KR20120125380A - Wall construction for a boiler arrangement - Google Patents

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KR20120125380A
KR20120125380A KR1020127024734A KR20127024734A KR20120125380A KR 20120125380 A KR20120125380 A KR 20120125380A KR 1020127024734 A KR1020127024734 A KR 1020127024734A KR 20127024734 A KR20127024734 A KR 20127024734A KR 20120125380 A KR20120125380 A KR 20120125380A
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wall
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hollow beam
boiler
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KR1020127024734A
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Korean (ko)
Inventor
아더 한센
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포스터 휠러 노스 어메리카 코포레이션
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Abstract

본 발명은, 보일러 장치용 벽 구조에 관한 것이다. 상기 보일러 장치는, 적어도 노(furnace)와 분리기(separator)로 형성된다. 상기 노는, 격자(grid)와, 바닥 부분(bottom part)과, 상부 부분(upper part)을 갖는다. 상기 분리기는, 상기 노의 상기 상부 부분 및 상기 바닥 부분 모두와 유동이 통하는 도관(conduit)에 의해 배열된다. 상기 도관은, 상기 분리기와 함께, 층 재료(bed material)의 외부 순환(external circulation)을 형성한다. 상기 노의 상기 상부 부분은 네 개의 수직 벽을 갖고, 상기 노의 상기 바닥 부분은 일정 높이와 상기 격자로부터 상기 수직 벽까지 위로 연장하는 네 개의 벽을 갖는다. 상기 벽 구조는, 상기 노의 상기 바닥 부분의 벽에 부착되고 실질적으로 상기 바닥 부분의 전체 높이 위로 연장하는 적어도 하나의 중공 빔(hollow beam)을 포함하고, 상기 적어도 하나의 중공 빔은 층 재료를 상기 노 안으로 복귀시키기 위해 상기 외부 순환과 유동이 통하여 있다.The present invention relates to a wall structure for a boiler device. The boiler device is formed of at least a furnace and a separator. The furnace has a grid, a bottom part and an upper part. The separator is arranged by a conduit in flow with both the top and bottom portions of the furnace. The conduit, together with the separator, forms an external circulation of bed material. The upper portion of the furnace has four vertical walls, and the bottom portion of the furnace has a certain height and four walls extending up from the grid to the vertical wall. The wall structure includes at least one hollow beam attached to a wall of the bottom portion of the furnace and extending substantially above the full height of the bottom portion, wherein the at least one hollow beam comprises a layer material. The external circulation and flow is through to return to the furnace.

Description

보일러 장치용 벽 구조{WALL CONSTRUCTION FOR A BOILER ARRANGEMENT}WALL CONSTRUCTION FOR A BOILER ARRANGEMENT}

본 발명은, 보일러 장치용 벽 구조에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 예를 들어, 유동층 보일러(fluidized bed boiler)와 순환 유동층 보일러의 하부 경사진 벽과 관련하여 적용 가능하다.The present invention relates to a wall structure for a boiler device. The present invention is particularly applicable, for example, in connection with the bottom sloped walls of fluidized bed boilers and circulating fluidized bed boilers.

종래 기술의 통상적인 유동층 보일러 장치는, 연료, 층 재료, 및 연소 공기가 들어가는 노(furnace)를 포함한다. 연료 연소시, 열이 발생하고, 바닥재(botom ash)와 연도 가스(flue gas)가 생성된다. 연도 가스는 가스로부터 고형물 입자를 분리하는 분리기(separate)로 들어간다. 그러면 고형물 입자는 노로 돌아온다.Conventional fluidized bed boiler apparatus of the prior art includes a furnace into which fuel, bed material, and combustion air enter. During fuel combustion, heat is generated, producing bottom ash and flue gas. Flue gas enters a separator that separates solid particles from the gas. The solid particles then return to the furnace.

구조적으로, 순환 유동층(CFB)은 일반적으로 바닥, 측벽, 및 지붕을 갖는 노와, 상기 노의 상부 부분과 유동이 통하도록 연결되어 있는 적어도 하나의 입자 분리기를 포함한다. 상기 노의 바닥 부분의 적어도 일부 벽은 보통 기울어져 있어서, 노의 단면은 위로 증가한다. 경사진 벽을 갖는 노의 부분은 수렴 바닥 부분(converging bottom part)으로 불릴 수 있다. 실제, 보일러와 분리기의 모든 벽과 지붕은 노에서 열을 모으기 위한 물 또는 증기 튜브를 포함한다. 상기 노의 수렴 바닥 부분에서 벽은 금속, 물 또는 증기 튜브 벽보다 더욱 마모에 견디는 내화 재료로 보통 덮여있다. 노의 바닥은 연소, 또는 부유(suspending), 또는 유동화 가스(일차 공기로 불리는)를 노에 주입하고, 노에서 재 및 이와 다른 부스러기를 제거하기 위한 격자(grid)를 구비한다. 노의 측벽은, 스타트업 버너(start-up burner)와 마찬가지로, 연료를 주입하기 위한 수단과 이차 공기(secondary air)를 노에 주입하기 위한 수단을 구비한다. 노는 또한 일반적으로 모래인 불활성 층을 노에 공급하기 위한 수단이 설치되어 있다. 아주 흔히, 상기 주입 수단(연료, 이차 공기, 및 층 재료용)은 노의 수렴 바닥 부분에 위치한다.Structurally, the circulating fluidized bed (CFB) generally comprises a furnace having a bottom, side walls, and a roof, and at least one particle separator connected in flow communication with the upper portion of the furnace. At least some walls of the bottom portion of the furnace are usually inclined so that the cross section of the furnace increases upwards. The part of the furnace with the sloped wall may be called a converging bottom part. In fact, all walls and roofs of boilers and separators contain water or steam tubes to collect heat in the furnace. In the converging bottom part of the furnace the walls are usually covered with refractory materials which are more wear resistant than metal, water or steam tube walls. The bottom of the furnace is provided with a grid for injecting combustion, or suspending, or fluidizing gas (called primary air), and for removing ash and other debris from the furnace. The side wall of the furnace, like the start-up burner, has means for injecting fuel and means for injecting secondary air into the furnace. The furnace is also equipped with means for supplying the furnace with an inert layer, which is generally sand. Very often the injection means (for fuel, secondary air, and layer material) is located at the converging bottom portion of the furnace.

입자 분리기는 노의 상부 부분으로부터 분리기에 들어가는 고형물 입자의 현탁액(suspension)과 연도 가스로부터 고형물 입자를 분리한다. 연도 가스는 분리기로부터 추가 처리를 위해 제거되고, 분리된 고형물은 루프시일(loopseal)과 같은 실링 장치(sealing device)를 포함하는 재생 도관(recycling conduit)을 통해 노의 하부 포트로 다시 재생된다. 루프시일의 목적은 가스가 재생 도관을 통해 노에서 분리기로 흐르지 못하도록 하는 것이다. 이러한 고형물 순환을 외부 순환(external circulation)이라 부른다. 최종적으로 분리기 입구로 들어오는, 노에서 고형물 입자의 현탁액과 연도 가스의 수직 상향유동(vertical upflow) 외에, 노 벽 부근에서 이를 따른 입자의 수직 하향유동(vertical downflow)이 있다. 이러한 고형물 순환을 내부 순환(internal circulation)이라 부른다.The particle separator separates the solid particles from the flue gas and a suspension of solid particles entering the separator from the upper portion of the furnace. Flue gas is removed from the separator for further processing and the separated solids are regenerated back to the bottom port of the furnace through a recycling conduit that includes a sealing device such as a loopseal. The purpose of the roof seal is to prevent gas from flowing from the furnace to the separator through the regeneration conduit. This solid circulation is called external circulation. In addition to the suspension of solid particles in the furnace and the vertical upflow of the flue gas, finally entering the separator inlet, there is a vertical downflow of the particles along the furnace wall. This solid circulation is called the internal circulation.

아주 흔히, 고형물 입자의 내부 또는 외부 순환, 또는 이 모두와 관련하여, 적어도 하나의 유동층 열 교환 챔버는 유동 미립자 고형물의 층으로부터 열 전달 매체로 열을 전달하도록 배열되었다. 이러한 유동층 열 교환기는 때로 외부 순환으로 배열되어, 고형물 분리기를 빠져나가는 고형물은 노로 다시 돌아오는 경로에서 열 교환 챔버로 방출된다 {예를 들어, 도 1(종래 기술) 참조}. 이러한 종류의 유동층 열 교환 챔버는 전형적으로 분리기로부터 노 벽에서 일정 거리에 매달려 있다. 열 교환 챔버의 내부는 고형물 재료로부터 열 교환 수단 내부를 흐르는 열 전달 매체로 열을 전달하기 위한 열 교환 수단을 구비한다.Very often, with regard to internal or external circulation of solid particles, or both, at least one fluidized bed heat exchange chamber has been arranged to transfer heat from a layer of fluidic particulate solids to a heat transfer medium. Such fluidized bed heat exchangers are sometimes arranged in an external circulation so that the solids exiting the solids separator are released to the heat exchange chamber in the path back to the furnace (see, eg, FIG. 1 (prior art)). This type of fluid bed heat exchange chamber is typically hung at a distance from the furnace wall from the separator. The interior of the heat exchange chamber has heat exchange means for transferring heat from the solid material to the heat transfer medium flowing inside the heat exchange means.

