KR20220086026A - 복합화력발전장치 - Google Patents

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KR20220086026A KR1020200176118A KR20200176118A KR20220086026A KR 20220086026 A KR20220086026 A KR 20220086026A KR 1020200176118 A KR1020200176118 A KR 1020200176118A KR 20200176118 A KR20200176118 A KR 20200176118A KR 20220086026 A KR20220086026 A KR 20220086026A
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    • F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/07009—Injection of steam into the combustion chamber

Abstract

본 발명은 복합화력발전장치에 관한 것으로, 연료를 연소시키는 연소실; 상기 연소실에서 연료의 연소로 열에너지가 발생되는 공간인 화기부위; 상기 연소실의 화기부위를 통과하는 금속 파이프; 상기 금속파이프 내부에 공급되는 물;을 포함하며 금속 파이프 내부를 통과하던 물이 고온의 화기부위에서 증기로 변환한 후 분사장치에 의해 화기부위의 고온의 증기를 분사하여 화기부위에서 연료의 연소에 필요한 산소를 공급되게 함으로써, 복합화력발전장치의 연소실에서 연료의 연소에 필요한 산소를 충분하게 공급되는 효과가 얻어진다.

Description

복합화력발전장치{Combined cycle power generator}
본 발명은 복합화력발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화력발전장치의 화기 부위에 코일형, 나선형 또는 지그재그형으로 금속파이프를 배치하고, 상기 금속파이프 내에 물 또는 증기를 통과시켜 화기부위 내에서 금속파이프 내부를 통과하는 물 또는 증기가 화기부위의 고열에 의해 고온 증기를 발생시킬수 있도록 하는 복합 화력발전 장치에 관한 것이다.
일반적으로 화력발전장치는 크게 연소부와 증기발생장치, 터빈과 발전장치로 이루어져 있다.
연소부는 석탄 등의 연료 공급으로 고온의 화력을 발생시켜 터빈에 공급되는 고온, 고압의 증기를 만드는 열에너지를 공급한다.
증기발생 장치는 연소부에서 공급된 고온의 열을 받아 증기발생장치에 유입된 물을 1차적으로 포화 증기를 만들고, 포화 증기를 다시 고온으로 가열하여 고온 고압의 과열 증기 상태로 만든다.
증기발생장치에서 생성된 고온, 고압의 과열 증기는 터빈을 회전하기에 충분한 압력을 가져야 한다.
따라서 매우 많은 에너지가 연소부에서 공급되어야 하고, 많은 에너지가 소모된다.
터빈은 증기발생장치에서 공급된 고온, 고압의 과열 증기를 터빈 블레이드에 분사하여 터빈을 회전하도록 한다.
상기와 같이 터빈 블레이드에 고온, 고압으로 분사된 증기의 힘으로 터빈은 회전운동을 하게 되고, 터빈의 회전 운동으로 발전장치에서 전기에너지를 발생하게 된다.
이와 같이 석탄 등의 에너지원의 연소로 열에너지를 공급하고, 다시 열에너지를 이용하여 물을 고온, 고압의 증기로 변환하고, 상기 고온, 고압의 증기를 터빈에 분사하여 터빈을 회전함으로써, 열에너지를 터빈의 운동 에너지로 변화하여, 전기를 발생하도록 하는 것이 화력발전장치이다.
이러한 화력발전장치는 석탄 등의 에너지원을 연소부에서 연료를 연소시켜 열에너지를 공급한다.
연료의 연소열에 의한 에너지로 물을 끓여 포화 증기를 만들고, 포화 증기를 다시 가열하여 과열 증기를 만든 후, 과열 증기를 터빈 블레이드에 고압으로 발사하여 터빈을 회전하게 한다.
물을 증기로 만들기 위해 많은 에너지가 필요로 하게 되며, 석탄 등의 연료를 연소하기 위하여 많은 양의 산소가 필요하게 된다.
