KR101413182B1

KR101413182B1 - Regenerative oxyfuel combustion system and method

Info

Publication number: KR101413182B1
Application number: KR1020120087459A
Authority: KR
Inventors: 홍성국; 노동순; 양제복
Original assignee: 한국에너지기술연구원
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2012-08-09
Publication date: 2014-07-01
Also published as: KR20140021284A

Abstract

본 발명은 축열식 순산소 연소 시스템 및 그 연소 시스템을 이용한 연소방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 순산소 연소 시스템에 있어서, 산소분사부와 연료분사부를 갖는 연소노즐이 일측과 타측 각각에 구비되는 연소실; 및 연소노즐 각각에 연결되며 각각이 산소예열용 축열부와 연료예열용 축열부를 구비하며, 축열모드시 연소실에서 발생된 배가스가 산소예열용 축열부와 연료예열용 축열부에 유입되고, 공급모드시 산소가 산소예열용 축열부로 유입되어 산소를 예열시키고 예열된 산소를 연소실의 산소분사부로 공급하고 연료가 연료예열용 축열부로 유입되어 연료를 예열시키고 예열된 연료를 연소실의 연료분사부로 공급하는 축열실;을 포함하는 것을 특징으로 하는 축열식 순산소 연소시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a regenerative oxy-fuel combustion system and a combustion method using the combustion system. More particularly, the present invention relates to a pure oxy-fuel combustion system comprising: a combustion chamber in which a combustion nozzle having an oxygen injection portion and a fuel injection portion is provided at one side and the other side; The exhaust gas generated in the combustion chamber in the heat accumulation mode flows into the heat accumulating portion for preheating oxygen and the heat accumulating portion for preheating the fuel in the heat accumulation mode, Oxygen is introduced into the heat storage portion for oxygen preheating to preheat the oxygen and supply the preheated oxygen to the oxygen atomizing portion of the combustion chamber and the fuel to the heat storage portion for preheating the fuel to preheat the fuel and to supply the preheated fuel to the fuel injection portion of the combustion chamber To a regenerative oxy-fuel combustion system.

Description

[0001] The present invention relates to a regenerative oxyfuel combustion system and a combustion method using the same,

본 발명은 축열식 순산소 연소 시스템 및 그 연소 시스템을 이용한 연소방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 종래의 공기를 산화제로 활용한 축열식 시스템과 달리 순산소만을 산화제로 사용하면서도 배가스의 열량을 효율적으로 활용할 수 있는 축열식 순산소 연소시스템 및 그 시스템을 이용한 연소방법에 관한 것이다. The present invention relates to a regenerative oxy-fuel combustion system and a combustion method using the combustion system. More particularly, the present invention relates to a regenerative pure oxyfuel combustion system that can utilize the heat of exhaust gas efficiently while using only pure oxygen as an oxidizer, unlike a regenerative system using conventional air as an oxidizer, and a combustion method using the system.

통상의 연소시스템은 연료를 공급하기 위한 연료공급부와 산화제를 공급하기 위한 산화제공급부 그리고 산화제와 연료가 분사되는 연소노즐 등을 포함하고 있다. 이러한 연소시스템 중 연소시 발생되는 배가스의 열량을 저장하기 위한 축열실을 갖는 축열식 연소시스템이 존재한다. A conventional combustion system includes a fuel supply part for supplying fuel, an oxidant supply part for supplying the oxidant, and a combustion nozzle for injecting the oxidant and the fuel. Among these combustion systems, there is a regenerative combustion system having a regenerative chamber for storing the amount of heat of the exhaust gas generated in the combustion.

종래 이러한 축열식 연소시스템의 경우 산화제로서 공기를 사용하였다. 그리고, 축열식 연소시스템에 구비되는 축열실에 저장되는 열원으로 공급되는 공기를 예열하는데 사용되었다. In the conventional regenerative combustion system, air is used as an oxidizing agent. In addition, it was used to preheat the air supplied to the heat source stored in the heat storage chamber provided in the regenerative combustion system.

또한, 최근 산화제로서 공기가 아닌 순산소를 사용하는 연소시스템이 존재하는데, 산화제로서 순산소를 사용하게 되는 경우 연소효율을 증대시킬 수 있고, 배가스에 NOx 등의 유해물질을 저감시킬 수 있고, 물과 이산화탄소만을 배가스로 배출시키게 되므로 이산화탄소의 포집이 용이하다는 장점을 갖게 된다. In recent years, there has been a combustion system using pure oxygen rather than air as an oxidizing agent. When pure oxygen is used as an oxidizing agent, combustion efficiency can be increased, harmful substances such as NOx can be reduced in exhaust gas, And only carbon dioxide is discharged to the exhaust gas, it is advantageous that the carbon dioxide can be easily collected.

그러나, 이러한 산화제를 순산소로 사용하게 되는 경우 기존의 축열식 연소시스템을 적용하기 힘든 문제가 존재하였다. 즉, 기존의 축열식 연소시스템을 산화제로 산소만을 이용하는 순산소 연소 시스템에 그대로 적용하게 되는 경우, 예열에 필요한 열량에 비해 연소시 발생되는 배가스가 갖고 있는 열량이 상대적으로 크기 때문에 결국 배가스의 열량을 제대로 활용할 수 없고, 전체 시스템의 밸런스를 맞출 수 없게 되는 문제가 존재하게 된다. However, there is a problem that it is difficult to apply the conventional regenerative combustion system when the oxidizing agent is used as pure oxygen. That is, when the existing regenerative combustion system is directly applied to a pure oxygen combustion system using only oxygen as an oxidizer, the amount of heat generated by the combustion of the exhaust gas is relatively larger than the amount of heat required for preheating, There is a problem that the balance of the entire system can not be matched.

따라서 순산소 연소시스템에 적용할 수 있는 축열식 순산소 연소 시스템의 개발이 요구되었다. Therefore, it is required to develop a regenerative oxy-fuel combustion system applicable to oxy-fuel combustion systems.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면 축열실 각각이 산소예열용 축열부와 연료예열용 축열부를 구비하여 일부 배가스의 열원은 산소예열을 위해 사용되고, 나머지 배가스의 열원은 연료 예열을 위해 사용하게 됨으로써 연소시 발생되는 배가스의 현열을 최대한 활용하여 투입되는 연료와 산소를 예열할 수 있는 축열식 순산소 연소시스템 및 연소방법을 제공하게 된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system including a heat storage chamber for storing oxygen and a heat storage unit for preheating fuel, And the heat source of the remaining exhaust gas is used for preheating the fuel, thereby providing a regenerative pure oxyfuel combustion system and a combustion method capable of preheating the fuel and oxygen to be utilized by making full use of the sensible heat of the exhaust gas generated in the combustion.

