KR100370338B1 - Steam Boiler System For Saving Energy - Google Patents

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KR100370338B1
KR100370338B1 KR10-1999-0049136A KR19990049136A KR100370338B1 KR 100370338 B1 KR100370338 B1 KR 100370338B1 KR 19990049136 A KR19990049136 A KR 19990049136A KR 100370338 B1 KR100370338 B1 KR 100370338B1
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Abstract

증기 보일러(Steam Boiler)의 연료사용량을 크게 줄일 수 있는 시스템을 제공한다.Provides a system that can significantly reduce the fuel consumption of the steam boiler (Steam Boiler).

그러한 시스템은, 증기를 발생시키는 보일러와, 이 증기 보일러로부터 나오는 고압의 증기를 이 증기의 압력보다 낮은 저압증기 및 상기 보일러에서 발생한 증기압력보다 높은 압력의 가압된 고압증기로 변환하는 증기압 변환수단과, 상기 저압증기를 받아 사용처로 공급하는 메인 헤더와, 상기 가압된 고압증기를 상기 보일러의 포화수 내부로 분출시켜 포화수로 열전달을 행하는 열교환 수단을 포함한다.Such a system comprises a boiler for generating steam and steam pressure converting means for converting the high pressure steam from the steam boiler into low pressure steam lower than the pressure of the steam and pressurized high pressure steam higher than the steam pressure generated from the boiler; And a main header for receiving the low pressure steam and supplying it to the user, and heat exchange means for ejecting the pressurized high pressure steam into the saturated water of the boiler to conduct heat transfer to the saturated water.

Description

에너지 절약형 증기 보일러 시스템{Steam Boiler System For Saving Energy}Steam Boiler System For Saving Energy

본 발명은 에너지 절약형 증기 보일러 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증기 보일러로부터 발생한 고압의 증기를 감압할때 발생하는 속도 에너지를 보일러 내부의 포화수화 열교환을 행하도록 하는 증기 보일러 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an energy-saving steam boiler system, and more particularly, to a steam boiler system for performing saturation hydration heat exchange in a boiler with velocity energy generated when depressurizing high-pressure steam generated from a steam boiler.

증기 보일러는 물에 열을 가하여 내부 에너지를 증가시킴으로서 일을 할 수 있는 에너지를 발생시키는 시스템의 하나이다.Steam boilers are a system that generates energy to work by heating water to increase internal energy.

일반적으로 증기 보일러는 수조에 물을 담아 놓고 이 수조를 가열하여 수조내의 물이 포화증기 상태로 증발하는 구조를 취하고 있으며, 이 포화증기는 관로를 통하여 각 증기사용처로 증기를 분배 공급하는 메인 헤더로 흐르는 시스템을 갖는다.In general, a steam boiler has a structure in which water in a tank is heated, and the tank is heated to evaporate water in a saturated steam state. The saturated steam is a main header for distributing and supplying steam to each steam place through a pipeline. Have a flowing system.

이와 같은 시스템에서는 실질적으로 증기 보일러에서 발생하는 포화증기의 압력은 증기 사용처에 적합한 압력이 아니므로 포화증기의 압력을 조절할 필요가 있다.In such a system, it is necessary to adjust the pressure of the saturated steam since the pressure of the saturated steam generated in the steam boiler is not a pressure suitable for the steam application.

이러한 증기의 압력조절은 실질적으로 균일한 압력이 되도록 낮추는 것이므로 증기 보일러와 메인 헤더 사이에는 감압수단이 설치된다.Since the pressure control of the steam is to lower the pressure to be substantially uniform, a pressure reducing means is installed between the steam boiler and the main header.

이 감압수단에 의해 낮추어진 압력의 증기가 메인 헤더로 흐르게 되는데, 이 감압수단에서 압력이 낮추어질때 증기의 속도 에너지가 감소하게 된다.The steam of the pressure lowered by this decompression means flows to the main header, and the velocity energy of the steam decreases when the pressure is lowered in this decompression means.

그러나 위에서와 같이 증기 보일러로부터 발생한 고압의 증기는 그 압력이 낮추어져 각 증기 사용처로 공급되지만, 감압수단에서 고압의 증기 압력이 낮아진다는 것은 에너지 손실과 무관하지 않다.However, as described above, the high pressure steam generated from the steam boiler is lowered and supplied to each steam use place, but the low pressure of the high pressure steam in the decompression means is not related to energy loss.

