KR20140008347A - 총 보일러 효율을 증가시키는 중회의 냉각 및 추출을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

에너지-생산 유닛의 고체 화석 연료로부터 야기되는 재의 큰 유동율을 위한, 연소실(2)과 연계되어 사용되기 쉬운 형태의 중회(heavy ash) 냉각 시스템(1)으로서, 상기 시스템(1)은:
- 냉각 공기의 이송을 위한 개구(9)가 설치되고 실질적으로 연속의 베드 형태로 연소실(2)에서 생성된 재를 수용하는 전달 표면(311) 및 수용 케이싱(3)을 갖춘 그리고 연소실(2) 아래에 배열된 중회를 전달하기 위한 전달 벨트(31); 및
- 상기 전달 표면(311) 아래에 배열되고 공기 공급의 유출을 제한하도록 구성된 적어도 하나의 분할 영역(4) 및 이 분할 영역(4)에서 냉각 공기의 강제 공급을 위한 강제 공급 수단(11)을 포함함과 더불어 상기 전달 표면(311) 상에 수용된 중회를 냉각하기 위한 냉각 수단을 포함하며,
상기 분할 영역(4)으로 공급된 냉각 공기는 전달 표면에 수용된 재의 베드 및 상기 전달 표면(311)의 개구(9)들을 가로지르도록 전체 구성이 배열된다.

Description

총 보일러 효율을 증가시키는 중회의 냉각 및 추출을 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR COOLING AND EXTRACTION OF HEAVY ASHES WITH INCREASE IN TOTAL BOILER EFFICIENCY}

본 발명은 연소실과 연계되어 쉽게 사용될 수 있는 형태의 중회(heavy ash) 냉각 시스템에 관한 것으로, 특히 예컨대 에너지-생산 유닛의 고체 화석 연료로부터 야기되는 재(ash: 灰)의 큰 유동율을 위한 냉각 시스템에 관한 것이다.

공지의 고체 연료로부터 연소실(또는 보일러)에서 생성된 중회의 건조 냉각 및 추출 시스템은 재 베드(ash bed)의 냉각 공기에 기초한다. 이를 위해, 냉각 공기는 보일러의 스로트(throat) 바로 아래에 배치된 내고온성의 벨트로 전달된다. 냉각 공기는 벨트의 수용 케이싱의 적절한 개구를 통과하여 보일러 내에 제공된 부압(negative pressure)에 의해 추출 시스템으로 이끌어진다. 다음에, 상기 냉각 공기는 시스템으로 이동하고 감지 방향의 역방향으로 재 베드로 이동하여 재 및 장치를 냉각시킨다.

EP 0 252 967에는 기술된 그러한 타입의 추출 및 냉각용 시스템이 개시되어 있다.

상술한 역류의 재와 공기간 열교환의 메카니즘은 다음과 같은 점에서 추출 시스템의 크기에 영향을 미친다:

- 재가 갖는 열교환 계수를 증가시키기 위해 시스템 내의 공기 자체의 속도를 최적화하는데 이용된 공기 유동율; 및

- 전달 벨트의 차축거리 및 속도, 공기와 접촉하는 재의 상주 시간을 증가시키고 재의 높이를 제한하기 위해 최적화되는 파라미터.

사실상, 재의 냉각 효율은 공기의 열교환을 위해 노출된 이용가능한 표면으로 제한된다. 특히, 재의 고유 특성이 주어지고, 냉각된 공기가 제1층을 스쳐지나 가기 때문에, 내부 층의 재가 일정 온도를 유지한다.

따라서, 공지 시스템의 개선될 수 있는 제1특징은 재와 냉각 공기간 열교환 방식과 관련된다.

통상 냉각 공기의 양과 재의 양 사이의 관계는 3:1, 즉 1톤의 중회를 냉각하는데 3톤의 공기가 필요하다. 그러나, 재 냉각의 하류에서, 보일러 내에 도입된 모든 공기가 그 바닥으로부터 이끌어지기 때문에, 그러한 냉각 공기의 양은 총 연소 공기의 0.5 내지 2%를 초과하지 않아야 한다. 실제로, 만약 그와 같은 한계 이상으로 바뀌면, 연료와 공기간 그러한 분자단위 혼합비는 연소 효율의 감소 및 난로의 감손의 증가를 초래한다.

특히, 상술한 공지의 시스템에 있어서, 연소 효율의 증가에 기여하는 요인들은 다음과 같다:

- 공기에 적합한 추출 벨트 상에서 연소하지 않는 후연소로 인해 냉각 공기의 감온 열(sensitive heat)에 의해 회복된 화학적 에너지;

- 보일러 내로 재도입된 냉각 공기의 감온 열에 의해 회복된 재의 감온 열; 및

- 시스템의 조사 요소(irradiated component)에 의해 흡수되고 냉각 공기 및 추출된 재를 전달하는 보일러의 스로트에서의 복사 부빙(radiant floe)의 회복.

