KR20110030044A - The generating method and apparatus of fresh water - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 해수를 이용하여 선박이나 해상구조물 등에 필요한 청수를 생산하는 청수 생산장치와 그 생산방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발전기용 엔진을 사용하는 선박 또는 해상구조물에서 해수펌프를 이용하여 시-체스트(sea chest)를 통해 해수를 흡입하여 저압 증발식 조수기로 공급하고 발전기용 엔진에서 발생되는 폐열을 열원으로 저압 증발식 조수기를 구동하여 청수를 생산할 수 있도록 하는 청수 생산장치와 그 생산방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fresh water production apparatus for producing fresh water required for ships or offshore structures, etc. using seawater, and more particularly, to a seawater pump using a seawater pump in a ship or offshore structure using a generator engine. Fresh water production system and method for producing fresh water by sucking seawater through chest and supplying it to low pressure evaporator, and driving low pressure evaporator with heat source generated from engine for generator will be.
일반적으로 선박에서는 장비냉각이나 보일러 피드워터, 목욕물, 세탁물 등에 사용하기 위하여 청수(잡용수)가 필요하고, 이러한 청수를 얻기 위하여 사용되는 기존의 청수 시스템은 저압 증발식 조수기를 많이 사용하며, 원리는 물이 대기압에서는 100도에서 끓지만, 진공상태에서는 40도 정도에서 끓는바, 이 원리를 이용하여 조수기 내부에 진공을 만들고 엔진의 남는 열원인 냉각수(jacket water), 혹은 보일러의 스팀을 사용하여 청수를 생산하고 있다.In general, ships need fresh water (general water) for equipment cooling, boiler feed water, bath water, laundry, etc., and conventional fresh water systems used to obtain such fresh water use many low pressure evaporative water tanks. The water boils at 100 ° C at atmospheric pressure, but at 40 ° C in vacuum, using this principle to create a vacuum inside the water tank and using the remaining water source of the engine (jacket water) or steam from the boiler. Produces fresh water.
상기와 같이 추진용 엔진을 자체적으로 구비하고 있는 선박과는 달리 추진용 메인 엔진이 없는 해상구조물인 경우 여러 대의 발전기 엔진이 설치되는데, 이러한 발전기엔진은 부하 변동이 심하여 발전기엔진의 폐열로 생산되는 냉각수의 양이 일정치 않음으로 이와 같은 발전기 엔진의 냉각수를 이용하여 청수를 만드는 저압 증발식(low pressure evaporation type)의 조수기를 적용하기에는 많은 어려움이 뒤따르게 된다.Unlike ships with their own propulsion engines as described above, in the case of offshore structures without a main engine for propulsion, several generator engines are installed. Since the amount of is not constant, it is difficult to apply a low pressure evaporation type water dispenser that uses fresh water from the generator engine to produce fresh water.
상기와 같은 문제점에 대응하여 대부분의 옵쇼어 프로젝트에는 저압 증발식 조수기 대신 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 해수공급펌프(1)에 의하여 선박의 시 체스트(2)로부터 해수를 역삼투압 조수기(3)에 공급하여 필터를 통하여 강제적으로 해수를 청수로 변환하는 역삼투압방식(Reverse Osmosis type)의 조수기를 설치하고 있다.In response to the above problems, in most of the Offshore projects, the seawater supply pump (1) instead of the low pressure evaporator is shown in FIG. 3) Reverse Osmosis type water tank is installed to forcibly convert seawater to fresh water through filter.
