KR101606692B1

KR101606692B1 - 연근해에서의 해양플랜트 시스템 및 그 해양플랜트 시스템의 콘크리트 케이슨

Info

Publication number: KR101606692B1
Application number: KR1020140070233A
Authority: KR
Inventors: 임유창
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2014-06-10
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2016-03-28
Also published as: KR20150141464A

Abstract

본 발명은 연근해역(천수 지역)에서 콘크리트 케이슨을 이용하여 해양플랜트를 설치하는 방법, 콘크리트 케이슨의 지지구조를 갖는 해양플랜트 시스템, 및 그 콘크리트 케이슨에 관한 것으로, 콘크리트 케이슨을 현장 설치하고, 해양플랜트는 조선소에서 제작된 후에 그 콘크리트 케이슨에 안착시킴으로써, 연근 해역에 설치되는 해양플랜트를 별도의 계류설비 없이 견고하게 고정할 수 있다.

Description

연근해에서의 해양플랜트 시스템 및 그 해양플랜트 시스템의 콘크리트 케이슨{NEARSHORE POWER PLANT SYSTEM AND CONCRETE CASON THEREOF}

본 발명은 연근해역(천수 지역)에서의 콘크리트 케이슨의 지지구조를 갖는 해양플랜트 시스템 및 그 콘크리트 케이슨에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 연근 해역에 설치되는 해양플랜트를 별도의 계류설비 없이 견고하게 고정할 수 있도록 대형의 콘크리트 케이슨을 현장 설치하고, 해양플랜트는 조선소에서 제작된 후에 그 콘크리트 케이슨에 안착시키는 연근해에서의 해양플랜트 시스템 및 그 해양플랜트 시스템의 콘크리트 케이슨에 관한 것이다.

일반적으로 천연가스(Natural gas)는 메탄(Methane)을 주성분으로 하고, 소량의 에탄(Ethane), 프로판(Propane) 등을 포함하는 화석연료로서, 최근 다양한 기술 분야에서 저공해 에너지원으로서 각광받고 있다.

천연가스는, 가스 상태로 운반되기도 하고, 액화된 액화천연가스(LNG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반되기도 한다.

액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃이하)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

최근에는 육지에 매립된 에너지의 고갈에 따라, 다양한 해양 자원 개발이 활발해지고 있는데, 해상에서 원유나 천연가스를 채굴하기 위한 유정 및 가스정 확보 및 개발도 각국에서 앞다퉈 이루어지고 있다. 그에 따라 해상에서 LNG를 생산하기 위한 설비로서 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물도 많이 개발되어 있다.

LNG는 비교적 저렴하며 공해를 덜 유발하므로 발전연료로 적합하다고 할 수 있다. 종래 LNG를 연료로 사용하는 발전플랜트는 주로 육상, 특히 원료 수급이 용이하고 용지확보 비용이 저렴한 해안가에 설치되는 것이 일반적이다.

바지선과 같은 부유식 해상 구조물에 발전플랜트를 마련하여, 해상 구조물 자체에서 필요한 전기를 공급하거나 해상에서 많은 전기를 생산하여 육상으로 송전하는 기술에 대한 요구도 커지고 있다.

발전플랜트, 담수화플랜트, 액화저장 구조물과 같이 해상에 설치되는 해상구조물은 바지선과 같은 부유식 구조물 위에 설치된다. 부유식 구조물 또는 부유체는 부유체 상부의 설비와 육상 인프라설비와의 연결이 필수 불가결하여, 설치 지역이 매우 제한된다.

이에 따라 적당한 부유체의 계류 장치(Lashing Device)가 필요하며, 해당 장치는 플랜트 설비의 운용 기간 동안에 발생할 수 있는 환경 하중에도 견디도록 설계 및 설치되어야 한다.

부유식 구조물 또는 부유체라 함은 해상 또는 하상에 뜨는 구조물을 말하는 것으로 유조선이나 LNG 가스 운반선과 같은 대형 선박의 접안시설의 안벽이나 선박을 건조하기 위한 도크(Dock), 부유 바지선(Floating Barge), 부유식 공항(Floating Airport), 석유시추를 위한 시추선에 사용되는 부유체 등 다양한 용도로 사용되는 구조물이다.

