KR20200076198A - Fresh Water Cooling System And Method For Ship - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선박의 냉각수 냉각 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박에서 주기관의 소기 냉각장치 및 보조기관을 냉각시키고 배출되는 냉각수를 쿨러에서 해수와 열교환으로 냉각시켜 소기 냉각장치 및 보조기관으로 순환시키되, 쿨러로 공급되는 해수의 온도에 따라 쿨러로 공급되는 해수의 유량을 제어하여 쿨러로부터 배출되는 냉각수의 온도를 제어하는 선박의 냉각수 냉각 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a cooling water cooling system and method of a ship, and more specifically, to cool the scavenging cooling device and auxiliary engine of the main pipe in the ship and cool the discharged cooling water by heat exchange with sea water in the cooler to scavenge the cooling device and auxiliary engine. It relates to a cooling water cooling system and method of a ship that is circulated to, and controls the temperature of the cooling water discharged from the cooler by controlling the flow rate of the sea water supplied to the cooler according to the temperature of the sea water supplied to the cooler.
LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있다. 액화가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는, 액화된 상태로 액화가스 운반선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. LNG나 LPG 등의 액화가스는 천연가스 혹은 석유가스를 극저온(LNG의 경우 약 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태일 때보다 그 부피가 대폭 감소하므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.The consumption of liquefied gas such as LNG (Liquefied Natural Gas) or LPG (Liquefied Petroleum Gas) is increasing worldwide. The liquefied gas is transported in a gaseous state through gas piping on land or offshore, or is transported to a long-distance consumer while being stored in a liquefied gas carrier in a liquefied state. Liquefied gas such as LNG or LPG is obtained by cooling natural gas or petroleum gas to cryogenic temperature (about -163°C in the case of LNG), and its volume is significantly reduced compared to that of gas, which makes it suitable for long-distance transportation through sea.
LNG가 사용되는 선박은 대표적으로 LPG 운반선, LNG 운반선(LNG Carrier), 액체수소 운반선, LNG RV(Regasification Vessel)와 같은 자체 추진 능력을 갖춘 선박을 비롯하여, LNG FPSO(Floating Production Storage Offloading), LNG FSRU(Floating, Storage, Regasification Unit)와 같이 추진 능력을 갖추지는 않지만 해상에 부유하고 있는 해상 구조물 등을 예로 들 수 있다.Ships that use LNG are typically LPG carriers, LNG carriers, liquid hydrogen carriers, and LNG self-propelled vessels such as RV (Regasification Vessel), LNG Floating Production Storage Offloading (FPSO), LNG FSRU Examples include offshore structures that do not have propulsion capabilities, such as (Floating, Storage, Regasification Unit), but are floating on the sea.
LNG가 사용되는 선박 중 LNG 재기화 선박은 초저온 액체상태의 LNG를 저장하고, 이를 재기화시켜 육상의 수요처로 공급할 수 있는 기능을 갖는 선박 또는 부유구조물을 말하는데, 해상에 부유한 상태에서 LNG의 저장 및 재기화 목적을 갖는 해상 부유구조물 형태의 LNG FSRU와 LNG 운반선의 기능을 가지면서 재기화의 목적을 갖는 자체 추진능력을 갖는 선박 형태의 LNG RV 등이 이에 해당한다. Among the vessels in which LNG is used, LNG regasification vessels are vessels or floating structures having the function of storing cryogenic liquid LNG, and regasifying them to supply them to demand on land. This includes LNG FSRUs in the form of offshore floating structures with the purpose of regasification, and LNG RVs in the form of ships with self-propelling capabilities with the purpose of regasification while functioning as LNG carriers.
이러한 LNG 재기화 선박은, 해상에서 쉽게 얻을 수 있는 해수 또는 공기 등을 열원으로 LNG를 재기화시켜 육상의 가스 수요처로 공급할 수 있다. Such an LNG regasification vessel can regasify LNG as a heat source using seawater or air, which can be easily obtained from the sea, and supply it to a gas demand onshore.
선박에서 엔진의 효율을 높이기 위해 엔진에는 과급기(미도시)를 거쳐 고압으로 압축된 흡입공기가 공급되는데, 이것이 소기(scavenge air)이다. 과급기를 거친 공기는 고압으로 압축되면서 고온 상태가 되므로 이를 냉각시킨 후 엔진으로 유입시킨다. In order to increase the efficiency of the engine in the ship, the engine is supplied with compressed air compressed at high pressure through a supercharger (not shown), which is scavenge air. The air that goes through the supercharger is compressed to high pressure and becomes hot, so it is cooled and then introduced into the engine.
선박의 메인 엔진(ME)의 100% load에서 과급기를 거쳐 압축된 냉각 전 소기의 온도는 max. 200℃에 이르고, 냉각 후 50℃ 내외의 온도로 엔진에 공급된다. 엔진의 load가 낮아지면 공기의 양과 압축비가 달라져 온도도 달라진다.At 100% load of the ship's main engine (ME), the temperature of the scavenger before cooling through the supercharger is max. It reaches 200℃, and after cooling, is supplied to the engine at a temperature of about 50℃. When the engine load decreases, the amount of air and the compression ratio change, and the temperature also changes.
도 1에 도시된 바와 같이 소기를 냉각시키기 위한 냉각기(10)에서는 냉각수를 공급받아 소기와 열교환시켜 소기를 냉각시킨다. 냉각수를 다시 냉각하기 위해서는 선박에서 구하기 쉬운 해수를 사용할 수 있고, 해수에 의해 냉각수의 온도를 35℃ 내외로 낮추어 공급하였다.As shown in FIG. 1, in the
그런데 최근 연료소모량을 줄이고 배기가스 내 오염물질을 줄이기 위해 소기의 온도를 낮게 유지하고자 하는 요청이 있다. However, recently there is a request to keep the desired temperature low in order to reduce fuel consumption and reduce pollutants in the exhaust gas.
