KR101605336B1 - 풀리 타입의 다점 계류 시스템 및 그 방법, 그리고 이를 포함하는 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 계류 라인이 로드 이퀼라이저에 풀리로 연결되면서 계류 라인에 동일한 장력이 발생되어 극한 환경 하중 하에서도 하중을 분산시켜 안전성을 높일 수 있도록 한 풀리 타입의 다점 계류 시스템 및 그 방법, 그리고 이를 포함하는 선박 또는 해양구조물에 관한 것으로, 선체(100)에 설치되는 다수의 클러스터(110)에 설치되는 다점 계류 시스템에 있어서, 상기 선체(100)에 설치되는 윈치(120)에 연결되는 페어리드(200); 상기 페어리드(200)에 연결되는 로드 이퀼라이저(300); 상기 로드 이퀼라이저(300)에 설치되는 풀리(400); 상기 풀리(400)에 연결되어 선박 또는 해양구조물을 계류하는 다수의 계류 라인(500);을 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

풀리 타입의 다점 계류 시스템 및 그 방법, 그리고 이를 포함하는 선박{SPREAD MOORING DEVICE FOR PULLEY TYPE AND ITS METHOD, AND SHIP INCLUDING THE SAME}

본 발명은 풀리 타입의 다점 계류 시스템 및 그 방법, 그리고 이를 포함하는 선박 또는 해양구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 계류 라인이 로드 이퀼라이저에 풀리로 연결되면서 계류 라인에 동일한 장력이 발생되어 극한 환경 하중 하에서도 하중을 분산시켜 안전성을 높일 수 있도록 한 풀리 타입의 다점 계류 시스템 및 그 방법, 그리고 이를 포함하는 선박 또는 해양구조물에 관한 것이다.

일반적으로 FPSO(Floating Production Storage and Offloading)는 부유식 원유생산 저장 및 하역설비로서, 해양 플랜트나 드릴 쉽 등에서 채굴한 심해저 유전의 원유를 정제하고 이를 저장해서 셔틀 탱커(Shuttle Tanker)나 기타 이송 설비에 하역을 할 수 있게 하는 특수한 선박에 해당한다.

이러한 해양구조물은 그 구성에 따라 크게 원유를 저장하는 기능을 수행하는 하부 선체구조물(Hull)과, 원유를 생산하고 그 처리 기능을 담당하는 상부설비(Topsides)로 구분될 수 있다.

또한, 해양구조물은 해상에서 특정의 위치로 계류할 수 있게 하는 계류 설비(Mooring equipment)를 구비하는 데, 이와 같은 계류 설비는 선체구조물의 전 둘레에 걸쳐 다수의 개소로 마련된다.

한편, 부유식 해양구조물은 해상의 작업환경에서 지속적으로 해저의 유전을 채굴해야 하기 때문에 매우 거친 생존의 조건하에서도 그 위치를 안정적으로 고수해야 하므로 플랫폼의 위치 제어기술은 구조물의 설계에 있어 매우 중요한 부분을 차지하게 된다.

종래 해양구조물에 대한 위치 제어기술은 크게 수동형 제어와 능동형 제어로 구분될 수 있고, 수동형 제어에는 일점 계류 시스템(Turret mooring system), 다점 계류 시스템(Spread mooring system), 및 인장 계류 시스템(Tension leg system) 등이 있으며, 능동형 제어에는 자동위치유지 시스템 등이 있다.

일례로, 종래 다점 계류 시스템은 해저로 내려진 계류 체인(Mooring chain)을 본선의 계류 플랫폼(Mooring platform)으로 끌어 올려 적정의 장력을 확보한 다음 잉여의 계류 체인을 체인로커의 내부에 집어넣는 일련의 작업 과정을 필요로 하게 된다.

이에 따라, 종래 부유식 해양구조물에서 다점 계류 작업을 수행할 때에는 해저에 있는 계류 체인을 본선의 계류 플랫폼으로 끌어올린 상태에서 임시로 계류 체인을 고박하여 고정해야 하는 데, 이를 위해서는 계류 체인의 임시 고박을 위한 별도의 설비를 반드시 갖추어야 한다.

즉, 종래 FPSO류의 해양구조물에 있어 다점 계류 작업(Spread mooring hook up operation)은 해저 바닥에 미리 설치된 여러 가닥의 계류 체인(Mooring chain)을 본선 측면 하부의 페어리드 휠(Fairlead wheel)을 통과시킨 후 본선 측면을 통해 본선 측면 상부에 위치한 체인 스톱퍼(Chain stopper)를 지나서 체인 로커의 내부로 체인을 집어넣게 된다.

