KR200397822Y1 - 스팀 보일러에서 발생한 환수 증기의 폐열 회수 장치 및이를 적용한 환수 증기의 폐열 회수 시스템 - Google Patents

스팀 보일러에서 발생한 환수 증기의 폐열 회수 장치 및이를 적용한 환수 증기의 폐열 회수 시스템 Download PDF

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Abstract

본 고안은 스팀 보일러에서 발생한 환수 증기의 폐열 회수 장치 및 이를 적용한 환수 증기의 폐열 회수 시스템에 관한 것으로, 밀폐된 탱크(11)의 내부 상측에 밀폐된 온수보조탱크(12)를 형성하고, 이 온수보조탱크(12)의 외부에 파이프를 둘러감은 열교환부(13)를 구성한 열교환응축기(10)와, 코일형 열교환기 또는 쉘 앤드 튜브형 열교환기 등과 같은 열교환기(20)가 구비되어, 상기 각 열교환부(13)의 일단이 열교환기(20)와 연결되어 중온수통로부(30a)를 형성하고, 탱크(11)의 각 상부 및 하부에 파이프로 열교환기(20)와 연결되어, 각각 폐증기통로부(30b) 및 응축수통로부(30c)를 형성한 환수 증기의 폐열 회수 장치를 구성하여, 스팀 보일러(30)의 작동후 발생한 환수 증기가 탱크(11) 및 열교환기(20)로 순차로 유입되면서, 그 열이 열교환기(20)에 공급되어 열교환부(13)의 내부를 따라 흐르는 물에 전달하여 최종적으로 온수를 공급하고, 환수 증기의 습기가 응축된 응축수를 모아 다시 스팀 보일러(30)의 보충수로 공급하는 환수 증기의 폐열 회수 시스템을 통해, 2차에 걸친 환수 증기의 폐열 회수로 스팀 보일러(30)의 효율을 높이고, 양질의 온수를 공급할 수 있는 것이다.

Description

스팀 보일러에서 발생한 환수 증기의 폐열 회수 장치 및 이를 적용한 환수 증기의 폐열 회수 시스템 { the collecting exhaust heat apparatus of exhaust steam in steam boiler and the collecting exhaust heat system of exhaust steam applying it }
본 고안은 스팀 보일러에서 발생한 환수 증기의 폐열 회수 장치 및 이를 적용한 환수 증기의 폐열 회수 시스템에 관한 것으로, 밀폐된 탱크 내부에 파이프로 절곡·형성한 열교한부를 구비하고, 이 탱크에 통상의 열교환기를 연결·구성한 환수 증기의 폐열 회수 장치 및 이를 적용한 환수 증기의 폐열 회수 장치를 구성하여, 스팀 보일러의 작동후 발생한 환수 증기(폐증기 및 응축수)가 탱크 및 열교환기로 순차 유입하면서, 그 열이 열교환기로 유입되어 열교환부를 따라 흐르는 물에 전달되어, 최종적으로 온수를 공급하고, 응결된 응축수를 모아 다시 스팀 보일러의 보충수로 공급하는 폐증기 회로 시스템을 통해, 2차에 걸친 폐증기에 포함된 폐열 회수로 스팀 보일러의 효율을 높이고, 양질의 온수를 공급할 수 있는 것이다.
일반적으로 보일러(boiler)는 석유·석탄 등의 연료를 연소시켜 물에 열전달을 통해 온수나 증기를 공급하는 장치로, 그 중 특히 일반적으로 스팀 보일러에서 생산된 스팀의 사용형태를 보면, 실내 난방의 경우 스팀 보일러에서 발생한 스팀이 증기압에 의해 이송되어 실내에 설치된 방열기(라디에이터)에서 실내의 공기와 열 교환 후 보유하고 있는 잠열을 발산하고, 스팀 트랩을 통과한 응축수와 일부 폐증기(이하, 환수 증기라 칭한다)는 환수 관을 통하여 환수 탱크로 되돌아와 잔여 잠열을 잃고 응축수가 되어 보일러의 보충수로 공급되어 지도록 구성되어 있다.