본 발명은 이러한 점에 착안하여 선박에서 소기 냉각을 위한 냉각수의 온도를 효과적으로 낮추고, 냉각수의 온도를 효과적으로 제어할 수 있는 시스템을 제안하고자 한다. In view of this, the present invention is to propose a system capable of effectively lowering the temperature of cooling water for scavenging cooling in a ship and effectively controlling the temperature of cooling water.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선박에 마련되어 선내 주기관의 소기 및 보조기관을 냉각시키고 배출되는 냉각수를 해수와 열교환으로 냉각시키는 쿨러; According to an aspect of the present invention for solving the above problems, a cooler provided on a vessel to cool scavenging and auxiliary engines of a ship's main engine and cool the discharged cooling water by heat exchange with sea water;
상기 주기관의 소기 냉각장치로부터 배출되는 상기 냉각수를 상기 쿨러로 공급하는 제1 냉각수 배출배관; A first cooling water discharge pipe for supplying the cooling water discharged from the scavenging device of the main pipe to the cooler;
상기 쿨러에서 냉각된 상기 냉각수를 상기 소기 냉각장치로 공급하는 제1 냉각수 공급배관; A first cooling water supply pipe supplying the cooling water cooled in the cooler to the scavenging device;
상기 쿨러에 상기 냉각수의 냉각을 위한 해수를 공급하는 해수공급배관; A seawater supply pipe supplying seawater for cooling the coolant to the cooler;
상기 쿨러에서 상기 냉각수와 열교환된 해수를 배출하는 해수배출배관; 및A seawater discharge pipe for discharging seawater exchanged with the coolant in the cooler; And
상기 쿨러로 공급되는 해수의 온도에 따라 해수와 열교환으로 냉각된 후 상기 쿨러로부터 배출되는 상기 냉각수의 온도를 제어하는 제어부;를 포함하는 선박의 냉각수 냉각 시스템이 제공된다. Provided is a cooling water cooling system for a ship, including; a control unit for controlling the temperature of the cooling water discharged from the cooler after being cooled by heat exchange with sea water according to the temperature of the sea water supplied to the cooler.
바람직하게는, 상기 해수공급배관에 마련되는 제1 온도센서; 상기 해수공급배관에 마련되어 상기 쿨러로 해수를 공급하는 해수공급펌프; 및 상기 제1 냉각수 배출배관에서 상기 쿨러의 후단에 마련되는 제2 온도센서;를 더 포함하고, 상기 제어부에서는 상기 제1 온도센서에서 감지된 해수의 온도 및 상기 제2 온도센서에서 감지된 상기 냉각수의 온도를 기준으로 상기 해수공급펌프의 속도를 제어할 수 있다.Preferably, the first temperature sensor provided in the sea water supply pipe; A seawater supply pump provided in the seawater supply pipe to supply seawater to the cooler; And a second temperature sensor provided at the rear end of the cooler in the first cooling water discharge pipe, wherein the control unit includes the temperature of seawater detected by the first temperature sensor and the cooling water detected by the second temperature sensor. The speed of the seawater supply pump can be controlled based on the temperature of.
바람직하게는, 상기 제1 냉각수 배출배관으로부터 상기 쿨러를 우회하여 상기 제1 냉각수 공급배관으로 연결되는 제1 혼합배관; 상기 제1 혼합배관이 상기 제1 냉각수 공급배관으로 합류되는 지점에 마련되는 제1 밸브; 및 상기 제1 냉각수 공급배관에서 상기 제1 밸브의 하류에 마련되어 상기 소기 냉각장치로 상기 냉각수를 공급하는 소기 냉각수 공급펌프;를 더 포함할 수 있다. Preferably, a first mixed pipe connected to the first cooling water supply pipe by bypassing the cooler from the first cooling water discharge pipe; A first valve provided at a point where the first mixing pipe is joined to the first cooling water supply pipe; And a scavenging coolant supply pump provided downstream of the first valve in the first coolant supply pipe to supply the coolant to the scavenging cooler.
바람직하게는, 상기 제1 냉각수 공급배관에서 상기 소기 냉각수 공급펌프의 하류에 마련되는 제3 온도센서; 및 상기 주기관의 로드 신호(Load signal)를 받아 상기 소기 냉각장치로 공급될 상기 냉각수의 온도를 제어하는 컨트롤러;를 더 포함하고, 상기 컨트롤러에서는 상기 제3 온도센서를 통해 상기 냉각수의 온도를 감지하면서, 상기 주기관의 로드 신호를 받아 상기 제1 밸브를 제어하여 상기 쿨러로부터 냉각된 상기 냉각수와 상기 제1 혼합배관을 통해 미냉각된 상기 냉각수를 혼합하여 상기 소기 냉각장치로 공급될 상기 냉각수의 온도를 제어할 수 있다. Preferably, a third temperature sensor provided downstream of the scavenging coolant supply pump in the first coolant supply pipe; And a controller that receives a load signal of the main engine and controls the temperature of the cooling water to be supplied to the scavenging device, wherein the controller detects the temperature of the cooling water through the third temperature sensor. While, receiving the load signal of the main pipe to control the first valve to mix the cooling water cooled from the cooler and the uncooled cooling water through the first mixing pipe to supply the cooling water to be supplied to the scavenging device. The temperature can be controlled.
