KR20000071071A - 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법 - Google Patents

순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 최소한 과열면을 구현한 노 용적(4)과, 다수 챔버 방식의 백 패스 용적(12) 내의 한 챔버(12a) 내의 최소한 과열면(34)과 다수 챔버 방식의 백 패스 용적(12) 내의 다른 챔버(12b) 내의 최소한 재가열면(36)을 구현한 다수 챔버 방식의 백 패스 용적(12)과, 증발성 증기 루프(40, 42, 4a, 44, 40)로서 작동하는 제 1 순환 유체 경로(100a)와, 과열 증기-재가열 증기 루프로서 작동하도록 설계되며, 포화 증기 영역(46, 12c, 12g, 12e, 12f, 12h, 86), 과열 증기 영역(34a, 88, 48, 88', 34, 90, 50, 52, 48a, 52'), 재가열 영역(36, 54, 60, 62) 및 이코노마이저 영역(70, 72, 80, 82, 38a, 38b, 84, 40)을 구비하는 제 2 순환 유체 흐름 경로(100b)를 포함하는, 순환식 유동층 증기 발생기(2)로부터의 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하는 것과 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하는 방법에 관한 것이다.

Description

순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법{A CFB STEAM GENERATOR WITH A SUPERHEATER AND A PREHEATER}
본원에 앞서서 본 기술 분야에서는 다양한 형태의 유동층 증기 발생기가 공지되어 있다. 이와 같은 관점에서, 다수의 다양한 형태의 유동층 증기 발생기의 차이점을 부각시키는 편리한 방법 중의 하나는 이들의 내부에서 발생하는 유동화 특성에 의한 것이다. 본원에서 채택된 바와 같이, "유동화"라는 용어는 고체 재료가 자유 유동 상태의 유체와 같은 거동을 하는 방식을 지칭하는 것이다. 이 때문에, 가스가 내부에 위치한 고체 입자층을 통해서 유동층 증기 발생기 내에서 상향으로 통과하도록 됨에 따라서, 이와 같은 가스의 흐름은 고체 입자를 서로 서로 분리시키게 되는 힘을 생성하게 된다. 저속의 가스 속도에서 이와 같은 힘은 불충분해서 고체 입자는 서로에 대해서 접촉한 상태로 유지되는, 즉 그 사이에서의 이동에 저항하게 된다. 이와 같은 상태가 지속되는 경우에는, 고정층이라고 지칭된다. 이와 같으므로, 유동층 증기 발생기에서 이와 같은 상태가 계속되면 본 기술 분야에서는 고정층 유동층 증기 발생기라고 지칭하게 된다.
한편으로, 가스 속도가 증가하게 됨에 따라서, 가스 속도가 충분해서 고체 입자에 가해지는 힘이 고체 입자를 분리시키기에 충분하게 되는 지점까지 도달하게 된다. 이와 같은 일이 발생하게 되면, 고체 입자층은 이후에 유동화되고 고체 입자 사이에서의 가스 쿠션(gas cushion)에서 고체 입자가 자유롭게 이동하게 되고, 따라서 고체 입자층이 유체와 같은 특성을 나타내게 된다.
일반적으로 유동층 증기 발생기는 내부에서 발생하는 연소 공정의 목적에 적합하게, 불연성 입자층 내에서 연료가 연소되고, 유동 가스의 상향 흐름에 의해서 상기 입자가 부유되도록 설계된다. 또한, 상기 유동 가스는 통상적으로 내부에서의 연료의 연소를 보조하기 위해 유동층 증기 발생기로 공급되는 공기와, 그와 같은 연료와 공기의 연소로 인한 생성되는 가스 상태의 부산물의 양자를 포함한다.
유동층 증기 발생기는, 순환식 유동층 증기 발생기(CFB: Circulating Fluidized Bed Steam Generator)를 포함하지만 이에 제한되지는 않으며, 통상적으로는 증기의 생성에 사용된다. 또한, 그와 같은 증기의 생산은 유동층 증기 발생기 내에서의 연료와 공기의 연소로 생성된다. 또한, 유동층 증기 발생기의 내부에서 이와 같이 하여 생성된 증기는 소정의 열역학적 증기 사이클에 따라서 기능하여 작동하도록 설계된다. 따라서 상술한 바에서, 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)로부터의 증기의 생성은 연소 공정 및 열역학적 증기 사이클의 양자와 관련이 있음이 명백해진다.
본원 발명의 요지가 특히 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)에 관한 것인 한, 후술하는 개시는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 관점에서 제공된다. 이 때문에, 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)는 벽이 수직 수벽 튜브로 구성되는 노 용적을 포함한다. 노 용적의 하부 영역에는, 연료 및 흡착제가 공기와 함께 혼합되고 연소되어, 고온의 고체가 동반된 고온의 연소 가스를 생성하게 된다. 이와 같은 고온의 연소 가스는 함께 동반된 고온의 고체와 같이 노 용적 내에서 상승하게 된다. 이렇게 되는 중에는, 고온의 연소 가스에 동반된 고온의 고체의 부유 밀도가 노 용적의 높이가 증가함에 따라서 감소하게 된다.
계속하면, 이와 같은 고온의 연소 가스 및 이들과 함께 동반된 고온의 고체가 노 용적 내에서 상승함에 따라서, 열이 상술한 수벽 튜브로 절단되게 되며, 따라서 수벽 튜브 내에서 상승하는 물로부터 종래의 방식대로 포화된 증기가 증발하여 생성되게 된다. 이 포화된 증기는 증기와 물의 혼합체이며, 이후에 증기 드럼에서 공지된 방식으로 분리되게 된다. 증기 드럼에서, 물은 노 용적의 하부 영역에 있는 수벽 튜브로 되돌려 지게 되고, 이로써 증발성 루프를 완료하게 되는 한편으로 수증기는 후술하는 과열기로 공급된다.
노 용적의 상부에서, 고온의 연소 가스 및 이들과 함께 동반된 고온의 고체는 미연소 연료, 비산회 및 소정 크기 이상의 흡착제가 고온의 연소 가스로 부터 기계적으로 분리되는 사이클론으로 향해지게 된다. 상기 미연소 연료, 비산회 및 흡착제는 사이클론에서 수집되며, 이후에 스탠드 파이프와 실 폿(seal pot)을 통해서 중력의 영향하에 아래로 낙하하게 되며, 그후에 노 용적의 하부 영역으로 재도입되어, 상기 미연소 연료, 비산회 및 흡착제는 다시 한번 연소 공정에 노출된다. 상술한 개시는 고온의 연소 가스에 동반되게 되는 소정 크기 이상의 고온의 고체를 뒤따르는 순환 경로를 설명한 것이다.
사이클론 내로 도입되는 고온의 연소 가스(combustion gas: 이하 연관 가스(flue gas))는 여전히 유용한 에너지를 포함하고 있으며, 미연소 연료, 비산회 및 소정 크기 이상의 흡착제로부터 분리된 이후에 여분의 열교환면이 배치된 백 패스(backpass)로 지향되며, 이로써 적절하게 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)가 제공된다. 이와 같은 여분의 열 교환면은 통상적으로 과열면에 뒤이어 가능하게는 재가열면을, 이후에 이코노마이저면(economizer surface)을 포함한다. 공지된 방식으로서의 과열면은 열, 즉 상술한 바에서 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 증기 드럼에서 물로부터 분리된 증기를 과열하여 작동되며, 이후에 상기 과열 단계에 노출된 증기는 고압 터빈(HPT: High Pressure Turbine)으로 흘러가게 된다. 고압 터빈(HPT)에서 팽창된 이후에 상술한 과열 단계에 노출된 증기는, 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 백 패스에 재가열면이 구비되어 있는 경우에, 재가열면으로 흘러가게 된다. 재가열면은 공지된 방식으로 다시 한번 더 열, 즉 상술한 바에서 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 증기 드럼에서 물로부터 분리된 증기를 재가열하여 작동되며, 이후에 상기 재가열 단계에 노출된 증기는 저압 터빈(LPT: Low Pressure Turbine)으로 흘러가게 된다.
계속하면, 저압 터빈(LPT)에서의 팽창 이후에, 상술한 재가열에 노출된 증기는 물로 응축되며, 이후에 재가열된 증기를 응축하여 생성된 물은 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 백 패스에 위치한 이코노마이저면으로 흘러가게 된다. 이상으로 순환식 유동층 증기 발생기(CFB) 내에서 발생하는 연소 공정으로부터 생성된 증기의 열역학적인 증기 사이클에 대한 설명을 끝내기로 한다. 그러나, 마지막으로 여기에서 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 백 패스에 위치한 과열면 및 재가열면에 대해서 적당한 지점에 고압 터빈(HPT)으로 흐르는 과열된 증기의 온도를 제어하거나 또는 저압 터빈(LPT)으로 흐르는 재가열된 증기의 온도를 제어하는데 사용되는 물 스프레이 스테이션이 제공된다는 사실에 유념해야 한다. 상술한 물 스프레이 스테이션에서 사용된 물은 재가열 증기의 응축으로 생성된 물로부터 추출되며, 순환식 유동층 증기 발생기의 백 패스에 위치한 이코노마이저면으로 흘러가게 되고, 상기 물 스프레이 스테이션에서 사용되는 이와 같은 물은, 따라서, 증기 발생 용도로는 사용이 불가능하다.
순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 백 패스를 통과하는 경로 중의 연소 가스는 연소 가스와 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 백 패스에 위치하는 과열면, (있다면) 재가열면 및 이코노마이저면 사이에서 발생하는 열 교환의 결과로써 냉각된다. 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 백 패스로부터의 배출에 의해서, 이제 냉각된 연소 가스는 이후에 유리하게는 공지된 방식으로 순환식 유동층 증기 발생기(CFB) 내에서 연료의 연소를 수행하기 위한 목적으로 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)로 공급되는 공기를 예비 가열에 사용된다. 그 후에, 역시 공지된 방식으로 연소 가스는 통상적으로 미립자 제거 시스템으로 흘러 관통하여 연소 가스에서 미립자를 제거하고 이후에 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)와 협력적으로 연합된 공장 굴뚝에서 대기 중으로 방출된다. 이상으로 순환식 유동층 증기 발생기(CFB) 내의 연료와 공기의 연소로부터 생성된 연소 가스의 흐름 경로에 대한 설명을 마치기로 한다.
어떤 경우에는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 노 용적 내에서 연료와 공기의 연소로부터 생성된 고온 고체의 순환 경로 내에 하나 또는 그 이상의 유동층 열 교환기(FBHE: Fluidized Bed Heat Exchanger)가 제공된다. 참고로 하기 위해서, 본원에서 사용된 유동층 열 교환기(FBHE)라는 용어는 주변으로부터 열 절연되어 있고 내부에서 고온의 매체와 저온의 매체 사이에서 열이 교환될 수 있도록 설계된 폐쇄된 격실을 지칭하는 것으로 사용된다. 본원의 경우에는, 고온의 매체는 고온의 고체를 포함한다. 본원의 경우에, 고온의 매체는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 작동 중에 생성되는 고온 고체를 포함하며, 저온의 매체는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 열역학적인 증기 사이클의 증기 또는 물을 포함한다. 상술한 유동층 열 교환기(FBHE)가 상술한 바와 같이 제공되는 경우에, 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 작동 중에 생성되는 고온의 고체의 일부는 유동층 열 교환기(FBHE)로 전환되어 통과하여 흐르게 되며, 이후에 전환된 고온의 고체는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 노 용적 내로 재도입된다.
상술한 바와 같은 유동층 열 교환기(FBHE)는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 열역학적인 증기 사이클의 듀티의 일부를 수행하도록 채택될 수도 있다. 예시적이고 제한하지 않는다는 관점에서, 상술한 하나의 유동층 열 교환기(FBHE)를 사용하여 과열면을 구현하여 과열된 증기가 상기 유동층 열 교환기(FBHE)를 관통하도록 하고 그와 같은 과열된 증기가 고압 터빈(HPT)으로 흘러 가기 전에 상기 과열된 증기의 최종 과열을 종결할 수 있도록 하거나, 재가열면을 구현하여 재가열된 증기가 상기 유동층 열 교환기(FBHE)를 관통하도록 하고 그와 같은 재가열된 증기가 저압 터빈(LPT)으로 흘러 가기 전에 상기 재가열된 증기의 최종 재가열을 종결할 수 있도록 할 수 있다. 과열면 또는 재가열면을 구현하는데 덧붙여, 상술한 유동층 열 교환기(FBHE) 중의 하나에 증발면을 구현하도록 할 수도 있다. 노 용적의 수벽 튜브와 유체 유동 관계로 연결되는 이와 같은 증발면은, 유리하게는 과열면 또는 재가열면의 하류측의 상술한 유동층 열 교환기(FBHE)에 제공될 수 있으며, 경우에 따라서는 그 내부에 제공될 수도 있다.
과열 및/또는 재가열에 관한 방법 및/또는 수단은 본원 이전의 종래 기술에서 공지되어 있다. 예시적이고 제한하지 않는다는 관점에서, 그와 같은 방법 및/또는 수단 중의 하나는 1982 년 7 월 29 일자의 미국 특허 제 4,336,769 호에 개시되어 있다. 상기 미국 특허 제 4,336,769 호의 개시에 따르면, 열 재생 영역이 가스 유동 연통되고 연결 영역과 대류 영역을 구비하는 상부 노 영역에 인접하게 제공된다. 대류 영역은 전방벽, 후방벽 및 두 개의 측벽을 구비한다. 후방벽과, 전방벽 및 전방벽의 하부 영역은 노 영역과 유사한 방식으로 다수의 수직으로 연장하고, 핀이 형성되고, 상호 연결된 튜브로 형성되어 있으며, 슬롯 또는 개구는 전방벽의 상부 영역에 형성되어 연결 영역과 대류 영역 사이의 연통을 가능하게 한다. 역시 다수의 핀이 형성된 상호 연결된 튜브로 형성되어 있는 격벽은 대류 영역에 제공되어 대류 영역을 전방 가스 통로와 후방 가스 통로로 분할한다. 이코노마이저는 후방 가스 통로의 하부 영역에 배치되며, 일차 과열기는 이코노마이저의 바로 상부에 배치되고, 재가열기 튜브의 뱅크(bank)가 전방 가스 통로 내에 제공된다. 평평한 과열기는 상부 노 영역 내에 제공되며, 최종 과열기는 평평한 과열기와 직접적으로 유체 연통하는 연결 영역 내에 제공된다.
