KR20160120718A - 빗살형 수냉각 기둥 및 그 수냉각 기둥을 가지는 노 - Google Patents

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KR20160120718A
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Abstract

순환유동층 보일러의 노 내의 수냉각 기둥(4)은 멤브레인 수냉벽(41)에 둘러싸여 이루어진다. 수냉각 기둥(4)은, 하단부(A), 상단부, 및 과도부분을 포함한다. 하단부(A)는 단일 기둥체이고, 하단부(A)의 측벽에는 내부 2차바람구(400)가 형성되어 있다. 상단부는 복수의 서브 기둥체(B, C)를 포함한다. 하단부(A)의 멤브레인 수냉벽(41)은 과도부분을 경유하여 상단부까지 연장된다. 매개 서브 기둥체(B, C)는, 둘러싸여 이루어지는 하단부(A)의 멤브레인 수냉벽(41) 중의 대응되는 멤브레인 수냉벽(41)이 상측으로 연장되어 상술한 멤브레인 수냉벽(41)에 둘러싸여 이루어지며, 또한 복수의 서브 기둥체(B, C)는 서로 분리되어 있다.

Description

빗살형 수냉각 기둥 및 그 수냉각 기둥을 가지는 노{COMB TEETH TYPE WATER-COOLED COLUMN AND HEARTH HAVING SAME}
본 발명은 순환유동층 보일러에 관한 것으로, 특히 순환유동층 보일러의 노(furnace) 내의 전열면(heating surface)에 관한 것이다.
순환유동층 보일러에 있어서 대형화 및 고도의 파라미터화는 보일러 기술 발전의 필연적인 추세이다. 보일러 용량이 증가됨에 따라 노의 단면 사이즈도 점차 증가되고 있는데, 이로 인하여 벽면으로부터 노에 송풍되는 2차바람은 노의 중앙까지 도달하기 어렵게 되었다. 이와 동시에, 노 용적의 증가량은, 노 내의 증발 전열면(evaporating heating surface)의 증가량보다 더 큰 바, 이는 방열과 흡열의 불균형을 초래하여 전열면의 배열 방식에 대하여 새로운 요구를 제기하고 있다. 2차바람의 관통과 노 전열면의 배열 방식은 이미 순환유동층 보일러의 대형화 및 고도의 파라미터화에로의 발전을 제한하는 주요 기술 난제로 부각되고 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 중국 특허 ZL 200710151813.0 에는 수냉각 기둥을 구비하는 순환유동층 보일러 노가 개시되어 있는데, 노의 공기분배판과 천장 사이에 노의 전열면이 증대되도록 멤브레인 수냉벽에 둘러싸여 이루어진 수냉각 기둥을 설치함으로써, 2차바람이 이 수냉각 기둥을 통하여 노의 연소 공간으로 진입할 수 있도록 하였다. 기둥체의 내측에 2차바람 파이프를 설치해야 하므로, 파이프를 설치하고 메인터넌스할 수 있는 일정한 공간을 필요하는데, 수냉각 기둥 각각의 높이 위치에서의 단면의 크기는 일정해야 한다. 이는 수냉각 기둥의 상하방향의 각 위치에서의 내부공간이 비교적 크도록 하여, 노 외벽과의 거리가 작아지도록 한다. 특히 노 상부 공간에 스크린형 전열면을 배열하여야 하는 수요를 만족시키기 어려워, 노 내의 기체 및 고체를 유동시키는 수단에 영향을 끼치게 된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 순환유동층 보일러의 노 내에 사용되는 수냉각 기둥을 제공하는데, 상기 수냉각 기둥은, 멤브레인 수냉벽에 둘러싸여 이루어진 것으로, 단일 기둥체이고 측벽에 내부 2차바람구가 형성되어 있는 하단부, 복수의 서브 기둥체를 포함하는 상단부, 및 과도부분을 포함하고, 하단부의 멤브레인 수냉벽은 상기 과도부분을 경유하여 상단부까지 연장되며, 서브 기둥체 각각은 둘러싸여 이루어진 하단부의 멤브레인 수냉벽 중의 대응되는 멤브레인 수냉벽이 상측으로 연장되어 둘러싸여 이루어지며, 상기 복수의 서브 기둥체는 서로 분리되어 있다.