상기 제어부에서는 상기 제1 온도센서에서 감지된 해수의 온도보다 상기 제2 온도센서에서 감지된 상기 냉각수의 온도가 3 내지 5℃ 높도록 상기 해수공급펌프의 속도를 제어할 수 있다. The controller may control the speed of the seawater supply pump so that the temperature of the cooling water detected by the second temperature sensor is 3 to 5°C higher than the temperature of the seawater detected by the first temperature sensor.
바람직하게는, 상기 보조기관을 냉각시키고 배출되는 상기 냉각수를 상기 쿨러로 공급하는 제2 냉각수 배출배관; 및 상기 쿨러에서 냉각된 상기 냉각수를 상기 보조기관으로 공급하는 제2 냉각수 공급배관;을 더 포함하되, 상기 제2 냉각수 공급배관은 상기 제1 냉각수 공급배관으로부터 상기 제2 온도센서 하류에서 분기되어 마련될 수 있다. Preferably, a second cooling water discharge pipe for cooling the auxiliary engine and supplying the discharged cooling water to the cooler; And a second cooling water supply pipe supplying the cooling water cooled in the cooler to the auxiliary engine, wherein the second cooling water supply pipe is branched from the first cooling water supply pipe downstream of the second temperature sensor. Can be.
바람직하게는 상기 제2 냉각수 배출배관으로부터 상기 쿨러를 우회하여 상기 제2 냉각수 공급배관으로 연결되는 제2 혼합배관; 상기 제2 혼합배관이 상기 제2 냉각수 공급배관으로 합류되는 지점에 마련되는 제2 밸브; 및 상기 제2 냉각수 공급배관에서 상기 제2 밸브의 하류에 마련되어 상기 보조기관으로 상기 냉각수를 공급하는 보조기관 냉각수 공급펌프;를 더 포함할 수 있다. Preferably, the second mixing pipe connected to the second cooling water supply pipe by bypassing the cooler from the second cooling water discharge pipe; A second valve provided at a point where the second mixing pipe is joined to the second cooling water supply pipe; And an auxiliary engine cooling water supply pump provided downstream of the second valve from the second cooling water supply pipe to supply the cooling water to the auxiliary engine.
바람직하게는, 상기 제2 냉각수 공급배관에서 상기 보조기관 냉각수 공급펌프의 하류에 마련되는 제4 온도센서; 및 상기 제4 온도센서를 통해 상기 냉각수의 온도를 감지하고, 상기 제2 밸브를 제어하여 상기 쿨러로부터 냉각된 상기 냉각수와 상기 제2 혼합배관을 통해 미냉각된 상기 냉각수를 혼합하여 상기 보조기관으로 공급될 상기 냉각수의 온도가 제어될 수 있다. Preferably, a fourth temperature sensor provided downstream of the cooling water supply pump of the auxiliary engine in the second cooling water supply pipe; And sensing the temperature of the cooling water through the fourth temperature sensor, and controlling the second valve to mix the cooling water cooled from the cooler and the uncooled cooling water through the second mixing pipe to the auxiliary engine. The temperature of the cooling water to be supplied can be controlled.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박에서 주기관의 소기 및 보조기관을 냉각시키고 배출되는 냉각수를 쿨러에서 해수와 열교환으로 냉각시켜 상기 주기관의 소기 냉각장치 및 보조기관으로 공급하되, According to another aspect of the invention, by cooling the scavenging and auxiliary engine of the main pipe in the ship and cooling the discharged cooling water by heat exchange with sea water in the cooler to supply to the scavenging cooling device and auxiliary engine of the main pipe,
상기 쿨러로 공급되는 해수의 온도에 따라 상기 쿨러로 공급되는 해수의 유량을 제어하여 상기 쿨러로부터 배출되는 상기 냉각수의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박의 냉각수 냉각 방법이 제공된다. Provided is a cooling water cooling method for a ship, characterized in that the temperature of the cooling water discharged from the cooler is controlled by controlling the flow rate of seawater supplied to the cooler according to the temperature of the seawater supplied to the cooler.
바람직하게는 상기 주기관의 로드(Load)에 따라, 상기 쿨러로부터 냉각된 상기 냉각수에 상기 소기 냉각장치 또는 보조기관을 냉각시키고 배출되어 미냉각된 상기 냉각수를 혼합하여 상기 냉각수의 온도를 조절하여 상기 소기 냉각장치로 공급할 수 있다. Preferably, according to the load of the main pipe, the cooling water cooled from the cooler is mixed with the cooling water discharged and the uncooled cooling water discharged by mixing the scavenging device or an auxiliary engine to control the temperature of the cooling water. It can be supplied to the desired cooling device.
본 발명에서는, 선박의 주기관의 소기 냉각장치 및 보조기관을 냉각시키고 배출되는 냉각수를 쿨러에서 해수와 열교환으로 냉각시켜 소기 냉각장치 및 보조기관으로 순환시키되, 쿨러로 공급되는 해수의 온도에 따라 쿨러로 공급되는 해수의 유량을 제어하여 쿨러로부터 배출되는 냉각수의 온도를 제어하고, 주기관의 로드에 따라 쿨러로부터 냉각된 냉각수와 미냉각된 냉각수를 혼합하여 소기 냉각장치로 공급될 냉각수의 온도를 제어할 수 있도록 한다. In the present invention, the cooling system and the auxiliary engine of the main engine of the ship are cooled and the discharged cooling water is cooled by heat exchange with sea water in the cooler to circulate to the scavenging cooling device and the auxiliary engine, but cooler according to the temperature of the sea water supplied to the cooler Controls the flow rate of the seawater supplied to the coolant to control the temperature of the coolant discharged from the cooler, and controls the temperature of the coolant to be supplied to the scavenger by mixing the coolant cooled from the cooler and uncooled coolant according to the load of the main pipe. Make it possible.
