KR20180097383A - 폐쇄회로 순환식 증기보일러의 응축수 및 증기 회수장치 - Google Patents

폐쇄회로 순환식 증기보일러의 응축수 및 증기 회수장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 물을 가열하는 폐쇄회로 순환식 증기보일러에서 생성된 고온, 고압의 증기가 열교환기에서 열교환함으로 발생되는 응축수를 회수하여 재활용하는 폐쇄회로 순환식 증기보일러의 응축수 및 증기 회수장치에 관한 것으로, 고온, 고압의 포화 증기를 외부로 배출하지 않고도 열교환기에서 열 교환함에 따라 발생되는 응축수 및 포화 증기를 응축수 모음탱크 내의 응축수를 순환시키면서 응축수 모음탱크의 내부로 회수하여 보일러로 재공급할 수 있도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 폐쇄회로 순환식 증기보일러의 응축수 및 증기 회수장치에 있어서, 열교환기(61)에서 열교환으로 생성된 응축수(52) 및 포화 증기를 회수하여 보일러(51) 측으로 공급하는 응축수 모음탱크(71)와, 상기 응축수 모음탱크(71)의 내부에 모인 응축수(52)를 펌핑하는 펌프(53)와, 상기 응축수 모음탱크(71) 및 펌프(53)의 흡입 측에 양단이 연결되어 응축수 모음탱크(71) 내의 응축수(52)를 펌프(53) 측으로 이송되도록 하는 응축수 순환흡입관(54)과, 상기 펌프(53)의 토출 측과 응축수 모음탱크(71)에 양단이 연결되어 펌프(53)의 구동에 따라 응축수 모음탱크(71) 내의 응축수(52)를 응축수 순환흡입관(54)을 통해 흡입하여 다시 응축수 모음탱크(71) 측으로 토출되도록 하는 응축수 순환토출관(55)과, 상기 응축수 순환토출관(55) 상에 설치되어 응축수(52)가 벤튜리관(561)을 통과할 때 압력을 떨어뜨리는 열증기 재압축승압기(TVR)(56)와, 상기 열증기 재압축승압기(56)에 연결되어 열교환기(61)에서 생성된 응축수(52) 및 포화 증기가 열증기 재압축승압기(56)를 통과되면서 떨어지는 압력에 의해 강제 흡입되도록 하는 응축수 및 포화 증기회수관(62)과, 상기 응축수 및 포화 증기회수관에 설치되어 온도를 감지하여 제어부에 의해 펌프의 구동을 제어하는 온도센서(63)로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

폐쇄회로 순환식 증기보일러의 응축수 및 증기 회수장치{omitted}
본 발명은 물을 가열하는 폐쇄회로 순환식 증기보일러에서 생성된 고온, 고압의 증기가 열교환기에서 열교환함으로 발생되는 응축수를 회수하여 재활용하는 폐쇄회로 순환식 증기보일러의 응축수 및 증기 회수장치에 관한 것으로써, 좀더 구체적으로는 고온, 고압의 포화 증기를 외부로 배출하지 않고도 열교환기에서 열 교환함에 따라 발생되는 포화 증기 및 응축수를 응축수 모음탱크 내의 응축수를 순환시키면서 응축수 모음탱크의 내부로 회수하여 보일러로 재공급할 수 있도록 하는 폐쇄회로 순환식 증기보일러의 응축수 및 증기 회수장치에 관한 것이다.
일반적으로, 물을 가열함에 따라 얻어지는 고압의 증기는 실내의 난방, 세탁소, 봉제공장, 취사장 등 여러 분야에서 널리 사용되고 있는데, 이러한 증기는 통상 증기보일러에 의해 얻어진다.
도 1은 종래의 장치인 특허 제613397호의 요부를 나타낸 종단면도로써, 보일러(1)의 상부에 증기 공급관(3)이 설치되어 있고 상기 증기 공급관(3)의 끝단에는 열 교환기(4)가 연결되어 있으며 상기 열 교환기의 타단에는 증기(22)가 열 교환기에서 열 교환을 이루고 남에 따라 발생되는 응축수를 회수하는 응축수 회수관(5)이 연결되어 있는데, 이때 응축수 회수관 상에는 트랩(6)이 설치되어 있다.
