KR101879074B1 - Cmcp 스팀 응축수 재활용 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 CMCP건조기에서 배출된 스팀 응축수를 재활용할 수 있도록 된 새로운 구조의 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템을 개시한다. 개시된 본 발명에 따른 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템은 응축수이송라인을 통해 이송되는 응축수의 온도와 전도도에 따라 자동으로 응축수를 백수탱크로 공급하거나 바이패스라인을 통해 배출함으로써 온도와 전도도가 재활용하기에 적합한 응축수만을 선별하여 재활용할 수 있다. 따라서, 응축수를 폐기함에 따른 순수의 제조와 폐기에 따른 비용증가를 최소화할 수 있을 뿐 아니라, 온도와 전도도가 기준에 부합하지 않은 응축수는 자동으로 폐기함으로써 부적절한 응축수를 재활용함에 따라 보일러나 터빈 및 CMCP건조기 등에 문제가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

Description

CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템{CMCP steam condensation water recycling system}
본 발명은 CMCP건조기에서 배출된 스팀 응축수를 재활용할 수 있도록 된 새로운 구조의 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 코크스 제조용 원료탄을 5∼6% 정도의 수분함률로 건조시키는데 사용되는 CMCP건조기(Coal Moisture Control Process Dryer)는, 도 1에 도시한 바와 같이, CDQ(Coke Dry Quenching) 설비에 구비된 보일러(1)에 연결되어 상기 보일러(1)에서 발생된 저온저압의 스팀을 열원으로 이용하고 있다.
이때, 상기 CDQ설비의 보일러(1)에서는 고온고압(105kg/㎤, 545℃)의 스팀이 발생되므로, 이렇게 발생된 고온고압의 스팀은 제1배관(1a)을 통해 발전기용 터빈(2)으로 공급되어 스팀의 온도와 압력이 저온저압(13.2kg/㎤, 210℃)으로 낮아지도록 하고, 이와 같이 발전기용 터빈(2)을 통과하여 온도와 압력이 낮아진 스팀은 제2배관(2a)을 통해 CMCP건조기(3)와, 화성, 침상코스크, 제철소 등으로 나뉘어 공급되도록 하고 있다.
상기 제2배관(2a)을 통해 저온저압의 스팀을 공급받는 설비중에서, 상기 CMCP건조기(3)로 가장 많은 양의 스팀이 공급되며, CMCP건조기(3)로 공급된 스팀은 CMCP건조기(3)를 통과하면서 응축되어 배출되고, 이와 같이 배출된 응축수는 배출관(3a)을 통해 배출되어 폐기된다.
여기서, CDQ설비의 보일러(1)에서 스팀을 발생할 때 사용되는 용수는 순수제조설비에서 특수하게 제조된 순수를 이용한다.
따라서, 상기 CMCP건조기(3)를 통과한 스팀을 폐기할 경우, 순수의 사용량이 증가되고, 이에 따라 더욱 많은 양의 순수를 제조하여야 하므로 순수를 제조하기 위한 원수의 사용량과 순수를 제조하기 위한 약품의 사용량이 증가되며, 이로 인해, 에너지손실과 순수제조비용이 상승되는 문제점이 있었다.
또한, 폐기된 순수를 정화하기 위한 정화처리비 역시 증가되는 문제점이 있었다.
따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 방법이 필요하게 되었다.
