KR20150029435A - Circulating fluidized bed boiler equipped with heat exchanger - Google Patents

Circulating fluidized bed boiler equipped with heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
KR20150029435A
KR20150029435A KR20130108638A KR20130108638A KR20150029435A KR 20150029435 A KR20150029435 A KR 20150029435A KR 20130108638 A KR20130108638 A KR 20130108638A KR 20130108638 A KR20130108638 A KR 20130108638A KR 20150029435 A KR20150029435 A KR 20150029435A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat exchanger
combustion furnace
particles
circulating fluidized
fluidized bed
Prior art date
Application number
KR20130108638A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102108576B1 (en
Inventor
이종민
박경일
김동원
이태희
김태언
Original Assignee
한국전력공사
한국남동발전 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전력공사, 한국남동발전 주식회사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020130108638A priority Critical patent/KR102108576B1/en
Publication of KR20150029435A publication Critical patent/KR20150029435A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102108576B1 publication Critical patent/KR102108576B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0069—Systems therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0084—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed with recirculation of separated solids or with cooling of the bed particles outside the combustion bed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/002—Fluidised bed combustion apparatus for pulverulent solid fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
    • F23C10/04—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/18—Details; Accessories
    • F23C10/20—Inlets for fluidisation air, e.g. grids; Bottoms

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Abstract

Provided is a circulating fluidized bed boiler with heat exchangers. The circulating fluidized bed boiler with heat exchangers is capable of being miniaturized and reducing a lateral temperature variation in the combustion furnace thereof by comprising: the combustion furnace combusting a fuel; and the heat exchangers installed in the front and the rear refractory material section of the lower side of the combustion furnace, wherein the heat exchangers include: upper openings into which particles flow from the inside of the combustion furnace; and lower openings through which particles flow from the inside of the heat exchangers to the combustion furnace.

Description

열 교환기를 구비한 순환 유동층 보일러{CIRCULATING FLUIDIZED BED BOILER EQUIPPED WITH HEAT EXCHANGER}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a circulating fluidized bed boiler having a heat exchanger,

본 출원은, 순환 유동층 보일러에 관한 것이다.
The present application relates to a circulating fluidized bed boiler.

일반적으로, 순환 유동층 연소는 석탄, 슬러지, 고형화 연료와 같은 다양한 연료를 주입하고 고온의 모래와 같은 층물질과 함께 유동시켜 연소로 내에서 연소시키는 방식으로, 이러한 순환 유동층 연소를 이용한 순환 유동층 보일러의 구성은, 연소로, 싸이클론, 룹씰로 구성되며, 순환 유동층 보일러는 외부 열교환기가 설치되지 않은 형태와 외부 열교환기가 설치된 형태가 있다.
Generally, the circulating fluidized bed combustion is carried out by injecting various fuels such as coal, sludge, solidified fuel, and flowing with a layer material such as high-temperature sand to burn in the furnace, The constitution consists of a combustion furnace, a cyclone and a loop seal. The circulating fluidized bed boiler has a form in which an external heat exchanger is not installed and an external heat exchanger is installed.

도 1에는 외부 열 교환기가 설치된 순환 유동층 보일러를 도시하고 있다.FIG. 1 shows a circulating fluidized bed boiler equipped with an external heat exchanger.

도 1에 도시된 바와 같이, 외부 열교환기(31)가 설치된 순환 유동층 보일러(10)는, 연료를 연소시켜 고온의 가스를 생성하는 연소로(11)와, 연소로(11) 내부의 연소에 의한 입자를 포집하는 싸이클론(12)과, 싸이클론(12)에서 포집한 입자를 연소로(11) 내부로 재순환시키는 비기계적 밸브인 룹씰(loopseal, 13), 그리고 룹씰(loopseal, 13)의 일부 입자를 입력받아 연소로(11)로 재순환시킴으로써, 열 흡수 공간의 확보 및 연소로(11)의 온도를 조절하는 외부 열 교환기(31)로 구성된다.
1, a circulating fluidized-bed boiler 10 equipped with an external heat exchanger 31 is provided with a combustion furnace 11 for burning fuel to generate a high-temperature gas and a burner 11 for burning the inside of the combustion furnace 11 A non-mechanical valve such as a loop seal 13 for recirculating the particles collected in the cyclone 12 into the combustion furnace 11 and a loop seal 13 for loop seals 13, And an external heat exchanger 31 for regulating the temperature of the combustion furnace 11 by securing a heat absorbing space by recycling some particles to the combustion furnace 11 by input.

한편, 연소로(11) 하부는 비교적 큰 입자들(유동 층물질, 19)이 비산되어 순환하지 않고 격렬한 유동 현상(난류)을 보이므로, 이로 인한 마모나 침식을 방지하기 위해 내화재(15)로 구성된다.
On the other hand, the lower part of the combustion furnace 11 shows relatively large particles (fluidized bed material 19) scattered and does not circulate and exhibits a violent flow phenomenon (turbulence), so that the refractory 15 .

