KR20130109797A

KR20130109797A - 선박의 냉각 해수 제어 시스템

Info

Publication number: KR20130109797A
Application number: KR1020120031832A
Authority: KR
Inventors: 김덕기
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2013-10-08

Abstract

본 발명은 선박의 냉각 해수 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화물창장비(Cargo Plant)로 유입되는 냉각 해수의 온도 및 압력과, 상기 화물창장비(Cargo Plant)에서 유출되는 냉각 해수의 온도를 감지하여 화물 냉각 해수 펌프를 제어하는 선박의 냉각 해수 제어 시스템에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 냉각 해수를 흡입하는 화물냉각해수펌프, 화물창장비로 유입되는 냉각 해수의 압력(P)을 측정하는 압력센서, 상기 화물냉각해수펌프를 구동시키는 모터, 상기 모터의 회전 속도를 제어하는 모터제어장치를 구비한 선박의 냉각 해수 제어 시스템에 있어서, 상기 화물창장비로 유입되는 냉각 해수의 온도를 측정하는 제1온도센서;와 상기 화물창장비에서 유출되는 냉각 해수의 온도를 측정하는 제2온도센서;및 상기 압력센서가 측정한 압력( P ), 상기 제1온도센서가 측정한 온도( T₁)및 제2온도센서가 측정한 온도( T₂)를 이용하여 상기 모터제어장치를 통해 상기 모터의 회전속도를 제어하는 통합자동제어장치를 더 포함하는 선박의 냉각 해수 제어 시스템을 제공한다.

Description

선박의 냉각 해수 제어 시스템{Cooling sea water control system for ships}

본 발명은 선박의 냉각 해수 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화물창장비(Cargo Plant)로 유입되는 냉각 해수의 온도 및 압력과, 상기 화물창장비(Cargo Plant)에서 유출되는 냉각 해수의 온도를 감지하여 화물 냉각 해수 펌프를 제어하는 선박의 냉각 해수 제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 선박의 냉각 해수 제어 시스템은 엔진, 발전기, 전동기, 에어컨 시스템, 콤프레서(compressor) 및 기타 여러 가지 열을 발생시키는 구성 부재를 해수로 냉각시킨다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 고부가가치선 액화천연가스(LNG, Liquefied Natural Gas)선 및 액화석유가스(LPG, Liquefied Petroleum Gas)선에 적용되는 냉각 해수 제어 시스템으로는 화물 냉각 해수 펌프(Cargo Cooling Sea Water Pump) 구동용 모타타입(Motor Type)을 일정한 전압공급으로 일정한 속도로 구동하는 직접구동방식(DOL, Direct On-line driven)을 사용하고 있다.

그러나, 종래의 선박의 냉각 해수 제어 시스템은 냉각 해수의 양을 자동으로 조절할 수 없어서 화물 냉각 해수 펌프에 소요되는 전력이 낭비되어 선박의 운영 비용이 과다하게 소모된다는 문제가 있다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 화물창장비(Cargo Plant)에서 유출되는 냉각 해수의 온도를 감지하여 화물 냉각 해수 펌프를 제어함으로써 냉각 해수의 양을 자동으로 조절하여 소요 전력의 낭비를 방지하고 선박의 운영 비용을 절감할 수 있는 선박의 냉각 해수 제어 시스템을 제공하는 것이다.

상술한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 냉각 해수를 흡입하는 화물냉각해수펌프, 화물창장비로 유입되는 냉각 해수의 압력(P)을 측정하는 압력센서, 상기 화물냉각해수펌프를 구동시키는 모터, 상기 모터의 회전 속도를 제어하는 모터제어장치를 구비한 선박의 냉각 해수 제어 시스템에 있어서, 상기 화물창장비로 유입되는 냉각 해수의 온도를 측정하는 제1온도센서;와 상기 화물창장비에서 유출되는 냉각 해수의 온도를 측정하는 제2온도센서;및 상기 압력센서가 측정한 압력( P ), 상기 제1온도센서가 측정한 온도( T₁)및 제2온도센서가 측정한 온도( T₂)를 이용하여 상기 모터제어장치를 통해 상기 모터의 회전속도를 제어하는 통합자동제어장치를 더 포함하는 선박의 냉각 해수 제어 시스템을 제공한다.

