KR102489012B1 - Apparatus and method for de-icing of balancing water in arctic vessel - Google Patents

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Abstract

본 발명은 극지방을 운항하는 선박에서 평형수의 염도(鹽度)를 높임으로써 어는점을 낮게 하고자 하는 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 장치 및 방법에 관한 것으로, 평형수의 어는점을 낮게 유지하여 대기, 해수를 통해 방열되는 양을 감소시켜서 평형수의 결빙을 방지하기 위한 가열에너지의 사용을 줄여 가열에 소모되는 연료를 절약하고, 영하 10℃의 외기 환경에서도 스팀의 소모 없이 평형수의 결빙을 효과적으로 방지한다. 또한, 외기와 해수의 온도에 따라 필요한 만큼의 목표 염도를 설정하여 운전하므로, 외부 열원 없이 또는 최소 열원 공급을 통해서 평형수 결빙 방지 목적을 구현하고, 평형수 결빙 방지 운전비용을 감소시킬 수 있다.The present invention relates to an apparatus and method for preventing freezing of ballast water in ships operating in polar regions to lower the freezing point of ballast water by increasing the salinity of ballast water in ships operating in polar regions. By reducing the amount of heat dissipation through the system, the use of heating energy to prevent freezing of ballast water is reduced, saving fuel consumed for heating, and effectively preventing freezing of ballast water without consuming steam even in an outdoor environment of minus 10 ° C. . In addition, since the required target salinity is set according to the temperature of the outside air and seawater, the purpose of preventing ballast water freezing can be realized without an external heat source or through a minimum heat source supply, and the cost of preventing ballast water freezing can be reduced.

Description

극지방 운항선의 평형수 결빙방지 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DE-ICING OF BALANCING WATER IN ARCTIC VESSEL}Ballast water icing prevention device and method for polar operating ships

본 발명은 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 장치 및 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 극지방을 운항하는 선박에서 평형수의 염도(鹽度)를 높임으로써 어는점을 낮게 하는 효과를 통해 평형수의 결빙을 방지하기 위해 사용하는 스팀(Steam) 사용을 감소시켜서 스팀을 생성하기 위한 연료를 절약할 수 있는 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for preventing freezing of ballast water in ships operating in polar regions, and more specifically, in ships operating in polar regions, the ballast water is prevented from freezing through the effect of lowering the freezing point by increasing the salinity of ballast water. It relates to an apparatus and method for preventing freezing of ballast water of a ship operating in polar regions, which can save fuel for generating steam by reducing the use of steam used to prevent freezing.

선박의 안정성 및 균형의 확보를 위해 선박에는 밸러스트 탱크가 구비되어 있으며, 화물이 없는 경우 밸러스트 탱크에 일정량의 해수가 유입되어 선박의 균형을 유지한다. 여기에서, 밸러스트 탱크 내에 적재되는 물을 일반적으로 평형수(ballast water)라 부른다. 평형수는 선박의 흘수(draft)와 트림(trim)을 조절하기 위하여 적재하는 중량물로서, 선박의 균형을 유지하여 안정성을 높이고, 화물을 충분히 적재하지 않은 경우는 추진기와 방향타가 수중에서 효과적으로 작동되게 역할을 수행한다.In order to secure stability and balance of the ship, the ship is equipped with a ballast tank, and when there is no cargo, a certain amount of seawater flows into the ballast tank to maintain the balance of the ship. Here, the water loaded in the ballast tank is generally referred to as ballast water. Ballast water is a heavy load to adjust the draft and trim of the ship. It maintains the balance of the ship to increase stability, and if the cargo is not sufficiently loaded, the propulsion and rudder operate effectively underwater. play a role

극지방을 운항하는 선박은 해수 -2℃, 대기 -52℃의 외기 조건을 가지고 운항하며, 이러한 외기 조건으로 인한 평형수의 결빙(結氷)을 방지하기 위해 평형수 탱크에 별도의 가열 장치를 두어 일정 온도 이상으로 평형수의 온도를 유지하도록 한다.Ships operating in polar regions operate under the external air conditions of -2℃ in sea water and -52℃ in the atmosphere. The temperature of the ballast water should be maintained above the temperature.

평형수의 온도 유지에는 약 5.5 ton/h의 스팀(Steam)을 소모하는데, 이것은 약 0.5 ton/h의 연료(Fuel oil)를 소모한다. 해수(海水)는 약 35퍼밀로 해수 1kg에 포함된 염분의 g으로 나타낸다.About 5.5 ton/h of steam is consumed to maintain the temperature of the ballast water, which consumes about 0.5 ton/h of fuel oil. Seawater is about 35 permil, expressed in grams of salinity contained in 1 kg of seawater.

