KR101873982B1 - 탑 사이드 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탑사이드 모듈을 제공한다. 본 발명의 탑사이드 모듈은 상부 프레임과 하부 프레임; 및 상기 상부 프레임과 상기 하부 프레임에 제1사선 방향으로 설치되는 브레이스부재를 포함하되; 상기 브레이스 부재는 탈부착 가능하도록 2개의 지지대로 구성되어 상호 탈부착될 수 있다.

Description

탑 사이드 모듈{TOP SIDE MODULE}
본 발명은 탑 사이드 모듈에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 해양 구조물의 탑사이드 모듈에서 장비의 유지보수를 위해 장비를 빼낼 수 있도록 착탈 가능한 가새(Diagonal Brace)를 갖는 탑 사이드 모듈에 관한 것이다.
최근에는 FPSO와 같은 부유식 해상 구조물에 대한 수요가 점차 증가하고 있다. FPSO(Floating, Production,Storage and Offloading)는 해저를 시추하여 가스 또는 석유를 생산하고, 생산된 가스 또는 석유를 해상에서 직접 처리하여 저장탱크 내에 저장하여 이송하고, 필요시 저장탱크 내에 저장된 가스 또는 석유를 수송선으로 옮겨 싣기 위해 사용되는 해상 구조물이다.
이러한 부유식 해상 구조물은 선체의 상부에는 해저를 시추하여 가스 또는 석유를 생산한 후 처리시키는 데에 필요한 각종 플랜트 장비들이 지지되는 탑 사이드 모듈이 설치된다.
탑 사이드 모듈은 육상 구조물과 달리 해상의 파도의 영향을 받아서 구조물 전체가 횡으로 변형되는 힘을 받으며, 이러한 변형을 방지하기 위해 가새(Diagonal Brace)가 설치된다.
그러나, 가새는 탑 사이드 모듈 내부에 설치된 플랜트 장비의 유지보수를 위하여 장비를 탑 사이드 모듈 밖으로 빼낼 때 장애물로 작용하게 된다. 이러한 상황을 타개하기 위해 일부 부분에 대한 가새를 제거하거나 위치를 조정하는 경우도 있으나, 이 경우 구조적으로 불완전하거나 응력 집중을 발생시키는 문제를 야기한다.
등록특허 10-1541315
본 발명의 일 과제는, 장비 유지 보수시 장비 이동 통로를 확보할 수 있는 탑 사이드 모듈을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면,상부 프레임과 하부 프레임; 및 상기 상부 프레임과 상기 하부 프레임에 제1사선 방향으로 설치되는 브레이스부재를 포함하되; 상기 브레이스 부재는 탈부착 가능하도록 2개의 지지대로 구성되어 상호 탈부착되는 탑사이드 모듈이 제공될 수 있다.
또한, 상기 브레이스 부재는 일단이 상기 하부 프레임에 회전 가능하도록 결합되는 제1 브레이스; 및 일단이 상기 상부 프레임에 고정되는 제2 브레이스; 및 상기 제1 브레이스의 타단과 상기 제2 브레이스의 타단을 상호 연결하는 체결부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 브레이스은 타단에 제공되는 제1연결편을 포함하고, 상기 제2 브레이스는 타단에 제공되는 그리고 상기 제1연결편과 연결되는 제2연결편을 포함하며, 상기 제1연결편과 상기 제2연결편은 상기 체결부재에 의해 체결될 수 있다.
또한, 상기 브레이스 부재는 일단이 상기 상부 프레임에 고정되는 서브 브레이스를 더 포함하되; 상기 서브 브레이스의 타단은 상기 제1브레이스의 제1연결편과 연결되는 제3연결편을 포함할 수 있다.
또한, 상기 서브 브레이스는 제2사선 방향으로 설치되고, 상기 제2사선의 각도는 상기 하부 프레임을 기준으로 상기 제1사선의 각도보다 큰 각도를 가질 수 있다.
또한, 상기 탑사이드 모듈은 상기 상부 프레임의 가장자리에 설치되고 이웃하는 탑사이드 모듈과의 연결을 위한 브릿지를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 탑사이드 모듈의 구조적 안정성을 확보한 상태에서 플랜트 장비의 이동 통로를 확보할 수 있는 각별한 효과를 갖는다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선체 변형량 측정 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 선체 변형량 측정 장치의 정면도이다.
도 3은 브레이스 부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 탑사이드 모듈에서 플랜트 장비의 이동통로를 확보한 상태를 보여주는 도면이다.
도 5는 탑사이드 모듈의 변형예를 보여주는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 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 출원에서, "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.
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.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 탑 사이드 모듈을 갖는 부유식 해상 구조물을 나타낸 도면이고, 도 2는 탑사이드 모듈을 보여주는 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 부유식 해상 구조물은 선체(20)는 상부벽(24,이하 상갑판이라 함)을 포함한다.
