KR101774879B1 - 방폭 구조물 - Google Patents

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Abstract

방폭 구조물이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방폭 구조물은, 전면판과 후면판 사이 공간에 가압공기가 채워져 있는 벽체; 및 상기 벽체의 상면을 덮고, 상기 가압공기가 소정 크기 이상의 압력이 되면 외부로 방출하는 압력방출판을 포함할 수 있다.

Description

방폭 구조물{Blastwall structure}
본 발명은 방폭 구조물에 관한 것이다.
FPSO(Floating Production Storage and Offloading)를 포함하는 해양 구조물은 그 운용 특성 상 가스와 기름에 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 여러 모듈이 함께 폭발하여 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 횡방향의 충격을 흡수함과 동시에 종방향으로 경로를 변화시켜 효과적이고 안정적인 충격 흡수가 가능한 방폭 구조물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 방폭벽이 모든 충격을 다 흡수할 필요는 없어 방폭벽 자체가 받을 에너지량이 줄어들어 기존의 방폭벽에 설치되는 무겁고 두꺼운 부재 및 충격흡수를 위한 추가적인 장치 설치가 불필요한 방폭 구조물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전면판과 후면판 사이 공간에 가압공기가 채워져 있는 벽체; 및 상기 벽체의 상면을 덮고, 상기 가압공기가 소정 크기 이상의 압력이 되면 외부로 방출하는 압력방출판을 포함하는 방폭 구조물이 제공된다.
상기 압력방출판은 소정 크기 이상의 압력에 대해서는 파열되는 파열판(rupture disc)을 포함할 수 있다.
상기 전면판과 상기 후면판 사이에는 철골 구조의 내부 프레임이 설치되어 있을 수 있다.
상기 전면판을 향해 횡방향으로 진행하는 충격파에 의해 상기 전면판과 상기 후면판 사이의 간격이 줄어들면, 상기 가압공기가 가압되어 상기 압력방출판을 통해 종방향으로 방출되어 상기 충격파의 경로를 종방향으로 변화시킬 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명은 횡방향의 충격을 흡수함과 동시에 종방향으로 경로를 변화시켜 효과적이고 안정적인 충격 흡수가 가능한 효과가 있다.
또한, 방폭벽이 모든 충격을 다 흡수할 필요는 없어 방폭벽 자체가 받을 에너지량이 줄어들어 기존의 방폭벽에 설치되는 무겁고 두꺼운 부재 및 충격흡수를 위한 추가적인 장치 설치가 불필요한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방폭 구조물이 구비된 해양 구조물을 나타낸 도면,
도 2는 평상시 방폭 구조물의 모습을 나타낸 도면,
도 3 및 도 4는 폭발 발생시 방폭 구조물의 사시도 및 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 모습을 나타낸 도면이며, 도 3 및 도 4는 폭발 발생시 방폭 구조물의 사시도 및 단면도이다.
도 1 내지 도 4에는 해양 구조물(10), 모듈(21, 22, 23), 방폭 구조물(100), 벽체(110), 압력방출판(120), 내부 프레임(130)이 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방폭 구조물은 해양 구조물(10)의 상부 구조물로서 데크 상에 설치되는 모듈들(21, 22, 23) 사이에 배치되어 임의의 모듈(22)에서 발생한 폭발에 의한 충격을 흡수함과 동시에 종방향으로 충격파의 경로를 변경시켜 반대측에 위치한 모듈(21)에 미치는 영향을 최소화하고 2차 사고 발생을 미연에 방지하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 따른 방폭 구조물(100)은 전면판과 후면판을 포함하는 벽체(110)를 포함하는 것을 기본 골격으로 한다.
