KR102426839B1 - 선박용 전력공급 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 육상에 설치된 육상전력 공급기와 연결되어, 육상전력 공급기로부터 공급되는 전력을 일정 레벨로 승압하는 승압기, 상기 승압기 및 선박에 구비되는 선박 발전기와 각각 연결되어, 승압기 및 선박 발전기를 통해 제공되는 전력을 선택적으로 공급하는 전력조절부 및 상기 전력조절부를 통해 공급되는 전력을 선박 내의 부하장비에 분배하는 분배기를 포함하는 선박용 전력공급 시스템을 제공한다.

Description

선박용 전력공급 시스템{A power supply system for ship}

본 발명은 선박용 전력공급 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중장비 등의 고전압을 요구하는 부하장비가 구비된 선박(예; 시추선)의 유지보수를 수행함에 있어, 선박 발전기를 이용한 전력 공급 외에도, 고전압을 이용하는 부하장비의 특성에 맞추어, 육상전력 공급기로부터 공급되는 육상전력을 승압하여 선박의 부하장비에 공급할 수 있도록 함으로써, 효율적으로 부하장비에 전력을 공급할 수 있는 선박용 전력공급 시스템에 관한 것이다.

최근 국제유가 하락으로 인한 시추 시황 악화로 인해, 드릴쉽(drill ship; 시추선) 등과 같이 원유 채취시 이용되는 중장비를 탑재한 선박의 인도가 연기되거나 취소되는 상황이 발생하고 있다.

장기간 선박의 인도가 연기되거나 선박의 인도가 취소되는 경우, 선박의 최종 인도일까지 해안에 정박 중인 선박에 대해서는 탑재된 부하장비들의 성능 유지를 위해 주기적으로 부하장비들을 구동하여 유지보수를 수행하고, 성능을 점검해야 할 필요가 있다.

통상, 선박에 구비되는 부하장비를 구동하여 유지보수를 수행할 때는 선박 내 발전기를 이용하여 생산된 전력을 부하장비에 공급하여, 부하장비를 구동시키는 형태로 유지보수를 수행하고 있다.

하지만, 유류를 통해 구동하는 선박 발전기의 사용은 유류 사용량 증가에 따른 관리비용 증가의 문제와 정박 환경의 특성 상 배기가스의 증가에 의한 환경 문제를 야기시켰다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 중장비가 탑재된 선박에 적용되며, 고전압을 이용하는 부하장비의 특성에 맞추어, 육상전력 공급기로부터 공급되는 육상전력을 승압하여 선박의 부하장비에 공급할 수 있는 선박용 전력공급 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 육상전력 공급기로부터 공급되는 전력과 선박 발전기로부터 공급되는 전력을 전력량에 따라 선택적으로 부하장비에 제공할 수 있는 선박용 전력공급 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 육상에 설치된 육상전력 공급기와 연결되어, 육상전력 공급기로부터 공급되는 전력을 일정 레벨로 승압하는 승압기, 상기 승압기 및 선박에 구비되는 선박 발전기에 각각 연결되어, 승압기 및 선박 발전기를 통해 제공되는 전력을 선택적으로 공급하는 전력조절부 및 상기 전력조절부를 통해 공급되는 전력을 부하장비에 분배하는 분배기를 포함하는 선박용 전력공급 시스템을 제공한다.

또한, 전력조절부는 승압기와 연결되는 전력라인을 개폐하는 제1 스위치, 상기 제1 스위치와 분배기 사이의 전력라인을 개폐하는 제2 스위치 및 상기 제1 스위치와 선박 발전기 사이의 전력라인을 개폐하는 제3 스위치를 포함하는 선박용 전력공급 시스템을 제공한다.

또한, 전력조절부는 공급되는 전력량에 따라 제1 내지 제3 스위치의 개폐를 제어하는 제어부를 더 포함하는 선박용 전력공급 시스템을 제공한다.

