KR20230154218A - 공랭식 산업용 증기 응축기용 적층 패널 열교환기 - Google Patents

공랭식 산업용 증기 응축기용 적층 패널 열교환기 Download PDF

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KR20230154218A
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manifold
heat exchanger
conduit
tubes
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KR1020237033292A
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마크 휴버
쟝-피에르 리버트
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에밥코 인코포레이티드
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Abstract

두 세트의 응축 튜브를 갖는 공랭식 증기 응축기용 적층 패널 튜브 번들이 개시되며, 한 세트의 응축 튜브는 다른 세트 위에 배치되고, 제 1 (하부) 세트의 튜브는 하단에서 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드와 직접 유체 연통하고, L-자 형태의 연장 부재를 통해 비응축성 물질 수집 매니폴드와 간접 유체 연통하며; 제 2 (상부) 세트의 튜브는 상단에서 비응축성 물질 수집 매니폴드와 직접 유체 연통하고, L-자 형태의 연장 부재를 통해 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드와 간접 유체 연통한다.

Description

공랭식 산업용 증기 응축기용 적층 패널 열교환기
본 발명은 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기("ACC")에 관한 것이다.
전형적인 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기는 팬(fan)당 하나의 A-프레임(A-frame)이 있는 대형 팬 위에 A-프레임 구성으로 배열된 열교환 번들(heat exchange bundle)로 구성된다. 각각의 튜브 번들은 일반적으로 35 내지 45개의 수직 방향으로 납작한 핀 튜브(finned tube)를 포함하며, 각각의 튜브는 길이가 대략 11미터이고 높이가 200 mm이며, 반원형의 리딩 및 트레일링 에지를 갖고, 외부 너비는 18 내지 22 mm이다. 각각의 A-프레임에는 일반적으로 면(side)당 5 내지 7개의 튜브 번들이 포함되어 있다.
상기한 전형적인 A-프레임 ACC는 또한 제1 단계(1st stage) 또는 "주(primary)" 응축기 번들(Kondensator 또는 Kondensor의 경우, 종종 K-번들이라고도 함) 및 제2 단계(2nd stage) 또는 "보조(secondary)" 응축기 번들(Dephlegmator의 경우, 종종 D-번들이라고도 함)을 모두 포함한다. 열교환기 번들의 약 80% 내지 90%는 제1 단계 또는 주 응축기이다. 종래의 A-프레임의 제1 단계에서, 증기는 주 응축기 번들의 상단으로 들어가고, 응축수 및 일부 증기는 병류 응축 단계(co-current condensing stage)에서 하단을 떠난다. 이러한 종래의 제1 단계 구성은 열 효율적이지만, 비응축성 가스를 제거하는 수단은 제공하지 않는다. 제1 단계 번들을 통해 비응축성 가스를 청소하기 위해, 열교환기 번들의 10% 내지 20%가 일반적으로 주 응축기 사이에 배치된 제2 단계 또는 보조 응축기로 구성되어, 하부 응축수 수집 매니폴드(manifold)로부터 증기를 끌어온다. 이러한 구성에서, 증기 및 비응축성 가스는 보조 응축기의 하단으로 유입될 때 제1 단계 응축기를 통해 이동한다. 가스 혼합물이 보조 응축기를 통해 위로 이동함에 따라, 나머지 증기가 응축되어, 상단에서 비응축성 가스를 농축하고, 응축수는 하단으로 배출된다. 이러한 종래의 보조 응축기 과정은 일반적으로 역류 응축 단계(counter-current condensing stage)라고 한다. 보조 응축기의 상단은 시스템으로부터 비응축성 가스를 제거하는 진공 매니폴드에 부착된다.
표준 선행 기술 ACC 구성에 대한 변형이 예를 들어 US 2015/0204611 및 US 2015/0330709에 개시되어 있다. 이들 출원은 동일한 핀 튜브를 보여주지만, 크게 축소되고 팬당 일반적으로 대여섯 개의 A-프레임과 같은 일련의 소형 A-프레임으로 배열된다. 논리의 일부는 하계 조건에서 전체 용량에 작은 영향을 미치지만 동계 조건에서 더 큰 영향을 미치는 증기-측 압력 강하를 줄이는 것이다. 논리의 또 다른 부분은 상단 증기 매니폴드 덕트를 공장에서 각각의 번들에 용접하고, 이들을 함께 배송함으로써, 값비싼 현장 용접 노동력을 절약하는 것이다. 증기 매니폴드가 공장에서 부착되고 튜브 번들과 함께 배송되는 이러한 구성의 순 효과는, 배송 컨테이너 내에 매니폴드를 수용하기 위해 튜브 길이를 줄이는 것이다.
