KR101806498B1 - A Flash Tank for Supplying Highly Dried Steam - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 플래시탱크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플래시탱크 내에 열교환기를 두고 산업현장에서 버려지는 폐열, 브라인 등의 열을 탱크 내에 공급하여 건도를 향상시킨 스팀을 공급할 수 있는 플래시 탱크 구조 및 건도가 향상된 스팀의 공급 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a flash tank, and more particularly, to a flash tank structure and a flash tank structure capable of supplying steam with a heat exchanger in a flash tank and supplying heat, such as waste heat and brine discharged from an industrial site, To an improved method of supplying steam.
플래시탱크는 증기(스팀)을 공급하기 위한 구조물로서, 플래시탱크 내부에 고온의 고압수가 공급되면 갑자기 부피가 팽창하는 고압수의 일부가 증기로 상 변화를 일으키는 현상을 이용하여, 증기를 보다 효율적으로 생성하고 공급하기 위한 장치이다.A flash tank is a structure for supplying steam (steam). When a high-temperature high-pressure water is supplied into a flash tank, a part of high-pressure water which suddenly expands in volume causes a phase change to steam, Generating and supplying the same.
플래시탱크로 들어온 고압수는 순간적으로 부피 팽창을 일으키게 되고, 이는 일부의 증기와 응축수를 생성한다. 하지만 이와 같은 순간적인 압력 강하로 발생하는 증기는 건도가 낮은 증기, 즉 수분을 많이 머금고 있는 증기이다. 건도가 낮은 증기(수분 함유량이 높은 증기)는 배관과 주요 기기의 수명을 단축시키는 원인이 된다. 또한 건도가 낮은 증기는 양질의 증기가 아니므로, 이를 그대로 공급하기에는 무리가 있다.The high pressure water entering the flash tank instantaneously causes a volume expansion, which produces some steam and condensate. However, the steam generated by this instantaneous pressure drop is the steam with low quality, that is, the steam with much water. Low-modulus steam (steam with high moisture content) can cause shortening of life of piping and major equipment. Also, since the steam having a low quality is not a high quality steam, it is difficult to supply it as it is.
이에 종래에는 플래시탱크의 증기 출구 전에 디미스터(demister) 또는 미스트 엘리미네이터를 장착하고, 증기 출구 배관 쪽에는 기수분리기를 장착하여, 증기의 건도를 향상시키는 방식이 적용되어 왔다.Conventionally, a method has been employed in which a demister or a mist eliminator is mounted before the steam outlet of the flash tank, and a steam separator is installed at the steam outlet pipe to improve the steam quality.
그러나 이는 건도가 낮은 증기의 수분을 증기로 상 변화시키는 것이 아니라 물로 응축하는 방식이기 때문에 증기의 건도는 향상될 수 있지만 증기의 양 자체가 줄어든다는 한계가 있다. However, this is not a method of phase-changing the moisture of a low-grade steam to a steam, but a method of condensing with water, so that the steam quality can be improved, but the amount of steam itself is limited.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 건도가 향상된 스팀을 제공할 수 있는 플래시탱크 및 이를 이용하여 건도가 향상된 스팀을 공급하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a flash tank capable of providing enhanced steam and a method of supplying steam having improved quality using the flash tank.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 고압의 유입수가 투입되어 기수 분리되고 증기를 외부로 공급하는 플래시탱크로서, 상기 플래시탱크는: 상기 유입수가 유입되는 유입부(32); 상기 유입부(32)보다 하부에 마련되어 상기 유입부를 통해 플래시탱크 내부로 유입된 유입수 중 증기가 되지 못하고 응축수가 된 물을 수용하는 응축수 수용부(39); 및 상기 유입부(32)보다 상부에 구비되며, 상기 유입부를 통해 유입된 후 기화된 증기와 열교환하는 열교환기;를 포함하는 플래시탱크를 제공한다.In order to solve the above-described problems, the present invention provides a flash tank in which high-pressure inflow water is introduced and separated by water and supplies steam to the outside, the flash tank comprising: an inflow portion (32) into which the inflow water flows; A condensed
상기 열교환기에 공급되는 유체는 플래시 탱크 내의 증기와 혼합되지 않도록 격리된다.The fluid supplied to the heat exchanger is isolated from mixing with the steam in the flash tank.
상기 열교환기에 공급되는 유체의 온도는 상기 유입수의 온도보다 높아, 상기 열교환기가 증기의 건도를 향상시키게 된다.The temperature of the fluid supplied to the heat exchanger is higher than the temperature of the influent water, so that the heat exchanger improves the steam quality of the steam.
이와 달리 상기 열교환기에 공급되는 유체의 온도는 상기 유입수의 온도보다 낮아, 상기 열교환기가 증기의 생성을 억제하고 응축수의 생성을 증가시키는 기수 분리 작용을 할 수도 있다.Alternatively, the temperature of the fluid supplied to the heat exchanger may be lower than the temperature of the influent water, so that the heat exchanger may perform a water separating action to suppress the generation of steam and increase the generation of condensed water.
상기 열교환기는 코일 타입이다.The heat exchanger is a coil type.