본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다. Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 목적은 순산소 연소 시스템에 있어서, 산소분사부와 연료분사부를 갖는 연소노즐이 일측과 타측 각각에 구비되는 연소실; 및 연소노즐 각각에 연결되며 각각이 산소예열용 축열부와 연료예열용 축열부를 구비하며, 축열모드시 연소실에서 발생된 배가스가 산소예열용 축열부와 연료예열용 축열부에 유입되고, 공급모드시 산소가 산소예열용 축열부로 유입되어 산소를 예열시키고 예열된 산소를 연소실의 산소분사부로 공급하고 연료가 연료예열용 축열부로 유입되어 연료를 예열시키고 예열된 연료를 연소실의 연료분사부로 공급하는 축열실;을 포함하는 것을 특징으로 하는 축열식 순산소 연소시스템으로서 달성될 수 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a pure oxy-fuel combustion system having a combustion chamber in which a combustion nozzle having an oxygen injection portion and a fuel injection portion is provided at one side and the other side, respectively; The exhaust gas generated in the combustion chamber in the heat accumulation mode flows into the heat accumulating portion for preheating oxygen and the heat accumulating portion for preheating the fuel in the heat accumulation mode, Oxygen is introduced into the heat storage portion for oxygen preheating to preheat the oxygen and supply the preheated oxygen to the oxygen atomizing portion of the combustion chamber and the fuel to the heat storage portion for preheating the fuel to preheat the fuel and to supply the preheated fuel to the fuel injection portion of the combustion chamber And a second heat exchanger connected to the second heat exchanger.

축열실은 연소실 일측에 연결된 제1축열실과 연소실 타측에 연결된 제2축열실을 포함하고, 제1축열실이 공급모드인 경우 제2축열실은 축열모드로 작동하고, 제1축열실이 축열모드인 경우 제2축열실은 공급모드로 작동되는 것을 특징으로 할 수 있다. The regenerative chamber includes a first regenerative chamber connected to one side of the combustion chamber and a second regenerative chamber connected to the other side of the combustion chamber. When the first regenerative chamber is in the supply mode, the second regenerative chamber operates in the regenerative mode. When the first regenerative chamber is in the regenerative mode And the second storage chamber is operated in the supply mode.

공급모드인 축열실의 산소예열용 축열부로 산소를 공급시키는 산소공급수단; 및 공급모드인 축열실의 연료예열용 축열부로 연료를 공급시키기 위한 연료공급수단을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. Oxygen supply means for supplying oxygen to the heat storage portion for oxygen preheating in the regenerating chamber which is a supply mode; And fuel supply means for supplying fuel to the heat storage portion for fuel preheating in the heat storage chamber which is a supply mode.

제1축열실의 연료예열용 축열부와 제2축열실의 연료예열용 축열부 사이에 구비되어 모드를 변경시키는 제1절환밸브를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And a first switching valve provided between the fuel preheating storage portion of the first heat storage chamber and the heat storage portion for preheating the fuel of the second heat storage chamber to change the mode.

제1축열실의 산소예열용 축열부와 제2축열실의 산소예열용 축열부 사이에 구비되어 모드를 변경시키는 제2절환밸브를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And a second switching valve provided between the oxygen preheating heat storage portion of the first heat storage chamber and the heat storage portion for oxygen preheating of the second heat storage chamber to change the mode.

제1절환밸브는 축열모드인 연료예열용 축열부에서 토출되는 배가스를 공급모드인 연료예열용 축열부로 유입되지 않고 외부로 배출시키도록 구성되며, 제2절환밸브는 축열모드인 산소예열용 축열부에서 토출되는 배가스를 공급모드인 산소예열용 축열부로 유입되지 않고 외부로 배출시키도록 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다. The first switching valve is configured to discharge the exhaust gas discharged from the heat accumulating portion for accumulating fuel, which is a heat accumulating mode, to the outside without flowing into the heat accumulating portion for fuel preheating, which is a supply mode. To the outside without flowing into the heat storage unit for oxygen preheating, which is a supply mode.

연료공급수단과 연료예열용 축열부 사이에 구비되어 공급모드인 축열실의 연료예열용 축열부로 연료를 공급하도록 유도하는 제1스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And a first switch provided between the fuel supply means and the heat accumulating portion for fuel preheating and guiding the fuel to be supplied to the heat accumulating portion for preheating the fuel in the heat accumulating chamber in the supply mode.

산소공급수단과 산소예열용 축열부 사이에 구비되어 공급모드인 축열실의 산소예열용 축열부로 산소를 공급하도록 유도하는 제2스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And a second switch provided between the oxygen supply means and the oxygen heat preheating heat storage unit to guide oxygen to the oxygen heat preheating heat storage unit of the heat storage chamber in the supply mode.

연소실과 축열실 사이에 구비되어 연료예열용 축열부로 유입되는 배가스의 유량을 조절하는 유량조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And a flow rate adjusting unit disposed between the combustion chamber and the regenerative chamber to regulate the flow rate of the exhaust gas flowing into the heat storage unit for preheating the fuel.

축열실의 내부온도를 실시간으로 측정하는 제1온도측정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And a first temperature measuring means for measuring an internal temperature of the heat storage chamber in real time.

연소실의 내부온도를 실시간으로 측정하는 제2온도측정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And second temperature measuring means for measuring the internal temperature of the combustion chamber in real time.

제1온도측정수단과 제2온도측정수단에서 측정된 데이터를 기반으로 제1절환밸브, 제2절환밸브, 제1스위치, 제2스위치 및 유량조절부 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And a control unit for controlling at least one of the first switching valve, the second switching valve, the first switch, the second switch, and the flow rate adjusting unit based on the data measured by the first temperature measuring unit and the second temperature measuring unit .

또 다른 카테고리로서 본 발명의 목적으로 산소공급수단에 의해 산소가 공급모드인 축열실의 산소예열용 축열부를 통과하며 예열되고, 연료공급수단에 의해 연료가 공급모드인 축열실의 연료예열용 축열부를 통과하며 예열되는 단계; 예열된 산소가 공급모드인 연소노즐의 산소분사부로 공급되고, 예열된 연료가 공급모드인 연소노즐의 연료분사부로 공급되는 단계; 연소실에서 산소와 연료가 연소되는 단계; 및 연소실에서 발생된 일부 배가스는 축열모드인 축열실의 산소예열용 축열부를 통과하고, 나머지 배가스는 축열모드인 축열실의 연료예열용 축열부를 통과하여 축열모드인 축열실을 가열하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 축열식 순산소 연소방법으로서 달성될 수 있다. As another category, for the purpose of the present invention, for the purpose of the present invention, the fuel preheating heat storage portion of the heat storage chamber in which the fuel is supplied by the fuel supply means is passed through the oxygen heat preheating heat storage portion of the regenerator Passing and preheating; The preheated oxygen is supplied to the oxygen atomizing portion of the combustion nozzle in the supply mode and the preheated fuel is supplied to the fuel injecting portion of the combustion nozzle in the supply mode; The combustion of oxygen and fuel in the combustion chamber; And a step of heating the heat accumulating chamber, which is a heat accumulating mode, through the heat accumulating portion for fuel preheating in the heat accumulating chamber, which is the heat accumulating mode, through the heat accumulating portion for oxygen preheating in the heat accumulating chamber The oxygen partial pressure of the exhaust gas is reduced.

