KR102438840B1

KR102438840B1 - 비대칭 스프레드 무어링 시스템이 적용된 부유식 해상구조물

Info

Publication number: KR102438840B1
Application number: KR1020210045974A
Authority: KR
Inventors: 유동훈; 강대훈
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2021-04-08
Filing date: 2021-04-08
Publication date: 2022-08-31
Also published as: CA3213073A1; WO2022216032A1

Abstract

비대칭 스프레드 무어링 시스템이 적용된 부유식 해상구조물이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 부유식 해상구조물은, 좌현 혹은 우현 중 어느 하나에 체결되고, 선체에서 멀어지는 제1 방향의 해저로 전개되는 제1 무어링 라인; 및 상기 선체에서 상기 제1 무어링 라인과 동일한 측에 체결되고, 상기 선체의 하부공간을 통해 상기 선체의 중심선을 기준으로 반대편을 향하는 제2 방향의 해저로 전개되는 제2 무어링 라인을 포함하는 비대칭 스프레드 무어링 시스템이 적용될 수 있다.

Description

비대칭 스프레드 무어링 시스템이 적용된 부유식 해상구조물{One side spread mooring system for floating offshore structure}

본 발명은 부유식 해상구조물의 무어링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비대칭 스프레드 무어링(one side spread mooring) 시스템에 관한 것이다.

FLNG 혹은 FPSO와 같은 부유식 해상구조물은 생산하여 저장고에 저장하고 있는 화물(예. LNG 등)을 캐리어(carrier)에 이송하여 수요처로 운송시킬 수 있다.

FPSO의 경우, 통상 뒤쪽에 접근한 캐리어에 호스를 통해 화물을 이송하는 스턴 오프로딩(Stern offloading) 방식이 적용된다. FLNG의 경우, 통상 옆쪽에 접근한 캐리어에 로딩 암(loading arm)을 통해 화물을 이송하는 사이드 바이 사이드 오프로딩(Side by side offloading) 방식이 적용된다.

도 1은 이러한 부유식 해상구조물을 위한 무어링(mooring) 방식을 나타낸 도면이고, 도 2는 스프레드 무어링이 적용된 FPSO에서 발생되는 캐리어와의 간섭을 나타낸 도면이다.

도 1의 (a)에 도시된 스프레드 무어링의 경우, 일반적으로 해상 환경이 좋은(benign) 해역에 적용되는 다점 고정식 무어링이다. FPSO 프로젝트에만 적용이 가능하며, FLNG에는 적용이 불가능하다. 이는 FLNG(10)의 경우 전술한 것과 같이 화물 이송을 위해 사이드 바이 사이드 오프로딩 방식을 적용해야 하는데, 스프레드 무어링을 적용할 경우 LNG 캐리어(20)와 무어링 라인(15) 간에 간섭이 발생하기 때문이다(도 2의 P1, P2 참조).

도 1의 (b)에 도시된 터렛 무어링의 경우 1점(single point) 고정식으로, 일반적으로 해상 환경이 나쁜(harsh) 해역에 적용된다. 회전을 통해 바람 및 파도 저항을 최소화할 수 있기 때문이다. FPSO와 FLNG 프로젝트에 모두 적용 가능하다. 하지만, 터렛 및 쓰러스터 장비가 적용되어야 하므로, 스프레드 무어링 대비 비싼 솔루션이라는 한계가 있다.

한국공개특허 제10-2014-0002122호 (2014.01.08. 공개) - 해양 구조물의 다점 계류 방법과 이를 위한 장치

본 발명은 FLNG에 대해 스프레드 무어링 시스템을 적용시킨 경우에도 사이드 바이 사이드 오프로딩이 가능하게 함으로써 부유식 해상구조물 운영에 따른 자본적 지출(CAPEX)을 절감할 수 있도록 한 비대칭 스프레드 무어링 시스템이 적용된 부유식 해상구조물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 부유식 해상구조물로서, 좌현 혹은 우현 중 어느 하나에 체결되고, 선체에서 멀어지는 제1 방향의 해저로 전개되는 제1 무어링 라인; 및 상기 선체에서 상기 제1 무어링 라인과 동일한 측에 체결되고, 상기 선체의 하부공간을 통해 상기 선체의 중심선을 기준으로 반대편을 향하는 제2 방향의 해저로 전개되는 제2 무어링 라인을 포함하는 비대칭 스프레드 무어링 시스템이 적용된 부유식 해상구조물이 제공된다.

