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해상체계 세종대왕함에서 일어날수있는 엔진의 잠재적인 문제.

ccvcc ccvcc
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http://www.dailyrecord.co.uk/news/uk-world-news/royal-navy-hot-water-engines-8128618#XbJjGKDrrjXkPmoC.97

 

기사내용이 간단히, 높은 해수온도에서 운용하던 데이링급 엔진이 퍼졌다.

 

이 문제는 2010년도에 발견되어 지금 디젤발전기 2기 추가 할것이라네요.

 

------------

 

자, 배 엔진에 대해서 잘 모르시는 분들의 경우, 해수? 수냉식 엔진이 왜? 이럴겁니다.

 

수냉식 엔진이긴한데...자동차면 엔진서 나온 냉각수가 라디에이터에서 공기로 식히죠? 
근데 이게 선박은 불가능합니다;;  


몇 리터도 아니고 수백 리터의 냉각수 냉각을 공기로? 
그럼 함선에 초대형 라디에터 달고 다녀야 합니다;;

즉, 공기로 못 식히니 이걸 해수로 식힙니다;;;

 

그런데 데어링에서 유독 문제가 된이유가? 일단 데이링급은 주기관이 가스터빈이고, 차가운 바다인 북해나 대서양에서 작전하는 함정입니다.

 

즉 엔진 냉각에 필요한 해수 온도가 낮기 때문에 냉각계통 설계한때 용량 작은 열교환기를 사용해도 냉각효율이 좋으니. 문제 없이 사용했다 이겁니다.

 

--> 이부분은 추측인데/// 데이링 건조시기는.. 영국 경제가.. 그렇게 좋지 못했죠; 다시말해 원가절감위해서 냉각계통의 용량을 타이트하게 잡았을 것으로 보입니다.....

 

즉 앞마당인 북해나 대서양 돌아다닐때는 문제가 없었지요;

 

근대 이건..... 인도양 중동을 가니... 해수 온도가 높네요...

 

스크린샷 2016-06-08 오후 7.58.09.png

http://m.blog.naver.com/gaajur/220652655103

 

 

바닷물 몇도 올라가는데 냉각효율 차이 얼마나 있겠어 하는데..

 


물의 잠열.. 엄청 큽니다;;;1도 올리는데 필요한 열량이랑 냉각하는데 필요한 열량이 커서..... 해수온도 올라가면

냉각효율 엄청 떨어집니다;;....  해외파병하면서 운용해보니... 2010년도에 문제가 발견되었겠죠.... 엔진온도가 너무 올라간다.. 냉각이 않된다....

 

그래서 가스터빈의 부하 덜기위해 디젤엔진이 탑재 됩니다..

 

(냉각계통 건들면,,, 배 싹뜯어내고 재설계해야하므로,,,, 일단 어느정도 냉각계통의 부하 줄여줄수있을것 같네요.)..

 

//////////////

 

다만,, 모든배들의 문제는 아니죠,

 

충무공이순신함은  CODOG이기 때문에 고속일때만 가스터빈 사용하니. 장시간 사용하는 것 아니면,,, 큰 문제가 없겠져..

 

다만,, 걱정되는 건... 세종대왕함이죠.. 동력이 가스터빈뿐이니.....냉각계통에 얼마나 여유를 주었는지 모르겠지만,  데어링급과 동일한 문제 직면할 수도 있다.. 이런 이야기이네요...

 

일단 해수 온도가 점점 올라가고 있고, 림팩이라든로 적도지대에서가끔 활동하니...아직 해수때문에 퍼졌다는 사안이  보고된 적은 없지만......... 

 

잠재적으로는 ffx 배치2에도 해당할수도 있겠네요;;

 

////////////////////

 

 

흡입공기도 청수로 냉각하고,

 

e20c4e55-4b6f-4f65-90fd-2eaee05a5850-2.jpg

https://www.geocaching.com/geocache/GC3KHJR_peaking-on-cousins

 

 

Type-45-Destroyer-gas-turbine-engine-problems-1014x487.jpg

 

slide_7-2.jpg

http://slideplayer.com/slide/5750479/

 

OIL COOLER 를 청수로 냉각하고 이 청수는 해수로 냉각하죠.

