KR20150114796A

KR20150114796A - 선박 평형수 처리 시스템의 전해조 해수 공급장치

Info

Publication number: KR20150114796A
Application number: KR1020140039438A
Authority: KR
Inventors: 이태진; 정길주; 김양규; 한기훈
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2014-04-02
Filing date: 2014-04-02
Publication date: 2015-10-13
Also published as: KR101863986B1

Abstract

본 발명은 전해용 해수를 안정적으로 공급함으로써 밸러스트 시스템의 트립 발생 없이 안정적으로 운용할 수 있도록 하며, 더 나아가서는 전해조에 공급되는 해수의 온도를 전해조의 정상작동온도에 알맞게 처리하여 공급함으로써 전해 효율을 정상적으로 유지하고 전해수 생성 농도를 균일하게 유지하도록 한 선박 평형수 처리 시스템의 전해조 해수 공급 장치를 개시한다. 본 발명의 전해조 해수 공급 장치는, 전해용 해수 유입 라인(400)을 제1 펌프 라인(401a)과 제2 펌프 라인(401b)으로 병렬로 나눈 후 다시 합류하도록 하고; 상기 제1, 2 펌프 라인(401a, 401b)에 각각 제1, 2 공급 펌프(410a, 410b)를 설치하고, 제1, 2 공급 펌프(410a, 410b)의 각각의 상류와 하류 측에 제1, 2 단속밸브(421a, 421b)와 제1, 2 역류방지 밸브(422a, 422b)를 설치하며; 상기 제1 펌프 라인(401a)과 제2 펌프 라인(401b)의 합류 지점의 하류 측에서 다시 제1 여과 라인(402a)과 제2 여과 라인(402b)으로 병렬로 나눈 후 각각의 제1, 2 여과 라인(402a, 402b)에 제1, 2 스트레이너(411a, 411b)를 설치하고, 제1, 2 스트레이너(411a, 411b)의 각각의 상류와 하류 측에 제1, 2 개폐밸브(423a, 423b)와 제3, 4 개폐 밸브(424a, 424b)를 설치하여 제1, 2 여과 라인(402a, 402b)을 선택적으로 개폐하도록 구성된다.

Description

선박 평형수 처리 시스템의 전해조 해수 공급장치{Sea Water Supply System for Electrolysis Unit of Ballast Water Treatment System}

본 발명은 선박 평형수 처리 시스템의 전해조 해수 공급 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전해용 해수를 안정적으로 공급함으로써 밸러스트 시스템의 트립 발생 없이 안정적으로 운용할 수 있도록 하는 한편, 전해조에 공급되는 해수의 온도를 전해조의 정상작동온도에 알맞게 처리하여 공급함으로써 전해 효율을 정상적으로 유지하고 전해수 생성 농도를 균일하게 유지하며, 더 나아가서는 해수 온도 조절을 위한 별도의 열원을 추가하지 않고 선박 엔진의 냉각수로부터 열원을 공급받아 해수의 온도를 정상작동온도로 일정하게 유지할 수 있도록 함으로써 추가 비용의 부담을 줄일 수 있도록 한 것이다.

최근 국제해사기구(IMO)의 관련협약 채택에 기초하여 선박의 평형수(Ballast Water) 처리가 의무화됨에 따라 평형수 처리방식과 그것의 처리효율 향상을 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.

그 중에서 전기분해를 이용한 평형수 처리방식은, 해수를 전기분해하여 전해수(electrolytic water)(차아염소산수)를 생성하고, 생성된 전해수를 해양으로부터 밸러스트 탱크로 유입되는 평형수에 혼합시켜 평형수를 살균하는 것이다.

도 1에는 전기분해 방식을 이용한 평형수 처리장치가 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 해수 유입구(Sea Chest)(2)와 밸러스트 탱크(4) 사이에 배관 되는 메인 밸러스트 라인(10) 상에 제1 밸브(V1), 밸러스트 펌프(20), 필터 유닛(30) 및 제2 밸브(V2)가 차례로 설치되고, 이와는 별도로 전해수 공급라인(6a 또는 6b)에 전해수 공급유닛(40)과 전해조 유닛(50)이 설치되며, 메인 밸러스트 라인(10)에 중화제를 공급하기 위한 중화제 공급유닛(60)이 설치된다.

