KR101313250B1 - 플로팅 도크 및 이를 이용한 해양설비의 건조방법 - Google Patents

Abstract

플로팅 도크가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 해양설비 건조용 플로팅 도크는, 다양한 높이를 갖는 복수의 갑판으로 이루어진 다단식 갑판을 포함하는 본체; 및 플로팅 도크의 흘수선을 조절하도록 본체 내에 마련된 밸러스트 탱크;를 포함한다.

Description

플로팅 도크 및 이를 이용한 해양설비의 건조방법{FLOATING DOCK AND SHIPBUILDING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 플로팅 도크 및 플로팅 도크를 이용한 해양설비의 건조방법에 관한 것이다.

풍력발전장치는 풍력에 의해 회전되는 로터의 회전력을 이용하여 전기를 발생시키는 장치로서, 설치되는 장소에 따라 크게 육상 풍력발전과 해상 풍력발전으로 나뉠 수 있다.

해상 풍력발전은 2000년도 하반기부터, 영국, 덴마크, 독일 등 유럽을 중심으로 점진적으로 커지고 있으며, 2030년까지 유럽의 풍력시장의 50%가 해상풍력으로 대체될 전망이다.

이러한 해상 풍력발전장치는 크게 고정식과 부유식으로 구분된다. 해상 풍력발전장치는 60m 이내의 수심에서는 대부분 고정식으로 설치가 되며, 60m 이상의 수심에서는 부유식이 검토되고 있다. 또한, 고정식 해상 풍력발전장치의 지지대는 20m 이내의 얕은 수심에서는 모노 파일 형태이고, 50m 이내의 수심에서는 자켓타입의 하부 구조물이 주로 설치된다.

그런데, 이러한 해상 풍력발전장치의 설비는 대부분 육상 제작장에서 제작 후, 선박 또는 바지선(Barge)로 풍력단지 설치해역까지 운반하여, 바지선 또는 풍력발전 설치선박(WTIV: Wind Turbine Installation Vessel) 또는 플랜트에 탑재된 크레인을 이용하여 설치된다.

그러나, 육상에서 풍력발전장치를 제조하고 바지선을 통하여 설치해역까지 운반하는 방식은, 운송 방법의 문제점과 별도의 전용 설치선박을 필요로 한다는 점에서 비효율적이고 경제성 측면에서도 바람직하지 않다.

이러한 풍력발전장치와 같은 해양설비를 해상에서 직접 건조하고 진수하는 장치로서, 종래의 부유식 도크를 고려해 볼 수 있다.

도크(Dock)란 선박을 수리 및 건조하기 위해 조선소 또는 항만에 세워진 시설물이며, 크게 건식 도크(Dry Dock)와 플로팅 도크(Floating Dock)로 대별된다. 이 중, 플로팅 도크란 도크 내부에 밸러스트 탱크(Ballast Tank)를 포함하고 있는 해상 구조물로서, 상기 밸러스트 탱크 내부로 물을 주입시키면 상기 플로팅 도크는 수중으로 가라앉고, 상기 밸러스트 탱크 내부로부터 물을 배출시키면 상기 플로팅 도크는 해상으로 부유되는 형태를 갖는다.

그러나, 종래의 플로팅 도크는 동일한 높이를 갖는 하나의 갑판으로만 이루어져 있다. 따라서, 작업공간이 하나밖에 마련되어 있지 않으므로 복수의 해양설비의 제작 및 진수를 동시에 수행할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명의 실시예는, 다수의 작업공간이 구비되고 복수의 해양설비를 제작 및 진수할 수 있는 구성을 가지는 플로팅 도크 및 이를 이용한 해양설비의 건조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 해양설비 건조용 플로팅 도크로서,

다양한 높이를 갖는 복수의 갑판으로 이루어진 다단식 갑판을 포함하는 본체; 및 상기 플로팅 도크의 흘수선을 조절하도록 상기 본체 내에 마련된 밸러스트 탱크;를 포함하고, 상기 밸러스트 탱크 내의 해수량을 조절하여, 상기 갑판의 각 단을 잠수 또는 부상시키는 것을 특징으로 하는 플로팅 도크가 제공될 수 있다.

또한, 상기 다단식 갑판은 2단으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 다단식 갑판의 각 단에 위치하는 해양설비를 다른 단의 갑판으로 이동시키기 위한 크레인을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 다단식 갑판의 각 단 사이에는 작업자가 오르내릴 수 있는 계단이 마련될 수 있다.

