KR20160080369A - 극지용 선박의 냉각수 제어시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 극지용 선박의 냉각수 제어시스템, 제어방법 및 그 제어시스템을 구비하는 극지용 선박에 관한 것으로, 다단의 필터링을 통해서 해수에 포함된 아이스버그(Iceberg, Ice Particle)를 걸러내어 해수(海水)만을 흡입하므로 해수 흡입 펌프 장비의 손상을 사전에 방지하고, 아이스 씨체스트와 하부 씨체스트의 작동 불능과 같은 비상사태 발생시에도 워터 밸러스트 탱크에 저장된 해수를 냉각수로 사용할 수 있으므로, 선박에 필요한 냉각용 해수를 극저온 환경에서도 원활하게 공급하고 제어할 수 있다.

Description

극지용 선박의 냉각수 제어시스템, 제어방법, 및 그 제어시스템을 구비하는 극지용 선박{COOLING WATER CONTROL SYSTEM, METHOD, AND ARTICS VESSEL HAVING THE CONTROL SYSTEM}
본 발명은 극지용 선박의 냉각수 제어시스템, 제어방법, 및 그 제어시스템을 구비하는 극지용 선박에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 다단의 필터링을 통해서 해수에 포함된 아이스버그(Iceberg, Ice Particle)를 걸러내어 해수(海水)만을 흡입하므로 해수 흡입 펌프 장비의 손상을 사전에 방지하고, 아이스 씨체스트와 하부 씨체스트의 작동 불능과 같은 비상사태 발생시에도 워터 밸러스트 탱크에 저장된 해수를 냉각수로 사용할 수 있으므로, 선박에 필요한 냉각용 해수를 극저온 환경에서도 원활하게 공급하고 제어할 수 있는 극지용 선박의 냉각수 제어시스템, 제어방법, 및 그 제어시스템을 구비하는 극지용 선박에 관한 것이다.
지구 온난화의 영향으로 북극해 해빙이 유실됨에 따라 러시아 부근의 북동항로와 캐나다 부근의 북서 항로에 대한 관심이 증가하고 있다.
북극해 지역은 많은 자원이 있으며, 새로 부각되는 관광지로서도 알려지고 있어 극지 유전의 개발에 따른 수송, 보급 및 관광 목적으로 극지 항로 개발에 관한 연구가 활발해지고 있다.
세계 지하자원의 약 25%가 매장되어 있고, 기존항로에 비해 시간과 거리가 30% 이상 단축되는 북극해 항로 개발을 위해 북극해 인접국들인 미국, 캐나다, 러시아, 덴마크, 및 노르웨이 등은 관련 연구들을 주도적으로 수행하고 있다.
미국과 캐나다 연구진이 발표한 자료에 따르면, 현재 북극해 항로의 통행량은 2030년까지 전 세계 선박 통행량의 2%에 달하며, 2050년까지 5%에 이를 것으로 예상되나, 최근 지구 온난화의 영향으로 북극해 항로의 개방 시기가 점차 앞당겨질 가능성이 매우 높다.
극지 해역은 일반 해역과는 달리 빙상 환경이라는 특수성이 있기에 부품소재 측면의 연구 개발과는 별도로 환경 위험도(Environmental Risk)를 고려하여 접근이 필요한 상황이다. 특히, 북극해를 운항하는 선박은 일반해역 운항 시보다 잠재적 위험요소가 많기 때문에 안전 운항이라는 측면에서 접근이 필요하다.
극지의 환경조건은 평균 대기 온도가 약 -52℃에 이르고, 극심한 태양 방사선 해역에 떠 있는 빙산들로 인해서 개발에 상당한 어려움이 있다.
선박은 선체에 해수가 유입되어 저장되는 해수 탱크가 마련되며, 해수 탱크에 저장된 해수(海水)(Sea water)를 엔진이나 발전기 등의 발열 장치를 냉각시키는데 사용하며, 특히, 해수를 냉매로서 사용할 수 있는 저온의 해역이나 극한 지역을 항해시 이러한 해수를 이용한 냉각장치의 활용이 더욱 중요하다.