벽체(110)의 상면판은 압력방출판(120)으로 이루어져 있을 수 있다. 즉, 압력방출판(120)이 벽체(110)의 상면을 덮고 있을 수 있다.
압력방출판(120)은 소정 크기 이하의 압력에 대해서는 평판으로서의 형상을 유지하지만, 소정 크기 이상의 압력에 대해서는 파열하는 속성을 가진 파열판(rupture disc)일 수 있다.
벽체(110)는 전면판과 후면판 사이의 공간이 비워져 있으며, 빈 공간에는 뼈대 구조의 내부 프레임(130)이 설치되어 있을 수 있다.
내부 프레임(130)은 철골 구조일 수 있으며, 벌집 구조 형태의 얇은 철판으로 이루어질 수 있다.
내부 프레임(130)은 소정 크기 이하의 압력에서는 그 형상을 유지하여 전면판과 후면판 사이의 간격을 유지하지만, 소정 크기 이상의 압력(예컨대, 폭발파에 의한 폭발압력)에 대해서는 그 형상이 파괴되어 전면판과 후면판 사이의 간격이 줄어들 수 있다.
본 실시예에서 벽체(110) 내부, 즉 내부 프레임(130) 내에는 가압공기가 채워져 있을 수 있다. 기본적으로 가압공기는 압력방출판(120)이 파열되지 않고 평판 형상을 유지할 수 있을 정도의 기압을 가지고 있을 수 있다.
평상시에는 도 2에 도시된 것처럼 내부 프레임(130)과 압력방출판(120)의 구조적 강도에 의해 벽체(110)가 W1의 폭을 유지하면서 전방과 후방을 차단하는 차단벽으로서 기능하게 된다.
폭발 발생시에는 도 3에 도시된 것처럼 전방에서 진행해 온 폭발파에 의해 내부 프레임(130)이 파괴되어 전면판과 후면판 사이의 간격이 W2(W2<W1)으로 줄어들게 되고, 이로 인해 내부에 채워져 있던 가압공기에 압력이 가해지게 된다.
이 경우 내부 가압공기의 기압이 상승하여 압력방출판(120)을 파열시키기에 충분할 정도가 되면 압력방출판(120)이 파열되면서 가압공기가 상방향으로 방출될 수 있다.
즉, 폭발에 의한 충격파의 경로가 벽체(110)의 전면판에 이르기까지는 횡방향이었지만, 벽체(110) 내부에서 가압공기가 상방향으로 새로운 경로를 만들어 주게 되어 종방향으로 변화하게 된다.
기존의 방폭벽은 폭발파에 의한 횡방향의 충격을 그대로 흡수하여 완화시키고 있었지만, 본 실시예에 따를 경우 횡방향의 충격을 흡수함과 동시에 종방향으로 그 경로를 변화시키게 됨으로써, 보다 효과적이고 안정적으로 충격을 흡수할 수 있게 된다.
또한, 방폭벽이 충격을 다 흡수할 필요가 없고 경로를 변화시켜주는 역할을 하고 있으므로, 벽체(110) 자체가 받을 충격 에너지량도 상당량 줄어들게 된다.
또한, 전면판과 후면판 사이에 철골 구조의 내부 프레임(130)을 설치하고, 그 내부에 가압공기를 채워 넣기 때문에 구조적 안정성을 확보할 수 있고, 기존의 방폭벽에 설치되는 무겁고 두꺼운 부재 및 충격 흡수를 위한 추가적인 장치 설치가 불필요하다.
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: 벽체
120: 압력방출판 130: 내부 프레임

Claims (3)

  1. 전면판과 후면판 사이 공간에 가압공기가 채워져 있는 벽체; 및
    상기 벽체의 상면을 덮는 압력방출판을 포함하되,
    상기 압력방출판은 상기 전면판을 향해 횡방향으로 진행하는 충격파에 의해 상기 전면판과 상기 후면판 사이의 간격이 줄어들어 상기 사이 공간이 압축되면 상기 가압공기가 소정 크기 이상의 압력으로 가압됨에 따라 파열되어 상기 가압공기가 상기 벽체의 상면을 통해 종방향의 외부로 방출되게 하는 파열판(rupture disc)인 방폭 구조물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전면판과 상기 후면판 사이에 간격을 유지시키도록 설치되는 벌집 구조의 철판으로 이루어진 내부 프레임을 더 포함하되,
    상기 내부 프레임은 상기 충격파에 의해 그 형상이 파괴되어 상기 전면판과 상기 후면판 사이의 간격이 줄어들게 하는 방폭 구조물.
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