KR20140077253A

KR20140077253A - 해양구조물의 배기 시스템 및 그 배기 시스템을 이용한 배기 방법

Info

Publication number: KR20140077253A
Application number: KR1020120144439A
Authority: KR
Inventors: 고태관
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2014-06-24
Also published as: KR101938173B1

Abstract

해양구조물의 배기 시스템 및 그 배기 시스템을 이용한 배기 방법을 개시한다.
해양구조물의 배기 시스템은 복수개의 주요 룸에 에어 순환 덕트가 연결 설치되고, 상기 에어 순환 덕트에는 에어를 송풍하기 위한 송풍 팬과 에어를 공조하여 상기 각 주요 룸에 공급하기 위한 공조기가 설치된 냉난방공조 시스템(HVAC system); 상기 주요 룸에 침입한 가스를 배기하기 위하여 상기 에어 순환 덕트에 연결되는 배기덕트; 상기 에어 순환 덕트와 상기 배기 덕트를 개폐하는 복수개의 셧오프 댐퍼; 상기 주요 룸 각각에 설치되어 가스를 탐지하는 가스 디텍터; 및 상기 가스 디텍터의 탐지에 따라 상기 셧오프 댐퍼를 개폐하고, 상기 송풍 팬을 구동하여 상기 각 주요 룸에 침입한 가스를 상기 배기 덕트 외부로 배출 제어하는 제어유닛;을 구비한다.

Description

해양구조물의 배기 시스템 및 그 배기 시스템을 이용한 배기 방법{PURGE VENTILATION SYSTEM OF OFFSHORE STRUCTURE AND PURGE VENTILATION METHOD USING THE SAME}

본 발명은 해양구조물의 배기에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 기존 HVAC 시스템(냉난방공조시스템)을 활용하여 자동 환기(Automatic purge ventilation)가 가능하고, 작업자의 번거로움이 없이 짧은 시간 내에 정상 상태 회복이 가능하며, 안전성과 편리성이 향상된 해양구조물의 배기 시스템 및 그 배기 시스템을 이용한 배기 방법에 관한 것이다.

일반적으로 해양에서는 다양한 용도를 가진 해양구조물이 운용되고 있으며, 이러한 해양구조물로는, 예를 들어 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 Oil FPSO, LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit), FPU(Floating Production Unit)와 같은 해상 플랜트 등이 있다.

LNG FPSO는 천연가스를 생산하고, 이 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 LNG 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 LNG 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 캐리어로 옮겨 싣기 위해 사용되는 해양구조물이다.

LNG FPSO의 경우 화재의 위험이 있는 가스(Gas)를 다루는 오프셔어(Offshore) 선종으로 가스가 Indoor (Safety zone)으로 침입했을 경우에, 주요 룸(Essential Room)에 화재의 위험이 있으므로 가스를 외부로 빼낼 수 있는 목적으로 배기(Purge ventilation)를 실시한다. 여기서, 퍼지(Purge)란 연소되지 않은 가스가 노(爐) 안에 또는 기타 장소에 차 있으면 점화를 했을 때 폭발할 우려가 있으므로, 점화하기 전에 가스를 외부로 배출하는 것을 말한다.

도 1은 종래 해양구조물의 배기 시스템을 보인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래 해양구조물의 배기 시스템(10)에서는 제1 내지 제3 주요 룸(11)(12)(13) 중에서 어느 특정 주요 룸, 예를 들어 제3 주요 룸(13)에 가스가 침입했을 경우, 작업자(Operator)가 일일이 휴대 퍼지 팬(Potable purge fan)(20)을 휴대하고, 제3 주요 룸(13) 안으로 들어가서 휴대 퍼지 팬(20)을 작동하여 가스를 실외로 배기(排氣)하도록 구성된다. 제1 룸(11)과 제2 룸(12)도 각각 동일한 방법으로 배기한다.

