KR20150034325A - 모듈형 부유 발전 플랜트 및 부유 발전 플랜트의 모듈화 시스템 - Google Patents

모듈형 부유 발전 플랜트 및 부유 발전 플랜트의 모듈화 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부유식 구조물 위에 발전 플랜트가 장착된 부유 발전 플랜트로서, 상기 부유 발전 플랜트가 일정 발전용량을 갖는 복수 개의 단위모듈로 구성되어, 발전용량 변경시 각 단위모듈의 부유 발전 플랜트가 선택적으로 서로 결합하거나 분리하여 발전용량을 변경시키는 구성이다.
본 발명은 발전용량 변경시, 발전용량 100㎿ 또는 50㎿을 갖는 단위모듈의 부유 발전 플랜트를 필요한 만큼 추가함으로써, 발전용량에 따른 추가 설계 및 제품 개발이 요구되지 않으며, 설계 기간 단축으로 인한 비용 절감 효과가 있는바, 단위모듈의 제품 개발 효과로 인해 향후 10년간 동남아시아 및 아프리카 전체 프로젝트의 약 9.4% 추가 타겟이 가능하며, 용량에 따른 추가 설계 및 제품 개발이 요구되지 않으므로 설계 기간 단축으로 인한 비용 절감 효과가 있고, 400㎿ 이상인 프로젝트의 경우에도 모듈 결합 방식임으로 기존 중량물 운반선을 통한 운송이 가능하다.

