KR20160035128A - 해수를 이용한 액체에틸렌 기화시스템 - Google Patents

해수를 이용한 액체에틸렌 기화시스템 Download PDF

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KR20160035128A KR1020140125721A KR20140125721A KR20160035128A KR 20160035128 A KR20160035128 A KR 20160035128A KR 1020140125721 A KR1020140125721 A KR 1020140125721A KR 20140125721 A KR20140125721 A KR 20140125721A KR 20160035128 A KR20160035128 A KR 20160035128A
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Abstract

본 발명은 해수를 이용한 액체에틸렌 기화시스템에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 해수를 연속적으로 공급한 후 공급된 해수를 열교환관에 균일하게 분사시켜서 액체에틸렌을 기화시킬 수 있는 기화시스템에 대한 것이다.
본 발명에 따른 해수를 이용한 액체에틸렌 기화시스템은 액체에틸렌 기화장치와, 액체에틸렌 유입관과, 해수공급수단과, 가스 배출관을 포함한다. 상기 액체에틸렌 기화장치는 해수를 공급받아 열교환하여 액체에틸렌을 에틸렌 가스로 기화시킨다. 상기 액체에틸렌 유입관은 액체에틸렌 저장장치로부터 상기 액체에틸렌 기화장치에 상기 액체에틸렌을 공급한다. 상기 해수공급수단은 해수유입관과, 해수 펌프를 구비한다. 상기 해수유입관은 상기 액체에틸렌 기화장치가 상기 액체에틸렌을 기화시킬 수 있도록 상기 액체에틸렌 기화장치에 해수를 유입시킨다. 상기 해수 펌프는 상기 해수를 상기 해수유입관으로 유입시킨다. 상기 가스 배출관은 상기 액체에틸렌 기화장치에서 기화되어 배출되는 상기 에틸렌 가스를 배출한다.
본 발명에 의하면 해수를 연속적으로 공급받아서 액체에틸렌을 기화시키므로 별도의 열원을 공급받지 않고서 액체에틸렌을 기화시킬 수 있다.

