KR20200145132A

KR20200145132A - 절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치

Info

Publication number: KR20200145132A
Application number: KR1020190073702A
Authority: KR
Inventors: 최영한; 최동일
Original assignee: 영일펌프테크(주)
Priority date: 2019-06-20
Filing date: 2019-06-20
Publication date: 2020-12-30

Abstract

본 발명은 절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치를 개시한다.
본 발명의 절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치는 처리 대상물을 가열하는 가열부로부터 배출되는 응축수에서 재증발되는 증기를 회수하여 증기 가압수단으로 공급하고 회수된 응축수를 보일러로 공급하는 증기 회수수단; 상기 증기 회수수단에서 공급되는 재증발 증기와 상기 보일러로부터 공급되는 고온의 증기를 혼합하여 상기 가열부로 공급하는 증기가압수단; 상기 보일러에 연결되어 연소 열에너지를 공급하는 연소가스덕트에 연결되어 그 내부를 통과하고, 외부로는 상기 증기회수수단과 응축수배관으로 연결되어 공급된 응축수를 상기 열에너지와 열교환하여 이를 보일러에 연결된 급수배관을 통해 공급하는 이코노마이저로 구성된다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치은, 밀폐회로를 구성한 상태에서 절탄기의 운전에 필요한 연속 급수조건과 보일러에서 증발된 증기 소모량 만큼의 유량을 능동 제어할 수 있으므로 에너지 이용의 효율성을 대폭 높일 수 있을 뿐만 아니라 경제적인 운영이 가능한 효과를 기대할 수 있다.

Description

절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치{Recovery of vacuum-circulated condensate in closed circuit and boiler water supply system}

본 발명은 보일러의 연소 배기가스의 남은 열을 이용하여 급수를 가열하는 절탄기에 대한 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 절탄기의 성능 유지를 위한 최소유량과 보일러에서 증발된 소모량 만큼의 유량을 능동 제어할 수 있도록 함으로써 에너지의 이용 효율성을 높일 수 있는 절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치에 관한 것이다.

일반적으로 증기 가열 장치는 열교환기에 형성된 열부하인 가열부에 가열용 증기가 공급되고, 가열에 의해 발생한 응축수를 배출하는 응축수 회수 장치를 접속시켜 구성된다.

종래 기술에 따른 증기 가열장치의 구성을 도 1을 참조하면, 고온의 증기를 생성하기 위한 보일러(410) 및 이 보일러(410)에서 생성된 고온의 증기가 공급되어 처리 대상물을 가열하는 가열부(430,400') 그리고 가열부(430 및 430')로부터 응축수만 배출되도록 하는 스팀 트랩(440, 430') 및 이 스팀 트랩(440, 440')으로부터 배출된 응축수가 수집되며, 외부로부터 보충수가 급수되는 응축수 탱크(450) 끝으로 상기 응축수 탱크(450)에 수집된 응축수를 보일러(410)로 공급하는 급수 펌프(451)로 구성된다.

이러한 구성의 증기 가열장치는 상기 급수 펌프(451)에 의해 보일러(410)로 급송된 응축수는 버너에 의해 가열되어 포화증기[saturated steam, 飽和蒸氣] 상태로 스팀 헤더(420)와 유량 조절밸브(431, 431')를 거쳐 제1가열부(430) 및 제2가열부(430')로 공급되고, 상기 제1 및 제2가열부(430, 430')로 공급된 증기는 제1 및 제2가열부(430, 430')에서 열교환을 통해 온도가 저하되면서 응축되어 습포화증기(wetsaturated vapor) 상태가 된다. 이때 증기가 응축되어 생기는 응축수는 제1 및 제2가열부(430, 430')의 하부에 설치된 스팀 트랩(440, 440')에 각각 모이게 된다.

그리고, 상기 스팀 트랩(440, 440')은 일반적으로 버킷(Bucket) 또는 프로우트(Float) 타입이 사용되고, 스팀 트랩(440, 440')에 일정량 이상의 응축수가 유입되면 버킷 또는 플로우트가 응축수의 부력에 의해 상승하여 스팀 트랩의 밸브(441,441')가 개방됨으로서 응축수만 응축수 탱크(450)로 배출된다. 이때 상기 스팀 트랩(440, 440')으로부터 응축수 탱크(450)로 배출되는 응축수는 압력이 저하되면서 일부는 대기중으로 증발되며, 응축수 탱크(450)에 잔류되는 나머지 응축수는 외부에서 공급되는 보충수와 섞여 급수 펌프(451)를 통해 보일러로 공급된다.

