보일러 > 사전

물을 가열하여 고온, 고압의 증기나 온수를 발생시키는 장치이다.

일반적으로 보일러 하면 난방이나 급탕(공조용)을 위한 보일러를 떠올리지만, 동력용 증기 보일러가 역사도 활용 범위도 더 넓다.

다만 효율과 안전 문제로 일반적인 공조용 보일러는 증기를 만들지 않고 단순히 보일러가 가열시킨 물을 모터로 순환시키는 방식이 더 많다.

때문에 이런 경우는 정확하게는 Water Heater가 정확한 표현이다.

열원은 뭐든지 사용가능하다. 연료를 태워서 열을 얻는 방법이 일반적이지만 태양열을 집광해서 물을 끓이는 보일러도 있고, 원자력 발전의 경우 노심에서 방출하는 열로 물을 끓인다.

원자로 구조도에 보면 냉각 계통이라 써있어서 보일러라는 느낌이 안 드는데 가압경수로 기준에서 1차 냉각 계통은 열교환기이고 2차 냉각 계통이 바로 보일러다.

태양열 발전은 태양광 발전과는 원리가 전혀 다르다.

태양열 발전은 거울로 빛을 집광해서 물을 끓여 발전하는 거고 태양광 발전은 태양전지를 사용해서 직접 발전하는 거다.

열에너지를 쓰느냐 빛에너지를 쓰느냐의 차이가 있다.

보통 공조용으로 사용되는 보일러는 안전상 물을 끓는점 이상으로 높이지 못하게 되어있다.

요즘 나오는 가정용 보일러들은 대부분 최대 60도까지 가능하고, 예전 보일러는 80도까지 가능한 경우가 대부분이다.

또한 최근에는 난방이나 급탕에 증기를 사용하는 경우가 드물기에 증기를 발생시켜야 할 필요가 없으며, 어차피 끓는 물이 필요하면 가스레인지 같은 걸 쓰면 되기 때문이다.

단 연탄보일러 한정으로 밸브가 고장나면 100도까지 수온이 올라갈 수도 있다.

다만 대규모 공조용 보일러는 증기 방식을 아직도 쓰기도 하며, 가습기에 증기를 사용하는 경우도 있으나 이들도 대부분 저압 위주이다.

반면 산업용 보일러는 열효율과 열유량을 높이기 위해 고압의 증기 보일러를 사용한다. 

물에 고압을 가해 더 고온인 상태로 액체를 유지하며 운전되는 방식을 사용한다.

대형 보일러라면 300도로 가열된 물을 쓴다.

수증기가 아니라, 도관 내부의 압력 때문에 고온에서도 물이 증발하지 않는 것이다.

가압경수로의 경우는 무려 150기압 이상, 2250psi 정도의 압력을 가한다.

터빈 구동용 대형 보일러는 초임계압수를 생산하는데 이 초임계압수의 온도는 450도 이상이다.

이런 보일러에서 밸브 하나라도 터지면 그대로 대형사고가 난다.

초고온으로 가열된 물이 상온상압 환경으로 분출되면서 순식간에 기화하면서 거의 폭발에 가까운 위력을 발휘한다.

콘크리트벽 정도는 그냥 부숴진다. 보일러 본체가 깨지면? 같은 크기의 LPG가스통이 터진 것과 맞먹는 위력이라 보면 된다.

보일러 안에는 항상 물이 일정 수준 이상 차 있어야 한다.

물이 부족해지면 보일러 본체가 과열되는데, 과열된 상태에서 그냥 물을 넣게되면 보일러 본체가 열수축으로 인한 순간적인 응력을 받으면서 동시에 한꺼번에 증발한 물이 초고압을 가하므로 보일러가 폭발한다.

과거 증기기관을 사용하는 외륜선들에서 이 사고가 잦았다.

과열된 보일러는 연료 공급만 차단해서 자연적으로 식게 놔둬야 한다.

함부로 물이나 이산화탄소를 과열된 보일러에 뿜었다가는 파열되어 건물째로 날아가는 수가 있다.

같은 맥락으로, 보일러 화재에는 절대로 물을 뿌려서는 안되며, 반드시 모래를 뿌려야 한다.

군 막사 보일러실 입구 근처에 있는 '방화사'가 바로 이것이다.

보일러를 아주 단순하게 간략화시킨 그림을 보면 그냥 버너와 냄비를 크게 키워놓은 모양이지만 실제 보일러는 열효율을 극대화하기 위해 각종 장치가 붙어있다.

기구와 비행선이 뜨는 원리가 같은데도 불구하고 모양이 크게 다른 것처럼, 냄비와 보일러도 원리는 같지만 부가장비들 때문에 모양이 크게 달라진다.

화력발전용·선박 등의 동력장치로서 사용되고 있는 증기터빈에 고온고압의 증기를 공급하기 위해서 또는 각종 공장의 작업용으로, 보일러의 주요부는 물과 증기를 담는 강철제용기(보일러 본체)와 연료의 연소장치 및 화로로 되어 있다.

본체의 부속 장치로는 증기의 온도를 높이기 위한 과열기(過熱器)나 재열기(再熱器), 연소가스가 가지는 여열(餘熱)을 이용하기 위한 절탄기(節炭器)와 공기예열기 등의 장치와 안전조작을 위한 안전밸브·압력계·수면계 및 그 밖의 밸브·계기류가 필요하며, 연소실에는 화격자·스토커·버너 및 통풍장치 등이 요구된다.

덕분에 선박 기관사들은 보일러에 대한 지식이 많아 해상근무를 끝내고 나면 보일러 회사에 들어가는 경우가 많다고 한다.