여기서 페어리드 휠은 해저로부터 본선으로 향하는 체인의 방향을 본선 상부 수직방향으로 전환시켜주는 역할을 하며 체인 스톱퍼(Chain stopper)는 해저로부터 올라오는 체인의 막대한 중량을 받아주며 체인을 고정하는 역할을 한다.

따라서 본 시스템을 적용할 경우 본선 하부의 페어리드 휠(Fairlead wheel)로부터 본선 측면부분과 본선 상부의 체인스톱퍼(Chain stopper)에 이르는 모든 구역이 계류 체인의 중량을 견딜 수 있게 강력하게 구조 보강이 필요하다.

도 1은 종래의 다점 계류 시스템이 설치된 선박 또는 해양구조물을 도시한 예시도이며, 도 2는 종래의 다점 계류 시스템을 도시한 예시도이다.

도 1에서와 같이, 종래에는 선체(10)에 4개의 클러스터(11)가 구비되며 이때 하나의 클러스터(11)에는 4개의 계류 라인(20)이 설치되어 있는데, 이때 환경 하중에 의해 해양구조물이 운동을 할 경우에 가장자리에 있는 계류 라인(20)에서 큰 장력이 발생하여 계류 라인(20)이 손상 또는 끊어질 위험이 있다.

또한, 도 2에서와 같이 종래의 다점 계류 시스템(spread mooring system)은 하나의 클러스터(11) 내 4개의 계류 라인(20)이 페어리드(30)를 통해 선체(10)에 각각 연결된다.

그러나, 선체(10)와 연결시에는 계류 라인(20) 마다 원하는 장력이 나오도록 체인을 잘라 설치하므로, 전체 16개의 계류 라인을 일일이 장력을 확인하고 체인 절삭 및 연결하기에 상당한 시간이 소요된다.

또한, 계류 라인(20)의 줄을 감거나 푸는 윈치(40)는 대개 클러스터 2개당 하나이므로 8개의 계류 라인 하나씩 따로 연결하여 조정 후 다른 하나를 다시 연결해야 하는 번거로움이 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2014-0002122호(2014.01.08.공개)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 다수의 계류 라인이 풀리에 연결되고 풀리가 로드 이퀼라이저(load equalizer)에 설치됨으로써 환경 하중 하에서 선박 또는 해양구조물의 운동이 발생하더라도 클러스터 내의 계류 라인들의 장력을 동일하게 유지할 수 있어 설치를 비롯한 페어리드(fairlead) 장비 및 윈치 이용을 최소화할 수 있도록 하는 풀리 타입의 다점 계류 시스템 및 그 방법, 그리고 이를 포함하는 선박 또는 해양구조물을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시 예에 따르면, 선체에 설치되는 다수의 클러스터에 설치되는 다점 계류 시스템에 있어서, 상기 선체에 설치되는 윈치에 연결되는 페어리드; 상기 페어리드에 연결되는 로드 이퀼라이저; 상기 로드 이퀼라이저에 설치되는 풀리; 상기 풀리에 연결되어 선박 또는 해양구조물을 계류하는 다수의 계류 라인;을 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 페어리드는 다수의 계류 라인이 폴리와 로드 이퀼라이저로 연결됨에 따라 종래에서처럼 계류 라인 마다 각각의 페어리드가 설치될 필요 없이 하나로 구성되어진다.

상기 풀리는 다수의 계류 라인을 연결할 수 있도록 복수로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 다수의 계류 라인을 설치하는 다점 계류 방법에 있어서, 선체의 윈치에 하나의 페어리드가 설치되는 단계; 상기 페어리드에 로드 이퀼라이저가 설치되는 단계; 상기 로드 이퀼라이저에 다수의 계류 라인이 연결되면서 환경 하중 하에서 계류 라인의 장력을 동일하게 유지할 수 있도록 풀리가 연결되는 단계;를 포함한다.

이때, 본 발명의 풀리는, 다수의 계류 라인이 연계되어 연결되도록 복수로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다점 계류 장치 및 방법에 따른 효과를 살펴보면 아래와 같다.

