KR100785479B1

KR100785479B1 - 선박용 ｓｔｌ 모듈화 설치방법 및 구조

Info

Publication number: KR100785479B1
Application number: KR1020060126917A
Authority: KR
Inventors: 맹승범
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2007-12-13

Abstract

본 발명은 STL(Submerged Turret Loading)의 제작 및 설치를 위한 부품 또는 자재 공급범위를 4부분과 같이 획기적으로 축소 및 모듈화시킴에 따라, 선체블록 조립과정 중에서부터 선행 의장을 실행하면서 설치함에 따라, 품질 문제를 해소할 수 있는 선박용 STL 모듈화 설치방법 및 구조를 제공하고자 한다.

본 발명의 선박용 STL 모듈화 설치방법은, 부품 또는 자재 공급범위를 축소시키도록, 선행 의장을 수행하면서, STL을 모듈화하여 1개의 상부구조물과 3개의 파트구조물로서 제작하는 모듈제작단계와; 상기 모듈제작단계에서 제작된 것을 공급 받되, 선체블록 조립과정 중에서 상기 파트구조물을 상호 연결하면서 선체블록에 용접하는 탑재단계와; 상기 상부구조물을 스키드 방식으로 상기 파트구조물의 상부에 공급하고, 상기 파트구조물 상단의 시트(seat)에 상기 상부구조물을 용접하는 결합단계와; 상기 상부구조물과 상기 파트구조물의 자재간 연결을 수행하는 인터페이스 단계를 포함한다.

STL, 선박, 선체블록, 상부구조물, 파트구조물

Description

선박용 ＳＴＬ 모듈화 설치방법 및 구조{Installation Method and Structure with Modulation for Submerged Turret Loading into Vessel}

도 1은 일반적인 반잠수식 터릿 계류시스템을 갖는 선박의 작업 상태를 설명하기 위한 모식도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 반잠수식 터릿 계류시스템의 설치방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 선박용 STL 모듈화 설치구조를 설명하기 위한 모듈화 도면이다.

도 4는 도 3에 도시된 설치구조를 위한 선박용 STL 모듈화 설치방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 제1파트구조물 20 : 제2파트구조물

30 : 제3파트구조물 40 : 상부구조물

50 : 어댑터 60 : 선체블록

본 발명은 STL 모듈화 설치방법 및 구조 관한 것이다.

일반적으로 고유가 추세로 해양 석유개발이 증가함에 따라 해양구조물의 설치해역이 점차 깊은 바다로 이동하고 있고, 다기능의 해양구조물에 대한 시장이 확대되고 있다.

심해역에서 시추가 가능한 반잠수식 시추선, 드릴쉽 등에 대한 관심이 높아지고 있고, 특히 심해에서 원유생산 및 저장이 가능한 FPSO(Floating Production Storage and Off-loading) 또는 가스 저장 및 재기화 가공이 가능한 FSRU(Floating Storage and Re-gasification Unit)가 주목을 받고 있다.

FPSO 또는 FSRU 등의 선박은 선체 내부에 문풀(moon pool)이라는 내부 구조가 형성되어 있고, 그 곳에 반잠수식 터릿 계류시스템이 설치되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 FPSO 또는 FSRU 등의 선박(1)은 해양자원을 채굴할 수 있도록 심해지역의 심해 다지관 시스템(6)의 상측 해수면에서 부유하면서 생산, 저장, 하역을 수행하거나 재기화 공정을 수행한다.

미리 개발된 상태의 심해 다지관 시스템(6)은 그의 연결관(4)의 끝단에 반잠수식 부표(3, Submerged buoy)를 연결하고 있다.

반잠수식 부표(3)는 심해지역에 미리 고정 설치된 케이블(5)을 통해 연결되어서, 그 케이블(5)의 장력에 의해, 파랑 등의 외력에도 부유 위치를 유지할 수 있도록 되어 있다.

