KR102482085B1 - operation management system and ship having the same - Google Patents

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KR102482085B1
KR102482085B1 KR1020180037257A KR20180037257A KR102482085B1 KR 102482085 B1 KR102482085 B1 KR 102482085B1 KR 1020180037257 A KR1020180037257 A KR 1020180037257A KR 20180037257 A KR20180037257 A KR 20180037257A KR 102482085 B1 KR102482085 B1 KR 102482085B1
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정세용
안경수
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심훈섭
박진모
김보람
정동훈
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한국조선해양 주식회사
현대글로벌서비스 주식회사
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B79/00Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation

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 선박의 운항 정보 및 외부 환경 정보를 입력받는 정보 입력부; 상기 운항 정보를 토대로 상기 선박에 대한 복수의 운항 옵션을 생성하는 운항 생성부; 및 상기 각 운항 옵션에 대한 비용을 계산하여 최적 운항 옵션을 도출하는 비용 계산부를 포함하며, 상기 비용 계산부는, 상기 선박의 추진을 위한 메인엔진에 사용되는 가스연료의 가격 및 상기 선박의 가동을 위한 보일러에 사용되는 오일연료의 가격을 고려하여 상기 운항 옵션에 대한 비용을 계산하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to an operation control system and a ship including the same, comprising: a gas fuel storage tank for storing gas fuel used for propulsion of the ship; and a navigation calculation unit that calculates an optimal navigation option of the ship, wherein the navigation calculation unit includes: an information input unit that receives operation information and external environment information of the ship; a navigation generator generating a plurality of navigation options for the ship based on the navigation information; and a cost calculation unit that calculates a cost for each operation option and derives an optimal operation option, wherein the cost calculation unit includes a price of gas fuel used in a main engine for propulsion of the ship and a cost for operation of the ship. It is characterized in that the cost for the operation option is calculated in consideration of the price of oil fuel used in the boiler.

Description

운영 관리 시스템 및 이를 포함하는 선박{operation management system and ship having the same}Operation management system and ship including the same {operation management system and ship having the same}

본 발명은 운영 관리 시스템 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.The present invention relates to an operation management system and a ship including 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 means of transportation that carries a large amount of minerals, crude oil, natural gas, or thousands of containers and navigates the ocean. move 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.These ships generate 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, and the crankshaft rotates by the reciprocating motion of the piston. The shaft connected to the crankshaft is rotated 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. method of transmission is used.

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.Recently, however, in order to solve the problem of environmental destruction due to exhaustion when using oil fuel, gas fuel such as liquefied natural gas (LNG) or liquefied petroleum gas (LPG) is used to drive engines or turbines for propulsion. Fuel propulsion is used. In particular, since LNG is a clean fuel and its reserves are more abundant than oil, the method of using LNG as a gas fuel is applied to other ships 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, compared to the conventional case using oil fuel, there are still many problems that need to be improved for efficient operation in the case of using gas fuel, so continuous research and development is being conducted 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, and an object of the present invention is to minimize the amount of heel left for ballast navigation fuel, thereby maximizing the profit of the shipping company. An operation management system and It is 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.Another object of the present invention is to provide an operation management system that manages the history of boil-off gas generated in a gas fuel storage tank and utilizes it as design improvement data, and a ship including the same.

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.Another object of the present invention is to provide an operation management system capable of reducing operating costs by calculating an optimal route in consideration of the cost of gas fuel in addition to oil fuel, and a ship including 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.In addition, an object of the present invention is to provide an operation management system capable of effectively predicting the amount of boil-off gas generation by identifying the amount of heat transfer flowing into the gas fuel storage tank through a cofferdam surrounding the gas fuel storage tank, and a ship including the same will be.

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 선박의 운항 정보 및 외부 환경 정보를 입력받는 정보 입력부; 상기 운항 정보를 토대로 상기 선박에 대한 복수의 운항 옵션을 생성하는 운항 생성부; 및 상기 각 운항 옵션에 대한 비용을 계산하여 최적 운항 옵션을 도출하는 비용 계산부를 포함하며, 상기 비용 계산부는, 상기 선박의 추진을 위한 메인엔진에 사용되는 가스연료의 가격 및 상기 선박의 가동을 위한 보일러에 사용되는 오일연료의 가격을 고려하여 상기 운항 옵션에 대한 비용을 계산하는 것을 특징으로 한다. An operation management system according to an aspect of the present invention includes a gas fuel storage tank for storing gas fuel used for propulsion of a ship; and a navigation calculation unit that calculates an optimal navigation option of the ship, wherein the navigation calculation unit includes: an information input unit that receives operation information and external environment information of the ship; a navigation generator generating a plurality of navigation options for the ship based on the navigation information; and a cost calculation unit that calculates a cost for each operation option and derives an optimal operation option, wherein the cost calculation unit includes a price of gas fuel used in a main engine for propulsion of the ship and a cost for operation of the ship. It is characterized in that the cost for the operation option is calculated in consideration of the price of oil fuel used in the boiler.

구체적으로, 상기 운항 산출부는, 상기 각 운항 옵션에 대해 상기 외부 환경 정보를 토대로 선속 및 마력을 결정하는 운항 조건 결정부를 더 포함하며, 상기 비용 계산부는, 상기 각 운항 옵션의 마력에 소비되는 비용을 계산하여 최적 운항 옵션을 도출할 수 있다.Specifically, the navigation calculator further includes a navigation condition determining unit for determining ship speed and horsepower for each navigation option based on the external environment information, and the cost calculator calculates a cost consumed for horsepower of each navigation option. By calculating, the optimal flight option can be derived.