공급모드인 축열실의 연료예열용 축열부와 축열모드인 축열실의 연료예열용 축열부 사이에 구비된 제1절환밸브 및 공급모드인 축열실의 산소예열용 축열부와 축열모드인 축열실의 산소예열용 축열부 사이에 구비된 제2절환밸브에 의해 축열실의 모드가 변경되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. A first switching valve provided between the fuel preheating storage portion of the regenerating chamber in the supply mode and the heat storage portion for fuel preheating in the regenerating chamber which is the heat storage mode and the regeneration portion for regenerating the oxygen, And the mode of the heat storage chamber is changed by the second switching valve provided between the heat storage units for oxygen preheating.

예열되는 단계는 연료공급수단과 연료예열용 축열부 사이에 구비된 제1스위치에 의해 공급모드인 축열실의 연료예열용 축열부로 연료를 공급하도록 유도하는 것을 특징으로 할 수 있다. The preheating step may include directing the fuel to be supplied to the heat storage unit for preheating the fuel in the heat storage chamber in the supply mode by the first switch provided between the fuel supply unit and the heat storage unit for preheating the fuel.

산소공급수단과 산소예열용 축열부 사이에 구비된 제2스위치에 의해 공급모드인 축열실의 산소예열용 축열부로 산소를 공급하도록 유도하는 특징으로 할 수 있다. And the second switch provided between the oxygen supply means and the oxygen heat preheating section induces the supply of oxygen to the oxygen preheat storage section of the regenerating chamber in the supply mode.

축열실을 가열하는 단계는, 유량조절부가 연료예열용 축열부로 유입되는 배가스의 유량을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The step of heating the regenerating chamber may further include the step of regulating the flow rate of the exhaust gas flowing into the heat storage portion for preheating the fuel.

제1온도측정수단이 축열실의 내부온도를 실시간으로 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And the first temperature measuring means may measure the internal temperature of the heat storage chamber in real time.

제2온도측정수단이 연소실의 내부온도를 실시간으로 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And the second temperature measuring means measures the internal temperature of the combustion chamber in real time.

제어부가 제1온도측정수단과 제2온도측정수단에서 측정된 데이터를 기반으로 제1절환밸브, 제2절환밸브 제1스위치, 제2스위치 및 유량조절부 중 적어도 어느 하나를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The control unit controls at least one of the first switching valve, the second switching valve first switch, the second switch, and the flow rate adjusting unit based on the data measured by the first temperature measuring unit and the second temperature measuring unit And the like.

본 발명의 일실시예에 따르면 축열실 각각이 산소예열용 축열부와 연료예열용 축열부를 구비하여 일부 배가스의 열원은 산소예열을 위해 사용되고, 나머지 배가스의 열원은 연료 예열을 위해 사용하게 됨으로써 연소시 발생되는 배가스의 현열을 최대한 활용하여 투입되는 연료와 산소를 예열할 수 있어 시스템 효율을 극대화할 수 있는 효과를 갖는다. According to an embodiment of the present invention, each of the heat storage chambers includes an oxygen preheating heat storage unit and a fuel preheating heat storage unit, and a heat source of a part of the exhaust gas is used for oxygen preheating and a heat source of the remaining exhaust gas is used for fuel preheating, It is possible to preheat the injected fuel and oxygen by utilizing the sensible heat of the generated exhaust gas to maximize system efficiency.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 자명하다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it will be appreciated by those skilled in the art that various other modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention, All fall within the scope of the appended claims.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 축열식 순산소 연소시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 축열식 순산소 연소방법의 흐름도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제1축열실이 공급모드로 작동되는 상태의 축열식 순산소 연소시스템의 구성도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제2축열실이 공급모드로 작동되는 상태의 축열식 순산소 연소시스템의 구성도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제어부에 의한 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. 1 is a configuration diagram of a regenerative oxy-fuel combustion system according to an embodiment of the present invention;
2 is a flow chart of a regenerative oxy-fuel combustion method according to an embodiment of the present invention,
3 is a configuration diagram of a regenerative oxy-fuel combustion system in a state in which a first heat storage chamber is operated in a supply mode according to an embodiment of the present invention;
4 is a configuration diagram of a regenerative oxy-fuel combustion system in a state where a second heat storage chamber is operated in a supply mode according to an embodiment of the present invention;
5 is a block diagram illustrating a signal flow by a control unit according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
The same reference numerals are used for portions having similar functions and functions throughout the drawings. Throughout the specification, when a part is connected to another part, it includes not only a case where it is directly connected but also a case where the other part is indirectly connected with another part in between. In addition, the inclusion of an element does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 축열식 순산소 연소시스템(100)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 본 발명의 기술적 사상은 산화제를 순산소로 하는 축열식 연소시스템(100)을 구성하기 위해 배가스의 일부는 연료를 예열하는데 사용하고, 나머지 배가스의 열원으로는 산소를 예열하는 데 사용하여 전체 시스템(100)의 밸런스를 맞추어 배가스의 열원을 효율적으로 사용하여 전체 시스템(100)의 효율을 극대화시킨 것 자체에 있는 것으로 이하의 실시예와 도면에 본 발명의 권리범위를 한정하여 해석하여서는 아니될 것이고 이러한 기술적 사상을 그대로 포함하거나 통상의 기술자가 자명하게 변경 치환할 수 있는 범위 내라면 모두 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Hereinafter, the configuration and function of the regenerative oxy-fuel combustion system 100 according to an embodiment of the present invention will be described. The technical idea of the present invention is that a part of the flue gas is used to preheat the fuel and the remaining flue gas is used to preheat the oxygen to form the regenerative combustion system 100 with oxygen as the oxidant, And the efficiency of the entire system 100 is maximized by using the heat source of the exhaust gas efficiently by adjusting the balance of the exhaust gas and the exhaust gas of the exhaust gas. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the following embodiments and drawings, It is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

먼저, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 축열식 순산소 연소시스템(100)의 구성을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 축열식 순산소 연소시스템(100)은 2개의 연소노즐(11)을 갖는 연소실(10), 연소노즐(11) 각각에 연결된 2개의 축열실(20)(제1축열실(좌측), 제2축열실(우측))을 갖고 각각의 축열실(20)은 연료가 예열되는 연료예열용 축열부(22)와 산소가 예열되는 산소예열용 축열부(21)를 구비하며, 산소공급수단, 연료공급수단(30) 등을 포함하고 있음을 알 수 있다. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a regenerative oxy-fuel combustion system 100 according to an embodiment of the present invention. 1, a regenerative oxyfuel combustion system 100 according to an embodiment of the present invention includes a combustion chamber 10 having two combustion nozzles 11, two storage heaters (not shown) connected to each of the combustion nozzles 11, Each of the regenerative bins 20 has a chamber 20 (a first regenerative chamber (left side) and a second regenerative chamber (right side)). Each regenerative chamber 20 has a fuel preheat storage portion 22 where fuel is preheated and oxygen preheat And includes a heat storage portion 21, and includes oxygen supply means, fuel supply means 30, and the like.

