KR20160141025A - 방폭 구조물 - Google Patents

Abstract

방폭 구조물이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방폭 구조물은, 메인 방폭벽과; 상기 메인 방폭벽의 전방에 배치된 서브 방폭벽을 포함하되, 상기 서브 방폭벽은 후방을 향하는 방향으로 오목한 또는 볼록한 형상을 가질 수 있다.

Description

방폭 구조물{Blastwall structure}

본 발명은 방폭 구조물에 관한 것이다.

FPSO(Floating Production Storage and Offloading)를 포함하는 해양 구조물은 그 운용 특성 상 가스와 기름에 의한 폭발 사고가 발생할 가능성이 상존하고, 해양 구조물에 폭발이 발생하면 치명적인 구조 손상이나 침몰에 이를 수 있다. 따라서, 설계 단계에서 폭발 사고의 발생 가능성을 줄이고, 발생 시 구조물의 안정성을 확보할 필요가 있다.

해양 구조물의 임의의 모듈로부터 폭발 사고가 발생하면 다른 모듈로 폭발 충격이 전달됨으로써 여러 모듈이 함께 폭발하여 대형 사고가 발생할 수도 있고, 거주구로 폭발이 전달되면 선원 등의 인명 사고가 발생할 가능성도 높아져, 이를 방지하기 위해 방폭벽(blastwall)을 모듈 사이에 설치한다.

방폭벽에 관련하여 한국공개특허 10-2015-0004185호에는 해양플랜트의 방화 박폭 겸용 구조체 및 그 시공 방법이 개시되어 있기도 하다.

일반적으로 방폭벽은 폭발 압력을 견디도록 설계되어 있는데, 폭발이 발생한 모듈 내에서는 폭발 압력에 대한 반사 충격파로 인해 더 큰 충격이 전달될 수 있다. 즉, 폭발 압력이 방폭벽에 전달되면 차단 구조의 방폭벽 구조로 인해 반사파가 발생하면서 점점 압력이 증가하여 더욱 더 큰 폭발이 될 수 있는 것이다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

한국공개특허 10-2015-0004185호

본 발명은 메인 방폭벽 전방에 압력 분산을 위한 보조 방폭벽을 배치하여 후단의 메인 방폭벽이 받는 폭발 하중을 줄여줄 수 있는 방폭 구조물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 롤러의 회전 및 오목면 혹은 볼록면에 의해 폭발파의 진행 방향을 변경시켜 주어 메인 방폭벽이 받는 폭발 하중을 줄여줄 수 있는 방폭 구조물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 메인 방폭벽과; 상기 메인 방폭벽의 전방에 배치된 서브 방폭벽을 포함하되, 상기 서브 방폭벽은 후방을 향하는 방향으로 오목한 또는 볼록한 형상을 가지는 방폭 구조물이 제공된다.

상기 서브 방폭벽은, 중심부분에 인접하여 배치된 제1 롤러벽체와 제2 롤러벽체; 및 양 가장자리부분에 각각 상기 제1 롤러벽체의 외측과 상기 제2 롤러벽체의 외측으로 배치되며, 후방을 향하는 방향으로 오목하게 구성된 제1 오목벽체와 제2 오목벽체를 포함할 수 있다.

상기 제1 롤러벽체와 상기 제2 롤러벽체는 각각 수직 방향의 중심축을 중심으로 회전하되, 전방의 유체가 상기 제1 롤러벽체와 상기 제2 롤러벽체 사이의 틈을 통과하여 후방으로 진행하도록 서로 반대방향으로 회전할 수 있다.

또는 상기 서브 방폭벽은, 중심부분에 인접하여 배치된 제3 롤러벽체와 제4 롤러벽체; 및 양 가장자리부분에 각각 상기 제3 롤러벽체의 외측과 상기 제4 롤러벽체의 외측으로 배치되며, 후방을 향하는 방향으로 볼록하게 구성된 제1 볼록벽체와 제2 볼록벽체를 포함할 수 있다.

상기 제3 롤러벽체와 상기 제4 롤러벽체는 각각 수직 방향의 중심축을 중심으로 회전하되, 전방의 유체가 상기 제3 롤러벽체와 상기 제4 롤러벽체 사이의 틈을 통과하지 않고 양 가장자리로 분산되도록 서로 반대방향으로 회전할 수 있다.

