KR102313221B1 - Apparatus and method for saving energy by using waste heat in exhaust gas scrubber and waste heat recovery device of ship - Google Patents

Apparatus and method for saving energy by using waste heat in exhaust gas scrubber and waste heat recovery device of ship Download PDF

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Abstract

본 발명은 배기가스 스크러버 및 폐열 회수 장치가 포함된 선박 내 에너지 절감 장치 및 이를 이용한 에너지 회수 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 제 1 열교환기를 통해 배기가스 스크러버 내의 청수가 폐열 회수 장치 내의 응축수에 폐열을 전달함으로써 전체적으로 에너지가 절감되는 효과가 있고, 제 2 열교환기가 추가로 구성됨으로써 배기가스 스크러버 내의 청수 순환 시스템이 안정화될 수 있으며, 온도 센서, 해수 밸브, 주파수 변환기 등이 더 포함됨으로써 청수의 온도와 청수를 냉각하는데 사용된 해수의 온도가 효율적으로 제어될 수 있다.The present invention relates to an in-ship energy saving device including an exhaust gas scrubber and a waste heat recovery device, and an energy recovery method using the same. Specifically, the fresh water in the exhaust gas scrubber through a first heat exchanger provides waste heat to the condensed water in the waste heat recovery device. There is an effect of reducing overall energy by transmitting the second heat exchanger, so that the fresh water circulation system in the exhaust gas scrubber can be stabilized, and a temperature sensor, a seawater valve, a frequency converter, etc. The temperature of the seawater used to cool can be efficiently controlled.

Description

선박 내 배기가스 스크러버 및 폐열 회수 장치에서 폐열을 이용한 에너지 절감 장치 및 이를 이용한 에너지 회수 방법{Apparatus and method for saving energy by using waste heat in exhaust gas scrubber and waste heat recovery device of ship}Apparatus and method for saving energy by using waste heat in exhaust gas scrubber and waste heat recovery device of ship}

본 발명은 배기가스 스크러버 및 폐열 회수 장치가 포함된 선박 내 에너지 절감 장치 및 이를 이용한 에너지 회수 방법에 관한 것이며, 구체적으로는 배기가스 스크러버 내의 청수가 폐열 회수 장치 내의 응축수에 폐열을 전달함으로써, 폐열이 효율적으로 활용되는 에너지 절감 장치 및 에너지 회수 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an energy saving device in a ship including an exhaust gas scrubber and a waste heat recovery device, and an energy recovery method using the same. Specifically, the fresh water in the exhaust gas scrubber transfers waste heat to the condensed water in the waste heat recovery device, It relates to an energy saving device and an energy recovery method that are efficiently utilized.

선박의 추진용 또는 발전용 엔진에서 연료가 연소되면서 발생하는 열 에너지의 약 50% 정도는 추진 또는 발전에 재사용되지만, 그 외의 열은 대부분 배기가스의 형태 또는 냉각수에 의한 열교환 등을 통해 선박 외부로 배출된다.About 50% of the heat energy generated when fuel is burned in a ship's propulsion or power generation engine is reused for propulsion or power generation, but most of the other heat is transferred to the outside of the ship through heat exchange in the form of exhaust gas or coolant. is emitted

이렇게 재사용되지 못하고 선박 외부로 버려지는 열을 폐열이라 하는데, 이러한 폐열의 일부를 다시 회수하여 전력 생산 등 연료가 소모되는 프로세스에 사용하게 되면 그만큼 연료를 절약할 수 있어, 선박에서 소모하는 전체적인 에너지가 절감되는 효과가 있다.This heat that cannot be reused and is thrown out of the ship is called waste heat. If some of this waste heat is recovered and used in a process that consumes fuel such as power generation, fuel can be saved that much, so that the overall energy consumed by the ship is reduced. It has a savings effect.

최근에는 에너지 절감 효과가 있는 고효율의 선박에 대한 필요성이 증가함에 따라, 엔진으로부터 배출되는 고온의 배기가스를 직접 작동유체로 사용하는 가스 터빈(gas turbine) 또는 동력 터빈(power turbine)을 추가적으로 설치하여 전력을 생산할 수 있도록 한 폐열 회수 장치(Waste Heat Recovery System, WHRS)가 적용되고 있다.Recently, as the need for high-efficiency ships with energy-saving effects has increased, a gas turbine or power turbine that directly uses the high-temperature exhaust gas discharged from the engine as a working fluid has been additionally installed. A waste heat recovery system (WHRS) that can generate electricity is being applied.

한편, 에너지 절감과 더불어 국제적으로 이슈가 되고 있는 것은 엔진의 배기가스로부터 발생하는 황산화물(SOx), 질산화물(NOx)의 배출 문제인데, 현재 황산화물 또는 질산화물의 배출량에 대한 규제가 적용되고 있으며, 지역에 따라 그 규제 범위가 다른 실정이다.Meanwhile, an issue that is becoming an international issue along with energy saving is the emission of sulfur oxides (SO x ) and nitrogen oxides (NO x ) generated from engine exhaust gas. Alternatively, regulations on the emission of nitric oxide are being applied, and the scope of the regulation is different depending on the region.

특히, 황산화물의 배출량은 MARPOL ANNEX Ⅳ에 따라 도 1의 그래프에 나타난 것처럼 규제되고 있으며, 2015년을 기준으로 Global limitation 지역은 3.5 % 이하, SOx Emission Control Area(ECA)는 0.1 % 이하로 규제되고 있다.In particular, the emission of sulfur oxides is regulated as shown in the graph of Fig. 1 according to MARPOL ANNEX IV, and as of 2015, the global limitation area is regulated to 3.5% or less, and the SO x Emission Control Area (ECA) is regulated to 0.1% or less. is becoming

Global limitation 지역을 운항할 때는 황산화물 배출량 규제 농도가 3.5 % 이하로서 다소 낮기 때문에, 단순히 저유황 중유(Low Sulphur Heavy Fuel Oil, LSHFO)를 사용함으로써 이와 같은 문제를 해결할 수 있으나, 황산화물 ECA를 운항할 때는 규제 농도가 0.1 %로 매우 낮기 때문에, 황이 0.1 % 미만으로 함유된 저유황 해저가스오일(Low Sulphur Marine Gas Oil, LSMGO)을 연료로서 사용하거나, 배기가스 내의 황산화물을 제거하는 배기가스 스크러버(Exhaust Gas Scrubber)를 사용하여야 한다. When operating in a global limitation area, the regulated concentration of sulfur oxides is less than 3.5%, so this problem can be solved by simply using Low Sulfur Heavy Fuel Oil (LSHFO). Since the regulated concentration is very low at 0.1%, it is an exhaust gas scrubber that uses Low Sulfur Marine Gas Oil (LSMGO) containing less than 0.1% sulfur as fuel or removes sulfur oxides in the exhaust gas. (Exhaust Gas Scrubber) must be used.

초기에는, 배기가스 스크러버는 설치비용이 많이 들고 장비의 크기가 커서 선박 내 설치가 어려워 대부분의 선박들은 LSMGO를 사용하는 방향으로 운항하는 추세였다. 그러나, 황산화물 ECA를 운항하는 선박들이 많아지고, LSMGO의 적은 생산성으로 인해 LSMGO의 가격이 상승하여 선박의 운항비기 과도하게 증가하는 문제가 발생하면서, 배기가스 스크러버를 설치하는 선박이 늘어나고 있다.In the early days, the exhaust gas scrubber was expensive to install and the size of the equipment was large, making it difficult to install in ships. However, as the number of ships operating sulfur oxide ECA increases, and the low productivity of LSMGO causes the price of LSMGO to rise, resulting in an excessive increase in the operating cost of the ship, the number of ships installing an exhaust gas scrubber is increasing.

한편, 이러한 배기가스 스크러버가 적용되는 시스템은 다음과 같이 크게 3가지 종류로 구분될 수 있다.On the other hand, a system to which such an exhaust gas scrubber is applied can be largely divided into three types as follows.

첫 번째는 도 2에 도시된 바와 같이 해수를 직접적으로 스크러버에 분사하여 해수에 포함된 알칼리 성분을 통해 황산화물을 제거하는 Open Loop System으로서, 가장 단순하면서 운용 비용이 적게 든다는 장점이 있으나, 사용된 해수를 선외로 배출하기 때문에 해수배출에 관련된 규제가 강한 지역에서는 적용이 불가능하다는 단점이 있다.The first is an open loop system that directly sprays seawater to the scrubber as shown in FIG. 2 to remove sulfur oxides through alkali components contained in seawater. Since seawater is discharged overboard, it has a disadvantage that it cannot be applied in areas where regulations related to seawater discharge are strong.

두 번째는 도 3에 도시된 바와 같이 수산화나트륨(NaOH) 등의 첨가제가 포함된 청수를 스크러버에 분사하여 황산화물을 제거하는 Closed Loop System으로서, 상기 Open Loop System과 달리 지역적인 규제와 무관하게 적용이 가능하지만, 청수가 계속 선박 내에서 계속 순환하기 때문에 황산화물의 염이 축적되어 스케일 등이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.The second is a Closed Loop System that removes sulfur oxides by spraying fresh water containing additives such as sodium hydroxide (NaOH) to the scrubber as shown in FIG. 3, and unlike the Open Loop System, it is applied regardless of local regulations Although this is possible, since fresh water continues to circulate in the ship, there is a problem that salts of sulfur oxides are accumulated and scale, etc. may occur.

세 번째는 도 4에 도시된 바와 같이 Open Loop와 Closed Loop를 복합적으로 적용한 Hybrid System으로서, 각각의 장점을 채용할 수 있으나, 그만큼 시스템이 복잡해져 설치 비용 및 운용 비용이 많이 든다는 단점이 있다.The third is a hybrid system in which an open loop and a closed loop are complexly applied as shown in FIG. 4 , and each of the advantages can be employed, but the system is complicated and the installation cost and operating cost are high.