그리고 응축수 회수관(5)의 끝단에 플로트 스위치(7)가 구비된 응축수 모음탱크(8)가 연결되어 있고 상기 응축수 모음탱크의 일 측에 연결된 연결관(9)상에는 응축수 모음탱크(8) 내의 수위가 설정 수위 이상임을 플로트 스위치(7)가 감지함에 따라 모터(10)의 구동으로 동작하여 응축수 모음탱크(8) 내의 응축수를 보충수 탱크(11) 측으로 압송하는 응축수 회수펌프(12)가 설치되어 있는데, 상기 연결관(9) 상에는 응축수 모음탱크(11) 내의 응축수(13)가 응축수 모음탱크(8) 측으로 역류되는 현상을 방지하는 체크밸브(14)가 설치되어 있다.
또한, 보일러(1)의 일 측에는 연결관(9)을 통해 회수된 응축수(13)를 보일러(1)의 내부로 공급하는 보충수 탱크(11)가 보일러(1)의 일 측에 수두차이 없이 나란히 설치되어 있고 보일러(1)의 일 측에는 보일러의 내부에 위치하는 응축수(13)의 수위를 감지하는 자동수위 감지센서(15)가 설치되어 있다.
상기 보일러(1)와 수두차이 없이 보일러(1)의 일 측에 설치된 보충수 탱크(11)의 상부에 압축공기 공급관(16)이 연결되어 있고 상기 압축공기 공급관의 다른 일단에는 보충수 탱크(11)에 설치된 자동압력 조절스위치(17)가 설정 압력 이하임을 감지에 따라 구동하여 압축공기(18)를 발생시키는 콤프레셔(19)가 설치되어 있다.
또한, 보충수 탱크(11) 내의 응축수(13)를 보일러(1)의 내부로 공급하는 응축수 공급관(20)상에 보충수 탱크(11) 내의 응축수를 또 다른 보일러(도시는 생략함) 측으로 공급되도록 분기하기 위한 예비밸브(21)가 더 구비되어 있다.
따라서 보일러(1)의 가동으로 증기(22)가 발생되면 발생된 증기(22)는 증기 공급관(3)을 따라 열 교환기(4)로 공급되어 난방을 실시함과 함께 일부의 증기는 별도의 증기관을 통해 공급된다.
이러한 과정에서 열 교환으로 증기가 응축수(13)로 변하면 응축수 회수관(5)을 통해 응축수 모음탱크(8) 측으로 회수되는 과정에서 트랩(6)에서 습증기가 제거된다.
상기 응축수(13)가 응축수 모음탱크(8) 내에 채워져 플로트 스위치(7)가 설정된 수위 이상임을 감지하면 모터(10)에 전원이 자동으로 인가되어 응축수 회수용 펌프(12)가 가동되므로 응축수 모음탱크 내의 응축수(13)가 연결관(9)을 통해 보충수 탱크(11) 측으로 회수된다.
이와 같이 응축수(13)가 보충수 탱크(11)로 회수되고 나면 보충수 탱크(11)의 상부에는 콤프레셔(19)의 구동으로 생성된 고압의 압축공기(보일러 내의 증기압력보다 높은)가 압축공기 공급관(16)을 통해 작용되고 있는데, 상기 콤프레셔(19)의 구동은 보충수 탱크(11)의 상부에 설치된 자동압력 조절스위치(17)가 감지하여 보충수 탱크(11) 내의 압력이 보일러(1) 내의 증기압력보다 높으면 콤프레셔(19)의 구동을 일시적으로 중단시켰다가 응축수의 공급으로 보충수 탱크(11) 내의 압력이 보일러(1) 내의 증기압력보다 낮아지면 자동압력 조절스위치(17)가 보충수 탱크(11) 내의 압력이 보일러(1) 내의 증기압력보다 높음을 감지할 때까지 콤프레셔(19)를 재구동하게 되므로 보충수 탱크(11) 내의 압력은 항상 보일러(1) 내의 증기압력보다 높은 상태를 유지하게 된다.
