KR101028066B1 - 상부 하중 지지 구조를 갖는 부유식 해상 구조물 - Google Patents

상부 하중 지지 구조를 갖는 부유식 해상 구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상부 하중 지지 구조를 갖는 부유식 해상 구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선체의 상부벽이 처지지 않게 하면서도 갑판 모듈들이 각각 별개로 유동할 수 있게 지지하도록 구성된 상부 하중 지지 구조를 갖는 부유식 해상 구조물을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 양측벽과 상부벽과 하부벽으로 이루어진 선체의 내부에 LNG를 저장할 수 있는 LNG 저장탱크가 상기 선체와 별개로 형성되어 설치되고 상기 선체의 상부에 무거운 설비가 설치되는 부유식 해상 구조물로서, 상기 선체의 폭방향 중심에는 종방향 보강부재가 설치되고, 상기 선체의 양측벽 및 상기 종방향 보강부재와 만나는 부분의 상부벽 위에는 스툴이 각각 1열로 설치되고, 상기 스툴 위에 지지되는 갑판은 그 위에 설치되는 각종 설비에 따라 별도의 모듈로 분리되어 형성된 갑판 모듈들로 이루어지되, 상기 선체의 폭방향 중심에 대하여 분리된 갑판 모듈들로 이루어지고, 상기 선체의 폭방향 중심에서 서로 인접한 상기 갑판 모듈들의 각각의 측면들에는 측방향 오목부와 측방향 볼록부가 서로 맞물리게 형성되고, 상기 선체의 종방향 보강부재와 만나는 부분의 상부벽 위에 1열로 설치되는 상기 스툴은 상기 갑판 모듈들의 각각의 상기 측방향 볼록부의 아래에 각각 별개로 설치된 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물이 제공된다.
부유식 해상구조물, 선체, 종방향 보강부재, 스툴, 갑판 모듈

Description

상부 하중 지지 구조를 갖는 부유식 해상 구조물 {FLOATING OCEAN STRUCTURE HAVING TOPSIDE LOAD SUPPORT STRUCTURE}
본 발명은 부유식 해상 구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부유식 해상 구조물에서 상부의 무거운 하중을 지지하기 위한 상부 하중 지지 구조를 갖는 부유식 해상 구조물에 관한 것이다.
일반적으로, 부유식 해상 구조물은 유동이 발생하는 해상에서 부유된 채 사용되는 구조물과 선박을 일컫는다.
본 명세서에서 부유식 해상구조물이란, LNG와 같이 극저온 상태로 적재되는 액체 화물을 저장하는 저장탱크를 가지면서 유동이 발생하는 해상에서 부유된 채 사용되는 구조물과 선박을 모두 포함하는 개념으로, 예를 들어 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 해상 구조물 뿐만 아니라 LNG 수송선이나 LNG RV(LNG Regasification Vessel)와 같은 선박을 모두 포함하는 것이다.
LNG FPSO는, 해저를 시추하여 천연가스를 생산하고, 이 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 LNG 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 LNG 저장탱크 내 에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다. 또한, LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 LNG 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다.
특히, LNG FPSO는, 선체 내에 액화된 LNG를 저장하기 위한 LNG 저장탱크가 설치되고, 선체의 상부에 해저를 시추하여 천연가스를 생산한 후 액화시키는 데에 필요한 각종 설비들이 설치되는데 이 설비들은 상당히 무겁다. 이렇게 LNG FPSO의 선체의 상부에 무거운 설비들이 설치됨에 따라 LNG FPSO의 선체가 그 상부의 무거운 하중을 견디도록 하기 위해 LNG FPSO의 선체의 강도를 보강할 필요성이 있는데, 극저온의 LNG를 저장하는 LNG 저장탱크의 특성상 LNG 저장탱크는 선체와의 사이에 단열부재를 개재한 상태에서 선체와 별개로 형성되므로, 선체의 강도를 보강할 보강부재가 LNG 저장탱크를 관통할 수는 없어, 보강부재를 선체 내에 배치하는 데에 제한이 있다. 따라서, LNG FPSO에서는 선체의 상부에 설치되는 각종 설비들의 하중을 선체에 전달하는 상부 하중 지지 구조의 배치 방법이 매우 중요하다.