또한, 상기 다단식 갑판은 좌우 대칭일 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 플로팅 도크를 이용한 해양설비의 건조방법으로서,

제1 단 갑판에 위치하는 제1 해양설비를 조립하는 단계; 밸러스트 탱크에 해수를 유입시켜 상기 제1 단 갑판을 침수시키는 단계; 조립된 상기 제1 해양설비를 진수시키는 단계; 상기 제1 단 갑판과 상이한 높이의 제2 단 갑판에 위치하는 제2 해양설비를 조립하는 단계; 밸러스트 탱크의 해수를 유입시켜 상기 제2 단 갑판을 침수시키는 단계; 및 조립된 상기 제2 해양설비를 진수시키는 단계;를 포함하는 해양설비의 건조방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 플로팅 도크를 이용한 해양설비의 건조방법으로서,

제1 단 갑판에 위치하는 제1 해양설비를 조립하는 단계; 밸러스트 탱크에 해수를 유입시켜 상기 제1 단 갑판을 침수시키고, 상기 제1 해양설비를 진수시키는 단계; 밸러스트 탱크 내의 해수를 유출시켜 상기 제1 단 갑판을 부유시키는 단계; 상기 제2 단 갑판에 위치하는 제2 해양설비를 상기 제1 단 갑판으로 이동시키는 단계; 상기 제2 해양설비를 조립하는 단계; 및 밸러스트 탱크에 해수를 유입시켜 상기 제1 단 갑판을 침수시키고, 조립된 상기 제2 해양설비를 진수시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양설비의 건조방법이 제공될 수 있다.

본 실시예에 따른 플로팅 도크 및 이를 이용한 해양설비의 건조방법에 따르면, 플로팅 도크 내의 침수 영역을 여러 단계로 조정가능케 함으로써 복수의 해양설비를 효율적으로 건조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플로팅 도크의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 플로팅 도크의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 플로팅 도크에 있어서, 제1 단 갑판이 침수된 상태를 도시하는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 플로팅 도크에 있어서, 제2 단 갑판이 침수된 상태를 도시하는 도면이다.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플로팅 도크의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양설비의 건조방법의 개략적 순서도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양설비의 건조방법의 개략적 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예는 제한적인 것으로 의도된 것이 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플로팅 도크의 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 플로팅 도크의 평면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 플로팅 도크에 있어서, 제1 단 갑판이 침수된 상태를 도시하는 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 플로팅 도크에 있어서, 제2 단 갑판이 침수된 상태를 도시하는 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 도시된 실시예에 따른 플로팅 도크(100)는, 해양설비 건조(建造)를 위해 마련된 것으로, 본 실시예에서는 풍력발전기를 건조하기 위해 마련된 것이다. 상기 플로팅 도크(100)는 다단식 갑판을 포함하는 본체(110) 및 밸러스트 탱크(120)를 포함하여 구성된다.

상기 다단식 갑판은, 상기 해상용 조립 및 진수시키기 위해 마련된 것으로서, 서로 상이한 높이를 갖는 복수의 갑판을 포함한다. 본 실시예에서는, 상기 다단식 갑판은 아래에 위치한 제1 단 갑판(112)과, 상기 제1 단 갑판(112)보다 높은 위치에 마련된 제2 단 갑판(114)으로 형성되어 있다. 상기 제2 단 갑판(114)은 한 쌍으로 이루어져 있으며, 상기 제1 단 갑판(112)은 상기 제2 단 갑판(114) 사이에 마련되어 있다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에서의 다단식 갑판은 좌우 대칭인 형태로 마련되어 있다.

한편, 상기 제1 단 갑판(112) 및 상기 제2 단 갑판(114) 상에는, 각각 풍력발전기 타워(190a, 190b), 및 상기 풍력발전기 타워(190a, 190b)를 지지하기 위한 하부 구조물(192a, 192b)이 위치하고 있다. 작업자는 상기 각 갑판 상에서, 풍력발전기 타워(190a, 190b)와 하부 구조물(192a,192b)을 각각 제작 및 조립한다. 이 밖에, 도시되지는 않았지만, 상기 각 단의 갑판(112, 114) 상에서, 풍력발전기용 블레이드의 제작 및 조립작업도 할 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 제1 단 갑판(112) 및 상기 제2 단 갑판(114) 사이에는 작업자가 오르내릴 수 있는 계단(116)이 마련되어 있다. 따라서, 작업자는 상기 계단(116)을 통하여 신속하게 다른 갑판으로 이동하거나, 자재 등을 효율적으로 운송할 수 있어, 작업효율을 높일 수 있다.

