KR101685772B1

KR101685772B1 - 덕트 유닛 및 이를 이용한 화력 발전소의 석탄 퍼니스 시스템

Info

Publication number: KR101685772B1
Application number: KR1020140176163A
Authority: KR
Inventors: 김지수
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2016-12-12
Also published as: KR20160069930A

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 덕트 유닛은 석탄을 연료로 발전이 이루어지는 화력 발전소의 퍼니스에 연소가스를 공급하기 위해 유입구가 형성된 유입 덕트부;
상기 유입 덕트부와 연결되고 상기 퍼니스를 향해 연장된 연장 덕트부; 상기 연장 덕트부의 선단부와 연결되고 상기 퍼니스와 마주보는 상태로 배치된 메인 덕트부; 상기 메인 덕트부의 양측면에서 각각 분기되고 서로 간에 이격된 분기 덕트부를 포함하는 덕트 유닛; 상기 덕트 유닛의 유지 보수를 위해 작업자가 상기 분기 덕트부 사이를 이동할 수 있도록 상기 분기 덕트부 사이마다 배치된 플랫폼; 상기 퍼니스에 알갱이 형태로 가공된 석탄을 공급하기 위한 밀 유닛(mill unit); 및 상기 퍼니스에 석탄의 연소를 위한 1차 공기를 공급하는 1차 공기 공급 덕트 유닛을 포함하고, 상기 연장 덕트부는 상기 메인 덕트부까지 단면적이 일정하게 유지된 상태로 상기 메인 덕트부의 측면 상부와 연통되고, 상기 연소가스가 상기 메인 덕트부의 상측에서 하측을 향해 하강 이동하면서 상기 분기 덕트부로 상기 연소가스의 공급이 이루어지되, 상기 메인 덕트부는 상기 퍼니스의 후면에 위치되고 가로 길이에 비해 세로 길이가 상대적으로 길게 연장되며 길이 방향을 기준으로 상부에서 하부를 향해 단면적이 감소되게 연장되면서 상기 연장 덕트부를 통해 유입된 연소가스가 상기 메인 덕트부의 하측으로 갈수록 유속이 증가된 상태로 상기 분기 덕트부를 향해 공급되며, 상기 플랫폼은 상기 퍼니스의 정면을 기준으로 좌측과 우측에 위치된 상기 분기 덕트부로 작업자가 최단거리로 이동 가능하도록 상기 퍼니스의 좌측면에서 후면을 경유하여 우측면까지 연장된 것을 특징으로 한다.

Description

덕트 유닛 및 이를 이용한 화력 발전소의 석탄 퍼니스 시스템{ Duct units and coal-fired power plant using the same furnace systems}

본 발명은 연소유닛 또는 화력 발전소에 구비된 퍼니스(furnace)로 공급되는 연소가스의 안정적인 공급을 도모하고, 작업자가 덕트 유닛에 대한 점검을 위한 동선이 확보되어 상기 덕트 유닛의 내부에 설치되고 연소에 필요한 버너 및 기타 구성품들에 대한 점검을 용이하게 실시할 수 있는 덕트 유닛 및 이를 이용한 화력 발전소의 석탄 퍼니스 시스템.

일반적으로 발전소의 종류는 사용되는 연료에 따라 분류되고 대표적인 화력 발전소는 석탄, 중유, Gas 등의 연료를 Boiler에서 연소시켜 고온 연소가스의 열에너지를 Boiler 내의 물로 가열하여 고온고압의 과열증기를 만들어 증기터빈으로 보내 터빈을 고속회전 시켜 터빈에 연결되어 있는 발전기에 의해 전기에너지로 변환시켜 전기를 생산한다.

화력발전이란 석탄, 석유, 가스등 화석연료가 갖고 있는 열 에너지를 보일러(Boiler) 또는 스팀 제네레이터(Steam Generator)와 터빈 제네레이터(Turbine Generator) 등의 기계장치를 통하여 전기에너지로 변환시켜 사용한다.

