KR101953188B1

KR101953188B1 - 해수식 lng 기화장치

Info

Publication number: KR101953188B1
Application number: KR1020180136602A
Authority: KR
Inventors: 최규평
Original assignee: 주식회사 태진중공업
Priority date: 2018-11-08
Filing date: 2018-11-08
Publication date: 2019-02-28

Abstract

해수식 LNG 기화장치가 개시된다. 상기 해수식 LNG 기화장치는 외부로부터 초저온 유체가 유입되는 초저온유체이송튜브, 상기 초저온유체이송튜브와 수직하게 배치되고 상기 초저온유체이송튜브(111)의 길이방향을 따라 배열되는 다수의 기화기튜브, 및 상기 기화기튜브의 상단부에 상기 기화기튜브와 평행하도록 연결되어 상기 기화기튜브를 통해 이송되는 초저온 유체의 기화 후 가스를 배출하는 가스배출튜브를 포함하고, 일정 간격으로 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 열교환 패널; 상기 각각의 열교환 패널의 가스배출튜브보다 높게 배치되고, 해수를 상기 한 쌍의 열교환 패널을 향해 낙하시키는 해수공급부재; 및 상기 해수공급부재에서 낙하되는 해수를 상기 한 쌍의 열교환 패널 방향으로 분산시켜서 공급하는 해수분산부재를 포함하고, 상기 기화기튜브는, 핀튜브; 상기 핀튜브의 외면의 둘레를 따라 배열되는 방열핀; 상기 핀튜브의 내부에 구비되는 유체이송튜브; 및 상기 유체이송튜브의 내부에 구비되고, 상기 유체이송튜브의 길이방향으로 나선형 구조를 갖도록 트위스트(twist)된 트위스트패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

해수식 LNG 기화장치{OPEN RACK LNG VAPORIZER}

본 발명은 해수식 LNG 기화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해수를 이용하여 액화천연가스를 기화시키는 해수식 LNG 기화장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액화천연가스(Liquefied Natural Gas; 이하 LNG라 함)를 기화시키기 위한 장치로서, 해수식 기화기(Open Rack Vaporizer; 이하 ORV라 함)와 가스연소식 기화기(Submerged Vaporizer; 이하 SMV라 함)가 있다.

상기 ORV는 -160℃의 LNG를 0℃의 천연가스로 기화시키는데 해수의 열을 이용하는 것으로서, 기화기의 튜브표면에 해수를 살수하고 LNG를 기화기 튜브 내부로 통과시켜 해수의 온도를 이용하여 LNG를 기화시키는 설비이며, 상기 SMV는 -160℃의 LNG를 0℃의 천연가스로 기화시키는데 가스를 연소시킨 열을 이용하는 것으로, 가스를 연소시켜 얻은 열을 LNG에 직접 가하여 천연가스로 기화시키는 설비이다.

그런데, 종래의 해수식 기화기는 해수와 액화천연가스가 열교환하는 효율이 높지 못하여서 액화천연가스의 기화 속도가 신속하지 못한 문제가 있었다.

