KR101099728B1 - A floating offshore structure and a draft controlling method of the same - Google Patents
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Abstract
부유식 해양 구조물 및 그 흘수 조절 방법이 개시된다. 상측 표면이 해수면 상측에 위치되고, 1년 이하의 반복 주기 파도 조건 하에서 측부에 흘수선이 형성되는 상부 몸체; 상기 상부 몸체의 하측에 위치되어 상기 상부 몸체의 상측 표면이 상기 해상에 부유 가능하도록 상기 상부 몸체를 지지하는 하부 몸체; 상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체 사이에 위치되는 중간 몸체; 및 상기 상부 몸체의 부유 높이를 조절하기 위한 밸러스트 장치를 포함하고, 상기 상부 몸체, 상기 하부 몸체 및 상기 중간 몸체는 상하 방향으로 연장된 기둥 형상으로 이루어지며, 상기 중간 몸체의 단면적은 상기 상부 몸체 및 상기 하부 몸체의 단면적보다 작도록 형성되는 부유식 해양 구조물은, 해양 조건에 따라 상하동요의 고유주기를 변형할 수 있음으로써, 100년 이상의 반복주기를 가지는 극한 환경 조건에서도 안정적인 운용이 가능하다.Floating offshore structures and draft control methods are disclosed. An upper body having an upper surface positioned above the sea level and having a waterline formed on the side under repetitive periodic wave conditions of one year or less; A lower body positioned below the upper body and supporting the upper body such that an upper surface of the upper body is floating on the sea; An intermediate body positioned between the upper body and the lower body; And a ballast device for adjusting the floating height of the upper body, wherein the upper body, the lower body and the intermediate body are formed in a column shape extending in the vertical direction, and the cross-sectional area of the intermediate body is the upper body and Floating offshore structure is formed to be smaller than the cross-sectional area of the lower body, by modifying the natural cycle of up and down fluctuations according to the marine conditions, it is possible to operate stable even in extreme environmental conditions having a repetitive period of more than 100 years.
해양 구조물, 밸러스트 탱크, 흘수, 통로부 Offshore structures, ballast tanks, drafts, passages
Description
본 발명은 부유식 해양 구조물 및 그 흘수 조절 방법에 관한 것으로, 보다 상세히 파도 조건에 따라 다른 수선면적을 갖도록 형성되는 부유식 해양 구조물 및 그 흘수 조절 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a floating offshore structure and a draft control method thereof, and more particularly to a floating offshore structure and a draft control method formed to have a different repair area according to the wave conditions.
육상에서 채굴 가능한 천연 자원의 고갈에 따라, 해양에서의 천연 자원의 채굴 및 생산에 많은 관심이 집중되었다. 조류, 바람 그리고 파도 등 다양한 환경조건이 공존하는 해양에서 자원을 채굴하기 위해서는 이러한 환경조건을 이겨낼 수 있는 해양구조물이 필요하다. 해양에서의 천연 자원의 채굴도 연안에서 시작되어 점차 대수심으로 이동함에 따라서 고정식 해양구조물 (Jacket Platform)에서 부유식 해양구조물로 발전하게 되었다.With the depletion of natural resources available on land, much attention has been focused on the mining and production of natural resources at sea. In order to mine resources in the ocean where various environmental conditions such as tides, wind and waves coexist, marine structures that can overcome these environmental conditions are needed. Mining of natural resources in the ocean also began offshore and gradually moved to the deeper waters, thus evolving from a fixed platform to a floating offshore structure.
이를 위하여 FPSO, TLP, Spar, 반잠수식 해양설비(Semi- Submersible)와 같은 다양한 부유식 해양 구조물이 지금까지 개발되어 왔으며, 실제 해저 유전에 투입되어 원유, 천연가스 및 초경질유 (컨덴세이트) 등을 생산하고 있다.To this end, various floating offshore structures such as FPSO, TLP, Spar, and Semi-Submersible have been developed so far, and have been put into actual subsea oil fields, such as crude oil, natural gas and ultra light oil (condensate). Produces.
해저 유전에서 원유, 천연가스, 초경질유 (컨덴세이트) 및 하이드레이트를 생산할 수 있는 부유식 해양구조물에는 크게 선박과 반잠수식 해양구조물의 두 가지가 주로 사용되고 있다.There are two main types of floating offshore structures that can produce crude oil, natural gas, ultralight oil (condensate) and hydrates in subsea oil fields.
선박의 경우는 해저 자원의 시추 및 생산을 위한 장비에 대한 정하중량이 크고, 또한 원유, 연료 및 청수 등에 대한 저장 용량이 크고, 배치가 편하다는 장점이 있다. 그러나, 선박은 조류, 바람 그리고 파도 등 환경조건의 방향에 따라 작용되는 힘이 다르기 때문에 운동 성능이 환경 조건의 방향에 크게 종속되게 된다.In the case of ships, there is a large static weight for equipment for drilling and production of subsea resources, a large storage capacity for crude oil, fuel, and fresh water, and an easy arrangement. However, since ships have different forces depending on the direction of environmental conditions such as tidal currents, wind, and waves, the performance of motion becomes highly dependent on the direction of environmental conditions.
반잠수식 해양구조물의 경우에는 선박과 비교해서 환경 조건의 방향에 따른 운동 성능의 종속이 작다는 것이 장점으로 나타나고 있다. 하지만, 반잠수식 해양구조물의 경우에는 충분한 부력을 가지지 못하기 때문에, 해저 자원의 시추 및 생산을 위한 장비의 설치 제약이 따른 다는 점과 원유, 연료 및 청수 등에 대한 저장 용량이 거의 없다는 단점이 있다.In the case of semi-submersible offshore structures, the advantage is that the dependence of the kinetic performance on the direction of environmental conditions is smaller than that of ships. However, in the case of semi-submersible offshore structures, they do not have sufficient buoyancy, which results in the limitation of installation of equipment for drilling and production of subsea resources, and the fact that there is little storage capacity for crude oil, fuel, and fresh water. .
근래에는 기존 반잠수식 해양구조물의 장점과 선박형 해양구조물의 장점을 결합한 형태로서 원통 형태로 이루어진 해양구조물이 개발되었다. 상기 해양 구조물은 현재 실제 해저유전의 개발에 투입되고 있는데, 이는 원통형으로 이루어진 구조물이기 때문에 환경 조건의 방향에 대한 운동성능의 종속을 최소화시키면서 충분한 정하중량을 가질 수 있도록 하였다. 그러나, 이와 같은 원통형 해양구조물은 만재 상태 (full-load)와 경하상태 (ballast-load)에 따라 흘수의 변화가 있으나, 원통형이기 때문에서 흘수의 변화에도 불구하고 수선 면적(Aw)은 변화가 없다. 이 경우, 원통형 해양 구조물에 있어서, 상하동요의 고유주기는 다음과 같이 나타낼 수 있다.In recent years, a cylindrical offshore structure has been developed that combines the advantages of existing semi-submersible offshore structures with the advantages of ship type offshore structures. The marine structure is currently being put into the development of a real subsea field, which is a cylindrical structure, so that it can have a sufficient static weight while minimizing the dependence of kinetic performance on the direction of environmental conditions. However, the cylindrical offshore structure has a change in draft according to full-load and ballast-load, but since it is cylindrical, the repair area Aw does not change despite the change in draft. . In this case, in the cylindrical offshore structure, the natural period of the up and down swing can be expressed as follows.