즉 보일러에서 연료를 사용하여 발생시킨 증기를 사용처에서 사용하기 이전에 일부를 감소시시킨다는 것은 보일러에서 사용된 에너지의 효율이 저하되는 것을 의미한다.In other words, reducing some of the steam generated by using the fuel in the boiler before using it in the boiler means that the efficiency of the energy used in the boiler is reduced.

본 발명은 이와 같은 관점에서 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 증기 보일러와 메인 헤더 사이에서 행하여지는 증기의 압력조절로 인하여 발생하는 증기의속도 에너지를 이용하여 증기 보일러에서 증기 생성율을 한층 높일 수 있는 에너지 절약형 증기 보일러 시스템을 제공하는 것이다.The present invention has been invented from this point of view, and an object of the present invention is to increase the steam production rate in the steam boiler by using the velocity energy of the steam generated due to the pressure control of the steam carried out between the steam boiler and the main header. It is to provide an energy saving steam boiler system.

이와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 버너와;In order to realize the object of the present invention, a burner;

상기 버너의 연소열로 보일러 수를 포화수 및 증기로 변화시키는 증기 보일러와;A steam boiler for converting the boiler water into saturated water and steam by the combustion heat of the burner;

상기 증기 보일러로부터 발생하는 압력증기의 압력을 낮추면서 이 증기의 속도 에너지로 압력증기를 가압하는 터보 인젝터와;A turbo injector for pressurizing the pressure steam with the velocity energy of the steam while lowering the pressure of the pressure steam generated from the steam boiler;

상기 터보 인젝터로부터 낮아진 저압의 증기를 받아 증기 사용처로 공급하는 메인 헤더와;A main header which receives the low pressure steam lowered from the turbo injector and supplies the steam to a steam use place;

상기 터보 인젝터로부터 가압된 압력증기를 상기 포화수 내부로 분사하여 포화수의 대류증가에 의한 열교환을 행하여 증기 발생을 촉진하는 열 교환수단을 포함하는 에너지 절약형 증기 보일러 시스템을 제공한다.It provides an energy-saving steam boiler system including a heat exchange means for injecting the pressurized pressure steam from the turbo injector into the saturated water to perform heat exchange by increasing the convection of the saturated water to promote the generation of steam.

도1은 본 발명에 의한 증기 보일러 시스템.1 is a steam boiler system according to the present invention.

도2는 본 발명에 관련하는 터보 인젝터의 부분 절개 사시도.2 is a partially cutaway perspective view of a turbo injector according to the present invention;

도3은 본 발명에 관련하는 터보 인젝터의 측단면도.3 is a side sectional view of a turbo injector according to the present invention;

도4는 본 발명에 관련하는 열 교환수단의 측단면도.Figure 4 is a side sectional view of a heat exchange means according to the present invention.

도5는 본 발명에 관련하는 열 교환수단의 정면도.5 is a front view of a heat exchange means according to the present invention.

도6은 본 발명에 의한 증기 보일러 시스템의 다른 실시예를 부분적으로 나타내는 도면이다.6 is a view partially showing another embodiment of a steam boiler system according to the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명에 의한 증기 보일러 시스템을 나타내는 도면으로서, 부호2는 증기 보일러를, 그리고 부호4는 메인 헤더를 각각 지칭한다.1 is a view showing a steam boiler system according to the present invention, 2 denotes a steam boiler, and 4 denotes a main header.

상기 증기 보일러(2)는 하우징(6)과, 이 하우징 내부에 배치되는 격벽(8)들에 의해 구분되는 연도부(10) 및 수조부(12)들을 갖는다.The steam boiler 2 has a housing 6 and a flue 10 and a water tank 12 separated by partitions 8 arranged inside the housing.

상기 연도부(10)의 입구측에는 버너(14)가 설치되어 연관으로 화염을 분출하여 연도와 인접한 수조부(12)에 들어 있는 물의 온도를 상승시키게 된다.A burner 14 is installed at the inlet side of the flue 10 to blow out flames in association to increase the temperature of water in the water tank 12 adjacent to the flue.

가열되는 포화수가 위치하는 부분은 포화수 구역(A)으로 정의되며, 포화수 구역에서 증발한 증기가 일시적으로 머무는 부분은 증기구역(B)으로 정의된다.The portion where the saturated water to be heated is located is defined as the saturated water zone (A), and the portion where the vapor evaporated in the saturated water zone temporarily stays is defined as the steam zone (B).

