KR101103978B1 - Apparatus for heating gas of high temperature and high pressure - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A high pressure and high temperature gas heating apparatus is provided to eliminate moisture within an insulating material without including an additional external heating material and external heat insulation material, thereby manufacturing a slim apparatus. CONSTITUTION: A pressure container(110) heats high pressure gas by circulating the gas along a movement route(111S) arranged in the inside of the pressure container. A heating material(120) emits heat by being installed in the inside of the pressure container. An insulating material(130) blocks transmission of the heat generated from the heating material to the outside by being combined in the inner surface of the pressure container. A liner(140) interrupts direct heat transmission to the insulating material. A moisture elimination part(150) eliminates moisture remaining within the insulating material.

Description

고온 고압 기체 가열기{Apparatus for heating gas of high temperature and high pressure}Apparatus for heating gas of high temperature and high pressure}

고온 고압 기체 가열기가 개시된다. 보다 상세하게는, 간단한 구조에 의해서 단열재 내의 수분을 제거할 수 있으며, 이로 인해 발열체 및 라이너가 산화됨으로써 손상되는 것을 방지할 수 있는 고온 고압 기체 가열기가 개시된다.
A high temperature high pressure gas heater is disclosed. More specifically, a high temperature and high pressure gas heater is disclosed which can remove moisture in the heat insulating material by a simple structure, thereby preventing the heating element and the liner from being damaged by being oxidized.

고압의 기체를 1000℃ 이상 가열하는 사용처는 흔하지 않다. 최근 청정 에너지원인 수소를 생산하기 위한 방법으로서 원자력을 이용한 수소생산법이 높은 경제력을 가지고 있음이 밝혀지면서 이러한 방법을 실행하는 고온 고압 기체 가열기에 대한 연구가 활성화되고 있다.It is not uncommon to use high-pressure gas for heating above 1000 ° C. Recently, as a method for producing hydrogen, a clean energy source, has been found to have high economic power using nuclear power, research on high temperature and high pressure gas heaters implementing such a method is being activated.

고온 고압 기체 가열기는 압력용기를 구비하며, 압력용기 내에는 발열체가 장착된다. 압력용기는 건전성 유지를 위해 낮은 온도를 유지해야 한다. 따라서 압력용기 내부에 단열재와 라이너를 설치하여 열경계와 압력경계를 분리시킨다. The high temperature high pressure gas heater has a pressure vessel, and a heating element is mounted in the pressure vessel. Pressure vessels should be kept at low temperatures to maintain their integrity. Therefore, the thermal insulation and the pressure boundary are separated by installing an insulation and a liner inside the pressure vessel.

단열재는 압력용기 내부에 장착된 발열체로부터 발생된 열이 압력용기의 외벽으로 전달되는 것을 저지하는 역할을 한다. 한편, 라이너는 발열체에서 발생된 열이 직접 단열재에 전달되는 것을 차단하는 동시에 단열재가 고온 고압의 기체에 직접 노출되는 것을 방지하는 역할을 한다.The insulator serves to prevent heat generated from the heating element mounted inside the pressure vessel from being transferred to the outer wall of the pressure vessel. On the other hand, the liner prevents heat generated from the heating element from being directly transmitted to the heat insulating material, and at the same time serves to prevent the heat insulating material from being directly exposed to the gas of high temperature and high pressure.

한편, 단열재는 수분을 흡수하였다가 일정 온도 이상이 되어야 흡수한 성분을 배출하는 경향이 있다. 그런데, 발열체나 라이너의 경우 수분에 취약하기 때문에 고온 고압 기체 가열기를 구동하기 전에 미리 단열재 온도를 충분히 올려 수분을 제거해줘야 한다. On the other hand, the heat insulator tends to discharge the absorbed component only when it absorbs moisture and reaches a predetermined temperature or more. However, since the heating element or the liner is vulnerable to moisture, it is necessary to raise the insulation temperature sufficiently before removing the moisture before driving the high temperature and high pressure gas heater.

