KR20110035326A - Ｆｓｒｕ와 ｌｎｇｃ 간의 안전 정박 유지 제어 시스템 - Google Patents

Ｆｓｒｕ와 ｌｎｇｃ 간의 안전 정박 유지 제어 시스템 Download PDF

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KR20110035326A
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조영준
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Abstract

본 발명에 따른 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지 제어 시스템은, FSRU와 LNGC 간의 간격을 검출하기 위한 간격 검출 센서; FSRU와 LNGC 간의 간격이 멀어질 때 FSRU와 LNGC를 연결하고 있는 계류삭(繫留索)을 당겨주고 일정간격 이내일 경우에는 계류삭의 장력을 완화시켜 줌으로써 FSRU와 LNGC 간의 간격을 일정하게 유지시켜주기 위한 전동 윈치 시스템; 계류삭의 장력을 검출하기 위한 장력 검출 센서; 상기 FSRU와 LNGC 간의 간격 정보 및 계류삭의 장력 정보를 획득하고, 상기 전동윈치 시스템의 구동을 제어함으로써 계류삭의 장력을 능동적으로 제어하는 부제어장치; 및 상기 부제어장치로부터 정보를 수신 및 부제어장치로 제어명령을 전송하고, FSRU와 LNGC의 정박 상태 및 상기 계류삭의 연결 상태를 실시간으로 모니터링하며, 상기 부제어장치로부터 전송받은 정보 및 모니터링 정보를 데이터베이스에 저장하는 주제어장치를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 다수의 간격 검출 센서를 이용하여 FSRU와 LNGC 간의 간격을 일정 범위 내의 간격으로 지속적으로 유지시켜 줌으로써 FSRU에 대한 LNGC의 정박 상태를 안전하게 유지할 수 있다. 또한, 실시간 모니터링 시스템에 의해 계류삭의 장력변화와 FSRU와 LNGC 간의 간격정보 변화를 지속적으로 모니터링함으로써 FSRU와 LNGC에서의 위험 사태 발생을 미연에 방지할 수 있다.

Description

ＦＳＲＵ와 ＬＮＧＣ 간의 안전 정박 유지 제어 시스템{Control System for Active Mooring Tension between FSRU and LNGC}
본 발명은 FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 LNGC (Liquefied Natural Gas Carrier) 간의 안전 정박 유지 제어 시스템에 관한 것으로서, 특히 FSRU와 LNGC 간의 간격을 실시간으로 검출하여 FSRU와 LNGC 간의 간격을 일정 범위 내의 간격으로 지속적으로 유지시켜 줌으로써 FSRU에 대한 LNGC의 정박 상태를 안전하게 유지할 수 있고 FSRU와 LNGC에서의 위험 사태 발생을 미연에 방지할 수 있도록 하는 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지 제어 시스템에 관한 것이다.
FSRU는 해상에 설치되는 부유식 LNG(Liquefied Natural Gas) 터미널로 LNGC가 이송해온 LNG를 저장하고, 필요시 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 역할을 한다. LNG는 폭발 위험성이 높고 사고 시 대형 참사로 이어질 수 있으므로, LNGC가 FSRU에 안전하게 접안할 수 있도록 유도하는 실시간 안전접안 유도 제어 시스템과 함께 접안 이후 FSRU와 LNGC를 안전하게 정박시키는 안전정박 유도 제어 시스템은 필수적인 시스템이라고 할 수 있다.
FSRU는 해상에 위치하여 해풍, 해류 등 외부환경의 영향을 받아 유동하고 있 는 상태이므로, 기존의 거리 검출장치를 사용하기가 곤란한 환경이다. 따라서 실시간으로 FSRU의 정확한 위치를 확인하고 FSRU와 LNGC 간의 상대위치를 검출하여 FSRU와 LNGC 간의 간격을 적절히 유지시켜 줄 수 있는 시스템이 요구되고 있다.
