KR101979421B1 - 해상발전용 선박 - Google Patents

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Abstract

해상발전용 선박이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 의한 해상발전용 선박은 전기를 생산하는 발전유닛; 선박에 결합되며, 발전유닛에 의해 생산된 전기를 전달하는 복수의 송전케이블이 지나가도록 내측에 중공부를 형성한 터렛; 및 발전유닛과 터렛 사이에 배치되며, 송전케이블을 지지하는 타워;를 포함하며, 타워에는 터렛을 중심으로 선박이 회전할 경우 송전케이블이 고르게 비틀어지도록 하는 케이블홀더가 마련되되, 케이블홀더는 각각의 송전케이블이 서로 간섭되지 않도록 배치된 내륜과, 내륜이 회동 가능하게 결합되며 타워에 고정된 외륜을 포함하는 베어링 구조로 마련된다.

Description

해상발전용 선박{SHIP USED FOR GENERATING POWER IN SEA}
본 발명은 해상발전용 선박에 관한 것이다.
해상발전용 선박(이하, ‘선박’ 이라고 함)은 화력 발전 설비와 연료의 저장, 공급 및 재기화를 수행하는 설비 등을 통해 해상에서 전기를 생산한다. 예컨대, 한국공개특허 제10-2015-0012781호(2015.02.04. 공개)는 해상에 고정식 또는 부유식으로 설치된 해상구조물로부터 육상의 전력공급시설로 송전하는 기술을 제시한 바 있다.
이와 같이 전기를 생산하는 선박은 육지와 근접한 근해에서 접안식으로 설치되어 운용될 수 있다. 또, 원해에서 터렛 무어링 시스템(turret mooring system)에 의해 계류된 상태에서 운용될 수도 있다.
여기서, 터렛 무어링 시스템은 선박으로부터 내린 체인 등을 해저면에 고정시키는 방식으로 선박을 해상의 작업위치에 계류시킨다. 또, 터렛 무어링 시스템은 파도, 해류, 바람, 너울의 영향이 크고 해상 조건이 열악한 곳에서 선박에 외력이 가해질 때 선박이 터렛을 중심으로 자연스럽게 회전할 수 있도록 한다.
한편, 종래에 선박은 생산한 전력을 육지로 송전하기 위해 고압의 송전설비를 마련하고 있다. 송전설비는 터렛과 해당 터렛을 중심으로 회전하는 선박 간 송전케이블을 전기적으로 연결시키는 장치들을 포함한다.
이때, 선박이 터렛을 중심으로 회전할 때 송전케이블이 비틀어지면서 꼬이게 되는데, 송전케이블이 전체적으로 고르게 비틀어지면서 꼬이지 못하고 어느 한쪽에 뭉쳐지도록 꼬이거나 잘못 꼬이는 경우 송전케이블이 파손되거나 관련된 설비들을 간섭 또는 손상시킬 위험이 있다.
한국공개특허 제10-2015-0012781호(2015.02.04. 공개)
본 발명의 실시 예는 선박이 터렛을 중심으로 회전할 때 송전케이블이 안정적으로 고르게 비틀어지도록 하는 해상발전용 선박을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전기를 생산하는 발전유닛; 선박에 결합되며, 상기 발전유닛에 의해 생산된 전기를 전달하는 복수의 송전케이블이 지나가도록 내측에 중공부를 형성한 터렛; 및 상기 발전유닛과 상기 터렛 사이에 배치되며, 상기 송전케이블을 지지하는 타워;를 포함하며, 상기 타워에는 상기 터렛을 중심으로 상기 선박이 회전할 경우 상기 송전케이블이 고르게 비틀어지도록 하는 케이블홀더가 마련되되, 상기 케이블홀더는 각각의 상기 송전케이블이 서로 간섭되지 않도록 배치된 내륜과, 상기 내륜이 회동 가능하게 결합되며 상기 타워에 고정된 외륜을 포함하는 베어링 구조로 마련된 해상발전용 선박이 제공될 수 있다.
