KR100847591B1 - 증기회수장치용 펌핑장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 증기회수장치용 펌핑장치에 관한 것으로, 폐배출증기라인에 연결되어서 외부로 배출되는 배출증기로부터 현열 및 잠열을 회수하는 회수기; 상기 회수기 및 증기보일러에 연결되어서 회수기에서 전달되는 물을 상기 증기보일러로 펌핑하는 순환펌프; 상기 회수기와 순환펌프 사이에 설치되어서 상기 순환펌프의 펌핑량 및 펌핑압이 일정하게 유지되도록 상기 회수기로부터 공급된 물을 일시 저정하고 상기 회수기로부터 배출되는 고압의 배출증기 및 물을 저압으로 낮추는 임시저장드럼; 폐배출증기라인, 회수기, 임시저장드럼 사이의 연결부위에 설치되어서 이송매체로 인한 연결부위의 진동을 흡수 및 상쇄하여 연결부위의 손상을 방지시키는 워터해머링방지수단;을 포함하여 이루어진다.
따라서, 정량의 공급수를 안정적으로 펌핑할 수 있고, 고압의 배출증기 및 물의 압력이 저하된 후 펌핑되며, 고압의 배출증기 및 이로부터 액화된 고압의 물이 하나의 부품에서 다른 부품으로 전달되면서 발생되는 진동으로부터 그 연결부위를 보호한다.
회수기, 오그덴펌프, 임시저장드럼, 워터해머링방지수단, 플랙시블관

Description

증기회수장치용 펌핑장치{Pumping equipment for a steam reclaimer}
본 발명은 증기회수장치용 펌핑장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 정량의 공급수를 안정적으로 펌핑할 수 있고, 고압의 배출증기 및 물의 압력이 저하된 후 펌핑되며, 고압의 배출증기 및 이로부터 액화된 고압의 물이 하나의 부품에서 다른 부품으로 전달되면서 발생되는 진동으로부터 그 연결부위를 보호하는 증기회수장치용 펌핑장치에 관한 것이다.
일반적으로, 증기보일러 시스템은 작동유체인 물을 가열하여 얻은 고온고압의 증기를 이용하여 동력을 얻도록 하는 열동력 시스템, 전력을 생산하도록 하는 화력 발전 시스템이나 원자력 발전 시스템, 그리고 냉난방을 수행하도록 하는 냉난방 시스템 등을 말한다. 이러한, 증기보일러 시스템은 물을 공급하는 급수탱크와, 급수탱크에서 공급된 물을 가열시키는 증기보일러와, 증기보일러에서 생산된 증기를 각종 건물의 난방 등에 사용하는 증기사용부와, 증기사용부에서 사용한 증기를 배출하는 배출부로 이루어진다. 이와 같은 일반적인 증기보일러 시스템은 증기사용부에서 사용되어 배출되는 배출증기의 잠열 및 헌열을 제대로 회수하지 못하였으며, 이에 따라 열효율이 낮은 문제점이 있었다.
도 1은, 기출원된 증기회수장치(특허등록 제10-0569928호)에 인용된 종래의 증기보일러 시스템을 보인 개략도로써, 이는, 작동에 필요한 물을 급수관(1)을 통해 급수받아 저장하는 급수탱크(2)와, 급수탱크(2)에 저장된 물을 순환펌프(3)에 의해 공급받아 각종 열원을 이용하여 고온고압의 증기를 생산하는 보일러(4)와, 보일러(4)에서 생산된 증기를 이용하여 각 시스템의 사용 목적에 따라 동력 및 전력을 생산하거나 또는 냉난방을 수행하는 증기사용부(5)로 이루어진다. 증기사용부(5)에서 사용되어진 배출증기는 증기압력에 상응하는 포화온도로 배출되어 회수관(6)을 통해 기압이 낮은 급수탱크(2)로 회수되며, 급수탱크(2)로 회수된 배출증기는 급수탱크(2) 내부의 공급수를 가열시킨 후 급수탱크(2)의 상부에 형성된 배출관(7)을 통해 외부로 배출된다.
그런데 배출증기가 급수탱크(2)로 유도되어서 현열과 잠열이 회수된다 하더라도 배출관(7)을 통해 배출되는 배출증기에는 여전히 많은 열에너지가 보유되어 있다. 이러한 많은 에너지를 보유한 배출증기를 그대로 배출시키므로 에너지 손실을 제대로 방지하지 못하였고, 결국 시스템의 효율을 저하시키게 된다.
또한, 이러한 종래의 증기보일러 시스템은 많은 수분을 함유한 고온의 배출증기가 배출관(7)을 통해 그대로 배출되므로 비교적 빈번한 물보충이 이루어져야 한다. 이와 같이 저온의 물을 급수탱크(2)로 빈번하게 공급함에 따라 급수탱크(2) 내의 전체 온도가 그만큼 하강되었고, 이에 따라 열효율이 그만큼 감소되는 문제점이 있게 된다.
