KR20170131891A - Lng 운반선을 개조한 발전 선박의 해상 설치 방법 및 해상 발전 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LNG 운반선에 기설치된 엔진을 이용하여 발전 선박으로 개조하는 단계, 상기 단계에 의해 개조된 발전 선박을 플로팅 도크(floating dock)를 이용하여 해상으로 운반하는 단계 및 해상 설치 장소에 운반된 상기 발전 선박을 해상에 설치된 지지 구조체에 안착시키는 단계를 포함하는 LNG 운반선을 개조한 발전 선박의 해상 설치 방법으로서, 본 발명은 폐선박을 발전을 위해 활용 가능하되, 기존 육상 발전 시설이 설치된 해상에 개조된 발전 선박을 설치할 수 있는 방법이다.

Description

LNG 운반선을 개조한 발전 선박의 해상 설치 방법 및 해상 발전 설비{INSTALLATION METHOD OF LNG CARRIER REMODELED INTO FLOATING POWER VESSEL AND POWER FACILITY ON THE SEA}

본 발명은 발전 선박을 해상에 설치하는 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, LNG 운반선을 개조하여 제작된 발전 선박을 해상에 설치하기 위한 방법 및 해상 발전 설비에 관한 것이다.

육상에 설치되는 발전 설비는 화석연료를 사용하든 원자력을 이용하든 환경오염의 유발과 지진과 같은 자연 재해로 설치된 인근의 주민에게 심각한 생명을 위협할 수 있고, 최근의 님비 현상(공공의 이익은 되지만 자신이 속한 지역에는 이익이 되지 않는 일을 반대하는 이기적인 행동)과 맞물려 설치 부지의 확보에 상당한 어려움을 겪고 있다.

따라서, 최근의 발전 설비는 설치 부지 선정에 어려움을 겪는 육상 발전 설비보다는 해상에 설치하는 부유식 발전 설비가 각광을 받고 있다.

부유식 발전 설비는 도서 지역이나, 해상 구조물의 전력수급 또는 전력 수급에 차질이 있는 국가 등에서 단기간 내에 발전 설비를 마련하여 전력을 공급할 수 있도록 한다는 점에서 유용한 설비이다.

이러한 부유식 발전 설비에는 부유식 화력 발전 설비, 부유식 복합화력 발전 설비, 부유식 원자력 발전 설비 등이 있다.

이 중 부유식 화력 또는 복합화력 발전 설비는 추진체의 이동성 및 경제성 등을 고려하여 한 개의 추진체에 한 개의 발전 설비가 설치될 수 있도록 하고 있다. 이는 부유식 화력 및 복합화력 발전의 열원인 보일러 및 가스터빈의 크기가 원자력 발전의 열원인 원자로 및 보조계통에 비해서 작기 때문에 위와 같은 설치가 가능하다.

부유식 원자력 플랜트는 각각의 플랜트를 구성하는 시설물의 하중이 매우 무거우며 부피 또한 클 뿐만 아니라, 설치되어야 할 부지 또한 매우 넓어 해상에 원자력 발전소를 건설하기 위하여 플랜트를 구성하는 시설물의 이동과 설치 등에 경제적, 기술적으로 많은 제약이 뒤따른다.

최근에는, 수명이 다하거나 크게 파손되어 더 이상 운행할 수 없는 선박 중 폐 유조선이나 폐 컨테이너선 또는 폐 화물선 등의 대형선박을 해체하거나 인공 어초 등으로 활용하거나 쓰레기 소각 시설로 활용하는 대신, 폐선박에 기 설치되어 있는 추진이나 발전용으로 사용되는 엔진을 이용하여 발전 설비로서 개조하여 이용하는 기술이 개발되고 있다.

즉, 화력발전소에 인접하여 천연가스 수송선박을 설치하는 방법에 의해 수송선박에서 생산한 전력을 육상으로 전송하게 되는데, 육상의 기존 발전소 부지의 근해는 수심이 낮기 때문에 사실상 선박이 진입하기 어려운 문제가 있다.

한국공개특허공부 제10-2015-0012781호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 폐선박을 발전을 위해 활용 가능하되, 기존 육상 발전 시설이 설치된 해상에 개조된 발전 선박을 설치할 수 있는 방법 및 해상 발전 설비를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 하나의 양태에 의한 LNG 운반선을 개조한 발전 선박의 해상 설치 방법은, LNG 운반선에 기설치된 엔진을 이용하여 발전 선박으로 개조하는 단계, 상기 단계에 의해 개조된 발전 선박을 플로팅 도크(floating dock)를 이용하여 해상으로 운반하는 단계 및 해상 설치 장소에 운반된 상기 발전 선박을 해상에 설치된 지지 구조체에 안착시키는 단계를 포함한다.