상기 제3 롤러벽체와 상기 제4 롤러벽체는 서로 맞물려 회전하도록 배치되어 있되, 상기 제3 롤러벽체 및 상기 제4 롤러벽체 중 하나 이상은 구동부에 의해 회전 구동할 수 있다.

상기 메인 방폭벽은 보호대상이 되는 모듈에 인접하여 배치되고, 상기 서브 방폭벽은 폭발이 예상되는 모듈에 인접하여 배치될 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해 질 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 메인 방폭벽 전방에 압력 분산을 위한 보조 방폭벽을 배치하여 후단의 메인 방폭벽이 받는 폭발 하중을 줄여줄 수 있는 효과가 있다.

또한, 롤러의 회전 및 오목면 혹은 볼록면에 의해 폭발파의 진행 방향을 변경시켜 주어 메인 방폭벽이 받는 폭발 하중을 줄여줄 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방폭 구조물이 구비된 해양 구조물을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방폭 구조물의 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 방폭 구조물의 평면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방폭 구조물의 사시도,
도 5는 도 4에 도시된 방폭 구조물의 평면도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

또한, 명세서에기재된 "…부", "…모듈" 등의용어는적어도하나의기능이나동작을처리하는단위를의미하며, 이는하드웨어나소프트웨어또는하드웨어및소프트웨어의결합으로구현될수있다.

또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방폭 구조물이 구비된 해양 구조물을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방폭 구조물의 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 방폭 구조물의 평면도이다.

도 1 내지 도 3에는 해양 구조물의 하부 구조물(10), 모듈(21, 22, 23), 방폭 구조물(100), 메인 방폭벽(110), 서브 방폭벽(120), 서브 방폭벽 모듈(130), 롤러벽체(141, 142), 오목벽체(151, 152)가 도시되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방폭 구조물(100)은 해양 구조물의 상부 구조물로서 데크 상에 설치되는 모듈들(21, 22, 23) 사이에 배치되어 임의의 모듈(22)에서 발생한 폭발에 의한 압력을 감쇄시켜 반대측에 위치한 모듈(21)에 미치는 영향을 최소화하고 2차 사고 발생을 미연에 방지하는 것을 특징으로 한다.

본 실시예에 따른 방폭 구조물(100)은 메인 방폭벽(110)과 서브 방폭벽(120)을 포함하는 것을 기본 골격으로 한다.

메인 방폭벽(110)은 보호대상이 되는 모듈(21), 예컨대 유틸리티 구역(utility area)에 인접하여 설치된다. 메인 방폭벽(110)은 일반적인 방폭벽으로서, 전방에서 진행되어 오는 폭발파(blast wave)를 차단하는 역할을 수행한다.

서브 방폭벽(120)은 폭발 위험이 높아 폭발이 예상되는 모듈(22), 예컨대 생산 구역(production area)에 인접하여 설치된다.

서브 방폭벽(120)은 전방에서 진행되어 오는 폭발파가메인 방폭벽(110)으로 직접 전달되는 것을 방지하고, 우선적으로 폭발파를 받아들여 폭발 압력을 분산시키는 역할을 수행한다.

서브 방폭벽(120)은 복수의 서브 방폭벽 모듈(130)이 메인 방폭벽(110)을 따라 그 전방에 연속적으로 배치되어 있는 구조를 가진다.

복수 개의 서브 방폭벽 모듈(130)이 일렬로 배치되어 있어, 폭발파는 각 서브 방폭벽 모듈(130)로 분산되어 진입하게 된다.

서브 방폭벽 모듈(130)은 폭발파가 진행되어 올 것으로 예상되는 방향으로 오목한 형상을 가지며, 중심 부분에 인접하여 배치된 제1 롤러벽체(141) 및 제2 롤러벽체(142)와, 양 가장자리 부분에 배치된 제1 오목벽체(151) 및 제2 오목벽체(152)를 포함한다.

롤러벽체(141, 142)는 수직 방향의 중심축을 중심으로 회전 가능한 벽체이다.

제1 롤러벽체(141)의 외측으로 제1 오목벽체(151)가 배치되며, 제2 롤러벽체(142)의 외측으로 제2 오목벽체(152)가 배치된다.

제1 오목벽체(151) 및 제2 오목벽체(152)는 후방을 향하는 방향으로 오목하게 구성되어 있어, 전방에서 진행되어 오는 폭발파가 오목면에 의해 진행방향이 변경되어 서브 방폭벽 모듈(130)의 중심부분으로 모이도록 할 수 있다.