도 1 및 도 2는 종래 기술의 부유식 해상 구조물의 개략 단면도이다. 본 명세서에서는 부유식 해상 구조물로서 LNG FPSO를 예를 들어 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 선체(10)는 양측벽(11)과 상부벽(13)과 하부벽(15)으로 이루어져 있다. LNG FPSO에서 선체(10) 내에는 LNG 저장탱크(도시하지 않음)가 폭방향으로 2열로 배열되어 설치되는데, 이 경우 선체(10)의 폭방향 중심에 종방향 격벽(17)이 설치된다. 선체(10)의 상부벽(13) 위에는 스 툴(stull, 30)에 의해 갑판(40)이 지지되며, 갑판(40) 위에는 해저를 시추하여 천연가스를 생산한 후 액화시키는 데에 필요한 각종 설비(50)가 설치된다. 스툴(30)은 갑판(40) 위에 설치되는 각종 설비(50)의 하중을 선체(10)에 전달하는 기능을 한다.
LNG FPSO에서 갑판(40) 위에 설치되는 각종 설비(50)의 무게가 상당히 무거워서, 도 1에 도시된 바와 같이, 스툴(4)을 상부벽(13) 위에 폭방향으로 다수개 설치하게 되면, 선체(10)의 양측벽(11) 및 종방향 격벽(17)과 만나지 않는 부분의 상부벽(13)에 처짐이 생겨서 LNG 저장탱크에 변형을 줄 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 스툴(30)을 선체(10)의 양측벽(11) 및 종방향 격벽(17)과 만나는 부분의 상부벽(13) 위에만 각각 1열로 설치하게 되면, 하중이 종방향 격벽(17)의 바로 위로 전달되기 때문에 상부벽(13)의 처짐이 최소화되어 LNG 저장탱크의 변형이 최소화된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 갑판은 그 위에 설치되는 각종 설비(50)에 따라 별도의 모듈로 분리되어 형성된 갑판 모듈(41)들로 이루어지는데, 전술한 바와 같이, 스툴(30)이 선체(10)의 양측벽(11) 및 종방향 격벽(17)과 만나는 부분의 상부벽(13) 위에만 각각 1열로 설치된 경우, 갑판은 선체(10)의 양측벽(11) 및 종방향 격벽(17)과 만나는 부분의 상부벽(13) 위에서만 스툴(30)에 의해 지지될 수 있도록 선체(10)의 폭방향 중심에 대하여 분리된 갑판 모듈(41)들로 이루어지며, 각각의 갑판 모듈(41)들은 선체(10)의 폭방향 중심에서 서로 인접하도록 배치되어 있다.
한편, 해상에서 운용되는 부유식 해상 구조물은 해상 상태 즉, 파도나 해풍 에 의해 전체 구조물이 동요를 받게 되므로, 이러한 동요에 의한 변형을 완화하기 위하여, 스툴(30)은 도면에 상세하게 도시하지는 않았지만 선체(10)의 상부벽(13)과 갑판 모듈(41) 사이에서 어느 정도 유동할 수 있도록 설계되어 있다. 동요시 갑판 모듈(41)들은 각각 별개로 유동되어야 하므로, 1개의 스툴(30)이 2개 이상의 갑판 모듈(41)을 지지해서는 안된다. 그런데, 도 2에 도시된 예에서는, 선체(10)의 종방향 격벽(17)과 만나는 부분의 상부벽(13) 위에 1열로 설치된 스툴(30)이, 2개의 갑판 모듈(41)을 동시에 지지하게 되므로 갑판 모듈(41)들이 각각 별개로 유동하지 못하는 문제점이 있다.
이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 선체의 상부벽이 처지지 않게 하면서도 갑판 모듈들이 각각 별개로 유동할 수 있게 지지하도록 구성된 상부 하중 지지 구조를 갖는 부유식 해상 구조물을 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 양측벽과 상부벽과 하부벽으로 이루어진 선체의 내부에 LNG를 저장할 수 있는 LNG 저장탱크가 상기 선체와 별개로 형성되어 설치되고 상기 선체의 상부에 무거운 설비가 설치되는 부유식 해상 구조물로서, 상기 선체의 폭방향 중심에는 종방향 보강부재가 설치되고, 상기 선체의 양측벽 및 상기 종방향 보강부재와 만나는 부분의 상부벽 위에는 스툴이 각각 1열로 설치되고, 상기 스툴 위에 지지되는 갑판은 그 위에 설치되는 각종 설비에 따라 별도의 모듈로 분리되어 형성된 갑판 모듈들로 이루어지되, 상기 선체의 폭방향 중심에 대하여 분리된 갑판 모듈들로 이루어지고, 상기 선체의 폭방향 중심에서 서로 인접한 상기 갑판 모듈들의 각각의 측면들에는 측방향 오목부와 측방향 볼록부가 서로 맞물리게 형성되고, 상기 선체의 종방향 보강부재와 만나는 부분의 상부벽 위에 1열로 설치되는 상기 스툴은 상기 갑판 모듈들의 각각의 상기 측방향 볼록부의 아래에 각각 별개로 설치된 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물이 제공된다.