연관(10)중 버너(14)의 화염이 진행하는 위치까지는 열에 의한 변형을 흡수할 수 있도록 파형의 관으로 제작하는 것이 좋으며 다른 부분은 직관이나 곡관등 어느 것을 사용할 수 있다.It is preferable to manufacture the corrugated pipe to absorb the heat deformation until the flame of the burner 14 progresses in the pipe | tube 10, and the other part can use either a straight pipe or a curved pipe.

상기 증기구역은 고압증기가 흐르는 제1관(16)과 연결되며, 이 제1관(16)에는 이 제1관을 따라 흐르는 고압의 증기에 의해 회전하는 터어빈(18)과, 이 터어빈과 동일한 축으로 연결되어 터어빈의 회전작용에 연동하여 회전하는 압축기(20)가 연결된다.The steam section is connected to a first tube 16 through which high pressure steam flows, and the first tube 16 has a turbine 18 which is rotated by the high pressure steam flowing along the first tube and the same as the turbine. The compressor 20 is connected to the shaft is rotated in conjunction with the rotation of the turbine.

상기 압축기(20)의 입구측은 상기 제1관(16)과 연결되어 고압의 증기가 유입될 수 있는 연결구조를 갖으므로서 상기 터어빈(18)이 고압의 증기에 의해 회전을 시작하면서 이 고압의 증기 압력을 낮추고 이때 압축기(20)는 고압의 증기를 끌어드려 더욱 높은 압력의 증기를 생성하게 된다. 이러한 수단을 본 발명에서는 터보 인젝터로 정의한다.The inlet side of the compressor 20 is connected to the first pipe 16 and has a connection structure in which high pressure steam can be introduced, so that the turbine 18 starts to rotate by the high pressure steam, The steam pressure is lowered and the compressor 20 draws a high pressure steam to generate a higher pressure steam. Such means is defined in the present invention as a turbo injector.

그리고 이 압축기의 출구측은 더욱 높은 압력으로 승압된 습증기를 증기 보일러의 수조(12) 내부로 공급할 수 있도록 제2관(22)으로 연통시키고 있으며, 상기 터어빈(18)의 출구측은 압력이 낮아진 증기를 메인 헤더(4)로 공급하기 위하여 제3관(24)으로 연통시키고 있다.In addition, the outlet side of the compressor communicates with the second pipe 22 to supply the humid steam boosted to a higher pressure into the water tank 12 of the steam boiler, and the outlet side of the turbine 18 receives steam having a lower pressure. In order to supply to the main header 4, it communicates with the 3rd pipe | tube 24. As shown in FIG.

상기 제2관(22)에는 증기를 분출하기 위한 노즐(N)이 연결되어 이 노즐이 수조부(12)에 위치하는 구조로 설치된다.A nozzle (N) for blowing steam is connected to the second pipe (22), and the nozzle is installed in a structure in which the water tank unit (12) is located.

도2 및 도3은 본 발명에 관련하는 터어빈(18)과 압축기(20)로 이루어지는 터보 인젝터의 부분 절개 사시도 및 측단면도로서, 본 발명에서 상기 터어빈(18)은 제1관(16)으로 흐르는 고압의 증기압을 감압하는 작용을 하고, 상기 압축기(20)는 상기 터어빈이 감압작용을 할때 방출하는 고압증기의 속도 에너지를 받아 고압의 증기를 더욱 압축하여 증기의 압력을 상승시키는 작용을 하게 된다.2 and 3 are partial cutaway perspective and side cross-sectional views of a turbo injector comprising a turbine 18 and a compressor 20 in accordance with the present invention, wherein the turbine 18 flows into the first conduit 16 in the present invention; The compressor 20 serves to reduce the pressure of the high pressure, and the compressor 20 receives the velocity energy of the high pressure steam released when the turbine performs the pressure reduction to further compress the high pressure steam to increase the pressure of the steam. .

이와 같은 상기 터보 인젝터는, 도면을 통하여 이해할 수 있듯이, 터어빈 케이싱(26)의 내측에는 노즐 안내베인(28)이 설치되고 이 노즐 안내베인과 일정한 거리를 두고 고정자 안내베인(30)이 일정한 거리를 두고 설치되어 있으며, 이들 베인의 사이에는 터어빈 디스크(32)의 외주에 설치된 회전자 블레이드(34)가 위치하고 있다.In the turbo injector as described above, a nozzle guide vane 28 is installed inside the turbine casing 26, and the stator guide vane 30 has a constant distance from the nozzle guide vane. The rotor blade 34 which is provided in the outer periphery of the turbine disk 32 is located between these vanes.

