KR101313557B1 - Heat Exchanger Apparatus for Ship - Google Patents

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Abstract

선박용 열교환 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 열교환 장치는 선박에 구비된 해수함(Sea Chest)으로부터 해수를 공급받아, 펌핑을 실시하는 해수펌프유닛과; 청수(Fresh Water)가 저장 및 공급가능하도록, 소정의 부피를 갖는 저장탱크와; 상기 저장탱크로부터 청수를 공급받아 펌핑을 실시하는 청수펌프유닛과; 선박의 운용에 필요한 기계류의 냉각을 위해, 상기 해수펌프유닛에서 펌핑된 해수와 상기 청수펌프유닛에서 펌핑된 청수가 상호 열교환이 이루어지는 열교환유닛과; 상기 청수펌프유닛과 상기 기계류 사이에 배치되고, 상기 열교환유닛을 경유하지 않고, 상기 기계류에 직접 청수를 공급하기 위한 바이패스관; 및 상기 기계류의 작동 상태와, 상기 기계류를 경유한 청수의 온도 및 압력 상태에 따라 상기 청수의 이동 방향을 제어하는 제어부를 포함한다.A marine heat exchanger device is disclosed. Marine heat exchange apparatus according to an embodiment of the present invention receives a seawater from the sea chest (Sea Chest) provided in the vessel, the seawater pump unit for performing the pumping; A storage tank having a predetermined volume so that fresh water can be stored and supplied; A fresh water pump unit for pumping water received from the storage tank; A heat exchange unit configured to mutually heat-exchange the seawater pumped from the seawater pump unit and the fresh water pumped from the fresh water pump unit for cooling the machinery required for operation of the ship; A bypass pipe disposed between the fresh water pump unit and the machinery, for supplying fresh water directly to the machinery without passing through the heat exchange unit; And a control unit for controlling the movement direction of the fresh water according to the operating state of the machinery, and the temperature and pressure of the fresh water via the machinery.

Description

선박용 열교환 장치{Heat Exchanger Apparatus for Ship}Heat Exchanger for Ships {Heat Exchanger Apparatus for Ship}

본 발명은 선박용 열교환 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박에 구비된 탑 사이드 장비의 냉각을 도모하기 위한 선박용 열교환 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a ship heat exchanger, and more particularly to a ship heat exchanger for cooling the top side equipment provided in the ship.

공업화와 산업화가 가속화함에 따라 천연자원(석유, 천연가스 등)의 사용량이 점차 증가되고 있으며, 매장량이 한정된 천연자원의 안정적인 생산과 공급이 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다. 이들 중 부유식 원유 생산저장설비FPSO(Floating Production Storage and Offloading)은 현재 유전에서 원유를 생산하기 위해 사용되고 있으며, LNG FPSO는 근래 들어 유전의 고갈 및 청정연료에 대한 수요의 증가로 인해 그 개발이 활발히 이루어지고 있다. 심해저 유전 개발에 있어서 FPSO나LNG FPSO는 해상에 부유한 상태에서 원유나 천연 가스를 정제, 저장 및 운반할 수 있는 부유식 해상 정유 공장이라고 할 수 있다.As industrialization and industrialization accelerate, the use of natural resources (petroleum, natural gas, etc.) is gradually increasing, and stable production and supply of natural resources with limited reserves are emerging as a very important problem. Among them, Floating Production Storage and Offloading (FPSO) is currently used to produce crude oil in oil fields, and LNG FPSO has been actively developed due to depletion of oil fields and increasing demand for clean fuel. It is done. In deep-sea oilfield development, FPSO or LNG FPSO is a floating offshore oil refinery that can refine, store and transport crude oil and natural gas while floating offshore.

상기 부유식 원유 생산저장설비에는 탑 사이드 장비의 냉각을 도모하기 위해 해수를 펌핑하여 냉각을 실시하였다. 이에 대해 도면을 참조하여 설명한다.The floating crude oil production and storage facility was cooled by pumping seawater in order to cool the top side equipment. This will be described with reference to the drawings.

첨부된 도 1을 참조하면, 부유식 원유 생산저장설비에 구비된 탑 사이드 장비(2)를 냉각하기 위해서는 고가의 케이슨 펌프(3)를 다수개 설치하고, 상기 케이슨 펌프(3)에 의해 펌핑된 해수가 상기 탑 사이드 장비(2)에 마련된 설비로 공급되면서 냉각을 실시하였다.Referring to FIG. 1, in order to cool the top side equipment 2 provided in the floating crude oil production and storage facility, a plurality of expensive caisson pumps 3 are installed and pumped by the caisson pumps 3. Cooling was performed while the seawater was supplied to the equipment provided in the top side equipment (2).

그러나, 상기 케이슨 펌프(3)는 일반적인 해수펌프에 비해 상대적으로 고가의 장비이고, 해수에 포함된 염분에 의해 구성품이 부식 및 오작동 될 수 있는 문제점이 유발되었다.However, the caisson pump (3) is a relatively expensive equipment compared to the general seawater pump, and the problem that the components can be corroded and malfunctioned by the salt contained in the seawater.

또한, 상기 탑 사이드 장비(2)의 다양한 작동 상태에 따라 능동적으로 열교환이 이루어지지 못하고, 단순히 펌핑에 따른 냉각만이 이루어지면서 상기 탑 사이드 장비(2)의 파손 또는 과열이 야기되어 이에 대한 기술적 대책을 필요로 하였다.
In addition, the heat exchange is not actively performed according to various operating states of the top side equipment (2), and only cooling due to pumping is performed, causing breakage or overheating of the top side equipment (2). It was necessary.