화력발전소는 전술한 설비 이외에도 주기기와 보조기기(Balance of Plant, BOP) 즉 연료공급 및 처리계통, 응축수 및 급수 계통, 냉각수계통, 재처리계통, 기타 유틸리티 설비(Air, Service Water, Water/Waste Water Treatment System)등으로 구성되어 전기 생산에 각각의 역할을 담당하고 있다.

이와 같이 사용되는 화력 발전소에는 석탄을 원료로 공급받아 연소가 이루어지는 노(furnace)가 설치되고, 상기 노에는 완전 연소를 위한 연소공기를 공급하기 위한 덕트 유닛이 상기 노를 감싸는 형태로 설치된다.

상기 덕트 유닛은 석탄을 공급하는 석탄 공급기를 통해 공급된 석탄과 연소에 필요한 공기를 상기 노로 공급하기 위한 경로가 상당히 복잡하고, 작업자가 상기 덕트 유닛에 대한 유지 보수를 실시하고자 할 경우 이동을 위한 레이아웃이 불편하여 작업성이 저하되는 문제점이 유발되었다.

이와 같이 덕트 유닛에 대한 유지 보수를 위해서는 상기 덕트 유닛에 배치된 다수개의 분기 덕트들에 대해 작업자가 용이하게 이동 가능한 공간이 확보되어야 하고, 확보된 공간에 플랫폼과 상기 분기 덕트들을 안정적으로 지지할 수 있는 구조물이 설치되어야 하나 상기 플랫폼이 설치될 수 있는 공간이 확보되지 않아서 이에 대한 대책이 필요하게 되었다.

