KR20020090303A - 냉각관이 배열된 충격형 입자 분리기 - Google Patents

Abstract

순환유동상(CFB;circulating fluidized bed 이하 CFB)보일러에서 연도가스로부터 고체를 분리하는 장치는 다수의 엇갈린 열로 CFB내에 위치한 냉각관으로 이루어진 다수의 수직한 충격형 입자분리기를 구비한다. 한 실시예는 다수로 적층되고서, 냉각관을 수용하는 구멍이 있는 미끄럼 맞춤부재를 사용한다. 이 미끄럼 맞춤부재는 전형적으로 U형상인 수집채널을 형성하기 위해서 서로 함께 작용하는데, 이 입자분리기를 가로질러 운반된 연도가스로부터 입자를 분리한다. 각각의 미끄럼 맞춤부재 사이에 있는 반턱쪽매이음부는 그 사이에서 가스와 고체가 새는 것을 막고, 열팽창을 허용한다. 선택적으로, 충격형 입자분리기는 단일한 구조물을 형성하기 위해서 서로 연결된 냉각관을 구비한다. 냉각관에 용접되고서, 내화물의 코팅부; 세라믹 타일; 금속 또는 세라믹 분무코팅; 금속 또는 세라믹 캐스팅; 용접 도금; 차폐물로 덮어씌어진 핀못이 부식저항을 제공한다.

Description

냉각관이 배열된 충격형 입자분리기{Cooled tubes arranged to form impact type particle separators}

본 발명은 일반적으로 순환유동상(이하 CFB)보일러에 관한 것으로, 특별하게는 유체 냉각관으로 구성되는 개선된 충격형 입자분리기 구조에 관한 것이다.

CFB 보일러 시스템은 공지되어 있고, 공업적인 공정이나 발전을 위한 증기의 생성에 사용된다. 예를들어, 벨린 등의 미국특허 제 5,799,593호와 제 4,992,085호 및 제 4,891,052호; 제임스 등의 미국특허 제 5,809,940호; 다움 등의 미국특허 제 5,378,253호와 제 5,435,820호; 알렉산더 등의 미국특허 제 5,343,830호를 참조하라. CFB 반응기에서, 반응하는 고체와 반응하지 않는 고체는, 이를 고체가 충격형 입자분리기에 의해 분리되는 반응기의 상부에서 고체를 출구로 운반하는 위쪽으로의 기체유동에 의해 반응기의 구획부내에서 비말동반된다. 충격형 입자분리기는 비말동반된 입자가 아닌 기체흐름에 의해서 진행될 수 있는 경로를 제공하기 위해서 엇갈린 배열로 위치된다. 수집된 고체는 반응기의 바닥으로 되돌아간다. 하나의 CFB 보일러 구조는 연도가스로부터 입자를 분리시키도록 노의 출구에 다수의 충격형 입자분리기(또는 오목한 충돌부재나 U빔)를 사용한다. 이러한 분리기는 다양한형태를 가질수 있는 한편, U자형의 단면을 흔히 갖기 때문에 일반적으로 U빔이라 언급된다.

CFB 보일러에 적용되었을 때, 이러한 다수의 충격형 입자분리기는 노의 구획부내에서 지지되고, 적어도 두 개의 열로 수직하게 노의 출구 개구부를 가로질러서 뻗어 있는데, 수집된 입자들은 뒤쪽 구획벽을 따라 차단되지 않고 연결되지 않은 수집부재의 아래로 떨어지게 된다. 한 열에서 U빔의 각각의 이웃하는 쌍들 사이의 틈새는 연도가스와 고체가 진행하는 비틀린 경로를 제공하도록 이 열 또는 다음열의 U빔과 정렬된다. 각 열에서 U빔은 연도가스와 고체의 유동으로부터 입자를 수집하고 제거하는 한편, 연도가스흐름은 U빔 배열부 주위와 이를 통해 계속해서 유동한다.

이러한 형태의 수집부재는 너비와 깊이에 비해서 일반적으로 비교적 길다. 수집부재의 형태는 보통 2가지를 고려하는 바, 즉 U빔 자체의 수집효율과 U빔 스스로 지지하는 성능이다. 이러한 요소들이 사용되어지면, 이들도 일반적으로 노의 출구에 위치되어 냉각되지 않는다. 노의 출구에 위치됨은 고체 입자에 의한 부식으로부터 하류의 가열표면을 보호하기 위한 것이다. 그러므로, U빔은 연도가스와 고체의 유동흐름의 고온에 노출되고, U빔을 이루는 재료는 상해에 대해 적절한 지지와 저항을 제공하기 위해서 충분한 온도저항력이 있어야만 한다.

길고, 스스로 지지하는 스테인레스 강판의 채널은 제 1고체수집기를 위해 훌륭하게 CFB 보일러에 사용되어져 왔으나, 시중에서 구입가능하고 적합한 합금의 "크립(creep)"강도는 수집부재의 길이를 제한한다. 긴 수집채널을 짧은 분할부로 나눔으로써, 요구되는 각 짧은 분할부의 강도는 일련의 간헐적인 지지부와 임의의 개별적인 분할부 또는 부재의 저중량때문에 긴 채널보다 훨씬 작다.

냉각되거나 냉각된 구조물에서 떨어져 지지되는 수집부재를 만드는 방법은 일반적으로 수냉각지지관에 용접된 수집판을 갖게 하였다. 다움 등의 미국특허 제 5,378,253호와 제 5,435,820호를 참조하라. 하지만, 냉각관에 용접하는 것은 용접부에서 발생할 수 있는 관의 누출을 증가시킨다.

게다가, 종래의 구조하에서, 모양지어진 수집채널 분할부나 부재의 단지 일부에 대한 냉각관의 인접함으로 인해서 수집부재는 비대칭으로 냉각되어진다. 그러므로, 수집부재를 형성하는 판은 수집부재의 더 뜨거운 부분과 비교해서 더 차가운 지역의 차등팽창 때문에 비틀어지는 경향이 있다.

게다가, 고체와 기체유동내에서 비말동반된 충돌하는 고체에 의해 야기되는 부식으로부터 관을 보호하는 것이 필요하다. 이러한 보호는 수집기의 높이를 따라서 사용되어야 하는 스테인레스강이나 세라믹으로 이루어진 관차폐물을 필요로 하는데, 이것은 비용을 더 들게 한다.

본 발명은 대개 U 형상이나, W, E, V, 또는 다른 형상으로 충격형 입자분리기를 형성하는데 사용되는 유체 냉각관의 다양한 구조를 포함한다. 이러한 충격형 입자분리기는 순환유동상(CFB)보일러나 반응기에서 특정한 용도로 사용된다.

따라서, 본 발명의 한 양상은 순환유동상(CFB)보일러에서 연도가스로부터 고체를 분리하는 장치로 된다. 한 실시예에서, 이 장치는 CFB내에 위치된 다수의 수직한 충격형 입자분리기를 구비한다. 충격형 입자분리기는 다수의 엇갈린 열로 서로로부터 수평하게 이격되고 근접하게 위치된다. 각 충격형 입자분리기는 냉매를 이송하는 다수의 수직한 냉각관을 포함한다. 냉각관을 수용하고 에워싸는 구멍을 갖춘 다수의 미끄럼 맞춤부재가 구비되고, 이 다수의 미끄럼 맞춤부재는 측벽과 뒷벽으로 형성된 냉각관의 길이를 따라서 수집채널을 형성하도록 서로 상호작용한다.측벽과 뒷벽은 충격형 입자분리기의 높이를 따라서 길이방향으로 뻗은 다수의 분리되고 수직하게 배열된 분할부를 가지며, 수직하게 배열된 각 분할부는 그 끝단에서 인접한 분할부에 연결되어 있다.

