KR20130006057A - 냉각용 청수를 이용한 선박용 중유저장탱크 가열 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 장비들을 냉각시킨 청수를 회수하여 청수의 폐열을 중유의 가열에 이용함으로써 선박 연료의 사용량을 줄일 수 있는 냉각용 청수를 이용한 선박용 중유저장탱크 가열 시스템에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 선박 장비들을 냉각시킨 청수를 회수하여 중유저장탱크의 가열에 사용하고, 이 청수를 다시 열교환기에서 냉각시켜 선박 장비들의 냉각을 위해 순환시키는 것을 특징으로 하는 냉각용 청수를 이용한 선박용 중유저장탱크 가열 시스템을 제공한다.

Description

냉각용 청수를 이용한 선박용 중유저장탱크 가열 시스템{Heavy fuel oil storage tank heating system for ship}

본 발명은 냉각용 청수를 이용한 선박용 중유저장탱크 가열 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박의 장비들을 냉각시킨 청수를 회수하여 청수의 폐열을 중유의 가열에 이용함으로써 연료 사용량을 줄일 수 있는 냉각용 청수를 이용한 선박용 중유저장탱크 가열 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 선박의 연료로서는 중유(HFO, Heavy Fuel Oil)가 사용된다. 중유는 저장탱크에 저장되어 있다가 연료가 필요한 곳으로 이송된다.

그런데 중유는 상온에서 점도가 높아 이송되기 어려우므로, 중유의 온도를 이송가능한 온도까지 상승시켜야만 한다. 이를 위해, 종래에는 저장 탱크 내부에 열교환 코일을 설치하고, 스팀보일러에서 스팀을 생산하며, 생산된 스팀을 스팀공급라인을 통해 저장탱크 내에 설치된 열교환 코일에 공급하여 저장탱크에 저장된 중유를 이송 가능한 온도까지 상승시켰다.

그러나 이와 같은 중유의 저장탱크는 대용량이기 때문에 이를 가열시키기 위해서는 많은 에너지를 필요로 한다. 즉, 다량의 스팀을 생산하기 위하여 선박의 연료 소모량이 크므로 연료의 낭비를 초래하는 문제점을 갖고 있었다.

한편, 종래 선박의 냉각시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 선박 장비(100)들을 냉각시킨 고온의 청수가 회수되어 청수 공급펌프(200)를 통해 열교환기(300)에서 열교환되어 냉각되고, 냉각된 청수는 다시 선박 장비(100)들의 냉각수로 사용되는 순환 시스템을 갖고 있었다.

이와 같이 냉각 후 회수되는 청수는 상당히 고온을 갖고 있음에도 불구하고 단순히 열교환되어 냉각수로 사용되기 때문에 에너지의 낭비가 발생하는 것이다.

즉, 종래 선박에서는 중유저장탱크나 냉각시스템 등 전체적으로 낭비되는 에너지가 많았으며, 낭비된 에너지를 보완하기 위하여 더욱 많은 양의 선박 연료를 사용하게 되는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로,

선박 장비의 냉각용 청수를 이용하여 중유를 가열하기 위해 사용되는 선박의 연료 소모를 감소시킬 수 있는 선박용 중유저장탱크 가열 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 청수가 중유의 가열을 위한 용도 및 선박 장비를 냉각시키기 위한 용도 모두에 사용가능하도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 청수의 폐열을 더욱 효율적으로 활용하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 중유의 가열이 보다 신속하게 이루어지도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 선박의 냉각시스템 효율을 높이는데 있다.

본원발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여,

선박 장비들을 냉각시킨 청수를 회수하여 중유저장탱크의 가열에 사용하고, 이 청수를 다시 열교환기에서 냉각시켜 선박 장비들의 냉각을 위해 순환시키는 것을 특징으로 하는 냉각용 청수를 이용한 선박용 중유저장탱크 가열 시스템을 제공한다.

또한, 선박 장비들을 냉각시킨 청수는 회수되어 청수 공급펌프에 의해 바로 열교환기로 순환되거나, 중유저장탱크로 공급되어 중유저장탱크 내의 중유를 가열시킨 뒤 열교환기로 순환되는 것을 특징으로 한다.