첫째, 다수의 계류 라인을 로드 이퀼라이저를 통해 풀리로 연결함으로써 환경 하중 하에서 해양구조물의 운동이 발생하더라도 하중이 분산되면서 장력을 동일하게 유지할 수 있어 안전성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 종래에서처럼 각각의 계류 라인 마다 모두 16개를 선체에 설치하는 시간이 해상에서 대략 한 달이 소요되는 반면, 본 발명은 다수의 계류 라인이 풀리로 연결됨에 따라 종래에 비해 최소 4배 이상의 시간을 감소할 수 있으며, 또한 윈치 이용에도 계류 라인을 줄일 수 있음과 마찬가지로 페어리드 개수도 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 다점 계류 시스템이 설치된 선박 또는 해양구조물을 도시한 예시도.
도 2는 종래의 다점 계류 시스템을 도시한 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 다점 계류 시스템을 도시한 일실시 예도.
도 4는 본 발명에 따른 다점 계류 방법을 도시한 블록도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 다점 계류 시스템을 도시한 일실시 예도이며, 도 4는 본 발명에 따른 다점 계류 방법을 도시한 블록도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 다점 계류 시스템은, 선체(100)의 클러스터(110)에 설치되는 윈치(120), 상기 윈치(120)에 연결되는 페어리드(200), 상기 페어리드(200)에 연결되는 로드 이퀼라이저(300), 상기 로드 이퀼라이저(300)에 다수의 계류 라인(500)을 연결하는 풀리(400)를 포함하여 구성된다.

상기 윈치(120)는 다수의 계류 라인(500)이 풀리(400)로 연결되어 각각의 클러스터(110)에 설치되는 다수의 계류 라인(500)을 따로 연결하여 조정할 필요 없이 2개의 클러스터(110)에 풀리(400)로 연결되는 하나씩의 계류 라인(500)만 연결하여 조정하게 된다.

즉, 상기 윈치(120)는 다수의 계류 라인(500)이 윈치(120)에 직접 연결되지 않고 풀리(400)에 연결되면서 하나의 로드 이퀼라이저(300)에 연결되어 계류 라인(500)을 감거나 풀기 위해 윈치(120)를 작동시키는 모터(도시하지 않음)에 과부하가 발생되지 않게 된다.

상기 윈치(120)에 연결되는 페어리드(200)는, 상기 다수의 계류 라인(500)이 풀리(400)로 연결되면서 로드 이퀼라이저(300)에 연결되어 상기 로드 이퀼라이저(300)를 연결하기 위해 종래에서처럼 다수의 계류 라인을 각각 연결하기 위해 다수로 구성되지 않고 하나의 로드 이퀼라이저(300)를 연결할 수 있도록 하나만 구성되어도 안전하게 설치할 수 있다.

상기 풀리(400)는 다수의 계류 라인(500)이 서로 연계될 수 있도록 복수로 구성되어진다.

또한, 상기 풀리(400)는 복수로 형성되면서 다수의 계류 라인(500)의 동력을 동일하게 유지할 수 있도록 상,하로 번갈아가면서 구성되어짐이 바람직한 것이다.

그리고, 상기의 풀리(400) 중 상부에 형성되는 풀리(400)는 로드 이퀼라이저(300)에 회전 가능하게 힌지(h)로 연결되어진다.

이때, 상기 풀리(400)에 연결되는 계류 라인(500)은 로드 이퀼라이저(300)에 연결되어진다.

상술한 구성을 갖는 본 발명의 다점 계류 시스템은 다수의 계류 라인(500)을 풀리(400)로 연결하는 풀리 타입의 다점 계류 시스템을 포함하는 선박 또는 해양구조물에 적용되어진다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다점 계류 방법을 설명하는 블록도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다점 계류 방법은, 선체(100)의 클러스터(110)에 윈치(120)가 설치되면서 윈치(120)에 페어리드(200)가 설치되는 단계(S100); 상기 윈치(120)에 페어리드(200)가 설치되고 페어리드(200)에 로드 이퀼라이저(300)가 설치되는 단계(S110); 상기 로드 이퀼라이저(300)에 다수의 계류 라인(500)이 연계되어 연결되면서 해상의 환경 하중 하에서 해양구조물에 유동이 발생하더라도 하중을 분산시켜 계류 라인(500)의 장력을 동일하게 유지할 수 있도록 풀리(400)가 연결되는 단계(S120);를 포함한다.

좀 더 구체적으로 살펴보면, 상기 윈치(120)에 페어리드(200)가 설치되는 단계(S100)는, 계류 라인(500)이 설치되는 풀리(400)가 로드 이퀼라이저(300)에 연결되면서 상기 로드 이퀼라이저(300)가 페어리드(200)에 연결됨으로써 윈치(120)와 로드 이퀼라이저(300) 사이에 하나의 페어리드(200)를 설치하여도 안전성을 확보할 수 있게 된다.

이와 함께 상기 계류 라인(500)을 연결하기 위한 풀리(400) 설치 단계(S120)는, 다수의 계류 라인(500)이 연계되어 연결되도록 복수로 설치되어진다.

또한, 상기 계류 라인(500)을 연결하기 위한 풀리(400)를 설치함에 있어, 상기 풀리(400)는 다수의 계류 라인(500)을 연결할 수 있도록 복수로 설치되어지되 계류 라인(500)의 동력을 동일하게 유지시킬 수 있도록 상,하로 번갈아가면서 설치되어진다.