하지만, 열전도도가 낮은 단열재 특성 상, 압력용기 내부의 발열체로 온도를 올리는 것에는 한계가 있으며, 따라서 단열재 외측에 별도의 외부 발열체를 설치해야 한다. 그런데, 이때 압력용기의 외벽에 별도의 외부 단열재가 설치되지 않을 경우 외부 발열체의 전력이 너무 커지게 되고 이로 인해 전력 사용에 따른 비용이 많이 소요되기 때문에 외부 단열재를 별도로 설치해야 한다.However, due to the low thermal conductivity of the insulating material, there is a limit to raising the temperature to the heating element inside the pressure vessel, and therefore, a separate external heating element must be installed outside the insulating material. However, in this case, when a separate external insulation is not installed on the outer wall of the pressure vessel, the power of the external heating element becomes too large, and thus, the cost of power consumption is high, so the external insulation must be separately installed.

다만, 이러한 방법은 압력용기 내부의 단열재로부터 수분 제거를 위하여 외부 발열체 및 외부 단열재를 설치했다가 고온 고압 기체 가열기의 고온 운전 시 이들을 분리해야 하는 번거로움이 있으며, 또한 설치 공간이 협소할 경우 외부 발열체 및 외부 단열재의 설치가 쉽지 않다는 단점이 있다. However, in this method, it is troublesome to install an external heating element and an external insulating material to remove moisture from the heat insulating material inside the pressure vessel, and to separate them during the high temperature operation of the high temperature and high pressure gas heater. And there is a disadvantage that the installation of the external insulation is not easy.

아울러, 압력용기 내부의 단열재의 두께가 매우 두꺼운 경우 단열재로부터 수분 흡수를 위하여 외벽 온도를 매우 높여야 하며, 내부 발열체 및 외부 발열체를 같이 작동시킬 경우 온도 조절이 쉽지 않다는 단점이 있다.In addition, when the thickness of the heat insulating material inside the pressure vessel is very thick, the outer wall temperature must be increased very high to absorb moisture from the heat insulating material, and there is a disadvantage that the temperature control is not easy when the internal heating element and the external heating element are operated together.

이에, 간단한 구조를 가지면서도 단열재 내의 수분을 효율적으로 제거할 수 있는 새로운 구조의 고온 고압 기체 가열기의 개발이 시급한 실정이다.Accordingly, there is an urgent need to develop a high-temperature, high-pressure gas heater having a simple structure and efficiently removing moisture in the heat insulating material.

본 발명의 실시예에 따른 목적은, 간단한 구조에 의해서 단열재 내의 수분을 제거할 수 있으며, 이로 인해 발열체 및 라이너가 산화됨으로써 손상되는 것을 방지할 수 있는 고온 고압 기체 가열기를 제공하는 것이다.An object according to an embodiment of the present invention is to provide a high temperature and high pressure gas heater that can remove the moisture in the heat insulating material by a simple structure, thereby preventing the heating element and the liner from being damaged by oxidation.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 별도의 외부 발열체 및 외부 단열재를 구비하지 않고도 단열재 내의 수분을 제거할 수 있어 장치를 슬림화할 수 있을 뿐만 아니라 비용을 절감할 수 있는 고온 고압 기체 가열기를 제공하는 것이다.
In addition, another object according to an embodiment of the present invention, it is possible to remove the moisture in the heat insulating material without having a separate external heating element and an external heat insulating material can not only slim down the device but also reduce the high temperature and high pressure gas heating To provide a flag.

본 발명의 실시예에 따른 고온 고압 기체 가열기는, 압력용기; 상기 압력용기 내에 장착되어 열을 발생시키는 발열체; 상기 발열체와 이격되도록 상기 압력용기 내에 장착되어 상기 발열체로부터 발생되는 열이 상기 압력용기의 외벽으로 전달되는 것을 저지하며, 내면에는 압력 경계를 이루는 라이너가 장착되는 단열재; 및 적어도 일부분이 상기 단열재에 내장되며, 상기 단열재에 열을 제공함으로써 상기 단열재로부터 수분을 제거하는 수분 제거부;를 포함하며, 이러한 간단한 구조에 의해서 단열재 내의 수분을 제거할 수 있으며, 이로 인해 발열체 및 라이너가 산화됨으로써 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 또한 별도의 외부 발열체 및 외부 단열재를 구비하지 않고도 단열재 내의 수분을 제거할 수 있어 장치를 슬림화할 수 있을 뿐만 아니라 비용을 절감할 수 있다.High temperature and high pressure gas heater according to an embodiment of the present invention, the pressure vessel; A heating element mounted in the pressure vessel to generate heat; A heat insulating material mounted in the pressure vessel so as to be spaced apart from the heat generating element to prevent heat generated from the heat generating element from being transferred to the outer wall of the pressure vessel, and an inner surface of which a liner forming a pressure boundary is mounted; And a water removing unit having at least a part embedded in the heat insulating material to remove water from the heat insulating material by providing heat to the heat insulating material, and by this simple structure, water can be removed from the heat insulating material. It is possible to prevent the liner from being damaged by being oxidized, and also to remove water in the heat insulating material without having a separate external heating element and external heat insulating material, thereby making the device slimmer and reducing the cost.