상기 종방향 보강부재는 종방향 격벽인 것이 바람직하다.
상기 스툴은 해상 상태에 의한 부유식 해상 구조물 동요에 의한 충격을 완화하기 위하여 상기 선체의 상부벽과 갑판 사이에서 유동할 수 있도록 설계된 것이 바람직하다.
상기 선체의 폭방향 중심에 대하여 분리된 상기 하나의 갑판 모듈과 상기 다른 하나의 갑판 모듈의 서로 대면하는 각각의 측방향 오목부와 측방향 볼록부의 사이에는 상기 스툴의 유동에 의한 상기 갑판 모듈들의 변형을 방지하도록 간격이 마련된 것이 바람직하다.
상기 선체의 폭방향 중심에서 서로 인접한 상기 갑판 모듈들의 각각의 측면들에 형성되는 상기 측방향 오목부와 측방향 볼록부는 상기 스툴의 크기에 상응하는 종방향 길이를 가지고, 상기 선체의 종방향 보강부재와 만나는 부분의 상부벽 위에 1열로 설치되는 상기 스툴은 상기 갑판 모듈들의 각각의 상기 측방향 볼록부의 아래에 각각 하나씩만 설치된 것이 바람직하다.
상기 선체의 폭방향 중심에서 서로 인접한 상기 갑판 모듈들의 각각의 측면들에 형성되는 상기 측방향 오목부와 측방향 볼록부는 상기 스툴의 크기의 다수 배에 상응하는 종방향 길이를 가지고, 상기 선체의 종방향 보강부재와 만나는 부분의 상부벽 위에 1열로 설치되는 상기 스툴은 상기 갑판 모듈들의 각각의 상기 측방향 볼록부의 아래에 각각 다수개가 설치된 것이 바람직하다.
상기 부유식 해상구조물은, 극저온 상태로 적재되는 액체 화물을 저장하는 저장탱크를 가지면서 유동이 발생하는 해상에서 부유 상태로 사용되는, LNG FPSO, LNG FSRU, LNG 수송선 및 LNG RV 중에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 양측벽과 상부벽과 하부벽으로 이루어진 선체의 내부에 LNG를 저장할 수 있는 LNG 저장탱크가 상기 선체와 별개로 형성되어 설치되고 상기 선체의 상부에 무거운 설비가 설치되는 부유식 해상 구조물로서, 상기 선체의 폭방향 중심에는 종방향 보강부재가 설치되고, 상기 선체의 양측벽 및 상기 종방향 보강부재와 만나는 부분의 상부벽 위에는 스툴이 각각 1열로 설치되고, 상기 스툴 위에 지지되는 갑판은 그 위에 설치되는 각종 설비에 따라 별도의 모듈로 분리되어 형성된 갑판 모듈로 이루어지되, 상기 선체의 폭방향 중심에 대하여 분리된 갑판 모듈들로 이루어지고, 상기 갑판 모듈들은 상기 선체의 폭방향 중심에서 서로 인접한 각각의 측면들이 상기 선체의 종방향 보강부재와 만나는 부분의 상부벽 위에 1열로 설치되는 스툴에 의해 각각 별개로 지지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물이 제공된다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 스툴이 선체의 양측벽 및 종방향 격벽과 만나는 부분의 상부벽 위에만 설치되면서도, 선체의 종방향 격벽과 만나는 부분의 상부벽 위에 설치되는 스툴이 갑판 모듈들을 각각 별개로 지지하도록 구성되어 있으므로, 선체의 상부벽이 처지지 않으면서도, 부유식 해상 구조물이 해상 상태에 의해 동요를 받게 될 때에 갑판 모듈들이 각각 별개로 유동하게 할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 상부 하중 지지 구조를 갖는 부유식 해상 구조물을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 실시예에서 종래 기술 의 구성요소과 동일한 구성요소에 대해서는 종래기술의 구성요소에 대하여 사용한 부재번호와 동일한 부재번호를 사용하기로 한다.
