KR101695877B1 - Hot water generating system for vessel using thermal oil - Google Patents
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Abstract
본 발명은 써멀 오일을 이용하여 안정적이면서도 효율적으로 온수를 생산할 수 있도록 하고, 이로 인해 추가적인 에너지 사용을 방지할 수 있으며, 써멀 오일의 누설로 인한 청수의 오염 우려가 없도록 한 써멀 오일을 이용한 온수 생산 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 써멀 오일을 이용하여 온수를 생산하는 시스템으로서, 써멀 오일을 열매로 사용하는 열교환기와; 열교환기에 순환수를 순환 공급하여 순환수가 써멀 오일과의 열교환에 의해 가열되도록 하는 순환수공급부와; 순환수공급부의 순환수 이동경로에 설치되며, 순환수에 의해 냉수를 가열하여 온수를 제공하는 청수가열기를 포함하는 것을 특징으로 하는 써멀 오일을 이용한 온수 생산 시스템이 제공된다.
써멀 오일, 열교환기, 순환수공급부, 청수가열기, 온도센서, 압력센서
The present invention relates to a hot water producing system using thermal oil, which can produce hot water efficiently and stably using thermal oil, thereby preventing additional energy use and preventing the contamination of fresh water due to leakage of thermal oil. .
According to the present invention, there is provided a system for producing hot water using a thermal oil, comprising: a heat exchanger using thermal oil as a heat; A circulating water supply unit circulating and supplying circulating water to the heat exchanger to heat the circulating water by heat exchange with the thermal oil; There is provided a hot water production system using a thermal oil, which is installed in a circulating water moving path of a circulating water supply unit and includes a fresh water heater for heating cold water by circulating water to provide hot water.
Thermal oil, heat exchanger, circulating water supply part, fresh water heater, temperature sensor, pressure sensor
Description
본 발명은 써멀 오일을 이용한 온수 생산 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 써멀 오일을 이용하여 안정적으로 온수를 생산할 수 있도록 하고, 써멀 오일의 누설로 인한 청수의 오염 우려가 없도록 한 써멀 오일을 이용한 온수 생산 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hot water production system using a thermal oil, and more particularly, to a hot water production system using a thermal oil, which can stably produce hot water using a thermal oil, Production system.
일반적으로, 선박에는 필요한 온수를 생산하기 위한 방법으로 직접 가열식 청수가열기(Direct heating type calorifier)가 사용되고 있다. Generally, direct heating type calorifier is used as a method for producing necessary hot water in a ship.
도 1은 종래의 일 실시예에 따른 청수가열기를 도시한 구성도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 일 실시예에 따른 청수가열기(1)는 내측으로 공급되는 냉수를 가열하여 온수를 제공하기 위하여 스팀공급라인(1a)이 설치된다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram illustrating a fresh water heater according to an embodiment of the present invention; FIG. As shown in FIG. 1, the fresh water heater 1 according to the related art is provided with a
종래의 스팀을 이용한 청수가열기(1)는 선박에서 주요 가열 장치로 사용되는 보일러에서 발생되는 고온의 스팀을 직접 열원으로 사용하여 선박의 운용에 필요한 청수를 생산하게 되며, 상대적으로 무해한 물의 가열에 의해 생성된 스팀을 활용함으로써 안전하여 널리 사용된다.The conventional fresh water heat exchanger (1) uses the high temperature steam generated from a boiler used as a main heating device in a ship as a direct heat source to produce fresh water necessary for the operation of the ship, It is safe and widely used by utilizing the steam generated by the steam generator.