본 발명의 실시예들은 선박에 구비된 탑 사이드 장비의 안정적인 냉각을 도모하고자 한다.Embodiments of the present invention seek to ensure stable cooling of the top side equipment provided in the vessel.

본 발명의 실시예들은 탑 사이드 장비의 다양한 작동 상태에 따른 냉각을 도모하고자 한다.Embodiments of the present invention seek to provide cooling according to various operating conditions of the top side equipment.

본 발명의 실시예들은 청수의 부피 팽창에 상관없이 안정적인 냉각을 도모하고자 한다.
Embodiments of the present invention seek to provide stable cooling regardless of volume expansion of fresh water.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박에 구비된 해수함(Sea Chest)으로부터 해수를 공급받아, 펌핑을 실시하는 해수펌프유닛과; 청수(Fresh Water)가 저장 및 공급가능하도록, 소정의 부피를 갖는 저장탱크와; 상기 저장탱크로부터 청수를 공급받아 펌핑을 실시하는 청수펌프유닛과; 선박의 운용에 필요한 기계류의 냉각을 위해, 상기 해수펌프유닛에서 펌핑된 해수와 상기 청수펌프유닛에서 펌핑된 청수가 상호 열교환이 이루어지는 열교환유닛과; 상기 청수펌프유닛과 상기 기계류 사이에 배치되고, 상기 열교환유닛을 경유하지 않고, 상기 기계류에 직접 청수를 공급하기 위한 바이패스관; 및 상기 기계류의 작동 상태와, 상기 기계류를 경유한 청수의 온도 및 압력 상태에 따라 상기 청수의 이동 방향을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the invention, the seawater pump unit for receiving the seawater from the sea chest (Sea Chest) provided in the vessel, and performs the pumping; A storage tank having a predetermined volume so that fresh water can be stored and supplied; A fresh water pump unit for pumping water received from the storage tank; A heat exchange unit configured to mutually heat-exchange the seawater pumped from the seawater pump unit and the fresh water pumped from the fresh water pump unit for cooling the machinery required for operation of the ship; A bypass pipe disposed between the fresh water pump unit and the machinery, for supplying fresh water directly to the machinery without passing through the heat exchange unit; And it may include a control unit for controlling the movement direction of the fresh water according to the operating state of the machinery, and the temperature and pressure of the fresh water via the machinery.

상기 제어부는 상기 기계류가 셧 다운(shutdown)될 경우에는 상기 바이패스관을 통해 상기 기계류로 청수가 공급되도록 제어할 수 있다.The controller may control the fresh water to be supplied to the machinery through the bypass pipe when the machinery is shut down.

상기 제어부는 상기 기계류를 경유한 청수의 부피 팽창 또는 압력변동이 발생될 경우에 상기 저장탱크로 청수가 이동되도록 제어할 수 있다.The controller may control the fresh water to be moved to the storage tank when volume expansion or pressure fluctuation of the fresh water via the machinery occurs.

상기 열교환유닛은 병렬로 다수 개가 배치될 수 있다.The plurality of heat exchange units may be arranged in parallel.

상기 청수펌프유닛과 상기 기계류 사이에는 상기 청수펌프유닛에서 이송된 청수가 상기 열교환유닛을 경유하여 상기 기계류로 공급되기 위해 상기 열교환유닛으로 분기후 합류되는 공급관과; 상기 공급관에 마련된 조절 밸브를 더 포함할 수 있다.A supply pipe between the fresh water pump unit and the machinery and branched to the heat exchange unit to be supplied to the machinery via the heat exchange unit; It may further include a control valve provided in the supply pipe.

상기 저장탱크는 오버플로우관과 연결될 수 있다.
The storage tank may be connected to the overflow pipe.

본 발명의 실시예들은 기계류의 작동 상태에 따라 청수에 의한 냉각이 능동적으로 이루어질 수 있다.Embodiments of the present invention can be actively cooled by fresh water according to the operating state of the machinery.

본 발명의 실시예들은 청수에 의한 냉각이 밀폐형이 아닌, 개방형 타입으로 이루어지면서, 상기 청수의 온도 상승 및 부피팽창에 따른 안정적인 제어가 가능해질 수 있다.Embodiments of the present invention, while cooling by the fresh water is made of an open type, not a closed type, it is possible to enable a stable control according to the temperature rise and volume expansion of the fresh water.

본 발명의 실시예들은 기계류 냉각시 각종 장비의 부식을 방지하고, 파손을 사전에 예방할 수 있다.
Embodiments of the present invention can prevent corrosion of various equipments during the cooling of machinery, and prevent damage in advance.

도 1은 종래의 기계류의 냉각을 위한 펌프가 설치된 상태를 간략히 도시한 도면.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 의한 선박용 열교환 장치의 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 제어부 및 상기 제어부와 연결된 주요 구성 요소의 관계를 도시한 도면.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 의한 선박용 열교환 장치의 작동 상태도.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 선박용 열교환 장치의 작동 상태도.1 is a view schematically showing a state in which a pump for cooling conventional machinery is installed.
2a to 2b is a view showing the configuration of a ship heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a relationship between a control unit and main components connected to the control unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 4a to 4b is an operating state diagram of the ship heat exchange apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 to 6 is an operational state diagram of the ship heat exchange apparatus according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 열교환 장치의 구성에 대해 첨부된 도 2a 내지 도 2b를 참조하여 설명한다.The configuration of a ship heat exchanger according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2A to 2B.