상기 제2 무어링 라인은 상기 선체의 바닥면을 따라 수평방향으로 전개된 후 하방 경사지게 해저로 전개될 수 있다.

상기 제2 무어링 라인의 중간을 잡아주고, 상기 선체의 바닥면에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 라인 유지부를 더 포함하며, 상기 라인 유지부의 위치에 따라 상기 제2 무어링 라인에서 하방 경사지게 해저로 전개되는 시작점이 결정될 수 있다.

상기 부유식 해상구조물은 FLNG일 수 있다.

상기 부유식 해상구조물은 상기 제1 무어링 라인과 상기 제2 무어링 라인이 연결되지 않은 측면을 통해 접근한 캐리어를 통해 사이드 바이 사이드 오프로딩이 수행될 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, FLNG에 대해 스프레드 무어링 시스템을 적용시킨 경우에도 사이드 바이 사이드 오프로딩이 가능하게 함으로써 부유식 해상구조물 운영에 따른 자본적 지출을 절감할 수 있도록 한 효과가 있다.

도 1은 이러한 부유식 해상구조물을 위한 무어링(mooring) 방식을 나타낸 도면,
도 2는 스프레드 무어링이 적용된 FPSO에서 발생되는 캐리어와의 간섭을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상구조물에 적용된 비대칭 스프레드 무어링 시스템의 개념을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 스프레드 무어링 시스템이 적용된 부유식 해상구조물의 평면도 및 단면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비대칭 스프레드 무어링 시스템이 적용된 부유식 해상구조물의 평면도 및 단면도.

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.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상구조물에 적용된 비대칭 스프레드 무어링 시스템의 개념을 나타낸 도면이다.

앞서 도 2에 도시된 바와 같이, FLNG(10)와 같은 부유식 해상구조물의 경우 캐리어(20)에 화물을 이송하기 위해 사이드 바이 사이드 오프로딩을 해야 하지만, 스프레드 무어링을 적용할 경우 LNG 캐리어(20)와 무어링 라인(15) 간 간섭이 발생하게 되어 사이드 바이 사이드 오프로딩이 원활하지 않은 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상구조물, 특히 FLNG에서는 스프레드 무어링 시스템을 적용하되, 기존의 스프레드 무어링 시스템과는 다른 방식으로 적용하고자 한다.

이를 위해 FLNG를 하나의 긴 바(bar)로 가정한다. 이 경우 바(50)와 스프레드 무어링을 위한 무어링 라인(60, 70)은 도 3의 (a)에 도시된 것과 같이 단순화할 수 있다.

도 3의 (b)에 도시된 것과 같이, 단순화된 바(50)와 무어링 라인(60, 70)을 FLNG(10)의 일측(즉, 좌현 혹은 우현)에 배치시킬 경우 스프레드 무어링의 효과를 나타낼 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 스프레드 무어링 시스템이 적용된 부유식 해상구조물의 평면도 및 단면도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 스프레드 무어링 시시스템이 적용된 부유식 해상구조물의 경우, 부유식 해상구조물의 선체의 중심선(선수와 선미를 잇는 직선)을 기준으로 양측(즉, 좌현과 우현)에 각각 무어링 라인이 전개되던 기존 기술과는 달리, 일측에서만 무어링 라인(60, 70)이 전개될 수 있다.

FLNG(10)의 일측(도면에서는 우현)에 제1 무어링 라인(60)과 제2 무어링 라인(70)이 체결될 수 있다.

