KR20190056564A - 해상발전용 선박 - Google Patents

Abstract

해상발전용 선박이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 의한 해상발전용 선박은 전기를 생산하는 발전유닛; 및 선박에 결합되며, 발전유닛에 의해 생산된 전기를 전달하는 제1송전케이블이 지나가도록 내측에 중공부를 형성한 터렛;을 포함하되, 중공부는 터렛을 중심으로 선박이 회전할 경우 회전 방향에 따라 제1송전케이블이 감기거나 풀리도록 감개를 마련한다.

Description

해상발전용 선박{SHIP USED FOR GENERATING POWER IN SEA}

본 발명은 해상발전용 선박에 관한 것이다.

해상발전용 선박(이하, ‘선박’ 이라고 함)은 화력 발전 설비와 연료의 저장, 공급 및 재기화를 수행하는 설비 등을 통해 해상에서 전기를 생산한다. 예컨대, 한국공개특허 제10-2015-0012781호(2015.02.04. 공개)는 해상에 고정식 또는 부유식으로 설치된 해상구조물로부터 육상의 전력공급시설로 송전하는 기술을 제시한 바 있다.

이와 같이 전기를 생산하는 선박은 육지와 근접한 근해에서 접안식으로 설치되어 운용될 수 있다. 또, 원해에서 터렛 무어링 시스템(turret mooring system)에 의해 계류된 상태에서 운용될 수도 있다.

여기서, 터렛 무어링 시스템은 선박으로부터 내린 체인 등을 해저면에 고정시키는 방식으로 선박을 해상의 작업위치에 계류시킨다. 또, 터렛 무어링 시스템은 파도, 해류, 바람, 너울의 영향이 크고 해상 조건이 열악한 곳에서 선박에 외력이 가해질 때 선박이 터렛을 중심으로 자연스럽게 회전할 수 있도록 한다.

종래에 선박은 생산한 전력을 육지로 송전하기 위해 고압의 송전설비를 마련하고 있다. 송전설비는 터렛과 해당 터렛을 중심으로 회전하는 선박 간 송전케이블을 전기적으로 연결시키는 장치들을 포함한다.

이때, 선박이 터렛을 중심으로 회전할 때 송전케이블이 비틀어지면서 꼬일 수 있다. 그러나, 송전케이블이 잘못 꼬이는 경우 송전케이블이 파손되거나 관련된 설비들을 간섭 또는 손상시킬 위험이 있다.

한국공개특허 제10-2015-0012781호(2015.02.04. 공개)

본 발명의 실시 예는 선박이 터렛을 중심으로 회전할 때 송전케이블이 안정적으로 감기도록 하는 해상발전용 선박을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전기를 생산하는 발전유닛; 및 선박에 결합되며, 상기 발전유닛에 의해 생산된 전기를 전달하는 제1송전케이블이 지나가도록 내측에 중공부를 형성한 터렛;을 포함하되, 상기 중공부는 상기 터렛을 중심으로 상기 선박이 회전할 경우 상기 회전 방향에 따라 상기 제1송전케이블이 감기거나 풀리도록 감개를 마련한 해상발전용 선박이 제공될 수 있다.

상기 중공부는 상기 감개에 결합되어 상기 감개를 수직으로 지지하는 감개축과, 상기 감개축 양측에 각각 결합되어 상기 감개의 상하 움직임을 제한하는 탄성부재를 포함할 수 있다.

상기 감개축 주변부에는 길이 방향으로 복수의 이동홈이 형성되고,

상기 감개의 내측 주변부에는 상기 이동홈에 결합되며, 상기 감개가 상기 이동홈의 길이 범위 내에서 상하 방향으로 이동 가능하도록 상기 이동홈의 길이보다 작은 크기를 가진 복수의 결합돌기가 형성될 수 있다.

상기 중공부는 상기 감개를 거쳐 나온 상기 제1송전케이블을 일측에서 지지하는 가이드부를 포함하며, 상기 가이드부는 상기 제1송전케이블을 지지하는 가이드롤러와, 상기 가이드롤러를 회동 가능하게 상기 중공부 일측에 부착시키며, 상기 제1송전케이블이 지나가도록 가이드홀을 형성한 고정바를 포함할 수 있다.

상기 발전유닛과 상기 터렛 사이에 배치되며, 상기 제1송전케이블을 지지하는 타워를 더 포함할 수 있다.

