KR101567653B1 - 담수화 플랜트 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 담수화 플랜트는, 막 이용방식 담수화 장치에서 생산되는 담수가 냉각부를 통해 열에너지방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 냉각에 이용된다. 이에 따라, 본 발명에 의한 담수화 플랜트는 고온의 해수 방출량이 감소되어 생태계 교란 등 환경오염 문제가 억제되고 플랜트 성능이 향상되며 설비비 및 운영비가 절감되는 효과가 있다.

Description

담수화 플랜트{PLANT FOR DESALINATION OF WATER}
본 발명은, 담수화 플랜트에 관한 것으로서, 특히 막 이용방식 담수화 장치 및 열에너지방식 담수화 장치를 포함한 담수화 플랜트에 관한 것이다.
일반적으로, 담수화 플랜트는 음용수를 생산하기 위해 해수를 담수화하는 설비이다. 이러한 담수화 플랜트는 역삼투막을 이용하여 담수를 생산하는 막 이용방식과, 해수를 가열하여 증기를 생성하고 증기를 냉각하여 적정 온도의 담수를 생산하는 열에너지방식 등이 있다.
열에너지방식의 경우 다단 플래시 증류법(Multi-Stage Flash, 이하 MSF라 칭함), 다단 효용식 증류법(Multi-Effect Distillation, 이하 MED라 칭함) 등이 사용된다.
도 1은 종래의 MSF 열에너지방식 담수화 플랜트를 보여주는 계통도이고, 도 2는 종래의 MED 열에너지방식 담수화 플랜트를 보여주는 계통도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 MSF 열에너지방식 담수화 플랜트는 가열부(16), 열회수부(14), 열방출부(12), 저장소(18)를 포함한다. 열회수부(14) 및 열방출부(12)는 내부공간이 대기압보다 저압상태이며 거의 진공에 가깝게 유지되어 낮은 온도에서도 증발이 일어나게 되는데 이를 플래싱 현상이라고 한다.
바다(S)에서 취수한 해수는 열방출부(12)의 냉매관과 열회수부(14)의 냉매관을 차례대로 통과하면서 냉매역할을 하고, 가열부(16)에서 공급되는 고온의 해수는 열방출부(12) 및 열회수부(14)에서 각각 플래싱 현상에 의해 증발한 후 냉매관에 의해 응축되어 담수가 된다. 이때 가열부(16)는 열회수부(14)에서 냉매로 기능한 후 배출된 해수를 가열하여 다시 열회수부(14)의 내부공간으로 공급한다. 이렇게 생산된 담수는 저장소(18)에 모이게 되고, 담수생산에 이용되고 남은 고농축, 고온의 해수는 다시 바다(S)로 배출된다.
도 2를 참조하면, 종래의 MED 열에너지방식 담수화 플랜트는 가열부(26), 증발부(24), 응축부(22) 및 저장소(28)를 포함한다. 증발부(24)와 응축부(22)는 내부공간이 진공상태로 유지되어 낮은 온도에서도 증발이 일어난다.
바다(S)에서 공급되는 해수는 응축부(22) 및 증발부(24)를 차례로 통과하면서 진공상태의 공간으로 분사되어 냉매로 기능한다. 가열부(26)는 해수를 가열하여 증기를 만들고 그 증기는 증발부(24)의 내부공간에 설치된 관으로 공급된다. 증기는 증발부(24)의 관을 흐르면서 관 표면으로 분사된 해수에 의해 응축되어 담수가 되며, 관 표면으로 분사된 해수는 증발하여 증기가 된다. 증발부(24)에서 발생한 증기는 응축부(22) 내부공간에 설치된 관을 흐르면서 관 표면으로 분사되는 해수에 의해 응축되어 담수가 된다. 이렇게 생산된 담수는 저장소(28)에 저장되며, 담수생산에 이용되고 남은 고농축, 고온의 해수는 다시 바다(S)로 배출된다.
상술한 종래의 MSF나 MED를 이용한 열에너지방식 담수화 플랜트는 담수생산 과정에서 만들어진 고온의 해수가 다시 바다에 배출되면서 생태계가 교란되는 등 여러가지 환경문제가 발생하는 문제점이 있었다. 또한 종래의 담수화 플랜트는 플랜트의 원수(原水)로 사용되는 플랜트 주변 해수의 온도가 상승하여 플랜트의 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 담수화 플랜트는 대량의 해수를 취수 및 배출하기 위해 대규모의 배관, 펌프 및 토목구조물 등이 필요하여 많은 설비비 및 운영비가 요구되는 문제점이 있었다. 특히, 담수화 플랜트는 중동, 아프리카 등과 같은 국가에 많이 설치되는데, 이 경우 바다에서 플랜트까지 거리가 멀어 해수를 취수 및 배출하기 위한 설비를 구비하고 운영하는데 막대한 비용이 소요된다.
또한 해수를 취수 및 배출하는 배관은 내부식성이 우수한 티타늄으로 형성되는데, 티타늄은 고가이고 가공성 및 열전도도가 나쁘다. 따라서, 종래의 담수화 플랜트는 재료비 및 가공비 상승에 따른 설비비 상승이 초래되는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 담수화 플랜트는 열전달율 저하에 따른 원수 유량 증가, 고온의 해수 방출량 증가의 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예는, 담수생산에 필요한 해수의 양을 감소시켜 친환경적이고 플랜트 성능도 향상되며 해수 취수 및 배출 설비의 설비비 및 운영비도 절감할 수 있는 담수화 플랜트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예로서, 역삼투막을 이용하여 담수를 생산하는 막 이용방식 담수화 장치; 해수를 가열하여 담수를 생산하는 열에너지방식 담수화 장치; 및 상기 막 이용방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 적어도 일부를 상기 열에너지방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 적어도 일부와 혼합하는 냉각부;를 포함하는 담수화 플랜트가 제공될 수 있다.
상기 열에너지방식 담수화 장치는, 해수를 가열하는 가열부; 및 상기 가열부에서 공급된 해수가 증발하면서 담수증기가 생성되고 바다에서 공급된 해수와 열교환하면서 담수증기가 응축되어 담수가 생산되는 열교환부;를 포함하고, 상기 가열부는 상기 열교환부를 통과하면서 상기 담수증기와 열 교환된 해수가 공급되어 가열되는 담수화 플랜트가 제공될 수 있다.