본 발명의 다른 양상은 순환유동상(CFB)보일러에서 연도가스로부터 고체를 분리하는 장치로 된다. 이 실시예에서, 상기장치는 CFB내에 위치된 다수의 수직한 충격형 입자분리기를 구비한다. 충격형 입자분리기는 적어도 두 개의 엇갈린 열로서로로부터 근접하게 위치되고 수직하게 이격된다. 각 충격형 입자분리기는 냉매를 이송하는 다수의 수직한 냉각관을 포함한다. 별도의 충격형 입자분리기를 형성하는 다수의 냉각관은 단일구조물을 형성하도록 인접한 냉각관을 따라 적어도 간헐적으로 그 중간에 용접된 중간의 관정렬판이나 바아에 의해 서로 부착되거나 연결된다. 다수의 핀못은 관에 용접될 수 있고, 그 후에 내화물질로 코팅되어 덮어씌워진다. 타일이나 금속 또는 세라믹 분무코팅, 금속 또는 세라믹 캐스팅, 용접 도금(weld overlay) 및, 차폐물과 같은 다른 부식저항 기구들이 사용되어질 수 있다.

본 발명을 특징짓는 새롭고 다양한 특징들은 첨부되고, 이 명세서의 일부를이루는 청구항에 특별히 나타나 있다. 본 발명의 사용에 의해 달성되는 작동상의 장점 및 특별한 이득을 잘 이해하기 위해서, 본 발명의 바람직한 실시예가 설명되는 첨부 도면과 상세한 설명을 참조한다.

도 1은 충격형 입자분리기 시스템을 사용하는 종래의 CFB보일러의 개략도이고,

도 2는 도 1의 2-2선 방향에서 본 노(爐)에서의 U빔 그룹의 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 별도의 U빔 충격형 입자분리기의 제 1실시예를 도시한 평면도,

도 4는 도 3의 4-4선 방향에서 본 U빔 충격형 입자분리기의 우측면도,

도 5는 도 3의 5-5선 방향에서 본 U빔 충격형 입자분리기의 배면도,

도 6은 본 발명에 따른 별도의 U빔 충격형 입자분리기의 제 2실시예를 도시한 평면도,

도 7은 도 6의 7-7선 방향에서 본 U빔 충격형 입자분리기의 좌측면도,

도 8은 도 6의 8-8 방향에서 본 U빔 충격형 입자분리기의 배면도,

도 9는 도 6의 9-9선 방향에서 본 U빔 충격형 입자분리기의 우측면도,

도 10은 본 발명에 따른 별도의 U빔 충격형 입자분리기의 제 3실시예를 도시한 평면도,

도 11은 도 10의 11-11선 방향에서 본 U빔 충격형 입자분리기의 좌측면도,

도 12는 도 10의 12-12선 방향에서 본 U빔 충격형 입자분리기의 배면도,

도 13은 도 10의 13-13선 방향에서 본 U빔 충격형 입자분리기의 우측면도,

도 14는 본 발명에 따른 U빔 충격형 입자분리기 장치의 또 다른 실시예의 측면도,

도 15는 도 14의 15-15선 방향에서 본 별도의 U빔 충격형 입자분리기의 단면도,

도 16은 도 14의 하부의 측면도,

도 17은 도 16의 17-17선 방향에서 본 U빔 충격형 입자분리기 장치의 하부의 단면도,

도 18은 도 14의 U빔 충격형 입자분리기의 하부의 다른 실시예를 도시한 측면도,

도 19는 도 14의 U빔 충격형 입자분리기의 상부의 다른 실시예를 도시한 측면도,

도 20은 V자 형상의 수집부재의 엇갈린 배열을 도시한 충격형 입자분리기 장치의 단면도,

도 21은 갈매기모양의 수집부재를 사용하는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 측면도,

도 22는 도 21의 22-22선 방향에서 본 갈매기모양의 수집부재의 형태를 도시한 단면도,

도 23은 도 21과 도 22에 도시된 유형의 개별적인 갈매기모양의 수집부재의 단면도,

도 24는 도 23의 24-24선 방향에서 본 도 21과 도 22에 도시된 갈매기모양의 수집부재의 형태에 사용될 수 있는 기울어진 판의 단면도,

도 25는 냉각관이 본 발명에 따른 오메가(omega)관을 구비하는 별도의 U빔 충격형 입자분리기의 개략단면도,

도 26a는 도 25의 실시예에 사용된 형태의 별도의 오메가관의 단면도,

도 26b는 종래의 관과 막을 갖춘 바아를 사용하는 도 25의 실시예에 따른 오메가관의 다른 실시방식을 도시한 단면도,

도 27은 본 발명에 따른 부식저항을 개선하는 별도의 U빔 충격형 입자분리기를 형성하는 냉각관에 대하여 구비될 수 있는 두개의 연동하는 미끄럼 맞춤 캐스팅의 단면도,

도 28은 본 발명에 따른 부식저항을 개선하는 냉각관에 부착된 보호용 캐스팅을 구비하는 별도의 U빔 충격형 입자분리기의 단면도,

도 29는 본 발명에 따른 부식저항을 개선하는 냉각관이 볼트로 조여지는 캐스팅을 구비한 별도의 U빔 충격형 입자분리기의 일부 단면도,

도 30은 도 29의 30-30선 방향에서 본 도 29에 도시된 별도의 U빔 충격형 입자분리기의 부분의 일부 측면도,

도 31은 본 발명에 따른 갈매기모양의 수집부재의 엇갈린 배열의 다른 실시예의 단면도,

도 32는 본 발명에 따른 내식성 내화물질을 구비하는 도 31에 도시된 별도의 갈매기모양의 수집부재의 단면도,

도 33은 본 발명에 따른 부식저항을 개선하는 에워싸는 스테인레스강을 구비한 도 31에 도시된 형태의 별도의 갈매기모양의 수집부재의 단면도,

도 34는 본 발명에 따른 부식저항을 개선하는 냉각관이 캐스팅금속에 의해 둘러싸인 도 31에 도시된 형태의 별도의 갈매기모양의 수집부재의 단면도,

도 35는 본 발명에 따라 냉각유체를 이송하는 사각형의 관으로 구성된 별도의 U빔 충격형 입자분리기의 다른 실시예의 평면도,

도 36a는 본 발명에 따른 인접한 별도의 U빔 충격형 입자분리기의 하부를 도시하되, 인접한 냉각관들의 하단이 180°만곡부를 형성하도록 유체역학적으로 서로 연결된 것을 도시한 사시도,

도 36b는 본 발명에 따른 별도의 U빔 충격형 입자분리기의 하부를 도시하되, U빔의 반대방향을 형성하는 냉각관의 하단이 180°만곡부를 형성하도록 유체역학적으로 서로 연결된 것을 도시한 사시도,

도 37은 본 발명에 따른 별도의 U빔 충격형 입자분리기의 하부를 도시하되, 냉각관의 하단은 기체경로의 바닥위에 가까이 위치한 공통의 분기관에 유체역학적으로 연결되는 것을 도시한 사시도,

도 38은 본 발명에 따른 별도의 U빔 충격형 입자분리기의 하부를 도시하되, 냉각관의 하단은 기체경로의 바닥위에 가까이 위치한 공통의 분기관에 유체역학적으로 연결되는 한 U빔 충격형 입자분리기의 아래부분의 측면도,

도 39는 본 발명에 따른 별도의 U빔 충격형 입자분리기의 또 다른 실시예를 도시하되, 각 냉각관의 하부는 이 하부의 부식을 방지하도록 직경감소부를 구비하는 것을 도시한 사시도이다.

