KR20030042096A - Recycling and fall teperature system for power plant's waste water using seperate heat pipe type heat exchanger - Google Patents

Recycling and fall teperature system for power plant's waste water using seperate heat pipe type heat exchanger Download PDF

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KR20030042096A
KR20030042096A KR1020010072609A KR20010072609A KR20030042096A KR 20030042096 A KR20030042096 A KR 20030042096A KR 1020010072609 A KR1020010072609 A KR 1020010072609A KR 20010072609 A KR20010072609 A KR 20010072609A KR 20030042096 A KR20030042096 A KR 20030042096A
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Abstract

PURPOSE: A system is provided to protect ecological system and reduce costs by discharging the waste water of the power plant into the sea after lowering of the temperature of the waste water. CONSTITUTION: A heat recovery unit includes first to third stage heat recovery parts(A,B,C), and the hot water discharged from a power plant is heat exchanged through multiple stages by the heat recovery unit and re-utilized. The temperature of the water is lowered by a hot water radiation unit(D) which is constituted by a separation type heat pipe heat exchanger, and the water is discharged into the sea through a multi-stage radiation structure(E). A plurality of radiation fins are arranged at the outer surfaces of cylindrical bodies, and an evaporator for absorbing heat from the hot water and a condenser for transferring the absorbed heat are arranged independently from each other. The evaporator and the condenser are connected with each other through an evaporated gas connecting pipe and a condensed water connecting pipe. Inlets and outlets of the evaporator and the condenser are communicated with each other so as to form a closed loop for an independent flow of gas and liquid.

Description

분리형 히트파이프 열교환기를 이용한 발전소 유출 온배수의 폐열회수 재활용 및 냉각 시스템{Recycling and fall teperature system for power plant's waste water using seperate heat pipe type heat exchanger}Recycling and fall teperature system for power plant's waste water using seperate heat pipe type heat exchanger}

본 발명은 히트파이프(heat pipe, 傳熱管)식 열교환장치를 이용하여 발전소에서 배출되는 온배수의 열을 회수하여 재활용하고 수온을 낮추어 방출하는 분리형 히트 파이프식 발전소 온배수 열회수 및 열교환 시스템에 관한 것으로서, 더욱 자세히는 펌프 등 별도의 동력원을 사용하지 않고도 열역학적인 증발과 응축에 의한 압력차 및 중력을 이용하여 작동유체(열전달매체)가 증발부에서 현열을 흡수하여 증발하고 상변화할 때 생기는 잠열이 응축부에 방출되고 응축된 응축수가 복귀하여 순환하는 열교환 과정을 연속적으로 반복하여 피가열체인 용수에 열을 계속하여 전달하여 주므로서 버려지는 발전소의 고열의 온배수에 의한 막대한 에너지를 회수하여 재활용하고 방출수의 온도를 저감시켜 방출시키므로서 생태계의 황폐화를 막고 복원하는데 소요되는 비용을 절감하는 발전소의 히트파이프(heat pipe, 傳熱管)식 열교환장치를 이용한 폐열회수 재활용 및 냉각시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a separate heat pipe type power plant heat recovery heat exchange and heat exchange system that recovers and recycles the heat of the hot water discharged from a power plant using a heat pipe type heat exchanger, and discharges it by lowering the water temperature. More specifically, by using pressure difference and gravity due to thermodynamic evaporation and condensation without using a separate power source such as a pump, latent heat generated when the working fluid (heat transfer medium) absorbs sensible heat from the evaporator and evaporates and phase changes Condensed water discharged from the condensate is returned and circulated continuously to continuously transfer heat to the water to be heated, thereby recovering and recycling enormous energy from the high-temperature hot water of the discarded power plant. By reducing and releasing the temperature of the A heat pipe (heat pipe, 傳熱 管) of the plant to reduce the costs related to recycling the waste heat recovery and cooling system using the heat exchanger type.