이와 같은 배기가스 스크러버를 선박에 적용하는 종래의 기술에 관한 특허로서, 등록특허 제1,387,560호, 공개특허 제2014-0117949호 등이 있는데, 종래의 배기가스 스크러버 장치에서는 배기가스를 정화하는 과정에서 배기가스로부터 해수 또는 청수로 전달된 열이 재사용되지 못하고 냉각수 등을 통해 폐기되는 문제점이 있었다.As a patent related to the prior art of applying such an exhaust gas scrubber to a ship, there are Patent Registration No. 1,387,560 and Patent Publication No. 2014-0117949, etc. In the conventional exhaust gas scrubber device, exhaust gas in the process of purifying exhaust gas There is a problem in that the heat transferred from the gas to seawater or fresh water cannot be reused and is discarded through cooling water.

따라서, 이러한 배기가스 스크러버 시스템에서 배기가스의 폐열을 효율적으로 활용하여 에너지를 절감할 수 있는 기술이 요구되는데, 본 발명에서는 폐열을 이용하여 발전기와 연결된 증기 터빈을 작동시키기 위해, 1차적으로는 배기가스의 열을 직접 이용하고, 2차적으로는 배기가스에서 스크러버의 청수로 전달된 열을 이용함으로써 이를 달성할 수 있는 기술을 제공하고자 한다.Therefore, there is a need for a technology capable of saving energy by efficiently utilizing waste heat of exhaust gas in such an exhaust gas scrubber system. In the present invention, in order to operate a steam turbine connected to a generator using waste heat, primarily exhaust It is intended to provide a technology that can achieve this by using the heat of the gas directly and secondarily by using the heat transferred from the exhaust gas to the fresh water of the scrubber.

등록특허 제1,387,560호 (2014.04.15.)Registered Patent No. 1,387,560 (2014.04.15.) 공개특허 제2014-0117949호 (2014.10.08.)Patent Publication No. 2014-0117949 (2014.10.08.)

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 선박 내 에너지 절감 장치 및 이를 이용한 에너지 회수 방법에 있어서, 배기가스 스크러버 내의 청수가 폐열 회수 장치 내의 응축수에 폐열을 전달함으로써, 폐열이 효율적으로 활용되는 에너지 절감 장치 및 에너지 회수 방법을 제공하고자 한다.In order to solve the above problems of the prior art, in an energy saving device in a ship and an energy recovery method using the same, the fresh water in the exhaust gas scrubber transfers the waste heat to the condensate in the waste heat recovery device, so that the waste heat is efficiently utilized An object of the present invention is to provide an energy saving device and an energy recovery method.

또한, 열교환기, 온도 센서, 해수 밸브, 주파수 변환기 등을 추가적으로 구성하여, 배기가스 스크러버 내의 청수 순환 시스템 등을 안정화시킴으로써 효율적으로 운용되는 에너지 절감 장치 및 에너지 절감 방법을 제공하고자 한다.In addition, by additionally configuring a heat exchanger, a temperature sensor, a seawater valve, a frequency converter, etc. to stabilize the fresh water circulation system in the exhaust gas scrubber, it is intended to provide an energy saving device and an energy saving method that are efficiently operated.

본 발명은 배기가스 스크러버(exhaust gas scrubber) 및 폐열 회수 장치(waste heat recovery device)를 포함하는 선박 내 에너지 절감 장치를 제공하며, 보다 구체적으로는 황산화물 스크러버(SOx scrubber)(11), 청수탱크(12), 제 1 열교환기(14), 황산화물 스크러버(11)와 청수탱크(12)를 연결하는 제 1 배관(a), 청수탱크(12)와 제 1 열교환기(14)를 연결하는 제 2 배관(b), 제 1 열교환기(14)와 황산화물 스크러버(11)를 연결하는 제 3 배관(c)을 포함하는 배기가스 스크러버(A)와, 선박 엔진(31), 열교환기(34), 증기 터빈(steam turbine)(36), 응축기(37), 선박 엔진(31)과 열교환기(34)를 연결하는 제 4 배관(d), 열교환기(34)와 황산화물 스크러버(11)를 연결하는 연결관(j), 증기 터빈(36)과 응축기(37)를 연결하는 제 5 배관(f), 응축기(37)에서 제 1 열교환기(14) 및 열교환기(34)를 순차적으로 통과하여 다시 증기 터빈(36)으로 연결되는 제 6 배관(g)을 포함하는 폐열 회수 장치(B)를 포함하여 폐열을 이용한 에너지 절감 장치를 제공한다.The present invention provides an energy saving device in a ship including an exhaust gas scrubber and a waste heat recovery device, and more specifically, a sulfur oxide scrubber (SO x scrubber) (11), fresh water The tank 12, the first heat exchanger 14, the first pipe (a) connecting the sulfur oxide scrubber 11 and the fresh water tank 12, and the fresh water tank 12 and the first heat exchanger 14 are connected An exhaust gas scrubber (A) including a second pipe (b), a third pipe (c) connecting the first heat exchanger (14) and the sulfur oxide scrubber (11), a marine engine (31), and a heat exchanger (34), a steam turbine (36), a condenser (37), a fourth pipe (d) connecting the marine engine (31) and the heat exchanger (34), the heat exchanger (34) and a sulfur oxide scrubber ( 11) connecting pipe (j), a fifth pipe (f) connecting the steam turbine 36 and the condenser 37, and the first heat exchanger 14 and the heat exchanger 34 in the condenser 37 Provided is an energy saving device using waste heat, including a waste heat recovery device (B) including a sixth pipe (g) that is sequentially passed through and connected to the steam turbine 36 again.

이와 같은 에너지 절감 장치는 또한, 해수펌프(16), 제 3 배관(c) 상에 설치된 제 2 열교환기(15), 해수펌프(16)로부터 선박 외부(22)로 연결되는 제 1 배출관(h)을 더 포함할 수 있는데, 이때 제 1 배출관(h)은 제 2 열교환기(15)를 통과하도록 설계될 수 있다.Such an energy saving device also includes a seawater pump 16, a second heat exchanger 15 installed on the third pipe c, and a first discharge pipe h connected from the seawater pump 16 to the outside of the ship 22 ) may be further included, wherein the first discharge pipe (h) may be designed to pass through the second heat exchanger (15).

또한, 제 2 열교환기(15) 후단의 제 3 배관(c) 상에 설치된 온도 센서(1), 제 2 열교환기(15) 전단의 제 1 배출관(h) 상에 설치된 해수 밸브(2). 해수 제어부(3), 해수 밸브(2)로부터 선박 외부(22)로 연결되는 제 2 배출관(i)을 더 포함함으로써, 온도 센서(1)에 측정된 온도가 설정 온도 범위 미만이거나 설정 온도 범위를 초과하면, 해수 제어부(3)가 해수 밸브(2)를 제어하여, 제 2 배출관(i)을 통해 선박 외부로 배출되는 해수의 양을 각각 증가시키거나 감소시키도록 설계될 수 있다.In addition, a temperature sensor (1) installed on the third pipe (c) at the rear end of the second heat exchanger (15), and a seawater valve (2) installed on the first discharge pipe (h) at the front end of the second heat exchanger (15). By further including a second discharge pipe (i) connected from the seawater control unit 3, the seawater valve 2 to the outside of the ship 22, the temperature measured by the temperature sensor 1 is less than the set temperature range or the set temperature range If it exceeds, the seawater control unit 3 may be designed to control the seawater valve 2 to increase or decrease the amount of seawater discharged to the outside of the ship through the second discharge pipe i, respectively.

또 다른 본 발명의 실시예로서, 제 2 열교환기(15) 후단의 제 3 배관(c) 상에 설치된 온도 센서(1), 주파수 변환기(frequency converter)(8)를 더 포함할 수 있는데, 이는 온도 센서(1)에 측정된 온도가 설정 온도 범위 미만이거나 설정 온도 범위를 초과하면, 주파수 변환기(8)가 해수펌프(16)를 제어하여, 해수펌프(16)가 해수를 공급하는 양을 각각 감소시키거나 증가시키도록 하는 구성이다.As another embodiment of the present invention, it may further include a temperature sensor 1 and a frequency converter 8 installed on the third pipe c at the rear end of the second heat exchanger 15, which When the temperature measured by the temperature sensor 1 is less than the set temperature range or exceeds the set temperature range, the frequency converter 8 controls the seawater pump 16 to determine the amount of seawater supplied by the seawater pump 16, respectively. It is designed to decrease or increase.

또는 상기 온도 센서(1) 대신 제 2 열교환기(15) 후단의 제 1 배출관(h) 상에 설치된 보조 온도 센서(7)를 더 포함하여, 보조 온도 센서(7)에 측정된 온도가 설정 온도를 초과하면, 주파수 변환기(8)가 해수펌프(16)를 제어하여, 해수펌프(16)가 해수를 공급하는 양을 감소시키도록 설계될 수도 있다.or an auxiliary temperature sensor 7 installed on the first discharge pipe h at the rear end of the second heat exchanger 15 instead of the temperature sensor 1, so that the temperature measured by the auxiliary temperature sensor 7 is set temperature If it exceeds, the frequency converter 8 controls the seawater pump 16, it may be designed to reduce the amount that the seawater pump 16 supplies seawater.

위와 같은 본 발명의 폐열 회수 장치(B)는, 열교환기(34)로부터 선박 외부(47)로 연결되는 배기관(k), 배기관(k) 상에 설치된 우회 밸브(bypass valve)(4), 연결관(j) 상에 설치된 분리 밸브(isolation valve)(5), 배기 제어부(6)를 더 포함할 수 있는데, 이때 배기 제어부(6)를 통해 우회 밸브(4) 및/또는 분리 밸브(5)의 개폐가 제어되도록 할 수 있다.
The waste heat recovery device (B) of the present invention as described above is an exhaust pipe (k) connected from the heat exchanger (34) to the outside of the ship (47), a bypass valve (4) installed on the exhaust pipe (k), connection It may further include an isolation valve (5), an exhaust control unit (6) installed on the pipe (j), wherein the bypass valve (4) and/or the isolation valve (5) through the exhaust control unit (6) opening and closing can be controlled.

본 발명은 또 다른 일 실시예에 따라, 배기가스 스크러버 시스템(exhaust gas scrubber system) 및 폐열 회수 시스템(waste heat recovery system)을 포함하는 선박 내 에너지 회수 방법을 제공한다.According to another embodiment, the present invention provides a method for recovering energy in a ship including an exhaust gas scrubber system and a waste heat recovery system.

