KR20150028428A - 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월 - Google Patents

해양 구조물의 블라스트 릴리프 월 Download PDF

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Abstract

본 발명은 개방 영역을 통해 공기 순환이 활발하게 이루어지도록 하여 모듈에 대한 벤틸레이션(ventilation)이 원활하도록 하고, 이로 인해 가스 누출 사고시 가연성 가스 운(flammable gas cloud)을 작은 크기로 줄여줌으로써 안전성을 높일 수 있으며, 모듈 내부에서 폭발 사고시 폭발 하중의 일부를 통과시켜서 경감시킴으로써 모듈 내부에 가해지는 폭발 하중의 중첩된 반사 충격을 감소시켜서 인접 모듈로 폭발 하중이 전파되는 것을 차단하고, 이로 인해 대형 폭발 사고를 방지할 수 있는 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월에 관한 것이다.
본 발명에 따른 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월은 폭발 하중을 경감시키는 벽체유닛을 포함하고, 상기 벽체유닛은 내부공간의 어느 일측과 다른 일측에 폭발 하중이 유입 및 배출되기 위한 유입부와 배출부가 각각 형성되고, 상기 배출부가 다공구조를 가지는 유닛본체; 및 상기 유입부를 통해 유입되는 폭발 하중을 경감시키도록 상기 내부공간에 설치되는 폭발유동제어부재를 포함한다.

