KR101516244B1 - 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원유를 하역하기 위한 카고펌프를 구비한 선체, 외부로부터 해수를 공급받아 상기 카고펌프를 냉각시키는 냉각유닛, 상기 선체에 구비되며 외부의 해수를 상기 냉각유닛으로 공급하는 해수라인, 선체에서 발생된 폐열을 회수하여 전력을 생산하는 폐열회수유닛, 상기 해수라인상에서 분기되어 해수를 상기 폐열회수유닛에 전달하는 냉각라인 및 상기 해수라인상에 구비되어 해수를 펌핑하는 해수펌핑유닛을 포함하는 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박이 개시된다.

Description

카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박{Vessel Having Sea Water Pumping Unit for Cargo Pump}

본 발명은 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카고펌프의 냉각에 사용되는 해수펌핑유닛을 이용하여 폐열회수유닛에 해수를 냉매로 제공하는 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에 관한 것이다.

최근 선박의 에너지 효율을 향상시켜 연료비를 감소시키고 선박 운항의 친환경성을 확보하고자 하는 노력이 많이 진행되고 있다. 그 노력의 일환으로 선박내 펌프류 등의 유량을 가변적으로 조절하여 시스템에 필요한 설정온도에 맞도록 유량을 공급하면서 펌프류 등에서 소모되는 에너지를 절감하는 시스템이 개발되고 있다.

특히 원유운반선(COT선박)의 경우 각 기기류의 냉각 및 구동을 위해 다수의 펌프를 구비하고 있다. 이중 스팀터빈을 이용한 카고펌프의 경우 스팀터빈의 구동을 위한 해수펌프를 구비한다.

하지만, 해수펌프의 경우 원유의 하역시에만 동작을 하며, 해수펌프의 용량(1150m3/h) 또한 메인냉각용 펌프와 맞먹는 대용량을 구비하고 있으나 선박의 운항 중에는 사용이 전무한 실정이다.

특히, 해수펌프와 같은 대용량의 펌프인 경우, 설비에 투자되는 비용이 많이 들지만 실제로는 원유 하역 시에만 동작하기 때문에 그 효용 가치가 비용대비 많이 낮은 문제점이 있다.

종래에 개발된 선박에 대해서 살펴보면 원유수송선에 설치되는 폐열회수장치에 관한 것으로 폐열회수용 콘덴서와 카고펌프용 콘덴서가 동일한 하나의 콘덴서를 서로 공유하도록 구성되어있다.

하지만 이와 같은 경우 카고펌프가 구동하지 않더라도 스팀터빈의 구동을 위해 콘덴서로 공급되어야 하는 냉매의 양이 많은 상태이기 때문에 냉매의 공급을 위한 에너지 낭비가 심한 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2010-0067927호

본 발명은 종래에 개발된 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 원유하역을 위한 카고펌프의 냉각을 위해 구비된 별도의 고용량 해수펌핑유닛을 이용하여 폐열회수유닛에 해수를 제공하여 해수펌핑유닛을 지속적으로 사용할 수 있는 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박을 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박은, 원유를 하역하기 위한 카고펌프를 구비한 선체, 외부로부터 해수를 공급받아 상기 카고펌프를 냉각시키는 냉각유닛, 상기 선체에 구비되며 외부의 해수를 상기 냉각유닛으로 공급하는 해수라인, 선체에서 발생된 폐열을 회수하여 전력을 생산하는 폐열회수유닛, 상기 해수라인상에서 분기되어 해수를 상기 폐열회수유닛에 전달하는 냉각라인 및 상기 해수라인상에 구비되어 해수를 펌핑하는 해수펌핑유닛을 포함한다.

또한, 상기 해수펌핑유닛은 복수 개의 해수펌프를 포함하며, 선택적으로 상기 해수펌프의 일부만 동작하여 상기 해수라인을 따라 흐르는 해수의 유량을 조절할 수 있다.

또한, 상기 해수펌핑유닛은 복수 개의 상기 해수펌프의 개수에 대응하는 개수를 가지며 각각에 상기 해수펌프가 구비되고, 병렬로 배치되어 상기 해수라인에 해수를 공급하는 공급라인을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 공급라인은 복수 개 중에서 적어도 하나 이상은 해수를 상기 냉각유닛으로 직접 공급할 수 있도록 연결될 수 있다.

또한, 상기 해수라인상에서 상기 냉각라인이 분기되는 지점에 구비되며 내부에서 유동하는 해수의 이동경로를 선택적으로 조절하는 조절밸브를 더 포함할 수 있다.

