JP2019147523A - 洋上浮体構造物のタワー構造物支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】洋上浮体構造物に設置されるタワー基部をより効果的に補強する。【解決手段】洋上浮体構造物は、幅方向に設けられ上甲板１２を支持する複数のフレーム（横構造部材）３２と、３本の支柱２４Ａ〜２４Ｃから構成され上甲板１２上に据え付けられるフレアタワー２２と、支柱２４Ａ〜２４Ｃ間に架け渡され支柱２４Ａ〜２４Ｃ同士を一体化する複数の連結部材と、フレアタワー２２の基部において支柱２４Ａ〜２４Ｃの各々に取り付けられるブレース部材とを備える。ブレース部材の上端は、連結部材が取り付けられた高さに取り付けられる。ブレース部材の下端は、横構造部材が設けられた位置に取り付けられる。ブレース部材の上甲板１２に対する傾斜角度は、約５０度〜約７０度の範囲に設定される。【選択図】図４

Description

本発明は、浮体式生産貯蔵積出設備（ＦＰＳＯ）等の洋上浮体構造物のタワー構造物支持構造に関する。

浮体式生産貯蔵積出設備（ＦＰＳＯ）等の洋上浮体構造物は、船首部などの上甲板上にフレアタワーやベントタワーなどのタワー構造物が設置される（特許文献１）。これらのタワーは、水平断面形状に対して高さが高く、タワー基部に大きな応力が発生する。そのため、タワー下部構造には十分な補強を行い、損傷を防ぐ必要がある。タワー下部構造の補強は一般的に、上端がタワーの各支柱に取り付けられ、下端がタワー外側の上甲板に取り付けられるブレースによって行われる。

特開２０１７−３６０１４号公報

ブレースにより十分な補強効果を得るには、外側に所定角度の広がりをもってブレースを立て掛ける必要がある。また、ブレース上端が連結されるタワーの各支柱の連結部、およびブレース下端が連結される上甲板の連結部には大きな力が掛かるため、支柱のブレース上端連結部および上甲板のブレース下端連結部には十分な強度が求められる。

本発明は、洋上浮体構造物に設置されるタワー基部をより効果的に補強することを目的としている。

本発明の洋上浮体構造物のタワー構造物支持構造は、洋上浮体構造物の幅方向に設けられ、上甲板を支持する複数の横構造部材と、３本以上の支柱から構成され、上甲板上に据え付けられるタワーと、支柱間に架け渡され支柱同士を一体化する複数の連結部材と、タワーの基部において、支柱の各々に取り付けられるブレース部材とを備え、ブレース部材の上端は、連結部材が取り付けられた高さに取り付けられるとともに、ブレース部材の下端は、横構造部材が設けられた位置に取り付けられ、ブレース部材の上甲板に対する傾斜角度は、約５０度〜約７０度の範囲に設定されることを特徴としている。

支柱の中の２本が、同一の横構造部材上に取り付けられるとともに、これらの支柱の中に横構造部材上に取り付けられない支柱が含まれる。横構造部材上に取り付けられない支柱には、例えば複数のブレース部材が取り付けられる。支柱の中の２本が取り付けられた同一の横構造部材上には、これらの支柱に取り付けられるブレース部材の下端が取り付けられる。支柱とブレース部材は、例えば洋上浮体構造物の幅方向に対称に配置される。

洋上浮体構造物の長手方向に設けられ、上甲板を支持する複数の縦構造部材を備え、支柱の少なくとも一部は、縦構造部材の上に取り付けられる。ブレース部材の下端は、縦構造部材の上に取り付けられる。

本発明の洋上浮体構造物は、上記何れかのタワー構造物支持構造を備える洋上浮体構造物であることを特徴としている。

本発明によれば、洋上浮体構造物に設置されるタワー基部をより効果的に補強することができる。

本発明の一実施形態である洋上浮体構造物の概略的な側面図である。 本実施形態のフレアタワーの水平断面図である。 フレアタワーの基部を船体長手方向の船尾から視た拡大背面図である。 フレアタワーが設置される上甲板の平面図である。 フレーム上に設置されていない船首側の支柱の周りの拡大側面図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態である本発明に係るタワー構造物支持構造を備える洋上浮体構造物の概略的な側面図である。