상술한 외부 열교환기(31)는 연소로(11)의 외부에 설치되어 있어 보일러 전체 크기가 커진다. 또한, 외부 열교환기(31)는 연소로(11)의 후면에 설치되어 있기 때문에, 연소로(11)의 전, 후면의 온도차를 야기시키게 된다. 또한, 보일러의 운전시 다양한 연료 입도의 변화로 인해 입자 순환량이 변환하게 되는데, 이는 열 흡수량의 변화를 가져올 수 있어 연소로(11) 하부 온도의 안정적인 조절이 어려운 문제점이 있다.
The above-mentioned external heat exchanger 31 is installed outside the combustion furnace 11, so that the overall size of the boiler becomes large. Further, since the external heat exchanger 31 is provided on the rear surface of the combustion furnace 11, the temperature difference between the front and rear surfaces of the combustion furnace 11 is caused. In addition, during the operation of the boiler, the particle circulation amount is changed due to various fuel particle sizes. This may cause a change in the amount of heat absorption, so that it is difficult to stably control the temperature of the bottom of the combustion furnace 11.

본 출원은 소형화를 꾀할 수 있으며, 연소로의 횡방향의 온도 편차를 줄일 수 있음과 동시에 연소로로부터 열교환기로 유입되는 입자량을 조절할 수 있는 열 교환기를 구비한 순환 유동층 보일러를 제공한다.
The present invention provides a circulating fluidized-bed boiler having a heat exchanger capable of reducing the temperature deviation in the lateral direction of a combustion furnace while controlling the amount of particles flowing into the heat exchanger from the combustion furnace.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 순환 유동층 보일러에 있어서, 연료를 연소하는 연소로; 및 상기 연소로 하부의 전면 및 후면의 내화재 영역에 구비된 열 교환기를 포함하며, 상기 열 교환기는, 상기 연소로 내부의 입자가 유입되는 상부 개구부와 상기 열 교환기 내부의 입자가 상기 연소로로 배출되는 하부 개구부를 포함하는 순환 유동층 보일러를 제공한다.
According to one embodiment of the present invention, there is provided a circulating fluidized bed boiler comprising: a combustion furnace for burning fuel; And a heat exchanger provided on the front and rear refractory regions of the lower portion of the combustion furnace, wherein the heat exchanger has an upper opening through which particles in the combustion furnace are introduced, and particles in the heat exchanger are discharged into the combustion furnace And a bottom opening to which the refrigerant is introduced.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 하부 개구부는, 높이에 따라 설치된 복수개의 개구부를 구비함으로써, 상기 열 교환기 내부의 입자가 상기 연소로로 배출되는 높이가 조절되도록 구성될 수 있다.
According to the embodiment of the present invention, the lower opening portion includes a plurality of openings provided along the height, so that the height of the particles discharged from the heat exchanger to the combustion furnace can be adjusted.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 하부 개구부는, 일정 간격을 가지고 상하로 이격된 U자 또는 V자 형태의 상부와 하부로 구성되며, 상기 하부에는 다수개의 유동 노즐을 구비하여 상부로 보조 유동화 공기를 주입하도록 구성될 수 있다.
According to the embodiment of the present invention, the lower opening portion is composed of upper and lower portions of a U-shape or V-shape having upper and lower portions spaced apart at regular intervals, and a plurality of flow nozzles are provided at the lower portion, As shown in FIG.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 다수개의 유동 노즐은, 상기 하부 개구부의 하부의 단면을 따라 일정 간격을 가지고 배치될 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the plurality of flow nozzles may be disposed at regular intervals along a section of the lower portion of the lower opening.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 순환 유동층 보일러는, 상기 상부 개구부의 상부에 구비되어 상기 연소로의 수평 방향을 기준으로 하부 방향으로 일정 각도로 2차 공기를 주입하는 2차 공기 주입 노즐을 더 포함할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the circulating fluidized-bed boiler includes a secondary air injection nozzle provided at an upper portion of the upper opening to inject secondary air at a predetermined angle in the downward direction with respect to the horizontal direction of the combustion furnace .

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 일정 각도는, 30도 내지 60도 사이의 값일 수 있다.
According to the embodiment of the present invention, the predetermined angle may be a value between 30 degrees and 60 degrees.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 열 교환기는, 그 하부에 열 교환기 내부로 공기를 주입하기 위한 주입판 노즐을 더 포함할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the heat exchanger may further include an injection plate nozzle for injecting air into the heat exchanger at a lower portion thereof.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 2차 공기 주입 노즐을 통해 주입되는 2차 공기 또는 상기 주입판 노즐을 통해 주입되는 공기는 0.3m/s 내지 0.7m/s 사이의 공탑 속도를 가질 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the secondary air injected through the secondary air injection nozzle or the air injected through the injection plate nozzle may have a superficial velocity of 0.3 m / s to 0.7 m / s.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 열 교환기의 하부는, 하부에서 상부로 갈수록 확장되는 테이퍼(taper) 구조를 가질 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the lower portion of the heat exchanger may have a taper structure extending from the lower portion to the upper portion.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 보조 유동화 공기가 주입되는 동안에 상기 상부와 하부 사이의 간격에 채워진 입자가 상기 주입되는 보조 유동화 공기에 의해 상기 연소로로 흘러 넘치며, 상기 보조 유동화 공기가 주입되지 않는 동안에는 상기 상부와 하부 사이의 간격에 채워진 입자에 의해 상기 연소로와 상기 열 교환기 사이의 입자의 흐름이 차단될 수 있다.
According to the embodiment of the present invention, the particles filled in the gap between the upper portion and the lower portion during the injection of the auxiliary fluidizing air flow into the combustion furnace by the injected auxiliary fluidizing air, The flow of particles between the combustion furnace and the heat exchanger can be blocked by the particles filled in the gap between the upper part and the lower part.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 순환 유동층 보일러의 하부의 내화재 영역에 열 교환기를 설치하여 열 전달율이 높은 열 교환 흡수 면적을 확보하도록 함으로써, 보일러의 소형화를 꾀할 수 있다.
According to one embodiment of the present invention, a heat exchanger is installed in the refractory material area under the circulating fluidized bed boiler to secure a heat exchange absorption area having a high heat transfer rate, thereby miniaturizing the boiler.