상기 밸러스트 탱크(120)는, 상기 플로팅 도크(100)의 흘수선을 조절하기 위해 마련된 것이다. 도시된 실시예에서, 상기 밸러스트 탱크(120)는 상기 본체(110) 내의 공간에 마련되어 있다. 상기 밸러스트 탱크(120) 내의 해수량을 조절함으로써, 상기 플로팅 도크(100)의 흘수선을 조절하여 상기 플로팅 도크(100)의 침수 영역을 조정할 수 있다. 예컨대, 상기 다단식 갑판의 각 단을 잠수 또는 부상시킬 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 플로팅 도크(100)는 상기 갑판의 각 단에 위치하는 해양설비, 즉 풍력발전기 타워(190a, 190b) 또는 하부 구조물(192a, 192b)을 다른 단의 갑판으로 이동시키기 위한 크레인(150)을 더 포함할 수 있다.

이하, 상술한 실시예에 따른 플로팅 도크(100)의 작동 및 효과에 대하여 설명하기로 한다.

최초로, 도 1에 도시된 바와 같이, 밸러스트 탱크(120) 내에는 유입된 해수가 없으므로, 흘수선(11)이 다단식 갑판의 제1 단 갑판(112) 및 제2 단 갑판(114) 아래에 위치하게 된다. 따라서, 작업자는 상기 플로팅 도크(100) 전체에서 작업이 가능하다.

이 경우, 작업자는 상기 제1 단 갑판(112) 상에 위치하는 제1 해양설비, 즉 풍력발전기 타워(190a) 및 하부 구조물(192a)을 제작하고 조립한다. 조립이 완성되면 작업자는 계단(116)을 통하여 상기 제2 단 갑판(116)으로 올라가, 상기 제2 단 갑판(114) 상에 위치하는 제2 해양설비, 즉 풍력발전기 타워(190b) 및 하부 구조물(192b)의 제작 및 조립을 시작할 수 있다.

상기 제1 해양설비의 조립이 완성되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 밸러스트 탱크(120) 내에 일정량만큼의 해수를 유입시켜 상기 플로팅 도크(100)의 일정부분 만이 해수면 밑으로 가라앉도록 한다. 즉, 흘수선(11)이 상기 제1 단 갑판(112)과 상기 제2 단 갑판(114) 사이에 위치하게 된다. 따라서, 상기 제1 단 갑판(112)은 침수되고 상기 제2 단 갑판(114)은 부상된 상태가 된다. 이때, 상기 제1 해양설비는 자체부력에 의해 물에 띄워지므로, 상기 제1 해양설비의 진수작업을 수행한다. 상기 제1 단 갑판(112)만 침수되므로, 상기 제2 단 갑판(114)에서는 진수작업과 관계없이, 제2 해양설비의 조립작업이 가능하게 된다.

다음으로, 작업자가 상기 제2 단 갑판(116) 상에 위치하는 상기 제2 해양설비의 조립이 완성되면, 상기 밸러스트 탱크(120) 내로 해수를 더 많이 유입시켜 상기 플로팅 도크(100)를 최대한 수면 아래로 잠기게 한다. 즉, 본 실시예에서 상기 제1 단 갑판(112) 및 상기 제2 단 갑판(114) 전체가 해수면 밑으로 가라앉도록 한다. 즉, 흘수선(11)이 상기 제1 단 갑판(112) 및 상기 제2 단 갑판(114) 보다 위에 위치하게 된다. 따라서, 상기 제1 단 갑판(112) 및 상기 제2 단 갑판(114)은 모두 침수된 상태가 된다. 이때, 상기 제2 해양설비는 자체부력에 의해 물에 띄워지므로, 상기 제2 해양설비의 진수작업을 수행한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플로팅 도크(100)에 따르면, 플로팅 도크 내의 침수 영역을 여러 단계로 조정가능케 함으로써 복수의 해양설비를 효율적으로 건조할 수 있다. 즉, 플로팅 도크(100)가 복수의 단으로 이루어져 있기 때문에, 침수 또는 진수되지 않는 단에서는 해양설비의 조립작업이 가능해진다. 따라서, 단일의 단으로 이루어진 종래의 플로팅 도크에 비해 해양설비의 생산성이 매우 증가한다.

상술한 실시예에서, 상기 플로팅 도크(100)의 다단식 갑판이 좌우 대칭인 것을 예를 들어 설명하였다. 그러나, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 단 갑판(112) 및 제2 단 갑판(114)이 상이한 높이에 위치하는 것이기만 한다면, 비대칭의 형상을 가질 수도 있음은 물론이다. 즉, 작업 조건 및 제작되는 해양설비의 종류에 따라 풀로팅 도크(101, 102)의 제1 단 갑판(112) 및 제2 단 갑판(114)의 폭을 다르게 제작하여 작업효율을 높일 수도 있다. 즉, 조립되는 해양설비의 구성요소의 크기에 따라 이들을 보다 효율적으로 배치할 수 있도록, 상기 갑판의 폭을 다르게 설정할 수도 있다.

