KR101938918B1 - 부유식 해상 구조물의 측방 계류 시스템을 위한 선체구조 - Google Patents

부유식 해상 구조물의 측방 계류 시스템을 위한 선체구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부유식 해상 구조물의 측방 계류 시스템을 위한 선체구조에 관한 것으로서, 부유식 해상 구조물의 측방에 운반선을 계류시키기 위한 계류 시스템을 선체 측방에 설치할 수 있도록 하여 갑판 상부의 설비 정렬과 공간 활용을 용이하게 하는 한편, 하역에 따른 부유식 해상 구조물과 운반선 사이의 높이 차이가 증가하더라도 계류 라인의 설치 기준을 충족할 수 있도록 한 것이다. 본 발명에 따른 부유식 해상 구조물의 측방 계류 시스템을 위한 선체구조는, 선저부(110), 선측부(120) 및 주갑판(130)을 가지고; 상기 주갑판(130) 아래의 선측부(120)에는, 선측부(120)의 측방 외측 방향으로 개방되고 상기 선측부(120)의 외표면으로부터 선체(10)의 중심(CL)을 향해 오목하게 들어간 형태로서 바닥부(210), 내벽부(220) 및 천장부(230)를 가지는 무어링 베이(200)가 형성되며; 상기 무어링 베이(200)의 바닥부(210)에 계류장치(300)가 마련된 구성을 가진다.

Description

부유식 해상 구조물의 측방 계류 시스템을 위한 선체구조{Hull Structure for Side-by-side Mooring System of Floating Offshore Structure}
본 발명은 부유식 해상 구조물의 측방 계류 시스템을 위한 선체구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부유식 해상 구조물의 측방에 운반선을 계류시키기 위한 계류 시스템을 선체 측방에 설치할 수 있도록 하여 갑판 상부의 설비 정렬과 공간 활용을 용이하게 하는 한편, 하역에 따른 부유식 해상 구조물과 운반선 사이의 높이 차이가 증가하더라도 계류 라인의 설치 기준을 충족할 수 있도록 한 것이다.
이른바, "LNG-FPSO(LNG-Floating, Production, Storage, and Offloading; 부유식 액화천연가스 생산, 저장 및 하역설비)", "FLNG(Floating Liquefaction Natural Gas; 부유식 액화천연가스 생산 구조물)", "FPSO(Floating, Production, Storage, and Offloading; 부유식 (원유)생산, 저장 하역 설비)"등과 같은 부유식 해상 구조물은, 해상에 오랜 기간 정박한 상태에서 해저 가스전으로부터 천연가스(또는 원유 등)를 채굴하여 전처리, 가공(예; 액화) 및 저장 가능할 뿐만 아니라, 저장된 액화가스를 운반선(예; LNG Carrier, Shuttle Tanker 등)에 하역할 수도 있게 만들어진 설비이다.
이에 따라 부유식 해상 구조물은, 주갑판(main deck)을 기준으로 아래쪽의 선체부(Hull Part)에 LNG, LPG 및 응축물들을 저장하기 위한 저장 탱크가 갖추어지고, 위쪽의 주갑판 상부(Top side)에는 채굴한 천연가스를 처리하고 액화하기 위한 공정 모듈(processing module), 하역을 위한 하역설비, 작업자가 생활하기 위한 거주구(Living Quater) 등이 탑재된다.
이러한 부유식 해상 구조물은, 해양을 운항하면서 화물을 수송하는 선박과는 달리 해상에 오랜 기간 정박한 상태에서 작업을 수행하기 때문에, 저장 탱크에 저장한 액화가스는 엘엔지 캐리어나 셔틀 탱커와 같은 운반선을 부유식 해상 구조물에 접근시켜 계류시킨 다음 하역 설비를 사용하여 옮겨 싣게 되어 있다.
부유식 해상 구조물에 운반선을 게류시키는 방법의 하나로서 측방 계류 방식(side-by side mooring)에 대한 예가 도 1에 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 측방 계류 방식은, 부유식 해상 구조물(10)의 측면으로 운반선(20)을 접근시킨 다음, 부유식 해상 구조물(10)과 운반선(20)을 후크(hook), 페어 리더(fair leader), 계류 라인(예; 로프, 체인, 와이어 등)(12) 등으로 구속하여 계류시키는 방식이다.
