KR20120050149A - Marine structure - Google Patents

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KR20120050149A
KR20120050149A KR1020100111515A KR20100111515A KR20120050149A KR 20120050149 A KR20120050149 A KR 20120050149A KR 1020100111515 A KR1020100111515 A KR 1020100111515A KR 20100111515 A KR20100111515 A KR 20100111515A KR 20120050149 A KR20120050149 A KR 20120050149A
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KR1020100111515A
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조형욱
노석환
박유흠
최동현
송찬이
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

PURPOSE: An offshore structure is provided to rapidly increase rotating speed of impeller blades by arranging an impeller at an inlet of a seawater inflow unit where the flow velocity of seawater is increased, thereby increasing power generation. CONSTITUTION: An offshore structure(100) comprises a main body(110), a moonpool(120), a seawater inflow unit(130), an impeller(140), and a power generator(150). The moonpool vertically penetrates the main body. The seawater inflow unit is connected to the moonpool and is extended to lateral side of the moonpool. The seawater in the moonpool is flowed into the seawater inflow unit. The impeller is installed in the seawater inflow unit and blades of the impeller are rotated by the flow of the seawater. The power generator generates electricity by rotating force of the blades.

Description

해양 구조물{MARINE STRUCTURE}Marine Structures {MARINE STRUCTURE}

본 발명은 해양 구조물에 관한 것이다.The present invention relates to marine structures.

시추선은 해양에서 시추 파이프를 매설하고, 원유나 가스를 채굴하는 장비로서, 해상 플랫폼의 설치가 불가능한 심해 지역이나 파도가 심한 해상에서 원유나 가스 등의 채취 작업이 가능하도록 하고, 구조에 따라 반잠수식 시추장비(semisubmersible drilling rig)와 드릴쉽(drill ship) 등이 있으며, 해상에서의 작업을 수행하기 위하여 고도의 제작 기술이 요구된다.Drilling vessels are equipment for embedding drilling pipes in the ocean and mining crude oil or gas.It is possible to collect crude oil or gas in deep sea areas where the offshore platform cannot be installed or in the sea with severe waves. There are semisubmersible drilling rigs and drill ships, and advanced manufacturing techniques are required to carry out operations at sea.

시추선은 시추를 위한 파이프를 해저바닥으로 내려보내기 위하여 중앙에 개구로 이루어진 문풀(moonpool)이 형성되어 있는데, 문풀은 시추선의 용도 측면에서 필수 불가결한 구조이다. 그러나, 문풀 내의 유동에 의해 선박의 운항 시 저항이 증가되어 운항 성능이 떨어지는 문제가 발생한다. The drilling vessel is formed with a moonpool having an opening in the center to send the pipe for drilling down to the bottom of the sea, which is an essential structure in terms of the use of the drilling vessel. However, the resistance in the operation of the ship is increased due to the flow in the moon pool, the problem occurs that the navigation performance falls.

한편, 시추선과 같이 문풀이 설치된 선박 등 해양 구조물은 전기의 사용이 불가피하며, 특히 문풀을 통한 시추작업 등에 많은 전기의 소모를 필요로 한다. 따라서, 이러한 종래의 선박 등 해양 구조물은 디젤 등과 같은 화석 에너지를 이용한 발전기 엔진을 사용하여 전기를 생산함으로써 지속적으로 증가하는 유가에 대한 부담과 연소가스로 인한 환경 오염의 문제를 발생시키는 문제점을 가지고 있었다.On the other hand, offshore structures such as ships equipped with door pools, such as drilling vessels, are inevitable in the use of electricity, and in particular, it requires a lot of electricity for drilling operations through door pools. Therefore, such a conventional marine structure such as a ship has a problem of generating the electricity by using a generator engine using fossil energy, such as diesel, the burden of continuously increasing oil prices and the problem of environmental pollution due to combustion gas. .

