KR20140056552A

KR20140056552A - 부유식 해양구조물의 발전실 방화 격벽 설치구조

Info

Publication number: KR20140056552A
Application number: KR1020120120524A
Authority: KR
Inventors: 이영만
Original assignee: 주식회사 디섹
Priority date: 2012-10-29
Filing date: 2012-10-29
Publication date: 2014-05-12

Abstract

발전플랜트가 탑재된 부유식 해양구조물의 발전실 방화 격벽 설치구조를 개시한다.
발전플랜트가 탑재된 부유식 해양구조물의 발전실 방화 격벽 설치구조는 선체 내부에 발전실을 설치하고, 상기 발전실을 복수개의 발전실로 구획한 후, 상기 발전실 사이 사이에 방화 격벽을 형성한다.

Description

부유식 해양구조물의 발전실 방화 격벽 설치구조 및 그 설치구조를 이용한 발전실 소화방법{Watertight Bulkhead Install Structure of Floating Facility Plant and Fire Extinguish Method of Generator Room Using the Structure}

본 발명은 전력을 생산하는 발전플랜트가 탑재되는 부유식 해양구조물에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 발전실을 선체의 화물창 데크 하부로 배치하되, 발전실을 복수개로 구획하고, 그 발전실 사이에 방화기능을 하는 격벽(Watertight bulkhead)을 형성함으로써, 어느 한쪽의 발전실에 화재가 발생하더라도 다른 쪽의 발전실로 화재가 번지지 않도록 하여 주엔진의 전소(全燒)를 방지하고, 수밀 작용에 의하여 선체의 침몰을 방지하며, 작업자의 피난 도피가 용이한 부유식 해양구조물의 발전실 방화 격벽 설치구조 및 발전실 소화방법에 관한 것이다.

근래 LNG(Liquefied Natural Gas)나 LPG(Liquefied Petroleum Gas) 등의 액화가스의 소비량이 전 세계적으로 급증하고 있는 추세이다.

액화가스는 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 액화된 상태로 액화가스 운반선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다.

LNG나 LPG 등의 액화가스는 천연가스 혹은 석유가스를 극저온(LNG의 경우 대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로, 가스 상태일 때보다 그 부피가 대폭적으로 감소하므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

액화가스 운반선은 액화가스를 싣고 바다를 운항하여 육상 소요처에 이 액화가스를 하역하기 위한 선박이며, 이를 위해, 액화가스의 극저온에 견딜 수 있는 저장탱크(흔히, '화물창'이라 함)를 포함한다.

이와 같이 극저온 상태의 액화가스를 저장할 수 있는 저장탱크가 마련된 해상 구조물의 예로서는 액화가스 운반선 이외에도 LNG RV (Regasification Vessel)와 같은 선박이나 LNG FSRU (Floating Storage and Regasification Unit), LNG FPSO (Floating, Production, Storage and Off-loading)와 같은 구조물 등을 들 수 있다.

LNG RV는 자력 항해 및 부유 가능한 액화가스 운반선에 LNG 재기화 설비를 설치한 것이고, LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 액화 천연가스를 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 액화 천연가스를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 해상 구조물이다.

그리고, LNG FPSO는 채굴된 천연가스를 해상에서 정제한 후 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 해상 구조물이다.

천연가스의 액화 온도는 상압에서 약 -163℃의 극저온이므로, LNG는 그 온도가 상압에서 -163℃ 보다 약간만 높아도 증발된다.

종래의 LNG 운반선의 경우를 예를 들어 설명하면, LNG 운반선의 LNG 저장탱크는 단열처리가 되어 있기는 하지만, 외부의 열이 LNG에 지속적으로 전달되므로, LNG 운반선에 의해 LNG를 수송하는 도중에 LNG가 저장탱크 내에서 지속적으로 기화되어 저장탱크 내에 증발가스(BOG; Boil-Off Gas)가 발생한다.