이러한 상태에서 보일러(1)의 계속되는 가동으로 보일러에 있던 응축수(13)의 수위가 설정된 수위보다 낮아짐을 자동수위 감지센서(15)가 감지하면 응축수 공급관(20) 상에 설치된 전자밸브(23)가 개방되므로 보충수 탱크(11) 내의 응축수가 보일러(1)의 내부로 충수되는데, 이때 보충수 탱크(11)의 수위가 일 측에 위치된 보일러(1)의 수위보다 낮은 상태를 유지하더라도 보충수 탱크(11)의 상부에는 보일러(1) 내의 증기압력보다 높은 압축공기의 압력이 작용되고 있으므로 보충수 탱크(11) 내의 응축수가 응축수 공급관(20)을 통해 보일러(1) 내에 충수된다.
대한민국 등록특허공보 10-613397호(2006.08.09.등록)
그러나 이러한 종래의 장치는 응축수에 포함되어 있던 습증기를 제거하지 않으면 응축수 배관(5) 내의 압력이 높아 응축수 모음탱크(8) 측으로 응축수(13)가 중력에 의해 회수되지 않으므로 도 2와 같이 각 응축수 배관(5) 상에 응축수(13)에 포함되어 있던 습증기를 제거하는 고가의 트랩(24)을 반드시 설치하고 있다.
그러나, 고가의 트랩을 설치하더라도 고온, 고압의 응축수 또는 응축수에 포함된 불순물에 의해 트랩을 구성하는 부품이 부식되어 고온, 고압의 응축수 및 증기가 외부로 빠져나가게 되므로 고가의 트랩을 자주 교체하여야만 되는 사용상의 문제점이 대두되었다.
또한, 트랩을 사용하지 않는 노 트랩(No trap) 타입에서는 고온, 고압의 증기를 대기 중으로 배출하여 응축수 모음탱크 내의 압력을 떨어뜨려 열 교환기에서 발생된 응축수를 응축수 모음탱크 측으로 회수하고 있다.
그러나 이러한 시스템은 응축수 모음탱크의 압력을 강제로 떨어뜨림에 따라 열 교환기에서 발생된 응축수가 응축수 모음탱크 측으로 원활히 회수되지만, 증기 공급관 또는 응축수 배관의 결함으로 이들 내부의 압력이 떨어지면 응축수 모음탱크 내부 압력도 함께 떨어지게 되므로 정상적인 압력에서는 응축수가 응축수 모음탱크에서 응축수로 존재하지만, 응축수 모음탱크의 압력이 설정 압력 이하로 떨어지면 응축수 모음탱크의 내부에 있던 응축수가 기화되기 시작하여 수위가 급격히 줄어들게 된다. 즉, 응축수가 물로서 존재하는 온도까지 기화되어 줄어들게 된다.
이와 같이 응축수 모음탱크 내의 압력이 설정된 압력 이하로 떨어져 응축수 수위가 줄어든 상태에서 펌프가 구동하여 응축수를 펌핑하면 펌프에 캐비테이션 손상(cavitation damage)이 발생되어 펌프의 모터가 소손되는 치명적인 결과를 초래하게 되었다.
따라서 응축수 모음탱크의 저수위를 펌프에 캐비테이션 손상이 발생되지 않도록 필요 이상으로 높게 설정하여야 되므로 응축수 모음탱크를 필요 이상으로 높게 설계하고 있는 실정이다.