Description

모듈형 부유 발전 플랜트 및 부유 발전 플랜트의 모듈화 시스템{MODULATION TYPE BARGE MOUNTED POWER PLANT AND MODULATION SYSTEM THEREOF}
본 발명은 모듈형 부유 발전 플랜트 및 부유 발전 플랜트의 모듈화 시스템에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 부유 발전 플랜트의 발전용량을 단위모듈로 구성하여, 발전용량의 증가 요구시 부유 발전 플랜트의 재설계 없이 단위모듈의 부유 발전 플랜트를 필요한 만큼 더 추가함으로써, 발전용량에 따른 추가 설계 및 제품 개발이 요구되지 않으며, 설계 기간 단축으로 인한 비용 절감을 실현할 수 있는 모듈형 부유 발전 플랜트 및 부유 발전 플랜트의 모듈화 시스템에 관한 것이다.
최근에는 친환경적인 발전에 대한 요구로 천연가스를 이용한 발전에 대한 관심이 증가하고 있다.
특히, 스팀 터빈을 구동하는 복합 화력발전 기술이 등장함에 따라 가스 발전의 효율 증대와 가스 가격의 하락 안정에 따른 가스 발전 수요가 점점 증대하고 있다.
일반적으로 복합 화력발전(Combined Cycle Power Generation)은 가스터빈 발전기(Gas Turbine Generator)로부터 1차 발전이 이루어지고, 가스터빈의 폐기가스(Exhaust Gas)의 폐열 에너지를 이용하여 HRSG(Heat Recovery Steam Generator: 폐열회수 증기발전기)를 통해 생성된 시스템으로, 스팀 발전기(Steam Generator)를 운용하여 2차 발전을 하는 형태로 이루어진다.
한편, 전력공급이 원활하지 않은 신흥개발국 등에서 가스 발전에 대한 관심이 높아지고 있는데, 가스 발전은 그 특성상 육지에 가스 저장소 등과 같은 가스 인프라가 갖추어야만 발전이 가능하기 때문에 개발에 제한이 많았다.
복합 화력발전 설비의 용적이 너무 커서 설비 초기 설치비용이 상승하는 문제점이 있고, 설비 및 시스템이 별도의 건물에 독립적으로 위치함에 따라서 건물 및 배관, 자재의 소모량이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 종래에는 설비 설치 및 탱크 배치, 그리고 테스트가 현장(site)에서 수행됨에 따라 리스크(risk)가 항상 존재하며, 오랜 공사기간이 필요한 문제점이 있다.
특히, 여러 개의 섬들로 이루어진 동남아시아 국가의 경우에는 대용량의 가스 발전을 하는 데 어려움이 많았다.
이와 같이 육상 발전소 건설에 따른 장소 확보와 건설비 소요를 가져오는 단점이 있으며, 육상 발전소 건설에 많은 시간이 소요되므로 전력 공급을 단시간 내에 수행하는 것이 어렵다.
없음
종래 육상 복합 화력발전 플랜트의 문제점을 해소하기 위하여, 부유식 구조물인 바지선에 발전 플랜트를 장착할 수 있는 새로운 개념의 부유 발전 플랜트를 도출할 수 있는바, 이 경우 선주에 의한 발전용량의 증가 요구시 설계중인 부유 발전 플랜트를 발전용량의 증가 요구에 맞추어 재설계해야하는 문제점을 상정할 수 있다.
따라서, 본 발명은 부유 발전 플랜트의 발전용량을 단위모듈, 예를 들어 100㎿ 또는 50㎿로 구성하여, 발전용량의 증가 요구시 부유 발전 플랜트의 재설계 없이 100㎿ 또는 50㎿의 단위모듈의 부유 발전 플랜트를 필요한 만큼 추가하여 결합함으로써, 발전용량에 따른 추가 설계 및 제품 개발이 요구되지 않으며, 설계 기간 단축으로 인한 비용 절감 효과가 있고, 400㎿ 이상인 프로젝트의 경우에도 단위모듈 결합 방식으로 기존 중량물 운반선을 통한 운송이 가능한 모듈형 부유 발전 플랜트 및 부유 발전 플랜트의 모듈화 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 모듈형 부유 발전 플랜트는 부유식 구조물 위에 발전 플랜트가 장착된 부유 발전 플랜트로서, 상기 부유 발전 플랜트가 일정 발전용량을 갖는 복수 개의 단위모듈로 구성되어, 발전용량 변경시 각 단위모듈의 부유 발전 플랜트가 선택적으로 서로 결합하거나 분리하여 발전용량을 변경시키는 구성이다.
상기 단위모듈의 부유 발전 플랜트는 100㎿ 또는 500㎿ 등으로 구성될 수 있으나, 본 발명의 실시 예에서는 100㎿ 발전용량을 갖는 단위모듈의 부유 발전 플랜트를 일 예로 설명하기로 한다.
상기 부유식 구조물은 바지선을 사용하며, 상기 단위모듈의 부유 발전 플랜트는 연결 유닛으로 서로 연결되는 구성이다.
상기 연결 유닛은 플렉서블 연료 파이프(Flexible Fuel Pipe), 텐션 라인(Tension Line), 상하 댐핑 장치(Heave Damping Divice)를 포함한다.
상기 상하 댐핑 장치(Heave Damping Divice)는 상기 단위모듈의 부유 발전 플랜트 사이에 히브(Heave) 운동(상하동요)을 제어하기 위해 설치될 수 있다.
상기 단위모듈의 부유 발전 플랜트 사이에는 충격을 흡수하고 파손을 방지하는 완충재(Fender)가 설치될 수 있다.
상기 부유 발전 플랜트는 복합 화력발전 플랜트로 구성될 수 있는바, 복합 화력발전 플랜트는 복합 화력발전(Combined Cycle Power Generation)은 가스터빈 발전기(Gas Turbine Generator)로부터 1차 발전이 이루어지고, 가스터빈의 폐기가스(Exhaust Gas)의 폐열 에너지를 이용하여 HRSG(Heat Recovery Steam Generator: 폐열회수 증기발전기)를 통해 생성된 시스템으로, 스팀 발전기(Steam Generator)를 운용하여 2차 발전을 하는 형태로 구성된다.
한편, 본 발명에 따른 부유 발전 플랜트의 모듈화 시스템은 부유식 구조물 위에 발전 플랜트가 장착된 복수 개의 단위모듈 부유 발전 플랜트가 선택적으로 서로 결합하거나 분리하여 발전용량을 변경시키는 구성이다.
개발도상국 및 후진국 등 신흥국가의 경제 성장에 따라, 향후 해당 지역을 중심으로 신규 발전 수요가 꾸준히 증가할 것으로 예상되고 있으며, 특히 아프리카와 동남아시아의 발전 수요 증가를 주목할 필요성이 있다.
본 발명은 부유식 복합 화력발전 플랜트의 발전용량을 단위모듈로 구성하여, 발전용량의 증가 요구시 부유식 복합 화력발전 플랜트의 재설계 없이 100㎿ 또는 50㎿의 단위모듈 부유 발전 플랜트를 필요한 만큼 추가함으로써, 발전용량에 따른 추가 설계 및 제품 개발이 요구되지 않으며, 설계 기간 단축으로 인한 비용 절감 효과가 있는바, 단위모듈의 제품 개발 효과로 인해 향후 10년간 동남아시아 및 아프리카 전체 프로젝트의 약 9.4% 추가 타겟이 가능하다.
본 발명은 용량에 따른 추가 설계 및 제품 개발이 요구되지 않으므로 설계 기간 단축으로 인한 비용 절감 효과가 있고, 400㎿ 이상인 프로젝트의 경우에도 모듈 결합 방식임으로 기존 중량물 운반선을 통한 운송이 가능하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 단위모듈의 부유 발전 플랜트를 보인 사시도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모듈형 부유 발전 플랜트를 보인 평면도
