KR20120030974A - 고체 이송 펌프를 열 제어하는 시스템 - Google Patents

고체 이송 펌프를 열 제어하는 시스템 Download PDF

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Abstract

다양한 실시예에 따르면, 시스템은 고체 이송 펌프(10)를 포함한다. 고체 이송 펌프(10)는, 하우징(166), 상기 하우징(166) 내에 배치된 로터(216), 상기 로터와 하우징 사이에 배치된 곡선형 통로(220), 상기 곡선형 통로(220)에 연결된 입구(160), 상기 곡선형 통로(220)에 연결된 출구(162), 상기 곡선형 통로(220)를 가로질러 연장하는 고체 이송 가이드(222), 및 상기 고체 이송 펌프의 일부를 통과하는 열 제어 경로(214)를 포함한다.

Description

고체 이송 펌프를 열 제어하는 시스템{SYSTEM FOR THERMALLY CONTROLLING A SOLID FEED PUMP}
본 명세서에 개시된 요지는 고체 이송 펌프, 보다 구체적으로는 고체 이송 펌프용 열 관리 시스템에 관한 것이다.
미립자 물질 등의 건조 고체를 위해 설계된 통상적인 펌프는 연속적인 단일 채널을 구비하고 있다. 예컨대, 펌프는 고체의 압력을 증가시키면서, 고체를 입구에서 출구까지의 순환 경로를 따라 구동시키는 로터리 펌프일 수 있다. 불행하게도, 보다 높은 압력 및 속도에서의 고체의 유동은 출구, 고체 이송 가이드, 하우징에서 그리고 로터를 따라 펌프에 높은 열 발생을 유발할 수 있다.
따라서, 본 발명은 고체 이송 펌프와, 고체 이송 펌프의 구성요소들을 냉각시키는 열 관리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
원래 청구된 발명과 범위가 상응하는 특정한 실시예가 아래에 요약되어 있다. 이들 실시예는 청구된 발명의 범위를 제한할 의도는 없고, 본 발명의 가능한 형태들의 간략한 요약을 제공할 뿐이다. 사실상, 본 발명은 후술되는 실시예와 유사하거나 상이할 수 있는 다양한 형태를 포함할 수 있다.
제 1 실시예에 따르면, 시스템은 고체 이송 펌프를 포함한다. 고체 이송 펌프는, 하우징, 상기 하우징 내에 배치된 로터, 상기 로터와 하우징 사이에 배치된 곡선형 통로, 상기 곡선형 통로에 연결된 입구, 상기 곡선형 통로에 연결된 출구, 상기 곡선형 통로를 가로질러 연장하는 고체 이송 가이드, 및 상기 고체 이송 펌프의 일부를 통과하는 열 제어 경로를 포함한다.
제 2 실시예에 따르면, 시스템은 고체 연료 펌프를 포함한다. 고체 연료 펌프는 하우징, 하우징 내에 배치된 로터, 및 고체 이송 펌프의 일부를 통과하는 불활성 유체 열 제어 경로를 포함한다.
제 3 실시예에 따르면, 시스템은 고체 이송 펌프를 포함한다. 고체 이송 펌프는 내부 이송 통로, 내부 이송 통로에 연결된 입구, 내부 이송 통로에 연결된 출구, 및 고체 이송 펌프를 통과하는 불활성 유체 경로를 포함한다. 고체 이송 펌프는 또한 불활성 유체 경로에 연결된 유체 재순환 시스템을 포함하고, 유체 재순환 시스템은 고체 이송 펌프의 상류의 고체 이송 경로, 고체 이송 펌프의 하류의 고체 운반 경로, 또는 그 조합과 연결하도록 구성된다.
본 발명의 이들 및 기타 특징과 이점은 동일한 부호가 도면에 걸쳐서 동일한 부품을 나타내는 첨부 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명을 읽으면 보다 잘 이해될 것이다.
도 1은 열 관리 시스템과 함께 고체 이송 펌프를 이용하는 일체식 가스화 복합 사이클(IGCC; integrated gasificaiton combined cycle) 발전소의 실시예의 개략적인 블록도이고;
도 2는 열 관리 시스템과 함께 도 1에 도시된 고체 이송 펌프의 실시예의 개략도이며;
도 3은 열 관리 시스템과 함께 도 1에 도시된 고체 이송 펌프의 실시예의 개략도이고;
도 4는 단일의 열 제어 경로를 갖는 고체 이송 펌프의 실시예의 측단면도이며;
도 5는 열 제어 경로의 냉각 코일의 실시예의 측단면도이고;
도 6은 다중 열 제어 경로를 갖는 고체 이송 펌프의 실시예의 측단면도이며;
도 7은 다중 열 제어 경로 중 하나로부터 제 1 냉각 코일의 실시예의 측단면도이고;
도 8은 다중 열 제어 경로 중 하나로부터 제 2 냉각 코일의 실시예의 측단면도이며;
도 9는 고체 이송 가이드와 관련된 가이드 냉각제 경로의 실시예의 측단면도이고;
도 10은 도 9의 선 10-10을 따라 취한 고체 이송 가이드의 내측으로 연장하는 가이드 냉각제 경로의 실시예의 평면도이며;
도 11은 도 9의 선 10-10을 따라 취한 고체 이송 가이드의 외측으로 연장하는 가이드 냉각제 경로의 실시예의 평면도이고;
도 12는 도 9의 선 10-10을 따라 취한 고체 이송 가이드의 내측 및 외측으로 연장하는 가이드 냉각제 경로의 실시예의 평면도이며;
도 13은 도 9의 선 13-13 내에서 취한 고체 이송 가이드의 실시예의 부분 측단면도이고;
도 14는 하우징 냉각제 경로를 갖는 고체 이송 펌프의 실시예의 측단면도이며;
도 15는 로터 냉각제 경로를 갖는 고체 이송 펌프의 실시예의 측단면도이고;
도 16은 충돌 냉각을 위해 구성된 로터의 실시예의 측단면도이며;
도 17은 냉각 코일을 갖는 로터의 실시예의 측단면도이고;
도 18은 혼합 핀을 갖는 로터의 실시예의 측단면도이며;
도 19는 내측 로터 냉각제 경로를 갖는 고체 이송 펌프의 실시예의 측단면도이고;
도 20은 도 19의 선 20-20을 따라 취한 고체 이송 펌프의 실시예의 부분 단면도이며;
도 21은 출구를 따라 로터 냉각제 경로로 연장하는 열 제어 경로를 갖는 고체 이송 펌프의 실시예의 측단면도이고;
도 22는 도 21의 선 22-22를 따라 취한 고체 이송 펌프의 실시예의 부분 측단면도이다.
본 발명의 하나 이상의 특정한 실시예를 이하에서 설명하기로 한다. 이들 실시예의 간결한 설명을 제공할 노력으로, 명세서에서는 실제 실행의 모든 요부들을 설명하지 않을 수 있다. 임의의 공학적 또는 디자인 프로젝트에서처럼 임의의 그러한 실제 실행의 개발에 있어서, 다수의 특정 실행 결정이 하나의 실행에서 다른 실행으로 변할 수 있는 시스템 관련 제약 및 사업 관련 제약의 준수와 같은 개발자의 특정한 목적을 달성하도록 이루어져야 한다는 것을 알아야 한다. 더욱이, 그러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적일 수 있지만, 그럼에도 불구하고 본 발명의 이익을 갖는 당업자에게는 설계, 제작 및 제조에 있어서 일상의 일일 것이다.
본 발명의 다양한 실시예의 요소들을 도입할 때에, 단수와 상기라는 표현은 하나 이상의 요소들이 있다는 것을 의미하도록 의도된다. "구비하는", "포함하는" 및 "갖는"이라는 용어는 포괄적으로 의도되고 열거된 요소들 외에 추가의 요소들이 있을 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명은 고체 이송 펌프의 열 관리(예컨대, 냉각)를 위한 그리고 열 관리 시스템으로부터 건조 고체 취급 프로세스의 구성요소들(펌프의 내측 및 외측 양자) 또는 기타 발전소 구성요소들로 스트림을 통합하기 위한 시스템에 관한 것이다. 고체 이송 펌프는 고체의 압력을 증가시키면서 미립자 물질 등의 건조 고체를 저압 영역으로부터 고압 영역으로 이송시킨다. 그러나, 펌프의 입구로부터 출구로 고체의 압력을 증가시키면 뿐만 아니라 고체의 이송 속도를 증가시키면 열이 발생한다. 고열 발생은 출구에 인접한 펌프에서, 출구에 인접한 고체 이송 가이드에서, 펌프의 하우징에서 그리고 펌프의 로터를 따라 일어날 수 있다.
본 발명의 실시예들은 고체 이송 펌프와, 고체 이송 펌프의 구성요소들을 냉각시키는 열 관리 시스템을 제공한다. 예컨대, 고체 이송 펌프는 고체 이송 펌프의 일부를 통과하는 열 제어(예컨대, 냉각제) 경로를 포함한다. 또한, 열 제어 경로는 고체 이송 펌프의 고체 이송 가이드의 내측 및/또는 외측의 가이드 냉각제 경로를 포함할 수 있다. 추가로, 열 제어 경로는 출구를 따라 연장할 수 있고 하나 이상의 냉각 코일을 포함할 수 있다. 또한, 열 제어 경로는 펌프의 하우징을 통해 연장할 수 있다. 이와 달리, 열 제어 경로는 로터 냉각제 경로를 포함할 수 있다. 다른 실시예는 고체 이송 펌프의 일부를 통과하는 불활성 유체 열 제어 경로(예컨대, 불활성 가스 냉각제 경로)를 포함하는 고체 연료 펌프를 제공한다. 특정한 실시예에서, 펌프는 또한 스트림을 고체 이송 펌프의 상류 및/또는 하류의 열 제어 경로로부터 전환시키도록 불활성 유체 열 제어 경로에 연결된 불활성 유체 재순환 시스템(예컨대, 가스 재순환 시스템)을 포함할 수 있다. 예컨대, 스트림은 백하우스 또는 상자를 가온하도록 전환될 수 있거나, 스트림은 펌프 내의 바람직하지 못한 프로세스 스트림을 완화시키도록 전환될 수 있다. 각각의 개시된 실시예들에서, 열 관리 시스템은 고체 이송 펌프를 냉각시키고 펌프의 하드웨어 수명을 연장시킬 뿐만 아니라 펌프에 저렴한 금속의 사용을 허용하도록 구성된다.