그러나, 종래 해양구조물의 배기 시스템은 작업자가 주요 룸 별로 일일이 휴대 퍼지 팬으로 가스 없음이 확인될 때까지 수행하므로 번거롭고 신속한 정상 상태(Normal condition) 회복이 어렵고 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 종래 해양구조물의 배기 시스템은 작업자의 가스 없음 확인에 오류가 발생하는 경우에 안정성을 해칠 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 냉난방공조 시스템(HVAC system)의 에어 순환 덕트에 배기덕트를 연결하고, 에어 순환 덕트와 상기 배기 덕트에는 복수개의 셧오프 댐퍼(shut off damper)를 설치하며, 주요 룸 각각에 설치된 가스 디텍터의 탐지에 따라 셧오프 댐퍼를 개폐하고, 송풍 팬을 구동하여 각 주요 룸에 침입한 가스를 배기 덕트 외부로 배출함으로써, 기존 HVAC system 장비들을 활용하여 자동 배기 수행이 가능하고, 작업자의 번거로움이 없이 짧은 시간 내에 정상 상태(Normal condition) 회복이 가능하며, 더욱 안전하고 편리한 해양구조물의 배기 시스템 및 그 배기 시스템을 이용한 배기 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 해양구조물의 배기 시스템은 복수개의 주요 룸에 에어 순환 덕트가 연결 설치되고 상기 에어 순환 덕트에는 에어를 송풍하기 위한 송풍 팬과 에어를 공조하여 각 주요 룸에 공급하기 위한 공조기가 설치된 냉난방공조시스템(HVAC system), 상기 주요 룸에 침입한 가스를 배기하기 위하여 상기 에어 순환 덕트에 연결되는 배기덕트, 상기 에어 순환 덕트와 상기 배기 덕트를 개폐하는 복수개의 셧오프 댐퍼, 상기 주요 룸 각각에 설치되어 가스를 탐지하는 가스 디텍터, 및 상기 가스 디텍터의 탐지에 따라 상기 셧오프 댐퍼를 개폐하고, 상기 송풍 팬을 구동하여 상기 각 주요 룸에 침입한 가스를 상기 배기 덕트 외부로 배출 제어하는 제어유닛을 포함한다.

상기 주요 룸은 제1 주요 룸, 제2 주요 룸, 제3 주요 룸으로 구성되고, 상기 셧오프 댐퍼는 상기 제1 주요 룸 내지 상기 제3 주요 룸과 인접하는 상기 에어 순환 덕트 입구 측 각각에 설치되는 제1 셧오프 댐퍼, 상기 공조기와 인접하는 상기 에어 순환 덕트 출구 측에 설치되는 제2 셧오프 댐퍼, 및 상기 공조기와 인접하는 상기 배기덕트 입구 측에 설치되는 제3 셧오프 댐퍼를 구비한다.

한편, 본 발명의 해양구조물의 배기 방법은 주요 룸 안에 침입한 가스를 배출하는 해양구조물의 배기 방법으로, 냉난방공조시스템을 이용하여 상기 주요 룸을 환기하는 단계; 상기 주요 룸 안에 가스 침입 여부를 판단하는 단계; 및 가스 침입 여부 판단결과, 가스 침입이 없는 정상 컨디션에서는 냉난방공조시스템을 이용하여 상기 주요 룸을 계속 환기하고, 가스 침입이 탐지되는 경우에는, 제어유닛이 상기 냉난방공조시스템의 환기를 중지하고, 배기 덕트를 통해서 상기 주요 룸 안에 침입한 가스를 배출하는 단계;를 포함한다.

상기 주요 룸의 가스를 배출하는 단계는, 상기 냉난방공조시스템의 셧오프 댐퍼를 차단하고, 상기 배기 덕트의 셧오프 댐퍼를 개방하는 단계; 및 냉난방공조시스템의 송풍 팬에 의해서 상기 배기 덕트를 통해서 상기 주요 룸에 침입한 가스를 외부로 배출하는 단계;를 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 냉난방공조 시스템(HVAC system)의 에어 순환 덕트에 배기덕트를 연결하고, 상기 에어 순환 덕트와 상기 배기 덕트에는 복수개의 셧오프 댐퍼를 설치하며, 상기 주요 룸 각각에 설치된 가스 디텍터의 탐지에 따라 상기 셧오프 댐퍼를 개폐하고, 상기 송풍 팬을 구동하여 상기 각 주요 룸에 침입한 가스를 상기 배기 덕트 외부로 배출 제어함으로써, 기존 HVAC system 장비들을 활용하여 자동 배기 수행이 가능하고, 작업자의 번거로움이 없이 짧은 시간 내에 정상 상태(Normal condition) 회복이 가능하며, 더욱 안전하고 편리한 해양구조물의 배기 시스템을 구현할 수 있다.