NaCl은 58.5g/㏖이고, 35g이 모두 NaCl로 가정하면(그리고 NaCl은 용해되어 Na와 Cl의 2개의 이온으로 구성됨) 35g/(58.5g/㏖)x2 = 1.1966㏖이고, 이것을 몰랄 농도로 나타내면 1.1966㏖/0.965 kg = 1.24㏖/㎏이다.NaCl is 58.5g/mol, and assuming that all 35g is NaCl (and NaCl is dissolved and consists of two ions, Na and Cl), 35g/(58.5g/mol)x2 = 1.1966mol, expressed as molality 1.1966 mol/0.965 kg = 1.24 mol/kg.

물의 어는점 내림 상수(Kf)는 1.86℃/m이므로, 해수는 dT = 1.86 x 1.24 = -2.3064℃이며, 이는 해수가 약 영하 2.3℃에서 얼게 된다는 것을 의미한다.Since the freezing point depression constant (K f ) of water is 1.86 °C/m, dT = 1.86 x 1.24 = -2.3064 °C for sea water, which means that sea water will freeze at about -2.3 °C.

이것은 영하 52℃의 대기중에 노출된 평형수 탱크에서 외기로 방열되는 양이 과다하기 때문에 탱크 내의 평형수가 빙점 이하로 떨어지기 때문이며, 만약 평형수의 어는 점을 낮출 수 있다면, 대기(大氣)에 노출된 평형수 탱크를 통해서는 평형수에서 열이 외기로 전달되고, -2℃ 이하로 냉각된 평형수는 다시 해수와 접한 평형수 탱크 부위를 통해 -2℃인 외부 해수로부터 열을 전달받게 된다.This is because the ballast water in the tank drops below the freezing point due to the excessive amount of heat dissipation to the outside air in the ballast water tank exposed to the atmosphere at minus 52 ° C. If the freezing point of the ballast water can be lowered, it is exposed to the atmosphere. Heat is transferred from the ballast water to the outside air through the cooled ballast tank, and the ballast water cooled below -2℃ receives heat from the external seawater at -2℃ again through the part of the ballast water tank in contact with the seawater.

이런 열적 평형이 이루어지면서도 평형수가 결빙되지 않는 어는점을 가지도록 한다면, 평형수를 가열하는 장치를 사용하지 않거나, 가열에 사용되는 스팀의 소모량을 줄일 수 있다.If the ballast water has a freezing point at which it does not freeze even when such thermal equilibrium is achieved, a device for heating the ballast water may not be used or the consumption of steam used for heating may be reduced.

해수의 염도는 멤브레인(Membrane)을 사용한 역삼투압 방식을 통해 평형수를 평형수 탱크에 주입시 염도를 높일 수 있다.The salinity of seawater can be increased when the ballast water is injected into the ballast water tank through the reverse osmosis method using a membrane.

영하 2℃의 해수, 영하 52도의 외기 조건에서, 하기 LNGC의 평형수 탱크는 외부로 자연 방열이 일어나고, 결빙을 방지하기 위해 내부 온도를 영하 2℃로 유지하여야 하고, 이를 위해 약 2033kg/h의 스팀(Steam)을 사용하여 가열(Heating)을 해주어야 온도가 떨어지지 않는다.Under the conditions of -2℃ seawater and -52℃ outdoor air, natural heat dissipation occurs in the ballast water tank of the following LNGC to the outside, and the internal temperature must be maintained at -2℃ to prevent freezing. Heating should be done using steam so that the temperature does not drop.

종래 선행문헌(국내 공개특허 제10-2009-0054820호)에는 "선박의 발라스트수 빙점 개선 장치"가 개시되어 있다. 종래 선박의 발라스트수 빙점 개선 장치는 저장탱크의 하측으로부터 발라스트 탱크로 연결되도록 설치되어 저장탱크에서 해수의 증발로 염도가 높아진 잔존 해수를 발라스트 탱크로 공급하는 해수 공급관을 구비한다.Conventional prior literature (Korean Patent Publication No. 10-2009-0054820) discloses "a device for improving the freezing point of ballast water in ships". A conventional ballast water freezing point improvement device of a ship is installed to be connected to the ballast tank from the lower side of the storage tank and has a seawater supply pipe for supplying residual seawater whose salinity has increased due to evaporation of seawater in the storage tank to the ballast tank.

또한, 선행문헌(국내 공개특허 제10-2015-0030397호)에는 "밸러스트수 처리 시스템 및 방법"이 개시되어 있다.In addition, prior art (Korean Patent Publication No. 10-2015-0030397) discloses a “ballast water treatment system and method”.

그러나 종래 기술은 극지방을 운항하는 선박에서 평형수의 염도(鹽度)를 높은 데에 한계가 있어 어는점을 낮게 하는 효과가 낮고, 결빙을 방지하기 위해 사용하는 스팀(Steam) 사용을 감소시키지 못하여 스팀을 생성하기 위한 연료를 절약할 수 없는 문제가 있다.However, in the prior art, there is a limit to the high salinity of ballast water in ships operating in polar regions, so the effect of lowering the freezing point is low, and the use of steam to prevent freezing is not reduced. There is a problem of not being able to save fuel for generating .

