KR102556135B1 - 유동층 반응기 내에서 사용하기 위한 연소기 공기 바아 그리드 및 유동층 반응기 - Google Patents

유동층 반응기 내에서 사용하기 위한 연소기 공기 바아 그리드 및 유동층 반응기 Download PDF

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Abstract

유동층 반응기 (12) 내에서 사용하기 위한 연소기 공기 바아 그리드 (1) 로서,
- 유동화 가스의 공급원과 유체 연통하는 적어도 2 개의 메인 공기 수집기 바아들 (2),
- 상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 을 가로지르고 상기 적어도 2 개의 메인 공기 수집기 바아들 (2) 상에 배열되어 상기 메인 공기 수집기 바아 (2) 가 지지하고 상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 중 적어도 2 개와 유체 연통하는 복수의 일차 공기 바아들 (3) 로서, 상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 과 상기 메인 공기 바아들 (3) 은 상기 공기 바아 그리드 (1) 에 회분 제거 개구들을 규정하는, 상기 복수의 일차 공기 바아들 (3), 및
- 상기 유동층 반응기 (12) 를 유동화하기 위해 상기 일차 공기 바아들 (3) 각각에 배열된 복수의 유동화 노즐들 (4) 을 포함한다.
본 발명은 또한 유동층 반응기를 위한 독립항을 포함한다.

Description

유동층 반응기 내에서 사용하기 위한 연소기 공기 바아 그리드 및 유동층 반응기
본 발명은 개선된 연소기 공기 바아 그리드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 바이오매스를 포함하는 고형 물질의 연소 또는 불연성 물질을 함유하는 폐연료의 소각용 및 연소 또는 소각 동안 회분 (ash) 또는 불연성 물질의 제거용 등의 유동층 반응기에 관한 것이다.
연소 또는 가스화와 같은 화학 반응은 유동층 반응기, 일반적으로 소위 버블링 유동층 또는 순환 유동층 반응기의 유동층 물질층에서 수행된다. 이때, 주로 모래와 연료로 구성된 상기 층상 물질층을 통해 유동화 가스, 예를 들면 공기가 반응기 내로 공급되어 층이 쉽게 유동화 상태가 된다. 그러나, 유동층 반응기에서, 연소된 물질은 불균일하고, 응집 또는 불연성 물질이 혼입될 수 있다.
연소기 공기 바아 그리드는, 공기가 물질의 연소층을 통해 위로 유동할 수 있게 하고 회분 및 불연성 물질이 이 연소층의 저부로부터 제거될 수 있도록 설계되었다. 회분 및 불연성 물질 뿐만 아니라 층물질은 바아들 사이의 공간을 통과한다. 이러한 유형의 그레이트 (grate) 는 매니폴드에 연결된 개별 바아들에 공기를 분배하는 공기 매니폴드를 가질 수 있다. 각각의 공기 바아는 유동화 공기를 층 물질 내로 분산시키기 위한 공기 노즐들을 갖는다.
US 4,402,665 는 유동층 반응기 내에서 사용하기 위한 공기 바아 그리드를 개시한다. 공기 바아 그리드는 가압 공기 공급원과 유체 연통하는 메인 공기 수집기, 및 상기 메인 공기 수집기에 수직인 일차 공기 바아들의 그리드를 포함한다. 일차 공기 바아들 각각은 상부 표면을 가지며, 메인 공기 수집기와 유체 연통하도록 그 길이를 따라 연결된다. 중간 공기 바아들은 메인 공기 수집기에 평행하게 그리고 각각의 일차 공기 바아들에 수직으로 배열된다. 중간 공기 바아들 및 일차 공기 바아들은 동일 평면 상에 놓이고 서로 직각으로 교차한다.
US 5,743,197 은 물, 증기 또는 공냉식 살포 파이프 그레이트를 갖는 유동층 보일러용 그레이트 조립체를 개시한다. 냉각된 살포 (sparge) 파이프들은 그 단부에서 물, 증기 또는 공기를 안내하는 파이프들에 의해 지지된다. 살포 파이프들은, 인접한 살포 파이프들 사이에 살포 파이프들의 길이 방향으로 연장되는 수평 개구가 유지되도록, 나란히 장착된다.
