KR101534233B1

KR101534233B1 - 선박의 냉각수 공급 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101534233B1
Application number: KR1020080106361A
Authority: KR
Inventors: 손관원; 이정선
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2015-07-06
Also published as: KR20100047459A

Abstract

본 발명은 스팀 터빈 추진방식으로 추진되는 선박에서 비상시에도 냉각수를 안정적으로 공급할 수 있는 냉각수 공급 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 스팀 터빈 추진방식으로 추진되는 선박 내에 설치되며, 운용시 냉각수를 필요로 하는 각종 일반 장치에 소요되는 냉각수를 안정적으로 공급하기 위한 선박의 냉각수 공급장치로서, 상기 일반 장치를 간접적으로 냉각시키기 위해 해수를 취수하는 제1 취수구와; 상기 제1 취수구를 통하여 취수한 해수를 상기 일반 장치를 간접적으로 냉각시키기 위해 공급하는 제1 해수 공급용 배관과; 상기 스팀 터빈을 통과한 스팀을 응축시키기 위해 메인 컨덴서에 공급되는 해수를 취수하기 위한 제2 취수구와; 상기 제2 취수구를 통하여 취수한 해수를 상기 메인 컨덴서에 공급하는 제2 해수 공급용 배관과; 상기 제1 취수구를 통한 취수가 불가능한 비상시 상기 제2 취수구를 통하여 취수한 해수를 상기 제1 해수 공급용 배관에 공급하기 위해 상기 제1 해수 공급용 배관과 상기 제2 해수 공급용 배관 사이를 연결하도록 설치되는 연결 배관; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 공급장치가 제공된다.

냉각수, 취수구, 해수 공급용 배관, 담수 공급용 배관, 연결배관, 개폐수단

Description

선박의 냉각수 공급 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUPPLYING COOLING WATER FOR A SHIP}

본 발명은 선박의 냉각수 공급 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스팀 터빈 추진방식으로 추진되는 선박에서 비상시에도 냉각수를 안정적으로 공급할 수 있는 냉각수 공급 장치 및 방법에 관한 것이다.

LNG 수송선과 같은 선박 내에는 선실용 공조장치, 질소 발생기 등과 같이 운용시 냉각수를 필요로 하는 각종 장치들이 설치되어 있다.

해상에서 운용되는 선박의 특성상 담수보다는 해수의 공급이 용이하긴 하지만 해수는 부식의 우려가 있으므로, 이들 일반 장치에 사용하는 냉각수로서는 통상 담수(FW; Fresh Water)가 활용되고 있다.

한편, 열교환을 통하여 온도가 상승된 냉각수, 즉 담수는, 선체에 마련된 취수구를 통하여 흡입된 해수와 2차 열교환을 통해 냉각된 후 재사용되고, 담수와의 열교환을 통해 가열된 해수는 통상 선체 밖으로 배출된다.

이와 같이 각종 장치의 운용을 위해서는 해수에 의한 열교환이 필수적이으로, 해수의 취수구가 이물질에 의해 막히는 등의 이유로 취수가 불가능한 경우에는 선박 내에 설치된 각종 장치들의 운용이 정상적으로 수행될 수 없으며 선박의 운항에도 악영향을 미칠 수 있다.

상술한 비상시를 대비하여 선박에는 필요한 개수보다 많은 3 ~ 4 개의 취수구가 설치되고 있으며, 설치되는 취수구의 개수가 증가하는 것에 비례하여 취수구로부터 2차 열교환을 수행하기 위한 담수 열교환기까지의 해수 공급용 배관 등이 추가로 설치되어야 한다.

해수 공급용 배관은 직경이 큰 파이프(예컨대 대략 500mm)로 구성되기 때문에, 평상시 사용되지 않는 비상용 취수구 및 비상용 해수 공급용 배관을 공간이 한정된 선박 내에 배치하는 것은 매우 비효율적이라는 문제가 있었다. 또한, 협소한 공간 내에 비상용 배관을 추가로 설치하는 작업은 시간과 비용이 많이 소요되는 어려운 작업이었다.

