KR101313625B1

KR101313625B1 - 평형수 순환 시스템 및 이를 갖춘 선박

Info

Publication number: KR101313625B1
Application number: KR1020110097905A
Authority: KR
Inventors: 송정인
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2013-10-02
Also published as: KR20130034080A

Abstract

평형수 순환 시스템 및 이를 갖춘 선박이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 평형수 순환 시스템은 선박의 평형에 사용되는 평형수에 포함된 미생물을 살균 처리하는 평형수처리부; 살균 처리된 평형수를 저장하는 둘 이상의 저장탱크; 저장탱크에 제1배관라인에 의해 각각 연결되며, 저장탱크 중 하나 이상의 저장탱크로부터 배출된 평형수를 평형수처리부로 유입시켜 재살균 처리되도록 하는 제1배관시스템; 및 저장탱크에 제2배관라인에 의해 각각 연결되며, 각 저장탱크간의 평형수 이동에 의해 선박의 평형이 이루어지도록 하는 제2배관시스템;을 포함한다.

Description

평형수 순환 시스템 및 이를 갖춘 선박{BALLAST WATER CIRCUIT SYSTEM, AND SHIP HAVING THE SAME}

본 발명은 평형수 순환 시스템 및 이를 갖춘 선박에 관한 것이다.

선박은 통상적으로 선박의 안정성 및 균형 유지를 위해 선박의 하부에 평형수(ballast water)를 저장하는 저장탱크를 구비하고 있다. 즉, 선박은 화물을 충분히 적재하지 않은 경우에 일정량의 해수를 취수하여 이를 선박의 안정성 및 균형을 유지시키는 평형수로 사용한다.

평형수는 선박에 화물을 적재하고 양륙하는 과정에서 지속적으로 주입 및 배출되기 때문에 유해 수중 유기체의 이동통로로 작용할 수 있다. 즉, 평형수에는 다양한 미세 해양 생물(이하, ‘미생물’이라 함)이 포함되어 있다. 따라서, 선박이 평형수로 사용하기 위해 접안한 국가 및 지역의 해수를 유입한 후, 타국가 및 타지역으로 이동하여 해수를 방출하는 경우, 해수 유입과정에서 혼입된 미생물이 타지역으로 전파될 수 있다.

이러한 미생물의 이동은 대표 생물종의 변동, 적조발생 등 심각한 생태계 교란현상을 야기할 수 있다. 이를 예방하기 위해, 국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)에서는 선박 평형수의 배출기준을 제정한 선박 평형수 관리 협약을 체결하였다. 선박 평형수 관리 협약은 선박의 평형수를 목적지에 도착하기 전에 공해(公海) 상에서 교환해야 하며, 모든 선박에 대하여 선박 평형수 처리장치의 설치를 의무화할 것을 주요 골자로 하고 있다.

이에 따라, 평형수를 저장하는 저장탱크 내부에 유입된 미생물을 효과적으로 제거하기 위한 방법이 지속적으로 연구 개발되고 있다. 예컨대, 저장탱크에 유입되는 해수를 필터를 통해 여과시키거나, 자외선처리, 오존처리 및 유입된 해수에 약품을 투입하여 미생물을 제거하는 방법 등이 사용되고 있다. 최근에는 전기분해에 의하여 해수 중에 함유된 염화나트륨(NaCl)을 차아염소산나트륨(NaOCl)으로 변환시켜 해양 미생물을 사멸시키는 전해식 평형수 처리방법이 제시된 바 있다.

도 1은 종래의 평형수 처리 시스템을 도시한다.

도 1의 (a)를 참조하면, 종래의 평형수 처리 시스템(10)은 평형수펌프(22,24)에 의해 해수(평형수)를 평형수처리부(30)로 유입시킨다. 이때, 평형수 처리 시스템(10)은 평형수(유체)의 배출량과 유입량을 조절하는 밸브(11~16)를 구비하고 있으며, 평형수 유입시 밸브(11)와 밸브(13)는 열린상태가 된다.

다음으로, 평형수처리부(30)는 유입된 평형수를 살균 처리한다. 그리고, 살균 처리된 평형수는 각각의 저장탱크(40)에 저장된다.

도 1의 (b)를 참조하면, 선박이 평형수를 방출할 경우, 각 저장탱크(40)에 저장된 평형수는 평형수펌프(22,24)에 의해 선외로 방출된다. 이때, 밸브(12)와 밸브(14)는 열린상태가 된다.

