KR101805494B1 - 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치 - Google Patents

해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치에 관한 것으로, 스러스터 플랫폼의 상승 운전시 유압장치의 작동 유체(유압)를 잭 드레인 유닛에 축적해 두고, 스러스터 플랫폼의 하강 운전시 무 부하 구간에서 압력센서에 의해 감지된 유압 잭의 압력 신호에 따라 그 잭 드레인 유닛에 축적해둔 작동 유체를 배출하고, 그 작동 유체의 배출에 의해서 발생하는 흡입력(suction)을 이용하여 유압 잭의 내부에 잔류하는 작동 유체를 배출함으로써, 스러스터 플랫폼의 하강 운전시 무 부하 구간에서도 유압 잭을 원래 위치로 원활하게 하강 복귀시켜서 클램프의 로킹을 원활하게 하여 해수 유입을 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치{DESCENT OPERATION CONTROL APPARATUS IN AZIMUTH THRUSTER RECOVERY OPERATION}
본 발명은 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 스러스터 플랫폼의 상승 운전시 유압장치의 작동 유체(유압)를 잭 드레인 유닛 안에 축적해 두고, 스러스터 플랫폼의 하강 운전시 무 부하 구간에서 그 잭 드레인 유닛에 축적해 둔 작동 유체를 배출하고, 그 작동 유체의 배출에 의해서 발생하는 흡입력(Suction)을 이용하여 유압 잭의 내부에 잔류하는 작동 유체를 배출(Drain)함으로써, 스러스터 플랫폼의 하강 운전시 무 부하 구간에서도 유압 잭을 원래 위치로 하강 복귀시킬 수 있는 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치에 관한 것이다.
최근 들어, 공업화와 산업화가 가속화함에 따라 천연자원(석유, 천연가스 등)의 사용량이 점차 증가하고 있으며, 매장량이 한정된 천연자원의 안정적인 생산과 공급이 대단히 중요한 문제로 떠오르고 있다.
천연자원 관련 기업 또는 국가에서는 지금까지 경제성을 상실했던 군소 한계유전(Marginal Field)이나 심해 유전의 개발에 적합한 선박의 개발을 적극 모색하고 있다.
이와 같은 요구에 의해 개발된 것 중 대표적인 것으로는 각종 시추장비를 갖추고 독자적으로 항해를 할 수 있으며, 한계유전 등에 존재하는 천연자원을 시추할 수 있는 드릴쉽(Drillship) 등의 시추선이 있다.
시추선에는, 조류 및 풍향, 풍속, 파고에 의하여 선체가 흔들려 위치가 변화되는 현상에 대응하기 위한 자기위치 제어장치(Dynamic Positioning Control System)가 설치되며, 이 자기위치 제어장치로는 선체를 일정하게 정박시키기 위한 무어링 시스템(Mooring System)이나 수중에서 360° 회전하면서 추진 및 역추진, 또는 좌우방향의 추진력을 발생하여 선체의 자기위치를 제어하는 전방위 추진기(Azimuth Thruster) 등이 있다.
아지무스 스러스터는 시추선의 선수 부분에 3기 그리고 선미 부분에 3기 총 6기가 설치되며, 각각 360도 회전 가능한 프로펠러를 구비하고, 시추선을 추진, 역추진 또는 회전시킬 수 있는 추진 및 위치제어 겸용의 추진기이다.
아지무스 스러스터는 일정 기간마다 성능검사를 받도록 규정되어 있고, 스러스터의 성능검사 및 고장 시 스러스터의 유지보수(Maintenance) 작업이 진행된다.
예를 들어, 드릴쉽, 리그, FPSO의 경우는, 크레인을 이용하여 5~10년 마다 50톤의 아지무스 스러스터를 상승(Lifting) 한 다음 빼낸 후 유지보수를 한다.
유지보수 완료 후에는, 크레인을 이용하여 아지무스 스러스터를 다시 하강시키고, 선체 하부에 설치한다. 이러한 일련의 스러스터 유지보수 작업을 스러스터 리커버리(Thruster Recovery)라고 한다.
스러스터 리커버리는 유압 잭을 이용하여 스러스터 플랫폼을 상승시키는 상승 운전과, 스러스터 플랫폼을 하강시키는 하강 운전을 수행한다.
통상적으로 아지무스 스러스터는 프로펠러(Propeller)의 상부에 스러스터 플랫폼(Thruster platform)이 결합하고, 스러스터 플랫폼의 상부에 스러스터 모터(Thruster motor)가 결합하도록 구성된다.
선체의 내부 수직 방향으로는 아지무스 스러스터의 설치공간과 통로를 제공하는 스러스터 룸이 형성된다. 그 스러스터 룸의 측벽에는 스러스터 플랫폼의 상승 운전과 하강 운전을 가이드 하기 위한 가이드 레일(Guide Rail)이 형성되고, 하단부에는 유압 잭을 설치하기 위한 플랫폼 지지 턱이 형성된다.