본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 그 구조를 획기적으로 개선하여 전체 배관의 내부 압력을 동일하게 유지하면서 펌프에 의해 응축수 모음탱크로 회수된 응축수를 순환시키면서 열증기 재압축 승압기(TVR : Thermo Vapor Recompression)를 이용하여 발생되는 진공압력으로 열교환기에서 열 교환으로 생성되는 응축수 및 포화 증기를 회수하여 보일러로 재공급할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 응축수에 포함된 고압의 포화 증기를 외부로 배출시켜 압력을 떨어뜨리지 않고도 응축수와 함께 회수하여 재활용함에 따라 보일러의 가동에 따른 비용을 대폭 절감할 수 있도록 하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 폐쇄회로 순환식 증기보일러의 응축수 및 증기 회수장치에 있어서, 열교환기에서 열교환으로 생성된 응축수 및 포화 증기를 회수하여 보일러 측으로 공급하는 응축수 모음탱크와, 상기 응축수 모음탱크의 내부에 모인 응축수를 펌핑하는 펌프와, 상기 응축수 모음탱크 및 펌프의 흡입 측에 양단이 연결되어 응축수 모음탱크 내의 응축수를 펌프 측으로 이송되도록 하는 응축수 순환흡입관과, 상기 펌프의 토출 측과 응축수 모음탱크에 양단이 연결되어 펌프의 구동에 따라 응축수 모음탱크 내의 응축수를 응축수 순환흡입관을 통해 흡입하여 다시 응축수 모음탱크 측으로 토출되도록 하는 응축수 순환토출관과, 상기 응축수 순환토출관 상에 설치되어 응축수가 벤튜리관을 통과할 때 압력을 떨어뜨리는 열증기 재압축승압기(TVR)와, 상기 열증기 재압축승압기에 연결되어 열교환기에서 생성된 응축수 및 포화 증기가 열증기 재압축승압기를 통과되면서 떨어지는 압력에 의해 강제 흡입되도록 하는 응축수 및 포화 증기회수관과, 상기 응축수 및 포화 증기회수관에 설치되어 온도를 감지하여 제어부에 의해 펌프의 구동을 제어하는 온도센서로 구성된 것을 특징으로 하는 폐쇄회로 순환식 증기보일러의 응축수 및 증기 회수장치가 제공된다.
본 발명은 종래에 비하여 다음과 같은 여러 가지 장점을 갖는다.
첫째, 열교환기에서 열교환하고 난 포화 증기의 압력을 떨어뜨리지 않고 응축수와 함께 응축수 모음탱크로 회수하여 보일러에 재공급하므로 열효율을 극대화하게 되고, 이에 따라 보일러의 가동에 따른 비용을 대폭 절감하게 된다.
둘째, 포화 증기의 압력을 떨어뜨리기 위한 고가의 트랩을 사용하지 않으므로 폐쇄회로 순환식 증기보일러의 시공비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 주기적으로 트랩을 교체할 필요가 없게 된다.
셋째, 1대의 펌프를 이용하여 사용압력이 다른 증기를 사용하는 2대의 열교환기에서 열교환하고 난 포화 증기 및 응축수를 회수할 수 있으므로 경제적이다.
넷째, 열증기 재압축승압기를 응축수 모음탱크의 내부에 설치할 경우에는 외력에 의해 열증기 재압축승압기가 파손되는 현상을 미연에 방지하게 되므로 관리가 용이하다.
도 1은 종래의 장치인 특허 제613397호의 요부를 나타낸 종단면도
도 2는 종래의 다른 실시예를 나타낸 구성도
도 3은 본 발명이 설치된 폐쇄회로 순환식 증기보일러의 응축수 및 증기 회수장치의 구성도
도 4는 본 발명의 제1 실시예를 나타낸 종단면도
도 5는 도 4의 평면도
도 6은 본 발명의 제2 실시예를 나타낸 평면도
도 7은 본 발명의 제3 실시예를 나타낸 종단면도
도 8은 본 발명의 제4 실시예를 나타낸 종단면도
도 9는 본 발명의 제5 실시예를 나타낸 종단면도
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
도 3은 본 발명이 설치된 폐쇄회로 순환식 증기보일러의 응축수 및 증기 회수장치의 구성도이고 도 4는 본 발명의 제1 실시예를 나타낸 종단면도이며 도 5는 도 4의 평면도로써, 본 발명은 열교환기(61)에서 열교환으로 생성된 응축수(52) 및 포화 증기를 회수하여 보일러(51) 측으로 공급하는 응축수 모음탱크(71)의 일 측에 응축수 모음탱크(71) 내부에 모인 응축수(52)를 펌핑하는 펌프(53)가 설치되어 있고 상기 응축수 모음탱크(71) 및 펌프(53)의 흡입 측에는 응축수 모음탱크(71) 내의 응축수(52)를 펌프(53) 측으로 이송되도록 하는 응축수 순환흡입관(54)이 양단이 연결되어 있으며 상기 펌프(53)의 토출 측과 응축수 모음탱크(71)에는 펌프(53)의 구동에 따라 응축수 모음탱크(71) 내의 응축수(52)를 응축수 순환흡입관(54)을 통해 흡입하여 다시 응축수 모음탱크(71) 측으로 토출되도록 하는 응축수 순환토출관(55)이 연결되어 있다.