또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 연소로 하부의 전면 및 후면의 내화재 영역에 열 교환기를 설치함으로써, 연소로의 횡방향의 온도 편차를 줄일 수 있다.
Further, according to another embodiment of the present invention, the temperature deviation in the lateral direction of the furnace can be reduced by providing the heat exchanger in the refractory region on the front and rear surfaces of the lower portion of the furnace.

또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 열 교환기는 연소로 내부의 입자가 유입되는 상부 개구부와 열 교환기 내부의 입자가 연소로로 배출되는 하부 개구부를 포함하되, 상부 개구부를 통해서 2차 공기를 주입함으로써, 연소로로부터 열교환기로 유입되는 입자량을 조절할 있다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a heat exchanger including an upper opening through which particles in a combustion furnace are introduced, and a lower opening through which particles in the heat exchanger are discharged into the combustion furnace, By the injection, the amount of particles flowing into the heat exchanger from the combustion furnace can be controlled.

또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 열 교환기의 하부 개구부는 일정 간격을 가지고 상하로 이격된 U자 또는 V자 형태로 구성함으로써, 열교환기 내의 입자량을 조절할 수 있어 온도 조절, 열 흡수량 조절 등이 가능하다.
Further, according to another embodiment of the present invention, the lower openings of the heat exchanger are arranged in a U-shape or a V-shape having upper and lower spaced apart portions at regular intervals to control the amount of particles in the heat exchanger, And so on.

도 1은 종래의 순환 유동층 보일러의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 열 교환기를 구비한 순환 유동층 보일러의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 하부 개구부를 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 입자 및 기체의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.1 is a cross-sectional view of a conventional circulating fluidized bed boiler.
2 is a cross-sectional view of a circulating fluidized bed boiler having a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a lower opening according to an embodiment of the present invention in detail.
4 is a view for explaining the flow of particles and gas according to one embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The shape and the size of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity and the same elements are denoted by the same reference numerals in the drawings.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 열 교환기를 구비한 순환 유동층 보일러를 상세하게 설명한다.
Hereinafter, a circulating fluidized bed boiler having a heat exchanger according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4. FIG.

도 2를 참조하면, 열 교환기를 구비한 순환 유동층 보일러(200)는, 연료를 연소시켜 고온의 가스를 생성하는 연소로(11)와, 연소로(11) 내부의 연소에 의한 입자를 포집하는 싸이클론(12)과, 싸이클론(12)에서 포집한 입자를 연소로(11) 내부로 재순환시키는 비기계적 밸브인 룹씰(loopseal, 13)(도면부호 17은 룹씰 분사판 노즐을 의미함), 그리고 연소로(11)에서 일부 입자를 받아 연소로(11)로 재순환시킴으로써, 열 흡수 공간의 확보 및 연소로(11)의 온도를 조절하는 열 교환기(51)를 포함할 수 있으며, 상술한 입자는 석탄재, 석회석, 모래나 회재와 같은 층물질일 수 있다.
Referring to FIG. 2, a circulating fluidized-bed boiler 200 having a heat exchanger includes a combustion furnace 11 for burning fuel to generate a high-temperature gas, and a combustor 11 for collecting particles by combustion in the combustion furnace 11 A cyclone 12, a loopseal 13 as a non-mechanical valve for recirculating the particles collected in the cyclone 12 into the combustion furnace 11 (17 denotes a lug seal injection plate nozzle) And a heat exchanger 51 for regulating the temperature of the combustion furnace 11 and ensuring a heat absorption space by recycling the particles to the combustion furnace 11 by receiving some particles from the combustion furnace 11, May be a layer material such as coal ash, limestone, sand or ash.

구체적으로, 연소로(11)에는 모래나 회재와 같은 층물질과 고체 연료의 탈황을 위해 석회석이 주입되며, 연료를 연소시켜 고온의 가스를 생성할 수 있다. 연소로(11) 하부의 분사판 노즐(16)을 통해 주입된 공기에 의해 층물질과 석회석을 유동, 비산 및 순환시키면서 연소시킬 수 있다. 이러한 연소로(11)의 하부는 비교적 큰 입자들이 비산되어 순환하지 않고 격렬한 유동 현상(난류)을 보이므로, 이로 인한 마모나 침식을 방지하기 위해 내화재(15)로 구성될 수 있다.
Specifically, in the furnace 11, limestone is injected for desulfurization of a layer material such as sand or a slag and a solid fuel, and the fuel can be burned to generate a high-temperature gas. The layer material and the limestone can be combusted while flowing, scattering and circulating by the air injected through the injection plate nozzle 16 under the combustion furnace 11. [ The lower part of the combustion furnace 11 may be composed of the refractory 15 to prevent abrasion and erosion due to the relatively large particles scattering and showing a vigorous flow phenomenon (turbulence) without circulation.

