KR20150111567A - 전력공급시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박이나 부유식 해상 구조물의 대형 발전기에서 생산된 전력을 배전반에서 제티의 분전반에 공급하여, 제티에 설치된 전기부하에 배전하는 전력공급시스템이 제공될 수 있고, 이로 인해 육상으로부터 제티에 전력을 공급하기 위해서 별도로 포설된 케이블을 설치할 필요가 없고, 이로써 전력케이블 절감을 절감하고 및 전력공급시스템의 유지/보수가 간편해질 수 있는 부유식 해상 구조물의 전력공급시스템에 관한 것이다.
본 발명은 선박이나 부유식 해상 구조물의 전력공급시스템에 있어서, 액화천연가스를 저장하는 저장탱크, 전력을 생산하는 하나 이상의 발전기를 포함하는 전력생산 장치와, 상기 전력생산장비에 연료를 공급하기 위한 연료공급 장치 및 상기 전력생산 장치에서 생산된 전력을 배전하는 배전반을 포함하고, 상기 배전반은 제티(Jetty)에 전력을 공급하는 부유식 해상 구조물의 전력공급시스템을 제공한다.

Description

전력공급시스템{POWER SUPPLY SYSTEM}
본 발명은 선박 또는 부유식 해상 구조물의 전력공급시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제티(Jetty)로 전력을 공급하기 위해서 육상으로부터 전력을 공급할 필요 없이, 선박 또는 부유식 해상 구조물에서 생산된 전력을 제티(Jetty)로 공급하여 육상으로부터의 전력수급을 대체하기 위한 전력공급시스템에 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 감소되므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
즉, 천연가스가 생산되지 않는 국가는 인접한 국가로부터 육상 파이프라인을 연결하여 천연가스를 공급받거나 수송선을 이용하여 LNG를 수입한다. 수송선을 이용한 LNG는 액화된 상태로 육상의 저장소에 저장하며 수요처의 요구에 따라서 압력, 유량, 온도 등의 조건에 맞추어 재기화하여 공급한다.
하지만 이러한 육상의 LNG 저장소는 안정적인 LNG 수요가 있는 지역에는 적합하지만, 일시적 또는 계절적인 수요가 있는 경우에는 높은 설치비, 관리비 등 경제적인 불리함이 있다. 또한 육상의 LNG 재기화 설비는 테러, 자연재해 등에 의해 문제가 될 위험을 안고 있다.
이에 따라서 최근에는 수송선을 이용하여 수입된 LNG를 수송선에서 바로 육상의 수요처로 재기화하여 공급하는 LNG-RV(LNG Regasificaton Vessel)나, LNG의 저장 및 재기화 설비가 갖추어진 부유식 해상 구조물을 이용하여 해상에서 직접 육상의 수요처로 재기화한 LNG를 공급하는 LNG FSRU(LNG Floating Storage and Regasification Vessel) 등이 개발되고 있다.
LNG-RV는 스스로 항해 및 부유가 가능한 LNG 수송선에 LNG 재기화 기능을 추가한 것이고, LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 LNG를 공급받아 저장해 두었다가 이를 재기화하여 육상의 수요처로 가스를 공급하는 것이다.
이러한 부유식 해상 구조물에서 육상의 수요처로 LNG를 공급하기 위해서는 제티(Jetty)를 거쳐서 공급해야되는데, 제티에 설치된 장비들이 동작하기 위해서는 육상으로부터 전원을 공급받아야 한다. 따라서 육상으로부터 제티까지 케이블을 포설하는 비용이 상당히 많이 들고, 선로의 길이가 길기 때문에 유지 및 보수에 어려움이 있었다.
