KR101471151B1 - 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 최적화 연결 구조 - Google Patents

부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 최적화 연결 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부유식 해양플랜트에서 플레어 타워와 선체 구조물의 체결을 최적화하는 구조 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선체의 주 갑판과 플레어 타워 간의 상대적인 경사나 결합 위치 등 여러 설계 변수를 합리적으로 고려하여 최적화로 연결할 수 있는 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 최적화 연결 구조 및 연결 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 연결 구조에 있어서, 선체의 주 갑판; 상기 주 갑판의 하면에 설치되는 하부 지지구조체; 상기 하부 지지구조체에 연결되며 상기 주 갑판의 상면에 설치되는 상부 지지구조체; 및 상기 상부 지지구조체의 상면에 설치되는 플레어 타워를 포함하되, 상기 상부 지지구조체는 상면이 상기 플레어 타워와의 결합시 상기 플레어 타워의 경사각을 고려하여 미리 설계된 특정 인터페이스 레벨(interface level)을 갖도록 구성된다.

Description

부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 최적화 연결 구조{OPTIMIZATION COUPLING STRUCTURE FOR FLARE TOWER AND PLANT STRUCTURE IN FLOATING OFFSHORE PLANT}
본 발명은 부유식 해양플랜트에서 플레어 타워와 선체 구조물의 체결을 최적화하는 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선체의 주 갑판과 플레어 타워의 상대적인 경사나 결합 위치 등 여러 설계 변수를 합리적으로 고려하여 플레어 타워의 하부를 최적화로 연결할 수 있는 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 최적화 연결 구조에 관한 것이다.
해저 채굴 기술의 발달과 더불어 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발에 적합한 다양한 해양플랜트가 개발되고 있다.
이러한 해양플랜트에는 부유식 해양설비, 반잠수식 해양설비, 고정식 해양설비, 승강식해양설비, 시추선 등과 같은 다양한 형태가 있다.
예를 들어, 부유식 해양설비 중 부유식 원유생산 저장설비(FPSO)는 원유의 시추 작업 등을 위하여 각종 장비가 탑재되거나 작업자의 작업대로 활용되는 다양한 역할의 구조물로서 해양의 일정한 위치에 설치된다.
이러한 부유식 원유생산 저장설비에 탑재되는 다양한 종류의 장비 중에는 플레어 타워(flare tower)가 존재한다.
플레어 타워는 해양구조물에서 시추한 원유를 정유하는 과정에서 발생하는 폐가스를 태워 없애는 장비의 총칭이다.
이러한 플레어 타워는 수직되게 마련되는 수직형 하부 타워파트(Lower Tower Part)와, 수직형 하부 타워파트의 상부에 연결되되 일측으로 대략 10도 정도 기울어져 있는 경사형 상부 타워 파트(Upper Tower Part)로 나뉘어져 있으며, 이들이 각각 선체의 상부에서 개별적으로 탑재된다.
도 1, 도 2a, 도 2b를 참조하여, 종래 기술에 따른 플레어 타워의 연결 구조를 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 플레터 타워의 연결 상태를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 2a는 종래 기술에 따른 플레어 타워의 연결 구조를 설명하기 위해 일부 발췌하여 도시한 사시도이고, 도 2b는 종래 기술에 따른 플레어 타워의 연결 구조를 설명하기 위해 일부 발췌하여 도시한 종단면도이다.
도 1, 도 2a, 및 2b에 도시된 바와 같이, 종래 플레어 타워의 연결 구조에서는 선체의 주 갑판(10) 상부에 일정각도로 경사진 상태로 플레어 타워(20)가 직접 용접된다(플레어 타워 자체 경사각 참조).
상기 주 갑판(10)의 하부에는 상기 주 갑판(10)과 결합하는 플레어 타워 지지체(30)가 수직으로 용접된다.
사면체 형태의 플레어 타워(20)는 선체 완성 후, 선체와 별도로 제작되어 주 갑판(10)의 상부에 탑재된다.
주 갑판(10) 하부에 플레어 타워 지지체(30) 결합시, 배수(排水)를 위해서 주 갑판(10)의 경사각 및 플레어 타워(20) 자체의 경사각을 고려하여 설계되는바, 플레어 타워(20)의 하부 결합 단면은 매우 복잡한 치수 정보가 요구되는 타원 형태로 형성되어 있다(파선으로 도시됨).
