KR20140054693A

KR20140054693A - 선박용 온수 가열시스템

Info

Publication number: KR20140054693A
Application number: KR1020120120493A
Authority: KR
Inventors: 서충환
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2012-10-29
Filing date: 2012-10-29
Publication date: 2014-05-09
Also published as: KR101925397B1

Abstract

선박용 엔진과, 신선수를 공급하는 청수 탱크가 구비된 선박용 온수 가열시스템에 관한 것으로, 상기 청수 탱크로부터 유입되는 신선수와 선박 내의 온수 사용처를 거쳐 순환되어 재유입되는 온수를 가열하도록 구비된 온수 가열부; 및, 상기 온수 가열부에 연결되고, 상기 선박용 엔진에서 발생되는 열을 이용하여 상기 청수 탱크에서 공급되는 신선수의 온도가 상승되게 함과 동시에 상기 선박용 엔진에서 발생되는 열을 냉각시킨 냉각수의 온도는 하강되게 열교환 하도록 구비된 예비 가열부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 선박의 보일러나 발전기에서의 연료 소비를 절감할 수 있는 선박용 온수 가열시스템을 제공할 수 있다.

Description

선박용 온수 가열시스템 {calorifier system for ship}

본 발명은 선박용 온수 가열시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 청수 탱크로부터 유입되는 신선수와 선박 내의 온수 사용처를 거쳐 순환되어 재유입되는 온수를 가열하는 구조를 개선한 선박용 온수 가열시스템에 관한 것이다.

일반적으로 해양 유전으로부터 원유를 채취하기 위해 드릴쉽(drill ship)이나 해양 플랜트(plant)가 사용된다.

최근에는 부유식 원유생산저장하역설비(FPSO, Floating Production Storage and Offloading)를 사용하여 해상에서 채취한 원유를 현장에서 가공하고 있다.

또한, 위에서 언급한 FPSO 이외에도 예컨대 액화천연가스(LNG)용 FPSO나 기타 다양한 해양 플랜트(plant)가 존재한다.

상기 FPSO을 비롯하여 다양한 선박을 비롯한 해양 시설물에서 사용하는 온수(heated water)는 대부분 본선에 설치되어 있는 온수 가열시스템을 이용하여 발생하도록 되어 있다. 그런데, 상기 온수 가열시스템은 해양 시설물 내부에서 스팀이나 기름 또는 전기를 이용하여 구동되도록 되어 있다. 종래의 온수 가열시스템은 신선수(fresh water)를 공급하는 청수 공급기(fresh water generator)에 의해 공급된 신선수가 저장되는 청수 탱크(fresh water tank)로부터 공급된 신선수를 가열하는 온수 발생기(calorifier)를 통해 선실에 온수가 공급되도록 구성되어 있다.

이러한 선박용 온수 가열시스템의 일 예가 대한민국 특허공개번호 제10-2012-0012302호(2012년02월09일자 공개, 이하 '특허문헌1'이라 함) 등에 개시되어 있다.

그러나, 종래기술에 따른 선박용 온수 가열시스템은 온수의 사용량이 늘어나게 되면 온수 발생기의 부하가 증가 되기 때문에 보일러나 발전기에서의 연료유 소모량이 증가 될 수 있다는 문제점이 있다.

대한민국 특허공개번호 제10-2012-0012302호(2012년02월09일자 공개)

본 발명의 목적은, 선박의 보일러나 발전기에서의 연료 소비를 비롯하여 전기나 스팀과 같은 에너지의 소비를 절감할 수 있는 선박용 온수 가열시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따라, 선박용 엔진과, 신선수를 공급하는 청수 탱크가 구비된 선박용 온수 가열시스템에 있어서, 상기 청수 탱크로부터 유입되는 신선수와 선박 내의 온수 사용처를 거쳐 순환되어 재유입되는 온수를 가열하도록 구비된 온수 가열부; 및, 상기 온수 가열부에 연결되고, 상기 선박용 엔진에서 발생되는 열을 이용하여 상기 청수 탱크에서 공급되는 신선수의 온도가 상승되게 함과 동시에 상기 선박용 엔진에서 발생되는 열을 냉각시킨 냉각수의 온도는 하강되게 열교환 하도록 구비된 예비 가열부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 예비 가열부는, 일측이 신선수 유입 배관을 통해 상기 청수 탱크 및 상기 온수 가열부 사이에 구비되고, 타측이 냉각수 배관을 통해 상기 선박용 엔진 및 재킷 쿨러 사이에 구비된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 선박용 온수 가열시스템은, 상기 선박용 엔진에서 발생되는 열을 냉각시킨 냉각수가 상기 예비 가열부로 유입되는 것을 차단할 수 있도록 구비된 온/오프 밸브와, 상기 선박용 엔진에서 발생되는 열을 냉각시킨 냉각수의 온도를 감지하는 감지부와, 상기 감지부에서 감지된 결과에 기초하여 냉각수의 온도가 미리 설정된 온도 미만인 것으로 판단되면 상기 예비 가열부로의 냉각수 유입이 차단되도록 상기 온/오프 밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 온수 가열부는 신선수 및 온수를 가열하는 히터를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 히터에는 상기 온수 가열부에서 가열되는 신선수 및 온수의 온도가 조절되도록 온도 스위치가 연결 구비된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 온수 가열부로 재유입되는 온수는 온수 순환 펌프에 의해 순환 재유입되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 선박의 보일러나 발전기에서의 연료 소비를 비롯하여 전기나 스팀과 같은 에너지의 소비를 절감할 수 있는 선박용 온수 가열시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 선박용 온수 가열시스템의 구성을 나타낸 구성도,
도 2는 도 1의 선박용 온수 가열시스템의 제어 블록도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 선박용 온수 가열시스템(10)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 선박용 엔진(1)과 신선수를 공급하는 청수 탱크(3)가 구비된 것으로서, 청수 탱크(3)로부터 유입되는 신선수와 선박 내의 온수 사용처를 거쳐 순환되어 재유입되는 온수를 가열하도록 구비된 온수 가열부(calorifier)(20)와, 온수 가열부(20)에 연결되고 선박용 엔진(1)에서 발생되는 열을 이용하여 청수 탱크(3)에서 공급되는 신선수의 온도가 상승되게 함과 동시에 선박용 엔진(1)에서 발생되는 열을 냉각시킨 냉각수의 온도는 청수 탱크(3)에서 공급되는 신선수에 의해 하강되게 열교환 하도록 구비된 예비 가열부(50)를 포함한다.

