KR101225303B1 - A heat exchanger plant for evaporation - Google Patents

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KR101225303B1 KR1020077011093A KR20077011093A KR101225303B1 KR 101225303 B1 KR101225303 B1 KR 101225303B1 KR 1020077011093 A KR1020077011093 A KR 1020077011093A KR 20077011093 A KR20077011093 A KR 20077011093A KR 101225303 B1 KR101225303 B1 KR 101225303B1
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보 줄 안데르센
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알파 라발 코포레이트 에이비
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Abstract

증류용 열교환기 플랜트는 적어도 두 개의 연속적인 열교환기 스테이지(2a, 2b)를 구비한 적어도 두 개의 평행한 공정 라인(1)을 포함하며, 각각의 열교환기 스테이지는 응축용 제1 플레이트 사이공간 및 증발용 제2 플레이트 사이공간이 형성되는 방식으로 제공되는 열교환기 플레이트의 플레이트 패키지(3)를 포함한다. 열교환기 스테이지는 공정 라인을 횡단하여 상호 전후로 배치되는 열교환기 스테이지를 구비한 횡열(8)을 형성한다. 각각의 열교환기 스테이지는 증기의 응축 및 액체의 증발을 수행하도록 구성되며, 이는 제1 플레이트 사이공간에 증기가 공급되고 제2 플레이트 사이공간에 액체가 공급된다. 공급된 증기는 액체로 응축되고 공급된 액체는 증발되어 다음 열교환기 스테이지에서의 제1 플레이트 사이공간으로 공급되어 이 다음 열교환기 스테이지에서의 제2 플레이트 사이공간에 공급된 액체를 증발시킨다. 플랜트는, 공정 라인이 제공되는 내부 공간(11)을 둘러싸는 폐쇄 케이싱(10)을 포함한다. 케이싱은 공정 라인을 횡단하는 단면에서 장방형 형상을 갖는다. The heat exchanger plant for distillation comprises at least two parallel process lines (1) with at least two consecutive heat exchanger stages (2a, 2b), each heat exchanger stage having a space between the first plate for condensation and A plate package 3 of a heat exchanger plate provided in such a way that a second interplate space for evaporation is formed. The heat exchanger stage forms a transverse row 8 with heat exchanger stages arranged transversely back and forth across the process line. Each heat exchanger stage is configured to perform condensation of vapor and evaporation of liquid, which is supplied with vapor to the first interplate space and with liquid to the second interplate space. The supplied vapor is condensed into liquid and the supplied liquid is evaporated and fed into the first interplate space in the next heat exchanger stage to evaporate the supplied liquid in the second interplate space in the next heat exchanger stage. The plant comprises a closed casing 10 which surrounds an interior space 11 in which a process line is provided. The casing has a rectangular shape in cross section across the process line.

열교환기 스테이지, 공정 라인, 플레이트 사이공간, 폐쇄 케이싱, 개스킷, 액체 분리기, 열압축기 Heat exchanger stage, process line, interplate space, closed casing, gasket, liquid separator, thermocompressor

Description

증발용 열교환기 플랜트{A HEAT EXCHANGER PLANT FOR EVAPORATION}Heat exchanger plant for evaporation {A HEAT EXCHANGER PLANT FOR EVAPORATION}

본 발명은 일반적으로 증류(distillation)용 열교환기 플랜트에 관한 것이다. 본 발명은 특히 해수 증류용 열교환기 플랜트에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 증류용 열교환기 플랜트로서, 그 각각이 응축용 제1 플레이트 사이공간(interspace) 및 증발용 제2 플레이트 사이공간이 형성되는 방식으로 플레이트 패키지에 제공되는 열교환기 플레이트의 플레이트 패키지를 포함하는 적어도 두 개의 연속적인 열교환기 스테이지를 구비한 적어도 하나의 공정 라인을 포함하고, 각각의 열교환기 스테이지는 제1 열교환기 스테이지가 제1 플레이트 사이공간에 증기가 공급되고 제2 플레이트 사이공간에 액체가 공급되게 구성되도록 증기의 응축 및 액체의 증발을 수행하도록 구성되며, 공급된 증기는 액체로 응축되고 공급된 액체는 증발되어 다음 열교환기 스테이지에서의 제1 플레이트 사이공간으로 공급되어 이 다음 열교환기 스테이지에서의 제2 플레이트 사이공간에 공급된 액체를 증발시키며, 플랜트는 열교환기 스테이지를 구비한 상기 공정 라인이 제공되는 내부 공간을 둘러싸는 폐쇄 케이싱을 포함하는 열교환기 플랜트에 관한 것이다. The present invention relates generally to heat exchanger plants for distillation. The present invention relates in particular to a heat exchanger plant for sea water distillation. More specifically, the present invention relates to a plate of a heat exchanger plate, which is a distillation heat exchanger plant, each of which is provided in the plate package in such a way that a space between the first plate for condensation and the second plate for evaporation is formed. At least one process line having at least two consecutive heat exchanger stages comprising a package, each heat exchanger stage having a first heat exchanger stage supplied with steam to a space between the first plates and between the second plates; Condensation of vapor and evaporation of liquid so as to be configured to supply liquid to the space, the supplied vapor condenses into liquid and the supplied liquid is evaporated and fed into the first interplate space in the next heat exchanger stage and Then evaporate the liquid supplied to the space between the second plates in the heat exchanger stage Kimyeo, plant, to a heat exchanger plant comprising a closed casing surrounding the inner space provided by the processing line provided with a heat exchanger stage.

본 출원인은 열교환기 플레이트를 구비한 패키지가 공정에서 주요 구성요소를 형성하는 해수 증류용 장비를 다년간 생산하였다. 이들 플레이트는 증기용 포 트를 전혀 구비하지 않지만, 대신에 플레이트 패키지는 콘테이너 내에 배치되고 플레이트 외부 공간은 공정 형태에 따라서 하나 이상의 증기용 유로로서 사용된다. 대형 플랜트는 원통형 압력 용기를 사용하고, 플레이트 패키지는 실린더의 종방향으로 배치된다. 대형 플랜트는 흔히 다섯 개 또는 심지어 여섯 개의 플레이트 패키지를 구비한다. Applicants have been producing equipment for seawater distillation for many years, in which packages with heat exchanger plates form a major component in the process. These plates do not have any steam ports, but instead the plate package is placed in a container and the plate outer space is used as one or more steam flow paths depending on the type of process. Large plants use cylindrical pressure vessels and plate packages are arranged in the longitudinal direction of the cylinder. Large plants often have five or even six plate packages.

공정은 어느 곳이나 대기압 이하인 압력의 몇 가지 소위 부재(effect)에서 이루어진다. 최고 압력 및 온도를 갖는 제1 부재로부터의 증기는 제2 부재로 이동하여 응축용 플레이트 사이공간에서 응축된다. 방출된 열은 증발용 중간 사이공간에서 염수를 증발시키며, 형성된 증기는 다음 부재로 이동한다. 공정은 다른 부재에서 반복되며, 최종적으로 응축기에서 응축이 이루어지는 바, 여기에서 냉각 매체는 물이다. 각각의 부재에서는 적어도 하나의 플레이트 패키지가 존재하지만, 플레이트 패키지는 플레이트를 1000-1200개 이상 구비하지 않아야 하며, 따라서 더 많은 플레이트가 필요할 경우 각각의 부재에는 두 개의 평행한 플레이트 패키지가 구비된다. The process takes place in some so-called effects of pressure anywhere below atmospheric pressure. Vapor from the first member having the highest pressure and temperature moves to the second member and condenses in the space between the plates for condensation. The released heat evaporates the brine in the intermediate interspace for evaporation, and the vapor formed moves to the next member. The process is repeated in the other member and finally condensation takes place in the condenser, where the cooling medium is water. At least one plate package is present in each member, but the plate package should not have more than 1000-1200 plates, so each member is provided with two parallel plate packages if more plates are needed.

더 큰 용량이 요구될 경우, 여러 개의 원통형 용기를 갖는 플랜트가 건립된다. 하나의 원통형 콘테이너 내에 세 개의 평행한 플레이트 패키지를 구비하는 것은 비경제적이다. 직경은 서로 나란한 세 개의 플레이트 패키지에 적합화되어야 하고, 세 개의 플레이트 패키지를 위한 하나의 콘테이너에 비해서 직경은 약 50% 증가될 것이며, 이는 재료의 두께가 50% 증가하고 전체 재료의 양이 100% 이상 증가할 것임을 의미한다. 따라서 증기 속도가 감소하기 때문에 현저히 증가하는 단 면적이 바람직하지만, 이는 경제적으로 적은 효과를 갖는다. 따라서 추정되는 특정 비용의 감소를 제공할 수 없을 것으로 믿어진다. If a larger capacity is required, a plant with several cylindrical containers is constructed. It is uneconomical to have three parallel plate packages in one cylindrical container. The diameter must be adapted to three plate packages next to each other, and the diameter will be increased by about 50% compared to one container for three plate packages, which increases the thickness of the material by 50% and the amount of the total material by 100%. It will increase more. A markedly increased short area is therefore desirable because of the reduced steam rate, but this has an economically less effect. It is therefore believed that it is not possible to provide a reduction in the estimated specific costs.