또한, 중유저장탱크의 전단에는 청수 공급펌프로부터 중유저장탱크로 공급되는 청수의 양을 조절하기 위한 제어밸브가 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 중유저장탱크의 내부 또는 외부에는 중유저장탱크로 공급된 청수를 중유저장탱크 내에서 순환하며 이송시킬 수 있는 배관이 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 열교환기로 공급된 청수는 온도조절밸브를 통해 선박 장비의 냉각수로 공급되거나 열교환기로 재순환되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 냉각용 청수를 이용한 선박용 중유저장탱크 가열 시스템은 선박 장비를 냉각시킨 고온의 청수를 회수하여 중유저장탱크의 중유를 가열시키기 위한 용도로 사용함으로써 청수의 폐열을 활용하고, 이를 통해 중유를 가열시키기 위해 생성해야 하는 스팀의 생성량을 줄여 에너지 절약 및 연료 사용량을 절감시키는 효과를 갖는다.

또한, 청수 공급펌프를 통해 청수가 중유저장탱크 또는 열교환기로 순환되도록 함으로써 청수의 폐열을 중유 가열에 이용하면서도 선박 장비의 냉각을 위한 냉각수 공급도 원활하게 수행될 수 있다는 효과를 갖는다.

또한, 중유저장탱크로 공급되는 청수의 양을 조절하기 위한 제어밸브가 있어 청수의 공급량이 적절히 조절됨에 따라 불필요하게 중유저장탱크로 다량의 청수가 가해지는 것을 방지하여 청수의 폐열을 더욱 효율적으로 활용하는 효과를 갖는다.

또한, 중유저장탱크 내에서 청수가 순환될 수 있도록 구비된 배관으로 인하여 중유저장탱크에 고르게 열이 가해짐에 따라 중유가 이송 가능한 온도까지 보다 신속하게 가열되는 효과를 갖는다.

또한, 온도조절밸브를 통해 청수의 온도를 감지하여 청수의 흐름을 제어함에 따라 선박 장비의 냉각에 필요한 적정한 온도의 냉각수가 선박장비의 냉각시스템으로 공급되어 냉각효율을 높이는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 냉각용 청수를 이용한 선박용 중유저장탱크 가열 시스템을 보인 개념도.
도 2는 종래 선박의 냉각시스템을 나타낸 개념도.

이하에서는 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 도시된 실시예에 따라 구체적으로 설명하기는 하나, 본 발명이 도면에 도시된 실시예 만으로 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 냉각용 청수를 이용한 선박용 중유저장탱크 가열 시스템을 보인 개념도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명은 선박 장비(100)들을 냉각시킨 청수를 회수하여 중유저장탱크(10)의 가열에 사용하고, 이 청수를 다시 열교환기(300)에서 냉각시켜 선박 장비(100)들의 냉각수로 순환시키는 냉각용 청수를 이용한 선박용 중유저장탱크 가열 시스템에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 선박 장비의 냉각으로 대략 40~50℃의 고온을 갖는 청수를 중유저장탱크의 중유를 이송가능한 온도까지 가열시키기 위한 용도로 사용하여 청수의 폐열을 활용하고, 이를 통해 중유를 가열시키기 위해 생성해야 하는 스팀의 생성량을 줄여 에너지 절약 및 연료 사용량을 절감시키는 효과를 갖는다.

보다 구체적으로 선박 장비들(100)을 냉각시킨 청수는 회수되어 청수 공급펌프(200)에 의해 바로 열교환기(300)로 순환되거나, 중유저장탱크(10)로 공급되어 중유저장탱크(10) 내의 중유를 가열시킨 뒤 열교환기(300)로 순환되는 것이다.

여기서 청수 공급펌프(200)는 청수가 순환되는 라인의 도중에 설치되는 것으로, 선박 장비들을 냉각 시키고 배출되는 청수를 펌핑을 통해 열교환기(300) 또는 중유저장탱크(10)로 순환시키는 것이다.

이때 도 1에서 청수 공급펌프(200)는 2개가 병렬로 설치된 것으로 예시하였는데, 이는 하나의 청수 공급펌프(200)가 고장나는 등의 비상시를 대비하기 위함이다.

여기서 청수 공급펌프(200)를 통해 청수의 일부는 중유저장탱크(10)로 공급되고, 다른 일부는 열교환기(300)로 순환될 수 있도록 한 것은 청수의 폐열을 중유의 가열에 이용하면서도 선박 장비의 냉각을 위한 냉각수 공급도 원활하게 수행될 수 있도록 하기 위함이다.

이에 더하여 중유저장탱크(10)의 중유를 가열시킨 청수는 중유를 가열시키면서 중유와 열교환이 발생함에 따라 중유저장탱크(10)를 거친 청수는 최초 중유저장탱크(10)로 공급되기전의 청수보다 낮은 온도를 갖는다. 따라서 선박 장비들의 냉각 후 회수된 청수가 바로 열교환기(300)로 공급되어 열교환되는 경우 보다 중유저장탱크(10)를 통과한 뒤 열교환기로 순환되어 열교환되는 경우가 열교환 효율이 높아 더욱 경제적이다.