최근에, 외부 순환에서 순환하는 고형물로부터 열을 회수하기 위한 유동층 열 교환 챔버는 또한 노 벽에 배열될 수 있고, 즉, 수직 노 벽에 의해 지지될 수 있다.Recently, a fluidized bed heat exchange chamber for recovering heat from solids circulating in external circulation can also be arranged in the furnace wall, ie supported by a vertical furnace wall.

외부 순환으로부터, 즉, 분리기로부터 직접, 또는 유동층 열 교환기를 통해, 노에 들어오는 고형물은 보통, 노의 하부 부분(lower part)에 있는 하나 이상의 개구를 통해, 즉, 노의 수렴 바닥 부분의 경사진 벽을 통해, 노 안으로 들어온다. 고형물을 노로 다시 보내는 도관은 종래에는 분리기와 노 사이에 독립적으로 매달려 있는 채널이다. 이러한 종류의 고형물 복귀 도관은 노의 외부 표면을 따라 뻗어있지 않지만, 분리기 또는 유동층 열 교환 챔버의 바닥으로부터 노의 수렴 바닥 부분을 향하여 기울어져 있어서, 분리기/유동층 열 교환기와 노의 하부 부분 사이에서 상당한 공간을 점유한다. 다른 대안으로서, 즉, 유동층 열 교환 챔버가 노 벽에 있으면, 챔버에서 방출된 고형물은 노의 격자 영역으로 내려가고, 노 밖에서는 노 안으로 들어간다. 이는, 복귀 도관이 노 벽 부근에서 격자 영역으로 아래로 뻗은 것을 의미한다. 이것은 논쟁이 되는 특징으로, 한편, 이러한 종류의 구조는 공간을 더욱 노 벽 밖에서는 그대로 두어서, 즉, 구조를 더 조밀하게 하지만, 다른 한편으로는, 노 벽의 공간으로부터 직접 그 공간을 점유하여, 임의의 구조가 노 벽 위 또는 노 벽을 통해 위치하지 못하도록 하기 때문이다.Solids entering the furnace from the external circulation, ie directly from the separator, or through a fluidized bed heat exchanger, are usually inclined through one or more openings in the lower part of the furnace, ie the converging bottom part of the furnace. Enter the furnace, through the wall. Conduits that send solids back to the furnace are conventionally channels that are independently suspended between the separator and the furnace. This kind of solids return conduit does not extend along the outer surface of the furnace, but is inclined from the bottom of the separator or fluidized bed heat exchange chamber toward the converging bottom portion of the furnace, thereby significantly reducing the separation between the separator / fluidized bed heat exchanger and the lower portion of the furnace. Occupy space. As another alternative, ie if the fluidized bed heat exchange chamber is at the furnace wall, the solids released from the chamber go down to the lattice area of the furnace and outside the furnace into the furnace. This means that the return conduit extends down to the grating area near the furnace wall. This is a controversial feature, on the one hand, this kind of structure leaves the space more outside the furnace wall, i.e. denser the structure, but on the other hand, it occupies the space directly from the space of the furnace wall. This is because it does not allow any structure to be located on or through the furnace wall.

유동층 보일러의 구조는, 연소에 의해 일어난 하중(load), 즉, 본래, 연속적인 보통 변하지 않는 하중인 열을 견딜 필요가 있을 뿐만 아니라, 평면 보일러 벽을 구부러진 벽으로 굽히거나 구부리는 경향이 있는 부(sub)-압력과 과(super)-압력 모두를 견딜 필요가 있다. 보일러 벽은 튜브(tube) 사이에 핀(fin) 또는 막 플레이트(membrane plate)를 구비한 용접된 물 또는 증기 튜브로 만들어지기 때문에, 벽 구조는 굽힘이나 구부림에 매우 약하여, 특정한 보강 구조가 필요하다. 따라서, 벽은, 벅스테이(buckstay)라 불리는, 수직과 수평 모든 보강재 또는 강화재(stiffener)를 구비한다. 보통, 수직 벅스테이는 이들의 열 팽창이 보일러 벽과 동일하도록 보일러 벽에 용접된다. 수평 벅스테이는 수직 벅스테이 외부에 배열되고, 수직 벅스테이와 슬라이딩 가능하게 연결 배열되어, 이들의 열 팽창은 보일러 벽 및 수직 벅스테이와 다를 수 (즉, 작을 수) 있다.The structure of a fluidized bed boiler not only needs to withstand the heat generated by combustion, that is, the original, continuous, usually unchanging load, but also the part which tends to bend or bend the planar boiler wall into a bent wall. It is necessary to withstand both sub-pressure and super-pressure. Since boiler walls are made of welded water or steam tubes with fins or membrane plates between the tubes, the wall structure is very susceptible to bending or bending, requiring a special reinforcement structure. . Thus, the wall has both vertical and horizontal stiffeners or stiffeners, called buckstays. Usually, vertical buckstays are welded to the boiler wall such that their thermal expansion is the same as the boiler wall. The horizontal buckstays are arranged outside the vertical buckstays and slidably connected with the vertical buckstays so that their thermal expansion can be different (ie smaller) than the boiler walls and the vertical buckstays.

수평 및 수직 벅스테이로 보일러 노의 벽을 보강하는 것은, 일반적으로, 문제를 일으키지 않는다. 노의 상부 부분에서 수직 벽을 강화하기 위해 사용된 모든 보강재를 위한 많은 공간이 존재하는데, 이는, 노 벽 위에 배열되거나 노 벽을 통해 배열된 이러한 다른 많은 설비 부분이 없기 때문이다. 그러나, 노의 하부 부분과, 구체적으로, 노의 수렴 바닥 부분은 많은 도관(conduit)과 액세서리를 구비하여, 상기 도관과 액세서리뿐만 아니라, 보강재를 최적의 방식으로 배열하는 것은 어렵고, 때로는, 실제 불가능하다. 노의 바닥 부분은 적어도 다음의 도관을 구비해야 한다: 즉, 연료 공급, 층 재료 공급, 일차 공기 공급(격자 외에), 이차 공기 공급, 복귀 층 재료 공급(분리기로부터, 상기 분리기와 연결된 유동층 열 교환 챔버로부터, 노의 벽에서 유동 층 열 교환 상부 챔버로부터), 적어도 하나, 보다 흔하게는, 여러 개의 스타트업 버너. 또한, 노의 바닥 부분의 수렴하는 벽 바깥에 위치한 하나 이상의 유동층 열 교환기가 있을 수 있다. 그리고, 또한, 노의 수렴하는 바닥 부분은 서비스 액세스 도어(service access door)를 또한 구비한다. 그리고, 마지막으로, 앞에 나열된 도관, 열 교환기, 및 개구의 수는 보통 1보다 크기 때문에, 각 구성요소를 위한 최적의 위치를 발견하는 것은 도전적인 작업이라서 가장 흔히 여러 절충이 이루어져야 한다는 것을 알기 쉽다.Reinforcing the walls of boiler furnaces with horizontal and vertical buckstays generally does not cause problems. There is a lot of space for all the reinforcement used to reinforce the vertical wall in the upper part of the furnace, since there are no such many other installation parts arranged on or through the furnace wall. However, the lower part of the furnace, and in particular the converging bottom part of the furnace, has many conduits and accessories, so that it is difficult, sometimes impossible, to arrange the reinforcement in an optimal manner, as well as the conduits and accessories. Do. The bottom part of the furnace should have at least the following conduits: fuel supply, layer material supply, primary air supply (other than the grid), secondary air supply, return layer material supply (from separator, fluid bed heat exchange connected to the separator). From the chamber, from the fluidized bed heat exchange upper chamber in the wall of the furnace), at least one, and more often, several startup burners. There may also be one or more fluidized bed heat exchangers located outside the converging wall of the bottom portion of the furnace. In addition, the converging bottom portion of the furnace also has a service access door. And, finally, since the number of conduits, heat exchangers, and openings listed above is usually greater than 1, it is easy to find that finding the optimal location for each component is a challenging task and most often multiple compromises must be made.

