KR200471516Y1 - 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안의 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템은 해상 구조물과 LNG 수송선 사이에 상대운동 감소 구조물을 설치하여 해상 구조물과 LNG 수송선 간의 상대운동을 대폭 감소시킴으로써, 오프로딩 시 가동 기회를 증가시키고 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있으며, 상대운동 감소 구조물의 양 측면에 완충부재를 착탈 가능하게 설치함으로써, 오프로딩 시 발생하는 충격하중을 효과적으로 흡수하고, 검사를 통해서 완충부재를 교체하여 사용할 수 있기 때문에 제작비용이 매우 저렴하면서도 해상 구조물과 LNG 수송선 간의 상대운동을 대폭 감소시킬 수 있다.

Description

두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템{SYSTEM FOR REDUCING RELATIVE MOTION BETWEEN SHIPS}

본 고안은 상대운동 감소 시스템에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 해상 구조물과 엘엔지(LNG) 수송선 사이에 상대운동 감소 구조물을 설치하여 해상 구조물과 엘엔지 수송선 간의 상대운동을 감소시킴으로써, 오프로딩의 가동 기회를 증가시키고 안정성을 확보할 수 있는 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템에 관한 것이다.

천연가스는 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(LNG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다.

액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

최근에는 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 부유식 해상 구조물에 대한 수요가 점차 증가하고 있다.

이러한 부유식 해상 구조물에도 LNG 수송선이나 LNG RV에 설치되는 저장탱크가 설치되며, 필요에 따라 천연가스를 액화시키거나 LNG를 재기화시키는 장치들이 탑재된다.

LNG FPSO는 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다.

LNG FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다.

이와 같이 LNG와 같은 액체화물을 해상에서 보관하는 LNG FPSO, LNG FSRU 등의 부유식 해상 구조물은, 터릿이나 요크 무어링과 같은 일점 계류계에 의해 계류된 채 사용되는 바지선(barge)의 형태를 가지는 것이 일반적이다.

하지만 이러한 바지선의 형태는 길이에 비해 폭이 좁아 해상의 조건에 민감하게 반응하여 요동하기 때문에 부유식 해상 구조물 내에 설치된 저장탱크에서의 슬로싱 현상이 심해지는 한편, 오프로딩(offloading) 시에 부유식 해상 구조물에 인접하여 나란히 위치되는 LNG 수송선과의 상대운동이 커져 작업성이 저하된다.

부유식 해상 구조물의 요동이 지나치게 커지게 되면, 부유식 해상 구조물에 설치된 각종 설비들의 가동을 어렵게 만들거나, 저장탱크 내에 심각한 슬로싱 현상을 유발할 수 있다. 슬로싱이란, 선박과 같은 부유체가 다양한 해상 상태에서 운동할 때 저장탱크 내에 수용된 액체 상태의 물질, 즉 LNG가 유동하는 현상을 말하는 것으로, 슬로싱에 의해 저장탱크의 벽면은 심한 충격을 받게 된다.

부유식 해상 구조물은 LNG를 LNG 수송선에 옮겨 싣거나(LNG FPSO의 경우) LNG 수송선으로부터 LNG를 공급받기(LNG FSRU의 경우) 위해서, 부유식 해상 구조물과 LNG 수송선이 인접하여 나란히 위치된다.

그러나, 종래에는 사이드 바이 사이드(side by side) 접안시에 해양 구조물과 LNG 수송선 간의 상대운동이 발생하여 오프로딩의 안정성에 문제가 있고, 해양 구조물과 LNG 수송선 간의 무링(mooring)을 하게 되지만 무링 라인만으로는 해양구조물과 LNG 수송선 간의 운동 제어에 한계가 있으며, 상대운동이 클 경우 로딩 아암 오퍼레이션의 제약이 수반된다.

도 1a과 도 1b는 LNG의 하역을 위해 병렬 계류된 두 선박을 도시한 평면도와 정면도이다.