본 발명의 실시예에 따른 선박은, 자항능력을 가진 선박 뿐만 아니라 FPSO(Floating Production Storage Offloading), LNG-FPSO(Floating Production Storage Offloading) 등 부유식 해상 구조물을 포함할 수 있다.The ship according to the embodiment of the present invention may include a floating offshore structure such as Floating Production Storage Offloading (FPSO), Floating Production Storage Offloading (NGSO-FPSO), as well as a ship having self-defense capability.

본 명세서에서는 선박의 예로LNG-FPSO(Floating Production Storage Offloading)를 들어 설명한다.In the present specification, an example of a vessel will be described as LNG-FPSO (Floating Production Storage Offloading).

액화천연가스의 생산설비를 갖춘 부유식 시설(FLNG) 또는 부유식 원유 생산저장설비(LNG-FPSO)(이하 FLNG)의 선수 또는 선미에는 탑 사이드 장비(800)가 배치될 수 있다.Top side equipment 800 may be disposed at the bow or stern of the floating facility (FLNG) equipped with the production of liquefied natural gas (LNG-FPSO) (hereinafter referred to as FLNG).

상기 탑 사이드 장비(800)는 상기 FLNG에 마련된 액화 플랜트 또는 프로세스 플랜트의 냉각을 위한 장비를 말한다.The top side equipment 800 refers to equipment for cooling the liquefaction plant or process plant provided in the FLNG.

상기 FLNG에는 해수함(10)으로 해수를 공급받아 펌핑이 이루어지는 해수펌프유닛(100)이 구비되고, 상기 해수함(10)과 해수펌프유닛 사이에는 해수 공급관(20)이 배치된다. 상기 해수펌프유닛(100)에는 다수개의 해수펌프가 구비될 수 있다.The FLNG is provided with a seawater pump unit 100 in which seawater is pumped to the seawater box 10, and a seawater supply pipe 20 is disposed between the seawater box 10 and the seawater pump unit. The seawater pump unit 100 may be provided with a plurality of seawater pumps.

상기 해수펌프는 탑 사이드 장비(800)에 해수를 펌핑하기 위한 해수펌프(101a,101b)가 다수개가 구비될 수 있다.The seawater pump may be provided with a plurality of seawater pumps 101a and 101b for pumping seawater to the top side equipment 800.

이와 같이 구비되는 이유는 어느 하나의 해수펌프(101a)가 고장날 경우에도, 다른 해수펌프(101b)가 정상적으로 작동되면서 탑 사이드 장비(800)에 해수를 펌핑시키기 위해서이다.The reason provided in this way is to pump the seawater to the top side equipment 800 while the other seawater pump 101b is normally operated even when one seawater pump 101a is broken.

상기 해수펌프(101a,101b)는 해수를 펌핑하여 배관(21)을 통해 열교환유닛(400)이 배치된 A구간으로 펌핑을 실시할 수 있다.The sea water pumps 101a and 101b may pump seawater to a section A where the heat exchange unit 400 is disposed through a pipe 21.

상기 해수펌프유닛(100)은 선박에 구비된 밸러스트 탱크(미도시)에 해수를 공급하기 위해 B구간으로 해수를 공급할 수 있다.The seawater pump unit 100 may supply seawater to section B in order to supply seawater to a ballast tank (not shown) provided in the vessel.

또한 발전기의 냉각을 도모하기 위한 냉각펌프(102a,102b)가 마련되고, 액화장비의 냉각을 위한 냉각펌프(103a,103b)가 마련되며, 가스터빈의 냉각을 도모하기 위한 냉각펌프(104a,104b)가 마련될 수 있다.In addition, cooling pumps 102a and 102b for cooling the generator are provided, cooling pumps 103a and 103b for cooling the liquefaction equipment are provided, and cooling pumps 104a and 104b for cooling the gas turbine. ) May be provided.

청수는 청수 공급원(1)으로부터 저장탱크(200)로 청수가 공급 및 저장될 수 있다.Fresh water may be supplied and stored from the fresh water supply source 1 to the storage tank 200.

상기 저장탱크(200)는 소정의 부피를 가지며, 내부에 다량의 청수가 저장 및 공급될 수 있는 크기를 가질 수 있다.The storage tank 200 may have a predetermined volume and may have a size capable of storing and supplying a large amount of fresh water therein.

상기 저장탱크(200)는 상기 청수가 탑 사이드 장비(800)와 열교환에 의해 압력이 변화되고, 부피가 팽창될 경우에 상기 청수의 팽창량에 대응하기 위해 구비될 수 있다.The storage tank 200 may be provided to correspond to the expansion amount of the fresh water when the pressure is changed by the heat exchange with the top side equipment 800, the volume is expanded.

상기 저장탱크(200)는 선박에 구비되어 팽창탱크로서의 역할을 할 수 있으며, 상부에 청수의 부피 팽창에 따른 외부 배출을 도모하기 위한 오버 플로우관(210)이 마련될 수 있다.The storage tank 200 may be provided in a vessel to serve as an expansion tank, and an overflow pipe 210 may be provided at an upper portion to facilitate external discharge due to volume expansion of fresh water.