한편, 사우나, 세탁, 등의 경우처럼 스팀의 열을 직접 사용하는 경우 스팀을 직접 목적물(사우나실, 내부, 세탁물)에 공급하여 열을 이용하고 공급 배관 내의 남은 스팀은 환수관을 통해 환수탱크로 회수되고, 목적물에 공급된 스팀은 잠열을 잃고, 응축수로 변하여 별도 설치된 집수관을 통해 배수되는 구조로 되어 있다.
통상적으로 스팀의 이용 시, 증기압에 의해 이송된 스팀이 보유하고 있는 열량 중 잠열의 일정분만 난방이나 사용 목적의 열로 이용되고, 나머지 잔여 잠열과 현열 대부분이 환수배관을 통해 저장된 환수탱크에서 열량이 대기중으로 낭비되고 극히 일부분만 보일러의 보충수로 이용되고 있다.
이와 같은 기존 폐증기 환수 설비에서 있어서, 그 환수 과정의 문제점을 살펴보면, 첫째, 폐증기를 수용하는 응축수 탱크가 개방되어 있고, 용량이 작아 탱크 내부에서 폐증기를 모두 수용하지 못하고 버리게 되며, 둘째, 탱크 내부에 저장된 고온의 응축수가 내부 압력에 의하여 온도 상승과 함께 재증발의 발생으로 열손실과 용수의 손실이 발생한다.
셋째, 탱크 내부의 저장된 응축수는 약 90도 이상으로 유지되고 있으나, 이는 실제로 자연 방열에 의해 50도 내외의 온도로 보일러의 보충수로 공급되어, 손실 에너지가 많아지고, 보일러실의 습한 공기에 의한 기기 손상을 초래하는 문제점이 있었다.
마지막으로, 환수증기를 온수탱크에 투입하여 온수를 직접 가온하는 설비의 경우, 밀폐된 탱크 내의 과압력 상승을 방지하고자 설치된 증기 트랩으로도 많은 양의 증기가 재증발이 일어나 외부로 방출되어 열량 손실이 발생하고, 더욱이 청관제를 투입한 경우에는 그 증기가 온수에 직접 혼합되어 폐증기를 이용할 수 없는 문제점이 있었다.
한편, 국내실용신안등록 제 307983호에 개시한 스팀 보일러 폐열 재활용을 이용한 목욕탕 열교환 시스템의 내용을 살펴보면, 이는 코일 형태로 감긴 관이 형성된 열교환기를 구성하여, 이 내부로 폐증기를 통과시키고, 이 외부 공간에 냉수를 통과시켜 온수를 얻는 것으로, 고온과 높은 압력 및 습기에 대비한 관 자체의 높은 내구성과 내부식성 및 밀폐성이 요구되고, 관의 외부 공간으로 물을 통과시키므로 관 내부에 고온에 의한 스케일이 쉽게 발생하는데 반해, 그 청소가 어려우므로, 사용 시간이 경과함에 따라, 열교환 기능의 저하와, 배출하는 온수에 대한 수질이 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서 본 고안은 상기의 문제점을 해결하고자, 밀폐된 탱크 내부에 파이프로 절곡·형성한 열교환부를 구비하고, 상기 탱크에 통상의 열교환기를 연결한 환수 증기의 폐열 회수 장치를 구성하여, 스팀 보일러의 환수 증기가 탱크 및 열교환기에 순차 유입하면서, 그 열이 열교환기 및 열교환부를 따라 흐르는 물에 열이 전달되어 최종적으로 온수를 공급하고, 응결된 응축수를 모아 다시 스팀 보일러의 보충수로 공급하는 환수 증기의 폐열 회수 시스템을 통해, 2차에 걸친 폐증기의 잠열과 현열의 회수로 스팀 보일러의 효율을 높이고, 양질의 온수를 공급하는데 그 목적이 있다.