도 1a와 도 1b를 함께 참조하면, 두 선박(10, 20)이 해상에서 병렬 계류된 상태를 유지하기 위해 두 선박(10,20), 예컨대 LNG FPSO(10)와 LNG 수송선(20)은 다수의 계류 라인(30)에 의해 서로 연결되고, 두 선박(10, 20) 사이의 충돌을 방지하고 일정거리를 유지하기 위해 충돌 방지용 펜더(Fender, 40)가 두 선박(10, 20) 사이에 배치된다.

이와 같이 LNG FPSO(10)와 LNG 수송선(20)이 병렬 계류된 상태에서, LNG FPSO(10)에 설치된 LNG 하역용 장치, 예컨대 오프로딩 아암(offloading arm, 50)을 이용하여 LNG FPSO(10)로부터 LNG 수송선(20)으로 LNG가 하역된다.

그런데, 두 선박(10, 20)은 해상에 떠 있기 때문에, 파도, 조류, 바람 등의 외부 요인에 의해 영향을 받는다. 이때, 두 선박(10, 20)은 상기한 외부 요인에 의해 서로 다른 공진 주기로 응답하게 된다.

이와 같이 두 선박(10, 20)의 서로 다른 운동 응답으로 인해 두 선박(10,20) 사이에는 수평 및 수직 방향의 상대운동이 발생하게 된다. 이러한 두 선박(10, 20) 사이의 상대운동은 그대로 오프로딩 아암(50)에 영향을 미치게 되므로, 오프로딩 아암(50)을 통한 LNG의 하역에 제약이 생기게 된다. 그리고, 두 선박(10, 20) 사이에 연결되는 계류 라인(30)과 두 선박(10, 20) 사이에 배치되는 펜더(40)에 인가되는 하중도 증가 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 공개번호 10-2012-0055383에 개시된 두 선박 사이의 상대운동 감소 장치는 제 1 선박 상에 수직으로 설치되는 지지 아암과, 선단부가 수직 방향으로 움직일 수 있도록 지지 아암의 상단부에 제 1 수평축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 제 1 아암과, 하단부가 수평면상에서 적어도 직교하는 두 방향으로 움직일 수 있도록 제 1 아암의 선단 부에 결합되며 그 하단부는 제 2 선박에 연결되는 제 2 아암을 구비한다.

그러나, 종래 두 선박 사이의 상대운동 감소 장치는 제 1 선박 상에 지지 아암이 설치되고, 제 2 선박 상에 제 2 아암이 설치되며, 지지 아암과 제 2 아암을 연결하는 위치에는 제 1 아암이 회전 가능하게 설치되어야 하므로, 구성이 전체적으로 매우 복잡하고 설치비용이 많이 소요되며, 지지 아암과 제 2 아암이 선박의 갑판 상에 높게 설치되므로, 안정성이 취약하고 설치비용에 비하여 상대운동 감소 효과가 높지 않은 문제점이 있다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 해상 구조물과 선박 사이에 상대운동 감소 구조물을 설치하여 해상 구조물과 선박 간의 상대운동을 대폭 감소시킴으로써, 구성이 간단하면서도 오프로딩의 가동 기회를 증가시키고 안정성을 확보할 수 있으며, 상대운동 감소 구조물의 양 측면에 완충부재를 착탈 가능하게 설치함으로써, 오프로딩 시 발생하는 충격하중을 효과적으로 흡수하고, 검사를 통해서 완충부재를 교체하여 사용할 수 있어 제작비용을 절감할 수 있는 부유식 해상 구조물과 선박의 상대운동 감소 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템은 해상에서 병렬 계류된 제 1 선박과 제 2 선박 사이의 상대운동을 감소시키는 시스템에 있어서, 상기 제 1 선박 측에는 상대운동 감소 구조물이 설치되고, 상기 제 2 선박 측에는 상기 상대운동 감소 구조물이 삽입되기 위한 2개의 스토퍼가 서로 일정간격을 두고 설치되어, 오프로딩 시에 상기 스토퍼 사이에 상기 상대운동 감소 구조물이 삽입되는 경우에 상기 제 1 선박과 상기 제 2 선박의 상대운동을 감소하는 구조인 것을 특징으로 한다.

