KR20160049122A - 해수흡입 부하를 감소시킨 부유식 발전선 - Google Patents

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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 발전선에 있어서, 상부 갑판 하부에 LNG 저장탱크와 엔진룸을 배치하고, 상기 가스터빈, 상기 스팀터빈 및 상기 발전기는 상부 갑판 위쪽에 배치하며, 상기 복수기는 상부 갑판 아래쪽에 배치하는 것을 특징으로 하는 부유식 발전선을 제공한다.

Description

해수흡입 부하를 감소시킨 부유식 발전선{FLOATING LNG RE-GASIFICATION POWER PLANT REDUCING SEA WATER SUCTION LOAD}
본 발명은 부유식 발전선에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발전설비의 배치를 개선하여 냉각을 위해 흡입되는 해수의 부하를 감소시킨 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 발전설비의 배치를 개선하여 냉각을 위해 흡입되는 해수의 부하를 감소시킨 부유식 발전선을 제공하기 위한 것이다.
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 발전선에 있어서, 상부 갑판 하부에 LNG 저장탱크와 엔진룸을 배치하고, 상기 가스터빈, 상기 스팀터빈 및 상기 발전기는 상부 갑판 위쪽에 배치하며, 상기 복수기는 상부 갑판 아래쪽에 배치하는 것을 특징으로 하는 부유식 발전선을 제공한다.
상기 스팀터빈은 선미측에 배치되는 것이 바람직하며, 상기 복수기는 상기 엔진룸의 내부에 배치되면 더욱 바람직하다.
또한, 상기 복수기 냉각장치는 해수를 유입하는 유입포트와, 열교환된 해수를 배출하는 배출포트와, 상기 유입포트의 유입압력과 상기 배출포트의 배출압력을 발생시키는 펌프를 포함하며, 상기 유입포트와 상기 펌프는 상기 엔진룸 내부에 배치되는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 배출포트는 선수측에 배치되어 배출포트를 통해 배출된 고온의 해수가 상기 유입포트로 흡입되는 것을 방지하면 더욱 바람직하다.
본 발명에 따른 부유식 발전선은 발전동력을 발생하는 가스 터빈과 스팀 터빈은 상부 갑판 위쪽에 배치하고, 상기 가스 터빈과 연결되는 복수기를 상부 갑판 아래 엔진룸에 배치함으로써, 상기 복수기를 냉각하기 위하여 흡입되는 복수기의 흡입 부하를 감소시키는 효과를 가져온다.
도 1은 부유식 발전선의 개략적인 구조를 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 부유식 발전선의 발전설비의 수직 배치구조를 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 부유식 발전선의 복수기와 복수기 냉각장치의 수직구조를 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.
복수기 냉각장치(190)는 선저측에서 해수를 유입하여 상기 복수기(180)로 해수를 공급하여 냉각하는 것인데, 선저측 공간은 엔진룸을 제외한 대부분의 공간이 LNG 저장탱크(120)로 사용된다.
따라서, 복수기 냉각장치(190)는 엔진룸에서 해수를 유입하게 되는데, 이 경우 유입된 해수를 복수기로 공급하는 이송 경로를 감축하기 위해서는 스팀터빈(160)과 복수기(180)가 엔진룸이 배치되는 선미측에 근접하게 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 복수기 냉각장치(190)는 선저측의 해수를 펌프로 흡입하여 복수기(180)로 공급하는 것으로, 복수기(180)가 높은 위치로 배치될수록 흡입 부하가 증가하게 된다.
본 발명은 복수기 냉각장치(190)의 흡입 부하를 절감하기 위하여 복수기를 상부 갑판(115)의 하부에 배치하는 것을 특징으로 한다.
한편, 가스터빈(140), 스팀터빈(160) 및 발전기(170)는 시공상의 이유로 상부갑판 위쪽에 배치되는 것이 유리하다.
도 2는 본 발명에 따른 부유식 발전선의 발전설비의 수직 배치구조를 나타낸 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 부유식 발전선은 선체(110)의 상부갑판(115) 하부 공간은 LNG 저장탱크(120)와, 엔진룸(125)이 차지하게 되고, 상부갑팝(115)의 상부 공간에, 기화부(130), 가스터빈(140), 스팀터빈(160) 및 발전기(170)를 배치한다.
이들은 평면적으로는 엔진룸(125)에 근접하도록 선미측에 배치된다.
스팀터빈(160)과 연결되는 복수기(180)는 상부갑판(115)의 하부의 엔진룸(125)에 배치한다.
복수기(180)는 복수기를 냉각하기 위한 복수기 냉각장치(190)와 연결되는데, 복수기 냉각장치(190)의 흡입부하를 감소시키기 위해서 복수기(180)를 상부갑판(115) 하부의 엔진룸(125)에 배치하는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 부유식 발전선의 복수기와 복수기 냉각장치의 수직구조를 나타낸 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 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)와 펌프(196)도 선미측 엔진룸(125)에 형성하는 것이 바람직하다. 이는 유입경로를 짧게하며 해수흡입시의 흡입부하를 감소시키기 위한 것이다.
유입포트(192)가 선미측에 배치되므로, 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.
복수기(180)에 배출포트(194)를 연결하는 배출배관은 LNG 저장탱트(120)의 외벽을 따라 배치되는 것이 바람직하다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 부유식 발전선은 스팀터빈의 증기를 회수하는 복수기를 상부갑판 하부의 엔진룸에 배치함으로써, 복수기와 연결되는 복수기 냉각장치의 해수 흡입부하를 감소시키는 효과를 가져온다.
또한, 복수기 냉각장치의 펌프와 유입포트를 선미측 엔진룸에 배치하고, 배출포트를 선수측에 배치함으로써, 배출포트를 통해 배출된 고온의 해수가 유입포트로 유입되는 것을 방지하는 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
115 : 상부갑판 120 : 저장탱크
125 : 엔진룸 130 : 기화부
140 : 가스터빈 150 : 폐열회수보일러
160 : 스팀터빈 170 : 발전기
180 : 복수기 190 : 복수기 냉각장치
192 : 유입포트 194 : 배출포트
196 : 펌프

Claims (5)

  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 발전선에 있어서,
    상부 갑판 하부에 LNG 저장탱크와 엔진룸을 배치하고,
    상기 가스터빈, 상기 스팀터빈 및 상기 발전기는 상부 갑판 위쪽에 배치하며,
    상기 복수기는 상부 갑판 아래쪽에 배치하는 것을 특징으로 하는 부유식 발전선.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스팀터빈은 선미측에 배치되는 것을 특징으로 하는 부유식 발전선.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수기는 상기 엔진룸의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 부유식 발전선.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수기 냉각장치는 해수를 유입하는 유입포트와, 열교환된 해수를 배출하는 배출포트와, 상기 유입포트의 유입압력과 상기 배출포트의 배출압력을 발생시키는 펌프를 포함하며,
    상기 유입포트와 상기 펌프는 상기 엔진룸 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 부유식 발전선.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 배출포트는 선수측에 배치되는 것을 특징으로 하는 부유식 발전선.
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