KR20170031407A - 순환 유동층 보일러 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

순환 유동층 보일러 장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 순환 유동층 보일러 장치는, 층물질과 혼합된 연료가 연소되는 연소로와, 연소로에서 배출되는 배가스로부터 층물질을 포집하는 복수 개의 싸이클론부와, 복수 개의 싸이클론부에 연결되고, 싸이클론부로부터 전달되는 층물질이 수용되며, 연소로에 공급되는 층물질의 공급량 또는 층물질이 연소로에 공급되는 공급위치를 조절하여 연소로의 온도를 조절하는 열교환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

순환 유동층 보일러 장치 및 그 제어방법{CIRCULATING FLUID BED BOILER APPARATUS AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 발명은 순환 유동층 보일러 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연소로의 온도를 조절할 수 있는 순환 유동층 보일러 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 순환 유동층 보일러 장치는 모래 또는 회재와 같은 유동입자를 분산판 위에서 유동화한 후, 버너 등을 이용하여 유동입자를 고온으로 가열한 상태에서 석탄과 같은 고체 연료를 연소로 내에 투입하여, 연료를 연소시킨다.
이러한 유동층 연소는 화염에 의한 연소 방식이 아니므로 연소로 온도가 800 ~ 900 ℃로 낮아 NOx 발생량이 적고 연소로 내부의 탈황을 통해 SOx 배출을 줄일 수 있는 친환경 발전방식에 해당한다.
또한, 유동층 연소는 고온의 층물질과 혼합되어 연소가 진행되므로 고급 유연탄뿐만 아니라 저발열 고수분의 저급탄, 바이오매스, 폐기물연료와 같은 다양한 연료의 연소가 용이한 장점이 있다.
다만, 종래의 순환 유동층 보일러 장치는 연소로의 용량이 증대되면서 복수의 싸이클론부를 적용하므로 각각의 싸이클론부를 통하여 연소로에 공급되는 층물질의 공급량, 온도 등을 조절하기 어렵다. 또한, 종래의 순환 유동층 보일러 장치는 대형화된 연소로의 내부에 온도 편차가 발생되어 고온부에서의 층물질 소결, 저온부에서의 연료의 연소 불안정 등이 발생되는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경 기술은 한국공개특허공보 제10-2012-0075082호(2012.07.06 공개, 발명의 명칭: 유동층 연소형 보일러)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 대용량 연소로를 갖는 장치의 구성을 간단히 하고, 연소로 내부의 온도를 균일하게 조절할 수 있는 순환 유동층 보일러 장치 및 그 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 순환 유동층 보일러 장치는: 층물질과 혼합된 연료가 연소되는 연소로; 상기 연소로에서 배출되는 배가스로부터 상기 층물질을 포집하는 복수 개의 싸이클론부; 및 복수 개의 상기 싸이클론부에 연결되고, 상기 싸이클론부로부터 전달된 상기 층물질이 수용되며, 상기 연소로에 공급되는 상기 층물질의 공급량 또는 상기 층물질이 상기 연소로에 공급되는 공급위치를 조절하여 상기 연소로의 온도를 조절하는 열교환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 열교환부는, 상기 싸이클론부로부터 전달된 상기 층물질이 수용되는 열교환하우징; 및 상기 열교환하우징과 상기 연소로를 연결하여 상기 연소로에 상기 층물질의 이동을 안내하며, 상기 연소로에 공급되는 상기 층물질의 공급량을 조절하는 복수 개의 교환부연소로연결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 교환부연소로연결부는, 양단부가 각각 상기 열교환하우징과, 상기 연소로에 연통되는 교환부연소로연결관; 및 상기 교환부연소로연결관의 개도(開道)를 조절하여, 상기 교환부연소로연결관을 통하여 상기 