JP2016007935A

JP2016007935A - 浮体式洋上設備、推進用構造体、及び、浮体式洋上設備の推進方法

Info

Publication number: JP2016007935A
Application number: JP2014129558A
Authority: JP
Inventors: 雄司堂上; Yuji Dogami
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2014-06-24
Filing date: 2014-06-24
Publication date: 2016-01-18
Anticipated expiration: 2034-06-24
Also published as: KR20160000413A; CN105292422A; JP6361914B2

Abstract

【課題】浮体式洋上設備において製造所や港から洋上設置場所までの航海では使用するが、洋上で稼働しているときには不要となる推進装置を機関室内から省いて、機関室のスペースを大幅に小さくすることができて、洋上設備としての生産や貯蔵のための設備のスペースを著しく大きくすることができる浮体式洋上設備、推進用構造体、及び、浮体式洋上設備の推進方法を提供する。【解決手段】洋上に位置保持されて使用される浮体式洋上設備１において、推進装置２１を含む推進用構造体２０を当該浮体式洋上設備に着脱可能に構成すると共に、前記推進装置を当該浮体式洋上設備に配置されている当該浮体式洋上設備用の動力駆動源１１で駆動するように構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、浮体式洋上設備、推進用構造体、及び、浮体式洋上設備の推進方法に関し、より詳細には、機関室のスペースを大幅に小さくすることができて、洋上設備としての生産や貯蔵のための設備のスペースを著しく大きくすることができる、浮体式洋上設備、推進用構造体、及び、浮体式洋上設備の推進方法に関する。

石油・ガスの生産設備を備え、長期間に亘って特定の洋上設置場所に位置保持されて使用されるＦＰＳＯ（浮体式生産貯蔵積出設備）、石油・ガスの生産設備を持たないＦＳＯ（浮体式貯蔵積出設備）やＦＳＵ（浮体式貯蔵設備）、ＬＮＧを扱うＦＬＮＧ（液化貯蔵積出設備）等の浮体式洋上設備は、洋上で係留や自動位置保持装置等により位置保持しながら、浮かんだ状態で、生産活動及び生産物の一時的貯蔵を行っている。

これらの洋上設備の建造は、既存のＶＬＣＣ（大型タンカー）を改造して建造することが主流であるが、最近は、新造で浮体式洋上設備を建造するケースがでてきており、この新造のケースにおいてもＶＬＣＣの設計をベースに設計され、建造されている。

そのため、推進機関が、ＶＬＣＣと同様に浮体式洋上設備の機関室内に搭載されている。その結果、図５に示すように、機関室１０Ｘの大半を、主機関３０等の推進機関関連の機器が占めているが、この推進機能は、製造所又は港から油田までの移動の際しか用いられず、浮体式洋上設備１Ｘの稼働中は必要とされない。そのため、稼働中は使用されない推進機関関連の機器類で、機関室１０Ｘのスペース（斜線のハッチング部分）が大きく取られ、この部分の有効利用がなされていないという問題点がある。

一方、船尾などに配置され、プラットホーム上に配置した旋回駆動手段で旋回させられる旋回式スラスタを主推進機として装備し、電気的駆動手段により舵ではなくプロペラを旋回させることで船舶の進行方向を変更する船舶が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、水平方向に回転するポッドにプロペラを装備したアジマススラスターと呼ばれる推進用構造体も提案され、船尾の舵を設けない船舶も実用化されている。

また、釣り船等の小型の船舶においては、船外機という主機関と補機、ギア機構、クラッチ、伝動シャフトなどの動力伝達系と、スクリュープロペラ等を一体化した推進ユニットが使用されている。この船外機では、多くの場合、船外機全体を水平方向に旋回させることで舵の役割を果たし、また、船外機を船体の後上方に跳ね上げる構造にすることで浅瀬などにおいて船外機を跳ね上げて障害物を回避することができるようにしている。

この船外機が装着される船舶は、通常船外機が装着された状態で運航され、保守点検時以外は船舶に装着されたままであり、また、このような船外機で運航可能な船舶も小型船舶に限られている。

実開平０６−８１９０号公報

本発明者は、上記の状況を鑑みて、稼働時に推進機能が不要となる浮体式洋上設備に対して、船外機のような推進装置を有する推進用構造体を着脱可能に設けて、この推進用構造体を航行時のみ浮体式洋上設備に装着して、稼働中不要となるこの推進用構造体を、別の浮体式洋上設備に使用できるようにする際に、機関室内の推進用の機器を機関室から推進用構造体に移すと共に、稼働中は必要であるが航行中は不要なボイラや発電機などの動力駆動源を航行時の動力駆動源として使用することで、機関室の大きさと推進構造体の大きさを共に小さくできると共に、機器を効率よく使用できるとの知見を得た。