또한, 분사판 노즐(16)을 통해 주입되는 1차 공기(20)의 양은 전체 공기(1차 공기(20) + 2차 공기(22))의 약 50 ~ 70% 정도가 되므로, 1차 공기의 주입을 통한 하부의 적정 유동 유속을 얻기 위해서 연소로(11) 하부의 내화재(15)는 하부로부터 상부로 갈수록 점차 넓어지는 테이퍼(taper) 구조를 가질 수 있다.
Since the amount of the primary air 20 injected through the injection plate nozzle 16 is about 50 to 70% of the total air (the primary air 20 + the secondary air 22) The refractory 15 at the lower portion of the furnace 11 may have a tapered structure that gradually widens from the lower portion to the upper portion in order to obtain the appropriate flow rate of the lower portion through the injection of the refractory material.

그리고, 연소로(11) 하부의 전면(front) 및 후면(rear)의 내화재 영역(15)에는 열 교환기(51)가 구비되며, 열 교환기(51)는, 내부 순환형 열 교환기로 연소로(11) 내부의 입자가 유입되는 상부 개구부(54)와 열 교환기(51) 내부의 입자가 연소로(11)로 배출되는 하부 개구부(53)를 포함할 수 있다. 이때 연소로(11)의 전면 또는 후면으로 공급되는 연료(23)(도 2에는 전면으로 공급되는 연료만 도시됨)는 열 교환기(51)를 거쳐 연소로(11)로 투입되도록 구성될 수 있다.
A heat exchanger 51 is provided in the refractory material area 15 at the front and rear of the lower portion of the combustion furnace 11. The heat exchanger 51 is an internal circulation type heat exchanger, 11 may include an upper opening portion 54 into which particles are introduced and a lower opening portion 53 through which particles in the heat exchanger 51 are discharged into the combustion furnace 11. [ At this time, the fuel 23 (only the fuel supplied to the front side in FIG. 2) supplied to the front or rear face of the combustion furnace 11 can be configured to be injected into the combustion furnace 11 through the heat exchanger 51 .

또한, 열 교환기(51)의 하부에는 유동화를 위한 분사판 노즐(52)이 설치될 수 있으며, 이러한 분사판 노즐(52)을 통해 주입되는 유동화 공기(21)는 열 교환기(51) 내의 유속이 0.3m/s 내지 0.7m/s, 바람직하게는 0.5m/s의 공탑 속도를 가지도록 공급하여 기포 유동층 영역이 되도록 구성할 수 있다. 이와 같이 기포 유동층 영역이 되면 입자는 유체처럼 움직이기 때문에 하부 개구부(53) 높이까지 입자층이 쌓이면 자연스럽게 넘쳐(overflow) 연소로(11)로 흘러 들어가게 된다.
The fluidized air 21 injected through the injection plate nozzle 52 is supplied to the heat exchanger 51 through the heat exchanger 51 so that the flow rate of the fluid in the heat exchanger 51 And a superficial velocity of 0.3 m / s to 0.7 m / s, preferably 0.5 m / s, so as to become a bubble fluidized bed region. Since the particles move like a fluid in the bubbling fluidized bed region, when the particle layer is accumulated up to the height of the lower opening portion 53, it overflows into the combustion furnace 11 naturally.

이하에서는, 도 2 및 도 3을 참조하여 상술한 하부 개구부(53)의 구조를 상세하게 설명한다.Hereinafter, the structure of the lower opening 53 described above with reference to FIGS. 2 and 3 will be described in detail.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 개구부(53)는 높이에 따라 설치된 복수개의 개구부를 구비함으로써, 열 교환기(51) 내부의 입자가 연소로(11)로 배출되는 높이가 조절될 수 있다.
2 and 3, the lower opening 53 has a plurality of openings provided along the height thereof, so that the height of the particles discharged from the heat exchanger 51 into the combustion furnace 11 can be adjusted have.

또한, 하부 개구부(53)는 일정 간격을 가지고 상하로 이격된 U자 또는 V자 형태의 하부 개구부의 상부(53-1)와 하부 개구부의 하부(53-2)로 구성되며, 하부 개구부의 하부(53-2)에는 다수개의 유동 노즐(63)을 구비하여 보조 유동화 공기 헤더(62)를 통해 상부(53-1)로 보조 유동화 공기(61)를 주입하도록 구성될 수 있다. 상술한 다수개의 유동 노즐(63)은, 하부 개구부(53)의 하부의 단면을 따라 일정 간격을 가지고 배치될 수 있다.
The lower opening 53 is composed of an upper portion 53-1 of a U-shaped or V-shaped lower opening portion and a lower portion 53-2 of a lower opening portion which are spaced apart from each other at regular intervals, A plurality of flow nozzles 63 may be provided in the main body 53-2 and the auxiliary fluidizing air 61 may be injected into the upper portion 53-1 through the auxiliary fluidizing air header 62. [ The plurality of flow nozzles 63 described above may be disposed at regular intervals along the lower cross section of the lower opening 53.