그리고 제1 밸브(V1)와 제1 밸러스트 펌프(20) 사이의 지점과 제2 밸브(V2)의 하류 지점을 연결하는 제1 우회 라인(11)이 설치되고, 필터 유닛(30)의 상, 하류에 설치된 제4, 5 밸브(V4, V5)의 상, 하류를 연결하는 제2 우회 라인(12)이 설치된다.

밸러스트 시 즉, 해수 유입시에는, 밸러스트를 위한 밸브(V1, V2, V4, V5)는 열리고, 디밸러스트를 위한 밸브(V3, V6, V7)는 닫힌다. 따라서, 해수 유입구(2)에서 취수된 평형수는 밸러스트 펌프(20)에 의해 메인 밸러스트 라인(10)을 따라 유입되어 필터 유닛(30)에서 여과된 다음 밸러스트 탱크(4)로 들어간다. 밸러스트 탱크(4)로 들어가는 과정에서 전해조 유닛(50)으로부터 전기 분해에 의해 생성된 전해수를 평형수 내에 주입하여 살균한다.

디밸러스트(Deballast) 시 즉, 해수 배출시, 디밸러스트를 위한 밸브(V3, V6, V7)는 열리고, 밸러스트를 위한 밸브(V1, V2, V4, V5)는 닫힌다. 따라서, 밸러스트 탱크(4)에 있는 평형수는 제1 우회 라인(11)을 통해 유출되어 펌프(20)를 지나며, 다시 제2 우회 라인(12)을 거쳐 필터 유닛(30)을 우회한 다음 밸브(V7)가 설치된 배출라인을 따라 오버보드(Overboard)(70) 즉, 해양으로 배출된다. 평형수가 해양으로 배출되는 과정에서 중화제 공급유닛(60)으로 통해 평형수에 중화제를 투입함으로써 평형수 내에 잔존하는 전해수에 의한 해양오염을 방지한다.

즉, 밸러스트 시에는 평형수에 전해수를 주입하고 디밸러스트 시에는 평형수에 중화제를 투입하는데, 밸러스트 시에는 평형수 내의 총잔류산화제(TRO, Total Residual Oxidant) 농도가 기준치에 부합하도록 상시 평가하여 전해조 유닛(50)에 인가되는 전류를 증감하여 전해수의 TRO 농도를 조절하거나 평형수에 주입하는 전해수의 양을 조절하며, 디밸러스트 시에는 평형수 내의 총잔류산화제 농도가 IMO에서 규제하는 허용농도 이하가 되도록 하기 위해 중화제 투입량을 조절한다.

밸러스트 시, 일반적으로 적정한 염도(예; 약15psu)인 해수를 평형수의 1% 정도(예; 1,000톤당 10톤) 이용하여 전기분해 하여 평형수에 충분한 전해수를 공급하고 있는데, 당연히도 전해용 해수의 원활한 공급은 전해조 및 전체 밸러스트 시스템의 안정적인 운용에 직접적인 연관이 있고, 전해조에서 생성되는 전해수의 총잔류산화제 농도(즉, 차아염소산 농도)는 전해조의 전해 효율과 직접적인 연관이 있다.

예를 들어, 전해용 해수가 원활히 공급되지 못하면 전해조에서 전해가 이루어질 수 없어 평형수 내에 전해수를 공급하지 못해 평형수를 살균할 수 없게 되므로, 전체 밸러스트 시스템을 정지할 수밖에 없게 된다. 따라서 전해조에 대한 전해용 해수의 안정적인 공급은 밸러스트 시스템에서 매우 중요한 부분이라고 할 수 있다.

또한, 전해조의 전해 효율은 해수의 염도뿐만 아니라 해수의 온도에 의해서도 좌우되므로, 해수의 온도를 전해조의 전해 효율을 정상적으로 유지할 수 있는 온도(본 명세서에서는, '정상작동온도'라고 칭한다)로 공급하여야 한다. 보통 전해조의 정상작동온도는 약 10℃ ~ 38℃인데, 해수의 온도가 10℃ 이하에서는 전해효율이 낮아져서 농도가 정상적인 기대치(정상치)에 미치지 못하는 문제가 발생하고, 간혹 제어가능한 범위를 벗어나게 된다. 또한, 전해수의 생성 농도가 설계시 고려하였던 정상적인 값에 미치지 못하게 되면, 전해조에 인가하는 전력을 계속하여 증가시켜야 하므로 그 과정에서 전극의 수명이 단축되는 문제가 발생한다.

