KR102077888B1 - 해상발전시스템 - Google Patents

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KR102077888B1 KR1020170082736A KR20170082736A KR102077888B1 KR 102077888 B1 KR102077888 B1 KR 102077888B1 KR 1020170082736 A KR1020170082736 A KR 1020170082736A KR 20170082736 A KR20170082736 A KR 20170082736A KR 102077888 B1 KR102077888 B1 KR 102077888B1
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윤종근
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현대중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 해상에 부유한 상태에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 재기화공정을 수행하기 위한 부유식 재기화설비, 상기 부유식 재기화설비가 접안되도록 해저 지면에 고정되게 설치되는 접안설비, 및 해상에 부유한 상태에서 상기 접안설비에 접안되고 상기 접안설비를 통해 상기 부유식 재기화설비가 재기화한 천연가스를 공급받아 전기를 생산하기 위한 부유식 발전설비를 포함하는 해상발전시스템에 관한 것이다.

Description

해상발전시스템{Offshore Power System}
본 발명은 해상에서 전기를 생산하기 위한 해상발전시스템에 관한 것이다.
오늘날, 환경에 대한 관심의 일환으로, 친환경적인 발전시스템에 대한 관심이 증대되고 있으며, 친환경적인 발전시스템의 일종으로 천연가스를 발전연료로 사용하는 발전시스템이 있다.
그런데, 육상에서 천연가스를 발전연료로 사용하는 발전시스템을 구축하기 위해서는 가스저장탱크, 가스공급장치 및 발전소 등과 같은 기반시설을 설치하기 위한 부지를 확보해야 될 뿐만 아니라 기반시설을 설치하는 시공기간이 소요되므로, 전기를 생산하기까지 오랜 시간이 걸리는 문제가 있다. 특히, 섬 등과 같은 도서지역 같은 경우에는 발전시스템을 구축하는데 막대한 비용이 소요될 뿐만 아니라 섬마다 발전시스템을 구축하지 못하는 문제가 있다. 따라서, 해상에서 전기를 생산하여 육상에 공급할 수 있는 해상발전시스템에 대한 기술의 개발이 절실히 필요하다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 해상에서 전기를 생산하여 육상에 공급할 수 있는 해상발전시스템을 제공하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 해상발전시스템은 해상에 부유한 상태에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 재기화공정을 수행하기 위한 부유식 재기화설비; 상기 부유식 재기화설비가 접안되도록 해저 지면에 고정되게 설치되는 접안설비; 및 해상에 부유한 상태에서 상기 접안설비에 접안되고, 상기 접안설비를 통해 상기 부유식 재기화설비가 재기화한 천연가스를 공급받아 전기를 생산하기 위한 부유식 발전설비를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 해상발전시스템에 있어서, 상기 부유식 재기화설비는 액화천연가스를 재기화시키는 재기화부, 및 상기 재기화부가 설치되는 재기화부유본체를 포함할 수 있다. 상기 부유식 발전설비는 상기 접안설비를 통해 공급되는 천연가스를 이용하여 전기를 생산하기 위한 발전시스템, 및 상기 발전시스템이 설치되는 발전부유본체를 포함할 수 있다. 상기 접안설비는 상기 재기화부유본체 및 상기 발전부유본체가 서로 이격된 위치에서 접안되는 접안본체를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 해상발전시스템에 있어서, 상기 부유식 재기화설비는 액화천연가스를 저장하기 위한 LNG저장탱크, 상기 LNG저장탱크로부터 공급되는 액화천연가스를 재기화시키기 위한 재기화부, 및 상기 LNG저장탱크 및 상기 재기화부가 설치되는 재기화부유본체를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 해상발전시스템에 있어서, 상기 부유식 재기화설비는 상기 재기화공정을 수행하는 작업자들이 거주하기 위한 거주구를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 해상발전시스템에 있어서, 상기 거주구는 상기 접안설비 및 상기 부유식 발전설비 중 적어도 한 곳에서 작업하는 작업자들에 의해 공용(共用)될 수 있다.
본 발명에 따른 해상발전시스템에 있어서, 상기 접안설비는 상기 부유식 재기화설비 및 상기 부유식 발전설비 중 적어도 하나를 접안시키기 위한 접안본체, 및 상기 접안본체와 상기 부유식 재기화설비 및 상기 접안본체와 상기 부유식 발전설비를 각각 연결시키기 위한 연결기구를 포함할 수 있다. 상기 연결기구는 상기 접안설비에 서로 이격되게 고정 설치되는 복수개의 고정부재, 및 상기 고정부재에 일측이 결합되고 타측이 상기 부유식 재기화설비 및 상기 부유식 발전설비 중 적어도 하나에 결합되기 위한 연결부재를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 해상발전시스템에 있어서, 상기 접안설비는 상기 부유식 재기화설비로부터 재기화된 천연가스를 공급받아 상기 부유식 발전설비에 공급하기 위한 로딩암을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 해상발전시스템에 있어서, 상기 로딩암은 상기 접안설비의 일측에 설치되고, 상기 부유식 재기화설비가 재기화시킨 천연가스를 공급받기 위한 제1로딩기구, 및 상기 접안설비의 타측에 설치되고 상기 제1로딩기구로부터 천연가스를 공급받아 상기 부유식 발전설비에 천연가스를 공급하기 위한 제2로딩기구를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 해상발전시스템에 있어서, 상기 제1로딩기구는 상기 접안설비에 결합되는 제1베이스프레임, 상기 제1베이스프레임에 회전 가능하게 결합되는 제1선회프레임, 상기 제1선회프레임에 길이 조절이 가능하게 결합되는 제1승강프레임, 상기 제1승강프레임에 회전 가능하게 결합되는 제1암프레임, 및 상기 제1암프레임에 결합되고 상기 부유식 재기화설비로부터 공급되는 천연가스를 상기 부유식 발전설비로 이동시키기 위한 제1파이프라인을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 해상발전시스템에 있어서, 상기 제2로딩기구는 상기 접안설비에 결합되는 제2베이스프레임, 상기 제2베이스프레임에 회전 가능하게 결합되는 제2선회프레임, 상기 제2선회프레임에 길이 조절이 가능하게 결합되는 제2승강프레임, 상기 제2승강프레임에 회전 가능하게 결합되는 제2암프레임, 및 상기 제2암프레임에 결합되고 상기 제1파이프라인으로부터 공급되는 천연가스를 상기 부유식 발전설비로 이동시키기 위한 제2파이프라인을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 해상발전시스템에 있어서, 상기 접안설비는 상기 부유식 발전설비가 생산한 전기를 공급받아 육상으로 송전하기 위한 송전기구를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 해상발전시스템에 있어서, 상기 부유식 발전설비는 상기 접안설비를 통해 공급되는 천연가스를 이용하여 전기를 생산하기 위한 발전시스템, 및 상기 발전시스템이 설치되는 발전부유본체를 포함할 수 있다. 상기 발전시스템은 상기 천연가스 및 디젤연료 중 적어도 하나를 연소시켜 동력을 발생시키는 이종연료(Dual Fuel)엔진, 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진에 연결되고 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산하는 제1발전기를 포함하는 제1발전기구를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 해상발전시스템에 있어서, 상기 부유식 발전설비는 상기 접안설비를 통해 공급되는 천연가스를 이용하여 전기를 생산하기 위한 발전시스템, 및 상기 발전시스템이 설치되는 발전부유본체를 포함할 수 있다. 상기 발전시스템은 상기 천연가스를 연소시켜 동력을 발생시키는 가스터빈, 상기 가스터빈에 연결되고 상기 가스터빈이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산하는 제2발전기, 상기 가스터빈에서 배출되는 배기가스의 폐열을 회수하여 스팀을 발생시키는 배열회수보일러, 상기 배열회수보일러로부터 스팀을 공급받아 동력을 발생시키는 스팀터빈, 및 상기 스팀터빈에 연결되고 상기 스팀터빈이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산하는 제3발전기를 포함하는 제2발전기구를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 해상발전시스템에 있어서, 상기 부유식 발전설비는 상기 접안설비를 통해 공급되는 천연가스를 이용하여 전기를 생산하기 위한 발전시스템, 및 상기 발전시스템이 설치되는 발전부유본체를 포함할 수 있다. 상기 발전시스템은 상기 천연가스 및 디젤연료 중 적어도 하나를 연소시켜 동력을 발생시키는 이종연료(Dual Fuel)엔진, 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진에 연결되고 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산하는 제1발전기를 포함하는 제1발전기구, 및 상기 제1발전기구로부터 이격된 위치에 설치되고 상기 천연가스를 연소시켜 동력을 발생시키는 가스터빈, 상기 가스터빈에 연결되고 상기 가스터빈이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산하는 제2발전기, 상기 가스터빈에서 배출되는 배기가스의 폐열을 회수하여 스팀을 발생시키는 배열회수보일러, 상기 배열회수보일러로부터 스팀을 공급받아 동력을 발생시키는 스팀터빈, 및 상기 스팀터빈에 연결되고 상기 스팀터빈이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산하는 제3발전기를 포함하는 제2발전기구를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 해상발전시스템에 있어서, 상기 부유식 발전설비는 상기 제1발전기구 및 상기 제2발전기구 중 적어도 하나를 이용하여 전기를 생산할 수 있다.
본 발명에 따른 부유식 발전설비는 재기화부 및 재기화부유본체를 포함하는 부유식 재기화설비가 접안되는 접안본체를 포함하는 접안설비를 통해 상기 부유식 재기화설비가 재기화한 천연가스를 공급받아 전기를 생산하기 위한 발전시스템; 및 상기 발전시스템이 설치되는 발전부유본체를 포함할 수 있다. 상기 발전시스템은 상기 천연가스 및 디젤연료 중 적어도 하나를 연소시켜 동력을 발생시키는 이종연료(Dual Fuel)엔진, 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진에 연결되고 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산하는 제1발전기를 포함하는 제1발전기구를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 부유식 발전설비는 재기화부 및 재기화부유본체를 포함하는 부유식 재기화설비가 접안되는 접안본체를 포함하는 접안설비를 통해 상기 부유식 재기화설비가 재기화한 천연가스를 공급받아 전기를 생산하기 위한 발전시스템; 및 상기 발전시스템이 설치되는 발전부유본체를 포함할 수 있다. 상기 발전시스템은 상기 천연가스를 연소시켜 동력을 발생시키는 가스터빈, 상기 가스터빈에 연결되고 상기 가스터빈이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산하는 제2발전기, 상기 가스터빈에서 배출되는 배기가스의 폐열을 회수하여 스팀을 발생시키는 배열회수보일러, 상기 배열회수보일러로부터 스팀을 공급받아 동력을 발생시키는 스팀터빈, 및 상기 스팀터빈에 연결되고 상기 스팀터빈이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산하는 제3발전기를 포함하는 제2발전기구를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 해상 LNG Terminal 접안 시설로 사용되는 접안설비, LNG를 재기화시키기 위한 부유식 재기화설비, 및 해상에서 전기를 생산하기 위한 부유식 발전설비를 연동시켜 부유식 발전설비의 운용에 필요한 시설 및 연료를 접안설비 및 부유식 재기화설비를 통해 공급받음으로써, 전기 생산에 필요한 설비들을 공동으로 운용하여 전체적인 크기 및 중량 감소, 시공기간 단축, 및 구축비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 해상에서 전기를 생산하여 육상으로 공급하므로 발전 운용의 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템의 개략적인 도면
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템의 개략적인 블록도
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템에서 접안설비를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템에서 로딩암을 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템에서 제1발전기구를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템에서 제2발전기구를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템이 발전하는 것을 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 8은 본 발명의 다른 제1실시예에 따른 해상발전시스템이 발전하는 것을 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 9는 본 발명의 변형된 다른 제1실시예에 따른 해상발전시스템이 발전하는 것을 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템의 개략적인 도면
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템의 개략적인 블록도
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템에서 제1발전기구 및 제1열교환부를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템에서 제2발전기구 및 제2열교환부를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템에서 제3열교환부를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템이 발전하는 과정에서 제1열교환부가 제1발전기구를 냉각하는 것을 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 16은 본 발명의 다른 제2실시예에 따른 해상발전시스템이 발전하는 과정에서 제2열교환부가 제2발전기구를 냉각하는 것을 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 17은 본 발명의 변형된 다른 제2실시예에 따른 해상발전시스템이 발전하는 과정에서 제3열교환부가 제1발전기구 및 제2발전기구를 냉각시키는 것을 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 18은 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템의 개략적인 도면
도 19는 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템의 개략적인 블록도
도 20은 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템의 제1발전시스템 및 제2발전시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 21은 본 발명의 다른 제3실시예에 따른 해상발전시스템의 제1발전시스템 및 제2발전시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 22는 본 발명의 변형된 다른 제3실시예에 따른 해상발전시스템의 제1발전시스템 및 제2발전시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 23은 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템의 개략적인 도면
도 24는 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템의 개략적인 블록도
도 25는 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템의 제1발전시스템 및 제2발전시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 26은 본 발명의 다른 제4실시예에 따른 해상발전시스템의 제1발전시스템 및 제2발전시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 27은 본 발명의 변형된 다른 제4실시예에 따른 해상발전시스템의 제1발전시스템 및 제2발전시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 28은 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템의 개략적인 도면
도 29는 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템의 개략적인 블록도
도 30은 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템에서 제1전환기구 및 제1전기수급기구를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 31은 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템에서 메인발전기를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 32는 본 발명의 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템에서 제2전환기구 및 제2전기수급기구를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 33은 본 발명의 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템에서 메인발전기를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 34는 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템에서 제3전환기구 및 제3전기수급기구를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 35는 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템에서 메인발전기를 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 36은 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템의 개략적인 도면
도 37은 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템의 개략적인 블록도
도 38은 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템에서 발전시스템 및 퍼징시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 39는 본 발명의 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템에서 발전시스템 및 퍼징시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 40은 본 발명의 변형된 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템에서 발전시스템 및 퍼징시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 41은 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템의 개략적인 도면
도 42는 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템의 개략적인 블록도
도 43은 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템에서 발전시스템 및 퍼징시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 44는 본 발명의 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템에서 발전시스템 및 퍼징시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도
도 45는 본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템에서 발전시스템 및 퍼징시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록도
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 해상발전시스템의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 부유식 발전설비는 본 발명에 따른 해상발전시스템에 포함되므로, 본 발명에 따른 해상발전시스템의 실시예를 설명하면서 함께 설명하기로 한다.
제1실시예
도 1 내지 도 9를 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 해상(海上)에 부유한 상태에서 천연가스를 공급받아 전기를 생산하기 위한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 크게 부유식 재기화설비(12), 접안설비(13), 및 부유식 발전설비(14)를 포함한다.
상기 부유식 재기화설비(12), 상기 접안설비(13), 및 상기 부유식 발전설비(14)는 각각 해상에 위치하도록 설치된다. 상기 해상(海上)은 육지로부터 멀리 떨어진 심해의 수면, 및 육지에 근접한 연안(Shore)의 수면을 모두 포함할 수 있다. 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 연안의 해상에 부유하도록 설치되어 천연가스를 이용하여 전기를 생산하고, 생산한 전기를 육상(미도시)으로 공급할 수 있다. 상기 천연가스는 액체상태, 기체상태, 및 액체와 기체가 혼합된 혼합상태 등 상변화되는 모든 상태일 수 있다. 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 천연가스뿐만 아니라 디젤 등 다른 연료를 이용하여 전기를 생산할 수도 있다. 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 해상에 부유한 상태에서 해저 지면(SB, 도 1에 도시됨)에 고정되게 설치되는 접안설비(13)에 이동 가능한 부유식 재기화설비(12) 및 이동 가능한 부유식 발전설비(14)가 무어링장치 등을 통해 각각 결합됨으로써, 조류와 같은 해류에 떠내려가지 않고 고정된 위치에서 해상에 부유하여 전기를 생산할 수 있다. 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 육상에 위치한 사용처에 전선 등의 케이블을 통해 연결됨으로써, 생산한 전기를 육상의 사용처로 공급할 수 있다.
이하에서는 상기 부유식 재기화설비(12), 상기 접안설비(13), 및 상기 부유식 발전설비(14)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 9를 참고하면, 상기 부유식 재기화설비(12)는 액화천연가스(LNG, Liquefied Natural Gas)를 재기화시키기 위한 것이다. 상기 부유식 재기화설비(12)는 해상에 부유한 상태에서 액화천연가스(LNG)를 천연가스(NG)로 재기화시키는 재기화공정을 수행할 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(12)는 FSRU(Floating, Storage, Re-Gasification Unit)로 구현될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(12)는 상기 접안설비(13)에 접안될 수 있다. 이에 따라, 상기 부유식 재기화설비(12)는 상기 접안설비(13)와 일체가 될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(12)는 액화천연가스(LNG)를 재기화시킨 천연가스(NG)를 상기 접안설비(13)로 공급할 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(12)는 재기화부유본체(120), LNG저장탱크(121), 재기화부(122) 및 거주구(123)를 포함할 수 있다.
상기 재기화부유본체(120)는 해상에 부유할 수 있다. 예컨대, 상기 재기화부유본체(120)는 FSRU의 선체일 수 있다. 상기 재기화부유본체(120)에는 상기 LNG저장탱크(121), 상기 재기화부(122) 및 상기 거주구(123)가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부유본체(120)는 상기 LNG저장탱크(121), 상기 재기화부(122) 및 상기 거주구(123)가 해상에 부유하도록 상기 LNG저장탱크(121), 상기 재기화부(122) 및 상기 거주구(123)를 지지할 수 있다. 상기 재기화부유본체(120)에는 엔진, 프로펠러 등을 포함하는 추진장치가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부유본체(120)는 해상에 부유한 상태에서 상기 추진장치에 의해 가고자 하는 목적지로 이동할 수 있다. 예컨대, 상기 재기화부유본체(120)는 액화천연가스(LNG)를 공급받거나 액화천연가스(LNG)를 공급하기 위해 이동할 수 있다. 상기 재기화부유본체(120)는 상기 부유식 재기화설비(12)가 상기 접안설비(13)에 접안될 경우, 후술할 접안설비(13)의 접안본체(130)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 재기화부유본체(120)는 상기 접안본체(130)로부터 소정 거리 이격된 위치에 위치될 수 있다. 상기 재기화부유본체(120)에는 상기 추진장치가 설치되지 않을 수도 있다. 이 경우, 상기 재기화부유본체(120)는 바지선에 의해 이동되어 상기 접안본체(130)에 연결될 수 있다. 상기 재기화부유본체(120)는 상기 접안본체(130)에 연결된 상태에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시켜 상기 접안본체(130)로 재기화시킨 천연가스를 공급할 수 있다.
상기 LNG저장탱크(121)는 액화천연가스(LNG)를 저장하기 위한 것이다. 상기 LNG저장탱크(121)는 LNG선 등과 같은 운반선으로부터 공급되는 액화천연가스(LNG)를 저장할 수 있다. 상기 LNG저장탱크(121)는 저장 용량을 늘리기 위해 천연가스(NG)를 액화된 상태로 저장할 수 있다. 예컨대, 상기 LNG저장탱크(121)는 대략 영하 165 ℃의 액화천연가스(LNG)를 저장할 수 있다. 상기 LNG저장탱크(121)는 액화천연가스(LNG)가 기화되는 것을 방지하기 위해 단열재를 포함할 수 있다. 상기 LNG저장탱크(121)는 액체로 냉각된 현재상태를 유지하거나 내부의 압력을 유지하기 위한 별도의 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 LNG저장탱크(121)는 기체로 상변화된 기화가스(Boil Off Gas)를 액체 상태로 재액화시키기 위한 재액화장치 등을 더 포함할 수도 있다. 상기 LNG저장탱크(121)는 상기 부유식 재기화설비(12)의 내부에 위치하도록 설치될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 외부에 위치하도록 설치될 수도 있다.
상기 재기화부(122)는 상기 LNG저장탱크(121)로부터 공급되는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 것이다. 상기 재기화부(122)는 관 또는 파이프와 같은 천연가스관로를 통해 상기 LNG저장탱크(121)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부(122)는 상기 LNG저장탱크(121)로부터 액화천연가스(LNG)를 공급받을 수 있다. 상기 재기화부(122)는 관 또는 파이프와 같은 해수관로를 통해 외부에 위치하는 해수에 연결될 수 있다. 상기 해수관로에는 해수를 이동시키기 위한 이송력을 제공하는 펌프가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부(122)는 해수를 공급받을 수 있다. 상기 재기화부(122)는 상기 LNG저장탱크(121)로부터 공급받은 액화천연가스(LNG) 및 해수를 열교환시킴으로써, 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있다. 상기 LNG저장탱크(121)에 저장된 액화천연가스(LNG)의 온도는 영하 165 ℃이므로, 액화천연가스(LNG)는 영하 165 ℃를 초과하는 온도를 가진 해수에 의해 용이하게 천연가스(NG)로 재기화될 수 있다. 따라서, 상기 해수는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 가열매체가 될 수 있다. 상기 재기화부(122)는 상기 가열매체로 해수를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있으면 다른 유체를 가열매체로 사용할 수도 있다. 예컨대, 상기 재기화부(122)는 상기 부유식 발전설비(14)에서 배출되는 유체를 공급받아 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있다. 이 경우, 상기 부유식 발전설비(14)에서 배출되는 유체는 영하 165 ℃를 초과하는 온도를 가질 수 있다. 상기 재기화부(122)에서 재기화된 천연가스(NG)는 관로를 통해 상기 접안설비(13)로 공급될 수 있다. 상기 재기화부(122)는 상기 해수와 상기 액화천연가스(LNG)를 직접 열교환시키는 해수직접열교환방식, 및 글리콜, 청구, 프로판 등의 중간열교환매체를 통해 상기 해수와 상기 액화천연가스(LNG)를 열교환시키는 해수간접열교환방식 중 적어도 하나를 이용하여 상기 액화천연가스(LNG)를 기화시킬 수도 있다. 상기 해수직접열교환방식은 해수를 이용하여 액화천연가스(LNG)를 직접 기화시키므로 운용비용이 저렴한 장점이 있으나, 해수 온도에 민감하게 반응하는 단점이 있다. 상기 해수간접열교환방식은 중간열교환매체를 이용하여 액화천연가스(LNG)를 간접 기화시키므로 해수의 온도 변화에 덜 민감하게 반응할 수 있을 뿐만 아니라, 해수에 포함된 염분을 제거할 필요가 없다. 또한, 상기 해수간접열교환방식은 상기 해수직접열교환방식에 비해 액화천연가스(LNG)를 기화시키는데 필요한 해수의 양이 적으므로, 상기 해수직접열교환방식에 비해 해수관로의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 해수관로가 부식되는 정도가 덜하다. 따라서, 상기 해수간접열교환방식은 상기 해수직접열교환방식에 비해 구축비용이 저렴한 장점이 있다.
상기 거주구(123)는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 재기화공정을 수행하는 작업자들이 거주(居住)하기 위한 시설이다. 예컨대, 작업자들은 상기 거주구에서 수개월에서 수년간 숙식할 수 있다. 상기 거주구(123)는 상기 부유식 재기화설비(12)의 내부 및 외부 중 적어도 한 곳에 설치될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(12)가 상기 접안설비(13)를 통해 상기 부유식 발전설비(14)에 연결되면, 상기 접안설비(13) 및 상기 부유식 발전설비(14) 중 적어도 한 곳에서 작업하는 작업자들은 상기 부유식 재기화설비(12)의 거주구(123)에서 숙식할 수 있다. 즉, 상기 접안설비(13) 및 상기 부유식 발전설비(14)에서 작업하는 작업자는 상기 거주구(123)를 공용(共用)할 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 부유식 재기화설비(12)는 비상 시 전기를 생산하기 위한 비상발전기, 및 천연가스(NG) 공급 중단 시 천연가스관로 내부의 천연가스를 외부로 퍼징(Purging)하기 위한 퍼징시스템 등이 설치될 수 있다. 상기 비상발전기에서 생산된 전력은 상기 부유식 재기화설비(12) 뿐만 아니라, 전선 등을 통해 상기 접안설비(13) 및 상기 부유식 발전설비(14)에도 공급될 수 있다. 상기 퍼징시스템은 천연가스관로 내부의 천연가스를 외부로 퍼징하기 위한 불활성가스를 저장하는 불활성가스저장부, 및 불활성가스를 이송시키기 위한 압축기 및 펌프 등을 포함할 수 있다. 상기 불활성가스는 질소(N2)일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 천연가스를 외부로 퍼징할 수 있으면 다른 기체일 수도 있다.
따라서, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 부유식 재기화설비(12)가 크기가 큰 LNG저장탱크(121)를 포함하고 있으므로, 상기 접안설비(13) 또는 상기 부유식 발전설비(14)에 액화천연가스(LNG)를 저장하기 위한 별도의 저장시설을 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 접안설비(13) 및 상기 부유식 발전설비(14)의 전체적인 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 무게를 감소시킬 수 있으므로 수면으로부터 가라앉는 깊이를 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 수심이 얕은 연안에도 상기 접안설비(13) 및 상기 부유식 발전설비(14)를 용이하게 설치할 수 있다.
둘째, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 부유식 재기화설비(12)가 액화천연가스(LNG)를 천연가스(NG)로 재기화시킬 수 있으므로, 상기 접안설비(13) 및 상기 부유식 발전설비(14)에 별도의 재기화장치를 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 접안설비(13) 및 상기 부유식 발전설비(14)의 전체적인 크기 및 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 접안설비(13) 및 상기 부유식 발전설비(14)에 대한 구축비용을 절감할 수 있다.
셋째, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 접안설비(13) 및 상기 부유식 발전설비(14)에 별도의 거주구를 마련할 필요가 없으므로, 상기 접안설비(13) 및 상기 부유식 발전설비(14)의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 상기 접안설비(13) 및 상기 부유식 발전설비(14)에 대한 구축비용을 절감할 수 있다.
넷째, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 접안설비(13) 및 상기 부유식 발전설비(14)에 거주구를 마련할 필요가 없으므로, 상기 접안설비(13) 및 상기 부유식 발전설비(14)에 공급하는 전력을 사용처로 공급할 수 있으므로, 사용처에 대한 전력 공급량을 증대시킬 수 있다.
상기 접안설비(13)는 상기 부유식 재기화설비(12) 및 상기 부유식 발전설비(14) 중 적어도 하나를 접안시키기 위한 것이다. 상기 접안설비(13)의 일측에는 상기 부유식 재기화설비(12)가 접안될 수 있다. 상기 접안설비(13)의 타측에는 상기 부유식 발전설비(14)가 접안될 수 있다. 상기 접안설비(13)의 일측과 타측은 상기 접안설비(13)를 기준으로 서로 반대되는 위치일 수 있다. 상기 접안설비(13)는 제티(Jetty)로 구현될 수 있다. 상기 접안설비(13)는 관 또는 파이프와 같은 관로를 통해 상기 부유식 재기화설비(12) 및 상기 부유식 발전설비(14)에 각각 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 접안설비(13)는 상기 부유식 재기화설비(12)로부터 공급받은 천연가스(NG)를 상기 부유식 발전설비(14)에 전달할 수 있다. 상기 접안설비(13)는 접안본체(130), 연결기구(131), 로딩암(132) 및 송전기구(133)를 포함할 수 있다.
상기 접안본체(130)는 해상에 고정될 수 있다. 상기 접안본체(130)는 해상에 고정된 상태에서 해저 지면(SB)에 고정되도록 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 접안본체(130)는 콘크리트 파일 또는 강관 파일을 해저 지면(SB)에 접촉시킴으로써, 해류에 떠내려가지 않고 해상에서 고정된 위치에 위치될 수 있다. 상기 접안본체(130)는 해저 지면(SB)에 프레임 등을 박아 고정시킴으로써, 고정된 위치에서 해상에 설치될 수도 있다. 상기 접안본체(130)는 해상에 설치된 상태에서 로프 등을 통해 육상에 연결됨으로써, 해상에서 고정된 위치에 위치될 수도 있다. 상기 접안본체(130)는 전체적으로 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 접안본체(130)에는 상기 연결기구(131), 상기 로딩암(132) 및 상기 송전기구(133)가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 접안본체(130)는 상기 연결기구(131), 상기 로딩암(132) 및 상기 송전기구(133)가 해상에 설치되도록 상기 연결기구(131), 상기 로딩암(132) 및 상기 송전기구(133)를 지지할 수 있다.
상기 연결기구(131)는 상기 부유식 재기화설비(12) 및 상기 부유식 발전설비(14) 중 적어도 하나가 상기 접안설비(13)에 접안되도록 상기 부유식 재기화설비(12) 및 상기 부유식 발전설비(14)를 연결시키기 위한 것이다. 예컨대, 상기 연결기구(131)는 무어링(Mooring)장치일 수 있다. 상기 연결기구(131)는 상기 부유식 재기화설비(12) 및 상기 부유식 발전설비(14) 중 적어도 하나를 연결하기 위해 고정부재(1311) 및 연결부재(1312)를 포함할 수 있다.
상기 고정부재(1311)는 상기 접안본체(130)에 복수개가 고정되게 설치될 수 있다. 상기 고정부재(1311)들은 상기 접안본체(130)의 바닥에 볼트결합, 용접결합 등 다양한 결합방법으로 결합될 수 있다. 상기 고정부재(1311)들은 상기 접안본체(130)에 결합되되, 서로 이격되게 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 고정부재(1311)들 중 일부는 상기 부유식 재기화설비(12)가 접안되는 쪽에 위치하도록 상기 접안본체(130)에 설치될 수 있다. 상기 고정부재(1311)들 중 나머지는 상기 부유식 발전설비(14)가 접안되는 쪽에 위치하도록 상기 접안본체(130)에 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 고정부재(1311)들은 상기 연결부재(1312)를 통해 각각 상기 부유식 재기화설비(12) 및 상기 부유식 발전설비(14)에 연결될 수 있다. 상기 고정부재(1311)는 머리부분과 몸통부분으로 구분될 수 있다. 상기 머리부분은 상기 몸통부분의 상측에 위치하고, 상기 몸통부분에 비해 더 큰 직경을 가지도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 연결부재(1312)가 상기 고정부재(1311)의 몸통부분에 묶이게 되면, 상기 연결부재(1312)는 풀리지 않고서는 상기 머리부분 쪽을 통해 상기 고정부재(1311)로부터 이격될 수 없다.
상기 연결부재(1312)는 일측이 상기 고정부재(1311)에 결합되고, 타측이 상기 부유식 재기화설비(12) 및 상기 부유식 발전설비(14) 중 적어도 하나에 결합될 수 있다. 예컨대, 상기 연결부재(1312)는 일측이 상기 고정부재(1311)의 몸통부분에 묶이게 되고, 타측이 상기 부유식 재기화설비(12) 및 상기 부유식 발전설비(14)에 고정 설치되는 고정장치(미도시)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 연결부재(1312)는 상기 고정부재(1311)와 상기 부유식 재기화설비(12), 및 상기 고정부재(1311)와 상기 부유식 발전설비(14)를 각각 연결시킬 수 있다. 상기 연결부재(1312)는 로프 및 체인 중 적어도 하나일 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 접안설비(13)는 상기 부유식 재기화설비(12)와 상기 부유식 발전설비(14)의 해수관(Sea Water Line)을 지지하기 하기 위한 지지기구를 더 포함할 수 있다. 상기 해수관은 상기 부유식 발전설비(14)에서 배출되는 높은 열원의 해수(Sea Water)를 상기 부유식 재기화설비(12)에 공급하고, 상기 부유식 재기화설비(12)를 거쳐 냉각된 저온의 해수(Sea Water)를 상기 부유식 발전설비(14)로 공급하기 위한 것이다. 상기 해수관은 호스(Hose) 또는 파이프(Pipe)로 형성될 수 있다. 상기 해수관은 호스 및 파이프가 복합되어 형성될 수도 있다. 상기 지지기구는 'Angle'형태, 'Channel'형태, 'H-beam'형태 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 지지기구가 해수관을 지지함에 따라, 상기 해수관은 조류와 같은 해류에도 떠내려가지 않고 상기 부유식 재기화설비(12) 및 상기 부유식 발전설비(14)에 각각 연결된 상태를 유지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 부유식 재기화설비(12) 및 상기 부유식 발전설비(14)를 상기 접안설비(13)에 연결시킴으로써, 조류와 같은 해류에 의해 상기 부유식 재기화설비(12) 및 상기 부유식 발전설비(14)가 이동되는 것을 방지할 수 있다.
둘째, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 접안설비(13)의 연결기구(131)를 이용하여 상기 부유식 재기화설비(12) 및 상기 부유식 발전설비(14)를 상기 접안설비(13)에 연결시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 부유식 재기화설비(12) 및 상기 부유식 발전설비(14)에 각각 설치되는 해상 투묘 장비를 제거하거나 수량을 최소화할 수 있다.
셋째, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 부유식 재기화설비(12) 및 상기 부유식 발전설비(14)를 상기 접안설비(13)에 접안되도록 함으로써, 화재와 같은 비상 상황 시 상기 접안설비(13)를 비상 탈출 용도로 사용할 수 있다.
상기 로딩암(132)은 상기 부유식 재기화설비(12)로부터 재기화된 천연가스(NG)를 공급받아 상기 부유식 발전설비(14)에 공급하기 위한 것이다. 상기 로딩암(132)은 상기 접안설비(13)에 복수개가 서로 이격되게 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 로딩암(132)들 중 일부는 상기 부유식 재기화설비(12)로부터 천연가스(NG)를 공급받기 위해 상기 접안본체(130)의 일측에 위치하도록 설치될 수 있다. 상기 로딩암(132)들 중 나머지는 상기 부유식 재기화설비(12)로부터 공급받은 천연가스를 상기 부유식 발전설비(14)로 공급하기 위해 상기 접안본체(130)의 타측에 위치하도록 설치될 수 있다. 상기 일측과 상기 타측은 상기 접안본체(130)를 기준으로 서로 반대되는 방향일 수 있다. 상기 로딩암(132)은 제1로딩기구(1321) 및 제2로딩기구(1322)를 포함할 수 있다.
상기 제1로딩기구(1321)는 상기 접안본체(130)의 일측에 설치될 수 있다. 상기 접안본체(130)의 일측은 상기 부유식 재기화설비(12)가 상기 접안설비(13)에 접안되는 쪽일 수 있다. 상기 제1로딩기구(1321)는 상기 부유식 재기화설비(12)로부터 재기화된 천연가스(NG)를 공급받기 위해 높이조절 및 방향전환이 가능하도록 설치될 수 있다. 상기 제1로딩기구(1321)는 제1베이스프레임(13211), 제1선회프레임(13212), 제1승강프레임(13213), 제1암프레임(13214) 및 제1파이프라인(13215)을 포함할 수 있다.
상기 제1베이스프레임(13211)은 상기 접안본체(130)에 결합될 수 있다. 상기 제1베이스프레임(13211)은 상기 접안본체(130)의 바닥면에 대해 수직한 방향으로 위치하도록 상기 접안본체(130)에 결합될 수 있다. 상기 제1베이스프레임(13211)은 볼트결합 및 용접결합 중 적어도 하나의 방법으로 상기 접안본체(130)의 바닥면에 결합될 수 있다. 상기 제1베이스프레임(13211)에는 상기 제1선회프레임(13212), 상기 제1승강프레임(13213), 및 상기 제1암프레임(13214)이 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1베이스프레임(13211)은 상기 접안본체(130)의 바닥면에 고정되어 상기 제1선회프레임(13212), 상기 제1승강프레임(13213), 및 상기 제1암프레임(13214)을 지지할 수 있다. 상기 제1암프레임(13214)에 상기 제1파이프라인(13215)이 결합되면, 상기 제1베이스프레임(13211)은 상기 제1파이프라인(13215)을 지지할 수 있다.
상기 제1선회프레임(13212)은 상기 제1베이스프레임(13211)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 제1선회프레임(13212)의 상측에는 상기 제1승강프레임(13213), 상기 제1암프레임(13214)이 순차적으로 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1승강프레임(13213)과 상기 제1암프레임(13214)은 상기 제1선회프레임(13212)이 회전함에 따라 함께 회전할 수 있다. 상기 제1선회프레임(13212)을 회전시키기 위한 제1구동장치는 상기 제1베이스프레임(13211), 상기 제1선회프레임(13212), 상기 제1승강프레임(13213), 및 상기 제1암프레임(13214) 중 적어도 한 곳에 설치될 수 있다.
상기 제1승강프레임(13213)은 복수개의 프레임으로 형성되어 상기 제1선회프레임(13212)에 길이 조절이 가능하게 결합될 수 있다. 예컨대, 상기 제1승강프레임(13213)은 제1하부프레임 및 제1상부프레임으로 형성될 수 있다. 상기 제1하부프레임은 상기 제1선회프레임(13212)에 결합되고, 상기 제1상부프레임은 상기 제1하부프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1승강프레임(13213)은 상기 제1선회프레임(13212)을 기준으로 상하 방향으로 길이 조절이 가능하도록 형성될 수 있다. 상기 제1하부프레임에 대해 상기 제1상부프레임이 중첩되는 길이가 증가하면, 상기 제1승강프레임(13213)은 길이가 줄어들 수 있다. 상기 제1하부프레임에 대해 상기 제1상부프레임이 중첩되는 길이가 감소하면, 상기 제1승강프레임(13213)은 길이가 늘어날 수 있다. 상기 제1하부프레임에는 상기 제1상부프레임을 상하 방향으로 승강시키기 위한 제1승강장치가 설치될 수 있다. 상기 제1승강장치는 유압실린더 또는 공압실린더를 이용한 실린더방식, 모터와 볼스크류 등을 이용한 볼스크류방식, 모터와 랙기어와 피니언기어 등을 이용한 기어방식, 모터와 풀리와 벨트 등을 이용한 벨트방식, 코일과 영구자석 등을 이용한 리니어모터 등을 이용하여 상기 제1상부프레임을 상하 방향으로 승강시킬 수 있다.
상기 제1암프레임(13214)은 상기 제1승강프레임(13213)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 예컨대, 상기 제1암프레임(13214)은 상기 제1상부프레임에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 제1암프레임(13214)는 상기 접안본체(130)의 바닥면에 대해 수평한 방향으로 위치하도록 상기 제1상부프레임에 결합될 수 있다. 상기 제1암프레임(13214)은 다관절로 이루어질 수 있다. 상기 다관절은 서로 같은 방향 또는 서로 다른 방향으로 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1암프레임(13214)은 상기 제1승강프레임(13213)을 기준으로 신장하거나 수축될 수 있다. 상기 제1암프레임(13214)은 상기 부유식 재기화설비(12)로부터 천연가스를 공급받기 위해 상기 부유식 재기화설비(12)에 가깝게 위치하도록 신장될 수 있다. 즉, 상기 제1암프레임(13214)은 상기 부유식 재기화설비(12)에 연결되기 위해 신장될 수 있다. 상기 제1암프레임(13214)은 상기 부유식 재기화설비(12)로부터 천연가스를 전부 공급받으면 상기 부유식 재기화설비(12)로부터 멀어지도록 수축될 수 있다. 즉, 상기 제1암프레임(13214)은 상기 부유식 재기화설비(12)로부터 이격되기 위해 수축될 수 있다. 상기 제1암프레임(13214)은 상기 제1로딩기구(1321)에서 가장 상측에 위치하도록 설치될 수 있다.
상기 제1파이프라인(13215)은 상기 제1암프레임(13214)에 결합될 수 있다. 상기 제1암프레임(13214)이 상기 부유식 재기화설비(12)에 가장 가깝게 위치될 수 있기 때문이다. 상기 제1파이프라인(13215)은 상기 부유식 재기화설비(12)로부터 공급되는 천연가스(NG)를 상기 부유식 발전설비(14)로 이동시키기 위한 것이다. 예컨대, 상기 제1파이프라인(13215)은 유연성이 있는 호스 또는 형태가 정해져 있는 파이프일 수 있다. 상기 제1파이프라인(13215)은 호스와 파이프가 결합된 형태일 수도 있다. 상기 제1파이프라인(13215)은 상기 제1암프레임(13214)이 신장되면, 상기 부유식 재기화설비(12) 쪽으로 위치될 수 있다. 이 경우, 상기 부유식 재기화설비(12)에 위치한 작업자는 상기 제1파이프라인(13215)을 상기 부유식 재기화설비(12)에 설치된 천연가스 공급관에 결합시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제1파이프라인(13215)은 상기 부유식 재기화설비(12)로부터 재기화된 천연가스(NG)를 공급받을 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(12)에서 상기 제1파이프라인(13215)으로 공급된 천연가스(NG)는 상기 제2로딩기구(1322)로 이동될 수 있다. 상기 제1파이프라인(13215)에는 상기 부유식 재기화설비(12)로부터 공급되는 천연가스(NG)를 상기 제2로딩기구(1322)로 공급하기 위한 임펠러, 압축기 등과 같은 이송장치가 설치될 수 있다.
상기 제2로딩기구(1322)는 상기 접안본체(130)의 타측에 설치될 수 있다. 상기 접안본체(130)의 타측은 상기 부유식 발전설비(14)가 상기 접안설비(13)에 접안되는 쪽일 수 있다. 상기 제2로딩기구(1322)는 상기 부유식 발전설비(14)에 재기화된 천연가스(NG)를 공급하기 위해 높이조절 및 방향전환이 가능하도록 설치될 수 있다. 상기 제2로딩기구(1322)는 제2베이스프레임(13221), 제2선회프레임(13222), 제2승강프레임(13223), 제2암프레임(13224) 및 제2파이프라인(13225)을 포함할 수 있다.
상기 제2베이스프레임(13221)은 상기 접안본체(130)에 결합될 수 있다. 상기 제2베이스프레임(13221)은 상기 접안본체(130)의 바닥면에 대해 수직한 방향으로 위치하도록 상기 접안본체(130)에 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 제2베이스프레임(13221)은 상기 제1베이스프레임(13211)로부터 이격된 위치에 위치될 수 있다. 상기 제2베이스프레임(13221)은 볼트결합 및 용접결합 중 적어도 하나의 방법으로 상기 접안본체(130)의 바닥면에 결합될 수 있다. 상기 제2베이스프레임(13221)에는 상기 제2선회프레임(13222), 상기 제2승강프레임(13223), 및 상기 제2암프레임(13224)이 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2베이스프레임(13221)은 상기 접안본체(130)의 바닥면에 고정되어 상기 제2선회프레임(13222), 상기 제2승강프레임(13223), 및 상기 제2암프레임(13224)을 지지할 수 있다. 상기 제2암프레임(13224)에 상기 제2파이프라인(13225)이 결합되면, 상기 제2베이스프레임(13221)은 상기 제2파이프라인(13225)도 지지할 수 있다.
상기 제2선회프레임(13222)은 상기 제2베이스프레임(13221)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 제2선회프레임(13222)의 상측에는 상기 제2승강프레임(13223), 상기 제2암프레임(13224)이 순차적으로 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2승강프레임(13223)과 상기 제2암프레임(13224)은 상기 제2선회프레임(13222)이 회전함에 따라 함께 회전할 수 있다. 상기 제2선회프레임(13222)을 회전시키기 위한 제2구동장치는 상기 제2베이스프레임(13221), 상기 제2선회프레임(13222), 상기 제2승강프레임(13223), 및 상기 제2암프레임(13224) 중 적어도 한 곳에 설치될 수 있다.
상기 제2승강프레임(13223)은 복수개의 프레임으로 형성되어 상기 제2선회프레임(13222)에 길이 조절이 가능하게 결합될 수 있다. 예컨대, 상기 제2승강프레임(13223)은 제2하부프레임 및 제2상부프레임으로 형성될 수 있다. 상기 제2하부프레임은 상기 제2선회프레임(13222)에 결합되고, 상기 제2상부프레임은 상기 제2하부프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2승강프레임(13223)은 상기 제2선회프레임(13222)을 기준으로 상하 방향으로 길이 조절이 가능하도록 형성될 수 있다. 상기 제2하부프레임에 대해 상기 제2상부프레임이 중첩되는 길이가 증가하면, 상기 제2승강프레임(13223)은 길이가 줄어들 수 있다. 상기 제2하부프레임에 대해 상기 제2상부프레임이 중첩되는 길이가 감소하면, 상기 제2승강프레임(13223)은 길이가 늘어날 수 있다. 상기 제2하부프레임에는 상기 제2상부프레임을 상하 방향으로 승강시키기 위한 제2승강장치가 설치될 수 있다. 상기 제2승강장치는 유압실린더 또는 공압실린더를 이용한 실린더방식, 모터와 볼스크류 등을 이용한 볼스크류방식, 모터와 랙기어와 피니언기어 등을 이용한 기어방식, 모터와 풀리와 벨트 등을 이용한 벨트방식, 코일과 영구자석 등을 이용한 리니어모터 등을 이용하여 상기 제2상부프레임을 상하 방향으로 승강시킬 수 있다.
상기 제2암프레임(13224)은 상기 제2승강프레임(13223)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 예컨대, 상기 제2암프레임(13224)은 상기 제2상부프레임에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 상기 제2암프레임(13224)는 상기 접안본체(130)의 바닥면에 대해 수평한 방향으로 위치하도록 상기 제2상부프레임에 결합될 수 있다. 상기 제2암프레임(13224)은 다관절로 이루어질 수 있다. 상기 다관절은 서로 같은 방향 또는 서로 다른 방향으로 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2암프레임(13224)은 상기 제2승강프레임(13223)을 기준으로 신장하거나 수축될 수 있다. 상기 제2암프레임(13224)은 상기 부유식 발전설비(14)로 천연가스를 공급하기 위해 상기 부유식 발전설비(14)에 가깝게 위치하도록 신장될 수 있다. 즉, 상기 제2암프레임(13224)은 상기 부유식 발전설비(14)에 연결되기 위해 신장될 수 있다. 상기 제2암프레임(13224)은 상기 부유식 발전설비(14)로 천연가스를 전부 공급하면 상기 부유식 발전설비(14)로부터 멀어지도록 수축될 수 있다. 즉, 상기 제2암프레임(13224)은 상기 부유식 발전설비(14)로부터 이격되기 위해 수축될 수 있다. 상기 제2암프레임(13224)은 상기 제2로딩기구(1322)에서 가장 상측에 위치하도록 설치될 수 있다.
상기 제2파이프라인(13225)은 상기 제2암프레임(13224)에 결합될 수 있다. 상기 제2암프레임(13224)이 상기 부유식 발전설비(14)에 가장 가깝게 위치될 수 있기 때문이다. 상기 제2파이프라인(13225)은 상기 제1파이프라인(13215)로부터 공급되는 천연가스(NG)를 상기 부유식 발전설비(14)로 이동시키기 위한 것이다. 이에 따라, 상기 제2파이프라인(13225)은 상기 제1파이프라인(13215)과 연결되도록 설치될 수 있다. 상기 제2파이프라인(13225)은 유연성이 있는 호스 또는 형태가 정해져 있는 파이프일 수 있다. 상기 제2파이프라인(13225)은 호스와 파이프가 결합된 형태일 수도 있다. 상기 제2파이프라인(13225)은 상기 제2암프레임(13224)이 신장되면, 상기 부유식 발전설비(14) 쪽으로 위치될 수 있다. 이 경우, 상기 부유식 발전설비(14)에 위치한 작업자는 상기 제2파이프라인(13225)을 상기 부유식 발전설비(14)에 설치된 천연가스 수급관에 결합시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제2파이프라인(13225)은 상기 부유식 발전설비(14)에 천연가스(NG)를 공급할 수 있다. 상기 제2파이프라인(13225)에는 상기 제1파이프라인(13215)으로부터 공급되는 천연가스(NG)를 상기 부유식 발전설비(14)로 공급하기 위한 임펠러, 압축기 등과 같은 이송장치가 설치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 접안설비(13)에 설치된 로딩암(132)을 통해 상기 부유식 재기화설비(12)에서 재기화시킨 천연가스(NG)를 상기 부유식 발전설비(14)로 용이하게 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 접안설비(13)에 접안되는 부유식 재기화설비(12) 또는 부유식 발전설비(14)가 다른 부유식 재기화설비 또는 다른 부유식 발전설비로 바뀌더라도 신속하게 천연가스를 부유식 재기화설비에서 부유식 발전설비로 이동시킬 수 있으므로 전기 생산까지 걸리는 시간을 단축시킬 수 있다.
둘째, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 접안설비(13)에 로딩암(132)을 구축함으로써, 상기 부유식 재기화설비(12) 및 상기 부유식 발전설비(14)에 천연가스를 이동시키기 위한 별도의 이송장치를 설치할 필요가 없다. 따라서, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 부유식 재기화설비(12) 및 상기 부유식 발전설비(14)의 전체적인 크기 및 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상기 부유식 재기화설비(12) 및 상기 부유식 발전설비(14)에 대한 구축비용을 절감할 수 있다.
셋째, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 로딩암(132)들을 각각 높이조절 및 방향전환이 가능하도록 설치함으로써, 크기가 상이한 부유식 재기화설비 및 부유식 발전설비를 신속하게 연결할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 천연가스를 이송시키는데 있어서, 다양한 크기를 갖는 부유식 재기화설비 및 부유식 발전설비에 대한 범용성을 높일 수 있다.
상기 송전기구(133)는 상기 부유식 발전설비(14)가 생산한 전기를 공급받아 육상으로 송전하기 위한 것이다. 상기 송전기구(133)는 축전지 또는 변압기일 수 있다. 상기 송전기구(133)는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 부유식 발전설비(14)에 연결될 수 있다. 상기 송전기구(133)는 케이블(CA, 도 1에 도시됨)을 통해 육상에 위치한 사용처에 연결될 수 있다. 상기 케이블(CA)은 일측이 상기 송전기구(133)에 연결되고, 타측이 상기 사용처에 연결될 수 있다. 상기 케이블(CA)은 해상에 부유한 상태에서 상기 송전기구(133)와 상기 사용처를 연결할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 해저 지면에 가라앉은 상태에서 상기 송전기구(133)와 상기 사용처를 연결할 수도 있다. 이에 따라, 상기 송전기구(133)는 상기 부유식 발전설비(14)가 생산한 전기를 육상으로 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 접안설비(13)에 설치된 송전기구(133)를 통해 육상으로 전기를 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(14)에 육상으로 전기를 공급하기 위한 별도의 송전장치를 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 부유식 발전설비(14)의 무게를 감소시킬 수 있으므로, 송전장치가 설치되었을 경우보다 수심이 더 얕은 연안에 상기 부유식 발전설비(14)를 설치할 수 있다.
상기 부유식 발전설비(14)는 전기를 생산하기 위한 것이다. 상기 부유식 발전설비(14)는 해상에 부유한 상태에서 전기를 생산할 수 있다. 상기 부유식 발전설비(14)는 상기 연결기구(131)를 통해 상기 접안설비(13)에 접안될 수 있다. 상기 접안설비(13)에 상기 부유식 재기화설비(12)가 접안될 경우, 상기 부유식 발전설비(14)는 천연가스 수급관에 결합되는 상기 제2파이프라인(13225)을 통해 상기 부유식 재기화설비(12)가 재기화시킨 천연가스(NG)를 공급받아 전기를 생산할 수 있다. 상기 부유식 발전설비(14)는 BMPP(Barge Mounted Power Plant)일 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 부유식 발전설비(14)는 생산한 전기를 육상에 위치한 사용처에 전달하기 위한 송전설비를 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 부유식 발전설비(14)에서 상기 육상의 사용처로 직접 전기를 공급하거나 상기 접안설비(13)의 송전기구(133)를 통해 육상의 사용처로 전기를 간접 공급할 수 있다. 상기 송전설비는 상기 부유식 발전설비(14)의 하중을 감소시키기 위해 상기 접안설비(13)에 설치될 수도 있다. 이 경우, 상기 접안설비(13)는 상기 송전기구(133)와 상기 송전설비를 모두 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 송전기구(133)와 상기 송전설비 중 어느 하나가 손상 내지 파손될 경우 나머지 하나를 이용하여 육상의 사용처로 전기를 공급할 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 부유식 발전설비(14)에서 생산된 전기는 내부에 설치된 유틸리티(Utility)를 사용하는데 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 부유식 재기화설비(12) 및 상기 접안설비(13)로 공급되어 상기 부유식 재기화설비(12) 및 상기 접안설비(13)의 운용에 필요한 유틸리티(Utility)를 사용하는데 이용될 수도 있다. 상기 부유식 발전설비(14)는 발전부유본체(140) 및 발전시스템(141)을 포함할 수 있다.
상기 발전부유본체(140)는 해상에 부유할 수 있다. 예컨대, 상기 발전부유본체(140)는 바지선(Barge)의 선체일 수 있다. 상기 발전부유본체(140)에는 상기 발전시스템(141)이 탑재될 수 있다. 이에 따라, 상기 발전부유본체(140)는 상기 발전시스템(141)이 해상에 부유하도록 상기 발전시스템(141)을 지지할 수 있다. 상기 발전부유본체(140)는 엔진, 프로펠러 등을 포함하는 추진장치가 없으므로, 별도의 선박을 통해 해상에서 이동될 수 있다. 예컨대, 상기 발전부유본체(140)는 동력을 가진 선박을 통해 상기 접안설비(13)로 이동될 수 있다. 상기 접안설비(13)로 이동되어진 상기 발전부유본체(140)는 상기 접안설비(13)의 연결기구(131)를 통해 상기 접안본체(130)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 부유식 발전설비(14)는 상기 접안설비(13)에 접안될 수 있다. 이 경우, 상기 발전부유본체(140)는 상기 접안본체(130)로부터 소정 거리 이격된 위치에 위치될 수 있다.
