KR101732615B1 - 해양 플랫폼의 탑사이드 모듈 지지체 및 그 설치 방법 - Google Patents

해양 플랫폼의 탑사이드 모듈 지지체 및 그 설치 방법 Download PDF

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Abstract

해양 플랫폼의 탑사이드 모듈 지지체 및 그 설치 방법이 개시된다. 다층 구조로 형성되는 해양 플랫폼의 탑사이드 모듈 지지체는, 개별 층이 데크와 상기 데크를 지지하는 레그를 포함하여 구성되고, 상기 레그의 단부에는 원통형의 고리 형상인 회전 부재가 회전 가능하도록 연결되며, 상기 회전 부재의 내측 공동에는 상기 회전 부재의 회전 방향에 상응하여 외부로 인출되거나 상기 회전 부재의 내측으로 인입되도록 직선 이동되는 스크류부가 나사 결합 방식으로 결합되고, 상기 회전 부재의 회전에 상응하여 외부로 인출된 상기 스크류부는 인접된 데크에 형성된 홈의 내측 둘레면에 형성된 나사산과 나사 결합된다.

Description

해양 플랫폼의 탑사이드 모듈 지지체 및 그 설치 방법{Supporter of top side module for offshore platform and installation method thereof}
본 발명은 해양 플랫폼의 탑사이드 모듈 지지체 및 그 설치 방법에 관한 것이다.
해양 플랫폼이란 예를 들어 부유식 석유 생산, 저장 및 하역설비(FPSO), 부유식 액화천연가스 생산, 저장 및 하역설비(LNG FPSO), 액화천연가스 재기화 선박(LNG RV) 등과 같이 화물을 저장하는 저장 탱크를 구비하고, 해상에서 부유되어 사용되는 선박이나 구조물을 의미한다.
도 1에는 해양 플랫폼의 탑사이드 모듈(Topside module) 배치 구조가 예시되어 있다. 참고로, 도 1의 탑사이드 모듈 배치 구조는 한국공개특허 제10-2012-0000973호에 개시된 것이다.
도 1에는 상부 갑판(11)상에서 선수측에 거주 구역(17)이 배치되고, 선미측에 플레어 모듈(13)이 배치되며, 플레어 모듈(13)과 거주 구역(17) 사이에 액화석유가스(LPG) 처리모듈(14), 천연가스 액화 모듈(15), 터릿(12) 및 발전 모듈(16)이 순차적으로 각각 배치된 해양 플랫폼이 예시되어 있다. 여기서, 해양 플랫폼에 설치되는 탑사이드 모듈의 유형과 종류는 해당 해양 플랫폼의 기능과 용도에 따라 다양할 수 있다.
해양 플랫폼의 상부 갑판(11)의 상부에 구비되는 탑사이드 모듈을 설치하기 위한 지지체는 골조(骨組)를 형성하는 복수의 선형 빔을 이용하여 다층(多層) 구조로 형성될 수 있다.
다층 구조로 형성되는 지지체는 도 1에 예시된 바와 같이 각 층(deck)별로 개별 제작된 후, 한층씩 겹겹이 쌓아 올리는 방법이 이용된다. 이때, 각 층의 지지체를 구성하는 레그(leg)와 상층 및/또는 하층의 데크(deck)는 서로 용접되어 상호 고정되며, 용접 연결부는 그 연결 상태가 비파괴 검사에 의해 점검되어야 한다.
그러나, 최근 발주처의 요구사항 및 관련 법규의 강화로 인해 용접 연결부에 대한 철저한 검사가 요구되고 있으나, 용접 연결부가 다수로 존재하는 경우에는 비파괴 검사에 대한 부담이 가중될 수 밖에 없는 문제점이 있다.
한국공개특허 제2012-0000973호
본 발명은 다층 구조의 지지체가 나사 결합 방식으로 상호 체결됨으로써, 용접 결합 방식에 따른 비파괴 검사의 부담을 감소시킬 수 있는 해양 플랫폼의 탑사이드 모듈 지지체 및 그 설치 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 각 층의 데크를 지지하는 레그(leg) 자체가 결합 부재로서 기능하기 때문에, 다층 구조의 지지체를 형성함에 있어 용접 처리나 볼트 등의 부가 자재를 필요로 하지 않는 해양 플랫폼의 탑사이드 모듈 지지체 및 그 설치 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 다층 구조로 형성되는 해양 플랫폼의 탑사이드 모듈 지지체에 있어서, 개별 층은 데크(deck)와 상기 데크를 지지하는 레그(leg)를 포함하여 구성되고, 상기 레그의 단부에는 원통형의 고리 형상인 회전 부재가 회전 가능하도록 연결되며, 상기 회전 부재의 내측 공동(空洞)에는 상기 회전 부재의 회전 방향에 상응하여 외부로 인출되거나 상기 회전 부재의 내측으로 인입되도록 직선 이동되는 스크류부가 나사 결합 방식으로 결합되고, 상기 회전 부재의 회전에 상응하여 외부로 인출된 상기 스크류부는 인접된 데크에 형성된 홈의 내측 둘레면에 형성된 나사산과 나사 결합되는, 해양 플랫폼의 탑사이드 모듈 지지체가 제공된다.
