KR101354938B1 - 유동층 연소 보일러 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 RDF 연료를 전용으로 사용하면서, 열회수 효율을 향상시킨 유동층 연소 보일러에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 유동층 연소 보일러는 RDF 연료를 전용으로 사용하는 유동층 연소 보일러로서, RDF 연료를 유동매체 및 공기와 혼합 연소시키는 유동층 연소로와; 상기 유동층 연소로에서 연소된 유동매체 및 연소 가스를 배기시키는 제 1 배기관과; 상기 제 1 배기관에 연결되어 상기 유동매체를 연소 가스와 분리시키는 싸이클론과; 상기 싸이클론에 연결되어 분리된 유동매체를 상기 유동층 연소로로 순환시키는 루프실과; 상기 싸이클론에 연결되어 분리된 연소 가스를 배기시키는 제 2 배기관과; 상기 제 2 배기관에 연결되어 상기 연소 가스의 열을 회수하는 열 회수탑을 포함하고, 상기 유동층 연소로의 내벽에는 상기 유동층 연소로 내부의 열을 회수하는 제 1 수관이 내장된다.
상기 루프실은 상기 싸이클론에 연결되어 유동매체가 유입되는 유입부와; 상기 유입부에서 분기되어 구획된 제 1 구획부 및 제 2 구획부로 이루어지고, 상기 제 1 구획부는 상기 유동매체를 상기 유동층 연소로로 순환시키기 위하여 상기 유동층 연소로로 연결되며, 상기 제 2 구획부는 상기 유동매체의 열을 회수하기 위하여 외부 열교환기와 연결되고, 상기 외부 열교환기는 상기 유동층 연소로로 연결된다.

Description

유동층 연소 보일러{FLUIDIZED BED COMBUSTOR}
본 발명은 유동층 연소 보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 RDF 연료를 전용으로 사용하면서, 열회수 효율을 향상시킨 유동층 연소 보일러에 관한 것이다.
유동층 연소 보일러는 모래, 회분 석회석 등의 유동매체를 연료 및 공기와 함께 공급하여 혼합 연소시키고, 연소에 의해 발생하는 연소열을 이용하여 열을 공급하는 장치이다. 상기 유동매체는 연료의 체적 대비 1 - 4% 정도에 지나지 않지만, 유동층에서의 연료 및 유동매체로 이루어진 고체의 흐름이 매우 격렬하게 일어나 거의 완전혼합 흐름을 이루기 때문에 전열면에서의 열 전달 계수가 250 - 500W/㎡K 정도로 매우 높아 일반 연소 보일러에 비해 에너지 효율이 우수하다. 또한, 유동층의 연소온도는 유동매체의 용융온도보다 낮아야 하므로 통상 조업온도가 750 - 900℃ 범위의 비교적 낮은 온도에서 이루어지므로 NOx와 같은 오염물질의 생성/억제에도 유리하다.
RDF(Refused Derived Fuel)는 생활폐기물 잔재를 압축 고형화하여 연료 등으로 쓸 수 있게 만든 것으로서, 화력발전시설의 연료로 대체할 경우 발전효율을 폐기물의 직접소각에 비하여 약 3배인 30% 정도로 높일 수 있다. 따라서, 전기에너지를 생산할 경우 경제성이 매우 우수하여 RDF로 화력발전을 할 경우 발전단가는 50~60원/kWh 정도로 태양력이나 풍력 발전보다 매우 저렴하다.
또한, RDF는 제조과정에서 다이옥신과 같은 유해가스나 소각재 등이 발생하지 않아 자연 친화적이고, RDF 유동층 연소기술은 RDF의 소각에 의한 대체에너지화 기술 중 연소효율이 타 소각법에 비해 우수하고 질소산화물의 저감이나 연소공정에서 탈황, 탈염 효과를 얻을 수 있는 환경친화적 기술로 각광받고 있다. 이러한 이유로 최근 RDF를 연료로 한 유동층 연소 보일러의 사용이 많이 증가하고 있다.