노 벽에서 이용 가능한 구조를 최적화하는 한 가지 방법은 (종래 기술로부터 이미 공지되어 있고, 2에 매우 개략적인 방식으로 예시되어 있는 바와 같이), 층 재료를 노의 바닥 부분으로 복귀시키는 도관의 일부 부분을 노의 바닥 부분의 벽에 부착하는 것이다. 종래 기술의 복귀 도관(return conduit)은 보일러에서 일정 거리에 배열된 보통의 분리기로부터 순환 층 재료를 받는다. 분리기로부터 발생한 복귀 채널(return channel)은, 예를 들어, 온도 변화에 의한 약간의 이동을 허용하는 벨로즈 장치(bellows arrangement)에 의해 복귀 도관의 윗면에 연결된다. 복귀 도관은 물/증기 튜브 패널로 형성되어, 두 개의 측벽(side wall)과 후방 벽(back wall)을 갖는다. 측벽의 하나의 긴 수직 에지는 후방 벽에 용접되고, 다른 반대편 에지는 노 벽의 외부 표면에 용접된다. 복귀 도관은, 그 하부 단부에서, 후방 벽의 하부 단부로부터 경사진 노 벽의 하부 부분의 개구를 향하여 경사진 바닥 벽(bottom wall)을 구비하여, 복귀 층 재료가 복귀 도관으로부터 노 안으로 흐르도록 한다. 측벽은 바닥 벽으로부터 격자의 높이로 뻗어있는 연장부(extension)를 구비하여, 측벽은 경사진 노 벽의 전체 높이를 연장한다. 측벽을 형성하는 물/증기 튜브 패널은 노의 수직 벽과 경사진 벽 모두에 용접되어, 패널의 상부 단부는 경사진 벽과 수직 벽 사이의 변이(transition) 위 일정 거리에서 뻗는다. 복귀 도관의 후방 벽은, 그 부분에서, 수직 노 벽과 평행하게 측벽 패널의 상부 단부로부터, 경사진 벽의 면을 향하여 아래로 연장하여, 복귀 도관의 후방 벽은, 일정 거리, 예를 들어, 변이 아래에서 경사진 벽의 높이의 약 1/3의 거리에서 멈춘다.One way of optimizing the structure available in the furnace wall (as already known from the prior art and illustrated in a very schematic manner in 2) is that some part of the conduit that returns the layer material to the bottom part of the furnace. To the wall of the bottom part of the furnace. Prior art return conduits receive circulating bed material from ordinary separators arranged at a distance from the boiler. The return channel from the separator is connected to the top side of the return conduit, for example by a bellows arrangement which allows some movement due to temperature changes. The return conduit is formed of a water / steam tube panel and has two side walls and a back wall. One long vertical edge of the side wall is welded to the rear wall and the other opposite edge is welded to the outer surface of the furnace wall. The return conduit, at its lower end, has a bottom wall that slopes from the lower end of the rear wall toward the opening of the lower portion of the furnace wall that is inclined to allow the return layer material to flow from the return conduit into the furnace. . The side wall has an extension extending from the bottom wall to the height of the grating, so that the side wall extends the entire height of the inclined furnace wall. The water / vapor tube panels forming the sidewalls are welded to both the vertical and inclined walls of the furnace such that the upper end of the panel extends at a distance above the transition between the inclined and vertical walls. The rear wall of the return conduit extends downwardly from the upper end of the sidewall panel toward the face of the inclined wall, parallel to the vertical furnace wall, so that the rear wall of the return conduit is at a distance, for example, Stop at about a third of the height of the sloped wall below the edge.

상술한 구조는 복귀 도관의 측벽을 수직 벅스테이로 사용하고, 즉, 상술한 구조는 노에서 압력 변동에 대하여 노의 경사진 바닥 벽을 보강한다. 그러나, 물/증기 튜브 패널을 보강 구조로 상술한 방식으로 사용하는 것은 몇 가지 단점을 갖는다. 첫 번째로, 경사진 벽의 높이의 대부분의 부분에 대해서, 측벽은 단독으로 하중을 지지하고, 즉, 하중 지지 부재는 평면, 실제로는, 2차원이며, 표면에 직각으로 보강하는 것으로 가정되기 때문에, 측벽의 구조는 평면 보강재의 국부적인 버클링(buckling) 경향 때문에 특별한 주의를 필요로 한다. 두 번째로, 하중을 지지할 수 있기 위해서, 평면 벽은, 적어도, 보다 효율적으로 사용될 수 있는, 약간의 공간을 점유하는 경사진 벽으로부터 오히려 멀리 연장되어야만 한다. 세 번째로, 측벽 높이의 실질적인 부분에 대해, 즉, 복귀 도관의 바닥 벽 아래의 높이에 대해, 측벽은 고온의 복귀하는 층 재료와 접촉하지 않아서, 벽 패널에서 순환하는 매체는, 도관의 상부 부분에서 고온의 층 재료로부터 회수할 수 있었던 열을 방출할 수 있을 뿐이다.The above described structure uses the sidewall of the return conduit as a vertical buckstay, ie the above described structure reinforces the inclined bottom wall of the furnace against pressure fluctuations in the furnace. However, the use of the water / vapor tube panel in the manner described above as a reinforcing structure has several disadvantages. Firstly, for most of the height of the inclined walls, the sidewalls alone support the load, i.e. the load bearing members are planar, in fact two-dimensional, because they are assumed to reinforce at right angles to the surface. The structure of the sidewalls requires special attention because of the local buckling tendency of the planar reinforcement. Secondly, in order to be able to support the load, the planar wall must at least extend far from the inclined wall, which occupies some space, which can be used more efficiently. Third, for a substantial portion of the sidewall height, ie for the height below the bottom wall of the return conduit, the sidewall does not contact the hot returning layer material, so that the medium circulating in the wall panel is the upper part of the conduit. Can only release heat that could be recovered from the hot layer material at.

본 발명의 목적은, 상술한 문제 중 적어도 하나에 대한 적어도 하나의 해결책을 발견하는 것이다.It is an object of the present invention to find at least one solution to at least one of the problems mentioned above.

본 발명의 다른 목적은, 평면 강화재(stiffener)의 국부적인 버클링 위험을 고려하여 물/증기 튜브 패널을 보강 구조로 사용하는 것을 재고려하는 것이다.Another object of the present invention is to reconsider the use of water / vapor tube panels as reinforcing structures in view of the local buckling risk of planar stiffeners.

본 발명의 또 다른 목적은, 전체 효율을 향상시키는 것을 고려하여 하중 지지 구조를 열 전달 표면으로 사용하는 것을 재고려하는 것이다.Another object of the present invention is to reconsider the use of a load bearing structure as the heat transfer surface in consideration of improving the overall efficiency.

본 발명의 다른 추가 목적은, 보일 바닥 부분의 경사진 벽 부근에서 공간의 사용을 최적화하는 것이다.Another further object of the invention is to optimize the use of space in the vicinity of the inclined walls of the bottom part of the boiler.

본 발명의 상술한 목적 및 이와 다른 목적은, 본 발명의 보일러 장치(boiler arrangement)를 위한 벽 구조로 만족되고, 보일러 장치는 적어도 노와 분리기로 형성되고, 노는 격자, 바닥 부분, 및 상부 부분을 갖고, 분리기는 노의 상부 부분과 바닥 부분 모두와 유동이 통하는 도관에 의해 배열되어 있으며, 도관은 분리기와 함께 층 재료의 외부 순환을 형성하고, 노의 상부 부분은 네 개의 수직 벽을 가지며, 노의 바닥 부분은 높이를 갖고, 벽 구조는 실질적으로 바닥 부분의 전체 높이 위로 연장되어 있는 적어도 하나의 중공 빔(hollow beam)을 포함하며, 적어도 하나의 중공 빔은 바닥 부분의 벽에 부착되어 있고, 적어도 하나의 중공 빔은 층 재료를 노 안으로 복귀시키기 위한 외부 순환과 유동이 통하여 있다.The above and other objects of the present invention are satisfied with a wall structure for the boiler arrangement of the present invention, wherein the boiler device is formed at least with a furnace and a separator, and has a grating, a bottom portion, and an upper portion. The separator is arranged by conduits in flow with both the top and bottom portions of the furnace, the conduit together with the separator forming an external circulation of the layer material, the upper part of the furnace having four vertical walls, The bottom portion has a height, the wall structure comprises at least one hollow beam extending substantially over the entire height of the bottom portion, the at least one hollow beam is attached to the wall of the bottom portion, and One hollow beam is through external circulation and flow to return the layer material into the furnace.

본 발명의 벽 구조의 다른 특징은 첨부된 청구항으로부터 결정될 수 있다.Other features of the wall structure of the invention can be determined from the appended claims.

본 발명의 벽 구조에 의해, 종래 기술에 비해 적어도 다음 이점이 이루어졌다.With the wall structure of the present invention, at least the following advantages have been achieved over the prior art.

● 층 재료 복귀 도관은 보일러 노의 하부 경사 벽을 보강하는 빔으로 사용될 수 있다.Layer material return conduits can be used as beams to reinforce the lower sloped walls of the boiler furnace.

● 보강 구조로 사용된 열 회수 표면은 이전보다 훨씬 더 효율적으로 복귀 층 재료로부터 열을 회수하기 위해 또한 사용된다.The heat recovery surface used as the reinforcing structure is also used to recover heat from the return layer material much more efficiently than before.

● 복귀 도관과 보강 구조 모두의 연장(extension)은 종래 기술 구조와 비교시 실질적으로 감소된다.The extension of both the return conduit and the reinforcement structure is substantially reduced compared to the prior art structure.

본 발명은, 예를 들어, 유동층 보일러와 순환 유동층 보일러의 하부 경사진 벽과 관련하여 적용 가능한, 보일러 장치용 벽 구조를 제공하는 효과를 갖는다.The present invention has the effect of providing a wall structure for a boiler device, which is applicable, for example, in connection with the lower sloped walls of a fluidized bed boiler and a circulating fluidized bed boiler.