상기 상대운동 감소 구조물의 끝단 부 양쪽 면에 완충부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 스토퍼는 상기 완충부재의 이탈을 방지하며, 상기 완충부재는 상기 제2 선박의 선체 손상을 방지하고 상대운동을 감소하는 것을 특징으로 한다.

상기 스토퍼와 상기 완충부재의 사이에는 여유 갭이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 상대운동 감소 구조물이 2개의 상기 스토퍼 사이로 가이드 되도록 상기 스토퍼의 입구 쪽에 안내 경사면이 형성될 수 있다.

상기 상대운동 감소 구조물이 2개의 상기 스토퍼 사이로 가이드 되도록 상기 스토퍼의 입구 쪽에 안내 경사면이 형성되고 상기 완충부재의 끝단 측면에도 안내 경사면이 형성될 수 있다.

상기 상대운동 감소 구조물의 양측 면에는 상기 제 1 선박과의 지지력을 보강하기 위하여 제 1 지지 부가 형성되고, 상기 완충부재를 지지하기 위하여 제 2 지지 부가 형성될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안은 해상 구조물과 LNG 수송선 사이에 상대운동 감소 구조물을 설치하여 해상 구조물과 LNG 수송선 간의 상대운동을 대폭 감소시킴으로써, 오프로딩의 가동 기회를 증가시키고 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 고안은 상대운동 감소 구조물의 양 측면에 완충부재를 착탈 가능하게 설치함으로써, 오프로딩 시 발생하는 충격하중을 효과적으로 흡수하고, 검사를 통해서 완충부재를 교체하여 사용할 수 있기 때문에 제작비용이 매우 저렴하면서도 해상 구조물과 LNG 수송선 간의 상대운동을 대폭 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 그리고, 두 선박의 병렬 계류를 위해 종래에 사용되던 계류 라인에 인가되던 계류 하중이 감소될 수 있으며, 두 선박 사이에 배치된 펜더에 인가되는 하중도 감소 될 수 있다.

도 1a과 도 1b는 LNG의 하역을 위해 병렬 계류된 두 선박을 도시한 평면도와 정면도
도 2는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템을 보인 평면도
도 3은 도 2의 요부발췌 확대도
도 4는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템을 보인 정면도
도 5는 본 고안의 상대운동 감소 구조물을 보인 사시도
도 6은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템에 있어서, 상대운동 감소 구조물의 안내구조에 대한 제 1 변형 예를 보인 도면
도 7은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템에 있어서, 상대운동 감소 구조물의 안내구조에 대한 제 2 변형 예를 보인 도면
도 8은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템에 있어서, 스토퍼를 지지하는 지지체를 보인 도면

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템을 보인 평면도, 도 3은 도 2의 요부발췌 확대도, 도 4는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템을 보인 측면도 그리고, 도 5는 본 고안의 상대운동 감소 구조물을 보인 사시도이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템은 제 1 선박, 예컨대 LNG FPSO(10)와 제 2 선박, 예컨대 LNG 수송선(20)은 화물, 즉 LNG의 하역을 위해 해상에서 병렬 계류된다.

이와 같이 해상에서 병렬 계류된 LNG FPSO(10)와 LNG 수송선(20) 사이에는 충돌을 방지하고 일정 거리를 유지하기 위해 다수의 충돌 방지용 펜더(Fender, 40)가 배치된다. 그리고, LNG FPSO(10)와 LNG 수송선(20)은, 도 1a에 도시된 바와 같이, 다수의 계류 라인(도 1a의 30)에 의해 서로 연결되어 병렬 계류된 상태가 유지되며, 이러한 상태에서, 오프로딩 아암(50)을 통해 LNG FPSO(10)로부터 LNG 수송선(20)으로 LNG가 하역된다.

본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 두 선박의 상대운동 감소 시스템은, 해상에서 병렬 계류된 두 선박(10, 20) 사이의 상대운동을 감소시킴으로써, 두 선박(10, 20) 사이에서의 안정된 화물의 적하를 가능하게 한다.