또한, 해양설비로서 풍력발전기를 예를 들어 설명하였나, 상기 플로팅 도크(100)를 이용하여 선박 또는 반잠수식 해양구조물 등의 다른 해양설비를 건조할 수도 있음은 물론이다.

또한, 상기 다단식 갑판이 2단으로 이루어져 있는 것을 예를 들어 설명하였으나, 작업조건 및 제작되는 해양설비의 수량 등의 조건에 따라 3단 또는 4단이나, 그 이상의 복수의 단으로 구성될 수도 있음은 물론이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 플로팅 도크를 이용하여 해양설비를 건조하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 7을 참조하면, 상기 해양설비 건조방법은, 제1 단 갑판에 위치하는 제1 해양설비를 제작 및 조립하는 단계(S101)와, 밸러스트 탱크 내에 해수를 유입시켜 상기 제1 단 갑판을 해수면 아래로 침수시키고, 조립이 완료된 상기 제1 해양설비를 자체부력으로 부상시켜 진수시키는 단계(S102)와, 상기 제1 단 갑판보다 높은 높이의 제2 갑판에 위치하는 제2 해양설비를 제작 및 조립하는 단계(S104)와, 밸러스트 탱크 내에 더 많은 해수를 유입시켜 상기 제2 단 갑판을 해수면 아래로 침수시키고, 조립이 완료된 상기 제2 해양설비를 자체부력으로 부상시켜 진수시키는 단계(S104)를 포함한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양설비의 건조방법의 개략적 순서도이다.

도 8을 참조하면, 상기 해양설비 건조방법은, 제1 단 갑판에 위치하는 제1 해양설비를 제작 및 조립하는 단계(S201)와, 밸러스트 탱크 내에 해수를 유입시켜 상기 제1 단 갑판을 해수면 아래로 침수시키고, 조립이 완료된 상기 제1 해양설비를 자체부력으로 부상시켜 진수시키는 단계(S202)와, 상기 밸러스트 탱크 내에 해수를 배출시켜 상기 제1 단 갑판을 다시 해수면 위로 부유시키는 단계(S203)와, 크레인을 이용하여 제2 단 갑판에 위치하는 제2 해양설비를 제1 단 갑판으로 이동시키는 단계(S204)와, 상기 제2 해양설비를 제작 및 조립하는 단계(S205)와, 밸러스트 탱크 내에 해수를 유입시켜 상기 제1 단 갑판을 해수면 아래로 침수시키고, 조립이 완료된 상기 제2 해양설비를 자체부력으로 부상시켜 진수시키는 단계(S206)를 포함한다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 100, 101, 102: 플로팅 도크 110: 본체
11: 흘수선 12, 120: 밸러스트 탱크
20: 선박 112: 제1 갑판
114: 제2 갑판 116: 계단
150: 크레인
190a, 190b: 풍력발전기 타워 192a, 192b: 하부 구조물

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 플로팅 도크를 이용한 해양설비의 건조방법으로서,
   제1 단 갑판에 위치하는 제1 해양설비를 조립하는 단계;
   밸러스트 탱크에 해수를 유입시켜 상기 제1 단 갑판을 침수시키는 단계;
   조립된 상기 제1 해양설비를 진수시키는 단계;
   상기 제1 단 갑판과 상이한 높이의 제2 단 갑판에 위치하는 제2 해양설비를 조립하는 단계;
   밸러스트 탱크의 해수를 유입시켜 상기 제2 단 갑판을 침수시키는 단계; 및
   조립된 상기 제2 해양설비를 진수시키는 단계;를 포함하는 해양설비의 건조방법.
7. 플로팅 도크를 이용한 해양설비의 건조방법으로서,
   제1 단 갑판에 위치하는 제1 해양설비를 조립하는 단계;
   밸러스트 탱크에 해수를 유입시켜 상기 제1 단 갑판을 침수시키고, 상기 제1 해양설비를 진수시키는 단계;
   밸러스트 탱크 내의 해수를 유출시켜 상기 제1 단 갑판을 부유시키는 단계;
   상기 제1 단 갑판과 상이한 높이의 제2 단 갑판에 위치하는 제2 해양설비를 상기 제1 단 갑판으로 이동시키는 단계;
   상기 제2 해양설비를 조립하는 단계; 및
   밸러스트 탱크에 해수를 유입시켜 상기 제1 단 갑판을 침수시키고, 조립된 상기 제2 해양설비를 진수시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양설비의 건조방법.

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