KR100977843B1

KR100977843B1 - 선박의 보일러 시스템

Info

Publication number: KR100977843B1
Application number: KR1020080031485A
Authority: KR
Inventors: 노영길; 신동원; 안병삼
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2008-04-04
Filing date: 2008-04-04
Publication date: 2010-08-25
Also published as: KR20090106021A

Abstract

본 발명은 선박의 보일러 시스템에 관한 것으로서, 급수를 가열하여 스팀이나 열수를 공급하는 보일러와, 선박의 배기가스의 열을 이용하여 열매를 가열하는 다수의 이코노마이저와, 이코노마이저 각각의 열매가 급수를 가열시키도록 보일러로 순환 공급되는 경로를 제공하는 열매순환라인과, 열매순환라인에 설치되며, 이노코마이저들의 열매 순환을 위한 펌핑력을 제공하는 메인 펌프와, 열매순환라인에 설치되며, 이코노마이저 각각의 열매량을 조절하는 열매량 조절수단을 포함한다. 따라서, 본 발명은 다수의 이코노마이저를 통한 열매의 순환을 단일의 펌프에 의해 이루어지도록 함으로써 설치 및 유지에 따른 비용을 절감하고, 이코노마이저 각각으로부터 보일러로 공급되는 열매의 양을 용이하게 조절되도록 하며, 사용중인 펌프가 고장으로 인해 열매의 순환이 곤란한 경우 정상인 펌프로 신속하고도 용이하게 교체함으로써 안정적인 열매의 순환을 가능하도록 하는 효과를 가지고 있다.

보일러, 이코노마이저, 메인 펌프, 예비 펌프, 오리피스, 압력 센서, 제어부

Description

선박의 보일러 시스템{BOILER SYSTEM OF A VESSEL}

본 발명은 다수의 이코노마이저를 통한 열매의 순환에 사용되는 펌프의 수를 줄이도록 함으로써 설치 및 유지에 따른 비용을 절감하고, 이코노마이저 각각으로부터 보일러로 공급되는 열매의 양을 용이하게 조절하도록 하는 선박의 보일러 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 선박은 사용목적에 따라 상선, 군함, 어선 및 특수 작업선으로 크게 구분할 수 있다. 상선은 여객 또는 화물을 운반하여 운임 수입을 얻는 것을 목적으로 하는 선박을 말하며, 이것을 다시 화물선, 화객선, 여객선으로 구분한다.

이러한 선박들은 급수를 가열하여 필요한 스팀이나 열수를 공급하기 위하여 보일러가 설치되는데, 이러한 보일러의 효율을 높임과 아울러 에너지 절약을 위하여 선박으로부터 발생되는 배기가스의 열을 이용하여 보일러로 공급되는 급수를 가열시키기 위한 이코노마이저(Economizer)가 설치된다.

종래의 이코노마이저가 구비된 선박의 보일러 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 기술에 따른 선박의 보일러 시스템을 도시한 구성도이다. 도 시된 바와 같이, 종래의 선박의 보일러 시스템(10)은 급수를 공급받아 연소열에 의해 가열하여 선박에 필요한 스팀이나 열수를 공급하는 보일러(11)와, 선박의 배기관에 각각 설치되어 배기관을 통해 배출되는 배기가스의 열을 이용하여 열매를 가열하는 다수의 이코노마이저(12)와, 이코노마이저(12) 각각의 열매가 급수를 가열시키도록 보일러(11)로 순환 공급되는 경로를 제공하는 열매순환라인(13)과, 열매순환라인(13)에서 이코노마이저(12) 각각의 전단에 설치되어 이코노마이저(12) 각각의 열매를 순환시키기 위한 펌핑력을 각각 제공하는 다수의 펌프(14)를 포함한다.

이와 같은 종래의 기술에 따른 선박의 보일러 시스템(10)은 펌프(14)들의 구동에 의해 이들 펌프(14) 각각에 해당하는 이코노마이저(12)에 의해 가열된 열매를 급수와의 열교환을 위해 보일러(11)로 순환 공급하게 되며, 이코노마이저(12)의 설치 위치에 따른 열매의 공급압력 차이로 발생되는 열매 공급량의 불균형을 보상하기 위하여 펌프(14)의 출력을 각각 조절한다.

