KR20220025013A - 바닥의 재 전환을 위한 단순화된 체인 컨베이어 - Google Patents

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KR20220025013A
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chain conveyor
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오스틴 티. 리틀
빌리 지. 스프링거 주니어
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더 뱁콕 앤드 윌콕스 컴퍼니
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Abstract

재를 제거하는 컨베이어 시스템은 호퍼 및 이 호퍼와 분리된 길게 둘러싸인 덕트가 있는 체인 컨베이어, 호퍼로부터 재를 수용하기 위해 위치한 수용 섹션, 길게 둘러싸인 덕트 내부의 내부 체인을 포함한다. 체인 컨베이어에는 하부 섹션과 상부 섹션이 있으며 상부 섹션의 플라이트와 하부 섹션의 플라이트는 길게 둘러싸인 덕트 내부에서 반대 방향으로 이동하며 상부 또는 하부 섹션 중 하나가 재를 수용 섹션에서 말단부로 이동시킨다. 컨베이어 시스템은 호퍼에서 체인 컨베이어까지의 재 유동 경로에 배치되는 하부 게이트를 포함하지 않을 수 있고 또는 이 재 흐름 경로에 삽입되는 그라인더를 포함하지 않을 수 있고, 또는 이 재 흐름 경로에 배치되는 바닥 게이트와 그라인더를 포함하지 않을 수 있다.

Description

바닥의 재 전환을 위한 단순화된 체인 컨베이어
본 출원은 "바닥의 재 전환을 위한 단순화된 체인 컨베이어"라는 명칭으로 2019년 7월 2일에 출원된 미국 가출원 번호 62/869,738의 우선권을 주장한다. 2019년 7월 2일에 출원된 미국 가출원 번호 62/869,738은 그 전체가 참고로 이 출원에 통합된다.
본 발명은 재를 처리하기 위한 시스템에 관한 것으로, 특히 대규모 석탄 연소 보일러에서 바닥의 재를 제거하기 위한 단순화된 체인 컨베이어 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 재를 처리하기 위한 시스템은 다른 형태의 연소 공정에 의해 생성된 재의 제거를 위해 보다 범용적으로 사용될 수 있다.
2018년 11월 13일에 발행된 미국 특허 US10,124,968호는 특정 체인 컨베이어 시스템을 위해 여기에 참고자료로 제시된다.
1998년 7월 7일에 발행된 미국 특허 US5,775,237호는 건식 바닥재 처리 시스템에 대한 자료로서 여기에 제시된다.
본 발명의 일반적인 배경에 대한 다음의 설명은 선행 기술 시스템을 나타내는 첨부 도면 도 1 내지 도 4를 참조한다. 전력 유틸리티에서 보일러의 석탄의 연소 과정은 다음의 두 가지 유형의 폐기물을 생성한다. 1) 비산재(fly ash)라고 하는 연도 가스에 비말동반될 만큼 충분히 작은 재 입자, 2) 연소 가스의 항력을 극복하고 보일러 바닥으로 떨어지는, 바닥 재라고 하는 상대적으로 큰 재 입자. 일반적으로 바닥 재는 저수시설이나 건조한 바닥에 수집된다. 습식 바닥 재라고 하는 저수된 재는 일반적으로 바닥재 저장조 시스템(10)을 예시하는 도 1에 도시된 바와 같이 개별적으로 물이 채워진 호퍼에 수집되거나, 도 2에 도시된 폐쇄 루프 재순환 시스템(26)에서 수집되거나, 도 3에 도시된 바와 같이 잠수 드래그 체인 시스템(12)에 의해 물이 채워진 홈통에 수집된다. 도 1의 시스템에서 재는 호퍼(14) 측면의 히부 게이트(16)를 통해 배치 공정에서 각각의 시프트로 배출된다. 애쉬 그라인더(18, ash grinders)는 재 입자 크기를 약 3인치(전형적으로) 미만으로 감소시켜 파이프에서 재/물 슬러리로 운반할 수 있도록 제공된다. 슬러리는 시간이 지남에 따라 재가 가라앉는 저장조(20)으로 배출된다. 서지 탱크(30, surge tank)는 슬러리 흐름의 일시적인 서지를 처리하기 위해 구비된다. 상기 저장조 시스템(10)을 통해 슬러리를 이동시키기 위해 복수의 펌프(22) 및 밸브(24)가 구비된다(이러한 요소는 도 2, 3 및 4에도 도시됨).
도 2에 도시된 폐쇄 루프 재순환 시스템(26)은 상기 저장조 시스템(10)의 수정된 형태이고 폐쇄 루프 탈수 시스템을 제공하고 도 2에 도시된 바와 같이 출원인이 "Hydrobin®" 탈수 유닛(28)으로 지칭하는 침전 유닛을 사용한다. 도 2에 도시된 상기 재순환 시스템(26)에서 바닥 재(11)는 호퍼(14)에서 그라인더(18)로 배출된 다음 재-물 슬러리로서 펌핑되어 원거리에 위치한 Hydrobin® 탈수 유닛(28)으로 펌핑되어 재활용을 위해 충분한 물의 정화에 필요한 2단계 침전 공정을 제공한다. 침전된 재는 탈수 유닛(28)의 스크린을 통해 물이 걸러진다. 서지 탱크(30) 및 침전 탱크(32)는 배출된 물을 처리하고 물에서 석탄 재의 추가 정화 및 분리를 제공한다. 정화된 물은 다음 회분 슬러리를 운반하기 위해 다시 재활용된다. 탈수된 재 슬러리는 공장 현장에으로부터 운반돼 나간다.
상기 시스템들(10 및 26)은 성공적으로 작동하지만 다수의 단점이 있는 소위 습식 수처리 시스템으로, 주로 정교한 처리와 상당한 자본 지출을 필요로 하는 다량의 수송 용수를 필요로 한다.
수중 기계적 드래그 컨베이어 시스템(12)(또는 수중 체인 컨베이어, submerged chain conveyor 또는 "SCC")이 도 3 및 4에 예시되어 있으며, 일반적으로 연속적인 재 제거를 제공하기 위해 적용된다. 바닥 재는 호퍼 배출구(42)를 통해 SCC(12)로 연속하여 떨어지고 수중 드래그 체인 유닛(34)이라고 하는 체인-플라이트(chain-and-flight) 컨베이어 시스템 위로 가라앉는다. SCC(12) 유닛은 물로 채워진 개방형 홈통을 형성하며, 이는 보일러으로부터 상기 SCC 유닛으로 떨어지는 마른 재를 식히기 위한 것이다. 상기 체인 유닛(34)의 체인은 연속적으로 이동하면서 경사 섹션(36)을 따라 이동할 때 탈수되는 재를 운반하고, 재는 컨베이어(44)를 통해 바닥 재 사일로(38)로 운송되고 그 후 트럭으로 배출되어 공장 밖으로 운송된다. 시스템에서 제거되는 젖은 재 및 증발로 인한 수분 손실을 상쇄하기 위해 보충수가 추가된다. 밀 리젝트 호퍼(40, mill reject hoppers)가 바닥 재 슬러리 스트림과 함께 처리하기 위해 체인 컨베이어의 경사 섹션(36)으로 향하는 이러한 재료를 처리하기 위해 구비된다. 수중 드래그 체인 컨베이어 유닛(34)은 보일러 재 호퍼 배출구(42) 바로 아래에 위치한다. 직사각형 모양의 보일러 목(throat)은 수중 드래그 체인 컨베이어 유닛(34) 및 보일러 재 호퍼 배출구(42)의 방향이 보일러 목의 주축(major axis)에 실질적으로 평행하도록 요구한다. 수중 드래그 체인 컨베이어 유닛(12)의 다른 도면은 도 4에 도시되어 있는데, 이 도면은 컨베이어 구동 유닛(46) 및 적절한 컨베이어 체인 장력을 제공하는 권취 유닛(48)을 추가로 예시한다. 이 종래 기술 시스템에서, 도 3 및 4에 도시된 유닛(12) 중 하나는 각각의 보일러 재 호퍼 배출구(42)에 제공된다.
대규모 석탄 연소 보일러에서 나오는 재의 처리는 미국 EPA의 연방 ELG(폐기물 제한 지침) 규칙들을 포함하여 점점 더 엄격해지는 정부 규정의 적용을 받는다. 이러한 규칙들은 바닥 재 처리 시스템에서 발견되는 다양한 형태의 흐름을 다양한 방식으로 취급한다. 예를 들어, 이러한 규칙들은 도 1에 도시된 저장조 시스템(10) 및 도 2에 도시된 폐쇄 루프 유압 시스템(26) 및 재 홈통에서 사용되는 것과 같은 재 수송수의 환경으로의 배출을 금지한다. 이러한 ELG 요건(현재)이 적용되지 않는 물 흐름에는 잠수 체인 컨베이어 시스템(12) 및 기타 소량 배출에 사용되는 급냉수가 포함된다. 기존 석탄 화력 보일러를 현대식 재 처리 시스템으로 개조하는 것은 종종 상당한 자본 비용을 수반한다. 이러한 시스템의 운영자는 개조와 관련된 상당한 비용을 고려하여 보일러를 해체하는 경우가 많다.
