KR101497568B1 - 석탄 건조 장치에서의 재열증기 공급 챔버의 증기압 조절 장치 - Google Patents

석탄 건조 장치에서의 재열증기 공급 챔버의 증기압 조절 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 재열증기를 이용하여 석탄을 건조시키는 다단의 건조기에서 이송장치 위에 투입되어 이송되는 석탄에 재열증기가 일정한 분사압력이 형성되도록 증기압을 조절하여 석탄의 건조효율을 향상시키기 위한 재열증기 공급 챔버의 증기압 조절 장치에 관한 것으로, 한 쌍의 제1구동 스프로킷과 한 쌍의 제1종동 스프로킷이 일정 거리로 이격되어 각각 제1체인들로 체결되고, 제1체인들 사이에 복수의 제1이송플레이트가 힌지 결합되며, 제1구동 스프로킷과 제1종동 스프로킷 사이에 연결된 상측 제1체인 아래에 제1이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제1가이드레일이 설치되고, 제1구동 스프로킷과 제1종동 스프로킷 사이에 연결된 하측 제1체인 아래에 제1이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제2가이드레일이 설치되며, 상기 상측 제1체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제1증기챔버가 설치되고, 상기 하측 제1체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제2증기챔버가 설치되며, 상기 상측 제1체인 위에 배가스를 포집하는 제1배가스챔버가 설치되고, 상기 하측 제1체인 위에 배가스를 포집하는 제2배가스챔버가 설치된 제1석탄건조기; 및 한 쌍의 제2구동 스프로킷과 한 쌍의 제2종동 스프로킷이 일정 거리로 이격되어 각각 제2체인들로 연결되고, 제2체인들 사이에 복수의 제2이송플레이트가 힌지 결합되며, 제2구동 스프로킷과 제2종동 스프로킷 사이에 연결된 상측 제2체인 아래에 제2이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제3가이드레일이 설치되고, 제2구동 스프로킷과 제2종동 스프로킷 사이에 연결된 하측 제2체인 아래에 제2이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제4가이드레일이 설치되며, 상기 상측 제2체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제3증기챔버가 설치되고, 상기 하측 제2체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제4증기챔버가 설치되며, 상기 상측 제2체인 위에 배가스를 포집하는 제3배가스챔버가 설치되고, 상기 하측 제2체인 위에 배가스를 포집하는 제4배가스챔버가 설치된 제2석탄건조기를 포함하고, 상기 제1석탄건조기에서 1차 건조된 석탄을 제2석탄건조기로 투입시켜 2차 건조되도록 이루어진 석탄 건조 장치에 있어서, 상기 제1증기챔버, 제2증기챔버, 제3증기챔버 및 제4증기챔버 일측에 재열기에서 발생된 재열증기를 공급하는 증기공급관이 각각 연결되고, 상기 제1증기챔버, 제2증기챔버, 제3증기챔버 및 제4증기챔버 내측 상부에 복수의 증기분사공이 관통 형성된 증기분배용 타공판이 각각 설치되어 증기분사공을 통해 균일한 압력의 재열증기가 분사되도록 하되, 상기 제1이송플레이트 및 제2이송플레이트 좌우측 상단에 가드가 각각 일체 결합되고, 상기 제1이송플레이트 및 제2이송플레이트 좌우측 하단에 차폐판이 각각 일체 결합되며, 상기 제1이송플레이트 및 제2이송플레이트 하부에 설치된 증기챔버 양쪽 측벽 각각에 탄성을 갖는 증기압조절기 일측이 고정 설치되고, 상기 증기압조절기 표면이 상기 차폐판과 접촉된 상태에서 상기 제1 내지 제4증기챔버 각각으로부터 전달된 재열증기의 증기압이 일정 압력이상일 때에 증기압이 탄성을 갖는 증기압조절기를 가압하여 증기압조절기와 차폐판 사이로 재열증기가 배출되도록 이루어진 것이다. 본 발명은 다단의 석탄건조기에서 고온의 재열증기를 균일한 분사압력으로 석탄 표면과 내부까지 분사되도록 하여 화력발전소의 사용 연료인 석탄 표면과 내부에 잔존하는 수분을 제거하여 석탄의 불완전연소를 방지함으로써 석탄 열량의 향상과 공해물질의 배출을 최소화하고, 시스템의 부식방지 및 내구성을 향상시키며, 수분감소에 따른 자연발화율을 감소시키고, 석탄미분기의 분쇄능률 및 석탄의 연소 때에 발전보일러의 열분포를 향상시키며, 석탄의 이송 때에 이동 통로 막힘 현상을 해소할 수 있고, 수요가 적은 저급 석탄의 활용도를 높여 석탄 공급의 안정성을 향상시킨 것이다.

Description

석탄 건조 장치에서의 재열증기 공급 챔버의 증기압 조절 장치{Apparatus for Regulation Steam Pressure of Chamber for Supply Reheat Steam in System for Drying Coal}
본 발명은 재열증기를 이용하여 석탄을 건조하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 재열증기를 이용하여 석탄을 건조시키는 다단의 건조기에서 이송장치 위에 투입되어 이송되는 석탄에 재열증기가 일정한 분사압력이 형성되도록 증기압을 조절하여 석탄의 건조효율을 향상시키기 위한 재열증기 공급 챔버의 증기압 조절 장치에 관한 것이다.
일반적으로 석탄을 연료로 발전하는 화력발전소에서는 500MW당 대략 180톤ton/hr의 석탄을 연소하며, 미분기 1대당 대략 37ton에 상당하는 석탄을 보일러에 공급한다. 석탄을 사용하는 500MW의 화력발전소에는 대략 500ton 용량의 석탄저장소가 대략 6개가 설치되고, 그 중 5개는 정상적인 석탄의 공급이 이루어지며, 나머지 1개는 예비로 일정기간동안 사용할 수 있는 석탄을 비축하는 저탄장으로 운영된다.
