KR20120057993A - 선박의 육상수리공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 육상수리공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수리조선소에서 수리할 선박을 안벽에서 플로팅 독과 고하중물 이송장치를 이용하여 평지의 육상선대에 로드인하여 수리하고 수리를 마친 선박을 로드인의 역순으로 다시 해상에 로드아웃시키는 선박의 육상수리공법에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 수리선박을 안벽에서 플로팅 독을 이용하여 인양하는 단계(S1); 인양된 선박을 고하중물 이송장치를 이용하여 안벽부지의 육상선대로 이송하는 단계(S2); 이송된 선박을 육상선대에서 수리하는 단계(S3); 수리를 마친 선박을 고하중 이송장치를 이용하여 안벽의 프로팅 독까지 재 이송하는 단계(S4); 플로팅 독을 잠수시켜 선박을 해상에 부양시키는 단계(S5); 로 구성된 것에 특징이 있다.

일반적으로 수리조선소는 드라이 독, 플로팅 독, 슬립웨이, 십리프트와 같은 수리설비에서 선박을 수리한다.

이 중에서 드라이 독과 플로팅 독은 건설비와 운영경비가 많이 소요되어 수리단가가 높은 문제점이 있고, 슬립웨이와 십리프트는 인양능력이 작아 중?대형 선박에 사용할 수 없는 단점이 있다.

본 발명은 이러한 여러 수리설비들의 단점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 안벽과 플로팅 독과 고하중물 이송장치를 이용하여 다수의 육상선대를 운용함으로써 선대 단위당 건설비를 대폭 낮출 수 있고, 또 평지의 육상선대는 배의 크기에 관계없이 수리가 가능하고, 확장도 용이하여, 수리조선소의 수리능력을 획기적으로 높일 수 있는 장점이 있다.

육상선대, 플로팅 독, 고하중물 이송장치, 스키드레일, 로드인, 로드아웃

Description

선박의 육상수리공법{Technology of Shiprepair on Ground}

본 발명은 선박의 육상수리공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수리조선소에서 수리할 선박을 안벽에서 플로팅 독(FD)과 고하중물 이송장치(HLT)를 이용하여 해상의 선박을 평지의 육상선대(RB)에 로드인(Load-In)하여 수리하고, 수리를 마친 선박을 로드인의 역순으로 다시 해상에 로드아웃(Load-Out)시키는 선박의 육상수리공법에 관한 것이다.

수리조선산업은 수리물량의 예측이 어려워 다양한 선형과 물량의 변동에 적절히 대처할 수 있는 수리설비의 구성이 매우 중요하다.

종래의 수리설비에는 드라이 독, 플로팅 독, 슬립웨이, 십리프트가 있고, 이러한 설비들의 특징을 설명하면 다음과 같다.

가) 드라이 독 (Dry dock)

드라이 독은 육지를 깊이 파서 만든 장방형의 물웅덩이로서 전방의 수문으로 해수를 차단하고 있는 구조이다.

드라이 독은 수리조선소의 가장 중요한 설비로서, 독의 크기(길이x폭x깊이)는 수리할 선박의 크기에 따라 결정된다.

드라이 독에서 배를 수리하는 공정을 살펴보면 1)수문을 닫고 독 내의 해수를 배수펌프로 퍼낸 후 2)독 바닥에 배를 거치할 반목을 배치하고 3)다시 독에 해수를 채운 후 수문을 열어 배를 독 내로 넣고 4)수문을 닫고 배수펌프로 물을 퍼내면서 독 바닥의 반목 위에 배를 거치시켜 5)배를 수리하고 6)수리가 완료되면 독에 해수를 채워 배를 부양 시킨 후 수문을 개방하여 예인선으로 끌어낸다.

상기 수리과정을 자세히 살펴보면

첫째, 수리작업이 6단계의 복잡한 공정을 거치고

둘째, 배의 크기에 상관없이 독 전체에 물을 채우고 퍼냄으로써 시간과 장비의 손실이 많은 문제점이 있다.

또, 드라이 독은 고가의 설비이기 때문에 수리단가가 높은 단점이 있다.

나) 플로팅 독 (Floating dock)

플로팅 독은 해수면에 떠서 자유롭게 이동할 수 있는 양단이 개방된 거대한 상자 형의 해상구조물로서 해수를 채워 바다 속에 침강시킨 후, 그 속에 대상 선박을 담아 부상시켜 검사 또는 수리를 하는 시설로서 주로 수리조선에 사용된다

플로팅 독의 구조는 상단이 평탄한 폰툰(Pontoon)과 좌우의 측벽으로 구성되어 있으며, 잠수 깊이는 내장된 발라스트 펌프로 조절한다.