위의 고려 사항을 염두에 두고 보일러 운영자는 기존 설비의 수명을 지속하는 것과 관련하여 어려운 결정에 직면하는 경우가 많다. 도 3에 도시된 바와 같은 통상의 수중 드래그 체인 시스템(12)의 설치는 일반적으로 기존 바닥 재 호퍼(14)를 제거하고 재의 연속적인 흐름을 수용할 수 있는 직사각형 형태의 홈통인 호퍼(42)로 교체된다. 앞서 언급했듯이 수분 손실을 상쇄하려면 보충수를 추가해야 한다. 이러한 시스템에서는 수온이 비교적 높기 때문에 저장조로의 재순환 또는 열교환기 설비와 같은 냉각 시스템이 제공된다. 기존 SCC 시스템(12)은 물을 운반할 필요가 없다는 이점을 제공하고 장비 비용이 상대적으로 낮다. 또한 유지 보수 및 운영 비용이 습식 수처리 시스템(wet sluicing systems)에 비해 상대적으로 저렴하다. 그러나 상당한 단점은 위에서 언급한 보일러의 주요 재작업 및 방향 제약을 포함한 이러한 시스템의 상당한 공간 요구 사항과 관련이 있다. 상기 시스템(12)은 격리 밸브 없이 보일러 바로 아래에 위치하기 때문에 SCC 체인의 파손 또는 기타 유지 관리 문제로 인해 결함을 수리하기 위해 보일러 정지가 필요할 수 있다.
미국 특허 US10,124,968호 미국 특허 US5,775,237호
본 발명은 앞에서 언급된 단점을 회피하는 개조 설비의 적용에 적응할 수 있는 단순화된 체인 컨베이어 시스템(simplified chain conveyor system, SCS)의 실시예를 제공하고자 한다. 본 발명의 여러 실시예가 여기에서 예시되고 설명된다.
본 명세서에 설명된 일부 예시적인 실시예에서, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템이 개시된다. 컨베이어 시스템은 재를 수집하기 위한 호퍼와 체인 컨베이어를 포함한다. 체인 컨베이어에는 호퍼에서 떨어져 있는 길게 둘러싸인 덕트(elongated enclosed duct)가 포함되어 있으며 호퍼에서 재를 받기 위해 위치하는 수용 섹션이 있다. 체인 컨베이어는 체인 컨베이어로부터의 배출을 위해 호퍼로부터 체인 컨베이어의 말단부까지 재를 수송하기 위해 길게 둘러싸인 덕트 내부에 배치된 내부 체인을 더 포함한다. 체인 컨베이어에는 하부 섹션과 상부 섹션이 있으며 상부 섹션의 플라이트와 하부 섹션의 플라이트는 길게 둘러싸인 덕트 내부에서 반대 방향으로 이동하며 상부 또는 하부 섹션 중 하나가 재를 수용 섹션에서 말단부로 이동시킨다. 일부 실시예에서, 컨베이어 시스템은 호퍼로부터 체인 컨베이어까지의 재 유동 경로에 개재된 하부 게이트를 포함하지 않는다. 일부 실시예에서, 컨베이어 시스템은 호퍼로부터 체인 컨베이어로의 재 유동 경로에 개재된 그라인더를 포함하지 않는다. 일부 실시예에서, 컨베이어 시스템은 호퍼로부터 체인 컨베이어로의 재 유동 경로에 개재된 하부 게이트를 포함하지 않으며 또한 호퍼로부터 체인 컨베이어까지의 재 유동 경로에 개재된 그라인더를 포함하지 않는다. 컨베이어 시스템은 길게 둘러싸인 덕트의 적어도 하부 부분이 물로 채워진 습식 재 컨베이어 시스템일 수 있고, 또는 길게 둘러싸인 덕트에 물이 채워지지 않은 건식 재 컨베이어 시스템일 수 있다. 컨베이어 시스템은 선택적으로 내부 체인을 지지하도록 구성된 체인 지지대, 및 체인 지지대의 냉각 장치를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 체인 컨베이어는 수냉식 하우징을 구비한 적어도 제1 체인 컨베이어를 포함한다. 일부 실시예에서, 컨베이어 시스템은 전자 컨트롤로를 더 포함하되, 상기 전자 컨트롤러는 체인 컨베이어의 온도를 나타내는 센서 판독값을 수신하고, (i) 호퍼에서 체인 컨베이어의 수용부로의 재의 흐름을 제어하도록 구성된 흐름 제어 장치를 제어하여 호퍼에서 체인 컨베이어로의 재의 흐름 및/또는 (ii) 체인 컨베이어의 속도 중의 적어도 하나를 제어함으로써 수신된 센서 판독값을 기반으로 체인 컨베이어의 온도를 제어하도록 구성된다.
본 명세서에 개시된 일부 예시적인 실시예에서, 직전 단락에 설명된 바와 같은 컨베이어 시스템에서, 체인 컨베이어는 상부 섹션에서 이동하는 플라이트의 아래 및 하부 섹션에서 이동하는 플라이트 위의 바닥을 포함하는 상부 캐리 체인 컨베이어를 포함하고, 상부 섹션에서 재를 수용 섹션에서 말단부로 이동시킨다. 이러한 상부 캐리 체인 컨베이어 시스템은 길게 둘러싸인 덕트가 상부 섹션의 플라이트와 하부 섹션의 플라이트 모두를 잠기도록 물이 채워지는 습식 재 컨베이어 시스템일 수 있다. 본 명세서에 개시된 일부 예시적인 실시예에서, 직전 단락에 설명된 바와 같은 컨베이어 시스템에서, 체인 컨베이어는 하부 섹션이 수용 섹션으로부터 말단부로 재를 이동시키는 하부 캐리 체인 컨베이어를 포함한다. 컨베이어 시스템이 호퍼에서 체인 컨베이어까지의 재 흐름 경로에 개재된 분쇄기를 포함하지 않는 일부 그러한 바닥 운반 체인 컨베이어에서, 인접 플라이트 사이의 간격은 갈아지지 않은 재가 플라이트 사이에서 떨어져서 길게 둘러싸인형 덕트의 바닥에 도달할 수 있을 만큼 충분히 크고, 및/또는 상부 섹션에서 이동하는 플라이트와 하부 섹션에서 이동하는 플라이트 사이의 간격은 상부 섹션에서 이동하는 플라이트가 하부 섹션에 의해 이동하는 재에 접촉하여 부수는 데 효과적이다.
바로 앞의 두 단락 중 하나에 설명된 일부 예시적인 컨베이어 시스템에서, 체인 컨베이어는 호퍼로부터의 단일 지점 입력으로부터 적재되어 컨베이어 시스템이 호퍼에 대해 평면에서 360° 어느 방향으로 회전될 수 있도록 한다. 컨베이어 시스템은 선택적으로 호퍼의 재 배출부와 체인 컨베이어의 수용 섹션 사이에 개재된 횡방향 냉각 섹션을 더 포함할 수 있고, 재 이동 장치가 상기 횡방향 냉각 섹션에 배치된다. 재 이동 장치는 일부 실시예에서 횡방향 냉각 섹션에 배치된 기계적 스크루를 포함할 수 있으며, 선택적으로 수냉식 샤프트를 구비한다. 일부 실시예에서 횡방향 냉각 섹션은 수냉식 재킷을 포함한다.
도 1은 종래 기술에 따른 전형적인 하부 재 저장조의 재 처리 시스템을 도시한다.
도 2는 종래 기술에 따른 재 슬러리 취급을 위한 전형적인 폐쇄 루프 재순환 시스템을 예시한다.
도 3 및 도 4는 종래 기술에 따른 전형적인 바닥 재 침지형 드래그 체인 컨베이어 시스템을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 SCS를 도시한다.
도 6은 건식 재 호퍼 및 기체 분무 구성에서 작동되는 도 5에 도시된 SCS의 실시예를 예시한다.
도 7은 SCS의 하부 캐리 배치를 도시한다.
도 8은 냉각된 기계적 스크루를 갖는 횡방향 냉각 섹션을 포함하는 SCS를 예시한다.
도 9는 제1 컨베이어가 유체 냉각식 하우징을 포함하는 직렬로 다수의 컨베이어를 갖는 SCS를 도시한다.
도 10은 도 9의 SCS의 유체 냉각식 하우징을 갖는 제1 컨베이어의 단면도를 예시한다.
