KR100921438B1 - 부유식 저장시설 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부유체를 이용하여 제조한 해상 혹은 하상에서 이용 가능한 부유식 저장 시설에 관한 것이다. 보다 자세히는 부유체의 하부에 다수개의 저장 탱크를 설치하여 부유체에 고정시킴으로써, 부유체의 부력에 큰 변화를 주지 않으면서 저장 용량을 현저하게 증가시킬 수 있다. 또한 부유체의 상부 공간을 별도로 이용할 수 있고, 대기 중에 비해 수면 아래의 공간은 환경 변화가 덜하므로 저장 대상의 관리가 용이한 장점이 있다.

부유체, 저장 시설, 부력

Description

부유식 저장시설{Containing system using Floating structure}

도 1은 기존의 부유식 저장시설을 설명하기 위한 도면.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 저장시설을 설명하기 위한 도면.

도 3은 도 2에 표시된 Ⅲ-Ⅲ선의 단면도.

도 4는 도 3에 도시된 홈을 이용하여 부유형 오염물을 수집하는 것을 설명하기 위한 도면.

도 5는 도 2에 도시된 저장체의 부력 조절의 원리를 설명하기 위한 도면.

도 6은 부유체의 상부를 활용한 공간 형성의 일 예를 설명하기 위한 도면.

** 도면의 주요부분에 대한 기호의 설명 **

10 : 부유체 20 : 고정체

30 : 저장체 40 : 연결부재

45 : 스페이서 50 : 프레임

본 발명은 부유식 저장시설에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부유체를 이용하여 해상 혹은 하상에 설치 가능한 부유식 저장시설에 관한 것이다.

유류 저장시설 혹은 LNG 등의 저장 시설 등은 해상에 설치되는 경우가 점점 늘어나는 추세이다. 이러한 추세는 육상에서의 부지 확보의 어려움과 유조선 및 관련 시설 등과의 연계 등에 있어서의 장점으로 인한 것이며, 이러한 장점으로 인해 해상 저장시설의 활용 빈도가 높아지고 있는 것이다.

이러한 종래의 부유식 저장시설이 도 1에 간단하게 도시되어 있다. 종래에는 도 1과 같이 부유체(1) 위에 저장시설(2)을 설치하였으며, 부유체(1)의 부력으로 저장시설(2) 및 그 저장시설(2)에 저장된 유류 혹은 LNG 등의 저장물의 하중을 물 위에 띄우는 방법을 활용하고 있다.

도 1에 도시된 종래의 부유식 저장시설의 경우, 부유체(1) 위에 지탱가능한 저장물의 양은 부유체(1)의 부력과 밀접한 관계가 있으며, 부유체(1)가 가질 수 있는 부력의 한계에 의해 저장시설(2)에 저장할 수 있는 저장물의 용량 역시 매우 제한적일 수 밖에 없다. 또한 저장시설(2)의 하중 역시 부유체(1)의 부력으로 지지해야 하므로 부유체의 상대적인 크기 및 부력에 비하여 저장 가능한 저장물의 양이 적어 효율이 높지 못한 문제점이 있다.

본 발명은 종래의 이러한 문제를 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 종래의 부유식 저장시설에 비하여 저장물의 저장용량이 현저히 늘어나고, 부유체의 상부 공간의 활용이 가능하도록 구조가 개선된 부유식 저장시설을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

부력을 발생시키며, 적어도 일부가 수면아래로 잠기는 부유체;

상기 부유체의 하부에 위치하는 바닥면(해저면, 하저면)에 정착이 가능한 고정체;

상기 부유체와 고정체의 사이에 위치하는 여러 개의 저장체;

상기 부유체, 고정체 및 저장체를 서로 연결하는 연결부재를 포함하여 대용량의 저장물을 보관할 수 있고 이동 설치가 가능한 것을 특징으로 하는 부유식 저장시설을 제공한다.

상기 저장체는 상기 부유체와 상기 고정체를 연결하는 가상의 직선방향을 따라 1열 이상으로 배치되며,

상기 어느 하나의 열에 배치된 고정체들과 다른 열에 배치된 고정체들 사이의 거리를 유지하기 위한 스페이서를 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 부유체의 하부에는 상부는 좁고 하부는 넓은 형태의 홈이 마련되어 있어서, 상기 홈을 이용하여 부유형 오염물의 수집이 가능한 것이 바람직하다.