종래에는 원자력 발전소나, 화력발전소 등 발전소에서 계속적으로 유출되는 고온의 온배수를 단순히 수로를 통하여 자연 복사 대류시키는 방법으로 저온시키고 있으나 이는 아주 미세한 정도의 온도 저감방법이며, 이를 보완하기 위하여 방류되는 주변의 해수보다 약 7-10℃ 높은 고온의 온배수를 거대한 축조물의 수로나 파이프를 통해 먼 바다까지 수송하여 배출하고 있으나 이 또한 관리비용이 막대할 뿐 아니라 온배수가 가지는 폐열에 의한 에너지가 전혀 유용하게 사용되지 못하고 방출시켜 폐기되므로서 에너지 낭비가 엄청난 실정이다. 또한 상기한 온배수를 그대로 바다에 버리므로서 방출되는 온수의 폐열로 인한 환경문제, 즉 온배수의 폐열이 주변수의 수온을 변화시키고 이러한 수온변화가 주변수의 밀도, 점성, 기체 용해도 등 해수의 물리적 특성 대부분을 변화시키며 해수의 밀도변화가 성층현상을 초래하고 따라서 해수의 용존산소량, 염분의 분포에 영향을 미치므로서 발생하는 어패류의 고갈 및 수질오염, 밀도와 점성변화에 따른 하천토사의 운송능력 감소에 따른 퇴적의 변화 등 생태계의 파괴가 확산되어 지역주민의 민원 야기 및 자연환경변화에 따른 해양환경파괴를 유발하고 있다.Conventionally, the high temperature and hot water discharged continuously from a power plant such as a nuclear power plant or a thermal power plant is reduced by simply radiating natural convection through a water channel. The hot and hot water of about 7-10 ℃ higher than seawater is transported and discharged to the distant sea through huge water channel or pipes, but this also has a huge management cost and the energy from the waste heat of the hot water is not useful at all. It is a huge situation that wastes energy by being discharged and discarded. In addition, the environmental problems caused by the waste heat of hot water discharged by discarding the above-mentioned hot waste water as it is, that is, the waste heat of the hot waste water changes the water temperature of the surrounding water, and the change of the water temperature is the physical density of the sea water such as the density, viscosity, and gas solubility Changes in most of the properties, and changes in seawater density cause stratification, and thus the transport capacity of rivers and soils due to depletion of fish and shellfish, water pollution, and changes in density and viscosity caused by seawater's dissolved oxygen and salinity distribution. The destruction of ecosystems, such as changes in sedimentation due to the reduction, has been spreading, causing civil complaints of local residents and marine environment destruction due to natural environment changes.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 발전소로 부터 방출되는 고온의 온배수로부터 대량의 에너지를 회수하여 신선한 해수, 지하 해수, 지하수 등 으로의 열교환을 행하여 재활용하고 온배수의 수온을 효과적으로 낮추어 방출하기 위하여, 별도의 동력원을 사용하지 않고도 열역학적인 증발과 응축에 의한 압력차 및 중력을 이용하여 작동유체(열전달매체)가 증발부에서 현열을 흡수하여 증발하고 상변화할 때 생기는 잠열이 응축부에 방출되고 응축된 응축수가 복귀하여 순환하는 열교환 과정을 연속적으로 반복하여 피가열체인 용수에 열을 계속하여 전달하는 분리형 히트 파이프식 열교환장치로 발전소 방출 온배수의 폐열을 재활용하고 냉각시켜 배출하는 분리형 히트파이프 열교환기를 이용하여 발전소 유출 온배수의 폐열회수 재활용 및 냉각 시스템을 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, by recovering a large amount of energy from the hot water of the hot water discharged from the power plant to recycle heat exchange to fresh seawater, underground seawater, groundwater, etc. to effectively reduce the water temperature of the hot water In order to discharge, the latent heat generated when the working fluid (heat transfer medium) absorbs sensible heat from the evaporation part and evaporates and phase changes by using the pressure difference and gravity caused by thermodynamic evaporation and condensation without using a separate power source. Is a separate heat pipe type heat exchanger that continuously transfers heat to the water to be heated by repeatedly repeating the heat exchange process in which condensate discharged and condensed is returned to the water to be heated. The pipe heat exchanger It is aimed to provide a heat recovery recycling and cooling system.

도 1은 본 발명의 폐열회수 재활용 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 구성도1 is a block diagram showing the overall configuration of the waste heat recovery recycling system of the present invention

도 2는 본 발명에 적용되는 히트 파이프의 동작 원리도2 is an operating principle of the heat pipe applied to the present invention

도 3은 본 발명에 적용되는 수평형 핀(fin)타입 히트파이프 응축기의 구성도3 is a configuration diagram of a horizontal fin type heat pipe condenser applied to the present invention

도 4는 본 발명에 적용되는 수평형 핀(fin)타입 히트파이프 응축기의 구성도Figure 4 is a block diagram of a horizontal fin type heat pipe condenser applied to the present invention

도 5는 본 발명에 적용되는 수직형 핀(fin)타입 히트파이프 응축기의 구성도5 is a block diagram of a vertical fin type heat pipe condenser applied to the present invention

도 6은 본 발명에 적용되는 수직형 핀(fin)타입 히트파이프 증발기의 구성도6 is a configuration diagram of a vertical fin type heat pipe evaporator applied to the present invention.

도 7은 본 발명에 적용되는 대기방출형 히트파이프 응축기의 단면도7 is a cross-sectional view of an atmospheric emission type heat pipe condenser applied to the present invention.

도 8은 본 발명에 적용되는 대기방출형 히트파이프 응축기의 평면도8 is a plan view of an atmospheric emission type heat pipe condenser applied to the present invention

도 9는 본 발명에 적용되는 분리형 히트파이프 패널의 구성도9 is a configuration diagram of a separate heat pipe panel applied to the present invention.

도 10은 본 발명에 적용되는 분리형 히트파이프 패널의 삼각형 배치도10 is a layout diagram of a triangle of a separate heat pipe panel applied to the present invention.

도 11은 본 발명에 적용되는 방출형 히트파이프 패널의 구성도11 is a block diagram of an emission type heat pipe panel applied to the present invention

도 12는 본 발명에 적용되는 방출형 히트파이프 패널의 삼각형 배치도12 is a triangular layout view of an emission heat pipe panel according to the present invention;

도 13은 온배수의 수심에 따른 증발기 및 응축기 위치를 도시한 단면구성도13 is a cross-sectional view showing the location of the evaporator and condenser according to the depth of the warm water

도 14는 대기 방출형 냉각수 분무 컨트롤러 구성도14 is a block diagram of the air discharge coolant spray controller

도 15는 본 발명의 온배수 열회수 및 저감시스템의 운용 블럭도15 is an operational block diagram of a heat and waste heat recovery and abatement system of the present invention.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

A:제1단계 열회수부 B:제2단계 열회수부A: First stage heat recovery unit B: Second stage heat recovery unit