상기 지지구조체는 상부에 롤러가 구비된 복수의 지지 기둥이 해저에서 기립된 형태로 마련되고, 상기 지지 구조체에 안착시키는 단계는, 상기 플로팅 도크가 상승하는 단계 및 상기 발전 선박이 상기 지지 기둥 상부의 롤러에 의해 상기 지지 기둥 상부에 안착되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 해상에 설치된 상기 발전 선박에서 생산되는 전력을 육상 플랜트로 수송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 발전 선박에 저장된 LNG를 기화시켜 기화된 천연가스를 배관을 통해 육상으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 또 다른 양태에 의한 LNG 운반선을 개조한 발전 선박의 해상 설치 방법은, LNG 운반선에 기설치된 엔진을 이용하여 발전 선박으로 개조하는 단계, 상기 단계에 의해 개조된 발전 선박을 플로팅 도크(floating dock)를 이용하여 해상으로 운반하는 단계, 상기 플로팅 도크가 해상에 설치된 복수의 지지 다리에 의해 구획되는 공간 상으로 진입하는 단계 및 상기 단계에 의해 상기 플로팅 도크가 진입된 상태로 상기 발전 선박을 상기 지지 다리에 안착시키는 단계를 포함한다.

상기 지지 다리에 안착시키는 단계는, 상기 플로팅 도크가 상승하는 단계, 상기 플로팅 도크가 상승 후 회전하는 단계 및 상기 플로팅 도크가 하강하는 단계를 포함하여, 상기 발전 선박이 상기 지지 다리 상부에 안착되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 해상에 설치된 상기 발전 선박에서 생산되는 전력을 육상 플랜트로 수송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 발전 선박에 저장된 LNG를 기화시켜 기화된 천연가스를 배관을 통해 육상으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 해상 발전 설비는, 해저에서 기립된 형태로 해상에 구비되는 복수의 지지 기둥 및 해상으로 운반되어 상기 복수의 지지 기둥 상부에 안착 결합되며, LNG 운반선에 기설치된 엔진을 이용하여 개조된 발전 선박을 포함한다.

본 발명의 LNG 운반선을 개조한 발전 선박의 해상 설치 방법 및 해상 발전 설비에 의하면, 기존의 사용이 중단된 LNG 운반선을 발전 시설로서 활용 가능하게 하되, 실질적으로 발전 시설이 구비된 육상에 인접한 해상에 발전 선박을 안정적으로 설치할 수 있게 한다.

그리고, 발전 선박에서 생산된 액화천연가스를 기화시켜 육상으로 공급함으로써, 가스송출라인의 단열을 위한 시공이 불필요하여 수송 비용을 절약할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의해 발전 선박으로 개조된 LNG 운반선이 설치 장소에 진입하는 과정을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의해 발전 선박으로 개조된 LNG 운반선이 설치 장소에 진입된 것을 설명하기 위한 개략적인 평면 투시 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 의해 발전 선박으로 개조된 LNG 운반선이 설치 장소에 진입하는 것을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 의해 발전 선박으로 개조된 LNG 운반선이 설치 장소에 진입된 것을 평면적으로 도시한 것이고, 도 6은 그것의 정면에 대한 개략적인 투시 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 의해 발전 선박으로 개조된 LNG 운반선이 설치 장소에 진입되어 회전 동작된 것을 평면적으로 도시한 것이고, 도 8은 그것의 정면에 대한 개략적인 투시 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의해 발전 선박으로 개조된 LNG 운반선이 설치 장소에 진입하는 과정을 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의해 발전 선박으로 개조된 LNG 운반선이 설치 장소에 진입된 것을 설명하기 위한 개략적인 평면 투시 도면이다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 LNG 운반선을 개조한 발전 선박의 해상 설치 방법을 설명하기로 한다.

본 발명은 LNG 운반선을 개조한 발전 선박을 해상에 설치하기 위한 것이다. 개조한 발전 선박은 육상 플랜트에 인접한 근해의 수심이 너무 얕기 때문에 육상 플랜트에 근접하여 계류가 어려우며, 본 발명은 이를 해상에 설치함으로써, 개조된 발전 선박을 통해 전력을 생산하고, 생산된 전력을 육상으로 송전하기 위한 것이다.

그러한 발전 선박은 LNG 운반선에 기설치된 엔진을 이용하여 발전이 가능하도록 개조된다.

엔진은 보통 선미부의 엔진룸에 마련되고, 복수일 수 있다.

