KR100999226B1 - The Configuration and Internal of Rectangular Evaporator in Multiple Effect Evaporation Plant - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공급수(해수)를 생산수(담수)로 정제하기 위한 증발기의 내부구조에 대한 것으로, 그 목적은 다중효용식(多重效用式,Multiple effect type) 유하액막(遊下液漠, falling film) 증발기의 효과적인 증기유로의 확보와 액적비말동반(液滴飛末同伴)에 의한 생산수(혹은 담수, 증류수)의 오염을 줄이는 내부구조를 제공함에 있다.The present invention relates to an internal structure of an evaporator for purifying feed water (sea water) to produce water (fresh water), and the object thereof is a falling effect film of a multiple effect type (multiple effect type) dropping film. film) Provides an internal structure to secure the effective vapor flow of the evaporator and to reduce the contamination of the production water (or fresh water, distilled water) by the droplet droplet entrainment.

이러한 본 발명은 동체 내부에 배치된 전열관군에서 발생되는 열에너지에 의해 발생된 증기가 동체 상부의 액적분리기와 증기유로를 통과해서 증기유로의 일측에 설치된 개구부로 방출되는 균일한 유동을 형성하면서 다음 단의 증발기로 증기가 이동할 때 증기의 유동손실을 최소화하고 증기의 수평적 이동을 최소화하여 생산수의 오염을 최소화하는 증기유로의 확보와 고순도의 생산수를 생산하는 증발기의 구조에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.
The present invention forms a uniform flow in which steam generated by the heat energy generated in the heat transfer tube group disposed inside the fuselage passes through the droplet separator and the vapor flow passage at the top of the fuselage and is discharged to an opening installed at one side of the steam flow passage. It is about the structure of the evaporator which produces high purity production water and secures the steam flow path which minimizes the flow loss of the steam and minimizes the horizontal movement of the steam when the steam moves to the evaporator. Shall be.

수평관 유하액막식, 다중효용 증발기, 전열관군, 액적 분리기, 증기 유로, 사각형 증발기, 대용량 증발기, Evaporator, Brine, Mesh Demister, QuadrangleHorizontal tube falling film type, multi-effect evaporator, heat pipe group, droplet separator, steam flow path, square evaporator, large capacity evaporator, evaporator, brine, mesh demister, quadrangle

Description

다중효용식 해수담수설비의 사각형 증발기의 구조{The Configuration and Internal of Rectangular Evaporator in Multiple Effect Evaporation Plant} The Configuration and Internal of Rectangular Evaporator in Multiple Effect Evaporation Plant             

도 1은 본 발명의 구조와 형상에 대한 사시도1 is a perspective view of the structure and shape of the present invention

도 2는 본 발명의 구조와 형상에 대한 정면도Figure 2 is a front view of the structure and shape of the present invention

도 3은 본 발명의 구조와 형상에 대한 측면도Figure 3 is a side view of the structure and shape of the present invention

도 4는 증발기군 배치도면4 is a plan view of an evaporator group

도 5는 기존 증발기의 정면 단면도5 is a front sectional view of an existing evaporator

도 6은 기존 증발기의 측면 단면도
6 is a side cross-sectional view of an existing evaporator

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

(1) : 동체 (2) : 증발기 수실(츨구)(1): fuselage (2): evaporator chamber (ballhole)

(3) : 전열관 측판 (4) : 액적분리기 프레임(3): heat pipe side plate (4): droplet separator frame

(5) : 액적분리기(Wired Mesh Type Demister)(5): Wired Mesh Type Demister

(6) : 상부증기유로 (7) : 상부증기유로 개구부(6): Upper steam passage (7): Upper steam passage opening

(8) : 증발기 수실(입구) (9) : 공급수관(8): Evaporator water chamber (entrance) (9): Supply water pipe

(10) : 전열관 (11) : 생산수 배출부(2패스) (10): Heat pipe (11): Production water discharge part (2 pass)                 

