KR20110006810A

KR20110006810A - 부유식 해양 구조물

Info

Publication number: KR20110006810A
Application number: KR1020090064370A
Authority: KR
Inventors: 류민철; 김용수
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2009-07-15
Filing date: 2009-07-15
Publication date: 2011-01-21
Also published as: KR101144712B1

Abstract

본 발명은 LNG FPSO 또는 LNG FSRU 등의 해양 구조물에 있어 기본 선형을 변화시키거나 해당 부분 만큼을 추가로 설치하여 추진설비의 효과적인 배치를 통해 선수조정의 성능을 향상시키고 해양 구조물에 셔틀 탱커를 나란하게 배치시키는 운동성능을 향상시킴으로써 이를 통해 LNG의 이송 효율을 향상시킴과 더불어 화물창내 슬로싱 하중을 줄일 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 부유식 해양 구조물(10)의 선체에 대해 선폭방향으로 확장되어 형성되는 돌출 구조물(12)과, 상기 해양 구조물(10)의 추진 및 방향전환을 위해 설치되는 자항식 추진설비(14), 상기 해양 구조물(10)에 설치되는 터릿(16) 및, 상기 해양 구조물(10)에 의해 생산된 자원을 외부로 이송하기 위한 이송 설비(18)를 구비한다.

해양 구조물, LNG, FPSO, FSRU, 이송, 효율

Description

부유식 해양 구조물{Floating marine structure}

본 발명은 부유식 해양 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해양 구조물에 대한 선형의 변화와 추진설비의 효과적인 배치를 통해 선수조정의 성능을 향상시키고, 이를 통해 생산한 LNG의 이송 효율을 증대시킴과 더불어 횡파에 의한 화물창내 슬로싱 하중을 줄일 수 있도록 하는 부유식 해양 구조물에 관한 것이다.

일반적으로 LNG FPSO(Floating Production Storage and Offloading vessel), LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등의 해양 구조물은 유체의 저항을 보다 작게 받기 위해 선박의 형상으로 제작되어 해상에서 부유식으로 정박한 다음 LNG를 생산하고 저장한다. 그리고 해양 구조물에 저장된 LNG는 운반선에 해당하는 셔틀 탱커에 의해 옮겨져 육상으로 운반된다.

도 5는 종래 해양 구조물(51)에 대해 셔틀 탱커(53)가 계선설비(55)로 계류된 상태를 도시하고 있다. 이때 상기 해양 구조물(51)과 상기 셔틀 탱커(53)는 나란하게 배치되어 이송 설비(도시안됨)를 이용하여 LNG를 이송하게 되는 데, 경우에 따라 상기 셔틀 탱커(53)는 상기 해양 구조물(51)의 선수부에 배치되는 탠덤 방식으로 계류될 수도 있다.

그런데, 상기와 같이 해양 구조물(51)과 셔틀 탱커(53) 사이에서 이루어지는 LNG의 이송은 파중 구조물의 운동에 의해 효율이 그다지 좋지 않게 되는 데, 이는 상기 해양 구조물(51)과 상기 셔틀 탱커(53)에 횡파(Beam sea)가 작용할 때 이들 사이의 상하방향 위치변화가 크게 발생되어 이송 설비를 통한 이송이 원활하게 이루어질 수 없기 때문이다. 특히, 상기 해양 구조물(51)에 횡파가 작용할 때 화물창내에 저장된 LNG의 슬로싱 하중은 커지게 되어 화물창의 내구에 치명적인 문제를 유발하게 된다.

또한, 상기 해양 구조물(51)이 자항식 추진설비(57)를 이용하여 선수의 방향을 전환하여 횡파를 회피할 때에도 상기 해양 구조물(51)은 선수방향파(Head sea)으로부터 상기 셔틀 탱커(53)를 보호할 수 있는 별도의 구조물을 갖추고 있지 않으므로, 상기 해양 구조물(51)과 상기 셔틀 탱커(53) 사이에서 이루어지는 LNG의 이송 효율은 낮아지게 될 뿐만 아니라, 파고가 대략 2.5m 내지 3.0m 정도의 범위를 초과하면 계류삭의 강도를 벗어나기 때문에 LNG의 이송 자체가 불가능해 지는 문제가 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, LNG FPSO 또는 LNG FSRU 등의 해양 구조물에 있어 기본 선형을 변화시키거나 해당 부분 만큼을 추가로 설치하여 추진설비의 효과적인 배치를 통해 선수조정의 성능을 향상시키고 해양 구조물에 셔틀 탱커를 나란하게 배치시키는 운동성능을 향상시킴으로써 이를 통해 LNG의 이송 효율을 향상시킴과 더불어 화물창내 슬로싱 하중을 줄일 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 부유식 해양 구조물의 선체중 일부 구간에 걸쳐 선폭을 확장하여 셔틀 탱커의 접안시 방호벽을 형성하는 돌출 구조물과, 상기 해양 구조물의 추진 및 방향전환을 위해 설치되는 자항식 추진설비, 상기 해양 구조물에 설치되는 터릿 및, 상기 해양 구조물에 의해 생산된 자원을 셔틀 탱커로 이송하기 위한 이송 설비를 구비하는 부유식 해양 구조물을 제시한다.