(식 1) (Equation 1)
여기서, here,
M : 중량, A33 : 상하 동요에 의하여 가중된 중량M: weight, A33: weight weighted by vertical shaking
ρ : 유체 밀도, g : 중력,ρ: fluid density, g: gravity,
Aw : 수선 면적Aw: Repair Area
이러한 원통형 해양구조물에서 일반적으로 많이 사용되고 있는 1백만 배럴을 저장할 수 있는 크기로 만들어 지는 경우에는, 상하동요의 고유주기는 15초 근처로 나타나게 된다.If the cylinder is sized to hold 1 million barrels, which are commonly used in marine structures, the natural period of vertical shaking is about 15 seconds.
따라서, 해양에서 파도에 따른 원통형 해양구조물의 운동 응답 특성은 1년 이하의 반복 주기의 파도 조건이 보통 13초 이하의 파도 주기를 가지고 있고, 유의 파고도 크지 않기 때문에 원통형 구조물의 고유주기와 차이가 있어 큰 문제가 되지는 않는다.Therefore, the motion response characteristics of cylindrical marine structures with waves in the ocean are different from the natural periods of cylindrical structures because the wave conditions of repetitive cycles of 1 year or less usually have wave periods of 13 seconds or less and the wave height is not significant. It is not a big problem.
하지만, 100년 이상의 반복주기를 가지는 극한 파도 조건, 예를 들어 태풍과 같은 날씨 조건 하에서의 파도 조건은 유의 파고도 크고, 또한 15초~17초 사이의 파도주기를 가지기 때문에 원통형 해양구조물의 고유주기와 비슷하게 나타나 구조물의 상하동요에 대한 운동 특성이 과대해지는 문제점을 가지고 있다.However, the extreme wave conditions with a repetitive period of 100 years or more, for example, under a weather condition such as a typhoon, have a significant wave height, and also have a wave period of 15 to 17 seconds. Similarly, there is a problem that the movement characteristics of the up and down movement of the structure is excessive.
해저자원의 시추, 생산 및 저장을 목적으로 하는 해양구조물은 많은 계류 라인과 라이저를 가지고 있어, 과대한 상하동요 응답은 해양구조물의 계류라인과 라이저에 큰 손상을 입힐 수 있다.Offshore structures intended for drilling, production and storage of subsea resources have many mooring lines and risers, so excessive up and down response can cause significant damage to mooring lines and risers of offshore structures.
따라서, 100년 이상의 반복주기를 가지는 극한 환경 조건에서도 해양구조물이 안정적인 운용이 가능하도록 운동성능을 개선할 필요가 있다.Therefore, there is a need to improve the athletic performance to enable stable operation of marine structures even under extreme environmental conditions having a repetitive cycle of more than 100 years.
한편, 해상인명안전협약(SOLAS)에 따르면, 해양구조물은 상갑판과 바닥면을 연결하는 비상 탈출용 이동 통로를 구비하여야 할 필요가 있다.On the other hand, according to the SOLAS, offshore structures need to have an emergency escape passageway connecting the upper deck and the bottom surface.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 100년 이상의 반복주기를 가지는 극한 환경 조건에서도 해양구조물의 안정적인 운용이 가능하도록 하는 구조를 갖는 부유식 해양 구조물 및 그 흘수 조절 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is a floating marine structure and its draft having a structure to enable stable operation of the marine structure even in extreme environmental conditions having a repetitive cycle of more than 100 years To provide an adjustment method.
본 발명의 다른 목적은, 해양 조건에 따라 상하동요의 고유주기를 변형할 수 있는 해양 구조물 및 그 흘수 조절 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an offshore structure and its draft control method capable of modifying the natural period of up and down fluctuations according to the offshore conditions.
본 발명의 또 다른 목적은, 부유식 해양구조물의 상갑판과 바닥면을 연결하는 이동 통로가 마련된 해양 구조물을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide an offshore structure provided with a moving passage connecting the upper deck and the bottom surface of the floating offshore structure.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 상측 표면이 해수면 상측에 위치되고, 1년 이하의 반복 주기 파도 조건 하에서 측부에 흘수선이 형성되는 상부 몸체; 상기 상부 몸체의 하측에 위치되어 상기 상부 몸체의 상측 표면이 상기 해상에 부유 가능하도록 상기 상부 몸체를 지지하는 하부 몸체; 상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체 사이에 위치되는 중간 몸체; 및 상기 상부 몸체의 부유 높이를 조절하기 위한 밸러스트 장치를 포함하고, 상기 상부 몸체, 상기 하부 몸체 및 상기 중간 몸체는 상하 방향으로 연장된 기둥 형상으로 이루어지며, 상기 중간 몸체의 단면적은 상기 상부 몸체 및 상기 하부 몸체의 단면적보다 작도록 형성되는 부유식 해양 구조물이 제공된다.According to an aspect of the present invention to achieve the above object, the upper surface is located above the sea surface, the upper body is formed on the side of the waterline under the repetitive periodic wave conditions of one year or less; A lower body positioned below the upper body and supporting the upper body such that an upper surface of the upper body is floating on the sea; An intermediate body positioned between the upper body and the lower body; And a ballast device for adjusting the floating height of the upper body, wherein the upper body, the lower body and the intermediate body are formed in a column shape extending in the vertical direction, and the cross-sectional area of the intermediate body is the upper body and A floating offshore structure is provided that is formed to be smaller than the cross-sectional area of the lower body.
100년 이상의 반복 주기 파도 조건 하에서는 상기 밸러스트 장치를 이용하여 상기 부유식 해양 구조물의 흘수선이 상기 중간 몸체에 위치될 수 있다.Under repetitive cyclic wave conditions of more than 100 years, the waterline of the floating offshore structure may be located in the intermediate body using the ballast device.
상기 중간 몸체는 상하방향으로 단면적이 변하지 않도록 형성될 수 있다.The intermediate body may be formed so that the cross-sectional area does not change in the vertical direction.
상기 상부 몸체, 상기 하부 몸체 및 상기 중간 몸체는 상하 방향 중심축이 서로 일치할 수 있다.The upper body, the lower body and the intermediate body may coincide with each other in the vertical axis in the vertical direction.
상기 상부 몸체, 상기 하부 몸체 및 상기 중간 몸체의 단면은 원형 또는 다각형으로 형성될 수 있다.Cross sections of the upper body, the lower body and the intermediate body may be formed in a circular or polygonal shape.
상기 밸러스트 장치는 상기 부유식 해양 구조물의 측부 및 바닥부에 설치되는 복수의 밸러스트 탱크; 및 상기 복수의 밸러스트 탱크에 밸러스트 수를 공급하기 위한 공급 펌프를 포함할 수 있다.The ballast device includes a plurality of ballast tanks installed on the side and bottom of the floating offshore structure; And a feed pump for supplying ballast water to the plurality of ballast tanks.
