KR102117386B1 - 부유식 발전플랜트의 계류 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부유 구조물의 계류에 있어서 부유 구조물 전체 하중의 일부를 부력이 담당케 하고 나머지 하중을 부유 구조물 자체 중력으로 지지하도록 하여, 부유 구조물 설치 후에도 부유(Floating) 상태에서의 고정 문제와 부유 구조물의 육상 거치 하중을 부력에 의해 줄임으로써, 계류 작업을 용이하게 할 뿐 아니라 육상 지지 면의 보강을 최소화하여 도크 건설 및 보강 비용을 절감할 수 있으며, 중력에 의한 고정을 동시에 적용함으로써, 수면 운동에 의한 부유 구조물의 위치 변위를 제한할 수 있고, 파랑으로 인한 해수면 변위로 인한 부력의 증가 시에도 계획 부력 범위 이상의 부유 구조물 헐(Hull) 구역을 비 부력 공간으로 배치함으로써, 추가 부력이 발생하지 않도록 하여 부유 구조물이 해수면의 변화에 따라 움직이지 않도록 할 수 있다.

Description

부유식 발전플랜트의 계류 시스템{MOORING SYSTEM OF FLOATING TYPE ELECTRICITY GENERATION PLANT}
본 발명은 부유식 발전플랜트의 계류 시스템에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 부유 구조물의 계류에 있어서 부유 구조물 전체 하중의 일부를 부력이 담당케 하고 나머지 하중을 부유 구조물 자체 중력으로 지지하도록 하여, 부유 구조물을 견고하게 육상에 고정할 수 있는 부유식 발전플랜트의 계류 시스템에 관한 것이다.
최근에는 친환경적인 발전에 대한 요구로 천연가스를 이용한 발전에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히 폐열을 회수하여 스팀 터빈을 구동하는 복합화력발전 기술이 등장함에 따라 가스 발전의 효율 증대와 가스 가격의 하락 안정에 따른 가스 발전 수요가 점점 증대되고 있는 실정이다.
한편, 전력공급이 원활하지 않은 신흥개발국 등에서 가스 발전에 대한 관심이 높아지고 있는데, 가스 발전은 그 특성상 육지에 가스 저장소 등과 같은 가스 인프라가 갖추어야만 발전이 가능하기 때문에 개발에 제한이 많았다. 특히, 여러 개의 섬들로 이루어진 동남아시아 국가의 경우에는 대용량의 가스 발전을 하는 데 어려움이 많았다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, FSRU(Floating Storage Re-gasfication Unit)라는 부유식 해상 가스 저장 재기화 설비 선이 등장하게 되었으며, 이러한 해상 가스 저장 재기화 설비 선을 이용하여 육지의 발전소에 가스를 공급하게 되었다.
그러나, 이와 같은 FSRU를 이용한 육지에서의 발전은 해상에서의 FSRU 설치와 육지에 발전소를 건설해야 하는 이중적인 부담을 초래한다. 즉, FSRU 뿐만 아니라, 육상 발전소 건설에 따른 장소 확보와 건설비 소요를 가져오는 단점이 있었다. 특히, 육상 발전소 건설에는 많은 시간이 소요됨으로써 전력 공급을 단시간 내에 수행하는 것이 어렵다.
한편, 기존 육상 발전플랜트 구조를 벗어나 바지선과 같은 부유식 구조물 위에 발전 플랜트가 설치된 새로운 개념의 부유식 발전플랜트가 활발하게 연구 개발되고 있지만, 발전을 위한 연료가스의 공급이 이루어져야 하므로, 육상에 가스 인프라가 갖추어지지 않은 신흥국가들에 부유식 발전플랜트 기술을 적용하기 어려운 문제가 있다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0412610호
부유식 발전플랜트를 계류하는 방식에 있어서, 도크 스테이션(Dock Station)을 만들고 부유 구조물을 매립하여 고정하는 방식(고정식 계류)을 사용하거나, 연안에 부유 구조물을 부유(Floating) 상태로 계류하는 방식(플로팅 계류)을 상정할 수 있다.
하지만, 고정식 계류는 부유 구조물이 대형의 구조물로 제조되므로, 대형의 부유 구조물을 지면에 고정하기 위하여 도크 스테이션를 건설하고, 그 도크 스테이션 바닥에 보강 공사를 함과 아울러 부유 구조물 고정을 위한 부가 장치를 별도로 설치해야 하므로 건설 비용이 과다하게 소요되는 문제가 있다.
또한, 플로팅 계류는 파랑의 영향이 거의 없거나 보호된 지역으로서 강이나 방파제로 보호된 아주 제한적인 환경에서만 적용 가능하다는 단점이 있다.
