KR20100094126A

KR20100094126A - 해양 부유 구조물의 계류/시운전 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20100094126A
Application number: KR1020090013404A
Authority: KR
Inventors: 남종오; 김덕수; 김용수; 이정한; 김장진
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2009-02-18
Filing date: 2009-02-18
Publication date: 2010-08-26

Abstract

여기에서는 터릿을 구비한 액화가스 생산/저장용 해양 부유 구조물의 연근해 시운전에 적합한 계류 시스템이 개시된다. 개시된 시스템은, 연근해의 해저(seabed)에 고정된 앵커구들과, 상기 앵커구들과 연결된 채 연근해의 바다 속에 비치되며, 상기 앵커구들을 상기 터릿에 잇는데 이용되는 계류줄들을 포함한다.

터릿, 해양, 부유, 구조물, LNG, FPSO, 계류, 앵커구, 계류줄, 해저, 연근해, 터릿

Description

해양 부유 구조물의 계류/시운전 시스템 및 방법{MOORING/TEST-WORKING SYSTEM AND METHOD OF MARIN FLOATING STRUCTURE}

본 발명은, 터릿을 구비한 액화가스 생산/저장용 해양 부유 구조물의 연근해 시운전 시스템 및 방법과 그에 이용되는 계류 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 천연가스의 생산, 저장, 하역이 가능한 LNG FPSO(Floating Production Storage and Offloading) 등과 같은 구조물의 연근해 시운전에 유용하게 이용되는 계류 시스템 및 방법에 관한 것이다.

해양에 떠 있을 수 있고, 액화가스를 생산, 저장 및/또는 하역하는 기능을 포함하는 해양 부유 구조물이 개발된 바 있다. 특히, LNG FPSO와 같은 해양 부유 구조물은, 천연가스(Natural Gas)를 해양에서 생산(또는, 채취)해 액화ㅇ저장할 수 있는 설비를 장착시킨 복합 기능의 선박으로서, 막대한 비용이 소요되는 육상 액화 저장 설비의 필요성을 줄여준다.

위와 같은 해양 부유 구조물은 회전형 터릿을 가지며, 터릿과 해저의 앵커가 계류줄에 연결되어 해양에 계류될 수 있다. 회전형 터릿은 계류줄 및 앵커에 의해 고정되지만, 해양 부유 구조물은 자신의 헐(hull)이 회전형 터릿을 중심으로 회전 방향으로 유동할 수 있어서, 파도에도 불구하고, 해양의 그 자리에 유지된 채 원하는 운전을 할 수 있다.

해양 부유 구조물의 건조 중 또는 건조 완료 후에, 해양 부유 구조물의 생산, 저장 및/또는 하역 설비가 제대로 작동되는지를 시운전할 필요성이 있다. 종래에는, 건조 완료된 해양 구조물에 한하여, 실제로 그것이 설치되는 해역에서 시운전이 이루어졌다. 따라서, 건조 중에 주문자 요구 사항에 적합한지를 확인하기 위한 해양 부유 구조물의 시운전은 어려웠다. 특히, LNG FPSO 등과 같은 액화가스 생산 및 저장용 구조물의 경우, 가스 생산 및 저장과 관련된 여러 시험을 육지로부터 먼 해역에서 행하여야 하며, 이는 시운전에 필요한 기간의 증가와 그에 따른 막대한 비용 상승을 야기한다.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는, 해양 부유 구조물의 건조 중간 또는 건조 완료 후에, 육지와 가까운 연근해에서 해양 부유 구조물의 시운전을 쉽고 빨리할 수 있도록, 연근해에 제공되는 해양 구조물의 연근해 계류 시스템 및 이를 이용하는 연근해 계류 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 기술적 과제는, 해양 부유 구조물의 건조 중간 또는 건저 완료 후에, 육지와 가까운 연근해에 갖추어진 계류 시스템을 이용해, 그 연근해에서, 쉽고 빨리 해양 부유 구조물을 시운전할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 터릿을 구비한 액화가스 생산/저장용 해양 부유 구조물의 연근해 시운전에 적합한 계류 시스템이 제공되며, 상기 계류 시스템은, 연근해의 해저(seabed)에 고정된 앵커구들과, 상기 앵커구들과 연결된 채 연근해의 바다 속에 비치되며, 상기 앵커구들을 상기 터릿에 잇는데 이용되는 계류줄들을 포함한다.