도 1은 종래 해수를 이용하는 선박의 냉각장치를 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 해수를 이용하는 선박의 냉각장치(10)는, 해수가 유입되는 해수 탱크(11)와, 해수 탱크(11)에 해수가 순환 공급되기 위한 경로를 제공하는 해수 순환라인(12)과, 해수 순환라인(12)에 설치되어 해수가 순환되도록 펌핑하는 해수 펌프(13)와, 해수 순환라인(12)에 설치되어 순환 공급되는 해수를 냉매로 사용하는 쿨러(14)와, 쿨러(14)로부터 열교환을 마친 냉각수가 냉각수 펌프(15a)에 의해 엔진이나 발전기 등의 냉각대상물(20)로 순환 공급되기 위한 경로를 제공하는 냉각수 순환라인(15)을 구비한다.
이와 같은 종래 해수를 이용하는 선박의 냉각장치(10)는, 해수 탱크(11) 하부에 마련된 씨체스트(11a)를 통해서 해수가 유입되고, 해수 탱크(11)로 유입된 해수가 해수펌프(13) 각각의 펌핑에 의해서 각각의 쿨러(14)로 순환 공급되며, 냉각수펌프(15a)의 펌핑에 의해 냉각대상물(20)을 거쳐서 냉각수 순환라인(15)을 따라 쿨러(14)로 순환공급되는 냉각수가 해수와의 열교환에 의해 냉각되며, 이로 인해 냉각수가 냉각대상물(20)을 냉각시키게 된다.
한편, 쇄빙선과 같이 극저온 지방을 운행하는 선박은, 도면에 도시하지는 않았으나, 필요로 하는 해수를 흡입할 수 있도록 해수 유입 부가 사이드 쉘에 설치된다. 그런데 해수 아이스버그(얼음 조각)가 해수 유입 부의 내부 영역으로 그대로 유입되어 해수를 흡입하기 위한 펌프 순환 설비들을 파손시키는 심각한 문제를 초래한다. 이를 방지하기 위해서 해수 유입 부에는, 해수 흡입 시에 아이스버그의 유입을 차단할 수 있도록 아이스 씨체스트(Ice Seachest)가 설치된다.
그러나 종래에는 아이스버그가 아이스 씨체스트의 홀들보다 작고, 해수 흡입력이 강한 경우, 아이스버그가 여과되지 않고 그대로 통과하는 경우가 종종 발생하여서 해수 흡입펌프 순환 설비를 파손시키는 문제가 여전히 남아 있다.
또한, 종래에는 극지의 환경조건에서 쇄빙 모드 시 아이스버그에 의해서 씨체스트가 막혀서(Ice Blockage) 냉각수 공급 및 제어가 원활하지 못한 문제점이 있다.
국내 공개번호 제10-2009-0112079호 국내 공개번호 제10-2009-0112296호
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 다단의 필터링을 통해서 해수에 포함된 아이스버그를 걸러내어 해수만을 흡입하므로 해수 흡입펌프 순환 설비의 손상을 방지하고, 워터 밸러스트 탱크의 출구 측과 제 1 해수 펌프의 입구 측을 연결하는 밸러스트 워터 순환라인을 선택적으로 개방하여 아이스 씨체스트와 하부 씨체스트의 작동 불능과 같은 비상 사태 발생 시에도 워터 밸러스트 탱크에 저장된 해수를 냉각수로 사용할 수 있으므로, 선박에 필요한 냉각용 해수를 극저온 환경에서도 원활하게 공급하고 제어할 수 있는 극지용 선박의 냉각수 제어시스템 및 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 해수를 이용하여 냉각대상물을 냉각시키는 극지용 선박의 냉각수 제어시스템에 있어서, 아이스버그의 유입을 차단하고 해수를 흡입하기 위하여 선체에 설치되는 아이스 씨체스트; 상기 아이스 씨체스트를 통해 흡입된 해수를 이용하여 상기 냉각대상물을 냉각시킬 수 있도록 상기 선체에 설치되는 쿨러; 상기 쿨러를 거쳐서 열 교환한 해수를 배출하기 위하여 상기 선체에 설치되는 하부 씨체스트; 해수의 순환을 위해서 상기 아이스 씨체스트와 상기 하부 씨체스트와 상기 쿨러를 연결하는 메인 해수 순환라인; 상기 아이스 씨체스트를 통해서 해수를 흡입하도록 상기 메인 해수 순환라인에 설치되는 제 1 해수 펌프; 상기 선체의 밸러스팅을 위해서 상기 선체에 설치되는 밸러스트 워터 탱크; 상기 밸러스트 워터 탱크 안으로 해수를 유입하기 위한 밸러스트 워터 씨체스트; 상기 밸러스트 워터 씨체스트를 통해서 해수를 흡입하여 상기 밸러스트 워터 탱크 안에 해수를 저장하기 위한 제 2 해수 펌프; 및 비상시 상기 워터 밸러스트 탱크의 해수를 냉각수로 사용하도록 상기 워터 밸러스트 탱크의 출구 측과 상기 제 1 해수 펌프의 입구 측을 연결하는 밸러스트 워터 순환라인;을 포함하는 극지용 선박의 냉각수 제어시스템을 제공한다.