한편, 보충수는, 일반적으로 보충수 탱크(460) 및 보충수 공급 펌프(461)를 별도로 설치하여 공급하게 되고, 라인에 개폐 밸브(462)를 설치하는 것도 물론 가능하다.

그러나, 종래 기술에 따른 증기 가열장치는 상기 스팀 트랩(440, 440')으로부터 응축수 탱크(450)로 배출된 응축수중에서 상당량이 대기중으로 증발되어 소모되므로 에너지 효율이 극히 낮은 문제점이 있다.

또한, 대기중으로 손실되는 증기량 만큼 보충수가 지속적으로 공급되어야 하므로 다량의 용수가 소요되며, 상온의 보충수가 다량 섞여 온도가 저하된 상태로 보일러(410)로 급수됨에 따라 결과적으로 이를 고온의 증기로 가열하기 위해 많은 양의 연료가 추가 소비되는 문제점이 있었다.

한편, 종래에는 상기 스팀 트랩의 사용에 따른 문제점을 개선하기 위하여 제1 및 제2가열부(430, 430')의 하부에서 스팀 트랩을 제거하고, 응축수가 중력에 의해 집수될 수 있도록 제1 및 제2가열부(430, 430') 보다 하위에 밀폐형 급수 탱크를 설치하며, 급수 펌프를 통해 밀폐형 급수 탱크의 물을 보일러로 강제 공급하는 기술이 제안되었다.

그러나, 스팀 트랩이 설치되지 않은 증기 가열 장치는 중력에 의한 응축수의 이동이 가능하지만 증기의 방출(일부 대기 방출)이 수행되지 않으면 차압이 형성되지 못하여 열순환이 느려지는 문제점이 있다. 또한, 급수 탱크에 포집된 응축수를 급송하기 위한 급수 펌프의 작동시 케비테이션이 발생하여 급수 펌프가 파손되는 문제점이 있다.

본 출원인은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-0898380호를 통해 개선된 ′재증발 증기 및 응축수 회수장치′를 제안한바 있으며, 그 청구항 1에는 ‘보일러의 재증발 증기 및 응축수 회수 장치로서,처리 대상물을 가열하는 가열부로부터 배출되는 응축수와 상기 응축수에서 재증발하는 증기를 회수하며, 상기 회수된 재증발 증기를 증기 가압부로 공급하고, 상기 회수된 응축수를 보일러로 공급하는 증기 회수부; 및 상기 증기 회수부에서 공급되는 재증발 증기와 상기 보일러로부터 공급되는 고온의 증기를 혼합하여 상기 가열부로 공급하는 증기 가압부를 포함하고, 상기 증기 가압부는 상기 보일러로부터 공급되는 고온의 증기와 상기 증기 회수부로부터 공급되는 재증발 증기를 혼합하여 상기 가열부로 공급하는 증기 재압축 제어 밸브; 상기 증기 재압축 제어밸브와 상기 가열부 사이에 설치되어 상기 가열부로 공급되는 증기의 압력을 검출하는 압력 센서; 및 상기 압력 센서로부터 검출된 압력에 따라 상기 증기 재압축 제어 밸브로 동작 제어 신호를 출력하여 상기 증기 재압축 제어 밸브의 동작을 제어하는 압력 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 재증발 증기 및 응축수 회수 장치.’가 개시되어 있다.

이러한 구성의 처리 대상물을 가열하는 가열부로부터 배출되는 응축수에서 재증발되는 증발증기와 보일러로부터 공급되는 고온의 증기를 혼합하여 가열부로 재공급하는 밀폐 회로를 구성함에 따라 재증발 증기와 응축수를 전량 회수하여 사용할 수 있으나, 부하가 서로 상이한 복수의 가열부 구성이 곤란할 뿐만 아니라 정밀 제어가 어려워 각각의 가열부 마다 독립적인 증기 가압부를 구성해야 하므로 시스템이 복잡해질 뿐만 아니라 관리의 어려움과 설비 비용이 증가되는 폐단이 있었다. 즉, 종전의 재증발 증기 및 응축수 회수장치에서는 증기 가압부를 싱글로 설치함에 따라 제어 범위가 작아 가열부 각각의 부하 변동 대응속도에 적합지 않아 효율이 낮은 단점이 있으며, 증기 가압부를 가열부의 수량에 대응되게 설치하는 경우에는 응축기 및 증기 회수부도 대응되게 설치되어야 하므로 설비 비용이 과도하게 증가되어 경제성이 떨어질 뿐만 아니라 구성이 복잡해져 유지 관리가 곤란해지는 문제점이 있었다.