(12) : 브라인관 (13) : 브라인저장소(12): Brine Hall (13): Brine Repository

(14) : 생산수관 (15) : 브라인(Brine)(14): Production pipe (15): Brine

(16) : 증발된 증기의 흐름 (17) : 원형의 동체
(16): flow of vaporized vapor (17): circular fuselage

본 발명은 해수를 담수로 바꾸는 담수화 설비 중 액체의 증발과정에 의해 담수화를 하는 다중효용식 해수담수설비의 효과적인 형상과 구조에 관한 것으로, 좁은 증기유로로 인한 수평적인 증기의 흐름을 수직적인 증기 흐름으로 변경하여, 브라인의 수면과 증기출구의 수직적인 거리를 높임으로서 생산수의 오염을 줄이고, 증기출구에서 다음 단의 증발기로 가는 원활한 증기 통로를 확보하는 증발기의 구조에 관한 것이다.
The present invention relates to an effective shape and structure of a multi-purpose seawater desalination plant which is desalted by the evaporation of liquid in a desalination plant that converts seawater into freshwater. In order to reduce the contamination of the production water by increasing the vertical distance between the surface of the brine and the steam outlet, the structure of the evaporator to ensure a smooth vapor passage from the steam outlet to the next stage evaporator.

일반적인 다중효용식 해수담수설비는 도 5 과 같이 대부분 원형 단면내부에 다수의 전열관(10)을 가지며 동체내부에 공급된 공급수(15)가 전열관의 열로 증발되어 증기(16)형태로 좌우측 통로와 액적분리기(데미스터)를 통해 증발기 양측의 증기통로(OPEN부)를 통해 다음 단의 증발기의 전열관에 유입되어 전열관 내에서 응축되어 생산수(담수)로 된다.In general, the multi-purpose seawater desalination plant has a plurality of heat pipes 10 inside a circular cross section, as shown in FIG. 5, and the supply water 15 supplied into the fuselage is evaporated by the heat of the heat pipes in the form of steam 16. It is introduced into the heat pipe of the next stage evaporator through the steam passage (OPEN part) on both sides of the evaporator through the droplet separator (demister) and condensed in the heat pipe to produce water (fresh water).

또한 도 6 은 중앙부 관군에 대한 사시도로써, 상부에 노즐을 통해 분무된 해수는 튜브 외면을 타고 흘러 내리면서 튜브내 응축열에 의해 증기가 발생된다.In addition, Figure 6 is a perspective view of the central tube group, the sea water sprayed through the nozzle on the top is flowing through the tube outer surface to generate steam by the heat of condensation in the tube.

이러한 구성에 따라 상기 상부 관군에 분무된 해수는 관외에 도포되어 유하되면서 증발되며, 증발이 안된 해수는 증발기 하부에 모여 브라인(Brine)(15)이 된다. 상기의 브라인들은 증발기 하부에 설치된 브라인관을 통해 각단의 증발기들과 연결되어 브라인이 동일한 수위를 유지하게 한다. 하지만 증발기 내부에서 공급수가 증발해서 증기의 형태로 생산수관까지 이동하기 위해 동체내부를 증기가 수평으로 이동해야 하는데 여기서 아직 증류되지 않은 공급수와 접촉하여 오염된 상태로 별도의 여과장치를 거치지 않고 생산수관을 타고 나가게 되어 결과적으론 최종 결과물인 생성수의 품질이 저하되는 문제점이 발생되었다.
According to this configuration, the seawater sprayed on the upper tube group is applied to the outside of the tube and is evaporated while falling, and the evaporated seawater is collected in the lower part of the evaporator to be brine (Brine) 15. The brine is connected to the evaporators of each stage through a brine tube installed at the bottom of the evaporator to maintain the same level of brine. However, in order to vaporize the feed water inside the evaporator and move it to the production pipe in the form of steam, the steam must move horizontally inside the fuselage, where it is produced without contacting the feed water that has not yet been distilled and contaminated to produce it without a separate filtration device. As a result, the quality of the generated water, which is the final result, is deteriorated.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창출되는 것으로, 그 목적은 증발하는 증기가 상승할 수 있는 공간을 높게 하여 증기의 흐름을 수직흐름으로 유도함으로서 비말동반에 의한 생산수의 오염을 막고 전열관군의 상하단에 설치된 액적분리기(Wire Mesh Demister)에 의해 오염되거나 아직 불순물이 분리되지 않은 상태인 증기와 분순물이 분리된 상태의 증기를 분리시켜 생산수의 품질을 높일 수 있는 구조를 제공함에 있다.The present invention is created to solve the above conventional problems, the object of which is to increase the space for the vapor to evaporate to induce the flow of steam to the vertical flow by contaminating the production water by the entrainment splash It provides a structure to improve the quality of the produced water by separating the steam in the state of contaminated or separated impurities and the steam in which the impurities are not separated by the wire mesh demister installed on the upper and lower ends of the heat pipe group. Is in.

