KR101302029B1 - 부유식 해상 구조물 - Google Patents

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Abstract

부유식 해상 구조물이 개시된다. 본 발명의 부유식 해상 구조물은, 선체의 상부 영역에 배치되는 트러스 구조물의 하부를 형성하는 거더(girder); 거더의 하부 영역에 배치되어 트러스 구조물을 지지하는 스툴(stool); 및 거더와 스툴에 연결되되 미리 설정된 범위 내에서 거더와 스툴 간의 상대 이동을 허용하여 스툴 측의 요동에 의한 거더 측의, 선체의 선수와 선미를 잇는 가상의 라인을 따라 형성되는 종방향 운동과 종방향의 가로방향인 횡방향 운동 중 어느 한 방향 운동을 보상하는 운동 보상용 연결부를 포함한다.

Description

부유식 해상 구조물{FLOATING PRODUCTION STORAGE AND OFFLOADING}
본 발명은, 부유식 해상 구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 선체의 요동시, 선체의 선수와 선미를 잇는 가상의 라인을 따라 형성되는 종방향 운동과 종방향의 가로방향인 횡방향 운동 중 어느 한 방향 운동이 보상되는 부유식 해상 구조물에 관한 것이다.
LNG FPSO(Floating Production Storage and Offloading)와 같은 부유식 해상 구조물은 유동이 발생하는 해상에서 부유된 채 해저를 시추하여 천연가스를 생산하고, 생산된 천연가스를 해상에서 직접 가공 및 액화시켜 LNG 저장탱크 내에 저장하는 작업을 수행한다.
이러한 작업을 수행하기 위해서는 천연가스를 생산, 가공 후 액화시키는 데에 각종 설비들이 필요하며, 이러한 설비들은 상당히 무거운 하중을 갖는 것으로 부유식 해상구조물 선체의 갑판 상부 상에 배치된다.
부유식 해상구조물 선체의 갑판 상부 상에 배치되는 갑판 상부 모듈은 보통 모듈화된 형태로 제작되며, 선체에 마련된 복수의 스툴(Stool)에 설치된다.
복수의 스툴은 바람이나 파도, 조류에 의한 선체의 거동에 의해 서로 방향을 달리하여 유동될 수 있는데, 이러한 점을 고려하여 갑판 상부 모듈과 각각의 스툴은 어느 정도 상대적인 유동이 가능하되 하중이 지지되도록 특수 장치(Flexible Bearing)에 의해 연결되는 것이 일반적이다.
도 1은 선체의 거동(Hull Motion)에 의한 갑판 상부 모듈의 응력 변동 및 변위의 영향을 최소화시키기 위해 갑판 상부 모듈을 지지하는 지지부의 설계에서 요구되는 최적화된 움직임을 개략적으로 나타낸 도면이다. 여기서 큰 화살표는 선박의 진행 방향을 나타낸다.
일반적으로 항해 중인 선박의 운동은 선체(H)의 길이 방향의 수평축에 대한 전후동요(surging, 서징), 선체(H)의 길이 방향의 수평축에 대한 회전동요(rolling, 롤링), 선체(H)의 횡방향 수평축을 따라 움직이는 좌우동요(swaying, 스웨잉), 선체(H)의 횡방향 수평축에 대한 회전운동(pitching, 피칭), 선체(H)의 연직축 방향으로의 상하동요(heaving, 히빙) 및 선체(H)의 연직축 방향으로 한 회전동요(yawing, 요잉) 등의 6방향 운동으로 구별된다.
이러한 선박의 운동에 의한 갑판 상부 모듈(F)의 응력 변동 및 변위의 영향을 최소화하기 위해 갑판 상부 모듈(F)을 지지하는 4 방향 지지부는, 도 1에 도시된 바와 같이, 각각 다른 움직임을 갖도록 설계된다.
구체적으로 도 1의 A 영역은 선박의 종방향(이하 '종방향'이라 함은 선체의 선수와 선미를 잇는 가상의 라인을 따라 형성되는 방향을 말한다)움직임에 대응되도록 설계되고, B 영역은 선박의 종방향 및 횡방향(이하 '횡방향'이라 함은 종방향의 가로방향을 말한다)의 움직임에 대한 거동이 없도록 선체(H)에 구속되도록 설계된다.