선박에서 배출되는 폐기가스 중 국제 해사 기구(International Maritime Organization)의 규제를 받고 있는 것은 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx), 그리고 이산화탄소이다. 특히, 질소산화물(NOx)과 황산화물(SOx)의 경우, 1997년 해상오염 방지협약(MARPOL; The Prevention of Marine Pollution from Ships) 의정서를 통하여 제기되고, 8년이라는 긴 시간이 소요된 후 2005년 5월에 발효요건을 만족하여 현재 강제규정으로 이행되고 있다.

참고로, 선박에 사용되는 주엔진은 2 스트로크 엔진(Low Speed Disel Engine)으로 HFO(Heavy fuel oil), MDO(Marine disel oil), MGO(Marin gas oil)을 주연료로 하며, 압축 착화방식으로 작동한다.

즉, 실린더와 피스톤에서 구동되는 피스톤에 의해 실린더에 의해 실린더 공간으로 흡입되는 공기를 고온과 고압으로 압축하여 연료를 매우 미세하게 분사하면 내부의 고온에 의해 별도의 점화장치 없이 폭발하며, 여기서 얻은 폭발력에 의해 구동축에 동력을 얻게 된다.

또한, 선박에 사용되는 엔진으로 ME엔진(전자 제어엔진)이 개발되어 적용중이다. 기존의 캠 구동 엔진에서는 100% 부하 등의 지정된 한 부하에서만 연소가 최적화되던 것이, 상기 전자제어 엔진에서는 각 부분 부하에 적합한 연료분사 및 배기 변 개폐시점을 컴퓨터 프로그램에 의해 정확히 제어해 줌으로써, 부분 부하에서도 최적의 연소가 일어나게 하는 원리로 작동된다.

현재 상업용 선박(Commercial Vessel)에도 적용 개발 중인 ME-GI 엔진은 LNG(Liquefied Natural Gas)를 극저온에 견디는 저장탱크에 저장하여 운반하도록 하는 LNG 운반선 등과 같은 해상 구조물에 설치될 수 있으며, 이 경우 천연가스를 연료로 사용하게 되며, 그 부하에 따라 대략 150 - 300 bara(절대압력) 정도의 고압의 가스 공급 압력이 요구된다.

도 1에는 발전플랜트를 탑재한 바지선(1)을 개략적으로 도시하였다. 바지선의 선체(11)에 연료탱크(13)가 탑재되고, 바지선(1)의 화물창 데크(D) 상부에 발전플랜트의 각종 설비들(20)이 탑재되는 형태이다.

이처럼, 바지선과 같은 부유식 해상 구조물에 발전플랜트를 설치할 경우, 발전 및 송전 설비들은 스파크나 누전, 합선 등에 의해 화재의 원인을 제공할 위험성이 있으므로, 부유식 해상 구조물에는 발전플랜트 외에도 각종 화재 발생을 막기 위한 설비가 필요하다.

더욱이 LNG FPSO와 같은 원유 또는 가스를 시추ㆍ생산ㆍ정제ㆍ저장하는 부유식 해상 구조물들은 폭발성 가스를 다루는 해상 구조물이므로, 폭발성 가스의 유출 사고로 해상 구조물의 화재ㆍ폭발의 위험성은 더욱더 높아지고, 이를 대비하기 위한 각종 안전 설비를 더 구비하여야 한다.

이와 같이, 기존의 폭발성 가스나 물질을 취급하는 부유식 해상 구조물은 폭발을 방지하기 위한 각종 추가설비를 필요로 하며, 이로 인해 부유식 해상 구조물의 데크 상부에는 발전플랜트의 각종 설비들에, 각종 안전 설비까지 더해지면서 다른 설비들을 설치할 공간이나 작업공간이 없어질 수 있다.

또한, 발전실 안에는 복수개의 주엔진이 설치되는데, 주엔진 사이 사이에 방화 격벽이 형성되어 있지 않아 발전실의 어느 한곳에 화재가 발생하는 경우에 복수개의 주엔진이 전소(全燒)되는 문제점이 있고, 이로 인하여 발전이 모두 중단되는 문제점이 있고, 발전실 공간이 너무 커서 CO2 등 고정방화 설비 소화 시스템에 의한 화재 진압시 큰 어려움이 있는 문제점을 예상할 수 있는바, 이러한 문제점을 해결하고자 본 발명을 제안한다.