Description

해양 구조물의 블라스트 릴리프 월{Blast relief wall for offshore structure}
본 발명은 블라스트 릴리프 월에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 모듈간의 벤틸레이션(ventilation)을 향상시켜서 가연성 가스 운(flammable gas cloud)의 크기를 줄여주고, 폭발 사고시 모듈 내부에 중첩되는 폭발 하중을 경감시킬 수 있도록 구성된 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월에 관한 것이다.
일반적으로 FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FPSO 등과 같이, 오일이나 가스를 생산하는 해양 구조물의 탑사이드(topside)는 오일이나 가스의 누출로 인한 폭발 위험이 높다. 따라서 이러한 해양 구조물에서 임의의 모듈로부터 폭발 사고가 발생하면, 다른 모듈로 폭발 충격이 전달됨으로써 여러 모듈이 함께 폭발하여 대형 사고가 발생하게 되는데, 이를 방지하기 위하여 블라스트 릴리프 월(blast relief wall) 또는 익스포젼 벤팅 패널(explosion venting panel)을 모듈 사이에 설치한다.
이와 같은 블라스트 릴리프 월에 대한 종래 기술로서, 폭발압력 배기 도어(Explosion-Venting Door Structure)에 관한 미국특허 공개번호 2007/0271845 A1, 폭발 압력 벤트 장치에 관한 한국특허 공개번호 제10-2008-0104256호, 압력방출용 패널과 루버에 관한 미국특허 공개번호 제5,361,549호, 그리고 해제가능 잠금장치수단을 가진 폭발 배기 벽면 구조에 관한 미국특허 공개번호 제4,027,436호가 개시되어 있다.
그러나 상기한 바와 같은 선행기술들에서 평소 패널을 폐쇄 상태로 고정하고 있다가 내부 폭발 등이 발생시, 패널이 폭발 압력에 의해 개방될 수 있도록 한 수단(일명, 고정부재)이 고정식 볼트, 파열 탭 부품, 자석 등을 사용함으로써 구조가 복잡하고, 이로 인해 원가 상승은 물론 설치 및 유지가 용이하지 못한 단점을 가지며, 패널이 평판형으로 이루어져서 제품의 강성확보를 위해서 그 두께 등을 두껍게 제작할 수 밖에 없어 제품의 경량화, 원가절감 등에 한계가 있고, 내부 충격에 의해 패널이 압력을 받으면서 개방시 충격을 효과적으로 완충하지 못하여 패널 자체가 손상 내지 파손되는 문제점이 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 한국특허 등록번호 제10-1280440호의 블라스트 릴리프 월이 개시된 바 있으며, 이는 선박, 해양 구조물에 설치되어 내부 화재 및 폭발이 발생시 폭발 압력을 개구를 통해 외부로 배출할 수 있도록 개구 테두리를 따라 설치되는 아우트-프레임에 힌지로 연결되어 개폐 가능하게 설치되는 패널이 고정된 이너프레임을 구비한 블라스트 릴리프 월에 있어서; 상기 패널 하부에 복수개 고정되는 스터드볼트와, 상기 복수의 스터드볼트에 각각 나사결합되는 복수개의 너트에 의해 일단부가 고정되고 타단부는 선각구조물 내측에 밀접되는 릴리프-클립과, 상기 릴리프-클립에는 내부 폭발 압력에 의해 파단될 수 있도록 파단홈이 형성된다.
그러나 이와 같은 종래의 블라스트 릴리프 월은 패널이 넓은 강판으로 이루여져서 일방적으로 폭발 하중이 가해지는 구조를 피할 수 없고, 폭발시 패널이 릴리프-클랩의 파단홈 형성 부위가 파단됨으로써 개방되기 때문에 원하는 폭발 하중에서 패널이 정확하게 개방되도록 파단홈 형성 부위를 제작하는데 어려움이 따를 뿐만 아니라, 동작의 신뢰성을 높이는데 한계를 가지는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 개방 영역을 통해 공기 순환이 활발하게 이루어지도록 하여 가스 누출 사고시 가연성 가스 운(flammable gas cloud)을 작은 크기로 줄여줌으로써 안전성을 높이며, 모듈 내부에서 폭발 사고시 폭발 하중의 일부를 통과시켜서 경감시킴으로써 모듈 내부에 가해지는 폭발 하중의 중첩된 반사 충격을 감소시켜서 인접 모듈로 폭발 하중이 전파되는 것을 차단하도록 하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 폭발 하중을 경감시키는 벽체유닛을 포함하고, 상기 벽체유닛은, 내부공간의 어느 일측과 다른 일측에 폭발 하중이 유입 및 배출되기 위한 유입부와 배출부가 각각 형성되고, 상기 배출부가 다공구조를 가지는 유닛본체; 및 상기 유입부를 통해 유입되는 폭발 하중을 경감시키도록 상기 내부공간에 설치되는 폭발유동제어부재를 포함하는 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월이 제공된다.
상기 벽체유닛이 다수로 적층되어 이루어질 수 있다.
상기 유닛본체는 육면체로 이루어질 수 있다.
상기 유닛본체는 상기 유입부와 상기 배출부가 상기 내부공간을 사이에 두고 서로 마주보는 면 각각에 형성될 수 있다.
상기 유입부는 상기 유닛본체의 어느 일면 중심부에 형성되는 개구로 이루어질 수 있다.
상기 배출부는 상기 유닛본체의 다른 일면에 마련되는 메쉬 또는 다수의 홀로 이루어질 수 있다.
상기 폭발유동제어부재는 상기 유입부가 가려지는 크기를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 폭발유동제어부재는 판상으로 이루어질 수 있다.
상기 폭발유동제어부재는 상기 유입부와 상기 배출부로부터 각각 이격되도록 설치될 수 있다.
상기 폭발유동제어부재는 가장자리가 상기 내부공간의 내측면으로부터 이격되도록 설치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 폭발 하중을 경감시키는 벽체유닛을 포함하고, 상기 벽체유닛은 유닛본체의 내부공간 양측에 폭발 하중의 유입 및 배출을 위한 유입부와 배출부가 각각 형성되고, 상기 내부공간 내에 유입되는 폭발하중을 경감시키는 폭발유동제어부재가 설치되는 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월이 제공된다.
본 발명에 따르면, 개방 영역을 통해 공기 순환이 활발하게 이루어지도록 하여 모듈에 대한 벤틸레이션(ventilation)이 원활하도록 하고, 이로 인해 가스 누출 사고시 가연성 가스 운(flammable gas cloud)을 작은 크기로 줄여줌으로써 안전성을 높일 수 있으며, 모듈 내부에서 폭발 사고시 폭발 하중의 일부를 통과시켜서 경감시킴으로써 모듈 내부에 가해지는 폭발 하중의 중첩된 반사 충격을 감소시켜서 인접 모듈로 폭발 하중이 전파되는 것을 차단하고, 이로 인해 대형 폭발 사고를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월을 도시한 정면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월을 도시한 배면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월의 벽체유닛 내부를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월의 벽체유닛을 도시한 정면 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월의 벽체유닛을 도시한 배면 사시도.