本発明の目的は、浮体式洋上設備において製造所や港から洋上設置場所までの航海では使用するが、洋上で稼働しているときには不要となる推進装置を機関室内から省いて、機関室のスペースを大幅に小さくすることができて、洋上設備としての生産や貯蔵のための設備のスペースを著しく大きくすることができる浮体式洋上設備、推進用構造体、及び、浮体式洋上設備の推進方法を提供することにある。

上記のような目的を達成するための本発明の浮体式洋上設備は、洋上に位置保持されて使用される浮体式洋上設備において、推進装置を含む推進用構造体を当該浮体式洋上設備に着脱可能に構成すると共に、前記推進装置を当該浮体式洋上設備に配置されている当該浮体式洋上設備用の動力駆動源で駆動するように構成される。

この推進用構造体は、小型の船舶で使用されている船外機とは異なり、推進装置を駆動する動力駆動源（動力発生装置）を持たず、推進用構造体が装着される先の浮体式洋上設備に設けられている動力駆動源を用いて推進装置を駆動する。

この構成によれば、浮体式洋上設備において、推進用の主機関や付随する冷却ポンプ、熱交換器、油清浄機等の補機や、主機関を保守点検するための主機関開放用天井クレーン等が不要となり、浮体式洋上設備の機関室のスペースを大幅に減少することができ、生産や貯蔵のための利用スペースを著しく増加することができる。

また、着脱可能に装備される推進用構造体が備えているプロペラ等の推進装置の動力駆動源として、浮体式洋上設備に配置されている、既存の装置であるボイラや発電機等の動力駆動源を活用することで、推進用構造体における動力駆動源を省くことができるので、推進用構造体の構成を簡略化、及び、小型化することができる。

上記の浮体式洋上設備において、当該浮体式洋上設備用の前記動力駆動源が、ボイラである場合には、このボイラで発生する蒸気を用いて、推進用構造体に設けた蒸気タービンや蒸気を用いた発電機と電動機等により推進装置を駆動して浮体式洋上設備を運航することができる。

浮体式洋上設備においては、機関室に設けられ、船内用の蒸気を供給するための機関室内ボイラや、上甲板上に設けられ、生産施設で原油や天然ガスを処理するために使用される蒸気を供給する上甲板上ボイラを設けていることが多く、しかも、推進装置を稼働させる運航中は、生産施設は稼働していないため、これらのボイラで発生する蒸気で推進用構造体の推進装置を容易に駆動できる。

そして、上記の目的を達成するための浮体式洋上設備のための推進用構造体は、洋上に位置保持されて使用される浮体式洋上設備に着脱可能に構成した推進用構造体であって、前記浮体式洋上設備に配置してある動力駆動源で、当該推進用構造体に配置してある推進装置を駆動するように構成される。

この構成によれば、推進用構造体において、着脱可能に装備される推進用構造体の推進装置の動力駆動源として、浮体式洋上設備の動力駆動源を活用することで、推進用構造体の動力駆動源を省くことができ、推進用構造体の構成を簡略化、及び、小型化することができる。

また、浮体式洋上設備において、推進用の主機関や付随する補機や、主機関開放用天井クレーン等が不要となり、浮体式洋上設備の機関室のスペースを大幅に減少することができ、生産や貯蔵のための利用スペースを著しく増加することができる。

上記の推進用構造体において、前記浮体式洋上設備用の前記動力駆動源がボイラであり、該ボイラで発生する蒸気で推進装置を駆動するように構成されると、機関室に設けられる船内用の蒸気供給の機関室内ボイラや、原油や天然ガスを処理するための蒸気供給の上甲板上ボイラ等で発生する蒸気を用いて、推進用構造体に設けた蒸気タービンや蒸気を用いた発電機と電動機等により推進装置を駆動して浮体式洋上設備を運航することができる。

浮体式洋上設備においては、機関室内ボイラや、上甲板上ボイラを設けていることが多く、しかも、推進装置を駆動させる運航中は、生産施設は稼働していないため、これらのボイラの蒸気で推進用構造体の推進装置を容易に駆動できる。