또한, 상기 제어부는 선박 발전기로부터 공급되는 전력량을 검출하여, 검출된 전력량이 기 설정된 임계치에 도달하지 못하면 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 온(ON)시켜, 승압기를 통해 승압된 전력을 부하장비로 공급할 수 있도록 제어하는 선박용 전력공급 시스템을 제공한다.

또한, 전력조절부는 돌입전류를 저감시키는 돌입전류 저감장치를 더 포함하는 선박용 전력공급 시스템을 제공한다.

또한, 분배기는 저전압을 이용하는 부하장비에도 전력을 공급할 수 있도록 전압을 강압하는 변압모듈을 더 포함하는 선박용 전력공급 시스템을 제공한다.

또한, 승압기가 육상전력 공급기로부터 공급되는 전력을 11KV로 승압하는 선박용 전력공급 시스템을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 전력공급 시스템은, 선박의 건조 기간 중이나, 건조가 완료되어 인도 대기 중인 선박의 부하장비에 유지보수를 수행함에 있어서, 선박 발전기를 이용한 전력 공급 외에도, 고전압을 이용하는 부하장비의 특성에 맞추어 육상전력을 승압하여 공급할 수 있도록 함으로써, 선박 발전기 구동을 최소화하여 부하장비의 유지보수를 효율적으로 수행할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 전력공급 시스템의 구성을 도시한 것이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 전력공급 시스템을 통한 전력 공급 과정을 도시한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, "또는", "적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 전력공급 시스템(1)의 구성을 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 전력공급 시스템(1)은, 육상에 설치된 육상전력 공급기(10)와 연결되어, 육상전력 공급기(10)로부터 공급되는 전력을 일정 레벨로 승압하는 승압기(110)와, 상기 승압기(110) 및 선박에 구비되는 선박 발전기(20)와 각각 연결되어, 승압기(110) 및 선박 발전기(20)를 통해 제공되는 전력을 선택적으로 공급하는 전력조절부(120) 및 상기 전력조절부(120)를 통해 공급되는 전력을 선박 내의 부하장비에 분배하는 분배기(130)를 포함할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 전력공급 시스템(1)은, 중장비 등의 고전압을 요구하는 부하장비가 구비된 선박의 유지보수를 수행함에 있어, 선박 발전기(20)를 이용한 전력 공급 외에도, 고전압을 이용하는 부하장비의 특성에 맞추어, 육상전력 공급기(10)로부터 공급되는 육상전력을 승압하여 선박의 부하장비에 공급할 수 있도록 함으로써, 효율적으로 부하장비에 전력을 공급할 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 전력공급 시스템(1)의 각 구성을 보다 구체적으로 설명한다.

선박의 건조 기간 중이나, 건조가 완료되어 인도 대기 중인 선박의 경우, 선박에 탑재된 부하장비들의 성능 유지를 위해 부하장비들을 주기적으로 구동하여 유지보수를 수행하고, 성능을 점검해야 할 필요가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 전력공급 시스템(1)은, 선박에 구비된 부하장비의 유지보수시 필요한 전력을 효율적으로 공급하기 위한 것으로서, 중장비 등의 고전압을 요구하는 부하장비가 구비된 선박에 효과적으로 적용될 수 있다.

이하, 본 실시예에서는 드릴쉽(drill ship; 시추선)을 일 예로서, 탑재된 부하장비에 유지보수를 위한 전력을 공급하는 선박용 전력공급 시스템(1)을 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 다양한 선박에 동일한 기술적 사상이 적용될 수 있음은 자명하다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 전력공급 시스템(1)은, 승압기(110), 전력조절부(120) 및 분배기(130)를 포함할 수 있다.

승압기(110)는 육상에 설치된 육상전력 공급기(10)와 연결되어, 육상전력 공급기(10)로부터 공급되는 전력을 선박에 요구되는 전압 레벨로 승압하는 역할을 한다.

이때, 승압기(110)는 육상전력 공급기(10)와 전력 케이블을 통해 연결되어 육상에 설치되거나, 또는 선박 내에 설치될 수 있다.