도 6는 도 4의 A-A선에 따른 단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월의 작용을 설명하기 위한 그래프.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월을 도시한 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월을 도시한 배면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월(10)은 폭발 하중을 경감시키는 벽체유닛(100)을 포함하고, 일례로 벽체유닛(100)이 상하 및 좌우 다수로 배열되도록 적층되어 이루어질 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 블라스트 릴리프 월(10)은 예컨대 FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FPSO 또는 LNG FSRU(LNG Floating Storage and Regasification Unit) 등을 비롯하여 다양한 해양 구조물이나 선박의 탑사이드(topside)에 설치되어, 임의의 모듈에서 폭발시 폭발 하중을 경감시키도록 하며, 이에 한하지 않고 가스나 오일의 누출로 인한 폭발 사고의 우려가 있는 장소에 설치될 수 있다.
벽체유닛(100)은 본 실시예에서처럼 다수로 적층시, 볼팅, 용접 또는 프레임이나 브라켓 등의 고정 부재를 사용하여 적층된 상태를 유지하도록 서로 간에 고정될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월의 벽체유닛 내부를 도시한 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 벽체유닛(100)은 유닛본체(110)와 폭발유동제어부재(120)를 포함할 수 있다.
유닛본체(110)는 내부공간(111)의 어느 일측과 다른 일측에 폭발 하중이 유입 및 배출되기 위한 유입부(112)와 배출부(113)가 각각 형성된다. 또한 유닛본체(110)는 본 실시예에서처럼 육면체로 이루어질 수 있는데, 반드시 이에 한하지 않고 벽체로서 설치가 가능한 다양한 구조체로 이루어질 수 있다.
유닛본체(110)는 일례로 유입부(112)와 배출부(113)가 내부공간(111)을 사이에 두고 서로 마주보는 면 각각에 형성될 수 있으며, 스틸 또는 이의 합금이나, 그 밖에 폭발 하중에 견디도록 충분한 강도를 가지는 재질로 이루어질 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 유입부(112)는 일례로 유닛본체(110)의 어느 일면, 예컨대 폭발 우려가 있는 위치를 향하는 면의 중심부에 형성되는 개구로 이루어질 수 있으며, 단일로 이루어짐을 나타내나, 필요에 따라 다수로 이루어질 수도 있고, 본 실시예에서처럼 사각형을 비롯하여 원형, 타원형, 마름모, 오각형 등을 비롯하여 다양한 형상을 가질 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 배출부(113)는 본 실시예에서처럼 다공구조를 가질 수 있는데, 이를 위해 예컨대 유닛본체(110)의 다른 일면, 예컨대 폭발 우려가 있는 위치를 향하는 반대면에 마련되는 메쉬(mesh) 또는 다수의 홀(113a)로 이루어질 수 있다. 배출부(113)는 다수의 홀(113a)로 이루어지는 경우, 차단영역(114)과 교대로 배열됨으로써 격자 구조를 이루도록 형성될 수 있다.
유닛본체(110)에서 유입부(112; 도 4에 도시)의 형성면에 대한 개방 비율 또는 배출부(113)의 형성면에 대한 개방 비율은 유닛본체(110)와 폭발유동제어부재(120)의 크기나 면적, 재료 또는 구조적인 강도, 예상되는 폭발 하중 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 폭발유동제어부재(120)는 유입부(112)를 통해 유입되는 폭발 하중을 경감시키도록 내부공간(111)에 설치된다. 또한 폭발유동제어부재(120)는 본 실시예에서처럼 유입부(112)가 가려지는 크기를 가지도록 형성될 수 있다. 따라서 폭발유동제어부재(120)는 유입부(112)보다 큰 폭 및 높이 또는 직경을 가지도록 형성될 수 있다.
폭발유동제어부재(120)는 본 실시예에서처럼 판상으로 이루어질 수 있고, 사각형을 비롯하여 원형, 타원형, 마름모 또는 오각형 등의 다양한 형태를 가질 수 있으며, 스틸 또는 이의 합금이나, 그 밖에 폭발 하중에 견디도록 충분한 강도를 가지는 재질로 이루어질 수 있고, 강도 유지를 위해 필요한 두께를 가지거나, 보강부재가 포함될 수 있다.
폭발유동제어부재(120)는 유입부(112)와 배출부(113)로부터 각각 이격되도록 설치될 수 있고, 나아가서 가장자리가 내부공간(111)의 내측면으로부터 이격되도록 설치될 수 있다. 따라서, 폭발유동제어부재(120)는 유입부(112)와 배출부(113), 그리고 내부공간(111)의 내측면으로부터 이격됨으로써 유입부(112)를 통해서 유입되는 폭발 하중을 경감시켜서 내부공간(111) 내에서 분산되도록 하여 배출부(113)로 원활하게 배출되도록 하는 통로를 제공할 수 있다.
폭발유동제어부재(120)는 내부공간(111)의 내측면에 다수로 고정되는 강선에 모서리나 가장자리 등이 연결됨으로써 내부공간(111) 내에 설치되거나, 내부공간(111) 내에 설치되는 프레임부재, 메쉬 등에 용접이나 볼팅 등에 의해 고정됨으로써 내부공간(111) 내에 설치되거나, 내부공간(111) 내에 설치되는 타이볼트 등의 체결부재에 의해 체결됨으로써 내부공간(111) 내에 설치될 수 있으며, 그 밖에 다양한 고정 방식에 의해 내부공간(111) 내에 설치될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월의 작용을 설명하기로 한다.
선박이나 해양 구조물의 탑사이드(topside)에서 가스나 오일의 누출 등으로 인해 폭발시, 폭발 하중이 유닛본체(110)에 충돌하여 1차로 경감되고, 폭발 하중 일부가 유입부(112)로 유입되어 폭발유동제어부재(120)에 충돌하여 2차로 경감되고, 다시 폭발유동제어부재(120)에 의해 분산되어 내부공간(111)의 내측면에 충돌하여 3차로 경감되고, 다시 배출부(113)가 마련되는 면의 차단영역(114)에 충돌하여 4차로 경감되고, 일부 폭발 하중이 배출부(113)를 통해서 외부로 배출된다. 따라서, 폭발 하중을 연속적이면서 다단계로 경감시키도록 한다.
이와 같이 본 발명에 따른 블라스트 릴리프 월(10)에 의하면, 모듈 내부에서 폭발 사고시 폭발 하중의 일부를 통과시켜서 경감시킴으로써 모듈 내부에 가해지는 폭발 하중의 중첩된 반사 충격을 감소시켜서 인접 모듈로 폭발 하중이 전파되는 것을 차단하고, 이로 인해 대형 폭발 사고를 방지할 수 있다.
또한 유입부(112), 내부공간(111) 그리고 배출부(113)의 개방 영역을 통해서 공기 순환이 활발하게 이루어지도록 하여, 모듈에 대한 벤틸레이션(ventilation)이 원활하도록 하고, 이로 인해 가스 누출 사고시 가연성 가스 운(flammable gas cloud)을 작은 크기로 줄여줌으로써 안전성을 높일 수 있다.
도 7에서 (a)에 나타낸 바와 같이, 일반적인 블라스트 월(blast wall)은 임의의 모듈에서 폭발이 발생하면 블라스트 월이 설치된 바로 옆 모듈로 폭발 하중이 전파되지 않도록 함을 알 수 있다. 반면 도 7에서 (b)에 나타낸 바와 같이, 본 발명은 모듈에서의 폭발 하중이 유입구(112)와 배출부(113) 그리고 폭발유동제어부재(120)에 의해서 경감되어 인접 모듈로 전파될 수 있음을 알 수 있으며, 이로 인해 폭발이 일어난 모듈 내부의 폭발 하중을 낮추고, 인접 모듈로 낮은 폭발 하중이 전파되도록 하여 대형 사고로 전파되는 것을 차단할 수 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.
100 : 벽체유닛 110 : 유닛본체
111 : 내부공간 112 : 유입부
113 : 배출부 113a : 홀
114 : 차단영역 120 : 폭발유동제어부재