도 1은 전술한 열 관리(예컨대, 냉각) 시스템과 함께 하나 이상의 고체 이송 또는 고체 연료 펌프(10)를 이용하는 일체형 가스화 복합 사이클(IGCC) 시스템(100)의 실시예의 다이아그램이다. 고체 이송 펌프(10)는 포지메트릭(posimetric) 펌프일 수 있다. "포지메트릭"이라는 용어는 펌프(10)에 의해 운반되는 물질을 계량(예컨대, 물질의 양을 측정)하고 확실하게 변위(예컨대, 물질의 변위를 포획하고 강제)시킬 수 있는 것으로서 정의될 수 있다. 펌프(10)는 정해진 용적의 물질, 예컨대 고체 연료 원료를 계량하고 확실하게 변위시킬 수 있다. 펌프 경로는 원형 형태 또는 곡선 형태를 가질 수 있다. 고체 이송 펌프(10)는 도 1의 IGCC 시스템(100)을 참조하여 논의되지만, 고체 이송 펌프(10)의 개시된 실시예는 임의의 적절한 용례(예컨대, 화학물질, 비료, 대체 천연 가스, 수송 연료 또는 수소의 생산)에서 사용될 수 있다. 바꿔 말하면, IGCC 시스템(100)의 이하의 논의는 개시된 실시예를 IGCC로 제한하려는 의도는 없다.
IGCC 시스템(100)은 합성 기체, 즉 합성 가스를 생성 및 연소시켜 전기를 발생시킨다. IGCC 시스템(100)의 요소는 IGCC용의 에너지 소스로서 사용될 수 있는 고체 소스 등의 연료 소스(102)를 포함할 수 있다. 연료 소스(102)는 석탄, 석유 코크스, 바이오매스, 목재계 재료, 농업 폐기물, 타르, 아스팔트 또는 기타 탄소 함유 물품을 포함할 수 있다. 연료 소스(102)의 고체 연료는 원료 준비 유닛(104)으로 보내질 수 있다. 원료 준비 유닛(104)은, 예컨대 연료 소스(102)를 쵸핑(chopping), 밀링, 파쇄, 분체, 단광(briquetting) 또는 펠레타이징(pelletizing)함으로써 크기 또는 형상을 조정하여 건조 원료(예컨대, 미립자 물질)를 생성할 수 있다.
도시된 실시예에서, 고체 이송 펌프(10)는 원료를 원료 준비 유닛(104)으로부터 가스화기(106)로 운반한다. 고체 이송 펌프(10)는 원료 준비 유닛(104)으로부터 수신된 연료 소스(102)를 계량하고 가압하도록 구성된다. 불활성 유체(12)는 화살표(14)로 지시된 바와 같이 고체 이송 펌프(10)의 일부로 직접 이송될 수 있거나, 화살표(16)로 지시된 바와 같이 고체 이송 펌프(10)의 상류의 고체 이송 경로로 이송될 수 있거나, 화살표(18)로 지시된 바와 같이 고체 이송 펌프(10)의 하류의 고체 이송 경로로 이송될 수 있거나, 그 조합이 가능하다. 불활성 유체(12)는 불활성 가스, 물, 오일 또는 다른 냉각제 매체를 포함할 수 있다. 예컨대, 불활성 가스는 질소를 포함할 수 있다. 열 제어 경로(예컨대, 냉각제 경로)에 따라, 유체(12)는 또한 공기 또는 기타 발전소 프로세스 유체를 포함할 수 있다. 컨트롤러(20)는 고체 이송 펌프(10), 펌프(10)의 상류측 고체 이송 경로(16), 및/또는 펌프(10)의 하류측 고체 이송 경로(18)에 대한 불활성 유체(12)의 분배를 제어한다. 보다 구체적으로, 컨트롤러(20)는 밸브(22)의 조절을 통해 불활성 유체(12)의 분배를 제어한다. 특정한 실시예에서, 불활성 유체(12)는 고체 이송 처리의 다른 기능(예컨대, 상자 또는 백하우스를 가온하는 것)을 수행하도록 펌프(10)의 상류 또는 하류로 전환되기 전에 또는 발전소나 시스템(100)의 기타 구성요소로 전환되기 전에 초기에 고체 이송 펌프(10)의 몇몇 부분을 통해 유동할 수 있다. 가스화기(106)는 원료 소스(102)를 합성 가스, 예컨대 일산화탄소와 수소의 결합으로 변환시킨다. 이 변환은 사용된 가스화기(106)의 타입에 따라 원료를 상승된 압력, 예컨대 대략 20 bar 내지 85 bar, 및 온도, 예컨대 대략 700℃ 내지 1600℃에서 제어된 양의 증기와 산소에 노출시킴으로써 달성될 수 있다.
가스화 프로세스는 원료가 가열되는 열분해 프로세스를 받는 원료를 포함한다. 가스화기(106) 내의 온도는 원료를 생성하도록 사용된 연료 소스(102)에 따라 열분해 프로세스 중에 변할 수 있다. 열분해 프로세스 중에 원료의 가열은 고체(예컨대, 숯)와, 잔류 가스(예컨대, 일산화탄소, 수소 및 질소)를 발생시킨다. 열분해 프로세스에서 원료로부터 남아 있는 숯은 단지 원래 원료의 중량의 대략 30%까지 중량이 나갈 수 있다.
가스화기(106)에서는 부분 산화 프로세스가 또한 발생한다. 산화 프로세스는 산소를 숯 및 잔류 가스로 도입하는 것을 포함할 수 있다. 숯 및 잔류 가스는 산소와 반응하여 가스화 반응에 열을 제공하는 이산화탄소와 일산화탄소를 형성한다. 부분 산화 프로세스 중의 온도는 대략 700℃ 내지 1600℃일 수 있다. 가스화 중에 증기가 가스화기(106) 내로 도입될 수 있다. 숯은 이산화탄소 및 증기와 반응하여 대략 800℃ 내지 1100℃에 달하는 온도에서 일산화탄소와 수소를 생성할 수 있다. 본질적으로, 가스화기는 원료 중 일부가 "연소"되게 하도록 증기와 산소를 이용하여 일산화탄소와 릴리스 에너지를 생성하는데, 릴리스 에너지는 추가의 원료를 수소와 추가의 이산화탄소로 변환시키는 제 2 반응을 일으킨다.
이 방식에서, 결과적인 가스는 가스화기(106)에 의해 제조된다. 이 결과적인 가스는 동일한 비율로 대략 85%의 일산화탄소와 수소 뿐만 아니라 CH4, HCl, HF, COS, NH3, HCN 및 H2S(원료의 황 함량을 기초로 함)를 포함할 수 있다. 이 결과적인 가스는 예컨대 H2S를 함유하기 때문에 처리되지 않은, 또는 가공되지 않은(raw), 또는 황화물이 섞인 합성 가스라고 부를 수 있다. 가스화기(106)는 또한, 젖은 재 물질일 수 있는 슬래그(108) 등의 폐기물을 발생시킬 수 있다. 이 슬래그(108)는 가스화기(106)로부터 제거되어, 예컨대 도로 베이스로서 또는 다른 빌딩 재료로서 처리될 수 있다. 가공되지 않은 합성 가스를 세척하기 전에, 합성 가스 냉각기(107)를 사용하여 고온의 합성 가스를 냉각시킬 수 있다. 합성 가스의 냉각은 후술되는 바와 같이 전력을 생성하도록 사용될 수 있는 고압의 증기를 발생시킬 수 있다. 가공되지 않은 슬래그를 냉각한 후에, 가스 세척 유닛(110)을 이용하여 가공되지 않은 합성 가스를 세척할 수 있다. 가스 세척 유닛(110)은 가공되지 않은 합성 가스를 문질러서 가공되지 않은 합성 가스로부터 HCl, HF, COS, HCN 및 H2S를 제거할 수 있고, 이는 예컨대 황 프로세서(112)에서 산성 가스 제거 프로세스에 의해 황 프로세서(112)에서 황(111)의 분리를 포함할 수 있다. 더욱이, 가스 세척 유닛(110)은 물 처리 유닛(114)을 통해 가공되지 않은 합성 가스로부터 염(113)을 분리할 수 있는데, 물 처리 유닛은 가공되지 않은 합성 가스로부터 이용할 수 있는 염(113)을 발생시키도록 물 정제 기술을 이용할 수 있다. 이후에, 가스 세척 유닛(110)으로부터의 가스는 미량의 다른 화학 물질, 예컨대 NH3(암모니아) 및 CH4(메탄)와 함께 처리된, 중화된 및/또는 정제된 합성 가스[예컨대, 황(111)은 합성 가스로부터 제거됨]를 포함할 수 있다.
