KR101988389B1 - 열교환기의 플레이트 팩을 수리하기 위한 방법 및 구성 - Google Patents

Abstract

누출 지점과 연결된 플레이트 팩의 인접한 플레이트 쌍들 사이의 공간은, 플레이트 팩의 외주의 전체 길이에서 개별 스트립(9) 또는 밀봉 테이프(10)를 배치함으로써 폐쇄되는, 플레이트 열교환기(1)의 플레이트 팩의 누출 지점을 수리하기 위한 방법 및 구성에 관한 것이다.

Description

열교환기의 플레이트 팩을 수리하기 위한 방법 및 구성 {METHOD AND ARRANGEMENT FOR REPAIRING A PLATE PACK OF A HEAT EXCHANGER}

본 발명의 목적은 첨부된 독립 청구항의 전제부에 따른, 플레이트 앤드 쉘(plate & shell)형 플레이트 열교환기의 플레이트 팩과, 플레이트 열 교환기를 수리하기 위한 방법 및 구성에 관한 것이다.

튜브 열 교환기의 손상된 튜브는 단부 플레이트들에서 손상된 튜브를 막음(plugging)으로써 통상적으로 수리되고 있다. 막음은 대부분 일반적으로 용접에 의해 튜브의 단부들을 폐쇄함으로써 이루어지며, 이로 인해 열 교환 매체는 손상된 튜브를 통해 유동할 수 없다. 그러나, 몇 개의 튜브들을 갖는 튜브 열 교환기들에서, 하나 또는 소수의 튜브들을 막는 것은 열 교환기의 효율에 기본적으로는 영향을 미치지 않는다.

플레이트 열 교환기의 수리 방법은 예를 들어 특허 공개 WO 2012011866호에서 제공되며, 여기서 손상된 플레이트에 인접한 플레이트 공간은 플레이트들 사이에 충진 재료를 펌핑함으로써 폐쇄된다. 따라서 플레이트의 누출 지점은 이러한 재료에 의해 폐쇄되지만, 재료로 충진된 플레이트 공간은 그 이후로 더 이상 사용할 수 없다.

플레이트 앤드 쉘형의 플레이트 열 교환기들은, 열 교환 플레이트의 플레이트 팩이 플레이트 쌍들로서 서로 부착되는 개구들을 갖는 열 교환 플레이트에 형성된 플레이트 팩과, 열 교환 플레이트의 개구에 의해 형성된 유동 채널들을 통해 서로 연결되어 플레이트 쌍들이 배치되는 내부 부품을 포함한다. 열 교환기의 1차 회로는 열 교환 플레이트의 개구에 의해 형성된 유동 채널과, 이들 유동 채널과 연결되어 있는 플레이트 쌍들의 내부 부품들에 의해 형성된다. 열 교환기의 외부 케이싱은 플레이트 팩을 둘러싼다. 열 교환기의 2차 회로는 열 교환기의 쉘 부품으로 형성되고, 이러한 쉘 부품은 플레이트 팩의 플레이트 쌍들 사이의 공간과 연결된다. 플레이트 팩을 통과하는 유동 채널에 또는 플레이트 팩의 플레이트들의 중간 부분에 누출 지점이 형성되는 경우에, 이러한 플레이트 앤드 쉘형의 열 교환기들에서는 문제가 발생할 수 있다. 플레이트 공간 또는 플레이트 채널들은 열 교환기의 완전 용접 구조이므로, 쉽게 고정될 수 없다.

본 발명의 목적은 플레이트 앤드 쉘형의 열 교환기들의 플레이트 팩의 누출 지점의 수리와 관련하여 종래 기술에서 나타나는 전술한 문제점을 감소시키거나 보다 제거하는 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은, 열 교환기 플레이트들의 개구들에 의해 형성된 플레이트 팩을 통과하는 유동 채널 또는 플레이트 팩의 플레이트들에서의 누출 지점을 수리할 수 있는, 플레이트 앤드 쉘형의 열 교환기의 수리 방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 방법 및 구성은 기본적으로, 독립 청구항들의 특징부에서 제공된 것을 특징으로 한다.

다른 종속 청구항들은 본 발명의 소정의 바람직한 실시예들을 제공한다.

