KR101383859B1 - Two drum type marine boiler - Google Patents
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Abstract
본 발명은 증기 생성을 위한 보일러 내부의 열교환 효율이 향상되도록 한 2-드럼 타입의 선박용 보일러에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 다수의 뱅크튜브가 내설되어 있는 몸체부와; 상기 몸체부의 하부에 구비되고, 물이 저장되어 있는 워터드럼과; 상기 몸체부의 상부에 구비되고, 상기 물로부터 생성된 증기가 유입되는 스팀드럼과; 상기 몸체부의 내부에 화염을 공급하기 위한 버너부;를 포함하며, 상기 뱅크튜브는 버너부의 화염에 의해 공급된 열기에 의해 상기 워터드럼의 물을 증발시켜 상기 스팀드럼으로 연통시키고, 또한 외표면에 열교환 면적을 넓히기 위한 다수의 방열핀이 돌출 형성되어 열교환 성능을 증대하도록 한 것을 특징으로 하는 2-드럼 타입의 선박용 보일러를 제공하는 것이다.The present invention relates to a two-drum type marine boiler to improve the heat exchange efficiency inside the boiler for steam generation.
To this end, the present invention and the body portion is a plurality of bank tubes are built-in; A water drum provided below the body part and storing water; A steam drum provided at an upper portion of the body part and into which steam generated from the water is introduced; And a burner part for supplying a flame to the inside of the body part, wherein the bank tube communicates with the steam drum by evaporating the water in the water drum by heat supplied by the flame of the burner part. It is to provide a two-drum type marine boiler characterized in that a plurality of heat dissipation fins are formed to protrude to increase the heat exchange area to increase the heat exchange performance.
Description
본 발명은 선박용 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 증기의 발생을 위한 보일러 내부의 열교환 효율이 증대된 2-드럼 타입의 선박용 보일러에 관한 것이다.
The present invention relates to a marine boiler, and more particularly to a two-drum type marine boiler with increased heat exchange efficiency inside the boiler for the generation of steam.
일반적으로 보일러(boiler)는 연료의 연소열을 물 등에 전달하여 온도와 압력이 높은 증기를 발생시키는 장치로서, 화력발전소나 선박 등의 증기기관, 각종 공장의 작업용 장치 및 난방용 장치 등에 증기를 공급하는데 사용한다.In general, a boiler is a device that generates steam with high temperature and pressure by transferring the heat of combustion of fuel to water, etc. do.
이러한 보일러는 그 구조상의 종류에 따라 여러 종류가 있으며, 그 중 선박용 보일러는 통상 증기를 생산하여 선박에서 사용되는 터빈을 구동시키거나 또는 터빈 및 보일러를 구동하기 위한 기름탱크를 미리 가열하여 에너지를 절약할 수 있도록 하는 역할을 한다.There are many kinds of such boilers according to their structural type. Among them, marine boilers usually produce steam to drive turbines used in ships or preheat the oil tanks for driving turbines and boilers to save energy. It does what it does.
종래 선박용 보일러는 내부에 소정의 공간부를 갖는 밀폐된 몸체부와, 상기 몸체부의 측면에 설치된 버너부를 포함하여 구성되고, 상기 버너부에서 제공되는 화염에 의해 발생된 고열의 연소가스로 물을 증발시켜 증기를 생성하며, 이때 연소가스와 물 간에 열전달은 연소가스가 튜브를 통과하면서 튜브 외측에 채워진 물과 열교환하여 이루어진다.Conventional marine boilers include a closed body portion having a predetermined space therein and a burner portion provided on the side of the body portion, and the water is evaporated by the combustion gas of high heat generated by the flame provided by the burner portion. Steam is generated, where heat transfer between the combustion gas and the water is accomplished by heat exchange with the water filled outside the tube as the combustion gas passes through the tube.
그런데, 이러한 종래 선박용 보일러는 연소가스와 물의 열교환시 통상적인 구조의 튜브를 사용함으로 인하여 열전달 효율이 저하되는 문제점이 있다.However, the conventional marine boiler has a problem that the heat transfer efficiency is lowered by using a tube having a conventional structure when heat exchange of the combustion gas and water.
