KR20190057626A - 선박의 해수 처리 시스템 및 이를 이용한 해수 처리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기분해모듈을 복수개로 모듈화한 모듈형 전기분해장치를 해양생물 살균장치와 밸러스트 수 처리 장치에서 공동으로 사용함으로써 선박의 동작 모드에 따라 구동시킬 전기분해모듈의 대수를 결정하여 농도 조절된 염소를 공급할 수 있게 한 선박의 해수 처리 시스템 및 이를 이용한 해수 처리 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 시체스트의 해수에 포함된 해양생물을 살균시키는 해양생물 살균장치(MGPS: Marine Growth Prevention System)와 밸러스트 수 처리 장치(BWTS: Ballast Water Treatment System)를 구비한 선박의 해수 처리 시스템에 있어서, 상기 해양생물 살균장치와 상기 밸러스트 수 처리 장치에서 공동으로 사용되며, 해수를 전기분해하여 염소를 생성하는 전기분해모듈을 복수개로 모듈화한 모듈형 전기분해장치; 상기 선박의 동작 모드에 따라 상기 모듈형 전기분해장치 중 구동시킬 전기분해모듈의 대수를 결정하여 결정된 대수의 전기분해모듈에 구동신호를 인가하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어를 받으며, 상기 구동신호에 따라 구동된 전기분해모듈에 의해 생성된 염소를 상기 시체스트, 또는 상기 시체스트 및 상기 밸러스트 탱크에 미리 정해진 양만큼 각각 공급하기 위한 제 1 및 제 2 공급펌프를 포함하는, 선박의 해수 처리 시스템이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 시체스트의 해수에 포함된 해양생물을 살균시키는 해양생물 살균장치(MGPS: Marine Growth Prevention System)와 밸러스트 수 처리 장치(BWTS: Ballast Water Treatment System)를 구비한 선박의 해수 처리 시스템에 있어서, 상기 해양생물 살균장치와 상기 밸러스트 수 처리 장치에서 공동으로 사용되며, 해수를 전기분해하여 염소를 생성하는 전기분해모듈을 복수개로 모듈화한 모듈형 전기분해장치; 상기 선박의 동작 모드에 따라 상기 모듈형 전기분해장치 중 구동시킬 전기분해모듈의 대수를 결정하여 결정된 대수의 전기분해모듈에 구동신호를 인가하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어를 받으며, 상기 구동신호에 따라 구동된 전기분해모듈에 의해 생성된 염소를 상기 시체스트, 또는 상기 시체스트 및 상기 밸러스트 탱크에 미리 정해진 양만큼 각각 공급하기 위한 제 1 및 제 2 공급펌프를 포함하는, 선박의 해수 처리 시스템이 제공된다.
Description
본 발명은 선박의 해수 처리 시스템 및 이를 이용한 해수 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기분해모듈을 복수개로 모듈화한 모듈형 전기분해장치를 해양생물 살균장치와 밸러스트 수 처리 장치에서 공동으로 사용함으로써 선박의 동작 모드에 따라 구동시킬 전기분해모듈의 대수를 결정하여 농도 조절된 염소를 공급할 수 있게 한 선박의 해수 처리 시스템 및 이를 이용한 해수 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 선박을 운항하기 위해서는 메인 엔진, 발전기 엔진, 보일러, 펌프, 에어컨 등과 같이 많은 장비들이 작동된다.
이러한 각 장비들은 운전되면서 많은 열을 발생시킨다. 이렇게 발생되는 열을 소산시키기 위해서 각각의 장비에는 냉각수가 공급된다. 일부 장비의 경우에는 공기를 통해 냉각을 하는 공냉식이 사용되기도 하나, 많은 장비들은 냉각 효율이 높은 수냉식 방식이 적용된다.
이때 각 장비에서 직접적으로 열을 흡수하기 위한 냉각수 매체로는, 청수(Fresh Water: FW)가 사용된다. 각 장비로부터 열을 흡수하기 위한 이 청수는 열교환기(Heat Exchanger)를 통해 해수와 열교환을 하면서 해수에 열을 전달시키게 되며, 해수는 바다로 배출되면서 지속적으로 선박에서 발생되는 열을 소산시키게 된다.
MGPS(Marine Growth Prevention System)는, 선박에 공급되는 해수에 서식하고 있는 해양생물(조개, 해조류, 해양미생물 등)을 살균할 수 있는 설비이다. MGPS는 해양생물을 살균하여 해수 배관이 막히는 것을 방지함으로써 원활한 해수 유입을 가능케 한다.
이러한 MGPS의 작동원리는, Cu(구리)와 Al(알루미늄)로 마련된 아노드(Anode)에 전류를 공급하며, 전류에 의해 아노드를 녹여서 해수에 서식하는 해양생물을 살균하는 방식이다.
종래에는 MGPS 업체에서 추천하는 전류값을 세팅시켜서 MGPS 아노드를 녹이는 방법을 사용하였으며, 해수의 유입량에 관계없이 항상 일정한 전류에 의해 일정한 양의 아노드를 소모하게 된다.
