KR101358136B1 - 터렛 무어링 시스템 - Google Patents

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서장훈
유영목
황창호
김병우
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

터렛 무어링 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 터렛 무어링 시스템은 상하로 관통된 선체의 문풀에 설치되며, 문풀 상부에 마련된 상부베어링에 의해 지지되는 상부몸체와 다각형 형상의 하부몸체를 포함하는 터렛; 및 하부몸체의 외주면 모서리에 마련된 슬라이딩부;를 포함한다.

Description

터렛 무어링 시스템{TURRET MOORING SYSTEM}
본 발명은 터렛 무어링 시스템에 관한 것이다.
부유식 원유생산 및 저장설비(FPSO, Floating Production Storage Offloading) 및 부유식 저장설비(FSO, Floating Storage Offloading)와 같은 선박(해양구조물)은 해상의 작업위치에 계류상태를 유지하면서 작업을 수행한다.
이때, 터렛 무어링 시스템(Turret mooring system)은 선박으로부터 내린 체인 등을 해저면에 고정시키는 방식으로 선박을 해상의 작업위치에 계류시킨다. 또, 터렛 무어링 시스템은 파도, 해류, 바람, 너울의 영향이 크고 해상 조건이 열악한 곳에서 선박에 외력이 가해질 때 선박이 터렛(Turret)을 중심으로 자연스럽게 회전할 수 있도록 한다. 여기서, 터렛은 해저 유정에 설치된 라이저 등을 포함하는 파이프와 선박을 서로 연결시킨다. 라이저는 유정에서 채취한 석유, 천연 가스 등을 선박의 저장공간으로 이동시키는 파이프이다.
터렛은 상술한 바와 같이 외력에 의한 하중으로부터 선박을 보호하며, 선박에 가해지는 풍하중, 파랑하중 등에 의한 영향을 최소한으로 줄이기 위해 선박의 회전축 역할을 수행한다. 이를 위해 터렛은 하부베어링과 상부베어링에 의해 지지되어 선박의 문풀에 설치될 수 있다. 하부베어링은 수평베어링(Radial bearing)을 포함할 수 있고, 상부베어링은 수직베어링(Vertical bearing)과 수평베어링을 포함할 수 있다. 여기서, 상부베어링은 롤러베어링으로 구현될 수 있으며, 하부베어링은 패드베어링으로 구현될 수 있다. 상부베어링은 터렛 전체의 중량 및 수직하방향의 계류하중과 라이저 하중을 견딜 수 있도록 설계된다. 이러한 터렛은 계류삭이 연결되는 부분에서 상갑판까지 원통형상의 몸통을 가지고 있으며, 그 내부로 계류삭 및 생산용 라이저 등을 보호하기 위한 튜브가 배치된다.
그러나, 터렛을 원통 형상으로 제작하기 위해서는 곡면 용접이 필요하며, 곡면 용접의 경우 철판을 구부리기 위해서 열처리, 커팅 및 결합 등에 고도의 기술이 필요하다. 한편, 한국공개특허 제2010-0124734호는 터렛 무어링 시스템의 일 예를 제시하고 있으며, FPSO와 같은 선박이 터렛을 중심으로 회전하도록 하는 기술을 개시한 바 있다.
특허문헌1: 한국공개특허 제2010-0124734호(2010.11.29 공개)
본 발명의 실시 예는 터렛을 다각형 형상으로 제작하여, 터렛 제작의 효율성을 높일 수 있는 터렛 무어링 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상하로 관통된 선체의 문풀에 설치되며, 상기 문풀 상부에 마련된 상부베어링에 의해 지지되는 상부몸체와 다각형 형상의 하부몸체를 포함하는 터렛; 및 상기 하부몸체의 외주면 모서리에 마련된 슬라이딩부;를 포함하는 터렛 무어링 시스템이 제공될 수 있다.
상기 하부몸체는 복수의 플레이트로 구성되고, 상기 플레이트는 서로 용접에 의해 접합될 수 있다.
상기 슬라이딩부의 하부는 상기 플레이트 간에 형성하는 모서리각에 대응되는 형상으로 마련될 수 있다.
상기 하부몸체는 정다각형 형상으로 마련되고, 상기 플레이트의 개수는 3개 이상으로 구성될 수 있다.
상기 슬라이딩부는 패드베어링을 포함하고, 상기 하부몸체의 각 모서리 부위에 일정 거리 이격되게 마련될 수 있다.
상기 슬라이딩부는 상기 하부몸체의 상측 및 하측의 각 모서리 부위에 교호로 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 터렛 무어링 시스템은 터렛을 다각형 형상으로 제작하여, 터렛 제작의 효율성을 높일 수 있다.
또, 문풀 내측 부위와 접촉되는 터렛의 각 모서리 부위에 슬라이딩부를 마련하여 선박이 터렛 몸체를 중심으로 자연스럽게 회전할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터렛 무어링 시스템을 구비한 선박의 단면도이다.