그러나, 종래 플레어 타워의 연결 구조에서는 일정 경사각을 갖는 주 갑판의 하부에 플레어 타워 지지체(30)가 용접되고, 상기 주 갑판의 상부에 플레어 타워(20)가 직접 용접되므로, 선체 구조를 이용하여 효율적인 지지 구조를 형성하기 까다로울 뿐만 아니라, 플레어 타워(20)가 주 갑판(10)에 위치될 때 플레어 타워(20) 자체 경사각 때문에 정확한 위치 정보를 알 수 없고, 플레어 타워(20)의 하부 보강 구조가 매우 복잡하다.
또한, 종래 플레어 타워의 연결 구조에서는 플레어 타워(20)의 하단부가 주 갑판(10)의 상부에 직접 용접되므로, 주 갑판(10)과 결합하는 지점 하부에 위치하는 플레어 타워 지지체(30)가 선체의 협소한 구역에 설치될 수 있으므로, 작업 효율이 현저히 떨어질 수 있다.
이와 같이 종래 플레어 타워의 연결 구조에서는 주 갑판의 경사각과 플레어 타워 자체의 경사각을 고려하면서 설치작업을 해야하기 때문에, 플레어 타워 결합 위치 및 형상 정보가 매우 복잡해지고, 선체 구조를 적극 이용하기 어려우며, 부재 및 작업량이 증가하는 문제점이 있으며, 이에 따라 설계 및 제작 오류 가능성이 매우 높아지고, 플레어 타워의 크기에 따라 설치 및 보강 방법이 달리 적용해야 하는 문제점이 있다.
이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명은 선체의 주 갑판과 플레어 타워의 경사각의 영향을 받지 않도록 하여 설계 및 제작 오류 가능성을 현저히 감소시키며, 가장 적합한 위치에서의 설치 및 보강이 유리하며, 통일된 보강방법의 적용이 가능한 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 최적화 연결 구조를 제공하고자 하는 것이다.
삭제
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 연결 구조에 있어서, 선체의 주 갑판; 상기 주 갑판의 하면에 설치되는 하부 지지구조체; 상기 하부 지지구조체에 연결되며 상기 주 갑판의 상면에 설치되는 상부 지지구조체; 및 상기 상부 지지구조체의 상면에 설치되는 플레어 타워를 포함하되, 상기 상부 지지구조체는 상면이 상기 플레어 타워와의 결합시 상기 플레어 타워의 경사각을 고려하여 미리 설계된 특정 인터페이스 레벨(interface level)을 갖도록 구성된다.
상기 플레어 타워의 하부 결합 단면이 원형으로 형성될 수 있으며, 상기 하부 지지구조체와 상부 지지구조체는 수직으로 결합하도록 구성된다.
상기 상부 지지구조체와 상기 하부 지지구조체는 별도의 부재로 형성될 수도 있고, 일체의 부재로 형성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 타 측면에 따르면, 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 연결 방법에 있어서, 소정 경사도를 갖는 선체의 주 갑판의 하면에 하부 지지구조체를 수직으로 설치하고; 상기 주 갑판에 상부 지지구조체를 수직으로 설치하며; 상기 상부 지지구조체의 상면에 플레어 타워를 설치하되, 상기 상부 지지구조체는 상면이 상기 플레어 타워와의 결합시 상기 플레어 타워의 경사각을 고려하여 미리 설계된 특정 인터페이스 레벨(interface level)을 갖도록 구성한다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 선체의 주 갑판과 플레어 타워의 경사각의 영향을 받지 않도록 하여 설계 및 제작 오류 가능성을 현저히 감소시키며, 가장 적합한 위치에서의 설치 및 보강이 유리하며, 통일된 보강방법의 적용이 가능하다.
