KR20100061467A - 계단형상 연소격자 - Google Patents

Abstract

소각플랜트 또는 연소플랜트용 계단형상 연소격자에 있어서, 상기 플랜트는 격자의 상단부위의 연료의 이동방향으로 하방으로 비스듬하게 연장되는 다수의 격자비임(1)을 갖는 하나 이상의 격자부를 포함하며, 상기 격자비임(1)은 상기 방향으로 하방으로 계단형상을 이루는 격자상단부(2)를 가지며 연소격자의 폭에 걸쳐서 측면(3)이 서로 근접하도록 배치되며, 서로 인접한 격자비임(1)은 종방향으로 상대적으로 왕복운동할 수 있으며, 상기 격자비임(1)은 열전달매체가 폐쇄루트에서 통과하도록 구성된다. 열전달매체의 감금부(4)는 하나 이상의 U형상의 굽어진 플레이트 요소(5)에 의해 마련되며, 그 측면은 계단형상 격자상단부(2)에 대응하는 계단형상으로 절단되어 격자상단부(2)의 하측면에 용접되어있다. 이렇게 계단형상 격자비임(1)을 제조하기 위해 서로 용접되어야 할 개개의 부품의 수가 상당히 감소된다.

Description

계단형상 연소격자{Stepped combustion grate}

본 발명은 청구항 1의 도입부에 개시된 종류의 계단형상 연소격자에 관한 것이다.

이런 종류의 계단형상 연소격자에서는 비임의 전장을 따라서 온도차이의 균형을 잡아서 이런 온도차이에 의해 양 단부 사이에서 생기는 폭의 차이를 최소화하기 위해 열전달매체가 통과할 수 있도록 된 격자비임을 갖는 것이 알려져 있다. 이런 종류의 계단형상 연소격자는 예를 들어 WO96/23174에 알려져 있는데, 여기서는 대체로 일정한 단면의 덕크를 제공하여 덕트 내에 일정한 열전달매체의 흐름을 제공하기 위해 열전달매체용 덕트의 바닥이 계단형상 격자상단부에 대응하여 계단형상으로 되어있다. 이런 구조를 갖는 덕트를 제공한다는 것은 비교적 많은 개수의 개개의 부품들을 용접으로 조립하여 비교적 복잡하고 시간이 많이 소요되는 제조공정이라는 것을 의미한다.

미합중국 특허 제 4,563,959호는 연소공기가 통과할 수 있도록 된 계단형상 연소격자를 개시하는데, 이는 격자를 어느 정도 냉각시키는데 관여할 수 있다. 연소공기가 격자의 하측면과 열전달 접촉하도록 격자의 하측면을 따라서 통과한 후에 연소공기를 격자의 상단부의 연료 속으로 도입하기 위해서 격자의 하측면에 연소공기를 감금한다. 상기 문헌에 도시한 구성은 열전달매체, 즉 연소공기가 어느 정도 누출되는데, 이는 어떤 경우라도 나중에 격자의 하측을 통과한 후에는 연소실 속으로 유입되기 때문이다.

이런 종래기술에 기초하여 본 발명의 목적은 제조 중에 함께 용접되는 개개의 부품의 개수를 줄일 수 있는 전술한 종류의 계단형상 연소격자를 제공하는 것인데, 상기 목적은 본 발명에 따라서 청구항 1의 특징 절에 개시된 특징을 포함하는 상기 종류의 계단형상 연소격자로 달성된다. 이런 배치구조로 인해 계단형상 격자 상단부를 제공하고 열전달매체의 감금을 위해서 단지 두 개의 주요소만을 사용한다.

본 발명의 다른 목적은 격자 상단부 바로 아래의 대체로 일정한 단면을 통해 열전달매체가 계속하여 순환하게 하는 것이며, 상기 목적은 역시 본 발명에 따라서 청구항 2의 특징 절에 개시된 특징을 포함하는 상기 종류의 계단형상 격자로 달성된다. 이런 배치구조로 인해 열전달매체의 유동에 필요한 대체로 일정한 단면을 가짐으로써 격자 상단부 바로 아래의 열전달매체가 계단형상 격자비임을 따라서 일정한 레벨로 계속하여 유동하게 된다.