유압 잭은 스러스터 플랫폼을 상승 또는 하강하기 위해 설치되는 데, 그 유압 잭은 각 변에 2개씩 총 8개가 설치된다. 스러스터 리커버리 작업에서 스러스터 플랫폼의 상승 운전시, 유압 잭의 로드는 8개 모두 동조(同調)를 이루어 약 200-300㎜를 상승하여서 스러스터 플랫폼을 상승한다. 1개의 유압 잭은 25톤 용량으로 최대 200톤까지 동조하여 상승 가능하다. 유압 잭의 로드는 200-300mm 상승 운전시 최대 허용 동조 오차는 약 5mm이다.
도 1 내지 도 3은 스러스터 리커버리 작업을 설명하는 도면으로서, 도 1에서는 아지무스 스러스터(10)로부터 스러스터 모터(13)와 샤프트(14)를 분리한 후, 크레인(C)을 이용하여 외부로 인출하는 과정을 보이고 있다. 스러스터 룸(1)의 측벽에는 가이드 레일(Guide Rail)(2)이 형성되고, 하단부에는 플랫폼 지지 턱(3)이 형성된다. 플랫폼 지지 턱(3) 위에는 플랫폼 상승 운전용의 유압 잭(110)이 설치된다.
가이드 레일(2)은 상승 운전 및 하강 운전시 스러스터 플랫폼(12)의 상승 및 하강을 가이드 하는 역할을 한다.
도 2에서는 크레인을 이용하여 프로펠러(11)와 스러스터 플랫폼(12)을 외부로 인출하는 과정을 보이고 있다.
도 3에서는 클로징 커버(4)로 선체 하단부를 폐쇄하고, 세이프티 커버(5) 위에 스러스터 플랫폼(12)을 올려놓고, 데크(6) 상에 프로펠러(11)와 스러스터 모터(13)를 올려놓고 유지보수를 한다.
도 4는 유압 잭의 위치를 설명하는 평면도이다.
도 4를 참조하면, 유압 잭(110)은 각 변에 2개씩 총 8개가 설치되는데, 스러스터 리커버리 작업에서, 스러스터 플랫폼의 상승 운전시 동조(同調)를 이루어 유압 잭의 로드가 약 200-300㎜를 상승하여 스러스터 플랫폼(12)을 상승시킨다. 1개의 유압 잭(110)은 25톤 용량으로 최대 200톤까지 동조하여 상승 가능하다.
유압 잭(110)의 로드 200-300mm 상승 시 최대 허용 동조 오차는 약 5mm인데, 만약, 유압 잭 8개가 동시에 동조하지 않을 경우, 스러스터 플랫폼의 상승 운전과정에서 스러스터 플랫폼(12)이 가이드 레일(2)에 간섭되거나 끼이는 사고가 발생할 수 있기 때문에, 이러한 사고를 미리 방지하기 위해서 아주 정밀한 위치 및 속도 동조 성능이 필요하다.
종래에는 스러스터 플랫폼의 상승 운전시, 스러스터의 편 부하로 인한, 동조 성능 불만족, 동조 성능 확인 불가, 동조 성능 확인을 위하여 유압 잭에 센서의 설치가 필요하지만, 유압 잭의 위치가 상승 운전시 해수가 유입되고 해수에 잠기는 위치이기 때문에 센서의 설치는 물론 센서의 정밀 감지가 기술적으로 어려운 문제가 있다.
도 5는 클램프에 의해서 스러스터 플랫폼이 클램프에 로킹된 상태를 보인 것이고, 도 6은 클램프가 회동하여 스러스터 플랫폼이 클램프에 언 로킹된 상태를 보인 것이다.
위 도면을 참조하면, 스러스터 플랫폼(12)의 하면에는 스러스터 플랫폼(12)을 지지하기 위한 캔 플랜지(7)가 형성된다. 스러스터 플랫폼(12)의 상부에는 클램프(8)가 회동 가능하게 힌지(8a)로 결합하는데, 유지보수 완료시에는 스러스터 플랫폼(12)을 플랫폼 지지 턱(3)에 밀착시킨 후, 클램프(8)가 로킹하도록 구성되고(도 5 참조), 유지보수 작업을 하기 위해서 클램프(8)가 언로킹하도록 구성된다(도 6 참조).
한편, 유압 실린더는 단동 실린더 타입과 복동 실린더 타입으로 나누어질 수 있다.
해양플랜트는 그 특성상, 유압 탱크(HPU)와 유압 실린더와의 거리가 수백 m~수km의 거리로 설계되므로, 복동 실린더 타입은 단동 실린더 타입보다도 그만큼 파이프 길이가 2배로 소모된다.
복동 실린더 타입의 파이프는 가격이 고가(高價)이고, 게다가 5년~10년마다 한 번씩 리커버리(Recovery) 작업을 수행하여야 하므로 최대한 비용과 설치공간을 줄이는 것이 필요하다. 따라서 일반적으로 해양플랜트에서는 스러스터 리커버리(Thruster Recovery)에 사용하는 유압 잭을 단동 실린더 타입으로 사용한다.