선택 가능하게, 상기 상단부는 서브 기둥체를 2개 포함한다.
선택 가능하게, 상기 상단부는 서브 기둥체를 3개 포함하며, 상기 3개의 서브 기둥체는 행(行)으로 배열되며 서로 등간격으로 분리되어 있다.
선택 가능하게, 상기 상단부는 서브 기둥체를 4개 포함하며, 상기 4개의 서브 기둥체 사이에는 “+”자형 간격이 형성되어 있다.
선택 가능하게, 상술한 수냉각 기둥에 있어서, 서브 기둥체 각각의 단면은 동일하다. 또한, 서브 기둥체 각각의 단면 면적은 동일하다.
선택 가능하게, 상술한 수냉각 기둥에 있어서, 서브 기둥체 각각의 단면의 형상은 직사각형, 원형, 정육각형, 정팔각형 중의 하나이다.
선택 가능하게, 상술한 수냉각 기둥에 있어서, 적어도 한쌍의 서로 인접하는 서브 기둥체의 서로 대향하는 측벽에는 추가적인 내부 2차바람구가 형성되어 있다.
또한, 본 발명은 순환유동층 보일러 노를 제공하는데, 상기 순환유동층 보일러 노는, 노 측벽, 천장, 공기분배판, 및 공기분배판과 천장 사이에 설치된 상술한 수냉각 기둥을 포함하며; 수냉각 기둥 측벽, 노 측벽, 공기분배판, 및 천장 사이에는 노 연소 공간이 형성되고, 수냉각 기둥 측벽의 하부에는 노 연소 공간으로 2차바람을 송풍하는 내부 2차바람구가 형성되고, 노 측벽의 하부에는 노 연소 공간으로 2차바람을 송풍하는 외부 2차바람구가 형성되어 있다.
선택 가능하게, 적어도 하나의 서브 기둥체의 외측에는 확장 전열면이 배열되어 있다.
또한, 본 발명은 상술한 순환유동층 보일러 노를 포함하는 순환유동층 보일러를 제공한다.
도1 내지 도3은 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 단면이 변화하는 노를 가지는 순환유동층 보일러 노의 정면, 측면, 및 평면 단면도이다.
도4 내지 도5는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 단면이 변화하는 노를 가지는 순환유동층 보일러의 하부 및 상부 단면도이다.
도6 및 도7은 각각 본 발명의 제2 실시예에 따른 단면이 변화하는 노를 가지는 순환유동층 보일러의 정면 및 평면 단면도이다.
도8 내지 도10은 각각 본 발명의 제3 실시예에 따른 단면이 변화하는 노를 가지는 순환유동층 보일러의 정면, 측면, 및 평면 단면도이다.
도11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 단면이 변화하는 노를 가지는 순환유동층 보일러의 상부 단면도이다.
아래, 본 발명의 예시적인 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 실시예의 예시는 첨부 도면에 도시되며, 동일하거나 유사한 도면 부호는 동일하거나 유사한 구성을 표시한다. 이하, 첨부 도면을 참조하여 설명하는 실시예들은 예시적인 것으로, 본 발명을 해석하기 위한 것이지 본 발명을 제한하기 위한 것으로 해석되는 것은 아니다.
아래 도1 내지 도11을 참조하면서 단면이 변화하는 노를 가지는 순환유동층 보일러를 설명하기로 한다.
도1 내지 도11에 도시된 바와 같이, 순환유동층 보일러에서, 노의 단면은 선택 가능하게 사각형일 수 있으며, 상기 순환유동층 보일러는 노의 저부에 설치된 공기분배판(1), 노의 앞벽(21), 뒤벽(22), 좌측벽(23), 우측벽(24), 천장(3), 노 출구(5), 및 공기분배판과 천장 사이에 설치된 적어도 하나의 수냉각 기둥(4)을 포함하며, 노 출구(5)는 사이클론 분리기(미도시)에 연결되어 있다.