 

 

8e468ec88fac6e9130cffe65adb1c4ab.png

 

그나저나 기사 자세히 잘 읽어보니;;

해수뿐의 문제가 아니네요;;

일단 적도지대의 가스터빈 흡기 온도가 높고,

해수온도 높아서 쿨링 효율 떨어진 상태서 

그 동네의 질 떨어지는 연료 사용해서 

엔진의 설계된 사용 환경 공차를 초과해버렸다고 합니다....
그래서 고장이...

 

 






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댓글 22

댓글 쓰기
eceshim 16.06.08. 20:20
소말리아에서 파견나간 DDH-2에 탑재된 LM2500이 퍼진적이 있나요?
profile image
ccvcc 작성자 16.06.08. 20:22
eceshim
그건 잘 모르겠네요;;
헷지호그 16.06.08. 20:24
LM2500은 미해군의 주력 가스터빈엔진인데 전세계가 작전범위인 미해군이 이런건 생각해보지 않았을까요? 최소한 LM2500의 냉각성능 스펙요구에서 단서는 달려 있을것 같습니다
profile image
ccvcc 작성자 16.06.08. 20:31
헷지호그

그렇긴한데...

지금 문제가 되는건 ... 엔진 자체 냉각이 해수로 다이렉트로 되는 것이 아니라...

중간에 냉각라인을 두번 거쳐서.냉각하는 부분이문제가 되는 것이거든요;;

중간의 냉각수라인에 의해서 엔진 냉각수를 냉각시키고, 이 냉각수를 해수로 냉각시키는데..

인도양 해수 온도가 너무 높아서,, 중간 냉각수 온도가 높아져서. 결극 엔진 냉각수 온도가 높아진 문제거든요......

 

(일단 일반 상선을 기준으로 해서, 군함 냉각계통이 다를수도 있습니다...)

 

스크린샷 2016-06-08 오후 8.03.19.png

스크린샷 2016-06-08 오후 8.08.13.png

 

 

 

 

 

헷지호그 16.06.08. 20:40
ccvcc
뭔가 핵반응로용 냉각기 처럼 생겼네요.... 엔진냉각수 자체는 담수를 쓰기때문에 이렇게 된걸까요... 하여튼 각 엔진에 따른 냉각용량에 대한 설계지침이 있을것 같습니다. 우리나라도 바다별로 수온이 꽤 많이 차이 나기도 하잖아요
profile image
ccvcc 작성자 16.06.08. 20:47
헷지호그

담수보다는 엔진 냉각수 온도가 급격하게 내려가면 않되거든요;; 중탕 느낌이라고 할까요?

우리나라 해역에서는 문제가 않되는데.. 적도지방으로  움직일때가 문제라는 거죠 ^^ 세종대왕함는 장기간 파병나가지는 않으니 큰 걱정은 없겠네요.ㅋ

다만 만약 대구급이 파병가면 발생할수도 있겠네요......

워낙 대형 가스터빈 사용하니... 전동기가 몇 노트까지 돌아가는지 모르겠지만.. 이런 걱정이 쓸데없는 걱정이 었으면 좋겠네요 ㅎ

헷지호그 16.06.08. 21:34
ccvcc
너무 자동차의 느낌이지만 자동차는 배기라인에서 열을 회수해서 적정한 온도를 맞추는데 배도 그렇게 하지않을까요? 물론 라디에이터의 팬속도 조절하지만...

여튼 대구급은 전기추진하면 대략 15~18노트라고 했던 기억이 있습니다. 순항은 거의 전기모터로 다 한다는 이야기겠죠...
profile image
정맞은모난돌 16.06.08. 21:20
ccvcc
아시겠지만 디젤도 냉각 구조는 똑같아요. 단순히 가스터빈 사용한다고 디젤 보다 문제가 생길 가능성이 높을거라 볼수는 없죠. 말씀하신것처럼 데어링만 설계를 타이트하게 한 것일수도 있고.. 여담이지만 냉각 부족으로 엔진 과열 사례 자체는 몇번인가 본 기억이 납니다. 냉각 효율이 떨어지게 된 사유는 가지가지지만..
profile image
ccvcc 작성자 16.06.08. 21:27
정맞은모난돌

제가 기사를 잘못 읽어서.. 조금 수정했습니다.