가스 프로세서(116)는 암모니아 및 메탄 등의 처리된 합성 가스 뿐만 아니라 메타놀 또는 임의의 잔류 화학 물질로부터 잔류 가스 성분(117)을 제거하도록 사용될 수 있다. 그러나, 처리된 합성 가스로부터 잔류 가스 성분(117)의 제거는 처리된 합성 가스가 잔류 가스 성분(117), 예컨대 테일 가스(tail gas)를 함유하고 있을지라도 연료로서 사용될 수 있기 때문에 선택적이다. 이 점에서, 처리된 합성 가스는 대략 40%의 CO, 대략 40%의 H2, 및 대략 20%의 CO2를 포함할 수 있고 실질적으로 H2S가 제거된다. 이 처리된 합성 가스는 가연성 연료로서 가스 터빈 엔진(118)의 연소기(120), 예컨대 연소실로 전달될 수 있다. 이와 달리, CO2는 가스 터빈 엔진으로 전달되기 전에 처리된 합성 가스로부터 제거될 수 있다.
IGCC 시스템(100)은 공기 분리 유닛(122; ASU)을 더 포함할 수 있다. ASU(air separation unit; 122)는 공기를 예컨대 증류법에 의해 성분 가스로 분리하도록 작동할 수 있다. ASU(122)는 보충 공기 압축기(123)로부터 공급된 공기로부터 산소를 분리할 수 있고, ASU(122)는 분리된 산소를 가스화기(106)로 이송할 수 있다. 또한, ASU(122)는 분리된 질소를 희석 질소(DGAN; diluent nitrogen) 압축기(124)로 전달할 수 있다.
DGAN 압축기(124)는 합성 가스의 적절한 연소를 방해하지 않도록 ASU(122)로부터 수신된 질소를 적어도 연소기(120) 내의 압력 수준과 동일한 압력 수준으로 압축할 수 있다. 따라서, DGAN 압축기(124)가 질소를 적당한 수준으로 적절하게 압축하면, DGAN 압축기(124)는 압축된 질소를 가스 터빈 엔진(118)의 연소기(120)로 전달할 수 있다. 질소는 예컨대 배출물의 제어를 용이하게 하도록 희석제로서 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 압축된 질소는 DGAN 압축기(124)로부터 가스 터빈 엔진(118)의 연소기(120)로 전달될 수 있다. 가스 터빈 엔진(118)은 터빈(130), 구동 샤프트(131) 및 압축기(132) 뿐만 아니라 연소기(120)를 포함할 수 있다. 연소기(120)는 연료 노즐로부터 압력하에 주입될 수 있는 합성 가스 등의 연료를 수신할 수 있다. 이 연료는 압축된 공기 뿐만 아니라 DGAN 압축기(124)로부터 압축된 질소와 혼합되어 연소기(120) 내에서 연소될 수 있다. 이 연소는 고온의 압축된 배기 가스를 생성할 수 있다.
연소기(120)는 배기 가스를 터빈(130)의 배기 출구를 향하게 할 수 있다. 연소기(120)로부터의 배기 가스가 터빈(130)을 통과할 때에, 배기 가스는 터빈(130)의 터빈 블레이드가 가스 터빈 엔진(118)의 축을 따라 구동 샤프트(131)를 회전하게 한다. 도시된 바와 같이, 구동 샤프트(131)는 압축기(132)를 비롯하여 가스 터빈 엔진(118)의 여러 구성요소들에 결합된다.
구동 샤프트(131)는 터빈(130)을 압축기(132)에 결합시켜 로터를 형성할 수 있다. 압축기(132)는 구동 샤프트(131)에 연결된 블레이드를 포함할 수 있다. 따라서, 터빈(130)에서 터빈 블레이드의 회전은 터빈(130)을 압축기(132)에 결합시키는 구동 샤프트(131)가 압축기(132) 내에서 블레이드를 회전하게 할 수 있다. 압축기(132) 내에서 블레이드의 이 회전은 압축기(132)의 공기 흡입구를 통해 수신된 공기를 압축기(132)가 압축하게 한다. 이어서, 압축된 공기는 연소기(120)로 공급되고 연료 및 압축된 질소와 혼합되어 보다 높은 효율의 연소를 가능하게 할 수 있다. 구동 샤프트(131)는 또한 로드(134)에 결합될 수 있는데, 로드는 예컨대 발전소에서 전력을 생성하는 전기 발전기 등의 고정 로드일 수 있다. 사실상, 로드(134)는 가스 터빈 엔진(118)의 회전 출력에 의해 전력을 공급받는 임의의 적절한 디바이스일 수 있다.
IGCC 시스템(100)은 또한 증기 터빈 엔진(136)과 열 회수 증기 발전(HRSG) 시스템(138)을 포함할 수 있다. 증기 터빈 엔진(136)은 제 2 로드(140)를 구동시킬 수 있다. 제 2 로드(140)는 또한 전력을 발생시키는 전기 발전기일 수 있다. 그러나, 제 1 로드(134) 및 제 2 로드(140)는 가스 터빈 엔진(118)과 증기 터빈 엔진(136)에 의해 구동될 수 있는 다른 타입의 로드일 수 있다. 또한, 가스 터빈 엔진(118)과 증기 터빈 엔진(136)이 예시된 실시예에 도시된 바와 같이 별개의 로드(134, 140)를 구동시킬 수 있지만, 가스 터빈 엔진(118)과 증기 터빈 엔진(136)은 또한 단일의 샤프트를 통해 단일의 로드를 구동시키도록 직렬로 이용될 수 있다. 증기 터빈 엔진(136) 뿐만 아니라 가스 터빈 엔진(118)의 특정한 구성이 실시에 특정될 수 있고 섹션들의 특정한 조합을 포함할 수 있다.
IGCC 시스템(100)은 또한 HRSG(138)를 포함할 수 있다. 고압의 증기가 합성 가스 냉각기(107)로부터 HSRG(138)로 이송될 수 있다. 또한, 가스 터빈 엔진(118)으로부터의 가열된 배기 가스가 HRSG(138)로 이송되어 물을 가열하도록 사용되고 증기 터빈 엔진(136)에 동력을 공급하도록 사용되는 증기를 생성할 수 있다. 예컨대, 증기 터빈 엔진(136)의 저압 섹션으로부터의 배기 가스는 응축기(142)를 향할 수 있다. 응축기(142)는 냉각한 물을 위해 가열된 물을 교환하도록 냉각탑(128)을 이용할 수 있다. 냉각탑(128)은 증기 터빈 엔진(136)으로부터 응축기(142)로 전달된 증기를 응축하는 데에 일조하도록 응축기(142)로 차가운 물을 제공하도록 작용한다. 응축기로부터의 응축물은 다시 HRSG(138)로 향할 수 있다. 다시, 가스 터빈 엔진(118)으로부터의 배기 가스는 또한 HRSG(138)로 향하여 응축기(142)로부터의 물을 가열하고 증기를 생성할 수 있다.
IGCC 시스템(100) 등의 복합 사이클 시스템에서, 고온의 배기 가스는 합성 가스 냉각기(107)에 의해 발생된 증기와 함께 가스 터빈 엔진(118)으로부터 유동하여 HRSG(138)로 보내질 수 있고, 그 HRSG에서 고압, 고온의 증기를 발생하도록 사용될 수 있다. 이어서, HRSG(138)에 의해 생성된 증기는 전력 발전을 위해 증기 터빈 엔진(136)을 통과할 수 있다. 또한, 생성된 증기는 또한 증기가 사용될 수 있는 임의의 다른 프로세스로, 예컨대 가스화기(106)로 공급될 수 있다. 가스 터빈 엔진(118)의 발전 사이클은 흔히 "토핑 사이클(topping cycle)"이라고 하는 반면, 증기 터빈 엔진(136)의 발전 사이클은 흔히 "하부 사이클(bottoming cycle)"이라고 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이들 2개의 사이클을 결합시킴으로써, IGCC 시스템(100)은 양 사이클에서 보다 큰 효율을 도출할 수 있다. 특히, 토핑 사이클로부터의 배기 열이 포획되어 하부 사이클에 사용하기 위한 증기를 발생시키도록 사용될 수 있다.
도 2 및 도 3은 고체 이송 펌프(10)와 관련된 열 제어 시스템(예컨대, 냉각 시스템) 및 펌프(10)의 상류 및/또는 하류의 열 관리 시스템으로부터 증기의 변환을 도시하고 있다. 도 2는 도 1에 도시된 바와 같이 열 관리 시스템(150)[예컨대, 냉각 시스템(150)]을 갖는 고체 이송 펌프(10)의 실시예의 개략도이다. 고체 이송 경로는 고체 이송 펌프 또는 건조 고체 펌프(10)의 상류에 배치된 백하우스(152), 이송 상자(154) 및 호퍼(156)를 포함한다. 건조 고체 원료(158)는 이송 상자(154) 내에 침적되고, 이송 상자는 건조 고체(158)를 호퍼(156)로 보낸다. 호퍼(156)는 고체 이송 펌프(10)의 입구(160)에 연결된다. 호퍼(156)는 고체 이송 펌프(10) 내로 원료 또는 건조 고체(158)의 심지어는 일정한 유동을 보장하도록 원료 버퍼로서 작용한다. 호퍼(156) 및/또는 이송 상자(154)는 예컨대 질소 등의 대기로 배기 가능한 캐리어 가스 내에 혼입된 먼지가 호퍼(156) 및/또는 이송 상자(154)로부터 블로어(153)를 통해 도관 내로 배출되게 하는 배기구를 포함할 수 있다. 블로어(153)는 호퍼(156) 및/또는 이송 상자(154)로부터 혼입된 먼지를 사이클론 분리기 및 백하우스 시스템(152)으로 이송한다. 이어서, 사이클론 분리기 및 백하우스 시스템(152)은 예컨대 공기 역학적 와류 효과, 중력 및 필터 세트(즉, 백하우스)의 사용을 통해 가스로부터 먼지 미립자를 분리시킨다. 분리된 먼지 미립자는 건조 고체(158)와 함께 재사용될 수 있는 연료 미립자를 포함할 수 있다. 미립자가 없는 청정 가스가 배출 배기구(161)를 통해 방출된다.
