KR102049173B1 - operation management system and ship having the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 운항제어 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것으로서, 선박의 추진을 위해 사용되는 가스연료를 저장하는 가스연료 저장탱크; 및 상기 선박의 최적 운항 옵션을 산출하는 운항 산출부를 포함하며, 상기 운항 산출부는, 상기 선박에 대한 복수의 운항 옵션을 생성하는 운항 생성부; 상기 가스연료 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스의 유량을 예측하는 가스량 파악부; 및 상기 가스연료 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 최대로 소비하도록 하는 관점에서 복수의 상기 운항 옵션 중 최적 운항 옵션을 도출하는 연료 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a navigation control system and a ship comprising the same, a gas fuel storage tank for storing the gas fuel used for the propulsion of the ship; And a navigation calculator configured to calculate an optimal navigation option of the vessel, wherein the navigation calculator comprises: a navigation generator configured to generate a plurality of navigation options for the vessel; A gas amount estimating unit for predicting a flow rate of the boil-off gas generated in the gas fuel storage tank; And a fuel calculation unit for deriving an optimum operation option among the plurality of operation options in terms of maximizing consumption of the boil-off gas generated in the gas fuel storage tank.
Description
본 발명은 운영 관리 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.The present invention relates to an operation management system and a ship comprising the same.
선박은 대량의 광물이나 원유, 천연가스, 또는 몇천 개 이상의 컨테이너 등을 싣고 대양을 항해하는 운송수단으로서, 강철로 이루어져 있고 부력에 의해 수선면에 부유한 상태에서 프로펠러의 회전을 통해 발생되는 추력을 통해 이동한다.A ship is a vehicle that navigates the ocean carrying a large amount of minerals, crude oil, natural gas, or thousands of containers. Go through.
이러한 선박은 엔진이나 가스 터빈 등을 구동함으로써 추력을 발생시키는데, 이때 엔진은 중유(HFO) 또는 경유(MDO, MGO) 등의 오일연료를 사용하여 피스톤을 움직여서 피스톤의 왕복운동에 의해 크랭크 축이 회전되도록 하고, 크랭크 축에 연결된 샤프트가 회전되어 프로펠러가 구동되도록 하며, 반면 가스 터빈은 압축 공기와 함께 오일연료를 연소시키고, 연소 공기의 온도/압력을 통해 터빈 날개를 회전시킴으로써 발전하여 프로펠러에 동력을 전달하는 방식을 사용한다.Such a vessel generates thrust by driving an engine or a gas turbine. At this time, the engine uses oil fuel such as heavy oil (HFO) or light oil (MDO, MGO) to move the piston to rotate the crankshaft by reciprocating movement of the piston. And the shaft connected to the crankshaft rotates to drive the propeller, while the gas turbine burns oil fuel with compressed air and generates power by rotating the turbine blades through the temperature / pressure of the combustion air to power the propeller. Use a method of delivery.
그러나 최근에는, 오일연료 사용 시의 배기로 인한 환경 파괴 문제를 해소하기 위해, 액화천연가스(LNG)나 액화석유가스(LPG) 등의 가스연료를 사용하여 엔진이나 터빈 등을 구동해 추진하는 가스연료 추진 방식이 사용되고 있다. 특히 LNG는 청정연료이고 매장량도 석유보다 풍부하기 때문에, 가스연료로 LNG를 사용하는 방식이 LNG 운반선 외에 컨테이너선 등과 같은 다른 선박에도 적용되고 있다.However, in recent years, in order to solve the problem of environmental damage caused by exhaust when using oil fuel, gas which is driven by driving an engine or a turbine using gas fuel such as LNG or LPG Fuel propulsion is being used. In particular, since LNG is a clean fuel and abundant reserves than oil, the use of LNG as a gas fuel is applied to other vessels such as container ships in addition to LNG carriers.
그러나 아직까지는 오일연료를 이용하는 종래의 경우와 대비할 때, 가스연료를 이용하는 경우에서 효율적인 운영을 위해 개선되어야 하는 문제들이 다수 존재하는 상황이어서, 이와 관련하여 지속적인 연구 개발이 이루어지고 있다.However, as compared with the conventional case using the oil fuel, there are a number of problems that need to be improved for efficient operation in the case of using the gas fuel, there is a continuous research and development in this regard.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 발라스트 항해 연료용으로 남기는 heel의 양을 최소화할 수 있도록 하여, 선사 이익을 극대화할 수 있는 운영 관리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.The present invention was created to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention, to minimize the amount of heel left for the ballast sailing fuel, operation management system that can maximize the benefits of shipping and To provide a vessel comprising the same.
또한 본 발명의 목적은, 가스연료 저장탱크에서 발생하는 증발가스의 이력을 관리하여 설계 개선 데이터로 활용할 수 있도록 하는 운영 관리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.It is also an object of the present invention to provide an operation management system and a ship including the same to manage the history of the boil-off gas generated in the gas fuel storage tank to utilize as design improvement data.
또한 본 발명의 목적은, 오일연료 외에 가스연료의 비용을 고려하여 최적 항로를 산출해냄으로써 운항 비용을 절감할 수 있는 운영 관리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.It is also an object of the present invention to provide an operation management system that can reduce the operating cost by calculating the optimum route in consideration of the cost of gas fuel in addition to oil fuel and a vessel comprising the same.
또한 본 발명의 목적은, 가스연료 저장탱크를 둘러싸는 코퍼댐을 통해 가스연료 저장탱크로 유입되는 열전달량을 파악하여 증발가스 발생량을 효과적으로 예측할 수 있는 운영 관리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.It is also an object of the present invention, to provide an operation management system capable of effectively predicting the amount of evaporated gas generated by identifying the heat transfer flowing into the gas fuel storage tank through the cofferdam surrounding the gas fuel storage tank and a vessel comprising the same. will be.
또한 본 발명의 목적은, 증발가스를 최대로 소비하는 방향으로 운항이 이루어지도록 하여, 잉여 증발가스의 처리를 위한 설비 가동이 최소화 또는 생략될 수 있도록 하는 운영 관리 시스템 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.It is also an object of the present invention to provide an operation management system and a ship comprising the same so that the operation is made in the direction of maximizing consumption of the boil-off gas, the operation of the facility for the treatment of excess boil-off gas can be minimized or omitted. It is for.
본 발명의 일 측면에 따른 운영 관리 시스템은, 선박의 추진을 위해 사용되는 가스연료를 저장하는 가스연료 저장탱크; 및 상기 선박의 최적 운항 옵션을 산출하는 운항 산출부를 포함하며, 상기 운항 산출부는, 상기 선박에 대한 복수의 운항 옵션을 생성하는 운항 생성부; 상기 가스연료 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스의 유량을 예측하는 가스량 파악부; 및 상기 가스연료 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 최대로 소비하도록 하는 관점에서 복수의 상기 운항 옵션 중 최적 운항 옵션을 도출하는 연료 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Operation management system according to an aspect of the present invention, the gas fuel storage tank for storing the gas fuel used for the propulsion of the ship; And a navigation calculator configured to calculate an optimal navigation option of the vessel, wherein the navigation calculator comprises: a navigation generator configured to generate a plurality of navigation options for the vessel; A gas amount estimating unit for predicting a flow rate of the boil-off gas generated in the gas fuel storage tank; And a fuel calculation unit for deriving an optimum operation option among the plurality of operation options in terms of maximizing consumption of the boil-off gas generated in the gas fuel storage tank.
구체적으로, 오일연료를 저장하는 오일 저장탱크를 더 포함하고, 상기 연료 계산부는, 상기 각 운항 옵션에 대해 상기 운항 조건을 만족하기 위하여 소비해야 하는 가스연료 또는 오일연료를 파악하고, 파악된 가스연료의 소비량이 상기 증발가스의 유량과 같거나 그보다 많도록 하는 관점에서 최적 운항 옵션을 도출할 수 있다.Specifically, further comprising an oil storage tank for storing oil fuel, wherein the fuel calculation unit, the gas fuel or oil fuel to be consumed in order to satisfy the operating conditions for each of the operation options, and the identified gas fuel It is possible to derive an optimal navigation option from the viewpoint that the consumption of is equal to or greater than the flow rate of the boil-off gas.
구체적으로, 잉여 증발가스를 소비하는 GCU 또는 재액화장치를 더 포함하며, 상기 연료 계산부는, 상기 GCU 또는 상기 재액화장치의 가동이 최소화되도록 하는 관점에서 최적 운항 옵션을 도출할 수 있다.Specifically, the GCU or the reliquefaction apparatus for consuming the excess boil-off gas, the fuel calculation unit, it is possible to derive the optimal navigation options in terms of minimizing the operation of the GCU or the reliquefaction apparatus.
구체적으로, 상기 운항 옵션은, 엔진의 연료 사용 패턴을 포괄할 수 있다.Specifically, the navigation option may encompass a fuel usage pattern of the engine.
구체적으로, 상기 운항 옵션은, 출발지와 도착지 사이의 항로를 더 포괄할 수 있다.Specifically, the navigation option may further encompass a route between a departure point and an arrival point.
구체적으로, 상기 가스량 파악부는, 상기 각 운항 옵션의 항로마다 상기 가스연료 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스의 유량을 예측하고, 상기 연료 계산부는, 예측된 증발가스의 유량을 최대로 소비하도록 상기 각 운항 옵션의 연료 사용 패턴을 설정하며, 상기 운항 산출부는, 복수의 상기 운항 옵션에 대해 증발가스의 유량 예측과 연료 사용 패턴 산정을 반복 수행하여, 최적 운항 옵션을 도출할 수 있다.In detail, the gas amount estimating unit predicts the flow rate of the boil-off gas generated in the gas fuel storage tank for each route of each operation option, and the fuel calculation unit is configured to consume the estimated flow rate of the boil-off gas to the maximum. A fuel usage pattern of a navigation option may be set, and the navigation calculator may derive an optimal navigation option by repeatedly performing a flow rate estimation of fuel gas and a fuel usage pattern for a plurality of the navigation options.