부유식 구조물은 조류 등에 의해 원하지 않는 위치로 이동할 위험이 있어 일반적으로 계류시설에 의해 그 이동을 제한하게 된다.

연안 설치되는 부유체의 위치 제어 방식은 앵커(Anchor)를 이용한 계류 방식이 있으나, 앵커를 이용하는 방식은 정확한 위치 제어가 불가능하며 심한 해양 환경하에서는 해당 지역을 회피해야 하는 번거로움이 있다.

등록번호 제10-1260992호

전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 연근 해역에 설치되는 해양플랜트를 별도의 계류설비 없이 견고하게 고정할 수 있도록 대형의 콘크리트 케이슨을 현장 설치하고, 해양플랜트는 조선소에서 제작된 후에 그 콘크리트 케이슨에 안착되도록 하는 연근해에서의 해양플랜트 시스템 및 그 해양플랜트 시스템의 콘크리트 케이슨을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 연근해에서의 해양플랜트 설치방법은 콘크리트 케이슨을 연근해역 현장에 설치하는 단계; 해양플랜트를 조선소에서 건조하고, 건조한 상기 해양플랜트를 연근해역 현장으로 운반하는 단계; 및 상기 콘크리트 케이슨에 상기 해양플랜트를 고정하는 단계를 포함한다.

상기 해양플랜트를 고정하는 단계에서는, 상기 해양플랜트를 상기 콘크리트 케이슨 상방으로 이동시킨 후, 상기 해양플랜트에 설치된 밸러스트를 조절하여 상기 해양플랜트를 상기 콘크리트 케이슨의 상면에 가라앉히도록 한다.

한편, 본 발명의 해양플랜트 시스템은 연근해역에 설치되는 콘크리트 케이슨; 및 상기 콘크리트 케이슨에 지지되며 상기 콘크리트 케이슨의 상부에 고정되는 해양플랜트를 포함한다.

상기 콘크리트 케이슨은, 그 바닥이 해저에 고정되고 상부에 외곽을 따라 상방으로 제1 및 제2 지지 턱이 형성된다.

상기 제1 지지 턱의 내측 단부에 가이드 경사면이 형성될 수도 있다.

상기 제1 지지 턱을 이용하여 상기 콘크리트 케이슨의 측면에 저장 선(Storage vessel)이 접안되는 구성일 수 있다.

상기 해양플랜트는 밸러스팅 유닛을 구비할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 해양플랜트 시스템의 콘크리트 케이슨은 바닥이 해저에 고정되고 상부에 외곽을 따라 상방으로 제1 지지 턱 및 제2 지지 턱이 형성될 수 있다.

상기 제1 지지 턱의 내측 단부에 가이드 경사면이 형성될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 대형의 콘크리트 케이슨을 현장 설치하고 해양플랜트를 조선소에서 제작한 후에 그 콘크리트 케이슨에 안착시킴으로써, 연근 해역에 설치되는 해양플랜트를 별도의 계류설비 없이 견고하게 고정할 수 있으며, 해양플랜트를 조선소에서 일괄제작 후 운송 설치하는 것이므로 빠른 납기가 가능하다.

또한, 해양플랜트를 현장으로 운송한 후에 콘크리트 케이슨의 상부에서 해수 발라스트 또는 고정(Fixed) 물을 이용하여 가라앉히는 방법을 활용하므로 해양플랜트를 손쉽게 고정할 수 있다.

또한, 콘크리트 케이슨을 최대한 크게 제작하여, 최소한의 바지선의 깊이(barge depth)를 적용할 수 있다.

또한, 환경하중에 대한 별도 해양보호(Seakeeping) 시스템이 필요 없으므로 공사비를 대폭 절감할 수 있다.

또한, 파도 및 바람 등의 외력에 요동 없이 플랜트를 가동할 수 있으며, 일정 기간 운용 후 다른 지역으로 이동하여 사용하는 것도 가능하다.