상기한 바와 같이, 종래의 기술에 따른 선박의 보일러 시스템은 이코노마이저 각각에 열매 순환을 위한 펌프가 구비됨으로써 많은 수의 펌프를 요구하고, 이로 인해 설치 및 유지에 따른 많은 비용을 필요로 하며, 이코노마이저 각각으로부터 보일러로 공급되는 열매의 양을 일정하도록 하는 경우 펌프마다 출력을 각각 조절해야 하는 번거로움을 가지는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다수의 이코노마이저를 통한 열매의 순환에 사용되는 펌프의 수를 줄이도록 함으로써 설치 및 유지에 따른 비용을 절감하고, 이코노마이저 각각으로부터 보일러로 공급되는 열매의 양을 용이하게 조절하도록 한다.

본 발명에 따른 선박의 보일러 시스템은 선박의 보일러 시스템에 있어서, 급수를 가열하여 스팀이나 열수를 공급하는 보일러와, 선박의 배기가스의 열을 이용하여 열매를 가열하는 다수의 이코노마이저와, 이코노마이저 각각의 열매가 급수를 가열시키도록 보일러로 순환 공급되는 경로를 제공하는 열매순환라인과, 열매순환라인에 설치되며, 이노코마이저들의 열매 순환을 위한 펌핑력을 제공하는 메인 펌프와, 열매순환라인에 설치되며, 이코노마이저 각각의 열매량을 조절하는 열매량 조절수단을 포함한다.

본 발명은 다수의 이코노마이저를 통한 열매의 순환을 단일의 펌프에 의해 이루어지도록 함으로써 설치 및 유지에 따른 비용을 절감하고, 이코노마이저 각각으로부터 보일러로 공급되는 열매의 양을 용이하게 조절할 수 있으며, 사용중인 펌프가 고장으로 인해 열매의 순환이 곤란한 경우 정상인 펌프로 신속하고도 용이하게 교체함으로써 안정적인 열매의 순환을 가능하도록 하는 효과를 가지고 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 선박의 보일러 시스템을 도시한 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선박의 보일러 시스템(100)은 급수를 가열하는 보일러(Boiler; 110)와, 선박의 배기가스 열을 이용하여 열매를 가열하는 다수의 이코노마이저(Economizer; 120)와, 이코노마이저(120) 각각의 열매가 보일러(110)로 순환 공급되기 위한 경로를 제공하는 열매순환라인(130)과, 열매순환라인(130)에 설치되는 메인 펌프(140)와, 이코노마이저(120) 각각의 열매의 양을 조절하는 열매량 조절수단(150)을 포함한다.

보일러(110)는 외부로부터 급수를 공급받아 가열하여 선박에 필요한 스팀이나 열수를 공급하고, 일 예로 내부에 연소열에 의해 급수를 가열시키는 버너가 설 치되나, 이에 한하지 않고 전원의 공급에 의해 급수를 가열시키는 히터 등과 같은 다양한 가열수단이 설치될 수 있다.

이코노마이저(120)는 다수로 이루어지고, 선박으로부터 발생되는 배기가스, 예컨대 엔진에서 발생되는 배기가스가 통과하는 배기관 각각에 설치되어 배기가스의 열을 이용하여 열매를 가열하는데, 이 때, 열매로는 물이 사용됨으로써 배기가스의 열에 의해 스팀이나 열수, 또는 스팀과 열수를 함께 열매순환라인(130)을 통해서 보일러(110)로 공급되도록 한다.

열매순환라인(130)은 이코노마이저(120) 각각의 열매가 급수를 가열시키도록 보일러(110)로 순환 공급되는 경로를 제공하고, 이코노마이저(120) 각각의 열매가 보일러(110)로 동시에 공급되도록 이코노마이저(120)를 보일러(110)에 병렬로 연결시키며, 이를 위해 이코노마이저(120)가 각각 설치되는 다수의 분기라인(131)을 가진다.

메인 펌프(140)는 단일로 이루어지고, 열매순환라인(130)에서 분기라인(131)이 분기되는 지점의 전단에 설치되어 열매 순환을 위한 펌핑력을 이노코마이저(120) 각각으로 제공한다.