그러나, 이러한 종래의 스팀을 이용한 청수가열기(1)는 스팀 생성을 위한 보일러의 에너지 효율이 낮고, 유지, 보수 및 부식 문제와 결빙 문제 등으로 인해 극지방에서 운용되는 선박, 구조물, 해양플랜트에서는 사용의 제한이 따르며, 이로 인해 청수가열기의 열원으로서 써멀 오일 히터(Thermal oil heater)가 주로 사용되고 있다.However, the conventional fresh water heat exchanger (1) is used in ships, structures, and offshore plants operated in the polar regions due to low energy efficiency of the boiler for generating steam and maintenance, repair and corrosion problems and freezing problems As a result, the thermal oil heater is mainly used as the heat source of the fresh water.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 써멀 오일을 이용한 청수가열기(2)는 내측으로 공급되는 냉수를 가열하기 위한 써멀 오일을 공급하기 위한 써멀오일공급라인(2a)이 설치된다. As shown in FIG. 2, the
이와 같은 종래의 써멀 오일을 이용한 청수가열기(2)는 써멀 오일이 누설시 청수공급관이 오염되므로 그 적용에 위험성이 따를 뿐만 아니라, 적용이 어려우며, 인명사고를 발생할 수 있다. 특히, 써멀 오일을 사용하는 선박 및 구조물의 경우 직접 가열식 청수가열기의 사용이 힘들어 그 대안으로 전기 가열식 청수가열기를 운용 할 수밖에 없다.In the
도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 전기 가열식 청수가열기(3)는 내측으로 공급되는 냉수를 가열하기 위한 히터(3a)가 설치된다. As shown in Fig. 3, the conventional electric heating type
이와 같은 종래의 전기 가열식 청수가열기(3)는 주로 소량의 온수를 생산하는 가정에서 많이 사용되는 방식으로 대량의 온수 생산에는 적합하지 않으며, 고가의 장비와 전기 사용에 따른 유지관리비가 많이 소요되며, 전기 소모량의 증가로 인해 발전기 용량의 증가가 불가피하여 비효율적일 뿐만 아니라 불필요한 원가의 증가를 초래하는 단점을 가진다. 또한, 이러한 종래의 전기 가열식 청수가열기(3) 는 자체적으로 전기를 생산하는 선박 및 구조물에서 에너지 낭비의 원인이 된다.Such conventional electric heating type
이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 써멀 오일을 이용하여 안정적이면서도 효율적으로 온수를 생산할 수 있도록 하고, 이로 인해 추가적인 에너지 사용을 방지할 수 있으며, 써멀 오일의 누설로 인한 청수의 오염 우려가 없도록 한 써멀 오일을 이용한 온수 생산 시스템을 제공하고자 하는 것이다.In order to solve these problems, the present invention provides a method of producing hot water using a thermal oil in a stable and efficient manner, thereby preventing the use of additional energy and preventing the contamination of fresh water due to leakage of the thermal oil. The present invention provides a hot water production system using a thermal oil.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 써멀 오일을 이용하여 온수를 생산하는 시스템으로서, 상기 써멀 오일을 열매로 사용하는 열교환기와; 상기 열교환기에 순환수를 순환 공급하여 상기 순환수가 상기 써멀 오일과의 열교환에 의해 가열되도록 하는 순환수공급부와; 상기 순환수공급부의 순환수 이동경로에 설치되며, 상기 순환수에 의해 냉수를 가열하여 온수를 제공하는 청수가열기를 포함하는 것을 특징으로 하는 써멀 오일을 이용한 온수 생산 시스템을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a system for producing hot water using a thermal oil, comprising: a heat exchanger using the thermal oil as a heat source; A circulation water supply unit circulating and supplying circulation water to the heat exchanger to heat the circulation water by heat exchange with the thermal oil; And a fresh water heater installed in the circulating water moving path of the circulating water supplying unit to supply hot water by heating the cold water by the circulating water.
상기 순환수공급부는 상기 열교환기로부터 상기 청수가열기로 상기 순환수를 순환 공급시키는 순환라인과; 상기 순환라인에 설치되며, 상기 순환수의 순환을 위한 펌핑력을 제공하는 순환펌프와; 상기 순환라인에 상기 순환수의 흐름을 제어하도록 설치되는 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.A circulation line for circulating and supplying the circulation water from the heat exchanger to the circulation water supply unit; A circulation pump installed in the circulation line for providing a pumping force for circulating the circulation water; And a valve installed to control the flow of the circulating water to the circulation line.
상기 순환수공급부는 상기 순환펌프에 정압을 제공하도록 상기 순환라인에 설치되는 팽창탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The circulation water supply unit may further include an expansion tank installed in the circulation line to supply a positive pressure to the circulation pump.
상기 순환수공급부는 상기 순환라인 내측의 압력을 측정하여 감지신호로서 출력하는 압력센서와; 상기 압력센서로부터 출력되는 감지신호를 수신받으며, 상기 열교환기에 써멀 오일의 공급을 개폐시키도록 설치된 콘트롤밸브를 제어하는 비상스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The circulating water supply unit may include a pressure sensor for measuring a pressure inside the circulation line and outputting the measured pressure as a sensing signal; And an emergency switch for receiving a sensing signal output from the pressure sensor and controlling the control valve installed to open and close the supply of the thermal oil to the heat exchanger.
