KR20070000482A - 장력 고정식 플랫폼의 밸러스트 시스템 - Google Patents

장력 고정식 플랫폼의 밸러스트 시스템 Download PDF

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테리 크리스카
데이비드 이. 채플린
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모덱 인터내셔날, 엘엘씨
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Abstract

본 발명은 수개의 방수 밸러스트 구획을 갖는 선박을 밸러스팅 및 디밸러스팅하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 제1 실시예에서, 압력 탱크는 차단가능하며, 공통 시이 체스트와, 대기와, 분배 매니폴드를 경유한 밸러스트 구획과, 압축 가스 공급원에 유동 연결가능하다. 우선, 압력 탱크가 개방되어 시이 체스트로부터의 물로 채워진 다음에 차단된다. 그 후, 채워진 탱크는 밸러스트 탱크와 압축 가스 공급원에 연결되며, 압축 가스는 물을 탱크로부터 밸러스트 구획으로 배출시킨다. 다른 실시예에서는, 밸러스팅은, 밸러스트 구획이나 소화수 장치 내에 배치된 개별 시이 체스트를 이용하여 밸러스트 구획을 비우거나 채운다. 디밸러스팅을 위해서 압축 가스는 밸러스트 물을, 외부 배출을 통해서나, 압력 탱크를 경유하여 공통 시이 체스트를 통해서나, 밸러스트 구획 내부에 배치된 개별 시이 체스트를 통해서 배출시킨다.

Description

장력 고정식 플랫폼의 밸러스트 시스템{BALLAST SYSTEM FOR TENSION LEG PLATFORM}
본 발명은 근해에서 기름 및 가스를 산출하는 산업에서 이용되는 장력 고정식 플랫폼(tension leg platforms)에 일반적으로 관련된 것이며, 더욱 자세하게 말하자면, 토잉(towing), 설치(텐던에 고정; lock-off to tendon), 장력 고정식 플랫폼의 작업 중의 사용을 위해서, 장력 고정식 플랫폼을 밸러스팅 및 디밸러스팅하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
장력 고정식 플랫폼(TLP; Tension Leg Platforms)은 탄화수소를 산출하기 위해서 해안에서 떨어진 심해에서 일반적으로 이용된다. 전형적인 TLP는 수평한 평저선 선체 구조 및 플랫폼을 지지하는 수직 기둥을 포함한다. 선체 구조는 기둥과 플랫폼에 부력을 제공한다. TLP는 텐던(tendon)에 의해 대양저의 퇴적물에 정박되며, 부력에 의해 유발된 텐던의 장력에 의해 고정되어 유지된다.
선체 구조는 수개의 방수 구획으로 일반적으로 구분됨으로써, 설치 밸러스팅(installation ballasting) 동안에 안정성 요건을 만족시킨다. 설치 동안, TLP는 디밸러스트됨으로써, 텐던을 팽팽하게 하여 플랫폼을 설계 제한 값 내에 항상 유지시킨다. 바람직하게는, 디밸러스팅 작동은, TLP의 공진 주파수가 주변 해수의 자연 주기와 같은 동안의 시간을 신속히 최소화시키는 것이다. 신속한 디밸러스트를 위해서, TLP에는 고용량 펌프를 포함하는 하나 이상의 펌프 실(室)이 일반적으로 구비된다. 그러나, 일단 설치가 완료되면, 단지 사소한 인서비스 트림 조정(in-service trim adjusment)이 행해지며, 따라서, 펌프는 더 이상 고용량 요구 조건에 종속되지 않는다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전형적인 TLP의 내부 밸러스트 탱크 구조와 압력 탱크/공통 밸러스팅 시이 체스트가 도시된, 도 2의 선 1-1를 따라 절단된 TLP의 평면도.
도 2는, 도 2의 선 2-2를 따라 절단된 TLP의 측면도.
도 3은, 디밸러스팅을 위해서 선택적인 제2 가스 장치가 구비된 밸러스트 장치가 도시된, 도 2의 TLP의 측단면도.
도 4는, 본 발명의 제1 실시예에 따라서, 디밸러스팅을 위해서 선택적인 빌지 및 밸러스트 이동 장치가 구비된, 도 2의 밸러스트 장치를 도시하는 계략도.
도 5는, 본 발명의 제2 실시예에 따라서, 전형적인 TLP의 내부 밸러스트 탱크 구조와 개별 밸러스트 탱크 시이 체스트가 도시된, 도 6의 선 5-5를 따라 절단된 TLP의 평면도.
도 6은 도 5의 선 6-6을 따라 절단된 TLP의 측면도.
도 7은 본 발명의 제3 실시예를 도시되며, 밸러스트 공급원이, 예컨대 소화 주배관 또는 해수 리프트 펌프(seawater lift pumps)를 포함할 수 있는 것인 전형적인 TLP의 측단면도.