또한, 별도로 구비되며 상기 폐열회수유닛에 선택적으로 해수를 추가 공급하는 보조공급부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 원유하역용 카고펌프를 구비한 원유수송선에 있어서, 카고펌프를 냉각시키기 위해 해수를 공급하는 해수펌핑유닛을 이용하여 선체의 폐열을 회수하여 전력을 생산해는 폐열회수유닛으로 해수를 공급함으로써, 카고펌프의 동작여부에 상관없이 해수펌핑유닛을 지속적으로 사용함과 동시에 폐열회수유닛의 구동을 위한 별도의 냉매공급용 펌프를 구비하지 않아도 되는 이점이 있다.

둘째, 해수펌핑유닛이 복수 개의 해수펌프를 포함하여 구성됨으로써, 펌핑되는 해수가 공급되는 대상위치에서 요구하는 해수의 양에 따라 선택적으로 해수펌프의 일부만 동작하여 불필요한 해수펌프의 구동을 줄일 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박의 구성을 개략적으로 나타낸 도면;
도 2는 도 1의 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에서 카고펌프에 해수가 공급되는 구성을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에서 해수펌핑유닛이 구동하는 카고펌프로 해수를 공급하는 상태를 나타낸 도면;
도 4는 도 3의 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에서 해수펌핑유닛이 폐열회수유닛과 카고펌프로 해수를 동시에 공급하는 상태를 나타낸 도면;
도 5는 도 3의 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에서 해수펌핑유닛이 폐열회수유닛으로만 해수를 공급하는 상태를 나타낸 도면;
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에서 해수펌핑유닛이 구동하는 카고펌프로 해수를 공급하는 상태를 나타낸 도면;
도 7은 도 6의 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에서 해수펌핑유닛이 폐열회수유닛과 카고펌프로 해수를 동시에 공급하는 상태를 나타낸 도면;
도 8은 도 6의 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에서 해수펌핑유닛이 폐열회수유닛으로만 해수를 공급하는 상태를 나타낸 도면;
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에서 해수펌핑유닛이 구동하는 카고펌프로 해수를 공급하는 상태를 나타낸 도면;
도 10은 도 9의 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에서 해수펌핑유닛이 폐열회수유닛과 카고펌프로 해수를 동시에 공급하는 상태를 나타낸 도면; 및
도 11은 도 9의 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에서 해수펌핑유닛이 폐열회수유닛으로만 해수를 공급하는 상태를 나타낸 도면.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

일반적으로 원유를 수송하는 카고선박은 원유의 하역에 사용되는 별도의 카고펌프(100)를 구비한다. 여기서 카고펌프(100)가 동작하는 경우 많은 양의 냉각수가 필요하게 되며 이에 따라 카고펌프(100)를 냉각시키기 위한 별도의 해수펌핑유닛(600)이 구비된다.

이와 같이 구비된 고용량의 해수펌핑유닛(600)을 상기 선체에 구비된 폐열회수유닛(400)의 냉매로써 해수(W)를 공급하는 수단으로 사용하는 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박의 구성에 대해서 살펴본다.

제1실시예

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고 도 2는 도 1의 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에서 카고펌프(100)에 해수(W)가 공급되는 구성을 나타낸 도면이다.

먼저 본 실시예에 따른 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박의 구성에 대해서 살펴보면 크게 카고펌프(100)를 구비한 선체(미도시), 냉각유닛(200), 해수라인(300), 폐열회수유닛(400), 냉각라인(500) 및 해수펌핑유닛(600)을 포함한다.

구체적으로 상기 선체는 일반적은 원유수송을 위한 유조선으로써 원유를 하역하기 위한 카고펌프(100)가 구비된다.

카고펌프(100)는 다양한 종류가 적용될 수 있으며 본 실시예에서는 스팀터빈(110)을 이용한 형태가 적용된다. 구체적으로 도2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 카고펌프(100)가 동작하는 상태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

본 실시예에 따른 카고펌프(100)는 스팀터빈(110)을 이용한 펌프로써, 스팀터빈(110), 작동라인(120) 및 팽창부(130)를 포함한다.

작동라인(120)은 내부에 작동유체(A1)가 순환하는 라인으로써 일반적인 배관 형태로 구성된다.

그리고 팽창부(130)는 작동라인(120)상에서 유동하는 작동유체(A1)를 가열하며 기화시키는 구성으로 별도의 열원을 이용하여 작동유체(A1)를 기화시킬 수 있다. 여기서 팽창부(130)는 일반적인 보일러 형태로 구성되어 작동유체를 가열하도록 구성될 수 있다.

스팀터빈(110)은 작동라인(120)상에서 기화된 작동유체(A1)를 이용하여 회전하는 구성으로써 스팀터빈(110)이 회전하며 연동된 펌프를 구동시켜 원유탱크에 수용된 원유를 펌핑한다.

이와 같이 구성된 카고펌프(100)는 작동유체(A1)의 순환에 의해 스팀터빈(110)을 회전시키며 원유를 하역시킨다.