상기 터어빈 케이싱(26)은 내부 용적이 점차 작아지는 벌류트(volute) 통로를 갖추고 있으며, 이 통로에는 상기 베인들로 고압의 증기를 분사하기 위한 스팀노즐(36)을 갖추고 있다.The turbine casing 26 has a volute passage in which the internal volume gradually decreases, which has a steam nozzle 36 for injecting high pressure steam into the vanes.

상기 고정자 안내베인(30)과 터어빈 디스크(32)는 저압관인 제3관(24)과 연결되어 이 관으로 저압을 공급하는 관부재(38)로 둘러 싸여진다.The stator guide vanes 30 and the turbine disk 32 are connected to a third pipe 24, which is a low pressure pipe, and are surrounded by a pipe member 38 for supplying low pressure to the pipe.

상기 터어빈 디스크(32)는 회전축(40)을 통하여 압축기(20)의 임펠러(42)와 연결됨으로서 회전력을 전달할 수 있는 구조를 갖는다.The turbine disk 32 is connected to the impeller 42 of the compressor 20 through the rotation shaft 40 has a structure capable of transmitting a rotational force.

상기 임펠러(42)는 증기 흐름 통로를 갖는 압축기 케이싱(44)에 의해 둘러 싸여져 있으며 이 통로와 임펠러 사이에는 확산형 디퓨저 베인(43)이 설치되어 운동 에너지를 압력 에너지로 변환시킬 수 있도록 구성되며, 상기 회전축(40)은 상기 터어빈 케이싱과 압축기 케이싱을 연결하고 있는 베어링 하우징(46)로 둘러 싸여진다.The impeller 42 is surrounded by a compressor casing 44 having a vapor flow passage, and a diffusion diffuser vane 43 is installed between the passage and the impeller to convert kinetic energy into pressure energy. The rotary shaft 40 is surrounded by a bearing housing 46 which connects the turbine casing and the compressor casing.

상기 베어링 하우징(46)에는 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 볼 베어링(48)이 위치하고 있으며, 이 회전축이 추력에 의해 축방향으로 이동하는 것을 방지하기 위한 스러스트 베어링(50)이 설치된다.The bearing housing 46 is provided with a ball bearing 48 for rotatably supporting the rotating shaft, and is provided with a thrust bearing 50 for preventing the rotating shaft from moving in the axial direction by thrust.

그리고 상기 터어빈 케이싱(26)과 압축기 케이싱(44)에는 고압증기의 열이 상기 베어링들의 기능을 저하시키지 않도록 미케니컬 시일(mechanical seal)(52)를 설치하여 고온 고압의 증기 누설을 차단할 수 있도록 하고 있으며, 또 베어링의 원활한 작용을 위하여 윤활유를 공급할 수 있는 통로(54)가 만들어져 있다.In addition, a mechanical seal 52 is installed on the turbine casing 26 and the compressor casing 44 so that heat of the high pressure steam does not deteriorate the functions of the bearings, thereby preventing high temperature and high pressure steam leakage. In addition, a passage 54 for supplying lubricating oil is provided for smooth operation of the bearing.

도4 및 도5는 본 발명에 관련하는 열 교환수단을 나타내고 있다. 이 열 교환수단은, 상기 압축기(20)의 출구측에 연결된 제2관(22)을 통하여 더욱 압축된 고압의 증기를 수조부(12)로 공급하여 이 수조부에 있는 물의 대류를 증가시켜 물과 연소열과의 열교환을 촉진시키는 것이다.4 and 5 show heat exchange means according to the present invention. The heat exchange means supplies the high pressure steam to the water tank unit 12 through the second pipe 22 connected to the outlet side of the compressor 20 to increase the convection of water in the water tank unit. It is to promote heat exchange with the heat of combustion.

본 실시예가 제공하는 그러한 수단은, 상기 제2관(22)과 플랜지 이음으로 접속되어 가압된 증기를 공급받는 제1 노즐(56)과, 이 제1 노즐보다 작은 내경을 갖으며 이 노즐의 내측으로부터 이어지는 제2 노즐(58)과, 이들 노즐들(56,58)을 포위하고 있는 와류발생부재(60)를 포함한다.Such a means provided by the present embodiment includes a first nozzle 56 connected to the second pipe 22 by a flange joint and receiving pressurized steam, and having an inner diameter smaller than the first nozzle and having an inner side of the nozzle. And a second nozzle 58 which extends from it, and a vortex generating member 60 which surrounds these nozzles 56 and 58.