해수의 온도는 계절적 특성에 따라서도 변동이 있고 선박이 정박한 지역적 특성에 따라서도 변동이 있지만, 그럼에도 전해조에 공급되는 해수의 온도를 항상 정상작동온도로 유지하여 언제나 예측 가능하고 제어 가능하게 균일한 생성 농도를 유지할 필요가 있다.

공개특허공보 공개번호 제10-2013-0080669호 등록특허공보 등록번호 제10-1066674호

따라서, 본 발명은 전해용 해수를 안정적으로 공급함으로써 밸러스트 시스템의 트립 발생 없이 안정적으로 운용할 수 있도록 하며, 더 나아가서는 전해조에 공급되는 해수의 온도를 전해조의 정상작동온도에 알맞게 처리하여 공급함으로써 전해 효율을 정상적으로 유지하고 전해수 생성 농도를 균일하게 유지하도록 하는 선박 평형수 처리 시스템의 전해조 해수 공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 해수 온도 조절을 위한 별도의 열원을 추가하지 않고 선박 엔진의 냉각수로부터 열원을 공급받아 해수의 온도를 정상작동온도로 일정하게 유지할 수 있도록 함으로써 추가 비용의 부담을 줄일 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 선박 평형수 처리 시스템의 전해조 해수 공급장치는, 밸러스트 탱크로 들어가는 선박 평형수의 살균을 위한 전해수를 생성하는 전해조 유닛(50)에 전해용 해수를 공급하는 해수 공급장치로서, 해수 유입구(2)나 메인 밸러스트 라인(10) 등의 해수원으로부터 연장되어 전해조 유닛(50)으로 들어가도록 배관되는 전해용 해수 유입 라인(400)을 제1 펌프 라인(401a)과 제2 펌프 라인(401b)으로 병렬로 나눈 후 다시 합류하도록 하고; 상기 제1, 2 펌프 라인(401a, 401b)에 각각 제1, 2 공급 펌프(410a, 410b)를 설치하고, 제1, 2 공급 펌프(410a, 410b)의 각각의 상류와 하류 측에 제1, 2 단속밸브(421a, 421b)와 제1, 2 역류방지 밸브(422a, 422b)를 설치하여 제1, 2 펌프 라인(401a, 401b)을 선택적으로 개폐하도록 하며; 상기 제1 펌프 라인(401a)과 제2 펌프 라인(401b)의 합류 지점의 하류 측에서 다시 제1 여과 라인(402a)과 제2 여과 라인(402b)으로 병렬로 나눈 후 다시 합류하여 상기 전해조 유닛(50)에 연결하며; 상기 제1, 2 여과 라인(402a, 402b)에 각각 제1, 2 스트레이너(411a, 411b)를 설치하고, 제1, 2 스트레이너(411a, 411b)의 각각의 상류와 하류 측에 제1, 2 개폐밸브(423a, 423b)와 제3, 4 개폐 밸브(424a, 424b)를 설치하여 제1, 2 여과 라인(402a, 402b)을 선택적으로 개폐하도록 구성된다.

본 발명에 따른 선박 평형수 처리 시스템의 전해조 해수 공급장치에 있어서, 상기 제1, 2 여과 라인(402a, 402b)의 제1, 2 개폐밸브(423a, 423b)의 상류측과 제3, 4 개폐 밸브(424a, 424b)의 하류측 사이에 차압 검출 라인(425)을 형성하고, 상기 차압 검출 라인(425)에 차압 센서(425a)를 설치하여 상기 스트레이너(411a, 411b)의 막힘을 검출하도록 한다.

