• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제36권7호
• /
• pp.935-941
• /
• 2012

This paper describes a study of conventional electrical rig and simulated application of Flywheel Energy Storage system on the power system of the offshore plants with dynamic positioning system with the following aims: improve fuel consumption on engines, prevent blackout and mitigate voltage sags due to pulsed load and fault. Fuel consumption has been analyzed for the generators of the typical drilling rigs compared with the power plant with Flywheel Storage Unit which has an important aid in avoiding power interruption during DP (Dynamic Positioning) operation. The FES (Fly wheel Energy storage System) releases energy very quickly and efficiently to ensure continuity of the power supply to essential consumers such as auxiliary machinery and thrusters upon main power failure. It will run until the standby diesel generator can start and supply the electric power to the facilities to keep the vessel in correct position under DP operation. The proposed backup method to utilize the quick and large energy storage Flywheel system can be optimized in any power system design on offshore plant.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제33권4호
• /
• pp.451-458
• /
• 2009

This experimental study was conducted to investigate macroscopic characteristics of the flash boiling spray with tow component mixing fuel. Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI) is a newer combustion method for internal combustion engines to reduce nitrogen oxide and particulate matter simultaneously. But it is difficult to put this combustion method to practical use in an engine because of such problems as instability of combustion in low load operating conditions and knocking in high load operating conditions. In HCCI, combustion characteristics and exhaust emissions depend on conditions of air/fuel mixture and chemical reactions of fuel molecules. The fuel design approach is achieved by mixing two components which differ in properties such as density, viscosity, volatility, ignitability and so on. We plan to apply the fuel design approach to HCCI combustion generated in a real engine, and examine the possibility of mixture formation control using the flash boiling spray. Spray characteristics of two component fuel with a flash boiling phenomenon was investigated using Shlieren and Mie scattering photography. Test fuel was injected into a constant volume vessel at ambient conditions imitated injection timing BTDC of a real engine. As a result, it was found that a flash boiling phenomenon greatly changed spray structure, especially in the conditions of lower temperature and density. Therefore, availability of mixture formation control using flash boiling spray was suggested.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.269-274
• /
• 2009

LNGC(Liquefied Natural Gas Carrier)의 역사는 1959년 $5,000m^3$ 급 LNG선 "Methane Pioneer"호를 시작으로 1969년에는 $71,500m^3$ 급, 1973년에는 Moss Type의 최초 LNG운반선 "Norman Lady($87,600m^3$)호, 1980년대 $125,000m^3$ 급을 시작으로 1990년대를 거처 $135,000m^3$ 급, 2007년 $210,000m^3$급 그리고 2008년에는 $266,000m^3$ 급의 초대형 액화천연가스 운반선이 출현하였다. 또한 2006년 11월에는 기존 내 외연 기관이 아닌 발전기 기동으로 Propeller를 움직이는 DFDE(Duel Fuel Diesel Electric)엔진, 육상의 Storage Tank를 생략한 기화설비를 갖춘 LNG-RV(Re-gasification Vessel)와 주 기관은 Slow Diesel을 택하고, 운항 중 발생하는 BOG(Boil Off Gas)를 재액화시키는 설비를 갖춘 DRL(Diesel Re-Liquefaction)선박 및 해상 LNG 생산 저장시설인 LNG-FPSO(Floating Production and Storage Offshore), 그리 고 해상 LNG 인수기지 역할을 하는 LNG-FSRU(Floating Store and Re-gasification Unit) 등이 개발되었다. 이 논문에서는 LNG Project, 전 세계 에너지 시장과 LNGC의 발전 추세에 대하여 다루었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제37권4호
• /
• pp.332-337
• /
• 2013

대기오염으로 인한 기후변화, 에너지 자원의 고갈 및 에너지 안보 등의 이유로 세계 각국에서는 신재생 에너지 연구 개발에 국가적 노력을 아끼지 않고 있다. 신재생 에너지 중 바이오디젤 연료는 기존의 디젤연료를 대체할 친환경 에너지로써 각광을 받고 있으며, 일정한 비율로 디젤연료와 혼합 시 기존 디젤기관의 개조 없이 사용가능하다. 다양한 연구결과에 의해 선박의 배기가스 배출계수는 지속적으로 예측되고 있지만 특수선박으로 분류되는 함정의 배출계수 연구결과는 부족한 실정이며, 특히 바이오디젤 혼합 연료에 대한 배기가스 배출계수는 함정뿐만 아니라 선박에서도 연구 실적이 부족한 상황이다. 본 논문에서는 해군함정에 탑재되어 있는 추진 디젤기관에 바이오디젤 혼합 연료를 적용시켰을 때 배출되는 이산화황 및 이산화탄소의 배출계수를 연료성분 분석 결과를 이용하여 구하고, 연료소비율 계산을 통하여 배출량을 정량적으로 예측하였다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제26권6호
• /
• pp.706-714
• /
• 2020