더욱이 석탄을 연료로 발전하는 화력발전소에서는 석탄에 대한 표준화력 설계기준은 6,080Kcal/Kg, 10%이하의 저수분 역청탄을 사용하도록 설계되어 있다. 몇몇 화력발전소에서는 수입된 석탄을 사용하고 있는데, 그 중 일부 아역청탄의 평균 수분 함수율이 17%이상 되는 것도 있어서 보일러의 연소효율을 저하시킨다. 표준화력 연소한계가 5,400Kcal/Kg으로 사용하는 석탄의 발열량이 낮을 경우에는 연소효율의 저하로 발전량 감소와 연료소비량의 증가가 예상된다. 더욱이 고수분의 저열량탄인 아역청탄을 사용할 때에 수분함량이 설계기준보다 높아 석탄을 운반하는 이송계통이 원활하지 않고, 미분기로 석탄을 분쇄할 때에 능률의 저하, 일부 불완전 연소에 따른 연소효율의 저하, 보일러 내에서 발생되는 열 분포의 편류와 비정상 상태로 운전되는 경우도 발생한다. 그러나 화력발전소에서 연료비용의 절감을 위하여 아역청탄의 사용 비중이 대략 41~60%까지 차츰 증가하고 있는 실정이다.
또한, 세계 경기회복의 기대와 일본의 대지진에 의한 원자력발전소의 파괴로 안전문제에 직면하여 화력발전소에 대한 선호가 높아져 석탄의 수요와 가격이 지속적으로 상승할 것으로 보인다. 세계 석탄시장은 수요자에서 공급자 중심으로 환경이 변화되고 있어 안정적인 석탄의 수급이 어려운 실정이고, 고열량탄의 생산량은 현재 수준으로 유지될 전망이어서 석탄 수급의 불균형이 예상된다.
세계 석탄의 총 매장량 중에서 저열량탄은 대략 47%로 매장량은 많지만 발열량이 낮고 수분함량이 높아 연소 때에 연소 장애 등 고수분 저열량탄은 완전 연소에 어려움이 있어 시장에서 외면하고 있다. 세계적으로 근래까지 석유의 안정된 가격과 원자력발전의 저렴한 생산단가에 의지하는 경향이 높았지만, 최근 석유 가격의 급격한 상승과 원자력발전에 대한 불안감 등으로 석탄을 사용하는 화력발전의 건설이 많이 계획되고 있다.
종래에 석탄을 건조하는 기술(열적 건조)은 석탄이 투입된 원통의 쉘(Shell)을 회전시키면서 내부의 석탄입자를 고온의 가스로 건조시키는 로터리 건조방식과, 석탄을 위에서 아래로 공급하면서 고온의 건조가스를 아래에서 위로 상승시켜 건조시키는 플래쉬(Flash, Pneumatic) 건조방식과, 고온의 건조가스가 미세한 입자를 동반하여 위로 상승하면서 석탄을 건조시키는 플루이드 베드(Fluid-Bed) 건조방식이 주로 사용되었다.
석탄은 석탄입자 사이의 공극에 부착된 표면수분과 석탄 내부의 기공에 결합되는 결합수분으로 구분된다. 표면수분은 산지에서의 세척과정과 수송 및 저장 때에 살포되는 수분이 대부분을 차지하고 표면적과 흡수성에 따라 그 양이 결정되며, 입자가 작을수록 표면적이 커지고 입자와 입자 사이의 모세관이 형성되어 수분을 함유하게 되어 함수율이 커진다. 결합수분은 석탄의 생성기에 형성된 것으로 갈탄, 유연탄(역청탄, 아역청탄), 무연탄 순으로 적다. 석탄에 수분이 많으면 발열량이 낮아지고 수송비도 증가하므로 석탄의 혼합, 분쇄, 분리 등의 과정에서 수분을 제어할 필요가 있다.
더욱이 분쇄된 석탄을 다단의 건조기, 즉 재열증기를 통과시키는 복수의 관통공이 형성된 컨베이어 또는 복수로 결합된 이송플레이트를 통해 이송시키면서 건조기 아래에서 고온의 재열증기를 분사하여 석탄을 건조시키는 장치에서, 이송플레플레이트 위에 투입된 석탄에 재열증기가 균일한 압력으로 분사되지 않아 석탄에 포함된 수분을 효과적으로 건조시키지 못하는 문제가 발생된다. 이로 인하여 석탄을 건조시키기 위한 건조기의 단수나 길이를 늘려야 하고, 건조를 위한 재열증기의 공급량이 많아져 석탄 건조에 따른 비용 및 시간이 증대되는 문제가 있었다.
본 발명과 관련된 선행기술로서, 특허문헌 1은 과열증기 건조장치의 덕트 내에 석탄을 이송하는 스팀컨베이어벨트가 설치되고, 덕트에는 과열증기 공급관이 연결되며, 이송되는 석탄 위로 과열증기 분사관에서 과열증기를 분사되도록 하는 것이 개시되어 있다. 그러나 스팀컨베이어벨트 위에 투입된 석탄 표면에만 과열증기가 분사되거나 또는 석탄이 뭉쳐 있거나 밀도가 높은 부분에서는 석탄입자나 공극까지 과열증기가 효과적으로 분사되지 않아 건조 효율이 저하될 수 있는 문제가 내재되어 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1216827호(2012.12.28., 공고, 과열증기를 이용한 석탄 건조 시스템)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 화력발전소의 연료로 사용되는 석탄을 건조기로 이송시키는 동안 재열증기로 건조시키는 석탄 건조 장치에서 건조기에 투입된 석탄이 이송장치로 이송되는 동안 석탄에 균일한 압력을 갖는 재열증기가 분사되도록 함으로써 석탄을 효과적으로 건조시키기 위한 것이 목적이다.
또한, 본 발명은 석탄의 효과적인 건조로 석탄의 적정 함수율을 유지할 수 있도록 하여 석탄의 발열량을 높임으로써 화력발전소 보일러의 연소효율을 향상시켜 연료사용량을 절감하기 위한 것이 다른 목적이다.