상기 상부 몸체와 상기 중간 몸체 사이에는 하방으로 수렴하는 경사진 측면 을 구비한 제1 원추형 몸체가 위치될 수 있다.Between the upper body and the intermediate body may be located a first conical body having an inclined side that converges downward.
상기 중간 몸체와 상기 하부 몸체 사이에는 상방으로 수렴하는 경사진 측면을 구비한 제 2 원추형 몸체가 위치될 수 있다.Between the intermediate body and the lower body may be located a second conical body having an inclined side converging upwards.
상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체의 높이는 동일하거나 혹은 하부 몸체의 높이가 상부 몸체보다 더 높게 형성될 수 있다.The height of the upper body and the lower body may be the same, or the height of the lower body may be formed higher than the upper body.
상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체는 각각 상하방향으로 단면적이 동일하게 형성될 수 있다.The upper body and the lower body may each have the same cross-sectional area in the vertical direction.
상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체는 상하방향으로 서로 동일한 단면적을 가질 수 있다.The upper body and the lower body may have the same cross-sectional area in the vertical direction.
상기 하부 몸체는 상기 상부 몸체보다 큰 단면적을 가질 수 있다.The lower body may have a larger cross-sectional area than the upper body.
상기 상부 몸체, 상기 하부 몸체 및 상기 중간 몸체 중앙에는 원형 또는 다각형상 문풀이 형성될 수 있다.A circular or polygonal door pool may be formed at the center of the upper body, the lower body and the intermediate body.
상기 상부 몸체의 상단부는 상방으로 갈수록 외측으로 경사진 경사면을 구비할 수 있다.The upper end of the upper body may have an inclined surface inclined outward toward the top.
상기 하부 몸체의 하단부는 상기 하부 몸체로부터 외측 횡방향으로 돌출된 돌출부를 구비할 수 있다.The lower end of the lower body may have a protrusion protruding outwardly from the lower body.
상기 부유식 해양 구조물은 이중 측벽을 갖도록 형성되며, 상기 이중 측벽 중 내부 측벽은 원형 또는 다각형상으로 이루어질 수 있다.The floating marine structure is formed to have a double sidewall, the inner sidewall of the double sidewall may be formed in a circular or polygonal shape.
상기 상부 몸체의 상부 표면 상에 형성되는 시추 및 생산 설비 또는 그들 중 어느 하나를 포함할 수 있다.Drilling and production equipment or any one of them formed on the upper surface of the upper body.
상기 상부 몸체는 하방으로 갈수록 단면적이 좁아지도록 형성될 수 있다.The upper body may be formed so that the cross-sectional area is narrowed downward.
상기 하부 몸체는 상방으로 갈수록 단면적이 좁아지도록 형성될 수 있다.The lower body may be formed so that the cross-sectional area is narrowed upward.
상기 상부 몸체의 상갑판의 측부와 상기 하부 몸체의 바닥면을 상호 연결하는 통로부를 더 포함하고, 상기 통로부의 일부는 상기 중간 몸체의 외부로 노출될 수 있다.Further comprising a passage portion for interconnecting the side of the upper deck of the upper body and the bottom surface of the lower body, a portion of the passage portion may be exposed to the outside of the intermediate body.
상기 중간 몸체와 상기 통로부 사이에 개재되고, 상기 통로부를 상기 중간 몸체에 대해 지지하는 지지부를 더 포함할 수 있다.Interposed between the intermediate body and the passage portion, it may further include a support for supporting the passage portion with respect to the intermediate body.
상기 지지부는, 중공형상으로 이루어지고, 상기 중간 몸체와 상기 통로부를 상호 연결하는 통로를 제공할 수 있다.The support portion may have a hollow shape and provide a passage that interconnects the intermediate body and the passage portion.
상기 통로부는 복수로 이루어지고, 상기 복수의 통로부는 상기 상부 몸체의 측부를 따라 소정의 간격으로 상호 이격되어 배치될 수 있다.The passage part may be formed in plural, and the plurality of passage parts may be spaced apart from each other at predetermined intervals along the side of the upper body.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 부유식 해양 구조물의 흘수 조절 방법으로서, 1년 이하의 반복 주기 파도 조건 하에서는 상기 부유식 해양 구조물의 흘수선을 상기 상부 몸체에 위치시키고, 100년 이상의 반복 주기 파도 조건 하에서는 상기 부유식 해양 구조물의 흘수선을 상기 중간 몸체에 위치시키는 것을 특징으로 하는, 부유식 해양 구조물의 흘수 조절 방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, as a draft control method of the floating marine structure having the configuration as described above, under the repeated cycle wave conditions of less than one year to place the draft line of the floating marine structure on the upper body, 100 years Under the repetitive periodic wave conditions, a draft control method of a floating marine structure is provided, characterized in that the waterline of the floating marine structure is located in the intermediate body.
상기 1년 이하의 반복 주기 파도 조건은 13초 이하의 파도 주기를 가지며, 상기 100년 이상의 반복 주기 파도 조건은 15~17초의 파도 주기를 가질 수 있다.The repetitive periodic wave condition of 1 year or less may have a wave period of 13 seconds or less, and the repetitive periodic wave condition of 100 years or more may have a wave period of 15 to 17 seconds.
본 발명에 따르면, 해양 구조물은 해양 조건에 따라 상하동요의 고유주기를 변형할 수 있음으로써, 100년 이상의 반복주기를 가지는 극한 환경 조건에서도 안정적인 운용이 가능하다.According to the present invention, the offshore structure can be modified by the natural cycle of up and down fluctuations according to the marine conditions, it is possible to operate stable even in extreme environmental conditions having a repetitive period of more than 100 years.
또한, 해양 구조물은 상부 몸체의 상갑판의 측부와 하부 몸체의 바닥면을 상호 연결하는 통로부를 포함함으로써 승선원들의 비상탈출 또는 해양구조물의 점검을 위한 이동이 용이해질 수 있다.In addition, the marine structure includes a passage portion interconnecting the side of the upper deck of the upper body and the bottom surface of the lower body can be easily moved for emergency escape of the crew or inspection of the offshore structure.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일하거나 대응하는 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the same or corresponding parts throughout the several views, Is omitted.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 해양 구조물(1)의 측면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 해양 구조물(1)의 종방향 단면도이다. 1 is a side view of an
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 해양 구조물(1)은 상부 몸체(20), 중간 몸체(30), 하부 몸체(40) 및 밸러스트 장치(미도시)를 포함한다. 이 경우, 상부 몸체(20), 중간 몸체(30) 및 하부 몸체(40)는 상하 방향으로 연장된 기둥 형상으로 이루어진다. 1 and 2, the
여기서, "상하 방향으로 연장된 기둥 형상" 이란, 소정의 높이를 가지며 원형, 다각형 및 기타 다양한 형태로 이루어질 수 있는 단면을 갖는 기둥의 형상을 포함한다. Here, the "pillar shape extending in the vertical direction" includes the shape of a pillar having a predetermined height and having a cross section which may be circular, polygonal, and various other forms.
