KR100733696B1 - 해수담수화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해수담수화장치에 관한 것으로, 다단증발방식의 담수화장치에서 농염수가열기내에 발생하는 응축수를 회수하여 증발기의 각 스테이지안으로 공급하므로써, 담수생산에 필요한 스팀 소모량을 감소시키고, 열효율을 증대시킬 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 구성은 다단으로 이루어져서 증발기를 이루는 스테이지부와, 이 스테이지부를 통과하여 농염수가열기를 지나서 다시 첫번째 스테이지안으로 연결되는 배관안으로 해수를 공급하는 농염수공급펌프와, 상기 농염수가열기에 공급되는 저압스팀에 의해 배관내의 해수가 가열되어 첫번째 스테이지안에 공급되도록 된 해수담수화장치에 있어서, 상기 농염수가열기안에서 생성되는 응축수를 받아서 증발기를 이루는 스테이지부를 통과하여 다시 발전설비로 회수되도록 하는 응축수배관을 설치한 구조이다.

이러한 구조를 가지는 본 발명은 해수담수화장치에 있어서, 농염수가열기내로 공급되는 저압의 스팀량을 줄일 수 있으므로, 그 만큼 스팀생산을 위해 사용하는 발전설비의 연료사용량이 감소하여 연료 비용 및 공해물질 배출량이 감소되는 효과가 있도록 한 것이다.

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Description

해수담수화장치{Freshwater Apparatus of Seawater}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 담수화장치의 일부를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

본 발명은 해수담수화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다단증발방식의 담수화장치에서 농염수가열기내에 발생하는 응축수를 회수하여 증발기의 각 스테이지안으로 공급하므로써, 담수생산에 필요한 스팀 소모량을 감소시키고, 열효율을 증대시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 해수 담수화장치에서 순환농염수(Recycling Brine)는 농염수 순환펌프(Brine Recirculation Pump)에 의하여 각각의 열회복구간(Heat Rejection Section)의 응축기 내부를 흘러 해수가열기(Brine Heater)에 유입되어 해수가열기 튜브 바깥쪽으로 흐르는 저압스팀(Low Pressure Steam)의 응축열을 이용하여 가열된다.

상기 가열된 순환농염수는 순차적으로 낮은 압력으로 유지되고 있는 스테이지(Stage)의 증발실(Flash Chamber)로 유입된다. 가열된 순환농염수의 유입은 증발 실 주변의 낮은 압력으로 인하여 맹렬한 증발(Flashing)이 유도된다.

이러한 증발 현상은 유입된 순환농염수가 그 스테이지의 압력에 해당하는 끓는점까지 냉각되는 동안 계속된다. 그리고, 다음 스테이지로 유입되어 이와 같은 과정을 반복하게 되며 점점 농도가 증가하게 된다.

최종 스테이지에 이르러 전체 순환농염수의 농도를 조정하기 위하여 일부는 농염수배출펌프(Brine Blowdown Pump)밖으로 배출된다. 생성된 증기는 기수분리기(Demister)를 지나 포함되어 있을 수 있는 염의 알갱이들을 제거한다. 그리고, 스테이지의 응축기부로 유입되어 튜브 내부를 흐르는 순환농염수에 의하여 담수로 응축된다. 이렇게 각각의 스테이지에서 생성된 담수를 담수펌프(Distillate Pump)를 이용하여 후처리공정으로 이송하게 된다.

여기서, 증발기(Evaporator)는 스팀의 열에너지를 이용하여 가열된 해수로부터 연속적인 증발, 응축의 과정을 통하여 담수를 분리하는 설비이다. 증발기는 여러개(대략 19 ~ 30개)의 스테이지로 구성되며, 각각의 스테이지는 응축기, 기수분리기, 그리고 증발실로 구성되어 있다.

이러한 종래의 담수화장치는 발전설비로부터 필요한 열원인 저압의 스팀을 공급받도록 되어 있다. 이 스팀은 발전소에서 추가로 전기를 생산할 수 있는 양질로서, 사용량이 많을 수록 운전비용이 상승하는 요인으로 작용한다.

따라서, 종래의 MSF방식의 장치에서, 열효율을 향상시키기 위해서는 증발기내의 전열면적과 스테이지수를 늘려야하기때문에, 설치공간을 많이 차지하게되고, 그에따라 제작비용이 증대되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 농염수가열기내에서 발생하는 응축수를 회수한 다음, 다시 증발기의 각 스테이지를 통과시키도록 하여 스테이지에서 생성된 담수를 가열할 수 있도록 하므로써, 공급받는 스팀양을 절약하여 전체 담수생산비용을 절감시킬 수 있도록 하는 폐열을 이용한 해수담수화장치를 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다단으로 이루어져서 증발기를 이루는 스테이지부와, 이 스테이지부를 통과하여 농염수가열기를 지나서 다시 첫번째 스테이지안으로 연결되는 배관안으로 해수를 공급하는 농염수공급펌프와, 상기 농염수가열기에 공급되는 저압스팀에 의해 배관내의 해수가 가열되어 첫번째 스테이지안에 공급되도록 된 해수담수화장치에 있어서,

상기 농염수가열기안에서 생성되는 응축수를 받아서 증발기를 이루는 스테이지부를 통과하여 다시 발전설비로 회수되도록 하는 응축수배관을 설치한 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 응축수배관은 스테이지부의 열회복구간의 각 스테이지를 통과하도록 된 구조이다.