화기에 연료를 연소하기 위한 산소는 일반적으로 대기 중의 공기를 송풍기에 의한 강제 송풍으로 연료의 연소에 부족한 산소를 공급한다.
이러한 화력발전장치는 대기 중의 공기를 연료의 연소에 필요한 공기를 송풍기에 의해 공급하게 되는데, 강력한 화력을 공급하기에는 산소가 충분하지 못한 문제점이 있다,
또한 이러한 화력발전장치는 화기에 연료를 완전 연소하기에 충분한 산소가 공급되지 못하여, 화기에 공급된 연료의 연소 효율이 저하되고, 화기의 화력이 연료 공급량에 비해 강력하지 못한 문제점이 있다.
예를 들어, 하기 특허 문헌 1에는 '열 회수 기능을 갖는 화력 발전장치 및 화력 발전장치에서 사용하는 에너지 변환 방법'이 개시되어 있다.
하기 특허 문헌 1에 따른 열 회수 기능을 갖는 화력 발전장치는 하우징을 포함할 수 있다. 상기 하우징의 상부에 압축기가 제공되며, 상기 하우징의 하부에는 증기 팽창 장치가 제공되고, 상기 하부의 하측인 바닥부에는 응축 부분을 외부로 배출하는 펌프가 제공된다.
상 분리는 원심분리의 원리에 따라 터빈에서 발생될 수 있다. 터빈 블레이트의 형상은 기화된 작동 매체가 분리되고, 부분들이 응축관과 잔류 증기 흡입 라인을 통해 터빈의 외부로 배출될 수 있도록 구성된다.
화력발전장치의 증기 팽창 장치는 기화된 작동 매체를 수용하는 입구밸브를 구비하는 작동 실린더 및 작동 실린더에서 움직이는 피스톤을 포함한다.
상기 작동 실린더는 두 개가 구비될 수 있으며, 상기 두 개의 작동 실린더 각각은 분리장치에 대해 대향되도록 배치된다. 이는 두 개의 작동 실린더가 서로를 대향하도록 대칭으로 배치되고, 동일한 피스톤에 연결되는 것을 의미한다.
상기 화력발전장치는 적어도 하나의 스윙 암을 구비하는 스윙 암 메커니즘을 포함한다. 상기 스윙 암 메커니즘은 작동 매체의 비응축 부분의 압축을 위한 압축기 및 분리장치로부터 응축 부분을 배출하기 위한 펌프에 연결 된다.
스윙 암 메커니즘은 상기 분리 장치의 하우징에 수용된다. 상기 스윙 암 메커니즘은 상기 스 윙 암 메커니즘의 피스톤과 작동 실린더를 구동시킬 수 있다.
스윙 암은 상기 증기 팽창 장치의 피스톤과 잔류 증기 압축기의 피스톤에 체결되고, 레버 축을 중심으로 회전하는 방식으로 배치될 수 있다.
스윙 암은 크랭크 메커니즘과 연결되고, 작동 매체의 팽창 일을 작동 실린더로부터 크랭크 메커니즘으로 전달한다. 추가적으로 크랭크 메커니즘은 발전기로 일을 전달한다.
피스톤은 상기 피스톤에 내장되어, 전환 핀에 의해서 조절되는 출구 밸브를 포함한다. 전환 핀은 피스톤의 가이드부의 도움으로 가이드되며, 스윙 암 메커니즘에 체결된다.
작동 매체의 팽창으로 일측의 출구밸브가 폐쇄되며, 타측의 출구밸브가 열린다. 팽창된 증기는 배출된다.
압축기는 압축기 입구 밸브와 압축기 피스톤을 포함할 수 있다. 상기 압축기 입구 밸브는 압축기 피스톤에 배치될 수 있으며, 피스톤 로드에 의해서 조절될 수 있다. 상기 피스톤 로드는 스윙 암 메커니즘에 연결될 수 있다. 따라서 비응축 부분의 압축은 기화된 작동 매체의 팽창과 연결된다.
