KR101792476B1 - 폭발하중 감소장치 - Google Patents

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류용희
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삼성중공업 주식회사
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    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers

Abstract

폭발하중 감소장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 폭발하중 감소장치는 데크 상에 마련된 방폭벽; 방폭벽의 하부 전면에 마련된 전면플레이트; 및 전면플레이트와 대응되는 위치의 방폭벽 내측에 마련된 경감유닛;을 포함하되, 경감유닛은 방폭벽의 상부몸체와 하부몸체를 연결하는 지지대와, 지지대에 결합되어 상부몸체를 지지하는 탄성부재를 포함하고, 해양 플랜트의 폭발 시 발생하는 폭발하중에 의해 전면플레이트는 파손되며, 지지대와 함께 방폭벽이 휘어져 폭발하중을 감소시킨다.

Description

폭발하중 감소장치{BLAST LOAD DIMINISHING APPARATUS}
본 발명은 폭발하중 감소장치에 관한 것이다.
LNG FPSO(Floating Production Storage and Offloading vessel), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등과 같이 오일이나 가스 등의 연료용 원료를 생산하는 해양 플랜트에서는 가스 누출 등으로 인해 폭발사고가 발생할 수 있다. 이때, 폭발하중에 의한 충격으로부터 유틸리티(Utility)나 선박 거주구 등을 보호하기 위해 해양 플랜트의 데크 상에는 방폭벽(Blast Wall)이 설치되어 있다.
통상적으로 방폭벽은 폭발하중을 무조건적으로 견디도록 설계되지만, 폭발이 발생한 생산설비 등과 같은 플랜트 모듈 내에서는 폭발하중에 따른 반사 충격파로 인하여 폭발하중이 더욱 증가하는 현상이 발생할 수 있다.
즉, 1차 폭발로 인하여 폭발하중이 방폭벽에 전달되면 차단된 형태의 방폭벽 구조로 인하여 반사 충격파가 발생하게 되어 폭발하중이 중첩되면서 더 큰 2차 폭발로 이어질 수 있다.
이러한 문제점을 해소시키기 위해, 예컨대 한국공개특허 제10-2014-0053483호(2014.05.08. 공개)에서는 폭발하중에 대응하여 방폭벽 일부가 절개되거나 붕괴되도록 하여 폭발하중을 경감시키는 기술을 공개한 바 있다.
그러나, 이러한 종래 기술은 방폭벽이 절개되거나 붕괴된 이후, 추가 폭발이 발생할 경우, 절개되거나 붕괴된 부위를 통해 폭발하중이 그대로 방폭벽 후방으로 전달되어 예상치 못한 피해를 줄 수 있다.
한국공개특허 제10-2014-0053483호(2014.05.08. 공개)
본 발명의 실시 예는 해양 플랜트의 폭발사고 시 폭발하중을 효과적으로 경감시킬 수 있는 폭발하중 감소장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 데크 상에 마련되며, 하부에 관통된 형태의 설치공간이 형성된 방폭벽; 상기 설치공간의 전방을 커버하는 전면플레이트; 및 상기 설치공간의 내측에 마련된 경감유닛;을 포함하되, 상기 경감유닛은 상기 설치공간을 기준으로 상기 방폭벽의 상부몸체와 하부몸체를 연결하는 지지대와, 상기 지지대에 결합되어 상기 상부몸체를 지지하는 탄성부재를 포함하고, 상기 해양 플랜트의 폭발 시 발생하는 폭발하중에 의해 상기 전면플레이트는 파손되며, 상기 지지대와 함께 상기 방폭벽이 휘어져 상기 폭발하중을 감소시키는 폭발하중 감소장치가 제공될 수 있다.
상기 설치공간의 후방을 커버하는 후면플레이트를 더 포함하되, 상기 설치공간을 통해 유입된 폭발하중이 빠져나가도록 상기 후면플레이트에 유출홀이 형성될 수 있다.
상기 설치공간은 상기 방폭벽의 너비 방향으로 단일하게 형성되고, 상기 경감유닛은 상기 설치공간에 일정 간격으로 복수 개 배치되고, 상기 전면플레이트 및 상기 후면플레이트는 상기 설치공간의 크기에 대응되게 마련되어 상기 설치공간의 전방 및 후방을 커버할 수 있다.
상기 방폭벽은 폭발하중에 의해 상기 상부몸체 쪽이 휘어질 수 있도록 상기 상부몸체 내측에 일단 이상의 유연성 충격흡수층이 마련될 수 있다.
상기 방폭벽 후면은 폭발하중에 의해 상기 상부몸체 쪽이 휘어질 수 있도록 상기 상부몸체의 횡방향으로 복수의 충격감소홈을 형성할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 폭발하중 감소장치는 해양 플랜트의 폭발사고 시 폭발하중을 효과적으로 경감시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 폭발하중 감소장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 폭발하중 감소장치의 내부 단면도이다.
도 3은 도 2의 폭발하중 감소장치에 폭발하중이 가해진 모습을 나타낸 것이다.
도 4는 도 2에 도시된 폭발하중 감소장치에 포함된 경감유닛의 설치 예를 단면도로 나타낸 것이다.
도 5는 도 4에 도시된 경감유닛의 다른 설치 예를 단면도로 나타낸 것이다.
도 6과 도 7은 도 2의 방폭벽 상부 쪽 내측에 유연성 충격흡수층이 마련된 모습과 폭발하중에 의해 방폭벽이 휘는 모습을 각각 단면도로 나타낸 것이다.
도 8과 도 9는 도 2의 폭발하중 감소장치의 방폭벽 후면에 폭발하중 감소를 위해 횡방향으로 복수의 충격감소홈이 형성된 모습과 폭발하중에 의해 방폭벽이 휘는 모습을 각각 단면도로 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 폭발하중 감소장치(100)는 해양 플랜트의 데크(12) 상에 마련되며, 하부에 관통된 형태의 설치공간(103)이 형성된 방폭벽(105)과, 설치공간(103)의 전방을 커버하는 전면플레이트(110)와, 설치공간(103)의 내측에 마련된 경감유닛(120)을 포함한다. 폭발하중 감소장치(100)는 LNG FPSO 등과 같은 해양 플랜트에 설치될 수 있다. 또, 방폭벽(105)을 기준으로 일측에는 오일이나 가스 등의 연료용 원료를 생산하는 생산설비 모듈이 구비되고, 타측에는 각종 유틸리티나 선박 거주구 등이 마련될 수 있다.
