KR20140083074A - 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치 - Google Patents

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Abstract

제강 공정의 취련 시 고온 가스의 냉각수로 이용되고 남은 대량의 고온수를 신속하고 안전하게 물과 스팀으로 분리 배출시킬 수 있는 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치에 관하여 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 스팀 배출구와 물 배출구가 상하 방향으로 대향 배치되며, 전체적으로 밀폐된 구조를 갖는 분리 하우징과, 분리 하우징의 내부공간으로 고온수를 공급하는 고온수 공급부와, 분리 하우징의 내부공간을 수평 방향으로 가로막아 복수 개가 이격 배치되며, 고온수 공급부로부터 공급된 고온수를 낙하시키도록 배수 공을 구비하는 분리 격판과, 분리 격판 사이로 냉각수를 공급하되, 배수 공을 통해 낙하하는 고온수에 교차되는 방향으로 냉각수를 분사하는 냉각수 공급부를 포함하는 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치를 제공한다.

Description

고온수 냉각 및 스팀 배출 장치{HOT TEMPERATURE WATER COOLING AND STEAM DISCHARGING APPARATUS}
본 발명은 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고온 가스의 냉각수로 이용되고 남은 대량의 고온수를 신속하고 안전하게 배출시킬 수 있는 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치에 관한 것이다.
일반적으로 제철소의 제강 공정에서는, 전기로에 고철 및 용선을 장입하고, 부원료를 투입하면서 순수 산소를 취입하여 용선 중에 함유하고 있는 탄소를 비롯한 불순물을 산화하여 제거하고 있다. 특히, 용선 중의 탄소와 산소가 반응하여 다량의 순도 높은 일산화탄소가 발생하는데, 이를 유효하게 냉각 제진 하여 공해 방지 및 연료로서의 재활용을 목적으로 회수하고 있으며, 이를 위한 설비가 전기로 배가스 회수 설비이다.
도 1은 종래의 일반적인 전기로 설비(1) 중 일부 구간을 부분 도시한 개략도로서, 제강 공정의 취련 시 발생되는 대략, 1450℃ 정도의 고온의 가스는 도시된 하부 후드(3)와 상부 후드(5) 및 복사부(7)를 거쳐 간접 냉각된다. 이러한 과정에서 폐열이 발생되는데 냉각수로 사용된 고온수는 보일러를 거쳐 물과 스팀으로 분리된다.
다만, 하부 후드(5)의 경우 설비의 유지 관리 편의상 전용의 이송장치(이를 '후드 카(Hood Car)'라고 지칭함)를 설치하여 이동에 사용하였다. 이때, 하부 후드(5)를 이동시키기 위해서는 선행 작업으로 하부 후드(5) 내에 수용되어 있는 고온수를 뽑아 내는 작업이 필요한데 이를 드레인(drain) 작업이라 한다.
고온수의 드레인 작업에 이용되는 종래의 일반적인 드레인 밸브 및 물 스팀 분리 배출 장치는 도 2의 사진을 통해 간략히 그 형태를 확인할 수 있다. 도시된 바와 같이 드레인 밸브(10)는 수동 개폐 조작이 가능한 형태로 마련되어 있으며, 이에 인접하여 물 스팀 분리 배출 장치(12)가 배관 상에 설치되어 있다.
그런데, 이러한 고온수의 드레인 작업에는 많은 시간이 요구되어 작업시간의 지연을 초래하고, 작업 도중 갑작스럽게 유출된 고온수로 인하여 작업자는 화상 등의 상해를 입을 수 있는 문제가 있다. 아울러, 작업장 바닥으로 유출된 고온수는 작업장을 오염시켜 작업장 청결을 저해하는 원인이 되었다.