한편, 냉각유닛(200)은 카고펌프(100)를 냉각시키는 구성으로써 외부로부터 냉매를 전달받아 카고펌프(100)와 열교환을 통해서 냉각시킨다. 구체적으로 본 실시예에서 냉각유닛(200)은 작동라인(120)상에 구비되어 스팀터빈(110)을 구동시킨 상기 작동유체(A1)를 외부로부터 공급받은 냉매와 열교환시켜 냉각시킨다. 이때, 냉각유닛(200)으로 공급되는 상기 냉매는 해수(W)가 사용된다.

해수(W)공급라인(620)은 상기 선체에 구비되며 외부의 해수(W)를 상기 냉각유닛(200)으로 공급한다. 여기서, 해수(W)공급라인(620)은 외부의 해수(W)를 이동시키는 배관으로써, 이동경로상에 냉각유닛(200)이 구비되고 냉각유닛(200)을 경유한 해수(W)는 다시 외부로 배출되도록 구성될 수 있다.

이와 같이 해수(W)공급라인(620)을 통해 냉각유닛(200)으로 해수(W)가 공급됨에 따라, 냉각유닛(200)은 해수(W)와 작동유체(A1)를 열교환하여 작동유체(A1)를 냉각시킨다.

폐열회수유닛(400)은 일반적인 유기랭킨사이클(ORC: Organic Ranking Cycle)의 시스템을 이용하여 상기 선체에서 발생되는 폐열을 이용하여 상기 선체에서 사용하는 구성으로써 본 실시예에서 폐열회수유닛(400)은 상기 선체에서 발생된 폐열로 전력을 생산하는 구성이다.

본 실시예에서 폐열회수유닛(400)은 일반적으로 상기 선체에 적용되는 ORC와 유사한 구성을 가지며, 구체적으로 폐열회수유닛(400)은 크게 순환라인(410), 열흡수부(420), 발전부(430) 및 응축부(440)를 포함하여 구성된다.

순환라인(410)은 내부에 열매체(A2)가 순환하는 폐 루프형태의 배관으로 구성되며, 상기 열매체(A2)는 열흡수부(420), 발전부(430), 응축부(440) 순으로 순환한다.

그리고 열흡수부(420)는 순환라인(410)상에 구비되며 선박의 구동에 의해서 발생되는 폐열을 열교환을 통해 상기 열매체(A2)로 전달하는 구성으로써, 열교환기 형태로 구성될 수 있다. 여기서, 열흡수부(420)를 경유하며 폐열을 흡수한 열매체(A2)는 기화된다. 일반적으로 열흡수부(420)는 선박의 엔진에서 발생되는 폐열을 열매체(A2)로 전달하도록 구성된다.

발전부(430)는 순환라인(410)상에 구비되어 기화된 상기 열매체(A2)를 통해 발전을 하는 구성으로써 터빈 형태로 형성되며, 기화된 상기 열매체(A2)가 터빈을 회전시켜 전력을 생산한다.

응축부(440)는 발전부(430)를 경유한 상기 열매체(A2)를 응축시키는 구성으로써 후술하는 냉각라인(500)으로부터 해수(W)를 공급받아 열매체(A2)와 열교환하여 냉각시킨다.

이와 같이 구성된 폐열회수유닛(400)은 상기 선체 내부에서 발생된 폐열을 이용하여 전력을 생산한다.

한편, 냉각라인(500)은 해수라인(300)상에서 분기되어 해수(W)를 폐열회수유닛(400)으로 전달하는 구성으로써, 해수라인(300)을 따라 유동하는 해수(W)를 우회시켜 폐열회수유닛(400)으로 전달한다.

보다 구체적으로 냉각라인(500)은 해수라인(300)상에서 분기되어 해수라인(300)을 따라 유동하는 해수(W)를 응축부(440)로 공급하고, 응축부(440)는 공급받은 해수(W)와 상기 열매체(A2)를 열교환하여 상기 열매체(A2)를 냉각시킨다. 그리고 응축부(440)를 경유한 해수(W)는 외부로 배출되도록 구성될 수 있다.

여기서, 냉각라인(500)은 해수라인(300)상에서 냉각유닛(200)보다 상류상에 위치에서 분기되도록 배치되어 해수라인(300)을 따라 이동하는 해수(W)가 냉각유닛(200)으로 공급되기 전에 분기되어 냉각라인(500)으로 이동할 수 있도록 배치된다.

해수펌핑유닛(600)은 해수라인(300)상에 구비되어 해수(W)를 펌핑하는 구성으로써, 상기 선체 내부에서 동작하여 해수라인(300)을 따라 해수(W)가 이동하도록 한다.

여기서 해수펌핑유닛(600)은 카고펌프(100)의 구동 시 카고펌프(100)를 충분히 냉각시킬 수 있을 정도로 고용량의 펌프로 구성된다. 이때, 해수펌핑유닛(600)은 하나의 펌프로 구성될 수도 있으며 복수 개의 펌프로 구성될 수도 있다.