본 발명에 있어, 상기 돌출 구조물은 상기 해양 구조물의 선수부 또는 선미부에 구비되고, 상기 자항식 추진설비는 상기 해양 구조물의 선미부에 설치되며, 상기 돌출 구조물은 자항식 보조 추진설비를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 돌출 구조물은 상기 해양 구조물의 좌/우현에 걸쳐 각각 대칭형상으로 형성되고, 내부에 밸러스트설비를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 부유식 해양 구조물에 의하면, LNG의 생산과 관련되는 LNG FPSO 또는 LNG FSRU 등의 해양 구조물에 있어 선체의 선수부 또는 선미부를 선폭방향으로 확장시키는 돌출 구조물을 형성하고 이에 자항식 보조 추진설비를 설치함으로써, 선체의 선수조정 성능을 향상시키고 이를 통해 생산된 LNG를 셔틀 탱커로 이송하는 이송 효율을 증대시킴과 더불어 횡파에 의한 해양 구조물의 화물창내 슬로싱 하중을 줄여 슬로싱 하중에 의한 위험성을 낮출 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 해양 구조물의 돌출 구조물에 밸러스트설비를 구비하여 해양 구조물로부터 셔틀 탱커로의 LNG의 이송시 상호간에 변화되는 흘수선의 차이를 줄이고, 이를 통해 이송 설비의 상하방향 위치변화를 줄여 이송 설비에 의한 LNG의 이송 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 LNG FPSO 또는 LNG FSRU 등과 관련된 해양 구조물에 관한 것으로, 본 실시예에서는 LNG를 생산하는 해양 구조물에 한정하여 설명하기로 한다. 도 1 내지 도 4에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 해양 구조물(10)은 돌출 구조물(12)과 자항식 추진설비(14), 터릿(16), 이송 설비(18) 및 자항식 보조 추진설비(20)를 포함하여 구성된다.

상기 돌출 구조물(12)은 상기 해양 구조물(10)을 이루는 선체에 대해 선폭방향으로 확장되어 형성되는 것으로, 선체의 길이방향을 기준으로 일부 구간에 걸쳐 선폭을 확장시켜 LNG 운반선에 해당하는 셔틀 탱커(Shuttle tanker; 22)의 접안시 파고로부터 상기 셔틀 탱커(22)를 보호하기 위한 일종의 방호벽을 이루는 기능을 수행한다.

즉, 상기 돌출 구조물(12)은 도 2와 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 해양 구조물(10)의 측부에 상기 셔틀 탱커(22)가 계선설비(24)를 이용하여 접안하여 정박할 때 선수방향파(Head sea)으로부터 셔틀 탱커(22)를 보호할 수 있어, 상기 이송 설비(18)를 매개로 상기 해양 구조물(10)에서 생산된 LNG를 상기 셔틀 탱커(22)로 운반함에 있어 이송(Offloading) 성능의 향상을 기대할 수 있게 된다.

상기 자항식 추진설비(14)는 상기 해양 구조물(10)에 있어 추진 및 방향전환을 위해 설치되는 것으로, 상기 자항식 추진설비(14)는 선회식 전기 추진설비의 일종인 선회식 추진기(Azimuth thruster)에 해당한다. 즉, 상기 자항식 추진설비(14)는 구동모터에 의해 동작하여 추진력을 발생하는 프로펠러를 갖춘 추진기와, 상기 추진기를 선체에 대해 회전 가능하게 하여 방향전환의 기능을 구현하는 기어박스를 포함하는 조향모터 등을 구비한다.

상기 터릿(Turret; 16)은 심해에서 자원을 생산하고 상기 해양 구조물(10)을 계류하는 설비로서 선수부에 위치한다. 상기 이송 설비(18)는 상기 해양 구조물(10)에 의해 생산된 자원(LNG 등)을 상기 셔틀 탱커(22)로 이송하기 위한 일련의 설비를 의미한다. 상기 자항식 보조 추진설비(20)는 상기 자항식 추진설비(14)와 함께 상기 해양 구조물(10)의 추진 및 방향전환을 보조하는 기능을 수행하는 것으로, 상기 돌출 구조물(12)에 설치된다.