이런 반잠수식 부표(3)는 일종의 콘 형상으로 형성되고 선택적으로 수중에서 떠다니듯이 위치할 수 있도록 제작된 것으로서, 미리 개발된 원전 또는 가스전의 심해 다지관 시스템(6)으로부터 연결관(4)을 통해 원유 또는 가스를 해당 선박(1) 내의 생산, 저장, 하역 설비쪽으로 송급시키기 위한 교합용 커넥터와 같은 역할을 담당하도록 구성되어 있다.

한편, 반잠수식 부표(3)에는 별도의 연결와이어가 더 연결되어 있고, 그 연결와이어 역시 다른 소형 부이에 의해 해수면에서 식별이 가능하도록 체결되어 있다.

따라서, 선박(1)의 반잠수식 터릿 계류시스템(2)은 연결와이어를 걸 수 있는 수단을 이용하여, 반잠수식 부표(3)의 연결와이어를 잡아당김에 따라, 결국 반잠수식 부표(3)를 선박(1) 쪽으로 잡아당기듯이 교합(mating)시킬 수 있도록 되어 있다.

원유 또는 가스의 채취를 위해 반잠수식 부표(3)는 그의 연결와이어를 잡아당기는 반잠수식 터릿 계류시스템(2)에 붙잡힌 후, 반잠수식 터릿 계류시스템(2)의 콤파트먼트(compartment) 공간의 하부에 교합(mating)되어, 결국 심해 다지관 시스템(6)으로부터 연결관(4)과 선박(1) 내의 생산, 저장, 하역 설비를 상호 연결시키는 역할을 담당한다.

그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 선박에 탑재된 반잠수식 터릿 계류시스템은 원유 또는 가스의 선적 또는 하역 장비로서, 조선소에서 선박에 설치되기 위해 개별인 부품 공급방식을 취하면서 수개월에 걸쳐 나뉘어 조선소에 공급된다.

예컨대, 종래 기술의 반잠수식 터릿 계류시스템의 설치방법은 개별부품 입고단계(S1)와; 조립장까지 개별 운반단계(S2)와; 부품 조립을 수행하면서 의장품을 장착하는 후행 의장단계(S3)와; 추가 부품 조립 준비단계(S4)를 완성단계(S5) 전까지 계속해서 반복하여 수행한 후, 완성품이 될 때 선체에 설치되는 선체 설치단계(S6)로 이루어져 있다.

여기서, 개별부품이란 콘 해치(cone hatch), 록킹 장치(rocking mechanism), 퀵 릴리스 유닛에서부터, 각종 윙치, 로트, 랙, 박스, 유압 장치, 펌프, 센서, 가이드, 픽업, 라이저(riser), 커넥터, 스위치, 각종 스페어 파트, 유틸리티 장비 등 이루 말할 수 없을 정도로 많은 개별적인 반잠수식 터릿 계류시스템용 부품을 의미한다.

그리고, 부품 조립을 수행하면서 의장품을 장착하는 후행 의장단계(S3)에서는 반잠수식 터릿 계류시스템용 장치 및 구조물을 콤파트먼트(compartment) 형태로 조립 및 형성하고, 수 개월 이후 다시 안벽 등에서 다른 부품 또는 의장품을 설치하고, 다시 수개월 후 부품별로 설치를 진행하고, 각종 유틸리티 장비를 연결하거나 스페어 파트를 공급하는 방식을 모두 진행한 후에야 비로소 선체 설치단계(S6)를 마무리할 수 있다.

이런 연유로 인하여, 종래에서는 선박 건조를 위한 선체블록 조립과정 중에서 반잠수식 터릿 계류시스템과 연계된 의장품을 미리 설치하지 못함, 즉 선행 의장이 이루어지지 않음으로써, 오설치 작업이 증가하고, 품질을 검사하여야 할 관리포인트 또는 체크포인트의 숫자가 증가하는 등 설치 공정에 막대한 영향을 미치고 있다.

또한, 종래의 반잠수식 터릿 계류시스템의 설치방법을 이용할 경우, 조립과 설치에 대한 책임 소재가 모호하여, 반잠수식 터릿 계류시스템용 부품의 공급회사와, 각종 개별 부품을 공급받아 설치 및 탑재하는 시공회사(조선소)간의 책임 소재 분쟁에 연류될 수 있는 문제점이 대두되고 있다.

