KR20130036405A

KR20130036405A - 고정식 유체이송장치

Info

Publication number: KR20130036405A
Application number: KR1020110100450A
Authority: KR
Inventors: 황인순; 조봉현
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2011-10-04
Filing date: 2011-10-04
Publication date: 2013-04-12

Abstract

본 발명은 부유식 해양구조물에서 원유 또는 가스 등을 이송시키는 유체이송장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안정성과 내구성이 우수한 고정식 유체이송장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 고정식 유체이송장치는 부유식 해양구조물의 탱크 바닥면에 근접하여 설치된 펌프케이싱, 회전축에 의해 상기 펌프케이싱 내에 회전가능하게 설치된 회전자, 및 상기 회전자에 대해 고정적으로 설치된 고정자를 가진 이송펌프; 및 상기 이송펌프의 펌프케이싱을 고정적으로 지지하는 지지브라켓;을 포함하고, 상기 회전자의 회전축 하단에는 임펠러 및 스파이럴 인듀서가 설치되며, 상기 펌프케이싱의 하단에는 흡입구가 형성되고, 상기 흡입구는 상기 지지브라켓의 배치구조에 의해 탱크 바닥면에 근접하여 이격되게 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

고정식 유체이송장치{FIXED FLUID OFFLOADING APPARATUS}

본 발명은 부유식 해양구조물에서 원유 또는 가스 등을 이송시키는 유체이송장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안정성과 내구성이 우수한 고정식 유체이송장치에 관한 것이다.

FPSO 등과 같은 부유식 해양구조물은 해저에서 채굴된 원유 또는 가스를 정제하여 저장하고, 이를 셔틀 탱커나 LNG 캐리어 등으로 원유 또는 가스를 하역하도록 구성된다.

부유식 해양구조물은 저장기능을 하는 하부선체(hull)구조와 원유생산/처리기능을 하는 상부설비(topsides)로 구성된다.

한편, FPSO 등과 같은 부유식 해양구조물은 20년 이상 해상에서 부유하고, 이에 도크(dock) 측에서 보수 및 수리를 받지 못하고 해상에서 대부분의 작업이 이루어진다. 부유식 해양구조물에는 선체의 상부설비를 안전하게 보호하기 위한 다양한 복수의 감지 및 안전 장치가 설치되어 있고, 어떠한 누설이 발생하더라도 상부설비의 운전정지(shut-down) 상태에 이르지 못하도록 장비의 선정 및 배치 설계에 주의가 필요하다.

또한, 부유식 해양구조물에는 저장된 원유 또는 가스 등과 같은 유체를 셔트 탱커(shuttle tanker) 또는 LNG carrier 등과 같은 운반선으로 이송(OFFLOADING)시키는 유체이송시스템이 구비되어 있다. 이러한 유체이송시스템은 오프로딩펌프, 오프로딩 암, 오프로딩 호스 등을 통해 부유식 해양구조물의 탱크로부터 원유 또는 가스를 운반선의 저장탱크 측으로 오프로딩하도록 구성된다.

한편, 종래의 부유식 해양구조물의 탱크에는 오프로딩펌프가 이동하는 구조(retractable type)로 설치됨에 따라 탱크 내의 유체를 제거하지 않은 상태에서도 보수 및 수리를 수행할 수 있도록 구성되어 있다.

하지만, 이러한 이동식 오프로딩펌프는 그 이동가능한 구조로 인해 누설방지를 위한 완벽한 밀봉이 효과적으로 구현되지 못하고, 또한 부유식 해양구조물이 해상의 날씨나 파도 등으로 인해 다양한 외력의 영향을 받는 점에서 안정성 및 내구성이 취약한 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 부유식 해양구조물의 탱크 내에 고정식으로 설치되어 내구성 및 안정성이 우수한 고정식 유체이송장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 부유식 해양구조물의 탱크 내에 설치되는 고정식 유체이송장치로서, 부유식 해양구조물의 탱크 바닥면에 근접하여 설치된 펌프케이싱, 회전축에 의해 상기 펌프케이싱 내에 회전가능하게 설치된 회전자, 및 상기 회전자에 대해 고정적으로 설치된 고정자를 가진 이송펌프; 및 상기 이송펌프의 펌프케이싱을 고정적으로 지지하는 지지브라켓;을 포함하고, 상기 회전자의 회전축 하단에는 임펠러 및 스파이럴 인듀서가 설치되며, 상기 펌프케이싱의 하단에는 흡입구가 형성되고, 상기 흡입구는 상기 지지브라켓의 배치구조에 의해 탱크 바닥면에 근접하여 이격되게 설치되는 것을 특징으로 하는 고정식 유체이송장치를 제공한다.