상기 홈의 상부와 상기 부유체를 서로 관통하는 관통공을 마련하여, 상기 부유체의 상부에서 상기 홈에 수집된 오염물을 처리할 수 있는 것이 더욱 바람직하다.

상기 고정체들을 내부에 수용하는 강성의 프레임을 더 구비하는 것이 바람직하다.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 저장시설을 설명하기 위한 도면, 도 3은 도 2에 표시된 Ⅲ-Ⅲ선의 단면도, 도 4는 도 3에 도시된 홈을 이용하여 부유형 오염물을 수집하는 것을 설명하기 위한 도면, 도 5는 도 2에 도시된 저장체의 부력 조절의 원리를 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예의 부유식 저장시설은, 도 2에 도시된 바와 같이, 부유체(10), 고정체(20), 저장체(30), 연결부재(40), 프레임(50), 스페이서(45)를 포함하여 이루어진다.

상기 부유체(10)는 부력을 발생시키는 구조물로서 적어도 일부가 수면(100)아래로 잠기는 구조물이다. 상기 부유체(10)로는 콘크리트 구조물이나 스틸 구조물 등 현재 개발된 부유체의 모두가 사용될 수 있다.

상기 부유체(10)의 하부에는 도 3에 도시된 바와 같이 상부는 좁고 하부는 넓은 홈(11)이 형성되어 있으며, 상기 홈(11)의 상부와 상기 부유체(10)의 상면을 서로 관통하는 관통공(12)이 형성되어 있다.

상기 고정체(20)는 상기 부유체(10)의 하부에 위치하며, 바닥면(200)에 정착이 가능하도록 되어 있다. 상기 고정체(20)로는 콘크리트 구조물 또는 스틸 구조물 등이 사용될 수 있으며, 본 실시예에서는 일부가 바닥에 매립되는 형태를 취하고 있으나, 반드시 그런 구조를 가져야 하는 것은 아니며, 현재 토목 및 항만 분야에서 널리 이용되고 있는 석션 케이슨(suction caisson), 대형 선박용 닻, 앵커 등 구조물을 연안에 정착시키는 다양한 방법이 적용될 수 있다. 석션 케이슨은 진공압 을 가해서 해저면에 정착을 시키는 방법이고 닻과 앵커 등은 바닥면(200)의 지반과의 마찰을 이용하여 정착시키는 방법이다.

본 실시예와 도면에서 상기 저장체(30)는 상기 부유체(10)와 고정체(20) 사이에 위치하는데, 상기 부유체(10

)와 저장체(20)를 연결하는 가상의 직선을 따라 2열이 배치되어 있다.

상기 저장체(30)는 내부가 비어 있거나 서로 연결된 많은 공극을 가지는 구조를 취하여 그 내부에 유류 등의 저장물을 수용한다. 상기 저장체(30)로 스틸(steel) 혹은 콘크리트(concrete)로 만든 저장 시설을 사용할 수 있는데, 저장체(30)의 모양과 크기와 수는 특별한 제약이 없으며 내용물이 밖으로 새어 나가지 않도록 견고한 구조를 가지면 된다.

상기 연결부재(40)는 상기 부유체(10)와 최상부에 위치하는 저장체(30)의 사이, 고정체(30)들의 사이 및 최하부에 위치하는 저장체(30)와 고정체(20)를 서로 연결하기 위한 구성으로서 본 실시예에서는 인장응력에 강하고 연성이 있는 케이블을 사용하도록 한다.

상기 2열의 저장체(30) 중 어느 한 열의 저장체(30)와 다른 한 열의 저장체(30)들 사이의 거리를 유지하기 위해 스페이서(45)가 설치되는데, 본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이 저장체(30)들 사이의 연결부재(40)를 서로 연결하는 강봉 등을 사용할 수 있다.

상기 프레임(50)는 상기 저장체(30)들을 그 내부에 수용하고 있다. 본 실시예에서 상기 프레임(50)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 두 개가 사용되는데, 이는 저장체(30)들이 두 개의 열을 이루면서 배치되어 있고, 각 열에 하나씩의 프레임(50)이 사용되기 때문이다.

본 실시예에서 상기 스페이서(45)는 연결부재(40)들 사이에 설치되어 있으나, 프레임(50)들 사이에 설치될 수도 있으며, 본 실시예와 달리 프레임(50)을 사용하는 경우에는 저장체(30)들 사이에 설치될 수도 있으며, 그러한 변형은 본 발명의 기술적 사상에 어긋나지 않는 변형으로 보아야 한다.