또, 상기 탱크 내부 상측에는 용기 형태의 온수보조탱크를 밀폐되게 고정하고, 이에 상기 열교환부의 일단을 인입하여, 열교환기 및 열교환부를 거친 온수가 온수보조탱크에 저장되면서, 계속 고온의 폐증기 및 응축수가 가진 열을 전달받아 수온을 계속 상승시켜 고온의 물을 공급하는데 그 목적이 있다.
또한, 밀폐된 용기의 응축수탱크 및 온수저장탱크가 구비되어, 각각 발생된 응축수와 온수를 저장하도록 하여, 온수의 온도 저하 및 응축수의 재증발을 방지하고, 필요시 온수사용처 및 스팀 보일러로 바로 공급되어 사용할 수 있도록, 응축수 및 온수를 저장하는 저장조(탱크)의 기능을 가지는데 또 다른 목적이 있다.
본 고안은 스팀 보일러에서 발생한 환수 증기의 폐열 회수 장치 및 이를 적용한 환수 증기의 폐열 회수 시스템에 관한 것으로, 밀폐된 탱크(11)의 내부 상측에 밀폐된 온수보조탱크(12)를 형성하고, 이 온수보조탱크(12)의 외부에 파이프를 둘러감은 열교환부(13)를 구성한 열교환응축기(10)와, 코일형 열교환기 또는 쉘 앤드 튜브형 열교환기 등과 같은 열교환기(20)가 구비되어, 상기 각 열교환부(13)의 일단이 열교환기(20)와 연결되어 중온수통로부(30a)를 형성하고, 탱크(11)의 각 상부 및 하부에 파이프로 열교환기(20)와 연결되어, 각각 폐증기통로부(30b) 및 응축수통로부(30c)를 형성한 환수 증기의 폐열 회수 장치를 구성하여, 스팀 보일러(30)의 작동후 발생한 환수 증기(응축수, 폐증기)가 탱크(11) 및 열교환기(20)로 순차로 유입되면서, 그 열이 열교환기(20)에서 공급되어 열교환부(13)를 따라 흐르는 물에 전달하여 최종적으로 온수를 공급하며, 이에 폐증기는 잠열을 잃고, 모아진 응축수를 다시 스팀 보일러(30)의 보충수로 공급하는 환수 증기의 폐열 회수 시스템을 통해, 환수 증기가 보유한 폐열이 2차에 걸쳐 회수되어, 스팀 보일러(30)의 효율을 높이고, 양질의 온수를 공급할 수 있는 것이다.
본 고안에 따른 환수 증기의 폐열 회수 장치는 열교환응축기(10)에 통상의 열교환기(20)가 연결된 것으로, 이를 첨부된 도면을 참조하여 열교환응축기(10) 및 열교환기(20)의 종류와 구조를 순차로 상세히 설명하되, 먼저 도1 내지 도3을 참조하여 열교환응축기(10)를 설명하면, 이는 내부가 빈 원통형의 밀폐된 탱크(11)를 구비하고, 상기 탱크(11)보다 지름과 높이가 작은 상부가 트인 용기 형태의 온수보조탱크(12)가 구비되어, 상기 탱크(11) 내측 상부에 온수보조탱크(12)를 그 트인 상부 가장자리를 따라 고정하여, 그 내부가 밀폐되도록 한다.
또, 상기 온수보조탱크(12)의 측면 둘레를 따라 그 상부에서 하부까지 파이프를 돌려 감은 열교환부(13)를 구성하되, 하부측 파이프 끝단은 탱크(11) 측면의 외부로 돌출하여 중온수유입부(13a)를 형성하고, 상부의 끝단은 온수보조탱크(12) 내부로 연결되게 형성하며, 탱크(11) 상부에서 파이프로 상기 온수보조탱크(12) 연결한 온수출구부(13b)를 형성한다.
