KR20200043009A

KR20200043009A - Flare system

Info

Publication number: KR20200043009A
Application number: KR1020180123492A
Authority: KR
Inventors: 김성우; 김종원; 김재관; 임효남
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2018-10-17
Filing date: 2018-10-17
Publication date: 2020-04-27

Abstract

A flare system is disclosed. The flare system according to an embodiment of the present invention includes: a flare tower in which flaring is performed; and a flare jet straightness improving unit coupled to the flare tower and improving the straightness of a flare jet generated when the flaring is in progress.

Description

Flare system

본 발명은, 플레어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 큰 구조 변경 없이도 플레어 제트(flare jet)의 직진성을 종래보다 월등히 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 플레어 타워의 높이를 혁신적으로 낮추어 비용 절감을 이끌어 낼 수 있는 플레어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a flare system, and more specifically, it is possible to significantly improve the straightness of a flare jet without changing a large structure than before, thereby reducing the height of the flare tower, leading to cost reduction. It's about a flare system that can be issued.

플레어 시스템(flare system)은 가연성 물질을 모아 플레어 타워(flare tower)에서 연소시켜 대기 중으로 방출하는 일련의 대규모 설비를 가리킨다.A flare system refers to a series of large-scale installations that collect combustible materials and burn them in a flare tower to release into the atmosphere.

플레어 타워는 파이프 타입(pipe type)의 구조물이다. 플레어 타워의 상단부에는 플레어 팁(flare tip)이 마련된다. 플레어 팁의 주변에는 점화(착화)를 위한 점화기(ignition source)가 탑재된다. 점화기는 수시로 동작되면서 가연성 물질의 원활한 연소 작용을 돕는다.The flare tower is a pipe type structure. A flare tip is provided at the top of the flare tower. Around the flare tip is an ignition source for ignition (ignition). The igniter is operated frequently to assist in the smooth combustion of combustible materials.

이에, 가연성 물질이 플레어 타워를 통해 상부로 이동되면서 플레어 팁의 외측으로 분출될 때 점화기의 동작이 온(on)됨으로써 플레어 팁을 통해 플레어 제트(flare jet, 화염)가 형성되면서 가연성 물질이 연소, 즉 소각될 수 있다. 이와 같이, 플레어 팁을 통해 플레어 제트가 형성되면서 가연성 물질이 소각되는 일련의 동작을 소위, 플레어링(flaring)이라 한다.Accordingly, when the flammable material is moved upward through the flare tower and is ejected to the outside of the flare tip, the operation of the igniter is turned on, so that a flare jet (flame) is formed through the flare tip, thereby burning the flammable material, That can be incinerated. As such, a series of operations in which a flammable material is incinerated while a flare jet is formed through a flare tip is called flaring.

한편, 플레어링이 진행될 때, 플레어 제트는 지상으로부터 멀리 떨어져 형성되는 것이 유리하다. 그래야만 열전달이 차단되어 플레어 타워의 하부 구조에 문제가 발생되지 않고 또한 작업자의 안전에도 도움이 되기 때문이다. 이와 같은 이유로 인해 중대형급 FPSO에 시설되는 플레어 시스템의 경우에는 플레어 타워의 높이가 대략 100m가 넘는 것으로 알려져 있다.On the other hand, when flaring is in progress, it is advantageous that the flare jet is formed far from the ground. This is because the heat transfer is blocked so that there is no problem in the infrastructure of the flare tower and it also helps the safety of workers. For this reason, in the case of a flare system installed in a medium-large-scale FPSO, the height of the flare tower is known to exceed approximately 100 m.

다만, 플레어 타워의 높이가 높으면 건설비가 증가하게 되고 또한 유지관리비도 상승될 수밖에 없다. 반면, 플레어 타워의 높이를 낮추면 건설비와 유지관리비가 줄어들 수 있다.However, if the height of the flare tower is high, the construction cost will increase and the maintenance cost will also increase. On the other hand, lowering the height of the flare tower can reduce construction and maintenance costs.

하지만, 플레어 타워의 높이를 낮추면 지상과의 거리가 가깝기 때문에 플레어 제트의 형성 시 열원으로부터 거리가 가까워져서 플레어 타워의 하부 구조에 문제가 발생될 소지가 있고, 또한 작업자의 안전 문제가 야기될 수도 있다.However, if the height of the flare tower is lowered, the distance to the ground is close, so the distance from the heat source when flare jets are formed may cause problems in the infrastructure of the flare tower, and may also cause safety problems for workers. .

그럼에도 불구하고 비용 절감을 위하여 플레어 타워의 높이를 낮추기 위해서는 대안으로 플레어 제트의 직진성을 높이는 것을 고려해볼 수 있다.Nevertheless, in order to lower the height of the flare tower for cost savings, you can consider increasing the straightness of the flare jet as an alternative.

왜냐하면 플레어 제트의 직진성이 좋을수록 외기의 유동, 즉 외부 풍향 또는 풍량의 영향이 적어지기 때문이다. 실제, 바람에 의해 플레어 제트가 수평으로 눕거나 아래로 향하는 경우에는 열전달로 인하여 플레어 타워의 하부 구조에 문제가 발생되거나 작업자의 안전 문제가 야기될 수 있다는 점을 고려해보면 플레어 제트의 직진성을 높이는 것이 플레어 타워의 높이를 낮출 수 있는 하나의 대안이 될 수 있다는 점을 고려해볼 때, 실질적으로 이를 구현하기 위한 기술개발이 필요한 실정이다.This is because the better the flare jet straightness, the less the influence of the external air flow, that is, the external wind direction or air volume. In fact, if the flare jet is lying horizontally or facing down due to wind, considering that heat transfer may cause problems in the flare tower's undercarriage or safety problems, increasing the flare jet's straightness Considering that it can be an alternative to lowering the height of the flare tower, it is necessary to develop technology to actually implement it.

선행기술문헌 1 ; KR 출원번호 10-2007-7015153Prior Art Document 1; KR Application No. 10-2007-7015153 선행기술문헌 2 ; KR 출원번호 10-2013-0088528Prior Art Document 2; KR Application No. 10-2013-0088528 선행기술문헌 3 ; US 공개번호 US20160033054A1Prior Art Document 3; US Publication Number US20160033054A1 선행기술문헌 4 ; KR 출원번호 10-2011-0145138Prior Art Document 4; KR Application No. 10-2011-0145138

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 큰 구조 변경 없이도 플레어 제트(flare jet)의 직진성을 종래보다 월등히 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 플레어 타워의 높이를 혁신적으로 낮추어 비용 절감을 이끌어 낼 수 있는 플레어 시스템을 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is that the straightness of the flare jet can be significantly improved compared to the prior art without a large structural change, and thereby a flare system capable of innovatively lowering the height of the flare tower, leading to cost reduction. Is to provide

본 발명의 일 측면에 따르면, 플레어링(flaring)이 진행되는 플레어 타워(flare tower); 및 상기 플레어 타워에 결합되며, 상기 플레어링이 진행될 때 발생되는 플레어 제트(flare jet)의 직진성을 향상시키는 플레어 제트 직진성 향상부를 포함하는 플레어 시스템이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a flare tower in which flaring proceeds; And a flare jet straightness improvement unit coupled to the flare tower and improving a straightness of a flare jet generated when the flaring is performed.