상기 응축수 수용부(39)의 하부에는 수용된 응축수를 외부로 배출하는 드레인부(34)가 구비된다. 그리고 상기 응축수 수용부의 응축수 수위를 측정하는 레벨게이지(42)를 더 구비한다. 그리고 상기 레벨게이지에 의해 측정된 응축수의 수위가 기준 수위를 넘어설 경우 드레인부를 통해 응축수를 배출한다.And a
상기 열교환기로 유입되는 유체의 양은 플래시탱크 내의 압력과 증기 온도 중 적어도 어느 하나에 근거하여 제어된다.The amount of fluid flowing into the heat exchanger is controlled based on at least one of the pressure in the flash tank and the vapor temperature.
상기 플래시탱크 내의 압력이 높을수록 상기 열교환기에 공급되는 유체의 양은 줄어들도록 제어된다.The amount of the fluid supplied to the heat exchanger is controlled so as to decrease as the pressure in the flash tank is higher.
상기 플래시탱크 내의 증기 온도가 높을수록 상기 열교환기에 공급되는 유체의 양은 줄어들도록 제어된다.The higher the steam temperature in the flash tank, the more the amount of fluid supplied to the heat exchanger is controlled to be reduced.
상기 열교환기 입구의 유체 온도(T1)과 열교환기 출구의 유체 온도(T2)를 비교하여, 두 온도의 차(T1-T2)가 클수록 공급되는 유체의 양은 늘어나고, 온도의 차가 작을수록 공급되는 유체의 양은 줄어들도록 제어된다.The fluid temperature T1 at the inlet of the heat exchanger is compared with the fluid temperature T2 at the exit of the heat exchanger. The larger the difference between the two temperatures T1-T2, the greater the amount of fluid supplied. Is controlled to be reduced.
상기 플래시탱크 내의 열교환기와 유입부 사이에는 증기 내의 응축수를 제거하고 증기의 유동을 균일하게 퍼뜨리는 커버 플레이트(50)가 설치된다.A cover plate (50) is provided between the heat exchanger and the inflow section in the flash tank to remove condensed water from the steam and distribute the flow of the steam evenly.
상기 커버 플레이트의 외주면의 적어도 일부가 상기 플래시탱크의 내벽에 의해 지지된다. 상기 커버 플레이트의 외주면에는 스팀으로부터 제거된 응축수가 플래시탱크의 바닥으로 흘러내릴 수 있도록 배수로(52)가 형성된다. 그리고 상기 커버 플레이트는 중앙부에서 외주면으로 갈수록 점점 낮아지도록 경사진 형태이다.At least a part of the outer peripheral surface of the cover plate is supported by the inner wall of the flash tank. A drainage passage (52) is formed on the outer circumferential surface of the cover plate so that condensed water removed from the steam can flow down to the bottom of the flash tank. The cover plate is inclined so as to gradually decrease from the central portion to the outer circumferential surface.
상기 커버 플레이트의 표면에는 다공부가 형성되어 있다.On the surface of the cover plate, a pore is formed.
상기 플래시탱크에는 증기의 압력이 소정 압력 이상으로 상승할 경우 개방되는 안전밸브(46)를 더 포함한다. 그리고 상기 안전밸브는 열교환기보다 상부에 설치된다. 상기 스팀의 압력은 열교환기보다 상부에 설치된 압력센서(44)에 의해 측정된다.The flash tank further includes a safety valve (46) opened when the pressure of the steam rises above a predetermined pressure. The safety valve is installed above the heat exchanger. The pressure of the steam is measured by a
그리고 상기 열교환기의 유체는 냉매, 산업공정에서 버려지는 폐열수나 브라인일 수 있다.And the fluid in the heat exchanger may be a refrigerant, a waste heat discarded in an industrial process, or a brine.
또한 본 발명은 상술한 플래시탱크를 이용하여 건도가 향상된 증기를 공급하는 방법으로서, 고압수를 플래시탱크 내부로 유입시키는 단계; 및 상기 열교환기에 유입수보다 높은 온도의 유체를 상기 열교환기에 공급하여 플래시탱크 내부에 있는 증기를 2차 가열하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건도가 향상된 스팀 공급 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of supplying steam having improved quality using the flash tank, comprising: introducing high pressure water into a flash tank; And supplying a fluid having a temperature higher than that of the inflow water to the heat exchanger to heat the steam in the flash tank.
상기 플래시탱크에서 발생한 응축수의 수위를 측정하여 수위가 기준 수위를 넘을 경우 응축수를 드레인한다.The level of the condensed water generated in the flash tank is measured and the condensate is drained when the level exceeds the reference level.
상기 플래시탱크 내의 압력이 높을수록 상기 열교환기에 공급되는 유체의 양을 줄이고, 상기 플래시탱크 내의 압력이 낮을수록 상기 열교환기에 공급되는 유체의 양을 늘린다. As the pressure in the flash tank increases, the amount of fluid supplied to the heat exchanger decreases, and as the pressure in the flash tank decreases, the amount of fluid supplied to the heat exchanger increases.