Description

해수를 이용한 액체에틸렌 기화시스템{Ethylene liquid vaporize system using sea water}
본 발명은 해수를 이용한 액체에틸렌 기화시스템에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 해수를 연속적으로 공급한 후 공급된 해수를 열교환관에 균일하게 분사시켜서 액체에틸렌을 기화시킬 수 있는 기화시스템에 대한 것이다.
해수식 기화기(Open Rack Vaporizer)는 기화기의 열교환관의 표면에 해수를 살수하고 액화천연가스를 열교환관의 내부로 통과시켜 해수의 열을 이용하여 액화천연가스를 기화시키는 설비이다.
등록특허 제10-1103769호에서는 히트펌프를 이용한 LNG기화공정 시스템에 관해 제시하고 있다. 상기 등록특허는 해수를 열원으로 이용하여 LNG를 기화시키는 ORV를 이용할 시, 해수온도의 저하로 인한 ORV의 성능감소시 추가로 사용하는 SMV를 사용하지 않고 해수를 이용한 히트펌프를 이용함으로써 연료절감 및 온실가스 저감을 이루고자 한 것이다.
본 발명은 해수를 연속적으로 공급한 후 공급된 해수를 열교환관에 균일하게 분사시켜서 액체에틸렌을 기화시킬 수 있는 해수를 이용한 기화시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 해수를 이용한 액체에틸렌 기화시스템은 액체에틸렌 기화장치와, 액체에틸렌 유입관과, 해수공급수단과, 가스 배출관을 포함한다. 상기 액체에틸렌 기화장치는 해수를 공급받아 열교환하여 액체에틸렌을 에틸렌 가스로 기화시킨다. 상기 액체에틸렌 유입관은 액체에틸렌 저장장치로부터 상기 액체에틸렌 기화장치에 상기 액체에틸렌을 공급한다. 상기 해수공급수단은 해수유입관과, 해수 펌프를 구비한다. 상기 해수유입관은 상기 액체에틸렌 기화장치가 상기 액체에틸렌을 기화시킬 수 있도록 상기 액체에틸렌 기화장치에 해수를 유입시킨다. 상기 해수 펌프는 상기 해수를 상기 해수유입관으로 유입시킨다. 상기 가스 배출관은 상기 액체에틸렌 기화장치에서 기화되어 배출되는 상기 에틸렌 가스를 배출한다.
또한, 상기의 해수를 이용한 액체에틸렌 기화시스템에 있어서, 상기 액체에틸렌 기화장치는 열교환관과, 해수분사관과, 커버를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 열교환관은 상기 액체에틸렌 유입관을 통해 유입된 액체에틸렌을 상기 가스 배출관으로 배출되는 에틸렌 가스로 기화시키기 위해서 내부에 상기 액체에틸렌을 흐르게 하며, 내부에 트위스트바를 구비한다. 상기 해수분사관은 상기 해수공급수단에서 공급된 해수를 상기 열교환관에 분사시킬 수 있도록 상측에 분사공이 형성되어 상기 열교환관의 상부에 위치한다. 상기 커버는 상기 해수분사관에서 분사되는 해수가 상기 열교환관의 외부로 흘러내릴 수 있도록 상기 해수분사관의 상부에 위치한다.
또한, 상기의 해수를 이용한 액체에틸렌 기화시스템에 있어서, 상기 열교환관은 상기 트위스트바가 내부에 가접되어 고정되는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 해수를 이용한 액체에틸렌 기화시스템에 있어서, 상기 열교환관은 상기 액체에틸렌이 하부에서 유입되어 상부로 유출되고 상부에서 하부로 다층으로 형성되도록 굴곡되어 복수개가 나란하게 구비된다. 이 경우 해수 인렛헤더와, 인렛헤더와, 아웃렛헤더와, 가이드플레이트를 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 해수 인렛헤더는 상기 해수분사관의 상부에 위치하여 상기 해수분사관에 해수를 공급할 수 있도록 일측은 복수의 상기 해수분사관의 입구와 연결되고, 타측은 상기 해수유입관과 연결된다. 그리고 상기 인렛헤더는 하부에 위치한 상기 열교환관의 입구에 상기 액체에틸렌을 공급할 수 있도록 일측은 복수의 상기 열교환관의 입구와 연결되고, 타측은 상기 액체에틸렌 유입관과 연결된다. 그리고 상기 아웃렛헤더는 상부에 위치한 상기 열교환관의 출구에서 나오는 에틸렌 가스를 수용하여 배출시킬 수 있도록 일측은 복수의 상기 열교환관의 출구와 연결되고, 타측은 상기 가스 배출관과 연결된다. 그리고 상기 가이드플레이트는 상부에서 하부로 형성된 일정한 간격의 열교환관의 층 사이에 상기 해수분사관에서 흘러내리는 해수가 상기 열교환관의 외부로 안내될 수 있도록 위치한다.
본 발명에 의하면 해수를 연속적으로 공급받아서 액체에틸렌을 기화시키므로 별도의 열원을 공급받지 않고서 액체에틸렌을 기화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 해수를 이용한 액체에틸렌 기화시스템의 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 액체에틸렌 기화장치의 측면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 액체에틸렌 기화장치의 내부 정면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 액체에틸렌 기화장치의 열교환관과 트위스트바의 측면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 액체에틸렌 기화장치의 커버 측면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 해수를 이용한 액체에틸렌 기화시스템의 실시예에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 해수를 이용한 액체에틸렌 기화시스템은 액체에틸렌 기화장치(10)와, 액체에틸렌 유입관(50)과, 해수공급수단(60)과, 가스 배출관(70)을 포함한다.