대한민국 등록특허 10-0862865호 대한민국 등록특허 10-0737112호
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, CMCP건조기에서 배출된 스팀 응축수를 재활용할 수 있도록 된 새로운 구조의 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, CMCP건조기에서 배출되는 스팀 응축수를 재활용하기 위한 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템으로서, 상기 CMCP건조기에서 배출되는 응축수를 저장하는 저수탱크; 순수제조설비에서 제조된 순수를 저장하는 백수탱크; 상기 저수탱크와 백수탱크를 연결하는 응축수이송라인; 상기 응축수이송라인의 중간부에 연결되어 응축수이송라인을 전방의 공급부와 후방의 배출부로 구획하는 바이패스라인; 상기 공급부에 구비되어 공급부를 통해 흐르는 응축수의 온도와 전도도를 측정하는 온도측정기 및 전도도측정기; 및 상기 온도측정기와 전도도측정기의 신호에 따라 응축수가 바이패스라인 및 배출부 중 어느 하나로 이송되도록 하는 제어수단;을 포함하는 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템은, 상기 공급부에 구비되어 상기 저수탱크에 저장된 응축수가 상기 배출부 또는 바이패스라인으로 이송되도록 하는 응축수펌프; 및 상기 응축수펌프 후방의 공급부에 연결되어 공급부를 통과하는 응축수를 냉각시키는 냉각기;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템은, 상기 바이패스라인과 상기 배출부에 구비되어 바이패스라인과 배출부가 상호 반대로 개방 또는 폐쇄되도록 하는 바이패스 제어용 밸브 및 배출부 제어용 밸브를 더 포함할 수 있으며, 상기 제어수단은 상기 온도측정기와 전도도측정기의 신호를 수신하여, 상기 응축수의 온도와 전도도에 따라 상기 바이패스 제어용 밸브와 배출부 제어용 밸브가 서로 반대로 개폐되도록 제어하여, 응축수가 상기 배출부를 통해 백수탱크로 공급되거나, 상기 바이패스라인을 통해 배출되어 폐기되도록 할 수 있다.
상기 제어수단은, 상기 온도측정기와 전도도측정기로부터 수신된 상기 응축수의 온도가 90℃ 및 전도도가 5μs/㎤ 이상이면, 상기 바이패스 제어용 밸브는 개방하고 상기 배출부 제어용 밸브는 폐쇄하여 응축수가 바이패스라인을 통해 배출되어 폐기되도록 하고, 상기 온도측정기와 전도도측정기로부터 수신된 상기 응축수의 온도가 90℃ 및 5μs/㎤보다 낮으면, 상기 배출부 제어용 밸브는 개방하고 상기 바이패스 제어용 밸브는 폐쇄하여 응축수가 배출부를 통해 상기 백수탱크로 공급되도록 할 수 있다.
상기 냉각기는, 상기 공급부에 연결되어 자연순환연못을 통과하는 1차 냉각라인; 및 상기 공급부에 상기 1차 냉각라인의 후방에 위치되도록 연결되며 열교환기를 통과하는 2차 냉각라인;을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템은, 상기 1차 냉각라인의 양단에 구비된 한 쌍의 제1 게이트밸브; 상기 1차 냉각라인이 연결된 연결부의 사이에 위치되도록 상기 공급부의 중간부에 구비된 제2 게이트밸브와, 상기 2차 냉각라인의 양단에 구비된 한 쌍의 제3 게이트밸브; 및 상기 2차 냉각라인이 연결된 연결부의 사이에 위치되도록 상기 공급부의 중간에 구비된 제4 게이트밸브를 더 포함하여, 상기 제1 내지 제4 게이트밸브를 선택적으로 개폐되도록 조작하여 상기 1차 냉각라인과 2차 냉각라인으로 흐르는 응축수의 흐름을 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템은 상기 응축수이송라인을 통해 이송되는 응축수의 온도와 전도도에 따라, 자동으로 응축수를 백수탱크로 공급하거나, 바이패스라인을 통해 배출함으로써 온도와 전도도가 재활용하기에 적합한 응축수만을 선별하여 재활용할 수 있다.
따라서, 응축수를 폐기함에 따른 순수의 제조와 폐기에 따른 비용증가를 최소화할 수 있을 뿐 아니라, 온도와 전도도가 기준에 부합하지 않은 응축수는 자동으로 폐기함으로써 부적절한 응축수를 재활용함에 따라 보일러나 터빈 및 CMCP건조기 등에 문제가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 CMCP건조기에 공급되는 스팀의 흐름을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템을 도시한 구성도.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템의 작용을 도시한 참고도.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템을 도시한 도면들로서, 본 발명에 따른 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템은 CMCP건조기(3)에서 배출되는 스팀 응축수를 재활용함으로써 순수의 제조와 폐기에 따른 비용증가를 줄일 수 있도록 구성된다.
구체적으로, 본 발명에 따른 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템은 CMCP건조기(3)에 연결되어 CMCP건조기(3)에서 배출되는 응축수를 저장하는 저수탱크(10)와, 순수제조설비(4)에서 제조된 순수를 저장하는 백수탱크(20) 및 저수탱크(10)와 백수탱크(20)를 연결하는 응축수이송라인(31,32)을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템은 응축수이송라인(31,32)의 중간부에 연결되어 응축수이송라인(31,32)을 전방의 공급부(31)와 후방의 배출부(32)로 구획하는 바이패스라인(40)과, 공급부(31)에 구비되어 저수탱크(10)에 저장된 응축수가 배출부(32) 또는 바이패스라인(40)으로 이송되도록 하는 응축수펌프(50)를 포함할 수 있다.