일반적인 유동층 연소 보일러는 하지만, 유동층 연소로에서 발생된 연소 가스의 연소열에 의해 수관을 통하여 공급된 공급수로부터 고온 스팀을 발생하여 열을 회수한다. 하지만 종래에 유동층 연소로에 사용되는 원료인 화석 연로는 연소가스 내 염소성분 및 알칼리염이 발생하기 때문에 유동층 연소로에 수관이 구비되는 경우에는 수관이 염소성분 및 알칼리염에 의해 쉽게 부식될 수 있어 유동층 연소로에 수관을 직접 장착하지 않아 열회수 효율이 낮은 단점이 있었다.
본 발명은 RDF 연료를 전용으로 사용하는 유동층 연소로의 연소효율 및 열회수 효율을 향상시킬 수 있는 유동층 연소 보일러을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 유동층 연소 보일러는 RDF 연료를 전용으로 사용하는 유동층 연소 보일러로서, RDF 연료를 유동매체 및 공기와 혼합 연소시키는 유동층 연소로와; 상기 유동층 연소로에서 연소된 유동매체 및 연소 가스를 배기시키는 제 1 배기관과; 상기 제 1 배기관에 연결되어 상기 유동매체를 연소 가스와 분리시키는 싸이클론과; 상기 싸이클론에 연결되어 분리된 유동매체를 상기 유동층 연소로로 순환시키는 루프실과; 상기 싸이클론에 연결되어 분리된 연소 가스를 배기시키는 제 2 배기관과; 상기 제 2 배기관에 연결되어 상기 연소 가스의 열을 회수하는 열 회수탑을 포함하고, 상기 유동층 연소로의 내벽에는 상기 유동층 연소로 내부의 열을 회수하는 제 1 수관이 내장되는 것을 특징으로 한다.
상기 루프실은 상기 싸이클론에 연결되어 유동매체가 유입되는 유입부와; 상기 유입부에서 분기되어 구획된 제 1 구획부 및 제 2 구획부로 이루어지고, 상기 제 1 구획부는 상기 유동매체를 상기 유동층 연소로로 순환시키기 위하여 상기 유동층 연소로로 연결되며, 상기 제 2 구획부는 상기 유동매체의 열을 회수하기 위하여 외부 열교환기와 연결되고, 상기 외부 열교환기는 상기 유동층 연소로로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 수관 중 일부는 상기 유동층 연소로의 내부방향으로 노출되어 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 유동층 연소로의 벽면 중 상기 제 1 배기관이 형성되는 벽면은 다른 벽면보다 높이가 높게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 배기관은 상기 유동층 연소로에서 싸이클론 방향으로 점점 좁아지고, 상기 싸이클론의 입구에는 스파이럴(spiral) 형태로 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 싸이클론의 내벽에는 상기 싸이클론 내부의 열을 회수하는 제 2 수관이 내장되는 것을 특징으로 한다.
상기 열 회수탑은 벽면에 제 3 수관이 구비되는 복사영역부와, 상기 복사영역부에 이어서 벽면에 제 4 수관이 구비되는 대류전열부로 이루어지고, 상기 제 1 수관 내지 제 4 수관에 물 또는 증기를 순환시키는 증기 드럼을 더 포함하고, 상기 제 1 내지 제 4 수관은 각각 상기 증기 드럼과 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 실시예들에 따르면, RDF 연로를 연소시키는 유동층 연소로의 내벽에 열회수를 할 수 있는 수관을 직접 내장하여 연소 가스에 의한 부식의 영향을 최소화하는 동시에 열회수 효율이 가장 좋은 영역인 유동층 연소로에서 연소 가스에 대한 열회수를 할 수 있어 유동층 연소 보일러의 열회수 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유동층 연소 보일러를 보여주는 개략적인 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유동층 연소 보일러의 요부를 보여주는 개략적인 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유동층 연소 보일러를 보여주는 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유동층 연소 보일러의 요부를 보여주는 개략적인 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 유동층 연소 보일러는 RDF 연료를 유동매체 및 공기와 혼합 연소시키는 유동층 연소로(10)와; 상기 유동층 연소로(10)의 후류측(後流側)에 연결되어 상기 유동매체를 연소 가스와 분리시키는 싸이클론(30)과; 상기 싸이클론(30)에 연결되어 분리된 유동매체를 상기 유동층 연소로(10)로 순환시키는 루프실(40)과; 상기 싸이클론(30)의 후류측에 연결되어 상기 연소 가스의 열을 회수하는 열 회수탑(60)을 포함한다.
