KR20130123601A

KR20130123601A - 노즐부를 구비한 순환유동층 보일러 연료공급장치

Info

Publication number: KR20130123601A
Application number: KR1020120046852A
Authority: KR
Inventors: 조영진
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2012-05-03
Filing date: 2012-05-03
Publication date: 2013-11-13

Abstract

본 발명은 석탄(coal)을 연소실 내부로 공급하는 순환유동층 보일러 연료공급장치에 관한 것으로서, 특히 슈트를 통해 연소실로 공급되는 석탄으로 인한 연소실의 파손을 방지할 수 있게 구성한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 순환유동층 보일러 연료공급장치는 연소실로 연료를 공급할 수 있도록 연소실에 경사지게 연결된 슈트와, 슈트의 길이 상단부에 장착되며 저장된 연료를 슈트로 투입하는 피더와, 슈트가 연소실에 연결된 연소실의 측벽에 장착되어 연소실 안쪽으로 에어를 분사하는 노즐부를 포함하며, 노즐부를 통해 분사된 에어는 슈트를 따라 내려와 연소실 안쪽으로 투입된 석탄을 연소실 안쪽으로 비산시키는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

노즐부를 구비한 순환유동층 보일러 연료공급장치{Circulating Fluidized Bed Combustion Boiler Fuel Supply Apparatus with Nozzles}

본 발명은 석탄(coal)을 연소실 내부로 공급하는 순환유동층 보일러 연료공급장치에 관한 것으로서, 특히 슈트를 통해 연소실로 공급되는 석탄으로 인한 연소실의 파손을 방지할 수 있게 구성한 것이다.

순환유동층 보일러는 통상적으로 순환유동층 연소실, 고온 회분리 장치, 입자를 연소로로 되돌리는 장치, 그리고 보일러 형태에 따라 외부 유동층열교환기 및 연료공급장치로 구분된다. 순환유동층 보일러는 다른 고체연료의 연소보일러에 비해 많은 장점을 갖는다.

특히 연료의 다양성은 순환유동층의 매우 큰 장점 중에 하나이다. 순환유동층에서는 기체-고체 및 고체-고체의 뛰어난 혼합으로 인해 높은 황 및 회재를 지닌 석탄을 비롯하여 저급의 갈탄(lignite), 유혈암(oil shale), 석유코크스(petroleum coke), 폐목재(wood waste), 도시 폐기물 및 기타 산업폐기물 등을 연료로 할 수 있으며, 특히 저열량 연료에 대해서도 기타 보조연료의 사용 없이 연소할 수 있는 장점이 있다.

한편 순환유동층 보일러의 연료공급장치에 있어서, 앞서 살펴본 바와 같이 연료공급장치를 통해 석탄을 연소실로 공급하게 되는데, 도 1은 종래의 순환유동층 보일러의 연료공급장치를 나타낸 개념도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 연소실(1)의 하단부에는 경사지게 배치된 연료공급장치의 슈트(3)가 연결되며, 슈트(3)의 상단에는 피더(5)가 장착된다. 그리고 피터(5)에서 슈트(3)로 투입된 석탄은 경사지게 위치한 슈트(3)를 따라 연소실(1) 내부로 공급된다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 슈트(3)를 따라 하향으로 이동한 석탄은 슈트(3)를 벗어나면서 관성(운동에너지)에 의해 연소실(1) 바닥으로 떨어지게 되는데, 이때 연소실(1) 바닥에 장착된 에어 노즐(10)과 부딪치게 되고, 고온 상태에 놓인 연소실(1)의 바닥 또는 에어 노즐(10)은 충격에 의해 마모되어 파손되는 문제점이 있다.

또한 많은 양의 석탄이 슈트(3)를 따라 연소실(1)의 내부로 투입되면서 석탄이 에어 노즐(10)에 고착되어 노즐의 입구를 막게 되는 단점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0725001호

본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 슈트를 통해 연소실 내부로 투입되는 석탄에 의해 연소실 바닥 및 에어 노즐의 파손을 방지할 수 있는 순환유동층 보일러 연료공급장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 순환유동층 보일러 연료공급장치는 연소실로 연료를 공급할 수 있도록 연소실에 경사지게 연결된 슈트와, 슈트의 길이 상단부에 장착되며 저장된 연료를 슈트로 투입하는 피더와, 슈트가 연소실에 연결된 연소실의 측벽에 장착되어 연소실 안쪽으로 에어를 분사하는 노즐부를 포함하며, 노즐부를 통해 분사된 에어는 슈트를 따라 내려와 연소실로 투입된 석탄을 연소실 안쪽으로 비산시키는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 노즐부는 연소실의 측벽에 장착되며 연소실 안쪽으로 에어를 분사하는 노즐들과, 압축된 고압의 에어를 공급하는 압축기와, 노즐들과 압축기를 연결하는 관들을 포함한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 노즐들은 연소실의 측벽에 연결된 슈트의 하단부 둘레를 따라 장착된다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 순환유동층 보일러 연료공급장치는 슈트를 따라 미끄러져 내린 석탄을 향해 고압의 에어를 분사하여 석탄의 운동에너지를 감소시키고 또한 석탄의 운동방향을 바꿔 연소실에 가해지는 충격을 감소시킨다. 연소실에 가해지는 충격이 감소됨에 따라 연소실의 바닥을 보호할 수 있을 뿐만 아니라, 연소실 바닥에 장착된 에어 노즐의 파손을 예방할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 종래에는 슈트에서 떨어진 석탄이 한 지점에 많이 쌓여 고착되는 문제점이 있었으나, 본 발명에 따른 순환유동층 보일러 연료공급장치는 슈트를 따라 연소실 측벽으로 미끄러져 내린 석탄을 고압의 에어를 이용하여 연소실 안쪽으로 불어 넣어 석탄을 분산시켜 고착의 문제점을 해결할 수 있다.