상기 스크류부는 원통 형상, 원뿔 형상 및 원뿔대 형상 중 어느 하나의 형상으로 형성되고, 상기 홈의 내측 둘레면은 상기 스크류부의 외측 둘레면에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 다층 구조로 형성되는 해양 플랫폼의 탑사이드 모듈 지지체를 설치하는 방법에 있어서, 데크에 형성된 홈에 수직하도록 레그를 위치시키는 단계; 및 스크류부가 외부 인출되어 상기 홈의 내부에 삽입되도록 하기 위해 상기 레그의 단부에 구비된 회전 부재를 회전시키는 단계를 포함하되, 상기 레그의 단부에는 원통형의 고리 형상인 상기 회전 부재가 회전 가능하도록 연결되며, 상기 회전 부재의 내측 공동(空洞)에는 상기 회전 부재의 회전 방향에 상응하여 외부로 인출되거나 상기 회전 부재의 내측으로 인입되도록 직선 이동되는 상기 스크류부가 나사 결합 방식으로 결합되고, 상기 회전 부재의 회전에 상응하여 외부로 인출된 상기 스크류부는 인접된 데크에 형성된 홈의 내측 둘레면에 형성된 나사산과 나사 결합되는, 해양 플랫폼의 탑사이드 모듈 지지체의 설치 방법이 제공된다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 다층 구조의 지지체가 나사 결합 방식으로 상호 체결됨으로써, 용접 결합 방식에 따른 비파괴 검사의 부담을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 각 층의 데크를 지지하는 레그(leg) 자체가 결합 부재로서 기능하기 때문에, 다층 구조의 지지체를 형성함에 있어 용접 처리나 볼트 등의 부가 자재를 필요로 하지 않는 효과도 있다.
도 1은 해양 플랫폼의 탑사이드 모듈 배치 구조를 예시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조의 탑사이드 모듈 지지체 설치 과정을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 스크류부의 단부 형상을 예시한 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조의 탑사이드 모듈 지지체 설치 과정이 예시되어 있다.
도 2에는 하나의 층을 형성하는 제1 데크(230), 제1 데크(230)를 하부에서 지지하는 제1 레그(210a), 제1 데크(230)의 상부에 설치될 제2 데크(도시되지 않음)를 지지하는 제2 레그(210b)가 도시된다. 필요시 제1 데크(230)의 하부에 제3 데크(도시되지 않음)가 더 설치될 수도 있음은 당연하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 도시된 하나의 데크(230)를 기준으로 상부와 하부에 각각 레그(210a, 210b - 이하 구분이 필요하지 않은 경우는 210으로 통칭함)가 설치되는 경우를 중심으로 설명한다.
레그(210)의 상측 단부 및/또는 하측 단부에는 회전식 연결부(215a, 215b - 이하 구분이 필요하지 않은 경우는 215로 통칭함)가 구비될 수 있다. 레그(210)와 회전식 연결부(215)가 직선 방향으로 연결되어 전체적으로 각각의 데크를 지지하기 위한 지지 기둥으로 기능할 수 있다.
회전식 연결부(215)는 외측에 노출되도록 위치되는 원통형의 회전 부재와, 회전 부재의 내측에 위치되는 원통형의 스크류부(220)를 포함하여 구성된다. 즉, 회전 부재는 원통형의 외형을 가지고 내측 공간이 공동(空洞)으로 형성된 고리 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 회전 부재의 내주면과 스크류부(220)의 외주면 각각에는 상호간에 결합되기 위한 나사산이 형성된다.
회전 부재는 레그(210)의 단부에 회전 가능하도록 결합되고, 회전 부재가 회전되면 회전 부재의 회전 방향에 상응하여 회전 부재의 내측에 위치된 원통형의 스크류부(220)가 외부로 인출되거나 회전 부재의 내측으로 인입되도록 길이 조절된다.