상기 아이스 씨체스트에는 상기 아이스 씨체스트의 막힘을 감지하는 센서가 설치되고, 상기 밸러스트 워터 순환라인에는 개폐밸브가 설치되며, 상기 센서에 의해서 상기 아이스 씨체스트의 막힘이 감지되는 경우에, 상기 개폐밸브를 개방하여 상기 워터 밸러스트 탱크 내부의 해수를 상기 제 1 해수 펌프의 입구 측으로 이송시키는 구성이다.
상기 센서는 온도센서와 수위센서를 포함한다.
상기 아이스 씨체스트는 상기 선체의 양 측면에 대향 배치되고, 상기 하부 씨체스트는 상기 선체의 하부에 대향 배치된다.
운항 모드 시에는, 상기 아이스 씨체스트로부터 해수를 흡입하고, 흡입한 해수는 쿨러를 거쳐서 열교환 한 후에 상기 하부 씨체스트로 배출하도록 구성된다.
상기 아이스 씨체스트의 사이드 쉘에는 해수에 포함된 아이스버그를 1차로 걸러내기 위한 그리드 부가 형성되고, 상기 아이스 씨체스트의 내부에는 상기 그리드 부를 통과한 아이스버그를 재차 걸러내기 위한 복수의 필터링 유닛이 설치될 수 있다.
상기 필터링 유닛은 상기 그리드 부를 통과한 아이스버그를 걸러내기 위하여 수직으로 설치되는 제 1 배플 존부, 및 상기 제 1 배플 존부의 상부에 배치되며, 상기 제 1 배플 존부를 따라 상부로 유동하는 아이스버그를 걸러내도록 경사지게 설치되는 제 2 배플 존부를 포함한다.
상기 아이스 씨체스트에는 스팀 블로윙 라인이 연결될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 극지용 선박의 냉각수 제어방법은 아이스 씨체스트를 통해서 아이스버그를 걸러내고 해수를 유입하며, 유입한 해수를 냉각수로 이용하여 쿨러에서 열 교환하고, 하부 씨체스트를 통해서 가열된 해수를 배출하되, 상기 워터 밸러스트 탱크의 출구 측과 상기 제 1 해수 펌프의 입구 측을 연결하는 위치에 선택적으로 개방되는 밸러스트 워터 순환라인이 설치되어, 비상시에 상기 워터 밸러스트 탱크의 해수를 냉각수로 사용한다.
상기 아이스 씨체스트의 막힘을 감지하는 경우에, 상기 밸러스트 워터 순환라인의 개폐밸브를 개방하여 상기 워터 밸러스트 탱크 내부의 해수를 상기 제 1 해수 펌프의 입구 측으로 이송시켜서, 상기 워터 밸러스트 탱크의 해수를 냉각수로 사용한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 다단의 필터링을 통해서 해수에 포함된 아이스버그를 걸러내어 해수만을 흡입하므로, 해수 흡입펌프 순환 설비의 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 냉각수의 폐열을 이용하여 제빙 기능을 하므로, 에너지 소비 측면에서 효율성을 높일 수 있고, 하부 씨체스트를 아이스 씨체스트의 예비(Redunduncy)로 설치함으로써, 아이스 씨체스트가 막혀서 제 기능을 하지 못하는 경우에도 하부 씨체스트를 이용하여 냉각수를 효과적으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 워터 밸러스트 탱크의 출구 측과 제 1 해수 펌프의 입구 측을 연결하는 밸러스트 워터 순환라인을 선택적으로 개방하여, 아이스 블록케이지 혹은 기상 악화 등으로 인하여 아이스 씨체스트와 하부 씨체스트의 작동 불능과 같은 비상사태 발생시에도 워터 밸러스트 탱크에 저장된 해수를 냉각수로 사용할 수 있으므로, 선박에 필요한 냉각용 해수를 극저온 환경에서도 원활하게 공급하고 제어할 수 있다.