이러한 후크, 페어 리더, 계류라인을 포함하는 계류장치는 선체의 주갑판 상면에 설치되는데, 주갑판 상에는 앞에서 언급한 다양한 공정 모듈들, 하역설비, 거주구, 탈출구 등, 많은 설비가 탑재되기 때문에, 계류장치까지 주갑판 상에 설치하면 주갑판 상부 공간이 감소되어 다른 설비의 설치에 장애가 되므로 주갑판 상부 설비에 대한 최적 배치 설계를 제한하게 되고 주갑판 상부를 매우 복잡하게 한다.
또한, 부유식 해상 구조물에 저장된 액화가스를 운반선으로 옮겨싣는 과정에서, 액화가스가 빠져나가는 부유식 해상 구조물은 수면 위로 더 올라오고, 반대로 액화가스가 채워지는 운반선은 수면 아래로 더 가라앉게 된다. 그런데, 계류장치가 주갑판 상부에 설치되어 있기 때문에 부유식 해상 구조물과 운반선을 연결하는 계류 라인의 경사(각도)가 매우 급해져서 한계치를 벗어나는 문제가 발생한다.
공개특허공보 공개번호 제10-2014-0045132호
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 선체 측방에 무어링 베이를 형성하여 거기에 계류장치를 갖출 수 있도록 함으로써, 갑판 상부의 설비 정렬과 공간 활용을 용이하게 하고, 하역 시에는 부유식 해상 구조물과 운반선 사이의 높이 차이가 커지더라도 계류 라인의 경사 각도가 완만하게 유지됨으로써 계류장치 설치기준을 충족할 수 있도록 하는 부유식 해상 구조물의 측방 계류 시스템을 위한 선체구조를 제공하는 것에 있다.
이와 함께, 본 발명의 다른 목적은, 무어링 베이의 구조를 계류장치 설치부와 정비 및 통행로를 분리하는 구조로 설계하여 무어릴 베이의 폭을 줄이고 무어링 베이의 설치에 따른 선가의 상승을 방지하며 작업자의 안전도 확보할 수 있도록 하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 무어링 베이의 설치에 따라 선체의 구조적 안정성에 미치는 영향을 최소화 할 수 있는 구조로 제공하는 것에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 부유식 해상 구조물의 측방 계류 시스템을 위한 선체구조는, 선저부(110), 선측부(120) 및 주갑판(130)을 가지고; 상기 주갑판(130) 아래의 선측부(120)에는, 선측부(120)의 측방 외측 방향으로 개방되고 상기 선측부(120)의 외표면으로부터 선체(10)의 중심(CL)을 향해 오목하게 들어간 형태로서 바닥부(210), 내벽부(220) 및 천장부(230)를 가지는 무어링 베이(200)가 형성되며; 상기 무어링 베이(200)의 바닥부(210)에 계류장치(300)가 마련된 구성을 가진다.
본 발명에 따른 부유식 해상 구조물의 측방 계류 시스템을 위한 선체구조에 있어서, 상기 무어링 베이(200)의 바닥부(210) 하부에는 측방 밸러스트 탱크(122)가 구비된다.
본 발명에 따른 부유식 해상 구조물의 측방 계류 시스템을 위한 선체구조에 있어서, 상기 바닥부(210) 위쪽으로 간격을 유지하여 제2 계류 갑판(240)이 더 설치되어, 계류 갑판이 제1 갑판을 이루는 바닥부(210)와 제2 계류 갑판(240)에 의해 복층으로 형성된 구조로 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 부유식 해상 구조물의 측방 계류 시스템을 위한 선체구조에 있어서, 무어링 베이(200)는, 선체(100)의 길이방향으로 연속하여 개방된 형태로 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 부유식 해상 구조물의 측방 계류 시스템을 위한 선체구조에 있어서, 무어링 베이(200)는, 선체(100)의 길이방향으로 불연속적으로 복수의 지점에 나뉘어서 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 부유식 해상 구조물의 측방 계류 시스템을 위한 선체구조에 의하면, 선체의 측면에 무어링 베이를 형성하고, 그곳에 계류장치를 마련하는 구조를 가짐으로써, 선체의 측방에 접근한 운반선을 구속하기 위한 계류 라인이 선체의 상면으로부터 도선되는 것이 아니라, 그 보다 높이가 낮은 선체 측면의 무어링 베이로부터 도선된다. 따라서, 계류 라인의 경사 각도가 완만해지며, 계류장치를 주갑판으로부터 무어링 베이로 자리를 옮겨 배치할 수 있기 때문에 주갑판에 그만큼의 여유 공간이 더 확보되어 공정 모듈 등의 배치 설계를 좀 더 자유롭게 할 수 있게 된다.