선행 기술의 ACC 구성에 대한 추가 변형이 예를 들어 US 2017/0363357 및 US 2017/0363358에 개시되어 있다. 이들 출원은 10 mm 이하의 단면 높이를 갖는 ACC에 사용하기 위한 새로운 튜브 구조를 개시하고 있다. US 2017/0363357은 또한 주 응축기 번들이 번들의 종축을 따라 수평으로 배열되고 보조 번들이 횡축에 평행하게 배열되는 열교환기 번들을 갖는 새로운 ACC 구성을 개시하고 있다. US 2017/0363358은 모든 튜브 번들이 보조 번들인 ACC 구성을 개시하고 있다.
본 발명은 공랭식 산업용 증기 응축기에 특히 적합한 신규하고 자명하지 않은 "적층 패널(stacked panel)" 열교환 튜브 번들(heat exchange tube bundle)에 관한 것으로, 열교환 튜브 번들은 서로 평행한 단일 행으로 배치된 제 1 세트의 평평한 핀 튜브(flat finned tube); 제 1 세트의 튜브 위에 있고 또한 서로 평행한 단일 행으로 배치된 제 2 세트의 평평한 핀 튜브; 제 1 도관 수직 세그먼트(first conduit vertical segment) 및 제 1 도관 수평 세그먼트(first conduit horizontal segment)를 갖는 제 1 도관을 포함하고; 제 1 도관 수직 세그먼트의 하단은 하단 매니폴드(예를 들어, 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드 또는 결합형 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드)와 유체 연통하고; 제 1 도관 수평 세그먼트의 상단은 제 2 세트의 평평한 핀 튜브의 하단과 유체 연통한다. 본 발명은 제 2 도관 수평 세그먼트 및 제 2 도관 수직 세그먼트를 갖는 제 2 도관을 더 포함하며, 제 2 도관 수평 세그먼트의 하단은 제 1 세트의 평평한 핀 튜브의 상단과 유체 연통하고, 제 2 도관 수직 세그먼트의 상단은 중간-응축기 매니폴드(inter-condenser manifold)와 같은 상단 매니폴드와 유체 연통한다. 또한, 제 2 세트의 평평한 핀 튜브는 제 1 도관 수평 세그먼트 및 제 2 도관 수평 세그먼트에 의해 제 1 세트의 평평한 핀 튜브로부터 분리되고, 제 1 도관 수평 세그먼트는 제 2 도관 수평 세그먼트 위에 위치한다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 적어도 하나의 적층 패널 튜브 번들을 포함하는 열교환기 패널을 포함하는 공랭식 증기 응축기가 더 제공된다.
본 발명에 따르면, A-프레임으로 배열된 상기 열교환기 패널 쌍을 포함하는 공랭식 증기 응축기가 더 제공된다.
본 발명에 따르면 V-형상으로 배열된 상기 열교환기 패널 쌍을 포함하는 공랭식 증기 응축기가 더 제공된다.
본 발명에 따르면, 산업용 증기 생산 시설에 연결된 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기가 더 제공되고, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기는 하나 또는 복수의 응축기 스트리트(condenser street)를 포함하고, 각각의 응축기 스트리트는 일렬의 응축기 모듈을 포함하고, 각각의 응축기 모듈은 열교환기 섹션 내에 지지되는 복수의 열교환기 패널을 통해 공기를 유입시키는 하나의 팬 또는 복수의 팬을 갖는 플레넘 섹션(plenum section)을 포함하고, 각각의 열교환기 패널은 종축 및 그 종축에 수직인 횡축을 갖고, 각각의 열교환기 패널은 적어도 하나의 제1 단계 또는 제2 단계 적층 패널 열교환 튜브 번들을 포함한다. 본 발명의 추가 실시형태에 따르면, 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드는 하나의 증기 주입구를 가질 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 각각의 응축기 모듈 스트리트는, 열교환기 섹션 아래의, 상기 열교환기 패널의 종축에 수직인 축을 따라 배치되는 증기 분배 매니폴드를 가지며, 복수의 열교환기 패널 아래에서 상기 응축기 모듈 스트리트의 길이를 따라 연장되며, 증기 분배 매니폴드는 각각의 상기 열교환기 패널에 연결되도록 조정된 복수의 연결부를 포함한다.