열매량 조절수단(150)은 유량을 조절하기 위한 다양한 수단들이 사용될 수 있으며, 본 실시예에서는 열매순환라인(130)에 설치되어 이코마이저(120) 각각의 열매량을 조절하는 다수의 오리피스(Orifice; 151)로 이루어진다.

오리피스(151)는 본 실시예에서 열매순환라인(130)의 분기라인(131)에서 이코노마이저(120) 각각의 전단에 설치되어 열매의 양을 조절하는데, 이에 한하지 않 고, 분기라인(131)에서 이코노마이저(120) 각각의 후단에 설치될 수 있다.

한편, 메인 펌프(140)가 고장으로 인해 열매를 순환시키지 못할 경우를 대비하여 열매순환라인(130)에 메인 펌프(140)를 바이패스(by-pass)하도록 연결하는 바이패스라인(161)에 예비 펌프(160)가 설치되고, 이러한 예비 펌프(160)는 메인 펌프(140)를 대신하여 이코노마이저(120) 각각에 펌핑력을 제공한다.

메인 펌프(140) 또는 예비 펌프(160)가 작동 시 작동하지 않는 측으로 열매가 역류되지 않도록 제 1 및 제 2 체크밸브(171,172)가 설치됨이 바람직하다.

제 1 및 제 2 체크밸브(171,172)는 열매순환라인(130)에서 메인 펌프(140)의 후단과 바이패스라인(161)에서 예비 펌프(160)의 후단에 열매의 역류를 차단하도록 각각 설치된다.

한편, 메인 펌프(140)와 예비 펌프(160)의 교대 작동은 작업자에 의해 수동으로 이루어질 수 있으나, 순환 공급되는 열매의 공급압력으로부터 메인 펌프(140)의 이상 유무를 판단하여 예비 펌프(160)의 전환을 자동으로 신속하게 이루어지도록 함이 바람직하며, 이를 위해 압력센서(180) 및 제어부(190)를 더 포함한다.

압력센서(180)는 열매순환라인(130)을 통한 열매의 공급압력을 측정하여 제어부(190)로 감지신호를 출력하고, 메인 펌프(140)의 작동 시 열매의 공급 압력과 예비 펌프(160)의 작동 시 열매의 공급 압력을 모두 측정함으로써 메인 펌프(140)와 예비 펌프(160)의 이상 여부를 모두 확인할 수 있도록 본 실시예에서처럼 열매순환라인(130)에서 메인 펌프(140)와 예비 펌프(160) 각각을 통과한 열매가 만나는 지점의 후단에 설치됨이 바람직하다. 따라서, 예비 펌프(160)의 작동 시 예비 펌 프(160)의 이상 여부를 판단하여 이상으로 판단되면 정상 작동하는 메인 펌프(140)로 교체시킬 수 있도록 한다.

제어부(190)는 압력 센서(180)의 감지신호를 수신받아 메인 펌프(140)와 예비 펌프(160)를 제어한다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 선박의 보일러 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.

이코노마이저(120) 각각이 선박의 배기가스 열을 이용하여 열매를 가열하여 스팀 또는 열수를 메인 펌프(140)의 펌핑력에 의해 보일러(110)로 공급하고, 보일러(110)로 공급된 고온의 열매는 급수와 열교환됨으로써 급수를 가열시킴으로써 선박에 필요한 스팀이나 열수를 공급하도록 한다. 이 때, 이코노마이저(120)로부터 공급되는 열매만으로 급수를 원하는 온도로 가열하기 곤란한 경우 보일러(110)에 마련되는 버너를 함께 사용할 수 있다.

한편, 이코노마이저(120) 각각이 보일러(110)에 동일 내지 근사한 양의 열매를 공급하도록 설정된 오리피스(151)들에 의해 보일러(110)에 열매가 균일하게 공급되도록 하는데, 이코노마이저(120)로 공급되는 배기가스의 온도나 양에 따라 보일러(110)로 각각 공급되는 열매의 온도가 최상이 되도록 오리피스(151) 각각의 내경을 적절하게 형성할 수 있다.