이와 같이 단동 실린더 타입의 유압 잭을 이용하여 스러스터 플랫폼의 상승 운전시, 예를 들어 200mm 상승하는 경우, 30mm는 무 부하 상태에서, 나머지 170mm는 부하 상태에서 스러스터 플랫폼을 들어올리게 된다.
단동 실린더 타입의 유압 잭을 이용한 스러스터 플랫폼의 하강 운전시, 유압 잭의 로드를 200mm 다시 상승시킨 상태에서, 크레인을 이용하여 스러스터 플랫폼을 하강시킨 후, 유압 잭의 로드를 다시 200mm 하강한다.
참고로, 단동 실린더 타입은 내부 스프링이 장착되지 않은 구조와 내부 스프링이 장착되는 구조가 있다. 단동 실린더 타입은 그 특성상 내부 스프링이 장착되지 않은 구조는, 하강이 자동으로 이루어지지 않기 때문에 부하 크기에 따라 하강속도가 가변되어 하강한다.
그에 비해서 내부 스프링이 장착되는 구조는, 부하 하중이 크면 부하 하중 및 스프링 장력에 의해 과도한 유량 흐름이 발생하여 갑자기 하강속도가 증가하기 때문에 8개의 유압 잭이 동조(同調)하지 못하는 단점이 있다. 이러한 이유 때문에 내부 스프링이 장착되지 않은 구조의 단동 실린더 타입이 사용된다.
하지만, 내부 스프링이 장착되지 않은 구조의 단동 실린더 타입으로 구성된 유압 잭은 로드 하강시, 로드가 총 200mm를 내려오는데, 이 중에서 170mm까지(이하, 부하 구간이라 함)는 스러스터 플랫폼의 부하(하중)에 의해 내려오지만, 나머지 30mm(이하, 무 부하 구간이라 함)는 스러스터 플랫폼을 지지하는 캔 플랜지의 간섭에 의해서 원래 위치까지 하강하지 못하는 문제를 상정할 수 있다. 따라서 유압 잭의 로드가 원래 위치까지 하강하지 못하는 경우 클램프가 로킹하지 못하게 되어 스러스터 룸 하부로 해수가 유입되는 문제를 상정할 수 있다.
상승 및 하강 운전시, 유압 잭의 로드가 200mm 상승 및 하강하고, 170mm까지 스러스터 플랫폼의 부하(하중)에 의해 하강하는 내용에서, 200mm, 170mm 등은 본 발명의 기술에 대하여 이해를 돕기 위해 일 예를 들은 것으로 이러한 수치들은 설계조건에 따라 변경될 수 있다.
공개번호 제10-2009-0032618호 공개번호 제10-2011-0138782호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스러스터 플랫폼의 상승 운전시 유압장치의 작동 유체(유압)를 잭 드레인 유닛에 축적해 두고, 스러스터 플랫폼의 하강 운전시 무 부하 구간에서 그 잭 드레인 유닛에 축적해둔 작동 유체를 배출하고, 그 작동 유체의 배출에 의해서 발생하는 흡입력을 이용하여 유압 잭의 내부에 잔류하는 작동 유체를 배출함으로써, 스러스터 플랫폼의 하강 운전시 무 부하 구간에서도 유압 잭을 원래 위치로 원활하게 하강 복귀시켜서 클램프의 로킹을 원활하게 하여 해수 유입을 효과적으로 방지할 수 있는 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치를 제공한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치 및 제어방법을 제공한다.
본 발명의 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치는, 프로펠러와 상기 프로펠러의 상부에 결합하는 스러스터 플랫폼과 상기 스러스터 플랫폼의 상부에 결합하는 스러스터 모터를 구비하는 아지무스 스러스터, 및 상기 아지무스 스러스터를 설치하기 위한 공간과 유지 보수하기 위한 통로를 제공하는 스러스터 룸을 구비하는 해양플랜트에서, 상기 아지무스 스러스터를 리커버리(recovery) 하기 위하여 상기 스러스터 플랫폼의 하강 운전을 제어하는 장치로서, 상기 스러스터 플랫폼의 하강 운전시, 상기 스러스터 플랫폼을 하강하기 위하여 상기 스러스터 룸의 하단부에 설치되는 복수 개의 유압 잭; 상기 유압 잭에 작동 유체를 공급하기 위하여 상기 복수 개의 유압 잭과 유압장치를 연결하는 제1 유압 라인; 상기 제1 유압 라인에 설치되어 상기 유압 잭 안으로 유입되는 유체 유량을 개폐(제어)하는 제1 온오프 밸브; 상기 복수 개의 유압 잭의 원래 위치 복귀를 확인하기 위하여 상기 유압 잭의 압력을 감지하는 압력센서; 상기 스러스터 플랫폼의 