연소로에 전달되는 상기 층물질의 공급량을 조절하는 교환부연소로조절부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 싸이클론부와 상기 열교환부 사이에 위치하여, 상기 싸이클론부로부터 상기 열교환부로 전달되는 상기 층물질의 양을 조절하는 복수 개의 룹씰;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 룹씰은, 상기 싸이클론부에 연결되며, 상기 싸이클론부로부터 전달된 상기 층물질이 수용되는 룹씰하우징; 상기 룹씰하우징과 상기 연소로를 연결하여 상기 연소로에 상기 층물질의 이동을 안내하는 룹씰연소로연결부; 및 상기 룹씰하우징과 상기 열교환부를 연결하여 상기 층물질을 상기 열교환부에 전달하며, 상기 룹씰하우징으로부터 상기 열교환부에 전달되는 상기 층물질의 공급량을 조절하는 룹씰교환부연결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 룹씰교환부연결부는, 복수 개의 상기 룹씰하우징에 각각 연결되어 상기 룹씰하우징에 수용된 상기 층물질의 이동을 상기 열교환부로 안내하는 복수 개의 룹씰교환부연결관; 및 상기 룹씰교환부연결관에 구비되어, 상기 룹씰교환부연결관을 통하여 상기 열교환부에 공급되는 상기 층물질의 양을 조절하는 룹씰교환부조절부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 연소로 내부의 온도를 복수의 위치에서 측정하는 온도측정부; 및 상기 온도측정부에서 측정한 온도를 기초로 상기 교환부연소로조절부 또는 상기 룹씰교환부연결부를 제어하여, 상기 룹씰 또는 상기 열교환부로부터 상기 연소로에 공급되는 상기 층물질의 공급량 또는 상기 층물질이 상기 연소로에 공급되는 공급위치를 조절하여 상기 연소로 내부의 온도를 조절하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제어부는, 상기 온도측정부에서 측정한 상기 연소로의 복수 위치의 온도 중 상대적으로 온도가 낮은 위치에는, 상기 룹씰로부터 전달되는 상기 층물질의 공급량을 늘리거나, 상기 열교환부로부터 전달되는 상기 층물질의 공급량을 줄이는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제어부는, 상기 온도측정부에서 측정한 상기 연소로의 복수 위치의 온도 중 상대적으로 온도가 높은 위치에는, 상기 룹씰로부터 공급되는 상기 층물질의 공급량을 줄이거나, 상기 열교환부로부터 공급되는 상기 층물질의 공급량을 늘리는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 순환 유동층 보일러 장치의 제어방법은, 온도측정부가, 층물질과 혼합된 연료가 연소되는 연소로의 온도를 복수의 위치에서 측정하고, 측정한 온도를 제어부에 전달하는 온도측정단계; 상기 제어부가 상기 온도측정단계에서 측정한 복수의 온도를 비교하는 온도비교단계; 및 상기 제어부가, 상기 연소로에서 배출되는 배가스로부터 복수 개의 싸이클론부가 포집한 상기 층물질이 수용되는 열교환부에서 상기 연소로에 공급되는 상기 층물질의 공급량 또는 상기 연소로에 상기 층물질이 공급되는 공급위치를 조절하여 상기 연소로의 온도를 조절하는 제1온도조절단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 순환 유동층 보일러 장치의 제어방법은, 상기 제어부가, 복수 개의 상기 싸이클론부와 각각 연결되어 상기 싸이클론부로부터 상기 층물질을 공급받으며 상기 연소로에 연결되는 룹씰연소로연결부와, 상기 열교환부에 연결되는 룹씰교환부연결부를 구비하는 룹씰을 제어하여, 상기 룹씰로부터 상기 연소로에 공급되는 상기 층물질의 공급량 또는 상기 연소로에 상기 층물질이 공급되는 공급위치를 조절함으로써 상기 연소로의 온도를 조절하는 제2온도조절단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 순환 유동층 보일러 장치 및 그 제어방법은 복수 개의 싸이클론부 또는 룹씰이 열교환기를 공유하므로 장치의 구성을 간단히 할 수 있으며, 연소로에 재순환되는 층물질의 온도, 위치 등을 용이하게 조절할 수 있다.