액체에틸렌 기화장치(10)는 해수를 공급받아 열교환하여 액체에틸렌을 에틸렌 가스로 기화시키는 역할을 한다.
이를 위하여 액체에틸렌 기화장치(10)는 열교환관(11)과, 해수분사관(21)과, 커버(31)와, 해수 인렛헤더(41)와, 인렛헤더(43)와, 아웃렛헤더(45)와, 가이드플레이트(47)를 구비한다. 열교환관(11)은 액체에틸렌 유입관(50)을 통해 유입된 액체에틸렌을 가스 배출관(70)으로 배출되는 에틸렌 가스로 기화시키기 위해서 내부에 액체에틸렌이 흐르고, 상부에서 하부로 다층으로 형성되도록 굴곡지어 복수개가 나란하게 구비된다. 액체에틸렌은 열교환관(11)의 하부로 유입되어 상부로 유출되는데 이때 열교환의 효율을 높이기 위해서 트위스트바(12)가 구비된다. 트위스트바(12)는 평면바가 꼬아져서 열교환관(11)의 내부에 가접되어 고정된다. 열교환관(11)의 내부에 흐르는 액체에틸렌은 해수로부터 열을 공급받아 기화된다. 열교환관(11)의 외부로부터 열을 공급받으므로 열교환관(11) 내부의 액체에틸렌의 온도는 중심부는 낮고, 원주부는 높다. 트위스트바(12)는 열교환관(11)의 내부의 액체에틸렌을 서로 혼합시켜주므로 중심부와 원주부의 온도차를 줄여준다. 따라서 해수로부터 열교환되는 열교환량을 높여줄 수 있다.
해수분사관(21)은 해수공급수단(60)에서 공급된 해수를 열교환관(11)에 분사시키는 역할을 한다. 이를 위하여 해수분사관(21)은 열교환관(11)의 상부에 위치하고 상면에 복수개의 분사공(22)이 형성된다.
커버(31)는 해수분사관(21)에서 분사되는 해수를 열교환관(11)에 균일하게 접촉시키는 역할을 한다. 이를 위해서 커버(31)는 해수분사관(21)의 상부에 위치하여 "∩" 형상으로 형성되어 해수분사관(21)을 감싼다. 그러면 분사공(22)에서 분사된 해수는 커버(31)에 맞닿아 열교환관(11)의 외부로 균일하게 흘러내릴 수 있다.
해수 인렛헤더(41)는 해수분사관(21)의 상부에 위치하여 해수분사관(21)에 해수를 공급할 수 있도록 일측은 복수의 해수분사관(21)의 입구와 연결되고, 타측은 해수유입관(61)과 연결된다.
인렛헤더(43)는 일측은 하부에 위치한 복수개의 열교환관(11)의 입구와 연결되고, 타측은 액체에틸렌 유입관(61)과 연결되어 액체에틸렌을 열교환관(11)에 공급한다.
아웃렛헤더(45)는 일측은 상부에 위치한 복수개의 열교환관(11)의 출구와 연결되고, 타측은 가스 배출관(70)과 연결되어 열교환관(11)의 출구에서 나오는 에틸렌 가스를 수용하여 배출시킨다.
가이드플레이트(47)는 일정한 간격의 열교환관(11)의 층 사이에 설치되어 해수분사관(21)에서 흘러내리는 해수를 열교환관(11)의 외부로 안내한다. 열교환관(11)은 다층으로 형성되므로 해수가 복수의 열교환관(11)을 따라서 흘러내리면 분산될 수 있다. 가이드플레이트(47)는 이를 방지하고자 일정한 열교환관(11)의 층 사이에 설치되어 해수가 열교환관(11)에서 벗어나는 것을 방지시킨다. 본 실시예의 경우 4개층의 열교환관(11) 간격사이에 가이드플레이트(47)가 설치된다. 가이드플레이트(47)에 의해서 해수는 열교환관(11)의 외부와 보다 더 잘 접촉할 수 있게 된다.
액체에틸렌 유입관(50)은 액체에틸렌 저장장치(3)로 부터 액체에틸렌 기화장치(10)에 액체에틸렌을 공급하는 역할을 한다. 일측은 액체에틸렌 저장장치(10)와 연결되고, 타측은 인렛헤더(43)와 연결된다.
해수공급수단(60)은 액체에틸렌 기화장치(10)가 액체에틸렌을 기화시킬 수 있도록 액체에틸렌 기화장치(10)에 해수를 공급하는 역할을 한다. 이를 위하여 해수유입관(61)과 해수 펌프(63)를 구비한다. 해수유입관(61)은 일측은 해수 인렛헤더(41)와 연결되고, 타측은 해수 펌프(63)와 연결되어 해수를 액체에틸렌 기화장치(10)에 공급한다. 해수 펌프(63)는 해수를 끌어올려 해수유입관(61)으로 유입시킨다.
가스 배출관(70)은 액체에틸렌 기화장치(10)에서 기화되어 배출되는 에틸렌 가스를 배출한다. 일측은 아웃렛헤더(45)와 연결되고, 타측은 에틸렌 가스 저장장치(7)와 연결되어 아웃렛헤더(45)에 수용되어 배출되는 에틸렌 가스를 배출한다.
본 실시예의 경우, 액체에틸렌 유입관(50)과 연결된 인렛헤더(43)로 액체에틸렌이 공급되면, 렛헤더(43)와 연결된 복수의 열교환관(11)의 입구를 통해 액체에틸렌이 열교환관(11)으로 유입된다. 그리고 해수 펌프(63)가 해수를 해수유입관(61)으로 유입시켜 해수유입관(61)과 연결된 해수 인렛헤더(41)로 해수가 공급된다. 해수 인렛헤더(41)로 공급된 해수는 해수분사관(21)을 통해 분사되고 커버(31)와 맞닿아 열교환관(11)의 외부로 해수가 흘러내린다. 이때, 열교환관(11)의 층 사이에 설치된 가이드플레이트(47)가 열교환관(11)의 외부로 흐르는 해수를 안내하여 각 층 열교환관(11)의 외부로 해수가 균일하게 흐른다. 열교환관(11)의 외부로 흐르는 해수로 인하여 액체에틸렌은 에틸렌 가스로 기화되고, 기화된 에틸렌 가스는 열교환관(11)의 출구와 연결된 아웃렛헤더(45)로 수용되어 가스 배출관(70)으로 배출된다.
한편, 열교환관(11)의 내부에 흐르는 액체에틸렌은 내부에 가접되어 고정된 트위스트바(12)로 인하여 원주부와 중심부의 온도차가 줄어들어 열교환의 효율이 높아진다.
3 : 액체에틸렌 저장장치 7 : 에틸렌 가스 저장장치
10 : 액체에틸렌 기화장치 11 : 열교환관
12 : 트위스트바 21 : 해수분사관
22 : 분사공 31 : 커버
41 : 해수 인렛헤더 43 : 인렛헤더
45 : 아웃렛헤더 47 : 가이드플레이트
50 : 액체에틸렌 유입관 60 : 해수공급수단
61 : 해수유입관 63 : 해수 펌프
70 : 가스 배출관