바람직하게는, 상기 계류줄들을 위에 담도록 상기 해저 상에 설치된 템플레이트를 더 포함한다. 더 바람직하게는, 상기 템플레이트의 상면에는 그곳을 복수의 파트들로 구획하는 거더(girder)가 구비되며, 상기 복수의 파트들에 상기 계류줄들이 나뉘어 담긴다. 보다 더 바람직하게는, 상기 복수의 파트들 각각은 상기 템플레이트의 외측 방향으로 개방된다.

바람직하게는, 상기 계류줄들 각각에 줄로 연결된 채 바다속에 떠 있는 마커 부이들을 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 계류줄들 각각을 끌어올리기 위한 수단으로, 크레인을 구비한 작업선을 이용한다.

바람직하게는, 상기 터릿은 메신저 라인들을 구비한 것이며, 상기 계류줄들은 상기 메신저 라인들과 연결된다.

본 발명의 다른 측면에 따라 전술한 계류 시스템을 포함하는 해양 부유 구조물의 시운전 시스템이 제공되며, 상기 시운전 시스템은 상기 해양 부유 구조물 내 설비의 시운전을 위한 액화가스를 상기 설비에 공급하는 셔틀선을 포함한다. 이때, 상기 셔틀선은 LNG 공급선인 것이 바람직하고, 상기 해양 부유 구조물은 LNG를 생 산, 저장, 하역하는 기능을 포함하는 LNG 생산용 구조물, 특히, LNG FPSO인 것이 바람직하다. 대안적으로, 예를 들면, LNG를 재기화하여 육지로 공급하는 RV 선박 등 다른 종류의 선박(또는, 부유 구조물)도 계류 및 시운전도 본 발명에 의해 달성될 수 있을 것이다.

본 발명의 또 다른 측면에 따라, 터릿을 구비한 액화가스 생산/저장용 해양 부유 구조물의 연근해 시운전을 위하여, 연근해의 해저에 고정된 앵커구들과 연결된 계류줄들을 연근해의 바다속에 미리 비치해 두고, 상기 계류줄들을 이용해, 상기 앵커구들을 상기 해양 부유 구조물의 터릿에 이어 상기 해양 부유 구조물을 연근해에 계류시키는 방법이 제공된다. 이때, 상기 계류줄들을 상기 해저 상에 설치된 템플레이트 상에 담아 비치하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 상기 템플레이트는 상면에 그곳을 복수의 파트들로 구획하는 거더(girder)가 구비된 것이되, 상기 복수의 파트들 각각에 상기 계류줄들을 나누어 비치하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 상기 계류줄들의 식별을 위해, 상기 계류줄들 각각에 줄로 연결된 채 바다속에 떠 있는 마커 부이들을 이용할 수 있다. 바람직하게는, 상기 계류줄들 각각을 끌어올리기 위한 수단으로 크레인을 구비한 작업선을 이용한다. 바람직하게는, 상기 터릿은 메신저 라인들을 구비한 것이며, 상기 앵커구들을 상기 해양 부유 구조물의 터릿에 잇기 위해, 상기 계류줄들을 상기 메신저 라인들과 연결한다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 유동성 액화가스(특히, 액화천연가스)의 생산, 저장 또는 하역 기능을 갖는 해양 부유 구조물(특히, LNG FPSO)을 그것의 제 작 위치(예컨대, 조선소)로부터 가까운 연근해에서 건조 중간 또는 건조 완료 후 시운전을 신속하게 할 수 있도록 해주어, 비용 절감과 기간 단축의 효과가 기대된다. 특히, 주문자의 요구 사항에 부합되는지를 해양 부유 구조물의 건조 기간 중간에 시운전을 행함으로써 미리 확인할 수 있고, 이에 의해, 주문자의 요구에 꼭 맞는 부유 해양 구조물의 제작이 가능하다. 또한, 연근해에 계류줄들을 해저에 파묻힘 없이 보관하는 템플레이트 및/또는 계류줄들의 위치를 쉽게 식별케 해주는 마커 부이를 포함하는 계류 시스템의 운용을 통해, 연근해에 해양 부유 구조물들을 시운전할 수 있는 반영구적인 시운전 터미널의 구축이 가능해진다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1 및 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 부유 구조물의 연근해 계류 시스템이 도시되어 있다. 도 1은 해양 부유 구조물의 계류 작업 초기를 보여주며, 도 2는 계류 작업의 후기를 보여준다.