대신 보일러의 효율의 감소를 결정하는 요인은 공기/연기 예열기에서의 효율의 감소이다. 상기 예열기는 공기 및 연기를 예열함으로써 연소의 연기를 확실하게 냉각하는 대기(ambient air)의 사용을 포함한다. 그와 같은 예열된 공기는 연소실로 보내진다. 그러나, 이러한 특정 양의 공기는 보일러의 바닥으로부터 도입된 공기를 고려하여 감소되어야 하는데, 이러한 예열기에서의 보다 낮은 냉각 공기의 흡입량은 보일러로부터 보다 높은 온도의 연기를 출력한다.

따라서, 전체 연소 효율의 관점에서, 재와 냉각 공기간 열교환의 시스템이 완전해질 수 있다.

또한, 전기 에너지 생산을 위한 고체 화석 연료에 대한 지속적인 요구의 증가는 많은 재를 남기는 석탄 또는 갈탄의 연소를 점점더 빈번하게 한다는 것을 알 수 있을 것이다. 고파워의 보일러에서의 이들 석탄 또는 갈탄의 연소는 종종 높은 퍼센테이지의 연소되지 않은 것을 포함하여 시간당 100톤까지의 상당한 양의 중회의 생성을 야기한다. 이러한 양에 대한 건조 냉각 또는 최대 건조는 고발열량을 갖는 화석 연료보다 큰 2배 또는 3배 정도의 상당한 냉각 공기의 유동을 필요로 한다.

이는 상기 고려된 종래의 시스템에서, 재의 냉각에 필요한 공기의 양이 보일러의 스로트를 통해 연소실로 재도입된 최대 퍼센테이지의 공기의 양보다 더 많다는 엄청난 단점을 초래한다.

상기한 문장의 설명에 따른 본원에서 제기된 기술적인 문제는 추출된 재와 냉각 공기간 열 교환의 관점에서 최적화되고 종래기술과 관련하여 언급한 단점을 극복하기 위한 시스템 및 방법을 제공함으로써 해결한다.

이러한 문제는 독립 청구항 1에 따른 시스템 및 독립 청구항 17에 따른 방법에 의해 해결된다.

본 발명의 바람직한 특징들은 상기 독립항들의 종속항들로 제공된다.

이하 좀더 상세히 설명하는 바와 같이, 본 발명은 대기를 취해 메인 추출 벨트의 전달 표면 아래의 하나 또는 그 이상의 분할 영역에 대응하는 추출기의 수용 케이싱 내측에 상기 대기를 푸쉬하는 보일러의 스로트에 연결된 메인 추출 벨트와 연합된 주입 시스템, 즉 강제 공급 시스템을 제공한다. 상기 전달 표면은 전용 개구들, 즉 밀링(milling) 형태의 크랙 또는 구멍을 갖추며, 이는 이들 개구 또는 크랙에 걸친 그리고 이후 재 층(ash layer)에 걸친 냉각 공기의 통과를 허용한다.

이러한 구성에 있어서, 그러한 구멍-크랙을 통한 냉각 공기의 진행을 허용하는 그러한 분할은 대상 영역의 공기 유출을 최소화한다. 따라서, 이는 냉각 공기가 그러한 재의 베드를 가로지를 때, 열 전달기에 영향을 미치는 재의 증가된 영역 표면으로 인해 이미 공지된 건조 추출 시스템보다 더 우수한 열교환 효율의 특징을 갖는 소위 "크로스 유동(cross flow)" 타입의 열교환을 실현한다. 이후, 냉각 공기는 그 바닥으로부터 보일러 내로 도입된다.

바람직한 구성에 있어서, 재의 베드를 가로지르지 않고 아래의 분할 영역과 전달 표면간 제공된 라이트(light)로부터 나오는 소정 유출의 냉각 공기는 주입 시스템, 즉 메인 추출기의 분할 영역으로 재순환된다.

따라서, 본 발명은 추출 벨트 상의 재와 냉각 공기간 열교환의 효율 및 이에 따른 재의 냉각 효율을 최대화할 수 있다.

이는 냉각 공기의 양과 추출된 재의 유동간 비율의 크나큰 감소 및 이에 따른 바닥으로부터 연소실 내로 재도입된 냉각 공기의 양의 최소화 가능성을 수반하며, 이에 따라 공기/연기 교환기 감손의 크나큰 감소 및 전체적인 연소 효율의 증가를 제공한다.

또한, 이하 기술되는 바람직한 실시예들에 있어서의 발명의 구성은 극히 콤팩트하면서 단순한, 심지어 일부 공지 시스템에 제공된 보조의 습식 냉각 시스템을 없앨 수 있는 추출 및 냉각 시스템을 구성할 수 있다.

