KR20190038968A

KR20190038968A - 인쇄형 열 교환 모듈 및 열 교환기

Info

Publication number: KR20190038968A
Application number: KR1020170128495A
Authority: KR
Inventors: 김용완; 김응선; 사인진; 박병하; 김민환
Original assignee: 한국원자력연구원
Priority date: 2017-10-02
Filing date: 2017-10-02
Publication date: 2019-04-10
Also published as: KR102019203B1

Abstract

본 발명은 인쇄형 열 교환 모듈에 있어서, 원형 또는 부분원 형상이고, 다단으로 적층되는 복수의 전열판; 외부로부터 상기 복수의 전열판에 유체를 공급하기 위한 주입헤더; 상기 복수의 전열판 각각에 복수로 형성되며, 상기 주입헤더로부터 공급받은 유체가 이동하는 유로; 및 상기 유로를 통과한 유체를 배출하기 위한 배출헤더;를 포함하고, 상기 복수의 유로는, 동일한 길이로 형성된다.

Description

인쇄형 열 교환 모듈 및 열 교환기{PRINTED CIRCUIT HEAT EXCHANGE MODULE AND HEAT EXCHANGER}

본 발명은 인쇄형 열 교환 모듈 및 이를 적층한 형태의 열 교환기에 관한 것이다.

원자로에는 노형과 상관없이 노심에서 발생한 열을 사용하기 위해서 열 교환기가 필요하다. 대표적인 열 교환기로는 증기발생기와 중간 열 교환기가 있다. 증기발생기는 경수로나 고온가스로 및 액체금속로 등에서 사용된다. 중간 열 교환기는 고온가스로 또는 초 고온가스로에서 사용되며, 이차측 냉각재를 물 대신에 헬륨을 사용하는 것이 특징이다. 증기발생기와 중간 열 교환기는 관류형 방식이 주로 사용되고 있다. 관류형 증기발생기는 이차측 냉각수가 관 내부를 흐르면서 모두 증발하게된다. 고온가스로의 중간 열 교환기도 나선형이 주로 사용된다. 다만, 관류형 증기발생기 및 열 교환기는 부피를 작게 제작하는데 한계가 있다.

이와 같은 단점이 보완된 방식으로 인쇄형 열 교환기가 있다. 인쇄형 열 교환기는 평판을 화학적인 에칭으로 유로를 미리 가공하고, 유로가 형성된 여러 개의 판을 결합하여 제조된다. 일반 산업용 인쇄형 열 교환기는 주로 단일 모듈로 설계/제작된다. 이러한, 인쇄형 열 교환기는 치밀한 구조를 가진 상태로 소형으로 제작될 수 있고, 고온/고압 조건에 알맞은 설계가 가능한 장점이 있다.

한편, 열 전달판이 적층된 열 교환기에 관해 제10-2017-0042759호(이하 '선행기술'이라 약칭함)는 절단된 측면을 갖고, 내측에 포트가 형성된 열 전달판 및 이를 적층한 열교환기가 개시되었다. 다만, 선행기술은 다수의 열 전달판이 적층된 형태의 단일 열교환기만을 개시하고 있으며, 이를 단위체로 정의하여 용량에 따라 적층하기 위한 문제의식은 확인되지 않았다.

한국공개특허 제10-2017-0042759호

본 발명의 목적은 단면이 제한된 열 교환기에 용이하게 내장할 수 있는 소형 열 교환 모듈을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 용량에 따라 적층 및 분리가 가능한 열 교환 모듈 및 이를 포함하는 열 교환기를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 수리 및 보수가 용이한 열 교환 모듈 및 이를 포함하는 열 교환기를 제공하는데 있다.