이와 같이 구성된 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박은 카고펌프(100)의 동작 시 해수펌핑유닛(600)을 구동하여 해수(W)를 냉각유닛(200)으로 공급할 뿐만 아니라, 카고펌프(100)의 미구동 시에도 해수펌핑유닛(600)을 구동하여 폐열회수유닛(400)을 냉각한다.

보다 구체적으로 냉각유닛(200) 및 폐열회수유닛(400)으로 해수(W)가 공급되는 상태에 대해서 살펴보면, 도시된 바와 같이 카고펌프(100)가 동작하는 경우 해수펌핑유닛(600)은 해수(W)를 펌핑하여 냉각유닛(200)으로 공급한다.

여기서, 냉각유닛(200)은 카고펌프(100)의 동작시 해수(W)를 공급받아 작동유체(A1)를 냉각시킨다.

그리고 카고펌프(100)가 동작하지 않는 경우 냉각유닛(200)으로는 해수(W)가 공급될 필요가 없기 때문에 해수라인(300)을 따라 이동하는 해수(W)는 냉각라인(500)으로 분기되어 응축부(440)로 공급된다.

즉, 본 실시예에 따른 해수펌핑유닛(600)은 카고펌프(100)의 구동여부와 상관없이 펌핑하여 해수(W)를 공급하며, 이에 따라 고용량의 해수펌핑유닛(600)을 지속적으로 사용한다.

한편, 상기 해수라인(300)상에서 상기 냉각라인(500)이 분기되는 지점에 구비되며 내부에서 유동하는 해수(W)의 이동경로 및 유량을 선택적으로 조절하는 조절밸브(700)가 더 구비될 수 있다.

이와 같이 조절밸브(700)가 더 구비됨으로써 해수라인(300)을 따라 유동하는 해수(W)는 조절밸브(700)의 동작에 의해서 선택적으로 이동경로 및 유량이 조절된다.

구체적으로 냉각유닛(200)이 요구하는 해수(W)의 양이 해수펌핑유닛(600)에 의해서 펌핑되는 해수(W)의 양보다 적을 때 조절밸브(700)를 이용하여 잉여의 해수(W)를 폐열회수유닛(400)으로 공급할 수 있다.

예를 들어 해수펌핑유닛(600)의 펌핑량이 100%이라고 가정해보면, 카고펌프(100)의 구동에 의해서 냉각유닛(200)이 요구하는 해수(W)의 양이 90%인 경우 10%의 양이 남게 된다. 이때 조절밸브(700)를 이용하여 유량을 조절함으로써, 10%의 잉여 유량을 냉각라인(500)으로 우회시켜 폐열회수유닛(400)으로 공급할 수 있다.

이와 같이 구성된 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박은 카고펌프(100)의 구동여부에 상관없이 지속적으로 해수펌핑유닛(600)을 사용할 수 있다.

뿐만 아니라 폐열회수유닛(400)의 구동을 위한 별도의 냉매공급용 펌프를 구비하지 않아도 되는 이점이 있다.

제2실시예

다음으로, 도 3내지 도 5를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에서 해수펌핑유닛(600)이 구동하는 카고펌프(100)로 해수(W)를 공급하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에서 해수펌핑유닛(600)이 폐열회수유닛(400)과 카고펌프(100)로 해수(W)를 동시에 공급하는 상태를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 3의 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에서 해수펌핑유닛(600)이 폐열회수유닛(400)으로만 해수(W)를 공급하는 상태를 나타낸 도면이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박은 상술한 제1실시예의 구성과 유사하지만 추가적으로 보조공급부(800)가 더 구비된 구성이다.

보조공급부(800)는 별도로 구비된 보조펌프(810)를 이용하여 선택적으로 냉각라인(500)에 해수(W)를 공급하는 구성으로써, 본 실시예에서는 폐열회수유닛(400)이 지속적으로 동작하도록 냉각수(해수)의 공급을 유지시켜준다.

구체적으로 보조공급부(800)는 카고펌프(100)의 동작에 의해 해수라인(300)을 따라 이동하는 해수(W)가 냉각유닛(200)으로 공급됨에 따라 폐열회수유닛(400)으로 해수(W)가 충분히 공급되지 못하는 경우, 추가적으로 동작하여 응축부(440)로 해수(W)를 공급한다.

보조공급부(800)는 냉각라인(500) 또는 응축부(440)에 직접 연결될 수 있으며 냉각라인(500)을 따라 이동하는 해수(W)와 동일한 해수(W)를 공급할 수 있도록 구성된다.

이와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에 별도의 보조공급부(800)가 더 구비됨에 따라, 카고펌프(100)의 구동에 상관없이 응축부(440)에 해수(W)의 공급을 유지하여 폐열회수유닛(400)이 지속적으로 동작할 수 있도록 한다.