또한, 본 발명은 석탄에 함유된 수분의 조절로 석탄의 불완전연소로 인한 환경문제를 방지할 수 있도록 하는 건조기술과 화력발전소에 적용이 가능한 기술을 제공하기 위한 것이 또 다른 목적이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 한 쌍의 제1구동 스프로킷과 한 쌍의 제1종동 스프로킷이 일정 거리로 이격되어 각각 제1체인들로 체결되고, 제1체인들 사이에 복수의 제1이송플레이트가 힌지 결합되며, 제1구동 스프로킷과 제1종동 스프로킷 사이에 연결된 상측 제1체인 아래에 제1이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제1가이드레일이 설치되고, 제1구동 스프로킷과 제1종동 스프로킷 사이에 연결된 하측 제1체인 아래에 제1이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제2가이드레일이 설치되며, 상기 상측 제1체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제1증기챔버가 설치되고, 상기 하측 제1체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제2증기챔버가 설치되며, 상기 상측 제1체인 위에 배가스를 포집하는 제1배가스챔버가 설치되고, 상기 하측 제1체인 위에 배가스를 포집하는 제2배가스챔버가 설치된 제1석탄건조기; 및 한 쌍의 제2구동 스프로킷과 한 쌍의 제2종동 스프로킷이 일정 거리로 이격되어 각각 제2체인들로 연결되고, 제2체인들 사이에 복수의 제2이송플레이트가 힌지 결합되며, 제2구동 스프로킷과 제2종동 스프로킷 사이에 연결된 상측 제2체인 아래에 제2이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제3가이드레일이 설치되고, 제2구동 스프로킷과 제2종동 스프로킷 사이에 연결된 하측 제2체인 아래에 제2이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제4가이드레일이 설치되며, 상기 상측 제2체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제3증기챔버가 설치되고, 상기 하측 제2체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제4증기챔버가 설치되며, 상기 상측 제2체인 위에 배가스를 포집하는 제3배가스챔버가 설치되고, 상기 하측 제2체인 위에 배가스를 포집하는 제4배가스챔버가 설치된 제2석탄건조기를 포함하고, 상기 제1석탄건조기에서 1차 건조된 석탄을 제2석탄건조기로 투입시켜 2차 건조되도록 이루어진 석탄 건조 장치에 있어서, 상기 제1증기챔버, 제2증기챔버, 제3증기챔버 및 제4증기챔버 일측에 재열기에서 발생된 재열증기를 공급하는 증기공급관이 각각 연결되고, 상기 제1증기챔버, 제2증기챔버, 제3증기챔버 및 제4증기챔버 내측 상부에 복수의 증기분사공이 관통 형성된 증기분배용 타공판이 각각 설치되어 증기분사공을 통해 균일한 압력의 재열증기가 분사되도록 하되, 상기 제1이송플레이트 및 제2이송플레이트 좌우측 상단에 가드가 각각 일체 결합되고, 상기 제1이송플레이트 및 제2이송플레이트 좌우측 하단에 차폐판이 각각 일체 결합되며, 상기 제1이송플레이트 및 제2이송플레이트 하부에 설치된 증기챔버 양쪽 측벽 각각에 탄성을 갖는 증기압조절기 일측이 고정 설치되고, 상기 증기압조절기 표면이 상기 차폐판과 접촉된 상태에서 상기 제1 내지 제4증기챔버 각각으로부터 전달된 재열증기의 증기압이 일정 압력이상일 때에 증기압이 탄성을 갖는 증기압조절기를 가압하여 증기압조절기와 차폐판 사이로 재열증기가 배출되도록 이루어진 석탄 건조 장치에서의 재열증기 공급 챔버의 증기압 조절 장치를 제공한 것이 특징이다.
또한, 본 발명에서, 상기 증기압조절기는 판형 또는 U자형으로 탄성을 갖는 탄성부재로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 증기압조절기는 증기챔버의 양쪽 측벽 각각에 일측이 고정된 고정판과, 상기 차폐판 저면이 표면에 접촉된 작동판과, 상기 고정판 타측과 작동판 일측에 스프링으로 탄성 지지되게 힌지 결합될 수 있다.
본 발명에 따르면, 다단의 석탄건조기에서 고온의 재열증기를 균일한 분사압력으로 석탄 표면과 내부까지 분사되도록 하여 화력발전소의 사용 연료인 석탄 표면과 내부에 잔존하는 수분을 제거하여 석탄의 불완전연소를 방지함으로써 석탄 열량의 향상과 공해물질의 배출을 최소화하고, 시스템의 부식방지 및 내구성을 향상시키며, 수분감소에 따른 자연발화율을 감소시키고, 석탄미분기의 분쇄능률 및 석탄의 연소 때에 발전보일러의 열분포를 향상시키며, 석탄의 이송 때에 이동 통로 막힘 현상을 해소할 수 있고, 수요가 적은 저급 석탄의 활용도를 높여 석탄 공급의 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 고열량탄에 비하여 가격이 저렴한 저열량탄의 사용이 가능하고, 석탄 수입량 감소로 연료비 및 원가를 절감할 수 있고, 석탄 소비량을 상대적으로 줄일 수 있어 연소가스로부터 발생되는 폐기물 및 오염물질 배출의 저감과 이산화탄소 감축할 수 있는 효과를 누릴 수 있으며, 해외기술의 대체효과와 설비의 해외 수출 등의 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 석탄 건조 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 석탄 건조 장치의 정면을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 석탄 건조 장치의 측면을 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 석탄 건조 장치에서의 재열증기 공급 챔버에 증기압 조절 장치가 설치된 주요 부분을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 실시 예로, 석탄 건조 장치에서의 재열증기 공급 챔버에 증기압 조절 장치가 설치된 것을 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 석탄 건조 장치에서의 재열증기 공급 챔버의 증기압 조절 장치가 설치된 석탄 건조 장치를 나타낸 측면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 석탄 건조 장치에서의 재열증기 공급 챔버의 증기압 조절 장치가 설치된 석탄 건조 장치를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 다른 실시 예로, 석탄 건조 장치에서의 재열증기 공급 챔버에 증기압 조절 장치가 설치된 것을 나타낸 사시도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 석탄 건조 장치에서의 재열증기 공급 챔버의 증기압 조절 장치가 설치된 석탄 건조 장치를 나타낸 측면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 또 다른 실시 예로, 석탄 건조 장치에서의 재열증기 공급 챔버에 증기압 조절 장치가 설치된 것을 나타낸 사시도이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명에 따른 석탄 건조 장치에서의 재열증기 공급 챔버의 증기압 조절 장치가 설치된 석탄 건조 장치를 나타낸 측면도이다.