본 발명의 실시 예를 따르는 인쇄형 열 교환 모듈에 있어서, 원형 또는 부분원 형상이고, 다단으로 적층되는 복수의 전열판; 외부로부터 상기 복수의 전열판에 유체를 공급하기 위한 주입헤더; 상기 복수의 전열판 각각에 복수로 형성되며, 상기 주입헤더로부터 공급받은 유체가 이동하는 유로; 및 상기 유로를 통과한 유체를 배출하기 위한 배출헤더;를 포함하고, 상기 복수의 유로는, 동일한 길이로 형성된다.

본 발명의 실시 예를 따르는 인쇄형 열 교환 모듈에 있어서, 원형 또는 부분원 형상이고, 다단으로 적층되는 복수의 전열판; 외부로부터 상기 복수의 전열판에 유체를 공급하기 위한 주입헤더; 상기 복수의 전열판 각각에 복수로 형성되며, 상기 주입헤더로부터 공급받은 유체가 이동하는 유로; 및 상기 유로를 통과한 유체를 배출하기 위한 배출헤더;를 포함하고, 상기 복수의 유로 중 인접한 유로는, 채널을 통해 상호 연결된다.

본 발명의 실시 예를 따르는 인쇄형 열 교환 모듈에 있어서, 원형 또는 부분원 형상이고, 다단으로 적층되는 복수의 전열판; 외부로부터 상기 복수의 전열판에 유체를 공급하기 위한 주입헤더; 상기 복수의 전열판 각각에 복수로 형성되며, 상기 주입헤더로부터 공급받은 유체가 이동하는 유로; 및 상기 유로를 통과한 유체를 배출하기 위한 배출헤더;를 포함하고, 상기 복수의 유로 중 적어도 하나 이상의 유로는, 상기 주입헤더와 연결된 일단에 오리피스 형상이 형성된다.

또한, 본 발명의 실시 예를 따르는 열 교환 모듈은 상기 열 교환 모듈의 외벽을 정의하는 케이싱을 더 포함하고, 상기 케이싱은, 단열 재료로 구성된 제1 케이스; 및 내압 재료로 구성되며 상기 제1 케이스의 외측에 배치되는 제2 케이스;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수의 전열판은 확산접합 방식을 통해 적층될 수 있다.

또한, 상기 주입헤더는 다단으로 적층된 상기 복수의 전열판 각각의 기설정된 위치에 형성될 수 있다.

또한, 상기 유로는 단면의 폭이 500 내지 3500 마이크로미터 일 수 있다.

또한, 상기 배출헤더는 다단으로 적층된 상기 복수의 전열판 각각의 기설정된 위치에 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예를 따르는 복수의 인쇄형 열 교환 모듈이 적층된 열 교환기에 있어서, 상기 복수의 인쇄형 열 교환 모듈 중 인접한 열 교환 모듈은 복수의 연결관이 관입되어 상호 연결된다.

본 발명의 실시 예에 따른 열 교환 모듈은 원형 또는 부분 원형으로 제공되어 적층되는 전열판을 포함하여, 협소한 공간을 갖는 압력용기에 내장될 수 있어 공간이용의 효율성이 증가하는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 열 교환 모듈은 원형 또는 부분 원형으로 제공되는 전열판을 통해, 종래의 직사각형 전열판에 비해 작은 유로에서 확산 접합이 가능한 이점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 열 교환 모듈은 세로방향 적층을 통해 용량이 증가함으로써, 설계변경 또는 대용량의 열 교환이 요구되는 시설에 용이하게 적용될 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 열 교환 모듈은 적층시 요구되는 각 모듈 간 연결배관 및 유입관의 수가 감소하여 용접부위가 최소화 되며, 이를 통해 고압조건에서 취약점이 보완되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 열 교환 모듈의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 열 교환 모듈의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 열 교환 모듈의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 동일한 길이의 유로가 형성된 전열판이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 유로간 채널이 형성된 전열판이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 오리피스가 형성된 유로를 포함하는 전열판이다.
도 7은 도 6의 A를 확대한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 열 교환 모듈의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 열 교환기이다.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 열 교환 모듈(10, 20)은 인쇄형 열 교환 모듈로 소형으로 제공되기 용이하며, 요구되는 열 교환 용량에 따라 열 교환 모듈(10, 20)을 단위체로 다단으로 적층된 열 교환기(1)로 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 열 교환 모듈(10)의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 열 교환 모듈(10)의 단면도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 열 교환 모듈(10)의 평면도이다. 도 1 내지 3을 참조하면, 열 교환 모듈(10)은 전열판(11a), 주입헤더(12), 유로(13) 및 배출헤더(14)를 포함한다. 또한, 열 교환 모듈(10)은 케이싱(15)을 포함할 수 있다.