도 1 및 도 2에는 해양 부유 구조물의 한 예로 LNG FPSO(10)가 보여지며, 이 LNG FPSO(10)는 헐(12)과 회전형 터릿(14)을 포함한다. 또한, 상기 터릿(14)에는 메신저 라인(16)이 연결되어 있고, 그 메신저 라인(16)은 상기 헐(12)에 놓여 있다. 본 실시예에서 설명되는 해양 부유 구조물이 LNG FPSO(10)이지만, 그 외, 회전형 터릿(14)을 구비하는 다양한 종류의 해양 부유 구조물에 본 발명이 적용될 수 있을 것이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 LNG FPSO(10)의 연근해 계류 시스템은, 육지에서 가까운 연근해에 미리 고정 설치된 앵커구(20)와, 상기 앵커구(20)를 LNG FPSO(10)의 터릿(14)에 잇기 위해 연근해의 바다속에 비치되어 있는 계류줄(30)을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 앵커구(20)는 해저에 후크식으로 체결 고정되는 앵커(22)와 상기 앵커(22)에 연결된 앵커체인(24)으로 구성되어 있다. 앵커구(20)의 앵커체인(24)은 연근해의 바다속에서 상기 계류줄(30)의 일단에 연결된다. 앵커체인(24) 대신에 그와 유사한 기능을 갖는 줄을 이용하는 것도 고려될 수 있을 것이다.

또한, 상기 계류 시스템은 자신의 상면에 복수의 계류줄(30)들을 담기 위한 템플레이트(40)를 포함한다. 상기 템플레이트(40)는 해저(10) 상에 미리 설치되며, 그 위에 놓인 계류줄(30)들이 해저에 파묻히는 것을 막아준다. 또한, 상기 계류 시스템은 상기 계류줄(30)들 각각의 타단에 연결된 채 각 계류줄(30)들의 위치를 쉽게 식별할 수 있도록 해주는 마커 부이(32)를 더 포함한다.

도 3은 계류줄(30)들이 놓이는 템플레이트(40)와 상기 계류줄(30)들의 식별을 위한 마커 부이(40)를 보여주는 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 계류줄(30)들 각각은 자신의 길이를 줄이도 록 여러 번 만곡되거나, 또는, 또아리가 틀어져서 템플레이트(40)의 상면에 비치된다. 또한, 상기 계류줄(30)은 일단이 상기 템플레이트(40) 외측으로 나와 상기 앵커구(20)에 연결되며, 상기 계류줄(30)의 타단은 바다속에 떠 있는 마커 부이(32)에 연결된 채 상기 템플레이트(40)로부터 이격되어 있다. 또한, 상기 템플레이트(40)의 상면에는 십자형의 거더(42)가 구비되며, 따라서, 상기 거더(42)에 의해, 상기 템플레이트(40)의 상면은 4개의 파트들(40a, 40b, 40c, 40d)들로 구획된다. 그리고, 상기 4개의 파트들(40a, 40b, 40c, 40d) 각각에는 계류줄(30)들이 나뉘어 비치된다. 또한, 상기 4개의 파트들(40, 40b, 40c, 40d) 각각은 템플레이트 외측으로 개방되어 있고, 그 개방된 부분은 해당 앵커구(20)들을 향해 배향되어 있다. 본 실시예에서는 거더가 템플레이트 상면을 네 개의 파트들로 구획하지만 이는 본 발명을 한정하는 것이 아님에 주목한다.

또한, 상기 계류 시스템은 상기 계류줄(30)들 각각을 끌어올리기 위한 수단으로, 크레인(52)을 구비한 작업선(50)을 이용한다. 도 1에 잘 도시된 바와 같이, 작업선(50)에서 크레인(52)을 이용해, 마커 부이(40)에 의해 식별된 계류줄(30)의 한 단부를 후크와 고리로 연결하여 끌어올린다. 다음, 도 2에 도시된 바와 같이, 끌어올려진 계류줄(30)의 한 단부는 상기 터릿(14)과 연결되어 있는 메신저 라인(16)과 연결되며, 이에 의해, 앵커구(20)는 계류줄(30), 더 나아가서는, 메신저 라인(16)을 매개로 상기 터릿(14)에 이어져서, 상기 터릿(14)을 고정시키고, 이해 의해, LNG FPSO(10)를 해양에 계류시킬 수 있게 된다. 상기 LNG FPSO(10)는 회전형 터릿(14)이 고정되어 있고, 헐(12)은 터릿(14)을 중심으로 회전 유동 가능하므로, 큰 파도에 의해서도 손상됨 없이, LNG 생산 또는 저장과 관련한 시운전을 할 수 있게 된다.