청수펌프유닛(300)은 상기 저장탱크(200)로부터 청수를 공급받아 상기 탑 사이드 장비(800)에 청수를 공급할 수 있으며, 상기 저장탱크(200)와 상기 청수펌프유닛(300)은 청수유입관(22)을 매개로 서로 간에 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다.The fresh water pump unit 300 may receive fresh water from the storage tank 200 to supply fresh water to the top side equipment 800, and the storage tank 200 and the fresh water pump unit 300 are fresh water inflow pipes. It can be connected in fluid communication with each other via (22).

청수펌프유닛(300)은 복수개의 청수펌프가 배치될 수 있으며, 본 실시예에서는 제1,2 청수펌프(310,320)가 마련될 수 있다. 상기 제1,2 청수펌프(310,320)는 병렬로 배치되며, 후술할 제어부(600)에 의해 제어될 수 있다.The fresh water pump unit 300 may be provided with a plurality of fresh water pumps, and in the present embodiment, first and second fresh water pumps 310 and 320 may be provided. The first and second fresh water pumps 310 and 320 may be disposed in parallel and controlled by the controller 600 to be described later.

열교환유닛(400)은 상기 청수펌프유닛(300)에서 펌핑된 청수와, 해수펌프유닛(100)에서 펌핑된 해수가 서로 간에 열교환이 이루어질 수 있다. 상기 열교환유닛(400)은 병렬로 다수 개가 배치될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 적어도 하나 이상 배치될 수 있다. 또한, 상기 열교환유닛(400)은 공급관(700)을 통해 해수가 공급될 수 있다.The heat exchange unit 400 may exchange heat between the fresh water pumped from the fresh water pump unit 300 and the sea water pumped from the sea water pump unit 100. The plurality of heat exchange units 400 may be arranged in parallel, but is not limited thereto and may be disposed at least one. In addition, the heat exchange unit 400 may be supplied to the sea water through the supply pipe (700).

보다 상세하게는 상기 열교환유닛(400)에 제1 공급관(710)과 제2 공급관(720)이 각각 연결 배치될 수 있다.In more detail, the first supply pipe 710 and the second supply pipe 720 may be connected to the heat exchange unit 400, respectively.

상기 제1,2 공급관(710,720)에는 밸브(701)가 구비될 수 있으며, 상기 열교환유닛(400)으로 공급되는 청수량을 조절할 수 있다.Valves 701 may be provided in the first and second supply pipes 710 and 720, and the fresh water supplied to the heat exchange unit 400 may be adjusted.

상기 열교환유닛(400)은 제1 열교환기(410)와, 제2 열교환기(420)를 포함할 수 있다.The heat exchange unit 400 may include a first heat exchanger 410 and a second heat exchanger 420.

상기 제1,2 열교환기(410,420)는 동일한 구조로 이루어지며, 상기 제1,2 열교환기(410,420) 내부로 각각 공급되는 청수와 해수는 대향 이동될 수 있다.The first and second heat exchangers 410 and 420 may have the same structure, and the fresh water and the sea water supplied into the first and second heat exchangers 410 and 420 may be moved to face each other.

상기 공급관(700)은 바이패스관(500)을 포함할 수 있다.The supply pipe 700 may include a bypass pipe 500.

상기 바이패스관(500)은 앞서 설명된 제1,2 열교환기(410,420)를 경유하지 않고, 청수가 탑 사이드 장비(800)로 직접 공급될 수 있다. 상기 바이패스관(500)의 상세한 설명은 후술하기로 한다.The bypass pipe 500 may be supplied directly to the top side equipment 800 without passing through the first and second heat exchangers 410 and 420 described above. Detailed description of the bypass pipe 500 will be described later.

상기 공급관(700)은 제1,2 열교환기(410,420)를 경유한 청수의 이동 방향을 전환 가능하게 하는 조절밸브(702)가 구비될 수 있다. 상기 조절밸브(702)는 3웨이 밸브가 사용될 수 있으며, 제어부(600)에 의해 작동 상태가 제어될 수 있다.The supply pipe 700 may be provided with a control valve (702) for changing the direction of movement of fresh water via the first and second heat exchangers (410,420). The control valve 702 may be a three-way valve, the operation state may be controlled by the controller 600.

상기 조절밸브(702)는 상기 공급관(700)을 통해 탑 사이드 장비(800)로 공급되는 청수의 온도를 감지하는 온도 감지기(702a)가 마련될 수 있다.The control valve 702 may be provided with a temperature sensor 702a for detecting the temperature of the fresh water supplied to the top side equipment 800 through the supply pipe 700.

상기 공급관(700)과 탑 사이드 장비(800) 사이에는 상기 공급관(700)과 연결된 제1 연결관(23)이 마련될 수 있다.A first connection pipe 23 connected to the supply pipe 700 may be provided between the supply pipe 700 and the top side equipment 800.

또한 상기 탑 사이드 장비(800)와 제1 연결관(23) 사이에는 상기 기계류에 구비된 각각의 기계 장치에 청수를 공급하기 위한 제2 연결관(24)이 마련될 수 있다.In addition, a second connecting tube 24 may be provided between the top side equipment 800 and the first connecting tube 23 to supply fresh water to each of the mechanical devices provided in the machinery.