상기한 요약뿐만 아니라 바람직한 발명에 대한 다음의 상세한 설명은 첨부된 도면과 함께 읽을 때 더 잘 이해될 것이다. 본 발명을 예시할 목적으로, 현재 바람직한 실시형태가 도면에 도시되어 있다. 그러나 본 발명은 도시된 정확한 배열 및 수단에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 도면에서:
도 1a는 본 발명의 제1 단계 또는 주 튜브 번들의 실시형태에 따른 적층 패널 튜브 번들의 개략적인 정면도이다.
도 1b는 본 발명의 제2 단계 또는 보조 튜브 번들의 실시형태에 따른 적층 패널 튜브 번들의 개략적인 정면도이다.
도 2a는 본 발명의 실시형태에 따른 적층 패널 주 응축기 튜브 번들의 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 실시형태에 따른 적층 패널 보조 응축기 튜브 번들의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 중앙에 위치한 세트의 적층 패널 제2 단계 응축기 튜브 번들 옆에 있는 두 세트의 적층 패널 제1 단계 응축기 튜브 번들을 갖는 공랭식 응축기 열교환기 패널의 개략적인 정면도이다.
도 4는 적층 패널 튜브 번들을 포함하는 열교환기 패널 쌍이 A-프레임으로 배열되고, 상단에는 공통 중간-응축기 매니폴드가 있는 본 발명의 실시형태에 따른 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기의 열교환 부분을 나타내는 사시도이다.
도 5는 적층 패널 튜브 번들을 포함하는 열교환기 패널 쌍이 A-프레임으로 배열되고, 한 쌍의 각각의 열교환기 패널이 상단에 전용 중간-응축기 매니폴드와 하단에 전용 증기 전달/응축수 수집 매니폴드를 갖는, 본 발명의 실시형태에 따른 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기의 열교환 부분을 나타내는 사시도이다.
도 6은 적층 패널 튜브 번들을 포함하는 열교환기 패널 쌍이 V-형상으로 배열되고, 하단에는 공용 증기 전달/응축수 수집 매니폴드가 있고 상단에는 중간-응축기 매니폴드가 있는, 본 발명의 실시형태에 따른 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기의 열교환 부분을 나타내는 사시도이다.
도 7은 적층 패널 튜브 번들을 포함하는 열교환기 패널 쌍이 V-형상으로 배열되고, 한 쌍의 각각의 열교환기 패널이 상단에 전용 중간-응축기 매니폴드와 하단에 전용 증기 전달/응축수 수집 매니폴드를 갖는, 본 발명의 실시형태에 따른 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기의 열교환 부분을 나타내는 사시도이다.
도 8은 적층 패널 응축기 번들을 포함하는 열교환기 패널을 갖고, 증기 분배 매니폴드가 ACC 모듈의 각각의 행의 중앙 아래를 통과하는, 본 발명의 실시형태에 따른 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기의 평면도이다.
도 9는 적층 패널 응축기 번들을 포함하는 열교환기 패널을 갖고, 증기 분배 매니폴드가 열교환기 패널 아래에 위치하며 터빈 증기 덕트에 연결된, 본 발명의 실시형태에 따른 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기의 측면도이다.
본원에 제시된 발명은 발전소 등을 위한 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기에서 사용하기 위한 새롭고 개선된 튜브 번들 설계로서, 선행 기술의 ACC에 비해 상당한 개선 및 장점을 제공한다.
도 1a 및 도 2a에 도시된 본 발명의 실시형태에 따르면, 제1 단계 응축기 튜브 역할을 하는 상부 및 하부 세트의 역류 응축 튜브를 갖는 적층 패널 튜브 번들(8)이 제시된다. 하부 세트의 튜브(1)는 하단 튜브 시트(3)에 연결되어 있으며 하단 튜브 시트(3)의 밑면 바로 아래에 위치한 "하단 보닛"(bottom bonnet, 6) 또는 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드로부터 직접 증기를 수용한다. 하부 세트의 튜브(1)에서 형성되는 응축수는 하부 세트의 튜브를 통해 다시 배출되어, 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드(6)에 수집된다.
