KR200349474Y1 - Thermosiphon Heat Pipe Type Heat Exchanger - Google Patents

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KR200349474Y1
KR200349474Y1 KR20-2004-0002608U KR20040002608U KR200349474Y1 KR 200349474 Y1 KR200349474 Y1 KR 200349474Y1 KR 20040002608 U KR20040002608 U KR 20040002608U KR 200349474 Y1 KR200349474 Y1 KR 200349474Y1
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Abstract

본 고안은 쉘튜브 열교환기에 써모싸이폰 히트파이프의 작동원리를 적용한 히트파이프식 쉘튜브열교환기에 관한 것으로, 하부에 작동유체가 채워진 쉘(10)과, 그 내부에는 각종 전열관이 삽입되어 구성되며 전열관은 상하 반으로 나뉘어 고온유체가 흘러 증발부를 이루는 하부전열관과 저온 유체가 흘러 응축부를 이루는 상부 전열관으로 구성된다. 또한 쉘의 양측부는 고정관판이 형성되며 탈부착이 가능한 플랜지 구조의 본넷이 설치된다. 특히 고정관판 및 본넷은 내부에는 구획벽이 구성되어 있으며 그 사이에는 고무패킹을 설치하여 고온 및 저온 유체의 흐름을 완벽하게 구분하여 본넷 내부에서 고온 및 저온 유체의 혼합을 방지하고 있다. 본 고안의 열교환기는 써모싸이펀식으로 작동하기 위하여는 반드시 고온유체가 열교환기 하부 전열관쪽으로, 저온유체는 열교환기 상부 전열관 쪽으로 흘러야만 한다The present invention relates to a heat pipe type shell tube heat exchanger in which a shell tube heat exchanger applies the operating principle of a thermosyphon heat pipe, and includes a shell (10) filled with a working fluid at a lower portion thereof, and various heat pipes are inserted therein. It is divided into upper and lower halves and consists of a lower heat pipe that forms a condensation part and a lower heat pipe that forms a condensation part by flowing a high temperature fluid. In addition, both sides of the shell is formed with a fixed tube plate and a removable bonnet bonnet is installed. In particular, the fixed tube plate and the bonnet have partition walls formed therein, and rubber packing is installed therebetween to completely separate the flow of hot and cold fluid to prevent mixing of the hot and cold fluid inside the bonnet. In order to operate a thermosyphon, the heat exchanger of the present invention must flow high temperature fluid toward the lower heat exchanger tube and low temperature fluid toward the upper heat exchanger tube.

Description

써모사이펀 히트파이프식 열교환기{Thermosiphon Heat Pipe Type Heat Exchanger}Thermosiphon Heat Pipe Type Heat Exchanger {Thermosiphon Heat Pipe Type Heat Exchanger}

본 고안은 쉘앤튜브 열교환기에 써모싸이폰 히트파이프의 작동원리를 적용한 써모사이펀 히트파이프식 열교환기에 관한 것이다The present invention relates to a thermosiphon heat pipe type heat exchanger in which a shell and tube heat exchanger is applied to a thermosiphon heat pipe.

일반적인 쉘앤 튜브(Shell Tube)형 열교환기는 산업용으로 널리 사용되고 있다.Typical shell tube heat exchangers are widely used for industrial purposes.

예를들어, 도 1 은 종래의 쉘앤튜브형 열교환기의 쉘측 유체유동을 화살표로 예시적으로 나타낸 것으로, 도시한 바와 같이 쉘측 유체가 차단막(baffle)(1)에의하여 상하로 거의 직각으로 흐르게 설계하여 열전달률을 높이고 있다. 이러한 쉘앤튜브형 열교환기는 가격이 저렴하고 유지보수가 간편하며, 다양한 크기의 제작이 가능하며, 내압성이 좋아 화학플랜트 및 발전설비 등의 산업용 장치로 널리 사용되고 있다. 그 활용분야로서는 각종 프로세스 유체의 히터 및 쿨러(석유정제, 가스정제), 유압기 및 변압기용 오일쿨러, 드라이어 히터(dryer heater), 오폐수 회수 열교환기 등으로서 전체 산업용 열교환기의 약 60%를 차지하는 범용 열교환기라 할 수 있다.For example, FIG. 1 exemplarily shows shell-side fluid flow of a conventional shell-and-tube heat exchanger as an arrow. As shown in FIG. 1, the shell-side fluid is designed to flow at right angles up and down by a baffle 1. It is increasing the heat transfer rate. These shell-and-tube heat exchangers are inexpensive, easy to maintain, can be manufactured in various sizes, and have good pressure resistance, making them widely used as industrial equipment for chemical plants and power generation facilities. The fields of application include the heaters and coolers (petroleum and gas refiners) of various process fluids, oil coolers for oil and hydraulic transformers, dryer heaters, wastewater recovery heat exchangers, etc., which make up about 60% of all industrial heat exchangers. It can be called a heat exchanger.

