KR20210028911A - Thermal Energy Recovery Steam Boiler System - Google Patents

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KR20210028911A
KR20210028911A KR1020190110050A KR20190110050A KR20210028911A KR 20210028911 A KR20210028911 A KR 20210028911A KR 1020190110050 A KR1020190110050 A KR 1020190110050A KR 20190110050 A KR20190110050 A KR 20190110050A KR 20210028911 A KR20210028911 A KR 20210028911A
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Abstract

According to the present invention, provided is a thermal energy collection-type steam boiler system capable of improving the energy efficiency of a boiler by preheating a steam supply pipe within a warm-up section using heat from condensate water produced as steam is condensed in the steam supply pipe. According to the present invention, the thermal energy collection type steam boiler system includes: a boiler (2) producing steam by heating water; a steam supply pipe (4) transferring the steam produced from the boiler (2); a steam heater (6) exchanging heat by using the steam supplied from the steam supply pipe (4); a condensate water collection pipe (8) collecting condensate water produced during the heat exchange procedure in the steam heater (6); a condensate water storage tank (12) storing the condensate water transferred through the condensate water collection pipe (8); and a thermal energy collection part (100) deriving natural condensate water stagnating in the bottom of the steam supply pipe (4) and leading the natural condensate water to flow adjacently via the outer side of the steam supply pipe (4), thereby preheating the steam supply pipe (4) through the delivery of the thermal energy of the natural condensate water to the steam supply pipe (4).

Description

열에너지 회수형 스팀 보일러 시스템{Thermal Energy Recovery Steam Boiler System} Thermal Energy Recovery Steam Boiler System

본 발명은 열에너지 회수형 스팀 보일러 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스팀 공급 배관 내에 스팀이 응축하면서 생성된 응축수의 열을 이용하여 웜-업 구간에서 스팀 공급 배관을 예열함으로써 보일러의 에너지 효율을 향상시키도록 하는 열에너지 회수형 스팀 보일러 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heat energy recovery type steam boiler system, and more particularly, improves energy efficiency of a boiler by preheating a steam supply pipe in a warm-up section using heat of condensed water generated by condensing steam in the steam supply pipe. It relates to a heat energy recovery type steam boiler system to be used.

스팀 보일러 시스템은 용수를 가열하여 증기를 생성하고, 생성된 증기를 관로를 통해 히터로 보내고, 히터에서 일어나는 열교환을 통해 난방 등의 용도로 사용하게 된다.The steam boiler system generates steam by heating water, sends the generated steam to a heater through a pipeline, and is used for heating through heat exchange occurring in the heater.

도 1에는 일반적인 스팀 보일러 시스템을 나타낸 도면이 도시되어 있다.1 is a diagram showing a typical steam boiler system.

도 1을 참조하면, 스팀 보일러는, 용수를 가열하여 스팀을 생성하는 보일러(2)와, 보일러(2)에서 생성된 스팀을 이송하는 스팀 공급 배관(4)과, 스팀 공급 배관(4)으로부터 공급되는 스팀을 이용하여 열교환을 수행하여 난방 등에 이용하는 스팀 히터(6)와, 스팀 히터(6)에서 열교환 과정에서 생성된 응축수를 회수하는 응축수 회수 배관(8)과, 응축수 회수 배관(8) 상에 설치되어 응축수로부터 스팀을 분리하는 스팀 트랩(10)과, 스팀 트랩(10)으로부터 스팀이 분리되어 응축수 회수 배관(8)을 통해 이송되어 오는 응축수를 저장하는 응축수 저장 탱크(12)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 1, the steam boiler includes a boiler 2 that generates steam by heating water, a steam supply pipe 4 for transferring the steam generated by the boiler 2, and a steam supply pipe 4. On the steam heater 6 used for heating by performing heat exchange using the supplied steam, the condensate recovery pipe 8 for recovering the condensate generated in the heat exchange process by the steam heater 6, and the condensate recovery pipe 8 Including a steam trap 10 installed in the condensate to separate steam from the condensate, and a condensate storage tank 12 storing condensed water that is separated from the steam trap 10 and transferred through the condensate recovery pipe 8. Done.

이러한 스팀 보일러 시스템에서는 100도 이상의 고온의 스팀(수증기)을 사용하기 때문에, 스팀의 이송 경로에서 외부로의 열손실이 발생하고, 그에 따라 수증기의 일부가 응축되어 응축수가 생성되는 현상이 계속 발생하게 된다.In such a steam boiler system, since high temperature steam (water vapor) of 100 degrees or higher is used, heat loss to the outside in the steam transport path occurs, and accordingly, a phenomenon in which condensate water is generated by condensing a part of the water vapor continues to occur. do.

특히, 보일러 시스템을 얼마 동안 사용하지 않다가 재사용하게 되는 경우, 배관이나 밸브 등의 기기장치들이 모두 상온으로 온도가 낮아진 상태이기 때문에, 낮아진 상태에서 곧바로 운전을 시작할 경우에는 다량의 응축수가 발생하는 문제가 생긴다.In particular, when the boiler system is not used for a while and then reused, all equipment devices such as pipes and valves are in a state that their temperature has been lowered to room temperature. Therefore, a large amount of condensed water is generated when the boiler system is immediately started to operate from the lowered state. Occurs.

이처럼 스팀이 스팀 히터(6)에 도달하기 전에 응축해 버리면, 그만큼의 열손실이 발생하여 시스템 효율을 떨어뜨리게 된다.If the steam condenses before reaching the steam heater 6 in this way, a corresponding heat loss occurs, thereby lowering the system efficiency.