상부 세트의 튜브(5)는 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드(6)의 연장부(7)에 대해 증기를 수용하고 응축수를 전달한다. 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드 연장부(7)는 거꾸로 된 "L"자의 일반적인 형태를 취할 수 있는데, 여기서 수직 다리(vertical leg, 9)는 하부 세트의 튜브(1)에 인접하게 위치하며 하단에서 튜브 시트(3)를 통해 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드(6)에 유체 연결된다. 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드 연장부(7)의 가로 다리(transverse leg, 11)는 상부 및 하부 세트의 튜브 사이로 연장되고 상부 세트의 튜브(5)를 지지한다. 증기는 상부의 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드 연장부(7)의 수직 다리(9) 위로, 가로 다리(11) 내부로, 그리고 상부 세트의 튜브(5) 내부로 이동한다. 응축수는 반대 방향으로 이동하여, 상부 세트의 튜브(5)를 통해 아래로, 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드 연장부(7)의 가로 다리(11) 내부로, 그리고 마지막으로는 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드(6) 내부로 이동한다. 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드 연장부(7)의 가로 다리(11)의 바닥면은 수직 다리(9)를 향한 응축수의 배수를 돕기 위해 경사질 수 있다.
상부 세트의 튜브(5)로부터의 비응축성 물질과 응축되지 않은 증기는 상부 튜브 시트(13)를 통해 상부 세트의 튜브의 상부를 따라 배열된 중간-응축기 매니폴드(12)로 유입된다.
중간-응축기 매니폴드(12)의 연장부(15)는 비응축성 물질과 응축되지 않은 증기를 하부 세트의 튜브(1)로부터 중간-응축기 매니폴드(12)로 끌어들이기 위해 제공된다. 중간-응축기 매니폴드 연장부(15)는 "L"자의 일반적인 형태를 취할 수 있으며, 하부 세트의 튜브(1)의 상단 바로 위에 위치하는 가로 다리(17) 및 상부 세트의 튜브(5)에 인접하게 위치하는 수직 다리(19)를 갖는다. 중간-응축기 매니폴드 연장부(15)의 가로 다리(17)는 하부 세트의 튜브(1)의 상단과 증기 전달/응축수 수집 매니폴드 연장부(7)의 가로 다리(11) 사이에 놓인다. 중간-응축기 매니폴드 연장부(15)의 가로 다리(17)의 상부 표면은 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드 연장부(7)의 가로 다리(11)의 경사진 바닥면과 일치하도록 경사진 표면을 가질 수 있다. 중간-응축기 매니폴드 연장부(15)는 하부 세트의 튜브(1)로부터 비응축성 물질과 응축되지 않은 증기를 수집하여 이를 중간-응축기 매니폴드(12)로 전달한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 본 발명의 약간 변형된 적층 패널 튜브 번들은 제2 단계 응축기로서 역할을 할 수 있다. 도 1b 및 도 2b에 도시된 이 실시형태에 따르면, 중간-응축기 매니폴드(12)를 통해 주 응축기 번들로부터 응축되지 않은 증기 및 비응축성 물질을 수용하는 상부 및 하부 세트의 병류 응축 튜브를 갖는 적층 패널 튜브 번들(38)이 제시된다. 상부 세트의 튜브(5)는 상부 튜브 시트(13)를 통해 중간-응축기 매니폴드(12)로부터 응축되지 않은 증기 및 비응축성 물질을 수용한다. 하부 세트의 튜브(1)는 중간-응축기 매니폴드(12)의 "L"자 형태의 연장부(15)를 통해 중간-응축기 매니폴드(12)로부터 응축되지 않은 증기 및 비응축성 물질을 수용한다. 중간-응축기 매니폴드 연장부(15)는, 상부 세트의 튜브에 인접하고 상단에서 튜브 시트(13)를 통해 중간-응축기 매니폴드(12)에 유체 연결되는 수직 다리(19)를 갖는다. 중간-응축기 매니폴드 연장부(15)의 수직 다리(19)의 하단은 중간-응축기 매니폴드 연장부(15)의 가로 다리(17)에 연결되고, 가로 다리(17)의 바닥면은 하부 세트의 튜브(1)의 상단으로 개방된다.
