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KR101168277B1 - Fuel chiller unit for ship - Google Patents

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KR101168277B1
KR101168277B1 KR1020100079230A KR20100079230A KR101168277B1 KR 101168277 B1 KR101168277 B1 KR 101168277B1 KR 1020100079230 A KR1020100079230 A KR 1020100079230A KR 20100079230 A KR20100079230 A KR 20100079230A KR 101168277 B1 KR101168277 B1 KR 101168277B1
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KR
South Korea
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fuel
refrigerant
cooling
heat
regenerator
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김은경
김기정
박건일
최재웅
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

선박용 연료 냉각장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 선박에 사용되는 연료를 냉각하기 위한 선박용 연료 냉각장치는, 선박용 연료를 저장하는 연료 저장소; 냉매의 증발 잠열을 이용하여 상기 선박용 연료를 냉각시킬 작동유체를 냉각시키는 증발기, 상기 증발기에서 증발된 냉매를 흡수하는 흡수액이 수용된 흡수기, 상기 냉매의 흡수를 통하여 묽어진 상기 흡수기의 흡수액을 가열시켜 재생시키는 재생기, 및 상기 재생기에서 증발한 냉매를 응축시키는 응축기를 가지는 흡수식 냉동기; 상기 흡수식 냉동기의 재생기 내의 흡수액을 재생시키도록, 상기 흡수식 냉동기의 재생기에 열을 공급하는 열 공급수단; 및 상기 연료 저장소에 저장된 선박용 연료를 공급받아, 상기 선박용 연료와 상기 흡수식 냉동기에서 냉각된 작동유체의 열교환을 수행함으로써, 상기 선박용 연료를 냉각시키는 열교환기;를 포함한다.Marine fuel cooler is disclosed. Marine fuel cooler for cooling the fuel used in the ship according to an embodiment of the present invention, the fuel reservoir for storing the fuel for ship; Evaporator for cooling the working fluid to cool the vessel fuel by using latent heat of evaporation of refrigerant, an absorber containing absorbent liquid absorbing refrigerant evaporated from the evaporator, and regenerating by heating the absorbed liquid of the absorber diluted through absorption of the refrigerant An absorption chiller having a regenerator and a condenser for condensing the refrigerant evaporated from the regenerator; Heat supply means for supplying heat to the regenerator of the absorption chiller so as to regenerate the absorbent liquid in the regenerator of the absorption chiller; And a heat exchanger configured to receive the ship fuel stored in the fuel reservoir and perform heat exchange between the ship fuel and the working fluid cooled in the absorption chiller, thereby cooling the ship fuel.

Description

선박용 연료 냉각기{FUEL CHILLER UNIT FOR SHIP}Marine Fuel Cooler {FUEL CHILLER UNIT FOR SHIP}

본 발명은 선박용 연료 냉각기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박에 사용되는 연료의 점도를 높이기 위한 연료 냉각기에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cooler for ships, and more particularly to a fuel cooler for increasing the viscosity of the fuel used in the ship.

종래의 대다수의 선박이 사용하는 벙커유는 석유를 정제한 뒤 남는 '찌꺼기 연료'로 납과 바나듐같은 유해물질을 포함하고, 많은 양의 아황산가스를 배출하며, 스모그의 원인인 산화질소 가스를 배출하는 등 환경오염의 주범으로 지적되어 왔다.The bunker oil used by most vessels is a 'remaining fuel' that remains after refining petroleum.It contains harmful substances such as lead and vanadium, emits a large amount of sulfurous acid gas, and emits nitrogen oxide gas, a source of smog. It has been pointed out as the main culprit of environmental pollution.

최근, 국제사회에 있어 환경에 대한 관심이 날로 커지고, 환경오염에 대한 다양한 국제적 또는 지역적 규제가 강화됨에 따라 선박의 폐기가스에 대한 규제도 날로 엄격해지고 있다. 특히, 선박의 폐기가스 중 황산화물에 대한 규제가 강화되고 있다. 예컨대, 선박의 폐기가스에 대한 최근 강화된 유럽의 법규에 따르면, 정박지 또는 연안 부근에서 항해중인 선박에 사용되는 연료, 예컨대, 선박연료인 HFO(HEAVY FUEL OIL), DMC, DMB, 및 DMA 등급의 연료는 황의 중량비율이 0.1% m/m 이하이어야 된다고 규정하고 있다. 또한, 미국 캘리포니아주의 대기오염에 관한 법규에 따르면, 캘리포니아주 영해 기선(Baseline)으로부터 24해리(nautical miles) 내를 운항하는 선박에 있어서, 선박에 사용되는 연료는 황의 중량비율이 0.1% m/m 이하인 DMC, DMB 및 DMA 등급의 연료만이 사용될 수 있다고 규정하고 있다.In recent years, with the growing interest in the environment in the international community and various international or regional regulations on environmental pollution, regulations on ship's waste gas have become increasingly strict. In particular, regulations on sulfur oxides in ship's waste gas are being tightened. For example, in accordance with recently tightened European legislation on ship's waste gas, fuels used in ships navigating near marinas or offshore, such as ship fuel, HFO (HEAVY FUEL OIL), DMC, DMB, and DMA grades The fuel stipulates that the weight ratio of sulfur should be less than 0.1% m / m. In addition, according to the California Air Pollution Regulations, in ships operating within 24 nautical miles of the California Baseline, the fuel used for the vessels has a sulfur content of 0.1% m / m. Only fuels of the following DMC, DMB and DMA grades can be used.

따라서, 상기 규제의 만족을 위해 운항사는 황의 중량비율이 0.1% m/m인 저황유를 필수적으로 사용하여야 한다. 그러나 선박에 사용되는 연료 중 현재 0.1% m/m의 저황유 기준을 만족하는 연료는 전 세계적으로 DMA 등급 연료가 유일하다. 즉, 상기 규제를 만족하기 위해서 운항사는 DMA의 연료사용이 필수적이라 할 수 있다.Therefore, in order to satisfy the above regulations, the operator must use low sulfur oil having a weight ratio of sulfur of 0.1% m / m. However, DMA grade fuels are the only fuel in the world that currently meets the 0.1% m / m low sulfur standard. In other words, in order to satisfy the regulation, the operator may say that the fuel use of the DMA is essential.

그러나, DMA의 연료는 점도가 낮은 편인데(ISO DMA grade: 40℃에서 최소 1.5cSt), 이러한 연료의 낮은 점도로 인하여, 연료 펌프에 의한 펌핑이 원활하게 이루어지지 않거나, 엔진의 연료분사 노즐에서 연료의 정확한 양의 연료분사의 제어가 어렵게 되는 문제점 등이 있다. 예컨대, 현재 상당수의 선박이 채용한 MAN B&W 사의 주엔진의 경우, 엔진에서 요구하는 연료의 최소 점도는 40℃에서 3.0cSt이다. However, DMA's fuel has a low viscosity (ISO DMA grade: at least 1.5 cSt at 40 ° C), and due to the low viscosity of this fuel, pumping by the fuel pump does not occur smoothly or at the fuel injection nozzle of the engine. There is a problem that it is difficult to control the fuel injection of the correct amount of fuel. For example, in the case of MAN B & W's main engine, which is currently employed by many ships, the minimum viscosity of the fuel required by the engine is 3.0 cSt at 40 ° C.

따라서, 이와 같이 주엔진에서 요구하는 연료의 점도를 만족하기 위해서는 연료를 냉각시켜 점도를 높일 필요가 있는데, 오늘날 연료의 냉각방법으로 가장 많이 사용되는 것이 증기 압축식 냉각장치이다.Accordingly, in order to satisfy the viscosity of the fuel required by the main engine, it is necessary to cool the fuel to increase the viscosity. The steam compression type cooling apparatus is most commonly used as a cooling method of fuel today.