등록특허 제10-0776332호Registered Patent No. 10-0776332

따라서, 본 발명의 목적은, 스팀이 스팀 히터에 도달하기 전에 스팀 공급 배관 내에서 응축하면서 생성된 응축수의 열을 이용하여 웜-업 구간에서 스팀 공급 배관을 예열하여 스팀 공급 배관의 온도를 높이고 응축수 생성을 신속하게 억제함으로써 보일러의 에너지 효율을 향상시키는 것에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to increase the temperature of the steam supply pipe by preheating the steam supply pipe in the warm-up section by using the heat of the condensed water generated while condensing in the steam supply pipe before the steam reaches the steam heater. It is to improve the energy efficiency of the boiler by rapidly suppressing the generation.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 형태에 따른 열에너지 회수형 스팀 보일러 시스템은, 용수를 가열하여 스팀을 생성하는 보일러(2); 상기 보일러(2)에서 생성된 스팀을 이송하는 스팀 공급 배관(4); 상기 스팀 공급 배관(4)으로부터 공급되는 스팀을 이용하여 열교환을 수행하는 스팀 히터(6); 상기 스팀 히터(6)에서 열교환 과정에서 생성된 응축수를 회수하는 응축수 회수 배관(8); 상기 응축수 회수 배관(8)을 통해 이송되어 오는 응축수를 저장하는 응축수 저장 탱크(12); 상기 스팀 공급 배관(4)의 바닥에 고인 자연 응축수를 도출하여 상기 스팀 공급 배관(4)의 외측면을 접하여 경유하게 함으로써 자연 응축수의 열에너지를 상기 스팀 공급 배관(4)에 전달하여 예열하는 열에너지 회수부(100); 를 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above object, a heat energy recovery type steam boiler system according to an aspect of the present invention includes: a boiler 2 for generating steam by heating water; A steam supply pipe 4 for transferring the steam generated by the boiler 2; A steam heater 6 for performing heat exchange using steam supplied from the steam supply pipe 4; A condensed water recovery pipe 8 for recovering condensed water generated in the heat exchange process by the steam heater 6; A condensed water storage tank 12 for storing condensed water transferred through the condensed water recovery pipe 8; Heat energy recovery for preheating by transferring the heat energy of the natural condensed water to the steam supply pipe 4 by deriving the natural condensed water accumulated on the bottom of the steam supply pipe 4 and passing through it by contacting the outer surface of the steam supply pipe 4 Part 100; It is made including.

본 발명의 다른 형태에 따른 열에너지 회수형 스팀 보일러 시스템은, 용수를 가열하여 스팀을 생성하는 보일러(2); 상기 보일러(2)에서 생성된 스팀을 이송하는 스팀 공급 배관(4); 상기 스팀 공급 배관(4)으로부터 공급되는 스팀을 이용하여 열교환을 수행하는 스팀 히터(6); 상기 스팀 히터(6)에서 열교환 과정에서 생성된 응축수를 회수하는 응축수 회수 배관(8); 상기 응축수 회수 배관(8)을 통해 이송되어 오는 응축수를 저장하는 응축수 저장 탱크(12); 상기 스팀 공급 배관(4)의 바닥에 고인 자연 응축수를 도출하는 응축수 도출 관로(110); 상기 응축수 도출 관로(110)를 연장하여 상기 스팀 공급 배관(4)의 외측면에 접하여 열교환 스팀 공급 배관(4)과 열교환 가능하게 배열하여 구성되는 열교환 관로 구간(112); 상기 열교환 관로 구간(112)으로부터 연장하여 상기 열교환 관로 구간(112)을 지난 자연 응축수를 상기 응축수 회수 배관(8)으로 배출하는 응축수 배출 관로(114)를 포함하여 이루어진다.A heat energy recovery type steam boiler system according to another aspect of the present invention includes: a boiler 2 for generating steam by heating water; A steam supply pipe 4 for transferring the steam generated by the boiler 2; A steam heater 6 for performing heat exchange using steam supplied from the steam supply pipe 4; A condensed water recovery pipe 8 for recovering the condensed water generated in the heat exchange process by the steam heater 6; A condensed water storage tank 12 for storing condensed water transferred through the condensed water recovery pipe 8; A condensed water derivation pipe 110 for deriving natural condensed water accumulated at the bottom of the steam supply pipe 4; A heat exchange pipe section 112 configured by extending the condensed water extraction pipe 110 to contact the outer surface of the steam supply pipe 4 and arranging heat exchange with the heat exchange steam supply pipe 4; It includes a condensed water discharge pipe 114 extending from the heat exchange pipe section 112 and discharging the natural condensed water passing through the heat exchange pipe section 112 to the condensed water recovery pipe 8.

