KR20190075365A - 해상발전용 선박 - Google Patents

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Abstract

해상발전용 선박이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 의한 해상발전용 선박은 전기를 생산하는 발전유닛; 선박에 결합되며, 발전유닛에 의해 생산된 전기를 전달하는 복수의 송전케이블이 지나가도록 내측에 중공부를 형성한 터렛; 발전유닛과 터렛 사이에 배치되며, 송전케이블을 지지하는 타워; 및 각각의 송전케이블이 일대일로 삽입되는 복수의 삽입부와, 주변부에 삽입부가 일정 간격으로 배치된 고정부를 포함하는 케이블꼬임방지장치;를 포함하되, 선박이 터렛을 중심으로 회전할 경우, 송전케이블의 비틀어지는 정도에 따라 삽입부가 회동할 수 있다.

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 고르게 비틀어지도록 하는 해상발전용 선박을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전기를 생산하는 발전유닛; 선박에 결합되며, 상기 발전유닛에 의해 생산된 전기를 전달하는 복수의 송전케이블이 지나가도록 내측에 중공부를 형성한 터렛; 상기 발전유닛과 상기 터렛 사이에 배치되며, 상기 송전케이블을 지지하는 타워; 및 각각의 상기 송전케이블이 일대일로 삽입되는 복수의 삽입부와, 주변부에 상기 삽입부가 일정 간격으로 배치된 고정부를 포함하는 케이블꼬임방지장치;를 포함하되, 상기 선박이 상기 터렛을 중심으로 회전할 경우, 상기 송전케이블의 비틀어지는 정도에 따라 상기 삽입부가 회동하는 해상발전용 선박이 제공될 수 있다.
상기 케이블꼬임방지장치는 일측이 상기 주변부에 좌우 측으로 회동 가능하게 결합되며 타측이 상기 삽입부와 결합되는 연결부를 더 포함할 수 있다.
상기 연결부의 일측은 내측 방향으로 한번 이상 절곡 연장된 형태의 상기 고정부 주변부에 내삽되되, 상기 고정부 주변부와 베어링 수단에 의해 결합될 수 있다.
상기 연결부의 일측은 내측 방향으로 한번 이상 절곡 연장된 형태의 상기 고정부 주변부에 내삽되되, 상기 고정부 주변부에 회전축에 의해 결합될 수 있다.
상기 삽입부는 상기 연결부의 타측과 결합되는 돌출부를 형성하고, 상기 돌출부는 상기 송전케이블의 기울기 각도에 따라 상기 고정부를 중심으로 상기 삽입부가 전후 측으로 기울어지도록 상기 연결부의 타단에 회동 가능하게 결합될 수 있다.
상기 고정부는 서로 이격되게 복수 개로 마련되고, 상기 고정부의 중심부 홀을 통과하여, 상기 타워 상단의 지지대에 마련된 결속수단과 결합되는 중심라인과, 상기 고정부가 설정된 위치에 고정되도록 상기 고정부의 상하단에 마련되어 상기 중심라인과 결합되는 고정홀더를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의한 해상발전용 선박은 선박이 터렛을 중심으로 회전할 때 송전케이블이 안정적으로 고르게 비틀어지도록 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 해상발전용 선박의 케이블꼬임방지장치를 사시도로 나타낸 것이다.
도 3은 터렛 중심으로 선박이 회전함에 따라 송전케이블이 비틀어질 경우 도 2에 도시된 케이블꼬임방지장치의 모습을 나타낸 것이다.
도 4는 도 2에 도시된 케이블꼬임방지장치를 사시도로 나타내 것이다.
도 5와 도 6은 터렛 중심으로 선박이 회전함에 따라 도 2에 도시된 삽입부가 고정부를 중심으로 좌우 회동하기 위한 삽입부, 연결부 및 고정부 간의 결합 형태를 예시한 것이다.
도 7은 도 2에 도시된 삽입부가 고정부를 중심으로 전후로 기울어지는 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 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 해상발전용 선박(100, 이하 ‘선박’이라고도 함)은 전기를 생산하는 발전유닛(110)과, 선박(100)에 결합되며, 발전유닛(110)에 의해 생산된 전기를 전달하는 복수의 제1송전케이블(C1)이 지나가도록 내측에 중공부(121)를 형성한 터렛(120)과, 발전유닛(110)과 터렛(120) 사이에 배치되며, 제1송전케이블(C1)을 지지하는 타워(130)와, 각각의 제1송전케이블(C1)이 일대일로 삽입되는 복수의 삽입부(210) 및 주변부에 삽입부(210)가 일정 간격으로 배치된 고정부(220)를 포함하는 케이블꼬임방지장치(200)를 포함한다. 여기서, 삽입부(210)는 선박(100)이 터렛(120)을 중심으로 회전할 경우, 제1송전케이블(C1)의 비틀어지는 정도에 따라 회동할 수 있다.
도 1에서는 편의상 케이블꼬임방지장치(200)를 간략하게 블록화시켜 표시하였으며, 도 2와 도 3에서는 간략하게 2개의 제1송전케이블(C1)만을 도시하였다. 이하, 해상발전용 선박(100)의 각 구성요소에 대해서 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 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. 여기서, 타워(130)는 제1송전케이블(C1)의 효과적인 설치 및 운용을 위해 발전유닛(110) 및 터렛(120)의 최고점보다 높게 수직으로 설치되고, 일측이 터렛(120) 방향으로 굽어진 형상을 가질 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 복수의 제1송전케이블(C1)을 통해 송전될 수 있다.