데이링급이 대형 가스터빈 사용해서 추진하는데... 해수온도 높은 중동서 작전중 냉각계통 과부화 와서 엔진 퍼졌고.

해결책으로 디젤발전기 추가해서 냉각계통 부하 줄인다는 거네요..

profile image
폴라리스 16.06.08. 20:58
설계에서 중요한 부분을 짚어주셨네요.
hotae12 16.06.08. 21:31
상선도 저기 지나가면 냉각 때문에 감속하더라구요
소말리아가 최적의 해적질 장소인게 그덕인것도 있다그. .
profile image
ccvcc 작성자 16.06.08. 21:34
hotae12
오!!! 감사합니다. 새로운 지식 알게되었네요^^
CAL50 16.06.08. 21:56

일단 제기하신 문제의 요지는 알겠는데.... 세종대왕급이 가스터빈 추진이라고는 하지만 데어링급이 아니라 알레이버크가 베이스죠.
즉 알레이버크가 위에 말씀하신 문제를 겪고 있다면 세종대왕급도 확실히 겪을테니 심히 우려되는 일이지만, 반면 알레이버크가 별 탈 없다면 세종대왕급도 별 탈 없을겁니다.

현수 16.06.08. 22:16
흠 정확히 말하면 가스터빈을 해수로 냉각하는건 아니구요. 아마 보조설비를 위한 냉각시스템 고장으로 보입니다. 정확히 안나와있네요. 가스터빈은 내연기관처럼 냉각하지 않거든요. 디젤엔진은 부하를 덜기위한게 아니라 가스터빈 고장 시 추진을 위해서라고 되어있네요. 일부 오류만 말씀드립니다.
fatman1000 16.06.08. 22:40
- 댓글에서 언급이 된 것처럼 세종대왕급과 동일한 추진체계를 이용한 얼레이버크급이 문제가 생겼다는 이야기는 아직 없습니다.
- 데어링급과 동일한 영국제 가스터빈을 사용하는 대구급을 걱정해야 하겠지요.
CAL50 16.06.08. 23:01
fatman1000
같은 영국제라도 데어링급은 WR-21을 쓰고 우리는 MT-30을 씁니다.
MT-30은 줌월트나 프리덤급도 쓰니 일단 어떤 문제가 있을지 궁금하다면 이 배들을 주목해야겠죠.
fatman1000 16.06.10. 19:19
CAL50
- 헉, 제가 착각했네요... 대구급이 영국제 MT30 사용해서, 데어링급도 같이 사용하는 줄 알았습니다.
볼츠만 16.06.09. 00:35
해수온도가 올라가면 냉각수유량을 증가시키는 수밖에 없죠. 이 과정에서 냉각수펌프가 뻗어버린건 아닌가 의심되네요.
혹은 냉각수펌프를 더 빠르게 가동하기 위해 엔진은 더 많이 돌테니 부하가 증가로 엔진이 맛이 갔을수 있죠.
이런 펌프같은 터빈류는 유량증가에 대해서 소비전력이 3제곱배로 증가합니다. 가령 유량증가가 2배라면 8배의 전력이 필요하죠.
만약 해수온도와 냉각수온도차이가 기존보다 3배 줄었다면 그것을 보상하기 위해 유량은 3배늘려야하고 냉각수펌프 에너지를 보통보다 27배 증가시켜야하죠.
캬오스토리 16.06.09. 01:28
시워터 쿨링 시스템은 그림에서 가장 좌측 라인입니다.
외부 해수로 쿨링하죠.
해수 온도는 사실 큰 문제에 속합니다.

쿨링하는데 필요한 유량과 펌프, 그리고 해수온도가
쿨링에 큰 역할을 하는데, 저기 올려진 ccvcc님이
올린 그림의 가운데 보이는 LT FW LINE에서
해수로 열교환 해주는거죠.

LT면 보통 냉각 계통 설계에 따라 다르지만, 온도는
대충 30~40도 왔다갔다 합니다.