또한, 도 1의 C 영역은 선체(H)의 횡방향 움직임에 대응되도록 설계되고, D 영역은 선체(H)의 종방향 및 횡방향 움직임에 대응되도록 설계된다.
이러한 설계에 의해서 갑판 상부 모듈은 선체(H)의 거동으로 인한 변위로부터 자유롭게 되고, 선체(H)와 갑판 상부 모듈(F) 간의 모멘트 전달로 인해 발생되는 응력 변동이 최소화된다.
도 2는 종래의 일 실시 예에 따른 갑판 상부 모듈이 도 1의 A 영역에서 특수 장치에 의해서 스툴에 연결되는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
전술한 도 1의 A 영역에서 사용되는 종래의 중형 및 대형 부유식 해상 구조물의 갑판 상부 모듈(F)과 스툴(20, stool)을 연결하는 특수 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 갑판 상부 모듈과 스툴(20)의 접촉 영역에서 종방향 움직임을 허용하기 위해서 베어링 패드(E)를 구비한다. 이러한 부유식 해상 구조물과 관련된 선행기술이 한국특허공개공보 제10-1984-0007690호(1984.12.20)에 개시되어 있다.
특수 장치의 베어링 패드(E)로는 일래스토머릭 베어링(Elastomeric Bearing)이 주로 사용된다. 일래스토머릭 베어링은 두께 0.7~2mm의 탄성체(일래스토머)와 이와 거의 같은 두께의 금속 심(shim)을 교대로 밀착 적층시켜 제작되는 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 갑판 상부 모듈(F)의 하부 영역과 스툴(20) 사이에 배치된다.
구체적으로 갑판 상부 모듈 (F)의 하부를 형성하는 거더(10)와 스툴(20)의 상부 공간 사이에는 제1 일래스토머(E1,elastomer)가 배치되고, 거더(10)와 스툴(20)의 양 측면 공간 사이에는 제2 일래스토머(E2)가 각각 배치된다.
이러한 일래스토머릭 베어링은 강화 고무로 되어 있어 제작이 어렵고, 제1 일래스토머(E1)와 제2 일래스토머(E2)로 구성되어 거더(10)와 스툴(20) 사이의 공간에 각각 설치되므로 설치 과정에서 제1 일래스토머(E1)와 제2 일래스토머(E2)의 세팅된 위치가 변경될 수 있다.
특히 제2 일래스토머(E2)의 경우 제1 일래스토머(E1)와 달리 거더(10)와 스툴(20)의 양측면 공간 사이에 배치되므로, 갑판 상부 모듈(F)을 제작 장소에서 해상의 설치 현장으로 운송 시 선체(H)의 거동에 의해 그 공간에서 이탈될 수 있으므로 이를 방지하기 위해 별도의 고박 부재(미도시)가 필요한 단점이 있다.
또한 제1 일래스토머(E1)는 갑판 상부 모듈에서 발생되는 수직 하중을 선체(H)로 전달하는 역할을 하는 데, 제1 일래스토머(E1)는 탄성체로 이루어져 있으므로 누적된 하중의 영향으로 탄성계수의 변동이 발생되어 처음에 계산된 수치와 오차가 생겨 정확한 수치의 수직 하중 전달력 계산이 어렵다.
나아가 일래스토머릭 베어링은 해외 업체로부터 구매하므로 구매 비용이 증가되고, 종래의 일 실시 예는 선체(H)의 업-리프트(up-lift) 발생 시 갑판 상부 모듈 (F)이 선체(H)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해서, 도 2에 도시된 바와 같이, 별도의 구속 장치(30)가 필요하므로 부가적인 비용이 소요되는 단점이 있다.
이러한 문제점들은 도 1의 C 영역에서 갑판 상부 모듈이 특수 장치에 의해서 스툴에 연결되는 경우에도 동일 또는 유사하게 발생하게 된다.