그리고, 상기 유동층 연소로(10)와 싸이클론(30)은 제 1 배기관(20)으로 연결되어 상기 유동층 연소로(10)에서 연소된 유동매체 및 연소 가스를 상기 싸이클론(30)으로 순환시킨다.
또한, 상기 싸이클론(30)과 열 회수탑(60)은 제 2 배기관(50)으로 연결되어 상기 싸이클론(30)에서 분리된 연소 가스를 상기 열 회수탑(60)으로 공급시킨다.
상기 유동층 연소로(combustor)(10)에서는 외부로부터 공급된 RDF 연료를 모래와 같은 유동매체와 함께 유동시켜 완전 혼합시킨 후에 해당 연료를 연소시킨다. 이와 같이, 연료를 유동매체와 함께 혼합 연소시킴으로써 일반 보일러에 비해 훨씬 우수한 에너지효율을 얻을 수 있음은 이미 상술한 바와 같다.
유동층 연소로(10)에는 그 내부의 하부에 위치되는 유동층의 상부에 RDF 연료를 투입시키기 위한 연료 공급수단(11)이 연결된다.
한편, 본 발명에서는 유동층 연소로(10)에서 직접 열회수를 할 수 있도록 상기 유동층 연소로(10)의 내벽에 제 1 수관(100)을 내장시킨다. 그래서 제 1 수관(100)으로 물을 공급하여 제 1 수관(100)에서 물에 의해 열회수가 이루어지도록 한다.
상기 제 1 수관(100)은 연소 가스에 의해 부식되는 것을 방지하기 위하여 상기 유동층 연소로(10)의 내벽에 내장되는 것이 바람직하나, RDF 연료를 사용하는 본 발명에서는 RDF 연료의 연소시 부식을 유발하는 물질이 화석 연료 대비 상대적으로 적게 발생하기 때문에 상기 제 1 수관(100)의 일부 구간을 상기 유동층 연소로(10)의 내벽에서 내부방향으로 노출시켜 열회수 효율을 극대화시킬 수 있다.
상기 유동층 연소로(10)는 대형일 경우 하부의 단면적이 줄어드는 형식으로 구성하여 연소로 하부 유속을 유지할 필요가 있으며, 소형일 경우 상부 및 하부 단면적이 같도록 수직 기둥 형태를 유지하도록 구성한다. 예를 들어 상기 유동층 연소로는 사각기둥 형태로 내화벽을 높게 구성한다. 이때 유동층 연소로(10)의 단면은 사각형에 제한되지 않고, 원형 또는 다각형의 다양한 형태로 변경되어 구현이 가능할 것이다.
상기 유동층 연소로(10)의 벽면 중 상기 제 1 배기관(20)이 형성되는 벽면은 다른 벽면보다 높이가 높게 형성하여 유동매체의 흐름에 의한 마모를 저감시키는 것이 바람직하다.
상기 제 1 배기관(20)은 상기 유동층 연소로(10)의 상부 영역에 연결되어 상기 유동층 연소로(10)에서 연소된 유동매체 및 연고 가스를 상기 싸이클론(30)으로 순환시키는 수단으로서, 상기 제 1 배기관(20)은 상기 유동층 연소로(10)에서 싸이클론(30) 방향으로 점점 좁아지도록 설치되어 유동층 연소로(10)의 출구 유속에 비해 싸이클론(30) 입구쪽 유속이 빨라지도록 한다.
상기 싸이클론(cyclone)(30)은 원심분리 원리에 의해 상기 유동매체 및 연소 가스를 분리하는 수단으로서, 상대적으로 입자의 크기가 큰 유동매체는 원심분리에 의해 분리되어 상기 루프실(40)로 순환되고, 상대적으로 입자의 크기가 작은 연소 가스는 상기 제 2 배기관(50)을 통하여 열 회수탑(60)으로 제공된다.
상기 싸이클론(30)의 입구는 스파이럴(spiral) 형태로 설치되어 상기 싸이클론(30)으로 유입되는 유동매체 및 연소 가스의 원심력을 배가시키는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 싸이클론(30)에서도 연소 가스의 열을 회수하기 위하여 싸이클론(30)의 내벽에 제 2 수관(200)을 내장한다.