또 다른 종래 NM 기술로는 본 출원인은 대한민국 등록특허 제10-1215410호를 통해 ′재증발 증기 및 응축수 회수장치′를 제안한바 있으며, 그 청구항 1에는 ‘처리 대상물을 가열하는 가열부로부터 배출되는 응축수에서 재증발되는 증기를 회수하여 증기 가압수단로 공급하고 회수된 응축수를 보일러로 공급하는 증기 회수부와; 상기 증기 회수부에서 공급되는 재증발 증기와 상기 보일러로부터 공급되는 고온의 증기를 혼합하여 상기 가열부로 공급하는 증기 재압축 제어밸브 및 상기 가열부로 공급되는 증기의 압력을 검출하는 압력 감지부 및 이 압력 감지부로부터 검출된 압력에 따라 상기 증기 재압축 제어밸브로 동작 제어신호를 출력하여 동작을 제어하는 압력 제어부로 이루어진 증기 가압수단을 포함하는 보일러의 재증발 증기 및 응축수 회수장치에 있어서, 상기 가열부는 복수 설치되고, 상기 증기 가압수단은 복수의 가열부가 갖는 열부하의 총량보다 큰 처리 용량을 가지면서 어느 하나는 높은 설정 값을 다른 하나는 상대적으로 낮은 설정 값을 갖도록 적어도 두 개 이상이 병렬로 연결되는 제1,2증기 가압부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 재증발 증기 및 응축수 회수장치.’가 개시되어 있다.

이러한 구성의 재증발 증기 및 응축수 회수장치는 저부하와 고부하 운영에 적합한 서로 다른 가열부하 용량을 가진 제1,2증기 가압부를 복수 구성하여 다수의 가열부에 의하 저부하 및 고부하 운전시의 안정되고 정밀한 운전을 가능하게 할 수 있다.

그러나, 본 출원인이 선출원한 상기 ′등록특허 제10-0898380호′ 및 ′공개특허 제10-2012-0056329호의 재증발 증기 및 응축수 회수장치는 설계 구조상 낙하차를 이용함에 따라 가압부를 타 구성요소에 대해 상대적으로 높은 위치에 시공 설치하여야 하므로, 설치 장소에 대한 제약을 받을 뿐만 아니라 이로 인한 시공성이 대단히 불량해지는 단점으로 인해 결과적으로 시공성 불량에 따른 시공기간의 지연과, 설비 비용의 과도한 증가를 야기하여 경제성을 떨어뜨리고 향후 유지보수가 곤란한 문제점을 초래하였다.

또 다른 종래 기술로는 대한민국 등록특허 제10-1273247호를 통해 개시된 ‘재증발 증기 및 응축수 회수장치’가 있으며 그 청구항 1에는 ‘처리 대상물을 가열하는 가열부(30)로부터 배출되는 응축수에서 재증발되는 증기를 회수하여 증기 가압수단(100)으로 공급하고 회수된 응축수를 보일러(10)로 공급하는 증기 회수수단(200)와; 상기 증기 회수수단(200)에서 공급되는 재증발 증기와 상기 보일러(10)로부터 공급되는 고온의 증기를 혼합하여 상기 가열부(30)로 공급하는 증기 재압축 제어밸브(100a) 및 상기 가열부(30)로 공급되는 증기의 압력을 검출하는 압력 감지부(140) 및 이 압력 감지부(140)로부터 검출된 압력에 따라 증기 재압축 제어밸브(100a)로 제어신호를 인가하여 동작을 제어하는 압력 제어부(130)로 이루어진 증기 가압수단(100)을 포함하는 재증발 증기 및 응축수 회수장치에 있어서, 상기 가열부(30)로 공급되는 열부하 공급라인(p1)과 상기 증기 가압수단(100)에 연결된 재증발 증기 흡입라인(p2)에서 발생되는 응축수를 압력탱크(50)로 강제 배출시키는 것으로, 상기 열부하 공급라인(p1)과 재증발 증기흡입라인(p2)을 상기 압력탱크(50)에 연결하는 응축수 회수라인(P3)과; 상기 응축수 회수라인(P3)에 설치되어 응축수를 상기 압력탱크(50)로 강제 배출시키는 드레인 요소를 구비하는 응축수 배출수단(300);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 재증발 증기 및 응축수 회수장치’가 개시되어 있다.