상기 터렛의 외부로 연장되어 전기수요처로 송전을 수행하는 제2송전케이블과, 상기 제1송전케이블과 상기 제2송전케이블을 전기적으로 연결하며, 상기 터렛의 하부에 설치되는 연결박스를 더 포함할 수 있다.

상기 제1송전케이블은 상기 발전유닛과 상기 타워를 잇는 제1구간 케이블과, 상기 타워와 상기 연결박스를 잇는 제2구간 케이블을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 해상발전용 선박은 선박이 터렛을 중심으로 회전할 때 송전케이블이 안정적으로 감기도록 할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 해상발전용 선박을 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 발전유닛에서 생산된 전기를 내보내는 송전케이블의 설치 형태를 예로 들어 도시한 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 터렛의 중공부에 설치된 감개와 감개축 간의 결합 관계를 단면도로 나타낸 것이다.
도 4는 도 1에 도시된 터렛의 중공부에 설치된 감개와 가이드부를 평면도로 나타낸 것이다.
도 5는 도 1에 도시된 선박이 터렛을 중심으로 회전할 경우 감개에 송전케이블이 감기는 모습을 단면도로 나타낸 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 해상발전용 선박(100, 이하 ‘선박’이라 함)은 전기를 생산하는 발전유닛(110)과, 선박(100)에 결합되며 내측에 중공부(121)를 형성한 터렛(120)과, 발전유닛(110)과 터렛(120) 사이에 배치되며, 제1송전케이블(C1)을 지지하는 타워(130)를 포함한다. 여기서, 타워(130)는 발전유닛(110) 및 터렛(120) 보다 최고점이 높도록 상대적으로 높은 위치에 설치될 수 있으며, 이에 따라 제1송전케이블(C1)은 타워(130)를 중심으로 ‘∧’자 형태를 가질 수 있다.

선박(100)은 외측으로 연장된 터렛결합장치(105)를 마련할 수 있다. 터렛결합장치(105)는 터렛(120)에 회동 가능하게 결합하며, 이외에도 공지된 다양한 형태로 선박(100)과 터렛(120) 간 결합이 이루어질 수 있다. 터렛 결합장치(105) 상부에는 타워(130)가 배치될 수 있다.

선박(100)은 체인(170)을 해저면에 고정시키는 방식으로 해상의 작업위치에 계류될 수 있다. 또, 선박(100)은 파도, 해류, 바람, 너울의 영향이 크고 해상 조건이 열악한 곳에서 외력이 가해지면 공개된 다양한 구성의 터렛 무어링 시스템에 의해 터렛(120)을 중심으로 자연스럽게 회전할 수 있다.

발전유닛(110)은 예컨대 100 내지 1000MW급의 화력발전설비와 LNG 등과 같은 연료 저장, 공급 및 재기화 설비를 일체화하여 해상에서 전기를 생산할 수 있다. 발전유닛(110)에 의해 생산된 전기는 제1송전케이블(C1)을 통해 송전된다.

제1송전케이블(C1)은 발전유닛(110)으로부터 타워(130) 및 터렛(120)을 거쳐 터렛(120) 하부의 연결박스(160) 쪽으로 발전유닛(110)에 의해 생산된 전기를 전달한다.

제1송전케이블(C1)은 발전유닛(110)과 타워(130)를 잇는 제1구간 케이블(C11)과, 타워(130)와 터렛(120) 하부의 연결박스(160)를 잇는 제2구간 케이블(C12)로 구분될 수 있다.

제1구간케이블(C11)과 제2구간 케이블(C12)은 타워(130)에 구비된 릴레이박스(135)를 통해 전기적으로 서로 연결될 수 있다. 또, 다른 예에서 제1구간케이블(C11)과 제2구간 케이블(C12)은 일체형의 단일 케이블로 제작될 수도 있다.

여기서, 제2구간 케이블(C12)은 타워(130)로부터 터렛(120)의 내측 중공부(121) 쪽으로 설치되며, 터렛(120)을 중심으로 회전하는 선박(100)의 회전 가능 횟수를 고려하여 충분한 길이를 갖도록 마련될 수 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상술한 제1송전케이블(C1)은 복수의 케이블로 구성될 수 있다. 이때, 케이블 간의 간섭을 방지하기 위한 홀더(137)가 배치될 수 있다.