그리고 상기 응축수 순환토출관(55) 상에 응축수(52)가 벤튜리관(Venturi Tube)(561)을 통과할 때 압력을 떨어뜨리는 열증기 재압축승압기(TVR : Thermo Vapor Recompression)(56)가 설치되어 있고 상기 열증기 재압축승압기(56)에는 열교환기(61)에서 생성된 응축수(52) 및 포화 증기가 열증기 재압축승압기(56)를 통과되면서 떨어지는 압력에 의해 강제 흡입되도록 하는 응축수 및 포화 증기 회수관(62)이 연결되어 있으며 상기 응축수 및 포화 증기 회수관(62)에는 온도를 감지하여 제어부(도시는 생략함)에 의해 펌프(53)의 구동을 제어하는 온도센서(63)가 설치되어 있다.
상기 온도센서(63)는 열교환기(61)에서 발생된 포화 증기 및 응축수(52)의 온도를 감지하여 설정된 온도 이상일 때 제어부(도시는 생략함)에 의해 펌프(53)를 구동시키고, 설정된 온도 이하일 경우에는 펌프(53)의 구동을 중단시키는 역할을 하게 된다.
이때, 상기 응축수 모음탱크(71)의 토출 측에 도 4와 같이 응축수(52) 및 포화 증기를 보일러(51)에 공급하는 체크밸브(72)를 설치하여 응축수 모음탱크(71) 내의 압력이 설정된 압력 이상으로 상승할 때에만 응축수(52) 및 포화 증기를 자동으로 보일러(51) 측으로 공급하도록 구성할 수도 있다.
이에 따라, 펌프(53)의 구동이 일시적으로 중단하더라도 응축수 및 포화 증기가 응축수 모음탱크(71) 측으로 역류되는 현상을 방지할 수 있게 된다.
상기 응축수 순환토출관(55) 상에 설치되어 응축수(52)가 벤튜리관(561)을 통과할 때 압력을 떨어뜨리는 열증기 재압축승압기(TVR)(56)를 본 발명의 제1 실시예로 나타낸 도 4, 제2 실시예로 나타낸 도 6, 제4 실시예로 나타낸 도 8과 같이 응축수 모음탱크(71)의 외부에 위치하는 응축수 순환토출관(55) 상에 설치하여도 되지만, 본 발명의 제3 실시예와 같이 상기 열증기 재압축승압기(TVR)(56)를 응축수 모음탱크(71)의 내부에 내장되게 설치하고 상기 열증기 재압축승압기(56)에는 응축수 모음탱크(71)의 내부로 관통되게 설치된 응축수 및 포화 증기회수관(62)을 연결할 수도 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예와 같이 상기 응축수 모음탱크(71)의 내부를 격벽(73)에 의해 상부탱크(71a)와 하부탱크(71b)로 구획하여 상기 상부탱크(71a)에 응축수 순환흡입관(54)을 연결하고 순환되는 응축수(52)의 압력을 떨어뜨리는 열증기 재압축승압기(56)는 응축수 순환토출관(55)을 응축수 모음탱크(71)의 내부까지 연장하여 상기 응축수 모음탱크(71)의 내부에 위치되도록 하며, 상기 열증기 재압축승압기(56)로 응축수 및 포화 증기가 회수되는 응축수 및 포화 증기회수관(62)은 하부탱크(71b)에 위치되도록 하여 또 다른 응축수 및 포화 증기회수관(62a)을 통해 하부탱크(71b)로 회수되는 응축수(52) 및 포화증기를 보일러(51)로 재공급하도록 구성할 수도 있음은 이해 가능한 것이다.