또한, 본 발명은 룹씰 또는 열교환기에서 연소로에 공급되는 층물질의 공급량, 층물질이 연소로에 공급되는 공급위치를 조절하여 연소로 내부의 온도를 균일하게 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 순환 유동층 보일러 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 순환 유동층 보일러 장치에서 복수 개의 싸이클론부 또는 룹씰이 열교환기를 공유하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 순환 유동층 보일러 장치에서 교환부연소로연결부를 통한 층물질의 이동을 조절하는 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 순환 유동층 보일러 장치에서 복수 개의 교환부연소로연결부를 통하여 연소로에 공급되는 층물질의 양을 개별적으로 조절하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 순환 유동층 보일러 장치에서 연소로의 복수의 위치에 동일한 양의 층물질이 공급되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 순환 유동층 보일러 장치에서 연소로 복수의 위치에 상이한 양의 층물질이 공급되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 순환 유동층 보일러 장치의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 순환 유동층 보일러 장치 및 그 제어방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 순환 유동층 보일러 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 순환 유동층 보일러 장치에서 복수 개의 싸이클론부 또는 룹씰이 열교환기를 공유하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 순환 유동층 보일러 장치(1)는 연소로(100), 싸이클론부(200) 및 열교환부(300)를 포함한다.
연소로(100)는 층물질(L)과 혼합된 연료를 연소시킨다. 본 실시예에서 층물질은 모래 또는 회재와 같은 고체 입자로 예시되며, 연소로(100) 하부면에 구비되는 연소로분산판(110)을 통해 공기가 유입되면 연소로(100) 내부에서 비산된다.
이러한 층물질(L)은 연소로(100) 내부의 버너(미도시)에 의하여 가열되며, 연소로(100) 내부에 투입되는 연료와 혼합되면, 연료가 층물질(L)의 고온에 의하여 연소된다.
결국 연료의 연소는 화염에 의한 연소 방식이 아니므로, 연소 온도가 대략 800 ~ 900 ℃로 낮아 NOx 발생량이 적고, 연소로(100) 내부의 탈황을 통해 SOx 배출을 줄일 수 있다.
또한, 본 실시예에서 순환 유동층 보일러 장치(1)는 고온의 층물질(L)과 혼합되어 연료의 연소가 진행되므로 고급 유연탄뿐만 아니라 저발열 고수분의 저급탄, 바이오매스, 폐기물연료와 같은 다양한 연료를 적용할 수 있다.
연료는 연소로(100)의 하단부로 투입되며, 층물질(L)의 밀도가 높고, 상대적으로 온도가 높은 영역에 해당하므로, 연소로(100)의 내벽에는 단열재를 적용한다.
연소로(100) 내부에서 층물질(L)과 혼합된 상태로 연료가 연소되어 발생되는 배가스는 연소로(100)의 상측으로 배출되며, 배가스 중에 섞인 고온의 층물질(L)은 싸이클론부(200)에 의하여 포집된다.
싸이클론부(200)는 복수 개가 구비되어, 연소로(100)에서 배출되는 배가스로부터 층물질(L)을 포집한다. 본 실시예에서 싸이클론부(200)는 연소로(100)의 크기, 배가스의 배출량, 배가스의 성분 등을 고려하여 개수 및 장착위치 등이 결정된다.
본 실시예에서 싸이클론부(200)는 고온의 배가스에서 층물질(L)을 포집하고, 포집한 층물질(L)을 열교환부(300)에 직접 또는 후술할 룹씰(400)을 거쳐 연소로(100)나 열교환부(300)에 전달한다.
열교환부(300)는 복수 개의 싸이클론부(200)에 연결되고(도 2의 (a) 및 (b) 참조), 싸이클론부(200)로부터 전달된 층물질(L)이 수용되며, 연소로(100)에 공급되는 층물질(L)의 공급량 또는 층물질(L)이 연소로(100)에 공급되는 공급위치를 조절하여 연소로(100)의 온도를 조절한다. 본 실시예에서 열교환부(300)는 열교환하우징(310), 열교환기(320), 층물질유입관(330) 및 교환부연소로연결부(350)를 포함한다.