상승 운전시, 상기 유압장치에서 공급하는 작동 유체(유압)를 축적해 두고, 상기 스러스터 플랫폼의 하강 운전시 상기 압력센서에 의해 감지된 압력 신호에 따라 작동 유체를 배출하며, 그 작동 유체의 배출에 의해서 발생하는 흡입력(suction)을 이용하여 상기 복수 개의 유압 잭의 내부에 잔류하는 작동 유체를 배출하기 위한 잭 드레인 유닛; 상기 잭 드레인 유닛과 상기 유압장치를 연결하는 제2 유압 라인; 상기 잭 드레인 유닛의 작동 유체 배출을 위해서 상기 제2 유압 라인에 설치되는 제2 온오프 밸브; 및 상기 스러스터 플랫폼의 하강 운전시, 무 부하 구간에서 상기 압력센서에 의해 감지된 압력 신호에 따라 작동 유체를 배출하고, 그 작동 유체의 배출에 의해서 발생하는 흡입력(suction)을 이용하여 상기 복수 개의 유압 잭의 내부에 잔류하는 작동 유체를 배출하여 상기 복수 개의 유압 잭의 로드를 원래 위치로 하강 복귀시켜서 클램프의 로킹을 수행하여 해수 유입을 방지할 수 있도록 상기 제1 온오프 밸브, 상기 잭 드레인 유닛, 그리고 제2 온오프 밸브를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 잭 드레인 유닛은, 내부에 상기 제1 유압 라인에 연결되는 제1 작동 유체 쳄버와 상기 제2 유압 라인에 연결되는 제2 작동 유체 쳄버를 구비하는 실린더 하우징; 상기 제1 작동 유체 쳄버와 제2 작동 유체 쳄버에 설치되는 피스톤; 및 상기 피스톤에 탄성 복원력을 부여하는 탄성 부재를 포함한다.
상기 스러스터 플랫폼의 하강 운전시, 상기 복수 개의 유압 잭이 원래 위치로 복귀된 후, 클램프가 상기 스러스터 플랫폼을 로킹하도록 구성된다.
상기 제어부는 디지털 아웃 정션 박스를 통해서 무선통신으로 상기 제1 온오프 밸브 및 상기 제2 온오프 밸브의 작동을 제어한다.
상기 스러스터 플랫폼의 하강 운전시, 상기 유압 잭이 원래 위치로 복귀된 후, 클램프가 상기 스러스터 플랫폼을 로킹하도록 구성된다.
상기 제어부는 디지털 아웃 정션 박스를 통해서 무선통신으로 상기 제1 온오프 밸브 및 상기 제2 온오프 밸브의 작동을 제어한다.
한편, 본 발명의 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어방법은, 프로펠러와 상기 프로펠러의 상부에 결합하는 스러스터 플랫폼과 상기 스러스터 플랫폼의 상부에 결합하는 스러스터 모터를 구비하는 아지무스 스러스터, 및 상기 아지무스 스러스터를 설치하기 위한 공간과 유지 보수하기 위한 통로를 제공하는 스러스터 룸을 구비하는 해양플랜트에서, 상기 아지무스 스러스터를 리커버리(recovery)하기 위하여 상기 스러스터 플랫폼의 하강 운전을 제어하는 방법으로서, 상기 스러스터 플랫폼의 상승 운전시, 제1 온오프 밸브를 개방하여 유압장치의 작동 유체를 유압 잭에 공급하고, 제2 온오프 밸브를 개방하여 유압장치의 작동 유체를 잭 드레인 유닛의 제2 작동 유체 쳄버 안에 축적해 두는 단계; 상기 유압 잭의 로드가 상승 완료하고, 상기 제2 작동 유체 쳄버 안에 작동 유체의 축적이 완료되면, 상기 제1 온오프 밸브와 상기 제2 온오프 밸브를 폐쇄하는 단계; 상기 스러스터 플랫폼의 하강 운전시, 크레인을 이용하여 상기 스러스터 플랫폼을 하강시키고, 상기 유압 잭의 로드에 의해서 상기 스러스터 플랫폼을 지지하는 단계; 상기 제1 온오프 밸브를 개방하여 상기 복수 개의 유압 잭의 로드를 하강하는 단계; 압력센서가 상기 복수 개의 유압 잭의 압력을 감지하여 상기 복수 개의 유압 잭의 로드가 원래의 위치로 복귀하는 지를 판단하는 단계; 판단결과, 복수 개의 유압 잭의 로드가 원래의 위치로 복귀하지 못하고 있음을 감지하는 경우, 상기 압력센서에 의해 감지된 상기 복수 개의 유압 잭의 압력 신호에 따라 제어부가 상기 제2 작동 유체 쳄버 안에 있는 작동 유체를 배출하고, 그 작동 유체의 배출에 의해서 발생하는 흡입력(suction)을 이용하여 상기 유압 잭의 내부에 잔류하는 작동 유체를 배출하여 상기 복수 개의 유압 잭의 로드를 원래 위치로 하강 복귀시키는 단계; 및 상기 스러스터 플랫폼에 클램프를 로킹하여 해수 유입을 방지하는 단계를 포함한다.