이와 같이 열증기 재압축승압기(56)가 응축수 모음탱크(71)의 내부에 위치하므로 외부의 충격에 의해 파손될 우려가 없으므로 관리가 편리한 이점을 갖는다.
상기 응축수 순환흡입관(54)이 도 4와 같이 응축수 모음탱크(71)의 내부에 연장되게 설치되어 있고 상기 응축수 모음탱크(71)의 내부에 위치하는 응축수 순환흡입관(54)의 저면에는 복수 개의 흡입공(541)이 형성되어 있다.
상기 응축수 순환흡입관(54)의 저면에 복수 개의 흡입공(541)이 형성된 이유는 펌프(53)의 구동으로 응축수 모음탱크(71)에 모인 응축수(52)를 저수위까지 펌핑하더라도 소용돌이현상으로 응축수 모음탱크(71)에 있던 증기의 일부가 펌프(53) 측으로 유입되지 않도록 함으로써, 펌프(53)에 캐비테이션(Cavitation) 손상이 발생되지 않도록 하기 위한 것이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예를 나타낸 평면도로써, 상기 응축수 모음탱크(71)의 양측에 응축수 순환흡입관(54)(54a)이 각각 연결되어 있고 펌프(53)의 토출 측에도 양측으로 응축수 순환토출관(55)(55a)이 각각 연결됨과 동시에 각 응축수 순환토출관(55)(55a)에는 벤튜리관(561)(561a)의 내경이 다른 열증기 재압축승압기(56)(56a)가 설치되어 있는데, 이는 1대의 보일러(51)에서 생성된 증기를 사용압력이 다른 2개의 열교환기로 공급하여 압력이 다른 응축수 및 포화 증기가 발생하더라도 1개의 펌프(53)를 이용하여 각 응축수 순환토출관(55)(55a)을 통해 응축수 모음탱크(71) 측으로 회수할 수 있도록 하기 위한 것이다.
따라서 내경이 큰 벤튜리관(561)이 설치된 열증기 재압축승압기(56)가 설치된 측은 압력이 높은 포화 증기 및 응축수(52)를 회수하고, 이와는 반대로 내경이 작은 벤튜리관(561a)이 설치된 열증기 재압축승압기(56a)가 설치된 측은 압력이 낮은 포화 증기 및 응축수(52)를 회수하게 된다.
도면 중 미설명부호 (74)는 보일러에서 생성된 증기를 열교환기로 공급하는 증기 공급관이고, (75)는 보일러에 물을 보충하기 위한 보충수탱크이며, (76)은 보충탱크 내의 보충수를 펌핑하는 펌프이고, (77)은 보충수 공급라인이다.
본 발명의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 보일러(51)에서 생성된 고온, 고압의 증기가 열교환기(61)로 공급되어 열 교환하고 나면 증기가 포화 증기로 변함과 동시에 응축수(52)가 발생된다.
이와 같이 열교환기(61)에서 포화 증기 및 응축수(52)가 발생되면 발생된 포화 증기 및 응축수(52)는 펌프(53)의 구동으로 응축수 모음탱크(71)의 내부로 회수된다.
즉, 보일러(51)에서 생성된 고온, 고압의 증기가 열교환기(61)에서 열 교환하는 과정에서 온도센서(63)의 감지로 인해 제어부에 의해 펌프(53)가 구동하면 응축수 모음탱크(71)의 내부에 있던 응축수(52)가 응축수 순환흡입관(54)을 통해 유입되어 응축수 순환토출관(55)을 거쳐 응축수 모음탱크(71)로 순환하게 된다.