하부 세트의 튜브(1)의 하단은 하단 튜브 시트(3)를 통해 하단의 결합형 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드(33)에 연결된다. 따라서, 하부 세트의 튜브(1)는 응축되지 않은 증기를 응축하고 비응축성 가스를 축적하며, 시스템으로부터의 제거를 위해, 결합형 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드(33)로 이를 직접 전달한다.
상부 세트의 튜브(5)의 하단은 결합형 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드(33)의 연장부(37)에 연결된다. 결합형 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드 연장부(37)는 거꾸로 된 "L"자의 일반적인 형태를 취할 수 있는데, 여기서 수직 다리(99)는 하부 세트의 튜브(1)에 인접하게 위치하며 하단에서 결합형 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드(33)에 유체 연결된다. 결합형 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드 연장부(37)의 가로 다리(41)는 상부 세트의 튜브 및 하부 세트의 튜브 사이에서 연장되고 상부 세트의 튜브(35)를 지지한다. 상부 세트의 튜브(5)로부터의 응축수 및 비응축성 가스는 결합형 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드 연장부(37)의 가로 다리(41)를 통해, 결합형 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드 연장부(37)의 수직 다리(39) 아래로, 그리고 결합형 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드(33) 내부로 이동한다. 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드 연장부(37)의 가로 다리(41)는 중간-응축기 매니폴드 연장부(15)의 가로 다리(11) 및 상부 세트의 튜브(5)의 하단 사이에 놓인다. 결합형 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드 연장부(37)의 가로 다리(41)의 바닥면은 수직 다리(39)를 향한 응축수의 배수를 돕기 위해 경사질 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 본 발명에 따른 복수의 적층 패널 제1 단계 튜브 번들(8)과 하나 이상의 적층 패널 제2 단계 튜브 번들(38)은, 예를 들어 도 3, 도 4, 도 5, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같은 공랭식 응축기용 열교환기 패널(2)을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 복수의 적층 패널 제1 단계 튜브 번들(8)의 대부분은 하단에서 하단 튜브 시트(3)에 연결될 수 있다. 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드 또는 "하단 보닛"(6)은 튜브 시트(3)의 하단에 연결될 수 있다. 하단 보닛(6)은 열교환기 패널(2)의 길이를 따라 이어진다. 하단 보닛(6)은 튜브 시트(3)를 통해 하부 세트의 튜브(1)와 유체 연통하고, 튜브 시트(3) 및 연장부(7)를 통해 상부 세트의 튜브(5)와 유체 연통한다. 하나 이상의 적층 패널 제2 단계 튜브 번들(38)은, 응축되지 않은 증기 및 비응축성 가스를 적층 패널 제2 단계 튜브 번들(38)에 전달하도록 구성된 중간-응축기 매니폴드(12)에 의해 상단에서 유체 연결된 하나 이상의 적층 패널 제1 단계 튜브 번들(8)에 인접하게 배열될 수 있다. 적층 패널 제2 단계 튜브 번들(38)은 하단에 결합형 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드(33)를 갖는데, 이는 시스템으로부터 비응축성 가스를 제거하는 진공 매니폴드에 부착된다.
결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드(6)는 단면이 직사각형, 원형 또는 타원형일 수 있으며, 바람직하지만 제한되지 않는 실시형태에 따르면, 그 길이의 중간 지점에 하나의 증기 주입구/응축수 배출구(18)가 장착될 수 있는데, 이는 증기 전달 매니폴드(28)로부터 열교환기 패널(2)을 위한 모든 증기를 수용하고 튜브 번들로부터 수집된 응축수의 출구 역할을 한다.