예시적이고 제한하지 않는다는 관점에서, 다른 그와 같은 방법 및/또는 수단이 1991 년 10 월 8 일자의 미국 특허 제 5,054,436 호에 개시되어 있다. 상기 미국 특허 제 5,054,436 호의 개시에 따르면, 열 회수 영역이 제공되어 있다. 상기 열 회수 영역은 수직 칸막이에 의해서 재가열기를 수용하는 제 1 경로와, 제 1 과열기와 이코노마이저를 수용하는 제 2 경로를 구비하며, 이들 모두는 가스가 인클로우저를 통과함에 따라서 분리 장치로부터의 가스 경로에서 연장되는 다수의 열 교환 튜브에 의해서 형성된다. 개구가 칸막이의 상부 영역에 제공되어 가스의 일부가 과열기와 이코노마이저를 포함하는 경로 내로 흘러가게 된다. 두 개의 평행한 경로로 진행하는 재가열기와, 과열기와 이코노마이저를 통과한 이후에, 가스는 출구를 통해서 인클로우저에서 배출된다.
예시적이고 제한하지 않는다는 관점에서, 다른 그와 같은 방법 및/또는 수단이 1991 년 12 월 2 일자의 미국 특허 제 5,069,170 호에 개시되어 있다. 상기 미국 특허 제 5,069,170 호의 개시에 따르면, 열 회수 영역이 제공되어 있다. 상기 열 회수 영역은 수직 칸막이에 의해서 재가열기를 수용하는 제 1 경로와, 제 1 과열기와 이코노마이저를 수용하는 제 2 경로를 구비하며, 이들 모두는 가스가 인클로우저를 통과함에 따라서 분리 장치로부터의 가스 경로에서 연장되는 다수의 열 교환 튜브에 의해서 형성된다. 개구가 칸막이의 상부 영역에 제공되어 가스의 일부가 과열기와 이코노마이저를 포함하는 경로 내로 흘러가게 된다. 두 개의 평행한 경로로 진행하는 재가열기와, 과열기와 이코노마이저를 통과한 이후에, 가스는 출구를 통해서 인클로우저에서 배출된다.
과열기 및 재가열기에 관한 상술한 종래 기술의 방법 및/또는 수단이 고유의 목적에 적합하다고 단정할 수 있음에도 불구하고, 여전히 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)로부터의 최종 과열 배출 증기 온도 뿐만 아니라 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)로부터의 최종 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 신규하고 개선된 방법이 필요하다. 이 때문에, 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)와 협력적으로 연합된 고압 터빈과 저압 터빈의 수명은 이들 터빈으로 공급되는 증기가 제대로 제어되는지가 문제가 되었다. 마찬가지로, 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)에 적합한 열역학적인 증기 사이클의 실현의 보장도 소정의 열역학적인 증기 사이클에 따라서 생성된 증기가 제대로 제어되는 지가 문제가 되었다. 통상적으로, 이들 증기에 대한 제어는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 열역학적인 증기 사이클 내에 전략적으로 위치된 스프레이 완열기를 사용하여 수행하게 된다. 그러나, 유동층 열 교환기를 장착한 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 경우에 있어서는, 이들 증기의 제어는 일반적으로 유동층 열 교환기와 협력적으로 연합되어 피드백 제어 시스템에 의해서 수행된다.
상세하게는, 순환식 유동층 증기 발생기(CFB) 내에서 발생하는 연소 공정 중에 생성되는 고온의 연소 가스에 동반되는 고체의 순환식 유동층 증기 발생기(CFB) 내에서의 부유 밀도의 조정과, 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)가 이와 같은 목적에 적합하게 제공되는 다수 챔버 방식의 백 패스 용적을 통한 고온의 연소 가스의 분포의 양자와 결합하여 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 열역학적인 증기 사이클의 유체 회로에 효과를 발하게 되는, 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 최종 과열 배출 증기 온도 뿐만 아니라 최종 과열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 신규하고 개선된 방법에 대한 필요성이 있음을 알 수 있다. 보다 상세하게는, 상술한 바는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 열역학적인 증기 사이클의 유체 회로의 일부를 형성하고, 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 노 용적 내에 위치하는 열전달면을 조합하여 사용함으로써 바람직하게 수행된다. 또한, 고압 터빈에서 저압 터빈으로 공급되는 증기의 제어는 상술한 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 노 용적 내의 부유 밀도 또는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 백 패스 용적의 다수 챔버 방식의 백 패스 용적 중에서의 고온 연소 가스를 배분하는 것을 독립적으로 또는 조합하여, 조정함으로써 달성된다. 최종적으로, 고가의 유동층 열 교환기의 필요성을 제거하며, 따라서 노 용적 뿐만 아니라 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 다수 챔버 방식의 백 패스 용적 내에 위치하는 열 전달면에 의해서 열역학적인 증기 사이클 듀티가 수행되는, 최종 과열 배출 증기 온도 뿐만 아니라 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 최종 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 신규하고 개선된 방법에 대한 요구가 있었다. 이와 같이 유동층 열 교환기를 제거하게 되면, 유동층 열 교환기와 협력적으로 연합된 유동식 블로우어가 제거된다는 사실에 의해서 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)에 의해서 소비되는 기생 동력의 양을 감소시키는 것이 가능해진다. 이와 같이 유동층 열 교환기와 협력적으로 연합된 유동식 블로우어를 제거하게 됨에 따라서, 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)에 의해서 생성되는 킬로와트의 출력당 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)에 의해서 소비되는 BTU의 양에 의해서 측정됨에 따라서 플랜트 효율의 개선을 실현할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 최종 과열 배출 증기 온도와 최종 재가열 배출 증기 온도를 제어하는 신규하고 개선된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)가 열 전달면을 가지는 노를 구현한 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 최종 과열 배출 증기 온도와 최종 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 이와 같은 신규하고 개선된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)가 열 전달면을 가지는 백 패스 용적을 구현한 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 최종 과열 배출 증기 온도와 최종 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 이와 같은 신규하고 개선된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)가 열 전달면을 가진 노 용적과 열 전달면을 가진 백 패스 용적의 양자를 구현한 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 최종 과열 배출 증기 온도와 최종 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 이와 같은 신규하고 개선된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 하나 또는 그 이상의 유동층 열 교환기를 구현하여 열 전달 듀티를 수행할 필요성을 제거한 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 최종 과열 배출 증기 온도와 최종 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 이와 같은 신규하고 개선된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이와 같은 제어가 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 노 용적 내에서의 고체의 부유 밀도를 조정한 결과로써 작용하는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 최종 과열 배출 증기 온도와 최종 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 이와 같은 신규하고 개선된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이와 같은 제어가 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 백 패스 용적 내의 연소 가스 스트림의 조정의 결과로써 작용하는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 최종 과열 배출 증기 온도와 최종 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 이와 같은 신규하고 개선된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이와 같은 제어가 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 노 용적 내의 고체의 부유 밀도를 조정에 의한 결과로써 및 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 백 패스 용적 내의 연소 가스 스트림의 조정에 의한 결과로써 작용하는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 최종 과열 배출 증기 온도와 최종 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 이와 같은 신규하고 개선된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 화석 연료 연소 순환식 유동층 증기 발생기(CFB: Circulating Fluidized Bed Steam Generator)에 관한 것이며, 보다 자세하게는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)로부터의 최종 과열 배출 증기 온도를 제어하는 방법 뿐만 아니라 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)로부터의 최종 재가열 배출 증기 온도를 제어하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따라서 구축된 노 용적, 사이클론 영역, 백 패스 용적 및 실 폿을 포함하는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)를 개념적으로 도시한 측면도.
도 2는 본 발명에 따라서 구축된, 도 1에 도시된 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 백 패스 용적을 더욱 상세하게 개념적으로 도시한 측면도.
도 3은 본 발명에 따라서 구축된, 도 1에 도시된 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)와 같은 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)와 함께 사용할 수 있는 열역학적 증기 사이클의 유체 회로의 제 1 실시예를 개념적으로 간략하게 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따라서 구축된, 도 1에 도시된 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)와 같은 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)와 함께 사용할 수 있는 열역학적인 증기 사이클의 유체 회로의 제 2 실시예를 개념적으로 간략하게 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따라서 구축된, 도 1에 도시된 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)와 같은 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)와 함께 사용할 수 있는 열역학적인 증기 사이클의 유체 회로의 제 3 실시예를 개념적으로 간략하게 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따라서 구축된, 도 1에 도시된 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)와 같은 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)와 함께 사용할 수 있는 열역학적인 증기 사이클의 유체 회로의 제 4 실시예를 개념적으로 간략하게 도시한 도면.
도 7은 노 용적 내로 도입되는 일차 공기와 이차 공기 사이의 비율 변화로 인한 부유 밀도에서의 프로파일의 변화와 상술한 노 용적의 높이와의 함수로 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 노 용적 내의 고온 고체의 부유 밀도를 나타낸 그래프.
본 발명에 따르면, 노 용적, 사이클론 및 다수 챔버 방식의 백 패스 용적을 구현하고 소정의 열역학적인 증기 사이클에 따라서, 고압 터빈 및/또는 저압 터빈으로 공급되는 증기를 발생시키는 작용을 하는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 최종 과열 배출 증기 온도와 최종 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법이 제공된다. 상술한 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 작동 양식은 연료, 흡착제 및 공기가 혼합되고 연소에 노출되는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 노 용적의 하부 영역에서 증기의 생산이 시작되는 것이다. 고온의 연소 가스와 고온의 고체는 그와 같은 연소의 결과로써 생산되며 고온의 고체는 고온의 연소 가스에 동반되게 된다. 본원에서 사용된 "부유 밀도(suspension density)"라는 용어는 고온의 고체가 고온의 연소 가스에 동반되는 정도를 지칭하는 말이다.
계속하면, 동반된 고온의 고체와 함께 고온의 연소 가스는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 노 용적 내에서 동반되어 상승하게 되며, 이렇게 하는 도중에, 열이 상술한 노 용적을 한정하는 기능의 수벽 튜브 내에 존재하는 물로 전달되며, 이에 의해서 증기는 물로의 열 전달의 결과로서 증발적으로 생성된다. 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 상부에 도달하게 됨에 따라서, 여전히 동반된 고온의 고체와 함께 고온의 연소 가스(이하, 연관 가스)는 사이클론에서 종결되는 덕트 라인으로 흐르게 된다. 상기 사이클론은, 공지된 방식대로, 내부에서 연관 가스로부터 소정 크기 이상의 상기 고온 고체를 분리하게 된다. 사이클론으로부터, 고온의 고체는, 사이클론 내에서 연관 가스로부터 분리되며, 재도입시키기 위해서 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 노 용적의 하부 영역으로 되돌려진다.
한편으로, 연관 가스는 다른 덕트 라인을 통해서 사이클론으로부터 다수 챔버 방식의 백패스 용적으로 흐르게 되며, 따라서 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 소정의 열역학적인 증기 사이클에 따라서 수행될 필요가 있는 열전달 듀티의 일부와 함께 작동시킬 목적으로 열 전달면을 구현한 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)가 적절하게 제공된다. 보다 상세하게는, 상술한 열 교환 듀티의 일부는 과열면 뿐만 아니라 이코노마이저면이 적절하게 위치한 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 제 1 챔버를 통해서 연관 가스의 일부가 통과하는 중의 열 전달의 결과로써 및 재가열면 뿐만 아니라 추가적인 이코노마이저면이 적절하게 위치한 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 제 2 챔버를 통해서 연관 가스의 일부가 통과하는 중의 열 전달의 결과로서 수행된다. 유리하게는, 상술한 제 1 챔버와 상술한 제 2 챔버 사이에서의 연관 가스의 할당은 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 출구에서 이와 같은 목적으로 제공되는, 댐퍼를 적절하게 위치시킴으로써 수행된다. 상술한 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 제 1 챔버에서 증기의 최종 과열이 끝난 이후에, 과열 증기는 고압 터빈으로 공급된다. 마찬가지로, 상술한 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 제 2 챔버에서 증기의 최종 재가열이 끝난 이후에, 재가열 증기는 저압 터빈으로 공급된다. 공지된 방식대로, 상기 터빈은 발전기와 협력적으로 연합되도록 설계되며, 발전기는 상기 터빈에 의해 구동되고, 상기 터빈에 의해서 이와 같이 구동되므로 발전기는 전력을 생산하도록 작동된다.
순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 상술한 제 1 챔버 및 상술한 제 2 챔버에서 발생하는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 소정의 열역학적인 증기 사이클에 따라서 수행될 필요가 있는 상술한 열 교환 듀티에 추가하면, 수행될 필요가 있는 열 전달 듀티의 나머지는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 노 용적 내에서 수행된다. 이를 위해서, 주어진 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)에서 구현되는 열역학적인 증기 사이클의 구체적인 특성에 따라서 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 노 용적은 추가적인 과열면 및/또는 추가적인 재가열면을 구현하지 않을 수도 있다.
마지막으로, 추가적으로 최종 과열 증기 및 최종 재가열 증기에 대해서, 각각의 배출 온도를 제어하는 것은 고온의 연소 가스와 함께 동반된 고온의 고체의 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 노 용적 내에서의 부유 밀도와 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 상술한 제 1 챔버와 상술한 제 2 챔버 사이에서의 연관 가스의 분포를, 독립적으로 또는 조합하여, 조정함으로써 본 발명의 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 최종 과열 배출 증기 온도와 최종 재가열 배출 증기 온도를 제어하는 방법에 따라서 수행된다.
도면의 도 1을 참조하면, 참조 부호 2로 지시되는 순환식 유동층 증기 발생기가 도시되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 순환식 유동층 증기 발생기(2)는 도면 부호 4a로 지칭되는 수벽 튜브에 의해서 한정되는 도면 부호 4로 지칭되는 노 용적; 내부에서 도면 부호 6으로 지칭되는 덕트 라인의 제 1 영역; 내부에서 도면 부호 8로 지칭되는 사이클론 영역; 도면 부호 10으로 지칭되는 덕트 라인의 제 2 영역; 내부에서 도면 부호 20으로 지칭되는 추가적인 덕트 라인이 연장되는 도면 부호 12로 지칭되는 백 패스 용적을 구비하고 있다.