하기 특허 문헌 2에는 '석탄 화력발전소 보일러용 공기 예열장치'가 개시되어 있다.
하기 특허 문헌 2에 따른 석탄 화력발전소 보일러용 공기 예열장치는 석탄이 연소 되어 화력 발전용 증기를 가열하도 록 된 노와, 상기 노에서 발생된 배기가스가 배출되는 배출 경로를 가지는 석탄 화력발전소용 보일러에 적용되어 상기 배출 경로를 경유하는 배기가스의 열을 열교환하여 고온으로 예열된 연소공기를 상기 노에 공급하는 것에 적용된다.
상기 노에 공급되는 연소공기를 고온으로 가열하여 석탄의 연소효율을 증대함에 따라 발전효율을 향상하게 된다.
상기에서 배출 경로는 상기 노의 배기구와 연결되는 배출덕트로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 배기덕트는 정화처리장치와 연결되어 배기가스를 정화 처리한 후, 배기하도록 되는 것이다.
공기 예열장치는 상기 배출 경로를 통해 배기가스가 유입되는 유입구와 배출되는 배출구를 가지는 열교환공간에 배치되는 예열몸체를 가진다.
상기 열교환공간에서 상기 예열몸체를 통해 경유하는 연소공기를 배기가스와 열 접촉하여 열교환함으로써 고온으로 가열하게 된다.
상기에서 예열몸체는 외부에서 공기를 공급하도록 된 유입관과 상기 노로 공기를 공급하도록 된 배출관의 사이를 연결함과 배기가스가 이동하도록 간격을 가지면서 배치되는 다수의 분기관들로 이루어진다.
상기 분기관들의 사이 공간을 경유하여 이동하는 배기가스와의 열 접촉면적을 구조적으로 증대시켜 열교환효율을 향상시킬 수 있게 된다.
상기한 유입관으로 공급되는 연속공기는 외부의 공기를 흡입하여 상기 유입관으로 공급하도록 된 펌프를 가지며, 상기 펌프에서 공기가 흡입되는 부위에는 흡입되는 공기에서 이물질을 여과하도록 된 여과장치가 배치되는 것이다.
상기 펌프를 통해 흡입되는 공기가 상기 여과장치를 통해 여과처리되어 연소공기에 이물질이 과도하게 함유되는 것을 방지함으로써, 연소효율을 더욱 원활하게 증대시킬 수 있도록 되는 것이다.
공기 예열장치에서 상기 분기관들은 상기 유입구에서 배출구측으로의 이동방향에 대하여 평행한 방향으로 구획된 다수의 접촉부를 가지도록 지그재그 형태로 절곡 형성된다.
상기 다수의 접촉부를 연소공기가 지그재그 형태로 이동하도록 되어 배기가스와의 열접촉면적 및 시간을 구조적으로 증대하여 연소공기의 가열이 더욱 원활하게 이루어진다.
분기관의 입구측에서 상기 분기관의 출구측으로 갈수록 연소공기의 온도가 고온의 상태를 가지도록 되어 상기 노에 공급되는 연소공기의 고온 상태를 안정적으로 확보할 수 있게 된다.
예열몸체에서 분기관의 출구는 열교환공간에서 상기 유입구의 일측부에 배치되고, 상기 분기관의 입구는 열교환공간에서 상기 분기관의 출구에 대하여 대각방향으로 대면하는 모서리 부위에 배치된다.
상기 분기관의 입구에 고온의 연소공기를 공급하여 배기가스의 응축을 방지함으로써, 상기 분기관의 입구측에 위치하는 분기관부위에서 응축수가 발생되는 것을 예방하게 된다.
상기에서 환류배관은 배출과 유입관을 연결하는 '관' 형상의 파이프로 이루어진다.