그러므로, 해수의 흡입을 위한 취수구 및 배관의 설치 개수를 가능한 한 적게 유지하면서 비상시에도 안정적으로 각종 장치들을 운용할 수 있는 선박의 냉각수 공급 방법에 대한 지속적인 개발 및 개선이 요구되고 있다.

이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 스팀 터빈 추진방식으로 추진되는 선박에서 스팀 터빈 사이클에 포함된 메인 컨덴서에 공급되는 해수를 활용함으로써 비상시에도 선박 내에 설치된 각종 장치를 위한 냉각수를 안정적으로 공급할 수 있는 냉각수 공급 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 스팀 터빈 추진방식으로 추진되는 선박 내에 설치되며, 운용시 냉각수를 필요로 하는 각종 일반 장치에 소요되는 냉각수를 안정적으로 공급하기 위한 선박의 냉각수 공급장치로서, 상기 일반 장치를 간접적으로 냉각시키기 위해 해수를 취수하는 제1 취수구와; 상기 제1 취수구를 통하여 취수한 해수를 상기 일반 장치를 간접적으로 냉각시키기 위해 공급하는 제1 해수 공급용 배관과; 상기 스팀 터빈을 통과한 스팀을 응축시키기 위해 메인 컨덴서에 공급되는 해수를 취수하기 위한 제2 취수구와; 상기 제2 취수구를 통하여 취수한 해수를 상기 메인 컨덴서에 공급하는 제2 해수 공급용 배관과; 상기 제1 취수구를 통한 취수가 불가능한 비상시 상기 제2 취수구를 통하여 취수한 해수를 상기 제1 해수 공급용 배관에 공급하기 위해 상기 제1 해수 공급용 배관과 상기 제2 해수 공급용 배관 사이를 연결하도록 설치되는 연결 배관; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 공급장치가 제공된다.

상기 일반 장치는 담수에 의해 냉각되며, 상기 제1 취수구 및 제1 해수 공급 용 배관을 통하여 공급되는 해수는 담수 냉각기에서 열교환을 통하여 담수를 냉각시키는 것이 바람직하다.

상기 일반 장치의 냉각수인 담수는 상기 담수 냉각기에서 해수와의 열교환을 통하여 냉각된 후 재사용되기 위해 담수 펌프에 전달되는 것이 바람직하다.

상기 연결 배관은 평상시에 폐쇄되고 비상시에 개방될 수 있도록 개폐수단을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제1 해수 공급용 배관 및 제2 해수 공급용 배관을 통해 공급된 해수는 열교환 후 선체 외부로 배출되는 것이 바람직하다.

상기 연결 배관은 상기 제1 해수 공급용 배관과 같거나 작은 직경의 파이프로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 스팀 터빈 추진방식으로 추진되는 선박 내에 설치되며, 운용시 냉각수를 필요로 하는 각종 일반 장치에 소요되는 냉각수를 안정적으로 공급하기 위한 선박의 냉각수 공급장치로서, 상기 일반 장치에 냉각수가 공급되지 않는 비상시, 스팀 터빈 사이클에 포함된 응축기에 냉각수로서 공급되는 해수 중 일부를 우회시켜 상기 일반 장치용 냉각수로서 활용함으로써 비상시에도 상기 일반 장치를 위한 냉각수를 안정적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 냉각수 공급 장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 스팀 터빈 추진방식으로 추진되는 선박 내에 설치되며, 운용시 냉각수를 필요로 하는 각종 일반 장치에 소요되는 냉각수를 안정적으로 공급하기 위한 선박의 냉각수 공급장치로서, 상기 일반 장치를 간접적 으로 냉각시키기 위해 필요한 유량만큼의 해수를 제1 취수구를 통하여 취수하여 공급하는 제1 해수 공급용 배관과; 상기 제1 취수구를 통하여 취수하는 유량보다 큰 유량의 해수를 제2 취수구를 통하여 취수하여, 스팀 터빈을 통과한 스팀을 응축시키기 위한 메인 컨덴서에 공급하는 제2 해수 공급용 배관과; 상기 제1 해수 공급용 배관과 상기 제2 해수 공급용 배관 사이를 연결하도록 설치되는 연결 배관과; 상기 제1 해수 공급용 배관을 통하여 공급되는 해수의 유량이 상기 일반 장치를 간접적으로 냉각시키기 위해 필요한 유량보다 작을 때 개방되어 상기 제2 해수 공급용 배관의 해수를 상기 제1 해수 공급용 배관에 전달하도록 상기 연결 배관에 설치되는 개폐수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 공급장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 스팀 터빈 추진방식으로 추진되는 선박 내에서, 운용시 냉각수를 필요로 하는 각종 일반 장치에 소요되는 냉각수를 안정적으로 공급하기 위한 선박의 냉각수 공급방법으로서, 상술한 냉각수 공급장치에 의해 냉각수를 공급하는 것을 특징으로 하는 냉각수 공급방법이 제공된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 스팀 터빈 추진방식으로 추진되는 선박에서 스팀 터빈 사이클에 포함된 메인 컨덴서에 공급되는 해수를 활용함으로써 비상시에도 선박 내에 설치된 각종 장치를 위한 냉각수를 안정적으로 공급할 수 있는 냉각수 공급 장치 및 방법이 제공될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 냉각수 공급 장치 및 방법을, 도 면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1에는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 냉각수 공급 방법을 설명하기 위한 개념도가 도시되어 있다.