C:제3단계 열회수부 D:제4단계 온배수 열방열부C: 3rd stage heat recovery part D: 4th stage warm waste heat dissipation part

E:다단 방열 구조물E: stage heat dissipation structure

100:응축기 100':증발기100: Condenser 100 ': Evaporator

104a:증발기체 연결관 104b:응축액체 연결관104a: evaporator connector 104b: condensed liquid connector

106:작동유체 107a, 107b:진공단자106: working fluid 107a, 107b: vacuum terminal

108a,108b:수평 방열핀 108c,108d:수직 방열핀108a, 108b: Horizontal Heat Dissipation Fins 108c, 108d: Horizontal Heat Dissipation Fins

201:지붕 202:기둥201: Roof 202: pillar

203:분무노즐관 204:받침판203: spray nozzle tube 204: support plate

301:분사공 302:냉각수301: sprayer 302: cooling water

400:용수관 410, 420:지지판넬400: water pipe 410, 420: support panel

430:와류 칸막이 500:분무 컨트롤러430: Vortex divider 500: Spray controller

510:냉각수 공급관 511:냉각수 온도 센서510: coolant supply pipe 511: coolant temperature sensor

512:솔레노이드 밸브 513:대기 온도 센서512: solenoid valve 513: air temperature sensor

520:마이크로 프로세서 530:냉각수 펌프520: microprocessor 530: coolant pump

540:통신모듈 550:시스템 통신라인540: communication module 550: system communication line

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부 도면에 의하여 상세하게 기술하면 다음과 같으며 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 구성 요소에 대한 구체적인 설명은 생략하며 동일한 구성요소에 대해서는 같은 번호를 부여한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention for achieving the above objects will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows. Detailed descriptions of well-known components that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted, and like reference numerals refer to like elements. To give.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전체 구성을 개략적으로 나타낸 구성도로서, 분리형 히트 파이프 열교환기를 이용하여 발전소에서 대량으로 방출되는 고온의 온배수를 제 1단계 열회수부(A), 제 2단계 열회수부(B), 제 3단계 열회수부(B)의 다단으로 구성된 열회수부에서 다단계로 다른 용수로 열교환 처리하여 일정 온도를 유지해야하는 해수 및 민물 양어장 또는 고온 성장 식물의 재배용수로 재활용하고 재활용하고 수온이 저감되어 방류되는 온배수는 미도시한 농지의 지하 매립관을 통하여 잔여 농지의 재배 뿐 아니라 넓은 유수지를 거치면서 온배수에 산소 및 미생물을 활성화시켜 생태계를 보호하기 위하여 대기 방출형 히트 파이프 열교환기로 온배수의 수온을 저감시키는 열방열부(D)와 다단방열 구조물(E)을 거쳐 출구를 통하여 바다로 자연 방류되도록 구성한다.1 is a schematic view showing the overall configuration according to an embodiment of the present invention, the first stage heat recovery unit (A), the second stage heat recovery to the hot water discharged in large quantities discharged from the power plant using a separate heat pipe heat exchanger Recycle and recycle to seawater and freshwater fish farms or cultivated waters of high-growth plants that must maintain a constant temperature by heat-exchanging with other water in multiple stages in the multi-stage heat recovery section of the (B) and the third stage heat recovery section (B). The hot and cold water is discharged through the underground landfill pipe of unshown farmland as well as the cultivation of the remaining farmland as well as through the wide reservoir to activate the oxygen and microorganisms in the hot water to protect the ecosystem. Natural discharge into the sea through the exit through the heat dissipation unit (D) and the multi-stage heat dissipation structure (E). Configure to