상기 제어부는 디지털 아웃 정션 박스를 통해서 무선통신으로 상기 제1 온오프 밸브 및 상기 제2 온오프 밸브의 작동을 제어한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 스러스터 플랫폼의 상승 운전시 유압장치의 작동 유체(유압)를 잭 드레인 유닛에 축적해 두고, 스러스터 플랫폼의 하강 운전시 무 부하 구간에서 그 잭 드레인 유닛에 축적해둔 작동 유체를 배출하고, 그 작동 유체의 배출에 의해서 발생하는 흡입력(suction)을 이용하여 유압 잭의 내부에 잔류하는 작동 유체를 배출함으로써, 스러스터 플랫폼의 하강 운전시 무 부하 구간에서도 유압 잭을 원래 위치로 원활하게 하강 복귀시켜서 클램프의 로킹을 원활하게 하여 해수 유입을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 해양플랜트용 스러스터 리커버리 작업을 설명하는 도면
도 4는 유압 잭의 위치를 설명하는 평면도
도 5는 클램프의 로킹을 보인 종단면도
도 6은 클램프의 언로킹을 보인 종단면도
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치를 설명하기 위한 개념도
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치를 보인 구성도로서, 상승 운전을 보인 도면
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치를 보인 구성도로서, 하강 운전에서 부하 하강을 보인 도면
도 10은 본 발명에 따른 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치를 보인 구성도로서, 하강 운전에서 무 부하 하강을 보인 도면
도 11은 잭 드레인 유닛을 도시한 단면도
도 12는 본 발명에 따른 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어방법을 설명하는 블록도
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치 및 제어방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 해양플랜트는 프로펠러(11)와 프로펠러(11)의 상부에 결합하는 스러스터 플랫폼(12)과 스러스터 플랫폼(12)의 상부에 결합하는 스러스터 모터(13)를 구비하는 아지무스 스러스터(10), 및 아지무스 스러스터(10)를 설치하기 위한 공간과 유지 보수하기 위한 통로를 제공하는 스러스터 룸(1)을 구비한다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치를 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치는 아지무스 스러스터(10)를 리커버리(recovery) 하기 위하여 아지무스 스러스터(10)의 스러스터 플랫폼(12)의 하강 운전을 제어하는 장치이다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치는 스러스터 플랫폼(12)의 하강 운전시, 스러스터 플랫폼(12)을 하강하기 위하여 스러스터 룸(1)의 하단부에 설치되는 유압 잭(110); 유압 잭(110)에 작동 유체를 공급하기 위하여 유압 잭(110)과 유압장치(HPU)를 연결하는 제1 유압 라인(L 1); 제1 유압 라인(L 1)에 설치되어 유압 잭(110) 안으로 유입되는 유체 유량을 개폐(제어)하는 제1 온오프 밸브(120); 유압 잭(110)의 원래 위치 복귀를 확인하기 위하여 유압 잭(110)의 압력을 감지하는 압력센서(130); 스러스터 플랫폼(12)의 상승 운전시, 유압장치에서 공급하는 작동 유체(유압)를 축적해 두고, 스러스터 플랫폼(12)의 하강 운전시 압력센서(130)에 의해 감지된 압력 신호에 따라 작동 유체를 배출하며, 그 작동 유체의 배출에 의해서 발생하는 흡입력(suction)을 이용하여 유압 잭(110)에 잔류하는 작동 유체를 배출하는 잭 드레인 유닛(140); 잭 드레인 유닛(140)과 유압장치를 연결하는 제2 유압 라인(L 2); 잭 드레인 유닛(140)의 작동 유체 배출을 위해서 제2 유압 라인(L 2)에 설치되는 제2 온오프 밸브(150); 및 상기 스러스터 플랫폼(12)의 하강 운전시, 압력센서(130)에 의해 감지된 압력 신호에 따라 작동 유체를 배출하고, 그 작동 유체의 배출에 의해서 발생하는 흡입력(suction)을 이용하여 유압 잭(110)에 잔류하는 작동 유체를 배출하여 유압 잭(110)의 로드를 원래 위치로 하강 복귀시켜서 클램프(8)의 로킹을 수행하여 해수 유입을 방지할 수 있도록 제1 온오프 밸브(120), 잭 드레인 유닛(140), 그리고 제2 온오프 밸브(150)를 제어하는 제어부(160)를 포함한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치를 보인 구성도로서, 상승 운전을 보인 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치를 보인 구성도로서, 하강 운전에서 부하 하강을 보인 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치를 보인 구성도로서, 하강 운전에서 무 부하 하강을 보인 도면이다.
그리고 도 11은 잭 드레인 유닛을 도시한 단면도이다.
위 도면을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치는 복수 개의 유압 잭(110), 제1 유압 라인(L 1), 제1 온오프 밸브(120), 압력센서(130), 잭 드레인 유닛(140), 제2 유압 라인(L 2), 제2 온오프 밸브(150), 제어부(160)를 포함한다.
유압 잭(110)은 스러스터 플랫폼(12)의 상승 및 하강 운전시, 스러스터 플랫폼(12)을 상승 및 하강하기 위하여 스러스터 룸(1)의 하단부에 설치된다.