상기 수분 제거부는, 상기 단열재 내부에 장착되는 적어도 하나의 열선; 및 적어도 일부분이 상기 압력용기의 외부로 노출되도록 상기 압력용기에 장착되며, 상기 열선의 양단이 연결되는 단자대;를 포함하며, 상기 단자대를 통해 상기 열선에 전류를 인가함으로써 상기 열선으로부터 열을 발생시킬 수 있다.The water removal unit, at least one heating wire mounted in the heat insulating material; And a terminal block mounted to the pressure vessel so that at least a portion thereof is exposed to the outside of the pressure vessel, and both ends of the heating wire are connected to each other, wherein the terminal block generates heat from the heating wire by applying a current to the heating wire through the terminal block. Can be.

상기 열선과의 연결을 위해 상기 단자대가 관통되는 상기 압력용기의 외벽은 실링부재에 의해 실링(sealing) 처리될 수 있다.The outer wall of the pressure vessel through which the terminal block penetrates for connection with the hot wire may be sealed by a sealing member.

상기 열선은 상기 단열재의 둘레를 따라 나선 방향으로 장착될 수 있으며, 이에 따라 단열재의 전 부분에 대한 수분 제거를 실행할 수 있다.The heating wire may be mounted in a helical direction along the circumference of the heat insulating material, and thus water removal may be performed on all parts of the heat insulating material.

상기 적어도 하나의 열선은 복수 개의 열선이며, 상기 복수 개의 열선 중 선택된 열선에 대해 선택적인 전류 인가가 가능하다.The at least one heating wire is a plurality of heating wires, and a selective current may be applied to a selected heating wire among the plurality of heating wires.

상기 발열체는 탄화규소(SiC), 세라믹 파이버(Ceramic fiber), 흑연(Graphite) 및 카본-카본 복합체(C-C Composite) 중 어느 하나의 재질로 마련될 수 있다.The heating element may be made of any one material of silicon carbide (SiC), ceramic fiber, ceramic fiber, graphite, and carbon-carbon composite.

상기 단열재는 세라믹 파이버 재질로 마련될 수 있다.
The insulation may be provided with a ceramic fiber material.

본 발명의 실시예에 따르면, 간단한 구조에 의해서 단열재 내의 수분을 제거할 수 있으며, 이로 인해 발열체 및 라이너가 산화됨으로써 손상되는 것을 방지할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the water in the heat insulating material can be removed by a simple structure, thereby preventing the heating element and the liner from being damaged by being oxidized.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 별도의 외부 발열체 및 외부 단열재를 구비하지 않고도 단열재 내의 수분을 제거할 수 있어 장치를 슬림화할 수 있을 뿐만 아니라 비용을 절감할 수 있다.
In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to remove the moisture in the heat insulating material without having a separate external heating element and an external heat insulating material, so that the device can be slimmed and the cost can be reduced.

도 1 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 고안 기체 가열기의 내부 구성이 투영되도록 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 고온 고압 기체 가열기의 수직 방향으로 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 고온 고압 기체 가열기의 수평 방향으로의 단면도이다.1 is a perspective view showing the internal configuration of the high-temperature design gas heater according to an embodiment of the present invention is projected.
FIG. 2 is a cross-sectional view in the vertical direction of the high temperature high pressure gas heater shown in FIG. 1.
3 is a cross-sectional view in a horizontal direction of the high temperature high pressure gas heater shown in FIG. 1.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다. Hereinafter, configurations and applications according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following description is one of several aspects of the patentable invention and the following description forms part of the detailed description of the invention.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail for the sake of clarity and conciseness.

