KR101436600B1 - 스팀 생산 장치 및 그 생산 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제강 공정에서 발생하는 배가스의 폐열을 이용하여 스팀을 생산하는 스팀 생산 장치 및 그 생산 방법에 관한 것으로서, 물을 저장하는 원료저장부; 상기 원료저장부에서 물을 공급받아 가열하는 예열부; 상기 예열부에서 가열된 물을 공급받아 스팀을 발생시키는 스팀발생부; 상기 스팀발생부에서 발생된 스팀을 저장하는 스팀저장부; 상기 스팀저장부에서 배출되는 스팀과 상기 원료저장부에서 공급되는 물을 혼합하여 상기 예열부에 공급하는 혼합부; 상기 원료저장부, 예열부, 스팀발생부, 스팀저장부 및 혼합부의 사이에 개폐 가능하도록 연결되는 복수의 배관; 및 원료저장부, 예열부, 스팀발생부 및 혼합부의 동작과 상기 배관의 개폐를 제어하는 제어부;를 포함하며, 제강 공정 중 발생하는 폐열을 이용하여 생산된 스팀이 불필요하게 낭비되는 것을 방지할 수 있다.

Description

스팀 생산 장치 및 그 생산 방법{Steam generator and generating method thereof}

본 발명은 스팀 생산 장치 및 그 생산 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제강 공정에서 발생하는 배가스의 폐열을 이용하여 스팀을 생산하는 스팀 생산 장치 및 그 생산 방법에 관한 것이다.

제강공장 전로 설비에 있어서 용강 정련 중에는 고열의 배가스(약1400℃)가 발생하게 되는데, 고열의 배가스를 냉각시키면서 발생하는 스팀을 얻어 난방에 활용하게 된다. 이처럼 폐열을 회수하기 위해서 제강공장 전로 설비에 1차 쿨링 시스템인 폐열회수 보일러(Oven Gas Boiler)를 설치하게 되는데, 배가스가 지나는 보일러 쿨러 헤더에 배가스를 냉각시키기 위한 고온(250℃)과 고압(43Kg/Cm 3 )의 냉각수를 노즐에 의해 분사하게 되는데 이때 분사된 냉각수는 고온에 의해 곧바로 증발되면서 스팀을 발생하게 된다. 이렇게 생성된 스팀은 저장공간에 저장되었다가 원료, 용기 등을 예열하는데 사용된다.

도 1은 종래기술에 따른 스팀 생산 장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 스팀 생산 장치는 물을 저장하는 원료저장부(10), 원료저장부(10)에서 물을 공급받아 일정 온도로 예열하는 예열부(20), 예열부(20)에서 물을 공급받아 전로 취련 과정 등에서 발생하는 폐열을 이용하여 스팀을 생산하는 스팀발생부(30), 스팀발생부(30)에서 생산된 스팀을 저장하는 스팀저장부(40) 및 스팀저장부(40)에서 배출되는 일부 스팀을 냉각하는 냉각부(50)를 포함한다.

여기에서 스팀저장부에 저장된 스팀은 고압에 의해 액상으로 존재한다. 스팀저장부에서는 내부 수위에 따라 스팀을 일정한 양씩 외부로 배출하게 되는데, 이때 배출되는 스팀은 냉각부로 공급되는 냉각수를 이용하여 냉각되어 외부, 예컨대 중화조로 배출된다. 저장부는 전로 개수에 따라 설치되는 보일러의 개수에 대응하여 복수 개로 구비되는데, 통상 4기로 이루어지고 있다. 이때, 저장부 1기당 약 10회/일 정도의 스팀 배출(blow down)이 일어나는데, 4기의 저장부에서 하루에 80 내지 100ton 정도의 스팀이 낭비되고 있다. 또한, 이렇게 배출된 스팀을 냉각하기 위한 냉각수가 불필요하게 사용되는 문제점이 있다.

또한, 스팀 생산을 위해 상온(여름 25℃ 정도, 겨울 3℃ 정도)의 물을 일정 온도로 예열한 후 스팀 발생기로 공급하고 있다. 물의 예열은 스팀발생기에서 생산된 스팀 중의 일부를 이용하기 때문에, 스팀의 생산성이 저하되는 문제점도 있다.