도 3은 도 2의 A부분에 대한 확대 사시도
도 4는 도 2의 B부분에 대한 확대 사시도
도 5는 도 2의 C부분에 대한 확대 사시도
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모듈형 부유 발전 플랜트 및 부유 발전 플랜트의 모듈화 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 단위모듈의 부유 발전 플랜트를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모듈형 부유 발전 플랜트를 보인 평면도이며, 도 3은 도 2의 A부분에 대한 확대 사시도이고, 도 4는 도 2의 B부분에 대한 확대 사시도이며, 도 5는 도 2의 C부분에 대한 확대 사시도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 단위모듈의 부유 발전 플랜트(10)는 바지선과 같은 부유식 구조물(11) 위에 발전 플랜트(발전유닛)(12), 예를 들어 복합 화력발전 플랜트가 장착된 구조물을 말한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모듈형 부유 발전 플랜트(100)는 복수 개의 단위모듈의 부유 발전 플랜트(10)가 연결 설치된 구조물을 말한다.
상기 복합 화력발전(Combined Cycle Power Generation)은 가스터빈 발전기(Gas Turbine Generator)로부터 1차 발전이 이루어지고, 가스터빈의 폐기가스(Exhaust Gas)의 폐열 에너지를 이용하여 HRSG(Heat Recovery Steam Generator: 폐열회수 증기발전기)를 통해 생성된 시스템으로, 스팀 발전기(Steam Generator)를 운용하여 2차 발전을 하는 형태로 이루어진다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모듈형 부유 발전 플랜트는 일정 발전용량을 갖는 단위모듈의 부유 발전 플랜트(10)가 복수 개로 구성된다.
본 발명의 설명에서는 4개의 단위모듈의 부유 발전 플랜트(10)가 결합하는 구성을 일 예로 설명하기로 한다.
본 발명은 선주의 요구로 발전용량의 변경이 필요한 경우에, 별도의 설계 변경 없이 상기 단위모듈의 부유 발전 플랜트(10)가 선택적으로 서로 결합하거나 분리하여 발전용량을 변경시키는 구성이다. 여기서, 단위모듈의 부유 발전 플랜트(10)는 설계조건에 따라 발전용량 100㎿ 또는 50㎿ 등으로 제조될 수 있다.
상기 단위모듈의 부유 발전 플랜트들(10)은 서로 연결 유닛(100)으로 연결되도록 구성될 수 있다.
상기 연결 유닛(100)은 플렉서블 연료 파이프(Flexible Fuel Pipe)(110)와, 텐션 라인(Tension Line)(120), 상하 댐핑 장치(Heave Damping Divice)(130)를 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 플렉서블 연료 파이프(110)는 신축배관으로서, 스테인레스, 알루미늄, 스틸 등으로 제조되며, 해상에서 부유 구조물(11)의 요동에 의해서도 유연성을 유지하여 부유 구조물(11) 간의 연료 등의 유체 운송 역할을 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 상하 댐핑 장치(130)는 상기 단위모듈의 부유 발전 플랜트(10) 사이에 설치되어 히브 운동(상하동요)을 제어한다.
다시 말해, 상기 상하 댐핑 장치(130)는 회전 부(131)를 기준으로 서포트(132)가 상기 단위모듈의 부유 발전 플랜트(10)를 서로 연결하고 있으며, 중간에 텐션부(133)가 형성되어 상기 단위모듈의 부유 발전 플랜트(10)의 상하 요동을 제어하는 역할을 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 단위모듈의 부유 발전 플랜트(10) 사이에는 충격을 흡수하여 부유 구조물(11)의 파손을 방지하기 위한 완충재(Fender)(140)가 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유 발전 플랜트의 모듈화 시스템은 부유식 구조물 위에 발전 플랜트가 장착된 복수 개의 단위모듈 부유 발전 플랜트(10)가 선택적으로 서로 결합하거나 분리하여 발전용량을 변경시킨다.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모듈형 부유 발전 플랜트의 작용을 설명한다.
선주의 요구 및 자체 설계 변경으로 인한 발전용량의 변경이 필요한 경우, 예를 들어 100㎿에서 400㎿로 발전용량을 증가시키고자 하는 경우, 100㎿, 단위모듈의 부유 발전 플랜트(10) 4개를 서로 인접시킨 후 결합시켜서, 모듈형 부유 발전 플랜트(100)를 설치한다. 상기 모듈형 부유 발전 플랜트(100)는 계류 와이어(W)에 의해서 해저에 고정할 수 있다.
상기 플렉서블 연료 파이프(110)는 해상에서 부유 구조물(11)의 요동에 의해서도 유연성을 유지하여 단위모듈의 부유 발전 플랜트(10) 간의 액체 운송을 유지하는 역할을 한다.
상기 단위모듈의 부유 발전 플랜트(10) 사이에 설치된 완충재(Fender)(140)는 충격을 흡수하여 부유 발전 플랜트(10)의 파손을 효과적으로 방지한다.
상기 상하 댐핑 장치(130)는 히브 운동을 제어하게 되는데, 회전 부(131)를 기준으로 서포트(132)가 회전하며, 이때 텐션부(133)가 상기 단위모듈의 부유 발전 플랜트(10)의 상하 요동을 효과적으로 제어한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 개발도상국 및 후진국 등 신흥국가의 경제 성장에 따라, 향후 해당 지역을 중심으로 신규 발전 수요가 꾸준히 증가할 것으로 예상되고 있으며, 특히 아프리카와 동남아시아의 발전 수요 증가를 주목할 필요성이 있다.
본 발명은 부유 발전 플랜트의 발전용량을 단위모듈로 구성하여, 발전용량의 증가 요구시 부유 발전 플랜트의 재설계 없이 100㎿ 또는 50㎿의 단위모듈을 필요한 만큼 추가함으로써, 발전용량에 따른 추가 설계 및 제품 개발이 요구되지 않으며, 설계 기간 단축으로 인한 비용 절감 효과가 있는바, 단위모듈의 제품 개발 효과로 인해 향후 10년간 동남아시아 및 아프리카 전체 프로젝트의 약 9.4% 추가 타겟이 가능하다.
본 발명은 용량에 따른 추가 설계 및 제품 개발이 요구되지 않으므로 설계 기간 단축으로 인한 비용 절감 효과가 있고, 400㎿ 이상인 프로젝트의 경우에도 모듈 결합 방식임으로 기존 중량물 운반선을 통한 운송이 가능하다.
그리고, 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.
10: 단위모듈의 부유 발전 플랜트
11: 부유식 구조물
12: 발전 플랜트
100: 연결 유닛
110: 플렉서블 연료 파이프(Flexible Fuel Pipe)
120: 텐션 라인(Tension Line)
130: 상하 댐핑 장치(Heave Damping Divice)
131: 회전 부
132: 서포트
133: 텐션부
140: 완충재(Fender)