구체적으로, 배기가스와 청수가 황산화물 스크러버(SOx scrubber)(11)로 공급되는 단계, 상기 배기가스에 포함된 황산화물(SOx)이 상기 청수에 녹아 황산이 생성되는 단계, 상기 황산이 포함된 청수가 청수탱크(12)에 저장되는 단계, 청수탱크(12)에 저장된 청수가 제 1 열교환기(14)로 공급되는 단계, 제 1 열교환기(14)를 통과한 청수가 황산화물 스크러버(11)로 공급되는 단계를 포함하는 배기가스 스크러버 시스템(A)과, 선박 엔진(31)에서 배출된 배기가스가 열교환기(34)에서 응축수와 열교환되는 단계, 열교환기(34)를 통과한 배기가스가 황산화물 스크러버(11)로 공급되는 단계, 열교환기(34)에 의해 증기가 된 응축수가 증기 터빈(steam turbine)(36)에 공급되는 단계, 증기 터빈(steam turbine)(36)을 통과한 증기가 응축기(37);로 공급되는 단계, 응축기(37)에 의해 응축수가 된 증기가 제 1 열교환기(14)로 공급되어 상기 청수와 열교환되는 단계, 제 1 열교환기(14)를 통과한 응축수가 열교환기(34)로 공급되는 단계를 포함하는 폐열 회수 시스템(B)이 포함된 폐열을 이용한 에너지 회수 방법을 제공한다.Specifically, the step of supplying exhaust gas and fresh water to a sulfur oxide scrubber (SO x scrubber) 11, sulfur oxide (SO x ) contained in the exhaust gas is dissolved in the fresh water to produce sulfuric acid, the sulfuric acid is The step of storing the included fresh water in the fresh water tank 12, the step of supplying the fresh water stored in the fresh water tank 12 to the first heat exchanger 14, the fresh water passing through the first heat exchanger 14 is a sulfur oxide scrubber Exhaust gas scrubber system (A) including the step of supplying to (11), the exhaust gas discharged from the marine engine 31 is heat-exchanged with condensed water in the heat exchanger 34, passing through the heat exchanger (34) The exhaust gas is supplied to the sulfur oxide scrubber 11, the condensed water turned into steam by the heat exchanger 34 is supplied to the steam turbine 36, the steam turbine 36 The steam passing through is supplied to the condenser 37; the steam condensed by the condenser 37 is supplied to the first heat exchanger 14 to exchange heat with the fresh water, the first heat exchanger 14 Provided is an energy recovery method using waste heat including a waste heat recovery system (B) comprising the step of supplying the passed condensate to the heat exchanger (34).

또한 상기의 배기가스 스크러버 시스템(A)은, 제 1 열교환기(14)를 통과한 청수가 황산화물 스크러버(11)로 공급되기 전에 제 2 열교환기(15)를 통과하는 단계, 해수(sea water)가 해수펌프(16)로부터 제 2 열교환기(15)로 공급되어 상기 청수와 열교환되는 단계, 제 2 열교환기(15)를 통과한 해수가 선박 외부(22)로 배출되는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, in the exhaust gas scrubber system (A), the fresh water passing through the first heat exchanger 14 passes through the second heat exchanger 15 before being supplied to the sulfur oxide scrubber 11, sea water ) is supplied from the seawater pump 16 to the second heat exchanger 15 to exchange heat with the fresh water, and the seawater passing through the second heat exchanger 15 may further include the step of discharging to the outside 22 of the ship. can

한편, 본 발명의 배기가스 스크러버 시스템(A)은, 제 2 열교환기(15)를 통과한 청수의 온도가 측정되는 단계, 측정된 온도가 설정 온도 범위 미만이거나 설정 온도 범위를 초과하면, 해수펌프(16)로부터 선박 외부로 직접 배출되는 해수의 양이 각각 증가하거나 감소하는 제어 단계를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the exhaust gas scrubber system (A) of the present invention is a step in which the temperature of the fresh water that has passed through the second heat exchanger 15 is measured, when the measured temperature is less than the set temperature range or exceeds the set temperature range, the seawater pump It may further include a control step of increasing or decreasing the amount of seawater directly discharged from (16) to the outside of the vessel, respectively.

또는, 제 2 열교환기(15)를 통과한 청수의 온도가 측정되는 단계, 측정된 온도가 설정 온도 범위 미만이거나 설정 온도 범위를 초과하면, 해수펌프(16)가 해수를 공급하는 양이 각각 감소하거나 증가하는 제어 단계를 더 포함할 수도 있다.Alternatively, the step of measuring the temperature of the fresh water that has passed through the second heat exchanger 15, when the measured temperature is less than the set temperature range or exceeds the set temperature range, the amount of seawater supplied by the seawater pump 16 is reduced, respectively or may further include an increasing control step.

이외에도, 제 2 열교환기(15)를 통과한 해수의 온도가 측정되는 단계, 측정된 온도가 설정 온도를 초과하면, 해수펌프(16)가 해수를 공급하는 양이 감소하는 제어 단계를 더 포함하도록 구성될 수 있다.In addition, the step of measuring the temperature of the seawater that has passed through the second heat exchanger 15, when the measured temperature exceeds the set temperature, the seawater pump 16 to further include a control step of reducing the amount of seawater supplied can be configured.

본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 시스템(B)은, 분리 밸브(isolation valve)(5) 및 우회 밸브(bypass valve)(4)의 개폐가 제어되어, 선박 외부(47)로 배출되는 배기가스와 황산화물 스크러버(11)로 공급되는 배기가스의 양이 조절되는 단계를 더 포함할 수 있다.In the waste heat recovery system (B) according to an embodiment of the present invention, the opening and closing of an isolation valve (5) and a bypass valve (4) are controlled, and the exhaust discharged to the outside of the ship (47) The method may further include adjusting the amount of exhaust gas supplied to the gas and the sulfur oxide scrubber 11 .

이때, 상기 분리 밸브(5)는 열교환기(34)로부터 황산화물 스크러버(11)로 배기가스를 공급하는 연결관(j) 상에 설치되며, 상기 우회 밸브(4)는 열교환기(34)로부터 선박 외부(47)로 배기가스를 배출하는 배기관(k) 상에 설치될 수 있다.At this time, the separation valve 5 is installed on the connection pipe j for supplying exhaust gas from the heat exchanger 34 to the sulfur oxide scrubber 11 , and the bypass valve 4 is connected from the heat exchanger 34 . It may be installed on the exhaust pipe (k) for discharging the exhaust gas to the outside (47) of the ship.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박 내 에너지 절감 장치 및 이를 이용한 에너지 회수 방법은, 제 1 열교환기를 통해 배기가스 스크러버 내의 청수가 폐열 회수 장치 내의 응축수에 폐열을 전달함으로써, 청수는 별도의 냉각수를 사용하지 않고 냉각되고, 응축수는 청수의 폐열을 통해 예열되기 때문에 에너지가 절감되는 효과가 있다.In an energy saving device in a ship and an energy recovery method using the same according to an embodiment of the present invention, fresh water in an exhaust gas scrubber through a first heat exchanger transfers waste heat to condensed water in a waste heat recovery device, so that fresh water uses a separate cooling water It is cooled without heating, and the condensed water is preheated through waste heat of fresh water, so there is an effect of saving energy.

또한, 제 2 열교환기가 추가로 구성됨으로써 배기가스 스크러버 내의 청수 순환 시스템이 안정화될 수 있으며, 온도 센서, 해수 밸브, 주파수 변환기 등이 더 포함됨으로써 청수의 온도와 청수를 냉각하는데 사용된 해수의 온도가 효율적으로 제어될 수 있다.In addition, since the second heat exchanger is additionally configured, the fresh water circulation system in the exhaust gas scrubber can be stabilized, and a temperature sensor, a sea water valve, a frequency converter, etc. are further included so that the temperature of the fresh water and the temperature of the sea water used to cool the fresh water can be efficiently controlled.

도 1은 MARPOL ANNEX Ⅳ에 따라 규제되는 황산화물(SOx)의 배출량을 그래프로 나타낸 것이다.
도 2는 종래의 배기가스 스크러버 시스템에 있어서, Open Loop System을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 3은 종래의 배기가스 스크러버 시스템에 있어서, Closed Loop System을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 4는 종래의 배기가스 스크러버 시스템에 있어서, Hybrid Loop System을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 스크러버(exhaust gas scrubber)(A) 및 폐열 회수 장치(waste heat recovery device)(B)를 포함하는 선박 내 폐열을 이용한 에너지 절감 장치를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 내 폐열을 이용한 에너지 절감 장치에 있어서, 보조 온도 센서(7), 주파수 변환기(8)를 더 포함하는 구성을 도식적으로 나타낸 것이다.
1 is a graph showing the emission of sulfur oxides (SO x ) regulated according to MARPOL ANNEX IV.
Figure 2 schematically shows an Open Loop System in a conventional exhaust gas scrubber system.
3 is a schematic view of a Closed Loop System in a conventional exhaust gas scrubber system.
Figure 4 schematically shows a Hybrid Loop System in a conventional exhaust gas scrubber system.
Figure 5 schematically shows an energy saving device using waste heat in a ship including an exhaust gas scrubber (A) and a waste heat recovery device (B) according to an embodiment of the present invention will be.
6 schematically shows a configuration further including an auxiliary temperature sensor 7 and a frequency converter 8 in an energy saving device using waste heat in a ship according to an embodiment of the present invention.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, but should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

"제 1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as “first” and “second” are for distinguishing one component from another, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, a first component may be termed a second component, and similarly, a second component may also be termed a first component.

각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.In each step, the identification code is used for convenience of description, and the identification code does not describe the order of each step, and each step may be performed differently from the specified order unless the specific order is clearly stated in the context. have. That is, each step may be performed in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.

본 명세서 전체에서, 특정 부재의 "전단"이라는 용어는 임의의 유체가 특정 부재로 유입되어 들어오는 모든 방향을 의미하며, 마찬가지로 특정 부재의 "후단"이라는 용어는 임의의 유체가 특정 부재로부터 배출되어 나가는 모든 방향을 의미한다.
Throughout this specification, the term “front end” of a specific member refers to any direction in which any fluid enters and enters the specific member, and likewise, the term “rear end” of a specific member refers to the direction in which any fluid flows out of the specific member. means all directions.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 스크러버(exhaust gas scrubber)(A) 및 폐열 회수 장치(waste heat recovery device)(B)를 포함하는 선박 내 폐열을 이용한 에너지 절감 장치를 도식적으로 나타낸 것이다.Figure 5 schematically shows an energy saving device using waste heat in a ship including an exhaust gas scrubber (A) and a waste heat recovery device (B) according to an embodiment of the present invention will be.