본 실시예에서는 이와 같은 상하 방향으로 연장된 기둥 형상으로서 상부 몸체(20), 중간 몸체(30) 및 하부 몸체(40)가 원형 기둥 형상을 갖는 구조물을 제시하였다. 한편, 본 실시예에 따른 해양 구조물(1)은, 상기 중간 몸체(30)의 단면적이 상기 상부 몸체(20)의 단면적 및 하부 몸체(40)의 단면적보다 작도록 형성된다. In this embodiment, the
보다 상세히, 상부 몸체(20)는 그 상측에 해저 자원을 시추하거나 생산 및 처리하기 위한 설비들이 설치될 수 있는 공간이 형성된다. 상기 설비들은 해저자원 시추 및 생산 설비(82), 해저 자원 처리 장비(88), 플레어 타워(84) 및 거주구(86) 등일 수 있다. In more detail, the
상부 몸체(20)는 상하 방향으로 연장된 기둥형 몸체로 형성된다. 그리고, 상부 몸체(20)는 단면이 원형으로 형성된다. 이 경우, 상부 몸체(20)의 단면적은 상하 방향으로 동일하도록 형성된다.The
도 3은 도 1의 A-A 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 상부 몸체(20)는 이중 격벽 구조로 이루어진다. 이 경우, 내측 격벽(120)과 외측 격벽(100) 사이에는 밸러스트 탱크(22)가 설치되고, 내측 격벽(120)의 내부측에는 저장 탱크(24)가 설치된다. 저장 탱크(24)는 예를 들어, 해저에서 시추한 원유, 천연가스, 초경질유 (컨덴세이트) 및 하이드레이트를 저장하는 탱크일 수 있다. 이와 같이 상부 몸체(20)가 이중 격벽 구조로 이루어짐으로써 저장 탱크(24) 내부에 저장된 저장물이 안전하게 저장될 수 있다.FIG. 3 is a schematic view showing the A-A cross section of FIG. 1. Referring to FIG. 3, the
도 1을 참조하면, 상부 몸체(20)의 상단부(10)에는 외측으로 경사진 경사면(12)이 형성된다. 또한, 상부 몸체(20)의 상단부(10)에는 상갑판(13)이 마련된다. 상부 몸체(20)의 측면에 부딪힌 파도는 측면 하측으로부터 상측으로 이동하면서 경사면을 따라 외측 방향으로 유도되며, 이에 따라, 경사면(12)은 상부 몸체(20)의 측면에 부딪힌 파도가 상갑판(13) 위로 올라오지 못하도록 한다. Referring to FIG. 1, an inclined surface 12 inclined outward is formed at the
상부 몸체(20)의 중앙부에는 문풀(130)이 형성된다. 문풀(130)은 본 실시예에 따른 해양 구조물(1)의 내부 중앙에 상하 방향으로 관통되도록 형성되어, 해저 자원의 시추, 생산 및 저장을 위하여 필요한 장비의 투하 및 연결을 위한 목적으로 사용된다. 이 경우, 문풀(130)의 형상은 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 원형으로 형성되거나 또는 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 사각 형상으로 이루어질 수 있다. The
한편, 본 실시예에 따른 해양 구조물(1)은 1년 이하의 반복 주기를 갖는 파도 조건 하에서, 만재 상태일 경우 상부 몸체(20)의 측부에 해수 표면이 위치되도록 형성된다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.On the other hand, the
한편, 상부 몸체(20)의 하측에는 제 1 원추형 몸체(60)가 형성된다. 제 1 원추형 몸체(60)는 외측면이 하방 내측으로 수렴하도록 경사진 경사면으로 이루어지며, 상기 경사면은 도 1에서 알 수 있는 바와 같이 내측으로 향하도록 이루어진다. On the other hand, the first
도 2를 참조하면, 제 1 원추형 몸체(60)의 내부 중앙에는 문풀(130)이 관통 하도록 설치되며, 문풀(130)의 외측에는 저장 탱크(64)가 설치된다. 상기 저장 탱크(64)의 외측에는 밸러스트 탱크(62)가 설치된다. 제 1 원추형 몸체(60) 역시 상부 몸체(20)와 동일한 방식으로 이중 격벽 구조로 형성된다. Referring to FIG. 2, the
제 1 원추형 몸체(60)의 하측단부에는 중간 몸체(30)가 형성된다. 중간 몸체(30)는 상하 방향으로 동일한 단면을 갖는 기둥형 몸체로 구성된다. An
또한, 그 내부에는 상부 몸체(20) 및 제 1 원추형 몸체(60)와 동일하게 저장 탱크(34) 및 밸러스트 탱크(34)가 형성되고, 이중 격벽 구조로 이루어진다. In addition, a
이 경우, 중간 몸체(30)의 단면적은 상부 몸체(20)의 단면적 및 후술하는 하부 몸체의 단면적보다 작게 형성된다. 중간 몸체(30)의 단면적은 상하 방향으로 변하지 않고 동일하게 유지되는 것이 바람직하다. 중간 몸체(30)의 상하 방향 높이는 예를 들어 대략 10m 정도일 수 있다. In this case, the cross-sectional area of the
중간 몸체(30)의 하측에는 중간 몸체(30)의 하단부로부터 외측방향으로 즉, 상방으로 수렴하도록 경사진 경사면을 갖는 제 2 원추형 몸체(70)가 구비된다. The lower side of the
이 경우, 제 2 원추형 몸체(70)의 중앙부에는 앞서 설명한 문풀(130)이 상하 방향으로 관통되도록 형성되며, 문풀(130)의 외측에 저장 탱크(72) 및 밸러스트 탱크(74)가 설치된다. 또한, 제 2 원추형 몸체(70) 역시 상부 몸체(20)와 동일한 방식으로 이중 격벽 구조로 형성된다.In this case, the
제 2 원추형 몸체(70)의 하측에는 하부 몸체(40)가 형성된다. 하부 몸체(40)는 원기둥 형상으로 이루어지며, 상하 방향으로 동일한 단면적을 갖도록 형성된다. The
하부 몸체(40)의 내부 구성은 중앙부에 상하방향으로 관통하여 형성되는 문 풀(130)과 문풀(130) 외측에 설치되는 저장 탱크(44) 및 밸러스트 탱크(42)를 포함하며, 상부 몸체(20)와 유사한 방식으로 이중 격벽 구조로 이루어진다. The internal structure of the
이 경우, 하부 몸체(40)의 하단부에는 하부 몸체(40)의 외측으로 돌출된 돌출부(50)가 마련된다. 이 돌출부(50)의 내측에는 밸러스트 탱크(52)가 형성된다. 상기 돌출부(50)는 하부 몸체(40)의 바닥면(53)으로부터 횡방향으로 연장되도록 형성된다. 이와 같이 돌출된 돌출부(50)는 해양 구조물(1)의 상하 동요를 감쇄시키는 역할을 수행한다. 이 경우, 해양 구조물(1)로부터 횡방향으로 연장되는 돌출부(50)의 길이 및 폭 등은 해양 구조물(1)의 크기 중량 등에 따라 달라질 수 있다. In this case, the lower end of the
한편, 상부 몸체(20)와 하부 몸체(40)의 높이는 동일하거나 혹은 하부 몸체(40)의 높이가 상부 몸체(20)보다 더 높게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 하부 몸체(40)가 상부 몸체(20)를 부유 가능하게 지지하는 역할을 수행하기 때문이다. 즉 하부 몸체(40)에 위치되는 밸러스트 탱크(42)로의 밸러스트 수의 유출입에 의하여 해수면 위로 솟아오를 수 있는 해양 구조물(1)의 흘수가 조절될 수 있기 때문에 하부 몸체(40)에서 발생하는 부력을 보다 크게 하기 위하여 가능한 하부 몸체(40)의 부피 또는 하부 몸체(40)에 형성되는 밸러스트 탱크(42)의 부피를 크게 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 하부 몸체(40)의 높이 및 단면적은 다양하게 선택가능하며, 이에 대한 변형가능한 구체적인 실시예에 대하여는 후술한다. On the other hand, the height of the
한편, 본 실시예에서는 상부 몸체(20), 제 1 원추형 몸체(60), 중간 몸체(30), 제 2원추형 몸체(70) 및 하부 몸체(40)는 동일한 중심축 상에 위치되며, 이 경우 중심부에 문풀(130)이 형성된다. Meanwhile, in this embodiment, the
또한 상부 몸체(20), 제 1 원추형 몸체(60), 중간 몸체(30), 제 2원추형 몸체(70) 및 하부 몸체(40)는 외측부가 도 3 및 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 원형으로 형성될 수 있으나, 또한 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 다각형의 형태를 갖도록 형성될 수도 있다. In addition, the
한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 해양 구조물은 해양 구조물(1)의 흘수를 변경하기 위하여 밸러스트 장치를 구비한다. On the other hand, the offshore structure according to the first embodiment of the present invention is provided with a ballast device to change the draft of the offshore structure (1).