도 11은 SCS의 상부 캐리 배치를 보여준다.
도 12는 하부 게이트 및 그라인더가 생략된 단순화된 SCS를 예시한다.
도 13은 도 12의 단순화된 SCS를 사용하여 적절하게 수행되는 유지보수 셧다운 프로세스를 예시한다.
도 14는 SCS에 대한 온도 제어 프로세스를 예시한다.
이제 도 5 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 실시예가 설명될 것이다. 도 5는 일반적으로 도면 부호 50으로 지정된 본 발명에 따른 SCS의 기본 구성을 나타낸다. SCS(50)를 설명할 때 특정 구성 요소는 이전에 설명된 선행 기술 시스템과 공통이며 동일한 도면 부호가 이들을 지정하는 데 사용된다. SCS(50)는 기존 재 호퍼(14)와 직접 연결된 수용 섹션(52)을 포함한다. 게이트 하우징(17)에 배치된 하부 게이트(16)는 재 호퍼(14)를 수용 섹션(52)으로부터 연결하거나 분리하기 위해 열리거나 닫힐 수 있다. 선택적으로 그라인더(18)가 호퍼(14)에서 나오는 재의 흐름을 제어하기 위하여 구비된다. 그라인더(18)는 (비록 그라인더가 특정 구현에서 더 크거나 더 작은 입자 그라인드 크기를 제공하도록 고려될지라도) 더 작은 컨베이어 단면에 맞도록 입자 크기를 약 2인치(전형적으로) 미만으로 감소시키는 추가적인 이점을 갖는다. SCS(50)는 수용 섹션(52)으로부터 연장되는 길게 둘러싸인 덕트(54)를 형성한다. 덕트(54)는 일반적으로 수평 섹션(56)을 가지며 오르막 또는 내리막 경사진 부분을 포함할 수 있다. 수평 섹션(56)은 주로 기존 플랜트 설치 공간 제약에 시스템을 적용하기 위해 제공된다. 상기 기울어진 부분을 통해 재를 후속 재 처리 장비로 이송할 수 있다. 길게 둘러싸인 덕트(54)는 작동 구성의 일부 실시예에 대해 모든 측면에서 유첵역학적으로 완전히 밀폐된다. 덕트(54)는 바람직하게는 일반적으로 직사각형 단면을 갖고 방수가 될 수 있으며, 특수 씰이 있는 적절한 위치에 제거 커버가 있고, 수용 섹션(52) 근처의 스프로킷(62)과 덕트의 말단부에 있는 구동 스프로킷(표시되지 않음) 사이에서 무한 방식으로 덕트 내부에서 이동하는 이중 스트랜드 드래그 체인 컨베이어(60, double strand drag chain conveyor)가 있다. 스프로킷(62) 또는 구동 스프로킷 중 어느 하나에서 작동할 수 있는 컨베이어(60)의 장력을 조정하기 위한 메커니즘이 구비된다. 상기 드래그 체인 컨베이어(60)는 수평 섹션(56)을 따라 수용 섹션(52)으로부터 축적된 재를 이동시키는 하부 운반 섹션(66)을 형성하고, 상부 복귀 섹션(68)은 무한 체인 루프를 완성한다. 선택적 경사 섹션(58)은 일반적으로 재 수송의 효율성을 제공하면서 최적화된 재 탈수(습식 적용에서)를 제공하도록 의도된 각도로, 약 30 내지 40°의 각도로 연장된다. SCS(50)은 기존 호퍼(14)를 활용할 수 있고 수류 라인만 교체(유압 이송 시스템 교체 시)되기 때문에 기존 보일러와 함께 쉽게 설치할 수 있다. 일부 실시예에서 기존 호퍼(14)는 단면 형상을 변경하고/하거나 호퍼의 적어도 하나의 벽의 벽 각도를 수정하고/하거나 재가 호퍼를 떠나는 위치를 변경함으로써 수정된다. 이것의 이점은 예를 들어 더 가파른 벽이 그라인더(18)로 재의 중력 공급(또는 중력 보조 공급)의 효율성을 향상시킬 수 있다는 것이다. 유사하게, 일반적으로 제공되는 하부 재 게이트(16) 및 그라인더(18)는 제자리에 남겨질 수 있다. 하부 재 게이트(16)를 유지하면 보일러와 SCS(50) 사이에 유지보수 격리가 제공되어 관련 보일러를 오프라인으로 만들 필요 없이 유지보수 작업을 할 수 있다. 한편, 하부 게이트를 제자리에 두지 않거나(그러나 그라인더는 유지), 그라인더를 제자리에 두지 않거나(그러나 하부 게이트는 유지), 또는 하부 게이트와 그라인더를 제자리에 두지 않는 대안적인 선택은 기계적 구성 요소의 수를 줄이고 하부 게이트(16)가 열리지 않고 막히거나 그라인더(18)가 막히거나 오작동할 가능성을 방지하고 SCS(50)의 통합을 위해 개조된 보일러의 경우 개조를 위한 더 많은 공간을 제공하는 등의 이점을 제공한다. 개시된 실시예의 또 다른 이점은 재가 보일러 목부분 아래의 긴 직사각형 모양의 개구를 따르는 것이 아니라 수용 섹션(52)의 단일의, 대략 정사각형 또는 둥근 지점 위치(53)에서 컨베이어에 적재되기 때문에 SCS(50)의 방향이 평면도에서 모든 방향으로 360° 회전할 수 있다. 한 가지 선택은 기존 SCC와 동일한 방식으로 배치된 단일 컨베이어를 사용하여 여러 개의 단일 적재 지점을 픽업하는 것이다. 대안으로, 기존 구조가 기존의 배치구조를 가리는 경우 각 단일 적재 지점에 대해 여러 개의 더 작은 컨베이어를 사용할 수 있다. 이것은 공간이 혼잡한 개조 응용 프로그램을 위한 뛰어난 유연성을 제공한다. 포인트 적재 구조의 또 다른 이점은, 보일러가 작동하는 동안 컨베이어 유지보수를 수행할 때, 추가 수준의 인력 안전을 위해 그라인더(18)와 컨베이어(60) 사이에 2차 격리 밸브를 설치할 수 있다는 것이다..
특정 조건에서는 과충전을 방지하기 위해 SCS(50)로 재 공급을 제한해야 할 필요가 있다. 본 발명은 작동 중에 컨베이어 구동 토크를 모니터링함으로써 이를 달성한다. 토크 모니터링은 전기 모터 전류 또는 유압 출력을 포함하지만 이에 국한되지 않고 여러 가지 방법으로 달성할 수 있다. 출력에 대해 미리 결정된 높은 설정점에서 간단한 논리를 사용하여 상류의 공급 밸브를 닫거나 선행 컨베이어를 중지하여 추가 재 공급을 중지할 수 있다. 드라이브가 높은 설정값에 도달한 컨베이어는 드라이브 출력 매개변수에 대한 낮은 설정값으로 표시되는 것처럼, 재가 충분히 비워질 때까지 계속 작동할 수 있다. 이 시점에서 신호는 밸브를 다시 열거나 재 공급을 다시 시작하기 위해 상류 컨베이어를 다시 시작한다. 이러한 방식의 토크 제어는 체인 크기 선택 및 마모 수명에도 이점을 제공한다. 컨베이어에 쌓이는 재의 양을 조절할 수 있기 때문에, 많은 양의 재가 체인과 비행 메커니즘 위에 쌓일 수 있는 기존의 SCC에 비해 훨씬 작은 체인 사이즈를 사용할 수 있다. 실제로, 기존 SCC의 체인 크기는 기계의 운반 능력보다는 체인 및 비행 메커니즘 상단에 축적될 수 있는 재의 양에 의해 결정된다. 기존 SCC에서 체인에 쌓인 재의 큰 더미에도 불구하고 제거율은 플라이트 바의 치수에 따라 일정하게 유지된다. 따라서, 본 발명에서 설명하는 SCS(50)는 더 작은 체인을 사용하면서 주어진 플라이트 바 크기로 기존의 SCC와 동등한 이송 능력을 제공할 수 있다. 더 작은 체인을 사용하면 상당한 비용 절감 효과를 얻을 수 있다. 또한, 체인 마모 수명은, 감소된 재 부하로 실현되는 더 낮은 링크 간 응력으로 인해 연장된다.
SCS(50)에 대해 설명된 기본 시스템은 다양한 구성으로 작동할 수 있으며, 각각은 특정 플랜트 애플리케이션에 대한 최적화를 위한 특정 기능을 제공한다. 또한 덕트 폭, 플라이트 구조 및 플라이트 거리 및 체인 속도가 유연하고 요구 사항에 맞게 조정될 수 있다.