여기에서 사용된 CFB보일러라는 용어는 연소과정이 일어나는 CFB반응기나 연소기를 언급하는 데에 사용된다. 본 발명은 특히 열을 발생시키는 수단으로서 CFB연소기를 사용하는 보일러나 증기 발생기에 한정되는 한편, 본 발명은 다른 종류의 CFB 반응기에 용이하게 사용되어질 수 있다. 예를들어, 본 발명은 연소과정과는 다른 화학반응에 사용되는 반응기나, 다른 곳에서 일어나는 연소과정으로부터의 가스 및 고체 혼합물이 다른 공정을 위한 연소기에 제공되는 곳이나, 입자나 고체가 연소과정의 부산물을 필요로 하지 않는 기체에서 비말동반되는 구획부를 반응기로만제공하는 곳에 적용될 수 있다. 비슷하게, U빔이란 용어는 편리함을 위해서 다음의 설명에 사용되어지고, 크게 입자가 있는 연도가스로부터 입자를 수집하고 제거하는 데에 사용되는 충격형 입자분리기나 임의의 형태의 오목한 충돌부재를 언급하는 것을 뜻한다. 특히, 충격형 입자분리기는 평면이 아니고; 다가오는 연도가스유동과, 부재가 연도가스로부터 입자를 수집하거나 제거할 수 있는 비말동반된 입자에 대해존재하는 오목하거나 컵 모양의 표면이기만 하면, U형상이나, V형상, E형상, W형상, 또는 임의의 다른 형상으로 될 수 있다.

이제 도면을 참조하는 바, 여러 도면에서 같은 참조번호는 같거나 기능적으로 비슷한 부재를 언급하는 데에 사용되며, 도 1은 일반적으로 10으로 표기되고서, 순환유동상(12)과 연도출구(14) 및 입자복귀부(16)를 포함한 노(furnace)를 나타낸다. 연료의 연소는 뜨거운 폐기물이나 미립자가 있는 연도가스를 발생시키는 순환유동상(12)에서 일어난다. 뜨거운 기체는 노(10)를 통해서 연도출구(14)로 상승되는데, 여기서 기체는 대기(도시되지 않음)로 나가기 전에 몇몇의 열교환표면(17;과열기나 재열기또는 절탄기와 같은)과 세정단계를 통과한다.

엇갈린 충격형 입자분리기(20)의 열은 노(10)의 상부에 있고, 일반적으로 노의 지붕(26)에 지지되어 있다. 입자분리기의 제 1그룹(22)은 노 안의 U빔(22)으로 언급되어있고, 반면에 입자분리기의 제 2그룹(24)은 이들 그룹(22,24)사이에 도시된 도 1의 수직한 점선으로 개략적으로 표시된 노의 출구의 하류에 제공되고 위치되어 있다. 연도가스에 비말동반된 미립자는 충격형 입자분리기(20)를 때리고 분리되면서 순환유동상(12)으로 바로 자유낙하하는데, 재순환된 미립자의 추가적인 연소나 반응이 발생할 수 있다. 일반적으로, 충격형 입자분리기(20)는 평면이 아니고, 바람직하게는 U형상의 단면을 가지나, V형상, E형상, W형상 또는 유사하게 오목하거나 컵모양의 형상으로 될 수 있다.

도 2는 U빔(20)의 노 안의 그룹(22)를 형성하는 노 안에 있는 U빔(22)의 단면도이고, U빔(20)의 열이 근접한 열에서 서로에 대해 엇갈려 있는 방식을 나타내고 있다. 노 안의 그룹(22)의 각 U빔(20)의 바닥에는 전형적으로 연도가스와 비말동반된 입자가 우회하는 것을 방지하기 위한 팬이나 배플(23)을 형성하는 전형적인 판이 있다.

이제 도 3과 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 U빔 충격형 입자분리기(20)의 제 1실시예를 도시한다. 각 U빔(20)은 물이나, 증기, 이들의 혼합물, 또는 다른 적당한 냉매로 냉각될 수 있는 냉각관(30)으로 구성되어 있다. 냉각관(30)과 이들의 일부를 형성하는 U빔은 도 1에 도시된 종래의 U빔(20)과 같이 수직하게 배열되고, 노(10)의 지붕(26)에 지지될 수 있다. 개별적인 U빔(20)을 형성하는 냉각관(30)은 서로 옆에 배열되고, 도 3에 도시된 것과 같이, 4 개의 냉각관(30)이 각 코너에 한 개씩, 개별적인 U빔을 형성하는 데에 사용된다. 냉각관(30)은 전형적으로 1인치의 외경을 가지나 물론 다른 관직경이 사용될 수 있다.

도 3과 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 각 U빔(20)은 부분(57;도시된 것과 같이 그 안에 수용된 냉각관(30)을 둘러싸는 확장부로 될 수 있는)안에 구멍(52)을 갖추고서 U빔(20)을 형성하는 각 냉각관(30)을 수용하는 다수의 미끄럼 맞춤부재(50)를 추가로 구비한다. 그러므로, 미끄럼 맞춤부재(50)는 각 냉각관(30)을 둘러싸고, U빔(20)의 수직높이를 따라서 다른 것 위에 하나가 적층됨으로써 수집채널(60)을 형성한다. U빔(20)을 형성하는 각 미끄럼 맞춤부재(50)는 2개의 측벽(54)과 뒷벽(56)을 포함한다. 도 4와 도 5에 도시되었듯이, 각각의 측벽(54)과 뒷벽(56)은 냉각관(30)을 둘러싸는 구멍(52)을 포함하는 부분(57)들 사이로 뻗는 다수의 수직하게 정렬된 분할부(70)로 구성된다. 다수의 미끄럼 맞춤부재(50)의 수직하게 정렬된 분할부(70)는 수직하게 뻗은 냉각관(30)의 길이를 따라 위치되고, U빔(20)의 수집 채널(60)을 형성하도록 서로 결합한다.

반턱쪽매이음(80)부나 다른 비슷한 형태의 연결부가 수직하게 정렬된분할부(70)사이에 구비된다. 각각의 수직하게 정렬된 분할부(70)의 상부와 하부에있는 반턱쪽매이음부(80)의 형태는 분할부들(70)사이에서 가스와 고체가 새는 것을 막고 수직방향으로 분할부의 크기가 짧은 기간과 긴 기간동안의 팽창과 축소를 허용한다.

그러므로, 냉각관(30)은 정렬된 분할부(70)의 정렬과 냉각 뿐만 아니라 냉각된 지지부를 제공한다. 냉각관(30)은 또한 분할부(70)의 비대칭 냉각에 기인해서 비대칭 온도분포가 발생할 때마다 통상 나타나게 되는 부재모양의 뒤틀림없이 각 정렬된 분할부(70)를 따라 독특한 대칭적인 온도분포를 제공한다.

각 미끄럼 맞춤부재(50)는 합금이나 세라믹 또는 높은 열저항을 갖는 다른 물질로 구성될 수 있다. 도 3과 도 4 및 도 5의 실시예에서, 각 미끄럼 맞춤부재 요소(50)는 두 개의 측벽(54)과 뒷벽(56)을 포함하고서 냉각관(30)에 대해 미끄러지는 단일한 부분으로 이루어져 있다. 이 단일한 부분은 주조될 수 있거나 압출성형될 수 있다. 하지만, 다른 구조가 미끄럼 맞춤부재를 위해서 사용될 수 있음을 알 수 있다.