이를 통해 해수의 온도 및 엔진의 로드에 따라 냉각수의 온도를 적절히 제어함으로써 냉각 시스템의 과냉으로 인한 실린더 등 장치의 저온 부식 현상을 방지할 수 있고, 엔진 등 주기관 및 보조기관에서의 효율을 향상시켜 연료소모량을 줄일 수 있다. 또한. 소기 냉각장치로 공급되는 냉각수의 온도를 낮게 하여 소기의 온도를 낮춤으로써 주기관 등에서의 연소 온도 및 배기 온도를 낮추고, 배출되는 배기 중 NOx의 양을 줄여 Tier Ⅲ 등의 기준을 충족하고 환경오염을 줄일 수 있다. Through this, by properly controlling the temperature of the seawater and the temperature of the cooling water according to the load of the engine, it is possible to prevent low-temperature corrosion of devices such as cylinders due to overcooling of the cooling system, and improve the efficiency in main engines and auxiliary engines such as engines. Fuel consumption can be reduced. Also. By lowering the temperature of the cooling water supplied to the scavenger cooler, the temperature of the scavenger is lowered to lower the combustion temperature and exhaust temperature in the main pipe, etc., and the amount of NOx in the exhaust is reduced to meet the standards of Tier III and environmental pollution. Can be reduced.
도 1에는 소기를 냉각하기 위한 냉각기를 개략적으로 도시하였다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 냉각수 냉각 시스템을 개략적으로 도시하였다. 1 schematically shows a cooler for cooling scavengers.
2 schematically shows a cooling water cooling system of a ship according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 동작상 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, which illustrate preferred embodiments of the present invention.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조 부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, when adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible even though they are displayed on different drawings.
후술하는 본 발명의 실시예에서 선박은, 추진용 엔진 또는 발전용 엔진 등의 주기관과 보조기관이 설치된 모든 종류의 선박일 수 있다. 대표적으로 LPG 운반선, LNG 운반선(LNG Carrier), 액체수소 운반선, LNG RV(Regasification Vessel)와 같은 자체 추진 능력을 갖춘 선박을 비롯하여, LNG FPSO(Floating Production Storage Offloading), LNG FSRU(Floating Storage Regasification Unit)와 같이 해상에 부유하고 있는 해상 구조물도 포함된다.In the embodiment of the present invention described later, the ship may be any type of ship in which a main engine and an auxiliary engine such as a propulsion engine or a power generation engine are installed. Typically, self-propelled vessels such as LPG carriers, LNG carriers, liquid hydrogen carriers, and LNG regasification vessels (LVs), LNG floating production storage offloading (FPSO), LNG floating storage regasification units (FSRUs) As well, offshore structures floating on the sea are included.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 냉각수 냉각 시스템을 개략적으로 도시하였다. 2 schematically shows a cooling water cooling system of a ship according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 선박의 냉각수 냉각 시스템은, 선박에 마련되어 선내 주기관의 소기 및 보조기관을 냉각시키고 배출되는 냉각수를 해수와 열교환으로 냉각시키는 쿨러(100), 주기관의 소기 냉각장치로부터 배출되는 냉각수를 쿨러로 공급하는 제1 냉각수 배출배관(CLa), 쿨러에서 냉각된 냉각수를 소기 냉각장치로 공급하는 제1 냉각수 공급배관(CSLa), 쿨러에 냉각수의 냉각을 위한 해수를 공급하는 해수공급배관(SLa), 쿨러에서 냉각수와 열교환된 해수를 배출하는 해수배출배관(SLb), 쿨러로 공급되는 해수의 온도에 따라 해수와 열교환으로 냉각된 후 쿨러로부터 배출되는 냉각수의 온도를 제어하는 제어부(400)를 포함한다.2, the cooling water cooling system of the ship according to the embodiment of the present invention is provided on the ship, cools the scavenging and auxiliary engines of the main engine of the ship and cools the discharged cooling water by heat exchange with sea water, First cooling water discharge pipe (CLa) for supplying cooling water discharged from the main cooling device to the cooler, first cooling water supply pipe (CSLa) for supplying cooling water cooled by the cooler to the scavenging device, cooling of the cooling water to the cooler The seawater supply pipe (SLa) for supplying seawater for cooling, the seawater discharge pipe (SLb) for discharging the heat-exchanged seawater from the cooler, is cooled by heat exchange with seawater according to the temperature of the seawater supplied to the cooler, and then discharged from the cooler It includes a