게다가, 본 발명에 따른 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템은 공급부(31)에 연결되어 공급부(31)를 통과하는 응축수를 냉각시키는 냉각기(60)와, 공급부(31)에서 냉각기(60)의 후방에 위치되도록 구비되어 각각 공급부(31)를 통해 흐르는 응축수의 온도와 전도도를 측정하는 온도측정기(70) 및 전도도측정기(80)를 포함할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템은 바이패스라인(40)과 배출부(32)에 각각 구비되어 바이패스라인(40)과 배출부(32)가 상호 반대로 개방 또는 폐쇄되도록 하는 바이패스 제어용 밸브(90) 및 배출부 제어용 밸브(100)를 포함하며, 제어수단(110)은 온도측정기(70)와 전도도측정기(80)에 연결되어 바이패스 제어용 밸브(90)와 배출부 제어용 밸브(100)의 개폐를 제어한다.
이와 같은 본 발명에 따른 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템에 있어서, 상기 저수탱크(10)는 연결관(11)을 통해 상기 CMCP건조기(3)에 연결되어 건조기(3)에 공급된 스팀이 응축되어 발생되는 응축수를 저장할 수 있도록 구성된다.
상기백수탱크(20)는 급수관(21)을 통해 상기 순수제조설비(4)에 연결되어 순수제조설비(4)에서 공급된 순수를 저장하는 것으로, 공급관(22)을 통해 CDQ설비의 보일러(1)에 연결되어 ,상기 순수제조설비(4)에서 제조된 순수와, 후술하는 바와 같이, 상기 응축수이송라인(31,32)을 통해 공급된 응축수를 저장한 후, 상기 CDQ설비의 보일러(1)로 공급할 수 있도록 구성된다.
상기 바이패스라인(40)은 별도로 마련된 폐수용 피트(41)에 연결되어 상기 공급부(31)를 통해 공급된 응축수를 상기 폐수용 피트(41)로 배출하여 폐기하는 기능을 한다.
상기 냉각기(60)는 상기 공급부(31)에 연결되어 자연순환연못(61a)을 통과하는 1차 냉각라인(61)과, 상기 공급부(31)에 상기 1차 냉각라인(61)의 후방에 위치되도록 연결되며 열교환기(62a)를 통과하는 2차 냉각라인(62)과, 상기 1차 냉각라인(61)의 양단에 구비된 한 쌍의 제1 게이트밸브(63)와, 상기 1차 냉각라인(61)이 연결된 연결부의 사이에 위치되도록 상기 공급부(31)의 중간부에 구비된 제2 게이트밸브(64)와, 상기 2차 냉각라인(62)의 양단에 구비된 한 쌍의 제3 게이트밸브(65)와, 상기 2차 냉각라인(62)이 연결된 연결부의 사이에 위치되도록 상기 공급부(31)의 중간에 구비된 제4 게이트밸브(66)로 구성된다.
따라서, 상기 제1 내지 제4 게이트밸브(63,64,65,66)를 선택적으로 개폐되도록 조작하여, 상기 1차 냉각라인(61)과 2차 냉각라인(62)으로 흐르는 응축수의 흐름을 제어할 수 있다.
즉, 상기 제1 게이트밸브(63)와 제3 게이트밸브(65)를 개방하고, 상기 제2 게이트밸브(64)와 제4 게이트밸브(66)를 폐쇄하면, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 응축수펌프(50)에 의해 가압되어 공급부(31)를 통해 흐르는 응축수는 상기 1차 냉각라인(61)과 2차 냉각라인(62)을 통과하면서 2단계로 냉각된다.
그리고, 상기 제2 게이트밸브(64)와 제4 게이트밸브(66)를 개방하고, 상기 제1 게이트밸브(63)와 제3 게이트밸브(65)를 폐쇄하면, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 응축수는 상기 1차 냉각라인(61)과 2차 냉각라인(62)을 통과하지 않고 후방으로 바로 이송된다.