US 5,425,331 은 연료 및 불연성 고형물들을 포함하는 미립자 물질의 층을 지지하기 위해 보일러의 하부에 배치된 중공 이격 공기 바아들을 갖는 유동층 반응기를 개시한다. 공기 바아들은 공기 바아들로부터의 열을 파이프들 내에서 유동하는 물로 연속적으로 전달하는 복수의 수냉식 지지관들에 의해 반응기의 하부에서 지지된다. 공기 바아들은 호퍼의 외부에 그리고 벽에 인접하게 배치된 플리넘 챔버에 수직으로 그리고 이와 공기 유동 연통하게 연장된다. 가압 공기는 종래의 수단에 의해 챔버 내로 도입된다.
KR 2009/132934 A 는 유동층을 포함하는 폐기물 연료 연소 시스템용 공기 분배기 시스템을 개시한다. 공기 분배 시스템은 급기 파이프들, 노즐, 및 냉각수 파이프들을 포함한다. 급기 파이프들은 공기 분배기들에 길이 방향 및 횡 방향으로 연결된다. 급기 파이프들은 복수의 급기 포트들이 설치되는 노즐 커넥터를 포함한다. 냉각수 파이프들은 급기 파이프들의 외부에 설치되고 급기 파이프들의 열적 부식을 방지하기 위한 냉각수를 공급한다.
US 5,368,824 는 반응 용기 내의 미립자층을 유동화시키고 층 내로 도입되거나 층 내에 형성될 수 있는 비유동성 입자를 제거하기 위해 제 1 그룹의 파이프 아래에 위치된 한 쌍의 횡방향 가스 유입 파이프 및 평행한 가스 유입 파이프의 어레이를 사용하는 가스 분배 시스템을 개시한다.
SU 1149105 은 그 아래에 배치된 공기 박스를 가진 연소실을 함유하고 회분 호퍼가 내부에 설치되는 유동층의 노를 개시한다. 회분 호퍼의 상부에는, 박스 공동에 양 단부가 연결되는 급기 파이프들과, 급기 파이프들의 공동과 공기 박스의 공동에 연결되는 적어도 하나의 파이프가 있다.
US 2003/170582 A1 은 유동층 보일러용 파이프 그레이트를 개시한다. 공기는 여러 개의 파이프들을 통해 유동층 보일러로 공급된다. 파이프 그레이트의 적어도 일부의 파이프에 포함되는 파이프 특정 제어 수단에 의하여 파이프 그레이트에 공기 등이 공급되는 그레이트의 활성 영역이 조절된다.
본 발명의 목적은 유동층 반응기에서 회분 및 불연성 물질 수집을 개선하는 것이다. 본 발명의 제 2 목적은 층에서 유동화 가스의 보다 균질한 유동 분포를 갖는 것이다.
상기 목적들 둘 다는 독립항 제 1 항에 따른 연소기 공기 바아 그리드 및 독립항 제 12 항에 따른 유동층 반응기에 의해 충족될 수 있다.
삭제
종속항들은 연소기 공기 바아 그리드의 유리한 실시형태들을 설명한다.
유동층 반응기 내에서 사용하기 위한 연소기 공기 바아 그리드는, 가압된 유동화 가스 (예컨대, 공기) 의 공급원과 유체 연통하는 적어도 2 개의 메인 공기 수집기 바아들, 및 상기 메인 공기 수집기 바아들이 지지하도록 메인 공기 수집기 바아를 가로지르고 적어도 2 개의 메인 공기 수집기 바아 상에 배열되며, 그리고 상기 메인 공기 수집기 바아 중 적어도 2 개와 유체 연통하는 복수의 일차 공기 바아들을 포함한다. 메인 공기 수집기 바아들 및 일차 공기 바아들은 공기 바아 그리드에서 회분 제거 개구들을 형성한다. 연소기 공기 바아 그리드는, 층 반응기를 유동화하기 위해 일차 공기 바아들 각각에 배열된 복수의 유동화 노즐들을 더 포함한다.