국내 공개특허 제10-2009-0054820호Korean Patent Publication No. 10-2009-0054820 국내 공개특허 제10-2015-0030397호Korean Patent Publication No. 10-2015-0030397

본 발명의 목적은 극지방을 운항하는 선박에서 평형수의 염도(鹽度)를 높임으로써 어는점을 낮게 하는 효과를 통해 평형수의 결빙을 방지하기 위해 사용하는 스팀(Steam) 사용을 감소시켜서 스팀을 생성하기 위한 연료를 절약할 수 있는 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 장치 및 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to generate steam by reducing the use of steam used to prevent freezing of ballast water through the effect of lowering the freezing point by increasing the salinity of ballast water in ships operating in polar regions. It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for preventing icing of ballast water of ships operating in polar regions, which can save fuel for doing so.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 장치 및 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an apparatus and method for preventing freezing of ballast water in polar regions.

본 발명의 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 방법은, 극지방 운항선의 운항 지역에 따라 평형수 탱크의 평형수 염도를 조절하여 평형수의 결빙을 방지하는 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 방법으로서, 상기 극지방 운항선의 운항 지역의 외기 온도와 해수 온도를 감지하는 단계; 감지한 외기 온도와 해수 온도의 값을 기초로 하여 평형수의 목표 염도를 설정하는 단계; 씨 체스트에 설치된 해수펌프를 통해서 해수(海水)를 유입하여 평형수 처리장치로 이송하는 단계; 상기 해수펌프를 통해서 유입하는 해수의 일부를 우회하여 해수의 염도를 조절하고 저장하는 단계; 해수의 염도가 설정한 목표 염도에 해당하는 지를 판단하는 단계; 해수의 염도가 설정한 목표 염도에 해당하는 경우, 그 해수를 상기 평형수 처리장치 쪽으로 피드백하는 단계; 및 상기 평형수 처리장치는 염도 조절한 평형수를 상기 평형수 탱크 안으로 이송하고 극지방 운항선의 운항 지역에 상응하여 상기 평형수 탱크에 저장되는 평형수의 염도를 조절하여 평형수의 결빙을 방지하는 단계를 포함한다.The method for preventing freezing of ballast water of ships operating in polar regions of the present invention is a method for preventing freezing of ballast water in ships operating in polar regions by controlling the salinity of ballast water in a ballast tank according to the operating region of the ships operating in polar regions, thereby preventing freezing of ballast water. Sensing outside air temperature and seawater temperature in the operating area of the ship; setting a target salinity of ballast water based on the values of the detected outdoor air temperature and seawater temperature; introducing seawater through a seawater pump installed in the sea chest and transferring it to a ballast water treatment device; Controlling and storing the salinity of seawater by bypassing a part of the seawater introduced through the seawater pump; Determining whether the salinity of seawater corresponds to the set target salinity; feeding back the seawater toward the ballast water treatment device when the salinity of the seawater corresponds to the set target salinity; and preventing the ballast water from freezing by the ballast water treatment device transferring the salinity-adjusted ballast water into the ballast water tank and adjusting the salinity of the ballast water stored in the ballast water tank in accordance with the operating region of the polar region cruise ship. includes

상기 해수의 염도를 조절하고 저장하는 단계에서는, 해수가 담긴 제1 룸과 제2 룸으로 구획되고, 상기 제1 룸과 상기 제2 룸 사이에 역삼투방식의 멤브레인이 설치된 염도 조절유닛에서, 상기 제2 룸 안에 채워진 해수에 압력을 가하고 상기 제2 룸 안에 채워진 해수를 상기 제1 룸 안으로 이동시켜서 상기 제2 룸 안의 해수를 농축시키도록 구성된다.In the step of controlling and storing the salinity of seawater, in the salinity control unit divided into a first room and a second room containing seawater, and a reverse osmosis membrane installed between the first room and the second room, the It is configured to concentrate the seawater in the second room by applying pressure to the seawater filled in the second room and moving the seawater filled in the second room into the first room.

한편, 본 발명의 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 장치는 극지방 운항선의 운항 지역에 따라 평형수 탱크의 평형수 염도를 조절하여 평형수의 결빙을 방지하는 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 장치로서, 상기 극지방 운항선의 운항 지역의 외기 온도와 해수 온도를 감지하는 감지부; 해수펌프를 통해서 유입되는 해수의 일부를 우회하여 해수의 염도를 조절하는 염도 조절유닛; 상기 염도 조절유닛에 의해서 농축된 해수를 저장하는 농축수 저장탱크; 및 상기 감지부의 감지에 상응하여 상기 염도 조절유닛을 제어하여 해수의 염도를 조절하고, 상기 농축수 저장탱크에 저장된 농축수를 상기 평형수 탱크로 주입하여 평형수의 결빙을 방지하도록 제어하는 제어부를 포함한다.On the other hand, the ballast water icing prevention device of the polar region operating ship of the present invention is a ballast water icing prevention device of the polar region operating ship that prevents freezing of the ballast water by adjusting the salinity of the ballast water in the ballast water tank according to the operating region of the polar region operating ship. a sensor for detecting the temperature of the outside air and the temperature of the seawater in the operating area of the operating vessel; A salinity control unit for adjusting the salinity of seawater by bypassing a portion of the seawater introduced through the seawater pump; Concentrated water storage tank for storing the concentrated seawater by the salinity control unit; and a control unit controlling the salinity control unit to control the salinity of the seawater in response to the detection of the sensing unit, and injecting the concentrated water stored in the concentrated water storage tank into the ballast water tank to prevent freezing of the ballast water. include