또한, 상기 탱크(11)의 하부측의 두 개소에는 내부와 연결되는 파이프를 구성하여, 각각 드레인부(14)와 응축수출구부(15)를 형성하며, 상기 온수입구부(13a)의 상·하 일직선상에는 각각 일정 거리를 두고 내부와 연결되는 파이프를 외부로 돌출·형성되어, 온수입구부(13a) 하부측으로는 응축수유입부(16)를 형성하고, 상부측에는 폐증기출구부(17)를 형성하며, 이 반대측에 파이프를 탱크(11) 내부로 일정 길이 인입되어 외부로 돌출한 폐증기유입부(18)를 형성한다.
그리고 상기 탱크(11)의 하부 측의 외주연을 따라 일정 높이를 가지는 지지프레임(19)을 다수개 구비·고정되어, 내부에 온수보조탱크(12) 및 열교환부(13)를 구비한 탱크(11)를 다수개의 지지프레임(19)이 지지하는 구조의 열교환응축기(10)를 구성한다.
참고로, 그리고 상기 탱크(11)의 상측과 일측에 일정 크기의 원형으로, 자세하게는 사람의 상체가 들어갈 정도로 비교적 크게 트이고, 이를 덮는 덮개가 구성되어, 상기 트인 곳을 밀폐되게 닫았다 열 수 있는 검사부(11a)(12a)가 형성되어, 탱크(11) 및 온수보조탱크(12) 내부의 청소 및 그 보수·보강이 용이하도록 한다.
다음으로, 열교환기(20)는 통상적인 구조의 것으로, 코일형과 쉘 앤드 튜브형, 평판형 등과 같이 내부 구조에 따라 여러 종류가 있으며, 이에 간단히 튜브형, 쉘 앤드 튜브형의 구조를 설명하면, 우선 열교환기(20)는 기본적으로 내부가 비어 밀폐된 탱크(21)를 구비되어, 이의 길이 방향의 양단측에 내부와 연결되는 파이프가 외부로 각각 돌출·형성되어, 상부측의 2차폐증기입구부(22)와 하부측의 응축수유출부(23)를 각각 형성한다.
그리고 코일형 열교환기(20, coil type heat exchanger)의 경우, 도2 및 도3에 도시한 바와 같이, 상기 탱크(21) 내부에 파이프를 평행하게 다수회 절곡·형성하고, 각 끝단이 서로 반대 방향의 측면 외부로 돌출·형성되어, 그 일단은 중온수유출부(24a) 그 타단은 냉수급수부(24b)를 형성한다.
또, 쉘 앤드 튜브형 열교환기(20, shell and tube type heat exchanger)의 경우, 도4에 도시한 바와 같이, 상기 탱크(21) 내부 양측단에 일정 공간을 두어 격판(25)을 각각 고정하되, 각 격판(25) 사이에는 양단의 공간과 연결되는 파이프를 다수개 형성하여, 양단의 공간 및 파이프로 이어지는 튜브부(26)와, 양 격판 내부의 파이프 외측 공간의 쉘부(27)로 나누어지고, 쉘부(27)의 양측면에 내부와 통하는 파이프를 형성하여, 각각 중온수유출부(24a) 및 냉수급수부(24b)를 형성한다.
이와 같이 형성한 열교환응축기(10) 및 열교환기(20)는 조립되어 환수 증기의 폐열 회수 장치를 구성하되, 중온수유입부(13a)와 중온수유출부(24a)가 연결되어 중온수통로부(30a)를 형성하고, 상기 폐증기출구부(17)와 2차폐증기입구부(22)가 연결되어 폐증기통로부(30b)를 형성하며, 응축수유입부(16)와 응축수유출부(23)와 연결되어 응축수통로부(30c)를 형성되어, 환수 증기의 폐열 회수 장치를 구성하는데, 조립하는 열교환응축기(10)와 열교환기(20)의 거리가 멀 경우에는 파이프로 이어 연결한다.
