급수 순환방법에 의한 보일러의 분류

 화력발전이란 화석연료가 가지고 있는 열 에너지를 이용하여 전기에너지로 변환하는 발전 방식을 말한다. 크게 기력발전, 내연력발전, 기타화력발전으로 분류한다. 일반적으로 기력발전이라 함은 연료를 연소시켜 발생한 열에너지로 물을 끓여서 고온고압의 증기로 바꾸고 이 증기가 갖고 있는 에너지로 증기터빈 발전기를 돌려 전기를 발생하고 있는 발전의 총징이다. 이 게시글에서는 화력발전에서 물이 데워지는 보일러에 대해 알아보자.

1. 자연 순환식 보일러

급수펌프로 압입된 급수는 급수가열기, 절탄기에서 예열되어 드럼으로 보내진다. 드럼으로부터 수관을 통해 증발관으로 들어간 급수는 여기서 가열되어 기수 혼합물로 되어 드럼으로 되돌려진다. 자연순환식은 이때의 순환력을 급수와 기수 혼합물의 밀도차로서 얻는 방식이다. 그러므로 사용압력이 높아지면 포화수와 포화증기와의 밀도차가 작아지므로 필요한 순환력을 얻기 어렵다. 따라서 대략 150~170(kg/c㎡) 이하의 보일러에 사용된다.

2. 강제 순환식 보일러

고압 보일러에서는 포화수와 포화증기와의 밀도차가 줄어들어 필요한 순환력을 얻기 어려우므로 보일러 수관 도중에 관수순환펌프를 설치해서 강제적으로 순환시키는 방식이다. 이 방식은 자연 순환식보다 물의 순환이 확실하고 유량의 분포도 균일하게 제어할 수 있으며 급격한 기동, 정지도 가능해진다. 대략 170(kg/c㎡), 150~373(MW)급 보일러에 많이 사용되고 있다.

우리나라에서는 대표적으로 삼천포화력, 서천화력이 이에 해당된다.

3. 관류식 보일러

증기압력이 임계압 이상으로 되면 물과 증기가 혼합된 비등 현상은 없어지고 포화수로부터 바로 증기로 된다.

관류식 보일러는 급수펌프로부터 압입된 급수가 급수가열기, 절탄기를 거쳐 증발관, 과열기를 통과하는 사이에 열을 흡수해서 직접 과열증기를 만드는 방식이다.

대표적으로 울산1화력이 있다.

1) 장점

- 드럼이 없고 수관이 가늘어져 중량이 가볍다

- 보일러 보유수량이 적기 때문에 기동, 정지 시간이 짧으므로 급시동이 가능하다.

- 열용량이 적으므로 부하변동에 속응력이 높다.

2) 단점

- 급수 중의 불순물이 터빈에 들어갈 우려가 크므로 충분한 급수처리를 해 주어야 한다.

- 과열부와 증발부의 구분이 안되고 보일러 내에 포화수가 적기 때문에 제어방식이 복잡해진다.

4. 복합 순환식 보일러

복합 순환식 보일러는 강제 순환식과 관류식을 조합한 것으로 경부하시에는 순환펌프로 재순환시켜 관내 증기흐름의 속도를 높여주는 역할을 하며 증발관에 충분한 수량이 흘려 관의 과열을 방지하는 강제 순환식이 되고 중부하로 되면 관류식이 되어 급수펌프의 역할을 하게 된다.