도 1은 종래 해수를 이용하는 선박의 냉각장치를 보인 구성도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 극지용 선박의 냉각수 제어시스템을 보인 구성도로서, 운항 모드 및 쇄빙 모드 시의 냉각수 제어를 설명하는 도면
도 3은 워터 밸러스트 탱크의 출구 측과 제 1 해수 펌프의 입구 측을 연결하는 밸러스트 워터 순환라인을 통해서 비상시 워터 밸러스트 탱크 내부의 해수를 냉각수로 사용하는 것을 설명하기 위한 도면
도 4는 아이스 씨체스트 내부를 보인 단면도
도 5는 그리드 부를 보인 정면도
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 극지용 선박의 냉각수 제어시스템 및 제어방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 극지용 선박의 냉각수 제어시스템을 보인 구성도로서, 운항 모드 및 쇄빙 모드 시의 냉각수 제어를 설명하는 도면이고, 도 3은 워터 밸러스트 탱크의 출구 측과 제 1 해수 펌프의 입구 측을 연결하는 밸러스트 워터 순환라인을 통해서 비상시 워터 밸러스트 탱크 내부의 해수를 냉각수로 사용하는 것을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 아이스 씨체스트 내부를 보인 단면도이고, 도 5는 그리드 부를 보인 정면도이다.
위 도면을 참조하면, 본 발명의 극지용 선박은 해수를 이용하여 냉각대상물을 냉각시키는 극지용 선박의 냉각수 제어시스템(100)을 구비한다. 여기서, 냉각대상물은 엔진이나 발전기를 일 예로 들 수 있으며, 엔진이나 발전기 이외에 선박에서 냉각을 필요로 하는 곳에 모두 적용될 수 있다.
본 발명의 냉각수 제어시스템(100)은 다단의 필터링을 통해서 해수에 포함된 아이스버그를 걸러내어 해수만을 흡입하여 해수 흡입펌프 순환 장비의 손상을 방지하고, 아이스 씨체스트(110)와 하부 씨체스트(120)의 작동 불능과 같은 비상사태 발생시에도 워터 밸러스트 탱크(130)에 저장된 해수를 냉각수로 사용할 수 있으므로, 선박에 필요한 냉각용 해수를 운항 모드 뿐만 아니라 쇄빙 모드의 극저온 환경에서도 원활하게 공급하고 제어할 수 있다.
본 발명의 냉각수 제어시스템(100)에 대하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 선체에 아이스버그의 유입을 차단하고 해수를 흡입하기 위하여 선체에 설치되는 아이스 씨체스트(110)가 설치된다.
상기 아이스 씨체스트(110)를 통해 흡입된 해수를 이용하여 상기 냉각대상물을 냉각시킬 수 있도록 선체에는 쿨러(140)가 설치된다. 쿨러(140)는 메인 쿨러(141)와 서브 쿨러(142)로 구성될 수 있다.
상기 쿨러(140)를 거쳐서 열 교환한 해수를 배출하기 위하여 선체에는 하부 씨체스트(120)가 설치된다.
해수의 순환을 위해서 상기 아이스 씨체스트(110)와 상기 하부 씨체스트(120)와 상기 쿨러(140)를 서로 연결하는 위치에는 메인 해수 순환라인(L)이 설치된다.
상기 메인 해수 순환 라인(L)은 좌현과 우현에 각각 배치되고, 좌현 측의 상기 메인 해수 순환라인(L)과 우현 측의 상기 메인 해수 순환라인(L)은 메인 크로스 라인(L 1)으로 연결될 수 있다.
상기 아이스 씨체스트(110)는 상기 선체의 양 측면에 대향 배치되고, 상기 하부 씨체스트(120)는 상기 선체의 하부에 대향 배치된다.
상기 아이스 씨체스트(110)를 통해서 해수를 흡입하도록 상기 메인 해수 순환라인(L)에는 제 1 해수 펌프(150)가 설치된다.
선체의 밸러스팅을 위해서 선체에는 밸러스트 워터 탱크(130)가 설치된다.
상기 밸러스트 워터 탱크(130)는 엔진 룸의 밸러스트 워터 탱크를 포함한다.
상기 밸러스트 워터 탱크(130) 안으로 해수를 유입하기 위하여 선체의 하부에는 밸러스트 워터 씨체스트(131)가 설치된다.