본 발명의 또 다른 형태에 따른 열에너지 회수형 스팀 보일러 시스템은, 용수를 가열하여 스팀을 생성하는 보일러(2); 상기 보일러(2)에서 생성된 스팀을 이송하는 스팀 공급 배관(4); 상기 스팀 공급 배관(4)으로부터 공급되는 스팀을 이용하여 열교환을 수행하는 스팀 히터(6); 상기 스팀 히터(6)에서 열교환 과정에서 생성된 응축수를 회수하는 응축수 회수 배관(8); 상기 응축수 회수 배관(8)을 통해 이송되어 오는 응축수를 저장하는 응축수 저장 탱크(12); 상기 스팀 공급 배관(4)의 바닥에 고인 자연 응축수를 도출하도록 상기 스팀 공급 배관(4)의 복수의 지점에 연결되는 복수의 응축수 도출 관로(110); 각각의 응축수 도출 관로(110)를 연장하여 상기 스팀 공급 배관(4)의 외측면에 접하여 열교환 스팀 공급 배관(4)과 열교환 가능하게 배열하여 구성되는 복수의 열교환 관로 구간(112); 각각의 열교환 관로 구간(112)으로부터 연장하여 상기 열교환 관로 구간(112)을 지난 자연 응축수를 상기 응축수 회수 배관(8)으로 배출하는 응축수 배출 관로(114)를 포함하여 이루어진다.A heat energy recovery type steam boiler system according to another aspect of the present invention includes: a boiler 2 for generating steam by heating water; A steam supply pipe 4 for transferring the steam generated by the boiler 2; A steam heater 6 for performing heat exchange using steam supplied from the steam supply pipe 4; A condensed water recovery pipe 8 for recovering the condensed water generated in the heat exchange process by the steam heater 6; A condensed water storage tank 12 for storing condensed water transferred through the condensed water recovery pipe 8; A plurality of condensed water derivation pipes 110 connected to a plurality of points of the steam supply pipe 4 to draw out the natural condensate accumulated at the bottom of the steam supply pipe 4; A plurality of heat exchange duct sections 112 configured by extending each condensed water derivation duct 110 to contact the outer surface of the steam supply pipe 4 so as to allow heat exchange with the heat exchange steam supply pipe 4; It includes a condensed water discharge pipe 114 extending from each heat exchange pipe section 112 and discharging the natural condensed water passing through the heat exchange pipe section 112 to the condensed water recovery pipe 8.

본 발명에 따른 열에너지 회수형 스팀 보일러 시스템에 있어서, 상기 열교환 관로 구간(112)의 상류 측에서 상기 응축수 도출 관로(110)로부터 분기되는 드레인 라인(120); 상기 드레인 라인(120)의 분기점에 설치되어, 자연 응축수의 흐름 방향을 상기 열교환 관로 구간(112)나 상기 드레인 라인(120) 중 하나의 방향으로 선택하는 3방향 밸브(140)를 설치하는 것이 바람직하다.In the heat energy recovery type steam boiler system according to the present invention, the drain line 120 branched from the condensed water derivation pipe 110 on the upstream side of the heat exchange pipe section 112; It is preferable to install a three-way valve 140 installed at a branch point of the drain line 120 to select a flow direction of the natural condensate in one of the heat exchange pipe section 112 or the drain line 120 Do.

본 발명에 따른 열에너지 회수형 스팀 보일러 시스템에 의하면, 예를 들어 보일러 시스템을 얼마 동안 사용하지 않다가 재사용하게 되는 경우와 같이, 스팀 공급 배관의 온도가 정상 작동 온도보다 낮을 경우, 스팀 공급 배관에서 스팀이 응축하여 생성된 자연 응축수를 열에너지 회수부로 보내 스팀 공급 배관을 예열하도록 함으로써, 스팀 공급 배관이 신속하게 정상 작동 온도에 이르게 하고 자연 응축수의 생성을 억제하여 스팀 공급 배관에서의 스팀의 열손실을 최소화할 수 있으며, 그에 따라 스팀 보일러 시스템의 전체 열효율을 향상시킬 수가 있다.According to the heat energy recovery type steam boiler system according to the present invention, when the temperature of the steam supply pipe is lower than the normal operating temperature, such as when the boiler system is not used for a while and then reused, steam from the steam supply pipe By sending the natural condensed water generated by condensation to the heat energy recovery unit to preheat the steam supply pipe, the steam supply pipe quickly reaches the normal operating temperature and suppresses the generation of natural condensate to minimize the heat loss of steam from the steam supply pipe. And, accordingly, the overall thermal efficiency of the steam boiler system can be improved.

도 1은, 종래의 일반적인 스팀 보일러 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명에 따른 열에너지 회수형 스팀 보일러 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명에 따라 열에너지 회수 운전 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명에 따라 정상 운전 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는, 본 발명에 따른 열에너지 회수부의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 발명에 따른 열에너지 회수부의 다른 예를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing a conventional general steam boiler system.
2 is a view showing a heat energy recovery type steam boiler system according to the present invention.
3 is a diagram showing a state of a heat energy recovery operation according to the present invention.
4 is a diagram showing a normal operation state according to the present invention.
5 is a view showing an example of a heat energy recovery unit according to the present invention.
6 is a view showing another example of a heat energy recovery unit according to the present invention.

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해 자세하게 설명한다,Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에는 본 발명에 따른 열에너지 회수형 스팀 보일러 시스템을 나타내는 도면이 도시되어 있다. 도 1과 동일한 요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 설명한다.2 is a diagram showing a heat energy recovery type steam boiler system according to the present invention. The same elements as in FIG. 1 will be described with the same reference numerals.