그러나, 본 출원인이 제안한 밀폐회로를 구성한 종래기술은 에너지 이용효율을 높이는데 한계가 있는 단점이 있다. 이는 증기보일러의 연소실에서 연료를 연소시켜 전열면을 가열하여 증기를 생성하고 연도로 배출되는 배기가스는 200℃ 이상이 되므로 상기 폐열을 회수하기 위하여 연도에 이코노마이저(economizer)라 일컫는 절탄기가 설치되어 급수를 예열하여 에너지 효율을 증대하고 있으나, 상기 종래 기술에 따른 밀폐회로형 장치에서는 절탄기를 그대로 적용할 수 없는 구조이어서 결과적으로 절탄기에 의한 에너지 효율을 높일 수 없는 문제점이 있었다.

즉, 절탄기는 보일러의 연소 배기 가스의 남은 여열을 이용하여 급수를 가열하는 것으로 절탄기관이나 관 헤더로 구성되며, 이러한 절탄기는 연소가스가 통과할 때에 그 내부에 물이 흐르고 있지 않으면 내부에 증기가 발생하여 관로에 치명적인 맥동현상 등을 유발함에 따라 증기발생을 억제할 수 없음에 따라 이를 해결할 수 있는 대안이 시급한 실정이다.

등록특허 제10-0536337호, 7쪽, 청구항 1, 도 2. 등록특허 제10-0569928호, 6쪽, 청구항 1, 도 2. 등록특허공보 제10-0898380호, 2쪽, 청구항 1, 도 2 공개특허공보 제10-2012-0056329호, 3쪽, 청구항 1, 도 2 등록특허공보 제10-1273247호, 3쪽, 청구항 1, 도 2

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 응축수를 전량 회수하는 밀폐회로 방식의 장치에서 절탄기의 운전에 필요한 연속 급수조건을 보장하면서 보일러에서 증발된 소모량 만큼의 유량을 능동 제어함으로써 밀폐회로에서의 에너지 이용 효율성을 극대화시킬 수 있는 절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치를 제공하는데 있다.