본 발명의 실시예들은 문풀 내의 해수 운동 에너지를 전기에너지로 변환시킴으로써 필요한 전기를 생산하도록 하고, 이로 인해 화석에너지의 사용으로 인한 비용 증가와 환경 오염을 방지할 수 있는 해양 구조물을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention to produce the required electricity by converting the seawater kinetic energy in the moon pool into electrical energy, thereby providing a marine structure that can prevent the increase in costs and environmental pollution due to the use of fossil energy.

본 발명의 일측면에 따르면, 본체; 상기 본체를 상하 방향으로 관통하는 문풀; 상기 문풀에 연결되어 상기 문풀 내부의 해수가 유입될 수 있도록 형성되며, 상기 문풀의 측방으로 연장되는 해수유입부; 상기 해수유입부에 설치되며, 해수의 유동에 의해 회전되는 날개를 포함하는 임펠러; 및 상기 날개의 회전력에 의해 전기를 발생시키는 발전기가 포함되는 해양 구조물을 제공할 수 있다.According to one aspect of the invention, the main body; Moon pull penetrating the main body in the vertical direction; A seawater inflow portion connected to the moonpool so that seawater inside the moonpool flows in and extending to the side of the moonpool; An impeller installed on the seawater inlet and including a wing that rotates by the flow of seawater; And it may provide a marine structure including a generator for generating electricity by the rotational force of the blade.

또한, 상기 해수유입부의 하측으로는 해수가 유입되고, 상기 해수유입부의 상측은 공기에 노출되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물을 제공할 수 있다.In addition, the seawater is introduced into the lower portion of the seawater inlet, the upper portion of the seawater inlet can be provided to the offshore structure, characterized in that exposed to the air.

또한, 상기 해수유입부의 상부는 개구되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물을 제공할 수 있다.In addition, the upper portion of the sea water inlet may provide an offshore structure, characterized in that the opening.

또한, 상기 임펠러는 상기 해수유입부의 입구부에 설치되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물을 제공할 수 있다.In addition, the impeller may provide a marine structure, characterized in that installed in the inlet portion of the sea water inlet.

또한, 상기 문풀의 내측과 상기 해수유입부 사이를 유동하는 해수의 흐름에 대하여 가로놓이도록 다수로 배열되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물을 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide an offshore structure, characterized in that arranged in a plurality to intersect the flow of seawater flowing between the inside of the door pool and the seawater inlet.

또한, 상기 해수유입부는 상기 본체의 후측에 위치되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물을 제공할 수 있다.In addition, the sea water inlet may provide an offshore structure, characterized in that located on the rear side of the body.

본 발명의 실시예들은 문풀 내의 해수 운동에너지를 전기에너지로 변환시킴으로써 필요한 전기를 생산할 수 있으며, 이로 인해 화석에너지의 사용으로 인한 비용 증가와 환경 오염을 방지할 수 있다.Embodiments of the present invention can produce the required electricity by converting the seawater kinetic energy in the moon pool into electrical energy, thereby preventing the cost increase and environmental pollution due to the use of fossil energy.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 구성을 도시한 구성도이고,
도 2는 도 1의 임펠러를 도시한 정면도이고,
도 3은 해수유입부에서 유속의 증가를 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram showing a configuration of an offshore structure according to an embodiment of the present invention,
2 is a front view showing the impeller of FIG. 1,
3 is a view for explaining the increase in the flow rate in the sea water inlet.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 구성을 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1의 임펠러를 도시한 정면도이다.1 is a block diagram showing the configuration of an offshore structure according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a front view showing the impeller of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해상 구조물(100)은, 본체(110), 본체(110)를 상하 방향으로 관통하는 문풀(moonpool; 120)의 내측에 형성되는 해수유입부(130)와, 해수유입부(130)에 설치되는 임펠러(impeller; 140)와, 임펠러(140)에 연결되는 발전기(150)를 포함할 수 있다.1 and 2, the marine structure 100 according to an embodiment of the present invention is formed inside the moonpool 120 that penetrates the main body 110 and the main body 110 in a vertical direction. The seawater inlet 130, an impeller 140 installed in the seawater inlet 130, and a generator 150 connected to the impeller 140 may be included.