상기 압력(P)이 설정된 값 이하인 경우, 상기 통합자동제어장치를 통해 구동되는 화물냉각해수펌프의 구동 대수를 증가시킬 수 있다.

또한, △T = T₂(상기 제2온도센서가 측정한 값)－ T₁(상기 제1온도센서(50)가 측정한 값)이라 하면, 상기 △T의 값이 정해진 값보다 커지게 되면 상기 통합자동제어장치가 상기 모터제어장치를 통해 상기 모터의 회전속도를 증가시켜 상기 화물창장비(Cargo Plant)로 유입되는 냉각 해수의 양을 증가시키고, 상기 △T의 값이 정해진 값보다 작아지게 되면 상기 통합자동제어장치가 상기 모터제어장치를 통해 상기 모터의 회전속도를 감소시켜 상기 화물창장비(Cargo Plant)로 유입되는 냉각 해수의 양을 감소시킬 수 있다.

본 발명에 따른 선박의 냉각 해수 제어 시스템은 화물창장비로 유입되는 냉각 해수의 양을 자동으로 조절하여 화물 해수 냉각 펌프 구동에 소요되는 전력 낭비를 방지하고 선박의 운영 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 선박의 냉각 해수 제어 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 선박의 냉각 해수 제어 시스템의 구성도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 선박의 냉각 해수 제어 시스템의 실시 예를 설명한다.

도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박의 냉각 해수 제어 시스템을 설명한다. 본 실시 예에 따른 선박의 냉각 해수 제어 시스템은 화물냉각해수펌프(10), 압력센서(20), 모터(30), 모터제어장치(40), 제1온도센서(50), 제2온도센서(60) 및 통합자동제어장치(70)를 포함한다.

상기 화물냉각해수펌프(10)는 발전기의 동력을 이용하여 냉각 해수를 선박의 씨체스트(sea chest)로부터 흡입한다.

상기 압력센서(20)는 화물창장비(Cargo Plant)로 유입되는 냉각 해수의 압력(P)을 측정한다.

상기 모터(30)는 상기 화물냉각해수펌프(10)를 구동시키기 위한 장치로, 다시 말하면, 가변주파수구동(VFD)모터가 사용된다.

상기 모터제어장치(40)는 상기 모터(30)의 회전속도를 제어한다.

상기 제1온도센서(50)는 화물창장비(Cargo Plant)로 유입되는 냉각 해수의 온도를 측정한다.

상기 제2온도센서(60)는 화물창장비(Cargo Plant)에서 유출되는 냉각 해수의 온도를 측정한다.

상기 통합자동제어장치(70)는 상기 압력센서(20)가 측정한 냉각 해수의 압력, 상기 제1온도센서(50) 및 제2온도센서(60)가 측정한 온도를 이용하여 상기 모터제어장치(40)를 통해 상기 모터(30)의 회전속도를 제어하게 된다.

상기 압력센서(20)가 측정한 압력을 이용하여 상기 모터(30)를 제어하는 방법에 대해 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 선박의 냉각 해수 제어 시스템은 보통 3개의 화물해수냉각펌프(10)로 구성된다.

상기 압력센서(20)가 측정한 파이프의 압력(P)이 정상범위( P₁≤ P ≤ P₂)일 경우, 2개의 화물해수냉각펌프(10)가 구동되고 있다.

만약, 상기 압력(P)이 P₁보다 작으면 상기 통합자동제어장치(70)는 나머지 1개의 화물해수냉각펌프(10)를 구동하여 상기 압력(P)을 높임으로써 상기 압력(P)이 상기 정상범위에 있도록 제어한다.

또한, 상기 압력(P)이 P₂보다 크면 상기 통합자동제어장치(70)는 1개의 화물해수냉각펌프(10)를 정지시켜 상기 압력(P)을 낮춤으로써 상기 압력(P)이 상기 정상범위에 있도록 제어한다.

상기 제1온도센서(50) 및 제2온도센서(60)가 측정한 온도를 이용하여 상기 모터(30)를 제어하게 방법에 대해 예를 들면 다음과 같다.