상기 밸러스트 장치는 앞서 설명한 상부 몸체(20), 제 1 원추형 몸체(60), 중간 몸체(30), 제 2 원추형 몸체(70) 및 하부 몸체(40)에 설치되는 각각의 밸러스트 탱크(22,62,32,72,42,52) 및 상기 밸러스트 탱크(22,62,32,72,42,52)에 밸러스트 수를 유입 및 유출하기 위한 펌프(도시하지 않음)를 포함한다. 상기 펌프는 도시되지 아니한 도관을 통하여 각각의 밸러스트 탱크와 유체 소통가능하게 연결된다.The ballast device is each
본 실시예에서는 상기 밸러스트 탱크들이 각각의 몸체마다 구획된 형태로 이루어지도록 형성하였으나, 상기 몸체들에 형성된 밸러스트 탱크들은 상호 연결된 형태로 이루어질 수도 있다. 이와 같은 밸러스트 탱크들의 연결 상태는 본 실시예에 따른 해양 구조물의 수선을 변경할 수 있도록 구성되는 형태라면 어떠한 형태로든 이루어질 수 있다. In the present embodiment, the ballast tanks are formed to have a partitioned shape for each body, but the ballast tanks formed in the bodies may be formed in an interconnected form. The connection state of such ballast tanks may be made in any form as long as it is configured to change the repair of the marine structure according to the present embodiment.
이하 상기와 같은 구성으로 이루어진 해양 구조물의 작동에 대하여 설명한다. Hereinafter will be described the operation of the offshore structure consisting of the above configuration.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 해양 구조물(1)은 1년 이하의 반복 주기의 파 도 조건, 즉 대략 13초 이하의 파도 주기를 가지고 있는 파도 조건 하에서 상부 몸체(20)의 측부에 흘수가 위치되도록 형성된다.The
이와 같은 흘수의 위치가 도 1에서 Tf로 도시되어 있다. 즉, 1년 이하의 반복 주기를 갖는 파도 조건하에서의 수선 면적은 상부 몸체의 단면적으로 적용된다. This location of the draft is shown as Tf in FIG. 1. That is, the repair area under wave conditions with a repetition period of one year or less is applied to the cross-sectional area of the upper body.
이 경우, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 해양 구조물(1)은, 상하 동요의 고유 주기가 앞서 살펴본 바와 같이 15초 근처에서 형성되기 때문에 1년 이하의 반복 주기의 파도는 본 실시예에 따른 해양 구조물의 고유주기와 차이가 있으며, 이에 따라 구조물의 상하 동요에 대한 운동 특성이 과대해지지 않게 된다. 따라서, 1년 이하의 반복 주기를 갖는 파도 하에서 본 실시예에 따른 해양 구조물(1)은 안정적인 운용이 가능하다. In this case, the
한편, 일반적으로 파도는 1년 이하의 반복 주기를 갖도록 형성되므로, 해양 구조물(1)은 파도가 이와 같은 일반적인 경우에, 상부 몸체(20)의 측부에 흘수가 위치되도록 함으로써 안정적으로 운용될 수 있다. On the other hand, since the wave is generally formed to have a repetition period of less than one year, the
그러나, 경우에 따라 해양 구조물(1)이 설치된 바다에 매우 높은 파고를 가지며 100년 이상의 반복 주기를 갖는 파도가 발생할 수 있다. 이와 같은 경우 100년 이상의 반복 주기를 갖는 파도 조건 혹은 극한 환경에서의 파도 조건은 유의 파고(有義波高)도 크고, 또한 15~17초 사이의 파도 주기를 가지기 때문에, 상부 몸체(20)에 흘수가 위치되는 경우 해양 구조물의 운동 특성이 과대해질 수 있다. However, in some cases, waves having a very high wave height and having a repetitive period of more than 100 years may occur in the sea where the
따라서, 본 실시예에 따르면, 이와 같이 100년 이상의 반복 주기를 갖는 파도 조건이 발생하는 경우, 밸러스트 장치를 이용하여, 해양 구조물(1)의 흘수가 중 간 몸체에 위치되도록 한다. Therefore, according to the present embodiment, when a wave condition having a repetition period of 100 years or more occurs as described above, the draft of the
이와 같이 해양 구조물(1)의 흘수가 중간 몸체에 위치된 상태가 도 1에서 Ts로 도시되어 있다. As such, the draft of the
이와 같이 해양 구조물(1)의 흘수를 중간 몸체(30)에 위치시킴으로써 상부 몸체(20)보다 작은 단면적을 갖는 중간 몸체(30)의 수선 면적에 의하여 해양 구조물(1)의 고유 주기가 달라질 수 있으며, 식 1에서 수선 면적이 작은 경우 해양 구조물의 고유 주기는 상부 몸체에 흘수가 위치된 경우와 비교할 때 큰 값을 가지게 된다. As such, by placing the draft of the
이에 따라, 100년 이상의 반복 주기를 갖는 파도 조건의 주기가 15~17초 인 것과 비교할 때, 해양 구조물이 이보다 큰 고유 주기를 가지게 되면 파도의 주기와 해양 구조물의 고유 주기에 차이가 발생하므로, 해양 구조물의 상하 동요에 대한 운동 특성이 과대해지지 않게 된다. Accordingly, when the offshore structure has a larger inherent period than that of the wave condition having a repetitive period of 100 years or more, which is 15 to 17 seconds, a difference occurs between the intrinsic period of the wave structure and the offshore structure. The movement characteristic of the structure up and down fluctuation is not excessive.