そして、上記の目的を達成するための浮体式洋上設備の推進方法は、洋上に位置保持されて使用される浮体式洋上設備の推進方法において、当該浮体式洋上設備に着脱可能に構成され、かつ、推進装置を備えた推進用構造体を、当該浮体式洋上設備に装着して、前記推進装置を当該浮体式洋上設備に配置してある動力駆動源で駆動して、当該浮体式洋上設備を運航することを特徴とする方法である。

この方法によれば、新造の浮体式洋上設備に推進用構造体を航行時に付けて、洋上稼働時には取り外すことで、同じ推進用構造体を他の浮体式洋上設備に流用できるようになる。これにより、１つの推進用構造体を、幾つかの浮体式洋上設備の移動にも使用できるようになる。従って、少ないコストで、新造の浮体式洋上設備を建造できるようになる。

本発明の浮体式洋上設備、推進用構造体、及び、浮体式洋上設備の推進方法によれば、浮体式洋上設備において、製造所や港から洋上設置場所までの航海では使用するが、洋上で稼働しているときには不要となる推進装置のための機器を機関室内から省くことで、推進用の主機関や付随する補機や主機関開放用天井クレーン等が不要となり、浮体式洋上設備の機関室のスペースを大幅に減少することができ、洋上設備としての生産や貯蔵のための設備のスペースを著しく大きくすることができる。

また、着脱可能に装備される推進用構造体が備えているプロペラ等の推進装置の動力駆動源として、浮体式洋上設備に配置されている、既存の装置であるボイラや発電機等の動力駆動源を活用することで、推進用構造体において動力駆動源を省くことができ、推進用構造体の構成を簡略化、及び、小型化することができる。

更に、新造の浮体式洋上設備に推進用構造体を航行時に付けて、洋上稼働時には取り外すことで、同じ推進用構造体を他の浮体式洋上設備に流用できるようになる。これにより、１つの推進用構造体を、幾つかの浮体式洋上設備の移動に使用できるようになる。従って、少ないコストで、新造の浮体式洋上設備を建造できるようになる。

本発明の実施の形態の浮体式洋上設備の構成と推進用構造体の構成を模式的に示す船尾部分の側面図で、浮体式洋上設備に推進用構造体を装着した状態を示す図である。浮体式洋上設備に推進用構造体を装着した状態を模式的に示す船尾部分の側面図である。浮体式洋上設備のボイラで発生する蒸気で推進用構造体のプロペラを駆動する構成を模式的に示す船尾部分の側面図である。浮体式洋上設備の発電機で発生する電気で推進用構造体のプロペラを駆動する構成を模式的に示す船尾部分の側面図である。従来技術における浮体式洋上設備の構成を模式的に示す側面図である。

以下、本発明に係る実施の形態の浮体式洋上設備、推進用構造体、及び、浮体式洋上設備の推進方法について、図面を参照しながら説明する。この実施の形態の浮体式洋上設備として、ＦＰＳＯ（浮体式生産貯蔵積出設備）を例にして説明するが、本発明は、このＦＰＳＯに限定する必要はなく、洋上を航行するときに推進装置を必要とし、洋上で稼働中は推進装置を必要としない浮体式洋上設備であれば、適用することができる。

例えば、石油・ガスの生産設備は持たないＦＳＯ（浮体式貯蔵積出設備）やＦＳＵ（浮体式貯蔵設備）、ＬＮＧを扱うＦＬＮＧ（液化貯蔵積出設備：ＬＮＧ-ＦＰＳＯ）、ＬＰＧを扱うＦＬＰＧ（ＬＰＧ-ＦＰＳＯ）、ＦＳＲＵ（浮体式貯蔵再ガス化設備）等にも本発明を適用することができる。

なお、一般的に、ＦＰＳＯ等の浮体式洋上設備１は、ＶＬＣＣ等の船舶とほぼ同様の形状をしていることが多いので、ここでは、各部の名称もＶＬＣＣ等の船舶に準じて「船体」「船尾」「上甲板」などの呼称を用いて説明する。

図１〜図４に示すように、この実施の形態の浮体式洋上設備１は、ＶＬＣＣ等の船舶と略同様な形状をしており、製造所又は港から油田等のある洋上設置場所に自航で移動し、係留システムや自動位置保持システムにより、この洋上設置場所で洋上に位置保持している状態で使用される。