도 5 내지 도 9를 참고하면, 상기 발전시스템(141)은 상기 접안설비(13)를 통해 공급되는 천연가스를 이용하여 다양한 방법으로 전기를 생산할 수 있다. 상기 발전시스템(141)은 제1발전기구(1411) 및 제2발전기구(1412) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1발전기구(1411)는 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111) 및 제1발전기(14112)를 포함할 수 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111)은 상기 접안설비(13)를 통해 공급되는 천연가스(NG) 및 디젤연료 중 적어도 하나를 연소시켜 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111)은 4행정 엔진일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 동력을 발생시킬 수 있으면 다른 엔진일 수도 있다. 또한, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111)은 한 개일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 복수개일 수도 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111)은 관로를 통해 상기 부유식 발전설비(14)의 천연가스 수급관에 연결됨으로써, 상기 접안설비(13)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 공급받을 수 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111)은 상기 부유식 발전설비(14)에 설치된 디젤연료저장탱크(미도시)로부터 디젤연료를 공급받을 수도 있다. 상기 디젤연료저장탱크는 디젤연료를 저장하기 위한 것이다. 상기 디젤연료저장탱크는 상기 LNG저장탱크(121)에 비해 크기가 더 작게 형성될 수 있다. 상기 디젤연료는 천연가스(NG) 공급이 중단될 경우 임시로 발전하기 위한 용도이므로, 대용량을 저장할 필요가 없기 때문이다. 이에 따라, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111)은 천연가스(NG) 및 디젤연료 중 적어도 하나를 연소시킴으로써, 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 제1발전기(14112)는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111)이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 예컨대, 상기 제1발전기(14112)의 회전축은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111)의 크랭크축에 기어 등을 통해 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1발전기(14112)의 회전축은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111)의 크랭크축이 연료 연소에 의한 폭발력으로 회전함에 따라 함께 회전할 수 있다. 따라서, 상기 제1발전기(14112)는 전기를 생산할 수 있다. 상기 제1발전기(14112)는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 접안설비(13)의 송전기구(133)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1발전기(14112)는 생산한 전기를 상기 송전기구(133)에 공급할 수 있다.
상기 제2발전기구(1412)는 가스터빈(14121), 제2발전기(14122), 배열회수보일러(14123), 스팀터빈(14124) 및 제3발전기(14125)를 포함할 수 있다. 상기 가스터빈(14121)은 상기 접안설비(13)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 연소시켜 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 가스터빈(14121)은 한 개일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 복수개일 수도 있다. 상기 가스터빈(14121)은 관로를 통해 상기 부유식 발전설비(14)의 천연가스 수급관에 연결됨으로써, 상기 접안설비(13)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 공급받을 수 있다. 상기 제2발전기(14122)는 상기 가스터빈(14121)이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 예컨대, 상기 제2발전기(14122)의 회전축은 상기 가스터빈(14121)의 크랭크축에 기어 등을 통해 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2발전기(14122)의 회전축은 상기 가스터빈(14121)의 크랭크축이 연료 연소에 의한 폭발력으로 회전함에 따라 함께 회전할 수 있다. 따라서, 상기 제2발전기(14122)는 전기를 생산할 수 있다. 상기 제2발전기(14122)는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 접안설비(13)의 송전기구(133)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2발전기(14122)는 생산한 전기를 상기 송전기구(133)에 공급할 수 있다. 상기 배열회수보일러(Heat Recovery Steam Generator)(14123)는 상기 가스터빈(14121)에서 천연가스가 연소되어 배출되는 배기가스의 폐열을 회수하여 스팀(Steam)을 발생시킬 수 있다. 상기 배열회수보일러(14123)는 상기 가스터빈(14121)에서 배기가스가 배출되는 배기관, 및 물을 공급하기 위한 물공급부에 각각 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 배열회수보일러(14123)는 상기 가스터빈(14121)에서 배출되는 배기가스의 폐열을 열원으로 물공급부에서 공급되는 물을 가열시킴으로써, 물을 스팀(Steam)으로 상변화시킬 수 있다. 상기 배열회수보일러(14123)에서 생성된 스팀은 상기 스팀터빈(14124)으로 공급될 수 있다. 상기 스팀터빈(14124)은 다이어프램, 로터, 버켓 등으로 구현될 수 있다. 상기 다이어프램에는 고정익 구비되고, 상기 버켓에는 회전익이 구비된다. 상기 고정익은 상기 배열회수보일러(14123)에서 공급되는 스팀의 방향을 바꾸어 상기 회전익으로 유도하고, 상기 회전익은 상기 고정익으로부터 유도된 스팀에 의해 회전력을 발생시켜 로터를 회전시킨다. 상기 로터는 상기 제3발전기(14125)에 연결되게 설치된다. 상기 제3발전기(14125)는 로터가 회전함에 따라 전기를 생산할 수 있다. 상기 제3발전기(14125)는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 접안설비(13)의 송전기구(133)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제3발전기(14125)는 생산한 전기를 상기 송전기구(133)에 공급할 수 있다.
상기 발전시스템(141)이 상기 제1발전기구(1411) 및 상기 제2발전기구(1412) 중 어느 것을 포함하느냐에 따라 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)의 실시예가 달라질 수 있다. 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 발전시스템(141)이 상기 제1발전기구(1411)를 포함하는 경우일 수 있다. 본 발명의 다른 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 발전시스템(141)이 상기 제2발전기구(1412)를 포함하는 경우일 수 있다. 본 발명의 변형된 다른 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 발전시스템(141)이 상기 제1발전기구(1411) 및 상기 제2발전기구(1412)를 모두 포함하는 경우일 수 있다.
도 7을 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 발전시스템(141)이 상기 제1발전기구(1411)를 포함하는 경우이다. 상기 제1발전기구(1411)는 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111) 및 제1발전기(14112)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1발전기구(1411)는 천연가스(NG) 및 디젤연료 중 적어도 하나를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 여기서, 상기 천연가스(NG)는 상기 부유식 재기화설비(12)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시킨 것으로, 상기 부유식 재기화설비(12)의 천연가스 공급관, 상기 접안설비(13)의 로딩암(132), 및 상기 부유식 발전설비(14)의 천연가스 수급관을 순차적으로 거쳐 상기 부유식 발전설비(14)의 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111)으로 공급될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 제1발전기(14112)를 통해 생산된 전기를 상기 접안설비(13)의 송전기구(133)로 공급함으로써, 육상의 사용처로 공급할 수 있다. 상기 천연가스 공급관은 천연가스를 공급하기 위한 관로를 의미한다. 상기 천연가스 수급관은 천연가스를 공급받는 관로를 의미한다. 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 접안설비(13)를 통한 천연가스 공급이 중단될 경우, 디젤연료저장탱크에 저장된 디젤연료를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 육상의 사용처로 공급하기 위한 전기 생산이 중단되는 것을 방지할 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 제1발전기구(1411)는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111)을 복수개 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111)들 중 일부가 손상 내지 파손되어도 나머지 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111)을 이용하여 전기를 생산할 수 있다.
도 8을 참고하면, 본 발명의 다른 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 발전시스템(141)이 상기 제2발전기구(1412)를 포함하는 경우이다. 상기 제2발전기구(1412)는 가스터빈(14121), 제2발전기(14122), 배열회수보일러(14123), 스팀터빈(14124) 및 제3발전기(14125)를 포함할 수 있다. 상기 제2발전기구(1412)는 천연가스(NG)를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 여기서, 상기 천연가스(NG)는 상기 부유식 재기화설비(12)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시킨 것으로, 상기 부유식 재기화설비(12)의 천연가스 공급관, 상기 접안설비(13)의 로딩암(132), 및 상기 부유식 발전설비(14)의 천연가스 수급관을 순차적으로 거쳐 상기 부유식 발전설비(14)의 가스터빈(14121)으로 공급될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 제2발전기(14122) 및 상기 제3발전기(14125)를 통해 생산된 전기를 상기 접안설비(13)의 송전기구(133)로 공급함으로써, 육상의 사용처로 공급할 수 있다. 본 발명의 다른 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 제2발전기(14122) 및 상기 제3발전기(14125)를 이용하여 전기를 생산하므로, 상기 제1발전기(14112)만을 이용하여 전기를 생산하는 실시예에 비해 전기 생산량을 증대시킬 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 제2발전기구(1412)는 상기 가스터빈(14121)을 복수개 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 다른 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 가스터빈(14121)들 중 일부가 손상 내지 파손되어도 나머지 가스터빈(14121)을 이용하여 전기를 생산할 수 있다.
도 9를 참고하면, 본 발명의 변형된 다른 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 발전시스템(141)이 상기 제1발전기구(1411) 및 상기 제2발전기구(1412)를 모두 포함하는 경우이다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 제1발전기구(1411) 및 상기 제2발전기구(1412) 중 적어도 하나를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 상기 제1발전기구(1411)는 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111) 및 제1발전기(14112)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1발전기구(1411)는 천연가스(NG) 및 디젤연료 중 적어도 하나를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 상기 제2발전기구(1412)는 가스터빈(14121), 제2발전기(14122), 배열회수보일러(14123), 스팀터빈(14124) 및 제3발전기(14125)를 포함할 수 있다. 상기 제2발전기구(1412)는 천연가스(NG)를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 여기서, 상기 제1발전기구(1411) 및 상기 제2발전기구(1412)에 각각 공급되는 천연가스(NG)는 상기 부유식 재기화설비(12)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시킨 것으로, 상기 접안설비(13)를 통해 공급될 수 있다. 상기 부유식 발전설비(14)의 천연가스 수급관으로 공급된 천연가스(NG)는 분기되어 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111) 및 상기 가스터빈(14121)으로 각각 공급될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 제1발전기(14112), 상기 제2발전기(14122) 및 상기 제3발전기(14125)를 통해 생산된 전기를 상기 접안설비(13)의 송전기구(133)로 공급함으로써, 육상의 사용처로 공급할 수 있다. 도시되지 않았지만, 본 발명의 변형된 다른 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 복수개의 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111) 및 복수개의 상기 가스터빈(14121) 중 일부가 손상 내지 파손되는 경우에도 손상되지 않은 나머지의 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111) 및 상기 가스터빈(14121)을 이용하여 전기를 생산할 수 있다.
따라서, 본 발명의 변형된 다른 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 변형된 다른 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 제1발전기(14112), 상기 제2발전기(14122) 및 상기 제3발전기(14125). 즉 복수개의 발전기를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 제1발전기(14112)만을 이용하여 전기를 생산하는 실시예, 및 상기 제2발전기(14122)만을 이용하여 전기를 생산하는 실시예에 비해 전기 생산량을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 정전과 같은 비상 시 상기 실시예들에 비해 신속하게 전기를 생산할 수 있다.
둘째, 본 발명의 변형된 다른 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 제1발전기구(1411) 및 상기 제2발전기구(1412)를 모두 포함하므로, 상기 제1발전기구(1411) 및 상기 제2발전기구(1412) 중 하나가 손상 내지 파손되어도 계속하여 전기를 생산할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 육상의 사용처로 공급하기 위한 전기 생산이 중단되는 것을 방지할 수 있다.
셋째, 본 발명의 변형된 다른 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 천연가스(NG)가 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111) 및 상기 가스터빈(14121)으로 분기되는 부분에 밸브를 설치함으로써, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111) 및 상기 가스터빈(14121)으로 공급되는 천연가스(NG)의 양을 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 제1발전기(14112), 상기 제2발전기(14122) 및 상기 제3발전기(14125)가 각각 생산하는 전기의 양을 조절할 수 있다.
도시되지 않았지만, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)에 있어서, 상기 제1발전기구(1411) 및 상기 제2발전기구(1412)에는 각각 초임계 이산화탄소 발전시스템을 추가할 수 있다. 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템은 이산화탄소를 초임계 상태로 변환시켜 전기를 생산하기 위한 것이다. 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템은 열교환기, 압축기, 냉각기, 터빈 등을 포함할 수 있다. 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템은 이산화탄소가 상기 열교환기, 상기 압축기, 상기 냉각기, 상기 터빈을 순환하는 폐순환구조로 형성될 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 제1발전기구(1411)에 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템을 추가할 경우, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111)에서 배출되는 배기가스를 열원으로 이용하여 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템의 이산화탄소를 초임계 상태로 변환시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 외부로 버려지는 이종연료(Dual Fuel)엔진(14111)의 배기가스의 폐열을 재사용함으로써, 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템의 터빈에 연결되는 발전기로부터 전기를 추가 생산할 수 있을 뿐만 아니라 외부로 배출되는 배기가스의 온도를 낮춤으로써 친환경적인 발전시스템을 구현할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 제2발전기구(1412)에 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템을 추가할 경우, 상기 가스터빈(14121)에서 배출되는 배기가스를 열원으로 이용하여 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템의 이산화탄소를 초임계 상태로 변환시킬 수 있다. 이 경우, 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템은 상기 배열회수보일러(14123) 및 상기 스팀터빈(14124)을 대체하여 상기 제2발전기구(1412)에 설치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템의 터빈에 연결되는 발전기로부터 전기를 생산할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 해상에서 전기를 생산하여 육상의 사용처에 공급할 수 있으므로, 육상에 별도의 발전시설을 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 육상에 발전시설을 설치하기 위한 부지를 확보할 필요가 없으므로 전기 생산에 대한 구축비용을 절감할 수 있고, 육상에 발전시설을 설치하기 위한 시공기간이 소요되지 않으므로 전기가 필요한 지역에 신속하게 전기를 공급할 수 있다.
둘째, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 부유식 재기화설비(12), 상기 접안설비(13), 및 상기 부유식 발전설비(14)를 서로 연동시킴으로써, 전기 생산에 필요한 시설들을 서로 분배하여 설치할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 부유식 재기화설비(12), 상기 접안설비(13), 및 상기 부유식 발전설비(14) 각각의 크기 및 중량을 감소시킬 수 있으므로, 구축비용을 줄일 수 있다.
셋째, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 부유식 재기화설비(12), 상기 접안설비(13), 및 상기 부유식 발전설비(14)를 서로 연동시킴으로써, 상기 부유식 발전설비(14)가 전기를 생산하는데 필요한 연료를 상기 접안설비(13)를 통해 상기 부유식 재기화설비(12)로부터 공급받을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제1실시예에 따른 해상발전시스템(11)은 상기 부유식 발전설비(14)에 연료를 저장하기 위한 연료저장탱크를 설치할 필요가 없으므로, 상기 부유식 발전설비(14)의 크기 및 중량을 감소시켜 수심이 낮은 연안에도 용이하게 설치될 수 있다.
제2실시예
도 10 내지 도 17을 참고하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 해상(海上)에 부유한 상태에서 천연가스를 공급받아 전기를 생산하기 위한 것이다. 특히, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 엔진, 가스터빈 등과 같이 전기를 생산하는데 사용되는 발전장치를 냉각시키는 냉각매체로 액화천연가스(LPG)를 기화시키고 냉각되어 배출되는 해수를 이용함으로써, 발전장치의 냉각시스템에 대한 전체적인 크기를 줄일 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 크게 부유식 재기화설비(22), 접안설비(23), 및 부유식 발전설비(24)를 포함한다. 상기 부유식 발전설비(24)는 발전부유본체(240), 발전시스템(241), 및 냉각시스템(242)을 포함한다.
상기 부유식 재기화설비(22), 상기 접안설비(23), 및 상기 부유식 발전설비(24)는 각각 해상에 위치하도록 설치된다. 상기 해상(海上)은 육지로부터 멀리 떨어진 심해의 수면, 및 육지에 근접한 연안(Shore)의 수면을 모두 포함할 수 있다. 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 연안의 해상에 부유하도록 설치되어 천연가스를 이용하여 전기를 생산하고, 생산한 전기를 육상(미도시)으로 공급할 수 있다. 상기 천연가스는 액체상태, 기체상태, 및 액체와 기체가 혼합된 혼합상태 등 상변화되는 모든 상태일 수 있다. 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 천연가스뿐만 아니라 디젤 등 다른 연료를 이용하여 전기를 생산할 수도 있다. 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 해상에 부유한 상태에서 해저 지면(SB, 도 10에 도시됨)에 고정되게 설치되는 접안설비(23)에 이동 가능한 부유식 재기화설비(22) 및 이동 가능한 부유식 발전설비(24)가 무어링장치 등을 통해 각각 결합됨으로써, 조류와 같은 해류에 떠내려가지 않고 고정된 위치에서 해상에 부유하여 전기를 생산할 수 있다. 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 육상에 위치한 사용처에 전선 등의 케이블을 통해 연결됨으로써, 생산한 전기를 육상의 사용처로 공급할 수 있다.
이하에서는 상기 부유식 재기화설비(22), 상기 접안설비(23), 및 상기 부유식 발전설비(24)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 10 내지 도 17을 참고하면, 상기 부유식 재기화설비(22)는 액화천연가스(LNG, Liquefied Natural Gas)를 재기화시키기 위한 것이다. 상기 부유식 재기화설비(22)는 해상에 부유한 상태에서 액화천연가스(LNG)를 천연가스(NG)로 재기화시키는 재기화공정을 수행할 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(22)는 FSRU(Floating, Storage, Re-Gasification Unit)로 구현될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(22)는 상기 접안설비(23)에 접안될 수 있다. 이에 따라, 상기 부유식 재기화설비(22)는 상기 접안설비(23)와 일체가 될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(22)는 액화천연가스(LNG)를 재기화시킨 천연가스(NG)를 상기 접안설비(23)로 공급할 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(22)는 재기화부유본체(220), 취수부(221) 및 재기화부(222)를 포함할 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(22)는 LNG저장탱크 및 거주구를 더 포함할 수 있다.
상기 재기화부유본체(220)는 해상에 부유할 수 있다. 예컨대, 상기 재기화부유본체(220)는 FSRU의 선체일 수 있다. 상기 재기화부유본체(220)에는 상기 취수부(221), 상기 재기화부(222), 상기 LNG저장탱크 및 상기 거주구가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부유본체(220)는 상기 취수부(221), 상기 재기화부(222), 상기 LNG저장탱크 및 상기 거주구가 해상에 부유하도록 상기 취수부(221), 상기 재기화부(222), 상기 LNG저장탱크 및 상기 거주구를 지지할 수 있다. 상기 재기화부유본체(220)에는 엔진, 프로펠러 등을 포함하는 추진장치가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부유본체(220)는 해상에 부유한 상태에서 상기 추진장치에 의해 가고자 하는 목적지로 이동할 수 있다. 예컨대, 상기 재기화부유본체(220)는 액화천연가스(LNG)를 공급받거나 액화천연가스(LNG)를 공급하기 위해 이동할 수 있다. 상기 재기화부유본체(220)는 상기 부유식 재기화설비(22)가 상기 접안설비(23)에 접안될 경우, 후술할 접안설비(23)의 접안본체(230)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 재기화부유본체(220)는 상기 접안본체(230)로부터 소정 거리 이격된 위치에 위치될 수 있다. 상기 재기화부유본체(220)에는 상기 추진장치가 설치되지 않을 수도 있다. 이 경우, 상기 재기화부유본체(220)는 바지선에 의해 이동되어 상기 접안본체(230)에 연결될 수 있다. 상기 재기화부유본체(220)는 상기 접안본체(230)에 연결된 상태에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시켜 상기 접안본체(230)로 재기화시킨 천연가스를 공급할 수 있다.
상기 취수부(221)는 해수(海水)를 취수하기 위한 것이다. 상기 취수부(221)는 외부에 위치하는 해수를 흡입할 수 있도록 상기 재기화부유본체(220)에 설치될 수 있다. 상기 취수부(221)는 일측이 상기 외부와 연통되도록 설치되고, 타측이 상기 재기화부(222)와 연통되도록 관 또는 파이프와 같은 해수관로를 통해 연결될 수 있다. 상기 해수관로에는 해수를 이송시키기 위한 이송력을 발생시키는 펌프, 임펠러와 같은 이송장치가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 취수부(221)는 이송장치에 의해 외부에서 해수를 흡입하여 상기 재기화부(222)로 공급할 수 있다. 상기 취수부(221)는 씨체스트(Sea Chest)일 수 있다. 상기 취수부(221)는 상기 재기화부유본체(220)에 한 개만 설치되어 상기 재기화부유본체(220)의 일측 쪽에 위치된 해수를 흡입할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 재기화부유본체(220)에 복수개가 서로 이격되게 설치되어 타측 쪽에 위치된 해수를 흡입할 수도 있다. 상기 재기화부유본체(220)의 일측 쪽에 위치된 해수와 타측 쪽에 위치된 해수의 온도가 다를 수 있기 때문이다. 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 취수부(221)를 통해 상황에 따라 더 낮은 온도를 갖거나 더 높은 온도를 갖는 해수를 취수할 수 있다.
상기 재기화부(222)는 상기 LNG저장탱크로부터 공급되는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 것이다. 상기 재기화부(222)는 관 또는 파이프와 같은 천연가스관로를 통해 상기 LNG저장탱크에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부(222)는 상기 LNG저장탱크로부터 액화천연가스(LNG)를 공급받을 수 있다. 상기 재기화부(222)는 상기 해수관로를 통해 상기 취수부(221)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부(222)는 상기 취수부(221)가 취수한 해수를 공급받을 수 있다. 상기 재기화부(222)는 상기 LNG저장탱크로부터 공급받은 액화천연가스(LNG), 및 상기 취수부(221)로부터 공급받은 해수를 열교환시킴으로써, 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있다. 상기 LNG저장탱크에 저장된 액화천연가스(LNG)의 온도는 영하 165 ℃이므로, 액화천연가스(LNG)는 영하 165 ℃를 초과하는 온도를 가진 해수에 의해 용이하게 천연가스(NG)로 재기화될 수 있다. 따라서, 상기 해수는 상기 재기화부(222)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 가열매체가 될 수 있다. 상기 재기화부(222)는 상기 가열매체로 해수를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있으면 다른 유체를 가열매체로 사용할 수도 있다. 예컨대, 상기 재기화부(222)는 상기 부유식 발전설비(24)에서 배출되는 고온의 해수를 공급받아 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있다. 상기 재기화부(222)에서 재기화된 천연가스(NG)는 천연가스관로를 통해 상기 접안설비(23)로 공급될 수 있다. 상기 재기화부(222)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키고 냉각된 해수는 후술할 제1이송라인(25)을 통해 상기 접안설비(23)로 공급될 수 있다. 상기 부유식 발전설비(24)에서 배출되는 고온의 해수는 후술할 제2이송라인(26)을 통해 상기 접안설비(23)를 거쳐 상기 재기화부(222)로 공급될 수 있다. 상기 재기화부(222)는 상기 해수와 상기 액화천연가스(LNG)를 직접 열교환시키는 해수직접열교환방식, 및 글리콜, 청구, 프로판 등의 중간열교환매체를 통해 상기 해수와 상기 액화천연가스(LNG)를 열교환시키는 해수간접열교환방식 중 적어도 하나를 이용하여 상기 액화천연가스(LNG)를 기화시킬 수도 있다. 상기 해수직접열교환방식은 해수를 이용하여 액화천연가스(LNG)를 직접 기화시키므로 운용비용이 저렴한 장점이 있으나, 해수 온도에 민감하게 반응하는 단점이 있다. 상기 해수간접열교환방식은 중간열교환매체를 이용하여 액화천연가스(LNG)를 간접 기화시키므로 해수의 온도 변화에 덜 민감하게 반응할 수 있을 뿐만 아니라, 해수에 포함된 염분을 제거할 필요가 없다. 또한, 상기 해수간접열교환방식은 상기 해수직접열교환방식에 비해 액화천연가스(LNG)를 기화시키는데 필요한 해수의 양이 적으므로, 상기 해수직접열교환방식에 비해 해수관로의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 해수관로가 부식되는 정도가 덜하다. 따라서, 상기 해수간접열교환방식은 상기 해수직접열교환방식에 비해 구축비용이 저렴한 장점이 있다.
상기 LNG저장탱크는 액화천연가스(LNG)를 저장하기 위한 것이다. 상기 LNG저장탱크는 LNG선 등과 같은 운반선으로부터 공급되는 액화천연가스(LNG)를 저장할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 저장 용량을 늘리기 위해 천연가스(NG)를 액화된 상태로 저장할 수 있다. 예컨대, 상기 LNG저장탱크는 대략 영하 165 ℃의 액화천연가스(LNG)를 저장할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 액화천연가스(LNG)가 기화되는 것을 방지하기 위해 단열재를 포함할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 액체로 냉각된 현재상태를 유지하거나 내부의 압력을 유지하기 위한 별도의 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 기체로 상변화된 기화가스(Boil Off Gas)를 액체 상태로 재액화시키기 위한 재액화장치 등을 더 포함할 수도 있다. 상기 LNG저장탱크는 상기 부유식 재기화설비(22)의 내부에 위치하도록 설치될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 외부에 위치하도록 설치될 수도 있다.
상기 거주구는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 재기화공정을 수행하는 작업자들이 거주(居住)하기 위한 시설이다. 예컨대, 작업자들은 상기 거주구에서 수개월에서 수년간 숙식할 수 있다. 상기 거주구는 상기 부유식 재기화설비(22)의 내부 및 외부 중 적어도 한 곳에 설치될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(22)가 상기 접안설비(23)를 통해 상기 부유식 발전설비(24)에 연결되면, 상기 접안설비(23) 및 상기 부유식 발전설비(24) 중 적어도 한 곳에서 작업하는 작업자들은 상기 부유식 재기화설비(22)의 거주구에서 숙식할 수 있다. 즉, 상기 접안설비(23) 및 상기 부유식 발전설비(24)에서 작업하는 작업자는 상기 거주구를 공용(共用)할 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 부유식 재기화설비(22)는 비상 시 전기를 생산하기 위한 비상발전기, 및 천연가스(NG) 공급 중단 시 천연가스관로 내부의 천연가스를 외부로 퍼징(Purging)하기 위한 퍼징시스템을 더 포함할 수 있다. 상기 비상발전기에서 생산된 전력은 상기 부유식 재기화설비(22) 뿐만 아니라, 전선 등을 통해 상기 접안설비(23) 및 상기 부유식 발전설비(24)에도 공급될 수 있다. 상기 퍼징시스템은 천연가스관로 내부의 천연가스를 외부로 퍼징하기 위한 불활성가스를 저장하는 불활성가스저장부, 및 불활성가스를 이송시키기 위한 압축기 및 펌프 등을 포함할 수 있다. 상기 불활성가스는 질소(N2)일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 천연가스를 외부로 퍼징할 수 있으면 다른 기체일 수도 있다.
따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 해수를 이용하여 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있으므로, 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 별도의 가열장치를 상기 부유식 재기화설비(22)에 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 재기화설비(22)에 대한 구축비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 부유식 재기화설비(22)의 전체적인 크기 및 무게를 감소시킬 수 있으므로 수심이 낮은 연안에도 상기 부유식 재기화설비(22)를 용이하게 설치할 수 있다.
상기 접안설비(23)는 상기 부유식 재기화설비(22) 및 상기 부유식 발전설비(24) 중 적어도 하나를 접안시키기 위한 것이다. 상기 접안설비(23)의 일측에는 상기 부유식 재기화설비(22)가 접안될 수 있다. 상기 접안설비(23)의 타측에는 상기 부유식 발전설비(24)가 접안될 수 있다. 상기 접안설비(23)의 일측과 타측은 상기 접안설비(23)를 기준으로 서로 반대되는 위치일 수 있다. 상기 접안설비(23)는 제티(Jetty)로 구현될 수 있다. 상기 접안설비(23)는 관 또는 파이프와 같은 관로를 통해 상기 부유식 재기화설비(22) 및 상기 부유식 발전설비(24)에 각각 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 접안설비(23)는 상기 부유식 재기화설비(22)로부터 공급받은 천연가스(NG)를 상기 부유식 발전설비(24)에 전달할 수 있다. 상기 접안설비(23)는 접안본체(230), 제1지지기구(231) 및 제2지지기구(232)를 포함할 수 있다. 상기 접안설비(23)는 연결기구, 로딩암 및 송전기구를 더 포함할 수 있다.
상기 접안본체(230)는 해상에 고정될 수 있다. 상기 접안본체(230)는 해상에 고정된 상태에서 해저 지면(SB)에 고정되도록 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 접안본체(230)는 콘크리트 파일 또는 강관 파일을 해저 지면(SB)에 접촉시킴으로써, 해류에 떠내려가지 않고 해상에서 고정된 위치에 위치될 수 있다. 상기 접안본체(230)는 해저 지면(SB)에 프레임 등을 박아 고정시킴으로써, 고정된 위치에서 해상에 설치될 수도 있다. 상기 접안본체(230)는 해상에 설치된 상태에서 로프 등을 통해 육상에 연결됨으로써, 해상에서 고정된 위치에 위치될 수도 있다. 상기 접안본체(230)는 전체적으로 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 접안본체(230)에는 상기 제1지지기구(231), 제2지지기구(232)가 설치될 수 있다. 상기 접안본체(230)에는 상기 연결기구, 상기 로딩암 및 상기 송전기구가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 접안본체(230)는 상기 제1지지기구(231), 상기 제2지지기구(232), 상기 연결기구, 상기 로딩암 및 상기 송전기구가 해상에 부유하도록 상기 제1지지기구(231), 상기 제2지지기구(232), 상기 연결기구, 상기 로딩암 및 상기 송전기구를 지지할 수 있다.
상기 제1지지기구(231)는 상기 접안본체(230)의 일측에 설치되고, 제1이송라인(25)을 지지하기 위한 것이다. 상기 제2지지기구(232)는 상기 접안본체(230)의 타측에 설치되고, 제2이송라인(26)을 지지하기 위한 것이다. 상기 제1지지기구(231)와 상기 제2지지기구(232)에 대한 구체적인 설명은 후술할 제1이송라인(25) 및 제2이송라인(26)을 설명할 때 함께 설명하기로 한다.
상기 연결기구는 상기 부유식 재기화설비(22) 및 상기 부유식 발전설비(24) 중 적어도 하나가 상기 접안설비(23)에 접안되도록 상기 부유식 재기화설비(22) 및 상기 부유식 발전설비(24)를 연결시키기 위한 것이다. 예컨대, 상기 연결기구는 무어링(Mooring)장치일 수 있다. 상기 연결기구는 상기 부유식 재기화설비(22) 및 상기 부유식 발전설비(24) 중 적어도 하나를 연결하기 위해 고정부재 및 연결부재를 포함할 수 있다. 상기 고정부재는 상기 접안본체(230)에 복수개가 고정되게 설치될 수 있다. 상기 고정부재들은 상기 접안본체(230)의 바닥에 볼트결합, 용접결합 등 다양한 결합방법으로 결합될 수 있다. 상기 고정부재들은 상기 접안본체(230)에 결합되되, 서로 이격되게 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 고정부재들 중 일부는 상기 부유식 재기화설비(22)가 접안되는 쪽에 위치하도록 상기 접안본체(230)에 설치될 수 있다. 상기 고정부재들 중 나머지는 상기 부유식 발전설비(24)가 접안되는 쪽에 위치하도록 상기 접안본체(230)에 설치될 수 있다. 상기 연결부재는 일측이 상기 고정부재에 결합되고, 타측이 상기 부유식 재기화설비(22) 및 상기 부유식 발전설비(24) 중 적어도 하나에 결합될 수 있다. 예컨대, 상기 연결부재는 일측이 상기 고정부재에 묶이게 되고, 타측이 상기 부유식 재기화설비(22) 및 상기 부유식 발전설비(24)에 고정 설치되는 고정장치(미도시)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 연결부재는 상기 고정부재와 상기 부유식 재기화설비(22), 및 상기 고정부재와 상기 부유식 발전설비(24)를 각각 연결시킬 수 있다. 상기 연결부재는 로프 및 체인 중 적어도 하나일 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 재기화설비(22) 및 상기 부유식 발전설비(24)를 상기 접안설비(23)에 연결시킴으로써, 조류와 같은 해류에 의해 상기 부유식 재기화설비(22) 및 상기 부유식 발전설비(24)가 이동되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 접안설비(23)의 연결기구를 이용하여 상기 부유식 재기화설비(22) 및 상기 부유식 발전설비(24)를 상기 접안설비(23)에 연결시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 재기화설비(22) 및 상기 부유식 발전설비(24)에 각각 설치되는 해상 투묘 장비를 제거하거나 수량을 최소화할 수 있다.
상기 로딩암은 상기 부유식 재기화설비(22)로부터 재기화된 천연가스(NG)를 공급받아 상기 부유식 발전설비(24)에 공급하기 위한 것이다. 상기 로딩암은 상기 접안설비(23)에 복수개가 서로 이격되게 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 로딩암들 중 일부는 상기 부유식 재기화설비(22)로부터 천연가스(NG)를 공급받기 위해 상기 접안본체(230)의 일측에 위치하도록 설치될 수 있다. 상기 로딩암들 중 나머지는 상기 부유식 재기화설비(22)로부터 공급받은 천연가스를 상기 부유식 발전설비(24)로 공급하기 위해 상기 접안본체(230)의 타측에 위치하도록 설치될 수 있다. 상기 일측과 상기 타측은 상기 접안본체(230)를 기준으로 서로 반대되는 방향일 수 있다. 상기 로딩암은 상기 부유식 재기화설비(22)로부터 천연가스(NG)를 공급받기 위한 제1로딩기구, 및 상기 제1로딩기구가 공급받은 천연가스(NG)를 상기 부유식 발전설비(24)로 공급하기 위한 제2로딩기구를 포함할 수 있다. 상기 제1로딩기구는 천연가스를 이송시키기 위한 제1파이프라인을 포함하고, 상기 제2로딩기구는 제1파이프라인에 연결되는 제2파이프라인을 포함할 수 있다. 상기 제1파이프라인은 제1이송라인(25)을 통해 상기 부유식 재기화설비(22)에 연결될 수 있다. 상기 제2파이프라인은 제1이송라인(25)을 통해 상기 부유식 발전설비(24)에 연결될 수 있다. 상기 제1로딩기구 및 상기 제2로딩기구는 각각 높이조절 및 방향전환이 가능하도록 설치될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 접안설비(23)에 로딩암을 구축함으로써, 상기 부유식 재기화설비(22) 및 상기 부유식 발전설비(24)에 천연가스를 이동시키기 위한 별도의 이송장치를 설치할 필요가 없다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 재기화설비(22) 및 상기 부유식 발전설비(24)의 전체적인 크기 및 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상기 부유식 재기화설비(22) 및 상기 부유식 발전설비(24)에 대한 구축비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 로딩암들을 각각 높이조절 및 방향전환이 가능하도록 설치함으로써, 크기가 상이한 부유식 재기화설비 및 부유식 발전설비를 신속하게 연결할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 천연가스를 이송시키는데 있어서, 다양한 크기를 갖는 부유식 재기화설비 및 부유식 발전설비에 대한 범용성을 높일 수 있다.
상기 송전기구는 상기 부유식 발전설비(24)가 생산한 전기를 공급받아 육상으로 송전하기 위한 것이다. 상기 송전기구는 축전지 또는 변압기일 수 있다. 상기 송전기구는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 부유식 발전설비(24)에 연결될 수 있다. 상기 송전기구는 케이블(CA, 도 10에 도시됨)을 통해 육상에 위치한 사용처에 연결될 수 있다. 상기 케이블(CA)은 일측이 상기 송전기구에 연결되고, 타측이 상기 사용처에 연결될 수 있다. 상기 케이블(CA)은 해상에 부유한 상태에서 상기 송전기구와 상기 사용처를 연결할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 해저 지면에 가라앉은 상태에서 상기 송전기구와 상기 사용처를 연결할 수도 있다. 이에 따라, 상기 송전기구는 상기 부유식 발전설비(24)가 생산한 전기를 육상으로 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 접안설비(23)에 설치된 송전기구를 통해 육상으로 전기를 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(24)에 육상으로 전기를 공급하기 위한 별도의 송전장치를 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 발전설비(24)의 무게를 감소시킬 수 있으므로, 송전장치가 설치되었을 경우보다 수심이 더 얕은 연안에 상기 부유식 발전설비(24)를 설치할 수 있다.
상기 부유식 발전설비(24)는 전기를 생산하기 위한 것이다. 상기 부유식 발전설비(24)는 해상에 부유한 상태에서 전기를 생산할 수 있다. 상기 부유식 발전설비(24)는 상기 연결기구를 통해 상기 접안설비(23)에 접안될 수 있다. 상기 접안설비(23)에 상기 부유식 재기화설비(22)가 접안될 경우, 상기 부유식 발전설비(24)는 천연가스 수급관에 결합되는 상기 제2파이프라인을 통해 상기 부유식 재기화설비(22)가 재기화시킨 천연가스(NG)를 공급받아 전기를 생산할 수 있다. 상기 천연가스 수급관은 상기 부유식 발전설비(24)에 설치된 관로로, 천연가스를 공급받아 이송시키기 위한 것이다. 상기 부유식 발전설비(24)는 BMPP(Barge Mounted Power Plant)일 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 부유식 발전설비(24)는 생산한 전기를 육상에 위치한 사용처에 전달하기 위한 송전설비를 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 발전설비(24)에서 상기 육상의 사용처로 직접 전기를 공급하거나 상기 접안설비(23)의 송전기구를 통해 육상의 사용처로 전기를 간접 공급할 수 있다. 상기 송전설비는 상기 부유식 발전설비(24)의 하중을 감소시키기 위해 상기 접안설비(23)에 설치될 수도 있다. 이 경우, 상기 접안설비(23)는 상기 송전기구와 상기 송전설비를 모두 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 송전기구와 상기 송전설비 중 어느 하나가 손상 내지 파손될 경우 나머지 하나를 이용하여 육상의 사용처로 전기를 공급할 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 부유식 발전설비(24)에서 생산된 전기는 내부에 설치된 유틸리티(Utility)를 사용하는데 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 부유식 재기화설비(22) 및 상기 접안설비(23)로 공급되어 상기 부유식 재기화설비(22) 및 상기 접안설비(23)의 운용에 필요한 유틸리티(Utility)를 사용하는데 이용될 수도 있다.
상기 부유식 발전설비(24)는 발전부유본체(240), 발전시스템(241) 및 냉각시스템(242)을 포함할 수 있다. 상기 발전시스템(241)은 제1발전기구(2411) 및 제2발전기구(2412)를 포함할 수 있다. 상기 냉각시스템(242)은 제1열교환부(2421), 제2열교환부(2422) 및 제3열교환부(2423)를 포함할 수 있다. 상기 발전부유본체(240), 상기 발전시스템(241) 및 상기 냉각시스템(242)에 대한 구체적인 설명은 제1이송라인(25) 및 제2이송라인(26)을 설명한 후에 설명하기로 한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 제1이송라인(25) 및 제2이송라인(26)을 포함할 수 있다.
상기 제1이송라인(25)은 상기 재기화부(222)에서 액화천연가스(LNG)를 기화시키고 배출되는 냉각된 해수를 상기 제1열교환부(2421), 상기 제2열교환부(2422) 및 상기 제3열교환부(2423) 중 어느 하나로 공급하기 위한 것이다. 상기 제1이송라인(25)은 상기 접안설비(23)를 통해 상기 부유식 재기화설비(22) 및 상기 부유식 발전설비(24)를 연결할 수 있다. 이하에서는 상기 제1이송라인(25) 및 상기 제2이송라인(26)이 상기 제1열교환부(2421)에 연결된 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 상기 제1이송라인(25)은 제1수급이송라인(251) 및 제1공급이송라인(252)을 포함할 수 있다.
상기 제1수급이송라인(251)은 상기 재기화부(222)에서 냉각되어 배출되는 해수를 공급받기 위한 것이다. 상기 제1수급이송라인(251)은 호스(Hose) 또는 파이프(Pipe)로 형성될 수 있다. 상기 제1수급이송라인(251)은 호스 및 파이프가 복합되어 형성될 수도 있다. 상기 제1수급이송라인(251)은 일측이 상기 재기화부(222)에서 해수가 냉각되어 배출되는 해수배출관로에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1수급이송라인(251)은 상기 재기화부(222)로부터 냉각된 해수를 공급받을 수 있다. 상기 제1수급이송라인(251)은 타측이 상기 제1공급이송라인(252)에 연통되도록 상기 접안본체(230)에 결합될 수 있다. 상기 제1수급이송라인(251)은 상기 제1지지기구(231)를 통해 상기 접안본체(230)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1수급이송라인(251)으로 공급된 해수는 상기 제1공급이송라인(252)으로 공급될 수 있다. 상기 제1지지기구(231)는 상기 제1수급이송라인(251)이 상기 접안본체(230)에 지지되도록 상기 제1수급이송라인(251)을 상기 접안본체(230)에 결합시킬 수 있다. 상기 제1지지기구(231)는 'Angle'형태, 'Channel'형태, 'H-beam'형태 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 제1지지기구(231)가 상기 제1수급이송라인(251)을 지지함에 따라, 상기 제1수급이송라인(251)은 조류와 같은 해류에 떠내려가지 않고 상기 접안설비(23)에 연결된 상태를 유지할 수 있다. 상기 제1지지기구(231)는 상기 부유식 재기화설비(22)가 접안되는 쪽에 위치하도록 상기 접안본체(230)에 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1지지기구(231)는 상기 재기화부(222)에 연결된 상기 제1수급이송라인(251)이 상기 제1공급이송라인(252)에 용이하게 연결되도록 할 수 있다. 상기 제1지지기구(231)는 상기 제1수급이송라인(251)의 개수에 대응되는 개수로 상기 접안본체(230)에 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1지지기구(231)는 상기 제1수급이송라인(251)이 상기 접안본체(230)에 지지되도록 상기 제1수급이송라인(251)을 지지할 수 있다.
상기 제1공급이송라인(252)은 상기 제1수급이송라인(251)으로부터 공급된 해수를 상기 부유식 발전설비(24)로 공급하기 위한 것이다. 상기 제1공급이송라인(252)은 호스(Hose), 파이프(Pipe), 또는 호스와 파이프가 복합되어 형성될 수 있다. 상기 제1공급이송라인(252)은 일측이 상기 제1수급이송라인(251)에 연통되도록 상기 접안본체(230)에 결합될 수 있다. 상기 제1공급이송라인(252)은 상기 제1지지기구(231)를 통해 상기 접안본체(230)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1공급이송라인(252)은 상기 제1수급이송라인(251)으로부터 냉각된 해수를 공급받을 수 있다. 상기 제1공급이송라인(252)은 타측이 상기 부유식 발전설비(24)의 해수수급관에 연통되도록 상기 부유식 발전설비(24)에 결합될 수 있다. 상기 부유식 발전설비(24)의 해수수급관은 상기 제1열교환부(2421)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1공급이송라인(252)으로 공급된 해수는 상기 제1열교환부(2421)로 공급될 수 있다. 상기 제1지지기구(231)는 상기 제1공급이송라인(252)이 상기 접안본체(230)에 지지되도록 상기 제1공급이송라인(252)을 상기 접안본체(230)에 결합시킬 수 있다. 상기 제1지지기구(231)는 'Angle'형태, 'Channel'형태, 'H-beam'형태 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 제1지지기구(231)가 상기 제1공급이송라인(252)을 지지함에 따라, 상기 제1공급이송라인(252)은 조류와 같은 해류에 떠내려가지 않고 상기 접안설비(23)에 연결된 상태를 유지할 수 있다. 상기 제1지지기구(231)는 상기 부유식 발전설비(24)가 접안되는 쪽에 위치하도록 상기 접안본체(230)에 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1지지기구(231)는 상기 제1공급이송라인(252)이 상기 부유식 발전설비(24)에 용이하게 연결되도록 할 수 있다. 상기 제1지지기구(231)는 상기 접안본체(230)를 기준으로 상기 부유식 재기화설비(22) 및 상기 부유식 발전설비(24)가 접안되는 쪽에 각각 위치될 수 있다. 상기 제1지지기구(231)는 상기 제1공급이송라인(252)의 개수에 대응되는 개수로 상기 접안본체(230)에 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1지지기구(231)는 상기 제1공급이송라인(252)이 상기 접안본체(230)에 지지되도록 상기 제1공급이송라인(252)을 지지할 수 있다. 상기 제1수급이송라인(251) 및 상기 제1공급이송라인(252)은 해상에서 부유할 수 있는 부유식 배관(Floating Pipe)으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1수급이송라인(251) 및 상기 제1공급이송라인(252)은 수중에 잠기는 수중배관에 비해 해수에 접촉되는 접촉면적을 감소시킴으로써, 해수에 의해 부식되는 정도를 감소시켜 상기 수중배관에 비해 사용 수명을 연장시킬 수 있다.
상기 제2이송라인(26)은 상기 제1열교환부(2421)에서 제1냉각유체를 냉각시키고 배출되는 가열된 해수를 상기 재기화부(222)로 공급하기 위한 것이다. 상기 제2이송라인(26)은 상기 접안설비(23)를 통해 상기 부유식 재기화설비(22) 및 상기 부유식 발전설비(24)를 연결할 수 있다. 상기 제2이송라인(26)은 제2수급이송라인(261) 및 제2공급이송라인(262)을 포함할 수 있다.
상기 제2수급이송라인(261)은 상기 제1열교환부(2421)에서 가열되어 배출되는 해수를 공급받기 위한 것이다. 상기 제2수급이송라인(261)은 호스(Hose) 또는 파이프(Pipe)로 형성될 수 있다. 상기 제2수급이송라인(261)은 호스 및 파이프가 복합되어 형성될 수도 있다. 상기 제2수급이송라인(261)은 일측이 상기 제1열교환부(2421)에 연결되게 설치되는 해수배출관에 연결될 수 있다. 상기 해수배출관은 상기 부유식 발전설비(24)에 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2수급이송라인(261)은 상기 제1열교환부(2421)로부터 가열된 해수를 공급받을 수 있다. 상기 제2수급이송라인(261)은 타측이 상기 제2공급이송라인(262)에 연통되도록 상기 접안본체(230)에 결합될 수 있다. 상기 제2수급이송라인(261)은 상기 제2지지기구(232)를 통해 상기 접안본체(230)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2수급이송라인(261)으로 공급된 해수는 상기 제2공급이송라인(262)으로 공급될 수 있다. 상기 제2지지기구(232)는 상기 제2수급이송라인(261)이 상기 접안본체(230)에 지지되도록 상기 제2수급이송라인(261)을 상기 접안본체(230)에 결합시킬 수 있다. 상기 제2지지기구(232)는 'Angle'형태, 'Channel'형태, 'H-beam'형태 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 제2지지기구(232)가 상기 제2수급이송라인(261)을 지지함에 따라, 상기 제2수급이송라인(261)은 조류와 같은 해류에 떠내려가지 않고 상기 접안설비(23)에 연결된 상태를 유지할 수 있다. 상기 제2지지기구(232)는 상기 부유식 발전설비(24)가 접안되는 쪽에 위치하도록 상기 접안본체(230)에 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2지지기구(232)는 상기 제2수급이송라인(261)이 상기 제1열교환부(2421)에 용이하게 연결되도록 할 수 있다. 상기 제2지지기구(232)는 상기 제2수급이송라인(261)의 개수에 대응되는 개수로 상기 접안본체(230)에 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2지지기구(232)는 상기 제2수급이송라인(261)이 상기 접안본체(230)에 지지되도록 상기 제2수급이송라인(261)을 지지할 수 있다. 상기 제2수급이송라인(261)과 상기 제1공급이송라인(252)은 하나의 관 내부에 위치하도록 묶여질 수 있다. 이 경우, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 제2수급이송라인(261)과 상기 제1공급이송라인(252)이 해수에 직접 접촉되는 것을 방지함으로써, 상기 제2수급이송라인(261)과 상기 제1공급이송라인(252)이 해수에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제2공급이송라인(262)은 상기 제2수급이송라인(261)으로부터 공급된 해수를 상기 부유식 재기화설비(22)로 공급하기 위한 것이다. 상기 제2공급이송라인(262)은 호스(Hose), 파이프(Pipe), 또는 호스와 파이프가 복합되어 형성될 수 있다. 상기 제2공급이송라인(262)은 일측이 상기 제2수급이송라인(261)에 연통되도록 상기 접안본체(230)에 결합될 수 있다. 상기 제2공급이송라인(262)은 상기 제2지지기구(232)를 통해 상기 접안본체(230)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2공급이송라인(262)은 상기 제2수급이송라인(261)으로부터 가열된 해수를 공급받을 수 있다. 상기 제2공급이송라인(262)은 타측이 상기 부유식 재기화설비(22)의 해수수급관에 연통되도록 상기 부유식 재기화설비(22)에 결합될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(22)의 해수수급관은 상기 재기화부(222)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2공급이송라인(262)으로 공급된 가열된 해수는 상기 재기화부(222)로 공급될 수 있다. 상기 제2지지기구(232)는 상기 제2공급이송라인(262)이 상기 접안본체(230)에 지지되도록 상기 제2공급이송라인(262)을 상기 접안본체(230)에 결합시킬 수 있다. 상기 제2지지기구(232)는 'Angle'형태, 'Channel'형태, 'H-beam'형태 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 제2지지기구(232)가 상기 제2공급이송라인(262)을 지지함에 따라, 상기 제2공급이송라인(262)은 조류와 같은 해류에 떠내려가지 않고 상기 접안설비(23)에 연결된 상태를 유지할 수 있다. 상기 제2지지기구(232)는 상기 부유식 재기화설비(22)가 접안되는 쪽에 위치하도록 상기 접안본체(230)에 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2지지기구(232)는 상기 제2공급이송라인(262)이 상기 부유식 재기화설비(22)에 용이하게 연결되도록 할 수 있다. 상기 제2지지기구(232)는 상기 접안본체(230)를 기준으로 상기 부유식 재기화설비(22) 및 상기 부유식 발전설비(24)가 접안되는 쪽에 각각 위치될 수 있다. 상기 제2지지기구(232)는 상기 제2공급이송라인(262)의 개수에 대응되는 개수로 상기 접안본체(230)에 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2지지기구(232)는 상기 제2공급이송라인(262)이 상기 접안본체(230)에 지지되도록 상기 제2공급이송라인(262)을 지지할 수 있다. 상기 제2수급이송라인(261) 및 상기 제2공급이송라인(262)은 해상에서 부유할 수 있는 부유식 배관(Floating Pipe)으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2수급이송라인(261) 및 상기 제2공급이송라인(262)은 수중에 잠기는 수중배관에 비해 해수에 접촉되는 접촉면적을 감소시킴으로써, 해수에 의해 부식되는 정도를 감소시켜 상기 수중배관에 비해 사용 수명을 연장시킬 수 있다. 상기 제2공급이송라인(262)과 상기 제1수급이송라인(251)은 하나의 관 내부에 위치하도록 묶여질 수 있다. 이 경우, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 제2공급이송라인(262)과 상기 제1수급이송라인(251)이 해수에 직접 접촉되는 것을 방지함으로써, 상기 제2공급이송라인(262)과 상기 제1수급이송라인(251)이 해수에 의해 부식되는 것을 방지할 수도 있다.
상기에서는 상기 제1이송라인(25) 및 상기 제2이송라인(26)이 상기 제1열교환부(2421)에 연결되는 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)의 실시예에 따라 상기 제1이송라인(25) 및 상기 제2이송라인(26)은 상기 제2열교환부(2422) 또는 상기 제3열교환부(2423)에 연결될 수 있다. 상기 제1이송라인(25) 및 상기 제2이송라인(26)이 상기 제2열교환부(2422) 또는 상기 제3열교환부(2423)에 연결되는 실시예는 상기 제1이송라인(25) 및 상기 제2이송라인(26)이 상기 제1열교환부(2421)에 연결되는 실시예와 작용 및 효과가 유사하므로, 이하에서는 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.
도 10 내지 도 17을 참고하면, 상기 부유식 발전설비(24)는 발전부유본체(240), 발전시스템(241) 및 냉각시스템(242)을 포함할 수 있다.
상기 발전부유본체(240)는 해상에 부유할 수 있다. 예컨대, 상기 발전부유본체(240)는 바지선(Barge)의 선체일 수 있다. 상기 발전시스템(241)과 상기 냉각시스템(242)은 상기 발전부유본체(240)에 탑재될 수 있다. 이에 따라, 상기 발전부유본체(240)는 상기 발전시스템(241)과 상기 냉각시스템(242)이 해상에 부유하도록 상기 발전시스템(241)과 상기 냉각시스템(242)을 지지할 수 있다. 상기 발전부유본체(240)는 엔진, 프로펠러 등을 포함하는 추진장치가 없으므로, 별도의 선박을 통해 해상에서 이동될 수 있다. 예컨대, 상기 발전부유본체(240)는 동력을 가진 선박을 통해 상기 접안설비(23)로 이동될 수 있다. 상기 접안설비(23)로 이동되어진 상기 발전부유본체(240)는 상기 접안설비(23)의 연결기구를 통해 상기 접안본체(230)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 부유식 발전설비(24)는 상기 접안설비(23)에 접안될 수 있다. 이 경우, 상기 발전부유본체(240)는 상기 접안본체(230)로부터 소정 거리 이격된 위치에 위치될 수 있다.