본 발명은 이상과 같은 사항을 감안하여 창출된 것으로서, FSRU와 LNGC 간의 간격을 실시간으로 검출하여 FSRU와 LNGC 간의 간격을 일정 범위 내의 간격으로 지속적으로 유지시켜 줌으로써 FSRU에 대한 LNGC의 정박 상태를 안전하게 유지할 수 있고 FSRU와 LNGC에서의 위험 사태 발생을 미연에 방지할 수 있도록 하는 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지 제어 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지 제어 시스템은,
FSRU의 선수(bow)와 선미(stern) 부분의 선상부, 선체 측면부 중간 부분 및 선체 측면부 수중에 각각 설치되며, FSRU와 LNGC 간의 간격을 검출하기 위한 간격 검출 센서;
상기 FSRU와 LNGC 간에 걸쳐 설치되며, FSRU와 LNGC 간의 간격이 멀어질 때 FSRU와 LNGC를 연결하고 있는 계류삭(繫留索;mooring line)을 당겨주고 일정 간격 이내의 경우에는 계류삭의 장력을 완화시켜 줌으로써 FSRU와 LNGC 간의 간격을 일정하게 유지시켜 주기 위한 전동 윈치(active winch) 시스템;
FSRU의 선상에 설치되어 상기 계류삭의 일측 단부와 연결되며, 계류삭의 장력을 검출하기 위한 장력 검출 센서;
FSRU의 선상의 선수와 선미 부분에 설치되며, 상기 간격 검출 센서 및 장력 검출 센서로부터의 검출신호를 각각 수신하여 FSRU와 LNGC 간의 간격 정보 및 계류삭의 장력 정보를 획득하고, 획득된 장력 정보를 바탕으로 상기 전동윈치 시스템의 구동을 제어함으로써 계류삭의 장력을 능동적으로 제어하는 부제어장치(Local Control Unit); 및
상기 FSRU의 선상의 중앙부분에 마련되는 통제실(Control Room)에 설치되며, 상기 부제어장치와 전기적으로 접속되어 부제어장치로부터 정보를 수신 및 부제어장치로 제어명령을 전송하고, FSRU와 LNGC의 정박 상태 및 상기 계류삭의 연결 상태를 실시간으로 모니터링하며, 상기 부제어장치로부터 전송받은 정보 및 모니터링 정보를 데이터베이스에 저장하여 향후 정박상태 및 적하역 상태를 분석하고 이력관리 할 수 있도록 하는 주제어장치(Main Control Unit)를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 간격 검출 센서는 FSRU의 선상의 선수와 선미부에 설치되는 2차원 레이저 센서(2D LASER Sensor)와, FSRU의 선체 측면부의 중간 부분에 설치되는 초음파 변위센서와, FSRU의 선체 측면부의 수중에 설치되는 수중 초음파 간격 검출센서를 포함한다.
또한, 상기 전동 윈치 시스템은 상기 FSRU와 LNGC를 연결하는 계류삭과, 상기 FSRU와 LNGC 간의 간격이 멀어질 때 계류삭을 당기고 일정 간격 이내일 경우에 는 계류삭의 장력을 완화시켜주기 위한 동력(견인력)을 제공하는 전동윈치 모터와, 전동윈치 모터의 구동 정지시 전류 차단 이후의 회전관성에 의한 모터의 회전을 빠른 시간 내에 정지시키기 위한 마그네틱 브레이크를 포함한다.
또한, 상기 부제어장치는,
상기 간격 검출 센서와 장력 검출 센서로부터의 검출신호를 각각 수신하여 FSRU와 LNGC 간의 간격 정보 및 계류삭의 장력 정보를 획득하고, 획득된 계류삭의 장력 정보를 바탕으로 상기 전동윈치 시스템의 제어를 위한 명령을 송출하는 정보 검출 및 전동윈치 제어 시스템과;
상기 정보 검출 및 전동윈치 제어 시스템의 제어 명령에 따라 상기 전동 윈치 시스템의 전동윈치 모터를 구동시키는 전동윈치 구동시스템과;
상기 정보 검출 및 전동윈치 제어 시스템에 의해 획득된 정보를 상기 주제어장치로 전송하고, 주제어장치로부터의 제어명령 신호를 수신하는 제1 신호 송수신 장치와;
상기 전동윈치 시스템의 전동윈치 모터 구동용 전원(AC 220V)과, 부제어장치 구동용 전원(DC 24V)과, 상기 간격 검출 센서 구동용 전원(DC 12V)을 공급하는 전원공급부를 포함한다.
또한, 상기 주제어장치는,
상기 부제어장치의 제1 신호 송수신 장치를 통해 전송된 정보를 수신하고, 부제어장치로 제어명령 신호를 전송하는 제2 신호 송수신 장치와;
FSRU의 선수와 선미부에 각각 설치되며, LNGC의 정박상태, 계류삭의 연결 상 태 및 적하역시의 작업 상황을 실시간으로 모니터링하고, 모니터링 정보를 전송하는 실시간 모니터링 시스템과;
상기 부제어장치로부터 전송된 정보를 상기 제2 신호 송수신 장치를 통해 전달받아 그에 상응하는 제어명령 신호를 송출하고, 상기 실시간 모니터링 시스템으로부터 전송된 모니터링 정보를 수신하여, 필요에 따라 시스템 운영자에 의해 통제실에 탑재된 주제어장치에 내장되는 GUI(Graphic User Interface)를 이용하여 스위치를 수동으로 조작함으로써 상기 전동윈치 시스템을 구동하여 계류삭의 장력을 추가로 조절하는 수동식 선박 간격 제어 시스템과;
상기 부제어장치로부터 전송된 정보 및 상기 실시간 모니터링 시스템으로부터 전송된 모니터링 정보가 저장되는 정박상태 이력 관리 시스템과;
상기 선박 간격 제어시스템의 사용 전원(AC 220V)과, 상기 제2 신호 송수신 장치 구동용 전원(DC 12V)과, 상기 실시간 모니터링 시스템 구동용 전원(DC 24V)을 공급하는 전원공급부를 포함한다.