본 발명의 주요 목적은, 밸러스트 물(ballst water)을 선체로 분배 및 펌핑하도록 장착된 고용량 펌프의 자본 비용을 최소화하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 밸러스트 탱크를 신속히 채우는 방법을 제공함으로써, 설치 드래프트(installation draft)를 신속히 달성하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 선체에 텐던을 고정할 때, 슬립 메커니즘(slip mechanism)의 래칭(ratcheting)을 제한하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기타 특징뿐만 아니라 전술된 목적은, 장력 고정식 플랫폼(TLP) 또는 기타 선박을 밸러스팅 및 디밸러스팅하는 방법 및 장치에 통합된다. TLP는 텐던을 팽팽하게 하며, 기둥 및 상승된 상측 데크(decks)를 지지하도록 부력을 제공하는 선체(hull)를 포함한다. 선체는 영구 밸러스트 탱크와 임시 밸러스트 탱크, 밸러스트 물을 분배하는 장치를 일반적으로 모두 포함한다. 상기 밸러스팅/디밸러스팅 장치 및 방법을 설명하는데 이용되는 TLP에서, 선체 탱크는 4개의 텐던 지지 구조체를 향해 바깥쪽으로 방사상으로 뻗은 중심 기부 영역(center base section)을 형성한다. 바람직하게는, 모든 탱크는 대기로의 독립된 통기구를 갖는다.
제1 용례에서, 바람직하게는 하나 이상의 고용량 공기 압축기로부터, 선체에 포함된 단일의 압력 탱크 및 매니폴더 장치를 통해, 선체 탱크로 물을 분배하는 압축 가스 공급원이 이용된다. 압력 탱크는 시이 체스트(sea chest)에 차단가능하도록 연결되며, 밸브가 달린 통기구와 물과 공기의 출입구를 포함함으로써, 충전, 배출, 탱크의 가압 및 감압을 가능하게 한다. 밸러스팅을 위해서, 압력 탱크는 상기통기구와 시이 체스트 라인을 개방함으로써 해수로 채워진다. 따라서, 압력 탱크는 밸러스트 물의 공급원을 제공한다. 다음으로, 압력 탱크 통기구와 시이 체스트 라인은 차단되고, 압력 탱크가 정렬되어 원하는 밸러스트 구획을 채운다. 고용량 공기 압축기는 압력 탱크의 해수를 선택된 밸러스트 구획으로 이동시킨다. 밸러스팅 비율은 탱크의 부피 및 탱크를 비우기 위해 공급되는 가스의 질량 유량에 의해 제어된다. 상기 장치는, 압축 가스 공급원과 밸러스트 구획 사이에 부설된 선택적인 밸러스트 가스 라인을 경유한 압축 가스를 선택적으로 이용하여, 밸러스트를 밸러스트 구획으로부터 압력 탱크를 경유해 시이 체스트 밖으로 배출시키거나, 또는 다른 방법으로서, 선택적인 보통 용량의 원심 펌프 및 독립된 귀환 라인을 이용하여, 탱크 사이의 디밸러스트 및 밸러스트 이동이 수행될 수도 있다.
여기서 설명된 TLP 구성의 경우에, 압력 탱크는 4개의 공급 헤더(supply headers)로써 물을 매니폴드(manifold)에 공급한다. 공급 헤더는 밸러스트 탱크를 각 4분원의 마주하는 탱크 및 상기 중심 기부 부분으로 이루어진 4개의 그룹으로 세분한다. 바람직하게는, 각 헤더는 차단을 위해 원격 작동되는 밸브를 포함하며, 각 탱크는 밸러스트 유동을 차단하기 위해 원격 작동되는 밸러스트 구획 차단 밸브를 포함한다. 4개의 공급 헤더가 다함께 집배(集配; manifolded)되어 빌지(bilge)와 밸러스트 이동 펌프 흡입을 제공하도록 구비되었다면, 4개의 공급 헤더는 다함께 집배되어 빌지와 밸러스트 이동 펌프 흡입을 제공한다. 펌프로부터의 배출물은, 4개의 귀환 헤더를 통해 개별 탱크로 귀환하는 귀환 매니폴드에 연결되거나, 또는 밸브가 마련된 외부 배출 장비를 통해 해수를 외부로 배출시키는 데 이용될 수 있다.