상기 탑 사이드 장비(800)는 열교환된 청수를 청수펌프유닛(300)으로 공급하기 위한 환수관(25)과 연결 설치될 수 있다.The top side equipment 800 may be connected to the return pipe 25 for supplying the heat-exchanged fresh water to the fresh water pump unit 300.

상기 환수관(25)은 다수개의 제2 연결관(24)과 연결 설치될 수 있다.
The return pipe 25 may be connected to the plurality of second connecting pipes 24.

본 발명의 일 실시예예 의한 제어부에 대해 도면을 참조하여 설명한다.A control unit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

첨부된 도 3을 참조하면, 제어부(600)는 해수펌프유닛(100)의 온, 오프 작동상태와, 탑 사이드 장비(800)의 작동상태와, 청수펌프유닛(300)의 작동상태를 실시간으로 전송받을 수 있다.Referring to FIG. 3, the control unit 600 controls the on / off operation state of the seawater pump unit 100, the operation state of the top side equipment 800, and the operation state of the fresh water pump unit 300 in real time. Can be sent.

또한, 유량 감지기(20a)와 온도 감지기(702a)를 통해 청수의 유량과 온도에 관한 데이터를 입력받을 수 있다.In addition, the flow sensor 20a and the temperature sensor 702a may receive data regarding the flow rate and temperature of the fresh water.

상기 제어부(600)은 입력된 데이터에 따라서, 조절 밸브(702)와 유량 조절 밸브(20b)의 작동 상태를 제어할 수 있다. 여기서, 조절 밸브(702)는 공급관(700)을 통해 탑 사이드 장비(800)로 공급되는 청수의 유량을 조절하는 밸브이고, 유량 조절밸브(20b)는 청수펌프유닛(300)으로부터 토출되는 청수가 탑 사이드 장비(800)를 거치지 않고 바로 환수관(25)으로 환수되도록 유량을 조절하는 밸브이다.The controller 600 may control an operation state of the control valve 702 and the flow control valve 20b according to the input data. Here, the control valve 702 is a valve for adjusting the flow rate of fresh water supplied to the top side equipment 800 through the supply pipe 700, the flow rate control valve 20b is the fresh water discharged from the fresh water pump unit 300 It is a valve to adjust the flow rate to be directly returned to the return pipe 25 without passing through the top side equipment (800).

상기 제어부(600)는 상기 탑 사이드 장비(800)가 셧다운될 경우에는 열교환유닛(400)을 경유하지 않고, 바이패스관(500)을 통해 상기 탑 사이드 장비(800)로 청수를 직접 공급하도록 제어할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.The control unit 600 controls to supply fresh water directly to the top side equipment 800 through the bypass pipe 500 without passing through the heat exchange unit 400 when the top side equipment 800 is shut down. can do. A detailed description thereof will be given later.

상기 제어부(600)는 상기 해수펌프유닛(100)과 청수펌프유닛(300)에 구비된 펌프의 펌핑제어를 통해 탑 사이드 장비(800)로 공급되는 청수 또는 해수의 양을 조절할 수 있다.
The controller 600 may adjust the amount of fresh or sea water supplied to the top side equipment 800 through pumping control of the pumps provided in the sea water pump unit 100 and the fresh water pump unit 300.

이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 선박용 열교환 장치의 작동 상태를 도면을 참조하여 설명한다. 참고로 첨부된 도 4a는 해수펌프유닛(100)과 청수펌프유닛(300) 및 탑 사이드 장비(800)가 이상 유무 없이 정상적으로 작동되는 상태를 의미한다.The operating state of the ship heat exchanger according to the present invention configured as described above will be described with reference to the drawings. Referring to FIG. 4A, the seawater pump unit 100, the fresh water pump unit 300, and the top side equipment 800 are normally operated without abnormalities.

첨부된 도 4a 내지 도 4b를 참조하면, 제어부(600)는 탑 사이드 장비(800)에 구비된 액화 플랜트 또는 프로세스 플랜트의 냉각을 위한 장비가 작동되면서, 상기 탑 사이드 장비(800)의 냉각을 위해 해수펌프(101a,101b)에 제어신호를 전송하여 작동시킨다.4A to 4B, the control unit 600 is operated for cooling the liquefaction plant or the process plant provided in the top side equipment 800, for cooling the top side equipment 800 The control signal is transmitted to the sea water pumps 101a and 101b.

상기 해수펌프(101a,101b)는 해수함(10)으로부터 공급된 해수를 해수 공급관(20)으로부터 공급받아 제1,2 열교환기(410,420)로 펌핑을 실시한다.The sea water pumps 101a and 101b receive seawater supplied from the seawater box 10 from the seawater supply pipe 20 and pump the seawater pumps to the first and second heat exchangers 410 and 420.

이와 동시에 제어부(600)는 제1,2 청수펌프(310,320)에 제어신호를 전송하여 작동시킨다.At the same time, the control unit 600 operates by transmitting control signals to the first and second fresh water pumps 310 and 320.

상기 제1,2 청수펌프(310,320)는 청수를 공급관(700)으로 펌핑하고, 상기 청수는 제1,2 공급관(710,720)으로 각각 분기되어 제1,2 열교환기(410,420)로 각각 공급된다.The first and second fresh water pumps 310 and 320 pump fresh water into the supply pipe 700, and the fresh water is branched into the first and second supply pipes 710 and 720, respectively, and is supplied to the first and second heat exchangers 410 and 420, respectively.