이제 도 6과 도 7, 도 8 및 도 9를 참조하면, 다른 실시예에서 각각의 측벽(54)과 뒷변(56)은 분리된 미끄럼 맞춤부재로서, 세 개의 미끄럼 맞춤부재가 U빔(20)의 개별적인 높이 또는 단면을 형성하는 데에 필요하다. 반턱쪽매이음부(80)에서, 단 부(57)와 각 측벽(54) 및 뒷벽(56)의 구멍(52)들이 겹쳐진다.

이제 도 10과, 도 11, 도 12 및 도 13을 참조하면, 또 다른 실시예에서 측벽(54)과 뒷벽(56)은 L형상의 단면을 갖는 두개의 부재(59)로 형성될 수 있다.이 L형상의 부재(59)의 끝은 반턱쪽매이음부(80)에 의해서 뒷벽(56)에 겹쳐진다.

도 6과 도 10의 실시예에서 도시된 바와같이 도 3에 도시된 네 개의 냉각관과 비교할 때, 부가적인 냉각관(30)이 수집채널부재를 형성하고 지지하며 냉각하는 데에 사용될 수 있다. 이와같은 구조는 더 큰 크기의 U빔이 요구되거나 다른 냉각관(30)이 요구된다면, 사용될 수 있다. 이러한 수단에 의해서 미끄럼 맞춤부재(50)를 형성하는 낮은 열저항의 재료가 사용될 수 있는 한편, 각 U빔(20)의 수직한 높이를 따라 독특한 대칭적인 온도분포를 보장한다.

전술한 다움 등의 미국특허 제 5,378,253호와 제 5,435,820호는 냉각되는 수집부재를 기재한 반면에, 그 안에서 설명된 구조는 대부분의 상업적인 용도로 사용되는 것을 방해하는 실행상의 어려움은 다루지 않았다. 미국특허 제 5,378,253호와 제 5,435,820호에 도시된 바와같이 각 분리기부재는 수집부를 형성하도록 관들사이로 뻗고서 용접된 막을 갖춘 바아에 의해 분리기마다 단지 네 개의 냉각관으로 구성된다. 이는 두가지 이유로 이러한 구조를 적용할 가능성을 엄격히 제한한다. 첫째로, 막을 갖춘 바아의 산화온도한계는 분리기 부재가 CFB에서 경험된 온도로 작동될 때 막을 갖춘 바아의 최대 온도는 막에 의해서 연결된 관들 사이의 중간에서 발생하고, 이 위치에서의 온도는 막을 갖춘 바아를 형성하는 재료의 산화온도한계 아래의 적절한 수준으로 유지되어야 한다. 이러한 양상은 더 높은 산화온도한계를 갖는 합금바아, 또는 심지어 스테인레스 강으로된 관과 막을 갖춘 바아를 사용함으로써 다루어질 수 있는 반면에, 이러한 접근은 엄청나게 비싼 비용이 들게 되고, 여전히 막을 갖춘 바아의 최대 너비를 크게 증대시킬 수 없다. 둘째로, 막을 갖춘바아의 최대너비를 제한함에 따라, 개별적인 수집부재의 실제크기는 효과적이고 비용효율이 높은 수집성능에 대한 요구로 제한될 수 있다.

반대로, 본 발명의 다음의 실시예는 각 부재(120)의 뒷쪽을 형성하는 상응하는 수의 냉각관(126)을 따라 개별적인 각 분리기 부재(12)의 측면마다 이상의 냉각관(126)을 사용한다. 분리기 부재(120)의 크기는 최대 막온도에 의해서 제한되지 않고, 분리기 부재(120)는 요구되는 만큼 크게 될 수 있다. 이것은 더 큰 크기의 분리기 부재(120)의 사용이 더 긴 분리기가 사용될 수 있게 하기 때문에 중요한데, 개별적인 분리기 부재(120)의 더 큰 단면은 분리기 부재(120)의 바닥으로 고체를 하향 이동시킬 때 가득 넘침으로 인해 수집된 고체가 넘치기 전에 더 많은 양의 고체가 단면안에 남아있을 수 있기 때문이다. 바꾸어 말하면, 분리기 부재(120)는 더 긴 유효부를 갖는다. 더 큰 크기의 분리기 부재(120)의 사용은 적은 수의 것이 요구되고 사용될 수 있음을 의미하는데, CFB 보일러를 더욱 좁게하여(노 깊이가 주어진 노 단면에 대하여 더 커질 수 있기 때문에)비용을 절감한다.

도 14 내지 도 24는 일반적으로 100으로 표시되는, 본 발명에 따른 U빔 충격형 입자분리기 장치의 다른 실시예를 도시하고, 특히 CFB 보일러내의 용도로 적합하다. 다시 U빔이란 용어는 편리를 위해서 사용되고, 크게 연도가스에 있는 입자를 수집하고 제거하는 데에 사용되는 임의 형태의 오목한 충돌부재나 충격형 입자분리기를 언급함을 뜻한다. 특히, 충격형 입자분리기는 평면이 아닌데, 이것은 부재가 연도가스에서 입자를 수집하고 제거할 수 있는 비말동반된 입자와 연도가스의 다가오는 유동에 대해 존재하는 오목하거나 컵모양의 표면을 가지기만 하면 U형상, V형상, E형상, W형상, 또는 다른 어떤 모양일 수 있다.

입자분리장치(100)는 수직으로 뻗고서 상류열(122)과 하류열(124)의 적어도 두 개의 열로 배열되고, 엇갈린 다수의 수집용 U빔부재(120)로 구성되어 있다. 장치(100)는 노 안의 U빔의 그룹이나 외부의 U빔(24)으로 사용될 수 있다. U빔(120)은 물, 증기, 이들의 혼합물, 또는 몇몇의 다른 적합한 냉각유체와 같은 냉매를 이송하는 다수의 냉각관(126)으로 구성되어 있다. 냉각유체는 상부관과 하부관, 헤더 및 장치(100)의 상부(128)와 하부(130)에 위치한 분기관의 배열을 통해서 U빔(120)의 안팎으로 이송된다. 차후에 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, U빔(120)을 위한 관과 헤더 및 분기관의 구조는 본 발명의 중요한 양상을 이룬다.

도 15에는, 도 14의 별도의 U빔 충격형 입자분리기 부재(120)의 단면을 보여준다. 다수의 냉각관(126)이 일반적인 수집 부재, 이 경우에는 U빔 수집 부재의 윤곽을 형성하도록 구비되고 서로에 대해 배열된다. 이 경우에 전체 12개의 냉각관(126)이 사용되어지나, 요구되는 U빔의 크기와 유체 냉각 및 압력강하조건 등에 따라 더 많은 또는 더 적은 수의 관(126)이 사용될 수 있다. U빔(120)의 각 냉각관(126)은 U빔(120)에 내화물(134)이 적용될 수 있도록 그 둘레와 길이를 따라 관(126)에 용접된 다수의 못(132)을 구비한다. 주어진 U빔을 형성하는 개별적인 관(126)은 하나의 고정된 구조물로 U빔을 유지하기 위해서 인접한 냉각관 사이와 이들을 따라서 적어도 간헐적으로 용접되어 있는 중간의 관 배열판이나 바아(예를들어, 막을 갖춘 바아(136))에 의해서 서로 연결되어 있다. 못(132) 뿐만 아니라 막을 갖춘 바아(136)는 열을 내화물(134)에서 냉각관(126)으로 전도시키는데, 여기서 전형적으로 물이나 증기와 같은 내부적으로 유동하는 냉매에 의해서 열이 멀리 전도된다. 내화물(134)은 비용을 감소시키고 용도의 균일성을 보장하기 위해서 U빔(120)에 공장내에서 설치될 수 있거나, 야외에서 설치될 수 있다.