즉, 본 발명은 스팀을 발생시키기 위해 보일러 화실 내에 버너를 사용하여 연소실 내에 열을 공급하게 되고, 공급된 연소 열에너지는 보일러 연도로 배출되고 연도 외부의 물을 가열 후 배기가스 덕트를 통하여 연돌(굴뚝)으로 대기 방출되게 된다. 이때 대기로 방출되는 고온의 연소 폐가스를 절탄기를 통하여 보일러에 급수되는 응축수 또는 보충수를 가열하여 대기로 방출되는 폐 연소가스의 고온 열을 절탄기를 이용하여 보일러에 급수되는 응축수 또는 보충수를 통과시켜 외기로 배출되는 폐열을 이용, 보일러에 공급되는 물을 가열하여 보일러에 급수하여 대기로 버려지는 연소 가스 에너지를 회수하여 사용함으로써 연소용 연료를 절감하여 경제적인 효과와 지구 온난화를 유발시키는 CO₂ 발생 억제 및 미세먼지 발생 원인을 근본적으로 줄이는데 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 실시례에 따른 절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치은, 처리 대상물을 가열하는 가열부로부터 배출되는 응축수에서 재증발되는 증기를 회수하여 증기 가압수단으로 공급하고 회수된 응축수를 보일러로 공급하는 증기 회수수단; 상기 증기 회수수단에서 공급되는 재증발 증기와 상기 보일러로부터 공급되는 고온의 증기를 혼합하여 상기 가열부로 공급하는 증기가압수단; 상기 보일러에 연결되어 연소 열에너지를 공급하는 연소가스덕트에 연결되어 그 내부를 통과하고, 외부로는 상기 증기회수수단과 응축수배관으로 연결되어 공급된 응축수를 상기 열에너지와 열교환하여 이를 보일러에 연결된 급수배관을 통해 공급하는 절탄기;를 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 절탄기는 내측으로 보일러에 연결되어 고온의 배기가스가 유입되어 유동되고, 외측으로는 보충수 탱크 내의 응축수를 급수펌프를 통해 연속 가동하여 공급받도록 구성되고, 상기 절탄기를 통과한 유량 조절만으로 상기 보일러에 필요한 유량이 조절되고 스팀 증발량을 보충 공급하는 구성에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 보일러에서 발생되는 증기량에 따라 용수를 비례 공급하는 비례공급수단을 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 보일러에 공급되는 용수의 연속공급이 이루어지도록 보일러의 수위를 감지하는 보일러 수위 감지요소 및 보일러에 공급되는 급수량을 조절하도록 급수배관에 설치된 급수량 조절밸브 및 급수펌프로 이루어진 급수 연속공급수단을 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 보일러에서 발생한 증기는 주증기 스팀 배관과 스팀헤더를 통과 후 스팀 펌프를 지나 열교환기에서 제품 생산에 잠열을 사용하고, 발생된 현열, 응축수는 음압 상태로 전량 압력 탱크로 유입되어 레벨 감지기에 감지되어 컨트롤러에서 제어된 값이 고온수 펌프로 전달되어 모터를 구동시키는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 보일러에서 발생된 증기는 주증기 스팀배관을 통해 스팀헤더에서 필요한 열교환기로 공급되는 구성에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서,상기 컨트롤러는 압력탱크가 설정된 최적의 수위를 유지할 수 있도록 고온수 펌프를 제어하도록 회로 연결되고;, 상기 압력탱크의 수위가 부족한 경우 보충수 탱크로부터 보충수 펌프를 이용하여 압력탱크에 보충수를 공급하도록 제어되는 구성에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 열교환기에서 발생한 응축수는 음압으로 압력탱크로 전량 유입되어 전량 보일러로 공급할 수 있도록 제어되는 구성에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 보일러의 수위가 설정치 미만으로 떨어지는 경우 이를 수위감지기에서 감지하여 레벨조절기를 통해 보충수 펌프를 가동하여 상기 보일러가 설정치 이상의 수위가 될 때까지 가동제어하는 구성에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 보일러에 응축수 공급함에 있어 적정 수위 초과가 예상될시에 수위 감지기에서 감지하여 수위 조절기 전류값을 산출하여 유량 조절 밸브를 제어하여 수위를 제어하는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 절탄기는 보일러에 급수되는 용수가 기체로 변화되지 않도록 연속 유량 흐름 조절 밸브가 설치되는 구성에 있다.

본 발명에 따른 절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치은, 밀폐회로를 구성한 상태에서 절탄기의 운전에 필요한 연속 급수조건과 보일러에서 증발된 증기 소모량 만큼의 유량을 능동 제어할 수 있으므로 에너지 이용의 효율성을 대폭 높일 수 있을 뿐만 아니라 경제적인 운영이 가능한 효과를 기대할 수 있다.

즉, 절탄기를 적용한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치에 의하면, 열교환기 내부의 응축수를 스팀 펌프를 통한 음압을 이용하여 전량 회수가 이루어지며, 회수된 응축수 전량을 보일러에서 스팀 생성후 대기로 버려지는 열량 250℃ 이상을 186℃ 이하로 내려 배출시킴과 이에 흡수된 열량 급수 온도 150℃를 절탄기를 통과시켜 170℃로 올려 보일러에 급수 시킴으로 버려지는 배기 가스를 이용 에너지 절감 효과 2.72% 상승을 이룰 수 있는 것으로 확인되었다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 재증발 증기 및 응축수 회수장치의 구성을 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 재증발 증기 및 응축수 회수 장치를 이용한 보일러 시스템의 구성을 나타낸 블록도.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시례를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다양하게 적용 부위를 변경하여 수정 및 변형되거나 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시례들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 하며 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 재증발 증기 및 응축수 회수 장치를 이용한 보일러 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.

도면에 나타내 보인 바와 같이, 본 발명의 재증발 증기 및 응축수 회수장치(1)는 고온의 증기를 생성하기 위한 보일러와, 보일러에서 생성된 고온의 증기가 공급되어 처리 대상물을 가열하는 가열부와, 이 가열부를 가열하기 위한 증기가 공급되도록 하는 증기 가압수단과, 상기 가열부로부터 배출되는 응축수의 포집과 상기 응축수에서 발생하는 재증발 증기를 회수하는 증기 회수수단과, 상기 증기 회수수단에서 회수된 상기 재증발 증기가 증기 가압수단에 공급되도록 하는 증발 증기 연결관을 포함하여 구성되며 밀폐회로로 구성된다. 이러한 구성은 본 출원인이 선 출원한 종래 기술과 유사하다.