상기 플래시탱크 내의 스팀의 온도(T3)가 높을수록 상기 열교환기에 공급되는 냉매의 양을 줄이고, 상기 플래시탱크 내의 스팀의 온도가 낮을수록 상기 열교환기에 공급되는 냉매의 양을 늘린다.The amount of the refrigerant supplied to the heat exchanger is decreased as the temperature T3 of steam in the flash tank is higher and the amount of the refrigerant supplied to the heat exchanger is increased as the temperature of steam in the flash tank is lower.
상기 플래시탱크의 열교환기 입구의 유체 온도(T1)과 열교환기 출구의 유체 온도(T2)를 비교하여, 두 온도의 차(T1-T2)가 클수록 공급되는 유체의 양을 늘리고, 온도의 차가 작을수록 공급되는 유체의 양을 늘린다. The fluid temperature T1 at the inlet of the heat exchanger of the flash tank is compared with the fluid temperature T2 at the exit of the heat exchanger to increase the amount of fluid supplied as the difference between the two temperatures T1-T2 increases, Increases the amount of supplied fluid.
상기 플래시탱크의 스팀의 압력이 소정 압력 이상으로 상승할 경우 스팀을 플래시탱크 외부로 릴리즈시킨다. When the pressure of the steam in the flash tank rises to a predetermined pressure or higher, the steam is released to the outside of the flash tank.
본 발명에 의하면, 간단한 구조로 건도가 향상된 스팀을 공급할 수 있다.According to the present invention, it is possible to supply steam having improved dryness with a simple structure.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.
도 1은 본 발명에 따른 일실시예로서 플래시탱크의 전체적인 구조를 나타낸 모식도, 그리고
도 2와 도 3은 본 발명에 따른 일실시예로서 히트펌프 시스템의 플래시탱크 내에 설치되는 커버 플레이트의 일실시예의 평면도와 측면도이다.1 is a schematic view showing an entire structure of a flash tank according to an embodiment of the present invention, and FIG.
2 and 3 are a plan view and a side view of an embodiment of a cover plate installed in a flash tank of a heat pump system according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.It is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to inform.
[플래시탱크의 구조] [Structure of Flash Tank]
도 1은 본 발명에 따른 일실시예로서 플래시탱크의 전체적인 구조를 나타낸 모식도이다.1 is a schematic view showing the overall structure of a flash tank according to an embodiment of the present invention.
플래시탱크(30)는 도시된 바와 같이 외부와 격리된 내부 공간을 구비하는 함체이다. 플래시탱크(30)의 하부 측면에는 유입부(32)가 마련되고, 상단부에는 토출밸브(36)가 마련된다. 그리고 플래시탱크(30)의 하단부에는 드레인부(34)가 마련된다.The
플래시탱크(30)의 내부 공간에는 유입부(32)를 통해 고온의 고압수가 유입된다. 고온의 고압수가 유입되면서 갑자기 넓은 공간의 플래시탱크(30) 내부로 유입되면, 부피가 팽창하며 압력이 낮아져 일부 유입수가 기화되어 증기가 생성된다. 기화되지 않은 유입수 부분은 응축수가 되어 플래시탱크 하부로 떨어지며, 상기 유입부(32)보다 낮은 플래시탱크(30) 하부 공간은 응축수 수용부(39)가 된다.High-temperature high-pressure water flows into the inner space of the
상기 플래시탱크(30)의 측면에는 레벨게이지(42)가 설치된다. 상기 레벨게이지(42)는 플래시탱크(30) 내에 수용되는 응축수의 수위를 측정 및 감지한다. 그리고 레벨 게이지(42)는, 유입구(32)보다 낮은 위치에 마련된 기준 높이보다 수용부(39)에 수용된 응축수의 수위가 높아지면, 드레인부(34)를 개방하여 응축수를 플래시탱크(30) 외부로 내보낸다.A
플래시탱크(30) 외부로 내보내진 응축수는, 다시 폐열수 등에 의해 직접 가열되거나, 폐열수의 열을 회수하는 히트펌프의 응축기 부분과 열교환하며 열을 흡수하는 방식으로 재가열되어 재차 당해 플래시탱크(30)의 유입부(32)를 통해 플래시탱크 내부에 고온 고압으로 유입된다. 그리고 플래시탱크(30)에 공급되는 고압수는 외부에서 지속적으로 보충된다.The condensate discharged to the outside of the
한편 상기 유입부(32)를 통해 플래시탱크(30)로 유입된 고압수로부터 기화된 증기는 위쪽으로 상승하여 올라가게 되며, 위로 올라가던 증기 중 일부는 다시 응축수가 되어 플래시탱크 바닥으로 떨어질 수 있다.On the other hand, the vapor vaporized from the high-pressure water flowing into the
레벨게이지(42)는 플래시탱크 내부의 수위가 너무 낮은 경우에는 물을 보충하는 동작을 수행할 수도 있다. 또한 이렇게 보충되는 물은 플래시탱크 내부로 직접 공급되지 않고, 드레인부(34)의 배관에 합류하는 방식으로 공급될 수도 있다. 보충되는 물은 상대적으로 온도가 낮을 수 있기 때문에, 고온의 환경을 유지해야 하는 플래시탱크에 공급되기보다는 외부에서 가열된 후 플래시탱크 내에 공급되는 것이 바람직하다.The