상기 싸이클론(30)의 하단은 루프실(40)과 연결된다.
상기 루프실(loop seal)은 상기 싸이클론(30)에서 분리된 유동매체를 다시 유동층 연소로(10)로 순환시키는 수단으로서, 본 발명에서는 상기 루프실(40)로 유입된 유동매체를 통하여 열을 회수하기 위하여 루프실(40)에 외부 열교환기(44)를 연결시킨다.
부연하자면, 상기 루프실(40)은 3개의 공간으로 구획되는데, 바람직하게는 상기 싸이클론(30)의 하단부에 연결되어 유동매체가 유입되는 유입부(41)와, 상기 유입부(41)에서 분기되어 양측방향으로 구획된 제 1 구획부(42) 및 제 2 구획부(43)로 구분된다.
그래서, 상기 유입부(41)로 유입된 유동매체 중 일부는 제 1 구획부(42)로 유동된 다음 유동층 연소로(10)로 직접 순환되고, 상기 유입부(41)로 유입된 유동매체 중 일부는 제 2 구획부(43)로 유동된 다음 외부 열교환기(44)에서 열이 회수된 후 유동층 연소로(10)로 순환된다. 이때 상기 제 1 구획부 및 제 2 구획부로 분기되는 유동매체의 양은 조업자의 선택에 의해 결정되어 조정될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이때 상기 루프실(40) 및 외부 열교환기(44)에는 기포유동층을 형성하여 강제 송풍 팬으로부터 유동화 공기를 공급받는다. 그래서 유동매체를 원활하게 순환시킬 수 있는 힘을 제공받는다.
한편 상기 싸이클론(30)에서 분리된 연소가스는 제 2 배기관(50)을 통하여 열 회수탑으로 제공된다.
상기 열 회수탑(60)은 싸이클론(30)에서 분리되어 제공된 연소가스의 열을 회수하는 수단으로서, 벽면에 제 3 수관(300)이 구비되는 복사영역부(61)와, 상기 복사영역부(61)에 이어서 벽면에 제 4 수관(400)이 구비되는 대류전열부(62)로 이루어진다.
부연하자면, 상기 열 회수탑(60)내에는 싸이클론(30)으로부터 분리된 연소가스가 위쪽에서 아래쪽으로 흐르게 하는 통로인 복사영역부(empty pass)(61)와, 상기 복사영역부(61)의 하단에 연속적으로 연결되어 연소가스를 아래쪽에서 위쪽으로 흐르게 하는 통로인 대류전열부(convection pass)(62)로 이루어진다.
상기 복사영역부(61)의 내벽에는 제 3 수관(300)이 구비되고, 대류전열부(62)에는 제 4 수관(400)이 구비된다. 그리고, 상기 대류전열부(62)에는 과열기(63), 절탄기(64) 및 공기예열기(65)가 배치된다.
상기 과열기(63)는 대류전열부(62)에 수직방향으로 배열하여 열 회수탑(60)의 설치면적을 좁히는 효과를 얻을 수 있도록 한다.
그리고, 절탄기(64)는 상기 과열기(63)의 하류흐름에 설치하며 급수를 데워서 후술되는 증기 드럼(500)에 보내는 역할을 한다. 상기 절탄기(64)는 축방향으로 어긋나게 배치를 해서 열전달 효과를 높이는 한편, 코일 번들로 구성된다. 예를 들어 본 실시예에서는 2개의 번들로 구성된다.
공기예열기(65)에는 3개의 모듈이 포개진 모양으로 설치되며 공기는 튜브 안쪽으로 그리고 연소가스는 튜브 외측으로 관다발에 수직하게 흐르도록 하는 것이 바람직하다.
상기 과열기(63), 절탄기(64) 및 공기예열기(65)는 당업자들에게 자명한 기술로서, 다양한 방식 및 구성으로 변경되어 설치될 수 있을 것이다.
한편, 상기 제 1 수관(100) 내지 제 4 수관(100, 200, 300, 400)에 흐르는 물 또는 증기를 순환시키는 증기 드럼(500)이 구비된다. 그래서 상기 제 1 내지 제 4 수관(100, 200, 300, 400)은 각각 상기 증기 드럼(500)과 병렬로 연결되는 것이 바람직하다.