이러한 증기압축방식의 냉각장치의 일례가 도 1에 도시되어 있다. 도시된 증기 압축식 냉각장치(10)는 일반적인 냉각장치와 동일하게 4개의 필수 구성요소로서, 증발기(evaporator; 14), 압축기(compressor; 16), 응축기(condenser; 18), 팽창밸브(19)를 포함한다. 상기 증기 압축식 냉각장치의 냉매로는 HFC계열의 R404a, R407c 등이 이용될 수 있다. 고온의 연료가 내부에 흐르는 연료 파이프(11)를 통하여 상기 증발기(14)로 유입된 선박용 연료는, 상기 증발기(14)에서 냉매와 직접적으로 열교환을 하여 냉각된 후, 연료 파이프(12)를 통하여 외부로 공급된다. 즉, 도시된 증기 압축식 냉각장치(10)는 증발기(14) 내에서 냉매와 선박용 연료의 직접적인 열교환이 발생하는 증기압축방식의 직접식 냉각장치이다.An example of such a vapor compression type cooling device is shown in FIG. 1. The vapor compression chiller 10 shown is the same as the four essential components of a conventional chiller, evaporator 14, compressor 16, condenser 18, expansion valve 19 It includes. As the refrigerant of the vapor compression type cooling device, R404a, R407c, or the like of HFC series may be used. The marine fuel introduced into the evaporator 14 through the fuel pipe 11 through which the high temperature fuel flows is cooled by directly exchanging heat with the refrigerant in the evaporator 14 and then through the fuel pipe 12. It is supplied to the outside. That is, the illustrated steam compression cooling apparatus 10 is a direct compression cooling apparatus of a vapor compression type in which direct heat exchange between the refrigerant and the ship fuel occurs in the evaporator 14.

그러나, 이와 같은 직접식 냉각장치는, 선박용 연료와 냉매의 열교환이 일어나는 과정에서, 냉매 파이프 또는 선박용 연료 파이프의 균열, 파손 등으로 인하여 냉매와 선박용 연료 간의 혼합 및 유체의 이동이 일어나게 되어, 선박의 엔진 및 기타 보조기기에 심대한 악영향을 미치게 된다.However, such a direct cooling device, in the process of heat exchange between the fuel for ships and the refrigerant, the mixing and movement of the fluid between the refrigerant and the fuel for the ship occurs due to cracking, breakage, etc. of the refrigerant pipe or the fuel pipe for ships. The engine and other auxiliary equipment will be seriously adversely affected.

이에 최근에는, 냉매와 선박용 연료를 직접적으로 열교환시키지 않는 방법이 고안되었다. 도 2에 도시된 증기 압축식 냉각장치(20)는 냉매와 청수를 증발기(14)에서 1차적으로 열교환 시키고, 열교환을 통하여 냉각된 청수가 청수파이프(21, 22)를 통하여 열교환기(24)를 거치도록 한다. 고온의 연료가 내부에 흐르는 연료 파이프(11)를 통하여 상기 열교환기(24)로 유입된 선박용 연료는, 상기 열교환기(24)에서 청수와 열교환을 하여 냉각된 후, 연료 파이프(12)를 통하여 외부로 공급된다. 즉, 도시된 증기 압축식 냉각장치(20)는 증발기(14) 내에서 냉매와 청수를 1차적으로 열교환시켜 청수를 냉각시키고, 냉각된 청수와 선박용 연료를 열교환기(24)에서 2차적으로 열교환시키는 증기압축방식의 간접식 냉각장치이다.Recently, a method has been devised which does not directly heat-exchange the refrigerant and the fuel for ships. The steam compression cooling device 20 shown in FIG. 2 primarily exchanges refrigerant and fresh water in the evaporator 14, and the fresh water cooled through the heat exchanger is exchanged through the fresh water pipes 21 and 22. Let go through. The marine fuel introduced into the heat exchanger 24 through the fuel pipe 11 through which the high temperature fuel flows is cooled by heat exchange with fresh water in the heat exchanger 24 and then cooled through the fuel pipe 12. It is supplied to the outside. That is, the illustrated steam compression cooling apparatus 20 heats the refrigerant and fresh water primarily in the evaporator 14 to cool the fresh water, and heat-exchanges the cooled fresh water and marine fuel in the heat exchanger 24. It is an indirect cooling system of steam compression method.

그러나, 이러한 간접식 냉각장치의 경우에도, HFC 계열 냉매의 사용으로 인해 냉매의 누수감지를 위한 검출장치와, 유지보수 시스템이 요구되고 있는 실정이다. 또한, 증기 압축식 냉각장치의 경우, 압축기(16)를 구동하기 위하여 별도의 큰 전력이 필요하므로, 보다 큰 용량의 발전기를 필요로 하는 문제점이 있다.However, even in the case of such an indirect cooling device, there is a need for a detection device for detecting leakage of a refrigerant and a maintenance system due to the use of the HFC series refrigerant. In addition, in the case of the vapor compression type cooling device, since a separate large power is required to drive the compressor 16, there is a problem in that a larger capacity generator is required.

본 발명의 실시예는, 환경오염을 초래하지 않고 적은 소비전력을 가지고서도 선박에 사용되는 연료의 점도를 높일 수 있는 구성을 포함하는 선박용 연료 냉각장치를 제공하고자 한다.Embodiment of the present invention is to provide a fuel cooling apparatus for a ship comprising a configuration that can increase the viscosity of the fuel used in the vessel without having a low power consumption without causing environmental pollution.

본 발명의 일 측면에 따르면, 선박에 사용되는 연료를 냉각하기 위한 선박용 연료 냉각장치로서,According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel cooling device for ships for cooling the fuel used in the ship,

선박용 연료를 저장하는 연료 저장소; 냉매의 증발 잠열을 이용하여 상기 선박용 연료를 냉각시킬 작동 유체를 냉각시키는 증발기, 상기 증발기에서 증발된 냉매를 흡수하는 흡수액이 수용된 흡수기, 상기 냉매의 흡수를 통하여 묽어진 상기 흡수기의 흡수액을 가열시켜 재생시키는 재생기, 및 상기 재생기에서 증발한 냉매를 응축시키는 응축기를 가지는 흡수식 냉동기; 상기 흡수식 냉동기의 재생기 내의 흡수액을 재생시키도록, 상기 흡수식 냉동기의 재생기에 열을 공급하는 열 공급수단; 및 상기 연료 저장소에 저장된 선박용 연료를 공급받아, 상기 선박용 연료와 상기 흡수식 냉동기에서 냉각된 작동 유체의 열교환을 수행함으로써, 상기 선박용 연료를 냉각시키는 열교환기;를 포함하는 것인 선박용 연료 냉각장치가 제공될 수 있다.A fuel reservoir for storing fuel for ships; An evaporator for cooling a working fluid to cool the ship fuel by using latent heat of evaporation of a refrigerant, an absorber containing an absorbent absorbing refrigerant evaporated from the evaporator, and heating and regenerating an absorber of the absorber diluted through absorption of the refrigerant An absorption chiller having a regenerator and a condenser for condensing the refrigerant evaporated from the regenerator; Heat supply means for supplying heat to the regenerator of the absorption chiller so as to regenerate the absorbent liquid in the regenerator of the absorption chiller; And a heat exchanger configured to receive the ship fuel stored in the fuel reservoir and perform heat exchange between the ship fuel and the working fluid cooled in the absorption chiller, thereby cooling the ship fuel. Can be.

