KR101700074B1 - 유동층 반응기에 연결가능한 입자 분리기 어셈블리 및 유동층 반응기 - Google Patents

유동층 반응기에 연결가능한 입자 분리기 어셈블리 및 유동층 반응기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유동층 반응기 (10) 에 연결가능한 입자 분리기 어셈블리에 관한 것으로, 다각형의 수평 단면을 형성하는 워터 튜브 패널 벽들 (22) 과 상기 워터 튜브 패널 별들 (22) 의 지지 구조체 (40) 에 의해 에워싸인 수직 와류 챔버 (21) 를 포함하고, 다각형의 수평 단면은 적어도 6 개의 모서리들을 포함하고, 지지 구조체 (40) 는 워터 튜브 패널 벽들 (22) 의 외측에 배치되고 또한 방사상으로 연장하는 체결 수단 (50) 에 의해 적어도 세 개의 워터 튜브 패널 벽들 (22) 에 부착되는 적어도 하나의 수평으로 배치된 원형 빔 (42) 을 포함하고, 적어도 하나의 원형 빔은 완전한 원을 형성하거나, 또는 적어도 하나의 원형 빔은 완전한 원 중 적어도 75 % 를 커버하고 또한 강성의 지지 구성 (18) 에 단단하게 부착된 단부들을 포함하는 부분 원을 형성한다.

Description

유동층 반응기에 연결가능한 입자 분리기 어셈블리 및 유동층 반응기{PARTICLE SEPARATOR ASSEMBLY CONNECTABLE TO A FLUIDIZED BED REACTOR AND A FLUIDIZED BED REACTOR}
본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른 유동층 반응기에 연결가능한 입자 분리기 어셈블리 및 상기 입자 분리기 어셈블리를 포함하는 유동층 반응기에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 유동층 반응기의 반응 챔버로부터 배출된 가스로부터 입자들을 분리하기 위한 입자 분리기 어셈블리에 관한 것이고, 상기 입자 분리기 어셈블리는 다각형의 수평 단면을 형성하는 워터 튜브 패널 벽들과 상기 워터 튜브 패널 벽들의 지지 구조체에 의해 에워싸인 수직 와류 챔버를 포함한다.
유동층 반응기들은 배기 가스와 고체 입자들을 반응 챔버로부터 입자 분리기로 방출하기 위하여 연료를 연소 또는 가스화하기 위한 반응 챔버와 상기 반응 챔버의 상부 부분에 연결된 적어도 하나의 방출 채널을 일반적으로 포함한다. 고체 입자들은 적어도 입자들의 일부를 복귀 채널을 통해 반응 챔버의 하부 부분으로 복귀시키기 위하여 입자 분리기 내에서 배기 가스로부터 분리된다.
유동층 반응기들에서, 특히 유동층 보일러들에서 사용된 입자 분리기들은 일반적으로 원통형 상부 부분과 원추형 하부 부분을 갖는 사이클론 분리기들이다. 종래 구성에 따라, 원통형 상부 부분은 원형 단면을 가지지만, 최근 20 년 동안, 다각형 단면들, 예컨대 사각형 또는 팔각형 단면들이 점점 더 일반화되었다. 이에 따라, 원추형 하부 부분의 단면은 원형에서 다른 다각형 형상들까지 다양할 수 있다.
현재 디자인 관례에 따라, 반응 챔버의 벽들뿐만 아니라 입자 분리기의 벽들은 수직 워터 튜브들과 상기 튜브들 사이의 플레이트형 핀들로 이루어지는 워터-튜브 패널 벽들이다. 이러한 워터 튜브 벽들의 문제는, 벽들의 강도가 그의 크기의 관점에서 비교적 취약할 수 있어서, 벽들이 반응 챔버 내에서 연료의 연소에 의해 생성된 극심한 스트레스 또는 압력 차이를 견딜 수 없다는 것이다. 그러므로, 워터 튜브 벽들은 지지 구조에 의해, 통상적으로 반응 챔버의 각각의 측벽에 부착된 이른바 벅스테이들 (buckstays) 에 의해 일반적으로 보강된다. 이러한 빔형 벅스테이들은 일반적으로 각각의 측벽의 중앙 부분에 단단하게 부착되지만, 측벽들의 엣지 부분들에의 연결들은 빔과 벽의 차등 열 팽창을 허용하기 위하여 빔의 축선방향 상대 이동을 가능하게 한다. 그럼으로써 벽을 통한 압력 차이에 의해 생성된 부하들의 보상은 상응하는 빔의 굽힘 응력에 의해 보조된다.