다음에서, 본 발명의 벽 구조는 다음 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은, 조래 기술의 순환 유동층 보일러 장치의 개략도.
도 2는, 노의 외부 벽에 부착된 층 재료 복귀 도관을 갖는 종래 기술의 노의 개략적인 수직 단면도.
도 3은, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예의 개략적인 수직 단면도.
도 4는, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예의 보다 상세한 단면도.
도 5는, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예의 개략도.In the following, the wall structure of the present invention will be described in more detail with reference to the following drawings.
1 is a schematic diagram of a circulating fluidized bed boiler apparatus of the narae technique.
2 is a schematic vertical cross-sectional view of a prior art furnace having a layer material return conduit attached to an outer wall of the furnace.
Fig. 3 is a schematic vertical sectional view of the first preferred embodiment of the present invention.
4 is a more detailed cross-sectional view of the first preferred embodiment of the present invention.
5 is a schematic view of a second preferred embodiment of the present invention.

도 1은, 종래 기술의 순환 유동층 보일러(circulating fluidized bed boiler)(10)를 예시한다. 보일러(10)는 노(furnace)(12)를 포함하고, 상기 노는, 네 개의 실질적으로 수직인 측벽(32)을 갖는 상부 부분과, 두 개가 보통 안쪽으로 기울어진 측벽(34)인, 네 개의 측벽을 갖는 바닥 부분과, 연도 가스(flue gas)와 부유된 고형물 입자를 고형물 분리기(16)로 안내하기 위한 노(12)의 상부 부분 또는 상부 단부의 방출 도관(discharge conduit)(14)과, 세척된 배기 가스를 고형물 분리기(16)로부터 제거하기 위해 고형물 분리기(16)의 상부 단부에 배열된 통로(passage)(18)와, 분리된 고형물의 적어도 일부, 즉, 주로 순환 층 재료를 노(12)의 바닥 부분으로 다시 복귀시키기 위해 고형물 분리기(16)의 하부 단부에 있는 재순환 도관(20)과, 노(12)의 하부 측벽(34)에 배열된 연료 공급부(fuel feed)(22)와, 노(12)의 바닥 부분에 배열된, 일차 공기와 이차 공기를 각기 주입하기 위한 수단(24와 26)을 갖는다. 연료 공급부(22)는, 단지 몇 가지 대안을 명명하면, 스크류 공급기(screw feeder), 드롭 레그(drop leg), 또는 공압식 공급기를 포함할 수 있다. 일차 공기(24)는 일차 연소 가스로, 층 재료를 유동화하기 위해 또한 사용되고, 이에 따라 노(12)의 바닥에 배열된 격자(36)를 통해 노(12) 안으로 공급된다. 이차 공기(26)는 격자(36) 약간 위에 있는 노의 하부 측벽(34)을 통해 노(12) 안으로 들어온다.1 illustrates a circulating fluidized bed boiler 10 of the prior art. Boiler 10 includes a furnace 12, the furnace having four upper portions having four substantially vertical sidewalls 32 and four, two of which are usually inwardly inclined sidewalls 34. A bottom portion with sidewalls, a discharge conduit 14 at the top or top end of the furnace 12 for guiding the flue gas and suspended solids particles to the solids separator 16, A furnace 18 arranged at the upper end of the solids separator 16 for removing the washed exhaust gas from the solids separator 16 and at least a portion of the separated solids, i. A recirculation conduit 20 at the lower end of the solids separator 16 and a fuel feed 22 arranged at the lower sidewall 34 of the furnace 12 for returning back to the bottom portion of 12). Means for injecting primary and secondary air, respectively, arranged at the bottom portion of the furnace 12 and 26). The fuel supply 22 may include a screw feeder, drop leg, or pneumatic feeder, to name just a few alternatives. Primary air 24 is also the primary combustion gas, which is also used to fluidize the layer material and is thus fed into the furnace 12 through a grid 36 arranged at the bottom of the furnace 12. Secondary air 26 enters furnace 12 through lower sidewall 34 of the furnace just above grid 36.

가스 록(gas lock)(28)은 가스가 노(12)로부터 복귀 도관(12)을 통해 고형물 분리기(16)로 유동하는 것을 방지하기 위해 복귀 도관(20)에 배열되었다. 여기에서, 복귀 도관(20)은 재순환 고형물로부터 열 전달 매체로 열을 모으기 위해 유동층 열 교환 챔버(30)를 더 구비한다. 재순환 고형물/층 재료의 경로는 외부 순환이라 불리고, 분리기(16)와 모든 도관 및, 층 재료를 노(12)로 다시 복귀시키는데 사용된 노(12)의 상부 부분과 노(12)의 바닥 부분 사이의 설비를 포함한다. 보일러(10)의 상부 측벽과 하부 측벽(32와 34) 각각 뿐만 아니라, 고형물 분리기(16)의 상부 측벽과 하부 측벽은 일반적으로 물 또는 증기 튜브를 포함하거나, 또는 물/증기 튜브 패널로 제조되어, 물 또는 증기는 열 전달 매체로 작용한다. 유동층 열 교환 챔버는, 최근 제안에 따라, 또한, 노(12)의 외부 벽에 배열될 수 있어서, 재순환 도관(20) 또는 복귀 레그는 종래 기술 장치에서보다 노에 더욱 인접한 격자 영역으로 내려갈 것이다.A gas lock 28 has been arranged in the return conduit 20 to prevent gas from flowing from the furnace 12 through the return conduit 12 to the solids separator 16. Here, return conduit 20 further includes a fluidized bed heat exchange chamber 30 to collect heat from the recycle solid to the heat transfer medium. The path of the recycle solids / layer material is called external circulation and the separator 16 and all conduits and the top portion of the furnace 12 and the bottom portion of the furnace 12 used to return the layer material back to the furnace 12. Include facilities between. The upper and lower sidewalls of the solids separator 16, as well as the upper and lower sidewalls 32 and 34, respectively, of the boiler 10, generally comprise water or steam tubes, or are made of water / vapor tube panels. , Water or steam acts as a heat transfer medium. The fluidized bed heat exchange chamber may, according to a recent proposal, also be arranged on the outer wall of the furnace 12 such that the recirculation conduit 20 or return leg will go down to the grid area closer to the furnace than in the prior art apparatus.

종래 기술에는, 예를 들어, 도 2에 매우 개략적인 방식으로 예시된 바와 같이, 층 재료를 노(12)의 바닥 부분으로 복귀시키는 도관(60)의 일부 부분을 노(12)의 바닥 부분의 벽에 부착하는 것이 알려져 있다. 종래 기술의 도관(60)은 보일러(10)로부터 일정 거리에 배열된 통상적인 분리기(16)로부터 순환 층 재료를 받는다. 분리기(16)로부터 시작된 복귀 채널(return channel)은, 예를 들어, 온도 변화에 의한 약간의 이동을 허용하는 벨로즈 장치에 의해 복귀 도관(60)의 윗면에 연결된다. 복귀 도관(60)은 물/증기 튜브 패널로 형성되어, 두 개의 측벽(62)과 후방 벽(64)을 갖는다. 측벽(62)의 하나의 종방향 수직 에지는 후방 벽(64)에 용접되고, 다른 반대편 종방향 에지는 노 벽(32/34)의 외부 표면에 용접된다. 복귀 도관(60)은, 후방 벽(64)의 하부 단부로부터 경사진 노 벽(34)의 하부 부분의 개구(68)를 향하여 경사진 바닥 벽(66)을 더 갖는다. 도관(60)의 측벽(62)은 바닥 벽(66)으로부터 격자(36)의 높이로 뻗어있는 연장부(62')를 구비하여, 측벽(62, 62')은 경사진 노 벽(34)의 전체 높이, 즉, 노(12)의 바닥 부분의 전체 높이를 연장한다. 측벽(62, 62')을 형성하는 물/증기 튜브 패널은 노(12)의 수직 벽(32)과 경사진 벽(34) 모두에 용접되어, 패널의 상부 단부는 경사진 벽(34)과 수직 벽(32) 사이의 변이 위 일정 거리에서 뻗는다. 후방 벽(64)은, 그 부분에서, 수직 노 벽(32)과 평행하게 측벽 패널의 상부 단부로부터, 경사진 벽(34)의 면을 향하여 아래로 연장하여, 복귀 도관(60)의 후방 벽(64)은, 일정 거리, 예를 들어, 변이 아래에서 경사진 벽(34)의 높이의 약 1/3의 거리에서 멈춘다. 복귀 도관(60)의 측벽(62, 62')은 수직 벅스테이로 사용되고, 즉, 노(12)에서 부-대기 압력과 과-대기 압력에 대해 노(12)의 경사진 바닥 벽(34)을 보강한다.In the prior art, for example, as illustrated in a very schematic manner in FIG. 2, a portion of the conduit 60 that returns the layer material to the bottom portion of the furnace 12 may be disposed of the bottom portion of the furnace 12. It is known to adhere to the wall. The prior art conduit 60 receives the circulating bed material from a conventional separator 16 arranged at a distance from the boiler 10. The return channel originating from the separator 16 is connected to the top surface of the return conduit 60, for example by a bellows device that allows some movement by temperature change. Return conduit 60 is formed of a water / steam tube panel and has two side walls 62 and a rear wall 64. One longitudinal vertical edge of the side wall 62 is welded to the rear wall 64, and the other opposite longitudinal edge is welded to the outer surface of the furnace walls 32/34. The return conduit 60 further has a bottom wall 66 that slopes from the lower end of the rear wall 64 toward the opening 68 of the lower portion of the furnace wall 34 that slopes. The side wall 62 of the conduit 60 has an extension 62 'extending from the bottom wall 66 to the height of the grating 36, so that the side walls 62, 62' are inclined furnace wall 34. Extends the full height, ie the full height of the bottom portion of the furnace 12. Water / vapor tube panels forming sidewalls 62, 62 ′ are welded to both the vertical wall 32 and the inclined wall 34 of the furnace 12 such that the upper end of the panel is inclined with the inclined wall 34. The sides between the vertical walls 32 extend above a certain distance. The rear wall 64 extends downwardly from the upper end of the sidewall panel toward the face of the inclined wall 34, in parallel with the vertical furnace wall 32, to the rear wall of the return conduit 60. 64 stops at a distance, for example about one third of the height of the wall 34 inclined below the transition. The side walls 62 and 62 'of the return conduit 60 are used as vertical buckstays, i.e., the inclined bottom wall 34 of the furnace 12 with respect to sub-atmospheric pressure and over-atmospheric pressure in the furnace 12. Reinforce.