또한, 상기 전동윈치 시스템과 부제어장치 사이에는 상기 전동윈치 모터에 흐르는 전류를 검출하여 상기 부제어장치로 부궤환(negative feedback)시킴으로써 전동윈치 모터의 과부하 동작상태를 검출하기 위한 과부하 보호회로(over load protector)를 더 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게는 FSRU 선체의 수중 측면부에는 해류의 속도를 측정하여 그 정보를 상기 부제어장치로 전송함으로써 그 측정된 해류의 속도 정보가 계류삭의 장력제어 시 보정정보로 활용될 수 있도록 하는 유속 센서가 더 설치될 수 있 다.
상기 주제어장치에서 상기 부제어장치로부터 전송받은 정보는 FSRU와 LNGC 간의 간격 정보, 상기 윈치 시스템의 계류삭의 장력 정보, 전동윈치 모터의 과부하 동작상태를 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 다수의 간격 검출 센서에 의해 FSRU와 LNGC 간의 간격을 실시간으로 검출하여 FSRU와 LNGC 간의 간격을 일정 범위 내의 간격으로 지속적으로 유지시켜 줌으로써 FSRU에 대한 LNGC의 정박 상태를 안전하게 유지할 수 있다. 또한, 실시간 모니터링 시스템에 의해 계류삭의 장력변화와 FSRU와 LNGC 간의 간격정보 변화를 지속적으로 모니터링함으로써 FSRU와 LNGC에서의 정박상태 및 적하역 시 위험 사태 발생을 미연에 방지할 수 있고, 돌발 사고 발생시 신속히 대처할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지 제어 시스템을 나타낸 것으로서, 도 1은 각 구성요소의 설치(배치) 상태를 보여주는 도면이고, 도 2는 구성요소들의 회로 구성 및 신호 입출력 관계를 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 LNGC(Liquefied Natural Gas Carrier) 간의 안전 정박 유지 제어 시스템은 간격 검출 센서(110), 전동 윈치(active winch) 시스템(120), 장 력 검출 센서(130), 부제어장치(Local Control Unit)(140), 주제어장치(Main Control Unit) (150)를 포함한다.
상기 간격 검출 센서(110)는 FSRU(101)의 선수(bow)와 선미(stern) 부분의 선상부, 선체 측면부 중간 부분 및 선체 측면부의 수중(예를 들면, 수심 2m 부분의 수중)에 각각 설치되며, FSRU(101)와 LNGC (102) 간의 간격을 검출한다.
상기 전동 윈치 시스템(120)은 상기 FSRU(101)와 LNGC(102) 간에 걸쳐 설치되며, FSRU(101)와 LNGC(102) 간의 간격이 멀어질 때 FSRU(101)와 LNGC(102)를 연결하고 있는 계류삭(繫留索;mooring line)(123)을 당겨주고 일정간격 이내일 경우에는 계류삭의 장력을 완화시켜 줌으로써 FSRU(101)와 LNGC (102) 간의 간격을 일정하게 유지한다.
상기 장력 검출 센서(130)는 FSRU(101)의 선상에 설치되어 상기 계류삭(123)의 일측 단부와 연결되며, 계류삭(123)의 장력을 검출한다. 여기서, 이와 같은 장력 검출 센서(130)로 도 3에서 보여주는 것과 같은 인장형 로드 셀(load cell) (301)이 사용될 수 있다. 여기서, 이와 같은 로드 셀(301)은 로드 버튼에 힘(하중)이 걸리면 응력에 비례하는 변형이 발생하고, 변형에 따라 전기저항이 변하여 흐르는 전류가 변화하게 되며, 이것을 디지털 신호로 변환하여 힘(하중)을 직접 숫자로 표시한다.