중심부분에 모인 폭발파는 제1 롤러벽체(141)와 제2 롤러벽체(142) 사이의 틈을 통해 서브 방폭벽 모듈(130)의 후방으로 진행된다. 여기서, 제1 롤러벽체(141)와 제2 롤러벽체(142)는 서로 맞물려 회전할 수도 있다.

이 과정에서 제1 롤러벽체(141)와 제2 롤러벽체(142)가 회전하게 되는데, 제1 롤러벽체(141)와 제2 롤러벽체(142)의 회전에 폭발파에 의한 폭발 하중 일부가 사용되어, 이를 통과한 폭발파는 그 폭발 하중이 상당히 줄게 된다. 따라서, 서브 방폭벽 모듈(130)의 후방에 위치하는 메인 방폭벽(110)에 도달했을 때에는 폭발 하중이 상당량 줄어든 상태이어서 메인 방폭벽(110)에 의해 충분히 차단될 수 있다.

또한, 제1 롤러벽체(141)와 제2 롤러벽체(142)의 회전에 의해 그 사이 틈을 통과한 폭발파는 메인 방폭벽(110)에 대해 수직으로 진행하는 것이 아니라 잔존하는 회전력에 의해 메인 방폭벽(110)에 대해 큰 경사각을 가지고 진행하게 되어 메인 방폭벽(110)에 미치는 폭발 하중의 영향이 줄어들게 된다.

제1 롤러벽체(141)와 제2 롤러벽체(142)의 회전방향은 반대방향일 수 있으며, 도 3을 기준으로 할 때, 제1 롤러벽체(141)는 반시계방향, 제2 롤러벽체(142)는 시계방향으로 회전할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 전방에 발생한 폭발에 의해 진행되어 오는 폭발파는 보조 방폭벽에 의해 1차적으로 그 폭발 압력이 분산되고 롤러벽체를 회전시키는데 힘이 사용되어 메인 방폭벽이 받는 폭발 하중을 줄여줄 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방폭 구조물의 사시도이며, 도 5는 도 4에 도시된 방폭 구조물의 평면도이다.

도 4 내지 도 5에는 방폭 구조물(200), 메인 방폭벽(210), 서브 방폭벽(220), 롤러벽체(231, 232), 볼록벽체(241, 242)가 도시되어 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 방폭 구조물(200) 역시 도 1에 도시된 것처럼 해양 구조물(10)의 상부 구조물로서 데크 상에 설치되는 모듈들(21, 22, 23) 사이에 배치되어 임의의 모듈(22)에서 발생한 폭발에 의한 압력을 감쇄시켜 반대측에 위치한 모듈(21)에 미치는 영향을 최소화하고 2차 사고 발생을 미연에 방지하는 것을 특징으로 한다.

본 실시예에 따른 방폭 구조물(200) 역시 메인 방폭벽(210)과 서브 방폭벽(220)을 포함하는 것을 기본 골격으로 하되, 서브 방폭벽(220)의 구성에 있어 다소 차이점이 있기에 이를 중심으로 설명하기로 한다.

메인 방폭벽(210)의 전방에 서브 방폭벽(220)이 설치된다.

서브 방폭벽(220)은 전방에서 진행되어 오는 폭발파가 메인 방폭벽(210)으로 직접 전달되는 것을 방지하고, 우선적으로 폭발파를 받아들여 폭발 압력을 분산시키는 역할을 수행한다.

서브 방폭벽(220)은 폭발파가 진행되어 올 것으로 예상되는 방향으로 볼록한 형상을 가지며, 중심 부분에 인접하여 배치된 제3 롤러벽체(231) 및 제4 롤러벽체(232)와, 양 가장자리 부분에 배치된 제1볼록벽체(241) 및 제2볼록벽체(242)를 포함한다.

롤러벽체(231, 232)는 수직 방향의 중심축을 중심으로 회전 가능한 벽체로서, 제3 롤러벽체(231)와 제4 롤러벽체(232)가 서로 맞물려 회전되도록 배치되어 있다.

제3 롤러벽체(231)의 외측으로 제1 볼록벽체(241)가 배치되며, 제4 롤러벽체(232)의 외측으로 제2 볼록벽체(242)가 배치된다.