상술된 MGPS 및 밸러스트 수 처리 장치는 살균/소독 타입이 상이하나, 전기분해방식을 공통적으로 사용한다. 즉, MGPS에서는 전기분해장치에 의해 생성된 0.2~0.5PPM의 염소 농도를 시체스트에 공급하고, 밸러스트 수 처리 장치는 전기분해장치에 의해 생성된 2-10PPM의 염소농도를 시체스트의 해수에 포함시켜 밸러스트 탱크에 공급하는 운전조건이 상이하다. 따라서 MGPS와 밸러스트 수 처리 장치는 전기분해장치를 각각 구비하여, 각 사용처가 필요로 하는 요구시점 및 염소 농도 등에 맞춰 동작되도록 하였다.
본 발명의 목적은, 전기분해모듈을 복수개로 모듈화한 모듈형 전기분해장치를 해양생물 살균장치와 밸러스트 수 처리 장치에서 공동으로 사용함으로써 선박의 동작 모드에 따라 구동시킬 전기분해모듈의 대수를 결정하여 농도 조절된 염소를 공급할 수 있게 한 선박의 해수 처리 시스템 및 이를 이용한 해수 처리 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 시체스트의 해수에 포함된 해양생물을 살균시키는 해양생물 살균장치(MGPS: Marine Growth Prevention System)와 밸러스트 수 처리 장치(BWTS: Ballast Water Treatment System)를 구비한 선박의 해수 처리 시스템에 있어서, 상기 해양생물 살균장치와 상기 밸러스트 수 처리 장치에서 공동으로 사용되며, 해수를 전기분해하여 염소를 생성하는 전기분해모듈을 복수개로 모듈화한 모듈형 전기분해장치; 상기 선박의 동작 모드에 따라 상기 모듈형 전기분해장치 중 구동시킬 전기분해모듈의 대수를 결정하여 결정된 대수의 전기분해모듈에 구동신호를 인가하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어를 받으며, 상기 구동신호에 따라 구동된 전기분해모듈에 의해 생성된 염소를 상기 시체스트, 또는 상기 시체스트 및 상기 밸러스트 탱크에 미리 정해진 양만큼 각각 공급하기 위한 제 1 및 제 2 공급펌프를 포함하는, 선박의 해수 처리 시스템이 제공된다.
상기 선박의 동작 모드는 상기 시체스트의 해수에 포함된 해양생물을 항시 살균시키는 항시 살균 모드와, 상기 항시 살균 모드와 상기 밸러스트 탱크에 밸러스트 수의 공급을 위해 동작하는 밸러스트 모드를 동시에 구동시키는 동시 모드 중 어느 하나의 모드일 수 있다.
상기 제어부는 상기 선박의 동작 모드가 항시 살균 모드인 경우 상기 모듈형 전기분해장치에 모듈화된 복수개의 전기분해모듈 중에서 구동시킬 한대의 전기분해모듈을 결정하고, 결정된 전기분해모듈에 구동신호를 인가할 수 있다.
상기 제어부는 상기 선박의 동작 모드가 동시 모드인 경우 상기 모듈형 전기분해장치에 모듈화된 복수개의 전기분해모듈 모두를 구동시킬 전기분해모듈로 결정하고, 결정된 전기분해모듈에 구동신호를 인가할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 공급펌프의 유량은 서로 상이하고, 상기 제 1 공급펌프의 유량은 상기 시체스트에 공급되는 해수의 염소농도를 미리 설정된 제 1 기준염소농도로 유지시켜주는 유량으로 정해지며, 상기 제 2 공급펌프의 유량은 상기 밸러스트 탱크에 공급되는 해수의 염소농도를 미리 설정된 제 2 기준염소농도로 유지시켜주는 유량으로 정해질 수 있다.
상기 제 1 공급 펌프는 상기 시체스트의 해수를 해수 쿨링 시스템의 냉매로 사용하고 나온 해수를 다시 상기 시체스트로 복귀시키는 복귀라인과 만나는 제 1 연결라인에 설치되고, 상기 제 1 연결라인은 상기 모듈형 전기분해장치와 연결될 수 있다.
상기 제 2 공급 펌프는 상기 밸러스트 탱크로 상기 시체스트의 해수를 이송하는 이송 라인과 만나는 제 2 연결라인에 설치되고, 상기 제 2 연결라인은 상기 모듈형 전기분해장치와 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 해수 처리 시스템은 상기 시체스트에 복귀되는 해수에 포함된 염소의 농도를 측정하는 제 1 TRO 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제 1 TRO 센서와 연결되어, 상기 제 1 TRO 센서로부터 수신된 염소의 농도를 수신하여 표시할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 해수 처리 시스템은 상기 밸러스트 탱크에 공급되는 해수에 포함된 염소의 농도를 특정하는 제 2 TRO 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제 2 TRO 센서와 연결되어, 상기 제 2 TRO 센서로부터 수신된 염소의 농도를 수신하여 표시할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 시체스트의 해수에 포함된 해양생물을 살균시키는 해양생물 살균장치(MGPS: Marine Growth Prevention System)와 밸러스트 수 처리 장치(BWTS: Ballast Water Treatment System)를 구비한 선박의 해수 처리 시스템을 이용한 선박의 해수 처리 방법으로서, 해수를 전기분해하여 염소를 생성하는 전기분해모듈을 복수개로 모듈화한 모듈형 전기분해장치는 상기 해양생물 살균장치와 상기 밸러스트 수 처리 장치에서 공동으로 사용되며, 제어부가 상기 선박의 동작 모드에 따라 상기 복수개의 전기 분해모듈 중 구동시킬 전기분해모듈의 대수를 결정하는 단계; 상기 제어부가 상기 결정된 대수의 전기분해모듈에 구동신호를 인가하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 구동신호에 따라 구동되는 전기분해모듈에 의해 생성된 염소를 상기 시체스트, 또는 상기 시체스트 및 상기 밸러스트 수 처리 장치의 밸러스트 탱크에 미리 정해진 양만큼 공급하기 위한 제 1 및 제 2 공급펌프를 제어하는 단계를 포함하는, 선박의 해수 처리 방법이 제공된다.