전 세계 90 %의 인구가 WHO의 연평균 미세먼지 노출 기준(10 ㎍/㎥)을 초과한 공기를 흡입하고 있다. 전 세계적으로 육상뿐만 아니라 해양에서 발생하는 질소산화물에 대한 규제를 통해 2차 오염물질, 초미세먼지 저감에 대해 노력하고 있으며 국내에서는 선박에서 미세먼지 발생의 주요한 원인인 황 함유량 저감과 환경친화적 선박의 개발 및 보급 등을 통해 깨끗한 해양환경 조성을 위한 노력을 하고 있다. 디젤엔진 유해 배출가스 저감을 위한 기술 중 압력 손실이 적고 높은 집진 효율 및 NOx의 제거와 유지 관리의 장점이 많은 전기 집진기의 수요와 중요성이 증가하고 있다. 본 연구는 총톤수 999톤급 선박의 2,427 kW 선박용 디젤엔진의 미세먼지 저감을 목적으로 개발된 전기 집진기를 예지보전단계에서 고장모드영향분석을 통해 장비 품질을 높여 선박 내에서의 내구연한을 높이고자 위험 우선순위 도출하였다. 위험 우선순위는 고장모드 241(poor dust capture efficiency)이 RPN 180으로 가장 높았다. Collecting electrode에서 가장 많은 고위험 고장모드를 검출하여 집중관리 부품으로 관리해야 할 필요가 있었으며 원인으로 진동과 핀 풀림으로 인한 유격 불량이 가장 많이 검출되었다. 핀 풀림 역시 근본적으로는 선체 또는 장비에서 발생하는 진동이 원인이 되어 발생할 수 있는 사항이기 때문에 핀 풀림이 발생하는 개소에 보완이 필요하겠다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.1049-1059
• /
• 2017

천안함 피격사건 이후 대한민국 해군은 함정에 복합 추진체계를 탑재하여 운항 시 발생하는 진동 및 소음 문제를 줄이기 위한 노력을 기울이고 있다. 복합 추진체계는 함정의 저속 운항 구간에서 추진용 전동기를 이용하여 추진할 수 있는 장점을 가진다. 이는 기존의 내연기관만으로 이루어져 있는 기계 추진체계보다 우수한 정숙성을 가질 수 있고, 내연기관의 연료 효율이 불량한 저속 구간에서 전동기를 이용하기 때문에 보다 경제적이다. 이에 본 논문에서는 대한민국 해군에서 운용하고 있는 군수지원함을 바탕으로 가상함정을 설정하였으며 기존의 추진체계와 복합 추진체계의 연료 소비량을 시뮬레이션 하여 경제성 측면에서 비교 및 분석하였다. 그 결과 전동기를 겸하여 운용할 수 있는 복합 추진체계의 연료 효율이 상대적으로 개선된 것을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제36권6호
• /
• pp.788-793
• /
• 2012

본 연구는 해군함정에 탑재되어 있는 주 추진 디젤엔진에서 배출되는 입자상 물질, 황산화물, 이산화탄소 및 질소산화물의 배출량 예측에 초점을 두었다. 국제사회 및 각국의 정부는 인간의 건강 및 환경을 보호하기 위해 선박의 배기가스 규제를 엄격히 적용하고 있으며 선박 제작사들은 이러한 법규에 대응하기 위해 다양한 기술을 선박에 적용시키고 있다. 엄격히 적용되는 배기가스 법규는 선박의 크기에 따라 차이를 보이고 있지만 함정은 규제대상에서 제외된다. 다양한 연구결과에 의해 선박의 배기가스 배출량 계수(emission factor)는 지속적으로 최신화되고 있으나 함정의 배출량 계수는 그 특성의 차이 때문에 설정이 어려운 실정이다. 본 논문은 함정 엔진의 연료소모량과 함정에서 사용하고 있는 연료의 황성분 함량을 분석하여 항해 시 선박에 적용되고 있는 오염물질 기여도 조사(emission inventory) 방법론을 해군함정에 적용시켜 정속항해 조건에서 배기가스 총 배출량을 예측하는 것이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제39권9호
• /
• pp.981-986
• /
• 2015