그러나, 상술한 평형수 처리 시스템(10)은 시간이 지남에 따라 1차 살균 처리되어 각 저장탱크(40)에 저장된 평형수에 미생물이 발생할 가능성이 커진다. 예컨대, 전기분배방식으로 평형수 중에 함유된 염화나트륨을 차아염소산나트륨으로 변환시켜 각 저장탱크(40)에 저장한 경우, 잔류 차염소산(TRO, Total Residual Oxidant)이 일정 농도를 유지할 경우에는 살균력이 유지되지만, 시간이 지나면 반감기를 두며 결국 사라지게 되므로, 평형수에 미생물이 발생할 가능성이 커지게 된다.

따라서, 보다 효과적인 평형수에 대한 처리가 이루어질 필요성이 제기된다.

본 발명의 실시 예는 저장탱크에 1차적으로 살균 처리되어 저장된 평형수를 순환시켜 재살균 처리함으로써 평형수의 미생물 발생 가능성을 낮추고 효율적인 평형수에 대한 처리가 이루어지도록 하는 평형수 순환 시스템 및 이를 갖춘 선박을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박의 평형에 사용되는 평형수에 포함된 미생물을 살균 처리하는 평형수처리부; 상기 살균 처리된 평형수를 저장하는 둘 이상의 저장탱크; 상기 저장탱크에 제1배관라인에 의해 각각 연결되며, 상기 저장탱크 중 하나 이상의 저장탱크로부터 배출된 평형수를 상기 평형수처리부로 유입시켜 재살균 처리되도록 하는 제1배관시스템; 및 상기 저장탱크에 제2배관라인에 의해 각각 연결되며, 각 저장탱크간의 평형수 이동에 의해 상기 선박의 평형이 이루어지도록 하는 제2배관시스템;을 포함하는 평형수 순환 시스템을 제공할 수 있다.

상기 제1배관시스템은 제1저장탱크로부터 배출한 일정량의 평형수를 상기 평형수처리부에 의해 재살균 처리하여 제2저장탱크로 유입시키고, 상기 제2배관시스템은 상기 선박의 평형을 위해 상기 제1저장탱크로부터 배출된 유량에 대응되는 평형수를 상기 제2저장탱크로부터 배출하여 상기 제1저장탱크로 유입시킬 수 있다.

상기 제1배관시스템은 상기 제1배관라인에 설치되며 상기 평형수의 배출량과 유입량을 측정 및 제어하거나, 평형수의 이동방향을 변환시키는 제1밸브유닛을 포함하고, 상기 제2배관시스템은 상기 제2배관라인에 설치되며 상기 평형수의 배출량과 유입량을 측정 및 제어하거나, 평형수의 이동방향을 변환시키는 제2밸브유닛을 포함할 수 있다.

상기 제1배관시스템은 상기 제1밸브유닛에 의해 상기 제1저장탱크로부터 일정량의 평형수를 배출시켜 상기 평형수처리부에 의해 재살균처리되어 상기 제2저장탱크로 유입되도록 하고, 상기 제2배관시스템은 상기 제2밸브유닛에 의해 상기 제1저장탱크로부터 배출된 유량에 대응되는 평형수를 상기 제2저장탱크로부터 배출시켜 상기 제1저장탱크로 유입되도록 할 수 있다.

상기 제2배관시스템은 상기 제2저장탱크로부터 배출된 평형수를 상기 제1저장탱크로 유입시켜 상기 평형수가 순환되도록 하는 순환펌프를 더 포함할 수 있다.

상기 제2배관시스템의 제2배관라인은 상기 제1배관시스템의 제1배관라인에 연결되며, 상기 제2배관시스템은 제1저장탱크로부터 배출되어 상기 평형수처리부에 의해 재살균 처리된 평형수가 상기 제1배관라인에 연결된 상기 제2배관라인을 통해 상기 제1저장탱크로 재유입되도록 할 수 있다.

상기 저장탱크 중 하나 이상에 설치되며, 상기 미생물을 살균 처리하는 오존의 농도, TRO(Total Residual Oxidant) 농도 및 UV(Ultra Violet) 감도 중 하나를 측정하는 계측기를 더 포함할 수 있다.

상기 제1배관시스템 및 상기 제2배관시스템에 의해 상기 저장탱크에 저장된 평형수를 순환시켜 상기 평형수의 재살균 처리 및 상기 선박의 평형이 이루어지도록 하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 계측기에 의해 측정된 값을 기초로, 상기 미생물 발생 가능성이 높은 저장탱크의 평형수를 우선적으로 순환시켜 상기 재살균 처리가 이루어지도록 할 수 있다.