도 1은 종래 해양구조물의 배기 시스템을 보인 구성도
도 2는 본 발명에 따른 해양구조물의 배기 시스템을 보인 구성도
도 3은 본 발명에 따른 해양구조물의 배기 방법을 보인 블록도
도 4는 본 발명에 따른 해양구조물의 배기 방법에서 주요 룸의 가스를 배출방법을 보인 블록도

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물의 배기 시스템 및 그 배기 시스템을 이용한 배기 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 해양구조물의 배기 시스템을 보인 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 해양구조물의 배기 시스템(100)은 복수개의 주요 룸(11)(12)(13)에 에어 순환 덕트(111)가 연결 설치되고, 상기 에어 순환 덕트(111)에 에어를 송풍하기 위한 송풍 팬(순환 팬)(112)과, 공조하여 각 주요 룸에 공급하기 위한 공조기(113)가 설치된 냉난방공조시스템(HVAC system)(110)을 포함한다. 상기 주요 룸은 복수개의 룸, 예를 들어 제1 주요 룸(11), 제2 주요 룸(12), 제3 주요 룸(13)으로 구성될 수 있다.

HVAC 시스템(냉난방공조시스템: heating, ventilation, air conditioning system: 난방, 통풍, 공기조화)는 실내 및 선박 환경의 안락을 위해 쓰이는 기술로서, 공조기(113)에서는 에어의 온도 및 습도 등을 조정하여 순환 에어 약 70%, 외기 약 30%를 유입시켜서 상기 주요 룸으로 순환시키도록 구성된다. 여기서 주요 룸이란 전장실, 일렉트릭 캐비넷, 비상 탈출실 등을 모두 포함하는 개념으로 정의한다. HVAC 시스템은 기존 구성과 동일하므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상기 주요 룸(11)(12)(13)에 침입한 가스(LNG and Oil of FPSO)를 배기하기 위하여 상기 에어 순환 덕트(111)에 배기 덕트(120)가 추가로 연결 설치된다. 즉, 상기 배기 덕트(120) 일단은 상기 에어 순환 덕트(111)에 연결되고 상기 배기 덕트(120) 타단은 외부로 노출되게 설치된다.

상기 에어 순환 덕트(111)와 상기 배기 덕트(120)에는 이들을 개폐(開閉)하기 위한 복수개의 셧오프 댐퍼가 설치된다.

상기 셧오프 댐퍼는, 상기 제1 주요 룸(11) 내지 상기 제3 주요 룸(13)과 인접하는 상기 에어 순환 덕트 입구 측 각각에 설치되는 제1 셧오프 댐퍼(131:131a,131b,131c), 상기 공조기(113)와 인접하는 상기 에어 순환 덕트 출구 측에 설치되는 제2 셧오프 댐퍼(132), 및 상기 공조기(113)와 인접하는 상기 배기덕트 입구 측에 설치되는 제3 셧오프 댐퍼(133)로 구성된다.

상기 주요 룸(11)(12)(13) 각각에는 가스를 탐지하는 가스 디텍터(140)가 설치된다.

그리고, 제어유닛(150)은 상기 가스 디텍터(140)의 탐지에 따라 상기 셧오프 댐퍼(131,132,133)를 선택적으로 개폐하고, 상기 송풍 팬(112)을 구동하여 상기 각 주요 룸(11)(12)(13)에 침입한 가스를 상기 배기 덕트(120) 외부로 배출 제어하는 역할을 하도록 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물의 배기 시스템 작용을 설명하면 다음과 같다.