본 발명의 일 측면에 따른 선박은, 상기 운영 관리 시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.Ship according to an aspect of the present invention, characterized in that it comprises the operation management system.
본 발명에 따른 운영 관리 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 발라스트 항해 연료 목적으로 하역하지 않는 가스연료인 heel의 최소값을 산출하여 운항 효율성을 보장할 수 있다.Operation management system according to the present invention and a vessel comprising the same, it is possible to ensure the operational efficiency by calculating the minimum value of the heel of the gas fuel that is not unloaded for ballast navigation fuel purposes.
또한 본 발명에 따른 운영 관리 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 가스연료 저장탱크에서 증발가스가 발생하는 양을 정확히 관리할 수 있도록 하여, 과도한 스펙의 증발가스 처리 시설이 탑재되던 문제를 해결할 수 있다.In addition, the operation management system according to the present invention and the ship including the same, it is possible to accurately manage the amount of the evaporation gas generated in the gas fuel storage tank, it is possible to solve the problem that the excessive specification of the evaporation gas treatment facility is mounted.
또한 본 발명에 따른 운영 관리 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 오일연료 외에 가스연료로 듀얼 추진이 이루어지는 점을 고려하여, 외부 정보와 함께 가스연료의 비용을 고려하여 최적 항로 및 최적 RPM을 산정할 수 있다.In addition, the operation management system and the ship including the same according to the present invention, in consideration of the dual propulsion to the gas fuel in addition to the oil fuel, in consideration of the cost of the gas fuel with external information can calculate the optimal route and the optimum RPM. have.
또한 본 발명에 따른 운영 관리 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 코퍼댐을 통해 가스연료 저장탱크로 유입되는 열을 파악하여, 가스연료 저장탱크에서 발생할 증발가스의 양을 예측하여 효과적으로 대처가 가능하다.In addition, the operation management system according to the present invention and the vessel including the same, by grasping the heat flowing into the gas fuel storage tank through the cofferdam, it is possible to effectively cope by predicting the amount of boil-off gas generated in the gas fuel storage tank.
또한 본 발명에 따른 운영 관리 시스템 및 이를 포함하는 선박은, 가스연료 저장탱크에서 발생하는 증발가스의 유량을 예측하고, 예측된 증발가스를 모두 소비하도록 하는 관점에서 최적 운항 옵션을 산출하여, GCU나 재액화장치의 가동을 최소화하여 운영 비용 또는 화물 손실을 대폭 줄일 수 있다.In addition, the operation management system and the ship including the same according to the present invention, by estimating the flow rate of the boil-off gas generated in the gas fuel storage tank, and calculates the optimal operating options in terms of consuming all the predicted boil-off gas, GCU or Minimizing the operation of the reliquefaction unit can greatly reduce operating costs or cargo losses.
도 1은 본 발명에 따른 선박의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 운영 관리 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 운영 관리 시스템의 프로세스를 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 운영 관리 시스템의 연료 공급을 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 운영 관리 시스템의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 운영 관리 시스템의 블록도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 운영 관리 시스템의 프로세스를 나타내는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 운영 관리 시스템의 블록도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 운영 관리 시스템이 적용되는 선박의 정단면도이다.
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 운영 관리 시스템의 개념도이다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 운영 관리 시스템의 블록도이다.1 is a side view of a ship according to the present invention.
2 is a block diagram of an operation management system according to a first embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram illustrating a process of an operation management system according to a first embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram illustrating a fuel supply of an operation management system according to a second embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of an operation management system according to a second embodiment of the present invention.
6 is a block diagram of an operation management system according to a third embodiment of the present invention.
7 is a conceptual diagram illustrating a process of an operation management system according to a third embodiment of the present invention.
8 is a block diagram of an operation management system according to a fourth embodiment of the present invention.
9 is a front sectional view of a ship to which the operation management system according to the fourth embodiment of the present invention is applied.
10 is a conceptual diagram of an operation management system according to a fifth embodiment of the present invention.
11 is a block diagram of an operation management system according to a fifth embodiment of the present invention.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.The objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the preferred embodiments associated with the accompanying drawings. In the present specification, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components as possible, even if displayed on different drawings have the same number as possible. In addition, in describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서에서 가스연료는 비등점이 상온보다 낮고 액상으로 저장되는 액화천연가스, 액화석유가스, 에탄 등을 의미하며, 오일연료는 비등점이 상온보다 높은 중유, 경유, 등유 등을 의미한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification, the gas fuel means liquefied natural gas, liquefied petroleum gas, ethane, etc., which have a boiling point lower than room temperature and are stored in a liquid state, and oil fuel means heavy oil, diesel, kerosene, etc. whose boiling point is higher than room temperature.
도 1은 본 발명에 따른 선박의 측면도이다.1 is a side view of a ship according to the present invention.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 선박(1)은 후술할 운영 관리 시스템이 적용되는 것으로서, 가스연료 운반선일 수 있다. 일례로 본 발명에 따른 선박(1)은 LNG 운반선일 수 있지만, 이로 한정되는 것은 아니다.Referring to Figure 1, the
선박(1)은 적어도 하나 이상의 가스연료 저장탱크(10)를 포함한다. 가스연료 저장탱크(10)는 선박(1)의 추진을 위해 사용되는 가스연료를 저장할 수 있으며, 선박(1)의 전후 방향으로 복수 개가 나란히 배열될 수 있다.The
즉 가스연료 저장탱크(10)는, 선박(1)의 선미에 마련되는 추진용 메인엔진(20)에 공급되는 가스연료를 저장하는 연료탱크일 수 있으며, 선종에 따라 화물탱크의 기능을 수행할 수도 있다.That is, the gas
가스연료 저장탱크(10)가 연료탱크이면서 동시에 화물탱크일 경우, 가스연료 저장탱크(10)에 저장된 가스연료는 매니폴드(도시하지 않음)를 거쳐 외부로 하역될 수 있다. When the gas
다만 하역을 마친 선박(1)이 다시 가스연료를 선적하기 위한 선적지로 이동하는 경우인 발라스트 항해 시에도 추진을 위한 가스연료가 필요하다. 따라서 가스연료 저장탱크(10) 중 적어도 어느 하나에는, 발라스트 항해를 위한 소량의 가스연료가 하역되지 않고 남아있게 되며, 이때 소량의 가스연료는 힐(heel)이라 지칭된다.However, the gas fuel for propulsion is also required during the ballast voyage, when the vessel (1), which has finished unloading, moves to the loading site for loading gas fuel again. Thus, in at least one of the gas
또한 가스연료가 모두 하역되어 빈 상태의 가스연료 저장탱크(10)에 가스연료를 채우기 다시 위해서는 쿨다운이 선행되어야 하는데, 쿨다운은 선박(1)이 선적지에서 정박한 상태에서 선적지로부터 가스연료를 공급받아 이루어질 수 있다.In addition, in order to refill the gas
그러나 쿨다운을 선박(1)의 정박 상태에서 수행하게 되면, 쿨다운 시간만큼 정박 시간이 지연되어 비용이 낭비되고 운영 효율이 저하된다. 따라서 최근에는 어느 하나의 가스연료 저장탱크(10)에 가스연료를 남겨두고, 이를 이용하여 선박(1)이 선적지에 도착하기 전에 미리 다른 하나의 가스연료 저장탱크(10)의 쿨다운을 구현하기도 한다.However, if the cooldown is performed in the anchoring state of the
가스연료 저장탱크(10)는 비등점이 낮은 가스연료를 액상으로 저장할 수 있고, 가스연료의 기화를 방지하기 위해 단열구조가 마련될 수 있다. 또한 가스연료 저장탱크(10)의 적어도 전후면에는, 코퍼댐(11)이 마련될 수 있다.The gas
코퍼댐(11)은 복수 개의 가스연료 저장탱크(10)를 서로 이격시키는 구성일 수 있으며, 내부에 빈 공간을 형성할 수 있다. 코퍼댐(11)의 내부 공간에는 다양한 방향과 크기로 보강재(도시하지 않음)가 배치된다.The
가스연료 저장탱크(10)가 일례로 LNG를 -160도로 저장하게 될 경우, 단열구조가 마련되어 있더라도 코퍼댐(11)은 가스연료 저장탱크(10)의 극저온으로 인하여 냉각될 수 있다.When the gas
그런데 코퍼댐(11)에 설치되는 보강재는 극저온을 견디지 못할 것이므로, 코퍼댐(11)은 보강재 보호를 위해서 히팅이 필요하다. 따라서 코퍼댐(11)은 해수, 공기, 스팀 등의 제한되지 않는 다양한 열원을 사용하여 설정온도로 히팅될 수 있으며, 이때 설정온도는 약 섭씨 5도일 수 있다.By the way, since the reinforcing material installed in the
이하에서는 본 발명의 운영 관리 시스템에 대해, 각 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation management system of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 운영 관리 시스템의 블록도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 운영 관리 시스템의 프로세스를 나타내는 개념도이다.2 is a block diagram of an operation management system according to a first embodiment of the present invention, Figure 3 is a conceptual diagram showing a process of the operation management system according to a first embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 운영 관리 시스템은, 힐 산출부(100)를 포함한다.2 and 3, the operation management system according to the first embodiment of the present invention includes a
힐 산출부(100)는, 선박(1)의 발라스트 항해 시 가스연료 저장탱크(10)의 최소 힐(minimum heel)을 산출한다. 힐은 앞서 설명한 바와 같이 발라스트 항해를 위해 필요한 가스연료를 의미하는데, 힐은 가스연료 저장탱크(10)에서 하역되지 않고 잔류하는 것이므로, 힐이 과도하면 선사의 이익을 저해하게 된다.The
따라서 본 발명은 최소 힐을 산출하고 그에 따라 가스연료의 하역이 충분히 이루어지도록 함으로써, 선사의 이익이 극대화되도록 할 수 있다. 다만 본 실시예에서 산출되는 최소 힐은 발라스트 항해 시 추진을 위한 것 외에도, 정박하기 전의 사전 쿨다운을 위한 것일 수 있다.Therefore, the present invention can be maximized by calculating the minimum heel and accordingly to ensure that the unloading of the gas fuel is made sufficiently. However, the minimum heel calculated in the present embodiment may be for pre-cooling down before anchoring, in addition to propulsion during ballast sailing.