수냉각 기둥의 내측에 2차바람 파이프를 배열하기 위한 충분한 공간을 확보하기 위하여, 수냉각 기둥의 하단부(A)는 단일 기둥체(single column) 형상을 이룬다.
도1 내지 도3은 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른, 단면이 변화하는 노를 가지는 순환유동층 보일러 노의 정면, 측면, 및 평면 단면도이고, 도4 및 도5는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 순환유동층 보일러의, 단면이 변화하는 노의 하부 및 상부 단면도이다.
도4 및 도5에 도시된 바와 같이, 수냉각 기둥(4)은 멤브레인 수냉벽(41)에 둘러싸여 이루어지며, 노의 하부에 위치하는 단일 기둥체 형상의 수냉각 기둥의 하단부(A), 및 노의 중부 및 상부에 위치하는 더블 기둥(double columns) 형상의 수냉각 기둥의 상단부를 포함한다. 이 상단부는, 서브 기둥체(B)와 서브 기둥체(C), 및 수냉각 기둥의 하단부(A)를 서브 기둥체(B, C)에 연결하는 과도부분(transition section)을 포함한다. 수냉각 기둥의 하단부(A)는, 각각 노의 앞벽(21)과 뒤벽(22)을 향하고 서로 대향되게 설치되는 수냉각 기둥의 앞벽(401)과 뒤벽(402), 각각 노의 좌측벽과 우측벽을 향하고 서로 대향되게 설치되는 수냉각 기둥의 좌측벽(403)과 우측벽(404)을 포함한다. 수냉각 기둥의 상단부의 서브 기둥체(B, C)는 나란히 배열되며 그 단면은 완전히 동일할 수 있다. 여기서, 서브 기둥체(B)는, 각각 노의 앞벽(21)에 평행하고 서로 대향되게 설치되는 앞벽(405)과 뒤벽(406), 각각 노의 좌측벽(23)과 우측벽(24)을 향하고 서로 대향되게 설치되는 좌측벽(407)과 우측벽(408)을 포함한다. 서브 기둥체(C)는, 각각 노의 뒤벽(22)에 평행하고 서로 대향되게 설치되는 앞벽(409)과 뒤벽(410), 각각 노의 좌측벽(23)과 우측벽(24)을 향하고 서로 대향되게 설치되는 수냉각 기둥의 좌측벽(411)과 우측벽(412)을 포함한다. 수냉각 기둥의 하단부(A) 및 서브 기둥체(B, C)의 단면은 모두 직사각형이다. 여기서, 서브 기둥체 각각의 단면의 형상은 직사각형, 원형, 정육각형, 정팔각형 중의 하나일 수 있다.
수냉각 기둥(4)은 공기분배판(1)으로부터 위로 노의 천장(3)까지 연장된다. 상기 수냉각 기둥(4)이 아래로부터 위로 연장될 때, 공기분배판(1)의 상측의 특정 위치에서 수냉각 기둥(4) 하부의 수냉각 기둥의 하단부(A)의 서로 대향되게 설치된 측벽(403 및 404)은 수냉각 기둥(4) 내측의 2차바람구(400) 이하의 위치로부터 동시에 수냉각 기둥의 내측으로 경사져 이들 사이의 간격이 작아지도록 이루어지며, 이들 사이의 거리가 일정한 크기에 도달할 경우, 동시에 수직 위로 천장(3)까지 연장된다. 수냉각 기둥의 하단부(A)의 서로 대향되게 설치된 측벽(401, 402)은 아래로부터 위로 수직으로 천장(3)까지 연장된다. 이로써 수냉각 기둥의 내부 공간에는 서로 연통되는 두개의 빗살을 가진 빗살 형상(comb tooth-shaped)을 가지는 공간이 형성된다.
노의 앞벽과 뒤벽(21, 22)의 하부는 공기분배판(1) 위의 일정한 높이의 위치에서 외측으로 경사지며, 외측으로 경사된 부분의 외측에는 외부 2차바람구(220)가 설치된다. 노의 좌측벽과 우측벽(23, 24)은 아래로부터 위로 수직되게 연장되며, 그 하부의 외측에도 마찬가지로 외부 2차바람구(220)가 형성된다. 노의 좌측벽과 우측벽(23, 24)의 상부에는 노 출구(5)가 형성되며, 사이클론 분리기(미도시)에 연결된 노 출구(5)는 노의 좌측벽과 우측벽(23, 24)의 상부에 설치된다.