특허 공보 GB 1,009,034 는 스팀 보일러의 직사각형의 연소 챔버 또는 가스 통로의 튜브 벽들에 대한 냉각 지지 틀을 개시한다. 지지 틀은 연소 챔버 또는 가스 통로의 주위에 수평으로 배치된 연속 또는 부분 링 프레임들을 포함한다. 링 프레임들은 튜브들을 통해 냉각 유체를 순환시키기 위하여 원형 또는 직사각형 단면의 중공 튜브들로 구성될 수도 있다. 이러한 냉각 링 프레임들은 구성하기 어렵고 벽들의 굽힘을 방지하기에 너무 취약한 경향이 있다. 특허 공보 GB 1,015,838 은, 냉각 링 프레임들이 종래의 강 지지 빔들에 의해 추가로 지지되는 GB 1,009,034 의 디자인 개선을 보여준다.
다각형 단면을 갖는 입자 분리기의 벽들은 입자 분리기의 외부 둘레에 해당하는 프레임을 형성하도록 수평한 빔들을 각각의 벽들에 연결시킴으로써 보강될 수 있다. 큰 입자 분리기는 상이한 레벨들로 입자 분리기의 벽들에 부착된 복수의 이러한 프레임들에 의해 지지된다. 하지만, 이는 많은 설계 단계들, 예컨대 용접 또는 볼트조임을 요구할 수도 있고, 이는 구성 비용을 추가하고 또한 분리기 구조체의 무게가 무거워지게 한다.
특허 공보 US 2010/002494 및 EP 0 763 384 는 유동층 반응기에 연결가능한 입자 분리기들을 개시하고, 상기 입자 분리기들은 복수의 튜브 패널 벽들에 의해 형성된 다각형 단면을 갖는 수직 와류 챔버를 포함한다. U.S. 특허 제 6,802,890 호는 유동층 반응기의 반응 챔버에 부착된 팔각형의 입자 분리기들의 어셈블리를 개시한다. 입자 분리기들의 평행한 벽들, 그리고 또한 분리기들과 반응 챔버의 평행한 벽들은 수평한 지지 빔들을 이용함으로써 서로 지지된다. 이러한 구성은 무거운 지지 빔들을 필요로 하고, 여전히 이러한 구성은 팔각형의 입자 분리기들의 각각의 패널 벽들에 대한 지지체를 제공하지 않는다.
본 발명의 목적은 종래 기술 해결책들에 비해 무게가 감소되고 성능이 개선되는 유동층 반응기의 입자 분리기 어셈블리를 제공하는 것이다.
일 양태에 따라, 본 발명은 유동층 반응기의 반응 챔버로부터 배출된 가스로부터 입자들을 분리하기 위한 유동층 반응기에 연결가능한 입자 분리기 어셈블리를 제공하고, 입자 분리기 어셈블리는 다각형의 수평 단면을 형성하는 워터 튜브 패널 벽들과 워터 튜브 패널 벽들의 지지 구조체에 의해 에워싸인 수직 와류 챔버를 포함하고, 다각형의 수평 단면은 적어도 6 개의 모서리들을 포함하고, 지지 구조체는 워터 튜브 패널 벽들의 외측에 배치되고 방사상으로 연장하는 체결 수단에 의해 적어도 세 개의 워터 튜브 패널 벽들에 부착되는 적어도 하나의 수평으로 배치된 원형 빔을 포함하고, 적어도 하나의 원형 빔은 완전한 원을 형성하거나, 또는 적어도 하나의 원형 빔은 완전한 원 중 적어도 75 % 를 커버하고 강성의 지지 구성에 단단하게 부착되는 단부를 포함하는 부분 원을 형성한다.