한국 등록특허 제10-1497560호

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 초저온 유체의 효율적인 열교환 및 초저온 유체의 신속한 기화가 진행될 수 있도록 한 해수식 LNG 기화장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 해수식 LNG 기화장치는 외부로부터 초저온 유체가 유입되는 초저온유체이송튜브, 상기 초저온유체이송튜브와 수직하게 배치되고 상기 초저온유체이송튜브(111)의 길이방향을 따라 배열되는 다수의 기화기튜브, 및 상기 기화기튜브의 상단부에 상기 기화기튜브와 평행하도록 연결되어 상기 기화기튜브를 통해 이송되는 초저온 유체의 기화 후 가스를 배출하는 가스배출튜브를 포함하고, 일정 간격으로 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 열교환 패널; 상기 각각의 열교환 패널의 가스배출튜브보다 높게 배치되고, 해수를 상기 한 쌍의 열교환 패널을 향해 낙하시키는 해수공급부재; 및 상기 해수공급부재에서 낙하되는 해수를 상기 한 쌍의 열교환 패널 방향으로 분산시켜서 공급하는 해수분산부재를 포함하고, 상기 기화기튜브는, 핀튜브; 상기 핀튜브의 외면의 둘레를 따라 배열되는 방열핀; 상기 핀튜브의 내부에 구비되는 유체이송튜브; 및 상기 유체이송튜브의 내부에 구비되고, 상기 유체이송튜브의 길이방향으로 나선형 구조를 갖도록 트위스트(twist)된 트위스트패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 해수분산부재는, 상기 해수의 낙하라인의 양측에 배치되는 제1 및 제2 해수공급패널; 상기 제1 및 제2 해수공급패널의 상기 낙하라인에 인접한 단부측에 구비되며, 상기 낙하라인에 마주하는 방향이 개방되는 판스프링 복원유도부재; 및 완만한 곡면으로 볼록하게 형성되며 상기 낙하라인에 위치하는 탄성변형부, 상기 탄성변형부의 양측으로부터 연장되고 상기 판스프링 복원유도부재 내에 삽입되되 상기 판스프링 복원유도부재의 내벽으로부터 일정거리 이격되는 결합부를 포함하는, 판스프링 타입의 제1 해수유동유도부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 해수공급패널은 상기 기화기튜브에 인접하게 배치되어 해수를 상기 기화기튜브 방향으로 낙하시키는 해수공급구배부를 포함하고, 상기 해수공급구배부는 상기 제1 해수유동유도부에 대향하게 경사진 제1 구배면 및 상기 제1 구배면과 대칭되고 상기 기화기튜브의 상단부 방향으로 경사진 제2 구배면을 포함하고, 상기 해수분산부재는 상기 제1 구배면에 연결되는 제2 해수유동유도부를 더 포함하고, 상기 제2 해수유동유도부는, 상기 제1 구배면에 하단부가 고정되는 코일스프링; 및 상기 코일스프링의 상단부에 고정되는 해수유동유도볼을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 해수식 LNG 기화장치에 의하면, 공급된 초저온 유체가 이동하는 유체이송튜브 내에 초저온 유체의 난류층이 형성되므로 초저온 유체의 균일한 열교환이 진행되고, 따라서 초저온 유체의 효율적인 열교환 및 초저온 유체의 신속한 기화가 진행될 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따라, 공급되는 해수가 지속적으로 출렁이도록 하여, 공급되는 해수가 빠르게 제1 해수공급패널 및 제2 해수공급패널 각각의 제1 구배면을 넘어서 제2 구배면을 따라 이동하여 빠르게 한 쌍의 열교환 패널의 핀튜브 및 방열핀에 접촉되므로 해수 및 초저온 유체 간의 신속한 접촉에 의한 신속한 열교환이 이루어질 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수식 LNG 기화장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1의 외관 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 트위스트 패널을 모습을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해수식 LNG 기화장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 해수식 LNG 기화장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수식 LNG 기화장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 도 1의 외관 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 트위스트 패널을 모습을 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수식 LNG 기화장치(1000)는 한 쌍의 열교환 패널(110), 해수공급부재(120) 및 해수분산부재(130)를 포함한다.

각각의 열교환 패널(110)은 서로 일정 간격 이격되어 배치된다. 각각의 열교환 패널(110)은 초저온유체이송튜브(111), 기화기튜브(112), 가스배출튜브(113)를 포함한다.

초저온유체이송튜브(111)는 열교환 패널(110)의 하부에 배치되며, 기화기튜브(112)는 초저온유체이송튜브(111)에 수직하도록 초저온유체이송튜브(111)의 길이방향을 따라 다수 배열되어 초저온유체이송튜브(111)와 연통되고, 가스배출튜브(113)는 다수의 기화기튜브(112)의 상단부에 연결되어 다수의 가스배출튜브(113)와 연통된다. 이러한 연결 구조에 의해 초저온 유체는 순차적으로, 초저온유체이송튜브(111), 기화기튜브(112) 및 가스배출튜브(113)를 따라 이동하게 된다.

초저온유체이송튜브(111)는 외부로부터 초저온 유체가 유입되며, 기화기튜브(112)는 초저온유체이송튜브(111)로부터 공급된 초저온 유체가 해수와 열교환하도록 하고, 가스배출튜브(113)는 초저온 유체의 기화 후 가스를 배출한다. 여기서, 초저온 유체는 액화천연가스(LNG)를 의미한다.