제2 용례에서는, 각 밸러스트 탱크에 위치한 개별적인 시이 체스트가 단일의 압력 탱크를 대신하여 배러스트 물의 공급원이 된다. 개별 탱크는 밸브가 마련된 통기구, 시이 체스트, 공기 유입구를 각각 가짐으로써, 충전, 배출, 탱크의 가압 및 감압을 가능하게 한다. 또한, 밸러스트 탱크는 다함께 집배되어, 탱크 사이의 밸러스트 이동을 포함한, 상기 탱크를 충전 또는 배출시키기 위한 대안적인 방법을 가능하게 한다. 바람직하게는, 모든 탱크는 대기로의 독립된 통기구을 가진다. 디밸러스팅을 위해서, 제2 용례는 압축 가스 공급원, 바람직하게는 하나 이상의 고용량 공기 압축기를 이용하여, 외부 배출에 연결된 매니폴드 장치 또는 각 탱크 내부에 위치한 시이 체스트를 통해서, 밸러스트 탱크의 밸러스트 물을 외부로 배출시킨다. 디밸러스팅 비율은 탱크를 비우기 위한 공기 공급의 질량 유량에 의해 제어된다. 밸러스팅의 경우에, 물은 해수 압력 하에서 시이 체스트에 의해 직접적으로(시이 체스트 차단 및 통기구 밸브를 간단히 개방함), 또는 소화수 펌프, 해수 리프트 펌프나 유사한 공급기에 의해 제공되는 매니폴드 장치에 의해, 각 탱크로 공급된다. 예컨대, 밸러스트 물은 설치 선박(installation vessel)과 같은 외부 공급원으로부터 공급될 수 있다. 바람직하게는, 시이 체스트, 매니폴드, 공기 공급원, 통기구 차단 밸브는 원격 작동가능하다.
본 발명은 첨부 도면에 제시된 실시예를 참조하여 이하에서 설명된다.
바람직하게는 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 밸러스트 및 디밸러스트 장치의 제1 실시예는, 선체(102) 및 선체에서 위로 뻗어 데크(104)를 지지하는 다수의 기둥(1, 2, 3, 4)을 포함하는 장력 고정식 플랫폼(TLP; 100)에 이용된다. 선체(102)는 임의의 개수의 내부 밸러스트 탱크를 포함하지만, 15개의 내부 밸러스트 탱크가 도시되었다. 선체(102)의 가장 바깥쪽 탱크들인, 4개의 영구 밸러스트 탱크(11, 21, 31, 41)가 있다. 선체(102) 내에 있는 11개의 탱크는, 텐던을 향해 TLP를 끌고 설치하는 동안만 단지 임시로 이용된다. 이들 중 4 개의 임시 밸러스트 탱크(12, 22, 32,42)는 4개의 영구 밸러스트 탱크(11, 21, 31, 41)의 내측에 인접하게 배치된다. 4개의 임시 밸러스트 탱크(13, 23, 33, 43)는 상기 기둥(1, 2, 3, 4)의 기부(基部)에 각각 배치된다. 3개의 중심 탱크는 기부 중심 탱크(5), 동쪽 날개 탱크(6), 서쪽 날개 탱크(7)이다. 하지만, 밸러스트/디밸러스트 장치 및 방법은 다른 선박 또는 TLP 설비에 이용될 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에서, 선체(102)에 포함된 압력 탱크(205)와 압축 가스 공급원(200)가 이용된다. 압력 탱크(205)는 압력 탱크 통기구 유체 경로(210), 압력 탱크 통기구 차단 밸브(211), 압력 탱크 통기구 선체 배출 장비(212)를 통해 대기와 통한다. 또한, 압력 탱크(205)는, 시이 체스트 유체 경로(214)와 시이 체스트 차단 밸브(215)를 통해 시이 체스트(216)에 유동 연결된다. 압력 탱크(205)는, 압축 가스의 공급원(200)에 연결된 압축 가스 유동 경로(220)를 가지며, 압력 탱크(205)를 위한 가스 차단 밸브(221)를 포함한다. 바람직하게는, 하나 이상의 고용량 공기 압축기(200)가 압축 가스를 공급하지만, 기타 적절한 공급원이 이용될 수도 있다. 바람직하게는, 압력 탱크 통기구 차단 밸브(211), 시이 체스트 차단 밸브(215), 압축 가스 차단 밸브(들)(221)는 모두 원격 작동가능하다. 압력 탱크(205)는 밸러스트 유동 경로(275)와 밸러스트 구획 차단 밸브(400)에 의해 각 밸러스트 구획으로 연결된다. 바람직하게는, 모든 밸러스트 탱크(31, 32, 33 등)는 독립적으로 대기와 통한다. 예컨대, 도 2에는, 각 밸러스트 탱크(31, 32, 33, 7, 5, 6, 3, 13, 12, 11)가 통기구 유동 경로(230), 외부 배출 장비(232), 원격 작동가능한 통기구 차단 밸브(231)를 포함하는 것이 도시된다.