도 1의 도면을 계속하여 참조하면, 사이클론 영역(8)의 하우 영역이 배관에 의해서 노 용적(4)의 하부 영역과 유체 유동 관계로 연결되어 있으며, 상기 배관은 도 1에서 도시된 바에 따르면, 내부에서 도면 부호 14로 지칭되는 스탠드 파이프, 도면 부호 16으로 지칭되는 실 폿 및 도면 부호 18로 지칭되는 고온의 고체 입구로 구성되어 있는 것을 명백히 볼 수 있다. 후술하는 개시의 목적으로, 노 용적(4)으로부터 덕트 라인의 제 1 영역흐름 경로(6)로 및 사이클론 영역(8) 및 배관(14, 16, 18)을 관통하여 연장되고 노 용적(4)으로 되돌아오는 흐름 경로는 이하에서 고체 순환 경로(4, 6, 8, 14, 16, 18, 4)로 참조하기로 한다.
계속하여, 종래 기술에 따르고 도 1의 도면을 참조하면 노 용적(4)에는 내부에서 도면 부호 22로 지칭되는 연료 혼합물과 내부에서 도면 부호 24로 지칭되는 흡착제가 공급된다는 사실을 알 수 있다. 상기 연료(22) 및 흡착제(24)의 혼합물은 도 1에서 도면 부호 26으로 지칭되는 일차 공기와, 도 1에서 도면 부호 28로 지칭되는 이차 공기와 함께 내부에서 연소시킬 목적으로 노 용적(4) 내에서 혼합된다. 공지된 방식에서, 상기 연소에 따라서 도 1에서 도면 부호 30으로 지칭되는 상기 고온의 연소 가스와 도 1에서 도면 부호 32로 지칭되는 고온의 고체는 고온의 고체(32)와 함께 고온의 연소 가스(30)에 동반되게 된다. 동반된 고온의 고체(32)와 함께 이 고온의 연소 가스(30)는 노 용적(4) 내에서 상승하게 되며, 이후에 노 용적(4)의 상부에서, 동반된 고온의 고체(32)와 함께 고온의 연소 가스(30)는 덕트 라인의 제 1 영역(6)을 통해서 사이클론 영역(8)으로 흐르게 된다. 사이클론 영역(8) 내에서 이곳으로 흐르게 된 소정 크기 이상인 고온의 고체(32)는, 동반된 고온의 연소 가스(30)로부터 기계적으로 분리된다. 분리된 고온의 고체(32)는 미연소 연료와, 비산회 및 흡착제를 포함하고 있으며, 사이클론 영역(8)을 통과하여 흐른다. 사이클론 영역(8)으로부터 고온의 고체(32)는 중력의 영향하에 스탠드 파이프(14)로 방출되며, 이곳으로부터 고온의 고체(32)는 스탠드 파이프(14)를 관통하여 실 폿(16)으로 흐르게 된다. 이후에, 실 폿(16)으로부터, 고온의 고체(32)는 고온의 고체 입구(18)에 의해서 노 용적(4)의 하부 영역으로 재도입되며, 이후에 고온의 고체(32)는 다시 한번 더 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)에서 발생하는 연소 공정에 노출된다.
한편으로, 사이클론 영역(8)에서 배출되는 고온의 연소 가스(30)는, 이하에서 연관 가스(flue gas)라고 지칭하기로 하며, 보다 상세하게는 후술하겠지만 추가적인 열 전달 듀티가 수행되는 덕트 라인의 제 2 영역(10)을 통해서 사이클론 영역(8)으로부터 백 패스 용적(12)으로 지향된다. 백 패스 용적(12)으로부터, 연관 가스(30)는 덕트 라인(20)을 통해 배출되며, 연료(22)를 연소시킬 목적으로 노 용적(4)으로 공급되는 공기를 예열시킬 수도 있으며, 이후에 연관 가스(30)는 특정 제거 시스템(도면에서는 명확성을 유지한다는 측면에서 도시를 생략함)으로 흐르게 되며, 이어서 공장 굴뚝(도면에서는 명확성을 유지한다는 측면에서 도시를 생략함)으로 방출된다.
도면의 도 2를 참조하면, 순환식 유동층 증기 발생기(2: CFB)의 백 패스 용적(12)의 개념적인 상세 측면도가 도시되어 있다. 도 2를 참조하면 명백해지는 바와 같이, 백 패스 용적(12)은 내부에서 도면 부호 12c로 지칭되는 수직 칸막이에 의해서 도면 부호 12a로 지칭되는 제 1 챔버와, 도면 부호 12b로 지칭되는 제 2 챔버로 분리되어 있다. 도면의 도 2를 참조를 참조하면, 백 패스 용적(12)의 상부 영역은 적합하게는 내부에서 도면 부호 12d로 지칭되는 개구를 구비하며, 상기 개구는 연관 가스(30)가 이곳으로부터 배출되어 덕트 라인의 제 2 영역(10)을 통해서 흘러서, 보다 상세하게 후술하겠지만, 제 1 챔버(12a) 또는 제 2 챔버(12b) 중의 하나로 흐르게 되도록 하는 목적으로 작동하도록 설계되어 있다.
도면의 도 2를 참조하면, 개구(12d) 아래에서 제 1 챔버(12a) 및 제 2 챔버(12b)가 서로 이격되어 있도록 서로 상호 연결되어 있는 핀 형성 튜브 벽을 포함하고 있음을 명확하게 알 수가 있다. 또한, 도면의 도 2를 참조하면, 백 패스 용적(12)은 자체적으로 도면 부호 12e로 지칭되는 전방벽과, 도면 부호 12f로 지칭되는 후방벽과, 도면 부호 12h로 지칭되는 천장과, 한쌍의 측벽(도면에서는 명확성을 유지한다는 측면에서 도시를 생략함)을 포함하고 있는 것을 알 수 있다. 전방벽(12e), 후방벽(12f), 천장(12h) 및 한 쌍의 측벽(도면에서는 명확성을 유지한다는 측면에서 도시를 생략함)은 적합하게는 서로 수직 칸막이(12c)와 같은 방식으로, 즉 각각이 서로 상호 연결된 핀 형성 튜브로 형성되어 견고한 표면을 형성하게 되는 표면을 포함하도록 구성되어 있다. 상술한 바에 추가하여, 백 패스 용적(12)은 또한 백 패스 용적(12)의 제 1 챔버(12a)의 배출 단부에서 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서의 이동에 적합한, 도 2에서 도면 부호 13a로 지칭되는 제 1 댐퍼 세트와, 백 패스 용적(12)의 제 2 챔버(12b)의 배출 단부에서 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서의 이동에 적합한, 도 2에서 도면 부호 13b로 지칭되는 제 2 댐퍼 세트를 구비하고 있다. 제 1 댐퍼 세트(13a)와 제 2 댐퍼 세트(13b)는 연관 가스(30)가 제 1 챔버(12a)와 제 2 챔버(12b)로 흘러 들어가는 범위에 걸쳐서 영향을 미치게 작동하도록 설계된다. 백 패스 용적(12)에 대해서 설명을 끝내기 위해서, 제 1 챔버(12a)의 내부에는 도 2에서 도면 부호 34로 지칭되는 과열기면과, 이어서 도 2에서 도면 부호 38a로 지칭되는 제 1 이코노마이저면을 수용하고 있으며, 제 1 챔버(12b)의 내부에는 도 2에서 도면 부호 36로 지칭되는 재가열기면과, 이어서 도 2에서 도면 부호 38b로 지칭되는 제 2 이코노마이저면을 수용하고 있다. 이를 위해서, 이하에서 보다 상세하게 후술하는 바와 같이, 과열기면(34), 재가열기면(36), 제 1 이코노마이저면(38a) 및 제 2 이코노마이저면(38b)의 모두는 순환식 유동층 증기 발생기(2: CFB)의 열역학적 증기 사이클의 일부를 형성하게 된다.
순환식 유동층 증기 발생기(2: CFB)의 노 용적(4) 내에서 발생하는 연소 공정이 순환식 유동층 증기 발생기(2: CFB)와 같은 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)에서 채택되는 고온의 고체 순환 경로(4, 6, 8, 14, 16, 18, 4) 및 연관 가스(30)의 흐름 경로 및 도면에서 각각 도 3, 4, 5 및 6에서 도면 부호 100, 200, 300, 400으로 지칭되는 다양한 열역학적 증기 사이클과 일체화되어 있는지를 설명하기 위해서 도면의 도 3에서 시작하여 도 3, 4, 5 및 6의 각각으로부터 연속적으로 참조하기로 한다. 이를 위해서, 도면의 도 3에는 순환식 유동층 증기 발생기(2: CFB)를 사용한 본 발명에 따라서 채택 가능한 내부에서 도면 부호 100으로 지칭되는 열역학적인 증기 사이클의 유체 회로의 한 실시예의 간략화한 개념도가 도시되어 있다. 후술하는 순환식 유동층 증기 발생기(2: CFB)의 열역학적인 증기 사이클(100)을 설명하기 위해서, 열역학적인 증기 사이클(100)의 유체 회로는 다수의 다운 커머(downcomer), 라이저(riser), 튜브, 헤더(header), 배관 링크 등으로 둘러싸여 있으며, 이들을 통해서 필요한 물과 증기가 열역학적인 증기 사이클(100)의 특성에 의해서 결정되는 필요성에 따라서 흐르게 된다. 또한, 열역학적인 증기 사이클(100)은 도면의 도 3을 참조하여 명백하게 이해할 수 있는 바와 같이, 도면 부호 100a로 지칭되는 제 1 순환 유체 흐름 경로와, 도면 부호 100b로 지칭되는 제 2 순환 유체 흐름 경로를 포함하고 있다. 계속하여 참조하면, 제 1 순환 유체 경로(100a)는 도 3에서 도면 부호 40, 42, 4a, 44, 40으로 지칭되는 증발성 증기 루프로서 작동하도록 설계된다. 제 2 순환 유체 흐름 경로(100b)는, 한편으로, 과열 증기-재가열 증기 루프로서 작동하도록 설계되며, 도 3에서 도면 부호 46, 12c, 12g, 12e, 12f, 12h, 86으로 지칭되는 포화 증기 영역, 도 3에서 도면 부호 34a, 88, 48, 88', 34, 90, 50, 52, 48a, 52'으로 지칭되는 과열 증기 영역, 도 3에서 도면 부호 36, 54, 60, 62로 지칭되는 재가열 증기 영역, 및 도 3에서 도면 부호 70, 72, 80, 82, 38a, 38b, 84, 40으로 지칭되는 이코노마이저 영역을 구비한다.
증발성 증기 루프(40, 42, 4a, 44, 40)는 노 용적(4) 내에서 발생하는 연소 공정으로서 작동하게 된다. 상술한 바에서와 같이, 동반된 고온의 고체(32)와 함께 고온의 연소 가스(30)가 노 용적(4) 내에서 상승하게 됨에 따라서 열은 노 용적(4)을 한정하게 되는 수벽 튜브(4a)로 전달된다. 이 결과로써, 증기 드럼(40)으로부터 수벽 튜브(4a)로 도입되는 포화수가 수벽 튜브(4a) 내에서 상승하게 됨에 따라서 도 3에서 도면 부호 42로 지칭되는 다운 커머를 통해서 도 3에서 도면 부호 40으로 지칭되는 증기 드럼으로부터 도입되는 포화수는 증발하여 포화수와 포화 증기의 혼합물로 전환된다. 이후에, 상기 포화수와 포화 증기의 혼합물은 증기 드럼(40)으로 흘러서 분리되며, 분리된 이후에 포화수는 다시 한번 더 다운커머(42)를 통해서 수벽 튜브(4a)의 하부 영역으로 흐르게 되며, 분리된 이후의 포화 증기는 도 3에서 도면 부호 46으로 지칭되는 배관 링크 및 공통 헤더(도면에서는 명확성을 유지한다는 측면에서 도시를 생략함)를 통해서 수직 칸막이(12c)로 흐르게 된다.
계속하여, 수직 칸막이(12c)로 흐르게 되는 포화 증기는, 이후에 백 패스 용적(12)을 통해서 순환하도록 된다. 보다 상세하게는, 포화 증기는 수직 칸막이(12c), 도 3에서 도면 부호 12g로 지칭되는 하부 링 헤더, 전방벽(12e), 후방벽(12f), 및 천장(12h)을 통해서 순환하게 된다. 백 패스 용적(12)을 통한 이와 같은 순환 중에, 포화 증기는 냉각, 즉 수직 칸막이(12c), 전방벽(12e), 후방벽(12f) 및 천장(12h)의 냉각을 행하도록 작동된다. 상술한 냉각이 증기를 사용하여 수행하는 것으로 기술되어 있음에도 불구하고, 본 발명의 본질에서 이탈하지 않고도, 물을 사용하여서 수행할 수도 있다. 포화 증기가 상술한 방식으로 백 패스 용적(12)을 통해서 순환한 이후에, 포화 증기는 다시 도면의 도 3에서 도면 부호 86으로 지칭되는 배관 링크를 통해서, 노 용적의 상부 영역에 상기 목적으로 적절하게 위치하는, 도 3에서 도면 부호 34a로 지칭되는 저온 과열기로 흐르게 된다.
포화 증기가 저온 과열기(34a)를 통해서 흐르게 됨에 따라서, 열 전달은 상대적으로 저온인 포화 증기와, 상술한 바와 같이 동반된 고온의 고체(32)와 함께 고온의 연소 가스(30)가 노 용적(4) 내에서 상승하게 됨에 따라서 동반된 고온의 고체(32)와 함께 상대적으로 고온인 연소 가스(30) 사이에서 발생하게 된다. 저온 과열기(34a)로부터 도 3에서 도면 부호 88로 지칭되는 배관 링크에 의해서 배출되는 포화 증기는, 이제 과열 상태가 된다. 본 발명의 최적의 실시예에 따르면, 저온 과열기(34a)로부터 배출되는 과열 증기의 온도를 조절하는 것은 도 3에서 참조 부호 48로 지칭되는 과열 스프레이 완열기를 사용하여 수행한다.