기화기튜브(112)는 핀튜브(1121), 방열핀(1122), 유체이송튜브(1123) 및 트위스트패널(1124)을 포함한다.

핀튜브(1121)는 기화기튜브(112)의 외부관으로서 원통 형상으로 구비될 수 있다.

방열핀(1122)은 핀튜브(1121)의 외면의 둘레를 따라 다수 배열되며, 핀튜브(1121)의 길이방향을 따라 연장된다.

유체이송튜브(1123)는 기화기튜브(112)의 내부관으로서 외면이 핀튜브(1121)의 내면과 접하도록 핀튜브(1121)의 내부에 삽입되며, 초저온 유체가 내부로 공급된다.

트위스트패널(1124)은 유체이송튜브(1123)의 내부에 구비되고, 유체이송튜브(1123)의 길이방향으로 나선형 구조를 갖도록 나선형으로 비틀어진 형태로 구비된다. 이러한 트위스트패널(1124)은 유체이송튜브(1123)의 내부로 공급된 초저온 유체가 와류 형태로 회전하면서 이동되도록 하여 유체이송튜브(1123)의 내부에 초저온 유체의 난류층이 형성되도록 한다.

해수공급부재(120)는 각각의 열교환 패널(110)의 가스배출튜브(113)보다 높게 배치되고, 해수를 한 쌍의 열교환 패널(110)을 향해 낙하시킨다. 일 예로, 해수공급부재(120)는 원통 형상일 수 있고, 기화기튜브(112)의 배열 방향과 평행하게 배치된다. 해수공급부재(120)의 아래 방향에는 해수를 배출하는 해수배출구(121)가 원통의 길이방향을 따라 다수 배열된다.

해수분산부재(130)는 해수공급부재(120)의 해수배출구(121)와 대향되며, 해수공급부재(120)에서 낙하되는 해수를 한 쌍의 열교환 패널(110) 방향으로 분산시켜서 공급한다. 일 예로, 해수분산부재(130)는 평평한 플레이트 형태의 베이스부(131), 베이스부(131)의 가운데에 상측으로 볼록하게 형성되며 상기 해수배출구(121)에 마주하는 해수분산부(132), 베이스부(131)의 양측 단부로부터 연장되는 제1 해수공급구배부(133) 및 제2 해수공급구배부(134)를 포함할 수 있다. 각각의 제1 해수공급구배부(133) 및 제2 해수공급구배부(134)는 베이스부(131)로부터 연장되어 경사진 제1 구배면(1331), 제1 구배면(1331)과 대칭되며 제1 구배면(1331)의 상단부로부터 열교환 패널(110) 방향으로 연장되어 경사진 제2 구배면(1332)을 포함할 수 있다.

이하에서는 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 해수식 LNG 기화장치에서 초저온 유체가 기화되는 과정을 설명한다.

초저온 유체는 초저온유체이송튜브(111)로 유입된 후 기화기튜브(112)의 유체이송튜브(1123)의 내부로 공급되어 유체이송튜브(1123)를 따라 유체이송튜브(1123)의 상단부 방향으로 이동한다. 이때, 초저온 유체는 트위스트패널(1124)에 의해 와류 형태로 회전하면서 이동하여서 유체이송튜브(1123)의 내부에 난류층이 형성된다.

해수는 해수공급부재(120)의 내부로 유입된 후 해수배출구(121)를 통해 배출되어 해수분산부재(130)의 해수분산부(132)를 향해 낙하되고, 해수분산부(132)로 낙하된 해수는 해수분산부(132)의 양측으로 분산되어 베이스부(131) 내에 수용된 후, 베이스부(131)와 제1 구배면(1331) 사이에 해수가 제1 구배면(1331)의 상단부까지 차오르면 해수는 제1 구배면(1331)을 넘어서 제2 구배면(1332)을 통해 열교환 패널(110)의 기화기튜브(112)를 향해 낙하되어 핀튜브(1121) 및 방열핀(1122)에 접촉된다.