상기 제1,2 열교환기(410,420)에서는 해수펌프(101a,101b)에 의해 펌핑된 저온의 해수와, 제1,2 청수펌프(310,320)에 의해 펌핑된 청수가 서로 간에 열교환이 이루어진다.The first and second heat exchangers 410 and 420 exchange heat between the low temperature seawater pumped by the sea water pumps 101a and 101b and the fresh water pumped by the first and second fresh water pumps 310 and 320.

상기 해수는 별도의 배관 라인을 통해 바다로 배출되고, 저온 상태로 열교환된 청수는 조절밸브(702)와 제1,2 연결관(23,24)을 경유하여 탑 사이드 장비(800)로 공급된다.The sea water is discharged to the sea through a separate pipe line, and the fresh water heat-exchanged at a low temperature is supplied to the top side equipment 800 via the control valve 702 and the first and second connection pipes 23 and 24. .

제어부(600)는 상기 조절밸브(702)를 경유하여 탑 사이드 장비(800)로 공급되는 청수량을 조절할 수 있다.The controller 600 may adjust the amount of fresh water supplied to the top side equipment 800 via the control valve 702.

보다 상세하게는 온도 감지기(702a)를 통해 감지된 온도 데이터 정보를 지속적으로 모니터링하면서 상기 탑 사이드 장비(800)로 공급되는 청수량을 조절할 수 있다.More specifically, it is possible to adjust the amount of fresh water supplied to the top side equipment 800 while continuously monitoring the temperature data information detected by the temperature sensor 702a.

청수는 탑 사이드 장비(800)에 공급되어 열교환을 실시한 후에, 환수관(25)을 통해 상기 제1,2 청수펌프(310,320)로 순환 공급될 수 있다.
After the fresh water is supplied to the top side equipment 800 to perform heat exchange, the fresh water may be circulated and supplied to the first and second fresh water pumps 310 and 320 through the return pipe 25.

본 발명의 다른 실시예에 의한 선박용 열교환 장치의 작동 상태를 첨부된 도 5를 참조하여 설명한다. 참고로 상기 도 5는 기계류가 셧 다운된 상태에서 상기 탑 사이드 장비(800)의 냉각을 위해 작동되는 상태가 도시되었다.The operating state of the ship heat exchanger according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5. For reference, FIG. 5 illustrates a state in which the machinery is operated to cool the top side equipment 800 in a shut down state.

탑 사이드 장비(800)에 구비된 액화 플랜트 또는 프로세스 플랜트의 냉각을 위한 장비는 정상적으로 작동되다가 에러 또는 오작동이 발생 되면서 셧 다운될 수 있다.The equipment for cooling the liquefaction plant or the process plant provided in the top side equipment 800 may be shut down with an error or malfunction while operating normally.

상기 탑 사이드 장비(800)의 셧 다운 정보는 제어부(600)에 전송되고, 상기 제어부(600)는 해수펌프(101a,101b)가 미작동되도록 제어 신호를 상기 해수펌프(101a,101b)에 전송한다.Shutdown information of the top side equipment 800 is transmitted to the control unit 600, the control unit 600 transmits a control signal to the sea water pump (101a, 101b) to deactivate the sea water pump (101a, 101b) do.

제어부(600)는 상기 탑 사이드 장비(800)에는 청수가 공급되도록, 제1,2 청수펌프(310,320)를 작동시켜 바이패스관(500)으로 청수를 공급시킨다.The control unit 600 supplies fresh water to the bypass pipe 500 by operating the first and second fresh water pumps 310 and 320 so that fresh water is supplied to the top side equipment 800.

제어부(600)는 조절밸브(702)의 전환 상태를 제어하여, 상기 바이패스관(500)을 경유하여 탑 사이드 장비(800)로 청수가 이동되도록 할 수 있다.The control unit 600 may control the switching state of the control valve 702 to allow the fresh water to move to the top side equipment 800 via the bypass pipe 500.

제어부(600)는 탑 사이드 장비(800)로 공급되는 청수의 온도를 온도 감지기(702a)를 통해 입력받아서, 상기 청수의 온도 상태를 모니터링 할 수 있다.The controller 600 may receive the temperature of the fresh water supplied to the top side equipment 800 through the temperature sensor 702a and monitor the temperature state of the fresh water.

상기 청수는 탑 사이드 장비(800)를 경유하여 환수관(25)을 통해 환수되어, 상기 제1,2 청수펌프(310,320)으로 재공급될 수 있다.
The fresh water may be returned to the first and second fresh water pumps 310 and 320 through the return pipe 25 through the top side equipment 800.

본 발명의 다른 실시예에 의한 선박용 열교환 장치의 작동 상태를 첨부된 도 6을 참조하여 설명한다.The operating state of the ship heat exchanger according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6.

참고로 상기 도 6은 기계류를 경유한 청수가 부피 팽창이 발생된 경우의 작동 상태에 해당될 수 있다.For reference, FIG. 6 may correspond to an operating state when fresh water passing through machinery is subjected to volume expansion.

제어부(600)는 탑 사이드 장비(800)에 구비된 액화 플랜트 또는 프로세스 플랜트의 냉각을 위한 장비가 작동되면서, 상기 탑 사이드 장비(800)의 냉각을 위해 해수펌프(101a,101b)에 제어신호를 전송하여 작동시킨다.The control unit 600 operates the equipment for cooling the liquefaction plant or the process plant provided in the top side equipment 800, the control signal to the sea water pump (101a, 101b) for cooling the top side equipment (800) Send it to work.