도 1의 우측에 도시된 바와 같이, LNG 수송선과 같은 선박 내에는 선실용 공조장치, 질소 발생기 등과 같이 운용시 냉각수를 필요로 하는 각종 장치들이 설치되어 있다. 설명의 편의상, 운용시 냉각수가 필요한 이들 각종 장치들을 이하 '일반 장치'라고 통칭한다.

해상에서 운용되는 선박의 특성상 담수보다는 해수의 공급이 용이하긴 하지만 해수는 부식의 우려가 있으므로, 이들 일반 장치(1)에 사용하는 냉각수로서는 통상 담수(FW; Fresh Water)가 활용되고 있다. 도 1에서 담수의 순환 경로, 즉 담수 공급용 배관(2)은 실선으로 도시되어 있다.

열교환을 통하여 온도가 상승된 일반 장치용 냉각수, 즉 담수는, 선체에 마련된 제1 취수구(11)를 통하여 흡입된 해수와 담수 냉각기(3)에서 2차 열교환을 통해 냉각된 후 담수 펌프(4)로 보내져 재사용되고, 담수와의 열교환을 통해 가열된 해수는 통상 선체 밖으로 배출된다. 도 1의 우측에서 담수 냉각기(3)로 공급되어 담수와 열교환되는 해수의 순환 경로, 즉 제1 해수 공급용 배관(13)은 점선으로 도시되어 있다. 제1 취수구(11)를 통해 취수된 해수는 제1 해수 펌프(15)에 의해 담수 냉각기(3)에 공급된다.

한편, 도 1의 좌측에 도시된 바와 같이, 추진장치로서 스팀 터빈(steam turbine)을 장착하고 있는 LNG 수송선과 같은 선박의 경우, 스팀 터빈 사이클에는 터빈을 통과한 스팀을 응축시키기 위한 메인 컨덴서(main condenser)(27)가 포함되어 있다.

메인 컨덴서(27)에서 스팀을 응축시키기 위해서는 많은 양의 냉각수가 필요하기 때문에 제2 취수구(21)를 통하여 해수(SW; Sea Water)를 흡입하여 냉각수로서 활용하고 있다. 메인 컨덴서(27)에서 열교환을 통해 온도가 상승한 해수는 통상 선체 밖으로 배출된다. 도 1의 좌측에서 메인 컨덴서(27)로 공급되는 해수의 순환 경로, 즉 제2 해수 공급용 배관(23)은 점선으로 도시되어 있다. 제2 취수구(21)를 통해 취수된 해수는 제2 해수 펌프(25)에 의해 메인 컨덴서(27)에 공급된다.

메인 컨덴서(27)의 경우, 필요로 하는 냉각수의 유량이 상당히 큰 것에 비해 필요 수두는 작기 때문에, 제1 취수구(11) 및 제1 해수 공급용 배관(13)과는 별도로 제2 취수구(21) 및 제2 해수 공급용 배관(23)을 마련해야 한다.