구체적으로, 상기 운항 정보는, 상기 선박의 항해 거리, 출도착 항구 정보, 도착 시간, 해상환경, 전기 사용계획 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Specifically, the navigation information may include at least one of a voyage distance of the ship, departure/arrival port information, arrival time, marine environment, and electricity usage plan.

구체적으로, 상기 운항 조건 결정부는, 상기 운항 정보를 토대로 상기 각 운항 옵션의 선속에 의한 예상 도착 시간을 산출하며, 상기 운항 산출부는, 상기 예상 도착 시간에 대해 상기 운항 정보의 도착 시간을 제약조건으로 하여 상기 복수의 운항 옵션을 필터링할 수 있다.Specifically, the navigation condition determination unit calculates an expected arrival time according to the ship speed of each navigation option based on the navigation information, and the navigation calculation unit uses the arrival time of the navigation information as a constraint condition for the expected arrival time. By doing so, the plurality of flight options may be filtered.

구체적으로, 상기 운항 옵션은, 상기 메인엔진의 RPM을 포함할 수 있다.Specifically, the navigation option may include RPM of the main engine.

구체적으로, 상기 정보 입력부는, 마력별로 오일연료의 사용량이 할당되는 상기 보일러의 가동 시나리오를 저장하며, 상기 비용 계산부는, 상기 가동 시나리오를 토대로 상기 오일연료의 가격을 고려하여 비용을 계산할 수 있다.Specifically, the information input unit stores an operation scenario of the boiler in which the amount of oil fuel used per horsepower is allocated, and the cost calculation unit calculates the cost by considering the price of the oil fuel based on the operation scenario.

구체적으로, 상기 비용 계산부는, 상기 메인엔진에 사용되는 파일럿연료의 가격을 더 고려하여 비용을 계산할 수 있다.Specifically, the cost calculator may calculate the cost by further considering the price of pilot fuel used in the main engine.

본 발명의 일 측면에 따른 선박은, 상기 운영 관리 시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.A ship according to an aspect of the present invention is characterized in that it includes 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.The operation management system according to the present invention and a ship including the same can ensure navigation efficiency by calculating the minimum value of heel, which is gas fuel that is not unloaded for the purpose of ballast navigation fuel.

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 and the ship including the same according to the present invention can accurately manage the amount of boil-off gas generated in the gas fuel storage tank, thereby solving the problem of being equipped with an excessive boil-off gas treatment facility.

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 according to the present invention and a ship including the same can calculate the optimal route and optimum RPM considering the fact that dual propulsion is performed with gas fuel in addition to oil fuel, considering the cost of gas fuel together with external information. there is.

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 a ship including the same can identify heat flowing into the gas fuel storage tank through the cofferdam, predict the amount of boil-off gas generated in the gas fuel storage tank, and effectively cope with it.

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.
1 is a side view of a vessel 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 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 cross-sectional view of a ship to which an operation management system according to a fourth embodiment of the present invention is applied.

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.Objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. In adding reference numerals to components of each drawing in this specification, it should be noted that the same components have the same numbers as much as possible, even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description 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, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this specification, 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 phase, and oil fuel means heavy oil, light oil, kerosene, etc. having a boiling point higher than room temperature.

도 1은 본 발명에 따른 선박의 측면도이다.1 is a side view of a vessel 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 FIG. 1 , a ship 1 according to the present invention is applied with an operation management system to be described later, and may be a gas fuel carrier. For example, the vessel 1 according to the present invention may be an LNG carrier, but is not limited thereto.

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 vessel 1 includes at least one gas fuel storage tank 10 . The gas fuel storage tank 10 may store gas fuel used for propulsion of the ship 1, and may be arranged side by side in a plurality in the forward and backward directions of the ship 1.

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 fuel storage tank 10 may be a fuel tank for storing gas fuel supplied to the main propulsion engine 20 provided at the stern of the ship 1, and may perform the function of a cargo tank depending on the type of ship. may be

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 fuel storage tank 10 is both a fuel tank and a cargo tank, the gas fuel stored in the gas fuel storage tank 10 may be unloaded to the outside via a manifold (not shown).

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, gas fuel for propulsion is required even during a ballast voyage, which is when the ship 1 that has finished unloading moves to a loading area for loading gas fuel again. Therefore, in at least one of the gas fuel storage tanks 10, a small amount of gas fuel for ballast navigation remains unloaded, and at this time, a small amount of gas fuel is referred to as a heel.

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 fuel in the gas fuel storage tank 10 in an empty state after all the gas fuel has been unloaded, a cool-down must be preceded. It can be supplied and done.

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, when the cool-down is performed in the anchored state of the ship 1, the anchoring time is delayed by the cool-down time, wasting costs and lowering operational efficiency. Therefore, in recent years, gas fuel is left in one gas fuel storage tank 10, and by using this, the cool-down of another gas fuel storage tank 10 is implemented in advance before the ship 1 arrives at the loading site. do.

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 fuel storage tank 10 may store gas fuel having a low boiling point in a liquid phase, and may have an insulation structure to prevent vaporization of the gas fuel. In addition, cofferdams 11 may be provided on at least the front and rear surfaces of the gas fuel storage tank 10.

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 cofferdam 11 may be configured to separate a plurality of gas fuel storage tanks 10 from each other, and may form an empty space therein. In the inner space of the cofferdam 11, reinforcing materials (not shown) are disposed in various directions and sizes.

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 fuel storage tank 10 stores LNG at -160 degrees, for example, even if the insulation structure is provided, the cofferdam 11 can be cooled due to the cryogenic temperature of the gas fuel storage tank 10.