또한, 상기 작동유체는 물일 수 있다.In addition, the working fluid may be water.

또한, 상기 흡수식 냉동기에서의 냉매는 물일 수 있다.In addition, the refrigerant in the absorption refrigerator may be water.

또한, 상기 흡수식 냉동기에서의 냉매를 흡수하는 흡수기의 흡수액은 리튬브로마이드(LiBr) 수용액일 수 있다.In addition, the absorption liquid of the absorber absorbing the refrigerant in the absorption chiller may be a lithium bromide (LiBr) aqueous solution.

또한, 상기 흡수식 냉동기의 흡수기에는, 상기 흡수기에서 발생하는 흡수열을 제거하기 위하여 상기 선박의 해수함(sea-chest)으로부터 공급되는 해수가 지나가는 냉각 파이프가 설치될 수 있다.In addition, in the absorber of the absorption chiller, a cooling pipe through which seawater supplied from the sea-chest of the vessel may be installed to remove the heat of absorption generated by the absorber.

또한, 상기 흡수식 냉동기의 응축기에는, 상기 재생기에서 증발한 냉매를 응축시키기 위하여 상기 흡수기를 통과한 해수가 지나가는 냉각 파이프가 설치될 수 있다.In addition, in the condenser of the absorption chiller, a cooling pipe through which the seawater passing through the absorber may be installed to condense the refrigerant evaporated from the regenerator.

또한, 상기 열 공급수단은 상기 선박에 의해 운반되는 원유를 가열시키는 보조 보일러(aux boiler)이고, 상기 흡수식 냉동기의 재생기에는, 상기 흡수액을 가열시켜 재생시키도록 상기 보조 보일러에서 발생된 증기가 유동하는 증기파이프가 설치될 수 있다.In addition, the heat supply means is an auxiliary boiler (aux boiler) for heating the crude oil carried by the vessel, the steam generated in the auxiliary boiler flows to the regenerator of the absorption chiller to heat and regenerate the absorption liquid. Steam pipes can be installed.

또한, 상기 열 공급수단은 상기 선박의 엔진의 배기가스의 폐열을 이용하도록 상기 선박의 배기관에 설치되는 이코노마이저(economizer)이고, 상기 흡수식 냉동기의 재생기에는, 상기 흡수액을 가열시켜 재생시키도록 상기 이코노마이저에서 발생된 증기가 유동하는 증기파이프가 설치될 수 있다.In addition, the heat supply means is an economizer installed in the exhaust pipe of the ship to use the waste heat of the exhaust gas of the engine of the ship, the regenerator of the absorption chiller, in the economizer to heat and regenerate the absorption liquid in the regenerator Steam pipes through which the generated steam flows may be installed.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 선박용 연료의 냉각방법으로서,Further, according to another aspect of the present invention, as a cooling method of the fuel for ships,

응축된 냉매를 증발시켜, 상기 냉매의 증발 잠열을 이용하여 상기 선박용 연료를 냉각시킬 작동유체를 냉각시키는 냉매 증발단계; 증발된 상기 냉매를 흡수액에 흡수시키는 냉매 흡수단계; 묽어진 상기 흡수액을 가열시켜 상기 냉매를 증발시킴으로써, 상기 흡수액으로부터 상기 냉매를 분리하는 흡수액 재생단계; 상기 재생단계에서 분리된 냉매를 응축시키는 냉매 응축단계; 및 연료 저장소에 저장된 선박용 연료를 공급받아, 상기 선박용 연료와 상기 냉각된 작동유체의 열교환을 수행시킴으로써, 상기 선박용 연료를 냉각시키는 선박용 연료 냉각단계를 포함하는 선박용 연료의 냉각방법이 제공될 수 있다.A refrigerant evaporation step of evaporating the condensed refrigerant to cool a working fluid to cool the marine fuel using latent heat of evaporation of the refrigerant; A refrigerant absorbing step of absorbing the evaporated refrigerant into an absorbing liquid; An absorption liquid regeneration step of separating the refrigerant from the absorption liquid by heating the diluted absorption liquid to evaporate the refrigerant; A refrigerant condensation step of condensing the refrigerant separated in the regeneration step; And a ship fuel cooling step of cooling the ship fuel by receiving a ship fuel stored in a fuel reservoir and performing heat exchange between the ship fuel and the cooled working fluid.

본 실시예에 따른 선박용 연료 냉각장치와 선박용 연료의 냉각방법에 따르면, 환경오염을 초래하지 않으면서도 선박용 연료를 냉각시켜 점도를 높일 수 있다.According to the marine fuel cooling apparatus and the marine fuel cooling method according to the present embodiment, the viscosity of the marine fuel can be increased by cooling the marine fuel without causing environmental pollution.

또한, 선박용 연료를 냉각시키는 작동유체로서 물을 사용하므로, HFC 계열 냉매와 연료의 혼합에 대한 우려가 없다.In addition, since water is used as a working fluid for cooling the fuel for ships, there is no fear of mixing HFC-based refrigerant and fuel.

또한, 작동유체를 냉각시키는 냉매로 물을 사용하므로, HFC 계열 냉매의 사용에 따른 누수감지를 위한 검출장치와 유지보수 시스템의 적용이 필요없다.In addition, since water is used as a refrigerant for cooling the working fluid, it is not necessary to apply a detection device and a maintenance system for leak detection according to the use of the HFC series refrigerant.

또한, 증기 압축식 냉동기에서 사용되는 압축기가 불필요하므로, 선박 전체의 필요 소비전력을 감소시킬 수 있다.In addition, since the compressor used in the vapor compression refrigerator is unnecessary, the required power consumption of the entire ship can be reduced.

또한, 흡수식 냉동기의 열원으로 보조 보일러나 이코노마이저에서의 폐열을 활용함으로써 선박 전체의 에너지 효율을 증가시킬 수 있다.In addition, by utilizing the waste heat from the auxiliary boiler or economizer as a heat source of the absorption chiller can increase the energy efficiency of the entire vessel.

도 1은 종래의 증기압축방식의 직접식 냉각장치의 개략도이다.
도 2는 종래의 증기압축방식의 간접식 냉각장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 냉각장치의 개략도이다.
도 4는 도 3에 도시된 선박용 연료 냉각장치에 있어서, 흡수식 냉동기를 상세히 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료의 냉각방법의 단계를 도시하는 도면이다.
1 is a schematic diagram of a conventional vapor compression type direct cooling device.
Figure 2 is a schematic diagram of a conventional steam compression indirect cooling apparatus.
3 is a schematic view of a marine fuel cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing in detail the absorption chiller in the marine fuel cooling device shown in FIG.
5 is a view showing the steps of the cooling method of the ship fuel according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예는 제한적인 것으로 의도된 것이 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present embodiments are not intended to be limiting.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 냉각장치의 개략도이고, 도 4는 도 3에 도시된 선박용 연료 냉각장치에 있어서, 흡수식 냉동기를 상세히 도시한 도면이다.3 is a schematic view of a marine fuel cooling apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a detailed view of the absorption chiller in the marine fuel cooling apparatus shown in FIG.

도 3 및 도 4를 참조하면, 도시된 선박용 연료 냉각장치(100)는, 연료 저장소(102), 열교환기(120), 흡수식 냉동기(200) 및 열 공급수단을 포함하여 구성된다.Referring to FIGS. 3 and 4, the illustrated ship fuel cooling device 100 includes a fuel reservoir 102, a heat exchanger 120, an absorption chiller 200, and a heat supply means.