이에 따라, 응축수(52)가 펌프(53)의 구동에 따른 임펠러(도시는 생략함)의 회전으로 압송되어 응축수 순환토출관(55) 상에 설치된 열증기 재압축승압기(56)의 벤튜리관(561)을 빠르게 통과하면 열증기 재압축승압기(56)의 내부 압력이 떨어지게 되므로 열교환기(61)에서 발생된 포화 증기 및 응축수(52)가 응축수 및 포화 증기회수관(62)을 통해 열증기 재압축승압기(56)의 벤튜리관(561)으로 유입되어 펌프(53)의 구동에 따라 응축수 순환토출관(55)을 흐르는 응축수(52)와 함께 응축수 모음탱크(71)의 내부로 유입되는데, 이러한 동작은 제어부에 의해 펌프(53)가 구동하는 동안에는 계속해서 반복 동작된다.
이와 같이 응축수 모음탱크(71)의 내부로 회수된 포화 증기 및 응축수(52)는 계속되는 펌프(53)의 구동에 따른 압송력으로 보일러(51)에 재공급된다.
상기한 바와 같은 동작 시 응축수(52)는, 펌프(53) 측으로 흡입되는 응축수 순환흡입관(54)이 응축수 모음탱크(71)의 내부까지 연장되게 설치되고, 상기 응축수 순환공급관(54)의 저면에 복수 개의 흡입공(541)이 형성된 경우에는 응축수 모음탱크(71)의 수위가 떨어지더라도 포화 증기가 펌프(53) 측으로 유입되지 않으므로 캐비테이션 현상에 의해 펌프(53)의 임펠러가 파손되는 현상을 미연에 방지하게 된다.
한편, 1대의 보일러(51)에서 생성된 증기를 사용압력이 다른 2개의 열교환기(1대의 열교환기는 도시가 생략됨)에서 사용할 때에는 제2 실시예로 나타낸 도 6과 같이 구성하여 압력이 다른 포화 증기 및 응축수(52)를 응축수 모음탱크(71)로 회수할 수 있게 된다.
예를 들어, 보일러(51)에서 10kg/㎠의 압력으로 증기를 생산하여 1대의 열교환기에서는 동일 압력으로 증기를 사용하고, 1대의 열교환기에는 감압기(도시는 생략함)를 이용하여 증기의 압력을 5kg/㎠의 압력으로 갑압하여 사용한다고 가정하여 설명한다.
이 경우, 2대의 열교환기에서 열 교환함에 따라 발생되는 포화 증기 및 응축수의 압력이 각기 다르지만, 응축수 순환토출관(55)(55a)에 설치된 열증기 재압축승압기(56)(56a)의 벤튜리관(561)(561a) 내경이 각각 다르므로 1대의 펌프(53)를 구동하여 2대의 열교환기에서 발생된 포화 증기 및 응축수(52)를 동시에 응축수 모음탱크(71)의 내부로 회수하여 보일러(51) 측으로 재공급할 수 있게 되는 것이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
51 : 보일러 53 : 펌프
54, 54a : 응축수 순환흡입관 541, 541a : 흡입공
55, 55a : 응축수 순환토출관 56, 56a : 열증기 재압축승압기
561, 561a : 벤튜리관 61 : 열교환기
62, 62a : 응축수 및 포화 증기회수관 63 : 온도센서
71 : 응축수 모음탱크 71a : 상부탱크
71b : 하부탱크 72 : 체크밸브
73 : 격벽

Claims (7)

  1. 폐쇄회로 순환식 증기보일러의 응축수 및 증기 회수장치에 있어서,
    열교환기(61)에서 열교환으로 생성된 응축수(52) 및 포화 증기를 회수하여 보일러(51) 측으로 공급하는 응축수 모음탱크(71)와, 상기 응축수 모음탱크(71)의 내부에 모인 응축수(52)를 펌핑하는 펌프(53)와, 상기 응축수 모음탱크(71) 및 펌프(53)의 흡입 측에 양단이 연결되어 응축수 모음탱크(71) 내의 응축수(52)를 펌프(53) 측으로 이송되도록 하는 응축수 순환흡입관(54)과, 상기 펌프(53)의 토출 측과 응축수 모음탱크(71)에 양단이 연결되어 펌프(53)의 구동에 따라 응축수 모음탱크(71) 내의 응축수(52)를 응축수 순환흡입관(54)을 통해 흡입하여 다시 응축수 모음탱크(71) 측으로 토출되도록 하는 응축수 순환토출관(55)과, 상기 응축수 순환토출관(55) 상에 설치되어 응축수(52)가 