상기 밸러스트 워터 씨체스트(131)를 통해서 해수를 흡입하여, 상기 밸러스트 워터 탱크(130) 안에 해수를 저장하기 위하여 제 2 해수 펌프(160)가 구비된다.
상기 제 2 해수 펌프(160)는 상기 밸러스트 워터 씨체스트(131)와 근접하여 설치될 수 있다.
쇄빙 모드에서의 아이스 블록케이지 혹은 기상 악화 등으로 인하여, 아이스 씨체스트(110)와 하부 씨체스트(120)의 작동 불능과 같은 비상사태 발생시에도, 상기 워터 밸러스트 탱크(130)의 해수를 냉각수로 사용하도록 상기 워터 밸러스트 탱크(130)의 출구 측과 상기 제 1 해수 펌프(150)의 입구 측을 연결하는 위치에 밸러스트 워터 순환라인(L 2)이 설치된다. 상기 밸러스트 워터 순환라인(L 2)에는 개폐밸브(V)가 설치된다.
상기 아이스 씨체스트(110)에는 상기 아이스 씨체스트의 막힘을 감지하는 센서(S)가 설치될 수 있는데, 상기 센서(S)에 의해서 상기 아이스 씨체스트(110)의 막힘이 감지되는 경우에, 상기 개폐밸브(V)를 개방하여 상기 워터 밸러스트 탱크(130)에 저장된 해수를 상기 제 1 해수 펌프(150)의 입구 측으로 이송(공급)시키도록 구성될 수 있다. 상기 센서(S)는 온도센서와 수위센서를 포함한다.
운항 모드 시에는, 상기 아이스 씨체스트(110)로부터 해수를 흡입하고, 흡입한 해수는 쿨러(140)를 거쳐서 열교환 한 후에, 상기 아이스 씨체스트(110) 또는/및 상기 하부 씨체스트(120)로 배출할 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 선체의 사이드 쉘에는 해수에 포함된 아이스버그를 1차로 걸러내기 위한 그리드 부(160)가 형성되고, 상기 아이스 씨체스트(110)의 내부에는 상기 그리드 부(160)를 통과한 아이스버그를 재차 걸러내기 위한 복수의 필터링 유닛(170)이 설치될 수 있다. 상기 그리드 부(160)는 아이스버그를 걸러낼 수 있도록 일명 배플(161)에 해당하는 기다란 유입 홀들을 제공한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 필터링 유닛(170)은 상기 그리드 부(160)를 통과한 아이스버그를 걸러내기 위하여 수직으로 설치되는 제 1 배플 존부(171)와, 상기 제 1 배플 존부(171)의 상부에 배치되며 상기 제 1 배플 존부(171)를 따라 상부로 유동하는 아이스버그를 걸러내도록 경사지게 설치되는 제 2 배플 존부(172)를 포함한다.
상기 아이스 씨체스트(110)에는 스팀 블로윙 라인(L 3)이 연결될 수 있다.
상기 스팀 블로윙 라인(L 3)을 통해서 고온의 스팀을 분사하여 아이스를 녹여서, 아이스 블록케이지에 의한 상기 아이스 씨체스트(110)의 막힘을 해소할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 극지용 선박의 냉각수 제어방법은 그리드 부(160) 및 아이스 씨체스트(110)를 통해서 아이스버그를 걸러내고 해수를 유입하며, 유입한 해수를 냉각수로 이용하여 쿨러(140)에서 열 교환하고, 하부 씨체스트(120)를 통해서 가열된 해수를 배출한다.
냉각수용으로 해수를 흡입하는 경우, 해수에 포함된 큰 사이즈의 아이스버그는 그리드 부(160)를 거치면서 1차로 걸러내고, 아이스 씨체스트(110)의 필터링 유닛(170)을 거치면서 재차 좀더 작은 사이즈의 아이스버그를 걸러낸다.
상기 필터링 유닛(170)의 여과 과정을 살펴보면, 제 1 배플 존부(171)가 상기 그리드 부(160)를 통과한 아이스버그를 걸러내기 위하여 수직으로 설치되는바, 아이스 씨체스트(110) 안으로 유입된 아이스버그는 제 1 배플 존부(171)에 의해서 여과되고, 유동하는 아이스버그는 제 1 배플 존부(171) 상측으로 이동하여 제 2 배플 존부(172)에 의해 여과된다. 이와 같이 다단의 필터링을 통해서 아이스버그(Iceberg, Ice Particle)를 여과하고 해수만을 흡입하므로 해수 흡입 펌프 장비의 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 상기 워터 밸러스트 탱크(130)의 출구 측과 상기 제 1 해수 펌프(150)의 입구 측을 연결하는 위치에는 선택적으로 개방되는 밸러스트 워터 순환라인(L 2)이 설치되므로, 비상사태 발생시에 상기 워터 밸러스트 탱크(130)의 해수를 냉각수로 사용할 수 있다.