이제 도 6을 참조하면, "건식 재 호퍼 및 기체 매체 스프레이" 구성(88)으로 지칭되는, SCS(50)를 작동하기 위한 다른 구성이 예시되어 있다. 이 구성은 본질적으로 재가 물에 잠기지 않는다는 점에서 건식 시스템이다. 이 경우 재를 냉각하기 위한 다른 메커니즘이 선택적으로 사용될 수 있다 예를 들어, 일련의 기체 매체 스프레이(90)가 제공될 수 있다. 여기에서의 작동은 일반적으로 연속적으로 작동되는 SCS(50)와 함께 하부 게이트(16)가 열린 채로(또는 완전히 생략된) 연속적일 것이다. 일 실시예에서, 주변 또는 냉각된 "건조한" 공기는 기체 매체이다. (도시된 바와 같이) 바닥 게이트(16)의 하우징(17) 및/또는 호퍼(14)(더 일반적으로, 호퍼(14)에 유체 연결됨) 내의 기체 매체 통기구(19)는 또한 주변 또는 냉각된 건조 공기 또는 다른 기체 매체를 도입할 수 있다. 호퍼 및/또는 게이트 하우징의 통기구(19)에 의해 도입된 기체 매체는 SCS(50)의 기체 매체 스프레이(90)에 의해 도입된 기체 매체와 동일하거나 상이할 수 있다.
대안적으로, 스프레이(90)(및/또는 통기구(19))는 재를 처리할 목적으로 재에 습식 또는 건식 화합물을 주입하는 데 사용될 수 있다. 습식 또는 건식 화합물은 할로겐, 수소 또는 금속 물질을 포함할 수 있다. 처리된 재는 배출 제어를 위해 보일러에 재투입되거나 후속 공정에서 사용될 수 있다. 습식 또는 건식 화학물질은 대안적으로 호퍼와 유체 연결되는 통풍구를 통해 호퍼에 주입될 수 있다.
특정 조건에서는 SCS(50)의 온도를 모니터링 및/또는 제어해야 할 필요가 있다. 그러한 조건 중 하나는 SCS(50)이 물을 사용하지 않거나 사용이 필요하지 않은 배치로 작동되는 경우이다(예: 도 6과 같은 건식 재 처리 시스템). 이러한 시스템에서, 재는 상승된 온도에서 호퍼(14)를 떠날 수 있고, 일부 실시예에서 호퍼에 들어가는 건조된 재는 1500 oF(815 oC) 이상일 수 있다. 정확한 최대 온도 설계 매개변수는 그라인더(18)의 세부 설계에 따라 다르지만, 그라인더(18)의 구성요소는 약 500 oF(260 oC) 이하의 온도로 유지되는 것이 바람직할 수 있다. 호퍼(14)에 유체 연결되는(더 구체적으로 예시적인 도 5 및 도 6에서 호퍼(14)의 게이트(16)와 유체 연결되는) 기체 매체 환기구(19)는 재를 냉각시키기 위해 시스템 내로 주변 공기와 같은 기체 매체를 도입할 수 있다. 공정 가스의 슬립 스트림은 또한 가스 매체 환기구(19)를 통해 이용될 수 있다. Cooling may also occur by placing an optional cooling apparatus in the hopper or in fluidic communication with the hopper, e.g. interposed between an ash discharge of the hopper 14 and the point location 53 in receiving section 52 of the SCS 50. 냉각은 또한 선택적인 냉각 장치를 호퍼에 배치하거나 호퍼와 유체 연통하여 발생할 수 있고, 예컨데 호퍼(14)의 재 배출구와 SCS(50)의 수용 섹션(52)에 있는 지점 위치(53) 사이에 배치된다.
선택적인 냉각 장치는 냉각이 스크루의 샤프트 및/또는 스크루 하우징을 통해 활성화되는 기계적 스크루와 같은 냉각과 관련된 흐름 제어 장치의 형태를 취할 수 있다(예: 도 8). 더 일반적으로, 흐름 제어 장치(관련 냉각이 있거나 없는)는 또한 하부 게이트(16), 밸브, 갈매기 모양, 플런저, 그라인더(18), 유압 조우(hydraulic jaw), 이들의 다양한 조합 등의 형태를 취할 수 있고, 각각의 흐름 제어 장치는 부분적으로 호퍼 내부에, 완전히 내부에 또는 호퍼의 하류에 위치할 수 있다. 일부 배치에서는 하나 이상의 흐름 제어 장치가 사용되며 호퍼 내에 뭉칠 수 있는 재를 제거하는 데 도움이 되는 래퍼 시스템(rapper system)을 추가로 포함할 수 있다.
특정 조건에서는 앞서 논의한 것에 추가로 또는 독립형 시스템으로 추가 냉각을 제공해야 할 필요가 있을 수도 있다.
도 7은 예를 들어, 이중 스트랜드 드래그 체인 컨베이어(60, 도 5 참조)의 체인(65)이 체인 플라이트(66, 68)를 운반하는, 도 5에 표시된 섹션 S1-S1을 따라 취한 하부 캐리 배치구조를 도시한다. 상기 플라이트(66, 68)는 또한 종래기술에서 스크레이퍼라고도 하며, 하부 캐리 배치구조의 이중 스트랜드 드래그 체인 컨베이어(60)의 하부 통로에서, 스크레이퍼 또는 플라이트(66)는 컨베이어(50)의 바닥(67)을 따라 재를 밀거나 "긁어낸다". 체인 플라이트(66, 68)는 체인(65)에 의해 직접 지지된다. 이중 스트랜드 체인(65)은 교체 가능한 마모 바에서 안내되고 "U" 채널(69)에 의해 안내된다. 다른 실시예에서, 일부 다른 유형의 체인 지지대가 아이들러 휠과 같은 "U" 채널(69) 대신 사용될 수 있다. 체인 지지대를 완전히 생략하고 플라이트(66, 68) 사이에 매달린 체인(65)에 의존하는 것도 고려된다. 체인의 모든 운행이 포함되어 있고, 체인의 되돌림 운행을 청소하고 중력에 의해 바닥에 재를 퇴적시키기 위해 선택적인 잠수 수조가 위치하기 때문에 SCS(50)가 개선되었다. 예시적인 도 7은 수선(WL, waterline)에 의해 지시된 바와 같이 도 5의 습식 재 SCS에 대한 것이다(일부 다른 습식 재 처리 실시예에서, 수선은 상부 플라이트(68) 위에 있을 수 있으므로 상부 플라이트(66)도 하부 플라이트(66)와 함께 잠길 수 있고; 또한 일부 습식 재 처리 실시예에서 전체 덕트(54)가 침수되고, 이 경우 수선(WL)은 침수된 덕트(54)의 천정에서 가능한 공기 포켓을 나타내는 것으로 이해된다). 그러나, 개시된 냉각 접근 방식은 도 6의 건식 재 SCS에도 적합하게 사용된다. 도 7은 측벽(100), 바닥판(102) 및 상부 덮개(104)를 갖는 폐쇄 용기를 포함하는 SCS(50)를 추가로 도시한다. 냉각 장치(691)는 체인 온도를 제어하기 위하여 하나 이상의 채널(69)에 배치될 수 있다. 냉각 장치는 또한 컨베이어(50) 내의 온도를 제어하기 위해 플레이트(102), 상부 덮개(104) 또는 측벽 중 임의의 내부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 비제한적인 예시로 냉각 장치(691)는 채널(69)의 워터 재킷, 플레이트에 천공된 수냉식 채널 또는 채널(69)을 형성하는 다른 구조물 등을 포함할 수 있다. 아이들러 휠이 채널(69)을 대체하는 대안적인 실시예에서, 냉각 장치(691)는 아이들러 휠의 휠 샤프트의 냉각으로서 구현될 수 있다. 센서(미도시)는 온도를 모니터링하기 위해 컨베이어(50) 내에 배치될 수 있다. 센서는 비제한적인 예시적인 예로서: 물에 잠긴 온도 센서(습식 재 SCS의 경우); 체인(65)의 온도를 (대략적으로) 측정하기 위해 채널(69)에 결합된(또는 채널(69) 대신에 사용되는 경우 아이들러 휠의 샤프트에 결합된) 온도 센서; 유속 센서(습식 재 SCS용); 토크 센서(예: 앞에서 언급한 바와 같이 전기 모터 전류 또는 체인 드라이브의 유압 출력 측정); 및/또는 등등을 포함한다.