도 16은 도 14의 하부측면을 도시 하는 바, 특히 U빔(120)으로 또는 이로부터 냉각유체를 공급하는 데에 사용될 수 있는 관과 헤더 및 분기관 구조의 제 1실시예를 도시한다. 냉각관(120)의 하단은 차례로 헤더(140)에 유체역학적으로 연결된 다수의 수직분기관(138)에 유체역학적으로 연결되어 있다. 다시, 이것은 입구헤더(140)과 이와 관련된 입구 분기관(138), 또는 출구헤더(140)과 출구 분기관(138)의 구조로 될 수 있다. 도 16에 도시된 구조에서 U빔(120)의 열들(122,124)은 같은 모듈의 일부인데,즉 이 열들은 같은 분기관(138)으로부터 공급된다. CFB의 크기와 허용운송한계는 공장내에서 조립될 수 있고 조립을 위해 야외로 운송 될 수 있는 개별적인 U빔(120)의 숫자를 결정한다. 입구나 출구관(144)은 요구되는 대로 적용되고 설치될 것이다.

도 16과 도 17을 참조하면, 본 발명의 다른 양상은 가스와 비말동반된 입자가 U빔(120)의 하단(130) 주위에서 우회하는 것을 방지하는 데에 도움이 되는 U빔의 하단에서 팬이나 배플(142)을 형성하도록 적절한 형상으로 굽은 냉각관(126)의 사용을 포함한다. 또한, 유체 냉각팬(142)은 핀못(132)을 구비하고 내화물(134)로 코팅된다. 필요하면, 종래의 팬이나 배플(23)이 본 발명에 따른 U빔(120)의 하단에사용될 수 있다.

도 18은 도 14의 U빔 충격형 입자분리기 장치의 하부의 다른 실시예의 측면도로서, 특히 U빔(120)의 앞면(122)과 뒷면(124)이 각 열에 대해서 각각의 분기관(138)에 유체역학적으로 연결된 구조를 도시한다. U빔(120)에서 유동하는 냉매를 위한 입구나 출구로 된 하부(130)의 가능성에 대해 전술한 개념이 여전히 적용된다.

도 19는 도 18에 도시된 다른 실시예의 상부(128)의 측면을 도시한다. 여기에서, U빔(120)의 각 열(122,124)에 대해 하나가 제공되어지고, 보여진대로 적절한 입구나 출구의 배관(144)과 연결되어 있다.

도 20은 엇갈린 V형상의 수집부재의 구조를 도시하는 본 발명에 따른 충격형 입자분리기 장치의 단면도이다. 다시, 각 냉각관(126)은 내화물(134)이 수집 부재(120)에 적용될 수 있게 그 둘레와 길이를 따라 관(126)에 용접된 다수의 못(132)이 구비된다. 주어진 수집 부재(120)를 형성하는 개별적인 관(126)은 고정된 구조물로 관을 유지하도록 관(126)들 사이에서 적어도 간헐적으로 용접된 막을 갖춘 바아(136)에 의해 서로 연결되어 있다. 못(132) 뿐만 아니라 막을 갖춘 바아 (136)는 열을 내화물(134)에서 냉각관(126)으로 전도하는데, 전형적으로 물이나 증기와 같은 내부적으로 유동하는 냉매에 의해서 열이 멀리 전도된다. 내화물(134)은 비용을 감소시키고 용도의 균일성을 보장하기 위해서 공장에서 설치될 수 있거나, 야외에서 설치될 수 있다.

도 21내지 도 24는 일반적으로 갈매기모양의 수집 부재(150)로 언급되는 구조를 사용하는 본 발명의 실시예를 도시한다. 냉각관(126)은 다시 내화물(134)이 갈매기모양의 수집부재(150)에 적용될 수 있게 그 둘레와 길이를 따라 관(126)에용접된 다수의 핀못(132)을 구비한다. 주어진 갈매기모양의 수집부재(150)를 형성하는 개별적인 관(126)은 고정된 구조물로 유지하도록 관(126)들 사이에 적어도 간헐적으로 용접된 막을 갖춘 바아(136)에 의해서 서로 연결되어 있다. 못(132) 뿐만 아니라 막을 갖춘 바아(136)는 내화물(134)에서 냉각관(126)으로 열을 전도하는데,전형적으로 물이나 증기와 같은 내부적으로 유동하는 냉매에 의해서 열이 멀리 전도된다. 내화물(134)은 비용을 감소시키고 용도의 균일성을 보장하기 위해서 공장에서 설치될 수 있거나 야외에서 설치될 수 있다. 갈매기모양의 수집 부재(150)는 갈매기모양의 수집부재(150)의 수직높이를 따라 일정 간격으로 하나이상의 편향판(152)이 선택적으로 구비될 수 있다. 편향판(152)은 수집된 고체입자를 갈매기모양의 수집 부재(150)로 향하게 한다. 이것은 바람직하게 용접에 의해서, CFB 보일러에서 운용중에 연도가스와 고체입자의 유동에 부착되고, 이 제 1부분(154)과 연결되어 있고서 제 1부분(154)에 대해 각도(θ)로 뻗어 있는 제 2부분(156)에 부착된다. 각도(θ)는 전형적으로 약 30°이나, 특별한 용도에 적합하도록 약 10°에서 약 90°로 변화될 수 있다.

도 22와 도 23에서 도시된 제 2부분(156)이 평면으로 도시된 반면에 본 발명은 이에 제한되지 않고, 제 2부분은 선택적으로 아치형이나 도 23의 A와 B에 점선으로 도시된 바와같이 분할되고, 소정의 각도로 구부러 질 수 있다.

도 23은 개별적인 V형상의 갈매기모양의 수집 부재(150)를 도시한다. 서로 선상에 있는 부재(150)를 통해 연도가스와 고체입자의 주요 방향에 대해 수집 부재(150)는 C에서 도시된 것처럼 제 1부분(154)의 끝단에 연결될 수 있거나, 서로분리될 수 있다.

본 발명은 여기에 기술된 냉각된 U빔 충격형 입자분리기의 부식저항을 향상하기 위해서 다양한 구조를 포함한다. 도 25에서, 개별적인 U빔(120)을 형성하는 냉각관은 단면에서 요구되는 U빔 형상을 형성하도록 164에 도시된 것처럼 함께 용접된 오메가 관(160)으로 언급된 것을 포함한다. 보여진 실시예에서, 오메가 관의 크기는 최소 벽두께가 3/16인치 이고서 1-3/8인치 ×1인치로 될 수 있다. 이러한 오메가 관(160)은 당해분야의 기술자에게 알려져 있는 한편, 여태까지는 U빔 충격형 입자분리기에 이와 같은 관을 사용하는 것은 알려져 있지 않았다. 도 26a에 도시된 바와 같이 각 오메가 관은 유동통로(161)와, 인접한 오메가 관에 용접부(164)를 용이하게 형성하기 위한 경사진 부분을 갖춘 단부(166)를 구비한다. 오메가 관(126)은 도 26b에 도시된 것처럼 관머리에 용접된 막을 갖춘 바아(137)와 종래의 관(126)을 사용해서 효과적으로 이루어질 수 있다.

도 27은 냉각관(126)을 둘러싸고 수용하는 구멍(162)을 갖춘 캐스팅(170)에 있는 두 개의 미끄럼부(slip)의 구조를 도시한다. 캐스팅(170)에 있는 미끄럼부는인접한 캐스팅과 용이하게 정렬될 수 있는 숫연결부(172)와 암연결부(174)를 갖춘다. 이러한 캐스팅(170)은 일반적으로 낮은 합금재료로 이루어지나, 향상된 부식저항을 위해서 "309"합금으로 처리될 수 있다.

