KR20100020351A - 빌지킬 및 이를 구비한 부유식 해양 구조물 - Google Patents

Abstract

빌지킬이 개시된다. 부유식 해양 구조물의 측면 하부에 형성되는 몸체부를 포함하고, 상기 몸체부는 플레이트 형상으로 이루어지며, 복수개의 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 빌지킬은 빌지킬의 몸체부에 복수의 홀이 형성되어 있기 때문에, 몸체부의 모서리부분뿐만 아니라 홀 주변에서도 유동 박리가 발생하여 횡요에 대한 감쇠력이 향상되어 부유식 해양 구조물의 횡요를 효율적으로 감소시킬 수 있다.

부유식 해양 구조물, 빌지킬

Description

빌지킬 및 이를 구비한 부유식 해양 구조물{Bilge keel and floating offshore structures having the same}

본 발명은 부유식 해양 구조물이나 선박등의 하측에 설치되는 빌지킬에 관한 것으로, 보다 상세하게, 몸체부에 복수의 홀이 형성되어 보다 효율적으로 부유식 해양 구조물등의 횡요를 감소시키는 빌지킬에 관한 것이다.

일반적으로 드릴쉽(Drillship), FPSO(Floating Production Storage Offloading), FSRU(Floating Storage and Regasification unit)등의 부유식 해양 구조물은 해상에서 단독 계류된 상태로 해저자원의 시추, 생산, 저장 및 하역 작업을 수행한다.

이 때, 부유식 해양 구조물은 주기적으로 파도에 노출될 수 밖에 없으며, 이러한 파도에 의해 부유식 해양 구조물은 횡요(rolling) 운동을 하게 된다.

이와 같은 횡요는, 종래의 부유식 해양 구조물의 내부에 형성된 LNG저장 탱크에서 슬로싱 현상을 유발하고, 이로 인해 저장탱크가 손상되는 문제가 예상된다.

또한, 이와 같은 횡요는, 부유식 해양 구조물로부터 LNG를 하역 받기 위해 정박중인 선박과 부유식 해양 구조물의 상대 운동이 증가하여 LNG 하역 작업이 불 안정적으로 진행되고, LNG 하역 시스템에 큰 하중이 발생하는 문제가 예상된다.

또한, 부유식 해양 구조물의 횡요 고유 주기와 부유식 해양 구조물과 조우하는 횡파의 주기가 일치하는 경우, 공진이 발생하여 횡요 폭이 커지게 되고, 심한 경우 갑판 상부의 공정 관련 의장품에 과도한 가속도가 전가되어 구조적인 파손 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해, FPSO등의 부유식 해양 구조물에는 빌지킬이 설치되었다.

일반적으로 빌지킬은 플레이트 형상으로 이루어지며, 선체의 하부에 설치되어 선체가 횡요 운동을 할 때 그 단부에서 유동박리를 일으켜 점성 감쇠력을 증대시킨다. 이러한 점성감쇠력의 증대로 인해 부유식 해양 구조물의 횡요가 감소된다.

종래의 빌지킬은 단순히 플레이트 형상으로 이루어져 있다. 이러한 구조적 형상으로 인해 선체의 횡요시 빌지킬의 단부에서만 유동박리가 일어난다. 이에 따라, 빌지킬의 단부에 다양한 형상의 판을 고정설치하여 유동박리를 증대시키는 등 빌지킬의 효율을 향상시키기 위한 노력이 계속되고 있다.

특히, 최근 고유가 시대를 맞아 FPSO등의 수요가 증가되는 상황에서는 FPSO등이 해상에서 안정적으로 작업을 수행하도록 하기 위해 보다 효과적으로 횡요를 감소시킬 수 있는 빌지킬을 개발할 필요성이 대두되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 따라 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 빌 지킬의 몸체부의 구조를 변경하여 횡요를 효율적으로 감소시키는 빌지킬 및 이를 구비한 부유식 해양 구조물을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 부유식 해양 구조물의 측면 하부에 형성되는 몸체부를 포함하고, 상기 몸체부는 플레이트 형상으로 이루어지며, 복수개의 홀이 형성되는 빌지킬이 제공된다..

이 때, 상기 복수개의 홀은 상기 몸체부의 표면에 나란하게 배열된 복수개의 열을 형성할 수 있다.

이 때, 상기 홀의 형상은 원형, 삼각형, 사각형, 및 타원형 중 어느 하나일 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 빌지킬을 구비한 부유식 해양 구조물 제공된다.

본 발명은 빌지킬의 몸체부에 복수의 홀이 형성되어 있기 때문에, 몸체부의 단부 뿐만 아니라 홀 주변에서도 유동 박리가 활발히 일어나게되고, 횡요에 대한 점성 감쇠력이 향상되어, 부유식 해양 구조물의 횡요를 효율적으로 감소시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빌지킬이 설치된 부유식 해양 구조물의 측면도이고, 도 2는 도1의 AA'의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 빌지킬(100)은 플레이트 형상의 몸체부(120)를 포함한다.