참고로, 상기 언급한 2차폐증기입구부(22), 응축수유출부(23), 중온수유출부(24a), 냉수급수부(24b)는 두 유체가 흐르는 각각의 입구부와 출구부로, 이는 사용자의 의도에 의해 조립 위치를 바꿀 수 있으나, 대개 내부에 형성한 파이프로 물을 통과시켜 수질이 좋은 온수를 얻는 것이 바람직하다.
또, 상기 형성한 환수 증기의 폐열 회수 장치에 덧붙여, 내부가 비어 각각 밀폐된 용기의 응축수탱크(31)와 내부가 비어 각각 밀폐된 용기로, 보온 및 단열 기능을 가진 온수저장탱크(22)가 구비되어, 도1에 도시한 바와 같이, 열교환응축기(10)의 응축수출구부(15)와 온수출구부(13b)에 파이프 등으로 각각 연결하여, 환수 증기의 폐열 회수 장치에서 생성한 응축수와 온수를 발생하는 대로 저장하는데, 필요에 따라, 상기 응축수탱크(31) 및 온수저장탱크(22) 또는, 이와 연결하는 파이프 사이에는 밸브를 형성한다.
한편, 상기 각 열교환부(13)를 구성하는 파이프 및 열교환기(20) 내부의 파이프는 주로 열전도성 및 내부식성이 좋은 금속 파이프를 사용하는데, 예를 들면 동(구리), 알루미늄, 스테인리스스틸, 티타늄 등을 사용하며, 이는 파이프의 굵기를 가늘게 하여 많은 횟수로 감거나 평행하게 절곡하여, 그 표면적을 넓혀 최대한 많은 열을 전달받도록 하고, 또는, 길이 방향을 따라 스파이럴로 돌출한 스파이럴 튜브, 외주연으로 돌출한 핀을 형성한 핀 튜브, 주름이 형성된 주름 튜브 등을 사용하여 전열 면적을 최대화한다.
또한, 상기 각 탱크(11)는 일반적인 탱크(tank) 형상으로 단위 크기의 금속 조각을 용접하여 구성하되, 각 상·하부는 원만한 반구 형상으로 형성하고, 또한, 탱크(11)의 적절한 위치에 압력게이지와 안전 밸브를 설치하는 것이 바람직하며, 탱크(11), 온수보조탱크(12), 지지프레임(19) 등과 같이 물 또는 폐증기에 직접 노출되거나, 노출될 수 있는 곳은 스테인리스스틸과 같이 내부식성이 좋은 금속을 사용하여 부식을 방지하고, 상기 탱크(11) 외부와 외부에 드러난 파이프에는 단열 및 보온을 위한 단열재를 설치하거나, 또는 단열성을 가진 탑핑(topping)의 도포 등을 통해 일정 두께의 단열층을 형성하는 것이 바람직하다.
이어서 상기 환수 증기의 폐열 회수 장치를 스팀 보일러(30)와 연결되어 구성하는 환수 증기의 폐열 회수 시스템과 그 작동 과정을 도5 및 도6을 참조하여 살펴보면, 스팀 보일러(30)가 발생한 증기가 각 사용처에서 사용된 후 환수되는 폐증기 및 응축수, 즉, 환수 증기가 배출되는 곳에 상기 폐증기유입부(18)를 연결하고, 스팀 보일러(30)의 보충수가 유입하는 곳에는 응축수탱크(31)를 연결하며, 상기 열교환기(20)의 냉수공급부(24b)에는 일반 수돗물, 지하수 등과 같은 냉수를 일정 압력으로 공급하도록 연결하며, 상기 온수저장탱크(32)는 온수가 사용하는 곳으로 나누어 주는 온수분배기(32′)와 연결한다.