본 발명의 일실시예에 따른 연소실(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 산소와 연료가 분사되어 연소가 발생되는 공간으로 일측과 타측 각각에 연소노즐(11)을 구비하고 있음을 알 수 있다. 각각의 연소노즐(11)에는 산소분사부와 연료분사부가 구비되며, 공급모드인 연소노즐(11)에서는 산소분사부와 연료분사부에서 산소와 연료가 연소실(10) 내부로 분사되게 된다. 그리고, 축열모드인 연소노즐(11)은 연소실(10) 내에서 발생된 배가스 일부가 산소분사부와 연료분사부를 통해 축열모드인 축열실(20)로 유입되게 된다. As shown in FIG. 1, the combustion chamber 10 according to the embodiment of the present invention includes combustion nozzles 11 on one side and the other side, respectively, as a space in which oxygen and fuel are injected and combustion is generated therein Able to know. Each combustion nozzle 11 is provided with an oxygen injection part and a fuel injection part. In the combustion nozzle 11 as a supply mode, oxygen and fuel are injected into the combustion chamber 10 in the oxygen injection part and the fuel injection part. A part of the exhaust gas generated in the combustion chamber 10 flows into the heat storage chamber 20, which is a heat storage mode, through the oxygen injection part and the fuel injection part.

또한 본 발명의 일실시예에 따른 축열실(20)은 2개가 구비되며 도 1을 기준으로 좌측에 구비된 것을 제1축열실, 우측에 구비된 것을 제2축열실로 지칭할 때, 제1축열실이 공급모드인 경우, 제2축열실은 축열모드가 되고, 제1축열실이 축열모드인 경우, 제2축열실은 공급모드가 되게 된다. 반면, 제2축열실이 공급모드인 경우, 제1축열실은 축열모드가 되고, 제2축열실이 축열모드인 경우, 제1축열실은 공급모드가 되게 된다. In addition, when two heat storage chambers 20 according to an embodiment of the present invention are provided, the first heat storage chamber provided on the left side of FIG. 1 and the second heat storage chamber provided on the right side of FIG. When the yarn is in the supply mode, the second storage chamber is in the storage mode, and when the first storage chamber is in the storage mode, the second storage chamber becomes the supply mode. On the other hand, when the second storage chamber is in the supply mode, the first storage chamber is in the storage mode, and when the second storage chamber is in the storage mode, the first storage chamber is in the supply mode.

이러한 축열실(20)은 통상의 축열실(20)과 같이 내부는 축열체로 구성되고, 이러한 축열체는 세라믹 재질의 구형체 또는 하니컴 도는 다공체로 충진되어 구성될 수 있다. 이러한 축열실(20)은 축열모드인 경우 연소실(10)에서 발생된 배가스 일부가 축열모드인 연소노즐(11)을 통해 유입되어 배가스의 열원을 받아 가열되게 되고, 공급모드인 경우, 산소공급수단에 의해 산소가 유입되어 산소가 예열되게 된다. Such a heat storage room 20, like the ordinary heat storage room 20, is constituted by a heat storage body, and such heat storage body can be formed by filling a spherical body of ceramic material or a honeycomb or porous body. In the heat accumulation chamber 20, a part of the exhaust gas generated in the combustion chamber 10 flows through the combustion nozzle 11, which is a heat storage mode, and is heated by receiving the heat source of the exhaust gas. So that oxygen is preheated.

본 발명의 일실시예에 따른 축열실(20) 각각은 도 1에 도시된 바와 같이, 공급모드시에 연료공급수단(30)에 의해 연료가 유입되어 연료를 예열시키고, 축열모드시 배가스 일부가 유입되어 축열되는 연료예열용 축열부(22)를 구비하고, 또한, 공급모드시 산소공급수단에 의해 산소가 유입되어 산소를 예열시키며 축열모드시 나머지 배가스가 유입되어 축열되는 산소예열용 축열부(21)를 구비하고 있음 알 수 있다. As shown in FIG. 1, each of the heat storage chambers 20 according to the embodiment of the present invention is configured such that the fuel is introduced by the fuel supply means 30 in the supply mode to preheat the fuel, And an oxygen preheating heat storage unit (22) for preheating the oxygen by the oxygen supply means in the supply mode and flowing the remaining exhaust gas in the heat storage mode, 21).

그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 제1스위치(60)는 도 1에 도시된 바와 같이, 연료예열용 축열부(22) 각각과 연료공급수단(30)에 구비되어 연료를 공급모드인 축열실(20)의 연료예열용 축열부(22)로 유입시키고 축열모드인 축열실(20)의 연료예열용 축열부(22)로는 공급되지 않도록 한다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 제2스위치(70)는 산소공급수단와 산소예열용 축열부(21) 각각을 연결하는 관에 구비되어 산소를 공급모드인 축열실(20)의 산소예열용 축열부(21)로 공급하게 유도하고, 산소를 축열모드인 축열실(20)의 산소예열용 축열부(21)로는 공급되지 않도록 한다. 1, the first switch 60 according to an embodiment of the present invention is provided in each of the heat storage units 22 for fuel preheating and the fuel supply unit 30, And is not supplied to the fuel preheating heat storage section 22 of the heat storage chamber 20 in the heat storage mode. The second switch 70 according to an embodiment of the present invention is provided in a pipe connecting each of the oxygen supply means and the oxygen heat preheating storage unit 21 and is used for oxygen preheating of the regenerator 20, The oxygen is supplied to the heat storage unit 21 and oxygen is not supplied to the oxygen heat storage unit 21 of the heat storage chamber 20 in the heat storage mode.