상기 온도측정기(70)와 전도도측정기(80)는 다양한 종류의 것이 개발되어 널리 사용되고 있음으로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
상기 바이패스 제어용 밸브(90)와 배출부 제어용 밸브(100)는 상기 제어수단(110)의 전기신호에 따라 작동되는 모터가 구비되어, 상기 모터의 작동을 제어하여 개폐할 수 있도록 된 원격제어밸브를 이용한다.
상기 제어수단(110)은 상기 온도측정기(70)와 전도도측정기(80)의 신호를 수신하여, 상기 응축수의 온도와 전도도에 따라, 상기 바이패스 제어용 밸브(90)와 배출부 제어용 밸브(100)가 서로 반대로 개폐되도록 제어하여, 응축수가 상기 배출부(32)를 통해 백수탱크(20)로 공급되거나, 응축수가 상기 바이패스라인(40)을 통해 배출되어 폐기되도록 한다.
예를 들어, 상기 제어수단(110)은 상기 응축수가 90℃, 5μs/㎤이하이면, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 제어수단(110)은 상기 배출부 제어용 밸브(100)를 개방하고 상기 바이패스 제어용 밸브(90)를 폐쇄하여, 응축수가 배출부(32)를 통해 상기 백수탱크(20)로 공급되도록 한다.
반대로, 상기 응축수가 90℃, 5μs/㎤이상이면, 상기 제어수단(110)은 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 바이패스 제어용 밸브(90)를 개방하고 상기 배출부 제어용 밸브(100)를 폐쇄하여, 응축수가 바이패스라인(40)을 통해 상기 폐수용 피트(41)로 배출되어 폐기되도록 한다.
이와 같이 구성된 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템은 상기 응축수이송라인(31,32)을 통해 이송되는 응축수의 온도와 전도도에 따라, 자동으로 응축수를 백수탱크(20)로 공급하거나, 바이패스라인(40)을 통해 배출함으로서, 온도와 전도도가 재활용하기에 적합한 응축수만을 선별하여 재활용할 수 있다.
따라서, 응축수를 폐기함에 따른 순수의 제조와 폐기에 따른 비용증가를 최소화할 수 있을 뿐 아니라, 온도와 전도도가 기준에 부합하지 않은 응축수는 자동으로 폐기함으로써, 부적절한 응축수를 재활용함에 따라 보일러(1)나 터빈(2) 및 CMCP건조기(3) 등에 문제가 발생되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 상기 냉각기(60)는 상기 공급부(31)에 연결되어 자연순환연못(61a)을 통과하는 1차 냉각라인(61)과, 상기 공급부(31)에 상기 1차 냉각라인(61)의 후방에 위치되도록 연결되며 열교환기(62a)를 통과하는 2차 냉각라인(62)으로 구성되어, 최소한의 에너지를 이용하여 공급부(31)를 통과하는 응축수를 적절한 온도로 냉각시킬 수 있는 장점이 있다.
특히, 상기 냉각기(60)에는 상기 1차 냉각라인(61)의 양단에 구비된 한 쌍의 제1 게이트밸브(63)와, 상기 1차 냉각라인(61)이 연결된 연결부의 사이에 위치되도록 상기 공급부(31)의 중간부에 구비된 제2 게이트밸브(64)와, 상기 2차 냉각라인(62)의 양단에 구비된 한 쌍의 제3 게이트밸브(65)와, 상기 2차 냉각라인(62)이 연결된 연결부의 사이에 위치되도록 상기 공급부(31)의 중간에 구비된 제4 게이트밸브(66)가 구비되어, 상기 제1 내지 제4 게이트밸브(63,64,65,66)를 선택적으로 개폐되도록 조작하여, 상기 1차 냉각라인(61)과 2차 냉각라인(62)으로 흐르는 응축수의 흐름을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 냉각기(60)를 유지보수할 경우, 상기 제1 내지 제4 게이트밸브(63,64,65,66)를 조작하여, 응축수가 1차 냉각라인(61)과 2차 냉각라인(62)을 통과하지 이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.않고 바로 배출될 수 있도록 할 수 있는 장점이 있다.