전열판(11)은 원형 또는 부분원 형상이고, 다단으로 적층될 수 있다.

본 실시 예에서, 전열판(11)은 열 교환 모듈(10)의 기본 단위로 이해될 수 있다. 전열판(11)은 복수의 관통공이 형성된 원형으로 제공될 수 있다. 전열판(11)은 원형 또는 부분 원형으로 제공되어, 원통형 압력용기에 효율적으로 내장될 수 있다. 전열판(11)은 외주면이 정렬된 형태로 다단적층될 수 있다. 또한, 전열판(11)은 복수의 관통공이 형성될 수 있다.

복수의 전열판(11)은 확산접합 방식을 통해 적층될 수 있다.

본 실시 예에서, 전열판(11)은 화학적 에칭 방법으로 유로(13)가 형성될 수 있다. 유로(13)가 형성된 전열판(11)은 확산접합 방식을 통해 접합되어 다단으로 적층될 수 있다. 전열판(11)은 확산접합시 정렬을 위해 복수의 관통공을 기준으로 활용할 수 있다. 이를 통해, 인접한 전열판(11)은 상호 연결을 위한 추가적인 구성이 요구되지 않으며, 접합 후, 열 또는 응력에 의한 변형이 적어 고온/고압 조건에서 내구성이 우수하게 제공될 수 있다.

주입헤더(12)는 복수의 전열판(11)에 유체를 공급할 수 있다.

본 실시 예에서, 주입헤더(12)는 외부로부터 유체가 주입되어 복수의 전열판(11) 각각에 유체를 공급할 수 있다. 주입헤더(12)는 전열판(11)에 형성된 관통공으로 이해될 수 있다. 주입헤더(12)는 유로(13)와 연결되어 각각의 유로(13)로 유체를 공급할 수 있다.

주입헤더(12)는 다단으로 적층된 복수의 전열판(11) 각각의 기설정된 위치에 형성될 수 있다.

본 실시 예에서, 주입헤더(12)는 외주면이 나란하게 배치된 복수의 전열판(11) 각각의 동일한 위치에 형성되어 단일한 관통공을 형성할 수 있다. 즉, 열 교환 모듈(10)의 평면도는 단일한 원형상에 일부 관통공이 형성된 형태일 수 있다. 동일한 위치에 형성된 각각의 주입헤더(12)는 전열판(11)의 확산접합시에 정렬을 위한 기준으로 활용될 수 있다. 주입헤더(12)는 열 교환 모듈(10)의 적층시 연결관(16)이 연결될 수 있다.

유로(13)는 복수의 전열판(11) 각각에 복수로 형성되며, 주입헤더(12)로부터 공급받은 유체가 이동할 수 있다.

본 실시 예에서, 유로(13)는 전열판(11) 상에 유체의 이동을 위해 형성될 수 있다. 유로(13)는 주입헤더(12)와 연결될 수 있다. 유로(13)는 배출헤더(14)와 연결될 수 있다. 유로(13)는 복수로 형성될 수 있다. 각각의 전열판(11)에 형성된 유로(13)는 상이할 수 있다. 유로(13)는 단면이 원형, 또는 타원형으로 에칭되어 제공될 수 있다. 도 3과 같이 유로는 단일 주입헤더(12)로부터 단일 배출헤더(14)로 연결될 수 있다. 즉, 전열판(11)에 형성된 모든 헤더는 유로(13)를 통해 연결될 수 있다. 하기의 예시에서는 유로의 특성을 구체적으로 설명하기 위해 전체 유로 중 일부 유로를 대표적으로 도시하였으나, 도면에서 유로가 생략된 영역에도 실제 유로가 형성되어 있다.