본 발명에 따른 선박 평형수 처리 시스템의 전해조 해수 공급장치는, 상기 제1, 2 여과 라인(402a, 402b)의 합류지점 하류 측에서 상기 전해조 유닛(50)으로 들어가기 전의 전해용 해수 공급 라인(402a)에 설치되어 전해조로 공급되는 해수와 열교환하여 해수의 온도를 일정한 범위로 유지하기 위한 열교환기(412); 상기 열교환기(412)의 상류와 하류 측의 전해용 해수 공급 라인(402a)에 설치되어 유입 및 유출을 단속하는 개폐 밸브(426, 427); 상기 열교환기(412)를 우회하도록 상기 상류 측 개폐 밸브(426)의 상류 지점과 상기 하류 측 개폐 밸브(427)의 하류 지점 사이를 별도의 라인으로 연결하는 우회 라인(403); 상기 우회 라인(403)에 설치되어, 해수원으로부터 취수되는 해수 온도가 기준온도 범위를 벗어나는 경우에는 우회 라인(403)을 폐쇄시켜 해수가 상기 열교환기(412)를 통과하도록 하고, 해수 온도가 기준온도범위 내에 들어오는 경우에는 우회 라인(403)을 개방시켜 해수가 상기 열교환기(412)를 통과하지 않고 우회 라인(403)을 통해 곧바로 전해조 유닛(50)으로 들어가도록 하는 개폐 밸브(428)를 포함한다.

또한, 상기 열교환기(412)에는, 열교환기(412)를 지나는 전해용 해수와 열교환하기 위한 열교환 매체를 유입 및 유출시키기 위한 열교환 매체 유입 라인(431)과 유출 라인(432)이 설치되고; 상기 유입 라인(431)은 선박 엔진의 저온 냉각수 시스템의 저온 냉각기(430)에 연결되어 저온 냉각기(430)의 냉각청수를 열교환 매체로서 열교환기(412)에 유입시켜 냉각청수와 전해용 해수의 열교환이 이루어지도록 하며; 상기 열교환 매체 유입 라인(431) 및 유출 라인(432)에는 각각 냉각청수를 단속하는 개폐밸브(435) 및 개폐밸브(436)가 설치된다.

본 발명에 따른 선박 평형수 처리 시스템의 전해조 해수 공급장치에 의하면, 전해수 공급 펌프와 스트레이너가 각각 병렬로 설치됨으로써, 1개의 전해수 공급펌프가 고장나거나 1개의 스트레이너가 막히더라도 나머지 회로를 통하여 전해조에 해수를 안정적으로 공급할 수 있음으로써 밸러스트 시스템을 트립 발생 없이 안정적으로 운용할 수 있으며, 고장난 전해수 공급 펌프나 막힌 스트레이너를 수리할 시간을 확보할 수 있다.

또한, 전해용 해수 유입 라인에 열교환기를 설치함과 더불어, 열교환기를 우회하는 우회 라인을 설치하여, 해수의 온도가 전해조의 정상작동온도를 벗어나는 경우 열교환기를 통과시켜 정상작도온도로 만든 후 전해조에 공급함으로써 전해조의 전해효율을 항상 정상적으로 유지할 수 있고, 그에 따라 전해수 생성 농도를 균일하게 유지할 수 있다.

또한, 열교환기의 열교환 매체를 추가로 마련하지 않고 선박 엔진에 기존에 갖추고 있는 저온 냉각수 시스템의 저온 냉각기를 흐르는 냉각청수를 사용함으로써, 히터와 같은 추가적인 열원 없이 선박에 이미 갖추어져 있는 저온 냉각기의 냉각청수를 이용하여 적은 비용으로 쉽게 구성할 수 있다.

도 1은 종래의 선박 평형수 처리 장치의 배관 및 구성요소들을 나타내는 다이어그램이다.
도 2는 본 발명에 따른 전해조 해수 공급 장치의 구성을 나타내는 다이어그램이다.

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 발명에 따른 전해조 해수 공급 장치의 구성을 나타내는 다이어그램이 도시되어 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전해조 해수 공급 장치(40a)는, 해수 유입구(2)나 메인 밸러스트 라인(10) 등의 해수원으로부터 연장되어 전해조 유닛(50)으로 들어가도록 배관되는 전해용 해수 유입 라인(400)을 제1 펌프 라인(401a)과 제2 펌프 라인(401b)으로 병렬로 나눈 후 다시 합류하는 형태로 형성된다.