도 12 내지 도 17을 참고하면, 상기 발전시스템(241)은 상기 접안설비(23)를 통해 공급되는 천연가스를 이용하여 다양한 방법으로 전기를 생산할 수 있다. 상기 발전시스템(241)은 제1발전기구(2411) 및 제2발전기구(2412) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1발전기구(2411)는 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111) 및 제1발전기(24112)를 포함할 수 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)은 상기 접안설비(23)를 통해 공급되는 천연가스(NG) 및 디젤연료 중 적어도 하나를 연소시켜 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)은 4행정 엔진일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 동력을 발생시킬 수 있으면 다른 엔진일 수도 있다. 또한, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)은 한 개일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 복수개일 수도 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)은 천연가스관로를 통해 상기 부유식 발전설비(24)의 천연가스 수급관에 연결됨으로써, 상기 접안설비(23)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 공급받을 수 있다. 상기 천연가스 수급관은 천연가스를 공급받는 관로를 의미한다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)은 상기 부유식 발전설비(24)에 설치된 디젤연료저장탱크(미도시)로부터 디젤연료를 공급받을 수도 있다. 상기 디젤연료저장탱크는 디젤연료를 저장하기 위한 것이다. 상기 디젤연료저장탱크는 상기 LNG저장탱크에 비해 크기가 더 작게 형성될 수 있다. 상기 디젤연료는 천연가스(NG) 공급이 중단될 경우 임시로 발전하기 위한 용도이므로, 대용량을 저장할 필요가 없기 때문이다. 이에 따라, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)은 천연가스(NG) 및 디젤연료 중 적어도 하나를 연소시킴으로써, 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 제1발전기(24112)는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 예컨대, 상기 제1발전기(24112)의 회전축은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)의 크랭크축에 기어 등을 통해 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1발전기(24112)의 회전축은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)의 크랭크축이 연료 연소에 의한 폭발력으로 회전함에 따라 함께 회전할 수 있다. 따라서, 상기 제1발전기(24112)는 전기를 생산할 수 있다. 상기 제1발전기(24112)는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 접안설비(23)의 송전기구에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1발전기(24112)는 생산한 전기를 상기 송전기구에 공급할 수 있다.
상기 제1발전기구(2411)에는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)을 냉각시키기 위한 제1냉각유체가 순환하는 제1순환배관(FCL, 도 12에 도시됨)이 설치될 수 있다. 상기 제1냉각유체는 청수 또는 글리콜일 수 있다. 상기 제1순환배관은 일측이 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)을 감싸도록 설치될 수 있다. 상기 제1순환배관은 타측이 상기 제1열교환부(2421)에 연결되도록 설치될 수 있다. 상기 제1냉각유체는 상기 제1열교환부(2421)에서 상기 제1이송라인(25)을 통해 공급되는 냉각된 해수에 의해 냉각될 수 있다. 상기 제1열교환부(2421)에서 냉각된 제1냉각유체는 상기 제1순환배관을 따라 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)으로 공급되어, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)을 냉각시킬 수 있다. 상기 제1냉각유체는 상기 제1순환배관을 따라 상기 제1열교환부(2421) 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)을 순환 이동하면서 냉각 및 가열될 수 있다.
상기 제1순환배관은 일측이 상기 이종연료엔진(24111)을 감싸도록 설치되고, 타측이 해수에 연결되도록 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 제1순환배관을 순환하는 제1냉각유체는 해수일 수 있다. 상기 해수는 상기 제1순환배관을 따라 이동하면서 상기 이종연료엔진(24111)을 직접 냉각시킬 수 있다. 상기 제1순환배관에는 해수를 이동시키거나 흡입 및 배출시키기 위한 펌프가 설치될 수 있다.
상기 제2발전기구(2412)는 가스터빈(24121), 제2발전기(24122), 배열회수보일러(24123), 스팀터빈(24124) 및 제3발전기(24125)를 포함할 수 있다. 상기 가스터빈(24121)은 상기 접안설비(23)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 연소시켜 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 가스터빈(24121)은 한 개일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 복수개일 수도 있다. 상기 가스터빈(24121)은 관로를 통해 상기 부유식 발전설비(24)의 천연가스 수급관에 연결됨으로써, 상기 접안설비(23)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 공급받을 수 있다. 상기 제2발전기(24122)는 상기 가스터빈(24121)이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 예컨대, 상기 제2발전기(24122)의 회전축은 상기 가스터빈(24121)의 크랭크축에 기어 등을 통해 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2발전기(24122)의 회전축은 상기 가스터빈(24121)의 크랭크축이 연료 연소에 의한 폭발력으로 회전함에 따라 함께 회전할 수 있다. 따라서, 상기 제2발전기(24122)는 전기를 생산할 수 있다. 상기 제2발전기(24122)는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 접안설비(23)의 송전기구에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2발전기(24122)는 생산한 전기를 상기 송전기구에 공급할 수 있다. 상기 배열회수보일러(Heat Recovery Steam Generator)(24123)는 상기 가스터빈(24121)에서 천연가스가 연소되어 배출되는 배기가스의 폐열을 회수하여 스팀(Steam)을 발생시킬 수 있다. 상기 배열회수보일러(24123)는 상기 가스터빈(24121)에서 배기가스가 배출되는 배기관, 및 물을 공급하기 위한 물공급부에 각각 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 배열회수보일러(24123)는 상기 가스터빈(24121)에서 배출되는 배기가스의 폐열을 열원으로 물공급부에서 공급되는 물을 가열시킴으로써, 물을 스팀(Steam)으로 상변화시킬 수 있다. 상기 배열회수보일러(24123)에서 생성된 스팀은 상기 스팀터빈(24124)으로 공급될 수 있다. 상기 스팀터빈(24124)은 다이어프램, 로터, 버켓 등으로 구현될 수 있다. 상기 다이어프램에는 고정익 구비되고, 상기 버켓에는 회전익이 구비된다. 상기 고정익은 상기 배열회수보일러(24123)에서 공급되는 스팀의 방향을 바꾸어 상기 회전익으로 유도하고, 상기 회전익은 상기 고정익으로부터 유도된 스팀에 의해 회전력을 발생시켜 로터를 회전시킨다. 상기 로터는 상기 제3발전기(24125)에 연결되게 설치된다. 상기 제3발전기(24125)는 로터가 회전함에 따라 전기를 생산할 수 있다. 상기 제3발전기(24125)는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 접안설비(23)의 송전기구에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제3발전기(24125)는 생산한 전기를 상기 송전기구에 공급할 수 있다.
상기 제2발전기구(2412)에는 상기 가스터빈(24121)을 냉각시키기 위한 제2냉각유체가 순환하는 제2순환배관(SCL, 도 13에 도시됨)이 설치될 수 있다. 상기 제2냉각유체는 청수 또는 글리콜일 수 있다. 상기 제2순환배관은 일측이 상기 가스터빈(24121)을 감싸도록 설치될 수 있다. 상기 제2순환배관은 타측이 상기 제2열교환부(2422)에 연결되도록 설치될 수 있다. 상기 제2냉각유체는 상기 제2열교환부(2422)에서 상기 제1이송라인(25)을 통해 공급되는 냉각된 해수에 의해 냉각될 수 있다. 상기 제2열교환부(2422)에서 냉각된 제2냉각유체는 상기 제2순환배관을 따라 상기 가스터빈(24121)으로 공급되어, 상기 가스터빈(24121)을 냉각시킬 수 있다. 상기 제2냉각유체는 상기 제2순환배관을 따라 상기 제2열교환부(2422) 및 상기 가스터빈(24121)을 순환 이동하면서 냉각 및 가열될 수 있다.
상기 제2순환배관은 일측이 상기 가스터빈(24121)을 감싸도록 설치되고, 타측이 해수에 연결되도록 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 제2순환배관을 순환하는 제2냉각유체는 해수일 수 있다. 상기 해수는 상기 제2순환배관을 따라 이동하면서 상기 가스터빈(24121)을 직접 냉각시킬 수 있다. 상기 제2순환배관에는 해수를 이동시키거나 흡입 및 배출시키기 위한 펌프가 설치될 수 있다.
도 12 내지 도 17을 참고하면, 상기 냉각시스템(242)은 상기 제1이송라인(25)을 통해 공급되는 냉각된 해수를 이용하여 다양한 방법으로 상기 발전시스템(241)을 냉각시킬 수 있다. 상기 냉각시스템(242)은 상기 재기화부(222)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키고 배출되는 냉각된 해수를 이용하여 상기 발전시스템(241)을 냉각시킬 수 있다. 상기 냉각시스템(242)은 제1열교환부(2421), 제2열교환부(2422) 및 제3열교환부(2423)를 포함할 수 있다.
상기 제1열교환부(2421)는 상기 재기화부(222)에서 배출되는 냉각된 해수, 및 상기 제1냉각유체를 열교환시킨다. 상기 재기화부(222)에서 배출되는 냉각된 해수는 상기 접안설비(23), 제1이송라인(25), 및 상기 부유식 발전설비(24)의 해수수급관을 통해 상기 제1열교환부(2421)로 공급될 수 있다. 상기 제1열교환부(2421)는 상기 해수수급관 및 상기 제1순환배관(FCL)을 근접 설치함으로써, 상기 냉각된 해수 및 상기 제1냉각유체를 열교환시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제1냉각유체는 상기 재기화부(222)에서 배출되는 냉각된 해수에 의해 냉각될 수 있다. 상기 제1열교환부(2421)에서 제1냉각유체를 냉각시키고 가열된 해수는 상기 제2이송라인(26), 상기 접안설비(23), 및 상기 부유식 재기화설비(22)의 해수수급관을 통해 상기 재기화부(222)로 공급될 수 있다. 이에 따라, 상기 취수부(221)에 의해 상기 재기화부(222)로 공급되는 해수는 상기 재기화부(222)에서 냉각되고, 상기 제1열교환부(2421)에서 가열될 수 있다. 즉, 상기 부유식 재기화설비(22)에서 취수된 해수는 상기 재기화부(222)에서 액화천연가스(LNG)를 가열시키기 위한 가열매체로 사용되고, 상기 제1열교환부(2421)에서 제1냉각유체를 냉각시키기 위한 냉각매체로 사용될 수 있다.
상기 제2열교환부(2422)는 상기 재기화부(222)에서 배출되는 냉각된 해수, 및 상기 제2냉각유체를 열교환시킨다. 상기 재기화부(222)에서 배출되는 냉각된 해수는 상기 접안설비(23), 제1이송라인(25), 및 상기 부유식 발전설비(24)의 해수수급관을 통해 상기 제2열교환부(2422)로 공급될 수 있다. 상기 제2열교환부(2422)는 상기 해수수급관 및 상기 제2순환배관(SCL)을 근접 설치함으로써, 상기 냉각된 해수 및 상기 제2냉각유체를 열교환시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제2냉각유체는 상기 재기화부(222)에서 배출되는 냉각된 해수에 의해 냉각될 수 있다. 상기 제2열교환부(2422)에서 제2냉각유체를 냉각시키고 가열된 해수는 상기 제2이송라인(26), 상기 접안설비(23), 및 상기 부유식 재기화설비(22)의 해수수급관을 통해 상기 재기화부(222)로 공급될 수 있다. 이에 따라, 상기 취수부(221)에 의해 상기 재기화부(222)로 공급되는 해수는 상기 재기화부(222)에서 냉각되고, 상기 제2열교환부(2422)에서 가열될 수 있다. 즉, 상기 부유식 재기화설비(22)에서 취수된 해수는 상기 재기화부(222)에서 액화천연가스(LNG)를 가열시키기 위한 가열매체로 사용되고, 상기 제2열교환부(2422)에서 제2냉각유체를 냉각시키기 위한 냉각매체로 사용될 수 있다.
상기 제3열교환부(2423)는 상기 재기화부(222)에서 배출되는 냉각된 해수, 상기 제1냉각유체, 및 상기 제2냉각유체를 열교환시킨다. 상기 재기화부(222)에서 배출되는 냉각된 해수는 상기 접안설비(23), 제1이송라인(25), 및 상기 부유식 발전설비(24)의 해수수급관을 통해 상기 제3열교환부(2423)로 공급될 수 있다. 상기 제3열교환부(2423)는 상기 해수수급관, 상기 제1순환배관(FCL) 및 상기 제2순환배관(SCL)을 근접 설치함으로써, 상기 냉각된 해수, 상기 제1냉각유체, 및 상기 제2냉각유체를 열교환시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제1냉각유체 및 상기 제2냉각유체는 상기 재기화부(222)에서 배출되는 냉각된 해수에 의해 냉각될 수 있다. 상기 제3열교환부(2423)에서 제1냉각유체 및 제2냉각유체를 냉각시키고 가열된 해수는 상기 제2이송라인(26), 상기 접안설비(23), 및 상기 부유식 재기화설비(22)의 해수수급관을 통해 상기 재기화부(222)로 공급될 수 있다. 이에 따라, 상기 취수부(221)에 의해 상기 재기화부(222)로 공급되는 해수는 상기 재기화부(222)에서 냉각되고, 상기 제2열교환부(2422)에서 가열될 수 있다. 즉, 상기 부유식 재기화설비(22)에서 취수된 해수는 상기 재기화부(222)에서 액화천연가스(LNG)를 가열시키기 위한 가열매체로 사용되고, 상기 제3열교환부(2423)에서 제1냉각유체 및 제2냉각유체를 냉각시키기 위한 냉각매체로 사용될 수 있다.
상기 제1순환배관 및 상기 제2순환배관이 상기 제3열교환부(2423)에 연결되지 않고 해수에 직접 연결될 경우, 상기 제1냉각유체 및 상기 제2냉각유체는 해수일 수 있다. 이 경우, 상기 제1냉각유체는 상기 제1순환배관을 따라 이동하여 상기 이종연료엔진(24111)을 직접 냉각시키고, 상기 제2냉각유체는 상기 제2순환배관을 따라 이동하여 상기 가스터빈(24121)을 직접 냉각시킬 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 발전시스템(241)이 상기 제1발전기구(2411) 및 상기 제2발전기구(2412) 중 어느 것을 포함하느냐에 따라 실시예가 달라진다. 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 발전시스템(241)이 상기 제1발전기구(2411)를 포함하는 경우일 수 있다. 이 경우, 상기 냉각시스템(242)은 제1열교환부(2421)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 발전시스템(241)이 상기 제2발전기구(2412)를 포함하는 경우일 수 있다. 이 경우, 상기 냉각시스템(242)은 제2열교환부(2422)를 포함할 수 있다. 본 발명의 변형된 다른 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 발전시스템(241)이 상기 제1발전기구(2411) 및 상기 제2발전기구(2412)를 모두 포함하는 경우일 수 있다. 이 경우, 상기 냉각시스템(242)은 제3열교환부(2423)를 포함할 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 제1순환배관, 상기 제2순환배관이 해수에 연결되도록 설치될 경우, 상기 제1열교환부(2421), 상기 제2열교환부(2422) 및 상기 제3열교환부(2423)를 포함하지 않을 수도 있다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 발전시스템(241)을 냉각시키기 위한 구축비용을 절감할 수 있다.
도 15를 참고하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 제1발전기구(2411) 및 제1열교환부(2421)를 포함하는 경우이다. 상기 제1발전기구(2411)는 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111) 및 제1발전기(24112)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1발전기구(2411)는 천연가스(NG) 및 디젤연료 중 적어도 하나를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 여기서, 상기 천연가스(NG)는 상기 부유식 재기화설비(22)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시킨 것으로, 상기 부유식 재기화설비(22)의 천연가스 공급관, 상기 접안설비(23)의 로딩암, 및 상기 부유식 발전설비(24)의 천연가스 수급관을 순차적으로 거쳐 상기 부유식 발전설비(24)의 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)으로 공급될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 제1발전기(24112)를 통해 생산된 전기를 상기 접안설비(23)의 송전기구로 공급함으로써, 육상의 사용처로 공급할 수 있다. 상기 천연가스 공급관은 천연가스를 공급하기 위한 관로를 의미한다. 상기 천연가스 수급관은 천연가스를 공급받는 관로를 의미한다. 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 접안설비(23)를 통한 천연가스 공급이 중단될 경우, 디젤연료저장탱크에 저장된 디젤연료를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 육상의 사용처로 공급하기 위한 전기 생산이 중단되는 것을 방지할 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 제1발전기구(2411)는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)을 복수개 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)들 중 일부가 손상 내지 파손되어도 나머지 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)을 이용하여 전기를 생산할 수 있다.
상기 제1열교환부(2421)는 상기 재기화부(222)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키고 냉각되어 배출되는 해수, 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)을 냉각시키기 위한 제1냉각유체를 열교환시킬 수 있다. 여기서, 상기 제1냉각유체는 상기 재기화부(222)에서 공급되는 냉각된 해수에 의해 냉각될 수 있다. 상기 제1열교환부(2421)에 공급되는 해수는 상기 부유식 재기화설비(22)의 해수배출관로, 상기 제1이송라인(25), 상기 부유식 발전설비(24)의 해수수급관을 순차적으로 거쳐 상기 제1열교환부(2421)로 공급될 수 있다. 상기 해수배출관로는 상기 부유식 재기화설비(22)로부터 해수를 배출시키기 위한 관로이다. 상기 해수수급관은 해수를 공급받기 위한 관로이다. 상기 제1열교환부(2421)에서 상기 제1냉각유체를 냉각시키고 가열되어 배출되는 해수는 상기 재기화부(222)로 공급될 수 있다. 상기 제1열교환부(2421)에서 배출되는 해수는 상기 부유식 발전설비(24)의 해수배출관, 상기 제2이송라인(26), 상기 부유식 재기화설비(22)의 해수수급관을 순차적으로 거쳐 상기 재기화부(222)로 공급될 수 있다. 상기 제1열교환부(2421)에서 상기 재기화부(222)로 공급된 해수는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 열원으로 사용될 수 있다. 상기 제1열교환부(2421)에서 상기 재기화부(222)로 공급된 해수는 상기 취수부(221)에서 공급되는 해수와 병합된 후에 상기 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수도 있다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 재기화설비(22)의 재기화부(222)로부터 냉각된 해수를 공급받아 상기 부유식 발전설비(24)의 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)을 냉각시킬 수 있으므로, 해수를 직접 취수하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)을 냉각시키는 경우에 비해 상기 제1열교환부(2421)의 용량을 줄일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 발전설비(24)의 전체적인 크기 및 중량을 감소시킬 수 있으므로, 수심이 낮은 연안 지역에 용이하게 설치될 수 있다.
둘째, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 재기화설비(22)의 재기화부(222)로부터 냉각된 해수를 공급받아 상기 부유식 발전설비(24)의 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)을 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)을 냉각시키는 경우에 비해 외부의 해수 온도에 덜 민감하게 반응할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)을 안정적으로 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)을 냉각시키는 경우에 비해 전기 생산량을 일정하게 유지시킬 수 있다.
셋째, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 발전설비(24)의 제1열교환부(2421)에서 배출되는 가열된 해수를 상기 부유식 재기화설비(22)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 열원으로 사용할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 취수부(221)가 취수한 해수만을 이용하여 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 경우에 비해 액화천연가스(LNG)에 대한 재기화 효율을 더 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 정전과 같은 비상 상황 시 신속하게 전기를 생산할 수 있을 뿐만 아니라 전기 생산량을 더 증대시킬 수 있다.
도 16을 참고하면, 본 발명의 다른 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 제2발전기구(2412) 및 제2열교환부(2422)를 포함하는 경우이다. 상기 제2발전기구(2412)는 가스터빈(24121), 제2발전기(24122), 배열회수보일러(24123), 스팀터빈(24124) 및 제3발전기(24125)를 포함할 수 있다. 상기 제2발전기구(2412)는 천연가스(NG)를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 여기서, 상기 천연가스(NG)는 상기 부유식 재기화설비(22)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시킨 것으로, 상기 부유식 재기화설비(22)의 천연가스 공급관, 상기 접안설비(23)의 로딩암, 및 상기 부유식 발전설비(24)의 천연가스 수급관을 순차적으로 거쳐 상기 부유식 발전설비(24)의 가스터빈(24121)으로 공급될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 제2발전기(24122) 및 상기 제3발전기(24125)를 통해 생산된 전기를 상기 접안설비(23)의 송전기구로 공급함으로써, 육상의 사용처로 공급할 수 있다. 본 발명의 다른 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 제2발전기(24122) 및 상기 제3발전기(24125)를 이용하여 전기를 생산하므로, 상기 제1발전기(24112)만을 이용하여 전기를 생산하는 실시예에 비해 전기 생산량을 증대시킬 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 제2발전기구(2412)는 상기 가스터빈(24121)을 복수개 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 다른 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 가스터빈(24121)들 중 일부가 손상 내지 파손되어도 나머지 가스터빈(24121)을 이용하여 전기를 생산할 수 있다.
상기 제2열교환부(2422)는 상기 재기화부(222)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키고 냉각되어 배출되는 해수, 및 상기 가스터빈(24121)을 냉각시키기 위한 제2냉각유체를 열교환시킬 수 있다. 여기서, 상기 제2냉각유체는 상기 재기화부(222)에서 공급되는 냉각된 해수에 의해 냉각될 수 있다. 상기 제2열교환부(2422)에 공급되는 해수는 상기 부유식 재기화설비(22)의 해수배출관로, 상기 제1이송라인(25), 상기 부유식 발전설비(24)의 해수수급관을 순차적으로 거쳐 상기 제2열교환부(2422)로 공급될 수 있다. 상기 제2열교환부(2422)에서 상기 제2냉각유체를 냉각시키고 가열되어 배출되는 해수는 상기 재기화부(222)로 공급될 수 있다. 상기 제2열교환부(2422)에서 배출되는 해수는 상기 부유식 발전설비(24)의 해수배출관, 상기 제2이송라인(26), 상기 부유식 재기화설비(22)의 해수수급관을 순차적으로 거쳐 상기 재기화부(222)로 공급될 수 있다. 상기 제2열교환부(2422)에서 상기 재기화부(222)로 공급된 해수는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 열원으로 사용될 수 있다. 상기 제2열교환부(2422)에서 상기 재기화부(222)로 공급된 해수는 상기 취수부(221)에서 공급되는 해수와 병합된 후에 상기 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수도 있다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 재기화설비(22)의 재기화부(222)로부터 냉각된 해수를 공급받아 상기 부유식 발전설비(24)의 가스터빈(24121)을 냉각시킬 수 있으므로, 해수를 직접 취수하여 상기 가스터빈(24121)을 냉각시키는 경우에 비해 상기 제2열교환부(2422)의 용량을 줄일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 발전설비(24)의 전체적인 크기 및 중량을 감소시킬 수 있으므로, 수심이 낮은 연안 지역에 용이하게 설치될 수 있다.
둘째, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 재기화설비(22)의 재기화부(222)로부터 냉각된 해수를 공급받아 상기 부유식 발전설비(24)의 가스터빈(24121)을 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 가스터빈(24121)을 냉각시키는 경우에 비해 외부의 해수 온도에 덜 민감하게 반응할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 가스터빈(24121)을 안정적으로 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 가스터빈(24121)을 냉각시키는 경우에 비해 전기 생산량을 일정하게 유지시킬 수 있다.
셋째, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 발전설비(24)의 제2열교환부(2422)에서 배출되는 가열된 해수를 상기 부유식 재기화설비(22)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 열원으로 사용할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 취수부(221)가 취수한 해수만을 이용하여 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 경우에 비해 액화천연가스(LNG)에 대한 재기화 효율을 더 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 정전과 같은 비상 상황 시 신속하게 전기를 생산할 수 있을 뿐만 아니라 전기 생산량을 더 증대시킬 수 있다.
도 17을 참고하면, 본 발명의 변형된 다른 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 제1발전기구(2411), 제2발전기구(2412), 제3열교환부(2423)를 포함하는 경우이다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 제1발전기구(2411) 및 상기 제2발전기구(2412) 중 적어도 하나를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 상기 제1발전기구(2411)는 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111) 및 제1발전기(24112)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1발전기구(2411)는 천연가스(NG) 및 디젤연료 중 적어도 하나를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 상기 제2발전기구(2412)는 가스터빈(24121), 제2발전기(24122), 배열회수보일러(24123), 스팀터빈(24124) 및 제3발전기(24125)를 포함할 수 있다. 상기 제2발전기구(2412)는 천연가스(NG)를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 여기서, 상기 제1발전기구(2411) 및 상기 제2발전기구(2412)에 각각 공급되는 천연가스(NG)는 상기 부유식 재기화설비(22)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시킨 것으로, 상기 접안설비(23)를 통해 공급될 수 있다. 상기 부유식 발전설비(24)의 천연가스 수급관으로 공급된 천연가스(NG)는 분기되어 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111) 및 상기 가스터빈(24121)으로 각각 공급될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 제1발전기(24112), 상기 제2발전기(24122) 및 상기 제3발전기(24125)를 통해 생산된 전기를 상기 접안설비(23)의 송전기구로 공급함으로써, 육상의 사용처로 공급할 수 있다. 도시되지 않았지만, 본 발명의 변형된 다른 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 복수개의 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111) 및 복수개의 상기 가스터빈(24121) 중 일부가 손상 내지 파손되는 경우에도 손상되지 않은 나머지의 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111) 및 상기 가스터빈(24121)을 이용하여 전기를 생산할 수 있다.
상기 제3열교환부(2423)는 상기 재기화부(222)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키고 냉각되어 배출되는 해수, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)을 냉각시키기 위한 제1냉각유체, 및 상기 가스터빈(24121)을 냉각시키기 위한 제2냉각유체를 열교환시킬 수 있다. 여기서, 상기 제1냉각유체 및 상기 제2냉각유체는 상기 재기화부(222)에서 공급되는 냉각된 해수에 의해 냉각될 수 있다. 상기 제3열교환부(2423)에 공급되는 해수는 상기 부유식 재기화설비(22)의 해수배출관로, 상기 제1이송라인(25), 상기 부유식 발전설비(24)의 해수수급관을 순차적으로 거쳐 상기 제3열교환부(2423)로 공급될 수 있다. 상기 제3열교환부(2423)에서 상기 제1냉각유체와 상기 제2냉각유체를 냉각시킨 후 가열되어 배출되는 해수는 상기 재기화부(222)로 공급될 수 있다. 상기 제3열교환부(2423)에서 배출되는 해수는 상기 부유식 발전설비(24)의 해수배출관, 상기 제2이송라인(26), 상기 부유식 재기화설비(22)의 해수수급관을 순차적으로 거쳐 상기 재기화부(222)로 공급될 수 있다. 상기 제3열교환부(2423)에서 상기 재기화부(222)로 공급된 해수는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 열원으로 사용될 수 있다. 상기 제3열교환부(2423)에서 상기 재기화부(222)로 공급된 해수는 상기 취수부(221)에서 공급되는 해수와 병합된 후에 상기 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수도 있다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 재기화설비(22)의 재기화부(222)로부터 냉각된 해수를 공급받아 상기 부유식 발전설비(24)의 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111) 및 가스터빈(24121) 중 적어도 하나를 냉각시킬 수 있으므로, 해수를 직접 취수하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111) 및 상기 가스터빈(24121)을 냉각시키는 경우에 비해 상기 제3열교환부(2423)의 용량을 줄일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 발전설비(24)의 전체적인 크기 및 중량을 감소시킬 수 있으므로, 수심이 낮은 연안 지역에 용이하게 설치될 수 있다.
둘째, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 재기화설비(22)의 재기화부(222)로부터 냉각된 해수를 공급받아 상기 부유식 발전설비(24)의 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111) 및 가스터빈(24121)을 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111) 및 상기 가스터빈(24121)을 냉각시키는 경우에 비해 외부의 해수 온도에 덜 민감하게 반응할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111) 및 상기 가스터빈(24121)을 안정적으로 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111) 및 상기 가스터빈(24121)을 냉각시키는 경우에 비해 전기 생산량을 일정하게 유지시킬 수 있다.
셋째, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 발전설비(24)의 제3열교환부(2423)에서 배출되는 가열된 해수를 상기 부유식 재기화설비(22)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 열원으로 사용할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 취수부(221)가 취수한 해수만을 이용하여 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 경우에 비해 액화천연가스(LNG)에 대한 재기화 효율을 더 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 정전과 같은 비상 상황 시 신속하게 전기를 생산할 수 있을 뿐만 아니라 전기 생산량을 더 증대시킬 수 있다.
넷째, 본 발명의 변형된 다른 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 제1발전기(24112), 상기 제2발전기(24122) 및 상기 제3발전기(24125). 즉 복수개의 발전기를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 제1발전기(24112)만을 이용하여 전기를 생산하는 실시예, 및 상기 제2발전기(24122)만을 이용하여 전기를 생산하는 실시예에 비해 전기 생산량을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 정전과 같은 비상 시 상기 실시예들에 비해 신속하게 전기를 생산할 수 있다.
다섯째, 본 발명의 변형된 다른 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 제1발전기구(2411) 및 상기 제2발전기구(2412)를 모두 포함하므로, 상기 제1발전기구(2411) 및 상기 제2발전기구(2412) 중 하나가 손상 내지 파손되어도 계속하여 전기를 생산할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 육상의 사용처로 공급하기 위한 전기 생산이 중단되는 것을 방지할 수 있다.
여섯째, 본 발명의 변형된 다른 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 천연가스(NG)가 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111) 및 상기 가스터빈(24121)으로 분기되는 부분에 밸브를 설치함으로써, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111) 및 상기 가스터빈(24121)으로 공급되는 천연가스(NG)의 양을 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 제1발전기(24112), 상기 제2발전기(24122) 및 상기 제3발전기(24125)가 각각 생산하는 전기의 양을 조절할 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 취수부(221)와 상기 재기화부(222)를 연결하는 해수관로에 설치되는 해수밸브, 상기 해수밸브를 제어하기 위한 해수유량제어부, 및 상기 해수관로 내부의 해수 유량을 측정하기 위한 해수유량측정센서를 더 포함할 수 있다. 상기 해수밸브는 상기 재기화부(222)에 공급되는 해수의 양을 조절하기 위해 상기 해수관로 내부가 개방되는 정도를 조절하기 위한 것이다. 상기 해수밸브는 상기 해수유량제어부에 의해 제어됨으로써, 상기 해수관로 내부의 개방 정도를 조절할 수 있다. 상기 해수유량제어부는 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 상기 해수유량측정센서와 연결됨으로써, 상기 해수유량측정센서로부터 상기 해수관로 내부의 해수 유량에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 상기 해수유량제어부는 상기 해수유량측정센서가 측정한 해수 유량이 기설정된 기준해수유량을 초과하면, 상기 해수관로의 개방 정도가 감소되도록 상기 해수밸브를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 취수부(221)에서 상기 재기화부(222)로 공급되는 해수의 유량이 감소될 수 있다. 상기 해수유량제어부는 상기 해수유량측정센서가 측정한 해수 유량이 기설정된 기준해수유량 미만이면, 상기 해수관로의 개방 정도가 증가되도록 상기 해수밸브를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 취수부(221)에서 상기 재기화부(222)로 공급되는 해수의 유량이 증가될 수 있다. 상기 기준해수유량은 상기 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는데 필요한 최소 해수 유량을 의미하며, 작업자에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 해수유량제어부는 상기 재기화부(222)에 해수를 공급할 필요가 없는 경우, 상기 해수관로가 폐쇄되도록 상기 해수밸브를 제어함으로써 상기 재기화부(222)에 공급되는 해수를 차단할 수 있다. 상기 재기화부(222)에 해수를 공급할 필요가 없는 경우는 상기 재기화부(222)에 이미 공급된 해수의 양이 상기 재기화부(222)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기에 충분할 뿐만 아니라, 상기 냉각시스템(242)에서 이종연료(Dual Fuel)엔진(4111) 및 가스터빈(24121) 중 적어도 하나를 냉각시키기에 충분한 경우이다. 이에 따라, 본 발명에 따른 해상시스템(1)은 외부로부터 취수하는 해수의 양을 줄일 수 있으므로, 자원이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.
도시되지 않았지만, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)에 있어서, 상기 제1발전기구(2411) 및 상기 제2발전기구(2412)에는 각각 초임계 이산화탄소 발전시스템을 추가할 수 있다. 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템은 이산화탄소를 초임계 상태로 변환시켜 전기를 생산하기 위한 것이다. 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템은 열교환기, 압축기, 냉각기, 터빈 등을 포함할 수 있다. 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템은 이산화탄소가 상기 열교환기, 상기 압축기, 상기 냉각기, 상기 터빈을 순환하는 폐순환구조로 형성될 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 제1발전기구(2411)에 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템을 추가할 경우, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)에서 배출되는 배기가스를 열원으로 이용하여 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템의 이산화탄소를 초임계 상태로 변환시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 외부로 버려지는 이종연료(Dual Fuel)엔진(24111)의 배기가스의 폐열을 재사용함으로써, 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템의 터빈에 연결되는 발전기로부터 전기를 추가 생산할 수 있을 뿐만 아니라 외부로 배출되는 배기가스의 온도를 낮춤으로써 친환경적인 발전시스템을 구현할 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 제2발전기구(2412)에 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템을 추가할 경우, 상기 가스터빈(24121)에서 배출되는 배기가스를 열원으로 이용하여 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템의 이산화탄소를 초임계 상태로 변환시킬 수 있다. 이 경우, 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템은 상기 배열회수보일러(24123) 및 상기 스팀터빈(24124)을 대체하여 상기 제2발전기구(2412)에 설치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템의 터빈에 연결되는 발전기로부터 전기를 생산할 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 해상에서 전기를 생산하여 육상의 사용처에 공급할 수 있으므로, 육상에 별도의 발전시설을 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 육상에 발전시설을 설치하기 위한 부지를 확보할 필요가 없으므로 전기 생산에 대한 구축비용을 절감할 수 있고, 육상에 발전시설을 설치하기 위한 시공기간이 소요되지 않으므로 전기가 필요한 지역에 신속하게 전기를 공급할 수 있다.
둘째, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 재기화설비(22), 상기 접안설비(23), 및 상기 부유식 발전설비(24)를 서로 연동시킴으로써, 전기 생산에 필요한 시설들을 서로 분배하여 설치할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 재기화설비(22), 상기 접안설비(23), 및 상기 부유식 발전설비(24) 각각의 크기 및 중량을 감소시킬 수 있으므로, 구축비용을 줄일 수 있다.
셋째, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 재기화설비(22), 상기 접안설비(23), 및 상기 부유식 발전설비(24)를 서로 연동시킴으로써, 상기 부유식 발전설비(24)가 전기를 생산하는데 필요한 연료를 상기 접안설비(23)를 통해 상기 부유식 재기화설비(22)로부터 공급받을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2실시예에 따른 해상발전시스템(21)은 상기 부유식 발전설비(24)에 연료를 저장하기 위한 연료저장탱크를 설치할 필요가 없으므로, 상기 부유식 발전설비(24)의 크기 및 중량을 감소시켜 수심이 낮은 연안에도 용이하게 설치될 수 있다.
제3실시예
도 18 내지 도 22를 참고하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 해상(海上)에 부유한 상태에서 천연가스를 공급받아 전기를 생산하기 위한 것이다. 특히, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 천연가스를 공급받아 동력을 발생시키는 엔진에서 배출되는 배기가스의 폐열을 이산화탄소를 초임계 상태로 변환시키는데 이용함으로써, 천연가스 및 초임계 이산화탄소를 모두 이용하여 전기를 생산할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 크게 부유식 재기화설비(32), 접안설비(33), 및 부유식 발전설비(34)를 포함한다. 상기 부유식 발전설비(34)는 발전부유본체(340), 제1발전시스템(341), 및 제2발전시스템(342)을 포함한다.
상기 부유식 재기화설비(32), 상기 접안설비(33), 및 상기 부유식 발전설비(34)는 각각 해상에 위치하도록 설치된다. 상기 해상(海上)은 육지로부터 멀리 떨어진 심해의 수면, 및 육지에 근접한 연안(Shore)의 수면을 모두 포함할 수 있다. 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 연안의 해상에 부유하도록 설치되어 천연가스를 이용하여 전기를 생산하고, 생산한 전기를 육상(미도시)으로 공급할 수 있다. 상기 천연가스는 액체상태, 기체상태, 및 액체와 기체가 혼합된 혼합상태 등 상변화되는 모든 상태일 수 있다. 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 천연가스뿐만 아니라 디젤 등 다른 연료를 이용하여 전기를 생산할 수도 있다. 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 해상에 부유한 상태에서 해저 지면(SB, 도 18에 도시됨)에 고정되게 설치되는 접안설비(33)에 이동 가능한 부유식 재기화설비(32) 및 이동 가능한 부유식 발전설비(34)가 무어링장치 등을 통해 각각 결합됨으로써, 조류와 같은 해류에 떠내려가지 않고 고정된 위치에서 해상에 부유하여 전기를 생산할 수 있다. 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 육상에 위치한 사용처에 전선 등의 케이블을 통해 연결됨으로써, 생산한 전기를 육상의 사용처로 공급할 수 있다.
이하에서는 상기 부유식 재기화설비(32), 상기 접안설비(33), 및 상기 부유식 발전설비(34)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 18 내지 도 22를 참고하면, 상기 부유식 재기화설비(32)는 액화천연가스(LNG, Liquefied Natural Gas)를 재기화시키기 위한 것이다. 상기 부유식 재기화설비(32)는 해상에 부유한 상태에서 액화천연가스(LNG)를 천연가스(NG)로 재기화시키는 재기화공정을 수행할 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(32)는 FSRU(Floating, Storage, Re-Gasification Unit)로 구현될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(32)는 상기 접안설비(33)에 접안될 수 있다. 이에 따라, 상기 부유식 재기화설비(32)는 상기 접안설비(33)와 일체가 될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(32)는 액화천연가스(LNG)를 재기화시킨 천연가스(NG)를 상기 접안설비(33)로 공급할 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(32)는 재기화부유본체(320) 및 재기화부(321)를 포함할 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(32)는 LNG저장탱크 및 거주구를 더 포함할 수 있다.
상기 재기화부유본체(320)는 해상에 부유할 수 있다. 예컨대, 상기 재기화부유본체(320)는 FSRU의 선체일 수 있다. 상기 재기화부유본체(320)에는 상기 재기화부(321), 상기 LNG저장탱크 및 상기 거주구가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부유본체(320)는 상기 재기화부(321), 상기 LNG저장탱크 및 상기 거주구가 해상에 부유하도록 상기 재기화부(321), 상기 LNG저장탱크 및 상기 거주구를 지지할 수 있다. 상기 재기화부유본체(320)에는 엔진, 프로펠러 등을 포함하는 추진장치가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부유본체(320)는 해상에 부유한 상태에서 상기 추진장치에 의해 가고자 하는 목적지로 이동할 수 있다. 예컨대, 상기 재기화부유본체(320)는 액화천연가스(LNG)를 공급받거나 액화천연가스(LNG)를 공급하기 위해 이동할 수 있다. 상기 재기화부유본체(320)는 상기 부유식 재기화설비(32)가 상기 접안설비(33)에 접안될 경우, 후술할 접안설비(33)의 접안본체(330)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 재기화부유본체(320)는 상기 접안본체(330)로부터 소정 거리 이격된 위치에 위치될 수 있다. 상기 재기화부유본체(320)에는 상기 추진장치가 설치되지 않을 수도 있다. 이 경우, 상기 재기화부유본체(320)는 바지선에 의해 이동되어 상기 접안본체(330)에 연결될 수 있다. 상기 재기화부유본체(320)는 상기 접안본체(330)에 연결된 상태에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시켜 상기 접안본체(330)로 재기화시킨 천연가스를 공급할 수 있다.
상기 재기화부(321)는 상기 LNG저장탱크로부터 공급되는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 것이다. 상기 재기화부(321)는 관 또는 파이프와 같은 천연가스관로를 통해 상기 LNG저장탱크에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부(321)는 상기 LNG저장탱크로부터 액화천연가스(LNG)를 공급받을 수 있다. 상기 재기화부(321)는 관 또는 파이프와 같은 해수관로를 통해 해수를 취수하는 취수부(미도시)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부(321)는 상기 취수부가 취수한 해수를 공급받을 수 있다. 상기 재기화부(321)는 상기 LNG저장탱크로부터 공급받은 액화천연가스(LNG), 및 상기 취수부로부터 공급받은 해수를 열교환시킴으로써, 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있다. 상기 LNG저장탱크에 저장된 액화천연가스(LNG)의 온도는 영하 165 ℃이므로, 액화천연가스(LNG)는 영하 165 ℃를 초과하는 온도를 가진 해수에 의해 용이하게 천연가스(NG)로 재기화될 수 있다. 따라서, 상기 해수는 상기 재기화부(321)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 가열매체가 될 수 있다. 상기 재기화부(321)는 상기 가열매체로 해수를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있으면 다른 유체를 가열매체로 사용할 수도 있다. 예컨대, 상기 재기화부(321)는 상기 부유식 발전설비(34)에서 배출되는 고온의 해수를 공급받아 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있다. 상기 재기화부(321)에서 재기화된 천연가스(NG)는 관로를 통해 상기 접안설비(33)로 공급될 수 있다. 상기 재기화부(321)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키고 냉각된 해수는 상기 접안설비(33)로 공급될 수 있다. 상기 접안설비(33)로 공급된 해수는 상기 부유식 발전설비(34)로 공급되어 엔진을 냉각하기 위한 냉각매체로 사용될 수 있다. 상기 부유식 발전설비(34)에서 엔진을 냉각시키고 가열된 해수는 상기 접안설비(33)를 거쳐 상기 재기화부(321)로 공급될 수 있다. 상기 재기화부(321)로 공급된 가열된 해수는 상기 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 가열매체로 사용될 수 있다. 상기 재기화부(321)는 상기 해수와 상기 액화천연가스(LNG)를 직접 열교환시키는 해수직접열교환방식, 및 글리콜, 청구, 프로판 등의 중간열교환매체를 통해 상기 해수와 상기 액화천연가스(LNG)를 열교환시키는 해수간접열교환방식 중 적어도 하나를 이용하여 상기 액화천연가스(LNG)를 기화시킬 수도 있다. 상기 해수직접열교환방식은 해수를 이용하여 액화천연가스(LNG)를 직접 기화시키므로 운용비용이 저렴한 장점이 있으나, 해수 온도에 민감하게 반응하는 단점이 있다. 상기 해수간접열교환방식은 중간열교환매체를 이용하여 액화천연가스(LNG)를 간접 기화시키므로 해수의 온도 변화에 덜 민감하게 반응할 수 있을 뿐만 아니라, 해수에 포함된 염분을 제거할 필요가 없다. 또한, 상기 해수간접열교환방식은 상기 해수직접열교환방식에 비해 액화천연가스(LNG)를 기화시키는데 필요한 해수의 양이 적으므로, 상기 해수직접열교환방식에 비해 해수관로의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 해수관로가 부식되는 정도가 덜하다. 따라서, 상기 해수간접열교환방식은 상기 해수직접열교환방식에 비해 구축비용이 저렴한 장점이 있다.
상기 LNG저장탱크는 액화천연가스(LNG)를 저장하기 위한 것이다. 상기 LNG저장탱크는 LNG선 등과 같은 운반선으로부터 공급되는 액화천연가스(LNG)를 저장할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 저장 용량을 늘리기 위해 천연가스(NG)를 액화된 상태로 저장할 수 있다. 예컨대, 상기 LNG저장탱크는 대략 영하 165 ℃의 액화천연가스(LNG)를 저장할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 액화천연가스(LNG)가 기화되는 것을 방지하기 위해 단열재를 포함할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 액체로 냉각된 현재상태를 유지하거나 내부의 압력을 유지하기 위한 별도의 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 기체로 상변화된 기화가스(Boil Off Gas)를 액체 상태로 재액화시키기 위한 재액화장치 등을 더 포함할 수도 있다. 상기 LNG저장탱크는 상기 부유식 재기화설비(32)의 내부에 위치하도록 설치될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 외부에 위치하도록 설치될 수도 있다.
상기 거주구는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 재기화공정을 수행하는 작업자들이 거주(居住)하기 위한 시설이다. 예컨대, 작업자들은 상기 거주구에서 수개월에서 수년간 숙식할 수 있다. 상기 거주구는 상기 부유식 재기화설비(32)의 내부 및 외부 중 적어도 한 곳에 설치될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(32)가 상기 접안설비(33)를 통해 상기 부유식 발전설비(34)에 연결되면, 상기 접안설비(33) 및 상기 부유식 발전설비(34) 중 적어도 한 곳에서 작업하는 작업자들은 상기 부유식 재기화설비(32)의 거주구에서 숙식할 수 있다. 즉, 상기 접안설비(33) 및 상기 부유식 발전설비(34)에서 작업하는 작업자는 상기 거주구를 공용(共用)할 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 부유식 재기화설비(32)는 비상 시 전기를 생산하기 위한 비상발전기, 및 천연가스(NG) 공급 중단 시 천연가스관로 내부의 천연가스를 외부로 퍼징(Purging)하기 위한 퍼징시스템을 더 포함할 수 있다. 상기 비상발전기에서 생산된 전력은 상기 부유식 재기화설비(32) 뿐만 아니라, 전선 등을 통해 상기 접안설비(33) 및 상기 부유식 발전설비(34)에도 공급될 수 있다. 상기 퍼징시스템은 천연가스관로 내부의 천연가스를 외부로 퍼징하기 위한 불활성가스를 저장하는 불활성가스저장부, 및 불활성가스를 이송시키기 위한 압축기 및 펌프 등을 포함할 수 있다. 상기 불활성가스는 질소(N2)일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 천연가스를 외부로 퍼징할 수 있으면 다른 기체일 수도 있다.
따라서, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 해수를 이용하여 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있으므로, 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 별도의 가열장치를 상기 부유식 재기화설비(32)에 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 부유식 재기화설비(32)에 대한 구축비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 부유식 재기화설비(32)의 전체적인 크기 및 무게를 감소시킬 수 있으므로 수심이 낮은 연안에도 상기 부유식 재기화설비(32)를 용이하게 설치할 수 있다.
상기 접안설비(33)는 상기 부유식 재기화설비(32) 및 상기 부유식 발전설비(34) 중 적어도 하나를 접안시키기 위한 것이다. 상기 접안설비(33)의 일측에는 상기 부유식 재기화설비(32)가 접안될 수 있다. 상기 접안설비(33)의 타측에는 상기 부유식 발전설비(34)가 접안될 수 있다. 상기 접안설비(33)의 일측과 타측은 상기 접안설비(33)를 기준으로 서로 반대되는 위치일 수 있다. 상기 접안설비(33)는 제티(Jetty)로 구현될 수 있다. 상기 접안설비(33)는 관 또는 파이프와 같은 천연가스관로를 통해 상기 부유식 재기화설비(32) 및 상기 부유식 발전설비(34)에 각각 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 접안설비(33)는 상기 부유식 재기화설비(32)로부터 공급받은 천연가스(NG)를 상기 부유식 발전설비(34)에 전달할 수 있다. 상기 접안설비(33)는 접안본체(330)를 포함할 수 있다. 상기 접안설비(33)는 연결기구, 로딩암 및 송전기구를 더 포함할 수 있다.
상기 접안본체(330)는 해상에 고정될 수 있다. 상기 접안본체(330)는 해상에 고정된 상태에서 해저 지면(SB)에 고정되도록 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 접안본체(330)는 콘크리트 파일 또는 강관 파일을 해저 지면(SB)에 접촉시킴으로써, 해류에 떠내려가지 않고 해상에서 고정된 위치에 위치될 수 있다. 상기 접안본체(330)는 해저 지면(SB)에 프레임 등을 박아 고정시킴으로써, 고정된 위치에서 해상에 설치될 수도 있다. 상기 접안본체(330)는 해상에 설치된 상태에서 로프 등을 통해 육상에 연결됨으로써, 해상에서 고정된 위치에 위치될 수도 있다. 상기 접안본체(330)는 전체적으로 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 접안본체(330)에는 상기 연결기구, 상기 로딩암 및 상기 송전기구가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 접안본체(330)는 상기 연결기구, 상기 로딩암 및 상기 송전기구가 해상에 부유하도록 상기 연결기구, 상기 로딩암 및 상기 송전기구를 지지할 수 있다.
상기 연결기구는 상기 부유식 재기화설비(32) 및 상기 부유식 발전설비(34) 중 적어도 하나가 상기 접안설비(33)에 접안되도록 상기 부유식 재기화설비(32) 및 상기 부유식 발전설비(34)를 연결시키기 위한 것이다. 예컨대, 상기 연결기구는 무어링 (Mooring)장치일 수 있다. 상기 연결기구는 상기 부유식 재기화설비(32) 및 상기 부유식 발전설비(34) 중 적어도 하나를 연결하기 위해 고정부재 및 연결부재를 포함할 수 있다. 상기 고정부재는 상기 접안본체(330)에 복수개가 고정되게 설치될 수 있다. 상기 고정부재들은 상기 접안본체(330)의 바닥에 볼트결합, 용접결합 등 다양한 결합방법으로 결합될 수 있다. 상기 고정부재들은 상기 접안본체(330)에 결합되되, 서로 이격되게 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 고정부재들 중 일부는 상기 부유식 재기화설비(32)가 접안되는 쪽에 위치하도록 상기 접안본체(330)에 설치될 수 있다. 상기 고정부재들 중 나머지는 상기 부유식 발전설비(34)가 접안되는 쪽에 위치하도록 상기 접안본체(330)에 설치될 수 있다. 상기 연결부재는 일측이 상기 고정부재에 결합되고, 타측이 상기 부유식 재기화설비(32) 및 상기 부유식 발전설비(34) 중 적어도 하나에 결합될 수 있다. 예컨대, 상기 연결부재는 일측이 상기 고정부재에 묶이게 되고, 타측이 상기 부유식 재기화설비(32) 및 상기 부유식 발전설비(34)에 고정 설치되는 고정장치(미도시)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 연결부재는 상기 고정부재와 상기 부유식 재기화설비(32), 및 상기 고정부재와 상기 부유식 발전설비(34)를 각각 연결시킬 수 있다. 상기 연결부재는 로프 및 체인 중 적어도 하나일 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 부유식 재기화설비(32) 및 상기 부유식 발전설비(34)를 상기 접안설비(33)에 연결시킴으로써, 조류와 같은 해류에 의해 상기 부유식 재기화설비(32) 및 상기 부유식 발전설비(34)가 이동되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 접안설비(33)의 연결기구를 이용하여 상기 부유식 재기화설비(32) 및 상기 부유식 발전설비(34)를 상기 접안설비(33)에 연결시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 부유식 재기화설비(32) 및 상기 부유식 발전설비(34)에 각각 설치되는 해상 투묘 장비를 제거할 수 있다.
상기 로딩암은 상기 부유식 재기화설비(32)로부터 재기화된 천연가스(NG)를 공급받아 상기 부유식 발전설비(34)에 공급하기 위한 것이다. 상기 로딩암은 상기 접안설비(33)에 복수개가 서로 이격되게 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 로딩암들 중 일부는 상기 부유식 재기화설비(32)로부터 천연가스(NG)를 공급받기 위해 상기 접안본체(330)의 일측에 위치하도록 설치될 수 있다. 상기 로딩암들 중 나머지는 상기 부유식 재기화설비(32)로부터 공급받은 천연가스를 상기 부유식 발전설비(34)로 공급하기 위해 상기 접안본체(330)의 타측에 위치하도록 설치될 수 있다. 상기 일측과 상기 타측은 상기 접안본체(330)를 기준으로 서로 반대되는 방향일 수 있다. 상기 로딩암은 상기 부유식 재기화설비(32)로부터 천연가스(NG)를 공급받기 위한 제1로딩기구, 및 상기 제1로딩기구가 공급받은 천연가스(NG)를 상기 부유식 발전설비(34)로 공급하기 위한 제2로딩기구를 포함할 수 있다. 상기 제1로딩기구는 천연가스를 이송시키기 위한 제1파이프라인을 포함하고, 상기 제2로딩기구는 제1파이프라인에 연결되는 제2파이프라인을 포함할 수 있다. 상기 제1파이프라인은 상기 부유식 재기화설비(32)의 재기화부(321)에 연결될 수 있다. 상기 제2파이프라인은 상기 부유식 발전설비(34)의 엔진에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1파이프라인 및 상기 제2파이프라인은 상기 재기화부(321)가 재기화시킨 천연가스(NG)가 상기 엔진으로 공급되도록 할 수 있다. 상기 제1로딩기구 및 상기 제2로딩기구는 각각 높이조절 및 방향전환이 가능하도록 설치될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 접안설비(33)에 로딩암을 구축함으로써, 상기 부유식 재기화설비(32) 및 상기 부유식 발전설비(34)에 천연가스를 이동시키기 위한 별도의 이송장치를 설치할 필요가 없다. 따라서, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 부유식 재기화설비(32) 및 상기 부유식 발전설비(34)의 전체적인 크기 및 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상기 부유식 재기화설비(32) 및 상기 부유식 발전설비(34)에 대한 구축비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 로딩암들을 각각 높이조절 및 방향전환이 가능하도록 설치함으로써, 크기가 상이한 부유식 재기화설비 및 부유식 발전설비를 신속하게 연결할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 천연가스를 이송시키는데 있어서, 다양한 크기를 갖는 부유식 재기화설비 및 부유식 발전설비에 대한 범용성을 높일 수 있다.