열교환하우징(310)은 싸이클론부(200)로부터 전달된 층물질(L)이 수용된다. 본 실시예에서 열교환하우징(310)은 내측에 공간부가 형성되며, 상측에 구비되는 층물질유입관(330)을 통하여 싸이클론부(200) 또는 룹씰(400)로부터 층물질(L)을 공급받는다.
열교환기(320)는 열교환하우징(310)의 내부에 수용되며 지그재그 형태로 구성되고 내측으로 열전달유체가 흐르는 열교환파이프로 예시되어, 열교환하우징(310) 내부에 수용된 층물질(L)의 열에너지를 외부의 과열기, 재열기 등의 장치로 전달한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 순환 유동층 보일러 장치에서 교환부연소로연결부를 통한 층물질의 이동을 조절하는 것을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 순환 유동층 보일러 장치에서 복수 개의 교환부연소로연결부를 통하여 연소로에 공급되는 층물질의 양을 개별적으로 조절하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 3 및 4를 참조하면, 교환부연소로연결부(350)는 열교환하우징(310)과 연소로(100)를 연결하여 열교환하우징(310)으로부터 연소로(100)로 층물질(L)의 이동을 안내하며, 연소로(100)에 공급되는 층물질(L)의 공급량을 조절한다. 본 실시예에서 교환부연소로연결부(350)는 교환부연소로연결관(351) 및 교환부연소로조절부(353)를 포함한다.
교환부연소로연결관(351)은 복수 개가 구비되며, 양단부가 각각 열교환하우징(310)과 연소로(100)에 연결되어 열교환하우징(310)과 연소로(100)를 연통시키며, 연소로(100)의 폭 방향 또는 길이 방향으로 배열된다.
교환부연소로조절부(353)는 교환부연소로연결관(351)의 개도(開道)를 조절하여, 교환부연소로연결관(351)을 통하여 연소로(100)에 공급되는 층물질(L)의 공급량을 조절한다.
본 실시예에서 교환부연소로조절부(353)는 상하 방향으로 슬라이딩 되는 슬라이딩 도어로 예시되어 교환부연소로연결관(351)으로 배출되는 층물질(L)의 배출량을 조절한다.
본 실시예에서 열교환부(300)는 열교환하우징(310)의 하측으로부터 공기를 공급하여, 내부의 층물질(L)을 유동화시키는 유동층열교환기로 예시되어, 유동화된 층물질(L)과 열교환기(320)의 열전달 효율을 증대시킨다.
본 실시예에서 순환 유동층 보일러 장치(1)는 룹씰(400)을 더 포함한다. 룹씰(400)은 싸이클론부(200)와 열교환부(300) 사이에 위치하며, 싸이클론부(200)로부터 열교환부(300)로 전달되는 층물질(L)의 양을 조절하고, 싸이클론부(200) 또는 연소로(100)에 외부의 가스가 유입되는 것을 방지한다. 본 실시예에서 룹씰(400)은 룹씰하우징(410) 및 룹씰연소로연결부(430)를 포함한다.
룹씰하우징(410)은 복수 개가 구비되어 복수 개의 싸이클론부(200)에 각각 연결되며, 싸이클론부(200)로부터 전달된 층물질(L)이 수용된다.
본 실시예에서 룹씰하우징(410)은 상측에 위치한 싸이클론부(200)의 하측에 연결되는 하강관(411)을 통하여 전달되는 층물질(L)이 수용되며, 내측에 공기가 공급되면 수용된 층물질(L)이 유동화되면서 연소로(100)와 연결되는 상승관(413) 및 룹씰연소로연결부(430)를 통하여 연소로(100)에 전달된다.