해양 구조물(1)은 해상에 계류 또는 정박된 상태에서 해저에 매장되어 있는 오일 또는 가스를 생산, 정제 및 저장하는 기능을 한다. 해양 구조물(1)은 상술한 기능을 하면 족하고, 그 종류는 특정되지 않는다. 예컨대 해양구조물(1)은 OIL-FPSO(Oil-Floating Production Storage Offloading으로 주로 Oil 또는 Gas를 생산), LNG FPSO(Liquefied Natural Gas-Floating Production Storage Offloading), LNG FSRU(Liquefied Natural Gas-Floating Storage and Regasification Unit), FPU(Floating Production Unit) 일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
선체(20)에는 해저에서 시추한 가스 또는 석유를 처리하는데 필요한 각종 플랜트 설비(200)들이 배치되는 탑 사이드 모듈(100)이 설치된다.
본 실시예의 탑 사이드 모듈(100)은 상갑판(24) 위에 설치되는 것으로, 오일 또는 가스의 생산, 정제 및 저장을 위한 플랜트 장비 및 설비 등을 배치하기 위한 공간을 제공한다.
탑사이드 모듈(100)의 형태는 다양할 수 있으나, 일반적으로는 박스 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 탑사이드 모듈은 상부 프레임(110)과 상부 프레임(110)과 수직 방향으로 이격된 하부 프레임(120), 상부 프레임(110)과 하부 프레임(110) 가장자리에 수직하게 설치되는 복수개의 수직 지지 프레임(130) 그리고 브레이스 부재(140)를 포함할 수 있다.
일 예로, 상부 프레임(110)과 하부 프레임(120) 그리고 수직 지지 프레임(130)은 철골 주로를 구성하는 빔(beam) 형상일 수 있다. 상부 프레임(110)과 상부 프레임(120) 그리고 수직 지지 프레임(130)에 의해 제공되는 탑 사이드 모듈(100) 안쪽 공간에는 플랜트 장비(200)들이 제공된다.
하부 프레임(120)은 선체의 상갑판(24) 위에 설치되는 지지 스툴(30)을 통하여 상갑판(24) 위에 지지된다. 지지스툴(30)의 형태는 특정되지 않으며, 단면이 원형 또는 사각형으로 형성되되, 아래에서 위로 갈수록 크기가 점점 작아지는 형태로 형성될 수 있다.
지지 스툴(30)의 상부면에는 베어링(40)이 설치될 수 있다. 베어링(40)은 지지 스툴(30)과 하부 프레임(120) 사이에 배치된다. 베어링(40)은 지지 스툴(30)과 하부 프레임(120) 사이에 마찰을 줄여주고 탑 사이드 모듈(100)의 변형에 의한 영향을 줄여주는 기능을 하며, 탄성체(예컨대, 폴리테트라플루오로에틸렌과 같은 테프론, 고무베어링 등으로 형성되는 베어링 패드(bearing pad))일 수 있다.
도 3은 브레이스 부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 브레이스 부재(140)는 제1브레이스(142)와 제2브레이스(144) 그리고 서브 브레이스(146)를 포함할 수 있다.
제1브레이스(142)와 제2브레이스(144) 또는 제1브레이스(142)와 서브 브레이스(146)는 선택적으로 상호 탈부착이 가능하게 연결될 수 있다. 즉, 브레이스 부재(140)는 플랜트 장비(200)의 유지 보수 때 플랜트 장비(200)를 탑사이드 모듈(100)로부터 꺼낼 수 있도록 이동 통로를 확보할 수 있다.
제1브레이스(142)는 일단이 하부 프레임(120)에 회전 가능하도록 결합될 수 있다. 제1브레이스의 일단은 하부 프레임(120)과 수직 지지 프레임(130)이 만나는 모서리에 인접한 고정부(190)에 연결될 수 있다. 고정부(190)는 힌지축(192)을 포함하며, 제1브레이스(142)는 힌지축(192)을 중심으로 회전 가능하도록 힌지 결합될 수 있다. 제1브레이스(142)는 타단에 제2브레이스(144)의 타단과 연결되는 제1연결편(143)을 갖는다.
제2브레이스(144)는 일단이 상부 프레임(110)에 고정될 수 있다. 제2브레이스의 일단은 상부 프레임(110)의 중앙에 가깝게 제공될 수 있다. 제2브레이스(144)는 타단에 제1브레이스(142)의 제1연결편(143)과 연결되는 제2연결편(145)을 포함할 수 있다.
제1브레이스(142)의 제1연결편(143)과 제2브레이스(144)의 제2연결편(145)은 체결부재(148)에 의해 상호 체결될 수 있다. 제1브레이스(142)와 제2브레이스(144)는 상부 프레임(110)과 하부 프레임(120)에 제1사선 방향(X1)으로 상호 연결될 수 있다.