도 2를 참조하면, 제1 실시예에 따라서 밸러스팅 방법은, 압력 탱크(205)를 해수로 충전한 후, 압축 가스 공급원(200)으로 압력 탱크(205)를 가압하여, 선택된 밸러스트 구획으로 상기 해수를 이동시킨다. 예컨대, 밸러스트 구획(11)을 채우려면, 모든 매니폴드 차단 밸브(400) 및 가스 밸브(들)(221)는 폐쇄되고, 해수 차단 밸브(215) 및 가압 탱크 통기구 차단 밸브(211)는 개방된다. 해수는 해수의 수두의 영향으로, 시이 체스트(216)와 유동 경로(214)를 통해 압력 탱크(205)로 들어간다. 일단, 압력 탱크(205)가 해수로 채워지기만 하면, 해수 차단 밸브 및 압력 탱크 통기구 차단 밸브(211)가 폐쇄되고, 가스 공급 밸브(211)가 개방된다. 밸러스트 구획(11)에 대응되는 통기구 차단 밸브(232)와 밸러스트 구획 차단 밸브(400)는 개방된다. 압축 가스는 압력 탱크(205)의 해수를 배출시켜, 해수를 밸러스트 구획(11)으로 밀어낸다. 압력 탱크(205)처럼, 밸러스트 구획은 단지 수압에 의해서 해수로 채워질 수도 있지만, 압력 탱크(205)에 압출 가스 공급원(200)가 마련됨으로써, 탱크의 밸러스팅이 해수면 위로 높아지는 것이 가능하게 된다. 밸러스팅 비율은, 압력 탱크(200)의 체적 및 압력 탱크(200)의 배출을 위해 가스 공급원(200)이 공급하는 가스의 질량 유량의 함수이다.
도 3에는, 제1 실시예의 상기 선박(100)을 디밸러스팅하기 위한 가능한 한 가지의 장치가 도시된다. 압축 가스 공급원(200)은, 제2 가스 유동 경로(240) 및 제2 가스 차단 밸브(241)에 의해서 상기 개별 밸러스트 구획(31, 32, 33 등)으로 선택적으로 연결된다. 원하는 경우에, 제2 가스 유동 경로(240)의 일부가 상기 통기구 유동 경로(230)의 일부와 결합될 수도 있다. 예컨대, 구획(11)의 디밸러스트를 원하는 경우에는, 밸러스트 탱크(11)에 대응되는 가스 공급 밸브(221), 압력 탱크 통기구 차단 밸브(211), 통기구 차단 밸브(231)가 폐쇄되며, 밸러스트 탱크(11)에 대응되는 시이 체스트 차단 밸브(215), 밸러스트 구획 차단 밸브(400)가 개방된다. 압축 가스는 밸러스트를 배출시켜, 매니폴드(275) 및 압력 탱크(205)를 통해 시이 체스트(216)의 밖으로 밀어낸다.
도 4에는, 제1 실시예의 선박을 디밸러스팅하는 다른 장치 및 방법이 도시되다. 밸러스팅하는 동안, 압력 탱크(205)는 4 개의 공급 헤더(280, 285, 290, 295)를 이용하여, 전술된 바와 같이 해수를 공급 매니폴드(supply manifold)(275)에 공급한다. 이들 공급 헤더(280, 285, 290, 295)는 밸러스트 탱크를, 각 4분원의 마주하는 탱크 및 중심 기부 부분(5, 6, 7)으로 이루어진 4개의 그룹으로 세분한다. 바람직하게는, 각 헤더는 차단 밸브(300, 305, 310, 315)를 갖는다. 바람직하게는, 각 밸러스트 탱크는 밸러스트 유동을 차단을 위한 밸러스트 구획 차단 밸브(400)를 갖는다. 바람직하게는, 헤더 밸브(300, 305, 310, 315) 및 밸러스트 구획 차단 밸브(400)는 원격 작동가능하다.
바람직하게는, 디밸러스팅 및 밸러스트 탱크 사이의 밸러스트 이동은, 선택적인 보통 용량의 원심 펌프(250)(도 4 참조)를 이용하여 수행된다. 4개의 각 공급 헤더(280, 285, 290, 295)는 매니폴드(298)에서 재결합되어, 밸러스트 이동 펌프(250)와 빌지를 흡입한다. 바람직하게는, 펌프(250)의 배출물은 귀환 매니폴드(256)로 포획되며, 상기 귀환 매니폴드(256)는, 밸러스트 이동을 위해서 각 밸러스트 구획에 대한 귀환 차단 밸브(405)와 4개의 귀환 헤더(320, 325, 330, 335)를 통해 각 밸러스트 탱크로 유동 연결되며, 또한 디밸러스트를 위해서 외부 배출 밸브(260)를 통해 외부 배출 배관(258)과 유동 연결된다. 바람직하게는, 귀환 차단 밸브(405) 및 외부 배출 밸브(260)는 원격 작동가능하다. 예컨대, 구획(11)을 디밸러스트하려면, 밸러스트 탱크(11)에 대응되는 것을 제외한 모든 밸러스트 구획 차단 밸브(400)는 폐쇄된다. 펌프(250) 흡입 밸브(251) 및 외부 배출 밸브(260)는 개방된다. 