본 발명은 고온 가스의 냉각수로 이용되고 남은 대량의 고온수를 신속하고 안전하게 배출시킬 수 있는 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치를 제공하는 것을 해결하려는 과제로 삼는다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 스팀 배출구와 물 배출구가 상하 방향으로 대향 배치되며 밀폐된 구조를 갖는 분리 하우징; 상기 분리 하우징의 내부공간으로 고온수를 공급하는 고온수 공급부; 상기 분리 하우징의 내부공간을 수평 방향으로 가로막아 복수 개가 이격 배치되며, 상기 고온수 공급부로부터 공급된 고온수를 낙하시키도록 배수 공을 구비하는 분리 격판; 및 상기 분리 격판 사이로 냉각수를 공급하되, 상기 배수 공을 통해 낙하하는 고온수에 교차되는 방향으로 냉각수를 분사하는 냉각수 공급부;를 포함하는 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치를 제공한다.
상기 고온수 공급부는, 상기 분리 하우징 내부로 고온수를 공급하도록 연결되는 고온수 공급배관; 상기 분리 하우징으로 공급되는 고온수의 유동을 개폐 조절하는 고온수 공급밸브; 및 상기 고온수 공급배관을 통해 유동하는 고온수를 감지하는 고온수 유동감지부;를 포함한다.
이때, 상기 고온수 공급배관이 상기 분리 하우징에 연결되는 위치는, 상기 분리 하우징 내에서 상기 분리 격판이 설치되는 위치보다 더 높게 형성될 수 있다.
상기 분리 격판은, 상기 분리 하우징의 횡 방향 단면 크기에 대응하는 면적을 갖는 판상의 부재일 수 있으며, 상기 배수 공은, 상기 분리 격판을 두께 방향으로 관통하여 전체 면적을 통해 균일한 간격으로 홀 형성될 수 있다.
상기 냉각수 공급부는, 상기 분리 하우징 내부로 냉각수를 공급하도록 연결되는 냉각수 공급배관과, 상기 분리 하우징으로 공급되는 냉각수의 유동을 개폐 조절하는 냉각수 공급밸브를 포함한다.
이때, 상기 냉각수 공급배관은, 외부로부터 냉각수를 공급받아 상기 분리 하우징의 측면을 따라 입설 배치되는 주 공급배관과, 상기 주 공급배관으로부터 복수 개의 유로로 나란히 분기되어 상기 분리 하우징의 측면으로 연결되는 분기 공급배관을 포함한다.
그리고 상기 분기 공급배관은, 상기 분리 격판 각각의 상호 이격된 공간을 통해 적어도 하나가 배치되어 냉각수를 분사하도록 연결될 수 있다.
또한, 상기 분기 공급배관 각각으로부터 분사된 냉각수의 유동 방향은 상기 분리 격판 각각을 통과하여 낙하되는 고온수의 유동 방향과 상호 교차될 수 있다.
그리고 상기 분리 하우징 내에서, 상기 물 배출구가 연결되는 하단부의 형상은 호퍼(hopper) 구조로 이루어질 수 있다. 이는 물(즉, 폐수)가 원활히 배수될 수 있게 하기 위한 것이다.
상기 스팀 배출구로부터 수직 상방으로 연장하여 스팀의 배출 유로를 형성하는 스팀 배출배관과, 상기 스팀 배출배관에 내장되어 스팀의 배출을 유도하는 팬 구동부를 구비하는 스팀 배출부를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면 고온 가스의 냉각에 사용되고 남은 대량의 고온수를 신속하고 안전하게 배출시킬 수 있다.
특히, 제강 공장에서 취련 시 발생되는 대략 1450℃ 정도의 고온의 가스를 하부 후드, 상부 후드 및 복사부를 통해 간접 냉각시키는 과정에서 발생된 고압, 고온의 냉각수로부터 물과 스팀을 용이하게 분리시켜 간편하게 배출시킬 수 있다.
이로 인하여, 작업 시간을 단축시킬 수 있다. 그리고 작업자의 화상 등을 방지하여 작업 안전성을 확보할 수 있으며, 작업장 바닥으로 고온의 냉각수가 유출되는 현상을 방지할 수 있으므로, 작업장 청결 상태를 유지할 수 있다.
도 1은 종래의 일반적인 전기로 설비의 일부 구간을 도시한 개략도.