핀튜브(1121) 및 방열핀(1122)에 접촉되는 해수는 유체이송튜브(1123)의 내부에서 이동하는 초저온 유체와 열교환 하여, 초저온 유체는 기화된다. 이때, 유체이송튜브(1123)에는 초저온 유체의 난류층이 형성되므로 초저온 유체의 균일한 열교환이 이루어져서 효율적으로 연교환되어 초저온 유체의 기화가 신속히 진행될 수 있다.

기화된 기체는 가스배출튜브(113)를 통해 배출된다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 해수식 LNG 기화장치를 이용하면, 공급된 초저온 유체가 이동하는 유체이송튜브(1123) 내에 초저온 유체의 난류층이 형성되므로 초저온 유체의 균일한 열교환이 진행되고, 따라서 초저온 유체의 효율적인 열교환 및 초저온 유체의 신속한 기화가 진행될 수 있는 이점이 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해수식 LNG 기화장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 해수식 LNG 기화장치는 한 쌍의 열교환 패널(210), 해수공급부재(220) 및 해수분산부재(230)를 포함한다.

각각의 열교환 패널(210)은 초저온유체이송튜브(211), 기화기튜브(212), 가스배출튜브(213)를 포함한다.

기화기튜브(212)는 핀튜브(2121), 방열핀(2122), 유체이송튜브(2123) 및 트위스트패널(2124)을 포함한다.

한 쌍의 열교환 패널(210) 및 해수공급부재(220)는 도 1을 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 해수식 LNG 기화장치와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

해수분산부재(230)는 제1 해수공급패널(231), 제2 해수공급패널(232), 판스프링 복원유도부재(233), 제1 해수유동유도부(234), 제2 해수유동유도부(235)를 포함한다.

제1 해수공급패널(231) 및 제2 해수공급패널(232)은 해수의 낙하라인(Y)의 양측에 배치된다. 각각의 해수공급패널(231, 232)은 해수공급구배부(2311, 2322)를 포함하며, 해수공급구배부(2311, 2322)는 제1 해수유동유도부(234)에 대향하게 경사진 제1 구배면(2311a, 2322a) 및 상기 제1 구배면(2311a, 2322a)과 대칭되고 상기 기화기튜브(212)의 상단부 방향으로 경사진 제2 구배면(2311b, 2322b)을 포함한다.

판스프링 복원유도부재(233)는 제1 및 제2 해수공급패널(232)의 상기 낙하라인(Y)에 인접한 단부측에 구비되며, 'ㄱ'자 형상으로 형성되어서 낙하라인(Y)에 마주하는 방향이 개방된다.

제1 해수유동유도부(234)는 판스프링 타입으로 구비되며, 탄성변형부(2341) 및 결합부(2342)를 포함한다. 탄성변형부(2341)는 완만한 곡면으로 볼록하게 형성되며 낙하라인(Y)에 위치한다. 결합부(2342)는 탄성변형부(2341)의 양측으로부터 연장되어 판스프링 복원유도부재(233)의 개방된 일측을 통해 판스프링 복원유도부재(233) 내에 삽입되되 판스프링 복원유도부재(233)의 내벽으로부터 일정거리 이격된다. 이러한 제1 해수유동유도부(234)는 탄성변형부(2341)를 향해 낙하되는 해수의 압력에 의해 수축하고 결합부(2342)가 판스프링 복원유도부재(233)의 내벽에 부딪히면 복원될 수 있는 정도의 탄성이 부여되도록 구비된다. 따라서, 제1 해수유동유도부(234)는 낙하되는 해수에 의해 수축되었다가 결합부(2342)가 판스프링 복원유도부재(233)의 내벽에 부딪히면 복원되는 과정을 반복하며 이러한 수축 및 복원 과정을 통해 해수를 제1 해수공급패널(231) 및 제2 해수공급패널(232)을 향해 신속하게 분산시킨다.

제2 해수유동유도부(235)는 제1 해수유동유도부(234)와 함께 해수가 출렁이도록 유동시켜서 해수가 한 쌍의 열교환 패널(210)을 향해 공급되도록 한다. 제2 해수유동유도부(235)는 제1 해수공급패널(231) 및 제2 해수공급패널(232) 각각의 제1 구배면(2311a, 2322a)에 구비되며, 제1 구배면(2311a, 2322a)에 하단부가 고정되는 코일스프링(2351) 및 코일스프링(2351)의 상단부에 고정되는 해수유동유도볼(2352)을 포함한다. 해수유동유도볼(2352)은 코일스프링(2351)에 의해 제1 해수유동유도부(234)를 통해 분산되는 해수와 부딪히면 흔들릴 수 있고, 이에 따라 해수가 출렁이도록 유도할 수 있다.