홀더(137)는 예컨대 복수의 삽입홀(137a)을 형성한 원형의 플레이트로 마련될 수 있으며, 삽입홀(137a) 각각에 각 케이블이 하나씩 대응되게 삽입될 수 있다. 홀더(137)는 제1송전케이블(C1)의 특정 위치에 고정 배치될 수 있다.

도 1을 참조하면, 터렛(120)은 제2구간 케이블(C12)이 지나가도록 내측에 중공부(121)를 형성한다. 중공부(121)는 터렛(120)을 중심으로 선박(100)이 회전할 경우 회전 방향에 따라 제2구간 케이블(C12)이 비틀어지면서 감기거나 풀리도록 감개(140)를 마련한다.

또, 중공부(121)는 감개(140)에 결합되어 감개(140)를 수직으로 지지하는 감개축(142)과, 감개축(142) 양측에 각각 결합되어 감개(140)의 상하 움직임을 제한하는 탄성부재(144)를 포함할 수 있다.

구체적으로 감개축(142)은 감개(140)를 수직으로 지지하며, 감개(140)는 수직으로 세워진 상태로 고정되되, 상하 방향으로는 어느 정도 유동성 있게 움직일 수 있다.

터렛(120)을 중심으로 선박(100)이 회전함에 따라, 제2구간 케이블(C12)은 위쪽으로 당겨지면서 감개(140)에 감겨질 수 있다.

이때, 본 발명의 실시 예에서는 감개(140)가 상하 방향으로 어느 정도 움직일 수 있도록 하여, 감개(140)와 제2구간 케이블(C12) 사이의 마찰로 인한 마모를 최소화시킬 수 있다.

그리고, 감개축(142) 양측에 각각 결합된 탄성부재(144)는 감개(140)의 상하 움직임을 미리 설정된 범위 내에서 제한할 수 있다. 탄성부재(144)는 예컨대 스프링을 포함할 수 있다.

도 1과 도 3의 (a) 및 (b)를 참조하면, 감개축(142) 주변부에는 길이 방향으로 복수의 이동홈(142a)이 형성되고, 감개(140)의 내측 주변부에는 감개축(142) 주변부의 이동홈(142a)에 결합되는 복수의 결합돌기(140a)가 형성될 수 있다.

결합돌기(140a)의 길이는, 감개(140)의 상하 방향 움직임을 고려하여 감개(140)가 이동홈(142a)의 길이 범위 내에서 미리 설정된 거리만큼 움직일 수 있도록 이동홈(142a)의 길이(D)보다 작게 형성될 수 있다.

예컨대 터렛(120)을 중심으로 선박(100)이 회전함에 따라 제2구간 케이블(C12)은 위쪽으로 당겨질 수 있고, 그에 따라 감개축(142)의 이동홈(142a)을 따라 상측으로 끌어 올려진 감개(140)는 이후 선박(100)의 회전 방향에 따라 탄성부재(144)에 의해 자연스럽게 원위치될 수 있다.

도 1과 도 4를 참조하면, 중공부(121)는 감개(140)를 거쳐 나온 제2구간 케이블(C12)을 일측에서 지지하는 가이드부를 마련할 수 있다.

가이드부는 제2구간 케이블(C12)을 지지하는 가이드롤러(150)와, 가이드롤러(150)가 회동 가능하도록 가이드롤러(150)에 회전축(152a)에 의해 결합되며, 가이드롤러(150)를 중공부(121) 일측에 고정시키는 고정바(152)를 포함할 수 있다.

가이드롤러(150)는 터렛(120)을 중심으로 선박(100)이 회전함에 따라, 감개(140)에 감기는 제2구간 케이블(C12)이 효과적으로 지지될 수 있도록, 제2구간 케이블(C12)이 지나가는 평탄부재(151)와, 평탄부재(151) 양쪽으로 연장되며 외측으로 직경이 점점 커지는 경사각을 가진 원통부재(152)를 포함하는 형태일 수 있다. 이러한 원통부재(152)의 경사면은 제2구간 케이블(C12)이 자연스럽게 미끄러져 평탄부재(151) 안으로 모아지도록 유도할 수 있다. 평탄부재(151)와 원통부재(152)는 일체형으로 마련될 수 있다.