유로(13)는 단면의 폭이 500 내지 3500 마이크로미터 일 수 있다.

본 실시 예에서, 전열판(11)은 유로(13)가 형성된 이후 확산접합 될 수 있다. 이에 따라, 유로(13)의 폭은 접합시 전열판(11)의 변화가 유도되지 않는 크기로 제한될 수 있다. 유로(13)의 단면은 화학적 에칭 방법으로 제작되어 3mm 이내의 폭으로 제공될 수 있다. 유로(13)는 1mm 내외의 폭으로 제공될 수 있다.

배출헤더(14)는 유로(13)를 통과한 유체를 배출할 수 있다.

본 실시 예에서, 배출헤더(14)는 각각의 유로(13)와 연결될 수 있다. 배출헤더(14)는 전열판(11)에 형성된 관통공 중 일부일 수 있다. 배출헤더(14)는 유로(13)를 통과한 유체를 전열판(11)의 외부로 배출할 수 있다.

배출헤더(14)는 다단으로 적층된 복수의 전열판(11) 각각의 기설정된 위치에 형성될 수 있다.

본 실시 예에서, 배출헤더(14)는 외주면이 나란하게 배치된 복수의 전열판(11) 각각의 동일한 위치에 형성되어 단일한 관통공을 형성할 수 있다. 즉, 열 교환 모듈(10)의 평면도는 단일한 원형상에 일부 관통공이 형성된 형태일 수 있다. 동일한 위치에 형성된 각각의 배출헤더(14)는 전열판(11)의 확산접합시에 정렬을 위한 기준으로 활용될 수 있다. 배출헤더(14)는 열 교환 모듈(10)의 적층시 연결관(16)이 연결될 수 있다.

케이싱(15)은 열 교환 모듈(10)의 외벽을 정의할 수 있다.

본 실시 예에서, 케이싱(15)은 전열판(11)을 보호하기 위한 외벽으로 정의될 수 있다. 케이싱(15)은 열 교환 모듈(10)의 안정성을 위해 포함되는 구성으로 이해될 수 있다.

케이싱(15)은 제1 케이스(151) 및 제2 케이스(153)를 포함할 수 있다.

제1 케이스(151)는 단열 재료로 구성될 수 있다. 제1 케이스(151)는 전열판(11)과 기 설정된 거리 이상으로 이격될 수 있다. 제1 케이스(151)는 단열 재료로 제공될 수 있으며, 여러겹으로 제공될 수 있다. 제1 케이스(151)는 900℃ 이상에 사용가능한 단열재로 제공될 수 있다. 제1 케이스(151)는 스테인레스 강이 사용될 수 있다.

제2 케이스(153)는 내압 재료로 구성되며, 제1 케이스(151)의 외측에 배치될 수 있다. 제2 케이스(153)는 제1 케이스(151)로 전달되는 압력을 차단하기 위해 제공될 수 있다. 제2 케이스(153)는 380℃ 내외의 온도에서 활용가능 한 재료로 제공될 수 있다. 제2 케이스(153)는 SA508, SA533 등의 소재로 제공될 수 있다.

한편, 도 4 참조하면 복수의 유로(13a)는 각각이 동일한 길이로 형성될 수 있다.