상기 선박의 동작 모드는 상기 시체스트의 해수에 포함된 해양생물을 항시 살균시키는 항시 살균 모드와, 상기 항시 살균 모드와 상기 밸러스트 탱크에 밸러스트 수의 공급을 위해 동작하는 밸러스트 모드를 동시에 구동시키는 동시 모드 중 어느 하나의 모드이고, 상기 결정하는 단계는 상기 선박의 동작 모드가 상기 항시 살균 모드인 경우 상기 모듈형 전기분해장치에 모듈화된 복수개의 전기분해모듈 중에서 한대의 전기분해모듈을 구동시키도록 결정하고, 상기 인가하는 단계는 상기 결정된 한대의 전기분해모듈에 구동신호를 인가하며, 상기 제어하는 단계는 상기 시체스트의 해수를 해수 쿨링 시스템의 냉매로 사용하고 나온 해수를 다시 상기 시체스트로 복귀하는 복귀라인과 만나는 제 1 연결라인에 설치된 상기 제 1 공급펌프에 온신호를 인가하여 해당 제 1 공급펌프를 통해 미리 정해진 용량만큼 염소가 상기 복귀라인에 공급되도록 하고, 상기 밸러스트 탱크로 상기 시체스트의 해수를 이송하는 이송라인과 만나는 제 2 연결라인에 설치된 제 2 공급펌프에 오프신호를 인가할 수 있다.
상기 선박의 동작 모드는 상기 시체스트의 해수에 포함된 해양생물을 항시 살균시키는 항시 살균 모드와, 상기 항시 살균 모드와 상기 밸러스트 탱크에 밸러스트 수의 공급을 위해 동작하는 밸러스트 모드를 동시에 구동시키는 동시 모드 중 어느 하나의 모드이고, 상기 결정하는 단계는 상기 선박의 동작 모드가 상기 동시 모드인 경우 상기 모듈형 전기분해장치에 모듈화된 복수개의 전기분해모듈 모두를구동시킬 전기분해모듈로 결정하고, 상기 인가하는 단계는 상기 결정된 전기분해모듈에 구동신호를 인가하며, 상기 제어하는 단계는 상기 시체스트의 해수를 해수 쿨링 시스템의 냉매로 사용하고 나온 해수를 다시 상기 시체스트로 복귀하는 복귀라인과 만나는 제 1 연결라인에 설치된 상기 제 1 공급펌프에 온신호를 인가하여 해당 제 1 공급펌프를 통해 미리 정해진 용량만큼 염소가 상기 복귀라인에 공급되도록 하고, 상기 밸러스트 탱크로 상기 시체스트의 해수를 이송하는 이송라인과 만나는 제 2 연결라인에 설치된 제 2 공급펌프에 온신호를 인가하여 해당 제 2 공급펌프를 통해 미리 정해진 용량만큼 염소가 상기 이송라인에 공급되도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 전기분해모듈을 복수개로 모듈화한 모듈형 전기분해장치를 구비함으로써 선박의 동작 모드에 따라 전기분해모듈의 대수를 구동시켜 농도 조절된 염소를 공급할 수 있는 효과가 있다. 즉, 해양생물 살균장치와 밸러스트 수 처리 장치에 각각 전기분해장치를 구비하지 않고 모듈형 전기분해장치를 공동으로 사용함으로써 전기분해장치를 2대에서 1대로 줄어 경제적인 잇점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 복수개로 모듈화한 모듈형 전기분해장치를 통해 항시 살균모드시 복수의 전기분해모듈 중 구동되는 전기분해모듈의 고장시 다른 전기분해모듈의 가동이 가능하여 해양생물 살균장치의 리던던시(redunndancy)가 불필요한 효과도 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따르면 해양생물 살균장치와 밸러스트 수 처리 장치에 모듈형 전기분해장치를 공동으로 사용함으로써 선체(Hull) 내부의 레이아웃이 유리해진 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선박의 해수 처리 시스템을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선박의 해수 처리 시스템을 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다.
도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 선박의 해수 처리 시스템은 시체스트(10)의 해수에 포함된 해양생물을 살균시키는 해양생물 살균장치(MGPS: Marine Growth Prevention System)와, 밸러스트 탱크(20)에 시체스트(10)의 해수를 공급하거나 밸러스트 탱크(20)에 저장된 해수를 선외로 배출시키기 위한 밸러스트 수 처리 장치(BWTS: Ballast Water Treatment System)에서 공동으로 사용하는 모듈형 전기분해장치(30)를 포함한다.
모듈형 전기분해장치(30)는 해수를 전기분해하여 염소를 생성하는 전기분해모듈이 복수개로 모듈화되어 있다. 모듈형 전기분해장치(30)는 제어부(40)의 제어에 따라 동작하며, 농도 조절된 염소를 생성할 수 있다.