미국 공개특허공보 제4,511,436호는 해수 탈염(脫鹽: desalination) 플랜트를 개시하고 있다. 플랜트는, 서로 쌍으로 용접되고 응축용 제1 사이공간 및 증발용 제2 사이공간이 형성되도록 플레이트 패키지에 제공되고 서로 쌍으로 용접되는 열교환기 플레이트의 플레이트 패키지를 그 각각이 포함하는 여러 개의 연속적인 열교환기 스테이지를 갖는 공정 라인을 포함한다. 열교환기 플레이트의 공정 라인은 수직으로 연장되며, 제1 스테이지는 정상부에 위치한다. 이 수직 공정 라인에 평행하게, 탈염될 해수를 예열하기 위한 수직 열교환기 라인이 존재한다. 두 라인은 이 공보에 개략 도시된 폐쇄 압력 콘테이너에 제공된다. 케이싱의 구조적 설계에 관해서는, 미국 공개특허공보 제4,511,436호에서, 미국 공개특허공보 제4,514,260호로서 공개된 병행 출원이 참조된다. U.S. Patent No. 4,511,436 discloses a seawater desalination plant. The plant comprises a plurality of continuous plates each of which comprises a plate package of heat exchanger plates which are provided in the plate package and welded in pairs to form a first interspace for condensation and a second interspace for evaporation. A process line having a heat exchanger stage. The process line of the heat exchanger plate extends vertically and the first stage is at the top. Parallel to this vertical process line, there is a vertical heat exchanger line for preheating the seawater to be desalted. Two lines are provided in the closed pressure container outlined in this publication. Regarding the structural design of the casing, reference is made to US Pat. No. 4,511,436, a parallel application published as US Pat. No. 4,514,260.

이 문서 미국 공개특허공보 제4,514,260호는 수평면에서의 폭 및 길이보다 상당히 큰 높이를 갖는 수직 파일(pile)에 상하로 제공되는 다수의 플레이트 패키지를 갖는 유사 플랜트를 개시하고 있다. 플레이트 패키지는 케이싱 내에 둘러싸인다. 케이싱은 두 개의 수직한 대향 평면 측부 및 두 개의 수직한 대향 외향 곡면 측부를 갖는다. This document US Pat. No. 4,514,260 discloses a similar plant with multiple plate packages provided up and down in a vertical pile having a height significantly greater than the width and length in the horizontal plane. The plate package is enclosed in a casing. The casing has two vertical opposite planar sides and two vertical opposite outwardly curved sides.

본 발명의 목적은, 초대형 용량을 가지며 비용 관련하여 바람직하게 제작 및 장착될 수 있는 열교환기 플랜트를 제공하는 것이다. 본 발명의 추가 목적은 플랜트가 다수의 열교환기 스테이지를 구비하고 대형일 수 있는 구조를 갖는 열교환기 플랜트를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a heat exchanger plant which has a very large capacity and which can be preferably manufactured and mounted in terms of cost. It is a further object of the present invention to provide a heat exchanger plant having a structure in which the plant has a plurality of heat exchanger stages and can be large.

이 목적은, 플랜트가 연속적인 열교환기 스테이지를 구비한 적어도 두 개의 이러한 공정 라인을 포함하고, 상기 공정 라인이 내부 공간에서 상호 평행하게 연장되며, 열교환기 스테이지가 케이싱 내의 내부 공간에서 상기 공정 라인을 횡단하여 상호 전후로 제공되는 열교환기 스테이지를 구비한 횡열(row)을 형성하며, 케이싱이 상기 공정 라인을 횡단하는 단면에서 장방형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기 플랜트에 의해 달성된다. The object is that the plant comprises at least two such process lines with successive heat exchanger stages, the process lines extending parallel to each other in the internal space, and the heat exchanger stages having the process lines in the internal space in the casing. A row is formed having a heat exchanger stage provided transversely back and forth with each other, and the casing is achieved by a heat exchanger plant, characterized in that it has a rectangular shape in cross section crossing the process line.