이하에서는 이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 해수식 LNG 기화장치에서 초저온 유체가 기화되는 과정을 설명한다.

초저온 유체는 초저온유체이송튜브(211)로 유입된 후 기화기튜브(212)의 유체이송튜브(2123)의 내부로 공급되어 유체이송튜브(2123)를 따라 유체이송튜브(2123)의 상단부 방향으로 이동한다. 이때, 초저온 유체는 트위스트패널에 의해 와류 형태로 회전하면서 이동하여서 유체이송튜브(2123)의 내부에 난류층이 형성된다.

해수는 해수공급부재(220)의 내부로 유입된 후 해수배출구(221)를 통해 배출되어 해수분산부재(230)의 제1 해수유동유도부(234)의 탄성변형부(2341)를 향해 낙하되고, 해수가 탄성변형부(2341)에 부딪히면 탄성변형부(2341)는 수축하며, 탄성변형부(2341)가 수축되면 탄성변형부(2341)의 양측에 위치하는 결합부(2342)는 판스프링 복원유도부재(233)의 내벽에 근접하여 내벽에 부딪히게 되고, 결합부(2342)가 판스프링 복원유도부재(233)의 내벽에 부딪히면 그 충격에 의해 탄성변형부(2341)는 복원된다. 이 과정은 해수가 제1 해수유동유도부(234)를 향해 낙하될 때 반복 진행되며, 이에 의해 해수는 1차적인 출렁임이 발생된다.

이와 같이 제1 해수유동유도부(2034)의 탄성변형부(2341)가 수축 및 복원하는 과정이 반복되면 해수는 제1 해수공급패널(231) 및 제2 해수공급패널(232)을 향해 분산된다.

이어서, 제1 해수공급패널(231) 및 제2 해수공급패널(232)을 향해 분산되는 해수는 제2 해수유동유도부(235)의 해수유동유도볼(2352)과 부딪히면서 제1 해수공급패널(231) 및 제2 해수공급패널(232) 각각의 제1 구배면(2311a, 2322a)의 내측으로 채워진다. 이때 해수유동유도볼(2352)은 코일스프링(2351)에 의해 불규칙한 흔들림이 발생되고, 이에 의해 해수유동유도볼(2352)은 해수를 출렁이도록 하여, 해수는 2차적인 출렁임이 발생된다.

이러한 과정에서 해수는 상기 1차적인 출렁임 및 2차적인 출렁임이 발생되므로 해수는 제1 해수공급패널(231) 및 제2 해수공급패널(232) 각각의 제1 구배면(2311a, 2322a)의 높이를 넘어서 제2 구배면(2311b, 2322b)을 통해 열교환 패널(210)의 기화기튜브(212)를 향해 낙하되어 핀튜브(2121) 및 방열핀(2122)에 접촉된다.

핀튜브(2121) 및 방열핀(2122)에 접촉되는 해수는 유체이송튜브(211)의 내부에서 이동하는 초저온 유체와 열교환 하여, 초저온 유체는 기화된다. 이때, 유체이송튜브(211)에는 초저온 유체의 난류층이 형성되므로 초저온 유체의 균일한 열교환이 이루어져서 효율적으로 연교환되어 초저온 유체의 기화가 신속히 진행될 수 있다.

기화된 기체는 가스배출튜브(213)를 통해 배출된다.

이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 해수식 LNG 기화장치를 이용하면, 공급되는 해수가 지속적으로 출렁이도록 하여, 공급되는 해수가 빠르게 제1 해수공급패널(231) 및 제2 해수공급패널(232) 각각의 제1 구배면(2311a, 2322a)을 넘어서 제2 구배면(2311b, 2322b)을 따라 이동하여 빠르게 한 쌍의 열교환 패널(210)의 핀튜브(2121) 및 방열핀(2122)에 접촉되므로 해수 및 초저온 유체 간의 신속한 접촉에 의한 신속한 열교환이 이루어질 수 있는 이점이 있다.