쉘앤튜브형 열교환기의 전열 성능은, 유체 입,출구의 위치 및 형상, 헤드 형식, 차단막(1)의 형상 및 위치 등의 요소(파라메터)에 의해 크게 좌우되는 복잡성을 가지고 있다고 할 수 있다. 쉘앤튜브형 열교환기의 전열 성능 향상 방법은, 크게 튜브측 및 쉘측으로 구분하여 나눌 수 있으며, 튜브측은 고효율의 전열관, 즉 스파이럴 관, 주름관 및 이너핀(inner fin)관 등을 사용하고 있다. 쉘측에서는 쉘측 유체흐름을 원활하게 유도하기 위해 다양한 형태의 차단막(예를들어, 차단막의 종류로, 세그멘탈 베플(segmantal baffle), 디스크도너츠 베플, 오리피스 베플 등등)을 사용하고 있지만, 이들 중, 가공이 용이하며 열교환기 제작이 간단한 범용성의 베플(차단막) 형태는 세그멘탈 베플이라 할 수 있다. 그러나 이러한 베플은 전열면적의 정체영역(dead space zone)이 많고 압력 강하가 크며, 정체구역에서 파울링(fouling)에 의한 부식이나 파공을 초래하기 쉬운 단점을 가지고 있다.The heat transfer performance of the shell-and-tube type heat exchanger can be said to have a complexity that is greatly influenced by factors (parameters) such as the position and shape of the fluid inlet and outlet, the head type, and the shape and position of the barrier film 1. The heat transfer performance improvement method of the shell-and-tube type heat exchanger can be largely divided into a tube side and a shell side, and the tube side uses a highly efficient heat transfer tube, that is, a spiral tube, a corrugated tube, and an inner fin tube. On the shell side, various types of barrier films (eg, segmental baffles, disc donuts baffles, orifice baffles, etc.) are used in order to smoothly induce shell-side fluid flow. Segmental baffle is a general purpose baffle (blocking membrane) type that is easy and simple to manufacture heat exchanger. However, these baffles have a lot of dead space zones and a large pressure drop in the heat transfer area, and they tend to cause corrosion or pore due to fouling in the stagnant zones.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 쉘측에 설치하는 베플을 3차원으로 가공하여 쉘측 유체흐름을 나선상으로 유도한, ABB 회사의 헬릭체인저(helixchanger)가있고, 국내에서는 "윈쿨" 회사의 나선형 열교환기(윈쿨)가 개발되어 시판되고 있지만, ABB사의 제품은 베플 가공과 열교환기 제조공정의 어려움이 있으며, 국내의 "윈쿨" 사의 제품은 제조단가의 상승 및 튜브측 전열면적이 감소한다는 단점을 가지고 있다.In order to solve this problem, there is a helix changer of ABB company, which induces the shell-side fluid flow spirally by processing the baffles installed on the shell side in three dimensions, and in Korea, a spiral heat exchanger (Wincool) of "Wincool" company. ) Has been developed and marketed, but ABB's products have difficulties in baffle processing and heat exchanger manufacturing process, the domestic "Wincool" 's product has the disadvantage of increasing the manufacturing cost and tube side heat transfer area.

쉘앤튜브식 열교환기는, 발전소 플랜트의 복수기로서도 많이 적용 되고 있는데. 기존의 복수기(surface condenser) 설계에서 복수기의 전열효율에 가장 큰 영향을 미치는 요소로서는 복수기 내의 진공도와 냉각수 입구온도라고 할 수 있다. 따라서 복수기 내의 진공도 유지 및 응축수 배출을 원활하게 하기 위한 최적의 관배열이 요구되므로, 그로 인해 복수기 사이즈가 과다하게 설계되고 있으며, 또한 증기 유입에 따른 전열관 진동이 발생하여 복수기에 치명적인 파손을 초래하는 등 기존의 복수기 설계에서는 전열성능 향상을 위해 여러 가지 설계상의 제약을 많이 받고 있다.Shell-and-tube heat exchangers are widely used as condensers in power plant plants. In the conventional condenser design, the most influential factor in the heat transfer efficiency of the condenser is the vacuum degree and the coolant inlet temperature in the condenser. Therefore, the optimum tube arrangement is required to maintain the degree of vacuum in the condenser and to facilitate the discharge of condensate. Therefore, the condenser size is excessively designed, and heat transfer tube vibration occurs due to the inflow of steam, resulting in fatal damage to the condenser. Existing multiplier designs are subject to many design constraints to improve heat transfer performance.