유압 잭(110)은 각 변에 2개씩 총 8개가 설치될 수 있으며, 스러스터 리커버리 작업에서 스러스터 플랫폼의 상승 운전시, 유압 잭의 로드는 8개 모두 동조(同調)를 이루어 약 200㎜를 상승하여서 스러스터 플랫폼을 상승한다. 그리고 스러스터 플랫폼의 하강 운전시, 유압 잭의 로드는 약 170㎜까지(부하 구간)는 스러스터 플랫폼의 하중에 의해서 하강하도록 구성된다.
제1 유압 라인(L 1)은 유압 잭(110)에 작동 유체를 공급하기 위하여 복수 개의 유압 잭(110)과 유압장치를 연결한다.
제1 온오프 밸브(120)는 제1 유압 라인(L 1)에 설치되어 유압 잭(110) 안으로 유입되는 유체 유량을 개폐(제어)한다.
압력센서(130)는 복수 개의 유압 잭(110)의 원래 위치 복귀를 확인하기 위하여 유압 잭(110)의 압력을 감지한다.
잭 드레인 유닛(140)은 스러스터 플랫폼(12)의 상승 운전시, 유압장치에서 공급하는 작동 유체(유압)를 축적해 두고, 스러스터 플랫폼(12)의 하강 운전시 압력센서(130)에 의해 감지된 압력 신호에 따라 작동 유체를 배출하며, 그 작동 유체의 배출에 의해서 발생하는 흡입력(suction)을 이용하여 복수 개의 유압 잭(110)에 잔류하는 작동 유체를 배출하는 역할을 한다.
상기 잭 드레인 유닛(140)은 내부에 상기 제1 유압 라인(L 1)에 연결되는 제1 작동 유체 쳄버(141a)와 상기 제2 유압 라인(L2)에 연결되는 제2 작동 유체 쳄버(141b)를 구비하는 실린더 하우징(141); 상기 제1 작동 유체 쳄버(141a)와 제2 작동 유체 쳄버(141b)에 설치되는 피스톤(142); 및 상기 피스톤(142)에 탄성 복원력을 부여하는 탄성 부재(143)를 포함한다. 피스톤(142)은 가이드(144)에 의해 원활하게 가이드될 수 있다.
제2 유압 라인(L 2)은 잭 드레인 유닛(140)과 유압장치를 연결한다.
제2 온오프 밸브(150)는 잭 드레인 유닛(140)의 작동 유체 배출을 위해서 제2 유압 라인(L 2)에 설치된다.
제어부(160)는 제1 온오프 밸브(120), 잭 드레인 유닛(140), 그리고 제2 온오프 밸브(150)를 제어하여, 스러스터 플랫폼(12)의 하강 운전시, 압력센서(130)에 의해 감지된 압력 신호에 따라 작동 유체를 배출하고, 그 작동 유체의 배출에 의해서 발생하는 흡입력(suction)을 이용하여 복수 개의 유압 잭(110)에 잔류하는 작동 유체를 배출하여 복수 개의 유압 잭(110)의 로드를 원래 위치로 하강 복귀시켜서 클램프(8)의 로킹을 수행하여 해수 유입을 방지할 수 있도록 한다.
스러스터 플랫폼(12)의 하강 운전시, 복수 개의 유압 잭(110)의 로드가 원래 위치로 복귀된 후, 클램프(8)가 스러스터 플랫폼(12)을 로킹하도록 구성된다.
제어부(160)는 디지털 아웃 정션 박스(170)를 통해서 무선통신으로 제1 온오프 밸브(120) 및 제2 온오프 밸브(150)의 작동을 제어할 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 잭 드레인 유닛을 이용하여, 복수 개의 유압 잭(110)의 로드를 원래 위치, 예를 들어 200㎜까지 하강 복귀시킴으로써, 클램프(8)의 로킹이 원활하여 해수 유입을 효과적으로 차단할 수 있다.
한편, 도 12는 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어방법을 설명하는 블록도이다.