또한, 모듈형 전기분해장치(30)는 도 1에 도시하지는 않았지만 시체스트(10)의 해수를 공급받는 해수라인(미도시)이 설치되며, 해수라인에는 시체스트(10)의 해수를 공급하기 위한 해수공급펌프(미도시)가 설치된다. 해수공급펌프는 제어부(40)에 의해 제어되는 VFD 펌프일 수 있다.
여기서는 복수개의 전기분해모듈(31, 32, 33, 34)을 네개로 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고 밸러스트 모드시에 밸러스트 탱크(20)에 공급되는 해수의 염소농도가 미리 설정된 제 2 기준염소농도(예를 들면 2-10PPM)로 유지될 수 있게 하는 염소를 생성하는 대수로 정해지는 것이 바람직하다.
모듈화된 복수개의 전기분해모듈(31, 32, 33, 34)은 각각 멤브레인, 음극 및 양극을 포함한다. 이러한 전기분해모듈 각각은 시체스트(10)의 해수를 공급받아 전기분해함으로써 소독물질인 염소(차아염소산)를 생성할 수 있다.
제어부(40)는 선박의 동작 모드에 따라 복수개의 전기분해모듈(31, 32, 33, 34) 중 구동시킬 대수를 결정하고, 결정된 대수에 해당하는 전기분해모듈에 구동신호를 인가한다.
또한, 제어부(40)는 구동신호에 따라 구동된 전기분해모듈에 의해 생성된 염소를 시체스트(10)에 미리 정해진 염소의 양만큼 공급하기 위한 제 1 공급펌프(P1)와 밸러스트 탱크(20)에 미리 정해진 염소의 양만큼 공급하기 위한 제 2 공급펌프(P2)를 제어한다.
구체적으로, 선박의 동작 모드는 시체스트(10)의 해수에 포함된 해양생물을 항시 살균시키는 항시 살균 모드와, 항시 살균 모드와 밸러스트 탱크(20)에 밸러스트 수의 공급을 위해 동작하는 밸러스트 모드를 동시에 구동시키는 동시 모드 중 어느 하나의 모드이다.
제어부(40)는 선박의 동작 모드가 항시 살균 모드인 경우 모듈형 전기분해장치(30)에 포함된 복수개의 전기분해모듈(31, 32, 33, 34) 중에서 구동시킬 한대의 전기분해모듈을 결정하고, 결정된 한대의 전기분해모듈에 구동신호를 인가한다.
이때, 제어부(40)는 시체스트(10)에 해양생물을 살균시키기 위해 미리 정해진 제 1 기준염소농도(0.2-0.5PPM)를 유지하기 위한 염소의 양을 공급하도록 제 1 공급펌프(P1)를 제어한다. 제 1 공급펌프(P1)는 해수의 농도를 제 1 기준염소농도로 유지시켜주는 유량으로 정해질 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 VFD 펌프일 수도 있다.
제 1 공급펌프(P1)는 시체스트(10)의 해수를 해수공급라인(CL)을 거쳐 해수 쿨링 시스템(Cooling Water System)(50)에 공급되고, 해수 쿨링 시스템(50)의 냉매로 사용하고 나온 해수를 다시 시체스트(10)로 복귀시키는 복귀라인(RL)과 만나는 제 1 연결라인(L1)에 설치된다. 제 1 연결라인(L1)은 모듈형 전기분해장치(30)와 연결되어 있다. 이에 따라 제 1 연결라인(L1)에 설치된 제 1 공급펌프(P1)를 통해 모듈형 전기분해장치(30)로부터 생성된 염소 중 미리 정해진 유량만큼 복귀라인(RL)으로 이송시킬 수 있다.
제 1 공급펌프(P1)가 VFD 펌프인 경우, 시체스트(10)로 복귀되는 해수와 제 1 연결라인(L1)을 통해 이송된 염소가 섞여 시체스트(10)에 복귀되는 해수에 포함된 염소의 농도를 모니터링하여 단일의 기준염소농도에 맞춰지도록 해당 제 1 공급펌프(P1)의 운전속도 또는 회전속도를 조절할 수 있고, 해수 쿨링 시스템(50)의 냉매로 사용하고 나온 해수의 양에 따라 복귀라인(RL)에 이송될 염소의 양이 조절되도록 해당 제 1 공급펌프(P1)의 운전속도 또는 회전속도를 조절할 수도 있다.
제어부(40)는 제 1 연결라인(L1)을 통해 이송된 염소와 해수 쿨링 시스템(50)에서 나온 해수가 섞여 시체스트(10)로 보내지는 해수에 포함된 염소의 농도를 측정하는 제 1 TRO(Total Residual Oxidant) 센서(S1)로부터 측정된 염소의 농도를 수신하여 표시할 수 있다.
이상에서는 선박의 동작 모드가 항시 살균모드인 경우를 한정하여 설명하였고, 이하에서는 선박의 동작 모드가 항시 살균모드와 밸러스트 모드를 동시에 구동시키는 동시 모드에 대해 설명하기로 한다.
제어부(40)는 선박의 동작모드가 동시 모드인 경우 모듈형 전기분해장치(30)에 모듈화된 복수개의 전기분해모듈(31, 32, 33, 34)을 모두 구동시키도록 구동신호를 인가한다.