상기 제어부는 미리 설정된 값을 기초로, 상기 저장탱크에 각각 저장된 평형수에 대한 재살균 처리가 순차적으로 이루어지도록 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 평형수 순환 시스템 및 이를 갖춘 선박은 저장탱크에 1차적으로 살균 처리되어 저장된 평형수를 순환시켜 재살균 처리함으로써 평형수의 미생물 발생 가능성을 낮추고 효율적인 평형수에 대한 처리가 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 평형수가 저장된 저장탱크에 계측기를 설치하여 미생물을 살균 처리하는 오존의 농도, TRO 농도 및 UV 감도 중 하나를 측정하고, 측정된 값을 기초로 미생물 발생 가능성이 높은 저장탱크에 저장된 평형수를 순환시켜 평형수의 재살균 처리가 이루어지도록 하여 평형수 처리에 대한 효율성을 높일 수 있다.

또한, 기존의 평형수를 살균 처리하고 저장하기 위한 배관시스템에 추가적인 배관시스템을 설치하여 평형수의 순환에 의한 재살균 처리가 이루어지도록 함으로써, 설비투자비용을 줄이면서 효과적인 평형수 처리가 이루어지도록 할 수 있다.

도 1은 종래의 평형수 처리 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 평형수 순환 시스템을 도시한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 평형수 순환 시스템을 도시한다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 평형수 순환 시스템을 도시한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 평형수 순환 시스템(100)은 평형수처리부(120), 저장탱크(130), 제1배관시스템(140) 및 제2배관시스템(150)을 포함한다.

평형수처리부(120)는 선박의 평형에 사용되는 평형수에 포함된 미생물을 살균 처리한다. 이때, 자외선처리방법, 오존처리방법, 전해식처리방법 등이 사용될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에서는 전해식으로 평형수를 처리방법을 예로 들어 설명하기로 한다.

저장탱크(130)는 살균 처리된 평형수를 저장한다. 저장탱크(130)에는 미생물을 살균 처리하는 오존의 농도, TRO 농도 및 UV 감도 중 하나를 측정하는 계측기(130a)가 마련될 수 있다. 이때, 계측기(130a)는 미생물을 살균 처리하는 각종 물질의 농도, 감도 등을 측정하는 감지센서를 포함할 수 있다.

제1배관시스템(140)은 저장탱크(130)에 제1배관라인(141)(실선으로 표시함)에 의해 각각 연결되며, 저장탱크(130) 중 하나 이상의 저장탱크로부터 배출된 평형수를 평형수처리부(120)로 유입시켜 재살균 처리되도록 한다.

이때, 제1배관시스템(140)은 제1배관라인(141)에 설치되며 평형수의 배출량과 유입량을 측정 및 제어하거나, 평형수의 이동방향을 변환시키는 제1밸브유닛(143,144)을 포함할 수 있다. 즉, 제1밸브유닛(143,144)은 제1배관라인(141)에 설치되어 각 저장탱크(130)로부터 일정량의 평형수를 배출시키거나 각 저장탱크(130)로 일정량의 평형수를 유입시킬 수 있다.

이러한 제1배관시스템(140)은 상술한 도 1의 평형수 처리 시스템(10)의 배관시스템 구성을 대부분 그대로 적용할 수 있다. 즉, 기존의 평형수를 살균 처리하고 저장하기 위한 배관시스템에 추가적인 후술할 제2배관시스템(150)을 설치하여 평형수의 순환에 의한 재살균 처리가 이루어지도록 함으로써, 설비투자비용을 줄이면서 효과적인 평형수 처리가 이루어지도록 할 수 있다.

제2배관시스템(150)은 저장탱크(130)에 제2배관라인(151)(점선으로 표시함)에 의해 각각 연결되며, 각 저장탱크(130)간의 평형수 이동에 의해 선박의 평형이 이루어지도록 한다.

이를 위해, 제2배관시스템(150)은 제2배관라인(151)에 설치되며 평형수의 배출량과 유입량을 측정 및 제어하거나, 평형수의 이동방향을 변환시키는 제2밸브유닛(153,154)을 포함할 수 있다. 즉, 제2밸브유닛(153,154)은 제2배관라인(151)에 설치되어 각 저장탱크(130)로부터 일정량의 평형수를 배출시키거나 각 저장탱크(130)로 일정량의 평형수를 유입시킬 수 있다.