도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 부유식 해상 구조물의 개략 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 3의 평면도가 도시되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 선체(10)는 양측벽(11)과 상부벽(13)과 하부벽(15)으로 이루어져 있다. LNG FPSO에서 선체(10) 내에는 LNG 저장탱크(도시하지 않음)가 폭방향으로 2열로 배열되어 설치되는데, 이 경우 선체(10)의 폭방향 중심에 보강부재로서 종방향 격벽(17)이 설치된다. 선체(10)의 상부벽(13) 위에는 스툴(stull, 30)에 의해 갑판이 지지되며, 갑판 위에는 해저를 시추하여 천연가스를 생산한 후 액화시키는 데에 필요한 각종 설비가 설치된다.
스툴(30)은 선체(10)의 양측벽(11) 및 종방향 격벽(17)과 만나는 부분의 상부벽(13) 위에만 각각 1열로 설치되어 있다. 스툴(30)을 선체(10)의 양측벽(11) 및 종방향 격벽(17)과 만나는 부분의 상부벽(13) 위에만 각각 1열로 설치하게 되면, 하중이 종방향 격벽(17)의 바로 위로 전달되기 때문에 상부벽(13)의 처짐이 최소화되어 LNG 저장탱크의 변형이 최소화된다.
한편, 스툴(30)은 해상 상태에 의한 부유식 해상 구조물 동요에 의한 충격을 완화하기 위하여 선체(10)의 상부벽(13)과 갑판(40) 사이에서 어느 정도 유동할 수 있도록 설계되어 있다.
또한, 갑판은 그 위에 설치되는 각종 설비에 따라 별도의 모듈로 분리되어 형성된 갑판 모듈(141)들로 이루어지되, 선체(10)의 폭방향 중심에 대하여 분리된 갑판 모듈(141)들로 이루어지며, 각각의 갑판 모듈(141)들은 선체(10)의 폭방향 중심에서 서로 인접하도록 배치되어 있다.
선체(10)의 폭방향 중심에서 서로 인접한 갑판 모듈(141)들의 각각의 측면들에는 측방향 오목부(141a)와 측방향 볼록부(141b)가 서로 맞물리게 형성되어 있다.
또한, 선체(10)의 종방향 격벽(17)과 만나는 부분의 상부벽(13) 위에 1열로 설치되는 스툴(30)은 갑판 모듈(141)들의 각각의 측방향 볼록부(141b)의 아래에 각각 별개로 설치되어 있다.
이러한 갑판 모듈(141)들은 선체(10)의 폭방향 중심에서 서로 인접한 각각의 측면들이 선체(10)의 종방향 격벽(17)과 만나는 부분의 상부벽(13) 위에 1열로 설치되는 스툴(30)에 의해 각각 별개로 지지되도록 구성되어 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 선체(10)의 상부벽(13)이 처지지 않으면서도, 부유식 해상 구조물이 해상 상태에 의해 동요를 받게 될 때에 갑판 모듈(141)들이 각각 별개로 유동하게 할 수 있다.
또한, 선체(10)의 폭방향 중심에 대하여 분리된 하나의 갑판 모듈(141)과 다른 하나의 갑판 모듈(141)의 서로 대면하는 각각의 측방향 오목부(141a)와 측방향 볼록부(141b)의 사이에는 스툴(30)의 유동에 의한 갑판 모듈(141)들의 충돌에 의한 변형을 방지하도록 간격(G)이 마련되어 있다.
그리고, 선체(10)의 종방향 격벽(17)과 만나는 부분의 상부벽(13) 위에 1열로 설치되는 스툴(30)은 갑판 모듈(141)들의 각각의 측방향 볼록부(141b)의 아래에 각각 하나씩만 설치되어 있다.
또한, 갑판 모듈(141)들은 선체(10)의 종방향으로 적절한 개수로 분리되게 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 갑판 모듈(141)들이 선체(10)의 종방향으로 4개로 분리된 것으로 예시하였다.
도 5는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 부유식 해상 구조물의 평면도를 도시하고 있다.
도 5에 도시된 실시예에서는, 선체(10)의 폭방향 중심에서 서로 인접한 갑판 모듈(141)들의 각각의 측면들에 형성되는 측방향 오목부(141a)와 측방향 볼록부(141b)가 스툴(30)의 크기의 다수 배에 상응하는 종방향 길이를 가지고 있다.