대한민국공개특허 제20-2012-0000079호

본 발명의 실시 예들은 석탄을 원료로 사용하는 화력 발전소에 설치된 덕트 유닛에 대한 유지 보수를 실시하는 작업자의 작업 동선 확보와 유지 보수가 용이하도록 덕트 유닛의 구조를 변경하여 노로 공급되는 연소가스를 안정적으로 공급하고 이를 통해 화력 발전소의 안정적인 작동 및 발전 효율을 도모할 수 있는 덕트 유닛 및 이를 이용한 화력 발전소의 석탄 퍼니스 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 석탄을 연료로 발전이 이루어지는 화력 발전소의 퍼니스에 연소가스를 공급하기 위해 유입구가 형성된 유입 덕트부; 상기 유입 덕트부와 연결되고 상기 퍼니스를 향해 연장된 연장 덕트부; 상기 연장 덕트부의 선단부와 연결되고 상기 퍼니스와 마주보는 상태로 배치된 메인 덕트부; 상기 메인 덕트부의 양측면에서 각각 분기되고 서로 간에 이격된 분기 덕트부를 포함하는 덕트 유닛; 상기 덕트 유닛의 유지 보수를 위해 작업자가 상기 분기 덕트부 사이를 이동할 수 있도록 상기 분기 덕트부 사이마다 배치된 플랫폼; 상기 퍼니스에 알갱이 형태로 가공된 석탄을 공급하기 위한 밀 유닛(mill unit); 및 상기 퍼니스에 석탄의 연소를 위한 1차 공기를 공급하는 1차 공기 공급 덕트 유닛을 포함하고, 상기 연장 덕트부는 상기 메인 덕트부까지 단면적이 일정하게 유지된 상태로 상기 메인 덕트부의 측면 상부와 연통되고, 상기 연소가스가 상기 메인 덕트부의 상측에서 하측을 향해 하강 이동하면서 상기 분기 덕트부로 상기 연소가스의 공급이 이루어지되, 상기 메인 덕트부는 상기 퍼니스의 후면에 위치되고 가로 길이에 비해 세로 길이가 상대적으로 길게 연장되며 길이 방향을 기준으로 상부에서 하부를 향해 단면적이 감소되게 연장되면서 상기 연장 덕트부를 통해 유입된 연소가스가 상기 메인 덕트부의 하측으로 갈수록 유속이 증가된 상태로 상기 분기 덕트부를 향해 공급되며, 상기 플랫폼은 상기 퍼니스의 정면을 기준으로 좌측과 우측에 위치된 상기 분기 덕트부로 작업자가 최단거리로 이동 가능하도록 상기 퍼니스의 좌측면에서 후면을 경유하여 우측면까지 연장된 것을 특징으로 한다.
상기 분기 덕트부는 상기 메인 덕트부의 일측면에서 상기 퍼니스의 측면을 향해 경사지게 연장된 후에 상기 퍼니스의 측면을 따라 전방을 향해 연장된 제1 분기 덕트; 상기 제1 분기 덕트와 대응되는 위치인 메인 덕트부의 타측면에서 상기 퍼니스의 측면을 향해 경사지게 연장된 후에 상기 퍼니스의 측면을 따라 전방을 향해 연장된 제2 분기 덕트를 포함한다.
상기 제1,2 분기 덕트는 상기 메인 덕트부에서 대칭 형태로 배치된 것을 특징으로 한다.
상기 분기 덕트부는 상기 메인 덕트부의 상면에서 상기 제1 분기 덕트의 상부와 이격되어 연장된 제3 분기 덕트; 상기 메인 덕트부의 상면에서 상기 제2 분기 덕트의 상부와 이격되어 상기 제3 분기 덕트와 마주 보는 위치에 배치된 제4 분기 덕트를 포함한다.
상기 제1,4 분기 덕트에는 상기 퍼니스로 연소에 필요한 공기를 추가로 공급하여 완전 연소를 도모하기 위한 공기 공급기를 더 포함한다.
상기 분기 덕트부는 동일 단면적이 유지되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1,2 분기 덕트에는 서로 간에 이격된 제1,2 분기 덕트 사이에 배치되고 상기 제1,2 분기 덕트의 하중을 지지하기 위한 지지 유닛을 더 포함한다.
상기 연장 덕트부는 상기 유입 덕트부에서 메인 덕트부까지 단면적이 일정하게 유지되는 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명의 실시 예들은 연소가 이루어지는 화력 발전소에 구비된 퍼니스에 연소가스를 공급하는 덕트 유닛의 구조를 변경하여 안정적인 연소를 도모하고, 분기 덕트의 각 층별로 작업자가 편리하게 이동 가능한 동선이 확보되어 최소한의 이동 거리만 이동하고도 분기 덕트에 대한 유지 보수를 실시할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 덕트 유닛의 자중으로 인한 파손이 방지되도록 지지 유닛이 구비되므로 구조적인 강성이 확보되고 분기덕트 사이에 공간이 확보되어 설계자의 설계 자유도가 향상된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 덕트 유닛이 설치된 화력 발전소의 석탄 퍼니스 시스템을 간략히 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 덕트 유닛을 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 덕트 유닛의 저면 사시도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 덕트 유닛의 정면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 덕트 유닛의 작동 상태도.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 덕트 유닛의 정면도.

본 발명의 다른 실시 예에 의한 화력 발전소의 석탄 퍼니스 시스템에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

삭제

첨부된 도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 화력 발전소의 석탄 퍼니스 시스템(1a)은 퍼니스(10a)가 사용되는데, 상기 퍼니스(10a)는 내부에 열교환을 위한 튜브(미도시)가 설치되어, 상기 퍼니스(10a)를 경유한 연소 가스와 열교환을 통해 흡수탑(미도시)으로 유입되는 연소공기에 대한 리히터(reheater)가 이루어진다.

튜브는 내부로 고온의 유체가 이동되고 연소 공기와 열교환을 통해 리히터를 경유한 연소 공기의 온도를 상대적으로 변화시키기 위해 사용되며 상기 튜브로 이동하는 유체에 대한 가열을 위해 덕트 유닛(2a)이 설치된다.