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.However, since the reinforcing material installed in the cofferdam 11 cannot withstand the cryogenic temperature, the cofferdam 11 needs heating to protect the reinforcing material. Therefore, the cofferdam 11 can be heated to a set temperature using various heat sources that are not limited to seawater, air, steam, etc. At this time, the set temperature may be about 5 degrees Celsius.

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 each drawing.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 운영 관리 시스템의 블록도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 운영 관리 시스템의 프로세스를 나타내는 개념도이다.Figure 2 is a block diagram of the operation management system according to the first embodiment of the present invention, Figure 3 is a conceptual diagram showing the process of the operation management system according to the 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.Referring to FIGS. 2 and 3 , the operation management system according to the first embodiment of the present invention includes a hill calculation unit 100 .

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 heel calculation unit 100 calculates a minimum heel of the gas fuel storage tank 10 during ballast navigation of the ship 1. As described above, the heel means gas fuel required for ballast sailing. Since the heel remains unloaded from the gas fuel storage tank 10, excessive heels impede the interests of shipping companies.

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 maximize the profit of the shipping company by calculating the minimum heel and ensuring that the gas fuel is sufficiently loaded and unloaded accordingly. However, the minimum heel calculated in this embodiment may be for pre-cooldown 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 hill calculation unit 100 can effectively calculate the minimum hill by considering all the variables affecting the course of the ship 1 sailing. To this end, the hill calculation unit 100 includes the information input unit 110, It includes a tank information storage unit 120, a required fuel calculation unit 130, and a height calculation unit 140.

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.The information input unit 110 receives operation information of the ship 1 . At this time, the navigation information includes at least one of the voyage distance of the ship 1, departure and arrival port information, arrival time, marine environment, and electricity usage plan, and in addition, the amount of gas fuel to be consumed for ballast navigation and cool-down is identified. It can include all factors that can be considered.

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.In the information input unit 110 , flight information may be manually input by a crew member, or at least some of the flight information may be automatically set when optimal routing is executed.

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 information input unit 110 may include the specification information of the ship 1 itself. At this time, the specification information may include all of the test run results, model test results, and specifications of the main engine 20 and the like.

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 information storage unit 120 stores shape information of the gas fuel storage tank 10 . Calculation of the minimum hill may be performed in units of flow rate, and in order to match it to the gas fuel storage tank 10, a storage flow function for the loading height of the gas fuel storage tank 10 is required.

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.The loading amount of the gas fuel storage tank 10 is checked by the loading height, but since the shape of the gas fuel storage tank 10 may not be a rectangular parallelepiped, the loading height and loading amount do not appear linearly proportional.

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 information storage unit 120 may store shape information to calculate the height to be loaded into the gas fuel storage tank 10 based on the minimum heel, and the shape information is the gas fuel storage tank ( 10) can include the loading amount information according to the gas fuel loading height.

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 fuel calculation unit 130 calculates the required amount of gas fuel during navigation based on the operation information. In the case of ballast voyage to the loading point after unloading gas fuel, the amount of gas fuel used for propulsion and gas fuel used for internal power generation of the ship 1 can be calculated based on operational information.

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 can be calculated based on navigation information such as voyage distance, departure and arrival port information, and arrival time. 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 can be considered together. 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, the required fuel calculation unit 130 may further calculate gas fuel used for cool-down during the ballast voyage, in addition to gas fuel used for the ballast voyage. Since the gas fuel storage tank 10 is provided in plurality, the minimum heel can be used for cool-down of the fully unloaded gas fuel storage tank 10 without the minimum heel being stored.

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. As described above, since cool-down may be performed before arrival at the shipping destination, the required fuel calculation unit 130 may calculate the required amount of gas fuel by considering the cool-down information in addition to flight information.

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 unloaded gas fuel storage tanks 10, a cool-down start temperature, and a cool-down target temperature. That is, the cooldown information includes all elements that may be required to estimate the amount of gas fuel required for cooldown.

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 ballast navigation based on the navigation information, calculates the amount of gas fuel required to perform the cool-down in advance based on the cool-down information, and calculates the minimum heal by adding them up. 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.At this time, since the calculated minimum hill is calculated in flow rate units, in order to actually load the gas fuel storage tank 10 with the minimum hill, it needs to be converted into a loading height, so the height calculation unit 140 is utilized.

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 height calculator 140 calculates a loading height of gas fuel corresponding to the calculated required amount of gas fuel based on the shape information. That is, the height calculation unit 140 may calculate the height to be loaded in any one gas fuel storage tank 10 in order to load the minimum heel, and through this, the crew member can determine the loading height of the gas fuel storage tank 10. Corresponding to the minimum heel, it is possible to prevent the storage of excessive heel.

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.That is, this embodiment calculates the minimum hill in advance in consideration of the voyage plan of the ship 1 and the specifications of the ship 1, and allows unloading to be performed leaving only the calculated minimum hill, thereby maximizing the operation of the ship 1. of profits can be made.

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.A crew member can first select an operation mode. In the case of a manual plan, operation information such as voyage distance, arrival time, sea margin, and electricity usage plan can be manually input.

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 the case of automatic planning, the port of departure, port of arrival, arrival time, marine environment, and 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.If enough navigation information is collected, the amount of gas fuel required for navigation can be calculated. Also, based on the cooldown information, the amount of gas fuel required for cooldown is calculated.

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 amount of gas fuel calculated in this way, the total amount of gas fuel required for a ballast voyage can be calculated, which is not excessive and is an appropriate heel, and becomes 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 hill is output by converting the unit from the flow rate to the height in consideration of the shape of the gas fuel storage tank 10 and the like. Accordingly, the crew member can perform loading and unloading in consideration of the loading height corresponding to the minimum heel, thereby realizing efficient operation of the ship 1 .