본 발명의 또 다른 목적은 액체 열전달매체를 바람직하게는 폐쇄루프 내에서 순환시킬 수 있게 하는 전술한 종류의 계단형상 연소격자를 제공하는 것이다. 바람직하게는 사용되는 액체 열전달매체는 물이며 폐쇄루프 순환은 가압상태에서 이루어질 수 있다.

본 설명의 상세부로부터 효과가 명백하게 될 또 다른 유리한 이점은 종속항에 개시되어 있다.

본 설명의 다음의 상세부에서 본 발명을 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명할 것인데, 여기서
도 1은 측면에서 본 본 발명에 따른 연소격자용 계단형상 격자를 단면으로 나타낸다.
도 2는 위에서 본 도 1의 계단형상 격자를 나타낸다.
도 3은 도 1에서 선 III-III을 따라서 취한 단면으로 도 1의 계단형상 격자를 나타낸다.

도 1 내지 도 3에 도시한 계단형상 격자비임(1)은 대체로 수직하게 연장되는 부분에서 용접(14)으로 서로 연결된 두 개의 별개의 계단형상 상단플레이트(2A, 2B)로 구성된 격자 상단부(2)를 포함한다. 두 개의 격자 상단플레이트(2A, 2B) 사이에는 1차 공기공이 제공되어 계단형상 격자 비임(1) 아래에 위치하는 1차 공기실로부터 1차공기가 들어가도록 한다.

열전달매체의 감금부(4)는 U형상 플레이트 요소(5A, 5B)의 형태로 제공되는데, 그 측면은 계단형상 격자 상단부(2A, 2B)에 대응하는 계단형상으로 절단되어 각각 격자 상단플레이트(2A, 2B)의 하측면에 용접됨으로써 두 개의 U형상 플레이트 요소(5A, 5B) 사이에 공간을 부여하여 1차공기가 1차 공기구멍(13)에 접근할 수 있게 한다. 대체로 일정한 단면을 제공하여 격자 상단부(2) 바로 아래의 열전달매체가 유동할 수 있도록 하기 위해 감금부(4) 내부에는 격자 상단플레이트(2)의 계단형상과 대응하는 계단형상으로 형성된 제 1 분할 플레이트(6)가 위치한다. 계단형상 격자비임(1)의 양 단부 사이의 적절한 위치에는 제 1 분할 플레이트(6) 아래의 열전달매체용 감금부를 입구실(8) 및 출구실(9)로 분할하기 위해 제 2 분할플레이트(7)가 제 1 분할 플레이트(6) 아래에 위치한다. 열전달매체를 감금부에 대하여 공급 및 배출하기 위해 입구실(8)에는 입구 연결부(10)가 마련되고 출구실(9)에는 출구 연결부(11)가 마련된다. 도 3에 도시한 바와 같이, 두 개의 별개의 열전달매체용 감금부(4A, 4B)는 감금부(4A)의 출구연결부(11)를 감금부(4B)의 입구연결부(10)에 상호 연결함으로써 서로 직렬로 연결된다. 당연히 입구연결부(10) 및 출구연결부(11)를 연결하는 다른 방법을 각각 사용할 수 있으며 계단형상 격자를 가로질러 위치하는 몇 개의 계단형상 격자비임(1)은 임의의 편리한 방법으로 평행하게 그리고 직렬로 연결될 수 있다.

이 직렬연결부(12)는 온도변화에 기인한 어느 정도의 팽창이나 수축을 허용하기 위해 유연성 관에 의해 마련된다.

도 1에 도시한 계단형상 격자비임(1)은 물이나 그 외의 액체 열전달매체의 순환을 위해 그리고 감금부에 물이나 유사한 액체 열전달매체를 충전하는 동안에 감금부(4) 내부에서 생길 수 있는 공기를 제거하기 위해 사용되는 것으로서, 감금부의 내부에서 감금부의 상측부로부터 계단형상 격자비임(1) 아래의 적절한 위치까지 연장되는 관(16) 형태의 공기배출시스템(15)이 마련된다. 관(16)의 출구(17)에는 밸브가 마련되어 그 밸브의 개방으로 공기가 공기배출시스템(15)으로부터 방출될 수 있게 한다.