위 도면을 참조하면, 본 발명의 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어방법은, 아지무스 스러스터(12)를 리커버리(recovery)하기 위하여 스러스터 플랫폼(12)의 하강 운전을 제어하는 방법으로서, 스러스터 플랫폼(12)의 상승 운전시, 제1 온오프 밸브(120)를 개방하여 유압장치의 작동 유체를 유압 잭(110)에 공급하고, 제2 온오프 밸브(150)를 개방하여 유압장치의 작동 유체를 잭 드레인 유닛(140)의 제2 작동 유체 쳄버(141b) 안에 축적해 두는 단계(S 10); 상기 유압 잭(110)의 로드가 상승 완료하고, 상기 제2 작동 유체 쳄버(141b) 안에 작동 유체의 축적이 완료되면, 제1 온오프 밸브(120)와 제2 온오프 밸브(150)를 폐쇄하는 단계(S 20); 스러스터 플랫폼(12)의 하강 운전시, 크레인을 이용하여 스러스터 플랫폼(12)을 하강시키고, 유압 잭(110)의 로드에 의해서 스러스터 플랫폼(12)을 지지하는 단계(S 30); 제1 온오프 밸브(120)를 개방하여 복수 개의 유압 잭(110)의 로드를 하강하는 단계(S 40); 압력센서(130)가 복수 개의 유압 잭(110)의 압력을 감지하여 복수 개의 유압 잭(110)의 로드가 무 부하 구간에 있는 지를 판단하는 단계(S 50); 판단결과, 상기 유압 잭의 로드가 무 부하 구간에 있는 경우, 압력센서(130)에 의해 감지된 복수 개의 유압 잭(110)의 압력 신호에 따라 제어부(160)가 제2 온오프 밸브를 개방하여 제2 작동 유체 쳄버(141b) 안에 있는 작동 유체를 배출하고, 그 작동 유체의 배출에 의해서 발생하는 흡입력(Suction)을 이용하여 유압 잭(110)에 잔류하는 작동 유체를 배출하여 복수 개의 유압 잭(110)의 로드를 원래 위치로 하강 복귀시키는 단계(S 60); 및 스러스터 플랫폼(12)에 클램프(8)를 로킹하여 해수 유입을 방지하는 단계(S 70)를 포함한다.
제어부(160)는 디지털 아웃 정션 박스(170)를 통해서 무선통신으로 제1 온오프 밸브(120) 및 제2 온오프 밸브(150)의 작동을 제어할 수 있다.
본 발명의 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어방법에 대하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
즉, 단계(S 10)에서는 스러스터 플랫폼(12)의 상승 운전시, 제1 온오프 밸브(120)를 개방하여 유압장치의 작동 유체를 유압 잭(110)에 공급하고, 제2 온오프 밸브(150)를 개방하여 유압장치의 작동 유체를 잭 드레인 유닛(140)의 제2 작동 유체 쳄버(141b) 안에 축적해 둔다(도 8 참조).
단계(S 20)에서는 유압 잭(110)의 로드가 상승 완료하고, 제2 작동 유체 쳄버(141b) 안에 작동 유체의 축적이 완료되면, 제1 온오프 밸브(120)와 제2 온오프 밸브(150)를 폐쇄한다. 이때, 유압 잭(110)의 로드가 200㎜ 상승한다.
단계(S 30)에서는 스러스터 플랫폼(12)의 하강 운전시, 크레인(도 1 참조)을 이용하여 스러스터 플랫폼(12)을 하강시키고, 유압 잭(110)의 로드에 의해서 스러스터 플랫폼(12)을 지지한다.
단계(S 40)에서는 제1 온오프 밸브(120)만을 개방하여 복수 개의 유압 잭(110)의 작동 유체가 제1 유압 라인(L 1)을 통해서 유압장치로 피드백된다. 복수 개의 유압 잭(110)의 로드는 부하 구간에서 170㎜ 하강한다(도 9 참조).
단계(S 50)에서는 압력센서(130)가 복수 개의 유압 잭(110)의 압력을 감지하여 복수 개의 유압 잭(110)의 로드가 무 부하 구간에 있는 지를 판단한다.
단계(S 60)에서는 판단결과, 복수 개의 유압 잭(110)의 로드가 원래의 위치로 복귀하지 못하고 있는 경우, 즉, 복수 개의 유압 잭(110)의 로드가 무 부하 구간에 있는 경우, 압력센서(130)에 의해 감지된 복수 개의 유압 잭(110)의 압력 신호에 따라 제어부(160)가 제2 온오프 밸브(150)를 개방하고 제2 작동 유체 쳄버(141b) 안에 있는 작동 유체를 배출하고, 그 작동 유체의 배출에 의해서 발생하는 흡입력을 이용하여 유압 잭(110)의 내부에 잔류하는 작동 유체를 배출(drain)하여 복수 개의 유압 잭(110)의 로드를 원래 위치로 200㎜ 하강 복귀시킨다.
단계(S 70)에서는 스러스터 플랫폼(12)에 클램프(8)를 로킹하여 해수 유입을 방지한다(도 5 참조).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 스러스터 플랫폼의 상승 운전시 유압장치의 작동 유체(유압)를 잭 드레인 유닛에 축적해 두고, 스러스터 플랫폼의 하강 운전시 무 부하 구간에서 그 잭 드레인 유닛에 축적해둔 작동 유체를 배출하고, 그 작동 유체의 배출에 의해서 발생하는 흡입력을 이용하여 유압 잭의 내부에 잔류하는 작동 유체를 배출함으로써, 스러스터 플랫폼의 하강 운전시 무 부하 구간에서도 유압 잭을 원래 위치로 원활하게 하강 복귀시켜서 클램프의 로킹을 원활하게 하여 해수 유입을 효과적으로 방지할 수 있다.