상기 플레어 제트 직진성 향상부는 열 플라즈마(thermal plasma)를 이용해서 상기 플레어 제트의 직진성을 향상시키는 열 플라즈마 제트 발생유닛을 포함할 수 있으며, 상기 열 플라즈마 제트 발생유닛은, 상기 플레어 타워 내에 배치되는 양극 모듈; 및 상기 양극 모듈의 일단부가 중심부에 배치되게 상기 양극 모듈을 둘러싸는 형태로 배치되며, 상기 양극 모듈과의 사이에서 방전을 일으키는 음극 모듈을 포함할 수 있다.The flare jet straightness improving unit may include a thermal plasma jet generating unit that improves the straightness of the flare jet by using thermal plasma, wherein the thermal plasma jet generating unit is an anode module disposed in the flare tower. ; And it is disposed in a form surrounding the positive electrode module so that one end of the positive electrode module is disposed in the center, and may include a negative electrode module that causes discharge between the positive electrode module.

상기 양극 모듈은 구리 재질로 제작되되 상기 플레어 타워 내의 중앙 영역에 배치되고 그 양 단부가 뾰족한 상부 및 하부 첨예부를 형성할 수 있으며, 상기 음극 모듈은 텅스텐 재질로 제작되되 상기 상부 첨예부의 외측에서 상기 상부 첨예부를 둘러싸는 고리 형태로 배치될 수 있으며, 상기 음극 모듈은 상기 플레어 타워에서 상단부 쪽으로 구경이 좁아지는 플레어 네크(flare neck) 영역에 배치될 수 있다.The anode module is made of copper material and is disposed in a central region within the flare tower, and both ends thereof can be formed with pointed upper and lower points, and the negative electrode module is made of tungsten material and is made of tungsten material, and the upper part is outside the upper point. It may be arranged in the form of a ring surrounding the pointed portion, and the cathode module may be disposed in a flare neck area in which the aperture is narrowed toward the upper portion from the flare tower.

상기 열 플라즈마 제트 발생유닛은, 상기 플레어 타워에 결합되고 상기 양극 모듈을 지지하는 모듈 서포트; 상기 음극 모듈과는 다른 재질로 제작되며, 상기 음극 모듈의 외측에서 상기 음극 모듈을 지지하는 모듈 하우징; 및 상기 양극 모듈을 냉각시키는 모듈 냉각부를 더 포함할 수 있다.The thermal plasma jet generating unit includes a module support coupled to the flare tower and supporting the anode module; A module housing made of a material different from the negative electrode module and supporting the negative electrode module outside the negative electrode module; And it may further include a module cooling unit for cooling the anode module.

상기 모듈 냉각부는, 상기 모듈 서포트에 지지되며, 상기 양극 모듈로 냉각수를 순환시켜 상기 양극 모듈을 냉각시키는 냉각수 순환라인; 및 상기 양극 모듈의 표면에 형성되는 노치(notch)를 포함할 수 있다.The module cooling unit is supported by the module support, a cooling water circulation line for circulating cooling water to the anode module to cool the anode module; And a notch formed on the surface of the anode module.

상기 플레어 타워의 단부에 형성되는 플레어 팁(flare tip)의 점화를 위하여 상기 플레어 팁의 주변에 마련되는 점화기(ignition source); 및 상기 점화기에 이웃되게 상기 플레어 타워에 결합되며, 해당 위치에서 전력을 자가 발전해서 상기 점화기 또는 상기 플레어 제트 직진성 향상부로 공급하는 점화기용 자가 발전식 전력 공급장치를 더 포함할 수 있다.An ignition source provided around the flare tip for ignition of a flare tip formed at an end of the flare tower; And a self-generated power supply for an igniter coupled to the flare tower adjacent to the igniter and self-generating power at the corresponding location to supply the igniter or the flare jet straightness improving unit.

본 발명에 따르면, 큰 구조 변경 없이도 플레어 제트(flare jet)의 직진성을 종래보다 월등히 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 플레어 타워의 높이를 혁신적으로 낮추어 비용 절감을 이끌어 낼 수 있다.According to the present invention, the straightness of a flare jet can be significantly improved compared to a conventional one without a large structural change, and thus, the height of the flare tower can be innovatively lowered, leading to cost reduction.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플레어 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 A 영역의 개략적인 구조도로서 플레어 제트 직진성 향상부를 도시한 도면이다.
도 3은 플레어 제트 직진성 향상부의 부분 사시도이다.
도 4는 도 3의 요부 단면도이다.
도 5는 도 4의 B 영역의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플레어 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 7은 도 6의 C 영역의 확대도이다.
도 8은 도 7의 사시도이다.
도 9는 도 8에서 열 차단부를 점선으로 도시한 도면이다.
도 10은 도 6의 플레어 시스템에 대한 제어블록도이다.1 is a schematic configuration diagram of a flare system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic structural diagram of area A of FIG. 1 and shows a flare jet straightness improvement unit.
3 is a partial perspective view of the flare jet straightness improving unit.
FIG. 4 is a sectional view of main parts of FIG. 3.
5 is an enlarged view of region B of FIG. 4.
6 is a schematic configuration diagram of a flare system according to a second embodiment of the present invention.
7 is an enlarged view of region C of FIG. 6.
8 is a perspective view of FIG. 7.
9 is a view showing the heat shield in FIG. 8 with a dotted line.
FIG. 10 is a control block diagram of the flare system of FIG. 6.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by explaining preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals in each drawing denote the same members.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플레어 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a flare system according to a first embodiment of the present invention.

이 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 플레어 시스템은 큰 구조 변경 없이도 플레어 제트(flare jet)의 직진성을 종래보다 월등히 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 플레어 타워(110, flare tower)의 높이를 혁신적으로 낮추어 비용 절감을 이끌어 낼 수 있도록 한 것이다.Referring to this drawing, the flare system according to the present exemplary embodiment can significantly improve the straightness of a flare jet without changing a large structure, and thereby, the height of the flare tower (110) is innovative. It was lowered so that it could lead to cost reduction.

이러한 효과를 제공할 수 있는 본 실시예에 따른 플레어 시스템은 도 1과 같은 방식으로 시설될 수 있다. 물론, 도 1의 시스템 구성은 하나의 예일 뿐이므로 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.The flare system according to the present embodiment capable of providing such an effect may be installed in the manner shown in FIG. 1. Of course, the system configuration of FIG. 1 is only an example, and the scope of the present invention is not limited to the shape of the drawings.

플레어 시스템에는 핵심 구성으로서 플레어 타워(110)가 갖춰진다. 플레어 타워(110)를 통해 가연성 물질이 이동되면서 연소될 수 있다.The flare system is equipped with a flare tower 110 as a core configuration. The flammable material may be burned while being moved through the flare tower 110.