해수공급배관에는 쿨러로 공급되는 해수의 온도를 감지하는 제1 온도센서(200)와 쿨러로 해수를 공급하는 해수공급펌프(220)가 마련되고, 제1 냉각수 배출배관에서 쿨러의 후단에는 쿨러에서 배출되는 냉각수의 온도를 감지하는 제2 온도센서(310)가 마련된다. 쿨러 후단의 해수배출배관에도 쿨러를 거쳐 배출되는 해수의 온도를 모니터링하기 위한 온도센서(210)가 마련될 수 있다. The seawater supply pipe is provided with a
제어부(400)는 ESS(Energy Saving System) 제어 방식으로 구성될 수 있고, 제1 온도센서(200)에서 감지된 해수의 온도 및 제2 온도센서(310)에서 감지된 냉각수의 온도를 기준으로 해수공급펌프(220)의 속도를 제어할 수 있다. 예를 들어 제어부는 제2 온도센서에서 감지되는 냉각수의 온도를 제1 온도센서에서 감지되는 실시간 해수 온도보다 3 내지 5℃ 높도록, 보다 바람직하게는 4℃ 높은 값으로 유지하도록 세팅되어, 해수공급펌프의 속도를 제어함으로써 쿨러로 공급되는 해수의 유량을 조절할 수 있다. The
제1 냉각수 배출배관(CLa)으로부터 쿨러(100)를 우회하여 제1 냉각수 공급배관(CSLa)으로 연결되는 제1 혼합배관(MLa)이 마련되고, 제1 혼합배관이 제1 냉각수 공급배관으로 합류되는 지점에 제1 밸브(V1)가 마련된다. 제1 밸브는 3방향 밸브(3-way valve)로 구비될 수 있다. 3방향 밸브 대신 분기 지점 상류의 배관 각각에 밸브를 마련하고 컨트롤러에서 이를 제어하여 각 배관을 통해 공급될 냉각수와 미냉각된 냉각수의 유량을 조절하여 소기 냉각장치로 공급할 수 있다. A first mixing pipe MLa connected to the first cooling water supply pipe CSLa by bypassing the
제1 냉각수 공급배관(CSLa)에서 제1 밸브의 하류에는 소기 냉각장치로 냉각수를 공급하는 소기 냉각수 공급펌프(330)가 마련되고, 제1 냉각수 공급배관에서 소기 냉각수 공급펌프의 하류에는 제3 온도센서(320)가 마련된다. A scavenging
소기 냉각장치로 공급될 냉각수의 온도는 주기관의 로드 신호(Load signal)를 받아 컨트롤러(500)에서 제어한다. 즉, 본 실시예에서는 제어부(400) 외에 추가로 주기관의 로드 신호에 따라 소기 냉각장치로 공급될 냉각수의 온도를 가변적으로 제어할 수 있는 컨트롤러(500)가 구성된다. 구체적으로 살펴보면 컨트롤러는 제3 온도센서(320)를 통해 소기 냉각수 공급펌프(330) 후단에서 소기 냉각장치로 공급되는 냉각수의 온도를 감지하면서, 주기관의 로드 신호를 받아 제1 밸브(V1)를 제어하여 쿨러(100)로부터 냉각된 냉각수와 제1 혼합배관(MLa)을 통해 미냉각된 냉각수를 혼합하여 소기 냉각장치로 공급될 냉각수의 온도를 제어할 수 있다. The temperature of the cooling water to be supplied to the scavenging device is controlled by the
예를 들어, 컨트롤러에서는 제1 밸브를 제어하여 냉각수와 쿨러를 우회하여 미냉각된 냉각수를 혼합하여 주기관의 로드(Load)가 0 내지 10%일 때는 36℃ 내외, 로드가 11 내지 35%일 때는 25℃ 내외, 로드가 36 내지 100%일 때는 10℃ 내외로 냉각수의 온도를 제어하여 소기 냉각장치로 공급할 수 있다. For example, the controller controls the first valve to bypass the coolant and the cooler, mixes uncooled coolant, and when the load of the main pipe is 0 to 10%, around 36℃, and the load is 11 to 35%. When the temperature is around 25°C and when the load is 36 to 100%, the temperature of the cooling water can be controlled to about 10°C and supplied to the desired cooling device.
해수의 온도가 낮은 겨울철이나, 극지방과 같이 해수의 온도가 낮은 해역을 운항하는 경우, 엔진 등 기관의 로드가 낮은 경우 등에는 냉각 시스템의 과냉현상이 발생할 수 있는데, 본 실시예에서는 제어부와 컨트롤러를 함께 구성하여 해수의 온도 및 엔진의 로드에 따라 냉각수의 온도를 적절히 제어함으로써 냉각 시스템의 과냉으로 인한 실린더 등 장치의 저온 부식 현상을 방지할 수 있고, 엔진 등 주기관 및 보조기관에서의 효율을 향상시켜 연료소모량을 줄일 수 있다.In winter, when the temperature of the seawater is low, or when operating in a sea area where the temperature of the seawater is low, such as the polar region, when the engine or other engine load is low, overcooling of the cooling system may occur. By configuring together, the temperature of the seawater and the temperature of the cooling water can be appropriately controlled according to the load of the engine to prevent low-temperature corrosion of devices such as cylinders due to overcooling of the cooling system, and improve efficiency in engines and other main engines and auxiliary engines. Fuel consumption.
본 실시예에서 냉각된 소기를 공급받는 선박의 주기관은 선박의 추진용 또는 발전용 엔진일 수 있으며, 예를 들어 2 행정으로 구성되며 300 내지 350 bar의 고압 천연가스를 피스톤의 상사점 부근에서 연소실에 직접 분사하는 디젤 사이클(Diesel Cycle)을 채택한 ME-GI 엔진일 수 있다. In this embodiment, the main engine of the vessel receiving the cooled scavenger may be an engine for propulsion or power generation of the vessel, and is composed of, for example, two strokes, and a high-pressure natural gas of 300 to 350 bar near the top dead center of the piston. It may be a ME-GI engine employing a diesel cycle that directly injects into the combustion chamber.