상기 내륜의 내측에는 각각의 상기 송전케이블이 일대일로 삽입되는 삽입부와, 상기 내륜의 중심부에 배치된 결합부와, 상기 삽입부와 상기 결합부를 연결하는 연결부재를 포함할 수 있다.
상기 결합부는 구 형태로 마련되며, 상기 연결부재가 결합되는 복수의 삽입홈을 형성할 수 있다.
상기 타워를 거쳐 나온 상기 송전케이블 간의 간섭을 방지하기 위한 보조홀더를 더 포함하되, 상기 보조홀더는 각각의 상기 송전케이블이 일대일로 대응되게 삽입되어 지나가도록 복수의 삽입홀을 형성할 수 있다.
상기 중공부는 상기 송전케이블을 가이드하는 가이드롤러와, 상기 가이드롤러를 회동 가능하게 지지하며, 상기 송전케이블이 지나가도록 가이드홀을 형성한 고정바를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의한 해상발전용 선박은 선박이 터렛을 중심으로 회전할 때 송전케이블이 안정적으로 고르게 비틀어지도록 할 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 해상발전용 선박을 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 터렛을 중심으로 선박이 회전할 경우 제1송전케이블이 고르게 비틀어지도록 하는 케이블홀더의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 케이블홀더의 내륜 내측에 마련된 삽입부, 결합부 및 연결부재 간의 결합 관계를 분해 사시도로 나타낸 것이다.
도 4는 도 1에 도시된 타워를 거쳐 나온 복수의 제1송전케이블 간의 간섭을 방지하기 위한 보조홀더를 사시도로 나타낸 것이다.
도 5는 도 1에 도시된 터렛의 중공부에 구비된 가이드롤러 및 고정바를 평면도로 나타낸 것이다.
도 6은 도 1에 도시된 선박이 터렛을 중심으로 회전할 경우의 송전케이블 모습을 단면도로 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 해상발전용 선박(100, 이하 ‘선박’이라 함)은 전기를 생산하는 발전유닛(110)과, 선박(100)에 결합되며 발전유닛(110)에 의해 생산된 전기를 전달하는 복수의 제1송전케이블(C1)이 지나가도록 내측에 중공부(121)를 형성한 터렛(120)과, 발전유닛(110)과 터렛(120) 사이에 배치되며, 제1송전케이블(C1)을 지지하는 타워(130)와, 터렛(120)을 중심으로 선박(100)이 회전할 경우 제1송전케이블(C1)이 고르게 비틀어지도록 하는 케이블홀더(140)를 포함한다. 이하, 각 구성요소에 대해서 구체적으로 설명한다.
선박(100)은 외측으로 연장된 터렛결합장치(105)를 마련할 수 있다. 터렛결합장치(105)는 터렛(120)에 회동 가능하게 결합하며, 이외에도 공지된 다양한 형태로 선박(100)과 터렛(120) 간 결합이 이루어질 수 있다. 터렛 결합장치(105) 상부에는 타워(130)가 배치될 수 있다.
선박(100)은 체인(170)을 해저면에 고정시키는 방식으로 해상의 작업위치에 계류될 수 있다. 또, 선박(100)은 파도, 해류, 바람, 너울의 영향이 크고 해상 조건이 열악한 곳에서 외력이 가해지면 공개된 다양한 구성의 터렛 무어링 시스템에 의해 터렛(120)을 중심으로 자연스럽게 회전할 수 있다.
발전유닛(110)은 예컨대 100 내지 1000MW급의 화력발전설비와 LNG 등과 같은 연료 저장, 공급 및 재기화 설비를 일체화하여 해상에서 전기를 생산할 수 있다. 발전유닛(110)에 의해 생산된 전기는 복수의 제1송전케이블(C1)을 통해 송전될 수 있다.
여기서, 제1송전케이블(C1)은 발전유닛(110)으로부터 타워(130) 및 터렛(120) 내부를 거쳐 터렛(120) 하부의 연결박스(160) 쪽으로 발전유닛(110)에 의해 생산된 전기를 전달한다. 제1송전케이블(C1)은 발전유닛(110)에 일측이 고정된 상태에서 연결박스(160)에 타측이 고정될 수 있다. 그리고, 제1송전케이블(C1)은 터렛(120)을 중심으로 회전하는 선박(100)의 회전 가능 횟수를 고려하여 중공부(121) 내측에서 충분한 여유 길이(L)를 갖도록 마련될 수 있다.