도 2는 상기 도 1의 터렛 무어링 시스템의 터렛이 문풀에 설치된 형태를 사시도로 도시한 것이다.
도 3은 상기 도 2의 터렛 무어링 시스템의 터렛 몸체 및 몸체의 모서리 부위에 장착된 슬라이딩부를 평면도로 도시한 것이다.
도 4는 상기 도 3의 슬라이딩부의 배치 형태의 다른 예를 도시한 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터렛 무어링 시스템을 구비한 선박의 단면도이다. 그리고 도 2는 도 1의 터렛 무어링 시스템의 터렛이 문풀에 설치된 형태를 사시도로 도시한 것이다. 그리고 도 3은 도 2의 터렛 무어링 시스템의 터렛 몸체 및 몸체의 모서리 부위에 장착된 슬라이딩부를 평면도로 도시한 것이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 선박용 터렛 무어링 시스템(100)은 선박(1)을 해상의 작업위치에 계류시킨다. 여기서, 선박(1)은 부유식 원유생산 및 저장설비(FPSO)나 부유식 저장설비(FSO)처럼 해상에 계류된 상태에서 작업을 수행하고, 필요 시 이동이 가능한 부유식 구조물을 포함한다. 터렛 무어링 시스템(100)은 파도, 해류, 바람, 너울 등의 영향으로 선박(1)에 외력이 작용할 때 선박(1)이 계류 상태에서 회전하도록 한다.
이러한 터렛 무어링 시스템(100)은 상하로 관통된 선체(2)의 문풀(10)에 설치된 터렛(20)과 터렛(20)에 부착된 슬라이딩부(25)를 포함한다. 여기서, 터렛(20) 상측에는 통상적으로 멀티 스위벌(Swivel) 어셈블리로서, 프로세스 유체와 다른 시그널을 터렛(20)으로부터 프로세스 플랜트로 전달하는 FTS(Fluid Transfer System)(6)와, 매너폴드로서 FTS(6)와 터렛(20)을 연결하는 링크를 제공하는 TTS(Turret Transfer System)(5)가 설치된다.
터렛(20)은 선체(2)의 문풀(10) 상부에 마련된 상부베어링(시스템)(27)에 의해 지지되는 상부몸체(21)와, 선체(2)의 문풀(10) 내측 부위와 접촉되는 다각형 형상의 하부몸체(22)를 포함한다.
상부몸체(21)는 선체(2)의 문풀(10) 상부에 마련된 상부베어링(27)에 의해 지지되는 플랜지부(24)를 포함한다. 상부베어링(27)은 수직베어링(Vertical bearing)으로 마련되며, 예컨대 롤러 타입으로 구현될 수 있다. 이러한 상부베어링(27)은 문풀(10) 상부의 주변부에 설치되어 선체(2)의 문풀(10)에 터렛(20)을 연결 및 정렬시킨다. 이하에서는 상부몸체(21)가 원형으로 마련된 것을 예로 들어 설명하지만, 하부몸체(22)와 상부몸체(21) 모두 동일한 다각형 형상으로 마련될 수 있다.
하부몸체(22)는 선박(1)이 회전하는 회전축 역할을 하며, 복수의 플레이트(P)가 결합된 다각형 형상의 케이스로 마련될 수 있다. 여기서, 종래에는 통상적으로 터렛이 원통형으로 제작되었다. 따라서, 터렛을 원통 형상으로 제작하기 위해서는 곡면 용접이 필요하며, 곡면 용접의 경우 철판을 구부리기 위해서 열처리, 커팅 및 결합 등에 고도의 기술이 필요하다. 또, 선박의 각 구획은 대부분 사각, 직선으로 구분되어 제작되는데, 종래에는 터렛이 원통형으로 제작될 경우, 터렛와 선체 사이에 상당한 빈 공간이 생기게 되고, 이로 인해 터렛 설치작업의 효율성이 떨어졌다. 본 발명의 실시 예를 통해 통상적으로 사각, 직선으로 구분되는 선박의 구획에 맞도록 터렛(20)이 다각형 형상으로 구현됨으로써, 보다 최적화된 터렛 설치작업이 이루어질 수 있다. 이때, 문풀(10)은 원형 또는 터렛(20)의 하부몸체(22)에 대응되는 다각형 형상으로 마련될 수 있다.
터렛(20)의 하부몸체(22)를 구성하는 상술한 각 플레이트(P)는 서로 용접에 의해 접합될 수 있다. 예컨대, 하부몸체(22)는 정다각형 형상으로 마련될 수 있다. 또, 플레이트(P)의 개수는 3개 이상으로 마련될 수 있으며, 하부몸체(22)는 플레이트(P)의 개수에 따라 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 형태로 제작된다. 이하에서는 육각형 형상으로 하부몸체(22)가 마련된 것을 예로 들어 설명한다.