상기에서 배출관에는 상기 환류배관측으로 연소공기를 유도하는 유도편이 구비되고, 상기 유입관에는 상기 환류배관에서 유도된 연소공기를 상기 분기관으로 유도하는 또 다른 유도편이 각각 구비된다.
노에 연소공기를 공급하고자 할 경우에는 상기 펌프를 통해 흡입되어 상기 유입관으로 공급되는 연소공기는 상기 분기관을 통해 열교환공간에서 다수의 이동 경로로 분기된 후, 상기 배출관으로 배출되어 주 연소공기는 노의 바닥을 통해 공급되고, 이차 연소공기는 노의 바닥 위를 통해 전달된다.
상기 분기관을 구성하는 다수의 접촉부를 지그재그형태로 연소공기가 이동하면서 배기가스와 열 교환하여 고온으로 가열된 후, 상기 배출관으로 배출된다.
상기 배출관으로 배출되는 연소가스의 일부는 상기 유도편에 의해 상기 환류배관으로 유도된 후, 상기 유도관체를 경유하여 분기관의 저면을 열교환한 후, 상기 유입관으로 유도된 다음 분기관의 입구측으로 유입되는 연소공기와 혼합된 후, 상기 열교환공간을 재차 경유하면서 고온으로 가열된다.
대한민국 특허 공개번호 제10-2016-0101008호 대한민국 특허 등록번호 제10-1641666호 대한민국 특허 등록번호 제10-1795732호
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복합화력발전장치의 연소실 화기부위에 나선형 또는 코일형 또는 지그재그형으로 금속파이프를 배치하고, 상기 금속파이프 내에 물 또는 증기를 통과시켜 화기부위 내에서 금속파이프 내부를 통과하는 물 또는 증기가 화기부위의 고열에 의해 고온 증기가 발생하도록 하고, 금속파이프 내에서 고온으로 발생된 고온 증기를 분사 장치에 의해 화력발전장치의 화기부위에 분사하여 화기부위 내에서 연료의 연소에 부족한 산소를 공급하게 함으로써, 화기 내 연료의 연소 효율을 향상시키고, 화력을 증대함으로써, 화력발전장치의 증기 발생에 필요한 열효율 향상과 연료 소모량을 감소시켜 화력발전장치의 경제적 이익과 열 효율을 향상시킬 수 있는 복합화력발전장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 화력발전장치의 화기에 충분한 산소 공급으로 물의 증기화하는 시간을 줄이고, 포화 증기를 더 높은 고온, 고압으로 가열하여 터빈에 분사하게 함으로써, 화력발전장치의 출력을 더욱 증대시킬 수 있는 복합화력발전장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 화력발전장치의 화기에 충분한 산소 공급으로 연소실에서 연소되는 연료의 완전연소로 이산화탄소 배출량을 저감시켜 환경보호에 이바지 할 수 있는 복합화력발전장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 복합화력발전장치는 연료를 연소시키는 연소실(10); 상기 연소실(10)에서 연료의 연소로 열에너지가 발생되는 공간인 화기부위(11); 상기 연소실(10)의 화기부위(11)를 통과하는 금속 파이프(20); 상기 금속파이프(20) 내부에 공급되는 물(21);을 포함하며,
상기 금속파이프(20) 내부의 물이 고온의 상기 화기부위(11)에서 증기(22)로 상 변화를 이루도록 하고, 상기 금속파이프(20) 내부의 물이 증기(22)로 변환한 후, 증기(22)를 화기에 투입되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 복합화력발전장치는 연료를 연소시키는 연소실(10); 상기 연소실(10)에서 연료의 연소로 열에너지가 발생되는 공간인 화기부위(11); 상기 연소실(10)의 화기부위(11)를 통과하는 금속 파이프(20); 상기 금속파이프(20) 내부에 공급되는 증기(22);를 포함하며,
