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프로스트 ‘BSPHE’, NET·美 특허로 기술력 입증

쉘 앤 튜브·및 플레이트 열교환기 대체 기술 확보


브레이징 판형열교환기(BPHE) 전문기업 프로스트(대표 서진욱)가 개발한 신개념 열교환기 ‘BSPHE(Brazed Shell and Plate Heat Exchanger)’에 대한 기술력이 인정받고 있다. 

프로스트는 지난해 ‘디스크 번들형 쉘 앤 플레이트 열교환기 브레이징 제작 기술(Brazing technology for disc bundled type shell and plate heat exchanger)’로 NET(신기술)인증을 받은데 이어 최근 중국, 대만, 미국 특허를 연달아 획득했다고 밝혔다. 

BSPHE는 △초고압 △가스켓 분리조립 △분리세척 △용량증가 △2상유동 △쉘앤튜브와 같은 쉘유동(냉동기의 만액식) △건식 △브레이징 등 모든 특징이 포함된 5세대형 열교환기로 프로스트는 6년에 걸친 연구개발을 통해 BSPHE 350을 완성했다. 현재 BSPHE △350 △650 △1100 등으로 라인업을 확대하고 있다.   

BSPHE, 기존 열교환기 대체 

BSPHE는 쉘 하우징 내부에 분리가 가능한 모듈화된 조립식 디스크 타입의 브레이징 판형열교환 번들을 구비한 고압 번들형 쉘 앤 플레이트 열교환기 제작기술이 적용됐다. 원형의 금속판으로 구성된 디스크 타입의 판형 열교환기 번들을 진공 브레이징으로 접합해 제조한다. 

진공 브레이징 접합된 디스크 타입의 판형 열교환기 번들을 사용해 고압에서 사용이 가능하고 원형 이중접합 벌집구조로 맥동과 압력변화에 장점이 있다. 분리세척이 상대적으로 용이하고 용량 증가도 용이해 기존대비 40% 체적 감소 및 비용을 절감할 수 있다. 

특히 Shell의 상부에서 고온의 유체가 유입되고 디스크 타입 브레이징 판형 열교환 번들을 통과해 Shell 하부의 출구로 배출되는 구조로 액체에서 기체로 변하거나 기체에서 액체로 변화되는 상변화 현상을 동반한 경우에도 사용이 가능하다. 

프로스트의 BSPHE 개발은 기존 쉘 앤 튜브 열교환기 및 플레이트 열교환기 적용분야 대체 기술력을 확보했다는 의미가 크다. 이를 LNG 벙커링 관련기술 및 Cooling down system, Vaporizer분야 소형화 및 비용을 절감할 수 기술력도 확보한 것이다. 

또한 타 산업분야에 적용 가능한 원형 금속판에 대한 진공 브레이징 접합 기술과 모듈화된 번들 단위 교체가 가능하므로 열교환기 유지보수 및 용량 증감에 대한 새로운 대안기술을 확보했다는 평가를 받고 있다. 



BSPHE는 Shell and tube 열교환기대비 40% 이상 체적 감소 및 제품 비용 40% 이상 절감 효과를 기대할 수 있다. 또한 브레이징 접합 사용으로 기존 쉘 앤 플레이트 열교환기의 용접방식보다 일정한 품질 및 대량 생산이 가능해 제품경쟁력도 확보할 수 있다. 

2022년 기준 세계 열교환기시장은 203억달러, 국내 시장은 2억8,170만달러 규모로 기존 제품 대체 및 수입대체 효과에 따른 시장성 확보가 가능하다. 

프로스트의 관계자는 “기존 열교환기인 Shell & Tube 열교환기와 Plate 열교환기를 대체할 수 있으며 체적이 적고 고압에 사용가능해 활용범위는 기존 열교환기보다 석유화학산업, HVAC산업, 전력산업, 식품 및 음료산업 등 다양하게 적용할 수 있다”고 강조했다. 

BSPHE 이용 조선산업 진출

프로스트는 BSPHE기술을 이용해 분리세척의 칠러, 수열원, 기타 대용량 칠러 적용을 준비 중이다. 특히 LNG Vaporizer에 특화해 조선산업 진출도 계획하고 있다. 

또한 KOTRA의 해외지사화사업을 통해 대리점을 최종 확보해 계약 중이며  현지에서 부품을 조립해 Assembly로 판매할 수 있도록 Line을 구성 중이다. 
특히 정부와 전 세계의 화두 LNG사업분야의 초저온 열교환기분야 진출을 위한 열교환기 테스트를 완료한 상태이며 실증테스트를 거쳐 국내 조선관련 대기업과 적용을 협의 중이다. 이를 바탕으로 LNG Vaporizer 국산화에 박차를 가할 예정이다.

현재 미국압력용기협회(ASME U1, U2), 유럽인증규격(CE/PED), ISO9001, ISO14001을 받은 상태이며 11월말까지 추가로 KR, DNV-GL, BV, LR, RINA 등 5개 선급회사의 WPS, 공장등록을 마칠 계획이다.