상기 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템은 제 1 선박, 예컨대 LNG FPSO(10)에 설치되고, 제 2 선박, 예컨대 LNG 수송선(20)에 연결될 수 있다.

구체적으로, 상기 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템은, 오프로딩(offloading) 시 해상 구조물(10)과 LNG 수송선(20)의 상대운동을 감소시키기 위한 것으로, 통상적으로 사이드 바이 사이드(side by side) 접안시에 LNG FPSO(10)과 LNG 수송선(20) 간의 무링(mooring)을 하지만 무링 라인만으로는 해양 구조물(10)과 LNG 수송선(20) 간의 운동 제어에 한계가 있고, 로딩 아암 오퍼레이션에 가동환경에 대한 규정에 따른 많은 제약이 수반되는바, 이를 효과적으로 극복할 수 있는 시스템이다.

본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템은 제 1 선박(10) 측에는 상대운동 감소 구조물(110)이 고정 설치되고, 상대운동 감소 구조물(110)의 끝단 부(111) 양쪽 면에는 완충부재(120)가 설치된다.

상대운동 감소 구조물(110)은 스틸 재질이나 스틸 재질처럼 높은 강성을 갖는 재질로 제조될 수 있다.

완충부재(120)는 제 2 선박(20)의 선체 손상을 방지하고 상대운동을 감소하도록 구성되는 데, 완충부재(120)는 반목(盤木), 강도가 높은 러버 등을 사용할 수 있음은 물론, 중량(重量)에 견딜 수 있는 다른 재질을 사용할 수도 있다.

완충부재(120)의 재질을 선택함에 있어서 강도가 너무 큰 재질을 선택하는 경우에는 후술하는 스토퍼(130)와 충돌하여 스토퍼(130)의 파손을 유발할 수 있으므로, 상대운동을 저감하면서도 충격을 완충할 수 있는 적정한 재질을 선택하는 것이 바람직하다.

완충부재(120)는 외관상 손상 유무 판단이 쉽고 오프로딩 완료 후 검사를 통해서 교체 가능하다.

상대운동 감소 구조물(110)의 양측 면에는 부유식 해상 구조물(10)과의 지지력을 보강하기 위하여 제 1 지지 부(112)가 형성되며, 완충부재(120)를 견고하게 고정하기 위한 제 2 지지 부(113)가 형성된다. 제 1 지지 부(112) 및 제 2 지지 부(113)는 삼각 형상뿐만 아니라 사각형상 또는 직선형상 등 여러 형상으로 변형 가능하다.

그리고, 제 2 선박(20) 측에는 제 2 선박(20)의 좌우방향(길이방향)의 운동을 제한하기 위하여 상대운동 감소 구조물(110)의 위치를 제한하는 2개의 스토퍼(130)가 서로 일정간격(D)을 두고 고정 설치된다.

오프로딩 시 2개의 스토퍼(130) 사이에 상대운동 감소 구조물(110)의 끝단 부(111)가 삽입되고, 이때 스토퍼(130)는 완충부재(120)의 이탈을 방지하도록 구성된다.

또한, 스토퍼(130)와 완충부재(120)의 사이에는 여유 갭(initial gap)(G)을 두어 2개의 스토퍼(130) 사이에 상대운동 감소 구조물(110)의 끝단 부(111)를 용이하게 삽입할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 도 6은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템에 있어서, 상대운동 감소 구조물의 안내구조에 대한 제 1 변형 예를 보인 도면으로서, 상대운동 감소 구조물(110)이 2개의 스토퍼(130) 사이로 용이하게 가이드 되도록 스토퍼(130)의 입구 쪽에 안내 경사면(131)이 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 안내구조에서는 안내 경사면(131)에 완충부재(120)가 접촉하는 경우에 완충부재(120)가 미끄러지면서 2개의 스토퍼(130) 사이로 삽입되도록 구성된다.