Claims (4)

  1. 해수를 공급받아 열교환하여 액체에틸렌을 에틸렌 가스로 기화시키는 액체에틸렌 기화장치와,
    액체에틸렌 저장장치로부터 상기 액체에틸렌 기화장치에 상기 액체에틸렌을 공급하는 액체에틸렌 유입관과,
    상기 액체에틸렌 기화장치가 상기 액체에틸렌을 기화시킬 수 있도록 상기 액체에틸렌 기화장치에 해수를 유입시키는 해수유입관과, 상기 해수를 상기 해수유입관으로 유입시키는 해수 펌프를 구비하는 해수공급수단과,
    상기 액체에틸렌 기화장치에서 기화되어 배출되는 상기 에틸렌 가스를 배출하는 가스 배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 해수를 이용한 액체에틸린 기화 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액체에틸렌 기화장치는
    상기 액체에틸렌 유입관을 통해 유입된 액체에틸렌을 상기 가스 배출관으로 배출되는 에틸렌 가스로 기화시키시 위해서 내부에 상기 액체에틸렌을 흐르게 하며, 내부에 트위스트바를 구비한 열교환관과,
    상기 해수공급수단에서 공급된 해수를 상기 열교환관에 분사시킬 수 있도록 상측에 분사공이 형성되어 상기 열교환관의 상부에 위치한 해수분사관과,
    상기 해수분사관에서 분사되는 해수가 상기 열교환관의 외부로 흘러내릴 수 있도록 상기 해수분사관의 상부에 위치한 커버를 구비하는 것을 특징으로 하는 해수를 이용한 액체에틸렌 기화 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열교환관은 상기 트위스트바가 내부에서 가접되어 고정되는 것을 특징으로 하는 해수를 이용한 액체에틸렌 기화 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열교환관은 상기 액체에틸렌이 하부에서 유입되어 상부로 유출되고 상부에서 하부로 다층으로 형성되도록 굴곡되어 복수개가 나란하게 구비되며,
    상기 해수분사관의 상부에 위치하여 상기 해수분사관에 해수를 공급할 수 있도록 일측은 복수의 상기 해수분사관의 입구와 연결되고, 타측은 상기 해수유입관과 연결된 해수 인렛헤더와,
    하부에 위치한 상기 열교환관의 입구에 상기 액체에틸렌을 공급할 수 있도록 일측은 복수의 상기 열교환관의 입구와 연결되고, 타측은 상기 액체에틸렌 유입관과 연결된 인렛헤더와,
    상부에 위치한 상기 열교환관의 출구에서 나오는 에틸렌 가스를 수용하여 배출시킬 수 있도록 일측은 복수의 상기 열교환관의 출구와 연결되고, 타측은 상기 가스 배출관과 연결된 아웃렛헤더와,
    상부에서 하부로 형성된 일정한 간격의 열교환관의 층 사이에 상기 해수분사관에서 흘러내리는 해수가 상기 열교환관의 외부로 안내될 수 있도록 위치한 가이드플레이트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 해수를 이용한 액체에틸렌 기화 시스템.
KR1020140125721A 2014-09-22 2014-09-22 해수를 이용한 액체에틸렌 기화시스템 KR20160035128A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102155683B1 (ko) * 2020-05-12 2020-09-14 주식회사 태진중공업 수중 침지식 초저온 유체 기화장치

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