특히 바람직한 실시예에서는 작업의 냉각 유체가 가로지르는 튜브 번들 타입(tube bundle type)의 보조 열교환기에 기초한 크러싱(crushing) 스테이지의 하류에 위치된 냉각 스테이지를 구비한다.

상기 냉각 스테이지에는 메인 추출 벨트 상의 냉각을 위해 돌아온 대기에 의해 수행된 냉각 볼륨에 포함된 재의 유동화가 예정되어 있다. 이러한 유동화는 튜브 다발(tube sheaf)의 표면과의 향상된 열교환을 허용한다. 유동화되는 그러한 헤드의 재는 추출식으로 작동하는 메인 추출 벨트와 유사한 그리고 냉각기의 하류에 위치된 전달 벨트를 구성함으로써 얻어질 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 형태에 따르면, 상기 메인 추출 벨트는 재 유동을 차단하기 위해 선택적으로 폐쇄할 수 있는 호퍼에 의해 보일러의 스로트에 연결된다. 호퍼의 그러한 폐쇄된 바닥에 재를 축적하는 단계 동안, 벨트 상의 냉각과 연관된 메인 강제 공급 시스템에 의해 냉각 공기가 얻어지고, 그 강제 공급 시스템의 냉각 공기에 의해 재를 냉각한다.

상기 냉각 시스템은 호퍼의 개구에서 상기 시스템의 명목상의 잠재적인 파라미터들 외에 고온의 많은 양의 재가 벨트 상에 냉각된다는 공지 시스템의 크나큰 단점을 피할 수 있게 한다.

본 발명의 또 다른 장점, 특징 및 실시 조건들은 발명의 범위를 한정하지 않고 설명의 목적을 위해 제공된 소정의 바람직한 실시예들에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. 부가된 도면의 형태로 참조가 이루어질 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재의 추출, 냉각 및 전달 시스템의 측면 개략도를 나타낸다.
도 2는 도 6의 라인 A-A를 따라 실시된 상기 시스템의 분할 영역의 제1의 바람직한 실시예를 강조하는데 적절한 도 1 시스템의 개략 횡단면도이다.
도 2a는 도 2의 측면 배플에 의해 분할된 영역의 일부 개략 사시도이다.
도 3은 도 6의 라인 A-A를 따라 실시된 상기 시스템의 분할 영역의 제2의 바람직한 실시예를 강조하는데 적절한 도 1 시스템의 개략 횡단면도이다.
도 3의 (A)는 도 3 시스템의 개략 상세 확대도를 나타낸다.
도 4는 재의 추가 냉각 스테이지가 있는 것을 나타내는 도 1 시스템의 개략 상세 확대도를 나타낸다.
도 5는 호퍼에서의 재의 냉각회로를 나타내는 보일러의 스로트에서 실시된 도 1 시스템의 횡단면도를 나타낸다.
도 6은 냉각 공기 유동을 위한 통로 개구를 나타내는 전달 벨트의 상세한 평면도를 나타낸다.
도 6의 (A)는 라인 A-A를 따라 실시된 도 6의 전달 벨트의 횡단면도를 나타낸다.

도 1에는 참조부호 1로 표시된 본 발명의 바람직한 실시예의 중회의 추출 및 냉각 시스템이 나타나 있다. 상기 시스템(1)은 특히 에너지 생산 유닛의 고체 화석 연료로부터 이끌어지는 재의 큰 유동율을 위한 연소실 또는 보일러(2)와 연계되어 사용하기 쉬운 타입이다.

상기 보일러(2)는 상기 시스템(1)의 통합부이거나 또는 시스템과 분리되어 제공되며 추출 호퍼(21)가 설치되고, 추출 호퍼(21)는 통상 내측에 내화성 재료가 제공된다. 상기 호퍼(21)는 그 바닥의 폐쇄 및 이후 좀더 상세히 기술될 보일러(2) 스로트의 폐쇄를 제공하는 시스템과 연계된다.

폐쇄된 경로를 따라 이동하는 연속의 전달 벨트(31)의 시작 부분은 보일러(2)의 바닥을 따라 위치된다. 사용하는 동안, 상기 전달 벨트(31)는 보일러(2)에 의해 생성된 재를 호퍼(21)로부터 수용하며 재를 실질적으로 연속의 베드 형태로 운반한다. 특히, 그러한 재는 리턴 동작 동안 전달 벨트(31)의 상부 전달 표면(311) 상에 수용된다. 보일러(2) 바닥으로부터 재가 멀리 이동하는 동안 상기 전달 표면(311) 상에서는 간략히 기술되는 상기 전달 벨트(31)의 수용 케이싱 시스템(3; 이하 '케이싱' 또는 '수용 케이싱'이라고도 칭함) 내로 보내진 유동 대기에 의해 재의 건조 냉각이 발생한다.