도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 서브 기둥체(B)의 좌측벽과 우측벽(407, 408)의 외측, 및 서브 기둥체(C)의 좌측벽과 우측벽(411, 412)의 외측의 상부에는 스크린형 전열면(6)이 설치된다.
선택 가능하게, 서브 기둥체(B)의 앞벽과 뒤벽(405, 406)의 외측, 및 서브 기둥체(C)의 앞벽과 뒤벽(409, 410)의 외측 상부에도 스크린형 전열면(6)이 설치되어 있을 수 있다.
도3 내지 도5에 도시된 바와 같이, 서브 기둥체(B)의 뒤벽(406)과 서브 기둥체(C)의 앞벽(409)은 아래로부터 위로 수직으로 천장(3)까지 연장된다. 서브 기둥체(B)의 앞벽(405)과 노의 앞벽(21)은 서로 평행되게 배열되고; 서브 기둥체(B)의 뒤벽(406)과 서브 기둥체(C)의 앞벽(409)은 서로 평행되게 배열되고; 서브 기둥체(C)의 뒤벽(410)과 노의 뒤벽(22)은 서로 평행되게 배열되며; 서브 기둥체(B)의 좌측벽과 우측벽(407, 408), 및 서브 기둥체(C)의 좌측벽과 우측벽(411, 412)은 노의 좌측벽과 우측벽(23, 24)과 서로 평행되게 배열된다.
서브 기둥체(B)의 뒤벽(406)의 좌반부의 수냉벽 튜브는 연결 튜브를 통하여 수냉각 기둥의 하단부(A)의 좌측벽(403)의 앞부분의 수냉벽 튜브에 연결되고, 서브 기둥체(B)의 뒤벽(406)의 우반부의 수냉벽 튜브는 연결 튜브를 통하여 수냉각 기둥의 하단부(A)의 우측벽(404)의 앞부분의 수냉벽 튜브에 연결된다. 마찬가지로, 서브 기둥체(C)의 앞벽(409)의 좌반부의 수냉벽 튜브는 연결 튜브를 통하여 수냉각 기둥의 하단부(A)의 좌측벽(403)의 뒤부분의 수냉벽 튜브에 연결되고, 서브 기둥체(C)의 앞벽(409)의 우반부의 수냉벽 튜브는 연결 튜브를 통하여 수냉각 기둥의 하단부(A)의 우측벽(404)의 뒤부분의 수냉벽 튜브에 연결된다. 상술한 방법을 통하여, 노 하부의 수냉각 기둥의 하단부(A)는 더블 기둥 형상의 수냉각 기둥의 상단부로 이르게 된다.
도6 및 도7은 각각 본 발명의 제2 실시예에 따른, 단면이 변화하는 노를 가지는 순환유동층 보일러의 정면 및 평면 단면도이다. 제2 실시예는, 주로 수냉각 기둥의 상단부의 구조가 제1실시예와 다르며, 기타 구조는 제1실시예와 유사하다.
도6 및 도7에 도시된 바와 같이, 수냉각 기둥의 하단부(A)의 앞벽(401)과 뒤벽(402) (도4를 참조), 서브 기둥체(B)의 앞벽(405)과 뒤벽(406) (도5를 참조), 서브 기둥체(C)의 앞벽(409)과 뒤벽(410) (도5를 참조)은 모두 아래로부터 위로 수직으로 천장(3)까지 연장되고, 노의 앞벽과 뒤벽(21, 22)의 하부는 공기분배판(1) 위의 일정한 높이의 위치로부터 외측으로 경사지며, 경사된 부분에는 외부 2차바람구(220)가 형성된다.
수냉각 기둥의 하단부(A)의 좌측벽과 우측벽(403, 404) (도4를 참조) 사이의 폭은, 서브 기둥체(B)의 좌측벽과 우측벽(407, 408) (도5를 참조) 사이의 폭, 및 서브 기둥체(C)의 좌측벽과 우측벽(411, 412) (도5를 참조) 사이의 폭과 동일하다.