상기 염도 조절유닛은 해수가 담기는 제1 룸과 제2 룸; 상기 제1 룸과 상기 제2 룸 사이에 설치되는 역삼투방식의 멤브레인; 및 상기 제2 룸 안에 채워진 해수에 압력을 가하고 상기 제2 룸 안에 채워진 해수를 상기 제1 룸 안으로 이동시켜서 상기 제2 룸 안의 해수를 농축시키기 위한 압축부를 포함한다.The salinity control unit includes a first room and a second room containing seawater; a reverse osmosis membrane installed between the first room and the second room; and a compression unit for concentrating the seawater in the second room by applying pressure to the seawater filled in the second room and moving the seawater filled in the second room into the first room.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 평형수의 어는점을 낮게 유지하여 대기, 해수를 통해 방열되는 양을 감소시켜서 평형수의 결빙을 방지하기 위한 가열에너지의 사용을 줄여 가열에 소모되는 연료를 절약하고, 영하 10℃의 외기 환경에서도 스팀의 소모 없이 평형수의 결빙을 효과적으로 방지한다.As described above, the present invention reduces the amount of heat dissipated through air and seawater by keeping the freezing point of the ballast water low, thereby reducing the use of heating energy to prevent freezing of the ballast water, saving fuel consumed for heating, and , Effectively prevents freezing of ballast water without consuming steam even in an outdoor environment of minus 10℃.

또한, 외기와 해수의 온도에 따라 필요한 만큼의 목표 염도를 설정하여 운전하므로, 외부 열원 없이 또는 최소 열원 공급을 통해서 평형수 결빙 방지 목적을 구현하고, 평형수 결빙 방지 운전비용을 감소시킬 수 있다.In addition, since the required target salinity is set according to the temperature of the outside air and seawater, the purpose of preventing ballast water freezing can be realized without an external heat source or through a minimum heat source supply, and the cost of preventing ballast water freezing can be reduced.

도 1은 극지방 운항선의 평형수 탱크 배치를 보인 평면도
도 2는 본 발명에 따른 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 장치를 보인 구성도
도 3은 본 발명에 따른 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 장치에서 염도 조절유닛을 보인 구성도
도 4는 본 발명에 따른 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 방법을 설명하는 블록도1 is a plan view showing the layout of a ballast water tank of a polar region operating ship
2 is a block diagram showing an anti-icing device for ballast water of a polar region operating vessel according to the present invention;
3 is a block diagram showing a salinity control unit in the ballast water icing prevention device of a polar region operating vessel according to the present invention
4 is a block diagram explaining a method for preventing freezing of ballast water of a polar region operating vessel according to the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 장치 및 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an apparatus and method for preventing freezing of ballast water of a polar region cruise ship will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 극지방 운항선의 평형수 탱크 배치를 보인 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 장치를 보인 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 장치에서 염도 조절유닛을 보인 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 방법을 설명하는 블록도이다.1 is a plan view showing the arrangement of a ballast water tank of a polar operating vessel, FIG. 2 is a block diagram showing an anti-icing device for ballast water of a polar operating vessel according to the present invention, and FIG. It is a configuration diagram showing a salinity control unit in the device, and FIG. 4 is a block diagram explaining a method for preventing freezing of ballast water of a polar region cruise ship according to the present invention.

극지방 운항선의 안정성 및 균형의 확보를 위해 극지방 운항선에는 평형수 탱크가 구비되는데(도 1 참조), 그 평형수 탱크는 선외 부에서부터 선저 까지 카고홀드(Cargo hold)를 감싸는 형태로 배치된다. 선박의 종류, 구조에 따라 다수 개로 분할하여 배치하고, 선박의 흘수에 따라 그 용량이 결정된다.In order to secure the stability and balance of ships operating in polar regions, ballast water tanks are provided on ships in polar regions (see Fig. 1), and the ballast water tanks are arranged in a form that surrounds a cargo hold from the outside of the ship to the bottom of the ship. Depending on the type and structure of the ship, it is divided into multiple pieces and arranged, and the capacity is determined according to the draft of the ship.