일반적으로, 압력 차이가 다각형 챔버의 평면의 인클로저 벽들 위에서 작용할 경우, 각각의 벽들의 중앙 부분들이 외측으로 또는 내측으로 굽혀지는 반면, 챔버의 모서리들은 실질적으로 변함 없이 유지된다. 종래의 수평 벅스테이가 벽의 중앙 부분에 단단하게 고정될 때에, 그리고 벽의 엣지들 부근의 부분들에 슬라이딩가능하게 고정될 때에, 벽은 또한 벅스테이를 단지 굽힘으로써 굽혀질 수 있다. 그럼으로써, 종래의 벅스테이는 벅스테이들의 굽힘 모멘트에 의해 벽들의 굽힘을 견딘다. 본 발명에 따라, 적어도 하나의 수평으로 배치된 원형 빔은 방사상으로 연장하는 체결 수단에 의해 적어도 세 개의 워터 튜브 패널 벽들에 부착된다. 그럼으로써, 벽들은 원형 빔의 신축 없이 굽혀질 수 없고, 따라서 원형 빔은 또한 빔의 장력에 의해 벽들의 굽힘을 견딘다.
본 발명의 실시형태에 따라, 체결 수단은 적어도 세 개의 워터 튜브 패널 벽들의 각각에 부착된 다수의 체결 수단을 포함하고, 상기 체결 수단은 워터 튜브 패널 벽들의 각각에 실질적으로 등간격으로 바람직하게는 부착된다. 체결 수단의 배치로 인해, 특히 와류 챔버의 다각형 단면에 있어서 모서리들의 개수가 비교적 많은 경우, 압력차의 부하는 원형 빔에 대해 실질적으로 균등하게 분배된다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라, 다각형 단면은 8 개 ~ 16 개의 모서리들, 가장 바람직하게는 8 개, 12 개 또는 16 개의 모서리들을 포함한다. 일부 경우에, 특히 매우 큰 입자 분리기들에 대해, 모서리들의 개수는 16 개보다 훨씬 더 큰, 예컨대 24 개 일 수도 있다.
입자 분리기 어셈블리에서 차등 열팽창에 의해 야기된 장력을 최소화하기 위하여, 원형 빔들은 주위로부터 유리하게는 열 절연되고 또한 와류 챔버와 동일한 공간으로 둘러싸인다. 워터 튜브 패널 벽들에 부착된 다수의 체결 수단은 와류 챔버와 원형 빔들 사이의 온도차를 최소화하기 위하여 와류 챔버로부터 원형 빔들로의 비교적 우수한 열 전달을 위해 유리하게는 디자인된다.
체결 수단이 워터 튜브 패널 벽들에 실질적으로 등간격으로 부착될지라도, 바람직하게는 체결 수단은 다각형 단면의 모서리들에, 즉 워터 튜브 패널 벽들 사이의 엣지들에 부착되지 않는다. 따라서, 체결 수단은 벽들의 수직 엣지들로부터 거리를 두어 단지 패널 벽들의 중앙 부분에 바람직하게는 부착된다. 이는 패널 벽들의 중앙 부분들의 형상이 변형될 수 있는 반면 엣지 구역들이 실질적으로 강성이기 되기 때문이다.
일반적으로, 유동층 보일러의 입자 분리기들은 실질적으로 타원형의 일반적인 형상을 가지고, 즉 상기 입자 분리기들은 그의 폭보다 실질적으로 더 큰 높이를 가진다. 이에 따라, 워터 튜브 패널 벽들의 지지 구조체는 상이한 레벨들에서 워터 튜브 패널 벽들에 부착된 다수의 수평으로 배치된 원형 빔들을 유리하게는 포함한다.
본 발명에 따른 원형 빔들은 일반적으로 일정한 또는 적어도 실질적으로 일정한 곡률을 가진다. 통상적으로, 다수의 원형 빔들은 와류 챔버 주위에 완전한 원을 형성하는 하나 이상의 원형 빔들을 포함한다. 따라서, 용어 원형 빔은 본 명세서에서 원 또는 적어도 실질적으로 원 형상을 갖는 빔을 의미한다. 따라서, 와류 챔버가 다각형의 수평 단면을 가지면서, 와류 챔버의 외부 형상과 지지 구조체의 빔들의 내부 형상 사이에는 분명한 차이가 존재한다.
원형 빔의 반경은 통상적으로 와류 챔버의 중앙으로부터 와류 챔버의 패널 벽들의 외부 엣지들까지의 해당 거리보다 약간 더 크고, 예컨대 1 ~ 5 % 더 크다. 자연적으로, 패널 벽들의 중앙 구역들에서 원형 빔으로부터 벽까지의 거리는 벽들의 엣지들에서 보다 더 커진다. 따라서, 방사상으로 연장하는 체결 수단의 방사상 범위는 일반적으로 벽들의 엣지들에 더 근접한 구역들에서 보다 패널 벽들의 중앙 구역들에서 더 크다.