상기 전달 벨트(31) 및 케이싱(3)은 EP 0 252 967 또는 EP 0 931 981에 기술된 바와 같은 종류의 전반적인 구성을 가질 것이다.

더욱이, 도 6 및 6의 (A)에 나타낸 바와 같이, 냉각 공기가 통과하는 개구(9)들은 예컨대 나타낸 바와 같이 밀링에 의해 얻어진 크랙 또는 구멍의 형태로 연속의 전달 벨트(31) 상에 형성된다.

도 1을 참조하면, 시스템(1)에는 재에 따라 냉각 공기의 공급을 결정하기 위해 전달 벨트(31) 상에 수용된 재의 냉각 수단이 설치된다.

그와 같은 냉각 수단은 예컨대 블로워(blower) 또는 컴프레셔(11) 및 대기의 통합 흡입 파이프(111)를 기반으로 한 공기의 강제 공급 수단을 포함하며, 바람직하게 흡입 파이프에는 선택적으로 작동가능한 적절한 콘트롤 수단, 특히 밸브(112)가 설치된다.

그와 같은 흡기된 대기는 전달 벨트(31)와 연계된 분할 영역(4)으로 인도하는 13으로 표기한 공급 파이프로 보내진다. 심지어 그러한 분할 영역(4)으로의 공급은 바람직하게 선택적으로 작동가능한 적절한 콘트롤 수단, 즉 이러한 경우 특히 밸브(134)에 의해 콘트롤된다.

도 1에서는, 전달 벨트(31) 트랙과 그 전달 벨트 배면 트랙 사이에 삽입되고, 전달 표면 아래에 그리고 그 전달 표면(311)의 진행 방향에 대해 보일러 바닥의 하류에 배열된 단일의 분할 영역(4)이 간단하게 나타나 있다. 그러나, 그러한 분할 영역은 상기 전달 표면(311)의 전체 바닥에 걸쳐 종방향으로 확장된다(도 2, 2a, 3, 및 도 3의 (A)에 나타낸 바와 같이).

더욱이, 일 실시예에 있어서, 각기 다른 분할 영역들이 상기 전달 표면(311)을 따라 그 아래에 분리적으로 분포되어 형성될 수 있다.

상기 분할 영역(4)은 냉각 공기의 유출을 최소화하기 용이하며, 이에 따라 그와 같은 공기가 전달 벨트(31)의 개구(9)들을 통해 거의 완전히 통과함으로써, 전달 표면(311) 상에 수용된 재의 베드를 효율적으로 냉각할 수 있다.

다음에, 블로워 또는 컴프레셔(11)는 위에서 본 재 층 및 전달 벨트(31)와 연관되며, 회로(13)를 따라 중심에 분포된 손실을 극복하기 위해 적절한 압력 구배를 생성한다.

도 2 및 2a에 나타낸 제1실시예에 있어서, 그러한 분할 영역(4)은 진행 방향을 따라 전달 표면(311)에 대해 가로로 배열되고 상기 진행 방향에 따라 확장하는 2개의 종방향 배플(7; baffle)에 의해 측면으로 경계진 횡단 배플(6)들에 의해 영향받는다.

상기 측면 배플(7)들은 전달 표면(311) 및 그 롤러 서포트(14; roller support) 근처에 배열되며, 이에 따라 각 바디의 움직을 간섭하지 않으나, 동시에 분할 영역(4)의 냉각 공기를 통한 라이트 유출을 최소화한다.

또한, 상기 전달 표면(311) 아래에 그러한 분할 영역의 횡단 배플(6)들의 배열은 배플(7)들에 의해 측면 공기 유출에 대한 밀봉 작용을 도와 상기 냉각 공기에 대한 래비린스 실(labyrinth seal)을 보장한다.

이러한 예에서는 항상, 상기 분할 영역(4)은 전달 표면(311) 상의 전달 동안 소정의 손실 미립자(fines)의 회복을 위한 경사진-표면 플레이트(5)에 의해 아래로 경사진다. 상기 종방향 배플(7)들은 각각 수용 케이싱(3)의 바닥 쪽으로 미립자(도시하지 않은 세정 시스템에 의해 회복될 수 있는)의 다운플로우를 위한 바람직하게는 힌지의 메카니즘(71)을 통해 선택적으로 외측으로 개방가능한 대응하는 하단부 도어(72)를 갖춘다. 바람직하게, 도어 아이템(72)-메카니즘(71)에 기초한 그러한 다운플로우 시스템은 타이밍된다.