상기 열교환부는, 상기 가열부에서 공급된 해수가 유입되는 제1증발실 및 상기 제1증발실의 상부에 구비되는 제1응축튜브를 포함하고 상기 제1증발실에서 해수가 증발하여 생성된 제1담수증기가 상기 제1응축튜브를 통과하는 해수와 열 교환되는 열회수부; 및 상기 열회수부로부터 토출된 해수가 통과하는 제2증발실 및 상기 제2증발실의 상부에 구비되는 제2응축튜브를 포함하고 상기 제2증발실에서 해수가 증발하여 생성된 제2담수증기가 상기 제2응축튜브를 통과하는 해수와 열 교환되는 열방출부;를 포함하는 담수화 플랜트가 제공될 수 있다.
그리고 바다에서 공급된 해수는 상기 제2응축튜브를 통과해 상기 제1응축튜브로 공급될 수 있다.
또한, 상기 냉각부는 상기 막 이용방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 적어도 일부와 상기 열회수부에서 생산되는 담수의 적어도 일부를 혼합하는 담수화 플랜트가 제공될 수 있다.
또한, 상기 냉각부는 상기 열회수부에서 생산된 담수의 토출로에 형성되어, 상기 막 이용방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 적어도 일부를 상기 토출로에 주입하는 담수화 플랜트가 제공될 수 있다.
또한, 상기 냉각부에서 혼합된 담수는 상기 열방출부에서 생산된 담수에 혼합되는 담수화 플랜트가 제공될 수 있다.
또한, 상기 냉각부는 상기 막 이용방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 적어도 일부와 상기 열방출부에서 생산되는 담수를 혼합하는 담수화 플랜트가 제공될 수 있다.
또한, 상기 열회수부에서 생산된 담수는 상기 열방출부에서 생산된 담수에 혼합되는 담수화 플랜트가 제공될 수 있다.
또한, 상기 냉각부는 상기 열방출부에서 생산된 담수의 토출로에 형성되어, 상기 막 이용방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 적어도 일부를 상기 토출로에 주입하는 담수화 플랜트가 제공될 수 있다.
또한, 상기 열방출부는 상기 제2응축튜브에 의해 응축된 담수가 모이는 트레이를 더 포함하고, 상기 냉각부는 상기 열방출부에 구비되어, 상기 막 이용방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 적어도 일부를 상기 트레이에 주입하는 담수화 플랜트가 제공될 수 있다.
이때 상기 냉각부는 상기 트레이의 상부에 설치되어 상기 막 이용방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 적어도 일부를 상기 트레이에 분사하는 담수화 플랜트가 제공될 수 있다.
한편 상기 열에너지방식 담수화 장치는 담수증기가 유입되는 증발튜브 및 상기 증발튜브로 해수를 분사하는 노즐을 포함하고, 상기 노즐에서 분사된 해수는 상기 증발튜브와 열교환하여 담수증기가 되고 상기 증발튜브 내 담수증기는 담수가 되는 증발부; 및 해수가 통과하는 응축튜브를 포함하고 상기 증발부에서 생성된 담수증기가 유입되어 상기 응축튜브와 열교환을 통해 담수가 생산되고 상기 응축튜브 내 해수는 가열되는 응축부;를 포함하는 담수화 플랜트가 제공될 수 있다.
또한, 상기 냉각부는 상기 막 이용방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 적어도 일부와 상기 응축부에서 생산되는 담수를 혼합하는 담수화 플랜트가 제공될 수 있다.
또한, 상기 증발부에서 생산된 담수는 상기 응축부에서 생산된 담수에 혼합되는 담수화 플랜트가 제공될 수 있다.
또한, 상기 냉각부는 상기 응축부에서 생산된 담수의 토출로에 형성되어 상기 막 이용방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 적어도 일부를 상기 토출로에 주입하는 담수화 플랜트가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 담수생산에 이용된 후 배출되는 고온의 해수가 감소하므로, 환경오염이 억제되고 플랜트 주변 해수 온도상승에 따른 플랜트 성능 저하 문제가 해소되는 효과가 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 담수화에 필요한 해수 량이 감소하므로 해수 취수 및 배출 설비의 설비비 및 운영비가 절감되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 MSF 열에너지방식 담수화 플랜트를 보여주는 계통도,
도 2는 종래의 MED 열에너지방식 담수화 플랜트를 보여주는 계통도,
도 3은 본 발명에 의한 담수화 플랜트의 컨셉을 보여주는 계통도,
도 4는 본 발명에 의한 제1실시예에 따른 담수화 플랜트를 보여주는 계통도,
도 5는 본 발명에 의한 제2실시예에 따른 담수화 플랜트를 보여주는 계통도,
도 6은 본 발명에 의한 제3실시예에 따른 담수화 플랜트를 보여주는 계통도,
도 7은 본 발명에 의한 제4실시예에 따른 담수화 플랜트를 보여주는 계통도,
도 8은 본 발명에 의한 제5실시예에 따른 담수화 플랜트를 보여주는 계통도.
이하, 본 발명에 의한 담수화 플랜트를 첨부도면에 도시된 실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.
설명에 앞서, 바다로부터 취수된 해수를 원수(原水), 원수가 열교환을 통해 온도가 상승된 해수를 가열원수, 담수를 생산하여 원수 및 가열원수보다 염분 농도가 진해져 최종 배출되는 해수를 농염수(濃鹽水), 가열원수와 농염수가 혼합된 해수를 희석농염수, 가열된 희석농염수를 가열농염수로 지칭한다.
도 3은 본 발명에 의한 담수화 플랜트의 개략적인 구성을 보여주는 계통도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 담수화 플랜트(P)는 막 이용방식 담수화 장치(R), 열에너지방식 담수화 장치(T) 및 냉각부(C)를 포함한다.
막 이용방식 담수화 장치(R)는 전처리된 원수를 고압으로 막에 공급하여 해수에서 담수를 분리하는 장치로써, 원수와 동일수준 온도의 담수를 생산한다. 막 이용방식 담수화 장치(R)는 역삼투막을 이용하여 담수를 생산하는 어떠한 구성이어도 좋으며 공지된 고압펌프와 역삼투막을 포함하여 구성될 수 있다.
열에너지방식 담수화 장치(T)는 희석농염수를 가열하여 담수생성을 위한 증기(이하 '담수증기'라고 한다)를 생성하고 담수증기를 냉각하여 적정한 온도의 담수를 생산한다. 이때 희석농염수는 외부의 발전소에서 배출되는 폐열을 이용하여 가열될 수 있다. 예를 들어 외부의 발전소(미도시)는 스팀으로 터빈을 구동하여 전력 발전을 하고, 발전에 사용된 스팀은 열에너지방식 담수화 장치(T)의 희석농염수를 가열하는데 사용될 수 있다.