상기 부제어장치(Local Control Unit)(140)는 FSRU(101)의 선상의 선수와 선미 부분에 설치되며, 상기 간격 검출 센서(110)와 장력 검출 센서(130)로부터의 검출신호를 각각 수신하여 FSRU(101)와 LNGC(102) 간의 간격 정보 및 계류삭(123)의 장력 정보를 획득하고, 획득된 장력 정보를 바탕으로 상기 전동윈치 시스템(120)의 구동을 제어함으로써 계류삭(123)의 장력을 능동적으로 제어한다.
상기 주제어장치(Main Control Unit)(150)는 상기 FSRU(101)의 선상의 중앙부분에 마련되는 통제실(Control Room)(105)에 설치되며, 상기 부제어장치(140)와 전기적으로 접속되어 부제어장치(140)로부터 정보를 수신 및 부제어장치(140)로 제어명령을 전송하고, LNGC(102)의 정박 상태 및 계류삭(123)의 연결 상태를 실시간으로 모니터링하며, 상기 부제어장치(140)로부터 전송받은 정보 및 모니터링 정보를 데이터베이스에 저장하여 향후 정박상태 및 적하역 상태를 분석하고 이력관리 할 수 있도록 한다.
여기서, 상기 간격 검출 센서(110)는 FSRU(101)의 선상의 선수와 선미부에 설치되는, 도 4에 나타낸 바와 같은 2차원 레이저 센서(2D LASER Sensor)(111)와, FSRU(101)의 선체 측면부의 중간 부분에 설치되는, 도 5에 나타낸 바와 같은 초음파 변위센서(112)와, FSRU(101)의 선체 측면부의 수중(예를 들면, 수심 약 2m 정도의 수중)에 설치되는, 도 6에 나타낸 바와 같은 수중 초음파 간격 검출센서(113)를 포함한다. 이와 같은 3종류의 센서의 좌표변화 값을 이용하면 FSRU(101)와 LNGC(102) 상부와 하부(수중) 간의 상대거리 변화량(Roll), 선수부와 선미부의 상대간격 정보 변화를 검출하는 좌, 우 요동(Yaw) 뿐만 아니라 LNGC(102)의 선적, 하역에 따른 상대높이 변화량 (Pitch)을 검출할 수 있으며, 이러한 검출값을 FSRU(101)와 LNGC(102)의 안전정박 유지제어 시 보정정보로 활용할 수 있다.
또한, 상기 전동 윈치 시스템(120)은 상기 FSRU(101)와 LNGC(102)를 연결하 는 계류삭(mooring line)(123)과, 상기 FSRU(101)와 LNGC(102) 간의 간격이 멀어질 때 계류삭(123)을 당기고 일정 간격 이내일 경우에는 장력을 완화시켜 주기 위한 동력(견인력)을 제공하는 전동윈치 모터(121)와, 전동윈치 모터(121)의 구동 정지시 전류 차단 이후의 회전관성에 의한 모터의 회전을 빠른 시간 내에 정지시키기 위한 마그네틱 브레이크(122)를 포함한다.
또한, 상기 부제어장치(140)는 상기 간격 검출 센서(110)와 장력 검출 센서(130)로부터의 검출신호를 각각 수신하여 FSRU(101)와 LNGC(102) 간의 간격 정보 및 계류삭(123)의 장력 정보를 획득하고, 획득된 계류삭의 장력 정보를 바탕으로 상기 전동윈치 시스템(120)의 제어를 위한 명령을 송출하는 정보 검출 및 전동윈치 제어 시스템(141)과; 그 정보 검출 및 전동윈치 제어 시스템(141)의 제어 명령에 따라 상기 전동 윈치 시스템(120)의 전동윈치 모터(121)를 구동시키는 전동윈치 구동시스템(142)과; 상기 정보 검출 및 전동윈치 제어 시스템(141)에 의해 획득된 정보를 상기 주제어장치(150)로 전송하고, 주제어장치(150)로부터의 제어명령 신호를 수신하는 제1 신호 송수신 장치(143)와; 상기 전동윈치 시스템(120)의 전동윈치 모터 구동용 전원(AC 220V)과, 부제어장치 구동용 전원(DC 24V)과, 상기 간격 검출 센서 구동용 전원(DC 12V)을 공급하는 전원공급부(144)를 포함한다. 여기서, 상기 전동윈치 구동시스템(142)은 릴레이 모듈(relay module)로 구성될 수 있다. 또한, 상기 제1 신호 송수신 장치(143)로 광통신 모뎀(optical MODEM)이 사용될 수 있다.