도 2는 종래의 일반적인 물 스팀 분리 배출 설비 및 드레인 밸브를 나타낸 사진.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치를 도시한 개념도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치의 작용효과를 설명하기 위해 도시한 분리 격판의 제1 작동 상태도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치의 작용 효과를 설명하기 위해 도시한 분리 격판의 제 2작동 상태도.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도면에서, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치를 도시한 개념도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치(100)는 분리 하우징(101)과, 분리 하우징의 내부공간을 수평 방향으로 가로막아 설치되는 분리 격판(103)과, 분리 하우징의 내부로 고온수를 공급하는 고온수 공급부(110)와, 분리 하우징의 내부로 냉각수를 공급하는 냉각수 공급부(120)를 포함한다.
분리 하우징(101)은 전체적으로 밀폐된 용기 형상의 구조로 이루어진다.
그리고 분리 하우징(101)은 제강 공장의 취련 시 발생되는 고온 가스의 냉각이 이용된 고온의 냉각수(이를 간략히 '고온수'라 함)를 대량으로 공급받아, 이를 스팀과 물로 분리하여 배출시키기 위한 내부공간을 제공한다.
이를 위해, 상기 분리 하우징(101)의 상부에는 분리된 스팀이 배출되는 스팀 배출구가 구비되며, 이의 하부에는 물(또는 '폐수'라 함)이 배출되는 물 배출구가 구비된다.
그리고 상기 스팀 배출구의 수직 상방으로는 도 3에 도시된 바와 같이 스팀 배출부(130)가 연장하여 형성될 수 있다.
스팀 배출부(130)는 고온수로부터 분리된 고온의 스팀이 분리 하우징(101) 내에서 상승 유동할 경우, 이를 외부로 원활히 배출시키기 위한 구성을 포함할 수 있다.
구체적인 예로서, 스팀 배출부(130)는 스팀 배출구의 수직 상방으로 연장 형성된 스팀 배출배관(131)과, 스팀 배출배관의 내부 유로를 통해 내장되어 회전하는 팬 구동부(133)의 구성을 포함할 수 있다.
여기서, 팬 구동부(133)는 관용적인 구성으로서, 전기적으로 제어 가능한 모터에 연결되는 송풍용 팬(134)과 동일한 것으로서, 도시된 제어부(150)로부터 인가된 제어신호(C2)에 의해 회전 작동될 수 있다. 팬 구동부(133)의 작동 원리는 후술될 제어부(150)의 설명 시 상세하게 다루기로 한다.
한편, 물 배출구의 수직 하방으로는 물 배출부(140)가 연장하여 형성될 수 있다. 여기서 물 배출부(140)는 도시된 바와 같아 관용의 배수 관을 지칭하는 것으로, 이에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
그리고 도 3을 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 분리 하우징(101)의 하단부(101a)는 호퍼(Hopper) 구조로 이루어진다. 여기서 '호퍼 구조'란 분리 하우징(101)의 내부에서 스팀과 분리되고 남은 물(또는 폐수)이 하측의 물 배출부(140)를 통해 원활히 배출될 수 있도록 된 깔때기 모양의 형상을 의미한다.
상술한 바와 같은 분리 하우징(101)의 구조에 따라 내부로 유입된 고온수로부터 분리된 스팀은 분리 하우징(101) 상단의 스팀 배출부(130)를 통해 원활히 배출되며, 물은 분리 하우징(101)의 하단부(101a)를 통해 물 배출부(140)로 배수된다.
분리 격판(103)은 전술한 분리 하우징(101)의 내부공간을 수평 방향으로 가로막는 판상의 부재이다. 또한, 상기 분리 격판(103)에는 상, 하면을 관통하여 고온수가 낙하되기 위한 복수의 배수 공(H)이 마련되어 있다.
특히, 상기 분리 격판(103)은 분리 하우징(101)의 내부공간을 설정된 높이마다 수평 방향으로 구획하여 복수 개가 이격 배치될 수 있다. 더 구체적으로 살펴보기 위해 도 3을 참조할 수 있는데, 도시된 바와 같이 3개의 분리 격판(즉, 도면부호 103a, 103b, 103c)이 일정 간격을 두고 분리 하우징(101)의 내측에서 상하 방향으로 이격 배치된다.