본 발명에 따르면, 상술한 바와 같은 비상시에, 제1 해수 공급용 배관(13)과 제2 해수 공급용 배관(23) 사이를 연결하는 연결 배관(30)을 통하여 제2 해수 공급용 배관(23)으로부터 제1 해수 공급용 배관(13) 측으로 필요한 양의 해수를 공급한다. 상술한 바와 같이 제1 해수 공급용 배관(13)을 통과하는 해수의 유량이 크기 때문에, 그 중 일부를 제2 해수 공급용 배관(23)에 공급하더라도 메인 컨덴서(27)를 운용할 수 있다.

그에 따라, 본 발명에 의하면, 일반 장치(1)를 간접적으로 냉각시키기 위한, 즉 일반 장치(1)의 냉각수인 담수를 담수 냉각기(3)에서의 열교환을 통해 냉각시키기 위한 해수의 제1 취수구(11) 및 제1 해수 공급용 배관(13)은 평상시 기준으로 일반 장치(1)의 간접 냉각에 요구되는 개수 및 크기를 가지도록 설치된다. 다시 말해서, 해수의 취수구가 이물질에 의해 막히는 등의 이유로 취수가 불가능하여 선박 내에 설치된 각종 장치들의 운용이 정상적으로 수행될 수 없는 비상시를 대비하여 평상시에 사용되지 않는 추가의 제1 취수구 및 제1 해수 공급용 배관이 설치되지 않을 수 있다.

제1 및 제2 해수 공급용 배관(13, 23) 사이에 설치된 연결 배관(30)은 제1 해수 공급용 배관(13)과 같거나 작은 직경의 파이프로 구성되는 것이 바람직하다. 더욱 상세하게는, 연결 배관(30)의 직경은, 제1 해수 공급용 배관(13) 중에서 하나 이상의 제1 해수 펌프(15)에 연결되도록 분기되는 분기관(14)의 직경과 대략 동일한 것이 바람직하다.

또한, 연결 배관(30)에는 필요시에만 개방되는 밸브 등의 개폐수단(30a)이 설치되는 것이 바람직하다. 연결 배관(30)의 개방시 제1 해수 공급용 배관(13)의 연결 배관(30) 분기점과 제1 취수구(11)와의 사이는 또 다른 밸브 등의 개폐수단(13a)에 의해 폐쇄된다.

지금까지 스팀 터빈을 추진장치로서 구비한 LNG 수송선 등의 선박에 본 발명이 적용된 실시형태를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명이 반드시 이러한 형태의 선박에만 적용되는 것이 아님은 물론이다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 직경이 큰 파이프(예컨대 대략 500mm)로 구성되지만 평상시 사용되지 않는 추가의 비상용 취수구 및 비상용 해수 공급용 배관을 공간이 한정된 선박 내에 배치할 필요가 없기 때문에, 선박 내의 공간을 더욱 효율 적으로 활용할 수 있게 된다.

또한, 추가의 비상용 취수구 및 비상용 해수 공급용 배관을 선박 내에 설치하기 위한 작업이 생략될 수 있어 선박의 건조에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 해수의 흡입을 위한 취수구 및 배관의 설치 개수를 가능한 한 적게 유지하면서 비상시에도 안정적으로 각종 장치들을 운용할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 냉각수 공급 장치 및 방법을, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 냉각수 공급 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 일반 장치 2 : 담수 공급용 배관

3 : 담수 냉각기 4 : 담수 펌프

11 : 제1 취수구 13 : 제1 해수 공급용 배관

15 : 제1 해수 펌프 21 : 제2 취수구

23 : 제2 해수 공급용 배관 25 : 제2 해수 펌프

27 : 메인 컨덴서 30 : 연결배관

Claims

스팀 터빈 추진방식으로 추진되는 선박 내에 설치되며, 운용시 냉각수를 필요로 하는 장치에 소요되는 냉각수를 안정적으로 공급하기 위한 선박의 냉각수 공급장치로서,

상기 운용시 냉각수를 필요로 하는 장치를 간접적으로 냉각시키기 위해 해수를 취수하는 제1 취수구와;

상기 제1 취수구를 통하여 취수한 해수를, 상기 운용시 냉각수를 필요로 하는 장치를 간접적으로 냉각시키기 위해 공급하는 제1 해수 공급용 배관과;