본 발명에 따른 원형 빔은 연속적인 원형 빔을 공동으로 형성하도록 함께 타이트하게 연결되는 다수의, 예컨대 2 ~ 4 개의 원형 부재들로 형성될 수 있다. 본 발명의 발명자는, 놀랍게도, 일직선의 빔들을 사용하는 것에 근거하는 종래의 구성에서 본 발명의 구성으로 원하는 지지 효과를 제공하는 지지 구조체의 디자인을 변경하는 것은 지지 구조체의 60 ~ 80 중량% 만큼 절약될 수 있다는 것을 발견하였다.
일반적으로, 완전한 원을 형성하는 원형 빔들은, 가능하다면, 즉, 와류 챔버의 상부 원통형 부분의 일부에서 뿐만 아니라, 와류 챔버의 하부 원추형 부분에서도 항상 유리하게 사용된다. 유동층 반응기에 연결되거나 연결가능한 와류 챔버의 상부 부분은 유동층 반응기의 반응 챔버로부터의 입구 채널을 포함한다. 입구 채널의 구역에서, 완전한 원의 형상의 원형 지지 빔들을 사용하는 것은 불가능하다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라, 지지 구성의 원형 빔들은 완전한 원 중 적어도 75 % 를 커버하는 부분 원을 형성하는 적어도 하나의 원형 빔을 포함한다. 따라서, 부분 원을 형성하는 원형 빔들이 와류 챔버의 입구 채널에 근접한 갭을 갖도록, 상기 원형 빔들은 와류 챔버의 상부 부분에 유리하게는 부착된다. 원하는 유리한 지지 구성을 제공하기 위하여, 부분 원은 강성의 지지 구성에 단단하게 부착된 단부들을 유리하게는 포함한다. 이러한 강성의 지지 구성은 와류 챔버의 입구 채널의 지지 구성으로서 유리하게는 사용된다.
본 발명에 따른 원형 빔들은 적합한 조성의 강으로 바람직하게는 이루어진다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라, 원형 빔들은 빔의 방향에 수직한 원형 또는 직사각형 단면을 가진다. 대안적으로, 빔은 원형으로 굽혀진 I-빔 또는 U-빔으로 유리하게는 이루어질 수 있다.
방사상으로 연장하는 체결 수단은 유리하게는 방사상으로 연장하는 플레이트들이다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라, 방사상으로 연장하는 플레이트들은 용접에 의해 워터 튜브들 사이에 수직으로 배향된 핀들에 부착된다. 대안적으로, 체결 수단은 워터 튜브들을 가로질러 부착된 스캘럽형 바들일 수 있다. 원형 빔들은 당업자에게 일반적으로 공지된 임의의 적합한 방식으로, 예컨대 용접함으로써 또는 적합한 클램프들을 이용함으로써 체결 수단에 부착될 수 있다.
다른 양태에 따라, 본 발명은 전술한 바와 같이 입자 분리기 어셈블리를 포함하는 유동층 반응기를 제공한다. 따라서, 본 발명은 다각형의 와류 챔버를 갖는 입자 분리기 어셈블리와 이러한 입자 분리기 어셈블리를 구비하는 유동층 반응기를 제공하고, 입자 분리기 어셈블리는 다각형의 와류 챔버의 벽들을 효과적으로 강화시키는 단순하고 경량의 지지 구조체를 포함한다.
이상의 간략한 설명과, 본 발명의 추가의 목적들, 특징들 및 이점들은, 첨부 도면들과 함께 고려할 때에, 본 발명에 따른 현재 바람직한, 그러나 그런데도 예시적인 실시형태들의 이하의 상세한 설명을 참조하면 더 완전하게 인정될 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시형태에 따른 입자 분리기 어셈블리를 구비하는 유동층 반응기를 개략적으로 도시한다.
도 2a 는 도 1 에 따른 입자 분리기 어셈블리의 A-A 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 2b 는 도 1 에 따른 입자 분리기 어셈블리의 B-B 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 3 은 도 2b 에 따른 입자 분리기 어셈블리의 단면도 중 C 부분을 개략적으로 도시한다.
도 4 내지 도 7 은 원형 빔을 워터 튜브 패널 벽에 부착하기 위한 상이한 예시적인 가능성들을 개략적으로 도시한다.