도 2를 참조하면, 계단형상 격자비임(1)의 측면에는 마모 플레이트(3)가 마련되는데, 이는 계단형상 격자비임(1)이 계단형상 격자 내에 위치할 때 이웃하는 계단형상 격자비임(1)의 대응하는 마모 플레이트에 대하여 슬라이드 접촉하도록 위치한다.

전술한 바와 같이 계단형상 격자비임(1)을 포함하는 소각플랜트나 연소플랜트는 통상적으로 다수의 격자부를 포함하는데, 각 격자부는 격자의 상단부에서 연료의 이동방향으로 비스듬하게 하방으로 연장되는 다수의 격자비임을 갖는다. 상기 격자부의 각각은 본 발명에 따른 계단형상 격자비임(1)을 포함할 수 있으며, 상기 계단형상 격자비임(1)을 통해 순환하는 열전달매체를 갖는 목적은 1차적으로는 개개의 계단형상 격자비임(1)에 걸친 온도를 균일하게 하고 2차적으로는 이런 계단형상 격자비임(1)을 포함하는 격자부에 걸친 온도를 균일하게 하는 것이다. 열전달매체를 순환시키는 또 따른 목적은 계단형상 격자부 상의 연료의 연소를 제어하기 위해 상기 계단형상 격자비임(1)의 상단부 상의 연료를 가열하거나 냉각시키는 것이 될 수 있다. 따라서, 연료가 가열되어 건조될 수 있는 공급부 내에서는 뜨거운 열전달매체를 계단형상 격자비임(1) 내에서 순환시키는 것이 유리할 수 있는 반면, 연료가 연소되는 후속의 격자부 내에서는 열전달매체를 저온에서 순환시키는 것이 유리할 수 있다. 이와 관련하여, 감금부(4) 내부의 압력은 물의 비등을 방지할 수 있는 충분히 높게 유지된다는 사실 때문에 물이 끓지 않고서 100℃ 이상의 온도에서 순환될 수 있도록 비교적 높은 압력을 유지하도록 구성된 열전달매체용 감금부를 갖는 것이 유리할 수 있다. 또한, 특정 환경에서는 계단형상 격자비임(1) 내에서 대기와 같은 여러 가지 기체, 물, 열전달오일 등의 여러 가지 액체, 또는 수증기 등의 여러 가지 다른 타입의 열전달매체를 순환시키는 것이 바람직할 수 있다.

도면에서는 계단형상 격자비임(1)은 두 개의 격자비임 모듈을 포함하는 것으로 도시되어 있는데, 각 격자비임 모듈은 계단형상 격자상단부(2A, 2B), 두 개의 열전달매체용 감금부(4A, 4B) 등으로 구성된다. 도면에 도시한 바와 같이, 두 개의 격자비임 모듈(A, B)은 두 개의 다른 폭으로 제공되며, 이렇게 다른 두 개의 폭에 의해 두 개의 모듈(A), 두 개의 모듈(A, B) 및 두 개의 모듈(B, B)을 각각 결합함으로써 그 결과 3개의 서로 다른 폭의 계단형상 격자비임(1)이 제공될 수 있다. 바람직한 실시예에서는 모듈 폭(A, B)은 대략 170㎜ 및 130㎜가 되도록 선택되어 결국 계단형상 격자비임 폭은 각각 260㎜, 300㎜ 및 340㎜가 된다. 이러한 모듈 폭의 선택에 의해 상기 격자부 내에 3개보다 많은 계단형상 격자비임(1)을 나란하게 제공하는 이상 상기 조합 중에서 계단형상 격자비임(1)을 적절히 선택함으로써 격자부 폭은 40㎜ 내에서 구성될 수 있다. 통상적으로 나란히 위치하는 계단형상 격자비임은 격자의 상단부 위의 연료를 연소실의 내부쪽으로, 즉 계단형상 격자를 따라서 하방으로 이동시키기 위해 교대로 고정상태와 가동상태로 되어있다.

이상 본 발명을 도면에서 나타낸 바와 같은 특정 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당업자라면 이후의 특허청구범위로부터 일탈함 없이 다양한 변형예를 예상할 수 있다.