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 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 the 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 FIG. 4 , the fuel supply of the operation management system according to the second embodiment of the present invention is made from the gas fuel storage tank 10 to the consumer via the gas fuel supply unit 30, and the consumer is the main engine. (20) (ME-GI, XDF, etc.), power generation engine 21 (DFDE, etc.), GCU 22, boiler 41, and the like.

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 ship 1 is a gas fuel carrier, as shown in FIG. 4, the boiler 41 is provided as a type that operates only with the oil fuel stored in the oil storage tank 40, and the boiler 41 in the gas fuel storage tank 10 The furnace may omit the supply of gas fuel, but is not limited thereto.

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 fuel supply unit 30 may supply boil-off gas and liquefied gas stored in the gas fuel storage tank 10 to a consumer. Gas fuel may be stored as a liquid in the gas fuel storage tank 10, but may spontaneously evaporate due to factors such as external heat penetration.

이하에서 가스연료 저장탱크(10)에 저장된 액상의 가스연료는 액화가스, 가스연료 저장탱크(10)에서 자연증발한 기상의 가스연료는 증발가스로 지칭됨을 알려둔다.Hereinafter, liquid gas fuel stored in the gas fuel storage tank 10 is referred to as liquefied gas, and gaseous fuel naturally evaporated in the gas fuel storage tank 10 is referred to as boil-off 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 fuel supply unit 30 basically supplies the boil-off gas of the gas fuel storage tank 10 to the consumer, and can supplementally supply the liquefied gas of the gas fuel storage tank 10 to the consumer, but the opposite is also possible .

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 fuel supply unit 30 includes a boil-off gas supply line 31 connected from the gas fuel storage tank 10 to a consumer in order to supply boil-off gas, and the boil-off gas supply line 31 is a gas fuel supply line 31 to a plurality of consumers. It can be branched based on the branching point to branch supply. In addition, the gas fuel supply unit 30 includes a liquefied gas supply line 34 to supply liquefied 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 gas supply line 31 and the liquefied gas supply line 34 may be provided independently of each other in the gas fuel storage tank 10, but when the boil-off gas supply is the main liquefied gas supply line 34 is the demand side. It can be joined to the boil-off gas supply line 31 upstream.

증발가스 공급라인(31)에는, 이미 기화된 증발가스를 수요처의 요구 압력 및 요구 온도에 맞추기 위해 압축하거나 냉각/가열하는 구성들이 마련될 수 있다.In the boil-off gas supply line 31, configurations for compressing or cooling/heating the already vaporized boil-off gas to meet the demand pressure and required temperature may be provided.

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 gas supply line 31 is provided with a boil-off gas compressor 32, a boil-off gas cooler 33, etc., and a boil-off gas heater (not shown) is located downstream of the boil-off gas compressor 32 upstream of the branch point. may be provided.

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 gas compressor 32 may compress the boil-off gas according to the required pressure of the main engine 20 among the demand pressures. However, since the required pressures of the main engine 20 and the power generation engine 21 may be different, the pressure of the boil-off gas is applied to the power generation engine 21 between the power generation engines 21 at the branch points of the boil-off gas supply line 31. A pressure adjusting means (not shown) for matching may be added.

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.A vaporizer 35 for forcibly vaporizing the liquefied gas may be provided in the liquefied gas supply line 34, and the liquefied gas vaporized in the vaporizer 35 may be delivered to the boil-off gas supply line 31 and supplied to the customer. there is.

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, in order to prepare for demand places sensitive to methane number during operation (especially power generation engine 21, etc.), downstream of the vaporizer 35 in the liquefied gas supply line 34, a heavy carbon separator ( 36) can be provided.

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 heavy carbon separator 36 is provided, the vaporizer 35 will heat the liquefied gas only to a temperature lower than the boiling point of the heavy carbon (for example, -100 degrees Celsius), not the required temperature of the customer, so that the liquefied gas supply line (34 ), a gas heater 37 may be provided downstream of the heavy carbon separator 36 to heat the liquefied gas from which heavy carbon is separated to a required temperature.

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.In this way, the present embodiment can supply the liquefied gas and / or boil-off gas stored in the gas fuel storage tank 10 to the demand side. However, the evaporation gas generated in the gas fuel storage tank 10 increases the internal pressure of the gas fuel storage tank 10, which is a problem.

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 main engine 20 or the power generation engine 21, the boil-off gas can be consumed and discarded in the GCU 22 in order to maintain the internal pressure of the gas fuel storage tank 10 at an appropriate level, or A re-liquefying device (not shown) may be provided to cool the boil-off gas into liquefied gas and then return it to the gas fuel storage tank 10 .

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 boil-off gas generated from the gas fuel storage tank 10, boil-off gas treatment equipment such as a GCU 22 and a re-liquefaction device should be provided. Since the amount of gas could not be accurately determined, the boil-off gas treatment equipment was designed with excessive specifications (over spec design).

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 boil-off gas and allows it to be reflected in later design, so that boil-off gas treatment equipment is not overspecified and excessive investment can be suppressed. 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 , this embodiment includes an evaporation management unit 200 . The evaporation management unit 200 manages the natural evaporation of gas fuel in the gas fuel storage tank 10, and includes an information input unit 210, a consumption measurement unit 220, a forced evaporation measurement unit 230, a natural evaporation calculation unit ( 240).

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 information input unit 210 receives information about the external environment of the ship 1 and the like. The information input unit 210 may also receive information described in the previous embodiment, and may receive all information necessary to achieve the purpose of the present embodiment.

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.For example, the external environment information may be at least one of outdoor temperature and seawater temperature. This external environment information enables matching and management of a history of generation of boil-off gas according to the external environment.