상기 펌프케이싱의 일측 외주면에는 환형의 플랜지부가 형성되고, 상기 지지브라켓과 상기 펌프케이싱의 플랜지부 사이에는 연결편이 체결구를 통해 연결됨으로써 상기 펌프케이싱은 상기 지지브라켓 측에 지지되는 것을 특징으로 한다.

상기 지지브라켓은 상기 탱크 내에 설치된 펌프타워 측에 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 펌프케이싱의 상단에는 토출구가 형성되고, 상기 토출구에는 이송배관이 연결되며, 상기 이송배관은 상기 탱크의 상단 외측으로 연장되는 것을 특징으로 한다.

상기 펌프케이싱의 토출구 측에는 체크밸브가 설치되고, 상기 체크밸브에 의해 탱크 내에서 유체가 역류됨이 방지된다.

상기 펌프 케이싱의 흡입구는 하부방향으로 갈수록 그 폭이 넓어지는 디퓨저 구조인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면은 부유식 해양구조물의 탱크 내에 고정되는 고정식 유체이송장치로서, 부유식 해양구조물의 탱크 바닥면에 근접하여 설치된 이송펌프; 및 상기 이송펌프를 고정적으로 지지하는 지지브라켓;을 포함하고, 상기 이송펌프의 흡입구는 상기 탱크의 바닥면과 일정간격으로 이격되게 설치되며, 상기 지지브라켓은 상기 탱크 내에 고정적으로 설치되고, 상기 지지브라켓은 상기 이송펌프의 일측 외주면을 고정적으로 지지하는 것을 특징으로 하는 고정식 유체이송장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면은 부유식 해양구조물의 탱크 내에 설치되는 유체이송장치로서, 부유식 해양구조물의 탱크(2)로 유체를 공급하거나 외부로 배출하는 이송펌프(10)를 상기 탱크(2) 내부 바닥면 인근 상부에 고정되도록 설치하는 것;을 특징으로 하는 고정식 유체이송장치를 제공한다.

2 이상의 기둥(31)으로 형성되며, 보강부재(32)에 의해 각 기둥이 연결되는 펌프타워(30);를 더 포함하되, 상기 이송펌프(10)는 상기 펌프타워(30)에 연결되어 고정되는 것;을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 이송펌프의 펌프케이싱이 부유식 해양구조물의 탱크 바닥면에 근접하여 지지브라켓을 통해 견고하게 고정됨에 따라 누설방지효과가 향상되고, 또한 날씨 또는 파도 등으로 인한 외력을 받더라도 탱크 내에 견고하게 고정된 구조에 의해 그 내구성 및 안정성이 향상되어 유체의 이송효율을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정식 유체이송장치를 도시한 부분 절취단면도이다.
도 2의 (a)는 본 발명에 따른 고정식 유체이송장치가 장착된 탱크 내부를 개략적으로 도시한 도면이고, (b)는 펌프타워의 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정식 유체이송장치를 도시한 도면이고, 도 2의 (a)는 본 발명에 따른 고정식 유체이송장치가 장착된 탱크 내부를 개략적으로 도시한 도면이고, (b)는 펌프타워의 평면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 고정식 유체이송장치는 이송펌프(10) 및 이송펌프(10)를 지지하는 지지브라켓(20)을 포함한다.

이송펌프(10)는 FPSO 등과 같은 부유식 해양구조물의 탱크(2) 내에 고정적으로 설치되고, 이송펌프(10)는 탱크(2) 내에 저장된 원유 또는 액화가스 등과 같은 유체 내에 잠수되는 잠수식 펌프(submerged electric motored pump)이며, 또한 원심력에 의해 원유 또는 액화가스 등의 유체를 이송시키는 원심펌프이다.

한편, 부유식 해양구조물의 탱크(2) 내에는, 2이상의 기둥(31)을 설치하고, 보강부재(32)로 각 기둥을 연결하는 펌프타워(30)를 설치할 수 있다.

도 2에는 3개의 기둥(31)이 삼각형의 꼭지점을 이루고 보강부재(32)가 3개의 기둥 사이를 지그재그로 연결하여 구조가 보강되는 펌프타워(30)를 도시하였는데, 2개의 기둥(31)은 그 내부로 유체가 통과하는 유체 이송용 기둥이며, 나머지 1개의 기둥(31)은 펌프 케이슨 또는 펌프 웰로서 이송펌프(10)와 관련된 전기케이블 등이 통과하도록 구성된다.