본 고안은 상기한 점을 감안하여 안출한 것으로, 공기측 전열 저항의 최소화 및 증기의 효율적인 열전달을 할 수 있는 써모사이펀 히트파이프식 열교환기를 개발한 것으로, 본 고안에 따른 장치는 복수기에의 적용 가능함은 물론이다The present invention has been devised in view of the above, and has developed a thermosiphon heat pipe type heat exchanger capable of minimizing air-side heat transfer resistance and efficient heat transfer of steam, and the apparatus according to the present invention can be applied to a plurality of devices. Is of course

본 고안에 따른 열교환기는 첫째, 쉘측 스팀 분배를 이용한 튜브 배열 및 응축수 배출을 위한 튜브 배열이 필요 없고, 둘째, 기존 콘덴서의 보조 냉각 영역(sub cooling zone)이 필요 없으며, 셋째, 배기 증기의 정체현상에 대한 염려가 없으며, 넷째, 유입 증기에 의한 전열관 진동이 없으며, 다섯째, 기동시 헌팅문제를 어느 정도 해결할 수 있다.The heat exchanger according to the present invention firstly, the tube arrangement using the shell-side steam distribution and the tube arrangement for discharging condensate is not required, and secondly, there is no need for a sub cooling zone of the existing condenser, and third, stagnation of exhaust steam. There is no worry about, fourth, there is no vibration of the heat pipe due to the inlet steam, and fifth, it can solve the hunting problem to some extent.

도 1 은 쉘앤튜브형 열교환기의 쉘측 유체 유동 원리도1 is a flow diagram of the shell-side fluid flow of the shell and tube heat exchanger

도 2 는 본 고안이 적용되는 써머사이펀 히트파이프의 작동 원리를 설명하기 위한 도면Figure 2 is a view for explaining the principle of operation of the thermosiphon heat pipe to which the present invention is applied

도 3a는 본 고안에 따른 열교환기의 정면 구성도이고, 도 3b 및 3c는 본넷 및 고정관판(40)의 측면 구성을 설명하기 위해 도시한 도면3A is a front configuration diagram of a heat exchanger according to the present invention, and FIGS. 3B and 3C are views for explaining a side configuration of the bonnet and the fixed tube plate 40.

도 4a,4b,4c는 도 3a,3b,3c에 대해 각각 대응하는 다른 실시예4A, 4B, and 4C correspond to other embodiments corresponding to FIGS. 3A, 3B, and 3C, respectively.

상기한 문제를 해결토록 하는 본 고안의 주요 구성은, 하부에 작동유체가 채워진 쉘(10)과, 내부에는 고온 유체가 유동되는 하부 전열관(88)과, 내부에 저온의 유체가 유동되는 상부 전열관(99)과, 상기한 쉘(10)의 측부에 형성되며, 고온 유체의 유입을 위한 고온수입구와 저온 유체의 유입을 위한 저온수입구를 갖는 본넷(4), 상기한 쉘(10)의 측부에 일체로 형성되어 상기한 본넷(4)과 결합되는 고정관판(40)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기한 본넷(4)과 고정관판(4) 사이에는 구획벽(44)에 의하여 구분되어, 온도가 다른 유체가 상호 혼입되지 않게 유입되게 구성한 것을 특징으로 하며, 상기한 본넷(4)에는 저온수입,출구(39,49)와 고온수입,출구(48,38)를 형성하고, 이와 연결되는 상,하부 전열관 사이에는 구획벽(44) 및 수직벽(45)을 형성하여, 유체가 고,저온수입구(48,39)으로 들어가서 U턴하여, 다른 고,저온수출구(38,49)로 나오는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기한 상,하부전열관(99,88)은 쉘(10) 내부에서 베플(87)에 의하여 지지되며, 쉘(10) 내부의 작동유체는 프레온 가스, 메탄올, 알콜 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다The main configuration of the present invention to solve the above problems, the shell 10 is filled with a working fluid in the lower, the lower heat pipe 88 is a high-temperature fluid flows inside, and the upper heat pipe is a low-temperature fluid flows therein And a bonnet 4 formed at the side of the shell 10 and having a high temperature inlet for inflow of high temperature fluid and a low temperature inlet for inlet of low temperature fluid, and a side of the shell 10. And a fixed tube plate 40 formed integrally with and coupled to the bonnet 4, and divided by the partition wall 44 between the bonnet 4 and the fixed tube plate 4. It is characterized in that the fluid is configured to be introduced so as not to be mixed with different temperatures, the bonnet (4) is formed in the cold import, outlet 39, 49 and the hot import, outlet (48, 38), and A partition wall 44 and a vertical wall 45 are formed between upper and lower heat transfer pipes connected to each other to form a fluid. The high and low temperature inlet (48, 39) to enter the U-turn, characterized in that the structure consisting of the other high and low temperature outlet (38,49), characterized in that the upper, lower heat pipes (99, 88) It is supported by the baffle 87 in the shell 10, the working fluid in the shell 10 is characterized in that any one of the freon gas, methanol, alcohol