밸러스트 구획(11)은 대기 및 빌지와 통하며, 밸러스트 이동 펌프(250)가 시동되어, 상기 구획(11)의 내용물을 외부로 배출한다. 다른 방법으로는, 예컨대, 밸러스트 탱크(11)에서 밸러스트 탱크(43)로 밸러스트를 이동시키고자 하면, 배출 밸브(260)를 제외한 밸브 배열은 전술된 바와 동일하게 폐쇄되고, 상기 탱크(43)에 대응되는 귀환 차단 밸브(205)는 개방된다. 밸러스트 탱크(43)는 공기와 통한다. 이제, 상기 펌프(250)는 밸러스트 구획(11)의 내용물을 밸러스트 구획(43)으로 이동시킨다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 밸러스트와 디밸러스트 장치 및 방법의 제2 실시예는, 바람직하게는, 선체(102) 및 선체에서 위로 뻗으며 데크(104)를 지지하는 다수의 기둥(1, 2, 3, 4)을 포함하는 장력 고정식 플랫폼(100)에 이용된다. 선체(102)는 임의의 개수의 내부 밸러스트 탱크를 포함하지만, 16개의 내부 밸러스트 탱크가 도시되었다. 선체(102)에서의 가장 바깥쪽 탱크들인, 4개의 영구 밸러스트 탱크(11, 21, 31, 41)가 있다. 선체(102) 내에 있는 12개의 탱크는, 텐던을 향해 TLP를 끌고 설치하는 동안만 단지 임시로 이용된다. 이들 중 4 개의 임시 밸러스트 탱크(12, 22, 32,42)는 4개의 영구 밸러스트 탱크(11, 21, 31, 41)의 내측에 인접하게 배치된다. 4개의 임시 밸러스트 탱크(13, 23, 33, 43)는 상기 기둥(1, 2, 3, 4)의 기부에 각각 배치된다. 4개의 중심 탱크는 중심 기부 탱크(14, 24, 34, 44)이다. 하지만, 밸러스트/디밸러스트 장치 및 방법은 다른 선박 또는 TLP 설비에 이용될 수도 있다.
도 6을 참조하면, 제2 실시예가 압축 가스 공급원(200)을 또한 포함하며, 바람직하게는, 하나 이상의 고용량 공기 압축기를 포함한다. 각 밸러스트 탱크에 차례로 개별적으로 파이프 연결된 압축 가스 매니폴드(502) 및 개별 가스 차단 밸브(520)에 의해서, 압축 가스 공급원(200)은 각 밸러스트 탱크(31, 32, 33 등)에 유동 연결된다. 바람직하게는, 모든 밸러스트 탱크(31, 32, 33 등)는 독립적으로 대기와 통한다. 예컨대, 도 6에는, 통기구 유동 경로(514)(일부는 압축 가스 배관과 결합됨), 외부 배출 장비(501), 통기구 차단 밸브(515)를 갖는 수개의 밸러스트 탱크(31, 32, 33, 34, 14, 13, 12,11)가 도시된다. 통기구 차단 밸브(515)와 가스 차단 밸브(520)은 원격 작동가능할 수도 있다. 바람직하게는, 각 밸러스트 탱크(31, 32, 33 등)에는 시이 체스트(505)가 각각 구비된다. 시이 체스트(505)는 밸브(510)로 차단되며, 바람직하게는 상기 밸브(510)는 원격 작동가능하다.
밸러스팅은 소정의 밸러스트 탱크에 연결된 시이 체스트 밸브(510)와 통기구 밸브(515)를 개방함으로써 수행된다. 그 다음에, 상기 시이 체스트에 존재하는 해수 압력이 상기 탱크를 채울 것이다. 밸러스팅 비율은 상기 통기구 라인, 시이 체스트 라인, 해수 압력(또는 드래프트(draft))의 유동 저항에 의해 결정된다.
소정의 밸러스트 탱크에 대해서, 디밸러스팅은 대응되는 통기구 밸브(515)를 폐쇄시키고, 대응되는 압축 공기 공급 밸브(520) 및 대응되는 시이 체스트 밸브(510)를 개방시킴으로써 수행된다. 용골(keel)에서의 수압을 초과하는 압력에서 압축 공기가 유지되면, 압축 공기가 밸러스트 탱크로 들어와서, 해수를 시이 체스트(505)를 통해 외부로 이동시킬 것이다. 디밸러스팅 비율은 시이 체스트 라인의 유동 저항과 공기 질량 유량에 의해 결정된다. 바람직하게는, TLP 설치가 완료되면, 임시 밸러스트 탱크 내부의 시이 체스트(505)는 밀봉된다. 비록, 디밸러스팅이, 해수 라인(sea line) 아래에 배치된 밸러스트 구획이 시이 체스트(505) 외부로 배출되는 것으로 설명되었지만, 해수 라인 위에 배치된 밸러스트 구획(도시되지 않음)은, 압축 가스 또는 대기압 미만/대기압 부근의 압력에 의해 상기 탱크가 신속히 배수되도록, 밸러스트 구획의 하부 위치에 유동 연결된 외부 배출 출입구 및 사이드 쉘 밸브(side shell valve)를 유사하게 포함할 수도 있다.