상기 송전기구는 상기 부유식 발전설비(34)가 생산한 전기를 공급받아 육상으로 송전하기 위한 것이다. 상기 송전기구는 축전지 또는 변압기일 수 있다. 상기 송전기구는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 부유식 발전설비(34)에 연결될 수 있다. 상기 송전기구는 케이블(CA, 도 18에 도시됨)을 통해 육상에 위치한 사용처에 연결될 수 있다. 상기 케이블(CA)은 해상에 부유한 상태에서 상기 송전기구와 상기 사용처를 연결할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 해저 지면에 가라앉은 상태에서 상기 송전기구와 상기 사용처를 연결할 수도 있다. 이에 따라, 상기 송전기구는 상기 부유식 발전설비(34)가 생산한 전기를 육상으로 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 접안설비(33)에 설치된 송전기구를 통해 육상으로 전기를 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(34)에 육상으로 전기를 공급하기 위한 별도의 송전장치를 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 부유식 발전설비(34)의 무게를 감소시킬 수 있으므로, 송전장치가 설치되었을 경우보다 수심이 더 얕은 연안에 상기 부유식 발전설비(34)를 설치할 수 있다.
상기 부유식 발전설비(34)는 전기를 생산하기 위한 것이다. 상기 부유식 발전설비(34)는 해상에 부유한 상태에서 전기를 생산할 수 있다. 상기 부유식 발전설비(34)는 상기 연결기구를 통해 상기 접안설비(33)에 접안될 수 있다. 상기 접안설비(33)에 상기 부유식 재기화설비(32)가 접안될 경우, 상기 부유식 발전설비(34)는 천연가스 수급관에 결합되는 상기 제2파이프라인을 통해 상기 부유식 재기화설비(32)가 재기화시킨 천연가스(NG)를 공급받아 전기를 생산할 수 있다. 상기 천연가스 수급관은 상기 부유식 발전설비(34)에 설치된 관로로, 상기 부유식 발전설비(34)에 설치된 엔진으로 천연가스를 이송시키기 위한 것이다. 상기 부유식 발전설비(34)는 BMPP(Barge Mounted Power Plant)일 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 부유식 발전설비(34)는 생산한 전기를 육상에 위치한 사용처에 전달하기 위한 송전설비를 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 부유식 발전설비(34)에서 상기 육상의 사용처로 직접 전기를 공급하거나 상기 접안설비(33)의 송전기구를 통해 육상의 사용처로 전기를 간접 공급할 수 있다. 상기 송전설비는 상기 부유식 발전설비(34)의 하중을 감소시키기 위해 상기 접안설비(33)에 설치될 수도 있다. 이 경우, 상기 접안설비(33)는 상기 송전기구와 상기 송전설비를 모두 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 송전기구와 상기 송전설비 중 어느 하나가 손상 내지 파손될 경우 나머지 하나를 이용하여 육상의 사용처로 전기를 공급할 수 있다. 상기 부유식 발전설비(34)에서 생산된 전기는 내부에 설치된 유틸리티(Utility)를 사용하는데 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 부유식 재기화설비(32) 및 상기 접안설비(33)로 공급되어 상기 부유식 재기화설비(32) 및 상기 접안설비(33)의 운용에 필요한 유틸리티(Utility)를 사용하는데 이용될 수도 있다.
도 18 내지 도 22를 참고하면, 상기 부유식 발전설비(34)는 발전부유본체(340), 제1발전시스템(341) 및 제2발전시스템(342)을 포함할 수 있다.
상기 발전부유본체(340)는 해상에 부유할 수 있다. 예컨대, 상기 발전부유본체(340)는 바지선(Barge)의 선체일 수 있다. 상기 제1발전시스템(341)과 상기 제2발전시스템(342)은 상기 발전부유본체(340)에 탑재될 수 있다. 이에 따라, 상기 발전부유본체(340)는 상기 제1발전시스템(341)과 상기 제2발전시스템(342)이 해상에 부유하도록 상기 제1발전시스템(341)과 상기 제2발전시스템(342)을 지지할 수 있다. 상기 발전부유본체(340)는 엔진, 프로펠러 등을 포함하는 추진장치가 없으므로, 별도의 선박을 통해 해상에서 이동될 수 있다. 예컨대, 상기 발전부유본체(340)는 동력을 가진 선박을 통해 상기 접안설비(33)로 이동될 수 있다. 상기 접안설비(33)로 이동되어진 상기 발전부유본체(340)는 상기 접안설비(33)의 연결기구를 통해 상기 접안본체(330)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 부유식 발전설비(34)는 상기 접안설비(33)에 접안될 수 있다. 이 경우, 상기 발전부유본체(340)는 상기 접안본체(330)로부터 소정 거리 이격된 위치에 위치될 수 있다.
상기 제1발전시스템(341)은 상기 접안설비(33)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 상기 제1발전시스템(341)은 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411) 및 제1발전기(3412)를 포함할 수 있다.
상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)은 상기 접안설비(33)를 통해 공급되는 천연가스(NG) 및 디젤연료 중 적어도 하나를 연소시켜 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 접안설비(33)를 통해 공급되는 천연가스(NG)는 상기 부유식 재기화설비(32)가 재기화시킨 것일 수 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)은 4행정 엔진일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 동력을 발생시킬 수 있으면 다른 엔진일 수도 있다. 또한, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)은 한 개일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 복수개일 수도 있다. 이 경우, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)들 중 일부가 손상 내지 파손되어도 나머지 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)은 관로를 통해 상기 부유식 발전설비(34)의 천연가스 수급관에 연결됨으로써, 상기 접안설비(33)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 공급받을 수 있다. 상기 천연가스 수급관은 천연가스를 공급받기 위한 관로이다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)은 상기 부유식 발전설비(34)에 설치된 디젤연료저장탱크(미도시)로부터 디젤연료를 공급받을 수도 있다. 상기 디젤연료저장탱크는 디젤연료를 저장하기 위한 것이다. 상기 디젤연료저장탱크는 상기 LNG저장탱크에 비해 크기가 더 작게 형성될 수 있다. 상기 디젤연료는 상기 부유식 재기화설비(32)로부터 천연가스(NG) 공급이 중단될 경우 임시로 발전하기 위한 용도이므로, 대용량을 저장할 필요가 없기 때문이다.
상기 제1발전기(3412)는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 예컨대, 상기 제1발전기(3412)의 회전축은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)의 크랭크축에 기어 등을 통해 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1발전기(3412)의 회전축은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)의 크랭크축이 천연가스의 연소에 의한 폭발력으로 회전함에 따라 함께 회전할 수 있다. 따라서, 상기 제1발전기(3412)는 전기를 생산할 수 있다. 상기 제1발전기(3412)는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 접안설비(33)의 송전기구에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1발전기(3412)는 생산한 전기를 상기 송전기구에 공급할 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 제1발전시스템(341)에는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)을 냉각시키기 위한 제1냉각유체가 순환하는 제1순환배관이 설치될 수 있다. 상기 제1냉각유체는 상기 재기화부(321)에서 액화천연가스(LNG)를 기화시키고 냉각된 해수와 열교환됨으로써 냉각될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(32)에서 냉각된 해수는 상기 접안설비(33)를 통해 상기 부유식 발전설비(34)의 제1발전시스템(341)으로 공급될 수 있다. 상기 제1냉각유체는 상기 제1순환배관을 따라 이동하면서 상기 냉각된 해수에 의해 냉각되고, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)에 의해 가열될 수 있다.
도 19 내지 도 22를 참고하면, 상기 제2발전시스템(342)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)으로부터 배출되는 배기가스, 및 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 이산화탄소는 임계 온도 및 임계 압력 이상의 조건에서 초임계 이산화탄소로 된다. 초임계 이산화탄소는 밀도가 높은 특성을 가짐과 동시에 점도가 낮은 특성을 갖는다. 즉, 초임계 이산화탄소는 밀도가 높은 기체 특성을 갖는다. 상기 제2발전시스템(342)은 배기열교환부(3421), 터빈부(3423), 제2발전기(3424), 냉각부(3425) 및 압축부(3426)를 포함할 수 있다. 상기 제2발전시스템(342)은 실시예에 따라 과급기(3422) 또는 소기열교환부(3427)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)에 있어서, 상기 배기열교환부(3421)는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)으로부터 배출되는 배기가스(Exhaust Gas) 및 이산화탄소를 열교환시킨다. 상기 배기열교환부(3421)는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)이 복수개일 경우, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)들로부터 배출되는 배기가스를 모두 공급받을 수 있다. 상기 배기열교환부(3421)는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)으로부터 배출되는 배기가스가 이동하는 관로, 및 이산화탄소가 이동하는 관로를 근접시킴으로써, 상기 배기가스와 상기 이산화탄소를 열교환시킬 수 있다. 여기서, 상기 이산화탄소는 상기 배기열교환부(3421)를 통과하면서 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)에서 배출되는 배기가스에 의해 가열될 수 있다. 즉, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)에서 배출되는 배기가스가 열원으로 기능한다. 상기 배기열교환부(3421)를 통과한 배기가스는, 상기 이산화탄소가 가열되도록 열을 방출한 후에 외부로 배출될 수 있다.
상기 터빈부(3423)는 제2발전기(3424)에 연결된다. 상기 터빈부(3423)는 상기 배기열교환부(3421)로부터 배출되는 이산화탄소를 이용하여 동력을 발생시킨다. 여기서, 상기 배기열교환부(3421)로부터 배출되는 이산화탄소는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)의 배기가스에 의해 초임계 상태로 변환된 초임계 이산화탄소이다. 상기 배기열교환부(3421)로부터 배출되는 초임계 이산화탄소는, 상기 터빈부(3423)를 통과하면서 상기 터빈부(3423)가 갖는 임펠러를 회전시킴으로써 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 제2발전기(3424)는 상기 터빈부(3423)로부터 제공되는 동력을 이용하여 전기를 생산한다. 상기 제2발전기(3424)는 샤프트, 기어 등을 통해 상기 터빈부(3423)에 연결될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 밀도가 높은 특성을 갖는 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 터빈부(3423)가 동력을 발생시키도록 구현됨으로써, 상기 터빈부(3423)를 소형화할 수 있을 뿐만 아니라 상기 제2발전기(3424)를 통해 상기 제1발전기(3412)와 별도로 전기를 추가 생산하여 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 냉각부(3425)는 상기 터빈부(3423)로부터 배출되는 이산화탄소를 냉각함으로써, 상기 터빈부(3423)로부터 배출되는 이산화탄소의 온도를 낮춘다. 이 때, 상기 터빈부(3423)로 공급되는 이산화탄소는 초임계 이산화탄소 및 이산화탄소 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 냉각부(3425)는 전기 등에 의해 동작하는 쿨러(Cooler)를 이용하여 이산화탄소를 냉각할 수 있다. 상기 냉각부(3425)는 이산화탄소를 냉각할 수 있는 냉각매체 및 이산화탄소를 열교환시킴으로써, 이산화탄소를 냉각할 수도 있다.
상기 압축부(3426)는 상기 터빈부(3423)로부터 배출되는 이산화탄소를 압축함으로써, 상기 터빈부(3423)로부터 배출되는 이산화탄소의 압력을 높인다. 이 경우, 상기 압축부(3426)는 상기 터빈부(3423)와 상기 냉각부(3425) 사이에 설치될 수 있다. 상기 압축부(3426)는 상기 터빈부(3423)에서 배출된 후 상기 냉각부(3425)를 거쳐서 공급되는 이산화탄소를 압축시킬 수도 있다. 이 경우, 상기 압축부(3426)는 상기 냉각부(3425) 및 상기 배기열교환부(3421) 사이에 위치되게 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 압축부(3426)는 상기 냉각부(3425)에 의해 냉각된 이산화탄소를 압축한다. 따라서, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 터빈부(3423)로부터 배출되는 이산화탄소를 냉각한 후에 압축함으로써, 상기 압축부(3426)가 이산화탄소를 압축하는 압축률을 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 이산화탄소가 상기 배기열교환부(3421)에서 열을 흡수하는 폐열 회수율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이산화탄소를 이용하여 상기 터빈부(3423) 및 상기 제2발전기(3424)를 통해 생산하는 전기에 대한 발전효율을 향상시킬 수 있다.
상기 압축부(3426)는 상기 터빈부(3423)로부터 배출되는 이산화탄소가 액체 상태인 경우, 펌프(Pump)를 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 이산화탄소가 사이클 내에서 미임계 상태와 초임계 상태 간에 변화하는 트랜스크리티컬 사이클(Transcritical Cycle)로 구현될 수 있다. 이산화탄소는 상기 터빈부(3423)로부터 배출된 후에 미임계 상태로 변화되고, 상기 압축부(3426)에서 초임계 상태로 변화될 수 있다. 이산화탄소는 상기 터빈부(3423)로부터 배출된 후에 미임계 상태로 변화되고, 상기 압축부(3426) 및 상기 배기열교환부(3421)를 통과하면서 초임계 상태로 변화될 수도 있다.
상기 압축부(3426)는 상기 터빈부(3423)로부터 배출되는 이산화탄소가 초임계 상태인 경우, 컴프레서(Compressor)를 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 이산화탄소가 전체 사이클 내에서 초임계 상태로 유지되는 슈퍼크리티컬 사이클(Supercritical Cycle)로 구현될 수 있다.
도 21을 참고하면, 본 발명의 다른 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 과급기(3422)를 포함할 수 있다.
상기 과급기(3422)는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)에 공급되는 공기의 양을 증대시키기 위한 것이다. 상기 과급기(3422)는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)으로 공급되는 공기를 압축시킴으로써, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)에 공급되는 공기의 양을 증대시킬 수 있다. 상기 과급기(3422)는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)에서 배출되는 배기가스를 이용하여 공기를 압축할 수 있다. 예컨대, 상기 과급기(3422)는 터빈과 압축기가 동력전달축으로 서로 연결되도록 구성된 터보차저일 수 있다. 상기 터빈은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)에서 배출되는 배기가스에 의해 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 동력전달축은 상기 터빈이 발생시킨 동력을 상기 압축기로 전달할 수 있다. 상기 압축기는 상기 동력전달축으로부터 동력을 전달받아 공기를 압축시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)으로 공급되는 공기의 양을 증대시킴으로써, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)에서 배출되는 배기가스의 양을 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)에서 상기 배기열교환부(3421)로 공급되는 배기가스의 양을 증대시킬 수 있으므로, 상기 터빈부(3423)로 공급되는 초임계 이산화탄소의 양을 증대시킬 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 다른 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 제2발전기(3424)가 생산하는 전기의 양을 증대시킬 수 있으므로, 전체적인 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
도 22를 참고하면, 본 발명의 변형된 다른 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 소기열교환부(3427)를 포함할 수 있다.
상기 소기열교환부(3427)는 상기 과급기(3422)로부터 배출되어 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)으로 공급되는 소기(Scavenge Air) 및 이산화탄소를 열교환시킨다. 이에 따라, 이산화탄소는 상기 소기열교환부(3427)를 통과하면서 상기 과급기(3422)로부터 배출되는 소기에 의해 가열된다. 즉, 상기 과급기(3422)로부터 배출되는 소기가 열원으로 기능한다. 상기 소기열교환부(3427)를 통과한 소기는, 상기 이산화탄소가 가열되도록 열을 방출한 후에 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)으로 공급된다. 따라서, 본 발명의 변형된 다른 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
우선, 소기는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)에 공급되는 연소용 공기로, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)의 효율을 향상시키기 위해 상기 과급기(3422)를 통과하면서 압축되어 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)으로 공급된다. 상기 소기는 상기 과급기(3422)를 통과하면서 온도가 함께 상승한다. 이와 같이 온도가 상승된 소기가 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)에 공급되면, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)의 효율이 저하될 수 있고, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)의 수명이 단축될 수 있다.
다음, 본 발명의 변형된 다른 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 이산화탄소가 소기로부터 열을 흡수하므로, 상기 과급기(3422)를 통과하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)으로 공급되는 소기의 온도를 낮출 수 있다. 따라서, 본 발명의 변형된 다른 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 소기를 이용하여 이산화탄소를 가열함으로써 상기 터빈부(3423) 및 상기 제2발전기(3424)를 통해 생산하는 전기에 대한 발전효율을 향상시킬 수 있음과 동시에, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)에 공급되는 소기의 온도를 낮춤으로써 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)의 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)의 수명을 연장할 수 있다. 또한, 본 발명의 변형된 다른 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 과급기(3422)를 통과한 소기의 온도를 낮추기 위한 별도의 냉각 설비를 생략할 수 있으므로, 구축비용 및 운영비용을 절감할 수 있다.
도 22를 참고하면, 상기 소기열교환부(3427)는 이산화탄소가 진행하는 방향을 기준으로 상기 압축부(3426) 및 상기 터빈부(3423) 사이에 위치되게 설치된다. 상기 소기열교환부(3427)는 이산화탄소가 진행하는 방향을 기준으로 상기 냉각부(3425) 및 상기 터빈부(3423) 사이에 위치되게 설치될 수도 있다. 상기 냉각부(3425)와 상기 압축부(3426)는 상기 터빈부(3423)로부터 배출되는 이산화탄소가 상기 소기열교환부(3427)로 재공급되어 소기로부터 열을 흡수하도록 상기 터빈부(3423)로부터 배출되는 이산화탄소의 온도 및 압력을 조절할 수 있다.
상기 배기열교환부(3421)는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)으로부터 배출되는 배기가스로부터 열을 회수할 수 있다. 상기 소기열교환부(3427)는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)으로 공급되는 소기로부터 열을 회수할 수 있다. 상기 배기열교환부(3421)는 이산화탄소 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)으로부터 배출되어 상기 과급기(3422)를 통과한 배기가스를 열교환시킴으로써, 배기가스로부터 열을 회수할 수 있다. 상기 소기열교환부(3427)는 이산화탄소 및 상기 과급기(3422)를 통과하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)으로 공급되는 소기를 열교환시킴으로써, 소기로부터 열을 회수할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 하나의 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411) 및 과급기(3422)로부터 이산화탄소가 열을 흡수하는 폐열 회수율을 더 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 변형된 다른 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 터빈부(3423) 및 상기 제2발전기(3424)를 통해 생산하는 전기에 대한 발전효율을 더 향상시킬 수 있다.
상기 배기열교환부(3421) 및 상기 소기열교환부(3427)는 서로 병렬로 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 냉각부(3425) 또는 상기 압축부(3426)로부터 배출되는 이산화탄소는 분기된 후에 상기 배기열교환부(3421) 및 상기 소기열교환부(3427)로 공급된다. 상기 냉각부(3425) 또는 상기 압축부(3426)로부터 배출되는 이산화탄소의 일부는 상기 배기열교환부(3421)로 공급되고, 나머지 일부는 소기열교환부(3427)로 공급된다. 상기 터빈부(3423)는 상기 배기열교환부(3421) 및 상기 소기열교환부(3427) 각각으로부터 배출되어 합류한 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 제2발전기(3424)를 동작시키기 위한 동력을 발생시킨다. 도시되지 않았지만, 본 발명의 변형된 다른 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 삼방밸브 및 이산화탄소유량제어부를 더 포함할 수 있다. 상기 삼방밸브(Three Way Valve)는 3개의 구멍을 갖고 있는 밸브로, 상기 냉각부(3425) 또는 상기 압축부(3426)로부터 배출되는 이산화탄소가 상기 배기열교환부(3421) 및 상기 소기열교환부(3427)로 분기되는 분기부분에 설치될 수 있다. 상기 이산화탄소유량제어부는 상기 삼방밸브를 제어함으로써, 상기 배기열교환부(3421) 및 상기 소기열교환부(3427)로 각각 공급되는 이산화탄소의 유량을 조절할 수 있다. 예컨대, 상기 이산화탄소유량제어부는 상기 배기열교환부(3421)로 공급되는 배기가스의 온도가 상기 소기열교환부(3427)로 공급되는 소기의 온도보다 높을 경우, 상기 배기열교환부(3421)로 공급되는 이산화탄소의 유량이 증가하도록 상기 삼방밸브를 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명의 변형된 다른 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 배기열교환부(3421) 및 상기 소기열교환부(3427) 각각에서 이산화탄소의 폐열회수율을 증대시킴으로써, 전체적인 발전효율을 증대시킬 수 있다. 본 발명의 변형된 다른 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 배기열교환부(3421) 및 상기 소기열교환부(3427)로 공급되는 배기가스의 온도 및 소기의 온도를 각각 측정하기 위한 온도센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 변형된 다른 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 터빈부(3423), 상기 냉각부(3425) 및 상기 압축부(3426)를 통과하는 이산화탄소의 유량에 비해 상기 배기열교환부(3421) 및 상기 소기열교환부(3427) 각각을 통과하는 이산화탄소의 유량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 변형된 다른 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 배기열교환부(3421) 및 상기 소기열교환부(3427)가 서로 직렬로 연결된 것과 비교할 때, 상기 배기열교환부(3421) 및 상기 소기열교환부(3427) 각각의 크기 및 용량을 줄일 수 있으므로, 구축비용 및 운영비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 변형된 다른 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 배기열교환부(3421) 및 상기 소기열교환부(3427)가 서로 직렬로 연결된 것과 비교할 때, 상기 배기열교환부(3421) 및 상기 소기열교환부(3427) 각각으로 공급되는 이산화탄소의 유량을 감소시킴으로써, 상기 배기열교환부(3421) 및 상기 소기열교환부(3427) 각각에서 이산화탄소가 열을 흡수하는 폐열 회수율을 더 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 변형된 다른 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 터빈부(3423) 및 상기 제2발전기(3424)를 통해 생산하는 전기에 대한 발전효율을 더 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)에 있어서, 상기 제1발전시스템(341)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)을 이용하여 제1발전기(3412)를 가동시키기 위한 동력을 발생시키는 것으로 실시예를 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)을 대체하여 디젤연료를 이용하여 동력을 발생시키는 디젤엔진을 이용하여 제1발전기(3412)를 가동시키기 위한 동력을 발생시킬 수도 있다. 이 경우, 상기 디젤엔진은 상기 부유식 발전설비(34)에 설치된 디젤연료저장탱크로부터 디젤연료를 공급받을 수 있다. 상기 디젤엔진은 상기 부유식 재기화설비(32)가 아닌 디젤연료를 저장하는 선박이 상기 접안설비(33)에 접안될 경우, 상기 접안설비(33)를 통해 상기 선박으로부터 디젤연료를 공급받을 수도 있다.
도시되지 않았지만, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)을 냉각시키기 위한 열교환부를 더 포함할 수 있다.
상기 열교환부는 상기 부유식 발전설비(34)에 설치될 수 있다. 상기 열교환부는 상기 재기화부(321)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키고 냉각되어 배출되는 해수, 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)을 냉각시키기 위한 제1냉각유체를 열교환시킬 수 있다. 여기서, 상기 제1냉각유체는 상기 재기화부(321)에서 공급되는 냉각된 해수에 의해 냉각될 수 있다. 상기 열교환부에 공급되는 해수는 상기 부유식 재기화설비(32)에서 배출되어 상기 접안설비(33)를 거쳐 상기 부유식 발전설비(34)로 공급될 수 있다. 상기 열교환부에서 상기 제1냉각유체를 냉각시키고 가열되어 배출되는 해수는 상기 접안설비(33)를 거쳐 상기 재기화부(321)로 공급될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(32)에서 상기 열교환부로 공급되는 해수, 및 상기 열교환부에서 상기 부유식 재기화설비(32)로 공급되는 해수는 관로를 통해 이동될 수 있다. 상기 열교환부에서 상기 재기화부(321)로 공급된 해수는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 열원으로 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 부유식 재기화설비(32)의 재기화부(321)로부터 냉각된 해수를 공급받아 상기 부유식 발전설비(34)의 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)을 냉각시킬 수 있으므로, 해수를 직접 취수하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)을 냉각시키는 경우에 비해 상기 열교환부의 용량을 줄일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 부유식 발전설비(34)의 전체적인 크기 및 중량을 감소시킬 수 있으므로, 수심이 낮은 연안 지역에 용이하게 설치될 수 있다.
둘째, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 부유식 재기화설비(32)의 재기화부(321)로부터 냉각된 해수를 공급받아 상기 부유식 발전설비(34)의 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)을 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)을 냉각시키는 경우에 비해 외부의 해수 온도에 덜 민감하게 반응할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)을 안정적으로 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(3411)을 냉각시키는 경우에 비해 전기 생산량을 일정하게 유지시킬 수 있다.
셋째, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 상기 부유식 발전설비(34)의 열교환부에서 배출되는 가열된 해수를 상기 부유식 재기화설비(32)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 열원으로 사용할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 취수한 해수만을 이용하여 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 경우에 비해 액화천연가스(LNG)에 대한 재기화 효율을 더 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3실시예에 따른 해상발전시스템(31)은 정전과 같은 비상 상황 시 신속하게 전기를 생산할 수 있을 뿐만 아니라 전기 생산량을 더 증대시킬 수 있다.
제4실시예
도 23 내지 도 27를 참고하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 해상(海上)에 부유한 상태에서 천연가스를 공급받아 전기를 생산하기 위한 것이다. 특히, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 천연가스를 공급받아 동력을 발생시키는 가스터빈에서 배출되는 배기가스의 폐열을 이산화탄소를 초임계 상태로 변환시키는데 이용함으로써, 천연가스 및 초임계 이산화탄소를 모두 이용하여 전기를 생산할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 크게 부유식 재기화설비(42), 접안설비(43), 및 부유식 발전설비(44)를 포함한다. 상기 부유식 발전설비(44)는 발전부유본체(440), 제1발전시스템(441), 및 제2발전시스템(442)을 포함한다.
상기 부유식 재기화설비(42), 상기 접안설비(43), 및 상기 부유식 발전설비(44)는 각각 해상에 위치하도록 설치된다. 상기 해상(海上)은 육지로부터 멀리 떨어진 심해의 수면, 및 육지에 근접한 연안(Shore)의 수면을 모두 포함할 수 있다. 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 연안의 해상에 부유하도록 설치되어 천연가스를 이용하여 전기를 생산하고, 생산한 전기를 육상(미도시)으로 공급할 수 있다. 상기 천연가스는 액체상태, 기체상태, 및 액체와 기체가 혼합된 혼합상태 등 상변화되는 모든 상태일 수 있다. 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 천연가스뿐만 아니라 디젤 등 다른 연료를 이용하여 전기를 생산할 수도 있다. 이 경우, 발전기를 가동시키기 위해 동력을 발생시키는 동력장치는 공급되는 연료에 따라 변경될 수 있다. 예컨대, 천연가스가 공급될 경우, 동력장치는 이종연료(Dual Fuel)엔진, 가스터빈 등이 될 수 있고, 디젤연료가 공급될 경우, 동력장치는 디젤엔진이 될 수 있다. 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 해상에 부유한 상태에서 해저 지면(SB, 도 23에 도시됨)에 고정되게 설치되는 접안설비(43)에 이동 가능한 부유식 재기화설비(42) 및 이동 가능한 부유식 발전설비(44)가 무어링장치 등을 통해 각각 결합됨으로써, 조류와 같은 해류에 떠내려가지 않고 고정된 위치에서 해상에 부유하여 전기를 생산할 수 있다. 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 육상에 위치한 사용처에 전선 등의 케이블을 통해 연결됨으로써, 생산한 전기를 육상의 사용처로 공급할 수 있다.
이하에서는 상기 부유식 재기화설비(42), 상기 접안설비(43), 및 상기 부유식 발전설비(44)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 23 내지 도 27를 참고하면, 상기 부유식 재기화설비(42)는 액화천연가스(LNG, Liquefied Natural Gas)를 재기화시키기 위한 것이다. 상기 부유식 재기화설비(42)는 해상에 부유한 상태에서 액화천연가스(LNG)를 천연가스(NG)로 재기화시키는 재기화공정을 수행할 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(42)는 FSRU(Floating, Storage, Re-Gasification Unit)로 구현될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(42)는 상기 접안설비(43)에 접안될 수 있다. 이에 따라, 상기 부유식 재기화설비(42)는 상기 접안설비(43)와 일체가 될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(42)는 액화천연가스(LNG)를 재기화시킨 천연가스(NG)를 상기 접안설비(43)로 공급할 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(42)는 재기화부유본체(420) 및 재기화부(421)를 포함할 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(42)는 LNG저장탱크 및 거주구를 더 포함할 수 있다.
상기 재기화부유본체(420)는 해상에 부유할 수 있다. 예컨대, 상기 재기화부유본체(420)는 FSRU의 선체일 수 있다. 상기 재기화부유본체(420)에는 상기 재기화부(421), 상기 LNG저장탱크 및 상기 거주구가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부유본체(420)는 상기 재기화부(421), 상기 LNG저장탱크 및 상기 거주구가 해상에 부유하도록 상기 재기화부(421), 상기 LNG저장탱크 및 상기 거주구를 지지할 수 있다. 상기 재기화부유본체(420)에는 엔진, 프로펠러 등을 포함하는 추진장치가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부유본체(420)는 해상에 부유한 상태에서 상기 추진장치에 의해 가고자 하는 목적지로 이동할 수 있다. 예컨대, 상기 재기화부유본체(420)는 액화천연가스(LNG)를 공급받거나 액화천연가스(LNG)를 공급하기 위해 이동할 수 있다. 상기 재기화부유본체(420)는 상기 부유식 재기화설비(42)가 상기 접안설비(43)에 접안될 경우, 후술할 접안설비(43)의 접안본체(430)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 재기화부유본체(420)는 상기 접안본체(430)로부터 소정 거리 이격된 위치에 위치될 수 있다. 상기 재기화부유본체(420)에는 상기 추진장치가 설치되지 않을 수도 있다. 이 경우, 상기 재기화부유본체(420)는 바지선에 의해 이동되어 상기 접안본체(430)에 연결될 수 있다. 상기 재기화부유본체(420)는 상기 접안본체(430)에 연결된 상태에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시켜 상기 접안본체(430)로 재기화시킨 천연가스를 공급할 수 있다.
상기 재기화부(421)는 상기 LNG저장탱크로부터 공급되는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 것이다. 상기 재기화부(421)는 관 또는 파이프와 같은 천연가스관로를 통해 상기 LNG저장탱크에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부(421)는 상기 LNG저장탱크로부터 액화천연가스(LNG)를 공급받을 수 있다. 상기 재기화부(421)는 관 또는 파이프와 같은 해수관로를 통해 해수를 취수하는 취수부(미도시)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부(421)는 상기 취수부가 취수한 해수를 공급받을 수 있다. 상기 취수부는 씨체스트(Sea Chest)일 수 있다. 상기 재기화부(421)는 상기 LNG저장탱크로부터 공급받은 액화천연가스(LNG), 및 상기 취수부로부터 공급받은 해수를 열교환시킴으로써, 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있다. 상기 LNG저장탱크에 저장된 액화천연가스(LNG)의 온도는 영하 165 ℃이므로, 액화천연가스(LNG)는 영하 165 ℃를 초과하는 온도를 가진 해수에 의해 용이하게 천연가스(NG)로 재기화될 수 있다. 따라서, 상기 액화천연가스(LNG)와 열교환되는 해수는 상기 재기화부(421)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 가열매체가 될 수 있다. 상기 재기화부(421)는 상기 가열매체로 해수를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있으면 다른 유체를 가열매체로 사용할 수도 있다. 예컨대, 상기 재기화부(421)는 상기 부유식 발전설비(44)에서 배출되는 고온의 해수를 공급받아 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있다. 상기 재기화부(421)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키고 냉각된 해수는 상기 접안설비(43)로 공급될 수 있다. 상기 접안설비(43)로 공급된 해수는 상기 부유식 발전설비(44)로 공급되어 엔진을 냉각하기 위한 냉각매체로 사용될 수 있다. 상기 부유식 발전설비(44)에서 엔진을 냉각시키고 가열된 해수는 상기 접안설비(43)를 거쳐 상기 재기화부(421)로 공급될 수 있다. 상기 재기화부(421)로 공급된 가열된 해수는 상기 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 가열매체로 사용될 수 있다. 상기 재기화부(421)에서 재기화된 천연가스(NG)는 관로를 통해 상기 접안설비(43)로 공급될 수 있다. 상기 재기화부(421)는 상기 해수와 상기 액화천연가스(LNG)를 직접 열교환시키는 해수직접열교환방식, 및 글리콜, 청구, 프로판 등의 중간열교환매체를 통해 상기 해수와 상기 액화천연가스(LNG)를 열교환시키는 해수간접열교환방식 중 적어도 하나를 이용하여 상기 액화천연가스(LNG)를 기화시킬 수도 있다. 상기 해수직접열교환방식은 해수를 이용하여 액화천연가스(LNG)를 직접 기화시키므로 운용비용이 저렴한 장점이 있으나, 해수 온도에 민감하게 반응하는 단점이 있다. 상기 해수간접열교환방식은 중간열교환매체를 이용하여 액화천연가스(LNG)를 간접 기화시키므로 해수의 온도 변화에 덜 민감하게 반응할 수 있을 뿐만 아니라, 해수에 포함된 염분을 제거할 필요가 없다. 또한, 상기 해수간접열교환방식은 상기 해수직접열교환방식에 비해 액화천연가스(LNG)를 기화시키는데 필요한 해수의 양이 적으므로, 상기 해수직접열교환방식에 비해 해수관로의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 해수관로가 부식되는 정도가 덜하다. 따라서, 상기 해수간접열교환방식은 상기 해수직접열교환방식에 비해 구축비용이 저렴한 장점이 있다.
상기 LNG저장탱크는 액화천연가스(LNG)를 저장하기 위한 것이다. 상기 LNG저장탱크는 LNG선 등과 같은 운반선으로부터 공급되는 액화천연가스(LNG)를 저장할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 전체적으로 구형 또는 직방체 형태로 형성될 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 저장 용량을 늘리기 위해 천연가스(NG)를 액화된 상태로 저장할 수 있다. 예컨대, 상기 LNG저장탱크는 대략 영하 165 ℃의 액화천연가스(LNG)를 저장할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 액화천연가스(LNG)가 기화되는 것을 방지하기 위해 단열재를 포함할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 액체로 냉각된 현재상태를 유지하거나 내부의 압력을 유지하기 위한 별도의 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 기체로 상변화된 기화가스(Boil Off Gas)를 액체 상태로 재액화시키기 위한 재액화장치 등을 더 포함할 수도 있다. 상기 LNG저장탱크는 상기 부유식 재기화설비(42)의 내부에 위치하도록 설치될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 외부에 위치하도록 설치될 수도 있다.
상기 거주구는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 재기화공정을 수행하는 작업자들이 거주(居住)하기 위한 시설이다. 예컨대, 작업자들은 상기 거주구에서 수개월에서 수년간 숙식할 수 있다. 상기 거주구는 상기 부유식 재기화설비(42)의 내부 및 외부 중 적어도 한 곳에 설치될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(42)가 상기 접안설비(43)를 통해 상기 부유식 발전설비(44)에 연결되면, 상기 접안설비(43) 및 상기 부유식 발전설비(44) 중 적어도 한 곳에서 작업하는 작업자들은 상기 부유식 재기화설비(42)의 거주구에서 숙식할 수 있다. 즉, 상기 접안설비(43) 및 상기 부유식 발전설비(44)에서 작업하는 작업자는 상기 거주구를 공용(共用)할 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 부유식 재기화설비(42)는 비상 시 전기를 생산하기 위한 비상발전기, 및 천연가스(NG) 공급 중단 시 천연가스관로 내부의 천연가스를 외부로 퍼징(Purging)하기 위한 퍼징시스템을 더 포함할 수 있다. 상기 비상발전기에서 생산된 전력은 상기 부유식 재기화설비(42) 뿐만 아니라, 전선 등을 통해 상기 접안설비(43) 및 상기 부유식 발전설비(44)에도 공급될 수 있다. 상기 퍼징시스템은 천연가스관로 내부의 천연가스를 외부로 퍼징하기 위한 불활성가스를 저장하는 불활성가스저장부, 및 불활성가스를 이송시키기 위한 압축기 및 펌프 등을 포함할 수 있다. 상기 불활성가스는 질소(N2)일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 천연가스를 외부로 퍼징할 수 있으면 다른 기체일 수도 있다.
따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 해수를 이용하여 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있으므로, 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 별도의 가열장치를 상기 부유식 재기화설비(42)에 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 부유식 재기화설비(42)에 대한 구축비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 부유식 재기화설비(42)의 전체적인 크기 및 무게를 감소시킬 수 있으므로 수심이 낮은 연안에도 상기 부유식 재기화설비(42)를 용이하게 설치할 수 있다.
상기 접안설비(43)는 상기 부유식 재기화설비(42) 및 상기 부유식 발전설비(44) 중 적어도 하나를 접안시키기 위한 것이다. 상기 접안설비(43)의 일측에는 상기 부유식 재기화설비(42)가 접안될 수 있다. 상기 접안설비(43)의 타측에는 상기 부유식 발전설비(44)가 접안될 수 있다. 상기 접안설비(43)의 일측과 타측은 상기 접안설비(43)를 기준으로 서로 반대되는 위치일 수 있다. 상기 접안설비(43)는 제티(Jetty)로 구현될 수 있다. 상기 접안설비(43)는 관 또는 파이프와 같은 관로를 통해 상기 부유식 재기화설비(42) 및 상기 부유식 발전설비(44)에 각각 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 접안설비(43)는 상기 부유식 재기화설비(42)로부터 공급받은 천연가스(NG)를 상기 부유식 발전설비(44)에 전달할 수 있다. 상기 접안설비(43)는 접안본체(430)를 포함할 수 있다. 상기 접안설비(43)는 연결기구, 로딩암 및 송전기구를 더 포함할 수 있다.
상기 접안본체(430)는 해상에 고정될 수 있다. 상기 접안본체(430)는 해상에 고정된 상태에서 해저 지면(SB)에 고정되도록 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 접안본체(430)는 콘크리트 파일 또는 강관 파일을 해저 지면(SB)에 접촉시킴으로써, 해류에 떠내려가지 않고 해상에서 고정된 위치에 위치될 수 있다. 상기 접안본체(430)는 해저 지면(SB)에 프레임 등을 박아 고정시킴으로써, 고정된 위치에서 해상에 설치될 수도 있다. 상기 접안본체(430)는 해상에 설치된 상태에서 로프 등을 통해 육상에 연결됨으로써, 해상에서 고정된 위치에 위치될 수도 있다. 상기 접안본체(430)는 전체적으로 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 접안본체(430)에는 상기 연결기구, 상기 로딩암 및 상기 송전기구가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 접안본체(430)는 상기 연결기구, 상기 로딩암 및 상기 송전기구가 해상에 부유하도록 상기 연결기구, 상기 로딩암 및 상기 송전기구를 지지할 수 있다.
상기 연결기구는 상기 부유식 재기화설비(42) 및 상기 부유식 발전설비(44) 중 적어도 하나가 상기 접안설비(43)에 접안되도록 상기 부유식 재기화설비(42) 및 상기 부유식 발전설비(44)를 연결시키기 위한 것이다. 예컨대, 상기 연결기구는 무어링(Mooring)장치일 수 있다. 상기 연결기구는 상기 부유식 재기화설비(42) 및 상기 부유식 발전설비(44) 중 적어도 하나를 연결하기 위해 고정부재 및 연결부재를 포함할 수 있다. 상기 고정부재는 상기 접안본체(430)에 복수개가 고정되게 설치될 수 있다. 상기 고정부재들은 상기 접안본체(430)의 바닥에 볼트결합, 용접결합 등 다양한 결합방법으로 결합될 수 있다. 상기 고정부재들은 상기 접안본체(430)에 결합되되, 서로 이격되게 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 고정부재들 중 일부는 상기 부유식 재기화설비(42)가 접안되는 쪽에 위치하도록 상기 접안본체(430)에 설치될 수 있다. 상기 고정부재들 중 나머지는 상기 부유식 발전설비(44)가 접안되는 쪽에 위치하도록 상기 접안본체(430)에 설치될 수 있다. 상기 연결부재는 일측이 상기 고정부재에 결합되고, 타측이 상기 부유식 재기화설비(42) 및 상기 부유식 발전설비(44) 중 적어도 하나에 결합될 수 있다. 예컨대, 상기 연결부재는 일측이 상기 고정부재에 묶이게 되고, 타측이 상기 부유식 재기화설비(42) 및 상기 부유식 발전설비(44)에 고정 설치되는 고정장치(미도시)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 연결부재는 상기 고정부재와 상기 부유식 재기화설비(42), 및 상기 고정부재와 상기 부유식 발전설비(44)를 각각 연결시킬 수 있다. 상기 연결부재는 로프 및 체인 중 적어도 하나일 수 있다. 따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 부유식 재기화설비(42) 및 상기 부유식 발전설비(44)를 상기 접안설비(43)에 연결시킴으로써, 조류와 같은 해류에 의해 상기 부유식 재기화설비(42) 및 상기 부유식 발전설비(44)가 이동되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 접안설비(43)의 연결기구를 이용하여 상기 부유식 재기화설비(42) 및 상기 부유식 발전설비(44)를 상기 접안설비(43)에 연결시킬 수 있으므로, 상기 부유식 재기화설비(42) 및 상기 부유식 발전설비(44)에 각각 설치되는 해상 투묘 장비를 제거하거나 수량을 최소화할 수 있다.
상기 로딩암은 상기 부유식 재기화설비(42)로부터 재기화된 천연가스(NG)를 공급받아 상기 부유식 발전설비(44)에 공급하기 위한 것이다. 상기 로딩암은 상기 접안설비(43)에 복수개가 서로 이격되게 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 로딩암들 중 일부는 상기 부유식 재기화설비(42)로부터 천연가스(NG)를 공급받기 위해 상기 접안본체(430)의 일측에 위치하도록 설치될 수 있다. 상기 로딩암들 중 나머지는 상기 부유식 재기화설비(42)로부터 공급받은 천연가스를 상기 부유식 발전설비(44)로 공급하기 위해 상기 접안본체(430)의 타측에 위치하도록 설치될 수 있다. 상기 일측과 상기 타측은 상기 접안본체(430)를 기준으로 서로 반대되는 방향일 수 있다. 상기 로딩암은 상기 부유식 재기화설비(42)로부터 천연가스(NG)를 공급받기 위한 제1로딩기구, 및 상기 제1로딩기구가 공급받은 천연가스(NG)를 상기 부유식 발전설비(44)로 공급하기 위한 제2로딩기구를 포함할 수 있다. 상기 제1로딩기구는 천연가스를 이송시키기 위한 제1파이프라인을 포함하고, 상기 제2로딩기구는 제1파이프라인에 연결되는 제2파이프라인을 포함할 수 있다. 상기 제1파이프라인은 상기 부유식 재기화설비(42)의 재기화부(421)에 연결될 수 있다. 상기 제2파이프라인은 상기 부유식 발전설비(44)의 엔진에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1파이프라인 및 상기 제2파이프라인은 상기 재기화부(421)가 재기화시킨 천연가스(NG)가 상기 부유식 발전설비(44)에 설치되는 가스터빈으로 공급되도록 할 수 있다. 상기 제1로딩기구 및 상기 제2로딩기구는 각각 높이조절 및 방향전환이 가능하도록 설치될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 접안설비(43)에 로딩암을 구축함으로써, 상기 부유식 재기화설비(42) 및 상기 부유식 발전설비(44)에 천연가스를 이동시키기 위한 별도의 이송장치를 설치할 필요가 없다. 따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 부유식 재기화설비(42) 및 상기 부유식 발전설비(44)의 전체적인 크기 및 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상기 부유식 재기화설비(42) 및 상기 부유식 발전설비(44)에 대한 구축비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 로딩암들을 각각 높이조절 및 방향전환이 가능하도록 설치함으로써, 크기가 상이한 부유식 재기화설비 및 부유식 발전설비를 신속하게 연결할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 천연가스를 이송시키는데 있어서, 다양한 크기를 갖는 부유식 재기화설비 및 부유식 발전설비에 대한 범용성을 높일 수 있다.
상기 송전기구는 상기 부유식 발전설비(44)가 생산한 전기를 공급받아 육상으로 송전하기 위한 것이다. 상기 송전기구는 축전지 또는 변압기일 수 있다. 상기 송전기구는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 부유식 발전설비(44)에 연결될 수 있다. 상기 송전기구는 케이블(CA, 도 23에 도시됨)을 통해 육상에 위치한 사용처에 연결될 수 있다. 상기 케이블(CA)은 해수면의 상측 또는 해상에 부유한 상태에서 상기 송전기구와 상기 사용처를 연결할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 해저 지면에 가라앉은 상태에서 상기 송전기구와 상기 사용처를 연결할 수도 있다. 이에 따라, 상기 송전기구는 상기 부유식 발전설비(44)가 생산한 전기를 육상으로 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 접안설비(43)에 설치된 송전기구를 통해 육상으로 전기를 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(44)에 육상으로 전기를 공급하기 위한 별도의 송전장치를 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 부유식 발전설비(44)의 무게를 감소시킬 수 있으므로, 송전장치가 설치되었을 경우보다 수심이 더 낮은 연안에 상기 부유식 발전설비(44)를 설치할 수 있다.
상기 부유식 발전설비(44)는 전기를 생산하기 위한 것이다. 상기 부유식 발전설비(44)는 해상에 부유한 상태에서 전기를 생산할 수 있다. 상기 부유식 발전설비(44)는 상기 연결기구를 통해 상기 접안설비(43)에 접안될 수 있다. 상기 접안설비(43)에 상기 부유식 재기화설비(42)가 접안될 경우, 상기 부유식 발전설비(44)는 천연가스 수급관에 결합되는 상기 제2파이프라인을 통해 상기 부유식 재기화설비(42)가 재기화시킨 천연가스(NG)를 공급받아 전기를 생산할 수 있다. 상기 천연가스 수급관은 상기 부유식 발전설비(44)에 설치된 관로로, 상기 부유식 발전설비(44)에 설치된 가스터빈으로 천연가스를 이송시키기 위한 것이다. 상기 부유식 발전설비(44)는 BMPP(Barge Mounted Power Plant)일 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 부유식 발전설비(44)는 생산한 전기를 육상에 위치한 사용처에 전달하기 위한 송전설비를 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 부유식 발전설비(44)에서 상기 육상의 사용처로 직접 전기를 공급하거나 상기 접안설비(43)의 송전기구를 통해 육상의 사용처로 전기를 간접 공급할 수 있다. 상기 송전설비는 상기 부유식 발전설비(44)의 하중을 감소시키기 위해 상기 접안설비(43)에 설치될 수도 있다. 이 경우, 상기 접안설비(43)는 상기 송전기구와 상기 송전설비를 모두 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 송전기구와 상기 송전설비 중 어느 하나가 손상 내지 파손될 경우 나머지 하나를 이용하여 육상의 사용처로 전기를 공급할 수 있다. 상기 부유식 발전설비(44)에서 생산된 전기는 내부에 설치된 유틸리티(Utility)를 사용하는데 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 부유식 재기화설비(42) 및 상기 접안설비(43)로 공급되어 상기 부유식 재기화설비(42) 및 상기 접안설비(43)의 운용에 필요한 유틸리티(Utility)를 사용하는데 이용될 수도 있다.
도 23 내지 도 27를 참고하면, 상기 부유식 발전설비(44)는 발전부유본체(440), 제1발전시스템(441) 및 제2발전시스템(442)을 포함할 수 있다.
상기 발전부유본체(440)는 해상에 부유할 수 있다. 예컨대, 상기 발전부유본체(440)는 바지선(Barge)의 선체일 수 있다. 상기 제1발전시스템(441)과 상기 제2발전시스템(442)은 상기 발전부유본체(440)에 탑재될 수 있다. 이에 따라, 상기 발전부유본체(440)는 상기 제1발전시스템(441)과 상기 제2발전시스템(442)이 해상에 부유하도록 상기 제1발전시스템(441)과 상기 제2발전시스템(442)을 지지할 수 있다. 상기 발전부유본체(440)는 엔진, 프로펠러 등을 포함하는 추진장치가 없으므로, 별도의 선박을 통해 해상에서 이동될 수 있다. 예컨대, 상기 발전부유본체(440)는 동력을 가진 선박을 통해 상기 접안설비(43)로 이동될 수 있다. 상기 접안설비(43)로 이동되어진 상기 발전부유본체(440)는 상기 접안설비(43)의 연결기구를 통해 상기 접안본체(430)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 부유식 발전설비(44)는 상기 접안설비(43)에 접안될 수 있다. 이 경우, 상기 발전부유본체(440)는 상기 접안본체(430)로부터 소정 거리 이격된 위치에 위치될 수 있다. 또한, 상기 발전부유본체(440)는 상기 접안본체(430)를 기준으로 상기 부유식 재기화설비(42)와 반대되는 위치에 위치될 수 있다.
상기 제1발전시스템(441)은 상기 접안설비(43)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 상기 제1발전시스템(441)은 가스터빈(4411) 및 제1발전기(4412)를 포함할 수 있다.
상기 가스터빈(4411)은 상기 접안설비(43)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 연소시켜 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 접안설비(43)를 통해 공급되는 천연가스(NG)는 상기 부유식 재기화설비(42)가 재기화시킨 것일 수 있다. 상기 가스터빈(4411)은 한 개일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 복수개일 수도 있다. 상기 가스터빈(4411)이 복수개일 경우, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 가스터빈(4411)들 중 일부가 손상 내지 파손되어도 나머지 가스터빈(4411)을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 상기 가스터빈(4411)은 관로를 통해 상기 부유식 발전설비(44)의 천연가스 수급관에 연결됨으로써, 상기 접안설비(43)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 공급받을 수 있다.
상기 제1발전기(4412)는 상기 가스터빈(4411)이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 예컨대, 상기 제1발전기(4412)의 회전축은 상기 가스터빈(4411)의 크랭크축에 기어 등을 통해 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1발전기(4412)의 회전축은 상기 가스터빈(4411)의 크랭크축이 천연가스의 연소에 의한 폭발력으로 회전함에 따라 함께 회전할 수 있다. 따라서, 상기 제1발전기(4412)는 전기를 생산할 수 있다. 상기 제1발전기(4412)는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 접안설비(43)의 송전기구에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1발전기(4412)는 생산한 전기를 상기 송전기구에 공급할 수 있다.
도시되지 않았지만, 상기 제1발전시스템(441)은 상기 가스터빈(4411)을 냉각시키기 위한 열교환부를 더 포함할 수 있다.
상기 열교환부는 상기 부유식 발전설비(44)에 설치될 수 있다. 상기 열교환부는 상기 재기화부(421)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키고 냉각되어 배출되는 해수, 및 상기 가스터빈(4411)을 냉각시키기 위한 제1냉각유체를 열교환시킬 수 있다. 여기서, 상기 제1냉각유체는 상기 재기화부(421)에서 공급되는 냉각된 해수에 의해 냉각될 수 있다. 상기 제1냉각유체는 상기 가스터빈(4411)을 냉각시키기 위한 것으로, 청수 또는 글리콜일 수 있다. 상기 제1냉각유체는 상기 가스터빈(4411)과 연결되게 설치되는 제1순환배관을 따라 순환할 수 있다. 상기 열교환부에 공급되는 해수는 상기 부유식 재기화설비(42)에서 배출되어 상기 접안설비(43)를 거쳐 상기 부유식 발전설비(44)로 공급될 수 있다. 상기 열교환부에서 상기 제1냉각유체를 냉각시키고 가열되어 배출되는 해수는 상기 접안설비(43)를 거쳐 상기 재기화부(421)로 공급될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(42)에서 상기 열교환부로 공급되는 해수, 및 상기 열교환부에서 상기 부유식 재기화설비(42)로 공급되는 해수는 관로를 통해 이동될 수 있다. 상기 열교환부에서 상기 재기화부(421)로 공급된 해수는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 열원으로 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 부유식 재기화설비(42)의 재기화부(421)로부터 냉각된 해수를 공급받아 상기 부유식 발전설비(44)의 가스터빈(4411)을 냉각시킬 수 있으므로, 해수를 직접 취수하여 상기 가스터빈(4411)을 냉각시키는 경우에 비해 더 낮은 온도의 해수를 공급받을 수 있으므로 상기 열교환부의 용량을 줄일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 부유식 발전설비(44)의 전체적인 크기 및 중량을 감소시킬 수 있으므로, 수심이 낮은 연안 지역에 용이하게 설치될 수 있다.
둘째, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 부유식 재기화설비(42)의 재기화부(421)로부터 냉각된 해수를 공급받아 상기 부유식 발전설비(44)의 가스터빈(4411)을 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 가스터빈(4411)을 냉각시키는 경우에 비해 외부의 해수 온도에 덜 민감하게 반응할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 가스터빈(4411)을 안정적으로 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 가스터빈(4411)을 냉각시키는 경우에 비해 전기 생산량을 일정하게 유지시킬 수 있다.
