KR101506536B1 - 케이슨을 이용한 해수펌프장치 - Google Patents

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Abstract

케이슨을 이용한 해수펌프장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이슨을 이용한 해수펌프장치는, 선체에 상하 방향으로 배치되는 케이슨유닛과, 상기 케이슨유닛을 따라 상하 이동하는 해수펌핑유닛을 포함하는 해수펌프장치로서, 상기 케이슨유닛은 내벽부에 해수펌핑유닛의 상하 이동을 안내하는 승강 가이드를 포함하며, 상기 해수펌핑유닛은 상기 케이슨유닛의 내부에 승강 가능하게 탑재되며, 상기 승강 가이드를 따라 승강 이동되면서 상기 해수펌핑유닛의 상하 이동을 안내하는 승강헤드를 포함하며, 상기 승강헤드는 상기 승강 가이드를 따라 상하 이동되어, 상기 해수펌핑유닛의 상하 이동 시 상기 해수펌핑유닛의 회전을 방지한다.

Description

케이슨을 이용한 해수펌프장치{SEA WATER PUMP APPARATUS USING CASSION}
본 발명은 케이슨을 이용한 해수펌프장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 케이슨에 승강 가능하게 탑재되어 해수를 펌핑할 수 있는 케이슨을 이용한 해수펌프장치에 관한 것이다.
최근에는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading) 혹은 LNG FSRU(Floating Storage and Re-gasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며, 이러한 부유식 해상 구조물에도 LNG 수송선이나 LNG RV에 설치되는 저장탱크가 탑재된다.
LNG FPSO는, 해저에서 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요 시 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨 싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다.
LNG FSRU는, 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 저장탱크에 저장한 후, 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상으로 공급하는 부유식 해상 구조물이다.
이러한 부유식 해상구조물의 상부갑판에는, 각종 플랜트 설비들이 설치되어 있으며, 이러한 플랜트 설비들의 가동 시 발생하는 열을 냉각하기 위한 냉각수로서 해수를 공급하는 해수공급장치가 구비되어 있다.
부유식 해상구조물에 사용되는 냉각수는, 일반적인 선박이나 LNG 운반선 등에 비해 더욱 많이 필요하다. 이를 위해 종래의 해수공급장치로는, 주로 수중펌프(submergible type pump)가 사용되고 있다.
수중펌프는 설치 및 유지 보수를 위해 헐(hull) 내부 또는 외부에 설치된 케이슨 파이프(caisson pipe) 내에 탑재된다. 수중펌프가 탑재된 케이슨 파이프에는 더욱 차가운 심층해수를 공급할 수 있도록 해수의 흡입 깊이를 증가시킬 수 있는 해수흡입장치(water intake riser)가 설치된다.
그러나, 종래의 해수공급장치는, 케이슨 파이프 내에서 해수흡입장치의 승강을 위한 승강헤드(riser head)가 고정된 위치를 확보하지 못하여 설치에 어려움이 있을 수 있었다.
일 예로, 케이슨 파이프 길이가 17m를 넘는 경우, 케이슨 파이프 내부에서 승강헤드 및 흡입호스(riser head and suction hose)를 유지관리(maintenance)하기 위해 해수흡입장치를 상승 또는 하강시킬 때, 케이슨 파이프 내부에 해수흡입장치가 부딪혀 장치의 손상이 발생될 가능성이 높았다.
또한, 작업자들은 해수흡입장치의 손상에 대한 우려 때문에, 그 만큼 더 현장에서 주의를 기울여야 하므로, 유지관리를 위한 작업시간이 상당히 소요되는 문제점이 있었다.
대한민국 특허출원 제10-2009-0118411호
본 발명의 일 실시 예는, 케이슨유닛 내에 탑재되어 있는 해수펌핑유닛의 승강이동을 안전하게 안내하여 해수펌핑유닛의 파손을 방지하고, 해수펌핑유닛의 유지관리에 대한 작업시간을 줄일 수 있는 해수펌프장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체에 상하 방향으로 배치되는 케이슨유닛;과, 상기 케이슨유닛을 따라 상하 이동하는 해수펌핑유닛;을 포함하는 해수펌프장치로서, 상기 케이슨유닛은, 내벽부에 해수펌핑유닛의 상하 이동을 안내하는 승강 가이드;를 포함하며, 상기 해수펌핑유닛은, 상기 케이슨유닛의 내부에 승강 가능하게 탑재되며, 상기 승강 가이드를 따라 승강 이동되면서 상기 해수펌핑유닛의 상하 이동을 안내하는 승강헤드;를 포함하며, 상기 승강헤드는, 상기 승강 가이드를 따라 상하 이동되어, 상기 해수펌핑유닛의 상하 이동 시 상기 해수펌핑유닛의 회전을 방지하는 것을 특징으로 해수펌프장치가 제공될 수 있다.