특히, 반잠수식 터릿 계류시스템용 부품의 공급사는 엔지니어링을 제공하거나 부품 구매 행위를 주로 수행하는 업체이므로, 반잠수식 터릿 계류시스템의 부품 제조(manufacturing)에 관한 취약성을 기본적으로 갖고 있다.

이런 점은 상기 공급사로부터 개별적으로 부품을 공급 받음과 함께, 상기 부품의 설치를 위해 선체블록에 콤파트먼트(compartment) 공간 구조를 형성하면서, 개별적으로 부품을 조립 및 설치하기 때문에, 결국 시공회사도 조립 및 시공에서 많은 잘못된 조립 또는 설치가 이루어질 수 있고, 이에 대해 시공 효율화가 시급한 실정이다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명의 목적은, STL(Submerged Turret Loading)의 제작 및 설치를 위한 부품 또는 자재 공급범위를 4부분과 같이 획기적으로 축소 및 모듈화시킴에 따라, 선체블록 조립과정 중에서부터 선행 의장을 실행하면서 설치함에 따라, 품질 문제를 해소할 수 있는 선박용 STL 모듈화 설치방법 및 구조를 제공하고자 한다.

앞서 설명한 바와 같은 본 발명의 목적은, 부품 또는 자재 공급범위를 축소시키는 선박용 STL(Submerged Turret Loading) 모듈화 설치방법에 있어서, 선행 의장을 수행하면서, STL을 모듈화하여 1개의 상부구조물과 3개의 파트구조물로서 제작하는 모듈제작단계와; 상기 모듈제작단계에서 제작된 것을 공급 받되, 선체블록 조립과정 중에서 상기 파트구조물을 상호 연결하면서 선체블록에 용접하는 탑재단계와; 상기 상부구조물을 스키드 방식으로 상기 파트구조물의 상부에 공급하고, 상기 파트구조물 상단의 시트(seat)에 상기 상부구조물을 용접하는 결합단계와; 상기 상부구조물과 상기 파트구조물의 자재간 연결을 수행하는 인터페이스 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 STL 모듈화 설치방법에 의해 실현된다.

또한, 본 발명에 따른 목적 달성을 위해서, 선체블록에 탑재된 STL 콤파트먼트 하부, 상기 STL 콤파트먼트 하부의 위쪽에 연결된 STL 콤파트먼트 상부, 상기 선체블록의 갑판장 창고(bosun store)에 용접 작업으로 마감된 STL 제어유닛에 각각 해당하는 복수개의 파트구조물과; 상기 파트구조물 상단의 시트(seat)에 용접된 상부구조물을 포함하고, 상기 파트구조물과 상기 상부구조물이 상기 선체블록의 조립과정 중에서부터 선행 의장을 실행하면서 상기 선체블록에 탑재되는 것을 특징으로 하는 선박용 STL 모듈화 설치구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

도면에서, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 선박용 STL(Submerged Turret Loading) 모듈화 설치구조를 설명하기 위한 모듈화 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 설치구조를 위한 선박용 STL 모듈화 설치방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 부품 또는 자재 공급범위를 4부분과 같이 획기적으로 축소하여 모듈(module) 또는 세트(set)화시킨 선박용 STL 모듈화 설치구조를 개시한다.

모듈화된 선박용 STL 모듈화 설치구조는 3개의 파트구조물(10, 20, 30)과 1개의 상부구조물(40)을 포함한다.

파트구조물(10, 20, 30)은 STL 콤파트먼트 하부에 해당하는 제1파트구조물(10)과; STL 콤파트먼트 상부에 해당하는 제2파트구조물(20)과; STL 제어유닛에 해당하는 제3 파트구조물(30)에 해당하고, 상부구조물(40)은 STL 상갑판(upper deck) 구조물에 해당한다.