또한, 본 발명은 상기 중유저장탱크(10)의 내부 또는 외부에 중유저장탱크(10)로 공급된 청수를 중유저장탱크 내에서 순환하며 이송시킬 수 있는 배관이 구비될 수 있다.

이것은 공급된 고온의 청수가 중유저장탱크(10) 내부 혹은 외부를 순환하여 고르게 열이 가해지도록 하여 중유가 이송 가능한 온도까지 보다 신속하게 가열되도록 하기 위함이다.

이때 중유의 가열이 보다 효과적으로 나타나도록 하기 위해서는 종래 스팀에 의해 중유를 가열시킬 때와 마찬가지로 중유저장탱크(10)의 내부에 구비되는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명은 중유저장탱크(10)의 전단에는 청수 공급펌프(200)로부터 중유저장탱크(10)로 공급되는 청수의 양을 조절하기 위한 제어밸브(20)가 설치될 수 있다.

이는 중유저장탱크(10) 내 중유의 온도에 따라 청수의 공급량을 적절히 조절하여 중유저장탱크(10)에 중유의 이송이 가능한 온도까지 가열될 수 있는 정도의 청수만이 중유저장탱크(10)로 공급되고, 다른 청수들은 원활하게 열교환기(200)로 순환되어 선박 장비(100)의 냉각수로 사용될 수 있도록 하는 것이다.

즉, 불필요하게 중유저장탱크(10)로 다량의 청수가 가해지는 것을 방지하여 청수의 폐열을 더욱 효율적으로 활용하는 것이다.

그리고 본 발명은 열교환기(300)로 공급된 청수가 온도조절밸브(30)를 통해 선박 장비(100)의 냉각수로 공급되거나 열교환기(300)로 재순환될 수 있다.

여기서 상기 온도조절밸브(30)는 선박 장비(100)의 냉각에 적정한 온도를 갖는 청수를 공급하기 위하여 구비되는 것으로, 상기 온도조절밸브(30)는 삼방향제어밸브 등이 바람직하게 사용될 수 있다. 이러한 온도조절밸브(30)는 센서가 구비되어 냉각수로 이용되기에 적합한 온도로 열교환이 이루어진 청수는 선박 장비(100)들의 냉각수로 공급하고, 적합한 냉각수의 온도보다 높은 청수, 즉, 열교환이 덜 된 청수는 다시 열교환기(300)로 재순환되도록 청수의 흐름을 제어한다.

즉, 상기 온도조절밸브는 청수의 온도를 감지하여 청수가 공급되어야 하는 흐름방향을 제어하는 역할을 하는 것이며, 이를 통해 적정한 온도의 냉각수가 선박장비의 냉각시스템에 공급되므로 냉각시스템의 냉각효율을 높일 수 있다.

10: 중유저장탱크
20: 제어밸브
30: 온도조절밸브

Claims (5)

1. 선박 장비(100)들을 냉각시킨 청수를 회수하여 중유저장탱크(10)의 가열에 사용하고, 이 청수를 다시 열교환기(300)에서 냉각시켜 선박 장비(100)들의 냉각을 위해 순환시키는 것을 특징으로 하는 냉각용 청수를 이용한 선박용 중유저장탱크 가열 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   선박 장비(100)들을 냉각시킨 청수는 회수되어 청수 공급펌프에 의해 바로 열교환기(300)로 순환되거나, 중유저장탱크(10)로 공급되어 중유저장탱크 내의 중유를 가열시킨 뒤 열교환기(300)로 순환되는 것을 특징으로 하는 냉각용 청수를 이용한 선박용 중유저장탱크 가열 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,
   중유저장탱크(10)의 전단에는 청수 공급펌프(200)로부터 중유저장탱크(10)로 공급되는 청수의 양을 조절하기 위한 제어밸브(20)가 설치된 것을 특징으로 하는 냉각용 청수를 이용한 선박용 중유저장탱크 가열 시스템.
4. 청구항 1 내지 청구항 3중 어느 한 항에 있어서,
   중유저장탱크(10)의 내부 또는 외부에는 중유저장탱크로 공급된 청수를 중유저장탱크 내에서 순환하며 이송시킬 수 있는 배관이 구비된 것을 특징으로 하는 냉각용 청수를 이용한 선박용 중유저장탱크 가열 시스템.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   열교환기(300)로 공급된 청수는 온도조절밸브(30)를 통해 선박 장비(100)의 냉각수로 공급되거나 열교환기(300)로 재순환되는 것을 특징으로 하는 냉각용 청수를 이용한 선박용 중유저장탱크 가열 시스템.

Images