타워(130)는 발전유닛(110) 및 터렛(120) 보다 최고점이 높도록 상대적으로 높은 위치에 설치될 수 있으며, 제1송전케이블(C1)은 타워(130)를 중심으로 ‘∧’자 형태를 가질 수 있다. 예컨대 도 1에 도시한 바와 같이 타워(130)는 제1송전케이블(C1)의 효과적인 설치 및 운용을 위해 발전유닛(110) 및 터렛(120)의 최고점보다 높게 수직으로 설치되고, 일측이 터렛(120) 방향으로 굽어진 형상을 가질 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 타워(130)에 마련된 케이블홀더(140)는 각각의 제1송전케이블(C1)이 서로 간섭되지 않도록 배치된 내륜(140a)과, 내륜(140a)과 결합된 외륜(140b)을 포함하는 볼(148) 베어링 구조로 마련될 수 있다. 즉, 내륜(140a)은 타워(130)에 안착부(149)에 의해 고정된 외륜(140b)에 회동 가능하게 결합된다.
이를 통해 케이블홀더(140)는 터렛(120)을 중심으로 선박(100)이 회전할 경우, 발전유닛(110), 타워(130) 및 터렛(120)을 거쳐 연결박스(160)에 이르기까지 전 구간에서 제1송전케이블(C1)이 전체적으로 고르게 비틀어지도록 제1송전케이블(C1)을 홀딩한 내륜(140a)이 회전하도록 한다.
내륜(140a)의 내측에는 각각의 제1송전케이블(C1)이 일대일로 삽입되는 삽입부(142)와, 내륜(140a)의 중심부에 배치된 결합부(144)와, 삽입부(142)와 결합부(144)를 연결하는 연결부재(146)를 포함한다.
예컨대, 도 2에서는 3개의 제1송전케이블(C1)이 삼각 형태로 배치된 삽입부(142)에 각각 삽입된 형태를 나타내었다. 여기서, 제1송전케이블(C1)이 더 추가될 경우, 삽입부(142) 및 연결부재(146)를 그와 함께 추가하고, 연결부재(146)를 통해 결합부(144)와 해당 삽입부(142)를 연결하여 간편하게 설치 작업을 수행할 수 있다.
이를 위해 도 3을 참조하면, 상술한 내륜(140a)의 중심부에 배치된 결합부(144)는 구 형태로 마련될 수 있으며, 연결부재(146) 일측이 결합되는 복수의 삽입홈(144a)을 형성할 수 있다. 이때, 제1송전케이블(C1)이 추가될 경우를 대비하여 여분의 삽입홈(144a)을 결합부(144)의 표면에 형성할 수 있다.
도 4를 참조하면, 타워(130)를 거쳐 나온 제1송전케이블(C1) 간의 간섭을 방지하기 위한 복수의 보조홀더(137)가 마련될 수 있다. 보조홀더(137)는 타워(130)와 터렛(120) 사이의 구간에 마련될 수 있다.
보조홀더(137)는 일정 간격으로 복수 개 배치될 수 있으며, 예컨대 원형의 플레이트로 마련될 수 있다. 보조홀더(137)는 각각의 제1송전케이블(C1)이 일대일로 대응되게 삽입되어 지나가도록 복수의 삽입홀(137a)을 형성한다. 이러한 보조홀더(137)는 제1송전케이블(C1)의 특정 위치에 고정 배치될 수 있다.
도 1과 도 5를 참조하면, 터렛(120)의 중공부(121)는 터렛(120) 내측을 지나가는 제1송전케이블(C1)을 일측에서 지지하는 가이드부(150)를 마련할 수 있다.