냉각부(C)는 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산된 담수와 열에너지방식 담수화 장치(T)에서 생산되는 담수를 혼합 냉각시키는 구성으로, 이하에서는 도 3 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 여러 실시예에 따른 담수화 플랜트(P)를 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 의한 제1실시예에 따른 담수화 플랜트(P1)를 보여주는 계통도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 제1실시예에 따른 담수화 플랜트(P1)는 막 이용방식 담수화 장치(R), 열에너지방식 담수화 장치(T) 및 냉각부(C1)를 포함한다.
열에너지방식 담수화 장치(T)는 열교환부, 가열부(150), 취수설비(112), 공급부(130) 및 배수설비(114)를 포함하고, 열교환부는 열회수부(140) 및 열방출부(120)를 포함한다.
열회수부(140)는 가열부(150)에서 생성된 고온의 가열농염수가 공급되어 담수가 생산된다. 열회수부(140)는 거의 진공상태로 유지되어 가열농염수가 통과하면서 증발하고 제1응축튜브(142)와 제1트레이(144)가 구비되는 제1증발실(146), 제1증발실(146)의 상단에 설치되고 희석농염수가 통과하는 제1응축튜브(142), 제1응축튜브(142)의 아래에 구비되는 제1트레이(144)를 포함한다. 상기 제1증발실에서 가열농염수가 증발하여 제1담수증기가 생성되고 상기 제1담수증기는 상기 제1응축튜브에 의해 응축되어 담수가 생산되며 담수는 상기 제1트레이로 모인다. 제1응축튜브를 통과하는 희석농염수는 제1담수증기에 의해 예열된다.
도 4를 참조하면, 열회수부(140)는 다단으로 형성된다. 도면상 가장 왼쪽 단을 최초단, 도면상 가장 오른쪽 단을 최종단이라고 할 때 열회수부(140)는 다음과 같이 구성된다.
구체적으로, 최종단의 제1응축튜브(142)에 유입된 희석농염수가 그 이전 단들의 제1응축튜브(142)를 순차적으로 통과하여 최초단의 제1응축튜브(142)로 토출되고, 최초단의 제1트레이(144)에 모인 담수가 그 다음 단들의 제1트레이(144)를 순차적으로 통과하여 최종단의 제1트레이(144)로 토출되며, 최초단의 제1증발실(146)에 유입된 가열농염수가 그 다음 단들의 제1증발실(146)들을 순차적으로 통과하여 최종단의 제1증발실(146)로 토출되게 형성된다. 최종단의 제1트레이(144)에 모인 담수는 후술할 냉각부(C1)으로 공급된다. 최종단의 제1증발실을 통과하면서 증발하고 남은 가열농염수는 후술할 열방출부(120)에 공급된다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 열회수부(140)는 하나의 단으로 형성될 수도 있다.
가열부(150)는 예열된 상기 희석농염수를 발전소(G)로부터 공급받은 열로 가열하여 가열농염수를 생성하고 상기 가열농염수를 제1증발실(146)에 공급하는 장치이다. 가열부(150)는, 발전소(G)에서 발전과정 중 터빈을 구동시킨 후 회수되는 고온의 스팀을 이용해, 담수화 플랜트 측면에서는 희석농염수를 가열함과 동시에 발전사이클 측면에서 고온의 스팀을 냉각시키는 작용을 한다. 이러한 가열부(150)는 공지된 구성이므로 상세한 설명은 생략한다. 또한 가열부(150)는 이에 한정되지 않고 일반적인 어떠한 가열수단이 사용될 수도 있다.
냉각부(C1)는 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산되는 담수의 일부와 열회수부(140)에서 생산되는 담수를 혼합하여 열회수부(140)에서 생산되는 담수를 냉각한 후 후술할 열방출부(120)로 공급한다. 구체적으로, 냉각부(C1)는 열회수부(140)에서 생산된 담수가 상기 열방출부(120)로 공급되는 유로 상에 구비되며, 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산되는 담수의 일부가 유입된다.
이러한 냉각부(C1)는 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산된 담수가 유입되고 열회수부(140)에서 생산된 담수가 유입되어 서로 섞인 후 토출될 수 있는 어떠한 구성이어도 좋다.
예를 들어, 냉각부(C1)는 열회수부(140)에서 생산되는 담수가 유입되는 제1유입구(미도시), 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산되는 담수가 유입되는 제2유입구(미도시), 상기 제1유입구 및 상기 제2유입구와 각각 연통되고 담수가 서로 혼합되는 챔버(미도시), 상기 챔버에서 혼합된 담수가 유출되는 유출구(미도시)를 포함할 수 있다. 또는 상기 챔버와 상기 유출구는 하나의 관으로 형성될 수도 있다. 이때 관을 통과하는 담수가 잘 혼합되도록 관 내부에 복수의 핀이 구비되거나 관이 지그재그로 형성될 수도 있다.
다만 이에 한정되는 것은 아니고, 냉각부(C1)는 열회수부(140) 내부에 형성되어 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산되는 담수의 일부를 제1트레이(144)에 주입하거나 제1트레이(144)로 분사하는 방식으로 혼합될 수도 있다.
냉각부(C1)에서 혼합 냉각된 담수는 후술할 제2트레이(124)로 공급된다.
열방출부(120)는 열회수부(140)에서 공급된 가열농염수가 원수와 열교환하여 담수가 생산된다. 열방출부(120)는 거의 진공상태로 유지되어 가열농염수가 통과하면서 증발하고 제2응축튜브(122)와 제2트레이(124)가 구비되는 제2증발실(126), 상기 제2증발실(126) 상단에 구비되고 취수설비(112)로부터 공급된 원수가 통과하는 제2응축튜브(122), 제2응축튜브(122) 아래에 구비되는 제2트레이(124)를 포함한다.
상기 제2증발실에서 가열농염수가 증발하여 제2담수증기가 생성되고, 상기 제2담수증기는 상기 제2응축튜브에 의해 응축되어 담수가 된다. 담수는 상기 제2트레이로 모이고 상기 냉각부(C1)에서 유입된 냉각된 담수와 혼합된다. 그리고 원수는 상기 제2응축튜브를 통과하면서 제2담수증기에 의해 가열되어 가열원수가 된다.
도 4를 참조하면, 열방출부(120)는 다단으로 형성된다. 도면상 왼쪽 단을 제1단, 도면상 오른쪽 단을 제2단이라 지칭하면 열방출부(120)는 다음과 같이 형성된다.