이와 같이, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 따르면 상기 다수의 계류 라인(500)이 풀리(400)에 연결되는 풀리 타입으로 설치됨으로써 파도 등 해상의 환경 하중 하에서 선박 또는 해양구조물에 유동이 발생되어질 때 상기 풀리(400)에 의해 하중이 분산되면서 계류 라인(500) 전체에서 장력이 동일하게 유지되어 계류 라인(500)이 손상되거나 끊어지지 않게 된다.

그리고, 상기 계류 라인(500)이 연결되는 풀리(400)가 로드 이퀼라이저(300)에 설치되어 상기 로드 이퀼라이저(300)를 하나의 페어리드(200)로 연결하여도 계류 라인(500)이 받게 되는 강한 하중을 분산시키게 되어 강한 하중에도 계류 라인(500)이 견딜 수 있게 된다.

따라서, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

100 : 선체
110 : 클러스터
120 : 윈치
200 : 페어리드
300 : 로드 이퀼라이저
400 : 풀리
500 : 계류 라인
h : 힌지

Claims (10)

1. 다수의 계류 라인이 설치되는 다점 계류 시스템에 있어서,
   선체(100)에 클러스터(110)가 설치되면서 선체(100)에 계류 라인(500)을 감거나 풀 수 있도록 설치되는 윈치(120);
   상기 윈치(120)에 연결되는 페어리드(200);
   상기 페어리드(200)에 연결되는 로드 이퀼라이저(300); 및
   상기 로드 이퀼라이저(300)에 연결되면서 다수의 계류 라인(500)을 연결하는 풀리(400);를 포함하며,
   상기 윈치(120)는 다수의 계류 라인(500)이 풀리(400)로 연결되어 선체(100)의 전후, 좌우에 설치되는 각각의 클러스터(110)에 설치되는 다수의 계류 라인(500)을 각각 따로 연결하여 조정하지 않고 두 개의 클러스터(110)에 풀리(400)로 연결되는 하나씩의 계류 라인(500)만 연결하고,
   상기 페어리드(200)는 다수의 계류 라인(500)이 풀리(400)로 연결되면서 하나의 로드 이퀼라이저(300)를 연결할 수 있도록 하나로 구성되며,
   상기 로드 이퀼라이저(300)에 연결되는 풀리(400)는 로드 이퀼라이저(300)에 회전 가능하게 힌지(h)로 연결된 것을 특징으로 하는 풀리 타입의 다점 계류 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 풀리(400)는 다수의 계류 라인(500)이 서로 연계될 수 있도록 복수로 구성된 것을 특징으로 하는 풀리 타입의 다점 계류 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 풀리(400)는 복수로 형성되면서 다수의 계류 라인(500)의 하중을 분산시켜 장력을 동일하게 유지할 수 있도록 상,하로 번갈아가면서 구성된 것을 특징으로 하는 풀리 타입의 다점 계류 시스템.
6. 삭제
7. 다수의 계류 라인이 설치되는 다점 계류 방법에 있어서,
   선체(100)의 클러스터(110)에 윈치(120)가 설치되면서 윈치(120)에 페어리드(200)가 설치되는 단계(S100);
   상기 윈치(120)에 페어리드(200)가 설치되고 페어리드(200)에 로드 이퀼라이저(300)가 설치되는 단계(S110);
   상기 로드 이퀼라이저(300)에 다수의 계류 라인(500)이 연계되어 설치되면서 해상의 환경 하중 하에서 구조물에 유동이 발생하더라도 하중을 분산시켜 계류 라인(500)의 장력을 동일하게 유지할 수 있도록 풀리(400)가 설치되는 단계(S120);를 포함하며,
   상기 윈치(120)에 페어리드(200)가 설치되는 단계(S100)는, 계류 라인(500)이 설치되는 풀리(400)가 로드 이퀼라이저(300)에 연결되어 로드 이퀼라이저(300)에 하나의 페어리드(200)가 설치되고,
   상기 계류 라인(500)을 연결하는 풀리(400) 설치 단계(S120)는, 다수의 계류 라인(500)이 연계되도록 복수로 설치되어지되 계류 라인(500)의 하중을 분산시켜 장력을 동일하게 유지시킬 수 있도록 상,하로 번갈아가면서 설치되는 것을 특징으로 하는 풀리 타입의 다점 계류 방법.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제 1 항 및 제 4 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 다수의 계류 라인(500)을 풀리(400)로 연결하여 풀리(400)를 이용한 풀리 타입의 다점 계류 시스템을 포함하는 선박.

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