이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 최근에는 대기로 버려지는 배출배기로부터 열을 회수하여서 재활용하도록 회수기가 설치되어 사용된다. 이러한 회수기의 기본 원리는 다음과 같다. 회수기의 일측에 배출증기라인이 설치되어 있고, 그 하부에는 회수기로부터 배출되는 배출수를 증기보일러로 펌핑하도록 순환펌프가 설치되어 있다. 따라서 버려지는 배출증기가 회수기로 유입되면 상부로부터 물이 분사되어서 배출증기에 포함된 현열 및 잠열을 회수하며, 가열된 배출수는 순환펌프에 의해 증기보일러 측으로 펌핑된다.
그런데 이러한 증기회수장치는, 몇 가지 문제점이 발생된다.
먼저, 회수기 내의 배출수가 순환펌프로 곧바로 공급되므로 정량의 배출수가 순환펌프 측으로 일정하게 공급되지 못한다. 따라서 일정한 흡입력이 계속 발생되는 순환펌프에 정량의 물이 지속적으로 흡입되지 못하므로 펌핑 흡입 손실(pumping suction loss)이 발생되고, 이에 따라 순환펌프의 손상이 초래되는 등의 문제가 발생된다.
또한, 회수기로부터 배출되는 고온, 고압의 배출수, 배출증기가 순환펌프에 직접 공급되므로 순환펌프의 손상을 가중시키게 된다.
그리고, 고압의 배출증기 및 이로부터 액화된 고압의 물이 폐배출증기라인 및 회수기의 연결부위를 통과하면서 기체 에너지 및 액체 에너지의 공존에 따른 에너지의 불안정에 의해 심한 요동을 발생시킨다. 이 요동에 의해 폐배출증기라인 및 회수기의 연결부위에는 지속적인 충격이 발생되며, 이에 따라 연결부위가 손상되는 문제가 발생된다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 회수기로부터 배출되는 배출수가 일정한 높이의 수위를 갖도록 저장된 후 펌핑되므로 정량의 공급수를 안정적으로 펌핑할 수 있도록 한 증기회수장치용 펌핑장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 고압의 배출증기 및 물의 압력을 저하시킨 후 펌핑되도록 한 증기회수장치용 펌핑장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 고압의 배출증기 및 이로부터 액화된 고압의 물이 하나의 부품에서 다른 부품으로 전달되면서 발생되는 진동으로부터 그 연결부위를 보호하도록 한 증기회수장치용 펌핑장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 회수기 내의 배출수가 임시저장드럼으로 원활히 배출되도록 한 증기회수장치용 펌핑장치를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증기회수장치용 펌핑장치는, 폐배출증기라인에 연결되어서 외부로 배출되는 배출증기으로부터 현열 및 잠열을 회수하는 회수기; 상기 회수기 및 증기보일러에 연결되어서 회수기에서 전달되는 물을 상기 증기보일러로 펌핑하는 순환펌프; 상기 회수기와 순환펌프 사이에 설치되어서 상기 순환펌프의 펌핑량 및 펌핑압이 일정하게 유지되도록 상기 회수기로부터 공급된 물을 일시 저정하고 상기 회수기로부터 배출되는 고압의 배출증기 및 물을 저압으로 낮추는 임시저장드럼; 폐배출증기라인, 회수기, 임시저장드럼 사이의 연 결부위에 설치되어서 이송매체로 인한 연결부위의 진동을 흡수 및 상쇄하여 연결부위의 손상을 방지시키는 워터해머링방지수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명 증기회수장치용 펌핑장치의 다른 특징은, 상기 워터해머링방지수단은, 플랙시블관으로 이루어진다.
본 발명 증기회수장치용 펌핑장치의 또 다른 특징은, 상기 워터해머링방지수단은, 상기 폐배출증기라인과 회수기 사이에 설치되는 제1플랙시블관과, 상기 회수기의 하단 중앙과 임시저장드럼의 상부 중앙에 설치되어서 상기 회수기 내의 고압의 증기 및 물을 상기 임시저장드럼 측으로 안내하는 제2플랙시블관으로 이루어진다.
본 발명 증기회수장치용 펌핑장치의 또 다른 특징은, 상기 워터해머링방지수단에는, 상기 회수기의 하부 일측과 상기 임시저장드럼의 상부 일측에 설치되어서 상기 제2플랙시블관이 막히거나 상기 제2플랙시블관이 배출용량을 초과할 시 상기 회수기 내의 고압의 증기 및 물을 상기 임시저장드럼 측으로 안내하는 보조플랙시블관이 더 구비된다.
이상에서와 같은 본 발명은, 회수기 내의 배출수가 임시저장드럼으로 유입되어 일정한 수위를 유지하도록 저장된 후 순환펌프로 공급되므로 정량의 배출수가 순환펌프 측으로 일정하게 공급된다. 따라서 일정한 흡입력이 계속 발생되는 순환펌프에 정량의 물이 지속적으로 흡입되므로 펌핑 흡입 손실(pumping suction loss)이 방지되며, 이에 따라 순환펌프의 손상이 방지된다.
또한, 회수기로부터 배출되면서 비교적 좁은 공간인 제2플랙시블관을 통과한 고압의 배출수, 배출증기가 비교적 넓은 크기의 임시저장드럼으로 유입되면서 그 압력이 저하된다. 따라서 압력이 저하된 배출수가 순환펌프로 공급되므로 순환펌프의 손상을 방지시키게 된다.