즉, 제2단의 제2응축튜브로 유입된 원수는 제1단의 제2응축튜브를 통과하여 토출되고, 제1단의 제2트레이에 모인 담수는 제2단의 제2트레이를 통과하여 토출되고, 제1단의 제2증발실에 유입된 가열농염수는 제2단의 제2증발실을 통과하여 토출된다. 이렇게 열방출부(120)에서 생산된 담수는 저장소(170)에 저장된다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 열방출부(120)는 하나의 단 또는 셋 이상의 다단으로 형성될 수도 있다.
공급부(130)는 제2응축튜브(122)를 통과한 가열원수 중 일부를 열방출부(120)로부터 토출되는 농염수 중 재활용되는 일부와 혼합하여 희석농염수를 만들고, 그 희석농염수를 제1응축튜브(142)로 공급한다. 가열원수의 나머지는 배수설비(114)를 통해 바다로 배출된다. 열방출부(120)로부터 토출되는 농염수 중 재활용되지 않는 나머지는 농염수방출설비(160)를 통해 방출된다. 농염수방출설비(160)는 공지의 구성이므로 상세한 설명을 생략한다.
하지만, 열방출부(120)로부터 토출되는 농염수 전부가 공급부(130)에 유입되거나 열방출부(120)로부터 토출되는 농염수 전부가 농염수방출설비(160)를 통해 배출될 수도 있다.
도면 중 미설명 부호인 182, 184, 186은 각각 탈기기, 이젝터, 펌프이다. 탈기기(182)는 수중의 용존 가스를 제거하는 장치이다. 이젝터(184)는 압력을 갖는 증기 등을 분출구에서 고속으로 분출하여 주위의 유체를 다른 곳으로 보낼 수 있는 장치이다. 펌프(186)는 유체를 수송하는 장치로다. 상기 탈기기, 상기 이젝터 및 상기 펌프는 공지의 구성이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명에 의한 제2실시예에 따른 담수화 플랜트(P2)를 보여주는 계통도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명에 의한 제2실시예에 따른 담수화 플랜트(P2)는 막 이용방식 담수화 장치(R), 열에너지방식 담수화 장치(T) 및 냉각부(C2)를 포함한다. 막 이용방식 담수화 장치(R)는 상술한 바와 같으므로 상세한 설명을 생략한다.
열에너지방식 담수화 장치(T)는 열교환부, 가열부(150), 취수설비(112), 공급부(130) 및 배수설비(114)를 포함하고, 상기 열교환부는 열회수부(140) 및 열방출부(120)를 포함한다. 가열부(150), 취수설비(112), 공급부(130) 및 배수설비(114)의 각 구성 및 기능은 상술한 바와 같으므로 상세한 설명을 생략한다.
열회수부(140)는 가열부(150)에서 생성된 고온의 가열농염수가 공급되어 담수가 생산된다. 열회수부(140)의 상세한 구성은 상술한 바와 같으므로 설명을 생략한다.
열회수부(140)에서 생산된 담수 중 일부는 후술할 냉각부(C2)로 공급되고, 나머지 담수는 후술할 열방출부(120)로 공급된다.
냉각부(C2)는 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산되는 담수와 열회수부(140)에서 생산되는 담수의 일부를 혼합하여 열회수부(140)에서 생산되는 담수를 냉각한 후 저장소(170)로 공급한다. 구체적으로, 냉각부(C2)는 열회수부(140)에서 생산된 담수가 저장소(170)로 이동하는 유로 상에 구비되고 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산된 담수가 유입된다.
이러한 냉각부(C2)는 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산된 담수가 유입되고 열회수부(140)에서 생산된 담수가 유입되어 서로 섞인 후 토출될 수 있는 어떠한 구성이어도 좋다.
예를 들어, 냉각부(C2)는 열회수부(140)에서 생산되는 담수가 유입되는 제1유입구(미도시), 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산되는 담수가 유입되는 제2유입구(미도시), 상기 제1유입구 및 상기 제2유입구와 각각 연통되고 담수가 서로 혼합되는 챔버(미도시), 혼합된 담수가 토출되는 유출구(미도시)를 포함한다. 냉각부()에서 토출된 담수는 상기 저장소(170)로 공급된다.
또는 상기 챔버와 상기 유출구는 하나의 관으로 형성될 수도 있다. 이때 관을 통과하는 담수가 잘 혼합되도록 관 내부에 복수의 핀이 구비되거나 관이 지그재그로 형성될 수도 있다.
열방출부(120)는 열회수부(140)에서 공급된 가열농염수가 원수와 열교환하여 담수가 생산된다. 열방출부(120)는 거의 진공상태로 유지되어 가열농염수가 통과하면서 증발하고 제2응축튜브(122)와 제2트레이(124)가 구비되는 제2증발실(126), 상기 제2증발실(126) 상단에 구비되고 취수설비(112)로부터 공급된 원수가 통과하는 제2응축튜브(122), 제2응축튜브(122) 아래에 구비되는 제2트레이(124)를 포함한다.
상기 제2증발실에서 가열농염수가 증발하여 제2담수증기가 생성되고, 상기 제2담수증기는 상기 제2응축튜브에 의해 응축되어 담수가 된다. 담수는 상기 제2트레이로 모이고 상기 열회수부(140)에서 생산된 담수와 혼합된다. 그리고 원수는 상기 제2응축튜브를 통과하면서 제2담수증기에 의해 가열되어 가열원수가 된다.
도 5를 참조하면, 열방출부(120)는 다단으로 형성된다. 도면상 왼쪽 단을 제1단, 도면상 오른쪽 단을 제2단이라 지칭하면 열방출부(120)는 다음과 같이 형성된다.
즉, 제2단의 제2응축튜브로 유입된 원수는 제1단의 제2응축튜브를 통과하여 토출되고, 제1단의 제2트레이에 모인 담수는 제2단의 제2트레이를 통과하여 토출되고, 제1단의 제2증발실에 유입된 가열농염수는 제2단의 제2증발실을 통과하여 토출된다. 이렇게 열방출부(120)에서 생산된 담수는 상술한 냉각부(C2)로 공급되어 냉각된 후 저장소(170)에 저장된다.
한편, 열방출부(120)에서 담수화되지 못하고 토출되는 농염수는 상술한 바와 같이 일부가 재활용을 위해 공급부(130)로 유입되고, 나머지는 농염수방출설비(160)를 통해 외부로 방출된다.
탈기기(182), 이젝터(184) 및 펌프(186)는 상술한 제1실시예에서와 동일하므로 설명을 생략한다.
도 6은 본 발명에 의한 제3실시예에 따른 담수화 플랜트(P3)를 보여주는 계통도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 담수화 플랜트(P3)는 막 이용방식 담수화 장치(R), 열에너지방식 담수화 장치(T) 및 냉각부(C3)를 포함한다. 막 이용방식 담수화 장치(R)는 상술한 바와 같으므로 설명을 생략한다.