상기 제1 노즐(56)과 제2 노즐(58) 사이는 간격을 갖고 떨어져 제1 노즐로 유입된 가압증기는 제1 노즐를 통하여 제2 노즐외측으로 분사되면서 동시에 제2 노즐을 통하여 분사되어 상기 와류발생부재(60) 내측의 흐름을 더욱 빠르게 한다.The pressurized steam introduced into the first nozzle at a distance apart from the first nozzle 56 and the second nozzle 58 is injected out of the second nozzle through the first nozzle and simultaneously sprayed through the second nozzle to form the vortex The flow inside the generating member 60 is made faster.

상기 와류발생부재(60)는 대략 원통형상으로 만들어지며, 수조부(12)에 담겨져 있는 물이 이 부재의 내측으로 유입될 수 있는 구멍들(62)이 다수개 뚫려져 이 부재의 내측 부위의 흐름이 빨라질때 수조부의 물이 이들 구멍을 통하여 와류발생부재 내측으로 유입될 수 있도록 구성된다.The vortex generating member 60 is formed in a substantially cylindrical shape, and a plurality of holes 62 through which water contained in the water tank 12 is allowed to flow into the inside of the member are drilled. When the flow is faster, the water in the tank is configured to be introduced into the vortex generating member through these holes.

상기 제2노즐(58)은 도5에 도시하고 있는 바와 같이 선단부분이 납작한 구조로 되어 분사되는 증기의 분사속도를 더욱 빠르게 할 수 있도록 구성된다. 물론 증기의 분사속도를 빠르게 하기 위하여 다른 구조를 제공할 수도 있다.As shown in Fig. 5, the second nozzle 58 has a flattened tip portion, and is configured to further speed up the injection speed of the steam to be injected. Of course, other structures may be provided to speed up the injection of steam.

한편 도1에 나타낸 바와 같이 터어빈(18)의 입구측과 압축기(20)의 입구측에 각각 스톱 밸브(64)(66)가 설치되어 필요에 따라 터보 인젝터로 흐르는 증기의 흐름을 차단하거나 그 흐름을 유지할 수 있도록 하고 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 1, stop valves 64 and 66 are installed at the inlet side of the turbine 18 and the inlet side of the compressor 20, respectively, to block or prevent the flow of steam flowing to the turbo injector. To keep it.

또한 터어빈(18)의 출구측과 연결되는 제3관(24)에는 일반적인 전기적 제어타입의 3방밸브(68)가 설치되어 상기 메인 헤더(4)로 더 이상의 증기공급이 필요하지 않을때 제3관(24)을 차단할 수 있도록 구성되며, 또 그 반대로 메인 헤더(4) 측으로 공급되는 증기의 압력이 낮을때에는 그 증기의 압력을 보상하기 위하여 상기 제1관(16)의 증기가 제3관(24)으로 공급될 수 있도록 바이패스 관(70)으로 제1관(16)과 3방밸브(68)를 연결하고 이 바이패스 관(70)에 일반적인 구조의 감압밸브(72)를 설치하고 있다.In addition, the third pipe 24 connected to the outlet side of the turbine 18 is provided with a three-way valve 68 of the general electrical control type when the third header when no further steam supply to the main header (4) When the pressure of the steam supplied to the main header 4 side is low, the steam of the first tube 16 is discharged to the third tube (3). The first pipe 16 and the three-way valve 68 are connected to the bypass pipe 70 so that it can be supplied to the bypass pipe 70. A pressure reducing valve 72 having a general structure is installed in the bypass pipe 70. .

여기서 상기 바이패스 관(7)으로 증기를 공급할 필요가 없을때 증기의 흐름을 차단하기 위한 수단으로 이 관에 스톱 밸브(74)를 설치하고 있다.Here, a stop valve 74 is provided in the pipe as a means for blocking the flow of steam when it is not necessary to supply steam to the bypass pipe 7.

도면중 미설명 부호 76은 안전밸브이고, 78은 스트레이너이고, 80은 압력계이며, 82는 증기 사용처로 증기를 공급하거나 차단하는 스톱 밸브들이다.In the figure, reference numeral 76 denotes a safety valve, 78 denotes a strainer, 80 denotes a pressure gauge, and 82 denotes stop valves for supplying or blocking steam to a steam destination.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 에너지 절약형 증기 보일러 시스템은, 먼저 버너(14)가 작동하여 수조부(12)의 물을 가열하기 시작하면, 이 수조부의 물은 포화수로 되면서 증기구역(A)에는 압력증기가 모이게 된다.In the energy-saving steam boiler system of the present invention, when the burner 14 first starts to heat the water in the water tank unit 12, the water in the water tank unit becomes saturated water, Pressure steam is collected.