이러한 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명은 부유 구조물의 계류에 있어서 부유 구조물 전체 하중의 일부를 부력이 담당케 하고 나머지 하중을 부유 구조물 자체 중력으로 지지하도록 하여, 부유 구조물 설치 후에도 부유(Floating) 상태에서의 고정 문제와 부유 구조물의 육상 거치 하중을 부력에 의해 줄임으로써, 육상 설치대의 보강도 절약할 수 있는 부유식 발전플랜트 및 그 부유식 발전플랜트의 계류 시스템을 제공함에 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 부유식 발전플랜트의 계류 시스템은 부유 구조물 전체 하중의 일부를 부력이 담당케 하고 나머지 하중을 부유 구조물 자체 중력으로 지지하도록 하여 상기 부유 구조물을 육상에 고정한다.
상기 부유 구조물은 부력구역과, 비 부력구역으로 나누어지고, 상기 부유 구조물의 상부 양측에는 지면에 지지되는 지지부재가 설치될 수 있다.
상기 부력구역은 상기 부유 구조물을 측면에서 볼 때, "ㅗ" 형태로 배치될 수 있다.
상기 부유 구조물은 육상에 설치된 도크 안에 설치되고, 상기 부력구역에 의해서 상기 도크 안에 담긴 수면에 2/3 부유 되며, 상기 비 부력구역에 의해서 수면에 1/3 잠긴 상태를 유지한다.
상기 지지부재는 삼각 또는 사각 형태를 포함한다.
상기 지지부재의 내부에는 보강 프레임이 일정 간격을 두고 설치될 수 있다.
상기 도크 상측에는 완충부재가 형성될 수 있다.
상기 부유 구조물에는 발전 플랜트가 설치되며, 상기 부유 구조물에는 액체 연료를 저장하는 연료 탱크가 설치될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 부유 구조물 전체 하중의 일부를 부력이 담당케 하고 나머지 하중을 부유 구조물 자체 중력으로 지지하도록 하여, 부유 구조물 설치 후에도 부유(Floating) 상태에서의 고정 문제와 부유 구조물의 육상 거치 하중을 부력에 의해 줄임으로써, 계류 작업을 용이하게 할 뿐 아니라 육상 지지 면의 보강을 최소화하여 도크 건설 및 보강 비용을 절감할 수 있다.
또한, 중력에 의한 고정을 동시에 적용함으로써, 수면 운동에 의한 부유 구조물의 위치 변위를 제한할 수 있고, 파랑으로 인한 해수면 변위로 인한 부력의 증가 시에도 계획 부력 범위 이상의 부유 구조물 헐(Hull) 구역을 비부력 공간으로 배치함으로써, 추가 부력이 발생하지 않도록 하여 부유 구조물이 해수면의 변화에 따라 움직이지 않도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유식 발전플랜트를 보인 정면도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유식 발전플랜트의 계류 시스템을 보인 사시도
도 3은 본 발명의 일 예에 따른 부유 구조물의 부력구역과 비 부력구역을 보인 사시도
도 4는 본 발명의 다른 예에 따른 부유 구조물의 부력구역과 비 부력구역을 보인 사시도
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유식 발전플랜트 및 부유식 발전플랜트의 계류 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유식 발전플랜트를 보인 정면도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유식 발전플랜트의 계류 시스템을 보인 사시도, 도 3은 본 발명의 일 예에 따른 부유 구조물의 부력구역과 비 부력구역을 보인 사시도 그리고, 도 4는 본 발명의 다른 예에 따른 부유 구조물의 부력구역과 비 부력구역을 보인 사시도이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유식 발전플랜트는 부유 구조물(10)에 발전 플랜트(20)가 설치된다. 상기 발전 플랜트(10)는 설계 조건에 따라 부유 구조물(10) 내부 혹은 상부에 설치될 수 있으며, 가스 연료를 이용하여 전기를 생산한다.
여기서, 본 발명의 부유식 발전 플랜트는 바지선은 물론 발전 플랜트에 연료를 공급하기 위한 연료 탱크(T)가 설치된 부유식 저장 발전플랜트(Floating and Storage Power Plant:FSPP) 모두를 포함하는 개념으로 정의한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유식 발전플랜트의 부유 시스템은 선행기술의 도크 고정식과 달리 도크에 부유식으로 고정되는 것으로서, 부유 구조물(10) 전체 하중의 일부를 부력이 담당케 하고 나머지 하중을 부유 구조물(10) 자체 중력으로 지지하도록 하여 상기 부유 구조물(10)을 육상에 고정한다.
상기 부유 구조물(10)은 부력구역(11)과, 비 부력구역(12)으로 나누어지며, 상기 부유 구조물(10)의 상부 양측에는 지면에 지지되는 지지부재(30)가 설치된다.
상기 지지부재(30)는 삼각 또는 사각 형태를 포함하고, 그 외에 부유 구조물(10)을 지지할 수 있는 다른 형태들도 모두 포함한다.