한편, 시스템에는 보조기관을 냉각시키고 배출되는 냉각수를 쿨러(100)로 공급하는 제2 냉각수 배출배관(CLb)과, 쿨러에서 냉각된 냉각수를 보조기관으로 공급하는 제2 냉각수 공급배관(CSLb)이 구비되며, 제2 냉각수 배출배관으로부터 쿨러를 우회하여 제2 냉각수 공급배관으로 연결되는 제2 혼합배관(MLb)이 마련되고, 제2 혼합배관이 제2 냉각수 공급배관으로 합류되는 지점에는 제2 밸브(V2)가 마련된다. Meanwhile, the system includes a second cooling water discharge pipe CLb for cooling the auxiliary engine and supplying the discharged cooling water to the cooler 100 and a second cooling water supply pipe (CSLb) for supplying cooling water cooled in the cooler to the auxiliary engine. It is provided, a second mixing pipe (MLb) is provided to bypass the cooler from the second cooling water discharge pipe and connected to the second cooling water supply pipe, the second valve at the point where the second mixing pipe joins the second cooling water supply pipe (V2) is provided.
제2 밸브는 전술한 제1 밸브와 마찬가지로 3방향 밸브(3-way valve)로 구비될 수 있고, 3방향 밸브 대신 분기 지점 상류의 배관 각각에 밸브를 마련하고 제어하여 각 배관을 통해 보조기관으로 공급될 냉각수와 미냉각된 냉각수의 유량을 조절할 수도 있다. 제2 냉각수 공급배관은 제1 냉각수 공급배관으로부터 제2 온도센서 하류에서 분기되도록 마련됨으로써, 하나의 제어부에 의해 온도 제어된 냉각수가 제1 및 제2 냉각수 공급배관으로 분기되어 공급될 수 있다.The second valve may be provided as a three-way valve (3-way valve) as in the above-described first valve, instead of the three-way valve provided and controlled in each of the pipe upstream of the branch point to control the auxiliary engine through each pipe The flow rate of the cooling water to be supplied and the uncooled cooling water may be adjusted. The second cooling water supply pipe is provided to branch from the first cooling water supply pipe downstream of the second temperature sensor, so that the cooling water temperature-controlled by one controller can be branched and supplied to the first and second cooling water supply pipes.
제2 냉각수 공급배관에서 제2 밸브의 하류에는 보조기관으로 냉각수를 공급하는 보조기관 냉각수 공급펌프(350)가 구비되고, 보조기관 냉각수 공급펌프의 하류에는 보조기관으로 공급될 냉각수의 온도를 감지하는 제4 온도센서(340)가 마련된다. Downstream of the second valve in the second cooling water supply pipe, an auxiliary engine cooling
주기관 소기 냉각장치로 공급되는 냉각수의 온도제어방식과 유사하게, 제4 온도센서를 통해 감지된 냉각수의 온도에 따라 제2 밸브를 제어하여, 쿨러로부터 냉각된 냉각수에 제2 혼합배관을 통해 쿨러를 우회하여 미냉각된 냉각수를 혼합하여 보조기관으로 공급될 냉각수의 온도를 제어할 수 있다. 제2 밸브는 36℃ 내외로 세팅되고, 제4 온도센서에서 감지된 냉각수의 온도를 기준으로 개폐 및 개도가 제어될 수 있다. Similar to the temperature control method of the cooling water supplied to the main unit scavenging cooling device, the second valve is controlled according to the temperature of the cooling water detected through the fourth temperature sensor to cool the cooling water from the cooler through the second mixed pipe. By bypassing, the uncooled cooling water may be mixed to control the temperature of the cooling water to be supplied to the auxiliary engine. The second valve is set to about 36°C, and opening and closing can be controlled based on the temperature of the coolant detected by the fourth temperature sensor.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 실시예에서는, 선내 주기관의 소기 냉각장치 및 보조기관을 냉각시키고 배출되는 냉각수를 쿨러에서 해수와 열교환으로 냉각시켜 주기관의 소기 냉각장치 및 보조기관으로 순환시키되, 실시간으로 쿨러로 공급되는 해수의 온도를 모니터링하면서 그에 따라 펌프의 속도를 제어하여 쿨러로 공급되는 해수의 유량을 제어하여 쿨러로부터 배출되는 냉각수의 온도를 제어하게 된다. 또한, 주기관의 로드(Load)에 따라, 쿨러로부터 냉각된 냉각수에 소기 냉각장치 또는 보조기관으로부터 배출되어 쿨러를 우회한 미냉각된 냉각수를 혼합하여 냉각수의 온도를 조절하여 소기 냉각장치 또는 보조기관 등으로 공급할 수 있다. 이를 통해 냉각 시스템의 과냉으로 인한 실린더 등 장치의 저온 부식 현상을 방지하고, 엔진 등 주기관 및 보조기관에서의 효율을 향상시켜 연료소모량을 절감하며, 연소가스 및 배기의 온도를 낮추어 배기 중 NOx를 줄일 수 있다.As described above, in the present embodiment, the scavenging cooling device and auxiliary engine of the ship's main pipe are cooled and the discharged cooling water is cooled by heat exchange with sea water in the cooler to circulate to the scavenging cooling device and auxiliary engine of the main pipe, in real time. While monitoring the temperature of the seawater supplied to the cooler, the speed of the pump is controlled accordingly to control the flow rate of the seawater supplied to the cooler to control the temperature of the coolant discharged from the cooler. In addition, according to the load of the main pipe, the cooling water cooled from the cooler is mixed with the uncooled cooling water discharged from the scavenging cooling device or auxiliary engine to bypass the cooler, and the temperature of the cooling water is adjusted to control the scavenging cooling device or auxiliary engine. Etc.. Through this, it prevents low temperature corrosion of devices such as cylinders due to overcooling of the cooling system, improves efficiency in main engines and auxiliary engines such as engines, reduces fuel consumption, and lowers the temperature of combustion gas and exhaust to reduce NOx during exhaust. Can be reduced.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다. The present invention is not limited to the above embodiments, and can be variously modified or modified within a range not departing from the technical gist of the present invention. It is apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. It is done.