따라서, 100년 이상의 반복 주기를 갖는 파도 하에서도 본 실시예에 따른 해양 구조물(1)은 안정적인 운용이 가능하다. Therefore, the
한편, 본 실시예에 따른 해양 구조물(1)에서 제 1 원추형 몸체(60)는 상부 몸체(20)와 중간 몸체(30) 사이에서 흘수 변화를 줄 경우, 상부 몸체(20)와 중간 몸체(30)의 단면적이 다르기 때문에 단면적의 급격한 변화를 방지하기 위한 구성이다. On the other hand, in the
보다 상세히, 상부 몸체(20)로부터 중간 몸체(30)로 흘수를 변화시키는 과정에서 상부 몸체(20)로부터 중간 몸체(30)로 단면적이 급격하게 변하는 경우 1cm의 높이 변화에 따른 배수톤수의 변화가 급격하게 발생하여 구조물의 안정성이 심각하게 위협될 수 있다. In more detail, when the cross-sectional area is rapidly changed from the
따라서, 본 실시예에서는 이를 보다 유연하게 조절가능하도록 하기 위하여 상측면이 상부 몸체(20)의 하단면과 동일한 단면적을 가지며, 하측면이 중간 몸체(30)의 상단면과 동일한 단면적을 갖는 원추 형태의 제 1 원추형 몸체(60)를 상부 몸체(20)와 중간 몸체(30) 사이에 둠으로써 단면적이 급격하게 변하는 것을 방지할 수 있다. Therefore, in the present embodiment, in order to make it more flexible and adjustable, the upper surface has the same cross-sectional area as the lower surface of the
제 2 원추형 몸체(70)의 경우에 있어서도 제 1 원추형 몸체(60)와 동일하게, 경우에 따라 발생할 수도 있는 중간 몸체(30)와 하부 몸체(40) 사이의 급격한 단면 변화에 따른 안정성 훼손을 방지하도록 하기 위하여 상측으로 갈수록 단면적이 작아지는 형태를 이루도록 할 수 있다. In the case of the second
이와 같이 본 실시예에 따른 해양 구조물은 1년 이하의 반복 주기를 갖는 파도 조건 하에서의 수선 면적과 100년 이하의 반복 주기를 갖는 파도 조건 하에서의 수선 면적을 달리하도록 해양 구조물의 흘수를 조절함으로써, 식 1을 이용하여 계산되는 상하동요의 고유주기를 보다 길게 가져가 파도 주기와의 차이를 크게 하여 상하동요의 응답이 작게 나타나도록 하여 운동성능을 개선하도록 한다.As described above, the offshore structure according to the present embodiment is controlled by adjusting the draft of the offshore structure such that the waterline area under the wave condition having the repetition period of 1 year or less and the waterline area under the wave condition having the repetition period of 100 years or less are adjusted. By increasing the intrinsic period of the up-and-down fluctuation calculated by using a larger than the wave period to increase the response of the up and down fluctuations to appear small to improve the motor performance.
한편, 해상인명안전협약(SOLAS)에 따르면, 해양구조물은 상갑판과 선저를 연결하는 비상 탈출용 이동 통로를 구비해야 한다.On the other hand, according to the SOLAS, offshore structures must have emergency escape routes connecting upper decks and bottoms.
이와 관련하여 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 해양구조물(1)은 상부 몸체(20) 및 하부 몸체(40)의 단면적이 중간 몸체(30)의 단면적에 비해 작도록 형성 된다. 따라서, 상부 몸체(20)의 상갑판(13)의 측부로부터 중간 몸체(30)의 내부를 경유하여 하부 몸체(40)의 바닥면(53)을 직접적으로 연결하는 비상 탈출용 이동 통로를 제작할 수 없었다.In this regard, referring to FIG. 1, the
이에 따라, 비상 상황이 발생한 경우 상부 몸체(20)의 상갑판(13) 측부에 위치하는 승선원들은 상부 몸체(20)의 중앙부에 마련된 비상 탈출용 이동 통로를 이용하여 하방으로 이동해야 하는 불편이 발생할 수 있다. 특히, 승선원들이 이동 목적지가 하부 몸체(20)의 바닥면(53) 측부에 위치하는 경우 승선원들의 이동 거리가 급격히 커지는 문제가 발생할 수 있다.Accordingly, in the event of an emergency, the crew members located on the
이를 해결하기 위해, 본 실시예에 따른 해양구조물(1)은 상부 몸체(20)의 상갑판(13)의 측부와 하부 몸체(40)의 바닥면(53)을 상호 연결하는 통로부(90)를 더 포함할 수 있다. In order to solve this problem, the
통로부(90)는 상하방향으로 연장될 수 있다. 이 경우, 통로부(90)는 해수면에 대해 수직하게 상하방향으로 연장될 수 있다. 그러나 이에 국한되지 않고 해수면에 대해 비스듬하게 기울어져 상하방향으로 연장될 수 있다.The
통로부(90)의 일부는 상부 몸체(20) 및 하부 몸체(40)의 단면적보다 작은 단면적을 갖는 중간 몸체(30)의 외부로 노출될 수 있다. 이러한 통로부(90)는 제 1 원통형 몸체(60)의 일부를 경유할 수 있고, 제 2 원통형 몸체(70)의 일부를 경유할 수 있다.A portion of the
이러한 통로부(90)는 해상인명안전협약(SOLAS)에 따른 비상 탈출용 이동 통로로 사용되고, 상부 몸체(20)의 상갑판(13)의 측부와 하부 몸체(40)의 바닥면을 직접 연결함으로써 승선원들의 비상탈출 또는 해양구조물(1)의 점검을 위한 이동이 용이해질 수 있다.The
한편, 통로부(90)의 크기가 상대적으로 큰 경우, 그 내부에 승선원들의 이동통로로 사용되는 공간 이외의 여분의 공간을 발라스트 탱크(미도시)로 활용할 수도 있을 것이다. 이 경우, 해상 환경에 따른 부유식 해양 구조물(1)의 흘수조절이 보다 빠르게 수행될 수 있다.On the other hand, if the size of the
본 실시예에 따른 부유식 해양 구조물(1)은 중간 몸체(30)와 통로부 사이에 개재된 지지부(95)를 더 포함할 수 있다. 지지부(95)는 통로부(90)를 중간 몸체(30)에 대해 지지한다. 이 경우, 지지부(95)는 중공형상으로 이루어질 수 있다. 이에 따라 지지부(95)는 중간 몸체(30)와 통로부(90)를 상호 연결하는 통로를 제공할 수 있다.The floating
도 1 및 도 3을 참조하면, 통로부(90)는 복수로 이루어질 있다. 복수의 통로부(90)는 상부 몸체(20)의 측부를 따라 소정의 간격으로 상호 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라 상부 몸체(20)의 상갑판(13)에서 하부 몸체(40)의 바닥면(53)까지의 접근성이 향상될 수 있다.1 and 3, the
도 1을 참조하면, 지지부(95)는 복수의 통로부(90)에 대응하여 복수로 이루어질 수 있다. 이에 따라 각 통로부(95)는 중간 몸체(30)에 대해 효과적으로 지지되고, 각 통로부(90)와 중간 몸체(30) 사이의 이동성이 향상될 수 있다.Referring to FIG. 1, the
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기와 같은 구조로 이루어지는 해양 구조물은 다양한 형태 변화가 가능하다. 이하에서 다양하게 변형가능한 본 발명 의 실시예들에 대하여 설명한다. 이 경우, 하기에서 설명하는 실시예들의 구성 중 앞서 설명한 제 1 실시예와 동일한 구성에 대하여는 자세한 설명을 생략하도록 하고, 제 1 실시예와 구별되는 구성을 중심으로 각각의 실시예들을 설명하도록 한다. On the other hand, according to another embodiment of the present invention, the marine structure composed of the above structure is capable of various forms change. Hereinafter, embodiments of the present invention that can be variously modified will be described. In this case, detailed descriptions of the same configurations as the first embodiment described above among the configurations of the embodiments described below will be omitted, and respective embodiments will be described based on configurations that are distinct from the first embodiment.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 해양 구조물을 도시한 측면도이다. 7 is a side view showing an offshore structure according to a second embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 해양 구조물은 하부 몸체(40)가 상부 몸체(20)와 비교할 때 더 큰 단면적을 갖도록 형성된다. 이 경우, 하부 몸체(40) 내측에 형성되는 저장 탱크 및 밸러스트 탱크의 저장 용량을 증대시킬 수 있으며, 상하방향으로 요동하는 해양 구조물을 보다 안정시킬 수 있다. Referring to FIG. 7, the marine structure according to the second embodiment of the present invention is formed such that the