보다 상세히 후술되는 바와 같이, 입구(160)를 통해 고체 이송 펌프(10)에 진입할 때에 건조 고체(158)는 펌프(10)의 출구(162)로부터 방출되기 전에 저압에서 고압으로 이송된다. 특정한 실시예에서, 펌프(10)의 입구(160) 및 출구(162)의 위치는 변할 수 있다. 건조 고체(158)의 이송 및 압축으로 인해 고체 이송 펌프(10)에서 열이 생성된다. 도 2는 고체 이송 펌프(10)의 일부에서 발생되는 열을 감소시키는 열 관리 시스템(150)을 도시하고 있다. 예컨대, 도시된 고체 이송 펌프(10)는 고체 이송 펌프(10)의 하우징(166)의 대류 냉각을 가능하게 하도록 다수의 돌기 또는 핀(164)을 포함한다. 핀(164)은 고체 이송 펌프(10)에 대해 구조적 무결성(structural integrity) 뿐만 아니라 펌프(10)로부터 열을 배출하는 추가의 표면적을 제공한다. 핀(164)은 펌프(10)의 회전축에 대해 수평 또는 수직일 수 있다.
또한, 고체 이송 펌프(10)는 액체 냉각제(168)에 연결될 수 있다. 액체 냉각제(168)는 고체 이송 펌프(10)의 몇몇 부분 또는 부분들을 경유하여 냉각제 경로를 통해 이동된다. 고체 이송 펌프(10)에 의해 발생된 열은 액체 냉각제(168)로 전달된다. 액체 냉각제(168)는 물 또는 오일을 포함할 수 있다. 가열된 액체 냉각제(168)가 고체 이송 펌프(10)를 떠날 때에, 냉각제(168)는 열을 열교환기(170)로 전달한다. 몇몇 실시예에서, 열교환기(170)는 펌프(10)에서 냉각을 제공하도록 냉장 사이클을 포함할 수 있다. 열교환기(170)로 전달된 열은 다른 발전소 구성요소(172)로 전환될 수 있다.
고체 이송 펌프(10)로부터 가온된 가열된 액체 냉각제(168)는 고체 이송 펌프(10)의 다른 부분으로 전달될 수 있다. 예컨대, 가열된 액체 냉각제(168)는 고체 이송 펌프(10)의 기어박스 또는 유압 시스템 내의 오일에 가온함으로써 윤활유 온도를 조절하도록 사용될 수 있다. 특정한 실시예에서, 가열되지 않은 액체 냉각제(168)는 오일을 냉각시키도록 사용될 수 있다.
컨트롤러(174)는 고체 이송 펌프(10)에 대한 액체 냉각제(168)의 분배 뿐만 아니라 열교환기(170)로부터 밸브(176)를 통한 발전소 구성요소(172)로의 열의 전달을 조절할 수 있다. 이들 밸브(176)는 발전소 구성요소(172)와 열교환기(170) 사이 뿐만 아니라 액체 냉각제(168)와 고체 이송 펌프(10) 사이에 분배될 수 있다. 컨트롤러(174)는 또한 액체 냉각제(168)의 다른 양태를 조절할 수 있다. 예컨대, 다중 타입의 액체 냉각제(168)가 이용 가능하다면, 컨트롤러(174)는 목표 냉각제 경로를 위한 액체 냉각제(168)의 타입을 선택하고/하거나 고체 이송 펌프(10) 내의 냉각제 경로를 선택할 수 있다. 또한, 컨트롤러(174)는 팬(178)에 연결되어 팬을 조절한다. 팬(178)은 기류를 고체 이송 펌프(10)의 하우징(166)에 배치된 핀(164)을 가로질러 강제한다. 따라서, 강제된 대류 냉각은 아마도 단독으로 또는 액체 냉각제(168) 및/또는 가스 냉각제(180)와 조합하여 사용된다.
도시된 바와 같이, 고체 이송 펌프(10)는 가스 냉각제(180)에 연결된다. 가스 냉각제(180)는 질소 등의 불활성 가스, 또는 질소/공기 혼합물을 포함할 수 있다. 가스 냉각제(180)는 고체 이송 펌프(10)의 몇몇 부분 또는 부분들을 경유하여 냉각제 경로를 통해 이송된다. 고체 이송 펌프(10)에 의해 발생된 열은 가스 냉각제(180)로 전달된다. 가열된 가스 냉각제(180)가 고체 이송 펌프(10)를 떠남에 따라, 냉각제(180)는 열을 열교환기(182)에 전달한다. 열교환기(182)에 전달된 열은 전술한 바와 같이 다른 발전소 구성요소(172)로 전환될 수 있다. 가열된 가스 냉각제(180)는 유사하게 전술한 가열된 액체 냉각제(168)에 대해 사용될 수 있다.
컨트롤러(184)는 고체 이송 펌프(10)에 대한 가스 냉각제(180)의 분배 뿐만 아니라 열교환기(182)로부터 밸브(186)를 통한 발전소 구성요소(172)로의 열의 전달을 조절할 수 있다. 이들 밸브(186)는 발전소 구성요소(172)와 열교환기(182) 사이 뿐만 아니라 가스 냉각제(180)와 고체 이송 펌프(10) 사이에 분배될 수 있다. 컨트롤러(174)는 또한 가스 냉각제(180)의 다른 양태를 조절할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(174)는 가스 냉각제(180)가 유동하도록 고체 이송 펌프(10)의 원하는 부분[예컨대, 출구(162)]를 변경시킬 수 있다.
몇몇 실시예에서, 열 관리 시스템(150)은 또한 시스템(150)으로부터의 증기를 고체 이송 펌프(10)의 상류 또는 하류의 고체 이송 처리의 양태로 전환시킬 수 있다. 예컨대, 열 관리 시스템(150)으로부터의 증기는 상자 통기, 백하우스 가온, 상자 가온 및 상세히 후술되는 기타 기능들을 위해 전환될 수 있다. 도 3은 도 1에 도시된 바와 같이 불활성 유체 재순환(예컨대, 가스 재순환)을 갖는 열 관리 시스템(150)을 구비한 고체 이송 펌프(10)의 실시예의 개략도이다. 도시된 실시예는 고체 이송 펌프(10), 호퍼(156), 이송 상자(154), 백하우스(152) 및 도 2에 설며오딘 바와 같이 액체 냉각제(168)와 팬(178)을 갖는 열 관리 시스템(150)을 포함한다. 또한, 열 관리 시스템(150)은 가스 공급 시스템(196)과 불활성 유체 재순환 시스템(198)[예컨대, 가스 재순환 시스템(198)]을 포함한다. 가스 공급 시스템(196)은 고체 이송 펌프(10)의 일부를 통해 배치된 하나 이상의 열 제어 경로(예컨대, 냉각제 경로)에 연결된다. 가스 공급 시스템(196)은 불활성 가스(200)를 수신하고 가스(200)를 고체 이송 펌프(10)의 하나 이상의 열 제어 경로(예컨대, 불활성 유체 또는 불활성 가스 냉각제 경로)에 공급한다. 불활성 가스(200)는 질소 또는 공기/질소 혼합물을 포함할 수 있다. 도시된 실시예는 가스 공급 시스템(196)을 포함하지만, 특정한 실시예에서는 다른 공급 시스템(예컨대, 유체 공급 시스템)이 유체를 불활성 제어 경로로 공급할 수 있다. 불활성 유체 재순환 시스템(198)은 또한 고체 이송 펌프(10)의 불활성 유체 열 제어 경로 또는 불활성 가스 냉각제 경로에 연결된다. 공급된 불활성 가스(200)는 열 제어 경로를 통해 유동하고 열은 고체 이송 펌프(10)의 하나 이상의 부분으로부터 가스(200)로 전달된다. 가열된 가스(200)는 고체 이송 펌프(10)에서 가스 재순환 시스템(198)으로 배출된다. 특정한 실시예에서, 불활성 유체 재순환 시스템(198)은 불활성 유체를 가열 및/또는 냉각하도록 열교환기에 연결될 수 있다.
불활성 유체 재순환 시스템(198)은 고체 이송 펌프(10)의 상류의 고체 이송 경로(16)와 연결하도록 구성된다. 예컨대, 불활성 유체 재순환 시스템(198)은 고체 이송 경로(16)에서 백하우스(152), 고체 이송 상자(154) 또는 고체 이송 호퍼(156)에 연결될 수 있다. 불활성 유체 재순환 시스템(198)은 또한 고체 이송 펌프(10)의 하류의 고체 이송 경로(18)와 연결하도록 구성된다. 예컨대, 불활성 유체 재순환 시스템(198)은 고체 이송 경로(18)의 버퍼 챔버(202)에 연결된다. 불활성 유체 재순환 시스템(198)은 또한 가열된 가스(200)를 다른 발전소 구성요소(172)[예컨대, 가스화기(106)]에 분배할 수 있다. 특정한 실시예에서, 가열된 가스(200)는 고체 이송 펌프(10)의 하나 이상의 열 제어 경로에 재분배되어, 예컨대 윤활유 온도를 조절할 수 있다.