벤튜리관(561)을 통과할 때 압력을 떨어뜨리는 열증기 재압축승압기(TVR)(56)와, 상기 열증기 재압축승압기(56)에 연결되어 열교환기(61)에서 생성된 응축수(52) 및 포화 증기가 열증기 재압축승압기(56)를 통과되면서 떨어지는 압력에 의해 강제 흡입되도록 하는 응축수 및 포화 증기회수관(62)과, 상기 응축수 및 포화 증기회수관에 설치되어 온도를 감지하여 제어부에 의해 펌프의 구동을 제어하는 온도센서(63)로 구성된 것을 특징으로 하는 폐쇄회로 순환식 증기보일러의 응축수 및 증기 회수장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열증기 재압축승압기(TVR)(56)를 응축수 모음탱크(71)의 외부에 위치하는 응축수 순환토출관(55) 상에 설치한 것을 특징으로 하는 폐쇄회로 순환식 증기보일러의 응축수 및 증기 회수장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 열증기 재압축승압기(TVR)(56)를 응축수 모음탱크(71)의 내부에 내장되게 설치하고 상기 열증기 재압축승압기(56)에는 응축수 모음탱크(71)의 내부로 관통되게 설치된 응축수 및 포화 증기회수관(62)을 연결하여서 된 것을 특징으로 하는 폐쇄회로 순환식 증기보일러의 응축수 및 증기 회수장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 응축수 순환흡입관(54)을 응축수 모음탱크(71)의 내부에 연장되게 설치하고 상기 응축수 모음탱크(71)의 내부에 위치하는 응축수 순환흡입관(54)의 저면에는 복수 개의 흡입공(541)을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 폐쇄회로 순환식 증기보일러의 응축수 및 증기 회수장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 응축수 모음탱크(71)의 내부를 격벽(73)에 의해 상부탱크(71a)와 하부탱크(71b)로 구획하여 상기 상부탱크(71a)에 응축수 순환흡입관(54)을 연결하고 순환되는 응축수(52)의 압력을 떨어뜨리는 열증기 재압축승압기(56)는 응축수 순환토출관(55)을 응축수 모음탱크(71)의 내부까지 연장하여 상기 응축수 모음탱크(71)의 내부에 위치되도록 하며, 상기 열증기 재압축승압기(56)로 응축수 및 포화 증기가 회수되는 응축수 및 포화 증기회수관(62)은 하부탱크(71b)에 위치되도록 하여 또 다른 응축수 및 포화 증기회수관(62a)을 통해 하부탱크(71b)로 회수되는 응축수(52) 및 포화 증기를 보일러(51)로 재공급하도록 된 것을 특징으로 하는 폐쇄회로 순환식 증기보일러의 응축수 및 증기 회수장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 응축수 모음탱크(71)의 양측에 응축수 순환흡입관(54)(54a)을 연결하고 펌프(53)의 토출 측에도 양측으로 응축수 순환토출관(55)(55a)을 각각 연결함과 동시에 각 응축수 순환토출관(55)(55a)에 벤튜리관(561)(561a)의 내경이 다른 열증기 재압축승압기(56)(56a)를 설치하여 각 응축수 순환토출관(55)(55a)을 통해 응축수 모음탱크(71) 측으로 압력이 다른 응축수 및 포화 증기가 회수되도록 한 것을 특징으로 하는 폐쇄회로 순환식 증기보일러의 응축수 및 증기 회수장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 응축수 모음탱크(71)의 토출 측에 응축수(52) 및 포화 증기를 보일러(51)에 공급하는 체크밸브(72)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 폐쇄회로 순환식 증기보일러의 응축수 및 증기 회수장치.
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