플레어 타워(110)는 타워 지지체(101)에 지지되어 기립 배치된다. 플레어 타워(110)의 일측에는 가연성 물질을 플레어 타워(110)로 공급하는 가연성 물질 공급 탱크(102)가 마련된다. 그리고 가연성 물질 공급 탱크(102)의 일측에는 가연성 물질 중 일부가 회수되는 회수 탱크(103)가 마련된다. 회수 탱크(103)는 선택적으로 적용될 수 있는 구성으로서 반드시 적용되어야 하는 것은 아니다.The flare tower 110 is supported by the tower support 101 and is placed upright. One side of the flare tower 110 is provided with a flammable material supply tank 102 that supplies flammable materials to the flare tower 110. In addition, a recovery tank 103 in which some of the combustible materials are recovered is provided on one side of the combustible material supply tank 102. The recovery tank 103 is a configuration that can be selectively applied and is not necessarily applied.

플레어 타워(110)의 단부에는 플레어 팁(120)이 형성된다. 플레어 팁(120)의 주변에는 점화(착화)를 위한 점화기(130)가 탑재된다. 점화기(130)는 수시로 동작되면서 가연성 물질의 원활한 연소 작용을 돕는다.A flare tip 120 is formed at an end of the flare tower 110. The igniter 130 for ignition (ignition) is mounted around the flare tip 120. The igniter 130 assists the smooth combustion of the combustible material while operating from time to time.

플레어 팁(120)의 주변에는 윈드 쉴드(180, wind shield)가 배치된다. 플레어링이 진행될 때, 플레어 제트의 직진성을 높이기 위하여, 즉 외부 풍향 또는 풍량의 영향을 최소화시키기 위하여 윈드 쉴드(180)가 플레어 팁(120)의 주변에 설치되는 것이다. 윈드 쉴드(180)는 상부로 갈수록 직경이 점진적으로 커지는 바스켓 구조를 갖는다. 윈드 쉴드(180)의 벽면에는 다수의 통기공(181)이 형성된다. 통기공(181)은 공기의 순환을 일부 허용하여 플레어링 시 산소를 공급한다.A wind shield 180 is disposed around the flare tip 120. When flaring is performed, the wind shield 180 is installed around the flare tip 120 in order to increase the straightness of the flare jet, that is, to minimize the influence of the external wind direction or air volume. The wind shield 180 has a basket structure that gradually increases in diameter as it goes upward. A plurality of vent holes 181 are formed on the wall surface of the wind shield 180. The vent hole 181 partially permits circulation of air to supply oxygen during flaring.

앞서도 기술한 것처럼 가연성 물질인 플루 가스(flue gas)가 플레어 타워(110)를 통해 상부로 이동되면서 플레어 팁(120)의 외측으로 분출될 때 점화기(130)의 동작이 온(on)됨으로써 플레어 팁(120)을 통해 플레어 제트(flare jet, 화염)가 형성되면서 가연성 물질이 연소, 즉 소각될 수 있다.As described above, when the flammable material, flue gas, is moved upward through the flare tower 110 and is ejected to the outside of the flare tip 120, the operation of the igniter 130 is turned on, thereby flare tip The flare jet (flame) is formed through the 120, so that the combustible material may be burned, that is, incinerated.

이처럼 플레어 타워(110)를 통해 가연성 물질이 이동 및 통과되어야 하기 때문에 플레어 타워(110)는 파이프 타입(pipe type)의 구조물로 제작되되 하부에서 상부로 갈수록 직경과 두께가 줄어드는 형태로 제작된다.Since the flammable material has to be moved and passed through the flare tower 110, the flare tower 110 is made of a pipe type structure, but is made in a form in which diameter and thickness decrease as it goes from the bottom to the top.

플레어링이 진행될 때, 플레어 타워(110)는 그 상부로 갈수록 온도가 높아질 수 있다. 이러한 이유로 인해 플레어 타워(110)의 상부는 구조물을 보호하기 위한 수단으로서 하부보다 도장 재료의 온도 기준이 올라가 결과적으로 비용이 증가될 수밖에 없다. 따라서 이러한 시설비를 줄이는 한편 가연성 물질의 전달 속도를 빠르게 하기 위해 플레어 타워(110)는 하부에서 상부로 갈수록 직경과 두께가 줄어드는 형태로 제작된다.When flaring is in progress, the temperature of the flare tower 110 may increase as it goes upward. For this reason, the upper portion of the flare tower 110 is a means for protecting the structure, and the temperature standard of the coating material is higher than the lower portion, which inevitably increases the cost. Therefore, in order to reduce the cost of these facilities and to speed up the transfer of flammable materials, the flare tower 110 is manufactured in a form in which the diameter and thickness are reduced from the bottom to the top.

한편, 본 실시예에 따른 플레어 시스템에는 플레어 타워(110)에 플레어 제트 직진성 향상부(140)가 갖춰진다.On the other hand, the flare system according to the present embodiment is equipped with a flare jet straightness improving unit 140 in the flare tower 110.

플레어 제트 직진성 향상부(140)는 앞서도 기술한 것처럼 플레어 제트의 직진성을 종래보다 월등히 향상시키기 위해 플레어 타워(110)에 탑재된다. 플레어 제트 직진성 향상부(140)에 대해 도 2 내지 도 5를 참조하여 자세히 설명한다.The flare jet straightness improvement unit 140 is mounted on the flare tower 110 to significantly improve the straightness of the flare jet as described above. The flare jet straightness improving unit 140 will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 5.

도 2는 도 1의 A 영역의 개략적인 구조도로서 플레어 제트 직진성 향상부를 도시한 도면이고, 도 3은 플레어 제트 직진성 향상부의 부분 사시도이며, 도 4는 도 3의 요부 단면도이고, 도 5는 도 4의 B 영역의 확대도이다.FIG. 2 is a schematic structural diagram of area A of FIG. 1, showing a flare jet straightness improvement unit, FIG. 3 is a partial perspective view of a flare jet straightness improvement unit, FIG. 4 is a main sectional view of FIG. 3, and FIG. 5 is FIG. 4 It is an enlarged view of area B.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예의 플레어 시스템에 적용되는 플레어 제트 직진성 향상부(140)는 플레어 타워(110)에 결합되며, 플레어링이 진행될 때 발생되는 플레어 제트의 직진성을 향상시키는 역할을 한다. 플레어 제트 직진성 향상부(140)로 인해 플레어 제트의 직진성이 향상됨으로써 플레어 타워(110)의 높이를 혁신적으로 낮추어 비용 절감을 이끌어 낼 수 있다.Referring to these drawings, the flare jet straightness improving unit 140 applied to the flare system of the present embodiment is coupled to the flare tower 110 and serves to improve the straightness of the flare jet generated when flaring is in progress. The straightness of the flare jet is improved by the flare jet straightness improvement unit 140, thereby reducing the height of the flare tower 110, thereby leading to cost reduction.

플레어 제트 직진성 향상부(140)는 여러 구성으로 적용될 수 있는데, 본 실시예에서는 열 플라즈마(thermal plasma)를 이용해서 플레어 제트의 직진성을 향상시키는 열 플라즈마 제트 발생유닛(140)으로 플레어 제트 직진성 향상부(140)를 적용하고 있다. 참고로, 열 플라즈마란 플라즈마 토치와 같이 상대적으로 온도는 낮으나 열용량이 높은 플라즈마를 일컫는다.The flare jet straightness improving unit 140 may be applied in various configurations. In this embodiment, the flare jet straightness improving unit is a thermal plasma jet generating unit 140 that improves the straightness of the flare jet by using thermal plasma. (140) is applied. For reference, a thermal plasma refers to a plasma having a relatively low temperature but a high heat capacity, such as a plasma torch.