여기서, 제1송전케이블(C1)은 발전유닛(110)으로부터 타워(130) 및 터렛(120) 내부를 거쳐 터렛(120) 하부의 연결박스(160) 쪽으로 발전유닛(110)에 의해 생산된 전기를 전달한다. 제1송전케이블(C1)은 발전유닛(110)에 일측이 고정된 상태에서 연결박스(160)에 타측이 고정될 수 있다. 그리고, 제1송전케이블(C1)은 터렛(120)을 중심으로 회전하는 선박(100)의 회전 가능 횟수를 고려하여 중공부(121) 내측에서 충분한 여유 길이(L)를 갖도록 마련될 수 있다.
터렛(120)의 중공부(121)는 터렛(120) 내측을 지나가는 제1송전케이블(C1)을 일측에서 지지하는 가이드부(150)를 마련할 수 있다.
가이드부(150)는 제1송전케이블(C1)이 지나가도록 가이드홀(150a)을 형성할 수 있으며, 제1송전케이블(C1)은 가이드부(150)의 가이드홀(150a)을 통해 터렛(120) 하측으로 빠져나가 터렛(120) 하부의 연결박스(160) 쪽과 연결된다.
연결박스(160)는 상술한 제1송전케이블(C1)과 터렛(120)의 외부로 연장된 제2송전케이블(C2)을 전기적으로 연결하여, 전기수요처(미도시)로 송전을 수행한다. 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 2와 도 3을 참조하면, 타워(130)와 터렛(120) 사이의 제1송전케이블(C1)에는 복수의 케이블꼬임방지장치(200)가 마련될 수 있다. 이때 도 2와 도 3은 각각 선박(100)이 터렛(120)을 중심으로 회전하기 전 그리고 회전한 후의 제1송전케이블(C1) 및 케이블꼬임방지장치(200)의 모습을 나타낸다.
도 3에 도시한 바와 같이, 선박(100)이 터렛(120)을 중심으로 회전하면, 케이블꼬임방지장치(200)에 의해 제1송전케이블(C1)이 전체적으로 고르게 비틀어질 수 있다.
이를 위해, 케이블꼬임방지장치(200)의 삽입부(210)는 제1송전케이블(C1)의 비틀어지는 정도에 따라 좌우 측으로 회동할 수 있다. 또한, 삽입부(210)는 송전케이블(C1)의 기울기 각도에 따라 고정부(220)를 중심으로 전후로 기울어질 수 있다.
이러한 케이블꼬임방지장치(200)는 타워(130)와 터렛(120) 사이의 구간에 한정되지 않고, 예컨대 발전유닛(110)과 타워(130) 사이의 제1송전케이블(C1)에도 설치될 수 있다.
도 3과 도 4를 참조하면, 케이블꼬임방지장치(200)의 고정부(220) 주변부에는 복수의 삽입부(210)가 일정 간격으로 배치될 수 있으며, 각 삽입부(210)에는 각각의 제1송전케이블(C1)이 일대일로 삽입된다.
삽입부(210)는 원통형으로 마련될 수 있으며, 고정부(220) 주변부에 설정된 간격에 따라 제1송전케이블(C1) 개수에 대응되게 여러 개 배치될 수 있다.
고정부(220)는 원형의 플레이트 형상으로 마련될 수 있으며, 중심부(221)의 홀(221a, 도 5 참조)을 통해 중심라인(L)이 통과한다.
고정부(220)는 서로 이격되게 복수 개로 마련되고, 고정부(220)의 중심부 홀(221a)을 통과하는 중심라인(L)은 타워(130) 상단의 지지대(135)에 마련된 결속수단(137)과 결합될 수 있다.
각각의 고정부(220)의 상하단에는 중심라인(L)과 결합되는 고정홀더(240)가 마련될 수 있다. 고정홀더(240)는 중심라인(L) 양측에서 결합되도록 결합 및 분리 가능한 부재로 마련될 수 있다. 이를 통해 복수의 고정부(220)가 설정된 위치에 안정적으로 고정될 수 있다.
삽입부(210)와 고정부(220)는 연결부(230)에 의해 결합될 수 있다. 연결부(230) 일측은 고정부(220) 주변부에 좌우 측으로 회동 가능하게 결합되고, 타측은 삽입부(210)에 용접 등에 의해 고정될 수 있다. 다른 예로서 연결부(230)는 삽입부(210)와 일체형으로 제작될 수도 있다.
도 5를 참조하면, 삽입부(210)는 연결부(230)에 의해 좌우 측으로 회동되도록 고정부(220) 주변부에 복수 개 배치되며, 이때 연결부(230)의 일측은 내측 방향으로 한번 이상 절곡 연장된 형태의 고정부(220) 주변부에 내삽될 수 있다. 여기서, 연결부(230)의 일측이 회동 가능하도록, 연결부(230)의 일측은 볼이나 롤러 등을 이용한 베어링 수단(215)에 의해 고정부(220) 주변부에 결합될 수 있다.
이를 통해 선박(100)이 터렛(120)을 중심으로 회전할 경우, 제1송전케이블(C1)의 비틀어지는 정도에 따라 삽입부(210)가 좌우 측으로 회동하게 된다.
도 6을 참조하면, 다른 예로서 상술한 연결부(230)의 일측은 내측 방향으로 한번 이상 절곡 연장된 형태의 고정부(220) 주변부에 회전축(216)에 의해 결합될 수 있다. 마찬가지로 이를 통해 선박(100)이 터렛(120)을 중심으로 회전할 경우, 제1송전케이블(C1)의 비틀어지는 정도에 따라 삽입부(210)가 회전축(216)을 중심으로 좌우 측으로 회동할 수 있다.
또한, 도 7의 (a)와 (b)를 참조하면, 삽입부(210)는 고정부(220)를 중심으로 전후로 기울어질 수 있다. 이를 위해 삽입부(210)는 일측에 연결부(230)의 타측과 결합되는 돌출부(202)를 형성할 수 있다.
돌출부(202)는 선박(100)이 터렛(120)을 중심으로 회전함에 따라 송전케이블(C1)이 고정부(220)를 중심으로 전후로 기울어지면, 그에 따라 삽입부(210)가 함께 기울어지도록 연결부(230)의 타측에 전후 측으로 회동 가능하게 결합된다.
이를 위해, 돌출부(202)는 연결부(230)의 타측과 삽입바(204)에 의해 결합되고, 삽입바(204)의 양측에는 결속너트(206)가 결합될 수 있다.
이와 같이, 상술한 구성들을 통해 선박이 터렛을 중심으로 회전할 때 송전케이블이 잘못 꼬여 송전케이블이 파손되거나 관련된 설비들을 간섭 또는 손상시킬 위험을 막고, 송전케이블이 안정적으로 고르게 비틀어질 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 160: 연결박스
170: 체인 180: 케이블관
200: 케이블꼬임방지장치 210: 삽입부
220: 고정부 230: 연결부
C1: 제1송전케이블 C2: 제2송전케이블

