KR20160049121A - 발전설비의 냉각 성능을 향상시킨 부유식 발전선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LNG가 저장되는 LNG 저장탱크; 상기 저장탱크로부터 공급되는 LNG를 기화시키는 기화부; 상기 기화부에 의해 기화되는 천연가스를 연료로 사용하여 동력을 생산하는 가스터빈; 상기 가스터빈으로부터 발생하는 배기가스의 폐열을 이용하여 스팀을 발생시키는 폐열회수보일러; 상기 폐열회수보일러에서 발생되는 스팀에 의하여 동력을 생산하는 스팀터빈; 상기 가스터빈 및 스팀터빈의 동력에 의하여 전력을 생산하는 발전기; 상기 스팀터빈에서 발생된 스팀을 냉각시켜 상기 폐열회수보일러로 순환시키는 복수기; 및 해수를 유입하여 상기 복수기를 냉각한 후 배출하는 복수기 냉각장치;를 포함하는 부유식 발전선을 제공한다.

Description

발전설비의 냉각 성능을 향상시킨 부유식 발전선{FLOATING LNG RE-GASIFICATION POWER PLANT HAVING ENHANCED COOLING FOR POWER PLANT}

본 발명은 부유식 발전선에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발전설비의 냉각 성능을 향상시킨 부유식 발전선에 관한 것이다.

액화천연가스(LNG)를 연료로 사용하는 발전 설비는 주로 육상에 설치되는데, 이를 위해선 부지를 매입해야 하고, 송전선 등을 설치해야 하므로 과도한 설치비용이 발생하였다.

이에 따라, 최근에는 원료 수급이 용이하고 용지확보 비용이 저렴한 해안가에 발전 설비를 설치하는 사례가 늘어나고 있다.

하지만, 해안가에 설치되는 발전 설비의 경우, 화재의 원인이 되는 누전, 합선 등을 야기하여 안정상의 문제가 발생할 수 있었다. 특히, 파력(wave)에 의한 유동과 진동에 의해 2차적인 피해가 발생할 우려도 있었다.

본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1279646호(2013.06.26. 공고)가 있으며, 상기 선행문헌에는 부유식 해상발전 장치에 관한 기술이 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 장기간 계류 상태에서 발전설비를 운용하는 부유식 발전선에 있어서 냉각수의 흡입 포트와 배출 포트의 배치를 개선하여 냉각성능을 향상시킴에 있다.

본 발명의 다른 목적은 선박의 계류 방향에 관계없이 냉각수의 흡입 포트와 배출 포트를 가변적으로 운용할 수 있도록 함으로써 발전설비의 냉각성능을 향상시킬 수 있는 부유식 발전선을 제공함에 있다.

본 발명은 LNG가 저장되는 LNG 저장탱크; 상기 저장탱크로부터 공급되는 LNG를 기화시키는 기화부; 상기 기화부에 의해 기화되는 천연가스를 연료로 사용하여 동력을 생산하는 가스터빈; 상기 가스터빈으로부터 발생하는 배기가스의 폐열을 이용하여 스팀을 발생시키는 폐열회수보일러; 상기 폐열회수보일러에서 발생되는 스팀에 의하여 동력을 생산하는 스팀터빈; 상기 가스터빈 및 스팀터빈의 동력에 의하여 전력을 생산하는 발전기; 상기 스팀터빈에서 발생된 스팀을 냉각시켜 상기 폐열회수보일러로 순환시키는 복수기; 및 해수를 유입하여 상기 복수기를 냉각한 후 배출하는 복수기 냉각장치;를 포함하는 부유식 발전선을 제공한다.

상기 복수기 냉각장치는 해수를 유입하는 유입포트와, 열교환된 해수를 배출하는 배출포트와, 상기 유입포트의 유입압력과 상기 배출포트의 배출압력을 발생시키는 펌프를 포함할 수 있다.

상기 복수기는 선미측에 배치되고, 상기 복수기 냉각장치의 유입포트는 선미측에 배치되며, 상기 배출포트는 선수측에 배치되어 배출포트를 통해 배출되는 가열된 해수가 상기 유입포트로 유입되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

이 때, 상기 유입포트는 선체의 좌현 또는 우현에 배치되며, 상기 배출포트는 상기 유입포트의 반대측현에 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 유입포트와 상기 배출포트는 선체의 좌현 및 우현에 각각 배치될 수 있으며,

상기 유입포트는 좌현 또는 우현 중 택일적으로 개방되고, 상기 배출포트도 좌현 또는 우현 중 택일적으로 개방되면 더욱 바람직하다.