도면의 도 3을 참조하면, 여전히 과열된 증기는 과열 스프레이 완열기(48)로부터 도 3에서 도면 부호 88'으로 지칭되는 배관 링크를 통해서 백 패스 용적(12)의 제 1 챔버(12a) 내에 위치하는 최종 과열기(34)로 흐르게 된다는 점을 알 수 있다. 최종 과열기(34)에서는, 열 전달은 상술한 바와 같이 상대적으로 저온인 과열 증기와 제 1 챔버(12a)를 통해서 흐르는 상대적으로 고온인 연관 가스(30) 사이에서 발생하게 되며, 과열 증기는 추가적으로 과열된다. 최종 과열기(34)로부터 배출됨에 따라서, 이제 소정의 최종 과열 배출 증기 온도의 최종 과열 증기는 매우 과열된 상태에 있으며, 도 3에서 도면 부호 90으로 지칭되는 배관 링크에 의해서 고압 터빈(50)으로 흐르게 된다. 고압 터빈(50)의 내부에서, 과열 증기는 공지된 방식으로 팽창하게 된다. 이후에, 과열된 증기는 도 3에서 도면 부호 52로 지칭되는 배관 링크에 의해서 고압 터빈(50)으로부터 도 3에서 도면 부호 48a로 지칭되는 재가열 스프레이 완열기로 흐르게 되고, 이후에 도 3에서 도면 부호 52'으로 지칭되는 배관 링크에 의해서 백 패스 용적(12)의 제 2 챔버(12b) 내에 위치하는 재가열기(36)으로 흐르게 된다.
열역학적인 증기 사이클(100)이 구현된 순환 흐름 경로에 대한 설명을 계속하면, 재가열기(36)에서는, 상술한 바와 같이 열 전달이 상대적으로 저온이지만 여전히 과열된 증기 및 제 2 챔버(12b)를 통해서 흐르는 상대적으로 고온인 연관 가스(30) 사이에서 발생하게 되며, 과열된 증기는 추가적으로 과열된다. 재가열기(36)로부터 배출됨에 따라서, 이제 소정의 최종 재가열 배출 증기 온도가 된 최종 재가열 증기는 여전히 매우 과열된 상태에 있게 되며, 도 3에서 도면 부호 54로 지칭되는 배관 링크에 의해서 저압 터빈(60)으로 흐르게 된다. 저압 터빈(60)의 내부에서, 최종 재가열 증기는 공지된 방식으로 추가적으로 팽창하게 된다. 이후에, 이제 포화된 증기는 도 3에서 도면 부호 62로 지칭되는 배관 링크에 의해서 도 3에서 도면 부호 70으로 지칭되는 응축 장치로 흐르게 되며, 포화된 증기는 급수로 응축된다. 급수는 이후에 도 3에서 도면 부호 72, 82로 지칭되는 배관 링크에 의해서 및 도 3에서 도면 부호 80으로 지칭되는 공급 펌프에 의해서 응축 장치(70)로부터 백 패스 용적(12)의 제 1 챔버(12a) 내에 위치하는 제 1 이코노마이저면(38a)으로 및 백 패스 용적(12)의 제 2 챔버(12b) 내에 위치하는 제 2 이노코마이저면(38b)으로 흐르게 된다. 제 1 이코노마이저면(38a) 및 제 2 이코노마이저면(38b)으로부터, 이제 포화된 상태의 급수는 도 3에서 도면 부호 84로 지칭되는 배관 링크에 의해서 증기 드럼(40)으로 흐르게 되며, 이에 의해서 본 발명의 열역학적인 증기 사이클(100)에 따른 순환 유체 흐름 경로를 완성하게 된다.
본원 발명에 따라서 순환식 유동층 증기 발생기(2: CFB)와 함께 채택된 도 3, 4, 5, 및 6에서 도면 부호 100, 200, 300 및 400으로 지칭된 어떠한 열역학적인 증기 사이클의 하나에 의해서 주어지는 것에 의해서 생성되는 증기는 공지된 방식으로, 고압 터빈(50) 뿐만 아니라 저압 터빈(60)을 구동하는데 필요한 동력을 제공하도록 작동된다. 고압 터빈(50) 및 저압 터빈(60)은 이후에 종래 방식대로 전력을 생산하기 위해서 작동하는 발전기(도면에서는 명확성을 유지한다는 측면에서 도시를 생략함)와 협력적으로 연합된다.
상술한 과열 증기 및 재가열 증기에 대한 제어에 추가하여, 본 발명에 따라서 최종 과열 증기의 배출 온도 및 최종 재가열 증기의 배출 온도를 추가적으로 제어하도록 할 수도 있다. 이를 위해서, 최종 과열 증기의 배출 온도와 최종 재가열 증기의 배출 온도를 제어하는 것은 본 발명에 따라서, 독립적으로 또는 조합하여, 노 용적(4) 내에서의 고온의 고체(32)의 부유 밀도와 연관 가스(30)가 백 패스 용적(12)의 제 1 챔버(12a)와 제 2 챔버(12b) 사이에 배치된 정도를 제어하여 수행한다. 보다 상세하게는, 도면의 도 7을 참조하면 보다 명백해지는 바와 같이, 일차 공기(26)에 대한 이차 공기(28)의 비의 결과가 증가됨에 따라서 노 용적(4) 내의 고온의 고체(32)의 부유 밀도의 프로파일이 전환되게 되면, 이는 더 많은 고온의 고체(32)가 노 용적(4) 내에서 그 상부 영역으로 상승함을 의미한다. 이와 같으므로, 노 용적(4)의 상부 영역 내에는 동반된 고온의 고체(32)와 함께 고온의 연소 가스(30)로부터 저온 과열기(34a)로 흘러 들어가는 포화 증기로 전달될 수 있는 사용 가능한 에너지가 있게 된다. 이후에, 이는 저온 과열기(34a)로부터 배출되는 과열 증기의 온도를 상승시키게 되며, 동시적으로 최종 과열기(34)로 흘러가는 과열 증기의 온도를 증가시키게 된다. 그 결과, 백 패스 용적(12)에는 아무런 변화도 없이, 최종 과열 증기의 배출 온도가 증가된다. 반대로, 일차 공기(26)에 대한 이차 공기(28)의 비율이 감소하게 되는 경우에는, 노 용적(4) 내에서 더 적은 양의 고온의 고체(32)가 그 상부 영역으로 상승하게 된다. 이후에, 이는 궁극적으로 최종 과열 증기의 배출 온도의 감소를 초래하게 된다.
백 패스 용적(12)의 제 1 챔버(12a)와 제 2 챔버(12b) 사이에서 연관 가스(30)의 분포에 대해서 설명하기로 한다. 본 발명의 유리한 실시예에 따른 그와 같은 분포는 상술한 바와 같이 제 1 챔버(12a)의 배출 단부에서 개방된 위치와 폐쇄된 위치 사이의 이동에 적합하게 장착된 제 1 댐퍼 세트(13a)의 조정에 의해서 뿐만 아니라, 상술한 바와 같이 제 2 챔버(12b)의 배출 단부에서 개방된 위치와 폐쇄된 위치 사이의 이동에 적합하게 장착된 제 2 댐퍼 세트(13b)의 조정에 의해서 수행된다. 이를 위해서, 제 1 댐퍼 세트(13a)와 제 2 댐퍼 세트(13b)의 조정을 통해서, 연관 가스(30)는 제 1 챔버(12a) 또는 제 2 챔버(12b) 중의 하나로 더 많거나 더 적은 정도로 흘러 들어가게 된다. 따라서, 연관 가스(30)가 제 1 챔버(12a)와 제 2 챔버(12b) 사이에서 배분되는 정도에 따라서 연관 가스(30)로부터 백 패스 용적(12)의 제 1 챔버(12a) 내에 위치하는 최종 과열기(34) 및 제 1 이코노마이저면(38a) 또는 백 패스 용적(12)의 제 2 챔버(12b) 내에 위치하는 재가열기(36) 및 제 2 이코노마이저면(38b)으로 더 많은 또는 더 적은 에너지, 즉 더 많은 또는 더 적은 열을 전달할 수 있게 된다. 즉, 연관 가스(30)가 제 2 챔버(12b)로 지향되는 것 보다 제 1 챔버(12a)로 지향되는 것이 더 많아지게 되면, 최종 과열 증기의 배출 온도가 상승하게 되고 이는 동시적으로 최종 재가열 증기의 배출 온도의 감소를 초래하게 된다. 반대로, 연관 가스(30)가 제 1 챔버(12a)로 지향되는 것 보다 제 2 챔버(12b)로 지향되는 것이 더 많아지게 되면, 최종 재가열 증기의 배출 온도가 상승하게 되고 이는 동시적으로 최종 과열 증기의 배출 온도의 감소를 초래하게 된다.
이제, 도면의 도 4에 도시되어 있는 열역학적인 증기 사이클(200)에 대해서 설명하기로 한다. 후술하는 순환식 유동층 증기 발생기(2: CFB)의 열역학적인 증기 사이클(200)을 설명하기 위해서, 열역학적인 증기 사이클(200)의 유체 흐름 회로는 다수의 다운 커머, 라이저, 튜브, 헤더, 배관 링크 등으로 둘러 싸여 있고, 이들을 통해서 필요한 물과 증기가 열역학적인 증기 사이클(200)의 특성에 의해서 결정되는 필요성에 따라서 흐르게 된다. 도면의 도 4를 참조하면 명백한 바와 같이, 열역학적인 증기 사이클(200)은 내부에서 도면 부호 200a로 지칭되는 제 1 순환 유체 흐름 경로와, 도면 부호 200b로 지칭되는 제 2 순환 유체 흐름 경로로 구성된다. 이들을 참조하면, 제 1 순환 유체 흐름 경로(200a)는 도 4에서 도면 부호 40, 42, 4a, 44, 40으로 지칭되는 증발성 증기 루프로써 작동하도록 설계된다. 한편으로, 제 2 순환 유체 흐름 경로(200b)는 과열 증기-재가열 증기 루프로써 작동하도록 설계된다. 이를 위해서, 과열 증기-재가열 증기 루프는 도 4에서 도면 부호 46, 12c, 12g, 12e, 12f, 12h, 92로 지칭되는 포화 증기 영역과, 도 4에서 도면 부호 94, 48, 96, 34a, 98, 50, 52, 48a, 52'으로 지칭되는 과열 증기 영역과, 도 4에서 도면 부호 70, 72, 80, 82, 38a, 38b, 84, 40으로 지칭되는 재가열 증기 영역을 구비한다.
증발성 증기 루프(40, 42, 4a, 44, 40)는 노 용적(4) 내에서 발생하는 연소 공정의 함수로써 작동하게 된다. 상술한 바에서 알 수 있듯이, 동반된 고온의 고체(32)와 함께 고온의 연소 가스(30)가 노 용적(4) 내에서 상승하게 됨에 따라서, 열이 노 용적(4)을 한정하는 기능을 수행하는 수벽 튜브(4a)로 전달되게 된다. 이 결과로써, 도 4에서 도면 부호 42로 지칭되는 다운코머를 통해서 도 4에서 도면 부호 40으로 지칭되는 증기 드럼으로부터 수벽 튜브(4a)로 도입되는 포화수는 증기 드럼(40)으로부터 수벽 튜브(4a)로 도입되는 포화수와 마찬가지로 포화수와 포화 증기의 혼합물로 증발적으로 전환되며, 이후에 수벽 튜브(4a) 내에서 상승하게 된다. 이후에, 상기 포화수와 포화 증기의 혼합물은 증기 드럼(40)으로 흘러가서 분리되며, 분리된 이후에 포화수는 다시 한번 더 다운커머(42)를 통해서 수벽 튜브(4a)의 하부 영역으로 흘러가게 되며, 한편으로 분리된 이후의 포화 증기는 도 4에서 도면 부호 46으로 지칭되는 배관 링크 및 공통 헤더(도면에서는 명확성을 유지한다는 측면에서 도시를 생략함)를 통해서 수직 칸막이(12c)로 흐르게 된다.
계속하면, 수직 칸막이(12c)로 흐르게 되는 포화 증기는, 이후에 백 패스 용적(12)을 통해서 순환하게 된다. 보다 상세하게는, 포화 증기는 수직 칸막이(12c), 도 4에서 도면 부호 12g로 지칭되는 하부 링 헤더, 전방벽(12e), 후방벽(12f) 및 천장(12h)을 통해서 순환한다. 백 패스 용적(12)을 통과하는 이와 같은 순환 도중에, 포화 증기는 사이에서 냉각을 수행, 즉 수직 칸막이(12c), 전방벽(12e), 후방벽(12f) 및 천장(12h)을 냉각하게 된다. 상술한 냉각을 증기를 사용하여 수행되는 것으로 기술하였지만, 그와 같은 냉각은 또한 본 발명의 요지에서 이탈하지 않고도 물을 사용하여 수행할 수도 있음은 명백하다. 포화 증기가 상술한 방식으로 백 패스 용적(12)을 통해서 순환된 이후에, 포화 증기는 이후에 도 4에서 도면 부호 92로 지칭되는 배관 링크를 통해서 백 패스 용적(12)의 제 1 챔버(12a)의 상부 영역에 상기와 같은 목적에 적합하게 위치한, 도 4에서 도면 부호 34로 지칭되는 저온 과열기로 흐르게 된다. 포화 증기가 저온 과열기(34)를 통해서 흐르게 됨에 따라서, 열 전달이 상대적으로 저온인 포화 증기 및 상술한 바와 같이 제 1 챔버(12a)를 통해서 흐르게 되는 고온의 연관 가스(30) 사이에서 발생하게 된다. 저온 과열기(34)로부터 배출되는 포화 증기는, 이제 과열된 상태가 된다. 본 발명의 최적의 실시예에 따르면, 저온 과열기(34)로부터 배출되는 과열 증기의 온도를 제어하는 것은 도 4에서 도면 부호 48로 지칭되는 과열 스프레이 완열기의 사용을 통해서 수행된다.