US 4,402,665 로부터 공지된 연소기 공기 바아 그리드와 비교하여, 메인 공기 수집기 바아들 중 적어도 2 개로부터, 즉 일차 공기 바아들을 따라 상이한 위치들로부터 일차 공기 바아들로 진입하도록 가압된 유동화 가스를 가짐으로써 유동층 반응기의 구조가 단순화될 수 있다. 한편으로는, 이는 일차 공기 바아들 내에서 그 길이를 따라 가압된 유동화 가스의 보다 균일한 압력 분포를 가질 수 있게 한다. 한편으로는, 메인 공기 수집기 바아들은 또한 일차 공기 바아들을 위한 지지 빔들로서 기능하고, 이러한 방식으로 그리드 모듈형 설계를 가능하게 한다. 또한, 급기 덕트들은 동시에 지지 빔들로서 작용하고 그리드 모듈형 설계를 가능하게 한다.
또한, US 5,743,197 및 US 5,425,331 로부터 공지된 그레이트 바아 조립체와 비교하여, 일차 공기 바아에들서와 같이 일차 공기 바아를 지지하는 2 개의 메인 공기 수집기 바아내에서 유동하는 동일한 매체를 가짐으로써 유동층 반응기의 구조가 간단해질 수 있다. 따라서, 유동층 반응기로 유입되는 매체의 공급을 보다 컴팩트한 방식으로 구현될 수 있다.
가압된 유동화 가스는 일차 공기 바아들 뿐만 아니라 메인 공기 수집기 바아들를 냉각하여, 이들을 적절한 온도 범위로 유지하여, 일차 공기 바아들 및 메인 공기 수집기 바아들이 너무 많이 연화되지 않음을 보장하도록 돕는다. 메인 공기 수집기 바아들을 적절하게 치수화하고 이웃하는 메인 공기 수집기 바아들 사이의 분리에 의해, 일차 공기 바아들의 연화에 의해 야기되는 연소기 공기층 그리드의 약화가 완화될 수 있다. 추가의 장점은, 메인 공기 수집기 바아들의 수냉을 위한 구조가 생략될 수 있기 때문에, 메인 공기 수집기 바아들이 반응기의 기계적 설계를 단순화시키는데 도움이 되는 공기에 의해 냉각된다는 것이다.
가장 간단하게, 메인 공기 수집기 바아들은 서로 중첩되는 각각의 일차 공기 바아의 상부측 및 저부측에 형성된 유동화 가스 전달 개구들을 통해 일차 공기 바아들과 유체 연통한다. 특히 바람직하게는, 유동화 가스 전달 개구들은 그 교차 위치에서 메인 공기 수집기 바아들 및 일차 공기 바아들 각각의 대향면들에서 절취부로서 형성되며, 양 바아들은 직사각형 단면을 갖는다. 이러한 방식으로, 절취부에 의한 구조의 약화는, 특히 US 4,402,665 로부터 공지된 바와 같이 원형 단면을 갖는 공기 덕트의 깊은 컷과 비교하여, 비교적 작게 유지될 수 있다.
연소기 공기 바아 그리드는 메인 공기 수집기 바아들을 지지하도록 배열된 다수의 지지 빔들 또는 지지 바아들을 더 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 층의 중량은 지지 빔 또는 지지 바아에 의해 본질적으로 지지될 수 있어, 유동층 반응기의 기계적 구성의 단순화를 가능하게 한다.
연소기 공기 바아 그리드는 메인 공기 수집기 바아들 및 일차 공기 바아들에 의해 형성된 회분 제거 개구들 아래에 배치된 다수의 회분 호퍼들을 더 포함한다. 이는 층로부터 회분 및 불연성 물질의 효과적인 수집을 가능하게 한다.
바람직하게는, 회분 호퍼들의 상부는 메인 공기 수집기 바아들과 측방향으로 정렬되고 그리고 이와 기계적인 접촉을 한다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 회분 호퍼의 상부는 직사각형 수평 단면을 갖는 상부 섹션을 가지고, 회분 호퍼의 상부의 2 개의 대향측들은 예를 들어 회분 호퍼 퍼넬의 최상부를 메인 공기 수집기 바아들에 용접함으로써 각각의 메인 공기 수집기 바아들과 기계적으로 접촉하도록 부착된다. 따라서, 주 공기 수집기 바아들은 회분 호퍼들에 대해 공냉된 외부벽들을 형성한다.