룹씰교환부연결부(450)는 복수 개의 룹씰하우징(410)과 열교환부(300)를 연결하여 층물질(L)을 열교환부(300)에 전달하며, 룹씰하우징(410)으로부터 열교환부(300)에 전달되는 층물질(L)의 양을 조절한다. 본 실시예에서 룹씰교환부연결부(450)는 룹씰교환부연결관(451) 및 룹씰교환부조절부(453)를 포함한다.
룹씰교환부연결관(451)은 복수 개가 구비되어 일단부가 복수 개의 룹씰하우징(410)에 각각 연결되며 타단부는 열교환부(300)에 연결되어, 룹씰하우징(410)에 수용된 층물질(L)의 이동을 열교환부(300)로 안내한다.
룹씰교환부조절부(453)는 룹씰교환부연결관(451)에 구비되며, 기계식 밸브 등으로 예시되어, 룹씰교환부연결관(451)을 통하여 열교환부(300)에 공급되는 층물질(L)의 양을 조절한다.
이로써, 본 실시예에서 룹씰(400)은 싸이클론부(200)에서 전달받은 고온의 층물질(L) 중 일부를 열교환부(300)에 전달하고 나머지 층물질(L)은 연소로(100)로 공급함으로써, 고온의 층물질(L)이 연소로(100)에 공급되는 공급량, 연소로(100)에 공급되는 층물질(L)의 공급위치를 조절, 연소로(100) 내부의 온도를 조절할 수 있게 구비된다.
결국 룹씰(400)에서 연소로(100)에 공급되는 고온의 층물질(L)은 연소로(100) 내부의 온도를 높이는데 적용될 수 있고, 열교환부(300)에서 연소로(100)에 공급되는 상대적으로 저온의 층물질(L)은 연소로(100) 내부의 온도를 낮추는데 적용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 순환 유동층 보일러 장치에서 연소로의 복수의 위치에 동일한 양의 층물질이 공급되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 복수 개의 싸이클론부(200)에서 룹씰(400)로 전달되는 층물질(L)의 양이 상이한 경우, 룹씰교환부조절부(453)를 통하여 열교환부(300)에 전달되는 층물질(L)의 양을 조절하여, 각각의 룹씰(400)에서 연소로(100)에 직접 전달되는 고온의 층물질(L)의 양을 동일하게 할 수 있다.
또한, 열교환부(300)로부터 연소로(100)의 복수의 위치에 공급되는 층물질(L)의 공급량은 교환부연소로조절부()를 통하여 조절함으로써, 연소로(100) 내부의 온도를 균일하게 유지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 순환 유동층 보일러 장치에서 연소로 복수의 위치에 상이한 양의 층물질이 공급되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 연소로(100)의 제1위치의 온도(T1)가 제2위치의 온도(T2) 보다 상대적으로 높은 경우 룹씰(400)에서 제1위치로 직접 전달되는 고온의 층물질(L)의 공급량을 줄이고, 제2위치로 전달되는 고온의 층물질(L)의 공급량을 늘려 제1위치와 제2위치의 온도 차이를 줄일 수 있다.
본 실시예에서 순환 유동층 보일러 장치(1)는 온도측정부(700) 및 제어부(600)를 더 포함하여, 연소로(100) 내부 복수의 위치별 온도에 따라 연소로(100)에 공급되는 층물질(L)의 공급량 또는 층물질(L)이 연소로(100)에 공급되는 공급위치를 자동으로 조절한다.
온도측정부(700)는 열전대로 예시되며, 연소로(100) 내부의 온도를 복수의 위치에서 측정하고, 측정된 위치별 온도를 제어부(600)에 전달한다.
제어부(600)는 온도측정부(700)에서 측정한 위치별 온도에 기초하여 교환부연소로조절부(353) 또는 룹씰교환부조절부(453)를 제어하여, 룹씰(400) 또는 열교환부(300)로부터 연소로(100)에 공급되는 층물질(L)의 공급량 또는 층물질(L)이 연소로(100)에 전달되는 공급위치를 조절하여 연소로(100) 내부의 온도를 조절한다.