또한, 제1절환밸브(51)는 연료예열용 축열부(22) 사이를 연결하는 관에 구비되어 축열실(20)의 모드를 변경시키게 되고, 축열모드인 연료예열용 축열부(22)에서 토출된 배가스를 공급모드인 연료예열용 축열부(22)에 유입시키지 않고 외부로 배출시키도록 유도하게 된다. 그리고, 제2절환밸브(52)는 산소예열용 축열부(21) 사이를 연결하는 관에 구비되어 축열실(20)의 모드를 변경시키게 되고, 축열모드인 산소예열용 축열부(21)에서 토출된 배가스를 공급모드인 산소예열용 축열부(21)에 유입시키지 않고 외부로 배출시키도록 유도하게 된다.
The first switching valve 51 is provided in a pipe connecting between the fuel preheating heat storage sections 22 to change the mode of the heat storage chamber 20. The first switching valve 51 changes the mode of the heat storage chamber 20 from the heat storage section 22 for fuel preheating, The discharged exhaust gas is guided to be discharged to the outside without flowing into the fuel preheating storage portion 22 in the supply mode. The second switching valve 52 is provided in a pipe connecting between the oxygen heat preheating section 21 to change the mode of the heat regenerating chamber 20 and the oxygen heat preheating section 21 The discharged exhaust gas is guided to be discharged to the outside without flowing into the oxygen heat preheating storage unit 21 as the supply mode.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 축열식 순산소 연소방법에 대해 설명하도록 한다. 이러한 연소방법은 앞서 언급한 본 발명의 일실시예에 따른 축열식 순산소 연소시스템(100)을 이용한 것이다. 먼저, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 축열식 연소방법의 흐름도를 도시한 것이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제1축열실이 공급모드로 작동되는 상태의 축열식 순산소 연소시스템(100)의 구성도를 도시한 것이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제2축열실이 공급모드로 작동되는 상태의 축열식 순산소 연소시스템(100)의 구성도를 도시한 것이다. Hereinafter, a regenerative oxy-fuel combustion method according to an embodiment of the present invention will be described. This combustion method uses the regenerative oxy-fuel combustion system 100 according to the embodiment of the present invention described above. 2 is a flowchart illustrating a regenerative combustion method according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram of a regenerative oxy-fuel combustion system 100 in a state where a first heat storage chamber is operated in a supply mode according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram illustrating a regenerative oxy-fuel combustion system 100 in a state where a second heat storage chamber is operated in a supply mode according to an embodiment of the present invention.

먼저, 산소공급수단에 의해 산소가 제1스위치(60)에 의해 공급모드인 축열실(20)의 산소예열용 축열부(21)를 통과하며 예열되게 된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 예를 들어 제1축열실(도 3을 기준으로 좌측에 구비된 축열실(20))과 제1축열실과 연결된 연소노즐(11)이 공급모드이고, 제2축열실과 제2축열실에 연결된 연소노즐(11)이 축열모드로 작동되는 경우, 2개의 제2스위치(70) 중 좌측(도 3 기준)에 구비된 제2스위치(70)는 개방되게 되고, 우측에 구비된 제2스위치(70)는 닫히게 된다. 따라서 제2스위치(70)에 의해 산소공급수단에 의해 공급되는 산소는 제2축열실로 유입되지 않고, 제1축열실의 산소예열용 축열부(21)로 공급되게 된다. 제1축열실의 산소예열용 축열부(21)로 공급된 산소는 제1축열실을 통과하면서, 예열되게 된다. First, oxygen is preheated by the first switch 60 through the oxygen preheating storage portion 21 of the regenerator 20 in the supply mode by the oxygen supply means. As shown in Fig. 3, for example, the first regenerative chamber (the regenerative chamber 20 provided on the left side with reference to Fig. 3) and the combustion nozzle 11 connected to the first regenerative chamber are in the supply mode, When the combustion nozzle 11 connected to the seal and the second heat storage chamber is operated in the heat storage mode, the second switch 70 provided on the left side (reference in FIG. 3) of the two second switches 70 is opened, So that the second switch 70 provided in the second switch 70 is closed. Therefore, the oxygen supplied by the oxygen supply means by the second switch 70 is not supplied to the second regenerating chamber, but is supplied to the oxygen preheating storage portion 21 of the first regenerating chamber. The oxygen supplied to the oxygen preheating storage portion 21 of the first regenerating chamber is preheated while passing through the first regenerating chamber.

그리고, 연료공급수단(30)에서 공급되는 연료는 공급모드인 제1축열실의 연료예열용 축열부(22)로 유입되어 연료가 예열되게 된다(S1). 제1스위치(60)의 작동에 의해 연료공급수단(30)에서 공급되는 연료는 제1축열실의 연료예열용 축열부(22)로만 유입되고, 제2축열실의 연료예열용 축열부(22)로는 유입되지 않게 된다. 즉, 제1스위치(60)는 도 3에 도시된 바와 같이, 좌측에 위치하는 제1스위치(60)는 개방되며, 우측에 위치하는 제1스위치(60)는 닫히게 되면서, 연료공급수단(30)에서 토출된 연료가 축열모드인 제2축열실의 연료예열용 축열부(22)로 유입되지 않고, 공급모드인 제1축열실의 연료예열용 축열부(22)로 유입되도록 유도되게 된다. The fuel supplied from the fuel supply means 30 flows into the heat storage portion 22 for preheating the fuel in the first heat storage chamber in the supply mode, and the fuel is preheated (S1). The fuel supplied from the fuel supply means 30 by the operation of the first switch 60 flows only into the fuel preheating storage portion 22 of the first heat storage chamber and flows into the fuel preheating storage portion 22 of the second heat storage chamber ). 3, the first switch 60 located on the left side is opened and the first switch 60 located on the right side is closed, and the fuel supply means 30 Is introduced into the fuel preheating storage portion 22 of the first heat storage chamber in the supply mode without flowing into the fuel preheating storage portion 22 of the second heat storage chamber in the heat storage mode.

그리고, 예열된 산소와 예열된 연료는 모두 공급모드인 연소노즐(11)로 공급되게 되고(S2), 연소실(10) 내로 분사된 산소와 연료가 연소되게 된다(S3). 연소실(10) 내에 연소에 의해 발생된 배가스 일부는 축열모드인 연소노즐(11)(우측에 구비된 연소노즐(11))의 연료분사부를 통해 축열모드인 제2축열실의 연료예열용 축열부(22) 유입되고, 나머지 배가스는 축열모드인 연소노즐(11)의 산소분사부를 거쳐 제2축열실의 산소예열용 축열부(21)로 유입되게 된다(S4). 따라서 일부배가스는 제2축열실의 연료예열용 축열부(22)를 통과하면서 연료예열용 축열부(22)를 가열하고 제2축열실의 연료예열용 축열부(22)를 통과한 배가스는 제1절환밸브(51)를 거쳐 외부로 배출되게 된다. Both the preheated oxygen and the preheated fuel are supplied to the combustion nozzle 11 in the supply mode (S2), and the oxygen and the fuel injected into the combustion chamber 10 are burned (S3). A part of the exhaust gas generated by the combustion in the combustion chamber 10 flows through the fuel injection portion of the combustion nozzle 11 (the combustion nozzle 11 provided on the right side) in the heat storage mode to the fuel preheating heat storage portion (22), and the remaining exhaust gas flows into the oxygen heat preheating section (21) of the second heat storage chamber through the oxygen injection section of the combustion nozzle (11) in the heat storage mode (S4). Therefore, some of the exhaust gas passes through the fuel preheating heat storage portion 22 of the second heat storage chamber and heats the heat storage portion 22 for fuel preheating, and the exhaust gas that has passed through the fuel heat storage heat storage portion 22 of the second heat storage chamber 1 switching valve 51 to the outside.