힐 산출부(100)는, 선박(1)이 운항하는 과정에서 영향을 미치는 변수들을 모두 고려하여 최소 힐을 효과적으로 산출해낼 수 있으며, 이를 위해 힐 산출부(100)는, 정보 입력부(110), 탱크 정보 저장부(120), 필요 연료 계산부(130), 높이 산출부(140)를 포함한다.The
정보 입력부(110)는, 선박(1)의 운항 정보가 입력된다. 이때 운항 정보는 선박(1)의 항해 거리, 출도착 항구 정보, 도착 시간, 해상환경, 전기 사용계획 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 이외에도 발라스트 항해 및 쿨다운에 소비되어야 할 가스연료의 양을 파악하는데 고려될 수 있는 모든 요소를 포함할 수 있다.In the
정보 입력부(110)는 운항 정보가 승선원에 의해 수동으로 입력될 수 있고, 또는 자동계획(Optimal Routing)이 실행될 경우 운항 정보 중 적어도 일부는 자동으로 설정될 수 있다.The
정보 입력부(110)는 선박(1) 자체의 제원 정보를 포함할 수도 있는데, 이때 제원 정보는 시운전 결과, 모형시험 결과, 메인엔진(20) 등의 제원 등을 모두 포함할 수 있다.The
탱크 정보 저장부(120)는, 가스연료 저장탱크(10)의 형상 정보를 저장한다. 최소 힐의 산출은 유량 단위로 이루어질 수 있는데, 이를 가스연료 저장탱크(10)에 매칭시키기 위해서는 가스연료 저장탱크(10)의 적재 높이에 대한 저장 유량 함수가 필요하다.The tank
가스연료 저장탱크(10)의 적재량 체크는 적재 높이에 의해 이루어지지만, 가스연료 저장탱크(10)의 형상은 직육면체가 아닐 수 있으므로, 적재 높이와 적재량은 선형 비례적으로 나타나지 않는다.Although the loading check of the gas
따라서 탱크 정보 저장부(120)는, 최소 힐을 토대로 가스연료 저장탱크(10)에 적재되어야 하는 높이를 산출하기 위해 형상 정보를 저장해둘 수 있으며, 형상 정보는 앞서 설명한 바와 같이 가스연료 저장탱크(10)의 가스연료 적재높이에 따른 적재량 정보를 포함할 수 있다.Therefore, the tank
필요 연료 계산부(130)는, 운항 정보를 토대로 항해 시 가스연료의 필요량을 산출한다. 가스연료를 하역한 뒤 선적지까지 발라스트 항해를 할 경우, 추진에 사용되는 가스연료 및 선박(1) 내부 발전에 사용되는 가스연료 등의 양이 운항 정보를 바탕으로 계산될 수 있다.The required
일례로 추진에 사용되는 가스연료의 양은, 항해 거리, 출도착 항구 정보, 도착 시간 등의 운항 정보를 바탕으로 산출될 수 있으며, 발전에 사용되는 가스연료의 양은, 전기 사용계획 등의 운항 정보를 바탕으로 산출될 수 있다.For example, the amount of gas fuel used for propulsion may be calculated based on navigation information such as sailing distance, arrival and departure port information, and arrival time, and the amount of gas fuel used for power generation may include operation information such as electricity use plan. It can be calculated based on.
다만 추진에 사용되는 가스연료의 양을 산출하는 과정에서, 해상환경이 함께 고려될 수 있으며, 일례로 파도 등으로 인하여 추가로 약 15% 내외의 가스연료가 더 소모될 것을 대비하여 Sea margin을 계산에 반영할 수 있다.However, in the process of calculating the amount of gas fuel used for propulsion, the marine environment may be considered together, for example, the sea margin is calculated in preparation for the additional consumption of about 15% of gas fuel due to waves. Can be reflected in.
또한 필요 연료 계산부(130)는, 발라스트 항해에 사용되는 가스연료 외에, 발라스트 항해 도중 이루어지는 쿨다운에 사용되는 가스연료를 더 산출할 수 있다. 가스연료 저장탱크(10)는 복수 개로 구비되므로, 최소 힐은, 최소 힐이 저장되지 않고 완전 하역된 가스연료 저장탱크(10)의 쿨다운에 사용될 수 있다. In addition to the gas fuel used for ballast sailing, the required
쿨다운은 앞서 설명한 바와 같이 선적지에 도착하지 전에 이루어질 수 있으므로, 필요 연료 계산부(130)는 운항 정보에 더하여 쿨다운 정보를 고려하여 가스연료의 필요량을 산출할 수 있다. Since the cooldown may be performed before arriving at the shipping location as described above, the required
이를 위해 쿨다운 정보는, 완전 하역된 가스연료 저장탱크(10)의 수를 나타내는 하역 정보와, 쿨다운 시작 온도 및 쿨다운 목표 온도 등을 포함할 수 있다. 즉 쿨다운 정보는, 쿨다운에 필요한 가스연료의 양을 추정하기 위해 필요할 수 있는 모든 요소를 포함한다.To this end, the cool down information may include unloading information indicating the number of fully loaded gas
필요 연료 산출부는, 운항 정보를 토대로 발라스트 항해 시 필요한 가스연료의 양을 산출하고, 쿨다운 정보를 토대로 쿨다운을 미리 수행하기 위해 필요한 가스연료의 양을 산출한 뒤, 이를 합산하여 최소 힐을 산출할 수 있다.The required fuel calculation unit calculates the amount of gas fuel required for the ballast navigation based on the operation information, calculates the amount of gas fuel required to perform the cooldown in advance based on the cooldown information, and adds it to calculate the minimum heel. can do.
이때 산출된 최소 힐은 유량 단위로 산출되므로, 실제로 해당 최소 힐이 가스연료 저장탱크(10)에 적재되도록 하기 위해서는, 적재높이로 변환될 필요가 있어 높이 산출부(140)가 활용된다.Since the calculated minimum heel is calculated in units of flow rates, in order to actually load the minimum heel in the gas
높이 산출부(140)는, 형상 정보를 토대로, 산출된 가스연료의 필요량에 대응되는 가스연료의 적재높이를 계산한다. 즉 높이 산출부(140)는 최소 힐을 적재하기 위해 어느 하나의 가스연료 저장탱크(10)에 적재되어야 하는 높이를 산출할 수 있고, 이를 통해 승선원은 가스연료 저장탱크(10)의 적재 높이를 최소 힐에 대응시켜서, 과도한 힐의 저장을 방지할 수 있다.The
즉 본 실시예는, 선박(1)의 항해 계획 및 선박(1)의 제원을 고려하여 최소 힐을 미리 산출하고, 산출된 최소 힐만을 남기는 하역이 이루어지도록 함으로써, 선박(1) 운영에 있어서 최대의 이윤이 창출되도록 할 수 있다.In other words, in the present embodiment, the minimum heel is calculated in advance in consideration of the sailing plan of the
이하에서는 도 3을 다시 참고하여 본 실시예의 프로세스에 대해 설명한다.Hereinafter, the process of this embodiment will be described with reference to FIG. 3 again.
승선원은 먼저 운항모드를 선택할 수 있는데, 수동계획일 경우 항해 거리, 도착 시간, Sea margin, 전기 사용계획 등의 운항 정보가 수동으로 입력될 수 있다.First, the crew can select the operation mode. In the case of manual planning, flight information such as voyage distance, arrival time, sea margin and electricity usage plan can be manually entered.
반면 자동계획일 경우, 출발 항구, 도착 항부, 도착 시간, 해상환경, 전기 사용계획이 입력되고, 그 외 운항 정보는 자동으로 설정될 수 있다.On the other hand, in case of automatic plan, departure port, arrival port, arrival time, sea environment, electricity usage plan are input, and other operation information can be set automatically.
운항 정보가 충분히 수집되면, 운항에 필요한 가스연료의 양이 산출될 수 있다. 또한 쿨다운 정보를 토대로 쿨다운에 필요한 가스연료의 양도 산출된다.With sufficient operational information, the amount of gas fuel required for the operation can be calculated. The amount of gaseous fuel required for the cooldown is also calculated based on the cooldown information.
이와 같이 산출된 가스연료의 양을 합산하면, 발라스트 항해 시 필요한 가스연료의 총 양이 산출될 수 있고, 이는 과도하지 않고 적정한 힐로서, 최소 힐이 된다. By summing up the calculated amount of gaseous fuel, the total amount of gaseous fuel required for the ballast voyage can be calculated, which is not excessive and is a proper heel, which is a minimum heel.
