KR100466342B1 - 해수 담수화 설비의 희생양극 체결용 볼트의 설치 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해수담수화 설비에 있어서 희생양극을 워터박스 쉘 내부에 취부하기 위한 볼트의 설치구조에 관한 것으로, 쉘에 구멍을 뚫는 작업을 생략하고 용착량의 과다로 인한 변형 및 불량의 발생을 방지하며 해수의 누수를 방지할 수 있는 볼트의 설치구조에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 스터드 볼트를 워터박스 쉘 내부에 관통시켜 용접하지 아니하고 강재 표면 등에 용접하여 설치함으로써 쉘에 구멍을 뚫는 작업을 생략할 수 있어 시간과 비용을 절감할 수 있고 용착량의 과다로 인한 변형 및 불량의 발생을 방지하며 강재 자체에 구멍을 뚫지 않기 때문에 해수의 누수를 근본적으로 방지할 수 있다.

Description

해수 담수화 설비의 희생양극 체결용 볼트의 설치 구조{Setup structure of the bolt for joining sacrificial anode in desalination plant}

본 발명은 담수화 설비에 있어서, 희생양극(sacrificial anode)을 워터박스(water box) 쉘(shell) 내부에 취부하기 위한 볼트의 설치 구조에 관한 것이다.

다단 증발법(MSF, Multi Stage Flashing type)에 의한 담수화 설비에 있어서, 증발기(Evaporator)는 증기의 열에너지를 이용하여 가열된 해수(brine)로부터 연속적인 증발(Flashing) 및 응축의 과정을 통하여 해수로부터 담수를 분리하기 위한 설비이다. 증발기는 십수개의 스테이지로 구성되며, 각각의 스테이지는 응축기(Condenser), 데미스터(Demister), 그리고 증발실(Flashing chamber)로 구성되어 있다.

위와 같은 담수설비에서의 워터박스(water box)는, 증발기(evaporator)의 한 스테이지(Stage)에서 다수의 순환 튜브(Tube)를 통과한 해수를 다음의 스테이지로 순환시키기 위하여 한 스테이지와 다음 스테이지의 순환 튜브를 연결하거나, 최초 스테이지의 순환 튜브내에 해수를 도입시키거나, 또는 말단 스테이지의 순환 튜브로부터 나오는 해수를 배출시키기 위하여 증발기의 측벽(Side wall)에 설치되는 일종의 해수통로이다.

첨부도면 도 1에서는 종래의 증발기(Evaporator)와 증발기 일측에 구비된 워터박스를 개략적으로 도시하고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 담수설비의 본체인 증발기(10)의 일측에는 각 단(stage)의 튜브 번들(tube bundle)(11) 내부로 해수를 연속적으로 공급해 줄 수 있도록 워터박스(12)가 구비된다. 이 워터박스(12)는 대형의 원통형 관이 절곡된 형태로써 증발기(10)의 각 단(stage)을 연결하도록 증발기(10)의 양측에 번갈아 설치된다.

그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 워터박스(12)의 쉘(shell)(14) 내부에는 고염도의 해수에 의한 부식을 방지하기 위해 다수 개의 희생양극(sacrificial anode)(16)이 부착된다. 참고로, 동일한 해수가 흐르는 튜브 내부는 공간이 협소하여 용접 작업성이 떨어지므로 통상 희생양극(16)은 워터박스(12) 내부에 설치한다.

주지하는 바와 같이, (+)극성을 가진 물체는 부식이 잘 일어나고 (-)극성을 가진 물체는 부식이 잘 일어나지 않으므로, 도 2에 도시된 바와 같이, (+)극성을 띠는 플레이트(plate) 형상의 희생양극(16)을 워터박스(12) 내측면에 다수 개 설치하면, 희생양극(16)의 (+)입자가 이탈하여 워터박스(12)의 쉘(shell)(14) 내부에 (+)입자를 보충해줌으로써 쉘(14) 내부의 부식을 방지할 수 있는 것이다.

여기에서, 상기 희생양극(16)은 스터드 볼트(stud bolt)(18a)와 너트 (18b)를 통해 상기 쉘(14)에 체결되는데, 종래에는 볼트(18a)는 희생양극(16) 및 쉘(14)을 관통한 후 쉘(14)과 양 측면에서 용접결합되게 되고, 쉘(14)과 희생양극(16) 사이에는 러버(22)가 삽입되도록 되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 쉘(14)은 통상 원통형으로 성형된 두께 16mm의 탄소강(14a)으로 이루어지며, 상기 탄소강(14a)의 내면 상에는 통상 두께 3mm의 Cu-Ni 도금층(clad plate)(14b)이 구비되는데, 종래에는 위와 같이 볼트(18a)가 쉘(14)을 관통한 후 용접되기 때문에 강재인 쉘(14)에 볼트(18a)가 관통될 구멍을 뚫는 작업에 상당한 시간이 걸리고 용착량의 과다로 인해 변형 및 불량이 발생하였으며, 해수가 누수될 위험이 있는 문제점 등이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 개발된 것으로서, 희생양극을 워터박스 쉘 내부에 설치함으로써 야기될 수 있는 워터박스 누수 및 워터박스 쉘의 변형에 의한 불량 발생을 방지할 수 있는 희생양극 체결용 볼트의 설치구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 증발기와 워터박스를 개략적으로 도시한 부분사시도

