KR20200061778A - 석유화학 플랜트용 베셀의 인렛 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 석유화학 플랜트에 사용되는 베셀 내부에 설치되어 베셀 내부로 유입되는 유체를 기체와 액체로 분리하고 유체의 흐름을 고르게 분해하는 석유화학 플랜트용 베셀의 인렛 디바이스에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 베셀의 내부에 설치되고 상기 베셀의 인렛노즐과 연통되며 길이방향을 따라 좌우측이 개방된 유체통과로가 선단에서 후단으로 갈수록 직경이 점진적으로 축소되게 형성되는 몸체; 상기 몸체의 좌측과 우측을 따라 각각 일정간격으로 기립 설치되며 상기 유체통과로에서 좌측과 우측을 향하는 방향으로 곡률지게 휘어져 개별유체통과로를 독립되게 구획하는 베인; 상기 몸체의 하부에 상기 유체통과로와 연통되게 형성되고 소정깊이의 액체수집공간이 구비되는 액체수집덕트; 및 상기 액체수집덕트의 하부에 상기 액체수집공간과 연통되게 수직으로 설치되는 액체배출관;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 석유화학 플랜트용 베셀의 인렛 디바이스를 기술적 요지로 한다.

Description

석유화학 플랜트용 베셀의 인렛 디바이스{Inlet device of vessel for petrochemical plant.}

본 발명은 석유화학 플랜트에 사용되는 베셀 내부에 설치되어 베셀 내부로 유입되는 유체를 기체와 액체로 분리하고 유체의 흐름을 고르게 분해하는 석유화학 플랜트용 베셀의 인렛 디바이스에 관한 것이다.

일반적으로 석유화학 플랜트에 사용되는 베셀(또는 드럼)은 유체를 저장, 반응, 분리 등을 하기 위한 기능을 하는 압력용기를 말한다.

이러한 베셀 중에서 유체를 기체와 액체로 분리하는 기능을 하는 베셀은 인렛노즐을 통해 유체가 고속 및 고압으로 일측 내부로 유입됨에 따라 내벽이나 내부장치에 손상을 주고 액체와 기체가 제대로 분리되지 않고 액체의 수면에서 액체의 일부가 기체의 배출 압력에 의해 기체에 혼입되며 기체의 배출도 원활하지 않는 등의 폐단을 초래하게 된다.

상기와 같은 폐단을 해소하기 위해 베셀의 내부에 데미스터(demister)와 함께 인렛 디바이스(vane inlet device)를 설치하고 있다.

한편, 인렛 디바이스는 인렛노즐의 단부에 연결되고 분리공간이 내부에 마련되는 몸체와, 몸체의 내부 양측을 따라 설치되는 복수 개의 베인으로 구성되어 있다.

즉, 인렛노즐을 통해 공급되는 유체를 몸체의 분리공간 내부로 유입시키면서 상태특성에 따라 유체를 기체와 액체로 분리시켜 유체의 유입속도를 감소시키고 원활하고 균형있는 흐름을 유도하여 유체를 이루는 기체와 액체를 1차적으로 분리하게 된다.

그러나 종래의 인렛 디바이스는 베인을 통해 유체의 유입속도를 감소시키기 위한 구조에만 한정되어 있다. 즉, 유체를 기체와 액체로 분리하기 위해 몸체의 내부에 마련된 분리공간이 상대적으로 협소하여 분리공간에서 유체가 기체와 액체로 분리되더라도 함께하게 되므로 기체가 상승 배출될 때 일부 액체도 함께 상승하여 배출된다.

이러한 이유로 인해 종래의 인렛 디바이스는 분리성능이 여전히 떨어지고 처리용량을 늘리는데 한계가 있는 문제점이 있다. 따라서 분리성능을 높이고 처리용량을 증대시킬 수 있는 구조를 가진 석유화학 플랜트용 베셀의 인렛 디바이스의 개발이 필요하다.

대한민국 등록특허공보 제10-1779538호, 2017.09.18.자 공고.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 유체에서 기체와 분리되는 액체를 별도로 수집하는 공간을 충분히 확보하여 기체와 완전히 분리되게 신속하게 배출함으로써 분리성능을 향상시키고 처리용량을 극대화시킬 수 있는 석유화학 플랜트용 베셀의 인렛 디바이스를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 석유화학 플랜트용 베셀의 인렛 디바이스는 베셀의 내부에 설치되고 상기 베셀의 인렛노즐과 연통되며 길이방향을 따라 좌우측이 개방된 유체통과로가 선단에서 후단으로 갈수록 직경이 점진적으로 축소되게 형성되는 몸체; 상기 몸체의 좌측과 우측을 따라 각각 일정간격으로 기립 설치되며 상기 유체통과로에서 좌측과 우측을 향하는 방향으로 곡률지게 휘어져 개별유체통과로를 독립되게 구획하는 베인; 상기 몸체의 하부에 상기 유체통과로와 연통되게 형성되고 소정깊이의 액체수집공간이 구비되는 액체수집덕트; 및 상기 액체수집덕트의 하부에 상기 액체수집공간과 연통되게 수직으로 설치되는 액체배출관;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 액체수집공간의 깊이는 상기 몸체의 후단 측에서 선단 측으로 갈수록 점진적으로 깊게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 액체배출관은 상기 액체수집공간이 상대적으로 더 깊은 상기 액체수집덕트의 선단 하부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 의한 본 발명에 따른 석유화학 플랜트용 베셀의 인렛 디바이스는 몸체의 유체통과로 하부에 소정깊이의 액체수집덕트가 더 설치되어 유체통과로를 진입하여 통과하는 유체에 포함된 액체를 신속하게 수집하여 기체의 기류와 함께 상승하는 액체를 최소화함으로써 분리성능이 더욱 향상되고 처리용량도 더욱 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 석유화학 플랜트용 베셀의 인렛 디바이스의 설치 상태도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 석유화학 플랜트용 베셀의 인렛 디바이스의 정면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 석유화학 플랜트용 베셀의 인렛 디바이스의 수직 단면도이다.