따라서 종래 선박용 보일러는 연소가스와 물의 열교환시 열전달 효율을 높이기 위해 보다 많은 튜브를 필요로 하게 되고, 또한 강수관(downcomer)이 몸체부의 내부에 설치되어짐으로 인해 보일러의 부피가 커지게 되며, 그에 따른 설치 비용이 증가하게 되는 문제점이 초래된다.
Therefore, the conventional marine boiler needs more tubes to increase the heat transfer efficiency during the heat exchange of the combustion gas and water, and also because the downcomer is installed inside the body portion, the volume of the boiler increases. The problem is that the installation cost is increased.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 보일러 내의 뱅크튜브를 열교환 성능을 향상시킨 구조로 구성함으로써, 몸체부 내에 설치되는 뱅크튜브의 개수를 감소시켜 부피를 축소함과 동시에 보일러 내부의 열교환 성능을 향상시킨 2-드럼 타입의 선박용 보일러를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, by configuring the bank tube in the boiler to improve the heat exchange performance, by reducing the number of bank tubes installed in the body portion to reduce the volume and at the same time inside the boiler The purpose is to provide a two-drum type marine boiler with improved heat exchange performance.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 다수의 뱅크튜브가 내설되어 있는 몸체부와, 몸체부의 하부에 구비되고 물이 저장되어 있는 워터드럼과, 몸체부의 상부에 구비되고 상기 물로부터 생성된 증기가 유입되는 스팀드럼과, 몸체부의 내부에 화염을 공급하기 위한 버너부를 포함하며 뱅크튜브는 버너부의 화염에 의해 공급된 열기에 의해 워터드럼의 물을 증발시켜 스팀드럼으로 연통시키고, 또한 외표면에 열교환 면적을 넓히기 위한 다수의 방열핀이 돌출 형성되어서 열교환 성능을 증대하도록 한 것을 특징으로 하는 2-드럼 타입의 선박용 보일러를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a body portion in which a plurality of bank tubes are built, a water drum provided at a lower portion of the body portion and storing water, and a steam generated from the water provided at the upper portion of the body portion. And a burner part for supplying flame to the inside of the body part, and the bank tube communicates with the steam drum by evaporating the water in the water drum by the heat supplied by the flame of the burner part. Provided is a two-drum type marine boiler, characterized in that a plurality of heat dissipation fins are formed to protrude to increase the heat exchange area to increase the heat exchange performance.
본 발명에서, 상기 방열핀은, 뱅크튜브의 외표면을 따라 방사형으로 돌출 형성되며, 연소가스의 진행방향으로 벤딩된 것을 특징으로 한다.In the present invention, the heat radiating fins are formed radially protruding along the outer surface of the bank tube, it is characterized in that the bent in the direction of the combustion gas.
또한, 본 발명은, 상기 스팀드럼에서 응축된 물을 워터드럼으로 회수하기 위한 강수관이 몸체부의 외부에 배열 설치되어 있으며, 상기 스팀드럼과 워터드럼은 타원형상의 단면을 갖는 구조로 형성된 것을 특징으로 한다.
In addition, the present invention, the precipitation pipe for recovering the water condensed in the steam drum to the water drum is arranged on the outside of the body portion, the steam drum and the water drum is characterized in that the structure having an elliptical cross-section do.
본 발명에 따른 2-드럼 타입의 선박용 보일러는 기존 선박용 보일러에 비해 몸체부 내 뱅크튜브의 개수를 감소시켜 부피를 축소시킬 수 있음과 동시에 보일러 내부의 열교환 성능을 기존 보일러와 동등한 수준으로 유지 내지는 향상시킬 수 있고, 또한 강수관이 몸체부의 외부에 배열 설치되어 있으므로 보일러의 전체 부피가 줄어들게 하는 효과가 있다.