컨트롤러(204)는 가스(200)의 분배를 조절하도록 가스 공급 시스템(196)과 불활성 유체 재순환 시스템(198) 양자에 연결된다. 컨트롤러(204)는 분배된 가스(200)의 양을 조절하고 가스를 위한 열 제어 경로 뿐만 아니라 가스 공급 시스템(196)에 관한 기타 기능들을 선택할 수 있다. 컨트롤러(204)는 또한 고체 이송 펌프(10)의 상류 또는 하류의 다양한 고체 이송 처리 지점에 대한 가열된 가스(200)의 분배를 조절할 수 있다. 예컨대, 가열된 가스(200)는 이송 상자(154)와 호퍼(156)를 통기하고 고체 이송 펌프(10)의 입구(160)를 향해 상자(154)와 호퍼(156)를 통해 낙하는 건조 고체(158)의 유동을 유지하도록 상류에 분배될 수 있다. 또한, 가열된 가스(200)는 백하우스(152), 이송 상자(154) 및/또는 호퍼(156)를 가온하여 이들 지점 내에서 이슬점 응축을 방지하도록 상류에 분배될 수 있다. 또한, 가열된 가스(200)는 이들 지점에서 불활성 상태를 제공하거나 정화하여, 예컨대 발화점 아래로 산소 농도를 유지하도록 분배될 수 있다. 정화는 또한 먼지 함유 가스를 백하우스(152)를 향해 전환하도록 도울 수 있다. 더욱이, 가열된 가스(200)는 하류의 구성요소들[예컨대, 가스화기(106)]로부터 바람직하지못한 프로세스 가스 누출이 고체 이송 펌프(10)의 상류로 이동하는 것을 방지하도록 버퍼 챔버(202)의 하류에 분배될 수 있다. 따라서, 고체 이송 펌프(10)를 냉각하도록 사용된 증기로부터의 열은 고체 이송 처리의 다른 기능들에 일조할 수 있다.
도 4 내지 도 22는 고체 이송 펌프(10)의 열 관리(예컨대, 냉각)를 위한 다양한 실시예를 도시하고 있다. 도 4는 단일의 열 제어 경로(214)[예컨대, 냉각제 경로(214)]를 갖는 고체 이송 펌프(10)의 실시예의 측단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 고체 이송 펌프(10)는 하우징(166), 입구(160), 출구(162), 로터(216) 및 열 제어 경로(214)를 포함한다. 로터(216)는 2개의 실질적으로 대향되고 평행한 로터리 디스크를 포함할 수 있고, 이 디스크는 사이에서 고체를 안내하도록 돌기들에 의해 형성되는 별개의 공동을 포함한다. 로터리 디스크는 입구(160)로부터 출구(162)를 향해 회전 방향(218)으로 하우징(166)에 대해 이동될 수 있다. 입구(16)와 출구(162)는 내부 이송 통로 또는 곡선형 통로(220)(예컨대, 원형 또는 환형 통로)에 연결된다. 곡선형 통로(220)는 2개의 로터리 디스크들 사이에 그리고 하우징(166) 내에 배치된다. 고체 이송 가이드(222)는 출구(162)에 인접하게 배치된다. 고체 이송 가이드(222)는 로터리 디스크들 사이에서 곡선형 통로(220)를 가로질러 연장된다. 고체 이송 가이드(222)는 가이드벽(224) 및 로터(216)와 접하는 표면(226)을 포함할 수 있다. 고체 이송 펌프(10)의 효율적인 성능을 보장하기 위하여, 고체 이송 가이드(222)의 로터 접촉면(226)은 로터(216)의 외표면(228)의 형태에 딱 맞는 형태일 수 있다.
저압 영역에서 입구(160)의 개구(230)를 경유하여 이송 상자(154)와 호퍼(156)를 통해 미립자 물질이 이송됨에 따라, 고체 이송 펌프(10)는 로터(216)의 회전 방향(218)으로 미립자 물질에 대해 접선 방향 힘 또는 추력을 가한다. 미립자 물질의 유동 방향(232)은 고압 영역에서 입구(160)로부터 출구(162)를 향한다. 미립자 물질이 곡선형 통로(220)를 통해 회전함에 따라, 미립자 물질은 곡선형 통로(220)를 가로질러 연장하는 출구(162)에 인접하게 배치된 고체 이송 가이드(22)의 가이드벽(224)과 조우한다. 이 영역에서, 미립자 물질은 폐쇄되고, 압력이 증가하여 대체로 일정한 속도로 펌프(10)를 빠져나간다. 고체 이송 가이드(222)는 미립자 물질을 출구(162)를 통해 그리고 방출 개구(234)를 통해 고압 용기에 연결된 배출 도관으로 또는 이송 파이프 라인으로 이송한다.
미립자 물질의 압축 및 증가된 이송 속도는, 예컨대 출구(162) 및/또는 고체 이송 가이드(222)에서 또는 그 근처에서 고체 이송 펌프(10) 전체에 걸쳐 열을 발생시킨다. 도시된 바와 같이, 고체 이송 펌프(10)는 출구(162)를 따라 열 제어 경로(214)를 포함한다. 특정한 실시예에서, 열 경로(214)는 출구(162) 둘레에 배치되는 단일 코일(236)을 포함할 수 있는 단일의 열 냉각제 경로(214)를 형성한다. 도 5는 코일(236)의 제 1 부분(237)이 출구(162) 둘레에서 360도 회전할 수 있는 것을 보여주는 열 제어 경로(214)의 코일(236)[예컨대, 냉각 코일(236)]의 실시예의 측단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 코일(236)은 고체 이송 가이드(222)를 통해 연장한다. 다른 실시예에서, 코일(236)은 출구(162) 둘레에서 연장할 수 있지만, 고체 이송 가이드(222)의 외측 및/또는 가이드에 인접하게 연장할 수 있다. 이는 코일(236)의 제거없이 고체 이송 가이드(222)의 제거 및 교체를 가능하게 하는 데에 바람직할 수 있다. 코일(236)의 제 2 부분(239)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 지그재그 패턴으로(예컨대, 출구의 약 180도 전후로) 또는 다른 구불구불한 유로에 출구(162) 근처의 하우징(166) 내로 출구(162)를 지나서 연장할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전체 코일(236)은 출구(162) 및/또는 고체 이송 가이드(222) 둘레에서 지그재그 패턴으로 또는 구불구불한 유로에 배치될 수 있다. 코일(236) 외에, 특정한 실시예에서, 냉각제 경로(214)는 출구(162)로부터의 열을 전환시키도록 냉각제의 순환을 위해 출구(162) 둘레에서 원주 방향으로 배치된 외부 통로를 포함할 수 있다.
고체 이송 펌프(10)를 냉각하기 위하여, 전술한 바와 같이, 불활성 가스(200)는 열 제어 경로(214)[예컨대, 불활성 가스 냉각제 경로(214) 또는 불활성 유체 열 제어 경로(214)]를 통해 순환된다. 다른 실시예에서, 냉각수 또는 윤활유는 열 제어 경로(214)를 통해 순환될 수 있다. 열은 출구(162), 고체 이송 가이드(222) 및/또는 하우징(166) 등의 펌프(10)의 구성요소들로부터 불활성 가스(200)로 전달된다. 가열된 불활성 가스(200)는 냉각제 경로(214)에 연결된 불활성 유체 재순환 시스템(198)으로 분배된다. 전술한 바와 같이, 가열된 불활성 가스(200)는 고체 이송 펌프(10)의 하류 또는 상류에 분배되거나 간단히 대기로 배기될 수 있다. 예컨대, 가열된 불활성 가스(200)는 전술한 바와 같이 가온, 주입 및/또는 통기하도록 호퍼(156) 및 상자(154)로 분배될 수 있다. 호퍼(156)는 이중벽(238)을 포함할 수 있다. 이중벽(238)은 가온된 불활성 가스(200)의 통과를 위해 화살표(240)로 지시된 바와 같이 다공질 패드 또는 제트를 포함할 수 있다.
도 6은 다수의 열 제어 경로(214)[예컨대, 다수의 냉각제 경로(214)]를 갖는 고체 이송 펌프(10)의 실시예의 측단면도이다. 고체 이송 펌프의 구조 및 작동은 도 4에 설명된 바와 같다. 도시된 바와 같이, 고체 이송 펌프(10)는 열 제어 경로(214)를 포함한다. 열 제어 경로(214)는 출구(162) 둘레에 적어도 부분적으로 배치되는 제 1 코일(238)[예컨대, 냉각 코일(248)]과 제 2 코일(250)[예컨대, 냉각 코일(250)]을 포함한다. 또한, 제 1 코일(248)과 제 2 코일(250)은 출구(162)의 반대쪽에 배치된다. 도시된 바와 같이, 제 1 코일(248)은 고체 이송 가이드(222)를 통해 연장된다. 특정한 실시예에서, 제 1 코일(248)은 출구(162) 둘레에서 연장할 수 있지만, 고체 이송 가이드(222)의 외측 및/또는 가이드에 인접하게 연장할 수 있다. 도 7은 180도 선회하는 지그재그 패턴 또는 다른 구불구불한 유로를 도시하는 제 1 코일(248)의 실시예의 측단면도이다. 유사하게, 도 8은 180도 선회하는 지그재그 패턴 또는 다른 구불구불한 유로를 도시하는 제 2 코일(250)의 실시예의 측단면도이다. 따라서, 도시된 제 1 코일(248) 및 제 2 코일(258)은 개별적으로 출구(162) 둘레에서 360 연장하지 않지만, 집합적으로 출구(162) 둘레에서 약 360도 연장한다. 바꿔 말하면, 각 코일(248, 250)은 출구(162) 둘레에서 대략 (예컨대, 180도) 부분적으로 만곡하고, 반대 방향으로 출구(162) 둘레에서 (예컨대, 180도) 선회하고 만곡한다. 도 6 및 도 8에 또한 도시된 바와 같이, 제 2 냉각 코일(250)은 출구(162)를 지나서 출구(162) 근처의 하우징(166) 내로 연장할 수 있다.