도 7에는 본 발명의 제3 실시예가 도시된다. 이 장치에서, 밸러스팅 및 디밸러스팅은, 개별 시이 체스트가 아닌, 밸러스팅 매니폴더 장치(730)를 통해 발생한다. 바람직하게는, 밸러스팅 매니폴드(730)는 용골 높이에 가깝게 배치된다. 밸러스팅 매니폴드(730)는 선택적으로 차단되도록, 사이에 연결된 차단 밸브(735)에 의해 개별 밸러스트 탱크(11, 12, 14, 31, 32, 34)에 유동 연결된다. 또한, 밸러스팅 매니폴드(730)는 차단가능하도록, 외부 배출 밸브(745)에 의해 외부 배출 라인(740)에 유동 연결되며, 밸러스팅 매니폴드(730)는 해수 차단 밸브(755)에 의해 상위 해수 본체(750)에 유동 연결된다. 바람직하게는, 각 밸러스트 탱크는 배출 개구(701), 통기구 차단 밸브(715), 통기구 배관(716)을 통해 대기와 각각 통한다. 압축 가스 공급원(200), 바람직하게는 고용량 공기 압축기는, 각 밸러스트 탱크에 연결되고, 바람직하게는 압축 가스 헤더(702)에 의해 연결되며, 바람직하게는 압축 가스 헤더(702)는 밸러스트 구획과 통기구 차단 밸브(715) 사이의 임의의 장소에서 차례로 통기구 배관(716)으로 연결된다. 압축 가스 공급원(200)은 가스 차단 밸브(720)에 의해, 밸러스트 구획으로부터 선택적으로 차단된다. 바람직하게는, 밸러스트 구획 차단 밸브(735), 외부 배출 밸브(들)(745), 해수 차단 밸브(들)(755), 통기구 차단 밸브(715), 가스 차단 밸브(720)은 모두 원격 작동가능하다.
소정의 밸러스트 탱크에 대해서, 밸러스팅은 대응되는 통기구 밸브(715), 대응되는 밸러스트 구획 차단 밸브(735), 상위 해수 차단 밸브(755)를 개방함으로써 수행된다. 대응되는 공기 공급 밸브(720)가 폐쇄된다. 밸러스트 물은, 소화수 펌프(firewater pump), 상위 해수 리프트 펌프(topside seawater lift pump), 기타 물 공급원에 의해 상기 상면 해수 본체(750)를 통해 공급되어, 밸러스트 탱크를 채운다. 밸러스트 비율은 공급 펌프(들)로부터의 질량 유량의 함수이다.
소정의 밸러스트 탱크에 대한 디밸러스팅은, 해수 차단 밸브(755)와 대응되는 통기구 차단 밸브(715)를 폐쇄하며, 외부 배출 밸브(745), 대응되는 밸러스트 구획 차단 밸브(735), 대응되는 공기 공급 밸브(720)를 개방함으로써 수행된다. 공기 공급 압력이 배출 라인 수두보다 높게 유지되면, 밸러스트 물은 외부 배출 라인(740)을 통해 외부로 배수될 것이다. 디밸러스트 비율은 외부 배출 매니폴드의 유동 저항과 공기 질량 유량의 함수이다.
본 발명의 하나 이상의 실시예에 따른 밸러스트/디밸러스트 장치 및 방법은, 텐던의 고정을 위해 필요한 텐던 장력을 신속히 얻도록, 선박을 신속히 디밸러스팅함으로써, TLP의 설치 동안에 텐던이 막 결합되려고 할 때의 잠금 메커니즘(lock mechanism) 또는 슬립 메커니즘(slip mechanism)의 래칭(ratchet) 성향을 제한할 수도 있다. 예컨대, 상기 해수 라인 아래에 위치한 밸러스트 구획에서의 시이 체스트 차단 밸브(들)가 개방되는 동안에, 압축 가스가 이용되어 채워진 탱크를 신속히 비우며, 상기 해수 라인 위에 위치한 밸러스트 구획에서의 사이드 쉘 또는 외부 배출 밸브는, 대기압 또는 대기압 부근에서 밸러스트 물을 신속히 배출하는 것을 가능하게 한다. 신속한 디밸러스팅은 잠금 메커니즘의 래칭을 최소화한다.
본 발명의 몇 가지 실시예가 상세히 설명되었지만, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되지 않는다. 본 기술의 당업자에게 전술된 실시예의 변경 및 개조가 떠오를 수도 있다. 여기에서 서술되는 바와 같이, 그러한 변경 및 개조는 본 발명의 범위 및 의도에 속한다.