상술한 제1밸브유닛(143,144)과 제2밸브유닛(153,154)은 유체의 배출량과 유입량을 측정하는 유량기(미도시), 유체의 방향을 변환시키는 방향변환밸브(미도시) 및 유량제어밸브(미도시) 등을 포함할 수 있다.

그리고, 제2배관시스템(150)은 각 저장탱크(130)간 평형수를 순환시키는 순환펌프(155)를 마련할 수 있다. 이때, 제2배관시스템(150)은 순환펌프(155)에 의해 각 저장탱크(130)간 평형수 이동이 이루어지도록 하여 선박의 평형이 유지되도록 할 수 있다.

한편, 평형수 순환 시스템(100)의 동작에 대해서 설명하면, 먼저 평형수펌프(102,103)에 의해 평형수처리부(120)로 유입된 해수(평형수)는 평형수처리부(120)에 의해 1차 살균 처리되어 각각의 저장탱크(130)에 저장된다.

여기서 설명의 편의상 도시하지 않았지만, 평형수 순환 시스템(100)은 평형수 순환 시스템(100)의 각 구성요소를 감시 및 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다. 제어부(미도시)는 미리 설정된 값 및 저장탱크(130)에 설치된 계측기(130a)에 의해 측정된 값 중 하나 이상을 기초로, 제1배관시스템(140) 및 제2배관시스템(150)에 의해 저장탱크(130)에 저장된 평형수를 순환시켜 평형수의 재살균 처리 및 선박의 평형이 이루어지도록 한다.

즉, 제어부(미도시)는 미리 설정된 값을 기초로 순차적으로 각 저장탱크(130)에 저장된 평형수에 대한 재살균 처리가 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 제어부(미도시)는 예컨대 TRO 농도와 기준치를 비교한 결과값을 기초로, 미생물 발생 가능성이 높은 제1저장탱크(131)의 평형수를 우선적으로 순환시켜 재살균 처리가 이루어지도록 할 수 있다.

이를 위해, 제1배관시스템(140)은 제어부(미도시)의 제어에 의해 제1저장탱크(131)로부터 일정량의 평형수를 배출시켜 평형수처리부(120)에 의해 재살균 처리한다. 이때, 제1밸브유닛(144)에 의해 제1저장탱크(131)로부터 일정량의 평형수가 배출되어 평형수처리부(120)로 유입된다.

그리고, 제1배관시스템(140)은 재살균 처리된 평형수를 제2저장탱크(132)로 유입시킨다. 여기서 1밸브유닛(143)에 의해 재살균 처리된 평형수가 제2저장탱크(132)로 유입된다. 이 과정에서 밸브(14)와 밸브(15)는 열린상태가 된다.

이때, 제2배관시스템(150)은 선박의 평형을 위해 제1저장탱크(131)로부터 배출된 평형수에 대응되는 유량을 제2저장탱크(132)로부터 배출하여 제1저장탱크(131)로 유입시킨다. 여기서, 제2밸브유닛(153)은 제1저장탱크(131)로부터 배출된 평형수에 대응되는 유량을 제2저장탱크(132)로부터 배출시킨다. 그리고, 제2밸브유닛(154)은 제2저장탱크(132)로부터 배출된 평형수의 이동방향을 제어하여 제1저장탱크(131)로 유입시킨다.

여기서, 제2배관시스템(150)에 마련된 순환펌프(155)는 제2밸브유닛(153)과 제2밸브유닛(154) 사이에 개재되어 제2저장탱크(132)로부터 배출된 평형수가 제1저장탱크(131)로 유입되어 평형수의 순환이 이루어지도록 할 수 있다.

이러한 평형수 순환에 의한 평형수 재살균 처리방법은 후술할 도 3의 평형수 순환 시스템(100)에 의해 이루어질 수도 있다. 도 3에서는 도 2에서 상술한 각 구성요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 평형수 순환 시스템을 도시한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 평형수 순환 시스템(100)은 상술한 도 2의 제2배관시스템(150)의 제2배관라인(151) 중 일부 배관라인(151a)이 연장되어 제1배관시스템(140)의 1배관라인(141)에 연결되게 구성된다.

따라서, 제2배관시스템(150)은 제1저장탱크(131)로부터 배출되어 평형수처리부(120)에 의해 재살균 처리된 평형수를 제1배관시스템(140)의 제1배관라인(141)에 연결된 제2배관라인(151)에 의해 제1저장탱크(131)로 재유입시켜 선박의 평형이 이루어지도록 한다.