여기서, 육상전력 공급기(10)는 항구에 설치되어 선박에 육상전력을 공급하는 역할을 한다.

즉, 항구에 육상전력 공급기(10, AMP; Alternative Maritime Power Supply)를 설치하여, 선박의 정박 중 필요한 동력원을 자체 유류발전이 아닌 육상전력으로 대체하여 공급하는 쇼어파워(Shore Power)를 통해 선박의 유류비 절감과 대기오염 물질의 감축을 도모할 수 있다.

통상 육상전력 공급기(10)를 통해 공급되는 전력은, 육상 발전소로부터 조선소로 공급되는 전력을 활용하는 관계로 6.6KV의 고압 전력이 주로 사용된다.

일반적인 선박에서는 220V ~ 750V의 전압(국내 선박의 경우 450V 이용)을 이용하고 있기 때문에, 쇼어파워(Shore Power)를 강압기를 통해 220V ~ 750V의 전압으로 강압하여 선박에 요구되는 전력으로 변환하고, 변환된 전압의 전력을 선박 내에 구비된 부하장비로 공급할 수 있다.

한편, 드릴쉽과 같이 중장비가 탑재된 선박의 경우에는 부하장비의 특성상 6.6KV를 초과하는 고전압이 요구됨으로써, 본 실시예와 같이 육상전력 공급기(10)를 통해 공급되는 6.6KV의 전압을 중장비 선박에 요구되는 일정 레벨의 전압으로 승압하는 승압기(110)를 구비함으로써, 선박의 부하장비에 필요한 고전압의 전력을 공급할 수 있다.

즉, 드릴쉽의 경우 부하장비의 특성상 11KV의 고전압이 요구되며, 이에 따라 본 실시예에서는 육상전력 공급기(10)를 통해 공급되는 6.6KV의 전압을 11KV로 승압하는 승압기(110)를 구비함으로써, 부하장비에 필요한 전압의 전력을 충분히 공급할 수 있도록 하고 있다.

전력조절부(120)는 승압기(110) 및 선박에 구비되는 선박 발전기(20)와 각각 연결되어, 승압기(110) 및 선박 발전기(20)를 통해 제공되는 전력을 선택적으로 공급하는 역할을 한다.

이때, 전력조절부(120)는 승압기(110)와 분배기(130) 및 선박 발전기(20) 사이를 상호 연결하는 전력라인을 각각 개폐하는 제1 내지 제3 스위치(121,122,123)를 포함하는 스위치 보드로 이루어질 수 있다.

이러한 전력조절부(120)는, 승압기(110)와 연결되는 전력라인을 개폐하는 제1 스위치(121)와, 상기 제1 스위치(121)와 분배기(130) 사이의 전력라인을 개폐하는 제2 스위치(122) 및 상기 제1 스위치(121)와 선박 발전기(20) 사이의 전력라인을 개폐하는 제3 스위치(123)를 포함할 수 있다.

이러한 구성으로, 선박에 구비된 부하장비의 유지보수를 위해 선박의 부하장비에 전력을 공급하는 과정에서, 육상전력 공급기(10)를 통한 육상전력을 이용하는 경우, 전력조절부(120)에 구비된 제1 스위치(121) 및 제2 스위치(122)를 각각 온(ON)시키고 제3 스위치(123)는 오프(OFF)시켜, 승압기(110)와 연결되는 전력라인을 개방하는 동시에, 제1 스위치(121)와 분배기(130) 사이의 전력라인을 개방하고, 선박 발전기(20)와 연결되는 전력라인을 폐쇄함으로써, 분배기(130)를 통해 부하장비로 승압된 육상전력을 공급할 수 있다.

또한, 선박 발전기(20)를 통한 해상전력을 이용하는 경우에는, 전력조절부(120)에 구비된 제3 스위치(123)를 온(ON)시키고 제1 스위치(121) 및 제2 스위치(122)를 각각 오프(OFF)시켜, 승압기(110)와 연결되는 전력라인과, 제1 스위치(121)와 분배기(130) 사이의 전력라인을 폐쇄하고, 선박 발전기(20)와 분배기(130) 사이의 전력라인을 개방함으로써, 분배기(130)를 통해 부하장비로 선박 발전기(20)의 전력을 공급할 수 있다.