도 2는 본 발명에서 적용되는 히트 파이프식 열교환기의 작동원리를 도시한 것으로서, 이러한 서머 사이펀(Thermo Syphon)을 이용한 히트 파이프 열교환기의 기본원리는 적은 온도차로 고밀도의 열수송을 할 수 있는 물질(PCM, Phase Changed Material)인 열전달매체로서 작동유체를 밀폐된 용기내에 주입하면 진공상태에서 작동유체는 하부에 있는 증발기(100')에서 열을 흡수하여 증발하고 증기상태의 작동유체(106)는 압력과 밀도차에 의하여 응축기(100)로 상변화 될때 발생되는 증발 잠열을 이동시켜 고에너지의 잠열을 방출하고 응축된 응축수가 중력에 의하여 귀환하는 과정을 순환시키는 방법으로 별도의 외부 동력 없이도 자연력에 의하여 반복하므로서 적은 온도차로 대량의 열수송을 하여 피가열체인 용수를가열하는 것으로서, 본 발명은 분리 독립된 각각의 원통형 몸체(101)(102)의 외주에 다수개의 수평형 또는 수직형으로 된 방열핀(fin)(108a)(108b)이 일정 간격으로 인접하여 배열되므로서 전열면적이 최대화된 밀폐형 원통형 몸통의 하부로 작동유체가 주입된 온배수로부터 열을 흡수하는 증발기(100')와 흡수한 열을 전달하는 응축기(100)가 각각 독립되어 분리 형성되고, 일정거리의 이격된 위치에서 상기한 증발기(100')와 응축기(100)가 상호 연결 대응되게 증발기(100')에서 증발된 작동유체(106)의 증발기체가 이송되는 증발기체 연결관(104a)과 응축기(100)에서 응축된 응축수를 귀환시키는 응축액체 연결관(104b)을 연결관 이음매(103)로 필요로 하는 길이만큼 연장시켜 연결하고 증발기(100')와 응축기(100) 양쪽 단부로 서로 입구와 출구를 연통시켜 기액이 분리순환되는 폐루프(회로)를 형성하는 구성으로서 이러한 응축기(100')와 증발기(100)는 필요에 따라 다수개 병렬시켜 구성하며 연결관(104)은 주위와 열교환이 되지 않도록 단열재로 단열처리한다.Figure 2 shows the operating principle of the heat pipe type heat exchanger applied in the present invention, the basic principle of the heat pipe heat exchanger using the thermosyphon (Thermo Syphon) material capable of high-density heat transport with a small temperature difference When the working fluid is injected into a closed container as a heat transfer medium (PCM, Phase Changed Material), the working fluid is evaporated by absorbing heat from the evaporator 100 'at the bottom in a vacuum state, and the working fluid 106 in the vapor state is By moving the latent heat of evaporation generated when the phase changes into the condenser 100 due to pressure and density difference, it releases latent heat of high energy and circulates the process of returning condensed water by gravity. By repeating by a large amount of heat transport with a small temperature difference by heating the water to be heated, the present invention is to separate each On the outer circumference of the cylindrical bodies 101 and 102, a plurality of horizontal or vertical heat dissipating fins 108a and 108b are arranged adjacent to each other at regular intervals, so that the heat transfer area is maximized to the lower portion of the sealed cylindrical body. The evaporator 100 ′ absorbing heat from the hot water injecting the working fluid and the condenser 100 transferring the absorbed heat are formed separately from each other, and the evaporator 100 ′ and the evaporator 100 ′ are separated from each other at a predetermined distance. The condenser 100 is connected to the condenser 100 to return the condensate condensed in the condenser 100 and the evaporator gas connection pipe 104a to which the evaporation gas of the working fluid 106 evaporated from the evaporator 100 'is connected. Closed loop (circuit) in which gas 104 is separated and circulated by connecting pipe 104b to the connecting pipe joint 103 by the required length and connecting the inlet and the outlet to both ends of the evaporator 100 'and the condenser 100. As a configuration forming It compressors 100 'and the evaporator 100 is configured by a plurality of parallel, as needed, and the coupling pipe 104 is insulated by heat insulating material to prevent heat exchange with the ambient.

미설명 부호 107a, 107b는 진공단자이다.Reference numerals 107a and 107b denote vacuum terminals.

상기와 같이 형성된 본 발명의 분리형 히트 파이프식 열교환 장치는 증발기(100') 하부에 위치한 작동유체(106)가 열을 흡수하여 증발기(100') 상부로 증발되면서 압력차가 발생하여 증발기체연결관(104a)을 통하여 응축기(100) 상부로 올라가서 증발잠열(숨은열)을 응축기(100)에 전달하고 잠열을 내 놓으면서 액체상태로 응축된 응축수는 중력에 의하여 응축기(100) 하부에서 응축액체 연결관(104b)을 타고 내려와 계속적인 열수송이 폐루프에서 일어나게 되는데 이 과정에서 방열핀(108a)의 표면온도가 올라가 피가열체인 용수를 승온시키는 연속적인 열교환의 반복순환이 일어나며 이러한 구성은 제작 설치가 용이한 단순하고 간결한 구조로서 장치의 중량과 부피를 크게 줄이고 운전소요 동력을 절감할 수 있는 고성능의 열회수장치 역할을 하며 고온의 증발기(100')와 멀리 떨어진 저온의 응축기(100)를 주위 공기와의 대류에 의한 영향이 없도록 단열처리된 연결관(104)을 연결관 이음매(103)로 이어서 연결하고 연장시켜 배관하므로서 고온의 폐열을 먼거리까지 용이하게 이동시킬 수 있으며 특히 잠열에 의하여 고밀도의 열을 이동시키므로서 파이프로 형성된 연결관(104)의 열저항이 미소하므로 작은 온도차로도 열의 60-80%까지 회수할 수 있어서 비교적 저온의 온수에서도 승온이 용이한 에너지 절약형 장치이다.In the split heat pipe type heat exchanger according to the present invention formed as described above, the working fluid 106 located under the evaporator 100 'absorbs heat and evaporates to the top of the evaporator 100', causing a pressure difference to generate an evaporator gas connection pipe ( The condensed water condensed into the liquid state while passing the latent heat (hidden heat) to the condenser 100 and giving out the latent heat through the condenser 100 through 104a) is condensed from the condenser 100 by gravity. 104b), the continuous heat transport takes place in the closed loop. In this process, the surface temperature of the heat dissipation fin 108a rises, and a cyclic circulation of continuous heat exchange occurs to raise the water to be heated, and this configuration is simple and easy to manufacture and install. Its simple and concise structure serves as a high-performance heat recovery device that greatly reduces the weight and volume of the device and reduces the power required for operation. 100 ') and the low temperature condenser 100 far away from the convection with the surrounding air to connect the tube 104 is connected to the pipe joint 103 and then extended and piped to the hot waste heat It can be easily moved to a long distance, and in particular, the heat resistance of the connecting pipe 104 formed of a pipe is small by moving the high-density heat by latent heat, so that even a small temperature difference can recover up to 60-80% of the heat. It is an energy-saving device that can be easily heated even in hot water.

