KR101894462B1 - 발전설비 - Google Patents

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KR101894462B1
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박어진
오환엽
이창우
전준환
최정인
한영권
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

발전설비가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 발전설비는, 발전장치를 구비하며 수상에 부유하는 상부 구조체, 발전장치에 공급되는 연료를 저장하는 저장탱크를 구비하며 착저가 가능한 하부 구조체 및 하부 구조체와 상부 구조체 사이 간격을 조절하는 간격 조절부를 포함한다.

Description

발전설비{Power plant}
본 발명은 발전설비에 관한 것이다.
일반적으로 액화천연가스(LNG) 발전설비는 육상에 설치되므로, 가스의 저장설비, 공급설비 및 발전설비를 설치하는 면적을 크게 차지한다. 또한, 발전소 설치에 대한 지역주민의 반대 등의 사회적 문제도 있다.
이에 따라, 해상에서 발전설비를 설치하는 부유식 해상 구조물이 개발되고 있다. 그러나, 부유식 해상 구조물은 수상에서 부유 시에 조수 또는 파도 등에 영향을 받는 문제가 있다.
한국공개특허 제10-2015-0096985호
본 발명의 실시예는, 해상에 설치되어서 안정적으로 발전을 할 수 있는 발전설비를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 발전장치를 구비하며 수상에 부유하는 상부 구조체, 발전장치에 공급되는 연료를 저장하는 저장탱크를 구비하며 착저가 가능한 하부 구조체 및 하부 구조체와 상부 구조체 사이 간격을 조절하는 간격 조절부를 포함하는 발전설비가 제공된다.
이 때, 하부 구조체는, 자중에 의해 착저 되거나, 내부에 채워지는 물 또는 중량체에 의하여 착저될 수 있다.
또한, 간격 조절부는, 하부 구조체에 고정되고 상부 구조체를 향하여 연장된 지지부 및 지지부에서 상부 구조체의 높이를 조절하는 높이 조절장치를 포함할 수 있다.
또한, 지지부의 내부에는 공간부가 형성되며, 하부 구조체의 착저 시에 공간부에 물 또는 중량체가 채워질 수 있다.
또한, 높이 조절장치는, 지지부에서 상부 구조체를 상하로 이동시키는 유압장치 또는 잭업(jack-up)장치를 포함할 수 있다.
또한, 지지부는, 상부 구조체 상에서 연장이 가능할 수 있다.
또한, 간격 조절부는, 착저가 된 하부 구조체에 대하여 상부 구조체를 수면보다 높게 들어 올릴 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 발전설비를 해저면에 착저 시켜서 수상에서도 안정적인 발전을 할 수 있다.
또한, 발전에 필요한 액화가스를 저온의 해저에서 보관하여, 액화가스 저장의 위험을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전설비를 설명하는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전설비의 지지부에서 공간부를 예시하는 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전설비를 이동 및 설치하는 방법을 설명하는 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전설비를 설명하는 도면.
본 출원에서 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 출원에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
또한, 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.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 발전설비의 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 발전설비를 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전설비는, 상부 구조체(110), 하부 구조체(120) 및 간격 조절부(130)를 포함한다.
상부 구조체(110)는, 발전장치(115)를 구비하고 수상에 부유한다. 하부 구조체(120)는, 발전장치(115)가 물(10) 위에 유지될 수 있는 부력을 가진다. 또한, 하부 구조체(120)가 착저 되지 않은 상태에서, 상부 구조체(110)는 하부 구조체(120)와 일체로 같이 부유할 수 있는 부력을 제공할 수 있다.
도 1을 참조하면, 상부 구조체(110)는 부유하는 플랫폼에 발전장치(115)가 설치된 구조일 수 있다. 발전장치(115)는 액화가스를 연료로 이용하는 가스 발전기일 수 있다. 한편, 발전장치(115)의 종류는 가스 발전기로 한정되지 않으며, 다양한 연료를 사용하는 발전기일 수 있다.
하부 구조체(120)는, 저장탱크(125)를 구비하며, 물의 바닥면에 착저가 가능한 구조를 가진다. 하부 구조체(120)는 이동 시에는 상부 구조체(110)와 같이 부유할 수 있고, 발전 시에는 바닥면에 착저, 즉 침강하여 바닥면에 놓일 수 있다.
도 1을 참조하면, 하부 구조체(120)의 내부에는 저장탱크(125)가 설치되고, 저장탱크(125)에 저장된 연료는 발전장치(115)에 공급될 수 있다. 예를 들어, 저장탱크(125)는 액화가스를 저장하고 발전장치(115)는 액화가스를 이용한 가스 발전기일 수 있다. 해저면(20)에 착저 되는 하부 구조체(120)에 액화가스 저장탱크(125)가 설치됨으로써, 낮은 온도이며 급격한 온도 변화가 없는 해저 환경에서 액화가스를 안전하게 보관할 수 있다. 한편, 저장탱크(125)는 발전장치(115)에 맞추어 다양한 연료를 저장할 수 있다. 또한, 저장탱크(125)는 하부 구조체(120)에 내장되는 형태 이외에도 외부에 설치되는 형태일 수 있다.