지구온난화에 대한 심각성이 대두되면서 선박부문의 온실가스 배출에 관한 연구가 전 세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 이에 반하여 국내 연구 수준은 기초에 그치고 있다. 본 논문에서는 선박으로부터 배출되는 이산화탄소의 여러가지 저감대책 중에서 운항손실과 투자비용을 최소화하면서 수행할 수 있는 방법으로 전자제어엔진 사용, 트림 최적화, 프로펠러 연마 및 친환경 방오도료의 사용을 선정하였다. 선정된 저감대책들을 운항실습선에 적용하여 시험 운항을 실시하였고 연료소비율에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과, 각 대책들은 약 1~5%의 연료소비율 저감 효과가 있었고 이를 에너지효율운항지수 산출에 적용하면 약 1~5%를 감소시키는 것을 알 수 있었다. 향후 국제적 환경규제를 제정할 때 우리나라에게 유리하도록 대응하기 위해서는 에너지효율운항지수에 대한 연구에도 지속적인 노력이 필요하다고 사료된다.

• 동력기계공학회지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.180-185
• /
• 2014

Due to the larger and high-speed vessels recently constructed, output and speed of the engines for propulsion or power generation is increasing. These high-power and high-speed engine of the ship is becoming as a major contributor causing excessive noise and vibration. Other fittings as well as equipment installed on board, it makes equipment failure or other defect by resonance. This causes a lot of M/H(Man Hour) for repairs and the reliability of the company is invading even be negative because the clients give much comment. Thus, it's being studied for any fittings installed on board to maintain the safe operation and to prevent any problem during the performance in any operating conditions. In this study, it was investigated to solve these problems for the supports of the various fittings for easy installation-related support that each type of intensity and shape and manufacturing method using structural analysis program(DNV Nauticus Hull 3D Beam). Namely, it would be applied to the very large crude carriers in consideration of mechanics of materials of the support equipment by providing the fact that dynamics analysis of the structural characteristics of the equipment and the support of the production installation is easy and productivity can be high standards for geometry and thereby to simplify the analysis task to design changes at the same time and to minimize the reinforcement for the supports.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.681-688
• /
• 2018

최근 강화된 환경규제 및 높은 연비에 대한 요구로 인해 천연가스를 연료로 사용하는 선박이 증가하고 있다. 친환경 선박 연료로 대두되고 있는 LPG 혹은 메탄올을 사용한 선박의 요구도 증가하고 있다. 이러한 흐름의 연장선상으로 LPG 혹은 메탄올을 사용하는 ME-LGI 엔진에 대한 연구가 최근 활발히 이루어지고 있다. ME-LGI 엔진을 탑재한 선박은, 선박 항해 중 연료분사밸브의 작동 신뢰도를 지속적인 테스트를 통해 확인해야할 필요가 있다. 따라서 연료분사밸브 테스터의 개발은 ME-LGI 엔진의 상용화를 위해 반드시 필요하다. 이에 본 연구에서는 요구조건 분석, 기능분석, 설계 합성의 순서로 진행되는 시스템 엔지니어링 프로세스를 활용하여 ME-LGI 엔진용 연료분사밸브 테스터의 개념설계를 수행하였다. 요구조건 분석 단계에서 먼저 연료분사밸브의 작동 프로세스를 분석하였고, 밀폐 오일 누유 여부 확인의 필요성을 도출하였다. 그 다음 기능분석 단계에서 연료분사밸브 테스터의 기능 및 기능의 흐름을 수준별로 정의하였다. 이후 설계 합성 단계에서 각 기능에 해당하는 장비들을 설정하였고, 이를 바탕으로 process block diagram을 도출하였다. 또한 시스템 분석 및 조정 단계의 일환으로 초기위험도 분석을 수행하여 안전 방안을 개념설계 안에 추가하였다. 본 연구는 시스템 엔지니어링 프로세스가 개념설계에 적용되는 과정을 상세히 보여줌으로써 향후 타 시스템의 개념 설계 시 좋은 참고자료가 될 수 있을 것으로 기대된다.