이하 본 발명의 실시 예를 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.                     

도 1 내지 도 3 에서와 같이, 본 발명은 다수의 증발기를 직렬 또는 병렬로 배치하는 유하액막 증발식 해수담수설비의 증발기 구조에 있어서,
상기 직렬 또는 병렬로 배치되는 각 증발기의 외곽을 형성하는 사각형의 동체(1)와, 상기 동체의 내부에 설치된 전열관(10)군 중 최상부 전열관의 상측 좌우 일부와 최하부 전열관의 상측 좌우 일부에 각각 설치되는 액적분리기(5)를 구성하고, 상기 전열관(10)군을 통해 열교환이 이루어진 증기가 상기 최상부 전열관의 상측 좌우 일부에 설치되는 액적분리기를 지나 동체(1) 상부에 형성된 상부증기유로(6)를 통하여 다음단의 증발기 수실(2)로 이동되도록 한다.
보다 구체적으로, 증발기의 외곽을 이루는 사각형의 동체(1)와; 동체(1) 상부에 설치된 상부증기유로(6)와; 동체(1)의 하부인 전열관(10)의 하부에 설치된 브라인저장소(13)와; 브라인저장소(13) 바닥에 설치된 천공과 연결되어 다음단의 증발기에 브라인저장소와 연결된 브라인관(12)과; 상기의 상부증기유로(6)와 브라인저장소(13) 사이에 일정한 간격으로 열을 지어 배열되어 설치된 전열관(10)군과; 상기 전열관(10)군 중 최상부 전열관의 상측 좌우 일부와, 상기 브라인저장소(13)의 상부에 위치하는 최하부 전열관의 상측 좌우 일부에 각각 설치된 액적분리기(5)와; 액적분리기(5)와 전열관(10)군을 서로 고정해주는 액적분리기 프레임(4)과; 동체(1) 내부에 전열관(10)군의 상부와 좌우 액적분리기(5) 사이에 설치되어 외부로부터 공급수를 유입시키고 공급수가 증발하기 용이하도록 분무해주는 분무노즐이 설치된 공급수공급관(9)과; 상부증기유로(6)의 후면을 개구하여 상부증기유로(6)로부터 나오는 증기를 배출하는 상부증기유로 개구부(7)와; 상부증기유로 개구부(7)로부터 빠져나온 증기가 모여 다음단의 증발기의 전열관으로 전달되어 열교환이 끝나 액화된 증기가 모이는 증발기 수실(2)과; 증발기 수실 바닥의 천공과 연결된 생산수관(14)으로 구성된다.1 to 3, the present invention is the evaporator structure of the falling film evaporation type seawater desalination plant in which a plurality of evaporators are arranged in series or in parallel,
Square body 1 forming the outer periphery of each evaporator arranged in series or parallel, and installed in the upper left and right part of the uppermost heat transfer tube and the upper left and right part of the lower heat transfer tube among the heat transfer tubes 10 installed inside the fuselage. The upper steam flow path (6) formed in the upper part of the fuselage (1) constitutes a droplet separator (5) to be formed, and the steam having heat exchanged through the group of heat transfer tubes (10) is installed in the upper left and right portions of the uppermost heat transfer tube. It is to be moved to the next evaporator chamber (2) through.
More specifically, the rectangular body (1) and the outer periphery of the evaporator; An upper steam passage 6 installed above the fuselage 1; A brine reservoir 13 installed at a lower portion of the heat pipe 10, which is a lower portion of the body 1; A brine tube 12 connected to a brine reservoir 13 connected to a perforation installed in the bottom of the brine reservoir and connected to a brine reservoir at a next evaporator; A group of heat pipes (10) installed and arranged in rows at regular intervals between the upper steam passage (6) and the brine reservoir (13); Droplet separators 5 respectively installed on the upper left and right portions of the uppermost heat transfer tube among the heat transfer tubes 10 and on the upper left and right portions of the lower heat transfer tubes located above the brine reservoir 13; A droplet separator frame 4 for fixing the droplet separator 5 and the heat transfer tube 10 to each other; A supply water supply pipe 9 having a spray nozzle installed between the upper portion of the heat transfer tube 10 and the left and right droplet separators 5 inside the fuselage 1 to spray the supply water from the outside and to facilitate the evaporation of the supply water; ; An upper steam passage opening 7 which opens a rear surface of the upper steam passage 6 to discharge steam from the upper steam passage 6; An evaporator chamber (2) in which steam exiting the upper steam flow passage opening (7) is collected and transferred to the heat transfer tube of the next stage evaporator, where the liquefied steam is collected after heat exchange is completed; It consists of a production water pipe 14 connected to the perforation of the bottom of the evaporator chamber.