상기한 작동유체(106)는 용도 및 작동온도 범위에 따라 소디움(sodium), 수은, 암모니아 등을 선택적으로 사용할 수 있으며 충전할 때 내부압력이 대기압에 근접하도록하는 것이 바람직하며 도면에 도시된 바와 응축액체 연결관(104b)의 입구가 증발기체 연결관(104a)의 출구보다 높이차가 있는 낮은 위치에 있게 형성하여 자연력에 의하여 순환되게한다.The working fluid 106 may selectively use sodium, mercury, ammonia, etc. according to the use and the operating temperature range, and it is preferable to allow the internal pressure to be close to atmospheric pressure when charging. The inlet of the liquid connecting tube 104b is formed at a lower position with a height difference than the outlet of the evaporating gas connecting tube 104a to be circulated by natural force.

또한 종래의 열교환기는 열전달효과가 적어 전열면적을 크게하여야 하므로 장치가 커지는 단점이 있는데 반하여 본 발명은 원통형 용기로 된 증발기(100')와 응축기(100)의 몸체(101)(102) 외주로 방열핀을 수직형 핀(108c)(108d) 또는 수평형 핀(108a)(108b)으로 형성하여 전열면적의 확대가 용이하게 하였다.In addition, the conventional heat exchanger has a disadvantage that the apparatus is large because the heat transfer effect is small to increase the heat transfer area, whereas the present invention is a heat dissipation fin to the outer periphery of the body 101, 102 of the evaporator 100 'and the condenser 100 of the cylindrical container Is formed into vertical fins 108c and 108d or horizontal fins 108a and 108b to facilitate the expansion of the heat transfer area.

도 3과 4는 수평형 핀(108a)(108b)이 외주에 형성된 증발기(100')와 응축기(100)의 구조를 나타낸 도면으로서 전술한 바와 같이 원통형 몸체(101)(102)외주의 상부에서 하부로 일정 간격으로 내부가 비어 있는 날개 형태의 핀(108a)(108b)을 다단으로 부착하였으며 증발기(100')와 응축기(100)를 서로 연결하는 응축액체 연결관(104b)과 증발기체 연결관(104a)으로 구성된 연결관(104)은 단열재로 단열시키므로서 증발기(100')로부터 응축기(100)로 상승하는 포화증기가 액화되지 않고 응축기(100)까지 도달할 수 있게 하였다.3 and 4 are views showing the structure of the evaporator 100 'and the condenser 100 in which the horizontal fins 108a and 108b are formed on the outer periphery, and as described above, in the upper portion of the outer periphery of the cylindrical body 101 and 102. Wing-shaped fins 108a and 108b, which are hollow at regular intervals, are attached to the lower portion in multiple stages, and the condensed liquid connecting tube 104b and the evaporating gas connecting tube connecting the evaporator 100 'and the condenser 100 to each other. The connecting tube 104 composed of 104a was insulated with heat insulating material so that the saturated steam rising from the evaporator 100 'to the condenser 100 could reach the condenser 100 without liquefying.

또한 도 5와 6은 수직형 핀(108c)(108d)이 원통형 몸체(101)(102) 외주에 길이방향으로 형성된 증발기(100')와 응축기(100)의 구조를 나타낸 도면으로서, 전열면적을 크게하기 위하여 원통형의 몸체(101)(102)의 외주에 30°간격으로 내부가 비어 있는 날개 형태의 핀(108c)(108d)을 부착하고 증발기(100')와 응축기(100)를 서로 연결하는 연결관(104)은 단열재로 단열시키므로서 증발기(100')로부터 응축기(100)로 상승하는 포화증기가 액화되지 않고 응축기까지 도달할 수 있게 하였다5 and 6 are views showing the structure of the evaporator 100 'and the condenser 100 in which the vertical fins 108c and 108d are formed in the longitudinal direction on the outer circumference of the cylindrical bodies 101 and 102. In order to enlarge, attach the wing-shaped fins 108c and 108d having a hollow interior at intervals of 30 ° to the outer circumference of the cylindrical bodies 101 and 102 and connect the evaporator 100 'and the condenser 100 to each other. The insulator 104 was insulated with insulation so that saturated steam rising from the evaporator 100 'to the condenser 100 could reach the condenser without liquefying.