열에너지방식 담수화 장치(T)는 열교환부, 가열부(150), 취수설비(112), 공급부(130) 및 배수설비(114)를 포함하고, 상기 열교환부는 열회수부(140) 및 열방출부(120)를 포함한다. 가열부(150), 취수설비(112), 공급부(130) 및 배수설비(114)의 각 구성 및 기능은 상술한 바와 같으므로 상세한 설명을 생략한다.
열회수부(140)는 가열부(150)에서 생성된 고온의 가열농염수가 공급되어 담수가 생산된다. 열회수부(140)의 상세한 구성은 상술한 바와 같으므로 설명을 생략한다. 열회수부(140)에서 생산된 담수는 후술할 열방출부(120)의 제2트레이(124)로 공급된다.
열방출부(120)는 열회수부(140)에서 공급된 가열농염수가 원수와 열교환하여 담수가 생산된다. 열방출부(120)의 상세한 구성은 상술한 본 발명의 제2실시예의 열방출부의 구성과 같으므로 상세한 설명을 생략한다.
열방출부(120)에서 생산된 담수는 후술할 냉각부(C3)로 공급되어 냉각된다.
냉각부(C3)는 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산되는 담수의 일부와 열방출부(120)에서 생산되는 담수를 혼합하여 열방출부(120)에서 생산된 담수를 냉각한다. 구체적으로 냉각부(C3)는 열방출부(120)에서 생산된 담수가 저장소(170)로 이동하는 유로에 형성되고 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산되는 담수가 유입된다.
이러한 냉각부(C3)는 열방출부(120)에서 생산되는 담수가 유입되는 제1유입구(미도시), 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산되는 담수가 유입되는 제2유입구(미도시), 상기 제1유입구 및 상기 제2유입구와 각각 연통되고 담수가 서로 혼합되는 챔버(미도시), 혼합된 담수가 유출되는 유출구(미도시)를 포함할 수 있다. 또는 상기 챔버와 상기 유출구는 하나의 관으로 형성될 수도 있다. 이때 관을 통과하는 담수가 잘 혼합되도록 관 내부에 복수의 핀이 구비되거나 관이 지그재그로 형성될 수도 있다.
이렇게 냉각부(C3)에서 냉각된 담수는 저장소(170)에 저장된다.
한편, 열방출부(120)에서 담수화되지 못하고 토출되는 농염수는 상술한 바와 같이 일부가 재활용을 위해 공급부(130)로 유입되고, 나머지는 농염수방출설비(160)를 통해 외부로 방출된다.
탈기기(182), 이젝터(184) 및 펌프(186)는 상술한 실시예에서와 동일하므로 설명을 생략한다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 담수화 플랜트(P4)를 보여주는 계통도이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 담수화 플랜트(P4)는 막 이용방식 담수화 장치(R), 열에너지방식 담수화 장치(T) 및 냉각부(C4)를 포함한다. 막 이용방식 담수화 장치(R)는 상술한 바와 같으므로 상세한 설명을 생략한다.
열에너지방식 담수화 장치(T)는 열교환부, 가열부(150), 취수설비(112), 공급부(130) 및 배수설비(114)를 포함하고, 상기 열교환부는 열회수부(140) 및 열방출부(120)를 포함한다. 가열부(150), 취수설비(112), 공급부(130) 및 배수설비(114)의 각 구성 및 기능은 상술한 바와 같으므로 상세한 설명을 생략한다.
열회수부(140)는 가열부(150)에서 생성된 고온의 가열농염수가 공급되어 담수가 생산된다. 열회수부(140)의 상세한 구성은 상술한 바와 같으므로 설명을 생략한다. 열회수부(140)에서 생산된 담수는 후술할 열방출부(120)의 제2트레이(124)로 공급된다.
열방출부(120)는 열회수부(140)에서 공급된 가열농염수가 원수와 열교환하여 담수가 생산된다. 열방출부(120)는 거의 진공상태로 유지되어 가열농염수가 통과하면서 증발하고 제2응축튜브(122)와 제2트레이(124)가 구비되는 제2증발실(126), 상기 제2증발실(126) 상단에 구비되고 취수설비(112)로부터 공급된 원수가 통과하는 제2응축튜브(122), 제2응축튜브(122) 아래에 구비되는 제2트레이(124)를 포함한다.
상기 제2증발실에서 가열농염수가 증발하여 제2담수증기가 생성되고, 상기 제2담수증기는 상기 제2응축튜브에 의해 응축되어 담수가 된다. 담수는 상기 제2트레이로 모이고 상기 열회수부(140)에서 생산된 담수와 혼합된다. 또한 담수는 상기 제2트레이(124)에서 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산된 담수와 혼합된다. 그리고 원수는 상기 제2응축튜브를 통과하면서 제2담수증기에 의해 가열되어 가열원수가 된다.
도 7를 참조하면, 열방출부(120)는 다단으로 형성된다. 도면상 왼쪽 단을 제1단, 도면상 오른쪽 단을 제2단이라 지칭하면 열방출부(120)는 다음과 같이 형성된다.
즉, 제2단의 제2응축튜브로 유입된 원수는 제1단의 제2응축튜브를 통과하여 토출되고, 제1단의 제2트레이에 모인 담수는 제2단의 제2트레이를 통과하여 토출되고, 제1단의 제2증발실에 유입된 가열농염수는 제2단의 제2증발실을 통과하여 토출된다.
냉각부(C4)는 상기 제2증발실(126)에 설치되어 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산되는 담수를 제2트레이(124)에 분사하는 장치이다. 이러한 냉각부(C4)는 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산되는 담수가 유입되는 유입구(미도시) 및 유입된 담수를 상기 제2트레이(124)로 분사하는 노즐(N)을 포함한다.
냉각부(C4)의 노즐(N)은 상기 제2트레이(124)의 상부에 설치되어 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산되는 담수를 제2트레이(124)에 분사한다. 상술한 구성의 측면은, 냉각부(C4)가 막이용방식 담수화 장치(R)에서 생산된 담수로 열에너지방식 담수화 장치(T)에서 생산되는 담수를 냉각시킬 뿐만 아니라 제2담수증기와도 접촉하여 응축시키는 효과가 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 냉각부(C4)는 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산된 담수를 제2트레이(124)로 공급할 수 있는 어떠한 구성이어도 좋다.
이렇게 열방출부(120)에서 생산되고 냉각된 담수는 저장소(170)에 저장된다.