절탄기(64)로 공급된 물은 절탄기(64)를 통과하는 동안에 예열된 다음, 증기 드럼(500)으로 안내된 후 제 1 수관 내지 제 4 수관(100, 200, 300, 400)으로 공급되어 유동층 연소로(10), 싸이클론(30), 복사영역부(61) 및 대류전열부(62)를 통과하면서 더욱 가열되어 공기와 물의 혼합물로 되고, 증기 드럼(500)으로 다시 순환된다.
증기 드럼(500)내에서 분리된 수증기는 과열기(63)로 공급되어 과열기(63)를 통과하는 동안에 더욱 가열되며 과열된 수증기는 증기 터빈으로 보내진다.
그리고, 열 회수탑(60)의 후류측에는 감온탑(減溫塔)(70) 및 버그(bug) 필터(80)가 배치된다.
감온탑(70)은 열 회수탑(60)을 통과해 온 연소가스의 온도를 더욱 저하시키는 수단이고, 버그 필터(80)는 연소 가스중의 염화수소, 유황 산화물 및 매진(煤塵) 등을 포집하는 것으로, 그 전류측(前流側)에서 소석회 등의 중화제나 반응 조제(助劑)가 연소 가스 속에 첨가된다. 버그 필터(80)를 통과한 연소 가스는 굴뚝(90)을 통하여 대기중으로 배출된다.
상기와 같이 구성되는 유동층 연소 보일러의 사용 상태에 대해서 설명한다.
먼저, 유동층 연소로(10)에 유동매체가 충진된 상태에서 유동층 연소로(10)의 하부에 구비되는 윈드박스 및 분사판을 통해 예열된 공기를 공급한다. 이렇게 공기에 의해 유동매체가 유동층 연소로에서 유동되는 동안에 연료 공급수단(11)을 이용하여 RDF 연료를 유동층 연소로(10)에 공급한다. 이에 따라 유동층 연소로(10)에서는 RDF 연료가 연소되면서 공기 및 유동매체를 가열시킨다. 이때 유동층 연소로(10)에 구비된 제 1 수관(100)에서는 유동매체 및 연소가스의 열을 회수하게 된다.
이렇게 가열된 유동매체 및 연소가스는 제 1 배기관(20)을 통하여 유동 속도가 증가되면서 싸이클론(30)으로 공급되고, 싸이클론(30)에서는 원심분리원리에 의해 상대적으로 입자가 큰 유동매체와 상대적으로 입자가 작은 연소가스를 분리하게 된다. 싸이클론(30)에서도 유동매체와 연소가스가 분리되는 동안에 제 2 수관(200)에 의해 열이 회수된다.
한편, 싸이클론(30)에서 분리된 유동매체는 루프실(40)의 유입부(41)로 유동된 다음 일부는 제 1 구획부(42)를 통하여 유동층 연소로(10)로 순환되고, 일부는 제 2 구획부(43)를 통하여 외부 열교환기(44)로 유동되어 열이 회수된 다음 유동층 연소로(10)로 순환된다.
그리고, 싸이클론(30)에서 분리된 연소가스는 제 2 배기관(50)을 통하여 열 회수탑(60)으로 유동된다. 열 회수탑(60)으로 유동된 연소가스는 복사영역부(61)와 대류전열부(62)를 순차적으로 통과하면서 제 3 수관(300) 및 제 4 수관(400)에 의해 열이 회수된다.