이와 같이, 각각의 플레이트(P) 용접에 의해 마련된 하부몸체(22)는 플레이트(P) 개수에 대응되는 모서리를 형성한다. 하부몸체(22) 외주면의 상측과 하측 모서리에는 후술할 슬라이딩부(25)가 설치될 수 있다. 이때, 하부몸체(22)의 상측 모서리에 마련된 슬라이딩부(25)와 접촉되는 문풀(10) 상부의 내측 주변부에 제1수평베어링(Radial bearing)(31)이 마련될 수 있다. 또, 하부몸체(22)의 하측 모서리에 마련된 슬라이딩부(25)와 접촉되는 문풀(10) 하부의 내측 주변부에 제2수평베어링(32)이 마련될 수 있다. 제1수평베어링(31)과 제2수평베어링(32)은 예컨대, 패드베어링으로 각각 구현될 수 있다.
또, 하부몸체(22)는 하부에 선체(2)와 해저면 또는 해저유정을 연결시키는 칼럼(23, 도 1 참조)을 결속시키는 무어링테이블(40)을 마련한다. 여기서, 칼럼(23)은 라이저(Riser)), 엄빌리컬(Umbilical) 및 무어링체인(Mooring chain) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 라이저, 엄빌리컬, 무어링체인은 튜브(Tube) 속에 내삽되어 보호될 수 있다.
도 2와 도 3을 참조하면, 슬라이딩부(25)는 하부몸체(22)의 모서리에 마련되며, 예컨대 패드베어링으로 구현될 수 있다. 슬라이딩부(25)는 하부몸체(22)의 상측에 배치된 제1슬라이딩부(25a)와 하측에 배치된 제2슬라이딩부(25b)를 포함할 수 있다. 제1슬라이딩부(25a)와 제2슬라이딩부(25b)는 하부몸체(22)의 각 모서리 부위에 일정 거리 이격되게 설치될 수 있다. 하부몸체(22)에 접촉되는 슬라이딩부(25)의 하부는 하부몸체(22)의 모서리각(θ)에 대응되는 각도로 마련되어, 하부몸체(22)의 모서리에 밀착되게 장착될 수 있다. 이때, 몸체(21,22) 및 몸체(21,22) 상부 구조물의 하중이 대부분 상부베어링(27)에 의해 지지되고 있으므로, 다른 실시 예에서 슬라이딩부(25)는 하부몸체(22) 하측의 각 모서리 부위에만 설치될 수도 있다. 참고로, 도 3에서는 문풀(10)이 원형으로 도시되었지만, 터렛(20)의 하부몸체(22)에 대응되는 다각형 형상으로 마련될 수도 있다.
도 4는 도 3의 슬라이딩부의 배치 형태의 다른 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 상술한 제1슬라이딩부(25a)와 제2슬라이딩부(25b)는 하부몸체(22)의 상측 및 하측의 각 모서리 부위에 교호로 배치될 수 있다. 여기서, 제1슬라이딩부(25a)와 제2슬라이딩부(25b)가 하부몸체(22)의 상측 및 하측의 각 모서리 부위에 교호로 배치되더라도 외력에 의한 선박(1)의 회전은 자연스럽게 이루어지게 된다. 즉, 몸체(21,22) 상부 구조물의 하중이 대부분 상부베어링(27)에 의해 지지된 상태에서, 하부몸체(22)의 상측과 하측에 교호로 배치된 제1슬라이딩부(25a)와 제2슬라이딩부(25b)가 문풀(10) 내측 주변부에 설치된 제1수평베어링(31) 및 제2수평베어링(32)과 접촉하며 하부몸체(22)의 양쪽 상하측에서 수평 방향의 하중을 효과적으로 지지할 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
1: 선박 10: 문풀
20: 터렛 21: 상부몸체
22: 하부몸체 25: 슬라이딩부
100: 터렛 무어링 시스템 P: 플레이트

Claims (6)

  1. 상하로 관통된 선체의 문풀에 설치되며, 상기 문풀 상부에 마련된 상부베어링에 의해 지지되는 상부몸체와 다각형 형상의 하부몸체를 포함하는 터렛; 및
    상기 하부몸체의 외주면 모서리에 마련된 슬라이딩부;를 포함하는 터렛 무어링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부몸체는 복수의 플레이트로 구성되고, 상기 플레이트는 서로 용접에 의해 접합된 터렛 무어링 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 슬라이딩부의 하부는 상기 플레이트 간에 형성하는 모서리각에 대응되는 형상으로 마련된 터렛 무어링 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 하부몸체는 정다각형 형상으로 마련되고, 상기 플레이트의 개수는 3개 이상으로 구성된 터렛 무어링 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 슬라이딩부는 패드베어링을 포함하고, 상기 하부몸체의 각 모서리 부위에 일정 거리 이격되게 마련된 터렛 무어링 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 슬라이딩부는 상기 하부몸체의 상측 및 하측의 각 모서리 부위에 교호로 배치된 터렛 무어링 시스템.
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