KR101662677B1 - 방폭 구조물 - Google Patents

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구명준
김용규
류용희
신민철
이충현
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삼성중공업 주식회사
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

방폭 구조물이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방폭 구조물은, 제1 수직 스티프너와 제2 수직 스티프너가 힌지를 통해 연속적으로 연결되며, 서로 일정 간격을 가지도록 수직 방향으로 세워진 복수의 지지대; 및 수평 스티프너와 플렉시블 플레이트가 교번하여 순차적으로 적층되며, 상기 복수의 지지대 사이에 설치되는 벽체 모듈을 포함할 수 있다.

Description

방폭 구조물{Blastwall structure}
본 발명은 방폭 구조물에 관한 것이다.
FPSO(Floating Production Storage and Offloading)를 비롯한 해양 구조물은 그 운용 특성 상 가스와 기름의 유출에 의한 폭발 사고가 발생할 가능성이 상존하고, 해양 구조물에 폭발이 발생하면 치명적인 구조 손상이나 침몰에 이를 수 있다. 따라서, 설계 단계에서 폭발 사고의 발생 가능성을 줄이고, 발생 시 구조물의 안정성을 확보할 필요가 있다.
해양 구조물의 임의의 모듈로부터 폭발 사고가 발생하면 다른 모듈로 폭발 충격이 전달됨으로써 2차적인 손상에 의한 폭발 확대로 대형 사고가 발생할 수도 있고, 거주구로 폭발이 전달되면 선원 등의 인명 사고가 발생할 가능성도 높아져, 이를 방지하기 위해 방폭벽(blastwall)을 모듈 사이에 설치한다.
방폭벽에 관련하여 한국공개특허 10-2015-0004185호에는 해양플랜트의 방화 방폭 겸용 구조체 및 그 시공 방법이 개시되어 있기도 하다.
일반적으로 방폭벽은 폭발 압력을 견디도록 설계되어 있으며, 폭발이 발생할 경우 방폭벽은 폭발이 발생한 모듈 내에 있는 폭발압이 다른 모듈로 전달 되는 것을 막아준다. 다시 말해서, 방폭벽은 1차 적으로 가스가 특정 모듈에서 다른 모듈로 확산되는 것을 막아 주고 2차적으로는 폭발 사고가 발생하였을 경우 폭발이 다른 모듈로 전파되는 것을 막아 준다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
한국공개특허 10-2015-0004185호
본 발명은 벽체가 휘어짐으로 인해 폭발파의 밀집도가 완화되어 폭발압이 감소하고, 벽체에 가해지는 하중이 분산되도록 하는 방폭 구조물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 일부 구성요소를 고무 재질을 사용함으로써 벽체의 전체 중량을 경감시킨 방폭 구조물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 수직 스티프너와 제2 수직 스티프너가 힌지를 통해 연속적으로 연결되며, 서로 일정 간격을 가지도록 수직 방향으로 세워진 복수의 지지대; 및 수평 스티프너와 플렉시블 플레이트가 교번하여 순차적으로 적층되며, 상기 복수의 지지대 사이에 설치되는 벽체 모듈을 포함하는 방폭 구조물이 제공된다.
상기 제1 수직 스티프너는 상기 수평 스티프너의 높이에 상응하는 길이를 가지고, 상기 제2 수직 스티프너는 상기 수평 스티프너 사이에서 상기 플렉시블 플레이트가 노출된 부분의 높이에 상응하는 길이를 가질 수 있다.
상기 수평 스티프너는 상면 및 하면에 길이 방향으로 연장된 삽입홈이 형성되어 있고, 상기 플렉시블 플레이트의 상하 양단부는 상기 삽입홈 내에 삽입될 수 있다.
상기 제1 수직 스티프너가 상기 수평 스티프너의 측면에 결합될 수 있다.
상기 플렉시블 플레이트에는 보강재가 내장되어 있을 수 있다.
상기 힌지는 회동각이 제한되어 있어, 외력이 작용할 경우 양측에 연결된 상기 제1 수직 스티프너와 상기 제2 수직 스티프너가 일직선 상에서 소정 각도 이하의 경사각을 가지게 될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 벽체가 휘어짐으로 인해 폭발파의 밀집도가 완화되어 폭발압이 감소하고, 벽체에 가해지는 하중이 분산되도록 하는 효과가 있다.
또한, 일부 구성요소를 고무 재질을 사용함으로써 벽체의 전체 중량을 경감시킨 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방폭 구조물이 구비된 해양 구조물을 나타낸 도면,
도 2는 평상시 방폭 구조물의 사시도,
도 3은 방폭 구조물에 폭발 압력이 가해진 경우의 모습을 나타낸 도면,
도 4는 방폭 구조물의 분해 단면도,
도 5는 방폭 구조물의 단면도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방폭 구조물이 구비된 해양 구조물을 나타낸 도면이고, 도 2는 평상시 방폭 구조물의 사시도이며, 도 3은 방폭 구조물에 폭발 압력이 가해진 경우의 모습을 나타낸 도면이고, 도 4는 방폭 구조물의 분해 단면도이며, 도 5는 방폭 구조물의 단면도이다.