본 실시 예는 화력 발전소의 퍼니스(10a)에 연소가스를 공급하기 위한 덕트유닛 및 이를 이용한 화력 발전소의 석탄 퍼니스 시스템에 관한 것으로써, 유입 덕트부(1000)와, 연장 덕트부(2000)와, 메인 덕트부(3000)와, 분기 덕트부(4000)를 포함하는 덕트 유닛(2a)을 통해 상기 퍼니스(10a)로 연소에 필요한 연소가스를 공급한다.

그리고 작업자가 덕트 유닛(2a)에 점검을 위한 플랫폼(5000)이 상기 분기 덕트부(4000) 사이마다 배치되므로 작업자가 분기 덕트부(4000)에 대한 점검 및 이상 유무를 확인하고자 할 때 편리하게 이동을 실시할 수 있으며 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

덕트 유닛(2a)은 연소가 이루어질 연소 대상물이 공급되는 퍼니스(10a)의 후방에 위치되고, 상기 퍼니스(10a)의 후방을 기준으로 좌측면과 우측면을 따라 연장된 형태로 설치된다.

덕트 유닛(2a)은 크게 유입 덕트부(1000)와, 연장 덕트부(2000)와, 메인 덕트부(3000)와 분기 덕트부(4000)를 포함하여 구성되고, 상기 유입 덕트부(1000)는 퍼니스(10a)로 공급될 연소가스가 최초로 유입되는 덕트로써, 상기 퍼니스(10a)에서 연소가 안정적으로 이루어지기 위해 필요한 산소가 포함된 연소가스를 공급하기 위해 구비되며, 상기 연소가스는 화염이 아니라 연소에 필요한 연소 공기를 의미한다.

유입 덕트부(1000)는 유입구(1002)가 직육면체 형태로 이루어져 화살표로 도시된 바와 같이 연소가스가 유입되며 상기 유입구(1002)를 통해 유입된 연소가스는 연장 덕트부(2000)를 통해 이동된다.

연장 덕트부(2000)는 퍼니스(10a)를 향해 연장되는데, 상기 퍼니스(10a)가 위치된 주변에 배치된 구조물(미도시)로 인해 직관으로 연장되지 않고 1회 상측을 향해 절곡된 후에 메인 덕트부(3000)를 향해 연장되며 내부에 연소가스의 안정적인 이동을 위한 댐퍼와 플로우 메타(flow meter)가 설치된다.

연장 덕트부(2000)는 유입 덕트부(1000)에서 메인 덕트부(3000)까지 단면적이 변화되지 않고 일정하게 유지되므로 설계자가 퍼니스(10a)로 공급될 연소 가스량을 정확하게 예측하여 설계할 수 있으며, 급격한 유량 변화 및 와류 발생으로 인해 유입구(1002)와 퍼니스(10a) 사이의 압력 강하로 인한 문제점이 예방되어 상기 퍼니스(10a)의 안정적인 연소를 위한 연소가스를 충분히 공급할 수 있다.

또한 불완전 연소로 인한 문제점을 사전에 예방할 수 있으며 이를 통해 퍼니스(10a)의 효율을 일정하게 유지할 수 있다.

메인 덕트부(3000)는 직육면체 형태로 형성되고 퍼니스(10a)의 후면에서 이격되어 세로로 배치되며, 상기 연장 덕트부(2000)가 메인 덕트부(3000)의 측면 상부와 연통된다.

본 발명의 경우 메인 덕트부(3000)의 내측 상부에서 하측으로 연소가스가 유입되는데, 이는 연장 덕트부(2000)를 메인 덕트부(3000)의 특정 위치에 연결하여 다량의 연소가스가 메인 덕트부(3000)의 상측에서 하측 방향으로 이동되도록 함으로써 분기 덕트부(4000)의 모든 위치에서 필요한 유속과 유량을 일정하게 공급될 수 있다.

