KR19980029656A - 터어보 증기 발생장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고속 유체흐름에 의한 대류 열 전달 방식의 열교환 과정을 가지며 연소가스의 팽창 에너지를 터어빈 구동으로 회수하므로써 소형 경량화된 증기 발생장치를 제공하고자 하는 것으로 연소용 공기의 압력을 상승시키는 공기 압축수단과, 압축공기와 연료를 혼합 연소시키는 연소 수단과, 고압 연소 가스열을 대류 열전달방식으로 열교환시켜 증기를 발생시키는 열교환 수단과, 고온 고압 연소가스의 팽창에 의해 구동되고 공기 압축수단을 구동시키는 터어빈과, 터어빈의 배기가스열을 회수하여 증기 발생 열교환 수단에 공급되는 물의 온도를 예열시키는 예열수단을 구비시킴으로써 이루어진다.
Description
본 발명은 고속 유체흐름에 의한 대류 열전달 방식의 열교환 과정을 가지며 연소가스의 팽창 에너지를 터어빈 구동으로 회수하므로써 소형 경량화된 터어보 증기 발생 장치를 제공하고자 하는 것이다.
증기 발생 장치는 연소용 공기를 공급하는 송풍기, 연료를 연소시키는 연소기, 연소열을 복사열 전달 방식으로 회수하는 열교환기로 이루어 진다.
송풍기는 연소에 필요한 공기를 대기압 수준으로 공급하는 연소기는 송풍기에서 공급된 연소공기를 이용하여 연료를 연소시키게 되며 열교환기는 연소기에서의 연소열을 복사열 전달에 의한 열교환 방식으로 열교환시켜 증기를 발생시키게 된다.
이러한 증기 발생 장치는 대기압 상태에서 연소가 이루어지고 복사열 전달 방식을 이용하게 되어 장치의 부피치가 크고 중량이 많이 나가는 문제점이 있게 된다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 소형 경량화된 증기 발생 장치를 제공하고자 하는 것으로 연소용 공기의 압력을 상승시키는 공기 압축수단과, 압축공기와 연료를 혼합 연소시키는 연소수단과, 고압 연소 가스열을 대류 열 전달방식으로 열교환시켜 증기를 발생시키는 증기 발생 열교환 수단과, 고온 고압 연소가스의 팽창에 의해 구동되고 공기 압축수단을 구동시키는 터어빈과, 터어빈의 배기 가스 열을 회수하여 증기 발생 열교환 수단에 공급되는 물의 온도를 예열시키는 예열 수단을 구비시킴으로써 이루어진다.
이러한 본 발명은 공기 압축수단에서 연소에 필요한 공기를 고압으로 압축하여 공급하고 상기 압축공기를 연소수단에서 연소연료와 혼합시켜 연소시켜 연소효율을 높이며 연소수단에서 배출된 고온 고압 연소가스열을 대류 열전달 방식을 이용하여 증기 발생 열교환 수단에서 회수하여 증기를 발생시키는 한편 고온 고압의 연소가스 팽창에 의해 터어빈을 구동시켜 터어빈축과 동일축으로 연결된 공기 압축 수단을 구동시키며 터어빈 배기 가스 열은 예열 수단에 의하여 공급되는 물의 온도를 높이도록 하므로써 소형 경량화 시킬 수 있는 것이다.
도1은 본 발명의 터어보 증기 발생 장치 구성도
도2는 본 발명의 열교환기 구성도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 공기 압축기 2 : 고압연소기
3 : 증기 발생 열교환기 4 : 터어빈
5 : 예열기 11 : 증기 발생 제1열교환기 내통
12 : 증기 발생 제2열교환기 내통 13 : 제1예열기 내통
14, 15 : 증기 발생 열교환기 나선홈 16 : 증기 발생 제1열교환기 외통
17 : 증기 발생 제2열교환기 외통 18 : 제1예열기 외통
19 : 제2예열기 내통 20 : 제2예열기 외통
본 발명을 첨부된 실시도면에 의거 상세히 설명한다.
도1은 본 발명 증기 발생 장치의 구성도로써 연소에 필요한 공기를 압축시키는 공기 압축기(1)와, 공기 압축기(1)에서 압축된 공기를 연소연료와 혼합시켜 고압 연소시키는 고압 연소기(2)와, 고압 연소기(2)에서 연소된 고온 고압의 연소 가스열을 대류 열전달 방식으로 회수하여 증기를 발생시키는 증기 발생 열교환기(3)와, 고압 연소기(2)의 고온 고압 연소가스 팽창에 의해 회전되고 공기 압축기(1)를 구동시키는 터어빈(4)과, 터어빈(4)의 배기 가스 열을 회수하여 증기 발생 열교환기(3)로 공급되는 물의 온도를 예열시키는 예열기(5)로 이루어 진다.