작동 시, 증기는 증기 전달 매니폴드(28)로부터 증기 주입구/응축수 배출구(18)로 제공된다. 증기 주입구/응축수 배출구(18)로부터, 증기는 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드(6)를 통해 주 응축기(8)로 확산된다. 증기는 하부 튜브(1)의 하단으로 이동하고 연장부(7)의 수직 세그먼트(9) 및 수평 세그먼트(11)를 통해 주 응축기(8)의 상부 튜브(5)로 이동한다. 상부 및 하부 튜브 내에 형성된 응축수는 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드(6), 증기 주입구/응축수 배출구(18) 및 증기 전달 매니폴드(28)로 역방향으로 다시 이동한다. 응축되지 않은 증기 및 비응축성 가스는 적층 패널 제1 단계 열교환 번들(8)로부터 상단 보닛(12)으로 유입되고, 상단 보닛(12)으로부터 적층 패널 제2 단계 열교환 번들(38)로 배출된다. 응축되지 않은 증기 및 비응축성 물질은 상부 세트의 튜브(5)를 통해 아래로 그리고 연장부(15)의 수직 세그먼트(9) 및 수평 세그먼트(11)를 통해 하부 세트의 튜브(1)로 이동한다. 하부 세트의 튜브로부터의 응축수 및 비응축성 가스는 결합형 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드(33)로 이동한다. 상부 세트의 튜브로부터의 응축수 및 비응축성 가스는 연장부(37)의 수평 세그먼트(41) 및 수직 세그먼트(39)를 통해 결합형 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드(33)로 이동한다. 이후 비응축성 가스는 진공 매니폴드(도시되지 않음)를 통해 시스템에서 제거된다. 결합형 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드(33) 내의 응축수는 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드(6)로 유입되고, 여기서 주 응축기 튜브 번들 내에 형성된 응축수와 합류한다.
일부 실시형태에 따르면, 열교환기 패널(2)을 위한 증기 주입구/응축수 배출구(18) 및 동일한 ACC 셀/모듈(27)의 모든 열교환기 패널을 위한 증기 주입구/응축수 배출구(18)는 대형 실린더 또는 증기 분배 매니폴드(28)에 연결될 수 있는데, 이는 열교환기 패널(2) 아래에 위치할 수 있고 중간 지점에서 열교환기 패널(2)의 종축에 수직으로 연장될 수 있다. 다른 실시형태에 따르면, 증기 주입구/응축수 배출구(18)는 수직 라이저(riser, 16)에 연결될 수 있는데, 이는 지면 높이 또는 그 근처, 또는 일부 중간 높이에 위치하는 증기 분배 매니폴드(28)에 연결될 수 있다(예를 들어, 더 4 내지 도 9 참조).
도 4에 도시된 실시형태를 참조하면, 적층 패널 주 튜브 번들(8)과 보조 튜브 번들(38)로 구성된 튜브 번들(2)의 쌍은 A-프레임 구성으로 배열될 수 있다. 튜브 번들(2) 내의 튜브의 종축은 튜브 번들의 횡축과 평행하게 정렬되며, 각각의 적층 패널 튜브 번들은 일반적으로 수직으로부터 25° 내지 35°, 바람직하게는 30°로 배향된다. 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드(6)는 각각의 튜브 번들의 하단에 부착된다. 하나의 중간-응축기 매니폴드(12)가 두 개의 번들(2)의 상단에 부착되어 적층 패널 주 튜브 번들(8)의 상단으로 이동하는 응축되지 않은 증기 및 비응축성 가스를 수집한다. 적층 패널 보조 튜브 번들(38)은 중간-응축기 매니폴드로부터 응축되지 않은 증기 및 비응축성 가스를 수용하고, 증기를 응축하여, 응축수 및 비응축성 가스를 결합형 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드(33)로 전달한다. 증기는 라이저(16)를 통해 증기 분배 매니폴드(28)로부터 결합형 증기 분배/응축수 수집 매니폴드(6)의 중간 지점으로 공급된다. 결합형 증기 분배/응축수 수집 매니폴드(6)에 수집된 응축수는 ACC로부터 응축수 회수 튜브로 전달된다.
도 5는 한 쌍의 각각의 튜브 번들(2)이 그 상부에서 전용 중간-응축기 매니폴드(12)에 부착된다는 점을 제외하고는 도 4의 A-프레임 실시형태와 매우 유사한 실시형태를 도시하고 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 실시형태를 참조하면, 적층 패널의 주 튜브 번들(8)과 보조 튜브 번들(38)로 구성된 튜브 번들(2)의 쌍은 V-프레임 구성으로 배열될 수 있다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 증기 분배 매니폴드(28)는 튜브 번들(2)의 중간 지점 아래에서 튜브 번들(2)의 종축에 수직으로 연장될 수 있고, 결합형 증기 분배/응축수 수집 매니폴드의 중간 지점에 라이저(16)에 의해 연결될 수 있다. 대안적인 실시형태에 따르면, 증기 분배 매니폴드(28)는 결합형 증기 분배/응축수 수집 매니폴드 바로 아래에서 지지될 수 있으며, 이에 따라 라이저(16)가 필요하지 않게 된다.