상부구조물(40)의 자재에는 상부 로프(41)를 잡아당기기 위한 풀인 윈치(pull-in winch), 로프보관탱크(stowing tank), 로프 감아 올림 보정장치(heave compensator), 윈치용 각종 롤러/풀리, 픽업기어(pick-up gear), 로프 해치(rope hatch), 공기배출구(air extract), 데크 밸브(deck valve), 상부 파이프부재(42), 윈치 지지 구조물(winch support structure)을 비롯하여, 상부구조물(40)에 통상적으로 사용되고 있는 각종 STL 부속품이 포함된다. 각각의 상기 자재 및 부품은 주지의 STL 조립 및 결합구조에 대응하게 상호 조립되어 있는 것이 바람직하다.

여기 및 이하의 설명에서, 주지의 STL 조립 및 결합구조란 STL 공급회사에서 제공되는 STL용 설계도, 매뉴얼, 기술 설명서 등에 개시되어 있으므로, 본 발명의 설명에서 생략하여도 무방하다.

이런 상부구조물(40)에서, 픽업기어와 데크 밸브를 제외한 다른 자재들은 기본적으로 스키드(skid) 방식의 공급기준을 준용하고, 픽업기어, 데크 밸브, 상부 파이프부재(42)는 비교적 간단히 설치 가능한 루스(loose) 방식의 공급기준을 준용한다.

즉, 상기 공급기준에 대응하게 일부 자재를 제외한 대다수의 상기 자재들이 상부구조물(40)로서 합체된다. 이후, 상부구조물(40)은 시공회사 인 조선소 쪽으로 공급되고, 조선소의 야드(yard)(이하, '야드'라 칭함)에서 하기에 설명할 제2 파트구조물(20) 상단의 시트(seat) 내지 선체블록(60)에 용접 작업 등으로 연결된다.

제3 파트구조물(30)의 자재에는 STL 제어유닛 및 그와 관련된 제어실(room) 구조물을 총칭하는 것으로서, STL 컨트롤 캐비닛, STL 스타터 캐비닛, STL 브리지 제어 패널, 각종 유압장치(HPU : Hydraulic Power Unit) 및 그와 관련된 랙(rack)을 비롯하여, 제3파트구조물(30)에 통상적으로 사용되고 있는 각종 STL 부속품이 포함된다. 각각의 상기 자재 및 부품은 주지의 STL 조립 및 결합구조에 대응하게 상호 조립되어 있는 것이 바람직하다.

이런 제3 파트구조물(30)은 모듈(module) 방식의 공급기준을 준용한다.

즉, 상기 공급기준에 대응하게 각종 캐비닛 및 랙과 각종 유압장치 등을 포함한 상기 자재들이 제어실 구조물 내부에 설치되어 제3파트구조물(30)로서 합체된다. 이후, 제3파트구조물(30)은 조선소 쪽으로 공급되고, 야드에서 선체블록(60) 의 갑판장 창고(bosun store)에 용접 작업으로 마감된다.

제2 파트구조물(20)의 자재에는 블라스트 방지 패널(blast relief panel), 가요성 라이저 파이프부재(22, flexible riser), 비상 계단(escape ladder), 하부 로프(21), 중공관형 로프 가이드, 환풍설비(ventilation), 반잠수식 부표와의 교합 후 개폐에 사용되는 교합 콘 해치(mating cone hatch), 스위블 조립체(swivel assembly), 드레인 펌프(drain pump), 대형 중공 관부재 및 보강부재로 이루어진 STL 콤파트먼트 상부 프레임(29)을 비롯하여, 제2파트구조물(20)에 통상적으로 사용되고 있는 각종 STL 부속품이 포함된다. 각각의 상기 자재 및 부품은 주지의 STL 조립 및 결합구조에 대응하게 상호 조립되어 있는 것이 바람직하다.

이런 제2파트구조물(20)도 모듈 방식의 공급기준을 준용한다.

즉, 상기 공급기준에 대응하게 상기 자재들이 STL 콤파트먼트 상부 프레임(29)의 내측에 설치되어 제2파트구조물(20)로서 합체된다. 이후, 제2파트구조물(20)은 조선소 쪽으로 공급되고, 야드에서 선체블록(60)에 용접으로 마감된다.