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 information input unit 210 may receive state information of the gas fuel storage tank 10 . The state information may be at least one of the temperature, internal pressure, and loading amount of the gas fuel storage tank 10, and in addition, all factors that affect the generation of boil-off gas, such as the type and insulation structure of the gas fuel storage tank 10 can include

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 consumption amount measurement unit 220 is provided downstream of the branch point in the boil-off gas supply line 31, respectively. The consumption measurement unit 220 may be a mass flow meter, and may measure the amount of gas fuel delivered to a consumer consuming boil-off gas such as the main engine 20, the power generation engine 21, and the GCU 22.

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 consumption measurement unit 220 measures the amount of gas fuel consumed by each consumer, and sums them up to calculate the amount of gas fuel consumed by the total consumer. At this time, the gas fuel may be a boil-off gas and further include liquefied gas.

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 evaporation amount measurement unit 230 is provided upstream or downstream of the vaporizer 35 . The forced evaporation amount measurement unit 230 may be a mass flow meter identical to / similar to the consumption amount measurement unit 220, and liquefaction flowing into the vaporizer 35 or flowing into the boil-off gas supply line 31 from the vaporizer 35 The amount of gas can be measured.

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 evaporation amount measurement unit 230 may be provided at any one of the upstream and downstream of the vaporizer 35, and may be provided at both points as well. In this case, leakage of the vaporizer 35 can be detected through the occurrence of a difference between the two points.

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 evaporation calculation unit 240 estimates the natural evaporation amount of the gas fuel storage tank 10 by subtracting the measured value of the forced evaporation amount measuring unit 230 from the measured value of the consumption amount measuring unit 220 . The amount of gas fuel measured by the consumption measurement unit 220 is the amount of liquefied gas added to the boil-off gas, and the amount measured by the forced evaporation measurement unit 230 is the amount of liquefied gas.

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 evaporation amount measuring unit 230 from the measured value of the consumption amount measuring unit 220, the amount of boil-off gas discharged from the gas fuel storage tank 10 can be calculated. Therefore, the natural evaporation calculation unit 240 of the present embodiment can accurately check the amount of evaporation gas through the above method.

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.At this time, the evaporation management unit 200 may match and manage external environment information of the ship 1 and state information of the gas fuel storage tank 10 to the natural evaporation calculated above. That is, this embodiment clearly checks the amount of evaporation gas discharged from the gas fuel storage tank 10 and checks whether or not the specifications of the evaporation gas treatment equipment in the current ship 1 are excessive. It can help in the optimal design of boil-off gas treatment equipment in the future design.

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 navigation calculator 300 that calculates an optimal navigation option for the ship 1 .

이때 최적 운항 옵션은 최적 항로 또는 최적 RPM 등을 의미할 수 있으며, 이하에서는 편의상 운항 옵션은 메인엔진(20)의 RPM을 의미하는 것으로 가정한다.At this time, the optimal navigation option may mean an optimal route or an optimum RPM, and hereinafter, it is assumed that the navigation option means the RPM of the main engine 20 for convenience.

운항 산출부(300)는, 정보 입력부(310), 운항 생성부(320), 운항 조건 결정부(330), 비용 계산부(340)를 포함한다. The flight calculation unit 300 includes an information input unit 310 , a navigation generator 320 , a navigation condition determination unit 330 , and a cost calculation unit 340 .

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 information input unit 310 may receive operation information of the ship 1, external environment information, and the like, and may receive input of all elements required to achieve the purpose of the present embodiment, similarly to the configuration in the previous embodiment.

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 information input unit 310 of the present embodiment may store operating scenarios of the boiler 41 in which the amount of oil fuel used for each horsepower is allocated. As shown in FIG. 4, when the ship 1 of the present embodiment is a gas fuel carrier, the boiler 41 may be provided in a type that operates with oil fuel stored in the oil storage tank 40, for example, the main engine ( When the horsepower of 20) is low, since the amount of steam generated by the economizer becomes insufficient as the displacement volume decreases, a scenario in which the operation load of the boiler 41 increases may be stored.

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.In addition, the operating scenario of the boiler 41 may be set in consideration of the case where steam generated in the boiler 41 is used to forcibly vaporize liquefied gas. That is, when the supplementary amount of liquefied gas is estimated in consideration of the amount of boil-off gas that can be estimated due to external environment information or the loading amount of the gas fuel storage tank 10 and the horsepower of the main engine 20, the estimated replenishment amount of liquefied gas Based on the operation load of the boiler 41 can be set and stored.

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 navigation generator 320 generates a plurality of navigation options for the ship 1 based on the navigation information. At this time, the flight options refer to flight options that can be selected according to flight information, and economic feasibility, such as low cost, has not been evaluated.

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 navigation generation unit 320 may generate a plurality of RPMs. At this time, among the generated RPMs, there may be cases in which the arrival time included in the navigation information cannot be matched due to external variables such as the marine environment. In this case, navigation conditions are determined. It may be filtered in section 330.

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 navigation condition determination unit 330 may determine the ship speed and horse power based on external environment information for each navigation option. When a navigation option is presented by the navigation generation unit 320, the navigation condition determining unit 330 may estimate the ship speed and horsepower expressed in the navigation option based on the marine environment included in the navigation information.

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.At this time, the navigation condition determining unit 330 may calculate the expected arrival time according to the ship speed of each navigation option based on the navigation information, and the navigation calculator 300 sets the arrival time of the navigation information to the expected arrival time as a constraint condition. As a result, it is possible to filter a plurality of flight options.

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 navigation generation unit 320 itself, and in this case, the navigation condition determining unit 330 may determine only the horsepower for the presented navigation options.