일반적으로 플로팅 독은 잠수를 위해 수심이 깊은 바다로 이동해야 하므로 파랑이 심한 외해에서 하는 작업에는 많은 사고의 위험이 따른다.

플로팅 독은 선급에 등록하여야 하며 정기적인 보수가 필요하고, 건설비는 드라이 독보다 약간 저렴한 편이다.

플로팅 독의 부양능력은 이론상 무한대로 키울 수 있으나 건설비나 항만 등의 사정으로 현재는 케이프사이즈(약180,000dwt)급까지 주로 이용되고 있다.

부양할 선박의 크기에 따라 배수량을 조절할 수 있다는 점에서 드라이 독보다 낭비를 줄일 수 있으나 정기적인 보수 등의 유지관리비가 많이 소요되는 단점이 있다.

나) 슬립웨이 (Slipway)

슬립웨이는 윈치를 이용하여 배를 경사램프 위로 끌어올리고, 진수는 배의 자중을 이용하여 슬립웨이의 경사면응 미끄러져 내려가 진수시키는 구조이다.

주로 핸디사이즈 (20,000?22,000dwt)급 이하의 중?소형선에 이용되고, 실제로 스립웨이의 길이는 200m이하이며, 건설비는 다른 설비에 비해 저렴하다.

스립웨이는 안벽부지에 종 방향으로 1/20 정도의 기울기로 경사지게 설치되고, 이로 인해 조선소 구내 이동 상황이 좋지 않고, 생산성이 낮은 단점이 있다.

다) 십리프트 (Shiplift)

십리프트는 기계식으로 배를 인양하는 장치로, 배가 엘리베이터 플랫폼 위에 설치된 크래들(Cradle)이라는 대차 위에 얹히고, 수면 하에서 물위로 들려 올려진 후, 육상작업장까지 운반된다.

양력은 플로팅 독의 부력보다 작고, 주로 핸디사이즈 급 전후의 소형선에 이용되며, 건설비는 매우 고가이다.

십리프트는 군함 등 특수선의 수리용으로 주로 이용되고 있다.

이상 살펴본 바와 같이 상기의 종래 수리설비들은 설비마다 특수성이 있어 여러 선형과 물량의 변동에 범용으로 대처할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은, 상기와 같은 종래의 수리설비가 갖고 있는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 수리할 선박을 안벽에서 플로팅 독과 고하중물 이송장치를 이용하여 평지의 육상선대에 로드인하여 수리하고 수리를 마친 선박을 로드인의 역순으로 다시 해상에 로드아웃시키는 선박의 육상수리공법을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 선박의 육상수리공법에 있어서,

수리선박을 안벽에서 플로팅 독을 이용하여 인양하는 단계(S1); 인양된 선박을 고하중물 이송장치를 이용하여 육상으로 로드인하는 단계(S2); 육상선대에서 선박을 수리하는 단계(S3); 수리를 마친 선박을 고하중 이송장치를 이용하여 안벽의 플로팅 독까지 재 이송하는 단계(S4); 플로팅 독을 잠수시켜 선박을 해상에 부양시키는 단계(S5); 로 구성된 것에 특징이 있다.

본 발명은 안벽과 플로팅 독과 고하중물 이송장치를 하나의 시스템으로 구성하여 다수의 육상선대를 운영함으로써 선대 단위당 건설비를 대폭 낮출 수 있고,

육상선대는 규격이 없는 평지여서 선형과 입거 순서에 관계없이 수리가 가능하고, 확장이 용이하므로 조선소의 수리능력을 획기적으로 높일 수 있다. 또 선박의 해체작업 시에는 해양오염을 대폭 줄이는 효과가 있다.

본 발명을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와 같이:

본 발명의 선박의 육상수리공법은 다음과 같은 S1 내지 S5 단계로 구성된다.

S1 단계

수리선박(10)을 안벽(40)에서 플로팅 독(20)을 이용하여 인양하는 단계

S2 단계

인양된 선박을 고하중물 이송장치(30)를 이용하여 안벽부지(50)의 육상선대로 이송하는 단계:

S3 단계

육상선대(51,52,53,54)에서 선박을 수리하는 단계

S4 단계

수리가 완료된 선박을 고하중물 이송장치를 이용하여 안벽의 플로팅 독까지 재 이송하는 단계:

S5 단계:

플로팅 독을 잠수시켜 선박을 해상에 부양시키는 단계로 이루어 진다.