도2는 본 발명의 열교환기 구성도로써 고압 연소기(2)에서 연소된 배기 가스가 내측으로 통과되고 외측에 물이 흐르는 나선홈(14)을 형성시킨 증기 발생 제1열교환기 내통(11)과, 상기 내통(11)을 감싸고 내통(11)내부로 통과된 배기 가스가 외측으로 통과되게 하는 증기 발생 제1열교환기 외통(16)과, 증기 발생 제1열교환기 외통(16)과 일정높이를 두고 형성되며 외측으로 물이 흐르는 나선홈(15)을 형성시킨 증기 발생 제2열교환기 내통(12)과, 상기 내통(12)을 감싸고 내통(12)내부로 통과된 배기 가스가 외측으로 통과되게 하는 증기 발생 제2열교환기 외통(17)과, 증기 발생 제2열교환기 외통(17)과 일정높이를 두고 형성되며 내측으로 터어빈(4)을 통과한 배기 가스가 흐르고 외측으로 예열을 위하여 공급된 물이 흐르는 제1예열기 내통(13)과, 내통(13)을 감싸는 제1예열기 외통(18)과, 제1예열기 외통(18)과 일정한 높이를 두고 형성되며 내측으로 제1예열기 내통(13)을 지난 터어빈 배기 가스가 흐르고 외측으로 예열을 위하여 공급된 물이 흐르는 제2예열기 내통(19)과, 제2예열기 내통(19)을 감싸는 최외통인 제2예열기 외통(20)으로 이루어 진다.
여기서 나선홈(14)(15)은 증기 발생 제1열교환기 내통(11), 증기 발생 제2열교환기 내통(12)의 외측에 물이 흐를 수 있도록 홈을 파주되 나선형을 띄도록 한다.
이러한 구성의 본 발명에서, 연소공기는 공기 압축기(1)에서 압축되어 고압 연소기(2)에 인가되므로써 고압 연소기(2)에서는 고압의 압축 공기와 연료를 혼합 연소시키게된다.
고압 연소기(2)에서 연소된 고온 고압 연소가스는 제2도에 도시된 증기 발생 제1열교환기(11), (16) 및 제2열교환기(12), (17)를 거쳐 도1에 도시된 터이빈(4)을 돌리게 되고, 제1도에 도시된 증기 발생 열교환기(3)에는 제2도에 도시된 제1예열기(13), (18) 및 제2예열기(19), (20)를 통과한 물이 공급된다.
고압 연소기(2)에서 연소된 고온 고압 연소가스는 증기 발생 제1열교환기 내통(11)의 내부를 통과하고 다시 증기 발생 제2열교환기 내통(12)의 내부를 통과하고 터어빈(4)을 돌리고 제1예열기 내통(13)의 내부를 지나 제2예열기 내통(19)을 통과하여 배출되어 진다.
즉 증기 발생 열교환기(3) 내부에서 연소가스는 A→B→C→D순으로 각각 증기 발생 제1열교환기 내통(11), 증기 발생 제2열교환기 내통(12), 제1예열기 내통(13), 제2예열기 내통(19) 내부를 통과하게 된다.
도1에 도시된 예열기(5)에서 증기 발생 열교환기(3)로 공급되는 물은 제2 예열기 외통(20) 및 제1예열기 외통(18)의 내부를 흐른 뒤 증기 발생 제2열교환기 내통(12)의 나선홈(15)을 타고 흐르며 다시 증기 발생 제1열교환기 내통(11)을 타고 흐른뒤 증기로 배출되어 진다.
즉 예열기(5)와 증기 발생 열교환기(3) 내부에서 물은 E→F→G→H순으로 각각 제2예열기 내통(19)과 외통(20)사이, 제1예열기 외통(18)과 내통(13)사이, 증기 발생 제2열교환기 내통(12)의 나선홈(15), 증기 발생 제1열교환기 내통(11)의 나선홈(14)을 타고 흐르게 된다.
여기서 연소가스의 온도는 증기 발생 제1열교환기 내통(11) 내부에서 가장 높고, 증기 발생 제2열교환기 내통(12) 내부에서 그다음 높으며 제2예열기 내통(19)내부에서 가장 낮게 된다.
도1에 도시된 예열기(5)에서 공급된 물은 제2도에 도시된 제2예열기 내통(19) 및 외통(20), 제1예열기 내통(13) 및 외통(18)의 사이를 흐르며 온도가 상승하고 다시 증기 발생 제1열교환 내통(11)의 나선홈(14)을 타고 흐르며 증기로 변환된 후 배출되어 진다.