상기한 특징 외의 다른 구조상 특징과 구성에 대하여 이하, 첨부 도면과 함께 상술한다Other structural features and configurations other than those described above will be described in detail below with the accompanying drawings.

먼저, 본 고안에 따른 써모사이펀 히트파이프의 작동원리를 설명하면 다음과 같다First, the operation principle of the thermosiphon heat pipe according to the present invention is as follows.

써모사이펀 히트파이프는, 윅(wick)이 없는 구조로서 가열부를 하부에 위치시키고, 응축부는 상부에 위치시켜서 상부에서 응축된 작동유체의 귀환은 중력에 의하여 귀환하도록 한 것이다.Thermosiphon heat pipe is a wick (wick) structure, the heating part is located at the bottom, the condensation part is located at the top so that the return of the working fluid condensed at the top is returned by gravity.

도 2 에서 보듯이, 증발부가 응축부 보다 하부에 위치하고 윅의 구조가 없어서 열유속이 좌측 도면의 윅식 히트파이프 보다 10내지 100배로 증가하며, 모세관식에서는 비등 기포에 의한 윅내의 액체 진입이 어려워 비등한계를 일으키지만, 써모사이폰식에서는 비등을 유효하게 이용할 수 있고, 응축부에도 윅이 없으므로 열저항이 매우 적다는 장점이 있다.As shown in Fig. 2, the evaporator is located below the condenser and there is no wick structure, so the heat flow rate is increased by 10 to 100 times than the wick type heat pipe on the left figure, and in capillary type, it is difficult to enter the liquid into the wick by boiling bubbles. However, in the thermosiphon type, boiling can be effectively used, and since there is no wick in the condensation part, there is an advantage that the thermal resistance is very small.

써모사이펀 히트파이프에서의 작동유체는, 증발부에서 열을 흡수하여 증발하고 압력과 밀도차에 의해 상부에 있는 응축부로 상승하여 응축부에 잠열을 방출하고 응축되어 중력에 의해 액체가 귀환하는 과정을 반복하는 것에 의하여 열을 수송하는 것이다. 따라서 최소의 작동유체 주입량은 증발부와 응축부의 내표면적을 적실 수 있는 정도이고, 열수송량이 증가함에 따라 내표면에 접하는 작동유체의 양도 증가한다. 그러나 지나치게 많은 양의 작동유체를 주입하면 증발부에 두꺼운 액체층의 형성과 함께 응축부에 까지 액체가 상승하여 열저항이 커지고, 너무 적게 주입하면 증발부 내면에 액체가 접촉하지 못하는 경우가 발생되어 드라이 아웃(dry-out)이 발생되고 온도가 급격히 상승하면서 불안정한 작동으로 결국은 파손의 원인이 되므로 바람직하지 못하다The working fluid in the thermosiphon heat pipe absorbs heat from the evaporator and evaporates, rises to the upper condenser by pressure and density difference, releases latent heat and condenses and returns liquid by gravity. By repeating, heat is transported. Therefore, the minimum amount of working fluid injection is enough to wet the inner surface area of the evaporator and the condensation part, and as the amount of heat transport increases, the amount of working fluid in contact with the inner surface also increases. However, when too much working fluid is injected, a thick liquid layer forms in the evaporation section and the liquid rises up to the condensation section, increasing the thermal resistance. If too little is injected, the liquid may not come into contact with the inner surface of the evaporation section. It is undesirable because dry-out occurs and the temperature rises rapidly, resulting in unstable operation and eventually damage.