도 2를 참조하면, 본 발명의 열에너지 회수형 스팀 보일러 시스템은, 앞에서 설명한 바와 마찬가지로, 용수를 가열하여 스팀을 생성하는 보일러(2)와, 상기 보일러(2)에서 생성된 스팀을 이송하는 스팀 공급 배관(4)과, 상기 스팀 공급 배관(4)으로부터 공급되는 스팀을 이용하여 열교환을 수행하는 스팀 히터(6)와, 상기 스팀 히터(6)에서 열교환 과정에서 생성된 응축수를 회수하는 응축수 회수 배관(8)과, 상기 응축수 회수 배관(8)을 통해 이송되어 오는 응축수를 저장하는 응축수 저장 탱크(12)를 포함한다.Referring to Figure 2, the heat energy recovery type steam boiler system of the present invention, as described above, a boiler (2) that generates steam by heating water, and a steam supply that transfers the steam generated by the boiler (2). A pipe 4, a steam heater 6 performing heat exchange using steam supplied from the steam supply pipe 4, and a condensed water recovery pipe for recovering condensed water generated in the heat exchange process by the steam heater 6 (8) and a condensed water storage tank 12 for storing condensed water transferred through the condensed water recovery pipe 8.

또한, 상기 응축수 회수 배관(8) 상에는, 응축수로부터 스팀을 분리하는 스팀 트랩(10)이 설치되어, 스팀 트랩(10)으로부터 스팀이 분리된 후 응축수 회수 배관(8)을 통해 응축수 저장 탱크(12)로 이송되도록 되어 있다.In addition, on the condensed water recovery pipe 8, a steam trap 10 for separating steam from the condensed water is installed, and after the steam is separated from the steam trap 10, the condensed water storage tank 12 through the condensed water recovery pipe 8 ).

본 발명에서는, 상기 스팀 공급 배관(4)의 바닥에 고인 자연 응축수(스팀 히터(6)에서 발생하는 응축수와 구분하기 위해 '자연 응축수'라고 칭함)를 도출하여 상기 스팀 공급 배관(4)의 외측면을 접하여 경유하게 함으로써 자연 응축수의 열에너지를 상기 스팀 공급 배관(4)에 전달하여 예열하는 열에너지 회수부(100)를 포함한다.In the present invention, the natural condensed water (referred to as'natural condensate' to distinguish it from the condensed water generated from the steam heater 6) accumulated on the bottom of the steam supply pipe 4 It includes a heat energy recovery unit 100 for preheating by transferring the heat energy of the natural condensed water to the steam supply pipe 4 by contacting the side and passing through it.

즉, 보일러(2)에서 생성된 고온의 스팀이, 예를 들어 상온으로 온도가 낮아져 있는 스팀 공급 배관(4)을 흐르는 경우, 스팀 공급 배관(4)과 스팀의 온도차에 의해 스팀이 자연적으로 응축되어 자연 응축수가 생성된다.That is, when the high-temperature steam generated by the boiler 2 flows through the steam supply pipe 4, for example, the temperature is lowered to room temperature, the steam naturally condenses due to the temperature difference between the steam supply pipe 4 and the steam. And natural condensate is produced.

스팀 공급 배관(4)으로 이송되는 스팀은 파이프 관경을 감소시키기 위해 고압으로 유지된다, 이로 인해 스팀 공급 배관(4)에서 생성되는 자연 응축수의 온도 또한 고온으로 유지된다. 그러므로 스팀 공급 배관(4)의 외측면에 접하는 열에너지 회수부(100)를 설치하여, 스팀 공급 배관(4)에서 생성된 고온의 자연 응축수를 도출하여(밖으로 빼내어) 상기 열에너지 회수부(100)를 경유하게 구성함으로써, 스팀 공급 배관(4)의 예열이 신속하게 이루어지도록 하고, 그에 따라 스팀 공급 배관(4)에서의 열손실을 줄이도록 한 것이다.The steam transferred to the steam supply pipe 4 is maintained at a high pressure to reduce the pipe diameter, and thus the temperature of the natural condensate generated in the steam supply pipe 4 is also maintained at a high temperature. Therefore, by installing the heat energy recovery unit 100 in contact with the outer surface of the steam supply pipe 4, the high-temperature natural condensed water generated in the steam supply pipe 4 is extracted (outwardly) and the heat energy recovery unit 100 is By configuring via a gas passage, the preheating of the steam supply pipe 4 is made quickly, and accordingly, heat loss in the steam supply pipe 4 is reduced.

더 구체적으로는, 스팀 공급 배관(4)의 바닥에 고인 자연 응축수를 도출하는 응축수 도출 관로(110)를 형성하고, 상기 응축수 도출 관로(110)를 더 연장하여 상기 스팀 공급 배관(4)의 외측면에 접하여 배열한 열교환 관로 구간(112)을 형성하여, 상기 열교환 관로 구간(112)를 지나는 자연 응축수와 스팀 공급 배관(4) 사이에 열교환이 이루어지도록 한다.More specifically, a condensed water derivation pipe 110 for deriving natural condensate accumulated at the bottom of the steam supply pipe 4 is formed, and the condensed water derivation pipe 110 is further extended to the outside of the steam supply pipe 4. A heat exchange duct section 112 arranged in contact with the side is formed so that heat exchange is performed between the natural condensed water passing through the heat exchange duct section 112 and the steam supply pipe 4.

또한, 열교환 관로 구간(112)으로부터는 응축수 배출 관로(114)가 연장되고, 응축수 배출 관로(114)는 스팀 히터(6)의 출구 측의 응축수 회수 배관(8)에 연결하여, 열교환 관로 구간(112)을 경유하여 응축수 배출 관로(114)로 흐른 응축수가 응축수 회수 배관(8)을 통해 응축수 저장 탱크(12)에 저장되게 한다.In addition, the condensate discharge pipe 114 extends from the heat exchange pipe section 112, and the condensate discharge pipe 114 is connected to the condensate recovery pipe 8 on the outlet side of the steam heater 6, and the heat exchange pipe section ( The condensed water flowing to the condensate discharge pipe 114 via 112) is stored in the condensate storage tank 12 through the condensate recovery pipe 8.