바람직하게는, 서브 기둥체(B)의 좌측벽과 우측벽(407, 408)의 내측 및 서브 기둥체(C)의 좌측벽과 우측벽(411, 412)의 내측의 일정한 높이의 위치에는 모두 내부 2차바람구(400)가 형성되어 있다. 선택 가능하게, 서브 기둥체(B)의 앞벽과 뒤벽(405, 406)의 내측 및 서브 기둥체(C)의 앞벽과 뒤벽(409, 410)의 내측에도 내부 2차바람구(400)가 형성되어 있을 수 있다.
노의 좌측벽 및 우측벽(23, 24)의 하부는 공기분배판(1) 위의 일정한 높이의 위치에서 소정의 높이까지 외측으로 경사지며, 소정의 높이에 도달한 후 다시 아래로부터 위로 수직으로 천장(3)까지 연장된다. 서브 기둥체(B, C)의 좌측벽 및 우측벽의 내측의 2차바람구(400)와 동일한 높이의 위치에, 노의 좌측벽 및 우측벽(23, 24) 하부의 경사진 부분의 외측에는 모두 외부 2차바람구(220)가 형성되어 있다.
서브 기둥체(B)의 좌측벽과 우측벽(407, 408), 및 서브 기둥체(C)의 좌측벽과 우측벽(411, 412)의 상부의 외측에는 모두 스크린형 전열면(6)이 설치되어 있다.
선택 가능하게, 노의 흡열 수요에 따라, 노의 좌측벽과 우측벽(23, 24)의 서로 인접하는 두 개의 노 출구(5) 사이의 내측, 및 서브 기둥체(B)의 앞,뒤벽(405, 406)과 서브 기둥체(C)의 앞,뒤벽(409, 410)의 상부의 외측에도 마찬가지로 모두 스크린형 전열면(6)이 설치되어 있을 수 있다.
도8 내지 도10은 각각 본 발명의 제3 실시예에 따른, 단면이 변화하는 노를 가지는 순환유동층 보일러의 정면, 측면, 및 평면 단면도이다. 도11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 단면이 변화하는 노를 가지는 순환유동층 보일러의 상부 단면도이다. 제3실시예는, 주로 수냉각 기둥의 상단부의 구조가 제1 실시예와 다르며, 기타 구조는 제1 실시예와 유사하다.
도8 내지 도11에 도시된 바와 같이, 노의 폭이 충분히 클 때, 노의 상부의 수평방향에서의 기체-고체의 혼합과 유동균일도(gas-solid blending and flow uniformity)를 개선시키기 위하여, 본 발명에서는, 노의 하부에 위치하는 수냉각 기둥의 하단부가 단일 기둥체로 형성되고, 과도부분을 경유하여 노의 중부와 상부에 위치하는 세 개의 평행되는 기둥들을 가지는 수냉각 기둥의 상단부와 연결되는 다른 빗살형의 수냉각 기둥을 개시한다. 그 결과, 세 개의 빗살을 가지는 빗살형 공간이 수냉각 기둥의 내부에 형성된다.
수냉각 기둥의 하단부(A)의 좌측벽과 우측벽(403, 404) (도4를 참조)은 모두 공기분배판(1) 위의 일정한 높이의 위치에서 수냉각 기둥의 내측으로 경사지며, 일정한 높이의 위치까지 도달한 후 다시 아래로부터 위로 수직으로 천장(3)까지 연장된다. 좌우측의 수냉벽의 경사진 과도부분의 각 내측에는 모두 내부 2차바람구(400)가 형성된다. 수냉각 기둥의 하단부(A)의 앞벽과 뒤벽(401, 402) (도4를 참조)은 아래로부터 위로 수직으로 천장(3)까지 연장되어, 일정한 높이의 위치에서 각각 수냉각 기둥의 상단부의 서브 기둥체(D)와 수냉각 기둥의 상단부의 서브 기둥체(F)의 앞벽 및 뒤벽을 형성한다.
노의 앞벽과 뒤벽(21, 22) 및 좌측벽과 우측벽(23, 24)의 하부의 외측에는 마찬가지로 내부 2차바람구(400)의 높이와 서로 대응되는 위치에 외부 2차바람구(220)가 형성되어 있다.