이하, 본 고안에 따른 써모사이폰식 히트파이프 열교환기 구조에 대하여 설명한다Hereinafter, the structure of the thermosiphon type heat pipe heat exchanger according to the present invention will be described.

도 3a에 예시한 바와 같이, 쉘(10)의 한쪽은 저온수입구(9)와 고온수입구(8)가 형성되고 반대쪽엔 저온수출구(19)와 고온수출구(18)가 형성된다. 그 사이엔 상,하부 전열관(99,88)들이 설치된다. 전열관들은 베플(8)에 의하여 쉘(10) 내부에서 지지된다As illustrated in FIG. 3A, one side of the shell 10 has a low temperature import port 9 and a high temperature import port 8, and a low temperature export port 19 and a high temperature export port 18 are formed on the opposite side. In the meantime, upper and lower heat transfer tubes 99 and 88 are installed. The heat pipes are supported inside the shell 10 by the baffles 8.

쉘(10)의 양측엔 고정관판(40)이 쉘(10)과 일체로 형성되고, 이 고정관판(40)에는 본넷(4)이 착탈 가능하게 결합된다A fixed tube plate 40 is formed integrally with the shell 10 on both sides of the shell 10, and the bonnet 4 is detachably coupled to the fixed tube plate 40.

도면부호 5 는 쉘(10) 내부의 진공을 위한 체크밸브이다Reference numeral 5 denotes a check valve for the vacuum inside the shell 10.

도 3b는 본넷의 단면이고, 도 3c는 고정관판에 대한 단면 구성도이다3B is a cross-sectional view of the bonnet, and FIG. 3C is a cross-sectional view of the fixed tube plate.

도시한 바와 같이, 본넷(4)에는 저온수입구(9)와 고온수입구(8)가 형성되고 그 상하 사이엔 구획벽(44)이 설치된다.As shown, the bonnet 4 is provided with a low temperature import port 9 and a high temperature import port 8, and partition walls 44 are provided between the upper and lower portions thereof.

도 3c에 나타낸 고정관판(40)에도 구획벽(44)이 형성되고 그 상하로는 상부전열관(99)과 하부전열관(88)이 설치된다. 하부 전열관(88)에는 고온수가 흐르고, 상부 전열관(99)에는 저온수가 직선상으로 흐른다.The partition wall 44 is also formed in the fixed tube plate 40 shown in FIG. 3C, and the upper heat exchanger tube 99 and the lower heat exchanger tube 88 are provided above and below. High temperature water flows through the lower heat exchanger tube 88, and low temperature water flows linearly through the upper heat exchanger tube 99.

본 고안의 설명에서는 온수로 한정하여 설명하지만 다른 유동유체를 사용할 수도 있음은 물론이다In the description of the present invention will be described limited to hot water, of course, other fluids may also be used

상기한 구획벽(44)의 설치 이유는, 저온수입구(9) 및 고온수입구(8)를 통하여 들어온 유체가 여러 개의 관으로 이루어지는 상,하 전열관(99,88)으로 분배될 때 고온수 및 저온수가 상호 섞이지 않도록 하기 위한 것이다The reason for the installation of the partition wall 44 is that when the fluid entering through the low temperature inlet 9 and the high temperature inlet 8 is distributed to the upper and lower heat transfer tubes 99 and 88 composed of a plurality of tubes, the high temperature water is used. And low temperature water to prevent mutual mixing

도면부호 41은 고정관판(40)에 본넷(4)을 결합 또는 해체가 가능한 체결공이다Reference numeral 41 is a fastening hole capable of coupling or dismounting the bonnet 4 to the fixed tube plate 40.

쉘(10) 내부에 충진되는 작동유체로는 예를들어, 프레온 가스를 사용하였으며, 작동유체 봉입량은 증발부인 하부 전열관(88) 군을 모두 접촉할 수 있는 정도의 양으로 하는 것이 바람직하다As the working fluid filled in the shell 10, for example, Freon gas was used, and the working fluid filling amount is preferably such that the entire amount of the lower heat transfer tubes 88 which are the evaporation parts can be contacted.