이때 최소 힐은 가스연료 저장탱크(10)의 형상 등을 고려하여 유량에서 높이로 단위 변환이 이루어져 출력된다. 따라서 승선원은, 최소 힐에 대응되는 적재높이를 고려하여 하역을 수행해서, 효율적인 선박(1) 운영을 구현할 수 있다.At this time, the minimum heel is output by making a unit conversion from the flow rate to the height in consideration of the shape of the gas fuel storage tank (10). Therefore, the crew can carry out the unloading in consideration of the loading height corresponding to the minimum heel, thereby implementing the efficient operation of the
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 운영 관리 시스템의 연료 공급을 나타내는 개념도이다. 참고로 도 4는 본 발명의 제3 실시예 등에도 적용될 수 있다.4 is a conceptual diagram illustrating a fuel supply of an operation management system according to a second embodiment of the present invention. For reference, FIG. 4 may also be applied to a third embodiment of the present invention.
도 4를 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 운영 관리 시스템의 연료 공급은, 가스연료 저장탱크(10)로부터 가스연료 공급부(30)를 경유하여 수요처를 향해 이루어지며, 수요처는 메인엔진(20)(ME-GI, XDF 등), 발전엔진(21)(DFDE 등), GCU(22), 보일러(41) 등을 의미할 수 있다.Referring to Figure 4, the fuel supply of the operation management system according to the second embodiment of the present invention is made from the gas
다만 선박(1)이 가스연료 운반선일 경우, 도 4와 같이 보일러(41)는 오일 저장탱크(40)에 저장된 오일연료로만 가동하는 타입으로 마련되어, 가스연료 저장탱크(10)에서 보일러(41)로는 가스연료의 공급이 생략될 수 있지만, 이로 한정되는 것은 아니다.However, when the
가스연료 공급부(30)는, 가스연료 저장탱크(10) 내에 저장된 증발가스와 액화가스를 수요처로 공급할 수 있다. 가스연료는 가스연료 저장탱크(10)에서 액상으로 저장되어 있을 수 있지만, 외부 열침투 등의 요인으로 인하여 자연증발할 수 있다.The gas
이하에서 가스연료 저장탱크(10)에 저장된 액상의 가스연료는 액화가스, 가스연료 저장탱크(10)에서 자연증발한 기상의 가스연료는 증발가스로 지칭됨을 알려둔다.Hereinafter, it is noted that liquid gas fuel stored in the gas
가스연료 공급부(30)는 기본적으로 가스연료 저장탱크(10)의 증발가스를 수요처로 공급하며, 보충적으로 가스연료 저장탱크(10)의 액화가스를 수요처로 공급할 수 있지만, 그 반대도 물론 가능하다.The gas
가스연료 공급부(30)는, 증발가스를 공급하기 위해 가스연료 저장탱크(10)에서 수요처까지 연결된 증발가스 공급라인(31)을 포함하며, 증발가스 공급라인(31)은 복수 개의 수요처에 가스연료를 분기 공급할 수 있도록 분기점을 기준으로 분지될 수 있다. 또한 가스연료 공급부(30)는 액화가스를 공급하기 위해 액화가스 공급라인(34)을 포함한다.The gas
증발가스 공급라인(31)과 액화가스 공급라인(34)은 가스연료 저장탱크(10) 내에서 서로 독립적으로 마련될 수 있지만, 증발가스 공급이 메인일 경우 액화가스 공급라인(34)은 수요처의 상류에서 증발가스 공급라인(31)에 합류될 수 있다The boil-off
증발가스 공급라인(31)에는, 이미 기화된 증발가스를 수요처의 요구 압력 및 요구 온도에 맞추기 위해 압축하거나 냉각/가열하는 구성들이 마련될 수 있다.The boil-off
일례로 증발가스 공급라인(31)에는 증발가스 압축기(32), 증발가스 냉각기(33) 등이 마련되며, 증발가스 히터(도시하지 않음)가 증발가스 압축기(32)의 하류에서 분기점의 상류에 구비될 수 있다.For example, the boil-off
증발가스 압축기(32)는 수요처의 요구압력 중 특히 메인엔진(20)의 요구압력에 맞게 증발가스를 압축할 수 있다. 다만 메인엔진(20)과 발전엔진(21) 등의 요구압력은 서로 다를 수 있으므로, 증발가스 공급라인(31)의 분기점에서 발전엔진(21) 사이에는 증발가스의 압력을 발전엔진(21)에 맞춰주기 위한 압력조절수단(도시하지 않음)이 부가될 수 있다.The boil-off
액화가스 공급라인(34)에는 액화가스를 강제기화시키기 위한 기화기(35)가 마련될 수 있으며, 기화기(35)에서 기화된 액화가스는 증발가스 공급라인(31)으로 전달되어 수요처로 공급될 수 있다.The liquefied
또한 가동 시 메탄가(methane number)에 민감한 수요처(특히 발전엔진(21) 등)를 대비하기 위해, 액화가스 공급라인(34)에서 기화기(35)의 하류에는 헤비카본을 분리해내는 헤비카본 분리기(36)가 마련될 수 있다.In addition, heavy carbon separators for separating heavy carbon downstream from the
헤비카본 분리기(36)가 마련되는 경우 기화기(35)는 액화가스를 수요처의 요구온도가 아닌 헤비카본의 비등점보다 낮은 온도(일례로 섭씨 -100도)까지만 가열할 것이어서, 액화가스 공급라인(34)에서 헤비카본 분리기(36)의 하류에는 헤비카본이 분리된 액화가스를 수요처의 요구온도까지 가열하기 위한 가스히터(37)가 마련될 수 있다.When the
이와 같이 본 실시예는 가스연료 저장탱크(10)에 저장된 액화가스 및/또는 증발가스를 수요처로 공급할 수 있다. 그런데 가스연료 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스는, 가스연료 저장탱크(10)의 내압을 높이게 되어 문제된다.As such, the present embodiment can supply liquefied gas and / or boil-off gas stored in the gas
따라서 증발가스는 메인엔진(20)이나 발전엔진(21)으로 소비되는 것 외에도, 가스연료 저장탱크(10)의 내압을 적정 수준으로 유지시키기 위하여 GCU(22)에서 소비되어 버려질 수 있고, 또는 재액화장치(도시하지 않음)를 구비하여 증발가스를 액화가스로 냉각한 뒤 가스연료 저장탱크(10)로 리턴시킬 수 있다.Therefore, in addition to being consumed by the
즉 가스연료 저장탱크(10)에서 발생하는 증발가스를 대비하기 위해 GCU(22), 재액화장치 등의 증발가스 처리장비들이 마련되어야 하는데, 기존에는 가스연료 저장탱크(10)에서 하루동안 발생할 증발가스의 양을 정확히 파악할 수 없어서, 증발가스 처리장비들이 과도한 제원으로 설계되었다(Over spec design).That is, in order to prepare for the boil-off gas generated in the gas
그러나 본 발명은 증발가스의 발생 이력을 기록 및 관리하고 추후 설계 시 반영될 수 있도록 하여, 증발가스 처리장비가 over spec되지 않도록 하여 과도한 투자를 억제할 수 있다. 이에 대해서는 도 5를 참고하여 설명한다.However, the present invention records and manages the generation history of the boil-off gas and can be reflected in future design, so that the boil-off gas treatment equipment is not over-specified to suppress excessive investment. This will be described with reference to FIG. 5.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 운영 관리 시스템의 블록도이다.5 is a block diagram of an operation management system according to a second embodiment of the present invention.
도 5를 참고하면, 본 실시예는 증발량 관리부(200)를 포함한다. 증발량 관리부(200)는 가스연료 저장탱크(10) 내에서 가스연료의 자연증발량을 관리하며, 정보 입력부(210), 소비량 측정부(220), 강제증발량 측정부(230), 자연증발량 계산부(240)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the embodiment includes an evaporation
정보 입력부(210)는, 선박(1)의 외부 환경 정보 등을 입력받는다. 정보 입력부(210)는 앞선 실시예에서 설명한 정보들도 입력받을 수 있으며, 본 실시예의 목적을 달성하기 위해 필요한 모든 정보를 입력받을 수 있다.The
일례로 외부 환경 정보는, 외기온도와 해수온도 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 이러한 외부 환경 정보는, 외부 환경에 따라 증발가스가 발생하는 이력이 매칭 관리되도록 한다.As an example, the external environment information may be at least one of an outside temperature and a seawater temperature. This external environment information, so that the history of the generation of boil-off gas according to the external environment is matched management.