플래시탱크(30) 내에서 상기 유입부(32)의 상부에는 커버 플레이트(50)가 설치된다. 도 1을 참조하면, 커버 플레이트(50)는 그 외주면의 적어도 일부가 플래시탱크(30)의 내벽에 의해 지지됨으로써 플래시탱크 내에 설치된다.A cover plate (50) is installed in the flash tank (30) at an upper portion of the inflow part (32). Referring to FIG. 1, the
도 2와 도 3은 본 발명에 따른 일실시예로서 플래시탱크 내에 설치되는 커버 플레이트의 일실시예의 평면도와 측면도이다. 도 2를 참조하면 커버 플레이트(50)에는 다공부(54)가 구비되어 있다. 다공부(54)는 유입부를 통해 플래시탱크 내로 유입된 수증기가 플래시탱크 내에서 떠오를 때 수증기를 골고루 분산시켜주는 기능을 한다. 이는 후술할 열교환기(18)와 수증기 사이에 열교환이 더욱 원활하게 일어나도록 해준다. 2 and 3 are a plan view and a side view of an embodiment of a cover plate installed in a flash tank according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a
상술한 바와 같이 커버 플레이트(50)의 외주면은 플래시탱크의 내주면에 고정되며, 커버 플레이트(50)는 도 3과 같이 가운데가 가장 높고 외주로 갈수록 높이가 낮아지는 삿갓 형태일 수 있다. 그리고 그 경사각(a)은 대략 1~3˚ 정도일 수 있다. 경사각이 3˚ 이상이면 증기의 분산 기능이 떨어지고, 경사각이 1˚ 이하이면 커버 플레이트(50)를 통과하던 증기 중 일부가 다시 액화됨으로 인해 커버 플레이트에 맺히는 물이 원활히 이동하지 않고 제자리에 머무르게 되어, 커버 플레이트(50)에 맺힌 물이 수증기의 액화를 가속화하는 문제가 생긴다.As described above, the outer circumferential surface of the
삿갓 형태의 커버 플레이트는 도 2에 도시된 바와 같이 외주에 배수로(52)가 형성되어 있다. 배수로는 도시된 바와 같이 홈 형태일 수 있다. 따라서 삿갓 형태의 커버 플레이트에 맺힌 물은 가장자리로 이동하여 배수로(52)를 통해 플래시탱크(30) 밑에 있는 응축수 수용부(39)로 떨어질 수 있다.As shown in FIG. 2, a cover-shaped cover plate is formed with a
상술한 레벨 게이지(42)와 유입부(32)는 커버 플레이트(50)보다 하부에 위치한다.The
커버 플레이트(50)보다 위쪽에는 열교환기(18)가 위치한다. 열교환기(18)에는 유체가 유입되고, 열교환기 내부의 유체와 플래시탱크 내부의 증기 사이에서 열교환이 이루어진다. 열교환기 내부의 유체의 온도가 플래시탱크 내부의 증기 온도보다 높은 경우에는 플래시탱크 내부의 증기가 열교환기로부터 가열되어 증기 내에 있던 수분이 기화되도록 촉진한다. 따라서 플래시탱크 내의 열교환기에 공급된 고온의 유체에 의해 증기의 건도가 향상된다.A heat exchanger (18) is located above the cover plate (50). The fluid is introduced into the
열교환기(18)는 열교환기 내부를 유동하는 유체가 열교환기 외부, 즉 플래시탱크 내부 공간으로 혼합되지 않도록 두 공간을 확실히 격리한다. 또한 상승하는 증기에 대한 열교환인 점을 감안하여, 본 발명에서는 도시된 바와 같이 코일 타입의 열교환기를 구성하여 증기와의 열교환 효율을 더욱 높였다. 구체적으로 설명하면, 고온의 내부 압력에 대해 효과적으로 견디도록 하기 위해 플래시탱크의 측면 자체가 원기둥 형태로 제작될 수 있으며, 이러한 원기둥 형태의 플래시탱크와 기하학적으로 대응할 수 있는 원기둥 형상을 가지는 코일 타입의 열교환기를 적용함으로써, 본 발명에서는 상승하는 증기에 대한 열교환 효율을 더욱 높일 수 있다. 물론 플래시탱크의 원기둥 형상의 중심축과 열교환기의 중심축은 서로 정렬될 수 있다.The
상술한 바와 같이 열교환기(18)는 증기를 재가열하여 증기 내에 포함된 수분을 확실히 기화시켜 건도를 향상시키기 위한 구성이므로, 이미 증기의 건도가 확보되어 재가열할 필요가 없을 정도로 플래시탱크 내의 증기 온도가 높다면 열교환기로 유체가 흐르지 않도록 제어할 수 있고, 수증기를 재가열해야 하는 정도에 따라 열교환기로 흐르는 유체의 양을 조절할 수도 있다. As described above, the
열교환기 내로 흐르는 유체의 유동 여부와 유동량 조절을 하는 제어 인자로서는 플래시탱크 내의 압력이 있을 수 있다. 플래시탱크 내에는 압력센서(44)가 설치되어 있어 내부의 압력을 지속적으로 모니터링한다. 플래시탱크 내의 압력이 높다는 것은 플래시탱크 내의 증기의 온도가 더 높다는 것을 의미할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 일 실시예에서는 플래시탱크 내부의 압력이 높을수록 열교환기로 유입되는 유체의 양은 적어지고, 플래시탱크 내부의 압력이 낮을수록 열교환기로 유입되는 유체의 양은 많아지게 제어할 수 있다.There may be a pressure in the flash tank as a control factor for controlling the flow rate of the fluid flowing into the heat exchanger and the flow rate. A
냉매의 흐름 단속이나 유동량 조절을 하는 다른 제어 인자로서는 플래시탱크 내의 온도가 있을 수 있다. 이 때에는 플래시탱크 내부의 온도가 높을수록 열교환기로 유입되는 유체의 양은 적어지고, 플래시탱크 내부의 온도가 낮을수록 열교환기로 유입되는 유체의 양은 많아지게 제어할 수 있다.Other control factors that control the flow of the refrigerant or adjust the flow rate may be the temperature in the flash tank. At this time, the amount of the fluid flowing into the heat exchanger decreases as the temperature inside the flash tank increases, and the amount of the fluid flowing into the heat exchanger increases as the temperature inside the flash tank decreases.