영하 2℃의 해수, 영하 52℃의 외기 조건에서, 하기 LNGC의 평형수 탱크는 외부로 자연 방열이 일어나고, 결빙을 방지하기 위해 내부 온도를 영하 2도로 유지하여야 하고, 이를 위해 아래와 같이 약 2033㎏/h의 스팀을 사용하여 히팅(Heating)을 해주어야 온도가 떨어지지 않는다.Under the conditions of -2℃ seawater and -52℃ outdoor air, natural heat dissipation occurs in the ballast water tank of the following LNGC to the outside, and the internal temperature must be maintained at -2℃ to prevent freezing. /h steam should be used for heating so that the temperature does not drop.

TankTank Name of TankName of Tank Vol.100%Vol.100% Vol.98%Vol.98% Steam Q'ty (Kg/H)Steam Q'ty (Kg/H) NO.NO. 　 MM 33 MM 33 KeepingKeeping 1S1S NO.1 W.B.Tk (S).NO.1 W.B.Tk (S). 3430.403430.40 3361.793361.79 245.15245.15 1P1P NO.1 W.B.Tk (P).NO.1 W.B.Tk (P). 3430.403430.40 3361.793361.79 245.15245.15 2S2S NO.2 W.B.Tk (S).NO.2 W.B.Tk (S). 3067.203067.20 3005.863005.86 259.42259.42 2P2P NO.2 W.B.Tk (P).NO.2 W.B.Tk (P). 3067.203067.20 3005.863005.86 259.42259.42 3S3S NO.3 W.B.Tk (S).NO.3 W.B.Tk (S). 3067.203067.20 3005.863005.86 259.42259.42 3P3P NO.3 W.B.Tk (P).NO.3 W.B.Tk (P). 3067.203067.20 3005.863005.86 259.42259.42 4S4S NO.4 W.B.Tk (S).NO.4 W.B.Tk (S). 3039.303039.30 2978.512978.51 252.87252.87 4P4P NO.4 W.B.Tk (P).NO.4 W.B.Tk (P). 3039.303039.30 2978.512978.51 252.87252.87 SUMMARYSUMMARY 　 2520825208 2470424704 2033.732033.73

본 발명은 평형수의 어는점을 낮게 유지하여 대기(大氣), 해수(海水)를 통해 방열되는 양을 감소시켜서 평형수의 결빙을 방지하기 위한 가열에너지의 사용을 줄여 가열에 소모되는 연료를 절약하고, 영하 10℃의 외기 환경에서도 스팀의 소모 없이 평형수의 결빙을 효과적으로 방지한다.The present invention reduces the amount of heat dissipated through air and seawater by keeping the freezing point of ballast water low, thereby reducing the use of heating energy to prevent freezing of ballast water, saving fuel consumed for heating, and , Effectively prevents freezing of ballast water without consuming steam even in an outdoor environment of minus 10℃.

또한, 외기와 해수의 온도에 따라 필요한 만큼의 목표 염도를 설정하여 운전하므로, 외부 열원 없이 또는 최소 열원 공급 만으로 평형수 결빙 방지 목적을 구현하고, 평형수 결빙 방지 운전비용을 감소시킬 수 있다.In addition, since the required target salinity is set according to the temperature of the outdoor air and seawater, the purpose of preventing ballast water freezing can be realized without an external heat source or only with a minimum heat source, and the cost of preventing ballast water freezing can be reduced.

이하, 본 발명의 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 장치에 대하여 설명한다.Hereinafter, an anti-icing device for ballast water of a polar region cruise ship according to the present invention will be described.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 장치는 극지방 운항선의 운항 지역에 따라 평형수 탱크(10)의 평형수 염도를 조절하여 평형수의 결빙을 방지하는 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 장치로서, 상기 극지방 운항선의 운항 지역의 외기 온도와 해수 온도를 감지하는 감지부(20); 해수펌프(P)를 통해서 유입되는 해수의 일부를 우회하여 해수의 염도를 조절하는 염도 조절유닛(100); 염도 조절유닛(100)에 의해서 농축된 해수(海水)를 저장하는 농축수 저장탱크(200); 및 감지부(20)의 감지에 상응하여 염도 조절유닛(100)을 제어하여 해수의 염도를 조절하고, 농축수 저장탱크(200)에 저장된 농축수를 평형수 탱크(10)로 주입하여 평형수의 결빙을 방지하도록 제어하는 제어부(300)를 포함한다.Referring to FIGS. 2 and 3, the ballast water icing prevention device of the polar region operating vessel of the present invention adjusts the salinity of the ballast water in the ballast water tank 10 according to the operating region of the polar region operating vessel to prevent freezing of the ballast water. An anti-icing device for ballast water of a ship, comprising: a sensing unit (20) for sensing an outside air temperature and a seawater temperature in an operating region of the polar region operating ship; A salinity control unit 100 that adjusts the salinity of seawater by bypassing some of the seawater introduced through the seawater pump P; Concentrated water storage tank 200 for storing the concentrated seawater by the salinity control unit 100; And the salinity of seawater is adjusted by controlling the salinity control unit 100 corresponding to the detection of the sensor 20, and the concentrated water stored in the concentrated water storage tank 200 is injected into the ballast water tank 10 to provide ballast water. It includes a control unit 300 that controls to prevent freezing of.