도 3 에서와 같이 외부로부터 해수를 공급하는 공급수관(9)에 해수가 유입되면 공급수관(9)에 균일하게 설치된 분무노즐을 통해 공급수의 증발이 용이하도록 공급수를 액적형태로 분무한다. 분무된 공급수와 동체(1) 하부의 브라인저장소(13)의 브라인은 공급수관(9) 하부에서 브라인저장소(13)까지 일정한 간격으로 배치된 다수의 전열관(10)에 의해 증발한다.When the seawater is introduced into the supply water pipe (9) for supplying seawater from the outside as shown in Figure 3 through the spray nozzle uniformly installed in the supply water pipe (9) to spray the feed water in the form of droplets to facilitate the evaporation of the feed water. The sprayed feed water and the brine of the brine reservoir 13 below the fuselage 1 are evaporated by a plurality of heat transfer tubes 10 arranged at regular intervals from the bottom of the feed water pipe 9 to the brine reservoir 13.

상기 증발기 수실(2)은 증기 입구부로 다수로 연결될 경우 전방에 증발기에겐 후방증발기수실의 역할을 하고 후방의 증발기에겐 전방증발기수실의 역할을 한며 증기 수실에 들어온 증기는 다음 단의 증발기의 전열관(10)에 삽입되어 열교환과정을 통해 전열관(10)에 열을 뺏기고 액화된다. 액화된 증기는 증발기 수실(2)의 바닥에 모여 증발기 수실(2) 바닥에 천공된 구멍과 연결된 생산수관(14)을 통해 다음 증발기로 공급되고 최종적으로 증발기 외부로 배출된다.The evaporator chamber 2 serves as a rear evaporator chamber in front of the evaporator and a forward evaporator chamber in the rear evaporator when connected to a plurality of steam inlets. The heat is removed and liquefied into the heat exchanger tube 10 through a heat exchange process. The liquefied vapor is collected at the bottom of the evaporator chamber 2 and fed to the next evaporator through a production pipe 14 connected to a hole drilled in the bottom of the evaporator chamber 2 and finally discharged out of the evaporator.