도 1 은 본 발명의 실시형태에 따른 입자 분리기 어셈블리 (20) 에 연결된 유동층 반응기 (10) 의 측면도를 개략적으로 도시한다. 유동층 반응기 (10) 는 후방 벽 (14) 을 구비하는 반응 챔버 (12) 와 상기 반응 챔버 (12) 의 후방 벽 측면에 연결된 입자 분리기 어셈블리 (20) 를 포함한다. 입자 분리기 어셈블리 (20) 는 다각형의 수평 단면을 형성하는 워터 튜브 패널 벽들 (22) 에 의해 에워싸인 와류 챔버 (21) 를 포함한다 (예를 들어, 도 2a 참조). 다각형의 수평 단면은 워터 튜브 패널 벽들 사이에 적어도 6 개, 바람직하게는 8 개 ~ 16 개의 모서리들을 포함한다. 실제로, 유동층 반응기는 다수의 입자 분리기를 포함할 수도 있지만, 간략화를 위해 단 하나의 입자 분리기가 도 1 에 도시되어 있다.
유동층 반응기 (10) 는 기체 및 고체 입자들을 반응 챔버 (12) 로부터 와류 챔버 (21) 로 도입시키기 위한 입구 채널 (24) 을 포함한다. 출구 도관 (28) 은 추가의 처리를 위해 와류 챔버 (21) 로부터 정화된 가스를 방출하기 위해 와류 챔버 (21) 의 상부 부분에 연결된다. 실제로, 반응기 (10) 는 열 회수 및 연도 가스 세정을 위한 수단들과 같은 다른 유닛들 (다른 유닛들은 본 발명에 대해 필수적이지 않기 때문에, 도 1 에 도시되지 않았음) 을 또한 포함한다. 동일한 요소들 또는 부재들은 도면들을 통틀어 동일한 참조 부호들에 의해 나타내어 진다는 것이 인지되어야 한다.
와류 챔버 (21) 는 원통형 상부 부분 (23) 과 원추형 하부 부분 (26) 을 포함한다. 복귀 채널 (30) 은 분리된 고체 입자들을 와류 챔버 (21) 로부터 반응 챔버 (12) 의 하부 부분으로 방출하기 위해 원추형 하부 부분 (26) 에 연결된다. 원추형 하부 부분 (26) 은 와류 챔버 (21) 의 단면이 복귀 채널 (30) 을 향해 감소하도록 경사진 인클로저 벽들에 의해 에워싸인다. 복귀 채널 (30) 은 분리된 입자들 (도 1 에 미도시) 을 냉각시키기 위한 열 교환 챔버를 포함할 수도 있다.
입자 분리기 어셈블리 (20) 에는 와류 챔버 (21) 의 워터 튜브 패널 벽들 (22) 에 부착된 지지 구조체 (40) 가 배치된다. 지지 구조체 (40) 는 적어도 부분적으로 와류 챔버 (21) 의 주위로 연장하는 다수의 수평으로 배치된 원형 빔들 (42) 을 포함한다. 즉, 지지 구조체 (40) 는 상이한 레벨에서 워터 튜브 패널 벽들 (22) 에 부착된 다수의 원형 빔들 (42) 을 포함한다. 도 1 에서는 와류 챔버 (21) 에 부착된 5 개의 원형 빔들 (42) 이 있지만, 실제로 원형 빔들 (42) 의 개수는 일반적으로 5 개 이상이며, 이는 또한 5 개 이하일 수도 있다.
와류 챔버 (21) 의 원통형 상부 부분 (23) 에 부착된 원형 빔들 (42) 중 두 개의 최상부 원형 빔들은 부분 링들이다. 도 2a 에 더 잘 볼 수 있는 바와 같이, 부분 링들은 완전한 링 중 대략 85 % 를 커버하고 또한 입구 채널 (24) 에 인접한 갭을 구비한다. 부분 링들의 단부들은 입구 채널 (24) 의 측벽들에 부착된 강성의 지지 구조 (18) 에 유리하게는 단단하게 부착된다. 도 1 에 따라, 지지 구조체 (40) 의 원형 빔들 (42) 은 와류 챔버 (21) 의 원통형 상부 부분 (23) 의 하부 부분에 부착된 두 개의 완전한 링들과 와류 챔버 (21) 의 원추형 하부 부분 (26) 에 부착된 하나의 완전한 링을 포함한다.