해양 구조물(100)은 시추선, 해양 플랜트 등 문풀이 형성된 임의의 부유식 구조체일 수 있으며, 본 실시예에서는 시추선을 예로 설명하겠다. 여기서, 본체(110)는 선체에 대응될 수 있다.The offshore structure 100 may be any floating structure in which a door pool, such as a drilling vessel or an offshore plant, is formed. In this embodiment, the drilling vessel will be described as an example. Here, the main body 110 may correspond to the hull.

문풀(120)은 본체(110)를 상하 방향으로 관통하도록 형성되며, 시추 파이프가 문풀(120)을 통과하여 설치될 수 있다.The door pool 120 is formed to penetrate the body 110 in the vertical direction, and the drilling pipe may be installed through the door pool 120.

해수유입부(130)는 문풀(120)과 연결되어 해수가 유입 및 유출될 수 있는 공간으로 정의된다. 예를 들어, 해수유입부(130)는 문풀(120)과 연결되며, 문풀(120)의 측방으로 연장되는 홈 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 해수유입부(130)의 입구부는 문풀(120)과 해수유입부(130)의 경계측을 의미하며, 문풀(120)의 측방은 본체(110)의 전후 좌우 방향을 포함한 임의의 방향을 의미한다.Seawater inlet 130 is defined as a space that is connected to the moon pool 120 can be inflow and outflow of seawater. For example, the seawater inlet 130 may be connected to the door pool 120 and may be formed in a groove shape extending to the side of the door pool 120. Here, the inlet portion of the seawater inflow portion 130 means a boundary side between the moon pool 120 and the seawater inflow portion 130, and the side of the moonpool 120 may have any direction including the front, rear, left, and right directions of the main body 110. it means.

본 실시예에서는, 해수유입부(130)가 문풀(120)의 상단과 연결되어, 해수유입부(130)의 하측에는 해수가 유입되고 상측은 공기에 노출되는 것을 예로 설명하겠다. 즉, 본 실시예에서 해수유입부(130)는 문풀(120)을 형성하는 본체(110)의 일측벽의 상단부가 측방으로 절곡되어 연장됨으로써 형성될 수 있으며, 문풀(120) 상측의 해수가 해수유입부(130)로 유입될 수 있다. 이때, 해수유입부(130)는 상부가 개구되도록 형성될 수 있다. 즉, 해수유입부(130)는 문풀(120)의 일측에 계단 형태로 단차진 부위일 수 있다.In this embodiment, the seawater inlet 130 is connected to the upper end of the moon pool 120, seawater is introduced into the lower side of the seawater inlet 130, the upper side will be described as an example to be exposed to the air. That is, in this embodiment, the seawater inlet 130 may be formed by extending the upper end of one side wall of the main body 110 forming the door pool 120 to the side, seawater above the door pool 120 It may flow into the inlet 130. At this time, the seawater inlet 130 may be formed so that the upper portion is opened. That is, the seawater inlet 130 may be a stepped portion in the form of a step on one side of the door pool 120.

또한, 본 실시예에서는 해수유입부(130)가 문풀(120)의 후측, 즉 본체(110)의 후방(선미측, 도 1의 좌측)으로 연장되는 형태로 형성되는 것을 예로 설명하겠다. 해양 구조물(100)은 선수 방향(도 1의 화살표 방향)으로 진행하므로, 해수유입부(130)를 문풀(120)의 선미측에 배치시킴으로써 해양 구조물(100)의 운항 시 해수유입부(130)로 유입되는 유속이 증가할 수 있다.In addition, in the present embodiment will be described as an example that the seawater inlet 130 is formed in the form of extending to the rear side of the moon pool 120, that is, the rear (stern side, the left side of Figure 1) of the main body 110. Since the offshore structure 100 proceeds in the bow direction (arrow direction in FIG. 1), the seawater inflow portion 130 is disposed at the stern side of the moon pool 120, so that the seawater inflow portion 130 when the offshore structure 100 is operated. The flow rate into the furnace can be increased.