이렇게 병렬로 연결된 제1, 2 펌프 라인(401a, 401b)에는, 각각 제1, 2 공급 펌프(410a, 410b)가 설치되고, 제1, 2 공급 펌프(410a, 410b)의 각각의 상류와 하류 측에는 제1, 2 단속밸브(421a, 421b)와 제1, 2 역류방지 밸브(422a, 422b)가 설치된다. 제1, 2 단속밸브(421a, 421b)를 선택적으로 개폐하는 것에 의해 제1, 2 펌프 라인(401a, 401b) 중 하나의 라인을 통하여 해수가 공급되도록 한다. 예를 들어, 제1 펌프 라인(401a)을 가동하다가 제1 공급 펌프(410a)가 고장나면 제1 펌프 라인(401a)을 폐쇄하고 제2 펌프 라인(401b)을 개방하여 해수의 공급이 계속하여 이루어질 수 있도록 한다.

또한, 상기한 제1 펌프 라인(401a)과 제2 펌프 라인(401b)의 합류 지점의 하류 측에서, 다시 제1 여과 라인(402a)과 제2 여과 라인(402b)으로 병렬로 나눈 후 다시 합류하여 상기 전해조 유닛(50)에 연결한다. 도면에 도시된 실시예에서는 제1 여과 라인(402a)을 전해조(50)까지 연결하고, 제1 여과 라인(402a)으로부터 제2 여과 라인(402b)을 분기하여 병렬을 이루도록 한 후 다시 제1 여과 라인(402a)에 합류하도록 한 형태를 가진다..

이렇게 병렬로 연결된 제1, 2 여과 라인(402a, 402b)에는, 각각 제1, 2 스트레이너(411a, 411b)가 설치되고, 제1, 2 스트레이너(411a, 411b)의 각각의 상류와 하류 측에는 제1, 2 개폐밸브(423a, 423b)와 제3, 4 개폐 밸브(424a, 424b)가 설치된다. 제1, 3 개폐밸브(423a, 424a)와 제2, 4 개폐밸브(423b, 424b)를 선택적으로 개폐하는 것에 의해 제1, 2 여과 라인(402a, 402b) 중 하나의 라인을 통하여 해수가 공급되도록 한다. 예를 들어, 제1, 2 여과 라인(402a)을 가동하다가 제1 여과 라인(402a)의 스트레이너(411a)가 막히는 경우에는 제1여과 라인(402a)은 폐쇄하고 제2 여과 라인(402b)을 개방하여 해수의 공급이 계속하여 이루어질 수 있도록 한다.

이와 같이 본 발명은, 펌프 라인을 제1 펌프 라인(401a)과 제2 펌프 라인(401b)으로 병렬로 형성하여 각각의 라인마다 공급 펌프(410a, 410b)를 설치하고, 여과 라인을 제1 여과 라인(402a)과 제2 여과 라인(402b)으로 병렬로 형성하여 각각의 라인마다 스트레이너(411a, 411b)를 설치함으로써, 1개의 전해수 공급펌프가 고장나거나 1개의 스트레이너가 막히더라도 나머지 회로를 통하여 전해조에 해수를 안정적으로 공급할 수 있음으로써 밸러스트 시스템을 트립 발생 없이 안정적으로 운용할 수 있으며, 그동안 고장난 전해수 공급 펌프를 수리할 시간을 확보할 수 있다.

또한, 제1, 2 여과 라인(402a, 402b)의 제1, 2 개폐밸브(423a, 423b)의 상류측과 제1, 2 개폐 밸브(424a, 424b)의 하류측 사이에는 차압 검출 라인(425)이 형성되고, 차압 검출 라인(425)에는 차압 센서(425a)가 설치된다.

차압 센서(425a)에 의해 스트레이너(411a, 411b) 입구 측과 출구 측의 압력을 검출하여 비교하여, 차압이 기준값 이상인 경우에는 운용중인 스트레이너가 막힌 것으로 판단하여, 해당 스트레이너가 설치된 라인은 폐쇄하는 대신에 병렬로 설치된 다른 하나의 라인을 개방시켜 전해조에 해수를 안정적으로 공급할 수 있음으로써 밸러스트 시스템을 트립 발생 없이 안정적으로 운용할 수 있으며, 그동안 막힌 스트레이너를 수리할 시간을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전해조 해수 공급 장치(40a)는, 제1, 2 여과 라인(402a, 402b)의 합류지점 하류 측에서 전해조 유닛(50)으로 들어가기 전의 전해용 해수 공급 라인(402a)에는 열교환기(412)가 설치되어, 열교환기(412)를 통해 전해조로 공급되는 해수와 열교환하여 해수의 온도를 일정한 범위, 즉 정상작동온도를 유지하도록 한다.

