관류보일러 구조 매우 쉬운 방법: 복잡한 원리 한눈에 이해하기

관류보일러 구조 매우 쉬운 방법: 복잡한 원리 한눈에 이해하기

 

보일러라고 하면 보통 거대한 물탱크가 떠오르기 마련입니다. 하지만 관류보일러는 일반적인 보일러와는 완전히 다른 독특한 구조를 가지고 있습니다. 전문가가 아니더라도 누구나 쉽게 이해할 수 있도록 관류보일러의 핵심 구조와 작동 원리를 아주 쉽게 정리해 드립니다.

목차

1. 관류보일러의 정의와 핵심 개념
2. 관류보일러를 구성하는 주요 장치
3. 물이 증기가 되는 3단계 과정
4. 다른 보일러와 차별화되는 구조적 특징
5. 구조적 특징으로 인한 장점과 단점

관류보일러의 정의와 핵심 개념

관류보일러는 이름 그대로 '관을 따라 흐른다'는 뜻을 담고 있습니다. 커다란 드럼(물탱크) 없이 긴 튜브 하나로 이루어진 것이 가장 큰 특징입니다.

• 드럼리스(Drum-less) 구조: 물을 담아두는 큰 통이 없습니다.
• 일회 통과 방식: 물이 튜브의 한쪽 끝으로 들어가서 가열된 후, 반대쪽 끝으로 나올 때는 바로 증기가 되어 나옵니다.
• 강제 순환: 펌프의 힘을 이용해 물을 강제로 밀어 넣으며 흐르게 합니다.

관류보일러를 구성하는 주요 장치

복잡해 보이지만 관류보일러의 내부 장치는 역할에 따라 명확하게 구분됩니다.

• 급수 펌프: 물을 고압으로 밀어 넣어 긴 관을 통과하게 만드는 엔진 역할을 합니다.
• 수관(튜브): 물이 흐르면서 열을 받는 통로이며 보일러 본체의 핵심입니다.
• 연소 장치(버너): 수관 외부에서 불꽃을 일으켜 물을 데우는 열원입니다.
• 기수 분리 장치: 생성된 증기에서 미처 기화되지 못한 물방울을 걸러내어 순수한 증기만 배출합니다.

물이 증기가 되는 3단계 과정

긴 튜브 안에서 물은 위치에 따라 상태가 변하게 됩니다. 이 과정을 구역별로 나누어 볼 수 있습니다.

• 1구간: 예열부 (수구 예열기)
• 입구에서 들어온 차가운 물이 연소 가스의 잔열을 받아 온도가 올라가는 단계입니다.

• 2구간: 증발부 (수관 본체)
• 버너의 강력한 화력을 직접 받는 구간입니다.
• 물이 끓기 시작하며 액체와 기체가 섞인 상태가 됩니다.

• 3구간: 과열부
• 포화 증기를 더 가열하여 완전히 마른 상태의 고온 증기로 만드는 단계입니다.

다른 보일러와 차별화되는 구조적 특징

일반적인 노통연관식 보일러와 비교했을 때 관류보일러만이 가지는 구조적 차이점입니다.

• 보유 수량의 최소화
• 관 내부에만 물이 존재하므로 전체 보일러 크기에 비해 담겨 있는 물의 양이 매우 적습니다.

• 소형화 및 수직형 설계
• 드럼이 없기 때문에 길고 얇은 형태로 제작이 가능하여 좁은 공간에도 설치가 용이합니다.

• 수관의 배치
• 열 효율을 극대화하기 위해 관을 코일 형태로 감거나 지그재그로 배치하여 열과의 접촉 면적을 넓힙니다.

구조적 특징으로 인한 장점과 단점

구조가 단순하고 물의 양이 적다는 점은 사용 환경에 따라 큰 장점이 되기도 하고 주의점이 되기도 합니다.

• 구조적 장점
• 빠른 가동 시간: 물의 양이 적어 불을 붙인 후 몇 분 이내에 증기가 발생합니다.
• 폭발 위험 감소: 대용량의 물탱크가 없으므로 사고 발생 시 파괴력이 상대적으로 낮습니다.
• 높은 설계 자유도: 압력이 높아져도 얇은 관만 견디면 되기 때문에 고압 증기를 만들기 유리합니다.

• 구조적 단점 및 주의점
• 부하 변동 대응: 물 저장량이 적어 증기 사용량이 갑자기 변하면 압력을 일정하게 유지하기 어렵습니다.
• 수질 관리 필수: 관 내부가 좁아 스케일(이물질)이 끼면 관이 막히거나 과열되어 터질 위험이 크므로 매우 깨끗한 물을 사용해야 합니다.
• 정밀한 제어 시스템: 물이 들어가는 속도와 열을 가하는 속도가 정확히 일치해야 하므로 고성능 제어 장치가 필요합니다.