KR101814427B1 - 반잠수식 해양구조물 - Google Patents

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Abstract

반잠수식 해양구조물이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 반잠수식 해양구조물은 플랫폼; 상기 플랫폼 아래에 배치되고, 상기 플랫폼에 부력을 제공하는 폰툰; 상기 플랫폼과 상기 폰툰 사이에 개재되어 상기 폰툰에 대하여 상기 플랫폼을 지지하는 컬럼; 수중에서 상기 플랫폼 측으로 상향 연장된 제1구간과, 하향 연장되고 상기 컬럼 및 상기 폰툰 중 적어도 하나에 배치된 발라스트 탱크와 연결되는 제2구간을 포함하는 해수공급라인; 상기 해수공급라인에 배치되어 해수를 펌핑하는 펌프; 상기 제2구간에 배치되는 수차; 및 상기 수차의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전기를 포함한다.

Description

반잠수식 해양구조물{Semi-submersible marine structure}
본 발명은 반잠수식 해양구조물에 관한 것이다.
국제적인 급격한 산업화 현상과 공업이 발전함에 따라 석유와 같은 지구 자원의 사용량은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 오일의 안정적인 생산과 공급이 전 세계적인 차원에서 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.
이와 같은 이유로 최근에는 지금까지 경제성이 없어 무시되어 왔던 한계 유전이나 심해유전의 개발이 경제성을 가지게 되었다. 따라서 해저 채굴 기술의 발달과 더불어 이런 유전의 개발에 적합한 반잠수식 해양구조물이 개발되고 있다.
그런데 위와 같은 반잠수식 해양구조물은 건조 및 운용에 막대한 비용이 든다. 따라서 건조 또는 운용 비용을 저감하기 위한 기술개발이 시급한 실정이다.
본 발명의 실시예는, 비용을 저감할 수 있는 경제적인 반잠수식 해양구조물을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 플랫폼; 상기 플랫폼 아래에 배치되고, 상기 플랫폼에 부력을 제공하는 폰툰; 상기 플랫폼과 상기 폰툰 사이에 개재되어 상기 폰툰에 대하여 상기 플랫폼을 지지하는 컬럼; 수중에서 상기 플랫폼 측으로 상향 연장된 제1구간과, 하향 연장되고 상기 컬럼 및 상기 폰툰 중 적어도 하나에 배치된 발라스트 탱크와 연결되는 제2구간을 포함하는 해수공급라인; 상기 해수공급라인에 배치되어 해수를 펌핑하는 펌프; 상기 제2구간에 배치되는 수차; 및 상기 수차의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전기를 포함하는, 반잠수식 해양구조물이 제공될 수 있다.
상기 반잠수식 해양구조물은 상기 해수공급라인을 따라 이동하는 해수를 전기분해 하여 차아염소산 이온을 생성하는 방오장치를 더 포함하고, 상기 발전기에서 생산된 전력은 상기 방오장치에서 사용될 수 있다.
상기 해수공급라인에는 상기 방오장치를 중심으로 하류와 상류를 연결하는 연결라인이 설치될 수 있다.
상기 수차의 회전축은 상기 제2구간의 연장 방향과 나란하고, 상기 수차의 회전축과 상기 발전기의 입력축은 베벨기어에 의해 연결될 수 있다.
상기 수차의 회전축은 상기 제2구간의 연장 방향과 수직하고, 상기 제2구간에는 측방향으로 확장된 수용부가 형성되고, 상기 수차는 일부 영역이 상기 수용부에 위치하고 나머지 영역이 상기 제2구간 내에 위치하도록 배치될 수 있다.
상기 컬럼은 복수로 제공되고, 상기 복수의 컬럼에 대응하여 상기 해수공급라인의 제2구간은 복수로 제공되고, 상기 해수공급라인은 상기 플랫폼에 배치되고 상기 복수의 제2구간을 상호 연결하는 연결구간을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 해수공급라인이 적은 개수의 펌프로 컬럼 및 폰툰에 분산되어 있는 발라스트 탱크에 해수를 공급할 수 있는 구조를 가짐으로써 경제적이고, 수면으로부터 높은 위치에 해당하는 컬럼의 상부에서 낙하하는 해수의 위치에너지를 전기에너지로 변환함으로써 발라스팅 과정에서 자동으로 전력을 생산할 수 있어 경제적이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 해양구조물을 나타내는 도면이고,
도 2는 도 1의 A-A 선에서 화살표 방향으로 바라본 도면이고,
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 수차를 나타내는 도면이고,
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 수차의 일 변형례를 나타내는 도면이고,
도 5는 도 3의 B-B 선에서 화살표 방향으로 바라본 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 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 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반잠수식 해양구조물을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 A-A 선에서 화살표 방향으로 바라본 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 반잠수식 해양구조물(100)은 플랫폼(110), 폰툰(120), 컬럼(130), 해수공급라인(140), 펌프(150), 수차(160) 및 발전기(170)를 포함하고, 해상에서 시추 작업 등을 수행한다.
플랫폼(110)은 수면 위에 위치한다. 플랫폼(110)에는 시추 설비 등 각종 장비(111)가 탑재된다.
플랫폼(110)의 아래에는 폰툰(120)이 배치된다. 폰툰(120)은 플랫폼(110)에 부력을 제공한다. 폰툰(120)은 발라스트 탱크(121)를 가지고 있어 부력 조절이 가능하다.
폰툰(120)과 플랫폼(110) 사이에 컬럼(130)이 개재된다. 컬럼(130)은 플랫폼(110)과 폰툰(120)을 상호 연결하고, 폰툰(120)에 대하여 플랫폼(110)을 지지한다. 컬럼(130)은 복수로 제공될 수 있다.