응축수 회수 배관(8)의 한 지점에는 스팀 트랩(10)을 배치하여, 스팀 히터(6)에서 열교환을 통해 생성되어 응축수 회수 배관(8)으로 나온 응축수에서 스팀을 제거한다.A steam trap 10 is disposed at one point of the condensate recovery pipe 8 to remove steam from the condensed water generated through heat exchange in the steam heater 6 and discharged through the condensate recovery pipe 8.

바람직하게, 상기 응축수 배출 관로(114)은, 상기 스팀 히터(6)의 출구이면서 상기 스팀 트랩(10)의 상류 측에 접속하여, 열교환 관로 구간(112)을 경유하여 응축수 배출 관로(114)로 나온 응축수도, 스팀 트랩(10)을 경유하면서 스팀을 제거하도록 한다.Preferably, the condensate discharge pipe 114 is an outlet of the steam heater 6 and is connected to the upstream side of the steam trap 10, and passes through the heat exchange pipe section 112 to the condensate discharge pipe 114. The discharged condensate is also to remove steam while passing through the steam trap (10).

도 2에 도시된 실시 예와 같이, 응축수 도출 관로(110)는 스팀 공급 배관(4)의 복수의 지점에서 연결하는 한편, 그것에 대응하여 상기 열교환 관로 구간(112) 및 응축수 배출 관로(114)로도 복수로 배치하여도 좋다. 응축수 도출 관로(110)를 스팀 공급 배관(4)의 복수의 지점에서 연결함에 따라 응축수의 배출을 쉽고 많이 할 수 있고 열에너지 회수부(100), 즉, 열교환 관로 구간(112)도 복수의 지점에 배치함으로써 열교환 효율을 높일 수가 있다.As in the embodiment shown in FIG. 2, the condensate derivation pipe 110 is connected at a plurality of points of the steam supply pipe 4, and correspondingly, the heat exchange pipe section 112 and the condensate discharge pipe 114 are also connected. It may be arranged in plural. By connecting the condensed water derivation pipe 110 at a plurality of points of the steam supply pipe 4, it is possible to easily and a lot of discharge of the condensed water. By arrangement, heat exchange efficiency can be improved.

이 경우, 복수의 응축수 배출 관로(114)를 각각 응축수 회수 배관(8)에 연결하는 대신에, 도 2에 도시된 실시 예와 같이, 공통 배출 관로(116)를 설치하여, 복수의 응축수 배출 관로(114)를 공통 배출 관로(116)에 연결하고, 공통 배출 관로(116)를 응축수 회수 배관(8)에 연결하여도 좋다.In this case, instead of connecting the plurality of condensate discharge pipes 114 to each of the condensate recovery pipes 8, as in the embodiment shown in FIG. 2, a common discharge pipe 116 is installed, and a plurality of condensate discharge pipes (114) may be connected to the common discharge pipe (116), and the common discharge pipe (116) may be connected to the condensate water recovery pipe (8).

또한, 스팀 공급 배관(4)을 예열하지 않을 때(예: 스팀 공급 배관(4)이 정상 온도에 이른 정상 운전 상태)에도 스팀 공급 배관(4)에서 생성된 응축수를 배출하기 위하여, 상기 열교환 관로 구간(112)의 상류 측에서 상기 응축수 도출 관로(110)로부터 드레인 라인(120)을 분기하는 한편, 상기 드레인 라인(120)의 분기점에 3방향 밸브(140)를 설치함으로써, 상기 3방향 밸브(140)를 통해 자연 응축수의 흐름 방향을 상기 열교환 관로 구간(112)이나 상기 드레인 라인(120) 중 하나의 방향으로 선택하도록 구성하여도 좋다.In addition, in order to discharge the condensed water generated in the steam supply pipe 4 even when the steam supply pipe 4 is not preheated (for example, the steam supply pipe 4 has reached a normal temperature), the heat exchange pipe While branching the drain line 120 from the condensed water derivation pipe 110 on the upstream side of the section 112, by installing a three-way valve 140 at the branch point of the drain line 120, the three-way valve ( The flow direction of the natural condensed water through 140 may be configured to be selected as one of the heat exchange pipe section 112 or the drain line 120.

이 경우, 응축수 도출 관로(110)가 상술한 것처럼 복수로 설치되는 경우, 드레인 라인(120) 역시 각각의 응축수 도출 관로(110)로부터 분기되고, 각 응축수 도출 관로(110)를 하나의 공통 드레인 라인(122)에 연결하며, 공통 드레인 라인(122)을 응축수 회수 배관(8)에 연결하여도 좋다.In this case, when a plurality of condensed water deriving pipes 110 are installed as described above, the drain line 120 is also branched from each of the condensed water deriving pipes 110, and each condensed water deriving pipe 110 is connected to one common drain line. It is connected to 122, and the common drain line 122 may be connected to the condensed water recovery pipe 8.

상기 공통 배출 관로(116) 및 공통 드레인 라인(122)에는 개폐 밸브(118) 및 개폐 밸브(124)를 설치하여 응축수 회수 배관(8)으로 유입되는 자연 응축수를 단속하여도 좋다.An on/off valve 118 and an on/off valve 124 may be installed in the common discharge conduit 116 and the common drain line 122 to control natural condensate flowing into the condensate recovery pipe 8.