The 2-drum type marine boiler according to the present invention can reduce the volume by reducing the number of bank tubes in the body compared to the existing marine boiler and at the same time maintain or improve the heat exchange performance inside the boiler at the same level as the existing boiler. In addition, since the precipitation pipe is arranged outside the body portion, there is an effect of reducing the overall volume of the boiler.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 2-드럼 타입의 선박용 보일러를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 A-A에 따른 단면도.1 is a view showing a two-drum type marine boiler according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along AA of FIG. 1.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
첨부된 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 2-드럼 타입의 선박용 보일러는 내부에 공간이 마련되어 있는 몸체부(1)와, 상기 몸체부(1)의 내부에 화염을 제공하기 위한 버너부(2)와, 상기 몸체부(1)의 상부와 하부에 각각 구성되는 스팀드럼(4)과 워터드럼(3) 등을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the two-drum type marine boiler according to an embodiment of the present invention has a
상기 몸체부(1)는 일정 체적의 공간을 갖는 구성요소로서, 이 몸체부(1)를 상하로 가로지르는 디비젼 월 튜브(division wall tube)(7)에 의해 좌우로 구분되어 각각 증발부(9)와 연소실(8)이 형성된다.The
상기 연소실(8) 상부의 몸체부(1) 외벽면에서 버너부(2)가 설치되어 있고, 상기 연소실(8)에는 버너부(2)로부터 공급된 오일연료에 의해 고열의 연소가스가 형성된다.The
상기 증발부(9)는 디비젼 월 튜브(7)를 사이에 두고 연소실(8)과 인접해 있으므로 인해 상기 디비젼 월 튜브(7) 사이로 유입된 연소가스의 고열에 의해 승온된다.Since the
상기 몸체부(1)의 증발부(9)에는 다수의 뱅크튜브(bank tube)(5)가 내설되고, 상기 뱅크튜브(5)는 워터드럼(3)과 스팀드럼(4)을 연통시켜 워터드럼(3)에서 유입된 물을 증기화하는 역할을 한다.
상기 뱅크튜브(5)는, 도 1에 도시된 바와 같이 상하로 길게 직선적으로 연장된 관으로서, 상기 스팀드럼(4)의 하면과 상기 워터드럼(3)의 상면을 서로 연결함으로써, 상기 스팀드럼(4)을 지지하고 있다.A plurality of
The
상기 뱅크튜브(5)는 연소실(8)에서 생성된 고열의 연소가스에 의해 가열되어 내부에 수용된 워터드럼(3)의 물을 증기화하고, 이에 따라 생성된 증기는 뱅크튜브(5) 내부 압력에 의해 상승되어 상부의 스팀드럼(4)으로 유입된다.The
즉, 상기 뱅크튜브(5)는 내부에 수용된 물과 외부의 열원인 연소가스 간의 열교환에 의해 워터드럼(3)의 물을 가열하여 증기화하게 된다.That is, the
상기 워터드럼(3)은 증기 생성을 위한 물이 저장되어 있는 구성요소로 몸체부(1)의 하부에 구비되고, 상기 스팀드럼(4)은 워터드럼(3)의 물로부터 생성된 증기를 수용하기 위한 구성요소로 몸체부(1)의 상부에 구비되어 있다.The
또한, 상기 뱅크튜브(5)는 외표면에 열교환 면적을 넓히기 위한 다수의 방열핀(6)이 돌출 형성되어 있어서, 내부에 수용된 물과 버너부(2)로부터 공급된 화염에 의해 생성된 연소열 간의 열교환 성능을 증대시키게 된다.In addition, the
상기 방열핀(6)은 뱅크튜브(5) 내에 유입된 물의 저열을 방출하고 연소실(8)에서 전달된 연소가스의 고열을 흡수하여 뱅크튜브(5)의 열교환 성능을 향상시킬 수 있다.The
또한, 상기 방열핀(6)은 뱅크튜브(5)의 외표면을 따라 방사형으로 돌출 형성될 수 있고, 증발부(9)와 연소실(8) 사이에 배치되어 있는 디비젼 월 튜브(7)들 사이로 유입되는 연소가스의 진행방향으로 벤딩되게 함으로써 열접촉 면적을 최대화하도록 구비될 수 있다.In addition, the
상기 스팀드럼(4)은 뱅크튜브(5)에서 증발된 증기가 계속해서 유입됨에 따라 내부의 증기가 응축될 수 있는데, 이렇게 스팀드럼(4)에서 응축된 물을 다시 워터드럼(3)으로 유동시켜 회수하기 위한 강수관(10)이 상기 몸체부(1)의 외부에 배치되어 구성된다.