제 1 코일(248) 및 제 2 코일(250)은 별개의 열 제어 경로(214)의 부분일 수 있다. 예컨대, 제 1 열 제어 경로(252)[예컨대, 냉각제 경로(252)]는 제 1 코일(248)을 포함할 수 있고 제 2 열 제어 경로(254)[예컨대, 냉각제 경로(254)]는 제 2 코일(250)을 포함할 수 있다. 별개의 열 제어 경로(214)(예컨대, 252와 254)는 펌프(10)의 각 부분의 독립적인 제어가 열 구배를 적극적으로 제어하게 한다. 예컨대, 출구(162)와 고체 이송 가이드(222)의 열 구배는 상이한 온도 범위 내에서 유지될 수 있다. 불활성 가스(200)는 전술한 바와 같이 각 열 제어 경로(214)[예컨대, 불활성 가스 냉각제 경로(214)]로 공급되어 고체 이송 펌프(10)를 냉각시킨다. 특정한 실시예에서, 제 1 열 제어 경로(252) 및 제 2 열 제어 경로(254)에는 동일하거나 상이한 불활성 가스(200)가 공급될 수 있다. 다른 실시예에서, 제 1 열 제어 경로(252)와 제 2 열 제어 경로(254)에는 냉각수 또는 윤활유가 공급될 수 있다. 상세히 전술한 바와 같이, 열은 고체 이송 펌프(10)로부터 열 제어 경로(252, 254)로 전달된다. 가열된 불활성 가스(200)는 제 1 열 제어 경로(252)와 제 2 열 제어 경로(254) 양자에 연결된 불활성 유체 재순환 시스템(198)으로 분배된다. 전술한 바와 같이, 가열된 불활성 가스(200)는 고체 이송 펌프(10)의 하류 또는 상류에 분배될 수 있다. 예컨대, 가열된 불활성 가스(200)는 전술한 바와 같이 가온, 주입 및/또는 통기를 위해 호퍼(156) 및 상자(154)에 분배될 수 있다. 또한, 제 1 열 제어 경로(252) 및 제 2 열 제어 경로(254)로부터 가열된 불활성 가스(200)는 고체 이송 펌프(10)의 하류 또는 상류의 상이한 지점으로 전환될 수 있다. 예컨대, 제 1 열 제어 경로(252)로부터의 가열된 불활성 가스(200)는 가온을 위해 상자(154)의 상류로 전환될 수 있는 반면, 제 2 열 제어 경로(252)로부터의 가열된 불활성 가스(200)는 버퍼로서 작용하도록 버퍼 챔버(202)의 하류로 전환될 수 있다.
전술한 바와 같이, 열 제어 경로(214)는 펌프(10)의 고체 이송 가이드(222)와 관련될 수 있다. 예컨대, 도 9는 고체 이송 가이드(222)와 관련된 가이드 경로(264)[예컨대, 가이드 냉각제 경로(264)]의 실시예의 측단면도이다. 고체 이송 펌프의 주 구조와 작동은 도 4에서 설명된 바와 같다. 고체 이송 펌프(10)는 고체 이송 가이드(222)와 접촉하는 열 제어 경로(214)[즉, 가이드 냉각제 경로(264)]를 포함한다. 보다 상세히 후술되는 바와 같이, 가이드 냉각제 경로(264)는 고체 이송 가이드(222)의 내측 및/또는 외측에 있을 수 있다. 불활성 가스(200)는 가이드 냉각제 경로(264)로 공급된다. 가이드 냉각제 경로(264)는 고체 이송 가이드(222)의 상부(266)로부터 고체 이송 가이드(222)의 하부(268)로 연장되고, 불활성 가스(200)는 로터(216)의 외표면(228)에서 또는 그 근처에서 배출된다. 고체 이송 펌프(10)의 작동 중에, 고체 이송 가이드(222)에서 발생된 대부분의 열은 로터(216)와 접하는 표면(226)과 가이드벽(224)을 따라간다. 열은 고체 이송 가이드(222) 및 로터(216)의 외표면(228) 양자로부터 불활성 가스(200)로 전달된다. 이어서, 가열된 불활성 가스(200)는 고체 이송 가이드(22)의 하류에서 고체 이송 가이드(222)와 고체 이송 펌프(10)의 입구(160) 사이에 배치되는 배기구(270)로 이동한다. 또한, 입구(160)에 대한 가스(200)의 유동을 억제하는 시일이 존재할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가열된 불활성 가스는 백하우스(152) 또는 다른 구성요소들을 가온하도록 고체 이송 펌프(10)의 상류로 전환될 수 있다.
전술한 바와 같이, 가이드 경로(264)는 고체 이송 가이드(222)의 내측에 있을 수 있다. 도 10은 도 9의 선 10-10에 따라 취한 고체 이송 가이드(222)의 내측에서 연장하는 가이드 경로(264)의 실시예의 평면도이다. 고체 이송 가이드(222)는 고체 이송 가이드(222)를 통해 반경방향으로 연장하고 로터(216)의 외표면(228) 근처의 가이드(222)의 하부(268)로부터 빠져나가는 내부 경로(280)[예컨대, 내부 냉각제 경로(280)]를 포함하는 가이드 경로(264)를 포함한다. 내부 냉각제 경로(280)는 불활성 가스(200)의 통과를 위한 고체 이송 가이드(222)를 통과하는 다수의 통로(282)를 포함한다. 통로(282)는 원형 또는 타원형을 포함할 수 있는 대체로 타원형 형태를 포함한다. 다른 실시예에서, 통로(282)는 곡선형 형태, 직선형 형태(예컨대, 사각형) 또는 그 임의의 조합을 포함할 수 있다. 통로(282)의 갯수, 크기 및 위치는 가이드(222)의 다양한 실시예에서 변할 수 있다. 예컨대, 통로의 갯수는 2개 내지 10개 또는 그 이상일 수 있다. 도시된 실시예에서, 통로(282)의 단면적은 균일하다. 다른 실시예에서, 단면적은 하나의 통로(282)에서 다른 통로까지 변할 수 있다. 도시된 바와 같이, 통로(282)는 고체 이송 가이드(222)의 가이드벽(224) 근처에 배치되어 가이드벽(224)을 따른 냉각을 가능하게 한다. 또한, 통로(282)는 고체 이송 가이드(222)의 측벽(284)을 따라 배치된다. 내부 냉각제 경로(280)는 고체 이송 가이드(222)로부터의 열 뿐만 아니라 로터(216)의 외표면으로부터 불활성 가스(200)로의 열의 전달을 가능하게 한다. 이어서, 가열된 가스(200)는 전술한 바와 같이 배기구(270)로 전달된다.
이와 달리, 가이드 경로(264)는 고체 이송 가이드(222)의 외측에 있을 수 있다. 도 11은 도 9의 선 10-10을 따라 취한 고체 이송 가이드(222)의 외측에서 연장하는 가이드 경로(264)의 실시예의 평면도이다. 고체 이송 가이드(222)는 가이드 경로(264)를 포함하고, 가이드 경로는 불활성 가스(200)의 통과를 위한 고체 이송 가이드(222)의 외측을 따라 연장하는 외부 경로(294)[예컨대, 외부 냉각제 경로(294)]를 포함한다. 외부 냉각제 경로(294)를 통과하는 가스(200)는 로터(216)의 외표면(228) 근처의 가이드(222)의 하부로부터 빠져나간다. 도시된 바와 같이, 외부 냉각제 경로(294)는 가이드벽(224), 측벽(284) 및 후방벽(296)을 둘러싼다. 특정한 실시예에서, 외부 냉각제 경로(294)는 오직 각각의 벽들의 일부 또는 전체 벽을 둘러쌀 수 있다. 외부 냉각제 경로(294)는 고체 이송 가이드(222)로부터의 열 뿐만 아니라 로터(216)의 외표면으로부터 불활성 가스(200)로의 열의 전달을 가능하게 한다. 이어서, 가열된 가스(200)는 전술한 바와 같이 배기구(270)로 전달된다.
몇몇 실시예에서, 가이드 경로(264)는 고체 이송 가이드(222)의 내측 및 외측에 있을 수 있다. 도 12는 도 9의 선 10-10을 따라 취한 고체 이송 가이드(222)의 내측 및 외측으로 연장하는 가이드 경로(264)의 실시예의 평면도이다. 고체 이송 가이드(222)는 가이드 냉각제 경로(264)를 포함한다. 가이드 냉각제 경로(264)는 가이드벽(224), 측벽(284) 및 후방벽(296)을 냉각하도록 도 10에서 설명된 바와 같은 내부 냉각제 경로(280)와, 도 11에서 전술한 바와 같은 외부 냉각제 경로(294)를 포함한다. 또한, 외부 냉각제 경로(294)는 고체 이송 가이드(222)의 외측을 따라 다수의 냉각제 홈 및/또는 돌기(304)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 냉각제 홈(304)은 고체 이송 가이드(222)의 각 벽에 배치된다. 특정한 실시예에서, 냉각제 홈(304)은 이들 벽의 1, 2 또는 3에 배치될 수 있다. 냉각제 홈(304)의 갯수와 크기는 각 벽에서 뿐만 아니라 고체 이송 가이드(222)의 벽들 간에 변할 수 있다. 예컨대, 냉각제 홈(304)의 갯수는 2개 내지 10개, 5개 내지 20개, 또는 그 이상일 수 있다. 냉각제 홈(304)의 형태도 또한 변할 수 있다. 예컨대, 냉각제 홈(304)은 곡선형 형태, 직선형 형태 또는 그 조합을 가질 수 있다. 냉각제 홈(304)은 외부 냉각제 경로(294)를 통과하는 불활성 가스(200)에 의해 냉각될 수 있는 고체 이송 가이드(222)의 외부 표면적을 증가시킨다. 내부 냉각제 경로(280)와 외부 냉각제 경로(294)는 고체 이송 가이드(222)로부터의 열 뿐만 아니라 로터(216)의 외표면으로부터 불활성 가스(200)로의 열의 전달을 가능하게 한다. 이어서, 가열된 가스(200)는 전술한 바와 같이 배기구(270)로 전달된다.