또한, 도 7은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템에 있어서, 상대운동 감소 구조물의 안내구조에 대한 제 2 변형 예를 보인 도면으로서, 상대운동 감소 구조물(110)이 2개의 스토퍼(130) 사이로 용이하게 가이드 되도록 스토퍼(130)의 입구 쪽에 안내 경사면(131)이 형성됨과 동시에 완충부재(120)의 끝단 측면에도 안내 경사면(121)이 형성될 수도 있다. 이러한 안내구조에서는 안내 경사면(131)에 완충부재(120)의 안내 경사면(121)이 접촉하는 경우에 완충부재(120)가 손상 없이 미끄러지면서 2개의 스토퍼(130) 사이로 삽입되도록 구성된다.

또한, 도 8은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템에 있어서, 스토퍼를 지지하는 지지체를 보인 도면으로, 스토퍼(130) 사이에 스토퍼들(130)을 서로 연결하는 지지체(140)가 설치될 수도 있다. 지지체(140)는 오프로딩 시 중량(重量)에 스토퍼(130)가 파손되지 않도록 하는 역할을 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안은 해상 구조물과 LNG 수송선 사이에 상대운동 감소 구조물을 설치하여 해상 구조물과 LNG 수송선 간의 상대운동을 대폭 감소시킴으로써 오프로딩의 가동 기회를 증가시키고 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 고안은 상대운동 감소 구조물의 양 측면에 완충부재를 착탈 가능하게 설치함으로써, 오프로딩 시 발생하는 충격을 효과적으로 흡수하고, 검사를 통해서 완충부재를 교체하여 사용할 수 있기 때문에 제작비용이 매우 저렴하면서도 해상 구조물과 LNG 수송선 간의 상대운동을 대폭 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 그리고, 두 선박의 병렬 계류를 위해 종래에 사용되던 계류 라인에 인가되던 계류 하중이 감소될 수 있으며, 두 선박 사이에 배치된 펜더에 인가되는 하중도 감소 될 수 있다.

본 고안은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 고안의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

110: 상대운동 감소 구조물
111: 상대운동 감소 구조물의 끝단 부
112: 제 1 지지 부
113: 제 2 지지 부
120: 완충부재
121: 안내 경사면
130: 스토퍼
131: 안내 경사면
140: 지지체
D: 일정간격
G: 여유 갭

Claims (7)

1. 해상에서 병렬 계류된 제 1 선박과 제 2 선박 사이의 상대운동을 감소시키는 시스템에 있어서,
   상기 제 1 선박 측에는 상대운동 감소 구조물이 설치되고, 상기 제 2 선박 측에는 상기 상대운동 감소 구조물이 삽입되기 위한 2개의 스토퍼가 서로 일정간격을 두고 설치되어, 오프로딩 시에 상기 스토퍼 사이에 상기 상대운동 감소 구조물이 삽입되는 경우에 상기 제 1 선박과 상기 제 2 선박의 상대운동을 감소하는 구조인 것을 특징으로 하는 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 상대운동 감소 구조물의 끝단 부 양쪽 면에 완충부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 스토퍼는 상기 완충부재의 이탈을 방지하며, 상기 완충부재는 상기 제2 선박의 선체 손상을 방지하고 상대운동을 감소하는 것을 특징으로 하는 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 스토퍼와 상기 완충부재의 사이에는 여유 갭이 형성되는 것을 특징으로 하는 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 상대운동 감소 구조물이 2개의 상기 스토퍼 사이로 가이드 되도록 상기 스토퍼의 입구 쪽에 안내 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 상대운동 감소 구조물이 2개의 상기 스토퍼 사이로 가이드 되도록 상기 스토퍼의 입구 쪽에 안내 경사면이 형성되고 상기 완충부재의 끝단 측면에도 안내 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 상대운동 감소 구조물의 양측 면에는 상기 제 1 선박과의 지지력을 보강하기 위하여 제 1 지지 부가 형성되고, 상기 완충부재를 지지하기 위하여 제 2 지지 부가 형성되는 것을 특징으로 하는 두 선박 사이의 상대운동 감소 시스템.

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