본 발명의 선박 내 폐열을 이용한 에너지 절감 장치는 도 5에서 나타난 바와 같이, 배기가스 스크러버(A)와 폐열 회수 장치(B)로 구성된다.As shown in FIG. 5, the energy saving device using waste heat in a ship of the present invention is composed of an exhaust gas scrubber (A) and a waste heat recovery device (B).

먼저, 배기가스 스크러버(A)는 황산화물 스크러버(SOx scrubber)(11), 청수탱크(12), 제 1 열교환기(14), 황산화물 스크러버(11)와 청수탱크(12)를 연결하는 제 1 배관(a), 청수탱크(12)와 제 1 열교환기(14)를 연결하는 제 2 배관(b), 제 1 열교환기(14)와 황산화물 스크러버(11)를 연결하는 제 3 배관(c)을 포함한다.First, the exhaust gas scrubber (A) is a sulfur oxide scrubber (SO x scrubber) (11), the fresh water tank (12), the first heat exchanger (14), the sulfur oxide scrubber (11) and the fresh water tank (12) to connect The first pipe (a), the second pipe (b) connecting the fresh water tank 12 and the first heat exchanger 14, and the third pipe connecting the first heat exchanger 14 and the sulfur oxide scrubber 11 (c) is included.

황산화물 스크러버(11)는 배기가스 내에 포함된 황산화물(SOx)을 제거하여 배기가스를 정화하는 장치로서, 황산화물 등을 포함한 오염된 배기가스가 황산화물 스크러버(11)에 공급되면 상단에서 청수(fresh water)가 분사된다. 이때 배기가스 내에 포함되어 있던 황산화물이 청수에 녹아 제거됨으로써 배기가스가 정화되고, 정화된 배기가스는 선박 외부(24)로 배출된다.The sulfur oxide scrubber 11 is a device for purifying the exhaust gas by removing sulfur oxides (SO x ) contained in the exhaust gas. Fresh water is sprayed. At this time, the sulfur oxide contained in the exhaust gas is melted and removed in the fresh water to purify the exhaust gas, and the purified exhaust gas is discharged to the outside 24 of the ship.

선박 외부(24)로 배기가스가 배출되는 배관 상에는 배기가스 모니터링 장치(20)가 추가적으로 설치될 수 있는데, 이러한 배기가스 모니터링 장치(20)를 통해 배기가스 내에 포함된 황산화물 등의 오염물질 농도가 측정됨으로써, 선박 외부(24)로 배출되는 배기가스의 오염 정도가 확인될 수 있다.An exhaust gas monitoring device 20 may be additionally installed on the pipe through which the exhaust gas is discharged to the outside of the ship 24 , and the concentration of pollutants such as sulfur oxides contained in the exhaust gas through the exhaust gas monitoring device 20 is measured. By being measured, the degree of pollution of the exhaust gas discharged to the outside of the ship 24 can be confirmed.

한편, 청수에 용해된 황산화물은 청수와 반응하여 황산을 생성하게 되는데, 이러한 황산이 포함된 청수는 중화 반응, 희석, 첨가물 주입 등을 통해 정화 될 수 있다. 본 명세서에서 황산은 황산(H2SO4)과 아황산(H2SO3)을 모두 포함하는 용어이다.On the other hand, sulfur oxides dissolved in fresh water react with fresh water to produce sulfuric acid, and fresh water containing such sulfuric acid can be purified through neutralization reaction, dilution, and injection of additives. In the present specification, sulfuric acid is a term that includes both sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and sulfurous acid (H 2 SO 3 ).

특히, 상기 청수는 수산화나트륨(NaOH) 탱크(13)로부터 공급되는 수산화나트륨과 반응하여 중화될 수 있는데, 그 부산물로서 Na2SO4가 생성된다. 이때 상기 수산화나트륨으로서 수산화나트륨이 50 중량%로 포함된 수산화나트륨 수용액이 사용되는 것이 바람직하다.In particular, the fresh water may be neutralized by reacting with sodium hydroxide supplied from the sodium hydroxide (NaOH) tank 13 , and Na 2 SO 4 is produced as a by-product. In this case, it is preferable to use an aqueous sodium hydroxide solution containing 50% by weight of sodium hydroxide as the sodium hydroxide.

이와 같은 중화반응은 황산화물 스크러버(11)에서 진행될 수 있고, 수산화나트륨이 공급되는 청수탱크(12)에서 진행될 수도 있으며, 배기가스 스크러버(A)를 순환하는 시스템의 전반에 걸쳐서 진행될 수도 있다.This neutralization reaction may proceed in the sulfur oxide scrubber 11, may proceed in the fresh water tank 12 to which sodium hydroxide is supplied, or may proceed throughout the system circulating the exhaust gas scrubber A.

배기가스를 정화하는데 사용된 청수는 제 1 배관(a)을 통해 청수탱크(12)로 공급되어 저장되는데, 청수탱크(12)에는 상술한 바와 같은 수산화나트륨 탱크(13)가 연결될 수 있다.The fresh water used to purify the exhaust gas is supplied to and stored in the fresh water tank 12 through the first pipe (a), and the sodium hydroxide tank 13 as described above may be connected to the fresh water tank 12 .

한편, 청수가 배기가스 스크러버(A)를 순환하며 배기가스를 세척하는 횟수가 누적될수록, 청수에 황산화물 이외의 오염물질이나 중화 반응의 부산물인 Na2SO4가 축적된다는 문제점이 발생한다.On the other hand, as the number of times that fresh water circulates through the exhaust gas scrubber A and the exhaust gas is washed is accumulated, there is a problem that pollutants other than sulfur oxides or Na 2 SO 4 as a by-product of the neutralization reaction are accumulated in the fresh water.

따라서, 수처리 장치(17), 청수탱크(12)와 수처리 장치(17)를 연결하는 수처리관(l)이 더 설치되어, 청수탱크(12)에 저장되어 있던 청수의 일부가 수처리관(l)을 통해 수처리 장치(17)로 배출되고, 새 청수가 채워짐으로써 이와 같은 문제가 해결될 수 있다. Accordingly, a water treatment pipe (l) connecting the water treatment device 17, the fresh water tank 12 and the water treatment device 17 is further installed, so that a part of the fresh water stored in the fresh water tank 12 is transferred to the water treatment pipe (l) This problem can be solved by being discharged to the water treatment device 17 through the water treatment device 17 and being filled with fresh fresh water.

다만, 선박에서 항시 오염된 청수를 세척하거나 새로운 청수로 대체하는 것은 에너지 절감이나 선박 내 제한적인 공간 활용의 측면에서 바람직하지 않기 때문에, 배기가스 스크러버(A)를 순환하는 청수 내에 일정 수준 이상의 오염물이 축적된 경우에만 위와 같은 과정이 이루어지도록 하는 시스템이 필요하다.However, since it is undesirable in terms of energy saving or limited space utilization in the vessel to always wash contaminated fresh water from the ship or replace it with fresh water, there is a certain level of contaminants in the fresh water circulating the exhaust gas scrubber (A). It is necessary to have a system that allows the above process to occur only when it is accumulated.

이러한 시스템을 구현하기 위해 본 발명의 배기가스 스크러버(A)는, 청수탱크(12)에 설치된 Na2SO4 센서(9), 수처리관(l) 상에 설치된 수처리 밸브(10) 및 수처리 제어부(51)를 더 포함할 수 있다. In order to implement such a system, the exhaust gas scrubber (A) of the present invention includes a Na 2 SO 4 sensor (9) installed in a fresh water tank (12), a water treatment valve (10) installed on the water treatment pipe (l), and a water treatment control unit ( 51) may be further included.

Na2SO4 센서(9)는 청수탱크(12)에 저장된 청수의 Na2SO4 농도를 측정하는 센서인데, Na2SO4 센서(9)에 측정된 Na2SO4의 농도가 높을수록 위와 같은 배기가스 세척이 많이 이루어져 오염물질이 축적되었다는 것을 의미한다. Na 2 SO 4 sensor 9 is the sensor for measuring the Na 2 SO 4 concentration of the fresh water stored in the fresh water tank 12, the higher the concentration of Na 2 SO 4 measured on Na 2 SO 4 sensor 9 above It means that the same exhaust gas washing has been done a lot, and pollutants have accumulated.

따라서, Na2SO4 센서(9)에 측정된 Na2SO4의 농도가 설정 농도를 초과하면 수처리 제어부(51)가 수처리 밸브(10)를 제어하여, 청수탱크(12)로부터 수처리 장치(17)로 공급되는 청수의 양을 증가시킴으로써 위와 같은 제어 시스템이 구현될 수 있다.Therefore, when the concentration of Na 2 SO 4 measured by the Na 2 SO 4 sensor 9 exceeds the set concentration, the water treatment control unit 51 controls the water treatment valve 10 , and the water treatment device 17 from the fresh water tank 12 ) by increasing the amount of fresh water supplied to the above control system can be implemented.

Na2SO4의 설정 농도는 청수탱크(12) 내 전체 청수의 5 ~ 25 wt% 범위 내의 값으로 설정하는 것이 바람직한데, Na2SO4의 설정 농도가 5 wt%에 미달되면 수처리 장치(17)로 배출되는 청수의 양이 과도하게 많아진다는 문제점이 발생하며, Na2SO4의 설정 농도가 25 wt%를 초과하면 청수의 산도나 오염정도가 높아 배기가스를 정화하는데 악영향을 미치거나 각종 설비에 스케일을 발생시킬 수 있다.The set concentration of Na 2 SO 4 is preferably set to a value within the range of 5 to 25 wt% of the total fresh water in the fresh water tank 12. When the set concentration of Na 2 SO 4 is less than 5 wt%, the water treatment device 17 ) caused a problem that the excessively widening the amount of fresh water to be discharged to, and, when the set concentrations of Na 2 SO 4 exceeds 25 wt% adversely affect to increase a degree of acidity or the contamination of fresh water purifying the exhaust gas or various facilities scale can occur.