열 플라즈마 제트 발생유닛(140)은 플레어 타워(110) 내에 배치되는 양극 모듈(150)과, 양극 모듈(150)의 일단부가 중심부에 배치되게 양극 모듈(150)을 둘러싸는 형태로 배치되는 음극 모듈(160)을 포함할 수 있다.The thermal plasma jet generating unit 140 includes an anode module 150 disposed within the flare tower 110 and a cathode module disposed in a form surrounding the anode module 150 such that one end of the anode module 150 is disposed at the center. It may include 160.

양극 모듈(150)은 구리 재질로 제작될 수 있으며, 플레어 타워(110) 내의 중앙 영역에 배치될 수 있다. 양극 모듈(150)이 플레어 타워(110) 내의 중앙 영역에 배치될 수 있도록 플레어 타워(110)에 모듈 서포트(145)가 마련된다. 모듈 서포트(145)는 플레어 타워(110)에 양극 모듈(150)을 지지시키는 일종의 브래킷 역할을 한다.The anode module 150 may be made of copper, and may be disposed in a central region within the flare tower 110. The module support 145 is provided in the flare tower 110 so that the anode module 150 can be disposed in a central region within the flare tower 110. The module support 145 serves as a kind of bracket that supports the anode module 150 on the flare tower 110.

그리고 양극 모듈(150)의 양 단부는 선단부로 갈수록 뾰족하게 상부 및 하부 첨예부(151,152)를 형성할 수 있다.In addition, both ends of the anode module 150 may sharply form upper and lower sharp portions 151 and 152 toward the tip portion.

상부 첨예부(151)는 음극 모듈(160)과의 사이에서 큰 전위차를 발생시키기 위해 형성된다. 그리고 하부 첨예부(152)는 플레어 타워(110)의 하부 영역에서 올라오는 가스 운동에 대해 낮은 저항을 제공하기 위해 형성될 수 있다.The upper pointed portion 151 is formed to generate a large potential difference between the negative electrode module 160. In addition, the lower pointed portion 152 may be formed to provide low resistance to gas motion rising from the lower region of the flare tower 110.

음극 모듈(160)은 양극 모듈(150)과 달리 텅스텐 재질로 제작될 수 있다. 음극 모듈(160)은 양극 모듈(150)의 상부 첨예부(151)의 외측에서 상부 첨예부(151)를 둘러싸는 고리 형태(환형)로 배치될 수 있다.The cathode module 160 may be made of tungsten material unlike the anode module 150. The cathode module 160 may be disposed in a ring shape (annular shape) surrounding the upper apex portion 151 outside the upper apex portion 151 of the anode module 150.

특히, 본 실시예에서 음극 모듈(160)은 플레어 타워(110)에서 플레어 팁(120) 쪽으로 구경이 좁아지는 플레어 네크(125, flare neck) 영역에 배치될 수 있다.Particularly, in this embodiment, the cathode module 160 may be disposed in a flare neck region 125 that has a narrower diameter from the flare tower 110 toward the flare tip 120.

음극 모듈(160)의 외측에는 음극 모듈(160)을 지지하는 모듈 하우징(165)이 마련된다. 모듈 하우징(165)은 음극 모듈(160)을 지지하는 수단으로서 음극 모듈(160)과 달리 스테인리스 스틸(stainless steel) 재질로 제작될 수 있으며, 플레어 네크(125)에 결합된다. 모듈 하우징(165)에 마련되는 음극 모듈(160)은 접지(grounding)된다.A module housing 165 for supporting the negative electrode module 160 is provided outside the negative electrode module 160. The module housing 165 is a means for supporting the cathode module 160, and unlike the cathode module 160, may be made of stainless steel, and is coupled to the flare neck 125. The cathode module 160 provided in the module housing 165 is grounded.

한편, 모듈 하우징(165) 내에 음극 모듈(160)을 구성함에 있어서, 핵심은 공기 방전은 잘 유도하되 플루 가스의 이동에 방해가 되어서는 안 된다.On the other hand, in configuring the cathode module 160 in the module housing 165, the core is to induce air discharge well, but should not interfere with the movement of the flue gas.

따라서 고온에 견딜 수 있는 텅스텐으로 된 음극 모듈(160)이 양극 모듈(150)의 상부 첨예부(151)의 단부와 평행한 가상의 수평면을 이루도록 함으로써 최단 거리를 유지할 수 있도록 하여 방전 효과가 극대화될 수 있게끔 한다.Therefore, the cathode module 160 made of tungsten capable of withstanding high temperature forms a virtual horizontal plane parallel to the end of the upper apex 151 of the anode module 150 so that the shortest distance can be maintained to maximize the discharge effect. To make it possible.

이때, 모듈 하우징(165) 내에는 음극 모듈(160)이 배치되는 모듈 배치홈부(166)가 형성된다. 모듈 배치홈부(166)는 방전 시 발생되는 아크(arc)가 모듈 하우징(165)의 내벽 전체로 퍼지는 것을 저지하는 일종의 벽체 역할을 한다.At this time, a module arrangement groove 166 in which the cathode module 160 is disposed is formed in the module housing 165. The module arrangement groove portion 166 serves as a kind of wall that prevents the arc generated during discharge from spreading to the entire inner wall of the module housing 165.

모듈 배치홈부(166)에 설치되는 음극 모듈(160)의 선단부는 이웃된 모듈 하우징(165)의 내벽보다 돌출되지 않는다. 다시 말해, 음극 모듈(160)의 선단부와 모듈 하우징(165)의 내벽은 적어도 일면을 이루는데, 이러한 구조로 인해 플루 가스의 유동이 방해되지 않아 플레어링의 효율을 높인다.The tip end of the cathode module 160 installed in the module arrangement groove 166 does not protrude from the inner wall of the adjacent module housing 165. In other words, the front end of the negative electrode module 160 and the inner wall of the module housing 165 form at least one surface. Due to this structure, the flow of flue gas is not disturbed, thereby increasing the efficiency of flaring.

이처럼 플레어 네크(125) 영역에 양극 모듈(150)과 음극 모듈(160)이 배치된 상태에서 플레어링이 진행되면 양극 모듈(150)과 음극 모듈(160) 간의 전위차에 의해 절연파괴(breakdown)가 일어나 방전이 될 수 있게 되는데, 플루 가스의 높은 농도로 인하여 이 영역에서 열 플라즈마 제트(thermal plasma jet)가 발생하게 됨에 따라 플레어 제트의 직진성이 현저하게 높아질 수 있다. 따라서 종전처럼 플레어 타워(110)를 과도하게 높게 시공하지 않더라도 높은 플레어 타워(110)와 동일한 효과를 제공할 수 있게 되며, 이로 인해 건설비 또는 유지관리비를 절감시킬 수 있다.As described above, when flaring is performed while the anode module 150 and the cathode module 160 are disposed in the flare neck 125 region, breakdown is caused by a potential difference between the anode module 150 and the cathode module 160. It can be discharged due to the high concentration of flue gas. As a result, a thermal plasma jet is generated in this region, the flare jet linearity may be significantly increased. Therefore, it is possible to provide the same effect as the high flare tower 110 even if the flare tower 110 is not excessively high, as in the past, thereby reducing construction or maintenance costs.