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 cost calculation unit 340 calculates the cost of each flight option to derive an optimal flight option. In particular, the cost calculation unit 340 may evaluate the economic feasibility of the navigation option in consideration of the fact that the present invention uses both gas fuel and oil fuel.

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 cost calculator 340 is the price of gas fuel used in the main engine 20 for propulsion of the ship 1 and the price of oil fuel used in the boiler 41 for the operation of the ship 1 Considering , the cost of the flight option can be calculated.

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 propulsion with oil fuel rather than gas fuel, it would be sufficient if only the price of oil fuel was considered, but in the present invention, since the boiler 41 is driven by oil fuel and the main engine 20 is driven by gas fuel, The function in the cost part will be different.

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 flight calculation unit 300 calculates the cost consumed for the horsepower of the flight option while placing as a constraint whether the expected arrival time of the flight option does not exceed the arrival time of the flight information, and the case where the cost is minimized is the objective function. Thus, the most economical flight option can be selected.

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 cost calculation unit 340 considers the price of gas fuel for the gas fuel consumption of the main engine 20 estimated based on the horsepower determined from the operating condition determination unit 330, and the information input unit 310 stores the The total fuel cost may be calculated by considering the price of oil fuel in the oil fuel consumption of the boiler 41 estimated based on the operation scenario of the boiler 41 .

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, in consideration of the fact that the main engine 20 does not operate with 100% gas fuel and uses some oil fuel as pilot fuel, the cost calculation unit 340 calculates the pilot fuel used in the main engine 20. You can calculate the cost by further considering the price.

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 of the same type as oil fuel (HFO, etc.) or a different fuel (MGO, etc.), and the ratio (by load) of the pilot fuel used in the main engine 20 is stored in advance in the information input unit 310. A may be utilized when the cost calculation unit 340 calculates the cost.

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 the input of navigation information, and then determines ship speed and horsepower by considering external environment information for each navigation option will do

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.At this time, the vessel speed is used to filter flight options, and the expected arrival time is confirmed and compared with the requested arrival time in the flight information, and flight options that cannot meet the arrival time can be excluded regardless of economic feasibility.

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 evaluate the economics of operating options. Horsepower is connected to the load of the main engine 20, and also to the operating scenario of the boiler 41. At this time, since the main engine 20 is operated with gas fuel and pilot fuel, and the boiler 41 is operated with oil fuel, it is possible to estimate the cost of the operation option by considering the prices of different fuels.

추가로 본 실시예는 운항 정보에 포함되어 있던 전기 사용계획을 통해, 발전엔진(21)에서 소비되는 가스연료 또는 오일연료의 가격을 더 고려할 수 있다. In addition, this embodiment may further consider the price of gas fuel or oil fuel consumed in the power generation engine 21 through the electricity use plan included in the operation information.

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 power generation engine 21 can be driven with either gas fuel or oil fuel through DFDE, the cost calculation unit 340 can conversely suggest an optimal fuel ratio for the power generation engine 21 . That is, when the optimal operation option is selected for the main engine 20 and the boiler 41, the cost calculation unit 340 optimizes and presents the gas fuel ratio in the power generation engine 21 on the premise of the optimal operation option can do.

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 by cost calculated by fuel price, this embodiment can determine the optimal flight option among several flight options. Through this, this embodiment does not use only oil fuel, Even when gas fuel is used for propulsion, optimal operation can be realized.

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 evaporation estimation unit 400 . In this embodiment, effects such as fuel efficiency improvement can be obtained by relatively accurately predicting boil-off gas generated in the gas fuel storage tank 10 . In addition, the amount of evaporation predicted in this embodiment may be used in combination with other previous embodiments.

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 evaporation amount prediction unit 400 predicts the natural evaporation amount of the gas fuel in the gas fuel storage tank 10, and the information input unit 410, the cofferdam temperature calculation unit 420, the heat transfer amount calculation unit 430, the natural evaporation amount An estimation unit 440 is included.

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 information input unit 410 receives shape information and state information of the gas fuel storage tank 10 . In addition, the information input unit 410 may receive air temperature, seawater temperature, and the like to calculate the temperature of the cofferdam 11.

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 temperature calculation unit 420 calculates the temperature of the cofferdam 11 arranged to contact the gas fuel storage tank 10 in front and rear. The cofferdam temperature calculator 420 will be described with reference to FIG. 9 .

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 운영 관리 시스템이 적용되는 선박(1)의 정단면도이다.9 is a front sectional view of a ship 1 to which an operation management system according to a fourth embodiment of the present invention is applied.

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 cofferdam temperature calculation unit 420 is a portion of the cofferdam 11 in contact with the atmosphere (A), a portion in contact with the gas fuel storage tank 10 (B, D, F), and a portion in contact with seawater It is divided into (C, E, G), and the temperature of each part is calculated by assuming thermal equilibrium.

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.As an example, in the case of A in the cofferdam 11, it will be affected by the outside air temperature, and in the case of B, D, and F, it will be affected by the temperature of the gas fuel stored in the gas fuel storage tank 10, C, E, It can be seen that G will be affected by the external seawater temperature.

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 that affects the cofferdam 11 is set as an input and thermal equilibrium is assumed, it is possible to create a simultaneous decision equation for each part. Therefore, the temperature of each part in the cofferdam 11 can be calculated.

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 cofferdam (11) placed at the front, the rear side is in contact with the gas fuel storage tank (10), but the front side is in contact with the space inside the bow (fore line store, fore peak tank, etc.) Therefore, the temperature of the interior space of the bow can be used as an input in addition to the temperature of the gas fuel.