즉 예열기(5)에서 공급된 물은 온도가 가장 낮은 연소가스가 내부에 흐르는 제2예열기 내통(19)과 제2예열기 내통(13)에서 예열되고 다시 증기 발생 제2열교환기 내통(12)에서 가열된 후 증기 발생 제1열교환기 내통(11)에서 증기로 변환 가열되게 된다.
증기 발생 열교환기(3)를 통과한 고온 고압의 연소가스는 터어빈(4)을 회전시키게 되고 터어빈(4)의 회전동력은 공기 압축기(1)를 구동시키는데 사용되어지므로 처음 증기 발생 장치를 구동시키면 자체 동력에 의해 구동이 가능하다.
터어빈(4)을 돌린 배기 가스는 아직 열이 남아 있으므로 예열기(5)에서 물을 예열 시키는데 사용한다.
예열기(5)는 배기 가스의 열을 이용하여 증기 발생 열교환기(3)로 공급되는 물의 온도를 예열시킴으로써 증기 발생 열교환기(3)에서 쉽게 증기로 변환될 수 있게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 공기 압축기, 고압 연소기, 고압 다중 동축 나선식 증기 발생 열교환기, 터어빈, 예열기 등이 일체형으로 구성되고 복사열 전달 보다는 고압 다중 동축 나선식 증기 발생 열교환기 내부에서 고속 유체흐름에 의한 대류 열 전달방식의 열교환 과정을 가지며 연소가스의 팽창 에너지를 터어빈 구동으로 회수하고 공급된 물을 열하는 예열기가 증기 발생 열교환기와 일체형 구조를 가지므로써 동일한 열출력 용량을 가진 다른 형식의 증기 발생기와 비교할 때 단위 열출력당의 증기 발생 장치의 무게가 1/5 내지 1/7까지 적어지고 증기 발생 장치의 부피가 1/10 내지 1/15까지 줄어들게 되어 소형 경량화된 증기 발생 장치를 제공할 수 있게 된다.
Claims (2)
- 연소에 필요한 공기를 압축시키는 공기 압축기(1)와, 공기 압축기(1)에서 압축된 공기를 연소연료와 혼합시켜 고압 연소시키는 고압 연소기(2)와, 고압 연소기(2)에서 연소된 고온 고압의 연소 가스열을 대류 열전달 방식으로 회수하여 증기를 발생시키는 증기 발생 열교환기(3)와, 고압 연소기(2)의 고온 고압 연소가스 팽창에 의해 회전되고 공기 압축기(1)를 구동시키는 터어빈(4)과, 터어빈(4)의 배기 가스열을 회수하여 증기 발생 열교환기(3)로 공급되는 물의 온도로 예열시키는 예열기(5)를 구비한 것을 특징으로 하는 증기 발생 장치.
- 제1항 에 있어서, 증기 발생 열교환기(3)는 고압 연소기(2)에서 연소된 배기 가스가 내측으로 통과되고 외측에 물이 흐르는 나선홈(14)을 형성시킨 증기 발생 제1열교환기 내통(11)과, 상기 내통(11)을 감싸고 내통(11) 내부로 통과된 배기가스가 외측으로 통과되게 하는 증기 발생 제1열교환기 외통(16)과, 증기 발생 제1열교환기 외통(16)과 일정 높이를 두고 형성되며 외측으로 물이 흐르는 나선홈(15)을 형성시킨 증기 발생 제2열교환기 내통(12)과, 상기 내통(12)을 감싸고 내통(12) 내부로 통과된 배기가스가 외측으로 통과되게 하는 증기 발생 제2열교환기 외통(17)과, 상기 외통(17)과 일정높이를 두고 형성되며 예열되는 물이 제1예열기 내통(13)과 외통(18)사이, 제2예열기 내통(19)과 외통(20) 사이를 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 증기 발생장치.
Priority Applications (1)
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| KR1019960048955A KR100222234B1 (ko) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | 터어보 증기 발생장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019960048955A KR100222234B1 (ko) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | 터어보 증기 발생장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19980029656A true KR19980029656A (ko) | 1998-07-25 |
| KR100222234B1 KR100222234B1 (ko) | 1999-10-01 |
Family
ID=19479180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019960048955A KR100222234B1 (ko) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | 터어보 증기 발생장치 |
Country Status (1)
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| KR (1) | KR100222234B1 (ko) |
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1996
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| KR100222234B1 (ko) | 1999-10-01 |
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