한편, 본 발명의 실시예들에 따른 해수식 LNG 기화장치의 유체이송튜브(1123, 2123) 및 트위스트패널(1124, 2124)의 외부면에는 염물질의 부착방지 및 제거를 효과적으로 달성할 수 있도록 오염 방지도포용 조성물로 이루어진 오염방지도포층이 도포될 수 있다.

상기 오염 방지 도포용 조성물은 알킬레이트 폴리글루코사이드 및 아미노알킬 슬로베타인이 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 알킬레이트 폴리글루코사이드와 아미노알킬 슬로베타인의 총함량은 전체 수용액에 대해 1 ~10 중량%이다.

상기 알킬레이트 폴리글루코사이드 및 아미노알킬 슬로베타인는 몰비로서 1:0.01 ~ 1:2가 바람직한 바, 몰비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 기재의 도포성이 저하되거나 도포후 표면의 수분흡착이 증가하여 도포막이 제거되는 문제점이 있다.

상기 알킬레이트 폴리글루코사이드 및 아미노알킬 슬로베타인는 전제 조성물 수용액중 1 ~ 10 중량%가 바람직한 바, 1 중량% 미만이면 기재의 도포성이 저하되는 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 도포막 두께의 증가로 인한 결정석출이 발생하기 쉽다.

한편, 본 오염 방지 도포용 조성물을 기재 상에 도포하는 방법으로는 스프레이법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기재 상의 최종 도포막 두께는 500 ~ 2000Å이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1000 ~ 2000Å이다. 상기 도포막의 두께가 500Å 미만이면 고온 열처리의 경우에 열화되는 문제점이 있고, 2000Å을 초과하면 도포 표면의 결정석출이 발생하기 쉬운 단점이 있다.

또한, 본 오염 방지 도포용 조성물은 알킬레이트 폴리글루코사이드 0.1 몰 및 아미노알킬 슬로베타인 0.05몰을 증류수 1000 ㎖에 첨가한 다음 교반하여 제조될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예들에 따른 해수식 LNG 기화장치의 금속재질의 방열핀(1122, 2122)의 표면에는 금속표면의 부식현상을 방지하기 위한 부식방지도포층이 도포될 수 있다. 이 부식방지도포층의 도포 재료는 메트캅토트리아졸 20중량%, 페트롤륨술포네이트 15중량%, 머캅토벤조티아졸 10중량%, 하프늄 15중량%, 유화몰리브덴(MoS2) 10중량%, 산화알루미늄 30중량%로 구성되며, 코팅두께는 8㎛로 형성할 수 있다.

메트캅토트리아졸, 페트롤륨술포네이트 및 머캅토벤조티아졸은 부식 방지 및 변색 방지 등의 역할을 한다.

하프늄은 내부식성이 있는 전이 금속원소로서 뛰어난 방수성, 내식성 등을 갖도록 역할을 한다.

유화몰리브덴은 코팅피막의 표면에 습동성과 윤활성 등을 부여하는 역할을 한다.

산화알루미늄은 내화도 및 화학적 안정성 등을 목적으로 첨가된다.

상기 구성 성분의 비율 및 코팅 두께를 상기와 같이 수치한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 시험결과를 통해 분석한 결과, 상기 비율에서 최적의 부식방지 효과를 나타내었다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 해수식 LNG 기화장치의 판스프링 타입의 제1 해수유동유도부(234)의 표면에는 면의 부식현상을 방지시키기 위해 부식방지도포층이 도포될 수 있으며, 부식현상을 방지하기 위한 도포재료는 벤조트리아졸 35중량%, 보론 5중량%, CMC(Carboxy Methyl Cellulose) 5중량%, 지르코늄 5중량%, 티타늄 5중량%, 산화알루미늄(Al₂O₃) 45중량%로 구성된다.

벤조트리아졸은 부식방지 및 변색방지 등의 목적으로 첨가되며, 보론은 탈산제 등의 역할을 한다.

CMC(Carboxy Methyl Cellulose)는 흡수성이 큰 백색 또는 미백색의 분말로서 물에 용이하게 녹아 점성을 나타내며, 피막을 형성하고 분산제 등의 역할을 한다.