다만, 플레어 타워(110) 내의 중앙 영역에 배치되는 양극 모듈(150)의 경우에는 고온에 견뎌야 한다는 점에서 양극 모듈(150)을 냉각시키기 위한 모듈 냉각부(170)가 더 적용될 수 있다.However, in the case of the anode module 150 disposed in the central region within the flare tower 110, the module cooling unit 170 for cooling the anode module 150 may be further applied in that it must withstand high temperatures.

모듈 냉각부(170)는 수랭식 구조의 냉각수 순환라인(171)을 포함할 수 있다. 냉각수 순환라인(171)은 모듈 서포트(145)에 지지되며, 양극 모듈(150)을 경유함으로써 양극 모듈(150)이 냉각수에 의해 냉각될 수 있게끔 한다.The module cooling unit 170 may include a cooling water circulation line 171 having a water-cooled structure. The cooling water circulation line 171 is supported by the module support 145 and allows the anode module 150 to be cooled by cooling water by passing through the anode module 150.

이때, 냉각수 순환라인(171)은 도 3에 도시된 것처럼 환형을 그리면서 양극 모듈(150)의 표면 전체 영역을 냉각시킬 수 있으며, 끝점에 다다르면 다시 중심으로 와서 배출되는 형태를 취할 수 있다. 다시 말해, 냉각수 순환라인(171)의 일측이 양극 모듈(150)의 중심부로 배치된 후에 양극 모듈(150)의 전체 영역을 고리 형태로 감싼 다음 그 끝점에서 다시 중심으로 내려와서 타측이 반대편으로 빠지는 구조로 냉각수 순환라인(171)을 적용할 수 있다. 이는 냉각수 순환라인(171)을 가급적 넓은 접촉면적으로 양극 모듈(150)의 표면에 접촉시키기 위한 방안일 수 있다. 물론, 도시된 구조는 하나의 예일 뿐이므로 본 발명의 권리범위가 도면의 형상에 제한되지 않는다. 본 실시예처럼 양극 모듈(150)이 냉각수에 의해 직접 냉각됨으로써 고온의 열에 의해 양극 모듈(150)이 손상되는 것을 예방할 수 있다.At this time, the cooling water circulation line 171 may cool the entire area of the surface of the anode module 150 while drawing an annular shape as shown in FIG. 3, and when it reaches the end point, it may come to the center again and take a form of discharge. In other words, after one side of the cooling water circulation line 171 is disposed as the center of the positive electrode module 150, the entire area of the positive electrode module 150 is wrapped in a ring shape, then descends to the center from the end point again, and the other side falls out on the other side. As a structure, a coolant circulation line 171 may be applied. This may be a method for bringing the cooling water circulation line 171 into contact with the surface of the anode module 150 with a wide contact area as much as possible. Of course, the illustrated structure is only one example, and the scope of the present invention is not limited to the shape of the drawings. As in the present embodiment, the anode module 150 is directly cooled by cooling water, thereby preventing the anode module 150 from being damaged by high temperature heat.

모듈 냉각부(170)는 양극 모듈(150)의 표면에 형성되는 노치(172, notch)를 포함할 수 있다. 노치(172)는 수랭 작용 시 열교환이 활발하게 이루어질 수 있도록 그 냉각 면적을 높이는데 도움이 된다. 이때, 노치(172)는 빗살 형태로서 양극 모듈(150)의 전체 표면에 걸쳐 형성될 수 있다.The module cooling unit 170 may include a notch 172 formed on the surface of the anode module 150. The notch 172 helps to increase the cooling area so that heat exchange can be actively performed during water cooling. At this time, the notch 172 may be formed over the entire surface of the anode module 150 as a comb shape.

이러한 구성을 갖는 플레어 시스템의 작용을 설명한다.The operation of the flare system having such a configuration will be described.

가연성 물질인 플루 가스를 연소시키기 위한 일반적인 상황이나 혹은 비상상황의 발생 시 가연성 물질을 연소시키기 위해 플레어 시스템이 가동된다. 즉 가연성 물질 공급 탱크(102) 내의 플루 가스가 플레어 타워(110)를 통해 상부로 이동되면서 플레어 팁(120)의 외측으로 분출되며, 이와 동시에 점화기(130)의 동작이 온(on)됨으로써 플레어 팁(120)을 통해 플레어 제트가 형성되면서 플레어링이 진행되어 플루 가스가 연소, 즉 소각될 수 있다.The flare system is activated to combust the combustible material in the general situation for burning the flue gas, which is a combustible material, or in the event of an emergency. That is, as the flue gas in the combustible material supply tank 102 moves upward through the flare tower 110, it is ejected to the outside of the flare tip 120, and at the same time, the operation of the igniter 130 is turned on. As the flare jet is formed through 120, the flaring proceeds so that the flue gas can be burned, that is, incinerated.

한편, 전술한 것처럼 플레어 네크(125) 영역에 양극 모듈(150)과 음극 모듈(160)이 배치된 상태에서 플레어링이 진행되면 양극 모듈(150)과 음극 모듈(160) 간의 전위차에 의해 절연파괴(breakdown)가 일어나 방전이 될 수 있게 되는데, 플루 가스의 높은 농도로 인하여 이 영역에서 열 플라즈마 제트(thermal plasma jet)가 발생하게 됨에 따라 플레어 제트의 직진성이 현저하게 높아질 수 있다.On the other hand, as described above, when the flaring is performed while the anode module 150 and the cathode module 160 are disposed in the flare neck 125 region, insulation is destroyed by the potential difference between the anode module 150 and the cathode module 160. (breakdown) occurs to be discharged, and due to the high concentration of flue gas, as the thermal plasma jet is generated in this region, the straightness of the flare jet may be significantly increased.

따라서 종전처럼 플레어 타워(110)를 과도하게 높게 시공하지 않더라도 높은 플레어 타워(110)와 동일한 효과를 제공할 수 있게 되며, 이로 인해 건설비 또는 유지관리비를 절감시킬 수 있다.Therefore, it is possible to provide the same effect as the high flare tower 110 even if the flare tower 110 is not excessively high, as in the past, thereby reducing construction or maintenance costs.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 큰 구조 변경 없이도 플레어 제트의 직진성을 종래보다 월등히 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 플레어 타워(110)의 높이를 혁신적으로 낮추어 비용 절감을 이끌어 낼 수 있다.As described above, according to the present exemplary embodiment, the straightness of the flare jet can be significantly improved compared to the conventional one without a large structural change, and thus, the height of the flare tower 110 can be innovatively lowered, leading to cost reduction.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플레어 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 7은 도 6의 C 영역의 확대도이며, 도 8은 도 7의 사시도이고, 도 9는 도 8에서 열 차단부를 점선으로 도시한 도면이며, 도 10은 도 6의 플레어 시스템에 대한 제어블록도이다.6 is a schematic configuration diagram of a flare system according to a second embodiment of the present invention, FIG. 7 is an enlarged view of region C of FIG. 6, FIG. 8 is a perspective view of FIG. 7, and FIG. 9 is a column in FIG. FIG. 10 is a control block diagram of the flare system of FIG. 6.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 플레어 시스템 역시, 플레어 제트의 직진성을 향상시키기 위해 열 플라즈마 제트 발생유닛(140)을 적용하고 있다는 점에서는 전술한 실시예와 동일하다.Referring to these drawings, the flare system according to the present embodiment is also the same as the above-described embodiment in that the thermal plasma jet generating unit 140 is applied to improve the straightness of the flare jet.