구체적으로 제어부(600)는, 온도측정부(700)에서 측정한 복수 위치의 온도 중 상대적으로 온도가 낮은 위치의 연소로(100) 부분에는 룹씰(400)로부터 전달되는 상대적으로 고온의 층물질(L)이 공급되는 공급량을 늘리거나, 열교환부(300)로부터 전달되는 상대적으로 저온인 층물질(L)의 공급량을 줄여 해당 위치의 온도를 높일 수 있다.
또한, 제어부(600)는 온도측정부(700)에서 측정한 복수 위치의 온도 중 상대적으로 온도가 높은 위치의 연소로(100) 부분에는 룹씰(400)로부터 공급되는 상대적으로 고온인 층물질(L)의 공급량을 줄이거나, 열교환부(300)로부터 전달되는 상대적으로 저온인 층물질(L)의 공급량을 늘려 해당 위치의 온도를 낮출 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 순환 유동층 보일러 장치의 제어방법을 나타내는 흐름도이다. 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 순환 유동층 보일러 장치의 제어방법(S1)과 효과를 설명하면 다음과 같다.
본 실시예에 따른 순환 유동층 보일러 장치의 제어방법(S1)은 온도측정단계(S100), 온도비교단계(S200) 및 제1온도조절단계(S300)를 포함한다.
온도측정단계(S100)에서는 열전대로 예시되는 온도측정부(700)가, 층물질(L)과 혼합된 연료가 연소되는 연소로(100)의 온도를 복수의 위치에서 측정하고, 측정된 온도를 제어부(600)에 전달한다.
온도비교단계(S200)에서는 제어부(600)가, 온도측정단계()에서 측정한 복수의 온도를 상호 비교한다. 본 실시예에 따른 온도비교단계()에서는 제어부(600)가 온도측정단계(S100)에서 측정한 복수의 온도를 상호 비교하는 것으로 설명하지만, 상호 비교하는 것 이외에, 기 설정된 설정온도를 기준으로 복수의 온도를 각각 비교하는 것도 가능하다.
제1온도조절단계(S300)에서는 제어부(600)가 열교환부(300)에서 연소로(100)로 공급되는 층물질(L)의 공급량 또는 열교환부(300)로부터 연소로(100)에 공급되는 층물질(L)의 공급위치를 조절하여 연소로(100) 내부의 위치별 온도를 조절한다.
상술한 바와 같이 열교환부(300)에는 열교환기(320)가 구비되어 내부에 수용된 층물질(L)로부터 외부의 과열기 또는 재열기로 열에너지가 전달되므로, 열교환부(300)에 수용된 층물질(L)의 온도는 룹씰(400) 또는 연소로(100) 내부의 층물질(L)의 온도보다 상대적으로 낮다.
따라서 제1온도조절단계(S300)에서 제어부(600)는 연소로(100) 내부의 특정 위치에서 측정된 온도가 다른 위치에서 측정한 온도보다 상대적으로 낮은 경우, 열교환부(300)로부터 해당 위치에 공급되는 층물질(L)의 공급량을 줄여 해당 위치의 온도를 조절한다.
또한, 제1온도조절단계(S300)에서 제어부(600)는 연소로(100) 내부의 특정 위치에서 측정된 온도가 다른 위치에서 측정한 온도보다 상대적으로 높은 경우, 열교환부(300)로부터 해당 위치에 공급되는 층물질(L)의 공급량을 늘려 해당 위치의 온도를 조절한다.
본 실시예에서 순환 유동층 보일러 장치의 제어방법(S1)은 제2온도조절단계(S400)를 더 포함할 수 있다.
제2온도조절단계(S400)에서는 제어부(600)가 룹씰(400)로부터 연소로(100)로 공급되는 층물질(L)의 공급량 또는 룹씰(400)로부터 연소로(100)에 공급되는 층물질(L)의 공급위치를 조절하는 방식으로 연소로(100) 내부의 위치별 온도를 조절한다.