상기 해수펌프(101a,101b)는 해수함(10)으로부터 공급된 해수를 해수 공급관(20)으로부터 공급받아 제1,2 열교환기(410,420)로 펌핑을 실시한다.The sea water pumps 101a and 101b receive seawater supplied from the seawater box 10 from the seawater supply pipe 20 and pump the seawater pumps to the first and second heat exchangers 410 and 420.

이와 동시에 제어부(600)는 제1,2 청수펌프(310,320)에 제어신호를 전송하여 작동시킨다.At the same time, the control unit 600 operates by transmitting control signals to the first and second fresh water pumps 310 and 320.

상기 제1,2 청수펌프(310,320)는 청수를 공급관(700)으로 펌핑하고, 상기 청수는 제1,2 공급관(710,720)으로 각각 분기되어 제1,2 열교환기(410,420)로 각각 공급된다.The first and second fresh water pumps 310 and 320 pump fresh water into the supply pipe 700, and the fresh water is branched into the first and second supply pipes 710 and 720, respectively, and is supplied to the first and second heat exchangers 410 and 420, respectively.

상기 제1,2 열교환기(410,420)에서는 해수펌프(101a,101b)에 의해 펌핑된 저온의 해수와, 제1,2 청수펌프(310,320)에 의해 펌핑된 청수가 서로 간에 열교환이 이루어진다.The first and second heat exchangers 410 and 420 exchange heat between the low temperature seawater pumped by the sea water pumps 101a and 101b and the fresh water pumped by the first and second fresh water pumps 310 and 320.

상기 해수는 별도의 배관 라인을 통해 바다로 배출되고, 저온 상태로 열교환된 청수는 조절밸브(702)와 제1,2 연결관(23,24)을 경유하여 탑 사이드 장비(800)로 공급된다.The sea water is discharged to the sea through a separate pipe line, and the fresh water heat-exchanged at a low temperature is supplied to the top side equipment 800 via the control valve 702 and the first and second connection pipes 23 and 24. .

제어부(600)는 상기 조절밸브(702)를 경유하여 탑 사이드 장비(800)로 공급되는 청수량을 조절할 수 있다.The controller 600 may adjust the amount of fresh water supplied to the top side equipment 800 via the control valve 702.

보다 상세하게는 온도 감지기(702a)를 통해 감지된 온도 데이터 정보를 지속적으로 모니터링하면서 상기 탑 사이드 장비(800)로 공급되는 청수량을 조절할 수 있다.More specifically, it is possible to adjust the amount of fresh water supplied to the top side equipment 800 while continuously monitoring the temperature data information detected by the temperature sensor 702a.

상기 탑 사이드 장비(800)는 갑작스런 로드 증가로 인해 상기 탑 사이드 장비(800)를 경유하여 환수관(25)으로 이동되는 청수의 온도 및 압력이 급격하게 증가 되면서 부피팽창이 발생될 수 있다.The top side equipment 800 may generate a volume expansion as the temperature and pressure of the fresh water moved to the return pipe 25 through the top side equipment 800 suddenly increase due to a sudden load increase.

상기 청수가 부피팽창된 상태에서 공급관(700)과 제1,2 연결관(23,24) 및 환수관(25)을 통해 지속적으로 순환이 이루어질 경우에는, 배관의 균열 또는 손상 및 탑 사이드 장비(800)에 마련된 구성품을 파손시킬 수 있다.When the circulation is continuously circulated through the supply pipe 700 and the first and second connection pipes 23 and 24 and the return pipe 25 in the state where the fresh water is expanded, cracks or damage of the pipe and top side equipment ( The component provided in 800 may be damaged.

제어부(600)는 이를 방지하기 위해 상기 온도 감지기(702a)에서 수신되는 청수의 온도 데이터 신호를 모니터링 하다가, 급격하게 청수의 온도가 상승된 것으로 판단되면, 상기 제1,2 청수펌프(310,320)의 작동을 일시적으로 중지하거나, 회전수를 조절하여 열교환유닛(400)으로 펌핑되는 청수량이 감소되도록 제어한다.To prevent this, the controller 600 monitors the temperature data signal of the fresh water received by the temperature sensor 702a, and if it is determined that the temperature of the fresh water is rapidly increased, the first and second fresh water pumps 310 and 320 The operation is temporarily stopped or controlled to reduce the amount of fresh water pumped to the heat exchange unit 400 by adjusting the rotation speed.

그러면 상기 제1,2 청수펌프(310,320)로 공급되는 청수량이 중지 또는 감소되고, 부피 팽창된 청수는 청수유입관(22)을 통해 저장탱크(200)로 이동되고, 상기 저장탱크(200)의 내부로 부피 팽창된 팽창량에 해당되는 청수가 공급되면서 안정적으로 해소될 수 있다.Then, the fresh water supplied to the first and second fresh water pumps 310 and 320 is stopped or reduced, and the volume-expanded fresh water is moved to the storage tank 200 through the fresh water inlet pipe 22, and the storage tank 200 The fresh water corresponding to the volume of the expansion of the volume of the expansion can be stably resolved.