상기 연료 저장소(102)는 선박에 사용되는 선박용 연료를 저장하는 곳으로서, 상기 연료 저장소(102)는 선박의 엔진 등을 구동하는 데 필요한 연료를 저장하는 연료 탱크 자체일 수도 있으며, 연료 탱크와는 별도로 냉각시킬 연료를 임시적으로 저장하는 것일 수도 있다. 본 실시예에서는, 선박의 엔진을 구동하기 위한 연료로 DMA 급의 연료가 사용되나, 이에 한정되는 것은 아니며, HFO, DMC 및 DMB 급의 연료 및 기타 다른 종류의 연료가 사용될 수도 있음은 물론이다.The fuel reservoir 102 is a place for storing the fuel for ships used in the vessel, the fuel reservoir 102 may be a fuel tank itself for storing the fuel required to drive the engine of the vessel, etc. It may be to temporarily store fuel to be cooled separately. In this embodiment, DMA-class fuel is used as fuel for driving an engine of a ship, but is not limited thereto, and HFO, DMC and DMB-class fuels and other kinds of fuels may be used.

상기 열교환기(120)는 상기 연료 저장소(102)에 저장된 선박용 연료를 공급받아, 공급된 선박용 연료와 상기 흡수식 냉동기(200)에서 냉각된 작동유체의 열교환을 수행함으로써, 상기 선박용 연료를 냉각시켜 연료의 점도를 높이기 위해 마련된 것이다. 상기 흡수식 냉동기(200)에서의 작동유체의 냉각에 대해서는 후술하기로 한다.The heat exchanger 120 receives the ship fuel stored in the fuel reservoir 102 and performs heat exchange between the supplied ship fuel and the working fluid cooled in the absorption chiller 200, thereby cooling the ship fuel to fuel It is provided to increase the viscosity. Cooling of the working fluid in the absorption chiller 200 will be described later.

상기 연료 저장소(102)로부터의 고온의 선박용 연료는 연료유입라인(111)을 통하여 상기 열교환기(120)로 유입된다. 또한, 상기 흡수식 냉동기(200)에서 냉각된 작동유체는 작동유체 유출라인(122)을 통하여 상기 열교환기(120)로 유입된다. 이 경우, 상기 작동유체 유출라인(122)에는 펌프(123)가 마련되어 있어, 상기 열교환기(120)로 유입되는 작동유체의 양을 조절함으로써, 상기 열교환기(120) 내에서 냉각되는 선박용 연료의 온도를 조절할 수 있다.The high temperature marine fuel from the fuel reservoir 102 flows into the heat exchanger 120 through the fuel inlet line 111. In addition, the working fluid cooled in the absorption chiller 200 is introduced into the heat exchanger 120 through the working fluid outlet line 122. In this case, the working fluid outflow line 122 is provided with a pump 123, by adjusting the amount of the working fluid flowing into the heat exchanger 120, the marine fuel of the cooling in the heat exchanger 120. The temperature can be adjusted.

상기 열교환기(120) 내에서 저온의 작동유체와의 열교환을 통하여 냉각된 선박용 연료는 연료유출라인(112)을 통하여 연료 저장소(102)로 보내지게 된다. 또한, 상기 열교환기(120) 내에서 고온의 선박용 연료와의 열교환을 통하여 가열된 작동유체는 작동유체 유입라인(121)을 통하여 상기 흡수식 냉동기(200)로 보내져 재냉각되게 된다. 본 실시예에서는 작동유체로서 물(fresh water)을 사용하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 작동유체의 냉각에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.The marine fuel cooled by heat exchange with a low temperature working fluid in the heat exchanger 120 is sent to the fuel reservoir 102 through the fuel outlet line 112. In addition, the working fluid heated by heat exchange with the high temperature marine fuel in the heat exchanger 120 is sent to the absorption chiller 200 through the working fluid inlet line 121 to be recooled. In this embodiment, although the fresh water is used as the working fluid, it is not limited thereto. Detailed description of the cooling of the working fluid will be described later.

상기 흡수식 냉동기(200)는 상기 선박용 연료를 냉각시킬 작동유체를 냉각시키기 위해 마련된 것으로, 증발기(210), 흡수기(220), 재생기(230) 및 응축기(240)를 포함한다.The absorption chiller 200 is provided to cool the working fluid to cool the marine fuel, and includes an evaporator 210, an absorber 220, a regenerator 230, and a condenser 240.

상기 증발기(210)는 냉매의 증발 잠열을 이용하여 선박용 연료를 냉각시킬 작동 유체를 냉각시키기 위해 마련된 것이다. 본 실시예에서는 냉매로 물(fresh water)을 사용하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The evaporator 210 is provided to cool the working fluid to cool the marine fuel by using the latent heat of evaporation of the refrigerant. In the present embodiment, fresh water is used as the refrigerant, but is not limited thereto.

한편, 상기 증발기(210) 내에는 상기 작동유체 유입라인(121) 및 작동유체 유출라인(122)과 연통된 작동유체 열교환부(126)가 마련되어 있다. 상기 작동유체 유입라인(121)을 통하여 상기 증발기(210) 내부를 통과하게 되는 작동유체, 예컨대 물은 상기 증발기(210) 내에서의 냉매의 증발 잠열에 의해 냉각된 후, 상기 작동유체 유출라인(122)을 통하여 상기 열교환기(120)로 유동하게 된다.On the other hand, the working fluid heat exchanger 126 in communication with the working fluid inlet line 121 and the working fluid outlet line 122 is provided in the evaporator 210. The working fluid, for example, water that passes through the working fluid inlet line 121 through the evaporator 210, is cooled by latent heat of evaporation of the refrigerant in the evaporator 210, and then the working fluid outlet line ( 122 through the heat exchanger (120).

이 경우, 상기 증발기(210)의 하부에는 펌프(214)가 마련되어 있어, 상기 증발기(210) 내의 하부에 저장된 냉매액(212)을 냉매 파이프(213)를 통하여 상기 증발기(210)의 상부로 공급하게 된다. 상기 증발기(210)의 상부로 공급된 냉매, 즉 물은 상기 증발기(210) 내에서 노즐을 통하여 상기 작동유체 열교환부(126)의 상부로 분사되는 동시에 증발하게 된다. 이러한 냉매의 증발 잠열을 이용하여 상기 작동유체 열교환부(126) 내로 흐르는 작동유체인 물이 냉각되게 된다. 이 경우, 증발된 냉매로서의 물은 연결 파이프(216)를 통하여 상기 흡수기(220)로 흐르게 된다.In this case, a pump 214 is provided at the lower part of the evaporator 210 to supply the refrigerant liquid 212 stored in the lower part of the evaporator 210 to the upper part of the evaporator 210 through the refrigerant pipe 213. Done. The refrigerant supplied to the upper portion of the evaporator 210, that is, water is injected into the upper portion of the working fluid heat exchanger 126 through a nozzle in the evaporator 210 and simultaneously evaporated. Water, which is a working fluid flowing into the working fluid heat exchange part 126, is cooled by using latent heat of evaporation of the refrigerant. In this case, water as the evaporated refrigerant flows to the absorber 220 through the connection pipe 216.