상기 승강 가이드는, 상기 케이슨유닛의 내벽부에서 돌출되도록 마련되는 바 형상이며, 상기 승강 헤드는, 상기 승강 가이드의 바 형상에 대응하는 가이드 홈을 가질 수 있다.
상기 케이슨유닛은, 상기 해수펌핑유닛의 승강통로를 제공하는 케이슨 파이프; 상기 해수펌핑유닛의 승강헤드가 안치되도록 상기 승강헤드에 대응하여 상기 케이슨 파이프의 내벽부에 마련되는 라이져 시트; 및 상기 케이슨 파이프가 상기 선체의 하부에 걸쳐져 위치가 고정되도록 상기 케이슨 파이프의 하단부 외벽부에 마련되는 파이프 홀더를 포함할 수 있다.
상기 해수펌핑유닛은, 상기 승강헤드와 함께 상기 케이슨 파이프의 하부로 배치되어 해수를 흡입하는 해수펌프; 상기 승강헤드에 연결되되, 플렉서블하게 마련되는 상부흡입호스; 상기 상부흡입호스에 연결되는 메인흡입호스; 및 상기 메인흡입호스에 연결되며, 통과되는 해수를 필터링하는 흡입 스트레이너를 포함할 수 있다.
상기 승강 가이드와 상기 가이드 홈은, 복수로 배치될 수 있다.
상기 승강 가이드와 상기 가이드 홈은, 180도 간격으로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 케이슨유닛 내에 탑재되어 있는 해수펌핑유닛의 승강이동을 승강 가이드에 의해 안전하게 안내하여 해수펌핑유닛의 파손을 방지하고, 해수펌핑유닛의 유지관리에 대한 작업시간을 줄일 수 있는 해수펌프장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이슨을 이용한 해수펌프장치를 도시한 선체의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이슨을 이용한 해수펌프장치를 도시한 선체의 평면도이다.
도 3은 도 1의 복수의 케이슨유닛의 상세도이다.
도 4는 도 3의 케이슨 파이프의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이슨을 이용한 해수펌프장치의 확대도이다.
도 6은 도 5의 해수펌프유닛의 상세도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 케이슨 파이프의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면에 도시된 특정 실시 예들에 의해 본 발명의 다양한 실시 예들을 설명한다. 후술되는 본 발명의 실시 예들에 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 이해되어야 한다. 즉 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은, 일 실시 예에 관련하여 다른 실시 예로 구현될 수 있으며, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경될 수 있음이 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이슨을 이용한 해수펌프장치를 도시한 선체의 단면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이슨을 이용한 해수펌프장치를 도시한 선체의 평면도이며, 도 3은 도 1의 복수의 케이슨유닛의 상세도이며, 도 4는 도 3의 케이슨 파이프의 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이슨을 이용한 해수펌프장치의 확대도이며, 도 6은 도 5의 해수펌프유닛의 상세도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이슨을 이용한 해수펌프장치는, 선체에 상하 방향으로 배치되는 케이슨유닛(110)과, 상기 케이슨유닛(110)을 따라 상하 이동하는 해수펌핑유닛(120)을 포함하는 해수펌프장치로서, 상기 케이슨유닛(110)은, 내벽부에 상기 해수펌핑유닛(120)의 상하 이동을 안내하는 승강 가이드(112)를 포함하며, 상기 해수펌핑유닛(120)은, 상기 케이슨유닛(110)의 내부에 승강 가능하게 탑재되며 상기 승강 가이드(112)를 따라 승강 이동되면서 상기 해수펌핑유닛(120)의 상하 이동을 안내하는 승강헤드(121)를 포함하는 해수펌프장치가 제공될 수 있다.
상기 승강헤드(121)는, 상기 승강 가이드(112)를 따라 상하 이동되어, 상기 해수펌핑유닛(120)의 상하 이동 시 상기 해수펌핑유닛(120)의 회전을 방지하게 된다.
이러한 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이슨을 이용한 해수펌프장치는, 해수펌핑유닛(120)의 승강헤드(121)가 케이슨유닛(110)의 승강 가이드(112)를 따라 승강 이동되도록 구성된다.