이때, 선박 발전기(20)는 부하장비에 필요한 전압의 전력(예를 들어, 11KV)을 공급하게 된다.

즉, 선박에 구비된 선박 발전기(20) 역시 부하장비들과 함께 성능 유지를 위해 주기적으로 구동하여 유지보수를 수행하게 되는데, 유지보수를 위한 구동 과정에서 생산된 전력 또한 부하장비로 공급할 수 있다.

또한, 전력조절부(120)에는 전력량에 따라 제1 내지 제3 스위치(123)의 개폐를 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

즉, 제어부(미도시)는 선박 발전기(20)로부터 전력이 공급되는 경우, 제1 스위치(121) 및 제2 스위치(122)를 오프(OFF)시키고, 제3 스위치(123)를 온(ON)시킴으로써, 육상전력을 차단하고 선박 발전기(20)로부터 생산되는 전력을 부하장비로 공급할 수 있도록 제어하는데, 이때 선박 발전기(20)로부터 공급되는 전력량을 검출하여, 전력량이 기 설정된 임계치에 도달하지 못하면, 제1 스위치(121) 및 제2 스위치(122)를 온(ON)시켜 승압기(110)를 통해 승압된 육상전력을 부하장비로 공급할 수 있도록 제어할 수 있다.

또한, 전력조절부(120)에는 스위치의 접점이 붙는 순간 발생할 수 있는 돌입전류를 저감시키는 돌입전류 저감장치(미도시)를 추가로 포함할 수 있다.

한편, 분배기(130)는 전력조절부(120)를 통해 공급되는 전력을 선박 내의 부하장비에 분배하여 공급하는 역할을 한다.

이때, 분배기(130)는 고전압을 그대로 이용하는 부하장비 외에도, 저전압을 이용하는 부하장비에도 전력을 공급할 수 있도록, 변압모듈(미도시)을 구비하여 전압을 강압하여 공급할 수 있다.

예를 들어, 드릴쉽의 경우 분배기(130)를 통해 11KV로 승압된 전력을 드릴쉽의 메인 부하장비로 공급하고 있는데, 저전압을 이용하는 부하장비에는 725V로 강압하여 공급할 수 있다.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 전력공급 시스템(1)을 통한 전력 공급 과정을 도시한 것이다.

선박의 건조 기간 중이나 건조가 완료되어 인도 대기 중인 선박의 경우, 선박에 구비된 부하장비들의 성능 유지를 위해 부하장비들을 주기적으로 구동하여 유지보수를 수행하고, 성능을 점검해야 하는데, 이때 선박에 구비되는 선박 발전기(20)와 함께 각종 부하장비를 구동시켜 성능을 점검하게 된다.

이때, 본 실시예에 따른 선박용 전력공급 시스템(1)을 이용하여 육상에 설치된 육상전력 공급기(10) 및/또는 선박에 구비된 선박 발전기(20)를 통해 공급되는 전력을 선박의 부하장비에 제공할 수 있다.

도 2를 참조하면, 선박 발전기(20)를 유지보수 하는 동안발전기의 구동에 의해 생산되는 전력을 분배기(130)를 통해 부하장비로 공급할 수 있다.

이때, 전력조절부(120)는 제1 스위치(121) 및 제2 스위치(122)를 오프(OFF)시키고, 제3 스위치(123)를 온(ON)시킴으로써, 선박 발전기(20)로부터 생산되는 전력을 분배기(130)를 통해 부하장비로 공급할 수 있도록 한다.

여기서, 선박 발전기(20)는 유류를 통해 구동하여 발전함으로써, 유류비 절감을 위해 선박 발전기(20)의 유지보수를 하는 동안만 구동시키는 것이 좋다.