상술한 바와 같이 룹씰(400)에 수용된 층물질(L)의 온도는 열교환부(300) 등에 수용된 층물질(L)의 온도보다 상대적으로 높다.
따라서 제2온도조절단계()에서 제어부(600)는 연소로(100) 내부의 특정 위치에서 측정된 온도가 다른 위치에서 측정한 온도보다 상대적으로 낮은 경우, 룹씰(400)로부터 해당 위치에 공급되는 층물질(L)의 공급량을 늘려 해당 위치의 온도를 조절한다.
또한, 제2온도조절단계(S400)에서 제어부(600)는 연소로(100) 내부의 특정 위치에서 측정된 온도가 다른 위치에서 측정한 온도보다 상대적으로 높은 경우, 룹씰(400)로부터 해당 위치에 공급되는 층물질(L)의 공급량을 줄여 해당 위치의 온도를 조절한다.
제1온도조절단계(S300)와 제2온도조절단계(S400)는 연소로(100) 내부의 온도차, 층물질(L)의 양 등을 고려하여 별도로 또는 동시에 적용될 수 있음은 물론이다.
이로써 본 실시예에 따른 순환 유동층 보일러 장치(1) 및 그 제어방법(S1)은 복수 개의 싸이클론부(200)가 열교환부(300)를 공유하므로 장치의 구성을 간단히 할 수 있으며, 연소로(100)에 재순환되는 층물질(L)의 온도, 위치 등을 용이하게 조절할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 순환 유동층 보일러 장치(1) 및 그 제어방법(S1)은 룹씰(400) 또는 열교환부(300)에서 연소로(100)에 공급되는 층물질(L)의 공급량, 층물질(L)이 연소로(100)에 공급되는 공급위치를 조절하여 연소로(100) 내부의 온도를 균일하게 조절할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 순환 유동층 보일러 장치 100: 연소로
110: 연소로분산판 200: 싸이클론부
300: 열교환부 310: 열교환하우징
320: 열교환기 330: 층물질유입관
350: 교환부연소로연결부 351: 교환부연소로연결관
353: 교환부연소로조절부 400: 룹씰
410: 룹씰하우징 411: 하강관
413: 상승관 430: 룹씰연소로연결부
450: 룹씰교환부연결부 451: 룹씰교환부연결관
453: 룹씰교환부조절부 600: 제어부
700: 온도측정부 L: 층물질

Claims (11)

  1. 층물질과 혼합된 연료가 연소되는 연소로;
    상기 연소로에서 배출되는 배가스로부터 상기 층물질을 포집하는 복수 개의 싸이클론부; 및
    복수 개의 상기 싸이클론부에 연결되고, 상기 싸이클론부로부터 전달된 상기 층물질이 수용되며, 상기 연소로에 공급되는 상기 층물질의 공급량 또는 상기 층물질이 상기 연소로에 공급되는 공급위치를 조절하여 상기 연소로의 온도를 조절하는 열교환부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환 유동층 보일러 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 열교환부는,
    상기 싸이클론부로부터 전달된 상기 층물질이 수용되는 열교환하우징; 및
    상기 열교환하우징과 상기 연소로를 연결하여 상기 연소로에 상기 층물질의 이동을 안내하며, 상기 연소로에 공급되는 상기 층물질의 공급량을 조절하는 복수 개의 교환부연소로연결부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환 유동층 보일러 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 교환부연소로연결부는,
    양단부가 각각 상기 열교환하우징과, 상기 연소로에 연통되는 교환부연소로연결관; 및
    상기 교환부연소로연결관의 개도(開道)를 조절하여, 상기 교환부연소로연결관을 통하여 상기 연소로에 전달되는 상기 층물질의 공급량을 조절하는 교환부연소로조절부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환 유동층 보일러 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 싸이클론부와 상기 열교환부 사이에 위치하여, 상기 싸이클론부로부터 상기 열교환부로 전달되는 상기 층물질의 양을 조절하는 복수 개의 룹씰;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 순환 유동층 보일러 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 룹씰은,