도 9와 도 10은 본 발명의 전술한 증발기(100')와 응축기(100)가 서로 이격된 상태로 다수개 병렬로 조합되고 연결된 상태로 유체의 유동공간인 용수관(400)과 온배수 유출입 통로에 위치하여 열교환을 행하는 히트 파이프 열교환기의 패널을 나타낸 도면으로서, 다수개의 응축기(100')와 증발기(100)가 응축기 지지패널(410)과 증발기 지지패널(420)에 의하여 지지되고 단열처리된 연결관(104)이 다수개의 응축기(100)와 증발기(100')에 각각 연결 배관되며 발전소 등에서 유출되는 고온의 온배수 유출입 통로에 위치한 증발기(100')가 열을 회수하여 작동유체(106)를 기체로 상변화시켜 증발잠열을 용수가 유출입되는 용수관(400) 통로에 위치한 응축기(100)에 전달하여 용수를 가열시켜 다단계로 다른 용수로 열교환 처리하므로서 해수 및 민물 양어장 또는 고온 성장 식물의 재배용수로 재활용하게 한다. 도 10에 도시한 바와 같이 다수개의 증발기(100')로 구성된 응축기(100) 그룹은 다열로 된 삼각형 배열로 조합하여 최소의 수량으로 최대의 열교환 효과를 내게 하며 도 13에 도시한 바와 같이 다단으로 위치하는 증발기(100')의 온배수 통로의 유출입 라인에 에너지를 균일하게 회수 및 방출할 수 있도록 흐르는 수심에 따라 다단으로 와류칸막이(430)를 설치한다. 본 발명은 통상적으로 일정한 온도의 물을 계속적으로 공급해야 하는 용도에 유용하게 활용되므로서 폐자원의 유효활용과 경제적 관점에서 중요하며 상기한 히트 파이프식 열교환기는 미도시한 시스템 컴퓨터에 통신라인으로 연결되어 온배수, 용수, 냉각수의 온도를 전부 체크하여 온도 데이터 베이스에 따라 분석하고 용수가 일정온도 이하시 해수나 지하해수, 지하수를 취수하여 상기한 분리형 히트 파이프식 열교환기로 제 1단계 열회수부(A), 제 2단계 열회수부(B), 제 3단계 열회수부(C)에서 열교환하여 온배수의 열이 전달되어 승온된 용수를 다단계로 해수 및 민물 양어장 또는 고온 성장 식물의 재배용수로 각각 재활용한다.9 and 10 are the water pipe 400 and the hot water outflow passage of the fluid flow space in a state in which the above-described evaporator 100 'and the condenser 100 of the present invention are spaced apart from each other in combination and connected in parallel. The heat pipe heat exchanger is located in the heat exchanger panel, and the plurality of condenser 100 'and the evaporator 100 are supported by the condenser support panel 410 and the evaporator support panel 420 and heat-insulated. The connecting pipe 104 is connected to the plurality of condenser 100 and the evaporator (100 '), respectively, and the evaporator (100') located in a high temperature hot water inflow and outflow passage that flows out of a power plant or the like recovers heat to recover the working fluid 106. Phase change with gas transfers the latent heat of evaporation to condenser 100 located in the water pipe 400 passageway through which water flows in and out. To be recycled into the planting water. As shown in FIG. 10, the condenser 100 group consisting of a plurality of evaporators 100 'is combined in a multi-row triangular array to give the maximum heat exchange effect with the minimum quantity, and as shown in FIG. The vortex partition 430 is installed in multiple stages according to the flow depth so that energy can be uniformly recovered and discharged in the inflow and outflow line of the hot water drainage passage of the evaporator 100 'located. The present invention is generally useful for the purpose of continuously supplying water at a constant temperature, which is important in terms of effective utilization and economical use of waste resources. The heat pipe type heat exchanger is connected to a system computer not shown in a communication line. The temperature of the hot water, the water, and the cooling water are all checked and analyzed according to the temperature database. If the water is below a certain temperature, the seawater, underground seawater, and ground water are taken out. Heat exchange in the second stage heat recovery unit (B), the third stage heat recovery unit (C) to transfer the heat of the hot water and recycle the heated water in multiple stages as cultivation water for seawater and freshwater fish farms or hot growing plants, respectively.

또한 상기과 같이 재활용되지 못하고 그대로 방류되는 온배수의 온도를 체크하고 다수개로 조합된 대기방출형 분리식 히트파이프 열교환기로 온배수 열방열부(D)를 구성하여 수온을 저감시켜 자연농지의 농작물 재배용수로 활용하고 다단 방열 구조물(E)을 통하고 유수지를 거쳐서 바다로 방류하게하는 열교환장치로서, 또 다른 실시예의 도 7과 도 8에 도시된 바와 같은 대기방출형 분리식 히트파이프 열교환기는 다수개의 증발기(100')로부터 응축기(100)로 올라온 온배수의 증발잠열을 분사공(301)이 형성된 파이프형 분무노즐관(203)을 통하여 차가운 물을 분무하여 대기에 방출하여 방류되는 유출수의 온도를 저감시키는 장치이며, 이는 직사광선을 막아 주는 지붕(201)과 이를 지지하는 기둥(202)으로 축조된 구조물에 재치된 받침판(204)에 응축기(100)를 안치하고 응축기(100)를 둘러싸는 배관으로 분사공이(301) 형성된 분무 노즐관(203)을 통해 차가운 물을 응축기(100)에 분무하여 증발기(100')로부터 증발기체 연결관(104a)을 통하여 올라온 온배수의 잠열을 방출하고 응축수는 응축액체 연결관(104b)으로 복귀시켜 열을 빠르고 대량으로 대기에 방출하는 것으로서 도 14에 도시한 바와 같이 미도시한 시스템 컴퓨터에 내장된 시스템 관리 프로그램에 시스템 통신라인(550)으로 연결된 응축기 분무 컨트롤러(500)가 컴퓨터와 통신모듈(540)을 통하여 상호 통신하면서 대기 온도센서(513)와 냉각수 온도센서(511)로 부터 감지되는 대기의 온도와 냉각수의 온도를 마이크로 프로세서(520)에서 비교 분석하여 냉각수 펌프(530)를 가동하고 개폐 솔레노이드 밸브(512)로 냉각수 공급관(510)에 공급되는 냉각수를 개폐 제어한다.In addition, by checking the temperature of the hot water discharged as it is not recycled as it is recycled as described above, by constructing the hot water heat dissipation unit (D) with the air discharge type separate heat pipe heat exchanger combined into a plurality of water to reduce the water temperature to utilize as agricultural crop cultivation water for natural farmland As a heat exchanger for discharging to the sea through the heat dissipation structure (E) and through the reservoir, an atmospheric release type separate heat pipe heat exchanger as shown in Figs. 7 and 8 of another embodiment has a plurality of evaporators 100 '. It is a device for reducing the temperature of the effluent discharged by spraying the cold water to the atmosphere by spraying the latent evaporation heat of the hot water from the condenser 100 from the pipe-type spray nozzle pipe 203 is formed with the injection hole 301, which is The condenser 100 is placed in a support plate 204 mounted on a structure constructed of a roof 201 that blocks direct sunlight and a pillar 202 supporting it. And spray cool water to the condenser 100 through the spray nozzle tube 203 in which the injection hole 301 is formed to the pipe surrounding the condenser 100, and from the evaporator 100 'through the evaporator gas connecting pipe 104a. The system communicates with the system management program embedded in the system computer as shown in FIG. 14 as it releases the latent heat of the warmed up water and the condensed water is returned to the condensed liquid connecting pipe 104b to release heat to the atmosphere quickly and in large quantities. The condenser spray controller 500 connected to the line 550 communicates with the computer through the communication module 540 to monitor the ambient temperature and the temperature of the coolant detected by the ambient temperature sensor 513 and the coolant temperature sensor 511. Comparative analysis by the microprocessor 520 operates the coolant pump 530 and controls the opening and closing of the cooling water supplied to the cooling water supply pipe 510 by the opening and closing solenoid valve 512.