본 발명의 제2실시예에 따른 선박의 구체적인 동작상태를 살펴보면, 먼저 도3을 참조하여 카고펌프(100)가 동작하는 상태에 대해서 살펴본다.

도시된 바와 같이 카고펌프(100)가 동작함에 따라 해수펌핑유닛(600)에서 펌핑된 해수(W)는 해수라인(300)을 따라 냉각유닛(200)으로 공급된다. 이때, 냉각유닛(200)에서 요구하는 해수(W)의 양이 많기 때문에 해수라인(300)을 따라 이동하는 해수(W)는 냉각라인(500)으로 이동하지 않고 전부 냉각유닛(200)으로 공급된다. 그리고 냉각유닛(200)을 경유한 해수(W)는 외부로 배출된다.

한편, 해수라인(300)을 따라 이동하는 해수(W)가 전부 냉각유닛(200)으로 공급됨에 따라 상기 보조펌프(810)가 구동하여 보조공급부(800)를 통해 해수(W)를 냉각라인(500)으로 공급한다.

이와 같이 카고펌프(100)가 동작할 때 냉각유닛(200)으로 많은 양의 해수(W)가 공급되어야 하는 경우 해수펌핑유닛(600)에 의해서 펌핑된 해수(W)는 전부 냉각유닛(200)으로 공급되고 상기 보조펌프(810)에 의해서 펌핑된 해수(W)는 냉각라인(500)으로 공급된다.

즉, 냉각유닛(200)에서 요구하는 해수(W)의 양이 해수펌핑유닛(600)에 의해서 펌핑되는 해수(W)의 양과 비슷한 경우 별도의 상기 보조펌프(810)가 구동하여 보조공급부(800)를 통해 응축부(440)에 해수(W)를 공급한다.

뿐만 아니라, 이와 달리 카고펌프(100)가 동작하더라도 냉각유닛(200)에서 요구하는 해수(W)의 양이 해수펌핑유닛(600)에 의해서 펌핑되는 해수(W)의 양보다 상대적으로 적은 경우 해수라인(300)을 따라 이동하는 해수(W)의 일부가 조절밸브(700)에 의해서 분기되어 냉각라인(500)으로 이동하며 응축부(440)로 전달된다.

이와 같은 경우 도4에 도시된 바와 같이 상기 보조펌프(810)가 구동하지 않으며, 냉각라인(500)을 따라 이동하는 해수(W)가 응축부(440)로 전달되어 열매체(A2)를 냉각시킨다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 선박에서 원유하역 작업을 하지 않는 경우, 해수펌핑유닛(600)에 의해서 펌핑된 해수(W)는 해수라인(300)을 따라 이동 후 다시 조절밸브(700)에 의해서 냉각라인(500)을 따라 이동한다. 이때, 카고펌프(100)가 동작하지 않는 상태이며 냉각유닛(200)에 해수(W)가 공급될 필요가 없기 때문에 해수라인(300)을 따라 이동하는 해수(W)는 전부 냉각라인(500)으로 우회하여 응축부(440)로 공급된다.

여기서, 해수펌핑유닛(600)에 의해서 펌핑된 해수(W)는 냉각라인(500)을 따라 응축부(440)로 공급되므로 보조펌프(810)는 구동하지 않으며 냉각라인(500)으로의 추가적인 해수(W)가 공급되지는 않는다.

제3실시예

다음으로, 도6 내지 도8을 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에서 해수펌핑유닛(600)이 구동하는 카고펌프(100)로 해수(W)를 공급하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6의 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에서 해수펌핑유닛(600)이 폐열회수유닛(400)과 카고펌프(100)로 해수(W)를 동시에 공급하는 상태를 나타낸 도면이며, 도 8은 도 6의 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에서 해수펌핑유닛(600)이 폐열회수유닛(400)으로만 해수(W)를 공급하는 상태를 나타낸 도면이다.

본 발명의 제3실시예에 따른 선박은 상술한 제2실시예의 구성과 유사하지만, 해수펌핑유닛(600)이 복수 개의 해수펌프(610) 및 복수 개의 공급라인(620)을 포함하여 구성된다.

해수펌프(610)는 복수 개 중에서 선택적으로 일부만 동작하여 상기 해수라인(300)을 따라 흐르는 해수(W)의 유량을 조절한다. 구체적으로 복수 개의 해수펌프(610) 중에서 동작하는 펌프의 개수에 비례하여 펌핑되는 유량이 증가하게 된다.

공급라인(620)은 해수펌프(610)의 개수에 대응하는 개수를 가지며 각각에 하나씩 해수펌프(610)가 구비되고 서로 병렬로 배치되어 해수라인(300)에 해수(W)를 공급한다.

이와 같이 본 발명의 제3실시예에 따른 해수펌핑유닛(600)은 병렬로 배치된 복수 개의 공급라인(620) 각각에 해수펌프(610)가 구비되며, 냉각유닛(200) 및 폐열회수유닛(400)에서 요구하는 해수(W)의 양에 따라 해수펌프(610)가 선택적으로 일부만 동작하여 해수(W)를 펌핑한다.