다만, 본 실시예에 따른 플레어 시스템에는 열 플라즈마 제트 발생유닛(140) 외에도 점화기용 자가 발전식 전력 공급장치(240)가 더 갖춰진다.However, the flare system according to the present embodiment is further equipped with a self-generated power supply 240 for an igniter in addition to the thermal plasma jet generating unit 140.

점화기용 자가 발전식 전력 공급장치(240)는 점화기(130)에 이웃되게 플레어 타워(110)에 결합되며, 해당 로컬(local) 위치에서 전력을 자가 발전해서 점화기(130)로 공급하는 역할을 한다. 물론, 점화기용 자가 발전식 전력 공급장치(240)가 전력을 자가 발전해서 열 플라즈마 제트 발생유닛(140)으로 전력을 공급할 수도 있다.The igniter self-powered power supply 240 is coupled to the flare tower 110 to be adjacent to the igniter 130, and serves to self-generate power at a corresponding local location and supply it to the igniter 130. . Of course, the self-generating power supply device 240 for the igniter may self-generate power to supply power to the thermal plasma jet generating unit 140.

이때, 본 실시예에 적용되는 점화기용 자가 발전식 전력 공급장치(240)는 통상적인 태양광이나 풍력 발전이 아니며, 플레어링이 진행될 때 플레어 팁(120) 주변에서 발생되는 열에너지를 이용해서 자가 발전한 후, 점화기(130)로 전력을 공급한다. 따라서 누전 등에 의해 시스템 전원이 자동으로 다운(down)된 상태이거나 화재 예방을 위해 일부러 전원을 오프(off)시킨 상태와 같이 비정상적인 상황일지라도 플레어링이 가능해질 수 있기 때문에 잉여 가연성 물질로 인한 폭발, 누출 등 안전상 문제 외에도 여러 가지 로스(loss) 발생을 효과적으로 없앨 수 있다.At this time, the self-generated power supply device 240 for the igniter applied to the present embodiment is not conventional solar or wind power generation, and self-generated using thermal energy generated around the flare tip 120 when flaring is performed. Then, power is supplied to the igniter 130. Therefore, even in abnormal situations such as a state in which the system power is automatically down due to a short circuit or an intentional power off to prevent fire, flaring may be possible, resulting in an explosion or leakage caused by surplus combustible materials. In addition to safety issues such as back, various losses can be effectively eliminated.

이러한 점화기용 자가 발전식 전력 공급장치(240)는 히트 파이프(250, heat pipe), 제너레이터(252, generator), 배터리(254, battery) 및 컨트롤러(260)를 포함할 수 있다.The self-generated power supply unit 240 for the igniter may include a heat pipe 250, a generator 252, a battery 254, and a controller 260.

히트 파이프(250)는 플레어 제트(화염)가 형성되면서 플레어링이 진행될 때 플레어 팁(120) 주변에서 발생되는 열에너지를 제너레이터(252)로 전달하는 역할을 한다.The heat pipe 250 serves to transfer thermal energy generated around the flare tip 120 to the generator 252 when flaring is progressed while the flare jet (flame) is formed.

참고로, 히트 파이프(250)는 열을 효율적으로 전하기 위한 전용 파이프를 가리킨다. 히트 파이프(250)를 전열관(傳熱管)이라고도 부른다. 히트 파이프(250)는 작은 구멍이 많이 뚫려 있는 안쪽에 휘발성 액체를 가득 넣은 구조를 갖는다. 히트 파이프(250)의 한쪽 끝에 열을 가하면 액체는 증발하여 열에너지를 가지면서 다른 끝, 즉 제너레이터(252)로 이동하여 제너레이터(252)로 열에너지를 전달한다. 히트 파이프(250)를 이루는 파이프 본체의 재료는 구리, 스테인리스강, 세라믹스, 텅스텐 등일 수 있고, 안쪽은 다공질의 파이버 등이 배치될 수 있다. 내부의 휘발성 물질로는 메탄올, 아세톤, 물, 수은 등이 사용될 수 있다.For reference, the heat pipe 250 refers to a dedicated pipe for efficiently transferring heat. The heat pipe 250 is also called a heat transfer pipe. The heat pipe 250 has a structure in which volatile liquid is filled with a lot of small holes. When heat is applied to one end of the heat pipe 250, the liquid evaporates to have thermal energy, and moves to the other end, that is, the generator 252, to transfer heat energy to the generator 252. The material of the pipe body constituting the heat pipe 250 may be copper, stainless steel, ceramics, tungsten, or the like, and porous fibers or the like may be disposed inside. Methanol, acetone, water, mercury, etc. may be used as the volatile material inside.

이러한 히트 파이프(250)를 적용함에 있어서 히트 파이프(250)를 플레어 팁(120)에 그대로 설치하는 것을 고려해볼 수 있다. 하지만, 본 실시예의 경우, 윈드 쉴드(180)가 플레어 팁(120) 영역에 결합되어 있기 때문에 히트 파이프(250)는 별도의 설치 구조물 없이 윈드 쉴드(180)에 직접 결합될 수 있는 이점이 있다. 특히, 히트 파이프(250)가 윈드 쉴드(180)를 여러 번 감싸는 형태로 배치됨으로써 접촉 면적을 높여 열전달이 보다 원활해질 수 있게끔 할 수 있다.In applying the heat pipe 250, it may be considered to install the heat pipe 250 as it is on the flare tip 120. However, in the present embodiment, since the wind shield 180 is coupled to the flare tip 120 region, the heat pipe 250 has an advantage that it can be directly coupled to the wind shield 180 without a separate installation structure. In particular, the heat pipe 250 is disposed in a form surrounding the wind shield 180 several times to increase the contact area, thereby making heat transfer more smooth.

제너레이터(252)는 히트 파이프(250)와 연결되며, 히트 파이프(250)에서 전달되는 열에너지를 이용해서 전기에너지로 자가 발전하는 역할을 한다. 본 실시예에서 제너레이터(252)는 스털링 엔진(252, stirling engine)으로 적용된다.The generator 252 is connected to the heat pipe 250, and serves to self-generate as electrical energy by using heat energy transferred from the heat pipe 250. In this embodiment, the generator 252 is applied as a stirling engine (252).