    상기 싸이클론부에 연결되며, 상기 싸이클론부로부터 전달된 상기 층물질이 수용되는 룹씰하우징;
    상기 룹씰하우징과 상기 연소로를 연결하여 상기 연소로에 상기 층물질의 이동을 안내하는 룹씰연소로연결부; 및
    상기 룹씰하우징과 상기 열교환부를 연결하여 상기 층물질을 상기 열교환부에 전달하며, 상기 룹씰하우징으로부터 상기 열교환부에 전달되는 상기 층물질의 공급량을 조절하는 룹씰교환부연결부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환 유동층 보일러 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 룹씰교환부연결부는,
    복수 개의 상기 룹씰하우징에 각각 연결되어 상기 룹씰하우징에 수용된 상기 층물질의 이동을 상기 열교환부로 안내하는 복수 개의 룹씰교환부연결관; 및
    상기 룹씰교환부연결관에 구비되어, 상기 룹씰교환부연결관을 통하여 상기 열교환부에 공급되는 상기 층물질의 양을 조절하는 룹씰교환부조절부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환 유동층 보일러 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 연소로 내부의 온도를 복수의 위치에서 측정하는 온도측정부; 및
    상기 온도측정부에서 측정한 온도를 기초로 상기 교환부연소로조절부 또는 상기 룹씰교환부연결부를 제어하여, 상기 룹씰 또는 상기 열교환부로부터 상기 연소로에 공급되는 상기 층물질의 공급량 또는 상기 층물질이 상기 연소로에 공급되는 공급위치를 조절하여 상기 연소로 내부의 온도를 조절하는 제어부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 순환 유동층 보일러 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 온도측정부에서 측정한 상기 연소로의 복수 위치의 온도 중 상대적으로 온도가 낮은 위치에는, 상기 룹씰로부터 전달되는 상기 층물질의 공급량을 늘리거나, 상기 열교환부로부터 전달되는 상기 층물질의 공급량을 줄이는 것을 특징으로 하는 순환 유동층 보일러 장치.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 온도측정부에서 측정한 상기 연소로의 복수 위치의 온도 중 상대적으로 온도가 높은 위치에는, 상기 룹씰로부터 공급되는 상기 층물질의 공급량을 줄이거나, 상기 열교환부로부터 공급되는 상기 층물질의 공급량을 늘리는 것을 특징으로 하는 순환 유동층 보일러 장치.
  10. 온도측정부가, 층물질과 혼합된 연료가 연소되는 연소로의 온도를 복수의 위치에서 측정하고, 측정한 온도를 제어부에 전달하는 온도측정단계;
    상기 제어부가, 상기 온도측정단계에서 측정한 복수의 온도를 비교하는 온도비교단계; 및
    상기 제어부가, 상기 연소로에서 배출되는 배가스로부터 복수 개의 싸이클론부가 포집한 상기 층물질이 수용되는 열교환부에서 상기 연소로에 공급되는 상기 층물질의 공급량 또는 상기 연소로에 상기 층물질이 공급되는 공급위치를 조절하여 상기 연소로의 온도를 조절하는 제1온도조절단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환 유동층 보일러 장치의 제어방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 제어부가,
    복수 개의 상기 싸이클론부와 각각 연결되어 상기 싸이클론부로부터 상기 층물질을 공급받으며 상기 연소로에 연결되는 룹씰연소로연결부와, 상기 열교환부에 연결되는 룹씰교환부연결부를 구비하는 룹씰을 제어하여, 상기 룹씰로부터 상기 연소로에 공급되는 상기 층물질의 공급량 또는 상기 연소로에 상기 층물질이 공급되는 공급위치를 조절함으로써 상기 연소로의 온도를 조절하는 제2온도조절단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 순환 유동층 보일러 장치의 제어방법.
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