그 각각이 플레이트 패키지를 포함하는 열교환기 스테이지의 각각의 이러한 횡열은 플랜트의 소위 부재를 형성한다. 종래의 원통형 콘테이너 대신에 장방형 형상의 밀폐 케이싱이 사용되기 때문에, 비용이 상당히 절감될 수 있다. 케이싱의 형상은 이후 더 양호하게, 상기 라인에 횡단하여 관측되는 플랜트에서의 열교환기 스테이지의 횡열에 의해 형성된 외부 윤곽에 적합해질 수 있다. 압력 용기는 통상 원통형으로 제조되는 바, 그 이유는 이것이 강도면에서 최적의 형상이고 따라서 최소한의 재료를 요하기 때문이다. 압력 용기가 과도한 외부 압력을 받으면, 이 공리(公理: axiom)는 자명하지 않은 바, 그 이유는 구조물이 불안정성으로 인해 붕괴될 수 있기 때문이다. 원통형 용기에서, 작은 타원율은 국소 굽힘 응력을 부여할 수 있으며, 이는 훨씬 큰 굽힘 응력 및 최종적으로 완전 붕괴를 초래하는 변형을 제공한다. 따라서 과도한 외부 압력을 받는 압력 용기는 용기가 단지 대응하는 과도한 내부 압력을 받을 경우에 비해 훨씬 강하게 치수형성되어야 한다. 진공 용기의 경우에 이는 특히 중요한데 그 이유는 용기가 멤브레인 응력에 관해서만 치수형성될 경우 낮은 압력이 작은 재료 두께를 제공하고 이 재료 두께에서 플레이트 강성은 좌굴(buckling)에 대해 만족스러운 안전성을 달성하기에는 너무 낮아지기 때문이다. 재료 두께를 너무 많이 증가시킬 필요가 없도록 하기 위해, 케이싱에는 강화 링이 제공되지만 그것에도 불구하고 과도한 내부 압력을 받는 원통형 용기에서보다 4-5배 큰 두께가 요구된다. 탈염 플랜트가 고 진공에서 작동하므로 전술한 내용이 유효하다. 원통형 콘테이너는 정방형 콘테이너에 비해 특별히 큰 재료 절감을 제공하지 못하며, 콘테이너 내에 배치되는 평행 플레이트 패키지가 많을수록 재료 절감은 적다. 재료는 최종 콘테이너에 대한 비용의 적은 부분을 구성할 뿐이며, 최소의 재료를 갖는 구조가 최저 비용을 반드시 제공하는 것은 아님을 기억해야 한다. 전체 경제에 중요한 것은 여러가지 요인이 존재한다. Each such row of heat exchanger stages, each of which comprises a plate package, forms the so-called member of the plant. Since a rectangular shaped closed casing is used instead of the conventional cylindrical container, the cost can be significantly reduced. The shape of the casing can then be better adapted to the outer contour formed by the transverse rows of the heat exchanger stages in the plant observed across the line. Pressure vessels are usually manufactured in a cylindrical shape because this is the optimum shape in terms of strength and therefore requires minimal material. If the pressure vessel is subjected to excessive external pressure, this axiom is not self-explanatory because the structure may collapse due to instability. In cylindrical vessels, a small ellipticity can impart local bending stresses, which provide much larger bending stresses and deformations that ultimately lead to complete collapse. Thus, pressure vessels subject to excessive external pressure should be dimensioned much more strongly than if the vessel only received the corresponding excessive internal pressure. This is particularly important in the case of vacuum vessels, because when the vessel is dimensioned only with respect to membrane stress, the low pressure provides a small material thickness and at this material thickness the plate stiffness is not sufficient to achieve satisfactory safety against buckling. Because it is too low. In order to avoid having to increase the material thickness too much, the casing is provided with a reinforcing ring but despite this it requires a thickness of 4-5 times larger than in a cylindrical container subjected to excessive internal pressure. The above description is valid because the desalination plant operates at high vacuum. Cylindrical containers do not provide particularly significant material savings compared to square containers, and the more parallel plate packages placed in the container, the less material savings. It should be remembered that the material constitutes only a small fraction of the cost for the final container, and that the structure with the least material does not necessarily provide the lowest cost. There are many factors that are important to the overall economy.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 플랜트는 연속적인 열교환기 스테이지를 구비한 적어도 세 개의 이러한 평행 공정 라인을 포함한다. 각각의 횡열은 따라서, 플랜트의 부재를 형성하는 세 개의 상호 나란히 배열된 열교환기 스테이지를 포함한다. 또한, 플랜트는 유리하게, 연속적인 열교환기 스테이지를 구비한 적어도 네 개의 이러한 평행 공정 라인을 포함할 수도 있다. 플랜트가 클수록, 즉 플랜트가 더 많은 평행 공정 라인을 포함할수록 장방형 형상의 장점이 증가한다. According to one preferred embodiment of the invention, the plant comprises at least three such parallel process lines with a continuous heat exchanger stage. Each transverse row thus comprises three mutually arranged heat exchanger stages forming a member of the plant. The plant may also advantageously comprise at least four such parallel process lines with a continuous heat exchanger stage. The larger the plant, ie, the more parallel the process line the plant has, the greater the advantage of the rectangular shape.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 각각의 열교환기 스테이지는, 유동에 관하여 동일 공정 라인에서의 선행 및 후속 모듈 중 적어도 하나에 연결되도록 구성되고 케이싱의 일부를 포함하는 모듈로서 설계된다. 대형 플랜트의 경우에, 운반이 용이하게 이루어질 수 있고 고객 소재지에서의 작업은 최소화되어 단지 설치 작업만으로 줄어드는 것은 중요하다. 모든 공인된 제작은 공급자 또는 그 부-공급자의 소재지에서 이루어져야 한다. 이와 관련하여, 장방형 케이싱이 유리한 이유는 이것이, 공장에서 합리적으로 제조된 후 비교적 용이한 방식으로 설치 장소로 운반될 수 있는 두 개의 모듈로 쉽게 분할될 수 있기 때문이다. According to another embodiment of the invention, each heat exchanger stage is designed as a module comprising part of a casing and configured to be connected to at least one of the preceding and subsequent modules in the same process line with respect to flow. In the case of large plants, it is important that they can be easily transported and that work at the customer's location is minimized and reduced to only installation work. All certified production shall be made at the supplier or its sub-supplier's location. In this connection, the rectangular casing is advantageous because it can be easily divided into two modules which can be reasonably manufactured at the factory and then transported to the installation site in a relatively easy manner.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 각각의 모듈은 동일한 횡열에서의 두 개의 인접한 모듈 사이에 제공되도록 구성되는 내부 모듈, 또는 동일한 횡열에서의 단 하나의 인접한 모듈에 인접하여 제공되도록 구성되는 외부 모듈로서 설계된다. 따라서 설계의 관점에서 두 개의 모듈이 존재한다. 외부 모듈은 우측 설계 및 좌측 설계로 존재하지만, 이들은 완전 대칭적으로 제조될 수 있기 때문에 하나의 구조를 형성할 뿐이다. 유리하게, 각각의 모듈은 유동과 관련하여 동일한 횡열에서의 적어도 하나의 인접한 모듈에 연결되도록 구성될 수 있다. 또한, 각 모듈의 케이싱의 상기 부분은 동일한 횡열에서의 적어도 하나의 인접한 모듈 및 동일한 공정 라인에서의 선행 및 후속 모듈 중 적어도 하나에 기계적으로 연결되도록 구성될 수 있다. According to a further embodiment of the invention, each module is an internal module configured to be provided between two adjacent modules in the same row, or an external module configured to be provided adjacent to only one adjacent module in the same row. Is designed. Therefore, two modules exist from the design point of view. The external modules exist in the right design and the left design, but they form only one structure because they can be manufactured completely symmetrically. Advantageously, each module can be configured to be connected to at least one adjacent module in the same row in terms of flow. In addition, the portion of the casing of each module may be configured to be mechanically connected to at least one adjacent module in the same row and at least one of the preceding and subsequent modules in the same process line.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 각각의 공정 라인은 적어도 세 개의 이러한 연속적인 열교환기 스테이지를 포함하며, 제2 열교환기 스테이지에서 증발되는 액체의 적어도 일부는 제3 열교환기 스테이지의 제2 플레이트 사이공간에 공급된 액체의 증발을 위해 제3 열교환기 스테이지의 제1 플레이트 사이공간에 공급된다. 또한, 각각의 공정 라인은 적어도 네 개의 이러한 연속적인 열교환기 스테이지를 유리하게 포함할 수 있으며, 제3 열교환기 스테이지에서 증발되는 액체의 적어도 일부는 제4 열교환기 스테이지의 제2 플레이트 사이공간에 공급된 액체의 증발을 위해 제4 열교환기 스테이지의 제1 플레이트 사이공간에 공급된다. 각각의 공정 라인은 물론 추가적인 이러한 연속적인 열교환기 스테이지를, 예를 들면 다섯개, 여섯개, 일곱개, 여덟개, 아홉개 또는 그 이상 포함할 수 있다. According to a further embodiment of the invention, each process line comprises at least three such successive heat exchanger stages, wherein at least a portion of the liquid evaporated in the second heat exchanger stage is between the second plate of the third heat exchanger stage. It is supplied to the space between the first plates of the third heat exchanger stage for evaporation of the liquid supplied to the space. In addition, each process line may advantageously comprise at least four such successive heat exchanger stages, wherein at least a portion of the liquid evaporated in the third heat exchanger stage is supplied to the interspace of the second plate of the fourth heat exchanger stage. It is supplied to the space between the first plate of the fourth heat exchanger stage for the evaporation of the liquid. Each process line may of course comprise additional such successive heat exchanger stages, for example five, six, seven, eight, nine or more.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 케이싱은 내부 공간 내에서 이후 케이싱 외부의 주위에서 현저히 낮은 압력을 유지할 수 있도록 설계된다. According to a further embodiment of the invention, the casing is designed to maintain a significantly lower pressure in the inner space and then around the outside of the casing.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 플랜트는 열교환기 스테이지를 구비한 횡열이 거의 수평하게 연장되도록 설계된다. According to a further embodiment of the invention, the plant is designed such that the transverse rows with heat exchanger stages extend almost horizontally.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 플랜트는 공정 라인이 거의 수평하게 연장되도록 설계된다. According to a further embodiment of the invention, the plant is designed such that the process line extends almost horizontally.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 플랜트는 공정 라인이 거의 수직하게 연장되도록 설계된다. 초대형 플랜트에서, 케이싱에 대한 비용은 플레이트 패키지가 여러 평면에 여러 횡열로 배치될 경우 더 절감될 수도 있다. 이러한 설계에 의하면, 외표면과 소요 부지 면적이 최소화될 수 있다. According to a further embodiment of the invention, the plant is designed such that the process line extends almost vertically. In very large plants, the cost for the casing may be further reduced if the plate package is arranged in several rows in several planes. According to this design, the outer surface and the required site area can be minimized.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 플레이트 패키지에서의 제1 플레이트 사이공간 및 제2 플레이트 사이공간은 개스킷에 의해 밀봉된다. 이런 식으로 플레이트 패키지는 청소 및 수리를 위해 개방될 수 있다. According to a further embodiment of the invention, the first plate interspace and the second plate interspace in the plate package are sealed by a gasket. In this way the plate package can be opened for cleaning and repair.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 각각의 공정 라인에서 실질적으로 각각의 열교환기 스테이지에는 액체 분리기가 연결 제공된다. According to a further embodiment of the invention, substantially each heat exchanger stage in each processing line is provided with a liquid separator connection.

본 발명의 추가 실시예에 따르면, 플랜트는, 고압의 외부 증기 공급을 통해서 작동되도록 구성되고 적어도 마지막 열교환기 스테이지에서 생성된 증기의 적어도 일부를 수용하여 이를 외부 증기와 혼합하도록 구성되는 열압축기(thermo compressor)를 포함하며, 혼합물은 제1 열교환기 스테이지에 공급되는 상기 증기를 형성한다. According to a further embodiment of the invention, the plant is configured to operate via a high pressure external steam supply and is configured to receive at least a portion of the steam produced in at least the last heat exchanger stage and to mix it with external steam. and a mixture forming said vapor which is fed to a first heat exchanger stage.

본 발명은 이제 다양한 실시예에 대한 설명을 통해서 그리고 첨부도면을 참조하여 보다 자세히 설명될 것이다. The invention will now be described in more detail through the description of various embodiments and with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 열교환기 플랜트의 측면으로부터의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view from the side of a heat exchanger plant according to a first embodiment of the present invention.

도2는 도1의 플랜트의 위로부터의 단면도이다. 2 is a sectional view from above of the plant of FIG.

도3은 도1의 플랜트의 열교환기 스테이지의 측면도이다. 3 is a side view of the heat exchanger stage of the plant of FIG.

도4는 도1의 플랜트의 Ⅳ-Ⅳ 선상에서 취한 단면도이다. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of the plant of FIG.

도5는 도1의 열교환기 플랜트의 제1 외부 모듈의 도시도이다. 5 shows a first external module of the heat exchanger plant of FIG.

도6은 도1의 열교환기 플랜트의 내부 모듈의 도시도이다. 6 shows an internal module of the heat exchanger plant of FIG.

도7은 도1의 열교환기 플랜트의 제2 외부 모듈의 도시도이다. 7 shows a second external module of the heat exchanger plant of FIG.

도8은 도1의 플랜트의 측면도이다. 8 is a side view of the plant of FIG.

도9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 열교환기 플랜트의 측면으로부터의 제1 단면도이다. 9 is a first cross-sectional view from the side of a heat exchanger plant according to a second embodiment of the invention.

도10은 도9의 열교환기 플랜트의 X-X 선상에서 취한 제2 단면도이다. FIG. 10 is a second cross sectional view taken along the X-X line of the heat exchanger plant of FIG.