또한 열교환기에 대한 유체의 흐름 단속이나 유동량 조절을 하는 다른 제어 인자로서는 열교환기(18) 유체 유입부의 유체 온도(T1)와 열교환기(18) 유체 유출부의 유체 온도(T2)일 수 있다. 즉 플래시탱크 내에 있는 열교환기 입구의 유체 온도(T1)과 열교환기 출구의 유체 온도(T2)를 비교하여, 두 온도의 차(T1-T2)가 크다는 것은 그만큼 열교환이 유체와 수증기의 온도차가 커서 열교환이 많이 일어난다는 의미가 될 수 있고, 이 때에는 수증기의 온도를 더 높이기 위해 유체의 유동량을 증가시킬 필요가 있다고 판단할 수 있다. 반대로 두 온도의 차(T1-T2)가 작다는 것은 그만큼 열교환이 유체와 수증기의 온도차가 작아 열교환이 적게 일어난다는 의미가 될 수 있고, 이 때에는 유체의 유동량을 줄여도 좋다고 판단할 수 있다. 따라서 두 온도의 차(T1-T2)가 클수록 공급되는 유체의 양은 늘어나고, 온도의 차가 작을수록 공급되는 유체의 양은 줄어들도록 제어할 수도 있다.The other control factors for controlling the fluid flow or controlling the fluid flow to the heat exchanger may be the fluid temperature T1 of the fluid inlet portion of the
이처럼 본 발명에 따르면 건도가 낮은 증기를 열교환기로 2차 가열하여 건도가 높은 고품질의 증기로 만드는 것이 가능하다. 특히 본 발명과 같이 열교환기를 통해 증기를 2차 가열하여 건도를 높이는 경우 종래의 방식 대비 증기의 압력이 더욱 높아질 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to make the steam having a low degree of quality secondarily heated by the heat exchanger to produce high quality steam having high quality. In particular, when the steam is secondarily heated through the heat exchanger according to the present invention to increase the dryness, the pressure of the steam can be further increased compared with the conventional method.
이러한 점을 감안하여 본 발명에서는 플래시탱크의 열교환기 상부에 압력센서(44)가 설치된다. 압력센서(44)는 플래시탱크 내부의 압력 중 특히 열교환기를 지나며 가열되어 상승한 증기의 압력을 지속적으로 모니터링한다. 그리고 모니터링 결과, 내부 압력이 지나치게 높음이 감지된 경우에는 플래시탱크 상부에 설치된 안전밸브(46)를 통하여 증기 일부를 릴리즈 함으로써 플래시탱크의 파손이나 폭발을 방지한다. 안전밸브 역시 열교환기보다 상부에 설치되어 있어서, 가장 압력이 높은 플래시탱크 내부 영역의 압력을 가장 직접적이고 효과적으로 해소할 수 있다.In view of the above, in the present invention, the
플래시탱크 열교환기 상부에는 토출밸브(36)가 설치되어 있어서 산업 현장 등에 공급되는 스팀의 양을 제어한다. 토출밸브(36)를 통해 토출되어 각 산업 현장에 공급되는 증기는, 열교환기에 의해 2차 가열되어 건도가 향상된 증기로서, 배관과 주요 기기의 수명을 단축시킬 염려가 없으며, 질이 높은 고온의 증기로서 산업 현장에서 활용하기에 더욱 유익하다.The flash tank heat exchanger is provided with a
한편 상기 열교환기로 유입되는 유체는 냉매 또는 산업현장에서 버려지는 폐열, 브라인 등을 활용할 수 있다.On the other hand, the fluid flowing into the heat exchanger can utilize refrigerant or waste heat, brine or the like, which is discharged from an industrial site.