1: 스러스터 룸
10: 스러스터
12: 스러스터 플랫폼
110: 유압 잭
120: 제1 온오프 밸브
130: 압력센서
140: 잭 드레인 유닛
141: 실린더 하우징
141a: 제1 작동 유체 쳄버
141b: 제2 작동 유체 쳄버
142: 피스톤
143: 탄성 부재
144: 가이드
150: 제2 온오프 밸브
160: 제어부
170: 디지털 아웃 정션 박스
L1: 제1 유압 라인
L2: 제2 유압 라인

Claims (10)

  1. 프로펠러와 상기 프로펠러의 상부에 결합하는 스러스터 플랫폼과 상기 스러스터 플랫폼의 상부에 결합하는 스러스터 모터를 구비하는 아지무스 스러스터, 및 상기 아지무스 스러스터를 설치하기 위한 공간과 유지 보수하기 위한 통로를 제공하는 스러스터 룸을 구비하는 해양플랜트에서, 상기 아지무스 스러스터를 리커버리(recovery) 하기 위하여 상기 스러스터 플랫폼의 하강 운전을 제어하는 장치로서,
    상기 스러스터 플랫폼의 하강 운전시, 상기 스러스터 플랫폼을 하강하기 위하여 상기 스러스터 룸의 하단부에 설치되는 복수 개의 유압 잭; 상기 복수 개의 유압 잭에 작동 유체를 공급하기 위하여 상기 복수 개의 유압 잭과 유압장치를 연결하는 제1 유압 라인; 상기 제1 유압 라인에 설치되어 상기 복수 개의 유압 잭 안으로 유입되는 유체 유량을 개폐(제어)하는 제1 온오프 밸브; 상기 복수 개의 유압 잭의 원래 위치 복귀를 확인하기 위하여 상기 복수 개의 유압 잭의 압력을 감지하는 압력센서; 상기 스러스터 플랫폼의 상승 운전시, 상기 유압장치에서 공급하는 작동 유체(유압)를 축적해 두고, 상기 스러스터 플랫폼의 하강 운전시 상기 압력센서에 의해 감지된 압력 신호에 따라 작동 유체를 배출하며, 그 작동 유체의 배출에 의해서 발생하는 흡입력을 이용하여 상기 복수 개의 유압 잭에 잔류하는 작동 유체를 배출하는 잭 드레인 유닛; 상기 잭 드레인 유닛과 상기 유압장치를 연결하는 제2 유압 라인; 상기 잭 드레인 유닛의 작동 유체 배출을 위해서 상기 제2 유압 라인에 설치되는 제2 온오프 밸브; 및 상기 스러스터 플랫폼의 하강 운전시, 상기 압력센서에 의해 감지된 압력 신호에 따라 작동 유체를 배출하고, 그 작동 유체의 배출에 의해서 발생하는 흡입력을 이용하여 상기 복수 개의 유압 잭에 잔류하는 작동 유체를 배출하여 상기 복수 개의 유압 잭을 원래 위치로 하강 복귀시켜서 클램프의 로킹을 수행하여 해수 유입을 방지할 수 있도록 상기 제1 유압 라인, 상기 잭 드레인 유닛, 그리고 상기 제2 온오프 밸브를 제어하는 제어부; 를 포함하고,
    상기 잭 드레인 유닛은 내부에 상기 제1 유압 라인에 연결되는 제1 작동 유체 쳄버와 상기 제2 유압 라인에 연결되는 제2 작동 유체 쳄버를 구비하는 실린더 하우징; 상기 제1 작동 유체 쳄버와 제2 작동 유체 쳄버에 설치되는 피스톤; 및 상기 피스톤에 탄성 복원력을 부여하는 탄성 부재; 를 포함하되,
    상기 스러스터 플랫폼의 상승 운전시, 상기 유압장치의 작동 유체(유압)를 상기 잭 드레인 유닛의 상기 제2 작동 유체 쳄버 안에 축적해 두고, 상기 스러스터 플랫폼의 하강 운전시, 무 부하 구간에서 상기 잭 드레인 유닛에 축적해둔 작동 유체를 배출하고, 그 작동 유체의 배출에 의해서 발생하는 흡입력을 이용하여 상기 유압 잭의 내부에 잔류하는 작동 유체를 배출함으로써, 상기 스러스터 플랫폼의 하강 운전시 무 부하 구간에서도 상기 유압 잭의 로드를 원래 위치로 하강 복귀시켜서 상기 스러스터 플랫폼의 상부에 회동 가능하게 힌지로 결합된 클램프의 로킹을 수행하여 상기 스러스터 룸의 해수 유입을 방지하는 것을 특징으로 하는 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 디지털 아웃 정션 박스를 통해서 무선통신으로 상기 제1 온오프 밸브 및 상기 제2 온오프 밸브의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 해양플랜트용 스러스터 리커버리의 하강 운전 제어장치.
  5. 삭제
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  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003254257A (ja) * 2002-03-04 2003-09-10 Yoshio Imada 脱圧機能を持つピストンポンプ
JP2005282644A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Toko Seisakusho:Kk 油圧シリンダ装置

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