또한, 메인 공기 수집기 바아들은 적어도 하나의 팽창 조인트를 사용하여 유동층 반응기의 전방벽 또는 후방벽과 연결될 수 있는 윈드 박스 (wind box) 를 생성한다. 따라서, 회분 호퍼들의 하부는 냉각된 플레이트 설계를 사용할 필요 없이 원추형으로 제조될 수 있다. 유동층 및 저부 회분의 전체 중량은 메인 공기 수집기 바아들 및 일차 공기 바아들 (바람직하게는 플레이트 빔들에 용접) 상의 분배 빔으로부터 그리드 지지 구조물로 전달될 수 있다.
적어도 하나의 팽창 조인트를 사용하여 메인 공기 수집기 바아들을 유동층 반응기의 전방벽 또는 후방벽에 연결하는 것은 열 팽창을 수용하는 것을 돕는다.
메인 공기 수집기 바아들은 가압된 유동화 가스로 냉각되는 회분 호퍼들을 위한 외부 공랭 벽들을 형성하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 메인 공기 수집기 바아들로부터의 가압된 유동화 가스는 또한 회분 호퍼로부터 열을 제거하는데 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 회분 호퍼들에서 공랭 또는 수냉된 플레이트들을 사용할 필요가 방지될 수 있다.
바람직하게는, 적어도 2 개의 메인 공기 수집기 바아들 및 복수의 일차 공기 바아들은 유동화 가스를 위한 도관들을 형성하는 금속의 중공 빔이다.
연소기 공기 바아 그리드는 다수의 모듈들로 구성된 모듈형 연소기 공기 바아 그리드로서 구성될 수 있어서, 모듈들에서 메인 공기 수집기 바아들은 유동층 반응기의 전방 벽 및 후방벽 사이에서 연장되는 방향에서의 2.5 내지 4 미터의 길이를 갖는다. 이러한 연소기 공기 바아 그리드는 설치를 위해 현장으로 이송하기가 더 용이하다.
다른 유리한 양태에 따르면, 메인 공기 수집기 바아들은 함께 결합된 모듈들로 구성된 세그먼트들로 구성될 수 있다. 이는 유동층 반응기를 모듈 방식으로 구성하는 모듈 방식을 가능하게 한다. 특히, 모듈들 각각은 유동층 반응기의 전방 벽 및 후방벽 사이에서 연장되는 방향에서의 2.5 내지 4 미터의 길이일 수 있다.
유동층 반응기는 본 발명의 제 1 양태에 따른 연소기 공기 바아 그리드를 갖는 노를 포함한다.
이하에서, 도 1 내지 도 4 에 도시된 실시형태들을 참조하여 연소기 공기 바아 그리드 및 유동층 반응기를 보다 구체적으로 설명한다.
도 1 은 순환 유동층 반응기를 포함하는 증기 발생기 시스템을 도시한다.
도 2 는 연소기 공기 바아 그리드의 측면도이다.
도 3 은 도 2 의 연소기 공기 바아 그리드의 단부도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 연소기 공기 그리드를 갖는 버블링 유동층 반응기 보일러이다.
동일한 도면 부호는 모든 도면에서 동일한 기술적 특징을 나타낸다.
도 1 은 증기 발생 시스템 (10) 을 도시한다. 증기 발생 시스템 (10) 의 구조 및 작동은, 연소기 공기 그리드 (1), 회분 호퍼들 (6) 및 지지 구조물들까지, 본원에 원용된 미국 특허 5,425,331 에 개시된 증기 발생 시스템 (10) 과 동일하다.
증기 발생 시스템 (10) 은 유동층 반응기 (12) (도 1 에서는 순환 유동층 반응기로서 그리고 도 4 에서는 버블링 유동층 반응기로서 도시됨), 사이클론 분리기 (14) 및 열 회수 영역 (16) 을 포함한다.
유동층 반응기 (12) 의 하부에는 공기 바아 그리드 (1) 가 제공며, 이에 대해서는 도 2 및 도 3 의 실시형태들을 참조하여 이하에 상세하게 설명한다.