착저를 위하여, 하부 구조체(120)에 내부에는 물 또는 중량체가 채워질 수 있다. 예를 들어, 하부 구조체(120)가 밸러스트(ballast) 장치를 구비하여, 착저 시에 물을 채워서 침강할 수 있다. 또한, 하부 구조체(120)에 시멘트와 같은 중량체를 채워서 하부 구조체(120)를 침강시킬 수 있다.
한편, 하부 구조체(120)는 자중으로 착저가 가능할 수도 있다. 구체적으로 설명하면, 하부 구조체(120) 자체는 물에서 침강하는 부력이 없는 구조체일 수 있다. 이에 따라, 이동 시에는 높은 부력을 가지는 상부 구조체(110)와 결합되어 일체로서 부유하지만, 상부 구조체(110)에서 분리되면 자체로는 부력이 없어서 침강되어 착저가 될 수 있다.
간격조절부는, 하부 구조체(120)와 상부 구조체(110) 사이의 간격을 조절한다.
도 1을 참조하면, 간격 조절부(130)는, 하부 구조체(120)에 고정되고 상부 구조체(110)를 향하여 기둥과 같이 연장된 지지부(132)와, 지지부(132)에서 상부 구조체(110)의 높이를 조절하는 높이 조절장치(135)로 이루어질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전설비의 지지부(132)에서 공간부를 예시하는 도면이다. 도 2를 참조하면, 지지부(132)의 내부에는 공간부가 형성될 수 있다. 예를 들어, 지지부(132a)는 트러스(truss) 구조를 가지고, 복수의 관(133a)과 관들을 연결시키는 부재(134a)로 이루어질 수 있다. 또한, 지지부(132b)는 원형 또는 다각형의 기둥 (134b)이고, 내부에 빈 공간(133b)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 트러스의 관(133a) 내부공간 또는 기둥(134b)의 내부공간이, 지지부(132a, 132b)의 공간부가 될 수 있다. 공간부에는 물 또는 중량체가 채워질 수 있다. 하부 구조체(120)가 착저할 때, 지지부(132)의 공간부에 물 또는 시멘트와 같은 중량체를 채워서 하부 구조체(120)의 침강을 도울 수 있다.
한편, 높이 조절장치(135)는 지지부(132)에서 상부 구조체(110)를 상하로 이동시킬 수 있다. 예를 들면, 높이 조절장치(135)는, 지지부(132)에서 상부 구조체(110)를 올리고 내리는 유압장치 또는 잭업(jack-up)장치일 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전설비를 이동 및 설치하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 발전설비의 이동 시에는, 하부 구조체(120)가 상부 구조체(110)에 의한 부력을 받을 수 있도록, 간격 조절부(130)는 하부 구조체(120)와 상부 구조체(110)를 밀착시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 하부 구조체(120)의 착저 시에는, 상부 구조체(110)와 하부 구조체(120) 사이의 간격은 멀어진다. 상술한 바와 같이, 하부 구조체(120)는 자중에 의하거나 물 또는 중량체에 의하여 침강이 가능하므로, 해저면(20)에 놓이게 될 수 있다. 이 때, 하부 구조체(120)에 결합된 지지부(132)의 공간부에 물 또는 중량체를 채워서 침강을 도울 수 있다. 한편, 하부 구조체(120)가 착저 되면, 상부 구조체(110)는 지지부(132)를 따라 상하로 움직임만이 가능하게 된다. 다시 말해, 상부 구조체(110)의 횡적인 운동은 구속되므로, 발전장치(115)에 대한 조류 또는 파도의 영향을 최소화할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발전설비를 설명하는 도면이다. 본 실시예에 따른 발전설비는, 지지부(232)가 추가로 연장이 가능한 점에서 상술한 실시예와 차이가 있다.
발전장치(215)를 구비한 상부 구조체(210), 저장탱크(225)를 구비하는 하부 구조체(220) 및 지지부(232)와 높이 조절장치(235)를 가지는 간격 조절부(230)를 구비하는 기본적 구성은 상술한 실시예와 유사하다.
여기서, 본 실시예는 상부 구조체(210) 상에서 지지부(232)가 연장이 가능한 특징이 추가된다. 도 5를 참조하면, 하부 구조체(220)가 착저된 후에, 상부 구조체(210) 위에서 지지부(232)에 추가 연장부재(232´)를 결합시켜 지지부(232)를 연장시킬 수 있다. 예를 들어, 타워 크레인의 마스트를 연장하는 방식인 텔레스코핑(telescoping)과 같이, 연장부재(232´)를 모듈 형태로 연속적으로 연결시킬 수 있다. 도 6을 참조하면, 지지부(232)에 추가된 연장부재(232´) 위로 상부 구조체(210)가 이동될 수 있다. 이에 따라, 해저면(20)에 착저가 된 하부 구조체(220)에 대하여, 상부 구조체(210)를 수면보다 높게 들어 올릴 수 있다. 발전장치(215)가 구비된 상부 구조체(210)가 수면보다 높게 올려짐으로써, 조류 또는 파도 등에 의해 발전장치(215)가 영향을 받는 것을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성요소의 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.
110, 210: 상부 구조체
115, 215: 발전장치
120, 220: 하부 구조체
125, 225: 저장탱크
130, 230: 간격 조절부
132, 232: 지지부
135, 235: 높이 조절장치