제1 무어링 라인(60)은 기존과 같이 FLNG(10)의 일측에서 외부를 향하는 방향의 해저로 전개될 수 있다.

제2 무어링 라인(70)은 FLNG(10)의 일측에서 중심선을 지나 FLNG(10)의 타측을 향하는 방향으로, 선체의 하부 공간에서 해저로 전개될 수 있다.

화물 이송을 위한 LNG 캐리어(20)는 FLNG(10)의 제1 무어링 라인(60)과 제2 무어링 라인(70)이 체결된 일측이 아닌 반대편(도면에서는 좌현)에 접근하여, 사이드 바이 사이드 오프로딩을 수행할 수 있다.

이 때 제2 무어링 라인(70)이 FLNG(10)의 일측 하부에서부터 해저로 전개되기 때문에, LNG 캐리어(20)와 제2 무어링 라인(70) 간의 깊이 차이에 따라 충분한 간격(clearance)을 확보할 수 있어 간섭이 회피될 수 있다.

기존 기술은 일반적으로 좌현과 우현의 양쪽(총 4개의 지점)에서 무어링 라인을 전개하여 부유식 해상구조물의 수평 방향 위치를 제어하였다. 이는 부유체의 각 모서리에서 균등하게 장력을 걸어 주는 것이 부유체를 안정적으로 위치 제어할 수 있다는 컨셉이다.

하지만, 무어링 라인은 부유식 해상구조물의 수평 방향 위치만 어느정도 제어하는 역할을 수행하는 것으로, 수직 방향에 대한 제어 역할을 할 수는 없다. 따라서, 부유체의 각 모서리에서 균등하게 장력을 거는 것이 필수적이지는 않을 수 있다.

따라서, 본 실시예에서와 같이 좌현 혹은 우현 중 일측의 2개의 지점에서 무어링 라인 전개를 통해 장력을 걸어줌으로써 부유식 해상구조물의 수평 방향 위치 제어가 가능하게 된다.

이러한 기술적 사상의 적용을 통해, 해상 환경이 좋은(benign) 해역에서 운용되는 FLNG에 대해서도 스프레드 무어링을 적용할 수 있고, 도 4에 도시된 것과 같이 무어링 라인과 LNG 캐리어의 바닥면 간에 충분한 간격을 확보할 수 있다.

FLNG 프로젝트에 스프레드 무어링을 적용할 경우, 선체의 회전을 자유롭게 하는 고가의 터렛 장비 및 필요시 회전을 제어하기 위한 쓰러스터 장비를 적용할 필요가 없어, FLNG 프로젝트의 가격을 획기적으로 낮출 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비대칭 스프레드 무어링 시스템이 적용된 부유식 해상구조물의 평면도 및 단면도이다.

도 5를 참조하면, 도 4에 도시된 비대칭 스프레드 무어링 시스템과 비교할 때 제2 무어링 라인(70)이 제2 무어링 라인(80)으로 대체된 경우이다.

제2 무어링 라인(80)은 FLNG(10)의 바닥을 따라 비대칭 스프레드 무어링 시스템이 적용된 일측(도면에서는 우현)에서 반대편측(도면에서는 좌현)에 인접한 지점까지 수평으로 연장되는 제1 서브 무어링 라인(82)과, 제1 서브 무어링 라인(82)에서 해저를 향해 하방 경사지게 전개되는 제2 서브 무어링 라인(84)을 포함할 수 있다.

제2 서브 무어링 라인(84)이 LNG 캐리어(20)의 바닥면과 간섭되지 않도록 충분한 간격을 가질 수 있게, 제1 서브 무어링 라인(82)과 제2 서브 무어링 라인(84)이 연결되는 지점이 결정될 수 있다.

도 5에 도시된 것과 같은 제1 무어링 라인(60)과 제2 무어링 라인(80)을 통해 기존 기술에서 양측에서 무어링 라인이 전개된 것과 유사한 균형감을 FLNG(10)에 제공해 줄 수 있게 된다.

FLNG(10)의 바닥면에는 라인 유지부(90)가 설치될 수 있다.