상기 흡수기(220)는 상기 증발기(210)에서 증발된 냉매, 즉 물을 흡수하기 위해 마련된 것이다. 상기 증발기(210)에서 증발이 계속되면 수증기 분압이 점점 높아지게 되므로 증발 온도도 상승하게 되어, 적절한 냉각효과를 얻을 수 없게 된다. 따라서, 증발된 냉매를 흡수기(220) 내에 저장된 흡수액(222)에 흡수시키면 상기 증발기(210) 내에서의 냉매의 증발 압력 및 온도를 일정하게 유지될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 흡수기(220)의 흡수액(222)으로서, 리튬브로마이드(LiBr) 수용액을 사용하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The absorber 220 is provided to absorb the refrigerant evaporated from the evaporator 210, that is, water. If evaporation is continued in the evaporator 210, since the partial pressure of water vapor is gradually increased, the evaporation temperature is also increased, so that an adequate cooling effect cannot be obtained. Therefore, when the evaporated refrigerant is absorbed in the absorbent liquid 222 stored in the absorber 220, the evaporation pressure and temperature of the refrigerant in the evaporator 210 may be maintained constant. In this embodiment, an aqueous solution of lithium bromide (LiBr) is used as the absorbing liquid 222 of the absorber 220, but is not limited thereto.

한편, 상기 흡수기(220) 내에서의 흡수액(222)이 증발된 냉매를 흡수할 때 발생하는 흡수열을 제거하기 위해 상기 흡수기(220) 내에는 별도의 냉각수가 흐르는 열교환부로서 냉각 파이프(136)가 마련되어 있다. 상기 냉각 파이프(136)는 선박의 해수함(sea-chest; 130)으로부터의 해수가 흐르는 해수유입 파이프(132)와 유체연통 되어 있다. 또한, 상기 해수유입 파이프(132) 상에는 펌프(133)가 마련되어 있어, 상기 해수함(130)으로부터 상기 흡수기(220) 내로 공급되는 해수의 양을 조절할 수 있다. 상기 냉각 파이프(136)로 흐르는 저온의 해수 덕분에, 상기 흡수액(222)의 흡수작용에 의한 흡수열은 제거될 수 있다.Meanwhile, in order to remove the heat of absorption generated when the absorbent liquid 222 in the absorber 220 absorbs the evaporated refrigerant, the cooling pipe 136 is a heat exchanger through which a separate cooling water flows in the absorber 220. Is provided. The cooling pipe 136 is in fluid communication with the seawater inlet pipe 132 through which seawater from the sea-chest 130 of the vessel flows. In addition, a pump 133 is provided on the seawater inlet pipe 132 to adjust the amount of seawater supplied from the seawater box 130 into the absorber 220. Thanks to the low temperature seawater flowing into the cooling pipe 136, the heat of absorption due to the absorption action of the absorption liquid 222 may be removed.

이 경우, 상기 흡수액(222)인 리튬브로마이드 수용액이 흡수작용을 계속하게 되면, 리튬브로마이드 수용액은 점점 묽게 되어 흡수작용을 계속할 수가 없게 된다. 따라서, 상기 흡수액(222)의 재생을 위하여 재생기(230)가 마련된다. 상기 흡수기(220)의 하부에는 펌프(224)가 마련되어 있어, 상기 흡수기(220) 내의 하부에 저장된 리튬브로마이드 수용액을 흡수액 파이프(223)를 통하여 상기 재생기(230)의 상부로 공급하게 된다.In this case, when the aqueous lithium bromide solution, which is the absorbent liquid 222, continues to absorb, the aqueous lithium bromide solution gradually dilutes and cannot continue the absorbing action. Thus, a regenerator 230 is provided for regeneration of the absorbent liquid 222. The lower portion of the absorber 220 is provided with a pump 224 to supply the lithium bromide aqueous solution stored in the lower portion of the absorber 220 to the upper portion of the regenerator 230 through the absorbent liquid pipe 223.

상기 재생기(230)는 냉매 즉, 물을 흡수함으로써 묽어진 상기 흡수기(220)의 리튬브로마이드 수용액을 가열시킴으로써 재생시키기 위해 마련된 것으로, 상기 흡수액 파이프(223)는 상기 재생기(230)의 상부와 유체연통 되어 있다.The regenerator 230 is provided to regenerate by heating a lithium bromide aqueous solution of the absorber 220 diluted by absorbing a refrigerant, that is, water, and the absorbent liquid pipe 223 is in fluid communication with an upper portion of the regenerator 230. It is.

상기 열 공급수단은 상기 재생기(230) 내에 저장된 흡수액을 재생시키기 위하여, 상기 재생기(230)에 열을 공급하기 위해 마련된 것이다. 상기 열 공급수단으로서, 본 실시예에서는 선박에 의해 운반되는 원유를 가열시키는 보조 보일러(aux boiler; 140)를 예를 들어 설명하기로 한다. 상기 보조 보일러(140)는 잘 알려진 바와 같이, 선박에 의해 운송되는 원유를 유동가능한 상태로 유지하기 위해 원유를 가열하는 보일러이다. 본 실시예에서는 상기 보조 보일러(140)에서 발생하는 증기 중 버려지는 증기를 증기유입 파이프(142)를 통하여 상기 재생기(230) 내로 공급한다. 상기 증기유입 파이프(142)는 상기 재생기(230) 내에 열교환부로서 마련된 증기 파이프(146)와 유체 연통되어 있다. The heat supply means is provided to supply heat to the regenerator 230 in order to regenerate the absorbent liquid stored in the regenerator 230. As the heat supply means, in this embodiment, an auxiliary boiler 140 for heating crude oil carried by a vessel will be described as an example. The auxiliary boiler 140, as is well known, is a boiler that heats crude oil to maintain a flowable state of crude oil carried by a vessel. In this embodiment, the steam discarded from the steam generated in the auxiliary boiler 140 is supplied into the regenerator 230 through the steam inlet pipe 142. The steam inlet pipe 142 is in fluid communication with a steam pipe 146 provided as a heat exchanger in the regenerator 230.

따라서, 상기 증기 파이프(146)를 지나가는 고온의 증기에 의해 상기 재생기(230) 내의 흡수액은 가열되어, 고온 고압을 유지하면서 냉매 증기, 즉 본 실시예에서는 수증기가 흡수액으로부터 분리된다. 분리된 수증기는 상기 재생기(230)와 상기 응축기(240)를 연결하는 연결 파이프(232)를 통하여 상기 응축기(240)로 흐르게 된다. 또한, 상기 증기 파이프(146)를 거치면서 상기 흡수액에 열을 공급하여 냉각된 저온의 증기는, 증기유출 파이프(152)를 통하여 케스케이드 탱크(cascade tank; 150) 등으로 보내어져 사용된다.Thus, the absorbent liquid in the regenerator 230 is heated by the high temperature steam passing through the steam pipe 146, so that the refrigerant vapor, that is, water vapor in this embodiment, is separated from the absorbent liquid while maintaining the high temperature and high pressure. The separated water vapor flows to the condenser 240 through a connecting pipe 232 connecting the regenerator 230 and the condenser 240. In addition, the low-temperature steam cooled by supplying heat to the absorbing liquid while passing through the steam pipe 146 is sent to a cascade tank 150 through the steam outlet pipe 152 and used.