그리고, 고압의 배출증기 및 이로부터 액화된 고압의 물이 폐배출증기라인 및 회수기의 연결부위와 회수기 및 임시저장드럼의 연결부위를 통과하면서 진동(water hammering)을 발생시켜도 워터해머링방지수단이 이를 적절히 흡수하여 상쇄시키므로 그 연결부위가 손상되지 않도록 보호한다. 그러므로 워터해머링방지수단에 의해 연결부위의 손상이 방지되므로 열에너지의 누수가 차단되고 부품교체에 따른 작업시간 지연 등의 문제가 방지된다.
이러한 본 발명은, 회수기 및 임시저장드럼 사이에 주통로인 제2플랙시블관 이외에 보조플랙시블관이 더 설치된다. 따라서 제2플랙시블관이 막히거나 제2플랙시블관의 배출용량이 초과될 경우, 회수기 내의 배출수 및 증기가 보조플랙시블관을 통해 임시저장드럼 측으로 원활히 배출된다.
본 발명의 구체적인 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.
도 2은 본 발명의 증기회수장치용 펌핑장치를 보인 개략도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예를 보인 개략도로써, 이는, 회수기(10), 순환펌프(20), 임시저장드럼(30), 워터해머링방지수단(water hammering 防止手段)(40)으로 이루어진다.
회수기(10)는, 폐배출증기라인(21)에 연결되어서, 배출증기가 내부로 유입되면 그 내부에 물이 분사되면서 유입된 배출증기를 냉각시킨 후, 냉각된 증기는 외부로 배출시키고 가열된 물은 임시저장드럼으로 유입시킨다.
이러한 회수기(10)는, 하단 중앙에 배수구(15)가 형성되고 그 일측에 배출증기입구(14)가 형성된 몸체(11)가 구비된다. 몸체(11)의 배수구(15)는 후술할 임시저장드럼(30)에 연결되고, 배출증기입구(14)는 폐배출증기라인(21)에 연결된다. 폐배출증기라인(21)으로 유입된 배출증기는 배출증기입구(14)를 통해 회수기(10)의 몸체(11) 내부로 유입되고, 후술할 급수노즐(17)로부터 분사된 물은 배수구(15)를 통해 임시저장드럼(30)으로 회수된다.
몸체(11)의 내부에는 관통구멍(미도시)들이 형성된 지지대(12)들이 설치되어 있고, 이 지지대(12)들 사이에는 충전물(13)이 충전되어 있다. 몸체(11)의 상부 중앙에는 급수부(16)의 일단이 진입되어 있고, 급수부(16)의 단부에는 급수노즐(17)이 설치되어 있다. 몸체(11)의 상부 일측에는 충전물(13)을 통과한 배출증기가 외부로 배출되도록 배출부(18)가 형성되어 있다.
순환펌프(20)는, 회수기(10) 및 증기보일러에 연결되어서 회수기(10)에서 전달되는 물을 증기보일러로 펌핑한다. 이러한 순환펌프(20)는 오그덴펌프(ogden pump)로 이루어지는 것이 바람직하다. 오그덴펌프는, 일반 펌프에서 발생될 수 있는 캐비테이션없이 응축수를 효과적으로 회수하기 위하여 설계되었으며 동력으로 증기나 압축공기를 이용하므로 전기적으로 안전하고 증기의 사용량도 약 3kg/hr으로서 소량이기 때문에 운전비도 저렴하다. 오그덴펌프의 작동방식은 응축수가 펌프 내로 유입되어 수위가 상승하면 동력용 증기가 공급되고 공급된 증기의 압력에 의해 응축수를 회수관 내로 밀어내게 되는 피스톤과 유사한 방식으로 작동되며 보일러실의 급수탱크까지 응축수를 회수한다. 또한 펌프 내로 유입되는 응축수가 없을 때는 펌프는 자동적으로 정지되며, 이때 동력용 증기의 유입은 전혀 없다. 응축수의 유입이 재개되면 자동적으로 펌핑이 이루어진다.
임시저장드럼(30)은, 회수기(10)와 순환펌프(20) 사이에 설치되어서 순환펌프(20)의 펌핑량 및 펌핑압이 일정하게 유지되도록 회수기(10)로부터 공급된 물을 일시 저장하고 회수기(10)로부터 배출되는 고압의 배출증기 및 물을 저압으로 낮추는 역할을 수행한다. 이러한 임시저장드럼(30)은 회수기(10) 내의 배출수가 임시저장드럼(30)으로 유입되어 일정한 수위를 유지하도록 저장된 후 순환펌프(20)로 공급되므로 정량의 배출수가 순환펌프 측으로 일정하게 공급되도록 한다. 따라서 일정한 흡입력이 계속 발생되는 순환펌프(20)에 정량의 물이 지속적으로 흡입되므로 펌핑 흡입 손실(pumping suction loss)이 방지된다. 또한, 회수기(10)로부터 배출되면서 비교적 좁은 공간인 제2플랙시블관(42)을 통과한 고압의 배출수, 배출증기가 비교적 넓은 크기의 임시저장드럼(30)으로 유입되면서 그 압력이 저하된다.