이에 따라 해수펌핑유닛(120)의 유지관리 위해 해수펌핑유닛(120)을 케이슨유닛(110)으로부터 분리 시에 해수펌핑유닛(120)의 회전을 방지하여, 후술되는 케이슨 파이프(115) 내에 탑재되는 해수펌핑유닛(120)의 승강 이동을 안전하게 안내하여 해수펌핑유닛(120)의 파손을 방지할 수 있으며, 해수펌핑유닛(120)의 유지관리에 대한 작업시간을 줄일 수 있다.
본 실시 예에 따른 승강 가이드(112)는, 케이슨유닛(110)의 내벽부에서 돌출되도록 바 형상으로 마련되며, 승강헤드는(121)에는 승강 가이드(112)의 바 형상에 대응하는 가이드 홈(122)이 마련될 수 있다.
승강헤드(121)는 바 형상의 승강 가이드(112)가 가이드 홈(122)에 삽입된 상태에서, 케이슨유닛(110)의 후술되는 케이슨 파이프(115)를 따라 상하로 이동될 수 있다.
이에 따라 승강헤드(121)는 상하 이동 시에 케이슨유닛(110)의 내부에서 회전이 방지될 수 있으므로, 해수펌핑유닛(120)이 케이슨유닛(110)의 내벽에 부딪히는 현상이 방지될 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 전술한 본 실시 예에 따른 케이슨유닛(110)은, 해수펌핑유닛(120)의 승강통로를 제공하는 케이슨 파이프(115)와, 해수펌핑유닛(120)의 승강헤드(121)가 안치되도록 승강헤드(121)에 대응하여 케이슨 파이프(115)의 내벽부에 마련되는 라이져 시트(116)와, 케이슨 파이프(115)가 선체(100)의 하부에 걸쳐져 위치가 고정되도록 케이슨 파이프(115)의 하단부 외벽부에 마련되는 파이프 홀더(117)를 포함할 수 있다.
이러한 케이슨유닛(110)은, 선체(100)의 상부에서 해수펌핑유닛(120)이 도입되어 선체(100)의 바닥부로 이동될 수 있도록 선체(100)에 상하 방향으로 탑재된다.
또한 케이슨유닛(110)은, 케이슨 파이프(115)의 상단부가 선체(100)에 걸쳐져 고정되도록 마련되는 플랜지 형상의 플랜지 홀더(118)를 더 포함할 수 있다.
본 실시 예에 따른 라이져 시트(116)는, 승강헤드(121)가 삽입되어 안치될 수 있는 형상으로 마련된다.
즉 승강헤드(121)는 하단부가 아래로 갈수록 직경이 작아지도록 형성되어 있으며, 이러한 형상에 의해서 라이져 시트(116)에 걸려 안치될 수 있다.
또한 라이져 시트(116)에는 승강헤드(121)의 회전을 방지할 수 있도록 승강헤드(121)에 접촉되는 회전방지요소가 마련될 수 있다. 즉 본 실시 예에 따른 케이슨 파이프(115)의 하단부에는, 회전방지요소로서 방사상으로 돌출되는 날개 형상의 지지홀더(119)가 마련될 수 있다.
전술한 케이슨 파이프(115)와 라이져 시트(116)는, 총 길이가 17m를 넘기 때문에, 해수펌핑유닛(120)의 유지관리(maintenance)를 위해, 전술한 호스들(suction hose)을 케이슨 파이프(115) 상부까지 끌어 올리는 작업은 쉽지가 않았으며, 케이슨 파이프(115)와 라이져 시트(116) 내부에 호스들(suction hose)이 부딪히는 위험도 있었다.
그러나 케이슨 파이프(115)의 내벽에 승강 가이드(112)가 적용됨으로써 승강헤드(121)의 설치 및 호스들(suction hose)의 유지관리(maintenance)를 하는 데 있어 작업자들의 안전과 설치작업시간(man hour)의 절감을 기대할 수 있다.
또한 케이슨 파이프(115) 내부와 라이져 시트(116) 내부에 승강 가이드(112)가 설치됨으로써 승강헤드(121)가 원통인 케이슨 파이프(115)와 라이져 시트(116) 안에서 회전되지 않기 때문에 승강헤드(121)의 설치가 용이할 뿐만 아니라, 호스들(suction hose)의 유지관리(maintenance)를 보다 안전하고 쉽게 수행할 수 있다.