본 실시 예에서, 복수의 유로(13a)는 주입헤더(12)와 배출헤더(14)를 연결할 수 있으며, 각각이 기 설정된 오차범위 내에서 길이를 형성할 수 있다. 유로(13a)는 경로나 길이가 제한되지 않으며, 전열판(11a) 상에 다양한 형태로 제공될 수 있다. 일 예로, 유로(13a)는 원호 모양으로 형성될 수 있다. 다른 예로, 유로(13a)는 지그재그 형태의 경로를 갖도록 형성될 수 있다. 다만, 복수의 유로(13a) 각각은 주입헤더(12)로부터 배출헤더(14) 까지 형성된 길이가 기 설정된 오차범위 내에 존재하며, 이를 통해 외부로부터 주입된 유체의 이동시간이 오차범위 내에 존재하여, 동일한 주입헤더(12)로 주입되어 상이한 유로(13a)로 이동한 유체 배출의 시점의 오차가 최소화 될 수 있다.

도 5 내지 도 7에서는 상이한 형태의 유로(13b, 13c)가 형성된 전열판(11b, 11c)을 포함하는 열 교환 모듈(10)에 대하여 설명하도록 한다. 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 유로(13b)간 채널(135)이 형성된 전열판(11b)이다. 도 5를 참조하면, 복수의 유로(13b) 중 인접한 유로(131, 133)는 채널(135)을 통해 상호 연결될 수 있다.

본 실시 예에서, 복수의 유로(13b)는 주입헤더(12)로부터 배출헤더(14)로 연결될 수 있다. 복수의 유로(13b)는 상이한 길이로 형성될 수 있다. 복수의 유로(13b)는 인접한 각 유로간 채널(135)가 형성되어 상호 연결될 수 있다. 상세하게는, 원주방향에 대해 상대적으로 외측에 위치한 제1 유로(131)가 상대적으로 내측에 위치한 제2 유로(133) 보다 길게 형성될 수 있다. 또한, 상대적으로 외측에 위치한 제1 유로(131)가 상대적으로 내측에 위치한 제2 유로(133)보다 짧게 형성될 수 있다. 다만, 상이한 길이로 형성된 제1 및 제2 유로(131, 133)에서 주입, 이동, 배출되는 유체는 동일한 유동을 나타내야 하는 바, 각 유로에 채널(135)이 형성되어 제1 유로(131)와 제2 유로(133)간 유체의 이동이 가능하도록 하며, 이를 통해 단일한 유동이 나타나날 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 유로(13c)에 일단에 오리피스(137)가 형성된 전열판(11c)이다. 도 7은 도 6의 A를 확대한 도면이다. 도 6 및 7을 참조하면, 복수의 유로(13c) 중 적어도 하나 이상의 유로는 주입헤더(12)와 연결된 일단에 오리피스(137) 형상이 형성될 수 있다.

본 실시 예에서, 복수의 유로(13c)는 상이한 길이로 제공될 수 있다. 각각의 유로(13c)는 독립적으로 형성될 수 있다. 유로(13c) 중 일부는 주입헤더(12)로부터 유체가 유입되는 일단에 기 설정된 거리까지 오리피스(137)가 형성되며, 이로 인해 주입헤더(12)로부터 유입되는 유체가 고압상태로 유로(13c)로 진입할 수 있다. 오리피스(137)의 영역을 벗어난 유체는 확장된 유로(13c)로 진입하면서 압력이 강하될 수 있다. 오리피스(137)를 포함하는 일부 유로(13c)는 타 유로보다 주입헤더(12)로부터 배출헤더(14)까지의 길이가 길게 형성되며, 이러한 길이의 차이를 보상하기 위해 오리피스(137)를 통한 압력 및 속도의 보상이 요구된다. 이를 통해, 동일한 주입헤더(12)로 주입되어 각각의 유로(13c)를 거쳐 동일한 배출헤더(14)로 배출되는 유체의 흐름은 전열판(11c)을 통과하는 시간의 오차가 최소화 될 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 열 교환 모듈(20)의 사시도이다. 도 8을 참조하면, 전열판(21)은 부분 원형으로 제공되어 다단으로 적층될 수 있다.