この浮体式洋上設備１は、船体２の船尾に推進用構造体２０を装着可能な船尾部３とその前側の機関室１０とを有して構成される。この機関室１０には、船内用の蒸気を発生する機関室内ボイラ１１と機関室内発電機１２が配置されている。また船体２の上甲板４上には、生産施設（図示しない）で原油または天然ガスを処理するための蒸気を発生する上甲板上ボイラ１３と上甲板上発電機１４が配置されている。また、上甲板４に船橋や居住区等がある上部構造物５が設けられ、機関室１０の上方部位には煙突１０ａが設けられている。

また、図１に示すように、推進用構造体２０は、浮体式洋上設備１の運航時は、浮体式洋上設備１の船尾側から船首側に、凹形状をした船尾部３に嵌入されて、浮体式洋上設備１に装着されるように構成される。また、浮体式洋上設備１の運航が終了した時は、図２に示すように、推進用構造体２０は船首側から船尾側に移動して、船尾部３から分離するように構成される。この分離はクレーン船を用いて分離してもよく、第３の浮体（図示しない）に推進用構造体２０を係合させて分離してもよい。つまり、本発明では、浮体式洋上設備１において、推進装置であるプロペラ２１を含む推進用構造体２０を浮体式洋上設備１に着脱可能に構成する。

この推進用構造体２０は、下部に推進装置となるプロペラ２１、上部にこのプロペラ２１を回転する回転機２２と、この回転機２２とプロペラ２１との間に回転機２２の回転軸２２ａとプロペラ２１の回転軸２１ａとの間で、回転の軸方向を鉛直方向から略水平方向に曲げるギア機構２３を備えて構成される。

更に、プロペラ２１を回転機２２ごと水平方向に旋回する操船機器２４を備えて、プロペラ２１を回転して航行しているときに、このプロペラ２１の回転軸２１ａを水平方向に旋回させることで、自航している浮体式洋上設備１を操船するように構成する。この操船に関しては、回転機２２ごと旋回させる構成の代わりに、アジマススラスターのように旋回するポッドにプロペラ２１を設けてポッドのみを旋回させるように構成してもよい。

そして、本発明においては、推進装置であるプロペラ２１を回転駆動する回転機２２の動力駆動源として、浮体式洋上設備１に配置されている浮体式洋上設備１用の動力駆動源である機関室内ボイラ１１、機関室内発電機１２、上甲板上ボイラ１３、又は、上甲板上発電機１４のいずれか又はいくつかの組み合わせで駆動するように構成する。

つまり、この推進用構造体２０においては、小型の船舶で使用されている船外機とは異なり、プロペラ２１を駆動する動力駆動源（動力発生装置）を自身では持たず、推進用構造体２０が装着される先の浮体式洋上設備１に設けられている動力駆動源である機関室内ボイラ１１、機関室内発電機１２、上甲板上ボイラ１３、又は、上甲板上発電機１４のいずれか又はいくつかの組み合わせを用いてプロペラ２１を駆動する。

例えば、図３に示すように、回転機２２を蒸気タービンで構成して、この蒸気タービンに蒸気配管１５を用いて上甲板上ボイラ１３で発生する蒸気と機関室内ボイラ１１で発生する蒸気の一方又は両方（図３では両方）を供給する。これにより、機関室内ボイラ１１または上甲板上ボイラ１３のいずれか一方又は両方で発生する蒸気を用いて、推進用構造体２０に設けた蒸気タービンによりプロペラ２１を駆動して浮体式洋上設備１を自航状態で運航することができる。このプロペラ２１を駆動させる運航中は、生産施設は稼働していないため、これらの機関室内ボイラ１１または上甲板上ボイラ１３のいずれか一方又は両方で発生する蒸気で推進用構造体２０のプロペラ２１を容易に駆動できる。

あるいは、図４に示すように、回転機２２を電動機（モータ）で構成して、このモータに機関室内発電機１２で発生する電気または上甲板上発電機１４で発生する電気の一方又は両方（図４では両方）を電力線１６を用いて供給する。

上記の構成によれば、洋上に位置保持されて使用される浮体式洋上設備１は、プロペラ（推進装置）２１を含む推進用構造体２０を浮体式洋上設備１に着脱可能に構成されると共に、プロペラ２１を浮体式洋上設備１に配置されている浮体式洋上設備１用の機関室内ボイラ１１、機関室内発電機１２、上甲板上ボイラ１３、上甲板上発電機１４のいずれかまたはいくつかの組み合わせで駆動することができる。

また、上記の構成によれば、浮体式洋上設備１のための推進用構造体２０は、洋上に位置保持されて使用される浮体式洋上設備１に着脱可能に構成され、浮体式洋上設備１に配置されている機関室内ボイラ１１、機関室内発電機１２、上甲板上ボイラ１３、上甲板上発電機１４のいずれかまたはいくつかの組み合わせで、推進用構造体２０に配置されているプロペラ２１を駆動するように構成される。