라인 유지부(90)는 제2 무어링 라인(80)의 중간을 잡아주어, 제2 무어링 라인(80)을 FLNG(10)의 바닥면을 따라 수평으로 배치되는 제1 서브 무어링 라인(82)과, 하방으로 경사지게 전개되는 제2 서브 무어링 라인(84)으로 구분지어준다.

라인 유지부(90)는 FLNG(10)의 선폭 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 설치될 수 있다. 예를 들어, 라인 유지부(90)와 FLNG(10)의 바닥면 사이에는 레일 구조, 리니어 바 구조 등이 적용될 수 있다.

라인 유지부(90)의 위치에 따라 제1 서브 무어링 라인(82)의 수평 길이, 제2 서브 무어링 라인(84)의 하방 경사 시작점 등이 결정될 수 있고, 캐리어(20)의 바닥면과의 수직 간격도 조정될 수 있다. 따라서, 외부 환경 등의 상황에 따라 라인 유지부(90)를 슬라이딩 이동시켜 FLNG(10)에 대해서는 균형감을 제공하고 캐리어(20)에 대해서는 최대한 간섭하지 않도록 제2 무어링 라인(80)을 수평 및 경사지게 전개시킬 수 있게 된다.

본 실시예들에서 FLNG(10)와 무어링 라인들(제1 무어링 라인(60), 제2 무어링 라인(70 혹은 80)) 사이에는 무어링 윈치가 설치될 수 있다. 무어링 윈치의 제어를 통해 무어링 라인에 가해지는 장력을 조절함으로써 부하를 적절히 배분하여 무어링 라인을 잡아줄 수 있다.

본 실시예들에서는 비대칭 스프레드 무어링 시스템이 FLNG에 적용되는 경우를 가정하여 설명하였지만, FLNG 이외에도 사이드 바이 사이드 오프로딩이 요구되는 해상구조물에 대해 비대칭 스프레드 무어링 시스템이 적용될 수 있을 것이다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: FLNG 20: 캐리어
50: 바(bar) 60: 제1 무어링 라인
70: 제2 무어링 라인 80: 제2 무어링 라인
82: 제1 서브 무어링 라인 84: 제2 서브 무어링 라인
90; 라인 유지부

Claims

부유식 해상구조물로서,
좌현 혹은 우현 중 어느 하나에 체결되고, 선체에서 멀어지는 제1 방향의 해저로 전개되는 제1 무어링 라인; 및
상기 선체에서 상기 제1 무어링 라인과 동일한 측에 체결되고, 상기 선체의 하부공간을 통해 상기 선체의 중심선을 기준으로 반대편을 향하는 제2 방향의 해저로 전개되는 제2 무어링 라인을 포함하는 비대칭 스프레드 무어링 시스템이 적용된 부유식 해상구조물.
제1항에 있어서,
상기 제2 무어링 라인은 상기 선체의 바닥면을 따라 수평방향으로 전개된 후 하방 경사지게 해저로 전개되는 비대칭 스프레드 무어링 시스템이 적용된 부유식 해상구조물.
제1항에 있어서,
상기 제2 무어링 라인의 중간을 잡아주고, 상기 선체의 바닥면에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 라인 유지부를 더 포함하며,
상기 라인 유지부의 위치에 따라 상기 제2 무어링 라인에서 하방 경사지게 해저로 전개되는 시작점이 결정되는 비대칭 스프레드 무어링 시스템이 적용된 부유식 해상구조물.
제1항에 있어서,
상기 부유식 해상구조물은 FLNG인 비대칭 스프레드 무어링 시스템이 적용된 부유식 해상구조물.
제1항에 있어서,
상기 부유식 해상구조물은 상기 제1 무어링 라인과 상기 제2 무어링 라인이 연결되지 않은 측면을 통해 접근한 캐리어를 통해 사이드 바이 사이드 오프로딩이 수행되는 비대칭 스프레드 무어링 시스템이 적용된 부유식 해상구조물.