이하에서는 설명된 각 구성의 기능, 작용 및 효과에 대하여 설명하기로 한다.

상기 부유체(10)는 부력을 발생시키는 것으로서, 그 하부에 위치하는 저장체(30)들의 하중을 부담하게 된다.

상기 고정체(20)는 상기 부유체(10)와 저장체(30) 등 상기 고정체(20)의 상부에 위치하는 구조물들이 바람이나 물살에 의해 유실되는 것을 막을 수 있도록 하기 위한 구조물이다.

상기 저장체(30)는 내부에 빈 공간이 마련되어 있어서, 그 빈 공간에 유류나 LNG 등의 저장물을 저장한다.

도 5는 저장체(30)의 부력조절방법을 설명하는 도면으로서, 물(71)과 유류(72)를 이용하여 부력을 조절하기 위한 일 예를 도시하고 있다. 수면 아래의 저장체(30)는 유류 등의 저장물이 들어오고 나감으로써 수시로 부력의 증감이 발생하게 되는데, 부력 조절이 필요한 경우 저장체 내부에 물을 주입하면 빈 공간을 물이 채워서 부력이 감소하게 된다. 즉, 물의 주입과 유출을 통하여 적절한 범위에서의 부력 조절이 가능하게 되어 부력의 증감으로 인하여 부유체(10)와 고정체(20)에 가해지는 부담을 줄일 수 있게 되는 것이다. 상기 저장체(30)의 주된 저장물인 유류(oil)는 물 보다 비중이 작으며 물과 섞이지 않아서 동일한 저장체(22)에 물과 유류가 담겨 있더라도 유지관리에 문제가 없다.

상기 연결부재(40)는 부유체(10)와 저장체(30)들 및 고정체(20)를 서로 연결하기 위한 구성이다.

상기 스페이서(45)는 서로 인접한 저장체(30)들이 해류의 영향에 의해 서로 부딪혀서 손상이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 저장체(30)들 사이의 거리를 일정하게 유지하게 위하여 사용되는 구성이다.

상기 프레임(50)은 상기 저장체(30)들을 그 내부에 수용하여 저장체(30)들을 보호하는 구조물로서, 각각의 저장체(30)들을 프레임(50)의 내부에 위치하게 함으로써, 외부로부터의 충격이나 저장체(30)들 끼리의 충돌에 의한 저장체(30)의 손상을 방지한다.

상기 프레임(50)을 사용하는 경우 프레임(50)이 없는 경우에 비하여 훨씬 다양한 형태의 저장체(30)를 사용할 수 있는데, 프레임(50)에 의해 저장체(30)가 보호되므로, 저장체(30)는 자제의 부피를 유지한 상태로 그 내부에 수용된 저장물이 외부로 새어 나가지 않을 수 있으면 되고, 자체의 강성이 없어도 되는 장점이 있다.

상기 부유체(10)에 마련된 홈(11)과 관통공(12)을 이용해서는 부유형 오염물(W)을 수집하여 처리할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 부유형 오염물(W)은 부유체(10)의 하부에 마련된 홈(11)에 모이게 되며, 관통공(12)을 통하여 홈(11)의 상부에 위치하는 오염물(W)들을 부유체(10)의 상면으로 옮긴 후에 처리하는 것이다. 또한, 이러한 구조를 취하는 경우 저장체(30)에서 예상하지 못한 유류의 누출들이 발생하는 경우에도 그러한 오염물(W)이 부유체(10)의 홈(11)으로 모이고, 주변으로 퍼져나가는 것을 막을 수 있어 예상치 못한 사고에 의한 환경오염도 줄일 수 있는 효과가 발생하게 된다.

상술한 본 실시예의 부유식 저장시설은 고정체(20)를 이용하여 부유체(10)와 저장체(30) 등의 구조물들을 바닥면(200)에 고정시켜 두고 저장시설로 이용할 수 있으며, 고정체(20)를 바닥면(200)과 분리시킨 후 배 등의 동력을 이용하여 이동한 후에 다른 위치에 고정시키는 것이 가능함으로써 이동이 가능한 저장시설이 되는 장점도 아울러 가진다고 볼 수 있다.

한편, 부유체(10)의 상부 공간은 도 1에 도시된 종래의 부유식 저장시설과는 달리 다른 용도로도 활용할 수 있는데, 도 6에 그 하나의 예가 도시되어 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 부유체(10)의 상부공간에 주거공간(61), 조경 시설(62), 사무용 공간(63) 등 다양한 활용이 가능하다.