そして、本発明の実施の形態の浮体式洋上設備の推進方法は、洋上に位置保持されて使用される浮体式洋上設備１の推進方法で、浮体式洋上設備１に着脱可能に構成され、かつ、プロペラ２１を備えた推進用構造体２０を、浮体式洋上設備１に装着して、プロペラ２１を浮体式洋上設備１に配置されている機関室内ボイラ１１、機関室内発電機１２、上甲板上ボイラ１３、上甲板上発電機１４のいずれかまたはいくつかの組み合わせで駆動して、浮体式洋上設備１を運航する方法である。

上記の実施の形態の浮体式洋上設備１、推進用構造体２０、及び、浮体式洋上設備の推進方法によれば、浮体式洋上設備１において、推進用の主機関や付随する冷却ポンプ、熱交換器、油清浄機等の補機や、主機関を保守点検するための主機関開放用天井クレーン等が不要となり、浮体式洋上設備１の機関室１０のスペースを大幅に減少することができ、生産や貯蔵のための利用スペースを著しく増加することができる。例えば、図５に示す従来技術の機関室１０Ｘに対して、この実施の形態の浮体式洋上設備１の機関室１０では図１に示すように斜線のハッチング部分のスペースを有効利用できるようになる。

また、着脱可能に装備される推進用構造体２０のプロペラ２１の動力駆動源として、浮体式洋上設備１に配置されている、既存の装置であるボイラ１１、１３や、発電機１２、１４の等の動力駆動源を活用することで、推進用構造体２０において、動力駆動源を省くことができ、推進用構造体２０の構成を簡略化、及び、小型化することができる。

更に、新造の浮体式洋上設備１に推進用構造体２０を航行時に付けて、洋上稼働時には取り外すことで、同じ推進用構造体２０を他の浮体式洋上設備１に流用することができる。これにより、１つの推進用構造体２０を、幾つかの浮体式洋上設備１の移動にも使用できるようになる。従って、少ないコストで、新造の浮体式洋上設備１を建造できるようになる。

本発明の浮体式洋上設備、推進用構造体、及び、浮体式洋上設備の推進方法によれば、浮体式洋上設備において製造所や港から洋上設置場所までは使用するが、洋上で稼働しているときには不要となる推進装置を機関室内から省いて、機関室のスペースを大幅に小さくすることができて、洋上設備としての生産や貯蔵のための設備のスペースを著しく大きくすることができるので、多くの浮体式洋上設備に利用することができる。

１、１Ｘ浮体式洋上設備
２船体
３船尾部
４上甲板
５上部構造物
１０、１０Ｘ機関室
１０ａ煙突
１１機関室内ボイラ
１２機関室内発電機
１３上甲板上ボイラ
１４上甲板上発電機
１５蒸気配管
１６電力線
２０推進用構造体
２１プロペラ（推進装置）
２２回転機
２２ａ回転機の回転軸
２１ａプロペラの回転軸
２３ギア機構
２４操船機器
３０主機関

Claims

洋上に位置保持されて使用される浮体式洋上設備において、推進装置を含む推進用構造体を当該浮体式洋上設備に着脱可能に構成すると共に、前記推進装置を当該浮体式洋上設備に配置されている当該浮体式洋上設備用の動力駆動源で駆動するように構成したことを特徴とする浮体式洋上設備。
当該浮体式洋上設備用の前記動力駆動源が、ボイラであることを特徴とする請求項１に記載の浮体式洋上設備。
洋上に位置保持されて使用される浮体式洋上設備に着脱可能に構成した推進用構造体であって、前記浮体式洋上設備に配置してある動力駆動源で、当該推進用構造体に配置してある推進装置を駆動するように構成したことを特徴とする推進用構造体。
前記浮体式洋上設備用の前記動力駆動源がボイラであり、該ボイラで発生する蒸気で推進装置を駆動するように構成したことを特徴とする請求項３に記載の推進用構造体。
洋上に位置保持されて使用される浮体式洋上設備の推進方法において、当該浮体式洋上設備に着脱可能に構成され、かつ、推進装置を備えた推進用構造体を、当該浮体式洋上設備に装着して、前記推進装置を当該浮体式洋上設備に配置してある動力駆動源で駆動して、当該浮体式洋上設備を運航することを特徴とする浮体式洋上設備の推進方法。