도 1 내지 도 5에는 해양 구조물(10), 모듈(21, 22, 23), 방폭 구조물(100), 지지대(110), 제1 수직 스티프너(112), 제2 수직 스티프너(114), 힌지(116), 벽체 모듈(120), 수평 스티프너(122), 플렉시블 플레이트(124)가 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방폭 구조물(100)은 해양 구조물(10)의 상부 구조물로서 데크 상에 설치되는 모듈들(21, 22, 23) 사이에 배치되어 임의의 모듈(22)에서 발생한 폭발에 의한 압력에 의해 휘어짐으로써 폭발파의 밀집도를 완화시켜 폭발압을 감소시키고 방폭벽에 가해지는 하중을 분산시킨 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 따른 방폭 구조물(100)은 지지대(110) 및 벽체 모듈(120)을 포함하는 것을 기본 골격으로 한다.
지지대(110)는 복수 개가 마련되어, 일정 간격으로 수직 방향으로 세워지는 형상을 가진다.
지지대(110) 사이에는 지지대(110) 사이의 간격에 상응하는 길이를 가지는 벽체 모듈(120)이 순차적으로 적층되어 방폭벽으로서 기능하게 된다.
지지대(110)는 제1 수직 스티프너(112)와 제2 수직 스티프너(114)가 교번하여 연결되며, 각 연결지점은 힌지(116)를 통해 연결되어 있다.
제1 수직 스티프너(112)는 수평 스티프너(122)의 높이에 상응하는 길이를 가지고 있고, 제2 수직 스티프너(114)는 수평 스티프너(122) 사이에서 플렉시블 플레이트(124)가 노출된 부분의 높이에 상응하는 길이를 가지고 있다(도 4 참조).
제1 수직 스티프너(112) 및 제2 수직 스티프너(114)는 강재(steel)로 이루어져 있어, 방폭벽의 지지 프레임으로서 기능하게 된다.
힌지(116)는 회동각에 제한이 있어, 양측에 연결된 제1 수직 스티프너(112)와 제2 수직 스티프너(114)가 일직선으로 놓여진 상태에서 일정 각도 이상의 경사각을 가지게 되는 것을 방지할 수 있다.
벽체 모듈(120)은 지지대(110) 사이의 간격에 상응하는 횡방향 길이를 가지는 수평 스티프너(122)와 플렉시블 플레이트(124)를 포함한다.
수평 스티프너(122)는 종단면도가 H 형상으로, 소정 길이를 가지는 단위 H 빔일 수 있다.
플렉시블 플레이트(124)는 외력이 작용할 때 휘어짐이 가능한 판재 형상으로, 예를 들어 고무판(rubber plate)일 수 있다. 플렉시블 플레이트(124)에는 강성을 높이기 위해 보강재(126)가 내장되어 있을 수 있다.
수평 스티프너(122)의 상면 및 하면에는 길이 방향으로 연장된 삽입홈이 형성되어 있을 수 있다. 플렉시블 플레이트의 상단부 및 하단부 각각은 임의의 수평 스티프너의 하면 및 타 수평 스티프너의 상면에 형성된 삽입홈 내에 삽입될 수 있도록 한다.
플렉시블 플레이트(124)의 상하 양단부의 두께는 수평 스티프너(122)의 상면과 하면에 형성된 삽입홈의 두께에 상응하게 되며, 삽입홈의 크기에 가깝거나 그보다 작게 형성된다.
즉, 벽체 모듈(120)은 수평 스티프너(122)와 플렉시블 플레이트(124)가 교번하여 순차적으로 적층되어 구성되며, 수평 스티프너(122) 사이에 플렉시블 플레이트(124)가 끼움 결합한 구조를 가지게 된다.
벽체 모듈(120)의 측면에는 지지대(110)가 결합되며, 이 때 제1 수직 스티프너(112)가 수평 스티프너(122)의 측면에 결합되도록 할 수 있다.
벽체 모듈(120)과 지지대(110)의 결합은 볼트 용접 혹은 끼움 결합 등과 같이 다양한 결합 방법이 적용될 수 있으며, 이에 대해서는 당업자에게 자명한 바 상세한 설명은 생략하기로 한다.
방폭 구조물(100)은 벽체 모듈(120)에서 수평 스티프너(122)와 플렉시블 플레이트(124)가 결합되는 지점의 틈새 및 지지대(110)와 벽체 모듈(120) 사이의 틈새를 메우기 위한 밀봉 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다.
복수의 지지대(110)와 복수의 벽체 모듈(120)이 결합되면, 도 2 및 도 5의 (a)에 도시된 것과 같이 정면에서 바라볼 때 틈이 없는 방폭벽이 구성될 수 있으며, 1차적으로 가스가 특정 모듈에서 다른 모듈로 확산되는 것을 막아 줄 수 있다.
이후 폭발 사고가 발생하였을 경우 폭발파가 전면에 도달하게 되면, 도 3 및 도 5의 (b)에 도시된 것과 같이 지지대(110)의 힌지(116)와 벽체 모듈(120)의 플렉시블 플레이트(124)가 존재함으로 인해 하부에서 상부로 갈수록 경사각이 커지도록 휘어지게 된다.
폭발파는 방폭 구조물(100)이 휘어짐으로 인해 가지는 경사각을 따라 후방 상측으로 진행하게 되어, 방폭 구조물(100)의 후방에 위치하는 모듈(21)에는 폭발이 전파되지 않도록 할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 해양 구조물 21, 22, 23: 모듈
100: 방폭 구조물 110: 지지대
112: 제1 수직 스티프너 114: 제2 수직 스티프너
116: 힌지 120: 벽체 모듈
122: 수평 스티프너 124: 플렉시블 플레이트
126: 보강재