워터해머링방지수단(40)은, 폐배출증기라인(21), 회수기(10), 임시저장드 럼(30) 사이의 연결부위에 설치되어서 이송매체로 인한 연결부위의 진동(water hammering)을 흡수 및 상쇄하여 연결부위의 손상을 방지시킨다.
이 워터해머링방지수단(40)은, 워터해머링이 발생될 시 이를 흡수하고 상쇄시키도록 플랙시블관으로 이루어지는 것이 바람직하다.
이러한 워터해머링방지수단(40)은, 폐배출증기라인(21)과 회수기(10) 사이에 설치되는 제1플랙시블관(41)과, 회수기(10)의 하단 중앙과 임시저장드럼(30)의 상부 중앙에 설치되어서 회수기(10) 내의 고압의 증기 및 물을 임시저장드럼(30) 측으로 안내하는 제2플랙시블관(42)으로 이루어진다.
또한 워터해머링방지수단(40)에는, 도 3에 도시한 바와 같이 회수기(10)의 하부 일측과 임시저장드럼(30)의 상부 일측에 설치되어서 제2플랙시블관(42)이 막히거나 제2플랙시블관(42)의 배출용량이 초과될 시 회수기(10) 내의 고압의 증기 및 물을 임시저장드럼(30) 측으로 안내하도록 보조플랙시블관(43)이 더 구비된다.
이러한 워터해머링방지수단(40)은, 고압의 배출증기 및 이로부터 액화된 고압의 물이 폐배출증기라인(21) 및 회수기(10)의 연결부위와 회수기(10) 및 임시저장드럼(30)의 연결부위를 통과하면서 진동을 발생시켜도 워터해머링방지수단(40)이 이를 적절히 흡수하여 상쇄시키므로 그 연결부위가 손상되지 않도록 보호한다.
그리고 제2플랙시블관(42)이 막히거나 제2플랙시블관(42)의 배출용량이 초과될 경우, 회수기(10) 내의 배출수 및 증기가 보조플랙시블관(43)을 통해 임시저장드럼(30) 측으로 원활히 배출된다.
이러한 구성의 본 발명 증기회수장치용 펌핑장치는, 다음과 같이 작동된다.
대기로 버려지는 여러 종류의 배출증기가 폐배출증기라인(21) 및 제1플랙시블관(41)을 통해 회수기(10)의 배출증기입구(14)로 유입되면 몸체(11) 내에 충전된 다수의 충전물(13)들에 접촉되면서 일부의 열이 회수된다. 이때 회수기(10)의 급수부(16) 및 급수노즐(17)에서는 물이 분사되어서 배출증기를 냉각시키며 냉각된 증기는 배출부(18)를 통해 외부로 배출된다. 배출증기로부터 열을 회수한 배출수는 회수기(10) 하측의 배수구(15) 및 제2플랙시블관(42)을 통해 임시저장드럼(30)으로 유입된다.
임시저장드럼(30)으로 유입되어서 일정한 수위를 유지하는 배출수는 순환펌프(20)에 의해 증기보일러에 공급되어서 재사용된다.
이러한 본 발명의 증기회수장치용 펌핑장치는 다음과 같은 장점을 갖는다.
첫째, 회수기(10) 내의 배출수가 임시저장드럼(30)으로 유입되어 일정한 수위를 유지하도록 저장된 후 순환펌프(20)로 공급되므로 정량의 배출수가 순환펌프(20) 측으로 일정하게 공급된다. 따라서 일정한 흡입력이 계속 발생되는 순환펌프(20)에 정량의 물이 지속적으로 흡입되므로 펌핑 흡입 손실이 방지되며, 이에 따라 순환펌프(20)의 손상이 방지된다.
둘째, 회수기(10)로부터 배출되면서 비교적 좁은 공간인 제2플랙시블관(42)을 통과한 고압의 배출수, 배출증기가 비교적 넓은 크기의 임시저장드럼(30)으로 유입되면서 그 압력이 저하된다. 따라서 압력이 저하된 배출수가 순환펌프(20)로 공급되므로 순환펌프(20)의 손상을 방지시키게 된다.
셋째, 고압의 배출증기 및 이로부터 액화된 고압의 물이 폐배출증기라인(21) 및 회수기(10)의 연결부위와 회수기(10) 및 임시저장드럼(30)의 연결부위를 통과하면서 진동을 발생시켜도 워터해머링방지수단(40)이 이를 적절히 흡수하여 상쇄시키므로 그 연결부위가 손상되지 않도록 보호한다. 그러므로 워터해머링방지수단(40)에 의해 연결부위의 손상이 방지되므로 열에너지의 누수가 차단되고 부품교체에 따른 작업시간 지연 등의 문제가 방지된다.
넷째, 회수기(10) 및 임시저장드럼(30) 사이에 주통로인 제2플랙시블관(42) 이외에 보조플랙시블관(43)이 더 설치된다. 따라서 제2플랙시블관(42)이 막히거나 제2플랙시블관(42)의 배출용량이 초과될 경우, 회수기(10) 내의 배출수 및 증기가 보조플랙시블관(43)을 통해 임시저장드럼(30) 측으로 원활히 배출된다.
도 4는 본 발명 증기회수장치용 펌핑장치의 다른 실시예를 보인 개략도로써, 이는, 회수기(50), 오그덴펌프(60), 압력조절기(70), 임시저장드럼(80), 워터해머링방지수단(90), 드럼압조절수단(100)으로 이루어진다.