정보 입력부(210)는, 가스연료 저장탱크(10)의 상태 정보를 입력받을 수 있다. 상태 정보는 가스연료 저장탱크(10)의 온도, 내압, 적재량 중 적어도 어느 하나일 수 있으며, 이외에도 가스연료 저장탱크(10)의 타입, 단열구조 등과 같이 증발가스의 발생에 영향을 미치는 모든 요소를 포함할 수 있다.The
소비량 측정부(220)는, 증발가스 공급라인(31)에서 분기점의 하류에 각각 마련된다. 소비량 측정부(220)는 Mass flow meter일 수 있으며, 메인엔진(20), 발전엔진(21), GCU(22) 등 증발가스를 소비하는 수요처로 전달되는 가스연료의 양을 측정할 수 있다.The
즉 소비량 측정부(220)는 각 수요처에서 소비하는 가스연료의 양을 각각 측정하며, 이를 합산하여 총 수요처가 소비하는 가스연료의 양을 계산할 수 있다. 이때 가스연료라 함은 증발가스이고 액화가스를 더 포함하는 것일 수 있다.That is, the
강제증발량 측정부(230)는, 기화기(35)의 상류 또는 하류에 마련된다. 강제증발량 측정부(230)는 소비량 측정부(220)와 동일/유사하게 Mass flow meter일 수 있고, 기화기(35)로 유입되는 또는 기화기(35)에서 증발가스 공급라인(31)으로 유입되는 액화가스의 양을 측정할 수 있다.The forced
강제증발량 측정부(230)는 기화기(35)의 상류 및 하류 중 어느 하나에 구비될 수 있으며, 두 지점 모두에 구비되는 것도 물론 가능하다. 이 경우 두 지점 사이에서의 차이가 발생하는 것을 통해 기화기(35)의 누출을 감지할 수 있다.The forced
자연증발량 계산부(240)는, 소비량 측정부(220)의 측정값에서 강제증발량 측정부(230)의 측정값을 제하여 가스연료 저장탱크(10)의 자연증발량을 추정한다. 소비량 측정부(220)에 의해 측정된 가스연료의 양은 증발가스에 액화가스를 더한 양이며, 강제증발량 측정부(230)에 의해 측정된 것은 액화가스의 양이다.The natural
따라서 소비량 측정부(220)의 측정값에서 강제증발량 측정부(230)의 측정값을 빼면, 가스연료 저장탱크(10)에서 배출된 증발가스의 양이 산출될 수 있다. 따라서 본 실시예의 자연증발량 계산부(240)는, 위와 같은 방법을 통하여 정확하게 증발가스 양의 확인이 가능하다.Therefore, by subtracting the measured value of the forced
이때 증발량 관리부(200)는, 위에서 계산된 자연증발량에 선박(1)의 외부 환경 정보, 가스연료 저장탱크(10)의 상태 정보 등을 매칭시켜 관리할 수 있다. 즉 본 실시예는 가스연료 저장탱크(10)에서 배출되는 증발가스의 양을 명확히 확인하고 이를 통해 현재 선박(1)에서 증발가스 처리장비의 제원이 과도한 것은 아닌지 등을 점검할 수 있도록 하며, 또한 향후 설계 시 증발가스 처리장비의 최적 설계를 도울 수 있다.In this case, the evaporation
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 운영 관리 시스템의 블록도이다.6 is a block diagram of an operation management system according to a third embodiment of the present invention.
도 6을 함께 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 운영 관리 시스템은, 선박(1)의 최적 운항 옵션을 산출하는 운항 산출부(300)를 포함한다.Referring to FIG. 6 together, the operation management system according to the third embodiment of the present invention includes a
이때 최적 운항 옵션은 최적 항로 또는 최적 RPM 등을 의미할 수 있으며, 이하에서는 편의상 운항 옵션은 메인엔진(20)의 RPM을 의미하는 것으로 가정한다.In this case, the optimal navigation option may mean an optimal route or an optimal RPM. Hereinafter, for convenience, the navigation option is assumed to mean an RPM of the
운항 산출부(300)는, 정보 입력부(310), 운항 생성부(320), 운항 조건 결정부(330), 비용 계산부(340)를 포함한다. The
정보 입력부(310)는, 선박(1)의 운항 정보 및 외부 환경 정보 등을 입력받을 수 있고, 앞선 실시예에서의 구성과 마찬가지로, 본 실시예의 목적을 달성하는데 필요한 모든 요소를 입력받을 수 있다.The
특히 본 실시예의 정보 입력부(310)는, 마력별로 오일연료의 사용량이 할당되는 보일러(41)의 가동 시나리오를 저장할 수 있다. 도 4에 나타난 바와 같이 본 실시예의 선박(1)이 가스연료 운반선인 경우, 보일러(41)는 오일 저장탱크(40)에 저장된 오일연료로 가동하는 타입으로 마련될 수 있는데, 일례로 메인엔진(20)의 마력이 낮은 경우, 배기량이 줄어듦에 따라 이코노마이저로 인한 스팀 생성량이 충분하지 않게 되므로, 보일러(41) 가동 부하가 커지는 시나리오가 저장될 수 있다.In particular, the
또한 보일러(41) 가동 시나리오는, 보일러(41)에서 발생한 스팀이 액화가스를 강제기화시키는데 사용되는 경우를 고려하여 설정될 수 있다. 즉 외부 환경 정보나 가스연료 저장탱크(10)의 적재량 등으로 인해 추정될 수 있는 증발가스 발생량과 메인엔진(20)의 마력을 고려하여 액화가스의 보충량이 추정되면, 추정된 액화가스의 보충량을 토대로 보일러(41)의 가동 부하가 설정 저장될 수 있다.The
운항 생성부(320)는, 운항 정보를 토대로 선박(1)에 대한 복수의 운항 옵션을 생성한다. 이때 운항 옵션은 운항 정보에 따라 선택이 가능한 운항 옵션들을 의미하며, 비용이 저렴하다는 등의 경제성은 평가되지 않은 상태이다.The
운항 생성부(320)는 복수의 RPM을 생성할 수 있으며, 이때 생성된 RPM 중에는 해상환경 등의 외부 변수로 인하여 운항 정보에 포함된 도착 시간을 맞추지 못하는 경우도 존재할 수 있지만, 이 경우 운항 조건 결정부(330)에서 필터링될 수 있다.The
운항 조건 결정부(330)는, 각 운항 옵션에 대해 외부 환경 정보를 토대로 선속 및 마력을 결정할 수 있다. 운항 생성부(320)에 의해 운항 옵션이 제시되면, 운항 조건 결정부(330)는 운항 정보에 포함된 해상환경을 토대로, 해당 운항 옵션에서 발현되는 선속과 마력을 추정할 수 있다.The
이때 운항 조건 결정부(330)는 운항 정보를 토대로 각 운항 옵션의 선속에 의한 예상 도착 시간을 산출할 수 있으며, 운항 산출부(300)는, 예상 도착 시간에 대해 운항 정보의 도착 시간을 제약조건으로 하여, 복수의 운항 옵션을 필터링할 수 있다.In this case, the
물론 이러한 필터링 과정은 운항 생성부(320) 자체가 사전에 수행할 수도 있으며, 이 경우 운항 조건 결정부(330)는 제시되는 운항 옵션에 대한 마력만을 결정할 수 있다.Of course, this filtering process may be performed in advance by the
비용 계산부(340)는, 각 운항 옵션에 대한 비용을 계산하여 최적 운항 옵션을 도출한다. 특히 비용 계산부(340)는, 본 발명이 가스연료와 오일연료를 모두 사용한다는 점을 고려하여 운항 옵션에 대한 경제성을 평가할 수 있다.The
구체적으로 비용 계산부(340)는, 선박(1)의 추진을 위한 메인엔진(20)에 사용되는 가스연료의 가격 및 선박(1)의 가동을 위한 보일러(41)에 사용되는 오일연료의 가격을 고려하여, 운항 옵션에 대한 비용을 계산할 수 있다.Specifically, the
가스연료가 아닌 오일연료로 추진하는 경우에는, 오일연료 하나의 가격만이 고려되면 충분하겠지만, 본 발명은 보일러(41)는 오일연료로 구동하고 메인엔진(20) 등은 가스연료로 구동하므로, 비용 부분에서의 함수가 달라지게 된다.In the case of propelling with oil fuel instead of gas fuel, it is sufficient to consider only the price of one oil fuel, but the present invention is because the
즉 운항 산출부(300)는 운항 옵션의 예상 도착 시간이 운항 정보의 도착 시간을 넘지 않는지를 제약조건으로 두면서, 운항 옵션의 마력에 소비되는 비용을 계산하여 해당 비용이 최소화되는 경우를 목적함수로 하여, 최적의 경제적인 운항 옵션을 선정할 수 있다.That is, the
이때 비용 계산부(340)는, 운항 조건 결정부(330)로부터 결정된 마력을 토대로 추정되는 메인엔진(20)의 가스연료 소비량에 가스연료의 가격을 고려하고, 정보 입력부(310)에 저장되어 있는 보일러(41)의 가동 시나리오를 토대로 추정되는 보일러(41)의 오일연료 소비량에 오일연료의 가격을 고려하여, 총 연료 비용을 계산할 수 있다.At this time, the
여기에 더 나아가, 메인엔진(20)이 가스연료 100%로 가동하지 않고 일부의 오일연료를 파일럿연료로 사용함을 고려하여, 비용 계산부(340)는 메인엔진(20)에 사용되는 파일럿연료의 가격을 더 고려하여 비용을 계산할 수 있다.Furthermore, considering that the
파일럿연료는 오일연료(HFO 등)와 동종이거나 또는 상이한 연료(MGO 등) 등일 수 있으며, 메인엔진(20)에서 사용되는 파일럿연료의 (부하별) 비율 등이 정보 입력부(310)에 미리 저장되었다가 비용 계산부(340)의 비용 계산 시 활용될 수 있다.The pilot fuel may be the same type as the oil fuel (HFO, etc.) or may be different from the fuel (MGO, etc.), and the ratio of the pilot fuel (by load) used in the
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 운영 관리 시스템의 프로세스를 나타내는 개념도이다.7 is a conceptual diagram illustrating a process of an operation management system according to a third embodiment of the present invention.
도 7을 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 운영 관리 시스템은, 운항 정보의 입력을 토대로 복수 개의 운항 옵션을 산출한 뒤, 각 운항 옵션마다 외부 환경 정보를 고려하여 선속과 마력을 결정하게 된다.Referring to FIG. 7, the operation management system according to the third embodiment of the present invention calculates a plurality of navigation options based on input of navigation information, and then determines ship speed and horsepower in consideration of external environment information for each navigation option. Done.
이때 선속은, 운항 옵션을 필터링하는데 사용되며, 예상 도착 시간을 확인하고 운항 정보에서 요구 도착 시간과 비교하여, 도착 시간을 맞출 수 없는 운항 옵션은 경제성과 무관하게 제외될 수 있다.The ship speed is then used to filter the flight options, and the flight options that cannot meet the arrival time can be excluded irrespective of economics as compared to the required arrival time in the expected arrival time and in the flight information.