이하, 본 발명에 따른 석탄 건조 장치에서의 재열증기 공급 챔버의 증기압 조절 장치에 관한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 컨베이어나 이송플레이트 등의 이송장치를 이용하여 석탄을 이송시키면서 건조시킬 때에 복수의 통공이 관통 형성된 이송장치 위에 투입된 일정의 함수률을 갖는 석탄에 균일한 압력의 재열증기를 분사하여 석탄의 건조효과를 높이도록 한 것이다. 더욱이 재열증기를 공급하는 증기챔버는 석탄 건조 장치의 이송장치 하부에 설치되어 미분된 석탄이 이송장치로 이송되는 동안 재열기에서 발생되어 공급되는 고온의 재열증기를 일정한 압력으로 분사하여 석탄을 건조시키는 것이다.
도 1에서, 저탄장(200)은 화력발전소의 보일러 연료로 사용하기 위한 석탄을 보관 및 저장하는 곳이다. 석탄은 표면 수분과 내부 수분이 포함되어 있다. 더욱이 저탄장(200)에 저장된 석탄은 주기적으로 물을 뿌려 석탄가루의 비산을 방지하고 있다. 저탄장(200)에 저장된 석탄은 컨베이어시스템 등의 이송수단을 통해 석탄 건조 장치(100)로 이송된다. 이때, 수분이 제거되지 않은 저탄장(10)의 석탄을 석탄 건조 장치와 연결된 건조용 석탄 공급탱크(300)로 옮겨 저장할 수 있을 것이다. 그리고 석탄 공급탱크(300)에 저장된 석탄은 석탄 정량공급기(400)에서 일정량으로 석탄 건조 장치(100)에 공급되도록 한다. 석탄 건조 장치(100)는 복층으로 설치된 제1석탄건조기(110)와 제2석탄건조기(140)를 거쳐 배출되는 석탄을 자연 건조시키기 위한 제3석탄건조기(170)가 포함된다. 제1석탄건조기(110)와 제2석탄건조기(140)는 대략 동일한 구조로 이루어져 있다. 제3석탄건조기(170)를 거치면서 자연 건조된 석탄은 건조석탄 저장조(600)에 저장되었다가 화력발전소(700)의 보일러 연료로 공급된다.
도 2 및 도 3에서, 본 발명에 따른 석탄 건조 장치에서의 재열증기를 공급하는 증기챔버가 설치된 석탄 건조 장치(100)의 예를 나타낸 것이다. 석탄 건조 장치(100)는 석탄 정량공급기(400)에서 투입된 석탄을 다단의 건조기, 즉 제1석탄건조기(110)와, 제1석탄건조기에서 건조된 석탄을 2차 건조시키는 제2석탄건조기(140), 그리고 제2석탄건조기에서 건조된 석탄을 자연 건조시킨 후 건조석탄 저장조(600)로 공급하는 제3석탄건조기(170)을 포함한다.
제1석탄건조기(110)은 한 쌍의 제1구동 스프로킷(111)과 한 쌍의 제1종동 스프로킷(112)가 일정 거리로 이격되어 각각 제1체인(113)들로 체결되고, 제1체인(113)들 사이에 복수의 제1이송플레이트(114)가 힌지 결합되며, 제1구동 스프로킷(111)과 제1종동 스프로킷(112) 사이에 연결된 상측 제2체인(143) 아래에 제1이송플레이트(114)를 수평 지지하는 한 쌍의 제1가이드레일(115)이 설치되고, 제1구동 스프로킷(111)과 제1종동 스프로킷(112) 사이에 연결된 하측 제1체인(113) 아래에 제1이송플레이트(114)를 수평 지지하는 한 쌍의 제2가이드레일(116)이 설치되며, 상기 상측 제1체인(113) 아래에 재열기(500)에서 공급된 재열증기를 분사하는 제1증기챔버(120)이 설치되고, 상기 하측 제1체인(113) 아래에 재열기(500)에서 공급된 재열증기를 분사하는 제2증기챔버(123)가 설치되며, 상기 상측 제1체인(113) 위에 배가스를 포집하는 제1배가스챔버(124)가 설치되고, 상기 하측 제1체인(113) 위에 배가스를 포집하는 제2배가스챔버(126)가 설치된다.
그리고 제2석탄건조기(140)은 한 쌍의 제2구동 스프로킷(141)과 한 쌍의 제2종동 스프로킷(142)가 일정 거리로 이격되어 각각 제2체인(143)들로 연결되고, 제2체인(143)들 사이에 복수의 제2이송플레이트(144)가 힌지 결합되며, 제2구동 스프로킷(141)과 제2종동 스프로킷(142) 사이에 연결된 상측 제2체인(143) 아래에 제2이송플레이트(144)를 수평 지지하는 한 쌍의 제3가이드레일(145)이 설치되고, 제2구동 스프로킷(141)과 제2종동 스프로킷(142) 사이에 연결된 하측 제2체인(143) 아래에 제2이송플레이트(144)를 수평 지지하는 한 쌍의 제4가이드레일(146)이 설치되며, 상기 상측 제2체인(143) 아래에 재열기(500)에서 공급된 재열증기를 분사하는 제3증기챔버(150)이 설치되고, 상기 하측 제2체인(143) 아래에 재열기(500)에서 공급된 재열증기를 분사하는 제4증기챔버(153)가 설치되며, 상기 상측 제2체인(143) 위에 배가스를 포집하는 제3배가스챔버(154)가 설치되고, 상기 하측 제2체인(143) 위에 배가스를 포집하는 제4배가스챔버(156)가 설치된다.