또한, 육상구조물의 경우에도 역삼투압의 조수기는 대형 공장설비나 담수화 플랜트에서 많이 사용하는 장치로서, 원수 자체의 농도가 높던가 많은 량의 원수를 처리하고자 할 경우에는 막 처리 설비의 크기도 커지고 큰 압력을 위해 펌프도 따로 돌리며 취수효율에 따라 다단으로 구성하기도 한다. 따라서, 이러한 역삼투압 조수기를 설치함에 있어서는 장비가 크고 고가이며, 고압펌프를 이용하는 관계로 상당한 진동이 발생하고 있으며 또한 필터를 주기적으로 교체해야 하는 등의 여러가지 문제점이 발생하게 된다.In addition, in the case of land structures, the reverse osmosis water pump is a device that is frequently used in a large plant or a desalination plant. For this purpose, the pump is also run separately and may be configured in multiple stages depending on the water intake efficiency. Therefore, in the installation of such a reverse osmosis water pressure device, the equipment is large and expensive, and a considerable vibration occurs due to the use of a high pressure pump, and various problems such as the need to replace the filter periodically occur.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 발전기용 엔진을 사용하는 선박 또는 해상구조물에서 해수펌프를 이용하여 시 체스트를 통해 해수를 흡입하여 저압 증발식 조수기로 공급하고 발전기용 엔진에서 발생되는 폐열을 열원으로 저압 증발식 조수기를 구동하여 청수를 생산할 수 있도록 함으로써, 역삼투압방식의 조수기에 비해 유지보수 비용을 절감할 수 있고, 발전기용 엔진 냉각수의 폐열을 효율적 이용하여 추가적인 에너지 소비를 막을 수 있도록 하는 청수 생산장치와 그 생산방법을 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to solve the problems as described above by using the sea water pump in the ship or offshore structure using the engine for the generator inhaling the sea water through the sieve supply to the low pressure evaporative type water generator and generated in the generator engine By using the waste heat generated as a heat source to drive the low pressure evaporator to produce fresh water, the maintenance cost can be reduced compared to the reverse osmosis water tank and the additional energy consumption can be saved by efficiently utilizing the waste heat of the engine coolant for the generator. It is to provide a fresh water production apparatus and a method of producing the same to prevent it.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서 추구하는 기술적 수단은 선박의 운용에 필요한 청수를 생산하는 청수 생산장치에 있어서, 저압 증발식 조수기에 의하여 해수를 증발시켜 청수를 생산하는 청수 생산수단; 상기 청수 생산수단에 시-체스트로부터 해수공급 펌프에 의하여 해수를 공급하는 해수공급수단; 상기 청수 생산수단의 저압 증발식 조수기에 열원인 순환수를 공급하는 고온 냉각수공급수단; 상기 고온 냉각수공급수단의 냉각수를 상기 청수 생산수단으로 순환시키는 열 순환수단; 을 구비하여 발전기용 엔진의 폐열을 이용하여 청수를 생산하는 것을 특징으로 하는 청수 생산장치를 제시한다.Technical means pursued in the present invention to solve the above problems in the fresh water production apparatus for producing fresh water required for the operation of the vessel, fresh water production means for producing fresh water by evaporating the sea water by a low pressure evaporator; Sea water supply means for supplying sea water to the fresh water production means by a sea water supply pump from the sea chest; High temperature cooling water supply means for supplying circulating water as a heat source to a low pressure evaporator of the fresh water production means; Thermal circulation means for circulating the cooling water of the high temperature cooling water supply means to the fresh water production means; It is provided with a fresh water production apparatus characterized in that to produce fresh water using the waste heat of the engine for the generator.
또한, 본 발명은 상기 저압 증발식 조수기에 의하여 해수를 증발시켜 청수를 생산하는 청수 생산수단은 저압 증발식 조수기와, 상기 저압 증발식 조수기를 순환 하는 냉각수의 온도를 저압 증발식 조수기의 운전에 필요한 온도까지 가열하는 전기 가압히터와, 상기 저압 증발식 조수기로부터 생산된 청수를 저장하는 청수 저장탱크 및 저장된 청수를 필요한 곳으로 이송하는 청수 이송펌프로 구성되는 것을 특징으로 하는 청수 생산장치를 제시한다.In addition, the present invention is a fresh water producing means for producing fresh water by evaporating the sea water by the low pressure evaporator is a low pressure evaporator and the operation of the low pressure evaporator to the temperature of the cooling water circulating the low pressure evaporator An electric pressurized heater for heating to a temperature required for the water, a fresh water storage tank for storing the fresh water produced from the low-pressure evaporator, and a fresh water production device comprising a fresh water transfer pump for transferring the stored fresh water to the required place. present.
본 발명은 선박의 운용에 필요한 청수를 저압 증발식 조수기에 의하여 생산하는 것에 있어서, 상기 저압 증발식 조수기에 공급되는 열원인 냉각수를 발전기용 엔진의 열교환기로부터 공급하고, 상기 발전기용 엔진의 열교환기로부터 공급되는 냉각수를 저압 증발식 조수기의 운전에 필요한 온도까지 전기 가압히터에 의하여 가열하여 청수를 생산하는 것을 특징으로 하는 청수 생산방법을 제시한다.The present invention is to produce the fresh water required for the operation of the vessel by a low pressure evaporator, the coolant which is a heat source supplied to the low pressure evaporator is supplied from the heat exchanger of the generator engine, It provides a fresh water production method characterized in that the cooling water supplied from the heat exchanger is heated to a temperature required for the operation of the low pressure evaporative water heater by electric pressure heater to produce fresh water.