상술한 하부 개구부(53)의 구조에 의하면, 보조 유동화 공기(61)가 주입되는 동안에 하부 개구부의 상부(53-1)와 하부 개구부의 하부(53-2) 사이의 간격에 채워진 입자가 주입되는 보조 유동화 공기(61)에 의해 연소로(11)로 흘러 넘치며, 보조 유동화 공기(61)가 주입되지 않는 동안에는 하부 개구부의 상부(53-1)와 하부 개구부의 하부(53-2) 사이의 간격에 채워진 입자에 의해 연소로(11)와 열 교환기(51) 사이의 입자의 흐름을 차단시키는 씰링(sealing) 효과를 얻을 수 있다. 이와 같이 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 열 교환기(51)에서 연소로(11)로 배출되는 입자의 양 및 체류 시간의 조절을 통해 열 교환관(55)을 통한 열 흡수량을 조절할 수 있으며, 연소로(11)로 주입되는 입자의 온도 또한 조절이 가능하여 연소로(11)의 하부 온도를 조절할 수 있는 기술적 효과가 있다.
According to the above-described structure of the lower opening 53, the filled particles are injected into the space between the upper portion 53-1 of the lower opening portion and the lower portion 53-2 of the lower opening portion while the auxiliary fluidizing air 61 is injected The auxiliary fluidizing air 61 flows into the combustion furnace 11 and the space between the upper portion 53-1 of the lower opening portion and the lower portion 53-2 of the lower opening portion 53-1 It is possible to obtain a sealing effect for blocking the flow of particles between the combustion furnace 11 and the heat exchanger 51 by the particles filled in the heat exchanger 51. [ As described above, according to the embodiment of the present invention, the amount of heat absorption through the heat exchange tube 55 can be adjusted by adjusting the amount of particles discharged to the combustion furnace 11 and the residence time in the heat exchanger 51, The temperature of the particles injected into the combustion furnace 11 can be adjusted and the temperature of the lower portion of the combustion furnace 11 can be controlled.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 개구부(54)의 상부에는 2차 공기 주입 노즐(24)이 더 포함될 수 있으며, 2차 공기 주입 노즐(24)은 연소로(11)의 수평 방향을 기준으로 하부 방향으로 일정 각도로 2차 공기(22)를 주입할 수 있다. 여기서, 일정 각도는 30도 내지 60도 사이의 값을 가질 수 있다. 또한, 2차 공기 주입 노즐(24)을 통해 주입되는 2차 공기는 0.3m/s 내지 0.7m/s 사이의 공탑 속도를 가질 수 있다.
3, the upper portion of the upper opening 54 may further include a secondary air injection nozzle 24, and the secondary air injection nozzle 24 may extend in the horizontal direction of the combustion furnace 11 The secondary air 22 can be injected at a predetermined angle in the downward direction. Here, the constant angle may have a value between 30 degrees and 60 degrees. In addition, the secondary air injected through the secondary air injection nozzle 24 may have a superficial velocity of between 0.3 m / s and 0.7 m / s.

이와 같이, 상부 개구부(54)의 상부에서 2차 공기(22)를 주입함으로써, 열 교환기(51)로 투입되는 연료(23)로부터 발생하는 휘발 성분 및 수분의 연소로(11)의 확산 혼합을 증가시킬 수 있다. 또한, 주입되는 2차 공기(22)의 양을 증가시킴으로써, 상부 개구부(54)로 유입되는 입자들이 2차 공기(22)에 의해 방해를 받기 때문에 그 양이 줄어들 수 있다. 즉, 2차 공기 주입 노즐(24)을 통해 주입되는 2차 공기(22)의 양을 조절함으로써, 연소로(11)로부터 열 교환기(51)로 유입되는 입자의 양을 조절할 수 있는 기술적 효과가 있다.
As described above, by injecting the secondary air 22 at the upper portion of the upper opening portion 54, the diffusion mixture of the volatile component and the moisture generated from the fuel 23 injected into the heat exchanger 51 can be diffused . Also, by increasing the amount of the secondary air 22 to be injected, the amount of the particles introduced into the upper opening 54 is disturbed by the secondary air 22, so that the amount thereof can be reduced. That is, by adjusting the amount of the secondary air 22 injected through the secondary air injection nozzle 24, there is a technical effect of controlling the amount of particles introduced into the heat exchanger 51 from the combustion furnace 11 have.

한편, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 연소로(11)의 하부 내화재(15)는 일정 높이 이후에, 수관벽(25)으로 대체되며, 내화재(15)와 수관벽의 경계(14)는 상부로 비산되어 올라갔던 입자들(65)이 수관벽을 따라 내려오면서 발생하는 유동 현상에 의해 내화재(15)와 수관벽의 경계(14) 부분에 마모가 심하게 일어나게 된다. 도 4의 (a)에서 미설명된 부호 64는 주입된 1차 공기(20)의 연소로(11) 내의 유동 패턴이다.
4 (a), the lower refractory 15 of the combustion furnace 11 is replaced with a watertight wall 25 after a certain height, and the boundary between the refractory 15 and the watertight wall 14 abruptly wears at the boundary 14 between the refractory 15 and the water pipe wall due to the flow phenomenon occurring when the particles 65 scattered upward and descending along the water pipe wall. Reference numeral 64 not shown in FIG. 4 (a) is a flow pattern in the combustion furnace 11 of the injected primary air 20.