도1 내지 도4는 증류용, 특히 해수 탈염용 열교환기 플랜트를 개시하고 있다. 개시된 열교환기 플랜트는 네 개의 공정 라인(1)을 포함한다. 플랜트의 길이 방향으로 연장되는 각각의 공정 라인(1)은 다섯 개의 연속적인 열교환기 스테이지(2a-2e)를 포함하며, 각각의 열교환기 스테이지는 플레이트 패키지(3)에 제1 플레이트 사이공간(interspace)(5)과 제2 플레이트 사이공간(6)이 형성되도록 제공되는 열교환기 플레이트(4)의 플레이트 패키지(3)를 포함한다. 네 개의 공정 라인(1)은 열교환기 스테이지(2a-2e)가 열교환기 스테이지(2a-2e)의 횡열(8)을 형성하도록 상호 평행하게 연장된다. 각각의 횡열(8)은 열교환기 스테이지(2a, 2b, 2c, 2d)와 함께 각각 소위 부재를 형성한다. 1 to 4 disclose a heat exchanger plant for distillation, in particular for seawater desalination. The disclosed heat exchanger plant comprises four process lines 1. Each process line 1 extending in the longitudinal direction of the plant comprises five consecutive heat exchanger stages 2a-2e, each heat exchanger stage having a first plate interspace in the plate package 3. 5) and a plate package 3 of a heat exchanger plate 4 provided to form a space between the second plate and the second plate. The four process lines 1 extend in parallel to each other such that the heat exchanger stages 2a-2e form the rows 8 of the heat exchanger stages 2a-2e. Each of the rows 8 together with the heat exchanger stages 2a, 2b, 2c, 2d respectively form a so-called member.

이들 횡열(8)은 상호 전후로 배치되며, 플랜트의 횡방향으로, 즉 공정 라인(1)을 횡단하여 연장된다. 횡열(8)은 개시된 실시예에서 평행한 종방향 공정 라인(1)에 대해 거의 수직하게 연장된다. 대체 설계에 따른 플랜트는 개시된 것과 다른 개수의 횡열(8) 및 공정 라인(1)을 포함할 수 있음을 알아야 한다. These rows 8 are arranged back and forth with each other and extend in the transverse direction of the plant, ie across the process line 1. The rows 8 extend almost perpendicular to the parallel longitudinal process line 1 in the disclosed embodiment. It should be appreciated that a plant according to an alternative design may include a number of rows 8 and process lines 1 different from those disclosed.

플랜트는 폐쇄 케이싱(10)을 포함하며, 이 케이싱은 네 개의 공정 라인(1)과 열교환기 스테이지(2a-2d)가 제공되는 내부 공간(11)을 둘러싼다. 케이싱(10)은 내부 공간(11)을 케이싱(10) 바로 외부의 주위 대기보다 현저히 낮은 압력으로 유지할 수 있는 압력 용기로서 설계된다. 분리 벽(12)이 케이싱(10) 내에서 거의 수평하게 연장되며, 내부 공간(11)을 실질적으로 두 개의 종방향 절반부로 분할한다. 또한, 상이한 열교환기 스테이지(2a-2d)는 수직 벽(18, 18')을 통해서 상호 분리된 다. 이들 벽(12, 18, 18')은 따라서 다수의 상부 공간(13) 및 다수의 하부 공간(14)(도3 참조)을 생성한다. 각각의 플레이트 패키지(3)는 분리 벽(12)을 통해서 연장되도록 제공되며, 플레이트 패키지(3)의 상측 부분은 상부 공간(13)에 배치되고 플레이트 패키지(3)의 하측 부분은 하부 공간(14)에 배치된다. The plant comprises a closed casing 10, which encloses an inner space 11 in which four process lines 1 and heat exchanger stages 2a-2d are provided. The casing 10 is designed as a pressure vessel capable of maintaining the internal space 11 at a pressure significantly lower than the ambient atmosphere just outside the casing 10. The separating wall 12 extends almost horizontally in the casing 10 and divides the interior space 11 into substantially two longitudinal halves. In addition, the different heat exchanger stages 2a-2d are separated from each other through the vertical walls 18, 18 ′. These walls 12, 18, 18 ′ thus create a plurality of upper spaces 13 and a plurality of lower spaces 14 (see FIG. 3). Each plate package 3 is provided to extend through the separating wall 12, the upper portion of the plate package 3 is disposed in the upper space 13 and the lower portion of the plate package 3 is the lower space 14. ) Is placed.

그 각각이 다수의, 예를 들면 500-1500개의 열교환기 플레이트(4)를 포함할 수 있는 플레이트 패키지(3)중 하나를 도3에 보다 자세히 도시하였다. 각각의 플레이트 패키지(3)는, 각 플레이트 패키지(3)의 프레임 플레이트 및 압력 플레이트(도시되지 않음)를 관통 연장되는 예를 들면 네 개의 타이 볼트(도시되지 않음)에 의해 함께 유지될 수 있다. 플레이트 패키지(3)에서의 각각의 플레이트 사이공간(5, 6)에는 개스킷(15, 15')이 각각 제공되어 플레이트 사이공간(5, 6)을 밀봉한다. 보다 구체적으로, 개스킷(15)은 응축용 제1 플레이트 사이공간(5)이 각각의 하부 공간에 대해 밀봉되도록 제공되며, 개스킷(15')은 증발용 제2 플레이트 사이공간(6)이 각각의 상부 공간(13)에 대해 밀봉되도록 제공된다(도3 참조). One of the plate packages 3, each of which may comprise a plurality of heat exchanger plates 4, for example 500-1500, is shown in more detail in FIG. 3. Each plate package 3 can be held together by, for example, four tie bolts (not shown) extending through the frame plate and pressure plate (not shown) of each plate package 3. Each plate interspace 5, 6 in the plate package 3 is provided with gaskets 15, 15 ′ respectively to seal the plate interspace 5, 6. More specifically, the gasket 15 is provided such that the first plate interspace 5 for condensation is sealed with respect to each lower space, and the gasket 15 ′ is provided with a second plate interspace 6 for evaporation. It is provided to be sealed against the upper space 13 (see FIG. 3).

또한, 플랜트는 각각의 열교환기 스테이지(2a-2b, 2b-2c, 2c-2d, 2d-2e) 사이에 분리 벽을 통한 통로를 포함한다. 실질적으로 각각의 이러한 통로에는 액체 분리기(16a-16d)가 제공된다. The plant also includes a passage through the separation wall between each heat exchanger stage 2a-2b, 2b-2c, 2c-2d, 2d-2e. Substantially each such passage is provided with a liquid separator 16a-16d.

플랜트는 또한 공지된 방식으로 고압의 외부 증기 공급을 통해서 작동되도록 구성된 열압축기(20)를 포함한다. 외부 증기는 공급 도관(21)을 거쳐서 열압축기(20)에 공급된다. 열압축기(20)는 흡입 도관(22)을 통해서 특정 압력 및 온도의 증기를 제1 열교환기 스테이지(2a)에 공급한다. 이 압력 및 이 온도는 제1 열교환 기 스테이지(2a)에서의 압력 및 온도에 상응하지만, 주위 대기압 및 주위 온도보다는 낮다. 압력 및 온도는 이후 연속적인 열교환기 스테이지(2b-2e)에서 연속적으로 감소한다. 마지막 열교환기 스테이지중 하나 이상, 본 예에서는 끝에서 두번째의 열교환기 스테이지(2d)로부터 방출되는 증기의 일부는 도관(23)을 거쳐서 열압축기(20)로 복귀한다. 열압축기(20)는 복귀된 증기를 외부 증기에 의해 흡입 도관(22)으로 재순환시키기 위한 노즐을 포함한다. The plant also includes a heat compressor 20 configured to be operated via a high pressure external steam supply in a known manner. External steam is supplied to the heat compressor 20 via a supply conduit 21. The heat compressor 20 supplies steam of a particular pressure and temperature to the first heat exchanger stage 2a through the suction conduit 22. This pressure and this temperature correspond to the pressure and temperature in the first heat exchanger stage 2a, but lower than the ambient atmospheric pressure and the ambient temperature. The pressure and temperature then decrease continuously in successive heat exchanger stages 2b-2e. At least one of the last heat exchanger stages, in this example a portion of the steam exiting from the second heat exchanger stage 2d at the end, is returned to the heat compressor 20 via a conduit 23. Thermal compressor 20 includes a nozzle for recycling the returned steam to suction conduit 22 by external steam.