본 발명은 발전기용 엔진을 사용하는 선박 또는 해상구조물에서 해수펌프를 이용하여 시-체스트를 통해 해수를 흡입하여 저압 증발식 조수기로 공급하고 발전기용 엔진에서 발생되는 폐열을 열원으로 저압 증발식 조수기를 구동하여 청수를 생산할 수 있도록 함으로써, 역삼투압방식의 조수기에 비해 유지보수 비용을 절감할 수 있고, 발전기용 엔진 냉각수의 폐열을 효율적 이용하여 추가적인 에너지 소비를 막을 수 있도록 하는 효과가 있다.The present invention inhales seawater through the sea-chest using a seawater pump in a ship or offshore structure using a generator engine and supplies it to a low pressure evaporator, and uses a low pressure evaporator as a heat source. By driving to produce fresh water, it is possible to reduce the maintenance cost compared to the reverse osmosis water tank, and to effectively use the waste heat of the engine coolant for the generator to prevent additional energy consumption.
상기와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.Preferred embodiments of the present invention as described above will be described in detail by the accompanying drawings.
도 1은 종래기술에 의한 청수 생산시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 청수 생산시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a fresh water production system according to the prior art, Figure 2 is a block diagram of a fresh water production system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 청수 생산장치를 크게 분류하여 보면, 저압 증발식 조수기에 의하여 해수를 증발시켜 청수를 생산하는 청수 생산수단(10)과, 상기 청수 생산수단(10)에 시-체스트로부터 해수공급 펌프에 의하여 해수를 공급하는 해수공급수단(20)과, 상기 청수 생산수단(10)의 저압 증발식 조수기에 열원인 순환수를 공급하는 고온 냉각수공급수단(30) 및 상기 고온 냉각수공급수단(30)의 냉각수를 상기 청수 생산수단(10)으로 순환시키는 열 순환수단(40)으로 구성된다.When the fresh water production apparatus according to the embodiment of the present invention is classified into large categories, fresh water producing means 10 for producing fresh water by evaporating seawater by a low pressure evaporator and sea-chest in the fresh water producing
해수를 증발시켜 청수를 생산하는 상기 청수 생산수단(10)은 내부에 진공을 만들어 해수의 끓는 온도 즉, 비등점을 낮춤으로써 발전기용 엔진의 남는 열원인 냉각수를 이용하여 청수를 생산할 수 있도록 하는 저압 증발식 조수기(11)가 구비된다. 상기 저압 증발식 조수기(11)에는 후술하는 발전기용 엔진의 열교환기로부터 상기 고온 냉각수공급수단(30)에 의하여 냉각수가 공급되는데, 이때 상기 저압 증발식 조수기(11)를 순환하는 냉각수의 온도가 낮을 경우 이 냉각수를 상기 저압 증발식 조수기(11)의 운전에 필요한 온도까지 가열하는 전기 가압히터(12)가 구비되는 한편, 상기 저압 증발식 조수기(11)로부터 생산된 청수를 저장하는 청수 저장탱크(13) 및 저장된 청수를 필요한 곳으로 이송하는 청수 이송펌프(14)가 더 구비된다.The fresh water producing means 10 for producing fresh water by evaporating sea water is a low-pressure evaporation to produce fresh water using a cooling water that is a remaining heat source of the engine for the generator by lowering the boiling temperature, that is, the boiling point of the sea water by making a vacuum therein. It is provided with a type water conditioner (11). Cooling water is supplied to the low pressure
여기서, 상기 전기 가압히터(12)의 작동은 도시하지 않은 온도감지센서와 통상적인 제어수단에 의하여 순환되는 냉각수가 항상 일정온도를 유지할 수 있도록 자동으로 제어되게 된다.Here, the operation of the electric pressurized
다음에, 상기 청수 생산수단(10)에 해수를 공급하는 해수공급수단(20)은 해수공급펌프(21)가 구비되는데, 상기 해수공급펌프(21)의 구동에 의하여 선박이나 구조물의 비교적 저부 즉, 수면 아래에 위치하는 시-체스트(22)로부터 상기 청수 생산수단(10)에 해수를 공급하게 된다.Next, the seawater supply means 20 for supplying seawater to the fresh water production means 10 is provided with a
더불어, 상기 청수 생산수단(10)의 저압 증발식 조수기(11)에 열원인 냉각수를 공급하는 고온 냉각수공급수단(30)은 선박이나 구조물에 자체전력을 생산하여 공급하는 발전기용 엔진(31)이 구비되고, 상기 발전기용 엔진(31)에는 상기 발전기용 엔진(31) 구동시 발생하는 고열을 냉각시키는 열교환기(32)가 각각 구비된다.In addition, the high temperature cooling water supply means 30 for supplying the cooling water as a heat source to the low pressure
따라서, 상기 열교환기(32)를 순환하면서 뜨거워진 냉각수가 열 순환수단(40)에 의하여 상기 청수 생산수단(10)의 저압 증발식 조수기(11)에 공급되는데, 이때, 상기 발전기용 엔진(31)의 구동조건이나 부하변동에 따른 구동환경이 일정하지 못하여 공급되는 냉각수의 온도가 낮을 경우에는 상기 전기 가압히터(12)에 의하여 상기 저압 증발식 조수기(11)의 운전에 필요한 온도까지 냉각수를 가열함으로써, 저압 증발식 조수기(11)가 원활하게 작동할 수 있도록 한다.Therefore, the cooling water heated while circulating the