도 2a 는 입구 채널 (24) 의 레벨에서 와류 챔버 (21) 의 상부 부분 중 A-A 수평 단면을 개략적으로 도시한다. 와류 챔버 (21) 는 실질적으로 정팔각형의 단면을 일반적으로 형성하는 워터 튜브 패널 벽들 (22) 에 의해 에워싸이고, 즉 단면은 워터 튜브 패널 벽들 사이에 8 개의 모서리들을 가진다. 패널 벽들 (22) 의 지지 구조체 (40) 는 체결 수단 (50) 에 의해 패널 벽들 (22) 에 부착된 원형 빔 (42.1) 을 포함한다. 체결 수단 (50) 은 바람직하게는 용접에 의해 워터 튜브 패널 벽들 (22) 에 그리고 원형 빔들 (42) 에 고정된 강 플레이트들이다. 하지만, 플레이트들 (50) 에의 원형 빔 (42.1) 의 부착 및 워터 튜브 패널 벽들 (22) 에의 플레이트들 (50) 의 부착은, 예를 들어, 용접 또는 기계적인 고정 요소들에 근거하는 임의의 종래 수단에 의해 실시될 수 있다.
원형 빔 (42.1) 은 와류 챔버 (21) 를 부분적으로 둘러싸거나, 더 구체적으로는 지지 구조체 (40) 의 수평 단면은 완전한 링 중 약 85 % 를 커버한다. 도 2a 에서 명확하게 볼 수 있는 바와 같이, 원형 빔 (42.1) 은 와류 챔버 (21) 또는 와류 챔버 (21) 의 워터 튜브 패널 벽들 (22) 의 단면 형상을 정확하게 따르지 않는다. 반대로, 원형 빔 (42.1) 과 워터 튜브 패널 벽들 (22) 사이의 체결 수단 (50) 이 배치되는 거리는 각각의 패널 벽 (22) 의 위치에 따라 변한다.
체결 수단 (50) 은 워터 튜브 패널 벽들 (22) 의 각각에 실질적으로 등간격으로 바람직하게는 부착된다. 하지만, 워터 튜브 패널 벽들 사이의 모서리들은 벽들의 중앙 부분들에 비해 실질적으로 강성이기 때문에, 체결 수단 (50) 은 바람직하게는 워터 튜브 패널 벽들 (22) 의 수직 엣지들로부터 단지 거리를 두어 배치된다. 원형 빔 (42.1) 의 단부들 (25, 25') 은 입구 채널 (24) 의 측벽들 (27, 27') 의 강성의 지지 구성 (18, 18') 에 유리하게는 단단하게 부착된다.
도 2b 는 입구 채널 (24) 의 레벨보다 아래에서 와류 챔버 (21) 의 상부 부분 중 B-B 수평 단면을 개략적으로 도시한다. 와류 챔버 (21) 는 실질적으로 정팔각형 단면을 형성하는 워터 튜브 패널 벽들 (22) 에 의해 둘러싸인다. 패널 벽들 (22) 의 지지 구조체 (40) 는, 원형 빔 (42.2) 이 와류 챔버 (21) 를 전체적으로 둘러싼다는 점에서 도 2a 에 도시된 원형 빔 (42.1) 과는 상이한 원형 빔 (42.2) 을 포함한다. 따라서, 원형 빔 (42.2) 은 완전한 원을 형성하고, 즉 원형 빔은 완전한 링을 커버한다. 원형 빔 (42.2) 은 실질적으로 등간격으로 이격된 방사상으로 연장하는 체결 수단 (50) 에 의해 워터 튜브 패널 벽들에 부착된다. 그러므로, 실질적으로 균일하게 원형 빔 (42.2) 으로 분배되게 함으로써 인클로저 벽들 (22) 에 대한 압력 차로 인한 힘은 특히 효과적으로 견딘다.
도 3 은 도 2b 에 따른 와류 챔버 (21) 의 B-B 단면도 중 C 부분을 더 상세하게 개략적으로 도시한다. 와류 챔버 (21) 의 워터 튜브 패널 벽 (22) 은 튜브들 (52) 사이에 배치된 수직 튜브들 (52) 과 핀들 (54) 을 포함한다. 지지 구조체 (40) 의 원형 빔 (42) 은 전술한 바와 같이 예를 들어 플레이트들일 수 있는 체결 수단 (50) 에 의해 워터 튜브 패널 벽 (22) 의 핀들 (52) 에 부착된다. 체결 수단 (50) 이 플레이트인 경우, 플레이트의 일 단부가 워터 튜브 패널 벽 (22) 에, 특히 워터 튜브 패널 벽 (22) 의 핀 (54) 에 용접되고, 플레이트의 다른 단부가 지지 구조체 (40) 의 원형 빔 (42) 에 용접된다.