그리고, 유체 이송용 기둥에는 이송펌프(10)가 2개씩 설치(각각 50%씩 가동하거나, 1개를 메인을 가동하고 나머지 1개를 emergency 용으로 stanby 시키도록 구성됨)될 수 있다.

이송펌프(10)는 부유식 해양구조물의 탱크(2)의 바닥면(2a)에 근접하여 설치된 펌프케이싱(11), 회전축(12a)에 의해 펌프케이싱(11) 내에 회전가능하게 설치된 회전자(12), 및 회전자(12)에 대해 고정적으로 설치된 고정자(13)를 가진다.

펌프케이싱(11)은 그 하단에 흡입구(15)가 형성되고, 그 상단에는 토출구(16)가 형성된다. 펌프케이싱(11)의 하측 외주면에는 플랜지부(19)가 외경방향으로 돌출하고, 이 플랜지부(19)는 지지브라켓(20)측에 연결됨으로써 펌프케이싱(11)은 지지브라켓(20)에 고정적으로 지지되도록 구성된다. 그리고, 펌프케이싱(11)의 상단 일측에는 정션박스(18)가 배치되어 있다.

회전자(12)는 회전축(12a)을 통해 펌프케이싱(11)의 중심부에서 회전가능하게 설치되고, 고정자(13)는 회전자(12)의 외경방향에 고정적으로 설치된다. 회전자(12)의 회전축(12a) 하단에는 임펠러(14a) 및 스파이럴 인듀서(14b)가 설치된다.

펌프케이싱(11)의 흡입구(15)는 하부방향으로 갈수록 그 폭이 넓어지는 디퓨저 구조로 구성되고, 펌프케이싱(11)의 흡입구(15)는 지지브라켓(20)의 배치구조에 의해 탱크(2)의 바닥면(2a)에 근접하여 이격되게 설치된다. 이에 임펠러(14a) 및 스파이럴 인듀서(14b) 등의 작동에 의해 유체가 흡입구(15)를 통해 펌프케이싱(11) 내로 흡입된 후에 토출구(16) 측으로 토출된다.

펌프케이싱(11)는 상측케이싱(11a), 중간케이싱(11b), 하측케이싱(11c)이 상호 조립되도록 구성되고, 각 케이싱(11a, 11b, 11c)들의 서로 결합되는 단면에는 외경방향으로 플랜지부(19)들이 각각 돌출한다. 이에 상측케이싱(11a), 중간케이싱(11b), 하측케이싱(11c)들은 서로 인접하는 플랜지부(19)들에 체결구 및 밀봉부재가 설치됨에 따라 견고하고 밀봉적으로 결합될 수 있다.

한편, 펌프케이싱(11)의 하측 플랜지부(19)에는 지지브라켓(20)이 인접하고, 지지브라켓(20)과 펌프케이싱(11)의 하측 플랜지부(19) 사이에는 연결편(21)이 체결구(22)를 통해 고정되며, 이에 펌프케이싱(11)의 하측 외주면은 지지브라켓(20) 측에 견고하게 연결되어 지지될 수 있다.

그리고, 지지브라켓(20)은 탱크(2)의 바닥면(2a)에 근접하게 배치됨으로써 이송펌프(10)의 흡입구(15)는 탱크(2)의 바닥면(2a)에 근접하여 이격되어 설치된다. 또한, 지지브라켓(20)은 탱크(2) 내에 설치된 펌프타워(30) 측에 연결됨으로써 이송펌프(10)를 탱크(2) 내에 보다 견고하고 안정적으로 고정지지시킬 수 있다.

펌프케이싱(11)의 상단에는 토출구(16)가 형성되고, 토출구(16)에는 이송배관(17)이 연결되며, 이송배관(17)은 탱크(2)의 상단 외측으로 연장된다.

그리고, 펌프케이싱(11)의 토출구(16)에 인접하여 체크밸브(16a)가 설치되고, 이러한 체크밸브(16a)에 의해 탱크 내에서 유체가 역류됨이 방지될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 이송펌프(10)가 탱크(2) 내의 유체 내에 잠수된 후에 지지브라켓(20)을 통해 탱크(2)의 바닥면(2a)에 근접하여 고정된 구조로 인해 유체의 누설 등이 확실하게 방지될 수 있고, 또한 부유식 해양구조물 측에 발생하는 외력의 영향을 받지 않음으로써 그 내구성 및 안정성이 향상되는 장점이 있다.