메인 덕트부(3000)는 상부에서 하부를 향해 단면적이 감소되는데, 이와 같이 단면적이 감소될 경우 유속이 메인 덕트부(3000)의 하측으로 갈수록 증가하여 다량의 연소가스가 하단에 위치된 분기 덕트부(4000)를 향해 안정적으로 공급되어 퍼니스(10a)에서의 완전 연소를 가능하게 한다.

메인 덕트부(3000)는 가로 길이를 L1이라 하고, 세로 길이를 L2라 가정할 때, 상기 L2〉L1의 관계가 성립되는데, 이와 같이 세로 길이가 가로 길이에 비해 상대적으로 길게 연장될 경우 상기 분기 덕트부(4000)로 공급되는 연소가스의 유량과 유속을 안정적으로 유지할 수 있고, 상기 분기 덕트부(4000)에 대한 설치도 용이하게 실시할 수 있다.

분기 덕트부(4000)는 메인 덕트부(3000)의 정면을 기준으로 좌측에 위치된 제1 분기 덕트(4100)와, 우측에 위치된 제2 분기 덕트(4200)를 포함하고, 상기 제1 분기 덕트(4100)는 상기 메인 덕트부(3000)의 일측면에서 상기 퍼니스(10a)의 측면을 향해 소정의 각도로 경사지게 연장된 후에 상기 퍼니스(10a)의 측면을 따라 전방을 향해 연장된다.

제1 분기 덕트(4100)는 메인 덕트부(3000)의 길이 방향을 따라 소정의 간격으로 이격되어 다수개가 배치되고 연장된 부분의 단면적이 동일하게 유지된다. 이와 같이 제1 분기 덕트(4100)의 단면적이 일정하게 유지될 경우 유속이 급격하게 감소되거나 증가되지 않고 일정하게 유지되고, 압력 강하가 최소한으로 발생되어 다량의 연소가스를 퍼니스(10a)로 공급할 수 있다.

제1 분기 덕트(4100)는 다수개가 메인 덕트부(3000)에서 분기되는데, 연장된 단부가 모두 동일한 위치까지 연장된다. 제1 분기 덕트(4100)는 내부에 등 간격으로 버너(2)가 설치되고, 상기 버너(2)는 유입 덕트부(1000)를 통해 유입된 연소 공기를 공급받아 작동된다.

제2 분기 덕트(4200)는 전술한 제1 분기 덕트(4100)와 대칭 형태로 배치되므로, 퍼니스(10a)에 공급되는 연소가스가 화살표로 도시된 바와 같이 제1,2 분기 덕트(4100,4200)를 통해 각각 공급된다.

제2 분기 덕트(4200)는 메인 덕트부(3000)의 길이 방향을 따라 소정의 간격으로 이격되어 다수개가 배치되고 연장된 부분의 단면적이 동일하게 유지된다. 이와 같이 제2 분기 덕트(4200)의 단면적이 일정하게 유지될 경우 유속이 급격하게 감소되거나 증가되지 않고 일정하게 유지되고, 압력 강하가 최소한으로 발생되어 다량의 연소가스를 퍼니스(10a)로 공급할 수 있다.

제2 분기 덕트(4200)는 다수개가 메인 덕트부(3000)에서 분기되는데, 연장된 단부가 모두 동일한 위치까지 연장된다. 제2 분기 덕트(4200)는 내부에 등 간격으로 버너(2)가 설치되고, 상기 버너(2)는 유입 덕트부(1000)를 통해 유입된 연소 공기를 공급받아 작동된다.

덕트 유닛(2a)은 서로 간에 이격된 제1,2 분기 덕트(4100,4200) 사이에 배치되고 상기 제1,2 분기 덕트(4100,4200)의 하중을 지지하기 위한 지지 유닛(20)(도 5 참조)을 더 포함하는데, 상기 지지 유닛(20)은 스틸로 이루어진 빔(beam) 부재 또는 철근 조립체 중의 어느 하나 또는 다른 구성물로 이루어지며 특별히 전술한 구성물로 한정하지 않는다.