도 3 및 도 3의 (A)에 나타낸 분할 영역(4)의 제2실시예에 있어서, 횡단 배플(6)들은 여전히 제공되며, 전달 표면(311) 상부에 거의 평행하게 전달 벨트(31)를 따라 종방향으로 그리고 각각의 측면을 따라 연장되는 벌크 헤드 또는 측면 배플(51)들과 연계된 경우, 전달 벨트(31)의 구멍을 통과하지 않는 공기의 통과를 제한한다.

이러한 제2실시예에 있어서, 상기 각각의 경사진-표면 플레이트(5)에는 상기 수용 케이싱(3)의 바닥 쪽으로 미립자의 다운플로우의 목적을 위한 바람직하게는 힌지의 메카니즘(715)을 통해 외측에 대해 선택적으로 개방가능한 하단부 도어(725)가 제공된다. 따라서, 통상적인 동작 동안 상기 하단부 도어(725)가 폐쇄될 경우, 기밀을 유지하여 케이싱(3)의 측벽과의 직접적인 접촉이 이루어진다.

또 다른 실시예는 상부 전달 표면 상에 배열된 측벽들, 상부 전달 표면 아래에 위치되고 선택적으로 개방가능한 도어를 구비한 측면 배플 및 타일이 조합되어 제공되며, 상기 타일은 통상 상술한 제1실시예에서와 같은 도어들이 없다.

그러한 냉각 수단의 전체적인 구성은 첫번재 횡단 배플 및 마지막 횡단 배플(6)을 포함하고 분할 영역(4)으로 이루어지는 강제 냉각 영역의 전체 길이를 따라 하부에서 상부로 횡단하여 통과하는 대기의 유동에 의해 상기 전달 표면(311) 상으로 전달된 재 층이 냉각되도록 구성한다. 재의 베드를 통과한 냉각 공기는 케이싱(3)의 분위기보다 낮은 압력치로 통상의 기술자에게 잘 알려진 바와 같이 바닥으로부터 보일러(2) 내로 이끌려진다. 이미 언급한 바와 같이, 그러한 공기와 얻어진 재간의 열교환 메카니즘은 대기와 접촉할 수 있는 큰 재 표면으로 인해 높은 열효율의 특징을 갖는다.

도 2, 2a 및 도 3, 3의 (A)에는 또한 통상 전체 전달 표면(311)에 종방향으로 측면 접하는 측면 에지(8)들이 나타나 있다.

분할 영역(4)의 라이트로부터 벗어난 냉각 공기의 보일러(2) 내로의 콘트롤되지 않은 유입을 방지하기 위해 도 1과 관련된 실시예에는 바람직하게 강제 공급 수단(11)에 의해 개방가능한 상기 영역에서의 공기 재순환 수단이 제공된다. 이러한 예에 있어서, 그러한 수단은 공급 파이프(13)와 소통하는 케이싱(3)으로부터 공기를 추출하기 위한 파이프(131)를 제공한다.

특히 도 2, 2a/도 3, 3의 (A)와 관련하여, 회로 13-131은 케이싱(3)과 측면 배플(7)간(도 2) 또는 케이싱(3)과 타일(5)의 바닥면간(도 3) 영역(15)으로부터 공기를 취해 전달 표면(311) 아래의 분할 영역(5)으로 다시 보낼 수 있다. 재의 베드를 통과하지 않은 재순환 공기는 분위기에 가까운 온도를 가질 것이다.

또한, 바람직한 실시예에 있어서, 상기 유출 공기는 전달 표면(311) 상에 배열된 케이싱(3)의 제1영역(161)과 전달 벨트(31) 아래의 상기 케이싱(3)에 배열된 제2영역(162)간 압력차를 센서에 의해 검출하기 위한 압력 콘트롤 수단(16)에 의해 인터셉트될 수 있다.

도 1에 있어서, 이들 영역(161, 162)은 예컨대 연소실(2) 바로 아래에 케이싱(3)의 일부에 배열된 것으로 나타나 있다. 상기 영역(162)은 상술한 영역(15)과 일치하며, 이에 따라 그 2개의 영역은 압력이 거의 동일하다.

상기 압력 콘트롤 수단(16)은 공기 재순환 수단과 소통되며 또한 선택적으로 개방가능한 콘트롤 밸브(132)에 의해 강제 공급 수단(11)과 소통한다. 바람직하게, 제2영역(162)의 과압이 검출되면 상기 2개의 영역 161과 162간 압력차가 본질적으로 제로가 되도록 파이프(131)를 통한 공기의 추출 및 분할 영역(4) 내로의 공기의 리턴을 결정하기 위해 밸브(132)를 동작시키는 시스템(1) 및 상기 압력 콘트롤 수단과 연계된 자동 콘트롤 수단이 구비된다. 이런 식으로, 영역 162/15에서 영역 161로의 유출 공기의 전달이 제공된다.