KR 0267439 Y1 KR 2009-69599 A1 KR 2000-6577 Y1

본 발명은 제강공정 중 발생하는 폐열을 이용하여 생산된 스팀을 재활용할 수 있는 스팀 생산 장치 및 그 생산 방법을 제공한다.

본 발명은 생산된 스팀이 불필요하게 낭비되는 것을 억제할 수 있는 스팀 생산 장치 및 그 생산 방법을 제공한다.

본 발명은 폐수로 인해 발생할 수 있는 환경 오염을 억제할 수 있는 스팀 생산 장치 및 그 생산 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 스팀 생산 장치는, 물을 저장하는 원료저장부; 상기 원료저장부에서 물을 공급받아 가열하는 예열부; 상기 예열부에서 가열된 물을 공급받아 스팀을 발생시키는 스팀발생부; 상기 스팀발생부에서 발생된 스팀을 저장하는 스팀저장부; 상기 스팀저장부에서 배출되는 스팀과 상기 원료저장부에서 공급되는 물을 혼합하여 상기 예열부에 공급하는 혼합부; 상기 스팀저장부에서 배출되는 스팀을 냉각시키는 냉각부; 상기 원료저장부, 예열부, 스팀발생부, 스팀저장부, 혼합부 및 냉각부를 연결하는 복수의 배관; 상기 복수의 배관에 구비되는 복수의 밸브; 및 상기 원료저장부, 예열부, 스팀발생부 및 혼합부의 동작과 상기 복수의 밸브의 동작을 제어하여 상기 복수의 배관의 개폐를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 스팀저장부는 상기 혼합부, 원료저장부 및 냉각부와 상기 복수의 배관을 통해 연통되어 상기 스팀저장부에서 배출되는 스팀을 이용하여 물을 가열하는 것을 특징으로 한다.

상기 스팀 생산 장치는 상기 스팀저장부에서 배출되는 스팀을 냉각시키는 냉각부를 포함할 수도 있다. 이때, 상기 복수의 배관 중 어느 하나는 상기 원료저장부를 거쳐 상기 스팀저장부와 상기 냉각부를 연결하고, 상기 원료저장부에는 열교환기가 구비될 수 있다.

상기 혼합부와 상기 예열부를 연결하는 배관 및 상기 원료저장부와 상기 냉각부를 연결하는 배관에는 온도 센서가 구비될 수도 있고, 상기 원료저장부와 상기 혼합부를 연결하는 배관 및 상기 스팀저장부와 상기 혼합부를 연결하는 배관에는 압력계가 구비될 수도 있다.

상기 원료저장부와 상기 혼합부를 연결하는 배관과 상기 혼합부와 상기 예열부를 연결하는 배관에는 개폐 가능하도록 형성되는 바이패스 라인이 연결될 수도 있다.

상기 스팀저장부와 상기 혼합부를 연결하는 배관 및 상기 스팀저장부와 상기 원료저장부를 연결하는 배관에는 복수의 밸브가 구비될 수도 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 스팀 생산 방법은, 원료저장부에 수용된 물을 예열부에 공급하여 일정 온도로 예열하는 과정; 상기 예열된 물을 스팀발생부에 공급하는 과정; 상기 스팀발생부에서 스팀을 발생시키는 과정; 상기 스팀을 스팀저장부에 저장하는 과정;을 포함하며, 상기 스팀저장부에서 스팀의 일부가 배출되면, 상기 예열부에 물을 공급하는 과정에서 상기 원료저장부와 상기 예열부 사이에 구비되는 혼합부에서 상기 물과 상기 배출된 스팀을 혼합한 혼합수를 상기 예열부에 공급할 수도 있다.

상기 배출된 스팀은 상기 물보다 상기 혼합부에 높은 압력으로 공급하여 물과 스팀이 원활하게 혼합되도록 할 수도 있다. 또한, 상기 혼합부에 공급되는 상기 배출된 스팀과 상기 물의 비율은 상기 혼합수의 온도에 따라 제어될 수도 있으며, 상기 혼합부에는 상기 배출된 스팀 대 상기 물이 1 : 60 내지 10 대 180의 비율로 공급될 수도 있다. 상기 혼합수의 온도는 10 내지 40℃로 제어될 수도 있다.

