KR101639597B1 - 해양구조물의 터빈발전기 해체방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 플랫폼멤버(15)로 형성된 해양구조물에서 기 설치된 발전기(20)를 해체하는 방법에 있어서: (a) 상기 플랫폼멤버(15)를 개재하여 레일(32)을 설치하는 단계; (b) 상기 발전기(20)에서 공냉식쿨러(21)를 분리하여 제거하는 단계; 및 (c) 상기 발전기(20)의 나머지 부분을 레일(32)에 로딩하고, 설정된 위치로 이동시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 해양구조물 등에 설치된 터빈발전기의 교체가 필요한 경우에 별도의 구조 변경이나 대형 장비의 투입을 수반하지 않아도 분리와 탈거가 용이하여 작업시수와 소요비용을 절감하는 효과가 있다.

Description

해양구조물의 터빈발전기 해체방법{Method for removing turbine generator from marine structure}

본 발명은 발전기 해체방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 해양구조물 등에 설치된 터빈발전기를 교체하기 위해 선체로부터 분리하여 탈거하는 해양구조물의 터빈발전기 해체방법에 관한 것이다.

통상 해양구조물에 탑재되는 터빈발전기는 주기적인 보수를 위해 제거가 요구되는 항목이 아니지만, 갑작스런 사고에 의한 고장이나 심각한 파손에 의해 전체적인 교제가 필요할 경우가 발생된다. 예컨대, 실적 인도 호선에서 장비 불량으로 인한 발전기 교체 사례가 빈번히 발생할 수 있고, 주문주는 이를 근거로 후속 호선에 발전기 해체의 설계반영을 지속적으로 요구하게 된다.

그러나, 해양구조물의 터빈발전기를 해체하기 위해서는 60ton 이상의 중부하용 크레인이 투입되어야 하지만, 일반적으로 발전기의 상부에 플랫폼(platform)이 존재하는 구조상 크레인의 접근이 불가하다. 또한 터빈발전기 해체를 위하여 100ton 규모의 호이스트를 설치하는 경우, 해양구조물이 전반적으로 매우 복잡화되면서 전체 플랫폼의 중량증가를 초래한다.

이와 관련되어 한국 공개특허공보 제2013-0022924호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제1366988호(선행문헌 2) 등의 선행기술문헌을 참조할 수 있다.

선행문헌 1은 발전기의 냉각 커버를 분리하는 단계; 상기 발전기와 엔진과의 결합축을 분리하는 단계; 상기 결합축이 분리된 발전기를 갑판의 해치와 대응되는 영역으로 이동시키는 단계; 및 해상 구조물의 크레인을 이용하여 발전기를 갑판으로 꺼내는 단계를 포함한다. 이에 따라, 발전기의 긴급 교체시 수리 조선조나 안벽으로 갈 필요가 없어 연료비 및 비용을 절감하는 효과를 기대한다.

선행문헌 2는 회전자 외통 대차의 몸체부 하부에 개방부를 형성하고, 이러한 개방부를 통과하여 이동할 수 있는 보조 대차를 활용하기 위해, 회전자 외통 대차와 원통형 지그 대차가 이동할 수 있는 대차 이동 레일과 보조 대차가 이동할 수 있는 보조 대차 이동 레일로 이중 레일 시스템을 구현한다. 이에 따라, 회전자 외통 분리 작업 시간을 단축하고, 작업자의 공간 활용을 극대화하며, 작업자의 안전을 보장하는 효과를 기대한다.

그러나, 상기한 선행문헌에 의하면 각종 장치의 밀집도가 높은 해양구조물에서 대형의 공냉식쿨러(TEAAC; Totally Enclosed Air to Air Cooler)를 지니는 터빈발전기를 해체하는 용도로 적용하기 한계성을 보인다.