사이클론 분리기 (14) 는 유동층 반응기 (12) 로부터 공기와 가스 연소 생성물의 혼합물을 그에 의해 혼입된 고형 입자와 함께 수용한다. 분리기 (14) 는 가스로부터 고형물을 분리하도록 작동하고, 가스는 열 회수 영역 (16) 으로 통과된다. 분리기 (14) 로부터의 고형물은 분리기의 테이퍼링 섹션 (14a) 내로 낙하하고, 여기서 고형물은 복귀 레그 (22) 를 통해 반응기 섹션 (12) 의 하부로 재주입된다. 가스는, 열 회수 영역 (16) 을 통과한 후, 유출 도관 (16a) 을 통해 배출된다.
유동층 반응기 (12) 는 전방 벽 (24a), 이격된 평행한 후방벽 (24b), 및 전방벽과 후방벽에 수직으로 연장되어 인클로저를 형성하는 2 개의 이격된 평행한 측벽들 (도 1 에 도시되지 않음) 을 포함한다.
유동층 내로 연료를 도입하기 위해, 전방벽 (24a), 후방벽 (24b), 또는 측벽들을 통해 연장되는 적어도 하나의 분배기 (27) 는 도 1 에 도시된 바와 같이 유동층 반응기 (12) 내로 연료를 공급하는데 사용될 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 연료의 공급은 사일로-호퍼 및 스크류-피더로 수행될 수 있고, 이 사일로-호퍼 및 스크류-피더는 유동층 반응기 (12) 위에 배치되고 연소기 공기 바아 그리드 (1) 위에 배치된 유동층의 상부 표면 상으로 바이오매스 또는 도시 폐기물과 같은 폐연료를 도입하기 위해 그 루프에 형성된 개구가 나타난다. 폐연료는 병 및 캔과 같은 불연성 물질을 포함할 수 있다.
분배기 (28) 는 유동층의 상부 표면 상에 층 구성 (bed make-up) 물질을 도입하기 위해 전방벽 (24a) 을 통해 연장된다. 이러한 구성 물질은, 일반적으로 폐연료의 연소 동안 방출되는 황 산화물을 흡수하기 위해, 모래 및/또는 석회석 또는 백운석으로 구성된다. 필요에 따라, 층 구성 물질을 층 상에 분배하기 위해, 다른 분배기가 벽들 (24a, 24b) 및 측벽들 중 임의의 것 또는 둘 다와 연관될 수 있다는 것이 이해된다.
증기 발생기 (10) 의 작동시, 다량의 바이오매스 또는 폐연료 및 층 구성 물질은 각각 스크류 피더 (27) 와 분배기 (28) 를 통해 도입되어, 공기 그리드 (1) 의 상부 표면에 축적된다. 외부 공급원으로부터의 유동화 가스 - 바람직하게는 공기 - 는 유동화 가스 공급원 (9) 에 의해 충분한 부피로 플레넘 챔버 (49) 에 공급된다. 바람직하게는, 연소 유동화 공기는 유동화 가스로서 사용된다. 가압된 유동화 가스는 연소기 공기 바아 그리드 (1) 위의 층 구성 물질이 노 (26) 내에서 유동화되게 한다. 연소기 공기 바아 그리드 (1) 위에 배치된 바이오매스 또는 폐연료 물질의 연소를 개시하기에 충분한 온도로 유동화 가스의 온도를 상승시키기 위해 버너 (도시되지 않음) 가 플레넘 챔버 (49) 내에 배치된다. 석탄 등의 보조 연료는 바이오매스 또는 폐연료가 낮은 칼로리 함량을 갖는 경우에 분배기 (28) 에 의해 제공될 수 있다. 일단 반응기 (12) 내부의 바이오매스 또는 폐연료가 유동화 가스로 연소하기 시작하면, 버너 및/또는 보조 연료에 의한 점화는 필요에 따라 감소되거나 중단된다.