셋째, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 부유식 발전설비(44)의 열교환부에서 배출되는 가열된 해수를 상기 부유식 재기화설비(42)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 열원으로 사용할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 취수한 해수만을 이용하여 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 경우에 비해 액화천연가스(LNG)에 대한 재기화 효율을 더 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 정전과 같은 비상 상황 시 신속하게 전기를 생산할 수 있을 뿐만 아니라 전기 생산량을 더 증대시킬 수 있다.
도 24 내지 도 27를 참고하면, 상기 제2발전시스템(442)은 상기 가스터빈(4411)으로부터 배출되는 배기가스, 및 이산화탄소를 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 이산화탄소는 임계 온도 및 임계 압력 이상의 조건에서 초임계 이산화탄소로 된다. 초임계 이산화탄소는 밀도가 높은 특성을 가짐과 동시에 점도가 낮은 특성을 갖는다. 즉, 초임계 이산화탄소는 밀도가 높은 기체 특성을 갖는다. 상기 제2발전시스템(442)은 배기열교환부(4421), 터빈부(4423), 제2발전기(4424), 냉각부(4425) 및 압축부(4426)를 포함할 수 있다. 상기 제2발전시스템(442)은 실시예에 따라 과급기(4422) 또는 소기열교환부(4427)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)에 있어서, 상기 배기열교환부(4421)는 상기 가스터빈(4411)으로부터 배출되는 배기가스(Exhaust Gas) 및 이산화탄소를 열교환시킨다. 상기 배기열교환부(4421)는 상기 가스터빈(4411)이 복수개일 경우, 상기 가스터빈(4411)들로부터 배출되는 배기가스를 모두 공급받을 수 있다. 상기 배기열교환부(4421)는 상기 가스터빈(4411)으로부터 배출되는 배기가스가 이동하는 관로, 및 이산화탄소가 이동하는 관로를 근접시킴으로써, 상기 배기가스와 상기 이산화탄소를 열교환시킬 수 있다. 여기서, 상기 이산화탄소는 상기 배기열교환부(4421)를 통과하면서 상기 가스터빈(4411)에서 배출되는 배기가스에 의해 가열될 수 있다. 즉, 상기 가스터빈(4411)에서 배출되는 배기가스가 열원으로 기능한다. 상기 배기열교환부(4421)에 공급된 배기가스는, 상기 이산화탄소가 가열되도록 열을 방출한 후에 외부로 배출될 수 있다.
상기 터빈부(4423)는 제2발전기(4424)에 연결된다. 상기 터빈부(4423)는 상기 배기열교환부(4421)로부터 배출되는 이산화탄소를 이용하여 동력을 발생시킨다. 여기서, 상기 배기열교환부(4421)로부터 배출되는 이산화탄소는 상기 가스터빈(4411)의 배기가스에 의해 초임계 상태로 변환된 초임계 이산화탄소이다. 상기 배기열교환부(4421)로부터 배출되는 초임계 이산화탄소는, 상기 터빈부(4423)를 통과하면서 상기 터빈부(4423)가 갖는 임펠러를 회전시킴으로써 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 제2발전기(4424)는 상기 터빈부(4423)로부터 제공되는 동력을 이용하여 전기를 생산한다. 상기 제2발전기(4424)는 샤프트, 기어 등을 통해 상기 터빈부(4423)에 연결될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 밀도가 높은 특성을 갖는 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 터빈부(4423)가 동력을 발생시키도록 구현됨으로써, 상기 터빈부(4423)를 소형화할 수 있을 뿐만 아니라 상기 제2발전기(4424)를 통해 상기 제1발전기(4412)와 별도로 전기를 추가 생산하여 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 냉각부(4425)는 상기 터빈부(4423)로부터 배출되는 이산화탄소를 냉각시키기 위한 것이다. 이 때, 상기 터빈부(4423)로 공급되는 이산화탄소는 초임계 이산화탄소 및 이산화탄소 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 냉각부(4425)는 전기 등에 의해 동작하는 쿨러(Cooler)를 이용하여 이산화탄소를 냉각할 수 있다. 상기 냉각부(4425)는 이산화탄소를 냉각할 수 있는 냉각매체 및 이산화탄소를 열교환시킴으로써, 이산화탄소를 냉각할 수도 있다.
상기 압축부(4426)는 상기 터빈부(4423)로부터 배출되는 이산화탄소를 압축함으로써, 상기 터빈부(4423)로부터 배출되는 이산화탄소의 압력을 높인다. 이 경우, 상기 압축부(4426)는 상기 터빈부(4423)와 상기 냉각부(4425) 사이에 설치될 수 있다. 상기 압축부(4426)는 상기 터빈부(4423)에서 배출된 후 상기 냉각부(4425)를 거쳐서 공급되는 이산화탄소를 압축시킬 수도 있다. 이 경우, 상기 압축부(4426)는 상기 냉각부(4425) 및 상기 배기열교환부(4421) 사이에 위치되게 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 압축부(4426)는 상기 냉각부(4425)에 의해 냉각된 이산화탄소를 압축할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 터빈부(4423)로부터 배출되는 이산화탄소를 냉각한 후에 압축함으로써, 상기 압축부(4426)가 이산화탄소를 압축하는 압축률을 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 이산화탄소가 상기 배기열교환부(4421)에서 열을 흡수하는 폐열 회수율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이산화탄소를 이용하여 상기 터빈부(4423) 및 상기 제2발전기(4424)를 통해 생산하는 전기에 대한 발전효율을 향상시킬 수 있다.
상기 압축부(4426)는 상기 터빈부(4423)로부터 배출되는 이산화탄소가 액체 상태인 경우, 펌프(Pump)를 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 이산화탄소가 사이클 내에서 미임계 상태와 초임계 상태 간에 변화하는 트랜스크리티컬 사이클(Transcritical Cycle)로 구현될 수 있다. 이산화탄소는 상기 터빈부(4423)로부터 배출된 후에 미임계 상태로 변화되고, 상기 압축부(4426)에서 초임계 상태로 변화될 수 있다. 이산화탄소는 상기 터빈부(4423)로부터 배출된 후에 미임계 상태로 변화되고, 상기 압축부(4426) 및 상기 배기열교환부(4421)를 통과하면서 초임계 상태로 변화될 수도 있다.
상기 압축부(4426)는 상기 터빈부(4423)로부터 배출되는 이산화탄소가 초임계 상태인 경우, 컴프레서(Compressor)를 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 이산화탄소가 전체 사이클 내에서 초임계 상태로 유지되는 슈퍼크리티컬 사이클(Supercritical Cycle)로 구현될 수 있다.
도 26을 참고하면, 본 발명의 다른 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 과급기(4422)를 포함할 수 있다.
상기 과급기(4422)는 상기 가스터빈(4411)에 공급되는 공기(Air)를 압축시키기 위한 것이다. 상기 과급기(4422)는 상기 가스터빈(4411)으로 공급되는 공기를 압축시킴으로써, 상기 가스터빈(4411)에 공급되는 공기의 양을 증대시킬 수 있다. 상기 과급기(4422)는 상기 가스터빈(4411)에서 배출되는 배기가스를 이용하여 공기를 압축할 수 있다. 예컨대, 상기 과급기(4422)는 터빈과 압축기가 동력전달축으로 서로 연결되도록 구성된 터보차저일 수 있다. 상기 터빈은 상기 가스터빈(4411)에서 배출되는 배기가스에 의해 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 동력전달축은 상기 터빈이 발생시킨 동력을 상기 압축기로 전달할 수 있다. 상기 압축기는 상기 동력전달축으로부터 동력을 전달받아 공기를 압축시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 가스터빈(4411)으로 공급되는 공기의 양을 증대시킴으로써, 상기 가스터빈(4411)에서 배출되는 배기가스의 양을 증대시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 가스터빈(4411)에서 상기 배기열교환부(4421)로 공급되는 배기가스의 양을 증대시킬 수 있으므로, 상기 터빈부(4423)로 공급되는 초임계 이산화탄소의 양을 증대시킬 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 다른 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 제2발전기(4424)가 생산하는 전기의 양을 증대시킬 수 있으므로, 전체적인 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
도 27를 참고하면, 본 발명의 변형된 다른 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 소기열교환부(4427)를 포함할 수 있다.
상기 소기열교환부(4427)는 상기 과급기(4422)로부터 배출되어 상기 가스터빈(4411)으로 공급되는 소기(Scavenge Air) 및 이산화탄소를 열교환시킨다. 이에 따라, 이산화탄소는 상기 소기열교환부(4427)를 통과하면서 상기 과급기(4422)로부터 배출되는 소기에 의해 가열된다. 즉, 상기 과급기(4422)로부터 배출되는 소기가 열원으로 기능한다. 상기 소기열교환부(4427)를 통과한 소기는, 상기 이산화탄소가 가열되도록 열을 방출한 후에 상기 가스터빈(4411)으로 공급된다. 따라서, 본 발명의 변형된 다른 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
우선, 소기는 상기 가스터빈(4411)에 공급되는 연소용 공기로, 상기 가스터빈(4411)의 효율을 향상시키기 위해 상기 과급기(4422)를 통과하면서 압축되어 상기 가스터빈(4411)으로 공급된다. 상기 소기는 상기 과급기(4422)를 통과하면서 온도가 함께 상승한다. 이와 같이 온도가 상승된 소기가 상기 가스터빈(4411)에 공급되면, 상기 가스터빈(4411)의 효율이 저하될 수 있고, 상기 가스터빈(4411)의 수명이 단축될 수 있다.
다음, 본 발명의 변형된 다른 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 이산화탄소가 소기로부터 열을 흡수하므로, 상기 과급기(4422)를 통과하여 상기 가스터빈(4411)으로 공급되는 소기의 온도를 낮출 수 있다. 따라서, 본 발명의 변형된 다른 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 소기를 이용하여 이산화탄소를 가열함으로써 상기 터빈부(4423) 및 상기 제2발전기(4424)를 통해 생산하는 전기에 대한 발전효율을 향상시킬 수 있음과 동시에, 상기 가스터빈(4411)에 공급되는 소기의 온도를 낮춤으로써 상기 가스터빈(4411)의 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 가스터빈(4411)의 수명을 연장할 수 있다. 또한, 본 발명의 변형된 다른 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 과급기(4422)를 통과한 소기의 온도를 낮추기 위한 별도의 냉각 설비를 생략할 수 있으므로, 구축비용 및 운영비용을 절감할 수 있다.
도 27을 참고하면, 상기 소기열교환부(4427)는 이산화탄소가 진행하는 방향을 기준으로 상기 압축부(4426) 및 상기 터빈부(4423) 사이에 위치되게 설치된다. 상기 소기열교환부(4427)는 이산화탄소가 진행하는 방향을 기준으로 상기 냉각부(4425) 및 상기 터빈부(4423) 사이에 위치되게 설치될 수도 있다. 상기 냉각부(4425)와 상기 압축부(4426)는 상기 터빈부(4423)로부터 배출되는 이산화탄소가 상기 소기열교환부(4427)로 재공급되어 소기로부터 열을 흡수하도록 상기 터빈부(4423)로부터 배출되는 이산화탄소의 온도 및 압력을 조절할 수 있다.
상기 배기열교환부(4421)는 상기 가스터빈(4411)으로부터 배출되는 배기가스로부터 열을 회수할 수 있다. 상기 소기열교환부(4427)는 상기 가스터빈(4411)으로 공급되는 소기로부터 열을 회수할 수 있다. 상기 배기열교환부(4421)는 이산화탄소 및 상기 가스터빈(4411)으로부터 배출되어 상기 과급기(4422)를 통과한 배기가스를 열교환시킴으로써, 배기가스로부터 열을 회수할 수 있다. 상기 소기열교환부(4427)는 이산화탄소 및 상기 과급기(4422)를 통과하여 상기 가스터빈(4411)으로 공급되는 소기를 열교환시킴으로써, 소기로부터 열을 회수할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 하나의 가스터빈(4411) 및 과급기(4422)로부터 이산화탄소가 열을 흡수하는 폐열 회수율을 더 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 변형된 다른 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 터빈부(4423) 및 상기 제2발전기(4424)를 통해 생산하는 전기에 대한 발전효율을 더 향상시킬 수 있다.
상기 배기열교환부(4421) 및 상기 소기열교환부(4427)는 서로 병렬로 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 냉각부(4425) 또는 상기 압축부(4426)로부터 배출되는 이산화탄소는 분기된 후에 상기 배기열교환부(4421) 및 상기 소기열교환부(4427)로 공급된다. 상기 냉각부(4425) 또는 상기 압축부(4426)로부터 배출되는 이산화탄소의 일부는 상기 배기열교환부(4421)로 공급되고, 나머지 일부는 소기열교환부(4427)로 공급된다. 상기 터빈부(4423)는 상기 배기열교환부(4421) 및 상기 소기열교환부(4427) 각각으로부터 배출되어 합류한 초임계 이산화탄소를 이용하여 상기 제2발전기(4424)를 동작시키기 위한 동력을 발생시킨다. 도시되지 않았지만, 본 발명의 변형된 다른 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 삼방밸브 및 이산화탄소유량제어부를 더 포함할 수 있다. 상기 삼방밸브(Three Way Valve)는 3개의 구멍을 갖고 있는 밸브로, 상기 냉각부(4425) 또는 상기 압축부(4426)로부터 배출되는 이산화탄소가 상기 배기열교환부(4421) 및 상기 소기열교환부(4427)로 분기되는 분기부분에 설치될 수 있다. 상기 이산화탄소유량제어부는 상기 삼방밸브를 제어함으로써, 상기 배기열교환부(4421) 및 상기 소기열교환부(4427)로 각각 공급되는 이산화탄소의 유량을 조절할 수 있다. 예컨대, 상기 이산화탄소유량제어부는 상기 배기열교환부(4421)로 공급되는 배기가스의 온도가 상기 소기열교환부(4427)로 공급되는 소기의 온도보다 높을 경우, 상기 배기열교환부(4421)로 공급되는 이산화탄소의 유량이 증가하도록 상기 삼방밸브를 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명의 변형된 다른 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 배기열교환부(4421) 및 상기 소기열교환부(4427) 각각에서 이산화탄소의 폐열회수율을 증대시킴으로써, 전체적인 발전효율을 증대시킬 수 있다. 본 발명의 변형된 다른 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 배기열교환부(4421) 및 상기 소기열교환부(4427)로 공급되는 배기가스의 온도 및 소기의 온도를 각각 측정하기 위한 온도센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 변형된 다른 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 터빈부(4423), 상기 냉각부(4425) 및 상기 압축부(4426)를 통과하는 이산화탄소의 유량에 비해 상기 배기열교환부(4421) 및 상기 소기열교환부(4427) 각각을 통과하는 이산화탄소의 유량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 변형된 다른 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 배기열교환부(4421) 및 상기 소기열교환부(4427)가 서로 직렬로 연결된 것과 비교할 때, 상기 배기열교환부(4421) 및 상기 소기열교환부(4427) 각각의 크기 및 용량을 줄일 수 있으므로, 구축비용 및 운영비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 변형된 다른 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 배기열교환부(4421) 및 상기 소기열교환부(4427)가 서로 직렬로 연결된 것과 비교할 때, 상기 배기열교환부(4421) 및 상기 소기열교환부(4427) 각각으로 공급되는 이산화탄소의 유량을 감소시킴으로써, 상기 배기열교환부(4421) 및 상기 소기열교환부(4427) 각각에서 이산화탄소가 열을 흡수하는 폐열 회수율을 더 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 변형된 다른 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)은 상기 터빈부(4423) 및 상기 제2발전기(4424)를 통해 생산하는 전기에 대한 발전효율을 더 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제4실시예에 따른 해상발전시스템(41)에 있어서, 상기 제1발전시스템(441)은 상기 가스터빈(4411)을 이용하여 제1발전기(4412)를 가동시키기 위한 동력을 발생시키는 것으로 실시예를 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며 상기 가스터빈(4411)을 대체하여 디젤연료를 이용하여 동력을 발생시키는 디젤엔진을 이용하여 제1발전기(4412)를 가동시키기 위한 동력을 발생시킬 수도 있다. 이 경우, 상기 디젤엔진은 상기 부유식 발전설비(44)에 설치된 디젤연료저장탱크로부터 디젤연료를 공급받을 수 있다. 상기 디젤엔진은 상기 부유식 재기화설비(42)가 아닌 디젤연료를 저장하는 선박이 상기 접안설비(43)에 접안될 경우, 상기 접안설비(43)를 통해 상기 선박으로부터 디젤연료를 공급받을 수도 있다.
제5실시예
도 28 내지 도 35을 참고하면, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 해상(海上)에 부유한 상태에서 천연가스를 공급받아 전기를 생산하기 위한 것이다. 특히, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 전기를 생산하는 부유식 발전설비가 천연가스 공급 중단 및 정전과 같은 비상 시, 비상발전기가 구비된 부유식 재기화설비로부터 전기를 공급받도록 구현됨으로써 상기 부유식 발전설비의 전체적인 크기 및 중량을 줄일 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 크게 부유식 재기화설비(52), 접안설비(53), 및 부유식 발전설비(54)를 포함한다. 상기 부유식 발전설비(54)는 발전부유본체(540) 및 발전시스템(541)을 포함한다.
상기 부유식 재기화설비(52), 상기 접안설비(53), 및 상기 부유식 발전설비(54)는 각각 해상에 위치하도록 설치된다. 상기 해상(海上)은 육지로부터 멀리 떨어진 심해의 수면, 및 육지에 근접한 연안(Shore)의 수면을 모두 포함할 수 있다. 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 연안의 해상에 부유하도록 설치되어 천연가스를 이용하여 전기를 생산하고, 생산한 전기를 육상(미도시)으로 공급할 수 있다. 상기 천연가스는 액체상태, 기체상태, 및 액체와 기체가 혼합된 혼합상태 등 상변화되는 모든 상태일 수 있다. 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 천연가스뿐만 아니라 디젤 등 다른 연료를 이용하여 전기를 생산할 수도 있다. 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 해상에 부유한 상태에서 해저 지면(SB, 도 28에 도시됨)에 고정되게 설치되는 접안설비(53)에 이동 가능한 부유식 재기화설비(52) 및 이동 가능한 부유식 발전설비(54)가 무어링장치 등을 통해 각각 결합됨으로써, 조류와 같은 해류에 떠내려가지 않고 고정된 위치에서 해상에 부유하여 전기를 생산할 수 있다. 여기서, 상기 부유식 재기화설비(52)는 자체 동력이 있으므로 다른 장소로 이동할 수 있지만, 상기 부유식 발전설비(54)는 자체 동력이 없으므로 동력이 있는 이동수단에 의해 다른 장소로 이동할 수 있다. 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 육상에 위치한 사용처에 전선 등의 케이블을 통해 연결됨으로써, 생산한 전기를 육상의 사용처로 공급할 수 있다.
이하에서는 상기 부유식 재기화설비(52), 상기 접안설비(53), 및 상기 부유식 발전설비(54)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 28 내지 도 35을 참고하면, 상기 부유식 재기화설비(52)는 액화천연가스(LNG, Liquefied Natural Gas)를 재기화시키기 위한 것이다. 상기 부유식 재기화설비(52)는 해상에 부유한 상태에서 액화천연가스(LNG)를 천연가스(NG)로 재기화시키는 재기화공정을 수행할 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(52)는 FSRU(Floating, Storage, Re-Gasification Unit)로 구현될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(52)는 상기 접안설비(53)에 접안될 수 있다. 이에 따라, 상기 부유식 재기화설비(52)는 상기 접안설비(53)와 일체가 될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(52)는 액화천연가스(LNG)를 재기화시킨 천연가스(NG)를 상기 접안설비(53)로 공급할 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(52)는 재기화부유본체(520), 재기화부(521) 및 비상발전기(522)를 포함할 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(52)는 LNG저장탱크 및 거주구를 더 포함할 수 있다.
상기 재기화부유본체(520)는 해상에 부유할 수 있다. 예컨대, 상기 재기화부유본체(520)는 FSRU의 선체일 수 있다. 상기 재기화부유본체(520)에는 상기 재기화부(521), 상기 비상발전기(522), 상기 LNG저장탱크 및 상기 거주구가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부유본체(520)는 상기 재기화부(521), 상기 비상발전기(522), 상기 LNG저장탱크 및 상기 거주구가 해상에 부유하도록 상기 재기화부(521), 상기 비상발전기(522), 상기 LNG저장탱크 및 상기 거주구를 지지할 수 있다. 상기 재기화부유본체(520)에는 엔진, 프로펠러 등을 포함하는 추진장치가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부유본체(520)는 해상에 부유한 상태에서 상기 추진장치에 의해 가고자 하는 목적지로 이동할 수 있다. 예컨대, 상기 재기화부유본체(520)는 액화천연가스(LNG)를 공급받거나 액화천연가스(LNG)를 공급하기 위해 이동할 수 있다. 상기 재기화부유본체(520)는 상기 부유식 재기화설비(52)가 상기 접안설비(53)에 접안될 경우, 후술할 접안설비(53)의 접안본체(530)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 재기화부유본체(520)는 상기 접안본체(530)로부터 소정 거리 이격된 위치에 위치될 수 있다. 상기 재기화부유본체(520)에는 상기 추진장치가 설치되지 않을 수도 있다. 이 경우, 상기 재기화부유본체(520)는 바지선에 의해 이동되어 상기 접안본체(530)에 연결될 수 있다. 상기 재기화부유본체(520)는 상기 접안본체(530)에 연결된 상태에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시켜 상기 접안본체(530)로 재기화시킨 천연가스를 공급할 수 있다.
상기 재기화부(521)는 상기 LNG저장탱크로부터 공급되는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 것이다. 상기 재기화부(521)는 관 또는 파이프와 같은 천연가스관로를 통해 상기 LNG저장탱크에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부(521)는 상기 LNG저장탱크로부터 액화천연가스(LNG)를 공급받을 수 있다. 상기 재기화부(521)는 관 또는 파이프와 같은 해수관로를 통해 취수부(미도시)에 연결될 수 있다. 상기 취수부는 해수(海水)를 취수하기 위한 것이다. 상기 취수부는 외부에 위치하는 해수를 흡입할 수 있도록 상기 재기화부유본체(520)에 설치될 수 있다. 상기 취수부는 일측이 상기 외부와 연통되도록 설치되고, 타측이 상기 재기화부(521)와 연통되도록 관 또는 파이프와 같은 관로를 통해 연결될 수 있다. 상기 해수관로에는 해수를 이송시키기 위한 이송력을 발생시키는 펌프, 임펠러와 같은 이송장치가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 취수부는 이송장치에 의해 외부에서 해수를 흡입하여 상기 재기화부(521)로 공급할 수 있다. 상기 취수부는 씨체스트(Sea Chest)일 수 있다. 따라서, 상기 재기화부(521)는 상기 취수부가 취수한 해수를 공급받을 수 있다. 상기 재기화부(521)는 상기 LNG저장탱크로부터 공급받은 액화천연가스(LNG), 및 상기 취수부로부터 공급받은 해수를 열교환시킴으로써, 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있다. 상기 LNG저장탱크에 저장된 액화천연가스(LNG)의 온도는 영하 165 ℃이므로, 액화천연가스(LNG)는 영하 165 ℃를 초과하는 온도를 가진 해수에 의해 용이하게 천연가스(NG)로 재기화될 수 있다. 따라서, 상기 해수는 상기 재기화부(521)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 가열매체가 될 수 있다. 상기 재기화부(521)는 상기 가열매체로 해수를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있으면 다른 유체를 가열매체로 사용할 수도 있다. 예컨대, 상기 재기화부(521)는 상기 부유식 발전설비(54)에서 배출되는 고온의 해수를 공급받아 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있다. 상기 재기화부(521)에서 재기화된 천연가스(NG)는 관로를 통해 상기 접안설비(53)로 공급될 수 있다. 상기 재기화부(521)는 상기 해수와 상기 액화천연가스(LNG)를 직접 열교환시키는 해수직접열교환방식, 및 글리콜, 청구, 프로판 등의 중간열교환매체를 통해 상기 해수와 상기 액화천연가스(LNG)를 열교환시키는 해수간접열교환방식 중 적어도 하나를 이용하여 상기 액화천연가스(LNG)를 기화시킬 수도 있다. 상기 해수직접열교환방식은 해수를 이용하여 액화천연가스(LNG)를 직접 기화시키므로 운용비용이 저렴한 장점이 있으나, 해수 온도에 민감하게 반응하는 단점이 있다. 상기 해수간접열교환방식은 중간열교환매체를 이용하여 액화천연가스(LNG)를 간접 기화시키므로 해수의 온도 변화에 덜 민감하게 반응할 수 있을 뿐만 아니라, 해수에 포함된 염분을 제거할 필요가 없다. 또한, 상기 해수간접열교환방식은 상기 해수직접열교환방식에 비해 액화천연가스(LNG)를 기화시키는데 필요한 해수의 양이 적으므로, 상기 해수직접열교환방식에 비해 해수관로의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 해수관로가 부식되는 정도가 덜하다. 따라서, 상기 해수간접열교환방식은 상기 해수직접열교환방식에 비해 구축비용이 저렴한 장점이 있다. 상기 재기화부(521)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키고 냉각된 해수는 관로인 제1이송라인을 통해 상기 접안설비(53)로 공급될 수 있다. 상기 부유식 발전설비(54)에서 배출되는 고온의 해수는 상기 제1이송라인과 이격되게 설치되는 제2이송라인을 통해 상기 접안설비(53)를 거쳐 상기 재기화부(521)로 공급될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 해수를 이용하여 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있으므로, 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 별도의 가열장치를 상기 부유식 재기화설비(52)에 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 재기화설비(52)에 대한 구축비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 부유식 재기화설비(52)의 전체적인 크기 및 무게를 감소시킬 수 있으므로 수심이 낮은 연안에도 상기 부유식 재기화설비(52)를 용이하게 설치할 수 있다.
상기 비상발전기(522)는 정전과 같은 비상 시 전기를 생산하기 위한 것이다. 상기 비상 시는 정전 뿐만 아니라 액화천연가스를 저장하는 LNG저장탱크 내부의 압력이 갑자기 상승하는 경우, 상기 LNG탱크 내부에서 기화하는 기화가스(Boil Off Gas)의 양이 너무 많이 증가하는 경우, 기화가스의 처리장치에 문제가 생긴 경우 등 상기 부유식 재기화설비(52)가 운항하거나 재기화 작업을 수행하는 중 발생할 수 있는 종류의 비정상적인 상황을 더 포함할 수 있다. 상기 비상발전기(522)는 상기 부유식 재기화설비(52)에 설치될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(52)는 자체적으로 이동할 수 있는 엔진, 프로펠러와 같은 추진장치를 구비하고 있으므로, 국제법에 따라 반드시 비상발전기(522)를 설치해야만 한다. 상기 비상발전기(522)는 상기 부유식 재기화설비(52)의 비상 시 가동됨으로써, 상기 부유식 재기화설비(52)에 설치되는 유틸리티(Utility)에 전기를 공급할 수 있다. 상기 유틸리티는 전기를 공급받아 작동되는 기기들을 통칭한다. 이에 따라, 상기 부유식 재기화설비(52)는 정전이 되거나 비상 상황이 발생하더라도 상기 비상발전기(522)가 전기를 생산할 수 있으므로, 전기를 사용하는 유틸리티들의 작동 중단을 방지할 수 있다. 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 비상발전기(522)를 상기 부유식 발전설비(54)와 연동시킴으로써, 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시 상기 비상발전기(522)가 생산한 전기를 상기 부유식 발전설비(54)에 공급할 수 있다. 상기 비상발전기(522)는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 부유식 발전설비(54)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 케이블은 상기 접안설비(53)를 거쳐 상기 부유식 발전설비(54)에 연결될 수 있다. 상기 접안설비(53)는 상기 케이블을 지지함으로써, 상기 케이블이 조류와 같은 해류에 의해 떠내려가는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 발전설비(54)가 상기 부유식 재기화설비(52)에 설치된 상기 비상발전기(522)를 공용(共用)하도록 함으로써, 상기 부유식 재기화설비(52) 및 상기 부유식 발전설비(54) 중 적어도 한 곳에서 비상 상황 발생시 상기 비상발전기(522)를 통해 전기를 공급할 수 있다. 상기 비상발전기(522)는 비상 시 작업자에 의해 수동으로 작동될 수 있다. 상기 비상발전기(522)는 비상 시 자동으로 작동될 수도 있다. 이 경우, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 정전을 감지하기 위한 센서, 상기 부유식 재기화설비(52)에서 상기 부유식 발전설비(54)로 천연가스가 공급되는 파이프 내에 천연가스의 양을 측정하기 위한 센서 등을 더 포함할 수 있다. 상기 센서들은 상기 비상발전기(522)에 유선통신 및 무선통신 중 적어도 하나의 방법으로 연결됨으로써, 각각 측정한 값을 상기 비상발전기(522)에 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 비상발전기(522)는 정전이 발생하거나 상기 천연가스가 이동하는 파이프 내에 천연가스의 양이 기설정된 기준천연가스의 양 미만인 경우, 자동으로 작동될 수 있다. 상기 기준천연가스의 양은 상기 부유식 재기화설비(52)에서 상기 부유식 발전설비(54)로 공급되는 천연가스의 양이 상기 부유식 발전설비(54)가 전기를 생산할 수 있는 최소의 양을 의미하고, 작업자에 의해 미리 설정될 수 있다. 따라서, 상기 비상발전기(522)는 상기 부유식 재기화설비(52), 상기 접안설비(53) 및 상기 부유식 발전설비(54) 중 적어도 한 곳에서 천연가스를 공급하는 파이프가 손상 내지 파손되는 경우, 상기 부유식 재기화설비(52)에서 상기 부유식 발전설비(54)로 공급되는 천연가스의 양이 기설정된 기준천연가스의 양 미만이 되므로 자동으로 작동될 수 있다. 상기 비상발전기(522)가 생산한 전기는 상기 부유식 재기화설비(52), 상기 접안설비(53) 및 상기 부유식 발전설비(54) 중 적어도 한 곳으로 공급되어 전기를 사용하는 조명 등과 같은 유틸리티의 작동 중단을 방지하는데 사용되거나, 천연가스가 이동하는 파이프 내의 잔류 천연가스를 외부로 배출하기 위한 임펠러, 압축기와 같은 배출장치를 작동시키는데 사용될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(52)는 상기 비상발전기(522)가 생산한 전기를 상기 부유식 발전설비(54)로 공급하기 위한 제1전환기구(523), 제2전환기구(524) 및 제3전환기구(525) 중 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 상기 제1전환기구(523), 상기 제2전환기구(524) 및 상기 제3전환기구(525)는 상기 부유식 발전설비(54)를 설명할 때 함께 설명하기로 한다.
상기 LNG저장탱크는 액화천연가스(LNG)를 저장하기 위한 것이다. 상기 LNG저장탱크는 LNG선 등과 같은 운반선으로부터 공급되는 액화천연가스(LNG)를 저장할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 저장 용량을 늘리기 위해 천연가스(NG)를 액화된 상태로 저장할 수 있다. 예컨대, 상기 LNG저장탱크는 대략 영하 165 ℃의 액화천연가스(LNG)를 저장할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 액화천연가스(LNG)가 기화되는 것을 방지하기 위해 단열재를 포함할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 액체로 냉각된 현재상태를 유지하거나 내부의 압력을 유지하기 위한 별도의 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 기체로 상변화된 기화가스(Boil Off Gas)를 액체 상태로 재액화시키기 위한 재액화장치 등을 더 포함할 수도 있다. 상기 LNG저장탱크는 상기 부유식 재기화설비(52)의 내부에 위치하도록 설치될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 외부에 위치하도록 설치될 수도 있다.
상기 거주구는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 재기화공정을 수행하는 작업자들이 거주(居住)하기 위한 시설이다. 예컨대, 작업자들은 상기 거주구에서 수개월에서 수년간 숙식할 수 있다. 상기 거주구는 상기 부유식 재기화설비(52)의 내부 및 외부 중 적어도 한 곳에 설치될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(52)가 상기 접안설비(53)를 통해 상기 부유식 발전설비(54)에 연결되면, 상기 접안설비(53) 및 상기 부유식 발전설비(54) 중 적어도 한 곳에서 작업하는 작업자들은 상기 부유식 재기화설비(52)의 거주구에서 숙식할 수 있다. 즉, 상기 접안설비(53) 및 상기 부유식 발전설비(54)에서 작업하는 작업자는 상기 거주구를 공용(共用)할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 접안설비(53) 및 상기 부유식 발전설비(54)에 별도의 거주구를 설치할 필요가 없으므로, 상기 접안설비(53) 및 상기 부유식 발전설비(54)에 대한 구축비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상기 접안설비(53) 및 상기 부유식 발전설비(54)의 크기 및 중량을 감소시킬 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 부유식 재기화설비(52)는 천연가스(NG) 공급 중단 시 천연가스관로 내부의 천연가스를 외부로 퍼징(Purging)하기 위한 퍼징시스템을 더 포함할 수 있다. 상기 퍼징시스템은 상기 배출장치 및 상기 비상발전기(522)와 연동될 수 있다. 상기 퍼징시스템은 천연가스관로 내부의 천연가스를 외부로 퍼징하기 위한 불활성가스를 저장하는 불활성가스저장부, 및 불활성가스를 이송시키기 위한 압축기 및 펌프 등을 포함할 수 있다. 상기 불활성가스는 질소(N2)일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 천연가스를 외부로 퍼징할 수 있으면 다른 기체일 수도 있다.
상기 접안설비(53)는 상기 부유식 재기화설비(52) 및 상기 부유식 발전설비(54) 중 적어도 하나를 접안시키기 위한 것이다. 상기 접안설비(53)의 일측에는 상기 부유식 재기화설비(52)가 접안될 수 있다. 상기 접안설비(53)의 타측에는 상기 부유식 발전설비(54)가 접안될 수 있다. 상기 접안설비(53)의 일측과 타측은 상기 접안설비(53)를 기준으로 서로 반대되는 위치일 수 있다. 상기 접안설비(53)는 제티(Jetty)로 구현될 수 있다. 상기 접안설비(53)는 관 또는 파이프와 같은 관로를 통해 상기 부유식 재기화설비(52) 및 상기 부유식 발전설비(54)에 각각 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 접안설비(53)는 상기 부유식 재기화설비(52)로부터 공급받은 천연가스(NG)를 상기 부유식 발전설비(54)에 전달할 수 있다. 상기 접안설비(53)는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 부유식 재기화설비(52) 및 상기 부유식 발전설비(54)에 각각 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 접안설비(53)는 상기 부유식 재기화설비(52)의 비상발전기(522)가 생산한 전기를 상기 부유식 발전설비(54)에 전달할 수 있다. 상기 접안설비(53)는 접안본체(530)를 포함할 수 있다. 상기 접안설비(53)는 제1지지기구, 제2지지기구, 연결기구, 로딩암 및 송전기구를 더 포함할 수 있다.
상기 접안본체(530)는 해상에 고정될 수 있다. 상기 접안본체(530)는 해상에 고정된 상태에서 해저 지면(SB)에 고정되도록 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 접안본체(530)는 콘크리트 파일 또는 강관 파일을 해저 지면(SB)에 접촉시킴으로써, 해류에 떠내려가지 않고 해상에서 고정된 위치에 위치될 수 있다. 상기 접안본체(530)는 해저 지면(SB)에 프레임 등을 박아 고정시킴으로써, 고정된 위치에서 해상에 설치될 수도 있다. 상기 접안본체(530)는 해상에 설치된 상태에서 로프 등을 통해 육상에 연결됨으로써, 해상에서 고정된 위치에 위치될 수도 있다. 상기 접안본체(530)는 전체적으로 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 접안본체(530)에는 상기 제1지지기구, 제2지지기구, 상기 연결기구, 상기 로딩암 및 상기 송전기구가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 접안본체(530)는 상기 제1지지기구, 상기 제2지지기구, 상기 연결기구, 상기 로딩암 및 상기 송전기구가 해상에 부유하도록 상기 제1지지기구, 상기 제2지지기구, 상기 연결기구, 상기 로딩암 및 상기 송전기구를 지지할 수 있다.
상기 제1지지기구는 상기 접안본체(530)의 일측에 설치되고, 제1이송라인을 지지하기 위한 것이다. 상기 제1이송라인은 상기 재기화부(521)에서 액화천연가스를 재기화시키고 냉각되어 배출되는 해수를 상기 부유식 발전설비(54)의 냉각시스템으로 공급하기 위한 것이다. 상기 제2지지기구는 상기 접안본체(530)의 타측에 설치되고, 제2이송라인을 지지하기 위한 것이다. 상기 제2이송라인은 상기 냉각시스템에서 상기 부유식 발전설비(54)의 발전시스템(541)을 냉각시키고 가열되어 배출되는 해수를 상기 부유식 재기화설비(52)의 재기화부(521)로 공급하기 위한 것이다. 상기 제1지지기구 및 상기 제2지지기구가 상기 제1이송라인 및 상기 제2이송라인을 각각 지지함으로써, 상기 제1이송라인 및 상기 제2이송라인은 조류와 같은 해류에 떠내려가지 않을 수 있다.
상기 연결기구는 상기 부유식 재기화설비(52) 및 상기 부유식 발전설비(54) 중 적어도 하나가 상기 접안설비(53)에 접안되도록 상기 부유식 재기화설비(52) 및 상기 부유식 발전설비(54)를 연결시키기 위한 것이다. 예컨대, 상기 연결기구는 무어링(Mooring)장치일 수 있다. 상기 연결기구는 상기 부유식 재기화설비(52) 및 상기 부유식 발전설비(54) 중 적어도 하나를 연결하기 위해 고정부재 및 연결부재를 포함할 수 있다. 상기 고정부재는 상기 접안본체(530)에 복수개가 고정되게 설치될 수 있다. 상기 고정부재들은 상기 접안본체(530)의 바닥에 볼트결합, 용접결합 등 다양한 결합방법으로 결합될 수 있다. 상기 고정부재들은 상기 접안본체(530)에 결합되되, 서로 이격되게 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 고정부재들 중 일부는 상기 부유식 재기화설비(52)가 접안되는 쪽에 위치하도록 상기 접안본체(530)에 설치될 수 있다. 상기 고정부재들 중 나머지는 상기 부유식 발전설비(54)가 접안되는 쪽에 위치하도록 상기 접안본체(530)에 설치될 수 있다. 상기 연결부재는 일측이 상기 고정부재에 결합되고, 타측이 상기 부유식 재기화설비(52) 및 상기 부유식 발전설비(54) 중 적어도 하나에 결합될 수 있다. 예컨대, 상기 연결부재는 일측이 상기 고정부재에 묶이게 되고, 타측이 상기 부유식 재기화설비(52) 및 상기 부유식 발전설비(54)에 고정 설치되는 고정장치(미도시)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 연결부재는 상기 고정부재와 상기 부유식 재기화설비(52), 및 상기 고정부재와 상기 부유식 발전설비(54)를 각각 연결시킬 수 있다. 상기 연결부재는 로프 및 체인 중 적어도 하나일 수 있다. 따라서, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 재기화설비(52) 및 상기 부유식 발전설비(54)를 상기 접안설비(53)에 연결시킴으로써, 조류와 같은 해류에 의해 상기 부유식 재기화설비(52) 및 상기 부유식 발전설비(54)가 이동되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 접안설비(53)의 연결기구를 이용하여 상기 부유식 재기화설비(52) 및 상기 부유식 발전설비(54)를 상기 접안설비(53)에 연결시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 재기화설비(52) 및 상기 부유식 발전설비(54)에 각각 설치되는 해상 투묘 장비를 제거하거나 수량을 할 수 있다.
상기 로딩암은 상기 부유식 재기화설비(52)로부터 재기화된 천연가스(NG)를 공급받아 상기 부유식 발전설비(54)에 공급하기 위한 것이다. 상기 로딩암은 상기 접안설비(53)에 복수개가 서로 이격되게 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 로딩암들 중 일부는 상기 부유식 재기화설비(52)로부터 천연가스(NG)를 공급받기 위해 상기 접안본체(530)의 일측에 위치하도록 설치될 수 있다. 상기 로딩암들 중 나머지는 상기 부유식 재기화설비(52)로부터 공급받은 천연가스를 상기 부유식 발전설비(54)로 공급하기 위해 상기 접안본체(530)의 타측에 위치하도록 설치될 수 있다. 상기 일측과 상기 타측은 상기 접안본체(530)를 기준으로 서로 반대되는 방향일 수 있다. 상기 로딩암은 상기 부유식 재기화설비(52)로부터 천연가스(NG)를 공급받기 위한 제1로딩기구, 및 상기 제1로딩기구가 공급받은 천연가스(NG)를 상기 부유식 발전설비(54)로 공급하기 위한 제2로딩기구를 포함할 수 있다. 상기 제1로딩기구는 천연가스를 이송시키기 위한 제1파이프라인을 포함하고, 상기 제2로딩기구는 제1파이프라인에 연결되는 제2파이프라인을 포함할 수 있다. 상기 제1파이프라인은 일측이 상기 부유식 재기화설비(52)에 연결될 수 있다. 상기 제1파이프라인은 타측이 상기 제2파이프라인에 연결될 수 있다. 상기 제2파이프라인은 일측이 상기 제1파이프라인에 연결되고, 타측이 상기 부유식 발전설비(54)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부(521)에서 재기화된 천연가스는 상기 제1파이프라인 및 상기 제2파이프라인을 통해 상기 부유식 발전설비(54)로 공급될 수 있다. 상기 제1로딩기구 및 상기 제2로딩기구는 각각 높이조절 및 방향전환이 가능하도록 설치될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 접안설비(53)에 로딩암을 구축함으로써, 상기 부유식 재기화설비(52) 및 상기 부유식 발전설비(54)에 천연가스를 이동시키기 위한 별도의 이송장치를 설치할 필요가 없다. 따라서, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 재기화설비(52) 및 상기 부유식 발전설비(54)의 전체적인 크기 및 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상기 부유식 재기화설비(52) 및 상기 부유식 발전설비(54)에 대한 구축비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 로딩암들을 각각 높이조절 및 방향전환이 가능하도록 설치함으로써, 크기가 상이한 부유식 재기화설비 및 부유식 발전설비를 신속하게 연결할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 천연가스를 이송시키는데 있어서, 다양한 크기를 갖는 부유식 재기화설비 및 부유식 발전설비에 대한 범용성을 높일 수 있다.
상기 송전기구는 상기 부유식 발전설비(54)가 생산한 전기를 공급받아 육상으로 송전하기 위한 것이다. 상기 송전기구는 축전지 또는 변압기일 수 있다. 상기 송전기구는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 부유식 발전설비(54)에 연결될 수 있다. 상기 송전기구는 케이블(CA, 도 28에 도시됨)을 통해 육상에 위치한 사용처에 연결될 수 있다. 상기 케이블(CA)은 일측이 상기 송전기구에 연결되고, 타측이 상기 사용처에 연결될 수 있다. 상기 케이블(CA)은 해상에 부유한 상태에서 상기 송전기구와 상기 사용처를 연결할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 해저 지면에 가라앉은 상태에서 상기 송전기구와 상기 사용처를 연결할 수도 있다. 이에 따라, 상기 송전기구는 상기 부유식 발전설비(54)가 생산한 전기를 육상으로 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 접안설비(53)에 설치된 송전기구를 통해 육상으로 전기를 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(54)에 육상으로 전기를 공급하기 위한 별도의 송전장치를 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 발전설비(54)의 무게를 감소시킬 수 있으므로, 송전장치가 설치되었을 경우보다 수심이 더 얕은 연안에 상기 부유식 발전설비(54)를 설치할 수 있다.
상기 부유식 발전설비(54)는 전기를 생산하기 위한 것이다. 상기 부유식 발전설비(54)는 해상에 부유한 상태에서 전기를 생산할 수 있다. 상기 부유식 발전설비(54)는 상기 연결기구를 통해 상기 접안설비(53)에 접안될 수 있다. 상기 접안설비(53)에 상기 부유식 재기화설비(52)가 접안될 경우, 상기 부유식 발전설비(54)는 천연가스 수급관에 결합되는 상기 제2파이프라인을 통해 상기 부유식 재기화설비(52)가 재기화시킨 천연가스(NG)를 공급받아 전기를 생산할 수 있다. 상기 천연가스 수급관은 상기 부유식 발전설비(54)에 설치된 관로로, 천연가스를 이송시키기 위한 것이다. 상기 부유식 발전설비(54)는 BMPP(Barge Mounted Power Plant)일 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 부유식 발전설비(54)는 생산한 전기를 육상에 위치한 사용처에 전달하기 위한 송전설비를 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 발전설비(54)에서 상기 육상의 사용처로 직접 전기를 공급하거나 상기 접안설비(53)의 송전기구를 통해 육상의 사용처로 전기를 간접 공급할 수 있다. 상기 송전설비는 상기 부유식 발전설비(54)의 하중을 감소시키기 위해 상기 접안설비(53)에 설치될 수도 있다. 이 경우, 상기 접안설비(53)는 상기 송전기구와 상기 송전설비를 모두 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 송전기구와 상기 송전설비 중 어느 하나가 손상 내지 파손될 경우 나머지 하나를 이용하여 육상의 사용처로 전기를 공급할 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 부유식 발전설비(54)에서 생산된 전기는 내부에 설치된 유틸리티(Utility)를 사용하는데 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 부유식 재기화설비(52) 및 상기 접안설비(53)로 공급되어 상기 부유식 재기화설비(52) 및 상기 접안설비(53)의 운용에 필요한 유틸리티(Utility)를 사용하는데 이용될 수도 있다.
상기 부유식 발전설비(54)는 발전부유본체(540) 및 발전시스템(541)을 포함할 수 있다. 상기 발전시스템(541)은 제1발전기구(5411) 및 제2발전기구(5413)를 포함할 수 있다. 상기 부유식 발전설비(54)는 상기 발전시스템(541)을 냉각시키기 위한 냉각시스템을 더 포함할 수 있다. 상기 냉각시스템은 상기 제1이송라인 및 상기 제2이송라인을 통해 상기 부유식 재기화설비(52)의 재기화부(521) 및 상기 부유식 발전설비(54)의 발전시스템(541)에 각각 연결될 수 있다.
상기 발전부유본체(540)는 해상에 부유할 수 있다. 예컨대, 상기 발전부유본체(540)는 바지선(Barge)의 선체일 수 있다. 상기 발전시스템(541)과 상기 냉각시스템은 상기 발전부유본체(540)에 탑재될 수 있다. 이에 따라, 상기 발전부유본체(540)는 상기 발전시스템(541)과 상기 냉각시스템이 해상에 부유하도록 상기 발전시스템(541)과 상기 냉각시스템을 지지할 수 있다. 상기 발전부유본체(540)는 엔진, 프로펠러 등을 포함하는 추진장치가 없으므로, 별도의 선박을 통해 해상에서 이동될 수 있다. 예컨대, 상기 발전부유본체(540)는 동력을 가진 선박을 통해 상기 접안설비(53)로 이동될 수 있다. 상기 접안설비(53)로 이동되어진 상기 발전부유본체(540)는 상기 접안설비(53)의 연결기구를 통해 상기 접안본체(530)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 부유식 발전설비(54)는 상기 접안설비(53)에 접안될 수 있다. 이 경우, 상기 발전부유본체(540)는 상기 접안본체(530)로부터 소정 거리 이격된 위치에 위치될 수 있다.
도 30 내지 도 35을 참고하면, 상기 발전시스템(541)은 상기 접안설비(53)를 통해 공급되는 천연가스를 이용하여 다양한 방법으로 전기를 생산할 수 있다. 상기 발전시스템(541)은 실시예에 따라 제1발전기구(5411) 및 제2발전기구(5413) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 발전시스템(541)이 상기 제1발전기구(5411) 및 제1전기수급기구(5412)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 부유식 재기화설비(52)는 제1전환기구(523)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 발전시스템(541)이 상기 제2발전기구(5413) 및 제2전기수급기구(5414)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 부유식 재기화설비(52)는 제2전환기구(524)를 포함할 수 있다. 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 발전시스템(541)이 상기 제1발전기구(5411), 상기 제2발전기구(5413), 및 제3전기수급기구(5415)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 부유식 재기화설비(52)는 제3전환기구(525)를 포함할 수 있다.
도 30을 참고하면, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 발전시스템(541)이 상기 제1발전기구(5411) 및 상기 제1전기수급기구(5412)를 포함할 수 있다.
상기 제1발전기구(5411)는 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111) 및 제1발전기(54112)를 포함할 수 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)은 상기 접안설비(53)를 통해 공급되는 천연가스(NG) 및 디젤연료 중 적어도 하나를 연소시켜 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)은 4행정 엔진일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 동력을 발생시킬 수 있으면 다른 엔진일 수도 있다. 또한, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)은 한 개일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 복수개일 수도 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)이 복수개일 경우, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)들 중 일부가 손상 내지 파손되어도 나머지 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)은 관로를 통해 상기 부유식 발전설비(54)의 천연가스 수급관에 연결됨으로써, 상기 접안설비(53)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 공급받을 수 있다. 상기 천연가스 수급관은 천연가스를 공급받기 위한 관로이다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)은 상기 부유식 발전설비(54)에 설치된 디젤연료저장탱크(미도시)로부터 디젤연료를 공급받을 수도 있다. 상기 디젤연료저장탱크는 디젤연료를 저장하기 위한 것이다. 상기 디젤연료저장탱크는 상기 LNG저장탱크에 비해 크기가 더 작게 형성될 수 있다. 상기 디젤연료는 천연가스(NG) 공급이 중단될 경우 임시로 발전하기 위한 용도이므로, 대용량을 저장할 필요가 없기 때문이다. 이에 따라, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)은 천연가스(NG) 및 디젤연료 중 적어도 하나를 연소시킴으로써, 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 제1발전기(54112)는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 예컨대, 상기 제1발전기(54112)의 회전축은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)의 크랭크축에 기어 등을 통해 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1발전기(54112)의 회전축은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)의 크랭크축이 연료 연소에 의한 폭발력으로 회전함에 따라 함께 회전할 수 있다. 따라서, 상기 제1발전기(54112)는 전기를 생산할 수 있다. 상기 제1발전기(54112)는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 접안설비(53)의 송전기구에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1발전기(54112)는 생산한 전기를 상기 송전기구에 공급할 수 있다.
상기 제1발전기구(5411)에는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)을 냉각시키기 위한 제1냉각유체가 순환하는 제1순환배관(미도시)이 설치될 수 있다. 상기 제1냉각유체는 청수 또는 글리콜일 수 있다. 상기 제1순환배관은 일측이 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)을 감싸도록 설치될 수 있다. 상기 제1순환배관은 타측이 상기 냉각시스템에 연결되도록 설치될 수 있다. 상기 제1냉각유체는 상기 냉각시스템에서 상기 제1이송라인을 통해 공급되는 냉각된 해수에 의해 냉각될 수 있다. 상기 냉각시스템에서 냉각된 제1냉각유체는 상기 제1순환배관을 따라 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)으로 공급되어, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)을 냉각시킬 수 있다. 상기 제1냉각유체는 상기 제1순환배관을 따라 상기 냉각시스템 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)을 순환 이동하면서 냉각 및 가열될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 재기화설비(52)의 재기화부(521)로부터 냉각된 해수를 공급받아 상기 부유식 발전설비(54)의 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)을 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)을 냉각시키는 경우에 비해 외부의 해수 온도에 덜 민감하게 반응할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)을 안정적으로 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)을 냉각시키는 경우에 비해 전기 생산량을 일정하게 유지시킬 수 있다. 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 발전설비(54)에서 배출되는 가열된 해수를 상기 부유식 재기화설비(52)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 열원으로 사용할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 취수부가 취수한 해수만을 이용하여 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 경우에 비해 액화천연가스(LNG)에 대한 재기화 효율을 더 향상시킬 수 있다.
상기 제1전기수급기구(5412)는 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시 상기 부유식 재기화설비(52)의 비상발전기(522)가 생산한 전기를 공급받기 위한 것이다. 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시는 상기 부유식 재기화설비(52)로부터 공급되는 천연가스의 공급이 중단되거나 상기 부유식 재기화설비(52)로부터 공급되는 천연가스의 양이 기설정된 기준천연가스의 양 미만인 경우, 및 전기를 사용하는 유틸리티의 작동이 중단되는 정전과 같은 경우를 포함할 수 있다. 상기 제1전기수급기구(5412)는 상기 부유식 발전설비(54)에 설치될 수 있다. 상기 제1전기수급기구(5412)는 일측이 전선과 같은 케이블을 통해 상기 부유식 재기화설비(52)에 설치된 제1전환기구(523)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 케이블은 상기 접안설비(53)에 지지되어 상기 제1전환기구(523) 및 상기 제1전기수급기구(5412)에 각각 연결될 수 있다. 상기 제1전환기구(523)는 상기 비상발전기(522)가 생산한 전기를 상기 제1전기수급기구(5412)로 공급하거나 상기 제1전기수급기구(5412)로 공급되는 것을 차단할 수 있다. 예컨대, 상기 제1전환기구(523)는 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시 상기 비상발전기(522)와 상기 제1전기수급기구(5412)를 연결할 수 있다. 이 경우, 상기 제1전환기구(523)는 작업자에 의해 수동으로 작동되거나 자동으로 작동될 수 있다. 상기 제1전환기구(523)는 상기 비상발전기(522)가 자동으로 작동될 경우에 자동으로 작동될 수 있다. 상기 제1전환기구(523)는 상기 비상발전기(522)에 연결된 스위치보드일 수 있다. 상기 제1전기수급기구(5412)는 타측이 상기 부유식 발전설비(54)의 내부에 설치된 유틸리티에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1전기수급기구(5412)는 비상 시 상기 비상발전기(522)로부터 전기가 공급되면 상기 부유식 발전설비(54)의 유틸리티로 전기를 공급할 수 있다. 상기 제1전환기구(523)는 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시가 아닌 경우에는 상기 비상발전기(522)와 상기 제1전기수급기구(5412)의 연결을 차단함으로써, 상기 제1전기수급기구(5412)로 전기가 공급되는 것을 차단할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시 상기 부유식 재기화설비(52)에 설치된 비상발전기(522)를 이용하여 상기 제1전기수급기구(5412)에 전기를 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(54)에 별도의 비상발전기를 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 발전설비(54)의 크기 및 중량을 줄일 수 있으므로, 전기 생산에 대한 구축비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 수심이 낮은 연안에도 용이하게 설치될 수 있다.