참고로, 상기 각 응축수 및 냉수의 이동 원리를 살펴보면, 대개 응축수의 이동은 그 자중 및 위치(높이) 차, 증기압(2.0∼3.0 ㎏／㎠)에 의해 이동하고, 냉수는 수도압(2.0∼3.5 ㎏／㎠)에 의해 이동되어 각각 별도의 펌프는 필요하지 않으나, 냉수가 급수되어 열교환기(20), 열교환부(13) 및 온수보조탱크(12)를 거쳐 온수저장탱크(32), 온수분배기(32′) 및 온수 사용처 이르기까지 그 배관이 길어져 압력이 낮아지는 경우에는, 필요에 따라 냉수공급부(24b)에 별도의 가압 펌프(P)를 설치한다.
따라서, 상기 스팀 보일러(30)가 가동함에 따라 증기가 발생하여 난방, 가열 등에 쓰이고, 이에 의해 발생하는 고온 및 고압의 환수 증기는 폐증기유입구(18)를 통해, 두 개의 성상(폐증기-기체, 응축수-액체)을 가지고, 열교환응축기(10)의 탱크(11)로 유입되며, 이와 동시에 열교환기(20)의 냉수공급부(24b)를 통해 물을 공급한다.
상기 공급된 물은 열교환기(20)와 중온수통로부(30a)를 거쳐 탱크(11) 내부의 열교환부(13)를 따라 흐르면서, 유입된 환수 증기에 의한 열전달로 온도가 상승되어 온수보조탱크(12)에 저장되고, 이 온수는 온수보조탱크(12)에 저장되어 있는 동안 환수 증기의 열(잠열과 현열)을 전달받아 계속 상승하되, 탱크(11) 내부에 유입된 환수 증기에 의해 대기압 이상의 압력이 유지되어, 온도가 쉬이 떨어지지 않도록 하는 보온 효과를 가지며, 상기 온수보조탱크(12)에 온수가 가득 차면, 지속적으로 급수하는 수도압 또는 가압 펌프(P)의 압력에 의해 온수보조탱크(12)의 상부에 분포하는 고온수가 온수저장탱크(32)로 저장·이동되고, 온수분배기(32′)를 거쳐 각 온수 사용처로 이동한다.
또, 탱크(11)로 유입된 환수 증기는, 열교환에 의해 탱크(11) 내부에서 응축되어 비교적 저온의 응축수가 그 바닥에 모이고, 고온의 응축수는 밀도차에 의한 대류에 의해 탱크(11) 상부에 존재하게 되며, 이에 미처 폐증기에서 응축수로의 상변화를 하지 못한 잉여 환수 증기는, 폐증기통로부(30b)를 통해 더 낮은 압력을 형성하는 열교환기(20)로 이동하여, 그 내부에서 냉수와의 열교환을 통해 잉여 환수 증기가 응축수로 생성되어, 그 자중으로 응축수통로부(30c)를 통해 탱크(11) 바닥으로 모이며, 이렇게 모인 응축수는 응축수탱크(31)로 이동·저장되어, 필요시 스팀 보일러(30)의 보충수로 충당하게 된다.
다시 말해서, 상기 환수 증기의 폐열 회수 장치를 스팀 보일러에 적용한 환수 증기의 폐열 회수 시스템에 의해, 스팀 보일러에서 발생한 환수 증기가 1차적으로 열교환응축기를 통과하면서, 환수 증기가 응축된 응축수를 생성하고, 잠열과 환수되는 응축수가 지닌 현열을 열교환부에 동시에 전달하며, 이어 잉여 환수 증기는 별도의 장치 없이 탱크 내부와 열교환부의 압력차에 의해, 다시 2차적으로 열교환기를 통과하면서 열교환부에 열을 전달하면서, 그 잉여 증기가 응축되어 응축열을 회수하게 된다.
상기와 같은 1차 및 2차에 걸친 열교환으로, 환수 증기가 보유한 열량(증기의 잠열, 응축수의 현열)을 최대한 회수할 수 있으며, 그에 포함된 열은 열교환기 및 열교환부를 순차로 통과하는 물에 전달하면서, 폐증기의 열량을 최대한 전달받아 스팀 보일러의 효율을 높이고, 스팀으로 온수를 직접 생한하는 경우에도 적용되어, 환수 증기가 혼입되지 않는 간접적인 열전달로 생성된 온수로, 통상 스팀 보일러에 첨가하는 청관제와 같은 유해 물질이 혼입되지 않는 청정한 온수를 얻을 수 있는 특징이 있다.