본 발명에 따른 부유식 발전선은 복수기 냉각장치의 유입포트와 배출포트를 이격시킴으로써, 배출포트를 통해 배출된 고온의 해수가 유입포트로 유입되는 것을 방지함으로써, 복수기 냉각장치의 냉각효과를 향상시키는 효과를 가져온다.

또한, 제2실시예와 같이 유입포트와 배출포트를 양현에 모두 형성하되, 양현중 하나의 유입포트와 배출포트를 선택할 수 있도록 함으로써 부유식 발전선의 계류 상태에서 적합하게 유입포트와 배출포트를 선택할 수 있는 효과도 가져온다.

도 1은 부유식 발전선의 개략적인 구조를 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 복수기 냉각장치의 구조를 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 복수기 냉각장치의 구조를 나타낸 구성도임.

본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 부유식 발전선의 개략적인 구조를 나타낸 구성도이다.

도시된 바와 같이, 부유식 발전선(100)은 선체(100)와, 선체에 형성되며 LNG가 저장되는 LNG 저장탱크(120)와, 상기 LNG 저장탱크(120)로부터 공급되는 LNG를 기화시키는 기화부(130)와, 상기 기화부(130)에 의해 기화되는 천연가스를 연료로 사용하여 동력을 생산하는 가스터빈(140)과, 상기 가스터빈(140)으로부터 발생하는 배기가스의 폐열을 이용하여 스팀을 발생시키는 폐열회수보일러(150)와, 상기 폐열회수보일러(150)에서 발생되는 스팀에 의하여 동력을 생산하는 스팀터빈(160)과, 상기 가스터빈(140) 및 스팀터빈(160)의 동력에 의하여 전력을 생산하는 발전기(170)와, 상기 스팀터빈(160)에서 배출되는 스팀을 냉각시켜 상기 폐열회수보일러(150)로 순환시키는 복수기(180)와, 해수를 유입하여 상기 복수기(180)를 냉각한 후 배출하는 복수기 냉각장치(190)를 포함한다.

본 발명에 따른 부유식 발전선(100)은 저장탱크(120)는 선체의 내부에 설치되며, 가스터빈(140), 스팀터빈(160), 발전기(170) 등의 발전설비는 갑판 위에 형성될 수 있다.

또한, 가스터빈(140), 스팀터빈(160), 발전기 등의 설비는 선체 전체의 무게배분과 타 설비등 과의 연계를 고려할 때 선미측에 배치되는 것이 바람직하다.

터빈(140, 160)과 발전기(170)등의 발전설비가 선미측에 배치됨에 따라 그 부속설비인 복수기(180)도 선미측에 배치된다.

복수기 냉각장치(190)는 유입포트와 배출포트를 구비하여 해수를 복수기로 공급하여 냉각시키는 역할을 수행한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 복수기 냉각장치의 구조를 나타낸 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 복수기 냉각장치(190)는 해수를 유입하는 유입포트(192)와, 열교환된 해수를 배출하는 배출포트(194)와, 상기 유입포트의 유입압력과 상기 배출포트의 배출압력을 발생시키는 펌프(196)를 포함한다.

펌프(196)의 압력으로 해수를 유입하여 복수기로 공급하여, 복수기를 냉각시킨 후, 배출포트(194)를 통해 열교환으로 승온된 해수를 배출하는 것이다.

이 때, 복수기(180)가 선미측에 배치되어 있으므로, 유입포트(192)도 선미측에 형성하는 것이 바람직하다. 이는 유입경로를 짧게하여 유입시에 압력 손실을 방지하기 위한 것이다. 또한 펌프(196)는 도시한 바와 같이 유입경로상에 배치하는 것이 바람직하다. 냉각효율은 펌프(196)에 의하여 공급되는 유량에 따라 달라지게 되는데, 펌프(196)를 유입경로 상에 배치하면 경로로 증가로 인한 유량 손실을 감소시킬 수 있다.

한편, 유입포트(192)가 선미측에 배치되는 경우 배출포트(194)는 선수측에 배치하는 것이 바람직하다. 배출포트(194)를 통해서 승온된 해수가 배출되는 데, 승온된 해수가 유입포트(192)를 통해 다시 유입되면 복수기 냉각장치(190)의 냉각효율이 저하된다. 따라서, 배출포트(194)는 유입포트(192)와 최대한 이격될 수 있도록 선수측에 배치되는 것이 바람직하다.