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 해양 구조물을 도시한 측면도이다. 8 is a side view showing an offshore structure according to a third embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 해양 구조물은 제 1 실시예와 비교할 때 제 2 원추형 몸체(70)를 구비하지 않는다. 즉, 중간 몸체(30)의 하단에서 연장되는 하부 몸체(40)의 상부면을 평평하게 하는 것이다. 실제적인 운용에 있어서, 흘수의 변화는 상부 몸체(20)와 중간 몸체(30) 사이에서 이루어지기 때문에 하부 몸체(40)는 해수면 하측에 위치되므로, 이와 같이 하부 몸체(40)가 해수면 하측에만 위치되도록 운용하는 경우에는 제 2 원추형 몸체를 구비하지 않도록 형성하는 것도 가능하다.Referring to FIG. 8, the offshore structure according to the third embodiment of the present invention does not have a second
이 경우, 통로부(90)는 상부 몸체(20)에서 제 1 원통형 몸체(60)의 일부를 경유하여 하부 몸체(40)로 연장되어 형성될 수 있다.In this case, the
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 해양 구조물을 도시한 측면도이다. 9 is a side view showing an offshore structure according to a fourth embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 해양 구조물은 제 3 실시예 에서 하부 몸체(40)의 단면적이 상부 몸체(20)에 비하여 크도록 형성한 것이다. 이와 같이 하부 몸체(40)의 단면적이 상부 몸체(20)에 비하여 커짐으로써, 저장 탱크 및 밸러스트 탱크의 용량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다. Referring to FIG. 9, the offshore structure according to the fourth embodiment of the present invention is formed such that the cross-sectional area of the
도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 해양 구조물을 도시한 측면도이다. 10 is a side view showing an offshore structure according to a fifth embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 해양 구조물은 상부 몸체(20)가 상하 방향으로 연장된 기둥형으로 이루어지되, 하측 방향으로 갈수록 단면적이 작아지는 형태를 갖는다. 또한, 상부 몸체(20)의 하단부가 중간 몸체(30)의 상단부와 접하도록 형성된다. Referring to FIG. 10, the marine structure according to the fifth embodiment of the present invention has a columnar shape in which the
이와 같이 형성되면, 제 1 실시예에서와 같은 제 1 원추형 몸체가 구비될 필요가 없게 된다. 또한 본 실시예에서는 중간 몸체(30)와 하부 몸체(40) 사이의 제 2 원추형 몸체(70)를 없애 해양 구조물의 구조를 단순하게 구성하도록 하였다. If so formed, it is not necessary to be provided with the first conical body as in the first embodiment. In addition, in the present embodiment, the second
이와 같은 경우 1년 이하의 반복 주기를 갖는 파도 조건 하의 일반적인 운용 조건의 흘수에 대해서도 파도 중에서 수선면적의 변화가 발생하도록 하여 상하동요의 공진주기가 변할 수 있게 된다.In such a case, the resonant period of vertical fluctuations can be changed by causing a change in the repair area in the wave even in the draft of general operating conditions under a wave condition having a repetition period of one year or less.
이 경우, 통로부(90)는 상부 몸체(20)에서 직접 하부 몸체(40)로 연장되어 형성될 수 있다.In this case, the
도 11은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 해양 구조물을 도시한 측면도이다. 11 is a side view showing an offshore structure according to a sixth embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 해양 구조물은 제 5 실시예의 변형례로서, 다른 구조는 제 5 실시예와 동일하되, 제 5 실시예의 하부 몸체(40)의 단면적이 상부 몸체(20)의 최대 단면적보다 더 넓으며, 상하 방향으로 동 일한 단면적을 갖도록 형성하였다. 11, the offshore structure according to the sixth embodiment of the present invention is a modification of the fifth embodiment, the other structure is the same as the fifth embodiment, the cross-sectional area of the
이와 같이 하부 몸체(40)의 단면적이 상부 몸체(20)에 비하여 커짐으로서, 해양 구조물의 구조가 단순하면서도, 저장 탱크 및 밸러스트 탱크의 용량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.As the cross-sectional area of the
도 12는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 해양 구조물을 도시한 측면도이다. 12 is a side view showing an offshore structure according to a seventh embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면 본 발명의 제 7 실시예에 따른 해양 구조물은 중간 몸체(30)를 중간에 위치시키고 상부 몸체(20)는 상측으로부터 하측으로 갈수록 단면적이 작아지는 형태로 구성하고, 하부 몸체(40)는 하측으로부터 상측으로 갈수록 단면적이 작아지는 형태로 구성하였다. 이와 같이 구성할 경우 제 1 실시예와 달리 제 1 원추형 몸체 및 제 2 원추형 몸체를 구비하지 않는 해양 구조물의 구성이 가능하다.12, the marine structure according to the seventh embodiment of the present invention is located in the
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 부유식 해양 구조물의 상하동요에 대한 최대 운동 응답 및 연직 가속도를 비교하기 위해서 일반적인 운용 조건의 흘수와 극한 환경 조건의 흘수에 대해서 운동 성능 평가 실험을 수행하였다. In order to compare the maximum motion response and vertical acceleration of vertical floating motion of the floating marine structure according to the first embodiment of the present invention as described above, the exercise performance evaluation experiment against the draft of the general operating conditions and the draft of the extreme environmental conditions Was performed.