호퍼(14)는 상승된 온도에서 재를 컨베이어(50)로 전달할 수 있다. 컨베이어(50) 내의 온도를 제어하면 더 긴 서비스 수명을 가능하게 한다. SCS 온도를 제어하는 방법은 다음 단계 중 하나 이상을 포함한다: 컨베이어의 작동 온도 범위를 설정하는 단계; 컨베이어(50) 내의 온도, 호퍼로부터 재의 배출 속도, 체인 컨베이어에 적용된 구동 토크, 기체 매체의 유속이나 유량, 기체 매체의 온도, 및 냉각 장치의 냉각 조건, 중 하나 이상을 모니터링 및/또는 측정하는 단계; 및 작동 온도 범위 내에서 체인 컨베이어(50)을 유지하기 위하여, 컨베이어(50) 내부의 온도, 호퍼로부터의 배출 속도, 체인 컨베이어에 가해지는 구동 토크, 기체 매체의 유속이나 유량, 기체 매체의 온도 및 냉각 장치의 냉각 조건, 중 하나 이상을 조정하는 단계. 이하에서는, 일부 추가의 비제한적인 예시적인 예를 설명한다.
도 8은 호퍼(14)의 재 배출구(예를 들어, 호퍼(14)로부터 재를 배출하는 그라인더(18)의 출구)와 SCS(50)의 수용 섹션(52)의 포인트 위치(53) 사이에 개재된 횡방향 냉각 섹션(110)을 포함하는 냉각 장치를 도시한다. 도 8의 횡방향 냉각 섹션(110)의 섹션 S2-S2에서 볼 수 있는 바와 같이, 횡방향 냉각 섹션(110)은 중공 내부(114)를 갖는 "U"형 채널(112)을 포함한다. "U"형 채널(112)의 상부는 열려 있거나 덮일 수 있다. 횡방향 냉각 섹션(110)은 채널(112)과 접촉하는 주변 공기에 의해 냉각될 수 있거나, (섹션 S2-S2에 도시된 바와 같이) 채널(112)이 워터 재킷(116)을 갖도록 설계함으로써 수냉식으로 냉각될 수 있다. 다른 실시예(미 도시)에서는, "U"자형 채널(112)의 냉각은, 횡방향 냉각 섹션(110) 주위에 나선형으로 감겨 있고 물 또는 다른 냉각제를 운반하는 튜빙에 의해 제공될 수 있다. 횡방향 냉각 섹션(110)은 주변 공기로의 전도에 의해(또는 제공된 경우 워터 재킷(116) 또는 나선형 냉각 배관으로의 전도에 의해), 재가 수용 섹션(52)의 포인트 위치(53)에서 SCS(50)에 들어가기 전에, 재의 일부 냉각을 허용하는, 재에 대해 정의된 이송 거리를 제공한다. "U"자형 채널(112)의 길이 및 단면적은 아래와 같은 디자인, 설계 제한 요소를 바탕으로 설계된다. (i) 충분한 냉각을 제공(더 긴 길이와 더 작은 단면으로 편향됨. 워터 재킷(116) 또는 나선형 냉각 튜브, 또는 냉각된 기계식 스크루(120)에 의해 더 많은 냉각이 가능하거나 대안적으로 제공될 수도 있지만); (ii) 횡방향 냉각 섹션(110)에 의해 도입된 재 흐름 저항 최소화(더 짧은 길이 및 더 큰 단면으로 편향됨); 그리고 (iii) 충분한 재 수송 능력을 보장(더 큰 단면으로 편향됨)..
예시적인 횡방향 냉각 섹션(110)은 수평으로 배향되고; 그러나 다른 실시예에서 횡방향 냉각 섹션은 약간의 상향 또는 하향 경사를 가질 수 있다. 예를 들어, 상향 경사는 개조 SCS의 경우 수직 공간 제약을 수용하는 데 유용할 수 있다. 반대로, 충분한 수직 공간이 이용 가능한 경우, 하향 경사는 재 유동 저항을 감소시킬 수 있고, 이는 횡방향 냉각 섹션(110)의 더 긴 길이를 허용할 수 있다. 그러나, 특히 개보수 설계에서 뿐만 아니라 가능하게는 신규 설치에서도 횡방향 냉각 섹션(110)에 하향 경사를 도입하는 데 사용할 수 있는 공간이 제한될 수 있다.
도 8은 "U"자형 채널(112)의 중공 내부(114) 안쪽에 배치된 기계식 스크루(120)를 추가로 보여준다. 기계식 스크루는 스크루 와인딩(122) 및 선택적으로 수냉식으로, 횡방향 냉각 섹션(110)을 통해 흐르는, 재를 추가로 냉각시키는 샤프트(124)를 포함한다. 도 8의 섹션 S2-S2도 참조한다. 기계적 스크루(120)의 추가는 다음의 이점을 제공한다. (i) 횡방향 냉각 섹션(110)을 통해 재를 이동시키기 위한 원동력을 제공하도록 회전된다; (ii) 수냉식 샤프트(124)는 재를 냉각시킨다. 스크류 와인딩(122)은 바람직하게는 열 전도성(예를 들어, 강철, 알루미늄 합금, 또는 다른 금속으로 제조됨)으로, 재로부터 수냉식 샤프트(124)로 열을 전달하기 위한 히트 핀(heat fins)으로서 효과적으로 작용한다. 기계적 스크루(120)가 도 8에 도시된 횡방향 냉각 섹션(110)에 배치된 예시적인 재 이동 장치로서 도시되어 있지만, 에이프런 컨베이어 또는 팬 컨베이어와 같은 다른 재 이동 장치 실시예가 고려된다. 선택적으로, 횡방향 냉각 섹션(110)에 배치된 재 이동 장치는 예를 들어 수냉식 스크류 샤프트(124)에 의한 것과 같이, 수냉식이다. 에이프런 또는 팬 컨베이어는 도 7의 냉각 장치(691)와 유사한 냉각 장치에 의해 수냉될 수 있다. 다른 고려되는 변형으로서, 횡방향 냉각 섹션(110)이 충분히 짧다면 그러면 횡방향 냉각 섹션 내부에 재 이동 장치가 배치되지 않을 수 있다.
도 8의 실시예는 건식 재 처리 시스템 실시예에 대해 도시되어 있다. 그러나, 도 8 또는 도 9의 횡방향 냉각 섹션(110)은 또한 도 5의 것과 같은 습식 재 처리 시스템과 함께 사용하기에 적합하다.
이제 도 9 및 10을 참조하여, 다른 냉각 장치가 설명된다. 도 9는 제1 컨베이어(501)가 유체 냉각식 하우징을 포함하는 직렬로 다수의 컨베이어(50, 501)를 갖는 SCS를 도시한다. 도 10은 도 9의 건식 재 처리 시스템의 제1 SCS(501)의 단면 S3-S3을 따른 단면도를 도시한다. 이 실시예에서, 제1 SCS(501)의 길게 둘러싸인 덕트(54)는 워터 재킷(154)을 포함하거나 이에 의해 둘러싸여 있다. 이것은 유리하게는 워터 재킷 덕트(154)를 통해 흐르는 건조 재의 보다 효율적인 냉각을 제공한다. 다른 고려된 실시예(도시되지 않음)에서, SCS(50)의 덕트의 냉각은 덕트(54) 주위에 나선형으로 감겨진 배관에 의해 제공될 수 있고, 물이나 다른 냉각수를 운반한다. 도 9에서 제1 및 제2 SCS(501, 50)는 모두 수평으로 향하고 있으며, 이는 단일 컨베이어의 수직 공간의 (최소한) 2배가 필요하다. 예를 들어 개조 설계에서 횡방향 공간 제약으로 인해 그러한 배열이 비실용적이면 제1 SCS(501)는 위쪽으로 기울어져 제2 SCS(50)가 제1 SCS(501)와 동일한 수직 위치에 있을 수 있다(또는 도 9에 도시된 배치보다 제1 SCS(501)의 수직 위치에 적어도 더 가까운 수직 위치에 있다). 이 실시예는 도 6의 건식 재 취급 시스템에서 특히 유용하지만, 도 5의 것과 같은 습식 재 취급 시스템과 함께 사용되는 것으로 고려된다. 습식 재 취급 시스템에서, 덕트(54)의 냉각은 수냉식 덕트(154)로 형성하거나 덕트(54) 주위에 나선형으로 감긴 튜빙에 의해 형성하는 것은 덕트 내부의 젖은 재를 운반하는 물로부터 주변 공기로의 열 전달을 유리하게 증가시킬 수 있다.
앞에서 설명한 바와 같이, 도 7은 SCS(50)를 위한 하부 운반 장치를 도시한다. 이 장치에서, 이중 스트랜드 드래그 체인 컨베이어(60)의 하부 통로에 있는 플라이트(66)는 SCS(50)의 바닥(67)을 따라 재를 밀거나 "긁는" 스크레이퍼 역할을 한다. 상부 플라이트(68)는 이중 스트랜드 드래그 체인 컨베이어의 복귀 경로 역할을 하고 상부 플라이트(68)는 재의 이동에 기여하지 않는다. 이러한 하부 캐리 배열에는 특정 이점이 있다. 예를 들어, 재는 중력에 의해 상단 통로를 통해 바닥(67) 위로 떨어질 것이다. 게다가, 수선(WL)은 더 낮을 수 있고, 실제로는 상부 플라이트(68)의 높이 아래에 있을 수 있다.