이에 따라, 청수 탱크(3)에서 공급되는 신선수가 온수 가열부(20)로 가기 전에 선박용 엔진(1)에서 발생되는 열을 냉각시킨 고온의 냉각수 잉여 열에 의해 예비 가열부(50)에서 미리 가열되어 온수 가열부(20)에서의 에너지 소모량을 줄이고, 선박용 엔진(1)에서 발생되는 열을 냉각시킨 냉각수는 후술할 재킷 쿨러(jacket cooler)(5)로 가기 전에 청수 탱크(3)에서 공급되는 신선수에 의해 예비 가열부(50)에서 미리 냉각되어 재킷 쿨러(5)에서의 에너지 소모량을 줄임으로써, 선박의 보일러나 발전기에서의 연료 소비를 비롯하여 전기나 스팀과 같은 에너지의 소비를 절감할 수 있는 선박용 온수 가열시스템(10)을 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예로서, 선박용 엔진(1)은 선박의 주엔진(main engine)이나 보조 엔진(발전기 엔진)이 될 수 있다.

온수 가열부(20)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 새로이 공급되는 신선수 및 순환 재유입되는 온수를 적정 온도로 가열하는 히터(21)를 포함하고, 온수 가열부(20)로 재유입되는 온수는 온수 순환 펌프(25)에 의해 순환 재유입된다.

히터(21)는 스팀(steam)이나 전기에 의해 청수 탱크(3)로부터 유입되는 신선수와 선박 내의 온수 사용처를 거쳐 순환되어 재유입되는 온수를 적정 온도까지 가열할 수 있다.

이에 따라, 청수 탱크(3)로부터 예비 가열부(50)를 거쳐 온수 가열부(20)로 유입되는 신선수와 온수 순환 펌프(25)에 의해 선박 내의 온수 사용처를 거쳐 순환되어 재유입되는 온수를 히터(21)에 의해 가열할 수 있다.

히터(21)에는 온수 가열부(20)에서 가열되는 신선수 및 온수의 온도가 선택된 적정 온도가 되게 히터(21)의 부하가 조절되도록 온도 스위치(23)가 연결 구비된다.

이에 따라, 후술할 제어부(80)에 의해 온도 스위치(23)가 제어됨으로써 온수 가열부(20)에서 가열되는 신선수 및 온수의 온도가 히터(21)에 의해 조절되도록 할 수 있다.

예비 가열부(50)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 일측이 신선수 유입 배관(30)을 통해 청수 탱크(3) 및 온수 가열부(20) 사이에 구비되고, 타측이 냉각수 배관(40)을 통해 선박용 엔진(1) 및 재킷 쿨러(5) 사이에 구비된다.

이에 따라, 신선수가 신선수 유입 배관(30)을 통해 온수 가열부(20)로 가기 전에 냉각수 배관(40)을 통해 선박용 엔진(1)에서 유입되는 고온의 냉각수 잉여 열에 의해 예비 가열부(50)에서 미리 가열되어 온수 가열부(20)에서의 에너지 소모량이 절약될 수 있고, 선박용 엔진(1)에서 유입되는 고온의 냉각수는 재킷 쿨러(5)로 가기 전에 신선수 유입 배관(30)을 통해 유입되는 신선수에 의해 예비 가열부(50)에서 미리 냉각되어 재킷 쿨러(5)에서의 에너지 소모량이 절약될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 선박용 온수 가열시스템(10)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 선박용 엔진(1)에서 발생되는 열을 냉각시킨 냉각수가 예비 가열부(50)로 유입되는 것을 차단할 수 있도록 구비된 온/오프 밸브(60)와, 선박용 엔진(1)에서 발생되는 열을 냉각시킨 냉각수의 온도를 감지하는 감지부(70)와, 감지부(70)에서 감지된 결과에 기초하여 냉각수의 온도가 미리 설정된 온도 미만인 것으로 판단되면 예비 가열부(50)로의 냉각수 유입이 차단되도록 온/오프 밸브(60)를 제어하는 제어부(80)를 더 포함한다.