서브 브레이스(146)는 일단이 상부 프레임(110)에 고정될 수 있다. 서브 브레이스(146)는 제2브레이스의 길이보다 짧을 수 있다. 서브 브레이스(146)는 타단에 제1브레이스(142)의 제1연결편(143)과 연결되는 제3연결편(147)을 포함할 수 있다. 제1브레이스(142)의 제1연결편(143)과 서브 브레이스(146)의 제3연결편(147)은 체결부재(148)에 의해 상호 체결될 수 있다. 제1브레이스(142)와 서브 브레이스(146)는 제2사선방향(X2)으로 상호 연결될 수 있다.
여기서, 제2사선(X2)의 각도(B)는 하부 프레임(120)을 기준으로 제1사선(X1)의 각도(A)보다 큰 각도를 갖는 것이 바람직하다.
도 4는 탑사이드 모듈에서 플랜트 장비의 이동통로를 확보한 상태를 보여주는 도면이다.
도 4에서와 같이, 탑사이드 모듈(100)로부터 플랜트 장비(200)가 인출될 수 있도록 제1브레이스(142)는 제2브레이스로부터 분리된 후 서브 브레이스(146)에 연결될 수 있다. 탑사이드 모듈(100)은 제1브레이스(142)가 제2브레이스(144)로부터 분리되면 구조적 불안전성이 발생될 수 있으므로 제1브레이스(142)를 서브 브레이스(146)에 연결하여 구조적 불안전성을 최소화시킬 수 있다.
도 5는 탑사이드 모듈의 변형예를 보여주는 도면이다.
도 5에 도시된 탑사이드 모듈(100a)은 도 1에 도시된 탑사이드 모듈(100)과 동일한 구성과 기능으로 제공됨으로, 이하에서는 본 실시예와의 차이점을 위주로 변형예를 설명하기로 한다.
탑사이드 모듈(100a)은 상부 프레임(110)의 가장자리에 설치되고 이웃하는 탑사이드 모듈(100a)과의 연결을 위한 브릿지(180)를 포함할 수 있다. 브릿지(180)는 탑사이드 모듈(100a)에서 플랜트 장비(200)의 이동통로를 확보하기 위해 제1브레이스(142)가 서브 브레이스(146)에 연결된 상태에서 구조적 불안전성을 최소화하기 위한 것으로, 탑사이드 모듈(100a)이 이웃하는 탑사이드 모듈(100a)과 브릿지(180)를 통해 상호 연결됨으로써 구조적 안전성을 확보할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 탑사이드 모듈 110 : 상부 프레임
120 : 하부 프레임 130 : 수직 지지 프레임
140 : 브레이스 부재 142 : 제1브레이스
144 : 제2브레이스 146 : 서브 브레이스

Claims (6)

  1. 상부 프레임과 하부 프레임; 및
    상기 상부 프레임과 상기 하부 프레임에 제1사선 방향으로 설치되는 브레이스부재를 포함하되;
    상기 브레이스 부재는 탈부착 가능하도록 2개의 지지대로 구성되어 상호 탈부착되되;
    상기 브레이스 부재는
    일단이 상기 하부 프레임에 회전 가능하도록 결합되는 제1 브레이스;
    일단이 상기 상부 프레임에 고정되는 제2 브레이스;
    일단이 상기 상부 프레임에 고정되는 서브 브레이스; 및
    상기 제1 브레이스의 타단과 상기 제2 브레이스의 타단 또는 상기 제1 브레이스의 타단과 상기 서브 브레이스를 상호 연결하는 체결 부재를 포함하고,
    상기 제1 브레이스는 장비 이동통로를 확보할 수 있도록 상기 제2 브레이스로부터 분리되어 상기 서브 브레이스에 연결되는 탑사이드 모듈.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 브레이스는 타단에 제공되는 제1연결편을 포함하고,
    상기 제2 브레이스는 타단에 제공되는 그리고 상기 제1연결편과 연결되는 제2연결편을 포함하며,
    상기 서브 브레이스의 타단에 제공되는 그리고 상기 제1연결편과 연결되는 제3연결편을 포함하고,
    상기 제1연결편과 상기 제2연결편 또는 상기 제1연결편과 상기 제3연결편은 상기 체결부재에 의해 체결되는 탑사이드 모듈.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브 브레이스는
    제2사선 방향으로 설치되고,
    상기 제2사선의 각도는 상기 하부 프레임을 기준으로 상기 제1사선의 각도보다 큰 각도를 갖는 탑사이드 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 탑사이드 모듈은
    상기 상부 프레임의 가장자리에 설치되고 이웃하는 탑사이드 모듈과의 연결을 위한 브릿지를 더 포함하는 탑사이드 모듈.
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