상기 열교환기(412)의 상류와 하류 측의 전해용 해수 공급 라인(402a)에는, 열교환기(412)로 유입 및 유출되는 전해용 해수의 흐름을 단속하는 개폐 밸브(426, 427)가 각각 설치된다.

해수원, 즉 해수 유입구(2)나 메인 밸러스트 라인(10)(도 1 참조)으로부터 전해용 해수 유입 라인(400)으로 유입되는 해수의 온도가 기준온도, 즉 정상작동온도보다 낮은 경우(즉, 정상작동온도의 범위 중 최소온도(10℃)보다 낮은 경우) 개폐 밸브(426, 427)를 열어 해수가 열교환기(412)를 통과하도록 하여 해수의 온도를 높이게 된다.

또한, 해수의 온도가 정상작동온도보다 높은 경우(즉, 정상작동온도의 범위 중 최고온도(38℃)보다 높은 경우) 개폐밸브(426, 427)를 열어 해수가 열교환기(412)를 통과하도록 하여 해수의 온도를 낮추게 된다.

그러나 통상적으로 해수의 최고 온도는 31℃ 또는 32℃로 설정되므로, 해수의 온도가 정상작동온도의 범위 중 최고온도(38℃)보다 높은 경우는 아주 특별한 경우를 제외하고는 거의 발생하지 않는다.

또한, 본 발명에 있어서, 열교환기(412) 상, 하류에 설치된 개폐밸브(426, 427)의 상, 하류, 즉 상류 측 개폐 밸브(426)의 상류 지점과 상기 하류 측 개폐 밸브(427)의 하류 지점을 연결하는 별도의 우회 라인(403)이 설치되고, 우회 라인(403)에는 개폐 밸브(428)가 설치된다. 즉, 필요시 해수가 열교환기(412)를 통과하지 않고 우회 라인(403)을 통해 곧바로 전해조 유닛(50)으로 들어가도록 한다.

즉, 해수원으로부터 취수되는 해수 온도가 기준온도보다 낮거나 높은 경우에는 우회 라인(403)을 폐쇄시켜 해수가 상기 열교환기(412)를 통과하도록 하고, 해수 온도가 기준온도범위 내에 들어오는 경우에는 우회 라인(403)을 개방시켜 해수가 열교환기(412)를 통과하지 않고 우회 라인(403)을 통해 곧바로 전해조 유닛(50)으로 들어가도록 하는 것이다.

또한, 열교환기(412)에는, 열교환기(412)를 지나는 전해용 해수와 열교환하기 위한 열교환 매체를 유입 및 유출시키기 위한 열교환 매체 유입 라인(431)과 유출 라인(432)이 설치된다.

특히, 본 발명에서는, 열교환 매체를 추가로 마련하지 않고 선박 엔진에 기존에 갖추고 있는 저온 냉각수 시스템의 저온 냉각기(430)를 흐르는 냉각청수(Cooling Fresh Water)를 사용하도록 한다. 즉, 유입 라인(431)은 선박 엔진의 저온 냉각수 시스템의 저온 냉각기(430)에 연결되어 저온 냉각기(430)의 냉각청수를 열교환 매체로서 열교환기(412)에 유입시켜 냉각청수와 전해용 해수의 열교환이 이루어지도록 하는 것이다.

열교환 매체 유입 라인(431) 및 유출 라인(432)에는 각각 냉각청수를 단속하는 개폐밸브(435) 및 개폐밸브(436)가 설치되어 필요시에만 냉각청수 라인을 개통하도록 한다.

선박 엔진의 냉각수 시스템은, 저온 냉각수 시스템(LT CFW Sys; Low Temperature Cooling Fresh Water System)과 고온 냉각수 시스템(HT CFW Sys; High Temperature Cooling Fresh Water System)이 있다.

저온 냉각수 시스템은, 예를 들어 흡기용 에어 쿨러, 윤활유 쿨러 등에서 흡기, 윤활유 등을 냉각하거나 각종 기기류에서 발생한 열을 빼앗아 저온 냉각기(또는 중앙 냉각기(Central Cooler)(430)에서 해수 쪽으로 전달하도록 하는 것이다.