상기 도 1 및 도 5에 의하면, 상기 시스템(1)은 또한 예컨대 전달 벨트(31)의 단기간의 유지보수 기간 동안 시스템이 폐쇄될 때 또는 시스템(1)의 소정의 다른 동작이 필요하거나 또는 비연속의 관리 배열이 필요할 때 추출 호퍼 상에 유지된 재의 냉각을 허용하도록 보일러(2)의 추출 호퍼(21)에 냉각 공기의 공급 수단을 제공한다. 바람직하게 그와 같은 수단은 강제 공급 수단(11)에 의해 작동되며, 심지어 이 경우 예컨대 하나 또는 그 이상의 밸브(101)에 의해 공기 유동율을 선택적으로 조절할 수 있는 공급 수단(100)에 기초한다.

상술한 바와 같이, 상기 추출 호퍼(21)는 그 위에 중회의 축적을 허용하는 락킹 시스템을 제공한다. 바람직하게, 이러한 시스템은 회전 차단 동작에 따라 작동되고 서보-콘트롤되는 하나 또는 그 이상의 내화성 밸브(212)에 의해 형성된다.

추출 호퍼(21)에 냉각 공기를 공급하는 그와 같은 공급 수단은 그 추출 호퍼에서의 축적 단계 동안 재의 냉각을 허용하며, 바람직하게는 하부 밸브(212)를 폐쇄함으로써 자동으로 작동한다. 파이프 회로(100)는 추출 호퍼(21)의 바닥으로부터 공기의 균일한 분배를 제공하는 상기 하부 밸브(212)에 형성된 하나 또는 그 이상의 공기 흡입구(213)를 제공한다. 또한 추출 호퍼(21)로 들어가는 공기는 축적된 재의 층에 의해 생성된 부하의 손실을 극복하도록 일정한 압력하에 보내지고, 이에 따라 밸브 상에 제공된 재의 베드의 적절한 냉각을 제공한다.

이제 도 1 및 도 4를 참조한 구성에서, 상기 시스템(1)은 또한 번들 타입(183)의 보조 냉각 장치(18) 및 재 크러셔(17)의 삽입에 의해 메인 벨트(31)의 하류에 배열된 상기 제1전달 벨트와 유사한 30으로 나타낸 제2어셈블리/케이싱 전달 벨트(즉, 제2전달 벨트)를 포함한다.

상기 제2전달 벨트(30)는 재의 양 및 크기에 따라 제공되는 것이 바람직할 것이다. 이는 앞서 이미 제1전달 벨트(31)와 관련하여 기술한 것들과 유사한 하나 또는 그 이상의 분할 영역의 공기의 강제 공급 수단 및 궁극적으로는 공기 재순환 수단들과 연계되며, 바람직하게는 이들과 통합된다. 그와 같은 구성에 있어서, 이후 상기 제2전달 벨트(30) 아래의 영역으로 도입된 냉각 공기는 그 안에 존재하는 압력에 의해 보일러(2) 내로 이끌어진다.

또한 순차 분열의 다수의 스테이지를 포함하는 크러싱 장치(17)는 냉각에 이용할 수 있는 재 표면을 증가시키며, 이에 따라 전체적인 냉각 효율을 증가시킨다.

금속의 벽(182)에 의해 형성되고 또 금속의 튜브 번들(183)들과 연계된 볼륨(181) 내에 재가 축적되고 이 재가 낮은 온도의 유체, 바람직하게는 물에 의해 계속해서 가로지르는 보조 냉각 장치(18)를 제공한다. 또한 바람직한 구성에 있어서, 이들 튜브 번들(183)은 수평으로 배열되거나 또는 짧게 도입되는 유동화 가스 유동과 거의 수직인 방향으로 구성될 수 있다.

상기 제2전달 벨트(30)는 냉각 장치(18)로부터 재 풀러(ash puller)로서 작동하고 냉각 장치와 연합된 상기 냉각 장치(18) 내의 재 헤드를 실현하도록 공급 속도 및 전달 폭에 의해 콘트롤된다. 밸브(135)와 같은 적절한 수단을 통해 선택적으로 조절할 수 있는 유동율을 갖는 유동화 가스(133)의 공급 회로는 상기 냉각 볼륨(181)에 기초한다.

그러한 제공된 예에 있어서, 유동화 가스는 공기이고, 특히 밸브(134) 및 파이프 회로(13)를 통해 강제 공급 수단(11)에 의해 강제 공급된 냉각 공기이다.