상기 물이 예열부에 공급되지 않고, 상기 스팀저장부에서 스팀의 일부가 배출되는 경우, 상기 배출된 스팀을 상기 원료저장부에 구비되는 열교환기를 통과시켜 냉각시킬 수도 있다.

상기 배출된 스팀은 상기 열교환기를 통과하며 응축수로 변환되고, 상기 응축수는 25 내지 30℃로 제어될 수 있으며, 상기 열교환기로 공급되는 스팀의 유량은 상기 응축수의 온도에 따라 제어될 수도 있다.

본 발명에 따른 스팀 생산 장치 및 그 생산 방법은, 제강 공정 중 발생하는 폐열을 이용하여 생산된 스팀이 불필요하게 낭비되는 것을 방지할 수 있다. 이에 폐스팀을 냉각하기 위한 냉각수의 사용량을 감소시켜 폐수의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 폐스팀의 열을 물을 예열하는데 재활용할 수도 있다. 이에 따라 물을 예열하는데 사용되는 스팀의 양을 감소시킬 수 있고, 스팀 생산에 사용되는 순수의 사용량을 절감할 수 있으며, 순수의 예열 시간을 단축시킬 수 있어 스팀의 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 스팀 생산 장치의 블록도.
도 2은 본 발명의 실시 예에 따른 스팀 생산 장치의 구조 및 물과 스팀의 이동 경로를 보여주는 블록도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 스팀을 생산하는 과정을 보여주는 순서도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 물과 스팀의 이동 경로를 보여주는 블록도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 스팀저장부에서 배출된 스팀을 냉각하는 과정을 보여주는 순서도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

제강 공정에서는 다양한 종류의 폐열이 발생하고 있다. 이와 같은 폐열은 원료나 용기 등을 예열하는 등 다양한 용도로 사용될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 전로 취련 중 발생하는 고온의 LD 가스(Linze Donawize gas)의 폐열을 이용하여 스팀을 생산하는 장치 및 방법에 대해서 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스팀 생산 장치의 구조 및 물과 스팀의 이동 경로를 보여주는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 스팀 생산 장치는 물을 저장하는 원료저장부(100)와, 원료저장부(100)에서 물을 공급받아 소정 온도로 가열하는 예열부(200)와, 예열부(200)에서 가열된 물을 공급받아 스팀을 발생시키는 스팀발생부(300)와, 스팀발생부(300)에서 발생된 스팀을 저장하는 스팀스팀저장부(400)와, 스팀스팀저장부(400)에서 배출되는 일부 스팀과 원료저장부(100)에서 공급되는 물을 혼합하여 예열부(200)에 공급하는 혼합부(600)와, 스팀스팀저장부(400)에서 배출되는 일부 스팀을 냉각시키는 냉각부(500) 및 각 구성요소들의 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다. 원료저장부(100), 예열부(200), 스팀발생부(300), 스팀저장부(400), 혼합부(600) 및 냉각부(500)는 개폐 가능하도록 밸브가 설치된 배관을 통해 각각 연결되며, 각 배관들에 설치된 밸브는 제어부의 제어를 통해 개폐된다.

원료저장부(100)는 내부에 스팀의 원료가 되는 물을 저장하며, 제1배관(L1)을 통해 예열부(200)와 연결된다. 또한, 원료저장부(100)에는 열교환기(700)가 설치되어 스팀저장부(400)에서 공급되는 스팀의 열을 이용하여 원료저장부(100)에 저장된 물을 가열하는 동시에, 열교환을 통해 스팀저장부(400)에서 배출되는 스팀을 냉각한다.