통상적으로, 플레이트 열 교환기의 플레이트 팩은 개구들을 갖고 서로 포개져서 배치된 열 교환 플레이트들을 포함하고, 그의 주연부들은 플레이트 팩의 외부 표면을 한정하고,

- 플레이트 쌍들의 내부 부품들이 열 교환 플레이트의 개구에 의해 형성된 유동 채널을 통해 서로 연결되어 배치됨으로써, 열 교환기의 주 회로는 플레이트 쌍들의 내부 부품에 형성되며,

- 플레이트 쌍들 사이의 공간은 플레이트 팩의 외부 표면을 통해 서로 연결되어 배치됨으로써, 2차 회로의 플레이트 공간이 인접한 플레이트 쌍들 사이의 공간 내에 있도록 하는 방식으로,

상기 플레이트들은 플레이트 쌍으로서 서로 부착된다.

플레이트 열 교환기의 플레이트 팩의 누출 지점을 수리하기 위한 본 발명에 따른 통상적인 방법에서, 누출 지점과 연결된 플레이트 팩의 인접한 플레이트 쌍들 사이의 공간은, 플레이트 팩의 외주의 전체 길이에서 플레이트 쌍들 사이의 공간 내로 개별 스트립 또는 밀봉 테이프를 배치함으로써 폐쇄된다.

플레이트 열 교환기의 플레이트 팩의 누출 지점을 수리하기 위한 본 발명에 따른 통상의 구성에서 각각, 개별 스트립 또는 밀봉 테이프는, 2차 회로의 유동으로부터 플레이트 공간을 폐쇄하기 위해 플레이트 팩의 외주의 전체 길이에서, 누출 지점과 연결된 인접한 플레이트 쌍들 사이의 공간 내에 배치되어 있다.

본 발명에 따른 통상의 플레이트 앤드 쉘형 열 교환기는, 적어도,

- 개구를 갖고 서로 포개져서 배치되며, 열 교환 플레이트에 형성된 플레이트 팩으로서, 플레이트 팩의 열 교환 플레이트들은 플레이트 쌍으로서 서로 부착되고, 플레이트 쌍들의 내부 부품들은 열 교환 플레이트들의 개구들에 의해 형성된 유동 채널들을 통해 서로 연결되도록 배치되는, 플레이트 팩과,

- 플레이트 팩을 둘러싸는 외부 케이싱으로서, 상기 케이싱은 주로 플레이트 팩의 단부들의 방향의 단부 플레이트들과, 단부 플레이트들을 연결하는 쉘을 포함하는, 외부 케이싱과,

- 제1 열교환 매체용으로 외부 케이싱을 통해 배치된 입구 및 출구 연결부들로서, 상기 연결부들은 플레이트 팩의 내부 부품들, 즉 열 교환 플레이트들의 개구들에 의해 형성된 유동 채널들 및 플레이트 쌍들의 내부 부품들과 연결되어 배치되어, 플레이트 열 교환기의 1차 회로가 제1 열 교환 매체의 입구 및 출구 연결부 사이에 형성되는, 입구 및 출구 연결부들과,

제2 열 교환 매체용으로 외부 케이싱을 통해 배치된 입구 및 출구 연결부들로서, 상기 연결부들은 플레이트 팩의 외측과 연결되어 배치되어, 플레이트 열 교환기의 2차 회로가 제2 열 교환 매체의 입구 및 출구 연결부들 사이에 형성되어, 2차 회로의 플레이트 공간들이 인접한 플레이트 쌍들 사이에 있는, 입구 및 출구 연결부들을 포함하고,

열 교환기에서, 플레이트 팩의 플레이트 쌍들 사이의 적어도 하나의 공간은 플레이트 팩의 누출 지점을 수리하기 위해 본 발명에 따른 방법으로 폐쇄된다.

플레이트 열 교환기의 플레이트 팩의 누출 지점을 수리하기 위한 본 발명에 따른 통상적인 방법에서, 누출 지점과 연결된 플레이트 팩의 인접한 플레이트 쌍들 사이의 공간은, 플레이트 팩의 외주의 전체 길이에서 플레이트 쌍들 사이에 개별 스트립 또는 밀봉 테이프를 배치함으로써 폐쇄된다. 누출 지점은 통상적으로 열 교환 플레이트 내 또는 열 교환 플레이트들의 개구들을 서로 연결하는 유동 채널의 벽 내에 있다.