바람직하게 공급되는 유동화 공기는 벽(182)들의 전체 외주에 영향을 미친다. 상기 냉각 볼륨(181) 내에 이런식으로 보내진 공기는 제공된 재를 유동화하며, 이에 따라 물에 의해 냉각된 튜브 번들(183) 표면과 재 미립자들의 높은 횟수의 충돌을 증진시킨다. 이러한 방식에서, 그러한 재의 효율적인 추가의 냉각은 유동화된 재의 보다 작은 크기의 미립자 만큼의 진가를 발휘할 것이다. 본 발명의 또 다른 대상은 지금까지 시스템(1)과 연관지어 기술한 다량의 에너지 재의 추출, 냉각 및 회복의 방법이다.

이하의 종속 청구항들의 대상으로서 그리고 상기 기술한 바와 같은 호퍼 내의 재 냉각 수단 및 방법은 또한 청구항 1 및 17에 정의된 바와 같은 발명으로부터 독립적으로 보호되며, 특히 분할 영역에 기초하여 예상의 냉각 공기 수단을 독립적으로 형성한다.

유사하게, 이하의 종속 청구항들의 대상으로서 그리고 상기 기술한 바와 같은 튜브 번들 냉각기 내의 재의 유동화 시스템 및 및 방법은 청구항 1 및 17에 정의된 바와 같은 발명으로부터 독립적으로 보호되며, 특히 분할 영역에 기초하여 예상의 냉각 공기 수단을 독립적으로 형성한다.

지금까지 본 발명은 바람직한 실시예들을 참조하여 기술했다. 그러나, 본 발명의 핵심과 관련된 또 다른 실시예들이 있을 수 있으며, 그 모두는 이하에 기술한 청구항들의 보호 범위 내에 속한다.

Claims (22)