여기서, 복수 개의 분리 격판(103a, 103b, 103c)은 설명의 편의를 위하여, 상부에 마련된 것을 '상부 분리 격판'이라 하고, 중앙에 마련된 것을 '중앙 분리 격판'이라 하며, 하부에 마련된 것을 '하부 분리 격판'이라 지칭하기로 한다.
상부, 중앙 및 하부 분리 격판(103a, 103b, 103c) 각각은 서로 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있는데, 바람직하게는 각각의 크기 및 형상은 분리 하우징(101)의 횡 방향 단면 크기 및 형상에 대응하는 면적을 갖도록 제공될 수 있다. 이에 따라 각각의 분리 격판(103a, 103b, 103c)의 배수 공(H)을 통과하지 않고서는 해당 분리 격판이 구획한 이격 공간끼리는 밀봉된 구조를 가진다.
배수 공(H)은 판상의 부재로 이루어진 분리 격판을 두께 방향으로 관통하는 홀로서, 상기 배수 공(H)은 상기 분리 격판의 전체 면적을 통해 균일한 간격을 두고 복수 개가 형성될 수 있다. 다만, 배수 공(H)의 크기 및 형상은 특별히 제한될 필요가 없으며, 도시된 바와 같이 원형의 홀이 될 수도 있으나 이외의 다른 형상으로 이루어져도 무방하다.
이와 같은 분리 격판(103)의 설치 구조에 따라, 분리 하우징(101)의 상단 일측을 통해 공급된 고온수는 상부 분리 격판(103a), 중앙 분리 격판(103b), 하부 분리 격판(103c)의 배수 공(H)을 순차적으로 통과하여 낙하 유동하게 된다.
고온수 공급부(110)는 분리 하우징(101)의 내부공간으로 고온수를 공급하는 구성이다. 본 실시예에서는 상기 '고온수'는 앞서 언급한 바와 같이 제강 공장의 취련 시 발생되는 고온 가스의 냉각에 이용된 고온의 냉각수를 의미하나, 본 발명에서의 고온수는 반드시 이러한 의미로 제한되어 해석될 필요는 없다.
상기 고온수 공급부(110)는 분리 하우징(101)의 상단 일측으로 연결되는 고온수 공급배관(111)과, 고온수 공급배관(111)에 장착되는 고온수 공급밸브(115)와, 고온수의 유동을 감지하는 고온수 유동감지부(113)를 포함한다.
고온수 공급배관(111)은 분리 하우징(101)의 내부로 고온수를 공급하도록 연결되는 배관 라인을 의미한다. 고온수 공급배관(111)의 구체적인 예로는 도시된 바와 같이 원형 단면 배관이 이용될 수 있다.
그리고 고온수 공급밸브(115)는 분리 하우징(101)을 향하여 공급되는 고온수의 유동을 개폐 조절하는 밸브 수단을 의미한다. 고온수 공급밸브(115)의 구체적인 예로는 관용의 체크 밸브 또는 전기적으로 제어 가능한 솔레노이드 밸브 등이 이용될 수 있다.
고온수 유동감지부(113)는 고온수 공급배관(111)의 내부 유로를 따라 고온수가 유동하는 것을 감지하는 센서 수단이다. 상기 고온수 유동감지부(113)에서 감지된 신호(S1)는 제어부(150)로 전달되어, 후술될 냉각수 공급밸브(125) 및 전술된 팬 구동부(133)의 동작을 제어하는데 이용된다.
즉, 고온수가 고온수 공급배관(111)을 통해 분리 하우징(101)의 내부로 공급될 때, 고온수 유동감지부(113)는 이 같은 고온수의 유동을 감지하여 감지 신호를 발생시킨다. 이를 '고온수 유동 감지 신호(S1)'라 한다.