그러나, 물/증기 튜브 패널을 보강 구조로 상술한 방식으로 사용하는 것은 몇 가지 단점을 갖는다. 첫 번째로, 경사진 벽의 높이의 대부분의 부분에 대해서, 또는 노(12)의 바닥 부분의 대부분의 부분에 대해서, 측벽은 단독으로 하중을 지지하고, 즉, 하중 지지 부재는 평면, 실제로는, 2차원이며, 표면에 직각으로 보강하는 것으로 가정되기 때문에, 측벽의 구조는 평면 보강재의 국부적인 버클링 경향 때문에 특별한 주의를 필요로 한다. 두 번째로, 하중을 지지할 수 있기 위해, 즉, 충분히 강하기 위해서는, 평면 벽은, 경사진 벽으로부터 오히려 더 멀리 연장하여야 한다. 이는 버클링의 위험에 추가되고, 적어도, 보다 효율적으로 사용될 수 있는 약간의 공간을 점유한다. 세 번째로, 측벽 높이의 실질적인 부분에 대해, 즉, 복귀 도관의 바닥 벽 아래의 높이에 대해, 측벽은 고온의 복귀하는 층 재료와 접촉하지 않아서, 벽 패널에서 순환하는 매체는, 도관의 상부 부분에서 고온의 층 재료로부터 회수할 수 있었던 열을 방출할 수 있을 뿐이다.However, the use of the water / vapor tube panel in the manner described above as a reinforcing structure has several disadvantages. First, for most of the height of the sloped wall, or for most of the bottom portion of the furnace 12, the sidewalls alone support the load, i.e. the load bearing member is planar, in fact Because it is assumed to be two-dimensional and reinforcement perpendicular to the surface, the construction of the sidewalls requires special attention due to the local buckling tendency of the planar reinforcement. Second, in order to be able to support the load, ie to be sufficiently strong, the planar wall must extend rather farther from the inclined wall. This adds to the risk of buckling and at least occupies some space that can be used more efficiently. Third, for a substantial portion of the sidewall height, ie for the height below the bottom wall of the return conduit, the sidewall does not contact the hot returning layer material, so that the medium circulating in the wall panel is the upper part of the conduit. Can only release heat that could be recovered from the hot layer material at.

도 3은, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예로, 상술되었던 종래 기술의 단점 중 적어도 일부를 극복하기 위한 수단을 예시한다. 도 3과 관련하여, 노(12)의 바닥 부분의 경사진 벽(34)과 관련하여 복귀 도관(70)을 배열하는 신규한 구조가 논의된다. 종래 기술의 복귀 도관(60)과 비교하여, 본 발명의 복귀 도관(70)은 종래 기술의 적어도 일부 문제를 해결한다는 것을 알기 쉽다. 복귀 도관(70)은, 본 발명의 상기 실시예에서, 노(12)의 전체 높이 위로, 경사진 하부 벽(34)을 따라 연장하여, 경사진 벽(34)을 보강하는 수직 벅스테이를 형성하는 3차원 빔을 형성한다. 빔/복귀 도관(70)은, 모두 물/증기 튜브 패널로 만들어진 두 개의 측벽(72)과 후방 벽(74)으로 형성되는 것이 유리하다. 측벽(72)은 두 개의 대향하는 종방향 에지를 갖고, 후방 벽(74)도 그러하다. 각각의 측벽은 U자형 빔(그 단면은 도 4에 보다 상세히 도시되어 있음)을 형성하기 위해, 그 종방향 에지에 의해 후방 벽의 종방향 에지에 용접하여 용접하여 부착되는 것이 바람직하다. 빔은 측벽(72)의 다른 종방향 에지를 따라 노의 바닥 부분의 경사진 벽(34)에 용접되어, 상자와 같은 중공의 직사각형 빔(70)이 형성되고, 빔의 후방 벽(74)은 노의 경사진 벽(34)과 평행하다. 그 하부 단부 부근에서, 빔(70)은 경사진 벽(34)의 개구(68)를 통해 노(12)의 격자 영역으로 복귀 층 재료를 안내하는 경사 바닥 벽(76)을 구비한다. 본 발명의 상기 실시예에서, 바닥 벽은 빔(70)의 벽 내에 배열되어, 빔(70)의 물/증기 튜브 벽은, 실질적으로, 빔(70)의 전방 벽, 즉, 경사진 벽이 부착되어 있는 격자(36)의 높이까지 연장된다.Figure 3 is a first preferred embodiment of the present invention, illustrating means for overcoming at least some of the disadvantages of the prior art described above. In connection with FIG. 3, a novel structure for arranging the return conduit 70 with respect to the inclined wall 34 of the bottom portion of the furnace 12 is discussed. In comparison with the prior art return conduit 60, it will be appreciated that the return conduit 70 of the present invention solves at least some of the problems of the prior art. The return conduit 70 extends along the inclined bottom wall 34 over the entire height of the furnace 12 in this embodiment of the present invention to form a vertical buckstay that reinforces the inclined wall 34. To form a three-dimensional beam. The beam / return conduit 70 is advantageously formed from two side walls 72 and a rear wall 74 all made of water / vapor tube panels. Sidewall 72 has two opposing longitudinal edges, as is rear wall 74. Each sidewall is preferably welded and attached to the longitudinal edge of the rear wall by its longitudinal edge to form a U-shaped beam, the cross section of which is shown in more detail in FIG. 4. The beam is welded to the inclined wall 34 of the bottom portion of the furnace along the other longitudinal edge of the side wall 72 to form a hollow rectangular beam 70 such as a box, and the rear wall 74 of the beam Parallel to the inclined wall 34 of the furnace. Near its lower end, the beam 70 has a sloped bottom wall 76 which guides the return layer material through the opening 68 of the inclined wall 34 to the lattice region of the furnace 12. In this embodiment of the invention, the bottom wall is arranged in the wall of the beam 70 such that the water / vapor tube wall of the beam 70 is substantially the front wall of the beam 70, ie the inclined wall. It extends to the height of the grating 36 to which it is attached.

이제, 중공 빔(70)은 노(12)의 바닥 부분, 또는 경사진 벽(34)의 전체 높이를 연장하기 때문에, 그 후방 벽(74)을 포함하는 빔(70)은 노(12)의 압력 하중을 지지할 수 있다. 압력 하중의 실질적인 부분을 지지하는 후방 벽(75) 때문에, 측벽(72)의 수평 연장부{즉, 노(12)의 경사진 측벽(34)에 수직인 연장부}는 종래 기술의 측벽(62, 62')보다 훨씬 더 작게 제조될 수 있다. 이는 노(12)의 부근에서 어느 정도의 공간을 절약한다. 또한, 부분적으로는 더 작은 수평 연장부 때문에, 측벽(72)의 내부 표면의 훨씬 더 큰 부분은 복귀 층 재료와 열 전달이 통하여, 측벽(72)의 열 회수 특성이 종래 기술의 측벽(62, 62')의 열 회수 특성보다 훨씬 더 우수하다. 또한, 보강재의 상자와 같은 구조 때문에, 측벽의 국부적인 버클링의 위험은, 실제, 사라졌다.Now, since the hollow beam 70 extends the bottom portion of the furnace 12, or the overall height of the inclined wall 34, the beam 70, including its rear wall 74, is formed of the furnace 12. It can support pressure loads. Because of the rear wall 75 supporting a substantial portion of the pressure load, the horizontal extension of the sidewall 72 (ie, the extension perpendicular to the inclined sidewall 34 of the furnace 12) is a prior art sidewall 62. , 62 '). This saves some space in the vicinity of the furnace 12. In addition, due in part to smaller horizontal extensions, much larger portions of the inner surface of the sidewalls 72, through heat transfer with the return layer material, cause the heat recovery characteristics of the sidewalls 72 to be reduced. It is much better than the heat recovery characteristic of 62 '). Also, because of the box-like structure of the reinforcement, the risk of local buckling of the sidewalls has, in fact, disappeared.