Claims (16)

  1. 바다에 뜬 선박(100)을 디밸러스팅(de-ballasting)하는 방법으로서,
    상기 선박의 선체(102)에 배치된 밸러스트 탱크(ballast tank)(11)의 하부의 내부 위치와 상기 선박의 외부 사이에 유체 연통을 마련하는 단계와,
    상기 밸러스트 탱크와 압축 가스 공급원(200) 사이에 유체 연통을 마련하는 단계와,
    상기 압축 가스에 의해, 상기 밸러스트 탱크의 액체 밸러스트를 상기 바다로 배출하는 단계
    를 포함하는 바다에 뜬 선박을 디밸러스팅하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 선박의 선체에 배치된 밸러스트 탱크의 하부의 내부 위치와 상기 선박(offshore platform)의 외부 사이에 유체 연통을 마련하는 상기 단계는,
    상기 밸러스트 탱크의 하부의 내부 위치와 해수 라인(waterline) 아래에서 상기 선체에 의해 운반되며 상기 바다와 개방 연통(open communication)하는 시이 체스트(sea chest) 사이에, 유체 연통을 위해 연결된 밸브를 개방하는 단계
    를 더 포함하는 것인 바다에 뜬 선박을 디밸러스팅하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 시이 체스트(505)는 상기 밸러스트 탱크 내부에 배치되는 것인 바다에 뜬 선박을 디밸러스팅하는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 시이 체스트(216)는 상기 밸러스트 탱크 외부에 배치되며, 상기 압력 탱크(205)는 상기 물 출입구 밸브와 상기 시이 체스트 사이에 유동 연결되는 것인 바다에 뜬 선박을 디밸러스팅하는 방법.
  5. 제2항에 있어서, 밸브를 개방하는 상기 단계는 원격 작동에 의해 수행되는 것인 바다에 뜬 선박을 디밸러스팅하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 밸러스트 탱크의 하부의 내부 위치와 상기 선박의 외부 사이에 유체 연통을 마련하는 단계는,
    상기 밸러스트 탱크의 상기 하부의 내부 위치와 해수 라인 위의 지점에서 상기 선체를 빠져나가는 외부 배출(740) 사이의 유체 연통을 위해 연결된 밸브를 개방하는 단계
    를 더 포함하는 것인 바다에 뜬 선박을 디밸러스팅하는 방법.
  7. 바다에 뜬 선박을 디밸러스팅하는 방법으로서,
    상기 선박의 선체(102)에 배치된 밸러스트 탱크(11) 내부의 상부 위치를 상기 선박의 외부와 통하게 하는 단계와,
    압력 탱크(205)를 액체 밸러스트로 채우는 단계와,
    상기 압력 탱크(205)를 압축 가스 공급원(200)에 유동 연결하는 단계와,
    상기 압력 탱크 내부의 하부 위치를 상기 밸러스트 탱크에 유동 연결하는 단계와,
    상기 압축 가스에 의해, 상기 압력 탱크의 유체 밸러스트를 상기 밸러스트 탱크로 배출시키는 단계
    를 포함하는 바다에 뜬 선박을 디밸러스팅하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 압력 탱크 내부의 하부 위치를 상기 밸러스트 탱크에 유동 연결하는 상기 단계는,
    상기 밸러스트 탱크와 상기 압력 탱크 내부의 상기 하부 위치 사이에서 유체 연통 상태로 연결된 밸러스트 구획 차단 밸브(400)를 개방시키는 단계
    를 더 포함하는 것인 바다에 뜬 선박을 디밸러스팅하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 밸러스트 구획 차단 밸브를 개방시키는 상기 단계는, 원격 작동에 의해 수행되는 것인 바다에 뜬 선박을 디밸러스팅하는 방법.
  10. 방수 밸러스트 구획(11)을 갖는 선체(102)를 포함하며, 바다에 뜬 선박(100)을 밸러스팅 및 디밸러스팅하는 시스템으로서,
    상기 선박에 배치된 압축 가스 공급원(200)과,
    상기 압축 가스 공급원과 상기 밸러스트 구획 사이에 연결된 가스 유동 경로와,
    상기 가스 유동 경로에 연결된 가스 차단 밸브와,
    상기 밸러스트 구획 내부의 바닥 위치와 상기 선체에 의해 운반되며 상기 해수 라인 아래에서 상기 선박 외부로 개방된 시이 체스트 사이에서 연결된 밸러스트 유동 경로와,
    상기 밸러스트 유동 경로에 연결된 차단 밸브
    를 포함하며,
    상기 밸러스팅 및 디밸러스팅하는 시스템은, 상기 선박을 디밸러스팅하기 위해서, 상기 압축 가스 공급원으로부터 상기 가스 유동 경로를 경유한 가스를 이용하여, 상기 밸러스트 구획의 액체 밸러스트가 상기 밸러스트 유동 경로를 경유해 상기 외부로 배출되도록 설계 및 배열된 것인 바다에 뜬 선박을 밸러스팅 및 디밸러스팅하는 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 밸러스팅 및 디밸러스팅하는 시스템은,