도 1, 도 5, 및 도 6을 참조하면, 본 실시 예에 따른 해수펌핑유닛(120)은, 승강헤드(121)와 함께 케이슨 파이프(115)의 하부로 배치되어 해수를 흡입하는 해수펌프(125)와, 승강헤드(121)에 연결되되, 플렉서블(flexible)하게 마련되는 상부흡입호스(131)와, 상부흡입호스(131)에 연결되는 메인흡입호스(132)와, 메인흡입호스(132)에 연결되며 통과되는 해수를 필터링하는 흡입 스트레이너(135)를 포함할 수 있다.
이러한 해수펌핑유닛(120)은, 케이슨 파이프(115)의 하단부를 통해 해수 측으로 흡입 스트레이너(135), 메인흡입호스(132), 그리고 상부흡입호스(131) 순으로 이동되며, 흡입 스트레이너(135), 메인흡입호스(132) 그리고 상부흡입호스(131) 순으로 해수펌프(125)에 의해 해수가 흡입된다. 이러한 해수는 해양 구조물 또는 선박에서 해수를 냉각수로 사용하는 장소로 공급될 수 있다.
한편, 도 7을 참조하면, 전술한 본 실시 예에 따른 승강 가이드(112)와 가이드 홈(122)은, 복수로 배치될 수 있다. 즉 케이슨 파이프(115)의 내벽부에서 이동하는 해수펌핑유닛(120)의 승강 이동을 좀더 안정적으로 보장하기 위해서, 승강 가이드(112)와 가이드 홈(122)은, 180도 간격으로 배치될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 이를 기초로 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다 할 것이다.
100: 선체 110: 케이슨유닛
112: 승강 가이드 115: 케이슨 파이프
116: 라이져 시트 117: 파이프 홀더
118: 플랜지 홀더 119: 지지홀더
120: 해수펌핑유닛 121: 승강헤드
122: 가이드 홈 125: 해수펌프
131: 상부흡입호스 132: 메인흡입호스
135: 흡입 스트레이너

Claims (6)

  1. 선체에 상하 방향으로 배치되는 케이슨유닛;과, 상기 케이슨유닛을 따라 상하 이동하는 해수펌핑유닛;을 포함하는 해수펌프장치에 있어서,
    상기 케이슨유닛은, 내벽부에 해수펌핑유닛의 상하 이동을 안내하는 승강 가이드;를 포함하며,
    상기 해수펌핑유닛은, 상기 케이슨유닛의 내부에 승강 가능하게 탑재되며 상기 승강 가이드를 따라 승강 이동되면서 상기 해수펌핑유닛의 상하 이동을 안내하는 승강헤드;를 포함하며,
    상기 승강헤드는, 상기 승강 가이드를 따라 상하 이동되어, 상하 이동 시 상기 해수펌핑유닛의 회전을 방지하는 것을 특징으로 하는 해수펌프장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 승강 가이드는, 상기 케이슨유닛의 내벽부에서 돌출되도록 마련되는 바 형상이며,
    상기 승강 헤드는, 상기 승강 가이드의 바 형상에 대응하는 가이드 홈을 갖는 케이슨을 이용한 해수펌프장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 케이슨유닛은,
    상기 해수펌핑유닛의 승강통로를 제공하는 케이슨 파이프;
    상기 해수펌핑유닛의 승강헤드가 안치되도록 상기 승강헤드에 대응하여 상기 케이슨 파이프의 내벽부에 마련되는 라이져 시트; 및
    상기 케이슨 파이프가 상기 선체의 하부에 걸쳐져 위치가 고정되도록 상기 케이슨 파이프의 하단부 외벽부에 마련되는 파이프 홀더를 포함하는 케이슨을 이용한 해수펌프장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 해수펌핑유닛은,
    상기 승강헤드와 함께 상기 케이슨 파이프의 하부로 배치되어 해수를 흡입하는 해수펌프;
    상기 승강헤드에 연결되되, 플렉서블하게 마련되는 상부흡입호스;
    상기 상부흡입호스에 연결되는 메인흡입호스; 및
    상기 메인흡입호스에 연결되며, 통과되는 해수를 필터링하는 흡입 스트레이너를 포함하는 케이슨을 이용한 해수펌프장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 승강 가이드와 상기 가이드 홈은, 복수로 배치되는 케이슨을 이용한 해수펌프장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 승강 가이드와 상기 가이드 홈은, 180도 간격으로 배치되는 케이슨을 이용한 해수펌프장치.
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