이 경우, 상기 자항식 보조 추진설비(20)는 상기 자항식 추진설비(14)와 함 께 상기 해양 구조물(10)에 대한 추진 및 방향전환의 성능을 극대화할 수 있으므로, 횡파(Beam sea)에 대해 선체의 신속한 방향 전환을 통해 파중 구조물의 상하방향의 연동 정도를 최소화하여 계류삭의 파손을 방지하고 이송 설비(18)의 아암류에 대한 손상을 배제하며, 이를 매개로 해양 구조물(10)로부터 셔틀 탱커(22)로의 LNG 이송 성능을 향상시킴과 더불어 해양 구조물(10)의 화물창내 슬로싱 하중에 의한 문제의 발생을 최소화할 수 있게 된다.

본 발명의 부유식 해양 구조물(10)에 대한 제1실시예에 있어 상기 돌출 구조물(12)은 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 상기 해양 구조물(10)의 선수부에 구비되고, 이때 상기 자항식 추진설비(14)는 상기 해양 구조물(10)의 선미부에 설치된다.

본 발명의 부유식 해양 구조물(10)에 대한 제2실시예에 있어 상기 돌출 구조물(12)은 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 해양 구조물(10)의 선미부에 구비되고, 이때 상기 자항식 추진설비(14)는 상기 해양 구조물(10)의 선미부에 설치된다.

이 경우, 본 발명의 제1실시예와 제2실시예에 있어, 상기 돌출 구조물(12)은 상기 해양 구조물(10)의 좌/우현의 양현부에 걸쳐 각각 대칭의 형상으로 형성된다. 즉, 상기 돌출 구조물(12)은 상기 해양 구조물(10)의 길이방향 중심축에 대해 좌우 대칭의 형성으로 이루어진다.

이때, 상기 돌출 구조물(12)은 내부에 밸러스트설비(도시안됨)와 자항식 보조 추진설비(20)의 설치를 위한 공간을 형성함은 물론이다. 특히, 상기 돌출 구조 물(12)의 내부에 밸러스트설비를 구비하게 되면, 상기 셔틀 탱커(22)와의 LNG의 이송시 흘수선을 보다 용이하게 맞출 수 있으므로 LNG의 이송 효율 향상에 더욱 기여할 수 있게 된다.

도면중 미설명 부호 26은 상기 해양 구조물(10)의 선수부 상부에 설치되는 거주구 시설물과 기계설비 시설물에 해당된다.

따라서, 본 발명에 따른 부유식 해양 구조물은 기존 해양 구조물(10)의 선체중 일부 구간에 걸쳐 선폭을 좌/우현으로 각각 연장시키는 돌출 구조물(12)을 추가로 설치하여 해당 부분 만큼의 선형을 확장시켜 이를 통해 각종 구조물의 배치가 상대적으로 용이하게 이루어진다.

이 경우, 상기 셔틀 탱커(22)는 해양 구조물(10)로 접안시 돌출 구조물(12)이 위치하는 반대부위에서 해양 구조물(10)로 접근하게 되면, 상기 돌출 구조물(12)은 일종의 방호벽 역할을 수행하여 선수부 또는 선미부에서 셔틀 탱커(22)를 향해 오는 파고를 효과적으로 차단할 수 있게 되고, 특히 상기 돌출 구조물(12)은 해양 구조물(10)과 셔틀 탱커(22) 사이에서 이루어지는 계선설비(24)의 배치를 보다 효율적으로 수행하여 상기 해양 구조물(10)에 대한 셔틀 탱커(22)의 지지를 보다 견고하게 해 준다.

또한, 상기 해양 구조물(10)은 상기 자항식 추진설비(14)와 함께 상기 돌출 구조물(12)에 별도의 자항식 보조 추진설비(20)를 구비함으로써 선체의 선수조정(Heading Control) 성능을 향상시키고 이를 통해 해양 구조물(10)과 셔틀 탱커(22)를 상호 나란하게 배치시키는 운동 성능의 향상을 기대할 수 있게 되는 데, 특히 본 발명의 제2실시예에서와 같이 선체의 선수부에 위치한 터릿(16)으로부터 선체의 선미부에 위치한 자항식 추진설비(14)와 자항식 보조 추진설비(20)가 각각 최대의 이격거리를 두고 배치됨에 따라 선체의 선수조정 성능을 극대화할 수 있게 된다.

이 결과, 상기 해양 구조물(10)에 대해 셔틀 탱커(22)를 나란하게 배치할 수 있어 이송 설비(18)를 통해 생산된 LNG를 셔틀 탱커(22)에 이송함에 있어 이송 효율의 증가를 기대할 수 있고, 특히 횡파(Beam sea)에 대해 선체의 신속한 방향 전환을 통해 LNG의 이송 효율 향상은 물론 횡파에 의한 화물창내 LNG의 슬로싱 하중을 줄일 수 있게 된다.