또한, 계류라인이 선체의 측방에 마련된 높이가 낮은 무어링 베이로부터 인출되기 때문에, 하역이 진행됨에 따라 양 선박의 높이 차이가 커지더라도 계류라인의 경사가 그다지 급해지지 않으므로, 계류장치나 선체의 손상을 방지하고 계류장치 설치규정을 만족할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 의하면, 무어링 베이의 계류 갑판을 복층 구조로 형성함으로써, 바닥부에 마련하여야 할 통행로나 계류장치 중 하나를 제2 계류 갑판으로 옮길 수 있으므로, 바닥부와 제2 계류 갑판의 폭을 통행로의 폭만큼 줄일 수 있으며, 통행로와 정비 공간을 계류장치로부터 격리시킴으로써 작업자의 안전에도 매우 유리해진다.
또한, 본 발명의 제3 실시예와 같이 무어링 베이를 선체의 길이방향으로 연속하여 형성하는 구조에 의하면, 무어링 베이 형성을 위한 후판 등의 부재의 제작이 쉽고 용접 공정이 단순해진다.
또한, 본 발명의 제4 실시예와 같이, 무어링 베이를 선체의 길이방향으로 불연속적으로 복수의 지점에 나누어 형성하면, 계류 라인이 인출되는 구간만 외부로 개방되고 나머지의 부분은 선측부로 막히게 됨으로써 선측부에 외부로 개방된 구간을 최소화할 수 있고, 그에 따라 부유식 해상 구조물의 선체의 구조적 안전성을 좀 더 양호하게 확보할 수 있다.
도 1은 부유식 해상 구조물의 측방에 운반선이 계류된 상태를 개략적으로 보인 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 부유식 해상 구조물의 선체 구조를 보인 횡단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 무어링 베이에 계류장치를 설치한 예를 보인 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 부유식 해상 구조물과 운반선의 측방 계류 상태를 보인 황단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 무어링 베이의 구조를 보인 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 무어링 베이의 구조를 보인 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 무어링 베이의 구조를 보인 측면도이다.
이하, 첨부도면 도 2 내지 도 7을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다. 도 2 내지 도 7에서는 발명의 주요 구성만을 명확히 이해할 수 있도록 하기 위해, 공정 모듈, 하역설비, 거주구 등, 주갑판 상부(Top side)의 구조물에 대한 도시는 생략하고 주갑판 하부의 선체(10)만을 도시하였다.
도 2에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 부유식 해상 구조물의 선체 구조를 보인 횡단면도가 도시되어 있다. 도 2에서는 선체의 횡단면 중심선(CL; Center Line)을 기준으로 우현(starboard) 쪽만 도시하였다. 좌현(port) 쪽을 동일한 구조로 구성할 수도 있고, 좌현 쪽에는 설치하지 않을 수도 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 부유식 해상 구조물의 선체(10)는, 선저부(110), 선측부(120) 및 주갑판(main deck)(130)이 대략 직사각형 구조물을 형성한 구조로 이루어진다. 또한, 선체(10)의 내부에는 생산한 LNG, LPG, 또는 응축물들을 저장하기 위한 저장 탱크(140)가 구축된다. 선측부(120)와 저장 탱크(140) 사이에는 측방 밸러스트 탱크(122)가 마련된다.
주갑판(130) 아래의 선측부(120)에는 무어링 베이(Mooring Bay)(200)가 형성된다. 무어링 베이(200)는 선측부(120)의 바깥 방향은 개방되고 선측부(120)의 외표면으로부터 선체(10)의 중심(CL)을 향해 오목하게 들어간 형태로서, 바닥부(210), 내벽부(220) 및 천장부(230)에 의해 구획된다.
무어링 베이(200)에는 계류장치(300)가 마련된다. 즉, 계류장치(300)가 주갑판(130) 상면에 설치되는 것이 아니라, 선체(10)의 측방에 형성된 무어링 베이(200) 안에 설치되는 것이다.
따라서 선체(10)의 측방에 접근한 운반선을 구속하기 위한 계류 라인은 선체(10)의 상면으로부터 도선되는 것이 아니라, 그 보다 높이가 낮은 선체(10) 측면의 무어링 베이(200)로부터 도선된다.
이에 의하면 계류 라인의 경사 각도가 완만해진다. 또한, 계류장치(300)가 주갑판(130)으로부터 무어링 베이(200)로 자리를 옮겨 배치되기 때문에 주갑판(130)에 그만큼의 여유 공간이 더 확보되어 공정 모듈 등의 배치 설계를 좀 더 자유롭게 할 수 있게 된다.