본 발명은 석유화학 플랜트용으로 사용되는 베셀의 내부에 설치되어 인렛노즐을 통해 베셀 내부로 유입되는 유체를 기체와 액체로 1차적으로 분리하고 유체의 흐름을 고르게 분배하는 기능을 수행하는 석유화학 플랜트용 베셀의 인렛 디바이스에 관한 것이다.

특히, 본 발명에 따른 석유화학 플랜트용 베셀의 인렛 디바이스는 유체에서 기체와 분리되는 액체를 별도로 수집하는 공간을 충분히 확보하여 기체와 완전히 분리되게 신속하게 배출함으로써 분리성능을 향상시키고 처리용량을 극대화시킬 수 있는 것이 특징이다.

이러한 특징은 유체가 유입되어 통과하는 몸체의 유체통과로 하부에 소정깊이의 액체수집공간이 구비되는 액체수집덕트가 설치되고, 액체수집덕트의 하부에 액체배출관이 수직으로 설치된 구조에 의해 달성될 수 있다.

따라서 유체가 유체통과로를 따라 통과할 때 유체에 포함된 부피가 상대적으로 큰 벌크 액체(bulk liquid)가 액체수집덕트로 신속하게 낙하하여 수집되고 수집된 벌크 액체는 기체의 상승에 영향받지 않고 액체배출관을 통해 베셀의 하부로 원활하게 배출될 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 석유화학 플랜트용 베셀의 인렛 디바이스를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 석유화학 플랜트용 베셀의 인렛 디바이스는 도 1에 도시된 바와 같이 몸체(110), 베인(120), 액체수집덕트(130) 및 액체배출관(140)을 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 몸체(110)는 베셀(200)의 내부에 설치되고 내부 길이방향을 따라 베셀(200)의 인렛노즐(210)과 연통하는 유체통과로(111)가 구비되어 외부에서 인렛노즐(210)을 통해 공급되는 유체를 유체통과로(111)로 유입시켜 기체와 액체로 분리하는 구성이다.

이때 유체통과로(111)는 선단이 베셀(200)의 인렛노즐(210)과 연통되고 후단이 폐쇄되고 좌측과 우측이 개방되며 몸체(110)의 선단에서 후단으로 갈수록 직경이 점진적으로 축소되는 형태를 가질 수 있다.

이러한 유체통과로(111)의 형태는 유체가 유입되는 입구가 되는 선단의 직경을 상대적으로 더 넓게 형성함으로써 유체의 유입흐름을 보장하면서 유체의 통과량을 좌우로 조금씩 분산시켜 유체의 유입압력과 속도를 점진적으로 낮추기 위함이다.

다음으로, 베인(120)은 몸체(110)의 유체통과로(111) 좌측과 우측을 따라 각각 일정간격으로 기립 설치되어 유체통과로(111)로 유입되어 좌측과 우측으로 분산되는 유체를 기체와 액체로 분리하여 배출시키는 구성이다.

즉, 베인(120)은 유체통과로(111)의 좌측과 우측에서 일정간격으로 개별유체통과로(121)를 독립되게 구획하여 유체통과로(111)를 따라 통과하면서 분산되는 유체를 일정량씩 나누어 통과시켜 기체 액체로 분리하는 것이다.

이때 베인(120)은 유체와의 충돌저항을 저감시켜 유체의 유입과 배출이 원활하게 이루어지도록 유체통과로(111)에서 좌측과 우측을 향하는 방향으로 곡률지게 휘어진 형태를 가질 수 있다.

다음으로, 액체수집덕트(130)는 몸체(110)의 유체통과로(111) 하부에 설치되고 몸체(110)의 유체통과로(111)와 연통하는 액체수집공간(131)이 내부에 구비되어 유체통과로(111)를 통과하는 유체에서 분리되어 낙하하는 액체를 수집하는 구성이다.

즉, 액체수집덕트(130)는 유체통과로(111)를 통과하는 유체에서 자중에 의해 분리 낙하하는 액체를 신속하게 수집하여 베셀(200)의 하부로 배출하기 위한 것이다.