감지부(20)는 극지방 운항선의 운항 지역의 외기 온도와 해수 온도를 감지한다. 씨 체스트를 통해서 해수펌프(P)는 펌핑하여 해수를 흡입하며, 흡입한 해수는 평형수 처리장치(30)를 거쳐서 평형수 탱크(10)로 공급된다.The sensing unit 20 detects the temperature of the outside air and the temperature of the seawater in the operating region of the polar region cruise ship. The seawater pump P pumps and sucks seawater through the sea chest, and the sucked seawater is supplied to the ballast water tank 10 through the ballast water treatment device 30.

운항선의 운항 지역의 외기 온도와 해수 온도에 따라 평형수의 결빙을 방지하고자 하는 경우는, 염도 조절유닛(100)이 해수펌프(P)를 통해서 유입된 해수의 일부를 우회하여 해수의 염도를 조절한다. 염도 조절한 농축수는 농축수 저장탱크(200)에 저장된다. 제어부(300)는 감지부(20)의 감지에 상응하여 염도 조절유닛(100)을 제어하여 해수의 염도를 조절하고, 농축수 저장탱크(200)에 저장된 농축수를 평형수 탱크(10)로 주입하여 평형수의 결빙을 방지하도록 제어한다.When it is desired to prevent freezing of ballast water according to the outside air temperature and seawater temperature of the operating area of the operating ship, the salinity control unit 100 bypasses a part of the seawater introduced through the seawater pump P to control the salinity of the seawater. do. The salinity-adjusted concentrated water is stored in the concentrated water storage tank 200. The controller 300 adjusts the salinity of seawater by controlling the salinity control unit 100 in response to the detection of the detector 20, and transfers the concentrated water stored in the concentrated water storage tank 200 to the ballast water tank 10. It is controlled to prevent freezing of ballast water by injection.

염도 조절유닛(100)은 도 3에 도시된 바와 같이, 해수가 담기는 제1 룸과 제2 룸(101)(102); 제1 룸과 제2 룸(101)(102) 사이에 설치되는 역삼투방식의 멤브레인(103); 및 제2 룸(102) 안에 채워진 해수에 압력을 가하고 제2 룸(102) 안에 채워진 해수를 제1 룸(101) 안으로 이동시켜서 제2 룸(102) 안의 해수를 농축시키기 위한 압축부(104)를 포함한다.Salinity control unit 100, as shown in Figure 3, the first room and the second room 101, 102 containing seawater; Reverse osmosis membrane 103 installed between the first room and the second room (101, 102); And a compression unit 104 for concentrating the seawater in the second room 102 by applying pressure to the seawater filled in the second room 102 and moving the seawater filled in the second room 102 into the first room 101 includes

다시 말해서, 제1 룸과 제2 룸(101)(102) 안에는 해수가 담기며, 제1 룸과 제2 룸(101)(102) 사이에 역삼투방식의 멤브레인(103)이 설치된다. 압축부(104)는 제2 룸(102) 안에 채워진 해수에 압력을 가하여 멤브레인(103)을 통해서 제2 룸(102) 안에 채워진 해수를 제1 룸(101) 안으로 이동시킨다.In other words, seawater is contained in the first and second rooms 101 and 102, and a reverse osmosis membrane 103 is installed between the first and second rooms 101 and 102. The compression unit 104 applies pressure to seawater filled in the second room 102 to move the seawater filled in the second room 102 into the first room 101 through the membrane 103 .