도 3에는 무어링 베이(200)에 계류장치(300)를 설치한 예를 보인 평면도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 무어링 베이(200)의 바닥부(210)의 전체 폭(Wt)은, 선측부(120)로부터 내벽부(220)까지의 거리가 된다.
무어링 베이(200)의 내측, 즉, 내벽부(220)에 가까운 부분에는 어떠한 장치도 설치되지 않은 통행로(Wa)를 마련한다. 통행로(Wa)는 작업자의 통행과 정비를 위해 비워두는 통로이다. 따라서, 계류장치(300)는 통행로(Wa)를 제외한 부분에 설치된다.
계류장치(300)의 예로서는, 도면에 도시된 바와 같이, 무어링 베이(200)의 안쪽 바닥부(210)에 후크(302)를 설치하고, 무어링 베이(200)의 입구에 가까운 바닥부(210)에 패어 리더(fair leader)(304)를 설치하며, 후크(302)에 계류라인(306)을 걸어 패어 리더(304)를 경유하여 인출시킨 것일 수 있다.
도 4에는 본 발명에 따른 부유식 해상 구조물의 선체(10) 옆에 운반선(20)을 측방 계류시킨 상태가 도시되어 있다.
부유식 해상 구조물의 선체(10) 옆으로 다가온 운반선(20)은, 선체(10) 측바에 구비된 무어링 베이(200)로부터 인출된 계류라인(306)에 의해 구속된다.
운반선(20)은 저장 탱크(22)를 가지는데, 부유식 해상 구조물의 저장 탱크(140)에 저장된 액화가스가 빠져나가 운반선(20)에 채워짐에 따라 부유식 해상 구조물의 선체(10)는 부상하게 되고 운반선(20)은 침하하게 되어 선체(10)와 운반선(20) 간의 높이 차이가 커지게 된다.
예를 들어, 종래처럼 계류장치(302)를 주갑판(130) 상면에 배치한 경우, 계류라인(304)은 주갑판(130) 상면으로부터 인출되어 운반선(20)으로 건너지르기 때문에 처음부터 계류라인(134)의 경사가 급하며, 하역이 진행됨에 따라 더욱 급해지게 된다. 이러한 원인에 의해 계류라인(134)이 주갑판(130)과 선측부(120)가 만나는 모서리에 걸려 마찰을 일으킴으로써 계류라인(134)이 끊어지거나 주갑판(130)에 손상이 생기게 된다.
그러나 본 발명에 의하면, 계류라인(306)이 선체(10)의 측방에 마련된 높이가 낮은 무어링 베이(200)로부터 인출되기 때문에, 하역이 진행됨에 따라 양 선박의 높이 차이가 커지더라도 도 4에서 육안으로 확인할 수 있는 것처럼 계류라인(306)의 경사가 그다지 급해지지 않으므로, 상기의 문제를 해결할 수 있고, 계류장치 설치 규정을 만족할 수 있다.
도 5에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 무어링 베이(200)의 구조를 보인 측단면도가 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 무어링 베이(200)는, 바닥부(210)로부터 위로 일정 높이 간격을 유지하여 제2 계류 갑판(240)을 설치한 구조이다. 즉, 무어링 베이(200)는, 아래쪽에서 제1 갑판을 이루는 바닥부(210)와 제2 계류 갑판(240)이 복층으로 형성된 구조를 가진다. 제2 계류 갑판(240)은 서포트 구조물(242)에 의해 바닥부(210)에 지지된다.
복층의 계류 갑판으로 이루어지는 무어링 베이는, 제1 실시예와 같이 무어링 베이를 선체 측면에 구비할 때 적용할만한 매우 바람직하고 유용한 형태라고 할 수 있다.
이처럼 무어링 베이(200)의 계류 갑판을, 바닥부(210)와 제2 계류 갑판(240)의 복층 구조로 형성하면, 무어링 베이의 역할을 복층의 계류 갑판에 나누어 부여할 수 있다. 예를 들어, 제1의 계류 갑판인 바닥부(210)에는 계류장치(300)를 설치하고, 제2의 계류 갑판(240)은 통행로 및 정비구역으로 설정할 수 있다. 물론 그 반대로도 가능하다.