그리고, 엔진에 발전기를 연결하여 발전기가 가동될 수 있게 구성된다.

다만, 기존 선박이 전기 추진 엔진이나 DFDE 엔진일 경우에는, 선박에 기존 제너레이터가 이미 설치되어 있으므로, 이를 이용할 수도 있다.

이에 의해 생산된 전력은 송전설비에 의해서 전력 케이블을 통해 육상으로 송전되게 한다.

이와 같이 개조시킨 선박을 해상으로 운송하기 위해서는 플로팅 도크(floating) 또는 초대형구조물 운반선을 이용하여 실어 나르거나, 끌어서 나르게 되고, 설치하고자 하는 해상 지역까지 항해하여 운반한다.

해상 설치 장소에는 발전 선박(10)을 설치하기 위한 지지구조체가 구비된다.

지지구조체는 해저에 기립되어 설치되는 복수의 지지 기둥(31)을 포함하고, 지지 기둥(31)의 상부에는 롤러(32)가 구비된다.

도 3에서 참조되는 바와 같이, 6개의 지지 기둥(31)이 구비되는 경우를 예시하였지만, 선박 및 해상 상황에 따라 4개 또는 8개로 구성될 수도 있다.

다만, 선박의 형태에 맞도록 지지 기둥(31)이 형성하는 공간은 직사각 형상인 것이 바람직하다.

도 1과 같이 발전 선박(10)이 지지구조체에 접근한 상태에서 지지 기둥(31)의 높이에 맞도록 플로팅 도크(20)가 발전 선박(10)을 들어올린다.

이는 플로팅 도크(20)의 밸러스팅(ballasting)을 조절하는 것에 의해서 구현시킬 수 있다.

지지 기둥(31)의 높이에 맞도록 플로팅 도크(20)가 상승한 다음, 발전 선박(10)을 지지 기둥(31)의 롤러(32) 상으로 밀어서 발전 선박(10)이 지지 기둥(31) 상부에 안착될 수 있게 한다.

안착시킨 발전 선박(10)은 지지 기둥(31)과 추가적인 고정 작업을 실시할 수 있고, 고정되어 설치된 발전 선박(10)은 발전 시설을 가동함으로써 전력을 생산하고, 생산된 전력을 송전 설비에 의해서 송전 케이블(미도시)을 통해 육상으로 전송시키게 된다.

한편, LNG 운반선을 개조한 발전 선박(10)에는 LNG 저장을 위한 저장탱크에 LNG를 저장할 수 있는데, 저장된 LNG는 그대로 육상으로 운송하지 않고, 기화기(미도시)에 의해 기화시켜 가스 상태로 가스 케이블(미도시)을 통해서 육상으로 운송하는 것이 바람직하다.

이는 본 발명에 의한 발전 선박(10)은 육상 플랜트에 인접한 근해보다는 해상에 설치되기 때문에 운송 배관의 길이가 길어질 수 있고, 그러한 운송 배관을 모두 단열 처리하기 위해서는 경제성이 안 좋아지기 때문이다.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 의해 발전 선박으로 개조된 LNG 운반선이 설치 장소에 진입하는 것을 도시한 것이고, 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 의해 발전 선박으로 개조된 LNG 운반선이 설치 장소에 진입된 것을 평면적으로 도시한 것이고, 도 6은 그것의 정면에 대한 개략적인 투시 도면이다.

그리고, 도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 의해 발전 선박으로 개조된 LNG 운반선이 설치 장소에 진입되어 회전 동작된 것을 평면적으로 도시한 것이고, 도 8은 그것의 정면에 대한 개략적인 투시 도면이다.

이하에서는 도 4 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 LNG 운반선을 개조한 발전 선박의 해상 설치 방법을 설명하기로 한다. 설명의 편의를 위해 앞서 설명된 일 실시예와 동일한 기술적 사항에 대해서는 그 설명을 줄이거나 생략할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 발전 선박의 해상 설치 방법은, 앞선 실시예에서와 동일한 구성에 의하되, 해상 설치 지역에 접근한 후 발전 선박을 안착시키는 데 있어서 그 차이가 있다.

도 4 내지 도 8에서는 편의상 지지 기둥(31)이 4개인 것을 그 예로 들었다.

그리고, 앞서 설명한 바와 같이 지지 기둥(31)이 이루는 평면은 직사각형상이 된다.

앞서 살펴본 실시예에서는 직사각형상의 평면에서 길이가 짧은 변을 향하여 발전 선박을 투입시킨 것과 달리 길이가 긴 변을 통해서 발전 선박(11)을 투입하는 것이다.