이하의 도면에서, 폭발하중(blast load)은 F로 표기하였고, 폭발하중의 방향은 점선 화살표로 표시하였다.
방폭벽(105)은 일측의 생산설비 모듈 등에서 폭발이 발생한 경우, 폭발하중이 타측으로 전달되지 않도록 방어한다. 방폭벽(105)에는 전면플레이트(110), 경감유닛(120) 및 후면플레이트(115)가 배치되는 설치공간(103)이 형성되어 있다. 방폭벽(105)은 폭발하중에 의해 휘어질 수 있도록 유연성 재질로 마련될 수 있다.
전면플레이트(110)는 설치공간(103)의 전방을 커버하며, 폭발하중을 감소시키기 위해 해양 플랜트의 폭발 시 발생하는 폭발하중에 의해 파손되도록 마련된다. 이를 위해, 예컨대 전면플레이트(110) 주변부에 미리 일정 간격으로 천공(미도시)이 이루어져 폭발하중에 의해 전면플레이트(110)가 용이하게 파손(절개, 붕괴)되도록 할 수 있다. 또, 전면플레이트(110)는 일정 강도의 폭발하중에 의해 파손되는 재질로 마련될 수 있다.
경감유닛(120)은 설치공간(103)을 기준으로 방폭벽(105)의 상부몸체(105a)와 하부몸체(105b)를 연결하는 지지대(122)와, 지지대(122)에 결합되어 상부몸체(105a)를 지지하는 탄성부재(124)를 포함한다.
지지대(122)는 폭발하중에 의해 휘어질 수 있도록 유연성 재질로 마련될 수 있다.
탄성부재(124)는 예컨대 스프링을 포함할 수 있으며, 이외에도 다양한 탄성력을 가진 수단이 사용될 수 있다.
해양 플랜트의 폭발 시 상술한 전면플레이트(110)이 파손되고, 동시에 경감유닛(120)의 지지대(122)와 함께 방폭벽(105)이 휘어져 폭발하중을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 폭발하중 감소장치(100)는 설치공간(103)의 후방을 커버하는 후면플레이트(115)를 더 포함할 수 있다. 이때, 설치공간(103)을 통해 유입된 폭발하중이 빠져나가도록 후면플레이트(115)에 유출홀(115a)이 형성되어 있다. 추가 폭발이 발생할 경우에도 상술한 설치공간(103) 내의 지지대(122)가 대부분 방어해 주기 때문에, 폭발하중을 경감시키는 동시에 방폭벽(105) 후방으로 전달되는 폭발하중을 최소화시켜 예측하지 못한 피해를 줄일 수 있다.
도 4와 도 5는 상술한 설치공간(103)의 예를 각각 도시한 것이다. 설명의 편의 상 전면플레이트(110) 및 후면플레이트(115)는 도시하지 않았다.
도 4에 도시한 바와 같이, 설치공간(103)은 일정 간격으로 여러 개 형성될 수 있으며, 각각의 설치공간(103)에 상술한 전면플레이트(110), 경감유닛(120) 및 후면플레이트(115)가 배치될 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 다른 예로서 설치공간(103)은 방폭벽(105)의 너비 방향으로 단일하게 형성될 수 있다. 이때, 전면플레이트(110) 및 후면플레이트(115)는 설치공간(103)의 크기에 대응되게 마련되어 설치공간(103)의 전방 및 후방을 커버할 수 있다. 경감유닛(120)은 설치공간(103)에 일정 간격으로 복수 개 배치되어, 방폭벽(105)을 지지할 수 있다.
도 6과 도 7을 참조하면, 방폭벽(105) 후면으로부터 방폭벽(105) 전면을 관통하도록 관통홀(H1)이 형성될 수 있다. 그리고, 폭발하중에 의해 휘어지는 방폭벽(105)이 넘어지지 않도록, 방폭벽(105) 후면의 고정부(132)에 일측이 고정된 상태에서 관통홀(H1)을 통과한 타측이 지상의 체결부(135)에 체결되는 홀딩 와이어(W)가 마련될 수 있다.
관통홀(H1)은 경사진 각도로 형성될 수 있으며, 홀딩 와이어(W)는 탄성을 가진 재질로 마련되어, 폭발하중에 의해 휘어지는 방폭벽(105)을 홀딩하면서 방폭벽(105)이 다시 제자리를 찾도록 도울 수 있다. 홀딩 와이어(W)의 일측 및 타측이 각각 고정부(132)와 체결부(135)에 결합되는 방식은 종래의 다양한 공지된 기술들이 적용될 수 있다.
상술한 방폭벽(105)은 폭발하중에 의해 방폭벽(105)의 상부몸체(105a) 쪽이 휘어질 수 있도록 상부몸체(105a) 내측에 일단 이상의 유연성 충격흡수층(107)을 포함할 수 있다. 충격흡수층(107)은 샌드위치 구조로 방폭벽(105) 길이 방향으로 방폭벽(105) 내부에 마련될 수 있으며, 스티로폼 등 다양한 휘거나 원상복귀 가능한 재질로 마련될 수 있다.
도 8과 도 9를 참조하면, 방폭벽(105) 후면은 폭발하중 감소를 위해 횡방향으로 복수의 충격감소홈(108)을 형성할 수 있다. 충격감소홈(108)은 예컨대 사각형상으로 마련될 수 있고, 상부몸체(105a)의 횡방향으로 복수 개가 서로 이격되게 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 충격감소홈(108)은 폭발하중을 고려하여 다양한 깊이 및 형태로 형성될 수 있다. 이를 통해 방폭벽(105)의 단면적을 줄이면서도 폭발하중을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
충격감소홈(108)은 방폭벽(105)이 폭발하중에 의해 휘어질 경우 어느 정도 접혀질 수 있다. 이후, 충격감소홈(108)은 복원력에 의해 다시 펼쳐지면서 방폭벽(105)은 원상태로 돌아오게 된다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
12: 데크 105: 방폭벽
107: 충격흡수층 108: 충격감소홈
110: 전면플레이트 115: 후면플레이트
120: 경감유닛 122: 지지대
124: 탄성부재