수처리 장치(17)로 공급된 오염된 청수는 각종 수처리 과정을 거쳐 선박 외부(23)로 배출되는데, 선박 외부(23)로 배출되는 배관 상에 설치된 청수 모니터링 장치(18)를 통해 수처리된 청수의 수질이 측정될 수 있고, 수처리 과정에서 청수로부터 분리된 슬러지(sludge)는 수처리 장치(17)와 연결된 슬러지 탱크(19)에 저장될 수 있다.The contaminated fresh water supplied to the water treatment device 17 is discharged to the outside of the ship 23 through various water treatment processes. Water quality may be measured, and sludge separated from fresh water in the water treatment process may be stored in a sludge tank 19 connected to the water treatment device 17 .

배기가스 스크러버(A)는 선박이 황산화물 배출량에 대한 규제가 심한 황산화물 ECA 등의 지역을 운항할 때만 가동하는 시스템이기 때문에, 황산화물 ECA 이외의 지역에서는 배기가스 스크러버(A)를 휴면상태로 두고 수처리와 관련된 설비만 가동하는 방식으로 운용할 수 있으며, 또는 상황에 따라 연속적으로 불순물 관리를 하는 방식으로 운용할 수도 있다.Since the exhaust gas scrubber (A) is a system that operates only when ships operate in areas such as sulfur oxide ECA, where regulations on sulfur oxide emissions are severe, the exhaust gas scrubber (A) is placed dormant in areas other than sulfur oxide ECA. It can be operated in such a way that only the facilities related to water treatment are operated, or it can be operated in a way that continuously manages impurities depending on the situation.

청수탱크(12)에 저장되어 있던 청수는 제 2 배관(b)을 통해 제 1 열교환기(14)로 공급된다. 이때 제 2 배관(b) 상에는 청수가 배기가스 스크러버(A)를 원활히 순환할 수 있도록 동력을 제공하는 청수 순환펌프(21)가 설치될 수 있다.The fresh water stored in the fresh water tank 12 is supplied to the first heat exchanger 14 through the second pipe (b). At this time, a fresh water circulation pump 21 that provides power to smoothly circulate the fresh water through the exhaust gas scrubber A may be installed on the second pipe (b).

제 1 열교환기(14)는 청수가 후술될 폐열 회수 장치(B)의 응축수와 열교환되는 장치이다. 즉, 청수가 배기가스를 정화하는 과정에서 배기가스로부터 전달받은 열을 응축수에 전달함으로써, 청수는 별도의 냉각수를 사용하지 않고도 냉각될 수 있으며, 응축수는 후술될 열교환기(34)에 공급되기 전에 예열될 수 있기 때문에 전체적으로 에너지가 절감되는 효과가 발생한다.The first heat exchanger 14 is a device for exchanging fresh water with condensed water of a waste heat recovery device (B) to be described later. That is, by transferring the heat received from the exhaust gas to the condensed water in the process of purifying the exhaust gas, the fresh water can be cooled without using a separate cooling water, and the condensed water is supplied to the heat exchanger 34 to be described later. It can be preheated, resulting in overall energy savings.

제 1 열교환기(14)에서 열교환되어 냉각된 청수는 제 3 배관(c)를 통해 다시 황산화물 스크러버(11)로 공급됨으로써 배기가스 스크러버(A)를 순환하는데, 제 3 배관(c) 상에는 청수가 추가적으로 냉각될 수 있는 제 2 열교환기(15)가 설치될 수 있다.The fresh water cooled by heat exchange in the first heat exchanger 14 is supplied to the sulfur oxide scrubber 11 again through the third pipe (c) to circulate the exhaust gas scrubber (A), and fresh water on the third pipe (c) A second heat exchanger 15 to be additionally cooled may be installed.

이때, 제 2 열교환기(15) 외에도 해수펌프(16), 해수펌프(16)로부터 선박 외부(22)로 연결되는 제 1 배출관(h)이 더 설치될 수 있는데, 제 1 배출관(h)은 제 2 열교환기(15)를 통과하도록 설치된다. 따라서, 해수펌프(16)로부터 공급된 해수가 제 1 배출관(h)을 통해 제 2 열교환기를 통과함으로써 청수와 열교환될 수 있다.At this time, in addition to the second heat exchanger 15, the sea water pump 16 and a first discharge pipe (h) connected from the sea water pump 16 to the outside 22 of the ship may be further installed, the first discharge pipe (h) It is installed to pass through the second heat exchanger (15). Accordingly, the seawater supplied from the seawater pump 16 may be exchanged with fresh water by passing the second heat exchanger through the first discharge pipe h.

이와 같은 구성은 제 1 열교환기(14)에서 폐열을 전달한 청수가 충분히 냉각되지 않았을 경우, 제 2 열교환기(15)에서 추가적으로 청수를 냉각함으로써 배기가스 스크러버(A) 시스템을 안정화하기 위한 구성이다.Such a configuration is a configuration for stabilizing the exhaust gas scrubber (A) system by additionally cooling the fresh water in the second heat exchanger 15 when the fresh water that has transferred the waste heat in the first heat exchanger 14 is not sufficiently cooled.

추가적으로, 제 2 열교환기(15) 후단의 제 3 배관(c) 상에 설치된 온도 센서(1), 제 2 열교환기(15) 전단의 제 1 배출관(h) 상에 설치된 해수 밸브(2), 해수 제어부(3), 해수 밸브(2)로부터 선박 외부(22)로 연결되는 제 2 배출관(i)이 더 설치될 수 있으며, 온도 센서(1)에 측정된 온도가 설정 온도 범위 미만이거나 설정 온도 범위를 초과하면 해수 제어부(3)가 해수 밸브(2)를 제어함으로써, 제 2 배출관(i)을 통해 직접 선박 외부로 배출되는 해수의 양을 각각 증가시키거나 감소시킬 수 있다. Additionally, the temperature sensor 1 installed on the third pipe c at the rear end of the second heat exchanger 15, the seawater valve 2 installed on the first discharge pipe h at the front end of the second heat exchanger 15, A second discharge pipe (i) connected from the seawater control unit 3 and the seawater valve 2 to the outside of the ship 22 may be further installed, and the temperature measured by the temperature sensor 1 is less than the set temperature range or the set temperature When the range is exceeded, the seawater control unit 3 controls the seawater valve 2 , thereby increasing or decreasing the amount of seawater directly discharged to the outside of the ship through the second discharge pipe i, respectively.

즉 이러한 구성을 통해, 제 2 열교환기(15)에서 열교환되어 제 3 배관(c)을 통해 배출되는 청수의 온도에 따라, 제 2 배출관(i)을 통해 선박 외부(22)로 바로 배출되는 해수량을 조절함으로써, 제 2 열교환기(15)에서 청수를 냉각하는데 사용되는 해수의 공급량을 조절할 수 있다.That is, through this configuration, the seawater directly discharged to the outside of the ship 22 through the second discharge pipe (i) according to the temperature of the fresh water that is heat-exchanged in the second heat exchanger (15) and discharged through the third pipe (c). By adjusting the amount, it is possible to adjust the supply amount of seawater used to cool the fresh water in the second heat exchanger 15 .

청수의 설정 온도 범위는 40 ~ 60 ℃의 값으로 설정하는 것이 바람직한데, 청수의 온도가 40 ℃에 미달되면 청수를 냉각하는데 사용되는 해수의 양이 과도하게 증가하여 선박 외부로 배출되는 해수의 온도에 대한 규제를 만족하지 못하며, 청수의 온도가 60 ℃를 초과하면 배기가스 스크러버(A) 내의 각종 설비에 과부하가 걸릴 수 있는 등의 문제를 초래한다.It is desirable to set the set temperature range of fresh water to a value of 40 ~ 60 ℃. When the temperature of fresh water is less than 40 ℃, the amount of seawater used to cool the fresh water increases excessively, and the temperature of the seawater discharged to the outside of the ship does not satisfy the regulations, and when the temperature of fresh water exceeds 60 ℃, it causes problems such as overloading various facilities in the exhaust gas scrubber (A).

다음으로, 폐열 회수 장치(B)는 선박 엔진(31), 열교환기(34), 증기 터빈(steam turbine)(36), 응축기(37), 선박 엔진(31)과 열교환기(34)를 연결하는 제 4 배관(d), 열교환기(34)와 황산화물 스크러버(11)를 연결하는 연결관(j), 증기 터빈(36)과 응축기(37)를 연결하는 제 5 배관(f), 응축기(37)에서 제 1 열교환기(14) 및 열교환기(34)를 순차적으로 통과하여 다시 증기 터빈(36)으로 연결되는 제 6 배관(g)으로 구성된다.Next, the waste heat recovery device (B) connects the ship engine 31 , the heat exchanger 34 , the steam turbine 36 , the condenser 37 , the ship engine 31 and the heat exchanger 34 . a fourth pipe (d), a connecting pipe (j) connecting the heat exchanger (34) and the sulfur oxide scrubber (11), a fifth pipe (f) connecting the steam turbine (36) and the condenser (37), the condenser It is composed of a sixth pipe (g) that passes through the first heat exchanger 14 and the heat exchanger 34 in sequence at (37) and is connected to the steam turbine 36 again.

선박 엔진(31)에서는 연료를 연소하여 동력을 생산하며, 이 과정에서 황산화물(SOx), 질산화물(NOx) 등 각종 오염물질이 포함된 배기가스가 발생한다.The marine engine 31 generates power by burning fuel, and in this process, exhaust gas containing various pollutants such as sulfur oxides (SO x ) and nitrogen oxides (NO x ) is generated.

배기가스는 제 4 배관(d)을 통해 열교환기(34)로 공급되어 응축수와 열교환되는데, 그 전에 동력 터빈(power turbine)(32)이나 터보 과급기(turbocharger)(33)를 통과함으로써 배기가스의 운동에너지를 전달할 수 있다.Exhaust gas is supplied to the heat exchanger 34 through the fourth pipe (d) to exchange heat with condensate, before passing through a power turbine 32 or a turbocharger 33, It can transmit kinetic energy.