회수기(50)는, 폐배출증기라인(53)에 연결되어서 대기로 버려지는 배출증기로부터 현열 및 잠열을 회수한다. 이러한 회수기(50)의 구체적인 구성은 상술한 바와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
오그덴펌프(60)는, 회수기(10) 및 증기보일러에 연결되어서 회수기(50)에서 전달되는 물을 증기보일러로 펌핑한다. 이 오그덴펌프(60)는 비교적 큰 용량의 펌핑용량을 갖고 있으나 응축수부하가 대단히 크거나 응축수 회수라인이 매우 장거리일 경우에는 하나의 펌프만으로는 용량이 부족하게 되므로 도 4에 도시한 바와 같이 두개 또는 세개의 펌프를 병렬로 설치 연결하여 사용할 수 있다.
이러한 오그덴펌프(60)는 그 구동동력으로 증기나 압축공기를 이용한다. 오그덴펌프(60)의 구동력이 증기일 경우, 오그덴펌프(60)를 구동시킨 증기는 외부로 배출되는 것이 아니라 후술할 임시저장드럼(80)으로 공급되므로 이를 재활용한다. 오그덴펌프(60)의 구동력이 압축공기일 경우, 오그덴펌프(60)를 구동시킨 압축공기는 외부로 그대로 배출시킨다.
압력조절기(70)는, 오그덴펌프(60)에 연결되어서 오그덴펌프(60)로 공급되는 스팀 또는 에어의 압력을 조절하여 오그덴펌프(60)에 일정한 구동력을 제공한다.
임시저장드럼(80)은, 폐배출증기라인(53), 회수기(50), 폐응축수라인(81)에 연결되고 상술한 오그덴펌프(60)에 연결된다. 따라서 이 임시저장드럼(80)에는 폐배출증기라인(53) 내의 액체가 후술할 액체유도플랙시블관(94)을 통해 유입되고, 회수기(50) 내의 배출수가 유입되며, 폐응축수라인(81)의 응축수가 유입된다.
여기서 폐배출증기라인(53)으로 유입되는 증기는, 컨티뉴어스 블로어 다운 배출증기(continuous blow down vent steam), 터빈 리이크 오프 증기(tubine leak off steam), 탈기기 배출증기(deaerator vent steam), 휴지보전보일러 배출증기 등 이 있다. 폐응축수라인(81)으로 유입되는 응축수는, 공장의 여러 증기공급라인에서 발생된 응축수들이 하나의 라인으로 모여서 이 폐응축수라인(81)으로 유입된다.
폐배출증기라인(53)에 포함된 액체와 회수기(50) 내의 배출수, 폐응축수라인(81)의 응축수는 임시저장드럼(80)으로 유입된다. 이 임시저장드럼(80)은, 오그덴펌프(60)의 펌핑량 및 펌핑압이 일정하게 유지되도록 회수기(50)로부터 공급된 물을 일시 저정하며, 회수기(50)로부터 배출되는 고압의 배출증기 및 물을 저압으로 낮춘다.
이러한 임시저장드럼(80)에는 오그덴펌프(60)를 구동시킨 증기가 이에 유입되도록 연결되어 있으며, 따라서 오그덴펌프(60)의 구동원인 증기는 오그덴펌프(60)를 구동시킨 후 외부로 그대로 배출되지 않고 임시저장드럼(80)으로 회수되어 응축된다.
워터해머링방지수단(90)은, 폐배출증기라인(53), 회수기(50), 임시저장드럼(80) 사이의 연결부위에 설치되어서 이송매체로 인한 연결부위의 진동을 흡수 및 상쇄하여 연결부위의 손상을 방지시킨다.
이러한 워터해머링방지수단(90)은, 제1플랙시블관(91), 제2플랙시블관(92), 보조플랙시블관(93), 액체유도플랙시블관(94)으로 이루어진다.
제1플랙시블관(91)은, 폐배출증기라인(53)과 회수기(50) 사이에 설치된다. 제2플랙시블관(92)은, 회수기(50)의 하단 중앙과 임시저장드럼(80)의 상부 중앙에 설치되어서 회수기(50) 내의 고압의 증기 및 물을 임시저장드럼(80) 측으로 안내한 다. 보조플랙시블관(93)은, 회수기(50)의 하부 일측과 임시저장드럼(80)의 상부 일측에 설치되어서 제2플랙시블관(92)이 막히거나 제2플랙시블관(92)의 배출용량이 초과될 시 회수기(50) 내의 고압의 증기 및 물을 임시저장드럼(80) 측으로 안내한다. 액체유도플랙시블관(94)은, 폐배출증기라인(53)과 임시저장드럼(80) 사이에 설치되어서 폐배출증기라인(53) 내의 액체가 회수기(50)로 유입되기 전에 임시저장드럼(80)으로 유입되도록 한다.
이러한 워터해머링방지수단(90)은, 고압의 배출증기 및 이로부터 액화된 고압의 물이 폐배출증기라인(53) 및 회수기(50)의 연결부위와 회수기(50) 및 임시저장드럼(80)의 연결부위를 통과하면서 진동을 발생시켜도 워터해머링방지수단(90)이 이를 적절히 흡수하여 상쇄시키므로 그 연결부위가 손상되지 않도록 보호한다.