또한, 상기 주제어장치(150)는 상기 부제어장치(140)의 제1 신호 송수신 장치(143)를 통해 전송된 정보를 수신하고, 부제어장치(140)로 제어명령 신호를 전송 하는 제2 신호 송수신 장치(151)와; FSRU(101)의 선수와 선미부에 각각 설치되며, LNGC(102)의 정박상태, 계류삭(123)의 연결 상태 및 적하역 시의 작업 상황을 실시간으로 모니터링하고, 모니터링 정보를 전송하는 실시간 모니터링 시스템(152)과; 상기 부제어장치(140)로부터 전송된 정보를 상기 제2 신호 송수신 장치(151)를 통해 전달받아 그에 상응하는 제어명령 신호를 송출하고, 상기 실시간 모니터링 시스템(152)으로부터 전송된 모니터링 정보를 수신하여, 필요에 따라 시스템 운영자에 의해 통제실에 탑재된 주제어장치에 내장되는 GUI(Graphic User Interface)를 이용하여 스위치를 수동으로 조작함으로써 상기 전동윈치 시스템(120)을 구동하여 계류삭의 장력을 추가로 조절하는 수동식 선박 간격 제어 시스템(153)과; 상기 부제어장치(140)로부터 전송된 정보 및 상기 실시간 모니터링 시스템(152)으로부터 전송된 모니터링 정보가 저장되는 정박상태 이력 관리 시스템(154)과; 상기 선박 간격 제어시스템(153)의 사용 전원(AC 220V)과, 상기 제2 신호 송수신 장치(151) 구동용 전원(DC 12V)과, 상기 실시간 모니터링 시스템(152) 구동용 전원(DC 24V)을 공급하는 전원공급부(155)를 포함한다.
여기서, 상기 제2 신호 송수신 장치(151)로 광통신 모뎀(optical MODEM)이 사용될 수 있다. 여기서, 또한 상기 제1 신호 송수신 장치(143)와 제2 신호 송수신 장치(151) 간에 이와 같은 광통신 모뎀을 이용한 유선방식의 신호 송수신이 정상적으로 수행되기 어려운 상황에 대비하기 위하여 무선방식의 신호 송수신 장치(Wi-Fi)를 병행하여 운용할 수도 있다.
그리고, 상기 실시간 모니터링 시스템(152)으로 적외선 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라가 이용될 수 있으며, 이와 같은 적외선 CCD 카메라는 FSRU(101) 선상의 선수와 선미에 각각 설치된다. 또한, 상기 선박 간격 제어 시스템(153)으로 GUI(Graphic User Interface)가 사용될 수 있다. 또한, 상기 정박상태 이력 관리 시스템(154)은 일반적인 데이터베이스 구조로 구성될 수 있다.
또한, 상기 전동윈치 시스템(120)과 부제어장치(140) 사이에는 상기 전동윈치 모터(121)에 흐르는 전류를 검출하여 부제어장치(140)로 부궤환(nagative feedback)시킴으로써 전동윈치 모터(121)의 과부하 동작상태를 검출하기 위한 과부하 보호회로(over load protector)(160)를 더 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게는 FSRU(101) 선체의 수중 측면부에는 해류의 속도를 측정하여 그 정보를 상기 부제어장치(140)로 전송함으로써 그 측정된 해류의 속도 정보가 계류삭의 장력제어 시 보정정보로 활용될 수 있도록 하는 유속 센서(170)가 더 설치될 수 있다. 이와 같이 유속 센서(170)를 설치하는 이유는 해류의 속도를 측정하여 그 정보를 FSRU(101)와 LNGC(102) 간의 간격유지 제어 시 하나의 보정 정보로 활용함으로써 해상 환경 변화에 관계없이 본 발명의 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지제어 시스템의 안정화된 동작 특성을 유지할 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기 주제어장치(150)에서 상기 부제어장치(140)로부터 전송받은 정보는 FSRU(101)와 LNGC(102) 간의 간격 정보, 상기 전동윈치 시스템(120)의 계류삭(123)의 장력 정보, 전동윈치 모터(121)의 과부하 동작상태를 포함할 수 있다.
또한, 상기 FSRU(101)와 LNGC(102) 사이에는 LNGC(102)가 FSRU(101)로 접근하여 FSRU(101)와 LNGC(102)가 서로 충돌하는 것을 방지(또는 충돌시 충격을 완화) 하기 위한 펜더(fender)(180)가 설치된다. LNGC(102)가 FSRU(101)로부터 멀어질 때, 전술한 바와 같이 상기 전동윈치 시스템(120)을 구동하여 계류삭(123)을 당겨줌으로써 이를 해결할 수는 있지만, LNGC(102)가 FSRU(101) 쪽으로 접근하는 것에 대해서는 상기 전동윈치 시스템(120) 및 계류삭(123)에 의해서는 해결할 수가 없다. 따라서, 이때 펜더(180)는 LNGC(102)가 FSRU(101) 쪽으로 접근하는 경우, 상기 전동윈치 시스템(120) 및 계류삭(123)에 의해 해결할 수 없는 문제를 해결해주기 위한 하나의 수단인 것이다.