특히 제1,2 분기 덕트(4100,4200)는 길이 방향으로 연장된 길이가 증가될 경우 하중에 따른 처짐이 발생될 수 있는데, 상기 지지 유닛(20)(도 9 참조)을 설치할 경우 제1,2 분기 덕트(4100,4200)의 하측 처짐을 방지할 수 있고, 부분적으로 외력이 덕트 유닛(2a)으로 전달되는 경우에도 구조적인 안전성을 확보할 수 있어 처짐에 의한 문제점을 예방할 수 있다.

분기 덕트부(4000)는 전술한 제1,2 분기 덕트(4100,4200) 이외에도 메인 덕트부(3000)의 좌측 상면에서 분기된 제3 분기 덕트(4300)와, 우측 상면에서 분기된 제4 분기 덕트(4400)를 포함하여 구성된다.

제3 분기 덕트(4300)는 제1,2 분기 덕트(4100,4200)와는 다르게 내부에 버너가 설치되지 않고 퍼니스(10a)으로 연소에 필요한 공기를 추가로 공급하여 퍼니스(10a)에서 연소되는 연소 대상물의 완전 연소를 도모하기 위한 공기 공급기(4)가 설치된다.

상기 공기 공급기(4)는 버너(2)를 통해 공급된 연소용 공기에 포함된 산소가 부족할 경우를 대비하여 퍼니스(10a)의 안정적인 연소를 도모하기 위한 산소를 공급하기 위해 구비되며 연소를 위한 원료(예를 들면 석탄)가 공급되지는 않고 공기만 공급된다.

공기 공급기(4)는 제3 분기 덕트(4300)와, 제4 분기 덕트(4400)에 각각 서로 마주보는 위치에 설치되며 화살표로 도시된 바와 같은 상태로 다량의 공기가 퍼니스(10a) 내부로 공급되어 상기 퍼니스(10a)에서 연소되는 연소 대상물의 완전 연소를 도모한다.

제1 분기 덕트(4100)는 메인 덕트부(3000)의 상면에서 상기 제1 분기 덕트(4100)의 상부와 이격되어 연장되고, 제4 분기 덕트(4400)는 상기 메인 덕트부(3000)의 상면에서 상기 제2 분기 덕트(4200)의 상부와 이격되어 상기 제3 분기 덕트(4300)와 마주 보는 위치에 배치된다.

제3 분기 덕트(4300)와 제4 분기 덕트(4400)는 모두 동일 단면적이 유지되며 상기 제1,2 분기 덕트(4100,4200)의 단부와 동일한 위치까지 연장된다.

첨부된 도 7을 참조하면, 플랫폼(5000)은 덕트 유닛(1a)의 유지 보수를 위해 작업자가 상기 분기 덕트부(4000) 사이를 이동할 수 있도록 상기 분기 덕트부(4000) 사이마다 배치되는데, 본 발명의 덕트 유닛(1a)은 제1 분기 덕트(4100) 또는 제2 분기 덕트(4200)에 구비된 다수개의 분기 덕트 사이의 이격된 간격이 십 미터 이상 떨어져 있으므로 작업자가 메인 덕트부(3000)의 최 하단에 위치된 제1 단위 분기 덕트(4100a)에서 마주보는 제2 단위 분기 덕트(4200a)로 이동을 하고자 할 경우 상기 플랫폼(5000)을 통해 상기 제1 단위 분기 덕트(4100a)에서 제2 단위 분기 덕트(4200a)로 편리하게 이동할 수 있다.

이에 대해 보다 상세하게 설명하면 플랫폼(5000)은 이격된 제1 단위 분기 덕트(4100a)와 제2 단위 분기 덕트(4200a) 사이를 퍼니스(10a)의 좌측면에서 후면을 경유하여 우측면까지 연장되어 있으므로 작업자가 제1 단위 분기 덕트(4100a) 또는 제2 단위 분기 덕트(4200a)에 대한 유지 보수를 실시하고자 할 때 이동 동선이 단축되고 퍼니스(10a) 주위에 위치된 다른 구조물을 경유하지 않고 편리하게 이동 할 수 있다.