감개(140)를 거쳐 나온 제2구간 케이블(C12)은 가이드롤러(150)에 의해 지지된 상태에서 고정바(152)의 가이드홀(152b)을 통해 하측으로 빠져나가 터렛(120) 하부의 연결박스(160) 쪽과 연결된다.

연결박스(160)는 제1송전케이블(C1)의 제2구간 케이블(C12)과 터렛(120)의 외부로 연장되어 전기수요처로 송전을 수행하는 제2송전케이블(C2)을 전기적으로 연결한다. 전기수요처는 예컨대 육상의 전력공급시설을 포함할 수 있으며, 제2송전케이블(C2)은 선박(100)에서 생산한 전기를 해당 육상의 전력공급시설로 송전할 수 있다.

이때, 제2송전케이블(C2)은 연결박스(160) 하부에 장착된 제이(J) 형태의 케이블관(180) 내측으로 설치될 수 있으며, 케이블관(180)의 배치 경로를 따라 해수면 하부 쪽으로 포설될 수 있다.

도 1에 도시된 선박(100)은 외력이 작용할 경우, 터렛(120)을 중심으로 회전할 수 있다. 도 5는 도 1의 선박(100)이 터렛(120)을 중심으로 회전한 상태를 나타낸다.

도 5에 도시한 바와 같이, 선박(100)의 회전 방향에 따라 제2구간 케이블(C12)이 감개(140)에 안정적으로 감길 수 있다. 이를 통해 제2구간 케이블(C12)이 무작위로 꼬여 송전케이블이 파손되거나 관련된 설비들을 간섭 또는 손상시킬 위험을 피할 수 있다.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

100: 발전유닛 120: 터렛
130: 타워 137: 홀더
140: 감개 150: 가이드롤러
160: 연결박스 170: 체인
180: 케이블관 C1: 제1송전케이블
C2: 제2송전케이블

Claims (7)

1. 전기를 생산하는 발전유닛; 및
   선박에 결합되며, 상기 발전유닛에 의해 생산된 전기를 전달하는 제1송전케이블이 지나가도록 내측에 중공부를 형성한 터렛;을 포함하되,
   상기 중공부는 상기 터렛을 중심으로 상기 선박이 회전할 경우 상기 회전 방향에 따라 상기 제1송전케이블이 감기거나 풀리도록 감개를 마련한 해상발전용 선박.
2. 제1항에 있어서,
   상기 중공부는 상기 감개에 결합되어 상기 감개를 수직으로 지지하는 감개축과,
   상기 감개축 양측에 각각 결합되어 상기 감개의 상하 움직임을 제한하는 탄성부재를 포함하는 해상발전용 선박.
3. 제2항에 있어서,
   상기 감개축 주변부에는 길이 방향으로 복수의 이동홈이 형성되고,
   상기 감개의 내측 주변부에는 상기 이동홈에 결합되며, 상기 감개가 상기 이동홈의 길이 범위 내에서 상하 방향으로 이동 가능하도록 상기 이동홈의 길이보다 작은 크기를 가진 복수의 결합돌기가 형성된 해상발전용 선박.
4. 제1항에 있어서,
   상기 중공부는 상기 감개를 거쳐 나온 상기 제1송전케이블을 일측에서 지지하는 가이드부를 포함하며,
   상기 가이드부는 상기 제1송전케이블을 지지하는 가이드롤러와,
   상기 가이드롤러를 회동 가능하게 상기 중공부 일측에 부착시키며, 상기 제1송전케이블이 지나가도록 가이드홀을 형성한 고정바를 포함하는 해상발전용 선박.
5. 제1항에 있어서,
   상기 발전유닛과 상기 터렛 사이에 배치되며, 상기 제1송전케이블을 지지하는 타워를 더 포함하는 해상발전용 선박.
6. 제5항에 있어서,
   상기 터렛의 외부로 연장되어 전기수요처로 송전을 수행하는 제2송전케이블과,
   상기 제1송전케이블과 상기 제2송전케이블을 전기적으로 연결하며, 상기 터렛의 하부에 설치되는 연결박스를 더 포함하는 해상발전용 선박.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1송전케이블은 상기 발전유닛과 상기 타워를 잇는 제1구간 케이블과, 상기 타워와 상기 연결박스를 잇는 제2구간 케이블을 포함하는 해상발전용 선박.

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