또한, 상기 지지부재(30)의 내부에는 보강 프레임(31)이 일정 간격을 두고 설치되어 지지부재(30)를 견고하게 할 수 있다.
상기 부력구역(11)은 상기 부유 구조물(10)을 측면에서 볼 때, "ㅗ" 형태로 배치될 수 있다(도 3 참조). 또한, 상기 부력구역과 비 부력구역은 "ㅡ"자 형태로 구성될 수도 있다(도 4 참조).
육상에는 도크(D)가 설치되고, 그 도크(D) 안에는 해수가 채워지게 되는데, 상기 부유 구조물(10)은 육상에 설치된 도크(D) 안에 설치된다. 상기 도크(D)는 건식 도크와 습식 도크 중에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 부력구역(11)에 의해서 상기 도크(D) 안에 담긴 수면에 2/3 부유 되며, 상기 비 부력구역(12)에 의해서 수면에 1/3 잠긴 상태를 유지할 수 있다.
상기 도크(D) 상측에는 완충부재(F)가 형성되어 부유 구조물(10)이 도크(D)에 부딪혀 파손되는 것을 방지한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유식 발전플랜트의 계류 시스템에 있어서는 육상에 도크(D)를 형성하고, 그 도크(D) 안에 부유 구조물(10)을 설치한 다음, 도크(D) 안에 해수를 채운다.
이때, 상기 부력구역(11)에 의해서 부유 구조물(10)은 도크(D) 안에 담긴 수면에 2/3 부유 되며, 상기 비 부력구역(12)에 의해서 수면에 1/3 잠긴 상태를 유지할 수 있다. 상기 지지부재(30)는 부유 구조물(10)을 지면에 고정하는 역할을 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 부유 구조물 전체 하중의 일부를 부력이 담당케 하고 나머지 하중을 부유 구조물 자체 중력으로 지지하도록 하여, 부유 구조물 설치 후에도 부유(Floating) 상태에서의 고정 문제와 부유 구조물의 육상 거치 하중을 부력에 의해 줄임으로써, 계류 작업을 용이하게 할 뿐 아니라 육상 지지 면의 보강을 최소화하여 도크 건설 및 보강 비용을 절감할 수 있다.
또한, 중력에 의한 고정을 동시에 적용함으로써, 수면 운동에 의한 부유 구조물의 위치 변위를 제한할 수 있고, 파랑으로 인한 해수면 변위로 인한 부력의 증가 시에도 계획 부력 범위 이상의 부유 구조물 헐(Hull) 구역을 비 부력 공간으로 배치함으로써, 추가 부력이 발생하지 않도록 하여 부유 구조물이 해수면의 변화에 따라 움직이지 않도록 할 수 있다.
본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
10: 부유식 발전플랜트
10': 발전 플랜트
11: 부력구역
12: 비 부력구역
20: 발전 플랜트
30: 지지부재
31: 보강 프레임
D: 도크
F: 완충부재

Claims (10)

  1. 부유 구조물(10) 전체 하중의 일부를 부력이 담당케 하고 나머지 하중을 상기 부유 구조물(10) 자체 중력으로 지지하도록 하여 상기 부유 구조물(10)을 육상에 고정하고,
    상기 부유 구조물(10)은 부력구역(11)과, 비 부력구역(12)으로 나누어지고,
    상기 부유 구조물(10)은 육상에 설치된 도크(D) 안에 설치되고, 상기 부력구역(11)에 의해서 상기 도크(D) 안에 담긴 수면에 2/3 부유 되며, 상기 비 부력구역(12)에 의해서 수면에 1/3 잠긴 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 부유식 발전플랜트의 계류 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 부유 구조물(10)의 상부 양측에는 지면에 지지되는 지지부재(30)가 설치되는 것을 특징으로 하는 부유식 발전플랜트의 계류 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 부력구역(11)은 상기 부유 구조물(10)을 측면에서 볼 때, "ㅗ" 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 부유식 발전플랜트의 계류 시스템.
  5. 삭제
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 지지부재(30)는 삼각 또는 사각 형태를 포함하는 부유식 발전플랜트의 계류 시스템.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 지지부재(30)의 내부에는 보강 프레임(31)이 일정 간격을 두고 설치되는 것을 특징으로 하는 부유식 발전플랜트의 계류 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 도크(D) 상측에는 완충부재(F)가 형성되는 것을 특징으로 하는 부유식 발전플랜트의 계류 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 부유 구조물(10)에는 발전 플랜트(20)가 설치되는 것을 특징으로 하는 부유식 발전플랜트의 계류 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 부유 구조물(10)에는 액체 연료를 저장하는 연료 탱크(T)가 설치되는 것을 특징으로 하는 부유식 발전플랜트의 계류 시스템.
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