나머지 배가스는 제2축열실의 산소예열용 축열부(21)를 통화하면서 제2축열실의 산소예열용 축열부(21)를 가열하고, 제2축열실의 산소예열용 축열부(21)를 통과한 배가스는 제2절환밸브(52)를 거쳐 외부로 배출되게 된다. 제1절환밸브(51) 및 제2절환밸브(52)는 제2축열실에서 토출된 배가스를 제1축열실로 유입되지 않도록 유도하고 이러한 배가스를 외부로 배출시키게 한다. The remaining exhaust gas heats the oxygen preheating storage portion 21 of the second storage room while talking to the oxygen preheating storage portion 21 of the second storage room and the oxygen preheating storage portion 21 of the second storage room The discharged flue gas is discharged to the outside through the second switching valve (52). The first switching valve (51) and the second switching valve (52) guide the exhaust gas discharged from the second accumulator chamber to not flow into the first accumulator chamber and discharge the exhaust gas to the outside.

이러한 과정에서 제1온도측정수단(81)은 축열실(20) 내부의 온도를 실시간으로 측정하고, 제2온도측정수단(82)이 연소실(10)의 온도를 실시간으로 측정하게 된다(S5). 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제어부(90)에 의한 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. In this process, the first temperature measuring means 81 measures the temperature inside the regenerator 20 in real time, and the second temperature measuring means 82 measures the temperature of the combustion chamber 10 in real time (S5) . 5 is a block diagram showing a signal flow by the control unit 90 according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(90)는 제1온도측정수단(81)과 제2온도측정수단(82)에서 측정된 데이터를 실시간으로 전송받게 되고, 이러한 측정데이터를 기반으로 하여 시스템(100)을 제어하게 된다. 즉, 측정된 데이터를 기반으로 하여 연료공급수단(30)을 제어하여 연료예열용 축열부(22)로 공급되는 연료의 유량을 조절하고, 측정된 데이터를 기반으로 하여 산소공급수단을 제어하여 산소예열용 축열부(21)로 공급되는 산소의 유량을 조절하게 된다. 5, the control unit 90 receives data measured by the first temperature measuring unit 81 and the second temperature measuring unit 82 in real time, and based on the measured data, 100). That is, the fuel supply means 30 is controlled based on the measured data to adjust the flow rate of the fuel supplied to the fuel storage preheating unit 22, and the oxygen supply means is controlled based on the measured data, The flow rate of oxygen supplied to the preheating storage portion 21 is controlled.

또한, 제어부(90)는 연소실(10) 내부에서 발생된 배가스의 온도와 관련하여 유량조절부(83)를 제어하여 연소실(10)에서 제2축열실의 연료예열용 축열부(22)로 공급되는 배가스의 유량을 조절하게 된다(S6). The control unit 90 controls the flow rate control unit 83 in relation to the temperature of the flue gas generated in the combustion chamber 10 and supplies it to the fuel preheating storage unit 22 of the second heat storage chamber in the combustion chamber 10 The flow rate of the exhaust gas is controlled (S6).

또한, 제1온도측정수단(81)에서 측정된 축열실(20)의 온도값을 기반으로 하여 제어부(90)는 모드를 변경할지 여부를 판단하게 되고(S7), 축열실(20)의 모드를 변경하고자 하는 경우 제어부(90)는 제1스위치(60)와 제2스위치(70), 제1절환밸브(51) 및 제2절환밸브(52)를 작동시켜(S8) 축열실(20)과 연소노즐(11)의 모드를 변경하게 된다(S9). The control unit 90 determines whether to change the mode based on the temperature value of the regenerative chamber 20 measured by the first temperature measuring means 81 The control unit 90 activates the first switch 60 and the second switch 70, the first switching valve 51 and the second switching valve 52 (S8) to regenerate the heat storage chamber 20, And the mode of the combustion nozzle 11 are changed (S9).

즉, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1축열실을 축열모드로 전환하고, 제2축열실을 공급모드로 전환하게 되는 경우, 좌측에 구비된 제1스위치(60)가 닫히고 우측에 구비된 제1스위치(60)가 개방되게 되어 연료공급수단(30)에서 토출된 연료가 제2축열실의 연료예열용 축열부(22)로 공급되고, 좌측에 구비된 제2스위치(70)가 닫히고, 우측에 구비된 제2스위치(70)가 개방되게 되면서, 산소공급수단에 의해 공급되는 산소가 제2축열실의 산소예열용 축열부(21)로 공급되게 된다. 또한, 제1절환밸브(51) 및 제2절환밸브(52)의 방향이 전환되면서, 제1축열실에서 토출된 배가스가 제2축열실로 유입되지 않고 외부로 배출되도록 작동된다. 3 and 4, when the first regenerative chamber is switched to the heat storage mode and the second regenerative chamber is switched to the supply mode, the first switch 60 provided on the left side is closed and the right side The fuel discharged from the fuel supply means 30 is supplied to the fuel preheating storage portion 22 of the second accumulator chamber and the second switch 70 And the second switch 70 provided on the right side is opened so that the oxygen supplied by the oxygen supplying means is supplied to the oxygen preheating storage portion 21 of the second regenerating chamber. In addition, the direction of the first switching valve 51 and the second switching valve 52 is switched so that the exhaust gas discharged from the first regenerating chamber is operated to be discharged to the outside without flowing into the second regenerating chamber.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 제2스위치(70) 중 우측(도 4 기준)에 구비된 제2스위치(70)는 개방되게 되고, 좌측에 구비된 제2스위치(70)는 닫히게 된다. 따라서 제2스위치(70)에 의해 산소공급수단에 의해 공급되는 산소는 제1축열실의 산소예열용 축열부(21)로 유입되지 않고, 제2축열실의 산소예열용 축열부(21)로 공급되게 된다. 제2축열실의 산소예열용 축열부(21)로 공급된 산소는 제2축열실의 산소예열용 축열부(21)를 통과하면서, 예열되게 된다. 4, the second switch 70 provided on the right side of the two second switches 70 is opened, and the second switch 70 provided on the left side is opened Closed. Therefore, the oxygen supplied by the oxygen supply means by the second switch 70 does not flow into the oxygen preheating storage portion 21 of the first regenerating chamber but flows into the oxygen preheating storage portion 21 of the second regenerating chamber . Oxygen supplied to the oxygen storage preheating section 21 of the second storage storage chamber is preheated while passing through the oxygen storage preheating section 21 of the second storage storage chamber.