한편, 열방출부(120)에서 담수화되지 못하고 토출되는 농염수는 상술한 바와 같이 일부가 재활용을 위해 공급부(130)로 유입되고, 나머지는 농염수방출설비(160)를 통해 외부로 방출된다.
탈기기(182), 이젝터(184) 및 펌프(186)는 상술한 실시예에서와 동일하므로 설명을 생략한다.
도 8는 본 발명의 제5실시예에 따른 담수화 플랜트(P5)를 보여주는 계통도이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 제5실시예에 따른 담수화 플랜트(P5)는 막 이용방식 담수화 장치(R), 열에너지방식 담수화 장치(T) 및 냉각부(C5)를 포함한다. 막 이용방식 담수화 장치(R)는 상술한 바와 같으므로 상세한 설명을 생략한다.
열에너지방식 담수화 장치(T)는 다단 효용식 증류법(MED:Multi-Effect Distillation)으로, 가열부(250), 증발부(290), 응축부, 취수설비(212) 및 배수설비(214)를 포함한다. 그리고 응축부는 제1응축부(240)와 제2응축부(220)를 포함한다.
가열부(250)는 담수증기를 생성하는 증기변환기(Steam trnasformer)(252), 증기변환기(252)로부터 유입되는 담수증기를 가열하여 후술할 증발튜브(292)에 공급하는 열압축기(Thermo compressor)(254)를 포함한다. 가열부(250)는 증발튜브(292)로 담수증기를 공급하는 어떠한 구성이어도 좋으며 공지된 증기변환기와 열압축기를 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 열압축기(254)는, 후술할 증발부(290)에서 생성된 담수증기의 일부가 더 유입될 수 있다.
증발부(290)는 담수증기가 통과하며 담수로 응축되는 증발튜브(292), 증발튜브(292)의 상부에 구비되고 해수를 분사하는 노즐(294), 증발튜브(292) 및 노즐(294)이 내부에 구비되는 증발실(296)을 포함한다.
이 경우, 증발부(290)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 다단으로 형성된다.
보다 상세하게, 도면상 최좌측 단을 제1단, 그 다음 단을 제2단, 도면상 최우측 단을 제7단이라 순차적으로 지칭하면, 증발부(290)는 다음과 같이 형성된다.
즉, 제1단은, 제1단의 증발튜브(292)에 유입된 담수증기가 담수로 응축되어 토출되고, 제1단의 증발실(296)에서 생성된 담수증기가 제2단의 증발튜브(292)로 유입되며, 제1단의 증발실(296)에서 토출되는 농염수가 제2단의 증발실(296)로 유입되게 형성된다.
제2단은, 제1단에서 제2단의 증발튜브(292)에 유입된 담수증기가 담수로 응축되어 토출되고, 제2단의 증발실(296)에서 생성된 담수증기가 제3단의 증발튜브(292)로 유입되며, 제2단의 증발실(296)에서 토출되는 농염수가 제3단의 증발실(296)로 유입되게 형성된다.
이런 방식으로 형성되면 결국 제7단은, 제6단에서 제7단의 증발튜브(292)에 유입된 담수증기가 담수로 응축되어 토출되고, 제7단의 증발실(296)에서 생성된 담수증기가 제2응축부(220)로 유입되며, 제7단의 증발실(296)에서 토출되는 농염수가 농염수방출설비(218)을 통해 방출되게 형성된다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 증발부(290)는 하나의 단으로 형성될 수도 있다.
또한, 증발부(290)는 후술할 바와 같이 각 단에서 생성된 담수증기 중 일부가 열압축기(254) 또는 제1응축부(240)로 유입되게 형성될 수 있다.
계속해서, 제1응축부(240)는 원수가 통과하는 제1응축튜브(242), 제1응축튜브(242)가 내부에 구비되고 담수증기가 유입되는 제1응축실(246)을 포함한다.
이 경우, 제1응축부(240)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 다단으로 형성된다.
보다 상세하게, 도면상 최좌측 단을 최초단, 도면상 최우측 단을 최종단이라 지칭하면, 제1응축부(240)는 다음과 같이 형성된다.
즉, 최종단의 제1응축튜브(242)에 유입된 원수가 그 이전 단들의 제1응축튜브(242)를 순차적으로 통과하여 최초단의 제1응축튜브(242)로부터 토출되고, 각 단의 제1응축실(246)에서 토출되는 담수가 합쳐져 제2응축부(220)로 유입되게 형성된다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 제1응축부(240)는 하나의 단으로 형성될 수도 있다.
또한, 제1응축부(240)는 각 단의 제1응축튜브(242) 사이에서 원수 일부가 노즐(294)로 유입되게 형성될 수 있다.
계속해서, 제2응축부(220)는 취수설비(212)를 통해 공급되는 원수가 통과하는 제2응축튜브(222), 제2응축튜브(222)가 내부에 구비되고 담수증기가 유입되는 제2응축실(226)을 포함한다.
냉각부(C5)는 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산되는 담수와 제2응축부(220)에서 토출되는 담수를 혼합 냉각한다. 냉각부(C5)는 제2응축부(220)에서 생산된 담수가 저장소(270)로 이송되는 유로에 형성되고 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산되는 담수가 유입된다.
이러한 냉각부(C5)는 제2응축부(220)에서 토출되는 담수가 유입되는 제1유입구(미도시), 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산되는 담수가 유입되는 제2유입구(미도시), 상기 제1유입구 및 상기 제2유입구와 각각 연통되고 담수가 서로 혼합되는 챔버(미도시), 상기 챔버에서 혼합된 담수가 유출되는 유출구(미도시)를 포함할 수 있다.
또는 상기 챔버와 상기 유출구는 하나의 관으로 형성될 수도 있다. 이때 관을 통과하는 담수가 잘 혼합되도록 관 내부에 복수의 핀이 구비되거나 관이 지그재그로 형성될 수도 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 냉각부(C5)는 제2응축부(220) 내부에 형성되어 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산되는 담수의 일부를 제2응축실(226)에 주입하거나 분사할 수도 있다.
배수설비(214)는 제2응축튜브(222)를 통과한 가열원수를 바다로 배출하는 구성요소로서, 이는 주지된 구성이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같은 구성에 의해, 본 발명에 의한 제5실시예에 따른 담수화 플랜트(P5)에서, 취수설비(212)를 통해 공급된 원수는 제2응축튜브(222)를 통과하며 제2응축실(226) 내부의 담수증기와 열교환한다. 그 결과, 제2응축실(226) 내부의 담수증기는 제2응축튜브(222)를 통과하는 원수에 의해 냉각되어 담수가 된다.
여기서, 제2응축실(226) 내부의 담수증기는 후술할 바와 같이 증발부(290)에서 생성된 담수증기가 유입된 것이다.