밀 유닛(6000)은 퍼니스(10a)에 알갱이 형태로 가공된 석탄을 공급하기 위해 구비되며, 상기 밀 유닛(6000)을 통해 덩어리 형태의 석탄이 상대적으로 작은 직경을 갖는 알갱이 형태의 석탄으로 가공된다.

1차 공기 공급 덕트(7000)는 상기 퍼니스(10a)에 석탄의 연소를 위한 1차 공기를 공급하기 위해 설치되며, 분기 덕트부(4000)의 하단으로 퍼니스(10a)에서 연소가스의 연소를 위한 공기를 공급한다.

본 발명의 일 실시 예에 의한 화력 발전소의 석탄 퍼니스 시스템에 구비된 덕트 유닛의 작동 상태에 대하 도면을 참조하여 설명한다. 참고로 본 실시 예에서는 덕트 유닛을 통해 연소가스의 이동 상태에 대해 한정하여 설명한다.

첨부된 도 4 또는 5 및 도 8을 참조하면, 퍼니스(10a)(도 4 참조)에 공급될 석탄 알갱이는 석탄 공급기를 통해 밀 유닛(6000)으로 공급되고, 상기 밀 유닛(6000)에서 알갱이 형태 또는 분말 형태로 가공된 후에 유입 덕트부(1000)와 연장 덕트부(2000)를 통해 메인 덕트부(3000)로 공급된다.

상기 메인 덕트부(3000)로 공급된 석탄 알갱이는 퍼니스(10a)의 연소에 필요한 연소가스에 혼합된 후에 도면에 도시된 이동 궤적으로 이동이 이루어지되, 상기 메인 덕트부(3000)에서 제1,2분기 덕트(4100,4200)를 향해 유속이 저하되지 않고 다량의 연소가스가 안정적으로 공급되고, 버너가 작동되면서 상기 퍼니스(10a)에서 연소가 이루어진다. 그리고 제3 분기 덕트(4300)와 제4 분기 덕트(4400)를 통해서는 퍼니스(10a)의 완전 연소를 위한 공기가 따로 공급된다.

상기 퍼니스(10a)에 공급된 석탄 알갱이들은 연소와 함께 고온의 열 에너지로 변환되어 퍼니스(10a)의 안정적인 작동을 도모하고 상기 퍼니스(10a)를 경유한 증기가 터빈을 작동시켜 화력 발전소에서 전력이 생산된다.

이와 같은 상태로 장기간 사용도중 분기 덕트부(4000)에 대한 점검이 필요할 경우 작업자는 플랫폼(5000)을 통해 점검이 필요한 특정 분기 덕트에 대한 점검을 용이하게 실시할 수 있어 작업자의 작업성이 향상된다.

이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10a : 퍼니스
1000 : 유입 덕트부
2000 : 연장 덕트부
3000 : 메인 덕트부
4000 : 분기 덕트부
4100 : 제1 분기 덕트
4200 : 제2 분기 덕트
4300 : 제3 분기 덕트
4400 : 제4 분기 덕트
5000 : 플랫폼
6000 : 밀 유닛
7000 : 1차 공기 공급 덕트 유닛