상기 몸체부(120)는 부유식 해양 구조물(10)의 양 측면 하부에 길이 방향으로 각각 형성된다. 또한, 상기 몸체부(120)는 부유식 해양 구조물(10)의 표면으로부터 외측 하방을 향하도록 형성된다.

이 때, 상기 몸체부(120)는 부유식 해양 구조물(10)의 선체와 동일한 강철(steel)로 이루어질 수 있다. 그러나, 강성을 가지고 상기 선체와 용접되어 설치가능한 금속이라면 어떠한 금속이라도 무관할 것이다.

한편, 상기 몸체부(120)에는 복수의 홀(130)이 형성된다. 이렇게 몸체부(120)에 홀(130)이 형성됨으로써, 횡요시 몸체부(120) 주변의 해수가 홀(130)을 통해 지나게 되고, 해수가 홀(130)을 지나가는 과정에서 유동박리가 크게 일어나게 되어 횡요에 대한 감쇠력이 향상된다.

도 1을 참조하면, 홀(130)의 형상은 원형으로 이루어져 있으나, 홀에 대한 변형례를 나타내는 도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 홀(130a, 130b, 130c)의 형상은 각각 삼각형, 사각형, 타원형으로 이루어진다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 홀(130)은 나란하게 배열된 2개의 열을 이루며 상기 몸체부(120)의 표면에 형성된다.

이 때, 홀(130)이 형성되는 몸체부(120)는, 예를 들어 주물에 의해 일체로 제작하거나, 홀(130)이 형성되지 않은 몸체부(120)를 먼저 제작하고 그 후에 절단장치를 이용하여 홀(130)를 형성하여 제작하는 등의 방법으로 제작될 수 있다.

그러나 이와 같이 몸체부에 형성되는 홀의 형상, 위치, 크기, 형성방법 등은 다양하게 변경될 수 있을 것이다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 빌지킬에 유동박리가 발생하는상태를 개략적으로 도시한 도면이다. 이하에서 도 2, 도 4, 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 빌지킬(100)이 부유식 해양 구조물(10)의 횡요를 감소시키는 과정에 대해 설명한다.

도 2를 참조하면, 파도가 거의 없는 해상 상태에서는 부유식 해양 구조물(10)은 횡요 운동을 포함한 어떠한 운동도 거의 하지 않는다. 이로 인해, 상기 빌지킬(100)의 주변에 위치하는 해수는 빌지킬(100)에 대해 거의 움직이지 않는다.

그러나, 파도가 발생하면 부유식 해양 구조물(10)은 여러방향으로 운동을 하게 되고, 특히 측면으로 들어오는 파도와 주기적으로 만나면 횡요가 발생하게 된다. 이 때, 도 4 내지 도 5를 참조하면, 부유식 해양 구조물(10)은 S₁ 방향과 S₂방향으로 주기적으로 왕복하며 횡요 운동을 하게 된다.

먼저, 부유식 해양 구조물(10)이 S₁방향으로 운동할 때, 몸체부(120) 주변의 해수는 W₁방향을 향하여 운동을 하게 된다. 이 때, 해수는 몸체부(120)의 일면에서 타면으로 관통되도록 형성된 홀(130)을 지나가게 된다.

이렇게 몸체부(120)의 일변에서 유입된 해수가 홀(130)을 통과하여 몸체 부(120)의 타면으로 나오는 순간 홀(130)의 모서리부에서 유동박리가 일어난다. 이러한 유동박리는 몸체부(120)에 형성된 복수개의 홀(120)에서 거의 동시에 발생하게 된다.

다음으로, 부유식 해양 구조물(10)이 S₂방향으로 운동할 때, 몸체부(120) 주변의 해수는 W₂방향으로 운동하게 된다. 이 때, 해수는 몸체부(120)에 형성된 홀(130)을 지나면서 유동박리를 일으킨다.

이러한 일련의 과정에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 빌지킬(100)은 종래의 단순한 플레이트 형상의 빌지킬에 비해 보다 효과적으로 유동박리를 일으킴으로써, 부유식 해양 구조물의 횡요에 대한 감쇠력을 증가시키고, 아울러 횡요각(rolling angle)을 감소시킨다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 빌지킬에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빌지킬이 설치된 부유식 해양 구조물의 측면도,

도 2는 도1의 AA'의 단면도,

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 빌지킬에 형성되는 복수의 홀의 변형례를 도시한 도면,

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 빌지킬에 유동박리가 발생하는상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-

10 : 부유식 해양 구조물 100 : 빌지킬

120 : 몸체부 130 : 홀

Claims (4)

1. 부유식 해양 구조물의 측면 하부에 형성되는 몸체부를 포함하고,

   상기 몸체부는 플레이트 형상으로 이루어지며, 복수개의 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 빌지킬.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수개의 홀은 상기 몸체부의 표면에 나란하게 배열된 복수개의 열을형성하는 것을 특징으로 하는 빌지킬.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 홀의 형상은 원형, 삼각형, 사각형, 및 타원형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 빌지킬.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 빌지킬을 구비한 부유식 해양 구조물.

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