도 28은 바람직하기로 184에서 도시된 것처럼 플러그용접을 통해 냉각관(126)에 용접되는 보호용 캐스팅(180)의 구조를 도시한다. 캐스팅(180)은 안내선단을 제외하고 1/4인치의 과잉면(overface)을 갖는데, 캐스팅(182)은 1/2인치의 과잉면을 구비한다. 도시된 바와 같이, 각 캐스팅의 뒷부분도 구부러져서 부착된 냉각관의 외경과 맞춰진다.

도 29와 도 30은 바람직하게 서로 인접한 관(126)을 고정시키기는 중간의 금속으로 된 관정렬판 또는 막(136)을 통해서 U빔 충격형 입자분리기(120)에 볼트(194)로 체결되는 캐스팅(190)의 구조를 도시한다. 캐스팅(190)에 구멍(192)이 구비된다. 다른 경우에, 캐스팅에 막이나 중간의 관정열판을 없애는 것이 바람직하다. 필요하면, 볼트(194)는 막 또는 중간의 관정렬판이 측면에 용접된 못으로 대체될 수 있다. 안내선단(도시되지 않음)에서 캐스팅은 바람직하게 전술된 바와 같이 플러그 용접된다.

도 31과 도 32내지 도 34는 본 발명에 따른 갈매기모양의 수집부재의 엇갈린 배열의 다른 실시예와, 이 실시예를 위한 향상된 저항을 제공하는 다양한 방법을 도시한다. 다시, 충격형 입자분리기 요소의 엇갈린 배열이 구비되는데, 이번에는 냉각관(126)의 정렬된 뱅크(bank)가 전과 같이 (중간의 관정렬판이나 막(136)) 함께 연결된다. 일정한 간격으로, 핀(200;fin)은 들어오는 연도가스와 고체유동에 비틀린 경로를 제공하도록 냉각관(126)에 용접된다. 냉각관은 내부식성의 내화물(도 32참조)이나; 둘러싸고 있는 스테인레스강의 차폐물(202:도 33 참조, 필요하다면 확장슬롯을 갖춘)을 구비하거나, 주조금속이나 용접 도금(204;도 34 참조)으로 둘러싸여질 수 있다.

도 35는 별도의 U빔 충격형 입자분리기(120)의 또 다른 실시예를 도시하는 바, 이는 본 발명에 따른 냉각유체를 이송하는 사각형관(210)으로 구성되어 있다.개별적인 관 부재(210)는 도시된 바와 같이 212에 함께 용접된다. 바람직하게, 사각형관(210)은 이를 통해서 이송되는 냉각유체가 탄소강에 대한 크립영역(700°F 이상)이하로 금속온도를 유지하는 한, 탄소강(SA-178 Gr. C)으로 만들어질 수 있다.

도 36a와 도 36b, 도 37, 도 38은 본 발명에 따른 별도의 U빔 충격형 입자분리기(120)의 하단의 상세하고 특별한 구조를 도시한다. 분명히 하기 위해서, 냉각관(126)이나 임의의 분기관(138)을 위한 부식 보호물이 도시되지 않았는데, 이러한부식보호물은 실제로 구비됨은 물론이다. 그 내용이 여기에 완전히 설명되고 참조로 병합된 알렉산더 등의 미국특허 제 6,095,095호에 기술된 바와같이, CFB 구조는 적어도 2열의 외부 U빔이 바닥(220)을 따라 되돌아가는 수집된 입자와 함께 노출구의 하류에 있는 배기연도(14)내에 위치할 수 있다(본 발명의 도 36a와, 도 36b, 도 37, 도 38 참조). U빔(120)의 측면(222,224)과 뒷부분(226)은 다시 냉각관(126)으로 이루어진다.

냉각관(126)의 하단(128)은 다양한 방법으로 유체역학적으로 연결된다. 예를들면, 도 36a와, 도36b, 도 37, 도 38에 도시되었듯이 냉각관(126)의 하단(228)은 엇갈린 열의 충격형 입자분리기 바로 아래에 위치한 바닥(220)에 인접하게 뻗는다.바닥(220)은 CFB 보일러(10)의 기체경로(14)를 형성한다. 어떤 경우에, 도 36a에 도시되었듯이, 충격형 입자분리기(120)를 형성하는 인접한 냉각관(126; 한 측면(222)이나 다른측면(224) 또는 뒷부분(226)을 형성하는)의 하단은 서로 유체역학적으로 연결되어 180°의 만곡부를 형성한다. 선택적으로, 도 36b에 도시되었듯이 충격형 입자분리기(120)의 양측면(222,224)을 형성하는 냉각관(126)의 하단(228)은 서로 유체역학적으로 연결되어 180°의 만곡부를 형성한다. 이러한 구조는 구조상 비교적 간단하나, 이것은 냉각된 충격형 입자분리기(120)가 배수가 안되게 한다.

도 37에서 도시되었듯이, 개별적인 충격형 입자분리기(120)를 형성하는 냉각관(126)의 하단(228)은 바닥(220)위에서 가스 경로(14)의 바닥(220)에 근접하게 위치된 공통의 분기관(138)에 유체역학적으로 연결되어 있는 반면에, 도 38은 분기관(138)이 바닥(220)의 아래에 위치한 실시예를 도시한다. 공통의 분기관은 실제로 부분적으로 또는 완벽하게 바닥(220)에 깊숙히 박혀있다. 한편, 더 정교하게 이 구조는 분리기(120)가 배수되게 하고, 각 냉각관으로부터의 냉각유체의 혼합은 개별적인 냉각관(126)에 의한 불균일한 열흡수에 기인하여 온도 불균형의 제거와 같은 다른 이득을 제공할 수 있다. 또한, 필요하면, 도 38에 도시된 구조는 냉각관(126)의 임의의 용접부가 분기관(138)에 더 잘 접근될 수 있게 한다.

마지막으로, 도 39는 본 발명에 따른 별도의 U빔 충격형 입자분리기(120)의 또 다른 실시예의 사시도로서 각 냉각관의 하부(228)에는 이 하부(228)의 부식을 막기 위한 직경감소부(250)를 구비한다. 이 실시예는 하향유동고체로부터의 벽보호라는 제목으로 PCT 출원 WO 00/68615호로 공개된 워커등의 미국특허 제 6,044,805호에서 사용된 다양한 개념의 변경을 사용하되, 그 내용은 여기에 완전히 설명되고 참조로 병합된다. 이들 공개에서, 직경감소부는 통상 벽구획부의 경계면과 분할벽 구조물에 있는 불연속부를 제거하기 위해서 사용된다. 하지만, 도 39에서 도시되었듯이 각 냉각관(126)의 하부(228)는 U빔(120)의 하부(228)의 부식을 막기 위해 직경감소부 또는 영역(250)이 구비된다. 이 변환을 달성하기 위해서, 각 관(126)의 외경은 260에서와 같이 감소된 직경으로 늘어진다. 필요하면, 그리고 전술된 미국특허 제 6,044,805호와 WO 00/68615호에 기술된 바아같이, 내화타일(270)은 전이부(250)에 구비되고, 통상 내부식성의 내화물질이 적용되는 곳에 존재하는 불연속부가 제거된다. 직경감소부(250)의 아래에는, 각 U빔(120)의 끝 아래로 내부식성 내화물질(134)이 구비될 수도 있다.