특히, 본 발명은 고정식 구조로 구성됨에 따라 실험적(prototye)이지 않고, 수많은 LNGC를 통해 성능과 무결점이 입증되었으며, 내구성 및 견고성이 우수하여 사용수명 및 유지/보수 간격이 길어지고, 누설발생률이 상대적으로 적어 위험율이 낮으며, 전체 비용이 상대적으로 저렴해지는 장점이 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

2: 탱크 2a: 바닥면
10: 이송펌프 11: 펌프케이싱
12: 회전자 13: 고정자
14a: 임펠러 14b: 스파이럴 인듀서
15: 흡입구 16: 토출구
17: 이송배관 18: 정션박스
20: 지지브라켓 21: 연결편

Claims

부유식 해양구조물의 탱크 내에 설치되는 유체이송장치로서,
부유식 해양구조물의 탱크 바닥면(2a)에 근접하여 설치된 펌프케이싱(11), 회전축(12a)에 의해 상기 펌프케이싱(11) 내에 회전가능하게 설치된 회전자(12), 및 상기 회전자(12)에 대해 고정적으로 설치된 고정자(13)를 가진 이송펌프(10); 및
상기 이송펌프(10)의 펌프케이싱(11)을 고정적으로 지지하는 지지브라켓(20);을 포함하고,
상기 회전자(12)의 회전축(12a) 하단에는 임펠러(14a) 및 스파이럴 인듀서(14b)가 설치되며, 상기 펌프케이싱(11)의 하단에는 흡입구(15)가 형성되고, 상기 흡입구(15)는 상기 지지브라켓(20)의 배치구조에 의해 탱크 바닥면에 근접하여 이격되게 설치되는 것;
을 특징으로 하는 고정식 유체이송장치.
청구항 1항에 있어서,
상기 펌프케이싱(11)의 일측 외주면에는 환형의 플랜지부(19)가 형성되고, 상기 지지브라켓(20)과 상기 펌프케이싱의 플랜지부(19) 사이에는 연결편(21)이 체결구(22)를 통해 연결됨으로써 상기 펌프케이싱(11)은 상기 지지브라켓(20) 측에 고정적으로 지지되는 것;
을 특징으로 하는 고정식 유체이송장치.
청구항 2항에 있어서,
상기 지지브라켓(20)은 상기 탱크(2) 내에 설치된 펌프타워 측에 연결되는 것;
을 특징으로 하는 고정식 유체이송장치.
청구항 1항에 있어서,
상기 펌프케이싱(11)의 상단에는 토출구(16)가 형성되고, 상기 토출구(16)에는 이송배관(17)이 연결되며, 상기 이송배관(17)은 상기 탱크(2)의 상단 외측으로 연장되는 것;
을 특징으로 하는 고정식 유체이송장치.
청구항 4항에 있어서,
상기 펌프케이싱(11)의 토출구(16) 측에는 체크밸브(16a)가 설치되고, 상기 체크밸브(16a)에 의해 탱크(2) 내에서 유체가 역류됨이 방지되는 것;
을 특징으로 하는 고정식 유체이송장치.
청구항 1항에 있어서,
상기 펌프 케이싱(11)의 흡입구(15)는 하부방향으로 갈수록 그 폭이 넓어지는 디퓨저 구조인 것을 특징으로 하는 고정식 유체이송장치.
부유식 해양구조물의 탱크 내에 고정되는 유체이송장치로서,
부유식 해양구조물의 탱크(2) 바닥면(2a)에 근접하여 설치된 이송펌프(10); 및
상기 이송펌프(10)를 고정적으로 지지하는 지지브라켓(20);을 포함하고,
상기 이송펌프(10)의 흡입구(15)는 상기 탱크(2)의 바닥면(2a)과 일정간격으로 이격되게 설치되며, 상기 지지브라켓(20)은 상기 탱크(2) 내에 고정적으로 설치되고, 상기 지지브라켓(20)은 상기 이송펌프(10)의 일측 외주면을 고정적으로 지지하는 것;
을 특징으로 하는 고정식 유체이송장치.
부유식 해양구조물의 탱크 내에 설치되는 유체이송장치로서,
부유식 해양구조물의 탱크(2)로 유체를 공급하거나 외부로 배출하는 이송펌프(10)를 상기 탱크(2) 내부 바닥면 인근 상부에 고정되도록 설치하는 것;
을 특징으로 하는 고정식 유체이송장치.
청구항 8에 있어서,
2 이상의 기둥(31)으로 형성되며, 보강부재(32)에 의해 각 기둥이 연결되는 펌프타워(30);를 더 포함하되,
상기 이송펌프(10)는 상기 펌프타워(30)에 연결되어 고정되는 것;
을 특징으로 하는 고정식 유체이송장치.