1. 한국 공개특허공보 제2013-0022924호 "엔진 룸에서 발전기를 제거하는 방법 및 시스템" (공개일자 : 2013. 3. 7.) 2. 한국 등록특허공보 제1366988호 "발전기 회전자의 외통 분리 시스템 및 분리 방법" (공개일자 : 2014. 1. 14.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 해양구조물 등에 설치된 터빈발전기의 교체가 필요한 경우에 별도의 구조 변경이나 대형 장비의 투입을 수반하지 않아도 선체로부터 분리하여 탈거할 수 있는 해양구조물의 터빈발전기 해체방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다수의 플랫폼멤버로 형성된 해양구조물에서 기 설치된 발전기를 해체하는 방법에 있어서: (a) 상기 플랫폼멤버를 개재하여 레일을 설치하는 단계; (b) 상기 발전기에서 공냉식쿨러를 분리하여 제거하는 단계; 및 (c) 상기 발전기의 나머지 부분을 레일에 로딩하고, 설정된 위치로 이동시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (a)는 다수의 주행휠을 지닌 대차를 레일 상에 탑재하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 대차의 주행휠은 힐만롤러(Hilman Roller)를 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (b)는 공냉식쿨러의 전체 하중을 고려하여 덕트와 팬모터의 분리를 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (c)는 레일에 로딩하기 전에 스테이터의 저면에 다수의 주행휠을 차례로 고정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 단계 (c)는 호이스트와 서포트를 이용하여 로터를 분리하는 과정을 더 거치는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 해양구조물 등에 설치된 터빈발전기의 교체가 필요한 경우에 별도의 구조 변경이나 대형 장비의 투입을 수반하지 않아도 분리와 탈거가 용이하여 작업시수와 소요비용을 절감하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 방법이 적용되는 대상을 나타내는 구성도
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 방법의 주요 단계를 나타내는 구성도
도 4는 본 발명에 따른 방법의 최종 단계를 나타내는 구성도
도 5는 본 발명의 변형예에 따른 주요 단계를 나타내는 구성도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 다수의 플랫폼멤버(15)로 형성된 해양구조물에서 기 설치된 발전기(20)를 해체하는 방법에 관하여 제안한다. 해양구조물의 탑사이드에 설치되고 터빈으로 구동되는 발전기(20)를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 플랫폼멤버(15)는 각종 형강을 비롯한 철골부재를 의미하며, 통상 발전기(20)가 설치된 영역에도 배치되어 있다. 통상 해양구조물의 상측 데크에는 터빈필터하우징(11), 폐열회수장치(13) 등이 배치되어 하측 데크에 설치된 발전기(20)를 들어 올릴 공간이 확보되지 않는다.

이와 같은 해양구조물용 발전기(20)는 로터(25)와 스테이터(28)의 상측으로 공냉식쿨러(21)를 구비한다. 공냉식쿨러(21)는 열교환용 코일유니트에 흡기용 덕트(22), 팬모터(23), 배기용 덕트(22)를 일체로 결합한 구조이다. 공냉식쿨러(21)는 수냉식에 비하여 작동이 신속하고 구동부하가 적은 반면 부피와 중량이 커서 발전기(20)의 해체시 지장을 초래한다.

본 발명에 따른 단계 (a)는 상기 플랫폼멤버(15)를 개재하여 레일(32)을 설치하는 과정으로 진행된다. 레일(32)은 발전기(20)를 하역영역(Lay-down Area)으로 이동시키기 위한 경로를 구성하도록 플랫폼멤버(15)을 이용하여 임시적으로 가설된다. 레일(32)을 클램핑하기 위한 가설용 부재(도시 생략)을 경로상의 플랫폼멤버(15)에 영구적으로 설치할 수도 있다. 해양구조물의 하역영역은 상측으로 크레인(또는 호이스트)을 구비하여 물자를 상하로 출입시키도록 확보된 부분이다. 물론 발전기(20)가 설치된 영역에도 별도의 호이스트(42)(도 5 참조)를 설치할 수 있는 공간을 확보하는 것이 좋다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (a)는 다수의 주행휠(36)을 지닌 대차(34)를 레일(32) 상에 탑재하는 것을 특징으로 한다. 대차(34)는 발전기(20)의 스테이터(28)를 충분히 적재할 정도의 크기로 형성한다. 대차(34)의 저면에는 레일(32) 상으로 주행 가능한 주행휠(36)을 설치한다. 대차(34)의 상면 변부에는 별도의 레일(32)을 설치할 수 있다.

이때, 상기 대차(34)의 주행휠(36)은 힐만롤러(Hilman Roller)를 사용하는 것을 특징으로 한다. 힐만롤러는 교량건설 등에서 H빔 상으로 안정적으로 이동 가능하도록 구성되는 것으로서 중량물을 탑재한 대차(34)를 레일(32) 상으로 이동시키기 적합하다. 레일(32)이 직각으로 교차하는 경우에도 힐만롤러의 주행휠(36)은 방향 전환이 용이하다.