따라서 선체의 종방향 운동 및 횡방향 운동 중 어느 한 방향 운동을 효율적으로 보상하면서도 비용을 만족할 수 있는 새롭고 진보된 타입의 부유식 해상 구조물의 개발이 요구된다.
한국특허공개공보 제10-1984-0007690호(알베르트 노만) 1984. 12. 20
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 종래의 부유식 해상 구조물의 가장 큰 문제점인 고비용의 일래스토머릭 베어링을 사용하면서도 선체의 거동에 의한 종방향 운동과 횡방향 운동 중 어느 한 방향 운동을 효율적으로 보상할 수 없는 문제를 해결할 수 있는 부유식 해상 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체의 상부 영역에 배치되는 트러스 구조물의 하부를 형성하는 거더(girder); 상기 거더의 하부 영역에 배치되어 상기 트러스 구조물을 지지하는 스툴(stool); 및 상기 거더와 상기 스툴에 연결되되 미리 설정된 범위 내에서 상기 거더와 상기 스툴 간의 상대 이동을 허용하여 상기 스툴 측의 요동에 의한 상기 거더 측의, 상기 선체의 선수와 선미를 잇는 가상의 라인을 따라 형성되는 종방향 운동과 상기 종방향의 가로방향인 횡방향 운동 중 어느 한 방향 운동을 보상하는 운동 보상용 연결부를 포함하는 부유식 해상 구조물이 제공될 수 있다.
상기 운동 보상용 연결부는, 상기 거더와 상기 스툴 쪽에서 각각 연장되어 노출 단부가 부분적으로 상호 나란하게 배치되는 하나 이상의 플레이트부; 및 상기 하나 이상의 플레이트부의 상호 나란하게 배치되는 부분을 연결하는 연결부재를 포함할 수 있다.
상기 플레이트부는, 일측부는 상기 거더의 하측에 결합되고 타측부는 상기 스툴의 상측에 인접되게 배치되는 하나 이상의 제1 플레이트가 구비된 제1 플레이트부; 및 일측부는 상기 스툴의 상측에 결합되고 타측부는 상기 거더의 하측에 인접하게 위치되되 상기 하나 이상의 제1 플레이트와 상호 나란하게 배치되는 하나 이상의 제2 플레이트가 구비된 제2 플레이트부를 포함할 수 있다.
상기 하나 이상의 제1 플레이트 및 상기 하나 이상의 제2 플레이트는 상호 나란하게 배치되되 상호 교대로 배치되며, 상기 하나 이상의 제1 플레이트 및 상기 하나 이상의 제2 플레이트는 상호 무(無) 용접되어 나란하게 배치될 수 있다.
상기 하나 이상의 제1 플레이트 및 상기 하나 이상의 제2 플레이트가 상호 대면하는 영역의 상기 하나 이상의 제1 플레이트 및 상기 하나 이상의 제2 플레이트는 라운딩 형상을 가질 수 있다.
상기 하나 이상의 제1 플레이트 및 상기 하나 이상의 제2 플레이트 중 어느 하나에는 원형홀이 형성되고, 상기 하나 이상의 제1 플레이트 및 상기 하나 이상의 제2 플레이트 중 다른 어느 하나에는 상기 원형홀에 대응되는 위치에 장홀이 형성되어 상기 연결부재에 의해 상기 하나 이상의 제1 플레이트 및 상기 하나 이상의 제2 플레이트가 상호 연결될 수 있다.
상기 연결부재는 상기 선체의 요동 시 상기 거더를 상기 스툴에 대해서 상기 종방향 및 상기 횡방향 중 어느 한 방향으로 이동 가능하도록 상기 원형홀과 상기 장홀을 관통 연결하는 핀일 수 있다.
상기 운동 보상용 연결부는 상기 종방향 운동을 보상하며, 상기 장홀은 상기 선체의 선수와 선미를 잇는 가상의 라인을 따라 형성될 수 있다.
상기 운동 보상용 연결부는 상기 횡방향 운동을 보상하며, 상기 장홀은 상기 선체의 선수와 선미를 잇는 가상의 라인의 가로 방향으로 형성될 수 있다.
