분 (36) 은 상기 수직의 하강 유로 파이프들 (18) 에 부착되고, 그리고
상기 지지 부재의 인보드 부분 (38) 은 상기 하강 유로 파이프들의 상기 추가의 분기부들에 부착되는 것을 특징으로 하는, 유동층 보일러.
제 1 항에 있어서,
적어도 2개의 상기 저부 지지식 하강 유로 파이프들의 각각은 적어도 하나의 상기 입자 분리기의 상기 노측 부분에 인접한 수직 하강 유로 파이프 (18) 및 적어도 하나의 상기 입자 분리기의 상기 외부 부분에 인접한 상기 하강 유로 파이프의 추가의 분기부 (18') 를 포함하고,
상기 지지 부재의 상기 아웃보드 부분 (36) 은 상기 하강 유로 파이프들의 상기 추가의 분기부들 (18') 에 부착되고, 그리고
상기 지지 부재의 인보드 부분 (38) 은 상기 수직 하강 유로 파이프들 (18) 에 부착되는 것을 특징으로 하는, 유동층 보일러.
제 4 항에 있어서,
적어도 하나의 상기 입자 분리기 (20) 의 무게는 상기 수직 하강 유로 파이프들 (18) 및 상기 하강 유로 파이프들의 상기 추가의 분기부들 (18') 에 의해서 지탱되는 것을 특징으로 하는, 유동층 보일러.
제 5 항에 있어서,
적어도 하나의 상기 입자 분리기 (20) 의 무게는 상기 수직 하강 유로 파이프들 (18) 및 상기 하강 유로 파이프들의 상기 추가의 분기부들 (18') 에 의해서 지탱되는 것을 특징으로 하는, 유동층 보일러.
제 6 항에 있어서,
상기 지지 부재의 인보드 부분 (38) 은 상기 노 (12) 의 측벽 (14) 에 부착되어 상기 지지 구성의 수평 이동들을 방지하는 것을 특징으로 하는, 유동층 보일러.
제 7 항에 있어서,
상기 지지 부재의 인보드 부분 (38) 은 상기 노 (12) 의 측벽 (14) 에 부착되어 상기 지지 구성의 수평 이동들을 방지하는 것을 특징으로 하는, 유동층 보일러.
제 1 항에 있어서,
상기 프레임형 지지 부재 (26) 의 내부 횡단면은 적어도 하나의 상기 입자 분리기의 상기 원뿔형 하부 부분 (22) 의 외부 횡단면에 대응하고, 그리고
상기 내부 횡단면은 적어도 하나의 상기 입자 분리기의 상기 원뿔형 하부 부분의 상기 외부 횡단면과 접촉상태로 배열되는 것을 특징으로 하는, 유동층 보일러.
제 1 항에 있어서,
상기 프레임형 지지 부재 (26) 는 적어도 하나의 상기 입자 분리기의 상기 원뿔형 하부 부분의 외부 횡단면의 일부하고만 접촉상태로 배열되는 내부 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 유동층 보일러.
제 1 항에 있어서,
상기 유동층 보일러는 2개의 입자 분리기들 및 3개의 하강 유로 파이프들을 갖는 것을 특징으로 하는, 유동층 보일러.
제 1 항에 있어서,
상기 유동층 보일러는 3개의 입자 분리기들 및 4개의 하강 유로 파이프들을 갖는 것을 특징으로 하는, 유동층 보일러.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유동층 보일러는 순환 유동층 보일러인 것을 특징으로 하는, 유동층 보일러.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유동층 보일러는 기포층 보일러 (bubbling bed boiler) 인 것을 특징으로 하는, 유동층 보일러.