    상기 밸러스트 구획 내부의 상부 위치와 해수 라인 위 위치에서 상기 선박의 상기 외부로 개방된 제1 외부 방출 사이를 연결하는 밸러스트 구획 통기구 유동 경로와,
    상기 밸러스트 구획 통기구 유동 경로에 연결된 밸러스트 구획 통기구 차단 밸브
    를 더 포함하며,
    상기 밸러스팅 및 디밸러스팅하는 시스템은, 상기 선박을 밸러스팅하기 위해서, 상기 바다로부터 상기 밸러스트 유동 경로를 경유한 액체 밸러스트를 이용하여, 상기 밸러스트 구획의 가스가 상기 밸러스트 구획 통기구 유동 경로를 경유하여 상기 외부로 배출되도록 설계 및 배열된 것인 바다에 뜬 선박을 밸러스팅 및 디밸러스팅하는 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 시이 체스트(505)는 상기 밸러스트 구획에 배치되는 것인 바다에 뜬 선박을 밸러스팅 및 디밸러스팅하는 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 밸러스팅 및 디밸러스팅하는 시스템은,
    상기 밸러스트 구획의 상기 선체 외부에 배치된 압력 탱크(205)와,
    상기 압력 탱크와 상기 시이 체스트 사이의 상기 밸러스트 유동 경로(214)에 연결된 시이 체스트 차단 밸브(215)와,
    상기 압력 탱크 내부의 상부 위치와 상기 해수 라인 위 위치에서 상기 외부로 개방된 제2 외부 배출(212) 상부 위치 사이를 연결하는 압력 탱크 통기구 유동 경로(210)와,
    상기 압력 탱크 통기구 유동 경로에 연결된 압력 탱크 통기구 차단 밸브(211)
    를 더 포함하며,
    상기 압력 탱크는, 상기 차단 밸브(400)와 상기 시이 체스트(216) 사이의 상기 밸러스트 유동 경로에 연결되고, 상기 압력 탱크는 상기 가스 차단 밸브(221)와 상기 밸러스트 구획 사이의 상기 유동 경로(200)에 연결되며, 상기 압력 탱크와 상기 밸러스트 구획 사이의 상기 가스 유동 경로는, 상기 압력 탱크와 상기 밸러스트 구획 사이의 상기 밸러스트 유동 경로에 결합되어, 연결된 상기 차단 밸브(400)를 포함하는 공통 유체 경로(275)를 형성하며,
    상기 밸러스팅 및 디밸러스팅하는 시스템은, 상기 선박을 디밸러스팅하기 위해서, 상기 바다로부터 상기 시이 체스트(216)와 상기 압력 탱크(205) 사이의 상기 밸러스트 유동 경로(214)를 경유한 상기 액체 밸러스트를 이용하여, 상기 압력 탱크의 가스가 상기 압력 탱크 통기구 유동 경로(210)를 경유하여 상기 외부로 배출되며, 상기 압축 가스 공급원(200)으로부터 상기 압축 가스 공급원과 상기 압력 탱크 사이의 상기 가스 유동 경로(220)를 경유한 가스를 이용하여, 상기 압력 탱크의 액체 밸러스트가 상기 공통 유동 경로(275)를 경유하여 상기 밸러스트 구획으로 배출되도록 설계 및 배열된 것인 바다에 뜬 선박을 밸러스팅 및 디밸러스팅하는 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 밸러스팅 및 디밸러스팅하는 시스템은,
    상기 압축 가스 공급원과 상기 밸러스트 구획 사이에 연결되며, 상기 압력 탱크와 상기 공통 유동 경로(275)를 우회하는 제2 가스 유동 경로(240)와,
    상기 제2 가스 유동 경로에 연결된 제2 가스 차단 밸브
    를 더 포함하며,
    상기 밸러스팅 및 디밸러스팅 시스템은, 디밸러스팅을 위해서, 상기 압축 가스 공급원으로부터의 가스를 이용하여, 상기 밸러스트 구획의 액체 밸러스트가 상기 공통 유동 경로(275)를 경유하여 상기 외부로 배출되도록 설계 및 배열된 것인 바다에 뜬 선박을 밸러스팅 및 디밸러스팅하는 시스템.
  15. 제12항에 있어서, 상기 밸러스팅 및 디밸러스팅하는 시스템은,
    각각에 시이 체스트(505)가 배치된 복수의 밸러스트 구획(11, 12, 13)을 더 포함하며, 상기 시이 체스트 각각은 시이 체스트 차단 밸브(510)에 의해 자신이 배치된 상기 밸러스트 구획의 하부 위치에 유동 연결되는 것인 바다에 뜬 선박을 밸러스팅 및 디밸러스팅하는 시스템.
  16. 제13항에 있어서, 상기 밸러스팅 및 디밸러스팅하는 시스템은, 복수의 밸러스트 구획(11, 12, 13)을 더 포함하며, 상기 복수의 밸러스트 구획 각각은 그 하부 위치에서 유동 연결된 연결 밸러스트 구획 차단 밸브(400)를 포함하여, 상기 밸러스트 구획 차단 밸브 각각은 상기 압력 탱크(205)의 하부 위치로 유동 연결된 것인 바다에 뜬 선박을 밸러스팅 및 디밸러스팅하는 시스템.
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