냉난방공조 시스템(110)은 송풍 팬(순환 팬)(112)을 구동하여 각 주요 룸(11-13)의 에어를 상기 에어 순환 덕트(111)로 유입하고, 공조기(113)는 공조하여 각 룸에 에어를 순환시킨다. 이 상태에서는 제1 셧오프 댐퍼(131) 및 제2 셧오프 댐퍼(132)는 모두 개방하는 반면에, 제3 셧오프 댐퍼(133)는 폐쇄상태를 유지한다. 가스 디텍터(140)가 가스를 탐지하지 못한 경우에는 송풍 팬(순환 팬)(112)을 구동하여 에어를 계속 순환시킨다.

만약, 주요 룸 중에서 어느 주요 룸, 예를 들어 제1 주요 룸(11) 안으로 가스가 침입하는 경우에, 제1 주요 룸(11) 안에 있는 가스 디텍터(140)는 가스를 탐지하고, 이를 제어 유닛(150)에 전달한다.

상기 제어 유닛(150)은 제2 주요 룸(12) 및 제3 주요 룸(13)과 연결된 제1 셧오프 댐퍼(131b)(131c)를 폐쇄함과 아울러 제2 셧오프 댐퍼(132)는 폐쇄하고, 제3 셧오프 댐퍼(133)를 개방 상태로 유지한다. 그 다음, 제어 유닛(150)은 송풍 팬(순환 팬)(112)에 의해서 제1 주요 룸(11)에 침입한 가스를 흡입하여 상기 에어 순환 덕트(111) 및 상기 배기 덕트(120)를 통해서 외부로 배출하게 되는데, 이 일련의 과정을 제어한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 해양구조물의 배기 시스템에서는 가스 디텍터(140)에 의한 가스 탐지 없이, 작업자가 수동으로 제어 유닛(150)의 해당 주요 룸에 연결된 작동 버튼(151,152,153)을 눌러서 배기(排氣)를 수동으로 할 수도 있다.

한편, 도 3은 본 발명에 따른 해양구조물의 배기 방법을 보인 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 해양구조물의 배기 방법에서 주요 룸의 가스를 배출방법을 보인 블록도이다.

우선, 전술한 도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 해양구조물의 배기 방법은 주요 룸 안에 침입한 가스를 배출하는 해양구조물의 배기 방법으로, 냉난방공조시스템(110)을 이용하여 상기 주요 룸(11)(12)(13)을 환기하는 단계(S 110); 상기 주요 룸(11)(12)(13) 안에 가스 침입 여부를 판단하는 단계(S 120); 및 가스 침입 여부 판단결과, 가스 침입이 없는 정상 컨디션(normal condition)에서는 냉난방공조시스템(110)을 이용하여 상기 주요 룸(11)(12)(13)을 계속 환기하고, 가스 침입이 탐지되는 경우에는, 제어유닛(150)이 상기 냉난방공조시스템(110)의 환기를 중지하고, 배기 덕트(120)를 통해서 상기 주요 룸(11)(12)(13) 안에 침입한 가스를 배출하는 단계(S 130);를 포함한다.

그리고, 전술한 도 2와 도 4를 참조하면, 상기 주요 룸(11)(12)(13)의 가스를 배출하는 단계(S 130)는, 상기 냉난방공조시스템(110)의 셧오프 댐퍼(132)를 차단하고, 상기 배기 덕트(120)의 셧오프 댐퍼(133)를 개방하는 단계(S 131); 및 냉난방공조시스템(110)의 송풍 팬(112)에 의해서 상기 배기 덕트(120)를 통해서 상기 주요 룸(11)(12)(13)에 침입한 가스를 외부로 배출하는 단계(S 132);를 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 냉난방공조 시스템(HVAC system)의 에어 순환 덕트에 배기덕트를 연결하고, 상기 에어 순환 덕트와 상기 배기 덕트에는 복수개의 셧오프 댐퍼를 설치하며, 상기 주요 룸 각각에 설치된 가스 디텍터의 탐지에 따라 상기 셧오프 댐퍼를 개폐하고, 상기 송풍 팬을 구동하여 상기 각 주요 룸에 침입한 가스를 상기 배기 덕트 외부로 배출 제어함으로써, 기존 HVAC system 장비들을 활용하여 자동 배기 수행이 가능하고, 작업자의 번거로움이 없이 짧은 시간 내에 정상 상태 회복이 가능하며, 더욱 안전하고 편리한 해양구조물의 배기 시스템을 구현할 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.