특허문헌 1 : 대한민국 등록특허공보 제10-1121721(2012.01.30) 특허문헌 2 : 대한민국 등록특허공보 제10-1093063(2011.12.13)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 선박 또는 부유식 해상 구조물과 제티를 전력접속 장치를 통해 연결하여, 선박 또는 부유식 해상 구조물에서 생산된 전력을 제티의 전기장비로 공급하는 전력공급시스템을 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 액화천연가스를 저장하는 저장탱크와; 전력을 생산하는 하나 이상의 발전기를 포함하는 전력생산 장치와; 상기 전력생산장비에 연료를 공급하기 위한 연료공급 장치와; 상기 전력생산 장치에서 생산된 전력을 배전하는 배전반;을 포함하고, 상기 배전반은 제티(Jetty)에 전력을 공급하는 선박 또는 부유식 해상 구조물의 전력공급시스템이 제공된다.
일 실시예에 따라, 전력공급시스템의 상기 하나 이상의 발전기는 연료유 및 증발가스 중 어느 하나를 연료로 사용하여 전력을 생산할 수 있다.
일 실시예에 따라, 전력공급시스템의 상기 제티의 분전반은 전력접속 장치를 통해 상기 부유식 해상 구조물의 배전반과 전력케이블로 연결되고, 상기 분전반에서 제티 내부의 전력장비로 전력을 공급할 수 있다.
일 실시예에 따라, 전력공급시스템의 상기 전력접속 장치는 부유식 해상 구조물 및 제티 중 어느 하나에 설치될 수 있다.
일 실시예에 따라, 전력생산 장치의 전력생산량이 부하의 전력소비량보다 적거나 사고가 발생한 경우, 전력공급을 차단하는 전력차단 장치를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 부하의 전력 소비 규격에 따라 AC 전력변환 및 DC 전력변환 중 하나의 제어방식에 따라 제어하는 전력변환 장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 부유식 해상 구조물의 대형 발전기에서 생산된 전력을 배전반에서 제티의 분전반에 공급하여, 제티에 설치된 전기부하에 배전하는 전력공급시스템이 제공될 수 있다.
그에 따라 본 발명의 전력 배전 시스템에 의하면, 부유식 해상 구조물의 대형 발전기는 상대적으로 적은 양의 전력을 사용하는 제티의 전기부하에 충분한 전력을 공급할 수 있어서, 육상으로부터 제티에 전력을 공급하기 위해서 별도로 포설된 케이블을 설치할 필요가 없고, 이로써 전력케이블 절감할 수 있으며, 전력공급시스템의 유지/보수가 간편해질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 선박 또는 부유식 해상 구조물의 전력공급시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력공급시스템을 도시한 구성도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
또한, 액화천연가스를 저장할 수 있는 저장탱크가 마련된 해상 구조물의 예로서는 LNGC(300) (LNG Carrier) 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.
도 1은 본 발명에 따른 선박 또는 부유식 해상 구조물(100)의 전력공급시스템을 도시한 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전력공급시스템은 크게 발전기에 의해 전력을 생산하는 전력생산 장치(110)와, 전력생산 장치(110)의 발전기로 연료를 공급하는 연료공급 장치(120)와, 생산된 전력을 전기부하로 배전하는 배전반(130)과, 배전반(130)으로부터 전력을 공급받아 제티(200)의 전기부하로 공급하는 분전반(210)으로 구성된다.
전력생산 장치(110)는 전력을 생산하는 모든 종류의 발전기를 포함할 수 있고, 하나 이상의 발전기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 고온고압의 기체를 수많은 회전 날개에 부딪혀 축을 돌리게 하여 그 기체의 열에너지를 운동에너지로 전환하는 스팀 터빈 발전기(Steam Turbine Generator), 메인 엔진의 샤프트와 연결되어 메인 엔진의 회전력을 이용하여 전력을 생산하는 샤프트 발전기(Shaft Generator), 중유(HFO)와 같은 오일을 연료로 사용하는 디젤 발전기(Diesel Generator), 연료가스를 사용하여 전력을 생산하는 연료가스 발전기 등이 사용될 수 있다.
연료공급 장치(120)는 전력생산 장치(110)의 하나 이상의 발전기에 전력을 생산하기 위한 연료를 공급할 수 있다. 연료는 발전기의 종류에 따라 개별적으로 공급될 수 있다. 예를 들어, 천연가스를 사용하는 발전기는 저장탱크에 저장된 액화천연가스를 기화한 액화가스를 이용하여 전력을 생산하고, 디젤유를 사용하는 발전기는 중유와 같은 디젤유를 공급하여 전력을 생산한다.