Claims (6)

  1. 제1 수직 스티프너와 제2 수직 스티프너가 힌지를 통해 연속적으로 연결되며, 서로 일정 간격을 가지도록 수직 방향으로 세워진 복수의 지지대; 및
    수평 스티프너와 플렉시블 플레이트가 교번하여 순차적으로 적층되며, 상기 복수의 지지대 사이에 설치되는 벽체 모듈을 포함하는 방폭 구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수직 스티프너는 상기 수평 스티프너의 높이에 상응하는 길이를 가지고, 상기 제2 수직 스티프너는 상기 수평 스티프너 사이에서 상기 플렉시블 플레이트가 노출된 부분의 높이에 상응하는 길이를 가지는 방폭 구조물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수평 스티프너는 상면 및 하면에 길이 방향으로 연장된 삽입홈이 형성되어 있고,
    상기 플렉시블 플레이트의 상하 양단부는 상기 삽입홈 내에 삽입되는 방폭 구조물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수직 스티프너가 상기 수평 스티프너의 측면에 결합되는 방폭 구조물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 플렉시블 플레이트에는 보강재가 내장되어 있는 방폭 구조물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 힌지는 회동각이 제한되어 있어, 외력이 작용할 경우 양측에 연결된 상기 제1 수직 스티프너와 상기 제2 수직 스티프너가 일직선 상에서 소정 각도 이하의 경사각을 가지게 되는 방폭 구조물.
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