따라서, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 하부에서 상부로 유동되어 올라오는 입자들(65)의 일부가 상부 개구부(54)를 통해 열 교환기(51)로 유입되도록 함으로써, 내화재(15)와 수관벽의 경계(14) 부분의 마모를 감소시킬 수 있으며, 상부 개구부(54)를 통해 연소로(11)로 배출되는 기체(유동 공기, 연료 휘발분, 수분 및 2차 공기)에 의해 연소로(11)의 측면을 보호할 수 있어 경계(14)의 마모를 저감시킬 수 있다.
4 (b), according to an embodiment of the present invention, a portion of the particles 65 that flow upward from the bottom to the top flows through the upper opening 54 into the heat exchanger 51 It is possible to reduce the abrasion at the boundary 14 between the refractory 15 and the water pipe wall and prevent the gas discharged from the combustion furnace 11 through the upper opening portion 54 Moisture and secondary air) can protect the side surface of the combustion furnace 11 and reduce the wear of the boundary 14.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 순환 유동층 보일러의 하부의 내화재 영역에 열 교환기를 설치하여 열 전달율이 높은 열 교환 흡수 면적을 확보하도록 함으로써, 보일러의 소형화를 꾀할 수 있다.
As described above, according to the embodiment of the present invention, the heat exchanger is installed in the refractory material area in the lower part of the circulating fluidized bed boiler so as to secure a heat exchange absorption area with a high heat transfer rate, thereby miniaturizing the boiler.

또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 연소로 하부의 전면 및 후면의 내화재 영역에 열 교환기를 설치함으로써, 연소로의 횡방향의 온도 편차를 줄일 수 있다.
Further, according to another embodiment of the present invention, the temperature deviation in the lateral direction of the furnace can be reduced by providing the heat exchanger in the refractory region on the front and rear surfaces of the lower portion of the furnace.

또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 열 교환기는 연소로 내부의 입자가 유입되는 상부 개구부와 열 교환기 내부의 입자가 연소로로 배출되는 하부 개구부를 포함하되, 상부 개구부를 통해서 2차 공기를 주입함으로써, 연소로로부터 열교환기로 유입되는 입자량을 조절할 있다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a heat exchanger including an upper opening through which particles in a combustion furnace are introduced, and a lower opening through which particles in the heat exchanger are discharged into the combustion furnace, By the injection, the amount of particles flowing into the heat exchanger from the combustion furnace can be controlled.

또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 열 교환기의 하부 개구부는 일정 간격을 가지고 상하로 이격된 U자 또는 V자 형태로 구성함으로써, 열교환기 내의 입자량을 조절할 수 있어 온도 조절, 열 흡수량 조절 등이 가능하다.
Further, according to another embodiment of the present invention, the lower openings of the heat exchanger are arranged in a U-shape or a V-shape having upper and lower spaced apart portions at regular intervals to control the amount of particles in the heat exchanger, And so on.

본 출원은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
The present application is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be self-evident.

10: 순환 유동층 보일러 11: 연소로
12: 싸이클론 13: 룹씰
14: 경계 15: 내화재
16: 연소로 하부의 분사판 노즐 17: 룹씰 분사판 노즐
19: 유동 층물질 20: 1차 공기
21: 유동화 공기 22: 2차 공기
23: 연료(석탄) 24: 2차 공기 주입 노즐
25: 수관벽 52: 열 교환기 분사판 노즐
53: 하부 개구부 54: 상부 개구부
55: 열 교환관 61: 보조 유동화 공기
62: 보조 유동화 공기 헤더 63: 유동 노즐
64: 1차 공기의 유동 패턴 65: 입자들
200: 열 교환기를 구비한 순환 유동층 보일러10: Circulating fluidized bed boiler 11: Combustion furnace
12: Cyclone 13: Loop seal
14: boundary 15: refractory material
16: injection plate nozzle under the combustion furnace 17: lug seal injection plate nozzle
19: fluidized bed material 20: primary air
21: fluidizing air 22: secondary air
23: fuel (coal) 24: secondary air injection nozzle
25: Water tube wall 52: Heat exchanger spray plate nozzle
53: lower opening 54: upper opening
55: heat exchange tube 61: auxiliary fluidized air
62: auxiliary fluidizing air header 63: flow nozzle
64: Flow pattern of primary air 65: Particles
200: Circulating fluidized bed boiler with heat exchanger

Claims (10)