배기가스는 상기 열교환기(34)에서 응축수에 폐열을 전달함으로써 열교환된 후, 연결관(j)를 통해 상술한 배기가스 스크러버(A)의 황산화물 스크러버(11)로 공급되어 정화된다.The exhaust gas is heat-exchanged by transferring waste heat to condensate in the heat exchanger 34 , and then is supplied to the sulfur oxide scrubber 11 of the exhaust gas scrubber A through the connection pipe j to be purified.

이때, 열교환기(34)로부터 선박 외부(47)로 연결되는 배기관(k), 배기관(k) 상에 위치하는 우회 밸브(bypass valve)(4), 연결관(j) 상에 위치하는 분리 밸브(isolation valve)(5), 배기 제어부(6)가 더 설치되어, 배기 제어부(6)를 통해 우회 밸브(4) 및/또는 분리 밸브(5)의 개폐가 제어되도록 구성될 수 있다. At this time, the exhaust pipe (k) connected from the heat exchanger (34) to the outside of the ship (47), a bypass valve (4) located on the exhaust pipe (k), a separation valve located on the connection pipe (j) An isolation valve 5 and an exhaust control unit 6 may be further installed, and the opening and closing of the bypass valve 4 and/or the isolation valve 5 may be controlled through the exhaust control unit 6 .

이는, 황산화물 규제가 심하지 않은 지역을 운항할 때는 분리 밸브(5)를 더 닫고 우회 밸브(4)를 더 열어 배기가스 스크러버(A)를 불필요하게 가동하지 않도록 하고, 황산화물 ECA(Emission Control Area) 등 규제가 심한 지역을 운항할 때만 분리 밸브(5)를 더 열고 우회 밸브(4)를 더 닫아 배기가스 스크러버(A)를 통해 배출되는 배기가스의 양을 증가시키도록 하는 구성이다.This is to prevent unnecessary operation of the exhaust gas scrubber (A) by further closing the separation valve (5) and further opening the bypass valve (4) when operating in an area where sulfur oxide regulation is not severe, and sulfur oxide ECA (Emission Control Area) ) is configured to increase the amount of exhaust gas discharged through the exhaust gas scrubber (A) by further opening the separation valve (5) and closing the bypass valve (4) only when operating in heavily regulated areas such as ).

위와 같은 우회 밸브(4), 분리 밸브(5)처럼 별도의 밸브로 구성되는 것 외에도, 하나의 밸브에 선박 외부(47)로 직접 배출되는 배관과 배기가스 스크러버(A)로 연결되는 배관이 연결되도록 구성하여 배기가스 유량이 조절될 수도 있다.In addition to being composed of separate valves such as the bypass valve (4) and the separation valve (5) as above, a pipe directly discharged to the outside of the ship (47) and a pipe connected to the exhaust gas scrubber (A) are connected to one valve By configuring so that the exhaust gas flow rate may be adjusted.

한편, 응축수는 열교환기(34)에서 배기가스의 폐열을 전달받아 증기로 변환되며, 상기 증기는 발전기, 급수/온수 시스템 등과 연결된 증기 터빈(steam turbine)(36)의 동력원으로 사용된다. Meanwhile, the condensed water receives waste heat of exhaust gas from the heat exchanger 34 and is converted into steam, and the steam is used as a power source of a steam turbine 36 connected to a generator, a water supply/hot water system, and the like.

증기 터빈(36)의 구동에 사용된 증기는 제 5 배관(f)을 통해 응축기(37)로 공급되어 응축수로 변화한다. 상기 응축수는 제 6 배관(g)을 통해 다시 증기 터빈(36)으로 공급되는 순환 과정을 거치는데, 이때 제 6 배관(g)이 상술한 제 1 열교환기(14)와 열교환기(34)를 순차적으로 통과하도록 설치됨으로써, 응축수가 제 1 열교환기(14)에서 예열된 후 열교환기(34)에서 증기로 변환되어 증기 터빈(36)에 전달될 수 있다.The steam used for driving the steam turbine 36 is supplied to the condenser 37 through the fifth pipe (f) and is changed into condensed water. The condensed water undergoes a circulation process in which the condensed water is supplied back to the steam turbine 36 through a sixth pipe (g), in which the sixth pipe (g) connects the first heat exchanger 14 and the heat exchanger 34 described above By being installed to pass sequentially, the condensate may be preheated in the first heat exchanger 14 and then converted into steam in the heat exchanger 34 and delivered to the steam turbine 36 .

즉, 제 1 열교환기(14)의 운용은 폐열 회수 장치(B)의 응축수에 열을 전달하는 것이 주목적이며, 제 2 열교환기(15)의 운용은 상술한 바와 같이 배기가스 스크러버(A)의 안정화가 주목적이다.That is, the main purpose of the operation of the first heat exchanger 14 is to transfer heat to the condensate of the waste heat recovery device (B), and the operation of the second heat exchanger 15 is the operation of the exhaust gas scrubber (A) as described above. Stabilization is the main goal.

이러한 제 6 배관(g) 상에는 응축수를 원활하게 순환시키는 응축수 순환펌프(38), 응축수가 저장되는 응축수 탱크(39), 제 1 열교환기(14)로 응축수를 공급하는 급수펌프(40) 또는 다단 열교환 장치(41)가 설치될 수 있다.On this sixth pipe (g), a condensate circulation pump 38 for smoothly circulating condensed water, a condensate tank 39 for storing condensed water, and a feed water pump 40 for supplying condensed water to the first heat exchanger 14 or multi-stage A heat exchange device 41 may be installed.

다단 열교환 장치(41)는 응축수를 예열하고 엔진의 소기(scavenge air)를 냉각하는 장치로서, 제 1단(41a)에서는 소기에서 응축수로 열이 전달되고, 제 2단(41b)에서는 소기에서 냉각수로 열이 전달된다.The multi-stage heat exchange device 41 is a device for preheating condensate and cooling scavenge air of the engine. In the first stage 41a, heat is transferred from the scavenge air to the condensed water, and in the second stage 41b, the cooling water is transferred from the scavenge air. heat is transferred to

한편, 상기 열교환기(34)는 다단 열교환기로 구성될 수도 있는데, 응축수가 열교환기(34)를 1차로 통과하면서 배기가스와 열교환 되어 물과 증기의 2상(two phase)이 된 후, 증기 분리기(steam separator)(35)로 공급되어 물로부터 분리된 증기가 다시 2차적으로 열교환기(34)를 통과하여 과열 증기가 되는 방식으로 열교환이 이루어질 수도 있다.
On the other hand, the heat exchanger 34 may be configured as a multi-stage heat exchanger, and after condensed water passes through the heat exchanger 34 firstly and exchanges heat with exhaust gas to become two phases of water and steam, a vapor separator Heat exchange may be performed in such a way that the steam supplied to the (steam separator) 35 and separated from the water passes through the heat exchanger 34 again to become superheated steam.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 내 폐열을 이용한 에너지 절감 장치에 있어서, 보조 온도 센서(7), 주파수 변환기(8)를 더 포함하는 구성을 도식적으로 나타낸 것이다.6 schematically shows a configuration further including an auxiliary temperature sensor 7 and a frequency converter 8 in an energy saving device using waste heat in a ship according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 도 6에서 나타난 바와 같이, 상기 해수 밸브(2) 및 제 2 배출관(i) 대신, 제 2 열교환기(15) 후단의 제 3 배관(c) 상에 설치된 보조 온도 센서(7) 및 주파수 변환기(frequency converter)(8)를 더 포함하도록 설계될 수 있다.As shown in FIG. 6, the present invention provides an auxiliary temperature sensor 7 installed on the third pipe c at the rear end of the second heat exchanger 15 instead of the seawater valve 2 and the second discharge pipe i, and It can be designed to further include a frequency converter 8 .

주파수 변환기(8)는 어느 주파수의 교류 전력을 다른 주파수의 교류 전력으로 변환하는 장치의 통칭으로서, 온도 센서(1) 및/또는 보조 온도 센서(7)에 측정되는 청수 및/또는 해수의 온도에 따라 해수펌프(16)가 해수를 공급하는 양을 변화시키도록 제어하는 장치이다.The frequency converter 8 is a generic name for a device that converts AC power of a certain frequency into AC power of another frequency, and is based on the temperature of fresh water and/or seawater measured by the temperature sensor 1 and/or the auxiliary temperature sensor 7 It is a device for controlling the seawater pump 16 to change the amount of seawater supplied.

즉, 온도 센서(1)에 측정되는 청수의 온도가 설정 온도 범위보다 낮으면 열교환이 과도하게 이루어졌다는 의미이므로 해수펌프(16)의 해수 공급량을 줄이고, 청수의 온도가 설정 온도 범위보다 높으면 열교환이 불충분하게 이루어졌다는 의미이므로 해수 공급량을 늘리는 방식으로 제어될 수 있다.That is, if the temperature of the fresh water measured by the temperature sensor 1 is lower than the set temperature range, it means that heat exchange has been excessively performed. This means that it is insufficiently done, so it can be controlled in a way that increases the seawater supply.

청수의 설정 온도 범위는 40 ~ 60 ℃의 값으로 설정하는 것이 바람직한데, 청수의 온도가 40 ℃에 미달되면 청수를 냉각하는데 사용되는 해수의 양이 과도하게 증가하여 선박 외부로 배출되는 해수의 온도에 대한 규제를 만족하지 못하며, 청수의 온도가 60 ℃를 초과하면 배기가스 스크러버(A) 내의 각종 설비에 과부하가 걸릴 수 있는 등의 문제를 초래한다.It is desirable to set the set temperature range of fresh water to a value of 40 ~ 60 ℃. When the temperature of fresh water is less than 40 ℃, the amount of seawater used to cool the fresh water increases excessively, and the temperature of the seawater discharged to the outside of the ship does not satisfy the regulations, and when the temperature of fresh water exceeds 60 ℃, it causes problems such as overloading various facilities in the exhaust gas scrubber (A).