이에 따라, 선박용 엔진(1)에서 발생되는 열을 냉각시킨 냉각수의 온도가 미리 설정된 온도보다 낮은 경우에는 예비 가열부(50)로의 냉각수 유입이 차단되도록 제어부(80)가 온/오프 밸브(60)를 제어함으로써 잉여 열의 부족으로 인하여 예비 가열부(50)에서 열교환이 제대로 이뤄지지 못하게 되는 경우를 미리 대비할 수 있다.

감지부(70)는 냉각수 배관(40)에 구비된 온도 센서(temperature transmitter)로 구비되고, 온/오프 밸브(60)는 냉각수 배관(40)에서 예비 가열부(50)에 연결된 부위, 즉 예비 가열부(50)로 냉각수가 유입되는 입력단에 구비된다.

한편, 냉각수 배관(40)에서 온/오프 밸브(60)가 구비된 예비 가열부(50)의 냉각수 유입 입력단과 분기 되는 지점에는 냉각수 바이패스 관(41)이 구비된다.

이에 따라, 선박용 엔진(1)에서 발생되는 열을 냉각시킨 냉각수의 온도가 미리 설정된 온도보다 낮은 경우 예비 가열부(50)로의 냉각수 유입이 차단되면, 선박용 엔진(1)으로부터의 냉각수는 냉각수 바이패스 관(41)을 통해 재킷 쿨러(5)로 그대로 유입될 수 있다.

이에, 본 발명에 따르면, 선박의 보일러나 발전기에서의 연료 소비를 비롯하여 전기나 스팀과 같은 에너지의 소비를 절감할 수 있는 선박용 온수 가열시스템(10)을 제공할 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

20 : 온수 가열부 21 : 히터
23 : 온도 스위치 25 : 온수 순환 펌프
30 : 신선수 유입 배관 40 : 냉각수 배관
50 : 예비 가열부 60 : 온/오프 밸브
70 : 감지부 80 : 제어부

Claims

선박용 엔진(1)과, 신선수를 공급하는 청수 탱크(3)가 구비된 선박용 온수 가열시스템에 있어서,
상기 청수 탱크(3)로부터 유입되는 신선수와 선박 내의 온수 사용처를 거쳐 순환되어 재유입되는 온수를 가열하도록 구비된 온수 가열부(20); 및
상기 온수 가열부(20)에 연결되고, 상기 선박용 엔진(1)에서 발생되는 열을 이용하여 상기 청수 탱크(3)에서 공급되는 신선수의 온도가 상승되게 함과 동시에 상기 선박용 엔진(1)에서 발생되는 열을 냉각시킨 냉각수의 온도는 하강되게 열교환 하도록 구비된 예비 가열부(50);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 온수 가열시스템.
제1항에 있어서,
상기 예비 가열부(50)는, 일측이 신선수 유입 배관(30)을 통해 상기 청수 탱크(3) 및 상기 온수 가열부(20) 사이에 구비되고, 타측이 냉각수 배관(40)을 통해 상기 선박용 엔진(1) 및 재킷 쿨러(5) 사이에 구비된 것을 특징으로 하는 선박용 온수 가열시스템.
제2항에 있어서,
상기 선박용 엔진(1)에서 발생되는 열을 냉각시킨 냉각수가 상기 예비 가열부(50)로 유입되는 것을 차단할 수 있도록 구비된 온/오프 밸브(60)와,
상기 선박용 엔진(1)에서 발생되는 열을 냉각시킨 냉각수의 온도를 감지하는 감지부(70)와,
상기 감지부(70)에서 감지된 결과에 기초하여 냉각수의 온도가 미리 설정된 온도 미만인 것으로 판단되면 상기 예비 가열부(50)로의 냉각수 유입이 차단되도록 상기 온/오프 밸브(60)를 제어하는 제어부(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 온수 가열시스템.
제3항에 있어서,
상기 온수 가열부(20)는 신선수 및 온수를 가열하는 히터(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 온수 가열시스템.
제4항에 있어서,
상기 히터(21)에는 상기 온수 가열부(20)에서 가열되는 신선수 및 온수의 온도가 조절되도록 온도 스위치(23)가 연결 구비된 것을 특징으로 하는 선박용 온수 가열시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온수 가열부(20)로 재유입되는 온수는 온수 순환 펌프(25)에 의해 순환 재유입되는 것을 특징으로 하는 선박용 온수 가열시스템.