Claims (6)

  1. 전기를 생산하는 발전유닛;
    선박에 결합되며, 상기 발전유닛에 의해 생산된 전기를 전달하는 복수의 송전케이블이 지나가도록 내측에 중공부를 형성한 터렛;
    상기 발전유닛과 상기 터렛 사이에 배치되며, 상기 송전케이블을 지지하는 타워; 및
    각각의 상기 송전케이블이 일대일로 삽입되는 복수의 삽입부와, 주변부에 상기 삽입부가 일정 간격으로 배치된 고정부를 포함하는 케이블꼬임방지장치;를 포함하되,
    상기 선박이 상기 터렛을 중심으로 회전할 경우, 상기 송전케이블의 비틀어지는 정도에 따라 상기 삽입부가 회동하는 해상발전용 선박.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 케이블꼬임방지장치는 일측이 상기 주변부에 좌우 측으로 회동 가능하게 결합되며 타측이 상기 삽입부와 결합되는 연결부를 더 포함하는 해상발전용 선박.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결부의 일측은 내측 방향으로 한번 이상 절곡 연장된 형태의 상기 고정부 주변부에 내삽되되, 상기 고정부 주변부와 베어링 수단에 의해 결합된 해상발전용 선박.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 연결부의 일측은 내측 방향으로 한번 이상 절곡 연장된 형태의 상기 고정부 주변부에 내삽되되, 상기 고정부 주변부에 회전축에 의해 결합된 해상발전용 선박.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 삽입부는 상기 연결부의 타측과 결합되는 돌출부를 형성하고,
    상기 돌출부는 상기 송전케이블의 기울기 각도에 따라 상기 고정부를 중심으로 상기 삽입부가 전후 측으로 기울어지도록 상기 연결부의 타단에 회동 가능하게 결합되는 해상발전용 선박.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고정부는 서로 이격되게 복수 개로 마련되고,
    상기 고정부의 중심부 홀을 통과하여, 상기 타워 상단의 지지대에 마련된 결속수단과 결합되는 중심라인과,
    상기 고정부가 설정된 위치에 고정되도록 상기 고정부의 상하단에 마련되어 상기 중심라인과 결합되는 고정홀더를 더 포함하는 해상발전용 선박.
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