먼저, 상기 제1온도센서(50)가 측정한 값을 T₁, 상기 제2온도센서(60)가 측정한 값을 T₂라 하면, T₁은 화물창장비(Cargo Plant)로 유입되는 냉각 해수의 온도이고 T₂는 상기 화물창장비(Cargo Plant)를 냉각시킨 후 상기 화물창장비(Cargo Plant)에서 유출되는 냉각 해수의 온도이므로 T₁＜ T₂가 됨을 알 수 있다. 이는 냉각 해수가 상기 화물창장비를 냉각시키면서 열을 빼앗아 자신의 온도는 상승하기 때문이다.

또한, △T＝T₂－ T₁라 하면, △T가 커짐에 따라 상기 화물창장비(Cargo Plant)를 냉각시키는 데 필요한 냉각 해수의 양은 증가하게 되고, △T가 작아짐에 따라 상기 화물창장비(Cargo Plant)를 냉각시키는 데 필요한 냉각 해수의 양은 감소하게 된다.

따라서, 상기 △T의 값이 정해진 값보다 커지게 되면 상기 통합자동제어장치(70)는 상기 모터제어장치(40)를 통해 상기 모터(30)를 제어하여 상기 화물창장비(Cargo Plant)로 유입되는 냉각 해수의 양을 증가시킨다.

상기와 반대로, 상기 △T의 값이 정해진 값보다 작아지게 되면 상기 통합자동제어장치(70)는 상기 모터제어장치(40)를 통해 상기 모터(30)를 제어하여 상기 화물창장비(Cargo Plant)로 유입되는 냉각 해수의 양을 감소시킨다.

결과적으로, 상기 통합자동제어장치(70)는 상기 압력센서(20)가 측정한 압력, 상기 제1온도센서(50) 및 제2온도센서(60)가 측정한 온도를 이용하여 상기 모터제어장치(40)를 통해 상기 모터(30)의 회전속도를 제어함으로써, 화물운전조건(Cargo operation condition)에 따라 화물창장비(Cargo Plant)에 필요한 냉각 해수를 공급함으로써 상기 모터(30)에 공급되는 전원을 줄여 소요 전력의 낭비를 방지하고 선박의 운영 비용을 절감하게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

10: 화물냉각해수펌프 20: 압력센서
30: 모터 40: 모터제어장치
50: 제1온도센서 60: 제2온도센서
70: 통합자동제어장치

Claims

냉각 해수를 흡입하는 화물냉각해수펌프, 화물창장비로 유입되는 냉각 해수의 압력(P)을 측정하는 압력센서, 상기 화물냉각해수펌프를 구동시키는 모터, 상기 모터의 회전 속도를 제어하는 모터제어장치를 구비한 선박의 냉각 해수 제어 시스템에 있어서,
상기 화물창장비로 유입되는 냉각 해수의 온도를 측정하는 제1온도센서;
상기 화물창장비에서 유출되는 냉각 해수의 온도를 측정하는 제2온도센서;및
상기 압력센서가 측정한 압력( P ), 상기 제1온도센서가 측정한 온도( T₁) 및 제2온도센서가 측정한 온도( T₂)를 이용하여 상기 모터제어장치를 통해 상기 모터의 회전속도를 제어하는 통합자동제어장치를 더 포함하는 선박의 냉각 해수 제어 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 압력(P)이 설정된 값 이하인 경우, 상기 통합자동제어장치가 구동되는 화물냉각해수펌프의 수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 선박의 냉각 해수 제어 시스템.
청구항 1에 있어서,
△T = T₂(상기 제2온도센서가 측정한 값)－ T₁(상기 제1온도센서(50)가 측정한 값)이라 하면,
상기 △T의 값이 정해진 값보다 커지게 되면 상기 통합자동제어장치가 상기 모터제어장치를 통해 상기 모터의 회전속도를 증가시켜 상기 화물창장비(Cargo Plant)로 유입되는 냉각 해수의 양을 증가시키고,
상기 △T의 값이 정해진 값보다 작아지게 되면 상기 통합자동제어장치가 상기 모터제어장치를 통해 상기 모터의 회전속도를 감소시켜 상기 화물창장비(Cargo Plant)로 유입되는 냉각 해수의 양을 감소시키는 것을 특징으로 하는 선박의 냉각 해수 제어 시스템.