도 1은 종래의 순환유동층 보일러의 연료공급장치를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 순환유동층 보일러 연료공급장치를 나타낸 개념도이고,
도 3은 도 2에 도시된 순환유동층 보일러 연료공급장치의 노즐부를 나타낸 상세도이며,
도 4는 도 3에 도시된 A-A'의 측면도이다.

아래에서는 본 발명에 따른 노즐부를 구비한 순환유동층 보일러 연료공급장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면에서, 도 2는 본 발명에 따른 순환유동층 보일러 연료공급장치를 나타낸 개념도이고, 도 3은 도 2에 도시된 순환유동층 보일러 연료공급장치의 노즐부를 나타낸 상세도이며, 도 4는 도 3에 도시된 A-A'의 측면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 피더(5)의 아래에는 슈트(3)가 연결된다. 그리고 피더(5)에 저장된 석탄은 슈트(3)로 떨어진 후 슈트(3)를 따라 아래로 미끄러져 이동한 후 연소실(1) 내부로 투입된다.

노즐부(100)의 노즐(110)들은 연소실(1)에 연결된 슈트(3)의 하단부 둘레에 설치되는데, 노즐(110)을 통해 분사되는 고압의 에어는 연소실(1)의 측벽(2)에 대해 수직방향으로 분사된다.

아래에서는 이와 같이 구성된 순환유동층 보일러 연료공급장치에 대해 구체적으로 설명한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 노즐부(100)는 연소실(1)의 측벽(2)에 연결된 슈트(3)의 하단부 둘레를 따라 장착된 복수 개의 노즐(110)들과, 노즐(110)들에 각각 연결된 유연관(111)과, 유연관(111)들이 연결된 에어 파이프(113) 및, 에어 파이프(113)가 연장되며 고압의 에어를 생산하여 에어 파이프(113)로 공급하는 압축기(115)를 포함한다. 따라서 압축기(115)에서 생산된 고압의 에어는 에어 파이프(113) 및 유연관(111)을 따라 유동한 후 노즐(110)을 통해 연소실(1) 내부로 분사된다.

한편 슈트(3)를 따라 내려온 석탄은 슈트(3)에서 이탈하여 연소실(1) 내부로 떨어지는 순간 슈트(3)의 하단부 둘레에서 분사되는 고압의 에어와 부딪쳐 연소실(1) 안쪽으로 비산된다.

종래에는 슈트(3)를 따라 내려온 석탄이 관성에 의해 연소실(1) 바닥으로 떨어지면서 연소실(1) 바닥 또는 바닥에 설치된 에어 노즐(10)과 부딪쳤으나, 본 발명에서는 슈트(3)의 하단부 둘레에 장착된 노즐(110)들에서 분사된 에어에 의해 연소실(1) 안쪽으로 비산된다. 따라서 슈트(3)를 따라 내려오던 석탄의 진입방향이 노즐(110)들에서 분사된 에어에 의해 연소실(1) 안쪽으로 방향 전환을 하게 되고, 석탄의 운동에너지 또한 에어의 압력에 의해 감소된 상태로 연소실(1) 내부로 투입된다.

따라서 종래와 같이 석탄이 연소실(1) 바닥 및 에어 노즐(10)에 가했던 충격을 감소시킬 수 있으며, 석탄을 연소실(1) 안쪽 넓은 범위로 비산시켜 석탄이 연소실 바닥 또는 에어 노즐(10)에 고착되는 것을 방지할 수 있다.

1 : 연소실
3 : 슈트
5 : 피더
10 : 에어 노즐
100 : 노즐부
110 : 노즐
111 : 유연관
113 : 에어 파이프
115 : 압축기

Claims

연소실(1)로 연료를 공급할 수 있도록 연소실(1)에 경사지게 연결된 슈트(3)와,
슈트(3)의 길이 상단부에 장착되며 저장된 연료를 슈트(3)로 투입하는 피더(5)와,
슈트(3)가 연소실(1)에 연결된 연소실(1)의 측벽(2)에 장착되어 연소실(1) 안쪽으로 에어를 분사하는 노즐부(100)를 포함하며,
노즐부(100)를 통해 분사된 에어는 슈트(3)를 따라 내려와 연소실(1)로 투입된 석탄을 연소실(1) 안쪽으로 비산시키는 것을 특징으로 하는 순환유동층 보일러 연료공급장치.
제1항에 있어서,
노즐부(100)는 연소실의 측벽(2)에 장착되며 연소실(1) 안쪽으로 에어를 분사하는 노즐(110)들과, 압축된 고압의 에어를 공급하는 압축기(115)와, 노즐(110)들과 압축기(115)를 연결하는 관(111, 113)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 순환유동층 보일러 연료공급장치.
제2항에 있어서,
노즐(110)들은 연소실(1)의 측벽(2)에 연결된 슈트(3)의 하단부 둘레를 따라 장착된 것을 특징으로 하는 순환유동층 보일러 연료공급장치.