그리고, 선체(10)의 종방향 격벽(17)과 만나는 부분의 상부벽(13) 위에 1열로 설치되는 스툴(30)은 갑판 모듈(141)들의 각각의 측방향 볼록부(141b)의 아래에 각각 다수개가 설치되어 있다.
도 5에 도시된 실시예에서는, 측방향 오목부(141a)와 측방향 볼록부(141b)가 스툴(30)의 크기의 2-3 배에 상응하는 종방향 길이를 가지고 있고, 스툴(30)이 갑판 모듈(141)들의 각각의 측방향 볼록부(141b)의 아래에 각각 2개 설치되어 있는 것으로 예시하였다.
이상과 같이 본 발명에 따른 상부 하중 지지 구조를 갖는 부유식 해상 구조물을, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
도 1은 하나의 종래 기술의 부유식 해상 구조물의 개략 단면도이다.
도 2는 다른 하나의 종래 기술의 부유식 해상 구조물의 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 부유식 해상 구조물의 개략 사시도이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 부유식 해상 구조물의 평면도이다.

Claims (5)

  1. 양측벽과 상부벽과 하부벽으로 이루어진 선체의 내부에 LNG를 저장할 수 있는 LNG 저장탱크가 상기 선체와 별개로 형성되어 설치되고 상기 선체의 상부에 무거운 설비가 설치되는 부유식 해상 구조물로서,
    상기 선체의 폭방향 중심에는 종방향 보강부재(17)가 설치되고,
    상기 선체의 양측벽 및 상기 종방향 보강부재(17)와 만나는 부분의 상부벽 위에는 스툴(30)이 각각 1열로 설치되고,
    상기 스툴(30) 위에 지지되는 갑판은 그 위에 설치되는 각종 설비에 따라 별도의 모듈로 분리되어 형성된 갑판 모듈(141)들로 이루어지되, 상기 선체의 폭방향 중심에 대하여 분리된 갑판 모듈(141)들로 이루어지고,
    상기 선체의 폭방향 중심에서 서로 인접한 상기 갑판 모듈(141)들의 각각의 측면들에는 측방향 오목부(141a)와 측방향 볼록부(141b)가 서로 맞물리게 형성되고,
    상기 선체의 종방향 보강부재(17)와 만나는 부분의 상부벽 위에 1열로 설치되는 상기 스툴(30)은 상기 갑판 모듈(141)들의 각각의 상기 측방향 볼록부(141b)의 아래에 각각 별개로 설치된 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 종방향 보강부재는 종방향 격벽(17)인 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 선체의 폭방향 중심에 대하여 분리된 상기 하나의 갑판 모듈(141)과 상기 다른 하나의 갑판 모듈(141)의 서로 대면하는 각각의 측방향 오목부(141a)와 측방향 볼록부(141b)의 사이에는 상기 스툴(30)의 유동에 의한 상기 갑판 모듈(141)들의 변형을 방지하도록 간격이 마련된 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 부유식 해상구조물은, 극저온 상태로 적재되는 액체 화물을 저장하는 저장탱크를 가지면서 유동이 발생하는 해상에서 부유 상태로 사용되는, LNG FPSO, LNG FSRU, LNG 수송선 및 LNG RV 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 부유식 해상구조물.
  5. 양측벽과 상부벽과 하부벽으로 이루어진 선체의 내부에 LNG를 저장할 수 있는 LNG 저장탱크가 상기 선체와 별개로 형성되어 설치되고 상기 선체의 상부에 무거운 설비가 설치되는 부유식 해상 구조물로서,
    상기 선체의 폭방향 중심에는 종방향 보강부재(17)가 설치되고,
    상기 선체의 양측벽 및 상기 종방향 보강부재(17)와 만나는 부분의 상부벽 위에는 스툴(30)이 각각 1열로 설치되고,
    상기 스툴(30) 위에 지지되는 갑판은 그 위에 설치되는 각종 설비에 따라 별도의 모듈로 분리되어 형성된 갑판 모듈(141)로 이루어지되, 상기 선체의 폭방향 중심에 대하여 분리된 갑판 모듈(141)들로 이루어지고,
    상기 갑판 모듈(141)들은 상기 선체의 폭방향 중심에서 서로 인접한 각각의 측면들이 상기 선체의 종방향 보강부재(17)와 만나는 부분의 상부벽 위에 1열로 설치되는 스툴(30)에 의해 각각 별개로 지지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물.
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