도 4는 전술한 것과 같은 계류 시스템을 포함한 채 그것을 이용해 해상 부유 구조물, 즉, LNG FPSO(10)을 연근해에서 시운전하는 시스템과 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 앵커구(20; 도 1 내지 도 3 참조)와 연결된 계류줄(30)들이 LNG FPSO(10)의 터릿(14)과 연결되어 있다. 이에 따라, 헐(12)은 파도에 대해 상기 터릿(14)을 중심으로 회전 유동이 가능한 상태이며, 따라서, 상기 LNG FPSPO(10)는 LNG 생산 또는 저장과 관련된 운전이 가능한 상태이다. 이때, LNG FPSO(10)의 시운전 시스템은, FPSO(10)의 가스 시험(gas trial)을 포함하는 설비 시운전을 위해, 상기 FPSO(10)에 LNG를 공급하는 셔틀선(70)을 포함한다. 셔틀선(70)이 상기 FPSO(10)에 도킹된 채 자체 저장된 LNG를 FPSO(10)에 공급하면, 상기 FPSO(10)는 그 LNG를 자체 배관 설비에 도입하여, 실제와 거의 유사한 방식으로, 시운전을 할 수 있다.

이제, 도 1, 도 2, 도 4를 참조하여, LNG FPSO의 연근해 계류방법 및 시운전 방법에 대하여 차례로 설명한다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 연근해의 해저에 고정된 앵커구(20)들과 연결된 계류줄(30)들을 육지에 가까운 연근해의 바다속에 미리 비치해 둔다. 상기 계류줄(30)들을 연근해의 바다속에 비치해두는 방식으로서는, 상기 계류줄(30)들을 상기 해저 상에 설치된 템플레이트(40) 상에 담아 비치하는 방식이 유용하게 이롭 게 이용된다. 앞선 시스템 설명에서 언급된 바와 같이, 상기 템플레이트(40)는 상면을 복수의 파트(40a, 40b, 40c, 40d)들로 구획하는 거더(42)를 구비한 것이 이용된다. 그리고, 상기 복수의 파트들(40a, 40b, 40c, 40d) 각각에 상기 계류줄(30)들을 나누어 비치한다. 또한, 상기 계류줄(30)들의 식별을 위해, 상기 계류줄들 각각에 연결된 채 바다속에 떠 있는 마커 부이(32)들을 이용한다.

다음, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 계류줄(30)들을 이용해, 상기 앵커구(20)들을 상기 LNG FPSO(10)의 터릿(14)에 이어서, 상기 LNG FPSO(10)을 연근해에 계류시킨다. 상기 계류줄(30)들 각각을 끌어올리기 위한 수단으로 크레인(52)을 구비한 작업선(50)을 이용한다. 그리고, 상기 크레인(52)으로 상기 계류줄(30)을 지지한 상태로, 상기 터릿(14) 또는 그 일부인 메신저 라인(14)을 상기 계류줄(30)에 연결하여, 상기 앵커구(20)가 상기 터릿(14)을 해저에 고정시킬 수 있도록 한다.

위와 같이 LNG FPSO(10)가 연근해에 계류되면, 다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 육지로부터 이동하여 온 셔틀선(70)이 LNG FPSO(10)에 도킹하여, 상기 LNG FPSO(10)에 LNG를 공급한다. 다음, 상기 LNG FPS0(10)은 자체 내로 공급된(또는, 하역된) LNG를 자체 설비 내로 도입하여, 그 설비의 시운전을 수행하게 된다.

전술한 해양 부유 구조물의 계류 시스템은 1회성으로 이용되기 보다는 반복적으로 연근해로 이동해온 해양 부유 구조물을 시운전을 담당하는 터미널의 역할을 하게 된다. 이때, 해양 부유 구조물의 시운전이 완료되면, 다음에 올 해양 부유 구조물의 시운전 준비를 위해, 계류줄 등 설비 들이 원래의 상태로 정리되는 것이 바 람직하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해양 부유 구조물의 연근해 계류 시스템의 계류 작업 초기를 보여주는 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 해양 부유 구조물의 연근해 계류 시스템의 계류 작업 초기를 보여주는 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 계류 시스템의 템플레이트와 마커 부이(40)를 보여주는 사시도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 해양 부유 구조물의 연근해 시운전 시스템 및 방법을 설명하기 위한 도면.