구체적으로 본 실시예에서 해수펌프(610) 및 공급라인(620) 각각은 세 개로 구성되며 편의상 해수펌프(610)는 제1해수펌프(612), 제2해수펌프(614) 및 제3해수펌프(616)로 구분하며, 공급라인(620)은 제1공급라인(622), 제2공급라인(624) 및 제3공급라인(626)으로 구분하여 설명한다.

먼저, 도 6을 살펴보면 도시된 바와 같이 카고펌프(100)가 동작함에 따라 해수펌핑유닛(600)에서 펌핑된 해수(W)는 해수라인(300)을 따라 냉각유닛(200)으로 공급된다. 이때, 냉각유닛(200)에서 요구하는 해수(W)의 양이 많기 때문에 제1해수펌프(612) 내지 제3해수펌프(616)는 모두 동작하는 상태이며, 제1공급라인(622) 내지 제3공급라인(626)을 따라 핌핑된 해수(W)가 해수라인(300)으로 공급된다.

그리고 해수라인(300)을 따라 이동하는 해수(W)는 냉각라인(500)으로 이동하지 않고 전부 냉각유닛(200)으로 공급된 후 냉각유닛(200)을 경유한 해수(W)는 외부로 배출된다.

또한, 해수라인(300)을 따라 이동하는 해수(W)가 전부 냉각유닛(200)으로 공급됨에 따라 상기 보조펌프(810)가 구동하여 보조공급부(800)를 통해 해수(W)를 냉각라인(500)으로 공급한다.

이와 같이 카고펌프(100)가 동작할 때 냉각유닛(200)으로 많은 양의 해수(W)가 공급되어야 하는 경우, 제1해수펌프(612) 내지 제3해수펌프(616)가 모두 구동하며 펌핑된 해수(W)는 전부 냉각유닛(200)으로 공급되고 상기 보조펌프(810)에 의해서 펌핑된 해수(W)는 냉각라인(500)으로 공급된다.

이와 달리, 카고펌프(100)가 동작하더라도 냉각유닛(200)에서 요구하는 해수(W)의 양이 제1해수펌프(612) 내지 제3해수펌프(616)에 의해서 펌핑되는 해수(W)의 양보다 상대적으로 적은 경우 해수라인(300)을 따라 이동하는 해수(W)의 일부가 조절밸브(700)에 의해서 분기되어 냉각라인(500)으로 이동하며 응축부(440)로 전달된다.

이와 같은 경우 도 7에 도시된 바와 같이 상기 보조펌프(810)가 구동하지 않으며, 냉각라인(500)을 따라 이동하는 해수(W)가 응축부(440)로 전달되어 열매체(A2)를 냉각시킨다.

또한, 도시되지는 않았지만 제1해수펌프(612) 내지 제3해수펌프(616) 중 일부만 동작하고 이와 함께 보조펌프(810)가 동작하여 냉각라인(500)으로 해수(W)를 공급할 수도 있다.

이는 제1해수펌프(612), 제2해수펌프(614), 제3해수펌프(616) 및 보조펌프(810) 각각의 펌핑량에 따라 조절될 수 있으며, 또한 응축부(440)에서 요구하는 해수(W)의 양에 따라서 유기적으로 조절될 수 있다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3실시예에 따른 선박에서 원유하역 작업을 하지 않는 경우, 제1해수펌프(612) 내지 제3해수펌프(616)에 의해서 펌핑된 해수(W)는 해수라인(300)을 따라 이동 후 다시 조절밸브(700)에 의해서 냉각라인(500)을 따라 이동한다. 이때, 카고펌프(100)가 동작하지 않는 상태이며 냉각유닛(200)에 해수(W)가 공급될 필요가 없기 때문에 해수라인(300)을 따라 이동하는 해수(W)는 전부 냉각라인(500)으로 우회하여 응축부(440)로 공급된다.

여기서, 폐열회수유닛(400)에서 요구하는 해수(W)의 양은 냉각유닛(200)에서 요구하는 해수(W)의 양보다 상대적으로 적기 때문에 제1해수펌프(612) 내지 제3해수펌프(616) 모두 동작할 필요가 없다. 즉, 응축부(440)에서 요구하는 해수(W)의 양에 대응하여 선택적으로 제1해수펌프(612) 내지 제3해수펌프(616) 중 일부만 동작한다.

본 실시예에서는 제1해수펌프(612) 및 제2해수펌프(614)만 동작하여 펌핑된 해수(W)가 해수라인(300) 및 냉각라인(500)을 거쳐 응축부(440)로 공급된다.

그리고 해수펌핑유닛(600)에 의해서 펌핑된 해수(W)는 냉각라인(500)을 따라 응축부(440)로 공급되므로 보조펌프(810)는 구동하지 않으며 냉각라인(500)으로의 추가적인 해수(W)가 공급되지는 않는다.