따라서 본 발명에서 제1증기챔버(120)와 제2증기챔버(123) 일측에 재열기(500)에서 발생된 고온의 재열증기를 공급하는 증기공급관(121)이 각각 연결되고, 제3증기챔버(150) 및 제4증기챔버(153) 일측에 재열기(500)에서 발생된 고온의 재열증기를 공급하는 증기공급관(151)이 각각 연결된다. 그리고 제1증기챔버(120), 제2증기챔버(123), 제3증기챔버(150) 및 제4증기챔버(153) 내측 상부에 복수의 증기분사공(11)이 관통 형성된 증기분배용 타공판(10)이 각각 설치된다. 제1증기챔버(120) 내지 제4증기챔버(153)은 각각 증기분사공(11)을 통해 균일한 압력의 재열증기가 분사된다.
제1증기챔버(120)는 제1가이드레일(115) 아래에 설치되고, 제2증기챔버(123)는 제2가이드레일(116) 아래에 설치된다. 그리고 제3증기챔버(150)는 제3가이드레일(145) 아래에 설치되고, 제4증기챔버(153)는 제4가이드레일(146) 아래에 각각 설치된다. 제1증기챔버(120) 내지 제4증기챔버(153)는 하나 이상으로 구획되어 설치될 수 있다.
또한, 제1가이드레일(115) 위에 제1배가스챔버(124)가 설치되고, 제2가이드레일(116) 위에 제2배가스챔버(126)가 설치되며, 제3가이드레일(145) 위에 제3배가스챔버(154)가 설치되고, 제4가이드레일(146) 위에 제4배가스챔버(156)가 설치된다. 제1배가스챔버(124) 내지 제4배가스챔버(156)는 하나 이상으로 구획되어 설치될 수 있다. 제1배가스챔버(124) 내지 제4배가스챔버(156)는 제1증기챔버(120) 내지 제4증기챔버(156)에서 각각 분사된 후에 변화된 배가스를 포집한 후에 제1가스배출관(125) 또는 제2가스배출관(155)을 통해 외부로 배출할 수 있도록 하는 것이다.
제1이송플레이트(114)에는 제1증기챔버(120)와 제2증기챔버(123)에서 분사된 재열증기가 제1이송플레이트(114)를 관통하여 석탄입자에 접촉되도록 복수의 통공(114a)이 형성된다. 제1이송플레이트(114) 상단면 좌우측에는 투입된 석탄더미가 제1이송플레이트(114) 좌측이나 우측 방향으로 흘러내리지 않도록 하는 일정 높이의 가드(114b)가 설치된다. 가드(114b)는 대략 사다리꼴 형상으로 위가 넓고 아래가 좁은 상광하협의 형상이다. 따라서 제1이송플레이트(114)의 가드(114b)는 상호 인접하는 가드(114b)와 상부가 겹쳐지게 된다. 이때, 제1이송플레이트(114)의 가드(114b)는 상호 인접하는 가드(114b)와 대략 지그재그 방향으로 설치되는 것이 좋다. 또한, 제1이송플레이트(114) 하단면 좌우측에는 제1증기챔버(120)와 제2증기챔버(123)에서 분사되는 재열증기가 제1증기챔버(120)와 제2증기챔버(123) 각각의 좌우측으로 분사되어 소실되지 않도록 차폐판(114c)이 설치된다.
또한, 제2이송플레이트(144)에는 제3증기챔버(150)와 제4증기챔버(153)에서 분사된 재열증기가 제2이송플레이트(144)를 관통하여 석탄입자에 접촉되도록 복수의 통공(144a)이 형성된다. 제2이송플레이트(144) 상단면 좌우측에는 투입된 석탄더미가 제2이송플레이트(144) 좌측이나 우측 방향으로 흘러내리지 않도록 하는 일정 높이의 가드(144b)가 설치된다. 가드(144b)는 대략 사다리꼴 형상으로 위가 넓고 아래가 좁은 상광하협의 형상이다. 따라서 제2이송플레이트(144)의 가드(144b)는 상호 인접하는 가드(144b)와 상부가 겹쳐지게 된다. 이때, 제2이송플레이트(144)의 가드(144b)는 상호 인접하는 가드(144b)와 대략 지그재그 방향으로 설치되는 것이 좋다. 또한, 제2이송플레이트(144) 하단면 좌우측에는 제3증기챔버(150)와 제4증기챔버(153)에서 분사되는 재열증기가 제3증기챔버(150)와 제4증기챔버(153) 각각의 좌우측으로 분사되어 소실되지 않도록 차폐판(144c)이 설치된다.
도 4에서, 증기챔버(120)는 내부에 재열증기를 수용하는 공간부가 형성된다. 증기챔버(120) 일측에는 재열기(500)에서 발생된 고온의 재열증기를 공급하는 증기공급관(121)이 연결된다. 증기챔버(120) 내측 상부에 복수의 증기분사공(11)이 관통 형성된 증기분배용 타공판(10)이 설치된다. 더욱이 증기챔버(120) 상단에 복수의 증기분사공(11)이 관통 형성된 증기분배용 타공판(10)이 결합될 수 있다.
이러한 증기챔버(120)는 복수의 통공이 형성된 이송플레이트 아래에 설치되어 증기분사공(11)을 통해 균일한 압력의 재열증기가 분사되도록 한다. 증기분사공(11)은 증기분배용 타공판(10)의 전체 면적 대비 타공율이 대략 10~15%인 것이 좋다.
증기챔버(120) 양쪽 측벽 각각에 탄성을 갖는 제1증기압조절기(50)가 고정부재로 고정 설치된다. 제1증기압조절기(50) 상단면에는 이송플레이트(114, 144)의 차폐판(114c, 144c) 하단면이 접촉된다.