본 발명에 따른 플레이트 팩의 수리 방법은 열 교환기의 쉘측의, 즉, 그의 외주에서 2차 회로의 열 교환 공간을 폐쇄한다는 사실에 기초하며, 이러한 부품은 쉘측의 유동으로부터 완전히 분리되고, 팩측의 열 교환 매체로 충진되도록 한다. 따라서, 열 교환 플레이트 또는 유동 채널 내에 형성된 누출 지점은 1차 및 2차 회로들의 열 교환 매체들의 혼합을 더 이상 일으키지 않지만, 대신에 누출 지점을 통해 인접한 플레이트 쌍들과 이들 사이의 공간이 모두 플레이트 팩 측, 즉 1차 회로에 속하게 된다. 따라서 본 발명에 따른 수리 방법은 열 교환용으로 손상된 플레이트 공간을 여전히 사용하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 수리 방법은 특별히 열 교환 플레이트들로 형성된 플레이트 팩과 이를 둘러싸는 쉘로 구성된 플레이트 앤드 쉘 기술에 따른 열 교환기용으로 계획된다. 플레이트 팩은 수개의 플레이트 쌍들로 이루어진다. 각각의 플레이트 쌍은 통상적으로 적어도 그의 외주에서 함께 용접된 두 개의 열 교환 플레이트들로 형성된다. 각각의 열 교환 플레이트는 제1 열 교환 매체의 유동을 위한 적어도 두 개의 개구들을 갖는다. 인접한 플레이트 쌍들은, 두 개의 인접한 플레이트 쌍들의 개구들을 서로 용접함으로써 또는 다른 결합에 의해 함께 부착된다. 따라서, 제1 열 교환 매체는 플레이트들의 개구들을 통해 플레이트 쌍으로부터 다른 것으로 유동할 수 있다. 제2 열 교환 매체는 플레이트 쌍들 사이의 공간들에서 쉘의 내측으로 유동하도록 배치된다. 제1 및 제2 열 교환 매체용의 입구 및 출구 연결부들 모두는 플레이트 앤드 쉘 플레이트 열 교환기의 외부 케이싱을 통과하여 배치된다. 제1 열 교환 매체의 입구 및 출구 연결부는 플레이트 팩의 내부 부품들과 연결되어 배치된다. 따라서 플레이트 열 교환기의 1차 회로는 제1 열 교환 매체의 입구 및 출구 연결부 사이에 형성된다. 제2 열 교환 매체의 입구 및 출구 연결부는 쉘의 내측, 즉 플레이트 팩의 외측과 연결되어 배치된다. 달리 말하면, 플레이트 열 교환기의 2차 회로는 인접한 플레이트 쌍들 사이의 공간들에서 쉘의 내측의, 제2 열 교환 매체의 입구 및 출구 연결부 사이에 형성된다. 통상적으로, 1차 및 2차 회로들은 서로 분리되고, 즉 플레이트 팩의 내부 부품에서 유동하는 제1 열 교환 매체는 쉘에서, 즉 플레이트 팩의 외측에서 유동하는 제2 열 교환 매체와 혼합되지 않을 것이다. 따라서, 1차측의 제1 열 교환 매체는 매 두번째의 플레이트 공간에서 유동하고, 2차측의 제2 열 교환 매체는 플레이트 열 교환기의 매 두 번째의 플레이트 공간에서 유동한다. 누출 지점들은 플레이트 팩을 형성하는 열 교환 플레이트들 또는 열 교환 플레이트들의 개구들에 형성된 유동 채널들에 형성될 수 있고, 이는 플레이트 팩의 구조를 파손시킬 필요없이, 본 발명에 따른 방법에 의해 용이하게 수리될 수 있다.

본 발명에 따른 방법에서, 유동 채널, 즉 두 개의 인접한 플레이트 쌍들 사이의 플레이트 공간은 플레이트 쌍들 사이에서 개별 스트립 또는 밀봉 테이프를 배치함으로써 폐쇄된다. 통상적으로, 개별 스트립 또는 밀봉 테이프는 플레이트 공간의 외주, 즉 전체 플레이트 팩을 둘러싸는 플레이트 쌍의 외부 표면에서 플레이트 쌍들 사이에 배치된다. 따라서, 인접한 플레이트 쌍들 사이의 공간은 쉘측의 유동으로부터 폐쇄된다. 스트립 또는 밀봉 테이프는 플레이트 팩의 누출 지점의 위치와 갯수에 플레이트 쌍들의 하나 이상의 공간들 내에 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 수리 방법은 특히 개방 가능한 플레이트 앤드 쉘 열 교환기용으로 적합하다. 이 경우, 열 교환기의 단부의 플랜지 조인트가 개방되고, 플레이트 팩의 누출 지점이 관찰된다. 누출 플레이트 공간이 위치되면, 누출 지점에 인접한 플레이트 쌍들 사이의 공간은 본 발명의 수리 방법에 따라 그의 외주에서 폐쇄된다.