본 발명은 발전실을 선체의 화물창 하부에 설치하되, 발전실을 선체의 화물창 데크 하부로 배치하되, 발전실을 복수개의 발전실로 구획하고 그 발전실 사이 사이에 방화 격벽을 형성함으로써, 선체 상부 공간을 활용할 수 있으며, 선체의 무게중심(center of gravity)을 낮추어 선박의 안전성을 높임은 물론 어느 한쪽의 발전실에 화재가 발생하더라도 다른 쪽의 발전실로 화재가 번지지 않도록 하여 주엔진의 전소를 방지하고, 수밀 작용에 의하여 선체의 침몰을 방지하며, CO2 소화 약제 양을 절감하면서도 화재를 신속하게 진화할 수 있는 부유식 해양구조물의 발전실 방화 격벽 설치구조 및 그 설치구조를 이용한 발전실 소화방법을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 부유식 해양구조물의 발전실 방화격벽 설치구조에서는 선체 내부에 발전실을 설치하고, 상기 발전실을 복수개의 발전실로 구획한 후, 상기 발전실 사이 사이에 방화 격벽을 형성한다.

상기 방화 격벽은 벌크 헤드로서, A-60 보온재를 사용할 수 있다.

상기 주엔진은 ME-GI 엔진이 설치될 수 있다.

상기 발전실은 상기 선체 내부의 일측에 배치되고, 상기 발전실과 상응하여 상기 선체 내부의 타측에는 연료탱크가 배치된다.

상기 발전실 및 상기 연료탱크가 상기 선체 내부에 배치되어 상기 선체의 무게중심을 낮추도록 구성된다.

상기 선체의 양단부에는 각각 밸러스트 탱크가 배치된다.

상기 발전실의 화물창 데크에는 상기 발전실에서 생산된 전기를 외부로 송전하는 적어도 하나의 송전탑이 설치된다.

상기 발전실에서 발전에 사용되는 연료는 LNG인데, 상기 선체에는 상기 연료탱크에 저장된 LNG를 기화시켜 상기 발전실에 발전 연료로 공급하는 기화기가 설치된다.

상기 발전실에는 작업자 출입용 도어(Watertight door)가 설치된다.

한편, 본 발명에 따른 부유식 해양구조물의 발전실 방화 격벽 설치구조를 이용한 발전실 소화방법은 선체 내부에 발전실을 설치하고, 상기 발전실을 복수개의 발전실로 구획한 후, 상기 발전실 사이 사이에 방화 기능을 하는 수밀격벽(Watertight bulkhead)을 형성하되, 상기 방화 격벽에 의하여 어느 한쪽의 발전실에 화재가 발생하더라도 다른 쪽의 발전실로 화재가 번지지 않도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 연료탱크에 저장된 LNG를 기화시켜 그 기화가스를 이용하여 전력을 생산하는 발전실이 화물창 데크 하부에 설치하고, 그 발전실을 복수개로 구획한 후, 발전실 사이 사이에 방화 격벽을 형성함으로써, 선체의 상부 공간을 활용할 수 있고, 선체의 무게중심을 낮추어 선체를 좀더 안전하게 유지할 수 있다.

또한 본 발명은 어느 한쪽의 발전실에 화재가 발생하더라도 다른 쪽의 발전실로 화재가 번지지 않도록 하여 주엔진의 전소(全燒)를 방지하고, 수밀 작용에 의하여 선체의 침몰을 방지하며, CO2 터질 때 작업자의 질식사고 예방은 물론 CO2 소화 약제 양을 절감하면서도 화재를 신속하게 진화할 수 있다.