즉 도 5 및 도 6에서, 이송플레이트(114, 144) 좌우측 상단에 가드(114b, 144b)가 일체 결합되고, 이송플레이트(114, 144) 좌우측 하단에 차폐판(114c, 144c)이 일체 결합되며, 이송플레이트(114, 144) 하부에 설치된 증기챔버(120) 양쪽 측벽 각각에 탄성을 갖는 제1증기압조절기(50) 일측이 고정부재(51)로 고정 설치된다. 제1증기압조절기(50)는 대략 평판 형상의 판스프링이다.
한편, 증기챔버(120)에서 이송플레이트(114, 144)로 분사되는 증기압이 일정 압력이상이 되면 이송플레이트(114, 144) 위에 적재되어 이송되는 작은 입자의 석탄을 비산시켜 분진을 발생시키게 되므로 증기챔버(120)에서 이송플레이트(114, 144)로 분사되는 증기압을 조절하여야 한다.
따라서 도 7a에서, 제1증기압조절기(50) 표면이 차폐판(114c, 144c) 저면과 접촉된 상태에서 증기챔버(120)로부터 전달된 재열증기의 증기압이 일정 압력이상일 때에 증기압이 탄성을 갖는 제1증기압조절기(50)를 가압하여 제1증기압조절기(50)와 차폐판(114c, 144c) 사이로 재열증기가 배출되도록 함으로써 일정 압력이상의 증기압을 조절한다.
도 7b에서, 각 체인(113, 143)에 힌지 결합된 복수의 이송플레이트(114, 144) 위에 건조 대상이 되는 석탄(C)이 이송되고, 이송플레이트(114, 144) 아래에 증기챔버(120, 123, 150, 153)가 설치되며, 증기챔버에는 증기공급관(121, 151)을 통해 고온의 재열증기가 공급된다. 각 증기챔버에 공급된 재열증기는 공간부(14)에 채워진 후에 일정 압력이 형성되고, 이 압력에 의하여 증기분배용 타공판(10)을 상승시킨다. 이때, 증기분배용 타공판(10)에 의하여 공간부(14)는 유입된 재열증기 자체의 1차 압력과 증기분배용 타공판(10)에 의한 2차 압력이 형성된다.
따라서 증기분사공(11)을 통해 분사된 재열증기는 이송플레이트(114, 144)에 형성된 통공(114a, 144a)을 통해 석탄(C)의 각 입자에 가해진다. 그러므로 석탄의 입자표면과 석탄 입자들 사이의 공극을 통해 고온의 재열증기가 투과되면서 석탄입자에 함유된 수분을 증발시킨다. 더욱이 증기분배용 타공판(10)의 증기분사공(11)이 일정하게 배열되어 있으므로 증기분사공(11)을 통해 균일한 압력의 재열증기가 분사되어 이송플레이트(114, 144) 위의 석탄(C) 전체에 걸쳐 일정한 압력의 재열증기가 투과될 수 있도록 함으로써 건조 효과를 향상시킨다. 이때, 증기챔버(120)로부터 일정 압력이상의 재열증기가 분사될 경우에 이송플레이트(114, 144)와 증기챔버(120)의 증기분배용 타공판(10) 사이에 증기압이 증가하게 되고, 이 증기압은 증기챔버(120)의 좌우측으로 분산된다. 증기챔버(120) 측벽에 고정되고 차폐판(114c, 144c)과 접촉된 제1증기압조절기(50)는 증기챔버(120)에서 분산된 증기압에 의하여 하부로 밀려 내려가게 되어 차폐판(114c, 144c)과 틈새 간격이 발생한다. 증기압에 의하여 제1증기압조절기(50)와 차폐판(114c, 144c) 사이에 발생된 틈새 간격을 통하여 재열증기가 빠져나가게 되므로 이송플레이트(114, 144)와 증기챔버(120) 사이의 증기압을 하강하게 되어 이송플레이트(114, 144)로 분사되는 재열증기의 압력도 낮아지게 된다. 또한, 이송플레이트(114, 144)와 증기챔버(120) 사이의 증기압이 하강하면 제1증기압조절기(50)는 탄성에 의하여 차폐판(114c, 144c) 저면으로 복귀되어 빠져나가는 재열증기를 차단시킨다. 제1증기압조절기(50)는 대략 판스프링과 같은 특성을 갖는 것으로 제1증기압조절기(50)의 탄성력은 이송플레이트(114, 144)와 증기챔버(120) 사이에 형성되는 증기압력 사이에 상호 힘의 균형이 적절하게 형성되는 것을 적용하는 것이 좋다. 즉 이송플레이트(114, 144)와 증기챔버(120) 사이에 형성된 증기압이 설정된 증기압, 즉 석탄 입자가 비산되어 분진이 발생될 수 있는 증기압 이상일 때에 제1증기압조절기(50)는 차폐판(114c, 144c)으로부터 분리될 수 있는 탄성력이 제공되는 것이 좋다.
또한, 도 8에서, 본 발명의 다른 실시 예로, 재열증기 공급 챔버의 증기압 조절 장치는 이송플레이트(114, 144) 좌우측 상단에 가드(114b, 144b)가 일체 결합되고, 이송플레이트(114, 144) 좌우측 하단에 차폐판(114c, 144c)이 일체 결합되며, 이송플레이트(114, 144) 하부에 설치된 증기챔버(120) 양쪽 측벽 각각에 탄성을 갖는 제2증기압조절기(60) 일측이 고정부재(61)로 고정 설치된다. 제2증기압조절기(60)는 대략 U자 형상으로 탄성을 갖는다.
따라서 도 9a에서, 제2증기압조절기(60) 내측 표면이 차폐판(114c, 144c) 저면과 접촉된 상태에서 증기챔버(120)로부터 전달된 재열증기의 증기압이 일정 압력이상일 때에 증기압이 탄성을 갖는 제2증기압조절기(60)를 가압하여 제2증기압조절기(60)와 차폐판(114c, 144c) 사이로 재열증기가 배출되도록 함으로써 일정 압력이상의 증기압을 조절한다.