본 발명에 따른 단계 (b)는 상기 발전기(20)에서 공냉식쿨러(21)를 분리하여 제거하는 과정으로 진행된다. 공냉식쿨러(21)는 스테이터(28)와 체결된 볼트를 풀어서 분리하고 호이스트를 이용하여 대차(34)에 상치시킨 후 레일(32)로 이동시켜 제거한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (b)는 공냉식쿨러(21)의 전체 하중을 고려하여 덕트(22)와 팬모터(23)의 분리를 결정하는 것을 특징으로 한다. 도 2에 나타내듯이 해양구조물에 설치된 크레인(또는 호이스트)의 용량이 충분한 경우 하나의 와이어(43)로 공냉식쿨러(21) 전체를 이동시키는 것이 좋으나, 크레인의 용량이 부족하다면 공냉식쿨러(21)의 덕트(22)와 팬모터(23)를 미리 분리하고 별도의 와이어(43′)로 분할하여 이동시킬 수도 있다.

본 발명에 따른 단계 (c)는 상기 발전기(20)의 나머지 부분을 레일(32)에 로딩하고, 설정된 위치로 이동시키는 과정으로 진행된다. 공냉식쿨러(21)를 제거하고 남은 로터(25)와 스테이터(28)를 호이스트(42)에 걸어서 대차(34)에 상치하고 레일(32) 상으로 이동시킨다. 여기서 "설정된 위치"는 전술한 것처럼 하역영역(Lay-down Area)을 의미한다.

도 4를 참조하면 하나의 발전기(20′)에서 스테이터(28)가 레일(32)로 이동하여 부호 28′(또는 25′)의 위치로 이동한 상태를 나타낸다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 단계 (c)는 레일(32)에 로딩하기 전에 스테이터(28)의 저면에 다수의 주행휠(36)을 차례로 고정하는 것을 특징으로 한다. 주행휠(36)은 전술한 힐만롤러를 사용하는 것이 좋으나 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 주행휠(36)을 설치하는 과정에서 스테이터(28)를 살짝 들기 위해 호이스트나 유압잭(도시 생략)을 사용한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 단계 (c)는 호이스트(42)와 서포트(45)를 이용하여 로터(25)를 분리하는 과정을 더 거치는 것을 특징으로 한다. 로터(25)와 스테이터(28)를 합친 중량이 크레인의 허용범위를 초과하는 경우 도 5의 과정으로 로터(25)를 먼저 분리한다. 도 5(a)에서 스테이터(28)에서 노출된 로터축(26)의 전방부에 서포트(45)를 받치고, 로터축(26)의 양단에 호이스트(42)의 와이어(43)를 걸어 로터(25)를 전방으로 이동시킨다. 도 5(b)에서 필요에 따라 로터축(26)의 후방부에 별도의 로터축(26′)을 연결하고 로터(25)를 전방으로 이동시킨다. 도 5(c)에서 로터(25)의 중심부가 드러나면 서포트(45)로 지지한 상태에서 2지점에 호이스트(42)의 와이어(43)를 걸어서 로터(25)를 분리한다. 분리된 로터(25)와 스테이터(28)는 동일한 방식으로 레일(32) 상으로 이동시켜 탈거한다.

이와 같이 본 발명의 방법에 의하면 기 설치된 크레인(또는 호이스트)에 대한 용량 증설이나 추가 설치가 필요 없다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

11: 터빈필터하우징 13: 폐열회수장치(WHRU)
15: 플랫폼멤버 20: 발전기
21: 공랭식쿨러 22: 덕트
23: 팬모터 25: 로터
26: 로터축 28: 스테이터
32: 레일 34: 대차
36: 주행휠 42: 호이스트
43: 와이어 45: 서포트

Claims (6)

1. 다수의 플랫폼멤버(15)로 형성된 해양구조물에서 기 설치된 발전기(20)를 해체하는 방법에 있어서:
   (a) 상기 플랫폼멤버(15)를 개재하여 레일(32)을 설치하는 단계;
   (b) 상기 발전기(20)에서 공냉식쿨러(21)를 분리하여 제거하는 단계; 및
   (c) 상기 발전기(20)의 나머지 부분을 레일(32)에 로딩하고, 설정된 위치로 이동시키는 단계;를 포함하여 이루어지되,
   상기 단계 (a)는 다수의 주행휠(36)을 지닌 대차(34)를 레일(32) 상에 탑재하고,
   상기 대차(34)의 주행휠(36)은 힐만롤러(Hilman Roller)를 사용하며,
   상기 단계 (b)는 공냉식쿨러(21)의 전체 하중을 고려하여 덕트(22)와 팬모터(23)의 분리를 결정하고,
   상기 단계 (c)는 호이스트(42)와 서포트(45)를 이용하여 로터(25)를 분리하는 과정을 거치는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 터빈발전기 해체방법.
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5. 청구항 1에 있어서,
   상기 단계 (c)는 레일(32)에 로딩하기 전에 스테이터(28)의 저면에 다수의 주행휠(36)을 차례로 고정하는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 터빈발전기 해체방법.
6. 삭제

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