본 실시 예에서 전력생산 장치(110)와 연결된 연료공급 장치(120)는 전기부하(160)에서 필요한 전력량만큼 전력생산 장치(110)로 연료를 원활하게 공급하여 전력을 생산하도록 한다.
배전반(130)은 전력생산 장치(110)에서 생산된 전력을 선박 또는 부유식 해상 구조물(100) 내 전기부하(160) 또는 제티(Jetty)의 분전반(210)에 공급한다. 예를 들어, 배전반(130)은 AC 배전반 및 DC 배전반으로 구성될 수 있고, 부하의 정격전압 크기에 맞추어 AC 220V, 440V, 6600V 등의 배전반을 포함할 수 있다. 각 배전반은 440/230V 변압기, 6600/440V 변압기 등에 의해 전력을 승압하거나 강압할 수 있다. 또한 배전반은 제티(200)의 분전반(210)과 전력접속 장치(400)를 통해 연결되어 전력을 제티(200)로 공급할 수 있다.
전력접속 장치(400)는 제티(200)와 선박 또는 부유식 해상 구조물(100)을 전력케이블로 연결하기 위한 장치이다. 전력접속 장치(400)는 제티(200)에 설치되거나 선박 또는 부유식 해상 구조물(100)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 전력접속 장치(400)는 제티(200)의 선박계류시설인 돌핀(Dolphin) 구조물(220)에 설치되어 선박 또는 부유식 해상 구조물(100)과 제티(200)의 분전반(210)을 연결해 줄 수 있다.
전력차단 장치(140)는 전기부하(160)와 연결되어 있는 선로에 누전과 같은 사고에 의한 감전위험을 방지하기 위한 장치이다. 즉, 전력차단 장치(140)는 선박 또는 부유식 해상 구조물(100)에서 사고가 발생되거나, 전기부하(160)의 전력사용량을 충족시키지 못할 경우에 배전반(130)의 전력공급을 차단할 수 있다. 또한, 전력을 효율적으로 사용하기 위해 전기부하(160)의 대기전력을 차단하는 장치를 포함할 수 있다.
전력변환 장치(150)는 선박 또는 부유식 해상 구조물(100)의 전기부하(160)의 종류에 따라 적절한 전력을 공급하기 위해 전력을 변환시킬 수 있다. 예를 들어, AC/DC 컨버터, DC/DC 컨버터, DC/AC 인버터 등을 포함할 수 있다. 즉, 선박 또는 부유식 해상 구조물(100)의 전기부하(160)가 사용하는 전력방식에 따라 전력변환 장치(150)에서 변환하여 배전반(130)을 통해 전력을 공급할 수 있다.
제티(200)는 해류나 조류의 흐름을 유도하고 수로에 퇴적물이 쌓이는 것을 방지하기 위해서 항구나 하구 등에 항로에 해안으로부터 바다로 향하도록 설치된 인공구조물이다. 제티(200)는 선박 또는 부유식 해상 구조물(100)의 액화천연가스를 육지로 수송하기 위해 수송파이프를 포함할 수 있다. 예를 들어, 선박 또는 부유식 해상 구조물(100)은 액화천연가스를 재기화하여 천연가스를 육상으로 보내거나, 액화천연가스를 육상의 저장탱크로 수송하기 위해 제티(200)와 연결될 수 있다. 제티(200)는 선박을 계류시키기 위한 시설을 구비할 수 있는데, 돌핀(Dolphin) 구조물(220)과 같은 말뚝형 구조물을 포함할 수 있다.