앞선 상기한 구조는 진공시스템에 연결되어 일정시간 진공시킨 후, 작동유체 (프레온 가스, 알콜, 메탄올 등을 사용 가능)를 일정량 봉입하여 밀폐시켜서 만든다The above structure is made by connecting a vacuum system and vacuuming for a predetermined time, and then sealing and sealing a certain amount of a working fluid (such as freon gas, alcohol, methanol, etc.).

상기 구성에 의한 작동을 설명한다The operation by the above configuration will be described.

저온수 및 고온수 입구을 통하여 유체가 각각 들어가면, 본넷(4)과 고정관판(40)을 통과하게 되는데, 그 통과하는 길이 방향 가로 경로에는 구획벽(44)이 설치되어 있어서 각각의 유체가 혼입되지 않게 상부전열관(99)과 하부전열관(88)으로 흐른다.When the fluid enters through the inlet of the cold water and the hot water, respectively, the fluid passes through the bonnet 4 and the fixed tube plate 40. A partition wall 44 is installed in the longitudinal transverse path therethrough so that the respective fluids do not mix. It flows to the upper heat pipe 99 and the lower heat pipe (88).

이 경우 열교환 메카니즘은 써모 사이펀 히트파이프의 원리와 동일하다In this case, the heat exchange mechanism is the same as that of the thermosiphon heat pipe.

즉, 고온수가 유입되면 하부전열관(88)을 통하여 쉘(10) 내부에 충진되어 있는 작동 유체로 열이 전달되어 작동 유체가 비등하게 된다. 이와 동시에 상부전열관(99)에는 저온수가 유입되므로 비등한 작업 유체가 상부 전열관에 접촉하면 저온수와 열교환을 수행하여 작동 유체가 응축되어 중력에 의해 열교환기 하부쪽으로 흘러 쉘(10) 내부에 비등과 응축을 반복하면서 열을 전달하게 되는 것이다That is, when hot water flows in, heat is transferred to the working fluid filled in the shell 10 through the lower heat transfer tube 88 so that the working fluid is boiled. At the same time, since the low temperature water flows into the upper heat pipe 99, when the boiling working fluid contacts the upper heat pipe, heat exchange with the low temperature water causes the working fluid to condense and flow downward toward the heat exchanger by gravity to boil and condense inside the shell 10. Will transfer heat while repeating

도 4a,4b,4c 는 앞선 도 3a,3b,3c, 에 대응하는 다른 실시예이다4a, 4b, 4c are other embodiments corresponding to the preceding FIGS. 3a, 3b, 3c.

본 실시예는 상기와 같이 작동하는 1패스 구조의 열교환기의 전열 성능을 더욱 향상시키기 위해 2 패스 구조로 만든 것이다This embodiment is made of a two-pass structure to further improve the heat transfer performance of the one-pass heat exchanger operating as described above.

본 실시예는 쉘(10)의 한쪽 측부 상측에 저온수입구(39)와 저온수출구(49)를 형성하였고 하측엔 고온수입구(48)와 고온수출구(38)를 형성하였다. 즉, 저온수 입구(39)를 통하여 들어간 저온수는 쉘(10) 내의 상부전열관(99)으로 직진 후 U 형상으로 굽혀진 상부전열관(99)을 따라 되돌아 나오는 구성이다. 하부전열관(88)의 구성도 마찬가지이다. 그리고 본넷(4)과 고정관판(40)에는 구획벽(44) 외에 추가로 수직벽(45)을 형성하였다.In the present embodiment, the low temperature import port 39 and the low temperature export port 49 are formed on one side of the shell 10, and the high temperature import port 48 and the high temperature export port 38 are formed on the lower side thereof. That is, the low temperature water entering through the low temperature water inlet 39 is configured to go back along the upper heat pipe 99 bent in a U shape after going straight to the upper heat pipe 99 in the shell 10. The same applies to the configuration of the lower heat transfer pipe 88. And in addition to the partition wall 44, the vertical wall 45 was formed in the bonnet 4 and the fixed tube plate 40.

이와 같은 2 패스 구조는 앞선 실시예 보다 전열 효율이 더욱 우수하다This two-pass structure is more excellent in heat transfer efficiency than the previous embodiment.