도 1 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 고안 기체 가열기의 내부 구성이 투영되도록 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 고온 고압 기체 가열기의 수직 방향으로 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 고온 고압 기체 가열기의 수평 방향으로의 단면도이다.1 is a perspective view showing the internal configuration of the high temperature design gas heater according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view in the vertical direction of the high temperature and high pressure gas heater shown in Figure 1, Figure 3 is It is sectional drawing in the horizontal direction of the shown high temperature high pressure gas heater.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 고압 기체 가열기(100)는, 내부에 형성된 이동 경로(111S)를 따라 고압의 기체를 순환시켜 가열시키는 압력용기(110)와, 압력용기(110)의 내부에 장착되어 열을 방출하는 발열체(120)와, 압력용기(110)의 내면에 결합되어 발열체(120)로부터 발생된 열이 외부로 전달되는 것을 차단하는 단열재(130)와, 단열재(130)의 내면에 배치되어 발열체(120)로부터 발생되는 열이 단열재(130)로 직접 전달되는 것을 저지하는 라이너(140)와, 단열재(130)에 장착되어 단열재(130) 내에 잔존 가능한 수분을 제거하는 수분 제거부(150)를 포함할 수 있다. As shown in these drawings, the high temperature and high pressure gas heater 100 according to an embodiment of the present invention, the pressure vessel 110 for circulating and heating the gas of high pressure along the movement path 111S formed therein, The heating element 120 mounted inside the pressure vessel 110 to release heat, and the heat insulating material 130 is coupled to the inner surface of the pressure vessel 110 to block the heat generated from the heating element 120 to the outside. And a liner 140 disposed on an inner surface of the heat insulating material 130 to prevent heat generated from the heat generating element 120 from being directly transmitted to the heat insulating material 130, and mounted in the heat insulating material 130 to remain in the heat insulating material 130. It may include a water removal unit 150 to remove the possible water.

여기서, 고압의 기체는 헬륨, 질소, 네온, 아르곤 등 화학적으로 안정된 고압의 기체이다. Here, the high pressure gas is a chemically stable high pressure gas such as helium, nitrogen, neon, argon.

각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저 압력용기(110)는, 이동 경로(110S)를 형성하며 원통 형상으로 마련되는 용기몸체(111)와, 용기몸체(111)의 이동 경로(111S)과 연통되는 유입 경로(113S)가 형성되며 고압의 기체가 유입되는 유입부(113)와, 마찬가지로 용기몸체(111)의 이동 경로(111S)와 연통되는 배출 경로(115S)가 형성되며 발열체(120)로부터의 열에 의해 고압의 기체가 고온 고압의 기체로 변환된 후 배출되는 배출부(115)를 포함한다.Referring to each configuration, first, the pressure vessel 110 is in communication with the container body 111 and the moving path 111S of the container body 111 is formed in a cylindrical shape to form a moving path (110S). An inflow path 113S is formed and a discharge path 115S in communication with the movement path 111S of the container body 111 is formed, as well as the inflow part 113 through which the high-pressure gas is introduced, and from the heating element 120. It includes a discharge unit 115 is discharged after the high-pressure gas is converted to high-temperature, high-pressure gas by heat.

즉, 유입부(113)의 유입 경로(113S)를 통해 용기몸체(111)의 이동 경로(111S)로 유입된 고압의 기체가 발열체(120)에 의해 가열됨으로써 고온 고압의 기체가 되며, 이후 배출부(115)의 배출 경로(115S)를 따라 다음 장소로 이동할 수 있다.That is, the gas of high pressure introduced into the movement path 111S of the container body 111 through the inflow path 113S of the inflow part 113 is heated by the heating element 120 to be a gas of high temperature and high pressure, and then discharged. It may move to the next place along the discharge path 115S of the part 115.