지르코늄은 내마모성 및 내부식성 등을 높이는 역할을 하며, 티타늄은 내부식성이 있는 전이 금속원소로 뛰어난 방수성, 내식성 등을 갖도록 배합한다.

상기 구성 성분의 비율을 상기와 같이 수치한정한 이유는, 본 발명자가 수차례시험결과를 통해 분석한 결과, 상기 비율에서 최적의 부식방지 효과를 나타내었다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

110, 210 : 열교환 패널 120, 220 : 해수공급부재
130, 230 : 해수분산부재

Claims

외부로부터 초저온 유체가 유입되는 초저온유체이송튜브(111, 211), 상기 초저온유체이송튜브(111, 211)와 수직하게 배치되고 상기 초저온유체이송튜브(111, 211)의 길이방향을 따라 배열되는 다수의 기화기튜브(112, 212), 및 상기 기화기튜브(112, 212)의 상단부에 상기 기화기튜브(112, 212)와 평행하도록 연결되어 상기 기화기튜브(112, 212)를 통해 이송되는 초저온 유체의 기화 후 가스를 배출하는 가스배출튜브(113, 213)를 포함하고, 일정 간격으로 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 열교환 패널(110, 210);
상기 각각의 열교환 패널(110, 210)의 가스배출튜브(113, 213)보다 높게 배치되고, 해수를 상기 한 쌍의 열교환 패널(110, 210)을 향해 낙하시키는 해수공급부재(120, 220); 및
상기 해수공급부재(120, 220)에서 낙하되는 해수를 상기 한 쌍의 열교환 패널(110, 210) 방향으로 분산시켜서 공급하는 해수분산부재(130, 230)를 포함하고,
상기 기화기튜브(112, 212)는,
핀튜브(1121, 2121);
상기 핀튜브(1121, 2121)의 외면의 둘레를 따라 배열되는 방열핀(1122, 2122);
상기 핀튜브(1121, 2121)의 내부에 구비되는 유체이송튜브(1123, 2123); 및
상기 유체이송튜브(1123, 2123)의 내부에 구비되고, 상기 유체이송튜브(1123, 2123)의 길이방향으로 나선형 구조를 갖도록 트위스트(twist)된 트위스트패널(1124, 2124)을 포함하고;
상기 해수분산부재(230)는,
상기 해수의 낙하라인(Y)의 양측에 배치되는 제1 및 제2 해수공급패널(231, 232);
상기 제1 및 제2 해수공급패널(231, 232)의 상기 낙하라인(Y)에 인접한 단부측에 구비되며, 상기 낙하라인(Y)에 마주하는 방향이 개방되는 판스프링 복원유도부재(233); 및
완만한 곡면으로 볼록하게 형성되며 상기 낙하라인(Y)에 위치하는 탄성변형부(2341), 상기 탄성변형부(2341)의 양측으로부터 연장되고 상기 판스프링 복원유도부재(233) 내에 삽입되되 상기 판스프링 복원유도부재(233)의 내벽으로부터 일정거리 이격되는 결합부(2342)를 포함하는, 판스프링 타입의 제1 해수유동유도부(234)를 포함하며;
상기 제1 및 제2 해수공급패널(231, 232)은 상기 기화기튜브(112)에 인접하게 배치되어 해수를 상기 기화기튜브(212) 방향으로 낙하시키는 해수공급구배부(2311, 2322)를 포함하고,
상기 해수공급구배부(2311, 2322)는 상기 제1 해수유동유도부(234)에 대향하게 경사진 제1 구배면(2311a, 2322a) 및 상기 제1 구배면(2311a, 2322a)과 대칭되고 상기 기화기튜브(212)의 상단부 방향으로 경사진 제2 구배면(2311b, 2322b)을 포함하고,
상기 해수분산부재(230)는 상기 제1 구배면(2311a, 2322a)에 연결되는 제2 해수유동유도부(235)를 더 포함하고,
상기 제2 해수유동유도부(235)는, 상기 제1 구배면(2322a)에 하단부가 고정되는 코일스프링(2351); 및 상기 코일스프링(2351)의 상단부에 고정되는 해수유동유도볼(2352)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
해수식 LNG 기화장치.
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