이 경우, 개발된 장구 형상의 부유식 해양구조물의 파도 중에서의 상하동요 응답을 평가하기 위해 표 1과 같은 파도 조건을 사용하였다.In this case, the wave conditions shown in Table 1 were used to evaluate the up-and-down fluctuations in the waves of the jang-shaped floating marine structures.
여기서, Hs는 유의파고를 의미하며, Tp 는 스펙트럼 피크 주기를 의미한다. Here, Hs means significant wave height and Tp means spectral peak period.
도 13은 표 1의 파도조건에 대해서 파도 주기에 따른 스펙트럼을 도시한 것이다.FIG. 13 shows the spectrum according to the wave period for the wave conditions of Table 1. FIG.
본 실험에서는 상기 표 1 및 도 13에 나타난 파도 조건 하에서 운동해석용 격자를 이용하여 일반 운용조건의 흘수와 극한 환경 조건의 흘수에 대해서 운동해석을 수행하였고, 이로부터 얻어진 상하동요에 대한 선형응답함수가 도 14에 도시되어 있다. 도 14는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 해양 구조물의 일반적인 운용 흘수와 극한 조건 시의 흘수에 따른 상하 동요(Heave) 운동의 선형 응답 함수(RAO)를 비교한 것이다. In this experiment, the motion analysis was performed on the draft of the general operating conditions and the draft of the extreme environmental conditions using the motion analysis grid under the wave conditions shown in Table 1 and FIG. 13, and the linear response function for the up-and-down fluctuation obtained therefrom. Is shown in FIG. 14 is a comparison of the linear response function (RAO) of the vertical movement (Heave) movement according to the draft of the marine structure according to the first embodiment of the present invention and the draft under extreme conditions.
도 14에서 볼 수 있는 바와 같이, 극한환경 조건의 흘수 (Ts)에 대한 상하동요의 선형응답함수의 최대값을 가지는 주기(약 20초)는 일반적인 운용 흘수(To)시의 상하 동요 운동의 선형 응답 함수의 최대값을 가지는 주기(약 15초)보다 길다. As can be seen in Figure 14, the period (about 20 seconds) having the maximum value of the linear response function of the up and down fluctuation with respect to the draft Ts of the extreme environmental conditions is linear It is longer than the period (about 15 seconds) with the maximum value of the response function.
도 13의 파도주기에 따른 파도 스펙트럼과 도 14의 상하동요의 선형 응답함 수를 이용하여 계산한 3시간 동안 발생 가능한 최대 상하동요 응답의 결과를 도 15에 도시하였다. 도 15는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 부유식 해양 구조물의 일반적인 운용 흘수(To)와 극한 조건 시의 흘수(Ts)에 따른 상하동요에 대한 파도 조건에 따른 최대 운동 응답 결과를 비교한 그래프이다.FIG. 15 shows the results of the maximum up and down fluctuation response that can be generated for 3 hours calculated using the wave spectrum of FIG. 13 and the linear response function of up and down fluctuation of FIG. 14. 15 is a graph comparing the maximum motion response results according to the wave conditions for the up and down fluctuations according to the general operating draft (To) of the floating marine structure according to the first embodiment of the present invention and the draft (Ts) at the extreme conditions to be.
도 15에서 알 수 있는 바와 같이 일반적인 운용조건의 흘수와 비교해서 극한 환경 조건의 흘수에 대한 상하 동요 응답 결과가 현저하게 작게 나타나고 있다.As can be seen from FIG. 15, the up and down fluctuation response to the draft of the extreme environmental conditions is significantly smaller than the draft of the general operating conditions.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 해양 구조물에서는, 일반적인 운용 조건에서의 흘수와 극한 환경 조건에서의 흘수를 달리함으로써 극한 환경 하에서 해양 구조물의 안정성을 매우 향상시킬 수 있다.Therefore, in the offshore structure according to the first embodiment of the present invention, by varying the draft in the general operating conditions and the draft in the extreme environmental conditions it is possible to greatly improve the stability of the offshore structure in the extreme environment.
이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented herein, and those skilled in the art to understand the spirit of the present invention are within the scope of the same idea, and the addition of components. Other embodiments may be easily proposed by changing, deleting, adding, and the like, but this will also fall within the spirit of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 측면도,1 is a side view of an offshore structure according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 종단면도,2 is a longitudinal sectional view of an offshore structure according to an embodiment of the present invention;
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 구조물의 횡단면도로서 해양 구조물의 내부에 설치되는 이중 측벽의 다양한 변형례를 도시한 도면,3 to 6 is a cross-sectional view of the offshore structure according to an embodiment of the present invention showing various modifications of the double sidewall installed inside the offshore structure,
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 해양 구조물의 측면도, 7 is a side view of an offshore structure according to a second embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 해양 구조물의 측면도, 8 is a side view of an offshore structure according to a third embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 해양 구조물의 측면도, 9 is a side view of an offshore structure according to a fourth embodiment of the present invention;
도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 해양 구조물의 측면도, 10 is a side view of an offshore structure according to a fifth embodiment of the present invention;
도 11은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 해양 구조물의 측면도, 11 is a side view of an offshore structure according to a sixth embodiment of the present invention;
도 12는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 해양 구조물의 측면도,12 is a side view of an offshore structure according to a seventh embodiment of the present invention;
도 13은 본 발명에 따른 해양 구조물이 적용되는 파도 조건의 파도 주기에 따른 스펙트럼을 도시한 그래프, 13 is a graph showing the spectrum according to the wave period of the wave conditions to which the marine structure according to the present invention,
도 14는 본 발명에 따른 해양 구조물의 일반적인 운용 흘수와 극한 조건 시의 흘수에 따른 상하 동요 운동(Heave)의 선형 응답 함수(RAO) 비교 그래프, 14 is a graph showing a linear response function (RAO) of up and down swing movements (Heave) according to the general operating draft of the marine structure according to the present invention and the draft under extreme conditions,
도 15는 본 발명에 따른 해양 구조물의 일반적인 운용 흘수와 극한 조건시의 흘수에 따른 상하 동요에 대한 최대 운동 응답 결과 그래프이다. 15 is a graph showing the maximum movement response to the up and down fluctuations according to the general operating draft of the marine structure according to the present invention and the draft in extreme conditions.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 해양 구조물1: Offshore Structure
10 : 상단부 10: upper part
20 : 상부 몸체20: upper body
30 : 중간 몸체30: intermediate body
40 : 하부 몸체40: lower body
50 : 돌출부50: protrusion
60 : 제 1 원추형 몸체60: first conical body
70 : 제 2 원추형 몸체70: second conical body
90 : 통로부90: passage part
95 : 지지부95: support
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