본 실시예에서 상기 스팀드럼(4)과 워터드럼(3)은, 제1 중심축(C1)을 따라 길게 연장되어 있는 용기로서, 고압에 견딜 수 있도록 상기 제1 중심축(C1)을 장축으로 하는 타원형상의 평면 구조를 가지도록 형성되며, 서로 마주하는 상태로 상기 몸체부(1)의 상부 및 하부에 각각 배치되어 있다.
본 실시예에서 상기 몸체부(1)는, 상기 제1 중심축(C1)과 수직하게 교차하는 제2 중심축(C2)을 따라 길게 연장되어 있는 직사각형 평면 구조를 가지도록 형성되어 있다.
본 실시예에서, 상기 디비젼 월 튜브(7)는 상하로 길게 연장되어 있는 관으로서 상기 제1 중심축(C1)과 평행한 제3 중심축(C3)을 따라 복수 개 배열되어 있으며, 상기 몸체부(1)는 상기 디비젼 월 튜브(7)에 의해 좌우로 구분되어 내부에 상기 증발부(9)와 연소실(8)이 각각 형성되어 있다.The
In the present embodiment, the
In the present embodiment, the
In the present embodiment, the
상기 강수관(10)은 스팀드럼(4)과 워터드럼(3)을 연통시키는 구조로 설치되고, 스팀드럼(4)에서 응축된 물이 자중에 의해 유동되어 워터드럼(3)으로 유입되도록 첨부된 도 1에 도시된 바와 같이 상기 스팀드럼(4)에 연결된 부분이 비스듬하게 기울어진 ㄷ자형 파이프로 구성된다.
상기 강수관(10)은, 상하로 길게 연장된 관으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1 중심축(C1)과 나란하며 상기 제1 중심축(C1)과 근접하게 배치된 제4 중심축(C4)을 따라 상기 몸체부(1)의 좌측 단변의 외부에 배열되어 있다.The
The
그리고, 본 발명에 따른 선박용 보일러는 이를 구성하고 있는 구성요소 중 압력하중이 가장 큰 스팀드럼(4)과 워터드럼(3)을 타원형상의 평면 구조로 구성함에 의해 하중을 분산시켜 압력하중이 집중되는 부분을 제거하여 내구성이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.
본 실시예에서 상기 스팀드럼(4)과 워터드럼(3)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 몸체부(1)의 좌단부에 있는 상기 증발부(9)의 상부 및 하부에 각각 배치되어 있다.In addition, the marine boiler according to the present invention distributes the load by configuring the
In the present embodiment, the
이와 같이 구성된 본 발명의 2-드럼 타입의 선박용 보일러에서 증기가 생성되는 일련의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to the series of operating processes for generating steam in the two-drum type marine boiler of the present invention configured as described above are as follows.
먼저 버너부(2)에서 공급된 오일연료의 연소에 의해 발생된 연소실(8)의 연소가스의 연소열이 뱅크튜브(5) 내부의 물에 전달되어 온도와 압력이 높은 증기를 발생시키고, 발생된 고온 고압의 증기는 그 압력에 의해 스팀드럼(4)으로 유입된다.First, the heat of combustion of the combustion gas of the
즉, 상기 뱅크튜브(5)는 워터드럼(3)으로부터 유입된 물을 연소실(8)에서 연소된 버너부(2)의 화염에 의한 연소가스의 열기에 의해 증기화시키고, 이렇게 생성된 증기는 상승되어 스팀드럼(4)으로 유입된 후 스팀드럼(4)의 상부에 설치된 증기 토출관(12)을 통해 증기 사용처로 공급된다.That is, the
그리고, 연소가스는 연소실(8)에서부터 증발부(9)를 경유하여 뱅크튜브(5)의 물을 가열한 후 몸체부(1) 상단에 구비되어 있는 배기덕트(11)를 통해 외부로 배출된다.