도 3 에서, 플레이트들 (50) 은 패널들에 수직한 워터 튜브 패널 벽들 (22) 에 고정되는 것으로 도시된다. 이는, 특히 워터 튜브 패널들 사이의 모서리들에 근접하여, 플레이트들 (50) 이 원형 빔 (42) 에 수직하지 않다는 것을 의미한다. 다른 가능성에 따라, 플레이트들은 원형 빔에 수직한 원형 빔 (42) 에 고정되도록 워터 튜브 패널들에 부착되고, 그럼으로써, 플레이트들은 워터 튜브 패널들에 수직하지 않은 모서리들에 특히 근접해진다. 자연적으로, 제 3 가능성은 전술한 가능성들 간의 절충이다.
도 4 는 와류 챔버 (21) 의 워터 튜브 패널 벽 (22) 에의 지지 구조체 (40) 의 원형 빔 (42) 의 체결의 예를 개략적으로 도시한다. 따라서, 도 4 는 원형 빔 (42) 이 수직 체결 플레이트 (50) 에 의해 부착되는 워터 튜브 패널 벽 (22) 의 수직 단면을 도시한다. 체결 플레이트 (50) 의 일 단부는 예를 들어 용접에 의해 워터 튜브 패널 벽 (22) 에 부착되고, 플레이트 (50) 의 다른 단부는 클램프 (44) 에 의해 원형 빔 (42) 에 부착된다. 이 예에서, 원형 빔 (42) 은 원형 단면을 갖는 파이프이고, 플레이트 (50) 에는 원형 빔 (41) 이 부착되는 반원형 공간이 제공된다.
도 5 내지 도 7 은 워터 튜브 패널 벽 (22) 에 원형 빔 (42) 을 체결하는 다른 예들을 도시하고, 원형 빔은 직사각형 단면을 가지거나, 또는 원형 빔은 I-빔 또는 U-빔으로 각각 형성된다. 도 5 에서는, 직사각형 단면을 갖는 원형 빔은 워터 튜브 패널 벽 (22) 의 수직 워터 튜브들을 가로질러 부착되는 두 개의 수평 스캘럽 바들 (52) 사이에 부착된다. 도 6 및 도 7 은 방사상으로 연장하는 체결 플레이트 (50) 에 기계적으로 부착되거나 용접함으로써 원형으로 굽혀진 I-빔 및 U-빔 각각으로 형성된 원형 빔들 (42) 을 도시한다.
본 발명은 명세서에서 현재 가장 바람직한 실시형태들로 고려되는 것과 관련하여 예들로서 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시형태들로 한정되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에서 규정된 바와 같이, 본 발명의 범위 내에 포함된 그 특징들의 다양한 조합들 또는 변경들, 그리고 여러 다른 적용들을 커버하는 것으로 되는 것으로 이해되어야 한다. 전술한 임의의 실시형태와 관련하여 언급된 상세한 설명들은, 이러한 조합이 기술적으로 실현가능할 때 다른 실시형태와 관련하여 사용될 수도 있다. 지지 구조의 원형 빔의 몇몇 예만이 도면들에 도시되어 있지만, 지지 구조의 원형 빔들의 형상들은 단지 이들에 제한되지 않다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 도 1 은 단 하나의 입자 분리기를 도시하지만, 실제로 입자 분리기들의 개수는 유동층 반응기들 내에서 변할 수도 있다.