그리고, 연료공급수단(30)에서 공급되는 연료는 공급모드인 제2축열실의 연료예열용 축열부(22)로 유입되어 연료가 예열되게 된다. 제1스위치(60)의 작동에 의해 연료공급수단(30)에서 공급되는 연료는 제2축열실의 연료예열용 축열부(22)로만 유입되고, 제1축열실의 연료예열용 축열부(22)로는 유입되지 않게 된다. 즉, 제1스위치(60)는 도 4에 도시된 바와 같이, 좌측에 위치하는 제1스위치(60)는 닫히게 되며, 우측에 위치하는 제1스위치(60)는 개방 되면서, 연료공급수단(30)에서 토출된 연료가 축열모드인 제1축열실의 연료예열용 축열부(22)로 유입되지 않고, 공급모드인 제2축열실의 연료예열용 축열부(22)로 유입되도록 유도되게 된다. The fuel supplied from the fuel supply means 30 flows into the heat storage portion 22 for preheating the fuel in the second heat storage chamber in the supply mode, so that the fuel is preheated. The fuel supplied from the fuel supply means 30 by the operation of the first switch 60 flows only into the fuel preheating storage portion 22 of the second heat storage chamber and is supplied to the fuel preheating storage portion 22 of the first heat storage chamber ). 4, the first switch 60 located on the left side is closed and the first switch 60 located on the right side is opened, and the fuel supply means 30 Is introduced into the fuel preheating heat storage unit 22 of the second heat storage chamber in the supply mode without flowing into the fuel preheating heat storage unit 22 of the first heat storage chamber in the heat storage mode.

그리고, 예열된 산소와 예열된 연료는 모두 공급모드인 연소노즐(11)(제2축열실과 연결된 연소노즐(11))로 공급되게 되고, 연소실(10) 내로 분사된 산소와 연료가 연소되게 된다. 연소실(10) 내에 연소에 의해 발생된 배가스 일부는 축열모드인 연소노즐(11)(도 4에서 좌측에 구비된 연소노즐(11))의 연료분사부를 통해 축열모드인 제1축열실의 연료예열용 축열부(22)로 유입되고, 나머지 배가스는 축열모드인 연소노즐(11)의 산소분사부를 거쳐 제1축열실의 산소예열용 축열부(21)로 유입되게 된다. 따라서 일부배가스는 제1축열실의 연료예열용 축열부(22)를 통과하면서 연료예열용 축열부(22)를 가열하고 제1축열실의 연료예열용 축열부(22)를 통과한 배가스는 제1절환밸브(51)를 거쳐 외부로 배출되게 된다. Both the preheated oxygen and the preheated fuel are supplied to the combustion nozzle 11 (the combustion nozzle 11 connected to the second regenerator) in the supply mode, and the oxygen and the fuel injected into the combustion chamber 10 are burned . A part of the exhaust gas generated by the combustion in the combustion chamber 10 flows through the fuel injection portion of the combustion nozzle 11 (the combustion nozzle 11 provided on the left side in FIG. 4) in the heat storage mode to the fuel preheating And the remaining exhaust gas flows into the oxygen heat preheating section 21 of the first heat storage chamber through the oxygen injection section of the combustion nozzle 11 in the heat storage mode. Therefore, some of the exhaust gas passes through the fuel preheating heat storage section 22 of the first heat storage chamber and heats the heat storage section 22 for fuel preheating, and the exhaust gas passing through the fuel heat storage heat storage section 22 of the first heat storage chamber 1 switching valve 51 to the outside.

나머지 배가스는 제1축열실의 산소예열용 축열부(21)를 통화하면서 제1축열실의 산소예열용 축열부(21)를 가열하고, 제1축열실의 산소예열용 축열부(21)를 통과한 배가스는 제2절환밸브(52)를 거쳐 외부로 배출되게 된다. 제1절환밸브(51) 및 제2절환밸브(52)는 제1축열실에서 토출된 배가스를 제2축열실로 유입되지 않도록 유도하고 이러한 배가스를 외부로 배출시키게 한다. The remaining exhaust gas heats the oxygen preheating storage portion 21 of the first storage room while talking to the oxygen preheating storage portion 21 of the first storage room to cool the oxygen preheating storage portion 21 of the first storage room The discharged flue gas is discharged to the outside through the second switching valve (52). The first switching valve (51) and the second switching valve (52) guide the exhaust gas discharged from the first heat storage chamber into the second heat storage chamber and discharge the exhaust gas to the outside.

이러한 과정에서도 제1온도측정수단(81)은 축열실(20) 내부의 온도를 실시간으로 측정하고, 제2온도측정수단(82)이 연소실(10)의 온도를 실시간으로 측정하게 된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(90)는 제1온도측정수단(81)과 제2온도측정수단(82)에서 측정된 데이터를 실시간으로 전송받게 되고, 이러한 측정데이터를 기반으로 하여 시스템(100)을 제어하게 된다. 즉, 측정된 데이터를 기반으로 하여 연료공급수단(30)을 제어하여 연료예열용 축열부(22)로 공급되는 연료의 유량을 조절하고, 측정된 데이터를 기반으로 하여 산소공급수단을 제어하여 산소예열용 축열부(21)로 공급되는 산소의 유량을 조절하게 된다. The first temperature measuring means 81 measures the temperature inside the regenerator 20 in real time and the second temperature measuring means 82 measures the temperature of the combustion chamber 10 in real time. 5, the control unit 90 receives data measured by the first temperature measuring unit 81 and the second temperature measuring unit 82 in real time, and based on the measured data, 100). That is, the fuel supply means 30 is controlled based on the measured data to adjust the flow rate of the fuel supplied to the fuel storage preheating unit 22, and the oxygen supply means is controlled based on the measured data, The flow rate of oxygen supplied to the preheating storage portion 21 is controlled.

또한, 제어부(90)는 연소실(10) 내부에서 발생된 배가스의 온도와 관련하여 유량조절부(83)를 제어하여 연소실(10)에서 제2축열실의 연료예열용 축열부(22)로 공급되는 배가스의 유량을 조절하게 된다. 또한, 제1온도측정수단(81)에서 측정된 축열실(20)의 온도값을 기반으로 하여 제어부(90)는 모드를 변경할지 여부를 판단하게 되고, 축열실(20)의 모드를 변경하고자 하는 경우 제어부(90)는 제1스위치(60)와 제2스위치(70), 제1절환밸브(51) 및 제2절환밸브(52)를 작동시켜 축열실(20)과 연소노즐(11)의 모드를 변경하게 된다. The control unit 90 controls the flow rate control unit 83 in relation to the temperature of the flue gas generated in the combustion chamber 10 and supplies it to the fuel preheating storage unit 22 of the second heat storage chamber in the combustion chamber 10 Thereby controlling the flow rate of the exhaust gas. The control unit 90 determines whether to change the mode based on the temperature value of the regenerative chamber 20 measured by the first temperature measurement means 81. When the mode of the regenerative chamber 20 is changed The control unit 90 operates the first switch 60 and the second switch 70, the first switching valve 51 and the second switching valve 52 to operate the regenerative chamber 20 and the combustion nozzle 11, The mode of FIG.