한편, 상기 재생기(230)에서 수증기가 분리되어 농축된 흡수액인 리튬브로마이드 수용액은 흡수액 파이프(234)를 통하여 상기 흡수기(220)로 다시 보내어 진다. 이 경우, 상기 재생기(230)와 상기 흡수기(220) 사이에는 흡수액 열교환기(260)가 설치되어 있어, 상기 재생기(230)로 보내지는 저온의 묽은 리튬브로마이드 수용액과 상기 흡수기(220)로 보내지는 고온의 농축된 리튬브로마이드 수용액의 열교환을 수행한다. 따라서, 상기 흡수액 열교환기(260)는 상기 재생기(230)에서의 가열량과 상기 흡수기(220)에서의 냉각열량을 대폭 절감함으로써 열효율을 개선하는 역할을 한다. 상기 흡수액 열교환기(260)를 거친 리튬브로마이드 수용액은 팽창밸브(237)를 거쳐 감압 된 후 상기 흡수기(220)로 흐르게 된다. 상기 흡수기(220)로 들어온 농축된 리튬브로마이드 수용액은 다시 냉매증기를 흡수하여 저농도가 된 후, 다시 상기 재생기(230)로 들어가서 가열 및 농축 과정을 연속적으로 반복 한다.Meanwhile, the lithium bromide aqueous solution, which is an absorbent liquid in which water vapor is separated from the regenerator 230, is sent back to the absorber 220 through the absorbent liquid pipe 234. In this case, an absorbent liquid heat exchanger 260 is installed between the regenerator 230 and the absorber 220, and the low-temperature diluted lithium bromide aqueous solution sent to the regenerator 230 and the absorber 220 are sent to the absorber 220. Heat exchange of a high temperature concentrated lithium bromide aqueous solution is performed. Therefore, the absorbent liquid heat exchanger 260 serves to improve thermal efficiency by significantly reducing the amount of heating in the regenerator 230 and the amount of cooling heat in the absorber 220. The aqueous lithium bromide solution passed through the absorbent liquid heat exchanger 260 is decompressed via the expansion valve 237 and then flows to the absorber 220. The concentrated aqueous lithium bromide solution introduced into the absorber 220 becomes low concentration by absorbing the refrigerant vapor again, and then enters the regenerator 230 to repeat the heating and condensing process continuously.

상기 응축기(240)는 상기 재생기(230)에서 증발한 냉매 즉, 수증기를 응축시키기 위하여 마련된 것이다. 도시된 바와 같이, 상기 응축기(240) 내에는 증발된 냉매 즉, 수증기를 응축시키기 위하여 열교환부로서 냉각 파이프(138)가 마련되어 있다. 상기 냉각 파이프(138)는 상기 흡수기(220) 내에 설치된 냉각 파이프(136)와 연결 파이프(137)에 의해 유체연통 되어 있다. 따라서, 상기 흡수기(220)를 통과한 해수는 상기 연결 파이프(137)를 통하여 상기 응축기(240) 내의 냉각 파이프(138) 내를 흐르게 된다. 상기 응축기(240) 내의 증발된 냉매 즉, 수증기는 열교환부인 상기 냉각 파이프(138)의 내부로 흐르는 해수에 의해 냉각되어 응축된다. 응축된 냉매액, 즉 물은 이후에 냉매 파이프(244)를 통하여 상기 증발기(210)로 재공급된다. 이 경우 상기 냉매 파이프(244)에는 팽창밸브(245)가 마련되어 있어, 냉매액인 물은 감압된 상태로 상기 증발기(210)로 재공급된다. 상기 증발기(210)로 돌아온 냉매액은 다시 증발하여 냉동작용을 계속하게 된다.The condenser 240 is provided to condense the refrigerant evaporated from the regenerator 230, that is, water vapor. As shown, the condenser 240 is provided with a cooling pipe 138 as a heat exchanger for condensing evaporated refrigerant, that is, water vapor. The cooling pipe 138 is in fluid communication with the cooling pipe 136 and the connection pipe 137 installed in the absorber 220. Accordingly, the seawater passing through the absorber 220 flows into the cooling pipe 138 in the condenser 240 through the connection pipe 137. The evaporated refrigerant, ie, water vapor, in the condenser 240 is cooled and condensed by seawater flowing into the cooling pipe 138 which is a heat exchanger. The condensed refrigerant liquid, ie, water, is then resupplied to the evaporator 210 through the refrigerant pipe 244. In this case, an expansion valve 245 is provided in the refrigerant pipe 244, and the water, which is the refrigerant liquid, is supplied to the evaporator 210 under reduced pressure. The refrigerant liquid returned to the evaporator 210 is evaporated again to continue the freezing operation.

한편, 상기 응축기(240)의 냉각 파이프(138)를 통과한 해수는 해수유출 파이프(134)를 통하여 상기 해수함(130)으로 흐르거나 선박 외부로 배출된다.Meanwhile, seawater passing through the cooling pipe 138 of the condenser 240 flows to the seawater box 130 through the seawater discharge pipe 134 or is discharged to the outside of the ship.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료 냉각장치에 있어서, 작동유체와 냉매의 흐름에 대하여 설명하기로 한다. 이 경우, 상기 선박용 연료 냉각장치(100)의 세부적인 구성요소의 작동에 대해서는 상술하였는바, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, in the ship fuel cooling apparatus according to an embodiment of the present invention, the flow of the working fluid and the refrigerant will be described. In this case, the operation of the detailed components of the marine fuel cooling device 100 has been described above, the description thereof will be omitted.

먼저, 상기 선박용 연료를 냉각시키는 작동유체(본 실시예에서는 물)의 흐름에 대해 설명한다.First, the flow of the working fluid (water in this embodiment) for cooling the marine fuel will be described.

작동유체로서의 물은 상기 열교환기(120)와 상기 흡수식 냉동기(200)의 증발기(210) 사이를 순환하게 된다. 상기 작동유체는 상기 증발기(210) 내에 마련된 상기 작동유체 열교환부(126)에서 상기 증발기(210) 내의 냉매 즉, 물의 증발 잠열에 의해 냉각되고, 냉각된 작동유체는 상기 작동유체 유출라인(122)을 통하여 상기 열교환기(120)로 흐르게 된다. 이후, 상기 열교환기(120)에서 선박용 연료로부터 열을 공급받아 가열된 작동유체는 작동유체 유입라인(121)을 통하여 상기 증발기(210) 내로 흐르게 되고, 증발기(210) 내에서 재냉각되어, 한 사이클의 냉각과정을 완료하게 된다. 이러한 냉각과정을 연속하여 반복수행함으로써 선박용 연료를 일정한 온도로 냉각시킬 수 있다.Water as a working fluid is circulated between the heat exchanger 120 and the evaporator 210 of the absorption chiller 200. The working fluid is cooled by latent heat of refrigerant in the evaporator 210, that is, water in the working fluid heat exchange part 126 provided in the evaporator 210, and the cooled working fluid is the working fluid outlet line 122. It flows through the heat exchanger 120 through. Then, the working fluid heated by receiving heat from the marine fuel in the heat exchanger 120 flows into the evaporator 210 through the working fluid inflow line 121, and is recooled in the evaporator 210. The cooling process of the cycle is completed. By repeatedly performing this cooling process, the ship fuel can be cooled to a constant temperature.

다음으로, 상기 작동유체를 냉각시키는 냉매의 흐름에 대하여 설명한다.Next, the flow of the refrigerant for cooling the working fluid will be described.

상기 흡수식 냉동기(200)의 증발기(210)에서 증발 잠열에 의해 상기 작동유체를 냉각시킨 냉매(본 실시예에서는 물)는 상기 흡수기(220) 내의 흡수액인 리튬브로마이드 수용액에 의해 흡수되기 시작한다. 이후, 냉매를 흡수하여 농도가 저하된 흡수액은 재생기(230)로 보내어진다. 상기 재생기(230)에서는, 증기 파이프(146)를 통하여 흐르는 고온의 증기에 의해 상기 저농도의 흡수액이 가열되어 냉매와 흡수액이 분리되게 된다. 냉매를 분리하여 농축된 흡수액은 다시 흡수기(220)로 들어가 흡수작용을 재수행하게 되고, 상기 재생기(230)에서 나온 냉매증기는 응축기(240)로 들어가 해수에 의해 냉각 및 응축되어 상기 증발기(210)로 재공급되어, 한 사이클의 냉매 순환 과정을 마치게 된다. 이러한 순환과정을 반복적으로 수행함으로써, 상기 증발기(210) 내에서 상기 작동유체를 일정한 온도로 냉각시킬 수 있다.The refrigerant (in this embodiment, water) cooled by the latent heat of evaporation in the evaporator 210 of the absorption chiller 200 starts to be absorbed by the aqueous lithium bromide solution, which is an absorption liquid in the absorber 220. Thereafter, the absorbent liquid whose concentration is reduced by absorbing the refrigerant is sent to the regenerator 230. In the regenerator 230, the low concentration absorbent liquid is heated by the high temperature steam flowing through the steam pipe 146 to separate the refrigerant and the absorbent liquid. The concentrated absorbent liquid separated from the refrigerant enters the absorber 220 to perform the absorption again, and the refrigerant vapor from the regenerator 230 enters the condenser 240 and is cooled and condensed by sea water to evaporate the evaporator 210. The refrigerant is then resupplied to complete a cycle of refrigerant circulation. By repeatedly performing this circulation process, the working fluid can be cooled to a constant temperature in the evaporator 210.