상기한 1,2 패스 구조의 열교환기는 단지 예에 불과한 것이며, 그 외 전열 효율의 향상을 위하여 쉘(10) 내부에 삽입되는 전열관을 주름관, 이너핀 및 스파이럴관을 사용할 수도 있음은 물론이다The heat exchanger having the 1,2-pass structure described above is merely an example. In addition, the heat transfer tube inserted into the shell 10 may be a corrugated tube, an inner pin, and a spiral tube to improve the heat transfer efficiency.

상술한 본 고안에 따른 열교환기에 의하면, 첫째, 쉘측 스팀 분배를 이용한 튜브 배열 및 응축수 배출을 위한 튜브 배열이 필요 없고, 둘째, 기존 콘덴서의 보조 냉각 영역(sub cooling zone)이 필요 없으며, 셋째, 배기 증기의 정체현상에 대한 염려가 없으며, 넷째, 유입 증기에 의한 전열관 진동이 없으며, 다섯째, 기동시 헌팅 문제를 어느 정도 해결할 수 있다.According to the heat exchanger according to the present invention described above, first, there is no need for tube arrangement using shell-side steam distribution and tube arrangement for discharging condensate, and second, no sub cooling zone of the existing condenser is needed, and third, exhaust Fourth, there is no concern about the congestion of steam, fourth, there is no vibration of the heat pipe due to the incoming steam, and fifth, it can solve some hunting problems at the start.

Claims (4)

하부에 작동유체가 채워진 쉘(10)과,A shell 10 having a working fluid filled therein, 상기한 작동유체가 채워진 쉘(10)에 설치되며, 내부에 고온 유체가 유동되는하부 전열관(88)과,It is installed in the shell 10 is filled with the working fluid, the lower heat pipe 88 and the high temperature fluid flows therein, 상기한 하부 전열관(88)의 상부에 설치되며, 내부에 저온의 유체가 유동되는 상부 전열관(99)과,An upper heat transfer tube 99 installed above the lower heat transfer tube 88 and having a low temperature fluid flowing therein; 상기한 쉘(10)의 측부에 형성되며, 고온 유체의 유입을 위한 고온수입구와 저온 유체의 유입을 위한 저온수입구를 갖는 본넷(4),Bonnet (4) formed on the side of the shell 10, having a high temperature inlet for the inlet of high temperature fluid and a low temperature inlet for the inlet of low temperature fluid, 상기한 쉘(10)의 측부에 일체로 형성되어 상기한 본넷(4)과 결합되는 고정관판(40)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 써모사이펀 히트파이프식 열교환기The thermosiphon heat pipe type heat exchanger is formed integrally with the side of the shell 10 and comprises a fixed tube plate 40 coupled to the bonnet 4. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기한 본넷(4)과 고정관판(4) 사이에는 구획벽(44)에 의하여 구분되어, 온도가 다른 유체가 상호 혼입되지 않게 유입되게 구성한 것을 특징으로 하는 써모사이펀 히트파이프식 열교환기A thermosiphon heat pipe type heat exchanger, which is distinguished by the partition wall 44 between the bonnet 4 and the fixed tube plate 4, and is configured such that fluids having different temperatures do not enter each other. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기한 본넷(4)에는 저온수입,출구(39,49)와 고온수입,출구(48,38)를 형성하고, 이와 연결되는 상,하부 전열관 사이에는 구획벽(44) 및 수직벽(45)을 형성하여, 유체가 고,저온수입구(48,39)으로 들어가서 U턴하여, 다른 고,저온수출구(38,49)로 나오는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 써모사이펀 히트파이프식 열교환기The bonnet 4 has a low temperature import, an outlet 39, 49 and a high temperature import, an outlet 48, 38, the partition wall 44 and the vertical wall 45 between the upper and lower heat transfer pipes connected thereto. The thermosiphon heat pipe type heat exchanger, characterized in that the fluid is formed into a high, low temperature inlet (48,39), U-turn, the other high, low temperature outlet (38, 49) 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기한 상,하부전열관(99,88)은 쉘(10) 내부에서 베플(87)에 의하여 지지되며, 쉘(10) 내부의 작동유체는 프레온 가스, 메탄올, 알콜 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 써모사이펀 히트파이프식 열교환기The upper and lower heat transfer tubes 99 and 88 are supported by the baffles 87 in the shell 10, and the working fluid in the shell 10 is any one of freon gas, methanol, and alcohol. Thermosiphon Heat Pipe Type Heat Exchanger
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KR102226961B1 (en) 2020-12-17 2021-03-12 이찬희 Heat exchanger including dimple jacket

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