이하, 본 발명의 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method for preventing freezing of ballast water of ships operating in polar regions according to the present invention will be described.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 방법은, 극지방 운항선의 운항 지역에 따라 평형수 탱크(10)의 평형수 염도를 조절하여 평형수의 결빙을 방지하는 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 방법으로서, 상기 극지방 운항선의 운항 지역의 외기 온도와 해수 온도를 감지하는 단계(S 110); 감지한 외기 온도와 해수 온도의 값을 기초로 하여 평형수의 목표 염도를 설정하는 단계(S 120); 씨 체스트(C)에 설치된 해수펌프(P)를 통해서 해수(海水)를 유입하여 평형수 처리장치(30)로 이송하는 단계(S 130); 상기 해수펌프(P)를 통해서 유입하는 해수의 일부를 우회하여 해수의 염도를 조절하고 저장하는 단계(S 140); 해수의 염도가 설정한 목표 염도에 해당하는 지를 판단하는 단계(S 150); 해수의 염도가 설정한 목표 염도에 해당하는 경우, 그 해수를 상기 평형수 처리장치(30) 쪽으로 피드백하는 단계(S 160); 및 상기 평형수 처리장치(30)는 염도 조절한 평형수를 평형수 탱크(10) 안으로 이송하고 극지방 운항선의 운항 지역에 상응하여 평형수 탱크(10)에 저장되는 평형수의 염도를 조절하여 평형수의 결빙을 방지하는 단계(S 170)를 포함한다.2 to 4, the ballast water freezing prevention method of the polar region operating vessel of the present invention prevents freezing of the ballast water by adjusting the salinity of the ballast water in the ballast water tank 10 according to the operating region of the polar region operating vessel. A method for preventing freezing of ballast water of an operating ship, comprising: sensing an outside air temperature and a seawater temperature in an operating area of the polar region operating ship (S 110); Setting a target salinity of ballast water based on the values of the detected outdoor air temperature and seawater temperature (S 120); introducing seawater through the seawater pump (P) installed in the sea chest (C) and transferring it to the ballast water treatment device (30) (S 130); Adjusting and storing the salinity of seawater by bypassing some of the seawater introduced through the seawater pump (P) (S 140); Determining whether the salinity of seawater corresponds to the set target salinity (S 150); If the salinity of the seawater corresponds to the set target salinity, feeding the seawater back toward the ballast water treatment device 30 (S 160); And the ballast water treatment device 30 transfers the ballast water whose salinity is adjusted into the ballast water tank 10 and adjusts the salinity of the ballast water stored in the ballast water tank 10 corresponding to the operating region of the polar region cruise ship to balance the ballast water. and preventing freezing of the water (S 170).

해수의 염도를 조절하고 저장하는 단계(S 140)에서는, 해수가 담긴 제1 룸(101)과 제2 룸(102)으로 구획되고, 제1 룸(101)과 제2 룸(102) 사이에 역삼투방식의 멤브레인(103)이 설치된 염도 조절유닛(100)에서, 제2 룸(102) 안에 채워진 해수에 압력을 가하고 제2 룸(102) 안에 채워진 해수를 제1 룸(101) 안으로 이동시켜서 제2 룸(102) 안의 해수(海水)를 농축시키도록 한다.In the step of adjusting and storing the salinity of seawater (S 140), the seawater is divided into a first room 101 and a second room 102, and between the first room 101 and the second room 102 In the salinity control unit 100 in which the reverse osmosis membrane 103 is installed, pressure is applied to the seawater filled in the second room 102 and the seawater filled in the second room 102 is moved into the first room 101 The seawater in the second room 102 is concentrated.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 평형수의 어는점을 낮게 유지하여 대기, 해수를 통해 방열되는 양을 감소시켜서 평형수의 결빙을 방지하기 위한 가열에너지의 사용을 줄여 가열에 소모되는 연료를 절약하고, 영하 10℃의 외기 환경에서도 스팀의 소모 없이 평형수의 결빙을 효과적으로 방지한다.As described above, the present invention reduces the amount of heat dissipated through air and seawater by keeping the freezing point of the ballast water low, thereby reducing the use of heating energy to prevent freezing of the ballast water, saving fuel consumed for heating, and , Effectively prevents freezing of ballast water without consuming steam even in an outdoor environment of minus 10℃.

또한, 외기와 해수의 온도에 따라 필요한 만큼의 목표 염도를 설정하여 운전하므로, 외부 열원 없이 또는 최소 열원 공급을 통해서 평형수 결빙 방지 목적을 구현하고, 평형수 결빙 방지 운전비용을 감소시킬 수 있다.In addition, since the required target salinity is set according to the temperature of the outside air and seawater, the purpose of preventing ballast water freezing can be realized without an external heat source or through a minimum heat source supply, and the cost of preventing ballast water freezing can be reduced.

10: 평형수 탱크
20: 감지부
30: 평형수 처리장치
100: 염도 조절유닛
101, 102: 제1 룸과 제2 룸
103: 역삼투방식의 멤브레인
104: 압축부
200: 농축수 저장탱크
300: 제어부
P: 해수펌프10: ballast water tank
20: sensing unit
30: ballast water treatment device
100: salinity control unit
101, 102: first room and second room
103: reverse osmosis membrane
104: compression unit
200: concentrated water storage tank
300: control unit
P: sea water pump

Claims (4)