그러면, 이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지 제어 시스템의 동작에 대해 간략히 설명해 보기로 한다.
FSRU(101) 선상에 설치되어 있는 간격 검출 센서(2D LASWR Sensor)(111)는 FSRU(101)와 LNGC(102)의 선체외판(측면부) 및 상측 부분의 상대적인 간격을 검출한다. 그리고, FSRU(101)의 선체 측면부의 중간 부분에 설치된 간격 검출 센서(초음파 변위센서)(112)는 FSRU(101)와 LNGC(102)의 선체외판 중간 부분의 간격을 검출한다. 또한, FSRU(101)의 선체 외판의 수중에 설치되어 있는 간격 검출 센서(수중 초음파 간격 검출센서)(113)는 FSRU(101)와 LNGC(102)의 상대거리 변화량(Roll)을 수중에서 검출한다. 이와 같은 3종류의 센서의 좌표변화 값을 이용하면 FSRU (101)와 LNGC(102)의 상부와 하부(수중) 간의 상대거리 변화량(Roll), 선수부와 선미부의 상대간격 정보 변화를 검출하는 좌, 우 요동(Yaw) 뿐만 아니라 LNGC(102)의 선적, 하역에 따른 상대높이 변화량(Pitch)을 검출할 수 있으며, 이 검출값을 FSRU (101)와 LNGC(102)의 안전정박 유지제어 시 보정정보로 활용할 수 있다. 또한, FSRU(101) 선체의 수중 측면부에 설치되어 있는 유속 센서(170)에 의해 FSRU(101) 주변을 흐르는 해류의 속도를 측정한다. 또한, FSRU(101)의 선상에 설치되어 있는 장력 검출 센서(130)는 FSRU(101)와 LNGC(102)를 연결하는 계류삭(123)의 장력을 검출한다.
부제어장치(140)는 전원공급부(144)로부터 전원이 공급된 직후부터 자체적으로 자기진단(self diagnosis)을 수행하고, 상기 간격 검출 센서들(111∼113) 및 유속 센서(170)로부터 간격 검출 정보 및 유속 정보를 획득하여 주제어장치(150)로 전송하는 한편 획득된 정보를 바탕으로 FSRU(101)와 LNGC(102) 간의 간격이 일정하게 유지될 수 있도록 전동윈치 시스템(120)을 제어하여 계류삭(123)의 장력을 자동으로 조절한다. 그러나, 주제어장치(150)로부터 원격제어(수동식 제어) 명령이 도달되면 주제어장치(150)의 제어입력에 상응하는 제어를 수행한 후, 안전정박 유지제어를 자동으로 재수행한다.
주제어장치(150)는 부제어장치(140)로부터 전송받은 FSRU(101)와 LNGC(102)간의 간격 정보 및 전동윈치 모터(121)의 과부하 동작상태, 그리고 계류삭(123)의 장력정보 등을 실시간으로 정박상태 이력관리 시스템(Data Base)(154)에 저장한다. 주제어장치(150)의 선박 간격 제어시스템(GUI)(153)은 부제어장치(140)로부터 전송된 FSRU(101)와 LNGC(102) 간의 간격 검출 정보를 수신하고, 전동윈치 시스템(120)을 이용하여 계류삭(123)의 장력을 조정하는 방법으로 안전정박 유지제어를 수행하는 일련의 과정을 실시간 모니터링 시스템(152)을 이용하여 실시간으로 모니터링한다. 그리고 이러한 모니터링에 기초하여, 필요 시 매뉴얼 방식에 의해 전동윈치 시 스템(120)을 구동하여 계류삭(123)의 장력을 추가로 조절한다.
전동윈치 시스템(120)의 전동윈치 모터(121)는 부제어장치(140)에 내장된 전동윈치 구동시스템(relay module)(142)의 구동에 의해, 정,역회전하게 된다. 전동윈치 모터(121)의 정,역회전에 의해 계류삭(123)의 장력이 미리 설정된 장력제어 목표치 범위 내에 도달하면, 정보검출 및 전동윈치 제어시스템(141)의 제어명령에 의해 전동윈치 모터(121)는 구동을 멈춘다. 전동윈치 모터(121)의 대기 상태에서 주제어장치(150)는 계류삭(123)의 장력변화와 FSRU(101)와 LNGC(102) 간의 간격정보 변화를 지속적으로 모니터링한다.