스털링 엔진(252)은 열기관(heat engine)의 한 종류로서, 공기 등 기체 형태의 작동 유체(working fluid)에 열을 가하여 반복적으로 압축하고 팽창시키면서 기계적인 일을 하면서 전기를 생산한다. 다시 말해, 스털링 엔진(252)은 증기기관(steam engine)과 같이 외부에 설치된 연소 장치에서 연료를 연소시켜 열에너지를 얻고, 그 열에너지로 작동 유체의 상태를 변화시켜 기계적 일을 하게 하는 외연기관(external combustion engine)이다. 스털링 엔진(252)은 그 열효율이 일반 내연기관보다 매우 높으며, 내연기관에 비해 소음 및 진동이 매우 적고, 또한 소형화시킬 수 있는 이점이 있다. 따라서 본 실시예에서는 제너레이터(252)로 스털링 엔진(252)을 적용하고 있는 것이다.The Stirling engine 252 is a type of heat engine, and generates electricity while mechanically working while repeatedly compressing and expanding by applying heat to a gaseous working fluid such as air. In other words, the Stirling engine 252 obtains thermal energy by burning fuel in an external combustion device such as a steam engine, and changes the state of the working fluid with the thermal energy to perform mechanical work. combustion engine). The Stirling engine 252 has an advantage in that its thermal efficiency is much higher than that of an ordinary internal combustion engine, and has very little noise and vibration compared to an internal combustion engine, and can be miniaturized. Therefore, in this embodiment, the Stirling engine 252 is applied as the generator 252.

배터리(254)는 스털링 엔진(252) 및 점화기(130)와 연결되며, 스털링 엔진(252)에서 자가 발전된 전력을 저장하고 점화기(130)로 공급하는 역할을 한다.The battery 254 is connected to the Stirling engine 252 and the igniter 130, and serves to store the self-generated electric power from the Stirling engine 252 and supply it to the igniter 130.

스털링 엔진(252)에서 자가 발전된 전력이 배터리(254)에 저장되는 한편 저장된 전력이 점화기(130)로 공급되는 형태라서 종전처럼 굳이 전선 등을 연결해서 지상에서 점화기(130)로 전력을 공급할 필요가 없다. 따라서 시스템의 점화 구조가 간소화될 수 있음은 물론 비상상황일지라도 플레어링을 진행하는데 아무런 제약이 없다.While the power generated by the Stirling engine 252 is stored in the battery 254, the stored power is supplied to the igniter 130, so it is necessary to connect the electric wires and the like to power the igniter 130 from the ground. none. Therefore, the ignition structure of the system can be simplified, and even in an emergency, there is no limitation in performing flaring.

스털링 엔진(252)과 배터리(254)가 탑재되기 위해 플레어 타워(110)에는 탑재부(270)가 설치된다. 탑재부(270)는 일종의 선반 혹은 브래킷으로서 점화기(130)에 이웃된 플레어 타워(110)에 결합되어 스털링 엔진(252)과 배터리(254)가 탑재될 수 있게끔 한다. 탑재부(270)는 용접 혹은 나사 방식에 의해 해당 위치의 플레어 타워(110)에 결합될 수 있다.In order to mount the Stirling engine 252 and the battery 254, a flare tower 110 is provided with a mounting portion 270. Mounting portion 270 is a kind of shelf or bracket is coupled to the flare tower 110 adjacent to the igniter 130 to allow the Stirling engine 252 and the battery 254 to be mounted. The mounting portion 270 may be coupled to the flare tower 110 at the corresponding location by welding or screwing.

한편, 스털링 엔진(252)과 배터리(254)가 윈드 쉴드(180)에 이웃되게 배치되기 때문에 플레어링이 진행될 때 발생되는 열이 스털링 엔진(252)과 배터리(254) 측으로 지속적으로 전달될 수 있다. 이처럼 플레어링이 진행될 때 발생되는 열이 스털링 엔진(252)과 배터리(254) 측으로 지속적으로 전달되면 스털링 엔진(252)과 배터리(254)가 열에 의해 소손될 수 있다. 이를 효과적으로 해결하기 위해 열 차단부(272)가 마련된다.On the other hand, since the Stirling engine 252 and the battery 254 are disposed adjacent to the wind shield 180, heat generated when flaring is performed may be continuously transferred to the Stirling engine 252 and the battery 254. . As such, when the heat generated when flaring is performed is continuously transmitted to the Stirling engine 252 and the battery 254, the Stirling engine 252 and the battery 254 may be burned by heat. In order to effectively solve this, a heat shield 272 is provided.

열 차단부(272)는 윈드 쉴드(180)와 스털링 엔진(252) 및 배터리(254) 사이를 차단해서 플레어링이 진행될 때 발생되는 열이 스털링 엔진(252)과 배터리(254) 측으로 전달되는 것을 차단하는 열 차단 플레이트(272a)와, 열 차단 플레이트(272a)의 중심부에 마련되며, 열 차단 플레이트(272a)를 플레어 타워(110)에 결합시키는 커넥터(272b)를 포함할 수 있다. 히트 파이프(250)를 비롯한 구조물들의 설치 및 유지보수를 위해 열 차단부(272)는 해당 위치에서 착탈식으로 마련되는 것이 바람직할 수 있다.The heat shield 272 blocks between the wind shield 180 and the Stirling engine 252 and the battery 254 so that heat generated when flaring is performed is transferred to the Stirling engine 252 and the battery 254 side. It may include a thermal barrier plate 272a to block, and a connector 272b provided at the center of the thermal barrier plate 272a and coupling the thermal barrier plate 272a to the flare tower 110. For the installation and maintenance of structures including the heat pipe 250, the heat shield 272 may be preferably provided detachably at the corresponding location.

이러한 열 차단부(272)의 열 차단 플레이트(272a)에는 파이프 소켓(274)이 결합될 수 있다. 이러한 파이프 소켓(274)을 통해 히트 파이프(250)가 통과되어 스털링 엔진(252)과 연결될 수 있다. 참고로, 도면에는 한 가닥의 히트 파이프(250)가 도시되었으나 히트 파이프(250)는 여러 가닥으로 마련될 수 있다. 이러한 경우에는 열 차단부(272)에 파이프 소켓(274)이 여러 개 마련되면 된다.A pipe socket 274 may be coupled to the heat blocking plate 272a of the heat blocking portion 272. The heat pipe 250 may pass through the pipe socket 274 to be connected to the Stirling engine 252. For reference, although a single heat pipe 250 is illustrated in the drawing, the heat pipe 250 may be provided in multiple strands. In this case, a plurality of pipe sockets 274 may be provided in the heat shield 272.

한편, 컨트롤러(260)는 히트 파이프(250)를 통해 전달되는 열에너지를 이용해서 스털링 엔진(252)이 자가 발전하도록 하는 한편 자가 발전된 전력의 일부는 배터리(254)에 저장되고 나머지는 점화기(130)로 공급되게 자동 컨트롤한다.On the other hand, the controller 260 allows the Stirling engine 252 to self-generate using thermal energy transmitted through the heat pipe 250, while a portion of the self-generated power is stored in the battery 254 and the rest of the igniter 130 It is automatically controlled to be supplied to.

이러한 역할을 수행하는 컨트롤러(260)는 중앙처리장치(261, CPU), 메모리(262, MEMORY), 그리고 서포트 회로(263, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.The controller 260 performing such a role may include a central processing unit 261 (CPU), memory 262 (MEMORY), and support circuits 263 (SUPPORT CIRCUIT).