상기 청수가열기는 내부 온도를 측정하여 감지신호로서 출력하는 온도센서와; 상기 온도센서로부터 출력되는 감지신호를 수신받으며, 상기 열교환기에 써멀 오일의 공급을 조절하도록 설치된 콘트롤밸브를 제어하는 온도제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A temperature sensor for measuring the internal temperature of the fresh water and outputting it as a sensing signal; And a temperature control unit for receiving a sensing signal output from the temperature sensor and controlling a control valve installed to regulate the supply of the thermal oil to the heat exchanger.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 써멀 오일을 이용하여 온수를 생산하는 시스템으로서, 상기 써멀 오일과의 열교환에 의해 가열된 순환수가 순환 공급되는 청수가열기를 포함하고, 상기 청수가열기에 공급되는 냉수를 상기 순환수에 의해 가열하여 온수를 제공하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a system for producing hot water using a thermal oil, comprising: a fresh water heater for circulating and supplying circulated water heated by heat exchange with the thermal oil; Is heated by the circulating water to provide hot water.
상기 청수가열기는 내부 온도를 온도센서에 의해 측정하고, 상기 온도센서로부터 출력되는 감지신호를 수신받는 온도제어부가 상기 써멀 오일의 공급을 조절하도록 설치된 콘트롤밸브를 제어하는 것을 특징으로 한다.The control unit controls the internal temperature of the fresh water to be measured by the temperature sensor and the temperature control unit receiving the sensing signal output from the temperature sensor controls the supply of the thermal oil.
상기 순환수가 순환되는 순환라인 내측의 압력을 압력센서가 측정하고, 상기 압력센서로부터 출력되는 감지신호를 수신받는 비상스위치가 상기 써멀 오일의 공급을 개폐시키도록 설치된 콘트롤밸브를 제어하는 것을 특징으로 한다.The pressure sensor measures the pressure inside the circulation line in which the circulation water is circulated and the emergency switch that receives the sensing signal output from the pressure sensor controls the control valve installed to open and close the supply of the thermal oil .
본 발명의 다른 측면에 따르면, 부유식 해양구조물은 상기 써멀 오일을 이용한 온수 생산 시스템을 구비하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, the floating offshore structure includes a hot water production system using the thermal oil.
본 발명에 따른 써멀 오일을 이용한 온수 생산 시스템에 의하면, 써멀 오일을 이용하여 안정적이면서도 효율적으로 온수를 생산할 수 있도록 하고, 이로 인해 추가적인 에너지 사용을 방지할 수 있으며, 써멀 오일의 누설로 인한 청수의 오염 우려가 없도록 한다.According to the hot water production system using the thermal oil according to the present invention, hot water can be produced stably and efficiently by using the thermal oil, thereby preventing the use of additional energy, and the contamination of fresh water caused by leakage of the thermal oil Do not worry.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements throughout. The same reference numerals in the drawings denote like elements throughout the drawings.
도 4는 본 발명에 따른 써멀 오일을 이용한 온수 생산 시스템을 도시한 구성도이다. 4 is a block diagram illustrating a hot water production system using thermal oil according to the present invention.