각 U빔 충격형 입자분리기 부재는 서로에 대해 적소의 관을 유지하기 위해서 서로 부착된 냉각관으로 구성될 수 있다. 몇몇의 실시예에서 관은 단일한 구조를 형성하기 위해 인접한 냉각관을 따라 그들 사이에 적어도 간헐적으로 용접된 중간의 관결정판이나 바아에 의해서 서로 부착되거나 연결된다. 도 24의 판(152)과 비슷하게 수집된 고체입자를 분리기 부재로 되돌리게 하는 편향판은 개별적인 U빔 충격형 입자분리기의 어떤 실시예에 사용될 수 있다. 모든 실시예에서, 부식과 침식으로부터 충격형 입자분리기 부재의 냉각관을 보호하는 것은 필요하다. 다양한 수단이 부식으로부터 관을 보호하기 위해서 사용될 수 있는 바, 몇몇의 경우에 미끄럼 맞춤 캐스팅이 냉각관에 대하여 사용되고, 다른 경우에는 세라믹이나 내화물질과 같은 물질이 부식보호를 위해서 관에 부착된다. 이 명세서의 일부를 형성하는 도면에 도시되고 설명된 바와 같이, 본 발명의 몇몇의 실시예에서 유체를 관으로부터, 그리고 관으로 이송하는 관련된 입구와 출구의 수단과 연결부들은 본 발명의 중요한 특징으로 고려된다. 몇몇의 경우에, 입구와 출구 연결부는 충격형 입자분리기 부재가 생산될 수 있는 모듈화 정도를 결정하며, 이로써 야외설치를 신속하게 하고, 비용이 감소된다. 다른 경우에 상기 연결부의 어떤 부분은 실제로 가스가 충격형 입자분리기 부재의 끝 주위로 우회하는 것을 막기 위해서 상기 U빔과 연결하는 데에 사용된 팬이나 배플의 기능을 형성하고 수행한다. 물론, 종래의 비냉각 금속팬이나 배플은 본 발명의 전술된 어떤 형태와 함께 사용되어질 수 있다는 것이 이해될 것이다.

본 발명의 특별한 실시예가 본 발명의 원리의 응용을 위해 상세하게 도시되고 설명되었지만, 당해분야의 숙련공은 이러한 원리로부터 벗어남 없이 다음 청구범위로 한정된 본 발명의 형태에 변화가 이루어 질 수 있다는 것을 알 수있다. 예를들어, 본 발명은 순환유동상 반응기나 연소기를 포함하는 새로운 구조나 기존의 순환유동상 반응기나 연소기의 교체나, 수리나, 변경에 적용될 수 있다. 본 발명의 몇몇의 실시예에서, 본 발명의 특정한 형상이 다른 형상의 상응하는 잇점을 얻는 데에 때때로 사용될 수 있다. 따라서, 이러한 모든 변화와 실시는 적절하게 다음 청구 범위의 범주내에 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 온도차에 의한 차등팽창으로 입자분리기의 비틀림을 방지하고, 관의 부식을 방지하면서도 비용절감의 효과가 있게 된다.

Claims (38)