쉘과 열 교환기의 단부 플레이트들을 포함하는 외부 케이싱이 용접에 의해 완전히 만들어지는 경우, 플레이트 팩의 누출 지점을 위치시키기 위해 쉘은 프레임 절단 또는 유사한 방식에 의해 개방되어지고, 본 발명에 따른 방법에 따라 팩이 수리될 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 플레이트 공간의 외주, 즉 플레이트 팩의 외부 표면에는 플레이트 팩과 동일한 재료로 만들어진 스트립이 용접된다. 통상적으로, 스트립의 폭은 약 3 내지 10mm이다. 스트립의 두께는 열교환기의 압력에 따라 0.5 내지 5mm 사이에서 가변적이다. 스트립은 통상적으로는 정사각형 또는 원형 단면을 갖는다. 스트립의 높이 및 직경은 폐쇄되어야 하는 플레이트 공간에 대응하므로, 플레이트 공간은 밀착 폐쇄될 수 있다.

본 발명에 따른 방법에서, 스트립은 통상적으로 첨가제 없는 TIG 용접 방법 또는 첨가제를 사용하는 방법들 중 하나를 이용함으로써 플레이트 공간의 외주에 용접된다. 통상적으로, 스트립은 플레이트 공간의 상부 및 하부 열 교환 플레이트에 용접됨으로써 부착된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 용접되는 스트립은 플레이트 공간의 외주에 대해 고정되도록 밀봉 테이프 또는 유사한 것으로 대치될 수 있고, 이러한 테이프는 통상적으로 O링 형상 또는 웨지형 단면을 갖는다. 밀봉 테이프는 예를 들어 케이블 타이/타이들인, 개별 밴드 또는 다른 대응하는 구조에 의해 정위치에서 고정된다. 본 발명의 이러한 실시예는 낮은 압력에서 열 교환기의 작용에서만 사용될 수 있다.

이하에, 본 발명은 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 방법으로 수리되는 플레이트 앤드 쉘형의 플레이트 열 교환기를 도시하는 도면.
도 2 및 3은 플레이트 팩의 플레이트 공간을 폐쇄하기 위해 본 발명에 따른 소정의 수리 방식들을 도시하는 도면.

도면에 도시된 실시예들에서는, 동일한 부품들에 대해 동일한 도면부호가 사용된다.

도 1은 플레이트 팩(4)과 이를 둘러싸는 외부 케이싱을 포함하는, 개방 가능한 플레이트 앤드 쉘형 열 교환기(1)를 도시하고, 단부들에 평행한 단부 플레이트들(3a, 3b)과, 단부 플레이트들을 연결하는 쉘(2)을 포함한다. 도면의 열 교환기에서, 제2 단부 플레이트(3b)는 개방 가능하게 구성되어, 쉘로부터 플레이트 팩을 제거할 수 있고, 따라서 플레이트 팩의 누출 지점을 용이하게 수리할 수 있다. 제1 열 교환 매체용의 입구 연결부(13a) 및 출구 연결부(13b)가 외부 케이싱의 단부 플레이트(3b)를 통해 배치되고, 이들 연결부들(13a, 13b)은 플레이트 팩(4)의 내부 부품들, 즉 열 교환 플레이트들의 개구들에 형성된 유동 채널들(14a, 14b) 및 플레이트 쌍들의 내부 부품들과 연결되어 배치된다. 제2 열 교환 매체용의 입구 연결부(12a) 및 출구 연결부(12b)는 외부 케이싱의 쉘(2)을 통해 배치되고, 이들 연결부들(12a, 12b)은 플레이트 팩(4)의 외측과 연결되어 배치되어, 플레이트 열 교환기의 2차 회로가 제2 열 교환 매체의 입구 및 출구 연결부 사이에 형성된다.

도면은 또한 플레이트 팩의 하나의 플레이트 공간을 수리하기 위해 사용되는 스트립(9)을, 스트립(9)이 플레이트 팩의 외주의 전체 길이에서 플레이트 공간에 배치되는 방식으로 도시된다.

도 2는 플레이트 쌍들 사이에서 하나의 플레이트 공간(7) 내로 배치된 정사각형 수리 스트립(9)의 확대도를 도시한다. 열 교환 플레이트(5 및 6, 5' 및 6')는 플레이트 쌍들로부터 서로 포개져서 배치되고, 그의 내측(8, 8')은 플레이트 쌍들의 내측(8, 8')은 팩 측의 열 교환 매체를 유동시키도록 한다. 쉘측 열 교환 매체는 서로 포개진 플레이트 쌍들의 플레이트 공간(7, 7')에서 유동한다. 도 2는 본 발명에 따른 수리를 도시하며, 스트립(9)에 의해 폐쇄된 플레이트 공간(7)에서 팩측의 열 교환 매체가 대신해서 유동한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수리 방법을 도시하며, 플레이트 쌍들 사이의 플레이트 공간은 플레이트 팩의 외주에 배치되어 있는 개별 밀봉 테이프(10)로 폐쇄된다. 밀봉 테이프(10)는 플레이트 팩의 양측에서 고정 수단(11a, 11b)에 의해 정위치에서 고정하여 부착되어 있다.