이렇게 복사영역부(61) 및 대류전열부(62)를 통과하면서 냉각된 연소가스는 감온탑(70)을 통과하면서 더욱 냉각된 다음 버그 필터(80)에서 유해성분이 포집된 후 굴뚝(90)을 통하여 대기중으로 배출된다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
10: 유동층 연소로 11: 연료 공급수단
20: 제 1 배기관 30: 싸이클론
40: 루프실 41: 유입부
42: 제 1 구획부 43: 제 2 구획부
44: 외부 열교환기 50: 제 2 배기관
60: 열 회수탑 61: 복사영역부
62: 대류전열부 63: 과열기
64: 절탄기 65: 공기 예열기
70: 감온탑 80: 버그 필터
90: 굴뚝 100: 제 1 수관
200: 제 2 수관 300: 제 3 수관
400: 제 4 수관 500: 증기 드럼

Claims (7)

  1. RDF 연료를 전용으로 사용하는 유동층 연소 보일러로서,
    RDF 연료를 유동매체 및 공기와 혼합 연소시키는 유동층 연소로와;
    상기 유동층 연소로에서 연소된 유동매체 및 연소 가스를 배기시키는 제 1 배기관과;
    상기 제 1 배기관에 연결되어 상기 유동매체를 연소 가스와 분리시키는 싸이클론과;
    상기 싸이클론에 연결되어 분리된 유동매체를 상기 유동층 연소로로 순환시키는 루프실과;
    상기 싸이클론에 연결되어 분리된 연소 가스를 배기시키는 제 2 배기관과;
    상기 제 2 배기관에 연결되어 상기 연소 가스의 열을 회수하는 열 회수탑을 포함하고,
    상기 유동층 연소로의 내벽에는 상기 유동층 연소로 내부의 열을 회수하는 제 1 수관이 내장되고,
    상기 루프실은 상기 싸이클론에 연결되어 유동매체가 유입되는 유입부와; 상기 유입부에서 분기되어 구획된 제 1 구획부 및 제 2 구획부로 이루어지고,
    상기 제 1 구획부는 상기 유동매체를 상기 유동층 연소로로 순환시키기 위하여 상기 유동층 연소로로 연결되며,
    상기 제 2 구획부는 상기 유동매체의 열을 회수하기 위하여 외부 열교환기와 연결되고, 상기 외부 열교환기는 상기 유동층 연소로로 연결되는 것을 특징으로 하는 유동층 연소 보일러.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 수관 중 일부는 상기 유동층 연소로의 내부방향으로 노출되어 구비되는 것을 특징으로 하는 유동층 연소 보일러.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유동층 연소로의 벽면 중 상기 제 1 배기관이 형성되는 벽면은 다른 벽면보다 높이가 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 유동층 연소 보일러.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 배기관은 상기 유동층 연소로에서 싸이클론 방향으로 점점 좁아지고,
    상기 싸이클론의 입구에는 스파이럴(spiral) 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 유동층 연소 보일러.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 싸이클론의 내벽에는 상기 싸이클론 내부의 열을 회수하는 제 2 수관이 내장되는 것을 특징으로 하는 유동층 연소 보일러.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 열 회수탑은 벽면에 제 3 수관이 구비되는 복사영역부와, 상기 복사영역부에 이어서 벽면에 제 4 수관이 구비되는 대류전열부로 이루어지고,
    상기 제 1 수관 내지 제 4 수관에 물 또는 증기를 순환시키는 증기 드럼을 더 포함하고,
    상기 제 1 내지 제 4 수관은 각각 상기 증기 드럼과 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 유동층 연소 보일러.
  7. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102043000B1 (ko) * 2018-03-22 2019-11-11 주식회사 포스코 연소장치 및 이를 포함하는 연소설비
KR102527354B1 (ko) * 2021-04-16 2023-04-28 한국에너지기술연구원 이중 하부 루프실을 구비하는 순환 유동층 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001235101A (ja) * 2000-02-21 2001-08-31 Takuma Co Ltd 廃棄物を燃料とする高温高圧循環流動層ボイラ
JP2009198065A (ja) * 2008-02-20 2009-09-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 循環流動層ボイラ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001235101A (ja) * 2000-02-21 2001-08-31 Takuma Co Ltd 廃棄物を燃料とする高温高圧循環流動層ボイラ
JP2009198065A (ja) * 2008-02-20 2009-09-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 循環流動層ボイラ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180000380A (ko) 2016-06-22 2018-01-03 한국에너지기술연구원 고온튜브부식과 클링커 생성 감소가 가능한 고형연료 열이용 순환유동층 연소보일러, 및 그 작동방법
KR20180073783A (ko) 2016-12-22 2018-07-03 한국에너지기술연구원 불연물과 염소성분이 포함된 고형연료 사용 순환유동층보일러에서 연소장애 극복이 가능한 순환유동층보일러 및 그 작동방법
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