상기의 증발과정에서 브라인저장소(13)와 상부증기유로(6)간의 간격이 커짐에 따라 증기의 흐름이 하부에 위치한 브라인저장소(13)에서 상부에 위치한 상부증기유로(6)로 흘러가 비말액적동반에 의한 생산수의 오염과 다음 단의 증발기로 이동하는 증기유로가 확보되어 증기의 유동손실을 줄일 수 있다.As the interval between the brine reservoir 13 and the upper steam passage 6 increases in the evaporation process, the flow of steam flows from the brine reservoir 13 located at the lower portion to the upper steam passage 6 located at the upper portion thereof. Contamination of the produced water and the steam flow path to the next stage evaporator can be secured to reduce the flow loss of the steam.

브라인저장소(13)에 있는 브라인은 브라인저장소(13) 바닥에 천공된 구멍과 연결된 브라인관(12)을 통해 다음단의 증발기에 브라인저장소(13)와 연결이 되어 서로 간에 동일한 수위를 유지하며 고른 증발을 하게 된다.
The brine in the brine reservoir 13 is connected to the brine reservoir 13 in the next evaporator through a brine tube 12 connected to a hole drilled in the bottom of the brine reservoir 13 to maintain the same water level between each other. It will evaporate.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

상술한 바와 같이 본 발명은 증발기내부의 증기의 흐름이 수평적으로 이동함 에 따라 발생하던 문제를 해결하기 위해 증기가 나가는 출구와 브라인과의 거리를 수직적으로 배치하여 증발하는 증기가 하부에서 상부로 이동하게끔 증기의 흐름을 유도하고 증기가 상부증기유로로 빠져나가는 부분에 액적분리기를 설치하여 고품질의 생산수를 생산하게 하였으며 안정적인 증기유로의 확보로 증기의 유동손실을 줄여 다음 단의 증발기로의 열전달 시 열에너지의 손실을 최소화 하였다.













As described above, in order to solve the problem caused by the horizontal flow of the vapor in the evaporator, the vapor evaporating from the bottom to the top by vertically arranging the distance between the outlet of the vapor and the brine is solved. It induces the flow of steam to move and installs a droplet separator at the part where the steam escapes to the upper steam flow path to produce high-quality production water, and secures a stable steam flow path to reduce the flow loss of steam and transfer heat to the next stage evaporator. Minimized loss of thermal energy.













Claims (1)

다수의 증발기를 직렬 또는 병렬로 배치하는 유하액막 증발식 해수담수설비의 증발기 구조에 있어서,In the evaporator structure of the falling film evaporative seawater desalination plant in which a plurality of evaporators are arranged in series or in parallel, 상기 직렬 또는 병렬로 배치되는 각 증발기의 외곽을 형성하는 사각형의 동체(1)와, 상기 동체의 내부에 설치된 전열관(10)군 중 최상부 전열관의 상측 좌우 일부와 최하부 전열관의 상측 좌우 일부에 각각 설치되는 액적분리기(5)를 구성하고, 상기 전열관(10)군을 통해 열교환이 이루어진 증기가 상기 최상부 전열관의 상측 좌우 일부에 설치되는 액적분리기를 지나 동체(1) 상부에 형성된 상부증기유로(6)를 통하여 다음단의 증발기 수실(2)로 이동되도록 한 것을 특징으로 하는 해수담수설비의 증발기 구조.Square body 1 forming the outer periphery of each evaporator arranged in series or parallel, and installed in the upper left and right part of the uppermost heat transfer tube and the upper left and right part of the lower heat transfer tube among the heat transfer tubes 10 installed inside the fuselage. The upper steam flow path (6) formed in the upper part of the fuselage (1) constitutes a droplet separator (5) to be formed, and the steam having heat exchanged through the group of heat transfer tubes (10) is installed on the upper left and right portions of the uppermost heat transfer tube. Evaporator structure of the seawater desalination plant, characterized in that to move to the next stage evaporator through the water chamber (2).
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