도면의 도 4를 참조하면 즉각적으로 이해할 수 있는 바와 같이, 과열 스프레이 완열기(48)로부터, 과열 증기는 계속하여 도 4에서 도면 부호 96으로 지칭되는 배관 링크로부터 노 용적(4)의 상부 영역 내에 상기 목적에 적합하게 위치하는, 도 4에서 도면 부호 34a로 지칭되는 최종 과열기로 흐르게 된다. 최종 과열기(34a)에서의, 본원에서 상술한 바와 같이, 열 전달은 상대적으로 저온인 과열 증기와 동반된 고온의 고체(32)와 함께 고온의 연소 가스(30)가 노 용적(4) 내에서 상승하게 됨에 따라서 동반된 고온의 고체(32)와 함께 상대적으로 고온인 연소 가스(30) 사이에서 발생하게 되며, 이에 따라서 과열 증기는 더욱 과열된다. 최종 과열기(34a)에서 배출됨에 따라서, 이제 소정의 최종 과열 배출 증기 온도에 있는 최종 과열 증기는 상당히 과열된 상태에 있게 되고 도 4에서 도면 부호 98로 지칭디는 배관 링크에 의해서 고압 터빈(50)으로 흐르게 된다.
고압 터빈(50) 내에서, 최종 과열 증기는 팽창하게 된다. 이후에, 과열 증기는 도 4에서 도면 부호 52로 지칭되는 배관 링크에 의해서 고압 터빈(50)으로부터, 도 4에서 도면 부호 48a로 지칭되는 재가열 스프레이 완열기로 흐르게 되며, 이후에 도 4에서 도면 부호 52'으로 지칭되는 배관 링크에 의해서 백 패스 용적(12)의 제 2 챔버(12b) 내에 위치하는 재가열기(36)로 흐르게 된다. 재가열기(36)에서, 상술한 바와 같이 열 전달은 상대적으로 저온인 과열 증기와 상대적으로 고온인 연관 가스(30) 사이에서 발생하며, 이후에 과열 증기는 추가적으로 과열된다. 재가열기(36)에서 배출됨에 따라서, 이제 소정의 최종 재가열 배출 증기 온도에 있는 최종 재가열 증기는 상당히 과열된 상태에 있게 되며, 저압 터빈(60)으로 흐르게 된다. 저압 터빈(60) 내에서는, 최종 재가열 증기는 공지된 방식으로 추가적으로 팽창하게 된다. 이후에, 이제 포화된 증기는 도 4에서 도면 부호 62로 지칭되는 배관 링크에 의해서 포화수가 급수로 응축되는 도 4에서 도면 부호 70으로 지칭되는 응축 장치로 흐르게 된다. 급수는 이후에 도 4에서 도면 부호 72, 82로 지칭되는 배관 링크에 의해서 및 도 4에서 도면 부호 80으로 지칭되는 공급 펌프에 의해서 응축 장치(70)로부터 백 패스 용적(12)의 제 1 챔버(12a)에 위치하는 제 1 이코노마이저면(38a)과 백 패스 용적(12)의 제 2 챔버(12b)에 위치하는 제 2 이코노마이저면(38b)로 흐르게 된다. 제 1 이코노마이저면(38a)과 제 2 이코노마이저면(38b)으로부터, 포화 상태에 있는 급수는, 도 4에서 도면 부호 84로 지칭되는 배광 링크에 의해서 증기 드럼(40)으로 흐르게 되고, 이후에 본 발명의 열역학적인 증기 사이클(200)과 함께 순환 유체 흐름 경로를 완성하게 된다.
상술한 과열 증기 및 재가열 증기에 대한 제어에 추가하여, 본 발명에 따라서 최종 과열 증기의 배출 온도 및 최종 재가열 증기의 배출 온도를 추가적으로 제어하도록 할 수도 있다. 이를 위해서, 최종 과열 증기의 배출 온도와 최종 재가열 증기의 배출 온도를 제어하는 것은 본 발명에 따라서, 독립적으로 또는 조합하여, 노 용적(4) 내에서의 고온의 고체(32)의 부유 밀도와 연관 가스(30)가 백 패스 용적(12)의 제 1 챔버(12a)와 제 2 챔버(12b) 사이에 배치된 정도를 제어하여 수행한다. 보다 상세하게는, 도면의 도 7을 참조하면 보다 명백해지는 바와 같이, 일차 공기(26)에 대한 이차 공기(28)의 비의 결과가 증가됨에 따라서 노 용적(4) 내의 고온의 고체(32)의 부유 밀도의 프로파일이 전환되게 되면, 이는 더 많은 고온의 고체(32)가 노 용적(4) 내에서 그 상부 영역으로 상승함을 의미한다. 이와 같으므로, 노 용적(4)의 상부 영역 내에는 동반된 고온의 고체(32)와 함께 고온의 연소 가스(30)로부터 저온 과열기(34a)로 흘러 들어가는 포화 증기로 전달될 수 있는 사용 가능한 에너지가 있게 된다. 이후에, 이는 최종 과열기(34a)로부터 고압 터빈(50)으로 흘러가는 최종 과열 증기의 배출 온도를 증가시키게 된다. 반대로, 일차 공기(26)에 대한 이차 공기(28)의 비율이 감소하게 되는 경우에는, 노 용적(4) 내에서 더 적은 양의 고온의 고체(32)가 그 상부 영역으로 상승하게 되며, 동시적으로 최종 과열기(34a)로부터 고압 터빈(50)으로 흐르는 최종 과열 증기의 배출 온도가 감소되게 된다.
백 패스 용적(12)의 제 1 챔버(12a)와 제 2 챔버(12b) 사이에서 연관 가스(30)의 분포에 대해서 설명하기로 한다. 본 발명의 유리한 실시예에 따른 그와 같은 분포는 상술한 바와 같이 제 1 챔버(12a)의 배출 단부에서 개방된 위치와 폐쇄된 위치 사이의 이동에 적합하게 장착된 제 1 댐퍼 세트(13a)의 조정에 의해서 뿐만 아니라, 상술한 바와 같이 제 2 챔버(12b)의 배출 단부에서 개방된 위치와 폐쇄된 위치 사이의 이동에 적합하게 장착된 제 2 댐퍼 세트(13b)의 조정에 의해서 수행된다. 이를 위해서, 제 1 댐퍼 세트(13a)와 제 2 댐퍼 세트(13b)의 조정을 통해서, 연관 가스(30)는 제 1 챔버(12a) 또는 제 2 챔버(12b) 중의 하나로 더 많거나 더 적은 정도로 흘러 들어가게 된다. 따라서, 연관 가스(30)가 제 1 챔버(12a)와 제 2 챔버(12b) 사이에서 배분되는 정도에 따라서 연관 가스(30)로부터 백 패스 용적(12)의 제 1 챔버(12a) 내에 위치하는 저온 과열기(34) 및 제 1 이코노마이저면(38a) 또는 백 패스 용적(12)의 제 2 챔버(12b) 내에 위치하는 재가열기(36) 및 제 2 이코노마이저면(38b)으로 더 많은 또는 더 적은 에너지, 즉 더 많은 또는 더 적은 열을 전달할 수 있게 된다. 즉, 연관 가스(30)가 제 2 챔버(12b)로 지향되는 것 보다 제 1 챔버(12a)로 지향되는 것이 더 많아지게 되면, 저온 과열기(34)로부터 배출되는 과열 증기의 온도가 상승하게 되고, 동시적으로 최종 재가열 증기의 배출 온도의 감소를 초래하게 된다. 반대로, 연관 가스(30)가 제 1 챔버(12a)로 지향되는 것 보다 제 2 챔버(12b)로 지향되는 것이 더 많아지게 되면, 최종 재가열 증기의 배출 온도가 상승하게 되고 이는 동시에 최종 과열 증기의 배출 온도의 감소를 초래하게 된다.
이제, 도면의 도 5에 도시되어 있는 열역학적인 증기 사이클(300)에 대해서 설명하기로 한다. 후술하는 순환식 유동층 증기 발생기(2: CFB)의 열역학적인 증기 사이클(300)을 설명하기 위해서, 열역학적인 증기 사이클(300)의 유체 흐름 회로는 다수의 다운 커머, 라이저, 튜브, 헤더, 배관 링크 등으로 둘러 싸여 있고, 이들을 통해서 필요한 물과 증기가 열역학적인 증기 사이클(300)의 특성에 의해서 결정되는 필요성에 따라서 흐르게 된다. 도면의 도 5를 참조하면 명백한 바와 같이, 열역학적인 증기 사이클(300)은 내부에서 도면 부호 300a로 지칭되는 제 1 순환 유체 흐름 경로와, 도면 부호 300b로 지칭되는 제 2 순환 유체 흐름 경로로 구성된다. 이들을 참조하면, 제 1 순환 유체 흐름 경로(300a)는 도 5에서 도면 부호 40, 42, 4a, 44, 40으로 지칭되는 증발성 증기 루프로써 작동하도록 설계된다. 한편으로, 제 2 순환 유체 흐름 경로(300b)는 과열 증기-재가열 증기 루프로써 작동하도록 설계된다. 이를 위해서, 과열 증기-재가열 증기 루프는 도 5에서 도면 부호 146으로 지칭되는 포화 증기 영역과, 도 5에서 도면 부호 34a, 148, 48, 148', 12c, 12g, 12e, 12f, 12h, 92로 지칭되는 제 1 과열 증기 영역과, 도 5에서 도면 부호 34, 90', 50, 52, 48a, 52'으로 지칭되는 제 2 과열 증기 영역과, 도 5에서 도면 부호 36, 54, 60, 62로 지칭되는 재가열 증기 영역과, 도 5에서 도면 부호 70, 72, 80, 82, 38a, 38b, 84, 40으로 지칭되는 이코노마이저 영역을 구비한다.
증발성 증기 루프(40, 42, 4a, 44, 40)는 노 용적(4) 내에서 발생하는 연소 공정의 함수로써 작동하게 된다. 상술한 바에서 알 수 있듯이, 동반된 고온의 고체(32)와 함께 고온의 연소 가스(30)가 노 용적(4) 내에서 상승하게 됨에 따라서, 열이 노 용적(4a)을 한정하는 기능을 수행하는 수벽 튜브(4a)로 전달되게 된다. 이 결과로써, 도 5에서 도면 부호 42로 지칭되는 다운코머를 통해서 도 5에서 도면 부호 40으로 지칭되는 증기 드럼으로부터 수벽 튜브(4a)로 도입되는 포화수는 증기 드럼(40)으로부터 수벽 튜브(4a)로 도입되는 포화수와 마찬가지로 포화수와 포화 증기의 혼합물로 증발적으로 전환되며, 이후에 수벽 튜브(4a) 내에서 상승하게 된다. 이후에, 상기 포화수와 포화 증기의 혼합물은 분리하기 위한 목적의 도 5에서 도면 부호 44로 지칭되는 라이저를 통해서 증기 드럼(40)으로 흘러가가게 된다. 분리된 이후에 포화수는 다시 한번 더 다운커머(42)를 통해서 증기 드럼(42)으로부터 수벽 튜브(4a)의 하부 영역으로 흘러가게 되며, 한편으로 분리된 이후의 포화 증기는 도 5에서 도면 부호 146으로 지칭되는 배관 링크를 통해서 증기 드럼(42)으로부터 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 노 용적(4)의 상부 영역 내에 상기 목적에 적합하게 위치하는 도 5에서 도면 부호 34a로 지칭되는 저온 과열기로 흐르게 된다. 포화 증기가 저온 과열기(34a)를 통해서 흐르게 됨에 따라서, 열 전달은 상대적으로 저온인 포화 증기와, 상술한 바와 같이 동반된 고온의 고체(32)와 함께 고온의 연소 가스(30)가 노 용적(4) 내에서 상승하게 됨에 따라서 동반된 고온의 고체(32)와 함께 상대적으로 고온인 연소 가스(30) 사이에서 발생하게 된다. 저온 과열기(34a)로부터 도 5에서 도면 부호 148로 지칭되는 배관 링크에 의해서 배출되는 포화 증기는, 이제 과열 상태가 된다. 본 발명의 최적의 실시예에 따르면, 저온 과열기(34a)로부터 배출되는 과열 증기의 온도를 조절하는 것은 도 5에서 참조 부호 48로 지칭되는 과열 스프레이 완열기를 사용하여 수행한다.
여전히 과열된 증기는 과열 스프레이 완열기(48)로부터, 도 5에서 도면 부호 148'으로 지칭되는 배관 링크 및 공통 헤더(도면에서는 명확성을 유지한다는 측면에서 도시를 생략함)를 통해서 수직 칸막이(12c)로 흐르게 된다. 수직 칸막이(12c)로 유동한 과열 증기는 그후, 백 패스 용적(12)을 통해 순환하게 된다. 보다 자세하게 말하면, 과열 증기는 수직 칸막이(12c), 하부 링 헤더(도 5의 12g), 전방벽(12e), 후방벽(12f), 천장(12h)을 통해 순환한다. 이런 백 패스 용적(12)을 통한 순환 도중에, 과열 증기는 냉각 작용을 수행, 즉, 수직 칸막이(12c), 전방벽(12e), 후방벽(12f) 및 천장(12h)을 냉각시키게 된다. 상술한 바와 같이, 증기를 사용하여 냉각을 수행할 수도 있지만, 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않고, 물을 사용하여 냉각을 수행할 수도 있다. 포화 증기가 상술한 방식으로 백 패스 용적(12)을 통해 순환된 이후에, 과열 증기는 백 패스 용적(12)의 제 1 챔버(12a)의 상부 영역에 위치되어 있는 최종 과열기(도 5의 34)로 유동하게된다. 과열 증기가 최종 과열기(34)를 통과할 때, 상대적으로 저온인 과열 증기와, 이미 설명한 바와 같이 제 1 챔버(12a)를 통과하는 고온 연관 가스 사이에 열 전달이 발생하게된다. 최종 과열기로부터 배출될때, 소정의 최종 과열 배출 증기 온도가된 최종 과열 증기는 매우 과열된 상태이며, 배관 링크(도 5의 90')에 의해 고압 터빈(50)으로 유동하게 된다.