또한 본 발명에 따르면, 선체 구조물을 적극 이용할 수 있는 위치에 플레어 타워 간의 연결 구조를 구성함으로써, 부재 및 작업량을 대폭 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 플레터 타워와 선체 구조물의 연결 상태를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 평면도
도 2a는 종래 기술에 따른 플레어 타워의 연결 구조를 설명하기 위해 일부 발췌하여 도시한 사시도
도 2b는 종래 기술에 따른 플레어 타워의 연결 구조를 설명하기 위해 일부 발췌하여 도시한 종단면도
도 3은 본 발명에 따른 플레터 타워와 선체 구조물의 연결 상태를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 평면도
도 4a는 본 발명에 따른 플레어 타워와 선체 구조물의 연결 구조를 설명하기 위해 일부 발췌하여 도시한 사시도
도 4b는 본 발명에 따른 플레어 타워와 선체 구조물의 연결 구조를 설명하기 위해 일부 발췌하여 도시한 종단면도
이하에서 설명되는 본 발명에 따른 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 최적화 연결 구조 및 연결 방법은, 부유식 해양설비, 반잠수식 해양설비, 고정식 해양설비, 승강식 해양설비, 시추선 등 플레어 타워 또는 이에 상응하는 설비가 설치되는 해양플랜트에 적용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 부유식 원유생산저장설비인 LNG-FPSO나 OIL-FPSO에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 최적화 연결 구조 및 연결 방법은 선체 구조물의 갑판과 플레어 타워 간의 상대적인 경사나 결합 위치 등 여러 설계 변수를 합리적으로 고려하여 최적화로 연결될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 최적화 연결 구조를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 최적화 연결 구조에 대하여, 도 3, 도 4a, 4b를 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 플레터 타워와 선체 구조물의 연결 상태를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 4a는 본 발명에 따른 플레어 타워와 선체 구조물의 연결 구조를 설명하기 위해 일부 발췌하여 도시한 사시도이며, 도 4b는 본 발명에 따른 플레어 타워와 선체 구조물의 연결 구조를 설명하기 위해 일부 발췌하여 도시한 종단면도이다.
도 3, 도 4a, 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 최적화 연결 구조에서는, 소정 경사도를 갖는 선체의 주 갑판(100); 상기 주 갑판(100)의 하면에 설치되는 하부 지지구조체(200); 상기 주 갑판(100)을 통해 하부 지지구조체(200)에 연결되고 상기 주 갑판(100)의 상면에 설치되는 상부 지지구조체(300); 및 상기 상부 지지구조체(300)의 상면에 설치되는 플레어 타워(400)를 포함한다.
선체의 주 갑판(100)은 앞서서도 설명한 바와 같이 원활한 배수를 위하여 소정 각도로 경사져 이루어진다. 참고로, 플레어 타워(400)의 경사각도는 15도를 넘치 않도록 설계되는 것이 보통이지만, 최대 30도를 넘지 않도록 한다.
상기 하부 지지구조체(200)는 주 갑판(100)의 하면에 대하여 수직으로, 다시 말해서 후술할 상부 지지구조체(300)와 수직으로 결합되어 시공된다. 상기 하부 지지구조체(200)와 상부 지지구조체(300)가 수직으로 결합됨으로써, 주 갑판(100)의 경사와 무관하게 정확한 하중 전달이 가능하고, 단순한 위치 및 형상 정보로 설계 및 제작 오류 가능성을 낮출 수 있다.
상기 상부 지지구조체(300)는 주 갑판(100)의 상면에 대하여 수직으로 결합되며, 상면에는 플레어 타워(400)와의 결합시 플레어 타워의 경사각을 고려하여 미리 설계된 특정 상면(인터페이스 레벨(interface level))을 갖는다.
다시 말해서, 상기 상부 지지구조체(300)는 그 하부면이 주 갑판(100) 및/또는 하부 지지구조체(300)에 대하여 수직 결합되고, 상부면은 플레어 타워(400)와의 결합을 위한 특정 인터페이스 레벨을 갖도록 설계되어 설치된다.
이와 같은 상부 지지구조체(또는 수직 지지구조체)의 시공을 통해, 주 갑판의 하부 지지구조체(300)의 위치 선정이 용이하고, 선체 구조를 효율적으로 이용할 수 있다. 또한, 특정한 인터페이스 레벨을 활용함으로써 플레어 타워(400) 위치 및 결합면 형상 정보를 단순화할 수 있다.
그리고 플레어 타워(400)는 미리 설계되어 특정된 상부 지지구조체(300)의 상면에 대하여 소정 경사각 또는 자체 경사각을 갖고 상부 지지구조체(300)에 결합된다.