연소가 진행됨에 따라, 추가적인 폐연료와 층 구성 물질은 각각 스크류 피더 (27) 와 분배기 (28) 를 통해 유동층 반응기 (12) 로 도입된다. 유동화 가스 및 연소 생성물이 유동층 반응기 (12) 내에서 상방으로 이동함에 따라, 불연성 물질, 회분 및 소모된 층 구성 물질은 중력으로 그리고 공압식으로 하방으로 운반된다. 불연성 고형물은 유동층 반응기 (12) 를 통해 연소기 공기 바아 그리드 (1) 의 상부 표면으로 하방으로 이동하고, 공기 바아 그리드 (1) 의 개구를 통해 연소기 공기 바아 그리드 (1) 를 통해 하방으로 통과하며, 일차 공기 바아들로부터의 공기와 함께 공기 노즐들 또는 파이프들로부터 유동하는 유동화 가스에 의해 층 물질로부터의 대류에 의해 열이 전달됨에 따라 회분 호퍼들 (6) 내에서 계속 하강하여, 회분 호퍼들 (6) 의 외부벽들을 공랭시킨다. 불연성 고형물은 호퍼의 베이스 내의 개구를 통해 호퍼들 (6) 을 빠져나오고, 예를 들어 웜 스크류에 의해 제거된다. 불연성 고형물의 일부는, 그 뒤에 폐연료의 연소 동안 형성될 수 있는 불연성 물질 및 임의의 응집물들을 제거하도록 차단되고, 층 구성 물질의 재고를 유지하는데 필요한 속도로 유동층 반응기 (12) 내에서 유동층으로 복귀된다.
연소기 공기 바아 그리드 (1) 는 가압된 유동화 가스의 공급원 (9) 과 유체 연통하는 다수의 (일반적으로, 적어도 2 개, 그러나 3 개, 4 개, 5 개, ... 가능) 메인 공기 수집기 바아들 (2) 을 포함한다. 이러한 방식으로, 유동화 가스의 분포를 보다 균일하게 할 수 있다.
연소기 공기 바아 그리드는, 상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 을 가로지르고 상기 적어도 2 개의 메인 공기 수집기 바아들 (2) 상에 배치되어 상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 이 이를 지지하고 상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 중 적어도 2 개에 유체 연통하는 복수의 일차 공기 바아들 (3), 및 유동층 반응기 (12) 를 유동화하기 위해 일차 공기 바아들 (3) 의 각각에 배치된 복수의 유동화 노즐들 (4) 을 더 포함한다. 유동화 노즐들 (4) 은 각각의 일차 공기 바아들 (3) 상에 또는 일차 공기 바아들 (3) 상에 직접 위치된 중심 공기 도관들 (4B) 상에 배열될 수 있다.
메인 공기 수집기 바아들 (2) 은 수집기 바아들 (2) 과 일차 공기 바아들 (3) 사이의 개구를 통해 일차 공기 바아들 (3) 과 유체 연통한다. 개구는 바람직하게는 메인 공기 수집기 바아들 (2) 상에 일차 공기 바아들 (3) 을 설치하기 전에 제조되어, 개구는 일차 공기 바아들 (3) 및 메인 공기 수집기 바아들 (2) 에서 중첩 위치에 (예를 들어, 절단 또는 레이저 절단에 의해) 형성된다.
메인 공기 수집기 바아들 (2) 은 적어도 하나의 팽창 조인트를 사용하여 유동층 반응기 (12) 의 전방벽 (24a) 또는 후방벽 (24b) 과 연결되는 윈드 박스를 생성한다.
연소기 공기 바아 그리드 (1) 는 메인 공기 수집기 바아들 (2) 을 지지하도록 배열된 다수의 지지 빔들 또는 지지 바아들 (5) 을 더 포함하여, 지지 빔 또는 지지 바아 (5) 가 프레임 구조를 형성하고, 여기서 바람직하게는, 지지 바아들 (5) 은 선택적으로 본질적으로 수평인 프레임 구조 (5c) 와 함께 메인 공기 수집기 바아들 바로 아래에 수직 기둥들로서 배열된다.
유동층 및 저부 회분의 전체 중량은 메인 공기 수집기 빔 (용접된 플레이트 빔으로서 실현될 수 있음) 을 통해 일차 공기 바아들로부터 그리드 지지 구조로 전달될 수 있다.