수냉각 기둥의 하단부(A)의 좌측벽과 우측벽(403, 404)의 중간 부분의 수냉벽 튜브는 공기분배판(1) 위의 일정한 높이의 위치에서 수냉각 기둥의 내측으로 경사지며, 소정의 높이에 도달한 후 각각 수냉각 기둥의 상단부의 서브 기둥체(D, E, F)의 좌측벽 및 우측벽을 형성한다.
서브 기둥체(D, E, F)의 단면 형상은 직사각형이고 단면 면적은 동일하며, 서브 기둥체(D, E, F)의 네개의 멤브레인 수냉벽의 하부 내측에는 각각 내부 2차바람구(400)가 형성되어 있고, 이에 대응되는 노의 측벽 외측의 동일한 높이의 위치에는 외부 2차바람구(220)가 형성되어 있다.
수냉각 기둥의 상단부의 서브 기둥체(D, E, F)의 좌측벽 및 우측벽의 외측 상부에는 모두 스크린형 전열면(6)이 배열되어 있고, 서브 기둥체(D)의 앞벽과 서브 기둥체(F)의 뒤벽의 외측 상부에도 마찬가지로 스크린형 전열면(platen heating surface, 6)이 배열되어 있을 수 있다.
선택 가능하게, 서브 기둥체(D)의 뒤벽, 서브 기둥체(E)의 앞벽과 뒤벽, 서브 기둥체(F)의 앞벽의 외측 상부에도 마찬가지로 스크린형 전열면(6)이 배열되어 있을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 순환유동층 보일러의 노 내부에 사용되는 수냉각 기둥을 제공하는데, 상기 수냉각 기둥은 멤브레인 수냉벽에 둘러싸여 이루어진 것으로, 단일 기둥체(single column)로 측벽에 내부 2차바람구(400)가 형성되어 있는 하단부(A); 복수의 서브 기둥체(B, C; D, E, F)를 포함하는 상단부; 및 과도부분을 포함하는데, 상기 과도부분을 경유하여 하단부(A)의 멤브레인 수냉벽은 상단부까지 연장되며, 과도부분은 상단부와 하단부를 연결하여 공기분배판으로부터 천장까지 관통되는 수냉각 기둥의 작동 매체 유로(flow passage for working medium)를 형성한다. 여기서, 각 서브 기둥체마다, 둘러싸여 하단부를 이루는 멤브레인 수냉벽 중의 대응되는 멤브레인 수냉벽이 상측으로 연장되어 둘러싸여 이루어지며, 상기 복수의 서브 기둥체는 서로 분리되어 있다.
선택 가능하게, 도2 내지 도5에 도시된 바와 같이, 상기 상단부는 2개의 서브 기둥체(B, C)를 포함한다.
선택 가능하게, 도9 내지 도11에 도시된 바와 같이, 상기 상단부는 3개의 서브 기둥체(D, E, F,)를 포함하며 상기 3개의 서브 기둥체는 일열로 배열되며 등간격으로 분리되어 있다.
비록 도시하지 않았으나, 선택 가능하게, 상기 상단부는 4개의 서브 기둥체를 포함하며, 상기 4개의 서브 기둥체 사이에는 “+”자형 간격이 형성되어 있다.
선택 가능하게, 상술한 수냉각 기둥에 있어서, 서브 기둥체 각각의 단면은 동일하다. 또한, 서브 기둥체 각각의 단면 면적은 동일하다.
선택 가능하게, 상술한 수냉각 기둥에 있어서, 서브 기둥체 각각의 단면 형상은 직사각형, 원형, 정육각형, 정팔각형 중의 일종이다.
선택 가능하게, 상술한 수냉각 기둥에 있어서, 도3, 도7에 도시된 바와 같이, 적어도 한쌍의 서로 인접하는 서브 기둥체의 서로 대향하는 측벽에는 추가적인 내부 2차바람구(400)가 형성되어 있다.