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, and F, although the storage temperature of gas fuel may be directly set as an input condition, the input may be slightly corrected in consideration of the insulation structure of the gas fuel storage tank 10.

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 temperature of each part calculated in this way, the cofferdam temperature calculation unit 420 may calculate the temperature of the cofferdam 11. Of course, the cofferdam temperature calculation unit 420 may omit the calculation of the temperature for each part and directly calculate the temperature of the cofferdam 11 through the input for each part.

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 in FIG. 1, since the cofferdam 11 is maintained above the set temperature in consideration of durability of the reinforcing material, etc., when the temperature of the cofferdam 11 calculated above is less than the set temperature, the cofferdam temperature calculator 420 ) may output the set temperature as the temperature of the cofferdam 11.

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 amount calculation unit 430 calculates the heat transfer amount transferred to the gas fuel storage tank 10 by the cofferdam 11 . In order to consider the thermal resistance generated by the thermal insulation structure of the gas fuel storage tank 10, the heat transfer calculation unit 430 utilizes the physical properties of the thermal insulation material in the thermal insulation structure to determine thermal resistance through thermal conductivity that varies with temperature. It can be provided with a function that can be obtained.

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 in this way may be a heat transfer amount function according to temperature. That is, the heat transfer amount calculation unit 430 may calculate the heat transfer amount introduced into the inside through the outer surface through the temperature of the outer surface of the gas fuel storage tank 10 .

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.Specifically, the heat transfer calculation unit 430 calculates the outer surface of the gas fuel storage tank 10 in consideration of the fact that the circumference of the gas fuel storage tank 10 is surrounded by the double partition 12, which is the ballast water storage space. The part in contact with the atmosphere (the upper part of the ballast water among the left and right outer surfaces), the part in contact with the cofferdam 11 and / or the part in contact with seawater (front and rear surfaces), etc. (the part in contact with the ballast water (the lower part of the ballast water among the left and right outer surfaces) may be further partitioned), and the heat transfer amount for each part can be calculated.

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 ballast water may not be loaded in a fully loaded sailing state with gas fuel, the heat transfer calculation unit 430 determines the outer surface of the gas fuel storage tank 10 in contact with the atmosphere and Calculation may be performed by partitioning only the part in contact with the cofferdam 11.

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 amount calculation unit 430 may calculate the total heat transfer amount transferred to the gas fuel storage tank 10 by summing up the heat transfer amounts of each part. The heat transfer calculation unit 430 may calculate the heat transfer amount transferred to each of the plurality of gas fuel storage tanks 10 provided, and the total heat transfer amount transferred to all gas fuel storage tanks 10 installed in the ship 1. can also be calculated.

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 fuel storage tank 10 will be calculated, and in the latter case, the total natural evaporation amount in the ship 1 can be calculated.

자연증발량 추정부(440)는, 열전달량으로 인한 자연증발량을 계산한다. 이때 가스연료의 잠열은 고정된 것으로 가정하고 계산을 수행할 수 있다.The natural evaporation amount estimation unit 440 calculates the natural evaporation amount due to the heat transfer amount. At this time, the calculation can be performed assuming that the latent heat of gas fuel is fixed.

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 natural evaporation amount estimation unit 440 may calculate the natural evaporation amount in the gas fuel storage tank 10 through the heat transfer amount based on the shape information and state information of the gas fuel storage tank 10 .

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 amount estimation unit 440 may calculate the natural evaporation amount in each gas fuel storage tank 10 based on information such as the loading amount and pressure of the gas fuel stored in the gas fuel storage tank 10 .

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, there may not be much evaporation, and if the pressure is high, the boiling point may increase and evaporation may also be small, so the natural evaporation estimation unit 440 may consider the above matters in the calculation process.

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 adding up all of the plurality of gas fuel storage tanks 10 provided in the ship 1, the natural evaporation estimation unit 440 can estimate the natural evaporation amount that occurs in the entire ship 1 there is.

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.In this way, the present embodiment can relatively accurately estimate the amount of evaporation that will occur in the gas fuel storage tank 10 using the temperature on the outer surface of the gas fuel storage tank 10 as an input, thereby enabling efficient operation to reduce costs and Effects such as increased fuel efficiency can be obtained.

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 above-described embodiments, the present invention encompasses all embodiments generated by a combination of at least two or more of the above embodiments or a combination of at least one or more of the above embodiments and the known technology.

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, this is for explaining the present invention in detail, the present invention is not limited thereto, and within the technical spirit of the present invention, by those skilled in the art It will be clear that the modification or improvement is possible.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All simple modifications or changes of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific protection scope of the present invention will be clarified by 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
1: ship 10: gas fuel storage tank
11: cofferdam 12: double bulkhead
20: main engine 21: power generation engine
22: GCU 30: gas fuel supply unit
31: boil-off gas supply line 32: boil-off gas compressor
33: boil-off gas cooler 34: liquefied gas supply line
35: vaporizer 36: heavy carbon separator
37: gas heater 40: oil storage tank
41: boiler 100: hill output unit
110: information input unit 120: tank information storage unit
130: required fuel calculation unit 140: height calculation unit
200: evaporation management unit 210: information input unit
220: consumption measurement unit 230: forced evaporation measurement 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 prediction unit 410: information input unit
420: cofferdam temperature calculation unit 430: heat transfer amount calculation unit
440: natural evaporation estimation unit

Claims (8)