이러한 압력용기(110)는, 고온 고압의 기체가 내부를 통해 이동하기 때문에 내식성과 내열성이 뛰어나며 고압에도 잘 견디는 금속 재질, 예를 들면 스테인리스 스틸(stainless steel) 재질로 마련될 수 있다. 다만, 압력용기(110)의 재질이 이에 한정되는 것은 아니다.The pressure vessel 110 may be formed of a metal material, for example, stainless steel, which is excellent in corrosion resistance and heat resistance and well resistant to high pressure because gas of high temperature and high pressure moves through the inside. However, the material of the pressure vessel 110 is not limited thereto.

한편, 본 실시예의 발열체(120)는, 압력용기(110)의 내부로 유입된 고압의 기체를 가열하는 부분이다. 일반적으로 고압의 기체는 약 900℃ 이상으로 가열되기 때문에, 이러한 온도 조건에 만족하도록 고압의 기체를 가열하기 위해서는, 발열체(120) 자체의 온도가 1500℃ 이상으로 상승되어야 한다.On the other hand, the heating element 120 of the present embodiment is a portion for heating the high-pressure gas introduced into the pressure vessel 110. In general, since the high-pressure gas is heated to about 900 ° C or more, in order to heat the high-pressure gas to satisfy these temperature conditions, the temperature of the heating element 120 itself must be raised to 1500 ° C or more.

이에, 본 실시예의 발열체(120)는, 최대 상승 온도가 1500℃ 이상인 탄화규소(SiC), 세라믹파이버(Ceramic fiber) 등으로 제작될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 흑연(Graphite), 카본-카본 복합체(C-C Composite) 등의 재질로 마련될 수 있음은 당연하다.Thus, the heating element 120 of the present embodiment may be made of silicon carbide (SiC), ceramic fiber (Ceramic fiber) and the like with a maximum rise temperature of 1500 ℃ or more. However, the present invention is not limited thereto and may be made of a material such as graphite, carbon-carbon composite, or the like.

이러한 발열체(120)는 외부의 전류 인가부(미도시)와 연결되며, 전류 인가부로부터 인가되는 전류에 의해 소정 온도로 가열된다. The heating element 120 is connected to an external current applying unit (not shown), and is heated to a predetermined temperature by a current applied from the current applying unit.

다만, 본 실시예에서는 긴 원기둥 형상(바아 형상)의 발열체(120)가 압력용기(110)에 1개 장착된 경우에 대해 상술하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수 개의 발열체(미도시)가 압력용기(110)의 이동 경로(111S)를 형성하는 공간에 장착될 수 있음은 당연하다. 즉, 발열체의 개수 및 형상은 이에 한정되지 않는다.However, in the present exemplary embodiment, the case in which one long heating element 120 having a long cylindrical shape (bar shape) is mounted on the pressure vessel 110 is described above. However, the present invention is not limited thereto, and a plurality of heating elements (not shown) are pressurized. Of course, it can be mounted in the space forming the movement path (111S) of the container (110). That is, the number and shape of the heating elements are not limited thereto.

한편, 본 실시예의 단열재(130)는, 압력용기(110)의 내면에 결합되어 열경계를 형성한다. 즉, 발열체(120)로부터 발생되는 열이 단열재(130)에 차단되어 압력용기(110)의 외부로 나가는 것을 저지할 수 있으며, 따라서 고온의 열로 인해 압력용기(110)의 외벽이 가열되는 것을 저지할 수 있다.On the other hand, the heat insulating material 130 of the present embodiment is coupled to the inner surface of the pressure vessel 110 to form a thermal boundary. That is, the heat generated from the heating element 120 may be blocked by the heat insulator 130 to prevent the heat of the pressure vessel 110 from going out of the pressure vessel 110. Therefore, the outer wall of the pressure vessel 110 is prevented from being heated due to high temperature heat. can do.

이러한 단열재(130)는, 단열성이 우수한 세라믹파이버(ceramic fiber)로 제작될 수 있다. 다만, 단열재(130)의 재질이 이에 한정되지는 않는다. The heat insulator 130 may be made of a ceramic fiber (ceramic fiber) excellent in thermal insulation. However, the material of the heat insulating material 130 is not limited thereto.