상기 운동 보상용 연결부가 상기 트러스 구조물의 하부에 고정되도록 보강하는 보강플레이트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 종래의 부유식 해상 구조물의 가장 큰 문제점인 고비용의 일래스토머릭 베어링을 사용하면서도 선체의 거동에 의한 종방향 운동과 횡방향 운동 중 어느 한 방향 운동을 효율적으로 보상할 수 없는 문제를 해결함으로써 큰 비용의 증가없이 선체의 거동에 의한 종방향 운동과 횡방향 운동 중 어느 한 방향 운동을 보상할 수 있는 효율적인 구조의 부유식 해상 구조물을 제공할 수 있다.
도 1은 선체의 거동(Hull Motion)에 의한 갑판 상부 모듈의 응력 변동 및 변위의 영향을 최소화시키기 위해 갑판 상부 모듈을 지지하는 지지부의 설계에서 요구되는 최적화된 움직임을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 일 실시 예에 따른 부유식 해상 구조물이 갑판 상부 모듈이 도 1의 A 영역에서 특수 장치에 의해서 스툴에 연결되는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상 구조물이 선체에 장착된 상태와 부유식 해상 구조물의 종방향 운동과 횡방향 운동 중 어느 한 방향 운동을 보상하는 운동 보상용 연결부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 IV-IV선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 운동 보상용 연결부에서 제1 플레이트에 원형홀이 형성되고 제2 플레이트에 장홀이 형성된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 3에 도시된 부유식 해상 구조물의 사용 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 발명의 일 실시예가 적용되는 부유식 해상 구조물은 오일(Oil)을 주로 다루는 부유식 생산저장하역설비(FPSO), 액화천연가스 생산저장하역설비(LNG FPSO)나 부유식 액화천연가스 저장재기화설비(LNG FSRU)와 같은 해상 구조물뿐만 아니라 LNG 수송선이나 LNG RV(LNG Regasification Vessel)와 같은 선박을 모두 포함한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상 구조물이 선체에 장착된 상태와 부유식 해상 구조물의 종방향 운동과 횡방향 운동 중 어느 한 방향 운동을 보상하는 운동 보상용 연결부를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 IV-IV선에 따른 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 운동 보상용 연결부에서 제1 플레이트에 원형홀이 형성되고 제2 플레이트에 장홀이 형성된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다. 이들 도면에 도시된 큰 화살표는 선박의 진행 방향을 나타낸다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 부유식 해상 구조물(1)은, 선체(H)의 상부 영역에 배치되는 거더(100, girder)와, 거더(100)의 하부 영역에 배치되는 스툴(200, stool)과, 거더(100)와 스툴(200)에 연결되되 스툴(200) 측의 요동에 의한 거더(100) 측의 종방향 운동과 횡방향 운동 중 어느 한 방향 운동을 보상하는 운동 보상용 연결부(300)를 구비한다. 여기서 '종방향'이라 함은 선체의 선수와 선미를 잇는 가상의 라인을 따라 형성되는 방향을 말하고, '횡방향'이라 함은 종방향의 가로방향을 말한다.
거더(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 선체(H)의 상부 영역에 배치되는 트러스 구조물(TC)의 하부를 형성하며, 트러스 구조물(TC)은 선체(H)의 상부에 놓여져 상부 갑판을 형성하는데, 자중 대비 지지력이 높은 트러스 또는 격자형태로 마련된다. 또한, 트러스 구조물(TC)은 필요한 높이 및 넓이에 맞추어 복수의 트러스 구조물(TC)을 상하방향 또는 수평방향으로 연결하여 형성될 수도 있다.
스툴(200)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 거더(100)의 하부 영역에 배치 즉 선체(H)에 설치되어 운동 보상용 연결부(300)에 의해 거더(100)에 연결되어 트러스 구조물(TC)을 지지하며, 트러스 구조물(TC)에서 발생되는 수직 하중을 선체(H)에 전달하는 역할을 한다.