상술한 실시예에 따르면, 선박용 연료의 점도를 높이기 위하여, 선박용 연료를 냉각된 물을 통해 냉각시키기 때문에, 종래의 증기압축방식의 직접식 냉각장치에서 발생할 수 있는 선박용 연료와 HFC 계열의 냉매의 혼합 가능성에 대한 문제가 발생할 염려가 없다.According to the above-described embodiment, in order to increase the viscosity of the marine fuel, the marine fuel is cooled through the cooled water, and therefore, a mixture of the marine fuel and the HFC-based refrigerant, which may occur in the conventional vapor compression type direct cooling device, is mixed. There is no concern about the possibility.

또한, 냉매로 물을 사용하기 때문에, HFC 계열의 냉매 사용에 따른, 누수감지를 위한 검출장치와 유지보수 시스템의 적용이 불필요하고, 환경오염을 초래하지 않는다.In addition, since water is used as the refrigerant, it is unnecessary to apply a detection device and a maintenance system for leak detection according to the use of the HFC refrigerant, and does not cause environmental pollution.

또한, 증기 압축식 냉각장치와는 달리 압축기를 사용하지 않으므로, 필요한 소비전력을 감소시킬 수 있다.In addition, unlike a vapor compression cooling apparatus, since a compressor is not used, power consumption required can be reduced.

또한, 흡수식 냉동기의 재생기에 사용되는 열원으로 선박의 보조 보일러에서 생산되는 증기 중 버려지는 증기를 사용함으로써 폐열 활용을 통하여 선박 전체의 에너지 효율을 증가시킬 수 있다.In addition, by using the steam discarded from the steam produced in the auxiliary boiler of the vessel as the heat source used in the regenerator of the absorption chiller can increase the energy efficiency of the entire vessel through the use of waste heat.

본 실시예에 있어서, 상기 열 공급수단으로서 선박에 설치된 보조 보일러(140)를 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 열 공급수단은 선박의 엔진으로부터의 배기가스의 폐열을 이용하기 위해 상기 선박의 배기관에 설치되는 이코노마이저(economizer)일 수도 있으며, 이 경우 상기 이코노마이저에서 발생된 증기가 상기 재생기(230) 내의 증기 파이프(146)를 통하여 흐름으로써, 상기 재생기(230) 내의 흡수액을 가열시킬 수도 있음은 물론이다.In the present embodiment, the auxiliary boiler 140 installed in the vessel as the heat supply means has been described by way of example, but is not limited thereto. For example, the heat supply means may be an economizer installed in the exhaust pipe of the ship to use waste heat of the exhaust gas from the engine of the ship, in which case the steam generated in the economizer in the regenerator 230 Of course, by flowing through the steam pipe 146, the absorbent liquid in the regenerator 230 may be heated.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료의 냉각방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of cooling a marine fuel according to an embodiment of the present invention will be described.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 연료의 냉각방법의 단계를 도시하는 도면이다.5 is a view showing the steps of the cooling method of the ship fuel according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 선박용 연료의 냉각방법은 냉매 증발단계(S1), 냉매 흡수단계(S2), 흡수액 재생단계(S3), 냉매 응축단계(S4), 및 선박용 연료 냉각단계(S5)를 포함한다.Referring to the drawings, the cooling method of the fuel for ships according to an embodiment of the present invention is refrigerant evaporation step (S1), refrigerant absorption step (S2), absorbent liquid regeneration step (S3), refrigerant condensation step (S4), and marine fuel cooling Step S5 is included.

상기 냉매 증발단계(S1)에서는, 냉매, 예컨대 물의 증발 잠열을 이용하여 선박용 연료를 냉각시킬 작동유체, 예컨대 물을 냉각시킨다.In the refrigerant evaporation step (S1), a working fluid, for example, water, is cooled to cool a marine fuel using latent heat of evaporation of a refrigerant, for example, water.

이후, 상기 냉매 흡수단계(S2)에서는, 증발된 상기 냉매를 리튬브로마이드(LiBr) 수용액과 같은 흡수액에 흡수시킨다.Subsequently, in the refrigerant absorbing step (S2), the refrigerant evaporated is absorbed into an absorption liquid such as an aqueous lithium bromide (LiBr) solution.

이후, 상기 흡수액 재생단계(S3)에서는, 상기 냉매 흡수단계(S2)에서의 냉매의 흡수에 의해 묽어진 저농도의 상기 흡수액을 가열시킴으로써, 상기 흡수액으로부터 상기 냉매를 분리시킨다.Thereafter, in the absorbent liquid regeneration step S3, the refrigerant is separated from the absorbent liquid by heating the absorbent liquid having a low concentration diluted by absorption of the refrigerant in the refrigerant absorption step S2.

이후, 상기 냉매 응축단계(S4)에서는, 상기 흡수액 재생단계(S3)에서 상기 흡수액을 가열시킴으로써 증발된 냉매를 응축시킴으로써 한 사이클이 종료된다. 응축된 냉매는 상기 냉매 증발단계(S1)에서 작동유체를 냉각시키는 데 재사용된다.Subsequently, in the refrigerant condensation step S4, one cycle is completed by condensing the evaporated refrigerant by heating the absorption liquid in the absorption liquid regeneration step S3. The condensed refrigerant is reused to cool the working fluid in the refrigerant evaporation step (S1).

즉, 상기 냉매 증발단계(S1), 냉매 흡수단계(S2), 흡수액 재생단계(S3) 및 냉매 응축단계(S4)가 반복적으로 수행됨으로써, 상기 선박용 연료를 냉각시킬 작동유체를 연속적으로 냉각시킬 수 있다.That is, by repeatedly performing the refrigerant evaporation step (S1), refrigerant absorption step (S2), absorbent liquid regeneration step (S3) and refrigerant condensation step (S4), it is possible to continuously cool the working fluid to cool the marine fuel. have.

한편, 상기 선박용 연료 냉각단계(S5)는 상기 S1 내지 S4 단계와는 별도의 사이클로 진행된다. 본 단계에서는, 연료 저장소에 저장된 선박용 연료를 공급받아, 상기 선박용 연료와 상기 냉매 증발단계(S1)에서 냉매의 증발 잠열에 의해 냉각된 상기 작동유체를 열교환시킴으로써, 상기 선박용 연료를 냉각시킨다.On the other hand, the ship fuel cooling step (S5) is carried out in a separate cycle from the steps S1 to S4. In this step, the vessel fuel stored in the fuel reservoir is supplied, and the vessel fuel is cooled by heat-exchanging the vessel fuel and the working fluid cooled by latent heat of evaporation of the refrigerant in the refrigerant evaporation step (S1).