밸러스트 모드는 선박의 운항 또는 정박 중에 밸러스트 탱크(20)에 시체스트(10)의 해수를 공급할때 동작하는 것으로 설명하고 있지만, 상술된 밸러스트 모드는 밸러스트 탱크(20)에 저장된 해수를 선외로 배출시키는 동작을 수행할 때도 포함될 수 있다.
상술된 제어부(40)는 시체스트(10)에 해양생물을 살균시키기 위해 미리 정해진 제 1 기준염소농도(0.2-0.5PPM)를 유지하기 위한 염소의 양을 공급하도록 제 1 공급펌프(P1)를 제어하고, 밸러스트 탱크(20)에 공급되는 해수를 살균시키기 위해 미리 정해진 제 2 기준염소농도(2-10PPM)를 유지하기 위한 염소의 양을 공급하도록 제 2 공급펌프(P2)를 제어한다.
제 2 공급펌프(P2)도 제 1 공급펌프(P1)와 마찬가지로 해수의 농도를 제 2 기준염소농도로 유지시켜주는 유량으로 정해질 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 VFD 펌프일 수도 있다.
제 1 공급펌프(P1)는 상술하였으므로 그 설명을 생략하고, 제 2 공급펌프(P2)는 밸러스트 탱크(20)로 시체스트(10)의 해수를 이송하는 이송라인(BL)과 만나는 제 2 연결라인(L2)에 설치된다.
제 2 연결라인(L2)은 모듈형 전기분해장치(30)와 연결되어 있어, 모듈형 전기분해장치(30) 중 구동되는 모든 복수의 전기분해모듈(31, 32, 33, 34)에 의해 생성된 염소를 이송라인(BL)으로 보낸다.
제 2 공급펌프(P2)가 VFD 펌프인 경우, 시체스트(10)의 해수를 이송하는 이송라인(BL)의 해수와 제 2 연결라인(L2)을 통해 이송된 염소가 섞여 밸러스트 탱크(20)에 이송되는 해수에 포함되는 염소의 농도를 모니터링하여 단일의 기준염소농도에 맞춰지도록 해당 제 2 공급펌프(P2)의 운전속도 또는 회전속도를 조절할 수 있고, 시체스트(10)로부터 이송되는 해수의 양에 따라 이송라인(BL)에 이송될 염소의 양을 조절하도록 해당 제 2 공급펌프(P2)의 운전속도 또는 회전속도를 조절할 수도 있다.
제어부(40)는 제 2 연결라인(L2)을 통해 이송된 염소와 시체스트(10)에서 이송된 해수가 섞여 밸러스트 탱크(20)로 보내지는 해수에 포함된 염소의 농도를 측정하는 제 2 TRO(Total Residual Oxidant) 센서(S2)로부터 측정된 염소의 농도를 수신하여 표시할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 선박의 해수 처리 시스템을 이용한 선박의 해수 처리 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제어부(40)는 선박의 동작 모드가 항시 살균모드인지 또는 동시 모드인지를 판단한다.
항시 살균 모드는 선박의 운항을 시작함과 동시에 구동되는 모드로, 시체스트(10)에 해양생물체가 달라 붙는 것을 방지하기 위해 시체스트(10)에 염소를 공급한다.
제어부(40)는 선박의 동작 모드가 항시 살균 모드인 경우 복수개의 전기분해모듈(31, 32, 33, 34) 중 구동시킬 한대의 전기분해모듈을 결정하고, 결정된 한대의 전기분해모듈에 구동신호를 인가한다. 다른 실시예로 제어부(40)는 복수개의 전기분해모듈(31, 32, 33, 34)별로 각각 구비된 온/오프 스위치 중 구동시킬 한대의 전기분해모듈의 온/오프 스위치를 온으로 전환시킬 수도 있다.
제어부(40)는 구동신호를 인가받은 전기분해모듈에 의해 생성된 염소를 제 1 공급펌프(P1)를 통해 복귀라인(RL)으로 이송되도록 해당 제 1 공급펌프(P1)에 온신호를 인가하고, 제 2 공급펌프(P2)에는 오프신호가 유지되도록 제어한다.
이에 따라 한대의 전기분해모듈에 의해 생성된 염소는 제 1 공급펌프(P1)를 통해 복귀라인(RL)으로 미리 정해진 용량만큼 이송된다.
이와 같이 이송된 염소는 복귀라인(RL)의 해수와 섞여 시체스트(10)에 공급된다. 시체스트(10)에 공급된 해수에 포함된 염소농도는 제 1 TRO 센서(S1)에 의해 측정되어 제어부(40)에 전달된다.
제어부(40)는 제 1 TRO 센서(S1)에 의해 수신된 해수의 염소농도를 표시할 수 있다. 나아가, 제어부(40)는 해수의 염소농도가 미리 설정된 제 1 기준염소농도를 유지하는지 여부를 판단하여, 그 판단결과를 알리는 알림정보를 제공할 수 있다.
앞선 설명에서는 복귀라인(RL)에서 나오는 해수의 양이 일정한 경우 고정된 염소의 양이 제 1 공급펌프(P1)를 통해 복귀라인(RL)으로 이송되지만, 복귀라인(RL에서 나오는 해수의 양이 가변적인 경우 시체스트(10)에 공급되는 해수의 염소농도가 미리 설정된 제 1 기준염소농도에 맞춰지도록 제 1 공급펌프(P1)의 운전속도 또는 회전속도를 가변시킬 수 있다.