다시 말해서, 상기 아이스 씨체스트(110) 및 하부 씨체스트(120)의 막힘을 감지하는 경우에, 상기 밸러스트 워터 순환라인(L 2)의 개폐밸브(V)를 개방하여 상기 워터 밸러스트 탱크(130) 내부의 해수를 상기 제 1 해수 펌프(150)의 입구 측으로 이송시켜서, 상기 워터 밸러스트 탱크(130)의 해수를 냉각수로 사용할 수 있다.
상기 아이스 씨체스트(110)의 막힘 감지는, 온도센서와 수위센서를 사용할 수 있는데, 온도센서는 아이스 씨체스트(110) 내부의 해수 온도를 감지하여 일정온도 예를 들어, 0℃ 내지 -2℃ 이상으로 온도가 상승하는 경우에 아이스 씨체스트(110)가 막힌 것으로 판단한다.
또한, 수위센서는 아이스 씨체스트(110) 내부의 수위가 일정높이로 상승하는 경우에 아이스 씨체스트(110)가 막힌 것으로 판단한다.
본 발명에 의하면, 다단의 필터링을 통해서 아이스버그를 여과한 후에 해수만을 흡입하므로, 해수 흡입펌프 순환 설비의 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 냉각수의 폐열을 이용하여 제빙 기능을 하므로, 에너지 소비 측면에서 효율성을 높일 수 있고, 하부 씨체스트를 아이스 씨체스트의 예비(Redunduncy)로 설치함으로써, 아이스 씨체스트가 막혀서 제 기능을 하지 못하는 경우에도 하부 씨체스트를 이용하여 냉각수를 효과적으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 워터 밸러스트 탱크의 출구 측과 제 1 해수 펌프의 입구 측을 연결하는 밸러스트 워터 순환라인을 선택적으로 개방하여, 아이스 블록케이지 혹은 기상 악화 등으로 인하여 아이스 씨체스트와 하부 씨체스트의 작동 불능과 같은 비상사태 발생시에도, 워터 밸러스트 탱크에 저장된 해수를 냉각수로 사용할 수 있으므로, 선박에 필요한 냉각용 해수를 극저온 환경에서도 원활하게 공급하고 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
100: 냉각수 제어시스템
110: 아이스 씨체스트
120: 하부 씨체스트
130: 워터 밸러스트 탱크
131: 밸러스트 워터 씨체스트
140: 쿨러
141: 메인 쿨러
142: 서브 쿨러
150: 제 1 해수 펌프
160: 제 2 해수 펌프
161: 배플
170: 필터링 유닛
171: 제 1 배플 존부
172: 제 2 배플 존부
L: 메인 해수 순환라인
L 1: 메인 크로스 라인
L 2: 밸러스트 워터 순환라인
L 3: 스팀 블로윙 라인
S: 센서
V: 개폐밸브

Claims (12)

  1. 해수를 이용하여 냉각대상물을 냉각시키는 극지용 선박의 냉각수 제어시스템에 있어서,
    아이스버그의 유입을 차단하고 해수를 흡입하기 위하여 선체에 설치되는 아이스 씨체스트;
    상기 아이스 씨체스트를 통해 흡입된 해수를 이용하여 상기 냉각대상물을 냉각시킬 수 있도록 상기 선체에 설치되는 쿨러;
    상기 쿨러를 거쳐서 열 교환한 해수를 배출하기 위하여 상기 선체에 설치되는 하부 씨체스트;
    해수의 순환을 위해서 상기 아이스 씨체스트와 상기 하부 씨체스트와 상기 쿨러를 연결하는 메인 해수 순환라인;
    상기 아이스 씨체스트를 통해서 해수를 흡입하도록 상기 메인 해수 순환라인에 설치되는 제 1 해수 펌프;
    상기 선체의 밸러스팅을 위해서 상기 선체에 설치되는 밸러스트 워터 탱크;
    상기 밸러스트 워터 탱크 안으로 해수를 유입하기 위한 밸러스트 워터 씨체스트;
    상기 밸러스트 워터 씨체스트를 통해서 해수를 흡입하여 상기 밸러스트 워터 탱크 안에 해수를 저장하기 위한 제 2 해수 펌프; 및