증류될 액체, 본 예에서는 함염(salt-bearing) 액체, 소위 염수는 개략 도시된 공급 도관(30)을 거쳐서 공급된다. 도1에 개시된 것보다 복잡할 수 있는 공급 도관(30)은 각 스테이지(2a-2d) 내의 온도에 적합해진 온도로 함염 액체를 제공하도록 배치된다. 함염 액체는 공급 도관(30) 및 각 플레이트 패키지(3) 내의 포트 채널(31)(도4 참조)을 거쳐서 네 개의 제1 열교환기 스테이지(2a-2d)의 각 플레이트 패키지(3)에서의 제2 플레이트 사이공간(6)에 공급된다. 공급된 액체는 인접한 제1 플레이트 사이공간(5)에서의 증기에 의해 가열되어 적어도 부분적으로 증발될 것이다. 제1 플레이트 사이공간(5)의 증기는 이후 응축되고, 액체로서 각 플레이트 패키지 내의 두 포트 채널(34)(도4 참조) 및 방출 도관(35)(후술됨)을 거쳐서 방출될 것이다. 여기에서 유의해야 할 것은 도1 내지 도4에 개시된 실시예에서 마지막 열교환기 스테이지(2e)는 선행 열교환기 스테이지(2d)로부터의 증기를 응축하기 위한 순수 응축 스테이지라는 것이다. 응축은 외부 냉각제가 순환 도관(32)과 마지막 열교환기 스테이지(2d)에서의 각 플레이트 패키지(3) 내의 적절한 포트 채널에 의해 순환함으로써 제공될 수 있다. 외부 냉각제의 적어도 일부는 공급 도 관(30)을 거쳐서 상이한 열교환기 스테이지(2a-2d)에 공급될 수 있다. 열교환기 스테이지(2e)는 이후 함염 액체를 예열하는데 사용된다(도1 참조). The liquid to be distilled, in this example a salt-bearing liquid, so-called brine, is fed via a feed conduit 30 schematically shown. Supply conduit 30, which may be more complex than that shown in FIG. 1, is arranged to provide the salt-containing liquid at a temperature that is adapted to the temperature in each stage 2a-2d. The salt-containing liquid passes through the feed conduit 30 and the port channel 31 (see FIG. 4) in each plate package 3 to the first in each plate package 3 of the four first heat exchanger stages 2a-2d. It is supplied to the space between the two plates 6. The supplied liquid will be heated and at least partially evaporated by the vapor in the adjacent first interspace 5. The vapor in the first interplate space 5 will then be condensed and released as liquid through two port channels 34 (see FIG. 4) and the discharge conduit 35 (described below) in each plate package. It should be noted here that in the embodiment disclosed in Figs. 1 to 4, the last heat exchanger stage 2e is a pure condensation stage for condensing vapor from the preceding heat exchanger stage 2d. Condensation may be provided by circulating external coolant by appropriate port channels in each plate package 3 in the circulation conduit 32 and the last heat exchanger stage 2d. At least a portion of the external coolant may be supplied to different heat exchanger stages 2a-2d via feed conduit 30. The heat exchanger stage 2e is then used to preheat the salt-containing liquid (see FIG. 1).

각각의 열교환기 스테이지(2a-2e)는 따라서 제1 플레이트 사이공간(5)에서 증기의 응축을 수행하게 되어 있다. 또한, 마지막 열교환기 스테이지(2e)를 제외하고 각각의 열교환기 스테이지(2a-2d)는 제2 플레이트 사이공간(6)에서 액체의 증발을 수행하게 되어 있다. 보다 구체적으로, 제1 열교환기 스테이지(2a)에는 흡입 도관(22)과 상부 공간(13)을 거쳐서 제1 플레이트 사이공간(5)으로 증기가 공급된다. 함염 액체는 공급 도관(30)을 거쳐서 제1 열교환기 스테이지(2a)의 제2 플레이트 사이공간(6)에 공급된다. 공급된 증기는 액체로 응축되고 이는 포트 채널(34) 및 방출 도관(34)을 거쳐서 제1 열교환기 스테이지(2a)로부터 방출된다. 모든 열교환기 스테이지(2a-2e)로부터 방출 도관을 거쳐서 방출되는 모든 액체는 염분 함량이 매우 낮은 고순도를 갖는다. 공급된 액체는 하부 공간(14)에서 부분 증발되어 방출된다. 하부 공간(14)으로부터, 증기는 제1 액체 분리기(16a)를 거쳐서 상부 공간(13)으로 이동할 수 있다. 본 실시예에서 염분을 함유하는 증발되지 않은 함염 액체의 액적은 이후 캐치되어 과잉 액체로서 하부 공간(14)의 하측 부분에 있는 바닥 공간(37)으로 되돌아갈 것이다. 이 바닥 공간(37)은 따라서 본 실시예에서 함염 과잉 액체, 소위 염수를 함유하게 되어 있다. 제1 플레이트 사이공간(5)에서 열교환기 표면을 확실히 습윤화시키려면 몇 배 더 많은 함염 액체가 공급되어 증발됨을 알아야 한다. Each heat exchanger stage 2a-2e is thus adapted to perform condensation of steam in the first interplate space 5. In addition, except for the last heat exchanger stage 2e, each heat exchanger stage 2a-2d is adapted to perform evaporation of the liquid in the second interplate space 6. More specifically, steam is supplied to the first heat exchanger stage 2a through the suction conduit 22 and the upper space 13 to the first interplate space 5. The salt-containing liquid is supplied to the second interplate space 6 of the first heat exchanger stage 2a via a supply conduit 30. The supplied vapor condenses into liquid and is discharged from the first heat exchanger stage 2a via the port channel 34 and the discharge conduit 34. All liquids discharged from all heat exchanger stages 2a-2e via discharge conduits have high purity with very low salt content. The supplied liquid is partially evaporated and discharged in the lower space 14. From the lower space 14, steam can move to the upper space 13 via the first liquid separator 16a. Droplets of unsalted saline liquid containing salt in this embodiment will then be caught and returned to the bottom space 37 in the lower portion of the lower space 14 as excess liquid. This floor space 37 thus contains the excess salt-containing liquid, so-called brine, in this embodiment. It is to be noted that several times more salt-containing liquid is supplied and evaporated in order to surely wet the heat exchanger surface in the first plate interspace 5.

제1 액체 분리기(16a)를 통과하는 증기는, 공급 도관(30)을 거쳐서 제2 열교 환기 스테이지(2b)에서의 제2 플레이트 사이공간(6)으로 공급된 액체의 증발을 위해 상부 공간(13)과 제2 열교환기 스테이지(2b)에서의 제1 플레이트 사이공간(5)에 공급된다. 제2 열교환기 스테이지(2b)에서의 제1 플레이트 사이공간(5)에서 응축되는 증기는 플레이트 패키지(3) 내의 포트 채널(34)을 거쳐서 그리고 방출 도관(35)을 거쳐서 방출된다. 공급된 액체는 하부 공간(14)에서 증발되어 방출된다. 하부 공간(14)으로부터, 증기는 제2 액체 분리기(16b)를 거쳐서 제3 열교환기 스테이지(2c)의 상부 공간(13)으로 이동할 수 있다. 본 실시예에서 염분을 함유하는 액체는 이후 캐치되어 과잉 액체로서 바닥 공간(37)으로 되돌아갈 것이다. The vapor passing through the first liquid separator 16a passes through the supply conduit 30 for the evaporation of the liquid supplied to the second interplate space 6 in the second heat exchange stage 2b. ) And the first plate interspace 5 in the second heat exchanger stage 2b. The vapor condensed in the first interplate space 5 in the second heat exchanger stage 2b is discharged via the port channel 34 in the plate package 3 and via the discharge conduit 35. The supplied liquid is evaporated and discharged in the lower space 14. From the lower space 14, steam can move through the second liquid separator 16b to the upper space 13 of the third heat exchanger stage 2c. In this embodiment the salt-containing liquid will then be caught and returned to the bottom space 37 as excess liquid.

제2 액체 분리기(16b)를 통과하는 증기는, 공급 도관(30)을 거쳐서 제3 열교환기 스테이지(2c)에서의 제2 플레이트 사이공간(6)으로 공급된 액체의 증발을 위해 상부 공간(13)과 제3 열교환기 스테이지(2c)에서의 제1 플레이트 사이공간(5)에 공급된다. 제3 열교환기 스테이지(2c)에서의 제1 플레이트 사이공간(5)에서 응축되는 증기는 플레이트 패키지(3) 내의 포트 채널(34)을 거쳐서 그리고 방출 도관(35)을 거쳐서 방출된다. 공급된 액체는 하부 공간(14)에서 증발되어 방출된다. 하부 공간(14)으로부터, 증기는 제3 액체 분리기(16c)를 거쳐서 제4 열교환기 스테이지(2d)의 상부 공간(13)으로 이동할 수 있다. 본 실시예에서 염분을 함유하는 액체는 이후 캐치되어 과잉 액체로서 바닥 공간(37)으로 되돌아갈 것이다. The vapor passing through the second liquid separator 16b passes through the supply conduit 30 to the upper space 13 for evaporation of the liquid supplied to the second plate interspace 6 in the third heat exchanger stage 2c. ) And the first plate interspace 5 in the third heat exchanger stage 2c. The vapor condensed in the first interplate space 5 in the third heat exchanger stage 2c is discharged via the port channel 34 in the plate package 3 and via the discharge conduit 35. The supplied liquid is evaporated and discharged in the lower space 14. From the lower space 14, steam can move to the upper space 13 of the fourth heat exchanger stage 2d via the third liquid separator 16c. In this embodiment the salt-containing liquid will then be caught and returned to the bottom space 37 as excess liquid.