10:연소실
11:연소노즐
20:축열실
21:산소예열용 축열부
22:연료예열용 축열부
30:연료공급수단
51:제1절환밸브
52:제2절환밸브
60:제1스위치
70:제2스위치
81:제1온도측정수단
82:제2온도측정수단
83:유량조절부
90:제어부
100:축열식 순산소 연소시스템10: Combustion chamber
11: Combustion nozzle
20: Regenerator
21: Oxygen preheating heat storage part
22: Heat storage portion for fuel preheating
30: fuel supply means
51: first switching valve
52: Second switching valve
60: first switch
70: second switch
81: first temperature measuring means
82: second temperature measuring means
83:
90:
100: Regenerative Oxyfuel Combustion System

Claims

In the oxy-fuel combustion system,
A combustion chamber in which a combustion nozzle having an oxygen injection portion and a fuel injection portion is provided on one side and the other side, respectively; And
The exhaust gas generated in the combustion chamber in the heat accumulation mode flows into the oxygen preheating heat storage unit and the fuel preheating heat storage unit and is supplied to the oxygen preheating heat storage unit and the fuel preheating heat storage unit, The oxygen is introduced into the oxygen preheating storage portion to preheat the oxygen and supply the preheated oxygen to the oxygen atomizing portion of the combustion nozzle so that the fuel flows into the heat storage portion for preheating the fuel to preheat the fuel, And a regenerative chamber for supplying the fuel to the fuel injection unit of the nozzle.

The method according to claim 1,
Wherein the regenerative chamber includes a first regenerative chamber connected to one side of the combustion chamber and a second regenerative chamber connected to the other side of the combustion chamber, and the second regenerative chamber operates in a regenerative mode when the first regenerative chamber is in the supply mode, Mode, the second regenerative chamber is operated in the supply mode.

3. The method of claim 2,
Oxygen supply means for supplying oxygen to the oxygen storage heater for preheating the heat storage chamber in the supply mode; And
And fuel supply means for supplying fuel to the heat storage portion for fuel preheating of the regenerative chamber in a supply mode.

The method of claim 3,
And a first switching valve provided in a pipe connecting the fuel preheating storage portion of the first regenerating chamber and the fuel preheating storage portion of the second regenerating chamber to change the mode. system.

5. The method of claim 4,
And a second switching valve provided in a pipe connecting the oxygen preheating storage portion of the first regenerating chamber and the oxygen preheating storage portion of the second regenerating chamber to change the mode. system.

6. The method of claim 5,
The first switching valve is configured to discharge the exhaust gas discharged from the heat storage unit for fuel preheating, which is a heat storage mode, to the outside without flowing into the heat storage unit for fuel preheating, which is a supply mode,
Wherein the second switching valve is configured to discharge the exhaust gas discharged from the heat storage unit for oxygen preheating, which is a heat storage mode, to the outside without flowing into the heat storage unit for oxygen preheating, which is a supply mode.

The method according to claim 6,
And a pipe connecting the fuel supply means and the fuel preheating heat storage portion of the regenerative heat storage chamber in a supply mode, and a pipe connecting the fuel supply means and the fuel heat storage heat storage portion of the regenerative heat storage chamber, Further comprising a first switch for guiding the supply of fuel to the heat storage portion for fuel preheating of the regenerative chamber which is a mode of the regenerative oxyfuel combustion system.

8. The method of claim 7,
A pipe for connecting between the oxygen supply means and the oxygen preheating storage portion of the regenerating chamber in a supply mode, and a pipe for connecting between the oxygen supply means and the oxygen preheating storage portion of the regenerating chamber, Further comprising a second switch for guiding the supply of oxygen to the heat storage portion for oxygen preheating of the regenerative chamber, which is a mode of the regenerative oxyfuel combustion system.

9. The method of claim 8,
A pipe for connecting between the combustion chamber and the heat storage portion for fuel preheating in the first regenerating chamber and a tube for connecting between the combustion chamber and the heat storage portion for fuel preheating in the second regenerating chamber, Further comprising a flow rate regulator for regulating the flow rate of the exhaust gas.

10. The method of claim 9,
Further comprising first temperature measuring means for measuring in real time the internal temperature of the heat storage chamber.

11. The method of claim 10,
Further comprising a second temperature measuring means for measuring in real time the internal temperature of the combustion chamber.

12. The method of claim 11,
At least one of the first switching valve, the second switching valve, the first switch, the second switch, and the flow rate regulator is controlled based on the data measured by the first temperature measuring means and the second temperature measuring means And a controller for controlling the regeneration type oxyfuel combustion system.

Preheating the fuel by passing through the oxygen preheating storage portion of the regenerating chamber in which oxygen is supplied by the oxygen supplying means and preheating the fuel through the fuel preheating storage portion of the regenerating chamber in the supply mode by the fuel supplying means;
The preheated oxygen is supplied to the oxygen atomizing portion of the combustion nozzle in the supply mode and the preheated fuel is supplied to the fuel injecting portion of the combustion nozzle in the supply mode;
The combustion of oxygen and fuel in the combustion chamber; And
And a step of heating the regenerating chamber, which is a heat storage mode, through the fuel preheating storage portion of the heat storage chamber, which is a heat storage mode, through the heat storage portion for oxygen preheating in the heat storage chamber which is the heat storage mode Wherein the regenerative oxy-fuel combustion method comprises the steps of:

14. The method of claim 13,
A first switching valve provided in a pipe that connects the fuel preheating storage portion of the regenerating chamber in the supply mode and the heat storage portion for fuel preheating in the regenerative heat storage chamber, Further comprising the step of changing a mode of the heat storage chamber by a second switching valve provided in a pipe connecting between the heat storage unit for storing oxygen and the heat storage unit for oxygen preheating in the heat storage room which is the heat storage mode.

15. The method of claim 14,
Wherein the pre-
A pipe connecting the fuel supply means and the fuel preheating storage portion of the heat storage chamber in the supply mode and a pipe connecting the fuel supply means and the fuel heat storage heat storage portion of the heat storage chamber, 1 switch to supply the fuel to the heat storage portion for fuel preheating in the heat storage chamber which is the supply mode.

16. The method of claim 15,
A pipe for connecting between the oxygen supplying means and the oxygen preheating storage portion of the regenerating chamber in the supply mode, and a pipe for connecting the oxygen supplying means and the oxygen preheating storage portion of the regenerating chamber, 2 switch for supplying oxygen to the heat storage portion for oxygen preheating in the heat storage chamber in the supply mode.

17. The method of claim 16,
The step of heating the regenerative chamber includes:
Further comprising the step of controlling the flow rate of the exhaust gas flowing into the heat storage unit for preheating fuel.

18. The method of claim 17,
Wherein the first temperature measuring means measures the internal temperature of the regenerative chamber in real time.

19. The method of claim 18,
Wherein the second temperature measuring means measures the internal temperature of the combustion chamber in real time.

20. The method of claim 19,
The control unit may control at least one of the first switching valve, the second switching valve, the first switch, the second switch, and the flow rate adjusting unit based on the data measured by the first temperature measuring unit and the second temperature measuring unit Further comprising the step of controlling the regenerative oxy-fuel combustion method.