상기 S1 단계는:

안벽(40)에 종 방향으로 계류된 플로팅 독(20)의 발라스트 탱크에 해수를 유입시켜 선박(10)의 인양에 필요한 적정 깊이까지 플로팅 독(20)을 잠수시킨다.

종래의 기술에서는 안벽(40) 전면의 수심이 얕은 경우, 플로팅 독이 수심이 깊은 외해로 나가 작업을 하였다.

수심이 깊은 외해로 나가게 되면 파랑의 영향으로 플로팅 독의 위치가 불안하여 사고가 발생하기 쉽고 또 예인 시간과 비용도 많이 소요되는 단점이 있다.

따라서 본 발명의 경우처럼, 파랑의 영향이 적은 항 내에서 안벽(40)의 수심을 충분히 확보하여 작업하면 외해에 나가서 발생하는 상기의 문제점들을 해결할 수 있다.

적정 잠수 깊이(m)는 선박흘수+지지대 높이+플로팅 독 깊이+여유치 이며, 예를 들어 30,000dwt의 화물선의 경우 잠수 깊이는 3+2+7+1=13m 정도이다.

수리선박(10)을 예인선으로 잠수된 플로팅 독(20)에 진입시킨 후, 플로팅 독의 발라스트 탱크에 채워진 해수를 펌프로 퍼내어 그 부력으로 선박을 인양시킨다.

플로팅 독(20)의 덱(Deck) 바닥에 고하중물 이송장치(30)의 크래들(Cradle)과 작업자가 움직일 수 있도록 2m 정도 높이로 지지대를 길이 방향으로 다수 열 배치하고, 그 위에 수리선박(10)을 거치시킨다.

덱 바닥에 설치된 지지대 밑에는 크래들이 이동할 수 있는 다수 열의 레일(31)이 설치되며, 덱 바닥은 크래들이 받는 수리선의 하중을 견딜 수 있게 충분한 강도를 유지하여야 한다.

플로팅 독(20)은 주로 수리할 배의 종류와 건설비 등을 고려하여 크기를 결정하게 된다. 예를 들어, 파나막스 급 선박의 경우 크기가 L232 x B32.3m임으로 플로팅 독의 크기는 작업공간의 여유를 감안하여 L250 x B50/40m 정도가 바람직하다. 위에서 표기한 플로팅 독(20)의 폭(B50/40)은 외폭(50)과 내폭(40)을 가리킨다.

플로팅 독으로 선박을 부양시킬 때의 해수 처리량은 배의 크기에 따라 처리량의 조절이 가능하므로 해수 처리량의 조절이 안되는 드라이 독에 비해 매우 경제적이다.

상기 S2 단계는:

인양된 선박(10)을 고하중 이송장치(30)를 이용하여 안벽부지(50)의 육상선대로 이동시키는 단계이다.

고하중물 이송장치(30)의 일 예로 APS 시스템(Air Pad Sliding System)을 간략하게 설명하면,, 그 구성은 모듈, 크래들, 스키드레일, PPU, HPU, 압축공기 공급장치, 중앙제어장치 등으로 구성되어 있다.

모듈(Module)은 APS 시스템의 핵심으로, 유압잭과 에어컨트롤 밸브와 내부에 피스톤 팩킹씰을 갖춘 베어링 플레이트로 구성되어 있다.

유압잭은 300ton 전후의 힘으로 선박(10)의 하중을 400mm 정도 밀어 올리고, 다시 압축공기에 의해 베어링 플레이트의 내부 챔버에서 에어쿠션을 형성하여 선박을 20?30mm 높이로 공중 부양시킨다..

이렇게 되면 스키드레일의 마찰계수가 1％ 이하로 되어 하중의 1％ 정도의 작은 힘으로 선박(10)을 이동시킬 수 있게 되는 것이다.

스키드레일은 넓은 판상의 구조로 되어 있어 하중을 넓게 분산시키므로 지반에 파일 없이도 이송작업이 가능한 장점이 있다.

공중 부양된 선박(10)은 이송장치 PPU (Push Pull Unit) 장치에 의해 바닥에 설치된 스키드레일을 따라 2m/min 정도의 속도로 안벽부지(50)까지 이송된다.

플로팅 독(20)의 덱 상부에 설치된 레일(31)과 안벽부지(50)에 설치된 스키드레일(32)은 링크빔(34)으로 서로 연결된다.