극지방 운항선의 운항 지역에 따라 평형수 탱크의 평형수 염도를 조절하여 평형수의 결빙을 방지하는 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 방법으로서,
상기 극지방 운항선의 운항 지역의 외기 온도와 해수 온도를 감지하는 단계;
감지한 외기 온도와 해수 온도의 값을 기초로 하여 평형수의 목표 염도를 설정하는 단계;
씨 체스트에 설치된 해수펌프를 통해서 해수(海水)를 유입하여 평형수 처리장치로 이송하는 단계;
상기 해수펌프를 통해서 유입하는 해수의 일부를 우회하여 해수의 염도를 조절하고 저장하는 단계;
해수의 염도가 설정한 목표 염도에 해당하는 지를 판단하는 단계;
해수의 염도가 설정한 목표 염도에 해당하는 경우, 그 해수를 상기 평형수 처리장치 쪽으로 피드백하는 단계; 및
상기 평형수 처리장치는 염도 조절한 평형수를 상기 평형수 탱크 안으로 이송하고 극지방 운항선의 운항 지역에 상응하여 상기 평형수 탱크에 저장되는 평형수의 염도를 조절하여 평형수의 결빙을 방지하는 단계; 를 포함하는 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 방법.A method for preventing freezing of ballast water in a polar region operating ship by controlling the salinity of ballast water in a ballast water tank according to the operating region of the polar region operating ship, the method comprising:
sensing the outside air temperature and the seawater temperature in the operating area of the polar region cruise ship;
setting a target salinity of ballast water based on the values of the detected outdoor air temperature and seawater temperature;
introducing seawater through a seawater pump installed in the sea chest and transferring it to a ballast water treatment device;
Controlling and storing the salinity of seawater by bypassing a part of the seawater introduced through the seawater pump;
Determining whether the salinity of seawater corresponds to the set target salinity;
feeding back the seawater toward the ballast water treatment device when the salinity of the seawater corresponds to the set target salinity; and
preventing the ballast water from freezing by transferring salinity-adjusted ballast water into the ballast water tank and controlling the salinity of the ballast water stored in the ballast water tank in accordance with the operating region of the polar region cruise ship; Method for preventing ballast water freezing of ships operating in polar regions, including 청구항 1에 있어서,
상기 해수의 염도를 조절하고 저장하는 단계에서는,
해수가 담긴 제1 룸과 제2 룸으로 구획되고, 상기 제1 룸과 상기 제2 룸 사이에 역삼투방식의 멤브레인이 설치된 염도 조절유닛에서, 상기 제2 룸 안에 채워진 해수에 압력을 가하고 상기 제2 룸 안에 채워진 해수를 상기 제1 룸 안으로 이동시켜서 상기 제2 룸 안의 해수를 농축시키는 것을 특징으로 하는 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 방법.The method of claim 1,
In the step of adjusting and storing the salinity of the seawater,
In a salinity control unit divided into a first room and a second room containing seawater, and a reverse osmosis membrane installed between the first room and the second room, pressure is applied to the seawater filled in the second room, and the first A method for preventing freezing of ballast water of a polar region cruise ship, characterized in that the seawater filled in the second room is moved into the first room to concentrate the seawater in the second room. 극지방 운항선의 운항 지역에 따라 평형수 탱크의 평형수 염도를 조절하여 평형수의 결빙을 방지하는 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 장치로서,
상기 극지방 운항선의 운항 지역의 외기 온도와 해수 온도를 감지하는 감지부;
해수펌프를 통해서 유입되는 해수의 일부를 우회하여 해수의 염도를 조절하는 염도 조절유닛;
상기 염도 조절유닛에 의해서 농축된 해수를 저장하는 농축수 저장탱크; 및
상기 감지부의 감지에 상응하여 상기 염도 조절유닛을 제어하여 해수의 염도를 조절하고, 상기 농축수 저장탱크에 저장된 농축수를 상기 평형수 탱크로 주입하여 평형수의 결빙을 방지하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 장치.An anti-icing device for anti-icing ballast water for ships operating in polar regions, which prevents freezing of ballast water by adjusting the salinity of ballast water in the ballast water tank according to the operating region of the ships operating in polar regions,
a sensing unit that senses the temperature of the outside air and the temperature of the seawater in the operating area of the polar region cruise ship;
A salinity control unit for adjusting the salinity of seawater by bypassing a portion of the seawater introduced through the seawater pump;
Concentrated water storage tank for storing the concentrated seawater by the salinity control unit; and
A control unit for controlling the salinity of seawater by controlling the salinity control unit in response to the detection of the sensing unit, and injecting the concentrated water stored in the concentrated water storage tank into the ballast water tank to prevent freezing of the ballast water; Anti-icing device for ballast water of ships operating in polar regions. 청구항 3 에 있어서,
상기 염도 조절유닛은
해수가 담기는 제1 룸과 제2 룸;
상기 제1 룸과 상기 제2 룸 사이에 설치되는 역삼투방식의 멤브레인; 및
상기 제2 룸 안에 채워진 해수에 압력을 가하고 상기 제2 룸 안에 채워진 해수를 상기 제1 룸 안으로 이동시켜서 상기 제2 룸 안의 해수를 농축시키기 위한 압축부;를 포함하는 극지방 운항선의 평형수 결빙방지 장치.The method of claim 3,
The salinity control unit
A first room and a second room containing seawater;
a reverse osmosis membrane installed between the first room and the second room; and
A compression unit for applying pressure to the seawater filled in the second room and moving the seawater filled in the second room into the first room to concentrate the seawater in the second room; ballast water anti-icing device of a polar cruise ship including a .
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