예를 들어, 회전 부재가 제1 방향으로 회전될 때 스크류부(220)는 외부로 인출되는 방향으로 직선 이동되고, 회전 부재가 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로 회전될 때 스크류부(220)는 회전 부재의 내측으로 인입되는 방향으로 직선 이동되도록 회전 부재와 스크류부(220)가 나사 결합될 수 있다.
회전 부재와 스크류부(220)를 포함하여 구성되는 회전식 연결부(215)가 회전 부재의 회전 방향에 상응하여 스크류부(220)가 소정의 방향으로 전진하면서 외부로 노출되는 인출 길이를 길게 하거나, 스크류부(220)가 후퇴하면서 회전 부재의 내측으로 인입되도록 하는 구조는, 예를 들어 단부에 배치된 회전 부재를 회전시킴으로써 몸체 내측에 수용된 브러시가 외부로 인출되도록 구성된 화장용 펜이나, 몸체 내측에 수용된 색연필 심이 외부로 인출되도록 구성된 색연필 등의 구조를 참조하여 당업자는 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
도시되지는 않았으나, 회전 부재의 외측 둘레면에는 유압 실린더 등의 가압 장치를 이용하여 회전 부재를 회전시키기 위한 돌출된 형상의 날개부, 작업자가 파지한 채 수동으로 회전시키기 위한 핸들 등이 장착되거나, 회전 부재에 회전력을 제공하기 위한 작업자가 파지할 손잡이를 끼우기 위한 홈 등이 형성될 수 있다.
또한 회전 부재의 회전에 의해 외부로 인출되는 스크류부(220)와 나사 결합되기 위한 홈(235)이 데크(230)의 일측에 형성된다. 이때, 홈(235)의 내측 둘레면에는 스크류부(220)에 형성된 나사산에 대응되는 나사산이 미리 형성된다.
따라서, 도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 데크(230)에 형성된 홈(235)의 위치에 대응되도록 레그(210b)와 회전식 연결부(215b)를 위치시킨 후, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 회전 부재를 소정의 방향으로 회전시키면 회전 부재의 내측에 위치된 스크류부(220)가 외부로 인출되는 방향으로 직선 이동되어 홈(235)의 내부로 진입되고, 그 상태에서 소정의 회전수만큼 회전 부재를 더 회전시키면 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이 스크류부(220)의 외측 둘레면과 홈(235)의 내측 둘레면에 각각 형성된 나사산이 결합되는 형상으로 스크류부(220)의 인출 동작이 지속됨으로써 데크(230)와 레그(210)는 상호 고정된다.
이와 같이, 레그(210)의 단부에 회전식 연결부(215)가 구비되고, 데크(230)의 상응하는 위치에 홈(235)이 형성되며, 회전 부재의 회전 조작에 의해 스크류부(220)와 홈(235)이 나사 결합 방식으로 상호 결합됨으로써, 탑사이드 모듈 지지체 설치 후 비파괴 검사가 필수적인 용접 방식을 생략할 수 있다.
또한 다층 구조로 형성된 탑사이드 모듈 지지체에서 나사산 연결 방식으로 층간 연결의 안정성을 확보함으로써 해양파에 의한 동적 거동, 예를 들어 업리프팅 포스(up-lifting force) 등에 강인한 장점도 있다.
도 2에는 스크류부(220)의 단부 형상이 원통 형상인 경우가 가정되었으나, 스크류부(220)의 단부 형상은 도 3에 예시된 바와 같이 원뿔대(circular truncated cone) 형상으로 형성되거나(도 3의 (a) 참조), 원뿔(circular cone) 형상으로 형성(도 3의 (b) 참조)될 수도 있다. 이때, 스크류부(220)의 형상에 대응되는 형상의 홈(235)이 데크(230)에 형성될 수 있음은 당연하다.
만일 스크류부(220)의 단부 형상이 원뿔대 또는 원뿔 형상으로 형성되는 경우라면, 레그(210)와 홈(235)의 위치가 수직 방향에서 정확히 일치하지 않더라도 회전 부재의 회전에 의해 인출되는 스크류부(220)가 데크(230)에 형성된 홈(235)과 나사 결합되는 과정에서 레그(210)가 정확한 위치로 이동 조정되는 장점도 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
11 : 상부 갑판 12 : 터릿
13 : 플레어 모듈 14 : LPG 처리 모듈
15 : 천연가스 액화 모듈 16 : 발전 모듈
17 : 거주 구역 210a, 210b : 레그
215a, 215b : 회전식 연결부 220 : 스크류부
230 : 데크 235 : 홈