여기서, 제1배관시스템(140)의 제1밸브유닛(144)에 의해 일정량의 평형수가 제1저장탱크(131)로부터 배출되어 평형수처리부(120)에 유입된다. 그리고, 평형수처리부(120)에 의해 재살균 처리된 평형수가 제2밸브유닛(153)에 의해 해당 제1저장탱크(131)로 재유입된다. 이 과정에서 밸브(14)와 밸브(15)는 열린상태가 된다.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

120: 평형수처리부 130: 저장탱크
140: 제1배관시스템 141: 제1배관라인
143,144: 제1밸브유닛 150: 제2배관시스템
151: 제2배관라인 153,154: 제2밸브유닛
155: 순환펌프

Claims

선박의 평형에 사용되는 평형수에 포함된 미생물을 살균 처리하는 평형수처리부;
상기 살균 처리된 평형수를 저장하는 둘 이상의 저장탱크;
상기 저장탱크에 제1배관라인에 의해 각각 연결되며, 상기 저장탱크 중 하나 이상의 저장탱크로부터 배출된 평형수를 상기 평형수처리부로 유입시켜 재살균 처리되도록 하는 제1배관시스템; 및
상기 저장탱크에 제2배관라인에 의해 각각 연결되며, 각 저장탱크간의 평형수 이동에 의해 상기 선박의 평형이 이루어지도록 하는 제2배관시스템;을 포함하되,
상기 제2배관시스템의 제2배관라인은 상기 제1배관시스템의 제1배관라인에 연결되며, 상기 제2배관시스템은 제1저장탱크로부터 배출되어 상기 평형수처리부에 의해 재살균 처리된 평형수가 상기 제1배관라인에 연결된 상기 제2배관라인을 통해 상기 제1저장탱크로 재유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 평형수 순환 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1배관시스템은 제1저장탱크로부터 배출시킨 일정량의 평형수를 상기 평형수처리부에 의해 재살균 처리하여 제2저장탱크로 유입시키고,
상기 제2배관시스템은 상기 선박의 평형을 위해 상기 제1저장탱크로부터 배출된 유량에 대응되는 평형수를 상기 제2저장탱크로부터 배출시켜 상기 제1저장탱크로 유입시키는 것을 특징으로 하는 평형수 순환 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제1배관시스템은 상기 제1배관라인에 설치되며 상기 평형수의 배출량과 유입량을 측정 및 제어하거나, 평형수의 이동방향을 변환시키는 제1밸브유닛을 포함하고,
상기 제2배관시스템은 상기 제2배관라인에 설치되며 상기 평형수의 배출량과 유입량을 측정 및 제어하거나, 평형수의 이동방향을 변환시키는 제2밸브유닛을 포함하는 평형수 순환 시스템.
제3항에 있어서,
상기 제1배관시스템은 상기 제1밸브유닛에 의해 상기 제1저장탱크로부터 일정량의 평형수를 배출시켜 상기 평형수처리부에 의해 재살균처리되어 상기 제2저장탱크로 유입되도록 하고, 상기 제2배관시스템은 상기 제2밸브유닛에 의해 상기 제1저장탱크로부터 배출된 유량에 대응되는 평형수를 상기 제2저장탱크로부터 배출시켜 상기 제1저장탱크로 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 평형수 순환 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제2배관시스템은 상기 제2저장탱크로부터 배출된 평형수를 상기 제1저장탱크로 유입시켜 상기 평형수가 순환되도록 하는 순환펌프를 더 포함하는 평형수 순환 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 저장탱크 중 하나 이상에 설치되며, 상기 미생물을 살균 처리하는 오존의 농도, TRO(Total Residual Oxidant) 농도 및 UV(Ultra Violet) 감도 중 하나를 측정하는 계측기를 더 포함하는 평형수 순환 시스템.
제7항에 있어서,
상기 제1배관시스템 및 상기 제2배관시스템에 의해 상기 저장탱크에 저장된 평형수를 순환시켜 상기 평형수의 재살균 처리 및 상기 선박의 평형이 이루어지도록 하는 제어부를 더 포함하는 평형수 순환 시스템.
제8항에 있어서,
상기 제어부는 상기 계측기에 의해 측정된 값을 기초로, 상기 미생물 발생 가능성이 높은 저장탱크의 평형수를 우선적으로 순환시켜 상기 재살균 처리가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 평형수 순환 시스템.
제8항에 있어서,
상기 제어부는 미리 설정된 값을 기초로, 상기 저장탱크에 각각 저장된 평형수에 대한 재살균 처리가 순차적으로 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 평형수 순환 시스템.
제1항 내지 제5항, 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 평형수 순환 시스템을 갖춘 선박.