KR20150049812A

KR20150049812A - 복수개 냉각기를 지닌 시스템의 냉각수 유량조절 장치

Info

Publication number: KR20150049812A
Application number: KR1020130130839A
Authority: KR
Inventors: 공병훈; 김충식; 남병탁
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2015-05-08

Abstract

본 발명은 입수관(11)과 출수관(14) 상으로 씨체스트(10)의 해수를 이송하면서 냉각기(21)(22)에서 청수의 냉각을 수행하는 장치에 있어서: 상기 각각의 냉각기(21)(22)의 압력변동을 검출하도록 설치되는 압력측정기(30); 상기 출수관(14) 상에 설치되어 냉각기(21)(22)에 작용하는 배관압력을 조절하는 압력조절밸브(40); 및 상기 압력측정기(30)의 신호에 대응하여 압력조절밸브(40)를 설정된 조건으로 작동하는 제어기(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 복수개 냉각기를 설치한 선박의 해수-청수 냉각 시스템에서 냉각수 유량을 전 냉각기에 동일하게 조절하여 유량 불균형으로 인한 냉각성능 저하를 방지하는 효과가 있다.

Description

복수개 냉각기를 지닌 시스템의 냉각수 유량조절 장치{Cooling water flow control apparatus for system having plural coolers}

본 발명은 냉각수 유량조절 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 복수개 냉각기를 설치한 시스템에서 냉각수 유량을 전 냉각기에 동일하게 조절하여 유량 불균형으로 인한 냉각성능 저하를 방지하는 복수개 냉각기를 지닌 시스템의 냉각수 유량조절 장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박의 주기, 보기 등을 냉각한 청수는 씨체스트에 저장된 해수를 이용하여 냉각한다. 이와 같은 해수-청수의 냉각 시스템에서 냉각 효율의 저하는 선박의 에너지 소모를 증가시킬뿐더러 주기와 보기를 비롯한 각종 장비의 작동 신뢰성과 내구성에 영향을 미친다.

선박의 냉각 시스템과 관련되는 선행특허로서 한국 등록특허공보 제1313557호, 한국 공개특허공보 제2013-0053352호 등을 참조할 수 있다.

전자의 선행특허는 씨체스트로부터 해수를 공급받아, 펌핑을 실시하는 해수펌프유닛과; 장비의 냉각을 위해 상기 해수펌프유닛에서 펌핑된 해수와 청수펌프유닛에서 펌핑된 청수가 상호 열교환이 이루어지는 열교환유닛과; 장비의 작동 상태와, 상기 장비를 경유한 청수의 온도 및 압력 상태에 따라 상기 청수의 이동 방향을 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 따라, 장비의 작동 상태에 대응하여 청수에 의한 냉각을 능동적으로 수행하는 효과를 기대한다.

후자의 선행특허는 해수를 펌핑하는 해수펌프와 해수와 열교환을 통해 발열장치를 냉각하는 청수를 순환시키는 청수펌프를 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는 냉각기의 입구 및 출구의 청수 온도차이값을 판단하고, 청수 온도차이값에 따라 청수펌프의 회전수를 제어하고, 냉각기의 출구 청수온도를 기준으로 해수펌프의 회전수를 제어한다. 이에 따라, 2차 냉각구조를 가진 냉각 시스템에서 에너지 절감을 향상하는 효과를 기대한다.

그러나, 상기한 선행특허에 의하면 냉각 시스템에 복수개의 냉각기가 설치되는 경우 작업자가 게이지를 직접 확인하면서 운전해야 하는 불편이 수반되고 경우에 따라서 조절 없이 사용하여 에너지 소모를 증가시킨다. 설사 다른 냉각기로 교체 운전하는 경우에도 다시 조절을 하여야 하는 불편이 따른다.