둘째, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시 비상발전기(522)를 통해 상기 부유식 발전설비(54)에 전기를 공급할 수 있으므로, 천연가스를 공급하기 위한 파이프 내에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 비상 시 파이프 내에 잔류하는 천연가스로 인해 작업자에 대한 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
셋째, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시 비상발전기(522)를 통해 상기 부유식 발전설비(54)에 전기를 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(54)에 설치된 다양한 유틸리티의 작동이 중단되는 것을 방지할 수 있다.
도 31를 참고하면, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 메인발전기(526)를 더 포함할 수 있다.
상기 메인발전기(526)는 상기 부유식 재기화설비(52)에 설치될 수 있다. 상기 메인발전기(526)는 상기 부유식 재기화설비(52)에서 평상 시 전기를 생산하기 위한 것이다. 상기 평상 시는 상기 부유식 재기화설비(52)가 정전되는 것과 같은 비상 시를 제외한 경우를 의미한다. 따라서, 상기 부유식 재기화설비(52)에 설치되는 유틸리티는 평상 시 상기 메인발전기(526)를 통해 전기를 공급받을 수 있다. 상기 제1전환기구(523)는 일측이 상기 비상발전기(522) 및 상기 메인발전기(526)에 연결될 수 있다. 상기 제1전환기구(523)는 타측이 케이블을 통해 상기 제1전기수급기구(5412)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 재기화설비(52)에서 상기 부유식 발전설비(54)로 공급되는 천연가스의 공급 중단, 정전과 같이 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시 상기 비상발전기(522) 및 상기 메인발전기(526) 중 적어도 하나를 이용해 전기를 생산하여 상기 부유식 발전설비(54)에 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 비상발전기(522) 및 상기 메인발전기(526) 중 어느 하나가 손상 내지 파손되더라도 상기 부유식 발전설비(54)에 전기를 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(54)의 유틸리티가 작동이 중단되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상기 부유식 발전설비(54)의 파이프 내에 잔류 천연가스를 외부로 배출시켜 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 32를 참고하면, 본 발명의 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 발전시스템(541)이 상기 제2발전기구(5413) 및 상기 제2전기수급기구(5414)를 포함할 수 있다.
상기 제2발전기구(5413)는 가스터빈(54131), 제2발전기(54132), 배열회수보일러(54133), 스팀터빈(54134) 및 제3발전기(54135)를 포함할 수 있다. 상기 가스터빈(54131)은 상기 접안설비(53)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 연소시켜 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 가스터빈(54131)은 한 개일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 복수개일 수도 있다. 상기 가스터빈(54131)이 복수개일 경우, 본 발명의 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 가스터빈(54131)들 중 일부가 손상 내지 파손되어도 나머지 가스터빈(54131)을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 상기 가스터빈(54131)은 관로를 통해 상기 부유식 발전설비(54)의 천연가스 수급관에 연결됨으로써, 상기 접안설비(53)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 공급받을 수 있다. 상기 제2발전기(54132)는 상기 가스터빈(54131)이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 예컨대, 상기 제2발전기(54132)의 회전축은 상기 가스터빈(54131)의 크랭크축에 기어 등을 통해 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2발전기(54132)의 회전축은 상기 가스터빈(54131)의 크랭크축이 천연가스의 연소에 의한 폭발력으로 회전함에 따라 함께 회전할 수 있다. 따라서, 상기 제2발전기(54132)는 전기를 생산할 수 있다. 상기 제2발전기(54132)는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 접안설비(53)의 송전기구에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2발전기(54132)는 생산한 전기를 상기 송전기구에 공급할 수 있다. 상기 배열회수보일러(Heat Recovery Steam Generator)(4133)는 상기 가스터빈(54131)에서 천연가스가 연소되어 배출되는 배기가스의 폐열을 회수하여 스팀(Steam)을 발생시킬 수 있다. 상기 배열회수보일러(54133)는 상기 가스터빈(54131)에서 배기가스가 배출되는 배기관, 및 물을 공급하기 위한 물공급부에 각각 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 배열회수보일러(54133)는 상기 가스터빈(54131)에서 배출되는 배기가스의 폐열을 열원으로 상기 물공급부에서 공급되는 물을 가열시킴으로써, 물을 스팀(Steam)으로 상변화시킬 수 있다. 상기 배열회수보일러(54133)에서 생성된 스팀은 상기 스팀터빈(54134)으로 공급될 수 있다. 상기 스팀터빈(54134)은 다이어프램, 로터, 버켓 등으로 구현될 수 있다. 상기 다이어프램에는 고정익 구비되고, 상기 버켓에는 회전익이 구비된다. 상기 고정익은 상기 배열회수보일러(54133)에서 공급되는 스팀의 방향을 바꾸어 상기 회전익으로 유도하고, 상기 회전익은 상기 고정익으로부터 유도된 스팀에 의해 회전력을 발생시켜 로터를 회전시킨다. 상기 로터는 상기 제3발전기(54135)에 연결되게 설치된다. 상기 제3발전기(54135)는 로터가 회전함에 따라 전기를 생산할 수 있다. 상기 제3발전기(54135)는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 접안설비(53)의 송전기구에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제3발전기(54135)는 생산한 전기를 상기 송전기구에 공급할 수 있다.
상기 제2발전기구(5413)에는 상기 가스터빈(54131)을 냉각시키기 위한 제2냉각유체가 순환하는 제2순환배관(미도시)이 설치될 수 있다. 상기 제2냉각유체는 청수 또는 글리콜일 수 있다. 상기 제2순환배관은 일측이 상기 가스터빈(54131)을 감싸도록 설치될 수 있다. 상기 제2순환배관은 타측이 상기 냉각시스템에 연결되도록 설치될 수 있다. 상기 제2냉각유체는 상기 냉각시스템에서 상기 제1이송라인을 통해 공급되는 냉각된 해수에 의해 냉각될 수 있다. 상기 냉각시스템에서 냉각된 제2냉각유체는 상기 제2순환배관을 따라 상기 가스터빈(54131)으로 공급되어, 상기 가스터빈(54131)을 냉각시킬 수 있다. 상기 제2냉각유체는 상기 제2순환배관을 따라 상기 냉각시스템 및 상기 가스터빈(54131)을 순환 이동하면서 냉각 및 가열될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 재기화설비(52)의 재기화부(521)로부터 냉각된 해수를 공급받아 상기 부유식 발전설비(54)의 가스터빈(54131)을 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 가스터빈(54131)을 냉각시키는 경우에 비해 외부의 해수 온도에 덜 민감하게 반응할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 가스터빈(54131)을 안정적으로 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 가스터빈(54131)을 냉각시키는 경우에 비해 전기 생산량을 일정하게 유지시킬 수 있다. 본 발명의 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 발전설비(54)에서 배출되는 가열된 해수를 상기 부유식 재기화설비(52)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 열원으로 사용할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 취수부가 취수한 해수만을 이용하여 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 경우에 비해 액화천연가스(LNG)에 대한 재기화 효율을 더 향상시킬 수 있다.
상기 제2전기수급기구(5414)는 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시 상기 부유식 재기화설비(52)의 비상발전기(522)가 생산한 전기를 공급받기 위한 것이다. 상기 제2전기수급기구(5414)는 상기 부유식 발전설비(54)에 설치될 수 있다. 상기 제2전기수급기구(5414)는 일측이 전선과 같은 케이블을 통해 상기 부유식 재기화설비(52)에 설치되는 제2전환기구(524)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 케이블은 상기 접안설비(53)에 지지되어 상기 제2전환기구(524) 및 상기 제2전기수급기구(5414)에 각각 연결될 수 있다. 상기 제2전환기구(524)는 상기 비상발전기(522)가 생산한 전기를 상기 제2전기수급기구(5414)로 공급하거나 상기 제2전기수급기구(5414)로 공급되는 것을 차단할 수 있다. 예컨대, 상기 제2전환기구(524)는 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시 상기 비상발전기(522)와 상기 제2전기수급기구(5414)를 연결할 수 있다. 이 경우, 상기 제2전환기구(524)는 작업자에 의해 수동으로 작동되거나 자동으로 작동될 수 있다. 상기 제2전환기구(524)는 상기 비상발전기(522)가 자동으로 작동될 경우에 자동으로 작동될 수 있다. 상기 제2전환기구(524)는 상기 비상발전기(522)에 연결된 스위치보드일 수 있다. 상기 제2전기수급기구(5414)는 타측이 상기 부유식 발전설비(54)의 내부에 설치된 유틸리티에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2전기수급기구(5414)는 비상 시 상기 비상발전기(522)로부터 전기가 공급되면 상기 유틸리티로 전기를 공급할 수 있다. 상기 제2전환기구(524)는 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시가 아닌 경우에 상기 비상발전기(522)와 상기 제2전기수급기구(5414)의 연결을 차단함으로써, 상기 제2전기수급기구(5414)로 전기가 공급되는 것을 차단할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시 상기 부유식 재기화설비(52)에 설치된 비상발전기(522)를 이용하여 상기 제2전기수급기구(5414)에 전기를 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(54)에 별도의 비상발전기를 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 발전설비(54)의 크기 및 중량을 줄일 수 있으므로, 전기 생산에 대한 구축비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 수심이 낮은 연안에도 용이하게 설치될 수 있다.
둘째, 본 발명의 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시 비상발전기(522)를 통해 상기 부유식 발전설비(54)에 전기를 공급할 수 있으므로, 천연가스를 공급하기 위한 파이프 내에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 비상 시 파이프 내에 잔류하는 천연가스로 인해 작업자에 대한 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
셋째, 본 발명의 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시 비상발전기(522)를 통해 상기 부유식 발전설비(54)에 전기를 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(54)에 설치된 다양한 유틸리티의 작동이 중단되는 것을 방지할 수 있다.
도 33을 참고하면, 본 발명의 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 메인발전기(526)를 더 포함할 수 있다.
상기 메인발전기(526)는 상기 부유식 재기화설비(52)에 설치될 수 있다. 상기 메인발전기(526)는 상기 부유식 재기화설비(52)에서 평상 시 전기를 생산하기 위한 것이다. 상기 평상 시는 상기 부유식 재기화설비(52)가 정전되는 것과 같은 비상 시를 제외한 경우를 의미한다. 따라서, 상기 부유식 재기화설비(52)에 설치되는 유틸리티는 평상 시 상기 메인발전기(526)를 통해 전기를 공급받을 수 있다. 상기 제2전환기구(524)는 일측이 상기 비상발전기(522) 및 상기 메인발전기(526)에 연결될 수 있다. 상기 제2전환기구(524)는 타측이 케이블을 통해 상기 제2전기수급기구(5414)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 재기화설비(52)에서 상기 부유식 발전설비(54)로 공급되는 천연가스의 공급 중단, 정전과 같이 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시 상기 비상발전기(522) 및 상기 메인발전기(526) 중 적어도 하나를 이용해 전기를 생산하여 상기 부유식 발전설비(54)에 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 비상발전기(522) 및 상기 메인발전기(526) 중 어느 하나가 손상 내지 파손되더라도 상기 부유식 발전설비(54)에 전기를 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(54)의 유틸리티가 작동이 중단되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상기 부유식 발전설비(54)의 파이프 내에 잔류 천연가스를 외부로 배출시켜 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 34을 참고하면, 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 발전시스템(541)이 상기 제1발전기구(5411), 상기 제2발전기구(5413) 및 상기 제3전기수급기구(5415)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 제1발전기구(5411) 및 상기 제2발전기구(5413) 중 적어도 하나를 이용하여 전기를 생산할 수 있다.
본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)에 있어서, 상기 제1발전기구(5411)는 전술한 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)의 제1발전기구(5411)와 대략적으로 일치하고 상기 제2발전기구(5413)는 전술한 본 발명의 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)의 제2발전기구(5413)와 대략적으로 일치한다. 따라서, 이하에서는 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)의 제1발전기구(5411) 및 제2발전기구(5413)가 전술한 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)의 제1발전기구(5411) 및 전술한 본 발명의 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)의 제2발전기구(5413)와 다른 점에 대해서 설명하기로 한다.
상기 제1발전기구(5411)의 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111) 및 상기 제2발전기구(5413)의 가스터빈(54131)은 상기 접안설비(53)를 통해 공급되는 재기화된 천연가스를 공급받을 수 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111) 및 상기 가스터빈(54131)은 상기 부유식 발전설비(54)에 설치된 천연가스 수급관으로 공급되는 천연가스를 분기하여 공급받을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 제1발전기(54112), 제2발전기(54132), 제3발전기(54135) 중 적어도 하나를 통해 전기를 생산할 수 있다.
도시되지 않았지만, 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)에 있어서, 상기 부유식 발전설비(54)는 냉각시스템을 더 포함할 수 있다.
상기 냉각시스템은 상기 재기화부(521)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키고 냉각되어 배출되는 해수를 이용하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)을 냉각시키기 위한 제1냉각유체, 및 상기 가스터빈(54131)을 냉각시키기 위한 제2냉각유체를 냉각시킬 수 있다. 상기 부유식 발전설비(54)에서 배출되는 해수는 상기 부유식 재기화설비(52)의 해수배출관로, 상기 제1이송라인, 상기 부유식 발전설비(54)의 해수수급관을 순차적으로 거쳐 상기 부유식 발전설비(54)의 냉각시스템으로 공급될 수 있다. 상기 냉각시스템에서 상기 제1냉각유체와 상기 제2냉각유체를 냉각시킨 후 가열되어 배출되는 해수는 상기 재기화부(521)로 공급될 수 있다. 상기 냉각시스템에서 배출되는 해수는 상기 부유식 발전설비(54)의 해수배출관, 상기 제2이송라인, 상기 부유식 재기화설비(52)의 해수수급관을 순차적으로 거쳐 상기 재기화부(521)로 공급될 수 있다. 상기 냉각시스템에서 상기 재기화부(521)로 공급된 해수는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 열원으로 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 재기화설비(52)의 재기화부(521)로부터 냉각된 해수를 공급받아 상기 부유식 발전설비(54)의 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111) 및 가스터빈(54131)을 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111) 및 상기 가스터빈(54131)을 냉각시키는 경우에 비해 외부의 해수 온도에 덜 민감하게 반응할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111) 및 상기 가스터빈(54131)을 안정적으로 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111) 및 상기 가스터빈(54131)을 냉각시키는 경우에 비해 전기 생산량을 일정하게 유지시킬 수 있다.
둘째, 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 발전설비(54)의 냉각시스템에서 배출되는 가열된 해수를 상기 부유식 재기화설비(52)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 열원으로 사용할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 취수부가 취수한 해수만을 이용하여 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 경우에 비해 액화천연가스(LNG)에 대한 재기화 효율을 더 향상시킬 수 있다.
셋째, 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 천연가스(NG)가 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111) 및 상기 가스터빈(54131)으로 분기되는 부분에 밸브를 설치함으로써, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111) 및 상기 가스터빈(54131)으로 공급되는 천연가스(NG)의 양을 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 제1발전기(54112), 상기 제2발전기(54132) 및 상기 제3발전기(54135)가 각각 생산하는 전기의 양을 조절할 수 있다.
상기 제3전기수급기구(5415)는 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시 상기 부유식 재기화설비(52)의 비상발전기(522)가 생산한 전기를 공급받기 위한 것이다. 상기 제3전기수급기구(5415)는 상기 부유식 발전설비(54)에 설치될 수 있다. 상기 제3전기수급기구(5415)는 일측이 전선과 같은 케이블을 통해 상기 부유식 재기화설비(52)에 설치되는 제3전환기구(525)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 케이블은 상기 접안설비(53)에 지지되어 상기 제3전환기구(525) 및 상기 제3전기수급기구(5415)에 각각 연결될 수 있다. 상기 제3전환기구(525)는 상기 비상발전기(522)가 생산한 전기를 상기 제3전기수급기구(5415)로 공급할 수 있다. 상기 제3전환기구(525)는 상기 비상발전기(522)가 생산한 전기가 상기 제3전기수급기구(5415)로 공급되는 것을 차단할 수 있다. 예컨대, 상기 제3전환기구(525)는 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시 상기 비상발전기(522)와 상기 제3전기수급기구(5415)를 연결할 수 있다. 이 경우, 상기 제3전환기구(525)는 작업자에 의해 수동으로 작동되거나 자동으로 작동될 수 있다. 상기 제3전환기구(525)는 상기 비상발전기(522)가 자동으로 작동될 경우에 함께 자동으로 작동될 수 있다. 상기 제3전환기구(525)는 상기 비상발전기(522)에 연결된 스위치보드일 수 있다. 상기 제3전기수급기구(5415)는 타측이 상기 부유식 발전설비(54)의 내부에 설치된 유틸리티에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제3전기수급기구(5415)는 비상 시 상기 비상발전기(522)로부터 전기가 공급되면 상기 유틸리티로 전기를 공급할 수 있다. 상기 제3전환기구(525)는 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시가 아닌 경우에는 상기 비상발전기(522)와 상기 제3전기수급기구(5415)의 연결을 차단함으로써, 상기 제3전기수급기구(5415)로 전기가 공급되는 것을 차단할 수 있다. 따라서, 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시 상기 부유식 재기화설비(52)에 설치된 비상발전기(522)를 이용하여 상기 제3전기수급기구(5415)에 전기를 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(54)에 별도의 비상발전기를 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 발전설비(54)의 크기 및 중량을 줄일 수 있으므로, 전기 생산에 대한 구축비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 수심이 낮은 연안에도 용이하게 설치될 수 있다.
둘째, 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시 비상발전기(522)를 통해 상기 부유식 발전설비(54)에 전기를 공급할 수 있으므로, 천연가스를 공급하기 위한 파이프 내에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 비상 시 파이프 내에 잔류하는 천연가스로 인해 작업자에 대한 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
셋째, 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시 비상발전기(522)를 통해 상기 부유식 발전설비(54)에 전기를 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(54)에 설치된 다양한 유틸리티의 작동이 중단되는 것을 방지할 수 있다.
도 35를 참고하면, 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 메인발전기(526)를 더 포함할 수 있다.
상기 메인발전기(526)는 상기 부유식 재기화설비(52)에 설치될 수 있다. 상기 메인발전기(526)는 상기 부유식 재기화설비(52)에서 평상 시 전기를 생산하기 위한 것이다. 따라서, 상기 부유식 재기화설비(52)에 설치되는 유틸리티는 평상 시 상기 메인발전기(526)를 통해 전기를 공급받을 수 있다. 상기 제3전환기구(525)는 일측이 상기 비상발전기(522) 및 상기 메인발전기(526)에 연결될 수 있다. 상기 제3전환기구(525)는 타측이 케이블을 통해 상기 제3전기수급기구(5415)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 재기화설비(52)에서 상기 부유식 발전설비(54)로 공급되는 천연가스의 공급 중단, 정전과 같이 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시 상기 비상발전기(522) 및 상기 메인발전기(526) 중 적어도 하나로부터 전기를 생산하여 상기 부유식 발전설비(54)에 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명의 변형된 다른 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 비상발전기(522) 및 상기 메인발전기(526) 중 어느 하나가 손상 내지 파손되더라도 상기 부유식 발전설비(54)에 전기를 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(54)의 유틸리티가 작동이 중단되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상기 부유식 발전설비(54)의 파이프 내에 잔류 천연가스를 외부로 배출시켜 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도시되지 않았지만, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)에 있어서, 상기 제1발전기구(5411) 및 상기 제2발전기구(5413)에는 각각 초임계 이산화탄소 발전시스템을 추가할 수 있다. 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템은 이산화탄소를 초임계 상태로 변환시켜 전기를 생산하기 위한 것이다. 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템은 열교환기, 압축기, 냉각기, 터빈 등을 포함할 수 있다. 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템은 이산화탄소가 상기 열교환기, 상기 압축기, 상기 냉각기, 상기 터빈을 순환하는 폐순환구조로 형성될 수 있다.
본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 제1발전기구(5411)에 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템을 추가할 경우, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)에서 배출되는 배기가스를 열원으로 이용하여 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템의 이산화탄소를 초임계 상태로 변환시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 외부로 버려지는 이종연료(Dual Fuel)엔진(54111)의 배기가스의 폐열을 재사용함으로써, 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템의 터빈에 연결되는 발전기로부터 전기를 추가 생산할 수 있을 뿐만 아니라 외부로 배출되는 배기가스의 온도를 낮춤으로써 친환경적인 발전시스템을 구현할 수 있다.
본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 제2발전기구(5413)에 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템을 추가할 경우, 상기 가스터빈(54131)에서 배출되는 배기가스를 열원으로 이용하여 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템의 이산화탄소를 초임계 상태로 변환시킬 수 있다. 이 경우, 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템은 상기 배열회수보일러(54133) 및 상기 스팀터빈(54134)을 대체하여 상기 제2발전기구(5413)에 설치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템의 터빈에 연결되는 발전기로부터 전기를 생산할 수 있다.
본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 해상에서 전기를 생산하여 육상의 사용처에 공급할 수 있으므로, 육상에 별도의 발전시설을 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 육상에 발전시설을 설치하기 위한 부지를 확보할 필요가 없으므로 전기 생산에 대한 구축비용을 절감할 수 있고, 육상에 발전시설을 설치하기 위한 시공기간이 소요되지 않으므로 전기가 필요한 지역에 신속하게 전기를 공급할 수 있다.
둘째, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 재기화설비(52), 상기 접안설비(53), 및 상기 부유식 발전설비(54)를 서로 연동시킴으로써, 전기 생산에 필요한 시설들을 서로 분배하여 설치할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 재기화설비(52), 상기 접안설비(53), 및 상기 부유식 발전설비(54) 각각의 크기 및 중량을 감소시킬 수 있으므로, 구축비용을 줄일 수 있다.
셋째, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 재기화설비(52), 상기 접안설비(53), 및 상기 부유식 발전설비(54)를 서로 연동시킴으로써, 상기 부유식 발전설비(54)가 전기를 생산하는데 필요한 연료를 상기 접안설비(53)를 통해 상기 부유식 재기화설비(52)로부터 공급받을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 발전설비(54)에 연료를 저장하기 위한 연료저장탱크를 설치할 필요가 없으므로, 상기 부유식 발전설비(54)의 크기 및 중량을 감소시켜 수심이 낮은 연안에도 용이하게 설치될 수 있다.
넷째, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 재기화설비(52), 상기 접안설비(53), 및 상기 부유식 발전설비(54)를 서로 연동시킴으로써, 상기 부유식 발전설비(54)의 비상 시 상기 부유식 재기화설비(52)로부터 전기를 공급받을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제5실시예에 따른 해상발전시스템(51)은 상기 부유식 발전설비(54)에 별도의 비상발전기를 설치할 필요가 없으므로, 상기 부유식 발전설비(54)의 크기 및 중량을 감소시켜 수심이 낮은 연안에도 용이하게 설치될 수 있다.
제6실시예
도 36 내지 도 40를 참고하면, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 해상(海上)에 부유한 상태에서 천연가스를 공급받아 전기를 생산하기 위한 것이다. 특히, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 전기를 생산하는 부유식 발전설비가 천연가스 공급 중단 및 정전과 같은 비상 시, 불활성가스생성부가 구비된 부유식 재기화설비에서 상기 부유식 발전설비로 불활성가스를 공급함으로써 상기 부유식 발전설비에 불활성가스생성부를 별도로 설치하지 않아도 되므로 상기 부유식 발전설비의 전체적인 크기 및 중량을 줄일 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 크게 부유식 재기화설비(62), 접안설비(63), 및 부유식 발전설비(64)를 포함한다. 상기 부유식 발전설비(64)는 발전부유본체(640), 발전시스템(641), 및 퍼징시스템(642)을 포함한다.
상기 부유식 재기화설비(62), 상기 접안설비(63), 및 상기 부유식 발전설비(64)는 각각 해상에 위치하도록 설치된다. 상기 해상(海上)은 육지로부터 멀리 떨어진 심해의 수면, 및 육지에 근접한 연안(Shore)의 수면을 모두 포함할 수 있다. 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 연안의 해상에 부유하도록 설치되어 천연가스를 이용하여 전기를 생산하고, 생산한 전기를 육상(미도시)으로 공급할 수 있다. 상기 천연가스는 액체상태, 기체상태, 및 액체와 기체가 혼합된 혼합상태 등 상변화되는 모든 상태일 수 있다. 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 천연가스뿐만 아니라 디젤 등 다른 연료를 이용하여 전기를 생산할 수도 있다. 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 해상에 부유한 상태에서 해저 지면(SB, 도 36에 도시됨)에 고정되게 설치되는 접안설비(63)에 이동 가능한 부유식 재기화설비(62) 및 이동 가능한 부유식 발전설비(64)가 무어링장치 등을 통해 각각 결합됨으로써, 조류와 같은 해류에 떠내려가지 않고 고정된 위치에서 해상에 부유하여 전기를 생산할 수 있다. 여기서, 상기 부유식 재기화설비(62)는 자체 동력이 있으므로 다른 장소로 이동할 수 있지만, 상기 부유식 발전설비(64)는 자체 동력이 없으므로 동력이 있는 이동수단에 의해 다른 장소로 이동할 수 있다. 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 육상에 위치한 사용처에 전선 등의 케이블을 통해 연결됨으로써, 생산한 전기를 육상의 사용처로 공급할 수 있다.
이하에서는 상기 부유식 재기화설비(62), 상기 접안설비(63), 및 상기 부유식 발전설비(64)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 36 내지 도 40를 참고하면, 상기 부유식 재기화설비(62)는 액화천연가스(LNG, Liquefied Natural Gas)를 재기화시키기 위한 것이다. 상기 부유식 재기화설비(62)는 해상에 부유한 상태에서 액화천연가스(LNG)를 천연가스(NG)로 재기화시키는 재기화공정을 수행할 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(62)는 FSRU(Floating, Storage, Re-Gasification Unit)로 구현될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(62)는 상기 접안설비(63)에 접안될 수 있다. 이에 따라, 상기 부유식 재기화설비(62)는 상기 접안설비(63)와 일체가 될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(62)는 액화천연가스(LNG)를 재기화시킨 천연가스(NG)를 관 또는 파이프와 같은 관로를 통해 상기 접안설비(63)로 공급할 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(62)는 재기화부유본체(620), 재기화부(621) 및 불활성가스생성부(622)를 포함할 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(62)는 LNG저장탱크 및 거주구를 더 포함할 수 있다.
상기 재기화부유본체(620)는 해상에 부유할 수 있다. 예컨대, 상기 재기화부유본체(620)는 FSRU의 선체일 수 있다. 상기 재기화부유본체(620)에는 상기 재기화부(621), 상기 불활성가스생성부(622), 상기 LNG저장탱크 및 상기 거주구가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부유본체(620)는 상기 재기화부(621), 상기 불활성가스생성부(622), 상기 LNG저장탱크 및 상기 거주구가 해상에 부유하도록 상기 재기화부(621), 상기 불활성가스생성부(622), 상기 LNG저장탱크 및 상기 거주구를 지지할 수 있다. 상기 재기화부유본체(620)에는 엔진, 프로펠러 등을 포함하는 추진장치가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부유본체(620)는 해상에 부유한 상태에서 상기 추진장치에 의해 가고자 하는 목적지로 이동할 수 있다. 예컨대, 상기 재기화부유본체(620)는 액화천연가스(LNG)를 공급받거나 액화천연가스(LNG)를 공급하기 위해 이동할 수 있다. 상기 재기화부유본체(620)는 상기 부유식 재기화설비(62)가 상기 접안설비(63)에 접안될 경우, 후술할 접안설비(63)의 접안본체(630)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 재기화부유본체(620)는 상기 접안본체(630)로부터 소정 거리 이격된 위치에 위치될 수 있다. 상기 재기화부유본체(620)에는 상기 추진장치가 설치되지 않을 수도 있다. 이 경우, 상기 재기화부유본체(620)는 바지선에 의해 이동되어 상기 접안본체(630)에 연결될 수 있다. 상기 재기화부유본체(620)는 상기 접안본체(630)에 연결된 상태에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시켜 상기 접안본체(630)로 재기화시킨 천연가스를 공급할 수 있다.
상기 재기화부(621)는 상기 LNG저장탱크로부터 공급되는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 것이다. 상기 재기화부(621)는 관 또는 파이프와 같은 천연가스관로를 통해 상기 LNG저장탱크에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부(621)는 상기 LNG저장탱크로부터 액화천연가스(LNG)를 공급받을 수 있다. 상기 재기화부(621)는 관 또는 파이프와 같은 해수관로를 통해 취수부(미도시)에 연결될 수 있다. 상기 취수부는 해수(海水)를 취수하기 위한 것이다. 상기 취수부는 외부에 위치하는 해수를 흡입할 수 있도록 상기 재기화부유본체(620)에 설치될 수 있다. 상기 취수부는 일측이 상기 외부와 연통되도록 설치되고, 타측이 상기 재기화부(621)와 연통되도록 상기 해수관로를 통해 연결될 수 있다. 상기 해수관로에는 해수를 이송시키기 위한 이송력을 발생시키는 펌프, 임펠러와 같은 이송장치가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 취수부는 이송장치에 의해 외부에서 해수를 흡입하여 상기 재기화부(621)로 공급할 수 있다. 상기 취수부는 씨체스트(Sea Chest)일 수 있다. 따라서, 상기 재기화부(621)는 상기 취수부가 취수한 해수를 공급받을 수 있다. 상기 재기화부(621)는 상기 LNG저장탱크로부터 공급받은 액화천연가스(LNG), 및 상기 취수부로부터 공급받은 해수를 열교환시킴으로써, 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있다. 상기 LNG저장탱크에 저장된 액화천연가스(LNG)의 온도는 영하 165 ℃이므로, 액화천연가스(LNG)는 영하 165 ℃를 초과하는 온도를 가진 해수에 의해 용이하게 천연가스(NG)로 재기화될 수 있다. 따라서, 상기 해수는 상기 재기화부(621)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 가열매체가 될 수 있다. 상기 재기화부(621)는 상기 가열매체로 해수를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있으면 다른 유체를 가열매체로 사용할 수도 있다. 예컨대, 상기 재기화부(621)는 상기 부유식 발전설비(64)에서 배출되는 고온의 해수를 공급받아 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있다. 상기 재기화부(621)에서 재기화된 천연가스(NG)는 관로를 통해 상기 접안설비(63)로 공급될 수 있다. 상기 재기화부(621)는 상기 해수와 상기 액화천연가스(LNG)를 직접 열교환시키는 해수직접열교환방식, 및 글리콜, 청구, 프로판 등의 중간열교환매체를 통해 상기 해수와 상기 액화천연가스(LNG)를 열교환시키는 해수간접열교환방식 중 적어도 하나를 이용하여 상기 액화천연가스(LNG)를 기화시킬 수 있다. 상기 해수직접열교환방식은 해수를 이용하여 액화천연가스(LNG)를 직접 기화시키므로 운용비용이 저렴한 장점이 있으나, 해수 온도에 민감하게 반응하는 단점이 있다. 상기 해수간접열교환방식은 중간열교환매체를 이용하여 액화천연가스(LNG)를 간접 기화시키므로 해수의 온도 변화에 덜 민감하게 반응할 수 있을 뿐만 아니라, 해수에 포함된 염분을 제거할 필요가 없다. 또한, 상기 해수간접열교환방식은 상기 해수직접열교환방식에 비해 액화천연가스(LNG)를 기화시키는데 필요한 해수의 양이 적으므로, 상기 해수직접열교환방식에 비해 해수관로의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 해수관로가 부식되는 정도가 덜하다. 따라서, 상기 해수간접열교환방식은 상기 해수직접열교환방식에 비해 구축비용이 저렴한 장점이 있다. 상기 재기화부(621)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키고 냉각된 해수는 관로인 제1이송라인을 통해 상기 접안설비(63)로 공급될 수 있다. 상기 접안설비(63)로 공급된 해수는 상기 부유식 발전설비(64)로 공급되어, 상기 발전시스템을 냉각시키는데 사용될 수 있다. 상기 발전시스템을 냉각시키고 상기 부유식 발전설비(64)에서 배출되는 고온의 해수는 상기 제1이송라인과 이격되게 설치되는 제2이송라인을 통해 상기 접안설비(63)를 거쳐 상기 재기화부(621)로 공급될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 해수를 이용하여 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있으므로, 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 별도의 가열장치를 상기 부유식 재기화설비(62)에 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 재기화설비(62)에 대한 구축비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 부유식 재기화설비(62)의 전체적인 크기 및 무게를 감소시킬 수 있으므로 수심이 낮은 연안에도 상기 부유식 재기화설비(62)를 용이하게 설치할 수 있다.
상기 불활성가스생성부(622)는 불활성가스를 생성하기 위한 것이다. 상기 불활성가스는 질소(N2)일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 탄산가스, 아르곤가스 등 다른 가스일 수도 있다. 상기 불활성가스생성부(622)는 상기 재기화부유본체(620)에 설치될 수 있다. 상기 불활성가스생성부(622)는 상기 부유식 재기화설비(62)가 정전되는 경우, 상기 부유식 재기화설비(62)의 내부에 설치된 천연가스이송배관에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시키기 위한 용도로 불활성가스를 생성할 수 있다. 상기 불활성가스생성부(622)는 상기 부유식 발전설비(64)의 내부에 설치된 천연가스이송배관에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시키기 위한 용도로 불활성가스를 생성할 수도 있다. 상기 불활성가스생성부(622)는 공기 중에서 불활성가스를 추출함으로써, 불활성가스를 생성할 수 있다. 이에 따라, 상기 불활성가스생성부(622)는 공기분리기를 더 포함할 수 있다. 상기 불활성가스는 다른 물질과 화학반응을 일으키기 어려운 가스이다. 그러므로, 상기 불활성가스를 천연가스이송배관에 주입시킴으로써, 천연가스를 안전하게 외부로 배출시킬 수 있다. 상기 불활성가스는 천연가스를 외부로 배출시키기 위한 퍼징(Purging)매체일 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(62)는 상기 천연가스이송배관에 불활성가스를 주입하기 위한 임펠러, 압축기와 같은 주입장치를 더 포함할 수 있다. 상기 불활성가스생성부(622)는 정전과 같은 비상 시에 불활성가스를 생성할 수 있지만, 이에 한정되지 않으며 비상 시가 아닌 평상 시에 불활성가스를 생성할 수도 있다. 상기 불활성가스생성부(622)가 평상 시에 생성한 불활성가스는 불활성가스를 저장하기 위한 불활성가스저장탱크로 공급되어 저장될 수 있다. 상기 불활성가스생성부(622)는 관로를 통해 상기 접안설비(63) 및 상기 부유식 발전설비(64)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 불활성가스생성부(622)가 생성한 불활성가스는 상기 접안설비(63)를 통해 상기 부유식 발전설비(64)로 공급될 수 있다.
상기 LNG저장탱크는 액화천연가스(LNG)를 저장하기 위한 것이다. 상기 LNG저장탱크는 LNG선 등과 같은 운반선으로부터 공급되는 액화천연가스(LNG)를 저장할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 저장 용량을 늘리기 위해 천연가스(NG)를 액화된 상태로 저장할 수 있다. 예컨대, 상기 LNG저장탱크는 대략 영하 165 ℃의 액화천연가스(LNG)를 저장할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 액화천연가스(LNG)가 기화되는 것을 방지하기 위해 단열재를 포함할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 액체로 냉각된 현재상태를 유지하거나 내부의 압력을 유지하기 위한 별도의 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 기체로 상변화된 기화가스(Boil Off Gas)를 액체 상태로 재액화시키기 위한 재액화장치 등을 더 포함할 수도 있다. 상기 LNG저장탱크는 상기 부유식 재기화설비(62)의 내부에 위치하도록 설치될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 외부에 위치하도록 설치될 수도 있다.
상기 거주구는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 재기화공정을 수행하는 작업자들이 거주(居住)하기 위한 시설이다. 예컨대, 작업자들은 상기 거주구에서 수개월에서 수년간 숙식할 수 있다. 상기 거주구는 상기 부유식 재기화설비(62)의 내부 및 외부 중 적어도 한 곳에 설치될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(62)가 상기 접안설비(63)를 통해 상기 부유식 발전설비(64)에 연결되면, 상기 접안설비(63) 및 상기 부유식 발전설비(64) 중 적어도 한 곳에서 작업하는 작업자들은 상기 부유식 재기화설비(62)의 거주구에서 숙식할 수 있다. 즉, 상기 접안설비(63) 및 상기 부유식 발전설비(64)에서 작업하는 작업자는 상기 거주구를 공용(共用)할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 접안설비(63) 및 상기 부유식 발전설비(64)에 별도의 거주구를 설치할 필요가 없으므로, 상기 접안설비(63) 및 상기 부유식 발전설비(64)에 대한 구축비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상기 접안설비(63) 및 상기 부유식 발전설비(64)의 크기 및 중량을 감소시킬 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 부유식 재기화설비(62)는 천연가스(NG) 공급 중단 시 천연가스관로 내부의 천연가스를 외부로 퍼징(Purging)하기 위한 퍼징시스템을 더 포함할 수 있다. 상기 퍼징시스템은 상기 불활성가스생성부(622)와 연동될 수 있다. 상기 퍼징시스템은 천연가스관로 내부의 천연가스를 외부로 퍼징하기 위한 불활성가스를 저장하는 불활성가스저장부, 및 불활성가스를 이송시키기 위한 압축기 및 펌프 등을 포함할 수 있다. 상기 불활성가스는 질소(N2)일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 천연가스를 외부로 퍼징할 수 있으면 다른 기체일 수도 있다.
상기 접안설비(63)는 상기 부유식 재기화설비(62) 및 상기 부유식 발전설비(64) 중 적어도 하나를 접안시키기 위한 것이다. 상기 접안설비(63)의 일측에는 상기 부유식 재기화설비(62)가 접안될 수 있다. 상기 접안설비(63)의 타측에는 상기 부유식 발전설비(64)가 접안될 수 있다. 상기 접안설비(63)의 일측과 타측은 상기 접안설비(63)를 기준으로 서로 반대되는 위치일 수 있다. 상기 접안설비(63)는 제티(Jetty)로 구현될 수 있다. 상기 접안설비(63)는 관 또는 파이프와 같은 천연가스관로를 통해 상기 부유식 재기화설비(62) 및 상기 부유식 발전설비(64)에 각각 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 접안설비(63)는 상기 부유식 재기화설비(62)로부터 공급받은 천연가스(NG)를 상기 부유식 발전설비(64)에 전달할 수 있다. 상기 접안설비(63)는 접안본체(630) 및 불활성가스이송라인(631)을 포함할 수 있다. 상기 접안설비(63)는 제1지지기구, 제2지지기구, 연결기구, 로딩암 및 송전기구를 더 포함할 수 있다.
상기 접안본체(630)는 해상에 고정될 수 있다. 상기 접안본체(630)는 해상에 고정된 상태에서 해저 지면(SB)에 고정되도록 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 접안본체(630)는 콘크리트 파일 또는 강관 파일을 해저 지면(SB)에 접촉시킴으로써, 해류에 떠내려가지 않고 해상에서 고정된 위치에 위치될 수 있다. 상기 접안본체(630)는 해저 지면(SB)에 프레임 등을 박아 고정시킴으로써, 고정된 위치에서 해상에 설치될 수도 있다. 상기 접안본체(630)는 해상에 설치된 상태에서 로프 등을 통해 육상에 연결됨으로써, 해상에서 고정된 위치에 위치될 수도 있다. 상기 접안본체(630)는 전체적으로 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 접안본체(630)에는 상기 불활성가스이송라인(631), 상기 제1지지기구, 제2지지기구, 상기 연결기구, 상기 로딩암 및 상기 송전기구가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 접안본체(630)는 상기 불활성가스이송라인(631), 상기 제1지지기구, 상기 제2지지기구, 상기 연결기구, 상기 로딩암 및 상기 송전기구가 해상에 부유하도록 상기 불활성가스이송라인(631), 상기 제1지지기구, 상기 제2지지기구, 상기 연결기구, 상기 로딩암 및 상기 송전기구를 지지할 수 있다.
상기 불활성가스이송라인(631)은 상기 부유식 재기화설비(62)의 불활성가스생성부(622)에서 상기 부유식 발전설비(64)의 퍼징시스템(642)으로 불활성가스를 이송시키기 위한 것이다. 상기 불활성가스이송라인(631)은 관 또는 파이프와 같은 관로로, 상기 접안본체(630)에 설치될 수 있다. 상기 불활성가스이송라인(631)은 일측이 상기 불활성가스생성부(622)에 연결되고, 타측이 상기 퍼징시스템(642)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 불활성가스이송라인(631)과 상기 불활성가스생성부(622) 사이, 및 상기 불활성가스이송라인(631)과 상기 퍼징시스템(642) 사이에는 별도의 파이프가 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 별도의 파이프는 해상에 부유할 수 있는 부유식 파이프(Floating Pipe)일 수 있다. 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 불활성가스이송라인(631)이 상기 접안본체(630)에 설치되어 상기 별도의 파이프를 지지함에 따라 상기 별도의 파이프가 조류와 같은 해류에 떠내려가는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 불활성가스생성부(622)에서 생성된 불활성가스를 상기 퍼징시스템(642)으로 안전하게 이송시킬 수 있다.
상기 제1지지기구는 상기 접안본체(630)의 일측에 설치되고, 제1이송라인을 지지하기 위한 것이다. 상기 제1이송라인은 상기 재기화부(621)에서 액화천연가스를 재기화시키고 냉각되어 배출되는 해수를 상기 부유식 발전설비(64)의 냉각시스템으로 공급하기 위한 것이다. 상기 제2지지기구는 상기 접안본체(630)의 타측에 설치되고, 제2이송라인을 지지하기 위한 것이다. 상기 제2이송라인은 상기 냉각시스템에서 상기 부유식 발전설비(64)의 발전시스템(641)을 냉각시키고 가열되어 배출되는 해수를 상기 부유식 재기화설비(62)의 재기화부(621)로 공급하기 위한 것이다. 상기 제1지지기구 및 상기 제2지지기구가 상기 제1이송라인 및 상기 제2이송라인을 각각 지지함으로써, 상기 제1이송라인 및 상기 제2이송라인은 조류와 같은 해류에 떠내려가지 않을 수 있다.
상기 연결기구는 상기 부유식 재기화설비(62) 및 상기 부유식 발전설비(64) 중 적어도 하나가 상기 접안설비(63)에 접안되도록 상기 부유식 재기화설비(62) 및 상기 부유식 발전설비(64)를 연결시키기 위한 것이다. 예컨대, 상기 연결기구는 무어링 (Mooring)장치일 수 있다. 상기 연결기구는 상기 부유식 재기화설비(62) 및 상기 부유식 발전설비(64) 중 적어도 하나를 연결하기 위해 고정부재 및 연결부재를 포함할 수 있다. 상기 고정부재는 상기 접안본체(630)에 복수개가 고정되게 설치될 수 있다. 상기 고정부재들은 상기 접안본체(630)의 바닥에 볼트결합, 용접결합 등 다양한 결합방법으로 결합될 수 있다. 상기 고정부재들은 상기 접안본체(630)에 결합되되, 서로 이격되게 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 고정부재들 중 일부는 상기 부유식 재기화설비(62)가 접안되는 쪽에 위치하도록 상기 접안본체(630)에 설치될 수 있다. 상기 고정부재들 중 나머지는 상기 부유식 발전설비(64)가 접안되는 쪽에 위치하도록 상기 접안본체(630)에 설치될 수 있다. 상기 연결부재는 일측이 상기 고정부재에 결합되고, 타측이 상기 부유식 재기화설비(62) 및 상기 부유식 발전설비(64) 중 적어도 하나에 결합될 수 있다. 예컨대, 상기 연결부재는 일측이 상기 고정부재에 묶이게 되고, 타측이 상기 부유식 재기화설비(62) 및 상기 부유식 발전설비(64)에 고정 설치되는 고정장치(미도시)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 연결부재는 상기 고정부재와 상기 부유식 재기화설비(62), 및 상기 고정부재와 상기 부유식 발전설비(64)를 각각 연결시킬 수 있다. 상기 연결부재는 로프 및 체인 중 적어도 하나일 수 있다. 따라서, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 재기화설비(62) 및 상기 부유식 발전설비(64)를 상기 접안설비(63)에 연결시킴으로써, 조류와 같은 해류에 의해 상기 부유식 재기화설비(62) 및 상기 부유식 발전설비(64)가 이동되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 접안설비(63)의 연결기구를 이용하여 상기 부유식 재기화설비(62) 및 상기 부유식 발전설비(64)를 상기 접안설비(63)에 연결시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 재기화설비(62) 및 상기 부유식 발전설비(64)에 각각 설치되는 해상 투묘 장비를 제거하거나 수량을 최소화할 수 있다.
상기 로딩암은 상기 부유식 재기화설비(62)로부터 재기화된 천연가스(NG)를 공급받아 상기 부유식 발전설비(64)에 공급하기 위한 것이다. 상기 로딩암은 상기 접안설비(63)에 복수개가 서로 이격되게 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 로딩암들 중 일부는 상기 부유식 재기화설비(62)로부터 천연가스(NG)를 공급받기 위해 상기 접안본체(630)의 일측에 위치하도록 설치될 수 있다. 상기 로딩암들 중 나머지는 상기 부유식 재기화설비(62)로부터 공급받은 천연가스를 상기 부유식 발전설비(64)로 공급하기 위해 상기 접안본체(630)의 타측에 위치하도록 설치될 수 있다. 상기 일측과 상기 타측은 상기 접안본체(630)를 기준으로 서로 반대되는 방향일 수 있다. 상기 로딩암은 상기 부유식 재기화설비(62)로부터 천연가스(NG)를 공급받기 위한 제1로딩기구, 및 상기 제1로딩기구가 공급받은 천연가스(NG)를 상기 부유식 발전설비(64)로 공급하기 위한 제2로딩기구를 포함할 수 있다. 상기 제1로딩기구는 천연가스를 이송시키기 위한 제1파이프라인을 포함하고, 상기 제2로딩기구는 제1파이프라인에 연결되는 제2파이프라인을 포함할 수 있다. 상기 제1파이프라인은 일측이 상기 부유식 재기화설비(62)에 연결될 수 있다. 상기 제1파이프라인은 타측이 상기 제2파이프라인에 연결될 수 있다. 상기 제2파이프라인은 일측이 상기 제1파이프라인에 연결되고, 타측이 상기 부유식 발전설비(64)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부(621)에서 재기화된 천연가스는 상기 제1파이프라인 및 상기 제2파이프라인을 통해 상기 부유식 발전설비(64)로 공급될 수 있다. 상기 제1로딩기구 및 상기 제2로딩기구는 각각 높이조절 및 방향전환이 가능하도록 설치될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 접안설비(63)에 로딩암을 구축함으로써, 상기 부유식 재기화설비(62) 및 상기 부유식 발전설비(64)에 천연가스를 이동시키기 위한 별도의 이송장치를 설치할 필요가 없다. 따라서, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 재기화설비(62) 및 상기 부유식 발전설비(64)의 전체적인 크기 및 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상기 부유식 재기화설비(62) 및 상기 부유식 발전설비(64)에 대한 구축비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 로딩암들을 각각 높이조절 및 방향전환이 가능하도록 설치함으로써, 크기가 상이한 부유식 재기화설비 및 부유식 발전설비를 신속하게 연결할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 천연가스를 이송시키는데 있어서, 다양한 크기를 갖는 부유식 재기화설비 및 부유식 발전설비에 대한 범용성을 높일 수 있다.
상기 송전기구는 상기 부유식 발전설비(64)가 생산한 전기를 공급받아 육상으로 송전하기 위한 것이다. 상기 송전기구는 축전지 또는 변압기일 수 있다. 상기 송전기구는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 부유식 발전설비(64)에 연결될 수 있다. 상기 송전기구는 케이블(CA, 도 36에 도시됨)을 통해 육상에 위치한 사용처에 연결될 수 있다. 상기 케이블(CA)은 일측이 상기 송전기구에 연결되고, 타측이 상기 사용처에 연결될 수 있다. 상기 케이블(CA)은 해상에 부유한 상태에서 상기 송전기구와 상기 사용처를 연결할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 해저 지면에 가라앉은 상태에서 상기 송전기구와 상기 사용처를 연결할 수도 있다. 이에 따라, 상기 송전기구는 상기 부유식 발전설비(64)가 생산한 전기를 육상으로 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 접안설비(63)에 설치된 송전기구를 통해 육상으로 전기를 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(64)에 육상으로 전기를 공급하기 위한 별도의 송전장치를 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 발전설비(64)의 무게를 감소시킬 수 있으므로, 송전장치가 설치되었을 경우보다 수심이 더 얕은 연안에 상기 부유식 발전설비(64)를 설치할 수 있다.
상기 부유식 발전설비(64)는 전기를 생산하기 위한 것이다. 상기 부유식 발전설비(64)는 해상에 부유한 상태에서 전기를 생산할 수 있다. 상기 부유식 발전설비(64)는 상기 연결기구를 통해 상기 접안설비(63)에 접안될 수 있다. 상기 접안설비(63)에 상기 부유식 재기화설비(62)가 접안될 경우, 상기 부유식 발전설비(64)는 천연가스 수급관에 결합되는 상기 제2파이프라인을 통해 상기 부유식 재기화설비(62)가 재기화시킨 천연가스(NG)를 공급받아 전기를 생산할 수 있다. 상기 천연가스 수급관은 상기 부유식 발전설비(64)에 설치된 관로로, 천연가스를 이송시키기 위한 것이다. 상기 부유식 발전설비(64)는 BMPP(Barge Mounted Power Plant)일 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 부유식 발전설비(64)는 생산한 전기를 육상에 위치한 사용처에 전달하기 위한 송전설비를 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 발전설비(64)에서 상기 육상의 사용처로 직접 전기를 공급하거나 상기 접안설비(63)의 송전기구를 통해 육상의 사용처로 전기를 간접 공급할 수 있다. 상기 송전설비는 상기 부유식 발전설비(64)의 하중을 감소시키기 위해 상기 접안설비(63)에 설치될 수도 있다. 이 경우, 상기 접안설비(63)는 상기 송전기구와 상기 송전설비를 모두 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 송전기구와 상기 송전설비 중 어느 하나가 손상 내지 파손될 경우 나머지 하나를 이용하여 육상의 사용처로 전기를 공급할 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 부유식 발전설비(64)에서 생산된 전기는 내부에 설치된 유틸리티(Utility)를 사용하는데 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 부유식 재기화설비(62) 및 상기 접안설비(63)로 공급되어 상기 부유식 재기화설비(62) 및 상기 접안설비(63)의 운용에 필요한 유틸리티(Utility)를 사용하는데 이용될 수도 있다.
상기 부유식 발전설비(64)는 발전부유본체(640), 발전시스템(641), 및 퍼징시스템(642)을 포함할 수 있다. 상기 발전시스템(641)은 제1발전기구(6411) 및 제2발전기구(6412)를 포함할 수 있다. 상기 부유식 발전설비(64)는 상기 발전시스템(641)을 냉각시키기 위한 냉각시스템을 더 포함할 수 있다. 상기 냉각시스템은 상기 제1이송라인 및 상기 제2이송라인을 통해 상기 부유식 재기화설비(62)의 재기화부(621) 및 상기 부유식 발전설비(64)의 발전시스템(641)에 각각 연결될 수 있다.
상기 발전부유본체(640)는 해상에 부유할 수 있다. 예컨대, 상기 발전부유본체(640)는 바지선(Barge)의 선체일 수 있다. 상기 발전시스템(641), 상기 퍼징시스템(642), 및 상기 냉각시스템은 상기 발전부유본체(640)에 탑재될 수 있다. 이에 따라, 상기 발전부유본체(640)는 상기 발전시스템(641), 상기 퍼징시스템(642), 및 상기 냉각시스템이 해상에 부유하도록 상기 발전시스템(641), 상기 퍼징시스템(642), 및 상기 냉각시스템을 지지할 수 있다. 상기 발전부유본체(640)는 엔진, 프로펠러 등을 포함하는 추진장치가 없으므로, 별도의 선박을 통해 해상에서 이동될 수 있다. 예컨대, 상기 발전부유본체(640)는 동력을 가진 선박을 통해 상기 접안설비(63)로 이동될 수 있다. 상기 접안설비(63)로 이동되어진 상기 발전부유본체(640)는 상기 접안설비(63)의 연결기구를 통해 상기 접안본체(630)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 부유식 발전설비(64)는 상기 접안설비(63)에 접안될 수 있다. 이 경우, 상기 발전부유본체(640)는 상기 접안본체(630)로부터 소정 거리 이격된 위치에 위치될 수 있다.