제어부(190)는 압력 센서(180)로부터 출력되는 열매의 공급압력에 대한 감지신호로부터 메인 펌프(140)의 이상 여부를 판단하여 열매의 공급압력이 메인 펌프(140)에 이상이 발생한 경우에 해당하는 압력을 나타내면, 메인 펌프(140)의 구 동을 정지시키고, 예비 펌프(160)를 작동시킴으로써 안정적인 열매의 순환을 가능하도록 한다.

한편, 제어부(190)는 예비 펌프(160)의 작동 시 압력 센서(180)로부터 출력되는 열매의 공급압력에 대한 감지신호로부터 예비 펌프(160)의 이상 여부를 판단하여 예비 펌프(160)에 이상이 발생하면, 예비 펌프(160)의 작동을 중지시키고, 정상적으로 수리를 마친 메인 펌프(140)를 작동시킴으로써 열매의 순환을 계속적으로 이루어지도록 할 수도 있다.

이상과 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 다수의 이코노마이저를 통한 열매의 순환을 단일의 펌프에 의해 이루어지도록 함으로써 설치 및 유지에 따른 비용을 절감하고, 이코노마이저 각각으로부터 보일러로 공급되는 열매의 양을 오리피스를 통해서 조절되도록 함으로써 보일러에 각각 공급되는 열매의 양의 조절을 용이하도록 하며, 사용중인 펌프가 고장으로 인해 열매의 순환이 곤란한 경우 정상인 펌프로 신속하고도 용이하게 교체함으로써 안정적인 열매의 순환을 가능하도록 한다.

이상에서와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다할 것이다.

도 1은 종래의 기술에 따른 선박의 보일러 시스템을 도시한 구성도이고,

도 2는 본 발명에 따른 선박의 보일러 시스템을 도시한 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 보일러 120 : 이코노마이저

130 : 열매순환라인 131 : 분기라인

140 : 메인 펌프 150 : 열매량 조절수단

151 : 오리피스 160 : 예비 펌프

161 : 바이패스라인 171,172 : 제 1 및 제 2 체크밸브

180 : 압력 센서 190 : 제어부

Claims

선박의 보일러 시스템에 있어서,

급수를 가열하여 스팀이나 열수를 공급하는 보일러와,

상기 선박의 배기가스의 열을 이용하여 열매를 가열하는 다수의 이코노마이저와,

상기 이코노마이저 각각의 열매가 상기 급수를 가열시키도록 상기 보일러로 순환 공급되는 경로를 제공하는 열매순환라인과,

상기 열매순환라인에 설치되며, 상기 이코노마이저들의 열매 순환을 위한 펌핑력을 제공하는 메인 펌프와,

상기 열매순환라인에 상기 메인 펌프를 바이패스하도록 연결되는 바이패스라인과,

상기 바이패스라인에 설치되며, 상기 메인 펌프를 대신하여 상기 이코노마이저 각각에 펌핑력을 제공하는 예비펌프와,

상기 열매순환라인에 설치되며, 상기 이코노마이저 각각의 열매량을 조절하는 열매량 조절수단

을 포함하는 선박의 보일러 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 열매량 조절수단은,

상기 열매순환라인에서 상기 이코노마이저 각각의 전단이나 후단에 마련되는 다수의 오리피스인 것

을 특징으로 하는 선박의 보일러 시스템.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 열매순환라인에서 상기 메인 펌프의 후단과 상기 바이패스라인에서 상기 예비 펌프의 후단에 열매의 역류를 차단하도록 각각 설치되는 제 1 및 제 2 체크밸브가 설치되는 것

을 특징으로 하는 선박의 보일러 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 열매순환라인을 통한 열매의 공급압력을 측정하여 감지신호로 출력하는 압력 센서와,

상기 압력 센서의 감지신호를 수신받아 상기 메인 펌프와 상기 예비 펌프를 제어하는 제어부

를 더 포함하는 선박의 보일러 시스템.
제 5 항에 있어서,

상기 압력 센서는

상기 열매순환라인에서 상기 메인 펌프와 상기 예비 펌프 각각을 통과한 열매가 만나는 지점의 후단에 설치되는 것

을 특징으로 하는 선박의 보일러 시스템.