또한, 청수를 냉각하는데 사용된 해수가 선박 외부(22)로 배출될 때는 온도 규제를 만족해야 하므로, 보조 온도 센서(7)에 측정되는 해수의 온도가 설정 온도보다 높으면 해수펌프(16)의 해수 공급량을 줄이는 방식으로 제어될 수도 있다. 해수의 설정 온도는 45 ~ 55 ℃범위 내의 값을 갖는 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 해수 배출 온도 규제에 따라 달라질 수 있다.In addition, since the temperature regulation must be satisfied when the seawater used to cool the fresh water is discharged to the outside 22 of the ship, if the temperature of the seawater measured by the auxiliary temperature sensor 7 is higher than the set temperature, the seawater of the seawater pump 16 It can also be controlled in a way that reduces the supply. The set temperature of seawater preferably has a value within the range of 45 to 55 ℃, but is not limited thereto, and may vary according to seawater discharge temperature regulation.

이러한 방식 외에도, 온도 센서(1)와 보조 온도 센서(7)에 측정된 온도의 차이가 설정 범위를 초과하면, 주파수 변환기(8)가 해수펌프(16)를 제어하여, 해수펌프(16)가 해수를 공급하는 양을 증가시키도록 제어될 수도 있다.In addition to this method, if the difference between the temperature measured by the temperature sensor 1 and the auxiliary temperature sensor 7 exceeds the set range, the frequency converter 8 controls the seawater pump 16, so that the seawater pump 16 is It may be controlled to increase the amount of seawater supplied.

이는, 서로 열교환된 청수와 해수의 온도 차이가 과도할 경우 열교환이 충분하게 이루어지지 않았다는 의미이므로, 해수펌프(16)를 제어하여 해수 공급량을 증가시키는 방식이다.This means that when the temperature difference between the fresh water and seawater heat-exchanged with each other is excessive, the heat exchange is not sufficiently performed, so the seawater pump 16 is controlled to increase the seawater supply amount.

이와 같이, 도 5와 같은 해수 밸브(2)가 아닌 주파수 변환기(8)가 적용되면, 해수가 제 2 배출관(i) 같은 우회로(bypass line)를 통해 바로 선박 외부(22)로 버려지는 일이 없기 때문에, 그만큼 해수펌프(16)를 가동하는데 필요한 에너지를 절감할 수 있다는 장점이 있다.
As such, when the frequency converter 8 is applied instead of the seawater valve 2 as shown in FIG. 5 , the seawater is discharged directly to the outside of the ship 22 through a bypass line such as the second discharge pipe i. Since there is no such thing, there is an advantage in that the energy required to operate the seawater pump 16 can be reduced as much as possible.

이와 같은 에너지 절감 장치 및 에너지 회수 방법이 적용되는 본 발명의 선박이란, 선박(ship, vessel), 육상플랜트, 해상플랜트, FPSO(Floating Production Storage Offloading) 및 기타 해양 구조물·시설(offshore structure) 등을 모두 포함하는 최광의의 개념이다.
The ship of the present invention to which such an energy saving device and energy recovery method are applied is a ship, an onshore plant, an offshore plant, a Floating Production Storage Offloading (FPSO), and other offshore structures and facilities. It is the broadest concept that includes all of them.

본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the specific embodiments and descriptions described above, and various modifications can be made by anyone skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. and such modifications shall fall within the protection scope of the present invention.

1: 온도 센서 2: 해수 밸브
3: 해수 제어부 4: 우회 밸브
5: 분리 밸브 6: 배기 제어부
7: 보조 온도 센서 8: 주파수 변환기
9: Na2SO4 센서 10: 수처리 밸브
11: 황산화물 스크러버 12: 청수탱크
13: 수산화나트륨 탱크 14: 제 1 열교환기
15: 제 2 열교환기 16: 해수펌프
17: 수처리 장치 18: 청수 모니터링 장치
19: 슬러지 탱크 20: 배기가스 모니터링 장치
21: 청수 순환펌프 22, 23, 24, 47: 선박 외부
31: 선박 엔진 32: 동력 터빈
33: 터보 과급기 34: 열교환기
35: 증기 분리기 36: 증기 터빈
37: 응축기 38: 응축수 순환펌프
39: 응축수 탱크 40: 급수펌프
41: 다단 열교환 장치 41a: 제 1단
41b: 제 2단 43: 소기 공급원
44: 소기 배출원 45: 냉각수 공급원
46: 냉각수 배출원 a: 제 1 배관
b: 제 2 배관 c: 제 3 배관
d: 제 4 배관 f: 제 5 배관
g: 제 6 배관 h: 제 1 배출관
i: 제 2 배출관 j: 연결관
k: 배기관 l: 수처리관
1: Temperature sensor 2: Seawater valve
3: Seawater control 4: Bypass valve
5: Separation valve 6: Exhaust control
7: auxiliary temperature sensor 8: frequency converter
9: Na 2 SO 4 sensor 10: water treatment valve
11: Sulfur oxide scrubber 12: Fresh water tank
13: sodium hydroxide tank 14: first heat exchanger
15: second heat exchanger 16: sea water pump
17: water treatment device 18: fresh water monitoring device
19: sludge tank 20: exhaust gas monitoring device
21: fresh water circulation pump 22, 23, 24, 47: outside the ship
31: marine engine 32: power turbine
33: turbocharger 34: heat exchanger
35: steam separator 36: steam turbine
37: condenser 38: condensate circulation pump
39: condensate tank 40: water pump
41: multi-stage heat exchange device 41a: first stage
41b: tier 2 43: scavenging air source
44: scavenging source 45: cooling water source
46: coolant discharge source a: first pipe
b: second pipe c: third pipe
d: fourth pipe f: fifth pipe
g: sixth pipe h: first discharge pipe
i: second discharge pipe j: connector
k: exhaust pipe l: water treatment pipe

Claims (12)