상기 금속파이프(20) 내부에 공급된 증기(22)가 고온의 상기 화기부위(11)에서 고온증기(23)로 변환을 이루도록 하고, 상기 고온증기(23)가 화기부위에 투입되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 금속파이프(20)는 상기 화기부위(11)에 설치되어 상기 금속파이프(20)를 통과하는 물(21) 또는 증기(22)가 고온증기(23)로 상 변화가 이루어질 수 있도록 코일형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 금속파이프(20)는 상기 화기부위(11)에 설치되어 상기 금속파이프(20)를 통과하는 물(21) 또는 증기(22)가 고온증기(23)로 상 변화가 이루어질 수 있도록 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 금속파이프(20)는 상기 화기부위(11)에 설치되어 상기 금속파이프(20)를 통과하는 물(21) 또는 증기(22)가 고온증기(23)로 상 변화가 이루어질 수 있도록 지기재그형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 복합화력발전장치는 화기부위에 설치된 나선형 또는 코일형 또는 지그재그형의 금속 파이프 내부에 물을 통과시키고, 상기 금속 파이프 내부에 흐르는 물이 고온의 화기부위를 통과 하도록 하며, 상기 화기부위를 통과하는 금속파이프 내부의 물이 증기로 상 변화를 이루도록 한 것으로, 상기 금속 파이프 내부를 통과하던 물이 고온의 화기부위에서 증기로 변환한 후 분사장치에 의해 화기부위의 고온의 증기를 분사하여 화기부위에서 연료의 연소에 필요한 산소를 공급되게 함으로써, 복합화력발전장치의 연소실에서 연료의 연소에 필요한 산소를 충분하게 공급되는 효과가 얻어진다.
따라서 연료가 연소되는 연소실에 충분한 산소 공급은 연료의 완전 연소가 이루어져 연료의 연소 효율의 상승으로, 복합화력발전장치의 열효율이 높아져 연료 절감 효과로 경제적인 이득을 얻을 수 있는 효과가 얻어진다.
또한 복합화력발전장치의 연소실에 필요한 산소가 충분히 공급되어, 연료의 연소 화력이 높아지게 되고, 이에 따라 더 높은 고온의 증기를 신속하게 만들 수 있게 되어 복합화력발전 장치의 출력이 향상되는 효과가 얻어진다.
또한 복합화력발전장치의 연소실에서 충분히 공급된 산소는 연료가 완전연소가 이루어지게 되어 연료의 연소에서 발생되는 이산화탄소 배출량을 감소시켜 환경오염을 저감할 수 있는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 복합화력발전장치의 계통도,
도 2는 본 발명의 바람직한 제2 실시 예에 따른 복합화력발전장치의 계통도,
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 및 제2 실시 예에 따른 복합화력발전장치의 코일형 금속파이프의 형상을 나타낸 입체도,
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 및 제2 실시 예에 따른 복합화력발전장치의 나선형 금속파이프의 형상을 나타낸 정면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 제1 및 제2 실시 예에 따른 복합화력발전장치의 지그재그형 금속파이프의 형상을 나타낸 정면도,
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 복합화력장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
<제1 실시 예>
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 복합화력발생장치의 계통도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 복합화력발전장치는 연료를 연소시키는 연소실(10)와, 상기 연소실(10)에서 연료의 연소로 열에너지가 발생되는 공간인 화기부위(11)와, 상기 연소실(10)의 화기부위(11)를 통과하는 금속 파이프(20)와, 상기 금속파이프(20) 내부에 공급되는 물(21)을 포함하며,
상기 금속파이프(20) 내부의 물이 고온의 상기 화기부위(11)에서 증기(22)로 상 변화를 이루도록 하고, 상기 금속파이프(20) 내부의 물이 증기(22)로 변환한 후, 증기(22)를 화기에 투입되게 한다.