1. 한국 등록특허공보 제1313557호 "선박용 열교환 장치"(공개일자 : 2013. 1. 16.) 2. 한국 공개특허공보 제2013-0053352호 "선박용 냉각 시스템, 이의 운전제어방법 및 이를 갖는 선박"(공개일자 : 2013. 5. 23.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 복수개 냉각기를 설치한 시스템에서 냉각수 유량을 전 냉각기에 동일하게 조절하여 유량 불균형으로 인한 냉각성능 저하를 방지하는 복수개 냉각기를 지닌 시스템의 냉각수 유량조절 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 입수관과 출수관 상으로 씨체스트의 해수를 이송하면서 냉각기에서 청수의 냉각을 수행하는 장치에 있어서: 상기 각각의 냉각기의 압력변동을 검출하도록 설치되는 압력측정기; 상기 출수관 상에 설치되어 냉각기에 작용하는 배관압력을 조절하는 압력조절밸브; 및 상기 압력측정기의 신호에 대응하여 압력조절밸브를 설정된 조건으로 작동하는 제어기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 압력측정기는 각각의 냉각기의 상류측과 하류측에 연결되는 차압계를 사용하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 압력조절밸브는 각각의 냉각기의 하류측에 연결되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 제어기는 냉각기의 차압이 설정된 값으로 유지되도록 압력조절밸브의 유로단면적을 변동하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 복수개 냉각기를 설치한 선박의 해수-청수 냉각 시스템에서 냉각수 유량을 전 냉각기에 동일하게 조절하여 유량 불균형으로 인한 냉각성능 저하를 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 주요부를 나타내는 배관블록도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 입수관(11)과 출수관(14) 상으로 씨체스트(10)의 해수를 이송하면서 냉각기(21)(22)에서 청수의 냉각을 수행하는 장치에 관하여 제안한다. 씨체스트(10)는 선박의 흘수(draft)에 대응하도록 높은 곳에 위치하는 하이 씨체스트와 낮은 곳에 위치하는 로우 씨체스트로 구성된다. 냉각기(21)(22)는 선박의 주기, 보기, 각종 장비를 냉각한 청수를 해수로 냉각시키는 열교환기 구조이다. 씨체스트(10)와 냉각기(12)는 입수관(14)과 출수관(16)으로 배관연결되고, 입수관(14) 상에 해수 이송을 위한 해수펌프(25)가 설치된다. 입수관(14)과 출수관(16)은 냉각기(21)(22)를 기준으로 설정된다.

이때, 도 1을 참조하면 해수는 입수관(11)에서 분기되는 입수다기관(12)을 거쳐 각각의 냉각기(21)(22)에 도달하고, 청수와 열교환을 거친 후에는 출수다기관(13)에서 출수관(14)으로 수집되어 배출구(16)로 배출된다.

본 발명에 따르면 상기 각각의 냉각기(21)(22)의 압력변동을 검출하도록 압력측정기(30)가 설치되는 구조이다. 동일한 규격의 냉각기(21)(22)가 복수로 설치된 경우에도 노후 정도차, 배관 스케일 등의 원인으로 압력변동이 다르게 나타날 수 있다. 압력측정기(30)로 검출되는 냉각기(21)(22)의 압력변동 신호는 출구(하류)측 압력 조절을 위하여 활용된다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 압력측정기(30)는 각각의 냉각기(21)(22)의 상류측과 하류측에 연결되는 차압계를 사용하는 것을 특징으로 한다. 압력측정기(30)인 차압계의 고압포트는 냉각기(21)(22)의 상류측인 입수다기관(12)에 저압포트는 냉각기(21)(22)의 하류측인 출수다기관(13)에 연결한다. 물론 차압계는 해수펌프(25)보다는 냉각기(21)(22)에 인접하도록 설치하는 것이 좋다. 냉각기(21)(22)의 차압이 높을수록 관로저항이 높아진 상태를 의미한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 출수관(14) 상에 압력조절밸브(40)가 설치되어 냉각기(21)(22)에 작용하는 배관압력을 조절한다. 압력조절밸브(40)는 후술하는 제어기(50)의 전기적 신호로 작동되는 방식을 택한다. 압력조절밸브(40)에 의하여 출수관(14)의 압력이 변동되면 냉각기(21)(22)의 압력유지가 가능하다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 압력조절밸브(40)는 각각의 냉각기(21)(22)의 하류측에 연결되는 것을 특징으로 한다. 제1냉각기(21)의 출수다기관(13)에서 압력측정기(30)의 연결점을 지난 하류측에 제1의 압력조절밸브(40)를 설치한다. 마찬가지로 제2냉각기(22)의 출수다기관(13)에서 압력측정기(30)의 연결점을 지난 하류측에 제2의 압력조절밸브(40)를 설치한다.