다만 본 발명에서의 절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치(1)는 밀폐회로 구조에서 절탄기를 부가 설치하여 절탄기의 성능 유지를 위한 최소유량과 보일러에서 증발된 소모량 만큼의 유량을 능동 제어할 수 있도록 한 구성을 그 기술적 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치(1)의 구성을 설명하되, 종래의 기술에 의해 실시되는 구성에 대해서는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 제목은 크게 증기 회수수단과, 증기 가압수단 그리고 절탄기로 구성된다.

증기 회수수단은 처리 대상물을 가열하는 가열부로부터 배출되는 응축수에서 재증발되는 증기를 회수하여 증기 가압수단으로 공급하고 회수된 응축수를 보일러로 공급하는 요소이다.

증기 가압수단은 상기 증기 회수수단에서 공급되는 재증발 증기와 상기 보일러로부터 공급되는 고온의 증기를 혼합하여 상기 가열부로 공급하는 요소이다.

한편, 본 발명에서의 보일러는 발생되는 증기량에 따라 용수를 비례 공급하는 비례공급수단을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 보일러에 공급되는 용수의 연속공급이 이루어지도록 보일러의 수위를 감지하는 보일러 수위 감지요소 및 보일러에 공급되는 급수량을 조절하도록 급수배관에 설치된 급수량 조절밸브 및 급수펌프로 이루어진 급수 연속공급수단을 포함하여 구성되는 것도 가능하다.

또한, 상기 보일러에서 발생한 증기는 주증기 스팀 배관과 스팀헤더를 통과 후 스팀 펌프를 지나 열교환기에서 제품 생산에 잠열을 사용하고, 발생된 현열, 응축수는 음압 상태로 전량 압력 탱크로 유입되어 레벨 감지기에 감지되어 컨트롤러에서 제어된 값이 고온수 펌프로 전달되어 모터를 구동시키도록 구성된다.

한편, 상기 컨트롤러는 압력탱크가 설정된 최적의 수위를 유지할 수 있도록 고온수 펌프를 제어하도록 회로 연결되고;, 상기 압력탱크의 수위가 부족한 경우 보충수 탱크로부터 보충수 펌프를 이용하여 압력탱크에 보충수를 공급하도록 제어되는 구성이다.

또한, 상기 보일러에서 발생된 증기는 주증기 스팀배관을 통해 스팀헤더에서 필요한 열교환기로 공급되는 구성이다.

또한, 상기 열교환기에서 발생한 응축수는 음압으로 압력탱크로 전량 유입되어 전량 보일러로 공급할 수 있도록 제어되는 구성이다.

또한, 상기 보일러의 수위가 설정치 미만으로 떨어지는 경우 이를 수위감지기에서 감지하여 레벨조절기를 통해 보충수 펌프를 가동하여 상기 보일러가 설정치 이상의 수위가 될 때까지 가동제어하는 구성이다.

또한, 상기 보일러에 응축수를 공급함에 있어 적정 수위 초과가 예상될시에 수위 감지기에서 감지하여 수위 조절기 전류값을 산출하여 유량 조절 밸브를 제어하여 수위를 제어하는 구성이다.

끝으로 상기 절탄기는 보일러에 급수되는 용수가 기체로 변화되지 않도록 연속 유량 흐름 조절 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치.

절탄기는 상기 보일러와 연소 가스덕트로 연결되어 연소 열에너지를 공급받아 내부를 통과하도록 구비되고, 외부로는 상기 증기회수수단과 응축수배관으로 연결되어 공급된 응축수를 상기 열에너지와 열교환하여 이를 보일러에 연결된 급수배관을 통해 공급하는 요소이다.

한편, 상기 절탄기는 내측으로 보일러에 연결되어 고온의 배기가스가 유입되어 유동되고, 외측으로는 보충수 탱크 내의 응축수를 급수펌프를 통해 연속 가동하여 공급받도록 구성되고, 상기 절탄기를 통과한 유량 조절만으로 상기 보일러에 필요한 유량이 조절되고 스팀 증발량을 보충 공급하도록 구성된다.