즉, 상기한 대기방출형 히트파이프 열교환기는 지상의 대기에 노출된 응축기 지지패널(410)상에 다수개의 응축기(100)가 지지되고 응축기(100)는 온배수 방출통로에 위치한 증발기(100')와 단열처리된 증발기체 연결관(104a)과 응축액체 연결관(104b)에 의하여 각각 분리된 상태로 연결 배관되어 열교환을 행하는것으로서, 시스템 컴퓨터에 연결된 냉각수 공급 컨트롤러(500)의 제어에 의하여 솔레노이드 밸브(512)로 분무수 공급량을 적절하게 배분하여 방출수의 온도를 저감시킨다.That is, the above air-emitting heat pipe heat exchanger is provided with a plurality of condensers 100 on the condenser support panel 410 exposed to the atmosphere of the ground and the condenser 100 and the evaporator (100 ') located in the hot water discharge passage; Insulated pipes are separated by the insulated evaporation gas connecting pipe 104a and the condensed liquid connecting pipe 104b to perform heat exchange, and are controlled by a coolant supply controller 500 connected to the system computer. 512) to appropriately distribute the spray water supply to reduce the temperature of the discharged water.

상기와 같이 된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention as described above is as follows.

도 15는 본 발명의 시스템과 장치간 동작을 나타내는 흐름도로서 시스템이 가동되면 온배수, 용수, 냉각수의 온도를 체크하고 온도 데이터 베이스에 의하여 1단계의 해수 이용과 2단계의 지하해수 이용, 3단계의 지하수 이용의 용수별 온도를 체크하여 적정 공급 온도와 유량을 분석하여 공급량을 조절하여 온배수를 일정한 온도를 필요로하는 용수로 역교환하여 재활용하고 재활용되지 못하고 방출되는 온배수는 4단계의 온배수 온도와 대기온도를 체크하여 방열량을 계산하여 냉각수를 공급하는 과정을 반복하면서 자연농지에 수온이 저감된 온배수를 재배용수로 이용하고 바다로 배출하게 되는데, 생성된 데이터 베이스는 저장하고 갱신한 후 보고서 등의 출력물로 진행상황을 보고자료화 하고 보관한다.15 is a flow chart showing the operation between the system and the apparatus of the present invention, when the system is running, it checks the temperature of the hot water, the water and the cooling water, and uses the first stage seawater use and the second stage underground seawater use by the temperature database. Check the temperature of each ground water use, analyze the proper supply temperature and flow rate, adjust the supply volume, exchange the hot water backwater with water that requires a constant temperature, recycle it, and discharge the hot water that is not recycled. While checking the heat dissipation amount and repeating the process of supplying the cooling water, the hot water with reduced water temperature on natural farmland is used as cultivation water and discharged to the sea.The generated database is saved and updated, and then proceeds to printouts such as reports. Report and document the situation.

이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment as various substitutions and changes can be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention.

이와 같이 된 본 발명의 분리형 히트파이프 열교환기를 이용한 발전소 배출 온배수 분리형 히트파이프식 폐열회수 재활용 및 냉각 시스템은 발전소에서 배출되는 온배수의 열을 별다른 외부 동력 없이 다른 용수로 열전달 교환하여 막대하게 버려지는 에너지를 회수하여 재활용하고 온배수의 수온을 낮추어 바다로 방류함으로서 생태계의 파괴를 막고 이를 복원하는데 소요되는 비용을 절감하는데 매우 유용한 발명이다.Power plant discharge hot water wastewater recycling and cooling system using a separate heat pipe heat exchanger of the present invention as described above, the heat transfer of the hot water discharged from the power plant to the other water without any external power to recover the enormously discarded energy It is a very useful invention to reduce the cost of restoring the ecosystem and restoring it by discharging it to the sea by recycling and lowering the water temperature of the hot water.