중심부분으로 진행한 폭발파는 제3 롤러벽체(231)와 제4 롤러벽체(232)의 회전에 의해 양 가장자리로 분산되어 진행된다.

제3 롤러벽체(231)와 제4 롤러벽체(232)는 중심부분으로 진행되어 온 폭발파를 분산시킬 수 있도록 회전하게 되며, 도 5를 기준으로 할 때 제3 롤러벽체(231)는 시계방향으로, 제4 롤러벽체(232)는 반시계방향으로 회전하게 된다.

제3 롤러벽체(231)와 제4 롤러벽체(232)는 별도의 구동부에 의해 독립적으로 회전하거나, 두 롤러벽체 중 어느 하나가 구동부에 의해 회전되면 다른 하나는 맞물려 있어 반대방향으로 회전할 수도 있다.

제1 볼록벽체(241) 및 제2 볼록벽체(242)는 후방을 향하는 방향으로 볼록하게 구성되어 있어, 전방에서 진행되어 오는 폭발파가 볼록면에 의해 진행방향이 변경되어 서브 방폭벽(220)의 가장자리부분으로 분산되도록 할 수 있다.

또한, 중심부분의 제3 롤러벽체(231) 및 제4 롤러벽체(232)의 회전에 의해 분산된 폭발파 역시 제1 볼록벽체(241) 및 제2 볼록벽체(242)를 따라 가장자리부분으로 진행될 수 있다.

이로 인해 메인 방폭벽(210)의 중심부분에는 폭발파에 의한 폭발하중이 거의 도달하지 않고, 양 가장자리부분에 모인 폭발파는 진행방향의 연속성에 의해 메인 방폭벽(210)에 대해 수직 방향이 아니라 상당한 경사각을 가진 상태로 진입하게 되어메인 방폭벽(210)에 미치는 폭발 압력이 상당히 감쇄되게 된다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 해양 구조물의 하부구조물 21, 22, 23: 모듈
100: 방폭 구조물 110: 메인 방폭벽
120: 서브 방폭벽 130: 서브 방폭벽 모듈
141, 142: 롤러벽체 151, 152: 오목벽체
200: 방폭 구조물 210: 메인 방폭벽
220: 서브 방폭벽 231, 232: 롤러벽체
241, 242: 볼록벽체

Claims (6)

1. 메인 방폭벽과;
   상기 메인 방폭벽의 전방에 배치된 서브 방폭벽을 포함하되,
   상기 서브 방폭벽은 후방을 향하는 방향으로 오목한 또는 볼록한 형상을 가지는 방폭 구조물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 서브 방폭벽은,
   중심부분에 인접하여 배치된 제1 롤러벽체와 제2 롤러벽체; 및
   양 가장자리부분에 각각 상기 제1 롤러벽체의 외측과 상기 제2 롤러벽체의 외측으로 배치되며, 후방을 향하는 방향으로 오목하게 구성된 제1 오목벽체와 제2 오목벽체를 포함하는 방폭 구조물.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 롤러벽체와 상기 제2 롤러벽체는 각각 수직 방향의 중심축을 중심으로 회전하되, 전방의 유체가 상기 제1 롤러벽체와 상기 제2 롤러벽체 사이의 틈을 통과하여 후방으로 진행하도록 서로 반대방향으로 회전하는 방폭 구조물.
4. 제1항에 있어서,
   상기 서브 방폭벽은,
   중심부분에 인접하여 배치된 제3 롤러벽체와 제4 롤러벽체; 및
   양 가장자리부분에 각각 상기 제3 롤러벽체의 외측과 상기 제4 롤러벽체의 외측으로 배치되며, 후방을 향하는 방향으로 볼록하게 구성된 제1 볼록벽체와 제2 볼록벽체를 포함하는 방폭 구조물.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제3 롤러벽체와 상기 제4 롤러벽체는 각각 수직 방향의 중심축을 중심으로 회전하되, 전방의 유체가 상기 제3 롤러벽체와 상기 제4 롤러벽체 사이의 틈을 통과하지 않고 양 가장자리로 분산되도록 서로 반대방향으로 회전하는 방폭 구조물.
6. 제4항에 있어서,
   상기 제3 롤러벽체와 상기 제4 롤러벽체는 서로 맞물려 회전하도록 배치되어 있되,
   상기 제3 롤러벽체 및 상기 제4 롤러벽체 중 하나 이상은 구동부에 의해 회전 구동하는 방폭 구조물.

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