그림에서 보다시피 여기서 직접 해수파이프를
지나가게해서 이른바 열교환도 시켜 쿨링도 하고,
그리고 일부 해수는 HT쪽의 뜨거움(?)으로, 그러나
100도는 안되니 저압증류식 장치로 저압에서
끓여서(?) 만든, 이른바 FW를 만들죠.
(여러분이 배 타면 먹는물 빼고는 씻고 하는
물이 대부분 이거고 고급스런 배는 담수화장치가
별도로 있는데 어차피 대부분 먹고 씻는 용도..
그리고 각종 lng선이나 이런데는 별도의 쿨린 시스템
으로 소위 '냉각'이란걸 하는 작업을 하고, 이를
유지하는데, 이런 배들이 아닌경우엔 대부분 위에
보이는 시스템을 쓰는 편입니다. 아, 그리고 적도등을
많이 가시는 배나 오래 나가는 배는 별도의 담수화
장치(MED나 MSF등)를 많이 달구요.)

그리고 FW를 쓰는 이유는 엔진을 비롯해 선체 냉각에
해수를 쓰면 유지보수가 까다롭고 비용이 상승하니
FW를 만들어 쓰는거고....

그리고 가운데 그림보면 ME JACKET이 보이는데
이게 메인 엔진에 마치 재킷처럼 입혀진(?) 쿨링
시스템으로, 여기에는 SW와 열교환하여 차가워진
FW가 돕니다. (일부 옛날배는 그대로 해수를...ㅡ.ㅡ)

어쨌든 보통은 엔진 스펙에 따라 다르지만, 저곳을
냉각하는 냉각수 온도는 대략 보통 80도이상,
90도 넘는 스펙도 존재합니다.

그럼 해수가 1도 차이나면... 저기 쿨링 시스템이
얼마나 빡세게 돌거나, 혹은 해수 유입량이 많아야
한다가 짐작 가시죠?

애초에 여유있게 설계를 하거나(대부분의 배들은
전세계를 다닐거라서 이 부분을 여유있게 설계하죠)
혹은 별개의 냉각 시스템을 돌려야 한다는 건데...
LNG나 원양어선 참치잡이배 같은 특수 목적이 아님
굳이 별도의 냉각 시스템을 추가한다는게
그닥 수지타산이 안맞죠.

그러니 애초에 설계시부터 냉각 시스템
냉각 매체의 유입온도와 유입량은 매우 중요하게
여겨야 하고 여기에서 돈 아끼면 나중에 대참사
(빅 클레임)으로 이루어져서 왜 그때 선주랑 안싸우고
해달란대로 해줬다가 선주사 배가 개X이란 소문
돌아서 그 배를 만든 우리 조선사도 개XX이란 소릴
듣게 되었냐고... 욕 바가지 처먹죠.

그러니 선주가 뭐라 하던 지나친 저가 수주는 받는게
아니고, 그렇게 만든 배는 어디선가 개X이 되서
조선사 이름도 같이 병X으로 만드는 원인이 된다는걸
명심해야 합니다.
(아, 물롬 국내 모 조선사와 모 조선사처럼 선주가
발주하지 않았는데도 이건 정말 아니다 싶어 무료봉사
(?) 하는 업체도 있습니다. 인류애(?)가 넘치는
회사들인데 대신 주변 조선소에겐 개XX로 불리고
나중에 빚더미에 앉는다는 대가가 따르지만...)
캬오스토리 16.06.09. 02:28
근데 저보고 해결하라면...
해수 체스트를 더 넓히거나(군함이라서... 결제를 어디까지 받아야할지...) 아니면 LT쪽을 더 크으게 만드는(효율성도 떨어지고 군함같이 타이트한 규격엔 역시...)
아니면 HT쪽 3WAY 밸브랑 그곳으로가는 가는 FW 라인을 더 굵은 배관으로 바꾸거나(그나마 군함에서 현실성이 보이는) 마지막으로.... 액체 질소 라인을 HT에 직접....(크하하핫!) (이렜다간 너무 온도 변화가 심해져.. 무엇보다 엔진 제조사가 보증을 거부할거야.. ㅜ.ㅜ) 아니면 굳이 액체질소 라인이랑 펌프를 달거면 HT말고 LT쪽 펌프라인 이전에 두껍고 좋은 배관에 따로 열교환 라인을 만들어 배치해 두는것도...(근데 군함이라 역시... 아마 그럴 공간은...)
profile image
Caballero 16.06.09. 13:09
확인 결과 문제 없게 설계 되었습니다.
profile image
ccvcc 작성자 16.06.09. 17:50
Caballero
다행이네요 ^^
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