Claims

터릿을 구비한 액화가스 생산/저장용 해양 부유 구조물의 연근해 시운전에 적합한 계류 시스템으로서,

연근해의 해저(seabed)에 고정된 앵커구들; 및

상기 앵커구들과 연결된 채 연근해의 바다속에 비치되며, 상기 앵커구들을 상기 터릿에 잇는데 이용되는 계류줄들을 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 부유 구조물의 계류 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 계류줄들을 위에 담도록 상기 해저 상에 설치된 템플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 부유 구조물의 연근해 계류 시스템.
청구항 2에 있어서, 상기 템플레이트의 상면에는 그곳을 복수의 파트들로 구획하는 거더(girder)가 구비되며, 상기 복수의 파트들에 상기 계류줄들이 나뉘어 담기는 것을 특징으로 하는 해양 부유 구조물의 연근해 계류 시스템.
청구항 3에 있어서, 상기 복수의 파트들 각각은 외측 방향으로 개방된 것을 특징으로 하는 해양 부유 구조물의 연근해 계류 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 계류줄들 각각에 줄로 연결된 채 바다속에 떠 있는 커 부이들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 부유 구조물의 연근해 계류 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 계류줄들 각각을 끌어올리기 위한 수단으로, 크레인을 구비한 작업선을 이용하는 것을 특징으로 하는 해양 부유 구조물의 연근해 계류 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 터릿은 메신저 라인들을 구비한 것이며, 상기 계류줄들은 상기 메신저 라인들과 연결되는 것을 특징으로 하는 해양 부유 구조물의 연근해 계류 시스템.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 따른 해양 부유 구조물의 연근해 계류 시스템을 포함하되, 상기 해양 부유 구조물 내 설비의 시운전을 위한 액화가스를 상기 설비에 공급하는 셔틀선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 부유 구조물의 시운전 시스템.
청구항 8에 있어서, 상기 해양 부유 구조물은 LNG 생산용 구조물인 것을 특징으로 하는 해양 부유 구조물의 시운전 시스템.
터릿을 구비한 액화가스 생산/저장용 해양 부유 구조물의 연근해 시운전을 위하여,

연근해의 해저에 고정된 앵커구들과 연결된 계류줄들을 연근해의 바다속에 미리 비치해 두고,

상기 계류줄들을 이용해, 상기 앵커구들을 상기 해양 부유 구조물의 터릿에 이어 상기 해양 부유 구조물을 연근해에 계류시키는 것을 특징으로 하는 해양 부유 구조물의 연근해 계류 방법.
청구항 10에 있어서, 상기 계류줄들을 상기 해저 상에 설치된 템플레이트 상에 담아 비치하는 것을 특징으로 하는 해양 부유 구조물의 연근해 계류 방법.
청구항 11에 있어서, 상기 템플레이트는 상면에 그곳을 복수의 파트들로 구획하는 거더(girder)가 구비된 것이되, 상기 복수의 파트들 각각에 상기 계류줄들을 나누어 비치하는 것을 특징으로 하는 해양 부유 구조물의 연근해 계류 방법.
청구항 10에 있어서, 상기 계류줄들의 식별을 위해, 상기 계류줄들 각각에 연결된 채 바다속에 떠 있는 마커 부이들을 이용하는 것을 특징으로 하는 해양 부유 구조물의 연근해 계류 방법.
청구항 10에 있어서, 상기 계류줄들 각각을 끌어올리기 위한 수단으로 크레 인을 구비한 작업선을 이용하는 것을 특징으로 하는 해양 부유 구조물의 연근해 계류 방법.
청구항 10에 있어서, 상기 터릿은 메신저 라인들을 구비한 것이며, 상기 앵커구들을 상기 해양 부유 구조물의 터릿에 잇기 위해, 상기 계류줄들을 상기 메신저 라인들과 연결하는 것을 특징으로 하는 해양 부유 구조물의 연근해 계류 방법.
터릿을 구비한 액화가스 생산/저장용 해양 부유 구조물의 시운전 방법으로,

연근해의 해저에 고정된 앵커구들과 연결된 계류줄들을 연근해의 바다속에 미리 비치해 두고,

상기 계류줄들을 이용해, 상기 앵커구들을 상기 해양 부유 구조물의 터릿에 이어 상기 해양 부유 구조물을 연근해에 계류시키고,

상기 해양 부유 구조물 내 설비에 시운전을 위한 액화가스를 외부의 셔틀선에서 공급하는 것을 특징으로 하는 해양 부유 구조물의 연근해 시운전 방법.