1. CFB내에 위치하고, 다수의 엇갈린 열로 서로 수평하게 이격되고서 인접하게 위치되며, 각각은 냉매를 이송하는 다수의 수직한 냉각관을 구비하는, 다수의 수직한 충격형 입자분리기와;

   냉각관을 수용하고 둘러싸는 구멍을 갖추고 측벽과 뒷벽으로 이루어진 냉각관의 길이를 따라 수집채널을 형성하도록 서로 상호작용하되, 상기 측벽과 뒷벽은충격형 입자분리기의 높이를 따라 길이방향으로 뻗은 다수의 분리되고 수직하게 정렬된 분할부를 갖추며, 각각의 수직하게 정렬된 분할부는 그 끝에서 인접한 분할부와 연결되는, 다수의 미끄럼 맞춤부재;를 포함하는 순환유동상(CFB)보일러에서 연도가스로부터 고체를 분리하는 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 인접하고 수직하게 정렬된 분할부들은 반턱쪽매이음부에서 만나는 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기측벽의 제 1단은 뒷벽의 제 2단과 겹쳐지고, 제 1단과 제 2단은 반턱쪽매이음부에서 만나는 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 미끄럼 맞춤 부재는 U형상, E형상, W형상, 또는 단면이 이와 비슷하게 오목하거나 컵모양인 다수의 수직한 충격형 입자분리기를 형성하도록 서로 상호작용하는 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 측벽과 뒷벽은 L형상의 단면을 갖는 2개의 분할부로 이루어져 있고, 이 2개의 분할부는 반턱쪽매이음부에서 만나는 겹쳐진 끝을 갖추는장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 미끄럼 맞춤부재는 금속이나 세라믹 중 하나로 이루어진 장치.
7. CFB내에 위치하고, 적어도 두 개의 엇갈린 서로로부터 수평하게 이격되고서 인접하게 위치되며, 각각은 냉매를 이송하는 다수의 수직한 냉각관을 구비하되, 개별적인 충격형 입자분리기를 형성하는 이 다수의 냉각관이 단일한 구조물을 형성하도록 서로 연결되어 있고, 충격형 입자분리기에 있는 적어도 하나의 냉각관은 가스가 충격형 입자분리기의 하단 주위를 우회하는 것을 막는 팬을 형성하도록 하부가구부러져 있고 통해 있는, 다수의 수직한 분리기를 포함하는 순환유동상(CFB) 보일러에서 연도가스로부터 고체를 분리하는 장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 수직한 충격형 입자분리기는 U형상이나, E형상, W형상, V형상 또는 단면이 오목하거나, 컵모양인 장치.
9. 제 7항에 있어서, 개별적인 충격형 입자분리기를 형성하는 다수의 냉각관은 단일의 구조물을 형성하도록 인접한 냉각관을 따라 그리고 그들 사이에 적어도 간헐적으로 용접된 중간의 관정렬판이나 바아에 의해서 서로 연결되어 있는 장치.
10. 제 7항에 있어서, 상기 적어도 2개의 열로 된 냉각관은 충격형 입자분리기의 상부 및 하부에서 공통 분기관에 유체적으로 연결된 장치.
11. 제 7항에 있어서, 상기 적어도 2개의 열로 된 냉각관은 충격형 입자분리기의 상부 및 하부에서 분리된 분기관에 유체역학적으로 연결된 장치.
12. 제 7항에 있어서, 상기 냉각관은 이 냉각관에 용접되고 내화물의 코팅부로 덮어씌어진 다수의 핀못; 세라믹 타일; 금속이나 세라믹 분무코팅; 금속이나 세라믹 캐스팅; 용접도금; 차폐물; 중 적어도 하나를 구비하는 부식저항수단을 구비한 장치.
13. CFB내에 위치하고, 적어도 두 개의 엇갈린 열로 서로로부터 수평하게 이격되고서 인접하게 위치되며, 각각은 냉매를 이송하는 다수의 수직한 냉각관을 구비하되, 별도의 충격형 입자분리기를 형성하는 다수의 냉각관이 단일한 구조물을 형성하도록 서로 연결되고, 별도의 충격형 입자분리기를 형성하는 다수의 냉각관은 갈매기 모양의 수집부재를 포함하는, 다수의 수직한 충격형 입자분리기를 포함하는 순환유동상(CFB)보일러에서 연도가스로부터 고체를 분리하는 장치.
14. 제 13항에 있어서, 상기 갈매기 모양의 수집 부재는 운영중에 연도가스와 고체입자의 유동에 대해 실질적으로 평행하게 뻗은 제 1부분과, 이 제 1부분에 연결되고 이 제 1부분에 대해 θ의 각도로 뻗어있는 제 2부분을 갖춘 장치.
15. 제 14항에 있어서, 상기 각도(θ)는 약 10°에서 약 90°의 범위내에 있는 장치.
16. 제 14항에 있어서, 상기 제 1부분과 제 2부분 사이에 뻗어 있는 적어도 하나의 편향판을 포함하는 장치.
17. 제 14항에 있어서, 계속해 있는 갈매기 모양의 수집 부재의 제 1부분이 가스와 고체유동을 위해 분리된 평행경로를 형성하도록 함께 연결된 장치.
18. 제 13항에 있어서, 상기 갈매기 모양의 수집 부재는 운영중에 연도가스와 고체입자유동에 대해 실질적으로 평행하게 뻗은 제 1부분과, 이 제 1부분과 연결되고 아치형과 분할된 모양 중 하나의 형상을 갖는 제 2부분을 갖춘 장치.
19. 제 13항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 열에 있는 냉각관은 충격형 입자분리기의 상부와 하부에서 공통 분기관에 유체역학적으로 연결된 장치.
20. 제 13항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 열에 있는 냉각관은 충격형 입자분리기의 상부 및 하부에서 분리된 분기관에 유체역학적으로 연결된 장치.
21. 제 13항에 있어서, 상기 냉각관은 이 냉각관에 용접되고서 내화물의 코팅부로 덮어씌어진:다수의 핀 못; 세라믹 타일; 금속이나 세라믹 분무코팅; 금속이나 세라믹 캐스팅; 용접도금; 차폐물 중 적어도 하나를 구비하는 부식저항수단을 구비한 장치.
22. CFB의 기체경로에 위치하고, 적어도 두 개의 엇갈린 서로로부터 수평하게 이격되고서 인접하게 위치되며, 각각은 냉매를 이송하는 다수의 수직한 냉각관을 구비하되, 적어도 3개의 인접한 냉각관이 각 분리기의 각 측면을 형성하여, 별도의 충격형 입자분리기를 형성하는 다수의 냉각관을 단일한 구조물을 형성하도록 인접한 냉각관을 따라 그들 사이에 적어도 간헐적으로 용접된 중간의 관정렬판이나 바아에 의해서 서로 연결되고, CFB 보일러가 작동 중일때 상기 정렬판이나 바아의 최대온도가 막을 갖춘 바아를 형성하는 재료의 산화온도한계를 넘지않는 다수의 수직한 충격형 입자분리기를 구비하는, 순환유동상(CFB)보일러에서 연도가스로부터 고체를 분리하는 장치.
23. 제 22항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 열에 있는 냉각관의 하단은 충격형 입자분리기의 엇갈린 열의 바로 아래에 위치하고 CFB보일러의 기체경로를 형성하는 바닥에 인접하게 뻗어있는 장치.
24. 제 23항에 있어서, 상기 충격형 입자분리기를 형성하는 인접하는 냉각관의 하단은 180°만곡부를 형성하도록 서로 유체역학적으로 연결된 장치.
25. 제 23항에 있어서, 상기 충격형 입자분리기의 양측면을 형성하는 냉각관의 하단은 유체적으로 180°만곡부를 형성하도록 서로 유체역학적으로 연결된 장치.
26. 제 23항에 있어서, 별도의 충격형 입자분리기를 형성하는 냉각관의 하단은 가스경로의 바닥에 인접하게 위치한 공통 분기관에 유체역학적으로 연결된 장치.
27. 제 22항에 있어서, 상기 냉각관은 이 냉각관에 용접되고서 내화물의 코팅부로 덮어씌어진 다수의 핀못; 세라믹 타일; 금속이나 세라믹 분무코팅; 금속이나 세라믹 캐스팅; 용접도금; 차폐물 중 적어도 하나를 구비하는 부식저항수단을 구비한 장치.
28. 제 22항에 있어서, 다수의 수직한 냉각관을 수용하고 둘러싸는 캐스팅이 있는 미끄럼부(slip)를 구비하되, 각 캐스팅에 있는 미끄럼부는 인접한 캐스팅의 정렬을 용이하게 하는 숫부분과 암부분을 갖추는 장치.
29. 제 22항에 있어서, 서로 인접한 냉각관을 지지하는 중간의 금속관정렬판이나 막을 통해서 충격형 입자분리기위에 나사연결하는 캐스팅에 볼트를 구비하는 장치.
30. CFB내에 위치하고, 적어도 두 개의 엇갈린 서로로부터 수평하게 이격되고서 인접하게 위치되며, 각각은 냉매를 이송하는 다수의 수직한 냉각관을 구비하되, 별도의 충격형 입자분리기를 형성하는 다수의 냉각관이 단일한 구조물을 형성하도록 서로 연결되고, 별도의 충격형 입자분리기를 형성하는 다수의 냉각관은 들어오는 연도가스와 고체에 비틀린 경로를 제공하도록 일정한 간격으로 냉각관에 용접된 핀(fin)을 포함하는 갈매기 모양의 수집부재를 포함하는 다수의 수직한 충격형 입자분리기를 구비하는 순환유동상(CFB)에서 연도가스로부터 고체를 분리하는 장치.
31. 제 30항에 있어서, 상기 다수의 수직한 냉각관은 냉각관에 용접되고서 내화물의 코팅부로 덮어씌어진 다수의 핀못; 세라믹 타일; 금속이나 세라믹 분무코팅; 금속이나 세라믹 캐스팅; 용접도금; 차폐물 중 적어도 하나를 구비하는 부식저항 구조물을 구비한 장치.
32. CFB내에 위치하고, 적어도 두 개의 엇갈린 열로 서로로부터 수평하게 이격되고서 각각은 냉매를 이송하는 다수의 사각형판과 부재를 구비하되, 이 사각형관 부재는 단일한 구조물을 형성하도록 서로 용접된 다수의 수직한 충격형 입자분리기를 포함하는 순환유동상(CFB)에서 연도가스로부터 고체를 분리하는 장치.
33. CFB내의 기체경로에 위치하고, 적어도 두 개의 엇갈린 열로 서로로부터 수평하게 이격되고서 인접하게 위치되며, 각각은 냉매를 이송하는 다수의 수직한 냉각관을 구비하되, 별도의 충격형 입자분리기를 형성하는 다수의 냉각관은 단일한 구조물을 형성하도록 서로 연결된 오메가관인 다수의 수직한 충격형 입자분리기를 포함하는 순환유동상(CFB)에서 연도가스로부터 고체를 분리하는 장치.
34. CFB내의 기체경로에 위치하고, 적어도 두 개의 엇갈린 열로 서로로부터 수평하게 이격되고서 인접하게 위치되며, 각각은 냉매를 이송하는 다수의 수직한 냉각관을 구비하되, 적어도 3개의 냉각관이 각 분리기의 각 측면을 형성하며, 단일한 구조물을 형성하도록 서로 연결되고, 각 냉각관의 하부는 부식을 막기 위해서 직경감소부를 갖추는 다수의 수직한 충격형 입자분리기를 구비하는 순환유동상(CFB)에서 연도가스로부터 고체를 분리하는 장치.
35. 제 34항에 있어서, 부식으로부터 상기 부분을 보호하기 위해서 각 냉각관의 직경감소부를 덮어씌우는 타일을 포함하는 장치.
36. 제 35항에 있어서, 상기 직경감소부 아래에 위치한 냉각관의 하부의 일부에 내부식성의 내화물을 포함하는 장치.
37. 제 1항이나, 제 7항, 제 22항, 제 30항, 제 32항, 제 33항, 제 34항 중 어느 한 항에 있어서, 각 분리기 부재의 측면을 뻗은 적어도 하나의 편향판을 구비하는장치.
38. 제 1항이나, 제 3항, 제 22항, 제 30항, 제 32항, 제 33항, 제 34항 중 어느 한 항에 있어서, 연도가스와 비말동반된 입자들이 충격형 입자분리기를 우회하는 것을 방지하도록 충격형 입자분리기의 바닥에 팬이나 배플을 포함하는 장치.