에너지관리기능사 보일러 종류 및 특성 — 수관식과 원통형의 갈림

수관식 보일러는 물이 가는 관 속을 흐르고 연소가스가 관 바깥을 지나며 가열한다. 관이 가늘고 많아 압력에 강하므로 고압·대용량 증기를 만들기에 적합하다. 전열면적을 크게 확보할 수 있어 열효율이 높고, 연소실을 자유롭게 설계할 수 있어 중유·가스·미분탄 등 여러 연료와 연소방식에 대응한다. 반대로 저압·소용량은 수관식이 아니라 원통형의 특징이다.

수관식은 보유수량이 적다는 점이 장단점을 함께 만든다. 물이 적으므로 데우는 시간이 짧아 급기동이 가능하고 증기 발생이 빠르다. 파열되더라도 피해가 작다. 그러나 수부가 작아 급수량에 따라 수위가 급격히 흔들리므로 정밀한 수위 조절이 필요하고, 부하변동이 생기면 압력변동도 커진다. 관이 가늘어 스케일이 끼면 과열 파열로 이어지기 쉬워 양질의 급수가 필요하다.

연관식 보일러는 이름과 반대로 연소가스가 관 내부를 지나간다. 뜨거운 연소가스가 관 속을 흐르고, 관 바깥에 가득 찬 물을 데운다. 수관식은 물이 관 안, 연소가스가 관 밖인 것과 정반대다. '연관은 연기가 드는 관, 수관은 물이 드는 관'으로 이름을 붙여 기억하면 헷갈리지 않는다.

원통형 보일러는 큰 통 안에 물과 증기를 많이 담는 구조다. 구조가 간단해 취급과 정비가 쉽고, 물이 많아 열을 저장하는 능력이 커서 증기 사용량이 변해도 압력이 쉽게 흔들리지 않는다. 그러나 전열면적이 작아 증기 발생이 느리고, 큰 통이 높은 압력을 견디기 어려워 고압·대용량에는 부적합하다. 물이 많다는 점은 폭발 시 대량의 고온 고압수가 한꺼번에 증기로 팽창해 피해를 키우는 위험으로도 이어진다.

원통형 가운데 노통보일러는 통 안에 불꽃이 지나가는 노통이 들어간 구조다. 코르니시·란카샤 보일러의 노통은 1개이며, 구조가 간단하고 수명이 긴 편이다. 노통이 2개 이상인 형식과 구분해야 한다.

정리하면 수관식은 고압·대용량·빠른 기동·작은 보유수량·큰 수위 변동, 원통형은 저압·소용량·느린 증기 발생·큰 보유수량·작은 압력 변동이라는 짝으로 갈린다. 어느 한쪽의 장점을 반대편에 붙여 놓은 선지가 가장 흔한 함정이다.