순환 유동층 보일러에 있어서,
연료를 연소하는 연소로; 및
상기 연소로 하부의 전면 및 후면의 내화재 영역에 구비된 열 교환기를 포함하며,
상기 열 교환기는, 상기 연소로 내부의 입자가 유입되는 상부 개구부와 상기 열 교환기 내부의 입자가 상기 연소로로 배출되는 하부 개구부를 포함하는 순환 유동층 보일러.
In a circulating fluidized bed boiler,
A combustion furnace for burning fuel; And
And a heat exchanger provided on the front and rear refractory regions of the lower portion of the combustion furnace,
Wherein the heat exchanger includes an upper opening through which particles in the combustion furnace are introduced and a lower opening through which particles in the heat exchanger are discharged into the combustion furnace.
제1항에 있어서,
상기 하부 개구부는,
높이에 따라 설치된 복수개의 개구부를 구비함으로써, 상기 열 교환기 내부의 입자가 상기 연소로로 배출되는 높이가 조절되도록 구성된 순환 유동층 보일러.
The method according to claim 1,
Wherein the lower opening comprises:
And a plurality of openings provided along the height of the heat exchanger, so that the height of the particles in the heat exchanger discharged into the furnace can be controlled.
제1항에 있어서,
상기 하부 개구부는,
일정 간격을 가지고 상하로 이격된 U자 또는 V자 형태의 상부와 하부로 구성되며,
상기 하부에는 다수개의 유동 노즐을 구비하여 상부로 보조 유동화 공기를 주입하도록 구성된 순환 유동층 보일러.
The method according to claim 1,
Wherein the lower opening comprises:
U-shaped or V-shaped upper and lower parts spaced apart at regular intervals,
And a plurality of flow nozzles are provided in the lower portion to inject the auxiliary fluidizing air into the upper portion.
제3항에 있어서,
상기 다수개의 유동 노즐은,
상기 하부 개구부의 하부의 단면을 따라 일정 간격을 가지고 배치되는 순환 유동층 보일러.
The method of claim 3,
Wherein the plurality of flow nozzles comprise:
Wherein the lower openings are disposed at regular intervals along a section of the lower portion of the lower openings.
제1항에 있어서,
상기 순환 유동층 보일러는,
상기 상부 개구부의 상부에 구비되어 상기 연소로의 수평 방향을 기준으로 하부 방향으로 일정 각도로 2차 공기를 주입하는 2차 공기 주입 노즐을 더 포함하는 순환 유동층 보일러.
The method according to claim 1,
The circulating fluidized-
And a secondary air injection nozzle provided at an upper portion of the upper opening to inject secondary air at a predetermined angle downward with respect to a horizontal direction of the combustion furnace.
제5항에 있어서,
상기 일정 각도는,
30도 내지 60도 사이의 값을 포함하는 순환 유동층 보일러.
6. The method of claim 5,
The predetermined angle may be,
A circulating fluidized bed boiler comprising a value between 30 degrees and 60 degrees.
제1항에 있어서,
상기 열 교환기는,
그 하부에 열 교환기 내부로 공기를 주입하기 위한 주입판 노즐을 더 포함하는 순환 유동층 보일러.
The method according to claim 1,
The heat exchanger includes:
A lower portion of which further comprises an injection plate nozzle for injecting air into the heat exchanger.
제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 2차 공기 주입 노즐을 통해 주입되는 2차 공기 또는 상기 주입판 노즐을 통해 주입되는 공기는 0.3m/s 내지 0.7m/s 사이의 공탑 속도를 가지는 순환 유동층 보일러.
8. The method according to any one of claims 5 and 7,
Wherein the secondary air injected through the secondary air injection nozzle or the air injected through the injection plate nozzle has a superficial velocity between 0.3 m / s and 0.7 m / s.
제1항에 있어서,
상기 열 교환기의 하부는,
하부에서 상부로 갈수록 확장되는 테이퍼(taper) 구조를 가지는 순환 유동층 보일러.
The method according to claim 1,
The lower portion of the heat exchanger
A circulating fluidized bed boiler with a taper structure extending from the bottom to the top.
제3항에 있어서,
상기 보조 유동화 공기가 주입되는 동안에 상기 상부와 하부 사이의 간격에 채워진 입자가 상기 주입되는 보조 유동화 공기에 의해 상기 연소로로 흘러 넘치며,
상기 보조 유동화 공기가 주입되지 않는 동안에는 상기 상부와 하부 사이의 간격에 채워진 입자에 의해 상기 연소로와 상기 열 교환기 사이의 입자의 흐름이 차단되는 순환 유동층 보일러.The method of claim 3,
The particles filled in the gap between the upper and lower portions flow into the combustion furnace by the injected auxiliary fluidizing air while the auxiliary fluidizing air is injected,
Wherein the flow of particles between the combustion furnace and the heat exchanger is blocked by particles filled in the gap between the upper and lower portions while the auxiliary fluidizing air is not being injected.
KR1020130108638A 2013-09-10 2013-09-10 Circulating fluidized bed boiler equipped with heat exchanger KR102108576B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130108638A KR102108576B1 (en) 2013-09-10 2013-09-10 Circulating fluidized bed boiler equipped with heat exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130108638A KR102108576B1 (en) 2013-09-10 2013-09-10 Circulating fluidized bed boiler equipped with heat exchanger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150029435A true KR20150029435A (en) 2015-03-18
KR102108576B1 KR102108576B1 (en) 2020-05-07

Family

ID=53023924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130108638A KR102108576B1 (en) 2013-09-10 2013-09-10 Circulating fluidized bed boiler equipped with heat exchanger