이러한 선박 엔진의 저온 냉각기(430)의 냉각청수의 온도는 통상적으로 36℃로 유지되는데, 이는 냉각청수를 식혀 주어야 하는 해수의 온도가 지역마다 편차는 있으나 일반적으로 최대 해수온도를 31℃ 또는 32℃로 정의하여 설계하기 때문이다.

고온 냉각수 시스템은, 예를 들어 메인 엔진과 발전기 엔진의 실린더 재킷을 순환하는 고온의 냉각수를 식히기 위한 냉각수 시스템이다.

앞에서 설명한 바와 같이, 전해조에 공급되는 해수의 정상작동온도는 10℃ ~ 38℃로 설명하였다. 따라서, 36℃의 온도를 가지는 저온 냉각기(430)의 냉각청수는 전해조에 공급되는 해수를 정상작동온도 범위로 유지하기에 알맞은 온도를 가진다고 할 수 있으므로, 히터와 같은 추가적인 열원 없이 선박에 이미 갖추어져 있는 저온 냉각기의 냉각청수를 이용하여 적은 비용으로 쉽게 구성할 수 있는 것이다.

따라서, 해수원, 즉 해수 유입구(2)나 메인 밸러스트 라인(10)(도 1 참조)으로부터 전해용 해수 유입 라인(400)으로 유입되는 해수의 온도가 기준온도, 즉 정상작동온도보다 낮은 경우(즉, 정상작동온도의 범위 중 최소온도(10℃)보다 낮은 경우)에는, 우회 라인(403)의 개폐 밸브(428)는 폐쇄하고 개폐 밸브(426, 427)는 열어 해수가 열교환기(412)를 통과하도록 한다.

전해용 해수는 열교환기(412)를 통과하면서 선박 엔진의 저온 냉각수 시스템의 저온 냉각기(430)에서 유입되어 흐르는 냉각청수로부터 열을 빼앗아 정상작동온도로 승온된 후 전해조(50)로 유입된다.

또한, 해수의 온도가 정상작동온도보다 높은 경우(즉, 정상작동온도의 범위 중 최고온도(38℃)보다 높은 경우)에도 해수가 열교환기(412)를 통과하면서 냉각청수에 열을 빼앗겨 정상작도온도로 낮아진 다음 전해조(50)에 유입된다.

또한, 해수원으로부터 취수되는 해수 온도가 기준온도범위, 즉 정상작동온도 범위 내에 들어오는 경우에는, 개폐밸브(426, 427)를 폐쇄하여 해수가 열교환기(412)로 들어가지 못하도록 차단하고, 개폐 밸브(428)는 열어 해수가 우회 라인(403)을 통해 곧바로 전해조 유닛(50)으로 들어가도록 한다.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

2 : 해수 유입구
4 : 밸러스트 탱크
6a, 6b : 전해수 공급라인
10 : 메인 밸러스트 라인
11 : 제1 우회 라인
12 : 제2 우회 라인
20 : 밸러스트 펌프
30 : 필터 유닛
40 : 전해수 공급유닛
50 : 전해조 유닛
60 : 중화제 공급유닛
70 : 오버보드
400 : 전해용 해수 공급 라인
401a : 제1 펌프 라인
401b : 제2 펌프 라인
402a : 제1 여과 라인
402b : 제2 여과 라인
403 : 우회 라인
410a : 제1 공급 펌프
410b : 제2 공급 펌프
421a : 제1 단속밸브
421b : 제2 단속밸브
422a : 제1 역류방지 밸브
422b : 제2 역류방지 밸브
411a : 제1 스트레이너
411b : 제2 스트레이너
412 : 412 : 열교환기
423a : 제1 개폐밸브
423b : 제2 개폐밸브
424a : 제3 개폐 밸브
424b : 제4 개폐 밸브
425 : 차압라인
425a : 차압 센서
426, 427, 428, 435, 436 : 개폐 밸브
431 : 열교환 매체 유입 라인
432 : 열교환 매체 유출 라인
430 : 저온 냉각기