고압 터빈(50) 내에서, 과열 증기는 배관 링크(도 5의 52)에 의해 고압 터빈(50)으로부터 재가열 스프레이 완열기(도 5의 48a)로 유동하게 되고, 그후, 배관 링크(도 5의 52')에 의해 백 패스 용적(12)의 제 2 챔버(12b) 내에 위치된 재가열기(도 5의 36)로 유동하게 된다. 재가열기(36)에서, 상대적으로 저온인 과열 증기와, 이미 설명한 바와 같이 제 2 챔버(12b)를 통과하는 상대적으로 고온의 연관 가스(30) 사이에 열전달이 발생하게 되고, 그에 의해 과열 증기는 추가로 과열되게 된다. 재가열기(36)로부터 배출될때, 소정의 최종 재가열 배출 증기 온도가된 최종 재가열 증기는 여전히 매우 과열되어 있는 상태이며, 배관 링크(도 5의 54)를 경유하여 저압 터빈(60)으로 유동하게 된다. 저압 터빈(60) 내에서, 과열 증기는 공지된 방식으로 추가적으로 팽창하게 된다. 그후, 포화 증기는 배관 링크(도 5의 62)에 의해 응축 장치(도 5의 70)로 유동하게 되며, 그곳에서, 포화 증기는 급수로 액화되게 된다. 그후, 급수는 배관 링크(도 5의 72, 82)와, 공급 펌프(도 5의 80)에 의해 응축 장치(70)로부터 백 패스 용적(12)의 제 1 챔버(12a) 내에 위치된 제 1 이코노마이저면(38a)과, 백 패스 용적(12)의 제 2 챔버(12b) 내에 위치된 제 2 이코노마이저면(38b)으로 유동하게 된다. 이코노마이저면(38a) 내에서는 그를 통과하는 상대적으로 저온인 급수와 이미 설명한 바와 같이 제 1 챔버(12a)를 통과하는 여전히 상대적으로 고온인 연관 가스(30) 사이에 열전달이 발생하게되며, 이코노마이저면(38b) 내에서는 그를 통과하는 상대적으로 저온인 급수와 이미 설명한 바와 같이 제 2 챔버(12b)를 통과하는 여전히 상대적으로 고온인 연관 가스 사이에 열전달이 발생하게 된다. 제 1 이코노마이저면(38a)과 제 2 이코너마이저면(38b)으로부터 포화상태의 급수는 배관 링크(도 5의 84)에 의해 증기 드럼(40)으로 유동하게 되며, 이로서 열역학적 증기 사이클(300)의 본 발명에 따른 순환 유체 흐름 경로가 완료되게 된다.
상술한 과열 증기 및 재가열 증기에 사용되는 제어에 추가하여, 본 발명에 따라서, 최종 과열 증기의 배출 온도와 최종 재가열 증기의 배출 온도에 대한 추가적인 제어를 실행할 수 있다. 여기서, 이런 최종 과열 증기의 배출 온도와 최종 재가열 증기의 배출 온도에 대한 추가적인 제어는 본 발명에 따라서, 노 용적(4) 내의 고온 고체(32)의 부유 밀도와, 백 패스 용적(12)의 제 1 챔버(12a) 및 제 2 챔버(12b) 사이에 연관 가스(30)가 분배되는 정도를 독립적으로, 또는 조합적으로 조정하는 것을 통해 실행된다. 보다 명확하게 말하면, 도면중 도 7을 통해 가장 명확하게 알수 있는 바와 같이, 2차 공기(28)에 대한 1차 공기(26)의 비율이 증가되어 노 용적(4) 내의 고온 고체(32)의 부유 밀도의 프로파일이 변화되는 경우에는 보다 많은 고온 고체(32)가 노 용적(4) 내에서 그 상부 영역으로 상승하게 된다. 따라서, 노 용적(4)의 상부 영역 내에서는 고온 고체(32)가 동반되어 있는 고온 연소 가스(30)로부터 저온 과열기(34a)로 유동하게되는 포화 증기로 보다 많은 에너지가 전달되게 된다. 이는 순차적으로, 백 패스 용적(12)으로 유동하는 과열 증기의 온도를 상승시킨다. 반대로, 이차 공기(28)에 대한 일차 공기(26)의 비율이 감소되는 경우에는 보다 소량의 고온 고체(32)가 노 용적(4) 내에서 그 상부 영역으로 상승하게 된다. 이는 순차적으로, 저온 과열기(34a)로부터 백 패스 용적(12)으로 유동하는 과열 증기의 온도를 감소시키게 된다.
이후, 백 패스 용적(12)의 제 1 챔버(12a)와 제 2 챔버(12b) 사이의 연관 가스(30)의 분배에 관하여 설명한다. 본 발명의 선택된 실시예에 따라서, 이런 분배는 제 1 챔버(12a)의 출구 단부에 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동할 수 있도록 적절히 장착되어 있는 상술한 제 1 댐퍼 세트(13a)와, 제 2 챔버(12b)의 출구 단부에서 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동할 수 있도록 적절히 장착되어 있는 상술한 제 2 댐퍼 세트(13b)를 조정함으로써 실행된다. 따라서, 제 1 댐퍼 세트(13a)와 제 2 댐퍼 세트(13b)의 조정을 통해, 연관 가스(30)는 제 1 챔버(12a)나 제 2 챔버(12b) 중 어느 한쪽으로 보다 많이 또는 보다 작게 유입되게 된다. 결과적으로, 제 1 챔버(12a)와 제 2 챔버(12b) 사이에서 연관 가스(30)가 할당되는 양에 따라서, 보다 많거나 보다 적은 에너지, 즉, 보다 많거나 보다 적은 열이 연관 가스(30)로부터 백 패스 용적(12)의 제 1 챔버(12a) 내에 위치되어 있는 최종 과열기(34) 및 제 1 이코노마이저면(38a)으로, 또는 백 패스 용적(12)의 제 2 챔버(12b) 내에 위치된 재가열기(36) 및 제 2 이코노마이저면(38b)으로 전달되게 된다. 즉, 연관 가스(30)가 제 1 챔버(12a)로 안내되는 양이 제 2 챔버(12b)로 안내되는 양보다 더 많은 경우에는 최종 과열 증기의 배출 온도가 증가되고, 동시에, 최종 재가열 증기의 배출 온도가 감소되게 된다. 반대로, 연관 가스(30) 제 2 챔버(12b)로 안내되는 양이 제 1 챔버(12a)로 안내되는 양보다 더 많은 경우에는 저압 터빈(60)으로 유동하는 최종 재가열 증기의 배출 온도가 증가되고, 동시에, 고압 터빈(50)으로 유동하는 최종 과열 증기의 배출 온도가 감소되게 된다.
이후, 도면 중 도 6에 도시되어 있는 열역학적 증기 사이클(400)에 대하여 설명한다. 순환 유동층 증기 발생기(CFB; 2)의 열역학적 증기 사이클(400)을 설명하기 위해, 열역학적 증기 사이클(400)의 유체 유동 회로는 열역학적 증기 사이클(400)의 특성에 의해 결정된 필요성에 따라 필수적인 증기 및 물이 통과하게 되는 다수의 다운커머, 라이저, 튜브, 헤더, 배관 링크 등을 포함하고 있다는 사실을 명시해둔다. 도면 중 도 6에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 열역학적 증기 사이클(400)은 제 1 순환 유체 흐름 경로(400a)와, 제 2 순환 유체 흐름 경로(400b)로 구성된다. 제 1 순환 유체 흐름 경로(400a)는 증발성 증기 루프(도 6의 40, 42, 4a, 44, 40)로서 작동하도록 설계되어 있다. 한편, 제 2 순환 유체 흐름 경로(400b)는 과열 증기-재가열 증기 루프로서 작동하도록 설계되어 있다. 따라서, 과열 증기-재가열 증기 루프는 포화 증기 영역(도 6의 46, 12c, 12g, 12e, 12f, 12h, 92)과, 과열 증기 영역(도 6의 34, 94', 48, 96', 34a, 98', 50, 52, 48a, 52')과, 재가열 증기 영역(도 6의 36, 54', 36a, 54", 60, 62) 및 이코노마이저 영역(도 6의 70, 72, 80, 82, 38a, 84, 40)을 포함한다.
증발성 증기 루프(40, 42, 4a, 44, 40)는 노 용적(4) 내에서 발생되는 연소 공정의 함수로서 작동하게 된다. 이미 설명한 바와 같이, 고온 고체(32)가 동반되어 있는 고온 연소 가스(30)가 노 용적(4) 내에서 상승할 때, 그로부터 열이 노 용적(4)을 한정하고 있는 수벽 튜브(4a)로 전달된다. 그 결과로, 증기 드럼(도 6의 40)으로부터 수벽 튜브(4a)로 유입된 포화수는 증발하여 포화수와 포화 증기의 혼합물로 변화되어 수벽 튜브(4a) 내에서 상승하게 된다. 그후, 이 포화수의 혼합물은 라이저(도 6의 44)를 경유하여 분리를 위한 증기 드럼(40)으로 유동하게 된다. 증기 드럼(40)에서 분리된 이후, 포화수는 다시 다운커머(42)를 경유하여 수벽 튜브(4a)의 하부 영역으로 유동하게 되고, 포화 증기는 배관 링크(도 6의 46)를 경유하여 수직 칸막이(12c)와 공통 헤더(도면에서는 명확성을 유지한다는 측면에서 도시를 생략함)로 유동하게 된다.
계속하면, 수직 칸막이(12c)로 유동한 포화 증기는 그후, 백 패스 용적(12)을 통해 순환하게 된다. 보다 명확하게 말하면, 포화 증기는 수직 칸막이(12c), 하부 링 헤더(도 6의 12g), 전방벽(12e), 후방벽(12f) 및 천장(12h)을 통해 순환하게 된다. 상기 포화 증기는 이런 백 패스 용적(12)을 통한 순환 도중에, 포화 증기는 냉각 작용을 수행, 즉, 수직 칸막이(12c), 전방벽(12e), 후방벽(12f) 및 천장(12h)을 냉각시키게 된다. 상술한 바와 같이, 증기를 사용하여 냉각을 수행할 수도 있지만, 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않고, 물을 사용하여 냉각을 수행할 수도 있다. 포화 증기가 상술한 방식으로 백 패스 용적(12)을 통해 순환된 이후에, 포화 증기는 배관 링크(도 6의 92)를 경유하여 제 1 챔버(12a)의 상부 영역에 위치되어 있는 저온 과열기(도 6의 34)로 유동하게된다. 포화 증기가 저온 과열기(34)를 통과할 때, 상대적으로 저온인 포화 증기와, 제 1 챔버(12a)를 통과하는 상대적으로 고온인 연관 가스(30) 사이에 열 전달이 발생하게된다. 배관 링크(도 6의 94')에 의해 저온 과열기(34)로부터 배출되는 포화 증기는 과열된 상태가 되게 된다. 본 발명의 가장 양호한 실시예에 따라, 저온 과열기로부터 배출되는 과열 증기의 온도에 대한 제어는 과열 스프레이 완열기(도 6의 48)를 사용하여 수행되게 된다.
도면중 도 6을 참조하면 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 과열 증기는 배관 링크(도 6의 96')를 경유하여 과열 스프레이 완열기(48)로부터 노 용적(4)의 상부 영역 내에 위치된 최종 과열기(34a)로 유동하게 된다. 최종 과열기(34a)에서는 상술한 바와 같이 고온 고체(32)가 동반되어 있는 고온 연소가스(30)가 노 용적(4) 내에서 상승함에 따라 상대적으로 저온인 과열 증기와, 고온 고체(32)가 동반되어 있는 상대적으로 고온의 연소 가스(30) 사이에 열전달이 발생하게 되고, 그에 의해 과열 증기는 추가적으로 과열되게 된다. 최종 과열기(34a)로부터 배출될때, 소정의 최종 과열 배출 증기 온도가된 최종 과열 증기는 매우 과열되어 있는 상태이며, 배관 링크(도 6의 98')에 의해 고압 터빈(50)으로 유동하게 된다.
고압 터빈(50) 내에서, 최종 과열 증기는 공지된 방식으로 팽창하게 된다. 그후, 과열 증기는 배관 링크(도 6의 52)에 의해 고압 터빈(50)으로부터 재가열 스프레이 완열기(48a)로 유동하게 되고, 그후, 배관 링크(도 6의 52')에 의해 백 패스 용적(12)의 제 2 챔버(12b) 내에 위치되어 있는 저온 재가열기(36)로 유동하게 된다. 저온 재가열기(36)에서는 상대적으로 저온인 여전히 과열되어 있는 증기와 이미 설명한 바와 같이 제 2 챔버(12b)를 통과하는 상대적으로 고온인 연관 가스(30) 사이에 열전달이 발생한다. 저온 재가열기(36)로부터 배출될때, 과열 증기는 배관 링크(도 6의 54')를 경유하여 노 용적(4)의 상부 영역에 배치되어 있는 최종 재가열기(도 6의 36a)로 유동하게 된다. 최종 재가열기(36a) 내에서는 상술한 바와 같이 고온 고체(32)가 동반되어 있는 고온 연소 가스(30)가 노 용적(4) 내에서 상승할 때, 상대적으로 저온인 과열 증기와, 고온 고체(32)가 동반되어 있는 상대적으로 고온인 연소 가스 사이에 열전달이 발생하게 된다. 최종 재가열기(36a)로부터 배출될때, 소정의 최종 재가열 배출 증기 온도가된 최종 재가열 증기는 여전히 매우 과열되어 있는 상태이며, 배관 링크(도 6의 54')에 의해 저압 터빈(60)으로 유동하게 된다. 저압 터빈(60) 내에서, 최종 재가열 증기는 공지된 방식으로 팽창하게 된다. 그후, 포화 증기는 배관 링크(도 6의 62)에 의해 응축 장치(도 6의 70)로 유동하게 되며, 그곳에서, 포화 증기는 급수로 액화되게 된다. 그후, 급수는 배관 링크(도 6의 72, 82)와, 공급 펌프(도 6의 80)에 의해 응축 장치(70)로부터 백 패스 용적(12)의 제 1 챔버(12a) 내에 위치된 제 1 이코노마이저면(38a)과, 백 패스 용적(12)의 제 2 챔버(12b) 내에 위치된 제 2 이코노마이저면(38b)으로 유동하게 된다. 제 1 이코노마이저면(38a)과 제 2 이코노마이저면(38b) 내에서는 각각 상대적으로 저온인 급수와 제 1 챔버(12a) 및 제 2 챔버(12b)를 통과하는 여전히 상대적으로 고온인 연관 가스(30) 사이에 열전달이 발생하게 된다. 제 1 이코노마이저면(38a)과 제 2 이코너마이저면(38b)으로부터 포화 상태의 급수는 배관 링크(도 6의 84)에 의해 증기 드럼(40)으로 유동하게 되며, 이로서 열역학적 증기 사이클(400)의 본 발명에 따른 순환 유체 흐름 경로가 완료되게 된다.