또한, 열교환응축기 및 열교환기로 구성하는 환수 증기의 폐열 회수 장치는, 도6에 도시한 바와 같이, 기존에 일반 건물의 난방시설, 사우나, 산업용 등으로 사용하던 증기/온수 공급 시스템, 즉, 스팀 보일러와 이에 보충수를 공급하는 응축수탱크, 그리고 온수 보일러, 이에 의해 생성한 온수를 저장하는 온수저장탱크로 구성되어 증기와 온수를 공급하는 시스템에 적용함에 따라, 스팀 보일러의 효율을 높이고, 온수 보일러의 운전 부담을 줄일 수 있어, 가동비 및 유지비를 낮출 수 있다.
뿐만 아니라, 스팀 보일러를 초기 설치할 시에는, 환수 증기의 폐열 회수 장치와 함께 응축수탱크, 온수저장탱크 및 기타 밸브를 선택적으로 설치할 수 있어, 이들의 설치에 소요되는 비용을 절감할 수 있음은 물론, 냉수를 공급하여 얻는 온수에 의해 별도의 온수 보일러가 필요 없게 되므로, 기존에 비해 초기 설비비를 절감하는 특징이 있다.
이와 같이 본 고안은, 밀폐된 탱크 내부에 파이프로 절곡·형성한 열교환부를 구비하고, 상기 탱크에 통상의 열교환기를 연결한 환수 증기의 폐열 회수 장치를 구성하여, 스팀 보일러의 환수 증기가 탱크 및 열교환기에 순차 유입하면서, 그 열이 열교환기 및 열교환부를 따라 흐르는 물에 열이 전달되어 최종적으로 온수를 공급하고, 응결된 응축수를 모아 다시 스팀 보일러의 보충수로 공급하는 환수 증기의 폐열 회수 시스템을 통해, 2차에 걸친 폐증기의 잠열과 현열의 회수로 스팀 보일러의 효율을 높이고, 양질의 온수를 공급할 수 있다.
또, 상기 탱크 내부 상측에는 용기 형태의 온수보조탱크를 밀폐되게 고정되고, 이에 상기 열교환부의 일단이 인입되어, 열교환기 및 열교환부를 거친 온수가 상기 온수보조탱크에 저장되면서, 계속 고온의 폐증기의 응축열을 전달받아 수온을 계속 상승시켜 고온의 물을 공급할 수 있다.
더욱이, 상기 환수 증기의 폐열 회수 장치는 기존의 증기와 온수 사용을 위해 동시 사용하는 스팀 보일러 및 온수 보일러에 적용하여, 스팀 보일러의 효율을 높이고, 온수 보일러의 부담을 낮추어 가동비 및 유지비를 절감하며, 신설하는 스팀 보일러의 온수 생산 설비에 선택적으로 적용할 경우, 별도의 온수 보일러, 응축수탱크 및 온수저장탱크 등의 설치가 필요치 않게 되어, 기존에 비해 초기 설비비를 줄이고, 공간 활용도가 높아지는 효과가 있다.
도 1은 본 고안에 따른 환수 증기의 폐열 회수 장치
도 2는 본 고안에 따른 환수 증기의 폐열 회수 장치의 종단면도.
도 3은 도 2의 AA′부분 단면도.
도 4는 본 고안에 따른 쉘 앤드 튜브형 열교환기의 단면도.
도 5는 본 고안에 따른 환수 증기의 폐열 회수 시스템의 흐름도.
도 6은 본 고안에 따른 환수 증기의 폐열 회수 장치를 기존의 증기/온수 공급 시스템에 적용하여 구성한 환수 증기의 폐열 회수 시스템의 개략도.
[ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ]
10 : 열교환응축기 11, 21 : 탱크 12 : 온수보조탱크
13 : 열교환부 20 : 열교환기 30 : 스팀 보일러

Claims (6)

  1. 스팀 보일러에서 발생된 환수 증기의 폐열 회수 장치에 있어서,
    내부가 비어 밀폐된 탱크(11)와, 용기 형태의 온수보조탱크(12) 및 통상의 열교환기(20)가 구비되어, 상기 탱크(11) 내부 상측에 온수보조탱크(12)를 밀폐되게 고정하고, 이 온수보조탱크(12)의 외측 둘레로 파이프를 다수회 감아, 그 일단은 상기 온수보조탱크(12)로 인입하고, 그 타단을 외부로 돌출되어, 상기 열교환기(20)와 연결하여 중온수통로부(30a)를 형성하며, 탱크(11)의 측면 상부와 하부가 열교환기(20)와 파이프로 각각 연결되어, 각각 폐증기통로(30b)와 응축수통로(30c)를 형성한 환수 증기의 폐열 회수 장치를 구성하여, 탱크 내부로 환수 증기가 유입되고, 열교환기로 물이 공급되어, 온수와 응축수를 발생함을 특징으로 하는 스팀 보일러에서 발생한 환수 증기의 폐열 회수 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 열교환기(20)는, 코일형 열교환기 또는 쉘 앤드 튜브형 열교환기 중에서 선택·구성함을 특징으로 하는 스팀 보일러에서 발생한 환수 증기의 폐열 회수 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 탱크(11) 및 온수보조탱크(12)에는 각각 응축수탱크(31) 및 온수저장탱크(32)와 파이프로 각각 연결하되, 각 응축수탱크(31) 및 온수저장탱크(32)는 밀폐된 용기로 구성되어, 응축수와 온수를 각각 저장하게 됨을 특징으로 하는 스팀 보일러에서 발생한 환수 증기의 폐열 회수 장치.
  4. 스팀 보일러의 환수 증기를 회수하여 온수 및 응축수를 공급하는 환수 증기의 폐열 회수 시스템에 있어서,
    밀폐된 탱크(11) 내부에 파이프를 다수 층으로 절곡·형성한 열교환부(13)가 구비된 열교환응축기(10)를 구성하고, 이에 통상의 열교환기(20)가 구비되어, 상기 열교환부(13)의 일단 및 상기 탱크(11)의 측면 상·하부에 파이프로 열교환기(20)와 각각 연결한 환수 증기의 폐열 회수 장치를 구성하여, 스팀 보일러(30)의 환수 증기가 탱크(11) 내부로 유입되게 연결하고, 열교환기(20)로 물이 유입되게 연결하여, 물이 열교환기(20)와 열교환부(13)를 따라 순차로 흐르면서 열을 전달받아 온수를 공급하고, 환수 증기는 탱크(11)와 열교환기(20)로 순차 유입되어 응축된 응축수는 탱크 하부로 모여 스팀 보일러(30)로 환수됨을 특징으로 하는 환수 증기의 폐열 회수 장치를 적용한 환수 증기의 폐열 회수 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 탱크(11) 내부 상측에는 밀폐된 용기의 온수보조탱크(12)가 더 구비·고정되고, 이에 열교환부(13)의 일단이 인입되어, 온수보조탱크에 저장된 온수가 열을 계속 전달받음을 특징으로 하는 환수 증기의 폐열 회수 장치를 적용한 환수 증기의 폐열 회수 시스템.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    밀폐된 용기의 응축수탱크(31) 및 온수저장탱크(32)가 더 구비되어, 응축수탱크(31)는 상기 스팀 보일러(30)와 탱크(11) 사이에 연결되고, 온수저장탱크(32)는 상기 환수 증기의 폐열 회수 장치를 통과한 온수가 유입되게 연결되어, 응축수와 온수를 외부에서 각각 별도로 저장함을 특징으로 하는 환수 증기의 폐열 회수 장치를 적용한 환수 증기의 폐열 회수 시스템.
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