따라서 유체에 포함된 액체가 낙하하여 액체수집덕트(130)로 신속하게 수집됨에 따라 유체와 함께 유체통과로(111)와 베인(120)을 통과하는 액체의 유동량을 줄여 기체와 함께 상승하는 액체의 양을 최소화함으로써 기체와 액체가 효과적으로 분리될 수 있다.

이때 액체수집덕트(130)의 액체수집공간(131)은 몸체(110)의 후단 측에서 선단 측으로 갈수록 점진적으로 깊게 형성될 수 있다. 그러면 유체통과로(111)에 유체가 유입됨과 동시에 유체에 포함된 부피가 상대적으로 큰 벌크 액체가 더욱 신속하게 수집됨으로써 분리성능이 더욱 향상되고 처리용량도 더욱 증대될 수 있다.

한편, 액체수집덕트(130)는 몸체(110)의 하부에 일체로 형성될 수 있지만, 교체 등을 위한 유지보수가 용이하도록 몸체(110)의 하부에 별도로 분리 가능하게 설치될 수 있다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이 액체수집덕트(130)의 상단 가장자리 양측에 각각 연결플레이트(150)가 수평으로 설치되고 몸체(110)의 하부면에 연결플레이트(150)가 밀착된 상태로 볼트(151)와 너트(152)로 조합된 결합수단을 통해 분리 가능하게 설치될 수 있다.

단, 유체가 몸체(110)의 유체통과로(111)를 고속으로 통과할 때 연결플레이트(150)와 몸체의 하부면 간의 결합유격에 의해 발생할 수 있는 소음이나 진동을 해소할 수 있도록 액체수집덕트(130)의 연결플레이트(150)와 몸체(110)의 하부면의 사이에는 소정두께를 가진 탄성재질의 유격해소부재(160)가 더 설치될 수 있다.

이때 볼트(151)와 너트(152)는 연결플레이트(150)의 길이방향을 따라 복수 개가 일정간격으로 설치되어 액체수집덕트(130)가 몸체(110)에 견고하게 고정될 수 있다.

마지막으로, 액체배출관(140)은 액체수집덕트(130)의 하부에 액체수집공간(131)과 연통되게 수직으로 설치되어 액체수집공간(131)에 수집된 액체를 베셀(200)의 하부로 자연 배출하는 구성이다.

이때 액체배출관(140)은 도 3에 도시된 바와 같이 액체의 신속한 배출을 위해 액체수집덕트(130)의 하부에 그 길이방향을 따라 일정간격으로 설치될 수 있다.

또한, 별도로 도시하지 않았지만 액체배출관(140)의 직경은 선단이 후단보다 깊이가 상대적으로 더 깊은 액체수집공간(131)의 깊이에 대응되게 액체수집덕트(130)의 선단 하부에 설치되는 액체배출관(140)의 직경이 액체수집덕트(130)의 후단 하부에 설치되는 액체배출관(140)의 직경보다 더 크게 구성될 수 있다.

그리고 액체배출관(140)은 액체수집덕트(130)에 견고하게 설치되도록 상단 주연부가 액체수집덕트(130)의 하부면에 용접 방식으로 고정될 수 있다.

상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다.

100: 인렛 디바이스
110: 몸체
111: 유체통과로
120: 베인
121: 개별유체통과로
130: 액체수집덕트
131: 액체수집공간
140: 액체배출관
150: 연결플레이트
151: 볼트
152: 너트
160: 유격해소부재
200: 베셀
210: 인렛노즐

Claims (3)

1. 베셀의 내부에 설치되고 상기 베셀의 인렛노즐과 연통되며 길이방향을 따라 좌우측이 개방된 유체통과로가 선단에서 후단으로 갈수록 직경이 점진적으로 축소되게 형성되는 몸체;
   상기 몸체의 좌측과 우측을 따라 각각 일정간격으로 기립 설치되며 상기 유체통과로에서 좌측과 우측을 향하는 방향으로 곡률지게 휘어져 개별유체통과로를 독립되게 구획하는 베인;
   상기 몸체의 하부에 상기 유체통과로와 연통되게 형성되고 소정깊이의 액체수집공간이 구비되는 액체수집덕트; 및
   상기 액체수집덕트의 하부에 상기 액체수집공간과 연통되게 수직으로 설치되는 액체배출관;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 석유화학 플랜트용 베셀의 인렛 디바이스.
2. 제1항에 있어서,
   상기 액체수집공간의 깊이는
   상기 몸체의 후단 측에서 선단 측으로 갈수록 점진적으로 깊게 형성되는 것을 특징으로 하는 석유화학 플랜트용 베셀의 인렛 디바이스.
3. 제2항에 있어서,
   상기 액체배출관은
   상기 액체수집공간이 상대적으로 더 깊은 상기 액체수집덕트의 선단 하부에 설치되는 것을 특징으로 하는 석유화학 플랜트용 베셀의 인렛 디바이스.

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