반면 마력은 운항 옵션의 경제성을 평가하는데 사용된다. 마력은 메인엔진(20)의 부하로 연결되며, 또한 보일러(41)의 가동 시나리오로 연결된다. 이때 메인엔진(20)은 가스연료와 파일럿연료, 보일러(41)는 오일연료로 가동되므로, 서로 다른 연료의 가격을 고려하여 운항 옵션에 대한 비용을 추정할 수 있다.Horsepower, on the other hand, is used to assess the economics of flight options. Horsepower is connected to the load of the
추가로 본 실시예는 운항 정보에 포함되어 있던 전기 사용계획을 통해, 발전엔진(21)에서 소비되는 가스연료 또는 오일연료의 가격을 더 고려할 수 있다. In addition, the present embodiment may further consider the price of gas fuel or oil fuel consumed by the
발전엔진(21)은 DFDE로 가스연료나 오일연료로 모두 구동이 가능하므로, 비용 계산부(340)는 역으로 발전엔진(21)의 최적 연료 비율을 제안해줄 수 있다. 즉 메인엔진(20)과 보일러(41) 등으로 최적의 운항 옵션이 선택되면, 비용 계산부(340)는 최적의 운항 옵션을 전제로 하여 발전엔진(21)에서의 가스연료 비율을 최적화하여 제시할 수 있다.Since the
도착 시간에 의한 필터링과 연료 가격으로 계산된 비용에 의한 경제성 평가를 통해, 본 실시예는 여러 운항 옵션 중 최적의 운항 옵션을 결정해낼 수 있고, 이를 통해 본 실시예는, 오일연료만을 사용하지 않고 가스연료를 추진에 활용하는 경우에도 최적 운항을 구현할 수 있다.Through filtering by arrival time and economic evaluation based on the cost calculated by the fuel price, the present embodiment can determine the optimal operating option among the various operating options, which enables the present embodiment to use only oil fuel. Optimal navigation can also be achieved when gas fuel is used for propulsion.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 운영 관리 시스템의 블록도이다.8 is a block diagram of an operation management system according to a fourth embodiment of the present invention.
도 8을 참고하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 운영 관리 시스템은, 증발량 예측부(400)를 포함한다. 본 실시예는 가스연료 저장탱크(10)에서 발생할 증발가스를 비교적 정확하게 예측해냄으로써, 연비 향상 등의 효과를 얻어낼 수 있다. 또한 본 실시예에서 예측되는 증발량은 앞선 다른 실시예에 조합되어 사용될 수 있다.Referring to FIG. 8, the operation management system according to the fourth embodiment of the present invention includes an
증발량 예측부(400)는, 가스연료 저장탱크(10) 내에서 가스연료의 자연증발량을 예측하며, 정보 입력부(410), 코퍼댐 온도계산부(420), 열전달량 계산부(430), 자연증발량 추정부(440)를 포함한다.The
정보 입력부(410)는, 가스연료 저장탱크(10)의 형상 정보 및 상태 정보 등을 입력받는다. 또한 정보 입력부(410)는, 코퍼댐(11)의 온도를 계산하기 위해 대기 온도와 해수 온도 등을 입력받을 수 있다.The
코퍼댐 온도계산부(420)는, 가스연료 저장탱크(10)와 전후로 맞닿도록 배치된 코퍼댐(11)의 온도를 계산한다. 코퍼댐 온도계산부(420)에 대해서는 도 9를 참고하여 설명한다.The cofferdam
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 운영 관리 시스템이 적용되는 선박(1)의 정단면도이다.9 is a front sectional view of the
도 9를 참고하면, 코퍼댐 온도계산부(420)는 코퍼댐(11)을 대기와 맞닿은 부분(A), 가스연료 저장탱크(10)와 맞닿은 부분(B, D, F), 해수와 맞닿은 부분(C, E, G)으로 구획하고, 열평형을 가정하여 부분별 온도를 계산한다.Referring to FIG. 9, the
일례로 코퍼댐(11)에서 A의 경우 외부 대기 온도에 영향을 받을 것이며, B, D, F의 경우 가스연료 저장탱크(10)에 저장된 가스연료의 온도에 영향을 받을 것이고, C, E, G의 경우 외부 해수 온도에 영향을 받을 것임을 알 수 있다.For example, in the
이와 같이 코퍼댐(11)에 영향을 주는 온도를 Input으로 두고, 열평형을 가정하면 부분별로 결정 연립방정식의 생성이 가능하다. 따라서 코퍼댐(11)에서 각 부분의 온도가 계산될 수 있다.In this way, if the temperature affecting the
참고로 가장 전방에 배치된 코퍼댐(11)의 경우, 후면은 가스연료 저장탱크(10)와 맞닿아 있지만 전면은 선수 내부 공간(보선스토어, 전방피크탱크(Fore Peak Tank) 등)과 맞닿아 있을 수 있으므로, 가스연료의 온도 외에 선수 내부 공간의 온도가 Input으로 사용될 수 있다.For reference, in the case of the
또한 B, D, F의 경우 가스연료의 저장온도가 직접 Input 조건으로 설정될 수도 있지만, 가스연료 저장탱크(10)의 단열구조를 고려하여, Input이 다소 보정될 수도 있다.In addition, in the case of B, D, F, the storage temperature of the gas fuel may be directly set as an input condition, in consideration of the insulation structure of the gas
이와 같이 계산된 부분별 온도를 통해, 코퍼댐 온도계산부(420)는 코퍼댐(11)의 온도를 계산할 수 있다. 물론 코퍼댐 온도계산부(420)는 부분별 온도의 계산을 생략하고, 각 부분별 Input을 통해 코퍼댐(11)의 온도를 바로 계산할 수도 있다.Through the calculated temperature for each part, the cofferdam
다만 도 1에서 설명한 바와 같이, 코퍼댐(11)은 보강재의 내구성 등을 고려하여 설정온도 이상으로 유지되므로, 위에서 계산된 코퍼댐(11)의 온도가 설정온도 이하일 경우, 코퍼댐 온도계산부(420)는 설정온도를 코퍼댐(11)의 온도로 출력될 수 있다.However, as described with reference to FIG. 1, the
열전달량 계산부(430)는, 코퍼댐(11)에 의해 가스연료 저장탱크(10)로 전달되는 열전달량을 계산한다. 열전달량 계산부(430)는 가스연료 저장탱크(10)의 단열구조에 의해 발생하는 열저항을 고려하기 위해, 단열구조 내 단열재의 물성치를 활용하여, 온도에 따라 달라지는 열전도도를 통해 열저항을 구할 수 있는 함수를 구비할 수 있다.The heat transfer
이와 같이 구비되는 함수는, 온도에 따른 열전달량 함수일 수 있다. 즉 열전달량 계산부(430)는, 가스연료 저장탱크(10)의 외면에서의 온도를 통해, 외면을 통해 내부로 유입되는 열전달량을 계산할 수 있다.The function provided as described above may be a heat transfer amount function according to temperature. That is, the heat transfer
구체적으로 열전달량 계산부(430)는, 가스연료 저장탱크(10)의 둘레가 발라스트 워터의 저장공간인 이중격벽부(12)로 둘러싸이는 것을 고려하여, 가스연료 저장탱크(10)의 외면을 대기와 맞닿은 부분(좌우 외면 중 발라스트 워터의 상측), 코퍼댐(11) 및/또는 해수와 맞닿은 부분(전후면) 등으로 구획하고(발라스트 워터와 맞닿은 부분(좌우 외면 중 발라스트 워터의 하측)을 더 구획할 수도 있음), 부분별 열전달량을 계산할 수 있다.In detail, the heat transfer
다만 가스연료가 가득 채워진 만재 항해 상태에서는 발라스트 워터가 적재되지 않을 수 있으므로, 열전달량 계산부(430)는 선박(1) 운항 상태에 따라 가스연료 저장탱크(10)의 외면을 대기와 맞닿은 부분 및 코퍼댐(11)과 맞닿은 부분으로만 구획하여 계산을 수행할 수도 있다.However, since the ballast water may not be loaded in the full sailing state in which the gas fuel is full, the heat transfer
이후 열전달량 계산부(430)는, 부분별 열전달량을 모두 합산하여, 가스연료 저장탱크(10)에 전달되는 총 열전달량을 계산할 수 있다. 열전달량 계산부(430)는 복수 개로 마련되는 가스연료 저장탱크(10) 각각에 전달되는 열전달량을 계산할 수 있고, 선박(1)에 설치된 모든 가스연료 저장탱크(10)에 전달되는 총 열전달량을 계산할 수도 있다.Thereafter, the heat transfer
전자의 경우에는 가스연료 저장탱크(10)별 자연증발량이 계산될 것이며, 후자의 경우에는 선박(1)에 있어서 총 자연증발량이 계산될 수 있다.In the former case, the natural evaporation amount for each gas
자연증발량 추정부(440)는, 열전달량으로 인한 자연증발량을 계산한다. 이때 가스연료의 잠열은 고정된 것으로 가정하고 계산을 수행할 수 있다.The
자연증발량 추정부(440)는, 가스연료 저장탱크(10)의 형상 정보 및 상태 정보를 토대로, 열전달량을 통해 가스연료 저장탱크(10)에서의 자연증발량을 계산할 수 있다. The
일례로 가스연료 저장탱크(10) 내에 저장된 가스연료의 적재량, 압력 등의 정보를 토대로, 자연증발량 추정부(440)는 각 가스연료 저장탱크(10)에서의 자연증발량을 계산할 수 있다.For example, the natural evaporation
적재량이 적으면 증발이 많지 않을 수 있고, 압력이 높으면 비등점이 상승하여 역시 증발이 적게 일어날 수 있으므로, 자연증발량 추정부(440)는 위와 같은 사항들을 계산 과정에서 고려할 수 있다.If the loading amount is small, the evaporation may not be large, and if the pressure is high, the boiling point may increase, and thus less evaporation may occur. Therefore, the
또는 열전달량이 선박(1)에 마련된 복수 개의 가스연료 저장탱크(10) 모두에 대해 합산하여 계산되는 경우, 자연증발량 추정부(440)는 선박(1) 전체에서 발생하게 되는 자연증발량을 추정해낼 수 있다.Alternatively, when the heat transfer amount is calculated by summing up all of the plurality of gas