컬럼(130)에는 발라스트 탱크(131)가 형성될 수 있다.
본 실시예에서 해수공급라인(140)은 폰툰(120)과 컬럼(130)에 배치된 발라스트 탱크(121, 131)에 해수를 공급한다. 해수공급라인(140)은 제1구간(141)과 제2구간(142) 그리고 연결구간(143)을 포함할 수 있다.
제1구간(141)은 수중에서 플랫폼(110) 측으로 상향 연장된다. 제1구간(141)의 입구는 복수의 컬럼(130) 중 하나에서 측방향으로 연장된 지지부재(135)에 지지되어 수중에 배치될 수 있다.
제2구간(142)은 제1구간(141)과 연결되고 하향 연장된다. 제2구간(142)은 컬럼(130)의 내부에 배치될 수 있으나 이에 국한되지 않는다. 제2구간(142)은 컬럼(130) 및 폰툰(120)에 각각 형성된 발라스트 탱크(131, 1212)와 연결된다. 제2구간(142)은 복수로 제공될 수 있고, 제2구간(142)의 개수는 컬럼(130)의 개수에 대응한다.
연결구간(143)은 복수의 제2구간(142)을 상호 연결한다. 연결구간(143)은 도 2와 같이 링 형상을 가질 수 있다. 연결구간(143)은 플랫폼(110)에 배치될 수 있다.
위와 같은 구조를 가지는 해수공급라인(140)으로 해수가 유입되면 제1구간(141), 연결구간(143) 및 제2구간(142)을 경유하여 컬럼(130)의 발라스트 탱크(131) 및 폰툰(120)의 발라스트 탱크(121)로 해수가 유입된다.
한편, 해수공급라인은 도시되지 않았으나 제1구간(도 1의 141)이 복수로 제공될 수 있다. 이때, 제1구간(도 1의 141)의 개수는 컬럼(도 1의 130)의 개수에 대응한다. 이 경우, 해수공급라인은 연결구간(도 2의 143)이 없는 구조를 가지며, 각각의 제1구간(도 1의 141) 및 제2구간(도 1의 142)을 경유하여 각 컬럼(도 1의 130)의 발라스트 탱크(도 1의 131)에 해수가 유입될 수 있다.
도 1을 참조하면, 해수공급라인(140)에 펌프(150)가 배치된다. 펌프(150)는 복수의 컬럼(130) 중 하나에서 측방향으로 연장된 지지부재(135)에 지지될 수 있다.
위와 같은 해수공급라인(140) 및 펌프(150) 결합체는 적은 개수의 펌프(150)로 컬럼(130) 및 폰툰(120)에 분산되어 있는 발라스트 탱크(131, 121)에 해수를 공급할 수 있어 경제적이다.
본 실시예에 따르면, 수차(160)는 제2구간(142)에 배치된다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 수차를 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 수차(160)는 제2구간(142)을 통해 낙하하는 해수에 의해 회전한다. 즉, 해수의 위치에너지를 회전에너지로 변환한다. 발전기(170)는 수차(160)의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환한다.
본 실시예에 따르면 수면으로부터 높은 위치에 해당하는 컬럼(130)의 상부에서 낙하하는 해수의 위치에너지를 전기에너지로 변환함으로써 효과적으로 발전할 수 있다. 발전기(170)에서 발생된 전력은 반잠수식 해양구조물(100) 내 전기 구동 장비를 구동하기 위해 사용될 수 있어 경제적이다.
수차(160)는 도 1과 같이 제2구간(142)의 연장 방향과 나란한 회전축(163)을 가질 수 있다. 이때, 발전기(170)의 입력축(173)과 수차(160)의 회전축(163)은 베벨기어(165)에 의해 연결될 수 있다.
다른 예로, 수차(160')는 도 4 및 도 5와 같이 제2구간(142)의 연장 방향과 수직한 회전축(163)을 가질 수 있다. 이때, 발전기(170)의 입력축(173)은 수차(160)의 회전축(163)과 직접 연결될 수 있다. 참고로 도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 수차의 일 변형례를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 3의 B-B 선에서 화살표 방향으로 바라본 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 수차(160)는 일부 영역이 제2구간(142)에 측방향으로 확장 형성된 수용부(1421)에 위치하고 나머지 영역이 제2구간(142) 내에 위치하도록 배치될 수 있다. 이 경우, 제2구간(142)을 통해 낙하하는 해수에 의해 수차(160)가 원활하게 회전할 수 있다.
도 1을 참조하면, 반잠수식 해양구조물(100)은 방오장치(180)를 포함한다. 방오장치(180)는 해수공급라인(140)을 따라 이동하는 해수를 전기분해하여 치아염소산 이온을 생성한다. 예컨대, 방오장치(180)는 구리 전극과 알루미늄 전극을 포함할 수 있다. 구리 전극 및 알루미늄 전극이 해수공급라인(140) 내의 해수에 담긴 상태에서 전류가 인가되면 치아염소산 이온이 발생된다. 발생된 치아염소산 이온은 해수 내 오염원을 살균한다.
본 실시예에 따르면, 발전기(170)에서 생산된 전력은 방오장치(180)에서 사용된다. 이 경우, 발라스팅을 위해 해수를 펌핑하는 과정에서 수차(160) 및 발전기(170)를 통해 발생되는 전기 에너지를 방오장치(180)의 가동에 사용함으로써 에너지 효율적이고 경제적이다.
본 실시예에 따르면, 해수공급라인(140)에는 연결라인(190)이 설치된다. 연결라인(190)은 방오장치(180)를 중심으로 하류와 상류를 연결한다. 방오장치(180)에 의해 해수에 제공된 치아염소산 이온의 일부는 연결라인(190)을 통해 방오 장치의 상류로 이동한다. 이 경우, 해수공급라인(140)을 통해 방오장치(180) 측으로 이동하는 해수는 미리 살균될 수 있어 방오효과가 향상될 수 있다.
한편, 해수공급라인(140), 연결라인(190) 즌에는 밸브(미도시)가 설치될 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100 : 반잠수식 해양구조물
110 : 플랫폼
120 : 폰툰
130 : 컬럼
140 : 해수공급라인
141 : 제1구간
142 : 제2구간
143 : 연결구간
150 : 펌프
160 : 수차
170 : 발전기
180 : 방오장치
190 : 연결라인