또한, 상기 3방향 밸브(140) 상류 측의 상기 응축수 도출 관로(110)에는, 스팀 트랩(130)을 설치하여, 스팀 공급 배관(4)으로부터 응축수 도출 관로(110)으로 도출된 자연 응축수 중의 스팀 성분을 제거하는 것이 바람직하다.In addition, a steam trap 130 is installed in the condensed water outlet pipe 110 on the upstream side of the three-way valve 140 to provide steam in the natural condensed water drawn from the steam supply pipe 4 to the condensed water outlet pipe 110. It is desirable to remove the ingredients.

도 3에는, 본 발명에 따라 열에너지 회수 운전 상태를 나타내는 도면이 도시되어 있다.3 is a diagram showing a heat energy recovery operation state according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 보일러 시스템을 얼마 동안 사용하지 않다가 재사용하게 되는 경우, 스팀 공급 배관(4)은 상온으로 온도가 낮아진 상태이다.As shown in FIG. 3, for example, when the boiler system is not used for a while and then reused, the steam supply pipe 4 is in a state of lowering the temperature to room temperature.

이 경우, 보일러(2)에서 생성된 고온의 스팀이 스팀 공급 배관(4)으로 들어가면, 스팀 공급 배관(4)과 스팀의 온도차에 의해 스팀이 자연적으로 응축되어 자연 응축수가 생성된다.In this case, when the high-temperature steam generated by the boiler 2 enters the steam supply pipe 4, the steam is naturally condensed due to the temperature difference between the steam supply pipe 4 and the steam, thereby generating natural condensed water.

그러면, 예를 들어 제어부에 의해, 3방향 밸브(140)를 공통 드레인 라인(122) 쪽은 개방하고 드레인 라인(120) 쪽은 폐쇄하도록 구동시키는 한편, 개폐 밸브(118)는 열고 개폐 밸브(124)는 폐쇄하도록 구동시킨다.Then, for example, by the control unit, the three-way valve 140 is driven to open the common drain line 122 side and close the drain line 120 side, while the on/off valve 118 opens and the on/off valve 124 ) Drives to close.

그러면, 스팀 공급 배관(4)의 바닥에 고인 자연 응축수는, 응축수 도출 관로(110)을 통해 도출되어, 스팀 트랩(130)에서 스팀 성분이 제거된 후, 순수한 응축수만 열교환 관로 구간(112)으로 들어가 스팀 공급 배관(4)과 열교환하여 스팀 공급 배관(4)을 예열시킨다.Then, the natural condensed water accumulated at the bottom of the steam supply pipe 4 is drawn out through the condensed water derivation pipe 110, and after the steam component is removed from the steam trap 130, only pure condensed water is transferred to the heat exchange pipe section 112. Into the steam supply pipe (4) and heat exchange to preheat the steam supply pipe (4).

이처럼 스팀 공급 배관(4)을 예열한 자연 응축수는, 응축수 배출 관로(114)를 통해 공통 배출 관로(116)로 나와 응축수 회수 배관(8)으로 들어가서 스팀 히터(6)를 나온 응축수와 합류하여, 스팀 트랩(10)을 거쳐 응축수 저장 탱크(12)로 들어간다.In this way, the natural condensate that has preheated the steam supply pipe 4 comes out to the common discharge pipe 116 through the condensate discharge pipe 114, enters the condensate recovery pipe 8, and merges with the condensate exiting the steam heater 6, It enters the condensate storage tank 12 via the steam trap 10.

이처럼 스팀 공급 배관(4)이 온도가 낮을 경우, 스팀 공급 배관(4)에 생성된 고온의 자연 응축수를 다시 스팀 공급 배관(4)을 예열하는데 사용함으로써, 스팀 공급 배관(4)이 신속하게 정상 작동 온도에 이르게 할 수 있고, 그에 따라 스팀 공급 배관(4)에서 스팀의 열손실을 최소화하여 보일러 시스템의 열효율을 증대할 수 있다.In this way, when the steam supply pipe 4 is low in temperature, the high-temperature natural condensate generated in the steam supply pipe 4 is used again to preheat the steam supply pipe 4 so that the steam supply pipe 4 is quickly normal. The operating temperature can be reached, and accordingly, the heat loss of steam in the steam supply pipe 4 can be minimized, thereby increasing the thermal efficiency of the boiler system.

또한, 스팀 공급 배관(4)에서 생성된 자연 응축수는, 스팀 히터(6) 이후의 응축수 회수 배관(8)에 합쳐지게 되는데, 고온의 응축수가 응축수 회수 배관(8)에 유입되면서 급격한 압력 강하가 일어나고, 그에 따라 재증발 증기가 발생하여, 예컨대 수격현상을 일으키지만, 본 발명에 따라 스팀 공급 배관(4)에서 도출된 자연 응축수가 열에너지 회수부(100), 즉, 열교환 관로 구간(112)을 거치면서 스팀 공급 배관(4)에 열을 뺏겨 온도가 낮아지므로, 이처럼 온도가 낮아진 자연 응축수를 응축수 회수 배관(8)에 합류시키면 수격현상을 감소시킬 수도 있다는 부수적인 효과도 얻을 수 있다.In addition, the natural condensate generated in the steam supply pipe 4 is combined with the condensate recovery pipe 8 after the steam heater 6, and the high temperature condensate flows into the condensate recovery pipe 8, causing a sudden pressure drop. Occurs, and accordingly, flash steam is generated, for example, a water hammer phenomenon, but the natural condensed water derived from the steam supply pipe 4 according to the present invention passes through the heat energy recovery unit 100, that is, the heat exchange pipe section 112. Since heat is lost to the steam supply pipe 4 while passing through, the temperature is lowered, so if the natural condensed water, which has lowered the temperature as described above, is joined to the condensate recovery pipe 8, a side effect of reducing the water hammer phenomenon can also be obtained.