계속해서, 제2응축부(220)에서 생산된 담수는 후술할 바와 같이 증발부(290) 및 제1응축부(240)에서 생산된 담수와 제2응축부(220) 내부에서 혼합되어 제2응축부(220) 외부로 토출된다. 이렇게 토출되는 담수는 후술할 바와 같이 냉각부(C5)로 유입된다. 한편, 제2응축튜브(222)를 통과하며 온도가 상승된 원수 일부는 제1응축튜브(242)로 유입되고, 나머지는 배수설비(214)를 통해 바다로 배출된다.
제1응축튜브(242)를 통과하는 원수는 제1응축실(246) 내부의 담수증기와 열교환한다. 그 결과, 제1응축실(246) 내부의 담수증기는 제1응축튜브(242)를 통과하는 원수에 의해 냉각되어 담수가 되고, 원수는 예열된다.
여기서, 제1응축실(246) 내부의 담수증기는 후술할 바와 같이 증발부(290)에서 생성된 담수증기가 유입된 것이다.
계속해서, 제1응축부(240)에서 생산된 담수는 제2응축부(220)로 유입되어 상술한 바와 같이 증발부(290)에서 생산되는 담수 및 제2응축실(226) 내부의 담수증기가 응축된 담수와 혼합된다. 한편, 제1응축튜브(242)를 통과하며 예열된 원수는 노즐(294)에 유입되어 증발튜브(292)로 분사된다.
노즐(294)에서 분사된 원수는 증발튜브(292) 내부의 담수증기와 열교환한다. 그 결과, 증발튜브(292) 내부의 담수증기는 노즐(294)에서 분사되는 원수에 의해 냉각되어 담수가 되고, 원수 일부는 증발하여 담수증기가 되고 나머지는 농염수가 되어 농염수방출설비(260)를 통해 방출된다.
여기서, 증발튜브(292) 내부의 담수증기는 가열부(250)에서 생성된 담수증기가 유입된 것이다.
계속해서, 증발부(290)에서 생산된 담수는 제2응축부(220)로 유입되어 상술한 바와 같이 제1응축부(240)에서 생산된 담수 및 제2응축실(226) 내부의 담수증기가 응축된 담수와 혼합된다. 한편, 증발부(290)에서 생성된 담수증기는 상술한 바와 같이 일부가 제1응축실(246) 및 열압축기(254)에 유입되고, 나머지는 제2응축실(226)에 유입된다.
상술한 바와 같이, 증발부(290), 제1응축부(240) 및 제2응축부(220)에서 각각 생산되어 제2응축부(220) 내부에서 혼합된 후 제2응축부(220) 외부로 토출되는 담수는 냉각부(C5)에서 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산된 담수의 일부와 혼합 냉각된다.
혼합 냉각된 담수는 최종적으로 저장소(270)에 저장된다.
여기서, 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산되는 담수는, 일부가 상술한 바와 같이 열에너지방식 담수화 장치(T)에서 생산되는 담수에 혼합되어 최종적으로 저장소(270)에 저장된다. 나머지는, 별도로 도시하지는 않았으나, 상기 저장소(270)와는 별도의 저장소에 저장되거나 다른 냉각장치에 사용될 수도 있다.
도면 중 미설명 부호인 284, 286은 각각 이젝터, 펌프이다.
이젝터(284)는 압력을 갖는 증기 등을 분출구에서 고속으로 분출하여 주위의 유체를 다른 곳으로 보낼 수 있는 장치이고, 펌프(286)는 유체를 수송하는 장치로서, 종래와 동일한바 상세한 설명은 생략하기로 한다.
여기서, 본 발명에 의한 담수화 플랜트(P1, P2, P3, P4, P5,)는, 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산되는 담수의 일부가 냉각부(C1, C2, C3, C4, C5)를 통해 열에너지방식 담수화 장치(T)에서 생산되는 담수의 냉각에 이용된다.
이에 따라, 본 발명에 의한 담수화 플랜트(P1, P2, P3, P4, P5,)는, 종래 대비, 원수가 부담해야하는 열부하가 감소된다. 그 결과, 원수의 유량이 감소되고, 고온의 해수 방출량이 감소된다.
예컨대, 종래에 있어서 원수가 되는 해수 유량을 Q1, 고온의 해수 방출량을 Q2, 담수 원재료로 공급되는 해수 유량을 Q3라 하고, 본 발명에 의한 담수화 플랜트(P1, P2, P3, P4, P5,)에 있어서 원수가 되는 해수 유량을 Q1', 고온의 해수 방출량을 Q2', 담수 원재료로 공급되는 해수 유량을 Q3', 냉각부(C1, C2, C3, C4, C5)로 유입되는 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산된 담수 유량을 Q4'라 하면, 다음과 같은 관계가 성립한다.
Q2>Q2'
Q3=Q3'
Q4'>0
Q1(=Q2+Q3)=Q1'(=Q2'+Q3')+Q4'
즉, 본 발명에 의한 담수화 플랜트(P1, P2, P3, P4, P5,)는 Q4'만큼 바다로 다시 배출되는 고온의 해수가 감소하므로 생태계 교란 등 환경오염 문제가 억제되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 담수화 플랜트(P1, P2, P3, P4, P5,)는 담수화 플랜트 주변 해수 온도상승에 따른 담수화 플랜트 성능 저하 문제가 해소되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 담수화 플랜트(P1, P2, P3, P4, P5,)는 해수를 취수하여 냉각에 사용하고 다시 배출하는데 쓰이는 각종 배관, 펌프 및 토목구조물의 자재수 및 용량이 감소되어 각종 설비비 및 운영비가 절감되는 효과가 있다. 특히, 해수를 취수하여 냉각에 사용하고 다시 배출하는데 쓰이는 배관은 티타늄과 같은 해수용 재질로 형성되는 반면, 막 이용방식 담수화 장치(R)로부터 냉각부(C1, C2, C3, C4, C5)로 연결되는 배관은 해수용 재질보다 내부식성은 떨어지나 저가이고 가공성 및 열전도도가 좋은 담수용 재질로 형성된다. 따라서, 담수용 재질 배관의 개수 및 용량에 반비례하게 해수용 재질 배관의 개수 및 용량이 감소한다. 그 결과, 본 발명에 의한 담수화 플랜트(P1, P2, P3, P4, P5,)는 담수화 플랜트 전체적인 설비비를 절감할 뿐만 아니라, 열전달률 저하로 인한 원수 유량 증가, 고온의 해수 방출량 증가, 환경오염, 해수 온도상승에 따른 담수화 플랜트 성능 저하 문제 등을 억제하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 담수화 플랜트(P1, P2, P3, P4, P5,)는 막 이용방식 담수화 장치(R)에서 생산되는 담수를 냉각에 이용하는 보다 고효율적인 시스템으로 구축됨으로써 이산화탄소배출저감을 통한 친환경 녹색성장에 부응할 수 있다.