제티(200)에는 상대적으로 소량의 전력을 사용하는 전기부하(230)를 포함할 수 있는데, 종래에는 이러한 전기부하(230)에 전력을 공급하기 위해서 육상으로부터 제티(200)까지 전력케이블을 포설하여 전력을 공급했었다. 하지만 제티(200)의 분전반(210)과 선박 또는 부유식 해상 구조물(100)의 배전반(130)을 연결하여 육상의 전력공급을 대체할 수 있다. 즉, 선박 또는 해상 구조물의 발전기에서 생산 가능한 전력량은 상대적으로 제티(200)의 전기부하(230)의 전력 소모량보다 크기 때문에, 제티(200)의 분전반(210)으로 전력을 나누어 공급해도 선박 또는 부유식 해상 구조물(100)의 전기부하는 충분하게 전력을 공급받을 수 있다. 선박 또는 부유식 해상 구조물(100)에서 제티(200)로 전력공급을 함으로써, 제티(200)는 육지에서 전력을 공급받기 위한 전력케이블을 포설하지 않아도 되므로 설치비용 및 유지보수 비용을 절감할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력공급시스템을 도시한 구성도이다. 도 2의 실시예는 도 1의 전력공급시스템과 대체로 유사하다. 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하고, 이하 차이점에 대해서 상세하게 설명한다.
연료공급 장치로부터 연료를 공급받아서 전력을 생산한 전력생산 장치는 AC 6600V 배전반(132)과 연결된다. AC 6600V 배전반(132)은 대규모의 전력을 소비하는 전기부하와 연결될 수 있고, 6600/440V 변압기(152)에 의해 강압하여 AC 440V 배전반(134)으로 전력을 공급할 수 있다. AC 440V 배전반(134)은 440V 부하(162)와 연결되어 전력을 공급할 수 있고, 440/230V 변압기(154)에 의해 강압하여 AC 220 분전반(136)으로 전력을 공급할 수 있다.
AC 440V 배전반(134)은 전력접속 장치(400)를 통해서 제티의 AC 440V 분전반(212)과 전력케이블로 연결될 수 있다. 제티의 AC 440V 분전반(212)은 선박 또는 부유식 해상 구조물로부터 공급받은 전력을 제티에 설치된 440V 부하(232)에 공급할 수 있다. 또한, 제티의 AC 440V 분전반(212)에는 440/230V 변압기가 설치되어 AC 220V 분전반을 통해서 220V 부하로 전력을 공급할 수 있다.
100 : 부유식 해상 구조물 110 : 전력생산 장치
120 : 연료공급 장치 130 : 배전반
140 : 전력차단 장치 150 : 전력변환 장치
160, 230 : 전기부하 200 : 제티(Jetty)
210 : 분전반 220 : 돌핀(Dolphin) 구조물
300 : LNGC 400 : 전력접속 장치

Claims (6)

  1. 액화천연가스를 저장하는 저장탱크와;
    전력을 생산하는 하나 이상의 발전기를 포함하는 전력생산 장치와;
    상기 전력생산장비에 연료를 공급하기 위한 연료공급 장치와;
    상기 전력생산 장치에서 생산된 전력을 배전하는 배전반;을 포함하고,
    상기 배전반은 제티(Jetty)에 전력을 공급하는 선박 또는 부유식 해상 구조물의 전력공급시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 발전기는 연료유 및 증발가스 중 어느 하나를 연료로 사용하여 전력을 생산하는 선박 또는 부유식 해상 구조물의 전력공급시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제티의 분전반은 전력접속 장치를 통해 상기 부유식 해상 구조물의 배전반과 전력케이블로 연결되고, 상기 분전반에서 제티 내부의 전력장비로 전력을 공급하는 선박 또는 부유식 해상 구조물의 전력공급시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 전력접속 장치는 부유식 해상 구조물 및 제티 중 어느 하나에 설치되는 선박 또는 부유식 해상 구조물의 전력공급시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력생산 장치의 전력생산량이 부하의 전력소비량보다 적거나 사고가 발생한 경우, 전력공급을 차단하는 전력차단 장치를 더 포함하는 선박 또는 부유식 해상 구조물의 전력공급시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    부하의 전력 소비 규격에 따라 AC 전력변환 및 DC 전력변환 중 하나의 제어방식에 따라 제어하는 전력변환 장치를 더 포함하는 선박 또는 부유식 해상 구조물의 전력공급시스템.
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