도 1은 발전플랜트가 탑재된 바지선을 보인 측면도
도 2는 본 발명에 따른 부유식 해양구조물을 보인 측면도
도 3은 본 발명에 따른 부유식 해양구조물의 주엔진 배치구조를 보인 평면도

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발전플랜트가 탑재되는 부유식 해양구조물 및 그 부유식 해양구조물의 발전실 주엔진 파운데이션 지지구조에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 부유식 해양구조물을 보인 측면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 부유식 해양구조물의 주엔진 배치구조를 보인 평면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 부유식 해양구조물의 주엔진 배치구조는 연료탱크(300)에 저장된 LNG를 기화시켜 그 기화가스를 이용하여 전력을 생산하는 발전플랜트가 탑재된 구성으로, 상기 발전플랜트의 발전실(110)이 화물창 데크(D) 하부에 설치되어 선체(100')의 무게중심(center of gravity)을 낮추도록 구성된다.

상기 발전실(110)을 복수개의 발전실(110a,110b)로 구획한 후, 상기 발전실(111,112) 사이 사이에 방화 격벽(120)을 형성한다.

상기 방화 격벽(120)은 벌크헤드(Watertight Bulkhead)로서, A-60 보온재를 사용할 수 있다.

상기 발전실(110)에는 작업자 출입용 도어(미도시)가 설치되어, 운전시에는 오픈 가능하게 사용하고, 화재시에는 클로즈 시킬 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 발전실(110) 안에는 전기발전을 위한 주엔진(111)이 설치된다. 상기 주엔진(111)의 무게는 대략 1300톤에서 2000톤 정도로 구성된다.

상기 주엔진(111)의 크랭크 샤프트(112)에는 얼터네이터(혹은 제너레이터)(113)가 설치된다. 상기 얼터네이터(113)는 직경이 대략 15-18미터이고, 중량은 대략 50톤 정도로 제작된다.

상기 주엔진(111)은 ME-GI 엔진을 사용할 수 있다. 상기 주엔진(111)에는 고압 천연가스 분사 엔진용 연료 공급 시스템(특허 공개 제10-2012-0103409호 참조)이 연결되는 데, 상기 고압 천연가스 분사 엔진용 연료 공급 시스템은 LNG를 주원료로 사용하도록 구성된다.

화물창 데크(D) 하부에는 연료탱크(300)가 설치되고, 선체(100')의 양단부에는 선체(100')의 안전을 위한 발라스트 탱크(400)가 설치된다.

발전 시, 연료탱크(300)의 LNG를 연료로 소모하므로, 연료탱크(300)의 무게가 감소하게 되는 경우 선체(100')의 안전을 위한 흘수 조절을 하도록 구성된다.

상기 발전실(110)은 상기 선체(100') 내부의 일측에 배치되고, 상기 발전실(110)과 상응하여 상기 선체(100') 내부의 타측에는 연료탱크(300)가 배치된다.

상기 발전실(110) 및 상기 연료탱크(300)가 상기 선체(100') 내부에 배치되어 상기 선체(100')의 무게중심을 낮추어 선체(100')를 좀더 안전하게 한다.

상기 선체(100')에는 상기 연료탱크(300)에 저장된 LNG를 기화시켜 상기 발전실(110)에 발전 연료로 공급하는 기화기(101)가 설치된다.

상기 화물창 데크(D) 상부에는 발전실(110)에서 발전한 전기를 육상으로 송전하기 위한 송전탑(200)이 설치될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 부유식 해양구조물의 발전실 방화 격벽 설치구조를 이용한 발전실 소화방법은, 선체(100') 내부에 발전실(110)을 설치하고, 상기 발전실(110)을 복수개의 발전실(111,112)로 구획한 후, 상기 발전실(111,112) 사이 사이에 방화 격벽(120)을 형성하되, 상기 방화 격벽(120)에 의하여 어느 한쪽의 발전실에 화재가 발생하더라도 다른 쪽의 발전실로 화재가 번지지 않도록 한다.