제1파트구조물(10)의 자재에는 반잠수식 부표와의 교합이 가능하도록 콘 형상을 갖고 있고 보강재를 구비한 콘 프레임(19), 이런 콘 프레임(19)의 하부에 위치한 하부 교합 링, 콘 프레임(19)의 상부에 위치한 상부 교합링을 비롯하여, 제1파트구조물(10)에 통상적으로 사용되고 있는 각종 STL 부속품이 포함된다. 각각의 상기 자재 및 부품은 주지의 STL 조립 및 결합구조에 대응하게 상호 조립되어 있는 것이 바람직하다.

이런 제1파트구조물(10)도 모듈 방식의 공급기준을 준용한다.

즉, 상기 공급기준에 대응하게 각종 교합링이 콘 프레임(19)에 구조화되듯이 결합되어 제1파트구조물(10)로서 합체된다. 이후, 제1파트구조물(10)은 조선소 쪽으로 공급되고, 야드에서 선체블록(60)의 하부에 용접으로 마감된다.

전반적으로 본 발명에 대해 살펴볼 때, 각각의 STL(Submerged Turret Loading) 모듈화를 담당하는 공급회사는 종래 기술과 달리, 3개의 파트구조물(10, 20, 30)과 1개의 상부구조물(40)를 시공회사인 조선소로 공급한다.

따라서, 조선소에서는 공급 받은 3개의 파트구조물(10, 20, 30)과 1개의 상부구조물(40)을 선체블록(60)의 해당 위치에 용접하여 탑재시킨다.

이럴 경우, STL 콤파트먼트 상부 프레임(29)과 콘 프레임(19) 은 용접에 의해 상호 연결됨과 함께 문풀의 형태의 선체블록(60)에 용접되어서, 하나의 STL 콤파트먼트 구조를 형성하게 된다.

그리고, 상부구조물(40)은 제2파트구조물(20) 상단의 시트(seat)에 용접되고, 그 주변의 선체블록(60)에 용접된다.

특히 야드에서는 야드 유틸리티와 STL간의 인터페이스(interface) 작업만을 고려하여 작업을 수행하면 되므로, 결국 종래 기술과 달리, 자재간 인터페이스 작업 및 품질 검사를 줄일 수 있고, 그에 따른 책임 소재를 명확히 할 수 있다.

특히, 각각의 파트구조물(10, 20, 30) 내지 상부구조물(40)이 복수개의 자재 또는 부품으로 각각 합체되어 있더라도, 그것 중 가장 무거운 것의 중량이 200톤 정도이므로, 각각의 파트구조물(10, 20, 30) 내지 상부구조물(40)의 운반 또는 공급에 있어서 통상적인 바지선, 육상이동, 야드 크레인 등의 설비 이용에 전혀 문제 를 일으키지 않는다.

특히, 야드의 인터페이스 작업을 살펴보면, 제2파트구조물(20)의 하부 로프(21)는 상부구조물(40)의 상부 로프(41)와 주지의 방식에 해당하는 꼬임 마무리 작업을 통해 연결된다.

또한, 다른 인터페이스 작업으로서, 제2파트구조물(20)의 가요성 라이저 파이프부재(22)는 플랜지 결합과 같이 주지의 관 연결 방식을 통해 상부구조물(40)의 상부 파이프부재(42)와 상호 연결되며, 이때, 상호 연결부위간 조립 오차 보정을 위한 어댑터(50)를 상기 파이프부재(22, 42)의 상호 연결부위에 개재 및 결합시키고 있는 것이 바람직하다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 부품 또는 자재 공급범위를 4부분과 같이 획기적으로 축소하여 모듈화 또는 세트화시킨 선박용 STL 모듈화 설치방법을 개시한다.

선박용 STL 모듈화 설치방법은 선행 의장을 수행하면서, STL을 모듈화, 즉 동일 표현과 같이 세트화하여서, 1개의 상부구조물과 3개의 파트구조물로서 제작하는 모듈제작단계(S10)를 갖는다.