상기에서는 2열의 저장체가 구비된 실시예에 대하여 설명하였으나, 반드시 2열일 필요는 없으며, 3열 이상일 수도 있고, 1열로 배치될 수도 있다. 이때 저장체가 1열인 경우에는 스페이서는 필요 없게 된다.

상기에서는 부유체의 하부에 홈과 그 홈과 부유체의 상부를 연결하는 관통공이 구비된 실시예에 대하여 설명하였고, 그러한 구성을 가지는 경우 환경오염방지 등의 효과를 발생할 수 있으나, 반드시 그러한 구성을 취해야만 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것은 아니다.

상기에서는 프레임을 구비한 실시예에 대하여 설명하였으나, 프레임을 구비하지 않는 경우에도 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것으로 보아야 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 어긋나지 아니하는 범위 내에서 다양한 형태의 부유식 저장시설로 구체화 될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 부유체의 하부에 저장시설을 설치함으로써 저장시설의 크기와 저장 용량에 제한이 적어 부유체의 크기에 비해 많은 양의 저장물을 저장할 수 있고, 부유체 상부는 저장시설 혹은 저장물 관리시설을 설치하여 효율적인 저장물 관리가 가능한 부유식 저장시설을 제공할 수 있다. 일반적으로 해상 저장시설에 저장하는 저장물은 유류와 LNG, LPG 등의 액화 가스이고 이들은 대부분 물보다 비중이 작다. 유류의 경우 종류와 온도에 따라 0.65~0.9 정도의 비중을 가지며, LPG는 약 0.5, LNG는 약 0.42 정도의 비중을 가진다. 따라서 이러한 유류와 액화 가스를 담은 저장 시설을 수면 아래에 설치할 경우 저장 시설 자체가 부력을 가지게 되므로 종래와 달리 부유체가 부담해야 할 부력이 현저하게 줄어들게 되는 것이며, 이러한 특성을 이용함으로써 동일한 부력으로도 종래에 비하여 훨씬 저장용량이 뛰어난 부유식 저장시설을 제공할 수 있게 되는 것이다.

또한 수면 아래에 설치된 저장시설은 수압을 받게 되는데, 이 수압은 저장시설에 균등한 압축력으로 작용하여 저장시설의 구조적인 안정성 증진에 도움이 된다. 설계에 따라서는 부유체 전체가 수면 아래에서 부유하도록 하는 것이 가능하며, 이 경우 온도 등 환경변화의 영향이 적고 파력의 영향을 줄일 수 있으며, 군사적인 목적 혹은 비밀 유지를 위하여 은폐 가능한 장점이 있는 부유식 저장시설을 제공할 수 있는 것이다.

또한, 부유체와 바닥에 고정하는 고정체 사이에 저장체를 설치함으로써 부력체의 크기와 부력에 비해 현저히 많은 양의 저장물을 보관할 수 있고 원할 때 이동이 가능한 유류 등의 저장 기지를 확보할 수 있는 부유식 저장시설을 제공할 수도 있다.

Claims (5)

1. 부력을 발생시키며, 적어도 일부가 수면아래로 잠기는 부유체;

   상기 부유체의 하부에 위치하는 바닥면에 정착이 가능한 고정체;

   상기 부유체와 고정체의 사이에 위치하는 여러 개의 저장체;

   상기 부유체, 고정체 및 저장체를 서로 연결하는 연결부재를 포함하여 대용량의 저장물을 보관할 수 있고 이동 설치가 가능하고,

   상기 부유체의 하부에는 상부는 좁고 하부는 넓은 형태의 홈이 마련되어 있어서, 상기 홈을 이용하여 부유형 오염물의 수집이 가능한 것을 특징으로 하는 부유식 저장시설.
2. 제1항에 있어서,

   상기 저장체는 상기 부유체와 상기 고정체를 연결하는 가상의 직선방향을 따라 2열 이상으로 배치되며,

   상기 어느 하나의 열에 배치된 고정체들과 다른 열에 배치된 고정체들 사이의 거리를 유지하기 위한 스페이서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 부유식 저장시설.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 홈의 상부와 상기 부유체를 서로 관통하는 관통공을 마련하여, 상기 부유체의 상부에서 상기 홈에 수집된 오염물을 처리할 수 있는 것을 특징으로 하는 부유식 저장시설.
5. 제1항에 있어서,

   상기 고정체들을 내부에 수용하는 강성의 프레임을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 부유식 저장시설.

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