상기 스팀 터빈을 통과한 스팀을 응축시키기 위해 메인 컨덴서에 공급되는 해수를 취수하기 위한 제2 취수구와;

상기 제2 취수구를 통하여 취수한 해수를 상기 메인 컨덴서에 공급하는 제2 해수 공급용 배관과;

상기 제1 취수구를 통한 취수가 불가능한 비상시 상기 제2 취수구를 통하여 취수한 해수를 상기 제1 해수 공급용 배관에 공급하기 위해 상기 제1 해수 공급용 배관과 상기 제2 해수 공급용 배관 사이를 연결하도록 설치되는 연결 배관;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 공급장치.
청구항 1에 있어서,

상기 운용시 냉각수를 필요로 하는 장치는 담수에 의해 냉각되며, 상기 제1 취수구 및 제1 해수 공급용 배관을 통하여 공급되는 해수는 담수 냉각기에서 열교환을 통하여 담수를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 냉각수 공급장치.
청구항 2에 있어서,

상기 운용시 냉각수를 필요로 하는 장치의 냉각수인 담수는 상기 담수 냉각기에서 해수와의 열교환을 통하여 냉각된 후 재사용되기 위해 담수 펌프에 전달되는 것을 특징으로 하는 냉각수 공급장치.
청구항 1에 있어서,

상기 연결 배관은 평상시에 폐쇄되고 비상시에 개방될 수 있도록 개폐수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 공급장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제1 해수 공급용 배관 및 제2 해수 공급용 배관을 통해 공급된 해수는 열교환 후 선체 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 냉각수 공급장치.
청구항 1에 있어서,

상기 연결 배관은 상기 제1 해수 공급용 배관과 같거나 작은 직경의 파이프로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각수 공급장치.
스팀 터빈 추진방식으로 추진되는 선박 내에 설치되며, 운용시 냉각수를 필요로 하는 장치에 소요되는 냉각수를 안정적으로 공급하기 위한 선박의 냉각수 공급장치로서,

상기 운용시 냉각수를 필요로 하는 장치에 냉각수가 공급되지 않는 비상시, 스팀 터빈 사이클에 포함된 응축기에 냉각수로서 공급되는 해수 중 일부를 우회시켜, 상기 운용시 냉각수를 필요로 하는 장치용 냉각수로서 활용함으로써, 비상시에도 상기 운용시 냉각수를 필요로 하는 장치를 위한 냉각수를 안정적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 냉각수 공급 장치.
스팀 터빈 추진방식으로 추진되는 선박 내에 설치되며, 운용시 냉각수를 필요로 하는 장치에 소요되는 냉각수를 안정적으로 공급하기 위한 선박의 냉각수 공급장치로서,

상기 운용시 냉각수를 필요로 하는 장치를 간접적으로 냉각시키기 위해 필요한 유량만큼의 해수를 제1 취수구를 통하여 취수하여 공급하는 제1 해수 공급용 배관과;

상기 제1 취수구를 통하여 취수하는 유량보다 큰 유량의 해수를 제2 취수구를 통하여 취수하여, 스팀 터빈을 통과한 스팀을 응축시키기 위한 메인 컨덴서에 공급하는 제2 해수 공급용 배관과;

상기 제1 해수 공급용 배관과 상기 제2 해수 공급용 배관 사이를 연결하도록 설치되는 연결 배관과;

상기 제1 해수 공급용 배관을 통하여 공급되는 해수의 유량이 상기 운용시 냉각수를 필요로 하는 장치를 간접적으로 냉각시키기 위해 필요한 유량보다 작을 때 개방되어 상기 제2 해수 공급용 배관의 해수를 상기 제1 해수 공급용 배관에 전달하도록 상기 연결 배관에 설치되는 개폐수단;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 공급장치.
스팀 터빈 추진방식으로 추진되는 선박 내에서, 운용시 냉각수를 필요로 하는 장치에 소요되는 냉각수를 안정적으로 공급하기 위한 선박의 냉각수 공급방법으로서, 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 냉각수 공급장치에 의해 냉각수를 공급하는 것을 특징으로 하는 냉각수 공급방법.