드럼압조절수단(100)은, 임시저장드럼(80)에 연결되어서 그 내부의 증기압 또는 수위가 규정 수준을 초과할 경우 임시저장드럼(80) 내의 저장수 또는 증기를 외부로 배출시키고, 임시저장드럼(80) 상부의 저장수 또는 증기압이 규정 수준 이하일 경우 저장수 또는 증기가 외부로 배출되는 것을 차단시킨다.
이러한 드럼압조절수단(100)은, 임시저장드럼(80)에 연결되어서 그 내부의 저장수 또는 증기를 외부로 배출시키는 오버플로어부(101)와, 오버플로어부(101)의 하부에 연결되고 내부 물이 저장되는 U형절곡부(102)와, U형절곡부(102)의 상단보다 높은 위치의 오버플로어부(101)에 설치되고 U형절곡부(102)의 내부에 물을 공급하기 위한 물공급밸브(103)와, U형절곡부(102)의 하단에 설치되며 U형절곡부(102) 내의 물을 배출시키기 위한 물배출밸브(104)와, U형절곡부(102)의 상부 일측에 설치되어서 U형절곡부(102) 내의 수위를 조절하기 위한 수위조절밸브(105)로 이루어진다.
여기서, U형절곡부(102)의 목적은 증기가 오버플로어부(101)를 통해 외부로 그대로 누출되는 것을 차단하는 역할을 하며, 이에 따라 회수기(50)가 본래 목적을 달성할 수 있도록 한 것이다.
여기서, 오버플로어부(101)는, 그 상부의 높이(d1)가, 임시저장드럼(80)의 상부면보다 높게 위치되고 폐배출증기라인(53)보다 100mm 이상 아래에 위치되는 바, 바람직하게는 오버플로어부(101)의 상부면이 폐배출증기라인(53)보다 100mm 아래에 설치되는 것이 적합하다.
오버플로어부(101)의 상부가 폐배출증기라인(53)의 위치와 같거나 이보다 높게 위치되면 임시저장드럼(80) 내의 저장수나 증기압이 폐배출증기라인(53) 측으로 역류할 수 있다.
오버플로어부(101)의 상부가, 폐배출증기라인(53)과 100mm 미만의 간격을 유지하도록 위치된 경우, 임시저장드럼(80)으로 유입되는 과도한 양의 저장수가 오버플로어부(101)로 신속히 배출되지 못한다. 따라서 임시저장드럼(80)으로 유입되는 과도한 양의 저장수가 오버플로어부(101)로 신속히 배출되려면 오버플로어부(101)의 상부가 임시저장드럼(80)의 상부면보다 높게 위치되고 폐배출증기라인(53)보다 100mm 이상 아래에 위치되는 것이 바람직하다.
수위조절밸브(105)의 높이(d2)는, U형절곡부(102)의 하단을 기준으로, U형절곡부(102)의 내경값보다 더 큰 높이를 갖고 내경값에 150mm를 더한 값 이하의 높이를 갖는 U형절곡부(102)의 어느 한 지점에 설치된다. 바람직하게는 U형절곡부(102)의 하단으로부터 수위조절밸브(105)까지의 높이는, U형절곡부(102)의 내경값에 150mm를 더한 값의 높이를 갖는 것이 적합하다.
수위조절밸브(105)가 U형절곡부(102)의 하단을 기준으로, U형절곡부(102)의 내경값보다 더 작은 높이를 가질 경우, 수위조절밸브(105)를 열어서 U형절곡부(102) 내의 물을 배출시키면 U형절곡부(102)의 최하단 내부 공간은 저장된 물에 의해 완전히 잠기지 않는다. 따라서 저장된 물에 의해 완전히 잠기지 않은 상부의 열린 공간을 통해 열이 회수되지 않은 배출증기가 그대로 배출된다.
반면에 수위조절밸브(105)가 U형절곡부(102)의 하단을 기준으로, U형절곡부(102)의 내경값에 150mm를 더한 값을 초과하는 높이를 갖는 경우, U형절곡부(102) 내에는 과도한 양의 물이 저장된다. 그러므로 임시저장드럼(80) 내의 수위나 증기압이 증가하여도 과도하게 저장된 U형절곡부(102) 내의 물에 의해 드럼압조절수단(100)이 열리지 않게 되며, 이에 따라 임시저장드럼(80)이 폭발할 우려가 있다.
도 5는 동파방지용 보온부재(110)를 보인 개략적 부분 측단면도로써, 보온부재(110)가 U형절곡부(102)의 둘레에 설치된다. 따라서 최소의 보온부재(110)를 U형절곡부(102)의 둘레에 간단히 설치하여서 겨울철에 U형절곡부(102)에 저장된 물의 결빙 및 U형절곡부(102)의 동파를 방지시킬 수 있다.
이러한 구성의 본 발명 증기회수장치용 펌핑장치는, 대기로 버려지는 여러 종류의 배출증기가 폐배출증기라인(53)을 통해 회수기(50)로 유입된다. 이때 배출증기에 포함된 응축수는 회수기(50)로 유입될 필요가 없으므로 폐배출증기라인(53)의 하부에 연결된 액체유도플랙시블관(94)을 통해 임시저장드럼(80)으로 유도된다.