한편, 이상과 같은 일련의 과정에 있어서, LNGC(102)가 FSRU(101) 쪽으로 접근하여, FSRU(101)와 LNGC(102) 간의 간격이 FSRU(101)와 LNGC(102) 사이에 설치되어 있는 펜더(180)의 외경 이내로 좁혀질 경우 펜더(180)(펜더를 구성하는 재질)의 탄성반발 및 충격흡수 특성에 의해 FSRU(101)와 LNGC(102)의 접근에 의한 충돌시의 충격을 완화하게 된다.
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지 제어 시스템은 다수의 간격 검출 센서에 의해 FSRU와 LNGC 간의 간격을 실시간으로 검출하여 FSRU와 LNGC 간의 간격을 일정 범위 내의 간격으로 지속적으로 유지시켜 줌으로써 FSRU에 대한 LNGC의 정박 상태를 안정적으로 유지할 수 있다. 또한, 실시간 모니터링 시스템에 의해 계류삭의 장력변화와 FSRU와 LNGC 간의 간격정보 변화상태 그리고 정박상태 및 적하역 시 위험상황 등을 지속적으로 모니터링함으로써 FSRU와 LNGC에서의 위험 사태 발생을 미연에 방지할 수 있고, 돌발 사고 발생시 신 속히 대처할 수 있다.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지 제어 시스템의 각 구성요소의 설치(배치) 상태를 보여주는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지 제어 시스템의 구성요소들의 회로 구성 및 신호 입출력 관계를 보여주는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지 제어 시스템에 있어서, 장력 검출 센서로 채용되는 인장형 로드 셀(load cell)을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지 제어 시스템에 있 어서, FSRU 선상에 설치되는 2차원 레이저 센서를 보여주는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지 제어 시스템에 있어서, FSRU 선체 측면부에 설치되는 초음파 변위 센서를 보여주는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지 제어 시스템에 있어서, 선체 수중 측면부에 설치되는 수중 초음파 간격 검출센서를 보여주는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110...간격 검출 센서 111...2차원 레이저 센서
112...초음파 변위 센서 113...수중 초음파 간격 검출센서
120...전동윈치 시스템 121...전동윈치 모터
122...마그네틱 브레이크 123...계류삭(mooring line)
130...장력 검출 센서 140...부제어장치
141...정보검출 및 전동윈치 제어 시스템
142...전동윈치 구동시스템 143...제1 신호 송수신 장치
144,155...전원공급부 150...주제어장치
151...제2 신호 송수신 장치 152...실시간 모니터링 시스템
153...선박 간격 제어시스템 154...정박상태 이력 관리시스템
160...과부하 보호회로 170...유속 센서
180...펜더(fender)

Claims (8)

  1. FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)의 선수(bow)와 선미(stern) 부분의 선상부, 선체 측면부 및 선체의 측면부 수중에 각각 설치되며, FSRU와 LNGC(Liquefied Natural Gas Carrier) 간의 간격을 검출하기 위한 간격 검출 센서;
    상기 FSRU와 LNGC 간에 걸쳐 설치되며, FSRU와 LNGC 간의 간격이 멀어질 때 FSRU와 LNGC를 연결하고 있는 계류삭(繫留索;mooring line)을 당겨주고 일정 간격 이내일 경우에는 계류삭의 장력을 완화시켜 줌으로써 FSRU와 LNGC 간의 간격을 일정하게 유지시켜 주기 위한 전동 윈치(active winch) 시스템;
    FSRU의 선상에 설치되어 상기 계류삭의 일측 단부와 연결되며, 계류삭의 장력을 검출하기 위한 장력 검출 센서;
    FSRU의 선상의 선수와 선미 부분에 설치되며, 상기 간격 검출 센서 및 장력 검출 센서로부터의 검출신호를 각각 수신하여 FSRU와 LNGC 간의 간격 정보 및 계류삭의 장력 정보를 획득하고, 획득된 장력 정보를 바탕으로 상기 전동윈치 시스템의 구동을 제어함으로써 계류삭의 장력을 능동적으로 제어하는 부제어장치(Local Control Unit); 및