도 3에 예시된 실시예에 따라, 중공 빔(70)은 노(12)의 하부 경사 벽(34)을 따를 뿐만 아니라, 노(12)의 상부 수직 벽(32)을 따라 연장된다. 이러한 구조를 위한 선행조건은, 수직 상부 벽(32)이 그 하부 부분에 수평 벅스테이를 구비하지 않지만, 수평 지지는 일부 다른 방식으로 수행되는 것이다. 그러나, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라(추후 도 5에 예시), 빔(70)은 경사진 하부 벽(34)을 따라 경사진 벽의 상부 단부까지 진행한 다음, 바깥쪽으로 구부러져서 수직 노 벽(32) 상의 최하부 수평 벅스테이 또는 이차 공기 헤더(secondary air header)(상기 수평 벅스테이를 대체하도록 배열되면)를 통과하는 것이 또한 가능하다.According to the embodiment illustrated in FIG. 3, the hollow beam 70 not only follows the lower inclined wall 34 of the furnace 12, but also extends along the upper vertical wall 32 of the furnace 12. A prerequisite for this structure is that the vertical top wall 32 does not have a horizontal buckstay in its lower part, but the horizontal support is performed in some other way. However, according to another preferred embodiment of the present invention (illustrated in FIG. 5 later), the beam 70 runs along the inclined bottom wall 34 to the upper end of the inclined wall and then bent outwards to the vertical furnace. It is also possible to pass through the bottom horizontal buckstay or secondary air header (if arranged to replace the horizontal buckstay) on the wall 32.

도 4는 노(12)의 바닥 부분의 경사진 벽(34)의 수평 단면과, 이 위에 부착된 두 개의 중공 빔(70)을 예시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 빔은 후방 벽(74)과 두 개의 측벽(72)으로 형성된다. 측벽(72)은 경사진 벽(34)의 외부 표면에 용접되어, 노 벽(34)은 네 번째, 즉, 빔(70)의 전방 벽을 형성한다. 자연히, 빔/복귀 도관(70)의 단면은 항상 직사각형일 필요가 없고, 다른 모양이 또한 적용 가능하다. 본 발명을 고려하면, 빔(70)의 측벽(72)과 후방 벽(74) 모두는 노(12)의 경사진 벽(34)에 가해진 하중을 지지하는데 관여한다. 다른 대안으로서, 빔(70)은 또한 완전한 상자형 구조로 네 개의 물/증기 튜브 패널로 미리제조될 수 있어서, 경사진 벽에 빔을 설치 및 부착시, 빔 벽 중 하나(전방 벽)는 노 벽에 접하여 위치하여, 복귀 도관과 노 구멍(furnace cavity) 사이에 두 개의 벽이 있다. 상기 대안에서는, 자연히, 빔의 추가 전방 벽이 일부 하중을 역시 지지한다.4 illustrates a horizontal cross section of an inclined wall 34 of the bottom portion of the furnace 12 and two hollow beams 70 attached thereon. As shown in FIG. 4, the beam is formed of a rear wall 74 and two side walls 72. The side wall 72 is welded to the outer surface of the inclined wall 34 such that the furnace wall 34 forms a fourth, ie, the front wall of the beam 70. Naturally, the cross section of the beam / return conduit 70 need not always be rectangular, and other shapes are also applicable. In view of the present invention, both the side wall 72 and the rear wall 74 of the beam 70 are involved in supporting the load applied to the inclined wall 34 of the furnace 12. As another alternative, the beam 70 may also be prefabricated with four water / vapor tube panels in a complete box-like structure, so that when installing and attaching the beam to an inclined wall, one of the beam walls (front wall) Located adjacent to the wall, there are two walls between the return conduit and the furnace cavity. In this alternative, naturally, the additional front wall of the beam also bears some load.

도 5는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따라 노(12)의 경사진 하부 벽(34)의 빔/복귀 도관(70)을 개략적으로 예시한다. 여기에서, 수직 노 벽(32)의 상부 부분에는, 세 개의 유동층 열 교환 챔버가 있고, 상기 챔버로부터 복귀 층 재료는, 노(12)의 경사진 하부 벽(32)의 수평 너비를 따라 실질적으로 고르게 위치한 여섯 개의 복귀 도관(각각의 유동화 열 교환기에 대해 두 개씩)에 의해, 노의 층 영역으로 내려온다. 빔의 전체 구조는 앞에서 이미 논의된 것과 유사하다. 그러나, 빔의 하부 단부는 도 3에 도시된 것과 다소 차이가 있는데, 여기에서는, 측벽의 하부 단부가 복귀 도관/빔의 바닥 벽에서 종결되고, 바닥 벽은 앞에서 논의된 바와 같이, 격자를 향하여 경사져 있기 때문이다. 이러한 종류의 빔 구조는, 경사진 벽에 의해 빔에 가해진 힘이 격자 부근에서 매우 제한되고, 경사진 벽은 격자에 의해 그 단부에서 지지되어, 격자 높이 위로 훨씬 더 멀리 구부러지지 않기 때문에, 가능하다. 그래서, 반드시 그렇지는 않지만, 바람직하게, 고정된 너비 측벽을 갖는 전체 3차원 빔은 경사진 벽 높이의 적어도 80% 이상, 바람직하게는, 적어도 90% 연장되어야 하는 것으로 언급될 수 있다. 나머지 빔 길이에 대해서, 빔 단면적, 또는 측벽의 너비는, 연속적 또는 불연속적으로, 경사진 벽의 하부 단부를 향하여 감소할 수 있다.5 schematically illustrates the beam / return conduit 70 of the inclined bottom wall 34 of the furnace 12 in accordance with a second preferred embodiment of the present invention. Here, in the upper portion of the vertical furnace wall 32, there are three fluidized bed heat exchange chambers, from which the return layer material is substantially along the horizontal width of the inclined lower wall 32 of the furnace 12. The six return conduits (two for each fluidization heat exchanger) are evenly placed down to the bed area of the furnace. The overall structure of the beam is similar to that discussed previously. However, the lower end of the beam is somewhat different from that shown in FIG. 3, where the lower end of the side wall terminates at the bottom wall of the return conduit / beam and the bottom wall is inclined toward the grating, as discussed above. Because there is. This kind of beam structure is possible because the force exerted on the beam by the inclined wall is very limited in the vicinity of the grating and the inclined wall is supported at its end by the grating so that it does not bend much further above the grating height. . Thus, although not necessarily, it can be said that preferably the entire three-dimensional beam with fixed width sidewalls must extend at least 80% or more, preferably at least 90% of the inclined wall height. For the remaining beam lengths, the beam cross-sectional area, or the width of the side walls, can be reduced toward the lower end of the sloped wall, continuously or discontinuously.

복귀 도관/빔의 바닥 벽은 물/증기 튜브 패널로 제조되는 것이 바람직하다. 즉, 바람직한 옵션으로, 바닥 벽은, 단지 패널을 충분히 굽혀서, 후방 벽의 패널과 동일한 패널로 제조될 수 있다. 도 5에 도시된 실시예를 고려하여, 언급할만한 다른 것은, 빔의 상부 부분이 바깥쪽으로 구부러진 것으로 도시되어, 노 벽과 빔 사이에 공간을 남긴다는 것이다. 본 발명의 이러한 변형예에서, 수직 노 벽의 하부 단부는 수평 벅스테이 또는 벅스테이로 작용하는 이차 공기 채널을 구비하고, 이는, 한편으로, 수직 빔을 위한 상부 부착 지점으로 사용되지만, 다른 한편으로는, 순환 층 재료를 위한 복귀 도관으로 작용할 수 있도록 빔이 통과해야만 한다. 노의 수직 벽과 그것의 강화에 관해서, 복귀 도관 또는 복귀 레그(return leg)를 수직 벅스테이로 사용하는 것이 가능하지만, 수직 벽은, 벅스테이와 복귀 레그 모두에 충분한 공간이 있기 때문에, 그 자신의 수직 벅스테이를 또한 가질 수 있다.The bottom wall of the return conduit / beam is preferably made of water / vapor tube panel. That is, in a preferred option, the bottom wall can be made of the same panels as the panels of the back wall, just by bending the panels sufficiently. In view of the embodiment shown in FIG. 5, another thing worth mentioning is that the upper part of the beam is shown bent outward, leaving a space between the furnace wall and the beam. In this variant of the invention, the lower end of the vertical furnace wall has a secondary air channel acting as a horizontal buckstay or buckstay, which, on the one hand, is used as an upper attachment point for the vertical beam, but on the other hand The beam must pass through so that it can act as a return conduit for the circulating layer material. With regard to the vertical wall of the furnace and its reinforcement, it is possible to use a return conduit or return leg as a vertical buckstay, but since the vertical wall has enough space in both the buckstay and the return leg, It can also have a vertical buckstay.

본 발명의 복귀 도관 또는 빔은, 보일러(10)의 상부 벽 위에 배열된 유동층 열 교환 챔버 외에, 고형물 분리기(16), 고형물 분리기(16)에 매달린 유동층 열 교환 챔버, 및 보일러(10) 및 고형물 분리기(16)로부터 분리 지지된 유동층 열 교환 챔버와 유동이 통하도록 배열될 수 있다.The return conduit or beam of the present invention is in addition to the fluidized bed heat exchange chamber arranged on the upper wall of the boiler 10, the solids separator 16, the fluidized bed heat exchange chamber suspended on the solids separator 16, and the boiler 10 and the solids. It may be arranged to communicate with the fluidized bed heat exchange chamber separated and supported from the separator 16.