1. 에너지-생산 유닛의 고체 화석 연료로부터 야기되는 재(ash: 灰)의 큰 유동율을 위한, 연소실(2)과 연계되어 사용되는 형태의 중회(heavy ash) 냉각 시스템(1)으로서,
   - 냉각 공기의 이송을 위한 개구(9)가 설치되고 연소실(2)에서 생성된 재를 연속의 베드(bed) 형태로 수용하는 전달 표면(311) 및 수용 케이싱(3)을 갖춘 그리고 연소실(2) 아래에 배열된 중회를 전달하기 위한 전달 벨트(31); 및
   - 상기 전달 표면(311) 아래에 배열되고 공기 공급의 유출을 제한하도록 구성된 적어도 하나의 분할 영역(4) 및 이 분할 영역(4)에서 냉각 공기의 강제 공급을 위한 강제 공급 수단(11)을 포함함과 더불어 상기 전달 표면(311) 상에 수용된 중회를 냉각하기 위한 냉각 수단을 포함하며,
   상기 분할 영역(4)으로 공급된 냉각 공기는 전달 표면에 수용된 재의 베드 및 상기 전달 표면(311)의 개구(9)들을 가로지르도록 전체 구성이 배열되는 것을 특징으로 하는 중회 냉각 시스템(1).
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 분할 영역(4)은 전달 표면의 전체 연장을 위해 상기 전달 표면(311)을 따라 종방향으로 전개되는 것을 특징으로 하는 중회 냉각 시스템(1).
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 분할 영역(4)은 상기 전달 벨트(31)의 진행 방향을 따라 연장되는 하나 또는 그 이상의 종방향 배플(7) 쌍에 의해 측면으로 범위 정해지는 것을 특징으로 하는 중회 냉각 시스템(1).
4. 청구항 3에 있어서,
   종방향 배플(7)의 어느 하나 또는 그 모두가 수용 케이싱(3)의 바닥 쪽으로 미립자의 다운플로우를 위해 선택적으로 개방가능한 도어(72)를 갖춘 것을 특징으로 하는 중회 냉각 시스템(1).
5. 청구항 4에 있어서,
   분할 영역(4)은 미립자 회복을 위한 경사진-표면 플레이트(5)에 의해 아래로 범위 정해진 것을 특징으로 하는 중회 냉각 시스템(1).
6. 청구항 5에 있어서,
   경사진-표면 플레이트(5)는 수용 케이싱(3)의 하부 쪽으로 미립자의 다운플로우를 위해 선택적으로 개방가능한 하나의 측면 도어(725) 또는 한 쌍의 측면 도어(725)를 포함하는 것을 특징으로 하는 중회 냉각 시스템(1).
7. 청구항 6에 있어서,
   공기 누출을 제한하기 위해 분할 영역(4)에서 그리고 전달 표면(311)의 측면을 따라 종방향으로 연장되는 하나 또는 다수의 측면 벌크헤드(51) 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 중회 냉각 시스템(1).
8. 청구항 7에 있어서,
   분할 영역(4)은 이 분할 영역(4)에서의 공기 공급을 위한 래비린스형 실(labyrinth-like seal)을 규정하고 전달 벨트(31)의 진행 방향을 따라 전달 표면(311)에 대해 가로질러 배열된 다수의 횡단 배플(6)을 포함하는 것을 특징으로 하는 중회 냉각 시스템(1).
9. 청구항 8에 있어서,
   수용 케이싱(3)으로부터 공기를 추출함과 더불어 강제 공급 수단(11)에 의해 동작가능한 분할 영역(4)에서의 공기 재순환을 위한 공기 재순환 수단(131)을 포함하는 것을 특징으로 하는 중회 냉각 시스템(1).
10. 청구항 9에 있어서,
    전달 표면(311) 상에 배열된 케이싱(3)의 제1영역(161)과 분할 영역(4)의 외부에 있고 상기 전달 표면(311) 아래에 배열된 케이싱의 제2영역(162)간 압력차를 검출하는데 사용되고, 공기 재순환 수단(131)과 소통하는 압력 콘트롤 수단(16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 중회 냉각 시스템(1).
11. 청구항 10에 있어서,
    추출 호퍼가 폐쇄될 때 이 추출 호퍼(21) 상에 유지된 재의 냉각을 허용하고 연소실(2)의 추출 호퍼(21)로 냉각 공기를 공급하기 위한 공기 공급 수단(100)을 포함하며, 상기 공기 공급 수단(100)은 강제 공급 수단(11)에 의해 동작가능한 것을 특징으로 하는 중회 냉각 시스템(1).
12. 청구항 11에 있어서,
    내부에 수용된 재의 유동화 이동을 결정하기 위해 상기 전달 벨트(31)의 하류에 배열된 보조 냉각 장치(18)로 유동화 공기를 공급하기 위한 유동화 공기 공급 수단(133)을 포함하고, 상기 유동화 공기 공급 수단(133)은 상기 강제 공급 수단(11)에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 중회 냉각 시스템(1).
13. 청구항 12에 있어서,
    보조 냉각 장치(18)는 튜브 번들(183) 타입인 것을 특징으로 하는 중회 냉각 시스템(1).
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 보조 냉각 장치(18)의 상류에 배열된 크러셔(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 중회 냉각 시스템(1).
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 보조 냉각 장치(18)의 하류에 배열된 제2전달 벨트(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 중회 냉각 시스템(1).
16. 청구항 15에 있어서,
    강제 공급 수단(11), 공기 재순환 수단(131), 호퍼에 공기를 공급하기 위한 공기 공급 수단(100) 및 유동화 공기 공급 수단(133)은 선택적으로 작동가능한 유동 조절 밸브가 구비된 단일 회로를 형성하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 중회 냉각 시스템(1).
17. 에너지-생산 유닛의 고체 화석 연료로부터 야기되는 재의 큰 유동율을 위한, 연소실(2)을 포함하는 시스템에 사용되는 형태의 중회 냉각 방법으로서,
    - 연소실(2)에서 생성된 재를 추출하여 그 재를 연속의 베드 형태로 냉각 공기의 이송을 위한 개구(9)가 설치된 전달 표면(311)으로 전달하는 단계;
    - 내부의 공기 공급의 유출을 제한하도록 상기 전달 표면(311) 아래에 배열된 분할 영역(4)에 냉각 공기를 강제 공급하는 단계를 포함하며,
    상기 분할 영역(4)으로 공급된 냉각 공기는 전달 표면에 수용된 재의 베드 및 상기 전달 표면(311)의 개구(9)들을 가로지른 후 그 바닥으로부터 연소실(2)로 리턴되는 것을 특징으로 하는 중회 냉각 방법.
18. 청구항 17에 있어서,
    상기 전달 표면(311)의 수용 케이싱(3)에 의해 재 베드를 가로지르지 않는 공기의 추출 수단에 의해 상기 분할 영역(4)에서의 공기의 재순환을 제공하는 것을 특징으로 하는 중회 냉각 방법.
19. 청구항 18에 있어서,
    공기의 재순환은 전달 표면(311) 상에 배열된 케이싱(3)의 제1영역(161)과 상기 전달 표면(311) 아래에 배열된 분할 영역(4) 바깥의 상기 케이싱(3)의 제2영역(162)간 압력차의 값에 따라 선택적으로 활성화되는 것을 특징으로 하는 중회 냉각 방법.
20. 청구항 19에 있어서,
    추출 호퍼(21)가 폐쇄될 때 상기 추출 호퍼(21) 상에 유지된 재를 냉각하도록 연소실(2)의 추출 호퍼(21) 내에 냉각 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 중회 냉각 방법.
21. 청구항 20에 있어서,
    냉각 장치에 수용된 재의 유동화 이동을 결정하도록 전달 표면(311)의 하류에 배열된 보조 냉각 장치(18) 내에 유동화 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 중회 냉각 방법.
22. 청구항 21에 있어서,
    보조 냉각 장치(18)의 상류를 크러싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 중회 냉각 방법.

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