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102108576B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180079724A (en) * 2017-01-02 2018-07-11 현대건설주식회사 Circulating fluidized bed boiler system
WO2019078416A1 (en) * 2017-10-16 2019-04-25 한국전력공사 Circulating fluidized bed boiler
WO2019078414A1 (en) * 2017-10-20 2019-04-25 한국전력공사 Device for evaluating combustion of fuel for fluidized bed boiler and fuel combustion evaluation method using same
CN114135865A (en) * 2021-12-20 2022-03-04 重庆大学 High-temperature ash storage device and circulating fluidized bed boiler provided with same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01200101A (en) * 1988-02-05 1989-08-11 Ebara Corp Double floor type fluidized bed boiler
JPH06185705A (en) * 1992-12-15 1994-07-08 Ube Ind Ltd Fluidized-bed furnace
JPH08503540A (en) * 1992-11-10 1996-04-16 エイ．アフルストロム コーポレイション Method and apparatus for operating a circulating fluidized bed system
JP2953890B2 (en) * 1992-12-07 1999-09-27 日立造船株式会社 Fluidized bed combustion furnace
JP2000304224A (en) * 1999-04-16 2000-11-02 Kawasaki Heavy Ind Ltd Method and apparatus for recovering heat from fluidized bed
EP1367115B1 (en) * 1993-03-03 2008-08-20 Ebara Corporation Pressurized internal circulating fluidized-bed boiler

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01200101A (en) * 1988-02-05 1989-08-11 Ebara Corp Double floor type fluidized bed boiler
JPH08503540A (en) * 1992-11-10 1996-04-16 エイ．アフルストロム コーポレイション Method and apparatus for operating a circulating fluidized bed system
JP2953890B2 (en) * 1992-12-07 1999-09-27 日立造船株式会社 Fluidized bed combustion furnace
JPH06185705A (en) * 1992-12-15 1994-07-08 Ube Ind Ltd Fluidized-bed furnace
EP1367115B1 (en) * 1993-03-03 2008-08-20 Ebara Corporation Pressurized internal circulating fluidized-bed boiler
JP2000304224A (en) * 1999-04-16 2000-11-02 Kawasaki Heavy Ind Ltd Method and apparatus for recovering heat from fluidized bed

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180079724A (en) * 2017-01-02 2018-07-11 현대건설주식회사 Circulating fluidized bed boiler system
WO2019078416A1 (en) * 2017-10-16 2019-04-25 한국전력공사 Circulating fluidized bed boiler
WO2019078414A1 (en) * 2017-10-20 2019-04-25 한국전력공사 Device for evaluating combustion of fuel for fluidized bed boiler and fuel combustion evaluation method using same
CN114135865A (en) * 2021-12-20 2022-03-04 重庆大学 High-temperature ash storage device and circulating fluidized bed boiler provided with same
CN114135865B (en) * 2021-12-20 2024-02-27 重庆大学 High-temperature ash storage device and circulating fluidized bed boiler with same

Also Published As

Publication number Publication date
KR102108576B1 (en) 2020-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150029435A (en) Circulating fluidized bed boiler equipped with heat exchanger
JP2009079794A (en) Solid fuel burner, combustion device using the same, and its operation method
CN105570881B (en) Hermetically sealed can and for controlling the method by the solid flow rate of hermetically sealed can
EP2668444B1 (en) Method to enhance operation of circulating mass reactor and reactor to carry out such method
CN109268855A (en) The slagging structure of single air compartment differential biomass fuel circulating fluidized bed boiler
CN106482093A (en) Face-fired boiler and the flue gas recirculation combustion system with the boiler
Wang et al. Establishing an appropriate overfire air angle at the furnace throat of a low-NOx W-shaped flame furnace
JP2014152940A (en) Circulating fluidized bed furnace
KR101406660B1 (en) Combustion furnace of fluidized bed
KR101200531B1 (en) Circulating fluidizing-bed boiler
JP3913229B2 (en) Circulating fluid furnace
EP2754960A1 (en) Fluidized bed furnace and waste disposal method using fluidized bed furnace
JP2005299938A (en) Circulated fluidized furnace
KR20130047091A (en) Air nozzle of circulating fluidized bed combustion boiler
CN208365523U (en) A kind of water-coal-slurry burning device of circulating fluidized bed
RU2507446C2 (en) Collector funnel for material of layer in boiler with fluidised bed, boiler with fluidised bed and method in boiler with fluidised bed
EP3054214B1 (en) Method for feeding air to a fluidized bed boiler, a fluidized bed boiler and fuel feeding means for a fluidized bed boiler
JP2010038491A (en) Circulating fluidized bed combustion furnace
Orlik et al. Optimisation of combustion process in furnace of coal-fired boiler PK-38 using Computational Fluid Dynamics
CN108561880A (en) A kind of burning device of circulating fluidized bed of water-coal-slurry and its full fast bed fluidized state
CN101943400B (en) W flame boiler for avoiding clinkering on water-cooled walls of wing walls and sidewalls by four-corner ventilation
KR102462442B1 (en) Circulating fluidized bed boiler apparatus
RU2253800C1 (en) Vortex furnace
KR101940670B1 (en) Backflow prevention air injection system of circulating fluidized bed boiler
KR100763775B1 (en) Internal circulating fluidized bed incinerator for refuse derived fuel

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant