KR101654183B1 - 부유식 해상구조물의 계류장치 및 계류방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부유식 해상구조물의 계류장치 및 계류방법에 관한 것이다. 상기 부유식 해상구조물의 계류장치는, 해상구조물과 이에 병렬 계류되는 선박을 연결시키는 계류삭과, 계류삭이 통과하도록 해상구조물에 설치되되, 자신과 선박 사이의 계류삭이 해상구조물이나 선박의 길이방향에 60°내지 90°의 각도를 이루도록 하는 페어리드를 포함한다. 이로 인해 부유식 해상구조물과 선박 사이의 선수나 선미 계류삭들이 해상구조물이나 선박의 길이방향에 60°내지 90°의 각도를 유지하도록 하고, 계류삭에 걸리는 장력을 줄임으로써 극심한 환경에서도 LNG 또는 원유를 안전하게 적하역할 수 있도록 하며, 업타임(up-time)을 높여 작업성을 향상시키고, 작업가능지역의 범위를 확대시킬 수 있다.

계류삭, FPSO, 해상구조물, 수송선, 페어리드, 윈치, 비트

Description

부유식 해상구조물의 계류장치 및 계류방법 {Mooring apparatus for floating type marine structure and mooring method thereof}

본 발명은 부유식 해상구조물의 계류장치 및 계류방법에 관한 것으로서, 극심한 환경에서도 LNG 또는 원유를 안전하게 적하역할 수 있도록 하고, 작업성을 향상시킴과 동시에 작업가능지역의 범위를 확대시킬 수 있는 부유식 해상구조물의 계류장치 및 계류방법에 관한 것이다.

해상에서 LNG FPSO(Liquefied Natural Gas Floating Production Storage Offloading)나 FPSO(Floating Production Storage Offloading) 등과 같은 해상구조물에 수송선이 접안하여 오프로딩(offloading)하고자 할 때 계류방식으로는 텐덤방식과 병렬계류방식이 있으며, 최근에는 LNG나 원유의 원활한 적하역을 위하여 병렬계류방식이 선호되고 있다.

이러한 병렬계류를 통해서 오프로딩하고자 할 때 터렛 등으로 계류되어 있는 해상구조물에 수송선이 접근한 후, 터그보트 등으로 수송선을 밀어서 해상구조물에 접안시킨다. 이렇게 수송선을 접안시킨 후 해상구조물에서 수송선으로 LNG나 원유를 오프로딩하기 위한 로딩암(loading arm)을 연결시키게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 해상구조물(10)과 수송선인 선박(20)간에 안전한 오프로딩을 위하여 해상구조물(10)과 선박(20)은 계류삭(1)으로 계류시키게 된다. 즉, 해상구조물(10)과 선박(20) 사이의 가까워지는 방향의 힘에 견디기 위하여 해상구조물(10)과 선박(20) 사이에 다수의 팬더(2)를 설치하고, 멀어지려는 힘에 견디기 위해서 수송선인 선박(20)에서 가지고 있던 계류삭(1)을 해상구조물(10)의 비트(11)에 걸어 계류삭(1)의 장력으로 해상구조물(10)과 선박(20)이 떨어지는 것을 방지하여 로딩암의 움직임이 일정한 범위 안에 있도록 한다.

한편, 해상상태가 나빠져서 계류삭(1)이 MBL(minimum breaking limit: 한계장력범위)을 넘어서게 되면, 로드암의 보호와 안전한 오프로딩을 위하여 오프로딩을 멈추고 오프로딩 장치를 풀게 된다. 이후 해상상태가 다시 잔잔해 질 때까지 기다려야 하고, 파고가 낮아진 후에야 해상구조물(10)에 선박(20)을 접안시켜서 계류한 후 로딩암을 연결시키는 작업을 다시 수행하여야 한다. 이러한 재연결 작업은 다운 타임(down-time)이 되어 운용비용과 직결하게 된다.

이와 같은 종래의 병렬계류방식은 수송선인 선박(20)의 윈치(21)에서 해상구조물(10)의 비트(11)로 계류삭(1)을 연결한 후, 윈치(21)를 감아 일정한 초기 장력을 주게 된다. 특히, 선수나 선미의 계류삭(1)은 해상구조물(10)과 선박(20)의 폭 방향으로의 상대운동을 제어하는 힘을 최대로 하기 위해서 직각으로 연결되는 것이 좋음에도 불구하고 해상구조물(10)의 비트(11) 개수 및 위치의 한계로 인해서 선수나 선미의 계류삭(1)은 직각을 이루기가 어렵게 되는 문제점을 가진다.

또한, 종래의 병렬계류에 있어서 갑판 위의 간섭 및 배치 문제 등으로 인하 여 비트(11)의 위치는 제한되게 되고, 이로 인해 선수나 선미의 계류삭(1)이 어느 정도의 각도를 가지고 연결되게 된다. 이는 폭 방향의 움직임으로부터 받는 힘에 대하여 계류삭(1)이 견딜 수 있는 능력을 약화시키게 되며, 계류삭(1)의 신장을 대부분 담당하는 테일로프(tail rope)의 길이도 선박(20)에 의해 결정되기 때문에 계류삭(1)의 특성치를 바꿀 수도 없는 문제점을 가진다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, LNG FPSO나 FPSO 등과 같은 부유식 해상구조물과 이에 계류되는 수송선 간에 상대운동을 효과적으로 줄이기 위하여 해상구조물과 수송선의 선수나 선미의 계류삭을 가능한 직각 내지 직각에 유사한 각도를 이루도록 하여 극심한 환경에서도 LNG 또는 원유를 안전하게 적하역할 수 있도록 하며, 작업성을 향상시킴과 동시에 작업가능지역을 확대시킨다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 부유식 해상구조물의 계류장치에 있어서, 해상구조물과 이에 병렬 계류되는 선박을 연결시키는 계류삭과, 계류삭이 통과하도록 해상구조물에 설치되되, 자신과 선박 사이의 계류삭이 해상구조물이나 선박의 길이방향에 60°내지 90°의 각도를 이루도록 하는 페어리드를 포함한다.

본 발명에 따른 계류삭은 해상구조물에 설치된 비트나 후크에 연결되는 제 1 로프와, 선박에 설치된 윈치에 권선되어 제 1 로프에 연결되는 제 2 로프를 포함한다.

본 발명에 따른 계류삭은 선박으로부터 페어리드를 통과하여 비트나 후크에 해상구조물의 길이방향으로 연결된다.

본 발명에 따른 계류삭은 다수로 이루어지되, 해상구조물에 서로 인접하도록 설치되는 한 쌍의 페어리드를 각각 통과하여 서로 반대방향을 향하도록 부유식 해상구조물에 연결된다.

본 발명에 따른 페어리드는 해상구조물과 선박 사이의 계류삭이 해상구조물이나 선박의 길이방향에 60°내지 90°의 각도를 이루도록 선택되기 위하여 다수로 이루어진다.

본 발명은, 해상구조물에 선박을 병렬 계류시키는 방법에 있어서, 해상구조물과 선박을 연결시키기 위한 계류삭이 해상구조물이나 선박의 길이방향에 60°내지 90°의 각도를 이루도록 가이드되기 위한 페어리드를 해상구조물에 설치하는 단계와, 계류삭을 페어리드에 통과시켜서 해상구조물과 선박에 연결시킴으로써 페어리드와 선박 사이의 계류삭이 해상구조물이나 선박의 길이방향에 60°내지 90°의 각도를 이루도록 하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 계류삭을 페어리드에 통과시켜서 연결하는 단계는 계류삭을 선박으로부터 페어리드에 통과시켜서 해상구조물에 길이방향으로 연결한다.

본 발명에 따른 계류삭을 페어리드에 통과시켜서 연결하는 단계는 계류삭 각각을 해상구조물에 서로 인접하도록 설치되는 한 쌍의 페어리드에 각각 통과시켜서 서로 반대방향을 향하도록 해상구조물에 연결한다.

본 발명에 따른 부유식 해상구조물의 계류장치 및 계류방법에 의하면, 부유식 해상구조물과 선박 사이의 선수나 선미 계류삭들이 해상구조물이나 선박의 길이방향에 직각 내지 직각에 유사한 각도를 유지하도록 하고, 계류삭에 걸리는 장력을 줄임으로써 극심한 환경에서도 LNG 또는 원유를 안전하게 적하역할 수 있도록 하며, 업타임(up-time)을 높여 작업성을 향상시키고, 작업가능지역의 범위를 확대시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예는 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명에 따른 해상구조물의 계류장치를 도시한 평면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해상구조물의 계류장치(100)는 LNG FPSO(Liquefied Natural Gas Floating Production Storage Offloading)나 FPSO(Floating Production Storage Offloading) 등과 같은 해상구조물(10)에 수송선 등과 같은 선박(20)을 병렬로 계류시키기 위한 장치로서, 해상구조물(10)과 선박(20)을 서로 연결시키는 계류삭(110)과, 계류삭(110)이 통과하도록 해상구조 물(10)에 설치되는 페어리드(fair lead; 120)를 포함한다.

계류삭(110)은 해상구조물(10)과 이에 병렬 계류되는 선박(20)을 연결시키는데, 본 실시예에서는 해상구조물(10)에 설치된 비트(11)나 후크에 연결되는 제 1 로프(111)와, 선박(20)에 설치된 윈치(21)에 권선되어 제 1 로프(111)에 연결되는 제 2 로프(112)를 포함하며, 바람직하게는 선박(10)으로부터 페어리드(120)를 통과하여 비트(11)나 후크에 해상구조물(10)의 길이방향으로 연결된다. 한편, 이러한 계류삭(110)과는 달리, 종래와 마찬가지로 페어리드(120)에 가이드되지 않는 계류삭(130)의 양단을 비트(11)와 윈치(21)에 직접 연결시킬 수도 있다.

제 1 로프(111) 및 제 2 로프(112)는 테일로프(tail rope)의 일종으로서, 나일론 로프(nylon rope) 등이 사용될 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이, 스퀘어 노트(square knot)의 매듭 방식으로 서로 연결될 수 있다.

페어리드(120)는 계류삭(110)이 통과하도록 해상구조물(10)에 설치되되, 자신과 선박(20) 사이의 계류삭(110)이 해상구조물(10)이나 선박(20)의 길이방향에 60°내지 90°의 각도를 이루도록 한다. 바람직하게는, 페어리드(120)와 선박(20) 사이의 계류삭(110)이 직각에 유사한 각도를 이루도록 한다.

상기 계류삭(110)은 페어리드(120)를 통과하여 해상구조물(10)에 연결되므로, 계류삭의 길이가 연장되어 계류삭(110)에 걸리는 장력을 줄일 수 있어서, 극심한 환경에서도 LNG 또는 원유를 안전하게 적하역할 수 있게 한다. 또한, 페어리드(120)와 선박(20) 사이의 계류삭(110)이 직각에 유사한 각도를 이루므로, 해상구조물(10)과 선박(20)의 폭방향으로의 상대운동을 제어하는 힘을 최대로 할 수 있어 선박의 제어가 쉬워진다.

또한, 페어리드(120)는 해상구조물(10)과 선박(20) 사이의 계류삭(110)이 해상구조물(10)이나 선박(20)의 길이방향에 바람직하게는, 직각에 유사한 각도를 이루도록 선택될 수 있도록 다수로 이루어질 수 있다. 따라서, 해상구조물(10)에 병렬로 접안하는 선박(20)의 길이에 유연하게 대처할 수 있도록 한다.

계류삭(110)은 해상구조물(10)과 선박(20)의 선수끼리 그리고 선미끼리 각각 연결시키도록 마련되고, 선수와 선미마다 다수로 이루어질 수 있다. 이 때, 페어리드(120)도 계류삭(110)의 가이드에 필요한 개수로 이루어진다.

또한, 계류삭(110)은 도 2에 도시된 바와 같이, 해상구조물(10)의 선수나 선미에 서로 인접하도록 설치되는 한 쌍의 페어리드(120)를 각각 통과하여 서로 반대방향을 향하도록 해상구조물(10)의 길이방향을 따라 해상구조물(10)에 설치된 비트(11)나 후크에 연결된다.

도 4는 본 발명에 따른 해상구조물의 계류방법을 도시한 흐름도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해상구조물의 계류방법은 계류삭(110)이 가이드되기 위한 페어리드(120)를 해상구조물(10)에 설치하는 단계(S10)와, 계류삭(110)을 페어리드(120)에 통과시켜서 해상구조물(10)과 선박(20)에 연결시키는 단계(S20)를 포함한다.

페어리드(120)를 설치하는 단계(S10)는 해상구조물(10)과 선박(20)을 서로 연결시키기 위한 계류삭(110)을 준비하고(S11), 이러한 계류삭(110)이 해상구조 물(10)이나 선박(20)의 길이방향에 바람직하게는, 직각에 유사한 각도를 이루도록 가이드되기 위한 페어리드(120)를 해상구조물(10)에 설치하게 된다(S12).

계류삭(110)을 페어리드(120)에 통과시켜서 연결하는 단계(S20)는 계류삭(110)을 페어리드(120)에 통과시켜서 해상구조물(10)과 선박(20)에 연결시킴으로써 페어리드(120)와 선박(20) 사이의 계류삭(110)이 해상구조물(10)이나 선박(20)의 길이방향에 바람직하게는, 직각에 유사한 각도를 이루도록 한다. 여기서, 계류삭(110)을 선박(20)의 윈치(21)로부터 페어리드(120)를 통과시켜서 페어리드(120)로부터 해상구조물(10)의 길이방향을 따라 설치된 비트(11)나 후크에 연결되도록 함으로써 해상구조물(10)에 길이방향으로 연결시킨다.

또한, 계류삭(110)을 페어리드(120)에 통과시켜서 연결하는 단계(S20)는 해상구조물(10)과 선박(20)의 선미측 또는 선수측을 연결시키기 위한 계류삭(110) 각각을 해상구조물(10)에 서로 인접하도록 설치되는 페어리드(120)를 각각 통과시켜서 서로 반대방향을 향하도록 해상구조물(10)의 비트(11)나 후크에 연결시킴으로써 해상구조물(10) 갑판 위의 배치가 용이하도록 한다.

그러므로, 해상구조물(10)과 선박(20) 사이의 계류삭(110)이 바람직하게는, 직각에 유사한 각도를 이루도록 하는 페어리드(120)를 해상구조물(10)에 설치하고, 해상구조물(10) 자체에 보유하고 있는 테일로프(tail rope)인 제 1 로프(111)와 선박(20)에 연결된 제 2 로프(112)를 연결한 계류삭(110)이 페어리드(120)를 통과하도록 하고, 윈치(21)의 구동에 의해 계류삭(110)을 권선함으로써 해상구조물(10)에 선박(20)이 길이방향에 바람직하게는, 직각에 유사한 각도를 이루는 계류삭(110)에 의해 병렬로 계류되도록 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 해상구조물의 계류장치 및 계류방법은, 수송선 등과 같은 선박(20)의 선수나 선미 또는 이들 모두에 위치하는 윈치(21)를 통해 제공된 계류삭(110)이 해상구조물(10)에 설치된 페어리드(120)를 통과함으로써 바람직하게는, 직각에 유사한 각도를 가지도록 하고, 페어리드(120)를 통과한 계류삭(110)이 해상구조물(10)의 비트(11)나 후크에 길이방향으로 연결되도록 함으로써 LNG FPSO나 FPSO 등과 같은 해상구조물(10)과 수송선 등과 같은 선박(20)간의 상대운동을 효과적으로 감소시키게 된다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 해상구조물(10)과 선박(20)의 테일로프, 즉 제 1 및 제 2 로프(111,112)를 연결한 계류삭(110)의 경우, 계류삭(110)의 테일 로프(tail rope) 길이도 2배 정도가 되게 하여 계류삭(110)에 걸리는 장력을 줄일 수 있고, 기존의 해상상태보다 좀 더 극심한 해상상태에서도 LNG나 원유의 안전한 적하역이 가능하게 되어 업 타임(up-time)을 높여 작업성을 향상시킴과 동시에 작업가능지역의 범위를 확대시킬 수 있다.

도 5 및 도 6은 종래의 계류배치와 본 발명의 계류방법에서 파도 또는 너울이 발생할 때, 계류삭에 걸리는 최대 장력을 비교한 것이다. 도 5는 유의파고(Hs)가 3m인 파도(wind sea)가 발생할 때, 계류삭에 작용하는 최대 장력을 나타낸 그래프이고, 도 6은 유의파고(Hs)가 1.5m인 너울(swell)이 발생할 때, 계류삭에 작용하는 최대 장력을 나타낸 그래프이다.