이때, 제어부(40)는 해수 쿨링 시스템(50)에 설치된 유량계(미도시)를 통해 복귀라인(RL)을 통해 시체스트(10)로 복귀되는 해수의 유량을 수신하고, 수신된 해수의 유량을 기준으로 미리 설정된 제 1 기준염소농도에 맞춰질 염소의 양을 결정하여 제 1 공급펌프(P1)의 운전속도 또는 회전속도를 제어한다.
한편, 제어부(40)는 선박의 동작 모드가 동시 모드인 경우 복수개의 전기분해모듈(31, 32, 33, 34) 모두를 구동시킬 전기분해모듈로 결정하고, 결정된 모든 복수개의 전기분해모듈(31, 32, 33, 34)에 구동신호를 인가한다. 다른 실시예로 제어부(40)는 복수개의 전기분해모듈(31, 32, 33, 34)별로 각각 구비된 온/오프 스위치를 모두 온으로 전환시킬 수도 있다.
제어부(40)는 구동신호를 인가받은 복수개의 전기분해모듈(31, 32, 33, 34)에 의해 생성된 염소를 각 사용처로 공급되도록 제 1 공급펌프(P1) 및 제 2 공급펌프(P2)를 제어한다. 제 1 및 제 2 공급펌프(P1, P2)의 용량은 서로 상이하며, 제 1 공급펌프(P1)는 복귀라인(RL)의 해수와 염소가 섞여서 시체스트(10)로 이송되는 해수에 포함된 염소의 농도가 상술된 제 1 기준염소농도(예를 들면, 0.2-0.5PPM)를 유지할 수 있는 용량으로 정해지고, 제 2 공급펌프(P2)는 시체스트(10)의 해수를 밸러스트 탱크(20)로 이송하는 이송라인(BL)의 해수와 염소가 섞여서 밸러스트 탱크(20)로 이송되는 해수에 포함된 염소의 농도가 상술된 제 2 기준염소농도(예를 들면, 2-10PPM)를 유지할 수 있는 용량으로 정해진다.
더 구체적으로 제어부(40)는 제 1 공급펌프(P1)에 온신호를 인가하고 제 2 공급펌프(P2)에도 온신호를 인가한다.
즉, 제어부(40)는 모듈형 전기분해장치(30)에 의해 생성된 염소를 제 1 공급펌프(P1)를 통해 복귀라인(RL)으로 이송되도록 해당 제 1 공급펌프(P1)에 온신호를 인가하고, 모듈형 전기분해장치(30)에 의해 생성된 염소를 제 2 공급펌프(P2)를 통해 시체스트(10)의 해수를 밸러스트 탱크(20)로 이송하는 이송라인(BL)에 공급되도록 해당 제 2 공급펌프(P2)에 온신호를 인가한다.
이에 따라 모듈형 전기분해장치(30)에 포함된 복수개의 전기분해모듈(31, 32, 33, 34)에 의해 생성된 염소는 제 1 공급펌프(P1)를 통해 복귀라인(RL)으로 미리 정해진 용량만큼 이송되고, 제 2 공급펌프(P2)를 통해 이송라인(BL)으로 미리 정해진 용량만큼 이송된다.
이와 같이 이송된 염소는 복귀라인(RL)의 해수와 섞여 시체스트(10)에 공급되고, 이송라인(RL)의 해수와 섞여 밸러스트 탱크(20)에 공급된다. 시체스트(10)에 공급되는 해수에 포함된 염소농도는 제 1 TRO 센서(S1)에 의해 측정되어 제어부(40)에 전달되고, 밸러스트 탱크(20)에 공급되는 해수에 포함된 염소농도는 제 2 TRO 센서(S2)에 의해 측정되어 제어부(40)에 전달된다.
제어부(40)는 제 1 TRO 센서(S1) 및 제 2 TRO 센서(S2)에 의해 각각 수신된 해수의 염소농도를 표시할 수 있다. 나아가, 제어부(40)는 해수의 염소농도가 미리 설정된 제 1 기준염소농도 및 제 2 기준염소농도를 유지하는지 여부를 각각 판단하여, 그 판단결과를 알리는 알림정보를 제공할 수 있다.
한편, 복귀라인(RL)에서 나오는 해수의 양과 이송라인(BL)을 거쳐 밸러스트 탱크(20)에 이송되는 해수의 양이 가변적인 경우, 제어부(40)는 시체스트(10)에 공급되는 해수의 염소농도가 미리 설정된 제 1 기준염소농도에 맞춰지도록 제 1 공급펌프(P1)의 운전속도 또는 회전속도를 가변시키고, 밸러스트 탱크(20)에 공급되는 해수의 염소농도가 상술된 제 2 기준염소농도에 맞춰지도록 제 2 공급펌프(P2)의 운전속도 또는 회전속도를 가변시킬 수 있다.