100: 쿨러
CLa: 제1 냉각수 배출배관
CLb: 제2 냉각수 배출배관
CSLa: 제1 냉각수 공급배관
CSLb: 제2 냉각수 공급배관
SLa: 해수공급배관
SLb: 해수배출배관
ML1: 제1 혼합배관
ML2: 제2 혼합배관
V1: 제1 밸브
V2: 제2 밸브
200: 제1 온도센서
220: 해수공급펌프
310: 제2 온도센서
320: 제3 온도센서
330: 소기 냉각수 공급펌프
340: 제4 온도센서
350: 보조기관 냉각수 공급펌프
400: 제어부
500: 컨트롤러100: cooler
CLa: First cooling water discharge pipe
CLb: Second cooling water discharge pipe
CSLa: 1st cooling water supply pipe
CSLb: Second cooling water supply pipe
SLa: Sea water supply piping
SLb: seawater discharge piping
ML1: First mixed piping
ML2: 2nd mixed piping
V1: first valve
V2: Second valve
200: first temperature sensor
220: seawater supply pump
310: second temperature sensor
320: third temperature sensor
330: desired cooling water supply pump
340: fourth temperature sensor
350: auxiliary engine cooling water supply pump
400: control
500: controller
Claims (10)
상기 주기관의 소기 냉각장치로부터 배출되는 상기 냉각수를 상기 쿨러로 공급하는 제1 냉각수 배출배관;
상기 쿨러에서 냉각된 상기 냉각수를 상기 소기 냉각장치로 공급하는 제1 냉각수 공급배관;
상기 쿨러에 상기 냉각수의 냉각을 위한 해수를 공급하는 해수공급배관;
상기 쿨러에서 상기 냉각수와 열교환된 해수를 배출하는 해수배출배관; 및
상기 쿨러로 공급되는 해수의 온도에 따라 해수와 열교환으로 냉각된 후 상기 쿨러로부터 배출되는 상기 냉각수의 온도를 제어하는 제어부;를 포함하는 선박의 냉각수 냉각 시스템. A cooler provided on the ship to cool scavenging and auxiliary engines of the main engine of the ship and to cool the discharged cooling water by heat exchange with sea water;
A first cooling water discharge pipe for supplying the cooling water discharged from the scavenging device of the main pipe to the cooler;
A first cooling water supply pipe supplying the cooling water cooled in the cooler to the scavenging device;
A seawater supply pipe supplying seawater for cooling the coolant to the cooler;
A seawater discharge pipe for discharging seawater exchanged with the coolant in the cooler; And
And a control unit controlling a temperature of the cooling water discharged from the cooler after being cooled by heat exchange with sea water according to the temperature of the sea water supplied to the cooler.
상기 해수공급배관에 마련되는 제1 온도센서;
상기 해수공급배관에 마련되어 상기 쿨러로 해수를 공급하는 해수공급펌프; 및
상기 제1 냉각수 배출배관에서 상기 쿨러의 후단에 마련되는 제2 온도센서;를 더 포함하고,
상기 제어부에서는 상기 제1 온도센서에서 감지된 해수의 온도 및 상기 제2 온도센서에서 감지된 상기 냉각수의 온도를 기준으로 상기 해수공급펌프의 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박의 냉각수 냉각 시스템. According to claim 1,
A first temperature sensor provided in the seawater supply pipe;
A seawater supply pump provided in the seawater supply pipe to supply seawater to the cooler; And
Further comprising; a second temperature sensor provided at the rear end of the cooler in the first cooling water discharge pipe;
The control unit controls the speed of the seawater supply pump based on the temperature of the seawater detected by the first temperature sensor and the temperature of the coolant detected by the second temperature sensor.
상기 제1 냉각수 배출배관으로부터 상기 쿨러를 우회하여 상기 제1 냉각수 공급배관으로 연결되는 제1 혼합배관;
상기 제1 혼합배관이 상기 제1 냉각수 공급배관으로 합류되는 지점에 마련되는 제1 밸브; 및
상기 제1 냉각수 공급배관에서 상기 제1 밸브의 하류에 마련되어 상기 소기 냉각장치로 상기 냉각수를 공급하는 소기 냉각수 공급펌프;를 더 포함하는 선박의 냉각수 냉각 시스템. According to claim 2,
A first mixing pipe bypassing the cooler from the first cooling water discharge pipe and connected to the first cooling water supply pipe;
A first valve provided at a point where the first mixing pipe is joined to the first cooling water supply pipe; And
And a scavenging coolant supply pump provided downstream of the first valve from the first coolant supply pipe to supply the coolant to the scavenging device.
상기 제1 냉각수 공급배관에서 상기 소기 냉각수 공급펌프의 하류에 마련되는 제3 온도센서; 및
상기 주기관의 로드 신호(Load signal)를 받아 상기 소기 냉각장치로 공급될 상기 냉각수의 온도를 제어하는 컨트롤러;를 더 포함하고,
상기 컨트롤러에서는 상기 제3 온도센서를 통해 상기 냉각수의 온도를 감지하면서, 상기 주기관의 로드 신호를 받아 상기 제1 밸브를 제어하여 상기 쿨러로부터 냉각된 상기 냉각수와 상기 제1 혼합배관을 통해 미냉각된 상기 냉각수를 혼합하여 상기 소기 냉각장치로 공급될 상기 냉각수의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박의 냉각수 냉각 시스템.According to claim 3,
A third temperature sensor provided downstream of the scavenging coolant supply pump in the first coolant supply pipe; And
Further comprising a controller for receiving a load signal (Load signal) of the main pipe and controlling the temperature of the cooling water to be supplied to the scavenging device,
The controller senses the temperature of the cooling water through the third temperature sensor, and receives the load signal from the main pipe to control the first valve to uncool the cooling water cooled from the cooler and the first mixed pipe. Cooling water cooling system of the ship, characterized in that to control the temperature of the cooling water to be supplied to the scavenging device by mixing the cooled water.