또, 본 발명에 따르면 제어기(50)가 상기 압력측정기(30)의 신호에 대응하여 압력조절밸브(40)를 설정된 조건으로 작동한다. 제어기(50)는 씨체스트(10)에서 냉각기(21)(22)에 이르는 경로 상에서 작업자의 접근이 용이한 지역에 설치한다. 제어기(50)는 구성의 간편성을 위해 릴레이 회로나 PLC로 구성할 수도 있지만, 원격통신으로 정보교환이 가능하도록 마이콤 회로로 구성하는 것이 좋다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 제어기(50)는 냉각기(21)(22)의 차압이 설정된 값으로 유지되도록 압력조절밸브(40)의 유로단면적을 변동하는 것을 특징으로 한다. 압력조절밸브(40)의 유로단면적이 축소되면 냉각기(21)(22)의 차압을 증가시킬 수 있고 유로단면적이 확대되면 냉각기(21)(22)의 차압을 감소시킬 수 있다. 각각의 냉각기(21)(22)의 차압을 설정 범위로 유지하면 부하, 흘수 등에 상관 없이 일정한 운전상태의 유지가 가능하다.

이에 따라, 복수의 냉각기(21)(22)에 대한 유량을 동일하게 유지하여 냉각효율의 저하를 방지한다. 그리고 작업자가 게이지를 직접 확인하면서 운전해야 하는 불편을 해소하고, 다른 냉각기로 교체 운전하는 경우에도 다시 조절을 하여야 하는 불편이 배제된다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 씨체스트 11: 입수관
12: 입수다기관 13: 출수다기관
14: 출수관 16: 배출구
21, 22: 냉각기 25: 해수펌프
30: 압력측정기 40: 압력조절밸브
50: 제어기

Claims

입수관(11)과 출수관(14) 상으로 씨체스트(10)의 해수를 이송하면서 냉각기(21)(22)에서 청수의 냉각을 수행하는 장치에 있어서:
상기 각각의 냉각기(21)(22)의 압력변동을 검출하도록 설치되는 압력측정기(30);
상기 출수관(14) 상에 설치되어 냉각기(21)(22)에 작용하는 배관압력을 조절하는 압력조절밸브(40); 및
상기 압력측정기(30)의 신호에 대응하여 압력조절밸브(40)를 설정된 조건으로 작동하는 제어기(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 복수개 냉각기를 지닌 시스템의 냉각수 유량조절 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 압력측정기(30)는 각각의 냉각기(21)(22)의 상류측과 하류측에 연결되는 차압계를 사용하는 것을 특징으로 하는 복수개 냉각기를 지닌 시스템의 냉각수 유량조절 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 압력조절밸브(40)는 각각의 냉각기(21)(22)의 하류측에 연결되는 것을 특징으로 하는 복수개 냉각기를 지닌 시스템의 냉각수 유량조절 장치
청구항 1에 있어서,
상기 제어기(50)는 냉각기(21)(22)의 차압이 설정된 값으로 유지되도록 압력조절밸브(40)의 유로단면적을 변동하는 것을 특징으로 하는 복수개 냉각기를 지닌 시스템의 냉각수 유량조절 장치.