육상선대(51,52,53)는 안벽부지의 평탄한 작업장으로서, 매립지의 경우 선박(10)의 하중에 견딜 수 있는 지반강도유지에 유의하여야 하며, 선박의 이동을 위하여 격자형 스키드레일을 설치하며 그 외 별도의 장치가 필요치 않아 건설비와 유지비가 매우 저렴한 장점이 있다.

육상선대 1기당 수리능력을 계산해보면,

로드인과 로드아웃 시간을 각각 10hr로 설정하고 수리작업시간을 40hr로 보면 총 60hr (60/10=6일)이 되고, 월간 작업일수를 24일로 보면 월4척/연48척의 수리능력을 보유하게 된다.

육상선대(RB)의 단위당 건설비를 개략으로 산출하면 다음과 같다.

- 수리선 종류; 70,000dwt 화물선 - L232 X B32.3 (Panamax)

- 플로팅 독; 1기

- 육상선대; 4기

본 발명에 의한 육상선대의 단위당 건설비 180억원은 같은 규격의 드라이 독 건설비를 700억원으로 가정할 때 드라이 독 건설비의 25％ 정도에 불과하다.

상기 S3 단계는

육상선대(51,52,53)에서 선박을 수리하는 단계이다.

상기 S4 단계는

S2단계의 역순으로 육상선대에서 수리가 완료된 선박을 안벽의 플로팅 독(20)까지 재 이송하는 단계이다.

상기 S5 단계는

S1단계의 역순으로 플로팅 독(20)을 잠수시켜 선박을 해상에 부양시키는 단계이다.

본 발명의 선박의 육상수리공법에 의한 선박의 수리작업은 하나의 바람직한 실시 예이며, 선박의 해체공사도 본 발명의 육상수리공법을 적용할 수 있으며, 해체선박을 육상에 올려서 해체하면 해양오염방지, 작업능률향상, 안전사고저감등 많은 이점이 있다.

또 육상선대에서 수리와 신조를 동시에 할 수 있는 레이아웃에 대하여도 본 발명의 상기 구성을 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명인 선박의 육상수리공법에 대한 공정도이고,

도 2는 육상선대 시스템 배치도이고,

도 3은 수리선박(10)의 로드인/로드아웃 상태도이다.

＜도면 주요 부분에 대한 설명＞

10 수리선박

20 플로팅 독

30 고하중물 이송장치

31 플로팅 독레일 32 스키드레일(종) 33 스키드레일(횡)

34 링크빔

40 안벽

50 안벽부지

51,52,53,54 육상선대

Claims (5)

1. 조선소의 수리선 작업공법이 다음과 같은 S1 내지 S5 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 선박의 육상수리공법.

   S1 단계:

   수리선박(10)을 안벽(40)에서 플로팅 독(20)을 이용하여 인양하는 단계

   S2 단계

   인양된 선박(10)을 고하중물 이송장치(30)를 이용하여 안벽부지(50)의 육상선대로 이송하는 단계:

   S3 단계

   육상선대(51,52,53,54)에서 선박(10)을 수리하는 단계

   S4 단계

   수리가 완료된 선박(10)을 고하중물 이송장치(30)를 이용하여 안벽(40)의 플로팅 독(20)까지 재 이송하는 단계:

   S5 단계:

   플로팅 독(20)을 잠수시켜 선박(10)을 해상에 부양시키는 단계
2. 제1항에 있어서,

   수리선(10) 인양에 필요한 충분한 깊이의 안벽(40)과 플로팅 독(20)과 고하중물 이송장치(30)와 다수의 육상선대(51,52,53,54)로 하나의 시스템을 구성한 선 박의 육상수리공법
3. 제 1항에 있어서,

   수리할 선박(10)의 위치를 종?횡으로 이동시킬 수 있도록, 육상선대(51,52,53,54)를 고정식 또는 이동식 격자형 스키드레일(32,33)로 연결하도록 구성한 선박의 육상수리공법
4. 도 2에서,

   수리선은 안벽과 가까운 입구의 육상선대(51,52)에서 수리하고 신조선은 안벽과 먼 육상선대( 53,54)에서 건조한 후 중앙의 스키레일을 따라 로드아웃 시키는 신조?수리 겸용 레이아웃
5. 본 발명의 육상수리공법을 해체선박에 적용한 것으로, 해체할 선박을 육상선대에 로드인 하여 해체하는 선박의 육상해체공법

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