Claims (12)

  1. 부유식 구조물 위에 발전 플랜트가 장착된 부유 발전 플랜트로서, 상기 부유 발전 플랜트가 일정 발전용량을 갖는 복수 개의 단위모듈로 구성되어, 발전용량 변경시 각 단위모듈의 부유 발전 플랜트가 선택적으로 서로 결합하거나 분리하여 발전용량을 변경시키는 구성인 것을 특징으로 하는 모듈형 부유 발전 플랜트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 부유식 구조물은 바지선인 것을 특징으로 하는 모듈형 부유 발전 플랜트.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위모듈의 부유 발전 플랜트는 연결 유닛으로 서로 연결되는 구성인 것을 특징으로 하는 모듈형 부유 발전 플랜트.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결 유닛은 플렉서블 연료 파이프(Flexible Fuel Pipe), 텐션 라인(Tension Line), 및 상하 댐핑 장치(Heave Damping Divice)를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 부유 발전 플랜트.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위모듈의 부유 발전 플랜트는 발전용량 100㎿ 또는 50㎿ 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 모듈형 부유 발전 플랜트.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 상하 댐핑 장치(Heave Damping Divice)는 상기 단위모듈의 부유 발전 플랜트 사이에 설치되어 히브 운동을 제어하는 것을 특징으로 하는 모듈형 부유 발전 플랜트.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위모듈의 부유 발전 플랜트 사이에는 완충재(Fender)가 설치되는 것을 특징으로 하는 모듈형 부유 발전 플랜트.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 부유 발전 플랜트는 복합 화력발전 플랜트로 구성되는 것을 특징으로 하는 모듈형 부유 발전 플랜트.
  9. 부유식 구조물 위에 발전 플랜트가 장착된 복수 개의 단위모듈의 부유 발전 플랜트가 선택적으로 서로 결합하거나 분리하여 발전용량을 변경시키는 것을 특징으로 하는 부유 발전 플랜트의 모듈화 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 부유 발전 플랜트는 복합 화력발전 플랜트로 구성하는 것을 특징으로 하는 부유 발전 플랜트의 모듈화 시스템.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 단위모듈의 부유 발전 플랜트는 연결 유닛으로 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 부유 발전 플랜트의 모듈화 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 연결 유닛은 플렉서블 연료 파이프(Flexible Fuel Pipe), 텐션 라인(Tension Line), 및 상하 댐핑 장치(Heave Damping Divice)를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유 발전 플랜트의 모듈화 시스템.
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KR102222559B1 (ko) * 2020-08-05 2021-03-08 (주)파워브릿지인터내셔널 박스 형태의 모듈을 활용한 부유식 발전 플랜트

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KR102222559B1 (ko) * 2020-08-05 2021-03-08 (주)파워브릿지인터내셔널 박스 형태의 모듈을 활용한 부유식 발전 플랜트

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