또한, 상기 고온 냉각수공급수단(30)의 냉각수를 상기 청수 생산수단(10)으로 순환시키는 열 순환수단(40)에는 냉각수펌프(41)와 팽창탱크(42) 및 순환펌프(43)와 열팽창탱크(44)가 구비된다. In addition, the heat circulation means 40 for circulating the cooling water of the high temperature cooling water supply means 30 to the fresh water production means 10 includes a
상기 냉각수펌프(41)는 상기 고온 냉각수 공급수단(30)의 열원인 냉각수를 상기 청수 생산수단(10)으로 순환시킴과 동시에 발전기 엔진(31)에 냉각수를 공급하는 기능을 수행하고, 상기 팽창탱크(42)는 발전기 냉각수펌프(41)에 정압을 유지 시키며 증발에 따른 부족한 냉각수를 보충하는 기능을 수행하게 된다. The
더불어, 상기 순환펌프(43)는 상기 발전기용 엔진(31)의 열교환기(32) 및 청수 생산수단(10)으로 냉각수를 순환시키는 기능을 수행하고, 상기 열팽창탱크(44)는 상기 청수 생산수단(10)으로 순환되는 열 순환통로 내의 열팽창을 흡수하고 기포를 배출하는 기능을 수행하게 된다.In addition, the
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 청수 생산방법은 상기 저압 증발식 조수기(11)에 공급되는 열원인 냉각수를 발전기용 엔진(31)의 열교환기(32)로부터 공급하고, 상기 발전기용 엔진(31)의 열교환기(32)로부터 공급되는 냉각수를 저압 증발식 조수기(11)의 운전에 필요한 온도까지 전기 가압히터(12)에 의하여 가열함으로써 발전기용 엔진(31)을 사용하는 선박이나 구조물에서도 저압 증발식 조수기(11)에 의한 청수 생산을 가능하게 한다.Therefore, in the fresh water production method according to an embodiment of the present invention, the cooling water, which is a heat source supplied to the low pressure evaporator, is supplied from the
상기와 같은 본 발명은 선박 또는 해상구조물에서 해수펌프를 이용하여 시-체스트를 통해 해수를 흡입하여 저압 증발식 조수기로 공급하고 발전기용 엔진에서 발생되는 폐열을 열원으로 저압 증발식 조수기를 구동하여 청수를 생산할 수 있도록 함으로써, 역삼투압방식의 조수기에 비해 유지보수 비용을 절감할 수 있고, 발전기용 엔진 냉각수의 폐열을 효율적 이용하여 추가적인 에너지 소비를 막을 수 있도록 하는 효과가 있게 된다.The present invention as described above, by using the sea water pump in the ship or offshore structure, the sea water is sucked through the sea-chest and supplied to the low-pressure evaporator, and the waste heat generated from the generator engine is driven by the low-pressure evaporator to the heat source fresh water By allowing to produce, it is possible to reduce the maintenance cost compared to the reverse osmosis water tank, and to effectively use the waste heat of the engine coolant for the generator to prevent additional energy consumption.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상 과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above with reference to the accompanying drawings for the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited by the above-described specific embodiments, those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs By the way, various modifications and variations are possible within the scope of the technical spirit of the present invention and the claims described below.
도 1은 종래기술에 의한 청수 생산시스템의 구성도1 is a block diagram of a fresh water production system according to the prior art
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 청수 생산시스템의 구성도2 is a block diagram of a fresh water production system according to an embodiment of the present invention
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명][Description of Symbols for Main Parts of Drawing]
10: 청수 생산수단 11: 저압 증발식 조수기10: fresh water production means 11: low pressure evaporator
12: 전기 가압히터 13: 청수 저장탱크12: electric pressurized heater 13: fresh water storage tank
14: 청수 이송펌프 20: 해수공급수단14: fresh water transfer pump 20: sea water supply means
21: 해수공급펌프 22: 시-체스트21: seawater supply pump 22: sea-chest
30: 고온냉각수공급수단 31: 발전기용 엔진30: high temperature coolant supply means 31: generator engine
32: 열교환기 40: 열 순환수단32: heat exchanger 40: thermal circulation means
41: 냉각수펌프 42: 팽창탱크41: cooling water pump 42: expansion tank
43: 순환펌프 44: 열팽창탱크43: circulation pump 44: thermal expansion tank
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