Claims

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석탄을 연료로 발전이 이루어지는 화력 발전소의 퍼니스에 연소가스를 공급하기 위해 유입구가 형성된 유입 덕트부;
상기 유입 덕트부와 연결되고 상기 퍼니스를 향해 연장된 연장 덕트부;
상기 연장 덕트부의 선단부와 연결되고 상기 퍼니스와 마주보는 상태로 배치된 메인 덕트부;
상기 메인 덕트부의 양측면에서 각각 분기되고 서로 간에 이격된 분기 덕트부를 포함하는 덕트 유닛;
상기 덕트 유닛의 유지 보수를 위해 작업자가 상기 분기 덕트부 사이를 이동할 수 있도록 상기 분기 덕트부 사이마다 배치된 플랫폼;
상기 퍼니스에 알갱이 형태로 가공된 석탄을 공급하기 위한 밀 유닛(mill unit); 및
상기 퍼니스에 석탄의 연소를 위한 1차 공기를 공급하는 1차 공기 공급 덕트 유닛을 포함하고,
상기 연장 덕트부는 상기 메인 덕트부까지 단면적이 일정하게 유지된 상태로 상기 메인 덕트부의 측면 상부와 연통되고, 상기 연소가스가 상기 메인 덕트부의 상측에서 하측을 향해 하강 이동하면서 상기 분기 덕트부로 상기 연소가스의 공급이 이루어지되,
상기 메인 덕트부는 상기 퍼니스의 후면에 위치되고 가로 길이에 비해 세로 길이가 상대적으로 길게 연장되며 길이 방향을 기준으로 상부에서 하부를 향해 단면적이 감소되게 연장되면서 상기 연장 덕트부를 통해 유입된 연소가스가 상기 메인 덕트부의 하측으로 갈수록 유속이 증가된 상태로 상기 분기 덕트부를 향해 공급되며,
상기 플랫폼은 상기 퍼니스의 정면을 기준으로 좌측과 우측에 위치된 상기 분기 덕트부로 작업자가 최단거리로 이동 가능하도록 상기 퍼니스의 좌측면에서 후면을 경유하여 우측면까지 연장된 것을 특징으로 하는 화력 발전소의 석탄 퍼니스 시스템.
제14 항에 있어서,
상기 분기 덕트부는,
상기 메인 덕트부의 일측면에서 상기 퍼니스의 측면을 향해 경사지게 연장된 후에 상기 퍼니스의 측면을 따라 전방을 향해 연장된 제1 분기 덕트;
상기 제1 분기 덕트와 대응되는 위치인 메인 덕트부의 타측면에서 상기 퍼니스의 측면을 향해 경사지게 연장된 후에 상기 퍼니스의 측면을 따라 전방을 향해 연장된 제2 분기 덕트를 포함하는 화력 발전소의 석탄 퍼니스 시스템.
제15 항에 있어서,
상기 제1,2 분기 덕트는,
상기 메인 덕트부에서 대칭 형태로 배치된 것을 특징으로 하는 화력 발전소의 석탄 퍼니스 시스템.
제15 항에 있어서,
상기 분기 덕트부는,
상기 메인 덕트부의 상면에서 상기 제1 분기 덕트의 상부와 이격되어 연장된 제3 분기 덕트;
상기 메인 덕트부의 상면에서 상기 제2 분기 덕트의 상부와 이격되어 상기 제3 분기 덕트와 마주 보는 위치에 배치된 제4 분기 덕트를 포함하는 화력 발전소의 석탄 퍼니스 시스템.
제17 항에 있어서,
상기 제1,4 분기 덕트에는,
상기 퍼니스로 연소에 필요한 공기를 추가로 공급하여 완전 연소를 도모하기 위한 공기 공급기를 더 포함하는 화력 발전소의 석탄 퍼니스 시스템.
제14 항에 있어서,
상기 분기 덕트부는,
동일 단면적이 유지되는 것을 특징으로 하는 화력 발전소의 석탄 퍼니스 시스템.
제15 항에 있어서,
상기 제1,2 분기 덕트에는,
서로 간에 이격된 제1,2 분기 덕트 사이에 배치되고 상기 제1,2 분기 덕트의 하중을 지지하기 위한 지지 유닛을 더 포함하는 화력 발전소의 석탄 퍼니스 시스템.
제14 항에 있어서,
상기 연장 덕트부는,
상기 유입 덕트부에서 메인 덕트부까지 단면적이 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 화력 발전소의 석탄 퍼니스 시스템.