본 실시 예에서, 전열판(21)은 밑변과 윗변이 호로 구성된 등변사다리꼴 형태로 제공될 수 있다. 즉, 전열판(21)은 원형 평면의 일부분의 형상으로 제공될 수 있다. 이는, 열 교환 모듈(20)이 설치되는 장치 내부의 공간에 따라 변경될 수 있다. 전열판(21)은 전술한 바와 같이, 동일한 크기의 전열판이 다단으로 적층되며, 정렬된 상태로 제공될 수 있다. 각각의 전열판(21)은 주입헤더(22) 및 배출헤더(24)를 포함하는 관통공이 형성될 수 있다. 각각의 전열판(21)은 복수의 유로가 형성될 수 있으며, 각 유로의 길이는 설계상의 변형에 따라 상이하게 적용될 수 있다. 다만, 동일한 주입헤더(22)를 통해 주입되어 동일한 배출헤더(24)로 배출되는 유체는 전열판(21)을 통과하는 시간의 오차가 최소화되어야 한다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 열 교환기이다.

열 교환기(1)는 복수의 열 교환 모듈(10)이 적층된 형태로 제공되며, 인접한 열 교환 모듈(10)은 연결관(16)을 통해 연결된다. 인접한 열 교환 모듈(10)에 대한 설명은 하기의 설명을 통해 기술하도록 한다.

제1 열 교환 모듈은 하부에 배치될 수 있다.

본 실시 예에서, 제1 열 교환 모듈은 전술한 열 교환 모듈(10)의 형태로 제공될 수 있다. 제1 열 교환 모듈은 열 교환기(1)를 구성하기 위해 정의된다. 제1 열 교환 모듈은 인접한 열 교환 모듈(10) 중 하부에 배치되어, 최상단에 적층된 전열판(11)으로 연결관(16)이 연결될 수 있다. 제1 열 교환 모듈은 최상단 전열판(11)의 각각의 관통공에 연결관(16)이 관입될 수 있으며, 고온/고압의 조건에서 용이하게 사용되기 위해 연결관(16)이 용접될 수 있다.

연결관(16)은 제1 열 교환 모듈(10)의 주입헤더(12) 및 배출헤더(14)로 관입될 수 있다.

본 실시 예에서, 연결관(16)은 제1 열 교환 모듈의 주입헤더(12) 및 배출헤더(14)로 관입되며, 각 열 교환 모듈(10)을 연결하는 지지대 및 각 헤더를 연결하는 연결통로로 역할을 수행할 수 있다. 각각의 열 교환 모듈(10) 간 배치되는 연결관(16)의 길이는 동일하게 유지됨이 바람직하며, 이를 통해 열 교환기(1)의 안정성이 확보될 수 있다. 또한, 연결관(16)은 고온/고압의 조건에서 사용가능하며, 내부로 유체의 이동이 용이하도록 파이프 형태로 제공될 수 있다. 또한, 연결관(16)은 전열판(11) 관통공의 직경보다 크게 제공될 수 있으며, 이 경우 관입되지 않고 용접을 통해 각 열 교환 모듈(10)과 연결될 수 있다. 이처럼, 연결관(16)의 크기 및 형태는 제한적으로 제공되지 않으며, 열 교환 모듈(10)의 적층 및 열 교환 모듈(10) 간 유체의 이동을 유도하는 형태로 제공될 수 있다.

제2 열 교환 모듈은 제1 열 교환 모듈 상부에 배치되며, 연결관(16)이 하부에 관입될 수 있다.

본 실시 예에서, 제2 열 교환 모듈은 전술한 열 교환 모듈(10)의 형태로 제공될 수 있다. 제2 열 교환 모듈은 열 교환기(1)를 구성하기 위해 정의된다. 제2 열 교환 모듈은 제1 열 교환 모듈의 상부에 배치되며, 최하단에 배치된 전열판(11)으로 연결관(16)이 연결될 수 있다. 제2 열 교환 모듈은 최하단 전열판(11)의 각각의 관통공에 연결관(16)이 관입될 수 있으며, 고온/고압의 조건에서 용이하게 사용되기 위해 연결관(16)이 용접될 수 있다.

