시작하기 전에 보일러 관련 용어부터 공부하고 갑시다
* 보일러 관련 용어
동(drum, 드럼) : 원통형태의 통
관(tube, 튜브) : 파이프
노 - 물품을 가열하거나 옹해할 목적으로 일정한 공간을 둘러싸고 가열체를 장치한 것 ( 가열로, 융해로, 용광로 )
연도 : 보일러에서 연소에 의해 배출되는 가스가 연돌에 이르기까지의 통로.
연돌 : 굴뚝
전열면적 : 연소가스가 접하는 면
연관 : 연소가스가 지나가는 관 ( 연관 주변에는 물이 둘러싸고 있다 )
수관 : 관속으로 물이 지나가는 관 (마름모꼴로 배열 : 연소가스와 전열면 접촉 양호)
안전저수위 : 사용 중 유지해야 할 최저 수위 ( 수면계의 최하부와 일치 )
상용수위 : 사용 중 항상 유지해야 할 수위 (수면계의 1/2 지점)
수격작용(Weter hammer) : 응축수가 고속으로 진입되는 증기 압력에 의해 관 및 부속품을 때리는 현상 (파이프 안에서 땅 땅 땅 소리를 내는 것)
보일러의 3대 구성 : 보일러 본체, 연소 장치, 부속 설비
1. 원통형 보일러
* 원통형 보일러와 수관식 보일러의 장단점 비교 (★ 시험에 잘 나옴)
| 원통형 보일러 | 수관식 보일러 |
| 보유 수량이 많다. | 구조가 복잡하다 -> 점검, 청소, 수리가 힘들다. |
| 파열시 피해가 크다. | 증기발생이 빠르다 |
| 부하 변동에 응하기 쉽다 (물이 많아서 변동에 대응하기 쉽다) |
철저한 급수 처리가 필요하다 (구조가 복잡하여 조작에 주의가 필요하다) |
| 취급이 용이하다 | 전열면적이 크다 |
| 증발시간이 오래 걸린다 | 고용량, 고압 보일러 |
1) 원통형 입형 보일러
- 설치장소를 작게 차지한다.
- 소용량이다
- 효율은 일반적으로 낮다. (횡형보다 작다는 것을 이해하고 볼 것)
- 연소실이 좁아 완전연소 곤란
- 습증기 발생이 많다.
2) 입형 횡관 보일러의 장점 (겔러웨이관 장점) (입형횡관식은 다관식)
- 물의 순환이 좋아진다
- 전열면적 증가
- 화실판(연소실) 강도 보강 효과가 있다
※겔러웨이관 : 횡관 보일러에 있는 횡관과 같은 역할은 하는 것
3) 코크란 보일러
입형 횡관식과 입형 연관식의 단점인 연관 상부의 과열되는 단점을 보완하여 연관을 보일러 내부에 전부 들어가 있고 고압에 잘 견디게 제작되어 있다. (*시험에 잘 나옴)
2. 횡형 보일러
- 노통보일러 - 코르니쉬(노통1개), 랭커셔(노통2개)
- 연관보일러 - 기관차보일러, 케와니 보일러(기관차보일러와 같은 구조로 움직이지 않음)
- 노통연관보일러 - 스코치 보일러, 하우덴-존슨 보일러
★ 보일러 내에 노통의 위치가 중앙에 있지 않고 하부에 존재하는 이유 : 아래 쪽에 있는 것이 아래 쪽이 상대적으로 빨리 과열되어 물의 대류 현상을 일으켜 열효율을 중앙에 위치하는 것보다 좋다. (시험에 잘 나옴)
횡형 - 노통 - 랭커셔와 코르니시, 2종류가 있다. (시험에 잘 나옴)
| 평형 노통 | 파형 노통 |
| ○ 제작 용이하여 가격이 저렴하다 | ○ 열에 의한 신축성 양호 |
| ○ 청소, 검사가 용이하다 | ○ 강도에 강하다 |
| ● 열에 의한 신축성이 좋지 않다 | ○ 전열면적이 평형 대비 1.4배 높다 |
| ● 고압에 부적당하다 | ● 청소, 검사가 어렵다 |
| ● 강도에 약하다 | ● 제작이 어렵고, 가격이 비싸다 |
○장점 ● 단점
◑아담슨 접합 (Adamson joint)
평형 노통은 열의 신축성이 약하여 "열응력에 따른 신축 문제"를 고려하여 1~2m 정도로 분할하여 플랜지형식으로 접합한 방식으로 강도보강, 열에 의한 수축 팽창을 보강한다.
◐브리딩 스페이스 : 노통 보일러의 경우 경판과 동판의 강도를 보강하기 위해 가셋트 스테이를 설치하게 되는데 가셋트 스테이의 하단부와 노통 사이의 거리를 브리딩 스페이스라 하고 최소 225mm 이상 유지 되어야 하고 구루빙 현상(도량모양의 부식) 방지를 위해 설치되며 경판의 두께에 따라 거리가 달라지게 된다.
스테이(stay, 버팀) 종류 : 관스테이, 바 스테이, 가셋트 스테이, 도리 스테이, 도그 스테이, 볼트 스테이
(* 너트 스테이는 없음)
2) 노통연관보일러
[장점]
- 내분식이여서 열손실이 적다.
- 콤팩트한 구조여서 전열면적이 크고 증발능력이 우수하다.
[단점]
- 구조가 복잡하여 청소, 수리 및 급수처리가 까다롭다.
- 증발속도가 빨라, 과열로 인한 스케일부착이 쉽다.
외분식 보일러 (외분식 연소 장치의 특징)
- 연소실 크기의 제한을 받지 않는다. (외부에 연소실을 만들기 때문)
- 완전연소가 가능하다.
- 연소효율이 좋아 노내온도 상승이 쉽다.
- 노벽방사손실이 있다. (외부이기 때문에 손실이 발생함)
- 연료의 질에 크게 상관하지 않는다. (저질연료라도 연소 양호)
- 연료 선택 범위가 넓다.
원통형 - 노통연관 : 스코치 보일러, 하우덴 존슨 보일러
자연순환식 : 바브콕, 타쿠마, 야로, 쓰네기찌, 2동D형
강제 순환식 : 베룩스, 라몬트
관류 : 벤슨, 술저, 람진
특수 액체 보일러 : 열매체 보일러 (카네크롤액, 수은, 다우삼, 모빌섬)
간접 가열식 : 슈미트, 레플러
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