도 2는 도 1의 A-A'선 단면도와 요부 확대도

도 3은 종래의 발명에 의한 희생양극 체결용 볼트의 설치구조를 도시한 정면도

도 4a는 본 발명의 일 실시례에 따른 희생양극 체결용 볼트의 설치구조를 확대 도시한 단면도

도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 희생양극 체결용 볼트의 설치구조를 확대 도시한 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 증발기 12 : 워터박스

14 : 쉘 14a : 강재층

14b : 도금층 16 : 희생양극

17 : 체결홈 18a : 볼트 (스터드 볼트)

18b : 너트 19 : 충진재

22 : 러버 24 : 용접비

본 발명에서는, 희생양극을 워터박스의 내부에 설치하기 위한 희생양극 체결용 볼트의 설치구조에 있어서, 상기 볼트는 그 하단이 상기 워터박스의 내주면 상에 또는 상기 내주면으로부터 소정 깊이 만큼 함몰된 상태에서 용접되어 설치되는 희생양극 체결용 볼트의 설치구조가 제공된다.

여기서, 상기 워터박스는 강재의 중공형 쉘과 상기 쉘의 내주면에 형성된 도금층을 포함하며, 상기 볼트는 그 하단이 상기 도금층을 관통하여 상기 쉘의 내주면에 접촉된 상태에서 용접되어 설치되는 것이 바람직하다.

해수담수화 설비에서 희생양극을 워터박스 내부에 설치하기 위한 희생양극 체결용 볼트의 설치구조에 있어서, 상기 볼트를 쉘에 관통시켜 용접하지 아니하고 상기 볼트 하단이 상기 워터박스의 내주면 상에 또는 상기 내주면으로부터 소정 깊이 만큼 함몰된 상태에서 용접되어 설치되는 구조를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 다만, 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하며, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 볼트의 설치구조는, 해수담수화 설비의 증발기(10) 워터박스(12)의 내측면 부식을 방지하기 위해 워터박스(12)의 쉘 내부(14)에 희생양극(16)이 설치되며, 상단부에 상기 희생양극(16)이 결합되는 볼트(18a)가 워터박스의 쉘(14)을 관통하지 않고, 그 하단이 쉘(14)의 강재 표면(내주면)에 용접결합되고, 이때 쉘의 내주면 상에 구비되는 도금층(cladding plate)(14b) 또한 동시에 용접된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예로서, 구체적으로 도시하지는 않았지만, 상기 볼트(18a)의 하단이 워터박스의 쉘(14)과 도금층(14b)을 관통하지 않고, 도금층(14b) 표면에 용접결합될 수도 있다.

또한, 다른 실시예에서는, 도4b에 도시된 바와 같이, 상기 볼트(18a)의 하단이 쉘(14)을 관통하지 않고, 상기 쉘(14)의 내주면으로부터 소정 깊이 만큼 함몰된 상태에서 용접되어 결합된다.

아울러, 도면 중의 미설명부호 '24'는 용접비드를 나타낸다.

본 발명에 의하면, 쉘(14)에 볼트가 관통할 구멍을 뚫는 작업을 생략할 수 있어 가공시간과 비용이 절약되고, 용착량의 과다로 인한 워터박스 쉘의 변형 및 불량을 예방할 수 있어, 해수가 누수될 위험을 근본적으로 방지할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 희생양극을 워터박스의 내부에 설치하기 위한 희생양극 체결용 볼트의 설치구조에 있어서,

   상기 볼트는 그 하단이 상기 워터박스의 내주면 상에 또는 상기 내주면으로부터 소정 깊이 만큼 함몰된 상태에서 용접되어 설치된 것을 특징으로 하는 희생양극 체결용 볼트의 설치 구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 워터박스는 강재의 중공형 쉘과 상기 쉘의 내주면에 형성된 도금층을 포함하며,

   상기 볼트는 그 하단이 상기 도금층을 관통하여 상기 쉘의 내주면에 접촉된 상태에서 용접되어 설치된 것을 특징으로 하는 희생양극 체결용 볼트의 설치구조.