Claims (9)

1. 소각플랜트 또는 연소플랜트용 계단형상 연소격자로서, 상기 플랜트는 격자의 상단부위의 연료의 이동방향으로 하방으로 비스듬하게 연장되는 다수의 격자비임(1)을 갖는 하나 이상의 격자부를 포함하며, 상기 격자비임(1)은 상기 방향으로 하방으로 계단형상을 이루는 격자상단부(2)을 가지며 연소격자의 폭에 걸쳐서 측면(3)이 서로 근접하도록 배치되며, 서로 인접한 격자비임(1)은 종방향으로 상대적으로 왕복운동할 수 있으며, 상기 격자비임(1)은 열전달매체가 폐쇄루트에서 통과하도록 구성된 계단형상 연소격자에 있어서, 열전달매체의 감금부(4)는 하나 이상의 U형상의 굽어진 플레이트 요소(5)에 의해 마련되며, 그 측면은 계단형상 격자상단부(2)에 대응하는 계단형상으로 절단되어 격자상단부(2)의 하측면에 용접되어있는 것을 특징으로 하는 계단형상 연소격자.
2. 제 1 항에 있어서, 각 열전달매체 감금부(4)의 내부에 제 1 분할플레이트(6)를 더 포함하며, 상기 제 1 분할플레이트(6)는 격자상단부(2)에 대응하는 계단형상을 갖도록 형성되어 상기 격자상단부(2)로부터 일정한 거리에 위치하여 대체로 일정한 단면을 제공함으로써 열전달매체가 상기 격자상단부(2)의 바로 아래에서 흐를 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 계단형상 연소격자.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 감금부(4) 내부의 제 1 분할플레이트(6) 아래의 용적을 입구실(8)과 출구실(9)로 분할하는 제 2 분할플레이트(7)를 더 포함하며, 상기 입구실(8) 및 출구실(9)은 열전달매체를 상기 감금부(4)에 대하여 공급하고 배출하기 위해 상기 제 2 분할플레이트(7)의 양측에 가깝게 위치하는 입구연결부(10) 및 출구연결부(11)를 구비하는 것을 특징으로 하는 계단형상 연소격자.
4. 상기 항 중의 어느 한 항에 있어서, 각 격자비임(1)은 열전달매체가 상기 감금부(4A, 4B)를 통하여 흐를 수 있도록 직렬로 연결된(12) 두 개의 감금부(4A, 4B)를 포함하는 것을 특징으로 하는 계단형상 연소격자.
5. 제 4 항에 있어서, 각 격자비임(1)은, 감금부(4A, 4B) 사이에 위치하여 종방향으로 연장되어 격자(1) 하측의 1차 공기공간과 연통되며 격자상단부(2A, 2B) 내의 중앙에 위치하는 일련의 슬롯(13)의 형태의 1차 공기구멍(13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 계단형상 연소격자.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 슬롯(13)은 격자상단부(2A, 2B)의 대체로 수평하게 연장되는 부분 속에, 바람직하게는 수평하게 연장되는 부분의 전장에 걸쳐서 제공되는 것을 특징으로 하는 계단형상 연소격자.
7. 상기 항 중의 어느 한 항에 있어서, 각 격자비임(1)은 두 개의 격자비임 모듈로부터 제공되며, 상기 각 모듈은 격자상단부(2A, 2B) 및 감금부(4A, 4B)를 포함하며, 슬롯(13) 형태의 1차 공기구멍(13)을 제공하도록 서로에 대하여 위치하며, 상기 계단형상 격자상단부(2A, 2B)의 수직부분은 상기 1차 공기슬롯(13)이 격자상단부(2A, 2B)의 수평면에서만 개방되도록 하기 위해 용접으로 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 계단형상 연소격자.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 격자비임 모듈은 두 개의 폭(A, B)으로 제공되며, 이들 폭을 각각 A+A, A+B 및 B+B로 조합함으로써 3가지 다른 폭의 격자비임(1)이 제공되는 것을 특징으로 하는 계단형상 연소격자.
9. 상기 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 감금부(4)는 열전달매체가 폐쇄루프에서 순환하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 계단형상 연소격자.
   

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