상기 상세한 설명에 비추어, 본 발명의 일부 가장 바람직한 실시예만이 논의된 것으로 이해해야 한다. 그래서, 본 발명은 상기 기재된 실시예에 제한되지 않고, 첨부된 청구항의 범위 내에서 많은 방법으로 변형될 수 있음이 분명하다. 또한, 본 발명의 특정 실시예의 특징은 본 발명의 기본 개념 내에서 다른 실시예의 특징과 관련하여 적용되거나, 작업 및 기술적으로 실행 가능한 구성을 생기도록 하는 한, 서로 다른 실시예로부터의 특징이 서로 조합될 수 있음을 이해해야 한다.In view of the above detailed description, it should be understood that only some of the most preferred embodiments of the present invention have been discussed. Thus, it is clear that the present invention is not limited to the above described embodiments, but can be modified in many ways within the scope of the appended claims. In addition, features of particular embodiments of the present invention may be combined with each other from features of different embodiments so long as they are applied in connection with the features of other embodiments within the basic concept of the invention, or to create a working and technically feasible configuration. It should be understood.

추가로, 앞에서 이미 논의된 바와 같이, 하나 이상의 빔/복귀 도관은 노의 바닥 부분의 벽을 보강하는데 사용될 수 있음이 분명하다. 빔은 노의 바닥 부분의 단독 수직 보강 수단을 형성하거나, 통상적인 벅스테이와 함께 사용될 수 있어서, 적어도 하나의 벅스테이와 적어도 하나의 복귀 도관/빔은 수직 보강재를 형성한다. 이와 유사하게, 복귀 도관/빔은, 상술한 방식으로, 노의 바닥 부분의 하나의 경사진 벽뿐만 아니라, 맞은편 경사진 벽과, 선택적으로, 또한 노 바닥 부분의 적어도 하나의 수직 벽을 보강하기 위해 사용될 수 있다. 마지막으로, 본 발명은 벽의 경사와 관계없이 노의 바닥 부분의 하나 이상의 측벽을 보강하는데 적용할 수 있다. 즉, 벽/벽들은 수직이거나 임의의 방향으로 기울어져 있을 수 있다.In addition, as already discussed above, it is clear that one or more beam / return conduits may be used to reinforce the walls of the bottom portion of the furnace. The beam forms the sole vertical reinforcement means of the bottom portion of the furnace, or can be used with conventional buckstays such that at least one buckstay and at least one return conduit / beam form a vertical reinforcement. Similarly, the return conduit / beam reinforces, in the manner described above, not only one sloped wall of the bottom portion of the furnace, but also the opposite sloped wall and, optionally, at least one vertical wall of the furnace bottom portion. Can be used to Finally, the invention is applicable to reinforcing one or more sidewalls of the bottom portion of the furnace regardless of the slope of the wall. That is, the walls / walls can be vertical or inclined in any direction.

Claims (30)