11: 제1 주요 룸
12: 제2 주요 룸
13: 제3 주요 룸
110: 냉난방공조 시스템
111: 에어 순환 덕트
112: 송풍 팬
140: 가스 디텍터
131: 제1 셧오프 댐퍼
132: 제2 셧오프 댐퍼
133: 제3 셧오프 댐퍼
150: 제어 유닛

Claims

주요 룸에 에어 순환 덕트가 연결 설치되고, 상기 에어 순환 덕트에는 에어를 송풍하기 위한 송풍 팬과 에어를 공조하여 상기 주요 룸에 공급하기 위한 공조기가 설치된 냉난방공조 시스템(HVAC system);
상기 주요 룸에 침입한 가스를 배기하기 위하여 상기 에어 순환 덕트에 연결되는 배기덕트;
상기 에어 순환 덕트와 상기 배기 덕트를 개폐하는 복수개의 셧오프 댐퍼;
상기 주요 룸에 설치되어 가스를 탐지하는 가스 디텍터; 및
상기 가스 디텍터의 탐지에 따라 상기 셧오프 댐퍼를 선택적으로 개폐하고, 상기 송풍 팬에 의해서 상기 주요 룸에 침입한 가스를 상기 배기 덕트 외부로 배출 제어하는 제어유닛;을 포함하는 해양구조물의 배기 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 주요 룸을 복수개로 설정하는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 배기 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 주요 룸은 제1 주요 룸, 제2 주요 룸, 제3 주요 룸으로 구성되는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 배기 시스템.
제3 항에 있어서,
상기 셧오프 댐퍼는,
상기 제1 주요 룸 내지 상기 제3 주요 룸과 인접하는 상기 에어 순환 덕트 입구 측 각각에 설치되는 제1 셧오프 댐퍼;
상기 공조기와 인접하는 상기 에어 순환 덕트 출구 측에 설치되는 제2 셧오프 댐퍼; 및
상기 공조기와 인접하는 상기 배기덕트 입구 측에 설치되는 제3 셧오프 댐퍼;로 구성되는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 배기 시스템.
주요 룸 안에 침입한 가스를 배출하는 해양구조물의 배기 방법에 있어서,
냉난방공조시스템을 이용하여 상기 주요 룸을 환기하는 단계;
상기 주요 룸 안에 가스 침입 여부를 판단하는 단계; 및
가스 침입 여부 판단결과, 가스 침입이 없는 정상 컨디션에서는 냉난방공조시스템을 이용하여 상기 주요 룸을 계속 환기하고, 가스 침입이 탐지되는 경우에는, 제어유닛이 상기 냉난방공조시스템의 환기를 중지하고, 배기 덕트를 통해서 상기 주요 룸 안에 침입한 가스를 배출하는 단계;를 포함하는 해양구조물의 배기 방법.
제5 항에 있어서,
상기 주요 룸의 가스를 배출하는 단계는
상기 냉난방공조시스템의 셧오프 댐퍼를 차단하고, 상기 배기 덕트의 셧오프 댐퍼를 개방하는 단계; 및
냉난방공조시스템의 송풍 팬에 의해서 상기 배기 덕트를 통해서 상기 주요 룸에 침입한 가스를 외부로 배출하는 단계;를 포함하는 해양구조물의 배기 방법.
제5 항에 있어서,
상기 배기 덕트를 상기 냉난방공조시스템의 에어 순환 덕트에 연결하는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 배기 방법.
제5 항에 있어서,
상기 주요 룸을 복수개로 설정하는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 배기 방법.
제8 항에 있어서,
상기 주요 룸은 제1 주요 룸, 제2 주요 룸, 제3 주요 룸으로 구획하는 것을 특징으로 하는 해양구조물의 배기 방법.