반대로, 유입포트(192)가 선수측에 형성되는 경우에는 배출포트(194)는 선미측에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 도시한 바와 같이, 유입포트(192)가 우현측에 배치되는 경우라면, 배출포트(194)는 좌현측에 배치되는 것이 바람직하며, 반대로 유입포트(192)가 좌현측에 배치되는 경우라면, 배출포트(194)는 우현측에 배치되는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 복수기 냉각장치의 구조를 나타낸 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 복수기 냉각장치는 유입포트(192a, 192b)가 선미측의 양측에 형성되고, 배출포트(194a, 194b)가 선수측의 양측에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 유입포트(192a, 192b)와 펌프(196)의 사이에 유입선택밸브(193)가 구비되고, 펌프(196)와 배출포트(194a,194b)의 사이에 배출선택밸브(195)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

유입선택밸브(193)를 통해서 좌현에서 해수를 유입할 것인지, 아니며 우현에서 해수를 유입할 것인지를 선택하고, 배출선택밸브(195)를 통해서 우현으로 해수를 배출할 것인지, 좌현으로 해수를 배출할 것인지 선택할 수 있도록 하기 위한 것이다.

부유식 발전선(100)은 특정 위치에 장기간 계류된 상태에서 발전을 수행하며 육상으로 전력을 공급하게 되는데, 계류시의 자세가 좌현측이 해안선에 인접할 경우가 될 수도 잇고 반대로 우현특이 해안선에 인접하게 될 수도 있다.

예를 들어, 우현이 해안선에 인접한 자세로 계류되는 경우라면, 먼바다측인 좌현측에서 해수를 유입하고, 우현측으로 해수를 배출하도록 하는 것이 바람직하다. 해안과 인접한 측의 해수의 온도가 상대적으로 높기 때문이다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 부유식 발전선은 복수기 냉각장치의 유입포트와 배출포트를 이격시킴으로써, 배출포트를 통해 배출된 고온의 해수가 유입포트로 유입되는 것을 방지함으로써, 복수기 냉각장치의 냉각효과를 향상시키는 효과를 가져온다.

또한, 제2실시예와 같이 유입포트와 배출포트를 양현에 모두 형성하되, 양현중 하나의 유입포트와 배출포트를 선택할 수 있도록 함으로써 부유식 발전선의 계류 상태에서 적합하게 유입포트와 배출포트를 선택할 수 있는 효과도 가져온다.

전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 부유식 발전선 110 : 선체
120 : 저장탱크 130 : 기화부
140 : 가스터빈 150 : 폐열회수보일러
160 : 스팀터빈 170 : 발전기
180 : 복수기 190 : 복수기 냉각장치
192,192a,192b : 유입포트 193 : 유입선택밸브
194,914a,194b : 배출포트 195 : 배출선택밸브
196 : 펌프

Claims (6)

1. LNG가 저장되는 LNG 저장탱크; 상기 저장탱크로부터 공급되는 LNG를 기화시키는 기화부; 상기 기화부에 의해 기화되는 천연가스를 연료로 사용하여 동력을 생산하는 가스터빈; 상기 가스터빈으로부터 발생하는 배기가스의 폐열을 이용하여 스팀을 발생시키는 폐열회수보일러; 상기 폐열회수보일러에서 발생되는 스팀에 의하여 동력을 생산하는 스팀터빈; 상기 가스터빈 및 스팀터빈의 동력에 의하여 전력을 생산하는 발전기; 상기 스팀터빈에서 발생된 스팀을 냉각시켜 상기 폐열회수보일러로 순환시키는 복수기; 및 해수를 유입하여 상기 복수기를 냉각한 후 배출하는 복수기 냉각장치;를 포함하는 부유식 발전선.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수기 냉각장치는 해수를 유입하는 유입포트와, 열교환된 해수를 배출하는 배출포트와, 상기 유입포트의 유입압력과 상기 배출포트의 배출압력을 발생시키는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 발전선.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 복수기는 선미측에 배치되고,
   상기 복수기 냉각장치의 유입포트는 선미측에 배치되며, 상기 배출포트는 선수측에 배치되어 배출포트를 통해 배출되는 가열된 해수가 상기 유입포트로 유입되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 부유식 발전선.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 유입포트는 선체의 좌현 또는 우현에 배치되며,
   상기 배출포트는 상기 유입포트의 반대측현에 배치되는 것을 특징으로 하는 부유식 발전선.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 유입포트와 상기 배출포트는 선체의 좌현 및 우현에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 부유식 발전선.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 유입포트는 좌현 또는 우현 중 택일적으로 개방되고,
   상기 배출포트도 좌현 또는 우현 중 택일적으로 개방되는 것을 특징으로 하는 부유식 발전선.

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