본 발명은 위에서 제공된 예시적인 실시예들로 한정되도록 의도되지 않지만, 본 발명은 이하에서 한정하는 청구범위에 의해서 한정된 창의적인 아이디어 내에서 넓게 적용하여야 한다.

Claims (10)

1. 플레이트 열 교환기(1)의 플레이트 팩의 누출 지점을 수리하는 방법으로서,
   플레이트 팩(4)은 적어도 두 개의 개구들을 가지며 서로 포개져서 배치된 열 교환 플레이트(5, 5', 6, 6')를 포함하고, 그의 주연부들은 상기 플레이트 팩의 외부 표면을 한정하고,
   - 상기 플레이트 쌍들의 내부 부품들(8, 8')이 상기 열 교환 플레이트들의 상기 개구들에 의해 형성된 유동 채널(14a, 14b)을 통해 서로 연결되어 배치되어, 열 교환기의 1차 회로가 상기 플레이트 쌍들의 내부 부품들에 형성되고,
   - 인접한 플레이트 쌍들 사이의 공간(7, 7')이 상기 플레이트 팩의 외부 표면을 통해 서로 연결되어 배치되어, 2차 회로의 플레이트 공간이 인접한 플레이트 쌍들 사이의 상기 공간(7, 7')에 있도록,
   플레이트들(5, 5', 6, 6')이 플레이트 쌍들로서 적어도 상기 플레이트들의 외주에서 서로 부착되고, 인접한 플레이트 쌍들의 상기 개구들이 서로 부착되는 방법에 있어서,
   누출 지점과 연결된 플레이트 팩의 인접한 플레이트 쌍들 사이의 상기 공간(7, 7')은 상기 플레이트 팩의 외주의 전체 길이에서 상기 플레이트 쌍들 사이의 상기 공간(7, 7') 내로 개별 스트립(9)을 배치함으로써 폐쇄되고,
   상기 개별 스트립(9)은 상기 플레이트 공간의 외주에서 상기 플레이트 쌍들 사이의 공간(7)에 배치되며,
   상기 개별 스트립(9)은 상기 열 교환 플레이트들(5, 6)에 용접되는 것을 특징으로 하는, 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 개별 스트립(9)은 열 교환 플레이트들(5, 6)과 동일한 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는, 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 개별 스트립(9)의 두께는 0.5 내지 5 mm인 것을 특징으로 하는, 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 개별 스트립(9)은 원형 또는 정사각형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 방법.
5. 플레이트 팩(4)을 포함하는 플레이트 열 교환기(1)로서,
   상기 플레이트 팩(4)은 적어도 두 개의 개구들을 가지며 서로 포개져서 배치된 열 교환 플레이트(5, 5', 6, 6')를 포함하고, 그의 주연부들은 상기 플레이트 팩의 외부 표면을 한정하고,
   - 상기 플레이트 쌍들의 내부 부품들(8, 8')이 상기 열 교환 플레이트들의 상기 개구들에 의해 형성된 유동 채널(14a, 14b)을 통해 서로 연결되어 배치되어, 열 교환기의 1차 회로가 상기 플레이트 쌍들의 내부 부품들에 형성되고,
   - 인접한 플레이트 쌍들 사이의 공간(7, 7')이 상기 플레이트 팩의 외부 표면을 통해 서로 연결되어 배치되어, 2차 회로의 플레이트 공간이 인접한 플레이트 쌍들 사이의 상기 공간(7, 7')에 있도록,
   플레이트들(5, 5', 6, 6')이 플레이트 쌍들로서 적어도 상기 플레이트들의 외주에서 서로 부착되고, 인접한 플레이트 쌍들의 상기 개구들이 서로 부착되는 플레이트 열 교환기에 있어서,
   상기 플레이트 팩(4)의 인접한 플레이트 쌍들 사이의 적어도 하나의 공간(7, 7')은, 상기 플레이트 팩의 누출 지점을 수리하기 위해 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는, 플레이트 열 교환기.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제

Images