이상, 여기서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였지만, 본 발명이 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10. 저수탱크 20. 복수탱크
31,32. 응축수이송라인 40. 바이패스라인
50. 응축수펌프 60. 냉각기
70. 온도측정기 80. 전도도측정기
90. 바이패스 제어용 밸브 100. 배출부 제어용 밸브
110. 제어수단

Claims (6)

  1. CMCP건조기(3)에서 배출되는 스팀 응축수를 재활용하기 위한 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템으로서,
    상기 CMCP건조기(3)에서 배출되는 응축수를 저장하는 저수탱크(10);
    순수제조설비(4)에서 제조된 순수를 저장하는 백수탱크(20);
    상기 저수탱크(10)와 백수탱크(20)를 연결하는 응축수이송라인(31,32);
    상기 응축수이송라인(31,32)의 중간부에 연결되어 응축수이송라인(31,32)을 전방의 공급부(31)와 후방의 배출부(32)로 구획하는 바이패스라인(40);
    상기 공급부(31)에 구비되어 공급부(31)를 통해 흐르는 응축수의 온도와 전도도를 측정하는 온도측정기(70) 및 전도도측정기(80); 및
    상기 온도측정기(70)와 전도도측정기(80)의 신호에 따라 응축수가 바이패스라인(40) 및 배출부(32) 중 어느 하나로 이송되도록 하는 제어수단(110);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급부(31)에 구비되어 상기 저수탱크(10)에 저장된 응축수가 상기 배출부(32) 또는 바이패스라인(40)으로 이송되도록 하는 응축수펌프(50); 및
    상기 응축수펌프(50) 후방의 공급부(31)에 연결되어 공급부(31)를 통과하는 응축수를 냉각시키는 냉각기(60);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이패스라인(40)과 상기 배출부(32)에 구비되어 바이패스라인(40)과 배출부(32)가 상호 반대로 개방 또는 폐쇄되도록 하는 바이패스 제어용 밸브(90) 및 배출부 제어용 밸브(100)를 더 포함하며,
    상기 제어수단(110)은 상기 온도측정기(70)와 전도도측정기(80)의 신호를 수신하여, 상기 응축수의 온도와 전도도에 따라 상기 바이패스 제어용 밸브(90)와 배출부 제어용 밸브(100)가 서로 반대로 개폐되도록 제어해서 응축수가 상기 배출부(32)를 통해 백수탱크(20)로 공급되거나 상기 바이패스라인(40)을 통해 배출되어 폐기되도록 하는 것을 특징으로 하는 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어수단(110)은
    상기 온도측정기(70)와 전도도측정기(80)로부터 수신된 상기 응축수의 온도가 90℃ 및 전도도가 5μs/㎤ 이상이면, 상기 바이패스 제어용 밸브(90)는 개방하고 상기 배출부 제어용 밸브(100)는 폐쇄하여 응축수가 바이패스라인(40)을 통해 배출되어 폐기되도록 하고,
    상기 온도측정기(70)와 전도도측정기(80)로부터 수신된 상기 응축수의 온도가 90℃ 및 5μs/㎤보다 낮으면, 상기 배출부 제어용 밸브(100)는 개방하고 상기 바이패스 제어용 밸브(90)는 폐쇄하여 응축수가 배출부(32)를 통해 상기 백수탱크(20)로 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각기(60)는,
    상기 공급부(31)에 연결되어 자연순환연못(61a)을 통과하는 1차 냉각라인(61); 및
    상기 공급부(31)에 상기 1차 냉각라인(61)의 후방에 위치되도록 연결되며 열교환기(62a)를 통과하는 2차 냉각라인(62);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 1차 냉각라인(61)의 양단에 구비된 한 쌍의 제1 게이트밸브(63);
    상기 1차 냉각라인(61)이 연결된 연결부의 사이에 위치되도록 상기 공급부(31)의 중간부에 구비된 제2 게이트밸브(64);
    상기 2차 냉각라인(62)의 양단에 구비된 한 쌍의 제3 게이트밸브(65); 및
    상기 2차 냉각라인(62)이 연결된 연결부의 사이에 위치되도록 상기 공급부(31)의 중간에 구비된 제4 게이트밸브(66);
    를 더 포함하며,
    상기 제1 내지 제4 게이트밸브(63,64,65,66)를 선택적으로 개폐되도록 조작하여 상기 1차 냉각라인(61)과 2차 냉각라인(62)으로 흐르는 응축수의 흐름을 제어할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 CMCP 스팀 응축수 재활용 시스템.
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