운동 보상용 연결부(300)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 거더(100)와 스툴(200)에 연결되되 미리 설정된 범위 내에서 거더(100)와 스툴(200) 간의 상대 이동을 허용하여 스툴(200) 측의 요동에 의한 거더(100) 측의 종방향 운동과 횡방향 운동 중 어느 한 방향 운동을 보상하는 역할을 한다. 이하 설명의 편의를 위하여 본 실시예에서는 운동 보상용 연결부(300)가 종방향 운동을 보상하는 역할을 수행하는 것에 대하여 상술하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며 운동 보상용 연결부(300)를 적절히 설치함으로써 횡방향 운동을 보상하는 역할을 수행할 수도 있을 것이다.
이와 같이 본 실시 예에서 운동 보상용 연결부(300)가 종방향 운동을 보상한다고 할 때, 선체(H)의 요동 시 운동 보상용 연결부(300)에 의해서 거더(100) 측의 종방향 운동이 미리 설정된 범위 내에서 가능하므로, 선체(H)의 종방향 굽힘 모멘트로 인해 발생되는 전단력은 거더(100) 측의 종방향 구름 이동으로 현저히 감소된다.
또한 본 실시 예는 운동 보상용 연결부(300)에 의해서 거더(100)와 스툴(200)의 횡방향 운동이 구속되므로, 선체(H)의 업-리프트(up-lift) 시 거더(100) 측이 선체(H)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해 종래 기술의 일 실시예와 같이 별도의 구속장치(30, 도 2 참조)를 필요로 하지 않는 이점이 있다.
나아가 본 실시 예는 운동 보상용 연결부(300)에 의해서 종래 기술의 일 실시예에 따른 일래스토머릭 베어링(도 2 참조)을 대체할 수 있으므로 고가의 일래스토머릭 베어링 사용에 따른 비용을 줄일 수 있는 이점이 있다.
덧붙여 본 실시 예는 탄성체가 아닌 강체로 이루어진 운동 보상용 연결부(300)에 의해서 종래 기술의 일 실시예에서 발생되는 문제점인 탄성계수의 변동에 의해 처음에 계산된 수치와 오차가 생겨 정확한 수치의 수직 하중 전달력 계산이 어려운 문제점을 해결할 수 있다.
이제 운동 보상용 연결부(300)에 대하여 상세히 설명하면, 운동 보상용 연결부(300)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 거더(100)와 스툴(200) 쪽에서 각각 연장되어 노출 단부가 부분적으로 나란하게 배치되는 하나 이상의 플레이트부(310)와, 하나 이상의 플레이트부(310)의 나란하게 배치되는 부분을 상호 연결하는 연결부재(350)를 포함한다.
운동 보상용 연결부(300)의 하나 이상의 플레이트부(310)는, 후술할 연결부재(350)에 의해 서로 연결되어, 거더(100) 측에서 발생되는 수직 하중이 스툴(200) 측으로 전달되도록 하는 것으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상측부는 거더(100)의 하측에 결합되고 하측부는 스툴(200)의 상측에 인접되게 배치되는 하나 이상의 제1 플레이트(321)가 구비된 제1 플레이트부(320)와, 하측부는 스툴(200)의 상측에 결합되고 상측부는 거더(100)의 하측에 인접하게 위치되되 하나 이상의 제1 플레이트(321)와 상호 나란하게 배치되되 하나 이상의 제1 플레이트(321)와 상호 교대로 배치되는 하나 이상의 제2 플레이트(331)가 구비된 제2 플레이트부(330)를 포함한다.
본 실시 예에서 하나 이상의 제1 플레이트(321) 및 하나 이상의 제2 플레이트(331)가 상호 나란하게 배치되되 상호 교대로 배치되며, 하나 이상의 제1 플레이트(321) 및 하나 이상의 제2 플레이트(331)의 상호 대면하는 영역은 상호 무(無) 용접되어 나란하게 배치되는데, 이는 선체(H)의 거동 시 거더(100) 측의 종방향(L, 도 6 참조) 운동을 허용하기 위해서다.