12: 열방출부 14: 열회수부
16, 26: 가열부 18, 28: 저장소
22: 응축부 24: 증발부
112, 212: 취수설비 114, 214 : 배수설비
120: 열방출부 122: 제2응축튜브
124: 제2트레이 126: 제2증발실
130: 공급부 140: 열회수부
142: 제1응축튜브 144: 제1트레이
146: 제1증발실 150, 250: 가열부
160, 260: 농염수방출설비 170, 270: 저장소
182: 탈기기 184, 284: 이젝터
186, 286: 펌프 220: 제2응축부
222: 제2응축튜브 226: 제2응축실
240: 제1응축부 242: 제1응축튜브
246: 제1응축실 252: 증기변환기
254: 열압축기 290: 증발부
292: 증발튜브 294: 노즐
296: 증발실 C, C1, C2, C3, C4, C5: 냉각부
G: 발전소 N: 노즐
P, P1, P2, P3, P4, P5: 담수화 플랜트
R: 막 이용방식 담수화 장치 T: 열에너지방식 담수화 장치

Claims (15)

  1. 역삼투막을 이용하여 담수를 생산하는 막 이용방식 담수화 장치;
    해수를 가열하여 담수를 생산하는 열에너지방식 담수화 장치; 및
    상기 막 이용방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 적어도 일부를 상기 열에너지방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 적어도 일부와 혼합하는 냉각부;를 포함하고,
    상기 열에너지방식 담수화 장치는,
    해수를 가열하는 가열부; 및
    상기 가열부에서 공급된 해수가 유입되는 제1증발실 및 상기 제1증발실의 상부에 구비되는 제1응축튜브를 포함하고, 상기 제1증발실에서 해수가 증발하여 생성된 제1담수증기가 상기 제1응축튜브를 통과하는 해수와 열 교환되는 열회수부, 및 상기 열회수부로부터 토출된 해수가 통과하는 제2증발실 및 상기 제2증발실의 상부에 구비되는 제2응축튜브를 포함하고, 상기 제2증발실에서 해수가 증발하여 생성된 제2담수증기가 상기 제2응축튜브를 통과하는 해수와 열 교환되는 열방출부를 포함하는 열교환부;를 포함하며,
    상기 가열부는, 상기 열교환부를 통과하면서 상기 담수증기와 열 교환된 해수가 공급되어 가열되고,
    상기 냉각부는, 상기 막 이용방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 적어도 일부와 상기 열회수부에서 생산되는 담수의 적어도 일부를 혼합하는 것을 특징으로 하는 담수화 플랜트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 냉각부는 상기 열회수부에서 생산된 담수의 토출로에 형성되어, 상기 막 이용방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 적어도 일부를 상기 토출로에 주입하는 것을 특징으로 하는 담수화 플랜트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 냉각부에서 혼합된 담수는 상기 열방출부에서 생산된 담수에 혼합되는 것을 특징으로 하는 담수화 플랜트.
  7. 역삼투막을 이용하여 담수를 생산하는 막 이용방식 담수화 장치;
    해수를 가열하여 담수를 생산하는 열에너지방식 담수화 장치; 및
    상기 막 이용방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 적어도 일부를 상기 열에너지방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 적어도 일부와 혼합하는 냉각부;를 포함하고,
    상기 열에너지방식 담수화 장치는,
    해수를 가열하는 가열부; 및
    상기 가열부에서 공급된 해수가 유입되는 제1증발실 및 상기 제1증발실의 상부에 구비되는 제1응축튜브를 포함하고, 상기 제1증발실에서 해수가 증발하여 생성된 제1담수증기가 상기 제1응축튜브를 통과하는 해수와 열 교환되는 열회수부, 및 상기 열회수부로부터 토출된 해수가 통과하는 제2증발실 및 상기 제2증발실의 상부에 구비되는 제2응축튜브를 포함하고, 상기 제2증발실에서 해수가 증발하여 생성된 제2담수증기가 상기 제2응축튜브를 통과하는 해수와 열 교환되는 열방출부를 포함하는 열교환부;를 포함하며,
    상기 가열부는, 상기 열교환부를 통과하면서 상기 담수증기와 열 교환된 해수가 공급되어 가열되고,
    상기 열방출부는, 상기 제2응축튜브에 의해 응축된 담수가 모이는 트레이를 더 포함하고,
    상기 냉각부는 상기 열방출부 내부에 구비되어, 상기 막 이용방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 적어도 일부를 상기 트레이에 주입하는 것을 특징으로 하는 담수화 플랜트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 열회수부에서 생산된 담수는 상기 열방출부에서 생산된 담수에 혼합되는 것을 특징으로 하는 담수화 플랜트.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제7항에 있어서,
    상기 냉각부는 상기 트레이의 상부에 설치되어, 상기 막 이용방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 적어도 일부를 상기 트레이에 분사하는 것을 특징으로 하는 담수화 플랜트.
  12. 역삼투막을 이용하여 담수를 생산하는 막 이용방식 담수화 장치;
    해수를 가열하여 담수를 생산하는 열에너지방식 담수화 장치; 및
    상기 막 이용방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 적어도 일부를 상기 열에너지방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 적어도 일부와 혼합하는 냉각부;를 포함하고,
    상기 열에너지방식 담수화 장치는,
    담수증기가 유입되는 증발튜브 및 상기 증발튜브로 해수를 분사하는 노즐을 포함하고, 상기 노즐에서 분사된 해수는 상기 증발튜브와 열교환하여 담수증기가 되고 상기 증발튜브 내 담수증기는 담수가 되는 증발부; 및 해수가 통과하는 응축튜브를 포함하고, 상기 증발부에서 생성된 담수증기가 유입되어 상기 응축튜브와 열교환을 통해 담수가 생산되고 상기 응축튜브 내 해수는 가열되는 응축부;를 포함하며,
    상기 냉각부는 상기 응축부 내부에 구비되어, 상기 막 이용방식 담수화 장치에서 생산되는 담수의 적어도 일부를 상기 응축부에 주입하는 것을 특징으로 하는 담수화 플랜트.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서,
    상기 증발부에서 생산된 담수는 상기 응축부에서 생산된 담수에 혼합되는 것을 특징으로 하는 담수화 플랜트.
  15. 삭제
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