Claims

밸러스트 탱크로 들어가는 선박 평형수의 살균을 위한 전해수를 생성하는 전해조 유닛(50)에 전해용 해수를 공급하는 해수 공급장치로서,
해수 유입구(2)나 메인 밸러스트 라인(10) 등의 해수원으로부터 연장되어 전해조 유닛(50)으로 들어가도록 배관되는 전해용 해수 유입 라인(400)을 제1 펌프 라인(401a)과 제2 펌프 라인(401b)으로 병렬로 나눈 후 다시 합류하도록 하고,
상기 제1, 2 펌프 라인(401a, 401b)에 각각 제1, 2 공급 펌프(410a, 410b)를 설치하고, 제1, 2 공급 펌프(410a, 410b)의 각각의 상류와 하류 측에 제1, 2 단속밸브(421a, 421b)와 제1, 2 역류방지 밸브(422a, 422b)를 설치하여 제1, 2 펌프 라인(401a, 401b)을 선택적으로 개폐하도록 하며,
상기 제1 펌프 라인(401a)과 제2 펌프 라인(401b)의 합류 지점의 하류 측에서 다시 제1 여과 라인(402a)과 제2 여과 라인(402b)으로 병렬로 나눈 후 다시 합류하여 상기 전해조 유닛(50)에 연결하며,
상기 제1, 2 여과 라인(402a, 402b)에 각각 제1, 2 스트레이너(411a, 411b)를 설치하고, 제1, 2 스트레이너(411a, 411b)의 각각의 상류와 하류 측에 제1, 2 개폐밸브(423a, 423b)와 제3, 4 개폐 밸브(424a, 424b)를 설치하여 제1, 2 여과 라인(402a, 402b)을 선택적으로 개폐하도록 한 것을 특징으로 하는 선박 평형수 처리 시스템의 전해조 해수 공급장치.
제1항에 있어서,
상기 제1, 2 여과 라인(402a, 402b)의 제1, 2 개폐밸브(423a, 423b)의 상류측과 제3, 4 개폐 밸브(424a, 424b)의 하류측 사이에 차압 검출 라인(425)을 형성하고, 상기 차압 검출 라인(425)에 차압 센서(425a)를 설치한 것을 특징으로 하는 선박 평형수 처리 시스템의 전해조 해수 공급장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1, 2 여과 라인(402a, 402b)의 합류지점 하류 측에서 상기 전해조 유닛(50)으로 들어가기 전의 전해용 해수 공급 라인(402a)에 설치되어 전해조로 공급되는 해수와 열교환하여 해수의 온도를 일정한 범위로 유지하기 위한 열교환기(412);
상기 열교환기(412)의 상류와 하류 측의 전해용 해수 공급 라인(402a)에 설치되어 유입 및 유출을 단속하는 개폐 밸브(426, 427);
상기 열교환기(412)를 우회하도록 상기 상류 측 개폐 밸브(426)의 상류 지점과 상기 하류 측 개폐 밸브(427)의 하류 지점 사이를 별도의 라인으로 연결하는 우회 라인(403);
상기 우회 라인(403)에 설치되어, 해수원으로부터 취수되는 해수 온도가 기준온도 범위를 벗어나는 경우에는 우회 라인(403)을 폐쇄시켜 해수가 상기 열교환기(412)를 통과하도록 하고, 해수 온도가 기준온도범위 내에 들어오는 경우에는 우회 라인(403)을 개방시켜 해수가 상기 열교환기(412)를 통과하지 않고 우회 라인(403)을 통해 곧바로 전해조 유닛(50)으로 들어가도록 하는 개폐 밸브(428)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 평형수 처리 시스템의 전해조 해수 공급장치.
제3항에 있어서,
상기 열교환기(412)에는, 열교환기(412)를 지나는 전해용 해수와 열교환하기 위한 열교환 매체를 유입 및 유출시키기 위한 열교환 매체 유입 라인(431)과 유출 라인(432)이 설치되고,
상기 유입 라인(431)은 선박 엔진의 저온 냉각수 시스템의 저온 냉각기(430)에 연결되어 저온 냉각기(430)의 냉각청수를 열교환 매체로서 열교환기(412)에 유입시켜 냉각청수와 전해용 해수의 열교환이 이루어지도록 하며,
상기 열교환 매체 유입 라인(431) 및 유출 라인(432)에는 각각 냉각청수를 단속하는 개폐밸브(435) 및 개폐밸브(436)가 설치되는 것을 특징으로 하는 선박 평형수 처리 시스템의 전해조 해수 공급장치.