도 4에는 본 발명에 따라 정상 운전 상태를 나타내는 도면이 도시되어 있다.4 is a diagram showing a normal operation state according to the present invention.

도 4는, 스팀 보일러 시스템이 일정 시간 구동하여 스팀 공급 배관(4)의 예열이 이루어졌을 경우에 정상 운전으로 되돌린 상태를 나타낸다.4 shows a state in which the steam boiler system returns to normal operation when preheating of the steam supply pipe 4 is performed by driving for a certain period of time.

스팀 공급 배관(4)의 바닥에 고인 자연 응축수(비록 적은 양이 생성되지만)는, 응축수 도출 관로(110)를 통해 도출되어, 스팀 트랩(130)에서 스팀 성분이 제거된 후 드레인 라인(120) 및 공통 드레인 라인(122)을 통해 응축수 회수 배관(8)으로 합류한다.The natural condensate (although a small amount is generated) accumulated at the bottom of the steam supply pipe 4 is led out through the condensate derivation pipe 110, and after the steam component is removed from the steam trap 130, the drain line 120 And the condensed water recovery pipe 8 through the common drain line 122.

다음으로, 도 5 및 도 6t에는, 본 발명에 따른 열에너지 회수부(100)의 구성 예를 나타내는 도면이 도시되어 있다.Next, FIGS. 5 and 6T are diagrams showing an example of the configuration of the heat energy recovery unit 100 according to the present invention.

먼저, 도 5를 참조하면, 열에너지 회수부(100)의 열교환 관로 구간(112)은, 응축수 도출 관로(110)를 스팀 공급 배관(4)의 외부에 나선 모양으로 감은 형태로 구성할 수 있다.First, referring to FIG. 5, the heat exchange pipe section 112 of the heat energy recovery unit 100 may be configured in a form in which the condensed water derivation pipe 110 is wound in a spiral shape outside the steam supply pipe 4.

또는, 도 6에 도시된 바와 같이, 응축수 도출 관로(110)를 스팀 공급 배관(4)의 길이방향을 따라 여러 번 굴곡 하여 열교환 관로 구간(112)을 형성할 수도 있다.Alternatively, as shown in FIG. 6, the condensed water derivation pipe 110 may be bent several times along the longitudinal direction of the steam supply pipe 4 to form the heat exchange pipe section 112.

도 5 및 도 6의 열교환 관로 구간(112)은, 외부와의 열을 차단하기 위하여 커버(도시하지 않음)를 덮는 형태로 구성할 수도 있다.The heat exchange pipe section 112 of FIGS. 5 and 6 may be configured to cover a cover (not shown) to block heat from the outside.

2: 보일러
4: 스팀 공급 배관
6: 스팀 히터
8: 응축수 회수 배관
10: 스팀 트랩
12: 응축수 저장 탱크
100: 열에너지 회수부
110: 응축수 도출 관로
112: 열교환 관로 구간
114: 응축수 배출 관로
116: 공통 배출 관로
118: 개폐 밸브
120: 드레인 라인
122: 공통 드레인 라인
124: 개폐 밸브
130: 스팀 트랩
140: 3방향 밸브2: boiler
4: steam supply piping
6: steam heater
8: condensate recovery piping
10: steam trap
12: condensate storage tank
100: heat energy recovery unit
110: condensate extraction pipe
112: heat exchange duct section
114: condensate discharge pipe
116: common discharge duct
118: on-off valve
120: drain line
122: common drain line
124: on-off valve
130: steam trap
140: 3-way valve

Claims (4)