本実施形態の洋上浮体構造物１０は、例えば浮体式生産貯蔵積出設備（ＦＰＳＯ）である。洋上浮体構造物１０は、上甲板１２上に海底から汲み上げた原油を処理するための各種生産設備１４を備える。また、船尾部の上甲板１２上には、居住区１６、ヘリコプターデッキ１８やオフローディングホースリール２０Ａ等が設けられ、船首部の上甲板１２上には、フレアタワー２２、ベントタワー２３やオフローディングホースリール２０Ｂ等が設けられる。各種生産設備１４で生成された油は、船体内に設けられたタンク２５等に貯留され、オフローディングホースリール２０Ａ、２０Ｂから繰り出されるオフローディングホース（不図示）を介して積出される。

各種生産設備１４では、例えば原油を分解して精製する際に発生する余剰ガスは、フレアタワー２２に保持される配管を通してフレアタワー２２の先端から大気中に放出、あるいはフレアタワー２２の先端において焼却処分される。作業区画や居住区１６への影響を防ぐため、フレアタワー２２の高さは例えば上甲板上１００ｍを超えるなど極めて高い。図２は、本実施形態のフレアタワー２２の水平断面図であり、図２に示されるように、フレアタワー２２は、例えば３本の主要鋼管を支柱２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃとして用いる。支柱２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃは、多数の連結部材２６により互いに連結されて一体化され、略三角形の断面形状を形成する。連結部材２６は、水平に架け渡される水平材２６Ａと斜めに架け渡される斜材２６Ｂ（図３参照）を含む。本実施形態において、支柱２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃは、略正三角形状に配置される。支柱２４Ａ、２４Ｂは船体幅方向に直線状に、支柱２４Ｃは支柱２４Ａ、２４Ｂよりも船首側または船尾側（図示例では船首側）に配置される。

図３は、フレアタワー２２の基部を船体長手方向の船尾から視た拡大背面図であり、図３では、支柱２４Ａ、２４Ｂのみが描かれ、支柱２４Ｃは省略されている。

本実施形態において、支柱２４Ａ〜２４Ｃの各々は、上甲板１２上に設けられた基台２８を通して上甲板１２に取り付けられる。基台２８は、例えばフレアタワー２２の水平断面と略同形状の平面形状を有する。フレアタワー２２の支柱２４Ａ〜２４Ｃには、高さ方向に沿って所定間隔の各水平面内で３本の水平材２６Ａが架け渡され連結される。すなわち、３本の水平材２６Ａは支柱２４Ａ〜２４Ｃの内側において水平な三角形状に連結される。また、上下に隣り合う水平材２６Ａの間には対角線状に一対の斜材２６Ｂが取り付けられる。支柱２４Ａ、２４Ｂにおいて、第１段目の水平材２６Ａが架け渡される位置には、その外側に例えば鋼管を用いたブレース３０Ａ、３０Ｂの上端が各々取り付けられる。一方、ブレース３０Ａ、３０Ｂの下端は、基台２８または上甲板１２（本実施形態では基台２８）に取り付けられる。

図４は、フレアタワー２２が設置される上甲板１２の平面図であり、上甲板１２下に設けられ、上甲板１２を支えるフレーム３２などの横構造部材と、ロンジ３４などの縦構造部材の配置、および支柱２４Ａ〜２４Ｃおよびブレース３０Ａ〜３０Ｄの配置を示す。また、図５は、船首側の支柱２４Ｃ周りの拡大側面図である。

図４に示されるように、上甲板１２下には、多数のフレーム３２および多数のロンジ３４が縦横直交する形で配置されている。図示例では、船尾側から船首側へ３つのフレーム３２１、３２２、３２３が示され、船体中心線ＣＬから外側へ７つのロンジ３４１〜３４７が示される。支柱２４Ａ、２４Ｂは、フレーム３２１とロンジ３４２、３４６が交わる位置に各々設置され、支柱２４Ｃは、フレーム３２２とフレーム３２３の間の空間（略中間位置）のロンジ３４４上に設置される。

ここで上端が支柱２４Ａに取り付けられたブレース３０Ａの下端は、フレーム３２１とロンジ３４１が交わる位置Ｐ１に取り付けられ、上端が支柱２４Ｂに取り付けられるブレース３０Ｂの下端は、フレーム３２１とロンジ３４７が交わる位置Ｐ２に取り付けられる。一方、支柱２４Ｃには、例えば鋼管を用いた２本のブレース３０Ｃ、３０Ｄが設けられる。ブレース３０Ｃ、３０Ｄの上端は、ブレース３０Ａ、３０Ｂと同様に、支柱２４Ｃの第１段目の水平材２６Ａが架け渡された高さに取り付けられ（図５参照）、ブレース３０Ｃ、３０Ｄの下端は、フレーム３２３とロンジ３４３、３４５が各々交わる位置Ｐ３、Ｐ４に取り付けられる。