한편, 단열재(130)의 내측에는 단열재(130)와 기체가 이동하는 경로 간의 압력경계를 이루는 라이너(140)가 장착된다. 라이너(140)는, 고온 고압의 기체와 단열재(130)가 직접적으로 접촉하는 것을 저지하는 함으로써 단열재(130)의 특성이 변하는 것을 방지한다. On the other hand, the inside of the heat insulator 130 is mounted a liner 140 forming a pressure boundary between the heat insulator 130 and the gas path. The liner 140 prevents the characteristics of the heat insulating material 130 from changing by preventing direct contact between the gas of high temperature and high pressure and the heat insulating material 130.

이러한 라이너(140)는 고온 고압에서도 잘 견디는 HPM(High Performance Molybdeum) 재질로 마련될 수 있다. 라이너(140)는 발열체로부터 발생되는 열을 흡수하여 고온의 상태를 유지할 수 있기 때문에 라이너(140) 내측에 형성된 이동 경로(111S)를 따라 이동하는 기체의 온도를 고온으로 상승시킬 수 있다. 다만, 라이너(140)의 재질이 HPM에 한정되는 것은 아니다.The liner 140 may be formed of HPM (High Performance Molybdeum) material that withstands high temperature and pressure well. Since the liner 140 may maintain heat at a high temperature by absorbing heat generated from the heating element, the liner 140 may increase the temperature of the gas moving along the movement path 111S formed inside the liner 140 to a high temperature. However, the material of the liner 140 is not limited to the HPM.

한편, 전술한 바와 같이, 단열재(130)는 수분이 흡수될 수 있으며, 소정 온도 이상이 되어야만 수분이 배출되는 경향이 있다. 그런데, 단열재(130) 내에 수분이 있는 경우 발열체(120)나 라이너(140)의 특성을 변화시킬 수 있기 때문에 고온 고압 기체 가열기(100)를 가동시키기 전에 단열재(130)로부터 수분을 제거하는 공정이 요구된다.On the other hand, as described above, the heat insulator 130 may be absorbed by moisture, the moisture tends to be discharged only when a predetermined temperature or more. However, when there is moisture in the heat insulator 130, the process of removing water from the heat insulator 130 before operating the high temperature and high pressure gas heater 100 may change the characteristics of the heating element 120 or the liner 140. Required.

이에, 본 실시예의 고온 고압 기체 가열기(100)는, 단열재(130)로부터 수분을 제거하는 수분 제거부(150)를 더 포함한다.Thus, the high temperature and high pressure gas heater 100 of the present embodiment further includes a water removing unit 150 for removing water from the heat insulating material 130.

본 실시의 수분 제거부(150)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 단열재(130) 내부에 장착되는 열선(151)과, 열선(151)의 양단과 접속되도록 압력용기(110)의 외벽을 관통하여 장착되는 단자대(153)를 포함할 수 있다. 다만, 도시하지는 않았지만, 단자대(153)가 관통되는 압력용기(110)의 외벽은 실링부재(미도시)로 실링(sealing) 처리되며, 따라서 압력 경계가 유지될 수 있다.1 to 3, the water removing unit 150 of the present embodiment, the pressure vessel 110 to be connected to both ends of the heating wire 151 and the heating wire 151 mounted inside the heat insulating material 130. It may include a terminal block 153 mounted through the outer wall of the. Although not shown, the outer wall of the pressure vessel 110 through which the terminal block 153 penetrates is sealed with a sealing member (not shown), and thus a pressure boundary may be maintained.

열선(151)과 연결된 단자대(153)는 외부의 전류 인가부(미도시)에 전기적으로 연결되어 전류 인가부로부터 인가된 전류를 열선(151)에 공급한다.The terminal block 153 connected to the heating wire 151 is electrically connected to an external current applying unit (not shown) to supply the current applied from the current applying unit to the heating wire 151.

열선(151)은, 전류 인가 정도에 비례하여 열을 발생시키며, 발생된 열에 의해서 단열재(130) 내의 수분은 제거될 수 있다.The heating wire 151 generates heat in proportion to the degree of application of current, and moisture in the heat insulating material 130 may be removed by the generated heat.