용수를 가열하여 스팀을 생성하는 보일러(2);
상기 보일러(2)에서 생성된 스팀을 이송하는 스팀 공급 배관(4);
상기 스팀 공급 배관(4)으로부터 공급되는 스팀을 이용하여 열교환을 수행하는 스팀 히터(6);
상기 스팀 히터(6)에서 열교환 과정에서 생성된 응축수를 회수하는 응축수 회수 배관(8);
상기 응축수 회수 배관(8)을 통해 이송되어 오는 응축수를 저장하는 응축수 저장 탱크(12); 및
상기 스팀 공급 배관(4)의 바닥에 고인 자연 응축수를 도출하여 상기 스팀 공급 배관(4)의 외측면을 접하여 경유하게 함으로써 자연 응축수의 열에너지를 상기 스팀 공급 배관(4)에 전달하여 예열하는 열에너지 회수부(100); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 열에너지 회수형 스팀 보일러 시스템.
A boiler (2) for generating steam by heating water;
A steam supply pipe 4 for transferring the steam generated by the boiler 2;
A steam heater 6 for performing heat exchange using steam supplied from the steam supply pipe 4;
A condensed water recovery pipe 8 for recovering condensed water generated in the heat exchange process by the steam heater 6;
A condensed water storage tank 12 for storing condensed water transferred through the condensed water recovery pipe 8; And
Heat energy recovery for preheating by transferring the heat energy of the natural condensed water to the steam supply pipe 4 by deriving the natural condensed water accumulated on the bottom of the steam supply pipe 4 and passing through it by contacting the outer surface of the steam supply pipe 4 Part 100; Heat energy recovery type steam boiler system comprising a.
 용수를 가열하여 스팀을 생성하는 보일러(2);
상기 보일러(2)에서 생성된 스팀을 이송하는 스팀 공급 배관(4);
상기 스팀 공급 배관(4)으로부터 공급되는 스팀을 이용하여 열교환을 수행하는 스팀 히터(6);
상기 스팀 히터(6)에서 열교환 과정에서 생성된 응축수를 회수하는 응축수 회수 배관(8);
상기 응축수 회수 배관(8)을 통해 이송되어 오는 응축수를 저장하는 응축수 저장 탱크(12);
상기 스팀 공급 배관(4)의 바닥에 고인 자연 응축수를 도출하는 응축수 도출 관로(110);
상기 응축수 도출 관로(110)를 연장하여 상기 스팀 공급 배관(4)의 외측면에 접하여 열교환 스팀 공급 배관(4)과 열교환 가능하게 배열하여 구성되는 열교환 관로 구간(112); 및
상기 열교환 관로 구간(112)으로부터 연장하여 상기 열교환 관로 구간(112)을 지난 자연 응축수를 상기 응축수 회수 배관(8)으로 배출하는 응축수 배출 관로(114)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열에너지 회수형 스팀 보일러 시스템.
A boiler (2) for generating steam by heating water;
A steam supply pipe 4 for transferring the steam generated by the boiler 2;
A steam heater 6 for performing heat exchange using steam supplied from the steam supply pipe 4;
A condensed water recovery pipe 8 for recovering condensed water generated in the heat exchange process by the steam heater 6;
A condensed water storage tank 12 for storing condensed water transferred through the condensed water recovery pipe 8;
A condensed water derivation pipe 110 for deriving natural condensed water accumulated at the bottom of the steam supply pipe 4;
A heat exchange pipe section 112 configured by extending the condensed water extraction pipe 110 to contact the outer surface of the steam supply pipe 4 and arranging heat exchange with the heat exchange steam supply pipe 4; And
Heat energy recovery type steam boiler, characterized in that it comprises a condensed water discharge pipe 114 extending from the heat exchange pipe section 112 and discharging the natural condensed water passing through the heat exchange pipe section 112 to the condensate water recovery pipe 8. system.
 용수를 가열하여 스팀을 생성하는 보일러(2);
상기 보일러(2)에서 생성된 스팀을 이송하는 스팀 공급 배관(4);
상기 스팀 공급 배관(4)으로부터 공급되는 스팀을 이용하여 열교환을 수행하는 스팀 히터(6);
상기 스팀 히터(6)에서 열교환 과정에서 생성된 응축수를 회수하는 응축수 회수 배관(8);
상기 응축수 회수 배관(8)을 통해 이송되어 오는 응축수를 저장하는 응축수 저장 탱크(12);
상기 스팀 공급 배관(4)의 바닥에 고인 자연 응축수를 도출하도록 상기 스팀 공급 배관(4)의 복수의 지점에 연결되는 복수의 응축수 도출 관로(110);
각각의 응축수 도출 관로(110)를 연장하여 상기 스팀 공급 배관(4)의 외측면에 접하여 열교환 스팀 공급 배관(4)과 열교환 가능하게 배열하여 구성되는 복수의 열교환 관로 구간(112); 및
각각의 열교환 관로 구간(112)으로부터 연장하여 상기 열교환 관로 구간(112)을 지난 자연 응축수를 상기 응축수 회수 배관(8)으로 배출하는 응축수 배출 관로(114)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열에너지 회수형 스팀 보일러 시스템.
A boiler (2) for generating steam by heating water;
A steam supply pipe 4 for transferring the steam generated by the boiler 2;
A steam heater 6 for performing heat exchange using steam supplied from the steam supply pipe 4;
A condensed water recovery pipe 8 for recovering condensed water generated in the heat exchange process by the steam heater 6;
A condensed water storage tank 12 for storing condensed water transferred through the condensed water recovery pipe 8;
A plurality of condensed water derivation pipes 110 connected to a plurality of points of the steam supply pipe 4 to draw out the natural condensate accumulated at the bottom of the steam supply pipe 4;
A plurality of heat exchange duct sections 112 configured by extending each condensed water derivation duct 110 to contact the outer surface of the steam supply pipe 4 so as to allow heat exchange with the heat exchange steam supply pipe 4; And
Heat energy recovery type steam comprising a condensate discharge pipe 114 extending from each heat exchange pipe section 112 and discharging the natural condensed water passing through the heat exchange pipe section 112 to the condensate water recovery pipe 8. Boiler system.
 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 열교환 관로 구간(112)의 상류 측에서 상기 응축수 도출 관로(110)로부터 분기되는 드레인 라인(120);
상기 드레인 라인(120)의 분기점에 설치되어, 자연 응축수의 흐름 방향을 상기 열교환 관로 구간(112)나 상기 드레인 라인(120) 중 하나의 방향으로 선택하는 3방향 밸브(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열에너지 회수형 스팀 보일러 시스템.The method according to claim 2 or 3,
A drain line 120 branched from the condensed water outlet pipe 110 on the upstream side of the heat exchange pipe section 112;
And a three-way valve 140 installed at a branch point of the drain line 120 to select a flow direction of the natural condensate in one of the heat exchange pipe section 112 or the drain line 120 Heat energy recovery type steam boiler system.
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