이와 같이 구성된 본 발명은 발전실(110)을 선체(100')의 화물창 데크(D) 하부에 설치하되, 발전실(110)을 복수개의 발전실(110a,110b)로 구획하고 그 발전실(110a,110b) 사이 사이에 방화 격벽(벌크 헤드)(120)을 형성함으로써, 선체 상부 공간을 활용할 수 있으며, 선체의 무게중심을 낮추어 선박의 안전성을 높임은 물론 어느 한쪽의 발전실(110a)에 화재가 발생하더라도 다른 쪽의 발전실(110b)로 화재가 번지지 않도록 하여 주엔진의 전소(全燒)를 방지하고, 수밀 작용에 의하여 선체의 침몰을 방지하며, CO2 터질 때 작업자의 질식사고 예방은 물론, CO2 소화 약제 양을 절감하면서도 화재를 신속하게 진화할 수 있다.

100': 선체
110: 발전실
111: 주엔진
112: 크랭크 샤프트
113: 얼터네이터
120: 방화 격벽
300: 연료탱크
400: 발라스트 탱크

Claims

발전플랜트가 탑재된 부유식 구조물에 있어서,
선체 내부에 발전실을 설치하고, 상기 발전실을 복수개의 발전실로 구획한 후, 상기 발전실 사이 사이에 방화 격벽을 형성하는 것을 특징으로 하는 부유식 해양구조물의 발전실 방화 격벽 설치구조.
제 1 항에 있어서,
상기 방화 격벽은 벌크 헤드(Bulkhead)인 것을 특징으로 하는 부유식 해양구조물의 발전실 방화 격벽 설치구조.
제 1 항에 있어서,
상기 방화 격벽은 A-60 보온재인 것을 특징으로 하는 부유식 해양구조물의 발전실 방화 격벽 설치구조.
제 1 항에 있어서,
상기 주엔진은 ME-GI 엔진이 설치되는 것을 특징으로 하는 발전 플랜트가 탑재된 부유식 해양구조물의 발전실 방화 격벽 설치구조.
제 1 항에 있어서,
상기 발전실은 상기 선체 내부의 일측에 배치되고, 상기 발전실과 상응하여 상기 선체 내부의 타측에는 연료탱크가 배치되는 것을 특징으로 하는 발전플랜트가 탑재된 부유식 구조물의 발전실 방화 격벽 설치구조.
제 1항에 있어서,
상기 발전실 및 상기 연료탱크가 상기 선체 내부에 배치되어 상기 선체의 무게중심을 낮추는 것을 특징으로 하는 발전플랜트가 탑재된 부유식 구조물의 발전실 방화 격벽 설치구조.
제 1항에 있어서,
상기 선체의 양단부에는 각각 밸러스트 탱크가 배치되는 것을 특징으로 하는 발전플랜트가 탑재된 부유식 구조물의 발전실 방화 격벽 설치구조.
제 1항에 있어서,
상기 발전실의 화물창 데크에는 상기 발전실에서 생산된 전기를 외부로 송전하는 적어도 하나의 송전탑이 설치되는 것을 특징으로 하는 발전플랜트가 탑재된 부유식 구조물의 발전실 방화 격벽 설치구조.
제 1항에 있어서,
상기 발전실에서 발전에 사용되는 연료는 LNG인 것을 특징으로 하는 발전플랜트가 탑재된 부유식 구조물의 발전실 방화 격벽 설치구조.
제 9항에 있어서,
상기 선체에는 상기 연료탱크에 저장된 LNG를 기화시켜 상기 발전실에 발전 연료로 공급하는 기화기가 설치되는 것을 특징으로 하는 발전플랜트가 탑재된 부유식 구조물의 발전실 방화 격벽 설치구조.
제 1 항에 있어서,
상기 발전실에는 작업자 출입용 도어가 설치되는 것을 특징으로 하는 발전플랜트가 탑재된 부유식 구조물의 발전실 방화 격벽 설치구조.
선체 내부에 발전실을 설치하고, 상기 발전실을 복수개의 발전실로 구획한 후, 상기 발전실 사이 사이에 방화 격벽을 형성하되, 상기 방화 격벽에 의하여 어느 한쪽의 발전실에 화재가 발생하더라도 다른 쪽의 발전실로 화재가 번지지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 부유식 해양구조물의 발전실 방화 격벽 설치구조를 이용한 발전실 소화방법.