또한, 본 발명에서의 절탄기는 보일러에 급수되는 용수가 기체로 변화되지 않도록 연속 유량 흐름 조절 밸브가 설치되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 제목은 응축수를 전량 회수하는 밀폐회로 방식의 보일러 장치에서 이코노마이저인 절탄기의 운전에 필요한 연속 급수조건을 충족시키면서 보일러에서 증발된 소모량 만큼의 유량을 안정적으로 공급할 수 있다.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 적용 부위를 변경하여 사용하는 것이 가능하고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

1 : 절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치

Claims

처리 대상물을 가열하는 가열부로부터 배출되는 응축수에서 재증발되는 증기를 회수하여 증기 가압수단으로 공급하고 회수된 응축수를 보일러로 공급하는 증기 회수수단;
상기 증기 회수수단에서 공급되는 재증발 증기와 상기 보일러로부터 공급되는 고온의 증기를 혼합하여 상기 가열부로 공급하는 증기가압수단;
상기 보일러와 연소가스덕트로 연결되어 연소 열에너지를 공급받아 내부를 통과하도록 구비되고, 외부로는 상기 증기회수수단과 응축수배관으로 연결되어 공급된 응축수를 상기 열에너지와 열교환하여 이를 보일러에 연결된 급수배관을 통해 공급하는 절탄기;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치.
제 1항에 있어서,
상기 절탄기는 내측으로 보일러에 연결되어 고온의 배기가스가 유입되어 유동되고, 외측으로는 보충수 탱크 내의 응축수를 급수펌프를 통해 연속 가동하여 공급받도록 구성되고, 상기 절탄기를 통과한 유량 조절만으로 상기 보일러에 필요한 유량이 조절되고 스팀 증발량을 보충 공급하는 구성을 특징으로 하는 절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치.
제 1항에 있어서,
상기 보일러에서 발생되는 증기량에 따라 용수를 비례 공급하는 비례공급수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치.
제 1항에 있어서,
상기 보일러에 공급되는 용수의 연속공급이 이루어지도록 보일러의 수위를 감지하는 보일러 수위 감지요소 및 보일러에 공급되는 급수량을 조절하도록 급수배관에 설치된 급수량 조절밸브 및 급수펌프로 이루어진 급수 연속공급수단; 을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치.
제 1항에 있어서,
상기 보일러에서 발생한 증기는 주증기 스팀 배관과 스팀헤더를 통과 후 스팀 펌프를 지나 열교환기에서 제품 생산에 잠열을 사용하고, 발생된 현열, 응축수는 음압 상태로 전량 압력 탱크로 유입되어 레벨 감지기에 감지되어 컨트롤러에서 제어된 값이 고온수 펌프로 전달되어 모터를 구동시키는 것을 특징으로 하는 절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치.
제 1항에 있어서,
상기 보일러에서 발생된 증기는 주증기 스팀배관을 통해 스팀헤더에서 필요한 열교환기로 공급되는 구성을 특징으로 하는 절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치.
제 5항에 있어서,
상기 컨트롤러는 압력탱크가 설정된 최적의 수위를 유지할 수 있도록 고온수 펌프를 제어하도록 회로 연결되고;,
상기 압력탱크의 수위가 부족한 경우 보충수 탱크로부터 보충수 펌프를 이용하여 압력탱크에 보충수를 공급하도록 제어되는 구성을 특징으로 하는 절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치.
제 5항에 있어서, 상기 열교환기에서 발생한 응축수는 음압으로 압력탱크로 전량 유입되어 전량 보일러로 공급할 수 있도록 제어되는 구성을 특징으로 하는 절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치.
제 5항에 있어서,
상기 보일러의 수위가 설정치 미만으로 떨어지는 경우 이를 수위감지기에서 감지하여 레벨조절기를 통해 보충수 펌프를 가동하여 상기 보일러가 설정치 이상의 수위가 될 때까지 가동제어하는 구성을 특징으로 하는 절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치.
제 5항에 있어서,
상기 보일러에 응축수를 공급함에 있어 적정 수위 초과가 예상될시에 수위 감지기에서 감지하여 수위 조절기 전류값을 산출하여 유량 조절 밸브를 제어하여 수위를 제어하는 것을 특징으로 하는 절탄기 연속급수가 가능한 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치.
제 5항에 있어서,
상기 절탄기는 보일러에 급수되는 용수가 기체로 변화되지 않도록 연속 유량 흐름 조절 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 밀폐회로형 진공순환식 응축수 회수 및 보일러 급수장치.