Claims (7)

  1. 발전장치를 구비하며, 수상에 부유하는 상부 구조체;
    상기 발전장치에 공급되는 연료를 저장하는 저장탱크를 구비하며, 착저가 가능한 하부 구조체; 및
    상기 하부 구조체와 상기 상부 구조체 사이 간격을 조절하는 간격 조절부를 포함하고,
    상기 하부 구조체는,
    이동 시에는 상기 상부 구조체와 같이 부유하며, 발전 시에는 수중의 바닥면에 착저하는 것을 특징으로 하는 발전설비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부 구조체는,
    자중에 의해 착저 되거나, 내부에 채워지는 물 또는 중량체에 의하여 착저 되는 발전설비.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 간격 조절부는,
    상기 하부 구조체에 고정되고 상기 상부 구조체를 향하여 연장된 지지부; 및
    상기 지지부에서 상기 상부 구조체의 높이를 조절하는 높이 조절장치를 포함하는 발전설비.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 지지부의 내부에는 공간부가 형성되며,
    상기 하부 구조체의 착저 시에, 상기 공간부에 물 또는 중량체가 채워지는 발전설비.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 높이 조절장치는,
    상기 지지부에서 상기 상부 구조체를 상하로 이동시키는 유압장치 또는 잭업(jack-up)장치를 포함하는 발전설비.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 상부 구조체 상에서 연장이 가능한 발전설비.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 간격 조절부는,
    착저가 된 상기 하부 구조체에 대하여, 상기 상부 구조체를 수면보다 높게 들어 올리는 발전설비.
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