고온수 유동감지부(113)로부터 발생된 고온수 유동 감지 신호(S1)는 제어부(150)로 전달되며, 제어부(150)에서는 후술될 냉각수 공급밸브(125)를 개방시키는 제어 신호(C1)를 인가한다. 인가된 제어 신호(C1)에 의해 냉각수 공급밸브(125)는 개방되어 분리 하우징(101) 내부로 냉각수가 공급된다.
한편, 분리 하우징(101) 내부로 공급된 냉각수는 고온수를 냉각시켜 고온수를 스팀과 물로 분리한다. 이 때 발생된 스팀의 원활한 배출을 위하여, 상기 제어부(150)는 팬 구동부(133)를 구동시키는 제어 신호(C2)를 인가한다. 이에 따라, 스팀 배출부(130)를 통해 고온수로부터 분리된 스팀만이 외부로 원활히 배출될 수 있다.
여기서, 고온수와 냉각수가 상호 접촉하여 고온수의 냉각이 이루어지는 구간은 3개의 분리 격판, 즉 상부 분리 격판(103a), 중앙 분리 격판(103b), 하부 분리 격판(103c) 각각의 하부 구간이다.
다시 말해, 고온수가 3개의 분리 격판(103a, 103b, 103c)을 각각 통과하여 배수 공(H)을 통해 낙하하는 도중에, 측면으로부터 분사된 냉각수와 접촉되어 스팀과 물로 분리되는 것이다. 이 같은 작용 효과를 고려할 때, 고온수 공급배관(111)은 분리 하우징(101) 내에서 분리 격판(더 구체적으로는 상부 분리 격판(103a))이 설치되는 위치보다 더 높은 위치상에 연결되는 것이 바람직하다.
냉각수 공급부(120)는, 복수 개(즉, 3개)의 분리 격판(103a, 103b, 103c) 사이로 냉각수를 공급한다. 그리고 냉각수 공급부(120)를 통해 분리 격판 사이로 공급된 냉각수의 유동 방향은 배수 공(H)을 통과하여 낙하하는 고온수의 유동 방향에 교차하는 방향이 된다.
도시된 바와 같이, 냉각수 공급부(120)는 냉각수 공급배관(121, 123)과 냉각수 공급밸브(125)를 포함한다.
냉각수 공급배관(121, 123)은 분리 하우징(101)의 내부로 냉각수를 공급하도록 연결되는 배관 부재로서, 바람직하게는 전술한 고온수 공급배관(111)과 반대 편에 연결되는 것이 좋다.
상기 냉각수 공급배관(121, 123)은 분리 하우징(101)의 측면을 따라 나란히 입설 배치되는 주 공급배관(121)과, 주 공급배관으로부터 분리 하우징(101)의 측면을 향하여 복수 개의 유로로 나눠져 분기되는 분기 공급배관(123)을 포함한다.
그리고 주 공급배관(121)에는 냉각수 공급밸브(125)가 장착되는데, 냉각수 공급밸브(125)는 분리 하우징(101) 내부로 공급되는 냉각수의 유동을 개폐 조절하는 밸브 수단이다. 구체적인 예로서, 체크 밸브 또는 솔레노이드 밸브 등이 다양하게 이용될 수 있다.
또한, 이러한 냉각수 공급밸브(125)는 앞서 언급한 바와 같이, 고온수 유동 감지 신호(S1)를 전달받은 제어부(150)에 의해 제어 신호(C1)를 인가 받아 개폐 동작이 조절될 수 있다.
분기 공급배관(123)은 주 공급배관으로부터 연결되되, 분리 하우징(101)의 측면을 향하여 복수 개의 냉각수 유로를 형성하며, 분리 격판의 상호 이격된 공간을 통해 적어도 하나씩 배치되어 냉각수를 분사하도록 연결되는 배관 부재이다.
따라서, 본 실시예의 경우 분리 격판이 3개로 이루어져 있는 까닭에 분기 공급배관(123) 역시 3개로 나누어져 설치되는 것이 바람직하다.