도 36 내지 도 40를 참고하면, 상기 발전시스템(641)은 상기 접안설비(63)를 통해 공급되는 천연가스를 이용하여 다양한 방법으로 전기를 생산할 수 있다. 상기 발전시스템(641)은 실시예에 따라 제1발전기구(6411) 및 제2발전기구(6412) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 발전시스템(641)이 상기 제1발전기구(6411)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 발전시스템(641)이 상기 제2발전기구(6412)를 포함할 수 있다. 본 발명의 변형된 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 발전시스템(641)이 상기 제1발전기구(6411) 및 상기 제2발전기구(6412)를 모두 포함할 수 있다.
도 38을 참고하면, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 발전설비(64)가 상기 제1발전기구(6411) 및 상기 퍼징시스템(642)을 포함할 수 있다.
상기 제1발전기구(6411)는 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111) 및 제1발전기(64112)를 포함할 수 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)은 상기 접안설비(63)를 통해 공급되는 천연가스(NG) 및 디젤연료 중 적어도 하나를 연소시켜 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)은 4행정 엔진일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 동력을 발생시킬 수 있으면 다른 엔진일 수도 있다. 또한, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)은 한 개일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 복수개일 수도 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)이 복수개일 경우, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)들 중 일부가 손상 내지 파손되어도 나머지 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)은 제1연료라인(64110, 도 38에 도시됨)을 통해 상기 부유식 발전설비(64)의 천연가스 수급관에 연결됨으로써, 상기 접안설비(63)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 공급받을 수 있다. 상기 천연가스 수급관은 천연가스를 공급받는 관로를 의미한다. 상기 제1연료라인(64110)은 관 또는 파이프와 같은 관로이다. 상기 제1연료라인(64110)은 일측이 상기 천연가스 수급관에 연결되고, 타측이 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 접안설비(63)에서 상기 부유식 발전설비(64)로 공급된 천연가스는 상기 천연가스 수급관 및 상기 제1연료라인(64110)을 순차적으로 거쳐 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)으로 공급될 수 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)은 상기 부유식 발전설비(64)에 설치된 디젤연료저장탱크(미도시)로부터 디젤연료를 공급받을 수도 있다. 상기 디젤연료저장탱크는 디젤연료를 저장하기 위한 것이다. 상기 디젤연료저장탱크는 상기 LNG저장탱크에 비해 크기가 더 작게 형성될 수 있다. 상기 디젤연료는 천연가스(NG) 공급이 중단될 경우 임시로 발전하기 위한 용도이므로, 대용량을 저장할 필요가 없기 때문이다. 이에 따라, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)은 천연가스(NG) 및 디젤연료 중 적어도 하나를 연소시킴으로써, 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 제1발전기(64112)는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 예컨대, 상기 제1발전기(64112)의 회전축은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)의 크랭크축에 기어 등을 통해 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1발전기(64112)의 회전축은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)의 크랭크축이 연료 연소에 의한 폭발력으로 회전함에 따라 함께 회전할 수 있다. 따라서, 상기 제1발전기(64112)는 전기를 생산할 수 있다. 상기 제1발전기(64112)는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 접안설비(63)의 송전기구에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1발전기(64112)는 생산한 전기를 상기 송전기구에 공급할 수 있다.
상기 제1발전기구(6411)에는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)을 냉각시키기 위한 제1냉각유체가 순환하는 제1순환배관(미도시)이 설치될 수 있다. 상기 제1냉각유체는 청수 또는 글리콜일 수 있다. 상기 제1순환배관은 일측이 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)을 감싸도록 설치될 수 있다. 상기 제1순환배관은 타측이 상기 냉각시스템에 연결되도록 설치될 수 있다. 상기 냉각시스템은 열교환부일 수 있다. 상기 제1냉각유체는 상기 냉각시스템에서 상기 제1이송라인을 통해 공급되는 냉각된 해수에 의해 냉각될 수 있다. 상기 냉각시스템에서 냉각된 제1냉각유체는 상기 제1순환배관을 따라 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)으로 공급되어, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)을 냉각시킬 수 있다. 상기 제1냉각유체는 상기 제1순환배관을 따라 상기 냉각시스템 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)을 순환 이동하면서 냉각 및 가열될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 재기화설비(62)의 재기화부(621)로부터 냉각된 해수를 공급받아 상기 부유식 발전설비(64)의 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)을 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)을 냉각시키는 경우에 비해 외부의 해수 온도에 덜 민감하게 반응할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)을 안정적으로 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)을 냉각시키는 경우에 비해 전기 생산량을 일정하게 유지시킬 수 있다. 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 발전설비(64)에서 배출되는 가열된 해수를 상기 부유식 재기화설비(62)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 열원으로 사용할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 해수만을 이용하여 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 경우에 비해 액화천연가스(LNG)에 대한 재기화 효율을 더 향상시킬 수 있다.
상기 퍼징시스템(642)은 상기 부유식 발전설비(64)의 비상 시 상기 발전시스템(641)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시키기 위한 것이다. 상기 부유식 발전설비(64)의 비상 시는 상기 부유식 재기화설비(62)에서 천연가스 공급이 중단되는 경우, 및 정전이 되는 경우를 포함할 수 있다. 상기 퍼징시스템(642)은 비상 시 불활성가스를 이용하여 상기 발전시스템(641)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 상기 불활성가스는 질소(N2)일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 발전시스템(641)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있으면 탄산가스, 아르곤가스 등 다른 가스일 수도 있다. 상기 퍼징시스템(642)이 이용하는 불활성가스는 상기 부유식 재기화설비(62)의 불활성가스생성부(622)가 생산한 것이다. 상기 퍼징시스템(642)은 상기 불활성가스이송라인(631)을 통해 상기 불활성가스생성부(622)로부터 불활성가스를 공급받을 수 있다. 상기 퍼징시스템(642)은 제1불활성가스저장탱크(6421) 및 제1개폐부(6422)를 포함할 수 있다.
상기 제1불활성가스저장탱크(6421)는 불활성가스를 저장하기 위한 것이다. 상기 제1불활성가스저장탱크(6421)는 상기 발전부유본체(640)에 설치될 수 있다. 상기 제1불활성가스저장탱크(6421)는 내부가 비어있는 직방체 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 불활성가스를 저장할 수 있으면 구(球)형 등 다른 형태로 형성될 수도 있다. 상기 제1불활성가스저장탱크(6421)는 외부로부터 공급되는 열을 차단하기 위해 단열재를 포함할 수 있다. 상기 제1불활성가스저장탱크(6421)는 관로를 통해 일측이 상기 불활성가스이송라인(631)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1불활성가스저장탱크(6421)는 상기 불활성가스생성부(622)가 생산한 불활성가스를 상기 불활성가스이송라인(631)을 통해 공급받을 수 있다. 상기 제1불활성가스저장탱크(6421)는 상기 불활성가스이송라인(631)을 통해 공급되는 불활성가스를 압축하여 저장할 수 있다. 상기 제1불활성가스저장탱크(6421)는 관로를 통해 타측이 상기 제1연료라인(64110)에 연결될 수 있다. 상기 제1연료라인(64110)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)에 연결되어 있다. 이에 따라, 상기 제1불활성가스저장탱크(6421)는 상기 제1연료라인(64110)을 통해 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)에 연결될 수 있다.
상기 제1개폐부(6422)는 상기 부유식 발전설비(64)의 비상 시 상기 제1불활성가스저장탱크(6421)에 저장된 불활성가스를 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)과 상기 제1연료라인(64110)으로 공급하기 위한 것이다. 상기 제1개폐부(6422)는 상기 제1불활성가스저장탱크(6421)와 상기 제1연료라인(64110)을 연결하는 관로에 설치될 수 있다. 상기 제1개폐부(6422)는 상기 관로를 개방함으로써, 상기 제1불활성가스저장탱크(6421)에 저장된 불활성가스를 상기 제1연료라인(64110) 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)으로 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1연료라인(64110) 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)에 잔류하는 천연가스는 퍼징매체인 불활성가스에 의해 외부로 배출될 수 있다. 상기 제1개폐부(6422)는 상기 관로를 폐쇄함으로써, 상기 제1연료라인(64110) 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)으로 불활성가스가 공급되지 못하도록 상기 관로를 차단할 수 있다. 상기 제1개폐부(6422)는 밸브일 수 있다. 상기 제1개폐부(6422)는 비상 시에 관로를 개방하고, 비상 시가 아닌 평상 시에 관로를 폐쇄할 수 있다. 상기 제1개폐부(6422)는 불활성가스제어부(미도시)에 의해 작동될 수 있다. 상기 제1개폐부(6422)는 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 상기 불활성가스제어부에 연결될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 재기화설비(62)의 불활성가스생성부(622)에서 생성한 불활성가스를 상기 부유식 발전설비(64)의 퍼징시스템(642)으로 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(64)에 별도의 불활성가스생성부를 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 발전설비(64)의 구축비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 상기 부유식 발전설비(64)의 크기 및 중량을 줄일 수 있으므로 수심이 낮은 연안에도 용이하게 설치할 수 있다.
둘째, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 비상 시 불활성 기체인 불활성가스를 이용하여 상기 제1연료라인(64110) 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킴으로써, 재기동 시 폭발하는 등 위험이 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 작업자가 천연가스를 흡입하는 것을 방지하여 작업자에 대한 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 39를 참고하면, 본 발명의 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 발전설비(64)가 상기 제2발전기구(6412) 및 상기 퍼징시스템(642)을 포함할 수 있다.
상기 제2발전기구(6412)는 가스터빈(64121), 제2발전기(64122), 배열회수보일러(64123), 스팀터빈(64124) 및 제3발전기(64125)를 포함할 수 있다. 상기 가스터빈(64121)은 상기 접안설비(63)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 연소시켜 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 가스터빈(64121)은 한 개일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 복수개일 수도 있다. 상기 가스터빈(64121)이 복수개일 경우, 본 발명의 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 가스터빈(64121)들 중 일부가 손상 내지 파손되어도 나머지 가스터빈(64121)을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 상기 가스터빈(64121)은 제2연료라인(64120, 도 39에 도시됨)을 통해 상기 부유식 발전설비(64)의 천연가스 수급관에 연결됨으로써, 상기 접안설비(63)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 공급받을 수 있다. 상기 제2연료라인(64120)은 관 또는 파이프와 같은 관로이다. 상기 제2연료라인(64120)은 일측이 상기 천연가스 수급관에 연결되고, 타측이 상기 가스터빈(64121)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 접안설비(63)에서 상기 부유식 발전설비(64)로 공급된 천연가스는 상기 천연가스 수급관 및 상기 제2연료라인(64120)을 순차적으로 거쳐 상기 가스터빈(64121)으로 공급될 수 있다. 상기 제2발전기(64122)는 상기 가스터빈(64121)이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 예컨대, 상기 제2발전기(64122)의 회전축은 상기 가스터빈(64121)의 크랭크축에 기어 등을 통해 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2발전기(64122)의 회전축은 상기 가스터빈(64121)의 크랭크축이 천연가스의 연소에 의한 폭발력으로 회전함에 따라 함께 회전할 수 있다. 따라서, 상기 제2발전기(64122)는 전기를 생산할 수 있다. 상기 제2발전기(64122)는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 접안설비(63)의 송전기구에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2발전기(64122)는 생산한 전기를 상기 송전기구에 공급할 수 있다. 상기 배열회수보일러(Heat Recovery Steam Generator)(64133)는 상기 가스터빈(64121)에서 천연가스가 연소되어 배출되는 배기가스의 폐열을 회수하여 스팀(Steam)을 발생시킬 수 있다. 상기 배열회수보일러(64123)는 상기 가스터빈(64121)에서 배기가스가 배출되는 배기관, 및 물을 공급하기 위한 물공급부에 각각 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 배열회수보일러(64123)는 상기 가스터빈(64121)에서 배출되는 배기가스의 폐열을 열원으로 상기 물공급부에서 공급되는 물을 가열시킴으로써, 물을 스팀(Steam)으로 상변화시킬 수 있다. 상기 배열회수보일러(64123)에서 생성된 스팀은 상기 스팀터빈(64124)으로 공급될 수 있다. 상기 스팀터빈(64124)은 다이어프램, 로터, 버켓 등으로 구현될 수 있다. 상기 다이어프램에는 고정익 구비되고, 상기 버켓에는 회전익이 구비된다. 상기 고정익은 상기 배열회수보일러(64123)에서 공급되는 스팀의 방향을 바꾸어 상기 회전익으로 유도하고, 상기 회전익은 상기 고정익으로부터 유도된 스팀에 의해 회전력을 발생시켜 로터를 회전시킨다. 상기 로터는 상기 제3발전기(64125)에 연결되게 설치된다. 상기 제3발전기(64125)는 로터가 회전함에 따라 전기를 생산할 수 있다. 상기 제3발전기(64125)는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 접안설비(63)의 송전기구에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제3발전기(64125)는 생산한 전기를 상기 송전기구에 공급할 수 있다.
상기 제2발전기구(6412)에는 상기 가스터빈(64121)을 냉각시키기 위한 제2냉각유체가 순환하는 제2순환배관(미도시)이 설치될 수 있다. 상기 제2냉각유체는 청수 또는 글리콜일 수 있다. 상기 제2순환배관은 일측이 상기 가스터빈(64121)을 감싸도록 설치될 수 있다. 상기 제2순환배관은 타측이 냉각시스템에 연결되도록 설치될 수 있다. 상기 냉각시스템은 열교환부일 수 있다. 상기 제2냉각유체는 상기 냉각시스템에서 상기 제1이송라인을 통해 공급되는 냉각된 해수에 의해 냉각될 수 있다. 상기 냉각시스템에서 냉각된 제2냉각유체는 상기 제2순환배관을 따라 상기 가스터빈(64121)으로 공급되어, 상기 가스터빈(64121)을 냉각시킬 수 있다. 상기 제2냉각유체는 상기 제2순환배관을 따라 상기 냉각시스템 및 상기 가스터빈(64121)을 순환 이동하면서 냉각 및 가열될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 재기화설비(62)의 재기화부(621)로부터 냉각된 해수를 공급받아 상기 부유식 발전설비(64)의 가스터빈(64121)을 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 가스터빈(64121)을 냉각시키는 경우에 비해 외부의 해수 온도에 덜 민감하게 반응할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 가스터빈(64121)을 안정적으로 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 가스터빈(64121)을 냉각시키는 경우에 비해 전기 생산량을 일정하게 유지시킬 수 있다. 본 발명의 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 발전설비(64)에서 배출되는 가열된 해수를 상기 부유식 재기화설비(62)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 열원으로 사용할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 해수만을 이용하여 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 경우에 비해 액화천연가스(LNG)에 대한 재기화 효율을 더 향상시킬 수 있다.
상기 퍼징시스템(642)은 상기 부유식 발전설비(64)의 비상 시 상기 발전시스템(641)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시키기 위한 것이다. 상기 부유식 발전설비(64)의 비상 시는 상기 부유식 재기화설비(62)에서 천연가스 공급이 중단되는 경우, 및 정전이 되는 경우를 포함할 수 있다. 상기 퍼징시스템(642)은 비상 시 불활성가스를 이용하여 상기 발전시스템(641)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 상기 불활성가스는 질소(N2)일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 발전시스템(641)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있으면 탄산가스, 아르곤가스 등 다른 가스일 수도 있다. 상기 퍼징시스템(642)이 이용하는 불활성가스는 상기 부유식 재기화설비(62)의 불활성가스생성부(622)가 생산한 것이다. 상기 퍼징시스템(642)은 상기 불활성가스이송라인(631)을 통해 상기 불활성가스생성부(622)로부터 불활성가스를 공급받을 수 있다. 상기 퍼징시스템(642)은 제2불활성가스저장탱크(6423) 및 제2개폐부(6424)를 포함할 수 있다.
상기 제2불활성가스저장탱크(6423)는 불활성가스를 저장하기 위한 것이다. 상기 제2불활성가스저장탱크(6423)는 상기 발전부유본체(640)에 설치될 수 있다. 상기 제2불활성가스저장탱크(6423)는 내부가 비어있는 직방체 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 불활성가스를 저장할 수 있으면 구(球)형 등 다른 형태로 형성될 수도 있다. 상기 제2불활성가스저장탱크(6423)는 외부로부터 공급되는 열을 차단하기 위해 단열재를 포함할 수 있다. 상기 제2불활성가스저장탱크(6423)는 관로를 통해 일측이 상기 불활성가스이송라인(631)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2불활성가스저장탱크(6423)는 상기 불활성가스생성부(622)가 생산한 불활성가스를 상기 불활성가스이송라인(631)을 통해 공급받을 수 있다. 상기 제2불활성가스저장탱크(6423)는 상기 불활성가스이송라인(631)을 통해 공급되는 불활성가스를 압축하여 저장할 수 있다. 상기 제2불활성가스저장탱크(6423)는 관로를 통해 타측이 상기 제2연료라인(64120)에 연결될 수 있다. 상기 제2연료라인(64120)은 상기 가스터빈(64121)에 연결되어 있다. 이에 따라, 상기 제2불활성가스저장탱크(6423)는 상기 제2연료라인(64120)을 통해 상기 가스터빈(64121)에 연결될 수 있다.
상기 제2개폐부(6424)는 상기 부유식 발전설비(64)의 비상 시 상기 제2불활성가스저장탱크(6423)에 저장된 불활성가스를 상기 가스터빈(64121)과 상기 제2연료라인(64120)으로 공급하기 위한 것이다. 상기 제2개폐부(6424)는 상기 제2불활성가스저장탱크(6423)와 상기 제2연료라인(64120)을 연결하는 관로에 설치될 수 있다. 상기 제2개폐부(6424)는 상기 관로를 개방함으로써, 상기 제2불활성가스저장탱크(6423)에 저장된 불활성가스를 상기 제2연료라인(64120) 및 상기 가스터빈(64121)으로 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 제2연료라인(64120) 및 상기 가스터빈(64121)에 잔류하는 천연가스는 퍼징매체인 불활성가스에 의해 외부로 배출될 수 있다. 상기 제2개폐부(6424)는 상기 관로를 폐쇄함으로써, 상기 제2연료라인(64120) 및 상기 가스터빈(64121)으로 불활성가스가 공급되지 못하도록 상기 관로를 차단할 수 있다. 상기 제2개폐부(6424)는 밸브일 수 있다. 상기 제2개폐부(6424)는 비상 시에 관로를 개방하고, 비상 시가 아닌 평상 시에 관로를 폐쇄할 수 있다. 상기 제2개폐부(6424)는 제어부(미도시)에 의해 작동될 수 있다. 상기 제2개폐부(6424)는 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 상기 제어부에 연결될 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 재기화설비(62)의 불활성가스생성부(622)에서 생성한 불활성가스를 상기 부유식 발전설비(64)의 퍼징시스템(642)으로 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(64)에 별도의 불활성가스생성부를 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 발전설비(64)의 구축비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 상기 부유식 발전설비(64)의 크기 및 중량을 줄일 수 있으므로 수심이 낮은 연안에도 용이하게 설치할 수 있다.
둘째, 본 발명의 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 비상 시 불활성 기체인 불활성가스를 이용하여 상기 제2연료라인(64120) 및 상기 가스터빈(64121)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킴으로써, 재기동 시 폭발하는 등 위험이 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 작업자가 천연가스를 흡입하는 것을 방지하여 작업자에 대한 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 40를 참고하면, 본 발명의 변형된 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 발전설비(64)가 상기 제1발전기구(6411), 상기 제2발전기구(6412) 및 상기 퍼징시스템(642)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 제1발전기구(6411) 및 상기 제2발전기구(6412) 중 적어도 하나를 이용하여 전기를 생산할 수 있다.
본 발명의 변형된 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)에 있어서, 상기 제1발전기구(6411)는 전술한 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)의 제1발전기구(6411)와 대략적으로 일치하고 상기 제2발전기구(6412)는 전술한 본 발명의 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)의 제2발전기구(6412)와 대략적으로 일치한다. 따라서, 이하에서는 본 발명의 변형된 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)의 제1발전기구(6411) 및 제2발전기구(6412)가 전술한 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)의 제1발전기구(6411) 및 전술한 본 발명의 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)의 제2발전기구(6412)와 다른 점에 대해서 설명하기로 한다.
상기 제1발전기구(6411)의 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111) 및 상기 제2발전기구(6412)의 가스터빈(64121)은 상기 접안설비(63)를 통해 공급되는 재기화된 천연가스를 공급받을 수 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111) 및 상기 가스터빈(64121)은 상기 부유식 발전설비(64)에 설치된 천연가스 수급관으로 공급되는 천연가스를 분기하여 공급받을 수 있다. 이 경우, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111) 및 상기 가스터빈(64121)은 각각 제3연료라인(64130, 도 40에 도시됨)을 통해 상기 부유식 발전설비(64)의 천연가스 수급관에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111) 및 상기 가스터빈(64121)은 상기 접안설비(63)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 공급받을 수 있다. 상기 제3연료라인(64130)은 관 또는 파이프와 같은 관로이다. 상기 제3연료라인(64130)은 일측이 상기 천연가스 수급관에 연결되고, 타측이 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111) 및 상기 가스터빈(64121)에 각각 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 접안설비(63)에서 상기 부유식 발전설비(64)로 공급된 천연가스는 상기 천연가스 수급관 및 상기 제3연료라인(64130)을 순차적으로 거쳐 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111) 및 상기 가스터빈(64121)으로 각각 공급될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 제1발전기(64112), 제2발전기(64122), 제3발전기(64125) 중 적어도 하나를 통해 전기를 생산할 수 있다.
도시되지 않았지만, 본 발명의 변형된 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)에 있어서, 상기 부유식 발전설비(64)는 냉각시스템을 더 포함할 수 있다.
상기 냉각시스템은 상기 재기화부(621)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키고 냉각되어 배출되는 해수를 이용하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)을 냉각시키기 위한 제1냉각유체, 및 상기 가스터빈(64121)을 냉각시키기 위한 제2냉각유체를 냉각시킬 수 있다. 상기 부유식 발전설비(64)에서 배출되는 해수는 상기 부유식 재기화설비(62)의 해수배출관로, 상기 제1이송라인, 상기 부유식 발전설비(64)의 해수수급관을 순차적으로 거쳐 상기 부유식 발전설비(64)의 냉각시스템으로 공급될 수 있다. 상기 냉각시스템에서 상기 제1냉각유체와 상기 제2냉각유체를 냉각시킨 후 가열되어 배출되는 해수는 상기 재기화부(621)로 공급될 수 있다. 상기 냉각시스템에서 배출되는 해수는 상기 부유식 발전설비(64)의 해수배출관, 상기 제2이송라인, 상기 부유식 재기화설비(62)의 해수수급관을 순차적으로 거쳐 상기 재기화부(621)로 공급될 수 있다. 상기 냉각시스템에서 상기 재기화부(621)로 공급된 해수는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 열원으로 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 변형된 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 변형된 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 재기화설비(62)의 재기화부(621)로부터 냉각된 해수를 공급받아 상기 부유식 발전설비(64)의 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111) 및 가스터빈(64121)을 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111) 및 상기 가스터빈(64121)을 냉각시키는 경우에 비해 외부의 해수 온도에 덜 민감하게 반응할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111) 및 상기 가스터빈(64121)을 안정적으로 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111) 및 상기 가스터빈(64121)을 냉각시키는 경우에 비해 전기 생산량을 일정하게 유지시킬 수 있다.
둘째, 본 발명의 변형된 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 발전설비(64)의 냉각시스템에서 배출되는 가열된 해수를 상기 부유식 재기화설비(62)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 열원으로 사용할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 해수만을 이용하여 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 경우에 비해 액화천연가스(LNG)에 대한 재기화 효율을 더 향상시킬 수 있다.
셋째, 본 발명의 변형된 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 천연가스(NG)가 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111) 및 상기 가스터빈(64121)으로 분기되는 부분에 밸브를 설치함으로써, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111) 및 상기 가스터빈(64121)으로 공급되는 천연가스(NG)의 양을 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 제1발전기(64112), 상기 제2발전기(64122) 및 상기 제3발전기(64125)가 각각 생산하는 전기의 양을 조절할 수 있다.
상기 퍼징시스템(642)은 상기 부유식 발전설비(64)의 비상 시 상기 발전시스템(641)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시키기 위한 것이다. 상기 부유식 발전설비(64)의 비상 시는 상기 부유식 재기화설비(62)에서 천연가스 공급이 중단되는 경우, 및 정전이 되는 경우를 포함할 수 있다. 상기 퍼징시스템(642)은 비상 시 불활성가스를 이용하여 상기 발전시스템(641)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 상기 불활성가스는 질소(N2)일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 발전시스템(641)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있으면 탄산가스, 아르곤가스 등 다른 가스일 수도 있다. 상기 퍼징시스템(642)이 이용하는 불활성가스는 상기 부유식 재기화설비(62)의 불활성가스생성부(622)가 생산한 것이다. 상기 퍼징시스템(642)은 상기 불활성가스이송라인(631)을 통해 상기 불활성가스생성부(622)로부터 불활성가스를 공급받을 수 있다. 상기 퍼징시스템(642)은 제3불활성가스저장탱크(6425) 및 제3개폐부(6426)를 포함할 수 있다.
상기 제3불활성가스저장탱크(6425)는 불활성가스를 저장하기 위한 것이다. 상기 제3불활성가스저장탱크(6425)는 상기 발전부유본체(640)에 설치될 수 있다. 상기 제3불활성가스저장탱크(6425)는 내부가 비어있는 직방체 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 불활성가스를 저장할 수 있으면 구(球)형 등 다른 형태로 형성될 수도 있다. 상기 제3불활성가스저장탱크(6425)는 외부로부터 공급되는 열을 차단하기 위해 단열재를 포함할 수 있다. 상기 제3불활성가스저장탱크(6425)는 관로를 통해 일측이 상기 불활성가스이송라인(631)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제3불활성가스저장탱크(6425)는 상기 불활성가스생성부(622)가 생산한 불활성가스를 상기 불활성가스이송라인(631)을 통해 공급받을 수 있다. 상기 제3불활성가스저장탱크(6425)는 상기 불활성가스이송라인(631)을 통해 공급되는 불활성가스를 압축하여 저장할 수 있다. 상기 제3불활성가스저장탱크(6425)는 관로를 통해 타측이 상기 제3연료라인(64130)에 연결될 수 있다. 상기 제3연료라인(64130)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111) 및 상기 가스터빈(64121)에 각각 연결되어 있다. 이에 따라, 상기 제3불활성가스저장탱크(6425)는 상기 제3연료라인(64130)을 통해 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111) 및 상기 가스터빈(64121)에 연결될 수 있다.
상기 제3개폐부(6426)는 상기 부유식 발전설비(64)의 비상 시 상기 제3불활성가스저장탱크(6425)에 저장된 불활성가스를 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111), 상기 가스터빈(64121), 및 상기 제3연료라인(64130)으로 공급하기 위한 것이다. 상기 제3개폐부(6426)는 상기 제3불활성가스저장탱크(6425)와 상기 제3연료라인(64130)을 연결하는 관로에 설치될 수 있다. 상기 제3개폐부(6426)는 상기 관로를 개방함으로써, 상기 제3불활성가스저장탱크(6425)에 저장된 불활성가스를 상기 제3연료라인(64130), 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111) 및 상기 가스터빈(64121)으로 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 제3연료라인(64130), 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111) 및 상기 가스터빈(64121)에 잔류하는 천연가스는 퍼징매체인 불활성가스에 의해 외부로 배출될 수 있다. 상기 제3개폐부(6426)는 상기 관로를 폐쇄함으로써, 상기 제3연료라인(64130), 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111) 및 상기 가스터빈(64121)으로 불활성가스가 공급되지 못하도록 상기 관로를 차단할 수 있다. 상기 제3개폐부(6426)는 밸브일 수 있다. 상기 제3개폐부(6426)는 비상 시에 관로를 개방하고, 비상 시가 아닌 평상 시에 관로를 폐쇄할 수 있다. 상기 제3개폐부(6426)는 제어부(미도시)에 의해 작동될 수 있다. 상기 제3개폐부(6426)는 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 상기 제어부에 연결될 수 있다.
따라서, 본 발명의 변형된 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 변형된 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 재기화설비(62)의 불활성가스생성부(622)에서 생성한 불활성가스를 상기 부유식 발전설비(64)의 퍼징시스템(642)으로 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(64)에 별도의 불활성가스생성부를 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 발전설비(64)의 구축비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 상기 부유식 발전설비(64)의 크기 및 중량을 줄일 수 있으므로 수심이 낮은 연안에도 용이하게 설치할 수 있다.
둘째, 본 발명의 변형된 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 비상 시 불활성 기체인 불활성가스를 이용하여 상기 제3연료라인(64130), 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111) 및 상기 가스터빈(64121)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킴으로써, 재기동 시 폭발하는 등 위험이 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 작업자가 천연가스를 흡입하는 것을 방지하여 작업자에 대한 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 바이패스라인 및 비상밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 바이패스라인은 상기 불활성가스생성부(622)에서 생성한 불활성가스를 상기 퍼징시스템(642)을 거치지 않고 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)으로 직접 공급하기 위한 것이다. 상기 퍼징시스템(642)을 거치지 않는 경우는 상기 제1불활성가스저장탱크(6421)에 저장된 불활성가스가 없거나 상기 제1개폐부(6422)가 손상 내지 파손되었을 경우일 수 있다. 상기 바이패스라인은 관 또는 파이프와 같은 관로일 수 있다. 상기 바이패스라인은 일측이 상기 불활성가스이송라인(631)과 상기 제1불활성가스저장탱크(6421)를 연결하는 관로에 연결되고, 타측이 상기 제1연료라인(64110)에 연결될 수 있다. 상기 비상밸브는 상기 바이패스라인에 설치될 수 있다. 상기 비상밸브는 상기 바이패스라인을 개폐하기 위한 것이다. 이에 따라, 상기 비상밸브는 비상 시 상기 바이패스라인을 개방함으로써, 상기 불활성가스생성부(622)에서 생성한 불활성가스를 직접 상기 제1연료라인(64110)으로 공급할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 비상 시 상기 제1연료라인(64110) 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 비상 시 상기 퍼징시스템(642)의 제1불활성가스저장탱크(6421)에 저장된 불활성가스가 없거나 상기 제1개폐부(6422)가 손상 내지 파손되었을 경우, 상기 바이패스라인과 상기 비상밸브를 통해 상기 제1연료라인(64110) 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)으로 불활성가스를 직접 공급할 수 있으므로, 폭발 및 작업자에 대한 안전사고 발생을 더 방지할 수 있다. 상기 바이패스라인은 본 발명의 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61) 및 본 발명의 변형된 다른 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)에도 각각 적용될 수 있다.
도시되지 않았지만, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)에 있어서, 상기 제1발전기구(6411) 및 상기 제2발전기구(6412)에는 각각 초임계 이산화탄소 발전시스템을 추가할 수 있다. 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템은 이산화탄소를 초임계 상태로 변환시켜 전기를 생산하기 위한 것이다. 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템은 열교환기, 압축기, 냉각기, 터빈 등을 포함할 수 있다. 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템은 이산화탄소가 상기 열교환기, 상기 압축기, 상기 냉각기, 상기 터빈을 순환하는 폐순환구조로 형성될 수 있다.
본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 제1발전기구(6411)에 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템을 추가할 경우, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)에서 배출되는 배기가스를 열원으로 이용하여 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템의 이산화탄소를 초임계 상태로 변환시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 외부로 버려지는 이종연료(Dual Fuel)엔진(64111)의 배기가스의 폐열을 재사용함으로써, 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템의 터빈에 연결되는 발전기로부터 전기를 추가 생산할 수 있을 뿐만 아니라 외부로 배출되는 배기가스의 온도를 낮춤으로써 친환경적인 발전시스템을 구현할 수 있다.
본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 제2발전기구(6412)에 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템을 추가할 경우, 상기 가스터빈(64121)에서 배출되는 배기가스를 열원으로 이용하여 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템의 이산화탄소를 초임계 상태로 변환시킬 수 있다. 이 경우, 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템은 상기 배열회수보일러(64123) 및 상기 스팀터빈(64124)을 대체하여 상기 제2발전기구(6412)에 설치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템의 터빈에 연결되는 발전기로부터 전기를 생산할 수 있다.
본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 해상에서 전기를 생산하여 육상의 사용처에 공급할 수 있으므로, 육상에 별도의 발전시설을 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 육상에 발전시설을 설치하기 위한 부지를 확보할 필요가 없으므로 전기 생산에 대한 구축비용을 절감할 수 있고, 육상에 발전시설을 설치하기 위한 시공기간이 소요되지 않으므로 전기가 필요한 지역에 신속하게 전기를 공급할 수 있다.
둘째, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 재기화설비(62), 상기 접안설비(63), 및 상기 부유식 발전설비(64)를 서로 연동시킴으로써, 전기 생산에 필요한 시설들을 서로 분배하여 설치할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 재기화설비(62), 상기 접안설비(63), 및 상기 부유식 발전설비(64) 각각의 크기 및 중량을 감소시킬 수 있으므로, 구축비용을 줄일 수 있다.
셋째, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 재기화설비(62), 상기 접안설비(63), 및 상기 부유식 발전설비(64)를 서로 연동시킴으로써, 상기 부유식 발전설비(64)가 전기를 생산하는데 필요한 연료를 상기 접안설비(63)를 통해 상기 부유식 재기화설비(62)로부터 공급받을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 발전설비(64)에 연료를 저장하기 위한 연료저장탱크를 설치할 필요가 없으므로, 상기 부유식 발전설비(64)의 크기 및 중량을 감소시켜 수심이 낮은 연안에도 용이하게 설치될 수 있다.
넷째, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 재기화설비(62), 상기 접안설비(63), 및 상기 부유식 발전설비(64)를 서로 연동시킴으로써, 상기 부유식 발전설비(64)의 비상 시 상기 부유식 재기화설비(62)로부터 불활성가스를 공급받을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제6실시예에 따른 해상발전시스템(61)은 상기 부유식 발전설비(64)에 별도의 불활성가스생성기를 설치할 필요가 없으므로, 상기 부유식 발전설비(64)의 크기 및 중량을 감소시켜 수심이 낮은 연안에도 용이하게 설치될 수 있다.
제7실시예
도 41 내지 도 45를 참고하면, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 해상(海上)에 부유한 상태에서 천연가스를 공급받아 전기를 생산하기 위한 것이다. 특히, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 전기를 생산하는 부유식 발전설비가 천연가스 공급 중단 및 정전과 같은 비상 시, 불활성가스저장부가 구비된 부유식 재기화설비에서 상기 부유식 발전설비로 불활성가스를 공급함으로써 상기 부유식발전설비에 불활성가스저장부를 설치하지 않아도 되므로 상기 부유식 발전설비의 전체적인 크기 및 중량을 줄일 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 크게 부유식 재기화설비(72), 접안설비(73), 및 부유식 발전설비(74)를 포함한다. 상기 부유식 발전설비(74)는 발전부유본체(740), 발전시스템(741), 및 퍼징시스템(742)을 포함한다.
상기 부유식 재기화설비(72), 상기 접안설비(73), 및 상기 부유식 발전설비(74)는 각각 해상에 위치하도록 설치된다. 상기 해상(海上)은 육지로부터 멀리 떨어진 심해의 수면, 및 육지에 근접한 연안(Shore)의 수면을 모두 포함할 수 있다. 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 연안의 해상에 부유하도록 설치되어 천연가스를 이용하여 전기를 생산하고, 생산한 전기를 육상(미도시)으로 공급할 수 있다. 상기 천연가스는 액체상태, 기체상태, 및 액체와 기체가 혼합된 혼합상태 등 상변화되는 모든 상태일 수 있다. 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 천연가스뿐만 아니라 디젤 등 다른 연료를 이용하여 전기를 생산할 수도 있다. 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 해상에 부유한 상태에서 해저 지면(SB, 도 41에 도시됨)에 고정되게 설치되는 접안설비(73)에 이동 가능한 부유식 재기화설비(72) 및 이동 가능한 부유식 발전설비(74)가 무어링장치 등을 통해 각각 결합됨으로써, 조류와 같은 해류에 떠내려가지 않고 고정된 위치에서 해상에 부유하여 전기를 생산할 수 있다. 여기서, 상기 부유식 재기화설비(72)는 자체 동력이 있으므로 다른 장소로 이동할 수 있지만, 상기 부유식 발전설비(74)는 자체 동력이 없으므로 동력이 있는 이동수단에 의해 다른 장소로 이동할 수 있다. 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 육상에 위치한 사용처에 전선 등의 케이블을 통해 연결됨으로써, 생산한 전기를 육상의 사용처로 공급할 수 있다.
이하에서는 상기 부유식 재기화설비(72), 상기 접안설비(73), 및 상기 부유식 발전설비(74)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 41 내지 도 45를 참고하면, 상기 부유식 재기화설비(72)는 액화천연가스(LNG, Liquefied Natural Gas)를 재기화시키기 위한 것이다. 상기 부유식 재기화설비(72)는 해상에 부유한 상태에서 액화천연가스(LNG)를 천연가스(NG)로 재기화시키는 재기화공정을 수행할 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(72)는 FSRU(Floating, Storage, Re-Gasification Unit)로 구현될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(72)는 상기 접안설비(73)에 접안될 수 있다. 이에 따라, 상기 부유식 재기화설비(72)는 상기 접안설비(73)와 일체가 될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(72)는 액화천연가스(LNG)를 재기화시킨 천연가스(NG)를 관 또는 파이프와 같은 관로를 통해 상기 접안설비(73)로 공급할 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(72)는 재기화부유본체(720), 재기화부(721), 불활성가스생성부(722), 및 불활성가스저장부(723)를 포함할 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(72)는 LNG저장탱크 및 거주구를 더 포함할 수 있다.
상기 재기화부유본체(720)는 해상에 부유할 수 있다. 예컨대, 상기 재기화부유본체(720)는 FSRU의 선체일 수 있다. 상기 재기화부유본체(720)에는 상기 재기화부(721), 상기 불활성가스생성부(722), 상기 불활성가스저장부(723), 상기 LNG저장탱크 및 상기 거주구가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부유본체(720)는 상기 재기화부(721), 상기 불활성가스생성부(722), 상기 불활성가스저장부(723), 상기 LNG저장탱크 및 상기 거주구가 해상에 부유하도록 상기 재기화부(721), 상기 불활성가스생성부(722), 상기 불활성가스저장부(723), 상기 LNG저장탱크 및 상기 거주구를 지지할 수 있다. 상기 재기화부유본체(720)에는 엔진, 프로펠러 등을 포함하는 추진장치가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부유본체(720)는 해상에 부유한 상태에서 상기 추진장치에 의해 가고자 하는 목적지로 이동할 수 있다. 예컨대, 상기 재기화부유본체(720)는 액화천연가스(LNG)를 공급받거나 액화천연가스(LNG)를 공급하기 위해 이동할 수 있다. 상기 재기화부유본체(720)는 상기 부유식 재기화설비(72)가 상기 접안설비(73)에 접안될 경우, 후술할 접안설비(73)의 접안본체(730)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 재기화부유본체(720)는 상기 접안본체(730)로부터 소정 거리 이격된 위치에 위치될 수 있다. 상기 재기화부유본체(720)에는 상기 추진장치가 설치되지 않을 수도 있다. 이 경우, 상기 재기화부유본체(720)는 바지선에 의해 이동되어 상기 접안본체(730)에 연결될 수 있다. 상기 재기화부유본체(720)는 상기 접안본체(730)에 연결된 상태에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시켜 상기 접안본체(730)로 재기화시킨 천연가스를 공급할 수 있다.
상기 재기화부(721)는 상기 LNG저장탱크로부터 공급되는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 것이다. 상기 재기화부(721)는 관 또는 파이프와 같은 천연가스관로를 통해 상기 LNG저장탱크에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부(721)는 상기 LNG저장탱크로부터 액화천연가스(LNG)를 공급받을 수 있다. 상기 재기화부(721)는 관 또는 파이프와 같은 해수관로를 통해 취수부(미도시)에 연결될 수 있다. 상기 취수부는 해수(海水)를 취수하기 위한 것이다. 상기 취수부는 외부에 위치하는 해수를 흡입할 수 있도록 상기 재기화부유본체(720)에 설치될 수 있다. 상기 취수부는 일측이 상기 외부와 연통되도록 설치되고, 타측이 상기 재기화부(721)와 연통되도록 상기 해수관로를 통해 연결될 수 있다. 상기 해수관로에는 해수를 이송시키기 위한 이송력을 발생시키는 펌프, 임펠러와 같은 이송장치가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 취수부는 이송장치에 의해 외부에서 해수를 흡입하여 상기 재기화부(721)로 공급할 수 있다. 따라서, 상기 재기화부(721)는 상기 취수부가 취수한 해수를 공급받을 수 있다. 상기 취수부는 씨체스트(Sea Chest)일 수 있다. 상기 재기화부(721)는 상기 LNG저장탱크로부터 공급받은 액화천연가스(LNG), 및 상기 취수부로부터 공급받은 해수를 열교환시킴으로써, 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있다. 상기 LNG저장탱크에 저장된 액화천연가스(LNG)의 온도는 영하 165 ℃이므로, 액화천연가스(LNG)는 영하 165 ℃를 초과하는 온도를 가진 해수에 의해 용이하게 천연가스(NG)로 재기화될 수 있다. 따라서, 상기 해수는 상기 재기화부(721)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 가열매체가 될 수 있다. 상기 재기화부(721)는 상기 가열매체로 해수를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있으면 다른 유체를 가열매체로 사용할 수도 있다. 예컨대, 상기 재기화부(721)는 상기 부유식 발전설비(74)에서 배출되는 고온의 해수를 공급받아 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있다. 상기 재기화부(721)에서 재기화된 천연가스(NG)는 관로를 통해 상기 접안설비(73)로 공급될 수 있다. 상기 재기화부(721)는 상기 해수와 상기 액화천연가스(LNG)를 직접 열교환시키는 해수직접열교환방식, 및 글리콜, 청구, 프로판 등의 중간열교환매체를 통해 상기 해수와 상기 액화천연가스(LNG)를 열교환시키는 해수간접열교환방식 중 적어도 하나를 이용하여 상기 액화천연가스(LNG)를 기화시킬 수도 있다. 상기 해수직접열교환방식은 해수를 이용하여 액화천연가스(LNG)를 직접 기화시키므로 운용비용이 저렴한 장점이 있으나, 해수 온도에 민감하게 반응하는 단점이 있다. 상기 해수간접열교환방식은 중간열교환매체를 이용하여 액화천연가스(LNG)를 간접 기화시키므로 해수의 온도 변화에 덜 민감하게 반응할 수 있을 뿐만 아니라, 해수에 포함된 염분을 제거할 필요가 없다. 또한, 상기 해수간접열교환방식은 상기 해수직접열교환방식에 비해 액화천연가스(LNG)를 기화시키는데 필요한 해수의 양이 적으므로, 상기 해수직접열교환방식에 비해 해수관로의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 해수관로가 부식되는 정도가 덜하다. 따라서, 상기 해수간접열교환방식은 상기 해수직접열교환방식에 비해 구축비용이 저렴한 장점이 있다. 상기 재기화부(721)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키고 냉각된 해수는 관로인 제1이송라인을 통해 상기 접안설비(73)로 공급될 수 있다. 상기 접안설비(73)로 공급된 해수는 상기 부유식 발전설비(74)로 공급되어, 상기 발전시스템을 냉각시키는데 사용될 수 있다. 상기 발전시스템을 냉각시키고 상기 부유식 발전설비(74)에서 배출되는 고온의 해수는 상기 제1이송라인과 이격되게 설치되는 제2이송라인을 통해 상기 접안설비(73)를 거쳐 상기 재기화부(721)로 공급될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 해수를 이용하여 액화천연가스(LNG)를 재기화시킬 수 있으므로, 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 별도의 가열장치를 상기 부유식 재기화설비(72)에 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 재기화설비(72)에 대한 구축비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 부유식 재기화설비(72)의 전체적인 크기 및 무게를 감소시킬 수 있으므로 수심이 낮은 연안에도 상기 부유식 재기화설비(72)를 용이하게 설치할 수 있다.
상기 불활성가스생성부(722)는 불활성가스를 생성하기 위한 것이다. 상기 불활성가스는 질소(N2)일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 탄산가스, 아르곤가스 등 다른 가스일 수도 있다. 상기 불활성가스생성부(722)는 상기 재기화부유본체(720)에 설치될 수 있다. 상기 불활성가스생성부(722)는 상기 부유식 재기화설비(72)가 정전되는 경우, 상기 부유식 재기화설비(72)의 내부에 설치된 천연가스이송관에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시키기 위한 용도로 불활성가스를 생성할 수 있다. 상기 불활성가스생성부(722)는 상기 부유식 발전설비(74)의 내부에 설치된 천연가스이송관에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시키기 위한 용도로 불활성가스를 생성할 수도 있다. 상기 불활성가스생성부(722)는 공기 중에서 불활성가스를 추출함으로써, 불활성가스를 생성할 수 있다. 이에 따라, 상기 불활성가스생성부(722)는 공기분리기를 더 포함할 수 있다. 상기 불활성가스는 다른 물질과 화학반응을 일으키기 어려운 가스이다. 그러므로, 상기 불활성가스를 천연가스이송관에 주입시킴으로써, 천연가스를 안전하게 외부로 배출시킬 수 있다. 상기 불활성가스는 천연가스를 외부로 배출시키기 위한 퍼징(Purging)매체일 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(72)는 상기 천연가스이송관에 불활성가스를 주입하기 위한 임펠러, 압축기와 같은 주입장치를 더 포함할 수 있다. 상기 불활성가스생성부(722)는 정전과 같은 비상 시에 불활성가스를 생성할 수 있지만, 이에 한정되지 않으며 비상 시가 아닌 평상 시에 불활성가스를 생성할 수도 있다. 상기 불활성가스생성부(722)가 평상 시에 생성한 불활성가스는 관로를 통해 상기 불활성가스저장부(723)로 공급될 수 있다.
상기 불활성가스저장부(723)는 불활성가스를 저장하기 위한 것이다. 상기 불활성가스저장부(723)는 상기 재기화부유본체(720)에 설치될 수 있다. 상기 불활성가스저장부(723)는 내부가 비어있는 직방체 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 불활성가스를 저장할 수 있으면 구(球)형 등 다른 형태로 형성될 수도 있다. 상기 불활성가스저장부(723)는 외부로부터 공급되는 열을 차단하기 위해 단열재를 포함할 수 있다. 상기 불활성가스저장부(723)는 관로를 통해 일측이 상기 불활성가스생성부(722)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 불활성가스저장부(723)는 상기 불활성가스생성부(722)가 생산한 불활성가스를 공급받을 수 있다. 상기 불활성가스저장부(723)에는 불활성가스를 압축하기 위한 압축기가 설치될 수 있다. 상기 불활성가스저장부(723)는 상기 불활성가스생성부(722)가 생성한 불활성가스를 압축하여 저장할 수 있다. 상기 불활성가스저장부(723)는 관로를 통해 타측이 후술할 접안설비(73)의 불활성가스이송라인(731)에 연결될 수 있다. 상기 불활성가스저장부(723)와 상기 불활성가스이송라인(731)을 연결하는 관로에는 상기 관로를 개폐하기 위한 밸브가 설치될 수 있다. 상기 밸브는 상기 부유식 발전설비(74)의 비상 시에 상기 관로를 개방할 수 있다. 상기 불활성가스저장부(723)는 불활성가스를 압축한 상태로 저장하기 때문에 상기 밸브가 관로를 개방하면, 저장된 불활성가스는 관로를 따라 상기 불활성가스이송라인(731)으로 배출될 수 있다. 이에 따라, 상기 불활성가스저장부(723)에 저장된 불활성가스는 상기 불활성가스이송라인(731)으로 공급될 수 있다. 상기 부유식 발전설비(74)의 비상 시는 상기 부유식 재기화설비(72)로부터 천연가스의 공급이 중단되거나 상기 부유식 발전설비(74)에 정전이 발생한 경우일 수 있다. 상기 불활성가스이송라인(731)으로 공급된 불활성가스는 상기 부유식 발전설비(74)로 공급될 수 있다. 따라서, 상기 불활성가스저장부(723)는 평상 시에 불활성가스를 저장하고, 비상 시에 저장한 불활성가스를 상기 부유식 발전설비(74)로 배출시킬 수 있다. 상기 불활성가스저장부(723)와 상기 불활성가스이송라인(731)을 연결하는 관로에는 상기 불활성가스저장부(723)에 저장된 불활성가스를 상기 불활성가스이송라인(731)으로 이송시키기 위한 임펠러, 펌프, 압축기와 같은 이송장치가 설치될 수도 있다. 도시되지 않았지만, 상기 부유식 재기화설비(72)는 재기화불활성가스저장부를 더 포함할 수 있다. 상기 재기화불활성가스저장부는 상기 부유식 재기화설비(72)에 설치된 천연가스이송관의 내부에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시키기 위한 용도로 불활성가스를 저장하기 위한 것이다. 상기 재기화불활성가스저장부는 일측이 관 또는 파이프와 같은 관로를 통해 상기 불활성가스생성부(722)에 연결됨으로써, 상기 불활성가스생성부(722)로부터 불활성가스를 공급받아 저장할 수 있다. 상기 재기화불활성가스저장부는 타측이 관로를 통해 상기 부유식 재기화설비(72)의 내부에 설치된 천연가스이송관에 연결될 수 있다. 상기 관로에는 불활성가스를 이송시키기 위한 임펠러, 압축기, 펌프 등과 같은 이송장치가 설치될 수 있다. 상기 이송장치는 정전과 같은 비상 시 상기 재기화불활성가스저장부에 저장된 불활성가스를 상기 부유식 재기화설비(72)의 내부에 설치된 천연가스이송관으로 공급할 수 있다. 상기 재기화불활성가스저장부는 상기 불활성가스저장부(723)와 이격된 위치에 위치하도록 상기 재기화부유본체(720)에 설치될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 부유식 재기화설비(72)에 설치된 천연가스이송관의 내부에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있으면 다른 위치에 위치하도록 상기 재기화부유본체(720)에 설치될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 재기화설비(72)의 비상 시 상기 재기화불활성가스저장부에 저장된 불활성가스를 이용하여 상기 부유식 재기화설비(72)의 천연가스이송관에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킴으로써, 재기동 시의 폭발 방지 및 작업자에 대한 안전사고 발생을 방지할 수 있다.
상기 LNG저장탱크는 액화천연가스(LNG)를 저장하기 위한 것이다. 상기 LNG저장탱크는 LNG선 등과 같은 운반선으로부터 공급되는 액화천연가스(LNG)를 저장할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 저장 용량을 늘리기 위해 천연가스(NG)를 액화된 상태로 저장할 수 있다. 예컨대, 상기 LNG저장탱크는 대략 영하 165 ℃의 액화천연가스(LNG)를 저장할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 액화천연가스(LNG)가 기화되는 것을 방지하기 위해 단열재를 포함할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 액체로 냉각된 현재상태를 유지하거나 내부의 압력을 유지하기 위한 별도의 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 LNG저장탱크는 기체로 상변화된 기화가스(Boil Off Gas)를 액체 상태로 재액화시키기 위한 재액화장치 등을 더 포함할 수도 있다. 상기 LNG저장탱크는 상기 부유식 재기화설비(72)의 내부에 위치하도록 설치될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 외부에 위치하도록 설치될 수도 있다.
상기 거주구는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 재기화공정을 수행하는 작업자들이 거주(居住)하기 위한 시설이다. 예컨대, 작업자들은 상기 거주구에서 수개월에서 수년간 숙식할 수 있다. 상기 거주구는 상기 부유식 재기화설비(72)의 내부 및 외부 중 적어도 한 곳에 설치될 수 있다. 상기 부유식 재기화설비(72)가 상기 접안설비(73)를 통해 상기 부유식 발전설비(74)에 연결되면, 상기 접안설비(73) 및 상기 부유식 발전설비(74) 중 적어도 한 곳에서 작업하는 작업자들은 상기 부유식 재기화설비(72)의 거주구에서 숙식할 수 있다. 즉, 상기 접안설비(73) 및 상기 부유식 발전설비(74)에서 작업하는 작업자는 상기 거주구를 공용(共用)할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 접안설비(73) 및 상기 부유식 발전설비(74)에 별도의 거주구를 설치할 필요가 없으므로, 상기 접안설비(73) 및 상기 부유식 발전설비(74)에 대한 구축비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상기 접안설비(73) 및 상기 부유식 발전설비(74)의 크기 및 중량을 감소시킬 수 있다.