그러나 여기에서 일부 특정 응용 프로그램의 경우 하부 운반 장치가 몇 가지 단점을 가질 수 있음을 인식한다. 이러한 배치에서, 재가 컨베이어(50)의 바닥(67) 위로 떨어지도록 상부 플라이트(68) 사이를 통과하도록 충분히 크기가 감소되는 것을 보장하기 위해 그라인더(18)가 포함된다. 그라인더는 처리되지 않은 재에 노출되는 기계적 구성요소이므로 비교적 빈번한 유지 관리가 필요할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 도 11은 SCS(50)가 상부 캐리 장치를 사용하는 동시에 덕트(54)의 이점을 유지하는 실시예를 보여준다. 도 11은 도 5의 단면 S1-S1과 동등하지만, 상부 캐리 장치에 대한 것이다. 상부 플라이트가 재를 긁을 수 있도록 바닥 (160)이 상부 플라이트(68) 아래 및 하부 플라이트(66) 위에 추가된다. 즉, 바닥(160)은 체인 컨베이어의 상부 섹션에서 이동하는 플라이트(68) 아래에 그리고 체인 컨베이어의 하부 섹션에서 움직이는 플라이트(66)의 위에 배치되고, 상부 섹션에서 움직이는 플라이트(68)는 바닥 위로 재를 이동시킨다. SCS(50)의 수용 섹션(52) 내의 지점 위치(53)를 통해 진입하는 재는 바닥(160)으로 떨어지며, 이에 의해 하부 플라이트(66)가 위로 통과하는 바닥(67)에 도달하는 것이 방지된다. 추가된 바닥(160)은 적합하게는 강철판(또는 복수의 판들) 등이다. 도 11의 상부 상부 캐리 장치에서, 하부 플라이트(66)는 이제 이중 스트랜드 드래그 체인 컨베이어의 복귀 경로 역할을 하고 하부 플라이트(66)는 재의 이동에 기여하지 않는다. 재가 상부 운반 장치에서 이동하는 횡단면 영역은 추가된 바닥(160)에 의해 제한된다. 이 횡단면 영역을 최대화하기 위해 상부 플라이트(68)(따라서 아래에 있는 바닥(160))는, 도 7의 하부 캐리 장치와 비교할 때, 선택적으로 하부 플라이트(66)에 더 가깝게 아래쪽으로 이동된다. .
도 11의 예시적인 상부 캐리 장치는 도 11의 수선(WL)으로 표시된 대로 습식 재 처리 시스템에 배치된다. 수선(WL)은 추가된 바닥(160) 위에 있어야 한다(또는 덕트가 완전히 물에 잠길 수 있으므로 수선(WL)은 도식적으로 덕트 천정에 발생할 수 있는 에어 포켓을 나타낸다). 일부 실시예에서, 바닥(160)은 덕트(54)의 측벽(100)에 대해 밀봉되어 바닥(160) 위의 물이 바닥(160)을 통해 아래로 누출될 수 없도록 한다. 이 실시예에서, 추가된 바닥(160) 아래 공간은 물로 채워지지 않을 것이고 복귀하는 하부 플라이트(66)는 적절하게 주위 공기에 있을 것이다. 그러나 하부 공간이 주위 공기를 포함하는 경우 이중 스트랜드 드래그 체인 컨베이어는 일반적으로 하부 플라이트(66)가 상부 플라이트(68)로 전환되는 지점에서 상승될 것이고, 이는 전환하는 플라이트가 상부 플라이트(68)가 이동하는 침수된 상부 공간으로 이동하기 위한 것이다. SCS의 이러한 높이는 엄격한 수직 공간 제약이 있는 경우 문제가 될 수 있다..
전술한 것과 대조적으로, 도 11의 예시된 접근법에서, 하부 플라이트(66)가 통과하는 하부 공간은 물이 채워진다. 이것은 하부 플라이트(66)가 상부 트랙으로 위로 이동하여 상부 플라이트(68)가 되고 상부 플라이트(68)가 하부 트랙으로 아래로 이동하여 하부 플라이트(66)가 되는 컨베이어의 한쪽 또는 양쪽 천이 단부에서의 물 흐름에 의해 적절하게 달성된다. 이러한 천이 단부는 상부 공간과 하부 공간 사이에 유체 연통을 제공하여 상부 공간이 침수될 때 하부 공간도 침수되고, 이는 길게 둘러싸인 덕트(54)가 있는 체인 컨베이어의 설계를 단순화한다.
앞서 언급한 바와 같이, 도 11의 상부 캐리 장치의 장점은 SCS(50)의 수용 섹션(52)에서 지점 위치(53)를 통해 유입되는 재가 바닥(67)에 도달하기 위해 상부 플라이트(68) 사이의 공간을 통해 떨어질 필요가 없다는 것이다. 그 결과 그라인더(18)는 선택적으로 생략되는데, 이는 재가 컨베이어(50)의 바닥(67) 위로 떨어지도록 상부 플라이트(68) 사이를 통과하기에 충분히 크기가 감소되는 것을 더 이상 보장할 필요가 없기 때문이다.
도 12를 참조하면, 덕트(54)의 바닥(67)을 긁는 하부 플라이트(66)와 추가된 바닥(160)을 긁는 상부 플라이트(68)를 포함하는, 도 11을 참조하여 이미 설명된 바와 같은, 상부 캐리 장치를 갖는 SCS(50)를 포함하는 단순화된 SCS가 도식적 측면도로 도시되어 있다. 상부 플라이트(68)들 사이를 통과하기에 충분히 크기를 줄이기 위해 재를 갈 필요가 없기 때문에, 그라인더는 도 12의 실시예에서 생략되고, 이는 헤드룸(headroom)을 증가시켜 개조를 용이하게 한다. 선택적으로 하부 게이트도 생략될 수 있다. 그라인더와 하부 게이트가 생략된 도 12의 실시예는 또한 호퍼(14)로부터 SCS(50)의 수용 섹션(52)의 지점 위치(53)까지의 연결 영역에서 기계적 구성요소의 대부분 또는 전부를 제거한다. 뜨거운 재가 이 영역을 통과하면 그림 12의 단순화된 SCS(50)는 이 중요한 위치에서 기계적 고장의 가능성을 크게 줄였다.
도 12의 단순화된 SCS의 다른 실시예에서, 하부 캐리 장치가 사용된다. 이 경우, 바닥(160)은 생략되고 인접 플라이트 사이의 간격(d)은, 재가 그라인딩 없이 상부 플라이트(68)들 사이를 통과하여 덕트(54)의 바닥에 도달하고 하부 플라이트(66)에 의해 이송될 수 있을 만큼 충분히 크다. 추가적으로, 이 실시예의 경우, 상부 플라이트(58)는 하부 플라이트(66)의 상부보다 충분히 높아야, 연마 없이 그리고 하부 플라이트(66)와 반대 방향으로 이동하는 상부 플라이트(68)가 분쇄되지 않은 재에 충돌하지 않고, 하부 플라이트가 재를 이송할 수 있게 된다. 대안적으로, 다른 고려되는 변형에서, 재가 충분히 부스러지기 쉬운(즉, 부서지기 쉬운) 경우 상부 및 하부 플라이트(66, 68) 사이의 간격은 의도적으로 충분히 작게 만들어질 수 있어서, 상부 플라이트(68)가 하부 플라이트(66)의 움직임과 반대 방향으로 이동할 때, 상부 플라이트(68)가 부서지기 쉬운 재와 접촉하여 분해한다. 실제로 컨베이어는 약간의 재 연삭을 제공한다.
하부 게이트는 일반적으로 호퍼(14)에서 SCS(50)를 분리하는 데 사용되기 때문에 하부 게이트를 제거하면 유지 관리 중에 문제가 발생할 수 있다고 생각할 수 있다. 그러나 도 13을 참조하면 하부 게이트 없이 유지 관리를 수행하는 방법이 기술되어 있다. 작업(200)에서, SCS(50)의 체인 컨베이어가 작동하면서 재를 호퍼(14)로 이송하는 보일러가 오프라인 상태가 된다. 작업(202)에서, 보일러가 오프라인 상태가 된 후 모든 재가 제거될 때까지 SCS(50)의 체인 컨베이어가 여전히 작동된다. 이것은 호퍼와 체인 컨베이어에서 재를 제거하기 위해 체인 컨베이어를 계속 작동시킬 수 있도록 한다. 작업(204)에서, SCS(50)는 물이 배수된다. 작업(206)에서, 그라인더의 전원이 차단된다 (도 12의 단순화된 SCS에서와 같이 그라인더가 생략된다면, 이 작업(206)은 적절하게 생략된다). 작업(208)에서, 적어도 SCS(50)의 체인 컨베이어를 정지시키는 것을 포함하는 다운스트림 장비의 전원이 차단된다. 작업(210)에서 유지보수가 수행된다. 이 과정을 따르면, 호퍼(14)가 하부 게이트를 가질 필요가 덜하다.