Claims (4)

수평형 핀(108a)(108b)이나 수직형 핀(108c)(108d)이 원통형 몸체(101)(102) 외주에 형성되고 증발기(100')내의 작동유체(106)가 열을 흡수하여 증발되면서 증발기체 연결관(104a)을 통하여 응축기(100) 상부로 올라가서 증발잠열(숨은열)을 응축기(100)에 전달하고 응축수가 중력에 의하여 응축액체 연결관(104b)을 타고 내려와 열수송을 하여 파가열체를 승온시키는 히트파이프식 열교환기가 다수개 설치된 폐열회수시스템에 있어서, 발전소에서 방출되는 고온의 온배수를 제 1단계 열회수부(A), 제 2단계 열회수부(B), 제 3단계 열회수부(B)의 다단으로 구성된 열회수부에서 열을 회수하여 히트파이프식 열교환기로 다단계의 다른 용수로 열교환 하여 재활용하고, 방출되는 온배수는 대기방출형 분리식 히트파이프 열교환기로 구성된 온배수 열방열부(D)에서 수온을 저온시키고 다단방열 구조물(E)을 거쳐 바다로 자연 방류시키는 구성임을 특징으로 하는 분리형 히트파이프 열교환기를 이용한 발전소 유출 온배수의 폐열회수 재활용 및 냉각 시스템Horizontal fins 108a and 108b or vertical fins 108c and 108d are formed on the outer periphery of the cylindrical bodies 101 and 102 and the working fluid 106 in the evaporator 100 'absorbs heat and evaporates. Through the evaporation gas connecting pipe 104a, the upper part of the condenser 100 is raised to transfer the latent heat of evaporation (hidden heat) to the condenser 100, and the condensed water descends through the condensed liquid connecting pipe 104b by gravity to carry out heat transportation. In a waste heat recovery system provided with a plurality of heat pipe type heat exchangers for heating a heating body, a first stage heat recovery unit (A), a second stage heat recovery unit (B), and a third stage heat recovery unit are configured to supply high temperature warm water discharged from a power plant. Heat is recovered from the multi-stage heat recovery section and heat-exchanged with other heat in a multi-stage heat pipe type heat exchanger, and the discharged hot water is discharged from the hot water heat dissipation unit (D) consisting of an atmospheric discharge type heat pipe heat exchanger. At low temperature Waste heat recovery recycling and cooling system for power plant effluent hot and cold drainage using split type heat pipe heat exchanger, characterized by natural discharge to the sea through multi-stage heat dissipation structure (E) 제 1항에 있어서, 대기방출형 분리식 히트파이프 열교환기는 직사광선을 막아 주는 지붕(201)과 이를 지지하는 기둥(202)으로 축조된 구조물에 재치된 받침판(204)에 응축기(100)를 안치하고 응축기(100)를 둘러싸는 배관으로 분사공이(301) 형성된 분무 노즐관(203)을 통해 차가운 물을 응축기(100)에 분무하여 증발기(100')로부터 증발기체 연결관(104a)을 통하여 올라온 온배수의 잠열을 빠르고 대량으로 대기에 방출하는 구조임을 특징으로 하는 분리형 히트파이프 열교환기를 이용한 발전소 유출 온배수의 폐열회수 재활용 및 냉각 시스템The method according to claim 1, wherein the atmospheric release type heat pipe heat exchanger is a condenser 100 is placed on a support plate 204 mounted on a structure constructed of a roof 201 and a column 202 supporting the direct sunlight to block the direct sunlight Hot water discharged from the evaporator 100 'through the evaporation gas connecting pipe 104a by spraying cold water into the condenser 100 through the spray nozzle tube 203 in which the injection hole 301 is formed as a pipe surrounding the condenser 100. Waste heat recovery recycling and cooling system of power plant effluent hot water drainage using split type heat pipe heat exchanger 제 1항에 있어서, 히트파이프식 열교환기는 응축액체 연결관(104b)의 입구가 증발기체 연결관(104a)의 출구보다 높이차가 있는 낮은 위치에 있게 형성하여 자연력에 의하여 기액(氣液)이 서로 혼합되지 않고 분리순환되어 열을 전달하는 폐루프(회로)를 형성함을 특징으로 하는 분리형 히트파이프 열교환기를 이용한 발전소 유출 온배수의 폐열회수 재활용 및 냉각 시스템The heat pipe type heat exchanger is formed such that the inlet of the condensed liquid connecting pipe (104b) is located at a lower position with a height difference than that of the outlet of the evaporating gas connecting pipe (104a). Waste heat recovery recycling and cooling system for power plant effluent hot and cold wastewater using a separate heat pipe heat exchanger, characterized in that it forms a closed loop (circuit) to transfer heat without being mixed. 제 1항에 있어서, 히트 파이프식 열교환기는 증발기(100')와 응축기(100)의 원통형 몸체(101)(102)의 외주에 다수개의 수평형 또는 수직형으로 된 방열핀(fin)(108a)(108b)을 일정 간격으로 인접하여 배열시켜 전열면적을 최대화시키는 구조임을 특징으로 하는 분리형 히트파이프 열교환기를 이용한 발전소 유출 온배수의 폐열회수 재활용 및 냉각 시스템The heat pipe type heat exchanger according to claim 1, wherein the heat pipe type heat exchanger has a plurality of horizontal or vertical fins 108a (outer periphery) of the evaporator 100 'and the cylindrical bodies 101 and 102 of the condenser 100. Waste heat recovery recycling and cooling system of the power plant effluent hot and cold water drainage using a separate heat pipe heat exchanger by arranging 108b) adjacent to each other at a predetermined interval to maximize the heat transfer area.
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