제3 액체 분리기(16c)를 통과하는 증기는, 공급 도관(30)을 거쳐서 제4 열교환기 스테이지(2d)에서의 제2 플레이트 사이공간(6)으로 공급된 액체의 증발을 위해 상부 공간(13)과 제4 열교환기 스테이지(2d)에서의 제1 플레이트 사이공간(5)에 공급된다. 제4 열교환기 스테이지(2d)에서의 제1 플레이트 사이공간(5)에서 응축되는 증기는 플레이트 패키지(3) 내의 포트 채널(34)을 거쳐서 그리고 방출 도관(35)을 거쳐서 방출된다. 공급된 액체는 하부 공간(14)에서 증발되어 방출된다. 하부 공간(14)으로부터, 증기는 제4 액체 분리기(16d)를 거쳐서 제5 열교환기 스테이지(2e)의 상부 공간(13)으로 이동할 수 있다. 본 실시예에서 염분을 함유하는 액체는 이후 캐치되어 과잉 액체로서 바닥 공간(37)으로 되돌아갈 것이다. The vapor passing through the third liquid separator 16c passes through the supply conduit 30 for the evaporation of the liquid supplied to the second interplate space 6 in the fourth heat exchanger stage 2d. And the first plate interspace 5 in the fourth heat exchanger stage 2d. The vapor condensed in the first interplate space 5 in the fourth heat exchanger stage 2d is discharged via the port channel 34 in the plate package 3 and via the discharge conduit 35. The supplied liquid is evaporated and discharged in the lower space 14. From the lower space 14, steam can move to the upper space 13 of the fifth heat exchanger stage 2e via the fourth liquid separator 16d. In this embodiment the salt-containing liquid will then be caught and returned to the bottom space 37 as excess liquid.

제4 액체 분리기(16d)를 통과하는 증기는 제5 열교환기 스테이지(2d)의 상부 공간(13)으로 공급된다. 이 상부 공간으로부터, 증기의 일부는 도관(23)을 거쳐서 열압축기(20)로 흡입되고, 나머지 증기는 제5 열교환기 스테이지(2e)에서의 제1 플레이트 사이공간(5)에 공급된다. 제5 열교환기 스테이지(2e)에서의 제1 플레이트 사이공간(5)에서 응축되는 증기는 방출 도관(35)을 거쳐서 방출된다. 최종 응축을 수행하게 되어 있는 제5 열교환기 스테이지(2e)는, 예를 들어 튜브 응축기와 같은 다른 형태 또는 완전히 다른 형태의 열교환기의 플레이트를 갖는 플레이트 패키지와 같은 이전 스테이지(2a-2d)와는 다른 종류의 열교환기 스테이지를 포함할 수 있음을 알아야 한다. The steam passing through the fourth liquid separator 16d is supplied to the upper space 13 of the fifth heat exchanger stage 2d. From this upper space, part of the steam is sucked into the heat compressor 20 via a conduit 23 and the remaining steam is supplied to the first interplate space 5 in the fifth heat exchanger stage 2e. The vapor condensed in the first interplate space 5 in the fifth heat exchanger stage 2e is discharged via the discharge conduit 35. The fifth heat exchanger stage 2e intended to carry out the final condensation is different from the previous stage 2a-2d, such as a plate package having a plate of a heat exchanger of another form or a completely different form, for example a tube condenser. It should be appreciated that it may include a kind of heat exchanger stage.

열교환기 스테이지(2a-2d)중 하나 이상은 또한, 공급 도관(30)을 거쳐서 제1 플레이트 사이공간(5)에 공급될 함염 액체를 예열하기 위한 예열기(40)를 포함할 수 있다. 열교환기 스테이지(2c)에 공급되는 증기에 의해 함염 액체를 예열하기 위한 이러한 예열기(40)가 도1에 개략 도시되어 있다. One or more of the heat exchanger stages 2a-2d may also include a preheater 40 for preheating the salt-containing liquid to be supplied to the first interplate space 5 via the supply conduit 30. Such a preheater 40 for preheating the salt-containing liquid by the steam supplied to the heat exchanger stage 2c is schematically shown in FIG. 1.

또한 유의해야 할 것은 열교환기 스테이지(2a, 2b, 2c)로부터의 과잉 유체의 적어도 일부를 직접 하부 공간(14)으로부터 플래시 챔버(42)(도3 참조)를 거쳐서 열교환기 스테이지(2b, 2c, 2d)를 구비한 다음 횡열(8)의 하부 공간(14)으로 통과시킬 수 있다는 점이다. 열교환기 스테이지(2a, 2b, 2c)를 구비한 하나의 횡열(8)로부터의 과잉 액체는 하나 이상의 도관(41)을 거쳐서, 열교환기 스테이지(2b, 2c, 2d)를 구비한 다음 횡열에서와 동일한 압력이 지배하는 플래시 챔버(42) 내로 이송된다. 압력 강하로 인해 과잉 액체는 증발될 것이다. 이렇게 형성된 액체는 열교환기 스테이지(2b, 2c, 2d)를 구비한 다음 횡열(8)에서의 하부 공간에 있는 하나 이상의 비교적 큰 개구(43)를 거쳐서 이송된다. It should also be noted that at least a portion of the excess fluid from the heat exchanger stages 2a, 2b, 2c is transferred directly from the lower space 14 via the flash chamber 42 (see FIG. 3) to the heat exchanger stages 2b, 2c, 2d) and then into the lower space 14 of the row 8. Excess liquid from one row 8 with heat exchanger stages 2a, 2b, 2c passes through one or more conduits 41, and then in a row with row heat exchanger stages 2b, 2c, 2d. The same pressure is transferred into the dominant flash chamber 42. The excess liquid will evaporate due to the pressure drop. The liquid thus formed is transported through one or more relatively large openings 43 in the lower space in the row 8 with heat exchanger stages 2b, 2c, 2d.

방출 도관(35)은 또한, 열교환기 스테이지의 적어도 일부의 하류에서, 본 실시예에서는 열교환기 스테이지(2b, 2c, 2d)의 하류에서 플래시 탱크(39)에 연결될 수 있다. 각각의 플레이트 패키지(3)로부터의 응축물은 방출 도관(35)을 거쳐서, 각 플레이트 패키지(3)에서의 압력보다 낮은 압력이 지배하는 플래시 탱크(39)로 이송된다. 압력 강하로 인해, 응축물의 일부가 플래싱(flashing)을 통해서 증발될 것이다. 형성된 증기는 적절한 도관(도시되지 않음)을 거쳐서 열교환기 스테이지를 구비한 다음 횡열(8)에서의 공정으로 복귀한다. 잔여 응축물은 탱크(39)로부터 도관(40)을 거쳐서 방출된다. The discharge conduit 35 may also be connected to the flash tank 39 downstream of at least a portion of the heat exchanger stage, in this embodiment downstream of the heat exchanger stages 2b, 2c, 2d. Condensate from each plate package 3 is passed through a discharge conduit 35 to a flash tank 39 which is governed by a pressure lower than the pressure in each plate package 3. Due to the pressure drop, some of the condensate will evaporate through flashing. The vapor formed is provided with a heat exchanger stage via suitable conduits (not shown) and then returned to the process in the transverse row 8. Residual condensate is discharged from tank 39 via conduit 40.

케이싱(10)은 도4에 도시된 단면에서 장방형 형상을 갖는다. 대향하는 상부 및 하부 벽(51, 52)은 실질적으로 수평하고 실질적으로 평행한 평면이다. 대향하는 측벽(53, 54)은 실질적으로 수직하고 실질적으로 평행한 평면이다. 플랜트는 또한 공장에서의 용이한 사전제작 및 플랜트가 장착될 장소에서의 용이한 장착을 위해 다수의 모듈(61-63)로 구성된다. 각각의 모듈(61-63)은 플레이트 패키지(3)중 하나와 케이싱(10)의 일부를 포함한다. 각각의 모듈(61-63)은 유동과 관련하여 동일한 공정 라인에서의 선행 및 후속 모듈중 적어도 하나에 연결되도록 구성된다. 또한, 각각의 모듈(61-63)은 유동과 관련하여 동일한 횡열(8)에서의 적어도 하나의 인접한 모듈(61-63)에 연결되도록 구성된다. 본 실시예에서, 증기 유동은 하나의 열교환기 스테이지에서 다음 열교환기 스테이지로 이동할 수 있다. 그러나 인접한 플레이트 패키지 사이에는 각각의 횡열(8)에서와 같이 격벽이 존재하지 않는 바, 이는 하나의 공정 라인(1)에서의 증기 유동이 연속 횡열(8)에서의 인접 공정 라인(1)으로 퍼져나갈 수도 있음을 의미한다. The casing 10 has a rectangular shape in the cross section shown in FIG. Opposite upper and lower walls 51 and 52 are substantially horizontal and substantially parallel planes. Opposite side walls 53 and 54 are substantially vertical and substantially parallel planes. The plant also consists of a number of modules 61-63 for easy prefabrication at the factory and easy mounting at the place where the plant is to be mounted. Each module 61-63 comprises one of the plate packages 3 and part of the casing 10. Each module 61-63 is configured to be connected to at least one of the preceding and subsequent modules in the same process line with respect to flow. In addition, each module 61-63 is configured to be connected to at least one adjacent module 61-63 in the same row 8 with respect to flow. In this embodiment, the vapor flow can move from one heat exchanger stage to the next heat exchanger stage. However, there is no partition between the adjacent plate packages, as in each row 8, as the vapor flow in one process line 1 spreads to the adjacent process line 1 in the continuous row 8. It means you can go out.