실시예들은 고체 이송 가이드(222)를 냉각시키는 추가의 요부를 포함할 수 있다. 도 13은 도 9의 선 13-13 내에서 취한 고체 이송 가이드(222)의 실시예의 부분 측단면도이다. 도시된 바와 같이, 고체 이송 가이드(222)는 대류 냉각을 가능하게 하도록 가이드(222)의 상부면(310)에 배치된 다수의 돌기 또는 핀(308)을 포함한다. 핀(308)은 고체 이송 가이드(222)에 추가의 강도를 제공할 뿐만 아니라 가이드(222)로부터 멀리 열을 대류시키도록 추가의 표면적을 제공한다. 특정한 실시예에서, 핀(308)은 고체 이송 가이드(222)의 후방벽(296)에 배치될 수 있다. 핀(308)이 후방벽(296)에 배치되면, 하우징(166)과 고체 이송 가이드(222) 사이에 작은 간극이 존재할 수 있어 열이 탈출하게 한다. 불활성 가스 또는 주위 공기(200)는 핀(308)을 가로지르도록 이 간극으로 주입되어 고체 이송 가이드(222)를 냉각시킬 수 있다. 핀(308)의 갯수 및 형태는 변할 수 있다. 예컨대, 고체 이송 가이드(222)의 단일 표면에서 핀(30)의 갯수는 1개 내지 10개 또는 그 이상일 수 있다. 고체 이송 가이드(222)의 대류 냉각은 수동적(예컨대, 팬이 없거나)이거나 적극적/강제적(예컨대, 팬)일 수 있다.
실시예들은 고체 이송 펌프(10)의 하우징(166)을 냉각시키는 요부를 포함할 수 있다. 도 14는 하우징 경로(316)[예컨대, 하우징 냉각제 경로(316)]를 갖는 고체 이송 펌프(10)의 실시예의 측단면도이다. 고체 이송 펌프(10)는 구조적으로 전술한 바와 같다. 고체 이송 펌프(10)는 전술한 바와 같이 출구(162)를 따라 배치된 열 제어 경로(214)를 포함한다. 또한, 열 제어 경로(214)는 하우징 냉각제 경로(316)를 포함한다. 하우징 냉각제 경로(316)는 방향(318)으로 로터(216) 둘레에서 원주 방향으로 하우징(166)을 통해 연장된다. 불활성 가스(200)는 출구(162)를 따라 열 제어 경로(214)를 통해 그리고 경로(316)를 통해 하우징(166) 둘레에서 순환된다. 예컨대, 도시된 불활성 가스(200)는 먼저 출구(162) 둘레에서 코일(236)을 통해 유동한 다음, 경로(316)를 통해 하우징(166) 둘레에서 부분적으로 유동하여 불활성 유체 재순환 시스템(198)으로 향한다. 전술한 바와 같이, 다른 실시예에서, 냉각수 또는 윤활유는 열 제어 경로(214)를 통해 순환될 수 있다. 불활성 가스(200)가 출구(162) 근처로부터 입구(160) 근처까지 하우징 냉각제 경로(316)를 통해 순환함에 따라, 열은 하우징(166)으로부터 가스(200)로 전달된다. 이어서, 가열된 가스(200)는 열 제어 경로(214)에 연결된 불활성 유체 재순환 시스템(198)으로 전달된다. 전술한 바와 같이, 가열된 불활성 가스(200)는 고체 이송 펌프(10)의 하류 또는 상류에 분배될 수 있다. 예컨대, 가열된 불활성 가스(200)는 전술한 바와 같이 가온, 주입 및/또는 통기를 위해 호퍼(156) 및 상자(154)에 분배될 수 있다.
다른 실시예들은 고체 이송 펌프(10)의 로터(216)를 냉각시키는 요부를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 15는 로터 경로(326)[예컨대, 로터 냉각제 경로(326)]를 갖는 고체 이송 펌프(10)의 실시예의 측단면도이다. 고체 이송 펌프(10)는 구조적으로 전술한 바와 같다. 고체 이송 펌프(10)는 로터 냉각제 경로(326)를 경유하여 로터(216)를 통해 연장하는 열 제어 경로(214)를 포함한다. 불활성 가스(200)는 예컨대 하우징(160)의 노치들 둘레에 가스(200)를 주입함으로써 로터 냉각제 경로(326)로 도입될 수 있어, 가스(200)는 로터(216)의 중공 내부(330)로 진입한다. 내부(330)에서, 가스(200)는 화살표(328)로 지시된 바와 같이 로터(216)의 내벽을 따라 순환하고, 열은 가스(200)로 전달된다. 불활성 가스(200)는 하우징(166), 로터(216) 및 베어링에 걸쳐 대체로 균일한 온도 동안에 하우징(166)과 로터(216)의 공동을 정화 및 냉각시킨다. 이어서, 가열된 가스(200)는 열 제어 경로(214)에 연결된 불활성 유체 재순환 시스템(198)으로 전달된다. 전술한 바와 같이, 가열된 불활성 가스(200)는 고체 이송 펌프(10)의 하류 또는 상류로 분배될 수 있다.
로터(216)는 로터 냉각제 경로(326)에 의한 로터(216)의 냉각을 향상시키도록 도 16 내지 도 18에서 후술되는 바와 같이 다양한 요부 및 구조를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 16은 충돌 냉각을 위해 구성된 로터(216)의 실시예의 측단면도이다. 로터(216)는 불활성 가스(200)를 화살표(338)로 지시된 바와 같이 로터(216)의 내표면(340)을 향하게 하는 충돌 제트(336)의 원형 구조를 포함한다. 제트(336)를 통한 불활성 가스(200)의 통과는 로터(216)의 내표면(340)의 충돌 냉각을 가능하게 한다. 추가 예에 의해, 도 17은 코일(346)[예컨대, 냉각 코일(346)]을 갖는 로터(216)의 실시예의 측단면도이다. 로터(216)는 로터(216)의 내표면(340)을 따라 분배된 다수의 고정 코일(346)을 포함한다. 불활성 가스(200), 또는 다른 불활성 유체는 로터(216)를 냉각시키도록 코일(346)을 통해 순환될 수 있다. 추가의 예에 의해, 도 18은 혼합 핀(350)을 갖는 로터(216)의 실시예의 측단면도이다. 로터(216)는 로터(216)의 내표면(340)에 연결된 다수의 혼합 핀(350)을 포함한다. 혼합 핀(350)은 소용돌이를 일으키고 및/또는 로터(216)의 중공 내부(330) 내에서 불활성 가스(200)의 유동을 순환시킨다. 특정한 실시예에서, 로터(216)는 제트(336), 코일(346) 및 핀(350)의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
도 19는 내부 로터 경로(326)[예컨대, 내부 로터 냉각제 경로(326)]를 갖는 고체 이송 펌프(10)의 실시예의 측단면도이다. 고체 이송 펌프(10)는 구조적으로 전술한 바와 같다. 고체 이송 펌프(10)는 로터 냉각제 경로(326)를 경유하여 로터(216)를 통해 연장하는 열 제어 경로(214)를 포함한다. 불활성 가스(200)는 예컨대 로터(216) 둘레에서 원주 방향으로 분산된 개구(356) 내로 가스를 주입함으로써 로터 냉각제 경로(326) 내로 도입될 수 있어, 가스(200)는 로터(216)의 중공 내부(330)로 진입한다. 내부(330)에서, 가스(200)는 화살표(328)로 지시된 바와 같이 로터(216)의 내벽을 따라 순환하고, 열은 가스(200)로 전달된다. 불활성 가스(200)는 하우징(166), 로터(216) 및 베어링에 걸쳐 대체로 균일한 온도를 제공하면서 하우징(166) 및 로터(216)의 공동을 정화 및 냉각시킨다. 가열된 가스(200)는 로터(216)의 중앙 개구(358)를 통해 빠져나간 다음에 불활성 유체 재순환 시스템(198)으로 전달된다. 전술한 바와 같이, 가열된 불활성 가스(200)는 고체 이송 펌프(10)의 하류 또는 상류에 분배될 수 있다.