이러한 복합화력발전장치는 연소실(10)의 화기부위(11)에 금속파이프(20)를 배치하고, 상기 금속파이프(20) 내부에는 물(21)이 유입된다. 상기 금속파이프(20) 내부에 유입된 물(21)은 고온증기(23)로 변환된 후 고온의 고온증기(23)를 화기부위(11)에 분사하는 분사장치(24)로 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 복합화력발생장치는 연소실(10)의 화기부위(11)에 금속파이프(20)가 배치된다.
상기 금속파이프(20)에는 물(21)이 유입되어 흐르게 된다.
상기 금속파이프(20) 내에 유입된 물(21)은 연소실(10)의 고온의 화기에 의해 증기(22)로 상 변화를 이루게 된다.
상기 금속파이프(20) 내에서 물(21)에서 변환된 증기(22)는 재차 고온으로 가열되며, 상기 재차 고온으로 가열된 고온증기(23)는 분사장치(24)에 의해 연소실(10)의 화기부위(11)에 분사되게 된다.
상기 금속파이프(20)는 형상에 따라 코일형, 나선형, 지그재그형 중 어느 하나로 이루어진다.
도 3에는 코일형의 금속파이프 입체도가 예시되어 있고, 도 4에는 나선형의 금속파이프 정면도가 예시되어 있으며, 도 5에는 지그재그형의 금속파이프 정면도가 예시되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 금속파이프(20)는 상기 화기부위(11)에 설치되어 상기 금속파이프(20)를 통과하는 물(21) 또는 증기(22)가 고온증기(23)로 상 변화가 이루어질 수 있도록 코일형으로 형성된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 금속파이프(20)는 상기 화기부위(11)에 설치되어 상기 금속파이프(20)를 통과하는 물(21) 또는 증기(22)가 고온증기(23)로 상 변화가 이루어질 수 있도록 나선형으로 형성된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 금속파이프(20)는 상기 화기부위(11)에 설치되어 상기 금속파이프(20)를 통과하는 물(21) 또는 증기(22)가 고온증기(23)로 상 변화가 이루어질 수 있도록 지기재그형으로 형성된다.
상기 복합화력발전장치의 연소실(10)의 화기부위(11)에 배치된 금속파이프(20)는 연소실(10)의 화기부위(11)에서 효과적인 열전달을 목적으로 코일형, 나선형, 지그재그형으로 구성되며, 또 다른 형상으로 제작되는 것도 가능하다.
상기와 같이 분사장치(24)에 의해 화기부위(11)에 분사되는 고온의 고온증기(23)는 산소와 수소분자로 이루어진 것으로, 고온 상태에서 화기부위(11)에 분사하게 되면, 고온의 고온증기(23) 중에 포함된 산소가 연소실(10)의 화기부위(11)에 공급되어 연료의 연소에 필요한 산소를 공급하게 된다.
이와 같은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 복합화력발전장치는 금속파이프(20) 내부를 통과하는 물(21)이 고온의 연소실(10) 화기부위(11)를 통과하며 고온증기(23)로 변환하게 된다.
상기 금속파이프(20) 내에서 변환된 고온의 고온증기(23)는 연소실(10)의 화기부위(11)에 분사되어 연료의 연소에 필요한 산소를 추가적으로 공급하게 되어, 연료의 완전 연소가 이루어지고 연료의 연소 효율이 높아지게 되고, 연료의 연소 화력이 더욱더 강력해지게 된다.
또한 충분한 산소의 공급으로 연료는 완전 연소가 이루어지게 되고 연료의 연소로 발생되는 이산화탄소의 발생량을 저감할 수 있다.
<제2 실시 예>
도 2는 본 발명의 바람직한 제2 실시 예에 따른 복합화력발생장치의 계통도이다.