본 발명의 경우에는, 선수나 선미 또는 이들 모두의 계류삭(110)을 직각에 가깝게 위치시킨 후, 해상구조물(10)에 미리 설치되어 있던 나일론로프인 제 1 로프(111)에 수송선인 선박(20)의 테일로프인 제 2 로프(112)를 도 3과 같이 연결시킨 후 배치하였을 때, 계류삭(110)에 걸리는 최대 장력을 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, 종래의 계류배치에서는 유의파고(Hs) 3m인 파도가 발생할 때, 파도의 입사각이 90°또는 270°근처에서 계류삭에 걸리는 최대 장력이 한계치를 넘어서서 오프로딩이 불가능하지만, 본 발명의 경우에는 파도의 입사각에 관계없이 최대 장력이 한계치 이하에서 안정적으로 유지되는 것을 확인할 수 있다.

도 6을 참조하면, 종래의 계류배치에서는 유의파고(Hs) 1.5m인 너울이 발생할 때, 너울의 입사각이 90°~ 120°또는 240°~ 270°에서 계류삭에 걸리는 최대 장력이 한계치를 넘어서서 오프로딩이 불가능하지만, 본 발명의 경우에는 너울의 입사각에 관계없이 최대 장력이 한계치 이하에서 안정적으로 유지되는 것을 확인할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 해상구조물(10)과 선박(20)을 서로 연결시키는 계류삭(110)과, 계류삭(110)이 통과하도록 해상구조물(10)에 설치되어 계류삭이 해상구조물이나 선박의 길이방향에 바람직하게는, 직각에 유사한 각도를 이루도록 하는 페어리드(fair lead; 120)를 포함함으로써, 해상구조물(10)과 선박(20)의 폭방향으로의 상대운동을 제어하기가 용이하고, 계류삭의 전체 길이가 길어져 계류삭(110)에 걸리는 장력을 줄일 수 있어서, 극심한 환경에서도 LNG 또는 원유를 안 전하게 적하역할 수 있도록 하며, 업타임(up-time)을 높여 작업성을 향상시키고, 작업가능지역의 범위를 확대시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 종래의 기술에 따른 해상구조물의 계류장치를 도시한 평면도.

도 2는 본 발명에 따른 해상구조물의 계류장치를 도시한 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 해상구조물의 계류장치의 계류삭 연결부위를 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 해상구조물의 계류방법을 도시한 흐름도.

도 5는 유의파고(Hs)가 3m인 파도가 발생할 때 계류삭에 작용하는 최대 장력을 나타낸 그래프.

도 6은 유의파고(Hs)가 1.5m인 너울이 발생할 때 계류삭에 작용하는 최대 장력을 나타낸 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 해상구조물 11: 비트

20: 선박 21: 윈치

110,130: 계류삭 111: 제 1 로프

112: 제 2 로프 120: 페어리드

Claims (8)

1. 부유식 해상구조물(10)에 설치된 비트(11)에 연결되는 제1 로프(111);

   상기 부유식 해상구조물(10)에 병렬 계류되는 선박에 설치된 윈치(21)에 권선되고, 상기 부유식 해상구조물(10)에 설치되는 페어리드(120)를 통과하여 상기 제1 로프(111)와 연결됨으로써, 상기 부유식 해상구조물(10)과 상기 선박을 연결시키는 제2 로프(112)를 포함하고,

   상기 제2 로프(112)의 길이방향은 상기 선박의 길이방향에 대해 직각으로 형성됨으로써, 상기 제1 로프(111) 및 상기 제2 로프(112)에 걸리는 장력을 줄일 수 있는 것을 특징으로 하는,

   부유식 해상구조물의 계류장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제1 로프(111)와 상기 제2 로프(112)가 형성하는 내각은 직각인 것을 특징으로 하는,

   부유식 해상구조물의 계류장치.
3. 삭제
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 제1 로프(111) 및 상기 제2 로프(112)는 복수로 마련되고,

   이웃하는 한 쌍의 제2 로프(112)와 각각 연결되는 한 쌍의 제1 로프(111)의 길이 방향은 서로 나란하되, 상기 비트(11)를 기준으로 서로 반대 방향을 향하는 것을 특징으로 하는,

   부유식 해상구조물의 계류장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

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