상기 접안설비(73)는 상기 부유식 재기화설비(72) 및 상기 부유식 발전설비(74) 중 적어도 하나를 접안시키기 위한 것이다. 상기 접안설비(73)의 일측에는 상기 부유식 재기화설비(72)가 접안될 수 있다. 상기 접안설비(73)의 타측에는 상기 부유식 발전설비(74)가 접안될 수 있다. 상기 접안설비(73)의 일측과 타측은 상기 접안설비(73)를 기준으로 서로 반대되는 위치일 수 있다. 상기 접안설비(73)는 제티(Jetty)로 구현될 수 있다. 상기 접안설비(73)는 관 또는 파이프와 같은 관로를 통해 상기 부유식 재기화설비(72) 및 상기 부유식 발전설비(74)에 각각 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 접안설비(73)는 상기 부유식 재기화설비(72)로부터 공급받은 천연가스(NG)를 상기 부유식 발전설비(74)에 전달할 수 있다. 상기 접안설비(73)는 접안본체(730) 및 불활성가스이송라인(731)을 포함할 수 있다. 상기 접안설비(73)는 제1지지기구, 제2지지기구, 연결기구, 로딩암 및 송전기구를 더 포함할 수 있다.
상기 접안본체(730)는 해상에 고정될 수 있다. 상기 접안본체(730)는 해상에 고정된 상태에서 해저 지면(SB)에 고정되도록 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 접안본체(730)는 콘크리트 파일 또는 강관 파일을 해저 지면(SB)에 접촉시킴으로써, 해류에 떠내려가지 않고 해상에서 고정된 위치에 위치될 수 있다. 상기 접안본체(730)는 해저 지면(SB)에 프레임 등을 박아 고정시킴으로써, 고정된 위치에서 해상에 설치될 수도 있다. 상기 접안본체(730)는 해상에 설치된 상태에서 로프 등을 통해 육상에 연결됨으로써, 해상에서 고정된 위치에 위치될 수도 있다. 상기 접안본체(730)는 전체적으로 사각판형으로 형성될 수 있다. 상기 접안본체(730)에는 상기 불활성가스이송라인(731), 상기 제1지지기구, 제2지지기구, 상기 연결기구, 상기 로딩암 및 상기 송전기구가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 접안본체(730)는 상기 불활성가스이송라인(731), 상기 제1지지기구, 상기 제2지지기구, 상기 연결기구, 상기 로딩암 및 상기 송전기구가 해상에 부유하도록 상기 불활성가스이송라인(731), 상기 제1지지기구, 상기 제2지지기구, 상기 연결기구, 상기 로딩암 및 상기 송전기구를 지지할 수 있다.
상기 불활성가스이송라인(731)은 상기 부유식 재기화설비(72)의 불활성가스저장부(723)에서 상기 부유식 발전설비(74)의 퍼징시스템(742)으로 불활성가스를 이송시키기 위한 것이다. 상기 불활성가스이송라인(731)은 관 또는 파이프와 같은 관로로, 상기 접안본체(730)에 설치될 수 있다. 상기 불활성가스이송라인(731)은 일측이 상기 불활성가스저장부(723)에 연결되고, 타측이 상기 퍼징시스템(742)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 불활성가스이송라인(731)과 상기 불활성가스저장부(723) 사이, 및 상기 불활성가스이송라인(731)과 상기 퍼징시스템(742) 사이에는 별도의 파이프가 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 별도의 파이프는 해상에 부유할 수 있는 부유식 파이프(Floating Pipe)일 수 있다. 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 불활성가스이송라인(731)이 상기 접안본체(730)에 설치되어 상기 별도의 파이프를 지지함에 따라 상기 별도의 파이프가 조류와 같은 해류에 떠내려가는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 불활성가스저장부(723)에 저장된 불활성가스를 상기 퍼징시스템(742)으로 안전하게 이송시킬 수 있다.
상기 제1지지기구는 상기 접안본체(730)의 일측에 설치되고, 제1이송라인을 지지하기 위한 것이다. 상기 제1이송라인은 상기 재기화부(721)에서 액화천연가스를 재기화시키고 냉각되어 배출되는 해수를 상기 부유식 발전설비(74)의 냉각시스템으로 공급하기 위한 것이다. 상기 제2지지기구는 상기 접안본체(730)의 타측에 설치되고, 제2이송라인을 지지하기 위한 것이다. 상기 제2이송라인은 상기 냉각시스템에서 상기 부유식 발전설비(74)의 발전시스템(741)을 냉각시키고 가열되어 배출되는 해수를 상기 부유식 재기화설비(72)의 재기화부(721)로 공급하기 위한 것이다. 상기 제1지지기구 및 상기 제2지지기구가 상기 제1이송라인 및 상기 제2이송라인을 각각 지지함으로써, 상기 제1이송라인 및 상기 제2이송라인은 조류와 같은 해류에 떠내려가지 않을 수 있다.
상기 연결기구는 상기 부유식 재기화설비(72) 및 상기 부유식 발전설비(74) 중 적어도 하나가 상기 접안설비(73)에 접안되도록 상기 부유식 재기화설비(72) 및 상기 부유식 발전설비(74)를 연결시키기 위한 것이다. 예컨대, 상기 연결기구는 무어링 (Mooring)장치일 수 있다. 상기 연결기구는 상기 부유식 재기화설비(72) 및 상기 부유식 발전설비(74) 중 적어도 하나를 연결하기 위해 고정부재 및 연결부재를 포함할 수 있다. 상기 고정부재는 상기 접안본체(730)에 복수개가 고정되게 설치될 수 있다. 상기 고정부재들은 상기 접안본체(730)의 바닥에 볼트결합, 용접결합 등 다양한 결합방법으로 결합될 수 있다. 상기 고정부재들은 상기 접안본체(730)에 결합되되, 서로 이격되게 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 고정부재들 중 일부는 상기 부유식 재기화설비(72)가 접안되는 쪽에 위치하도록 상기 접안본체(730)에 설치될 수 있다. 상기 고정부재들 중 나머지는 상기 부유식 발전설비(74)가 접안되는 쪽에 위치하도록 상기 접안본체(730)에 설치될 수 있다. 상기 연결부재는 일측이 상기 고정부재에 결합되고, 타측이 상기 부유식 재기화설비(72) 및 상기 부유식 발전설비(74) 중 적어도 하나에 결합될 수 있다. 예컨대, 상기 연결부재는 일측이 상기 고정부재에 묶이게 되고, 타측이 상기 부유식 재기화설비(72) 및 상기 부유식 발전설비(74)에 고정 설치되는 고정장치(미도시)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 연결부재는 상기 고정부재와 상기 부유식 재기화설비(72), 및 상기 고정부재와 상기 부유식 발전설비(74)를 각각 연결시킬 수 있다. 상기 연결부재는 로프 및 체인 중 적어도 하나일 수 있다. 따라서, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 재기화설비(72) 및 상기 부유식 발전설비(74)를 상기 접안설비(73)에 연결시킴으로써, 조류와 같은 해류에 의해 상기 부유식 재기화설비(72) 및 상기 부유식 발전설비(74)가 이동되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 접안설비(73)의 연결기구를 이용하여 상기 부유식 재기화설비(72) 및 상기 부유식 발전설비(74)를 상기 접안설비(73)에 연결시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 재기화설비(72) 및 상기 부유식 발전설비(74)에 각각 설치되는 해상 투묘 장비를 제거하거나 수량을 최소화할 수 있다.
상기 로딩암은 상기 부유식 재기화설비(72)로부터 재기화된 천연가스(NG)를 공급받아 상기 부유식 발전설비(74)에 공급하기 위한 것이다. 상기 로딩암은 상기 접안설비(73)에 복수개가 서로 이격되게 설치될 수 있다. 예컨대, 상기 로딩암들 중 일부는 상기 부유식 재기화설비(72)로부터 천연가스(NG)를 공급받기 위해 상기 접안본체(730)의 일측에 위치하도록 설치될 수 있다. 상기 로딩암들 중 나머지는 상기 부유식 재기화설비(72)로부터 공급받은 천연가스를 상기 부유식 발전설비(74)로 공급하기 위해 상기 접안본체(730)의 타측에 위치하도록 설치될 수 있다. 상기 일측과 상기 타측은 상기 접안본체(730)를 기준으로 서로 반대되는 방향일 수 있다. 상기 로딩암은 상기 부유식 재기화설비(72)로부터 천연가스(NG)를 공급받기 위한 제1로딩기구, 및 상기 제1로딩기구가 공급받은 천연가스(NG)를 상기 부유식 발전설비(74)로 공급하기 위한 제2로딩기구를 포함할 수 있다. 상기 제1로딩기구는 천연가스를 이송시키기 위한 제1파이프라인을 포함하고, 상기 제2로딩기구는 제1파이프라인에 연결되는 제2파이프라인을 포함할 수 있다. 상기 제1파이프라인은 일측이 상기 부유식 재기화설비(72)에 연결될 수 있다. 상기 제1파이프라인은 타측이 상기 제2파이프라인에 연결될 수 있다. 상기 제2파이프라인은 일측이 상기 제1파이프라인에 연결되고, 타측이 상기 부유식 발전설비(74)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 재기화부(721)에서 재기화된 천연가스는 상기 제1파이프라인 및 상기 제2파이프라인을 통해 상기 부유식 발전설비(74)로 공급될 수 있다. 상기 제1로딩기구 및 상기 제2로딩기구는 각각 높이조절 및 방향전환이 가능하도록 설치될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 접안설비(73)에 로딩암을 구축함으로써, 상기 부유식 재기화설비(72) 및 상기 부유식 발전설비(74)에 천연가스를 이동시키기 위한 별도의 이송장치를 설치할 필요가 없다. 따라서, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 재기화설비(72) 및 상기 부유식 발전설비(74)의 전체적인 크기 및 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상기 부유식 재기화설비(72) 및 상기 부유식 발전설비(74)에 대한 구축비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 로딩암들을 각각 높이조절 및 방향전환이 가능하도록 설치함으로써, 크기가 상이한 부유식 재기화설비 및 부유식 발전설비를 신속하게 연결할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 천연가스를 이송시키는데 있어서, 다양한 크기를 갖는 부유식 재기화설비 및 부유식 발전설비에 대한 범용성을 높일 수 있다.
상기 송전기구는 상기 부유식 발전설비(74)가 생산한 전기를 공급받아 육상으로 송전하기 위한 것이다. 상기 송전기구는 축전지 또는 변압기일 수 있다. 상기 송전기구는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 부유식 발전설비(74)에 연결될 수 있다. 상기 송전기구는 케이블(CA, 도 41에 도시됨)을 통해 육상에 위치한 사용처에 연결될 수 있다. 상기 케이블(CA)은 일측이 상기 송전기구에 연결되고, 타측이 상기 사용처에 연결될 수 있다. 상기 케이블(CA)은 해상에 부유한 상태에서 상기 송전기구와 상기 사용처를 연결할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 해저 지면에 가라앉은 상태에서 상기 송전기구와 상기 사용처를 연결할 수도 있다. 이에 따라, 상기 송전기구는 상기 부유식 발전설비(74)가 생산한 전기를 육상으로 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 접안설비(73)에 설치된 송전기구를 통해 육상으로 전기를 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(74)에 육상으로 전기를 공급하기 위한 별도의 송전장치를 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 발전설비(74)의 무게를 감소시킬 수 있으므로, 송전장치가 설치되었을 경우보다 수심이 더 얕은 연안에 상기 부유식 발전설비(74)를 설치할 수 있다.
상기 부유식 발전설비(74)는 전기를 생산하기 위한 것이다. 상기 부유식 발전설비(74)는 해상에 부유한 상태에서 전기를 생산할 수 있다. 상기 부유식 발전설비(74)는 상기 연결기구를 통해 상기 접안설비(73)에 접안될 수 있다. 상기 접안설비(73)에 상기 부유식 재기화설비(72)가 접안될 경우, 상기 부유식 발전설비(74)는 천연가스 수급관에 결합되는 상기 제2파이프라인을 통해 상기 부유식 재기화설비(72)가 재기화시킨 천연가스(NG)를 공급받아 전기를 생산할 수 있다. 상기 천연가스 수급관은 상기 부유식 발전설비(74)에 설치된 관로로, 천연가스를 공급받아 이송시키기 위한 것이다. 상기 부유식 발전설비(74)는 BMPP(Barge Mounted Power Plant)일 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 부유식 발전설비(74)는 생산한 전기를 육상에 위치한 사용처에 전달하기 위한 송전설비를 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 발전설비(74)에서 상기 육상의 사용처로 직접 전기를 공급하거나 상기 접안설비(73)의 송전기구를 통해 육상의 사용처로 전기를 간접 공급할 수 있다. 상기 송전설비는 상기 부유식 발전설비(74)의 하중을 감소시키기 위해 상기 접안설비(73)에 설치될 수도 있다. 이 경우, 상기 접안설비(73)는 상기 송전기구와 상기 송전설비를 모두 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 송전기구와 상기 송전설비 중 어느 하나가 손상 내지 파손될 경우 나머지 하나를 이용하여 육상의 사용처로 전기를 공급할 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 부유식 발전설비(74)에서 생산된 전기는 내부에 설치된 유틸리티(Utility)를 사용하는데 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 부유식 재기화설비(72) 및 상기 접안설비(73)로 공급되어 상기 부유식 재기화설비(72) 및 상기 접안설비(73)의 운용에 필요한 유틸리티(Utility)를 사용하는데 이용될 수도 있다.
상기 부유식 발전설비(74)는 발전부유본체(740), 발전시스템(741), 및 퍼징시스템(742)을 포함할 수 있다. 상기 발전시스템(741)은 제1발전기구(7411) 및 제2발전기구(7412)를 포함할 수 있다. 상기 부유식 발전설비(74)는 상기 발전시스템(741)을 냉각시키기 위한 냉각시스템을 더 포함할 수 있다. 상기 냉각시스템은 일측이 상기 발전시스템(741)에 연결되고, 타측이 상기 제1이송라인 및 상기 제2이송라인을 통해 상기 부유식 재기화설비(72)의 재기화부(721)에 연결될 수 있다.
상기 발전부유본체(740)는 해상에 부유할 수 있다. 예컨대, 상기 발전부유본체(740)는 바지선(Barge)의 선체일 수 있다. 상기 발전시스템(741), 상기 퍼징시스템(742), 및 상기 냉각시스템은 상기 발전부유본체(740)에 탑재될 수 있다. 이에 따라, 상기 발전부유본체(740)는 상기 발전시스템(741), 상기 퍼징시스템(742), 및 상기 냉각시스템이 해상에 부유하도록 상기 발전시스템(741), 상기 퍼징시스템(742), 및 상기 냉각시스템을 지지할 수 있다. 상기 발전부유본체(740)는 엔진, 프로펠러 등을 포함하는 추진장치가 없으므로, 별도의 선박을 통해 해상에서 이동될 수 있다. 예컨대, 상기 발전부유본체(740)는 동력을 가진 선박을 통해 상기 접안설비(73)로 이동될 수 있다. 상기 접안설비(73)로 이동되어진 상기 발전부유본체(740)는 상기 접안설비(73)의 연결기구를 통해 상기 접안본체(730)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 부유식 발전설비(74)는 상기 접안설비(73)에 접안될 수 있다. 이 경우, 상기 발전부유본체(740)는 상기 접안본체(730)로부터 소정 거리 이격된 위치에 위치될 수 있다.
도 41 내지 도 45를 참고하면, 상기 발전시스템(741)은 상기 접안설비(73)를 통해 공급되는 천연가스를 이용하여 다양한 방법으로 전기를 생산할 수 있다. 상기 발전시스템(741)은 실시예에 따라 제1발전기구(7411) 및 제2발전기구(7412) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 발전시스템(741)이 상기 제1발전기구(7411)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 발전시스템(741)이 상기 제2발전기구(7412)를 포함할 수 있다. 본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 발전시스템(741)이 상기 제1발전기구(7411) 및 상기 제2발전기구(7412)를 모두 포함할 수 있다.
도 43을 참고하면, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 발전설비(74)가 상기 제1발전기구(7411) 및 상기 퍼징시스템(742)을 포함할 수 있다.
상기 제1발전기구(7411)는 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 제1발전기(74112)를 포함할 수 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)은 상기 접안설비(73)를 통해 공급되는 천연가스(NG) 및 디젤연료 중 적어도 하나를 연소시켜 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)은 4행정 엔진일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 동력을 발생시킬 수 있으면 다른 엔진일 수도 있다. 또한, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)은 한 개일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 복수개일 수도 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)이 복수개일 경우, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)들 중 일부가 손상 내지 파손되어도 나머지 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)은 제1연료라인(74110, 도 43에 도시됨)을 통해 상기 부유식 발전설비(74)의 천연가스 수급관에 연결됨으로써, 상기 접안설비(73)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 공급받을 수 있다. 상기 천연가스 수급관은 천연가스를 공급받는 관로를 의미한다. 상기 제1연료라인(74110)은 관 또는 파이프와 같은 관로이다. 상기 제1연료라인(74110)은 일측이 상기 천연가스 수급관에 연결되고, 타측이 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 접안설비(73)에서 상기 부유식 발전설비(74)로 공급된 천연가스는 상기 천연가스 수급관 및 상기 제1연료라인(74110)을 순차적으로 거쳐 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)으로 공급될 수 있다. 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 발전설비(74)의 비상 시 상기 제1연료라인(74110)에 불활성가스를 공급함으로써, 상기 제1연료라인(74110) 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 도시되지 않았지만, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 퍼징시스템(742)을 별도의 배관을 통해 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)에 연결시킴으로써, 상기 제1연료라인(74110)을 통하지 않고 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)에 불활성가스를 직접 공급하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수도 있다. 이에 따라, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 제1연료라인(74110)이 손상 내지 파손된 경우에도 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)은 상기 부유식 발전설비(74)에 설치된 디젤연료저장탱크(미도시)로부터 디젤연료를 공급받을 수도 있다. 상기 디젤연료저장탱크는 디젤연료를 저장하기 위한 것이다. 상기 디젤연료저장탱크는 상기 LNG저장탱크에 비해 크기가 더 작게 형성될 수 있다. 상기 디젤연료는 천연가스(NG) 공급이 중단될 경우 임시로 발전하기 위한 용도이므로, 대용량을 저장할 필요가 없기 때문이다. 이에 따라, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)은 천연가스(NG) 및 디젤연료 중 적어도 하나를 연소시킴으로써, 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 제1발전기(74112)는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 예컨대, 상기 제1발전기(74112)의 회전축은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)의 크랭크축에 기어 등을 통해 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1발전기(74112)의 회전축은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)의 크랭크축이 연료 연소에 의한 폭발력으로 회전함에 따라 함께 회전할 수 있다. 따라서, 상기 제1발전기(74112)는 전기를 생산할 수 있다. 상기 제1발전기(74112)는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 접안설비(73)의 송전기구에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1발전기(74112)는 생산한 전기를 상기 송전기구에 공급할 수 있다.
상기 제1발전기구(7411)에는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)을 냉각시키기 위한 제1냉각유체가 순환하는 제1순환배관(미도시)이 설치될 수 있다. 상기 제1냉각유체는 청수 또는 글리콜일 수 있다. 상기 제1순환배관은 일측이 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)을 감싸도록 설치될 수 있다. 상기 제1순환배관은 타측이 상기 냉각시스템에 연결되도록 설치될 수 있다. 상기 냉각시스템은 열교환부일 수 있다. 상기 제1냉각유체는 상기 냉각시스템에서 상기 제1이송라인을 통해 공급되는 냉각된 해수에 의해 냉각될 수 있다. 상기 냉각시스템에서 냉각된 제1냉각유체는 상기 제1순환배관을 따라 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)으로 공급되어, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)을 냉각시킬 수 있다. 상기 제1냉각유체는 상기 제1순환배관을 따라 상기 냉각시스템 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)을 순환 이동하면서 냉각 및 가열될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 재기화설비(72)의 재기화부(721)로부터 냉각된 해수를 공급받아 상기 부유식 발전설비(74)의 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)을 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)을 냉각시키는 경우에 비해 외부의 해수 온도에 덜 민감하게 반응할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)을 안정적으로 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)을 냉각시키는 경우에 비해 전기 생산량을 일정하게 유지시킬 수 있다. 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 발전설비(74)에서 배출되는 가열된 해수를 상기 부유식 재기화설비(72)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 열원으로 사용할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 해수만을 이용하여 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 경우에 비해 액화천연가스(LNG)에 대한 재기화 효율을 더 향상시킬 수 있다.
상기 퍼징시스템(742)은 상기 부유식 발전설비(74)의 비상 시 상기 발전시스템(741)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시키기 위한 것이다. 상기 퍼징시스템(742)은 비상 시 불활성가스를 이용하여 상기 발전시스템(741)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 상기 불활성가스는 질소(N2)일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 발전시스템(741)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있으면 탄산가스, 아르곤가스 등 다른 가스일 수도 있다. 상기 퍼징시스템(742)이 이용하는 불활성가스는 상기 부유식 재기화설비(72)의 불활성가스저장부(723)로부터 공급받을 수 있다. 상기 퍼징시스템(742)은 상기 불활성가스이송라인(731)을 통해 상기 불활성가스저장부(723)로부터 불활성가스를 공급받을 수 있다. 상기 퍼징시스템(742)은 제1불활성가스공급라인(7421) 및 제1개폐부(7422)를 포함할 수 있다.
상기 제1불활성가스공급라인(7421)은 상기 불활성가스저장부(723)로부터 공급받은 불활성가스를 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)과 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)에 연결된 제1연료라인(74110)으로 공급하기 위한 것이다. 상기 제1불활성가스공급라인(7421)은 관 또는 파이프와 같은 관로로, 상기 발전부유본체(740)에 설치될 수 있다. 상기 제1불활성가스공급라인(7421)은 관로를 통해 일측이 상기 불활성가스이송라인(731)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1불활성가스공급라인(7421)은 상기 불활성가스저장부(723)가 저장한 불활성가스를 상기 불활성가스이송라인(731)을 통해 공급받을 수 있다. 상기 제1불활성가스공급라인(7421)은 타측이 상기 제1연료라인(74110)에 연결될 수 있다. 상기 제1연료라인(74110)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)에 연결되어 있다. 이에 따라, 상기 제1불활성가스공급라인(7421)은 상기 제1연료라인(74110)을 통해 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)에 연결될 수 있다. 상기 제1불활성가스공급라인(7421)에는 상기 제1개폐부(7422)가 설치될 수 있다.
상기 제1개폐부(7422)는 상기 제1불활성가스공급라인(7421)을 개폐하기 위한 것이다. 상기 제1개폐부(7422)는 상기 부유식 발전설비(74)의 비상 시 상기 제1불활성가스공급라인(7421)을 개방함으로써, 상기 불활성가스저장부(723)에 저장된 불활성가스를 상기 제1연료라인(74110) 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)으로 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1연료라인(74110) 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)에 잔류하는 천연가스는 퍼징매체인 불활성가스에 의해 외부로 배출될 수 있다. 상기 잔류 천연가스는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)에 설치되는 배기매니폴드를 통해 외부로 배출될 수 있다. 상기 제1개폐부(7422)는 비상 시가 아닌 평상 시 상기 제1불활성가스공급라인(7421)을 폐쇄함으로써, 상기 제1연료라인(74110) 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)으로 불활성가스가 공급되지 못하도록 상기 제1불활성가스공급라인(7421)을 차단할 수 있다. 상기 제1개폐부(7422)는 밸브일 수 있다. 상기 제1개폐부(7422)는 제어부(미도시)에 의해 작동될 수 있다. 상기 제어부는 비상 시 또는 평상 시에 따라 상기 제1개폐부(7422)를 제어하기 위한 것이다. 상기 제1개폐부(7422)는 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 상기 제어부에 연결될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 재기화설비(72)의 불활성가스저장부(723)에 저장된 불활성가스를 상기 부유식 발전설비(74)의 퍼징시스템(742)으로 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(74)에 별도의 불활성가스저장부를 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 발전설비(74)의 구축비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 상기 부유식 발전설비(74)의 크기 및 중량을 줄일 수 있으므로 수심이 낮은 연안에도 용이하게 설치할 수 있다.
둘째, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 비상 시 불활성 기체인 불활성가스를 이용하여 상기 제1연료라인(74110) 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킴으로써, 재기동 시 폭발과 같은 위험이 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 작업자가 천연가스를 흡입하는 것을 방지하여 작업자에 대한 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 44를 참고하면, 본 발명의 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 발전설비(74)가 상기 제2발전기구(7412) 및 상기 퍼징시스템(742)을 포함할 수 있다.
상기 제2발전기구(7412)는 가스터빈(74121), 제2발전기(74122), 배열회수보일러(74123), 스팀터빈(74124) 및 제3발전기(74125)를 포함할 수 있다. 상기 가스터빈(74121)은 상기 접안설비(73)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 연소시켜 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 가스터빈(74121)은 한 개일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 복수개일 수도 있다. 상기 가스터빈(74121)이 복수개일 경우, 본 발명의 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 가스터빈(74121)들 중 일부가 손상 내지 파손되어도 나머지 가스터빈(74121)을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 상기 가스터빈(74121)은 제2연료라인(74120, 도 4에 도시됨)을 통해 상기 부유식 발전설비(74)의 천연가스 수급관에 연결됨으로써, 상기 접안설비(73)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 공급받을 수 있다. 상기 제2연료라인(74120)은 관 또는 파이프와 같은 관로이다. 상기 제2연료라인(74120)은 일측이 상기 천연가스 수급관에 연결되고, 타측이 상기 가스터빈(74121)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 접안설비(73)에서 상기 부유식 발전설비(74)로 공급된 천연가스는 상기 천연가스 수급관 및 상기 제2연료라인(74120)을 순차적으로 거쳐 상기 가스터빈(74121)으로 공급될 수 있다. 본 발명의 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 발전설비(74)의 비상 시 상기 제2연료라인(74120)에 불활성가스를 공급함으로써, 상기 제2연료라인(74120) 및 상기 가스터빈(74121)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 도시되지 않았지만, 본 발명의 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 퍼징시스템(742)을 별도의 배관을 통해 상기 가스터빈(74121)에 연결시킴으로써, 상기 제2연료라인(74120)을 통하지 않고 상기 가스터빈(74121)에 불활성가스를 직접 공급하여 상기 가스터빈(74121)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수도 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 제2연료라인(74120)이 손상 내지 파손된 경우에도 상기 가스터빈(74121)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 상기 제2발전기(74122)는 상기 가스터빈(74121)이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산할 수 있다. 예컨대, 상기 제2발전기(74122)의 회전축은 상기 가스터빈(74121)의 크랭크축에 기어 등을 통해 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2발전기(74122)의 회전축은 상기 가스터빈(74121)의 크랭크축이 천연가스의 연소에 의한 폭발력으로 회전함에 따라 함께 회전할 수 있다. 따라서, 상기 제2발전기(74122)는 전기를 생산할 수 있다. 상기 제2발전기(74122)는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 접안설비(73)의 송전기구에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2발전기(74122)는 생산한 전기를 상기 송전기구에 공급할 수 있다. 상기 배열회수보일러(Heat Recovery Steam Generator)(74133)는 상기 가스터빈(74121)에서 천연가스가 연소되어 배출되는 배기가스의 폐열을 회수하여 스팀(Steam)을 발생시킬 수 있다. 상기 배열회수보일러(74123)는 상기 가스터빈(74121)에서 배기가스가 배출되는 배기관, 및 물을 공급하기 위한 물공급부에 각각 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 배열회수보일러(74123)는 상기 가스터빈(74121)에서 배출되는 배기가스의 폐열을 열원으로 상기 물공급부에서 공급되는 물을 가열시킴으로써, 물을 스팀(Steam)으로 상변화시킬 수 있다. 상기 배열회수보일러(74123)에서 생성된 스팀은 상기 스팀터빈(74124)으로 공급될 수 있다. 상기 스팀터빈(74124)은 다이어프램, 로터, 버켓 등으로 구현될 수 있다. 상기 다이어프램에는 고정익 구비되고, 상기 버켓에는 회전익이 구비된다. 상기 고정익은 상기 배열회수보일러(74123)에서 공급되는 스팀의 방향을 바꾸어 상기 회전익으로 유도하고, 상기 회전익은 상기 고정익으로부터 유도된 스팀에 의해 회전력을 발생시켜 로터를 회전시킨다. 상기 로터는 상기 제3발전기(74125)에 연결되게 설치된다. 상기 제3발전기(74125)는 로터가 회전함에 따라 전기를 생산할 수 있다. 상기 제3발전기(74125)는 전선과 같은 케이블을 통해 상기 접안설비(73)의 송전기구에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제3발전기(74125)는 생산한 전기를 상기 송전기구에 공급할 수 있다.
상기 제2발전기구(7412)에는 상기 가스터빈(74121)을 냉각시키기 위한 제2냉각유체가 순환하는 제2순환배관(미도시)이 설치될 수 있다. 상기 제2냉각유체는 청수 또는 글리콜일 수 있다. 상기 제2순환배관은 일측이 상기 가스터빈(74121)을 감싸도록 설치될 수 있다. 상기 제2순환배관은 타측이 냉각시스템에 연결되도록 설치될 수 있다. 상기 냉각시스템은 열교환부일 수 있다. 상기 제2냉각유체는 상기 냉각시스템에서 상기 제1이송라인을 통해 공급되는 냉각된 해수에 의해 냉각될 수 있다. 상기 냉각시스템에서 냉각된 제2냉각유체는 상기 제2순환배관을 따라 상기 가스터빈(74121)으로 공급되어, 상기 가스터빈(74121)을 냉각시킬 수 있다. 상기 제2냉각유체는 상기 제2순환배관을 따라 상기 냉각시스템 및 상기 가스터빈(74121)을 순환 이동하면서 냉각 및 가열될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 재기화설비(72)의 재기화부(721)로부터 냉각된 해수를 공급받아 상기 부유식 발전설비(74)의 가스터빈(74121)을 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 가스터빈(74121)을 냉각시키는 경우에 비해 외부의 해수 온도에 덜 민감하게 반응할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 가스터빈(74121)을 안정적으로 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 가스터빈(74121)을 냉각시키는 경우에 비해 전기 생산량을 일정하게 유지시킬 수 있다. 본 발명의 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 발전설비(74)에서 배출되는 가열된 해수를 상기 부유식 재기화설비(72)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 열원으로 사용할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 해수만을 이용하여 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 경우에 비해 액화천연가스(LNG)에 대한 재기화 효율을 더 향상시킬 수 있다.
상기 퍼징시스템(742)은 상기 부유식 발전설비(74)의 비상 시 상기 발전시스템(741)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시키기 위한 것이다. 상기 퍼징시스템(742)은 비상 시 불활성가스를 이용하여 상기 발전시스템(741)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 상기 불활성가스는 질소(N2)일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 발전시스템(741)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있으면 탄산가스, 아르곤가스 등 다른 가스일 수도 있다. 상기 퍼징시스템(742)이 이용하는 불활성가스는 상기 부유식 재기화설비(72)의 불활성가스저장부(723)로부터 공급받을 수 있다. 상기 퍼징시스템(742)은 상기 불활성가스이송라인(731)을 통해 상기 불활성가스저장부(723)로부터 불활성가스를 공급받을 수 있다. 상기 퍼징시스템(742)은 제2불활성가스공급라인(7423) 및 제2개폐부(7424)를 포함할 수 있다.
상기 제2불활성가스공급라인(7423)은 상기 불활성가스저장부(723)로부터 공급받은 불활성가스를 상기 가스터빈(74121)과 상기 가스터빈(74121)에 연결된 제2연료라인(74120)으로 공급하기 위한 것이다. 상기 제2불활성가스공급라인(7423)은 관 또는 파이프와 같은 관로로, 상기 발전부유본체(740)에 설치될 수 있다. 상기 제2불활성가스공급라인(7423)은 관로를 통해 일측이 상기 불활성가스이송라인(731)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2불활성가스공급라인(7423)은 상기 불활성가스저장부(723)가 저장한 불활성가스를 상기 불활성가스이송라인(731)을 통해 공급받을 수 있다. 상기 제2불활성가스공급라인(7423)은 타측이 상기 제2연료라인(74120)에 연결될 수 있다. 상기 제2연료라인(74120)은 상기 가스터빈(74121)에 연결되어 있다. 이에 따라, 상기 제2불활성가스공급라인(7423)은 상기 제2연료라인(74120)을 통해 상기 가스터빈(74121)에 연결될 수 있다. 상기 제2불활성가스공급라인(7423)에는 상기 제2개폐부(7424)가 설치될 수 있다.
상기 제2개폐부(7424)는 상기 제2불활성가스공급라인(7423)을 개폐하기 위한 것이다. 상기 제2개폐부(7424)는 상기 부유식 발전설비(74)의 비상 시 상기 제2불활성가스공급라인(7423)을 개방함으로써, 상기 불활성가스저장부(723)에 저장된 불활성가스를 상기 제2연료라인(74120) 및 상기 가스터빈(74121)으로 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 제2연료라인(74120) 및 상기 가스터빈(74121)에 잔류하는 천연가스는 퍼징매체인 불활성가스에 의해 외부로 배출될 수 있다. 상기 잔류 천연가스는 상기 가스터빈(74121)에 설치되는 배기매니폴드를 통해 외부로 배출될 수 있다. 상기 제2개폐부(7424)는 비상 시가 아닌 평상 시 상기 제2불활성가스공급라인(7423)을 폐쇄함으로써, 상기 제2연료라인(74120) 및 상기 가스터빈(74121)으로 불활성가스가 공급되지 못하도록 상기 제2불활성가스공급라인(7423)을 차단할 수 있다. 상기 제2개폐부(7424)는 밸브일 수 있다. 상기 제2개폐부(7424)는 제어부(미도시)에 의해 작동될 수 있다. 상기 제어부는 비상 시 또는 평상 시에 따라 상기 제2개폐부(7424)를 제어하기 위한 것이다. 상기 제2개폐부(7424)는 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 상기 제어부에 연결될 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 재기화설비(72)의 불활성가스저장부(723)에 저장된 불활성가스를 상기 부유식 발전설비(74)의 퍼징시스템(742)으로 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(74)에 별도의 불활성가스저장부를 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 발전설비(74)의 구축비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 상기 부유식 발전설비(74)의 크기 및 중량을 줄일 수 있으므로 수심이 낮은 연안에도 용이하게 설치할 수 있다.
둘째, 본 발명의 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 비상 시 불활성 기체인 불활성가스를 이용하여 상기 제2연료라인(74120) 및 상기 가스터빈(74121)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킴으로써, 재기동 시 폭발과 같은 위험이 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 작업자가 천연가스를 흡입하는 것을 방지하여 작업자에 대한 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 45를 참고하면, 본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 발전설비(74)가 상기 제1발전기구(7411), 상기 제2발전기구(7412) 및 상기 퍼징시스템(742)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 제1발전기구(7411) 및 상기 제2발전기구(7412) 중 적어도 하나를 이용하여 전기를 생산할 수 있다.
본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)에 있어서, 상기 제1발전기구(7411)는 전술한 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)의 제1발전기구(7411)와 대략적으로 일치하고 상기 제2발전기구(7412)는 전술한 본 발명의 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)의 제2발전기구(7412)와 대략적으로 일치한다. 따라서, 이하에서는 본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)의 제1발전기구(7411) 및 제2발전기구(7412)가 전술한 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)의 제1발전기구(7411) 및 전술한 본 발명의 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)의 제2발전기구(7412)와 다른 점에 대해서 설명하기로 한다.
상기 제1발전기구(7411)의 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 상기 제2발전기구(7412)의 가스터빈(74121)은 상기 접안설비(73)를 통해 공급되는 재기화된 천연가스를 공급받을 수 있다. 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 상기 가스터빈(74121)은 상기 부유식 발전설비(74)에 설치된 천연가스 수급관으로 공급되는 천연가스를 분기하여 공급받을 수 있다. 이 경우, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 상기 가스터빈(74121)은 각각 제3연료라인(74130, 도 45에 도시됨)을 통해 상기 부유식 발전설비(74)의 천연가스 수급관에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 상기 가스터빈(74121)은 상기 접안설비(73)를 통해 공급되는 천연가스(NG)를 공급받을 수 있다. 상기 제3연료라인(74130)은 관 또는 파이프와 같은 관로이다. 상기 제3연료라인(74130)은 일측이 상기 천연가스 수급관에 연결되고, 타측이 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 상기 가스터빈(74121)에 각각 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 접안설비(73)에서 상기 부유식 발전설비(74)로 공급된 천연가스는 상기 천연가스 수급관 및 상기 제3연료라인(74130)을 순차적으로 거쳐 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 상기 가스터빈(74121)으로 각각 공급될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 제1발전기(74112), 제2발전기(74122), 제3발전기(74125) 중 적어도 하나를 통해 전기를 생산할 수 있다. 본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 발전설비(74)의 비상 시 상기 제3연료라인(74130)에 불활성가스를 공급함으로써, 상기 제3연료라인(74130), 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 상기 가스터빈(74121)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 도시되지 않았지만, 본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 퍼징시스템(742)을 별도의 배관을 통해 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 상기 가스터빈(74121)에 연결시킴으로써, 상기 제3연료라인(74130)을 거치지 않고 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 상기 가스터빈(74121)에 직접 불활성가스를 공급하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 상기 가스터빈(74121)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수도 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 제3연료라인(74130)이 손상 내지 파손된 경우에도 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)과 상기 가스터빈(74121)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있다.
도시되지 않았지만, 본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)에 있어서, 상기 부유식 발전설비(74)는 냉각시스템을 더 포함할 수 있다.
상기 냉각시스템은 상기 재기화부(721)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키고 냉각되어 배출되는 해수를 이용하여 제1냉각유체 및 제2냉각유체를 냉각시킬 수 있다. 상기 제1냉각유체는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)을 냉각시키기 위한 것이다. 상기 제2냉각유체는 상기 가스터빈(74121)을 냉각시키기 위한 것이다. 상기 부유식 발전설비(74)에서 배출되는 해수는 상기 부유식 재기화설비(72)의 해수배출관로, 상기 제1이송라인, 상기 부유식 발전설비(74)의 해수수급관을 순차적으로 거쳐 상기 부유식 발전설비(74)의 냉각시스템으로 공급될 수 있다. 상기 냉각시스템에서 상기 제1냉각유체와 상기 제2냉각유체를 냉각시킨 후 가열되어 배출되는 해수는 상기 재기화부(721)로 공급될 수 있다. 상기 냉각시스템에서 배출되는 해수는 상기 부유식 발전설비(74)의 해수배출관, 상기 제2이송라인, 상기 부유식 재기화설비(72)의 해수수급관을 순차적으로 거쳐 상기 재기화부(721)로 공급될 수 있다. 상기 냉각시스템에서 상기 재기화부(721)로 공급된 해수는 액화천연가스(LNG)를 재기화시키기 위한 열원으로 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 재기화설비(72)의 재기화부(721)로부터 냉각된 해수를 공급받아 상기 부유식 발전설비(74)의 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 가스터빈(74121)을 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 상기 가스터빈(74121)을 냉각시키는 경우에 비해 외부의 해수 온도에 덜 민감하게 반응할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 상기 가스터빈(74121)을 안정적으로 냉각시킬 수 있으므로, 외부의 해수를 직접 취수하여 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 상기 가스터빈(74121)을 냉각시키는 경우에 비해 전기 생산량을 일정하게 유지시킬 수 있다.
둘째, 본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 발전설비(74)의 냉각시스템에서 배출되는 가열된 해수를 상기 부유식 재기화설비(72)에서 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 열원으로 사용할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 해수만을 이용하여 액화천연가스(LNG)를 재기화시키는 경우에 비해 액화천연가스(LNG)에 대한 재기화 효율을 더 향상시킬 수 있다.
셋째, 본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 천연가스(NG)가 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 상기 가스터빈(74121)으로 분기되는 부분에 밸브를 설치함으로써, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 상기 가스터빈(74121)으로 공급되는 천연가스(NG)의 양을 조절할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 제1발전기(74112), 상기 제2발전기(74122) 및 상기 제3발전기(74125)가 각각 생산하는 전기의 양을 조절할 수 있다.
상기 퍼징시스템(742)은 상기 부유식 발전설비(74)의 비상 시 상기 발전시스템(741)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시키기 위한 것이다. 상기 부유식 발전설비(74)의 비상 시는 상기 부유식 재기화설비(72)에서 천연가스 공급이 중단되는 경우, 및 정전이 되는 경우를 포함할 수 있다. 상기 퍼징시스템(742)은 비상 시 불활성가스를 이용하여 상기 발전시스템(741)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 상기 불활성가스는 질소(N2)일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 발전시스템(741)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킬 수 있으면 탄산가스, 아르곤가스 등 다른 가스일 수도 있다. 상기 퍼징시스템(742)이 이용하는 불활성가스는 상기 부유식 재기화설비(72)의 불활성가스저장부(723)로부터 공급받을 수 있다. 상기 퍼징시스템(742)은 상기 불활성가스이송라인(731)을 통해 상기 불활성가스저장부(723)로부터 불활성가스를 공급받을 수 있다. 상기 퍼징시스템(742)은 제3불활성가스공급라인(7425) 및 제3개폐부(7426)를 포함할 수 있다.
상기 제3불활성가스공급라인(7425)은 상기 불활성가스저장부(723)로부터 공급받은 불활성가스를 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111), 상기 가스터빈(74121), 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)과 상기 가스터빈(74121)에 연결된 제3연료라인(74130)으로 공급하기 위한 것이다. 상기 제3불활성가스공급라인(7425)은 관 또는 파이프와 같은 관로로, 상기 발전부유본체(740)에 설치될 수 있다. 상기 제3불활성가스공급라인(7425)은 관로를 통해 일측이 상기 불활성가스이송라인(731)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제3불활성가스공급라인(7425)은 상기 불활성가스저장부(723)가 저장한 불활성가스를 상기 불활성가스이송라인(731)을 통해 공급받을 수 있다. 상기 제3불활성가스공급라인(7425)은 타측이 상기 제3연료라인(74130)에 연결될 수 있다. 상기 제3연료라인(74130)은 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)과 상기 가스터빈(74121)에 연결되어 있다. 이에 따라, 상기 제3불활성가스공급라인(7425)은 상기 제3연료라인(74130)을 통해 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)과 상기 가스터빈(74121)에 연결될 수 있다. 상기 제3불활성가스공급라인(7425)에는 상기 제3개폐부(7426)가 설치될 수 있다.
상기 제3개폐부(7426)는 상기 제3불활성가스공급라인(7425)을 개폐하기 위한 것이다. 상기 제3개폐부(7426)는 상기 부유식 발전설비(74)의 비상 시 상기 제3불활성가스공급라인(7425)을 개방함으로써, 상기 불활성가스저장부(723)에 저장된 불활성가스를 상기 제3연료라인(74130), 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 상기 가스터빈(74121)으로 공급할 수 있다. 이에 따라, 상기 제3연료라인(74130), 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 상기 가스터빈(74121)에 잔류하는 천연가스는 퍼징매체인 불활성가스에 의해 외부로 배출될 수 있다. 상기 잔류 천연가스는 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 상기 가스터빈(74121)에 각각 설치되는 배기매니폴드를 통해 외부로 배출될 수 있다. 상기 제3개폐부(7426)는 비상 시가 아닌 평상 시 상기 제3불활성가스공급라인(7425)을 폐쇄함으로써, 상기 제3연료라인(74130), 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 상기 가스터빈(74121)으로 불활성가스가 공급되지 못하도록 상기 제3불활성가스공급라인(7425)을 차단할 수 있다. 상기 제3개폐부(7426)는 밸브일 수 있다. 상기 제3개폐부(7426)는 제어부(미도시)에 의해 작동될 수 있다. 상기 제어부는 비상 시 또는 평상 시에 따라 상기 제3개폐부(7426)를 제어하기 위한 것이다. 상기 제3개폐부(7426)는 무선통신 및 유선통신 중 적어도 하나의 방법으로 상기 제어부에 연결될 수 있다.
따라서, 본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 재기화설비(72)의 불활성가스저장부(723)에 저장된 불활성가스를 상기 부유식 발전설비(74)의 퍼징시스템(742)으로 공급할 수 있으므로, 상기 부유식 발전설비(74)에 별도의 불활성가스저장부를 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 발전설비(74)의 구축비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 상기 부유식 발전설비(74)의 크기 및 중량을 줄일 수 있으므로 수심이 낮은 연안에도 용이하게 설치할 수 있다.
둘째, 본 발명의 변형된 다른 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 비상 시 불활성 기체인 불활성가스를 이용하여 상기 제3연료라인(74130), 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111) 및 상기 가스터빈(74121)에 잔류하는 천연가스를 외부로 배출시킴으로써, 재기동 시 폭발과 같은 위험이 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 작업자가 천연가스를 흡입하는 것을 방지하여 작업자에 대한 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도시되지 않았지만, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)에 있어서, 상기 제1발전기구(7411) 및 상기 제2발전기구(7412)에는 각각 초임계 이산화탄소 발전시스템을 추가할 수 있다. 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템은 이산화탄소를 초임계 상태로 변환시켜 전기를 생산하기 위한 것이다. 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템은 열교환기, 압축기, 냉각기, 터빈 등을 포함할 수 있다. 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템은 이산화탄소가 상기 열교환기, 상기 압축기, 상기 냉각기, 상기 터빈을 순환하는 폐순환구조로 형성될 수 있다.
본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 제1발전기구(7411)에 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템을 추가할 경우, 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)에서 배출되는 배기가스를 열원으로 이용하여 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템의 이산화탄소를 초임계 상태로 변환시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 외부로 버려지는 이종연료(Dual Fuel)엔진(74111)의 배기가스의 폐열을 재사용함으로써, 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템의 터빈에 연결되는 발전기로부터 전기를 추가 생산할 수 있을 뿐만 아니라 외부로 배출되는 배기가스의 온도를 낮춤으로써 친환경적인 발전시스템을 구현할 수 있다.
본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 제2발전기구(7412)에 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템을 추가할 경우, 상기 가스터빈(74121)에서 배출되는 배기가스를 열원으로 이용하여 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템의 이산화탄소를 초임계 상태로 변환시킬 수 있다. 이 경우, 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템은 상기 배열회수보일러(74123) 및 상기 스팀터빈(74124)을 대체하여 상기 제2발전기구(7412)에 설치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 초임계 이산화탄소 발전시스템의 터빈에 연결되는 발전기로부터 전기를 추가 생산할 수 있다.
본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 다음과 같은 작용 효과를 도모할 수 있다.
첫째, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 해상에서 전기를 생산하여 육상의 사용처에 공급할 수 있으므로, 육상에 별도의 발전시설을 설치할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 육상에 발전시설을 설치하기 위한 부지를 확보할 필요가 없으므로 전기 생산에 대한 구축비용을 절감할 수 있고, 육상에 발전시설을 설치하기 위한 시공기간이 소요되지 않으므로 전기가 필요한 지역에 신속하게 전기를 공급할 수 있다.
둘째, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 재기화설비(72), 상기 접안설비(73), 및 상기 부유식 발전설비(74)를 서로 연동시킴으로써, 전기 생산에 필요한 시설들을 서로 분배하여 설치할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 재기화설비(72), 상기 접안설비(73), 및 상기 부유식 발전설비(74) 각각의 크기 및 중량을 감소시킬 수 있으므로, 구축비용을 줄일 수 있다.
셋째, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 재기화설비(72), 상기 접안설비(73), 및 상기 부유식 발전설비(74)를 서로 연동시킴으로써, 상기 부유식 발전설비(74)가 전기를 생산하는데 필요한 연료를 상기 접안설비(73)를 통해 상기 부유식 재기화설비(72)로부터 공급받을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 발전설비(74)에 연료를 저장하기 위한 연료저장탱크를 설치할 필요가 없으므로, 상기 부유식 발전설비(74)의 크기 및 중량을 감소시켜 수심이 낮은 연안에도 용이하게 설치될 수 있다.
넷째, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 재기화설비(72), 상기 접안설비(73), 및 상기 부유식 발전설비(74)를 서로 연동시킴으로써, 상기 부유식 발전설비(74)의 비상 시 상기 부유식 재기화설비(72)의 불활성가스저장부(723)로부터 불활성가스를 공급받을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제7실시예에 따른 해상발전시스템(71)은 상기 부유식 발전설비(74)에 별도의 불활성가스저장부를 설치할 필요가 없으므로, 상기 부유식 발전설비(74)의 크기 및 중량을 감소시켜 수심이 낮은 연안에도 용이하게 설치될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
11 : 해상발전시스템 12 : 부유식 재기화설비
13 : 접안설비 14 : 부유식 발전설비
120 : 재기화부유본체 121 : LNG저장탱크
122 : 재기화부 123 : 거주구
130 : 접안본체 131 : 연결기구
132 : 로딩암 133 : 송전기구
140 : 발전부유본체 141 : 발전시스템
1411 : 제1발전기구 1412 : 제2발전기구

Claims (17)

  1. 해상에 부유하고 액화천연가스(LNG) 저장 탱크를 구비하는 부유식 저장 설비;
    상기 부유식 저장 설비가 접안되도록 해저 지면에 고정되게 설치되는 접안설비; 및
    해상에 부유한 상태에서 상기 접안설비에 접안되고, 별도의 LNG 저장 탱크를 구비하지 않으며, 상기 부유식 저장 설비의 상기 LNG 저장 탱크에 저장된 액화천연가스를 공급받아 전기를 생산하기 위한 부유식 발전설비를 포함하며,
    상기 부유식 저장 설비는, 상기 LNG 저장 탱크에 저장된 액화천연가스를 재기화시키는 재기화부를 포함하는 부유식 재기화설비이며,
    상기 부유식 발전설비는, 육지와 인접한 연안에 설치되는 상기 접안설비를 통해 연안에 마련되어, 별도의 재기화장치를 구비하지 않으며, 상기 부유식 재기화설비가 재기화한 천연가스를 공급받아 전기를 생산하여 육상으로 송전하며,
    상기 접안설비는,
    해상에 고정되어 콘크리트 파일 또는 강관 파일을 해저 지면에 설치하여 해류에 떠내려가지 않고 해상에서 고정된 자리에 위치하는 제티로 구현되며,
    상기 부유식 저장 설비와 상기 부유식 발전설비가 서로 다른 방향에 계류되어 이격되도록 하는 무어링장치;
    상기 부유식 저장 설비에 연결되는 제1 로딩기구 및 상기 부유식 발전설비에 연결되는 제2 로딩기구; 및
    상기 부유식 발전설비가 생산한 전기를 공급받아 축전 또는 변압하고 육상으로 송전하는 송전기구를 포함하며,
    상기 부유식 발전설비는, 상기 접안설비에 연결되어 해류에 의해 떠내려가지 않고 고정된 위치에서 해상에 부유하여 전기를 생산하며,
    상기 송전기구는, 해저 지면에 가라앉은 상태에서 일측이 상기 접안설비에 연결되고 타측이 상기 육상의 사용처에 연결되는 케이블을 통해 송전하는 해상발전시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부유식 발전설비는 상기 접안설비를 통해 상기 부유식 저장 설비가 재기화한 천연가스를 공급받아 상기 전기를 생산하는 해상발전시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 부유식 저장 설비는 상기 재기화부가 설치되는 재기화부유본체를 포함하고,
    상기 부유식 발전설비는 상기 접안설비를 통해 공급되는 상기 천연가스를 이용하여 전기를 생산하기 위한 발전시스템, 및 상기 발전시스템이 설치되는 발전부유본체를 포함하며,
    상기 접안설비는 상기 재기화부유본체 및 상기 발전부유본체가 서로 이격된 위치에서 접안되는 접안본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상발전시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 부유식 저장 설비는 상기 재기화공정을 수행하는 작업자들이 거주하기 위한 거주구를 포함하는 해상발전시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 거주구는 상기 접안설비 및 상기 부유식 발전설비 중 적어도 한 곳에서 작업하는 작업자들에 의해 공용(共用)되는 것을 특징으로 하는 해상발전시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 접안설비는 상기 부유식 저장 설비 및 상기 부유식 발전설비 중 적어도 하나를 접안시키기 위한 접안본체, 및 상기 접안본체와 상기 부유식 저장 설비 및 상기 접안본체와 상기 부유식 발전설비를 각각 연결시키기 위한 연결기구를 포함하고,
    상기 연결기구는,
    상기 접안설비에 서로 이격되게 고정 설치되는 복수개의 고정부재; 및
    상기 고정부재에 일측이 결합되고, 타측이 상기 부유식 저장 설비 및 상기 부유식 발전설비 중 적어도 하나에 결합되기 위한 연결부재를 포함하는 해상발전시스템.
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  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제2항에 있어서,
    상기 부유식 발전설비는 상기 접안설비를 통해 공급되는 상기 천연가스를 이용하여 전기를 생산하기 위한 발전시스템, 및 상기 발전시스템이 설치되는 발전부유본체를 포함하고,
    상기 발전시스템은 상기 천연가스 및 디젤연료 중 적어도 하나를 연소시켜 동력을 발생시키는 이종연료(Dual Fuel)엔진, 및 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진에 연결되고 상기 이종연료(Dual Fuel)엔진이 발생시킨 동력을 이용하여 전기를 생산하는 제1발전기를 포함하는 제1발전기구를 포함하는 해상발전시스템.
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