임펠러(140)는 물에 잠길 수 있도록 해수유입부(130)에 설치되며, 문풀(120)의 내측과 해수유입부(130) 사이를 이동하는 해수의 유동에 의해 회전하도록 설치된다. 또한, 임펠러(140)는 비교적 해수의 유동이 활발한 해수유입부(130)의 끝단에 설치됨으로써 발전기(150)의 발전에 필요한 회전력을 충분히 얻을 수 있다. The impeller 140 is installed in the seawater inlet 130 so as to be immersed in water, and is installed to rotate by the flow of seawater moving between the inside of the door pool 120 and the seawater inlet 130. In addition, the impeller 140 is installed at the end of the seawater inlet 130 is relatively active in the flow of seawater can sufficiently obtain the rotational force required for power generation of the generator 150.

도 3은 해수유입부에서 유속의 증가를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the increase in the flow rate in the sea water inlet.

도 3을 참조하면, 수심이 h1인 곳의 유속이 U일 때, 수심이 h2인 곳의 유속은 Uh1/h2에 해당된다. 즉, 수심이 더 낮은 곳의 유속이 깊은 곳의 유속보다 빠르다. 이를 본 발명의 실시예에 적용하면, 문풀(120)에서의 유속보다 해수유입부(130)에서의 유속이 더 빠르다는 것을 알 수 있다. 즉, 해수의 유속이 빨라지는 해수유입부(130)의 입구부에 임펠러(140)를 배치함으로써 날개(142)의 회전속도를 빠르게 할 수 있고, 그에 따라 발전량을 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 3, when the flow velocity at the depth h1 is U, the flow velocity at the depth h2 corresponds to Uh1 / h2. That is, the flow rate at the lower depth is faster than the flow rate at the deep. When applied to the embodiment of the present invention, it can be seen that the flow rate in the seawater inlet 130 is faster than the flow rate in the moon pool 120. That is, by placing the impeller 140 at the inlet portion of the seawater inlet 130 where the flow rate of the seawater is increased, the rotational speed of the wing 142 can be increased, thereby improving the amount of power generated.

임펠러(140)는 해수유입부(130)의 연장 방향(도 1에서 선수미 방향)으로 개방되도록 형성되는 하우징(141) 내에 회전 가능하게 날개(142)가 설치되는 구조를 가질 수 있고, 다수로 이루어져서 일렬로 배열될 수 있는데, 해수의 운동에너지를 최대한 활용하기 위하여 해수유입부(130)의 입구부에 해수 유동에 가로놓이도록 배치될 수 있다.Impeller 140 may have a structure in which the wing 142 is rotatably installed in the housing 141 is formed to open in the extending direction of the seawater inlet 130 (forehead in Figure 1), It can be arranged in a line, in order to maximize the kinetic energy of the sea water may be arranged to intersect the seawater flow in the inlet of the seawater inlet 130.

해수유입부(130)에 임펠러(140)가 해수 유동에 대하여 가로놓이도록 배열됨으로써 문풀(120)의 내측에서 선미측의 벽면으로 강하게 유입되는 해수의 대부분이 임펠러(140)를 지나가게 됨으로써 많은 회전에너지를 획득할 수 있으며, 이로 인해 발전기(150)로부터 충분한 양의 전기 생산을 가능하도록 한다. 또한 임펠러(140)와 해수의 충돌로 인해 문풀(120) 내에서의 해수 유동을 저감시킬 수 있다.Since the impeller 140 is arranged in the seawater inlet 130 so as to cross the seawater flow, most of the seawater flowing strongly into the wall surface of the stern side from the inside of the door pool 120 passes through the impeller 140, thereby rotating a lot. Energy can be obtained, thereby enabling a sufficient amount of electricity production from the generator 150. In addition, the seawater flow in the moon pool 120 may be reduced due to the impact of the impeller 140 and the seawater.