이때, 단열재(130) 전 부분에 대한 수분 제거가 효율적으로 이루어지도록 열선(151)은 단열재(130)에 고루 배치될 수 있다. 부연 설명하면, 본 실시예의 경우, 열선(151)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 단열재(130)의 둘레 방향을 따라 나선 방향으로 내장된다. 따라서 열선(151)에 전류가 인가되는 경우 열선(151)으로부터 발생된 열의 단열재(130) 전체를 고루 가열시켜 단열재(130) 내의 수분을 신뢰성 있게 제거할 수 있다.In this case, the heating wire 151 may be evenly disposed on the heat insulator 130 so as to efficiently remove moisture on the entire portion of the heat insulator 130. In detail, in the present embodiment, the heating wire 151 is embedded in the spiral direction along the circumferential direction of the heat insulating material 130, as shown in FIG. 2. Therefore, when a current is applied to the heating wire 151, the entire heat insulating material 130 of the heat generated from the heating wire 151 may be heated evenly to reliably remove moisture in the heat insulating material 130.

이에 따라, 종래와 같이, 단열재(130)의 외부에 별도의 외부 발열체 및 외부 단열재를 장착할 필요가 없으며 따라서 전체적인 장비 사이즈를 줄일 수 있으며, 아울러 전력 소비량을 줄일 수 있어 비용을 절감시킬 수도 있다.Accordingly, as in the related art, it is not necessary to install a separate external heating element and an external heat insulating material on the outside of the heat insulating material 130, and thus, the overall equipment size can be reduced and power consumption can be reduced, thereby reducing the cost.

다만, 본 실시예에서는 하나의 열선(151)이 나선 방향으로 단열재(130) 내부에 장착된 경우에 대해 상술하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 열선이 다른 형상으로 단열재 내에 장착될 수 있음은 당연하다.However, in the present exemplary embodiment, a case in which one heating wire 151 is mounted inside the heat insulating material 130 in the helical direction is described above. Of course it can.

한편, 이하에서는, 이러한 구성을 갖는 고온 고압 기체 가열기(100)의 작동에 대해서 설명하기로 한다.In addition, below, operation | movement of the high temperature high pressure gas heater 100 which has such a structure is demonstrated.

먼저, 압력용기(110)의 내부로 고압의 기체를 유입시키기 전에, 수분 제거부(150)를 작동시켜 단열재(130)의 수분을 제거한다. 즉, 수분 제거부(150)의 열선(151)에 전류를 인가시켜 열선(151)으로부터 열을 발생시키고 발생된 열을 이용하여 단열재(130) 내의 수분을 제거한다.First, before the high pressure gas is introduced into the pressure vessel 110, the moisture removing unit 150 is operated to remove moisture from the heat insulating material 130. That is, current is applied to the heating wire 151 of the moisture removing unit 150 to generate heat from the heating wire 151 and to remove moisture in the heat insulating material 130 using the generated heat.

이후, 압력용기(110)의 유입부(113)를 통해 고압의 기체를 용기몸체(111)의 내부로 유입시킨다. 이때 발열체(120)에 전류를 인가하여 발열체(120)로부터 열을 발생시키며, 발생된 열에 의해 용기몸체(111) 내부로 유입된 고압의 기체를 가열한다. 이후, 고온 고압의 상태가 된 기체를 배출부(115)를 통해 배출한다. Thereafter, the high pressure gas is introduced into the container body 111 through the inlet 113 of the pressure vessel 110. At this time, by applying a current to the heating element 120 generates heat from the heating element 120, by the generated heat to heat the high-pressure gas introduced into the container body (111). Thereafter, the gas which has become a state of high temperature and high pressure is discharged through the discharge unit 115.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 간단한 구조를 갖는 수분 제거부에 의해서 단열재 내의 수분을 제거할 수 있어 인해 발열체 및 라이너가 산화됨으로써 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 별도의 외부 발열체 및 외부 단열재를 구비하지 않고도 단열재 내의 수분을 제거할 수 있어 장치를 슬림화할 수 있을 뿐만 아니라 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.As such, according to an embodiment of the present invention, the moisture in the heat insulating material can be removed by the water removing unit having a simple structure, thereby preventing the heating element and the liner from being oxidized and damaged. It is possible to remove the moisture in the heat insulating material without having the heat insulating material, so that the device can be slimmed down and the cost can be reduced.

한편, 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 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, such modifications or variations will have to be belong to the claims of the present invention.