Claims (3)

  1. 다층 구조로 형성되는 해양 플랫폼의 탑사이드 모듈 지지체에 있어서,
    개별 층이 데크(deck)와 상기 데크를 지지하는 레그(leg)를 포함하여 구성되고,
    상기 레그의 양측 단부 각각에는 회전식 연결부가 구비되며, 상기 회전식 연결부는 고리 형상의 회전 부재와 상기 회전 부재의 내측 공동(空洞)에 위치되는 스크류부로 구성되며,
    상기 회전 부재는 상기 레그에 대해 독립적으로 회전 가능하지만 상기 레그와 일체형으로 결합되고, 상기 스크류부는 상기 회전 부재의 회전 방향에 상응하여 직선 이동되어 외부로 인출 또는 상기 내측 공동으로 인입하도록 상기 회전 부재에 나사 결합 방식으로 결합되며,
    상기 회전 부재의 회전에 상응하여 외부로 인출된 상기 스크류부는 인접된 데크에 형성된 홈의 내측 둘레면에 형성된 나사산과 나사 결합되는, 해양 플랫폼의 탑사이드 모듈 지지체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스크류부는 원통 형상, 원뿔 형상 및 원뿔대 형상 중 어느 하나의 형상으로 형성되고,
    상기 홈의 내측 둘레면은 상기 스크류부의 외측 둘레면에 대응하는 형상으로 형성되는, 해양 플랫폼의 탑사이드 모듈 지지체.
  3. 다층 구조로 형성되는 해양 플랫폼의 탑사이드 모듈 지지체를 설치하는 방법에 있어서,
    데크에 형성된 홈에 수직하도록 레그를 위치시키는 단계; 및
    스크류부가 외부 인출되어 상기 홈의 내부에 삽입되도록 하기 위해 상기 레그의 단부에 구비된 회전 부재를 회전시키는 단계를 포함하되,
    상기 레그의 양측 단부 각각에는 회전식 연결부가 구비되며, 상기 회전식 연결부는 고리 형상의 상기 회전 부재와 상기 회전 부재의 내측 공동(空洞)에 위치되는 상기 스크류부로 구성되며,
    상기 회전 부재는 상기 레그에 대해 독립적으로 회전 가능하지만 상기 레그와 일체형으로 결합되고, 상기 스크류부는 상기 회전 부재의 회전 방향에 상응하여 직선 이동되어 외부로 인출 또는 상기 내측 공동으로 인입하도록 상기 회전 부재에 나사 결합 방식으로 결합되며,
    상기 회전 부재의 회전에 상응하여 외부로 인출된 상기 스크류부는 인접된 데크에 형성된 상기 홈의 내측 둘레면에 형성된 나사산과 나사 결합되는, 해양 플랫폼의 탑사이드 모듈 지지체의 설치 방법.
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