An experimental study on performance evaluation for development of compact steam unit applied with hybrid plate heat exchanger

In various industrial places such as power generation plants, petrochemical and unit factories, the demands of systems that produce hot water by utilizing wasted or surplus steam have been increased. Compact steam unit(CSU) is a system that can meet these demands and produce hot water by using surplus or wasted steam, and it is also one of the good solutions in view of energy reuse. The new CSU with a capacity of 1,600 kW was developed with a hybrid plate heat exchanger of which thermal performances are better than a conventional plate heat exchanger, an improved temperature control valve, a user-friendly control system, and other components in this study. The purpose of this study was to obtain performance data of the new CSU through various experiments and utilize them for the CSU commercialization. The experimental results show that heat balances between the hot side(steam) and the cold side(cold water) were within ${\pm}0.77%$, and the fluctuations of outlet temperature of the secondary side which are one of the most important evaluation factors in the CSU were $(0{\sim}0.3)^{\circ}C$.

하이브리드 판형 열교환기 적용 컴팩트 스팀 유닛 개발을 위한 성능 평가에 관한 실험적 연구

발전 플랜트, 석유 화학 플랜트, 단위 공장과 같은 다양한 플랜트에서 사용 후 스팀이나 잉여 스팀을 이용하여 온수나 급탕수를 생산하는 시스템의 수요가 증가하고 있다. 컴팩트 스팀 유닛(Compact Steam Unit, 이하 CSU)은 이러한 (폐)스팀 등을 이용하여 온수와 급탕수를 생산하는 시스템으로서 에너지 재활용 측면에서 매우 좋은 대안이 되고 있다. 본 연구에서는 CSU의 핵심 기자재 중 하나인 열교환기를 기존 판형 열교환기에서 성능이 개선된 하이브리드 판형 열교환기를 사용하였고, 개선된 온도 조절 밸브 및 제어 시스템 등으로 새로운 형태의 CSU(1,600 kW급)를 구성하여, CSU의 성능 시험을 수행하였으며 시험 결과를 CSU의 상용화를 위한 자료로 삼고자 하였다. 실험 결과, 1차측(고온측, 스팀)과 2차측(저온측, 냉수) 사이의 에너지 밸런스는 ${\pm}0.77%$ 이내였으며, CSU의 성능 평가 요소 중 가장 중요한 2차측 냉수 출구 온도 편차는 $(0{\sim}0.3)^{\circ}C$ 이었다.