열교환기로 유입되는 유체의 경우, 본 발명에서 건도를 향상시켜 고품질의 증기를 생산하기 위해 요구되는 온도가 약 섭씨 120도 정도인 것을 감안하면, 가령 R-245fa 냉매를 사용할 수 있다. 그리고 산업 현장의 폐열 등은 섭씨 60도 내외인 경우가 대부분인데, 이는 직접 열교환기로 공급되기에는 낮은 온도이다. 따라서 상기 냉매가 압축-응축-팽창-증발의 과정을 거치도록 하되, 증발 과정에서 상기 산업 현장의 폐열을 회수하도록 하고, 압축을 통해 기체 상의 냉매를 고온으로 만든 후 열교환기에 유입되도록 함으로써, 플래시탱크 내의 증기를 2차 가열하여 건도를 향상시킬 수 있다.In the case of the fluid flowing into the heat exchanger, R-245fa refrigerant can be used, for example, in the present invention, considering that the temperature required for improving the quality and producing high-quality steam is about 120 degrees centigrade. And the waste heat of the industrial site is mostly around 60 degrees Celsius, which is low temperature to be supplied directly to the heat exchanger. Accordingly, the refrigerant is subjected to the compression-condensation-expansion-evaporation process, the waste heat of the industrial site is recovered in the evaporation process, the refrigerant in the gaseous phase is made hot through the compression and then introduced into the heat exchanger, It is possible to improve the dryness by heating the steam in the second heat.
또한 압축된 고온의 냉매를 응축하는 과정에서 발생하는 열을, 상기 플래시탱크의 드레인부(34)를 통해 유출시킨 응축수를 가열하는데 사용하거나, 플래시탱크에 공급되는 물을 가열하는데 사용함으로써, 플래시탱크 내부로 유입시키는 고온 고압수를 생성할 수 있다.Also, the heat generated during the process of condensing the compressed high-temperature refrigerant is used to heat the condensed water discharged through the
열교환기를 구비하는 상술한 플래시탱크는, 열교환기를 통해 플래시탱크 내부의 증기를 2차 가열하는 방식으로 사용될 수 있음은 물론, 기수분리기의 형태로 사용할 수도 있다. 가령 열교환기로 유입되는 유체가 플래시탱크 내부로 유입되는 유입수의 온도보다 낮으면, 증기의 생성이 억제되고 응축수의 생성을 증가시킬 수 있게 되므로 기수 분리기로 활용하는 것이 가능하다.The above-described flash tank having a heat exchanger can be used in a manner of secondarily heating the vapor inside the flash tank through a heat exchanger, or can be used in the form of a water separator. For example, if the fluid flowing into the heat exchanger is lower than the temperature of the inflow water flowing into the flash tank, it is possible to use steam as a water separator since the generation of steam can be suppressed and the generation of condensed water can be increased.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is obvious that a transformation can be made. Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the effects of the present invention are not explicitly described and described, but it is needless to say that the effects that can be predicted by the configurations should also be recognized.
18: 열교환기
30: 플래시탱크
32: 유입부
34: 드레인부
36: 토출밸브
39: 응축수 수용부
42: 레벨게이지
44: 압력센서
46: 안전밸브
50: 커버 플레이트
52: 배수로
54: 다공부18: Heat exchanger
30: Flash tank
32:
34: drain part
36: Discharge valve
39: Condensate receiving part
42: Level gauge
44: Pressure sensor
46: Safety valve
50: Cover plate
52: drainage
54: Pure study
Claims (22)
상기 플래시탱크는:
상기 유입수가 유입되는 유입부(32);
상기 유입부(32)보다 하부에 마련되어 상기 유입부를 통해 플래시탱크 내부로 유입된 유입수 중 증기가 되지 못하고 응축수가 된 물을 수용하는 응축수 수용부(39); 및
상기 유입부(32)보다 상부에 구비되며, 상기 유입부를 통해 유입된 후 기화된 증기와 열교환하는 열교환기;를 포함하고,
상기 열교환기에 공급되는 유체는 플래시 탱크 내의 증기와 혼합되지 않도록 격리되며,
상기 열교환기에 공급되는 유체의 온도는 상기 유입수의 온도보다 높아, 상기 열교환기가 증기의 건도를 향상시키게 되는 것을 특징으로 하는 플래시탱크.
A flash tank in which high-pressure influent water is injected and separated by water, and which supplies steam to the outside,
The flash tank comprises:
An inlet (32) through which the inflow water flows;
A condensed water accommodating portion 39 provided below the inflow portion 32 to receive water as condensed water which does not become vapor among inflow water introduced into the flash tank through the inflow portion; And
And a heat exchanger provided above the inlet (32) and performing heat exchange with the vapor introduced after flowing through the inlet,
The fluid supplied to the heat exchanger is isolated from mixing with the steam in the flash tank,
Wherein a temperature of the fluid supplied to the heat exchanger is higher than a temperature of the inflow water, so that the heat exchanger improves the steam quality of the steam.
상기 열교환기로 유입되는 유체의 양은 플래시탱크 내의 압력과 증기 온도 중 적어도 어느 하나에 근거하여 제어되는 플래시탱크.
The method according to claim 1,
Wherein the amount of the fluid flowing into the heat exchanger is controlled based on at least one of the pressure in the flash tank and the steam temperature.
상기 플래시탱크 내의 압력이 높을수록 상기 열교환기에 공급되는 유체의 양은 줄어들도록 제어되는 플래시탱크.
The method of claim 2,
And the amount of the fluid supplied to the heat exchanger is controlled so as to decrease as the pressure in the flash tank is higher.