이때 제어부(40)는 해수 쿨링 시스템(50)에 설치된 유량계를 통해 시체스트(10)로 복귀되는 해수의 유량을 수신하고, 수신된 해수의 유량을 기준으로 상술된 제 1 기준염소농도에 맞춰질 염소의 양을 결정하여 제 1 공급펌프(P1)의 운전속도 또는 회전속도를 제어하고, 밸러스트 탱크(20)로 이송되는 해수의 유량을 측정하는 유량계를 통해 해수의 유량을 수신하고, 수신된 해수의 유량을 기준으로 상술된 제 2 기준염소농도에 맞춰질 염소의 양을 결정하여 제 2 공급펌프(P2)의 운전속도 또는 회전속도를 제어할 수 있다.
이렇게 함으로써, 해양생물 살균장치와 밸러스트 수 처리 장치에서 모듈형 전기분해장치(30)를 공동으로 사용하여 1대의 전기분해장치로도 구현가능함에 따라 경제적이며, 제어부를 통해 선박의 동작 모드(항시 살균모드 또는 동시 모드)에 따라 농도 조절된 염소가 각 사용처에 공급되도록 제 1 및 제 2 공급펌프를 간편하게 제어할 수 있다.
나아가, 모듈형 전기분해장치(30)에 모듈화된 복수개의 전기분해모듈 중 어느 하나의 전기분해모듈이 고장나더라도 선박의 운항시 항시 동작하는 항시 살균모드는 정상 동작되는 한대의 전기분해모듈을 구동시킬 수 있어 해양생물 살균장치의 리던던시가 불필요하고, 선체 내에 리던던시를 설치할 확보공간이 불필요하여 선체 내부 레이아웃이 유리해진다.
상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
10 : 시체스트 20 : 밸러스트 탱크
30 : 모듈형 전기분해장치 31, 32, 33, 34 : 전기분해모듈
40 : 제어부 50 : 해수 쿨링 시스템
BL : 이송라인 CL : 해수공급라인
L1 , L2 : 제 1 및 제 2 연결라인 RL : 복귀라인
P1, P2 : 제 1 및 제 2 펌프 S1, S2 : 제 1 및 제 2 TRO 센서
30 : 모듈형 전기분해장치 31, 32, 33, 34 : 전기분해모듈
40 : 제어부 50 : 해수 쿨링 시스템
BL : 이송라인 CL : 해수공급라인
L1 , L2 : 제 1 및 제 2 연결라인 RL : 복귀라인
P1, P2 : 제 1 및 제 2 펌프 S1, S2 : 제 1 및 제 2 TRO 센서
Claims (12)
- 시체스트의 해수에 포함된 해양생물을 살균시키는 해양생물 살균장치(MGPS: Marine Growth Prevention System)와 밸러스트 수 처리 장치(BWTS: Ballast Water Treatment System)를 구비한 선박의 해수 처리 시스템에 있어서,
상기 해양생물 살균장치와 상기 밸러스트 수 처리 장치에서 공동으로 사용되며, 해수를 전기분해하여 염소를 생성하는 전기분해모듈을 복수개로 모듈화한 모듈형 전기분해장치;
상기 선박의 동작 모드에 따라 상기 모듈형 전기분해장치 중 구동시킬 전기분해모듈의 대수를 결정하여 결정된 대수의 전기분해모듈에 구동신호를 인가하는 제어부; 및
상기 제어부의 제어를 받으며, 상기 구동신호에 따라 구동된 전기분해모듈에 의해 생성된 염소를 상기 시체스트, 또는 상기 시체스트 및 상기 밸러스트 탱크에 미리 정해진 양만큼 각각 공급하기 위한 제 1 및 제 2 공급펌프를 포함하는, 선박의 해수 처리 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 선박의 동작 모드는 상기 시체스트의 해수에 포함된 해양생물을 항시 살균시키는 항시 살균 모드와, 상기 항시 살균 모드와 상기 밸러스트 탱크에 밸러스트 수의 공급을 위해 동작하는 밸러스트 모드를 동시에 구동시키는 동시 모드 중 어느 하나의 모드인, 선박의 해수 처리 시스템. - 청구항 2에 있어서,
상기 제어부는 상기 선박의 동작 모드가 항시 살균 모드인 경우 상기 모듈형 전기분해장치에 모듈화된 복수개의 전기분해모듈 중에서 구동시킬 한대의 전기분해모듈을 결정하고, 결정된 전기분해모듈에 구동신호를 인가하는, 선박의 해수 처리 시스템. - 청구항 2에 있어서,
상기 제어부는 상기 선박의 동작 모드가 동시 모드인 경우 상기 모듈형 전기분해장치에 모듈화된 복수개의 전기분해모듈 모두를 구동시킬 전기분해모듈로 결정하고, 결정된 전기분해모듈에 구동신호를 인가하는, 선박의 해수 처리 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 공급펌프의 유량은 서로 상이하고,
상기 제 1 공급펌프의 유량은 상기 시체스트에 공급되는 해수의 염소농도를 미리 설정된 제 1 기준염소농도로 유지시켜주는 유량으로 정해지며,
상기 제 2 공급펌프의 유량은 상기 밸러스트 탱크에 공급되는 해수의 염소농도를 미리 설정된 제 2 기준염소농도로 유지시켜주는 유량으로 정해지는, 선박의 해수 처리 시스템. - 청구항 5에 있어서,
상기 제 1 공급 펌프는 상기 시체스트의 해수를 해수 쿨링 시스템의 냉매로 사용하고 나온 해수를 다시 상기 시체스트로 복귀시키는 복귀라인과 만나는 제 1 연결라인에 설치되고, 상기 제 1 연결라인은 상기 모듈형 전기분해장치와 연결되는, 선박의 해수 처리 시스템. - 청구항 5에 있어서,