도 9b에서, 증기챔버(120)로부터 일정 압력이상의 재열증기가 분사될 경우에 이송플레이트(114, 144)와 증기챔버(120)의 증기분배용 타공판(10) 사이에 증기압이 증가하게 되고, 이 증기압은 증기챔버(120)의 좌우측으로 분산된다. 증기챔버(120) 측벽에 고정되고 차폐판(114c, 144c)과 접촉된 제2증기압조절기(60)는 증기챔버(120)에서 분산된 증기압에 의하여 하부로 밀려 내려가게 되어 차폐판(114c, 144c)과 틈새 간격이 발생한다. 증기압에 의하여 제2증기압조절기(60)와 차폐판(114c, 144c) 사이에 발생된 틈새 간격을 통하여 재열증기가 빠져나가게 되므로 이송플레이트(114, 144)와 증기챔버(120) 사이의 증기압이 하강하게 되어 이송플레이트(114, 144)로 분사되는 재열증기의 압력도 낮아지게 된다. 또한, 이송플레이트(114, 144)와 증기챔버(120) 사이의 증기압이 하강하면 제2증기압조절기(60)는 탄성에 의하여 차폐판(114c, 144c) 저면으로 복귀되어 빠져나가는 재열증기를 차단시킨다. 제2증기압조절기(60)는 탄성을 갖는 U자 형상으로 제2증기압조절기(60)의 탄성력은 이송플레이트(114, 144)와 증기챔버(120) 사이에 형성되는 증기압력 사이에 상호 힘의 균형이 적절하게 형성되는 것을 적용하는 것이 좋다. 즉 이송플레이트(114, 144)와 증기챔버(120) 사이에 형성된 증기압이 설정된 증기압, 즉 석탄 입자가 비산되어 분진이 발생될 수 있는 증기압 이상일 때에 제2증기압조절기(60)는 차폐판(114c, 144c)으로부터 분리될 수 있는 탄성력이 제공되는 것이 좋다.
또한, 도 10에서, 본 발명의 다른 실시 예로, 재열증기 공급 챔버의 증기압 조절 장치는 이송플레이트(114, 144) 좌우측 상단에 가드(114b, 144b)가 일체 결합되고, 이송플레이트(114, 144) 좌우측 하단에 차폐판(114c, 144c)이 일체 결합되며, 이송플레이트(114, 144) 하부에 설치된 증기챔버(120) 양쪽 측벽 각각에 탄성을 갖는 제3증기압조절기(70) 일측이 고정 설치된다. 제3증기압조절기(70)는 대략 ㄴ자 형상으로 탄성을 갖는다. 더욱이 제3증기압조절기(70)는 고정판(71)과 작동판(72)이 힌지(73)로 결합된다. 고정판(71) 일측은 증기챔버(120)의 측벽에 고정되고, 고정판(71) 타측은 힌지(73)와 결합된다. 고정판(71)은 대략 평판 형상이다. 작동판(72)은 대략 ㄴ자 형상으로 표면에 차폐판(114c, 144c) 저면이 접촉된다. 작동판(72) 일측은 힌지(73)로 결합된다. 더욱이 힌지(73)로 결합된 고정판(71)과 작동판(72)에는 스프링으로 탄성 지지된다.
따라서 도 11a에서, 제3증기압조절기(70)의 작동판(72) 표면이 차폐판(114c, 144c) 저면과 접촉된 상태에서 증기챔버(120)로부터 전달된 재열증기의 증기압이 일정 압력이상일 때에 증기압이 제3증기압조절기(70)를 가압하여 힌지(73)로 탄성 지지된 제3증기압조절기(70)의 작동판(72)이 밀려내려 가면서 제3증기압조절기(70)와 차폐판(114c, 144c) 사이로 재열증기가 배출되도록 함으로써 일정 압력이상의 증기압을 조절한다.
도 11b에서, 증기챔버(120)로부터 일정 압력이상의 재열증기가 분사될 경우에 이송플레이트(114, 144)와 증기챔버(120)의 증기분배용 타공판(10) 사이에 증기압이 증가하게 되고, 이 증기압은 증기챔버(120)의 좌우측으로 분산된다. 증기챔버(120) 측벽에 고정판(71)과 고정되고 고정판(71)과 힌지(73)로 결합된 작동판(72)이 차폐판(114c, 144c)과 접촉된 제3증기압조절기(70)는 증기챔버(120)에서 분산된 증기압에 의하여 작동판(72)이 하부로 밀려 내려가게 되어 차폐판(114c, 144c)과 틈새 간격이 발생한다. 증기압에 의하여 제3증기압조절기(70)의 작동판(72)과 차폐판(114c, 144c) 사이에 발생된 틈새 간격을 통하여 재열증기가 빠져나가게 되므로 이송플레이트(114, 144)와 증기챔버(120) 사이의 증기압이 하강하게 되어 이송플레이트(114, 144)로 분사되는 재열증기의 압력도 낮아지게 된다. 또한, 이송플레이트(114, 144)와 증기챔버(120) 사이의 증기압이 하강하면 제3증기압조절기(70)의 작동판(72)은 고정판(71)과 힌지(73)로 결합된 스프링(74)의 탄성에 의하여 차폐판(114c, 144c) 저면으로 복귀되어 빠져나가는 재열증기를 차단시킨다. 제3증기압조절기(70)의 작동판(72)은 탄성을 갖는 ㄴ자 형상으로 제3증기압조절기(70)의 작동판(72)과 고정판(71) 사이에 결합된 스프링(74)의 탄성력은 이송플레이트(114, 144)와 증기챔버(120) 사이에 형성되는 증기압력 사이에 상호 힘의 균형이 적절하게 형성되는 것을 적용하는 것이 좋다. 즉 이송플레이트(114, 144)와 증기챔버(120) 사이에 형성된 증기압이 설정된 증기압, 즉 석탄 입자가 비산되어 분진이 발생될 수 있는 증기압 이상일 때에 제3증기압조절기(70)의 작동판(72)과 결합된 스프링(74)은 차폐판(114c, 144c)으로부터 분리될 수 있는 탄성력이 제공되는 것이 좋다.