본 발명의 바람직한 제2 실시 예에 따른 복합화력장치는 연료를 연소시키는 연소실(10)와, 상기 연소실(10)에서 연료의 연소로 열에너지가 발생되는 공간인 화기부위(11)와, 상기 연소실(10)의 화기부위(11)를 통과하는 금속 파이프(20)와, 상기 금속파이프(20) 내부에 공급되는 증기(22)를 포함하며,
상기 금속파이프(20) 내부에 공급된 증기(22)가 고온의 상기 화기부위(11)에서 고온증기(23)로 변환을 이루도록 하고, 상기 고온증기(23)가 화기부위에 투입된다.
연소실(10)의 화기부위(11)에 금속파이프(20)를 배치되고, 상기 금속파이프(20) 내부에는 복합화력발전장치의 증기발생장치에서 회수된 증기(22)가 유입된다.
상기 금속파이프(20) 내부로 공급되고, 연소실(10)의 화기부위(11)의 고열에 의해 고온화 된 고온증기(23)를 화기부위(11)에 분사하는 분사장치(24)로 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 복합화력발생장치는 연소실(10)의 화기부위(11)에 금속파이프(20)가 배치된다.
상기 금속파이프(20)에는 증기(22)가 유입되어 흐르게 된다.
상기 금속파이프(20) 내에 유입되어 유동하는 증기(22)는 연소실(11)의 고온의 화기에 의해 고온증기(23)로 변화하게 된다.
상기 금속파이프(20) 내에서 고온으로 가열된 고온증기(23)는 연소실(10)의 화기부위(11)에 분사장치(24)에 의해 분사하게 된다.
상기 연소실(10)의 화기부위(11)에 배치되는 금속파이프(20)는 형상에 따라, 코일형, 나선형, 지그재그형으로 구분되고, 그 외의 형상으로도 가능하다.
도 3에는 코일형의 금속파이프(20) 정면도가 예시되어 있고, 도 4에는 나선형의 금속파이프(20) 정면도가 예시되어 있으며, 도 5에는 지그재그형의 금속파이프(20) 정면도가 예시되어 있다.
상기 복합화력발전장치의 연소실(10)의 화기부위(11)에 배치된 금속파이프(20)는 연소실(10)의 화기부위(11)에서 열전달율을 높게 하기 위하여 코일형, 나선형, 지그재그형으로 구성되며, 또 다른 형상으로 제작되는 것도 가능하다.
상기와 같이 연소실(10)의 화기부위(11)에 배치된 금속파이프(20) 내부에서 고온으로 변환된 고온증기(23)가 분사장치(24)에 의해 분사된다.
상기 분사장치(24)에 의해 분사된 고온증기(23)는 산소와 수소분자로 이루어진 것으로, 고온상태에서 화기부위(11)에 분사하게 되면, 고온증기(23) 중에 포함된 산소가 연소실(10)의 화기부위(11)에 공급되어 연료의 연소에 필요한 산소를 공급하게 된다.
이와 같은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 복합화력발전장치는 금속파이프(20) 내부를 통과하는 고온증기(23)가 고온의 연소실(10) 화기부위(11)를 통과하며 고온증기(23)로 변환하게 되고, 상기 금속파이프(20) 내에서 변환된 고온증기(23)는 연소실(10)의 화기부위(11)에 분사되어 연료의 연소에 필요한 산소를 충분히 공급하게 되어, 연료의 완전 연소가 이루어짐으로, 연료의 연소 효율이 높아지게 되고, 연료의 연소 화력이 더욱더 강력해지게 된다.
또한 충분한 산소의 공급으로 연료는 완전 연소가 이루어지고 연료의 연소로 발생되는 이산화탄소의 발생량을 저감할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 복합화력발전장치는 연소실(10)의 화기부위(11)에 금속파이프(20)를 설치하여, 금속파이프(20) 내에 물(21) 또는 증기(22)를 주입하여 유동하게 함으로써, 연소실(10)의 화기부위(11)의 고열로 금속파이프(20) 내부로 유입된 물(21)은 증기(22)에서 다시 고온증기(23)로, 금속파이프(20) 내부로 유입된 물(21)은 고온증기(23)로 변환하여 연소실(10)의 화기부위(11)에 분사장치(24)에 의해 분사되게 한 것이다.
