KR20060073995A - 다중효용식 해수담수설비의 사각형 증발기의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공급수(해수)를 생산수(담수)로 정제하기 위한 증발기의 내부구조에 대한 것으로, 그 목적은 다중효용식(多重效用式,Multiple effect type) 유하액막(遊下液漠, falling film) 증발기의 효과적인 증기유로의 확보와 액적비말동반(液滴飛末同伴)에 의한 생산수(혹은 담수, 증류수)의 오염을 줄이는 내부구조를 제공함에 있다.

이러한 본 발명은 동체 내부에 배치된 전열관군에서 발생되는 열에너지에 의해 발생된 증기가 동체 상부의 액적분리기와 증기유로를 통과해서 증기유로의 일측에 설치된 개구부로 방출되는 균일한 유동을 형성하면서 다음 단의 증발기로 증기가 이동할 때 증기의 유동손실을 최소화하고 증기의 수평적 이동을 최소화하여 생산수의 오염을 최소화하는 증기유로의 확보와 고순도의 생산수를 생산하는 증발기의 구조에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

수평관 유하액막식, 다중효용 증발기, 전열관군, 액적 분리기, 증기 유로, 사각형 증발기, 대용량 증발기, Evaporator, Brine, Mesh Demister, Quadrangle

Description

다중효용식 해수담수설비의 사각형 증발기의 구조{The Configuration and Internal of Rectangular Evaporator in Multiple Effect Evaporation Plant}

도 1은 본 발명의 구조와 형상에 대한 사시도

도 2는 본 발명의 구조와 형상에 대한 정면도

도 3은 본 발명의 구조와 형상에 대한 측면도

도 4는 증발기군 배치도면

도 5는 기존 증발기의 정면 단면도

도 6은 기존 증발기의 측면 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 동체 (2) : 증발기 수실(츨구)

(3) : 전열관 측판 (4) : 액적분리기 프레임

(5) : 액적분리기(Wired Mesh Type Demister)

(6) : 상부 증기유로 (7) : 상부증기유로 개구부

(8) : 증발기 수실(입구) (9) : 공급수관

(10) : 전열관 (11) : 생산수 배출부(2패스)

(12) : 브라인관 (13) : 브라인저장소

(14) : 생산수관 (15) : 브라인(Brine)

(16) : 증발된 증기의 흐름 (17) : 원형의 동체

본 발명은 해수를 담수로 바꾸는 담수화 설비 중 액체의 증발과정에 의해 담수화를 하는 다중효용식 해수담수설비의 효과적인 형상과 구조에 관한 것으로, 좁은 증기유로로 인한 수평적인 증기의 흐름을 수직적인 증기 흐름으로 변경하여, 브라인의 수면과 증기출구의 수직적인 거리를 높임으로서 생산수의 오염을 줄이고, 증기출구에서 다음 단의 증발기로 가는 원활한 증기 통로를 확보하는 증발기의 구조에 관한 것이다.

일반적인 다중효용식 해수담수설비는 도 5 과 같이 대부분 원형 단면내부에 다수의 전열관(10)을 가지며 동체내부에 공급된 공급수(15)가 전열관의 열로 증발되어 증기(16)형태로 좌우측 통로와 액적분리기(데미스터)를 통해 증발기 양측의 증기통로(OPEN부)를 통해 다음 단의 증발기의 전열관에 유입되어 전열관 내에서 응축되어 생산수(담수)로 된다.

또한 도 6 은 중앙부 관군에 대한 사시도로써, 상부에 노즐을 통해 분무된 해수는 튜브 외면을 타고 흘러 내리면서 튜브내 응축열에 의해 증기가 발생된다.

이러한 구성에 따라 상기 상부 관군에 분무된 해수는 관외에 도포되어 유하되면서 증발되며, 증발이 안된 해수는 증발기 하부에 모여 브라인(Brine)(15)이 된다. 상기의 브라인들은 증발기 하부에 설치된 브라인관을 통해 각단의 증발기들과 연결되어 브라인이 동일한 수위를 유지하게 한다. 하지만 증발기 내부에서 공급수가 증발해서 증기의 형태로 생산수관까지 이동하기 위해 동체내부를 증기가 수평으로 이동해야 하는데 여기서 아직 증류되지 않은 공급수와 접촉하여 오염된 상태로 별도의 여과장치를 거치지 않고 생산수관을 타고 나가게 되어 결과적으론 최종 결과물인 생성수의 품질이 저하되는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창출되는 것으로, 그 목적은 증발하는 증기가 상승할 수 있는 공간을 높게 하여 증기의 흐름을 수직흐름으로 유도함으로서 비말동반에 의한 생산수의 오염을 막고 전열관 상부에 설치된 액적분리기(Wire Mesh Demister)에 의해 오염되거나 아직 불순물이 분리되지 않은 상태인 증기와 분순물이 분리된 상태의 증기를 분리시켜 생산수의 품질을 높일 수 있는 구조를 제공함에 있다.