이와 같이 본 실시예는, 가스연료 저장탱크(10)의 외면에서의 온도를 Input으로 하여 가스연료 저장탱크(10) 내에서 발생할 증발량을 비교적 정확하게 추정해낼 수 있으므로, 효율적인 운영을 가능케 하여 비용 절감 및 연비 증대 등의 효과를 얻어낼 수 있다.As described above, the present embodiment can estimate the amount of evaporation generated in the gas
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 운영 관리 시스템의 개념도이고, 도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 운영 관리 시스템의 블록도이다.10 is a conceptual diagram of an operation management system according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a block diagram of an operation management system according to a fifth embodiment of the present invention.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 운영 관리 시스템은, 운항 산출부(500)를 포함한다. 이때 운항 산출부(500)는 앞선 제3 실시예에서의 운항 산출부(500)와 유사하나, 증발가스를 최대로 소비하도록 하는 관점에서 최적 운항 옵션을 도출한다는 점에서 차이가 있다. 이하에서는 본 실시예가 제3 실시예 등과 달라지는 점 위주로 설명한다.10 and 11, the operation management system according to the fifth embodiment of the present invention includes a
본 실시예의 운항 산출부(500)는, 정보 입력부(510), 운항 생성부(520), 가스량 파악부(520), 연료 계산부(530)를 포함한다. The
정보 입력부(510)는 앞서 설명한 정보 입력부(310)와 동일/유사하며, 다만 본 실시예의 정보 입력부(510)는 본 실시예에서 가스량 파악이나 연료 계산 등에 필요한 모든 정보들을 제한 없이 수집할 수 있도록 마련된다.The
일례로 정보 입력부(510)는, 메인엔진(20) 등의 제원 등이 입력될 수 있는데, 이는 향후 최적 운항 옵션을 산출할 때 메인엔진(20), 발전엔진(21) 등의 연료 사용 패턴을 산출하여 증발가스의 소비량을 계산하는 과정에서 사용될 수 있다.For example, the
운항 생성부(520)는, 선박(1)에 대한 복수의 운항 옵션을 생성한다. 이때 운항 생성부(520)는 앞선 실시예의 운항 생성부(320)와 유사하게 도착 시간(ETA; Estimated of Time Arrival) 등을 포함한 운항 정보를 토대로 하여 복수의 운항 옵션을 생성할 수 있다.The
다만 본 실시예의 운항 생성부(520)에 의하여 생성된 운항 옵션은, 앞선 실시예와 달리 출발지와 도착지 사이의 항로 외에 메인엔진(20) 등의 연료 사용 패턴을 더 포괄할 수 있다. However, the navigation option generated by the
이는 본 실시예의 경우, 증발가스의 사용량을 최대로 하여 잉여 증발가스의 발생을 최소로 함으로써, GCU 등의 사용을 억제할 수 있는 운항 옵션을 산출하는 목적을 갖기 때문이다. 물론 연료 사용 패턴이 선정되는 과정에서 ETA를 만족하는지 여부는 기본 전제조건으로 적용된다.This is because, in the present embodiment, the use of the boil-off gas is maximized to minimize the generation of the excess boil-off gas, and thus the purpose is to calculate a flight option that can suppress the use of the GCU. Of course, whether or not the ETA is satisfied in the process of selecting the fuel usage pattern is applied as a basic prerequisite.
가스량 파악부(520)는, 가스연료 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스의 유량을 예측한다. 일례로 가스량 파악부(520)는 앞선 자연증발량 계산부(240)에 의하여 산출된 값을 사용하여 증발가스의 유량을 예측할 수 있다. The gas
항로마다 다양한 내부/외부 변수들에 의하여 증발가스의 발생량은 달라지기 마련이다. 따라서 가스량 파악부(520)는 각 운항 옵션마다 가스연료 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스의 유량을 예측할 수 있다.The amount of boil-off gas will vary according to various internal / external variables for each route. Therefore, the gas
자연증발량 계산부(240)에 의한 산출값은 항로마다 저장되어 데이터베이스화 될 수 있는데, 가스량 파악부(520)는 해당 운항 옵션에 대해 저장되어 있는 산출값을 증발가스 유량 예측값으로 사용할 수 있다.The calculated value by the natural
또는 가스량 파악부(520)는 앞선 자연증발량 추정부(440)와 동일/유사한 방법을 이용하여 가스량을 예측할 수 있다.Alternatively, the gas
앞서 언급한 바와 같이 가스량은 항로마다 달라지므로, 가스량 파악부(520)는 각 운항 옵션마다 가스량의 예측을 수행할 수 있다. 각 운항 옵션에 대해 가스량이 예측되면 연료 사용 패턴의 설정 등을 통해 증발가스의 최대 소비 여부를 체크할 수 있는데, 이러한 계산 과정은 운항 옵션마다 이루어져야 하므로, 가스량 파악부(520)에 의한 가스량의 예측은 최적 운항 옵션이 산출될 때까지 iteration 될 수 있다.As mentioned above, since the gas amount is different for each route, the gas
연료 계산부(530)는, 가스연료 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 최대로 소비하도록 하는 관점에서 복수의 운항 옵션 중 최적 운항 옵션을 도출해낼 수 있다.The
반대로 말하면, 연료 계산부(530)는 잉여 증발가스를 소비하는 GCU 또는 재액화장치의 가동이 최소화되도록 하는 관점에서 최적 운항 옵션을 도출할 수 있다.In other words, the
연료 계산부(530)는, 각 운항 옵션에 대해 운항 조건을 만족하기 위하여 소비해야 하는 가스연료 또는 오일연료를 파악할 수 있다. 이때 운항 조건이라 함은 특히 ETA를 의미할 수 있다.The
연료 계산부(530)에 의한 가스연료 또는 오일연료의 소비량 파악은, 연료 사용 패턴을 통해 이루어질 수 있다. 하나의 운항 옵션에 대해 가스량이 예측되면, 연료 계산부(530)는 운항 옵션에서의 연료 사용 패턴을 설정할 수 있다. 이때 연료 사용 패턴은 메인엔진(20)의 제원에 의하여 제한될 수 있다.The consumption calculation of the gas fuel or the oil fuel by the
연료 계산부(530)는 예측된 가스량을 최대로 소비하도록 연료 사용 패턴을 설정할 수 있고, 설정된 연료 사용 패턴에 따라 가스연료와 오일연료의 소비량이 산출될 수 있다.The
위의 경우는 연료 사용 패턴의 설정에 의하여 가스연료와 오일연료의 소비량이 산정되는데, 이와 달리 운항 옵션에 대해 가스량이 예측되면, 운항 옵션에 이미 할당되어 있는 연료 사용 패턴에 의하여 가스연료 및 오일연료의 소비량이 계산될 수도 있다.In the above case, the consumption of gas fuel and oil fuel is calculated by setting the fuel usage pattern. On the other hand, if the gas consumption is predicted for the operation option, the gas fuel and oil fuel are determined according to the fuel usage pattern already assigned to the operation option. May be calculated.
즉 운항 옵션의 생성 시 이미 연료 사용 패턴이 각 운항 옵션에 할당되는 경우, 연료 계산부(530)에 의하여 연료 사용 패턴이 설정되는 과정은 생략될 수도 있다.That is, when the fuel usage pattern is already assigned to each navigation option when the navigation option is generated, the process of setting the fuel usage pattern by the
이하에서 도 10을 참조하여 운항 산출부(500)에 의한 최적 운항 옵션 도출 방법을 자세히 설명한다.Hereinafter, a method for deriving an optimal navigation option by the
먼저 운항 생성부(520)에 의하여 A, B, C 3가지의 운항 옵션이 생성될 수 있다. 이때 운항 옵션에는 출발지와 도착지 사이의 항로가 포함될 수 있고, 필요 시 연료 사용 패턴도 포함될 수 있다.First, three flight options A, B, and C may be generated by the
이후 운항 옵션에 대해 증발가스의 발생량이 예측된다. 예측 방법은 앞선 실시예의 구성을 활용하거나, 또는 기타 공지된 방법을 제한없이 이용할 수 있다.Evaporative emissions are then estimated for the operational options. The prediction method may utilize the configuration of the foregoing embodiment, or may use other known methods without limitation.
이후 가스량이 예측된 운항 옵션에 대해, 연료 사용 패턴을 토대로 가스연료(BOG)와 오일연료(HFO)의 소비량을 파악한다.The gas consumption (BOG) and oil fuel (HFO) consumption is then identified based on the fuel usage patterns for the predicted gas options.
이후 예측된 가스량과 가스연료의 소비량 등을 비교하여, 잉여 증발가스의 처리량과 오일연료 등(HFO, MGO) 또는 강제 기화 등을 통한 가스연료(LNG)의 보충량을 산출해낼 수 있다. 따라서 해당 운항 옵션이 결과적으로 전체 연료 비용을 최소로 하는 옵션인지를 확인할 수 있다.Thereafter, by comparing the predicted amount of gas and the consumption of gas fuel, it is possible to calculate the replenishment amount of the gas fuel (LNG) through the treatment of excess evaporated gas and oil fuel (HFO, MGO) or forced vaporization. Therefore, it is possible to determine whether the operation option is the one that results in the lowest total fuel cost.