또한, 본 발명은 순환유동층 보일러의 노를 제공하는데, 상기 순환유동층 보일러 노는, 노 측벽, 천장(3), 공기분배판(1), 및 공기분배판(1)과 천장(3) 사이에 설치된 상술한 수냉각 기둥(4)을 포함한다. 수냉각 기둥의 측벽, 노 측벽, 공기분배판, 및 천장 사이에는 노 연소 공간이 형성되고, 수냉각 기둥 측벽의 하부에는 노 연소 공간으로 2차바람을 송풍하는 내부 2차바람구(400)가 형성되며, 노 측벽의 하부에는 노 연소 공간으로 2차바람을 송풍하는 외부 2차바람구(220)가 형성되어 있다.
선택 가능하게, 적어도 하나의 서브 기둥체의 외측에는 확장 전열면(6)이 배열되어 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 순환유동층 보일러 노를 포함하는 순환유동층 보일러를 제공한다.
본 발명에 있어서, 노 내에 빗살형 수냉각 기둥을 설치함으로써, 입자가 노의 수평방향에서 횡방향으로 혼합되어 충분히 연소하도록 유리한 조건을 제공하여, 노 내의 횡방향에서의 기체-고체 두 상(gas-solid two phase)이 더욱 균일하게 유동하도록 함과 동시에, 노 내의 기체-고체 두 상의 환형 유동 영역 공간을 효과적으로 증가하여, 더욱 많은 확장 전열면을 배열할 수 있어, 증기 파라미터가 향상되면서 노 내에 생성되는 과량의 열을 효과적으로 흡수할 수 있으므로, 유동층의 온도와 노 출구의 연기 온도를 제어하는 목적을 달성할 수 있다. 본 발명에 있어서, 상기 수냉각 기둥은 단일 기둥체 형상의 하단부와 복수의 기둥체 형상의 상단부로 나뉘는데, 수냉각 기둥의 상단부와 하단부 사이에는 과도부분(transition section)이 설치되어 있다. 과도부분은 수냉각 기둥의 상단부와 하단부를 연결시켜, 수냉각 기둥의 내부에 빗살 형상의 서로 통하는 공간을 형성하며, 수냉각 기둥의 상단부의 멤브레인 벽 튜브는 수냉각 기둥의 하단부의 멤브레인 벽 튜브가 위로 연장되어 형성된 것으로, 공기분배판으로부터 천장까지 관통된 수냉각 기둥의 작동 매체 유로를 형성한다. 수냉각 기둥의 하단부가 위치하는 노 하부 연소 공간은 단면이 환형을 이루고, 공기분배판도 환형을 이루며, 수냉각 기둥의 상단부가 위치하는 노의 상부 연소 공간은 단면이 “(日)”, “(目)”, 또는 이와 유사한 형상을 이룬다.
종래의 기술에 비교하면, 본 발명의 대형 순환유동층 보일러 노는 적어도 아래와 같은 이점들 중의 하나를 실현할 수 있다.
(1)수냉각 기둥의 하단부는 단일 기둥체 형상으로, 그 내부공간이 비교적 넓어, 2차바람 파이프의 배열이 간단해질 뿐만 아니라, 유지 및 보수를 편리하게 행할 수 있다.
(2)단일 기둥체 형상의 수냉각 기둥의 하단부의 수냉벽 튜브는 굴곡되게 상측으로 연장되어 복수의 기둥체 형상의 수냉각 기둥의 상단부를 형성하며, 수냉각 기둥의 상단부의 각 기둥체의 단면의 둘레길이의 총합은 수냉각 기둥의 하단부의 단일 기둥의 단면의 둘레길이에 상당하며; 둘러싸여 이루어진 수냉각 기둥의 내부공간은 상단부가 하단부보다 대폭 작게 형성되는데, 이는 노의 중상부 연소 공간, 물질의 유동 및 혼합 공간이, 단면이 변화하지 않는 수냉각 기둥을 가지는 노의 중상부 연소 공간보다 현저하게 크도록 하여, 노 내의 중상부에서의 연소 유동이 더욱 활발해 지도록 한다. 또한, 복수의 분리기, 연료반납장치(return feeders)가 설치된 대형 보일러의 각 순환회로 사이의 유동량의 균일성을 개선하는데 더욱 유리하다. 따라서 노 내의 스크린형 전열면 사이 및 복수의 사이클론 분리기 사이의 열 편차를 효과적으로 감소시킬 수 있어, 노 내 수냉벽의 폭파를 효과적으로 막을 수 있으므로, 보일러의 작동 안전성을 향상시키는데 더욱 유리하다.