이때 메인 스팀 밸브(M)를 열게 되면 이 압력증기는 제1관(16)을 따라 흐르면서 터어빈(18)의 터어빈 케이싱(26) 내부로 유입되면서 스팀노즐(36)을 통하여 분사된다.At this time, when the main steam valve (M) is opened, the pressure steam flows along the first pipe (16) and flows into the turbine casing (26) of the turbine (18) and is injected through the steam nozzle (36).

이때 분사되는 압력증기는, 교축작용으로 압력이 강하되면서 유속이 최대로 되었다가 감속하게 된다. 즉 고압의 증기가 초고속으로 가속되면서 노즐 안내베인(28)에 의해 회전자 블레이드(34)를 충돌하면서 이 블레이드를 구동시키기 시작하게 된다.At this time, the injected pressure steam, the pressure drops by the throttling action to maximize the flow rate and then decelerate. That is, the high-pressure steam accelerates at an extremely high speed, and starts to drive the blade while colliding the rotor blade 34 by the nozzle guide vanes 28.

이 회전자 블레이드(34)가 고속증기로부터 에너지를 흡수하여 회전을 시작하게 되면 이 블레이드가 설치된 터어빈 디스크(32)가 함께 회전을 시작하면서 회전축(40)을 회전시키게 된다.When the rotor blade 34 absorbs energy from the high-speed steam and starts to rotate, the turbine disk 32 provided with the blade starts to rotate together and rotates the rotating shaft 40.

따라서 이 회전축(40)의 일단에 설치된 임펠러(42)는 회전을 하게 되는데, 이때 상기 터어빈의 스팀노즐(36)을 통과하면서 1차로 압력증기의 압력은 감소하고 이어서 회전자 블레이드(34)에 충돌하면서 2차로 압력이 감소하게 되며 고정자 블레이드(30)에 의해 축류흐름으로 되어 안정되게 메인 헤더(4)로 공급되고, 또 압축기 측의 임펠러(42)에 의해 제1관(16)의 압력증기는 이 임펠러의 중심부측으로 유입되면서 원심력에 의해 증기흐름 통로에서 원심밖으로 흐르게 된다.Therefore, the impeller 42 installed at one end of the rotary shaft 40 is rotated. At this time, the pressure of the pressure steam decreases primarily while passing through the steam nozzle 36 of the turbine, and then impinges on the rotor blade 34. While the pressure decreases in the second direction, the axial flow flows through the stator blades 30, and is stably supplied to the main header 4, and the pressure steam of the first pipe 16 is increased by the impeller 42 on the compressor side. As it flows into the central side of the impeller, it flows out of the centrifugal channel in the steam flow passage by centrifugal force.

이 증기흐름 통로에서 원심밖으로 흐르는 압력증기는 그 흐름의 속도가 더욱 빠르게 되면서 디퓨저 베인(43)을 통과할때 가압되어 이곳의 증기 압력은 더욱 상승하여 제2관(22)을 통하여 열 교환수단으로 공급된다.In this steam flow passage, the pressure steam flowing out of the centrifuge is pressurized when passing through the diffuser vanes 43 with the speed of the flow being higher, and the vapor pressure of the steam is further increased to the heat exchange means through the second pipe 22. Supplied.

상기 열 교환수단으로 공급된 가압된 증기는, 제1노즐(56)로 흐르면서 도4에 화살표로 도시한 바와 같이 제2노즐(58)로도 흐르면서 수조부(12)로 공급된다.The pressurized steam supplied to the heat exchange means is supplied to the water tank unit 12 while flowing to the first nozzle 56 and also to the second nozzle 58 as shown by the arrow in FIG.

이때 와류발생부재(60)부의 내부는 상기 가압된 증기의 빠른 흐름으로 인하여 압력이 낮아지면서 수조부 내부의 포화수가 구멍들(62)을 통하여 이 부재 내측으로 유입되면서 가압된 증기와 함께 흐르게 된다.At this time, the inside of the vortex generating member (60) part is lowered due to the rapid flow of the pressurized steam, and the saturated water inside the tank part flows into the member through the holes (62) and flows together with the pressurized steam.

이러한 작용으로 수조부(12) 내부에 들어있는 포화수는 가압된 고온의 증기와 열교환이 빠르게 진행되어 실질적으로 수조부 내부의 포화수를 빠르게 증기화하게 된다.By this action, the saturated water contained in the water tank 12 undergoes rapid heat exchange with the pressurized high-temperature steam to substantially vaporize the saturated water inside the water tank.