상기 제 2 공급 펌프는 상기 밸러스트 탱크로 상기 시체스트의 해수를 이송하는 이송 라인과 만나는 제 2 연결라인에 설치되고, 상기 제 2 연결라인은 상기 모듈형 전기분해장치와 연결되는, 선박의 해수 처리 시스템. - 청구항 6에 있어서,
상기 시체스트에 복귀되는 해수에 포함된 염소의 농도를 측정하는 제 1 TRO 센서를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제 1 TRO 센서와 연결되어, 상기 제 1 TRO 센서로부터 수신된 염소의 농도를 수신하여 표시하는, 선박의 해수 처리 시스템. - 청구항 7에 있어서,
상기 밸러스트 탱크에 공급되는 해수에 포함된 염소의 농도를 특정하는 제 2 TRO 센서를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제 2 TRO 센서와 연결되어, 상기 제 2 TRO 센서로부터 수신된 염소의 농도를 수신하여 표시하는, 선박의 해수 처리 시스템. - 시체스트의 해수에 포함된 해양생물을 살균시키는 해양생물 살균장치(MGPS: Marine Growth Prevention System)와 밸러스트 수 처리 장치(BWTS: Ballast Water Treatment System)를 구비한 선박의 해수 처리 시스템을 이용한 선박의 해수 처리 방법으로서,
해수를 전기분해하여 염소를 생성하는 전기분해모듈을 복수개로 모듈화한 모듈형 전기분해장치는 상기 해양생물 살균장치와 상기 밸러스트 수 처리 장치에서 공동으로 사용되며,
제어부가 상기 선박의 동작 모드에 따라 상기 복수개의 전기 분해모듈 중 구동시킬 전기분해모듈의 대수를 결정하는 단계;
상기 제어부가 상기 결정된 대수의 전기분해모듈에 구동신호를 인가하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 구동신호에 따라 구동되는 전기분해모듈에 의해 생성된 염소를 상기 시체스트, 또는 상기 시체스트 및 상기 밸러스트 수 처리 장치의 밸러스트 탱크에 미리 정해진 양만큼 공급하기 위한 제 1 및 제 2 공급펌프를 제어하는 단계를 포함하는, 선박의 해수 처리 방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 선박의 동작 모드는 상기 시체스트의 해수에 포함된 해양생물을 항시 살균시키는 항시 살균 모드와, 상기 항시 살균 모드와 상기 밸러스트 탱크에 밸러스트 수의 공급을 위해 동작하는 밸러스트 모드를 동시에 구동시키는 동시 모드 중 어느 하나의 모드이고,
상기 결정하는 단계는 상기 선박의 동작 모드가 상기 항시 살균 모드인 경우 상기 모듈형 전기분해장치에 모듈화된 복수개의 전기분해모듈 중에서 한대의 전기분해모듈을 구동시키도록 결정하고,
상기 인가하는 단계는 상기 결정된 한대의 전기분해모듈에 구동신호를 인가하며,
상기 제어하는 단계는 상기 시체스트의 해수를 해수 쿨링 시스템의 냉매로 사용하고 나온 해수를 다시 상기 시체스트로 복귀하는 복귀라인과 만나는 제 1 연결라인에 설치된 상기 제 1 공급펌프에 온신호를 인가하여 해당 제 1 공급펌프를 통해 미리 정해진 용량만큼 염소가 상기 복귀라인에 공급되도록 하고, 상기 밸러스트 탱크로 상기 시체스트의 해수를 이송하는 이송라인과 만나는 제 2 연결라인에 설치된 제 2 공급펌프에 오프신호를 인가하는, 선박의 해수 처리 방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 선박의 동작 모드는 상기 시체스트의 해수에 포함된 해양생물을 항시 살균시키는 항시 살균 모드와, 상기 항시 살균 모드와 상기 밸러스트 탱크에 밸러스트 수의 공급을 위해 동작하는 밸러스트 모드를 동시에 구동시키는 동시 모드 중 어느 하나의 모드이고,
상기 결정하는 단계는 상기 선박의 동작 모드가 상기 동시 모드인 경우 상기 모듈형 전기분해장치에 모듈화된 복수개의 전기분해모듈 모두를구동시킬 전기분해모듈로 결정하고,
상기 인가하는 단계는 상기 결정된 전기분해모듈에 구동신호를 인가하며,
상기 제어하는 단계는 상기 시체스트의 해수를 해수 쿨링 시스템의 냉매로 사용하고 나온 해수를 다시 상기 시체스트로 복귀하는 복귀라인과 만나는 제 1 연결라인에 설치된 상기 제 1 공급펌프에 온신호를 인가하여 해당 제 1 공급펌프를 통해 미리 정해진 용량만큼 염소가 상기 복귀라인에 공급되도록 하고, 상기 밸러스트 탱크로 상기 시체스트의 해수를 이송하는 이송라인과 만나는 제 2 연결라인에 설치된 제 2 공급펌프에 온신호를 인가하여 해당 제 2 공급펌프를 통해 미리 정해진 용량만큼 염소가 상기 이송라인에 공급되도록 하는, 선박의 해수 처리 방법.
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| KR102376270B1 (ko) | 2022-03-18 |
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