(3)복수의 기둥체 형상의 수냉각 기둥의 상단부의 측벽에 더욱 많은 확장 전열면을 배열할 수 있는바, 대형화 보일러의 노 내에 전열면을 배열하는데 극히 유리하여, 유동층의 온도와 노 출구의 연기 온도를 제어하는 목적을 달성할 수 있으며, 기체-고체의 혼합이 더욱 활발해지고, 기체-고체의 유동이 더욱 균일해 질 수 있다.
이상 본 발명의 실시예들을 참조하면서 본 발명을 설명하였으나, 통상의 기술자라면 발명의 취지 및 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 상술한 실시예들을 변경할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 특허 청구의 범위 및 그 등가 범위 내에 속하는 모든 변경 및 수정은 모두 본 출원의 특허 청구의 범위에 속한다.

Claims (11)

  1. 순환유동층 보일러의 노 내에 사용되는 수냉각 기둥에 있어서, 상기 수냉각 기둥은 멤브레인 수냉벽에 둘러싸여 이루어진 것으로, 상기 수냉각 기둥은,
    단일 기둥체이고, 측벽에 내부 2차바람구가 형성되어 있는 하단부;
    복수의 서브 기둥체를 포함하는 상단부; 및
    과도부분;을 포함하며,
    하단부의 멤브레인 수냉벽은 상기 과도부분을 경유하여 상단부까지 연장되며,
    서브 기둥체 각각은, 둘러싸여 이루어진 하단부의 멤브레인 수냉벽 중에서 대응되는 멤브레인 수냉벽이 위로 연장되어 둘러싸여 이루어지며, 상기 복수의 서브 기둥체는 서로 분리되어 있는 수냉각 기둥.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상단부는 서브 기둥체를 2개 포함하는 수냉각 기둥.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상단부는 서브 기둥체를 3개 포함하며,
    상기 3개의 서브 기둥체는 행(行)으로 배열되며 서로 등간격으로 분리되어 있는 수냉각 기둥.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상단부는 서브 기둥체를 4개 포함하며,
    상기 4개의 서브 기둥체 사이에는 “+”자형 간격이 형성되어 있는 수냉각 기둥.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    서브 기둥체 각각의 단면이 동일한 수냉각 기둥.
  6. 제5항에 있어서,
    서브 기둥체 각각의 단면 면적이 동일한 수냉각 기둥.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    서브 기둥체 각각의 단면의 형상은 직사각형, 원형, 정육각형, 정팔각형 중의 하나인 수냉각 기둥.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 한쌍의 서로 인접하는 서브 기둥체의 서로 대향하는 측벽에 별도의 내부 2차바람구가 형성되어 있는 수냉각 기둥.
  9. 순환유동층 보일러의 노에 있어서,
    노 측벽;
    천장;
    공기분배판; 및
    공기분배판과 천장 사이에 설치된 수냉각 기둥을 포함하며,
    수냉각 기둥은 멤브레인 수냉벽으로 구성된 측벽이 둘러싸여 이루어진 것으로,
    수냉각 기둥 측벽, 노 측벽, 공기분배판, 및 천장 사이에는 노 연소 공간이 형성되고,
    수냉각 기둥 측벽의 하부에는 노 연소 공간으로 2차바람을 송풍하는 내부 2차바람구가 형성되고,
    노 측벽의 하부에는 노 연소 공간으로 2차바람을 송풍하는 외부 2차바람구가 형성되며,
    상기 수냉각 기둥은 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항의 수냉각 기둥인 순환유동층 보일러의 노.
  10. 제9항에 있어서,
    적어도 하나의 서브 기둥체의 외측에는 확장 전열면이 배열되어 있는 순환유동층 보일러의 노.
  11. 제9항 또는 제10항의 노를 포함하는 순환유동층 보일러.
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