단층의 경우(제1 실시예)에는, 하나의 바닥부(210)에 통행로와 계류장치 설치 공간을 모두 갖추어야 함으로써, 무어링 베이(200)의 폭을 넓게 확보할 수밖에 없다. 그러면 구조적 안정성과 저장 탱크(140)의 지지 구조의 확보 등의 조건에 맞추기 위해 그만큼 측방 밸러스트 탱크(122)의 폭을 증가시켜야 하며, 그에 따라 부유식 해상 구조물의 전체 폭이 증가하게 되어 선가 상승으로 경쟁력을 확보하기 어렵게 된다. 또한, 작업자가 계류장치(300) 바로 옆으로 통행하여야 함으로써 작업자 안전에도 좋지 않다.
본 발명의 제2 실시예에 의하면, 무어링 베이(200)의 계류 갑판을 복층 구조로 형성함으로써, 바닥부(210)에 마련하여야 할 통행로나 계류장치(300) 중 하나를 제2 계류 갑판(240)으로 옮길 수 있으므로, 바닥부(210)와 제2 계류 갑판(240)의 폭을 통행로의 폭만큼 줄일 수 있다. 따라서, 도 5에서 내벽부(220)와 저장 탱크(140)의 외벽 사이의 간격만큼 선체의 폭을 줄일 수 있다. 또한, 통행로와 정비 공간을 계류장치(300)로부터 격리시킴으로써 작업자의 안전에도 매우 유리해진다.
도 6에는 본 발명의 제3 실시예에 따른 무어링 베이의 구조를 보인 측면도가 도시되어 있다.
도 6에 도시된 실시예에 의하면, 무어링 베이(200)는 선체(100)의 길이방향으로 연속하여 형성할 수 있다. 이 경우 계류장치(300)는 적절한 지점마다 설치한다.
도 6에 도시된 제3 실시예처럼 선체(100)의 길이방향으로 연속하는 형태의 무어링 베이(200)는, 구조적으로 단순하여 후판 등의 부재의 제작이 쉽고 용접 공정이 단순해진다.
도 7에는 본 발명의 제4 실시예에 따른 무어링 베이의 구조를 보인 측면도가 도시되어 있다.
도 7에 도시된 실시예에 의하면, 무어링 베이(200)는 선체(100)의 길이방향으로 불연속적으로, 즉, 선체(10)의 길이방향으로 복수의 지점에 형성할 수 있다. 이 경우 계류장치(300)는 복수의 지점에 형성된 무어링 베이(200)에 나뉘어서 설치한다.
도 7에 도시된 제4 실시예처럼 선체(100)의 길이방향으로 불연속적으로 복수의 무어링 베이(200)를 간격을 유지하여 형성하면, 계류장치(300)의 계류 라인이 인출되는 구간만 외부로 개방되고 나머지의 부분은 선측부로 막히게 된다. 따라서 선측부에 외부로 개방된 구간을 최소화할 수 있으므로 부유식 해상 구조물의 선체의 구조적 안전성을 좀 더 양호하게 확보할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.
10 : 선체
20 : 운반선
110 : 선저부
120 : 선측부
122 : 측방 밸러스트 탱크
130 : 주갑판
200 : 무어링 베이
210 : 바닥부
220 : 내벽부
230 : 천장부
240 : 제2 계류 갑판
242 : 서포트 구조물
300 : 계류장치
302 : 후크
304 : 패어 리더
306 : 계류라인

Claims (5)

  1. 선저부(110), 선측부(120) 및 주갑판(130)을 가지고;
    상기 주갑판(130) 아래의 선측부(120)에는, 선측부(120)의 측방 외측 방향으로 개방되고 상기 선측부(120)의 외표면으로부터 선체(10)의 중심(CL)을 향해 오목하게 들어간 형태로서 바닥부(210), 내벽부(220) 및 천장부(230)를 가지는 무어링 베이(200)가 형성되고;
    상기 무어링 베이(200)의 바닥부(210)에 계류장치(300)가 마련되며;
    상기 바닥부(210) 위쪽으로 간격을 유지하여 제2 계류 갑판(240)이 더 설치되어, 계류 갑판이 제1 갑판을 이루는 바닥부(210)와 제2 계류 갑판(240)에 의해 복층으로 형성된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물의 측방 계류 시스템을 위한 선체구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무어링 베이(200)의 바닥부(210) 하부에는 측방 밸러스트 탱크(122)가 구비되는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물의 측방 계류 시스템을 위한 선체구조.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    무어링 베이(200)는, 선체(100)의 길이방향으로 연속하여 개방된 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물의 측방 계류 시스템을 위한 선체구조.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    무어링 베이(200)는, 선체(100)의 길이방향으로 불연속적으로 복수의 지점에 나뉘어서 형성되는 것을 특징으로 하는 부유식 해상 구조물의 측방 계류 시스템을 위한 선체구조.
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