상기 제어부에서는 상기 제1 온도센서에서 감지된 해수의 온도보다 상기 제2 온도센서에서 감지된 상기 냉각수의 온도가 3 내지 5℃ 높도록 상기 해수공급펌프의 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박의 냉각수 냉각 시스템. The method of claim 4,
The control unit controls the speed of the seawater supply pump so that the temperature of the coolant detected by the second temperature sensor is 3 to 5°C higher than the temperature of the seawater detected by the first temperature sensor. Cooling system.
상기 보조기관을 냉각시키고 배출되는 상기 냉각수를 상기 쿨러로 공급하는 제2 냉각수 배출배관; 및
상기 쿨러에서 냉각된 상기 냉각수를 상기 보조기관으로 공급하는 제2 냉각수 공급배관;을 더 포함하되,
상기 제2 냉각수 공급배관은 상기 제1 냉각수 공급배관으로부터 상기 제2 온도센서 하류에서 분기되어 마련되는 것을 특징으로 하는 선박의 냉각수 냉각 시스템. According to claim 2,
A second cooling water discharge pipe for cooling the auxiliary engine and supplying the cooling water discharged to the cooler; And
Further comprising; a second cooling water supply pipe for supplying the cooling water cooled in the cooler to the auxiliary engine;
The second cooling water supply pipe is a cooling water cooling system of a ship, characterized in that provided in a branch downstream from the second temperature sensor from the first cooling water supply pipe.
상기 제2 냉각수 배출배관으로부터 상기 쿨러를 우회하여 상기 제2 냉각수 공급배관으로 연결되는 제2 혼합배관;
상기 제2 혼합배관이 상기 제2 냉각수 공급배관으로 합류되는 지점에 마련되는 제2 밸브; 및
상기 제2 냉각수 공급배관에서 상기 제2 밸브의 하류에 마련되어 상기 보조기관으로 상기 냉각수를 공급하는 보조기관 냉각수 공급펌프;를 더 포함하는 선박의 냉각수 냉각 시스템. The method of claim 6,
A second mixing pipe bypassing the cooler from the second cooling water discharge pipe and connected to the second cooling water supply pipe;
A second valve provided at a point where the second mixing pipe is joined to the second cooling water supply pipe; And
Cooling water cooling system of the ship further comprising; an auxiliary engine cooling water supply pump provided downstream of the second valve from the second cooling water supply pipe to supply the cooling water to the auxiliary engine.
상기 제2 냉각수 공급배관에서 상기 보조기관 냉각수 공급펌프의 하류에 마련되는 제4 온도센서;를 더 포함하고,
상기 제4 온도센서를 통해 상기 냉각수의 온도를 감지하고, 상기 제2 밸브를 제어하여 상기 쿨러로부터 냉각된 상기 냉각수와 상기 제2 혼합배관을 통해 미냉각된 상기 냉각수를 혼합하여 상기 보조기관으로 공급될 상기 냉각수의 온도가 제어되는 것을 특징으로 하는 선박의 냉각수 냉각 시스템.The method of claim 7,
Further comprising; a fourth temperature sensor provided downstream of the cooling water supply pump of the auxiliary engine in the second cooling water supply pipe;
The temperature of the cooling water is sensed through the fourth temperature sensor, and the second valve is controlled to mix the cooling water cooled from the cooler and the uncooled cooling water through the second mixing pipe and supply them to the auxiliary engine. The cooling water cooling system of the ship, characterized in that the temperature of the cooling water to be controlled.
상기 쿨러로 공급되는 해수의 온도에 따라 상기 쿨러로 공급되는 해수의 유량을 제어하여 상기 쿨러로부터 배출되는 상기 냉각수의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 선박의 냉각수 냉각 방법. Cooling the scavenging cooling device and auxiliary engine of the main pipe from the ship and cooling the discharged cooling water by heat exchange with sea water in the cooler to supply it to the scavenging cooling device and auxiliary engine.
Cooling water cooling method of the ship, characterized in that to control the temperature of the cooling water discharged from the cooler by controlling the flow rate of the sea water supplied to the cooler in accordance with the temperature of the sea water supplied to the cooler.
상기 주기관의 로드(Load)에 따라, 상기 쿨러로부터 냉각된 상기 냉각수에 상기 소기 냉각장치 또는 보조기관을 냉각시키고 배출되어 미냉각된 상기 냉각수를 혼합하여 상기 냉각수의 온도를 조절하여 상기 소기 냉각장치로 공급하는 것을 특징으로 하는 선박의 냉각수 냉각 방법.The method of claim 9,
According to the load of the main pipe, the scavenging device is cooled by cooling the scavenging device or an auxiliary engine to the cooling water cooled from the cooler and mixing the uncooled cooling water discharged to control the temperature of the cooling water. Cooling water cooling method of the vessel characterized in that the supply.
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Also Published As
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|---|---|
| KR102651089B1 (en) | 2024-03-26 |
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