도 12의 단순화된 SCS는 도 5의 그것과 같은 습식 재 처리 시스템과 함께 적절하게 사용되며, 이 예는 도 12의 호퍼(14)에 수선(WL)을 도식적으로 포함함으로써 도 12에 표시된다. 도 12의 단순화된 SCS는 또한 도 6의 그것과 같은 건식 재 처리 시스템과 함께 적절하게 사용된다. 건식 재 처리 시스템의 경우, SCS 배수 작업(204)은 도 13의 프로세스에서 적절하게 생략된다.
이제 도 14를 참조하여 SCS에 대한 온도 제어 프로세스가 설명된다. 온도 제어 프로세스는 흐름 제어 장치(예를 들어, 도 8의 예시적인 그라인더(18) 및/또는 기계적 스크루(120), 또는 밸브, 쉐브론(chevron), 플런저, 그라인더, 유압 조우(jaw), 이들의 다양한 조합 등) 및/또는 도 14에 도식적으로 도시된 접근 방식에 따른 이중 스트랜드 드래그 체인 컨베이어(60)의 속도를 제어하도록 프로그램된 전자 컨트롤러(미도시, 예를 들어, 적어도 하나의 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러 및 플래시 메모리와 같은 보조 전자기기, 읽기 전용 메모리, 전자 프로그램 가능 읽기 전용 메모리 및/또는 기타 컴퓨터로 선택적으로 실행되는 비 임시 저장 매체)로서 실행될 수 있다. 작업(250)에서, 컨베이어 온도가 측정된다. 작업(252)에서, 호퍼로부터의 재료 유속 또는 유량이 측정된다. 작업(254)에서 컨베이어 구동 토크가 측정된다. 작업(256)에서, 물 또는 다른 냉각 매체의 온도가 측정된다. 작업(258)에서, 도 7의 냉각 장치(691)의 온도, 도 8의 횡방향 냉각 섹션(110)의 온도, 도 9의 수냉식 기계식 스크류(120)의 온도, 등과 같은 냉각 장치의 온도가 측정된다. 작업(250, 252, 254, 256, 258)을 수행하는 순서는 변할 수 있고, 이러한 작업은 실시간(에 가까운) 센서 판독을 제공하기 위하여 (다른 센서에 대해 상이할 수 있는) 센서 샘플링 속도로 반복될 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 더욱이, 특정 실시예에서, SCS의 열 상태를 모니터링하기 위해 더 많거나, 더 적은, 및/또는 상이한 센서가 사용될 수 있다.
센서 판독값에 따라 재 온도가 너무 높거나 낮은지 여부가 결정된다. 측정된 컨베이어 온도(250)는 컨베이어 온도가 너무 높거나 너무 낮은지 여부를 직접 측정한다. 호퍼(252)에서 측정된 재료 유량이나 속도는 재 온도가 너무 높거나 낮은지 여부를 간접적으로 추론할 수 있는데, 재료 속도가 높으면 냉각 시스템이 높은 재료 흐름의 냉각을 처리할 수 없기 때문이다. (또한, 이중 스트랜드 드래그 체인 컨베이어(60)에 과도한 스트레스를 줄 수 있기 때문에 높은 재료 속도 자체가 문제가 될 수 있다.) 마찬가지로, 측정된 컨베이어 토크(254)는 재 온도가 너무 높거나 너무 낮은지 여부를 간접적으로 추론할 수 있다. 토크가 높으면 이는 더 많은 재료가 운반되고 있음을 의미하고 이에 따라 냉각 시스템이 많은 양의 재료를 처리할 수 없기 때문이다. (또한, 높은 컨베이어 토크 자체가 문제가 될 수 있는데, 이는 이중 스트랜드 드래그 체인 컨베이어(60)에 기계적 응력을 나타내기 때문이다.) 냉각 매체(256)의 측정된 온도 및/또는 냉각 장치(258)의 측정된 온도는 컨베이어 온도가 너무 높거나 너무 낮은지 여부에 대한 간접적인 측정이다. 장치들이나 작업들(250, 252, 254, 256, 258)에서의 센서 판독값 중 하나 이상이 너무 높으면 작업(260)에서 흐름 제어 장치(예: 그라인더(18))가 닫히고(또는 흐름 제어 장치가 유속의 이러한 조정을 제공하면, 유속을 낮추도록 작동되고) 및/또는 SCS(50)의 체인 속도가 감소된다. 다른 한편으로, 장치들이나 작업들(250, 252, 254, 256, 258)에서의 센서 판독값 중 하나 이상이 너무 낮으면 작업(262)에서 그라인더(18) 또는 다른 유량 제어 장치가 열리고(또는 유량을 증가시키도록 작동됨). 및/또는 SCS(50)의 체인의 속도가 증가된다. 이것은 간단한 제어 접근 방식이지만 더 복잡한 흐름 제어가 고려될 수 있다. 예를 들어, 그라인더(18) 또는 다른 유량 제어 장치가 유량의 연속적 또는 다단계 조정(하부 게이트의 경우에 단지 온/오프와 반대됨)을 허용하는 경우, 조정 작업(260) 및/또는 조정 작업(262) 더 복잡한 조정 공식을 사용할 수 있는데, 즉 조정을 트리거하는 센서 판독값이 얼마나 높은지(또는 얼마나 낮은지) 및/또는 둘 이상의 센서 판독값이 동시에 조정을 트리거하는지 여부에 따라 유속이나 유량 조정의 양을 조율한다.
여기에 설명된 시스템은 개장 또는 개조 적용에도 설치할 수 있다. 기존 시스템을 교체하는 방법은 다음 단계 중 하나 이상을 포함한다. 기존 컨베이어 제거하는 단계, 기존 호퍼를 교체 또는 유지하는 단계, SCS를 설치하는 단계, 기존 호퍼의 형상을 변경하는 단계, 기존 호퍼의 벽 각도를 변경하는 단계, 기존 호퍼에 기체 또는 액체 환기를 추가하는 단계, 기존 호퍼의 하단 위치로게이트 개방 위치를 재배치하는 단계.
설명된 실시예에서, 냉각 유체는 물로 설명되었다. 그러나 일부 특정 설비에서는 재가 물과 반응할 수 있다. 이러한 경우 냉각 유체는 프로필렌 또는 기타 냉각 유체일 수 있다. 더욱이, 여기에 언급된 것을 제외하고, 여기에 개시된 실시예 및 여기에 개시된 다양한 형태는 임의의 조합으로 사용될 수 있고, 습식 재 취급 시스템 또는 건식 재 취급 시스템과 함께 사용될 수 있다.
위의 설명이 본 발명의 바람직한 실시예를 구성하지만, 본 발명은 첨부된 청구범위의 적절한 범위 및 공정한 의미를 벗어나지 않고 수정, 변형 및 변경될 수 있음이 이해될 것이다.