또한, 상기 응축수배관은 열회복구간의 스테이지내의 담수를 통과하도록 설치된 구조이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명 한다.

도 1은 본 발명의 실시예를 나타낸 개략도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은 다단으로 이루어져서 증발기(1)를 이루는 스테이지부(10)와, 이 스테이지부(10)를 통과하여 농염수가열기(20)를 지나서 다시 1번 스테이지(11)안으로 연결되는 배관(30)안으로 해수를 공급하는 농염수공급펌프(40)와, 상기 농염수가열기(20)에 공급되는 저압스팀에 의해 배관(30)내의 해수가 가열되어 1번 스테이지(11)안에 다시 공급되도록 된 해수담수화장치에 관한 것이다.

여기서, 본 발명은 상기 농염수가열기(20)에는 저압스팀이 공급되는 스팀관(21)이 연결되고, 농염수가열기(20)의 하부에 별도의 배관(22)을 연결하여 스테이지부(10)를 통과되도록 한 다음, 다시 발전설비로 회수되도록 되어 있다. 상기 배관(22)을 통해 농염수가열기(20)내에서 발생되는 응축수를 회수하여 스테이지부(10)내에 생성되는 담수를 가열하도록 한 것이다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 배관(21)이 스테이지부(10)를 통과하는 구간은 열회복구간에 한하여 통과한다.

다시말해서, 상기 스테이지부(10)는 열회복구간(Heat Recovery Area)과 열차단구간(Heat Rejection Area)으로 나뉘어서 구성되고, 도면상 열회복구간은 1번 스테이지부터 16번 스테이지까지이며, 17번 스테이지부터 19번 스테이지까지는 열차단구간이다.

이러한 구성을 가지는 본 발명은 통상의 해수담수화장치에서 농염수가열 기(20)내를 통과하는 배관(30)과 스팀관(21)을 통해 유입된 저압의 스팀에 의해 발생하는 응축수를 응축수배관(22)을 통해 회수하여 열회복구간에 있는 스테이지부(10)를 이루는 각 스테이지(도면상 1번~16번)를 지나서 발전설비로 회수되도록 하므로써, 종래에 비하여 기본적으로 유입되는 저압의 스팀 공급량을 줄일 수 있다.

상기 응축수배관(22)은 각 스테이지내에서 생성되는 담수를 통과하게되어 담수를 가열시키도록 한다. 그러면, 배관(30)에 열전달이 이루어지고, 그에따라 배관(30)를 흐르는 해수(농염수)(brine)로 전달되어서 해수의 온도가 상승된 상태로 농염수가열기(20)내의 배관(30)으로 통과하므로, 그 만큼 스팀관(21)을 통해 유입되는 스팀량을 줄일 수 있는 것이다.

이와 같이 본 발명은 해수담수화장치에 있어서, 농염수가열기내로 공급되는 저압의 스팀량을 줄일 수 있으므로, 그 만큼 스팀생산을 위해 사용하는 발전설비의 연료사용량이 감소하여 연료 비용 및 공해물질 배출량이 감소되는 효과가 있다.

본 발명은 편의상 첨부된 예시도면에 의거 본 발명을 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범주내에서 여러가지 변형 및 수정이 가능함은 자명한 사실이다.

Claims (3)

1. 다단으로 이루어져서 증발기를 이루는 스테이지부와, 이 스테이지부를 통과하여 농염수가열기를 지나서 다시 첫번째 스테이지안으로 연결되는 배관안으로 해수를 공급하는 농염수공급펌프와, 상기 농염수가열기에 공급되는 저압스팀에 의해 배관내의 해수가 가열되어 첫번째 스테이지안에 공급되도록 된 해수담수화장치에 있어서,

   상기 농염수가열기안에서 생성되는 응축수를 받아서 증발기를 이루는 스테이지부를 통과하여 다시 발전설비로 회수되도록 하는 응축수배관을 설치한 것을 특징으로 하는 해수담수화장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 응축수배관은 스테이지부의 열회복구간의 각 스테이지를 통과하도록 된 것을 특징으로 하는 해수담수화장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 응축수배관은 열회복구간의 스테이지내의 담수를 통과하도록 설치된 것을 특징으로 하는 해수담수화장치.

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