길이가 긴 변에 해당하는 지지 기둥(31) 간의 거리는 플로팅 도크(21)의 폭보다 넓기 때문에, 플로팅 도크(21)는 복수의 지지 기둥(31)이 형성하는 사각 형태의 공간 내에 진입이 가능해진다.

진입 후 발전 선박(21)을 설치하기 위해, 플로팅 도크(21)는 도 5와 같이 대략 90도의 회전을 수행하여 도 7과 같은 상태로 전환한다.

이 때, 도 6의 도시와 같이, 플로팅 도크(21)는 회전 이전에 도 8과 같이 지지 기둥(31) 이상의 높이로 상승한 후 회전하게 된다.

도 7, 도8과 같이 회전된 상태에서 플로팅 도크(21)는 밸러스팅에 의해 다시 하강함으로써 발전 선박(21)을 복수의 지지 기둥(31) 상부에 안착시키게 되고, 안착 후 플로팅 도크(21)는 재회전 후 지지구조체를 벗어나게 진행된다.

이후의 과정은 앞서 설명한 일 실시예의 과정과 동일하게 구성된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의한 LNG 운반선을 개조한 발전설비는 적당한 깊이의 해상에 설치시킴으로써 안정적으로 설치하여 전력을 생산 가능하게 한다.

이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10, 11 : 발전 선박
20, 21 : 플로팅 도크
31 : 지지 기둥
32 : 롤러

Claims (9)

1. LNG 운반선에 기설치된 엔진을 이용하여 발전 선박으로 개조하는 단계;
   상기 단계에 의해 개조된 발전 선박을 플로팅 도크(floating dock)를 이용하여 해상으로 운반하는 단계; 및
   해상 설치 장소에 운반된 상기 발전 선박을 해상에 설치된 지지 구조체에 안착시키는 단계를 포함하는,
   LNG 운반선을 개조한 발전 선박의 해상 설치 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 지지구조체는 상부에 롤러가 구비된 복수의 지지 기둥이 해저에서 기립된 형태로 마련되고,
   상기 지지 구조체에 안착시키는 단계는,
   상기 플로팅 도크가 상승하는 단계; 및
   상기 발전 선박이 상기 지지 기둥 상부의 롤러에 의해 상기 지지 기둥 상부에 안착되는 단계를 포함하는,
   LNG 운반선을 개조한 발전 선박의 해상 설치 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   해상에 설치된 상기 발전 선박에서 생산되는 전력을 육상 플랜트로 수송하는 단계를 더 포함하는,
   LNG 운반선을 개조한 발전 선박의 해상 설치 방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 발전 선박에 저장된 LNG를 기화시켜 기화된 천연가스를 배관을 통해 육상으로 전송하는 단계를 더 포함하는,
   LNG 운반선을 개조한 발전 선박의 해상 설치 방법.
5. LNG 운반선에 기설치된 엔진을 이용하여 발전 선박으로 개조하는 단계;
   상기 단계에 의해 개조된 발전 선박을 플로팅 도크(floating dock)를 이용하여 해상으로 운반하는 단계;
   상기 플로팅 도크가 해상에 설치된 복수의 지지 다리에 의해 구획되는 공간 상으로 진입하는 단계; 및
   상기 단계에 의해 상기 플로팅 도크가 진입된 상태로 상기 발전 선박을 상기 지지 다리에 안착시키는 단계를 포함하는,
   LNG 운반선을 개조한 발전 선박의 해상 설치 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 지지 다리에 안착시키는 단계는,
   상기 플로팅 도크가 상승하는 단계;
   상기 플로팅 도크가 상승 후 회전하는 단계; 및
   상기 플로팅 도크가 하강하는 단계를 포함하여,
   상기 발전 선박이 상기 지지 다리 상부에 안착되는 것을 특징으로 하는,
   LNG 운반선을 개조한 발전 선박의 해상 설치 방법.
7. 청구항 6에 있어서,
   해상에 설치된 상기 발전 선박에서 생산되는 전력을 육상 플랜트로 수송하는 단계를 더 포함하는,
   LNG 운반선을 개조한 발전 선박의 해상 설치 방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 발전 선박에 저장된 LNG를 기화시켜 기화된 천연가스를 배관을 통해 육상으로 전송하는 단계를 더 포함하는,
   LNG 운반선을 개조한 발전 선박의 해상 설치 방법.
9. 해저에서 기립된 형태로 해상에 구비되는 복수의 지지 기둥; 및
   해상으로 운반되어 상기 복수의 지지 기둥 상부에 안착 결합되며, LNG 운반선에 기설치된 엔진을 이용하여 개조된 발전 선박을 포함하는,
   해상 발전 설비.

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