Claims (28)

  1. 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템으로서, 상기 컨베이어 시스템은,
    재를 수집하기 위한 호퍼, 및
    상기 호퍼로부터 분리된 길게 둘러싸인 덕트를 포함하는 체인 컨베이어를 포함하고, 상기 체인 컨베이어는 상기 호퍼로부터 재를 수용하도록 위치된 수용 섹션을 포함하고, 호퍼로부터 상기 체인 컨베이어의 말단부로 재를 수송하여 체인 컨베이어로부터 배출하기 위해 길게 둘러싸인 덕트 내부에 배치된 내부 체인을 포함하고 상기 체인 컨베이어는 하부 섹션 및 상부 섹션을 갖고 상부 섹션에 플라이트와 하부 섹션에 플라이트를 구비하되 상하부 섹션의 플라이트들은 상기 길게 둘러싸인 덕트 내에서 서로 반대 방향으로 이동하고, 상부 섹션과 하부 섹션 중의 하나는 재를 상기 수용 섹션으로부터 상기 말단부로 이동시키고,
    상기 컨베이어 시스템은 호퍼에서 체인 컨베이어까지의 재 흐름 경로에 배치되는 하부 게이트를 포함하지 않는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 호퍼에서 상기 체인 컨베이어까지의 재 흐름 경로에 배치되는 그라인더가 포함되어 있지 않는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 상부 섹션에서 이동하는 플라이트 아래에 그리고 하부 섹션에서 이동하는 플라이트 위에 바닥을 포함하는 상부 캐리 체인 컨베이어를 포함하고, 상기 상부 섹션은 재를 상기 수용 섹션에서 상기 말단부로 이동시키도록 되어 있는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 상부 섹션의 플라이트와 하부 섹션의 플라이트를 모두 잠기게 하기 위해 길게 둘러싸인 덕트가 침수되는 습식 재 컨베이어 시스템으로 되어 있는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하부 섹션이 상기 수용 섹션에서 상기 말단부로 재를 이동시키는 하부 캐리 체인 컨베이어를 포함하는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 체인 컨베이어는 상기 호퍼의 단일 입력 지점에서 적재되어 컨베이어 시스템이 호퍼에 대한 평면에서 360° 방향으로 회전할 수 있게 되어 있는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 호퍼의 재 배출부와 상기 체인 컨베이어의 수용 섹션 사이에 배치된 횡방향 냉각 섹션을 추가로 포함하고, 상기 횡방향 냉각 섹션에 재 이동 장치가 배치되는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 재 이동 장치는 상기 횡방향 냉각 섹션에 배치된 기계적 스크루를 포함하는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 기계적 스크루는 수냉식 샤프트를 포함하는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  10. 제7항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 횡방향 냉각 섹션은 수냉식 자켓을 포함하는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  11. 제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 컨베이어 시스템은,
    상기 길게 둘러싸인 덕트의 적어도 하부 부분이 물로 채워지는 습식 재 컨베이어 시스템; 또는
    상기 길게 둘러싸인 덕트에 물이 채워지지 않는 건식 재 컨베이어 시스템 중의 하나인, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  12. 제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 내부 체인을 지지하도록 구성된 체인 지지대; 및
    상기 체인 지지대에 냉각 장치;를 추가로 포함하는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  13. 제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 체인 컨베이어는 수냉식 하우징을 갖는 적어도 하나의 제1 체인 컨베이어를 포함하는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  14. 제1항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 체인 컨베이어의 온도를 나타내는 센서 판독값을 수신하도록 된 전자 컨트롤러를 추가로 포함하고, 상기 전자 컨트롤러는 수신된 센서 판독값에 기초하여 상기 체인 컨베이어의 온도를 제어하도록 되어 있고, (i) 호퍼로부터 체인 컨베이어의 수용 섹션으로의 재의 흐름을 제어하도록 된 흐름 제어 장치의 제어에 의한, 호퍼로부터 체인 컨베이어로의 재의 흐름, 및 (ii) 체인 컨베이어의 속도 중의 적어도 하나를 제어함으로써 상기 체인 컨베이어의 온도를 제어하도록 된, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  15. 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템으로서, 상기 컨베이어 시스템은,
    재를 수집하기 위한 호퍼, 및
    상기 호퍼로부터 분리된 길게 둘러싸인 덕트를 포함하는 체인 컨베이어를 포함하고, 상기 체인 컨베이어는 상기 호퍼로부터 재를 수용하도록 위치된 수용 섹션을 포함하고, 호퍼로부터 상기 체인 컨베이어의 말단부로 재를 수송하여 체인 컨베이어로부터 배출하기 위해 길게 둘러싸인 덕트 내부에 배치된 내부 체인을 포함하고, 상기 체인 컨베이어는 하부 섹션 및 상부 섹션을 갖고 상부 섹션에 플라이트와 하부 섹션에 플라이트를 구비하되 상하부 섹션의 플라이트들은 상기 길게 둘러싸인 덕트 내에서 서로 반대 방향으로 이동하고, 상부 섹션과 하부 섹션 중의 하나는 재를 상기 수용 섹션으로부터 상기 말단부로 이동시키고,
    상기 호퍼에서 상기 체인 컨베이어까지의 재 흐름 경로에 배치되는 그라인더가 포함되어 있지 않는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 체인 컨베이어는 상부 섹션에서 이동하는 플라이트 아래에 그리고 하부 섹션에서 이동하는 플라이트 위에 바닥을 구비하는 상부 캐리 체인 컨베이어를 포함하고, 상기 상부 섹션은 재를 수용 섹션에서 말단부로 이동시키는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 컨베이어 시스템은 상기 상부 섹션의 플라이트와 하부 섹션의 플라이트를 모두 잠기게 하기 위해 길게 둘러싸인 덕트가 침수되는 습식 재 컨베이어 시스템으로 되어 있는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  18. 제15항에 있어서, 상기 체인 컨베이어는 하부 섹션이 재를 수용부로부터 말단부로 이동시키는 하부 캐리 체인 컨베이어를 포함하고, 인접한 플라이트 사이의 간격은 길게 둘러싸인 덕트의 하부에 도달하기 위해 상부 섹션에서 이동하는 플라이트들 사이에 그라인딩 없이 재가 떨어질 수 있을 만큼 충분히 크게 되어 있는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 상부 섹션을 이동하는 플라이트와 하부 섹션을 이동하는 플라이트 사이의 간격은 상부 섹션에서 이동하는 플라이트가 하부 섹션에 의해 이동되는 재와 접촉하여 분쇄되도록 하는 데 효과를 발휘하는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  20. 대형 석탄 연소 장치로부터 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템을 유지하는 방법으로서, 상기 컨베이어 시스템은 재를 수집하기 위한 호퍼와, 호퍼로부터 재를 수용하고 수용된 재를 이송하기 위한 체인 컨베이어를 포함하고, 상기 컨베이어 시스템은 상기 호퍼로부터 상기 체인 컨베이어로의 재 흐름 경로에 배치되는 하부 게이트를 구비하지 않고, 상기 방법은,
    상기 체인 컨베이어를 가동하면서, 재를 상기 호퍼로 이송하는 보일러를 오프라인으로 전환하는 단계;
    상기 보일러를 오프라인으로 전환한 다음, 상기 호퍼로부터 상기 체인 컨베이어로 재를 제거하기 위하여 체인 컨베이어를 계속 가동한 다음 상기 체인 컨베이어를 정지하는 단계;를 포함하는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템을 유지하는 방법.
  21. 대형 석탄 연소 장치로부터 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템으로서, 상기 컨베이어 시스템은,
    재를 수집하기 위한 호퍼, 및
    상기 호퍼로부터 분리된 체인 컨베이어 하우징과, 상기 호퍼로부터 재를 수용하도록 위치된 수용 섹션을 구비하는 길게 둘러싸인 덕트를 포함하는 체인 컨베이어를 포함하고, 상기 체인 컨베이어는 호퍼로부터 상기 체인 컨베이어의 말단부로 재를 수송하여 체인 컨베이어로부터 배출하기 위한 내부 체인을 포함하고, 상기 체인 컨베이어는 하부 섹션 및 상부 섹션을 갖고 상부 섹션에서 이동하는 플라이트와 하부 섹션에서 반대방향으로 이동하는 플라이트를 구비하고, 상부 섹션과 하부 섹션 중의 하나는 재를 상기 수용 섹션으로부터 상기 말단부로 이동시키고,
    상기 호퍼와 컨베이어 시스템은 건식이고, 상기 컨베이어 시스템은 호퍼 및/또는 체인 컨베이어에 배치된 냉각 장치 및/또는 호퍼의 재 배출부와 체인 컨베이어의 수용 섹션 사이에 배치된 냉각 장치를 추가로 포함하는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 상기 냉각 장치는 상기 호퍼의 재 배출부와 상기 체인 컨베이어의 수용 섹션 사이에 배치된 횡방향 냉각 섹션을 포함하고, 상기 횡방향 냉각 섹션에 재 이동 장치가 배치되는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 재 이동 장치는 상기 횡방향 냉각 섹션에 배치된 기계적 스크루를 포함하는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 상기 기계적 스크루는 수냉식 샤프트를 포함하는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  25. 제22항 내지 제24항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 횡방향 냉각 섹션은 수냉식 자켓을 포함하는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  26. 제21항 내지 제25항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 횡방향 냉각 섹션은 상기 체인 컨베이어의 수냉식 자켓을 포함하는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  27. 제21항 내지 제26항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 내부 체인을 지지하도록 구성된 체인 지지대; 및
    상기 체인 지지대에 냉각 장치;를 추가로 포함하는, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
  28. 제21항 내지 제27항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 체인 컨베이어의 온도를 나타내는 센서 판독값을 수신하도록 된 전자 컨트롤러를 추가로 포함하고, 상기 전자 컨트롤러는 수신된 센서 판독값에 기초하여 상기 체인 컨베이어의 온도를 제어하도록 되어 있고, (i) 호퍼로부터 체인 컨베이어의 수용 섹션으로의 재의 흐름을 제어하도록 된 흐름 제어 장치의 제어에 의한, 호퍼로부터 체인 컨베이어로의 재의 흐름, 및 (ii) 체인 컨베이어의 속도 중의 적어도 하나를 제어함으로써 상기 체인 컨베이어의 온도를 제어하도록 된, 재를 제거하기 위한 컨베이어 시스템.
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