또한 본 발명에 의한 복합화력발생장치는 금속파이프(20)를 코일형, 나선형 또는 지그재그형으로 구성하여 연소실(10)에서 연료의 연소로 발생하는 고열을 효과적으로 금속파이프(20)로 전달되게 하였다.
또한 본 발명에 의한 복합화력발생장치는 연소실(10)의 화기부위(11)를 통과하는 금속파이프(20) 내부의 물(21) 또는 증기(22)가 고온증기(23)로 변환시켜 연소실(10)의 화기부위(11)에 분사되게 함으로써, 증기(22)가 포함하고 있던 산소가 연소실(10) 연료의 연소에 부족한 산소를 충분하게 공급되게 한 것이다.
또한 본 발명에 의한 복합화력발전장치는 연소실(10)의 화기부위(11)에 고온증기(23)를 분사하여 고온증기(23)가 포함하고 있는 산소가 연료의 연소에 필요한 산소를 공급할 수 있도록 함으로써, 연소실(10)에서 연소되는 연료가 완전 연소가 이루어지게 하고. 연소실(10)의 충분한 산소 공급은 연료의 연소 화력이 증대 되어 열효율의 향상으로 경제적 비용 저감 효과가 있으며, 연료의 연소에서 생성되는 이산화탄소 배출량까지 저감할 수 있어서 환경보호 효과가 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
10: 연소실 11: 화기부위
20: 금속파이프 21: 물
22: 증기 23: 고온증기
24: 분사장치

Claims (5)

  1. 연료를 연소시키는 연소실(10);
    상기 연소실(10)에서 연료의 연소로 열에너지가 발생되는 공간인 화기부위(11);
    상기 연소실(10)의 화기부위(11)를 통과하는 금속 파이프(20);
    상기 금속파이프(20) 내부에 공급되는 물(21);을 포함하며,
    상기 금속파이프(20) 내부의 물이 고온의 상기 화기부위(11)에서 증기(22)로 상 변화를 이루도록 하고, 상기 금속파이프(20) 내부의 물이 증기(22)로 변환한 후, 증기(22)를 화기에 투입되도록 하는 것을 특징으로 하는 복합화력발전장치.
  2. 연료를 연소시키는 연소실(10);
    상기 연소실(10)에서 연료의 연소로 열에너지가 발생되는 공간인 화기부위(11);
    상기 연소실(10)의 화기부위(11)를 통과하는 금속 파이프(20);
    상기 금속파이프(20) 내부에 공급되는 증기(22);를 포함하며,
    상기 금속파이프(20) 내부에 공급된 증기(22)가 고온의 상기 화기부위(11)에서 고온증기(23)로 변환을 이루도록 하고, 상기 고온증기(23)가 화기부위에 투입되도록 하는 것을 특징으로 하는 복합화력발전장치.
  3. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속파이프(20)는 상기 화기부위(11)에 설치되어 상기 금속파이프(20)를 통과하는 물(21) 또는 증기(22)가 고온증기(23)로 상 변화가 이루어질 수 있도록 코일형으로 형성되는 것을 특징으로 한 복합화력발전장치.
  4. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속파이프(20)는 상기 화기부위(11)에 설치되어 상기 금속파이프(20)를 통과하는 물(21) 또는 증기(22)가 고온증기(23)로 상 변화가 이루어질 수 있도록 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 한 복합화력발전장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속파이프(20)는 상기 화기부위(11)에 설치되어 상기 금속파이프(20)를 통과하는 물(21) 또는 증기(22)가 고온증기(23)로 상 변화가 이루어질 수 있도록 지기재그형으로 형성되는 것을 특징으로 한 복합화력발전장치.
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