100 : 고온 고압 기체 가열기 110 : 압력용기
120 : 발열체 130 : 단열재
140 : 라이너 150 : 수분 제거부
151 : 열선 153 : 단자대100: high temperature high pressure gas heater 110: pressure vessel
120: heating element 130: heat insulating material
140: liner 150: water removal unit
151: heating wire 153: terminal block

Claims (7)

기체 순환 계통에서 고압의 기체를 고온 고압 기체로 가열하는 고온 고압 기체 가열기에 있어서,
압력용기;
상기 압력용기 내에 장착되어 열을 발생시키는 발열체;
상기 발열체와 이격되도록 상기 압력용기 내에 장착되어 상기 발열체로부터 발생되는 열이 상기 압력용기의 외벽으로 전달되는 것을 저지하며, 내면에는 압력 경계를 이루는 라이너가 장착되는 단열재; 및
적어도 일부분이 상기 단열재에 내장되며, 상기 단열재에 열을 제공함으로써 상기 단열재로부터 수분을 제거하는 수분 제거부;
를 포함하는 고온 고압 기체 가열기.
In the high temperature high pressure gas heater for heating a high pressure gas to a high temperature high pressure gas in the gas circulation system,
Pressure vessel;
A heating element mounted in the pressure vessel to generate heat;
A heat insulating material mounted in the pressure vessel so as to be spaced apart from the heat generating element to prevent heat generated from the heat generating element from being transferred to the outer wall of the pressure vessel, and an inner surface of which a liner forming a pressure boundary is mounted; And
A water removing unit at least partially embedded in the heat insulating material and removing water from the heat insulating material by providing heat to the heat insulating material;
High temperature high pressure gas heater comprising a.
제1항에 있어서,
상기 수분 제거부는,
상기 단열재 내부에 장착되는 적어도 하나의 열선; 및
적어도 일부분이 상기 압력용기의 외부로 노출되도록 상기 압력용기에 장착되며, 상기 열선의 양단이 연결되는 단자대;
를 포함하며,
상기 단자대를 통해 상기 열선에 전류를 인가함으로써 상기 열선으로부터 열을 발생시키는 고온 고압 기체 가열기.
The method of claim 1,
The water removal unit,
At least one heating wire mounted inside the insulation; And
A terminal block mounted to the pressure vessel so that at least a portion thereof is exposed to the outside of the pressure vessel, and both ends of the heating wire connected thereto;
Including;
High temperature and high pressure gas heater to generate heat from the heating wire by applying a current to the heating wire through the terminal block.
제2항에 있어서,
상기 열선과의 연결을 위해 상기 단자대가 관통되는 상기 압력용기의 외벽은 실링부재에 의해 실링(sealing) 처리되는 고온 고압 기체 가열기.
The method of claim 2,
The high temperature and high pressure gas heater of the outer wall of the pressure vessel through which the terminal block is penetrated to be connected to the hot wire is sealed by a sealing member.
제2항에 있어서,
상기 열선은 상기 단열재의 둘레를 따라 나선 방향으로 장착되는 고온 고압 기체 가열기.
The method of claim 2,
The hot wire is a high temperature and high pressure gas heater is mounted in a spiral direction along the circumference of the insulation.
제2항에 있어서,
상기 적어도 하나의 열선은 복수 개의 열선이며, 상기 복수 개의 열선 중 선택된 열선에 대해 선택적인 전류 인가가 가능한 고온 고압 기체 가열기.
The method of claim 2,
The at least one heating wire is a plurality of heating wires, the high temperature and high pressure gas heater capable of applying a current selectively to the selected one of the plurality of heating wires.
제1항에 있어서,
상기 발열체는 탄화규소(SiC), 세라믹 파이버(Ceramic fiber), 흑연(Graphite) 및 카본-카본 복합체(C-C Composite) 중 어느 하나의 재질로 마련되는 고온 고압 기체 가열기.
The method of claim 1,
The heating element is a high temperature and high pressure gas heater provided with any one of silicon carbide (SiC), ceramic fiber (Ceramic fiber), graphite (Graphite) and carbon-carbon composite (CC Composite).
제1항에 있어서,
상기 단열재는 세라믹 파이버 재질로 마련되는 고압 기체 가열기.The method of claim 1,
The heat insulating material is a high pressure gas heater provided with a ceramic fiber material.
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