보일러 장치(boiler arrangement)용 벽 구조(wall consturction)로서,
상기 보일러 장치는 적어도 노(furnace)와 분리기(separator)로 형성되고, 상기 노는 격자(grid), 바닥 부분(bottom part), 및 상부 부분(upper part)을 가지며, 상기 분리기는 상기 노의 상기 상부 부분과 상기 바닥 부분 모두와 유동이 통하는 도관(conduit)에 의해 배열되어 있으며, 상기 도관은 상기 분리기와 함께 층 재료(bed material)의 외부 순환(external circulation)을 형성하고, 상기 노의 상기 상부 부분은 네 개의 수직 벽을 가지며, 상기 노의 상기 바닥 부분은 일정 높이와 상기 격자로부터 상기 수직 벽까지 위로 연장하는 네 개의 벽을 갖는, 보일러 장치용 벽 구조에 있어서,
상기 벽 구조는,
상기 노의 상기 바닥 부분의 벽에 부착되고 실질적으로 상기 바닥 부분의 전체 높이 위로 연장하는 적어도 하나의 중공 빔(hollow beam)을 포함하고, 상기 적어도 하나의 중공 빔은 층 재료를 상기 노 안으로 복귀시키기 위해 상기 외부 순환과 유동이 통하는, 보일러 장치용 벽 구조.As a wall consturction for a boiler arrangement,
The boiler apparatus is formed of at least a furnace and a separator, the furnace having a grid, a bottom part, and an upper part, the separator having the upper portion of the furnace. Arranged by a conduit in flow communication with both the portion and the bottom portion, the conduit together with the separator forming an external circulation of bed material and the upper portion of the furnace. Has four vertical walls, the bottom portion of the furnace having a constant height and four walls extending upwards from the grid to the vertical wall,
The wall structure,
At least one hollow beam attached to a wall of the bottom portion of the furnace and extending substantially above the full height of the bottom portion, wherein the at least one hollow beam returns the layer material into the furnace. To the external circulation and flow, the wall structure for the boiler device. 제 1항에 있어서, 상기 외부 순환으로부터 층 재료를 수용하기 위해 상기 노의 상기 바닥 부분의 벽에 개구(opening)를 더 포함하고, 상기 개구는 상기 적어도 하나의 중공 빔과 유동이 통하도록 배열되어 있는, 보일러 장치용 벽 구조.The apparatus of claim 1, further comprising an opening in a wall of the bottom portion of the furnace for receiving layer material from the external circulation, the opening arranged to be in flow communication with the at least one hollow beam. Wall structure for boiler equipment. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중공 빔은 상기 노의 상기 바닥 부분의 벽 높이의 적어도 80% 이상 연장하는, 보일러 장치용 벽 구조.The wall structure of claim 1, wherein the at least one hollow beam extends at least 80% of the wall height of the bottom portion of the furnace. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중공 빔은, 그 하부 부분에서, 상기 노의 상기 격자에 부착된, 보일러 장치용 벽 구조.The wall structure of claim 1, wherein the at least one hollow beam is attached, in its lower part, to the lattice of the furnace. 제 1항에 있어서, 상기 노의 상기 상부 부분의 수직 벽의 하부 단부에서 최하부 수평 보강재를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 중공 빔은 상부 부분을 갖고, 상기 빔은, 그 상부 부분에서, 상기 최하부 수평 보강재에 부착된, 보일러 장치용 벽 구조.10. The apparatus of claim 1, further comprising a lowermost horizontal reinforcement at the lower end of the vertical wall of the upper portion of the furnace, wherein the at least one hollow beam has an upper portion, and the beam, at its upper portion, the lowermost portion. Wall structure for boiler units, attached to horizontal stiffeners. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중공 빔은, (i) 상기 보일러의 상기 상부 부분의 수직 벽에 배열된 유동층 열 교환 챔버(fluidized bed heat exchange chamber), (ii) 상기 분리기에 매달려 있는 유동층 열 교환 챔버, (iii) 상기 보일러와 상기 분리기로부터 분리 지지된 유동층 열 교환 챔버, 및 (iv) 분리기 중 하나와 유동이 통하도록 배열되어 있는, 보일러 장치용 벽 구조.The fluidized bed of claim 1, wherein the at least one hollow beam comprises (i) a fluidized bed heat exchange chamber arranged in a vertical wall of the upper portion of the boiler, and (ii) a fluidized bed suspended in the separator. A heat exchange chamber, (iii) a fluidized bed heat exchange chamber separately supported from the boiler and the separator, and (iv) a flow arrangement with the one of the separators. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중공 빔은 물/증기 튜브 패널로 형성되어 적어도 두 개의 측벽과 하나의 후방 벽을 형성하고, 상기 패널은 상자형 구조를 형성하기 위해 서로 부착되고 상기 노의 상기 바닥 부분의 벽에 부착되는, 보일러 장치용 벽 구조.The apparatus of claim 1, wherein the at least one hollow beam is formed of a water / steam tube panel to form at least two sidewalls and one rear wall, the panels being attached to each other to form a box-like structure and Wall structure for a boiler device, which is attached to the wall of the bottom part. 제 7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중공 빔의 상기 후방 벽은 상기 노의 상기 바닥 부분의 벽과 평행한, 보일러 장치용 벽 구조.8. The wall structure of claim 7, wherein the rear wall of the at least one hollow beam is parallel to the wall of the bottom portion of the furnace. 제 7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중공 빔은 하부 부분(lower part)을 갖고, 바닥 벽은 상기 빔의 상기 하부 부분에 배열된, 보일러 장치용 벽 구조.8. Wall structure according to claim 7, wherein the at least one hollow beam has a lower part and a bottom wall is arranged in the lower part of the beam. 제 9항에 있어서, 상기 바닥 벽은 상기 적어도 하나의 중공 빔의 상기 측벽 사이에 배열된, 보일러 장치용 벽 구조.10. The wall structure of claim 9, wherein the bottom wall is arranged between the sidewalls of the at least one hollow beam. 제 9항에 있어서, 상기 바닥 벽은 상기 측벽 사이에서 상기 적어도 하나의 중공 빔의 상기 후방 벽을 굽혀서 형성되는, 보일러 장치용 벽 구조.10. The wall structure of claim 9, wherein the bottom wall is formed by bending the rear wall of the at least one hollow beam between the side walls. 제 9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중공 빔의 상기 바닥 벽은 상기 개구를 향하여 경사지도록 배열된, 보일러 장치용 벽 구조.10. The wall structure of claim 9, wherein the bottom wall of the at least one hollow beam is arranged to be inclined toward the opening. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중공 빔은 두 개의 측벽과 하나의 후방 벽으로 형성되고, 각각은 두 개의 종방향 에지를 가지며, 상기 측벽은 종방향 에지를 갖고 하나의 종방향 에지에 의해 상기 노의 상기 바닥 부분의 벽에 부착되고 대향하는 종방향 에지에 의해 상기 후방 벽의 종방향 에지에 부착되어, 상자형 구조를 형성하는, 보일러 장치용 벽 구조.2. The system of claim 1, wherein the at least one hollow beam is formed of two side walls and one rear wall, each having two longitudinal edges, the side walls having longitudinal edges and by one longitudinal edge. A wall structure for a boiler apparatus, attached to the longitudinal edge of the rear wall by an opposing longitudinal edge and attached to the wall of the bottom portion of the furnace, to form a box-like structure. 제 13항에 있어서, 상기 상자형 구조는 중공 빔을 형성하는, 보일러 장치용 벽 구조.14. The wall structure of claim 13, wherein the box-like structure forms a hollow beam. 제 1항에 있어서, 상기 노의 상기 바닥 부분의 벽은 실질적으로 수직 보강재 또는 벅스테이(buckstay)로 작용하는 하나 이상의 중공 빔을 갖는, 보일러 장치용 벽 구조.The wall structure of claim 1, wherein the wall of the bottom portion of the furnace has one or more hollow beams acting as substantially vertical stiffeners or buckstays. 보일러 장치에 있어서,
격자와, 바닥 부분과, 상부 부분을 갖는 노로서, 상기 노의 상기 상부 부분은 네 개의 수직 벽을 갖고, 상기 노의 상기 바닥 부분은 일정 높이와 상기 격자로부터 상기 수직 벽까지 위로 연장하는 네 개의 벽을 갖는, 상기 노와,
상기 노의 상기 상부 부분 및 상기 바닥 부분과 유동이 통하는 도관에 의해 배열된 분리기로서, 상기 도관은 상기 분리기와 함께 층 재료의 외부 순환을 형성하는, 상기 분리기와,
상기 노의 상기 바닥 부분의 벽에 부착되고 실질적으로 상기 바닥 부분의 전체 높이 위로 연장하는 적어도 하나의 중공 빔을 포함하는 벽 구조로서, 상기 적어도 하나의 중공 빔은 층 재료를 상기 노 안으로 복귀시키기 위해 상기 외부 순환과 유동이 통하는, 상기 벽 구조를
포함하는, 보일러 장치.In the boiler apparatus,
A furnace having a lattice, a bottom portion and an upper portion, the upper portion of the furnace having four vertical walls, the bottom portion of the furnace having four heights and extending upward from the grid to the vertical wall The furnace having a wall,
A separator arranged by conduits in flow communication with the top and bottom portions of the furnace, the conduit together with the separator forming an external circulation of layer material,
A wall structure comprising at least one hollow beam attached to a wall of the bottom portion of the furnace and extending substantially above the full height of the bottom portion, the at least one hollow beam for returning layered material into the furnace; The wall structure, in which the external circulation and flow communicate,
Included, boiler device. 제 16항에 있어서, 상기 외부 순환으로부터 층 재료를 수용하기 위해 상기 노의 상기 바닥 부분의 벽에 개구를 더 포함하고, 상기 개구는 상기 적어도 하나의 중공 빔과 유동이 통하도록 배열되어 있는, 보일러 장치.17. The boiler of claim 16, further comprising an opening in a wall of the bottom portion of the furnace for receiving layer material from the external circulation, the opening arranged to be in flow communication with the at least one hollow beam. Device. 제 16항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중공 빔은 상기 노의 상기 바닥 부분의 벽의 높이의 적어도 80% 이상 연장하는, 보일러 장치.The boiler apparatus of claim 16, wherein the at least one hollow beam extends at least 80% or more of the height of the wall of the bottom portion of the furnace. 제 16항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중공 빔은, 그 하부 부분에서, 상기 격자에 부착된, 보일러 장치.The boiler apparatus according to claim 16, wherein the at least one hollow beam is attached to the grating in its lower portion. 제 16항에 있어서, 상기 노의 상기 상부 부분의 수직 벽의 하부 단부에서 최하부 수평 보강재를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 중공 빔은 상부 부분을 갖고, 상기 빔은, 그 상부 부분에서, 상기 최하부 수평 보강재에 부착된, 보일러 장치.17. The apparatus of claim 16, further comprising a lowermost horizontal reinforcement at the lower end of the vertical wall of the upper portion of the furnace, wherein the at least one hollow beam has an upper portion, and the beam, at its upper portion, the lowermost portion. Boiler device, attached to the horizontal reinforcement. 제 16항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중공 빔은, (i) 상기 보일러의 상기 상부 부분의 수직 벽에 배열된 유동층 열 교환 챔버, (ii) 상기 분리기에 매달려 있는 유동층 열 교환 챔버, (iii) 상기 보일러와 상기 분리기로부터 분리 지지된 유동층 열 교환 챔버, 및 (iv) 분리기 중 하나와 유동이 통하도록 배열되어 있는, 보일러 장치.17. The fluidized bed heat exchange chamber of claim 16, wherein the at least one hollow beam comprises: (i) a fluidized bed heat exchange chamber arranged in a vertical wall of the upper portion of the boiler, (ii) a fluidized bed heat exchange chamber suspended in the separator, A fluidized bed heat exchange chamber separated from and supported by the boiler and the separator, and (iv) a flow arrangement with the one of the separators. 제 16항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중공 빔은 물/증기 튜브 패널로 형성되어 적어도 두 개의 측벽과 하나의 후방 벽을 형성하고, 상기 패널은 상자형 구조를 형성하기 위해 서로 부착되고 상기 노의 상기 바닥 부분의 벽에 부착되는, 보일러 장치.17. The apparatus of claim 16, wherein the at least one hollow beam is formed of a water / steam tube panel to form at least two sidewalls and one rear wall, the panels being attached to each other to form a box-like structure and A boiler apparatus, attached to the wall of the bottom portion. 제 22항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중공 빔의 상기 후방 벽은 상기 노의 상기 바닥 부분의 벽과 평행한, 보일러 장치.23. The boiler apparatus according to claim 22, wherein the rear wall of the at least one hollow beam is parallel to the wall of the bottom portion of the furnace. 제 22항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중공 빔은 하부 부분을 갖고, 바닥 벽은 상기 적어도 하나의 중공 빔의 상기 하부 부분에 배열된, 보일러 장치.The boiler apparatus of claim 22, wherein the at least one hollow beam has a lower portion and a bottom wall is arranged in the lower portion of the at least one hollow beam. 제 24항에 있어서, 상기 바닥 벽은 상기 적어도 하나의 중공 빔의 상기 측벽 사이에 배열된, 보일러 장치.The boiler apparatus of claim 24, wherein the bottom wall is arranged between the sidewalls of the at least one hollow beam. 제 24항에 있어서, 상기 바닥 벽은 상기 측벽 사이에서 상기 적어도 하나의 중공 빔의 상기 후방 벽을 굽혀서 형성되는, 보일러 장치.The boiler apparatus of claim 24, wherein the bottom wall is formed by bending the rear wall of the at least one hollow beam between the side walls. 제 24항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중공 빔의 상기 바닥 벽은 상기 개구를 향하여 경사지도록 배열된, 보일러 장치.The boiler apparatus of claim 24, wherein the bottom wall of the at least one hollow beam is arranged to be inclined toward the opening. 제 16항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중공 빔은 두 개의 측벽과 하나의 후방 벽으로 형성되고, 각각은 두 개의 종방향 에지를 가지며, 상기 측벽은 종방향 에지를 갖고 하나의 종방향 에지에 의해 상기 노의 상기 바닥 부분의 벽에 부착되고 대향하는 종방향 에지에 의해 상기 후방 벽의 종방향 에지에 부착되어, 상자형 구조를 형성하는, 보일러 장치.17. The apparatus of claim 16, wherein the at least one hollow beam is formed of two side walls and one rear wall, each having two longitudinal edges, the side walls having a longitudinal edge and by one longitudinal edge. A boiler device attached to the wall of the bottom portion of the furnace and attached to the longitudinal edge of the rear wall by opposing longitudinal edges to form a box-like structure. 제 28항에 있어서, 상기 상자형 구조는 중공 빔을 형성하는, 보일러 장치.29. The boiler apparatus according to claim 28, wherein the box-like structure forms a hollow beam. 제 16항에 있어서, 상기 노의 상기 바닥 부분의 벽은 실질적으로 수직 보강재 또는 벅스테이로 작용하는 하나 이상의 중공 빔을 갖는, 보일러 장치.17. The boiler apparatus of claim 16, wherein the wall of the bottom portion of the furnace has one or more hollow beams acting as substantially vertical stiffeners or buckstays.
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