도 20은 로터 냉각제 경로(326)의 루트에 관하여 보다 상세한 내용을 제공한다. 도 20은 도 19의 선 20-20을 따라 취한 고체 이송 펌프(10)의 실시예의 부분 단면도이다. 불활성 가스(200)는 화살표(368)로 지시된 바와 같이 고체 이송 펌프(10)의 하우징(166)의 개구(366)를 통해 주입된다. 이어서, 불활성 가스(200)는 화살표(370)로 지시된 바와 같이 로터(216)의 개구(356)로 진입하여 로터(216)의 중공 내부(330)로 들어간다. 개구(356)는 건조 고체(158)가 통과하는 로터(216)의 외표면(228) 근처에, 그러나 그 외표면 아래에 배치된다. 불활성 가스(200)는 화살표(372)로 지시된 바와 같이 로터(216)의 내부(330) 내에서 순환하여, 하우징(166), 로터(216) 및 베어링에 걸쳐 대체로 균일한 온도를 제공하면서 하우징(166)과 로터(216)의 공동(374)을 정화 및 냉각시킨다. 가열된 가스(200)는 화살표(378)로 지시된 바와 같이 개구(376)를 통해 공동(374)을 빠져나가 샤프트(380)로 들어가는데, 샤프트는 로터(216)가 회전하는 중앙선(382)을 따라 로터(216)를 통해 연장된다. 가열된 가스(200)는 화살표(384)로 지시된 바와 같이 샤프트(380)를 따라 유동하고, 가스(200)는 불활성 재순환 시스템(198)으로 이송될 수 있고 전술한 바와 같이 이후에 고체 이송 펌프(10)의 하류 또는 상류에 분배될 수 있다.
이와 달리, 로터 냉각제 경로(326)는 폐회로 열 제어 경로(214)[폐회로 냉각제 경로(214)]의 일부를 형성할 수 있다. 도 21은 출구(162)를 따라 그리고 로터 냉각제 경로(326)로 연장하는 열 제어 경로(214)를 갖는 고체 이송 펌프(10)의 실시예의 측단면도이다. 고체 이송 펌프(10)는 구조적으로 전술한 바와 같다. 고체 이송 펌프(10)는 로터 냉각제 경로(326)를 경유하여 로터(216)를 통해 연장하는 열 제어 경로(214)를 포함한다. 불활성 가스(200)는 예컨대 코일(236)에서 시작하는 열 제어 경로(214)를 통해 순환될 수 있다. 불활성 가스(200)는 로터(216)의 중앙 개구(358)를 통해 로터 냉각제 경로(326) 내로 전달되어, 가스(200)는 로터(216)의 중공 내부(330)로 진입한다. 내부(330)에서, 가스(200)는 순환하고 열은 가스(200)로 전달된다. 불활성 가스(200)는 하우징(166), 로터(216) 및 베어링에 걸쳐 대체로 균일한 온도를 제공하면서 하우징(166)과 로터(216)의 공동을 정화 및 냉각시킨다. 가열된 가스(200)는 오프센터 개구(400)를 통해 빠져나간 다음에, 불활성 유체 재순환 시스템(198)으로 전달된다. 전술한 바와 같이, 가열된 불활성 가스(200)는 고체 이송 펌프(10)의 하류 또는 상류에 분배될 수 있다. 따라서, 불활성 유체 경로(214)는 출구(162)를 따라, 하우징(166)의 일부를 따라, 그리고 로터(216)를 통해 폐회로 열 제어 경로(214)를 형성하여 고체 이송 펌프(10)를 냉각시킨다.
도 22는 폐회로 열 제어 경로(214)의 일부인 로터 냉각제 경로(326)의 루트에 관하여 보다 상세한 내용을 제공한다. 도 22는 도 21의 선 22-22를 따라 취한 고체 이송 펌프(10)의 실시예의 부분 측단면도이다. 불활성 가스(200)는 화살표(394)로 지시된 바와 같이 중앙선(382)을 따라 샤프트(380) 내로 주입된다. 불활성 가스(200)는 화살표(396)로 지시된 바와 같이 개구(376)를 통해 로터(216)의 공동(374)의 중공 내부(330) 내로 유동한다. 가스(200)는 화살표(398)로 지시된 바와 같이 개구(400)를 통해 로터(216)에서 빠져나가 로터(216)와 하우징(166) 사이의 간극(402) 내로 들어간다. 개구(400)는 샤프트(380)로부터 오프셋에 배치된다. 이어서, 가스(200)는 화살표(406)로 지시된 바와 같이 하우징(166)의 개구(404)를 통해 고체 이송 펌프(10)에서 빠져나가 불활성 유체 재순환 시스템(198)으로 향한다. 이후에, 가열된 가스(200)는 전술한 바와 같이 고체 이송 펌프(10)의 하류 또는 상류에 분배될 수 있다. 도시된 실시예에서, 개구(400, 404)는 서로 반경 방향 및 축방향으로 오프셋되어 간극(402)을 통해 비직선형 경로를 형성한다. 다른 실시예에서, 개구(400, 404)는 서로 반경 방향으로 정렬되거나, 개구(400, 404)는 서로 반경 방향 및 원주 방향으로 떨어져 있을 수 있다. 불활성 가스(200)는 로터(216)의 내부(330)를 통해 순환하여 하우징(166), 로터(216) 및 베어링에 걸쳐 대체로 균일한 온도를 제공하면서 하우징(166)과 로터(216)의 공동(374)을 정화 및 냉각시킨다. 도 1 내지 도 22에서 전술한 실시예들은 서로 배타적이지 않고 임의의 적절한 조합으로 서로 조합될 수 있다.
본 발명의 기술적 효과는 고압으로부터 저압으로 고체의 이송 중에 펌프(10) 내의 온도를 제어하도록 고체 이송 펌프(10)를 위한 열 관리 시스템(150)를 제공하는 것을 포함한다. 열 관리 시스템(150)은 출구(162), 고체 이송 가이드(222), 하우징(166) 및/또는 로터(216)를 위한 다양한 냉각제 경로(216)를 제공할 수 있다. 열 관리 시스템(150)은 고체 이송 펌프(10)의 구성요소들의 수명을 연장시킴으로써, 건조 고체(158)를 이용하는 전체 시스템의 중단 시간을 감소시킬 수 있다. 또한, 열 관리 시스템(150)은 열 감소로 인해 고체 이송 펌프(10)에 보다 저렴한 금속이 사용되게 한다. 또한, 열 관리 시스템은 펌프(10)의 중요한 구성요소들에 대해 적극적인 여유를 제공할 수 있다. 더욱이, 고체 이송 펌프(10)로부터 전환된 가열된 냉각제는 고체 이송 펌프(10)의 하류 또는 상류의 시스템 작동에 통합될 수 있다.
본 명세서는 최상의 모드를 비롯하여 본 발명을 개시하고, 또한 임의의 디바이스 또는 시스템을 제조 및 이용하고 임의의 통합된 방법을 수행하는 것을 비롯하여 임의의 당업자가 본 발명을 실시하게 할 수 있도록 실시예들을 이용한다. 본 발명의 특허 가능한 범위는 청구범위에 의해 한정되고, 당업자에게 생각나는 다른 실시예들을 포함할 수 있다. 그러한 다른 실시예들은 청구범위가 청구범위의 문자상 언어와 상이한 구조적 요소를 갖는다면, 또는 청구범위의 문자상 언어와 미소한 차이를 갖는 등가의 구조적 요소를 갖는다면 청구범위의 범주 내에 있는 것으로 의도된다.
10 : 고체 이송 펌프 160 : 입구
162 : 출구 166 : 하우징
214 : 열 제어 경로 216 : 로터
220 : 통로 222 : 고체 이송 가이드
224 : 가이드벽 248 : 제 1 코일
250 : 제 2 코일 264 : 가이드 경로
280 : 내부 경로 294 : 외부 경로
304 : 냉각제 홈 316 : 하우징 경로

Claims (10)

  1. 고체 이송 펌프(10)를 구비하는 시스템에 있어서,
    상기 고체 이송 펌프는,
    하우징(166),
    상기 하우징(166) 내에 배치된 로터(216),
    상기 로터와 하우징 사이에 배치된 곡선형 통로(220),
    상기 곡선형 통로(220)에 연결된 입구(160),
    상기 곡선형 통로(220)에 연결된 출구(162),
    상기 곡선형 통로(220)를 가로질러 연장하는 고체 이송 가이드(222), 및
    상기 고체 이송 펌프(10)의 일부를 통과하는 열 제어 경로(214)를 포함하는
    고체 이송 펌프를 구비하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 제어 경로(214)는 상기 고체 이송 가이드(222)와 접촉하는 가이드 경로(264)를 포함하는
    고체 이송 펌프를 구비하는 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 고체 이송 가이드(222)는 상기 출구(162)에 인접한 곡선형 통로(220)를 실질적으로 차단하는 가이드벽(224)을 포함하는
    고체 이송 펌프를 구비하는 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 가이드 경로(264)는 상기 고체 이송 가이드(222)를 통과하는 내부 경로(280)를 포함하는
    고체 이송 펌프를 구비하는 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 가이드 경로(264)는 상기 고체 이송 가이드(222)의 외부를 따라 외부 경로(294)를 포함하는
    고체 이송 펌프를 구비하는 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 외부 경로(294)는 상기 고체 이송 가이드(222)의 외부를 따라 복수 개의 냉각제 홈(304)을 포함하는
    고체 이송 펌프를 구비하는 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 제어 경로(214)는 상기 출구(162)를 따라 연장되는
    고체 이송 펌프를 구비하는 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 열 제어 경로(214)는 상기 출구(162) 둘레에 적어도 부분적으로 배치되는 제 1 코일(248)을 포함하는
    고체 이송 펌프를 구비하는 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 열 제어 경로(214)는 상기 출구(162) 둘레에 적어도 부분적으로 배치되는 제 2 코일(250)을 포함하고, 상기 제 1 코일(248)과 제 2 코일(250)은 상기 출구(162)의 반대쪽에 배치되는
    고체 이송 펌프를 구비하는 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 제어 경로(214)는 상기 로터(216) 둘레에서 원주 방향으로 하우징(166)을 통해 연장하는 하우징 경로(316)를 포함하는
    고체 이송 펌프를 구비하는 시스템.
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