이처럼, 인접한 열 교환 모듈(10)이 연결관(16)으로 연결됨에 따라, 압력용기가 사용되는 환경에 맞추어 열 교환 모듈(10)의 선택적인 제거 및 추가가 가능할 수 있다. 또한, 열 교환 모듈(10)의 보수가 요구되는 경우에, 연결관(16)을 통해 연결된 부분을 해체함으로써 용이한 보수가 이루어질 수 있다.

이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.

1: 열 교환기
10, 20: 열 교환 모듈
11, 11a, 11b, 11c, 21: 전열판
12, 22: 주입헤더
13, 13a, 13b, 13c: 유로
131: 제1 유로
133: 제2 유로
135: 채널
137: 오리피스
14, 24: 배출헤더
15: 케이싱
151: 제1 케이스
153: 제2 케이스
16: 연결관
161: 주입관
163: 배출관

Claims

원형 또는 부분원 형상이고, 다단으로 적층되는 복수의 전열판;
외부로부터 상기 복수의 전열판에 유체를 공급하기 위한 주입헤더;
상기 복수의 전열판 각각에 복수로 형성되며, 상기 주입헤더로부터 공급받은 유체가 이동하는 유로; 및
상기 유로를 통과한 유체를 배출하기 위한 배출헤더;를 포함하고,
상기 복수의 유로는,
동일한 길이로 형성되는 인쇄형 열 교환 모듈.
원형 또는 부분원 형상이고, 다단으로 적층되는 복수의 전열판;
외부로부터 상기 복수의 전열판에 유체를 공급하기 위한 주입헤더;
상기 복수의 전열판 각각에 복수로 형성되며, 상기 주입헤더로부터 공급받은 유체가 이동하는 유로; 및
상기 유로를 통과한 유체를 배출하기 위한 배출헤더;를 포함하고,
상기 복수의 유로 중 인접한 유로는,
채널을 통해 상호 연결되는 인쇄형 열 교환 모듈.
원형 또는 부분원 형상이고, 다단으로 적층되는 복수의 전열판;
외부로부터 상기 복수의 전열판에 유체를 공급하기 위한 주입헤더;
상기 복수의 전열판 각각에 복수로 형성되며, 상기 주입헤더로부터 공급받은 유체가 이동하는 유로; 및
상기 유로를 통과한 유체를 배출하기 위한 배출헤더;를 포함하고,
상기 복수의 유로 중 적어도 하나 이상의 유로는,
상기 주입헤더와 연결된 일단에 오리피스 형상이 형성된 인쇄형 열 교환 모듈.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열 교환 모듈의 외벽을 정의하는 케이싱을 더 포함하고,
상기 케이싱은,
단열 재료로 구성된 제1 케이스; 및
내압 재료로 구성되며 상기 제1 케이스의 외측에 배치되는 제2 케이스;를 포함하는 인쇄형 열 교환 모듈.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 전열판은,
확산접합 방식을 통해 적층되는 인쇄형 열 교환 모듈.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주입헤더는,
다단으로 적층된 상기 복수의 전열판 각각의 기설정된 위치에 형성된 인쇄형 열 교환 모듈.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유로는,
단면의 폭이 500 내지 3500 마이크로미터인 인쇄형 열 교환 모듈.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배출헤더는,
다단으로 적층된 상기 복수의 전열판 각각의 기설정된 위치에 형성된 인쇄형 열 교환 모듈.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 인쇄형 열 교환 모듈이 복수 적층된 열 교환기에 있어서,
상기 복수의 인쇄형 열 교환 모듈 중 인접한 열 교환 모듈은,
복수의 연결관이 관입되어 상호 연결된 적층식 열 교환기.