Claims (15)

  1. 유동층 반응기 (10) 의 반응 챔버 (12) 로부터 배출된 가스로부터 입자들을 분리하기 위한 상기 유동층 반응기 (10) 에 연결하기 위한 입자 분리기 어셈블리로서,
    상기 입자 분리기 어셈블리는, 적어도 6 개의 모서리들을 포함하는 다각형의 수평 단면을 형성하는 워터 튜브 패널 벽들 (22) 과 상기 워터 튜브 패널 벽들 (22) 의 지지 구조체 (40) 에 의해 에워싸인 수직 와류 챔버 (21) 를 포함하고,
    상기 지지 구조체 (40) 는, 상기 워터 튜브 패널 벽들 (22) 의 외측에 배치되고 또한 방사상으로 연장하는 체결 수단 (50) 에 의해 적어도 세 개의 상기 워터 튜브 패널 벽들 (22) 에 부착되는 적어도 하나의 수평으로 배치된 원형 빔 (42) 을 포함하고, 적어도 하나의 상기 원형 빔은 완전한 원 (full circle) 을 형성하거나, 또는 적어도 하나의 상기 원형 빔은 완전한 원 중 적어도 75 % 를 커버하고 강성의 지지 구성 (18) 에 단단하게 부착되는 단부들을 포함하는 부분 원을 형성하는 것을 특징으로 하는, 유동층 반응기 (10) 에 연결하기 위한 입자 분리기 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결 수단 (50) 은 적어도 세 개의 상기 워터 튜브 패널 벽들 (22) 의 각각에 부착된 다수의 체결 수단 (50) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유동층 반응기 (10) 에 연결하기 위한 입자 분리기 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 체결 수단 (50) 은 적어도 세 개의 상기 워터 튜브 패널 벽들 (22) 의 각각에 부착된 등간격으로 배치된 다수의 체결 수단 (50) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유동층 반응기 (10) 에 연결하기 위한 입자 분리기 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 수평으로 배치된 상기 원형 빔은 주위로부터 열 절연되고 또한 와류 챔버와 동일한 공간으로 둘러싸이는 것을 특징으로 하는, 유동층 반응기 (10) 에 연결하기 위한 입자 분리기 어셈블리.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 체결 수단 (50) 은 상기 워터 튜브 패널 벽들 (22) 의 수직 엣지들로부터 간격을 두어 적어도 세 개의 워터 튜브 패널 벽들 (22) 의 각각에 부착되는 것을 특징으로 하는, 유동층 반응기 (10) 에 연결하기 위한 입자 분리기 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 원형 빔 (42) 은 상이한 레벨들에서 적어도 세 개의 상기 워터 튜브 패널 벽들 (22) 에 부착되는 수평으로 배치된 다수의 원형 빔들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유동층 반응기 (10) 에 연결하기 위한 입자 분리기 어셈블리.
  7. 제 6 항에 있어서,
    다수의 상기 원형 빔들 (42) 은 상기 와류 챔버 (21) 의 주위에 완전한 원을 형성하는 적어도 하나의 원형 빔을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유동층 반응기 (10) 에 연결하기 위한 입자 분리기 어셈블리.
  8. 제 6 항에 있어서,
    다수의 상기 원형 빔들 (42) 은 완전한 원 중 적어도 75 % 를 커버하는 부분 원을 형성하는 적어도 하나의 원형 빔을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유동층 반응기 (10) 에 연결하기 위한 입자 분리기 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서,
    다수의 상기 원형 빔들 (42) 은 상기 와류 챔버의 상부 부분에 부착되고 또한 상기 와류 챔버 (21) 의 입구 채널 (24) 에 인접한 갭을 구비하는 완전한 원 중 적어도 75 % 를 커버하는 부분 원을 형성하는 적어도 하나의 원형 빔을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유동층 반응기 (10) 에 연결하기 위한 입자 분리기 어셈블리.
  10. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 수평으로 배치된 상기 원형 빔 (42) 은 원형 또는 직사각형 단면을 구비하거나, 상기 원형 빔은 원형으로 굽혀진 I-빔 또는 U-빔으로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 유동층 반응기 (10) 에 연결하기 위한 입자 분리기 어셈블리.
  11. 제 1 항에 있어서,
    방사상으로 연장하는 상기 체결 수단 (50) 은 방사상으로 연장하는 플레이트들인 것을 특징으로 하는, 유동층 반응기 (10) 에 연결하기 위한 입자 분리기 어셈블리.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 워터 튜브 패널 벽들 (22) 은 워터 튜브들 (52) 사이에 핀들 (54) 을 포함하고, 방사상으로 연장하는 상기 플레이트들 (50) 은 용접에 의해 상기 핀들 (54) 에 부착되는 것을 특징으로 하는, 유동층 반응기 (10) 에 연결하기 위한 입자 분리기 어셈블리.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 다각형의 수평 단면은 8 개 ~ 16 개의 모서리들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유동층 반응기 (10) 에 연결하기 위한 입자 분리기 어셈블리.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 다각형의 수평 단면은 16 개의 모서리들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유동층 반응기 (10) 에 연결하기 위한 입자 분리기 어셈블리.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 입자 분리기 어셈블리를 포함하는 유동층 반응기.

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