각각의 모듈(61-63)은 동일 횡열(8)에서의 두 개의 인접한 모듈 사이에 제공되도록 구성되는 내부 모듈(61)로서 설계되거나, 또는 동일 횡열(8)에서의 단 하나의 인접한 모듈(61, 63; 61, 62)에 각각 인접하여 제공되도록 구성되는 외부 모듈(62-63)로서 설계될 수 있다. 내부 모듈(61)은 도6에 도시되어 있다. 각각의 외부 모듈(62, 63)은 좌측 모듈(62) 또는 우측 모듈(63)로서 설계될 수도 있다. 도5에는 좌측 모듈(62)이 도시되어 있고 도7에는 우측 모듈(63)이 도시되어 있다. Each module 61-63 is designed as an internal module 61 configured to be provided between two adjacent modules in the same row 8, or only one adjacent module 61 in the same row 8. 63 may be designed as external modules 62-63 configured to be provided adjacent to each of 61 and 62, respectively. The inner module 61 is shown in FIG. Each external module 62, 63 may be designed as a left module 62 or a right module 63. The left module 62 is shown in FIG. 5 and the right module 63 is shown in FIG.

각각의 모듈(61-63)의 케이싱(10)의 전술한 부분은, 동일 횡열(8)에서의 적어도 하나의 인접한 모듈(61-63) 및 동일 공정 라인(8)에서의 선행 및 후속 모듈(61-63)중 적어도 하나에 기계적으로 연결되도록 구성된다. 일 실시예에 따르면, 기계적 연결은 모듈(61-63)을 용접 조인트에 의해 상호 연결함으로써 이루어질 수 있으며, 각 모듈(61-63)의 케이싱(10)은 인접한 모듈(61-63)의 케이싱(10)에 용 접된다. The above-mentioned part of the casing 10 of each module 61-63 is characterized by at least one adjacent module 61-63 in the same row 8 and the preceding and subsequent modules in the same process line 8. 61-63). According to one embodiment, the mechanical connection can be made by interconnecting the modules 61-63 by a weld joint, wherein the casing 10 of each module 61-63 is connected to the casing 10 of the adjacent modules 61-63. Weld on 10).

다른 실시예에 따르면, 각각의 내부 모듈(61)은 인접한 모듈(61-63)의 대응 수직 종방향 플랜지(70)에 맞닿도록 구성된 수직 종방향 플랜지(70)를 포함할 수 있다. 모듈(61-63)은 이후 예를 들어 나사 연결과 같은 적절한 연결을 통해서 상호 연결될 수 있다. 외부 모듈(62-63)은 일 측부에만 플랜지(70)를 포함하므로 내부 모듈(61)과 상이하다. 또한, 각각의 모듈(61-63)은 동일 공정 라인(1)에서의 인접한 모듈(61-63)의 대응 수직 횡단 플랜지(71)에 맞닿도록 구성된 수직 횡단 플랜지(71)를 포함할 수도 있다. 이들 플랜지(71)는 도8에 도시되어 있다. 각 공정 라인에서의 제1 및 최종 모듈(61-63)은 적절한 설계의 커버(73)에 의해 폐쇄될 수 있다. 상이한 모듈(61-63) 사이의 종방향 및 횡방향 조인트에는 개스킷(74)이 제공될 수 있다(도5 및 도7 참조). According to another embodiment, each inner module 61 may comprise a vertical longitudinal flange 70 configured to abut against a corresponding vertical longitudinal flange 70 of adjacent modules 61-63. The modules 61-63 can then be interconnected via suitable connections, such as, for example, screw connections. The outer module 62-63 is different from the inner module 61 because it includes the flange 70 only on one side. Each module 61-63 may also include a vertical cross flange 71 configured to abut against the corresponding vertical cross flange 71 of adjacent modules 61-63 in the same process line 1. These flanges 71 are shown in FIG. The first and last modules 61-63 in each process line can be closed by a cover 73 of appropriate design. Gaskets 74 may be provided in the longitudinal and transverse joints between the different modules 61-63 (see FIGS. 5 and 7).

플래시 탱크(39)는 본 실시예에서 케이싱(10)의 외부에 설치되었지만, 케이싱(10)의 내부에 배치될 수도 있다. The flash tank 39 is installed outside the casing 10 in this embodiment, but may be disposed inside the casing 10.

도9 및 도10은 제2 실시예에 따른 열교환기 플랜트를 개략 도시한다. 두 실시예에서 거의 동일한 기능을 갖는 요소에는 동일한 도면부호를 병기하였다. 제2 실시예에 따르면, 연속적인 열교환기 스테이지(2a-2g)를 구비한 공정 라인(1)은 종방향으로 수평한 방향으로 연장되지 않고 종방향으로 수직한 방향으로 연장된다. 플레이트 패키지(3)를 구비한 횡열(8)은 제1 실시예에서와 같이 종방향 공정 라인(1)에 대해 횡방향으로 수평하게 연장된다. 최종 응축에 적합한 마지막 열교환기 스테이지(2g)를 구비한 마지막 횡열(8)의 폭은 본 실시예에서, 열교환기 스테이 지(2a-2f)에 관한 선행 횡열(8)의 폭보다 크다. 도9 및 도10에 도시된 열교환기 스테이지(2g)는 튜브 응축기에 의해 실현되었다. 제2 실시예는 초대형 플랜트에 적합하며, 도시하듯이 세 개의 공급 도관(22)을 갖는 세 개의 열압축기(20)를 포함한다. 케이싱(10)은 본 실시예에서 대략 입방체이며, 이는 케이싱(10)의 외표면이 최소화됨을 의미한다. 콤팩트한 구조는 또한 결과적으로 배관을 위한 거리가 매우 짧아지게 한다. 수평 배치되는 공정 라인(1)을 갖는 플랜트에 요구되는 부지 면적에 비해 요구되는 부지 면적이 매우 작다. 9 and 10 schematically show a heat exchanger plant according to a second embodiment. In both examples, elements having almost the same functions are given the same reference numerals. According to the second embodiment, the process line 1 with the continuous heat exchanger stages 2a-2g does not extend in the longitudinal direction in the longitudinal direction but in the longitudinal direction in the vertical direction. The row 8 with plate package 3 extends horizontally in the transverse direction with respect to the longitudinal process line 1 as in the first embodiment. The width of the last row 8 with the last heat exchanger stage 2g suitable for final condensation is in this embodiment greater than the width of the preceding row 8 with respect to the heat exchanger stages 2a-2f. The heat exchanger stage 2g shown in Figs. 9 and 10 was realized by a tube condenser. The second embodiment is suitable for a very large plant and includes three heat compressors 20 with three feed conduits 22 as shown. The casing 10 is approximately cubic in this embodiment, which means that the outer surface of the casing 10 is minimized. The compact structure also results in a very short distance for the piping. The required site area is very small compared to the site area required for a plant having a process line 1 arranged horizontally.

본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 청구범위의 범위 내에서 변형 및 수정될 수 있다. The invention is not limited to the embodiment described above, but may be modified and modified within the scope of the claims.

Claims (16)