더 구체적으로 설명하자면, 상부 분리 격판(103a)의 하방을 향하여 제1 분기 공급배관(123a)이 설치된다. 그리고 중앙 분리 격판(103b)의 하방을 향하여 제2 분기 공급배관(123b)이 설치된다. 그리고 하부 분리 격판(103c)의 하방을 향하여 제3 분기 공급배관(123c)가 설치된다. 그리고 각각의 분기 공급배관(123a, 123b, 123c)의 출측에는 노즐구(N)가 마련되며, 분기 공급배관을 통해 배출되는 냉각수를 설정된 압력으로 분사할 수 있다.
이와 같은 냉각수 공급부(120)의 구조적 특징에 따라, 제1, 2, 3 분기 공급배관(123a, 123b, 123c) 각각으로부터 분사되는 냉각수는 상부, 중앙, 하부 분리 격판(103a, 103b, 103c)의 배수 공(H)을 통해 낙하하는 고온수의 유동 방향과 교차하는 방향으로 유동하게 된다.
이로써, 수직 하방으로 유동하는 고온수와 이에 교차하여 수평 방향으로 분사되는 냉각수 간에 접촉이 발생되며, 열교환을 통해 고온수의 냉각 및 스팀 분리 작용이 이루어진다. 이에 관한 구체적인 설명은 도 4 및 5를 병행 참조하여 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치의 작용 효과를 설명하기 위해 도시한 분리 격판의 제 1작동 상태도 이다.
도시된 바와 같이, 분리 하우징 내부로 공급된 고온수는 상부 분리 격판(103a)의 상부로 공급된다. 이어서, 고온수는 배수 공(H)을 통해 상부 분리 격판(103a), 중앙 분리 격판(103b), 하부 분리 격판(103c)을 순차적으로 거치면서 수직 하방으로 낙하 유동하게 된다.
도면부호 L1은 상부 분리 격판(103a)과 중앙 분리 격판(103b) 사이의 이격 공간, 즉 상부 분리 격판(103a)의 하방에 형성된 제1 고온수-냉각수 접촉 구간을 의미한다.
마찬가지로 도면부호 L2는 중앙 분리 격판(103b)의 하방에 형성된 제2 고온수-냉각수 접촉 구간을 의미한다. 그리고 도면부호 L3는 하부 분리 격판(103c)의 하방에 형성된 제3 고온수-냉각수 접촉 구간을 의미한다.
즉, 고온수는 배수 공(H)을 통해 상부 분리 격판(103a), 중앙 분리 격판(103b), 하부 분리 격판(103c)을 순차적으로 거치면서, 제1, 2, 3 고온수-냉각수 접촉 구간(L1, L3, L3)를 통과하며 반복적으로 냉각수에 의해 냉각된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치의 작용 효과를 설명하기 위해 도시한 분리 격판의 제 2작동 상태도 이다.
도 5를 참조하면, 제1, 2, 3 고온수-냉각수 접촉 구간(L1, L3, L3)에서는 고온수가 수직 하방으로 낙하됨과 동시에 측면으로부터(즉, 도 3의 분기 공급배관(123)이 설치된 위치로부터) 냉각수가 수평 방향으로 분사된다. 즉, 각각의 분리 격판(103a, 103b, 103c)의 하부에서 낙하되는 고온수와 측면으로부터 분사되는 냉각수는 상호 유동 방향이 교차되어 형성된다. 이에 따라 고온수는 냉각되어 물(또는 폐수)는 분리 하우징의 하단으로 분리 배출되며, 고온수로부터 분리된 스팀은 분리 하우징의 상단으로 유동하여 분리 배출된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의하면 고온 가스의 냉각에 사용되고 남은 대량의 고온수를 신속하고 안전하게 배출시킬 수 있다.
특히, 제강 공장에서 취련 시 발생되는 대략 1450℃ 정도의 고온의 가스를 하부 후드, 상부 후드 및 복사부를 통해 간접 냉각시키는 과정에서 발생된 고압, 고온의 냉각수로부터 물과 스팀을 용이하게 분리시켜 간편하게 배출시킬 수 있다.
이로 인하여, 작업 시간을 단축시킬 수 있는 효과를 가져온다.