Claims (11)

  1. 폭발 하중을 경감시키는 벽체유닛을 포함하고,
    상기 벽체유닛은,
    내부공간의 어느 일측과 다른 일측에 폭발 하중이 유입 및 배출되기 위한 유입부와 배출부가 각각 형성되고, 상기 배출부가 다공구조를 가지는 유닛본체; 및
    상기 유입부를 통해 유입되는 폭발 하중을 경감시키도록 상기 내부공간에 설치되는 폭발유동제어부재를 포함하는 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 벽체유닛이 다수로 적층되어 이루어지는 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유닛본체는,
    육면체로 이루어지는 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 유닛본체는,
    상기 유입부와 상기 배출부가 상기 내부공간을 사이에 두고 서로 마주보는 면 각각에 형성되는 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유입부는,
    상기 유닛본체의 어느 일면 중심부에 형성되는 개구로 이루어지는 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월.
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배출부는,
    상기 유닛본체의 다른 일면에 마련되는 메쉬 또는 다수의 홀로 이루어지는 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 폭발유동제어부재는,
    상기 유입부가 가려지는 크기를 가지도록 형성되는 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 폭발유동제어부재는,
    판상으로 이루어지는 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월.
  9. 청구항 1, 청구항 2, 청구항 7 또는 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폭발유동제어부재는,
    상기 유입부와 상기 배출부로부터 각각 이격되도록 설치되는 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 폭발유동제어부재는,
    가장자리가 상기 내부공간의 내측면으로부터 이격되도록 설치되는 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월.
  11. 폭발 하중을 경감시키는 벽체유닛을 포함하고,
    상기 벽체유닛은,
    유닛본체의 내부공간 양측에 폭발 하중의 유입 및 배출을 위한 유입부와 배출부가 각각 형성되고, 상기 내부공간 내에 유입되는 폭발하중을 경감시키는 폭발유동제어부재가 설치되는 해양 구조물의 블라스트 릴리프 월.
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