이하 본 발명의 실시 예를 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 과 도 3 에서와 같이 발명의 외곽을 이루는 동체(1)와, 동체의 상부에 설치된 상부 증기유로(6)와 동체의 하부에 설치된 브라인저장소(13)와, 브라인저장소 바닥에 설치된 천공과 연결되어 다음 단의 증발기에 브라인저장소와 연결된 브라인관(12)과, 상기의 증기유로(6)와 브라인저장소(13) 사이에 일정한 간격으로 열을 지어 배열되어 설치된 전열관(10)군과, 상기 전열관군 중 최상부 전열관군의 상측 좌우 일부와 브라인저장소의 상부에 설치된 최하부 전열관군의 상측 좌우 일부에 설치된 액적분리기(5)와, 액적분리기와 전열관 군을 서로 고정해주는 액적분리기 프레임(4)과, 동체내부에 전열관군의 상부와 좌우 액적분리기 사이에 설치되어 외부로부터 공급수를 유입시키고 공급수가 증발하기 용이하도록 분무해주는 분무노즐이 설치된 공급수공급관(9)과, 상부증기유로의 후면을 개구하여 상부증기유로로부터 나오는 증기를 배출하는 상부 증기개구부(7)와, 개구부로부터 빠져나온 증기가 모여 다음 단의 증발기의 전열관으로 전달되어 열교환이 끝나 액화된 증기가 모이는 증발기수실(2)과 증발기수실바닥의 천공과 연결된 생산수관(14)으로 구성된다.

도 3 에서와 같이 외부로부터 해수를 공급하는 공급수관(9)에 해수가 유입되면 공급수관에 균일하게 설치된 분무노즐을 통해 공급수의 증발이 용이하도록 공급수를 액적형태로 분무한다. 분무된 공급수와 동체하부의 브라인저장소(13)의 브라인은 공급수관(9) 하부에서 브라인저장소(13)까지 일정한 간격으로 배치된 다수의 전열관(10)에 의해 증발한다.

상기 증발기수실(2)은 증기 입구부로 다수로 연결될 경우 전방에 증발기에겐 후방증발기수실의 역할을 하고 후방의 증발기에겐 전방증발기수실의 역할을 한며 증기 수실에 들어온 증기는 다음 단의 증발기의 전열관(10)에 삽입되어 열교환과정을 통해 전열관(10)에 열을 뺏기고 액화된다. 액화된 증기는 증발기수실(2)의 바닥에 모여 증발기수실 바닥에 천공된 구멍과 연결된 생산수관(14)을 통해 다음 증발기로 공급되고 최종적으로 증발기 외부로 배출된다.

상기의 증발과정에서 브라인저장소(13)와 상부증기유로(6)간의 간격이 커짐에 따라 증기의 흐름이 하부에 위치한 브라인저장소(13)에서 상부에 위치한 상부증기유로(6)로 흘러가 비말액적동반에 의한 생산수의 오염과 다음 단의 증발기로 이동하는 증기유로가 확보되어 증기의 유동손실을 줄일 수 있다.

브라인저장소(13)에 있는 브라인은 브라인저장소(13) 바닥에 천공된 구멍과 연결된 브라인관(12)을 통해 다음단의 증발기에 브라인저장소(13)와 연결이 되어 서로 간에 동일한 수위를 유지하며 고른 증발을 하게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 증발기내부의 증기의 흐름이 수평적으로 이동함 에 따라 발생하던 문제를 해결하기 위해 증기가 나가는 출구와 브라인과의 거리를 수직적으로 배치하여 증발하는 증기가 하부에서 상부로 이동하게끔 증기의 흐름을 유도하고 증기가 상부증기유로로 빠져나가는 부분에 액적분리기를 설치하여 고품질의 생산수를 생산하게 하였으며 안정적인 증기유로의 확보로 증기의 유동손실을 줄여 다음 단의 증발기로의 열전달 시 열에너지의 손실을 최소화 하였다.

Claims (1)

1. 다수의 증발기를 직렬 또는 병렬로 배치하는 유하액막 증발식 해수담수설비의 증발기 구조에 있어서,

   상기 증발기 동체를 사각형으로 제작하고, 상부측에 액적분리기를 설치하여, 증기유로를 수직흐름으로 구성한 것을 특징으로 하는 해수담수설비의 증발기 구조.

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