또한, 별도의 돌핀 구조물이 필요없이 콘크리트 케이슨 옆에 저장선(Storage vessel)의 접안을 안정적으로 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양플랜트 시스템을 보인 측면 구성도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연근해에서의 해양플랜트 설치방법을 설명하는 도면
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연근해에서의 해양플랜트 설치방법을 설명하는 블럭도
도 4는 본 발명의 다른 예에 따른 해양플랜트 시스템을 보인 측면 구성도

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연근해에서의 해양플랜트 설치방법, 그 설치방법에 의해 제작된 해양플랜트 시스템, 및 그 해양플랜트 시스템의 콘크리트 케이슨에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양플랜트 시스템을 보인 측면 구성도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연근해에서의 해양플랜트 설치방법을 설명하는 도면이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 연근해에서의 해양플랜트 설치방법을 설명하는 블럭도이다.

우선, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 해양플랜트 시스템은 연근해역에 설치되는 대형의 콘크리트 케이슨(100)과, 상기 콘크리트 케이슨(100)에 지지되며 상기 콘크리트 케이슨(100)의 상부에 고정되는 해양플랜트(200)를 포함한다. 여기서 콘크리트 케이슨(100)의 사이즈는 메가급 이상을 의미한다.

본 발명의 일 예에 따른 콘크리트 케이슨(100)은 철근 콘크리트제의 상자 모양의 것으로, 부양식 독(Dock)이나 육상의 독에서 제작되고 예항선(曳航船) 또는 기중기선에 의해 매달려 현장으로 운반되어 중력식 구조로서 설치되는데, 그 바닥은 해저에 고정되고 상부에 외곽을 따라 상방으로 제1 지지 턱(110)이 형성된다.

상기 제1 지지 턱(110)의 내측 단부에 가이드 경사면(111)이 형성될 수 있는데, 해양플랜트(200)를 콘크리트 케이슨(100)의 상면에 가라앉힐 때, 해양플랜트(200)를 안전하게 콘크리트 케이슨(100)의 상면으로 가이드 하는 역할을 한다.

상기 제1 지지 턱(110)을 이용하여 상기 콘크리트 케이슨(100)의 측면에 저장 선(Storage vessel)(10)이 접안되도록 할 수 있다.

상기 저장 선(10)은 해양플랜트(200)에 액화천연가스를 공급하기 위한 선박으로, 접안시 상기 제1 지지 턱(110)은 안벽기능을 하며, 펜더(F)는 저장 선(10)의 충격을 방지하는 기능을 한다. 상기 저장 선(10)의 액화천연가스는 오프로딩 아암(A)을 통해서 해양플랜트(200)의 저장탱크(미도시)로 공급될 수 있다.

상기 해양플랜트(200)는, 그 상부에 발전유닛(210)을 구비하며, 하부에 밸러스팅 유닛(220)을 구비할 수 있다.

상기 발전유닛(210)은 복합화력발전을 포함하며, 복합화력발전은 가스터빈발전유닛, 폐열회수유닛, 스팀터빈 발전유닛 등을 포함한다.

한편, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 연근해에서의 해양플랜트 설치방법은, 콘크리트 케이슨(100)을 연근해역 현장에 설치하는 단계(S 10)와, 해양플랜트(200)를 조선소에서 건조하고, 건조한 상기 해양플랜트(200)를 연근해역 현장으로 운반하는 단계(S 20)와, 상기 콘크리트 케이슨(100)에 상기 해양플랜트(200)를 고정하는 단계(S 30)를 포함한다.

상기 해양플랜트(200)를 고정하는 단계(S 30)에서는, 상기 해양플랜트(200)를 상기 콘크리트 케이슨(100)의 상방으로 이동시킨 후, 상기 해양플랜트(200)에 설치된 밸러스트 유닛(220)을 조절하여 상기 해양플랜트(200)를 상기 콘크리트 케이슨(100)의 상면으로 가라앉히도록 한다.

도 4는 본 발명의 다른 예에 따른 해양플랜트 시스템을 보인 측면 구성도로서, 연근해역에 설치되는 콘크리트 케이슨(100)과, 상기 콘크리트 케이슨(100)에 지지되며 상기 콘크리트 케이슨(100)의 상부에 고정되는 해양플랜트(200)를 포함한다. 본 발명의 다른 예에 따른 콘크리트 케이슨(100)은 그 바닥은 해저에 고정되고 상부에 제1 지지 턱(110) 및 제2 지지 턱(120)이 형성된다.

상기 제1 지지 턱(110)의 내측 단부에 가이드 경사면(111)이 형성될 수 있는데, 해양플랜트(200)를 콘크리트 케이슨(100)의 상면에 가라앉힐 때, 해양플랜트(200)를 안전하게 콘크리트 케이슨(100)의 상면에 가이드 하는 역할을 한다.