    상기 FSRU의 선상의 중앙부분에 마련되는 통제실(Control Room)에 설치되며, 상기 부제어장치와 전기적으로 접속되어 부제어장치로부터 정보를 수신 및 부제어장치로 제어명령을 전송하고, FSRU와 LNGC의 정박 상태 및 상기 계류삭의 연결 상 태를 실시간으로 모니터링하며, 상기 부제어장치로부터 전송받은 정보 및 모니터링 정보를 데이터베이스에 저장하여 향후 정박상태 및 적하역 상태를 분석하고 이력관리 할 수 있도록 하는 주제어장치(Main Control Unit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 간격 검출 센서는 FSRU의 선상의 선수와 선미부에 설치되는 2차원 레이저 센서와, FSRU의 선체 측면부의 중간 부분에 설치되는 초음파 변위센서와, FSRU의 선체 측면부의 수중에 설치되는 수중 초음파 간격 검출센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전동 윈치 시스템은 상기 FSRU와 LNGC를 연결하는 계류삭과, 상기 FSRU와 LNGC 간의 간격이 멀어질 때 계류삭을 당기고 일정 간격 이내일 경우에는 장력을 완화시켜 주기 위한 동력(견인력)을 제공하는 전동윈치 모터와, 전동윈치 모터의 구동 정지시 전류 차단 이후의 회전관성에 의한 모터의 회전을 빠른 시간 내에 정지시키기 위한 마그네틱 브레이크를 포함하는 것을 특징으로 하는 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 부제어장치는,
    상기 간격 검출 센서와 장력 검출 센서로부터의 검출신호를 각각 수신하여 FSRU와 LNGC 간의 간격 정보 및 계류삭의 장력 정보를 획득하고, 획득된 계류삭의 장력 정보를 바탕으로 상기 전동윈치 시스템의 제어를 위한 명령을 송출하는 정보 검출 및 전동윈치 제어 시스템과;
    상기 정보 검출 및 전동윈치 제어 시스템의 제어 명령에 따라 상기 전동 윈치 시스템의 전동윈치 모터를 구동시키는 전동윈치 구동시스템과;
    상기 정보 검출 및 전동윈치 제어 시스템에 의해 획득된 정보를 상기 주제어장치로 전송하고, 주제어장치로부터의 제어명령 신호를 수신하는 제1 신호 송수신 장치; 및
    상기 전동윈치 시스템의 전동윈치 모터 구동용 전원(AC 220V)과, 부제어장치 구동용 전원(DC 24V)과, 상기 간격 검출 센서 구동용 전원(DC 12V)을 공급하는 전원공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지 제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 주제어장치는,
    상기 부제어장치의 제1 신호 송수신 장치를 통해 전송된 정보를 수신하고, 부제어장치로 제어명령 신호를 전송하는 제2 신호 송수신 장치와;
    FSRU의 선수와 선미부에 각각 설치되며, LNGC의 정박상태, 계류삭의 연결 상태 및 적하역 시의 작업 상황을 실시간으로 모니터링하고, 모니터링 정보를 전송하는 실시간 모니터링 시스템과;
    상기 부제어장치로부터 전송된 정보를 상기 제2 신호 송수신 장치를 통해 전달받아 그에 상응하는 제어명령 신호를 송출하고, 상기 실시간 모니터링 시스템으로부터 전송된 모니터링 정보를 수신하여, 필요에 따라 시스템 운영자에 의해 통제실에 탑재된 주제어장치에 내장되는 GUI(Graphic User Interface)를 이용하여 스위치를 수동으로 조작함으로써 상기 전동윈치 시스템을 구동하여 계류삭의 장력을 추가로 조절하는 수동식 선박 간격 제어 시스템과;
    상기 부제어장치로부터 전송된 정보 및 상기 실시간 모니터링 시스템으로부터 전송된 모니터링 정보가 저장되는 정박상태 이력 관리 시스템; 및
    상기 선박 간격 제어시스템의 사용 전원(AC 220V)과, 상기 제2 신호 송수신 장치 구동용 전원(DC 12V)과, 상기 실시간 모니터링 시스템 구동용 전원(DC 24V)을 공급하는 전원공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지 제어 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전동윈치 시스템과 부제어장치 사이에는 상기 전동윈치 모터에 흐르는 전류를 검출하여 상기 부제어장치로 부궤환(negative feedback)시킴으로써 전동윈치 모터의 과부하 동작상태를 검출하기 위한 과부하 보호회로(over load protector)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지 제어 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 FSRU 선체의 수중 측면부에는 해류의 속도를 측정하여 그 정보를 상기 부제어장치로 전송함으로써 그 측정된 해류의 속도 정보가 계류삭의 장력제어 시 보정정보로 활용될 수 있도록 하는 유속 센서가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지 제어 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 주제어장치에서 상기 부제어장치로부터 전송받은 정보는 FSRU와 LNGC 간의 간격 정보, 상기 윈치 시스템의 계류삭의 장력 정보, 전동윈치 모터의 과부하 동작상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 FSRU와 LNGC 간의 안전 정박 유지 제어 시스템.
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