본 발명의 적층 패널 튜브 번들은 임의의 치수의 튜브를 사용하여 ACC의 구성과 함께 사용될 수 있다. 도 3 내지 도 5는 주 응축기 번들(8) 세트의 중앙에 위치한 보조 응축기 번들(38)을 도시하고 있지만, 다양한 대안적 구성에 따라 하나 이상의 보조 응축기 번들(38)이 열교환기 패널(2)의 일단 또는 양단에 배치되거나(도 6 및 도 7 참조), 열교환기 패널(2)을 따라서 더 큰 세트의 응축기 번들(8) 사이에 산재될 수 있음이 고려된다. 추가로, 본 발명의 적층 패널 주 및/또는 보조 차 응축기 번들은 종래의(또는 다른 혁신적인) 주 및/또는 보조 차 응축기 번들과 결합하여 ACC 열교환기 패널에서 사용될 수 있음이 또한 고려된다.
본 발명의 적층 튜브 배열은 미국 공개 특허 출원 US 2020/0333078에 개시된 진보된 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기에서 사용될 수 있으며, 이의 개시 내용 전체가, 본원에 개시된 튜브 번들(열교환기 패널)을 대신하거나 이와 조합하여, 본원에 포함된다.
본원에 개시된 모든 실시형태는 다른 모든 개시되고 호환 가능한 실시형태와 함께 사용되는 것으로 고려된다.
본 기술 분야의 숙련자는 본 발명의 개념을 벗어나지 않고 위에서 설명한 바람직한 실시형태에 대한 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정 실시형태에 제한되지 않고, 다음에 나오는 청구항을 본 명세서를 고려하여 해석한 가장 폭넓고 합리적인 해석에 따라 정의되고 본 개시에 개략적으로 기술된 본 발명의 사상 및 범위 내에서 변형을 포함하는 것으로 이해해야 한다.
첨부된 도면의 특징에는 다음 참조 번호로 번호가 매겨진다:
1: 하부 세트의 튜브
2: 열교환기 패널
3: 하단 튜브 시트
5: 상부 세트의 튜브
6: 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드(하단 보닛)
7: 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드 연장부
8: 적층 패널 주 응축기 튜브 번들
9: 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드 연장부의 수직 다리
11: 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드 연장부의 가로 다리
12: 중간-응축기 매니폴드(상단 보닛)
13: 상부 튜브 시트
15: 중간-응축기 매니폴드 연장부
16: 라이저
17: 중간-응축기 매니폴드 연장부의 가로 다리
18: 증기 주입구/응축수 배출구
19: 중간-응축기 매니폴드 연장부의 수직 다리
27: ACC 셀/모듈
28: 증기 분배 매니폴드
33: 결합형 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드
37: 결합형 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드의 연장부
38: 적층 패널 보조 응축수 튜브 번들
39: 결합형 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드의 수직 다리
41: 결합형 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드의 가로 다리

Claims (9)

  1. 열교환 튜브 번들(heat exchange tube bundle)로서, 열교환 튜브 번들은:
    서로 평행한 단일 행으로 배치된 제 1 세트의 평평한 핀 튜브(flat finned tube);
    상기 제 1 세트의 튜브 위에, 서로 평행한 단일 행으로 배치된 제 2 세트의 평평한 핀 튜브;
    제 1 도관 수직 세그먼트(segment) 및 제 1 도관 수평 세그먼트를 갖는 제 1 도관으로서, 상기 제 1 도관 수직 세그먼트 및 상기 제 1 도관 수평 세그먼트는 서로 유체 연통하고; 상기 제 1 도관 수직 세그먼트의 하단은 하단 매니폴드(manifold)와 유체 연통하고; 상기 제 1 도관 수평 세그먼트의 상단은 상기 제 2 세트의 평평한 핀 튜브의 하단과 유체 연통하는, 제 1 도관; 및
    제 2 도관 수평 세그먼트 및 제 2 도관 수직 세그먼트를 갖는 제 2 도관으로서, 상기 제 2 도관 수평 세그먼트 및 상기 제 2 도관 수직 세그먼트는 서로 유체 연통하고; 상기 제 2 도관 수평 세그먼트의 하단은 상기 제 1 세트의 평평한 핀 튜브의 상단과 유체 연통하고; 상기 제 2 도관 수직 세그먼트의 상단은 상단 매니폴드와 유체 연통하는, 제 2 도관을 포함하고;
    상기 제 2 세트의 평평한 핀 튜브는 상기 제 1 도관 수평 세그먼트 및 상기 제 2 도관 수평 세그먼트에 의해 분리되고; 상기 제 1 도관 수평 세그먼트는 상기 제 2 도관 수평 세그먼트 위에 위치하는, 열교환 튜브 번들.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열교환 튜브 번들은 제1 단계 응축기이고, 상기 하단 매니폴드는 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드이며, 상기 상단 매니폴드는 중간-응축기 매니폴드인, 열교환 튜브 번들.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 열교환 튜브 번들은 제2 단계 응축기이고, 상기 하단 매니폴드는 결합형 응축수/비응축성 가스 수집 매니폴드이며, 상기 상단 매니폴드는 중간-응축기 매니폴드인, 열교환 튜브 번들.