상기 제1 지지 턱(110)을 이용하여 상기 콘크리트 케이슨(100)의 측면에 저장 선(10)이 접안되도록 할 수 있다.

또한, 도 1과 다른 구성은 제2 지지 턱(120)은 수면 위로 돌출되는 점에 있다.

상기 제2 지지 턱(120)은 상기 제1 지지 턱(110)에 비하여 상대적으로 높게 형성되고, 수면 밖으로 돌출되도록 구성될 수 있으며, 바지선과 동일 레벨로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제2 지지 턱(120)은 해양플랜트(200)를 안정적으로 지지하는 역할을 할 뿐만 아니라 바람이나 파도를 막아주어 해양플랜트(200)의 유동을 최소화하여 발전 운전을 안정적으로 실시할 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 콘크리트 케이슨을 현장 설치하고 해양플랜트를 조선소에서 제작한 후에 그 콘크리트 케이슨에 안착시킴으로써, 연근 해역에 설치되는 해양플랜트를 별도의 계류설비 없이 견고하게 고정할 수 있으며, 해양플랜트를 조선소에서 일괄제작 후 운반 설치하는 것이므로 빠른 납기가 가능하다.

또한, 해양플랜트를 현장으로 운송한 후에 콘크리트 케이슨의 상부에서 해수 발라스트 또는 고정 물을 이용하여 가라앉히는 방법을 활용하므로 해양플랜트를 손쉽게 고정할 수 있다.

또한, 파도 및 바람 등의 외력에 요동 없이 플랜트를 가동할 수 있으며, 일정기간 운용 후 다른 지역으로 이동하여 사용하는 것도 가능하다.

또한, 별도의 돌핀 구조물이 필요없이 콘크리트 케이슨 옆에 저장선의 접안을 안정적으로 제공할 수 있다.

본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

10: 저장 선
100: 콘크리트 케이슨
110: 제1 지지 턱
111: 가이드 경사면
120: 제2 지지 턱
200: 해양플랜트
210: 발전유닛
220: 밸러스팅 유닛
A: 오프로딩 아암
F: 펜더

Claims

삭제
삭제
삭제
삭제
연근해역에 설치되는 콘크리트 케이슨; 및
상기 콘크리트 케이슨에 지지되며 상기 콘크리트 케이슨의 상부에 고정되는 해양플랜트를 포함하되,
상기 콘크리트 케이슨은 그 바닥이 해저에 고정되고 상부에 외곽을 따라 상방으로 제1 지지 턱(110) 및 제2 지지 턱(120)이 형성되며, 상기 제1 지지 턱(110)의 내측 단부에 가이드 경사면(111)이 형성되며,
상기 제2 지지 턱(120)은 상기 제1 지지 턱(110)에 비하여 상대적으로 높게 형성되고, 수면 밖으로 돌출되도록 구성되며, 바지선과 동일 레벨로 형성되고, 상기 제2 지지 턱(120)은 해양플랜트를 지지하고 바람이나 파도를 막아주어 상기 해양플랜트의 유동을 최소화하는 것을 특징으로 하는 해양플랜트 시스템.
청구항 5에 있어서,
상기 제1 지지 턱(110)을 이용하여 상기 콘크리트 케이슨의 측면에 연료운반선이 접안되는 구성인 것을 특징으로 하는 해양플랜트 시스템.
청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
상기 해양플랜트는 밸러스팅 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 해양플랜트 시스템.
바닥이 해저에 고정되고 상부에 외곽을 따라 상방으로 제1 지지 턱(110) 및 제2 지지 턱(120)이 형성되며, 상기 제1 지지 턱(110)의 내측 단부에 가이드 경사면(111)이 형성되고, 상기 제2 지지 턱(120)은 상기 제1 지지 턱(110)에 비하여 상대적으로 높게 형성되고, 수면 밖으로 돌출되도록 구성되며, 바지선과 동일 레벨로 형성되고, 상기 제2 지지 턱(120)은 해양플랜트를 지지하고 바람이나 파도를 막아주어 상기 해양플랜트의 유동을 최소화하는 것을 특징으로 하는 해양플랜트 시스템의 콘크리트 케이슨.
삭제