혼합부(600)는 제1배관(L1) 상에 구비되고, 원료저장부(100)에서 공급되는 물과 스팀저장부(400)에서 공급되는 스팀의 혼합수를 예열부(200)에 공급한다. 이때, 제1배관(L1), 즉 원료저장부(100)에서 물이 공급되는 혼합부(600)의 입구측과 혼합수가 배출되는 혼합부(600)의 출구측에는 개폐 가능한 바이패스 라인(LB)이 형성되어 원료저장부(100)에서 공급되는 물이 혼합부(600)를 거치지 않고 예열부(200)로 직접 공급되도록 할 수도 있다. 그리고 제1배관(L1)에는 혼합부(600)에 공급되는 물의 압력을 측정하기 위한 제1압력계(P1)와, 혼합부(600)에서 배출되는 혼합수의 온도를 측정하기 위한 제1온도 센서가 구비될 수 있다.

예열부(200)는 원료저장부(100)에서 공급되는 물을 일시 저장하며, 제2배관(L2)을 통해 스팀발생부(300)와 연결된다. 예열부(200)는 저장된 물을 소정 온도, 예컨대 170℃ 정도까지 예열하여 스팀발생부(300)에 공급한다. 이때, 예열부(200)는 스팀발생부(300)에서 생산된 스팀 중 일부를 공급받아 물을 가열한다.

스팀발생부(300)는 제강 공정, 예컨대 전로 취련과정에서 발생하는 배가스의 폐열을 이용하여 스팀을 발생시킨다. 스팀발생부(300)는 스팀저장부(400)와 제3배관(L3)으로 연결되며, 제3배관(L3)을 통해 발생된 스팀을 스팀저장부(400)로 공급한다. 이때, 제3배관(L3)에는 예열부(200)와 연통되는 제4배관(L4)이 연결되어, 제3배관(L3)을 통해 스팀저장부(400)로 공급되는 스팀 중 일부가 예열부(200)로 공급된다.

스팀저장부(400)는 스팀발생부(300)에서 생산된 스팀을 저장한다. 스팀저장부(400)는 냉각부(500)와 제5배관(L5)으로 연결되고, 제5배관(L5)을 통해 스팀을 냉각부(500)로 배출한다.

또한, 스팀저장부(400)는 혼합부(600)와 제6배관(L6)으로 연결되고, 원료저장부(100)를 거쳐 냉각부(500)와 제7배관(L7)으로 연결된다. 이때, 원료저장부(100)를 통과하는 제7배관(L7)에는 열교환기(700)가 설치될 수 있다. 제6배관(L6)에는 제6배관(L6) 내부를 흐르는 스팀의 압력을 측정하는 제2압력계(P2)가 구비되고, 제1밸브(V1) 및 제2밸브(V2)가 구비된다. 제1밸브(V1)는 스팀저장부(400)에서 스팀이 배출될 때 제6배관(L6)을 개방 또는 폐쇄하는 역할을 하며, 제2밸브(V2)는 제1밸브(V1)의 개방 시 제6배관(L6)의 개방 정도를 미세하게 조절하는 역할을 한다. 제2밸브(V2)는 혼합부(600)의 출구측 온도, 즉 제1온도 센서(T1)에 의해 측정된 혼합수의 온도에 따라 개도가 제어된다.

또한, 제7배관(L7)에는 제3밸브(V3) 및 제4밸브(V4)가 구비되고, 열교환기(700)의 출구측에는 원료저장부(100)를 통과하면서 열교환된 스팀의 온도를 측정하기 위한 제2온도 센서(T2)가 구비될 수 있다. 이때, 제3밸브(V3)는 스팀저장부(400)에서 스팀이 배출될 때 7배관을 개방 또는 폐쇄하는 역할을 하고, 제4밸브(V4)는 제3밸의 개방 시 제7배관(L7)의 개방 정도를 미세하게 조절하는 역할을 한다. 제4밸브(V4)는 제2온도 센서(T2)에 의해 측정된 스팀의 온도에 따라 개도가 제어된다. 이와 같이 각각의 배관에 복수의 밸브를 구비함으로써 배관의 개방 또는 폐쇄 시 발생할 수 있는 스팀의 누설(leak)을 방지할 수 있다.

각각의 배관에는 앞서 설명한 제1 내지 제4밸브(V4) 외에도 배관을 개방 또는 폐쇄하기 위한 개폐 밸브가 구비될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 스팀 생산 방법에 대해 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 스팀을 생산하는 과정을 보여주는 순서도로서, 도 2와 연관지어 설명한다.