이와 같이 해수펌핑유닛(600)이 복수 개의 해수펌프(610)를 포함하여 구성됨으로써, 펌핑되는 해수(W)가 공급되는 대상위치에서 요구하는 해수(W)의 양에 따라 선택적으로 해수펌프(610)의 일부만 동작하여, 불필요한 해수펌프(610)의 구동을 줄일 수 있다.

제4실시예

이어서 도9 내지 도11을 참조하여 본 발명의 제4실시예에 따른 선박에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에서 해수펌핑유닛(600)이 구동하는 카고펌프(100)로 해수(W)를 공급하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 10은 도 9의 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에서 해수펌핑유닛(600)이 폐열회수유닛(400)과 카고펌프(100)로 해수(W)를 동시에 공급하는 상태를 나타낸 도면이며, 도 11은 도 9의 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박에서 해수펌핑유닛(600)이 폐열회수유닛(400)으로만 해수(W)를 공급하는 상태를 나타낸 도면이다.

본 발명의 제4실시예에 따른 선박은 상술한 제3실시예의 구성과 유사하지만, 해수펌핑유닛(600)에서 복수 개의 공급라인(620) 중 적어도 하나 이상이 냉각유닛(200)으로 직접 연결된다.

구체적으로 본 발명의 제4실시예에 따른 해수펌핑유닛(600)은 도 9에 도시된 바와 같이, 제1공급라인(622) 및 제2공급라인(624)은 해수라인(300)에 연결되고 제3공급라인(626)은 조절밸브(700)를 경유하지 않고 냉각유닛(200)으로 직접 해수(W)를 공급할 수 있도록 연결된다.

이때, 제1공급라인(622) 및 제2공급라인(624)은 해수라인(300)상에서 냉각라인(500)이 분기되는 지점보다 상류상에 연결되고, 제3공급라인(626)은 해수라인(300)상에서 냉각라인(500)이 분기되는 지점보다 하류상에 연결된다.

이에 따라 제1해수펌프(612) 및 제2해수펌프(614)의 구동에 의해서 펌핑되는 해수(W)는 해수라인(300)을 따라 조절밸브(700)를 경유하도록 이동하며, 제3해수펌프(616)의 구동에 의해서 펌핑되는 해수(W)는 직접 냉각유닛(200)으로 이동한다.

즉, 제3해수펌프(616)는 펌핑되는 해수(W)가 냉각유닛(200)으로 공급될 때만 동작하고 냉각유닛(200)에 해수(W)를 공급하지 않을 때는 동작하지 않도록 구성된다.

먼저, 도 9를 살펴보면 도시된 바와 같이 카고펌프(100)가 동작함에 따라 제1해수펌프(612) 내지 제3해수펌프(616)가 모두 구동하며 각각의 제1공급라인(622) 내지 제3공급라인(626)을 통해 펌핑된 해수(W)는 냉각유닛(200)으로 공급된다.

보다 상세하게는 제1해수펌프(612) 및 제2해수펌프(614)에 의해서 펌핑된 해수(W)는 해수라인(300)을 따라 이동하며 조절밸브(700)를 경유하여 냉각유닛(200)으로 공급되고, 제3해수펌프(616)에 의해서 펌핑된 해수(W)는 조절밸브(700)를 경유하지 않고 냉각유닛(200)으로 공급된다.

이때, 냉각유닛(200)에서 요구하는 해수(W)의 양이 많기 때문에 제1해수펌프(612) 내지 제3해수펌프(616)는 모두 동작하는 상태이며, 제1공급라인(622) 내지 제3공급라인(626)을 따라 핌핑된 해수(W)가 해수라인(300)으로 공급된다.

그리고 해수라인(300)을 따라 이동하는 해수(W)는 냉각라인(500)으로 이동하지 않고 전부 냉각유닛(200)으로 공급된 후 냉각유닛(200)을 경유한 해수(W)는 외부로 배출된다.

또한, 해수라인(300)을 따라 이동하는 해수(W)가 전부 냉각유닛(200)으로 공급됨에 따라 상기 보조펌프(810)가 구동하여 보조공급부(800)를 통해 해수(W)를 냉각라인(500)으로 공급한다.

이와 같이 카고펌프(100)가 동작할 때 냉각유닛(200)으로 많은 양의 해수(W)가 공급되어야 하는 경우, 제1해수펌프(612) 내지 제3해수펌프(616)가 모두 구동하며 펌핑된 해수(W)는 전부 냉각유닛(200)으로 공급되고 상기 보조펌프(810)에 의해서 펌핑된 해수(W)는 냉각라인(500)으로 공급된다.