본 발명의 온수 생산 시스템은 부유식 해양구조물에서 온수를 생산하기 위해 사용될 수 있다. 여기서, 부유식 해양구조물이란 LNG선, 유조선, 벌크화물선, 컨테이너선, 여객선 등과 같은 각종 선박을 비롯하여, 평상시에는 해상의 일 지점에 계류된 채 사용되는 오일 FPSO 등의 해상 플랜트 등을 모두 포함하는 개념이다. The hot water production system of the present invention can be used to produce hot water in a floating offshore structure. Here, the floating offshore structure is a concept that includes all kinds of ships such as LNG carriers, tankers, bulk carriers, container ships, passenger ships, etc., and offshore plants such as oil FPSO to be.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 써멀 오일을 이용한 온수 생산 시스템(100)은 써멀 오일(Thermal oil)과의 열교환에 의해 가열된 순환수가 순환 공급되는 청수가열기(Calorifier; 130)를 포함하고, 청수가열기(130)에 공급되는 냉수 를 순환수에 의해 가열하여 온수를 제공한다. As shown in the figure, the hot
또한, 본 발명에 따른 써멀 오일을 이용한 온수 생산 시스템(100)은 써멀 오일과의 열교환에 의해 가열된 순환수를 사용하여 청수가열기(130)를 가열시키기 위하여, 써멀 오일을 열매로 사용하는 열교환기(110)와 순환수를 순환 공급하는 순환수공급부(120)를 더 포함할 수 있다.In the hot
열교환기(110)는 열매인 써멀 오일을 공급라인(111)을 통해서 공급받으며, 열교환을 마친 써멀 오일을 배출라인(112)을 통해서 배출되도록 한다. 여기서, 공급라인(111)에는 써멀 오일의 공급을 개폐하거나 써멀 오일의 공급량을 조절하는 콘트롤밸브(113)가 설치되고, 배출라인(112)에는 써멀 오일이 역으로 재공급되는 것을 차단하기 위한 일방향밸브(114)가 설치된다.The
순환수공급부(120)는 열교환기(110)에 순환수를 순환 공급하여 순환수가 열교환기(110)에 공급되는 써멀 오일과의 열교환에 의해 가열되도록 한다. 또한, 순환수공급부(120)는 열교환기(110)에서 써멀 오일과의 열교환을 위하여, 열교환기(110)로부터 청수가열기(130)로 순환수를 순환 공급시키도록 설치되는 순환라인(121)과, 순환라인(121)에 설치되어 순환수의 순환을 위한 펌핑력을 제공하는 순환펌프(122)와, 순환라인(121)에 순환수의 흐름을 제어하도록 설치되는 밸브(123,124,125)를 포함한다.The circulating
순환라인(121)에는 순환펌프(122)에 정압을 제공하는 팽창탱크(126)가 연결될 수 있다. 또한, 순환라인(121)에는 외부로 압력을 나타내는 압력표시기(Pressure indicator; PI)(129a)와 조작패널(Control panel; CP)(129b)이 설치될 수 있다. The
팽창탱크(126)는 연결라인(126a)을 통해서 순환라인(121)에 연결되어 내측의 순환수를 순환라인(121)에 공급하고, 순환수를 채우기 위한 보충라인(126b)이 연결된다. 따라서, 팽창탱크(126)는 순환라인(121)에 순환수를 보충함과 아울러 순환라인(121) 내의 기포를 밖으로 유도할 수 있도록 한다. 여기서, 연결라인(126a)과 보충라인(126b)에는 순환수의 공급을 개폐시키기 위한 개폐밸브(126c)가 설치된다. The
또한, 팽창탱크(126)에는 내측의 수위를 측정하여 이를 감지신호로 콘트롤 시스템 또는 조작 시스템 등의 관련 기기로 전송하기 위하여 레벨센서(Level sensor or Level transmitter; LT)(126d)가 설치될 수 있다. Also, a level sensor or level sensor (LT) 126d may be installed in the
밸브(123,124,125)는 순환라인(121)을 통한 순환수의 공급을 개폐시키는 개폐밸브(123)와, 순환라인(121)을 따라 순환수가 일방향으로만 흐르도록 하는 일방향밸브(124)와, 순환라인(121) 내측의 순환수를 외부로 배수시키기 위하여 순환라인(121)에 연결된 배출단(125a)에 설치되는 배수밸브(125)로 이루어질 수 있다.The
또한, 순환수공급부(120)에는 순환라인(121) 내측의 압력을 측정하여 감지신호로서 출력하는 압력센서(Pressure sensor, PS)(127)와, 압력센서(127)로부터 출력되는 감지신호를 수신받아서 열교환기(110)에 써멀 오일의 공급을 개폐시키도록 설치된 콘트롤밸브(113)를 제어하는 비상스위치(128)가 설치될 수 있다. 따라서, 압력센서(127)는 순환수가 순환되는 순환라인(121) 내측의 압력을 측정하고, 압력센서(127)로부터 출력되는 감지신호를 비상스위치(128)가 수신한다. 순환펌프(122)가 비정상적으로 작동하여 순환라인(121) 내측의 압력이 설정된 압력 범위 를 벗어날 경우, 비상스위치(128)는 써멀 오일의 공급을 개폐시키도록 설치된 콘트롤밸브(113)를 차단시키도록 제어하여 시스템을 고열로부터 보호하도록 한다.The circulation