  4. 열교환기 패널(panel)을 포함하는 공랭식 증기 응축기로서, 상기 열교환기 패널 각각은 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 열교환 튜브 번들을 포함하는, 공랭식 증기 응축기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    A-프레임(A-frame)으로 배열된 상기 열교환기 패널 쌍을 포함하는, 공랭식 증기 응축기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    V-형상으로 배열된 상기 열교환기 패널 쌍을 포함하는, 공랭식 증기 응축기.
  7. 산업용 증기 생산 시설에 연결된 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기로서,
    하나 또는 복수의 응축기 스트리트(street)를 포함하고, 각각의 응축기 스트리트는 일렬의 응축기 모듈을 포함하고, 각각의 응축기 모듈은 열교환기 섹션 내에 지지되는 복수의 열교환기 패널을 통해 공기를 유입시키는 하나의 팬(fan) 또는 복수의 팬을 갖는 플레넘 섹션(plenum section)을 포함하고, 각각의 열교환기 패널은 종축 및 그 종축에 수직인 횡축을 갖고, 각각의 열교환기 패널은 제 1 항에 따른 적어도 하나의 열교환 튜브 번들을 포함하는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 결합형 증기 전달/응축수 수집 매니폴드는 하나의 증기 주입구를 갖는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
  9. 제 7 항에 있어서,
    각각의 상기 응축기 모듈 스트리트는, 상기 열교환기 섹션 아래의, 상기 열교환기 패널의 중간 지점에서 상기 열교환기 패널의 종축에 수직인 축을 따라 배치되는 증기 분배 매니폴드를 포함하고, 복수의 열교환기 패널 아래에서 상기 응축기 모듈 스트리트의 길이를 따라 연장되며, 상기 증기 분배 매니폴드는 각각의 상기 하나의 증기 주입구에 연결되도록 조정된 복수의 연결부를 포함하는, 대규모 현장 설치형 공랭식 산업용 증기 응축기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2800287A1 (de) * 1978-01-04 1979-07-05 Gea Luftkuehler Happel Gmbh Luftgekuehlte kondensationsanlage
US5139083A (en) * 1990-10-10 1992-08-18 Larinoff Michael W Air cooled vacuum steam condenser with flow-equalized mini-bundles
US5765629A (en) * 1996-04-10 1998-06-16 Hudson Products Corporation Steam condensing apparatus with freeze-protected vent condenser
KR20070088654A (ko) * 2004-11-30 2007-08-29 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 열교환기 및 그 제조 방법
US9395127B2 (en) * 2009-05-04 2016-07-19 Spx Dry Cooling Usa Llc Indirect dry cooling tower apparatus and method
WO2013056375A1 (en) 2011-10-18 2013-04-25 Grishin Alexey System, method, apparatus, and computer program product for calculating a sampled signal
JP5907752B2 (ja) 2012-02-20 2016-04-26 株式会社ケーヒン・サーマル・テクノロジー 熱交換器
CN105683701A (zh) 2013-10-29 2016-06-15 三菱电机株式会社 换热器和空调装置
WO2017031494A1 (en) 2015-08-20 2017-02-23 Holtec International Dry cooling system for powerplants
CA3027566A1 (en) * 2016-06-21 2017-12-28 Evapco, Inc. All-secondary air cooled industrial steam condenser
US10024600B2 (en) 2016-06-21 2018-07-17 Evapco, Inc. Mini-tube air cooled industrial steam condenser

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