또한 하나 이상의 제1 플레이트(321) 및 하나 이상의 제2 플레이트(331)가 상호 무(無) 용접되어 상호 교대로 배치되므로 하나 이상의 제1 플레이트(321) 및 하나 이상의 제2 플레이트(331)의 상호 나란하게 배치되는 영역에서 별도의 용접 작업 등 결합 작업이 필요없어 작업이 간소해지는 이점이 있다.
한편 제1 플레이트(321) 및 제2 플레이트(331)가 상호 대면하는 영역의 제1 플레이트(321) 및 제2 플레이트(331)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 라운딩 형상을 갖는 데, 이는 라운딩 형상이 제1 플레이트(321) 및 제2 플레이트(331)의 제조 비용을 줄이면서도 최적화된 강성을 가질 수 있는 형상이기 때문이다.
즉 선체(H)의 거동 시 거더(100)의 하측에 결합된 하나 이상의 제1 플레이트(321)는 연결부재(350)에 의해 하나 이상의 제2 플레이트(331)에 연결되어 있으므로 하나 이상의 제1 플레이트(321) 및 하나 이상의 제2 플레이트(331)의 상호 나란하게 배치되어 대면하는 영역에서 상호 집중 하중을 받는 데, 이러한 집중 하중에 견딜 수 있으면서 비용면에서 만족되는 형상은 라운딩 형상이기 때문이다.
그리고 본 실시 예에서 하나 이상의 제1 플레이트(321) 및 하나 이상의 제2 플레이트(331)가 상호 나란하게 배치되어 대면하는 하나 이상의 제1 플레이트(321)의 일 영역에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 원형홀(321a)이 각각 형성될 수 있고, 하나 이상의 제2 플레이트(331)에는 원형홀(321a)에 대응되는 위치에 장홀(331a)이 각각 형성될 수 있다.
여기서 제2 플레이트(331)에 형성되는 장홀(331a)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 종방향(L)으로 길게 형성될 수 있다.
이와 같이 본 실시 예에서 제1 플레이트(321)에 원형홀(321a)이 형성되고 제2 플레이트(331)에는 종방향으로 장홀(331a)이 형성되어 있으므로, 이에 의하여 선체(H)의 거동 시 거더(100) 측의 종방향(L, 도 6 참조) 운동은 장방향으로 형성된 장홀(331a)에 의하여 가능하게 되되, 거더(100) 측의 횡방향(T, 도 6 참조) 운동은, 제2 플레이트(331)가 스툴(200)에 용접되어 고정되어 있으므로 구속되어, 결과적으로 거더(100) 측의 종방향(L) 운동만이 허용된다. 본 실시 예에서는 제1 플레이트(321)에 원형홀(321a)이 형성되고 제2 플레이트(331)에는 종방향으로 장홀(331a)이 형성되어 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며 제2 플레이트(331)에 원형홀(미도시)이 형성되고 제1 플레이트(321)에는 종방향으로 장홀(미도시)이 형성되어 있을 수도 있을 것이다.
한편, 본 실시 예에서 하나 이상의 제1 플레이트(321)는 그 상단부가 거더(100)의 하측에 용접 결합의 방식으로 결합될 수 있고, 하나 이상의 제2 플레이트(331)는 그 하단부가 스툴(200)의 상측에 용접 결합의 방식으로 결합될 수 있다.
운동 보상용 연결부(300)의 연결부재(350)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 거더(100)의 하측에 결합된 제1 플레이트부(320)와 스툴(200)의 상측에 결합된 제2 플레이트부(330)를 상호 연결시켜 선체(H)의 요동 시 트러스 구조물(TC)이 스툴(200)에 대해서 종방향(L)으로 움직임 가능하도록 하는 역할을 한다.
본 실시 예에서 연결부재(350)는 선체(H)의 요동 시 트러스 구조물(TC)이 스툴(200)에 대해서 종방향(L)으로 구름 움직임 가능하도록 제1 플레이트(321)에 형성된 원형홀(321a)과 제2 플레이트(331)에 형성된 장홀(331a)을 관통 연결하는 핀(pin)일 수 있다.