중앙처리장치(261)는 본 실시예에서 히트 파이프(250)를 통해 전달되는 열에너지를 이용해서 스털링 엔진(252)이 자가 발전하도록 하는 한편 자가 발전된 전력이 배터리(254)에 저장되면서 점화기(130)로 공급되게 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다.The central processing unit 261 allows the Stirling engine 252 to self-generate using thermal energy transmitted through the heat pipe 250 in this embodiment while the self-generated power is stored in the battery 254, and the igniter 130 It can be one of a variety of computer processors that can be applied industrially to control the supply.

메모리(262, MEMORY)는 중앙처리장치(261)와 연결된다. 메모리(262)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리일 수 있다.The memories 262 and MEMORY are connected to the central processing unit 261. The memory 262 may be installed in a local or remote location as a computer-readable recording medium, and is readily available, for example, random access memory (RAM), ROM, floppy disk, hard disk, or any digital storage form. It may be at least one memory.

서포트 회로(263, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(261)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(263)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.The support circuit 263 (SUPPORT CIRCUIT) is combined with the central processing unit 261 to support the typical operation of the processor. The support circuit 263 may include a cache, a power supply, a clock circuit, an input / output circuit, a subsystem, and the like.

본 실시예에서 컨트롤러(260)는 히트 파이프(250)를 통해 전달되는 열에너지를 이용해서 스털링 엔진(252)이 자가 발전하도록 하는 한편 자가 발전된 전력이 배터리(254)에 저장되면서 점화기(130)로 공급되게 컨트롤하는데, 이러한 일련의 컨트롤 프로세스 등은 메모리(262)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(262)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 중앙처리장치(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.In this embodiment, the controller 260 uses the thermal energy transferred through the heat pipe 250 to allow the Stirling engine 252 to self-generate while the self-generated power is stored in the battery 254 and supplied to the igniter 130 This series of control processes and the like can be stored in the memory 262. Typically, software routines may be stored in memory 262. Software routines may also be stored or executed by other central processing units (not shown).

본 발명에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.Although the process according to the invention has been described as being executed by a software routine, it is also possible that at least some of the processes of the invention are performed by hardware. As such, the processes of the present invention may be implemented in software executed on a computer system, hardware such as an integrated circuit, or a combination of software and hardware.

한편, 이와 같은 플레어링 시 점화기(130)를 동작시키는 전력은 로컬(local) 위치의 점화기용 자가 발전식 전력 공급장치(240)에서 자체적으로 공급된다. 즉 점화기(130)가 배터리(254)에 저장된 전력을 끌어 사용하기 때문에 종전처럼 지상의 전력을 점화기(130)로 전달해줄 필요가 없다.On the other hand, the power to operate the igniter 130 during such flaring is supplied by itself from the self-generated power supply 240 for the igniter at a local location. That is, since the igniter 130 draws and uses the power stored in the battery 254, there is no need to transfer the ground power to the igniter 130 like before.

특히, 플레어링이 진행될 때는 히트 파이프(250)를 통해 전달되는 열에너지를 이용해서 스털링 엔진(252)이 자가 발전하는 한편 자가 발전된 전력의 일부는 배터리(254)에 저장되고 나머지는 점화기(130)로 공급될 수 있기 때문에 배터리(254)는 늘 충전된 상태를 취할 수 있으며, 수시로 점화기(130)로 전력을 공급할 수 있게 되는 것이다.Particularly, when the flaring is performed, the Stirling engine 252 self-generates by using thermal energy transmitted through the heat pipe 250 while a portion of the self-generated power is stored in the battery 254 and the rest is transferred to the igniter 130. Since it can be supplied, the battery 254 can always take a charged state, and it is possible to supply power to the igniter 130 at any time.

이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 점화기용 자가 발전식 전력 공급장치(240)가 더 적용될 경우, 지상의 전력을 점화기(130)로 전달해주는 통상의 방식에서 벗어나 플레어 팁(120) 영역의 로컬(local) 위치에서 전력을 자가 발전해서 점화기(130)로 공급할 수 있으며, 이로 인해 비상상황에서도 플레어링이 원활하게 진행될 수 있는 이점이 있다.When the self-generated power supply unit 240 for the igniter having the structure and action as described above is further applied, the local area of the flare tip 120 area is deviated from the conventional method of transferring ground power to the igniter 130. It is possible to self-generate power at a local) location and supply it to the igniter 130, which has the advantage that flaring can be smoothly performed even in an emergency.

뿐만 아니라 열 플라즈마 제트 발생유닛(140)으로도 자체 생산 전력을 공급할 수 있어서 복잡한 배선을 설치해야 하는 단점을 해결할 수 있다.In addition, since the thermal plasma jet generating unit 140 can supply its own production power, it is possible to solve the disadvantage of installing complicated wiring.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the described embodiments, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or variations will have to belong to the claims of the present invention.

101 : 타워 지지체 102 : 가연성 물질 공급 탱크
103 : 회수 탱크 110 : 플레어 타워
120 : 플레어 팁 125 : 플레어 네크
130 : 점화기 140 : 플레어 제트 직진성 향상부
145 : 모듈 서포트 150 : 양극 모듈
151 : 상부 첨예부 152 : 하부 첨예부
160 : 음극 모듈 165 : 모듈 하우징
170 : 모듈 냉각부 171 : 냉각수 순환라인
172 : 노치 180 : 윈드 쉴드101: tower support 102: combustible material supply tank
103: recovery tank 110: flare tower
120: flare tip 125: flare neck
130: igniter 140: flare jet straightness improvement unit
145: module support 150: anode module
151: upper pointed portion 152: lower pointed portion
160: cathode module 165: module housing
170: module cooling unit 171: cooling water circulation line
172: Notch 180: Wind Shield

Claims

A flare tower where flaring is performed; And
A flare system coupled to the flare tower and including a flare jet straightness improving unit to improve the straightness of a flare jet generated when the flaring is performed.

According to claim 1,
The flare jet straightness improving unit includes a thermal plasma jet generating unit that improves the straightness of the flare jet by using thermal plasma,
The thermal plasma jet generating unit,
An anode module disposed in the flare tower; And
A flare system including a negative electrode module that is disposed in a form surrounding the positive electrode module so that one end of the positive electrode module is disposed in the center, and generates a discharge between the positive electrode module.

According to claim 2,
The anode module is made of copper material and is disposed in a central region within the flare tower, and both ends thereof have sharp pointed upper and lower points,
The cathode module is made of tungsten material, and is disposed in a ring shape surrounding the upper apex outside the upper apex,
The cathode module is a flare system that is disposed in a flare neck area in which the aperture is narrowed toward the upper end from the flare tower.

According to claim 2,
The thermal plasma jet generating unit,
A module support coupled to the flare tower and supporting the anode module;
A module housing made of a material different from the negative electrode module and supporting the negative electrode module outside the negative electrode module; And
A flare system further comprising a module cooling unit cooling the anode module.

According to claim 4,
The module cooling unit,
A cooling water circulation line supported on the module support and circulating cooling water to the anode module to cool the anode module; And
A flare system including a notch formed on the surface of the anode module.

According to claim 1,
An ignition source provided around the flare tip for ignition of a flare tip formed at an end of the flare tower; And
A flare system that is coupled to the flare tower adjacent to the igniter and further includes a self-generated power supply for an igniter that self-generates power at the corresponding location and supplies the igniter or the flare jet straightness improving unit.