이와 같이 본 발명의 석탄 건조 장치에서의 재열증기 공급 챔버의 증기압 조절 장치는 석탄을 이송시키는 복수의 이송플레이트 위에 건조를 위한 석탄을 이송시키면서 이송플레이트에 복수로 관통된 통공을 통하여 균일한 압력의 고온의 재열증기가 분사되도록 하여 석탄에 포함된 수분을 빼앗아 효과적으로 건조시킬 수 있도록 한 것으로, 석탄입자 및 공극에 고온의 재열증기가 고르게 접촉되도록 한 장점이 있다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
10: 증기분배용 타공판 11: 증기분사공 14: 공간부 15: 제2공간부 20: 분배증기공급관 50, 60, 70: 증기압조절기 51, 61: 고정부재 71: 고정판 72: 작동판 73: 힌지 74: 스프링 100: 석탄 건조 장치 110: 제1석탄건조기 111, 141: 구동 스프로킷 112, 142: 종동 스프로킷 113, 113a, 113b, 143, 143a, 143b: 체인 114, 144: 이송플레이트 114a, 144a: 통공 114b, 144b: 가드 114c, 144c: 차폐판 115, 116, 145, 146: 가이드레일 117, 157: 가이드 바 118, 148: 구동모터 119, 149: 감속기 120, 123, 150, 153: 증기챔버 121, 151: 증기공급관 124, 126, 154, 156: 배가스챔버 125, 155: 가스배출관 130, 160: 투입구 131, 161: 배출구 140: 제2석탄건조기 170: 제3석탄건조기 200: 저탄장 300: 건조용 석탄 공급탱크 400: 석탄 정량공급기 500: 재열기 600: 건조석탄 저장조 700: 화력발전소 C: 석탄

Claims (3)

  1. 한 쌍의 제1구동 스프로킷과 한 쌍의 제1종동 스프로킷이 일정 거리로 이격되어 각각 제1체인들로 체결되고, 제1체인들 사이에 복수의 제1이송플레이트가 힌지 결합되며, 제1구동 스프로킷과 제1종동 스프로킷 사이에 연결된 상측 제1체인 아래에 제1이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제1가이드레일이 설치되고, 제1구동 스프로킷과 제1종동 스프로킷 사이에 연결된 하측 제1체인 아래에 제1이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제2가이드레일이 설치되며, 상기 상측 제1체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제1증기챔버가 설치되고, 상기 하측 제1체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제2증기챔버가 설치되며, 상기 상측 제1체인 위에 배가스를 포집하는 제1배가스챔버가 설치되고, 상기 하측 제1체인 위에 배가스를 포집하는 제2배가스챔버가 설치된 제1석탄건조기; 및 한 쌍의 제2구동 스프로킷과 한 쌍의 제2종동 스프로킷이 일정 거리로 이격되어 각각 제2체인들로 연결되고, 제2체인들 사이에 복수의 제2이송플레이트가 힌지 결합되며, 제2구동 스프로킷과 제2종동 스프로킷 사이에 연결된 상측 제2체인 아래에 제2이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제3가이드레일이 설치되고, 제2구동 스프로킷과 제2종동 스프로킷 사이에 연결된 하측 제2체인 아래에 제2이송플레이트를 수평 지지하는 한 쌍의 제4가이드레일이 설치되며, 상기 상측 제2체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제3증기챔버가 설치되고, 상기 하측 제2체인 아래에 재열기에서 공급된 재열증기를 분사하는 제4증기챔버가 설치되며, 상기 상측 제2체인 위에 배가스를 포집하는 제3배가스챔버가 설치되고, 상기 하측 제2체인 위에 배가스를 포집하는 제4배가스챔버가 설치된 제2석탄건조기를 포함하고, 상기 제1석탄건조기에서 1차 건조된 석탄을 제2석탄건조기로 투입시켜 2차 건조되도록 이루어진 석탄 건조 장치에 있어서,
    상기 제1증기챔버, 제2증기챔버, 제3증기챔버 및 제4증기챔버 일측에 재열기에서 발생된 재열증기를 공급하는 증기공급관이 각각 연결되고, 상기 제1증기챔버, 제2증기챔버, 제3증기챔버 및 제4증기챔버 내측 상부에 복수의 증기분사공이 관통 형성된 증기분배용 타공판이 각각 설치되어 증기분사공을 통해 균일한 압력의 재열증기가 분사되도록 하되,
    상기 제1이송플레이트 및 제2이송플레이트 좌우측 상단에 가드가 각각 일체 결합되고, 상기 제1이송플레이트 및 제2이송플레이트 좌우측 하단에 차폐판이 각각 일체 결합되며, 상기 제1이송플레이트 및 제2이송플레이트 하부에 설치된 증기챔버 양쪽 측벽 각각에 탄성을 갖는 증기압조절기 일측이 고정 설치되고,
    상기 증기압조절기 표면이 상기 차폐판과 접촉된 상태에서 상기 제1 내지 제4증기챔버 각각으로부터 전달된 재열증기의 증기압이 일정 압력이상일 때에 증기압이 탄성을 갖는 증기압조절기를 가압하여 증기압조절기와 차폐판 사이로 재열증기가 배출되도록 이루어진 석탄 건조 장치에서의 재열증기 공급 챔버의 증기압 조절 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 증기압조절기는 판형 또는 U자형으로 탄성을 갖는 탄성부재로 이루어진 석탄 건조 장치에서의 재열증기 공급 챔버의 증기압 조절 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 증기압조절기는 증기챔버의 양쪽 측벽 각각에 일측이 고정된 고정판과, 상기 차폐판 저면이 표면에 접촉된 작동판과, 상기 고정판 타측과 작동판 일측에 스프링으로 탄성 지지되게 힌지 결합된 석탄 건조 장치에서의 재열증기 공급 챔버의 증기압 조절 장치.
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