여기에서는 스팀저장부(400)에서 스팀이 배출되고, 배출된 스팀을 이용하여 예열부(200)로 공급되는 물을 예열하는 경우에 대해서 설명한다.

원료저장부(100)에서는 물이 배출되어 제1배관(L1)을 통해 혼합부(600)를 거쳐 예열부(200)로 공급되고 있다(S110).

스팀저장부(400)는 스팀발생부(300)에서 생산된 스팀을 고압으로 압축하여 저장하기 때문에 스팀저장부(400) 내에는 스팀이 액상인 물로 존재하게 된다. 따라서 스팀저장부(400) 내의 물이 일정 높이를 초과하게 되면 스팀저장부(400) 내부 압력이 지나치게 높아져 폭발 등의 위험이 있기 때문에 수위가 일정 높이에 다다르기 전에 내부에 저장된 물을 스팀 상태로 배출하게 된다. 스팀의 배출은 수면이 설정 높이의 10 내지 20% 정도일 때 개시되며, 15 내지 25bar의 압력으로 배출된다.

이 경우, 제어부의 1차 밸브 제어(S111)를 통해 스팀저장부(400)와 혼합부(600)를 연결하는 제6배관(L6)은 개방하고, 냉각부(500)와 연결되는 제5배관(L5)과 원료저장부(100)를 통해 냉각부(500)와 연결되는 제7배관(L7)은 폐쇄한다. 또한, 제6배관(L6)에 설치된 제1밸브(V1) 및 제2밸브(V2)도 개방하여 배출된 스팀이 혼합부(600)로 유입될 수 있도록 한다.

이와 같이 제6배관(L6)이 개방되면, 도 2에 도시된 바와 같이 스팀저장부(400)에서 스팀의 배출이 이루어지고(S112), 배출된 스팀은 제6배관(L6)으로 유입되어 혼합부(600)로 공급된다. 이때, 제1 밸브 제어 시 제1밸브(V1)는 완전히 개방되고, 제2밸브(V2)는 전체 개도의 20 내지 40% 정도를 개방하여 스팀을 혼합부(600)에 서서히 공급하여 제1배관(L1)을 따라 흐르고 있는 물과 혼합한다(S113).

이렇게 혼합부(600)에서 물과 스팀이 혼합된 혼합수는 제1배관(L1)을 통해 예열부(200)로 공급되고, 제1배관(L1)에 설치된 제1온도 센서(T1)는 혼합수의 온도를 지속적으로 측정한다(S114).

이후 수초, 예컨대 10 내지 30초 정도 경과하면, 제1온도 센서(T1)에서 측정된 온도를 이용하여 제어부를 통해 2차 밸브 제어를 수행한다(S115). 이때, 제2밸브(V2)의 개도를 제어하게 되는데, 혼합부(600)에서 배출되는 혼합수가 제1배관(L1)을 통해 예열부(200)에 도달하는데 소요되는 시간으로 예열부(200)에서의 온도를 보다 정확하게 제어하기 위해 일정 시간 경과 후 제2밸브(V2)의 개도를 제어하는 것이다. 제2밸브(V2)는 혼합수의 온도가 10 내지 40℃의 범위가 되도록 제어될 수 있다. 통상 원료저장부(100)에서는 상온, 예컨대 여름에는 20℃ 정도, 겨울에는 3℃ 정도의 물을 예열부(200)로 공급하므로, 혼합수의 온도는 원료저장부(100)에서 공급되는 물의 온도에 따라 적절하게 제어될 수 있다.

한편, 원료저장부(100)는 예열부(200)에 물을 일정한 유량, 예컨대 60 내지 180ton/시간 정도로 공급한다. 이때, 원료저장부(100)에서 예열부(200)로 공급되는 물은 혼합부(600)를 통과하면서 스팀저장부(400)에서 공급되는 스팀과 혼합된다. 혼합부(600)로 공급되는 스팀은 15 내지 25bar의 압력으로 1 내지 10ton/시간 정도의 유량으로 공급된다. 혼합부(600)로 공급 시 물은 10 내지 20bar의 압력으로 60 내재 180ton/시간 정도의 유량으로 공급된다. 이와 같이 혼합부(600)에 공급되는 물의 유량이 스팀의 유량보다 많기 때문에 물과 스팀을 효과적으로 혼합하기 위해서는 스팀의 공급 압력을 물의 공급 압력보다 적어도 1bar 이상 높게 유지하는 것이 좋다.