가이드부(150)는 제1송전케이블(C1)이 지나가도록 가이드홀(150a)을 형성할 수 있으며, 제1송전케이블(C1)은 가이드부(150)의 가이드홀(150a)을 통해 터렛(120) 하측으로 빠져나가 터렛(120) 하부의 연결박스(160) 쪽과 연결된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 연결박스(160)는 제1송전케이블(C1)과 터렛(120)의 외부로 연장되어 전기수요처(미도시)로 송전을 수행하는 제2송전케이블(C2)을 전기적으로 연결한다. 전기수요처는 예컨대 육상의 전력공급시설을 포함할 수 있으며, 제2송전케이블(C2)은 선박(100)에서 생산한 전기를 해당 육상의 전력공급시설로 송전할 수 있다.
이때, 제2송전케이블(C2)은 연결박스(160) 하부에 장착된 제이(J) 형태의 케이블관(180) 내측으로 설치될 수 있으며, 케이블관(180)의 배치 경로를 따라 해수면 하부 쪽으로 포설될 수 있다.
도 1에 도시된 선박(100)은 외력이 작용할 경우, 터렛(120)을 중심으로 회전할 수 있다. 도 6은 도 1의 선박(100)이 터렛(120)을 중심으로 회전한 상태를 나타낸다.
도 6에 도시한 바와 같이, 터렛(120)을 중심으로 선박(100)이 회전할 경우, 제1송전케이블(C1)은 상술한 케이블홀더(140)에 의해 전체적으로 고르게 비틀어지게 된다. 이때, 발전유닛(110), 타워(130) 및 터렛(120)을 거쳐 연결박스(160)에 이르는 제1송전케이블(C1)의 직선거리는 짧아진다.
이와 같이, 터렛(120)을 중심으로 선박(100)이 회전할 경우, 제1송전케이블(C1)이 케이블홀더(140)에 의해 전체적으로 고르게 비틀어지게 됨으로써, 부분적 또는 무작위로 꼬여 제1송전케이블(C1)이 파손되거나 관련된 설비들을 간섭 또는 손상시킬 위험을 피할 수 있다.
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.
100: 발전유닛 120: 터렛
130: 타워 137: 보조홀더
140: 케이블홀더 150: 가이드롤러
160: 연결박스 170: 체인
180: 케이블관 C1: 제1송전케이블
C2: 제2송전케이블

Claims (5)

  1. 전기를 생산하는 발전유닛;
    선박에 결합되며, 상기 발전유닛에 의해 생산된 전기를 전달하는 복수의 송전케이블이 지나가도록 내측에 중공부를 형성한 터렛; 및
    상기 발전유닛과 상기 터렛 사이에 배치되며, 상기 송전케이블을 지지하는 타워;를 포함하며,
    상기 타워에는 상기 터렛을 중심으로 상기 선박이 회전할 경우 상기 송전케이블이 고르게 비틀어지도록 하는 케이블홀더가 마련되되,
    상기 케이블홀더는 각각의 상기 송전케이블이 서로 간섭되지 않도록 배치된 내륜과, 상기 내륜이 회동 가능하게 결합되며 상기 타워에 고정된 외륜을 포함하는 베어링 구조로 마련되고,
    상기 내륜의 내측에는 각각의 상기 송전케이블이 일대일로 삽입되는 삽입부와, 상기 내륜의 중심부에 배치된 결합부와, 상기 삽입부와 상기 결합부를 연결하는 연결부재가 마련되고,
    상기 결합부는 구 형태로 마련되며, 상기 연결부재가 결합되는 복수의 삽입홈을 형성한 해상발전용 선박.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 타워를 거쳐 나온 상기 송전케이블 간의 간섭을 방지하기 위한 보조홀더를 더 포함하되,
    상기 보조홀더는 각각의 상기 송전케이블이 일대일로 대응되게 삽입되어 지나가도록 복수의 삽입홀을 형성한 해상발전용 선박.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중공부는 상기 송전케이블을 가이드하는 가이드롤러와, 상기 가이드롤러를 회동 가능하게 지지하며, 상기 송전케이블이 지나가도록 가이드홀을 형성한 고정바를 포함하는 해상발전용 선박.
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