본 실시 예에서 연결부재(350)를 핀으로 하는 경우 선체(H)의 종방향 굽힘 모멘트로 인한 변위 발생 시 핀의 구름 이동으로 인해 제1 플레이트(321) 및 제2 플레이트(331)가 상호 나란하게 배치되되 상호 대면하는 영역에서의 마찰력이 감소되고 그 결과 그 영역에서의 전단력 발생이 현저히 줄어드는 이점이 있다.
그리고 본 실시 예에서 연결부재(350)를 핀(350)으로 하는 경우 제1 플레이트(321) 및 제2 플레이트(331)를 연결시킨 핀(350)의 이탈을 방지하기 위해서, 본 실시 예에서 연결부재(350)인 핀(350)의 이탈을 방지하는 고정부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 연결부재(350)의 양단부에 수 나사산을 가공하고 그 양단부에, 내벽에 암 나사산이 형성된 중공부재를 나사결합시켜 그 중공부재가 고정부재로서 기능을 하도록 하거나, 연결부재(350)의 양단부에 연결부재(350)의 길이방향의 가로로 관통공(미도시)을 설치하고 그 관통공에 스토퍼(미도시)를 삽입 설치하여 고정부재의 기능을 하도록 할 수 있다.
한편 본 실시 예는 운동 보상용 연결부(300)가 트러스 구조물(TC)의 하부에 견고히 고정되도록, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 거더(100)의 하측부 및 스툴(200)의 상측부에 각각 결합되어 운동 보상용 연결부(300)를 보강하는 복수의 보강플레이트(400)를 더 포함한다.
도 6은 도 3에 도시된 부유식 해상 구조물의 사용 상태를 개략적으로 도시한 도면이다. 이하에서 도 6을 참조하여 본 실시 예에 따른 부유식 해상 구조물의 사용 상태를 간략히 설명한다.
먼저 본 실시 예는 선체(H)의 거동 시 트러스 구조물(TC)의 종방향 움직임(도 1의 A 영역)을 보상하기 위한 것으로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 선체(H)가 거동되면 선체(H)에 결합된 스툴(200)은 선체(H)와 같이 움직이고, 이러한 선체(H)의 움직임은 운동 보상용 연결부(300)에 의해 상쇄되어 트러스 구조물(TC)로 전달된다.
즉 본 실시 예에서 선체(H)의 움직임은 운동 보상용 연결부(300)에 의해서 트러스 구조물(TC)에 그대로 전달되지 않고, 트러스 구조물(TC)의 종방향(L) 구름 움직임에 의해 상쇄되어 트러스 구조물(TC)로 전달된다.
그 결과 트러스 구조물(TC)은 선체(H)의 거동으로 인한 변위로부터 자유롭게 되고, 선체(H)와 트러스 구조물(TC) 간의 모멘트 전달로 인해 발생되는 응력 변동이 최소화된다.
따라서 본 실시 예는 종래 기술의 일 실시예와 달리 고가의 일래스토머릭 베어링을 사용하지 않고도 더 우수한 성능을 발휘할 수 있고, 운동 보상용 연결부(300)에 의해서 거더(100)와 스툴(200)의 횡방향(T) 운동이 구속되므로, 선체(H)의 업-리프트(up-lift) 시 트러스 구조물(TC)이 선체(H)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해 종래 기술의 일 실시예와 같이 별도의 구속장치(도 2 참조)를 필요로 하지 않으므로 제조 비용면에서도 효율적인 이점이 있다.