상술한 과열 증기 및 재가열 증기에 사용되는 제어에 추가하여, 본 발명에 따라서, 최종 과열 증기의 배출 온도와 최종 재가열 증기의 배출 온도에 대한 추가적인 제어를 실행할 수 있다. 여기서, 이런 최종 과열 증기의 배출 온도와 최종 재가열 증기의 배출 온도에 대한 추가적인 제어는 본 발명에 따라서, 노 용적(4) 내의 고온 고체(32)의 부유 밀도와, 백 패스 용적(12)의 제 1 챔버(12a) 및 제 2 챔버(12b) 사이에 연관 가스(30)가 분배되는 정도를 독립적으로, 또는 조합적으로 조정하는 것을 통해 실행된다. 보다 명확하게 말하면, 도면중 도 7을 통해 가장 명확하게 알수 있는 바와 같이, 2차 공기(28)에 대한 1차 공기(26)의 비율이 증가되어 노 용적(4) 내의 고온 고체(32)의 부유 밀도의 프로파일이 변화되는 경우에는 보다 많은 고온 고체(32)들이 노 용적(4) 내에서 그 상부 영역으로 상승하게 된다. 따라서, 노 용적(4)의 상부 영역 내에서는 고온 고체(32)가 동반되어 있는 고온 연소 가스(30)로부터 최종 과열기(34a)로 도입되는 과열 증기와 최종 재가열기(36a)로 도입되는 재가열 증기로 보다 많은 에너지가 전달되게 된다. 이는 순차적으로, 고압 터빈(50)으로 유동하는 최종 과열 증기의 온도와, 저압 터빈(60)으로 유동하는 최종 재가열 증기의 온도를 상승시킨다. 반대로, 이차 공기(28)에 대한 일차 공기(26)의 비율이 감소되는 경우에는 보다 소량의 고온 고체(32)가 노 용적(4) 내에서 그 상부 영역으로 상승하게 되고, 그에 의해, 고압 터빈(50)으로 유동하는 최종 과열 증기의 온도와 저압 터빈(60)으로 유동하는 최종 재가열 증기의 온도를 감소시키게 된다.
이후, 백 패스 용적(12)의 제 1 챔버(12a)와 제 2 챔버(12b) 사이의 연관 가스(30)의 분배에 관하여 설명한다. 본 발명의 선택된 실시예에 따라서, 이런 분배는 제 1 챔버(12a)의 출구 단부에 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동할 수 있도록 적절히 장착되어 있는 상술한 제 1 댐퍼 세트(13a)와, 제 2 챔버(12b)의 출구 단부에서 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동할 수 있도록 적절히 장착되어 있는 상술한 제 2 댐퍼 세트(13b)를 조정함으로써 실행된다. 따라서, 제 1 댐퍼 세트(13a)와 제 2 댐퍼 세트(13b)의 조정을 통해, 연관 가스(30)는 제 1 챔버(12a)나 제 2 챔버(12b) 중 어느 한쪽으로 보다 많이 또는 보다 작게 유입되게 된다. 결과적으로, 제 1 챔버(12a)와 제 2 챔버(12b) 사이에서 연관 가스(30)가 할당되는 양에 따라서, 보다 많거나 보다 적은 에너지, 즉, 보다 많거나 보다 적은 열이 연관 가스(30)로부터 백 패스 용적(12)의 제 1 챔버(12a) 내에 위치되어 있는 저온 과열기(34) 및 제 1 이코노마이저면(38a)으로, 또는 백 패스 용적(12)의 제 2 챔버(12b) 내에 위치된 저온 재가열기(36) 및 제 2 이코노마이저면(38b)으로 전달되게 된다. 즉, 연관 가스(30)가 제 1 챔버(12a)로 안내되는 양이 제 2 챔버(12b)로 안내되는 양보다 더 많은 경우에는 저온 과열기로부터 배출되는 과열 증기의 온도가 증가되게 된다. 따라서, 노 용적(4) 내부에서 고정 상태일 때, 이는 순차적으로 고압 터빈(50)으로 유동하는 최종 과열 증기의 배출 온도를 증가시킨다. 추가적으로, 연관 가스(30)의 분배의 더 많은 비율이 제 1 챔버(12a)로 안내되는 경우에는 저온 재가열기(36)로부터 배출되는 재가열 증기의 온도가 감소되게된다. 따라서, 고정 상태에서 노 용적(4) 내에서는, 이는 저압 터빈(60)으로 흐르게 되는 최종 재가열 증기의 배출 온도에서의 감소를 초래한다. 반대로, 더 많은 비율의 연관 가스(30)가 제 2 챔버(12b)로 지향되는 경우에는, 저압 터빈(60)으로부터 배출되는 재가열 증기의 온도의 증가를 초래한다. 따라서, 노 용적(4) 내의 고정 상태에서는, 저압 터빈(60)으로 흐르게 되는 최종 재가열 증기의 배출 온도에서의 증가를 초래하게 된다. 또한, 더 많은 비율의 연관 가스(30)가 제 2 챔버(12b)로 지향되는 경우에는, 동시적으로 저압 과열기(34)로부터 배출되는 과열 증기의 온도가 감소하게 된다. 따라서, 노 용적(4) 내의 고정 상태에서는, 고압 터빈(50)으로 흐르게 되는 최종 과열 증기의 배출 온도에서의 감소를 초래하게 된다.
따라서, 본 발명에 따르면, 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 최종 과열 배출 증기 온도 및 최종 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 신규하고 개선된 방법이 제공된다. 이외에도, 본 발명에 따르면, 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)가 내부에 열전달면을 가지는 노 용적을 구현한 경우의 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 최종 과열 배출 증기 온도 및 최종 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 신규하고 개선된 방법이 제공된다. 또한, 본 발명에 따르면, 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)가 내부에 열전달면을 가지는 백 패스 용적을 구현한 경우의 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 최종 과열 배출 증기 온도 및 최종 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 신규하고 개선된 방법이 제공된다. 또한, 본 발명에 따르면, 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)가 내부에 열전달면을 가지는 노 용적을 구현한 경우와 내부에 열전달면을 가지는 백 패스 용적을 구현한 경우의 양자의 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 최종 과열 배출 증기 온도 및 최종 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 신규하고 개선된 방법이 제공된다. 또한, 본 발명에 따르면, 열전달 듀티를 수행하기 위해서 하나 또는 그 이상의 유동층 증기 교환기를 설치할 필요성이 제거되는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 최종 과열 배출 증기 온도 및 최종 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 신규하고 개선된 방법이 제공된다. 또한, 본 발명에 따르면, 그와 같은 제어가 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 노 용적 내에서 고체의 부유 밀도를 조정한 결과로써 수행되는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 최종 과열 배출 증기 온도 및 최종 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 신규하고 개선된 방법이 제공된다. 정리하면서, 본 발명에 따르면, 그와 같은 제어가 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 백 패스 용적 내에서 연소 가스의 흐름을 조정한 결과로써 수행되는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 최종 과열 배출 증기 온도 및 최종 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 신규하고 개선된 방법이 제공된다. 마지막으로, 본 발명에 따르면, 그와 같은 제어가 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 노 용적 내에서 고체의 부유 밀도를 조정한 결과로써 및 그와 같은 제어가 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 백 패스 용적 내에서 연소 가스의 흐름을 조정한 결과의 양자로써 수행되는 순환식 유동층 증기 발생기(CFB)의 최종 과열 배출 증기 온도 및 최종 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 신규하고 개선된 방법이 제공된다.
본원에서 몇 가지의 실시예를 설명하였지만, 본원의 변형은 상술한 바에서 일부가 암시되었지만, 본 기술 분야에서 숙련된 자에게는 변형이 용이함은 명백하다. 따라서, 본원은 첨부된 청구 범위에 의해서, 본원에서 암시된 변형을 보호받고자 하는 것 뿐만 아니라, 본원 발명의 진정한 정신 및 범위에 들어가는 모든 변형을 보호받고자 한다.

Claims (21)

  1. 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법에 있어서,
    고압 터빈, 저압 터빈 및 순환식 유동층 증기 발생기를 구비하며,
    상기 순환식 유동층 증기 발생기는 수벽 튜브에 의해서 한정되고 최소한 내부에 과열면을 구현한 노 용적과, 상기 노 용적과 유체 유동 관계로 연결되고 최소한 과열면의 한 챔버에 구현되고 최소한 재가열면의 다른 챔버에 구현되는 다수 챔버 방식의 백 패스 용적과, 증발성 증기 루프로 작동하는 제 1 순환 유체 흐름 경로와, 과열 증기-재가열 증기 루프로 작동하고 포화 증기 영역, 과열 증기 영역, 재가열 증기 영역 및 이코노마이저 영역을 가지는 제 2 순환 유체 흐름 경로를 구비하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법에 있어서,
    (가) 노 용적을 한정하는 수벽 튜브 내에서 포화수를 흐르게 하는 단계와,
    (나) 노 용적 내에서 연료와 공기를 연소시켜서 고온의 가스와 고체를 생성하는 단계와,
    (다) 노 용적 내의 연료와 공기의 연소로부터 생성되는 고온 가스로부터 노 용적을 한정하는 수벽 튜브 내에서 흐르는 포화수로 열을 전달하고, 이에 따라서 노 용적을 한정하는 수벽 사이에서 상기 열전달에 의해 포화수와 포화 증기의 혼합물을 생성하는 단계와,
    (라) 포화수와 포화 증기의 혼합물이 노 용적을 한정하는 수벽 튜브를 통해서 흐른 이후에 포화수와 포화 증기의 혼합물로부터 포화수를 분리하고, 그후에 분리된 포화수를 노 용적을 한정하는 수벽 튜브로 되돌리도록 하는 단계와,
    (마) 포화수와 포화 증기의 혼합물이 노 용적을 한정하는 수벽 튜브를 통해서 흐른 이후에 포화수와 포화 증기의 혼합물로부터 포화 증기를 분리하고, 그후에 분리된 포화 증기를 다수 챔버 방식의 백 패스 용적으로 흐르도록 하는 단계와,
    (바) 다수 챔버 방식의 백 패스 용적으로부터 분리된 포화 증기를 저온의 과열면으로 흐르도록 하고, 분리된 포화 증기가 관통하여 통과하는 중에 분리된 포화 증기가 과열 증기로 변환되기에 충분한 온도로 가열하도록 하는 단계와,
    (사) 저온 과열면으로부터 최종 과열면으로 과열 증기를 흐르도록 하고, 과열 증기가 관통하여 통과하는 중에 과열 증기를 최종 소정 과열 배출 증기 온도까지 가열하도록 하는 단계와,
    (아) 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 가지는 과열 증기가 최종 과열면으로부터 고압 터빈으로 흐르도록 하고, 관통하여 통과하는 중에 과열 증기가 팽창하도록 하는 단계와,
    (자) 과열 증기가 고압 터빈으로부터 재가열면으로 흐르도록 하고, 과열 증기가 관통하여 통과하는 중에 최종 소정 재가열 배출 증기 온도까지 과열 증기를 가열하도록 하는 단계와,
    (차) 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 가진 과열 증기를 재가열면에서 저압 터빈으로 흐르도록 하고, 과열 증기가 관통하여 통과하는 중에 이를 팽창시켜서 과열 증기가 포화 증기로 변환되도록 하는 단계와,
    (카) 노 용적 내에서의 연료와 공기의 연소로부터 생성된 고체의 노 용적 내에서의 부유 밀도를 조정하여 소정의 과열 배출 증기 온도를 제어하고 소정의 재가열 배출 증기 온도를 제어하도록 하고 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하도록 하는 단계를 포함하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    (가) 분리된 포화 증기의 흐름은 노 용적 내에 위치하는 저온 과열면으로 흐르도록 하며,
    (나) 과열 증기의 흐름은 저온 과열면으로부터 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버 내에 위치하는 최종 과열면으로 흐르도록 하며,
    (다) 과열 증기의 흐름은 고압 터빈으로부터 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버 내에 위치하는 재가열면으로 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 저압 터빈으로부터 급수로 포화 증기를 응축하도록 하고, 이후에 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버 내에 위치하는 제 1 이코노마이저면으로 및 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버 내에 위치하는 제 2 이코노마이저면으로 급수를 흐르도록 하는 단계를 추가로 포함하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    (가) 분리된 포화 증기의 흐름은 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버 내에 위치하는 저온 과열면으로 흐르도록 하며,
    (나) 과열 증기의 흐름은 저온 과열면으로부터 노 용적 내에 위치하는 최종 과열면으로 흐르도록 하며,
    (다) 과열 증기의 흐름은 고압 터빈으로부터 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버 내에 위치하는 재가열면으로 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    저압 터빈으로부터 급수로 포화 증기를 응축하도록 하고, 이후에 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버 내에 위치하는 제 1 이코노마이저면으로 및 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버 내에 위치하는 제 2 이코노마이저면으로 급수를 흐르도록 하는 단계를 추가로 포함하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 분리된 포화 증기의 흐름은 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버 내에 위치하는 저온 과열면으로 흐르도록 하며, 과열 증기의 흐름은 저온 과열면으로부터 노 용적 내에 위치하는 최종 과열면으로 흐르도록 하며, 과열 증기의 흐름은 고압 터빈으로부터 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버 내에 위치하는 재가열면으로 흐르도록 하며, 저온 재가열면으로부터 과열 증기를 노 용적 내에 위치하는 최종 재가열면으로 흐르도록 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 저압 터빈으로부터 급수로 포화 증기를 응축하도록 하고, 이후에 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버 내에 위치하는 제 1 이코노마이저면으로 및 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버 내에 위치하는 제 2 이코노마이저면으로 급수를 흐르도록 하는 단계를 추가로 포함하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
  8. 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법에 있어서,
    고압 터빈, 저압 터빈 및 순환식 유동층 증기 발생기를 구비하며,
    상기 순환식 유동층 증기 발생기는 수벽 튜브에 의해서 한정되고 최소한 내부에 과열면을 구현한 노 용적과, 상기 노 용적과 유체 유동 관계로 연결되고 최소한 과열면의 한 챔버에 구현되고 최소한 재가열면의 다른 챔버에 구현되는 다수 챔버 방식의 백 패스 용적과, 증발성 증기 루프로 작동하는 제 1 순환 유체 흐름 경로와, 과열 증기-재가열 증기 루프로 작동하고 포화 증기 영역, 과열 증기 영역, 재가열 증기 영역 및 이코노마이저 영역을 가지는 제 2 순환 유체 흐름 경로를 구비하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법에 있어서,
    (가) 노 용적을 한정하는 수벽 튜브 내에서 포화수를 흐르게 하는 단계와,
    (나) 노 용적 내에서 연료와 공기를 연소시켜서 고온의 가스와 고체를 생성하는 단계와,
    (다) 노 용적 내의 연료와 공기의 연소로부터 생성되는 고온 가스로부터 노 용적을 한정하는 수벽 튜브 내에서 흐르는 포화수로 열을 전달하고, 이에 따라서 노 용적을 한정하는 수벽 사이에서 상기 열전달에 의해 포화수와 포화 증기의 혼합물을 생성하는 단계와,
    (라) 포화수와 포화 증기의 혼합물이 노 용적을 한정하는 수벽 튜브를 통해서 흐른 이후에 포화수와 포화 증기의 혼합물로부터 포화수를 분리하고, 그후에 분리된 포화수를 노 용적을 한정하는 수벽 튜브로 되돌리도록 하는 단계와,
    (마) 포화수와 포화 증기의 혼합물이 노 용적을 한정하는 수벽 튜브를 통해서 흐른 이후에 포화수와 포화 증기의 혼합물로부터 포화 증기를 분리하고, 그후에 분리된 포화 증기를 다수 챔버 방식의 백 패스 용적으로 흐르도록 하는 단계와,