상기 플래시탱크 내의 증기 온도가 높을수록 상기 열교환기에 공급되는 유체의 양은 줄어드는 것을 특징으로 하는 플래시탱크.
The method of claim 2,
Wherein the higher the steam temperature in the flash tank is, the lower the amount of fluid supplied to the heat exchanger is.
상기 열교환기 입구의 유체 온도(T1)과 열교환기 출구의 유체 온도(T2)를 비교하여, 두 온도의 차(T1-T2)가 클수록 공급되는 유체의 양은 늘어나고, 온도의 차가 작을수록 공급되는 유체의 양은 줄어드는 것을 특징으로 하는 플래시탱크.
The method of claim 2,
The fluid temperature T1 at the inlet of the heat exchanger is compared with the fluid temperature T2 at the exit of the heat exchanger. The larger the difference between the two temperatures T1-T2, the greater the amount of fluid supplied. The amount of flash tank is characterized by reduced.
상기 플래시탱크 내의 열교환기와 유입부 사이에는 증기 내의 응축수를 제거하고 증기의 유동을 균일하게 퍼뜨리는 커버 플레이트(50)가 설치되는 것을 특징으로 하는 플래시탱크.
The method according to claim 1,
Characterized in that a cover plate (50) is provided between the heat exchanger and the inlet in the flash tank to remove condensed water in the vapor and to evenly distribute the flow of the vapor.
상기 커버 플레이트의 외주면의 적어도 일부가 상기 플래시탱크의 내벽에 의해 지지되고,
상기 커버 플레이트의 외주면에는 증기로부터 제거된 응축수가 플래시탱크의 바닥으로 흘러내릴 수 있도록 배수로(52)가 형성되며,
상기 커버 플레이트는 중앙부에서 외주면으로 갈수록 점점 낮아지도록 경사진 것을 특징으로 하는 플래시탱크.
The method of claim 6,
At least a part of the outer peripheral surface of the cover plate is supported by the inner wall of the flash tank,
A drainage passage (52) is formed on the outer peripheral surface of the cover plate so that condensed water removed from the steam can flow down to the bottom of the flash tank,
Wherein the cover plate is tilted so as to gradually decrease from a central portion toward an outer peripheral surface.
상기 플래시탱크는:
상기 유입수가 유입되는 유입부(32);
상기 유입부(32)보다 하부에 마련되어 상기 유입부를 통해 플래시탱크 내부로 유입된 유입수 중 증기가 되지 못하고 응축수가 된 물을 수용하는 응축수 수용부(39); 및
상기 유입부(32)보다 상부에 구비되며, 상기 유입부를 통해 유입된 후 기화된 증기와 열교환하는 열교환기;를 포함하고,
상기 플래시탱크 내의 열교환기와 유입부 사이에는 증기 내의 응축수를 제거하고 증기의 유동을 균일하게 퍼뜨리는 커버 플레이트(50)가 설치되며,
상기 커버 플레이트의 외주면의 적어도 일부가 상기 플래시탱크의 내벽에 의해 지지되고,
상기 커버 플레이트의 외주면에는 증기로부터 제거된 응축수가 플래시탱크의 바닥으로 흘러내릴 수 있도록 배수로(52)가 형성되며,
상기 커버 플레이트는 중앙부에서 외주면으로 갈수록 점점 낮아지도록 경사진 것을 특징으로 하는 플래시탱크.
A flash tank in which high-pressure influent water is injected and separated by water, and which supplies steam to the outside,
The flash tank comprises:
An inlet (32) through which the inflow water flows;
A condensed water accommodating portion 39 provided below the inflow portion 32 to receive water as condensed water which does not become vapor among inflow water introduced into the flash tank through the inflow portion; And
And a heat exchanger provided above the inlet (32) and performing heat exchange with the vapor introduced after flowing through the inlet,
Between the heat exchanger and the inlet portion in the flash tank, a cover plate (50) for removing condensed water in the steam and uniformly distributing the flow of the steam is provided,
At least a part of the outer peripheral surface of the cover plate is supported by the inner wall of the flash tank,
A drainage passage (52) is formed on the outer peripheral surface of the cover plate so that condensed water removed from the steam can flow down to the bottom of the flash tank,
Wherein the cover plate is tilted so as to gradually decrease from a central portion toward an outer peripheral surface.
상기 열교환기에 공급되는 유체는 플래시 탱크 내의 증기와 혼합되지 않도록 격리되는 것을 특징으로 하는 플래시탱크.
The method of claim 8,
Wherein the fluid supplied to the heat exchanger is isolated so as not to mix with steam in the flash tank.
상기 열교환기에 공급되는 유체의 온도는 상기 유입수의 온도보다 낮아, 상기 열교환기가 증기의 생성을 억제하고 응축수의 생성을 증가시키는 기수 분리 작용을 하는 것을 특징으로 하는 플래시탱크.
The method of claim 9,
Wherein the temperature of the fluid supplied to the heat exchanger is lower than the temperature of the influent water so that the heat exchanger performs a water separating action to suppress the generation of steam and increase the generation of condensed water.