Claims (6)

  1. 플랫폼;
    상기 플랫폼 아래에 배치되고, 상기 플랫폼에 부력을 제공하는 폰툰;
    상기 플랫폼과 상기 폰툰 사이에 개재되어 상기 폰툰에 대하여 상기 플랫폼을 지지하는 컬럼;
    수중에서 상기 플랫폼 측으로 상향 연장된 제1구간과, 하향 연장되고 상기 컬럼 및 상기 폰툰 중 적어도 하나에 배치된 발라스트 탱크와 연결되는 제2구간을 포함하는 해수공급라인;
    상기 해수공급라인에 배치되어 해수를 펌핑하는 펌프; 및
    상기 해수공급라인을 따라 이동하는 해수를 전기분해 하여 차아염소산 이온을 생성하는 방오장치를 포함하고,
    상기 해수공급라인에는 상기 방오장치를 중심으로 하류와 상류를 연결하는 연결라인이 설치되고,
    상기 차아염소산 이온의 일부는 상기 연결라인을 통해 상기 펌프의 후단인 상기 방오장치의 상류로 이동하는, 반잠수식 해양구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    수면으로부터 높은 위치에 해당하는 상기 컬럼의 상부에서 낙하하는 해수의 위치 에너지를 회전 에너지로 변환하도록, 상기 제2구간에 배치되는 수차; 및
    상기 수차의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전기를 더 포함하고,
    상기 발전기에서 생산된 전력은 상기 방오장치에서 사용되는, 반잠수식 해양구조물.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 수차의 회전축은 상기 제2구간의 연장 방향과 나란하고,
    상기 수차의 회전축과 상기 발전기의 입력축은 베벨기어에 의해 연결되는, 반잠수식 해양구조물.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 수차의 회전축은 상기 제2구간의 연장 방향과 수직하고,
    상기 제2구간에는 측방향으로 확장된 수용부가 형성되고,
    상기 수차는 일부 영역이 상기 수용부에 위치하고 나머지 영역이 상기 제2구간 내에 위치하도록 배치되는, 반잠수식 해양구조물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 컬럼은 복수로 제공되고,
    상기 복수의 컬럼에 대응하여 상기 해수공급라인의 제2구간은 복수로 제공되고,
    상기 해수공급라인은 상기 플랫폼에 배치되고 상기 복수의 제2구간을 상호 연결하는 연결구간을 더 포함하는, 반잠수식 해양구조물.
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