    비상시 상기 워터 밸러스트 탱크의 해수를 냉각수로 사용하도록 상기 워터 밸러스트 탱크의 출구 측과 상기 제 1 해수 펌프의 입구 측을 연결하는 밸러스트 워터 순환라인; 을 포함하는 극지용 선박의 냉각수 제어시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 아이스 씨체스트에는 상기 아이스 씨체스트의 막힘을 감지하는 센서가 설치되고, 상기 밸러스트 워터 순환라인에는 개폐밸브가 설치되며, 상기 센서에 의해서 상기 아이스 씨체스트의 막힘이 감지되는 경우에, 상기 개폐밸브를 개방하여 상기 워터 밸러스트 탱크 내부의 해수를 상기 제 1 해수 펌프의 입구 측으로 이송시키는 구성인 것을 특징으로 하는 극지용 선박의 냉각수 제어시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서는 온도센서와 수위센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 극지용 선박의 냉각수 제어시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 아이스 씨체스트는 상기 선체의 양 측면에 대향 배치되고, 상기 하부 씨체스트는 상기 선체의 하부에 대향 배치되는 것을 특징으로 하는 극지용 선박의 냉각수 제어시스템.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    운항 모드 시에는, 상기 아이스 씨체스트로부터 해수를 흡입하고, 흡입한 해수는 쿨러를 거쳐서 열교환 한 후에 상기 하부 씨체스트로 배출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 극지용 선박의 냉각수 제어시스템.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 아이스 씨체스트의 사이드 쉘에는 해수에 포함된 아이스버그를 1차로 걸러내기 위한 그리드 부가 형성되고, 상기 아이스 씨체스트의 내부에는 상기 그리드 부를 통과한 아이스버그를 재차 걸러내기 위한 복수의 필터링 유닛이 설치되는 것을 특징으로 하는 극지용 선박의 냉각수 제어시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 필터링 유닛은
    상기 그리드 부를 통과한 아이스버그를 걸러내기 위하여 수직으로 설치되는 제 1 배플 존부; 및
    상기 제 1 배플 존부의 상부에 배치되며, 상기 제 1 배플 존부를 따라 상부로 유동하는 아이스버그를 걸러내도록 경사지게 설치되는 제 2 배플 존부를 포함하는 극지용 선박의 냉각수 제어시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 아이스 씨체스트에는 스팀 블로윙 라인이 연결되는 것을 특징으로 하는 극지용 선박의 냉각수 제어시스템.
  9. 해수를 이용하여 냉각대상물을 냉각시키는 극지용 선박의 냉각수 제어시스템에 있어서,
    상기 선체의 밸러스팅을 위해서 상기 선체에 밸러스트 워터 탱크가 설치되고, 상기 밸러스트 워터 탱크 안으로 해수를 유입하기 위하여 밸러스트 워터 씨체스트가 구비되며, 밸러스트 워터 순환라인이 설치되어 비상시 상기 워터 밸러스트 탱크의 해수를 냉각수로 사용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 극지용 선박의 냉각수 제어시스템.
  10. 아이스 씨체스트를 통해서 아이스버그를 걸러내고 해수를 유입하고, 유입한 해수를 냉각수로 이용하여 쿨러에서 열 교환하며, 하부 씨체스트를 통해서 가열된 해수를 배출하되, 상기 워터 밸러스트 탱크의 출구 측과 상기 제 1 해수 펌프의 입구 측을 연결하는 위치에 선택적으로 개방되는 밸러스트 워터 순환라인이 설치되어, 비상시에 상기 워터 밸러스트 탱크의 해수를 냉각수로 사용하는 것을 특징으로 하는 극지용 선박의 냉각수 제어방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 아이스 씨체스트에는 상기 아이스 씨체스트의 막힘을 감지하는 경우에, 상기 밸러스트 워터 순환라인의 개폐밸브를 개방하여 상기 워터 밸러스트 탱크 내부의 해수를 상기 제 1 해수 펌프의 입구 측으로 이송시켜서, 상기 워터 밸러스트 탱크의 해수를 냉각수로 사용하는 것을 특징으로 하는 극지용 선박의 냉각수 제어방법.
  12. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 냉각수 제어시스템을 구비하는 극지용 선박.
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