전술한 실시 예에서는, 장홀을 선체의 선수와 선미를 잇는 가상의 라인을 따라 형성하고 운동 보상용 연결부가 선체(H)의 거동 시 트러스 구조물(TC)의 종방향 움직임(도 1의 A 영역)을 보상하는 것에 대하여 상술하였으나, 장홀을 선체의 선수와 선미를 잇는 가상의 라인의 가로 방향으로 형성하고 운동 보상용 연결부를 횡방향 움직임을 보상할 수 있는 위치에 적절히 설치하는 경우 운동 보상용 연결부가 선체(H)의 거동 시 트러스 구조물(TC)의 횡방향 움직임(도 1의 C 영역)을 보상할 수도 있을 것이다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 부유식 해상 구조물 100 : 거더
200 : 스툴 300 : 운동 보상용 연결부
310 : 플레이트부 320 : 제1 플레이트부
321 : 제1 플레이트 321a : 원형홀
330 : 제2 플레이트부 331 : 제2 플레이트
331a : 장홀 350 : 연결부재
400 : 보강 플레이트 E : 베어링 패드
E1 : 제1 일래스토머 E2 : 제2 일래스토머
H : 선체 L : 종방향
T : 횡방향 TC : 트러스 구조물

Claims (10)

  1. 선체의 상부 영역에 배치되는 트러스 구조물의 하부를 형성하는 거더(girder);
    상기 거더의 하부 영역에 배치되어 상기 트러스 구조물을 지지하는 스툴(stool); 및
    상기 거더와 상기 스툴에 연결되되 미리 설정된 범위 내에서 상기 거더와 상기 스툴 간의 상대 이동을 허용하여 상기 스툴 측의 요동에 의한 상기 거더 측의, 상기 선체의 선수와 선미를 잇는 가상의 라인을 따라 형성되는 종방향 운동과 상기 종방향의 가로방향인 횡방향 운동 중 어느 한 방향 운동을 보상하는 운동 보상용 연결부를 포함하며,
    상기 운동 보상용 연결부는,
    상기 거더와 상기 스툴 쪽에서 각각 연장되어 노출 단부가 부분적으로 상호 나란하게 배치되는 하나 이상의 플레이트부; 및
    상기 하나 이상의 플레이트부의 상호 나란하게 배치되는 부분을 연결하는 연결부재를 포함하는 부유식 해상 구조물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트부는,
    일측부는 상기 거더의 하측에 결합되고 타측부는 상기 스툴의 상측에 인접되게 배치되는 하나 이상의 제1 플레이트가 구비된 제1 플레이트부; 및
    일측부는 상기 스툴의 상측에 결합되고 타측부는 상기 거더의 하측에 인접하게 위치되되 상기 하나 이상의 제1 플레이트와 상호 나란하게 배치되는 하나 이상의 제2 플레이트가 구비된 제2 플레이트부를 포함하는 부유식 해상 구조물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 플레이트 및 상기 하나 이상의 제2 플레이트는 상호 나란하게 배치되되 상호 교대로 배치되며, 상기 하나 이상의 제1 플레이트 및 상기 하나 이상의 제2 플레이트는 상호 무(無) 용접되어 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 플레이트 및 상기 하나 이상의 제2 플레이트가 상호 대면하는 영역의 상기 하나 이상의 제1 플레이트 및 상기 하나 이상의 제2 플레이트는 라운딩 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 플레이트 및 상기 하나 이상의 제2 플레이트 중 어느 하나에는 원형홀이 형성되고, 상기 하나 이상의 제1 플레이트 및 상기 하나 이상의 제2 플레이트 중 다른 어느 하나에는 상기 원형홀에 대응되는 위치에 장홀이 형성되어 상기 연결부재에 의해 상기 하나 이상의 제1 플레이트 및 상기 하나 이상의 제2 플레이트가 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연결부재는 상기 선체의 요동 시 상기 거더를 상기 스툴에 대해서 상기 종방향 및 상기 횡방향 중 어느 한 방향으로 이동 가능하도록 상기 원형홀과 상기 장홀을 관통 연결하는 핀인 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 운동 보상용 연결부는 상기 종방향 운동을 보상하며,
    상기 장홀은 상기 선체의 선수와 선미를 잇는 가상의 라인을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 운동 보상용 연결부는 상기 횡방향 운동을 보상하며,
    상기 장홀은 상기 선체의 선수와 선미를 잇는 가상의 라인의 가로 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물.
  10. 제1항 및 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 운동 보상용 연결부가 상기 트러스 구조물의 하부에 고정되도록 보강하는 보강플레이트를 더 포함하는 부유식 해상 구조물.
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