즉 가압된 증기는 수조부(12) 내부로 분사되면서 포화수를 격렬히 휘젓으면서 대류운동을 활발하게 하고 그 자신은 열 에너지를 방출하면서 포화수로 변하게 되므로 수조부 내부의 포화수는 증발이 촉진된다.That is, the pressurized steam is injected into the water tank unit 12 while vigorously stirring the saturated water, and convective motion is activated, and the self-released heat energy is converted into saturated water, so that the saturated water inside the water tank unit promotes evaporation. .

도6은 본 발명의 다른 배관 시스템을 나타내고 있는데, 이 배관 시스템은 보일러 본체로부터 발생하는 증기압의 변동에 관계없이 저압측 라인인 제3관(24) 측의 압력을 일정하게 유지할 필요가 있는 시스템에 적합한 것이다.Fig. 6 shows another piping system of the present invention, which is a system in which the pressure on the third pipe 24 side, which is the low pressure side line, needs to be kept constant regardless of the fluctuation of the vapor pressure generated from the boiler body. It is suitable.

이 실시예의 배관 시스템은, 터어빈(18)의 출구측에 직렬로 감압밸브(72)를 설치하여 증기 사용처의 증기 소비량이 적을때에는 감압밸브(72)가 닫혀서 고압측라인인 제1관(16)의 증기 흐름이 정지되도록 하므로서 압축기의 압축작용이 중단되도록 하고, 다시 증기 사용처의 증기 소비량이 증가하여 저압측 라인의 압력이 저하하게 되면 상기 감압밸브가 열려서 다시 압축기가 작용하도록 하는 것이다. 이 실시예의 배관 시스템에서는 3방밸브가 사용되지 않는다.In the piping system of this embodiment, the pressure reducing valve 72 is installed in series at the outlet side of the turbine 18, and when the steam consumption of the steam destination is low, the pressure reducing valve 72 is closed so that the first pipe 16 is the high pressure side line. Compression of the compressor is stopped by allowing the steam flow to stop, and when the pressure of the low pressure side line decreases due to an increase in the steam consumption of the steam destination, the pressure reducing valve is opened to allow the compressor to work again. The three-way valve is not used in the piping system of this embodiment.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 에너지 절약형 증기 보일러 시스템은, 보일러에서 발생한 압력증기를 사용처에 적당한 압력으로 감압할 때 발생하는 속도 에너지로 터어빈을 구동시키고, 이 터어빈에 연동하는 압축기로 압력증기를 더욱 가압하여 다시 보일러 내부의 수조부에 담겨진 포화수 속으로 분사하여 포화수의 대류를 증대시킴으로서 연소열과의 전열면을 통한 열전달이 급속히 진행될 수 있도록 하기 때문에 증기의 발생을 촉진하게 된다.As described above, the energy-saving steam boiler system according to the present invention drives the turbine with the velocity energy generated when the pressure steam generated in the boiler is decompressed to a suitable pressure at the place of use, and the pressure steam is connected to the compressor. By further pressurizing and spraying again into saturated water contained in the water tank inside the boiler to increase the convection of the saturated water to facilitate the heat transfer through the heat transfer surface with the heat of combustion to promote the generation of steam.

결국 이러한 시스템은 보일러에 사용되는 연료 에너지의 사용량을 종래의 시스템에 비하여 현저히 줄일 수 있으므로 에너지 절감효과를 얻을 수 있다.As a result, such a system can significantly reduce the amount of fuel energy used in the boiler compared to the conventional system, thereby achieving energy savings.

특히 외부의 에너지를 사용하지 않고 보일러에서 발생한 증기의 압력을 낮출때 방출하는 속도 에너지를 이용하여 종래와 동일한 조건에서 보다 많은 양의 증기를 발생시킬 수 있어서 에너지를 절감할 수 있다.In particular, by using the velocity energy emitted when the pressure of the steam generated in the boiler is lowered without using external energy, a larger amount of steam can be generated under the same conditions as in the prior art, thereby saving energy.

본 발명은 위에서 설명한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하므로 본 발명의 목적과 본 발명의 청구범위를 포함하는 범주 내의 것은 모두 본 발명에 속하는 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention, and therefore, all of the objects including the object of the present invention and the claims of the present invention belong to the present invention. .