발전기(150)는 임펠러(140)의 회전축에 직접 연결되거나, 기어 어셈블리나 벨트 등의 동력전달부재를 사용하여 간접적으로 연결됨으로써 임펠러(140)로부터 회전력을 전달받으며, 임펠러(140)의 회전력에 의해 전기를 발생시킨다. The generator 150 is directly connected to the rotating shaft of the impeller 140, or indirectly connected by using a power transmission member such as a gear assembly or a belt to receive a rotational force from the impeller 140, and by the rotational force of the impeller 140 Generate electricity.

한편, 발전기(150)로부터 생성되는 전기는 불완전한 주파수, 전류, 전압을 정해진 형태의 전기에너지로 변환되고, 선체(110)에서 전기를 필요로 하는 수요처(160)로 공급될 수 있다. 이때, 발전기(150)로부터 발전된 전기 중에서 사용하고 남은 전기는 축전지(170)에 저장되도록 함으로써 필요할 때 전력을 공급하도록 한다. Meanwhile, the electricity generated from the generator 150 may be converted into incomplete frequency, current, and voltage into electrical energy of a predetermined form, and may be supplied from the hull 110 to the demand destination 160 requiring electricity. At this time, the electricity remaining from the electricity generated from the generator 150 is stored in the storage battery 170 to supply power when necessary.

이상과 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that you can. For example, those skilled in the art can change the material, size, etc. of each component according to the application field, or combine or replace the embodiments in a form that is not clearly disclosed in the embodiments of the present invention, this is also the present invention It will not go beyond the scope of the. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, and that such modified embodiments are included in the technical idea described in the claims of the present invention.

100 : 해양구조물 110 : 본체
120 : 문풀 130 : 해수유입부
140 : 임펠러 141 : 하우징
142 : 날개 150 : 발전기
160 : 수요처 170 : 축전지100: offshore structure 110: main body
120: moon pool 130: seawater inlet
140: impeller 141: housing
142: wing 150: generator
160: demand 170: storage battery

Claims (6)

본체;
상기 본체를 상하 방향으로 관통하는 문풀;
상기 문풀에 연결되어 상기 문풀 내부의 해수가 유입될 수 있도록 형성되며, 상기 문풀의 측방으로 연장되는 해수유입부;
상기 해수유입부에 설치되며, 해수의 유동에 의해 회전되는 날개를 포함하는 임펠러; 및
상기 날개의 회전력에 의해 전기를 발생시키는 발전기가 포함되는 해양 구조물.main body;
Moon pull penetrating the main body in the vertical direction;
A seawater inflow portion connected to the moonpool so that seawater inside the moonpool flows in and extending to the side of the moonpool;
An impeller installed on the seawater inlet and including a wing that rotates by the flow of seawater; And
Offshore structure comprising a generator for generating electricity by the rotational force of the blade. 제 1 항에 있어서,
상기 해수유입부의 하측으로는 해수가 유입되고,
상기 해수유입부의 상측은 공기에 노출되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.The method of claim 1,
Sea water is introduced into the bottom of the sea water inlet,
The upper side of the sea water inlet is offshore structure, characterized in that exposed to air. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 해수유입부의 상부는 개구되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.The method according to claim 1 or 2,
The marine structure, characterized in that the upper portion of the sea water inlet opening. 제 1 항에 있어서,
상기 임펠러는 상기 해수유입부의 입구부에 설치되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.The method of claim 1,
The impeller is marine structure, characterized in that installed in the inlet portion of the sea water inlet. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 임펠러는 상기 문풀의 내측과 상기 해수유입부 사이를 유동하는 해수의 흐름에 대하여 가로놓이도록 다수로 배열되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.The method according to claim 1 or 4,
The impeller is a marine structure, characterized in that it is arranged in plurality so as to cross with respect to the flow of seawater flowing between the inside of the door pool and the seawater inlet. 제 1 항에 있어서,
상기 해수유입부는 상기 본체의 후측에 위치되는 것을 특징으로 하는 해양 구조물.The method of claim 1,
The seawater inlet is characterized in that located on the rear side of the body structure.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101488935B1 (en) * 2013-10-04 2015-02-03 삼성중공업(주) Power generation method and marine structure

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