회수기(50)로 유입된 배출증기는, 다수의 충전물(51)들에 접촉되면서 일부의 열이 회수되고, 급수노즐(52)에서 분사되는 물에 의해 대부분의 열이 회수된다. 배출증기로부터 열을 회수한 배출수는 제2플랙시블관(92)을 통해 임시저장드럼(80)으로 유입된다. 임시저장드럼(80)으로 유입되어서 일정한 수위를 유지하는 배출수는 오그덴펌프(60)에 의해 증기보일러에 공급되어서 재사용된다.
한편 작업장의 여러 라인으로 배출되는 응축수는 폐응축수라인(81)으로 유도되며 이에 유도된 응축수는 임시저장드럼(80)으로 유입되어 재활용된다.
이러한 본 발명의 증기회수장치용 펌핑장치는 다음과 같은 장점을 갖는다.
첫째, 회수기(50) 내의 배출수가 임시저장드럼(80)으로 유입되어 일정한 수위를 유지하도록 저장된 후 오그덴펌프(60)로 공급되며 이에 따라 정량의 배출수가 오그덴펌프(60) 측으로 일정하게 공급되므로 펌핑 흡입 손실이 방지된다.
둘째, 오그덴펌프(60)의 구동동력이 증기일 경우, 오그덴펌프(60)를 구동시킨 증기가 외부로 배출되지 않고 임시저장드럼(80)으로 다시 유입된다. 따라서 오 그덴펌프(60) 구동용 증기 에너지를 회수할 수 있으므로 열효율을 극대화시킬 수 있다.
셋째, 고압의 배출증기 및 이로부터 액화된 고압의 물이 폐배출증기라인(53) 및 회수기(50)의 연결부위와 회수기(50) 및 임시저장드럼(80)의 연결부위를 통과하면서 진동을 발생시켜도 워터해머링방지수단(90)이 이를 적절히 흡수하여 상쇄시키므로 그 연결부위가 손상되지 않도록 보호한다.
넷째, 회수기(50) 및 임시저장드럼(80) 사이에 주통로인 제2플랙시블관(92) 이외에 보조플랙시블관(93)이 더 설치되므로 제2플랙시블관(92)이 막히거나 제2플랙시블관(92)의 배출용량이 초과될 경우, 회수기(50) 내의 배출수 및 증기가 보조플랙시블관(93)을 통해 임시저장드럼(80) 측으로 원활히 배출된다.
다섯째, 드럼압조절수단(100)의 오버플로어부(101)의 상부의 높이가 임시저장드럼(80)의 상부면보다 높도록 위치되어 있고, 폐배출증기라인(53)보다 100mm 이상 아래에 위치되어 있으므로, 임시저장드럼(80)으로 유입되는 과도한 양의 저장수가 폐배출증기라인(53)으로 역류되지 않고 오버플로어부(101)로 배출된다.
여섯째, 드럼압조절수단(100)의 U형절곡부(102)에 항상 물이 저장되어 있다. 따라서 임시저장드럼(80) 내의 수위나 증기압이 규정을 초과하여서 임시저장드럼(80) 내의 저장수가 역류되려 하거나 임시저장드럼(80)의 폭발 위험이 증가하면 U형절곡부(102)에 저장된 물이 그 외부로 밀리면서 배출됨과 동시에 드럼압조절수단(100)이 열리게 된다.
도 1은 종래의 일반적인 증기보일러 시스템을 보인 구성도
도 2은 본 발명의 증기회수장치용 펌핑장치를 보인 개략도
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 보인 개략도
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 개략도
도 5는 U형절곡부 둘레에 감싸지는 동파방지용 보온부재를 보인 개략적 부분 측단면도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10,50 : 회수기 11 : 몸체
12 : 지지대 13,51 : 충전물
14 : 배출증기입구 15 : 배수구
16 : 급수부 17,52 : 급수노즐
18 : 배출부 20 : 순환펌프
30,80 : 임시저장드럼 40,90 : 워터해머링방지수단
41,91 : 제1플랙시블관 42,92 : 제2플랙시블관
43,93 : 보조플랙시블관 53 : 폐배출증기라인
60 : 오그덴펌프 70 : 압력조절기
81 : 폐응축수라인 94 : 액체유도플랙시블관
100 : 드럼압조절수단 101 : 오버플로어부
102 : U형절곡부 103 : 물공급밸브
104 : 물배출밸브 105 : 수위조절밸브
110 : 보온부재

Claims (9)

  1. 폐배출증기라인(21)에 연결되어서 외부로 배출되는 배출증기로부터 현열 및 잠열을 회수하는 회수기(10);
    상기 회수기(10) 및 증기보일러에 연결되어서 회수기에서 전달되는 물을 상기 증기보일러로 펌핑하는 순환펌프(20);
    상기 회수기(10)와 순환펌프(20) 사이에 설치되어서 상기 순환펌프(20)의 펌핑량 및 펌핑압이 일정하게 유지되도록 상기 회수기(10)로부터 공급된 물을 일시 저장하고 상기 회수기(10)로부터 배출되는 고압의 배출증기 및 물을 저압으로 낮추는 임시저장드럼(30);
    폐배출증기라인(21), 회수기(10), 임시저장드럼(30) 사이의 연결부위에 설치되어서 이송매체로 인한 연결부위의 진동을 흡수 및 상쇄하여 연결부위의 손상을 방지시키는 워터해머링방지수단(40);을 포함하는 것을 특징으로 하는 증기회수장치용 펌핑장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 순환펌프(20)는,