Claims (10)

(정정) 버너와;(Correction) burner; 상기 버너의 연소열로 보일러 수를 포화수 및 증기로 변화시키는 증기 보일러와;A steam boiler for converting the boiler water into saturated water and steam by the combustion heat of the burner; 상기 증기 보일러로부터 발생하는 압력증기의 압력을 낮추면서 이 증기의 속도 에너지로 압력증기를 가압하는 터보 인젝터와;A turbo injector for pressurizing the pressure steam with the velocity energy of the steam while lowering the pressure of the pressure steam generated from the steam boiler; 상기 터보 인젝터로부터 낮아진 저압의 증기를 받아 증기 사용처로 공급하는 메인 헤더와;A main header which receives the low pressure steam lowered from the turbo injector and supplies the steam to a steam use place; 상기 터보 인젝터로부터 가압된 압력증기를 상기 포화수 내부로 분사하여 포화수와 열교환을 행하여 증기 발생을 촉진하는 열 교환수단을 포함하며, 상기 열 교환수단은, 터보 인젝터로부터 가압된 압력증기를 점차 빠른 속도로 분사하는 제1 및 제2노즐과, 이 제1 노즐 및 제2노즐을 포위하는 상태로 위치하는 와류발생부재를 포함하는 에너지 절약형 증기 보일러 시스템.And a heat exchange means for injecting pressurized pressure steam from the turbo injector into the saturated water to exchange heat with the saturated water to promote steam generation, and the heat exchange means gradually increases the pressure steam pressurized from the turbo injector. An energy-saving steam boiler system comprising first and second nozzles spraying at a speed and a vortex generating member positioned in a state surrounding the first nozzle and the second nozzle. 청구항 1에 있어서, 터보 인젝터는, 증기 보일러로 고압의 증기를 받아 회전하는 터어빈과, 이 터어빈의 회전력을 전달받아 고압의 증기를 더욱 가압하는 압축기를 포함하는 에너지 절약형 증기 보일러 시스템.The energy-saving steam boiler system according to claim 1, wherein the turbo injector includes a turbine that receives high pressure steam and rotates the steam boiler, and a compressor that receives the rotational force of the turbine and further pressurizes the high pressure steam. 삭제delete (정정) 청구항 1에 있어서, 와류발생부재는 수조부 내의 포화수가 상기 제1 및 제2노즐에서 분사되는 가입된 증기의 흐름에 의해 이 부재의 내측으로 포화수를 유도하기 위한 구멍들을 갖는 에너지 절약형 증기 보일러 시스템.(Correction) The energy saving type according to claim 1, wherein the vortex generating member has holes for saturating water in the water tank part to induce the saturation water into the inside of the member by the flow of subscribed steam injected from the first and second nozzles. Steam boiler system. 청구항 1에 있어서, 터보 인젝터와 메인 헤더 사이에는 낮아진 압력증기의 흐름을 제어하기 위한 3방밸브가 제공되는 에너지 절약형 증기 보일러 시스템.The energy saving steam boiler system according to claim 1, wherein a three-way valve is provided between the turbo injector and the main header to control the flow of lowered pressure steam. 청구항 1에 있어서, 증기 보일러는 주름형의 연관부를 갖는 에너지 절약형 증기 보일러 시스템.The energy saving steam boiler system according to claim 1, wherein the steam boiler has a corrugated connection. 청구항 1에 있어서, 터보 인젝터와 메인 헤더 사이에는 감압밸브가 직렬로 연결되어 저압측 라인의 압력 정도에 따라 터보 인젝터의 구동을 제어할 수 있는 에너지 절약형 증기 보일러 시스템.The energy-saving steam boiler system according to claim 1, wherein a pressure reducing valve is connected in series between the turbo injector and the main header to control the driving of the turbo injector according to the pressure of the low pressure side line. 청구항 1에 있어서, 터보 인젝터의 터어빈은 감압되는 증기의 흐름을 축류흐름으로 변환시키는 고정자 안내베인을 갖는 에너지 절약형 증기 보일러 시스템.The energy saving steam boiler system of claim 1, wherein the turbine of the turbo injector has stator guide vanes for converting the stream of reduced pressure into axial flow. 청구항 4에 있어서, 제2 노즐은 선단부 개구부가 좁혀진 에너지 절약형 증기 보일러 시스템.The energy saving steam boiler system according to claim 4, wherein the second nozzle has a narrowed tip opening portion. (정정) 청구항 4에 있어서, 제2노즐은 제1노즐의 내측으로부터 연장하는 에너지 절약형 증기 보일러 시스템.(Correct) The energy saving steam boiler system according to claim 4, wherein the second nozzle extends from the inside of the first nozzle.
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