아울러, 상기 돌출 구조물(12)에 밸러스트설비를 구비하여 상기 해양 구조물(10)과 상기 셔틀 탱커(22) 사이의 LNG 이송시 상호간의 변화되는 흘수선의 차이에 대해 보다 능동적으로 대응할 수 있고, 이를 통해 LNG의 이송 효율 향상에 더욱 기여할 수 있게 된다. 즉, 상기 해양 구조물(10)에서 생산되어 저장된 LNG가 상기 이송 설비(18)를 통해 상기 셔틀 탱커(22)로 이송됨에 있어, 이송되는 LNG의 양에 의해 상기 해양 구조물(10)과 상기 셔틀 탱커(22) 사이의 흘수선에 차이가 발생할 때, 상기 돌출 구조물(12)에 구비된 밸러스트설비는 상기 해양 구조물(10)의 흘수선을 상기 셔틀 탱커(22)의 흘수선의 변화에 맞추도록 동작하여 상기 이송 설비(18)의 상하방향 위치변화를 줄일 수 있게 되고, 이를 통해 LNG의 이송 효율이 향상되는 것이다.

또한, 상기 해양 구조물(10)에 있어 상기 터릿(16)과 상기 거주구 시설물과 기계설비 시설물(26) 사이의 공간에는 상기 터릿(16)에서의 폭발 위험성을 고려하여 상기 거주구 시설물과 기계설비 시설물(26)에 인접한 위치로 방폭벽(Blast wall)이 설치된다. 특히 상기 터릿(16)이 상기 거주구 시설물과 기계설비 시설물(26)의 하부에 위치할 경우에는 상기 거주구 시설물과 기계설비 시설물(26)로부터 선미측을 향해 이격된 위치로 배치하여 상기 거주구 시설물과 기계설비 시설물(26)을 상기 터릿(16)의 폭발 위험으로부터 보호하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 터릿(16)이 상기 거주구 시설물과 기계설비 시설물(26)의 하부에 위치할 경우에는 상기 거주구 시설물과 기계설비 시설물(26)을 상기 터릿(16)의 폭발 위험으로부터 보호하기 위하여 터릿(16) 상부 즉, 상기 거주구 시설물과 기계설비 시설물(26) 하부에 방폭벽을 설치하는 것이 더욱 바람직하다.

이상에서 본 발명은 LNG을 생산하는 LNG FPSO 또는 LNG FSRU 등과 같은 해양 구조물(10)에 한정하여 설명하였으나, 원유를 비롯한 다른 자원을 채굴하는 해양 구조물(10)에도 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 부유식 해양 구조물을 도시한 도면.

도 2는 도 1의 평면도로서, 셔틀 탱커와의 계선 상태를 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 부유식 해양 구조물을 도시한 도면.

도 4는 도 3의 평면도로서, 셔틀 탱커와의 계선 상태를 도시한 도면.

도 5는 종래 부유식 해양 구조물과 셔틀 탱커의 계선 상태를 도시한 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-해양 구조물 12-돌출 구조물

14-자항식 추진설비 16-터릿

18-이송 설비 20-자항식 보조 추진설비

22-셔틀 탱커 24-계선설비

Claims

부유식 해양 구조물(10)에 있어서,

상기 해양 구조물(10)의 선체에 대해 선폭방향으로 확장되어 형성되는 돌출 구조물(12);

상기 해양 구조물(10)의 추진 및 방향전환을 위해 설치되는 자항식 추진설비(14);

상기 해양 구조물(10)에 설치되는 터릿(16); 및

상기 해양 구조물(10)에 의해 생산된 자원을 외부로 이송하기 위한 이송 설비(18)를 구비하는 부유식 해양 구조물.
청구항 1에 있어서,

상기 돌출 구조물(12)은 밸러스트설비를 구비하는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 돌출 구조물(12)은 상기 해양 구조물(10)의 좌/우현에 걸쳐 각각 대칭형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물.
청구항 3에 있어서,

상기 돌출 구조물(12)에는 자항식 보조 추진설비(20)가 설치되는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물.
청구항 4에 있어서,

상기 돌출 구조물(12)은 상기 해양 구조물(10)의 선수부에 구비되고, 상기 자항식 추진설비(14)는 상기 해양 구조물(10)의 선미부에 설치되는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물.
청구항 4에 있어서,

상기 돌출 구조물(12)은 상기 해양 구조물(10)의 선미부에 구비되고, 상기 자항식 추진설비(14)는 상기 해양 구조물(10)의 선미부에 설치되는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물.