선박의 추진을 위해 사용되는 가스연료를 저장하는 가스연료 저장탱크; 및
상기 선박의 최적 운항 옵션을 산출하는 운항 산출부를 포함하며,
상기 운항 산출부는,
상기 선박의 운항 정보 및 외부 환경 정보를 입력받는 정보 입력부;
상기 운항 정보를 토대로 상기 선박에 대한 복수의 운항 옵션을 생성하는 운항 생성부; 및
상기 각 운항 옵션에 대한 비용을 계산하여 최적 운항 옵션을 도출하는 비용 계산부를 포함하며,
상기 비용 계산부는,
상기 선박의 추진을 위한 메인엔진에 사용되는 가스연료의 가격 및 상기 선박의 가동을 위한 보일러에 사용되는 오일연료의 가격을 고려하여 상기 운항 옵션에 대한 비용을 계산하며,
상기 정보 입력부는, 가동 부하별로 오일연료의 사용량이 할당되는 상기 보일러의 가동 시나리오를 저장하고,
상기 보일러의 가동 시나리오는, 상기 보일러에서 발생한 스팀이 액화가스를 강제기화시키는데 사용되는 경우를 고려하여 설정되는 것으로, 상기 가스연료 저장탱크의 적재량에 기인하는 증발가스 발생량 및 상기 메인엔진의 제원을 통해 추정되는 액화가스의 보충량을 토대로 상기 보일러의 가동 부하가 설정 저장되며,
상기 비용 계산부는, 상기 가동 시나리오를 토대로 상기 오일연료의 가격을 고려하여 비용을 계산하는 것을 특징으로 하는 운영 관리 시스템.
A gas fuel storage tank for storing gas fuel used for propulsion of ships; and
Includes a navigation calculation unit for calculating the optimal navigation option of the ship,
The flight calculation unit,
an information input unit for receiving operation information and external environment information of the vessel;
a navigation generator generating a plurality of navigation options for the ship based on the navigation information; and
A cost calculation unit that calculates the cost for each of the flight options and derives an optimal flight option;
The cost calculator,
Calculate the cost of the navigation option in consideration of the price of gas fuel used in the main engine for propulsion of the ship and the price of oil fuel used in the boiler for the operation of the ship,
The information input unit stores an operating scenario of the boiler in which the amount of oil fuel is allocated for each operating load,
The operating scenario of the boiler is set in consideration of the case where steam generated in the boiler is used to forcibly vaporize liquefied gas, through the amount of boil-off gas generated due to the loading of the gas fuel storage tank and the specifications of the main engine. The operating load of the boiler is set and stored based on the estimated replenishment amount of liquefied gas,
The operation management system, characterized in that the cost calculation unit calculates the cost in consideration of the price of the oil fuel based on the operation scenario.
제 1 항에 있어서, 상기 운항 산출부는,
상기 각 운항 옵션에 대해 상기 외부 환경 정보를 토대로 선속 및 마력을 결정하는 운항 조건 결정부를 더 포함하며,
상기 비용 계산부는, 상기 각 운항 옵션의 마력에 소비되는 비용을 계산하여 최적 운항 옵션을 도출하는 것을 특징으로 하는 운영 관리 시스템.
The method of claim 1, wherein the flight calculation unit,
Further comprising a navigation condition determining unit for determining ship speed and horsepower based on the external environment information for each of the navigation options,
The operation management system, characterized in that the cost calculation unit derives the optimal operation option by calculating the cost consumed for the horsepower of each of the operation options.
제 2 항에 있어서, 상기 운항 정보는,
상기 선박의 항해 거리, 출도착 항구 정보, 도착 시간, 해상환경, 전기 사용계획 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 운영 관리 시스템.
The method of claim 2, wherein the flight information,
The operation management system comprising at least one of the voyage distance of the vessel, information on the port of departure and arrival, arrival time, marine environment, and electricity usage plan.
제 3 항에 있어서,
상기 운항 조건 결정부는, 상기 운항 정보를 토대로 상기 각 운항 옵션의 선속에 의한 예상 도착 시간을 산출하며,
상기 운항 산출부는, 상기 예상 도착 시간에 대해 상기 운항 정보의 도착 시간을 제약조건으로 하여 상기 복수의 운항 옵션을 필터링하는 것을 특징으로 하는 운영 관리 시스템.
According to claim 3,
The navigation condition determining unit calculates an expected arrival time based on the ship speed of each navigation option based on the navigation information;
The operation management system according to claim 1 , wherein the flight calculation unit filters the plurality of flight options using an arrival time of the flight information as a constraint condition with respect to the expected arrival time.
제 1 항에 있어서, 상기 운항 옵션은,
상기 메인엔진의 RPM을 포함하는 것을 특징으로 하는 운영 관리 시스템.
The method of claim 1, wherein the flight option,
Operation management system comprising the RPM of the main engine.
제 1 항에 있어서, 상기 비용 계산부는,
상기 메인엔진 및 상기 보일러의 가동을 고려해 선택된 상기 최적 운항 옵션을 전제로 하여, 가스연료 또는 오일연료로 구동 가능한 발전엔진에서의 최적 가스연료 비율을 제시하는 것을 특징으로 하는 운영 관리 시스템.
The method of claim 1, wherein the cost calculator,
An operation management system, characterized in that for presenting an optimal gas fuel ratio in a power generation engine that can be driven by gas fuel or oil fuel on the premise of the optimal operation option selected in consideration of the operation of the main engine and the boiler.
제 2 항에 있어서, 상기 비용 계산부는,
상기 메인엔진에 사용되는 파일럿연료의 가격을 더 고려하여 비용을 계산하는 것을 특징으로 하는 운영 관리 시스템.
The method of claim 2, wherein the cost calculator,
The operation management system, characterized in that for calculating the cost by further considering the price of the pilot fuel used in the main engine.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 상기 운영 관리 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박.A ship comprising the operation management system of any one of claims 1 to 7.
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