상기 커버 플레이트의 표면에는 다공부가 형성된 것을 특징으로 하는 플래시탱크.
The method according to any one of claims 7 to 10,
Wherein a surface of the cover plate is polished.
상기 열교환기는 코일 타입인 것을 특징으로 하는 플래시탱크.
The method according to any one of claims 1 to 10,
Wherein the heat exchanger is a coil type.
상기 응축수 수용부(39)의 하부에는 수용된 응축수를 외부로 배출하는 드레인부(34)가 구비되고,
상기 응축수 수용부의 응축수 수위를 측정하는 레벨게이지(42)를 더 구비하며,
상기 레벨게이지에 의해 측정된 응축수의 수위가 기준 수위를 넘어설 경우 드레인부를 통해 응축수를 배출하는 플래시탱크.
The method according to any one of claims 1 to 10,
A drain (34) for discharging the condensed water stored in the condensed water receiving portion (39) to the outside is provided in the lower portion of the condensed water receiving portion (39)
And a level gauge (42) for measuring a condensed water level of the condensed water containing portion,
And discharging condensed water through the drain portion when the level of the condensed water measured by the level gauge exceeds the reference level.
상기 플래시탱크에는 증기의 압력이 소정 압력 이상으로 상승할 경우 개방되는 안전밸브(46)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플래시탱크.
The method according to any one of claims 1 to 10,
Wherein the flash tank further comprises a safety valve (46) that is opened when the pressure of the steam rises to a predetermined pressure or higher.
상기 안전밸브는 열교환기보다 상부에 설치되고,
상기 증기의 압력은 열교환기보다 상부에 설치된 압력센서(44)에 의해 측정되는 플래시탱크.
15. The method of claim 14,
The safety valve is installed above the heat exchanger,
The pressure of the steam is measured by a pressure sensor (44) installed above the heat exchanger.
상기 열교환기의 유체는 냉매, 산업공정에서 버려지는 폐열수나 브라인인 플래시탱크.
The method according to any one of claims 1 to 9,
Wherein the fluid in the heat exchanger is a refrigerant, a waste heat discarded in an industrial process, or a brine.
고압수를 플래시탱크 내부로 유입시키는 단계; 및
상기 열교환기에 유입수보다 높은 온도의 유체를 상기 열교환기에 공급하여 플래시탱크 내부에 있는 증기를 2차 가열하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건도가 향상된 증기 공급 방법.
A method for supplying steam with enhanced dryness using the flash tank of any one of claims 1 to 7,
Introducing high-pressure water into the flash tank; And
And supplying a fluid having a temperature higher than the inflow water to the heat exchanger to heat the steam in the flash tank.
상기 플래시탱크에서 발생한 응축수의 수위를 측정하여 수위가 기준 수위를 넘을 경우 응축수를 드레인하는 것을 특징으로 하는 건도가 향상된 증기 공급 방법.
18. The method of claim 17,
Wherein the water level of the condensed water generated in the flash tank is measured and the condensed water is drained when the water level exceeds the reference water level.
상기 플래시탱크 내의 압력이 높을수록 상기 열교환기에 공급되는 유체의 양을 줄이고, 상기 플래시탱크 내의 압력이 낮을수록 상기 열교환기에 공급되는 유체의 양을 늘리는 것을 특징으로 하는 건도가 향상된 증기 공급 방법.
18. The method of claim 17,
Wherein the amount of the fluid supplied to the heat exchanger is increased as the pressure in the flash tank is increased, and the amount of fluid supplied to the heat exchanger is increased as the pressure in the flash tank is lower.
상기 플래시탱크 내의 증기의 온도(T3)가 높을수록 상기 열교환기에 공급되는 유체의 양을 줄이고, 상기 플래시탱크 내의 증기의 온도가 낮을수록 상기 열교환기에 공급되는 유체의 양을 늘리는 것을 특징으로 하는 건도가 향상된 증기 공급 방법.
18. The method of claim 17,
Wherein the amount of the fluid supplied to the heat exchanger is decreased as the temperature T3 of the steam in the flash tank is higher and the amount of the fluid supplied to the heat exchanger is increased as the temperature of the steam in the flash tank is lower. Improved steam supply method.
상기 플래시탱크의 열교환기 입구의 유체 온도(T1)과 열교환기 출구의 유체 온도(T2)를 비교하여, 두 온도의 차(T1-T2)가 클수록 공급되는 유체의 양을 늘리고, 온도의 차가 작을수록 공급되는 유체의 양을 늘리는 것을 특징으로 하는 건도가 향상된 증기 공급 방법.
18. The method of claim 17,
The fluid temperature T1 at the inlet of the heat exchanger of the flash tank is compared with the fluid temperature T2 at the exit of the heat exchanger to increase the amount of fluid supplied as the difference between the two temperatures T1-T2 increases, And the amount of the supplied fluid is increased.
상기 플래시탱크의 증기의 압력이 소정 압력 이상으로 상승할 경우 증기를 플래시탱크 외부로 릴리즈시키는 것을 특징으로 하는 건도가 향상된 증기 공급 방법.
18. The method of claim 17,
Wherein the steam is released to the outside of the flash tank when the pressure of the steam of the flash tank rises to a predetermined pressure or more.
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