상기한 구성요소들에서 상부 지지구조체 및 플레어 타워의 연결 단면 형태는 원형 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라 플레어 타워의 크기에 관계없이 동일한 보강 방법을 적용할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 최적화 연결 방법은 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 연결 방법으로, 소정 경사도를 갖는 선체의 주 갑판의 하면에 하부 지지구조체를 수직으로 설치하고; 상기 주 갑판에 상부 지지구조체를 수직으로 설치하며; 상기 상부 지지구조체의 상면에 플레어 타워를 설치하되, 상기 상부 지지구조체는 상면이 상기 플레어 타워와의 결합시 상기 플레어 타워의 경사각을 고려하여 미리 설계된 특정 인터페이스 레벨(interface level)을 갖도록 한다.
상기 하부 지지구조체(200)는 주 갑판(100)의 하면에 대하여 수직으로, 다시 말해서 후술할 상부 지지구조체(300)와 수직으로 결합되어 시공된다.
상기 상부 지지구조체(300)는 주 갑판(100)의 상면에 대하여 수직으로 결합되며, 상면에는 플레어 타워(400)와의 결합시 플레어 타워의 경사각을 고려하여 미리 설계된 특정 상면(인터페이스 레벨(interface level))을 갖는다.
다시 말해서, 상기 상부 지지구조체(300)는 그 하부면이 주 갑판(100) 및/또는 하부 지지구조체(300)에 대하여 수직 결합되고, 상부면은 플레어 타워(400)와의 결합을 위한 특정 인터페이스 레벨을 갖도록 설계되어 설치된다.
그리고, 플레어 타워(400)는 미리 설계되어 특정된 상부 지지구조체(300)의 상면에 대하여 소정 경사각 또는 자체 경사각을 갖고 상부 지지구조체(300)에 결합된다.
상기와 같이 구성되는 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 최적화 연결 구조 및 연결 방법은, 선체의 주 갑판과 플레어 타워의 경사각의 영향을 받지 않도록 하여 설계 및 제작 오류 가능성을 현저히 감소시키고, 가장 적합한 위치에서의 설치 및 보강이 유리하고, 통일된 보강방법의 적용이 가능하며, 선체 구조물을 적극 이용할 수 있는 위치에 플레어 타워 간의 연결 구조를 구성함으로써 부재 및 작업량을 대폭 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 최적화 연결 구조 및 연결 방법은, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시 예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
100: 주 갑판
200: 하부 지지구조체
300: 상부 지지구조체(수직 지지구조체)
400: 플레어 타워

Claims (12)

  1. 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 연결 구조에 있어서,
    선체의 주 갑판; 상기 주 갑판의 하면에 설치되는 하부 지지구조체; 상기 하부 지지구조체에 연결되며 상기 주 갑판의 상면에 설치되는 상부 지지구조체; 및 상기 상부 지지구조체의 상면에 설치되는 플레어 타워;를 포함하되,
    상기 상부 지지구조체는 상면이 상기 플레어 타워와의 결합시 상기 플레어 타워의 경사각을 고려하여 미리 설계된 특정 인터페이스 레벨(interface level)을 갖도록 구성되며,
    상기 하부 구조체는 상기 상부 지지구조체와 수직으로 결합되어 상기 주 갑판의 경사와 무관하게 하중전달이 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 연결 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 플레어 타워의 하부 결합 단면이 원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 연결 구조.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 지지구조체와 상기 하부 지지구조체는 별도의 부재로 형성되는 것을 특징으로 하는 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 연결 구조.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 지지구조체와 상기 하부 지지구조체는 일체의 부재로 형성되는 것을 특징으로 하는 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 연결 구조.
  6. 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 연결 구조에 있어서,
    선체의 주 갑판; 상기 주 갑판의 하면에 설치되는 하부 지지구조체; 상기 주 갑판의 상면에 설치되는 상부 지지구조체; 및 상기 상부 지지구조체의 상면에 설치되는 플레어 타워;를 포함하되, 상기 하부 지지구조체와 상기 상부 지지구조체는 일직선상으로 연장되도록 상기 주 갑판에 설치되어 상기 주 갑판의 경사와 무관하게 하중전달이 가능하게 구성된 것을 포함하는 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 연결 구조.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 하부 지지구조체와 상부 지지구조체는 해수면과 수직방향으로 상기 주 갑판과 결합하도록 구성되는 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 연결 구조.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 상부 지지구조체는 상면이 상기 플레어 타워와의 결합시 플레어 타워의 경사각을 고려하여 미리 설계된 특정 인터페이스 레벨(interface level)을 갖도록 구성되는 부유식 해양플랜트용 플레어 타워와 선체 구조물의 연결 구조.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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