이와 같은 방법을 통해 혼합수는 일정한 온도로 예열되어 예열부(200)로 공급되고, 예열부(200)에서 다시 소정 온도, 예컨대 170℃ 정도로 예열(S116)되어 스팀발생부(300)로 공급된다.

스팀발생부(300)에서는 혼합수를 전로 취련과정 등에서 발생한 폐열로 가열하여 스팀을 발생(S117)시켜, 스팀저장부(400)에 저장한다(S118).

이와 같은 방법으로 예열부(200)에 공급되는 물의 온도를 상승시킴으로써 예열부(200)에서 물을 예열하는데 소요되는 시간을 단축할 수 있고, 이에 따라 스팀발생부(300)에서 스팀을 생산하는데 소요되는 시간도 단축하여 스팀의 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 물과 스팀의 이동 경로를 보여주는 블록도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 스팀저장부에서 배출된 스팀을 냉각하는 과정을 보여주는 순서도이다.

여기에서는 스팀저장부(400)에서 스팀이 배출되고, 배출된 스팀을 이용하여 원료저장부(100)에 저장된 물을 예열하는 경우에 대해서 설명한다.

이와 같은 경우는 스팀발생부(300)에서 스팀을 생산하지 않거나, 원료저장부(100)에서 물이 공급되지는 않지만 예열부(200)에서 예열된 물을 이용하여 스팀을 생산하는 경우일 수 있다.

제어부의 1차 밸브 제어를 통해 스팀저장부(400)와 원료저장부(100)를 거쳐 냉각부(500)와 연결되는 제7배관(L7)은 개방하고, 스팀저장부(400)와 혼합부(600)를 연결하는 제6배관(L6)과 냉각부(500)와 연결되는 제5배관(L5)은 폐쇄한다. 또한, 배출되는 스팀이 제7배관(L7)을 통해 냉각부(500)로 배출될 수 있도록 제7배관(L7)에 설치된 제3밸브(V3) 및 제4밸브(V4)의 개폐도 함께 제어될 수 있다(S120).

스팀이 배출되면(S121), 도 4에 도시된 바와 같이 스팀은 제7배관(L7)을 통해 냉각부(500)로 배출된다. 이때, 제3밸브(V3)는 완전히 개방된 상태이고, 제4밸브(V4)는 전체 개도의 20 내지 40% 정도를 개방된 상태이다. 스팀은 제7배관(L7)을 따라 냉각부(500)로 배출되면서 원료저장부(100)를 거치게 되는데, 스팀이 원료저장부(100)를 통과하면서 제7배관(L7)에 설치된 열교환기(700)에서 스팀의 열이 교환되어 냉각되는 동시에 원료저장부(100) 내에 수용되어 있는 물이 예열된다(S122). 이때, 스팀은 열교환기(700)에서 열교환되면서 응축수로 변화하고, 열교환기(700)의 출구측에 설치된 제2온도 센서(T2)에서는 제7배관(L7)을 흐르는 응축수의 온도를 지속적으로 측정한다(S123).

이후, 수초, 예컨대 10 내지 30초 정도 경과한 다음, 제어부는 제2온도 센서(T2)에서 측정된 온도를 이용한 2차 밸브 제어를 통해 제4밸브(V4)의 개도를 미세하게 제어하게 된다(S124). 이는 제7배관(L7)을 흐르는 응축수가 제7배관(L7)을 통해 냉각부(500)로 도달하는데 소요되는 시간으로 응축수의 온도를 보다 정확하게 제어하기 위해 일정 시간 경과 후 제4밸브(V4)의 개도를 제어하는 것이다. 이에 따라 냉각부(500)로 일정한 온도의 응축수가 배출될 수 있다(S125).

