Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy (한국해양환경ㆍ에너지학회지)

The Korean Society for Marine Environment and Energy (한국해양환경•에너지학회)
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Design of Riser in 1MW OTEC system mounted on Floating Barge

해상 부유식 1MW 해수온도차발전 시스템의 라이저 설계

  • Kwon, YongJu (Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering(KRISO)) ;
  • Jung, DongHo (Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering(KRISO)) ;
  • Kim, HyeonJu (Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering(KRISO))
  • Received : 2014.11.11
  • Accepted : 2014.12.09
  • Published : 2015.02.25
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Abstract

The design on a riser in 1MW OTEC system is performed. The minimum diameter of the riser is decided depending on intake quantity of deep-sea water to supply an OTEC cycle. An applicable pipe material is selected from analyzing the properties of commercial pipes. The selected HDPE pipe with the low density and strength is reinforced with a lumped block attached at the end of and wire ropes along the riser. A lumped block, connected to a floating structure by wire ropes, with 25% and 50% weight of a GFRP riser is designed to be attached the end of a riser. The structural safety of the HDPE riser with wire rope supporting axial loads induced by a lumped block is analyzed under the harsh ocean environmental condition near Hawaii ocean with the numerical method. The final dimension of the riser and accessories is determined considering the economic point of view. The designed riser will be applicable to the construction of the 1 MW OTEC pilot plant.

1 MW 해수온도차발전 시스템의 라이저에 관한 설계를 수행한다. 라이저의 직경은 1 MW 발전을 위한 심층수 취수량에 기초하여 결정되고, 관종은 제작 가능한 상업용 파이프를 대상으로 종류별 특성을 분석한 후 선정한다. 강관, GFRP관, 그리고 HDPE관 중 HDPE관을 선정하며, 선정된 관종의 중량과 강도를 보강하기 위하여 설계를 수행한다. HDPE 라이저 하부 끝단에 중량체를 설치하여 중량을 보강하며, HDPE 라이저 축방향으로 와이어로프를 설치하여 강도를 보강한다. 중량체의 중량은 GFRP관 무게 대비 25%와 50%가 되도록 설계되며, 라이저 끝단에 연결되는 중량체의 모든 하중은 와이어로프가 지지하도록 설계된다. 설계된 HDPE라이저는 연중 온도차발전이 가능한 하와이 인근 해역에 설치되는 것으로 가정하여, 수치해석적 방법에 의한 안전성 평가를 수행한다. 안전성이 검증된 HDPE 라이저에 대하여 경제적으로 가장 유리한 HDPE 라이저의 최종 제원을 결정한다. 설계된 라이저는 향후 1MW 해수온도차발전 시스템 실증을 위한 설계 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Keywords

References

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