여기서, 선행 의장이란 모듈제작단계(S10)에서부터 각종 부품 또는 자재와 같은 의장품의 조립 및 장착이 선행됨에 따라, 이후 하기와 같이 선체블록 조립과정에서 생산성을 향상시키는 역할을 한다.

이후, 선박용 STL 모듈화 설치방법에서는, 상기 모듈제작단계에서 제작된 것을 공급 받되, 선체블록 조립과정 중에서 파트구조물을 상호 연결하면서 선체블록 에 용접하는 탑재단계(S20)가 진행된다.

탑재단계(S20) 이후에는, 스키드 방식으로 상부구조물을 파트구조물의 상부에 공급하고, 파트구조물 상단의 시트에 상부구조물을 용접하는 결합단계(S30)가 진행된다.

결합단계(S30) 이후에는, 앞서 설명한 야드의 인터페이스 작업에서 설명한 바와 같이, 상부구조물과 파트구조물의 자재(예 : 하부 로프, 상부 로프, 가요성 라이저 파이프부재, 상부 파이프부재 등)간 상호 연결을 수행하는 인터페이스 단계(S40)가 진행된다.

마지막으로, 선박용 STL 모듈화 설치방법에서는 인터페이스 단계(S40) 이후에, 상부구조물과 파트구조물 및 선체블록간 연결지점에 대해 검사를 수행하는 품질검사단계(S50)가 더 포함될 수 있다.

이상, 앞서 설명한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 STL 모듈화 설치방법은 STL(Submerged Turret Loading) 모듈(module)화 또는 세트(set)화를 담당하는 공급회사로부터 단수개의 상부구조물 및 복수개의 파트구조물을 스키드(skid) 방식 또는 모듈(module) 방식의 공급기준으로 나누어 시공회사에 공급하도록 함에 따라, 상대적으로 매우 축소된 자재간 인터페이스 작업만을 시공회사의 야드에서 수행케 하여 품질 검사 수의 감소와 함께 품질 검사시 공급회사와 시공회사간 책임 소재를 명확히 할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 STL 모듈화 설치구조는 공급회사와 시공회사간의 관리포인트 또는 체크포인트 숫자를 줄일 수 있어서, 시공 및 생산성 향상을 도모하고, 설계자들의 체크포인트의 숫자를 줄임에 따른 설계 시수를 감소할 수 있고, 설치에 관한 직접 시수를 줄일 수 있으며, 자재간 연결 부위의 숫자를 획기적으로 감소시켜 기존의 잘못된 조립 또는 설치 작업 가능성을 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims

부품 또는 자재 공급범위를 축소시키는 선박용 STL(Submerged Turret Loading) 모듈화 설치방법에 있어서,

선행 의장을 수행하면서, STL을 모듈화하여 1개의 상부구조물과 3개의 파트구조물로서 제작하는 모듈제작단계;

상기 모듈제작단계에서 제작된 것을 공급 받되, 선체블록 조립과정 중에서 상기 파트구조물을 상호 연결하면서 선체블록에 용접하는 탑재단계;

상기 상부구조물을 스키드 방식으로 상기 파트구조물의 상부에 공급하고, 상기 파트구조물 상단의 시트(seat)에 상기 상부구조물을 용접하는 결합단계;

상기 상부구조물과 상기 파트구조물의 자재간 연결을 수행하는 인터페이스 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 STL 모듈화 설치방법.
선체블록에 탑재된 STL 콤파트먼트 하부, 상기 STL 콤파트먼트 하부의 위쪽에 연결된 STL 콤파트먼트 상부, 상기 선체블록의 갑판장 창고(bosun store)에 용접 작업으로 마감된 STL 제어유닛에 각각 해당하는 복수개의 파트구조물;

상기 파트구조물 상단의 시트(seat)에 용접된 상부구조물;

을 포함하고, 상기 파트구조물과 상기 상부구조물이 상기 선체블록의 조립과 정 중에서부터 선행 의장을 실행하면서 상기 선체블록에 탑재되는 것을 특징으로 하는 선박용 STL 모듈화 설치구조.