연소기 공기 바아 그리드 (1) 는 메인 공기 수집기 바아들 (2) 및 일차 공기 바아들 (3) 에 의해 규정된 회분 제거 개구들 아래에 배치된 다수의 회분 호퍼들 (6) 을 더 포함한다. 바람직하게는, 회분 호퍼들 (6) 은 메인 공기 수집기 바아들 (2) 과 측방향으로 정렬되고 기계식으로 접촉한다.
플레넘을 통해 소모된 층 물질의 하강 동안, 열은 층 물질로부터 반응기 벽들 (전방 벽 (24a), 후방 벽 (24b) 및 측벽들) 및 회분 호퍼 (6) 벽들을 형성하는 관들을 통해 유동하는 물로 연속적으로 전달된다. 메인 공기 수집기 바아들 (2) 은 회분 호퍼들 (6) 에 대해 공냉된 외부벽들을 형성한다. 따라서, 회분 호퍼들 (6) 은 반드시 수냉될 필요는 없다. 따라서, 회분 호퍼들 (6) 의 하부 부분은 냉각된 플레이트 설계를 채용하지 않고 원추형으로 제조될 수 있다.
그 후, 바람직하게는, 메인 공기 수집기 바아들 (2) 은 메인 공기 수집기 바아들 (2) 로부터의 가압된 유동화 가스로, 가장 바람직하게는 공기 노즐들 또는 파이프들을 통해 회분 호퍼들 (6) 을 공랭시키도록 구성된다.
적어도 2 개의 메인 공기 수집기 바아들 (2) 및 일차 공기 바아들 (3) 은 바람직하게는 유동화 가스를 위한 도관들을 형성하는 금속의 중공 빔들이다.
연소기 공기 바아 그리드 (1) 는 다수의 모듈들 (7) 로 구성된 모듈형 연소기 공기 바아 그리드로서 구성될 수 있어서, 모듈들 (7) 에서 메인 공기 수집기 바아들 (2) 은 유동층 반응기 (12) 의 전방 벽 (24a) 및 후방벽 (24b) 사이에서 연장되는 방향에서의 2.5 내지 4 미터의 길이를 가지고, 최대 허용 치수는 현재 국가별로 변한다.
대안으로 또는 추가로, 메인 공기 수집기 바아들 (2) 은 함께 결합된 모듈들 (7) 로 구성된 세그먼트들로 구성될 수 있다. 모듈들 (7) 각각은 유동층 반응기 (12) 의 전방 벽 (24a) 및 후방벽 (24b) 사이에서 연장되는 방향에서의 2.5 내지 4 미터의 길이일 수 있다.
도 1 은 유동층 반응기 (12) 로서 순환 유동층 반응기를 갖는 증기 발생기 시스템 (10) 을 도시하고, 도 2 및 도 3 은 순환 유동층 반응기 내에 위치된 연소기 공기 바아 그리드 (1) 를 도시한다. 대안으로, 연소기 공기 바아 그리드 (1) 는 도 4 에 도시된 바와 같이 버블링 유동층 반응기 내에 위치될 수 있다.
본 발명의 기본 사상은 기술적 진보와 함께 여러 가지 방법으로 구현될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 본 발명 및 그 실시형태들이 전술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 특허 청구범위 및 그 법적 균등물에 따라 다양한 변형이 가능하다.

Claims (15)

  1. 유동층 반응기 (12) 내에서 사용하기 위한 연소기 공기 바아 그리드 (1) 로서,
    상기 연소기 공기 바아 그리드 (1) 는,
    - 유동화 가스의 공급원과 유체 연통하는 적어도 2 개의 메인 공기 수집기 바아들 (2),
    - 상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 을 가로지르고 상기 적어도 2 개의 메인 공기 수집기 바아들 (2) 상에 배열되어 상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 이 지지하고 상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 중 적어도 2 개의 메인 공기 수집기 바아들과 유체 연통하는 복수의 일차 공기 바아들 (3) 로서, 상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 과 상기 일차 공기 바아들 (3) 은 상기 연소기 공기 바아 그리드 (1) 내에 회분 (ash) 제거 개구들을 규정하는, 상기 복수의 일차 공기 바아들 (3),
    - 상기 유동층 반응기 (12) 를 유동화하기 위해 상기 일차 공기 바아들 (3) 각각에 배열된 복수의 유동화 노즐들 (4),
    - 상기 회분 제거 개구들 아래에 배열된 다수의 회분 호퍼들 (6)
    을 포함하고,
    상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 은 가압된 유동화 가스로 냉각되는 상기 회분 호퍼들 (6) 을 위한 외부 공랭 벽들을 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 연소기 공기 바아 그리드 (1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 은 서로 중첩되는 각각의 수집기 바아 (2) 의 상부측 및 각각의 일차 공기 바아 (3) 의 저부측에 형성된 유동화 가스 전달 개구들을 통해 상기 일차 공기 바아들 (3) 과 유체 연통하는, 연소기 공기 바아 그리드 (1).