    (바) 다수 챔버 방식의 백 패스 용적으로부터 분리된 포화 증기를 저온의 과열면으로 흐르도록 하고, 분리된 포화 증기가 관통하여 통과하는 중에 분리된 포화 증기가 과열 증기로 변환되기에 충분한 온도로 가열하도록 하는 단계와,
    (사) 저온 과열면으로부터 최종 과열면으로 과열 증기를 흐르도록 하고, 과열 증기가 관통하여 통과하는 중에 과열 증기를 최종 소정 과열 배출 증기 온도까지 가열하도록 하는 단계와,
    (아) 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 가지는 과열 증기가 최종 과열면으로부터 고압 터빈으로 흐르도록 하고, 관통하여 통과하는 중에 과열 증기가 팽창하도록 하는 단계와,
    (자) 과열 증기가 고압 터빈으로부터 재가열면으로 흐르도록 하고, 과열 증기가 관통하여 통과하는 중에 과열 증기를 최종 소정 재가열 배출 증기 온도까지 가열하도록 하는 단계와,
    (차) 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 가진 과열 증기를 재가열면에서 저압 터빈으로 흐르도록 하고, 과열 증기가 관통하여 통과하는 중에 팽창시키도록 하는 단계와,
    (카) 고온 가스를 노 용적으로부터 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버로 및 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버로 흐르도록 하는 단계와,
    (타) 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버와 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버 사이에서 고온 가스의 흐름을 분배하는 조정에 의해서 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하도록 하는 단계를 포함하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    (가) 분리된 포화 증기의 흐름은 노 용적 내에 위치하는 저온 과열면으로 흐르도록 하며,
    (나) 과열 증기의 흐름은 저온 과열면으로부터 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버 내에 위치하는 최종 과열면으로 흐르도록 하며,
    (다) 과열 증기의 흐름은 고압 터빈으로부터 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버 내의 재가열면으로 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 저압 터빈으로부터 급수로 포화 증기를 응축하도록 하고, 이후에 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버 내에 위치하는 제 1 이코노마이저면으로 및 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버 내에 위치하는 제 2 이코노마이저면으로 급수를 흐르도록 하는 단계를 추가로 포함하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    (가) 분리된 포화 증기의 흐름은 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버 내에 위치하는 저온 과열면으로 흐르도록 하며,
    (나) 과열 증기의 흐름은 저온 과열면으로부터 노 용적 내에 위치하는 최종 과열면으로 흐르도록 하며,
    (다) 과열 증기의 흐름은 고압 터빈으로부터 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버 내에 위치하는 재가열면으로 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 저압 터빈으로부터 급수로 포화 증기를 응축하도록 하고, 이후에 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버 내에 위치하는 제 1 이코노마이저면으로 및 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버 내에 위치하는 제 2 이코노마이저면으로 급수를 흐르도록 하는 단계를 추가로 포함하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
  13. 제 8 항에 있어서, 분리된 포화 증기의 흐름은 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버 내에 위치하는 저온 과열면으로 흐르도록 하며, 과열 증기의 흐름은 저온 과열면으로부터 노 용적 내에 위치하는 최종 과열면으로 흐르도록 하며, 과열 증기의 흐름은 고압 터빈으로부터 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버 내에 위치하는 재가열면으로 흐르도록 하며, 저온 재가열면으로부터 과열 증기를 노 용적 내에 위치하는 최종 재가열면으로 흐르도록 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 저압 터빈으로부터 급수로 포화 증기를 응축하도록 하고, 이후에 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버 내에 위치하는 제 1 이코노마이저면으로 및 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버 내에 위치하는 제 2 이코노마이저면으로 급수를 흐르도록 하는 단계를 추가로 포함하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
  15. 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법에 있어서,
    고압 터빈, 저압 터빈 및 순환식 유동층 증기 발생기를 구비하며,
    상기 순환식 유동층 증기 발생기는 수벽 튜브에 의해서 한정되고 최소한 내부에 과열면을 구현한 노 용적과, 상기 노 용적과 유체 유동 관계로 연결되고 최소한 과열면의 한 챔버에 구현되고 최소한 재가열면의 다른 챔버에 구현되는 다수 챔버 방식의 백 패스 용적과, 증발성 증기 루프로 작동하는 제 1 순환 유체 흐름 경로와, 과열 증기-재가열 증기 루프로 작동하고 포화 증기 영역, 과열 증기 영역, 재가열 증기 영역 및 이코노마이저 영역을 가지는 제 2 순환 유체 흐름 경로를 구비하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법에 있어서,
    (가) 노 용적을 한정하는 수벽 튜브 내에서 포화수를 흐르게 하는 단계와,
    (나) 노 용적 내에서 연료와 공기를 연소시켜서 고온의 가스와 고체를 생성하는 단계와,
    (다) 노 용적 내의 연료와 공기의 연소로부터 생성되는 고온 가스로부터 노 용적을 한정하는 수벽 튜브 내에서 흐르는 포화수로 열을 전달하고, 이에 따라서 노 용적을 한정하는 수벽 사이에서 상기 열전달에 의해 포화수와 포화 증기의 혼합물을 생성하는 단계와,
    (라) 포화수와 포화 증기의 혼합물이 노 용적을 한정하는 수벽 튜브를 통해서 흐른 이후에 포화수와 포화 증기의 혼합물로부터 포화수를 분리하고, 그후에 분리된 포화수를 노 용적을 한정하는 수벽 튜브로 되돌리도록 하는 단계와,
    (마) 포화수와 포화 증기의 혼합물이 노 용적을 한정하는 수벽 튜브를 통해서 흐른 이후에 포화수와 포화 증기의 혼합물로부터 포화 증기를 분리하고, 그후에 분리된 포화 증기를 다수 챔버 방식의 백 패스 용적으로 흐르도록 하는 단계와,
    (바) 다수 챔버 방식의 백 패스 용적으로부터 분리된 포화 증기를 저온의 과열면으로 흐르도록 하고, 분리된 포화 증기가 관통하여 통과하는 중에 분리된 포화 증기가 과열 증기로 변환되기에 충분한 온도로 가열하도록 하는 단계와,
    (사) 저온 과열면으로부터 최종 과열면으로 과열 증기를 흐르도록 하고, 과열 증기가 관통하여 통과하는 중에 과열 증기를 최종 소정 과열 배출 증기 온도까지 가열하도록 하는 단계와,
    (아) 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 가지는 과열 증기가 최종 과열면으로부터 고압 터빈으로 흐르도록 하고, 관통하여 통과하는 중에 과열 증기가 팽창하도록 하는 단계와,
    (자) 과열 증기가 고압 터빈으로부터 재가열면으로 흐르도록 하고, 과열 증기가 관통하여 통과하는 중에 최종 소정 재가열 배출 증기 온도까지 가열하도록 하는 단계와,
    (차) 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 가진 과열 증기를 저압 터빈으로 흐르도록 하고, 과열 증기가 관통하여 통과하는 중에 팽창시키도록 하는 단계와,
    (카) 고온 가스를 노 용적으로부터 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버로 및 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버로 흐르도록 하는 단계와,
    (타) 노 용적 내에서 연료와 공기의 연소로부터 생성된 고체의 노 용적 내에서의 부유 밀도의 조정 및 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버와 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버 사이에서 고온 가스의 흐름을 분배하는 조정에 의해서 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하도록 하는 단계를 포함하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    (가) 분리된 포화 증기의 흐름은 노 용적 내에 위치하는 저온 과열면으로 흐르도록 하며,
    (나) 과열 증기의 흐름은 저온 과열면으로부터 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버 내에 위치하는 최종 과열면으로 흐르도록 하며,
    (다) 과열 증기의 흐름은 고압 터빈으로부터 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버 내에 위치하는 재가열면으로 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
    증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 저압 터빈으로부터 급수로 포화 증기를 응축하도록 하고, 이후에 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버 내에 위치하는 제 1 이코노마이저면으로 및 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버 내에 위치하는 제 2 이코노마이저면으로 급수를 흐르도록 하는 단계를 추가로 포함하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    (가) 분리된 포화 증기의 흐름은 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버 내에 위치하는 저온 과열면 저온 과열면으로 흐르도록 하며,
    (나) 과열 증기의 흐름은 저온 과열면으로부터 노 용적 내에 위치하는 최종 과열면으로 흐르도록 하며,
    (다) 과열 증기의 흐름은 고압 터빈으로부터 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버 내에 위치하는 재가열면으로 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 저압 터빈으로부터 급수로 포화 증기를 응축하도록 하고, 이후에 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버 내에 위치하는 제 1 이코노마이저면으로 및 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버 내에 위치하는 제 2 이코노마이저면으로 급수를 흐르도록 하는 단계를 추가로 포함하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
  20. 제 15 항에 있어서, 분리된 포화 증기의 흐름은 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버 내에 위치하는 저온 과열면으로 흐르도록 하며, 과열 증기의 흐름은 저온 과열면으로부터 노 용적 내에 위치하는 최종 과열면으로 흐르도록 하며, 과열 증기의 흐름은 고압 터빈으로부터 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버 내에 위치하는 재가열면으로 흐르도록 하며, 저온 재가열면으로부터 과열 증기를 노 용적 내에 위치하는 최종 재가열면으로 흐르도록 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 저압 터빈으로부터 급수로 포화 증기를 응축하도록 하고, 이후에 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 한 챔버 내에 위치하는 제 1 이코노마이저면으로 및 다수 챔버 방식의 백 패스 용적의 다른 챔버 내에 위치하는 제 2 이코노마이저면으로 급수를 흐르도록 하는 단계를 추가로 포함하는 증기 발생 플랜트에서 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 과열 배출 증기 온도를 제어하고 순환식 유동층 증기 발생기로부터 최종 소정 재가열 배출 증기 온도를 제어하기 위한 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101309942B1 (ko) * 2010-12-27 2013-09-17 주식회사 포스코 합성천연가스 제조장치 및 이를 이용한 합성천연가스 제조방법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7601225B2 (en) * 2002-06-17 2009-10-13 Asm International N.V. System for controlling the sublimation of reactants
US6904767B1 (en) * 2004-03-15 2005-06-14 John J. Sheridan & Associates, Inc. System for the dehumification of air
US7165414B2 (en) * 2004-03-15 2007-01-23 J. W. Wright, Inc. System for the dehumification of air
US8096268B2 (en) * 2007-10-01 2012-01-17 Riley Power Inc. Municipal solid waste fuel steam generator with waterwall furnace platens
US8343583B2 (en) * 2008-07-10 2013-01-01 Asm International N.V. Method for vaporizing non-gaseous precursor in a fluidized bed
CN101986024A (zh) * 2010-11-18 2011-03-16 上海锅炉厂有限公司 一种循环流化床锅炉各级过热器的布置结构
CA2852763C (en) * 2011-10-26 2018-06-12 Rentech, Inc. Seal pot design

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4336769A (en) 1981-03-31 1982-06-29 Foster Wheeler Energy Corporation Integral vapor generator/gasifier system
US4442797A (en) * 1983-01-24 1984-04-17 Electrodyne Research Corporation Gas and particle separation means for a steam generator circulating fluidized bed firing system
SE452359C (sv) * 1985-04-30 1994-01-25 Kvaerner Generator Ab Anordning för styrning av värmeövergångstalet vid en CFB-panna
US4665864A (en) * 1986-07-14 1987-05-19 Foster Wheeler Energy Corporation Steam generator and method of operating a steam generator utilizing separate fluid and combined gas flow circuits
US5069170A (en) 1990-03-01 1991-12-03 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed combustion system and method having an integral recycle heat exchanger with inlet and outlet chambers
JP2686341B2 (ja) * 1990-04-24 1997-12-08 三菱重工業株式会社 循環流動層ボイラの蒸気圧力制御装置
US5054436A (en) 1990-06-12 1991-10-08 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed combustion system and process for operating same
US5442919A (en) * 1993-12-27 1995-08-22 Combustion Engineering, Inc. Reheater protection in a circulating fluidized bed steam generator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101309942B1 (ko) * 2010-12-27 2013-09-17 주식회사 포스코 합성천연가스 제조장치 및 이를 이용한 합성천연가스 제조방법

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