    오그덴펌프로 이루어진 것을 특징으로 하는 증기회수장치용 펌핑장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 워터해머링방지수단(40)은,
    플랙시블관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 증기회수장치용 펌핑장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 워터해머링방지수단(40)은,
    상기 폐배출증기라인(21)과 회수기 사이에 설치되는 제1플랙시블관(41)과,
    상기 회수기(10)의 하단 중앙과 임시저장드럼(30)의 상부 중앙에 설치되어서 상기 회수기(10) 내의 고압의 증기 및 물을 상기 임시저장드럼(30) 측으로 안내하는 제2플랙시블관(42)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 증기회수장치용 펌핑장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 워터해머링방지수단(40)에는,
    상기 회수기(10)의 하부 일측과 상기 임시저장드럼(30)의 상부 일측에 설치되어서 상기 제2플랙시블관(42)이 막히거나 상기 제2플랙시블관(42)의 배출용량이 초과될 시 상기 회수기(10) 내의 고압의 증기 및 물을 상기 임시저장드럼(30) 측으로 안내하도록 보조플랙시블관(43)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 증기회수장치용 펌핑장치.
  6. 폐배출증기라인(53)에 연결되어서 대기로 버려지는 배출증기로부터 현열 및 잠열을 회수하는 회수기(50);
    상기 회수기(50) 및 증기보일러에 연결되어서 회수기(50)에서 전달되는 물을 상기 증기보일러로 펌핑하는 오그덴펌프(60);
    상기 오그덴펌프(60)에 연결되어서 상기 오그덴펌프(60)로 공급되는 스팀 또는 에어의 압력을 조절하여 상기 오그덴펌프(60)에 일정한 구동력을 제공하는 압력조절기(70);
    상기 폐배출증기라인(53), 회수기(50), 폐응축수라인(81)에 연결되고 상기 오그덴펌프(60)에 연결되어서, 상기 폐배출증기라인(53)에 포함된 액체 및 폐응축수라인(81)의 응축수가 유입되어 저장되고 상기 오그덴펌프(60)의 펌핑량 및 펌핑압이 일정하게 유지되도록 상기 회수기(50)로부터 공급된 물을 일시 저장하며 상기 회수기(50)로부터 배출되는 고압의 배출증기 및 물을 저압으로 낮추는 임시저장드럼(80);
    상기 폐배출증기라인(53), 회수기(50), 임시저장드럼(80) 사이의 연결부위에 설치되어서 이송매체로 인한 연결부위의 진동을 흡수 및 상쇄하여 연결부위의 손상을 방지시키는 워터해머링방지수단(90);
    상기 임시저장드럼(80)에 연결되어서 그 내부의 증기압 또는 수위가 규정 수준을 초과할 경우 상기 임시저장드럼(80) 내의 저장수 또는 증기를 외부로 배출시키고, 상기 임시저장드럼(80) 상부의 저장수 또는 증기압이 규정 수준 이하일 경우 상기 저장수 또는 증기가 외부로 배출되는 것을 차단시키는 드럼압조절수단(100);을 포함하는 것을 특징으로 하는 증기회수장치용 펌핑장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 드럼압조절수단(100)은,
    상기 임시저장드럼(80)에 연결되어서 그 내부의 저장수 또는 증기를 외부로 배출시키는 오버플로어부(101)와,
    상기 오버플로어부(101)의 하부에 연결되고 내부 물이 저장되는 U형절곡 부(102)와,
    상기 U형절곡부(102)의 상단보다 높은 위치의 상기 오버플로어부(101)에 설치되고 상기 U형절곡부(102)의 내부에 물을 공급하기 위한 물공급밸브(103)와,
    상기 U형절곡부(102)의 하단에 설치되며 상기 U형절곡부(102) 내의 물을 배출시키기 위한 물배출밸브(104)와,
    상기 U형절곡부(102)의 상부 일측에 설치되어서 상기 U형절곡부(102) 내의 수위를 조절하기 위한 수위조절밸브(105)로 이루어진 것을 특징으로 하는 증기회수장치용 펌핑장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 오버플로어부(101)는,
    그 상부가, 상기 임시저장드럼(80)의 상부면보다 높게 위치되고 상기 폐배출증기라인(53)보다 100mm 이상 아래에 위치되는 것을 특징으로 하는 증기회수장치용 펌핑장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 수위조절밸브(105)의 설치 위치는,
    상기 U형절곡부(102)의 하단을 기준으로, 상기 U형절곡부(102)의 내경값보다 높은 위치이며, 그리고 상기 U형절곡부(102)의 내경값에 150mm를 더한 값보다는 낮은 위치인 U형절곡부(102)의 어느 한 지점에 설치되는 것을 특징으로 하는 증기회수장치용 펌핑장치.
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