또한, 선박 발전기(20)에서 발전되는 전력량이 기 설정된 임계치에 못 미치는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 전력조절부(120)를 통해 제1 스위치(121) 및 제2 스위치(122)를 온(ON)시킴으로써, 육상전력 공급기(10)로부터 공급되어 승압기(110)를 통해 승압된 전력을 분배기(130)를 통해 부하장비로 공급할 수 있다.

이때, 본 실시예의 경우 드릴쉽과 같이 중장비로 이루어지는 부하장비에 전력을 공급함에 따라, 육상전력 공급기(10)로부터 6.6KV의 전압으로 공급되는 전력을 승압기(110)를 통해 11KV로 승압하여 분배기(130)를 통해 부하장비로 공급하게 된다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 선박 발전기(20)를 구동하지 않는 경우에는, 전력조절부(120)를 통해 제3 스위치(123)를 오프(OFF)시키고, 제1 스위치(121) 및 제2 스위치(122)를 온(ON)시킴으로써, 육상전력 공급기(10)로부터 공급되는 육상전력만을 승압하여 부하장비로 공급할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 전력공급 시스템(1)은, 선박의 건조 기간 중이나 건조가 완료되어 인도 대기 중인 선박의 부하장비에 유지보수를 수행함에 있어서, 선박 발전기(20)를 이용한 전력 공급 외에도, 고전압을 이용하는 부하장비의 특성에 맞추어 육상전력을 승압하여 공급할 수 있도록 함으로써, 선박 발전기(20) 구동을 최소화하여 효율적으로 유지보수를 수행할 수 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.

따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 육상전력 공급기 20 : 선박 발전기
110 : 승압기 120 : 전력조절부
130 : 분배기

Claims (7)

1. 선박 내 탑재된 부하장비의 성능을 점검하도록, 상기 부하장비에 임시 구동을 위한 전력을 공급하는 선박용 전력공급 시스템에 있어서,
   육상에 설치된 육상전력 공급기와 연결되어, 상기 육상전력 공급기로부터 공급되는 전력을 일정 레벨로 승압하는 승압기;
   상기 승압기 및 상기 선박에 구비되는 선박 발전기에 각각 연결되어, 상기 승압기 및 상기 선박 발전기를 통해 제공되는 전력을 선택적으로 공급하는 전력조절부; 및
   상기 전력조절부를 통해 공급되는 전력을 상기 부하장비에 분배하는 분배기를 포함하고,
   상기 선박 발전기는 성능 점검을 위해 임시 구동되고, 상기 성능 점검에 따라 생산된 전력을 상기 전력조절부로 공급하며,
   상기 전력조절부는,
   상기 선박 발전기로부터 임시 구동에 따라 생산된 전력을 상기 부하장비로 공급하되, 상기 선박 발전기로부터 공급되는 전력량을 검출하여, 상기 검출된 전력량이 기 설정된 임계치에 도달하지 못하면, 상기 육상전력 공급기로부터 상기 승압기를 통해 승압된 전력을 상기 부하장비로 병렬 공급하여, 상기 부하장비의 성능 점검을 수행하도록 하는 선박용 전력공급 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 전력조절부는,
   상기 승압기와 연결되는 전력라인을 개폐하는 제1 스위치;
   상기 제1 스위치와 상기 분배기 사이의 전력라인을 개폐하는 제2 스위치;
   상기 제1 스위치와 상기 선박 발전기 사이의 전력라인을 개폐하는 제3 스위치; 및
   공급되는 전력량에 따라 상기 제1 내지 제3 스위치의 개폐를 제어하는 제어부를 포함하는 선박용 전력공급 시스템.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 분배기에 구비되고, 선택적으로 저전압을 이용하는 부하장비에도 전력을 공급할 수 있도록 전압을 강압하는 변압모듈을 더 포함하여, 선박 내 탑재된 부하장비 각각에 대해 성능 점검을 수행하도록 하는 선박용 전력공급 시스템.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 전력조절부는,
   돌입전류를 저감시키는 돌입전류 저감장치를 더 포함하는 선박용 전력공급 시스템.
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