구체적으로 본 실시예는, 자연기화 가스연료인 NBOG의 전체 소비를 필요조건으로 하여 연료 비용이 최소로 되는 경우를 찾아내며, 보충량 산출 때에는 오일연료나 강제기화 가스연료인 FBOG의 소비에 필요한 비용 등을 전체적으로 고려하여, 총 비용을 최소로 하는 옵션을 확인할 수 있다. 따라서 본 실시예에서 연료 계산부(530)는 의미 상 연료 비용 계산부로 지칭될 수도 있다.Specifically, the present embodiment finds a case where the fuel cost is minimized based on the total consumption of NBOG, which is a natural gas fuel, and the cost required for consumption of FBOG, which is an oil fuel or a forced gaseous fuel, when calculating the replenishment amount. Considering the overall, etc., the option of minimizing the total cost can be identified. Therefore, in this embodiment, the
도면에 나타난 바와 같이 A 운항 옵션의 경우 GCU나 재액화장치로 처리되어야 하는 잉여 증발가스가 20 발생하므로 최적 운항 옵션으로 선정하지 않고, B 운항 옵션에 대해 위와 같은 계산을 수행한다.As shown in the figure, in case of the A operation option, 20 excess evaporated gas to be treated by the GCU or the reliquefaction apparatus is generated, and thus, the above calculation is performed for the B operation option without selecting the optimum operation option.
그런데 B 운항 옵션의 경우에도 잉여 증발가스가 발생하므로, C 운항 옵션에 대해 위와 같은 계산을 수행할 수 있고, 이와 같이 각 운항 옵션에 대한 반복적인 계산(iteration) 수행을 통하여, 최종적으로 잉여 증발가스가 발생하지 않는 C 운항 옵션을 최적 운항 옵션으로 선정할 수 있다.However, in the case of the B operation option, the excess evaporated gas is generated, so that the above calculation can be performed for the C operation option, and thus, by repeatedly performing the iteration for each operation option, the surplus evaporated gas is finally obtained. C flight options that do not occur can be selected as the best flight option.
물론 C 운항 옵션의 경우 GCU, 재액화장치의 가동은 생략될 수 있지만 HFO 등의 보충이 필요할 수 있다. 그런데 오일연료의 공급은, 증발가스를 태워버리는 GCU와 대비할 때 에너지(연료)의 낭비가 없고, 저온 증발가스의 안전한 유동을 보장하고 냉매를 압축/팽창해야 하는 재액화장치의 가동보다 훨씬 효율적이고 운영비용이 저렴하다.Of course, with the C navigation option, the operation of the GCU and reliquefaction unit may be omitted, but may require replenishment of the HFO. However, the supply of oil fuel is much more efficient than the operation of the reliquefaction apparatus, which requires no waste of energy (fuel) in comparison with the GCU that burns the boil-off gas, guarantees the safe flow of the low-temperature boil-off gas and compresses / expands the refrigerant Operational cost is low.
따라서 본 실시예는, 오일연료의 보충이 이루어지더라도 잉여 증발가스가 발생하지 않는 방향으로 최적 운항 옵션을 산출함으로써, 전체적인 운항 비용을 줄여 OPEX 및 CAPEX를 줄일 수 있다.Therefore, in the present embodiment, even if the oil fuel is supplemented, the optimum operation option is calculated in a direction in which no excess boil-off gas is generated, thereby reducing the overall operating cost and reducing OPEX and CAPEX.
본 발명은 앞서 설명된 실시예 외에도, 상기 실시예들 중 적어도 둘 이상의 조합 또는 적어도 하나 이상의 상기 실시예와 공지기술의 조합에 의해 발생하는 실시예들을 모두 포괄한다. In addition to the embodiments described above, the present invention encompasses all of the embodiments generated by the combination of at least two or more of the above embodiments or by the combination of at least one or more of the above embodiments and the known art.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.Although the present invention has been described in detail through specific examples, it is intended to describe the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and should be understood by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention. It is obvious that the modifications and improvements are possible.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All modifications and variations of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be apparent from the appended claims.
1: 선박 10: 가스연료 저장탱크
11: 코퍼댐 12: 이중격벽부
20: 메인엔진 21: 발전엔진
22: GCU 30: 가스연료 공급부
31: 증발가스 공급라인 32: 증발가스 압축기
33: 증발가스 냉각기 34: 액화가스 공급라인
35: 기화기 36: 헤비카본 분리기
37: 가스히터 40: 오일 저장탱크
41: 보일러 100: 힐 산출부
110: 정보 입력부 120: 탱크 정보 저장부
130: 필요 연료 계산부 140: 높이 산출부
200: 증발량 관리부 210: 정보 입력부
220: 소비량 측정부 230: 강제증발량 측정부
240: 자연증발량 계산부 300: 운항 산출부
310: 정보 입력부 320: 운항 생성부
330: 운항 조건 결정부 340: 비용 계산부
400: 증발량 예측부 410: 정보 입력부
420: 코퍼댐 온도계산부 430: 열전달량 계산부
440: 자연증발량 추정부 500: 운항 산출부
510: 정보 입력부 520: 운항 생성부
520: 가스량 파악부 530: 연료 계산부1: Vessel 10: Gas Fuel Storage Tank
11: cofferdam 12: double bulkhead
20: main engine 21: power generation engine
22: GCU 30: gas fuel supply
31: boil-off gas supply line 32: boil-off gas compressor
33: boil-off gas cooler 34: liquefied gas supply line
35: carburetor 36: heavy carbon separator
37: gas heater 40: oil storage tank
41: boiler 100: heel output unit
110: information input unit 120: tank information storage unit
130: required fuel calculation unit 140: height calculation unit
200: evaporation amount management unit 210: information input unit
220: consumption measuring unit 230: forced evaporation measuring unit
240: natural evaporation calculation unit 300: operation calculation unit
310: information input unit 320: flight generation unit
330: flight condition determination unit 340: cost calculation unit
400: evaporation estimator 410: information input unit
420: copper dam thermometer calculation unit 430: heat transfer calculation unit
440: natural evaporation estimator 500: operation calculation unit
510: information input unit 520: flight generation unit
520: gas amount determining unit 530: fuel calculation unit
Claims (7)
상기 선박의 최적 운항 옵션을 산출하는 운항 산출부를 포함하며,
상기 운항 옵션은, 엔진의 연료 사용 패턴 및 출발지와 도착지 사이의 항로를 포괄하며,
상기 운항 산출부는,
상기 선박에 대한 복수의 운항 옵션을 생성하는 운항 생성부;
각 항로별로 상기 가스연료 저장탱크 내에서 발생하는 증발가스의 유량을 예측하는 가스량 파악부;
각 항로별로 상기 가스연료 저장탱크에서 발생하는 증발가스를 최대로 소비하도록 하는 연료 사용 패턴을 설정하여, 복수의 상기 운항 옵션 중 최적 운항 옵션을 도출하는 연료 계산부; 및
잉여 증발가스를 소비하는 GCU 또는 재액화장치를 포함하며,
상기 연료 계산부는, 상기 GCU 또는 상기 재액화장치의 가동이 최소화되도록 하는 관점에서 최적 운항 옵션을 도출하는 것을 특징으로 하는 운영 관리 시스템.A gas fuel storage tank for storing gas fuel used for propulsion of a ship; And
Comprising a flight calculation unit for calculating the optimal navigation options of the vessel,
The navigation option covers the fuel usage pattern of the engine and the route between the origin and destination,
The flight calculation unit,
A navigation generator for generating a plurality of navigation options for the vessel;
A gas amount estimating unit for predicting a flow rate of the boil-off gas generated in the gas fuel storage tank for each route;
A fuel calculator configured to set a fuel usage pattern for maximizing consumption of boil-off gas generated in the gas fuel storage tank for each route, and to derive an optimal navigation option among a plurality of the navigation options; And
A GCU or reliquefaction device that consumes excess boil off gas,
The fuel calculation unit, the operation management system, characterized in that to derive the optimal navigation options in terms of minimizing the operation of the GCU or the reliquefaction device.
오일연료를 저장하는 오일 저장탱크를 더 포함하고,
상기 연료 계산부는, 상기 각 운항 옵션에 대해 운항 조건을 만족하기 위하여 소비해야 하는 가스연료 또는 오일연료를 파악하고, 파악된 가스연료의 소비량이 상기 증발가스의 유량보다 많도록 하는 관점에서 최적 운항 옵션을 도출하는 것을 특징으로 하는 운영 관리 시스템.The method of claim 1,
Further comprising an oil storage tank for storing oil fuel,
The fuel calculation unit, the optimum operation options in terms of grasping the gas fuel or oil fuel to be consumed in order to satisfy the operating conditions for each of the operation options, and the consumption of the identified gas fuel is larger than the flow rate of the boil Operation management system, characterized in that deriving.
상기 운항 산출부는,
복수의 상기 운항 옵션에 대해 증발가스의 유량 예측과 연료 사용 패턴 산정을 반복 수행하여, 최적 운항 옵션을 도출하는 것을 특징으로 하는 운영 관리 시스템.The method of claim 1,
The flight calculation unit,
And repeatedly calculating the evaporation gas flow rate and the fuel usage pattern for the plurality of operation options to derive an optimum operation option.
Ship having the operation management system according to any one of claims 1, 2 and 6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180051403A KR102049173B1 (en) | 2018-05-03 | 2018-05-03 | operation management system and ship having the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180051403A KR102049173B1 (en) | 2018-05-03 | 2018-05-03 | operation management system and ship having the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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