The combustion gas is heated from the
1 : 몸체부 2 : 버너부
3 : 워터드럼 4 : 스팀드럼
5 : 뱅크튜브 6 : 방열핀
7 : 디비젼 월 튜브 8 : 연소실
9 : 증발부 10 : 강수관
11 : 배기덕트 12 : 증기 토출관1: Body 2: Burner
3: water drum 4: steam drum
5: bank tube 6: heat dissipation fin
7: division wall tube 8: combustion chamber
9: evaporation unit 10: precipitation pipe
11: exhaust duct 12: steam discharge tube
Claims (4)
상기 스팀드럼(4)에서 응축된 물을 워터드럼(3)으로 재순환시키기 위한 강수관(10)이 상기 몸체부(1)의 외부에 배열되어 설치되고;
상기 스팀드럼(4)과 워터드럼(3)은, 제1 중심축(C1)을 따라 길게 연장되어 있는 용기로서, 고압에 견딜 수 있도록 상기 제1 중심축(C1)을 장축으로 하는 타원형상의 평면 구조를 가지도록 형성되며, 서로 마주하는 상태로 상기 몸체부(1)의 상부 및 하부에 각각 배치되어 있으며,
상기 몸체부(1)는, 상기 제1 중심축(C1)과 교차하는 제2 중심축(C2)을 따라 길게 연장되어 있는 직사각형 평면 구조를 가지도록 형성되며, 상기 제1 중심축(C1)과 나란한 제3 중심축(C3)을 따라 복수 개 배열되어 있으며 상하로 길게 연장된 디비젼 월 튜브(7)에 의해 좌우로 구분되어 내부에는 각각 증발부(9)와 연소실(8)이 형성되어 있으며,
상기 강수관(10)은, 상하로 길게 연장된 관으로서, 상기 제1 중심축(C1)과 나란하며 상기 제1 중심축(C1)과 근접하게 배치된 제4 중심축(C4)을 따라 상기 몸체부(1)의 단변의 외부에 배열되어 있으며,
상기 스팀드럼(4)과 워터드럼(3)은, 상기 증발부(9)의 상부 및 하부에 각각 배치되어 있으며,
상기 뱅크튜브(5)는, 상하로 길게 연장된 관으로서, 상기 스팀드럼(4)의 하면과 상기 워터드럼(3)의 상면을 서로 연결함으로써, 상기 스팀드럼(4)을 지지하고 있는 것을 특징으로 하는 2-드럼 타입의 선박용 보일러.The body portion 1 is provided with a plurality of bank tubes (5), the water drum (3) is provided in the lower portion of the body portion 1 and the water is stored, and the upper portion of the body portion (1) A steam drum 4 into which the steam generated from the water flows, and a burner part 2 for supplying a flame into the body part 1, and the bank tube 5 is supplied by the flame of the burner part. In the two-drum type marine boiler in which a path of evaporating water of the water drum (3) by hot air to the steam drum (4) and a plurality of banded heat dissipation fins (6) radially protruding from the outer surface thereof,
A downcomer 10 for recirculating the water condensed in the steam drum 4 to the water drum 3 is arranged outside the body 1;
The steam drum 4 and the water drum 3 are containers extending long along the first central axis C1. The steam drum 4 and the water drum 3 are elliptical planes having the first central axis C1 as long axes to withstand high pressure. Is formed to have a structure, and are disposed on the upper and lower portions of the body portion 1 in a state facing each other,
The body portion 1 is formed to have a rectangular planar structure extending along a second central axis C2 that intersects the first central axis C1, and the first central axis C1. A plurality of sidewalls are arranged along the third center axis (C3) side by side and divided by left and right by a division wall tube (7) extending up and down, the evaporator (9) and the combustion chamber (8) are formed therein, respectively.
The precipitation pipe 10 is a pipe extending vertically along the first central axis (C1) along the fourth central axis (C1) arranged in close proximity to the first central axis (C1) It is arranged outside the short side of the body portion 1,
The steam drum 4 and the water drum 3 are disposed above and below the evaporator 9, respectively.
The bank tube 5 is a tube extending vertically up and down to support the steam drum 4 by connecting the lower surface of the steam drum 4 and the upper surface of the water drum 3 to each other. A two-drum type marine boiler.
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KR102681525B1 (en) | 2023-04-21 | 2024-07-04 | 에이에스티 주식회사 | Bank Tube Type Boiler with Improving Thermal Efficiency and Checking Bank Tube Functions |
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Publication number | Publication date |
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KR20130001432A (en) | 2013-01-04 |
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