또한, 갑작스럽게 고온 고압의 냉각수가 외부로 유출됨에 따라 작업자에 끼칠 수 있는 화상 등의 신체 상해를 방지할 수 있어 작업 안전성을 확보할 수 있다.
그리고 작업장 바닥으로 고온의 냉각수가 유출되는 현상을 방지하여 작업장의 청결 상태를 지속적으로 유지할 수 있다.
이상으로 본 발명인 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치의 바람직한 실시예에 관하여 설명하였다.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
H: 배수 공
N: 노즐구
S1: 고온수 유동 감지 신호
C1, C2: 제어 신호
100: 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치
101: 분리 하우징
103(103a, 103b, 103c): 분리 격판
110: 고온수 공급부
111: 고온수 공급배관 113: 고온수 유동감지부
115: 고온수 공급밸브
120: 냉각수 공급부
121: 주 공급배관
123(123a, 123b, 123c): 분기 공급배관
125: 냉각수 공급밸브
130: 스팀 배출부
131: 스팀 배출배관 133: 팬 구동부
134: 팬
140: 물 배출부
150: 제어부

Claims (11)

  1. 스팀 배출구와 물 배출구가 상하 방향으로 대향 배치되며 밀폐된 구조를 갖는 분리 하우징;
    상기 분리 하우징의 내부공간으로 고온수를 공급하는 고온수 공급부;
    상기 분리 하우징의 내부공간을 수평 방향으로 가로막아 복수 개가 이격 배치되며, 상기 고온수 공급부로부터 공급된 고온수를 낙하시키도록 배수 공을 구비하는 분리 격판; 및
    상기 분리 격판 사이로 냉각수를 공급하되, 상기 배수 공을 통해 낙하하는 고온수에 교차되는 방향으로 냉각수를 분사하는 냉각수 공급부;를 포함하는 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고온수 공급부는,
    상기 분리 하우징 내부로 고온수를 공급하도록 연결되는 고온수 공급배관;
    상기 분리 하우징으로 공급되는 고온수의 유동을 개폐 조절하는 고온수 공급밸브; 및
    상기 고온수 공급배관을 통해 유동하는 고온수를 감지하는 고온수 유동감지부;를 포함하는 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 고온수 공급배관이 상기 분리 하우징에 연결되는 위치는, 상기 분리 하우징 내에서 상기 분리 격판이 설치되는 위치보다 더 높게 형성되는 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 분리 격판은, 상기 분리 하우징의 횡 방향 단면 크기에 대응하는 면적을 갖는 판상의 부재인 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 배수 공은, 상기 분리 격판을 두께 방향으로 관통하여 전체 면적을 통해 균일한 간격으로 홀 형성되는 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각수 공급부는,
    상기 분리 하우징 내부로 냉각수를 공급하도록 연결되는 냉각수 공급배관과,
    상기 분리 하우징으로 공급되는 냉각수의 유동을 개폐 조절하는 냉각수 공급밸브를 포함하는 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 냉각수 공급배관은,
    외부로부터 냉각수를 공급받아 상기 분리 하우징의 측면을 따라 입설 배치되는 주 공급배관과,
    상기 주 공급배관으로부터 복수 개의 유로로 나란히 분기되어 상기 분리 하우징의 측면으로 연결되는 분기 공급배관을 포함하는 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 분기 공급배관은,
    상기 분리 격판 각각의 상호 이격된 공간을 통해 적어도 하나가 배치되어 냉각수를 분사하도록 연결되는 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 분기 공급배관 각각으로부터 분사된 냉각수의 유동 방향은 상기 분리 격판 각각을 통과하여 낙하되는 고온수의 유동 방향과 상호 교차되는 것을 특징으로 하는 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 분리 하우징 내에서, 상기 물 배출구가 연결되는 하단부의 형상은 호퍼(hopper) 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 스팀 배출구로부터 수직 상방으로 연장하여 스팀의 배출 유로를 형성하는 스팀 배출배관과, 상기 스팀 배출배관에 내장되어 스팀의 배출을 유도하는 팬 구동부를 구비하는 스팀 배출부를 더 포함하는 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치.
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