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 20: 증기 압축식 냉각장치
14: 증발기 16: 압축기
18: 응축기 19: 팽창밸브
24: 열교환기
100: 선박용 연료 냉각장치 102: 연료 저장소
120: 열교환기 130: 해수함(sea-chest)
140: 보조 보일러(Aux. Boiler) 150: 케스케이드 탱크
200: 흡수식 냉동기 210: 증발기
220: 흡수기 230: 재생기
240: 응축기 260: 흡수액 열교환기
123, 133, 214, 224: 펌프
Description of the Related Art
10, 20: steam compression chiller
14: Evaporator 16: Compressor
18: condenser 19: expansion valve
24: heat exchanger
100: marine fuel cooler 102: fuel reservoir
120: heat exchanger 130: sea-chest
140: Aux.Boiler 150: cascade tank
200: absorption chiller 210: evaporator
220: absorber 230: regenerator
240: condenser 260: absorbent liquid heat exchanger
123, 133, 214, 224: pump

Claims (9)

선박에 사용되는 연료를 냉각하기 위한 선박용 연료 냉각장치로서,
선박용 연료를 저장하는 연료 저장소;
냉매의 증발 잠열을 이용하여 상기 선박용 연료를 냉각시킬 작동유체를 냉각시키는 증발기, 상기 증발기에서 증발된 냉매를 흡수하는 흡수액이 수용된 흡수기, 상기 냉매의 흡수를 통하여 묽어진 상기 흡수기의 흡수액을 가열시켜 재생시키는 재생기, 및 상기 재생기에서 증발한 냉매를 응축시키는 응축기를 가지는 흡수식 냉동기;
상기 흡수식 냉동기의 재생기 내의 흡수액을 재생시키도록, 상기 흡수식 냉동기의 재생기에 열을 공급하는 열 공급수단; 및
상기 연료 저장소에 저장된 선박용 연료를 공급받아, 상기 선박용 연료와 상기 흡수식 냉동기에서 냉각된 작동유체의 열교환을 수행함으로써, 상기 선박용 연료를 냉각시키는 열교환기;를 포함하는 것인 선박용 연료 냉각장치.
A ship fuel cooler for cooling fuel used in ships,
A fuel reservoir for storing fuel for ships;
Evaporator for cooling the working fluid to cool the vessel fuel by using latent heat of evaporation of refrigerant, an absorber containing absorbent liquid absorbing refrigerant evaporated from the evaporator, and regenerating by heating the absorbed liquid of the absorber diluted through absorption of the refrigerant An absorption chiller having a regenerator and a condenser for condensing the refrigerant evaporated from the regenerator;
Heat supply means for supplying heat to the regenerator of the absorption chiller so as to regenerate the absorbent liquid in the regenerator of the absorption chiller; And
And a heat exchanger for receiving the ship fuel stored in the fuel reservoir and performing heat exchange between the ship fuel and the working fluid cooled in the absorption chiller, thereby cooling the ship fuel.
청구항 1에 있어서,
상기 작동유체는 물인 것을 특징으로 하는 선박용 연료 냉각장치.
The method according to claim 1,
The working fluid is a marine fuel cooler, characterized in that the water.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 흡수식 냉동기에서의 냉매는 물인 것을 특징으로 하는 선박용 연료 냉각장치.
The method according to claim 1 or 2,
The refrigerant in the absorption chiller is a marine fuel cooler, characterized in that the water.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 흡수식 냉동기에서의 냉매를 흡수하는 흡수기의 흡수액은 리튬브로마이드(LiBr) 수용액인 것을 특징으로 하는 선박용 연료 냉각장치.
The method according to claim 1 or 2,
The absorber of the absorber for absorbing the refrigerant in the absorption chiller is a marine fuel cooler, characterized in that the aqueous solution of lithium bromide (LiBr).
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 흡수식 냉동기의 흡수기에는, 상기 흡수기에서 발생하는 흡수열을 제거하기 위하여 상기 선박의 해수함(sea-chest)으로부터 공급되는 해수가 지나가는 냉각 파이프가 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 연료 냉각장치.
The method according to claim 1 or 2,
In the absorber of the absorption chiller, a cooling pipe for passing the seawater supplied from the sea-chest of the vessel in order to remove the heat of absorption generated in the absorber is installed.
청구항 5에 있어서,
상기 흡수식 냉동기의 응축기에는, 상기 재생기에서 증발한 냉매를 응축시키기 위하여 상기 흡수기를 통과한 해수가 지나가는 냉각 파이프가 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 연료 냉각장치.
The method according to claim 5,
In the condenser of the absorption chiller, a cooling pipe for passing the seawater passing through the absorber is installed in order to condense the refrigerant evaporated in the regenerator.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 열 공급수단은 상기 선박에 의해 운반되는 원유를 가열시키는 보조 보일러(aux boiler)이고,
상기 흡수식 냉동기의 재생기에는, 상기 흡수액을 가열시켜 재생시키도록 상기 보조 보일러에서 발생된 증기가 유동하는 증기파이프가 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 연료 냉각장치.
The method according to claim 1 or 2,
The heat supply means is an auxiliary boiler for heating crude oil carried by the vessel,
The regenerator of the absorption chiller is a marine fuel cooler, characterized in that the steam pipe for flowing the steam generated in the auxiliary boiler is installed to heat and regenerate the absorption liquid.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 열 공급수단은 상기 선박의 엔진의 배기가스의 폐열을 이용하도록 상기 선박의 배기관에 설치되는 이코노마이저(economizer)이고,
상기 흡수식 냉동기의 재생기에는, 상기 흡수액을 가열시켜 재생시키도록 상기 이코노마이저에서 발생된 증기가 유동하는 증기파이프가 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 연료 냉각장치.
The method according to claim 1 or 2,
The heat supply means is an economizer installed in the exhaust pipe of the vessel to use waste heat of the exhaust gas of the engine of the vessel,
The regenerator of the absorption chiller is a marine fuel cooler, characterized in that the steam pipe for flowing the steam generated in the economizer is installed to heat and regenerate the absorption liquid.
선박용 연료의 냉각방법으로서,
응축된 냉매를 증발시켜, 상기 냉매의 증발 잠열을 이용하여 상기 선박용 연료를 냉각시킬 작동유체를 냉각시키는 냉매 증발단계;
증발된 상기 냉매를 흡수액에 흡수시키는 냉매 흡수단계;
묽어진 상기 흡수액을 가열시켜 상기 냉매를 증발시킴으로써, 상기 흡수액으로부터 상기 냉매를 분리하는 흡수액 재생단계;
상기 재생단계에서 분리된 냉매를 응축시키는 냉매 응축단계; 및
연료 저장소에 저장된 선박용 연료를 공급받아, 상기 선박용 연료와 상기 냉각된 작동유체의 열교환을 수행시킴으로써, 상기 선박용 연료를 냉각시키는 선박용 연료 냉각단계를 포함하는 선박용 연료의 냉각방법.
As a method of cooling fuel for ships,
A refrigerant evaporation step of evaporating the condensed refrigerant to cool a working fluid to cool the marine fuel using latent heat of evaporation of the refrigerant;
A refrigerant absorbing step of absorbing the evaporated refrigerant into an absorbing liquid;
An absorption liquid regeneration step of separating the refrigerant from the absorption liquid by heating the diluted absorption liquid to evaporate the refrigerant;
A refrigerant condensation step of condensing the refrigerant separated in the regeneration step; And
A marine fuel cooling method comprising: a marine fuel cooling step of cooling the marine fuel by receiving a marine fuel stored in a fuel reservoir and performing heat exchange between the marine fuel and the cooled working fluid.
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