更に、このとき、ブレース３０Ａ〜３０Ｄの上甲板１２（水平面）に対する傾斜角度θは、タワーの支柱を支えるブレースにとって適切な角度である約５０度〜約７０度の範囲に設定される。すなわち、傾斜角度θの範囲は、予め決まっているので、ブレース３０Ａ〜３０Ｄの長さは、ブレース３０Ａ〜３０Ｄの上端の取り付け高さと、下端の取り付け高さ（例えば基台２８上または上甲板１２上）から決まり、Ｐ１〜Ｐ４の位置は、各支柱２４Ａ〜２４Ｃに対するフレーム３２１、３２３の位置により確定する。なお、本実施形態では、４本のブレース３０Ａ〜３０Ｄの下端は、全て同じ高さ（基台２８上）に取り付けられるので、４本のブレース３０Ａ〜３０Ｄは全て略長さが等しい。

以上のように、本実施形態によれば、洋上浮体構造物のタワー構造物支持構造の全ての支柱を適切な傾斜角度のブレースで支持するとともに、全てのブレースを横強度部材および／または縦強度部材が設置された位置に取り付けることができるので、タワー基部をより効果的に補強することができる。また、本実施形態のように、支柱とブレースの配置を洋上浮体構造物の幅方向に対称（本実施形態ではロンジ３４４に対して左右対称）にすれば、より安定的な構造が得られる。

なお、本実施形態では、フレアタワーを例に説明を行なったが、ブレースによるタワー基部の補強が必要なタワーであれば、本実施形態を適用でき、タワーの水平断面形状は正三角形や三角形に限定されない。また、本実施形態では、横構造部材の上に設置されていない支柱におけるブレースを２本としたが、ブレースの数はどちらか１本でもよく、その場合、ブレースの配置は左右非対称となる。

なお、タワーが設置される領域におけるフレーム間隔は、三角断面形状を呈するタワー基部の一辺の約３０％〜約６０％が好ましい。

１０ 洋上浮体構造物
１２ 上甲板
１４ 生産設備
１６ 居住区
１８ ヘリコプターデッキ
２２ フレアタワー
２３ ベントタワー
２４Ａ〜２４Ｃ 支柱
２５ タンク
２６Ａ 水平材
２６Ｂ 斜材
２８ 基台
３０Ａ〜３０Ｄ ブレース（ブレース部材）
３２ フレーム（横構造部材）
３４ ロンジ（縦構造部材）
Ｐ１〜Ｐ４ ブレース下端位置

Claims (8)

1. 洋上浮体構造物の幅方向に設けられ、上甲板を支持する複数の横構造部材と、
   ３本以上の支柱から構成され、上甲板上に据え付けられるタワーと、
   前記支柱間に架け渡され支柱同士を一体化する複数の連結部材と、
   前記タワーの基部において、前記支柱の各々に取り付けられるブレース部材とを備え、
   前記ブレース部材の上端が、前記連結部材が取り付けられた高さに取り付けられるとともに、前記ブレース部材の下端が、前記横構造部材が設けられた位置に取り付けられ、前記ブレース部材の前記上甲板に対する傾斜角度は、約５０度〜約７０度の範囲に設定される
   ことを特徴とする洋上浮体構造物のタワー構造物支持構造。
2. 前記支柱の中の２本が、同一の前記横構造部材上に取り付けられるとともに、前記支柱の中に前記横構造部材上に取り付けられない支柱が含まれることを特徴とする請求項１に記載のタワー構造物支持構造。
3. 前記横構造部材上に取り付けられない支柱に複数の前記ブレース部材が取り付けられることを特徴とする請求項２に記載のタワー構造物支持構造。
4. 前記支柱の中の２本が取り付けられた同一の前記横構造部材上に、これらの支柱に取り付けられるブレース部材の下端が取り付けられることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のタワー構造物支持構造。
5. 前記支柱と前記ブレース部材が、前記洋上浮体構造物の幅方向に対称に配置されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のタワー構造物支持構造。
6. 前記洋上浮体構造物の長手方向に設けられ、前記上甲板を支持する複数の縦構造部材を備え、前記支柱の少なくとも一部が、前記縦構造部材の上に取り付けられることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のタワー構造物支持構造。
7. 前記ブレース部材の下端が、前記縦構造部材の上に取り付けられることを特徴とする請求項６に記載のタワー構造物支持構造。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載のタワー構造物支持構造を備える洋上浮体構造物。

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