이와 달리, 카고펌프(100)가 동작하더라도 냉각유닛(200)에서 요구하는 해수(W)의 양이 제1해수펌프(612) 내지 제3해수펌프(616)에 의해서 펌핑되는 해수(W)의 양보다 상대적으로 적은 경우, 제1해수펌프(612) 및 제2해수펌프(614)에 의해서 펌핑된 해수(W)의 일부가 조절밸브(700)에 의해서 분기되어 냉각라인(500)으로 이동하며 응축부(440)로 전달된다.

여기서, 제3해수펌프(616)에 의해서 펌핑되는 해수(W)는 제3공급라인(626)을 따라 이동하며 냉각유닛(200)으로 직접 공급된다.

이와 같은 경우 도 10에 도시된 바와 같이 보조펌프(810)가 구동하지 않으며, 냉각라인(500)을 따라 이동하는 해수(W)가 응축부(440)로 전달되어 열매체(A2)를 냉각시킨다.

또한, 도시되지는 않았지만 제1해수펌프(612) 내지 제3해수펌프(616) 중 일부만 동작하고 이와 함께 보조펌프(810)가 동작하여 냉각라인(500)으로 해수(W)를 공급할 수도 있다.

이는 제1해수펌프(612), 제2해수펌프(614), 제3해수펌프(616) 및 보조펌프(810) 각각의 펌핑량에 따라 조절될 수 있으며, 또한 응축부(440)에서 요구하는 해수(W)의 양에 따라서 유기적으로 조절될 수 있다.

한편, 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명의 제4실시예에 따른 선박에서 원유하역 작업을 하지 않는 경우, 제1해수펌프(612) 및 제2해수펌프(614)에 의해서 펌핑된 해수(W)는 해수라인(300)을 따라 이동 후 다시 조절밸브(700)에 의해서 냉각라인(500)을 따라 이동한다. 그리고 제3해수펌프(616)의 경우 카고펌프(100)가 동작하지 않아 냉각유닛(200)에 해수(W)가 공급될 필요가 없기 때문에 해수(W)를 펌핑하지 않는다.

또한, 해수라인(300)을 따라 이동하는 해수(W)는 전부 냉각라인(500)으로 우회하여 응축부(440)로 공급된다.

본 실시예에서는 제1해수펌프(612) 및 제2해수펌프(614)만 동작하여 펌핑된 해수(W)가 해수라인(300) 및 냉각라인(500)을 거쳐 응축기로 공급된다.

그리고 해수펌핑유닛(600)에 의해서 펌핑된 해수(W)는 냉각라인(500)을 따라 응축부(440)로 공급되므로 보조펌프(810)는 구동하지 않으며 냉각라인(500)으로의 추가적인 해수(W)가 공급되지는 않는다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예들은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 카고펌프 200: 냉각유닛
300: 해수라인 400: 폐열회수유닛
500: 냉각라인 600: 해수펌핑유닛
610: 해수펌프 629: 공급라인
700: 조절밸브 800: 보조공급부
A1: 작동유체 A2: 열매체
W: 해수

Claims (6)

1. 원유를 하역하기 위한 카고펌프를 구비한 선체;
   외부로부터 해수를 공급받아 상기 카고펌프를 냉각시키는 냉각유닛;
   상기 선체에 구비되며 외부의 해수를 상기 냉각유닛으로 공급하는 해수라인;
   선체에서 발생된 폐열을 회수하여 전력을 생산하는 폐열회수유닛;
   상기 해수라인상에서 분기되어 해수를 상기 폐열회수유닛에 전달하는 냉각라인; 및
   상기 해수라인상에 구비되어 해수를 펌핑하는 해수펌핑유닛; 을 포함하는 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박.
2. 제1항에 있어서,
   상기 해수펌핑유닛은,
   복수 개의 해수펌프를 포함하며, 선택적으로 상기 해수펌프의 일부만 동작하여 상기 해수라인을 따라 흐르는 해수의 유량을 조절하는 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박.
3. 제2항에 있어서,
   상기 해수펌핑유닛은,
   복수 개의 상기 해수펌프의 개수에 대응하는 개수를 가지며 각각에 상기 해수펌프가 구비되고, 병렬로 배치되어 상기 해수라인에 해수를 공급하는 공급라인을 더 포함하는 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박.
4. 제3항에 있어서,
   상기 공급라인은,
   복수 개 중에서 적어도 하나 이상은 해수를 상기 냉각유닛으로 직접 공급할 수 있도록 연결되는 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박.
5. 제1항에 있어서,
   상기 해수라인상에서 상기 냉각라인이 분기되는 지점에 구비되며 내부에서 유동하는 해수의 이동경로를 선택적으로 조절하는 조절밸브를 더 포함하는 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박.
6. 제1항에 있어서,
   별도로 구비되며 상기 폐열회수유닛에 선택적으로 해수를 추가 공급하는 보조공급부를 더 포함하는 카고펌프용 해수펌핑유닛을 구비한 선박.
   

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