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 연소기 공기 바아 그리드 (1) 는, 상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 을 지지하도록 배열된 다수의 지지 빔들 또는 바아들 (5) 을 더 포함하고, 상기 지지 빔들 또는 바아들 (5) 은 상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 바로 아래에 수직으로 배열되는, 연소기 공기 바아 그리드 (1).
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 회분 호퍼들 (6) 의 상부 부분들은 상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 과 측방향으로 정렬되고 기계적으로 접촉하는, 연소기 공기 바아 그리드 (1).
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 은 적어도 하나의 팽창 조인트를 이용하여 상기 유동층 반응기 (12) 의 전방벽 (24a) 또는 후방벽 (24b) 에 연결되는, 연소기 공기 바아 그리드 (1).
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 2 개의 메인 공기 수집기 바아들 (2) 및 상기 복수의 일차 공기 바아들 (3) 은 유동화 가스를 위한 도관들을 형성하는 금속의 중공 빔들인, 연소기 공기 바아 그리드 (1).
  7. 연소기 공기 바아 그리드 (1) 로서,
    상기 연소기 공기 바아 그리드 (1) 는 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 연소기 공기 바아 그리드에 의해 형성된 다수의 모듈들 (7) 로 구성된 모듈형 연소기 공기 바아 그리드로서 구성되어, 상기 모듈들 (7) 에서, 상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 은 상기 유동층 반응기 (12) 의 전방 벽 (24a) 및 후방벽 (24b) 사이에서 연장되는 방향에서의 2.5 내지 4 미터의 길이를 갖는, 연소기 공기 바아 그리드 (1).
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 은 함께 결합된 모듈들 (7) 로 구성된 세그먼트들로 구성되는, 연소기 공기 바아 그리드 (1).
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 모듈들 (7) 각각은 상기 유동층 반응기 (12) 의 전방 벽 (24a) 및 후방벽 (24b) 사이에서 연장되는 방향에서의 2.5 내지 4 미터의 길이를 가진, 연소기 공기 바아 그리드 (1).
  10. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 및 상기 일차 공기 바아들 (3) 은 가압된 유동화 가스를 위한 중공 통로를 포함하는, 연소기 공기 바아 그리드 (1).
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 및 상기 일차 공기 바아들 (3) 은 가압된 유동화 가스를 위한 중공 통로를 포함하는, 연소기 공기 바아 그리드 (1).
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 연소기 공기 바아 그리드 (1) 는 상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 과 상기 일차 공기 바아들 (3) 내의 상기 중공 통로를 결합하기 위해 상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 과 상기 일차 공기 바아들 (3) 에서 개구들을 포함하고, 상기 개구들은 상기 일차 공기 바아들 (3) 과 상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 에서 중첩 위치들에 배열되는, 연소기 공기 바아 그리드 (1).
  13. 유동층 반응기 (12) 로서,
    제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 연소기 공기 바아 그리드 (1) 를 가진 노 (26) 를 포함하는, 유동층 반응기 (12).
  14. 유동층 반응기 (12) 로서,
    제 7 항에 따른 연소기 공기 바아 그리드 (1) 를 가진 노 (26) 를 포함하는, 유동층 반응기 (12).
  15. 제 3 항에 있어서,
    상기 연소기 공기 바아 그리드 (1) 는, 상기 메인 공기 수집기 바아들 (2) 을 지지하도록 상기 지지 빔들 또는 바아들 (5) 사이에서 수평의 프레임 구조 (5c) 를 더 포함하는, 연소기 공기 바아 그리드 (1).
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