증발용 열교환기 플랜트이며, Heat exchanger plant for evaporation, 응축용 제1 플레이트 사이공간(5) 및 증발용 제2 플레이트 사이공간(6)이 형성되는 방식으로 플레이트 패키지에 제공되는 열교환기 플레이트(4)의 플레이트 패키지(3)를 각각 포함하는 적어도 두 개의 연속적인 열교환기 스테이지(2a, 2b)를 구비한 적어도 하나의 공정 라인(1)을 포함하고, At least two plates each comprising a plate package 3 of a heat exchanger plate 4 provided in the plate package in such a way that a first plate interspace 5 for condensation and a second plate interspace 6 for evaporation are formed. At least one process line 1 having continuous heat exchanger stages 2a, 2b, 각각의 열교환기 스테이지(2a, 2b)는 제1 열교환기 스테이지(2a)가 제1 플레이트 사이공간(5)에 증기가 공급되고 제2 플레이트 사이공간(6)에 액체가 공급되게 구성되도록 증기의 응축 및 액체의 증발을 수행하도록 구성되며, Each of the heat exchanger stages 2a and 2b is configured such that the first heat exchanger stage 2a is configured to supply steam to the first interplate space 5 and to supply liquid to the second interplate space 6. Configured to perform condensation and evaporation of liquids, 공급된 증기는 액체로 응축되고 공급된 액체는 증발되어, 다음 열교환기 스테이지(2b)에서의 제2 플레이트 사이공간(6)에 공급된 액체를 증발시키기 위해, 다음 열교환기 스테이지(2b)에서의 제1 플레이트 사이공간(5)으로 공급되고, The supplied vapor condenses into a liquid and the supplied liquid evaporates so as to evaporate the liquid supplied to the second interplate space 6 in the next heat exchanger stage 2b, in the next heat exchanger stage 2b. Supplied to the first interplate space 5, 플랜트는, 열교환기 스테이지(2a, 2b)를 구비한 상기 공정 라인(1)이 제공되는 내부 공간(11)을 둘러싸는 폐쇄 케이싱(10)을 포함하는, 열교환기 플랜트에 있어서, In a heat exchanger plant, the plant comprises a closed casing (10) surrounding an interior space (11) in which the process line (1) with heat exchanger stages (2a, 2b) is provided, 상기 플랜트는 연속적인 열교환기 스테이지(2a, 2b)를 구비한 적어도 두 개의 이러한 공정 라인(1)을 포함하고, The plant comprises at least two such process lines 1 with successive heat exchanger stages 2a, 2b, 상기 공정 라인(1)은 내부 공간(11)에서 상호 평행하게 연장되며, 열교환기 스테이지(2a, 2b)는 케이싱(10)내의 내부 공간(11)에서 상기 공정 라인(1)을 횡단 하여 상호 전후로 제공되는 열교환기 스테이지를 구비한 횡열(8)을 형성하며, The process line 1 extends parallel to each other in the interior space 11, and the heat exchanger stages 2a and 2b cross each other back and forth across the process line 1 in the interior space 11 in the casing 10. Forming a transverse row 8 with a provided heat exchanger stage, 케이싱(10)은 상기 공정 라인(1)을 횡단하는 단면에서 장방형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기 플랜트. A heat exchanger plant, characterized in that the casing (10) has a rectangular shape in cross section crossing the process line (1). 제1항에 있어서, 상기 플랜트는 연속적인 열교환기 스테이지(2a, 2b)를 구비한 적어도 세 개의 이러한 평행 공정 라인(1)을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기 플랜트. 2. Heat exchanger plant according to claim 1, characterized in that the plant comprises at least three such parallel process lines (1) with successive heat exchanger stages (2a, 2b). 제1항에 있어서, 상기 플랜트는 연속적인 열교환기 스테이지(2a, 2b)를 구비한 적어도 네 개의 이러한 평행 공정 라인(1)을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기 플랜트. 2. Heat exchanger plant according to claim 1, characterized in that the plant comprises at least four such parallel process lines (1) with successive heat exchanger stages (2a, 2b). 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 열교환기 스테이지(2a, 2b)는, 유동에 관하여 동일 공정 라인(1)에서의 선행 및 후속 모듈(61-63)중 적어도 하나에 연결되도록 구성되고 케이싱(10)의 일부를 포함하는 모듈(61-63)로서 설계되는 것을 특징으로 하는 열교환기 플랜트. 4. The heat exchanger stage (2a, 2b) according to claim 1, wherein each heat exchanger stage (2a, 2b) is connected to at least one of the preceding and subsequent modules (61-63) in the same process line (1) with respect to flow. Heat exchanger plant, characterized in that it is designed as a module (61-63) configured to be connected and comprising a part of the casing (10). 제4항에 있어서, 상기 플랜트는 연속적인 열교환기 스테이지(2a, 2b)를 구비한 적어도 세 개의 이러한 평행 공정 라인(1)을 포함하고, 각각의 모듈(61-63)은 동일한 횡열(8)에서의 두 개의 인접한 모듈 사이에 제공되도록 구성되는 내부 모듈(61), 또는 동일한 횡열(8)에서의 단 하나의 인접한 모듈에 인접하여 제공되도록 구성되는 외부 모듈(62, 63)로서 설계되는 것을 특징으로 하는 열교환기 플랜트. 5. The plant according to claim 4, wherein the plant comprises at least three such parallel process lines 1 with successive heat exchanger stages 2a, 2b, wherein each module 61-63 has the same row 8. Is designed as an inner module 61 configured to be provided between two adjacent modules in or an outer module 62, 63 configured to be provided adjacent to only one adjacent module in the same row 8. Heat exchanger plant. 제4항에 있어서, 각각의 모듈(61-63)은 유동과 관련하여 동일한 횡열(8)에서의 적어도 하나의 인접한 모듈에 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 열교환기 플랜트. 5. Heat exchanger plant according to claim 4, characterized in that each module (61-63) is configured to be connected to at least one adjacent module in the same row (8) with respect to flow. 제4항에 있어서, 각 모듈(61-63)의 케이싱(10)의 상기 일부는 동일한 횡열(8)에서의 적어도 하나의 인접한 모듈 및 동일한 공정 라인(1)에서의 선행 및 후속 모듈 중 적어도 하나에 기계적으로 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 열교환기 플랜트. The method of claim 4, wherein said portion of the casing 10 of each module 61-63 is at least one adjacent module in the same row 8 and at least one of preceding and subsequent modules in the same process line 1. Heat exchanger plant, characterized in that it is configured to be mechanically connected to. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 공정 라인(1)은 적어도 세 개의 이러한 연속적인 열교환기 스테이지(2a-2c)를 포함하며, 제2 열교환기 스테이지(2b)에서 증발되는 액체의 적어도 일부는 제3 열교환기 스테이지(2c)의 제2 플레이트 사이공간(6)에 공급된 액체의 증발을 위해 제3 열교환기 스테이지(2c)의 제1 플레이트 사이공간(5)에 공급되는 것을 특징으로 하는 열교환기 플랜트. 4. The process according to claim 1, wherein each process line 1 comprises at least three such successive heat exchanger stages 2a-2c and evaporates in the second heat exchanger stage 2b. At least a portion of the liquid to be supplied is supplied to the first plate interspace 5 of the third heat exchanger stage 2c for evaporation of the liquid supplied to the second plate interspace 6 of the third heat exchanger stage 2c. Heat exchanger plant, characterized in that. 제8항에 있어서, 각각의 공정 라인(1)은 적어도 네 개의 이러한 연속적인 열교환기 스테이지(2a-2d)를 포함하며, 제3 열교환기 스테이지(2c)에서 증발되는 액체의 적어도 일부는 제4 열교환기 스테이지(2d)의 제2 플레이트 사이공간(6)에 공 급된 액체의 증발을 위해 제4 열교환기 스테이지(2d)의 제1 플레이트 사이공간(5)에 공급되는 것을 특징으로 하는 열교환기 플랜트. 9. The process according to claim 8, wherein each process line 1 comprises at least four such successive heat exchanger stages 2a-2d, wherein at least a portion of the liquid evaporated in the third heat exchanger stage 2c is the fourth. Heat exchanger plant characterized in that it is supplied to the first plate interspace 5 of the fourth heat exchanger stage 2d for evaporation of the liquid supplied to the second plate interspace 6 of the heat exchanger stage 2d. . 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 케이싱(10)은 내부 공간(11, 13, 14) 내에서 이후 케이싱(10) 외부의 주위에서 현저히 낮은 압력을 유지할 수 있도록 설계되는 것을 특징으로 하는 열교환기 플랜트. 4. The casing 10 according to claim 1, characterized in that the casing 10 is designed to maintain a significantly lower pressure in the interior spaces 11, 13, 14 and then around the outside of the casing 10. Heat exchanger plant. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 플랜트는 열교환기 스테이지(2a-2d)를 구비한 횡열(8)이 수평하게 연장되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 열교환기 플랜트. 4. The heat exchanger plant as claimed in claim 1, wherein the plant is designed such that the transverse rows with heat exchanger stages (2a-2d) extend horizontally. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 플랜트는 공정 라인(1)이 수평하게 연장되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 열교환기 플랜트. The heat exchanger plant according to claim 1, wherein the plant is designed such that the process line extends horizontally. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 플랜트는 공정 라인(1)이 수직하게 연장되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 열교환기 플랜트. The heat exchanger plant as claimed in claim 1, wherein the plant is designed such that the process line extends vertically. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 플레이트 패키지(3)에서의 제1 플레이트 사이공간(5) 및 제2 플레이트 사이공간(6)은 개스킷(15)에 의해 밀봉되는 것을 특징으로 하는 열교환기 플랜트. 4. The first interplate space 5 and the second interplate space 6 of the plate package 3 are sealed by a gasket 15. Heat exchanger plant. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 공정 라인(1)에서 실질적으로 각각의 열교환기 스테이지(2a, 2b, 2c, 2d)에는 액체 분리기(16)가 연결 제공되는 것을 특징으로 하는 열교환기 플랜트. A liquid separator (16) according to any one of the preceding claims, characterized in that a liquid separator (16) is provided in connection to substantially each heat exchanger stage (2a, 2b, 2c, 2d) in each process line (1). Heat exchanger plant. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 플랜트는, 고압의 외부 증기 공급을 통해서 작동되도록 구성되고 적어도 마지막 열교환기 스테이지(2d)에서 생성된 증기의 적어도 일부를 수용하여 이를 외부 증기와 혼합하도록 구성되는 열압축기(20)를 포함하며, 혼합물은 제1 열교환기 스테이지(2a)에 공급되는 상기 증기를 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환기 플랜트. 4. The plant according to claim 1, wherein the plant is configured to be operated via a high pressure external steam supply and receives at least a portion of the steam produced in at least the last heat exchanger stage 2d and is connected with the external steam. And a heat compressor (20) configured to mix, wherein the mixture forms the vapor supplied to the first heat exchanger stage (2a).
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