청수가열기(130)는 순환수공급부(120)의 순환수 이동경로, 즉 순환라인(121)에 설치되고, 순환 공급되는 순환수에 의해 냉수를 가열하여 온수를 제공하며, 이를 위해 내측에 순환수공급부(120)가 통과하도록 설치되고, 냉수가 공급되는 공급라인(131)과 온수를 배출하는 배출라인(132)이 각각 설치된다. 청수가열기(130)의 공급라인(131)과 배출라인(132)에는 냉수의 공급과 온수의 배출이 일방향으로 원활히 이루어지도록 일방향밸브(133)가 각각 설치된다. The
청수가열기(130)는 내부 온도를 측정하여 감지신호로서 출력하는 온도센서(Temperature sensor or Temperature transmitter, TT)(134)와, 온도센서(134)로부터 출력되는 감지신호를 수신받아서 열교환기(110)에 써멀 오일의 공급을 조절하도록 설치된 콘트롤밸브(113)를 제어하는 온도제어부(135)를 포함한다. 따라서, 청수가열기(130)는 내부 온도를 온도센서(134)에 의해 측정하고, 온도센서(134)로부터 출력되는 신호를 수신받는 온도제어부(135)가 써멀 오일의 공급을 조절하도록 설치된 콘트롤밸브(113)를 제어함으로써 내부 온도, 즉 온수의 온도를 설정된 온도에 맞추도록 할 수 있다.The
이와 같은 본 발명에 따른 써멀 오일을 이용한 온수 생산 시스템의 작용을 설명하기로 한다.The operation of the hot water production system using the thermal oil according to the present invention will now be described.
순환펌프(122)의 펌핑에 의해 순환라인(121)을 통해 순환되는 순환수가 열교 환기(110) 내측으로 공급되는 고온의 써멀 오일과 열교환을 일으켜서 가열된다. 이에 따라, 열교환기(110)를 통과하여 순환라인(121)을 통해서 청수가열기(130)로 공급되는 고온의 순환수는 청수가열기(130)로 공급된 냉수를 가열하여 온수로 배출되도록 한다. 따라서, 써멀 오일을 간접적으로 이용하여 냉수를 가열함으로써 안정적이면서도 효율적으로 온수를 생산할 수 있도록 한다. 이로 인해 전기 가열식 청수가열기에 비해 에너지 소모가 적으면서도, 써멀 오일의 누설시에도 청수의 오염 우려는 없도록 한다.The circulating water circulated through the
또한, 청수가열기(130) 내부의 온도를 온도센서(134)에 의해 측정하고, 온도센서(134)로부터 출력되는 신호를 수신받는 온도제어부(135)가 써멀 오일의 공급을 조절하도록 설치된 콘트롤밸브(113)를 제어함으로써 온수의 온도를 설정된 온도에 맞추도록 할 수 있다.The
그리고, 순환펌프(122)가 비정상적으로 작동하여 순환라인(121) 내측의 압력이 설정된 압력 범위를 벗어날 경우 이를 압력센서(127)를 통해서 감지신호로 전달받은 비상스위치(128)가 콘트롤밸브(113)를 차단시킴으로써 시스템을 고열로부터 보호한다.When the
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 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 will be.
도 1은 종래의 일 실시예에 따른 청수가열기를 도시한 구성도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram illustrating a fresh water heater according to an embodiment of the present invention; FIG.
도 2는 종래의 다른 실시예에 따른 청수가열기를 도시한 구성도.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]
도 3은 종래의 또 다른 실시예에 따른 청수가열기를 도시한 구성도. 3 is a view showing a fresh water heater according to another embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 써멀 오일을 이용한 온수 생산 시스템을 도시한 구성도.4 is a view showing a hot water production system using thermal oil according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
110 : 열교환기 111 : 공급라인110: heat exchanger 111: supply line
112 : 배출라인 113 : 콘트롤밸브112: discharge line 113: control valve
114 : 일방향밸브 120 : 순환수공급부114: one-way valve 120: circulating water supply part
121 : 순환라인 122 : 순환펌프121: circulation line 122: circulation pump
123,124,125 : 밸브 125a : 배출단123, 124, 125:
126 : 팽창탱크 126a : 연결라인126:
126b : 보충라인 126c : 개폐밸브 126b:
126d : 레벨센서 127 : 압력센서126d: level sensor 127: pressure sensor
128 : 비상스위치 129a : 압력표시기128:
129b : 조작패널 130 : 청수가열기129b: Operation Panel 130: Fresh Water Open
131 : 공급라인 132 : 배출라인131: supply line 132: discharge line
133 : 일방향밸브 134 : 온도센서133: one-way valve 134: temperature sensor
135 : 온도제어부135:
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