배기가스 스크러버(exhaust gas scrubber) 및 폐열 회수 장치(waste heat recovery device)를 포함하는 선박 내 에너지 절감 장치에 있어서,
배기가스 스크러버(A)는,
황산화물 스크러버(SOx scrubber)(11); 청수탱크(12); 제 1 열교환기(14);
황산화물 스크러버(11)와 청수탱크(12)를 연결하는 제 1 배관(a); 청수탱크(12)와 제 1 열교환기(14)를 연결하는 제 2 배관(b); 및 제 1 열교환기(14)와 황산화물 스크러버(11)를 연결하는 제 3 배관(c);을 포함하고,
폐열 회수 장치(B)는,
선박 엔진(31); 열교환기(34); 증기 터빈(steam turbine)(36); 응축기(37);
선박 엔진(31)과 열교환기(34)를 연결하는 제 4 배관(d); 열교환기(34)와 황산화물 스크러버(11)를 연결하는 연결관(j); 증기 터빈(36)과 응축기(37)를 연결하는 제 5 배관(f); 및 응축기(37)에서 제 1 열교환기(14) 및 열교환기(34)를 순차적으로 통과하여 다시 증기 터빈(36)으로 연결되는 제 6 배관(g);을 포함하는, 폐열을 이용한 에너지 절감 장치.
In an energy saving device in a ship including an exhaust gas scrubber and a waste heat recovery device,
The exhaust gas scrubber (A),
sulfur oxide scrubber (SO x scrubber) (11); fresh water tank (12); a first heat exchanger (14);
a first pipe (a) connecting the sulfur oxide scrubber 11 and the fresh water tank 12; a second pipe (b) connecting the fresh water tank 12 and the first heat exchanger 14; and a third pipe (c) connecting the first heat exchanger 14 and the sulfur oxide scrubber 11;
Waste heat recovery device (B),
marine engine 31; heat exchanger (34); steam turbine 36; condenser 37;
a fourth pipe (d) connecting the marine engine 31 and the heat exchanger 34; a connection pipe (j) connecting the heat exchanger (34) and the sulfur oxide scrubber (11); a fifth pipe (f) connecting the steam turbine 36 and the condenser 37; and a sixth pipe (g) connected to the steam turbine 36 again by sequentially passing through the first heat exchanger 14 and the heat exchanger 34 in the condenser 37; .
제 1항에 있어서,
배기가스 스크러버(A)는,
해수펌프(16);
제 3 배관(c) 상에 설치된 제 2 열교환기(15); 및
해수펌프(16)로부터 선박 외부(22)로 연결되는 제 1 배출관(h);을 더 포함하며,
제 1 배출관(h)은 제 2 열교환기(15)를 통과하는 것을 특징으로 하는, 폐열을 이용한 에너지 절감 장치.
The method of claim 1,
The exhaust gas scrubber (A),
seawater pump (16);
a second heat exchanger 15 installed on the third pipe (c); and
A first discharge pipe (h) connected from the seawater pump 16 to the outside of the ship 22;
Energy saving device using waste heat, characterized in that the first discharge pipe (h) passes through the second heat exchanger (15).
제 2항에 있어서,
배기가스 스크러버(A)는,
제 2 열교환기(15) 후단의 제 3 배관(c) 상에 설치된 온도 센서(1);
제 2 열교환기(15) 전단의 제 1 배출관(h) 상에 설치된 해수 밸브(2);
해수 제어부(3); 및
해수 밸브(2)로부터 선박 외부(22)로 연결되는 제 2 배출관(i);을 더 포함하며,
온도 센서(1)에 측정된 온도가 설정 온도 범위 미만이거나 설정 온도 범위를 초과하면, 해수 제어부(3)가 해수 밸브(2)를 제어하여, 제 2 배출관(i)을 통해 선박 외부로 배출되는 해수의 양을 각각 증가시키거나 감소시키는 것을 특징으로 하는, 폐열을 이용한 에너지 절감 장치.
3. The method of claim 2,
The exhaust gas scrubber (A),
a temperature sensor (1) installed on the third pipe (c) at the rear end of the second heat exchanger (15);
Seawater valve (2) installed on the first discharge pipe (h) of the front end of the second heat exchanger (15);
seawater control unit (3); and
A second discharge pipe (i) connected from the seawater valve (2) to the ship exterior (22); further comprising
When the temperature measured by the temperature sensor 1 is less than the set temperature range or exceeds the set temperature range, the seawater control unit 3 controls the seawater valve 2 and is discharged to the outside of the vessel through the second discharge pipe (i). An energy saving device using waste heat, characterized in that increasing or decreasing the amount of seawater, respectively.
제 2항에 있어서,
배기가스 스크러버(A)는,
제 2 열교환기(15) 후단의 제 3 배관(c) 상에 설치된 온도 센서(1); 및
주파수 변환기(frequency converter)(8);를 더 포함하며,
온도 센서(1)에 측정된 온도가 설정 온도 범위 미만이거나 설정 온도 범위를 초과하면, 주파수 변환기(8)가 해수펌프(16)를 제어하여, 해수펌프(16)가 해수를 공급하는 양을 각각 감소시키거나 증가시키는 것을 특징으로 하는, 폐열을 이용한 에너지 절감 장치.
3. The method of claim 2,
The exhaust gas scrubber (A),
a temperature sensor (1) installed on the third pipe (c) at the rear end of the second heat exchanger (15); and
It further comprises a frequency converter (8);
When the temperature measured by the temperature sensor 1 is less than the set temperature range or exceeds the set temperature range, the frequency converter 8 controls the seawater pump 16 to determine the amount of seawater supplied by the seawater pump 16, respectively. An energy saving device using waste heat, characterized in that it decreases or increases.
제 2항에 있어서,
배기가스 스크러버(A)는,
제 2 열교환기(15) 후단의 제 1 배출관(h) 상에 설치된 보조 온도 센서(7); 및
주파수 변환기(frequency converter)(8);를 더 포함하며,
보조 온도 센서(7)에 측정된 온도가 설정 온도를 초과하면, 주파수 변환기(8)가 해수펌프(16)를 제어하여, 해수펌프(16)가 해수를 공급하는 양을 감소시키는 것을 특징으로 하는, 폐열을 이용한 에너지 절감 장치.
3. The method of claim 2,
The exhaust gas scrubber (A),
Auxiliary temperature sensor (7) installed on the first discharge pipe (h) at the rear end of the second heat exchanger (15); and
It further comprises a frequency converter (8);
When the temperature measured by the auxiliary temperature sensor (7) exceeds the set temperature, the frequency converter (8) controls the seawater pump (16), characterized in that the seawater pump (16) reduces the amount of seawater supplied. , an energy saving device using waste heat.
제 1항에 있어서,
폐열 회수 장치(B)는,
열교환기(34)로부터 선박 외부(47)로 연결되는 배기관(k);
배기관(k) 상에 설치된 우회 밸브(bypass valve)(4);
연결관(j) 상에 설치된 분리 밸브(isolation valve)(5); 및
배기 제어부(6)를 더 포함하며,
배기 제어부(6)를 통해 우회 밸브(4) 및/또는 분리 밸브(5)의 개폐가 제어되는 것을 특징으로 하는, 폐열을 이용한 에너지 절감 장치.
The method of claim 1,
Waste heat recovery device (B),
an exhaust pipe (k) connected from the heat exchanger (34) to the outside of the vessel (47);
a bypass valve (4) installed on the exhaust pipe (k);
an isolation valve (5) installed on the connecting pipe (j); and
Further comprising an exhaust control (6),
An energy saving device using waste heat, characterized in that opening and closing of the bypass valve (4) and/or the separation valve (5) is controlled through the exhaust control unit (6).
배기가스 스크러버 시스템(exhaust gas scrubber system) 및 폐열 회수 시스템(waste heat recovery system)을 포함하는 선박 내 에너지 회수 방법에 있어서,
배기가스 스크러버 시스템(A)은,
배기가스와 청수가 황산화물 스크러버(SOx scrubber)(11)로 공급되는 단계;
상기 배기가스에 포함된 황산화물(SOx)이 상기 청수에 녹아 황산이 생성되는 단계;
상기 황산이 포함된 청수가 청수탱크(12)에 저장되는 단계;
청수탱크(12)에 저장된 청수가 제 1 열교환기(14)로 공급되는 단계; 및
제 1 열교환기(14)를 통과한 청수가 황산화물 스크러버(11)로 공급되는 단계;를 포함하고,
폐열 회수 시스템(B)은,
선박 엔진(31)에서 배출된 배기가스가 열교환기(34)에서 응축수와 열교환되는 단계;
열교환기(34)를 통과한 배기가스가 황산화물 스크러버(11)로 공급되는 단계;
열교환기(34)에 의해 증기가 된 응축수가 증기 터빈(steam turbine)(36)에 공급되는 단계;
증기 터빈(steam turbine)(36)을 통과한 증기가 응축기(37);로 공급되는 단계;
응축기(37)에 의해 응축수가 된 증기가 제 1 열교환기(14)로 공급되어 상기 청수와 열교환되는 단계; 및
제 1 열교환기(14)를 통과한 응축수가 열교환기(34)로 공급되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 폐열을 이용한 에너지 회수 방법.
In an energy recovery method in a ship comprising an exhaust gas scrubber system and a waste heat recovery system,
Exhaust gas scrubber system (A),
Exhaust gas and fresh water is supplied to the sulfur oxide scrubber (SO x scrubber) (11);
Sulfuric acid (SO x ) contained in the exhaust gas is dissolved in the fresh water to generate sulfuric acid;
storing the fresh water containing the sulfuric acid in the fresh water tank 12;
supplying the fresh water stored in the fresh water tank 12 to the first heat exchanger 14; and
Including; supplying the fresh water that has passed through the first heat exchanger (14) to the sulfur oxide scrubber (11);
Waste heat recovery system (B),
Exchanging the exhaust gas discharged from the marine engine 31 with condensed water in the heat exchanger 34;
The exhaust gas passing through the heat exchanger 34 is supplied to the sulfur oxide scrubber 11;
supplying a steam turbine (36) with condensed water turned into steam by means of a heat exchanger (34);
supplying steam passing through a steam turbine 36 to a condenser 37;
a step of supplying the steam which has become condensed water by the condenser 37 to the first heat exchanger 14 to exchange heat with the fresh water; and
and supplying the condensed water that has passed through the first heat exchanger (14) to the heat exchanger (34).
제 7항에 있어서,
배기가스 스크러버 시스템(A)은,
제 1 열교환기(14)를 통과한 청수가 황산화물 스크러버(11)로 공급되기 전에 제 2 열교환기(15)를 통과하는 단계;
해수(sea water)가 해수펌프(16)로부터 제 2 열교환기(15)로 공급되어 상기 청수와 열교환되는 단계; 및
제 2 열교환기(15)를 통과한 해수가 선박 외부(22)로 배출되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 폐열을 이용한 에너지 회수 방법.
8. The method of claim 7,
Exhaust gas scrubber system (A),
The fresh water passing through the first heat exchanger 14 passes through the second heat exchanger 15 before being supplied to the sulfur oxide scrubber 11;
a step of supplying sea water from the sea water pump 16 to the second heat exchanger 15 to exchange heat with the fresh water; and
Discharging the seawater that has passed through the second heat exchanger (15) to the outside of the ship (22).
제 8항에 있어서,
배기가스 스크러버 시스템(A)은,
제 2 열교환기(15)를 통과한 청수의 온도가 측정되는 단계; 및
측정된 온도가 설정 온도 범위 미만이거나 설정 온도 범위를 초과하면, 해수펌프(16)로부터 선박 외부로 직접 배출되는 해수의 양이 각각 증가하거나 감소하는 제어 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 폐열을 이용한 에너지 회수 방법.
9. The method of claim 8,
Exhaust gas scrubber system (A),
measuring the temperature of the fresh water that has passed through the second heat exchanger 15; and
When the measured temperature is less than the set temperature range or exceeds the set temperature range, a control step of increasing or decreasing the amount of seawater directly discharged from the seawater pump 16 to the outside of the ship, respectively; energy recovery method using
제 8항에 있어서,
배기가스 스크러버 시스템(A)은,
제 2 열교환기(15)를 통과한 청수의 온도가 측정되는 단계; 및
측정된 온도가 설정 온도 범위 미만이거나 설정 온도 범위를 초과하면, 해수펌프(16)가 해수를 공급하는 양이 각각 감소하거나 증가하는 제어 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 폐열을 이용한 에너지 회수 방법.
9. The method of claim 8,
Exhaust gas scrubber system (A),
measuring the temperature of the fresh water that has passed through the second heat exchanger 15; and
When the measured temperature is less than the set temperature range or exceeds the set temperature range, a control step in which the amount of seawater supplied by the seawater pump 16 is decreased or increased, respectively; Energy recovery using waste heat, characterized in that it further comprises; Way.
제 8항에 있어서,
배기가스 스크러버 시스템(A)은,
제 2 열교환기(15)를 통과한 해수의 온도가 측정되는 단계; 및
측정된 온도가 설정 온도를 초과하면, 해수펌프(16)가 해수를 공급하는 양이 감소하는 제어 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 폐열을 이용한 에너지 회수 방법.
9. The method of claim 8,
Exhaust gas scrubber system (A),
Measuring the temperature of the seawater that has passed through the second heat exchanger (15); and
When the measured temperature exceeds the set temperature, the control step of reducing the amount of seawater supplied by the seawater pump 16; Energy recovery method using waste heat, characterized in that it further comprises.
제 7항에 있어서,
폐열 회수 시스템(B)은,
분리 밸브(isolation valve)(5) 및 우회 밸브(bypass valve)(4)의 개폐가 제어되어, 선박 외부(47)로 배출되는 배기가스와 황산화물 스크러버(11)로 공급되는 배기가스의 양이 조절되는 단계를 더 포함하며,
분리 밸브(5)는 열교환기(34)로부터 황산화물 스크러버(11)로 배기가스를 공급하는 연결관(j) 상에 설치되며, 우회 밸브(4)는 열교환기(34)로부터 선박 외부(47)로 배기가스를 배출하는 배기관(k) 상에 설치되는 것을 특징으로 하는, 폐열을 이용한 에너지 회수 방법.
8. The method of claim 7,
Waste heat recovery system (B),
The opening and closing of the isolation valve 5 and the bypass valve 4 are controlled so that the amount of exhaust gas discharged to the outside of the ship 47 and the exhaust gas supplied to the sulfur oxide scrubber 11 is reduced. Further comprising the step of adjusting,
The separation valve 5 is installed on the connection pipe j that supplies exhaust gas from the heat exchanger 34 to the sulfur oxide scrubber 11, and the bypass valve 4 is connected from the heat exchanger 34 to the outside of the vessel 47 ), characterized in that it is installed on the exhaust pipe (k) for discharging the exhaust gas, an energy recovery method using waste heat.
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