원료저장부(100)에는 상온과 비슷한 3 내지 25℃ 정도의 물이 20 내지 40ton 정도 수용되어 있으며, 원료저장부(100)에는 200 내지 230℃ 정도의 스팀이 1 내지 10ton/시간 정도의 유량 및 15 내지 25bar의 압력으로 공급된다. 원료저장부(100)에 저장되어 있는 수량이 배출된 스팀의 양에 비해 상대적으로 많기 때문에 원료저장부(100) 내의 수온을 지나치게 높이지 않으면서도 스팀을 효과적으로 냉각시킬 수 있다. 따라서 제4밸브(V4)의 개도는 스팀의 냉각으로 발생된 응축수의 수온이 25 내지 30℃ 정도가 되도록 제어할 수 있다. 종래에는 스팀저장부(400)에서 배출되는 스팀을 별도의 냉각수를 이용하여 냉각하기 때문에 냉각과정에서 폐수가 발생하였다. 그러나 본 발명의 실시 예에서는 스팀저장부(400)에서 배출되는 스팀을 이용하여 원료저장부(100)의 물을 예열하는 동시에, 물을 예열하는 과정에서 스팀을 냉각시킬 수 있다. 따라서 배출되는 스팀을 냉각시키기 위한 냉각수가 필요 없게 된다. 이에 따라 스팀의 냉각으로 인한 폐수가 발생하는 것을 억제할 수 있다.

여기에서는 스팀저장부에서 배출되는 스팀을 물을 예열하는데 재활용하거나, 원료저장부에 수용된 물을 이용하여 냉각시키는 방법에 대해서 설명하고 있으나, 스팀저장부에서 배출되는 스팀을 종래와 같이 제5배관(L5)을 통해 냉각부로 직접 배출시켜 냉각시킬 수도 있다. 이와 같은 경우는 혼합부나 열교환기 등의 오작동이나 수리 중인 경우에 적용될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 원료저장부 200 : 예열부
300 : 스팀발생부 400 : 스팀저장부
500 : 냉각부 600 : 혼합부
700 : 열교환기

Claims (15)

1. 물을 저장하는 원료저장부;
   상기 원료저장부에서 물을 공급받아 가열하는 예열부;
   상기 예열부에서 가열된 물을 공급받아 스팀을 발생시키는 스팀발생부;
   상기 스팀발생부에서 발생된 스팀을 저장하는 스팀저장부;
   상기 스팀저장부에서 배출되는 스팀과 상기 원료저장부에서 공급되는 물을 혼합하여 상기 예열부에 공급하는 혼합부;
   상기 스팀저장부에서 배출되는 스팀을 냉각시키는 냉각부;
   상기 원료저장부, 예열부, 스팀발생부, 스팀저장부, 혼합부 및 냉각부를 연결하는 복수의 배관;
   상기 복수의 배관에 구비되는 복수의 밸브; 및
   상기 원료저장부, 예열부, 스팀발생부 및 혼합부의 동작과 상기 복수의 밸브의 동작을 제어하여 상기 복수의 배관의 개폐를 제어하는 제어부;
   를 포함하고,
   상기 스팀저장부는 상기 혼합부, 원료저장부 및 냉각부와 상기 복수의 배관을 통해 연통되어 상기 스팀저장부에서 배출되는 스팀을 이용하여 물을 가열하는 스팀 생산 장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수의 배관 중 어느 하나는 상기 원료저장부를 거쳐 상기 스팀저장부와 상기 냉각부를 연결하고, 상기 원료저장부에는 열교환기가 구비되는 스팀 생산 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 혼합부와 상기 예열부를 연결하는 배관 및 상기 원료저장부와 상기 냉각부를 연결하는 배관에는 온도 센서가 구비되는 스팀 생산 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 원료저장부와 상기 혼합부를 연결하는 배관 및 상기 스팀저장부와 상기 혼합부를 연결하는 배관에는 압력계가 구비되는 스팀 생산 장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 원료저장부와 상기 혼합부를 연결하는 배관과 상기 혼합부와 상기 예열부를 연결하는 배관에는 개폐 가능하도록 형성되는 바이패스 라인이 연결되는 스팀 생산 장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 스팀저장부와 상기 혼합부를 연결하는 배관 및 상기 스팀저장부와 상기 원료저장부를 연결하는 배관에는 복수의 밸브가 구비되는 스팀 생산 장치.
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