Claims (5)

  1. 데크 상에 마련되며, 하부에 관통된 형태의 설치공간이 형성된 방폭벽;
    상기 설치공간의 전방을 커버하는 전면플레이트; 및
    상기 설치공간의 내측에 마련된 경감유닛;을 포함하되,
    상기 경감유닛은
    상기 설치공간을 기준으로 상기 방폭벽의 상부몸체와 하부몸체를 연결하는 지지대와,
    상기 지지대에 결합되어 상기 상부몸체를 지지하는 탄성부재를 포함하고,
    해양 플랜트의 폭발 시 발생하는 폭발하중에 의해 상기 전면플레이트는 파손되며, 상기 지지대와 함께 상기 방폭벽이 휘어져 상기 폭발하중을 감소시키는 폭발하중 감소장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 설치공간의 후방을 커버하는 후면플레이트를 더 포함하되,
    상기 설치공간을 통해 유입된 폭발하중이 빠져나가도록 상기 후면플레이트에 유출홀이 형성된 폭발하중 감소장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 설치공간은 상기 방폭벽의 너비 방향으로 단일하게 형성되고,
    상기 경감유닛은 상기 설치공간에 일정 간격으로 복수 개 배치되고,
    상기 전면플레이트 및 상기 후면플레이트는 상기 설치공간의 크기에 대응되게 마련되어 상기 설치공간의 전방 및 후방을 커버하는 폭발하중 감소장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방폭벽은 폭발하중에 의해 상기 상부몸체 쪽이 휘어질 수 있도록 상기 상부몸체 내측에 일단 이상의 유연성 충격흡수층이 마련된 폭발하중 감소장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 방폭벽 후면은 폭발하중에 의해 상기 상부몸체 쪽이 휘어질 수 있도록 상기 상부몸체의 횡방향으로 복수의 충격감소홈을 형성한 폭발하중 감소장치.
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