만약, 청수의 부피 팽창량이 과도할 경우에는 오버플로우관(210)을 통해서 일부의 청수가 외부로 배출되면서, 상기 탑 사이드 장비(800)를 경유하면서 부피팽창된 팽창량이 해소될 수 있다.If the volume expansion of the fresh water is excessive, some of the fresh water is discharged to the outside through the overflow pipe 210, and the volume expanded expansion can be solved while passing through the top side equipment 800.

상기 제어부(600)는 소정의 시간 경과 후, 제1,2 청수펌프(310,320)를 재가동시켜서, 해수와 열교환된 청수를 탑 사이드 장비(800)로 공급시켜 지속적인 냉각이 이루어지도록 제어를 할 수 있다.
The control unit 600 may restart the first and second fresh water pumps 310 and 320 after a predetermined time elapses, and supply the fresh water heat-exchanged with the sea water to the top side equipment 800 to control continuous cooling. .

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 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 of the invention as set forth in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.

100 : 해수펌프유닛
200 : 저장탱크
300 : 청수펌프유닛
310,320 : 제1,2 청수펌프
400 : 열교환유닛
410,420 : 제1,2 열교환기
500 : 바이패스관
600 : 제어부
700 : 공급관
800 : 기계류100: sea water pump unit
200: storage tank
300: fresh water pump unit
310,320: 1st, 2nd fresh water pump
400: heat exchange unit
410,420: First and second heat exchanger
500: bypass tube
600:
700: supply pipe
800: machinery

Claims (6)

선박에 구비된 해수함(Sea Chest)으로부터 해수를 공급받아, 펌핑을 실시하는 해수펌프유닛;
청수(Fresh Water)가 저장 및 공급가능하도록, 소정의 부피를 갖는 저장탱크;
상기 저장탱크로부터 청수를 공급받아 펌핑을 실시하는 청수펌프유닛;
선박의 운용에 필요한 기계류의 냉각을 위해, 상기 해수펌프유닛에서 펌핑된 해수와 상기 청수펌프유닛에서 펌핑된 청수가 상호 열교환이 이루어지는 열교환유닛;
상기 청수펌프유닛과 상기 기계류 사이에 배치되고, 상기 열교환유닛을 경유하지 않고, 상기 기계류에 직접 청수를 공급하기 위한 바이패스관; 및
상기 기계류, 상기 해수펌프유닛, 상기 청수펌프유닛의 작동 상태 정보와, 상기 기계류를 경유한 청수의 온도, 유량 및 압력 상태 정보에 따라 유량 조절 밸브와 조절 밸브를 이용하여 상기 청수의 이동 방향을 제어하는 제어부;를 포함하되,
상기 열교환유닛은 병렬로 다수 개가 배치되고,
상기 청수펌프유닛과 상기 기계류 사이에는 상기 청수펌프유닛에서 이송된 청수가 상기 열교환유닛을 경유하여 상기 기계류로 공급되기 위해 상기 열교환유닛으로 분기후 합류되는 공급관과, 상기 공급관에 마련된 조절 밸브가 배치되고,
상기 기계류를 경유한 청수는 상기 청수펌프유닛으로 이동되되,
상기 제어부는 상기 기계류를 경유한 청수가 설정 값 이상의 온도를 가지는 경우에는 상기 청수를 상기 저장탱크로 이동시켜 상기 청수펌프유닛으로 공급되는 청수량이 감소되거나 청수 공급이 중단되도록 하는 선박용 열교환 장치.A seawater pump unit receiving seawater from a sea chest provided in the ship and performing pumping;
A storage tank having a predetermined volume so that fresh water can be stored and supplied;
A fresh water pump unit which receives fresh water from the storage tank and performs pumping;
In order to cool the machinery required for the operation of the vessel, the seawater pumped from the sea water pump unit and the fresh water pumped from the fresh water pump unit is a heat exchange unit for mutual heat exchange;
A bypass pipe disposed between the fresh water pump unit and the machinery, for supplying fresh water directly to the machinery without passing through the heat exchange unit; And
Control the movement direction of the fresh water by using the flow control valve and the control valve according to the operating state information of the machinery, the sea water pump unit, the fresh water pump unit and the temperature, flow rate and pressure state information of the fresh water via the machinery To include; but including;
The heat exchange unit is arranged in plurality in parallel,
Between the fresh water pump unit and the machinery, a supply pipe for branching and joining the heat exchange unit for supplying fresh water transferred from the fresh water pump unit to the machinery via the heat exchange unit, and a control valve provided in the supply pipe is disposed. ,
Fresh water via the machinery is moved to the fresh water pump unit,
And the control unit moves the fresh water to the storage tank when the fresh water via the machinery has a temperature equal to or higher than a set value, thereby reducing the amount of fresh water supplied to the fresh water pump unit or stopping the fresh water supply. 제1 항에 있어서,
상기 제어부는
상기 기계류가 셧 다운(shutdown)될 경우에는 상기 바이패스관을 통해 상기 기계류로 청수가 공급되도록 제어하는 선박용 열교환 장치.The method according to claim 1,
The control unit
When the machinery is shut down (shutdown) The ship heat exchanger for controlling to supply fresh water to the machinery through the bypass pipe. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 저장탱크는
오버플로우관이 연결된 것을 특징으로 하는 선박용 열교환 장치.The method according to claim 1,
The storage tank
Ship heat exchanger, characterized in that the overflow pipe is connected.
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