KR20140045132A

KR20140045132A - 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치 및 이를 이용한 계류 방법

Info

Publication number: KR20140045132A
Application number: KR1020120111297A
Authority: KR
Inventors: 최인기
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2012-10-08
Filing date: 2012-10-08
Publication date: 2014-04-16

Abstract

본 발명은 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치 및 이를 이용한 계류 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 수면에 부유하는 플로터(floater)를 매개로 하여 부유식 해양 구조물에 선박, 예컨대 셔틀 탱커(shuttle tanker)를 계류함으로써 해상 조건에 상관없이 계류 후 안정적인 오프로딩(off loading)이 가능하도록 하고, 플로터의 사용으로 인해 오프 로딩을 위한 호스를 플로터의 상부에 설치할 수 있으므로 호스의 수중 설치에 따른 해상 오염의 가능성을 배제할 수 있으며, 해상 조건에 의해 시스템에 가해지는 손상을 최소화하도록 하며, 계류를 위한 선박의 사전 배치 및 계류 영역의 확보가 용이하도록 한다.
본 발명은 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치에 있어서, 선박이 측부에 계류되도록 수면에 부유되는 플로터; 상기 플로터를 해양 구조물에 연결시키도록 하는 계류 라인; 및 상기 계류 라인을 감아서 상기 플로터가 상기 해양 구조물의 측부에 계류되도록 상기 해양 구조물 또는 상기 플로터에 설치되는 계류 윈치를 포함한다.

Description

부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치 및 이를 이용한 계류 방법{Side by side mooring system for floating marine structure and mooring method using the same}

본 발명은 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치 및 이를 이용한 계류 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 부유식 해양 구조물에 플로터(floater)를 이용하여 셔틀 탱커(shuttle tanker) 등의 선박을 계류할 수 있도록 하여, 해상 조건에 상관없이 오프 로딩(offloading)이 가능하도록 구성된 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치 및 이를 이용한 계류 방법에 관한 것이다.

일반적으로, FPSO(Floating Production Storage and Offloading), LNG-FPSO, FSO(Floation Storage Offloading Unit), FSRU(Floating Storage and Regasification Unit) 등과 같은 부유식 해양 구조물과 셔틀 탱커(shuttle tanker) 사이의 오프 로딩(Offloading)을 위한 방법으로는 병렬 계류(side by side mooring)와 탠덤 계류(tandem mooring)의 방식 등이 제안되고 있다.

종래의 부유식 해양 구조물의 계류 장치 및 계류 방법으로는 한국공개특허 10-2012-0022329호의 "부유식 해양 구조물과 수송선의 병렬 계류 장치 및 이를 이용한 계류 방법"이 있으며, 이는 해양 구조물에 구비되는 회전 구동부와, 회전 구동부에 결합되는 아암 구조물을 갖추고서 해양 구조물에 대해 선회 가능하게 설치되는 연결 구조물과, 다수의 컬럼을 격자 형태로 배치하는 트러스 구조물로서 상기 연결 구조물에 대해 수직방향으로 상대운동이 가능하게 결합되고, 부력 조절을 위한 부력 조절부를 갖춘 부유 구조물을 포함한다.

이와 같은 종래의 부유식 해양 구조물의 계류 장치 및 계류 방법에 의하면, 해양 구조물에 대해 선회 가능하게 설치되는 부유 구조물을 매개로 계류시 수송선과의 직접적인 충돌을 배제할 수 있도록 하고, 오프 로딩의 효율성을 향상시키도록 한다.

그러나, 종래의 부유식 해양 구조물의 계류 장치 및 계류 방법은 부유 구조물이 아암(arm) 구조물을 가지는 연결 구조물에 의해 해양 구조물에 설치됨으로써, 부유 구조물과 해양 구조물은 특정 방향에 대해서 리지드(rigid)한 결합 구조를 가지게 되고, 이로 인해 해상 조건에 의한 수송선의 유동에 의해 전달되는 충격력에 의해 아암 구조물을 비롯한 연결 구조물의 손상을 초래하는 문제점이 있었다.

또한, 연결 구조물의 선회를 매개로 부유 구조물이 수송선에 인접하도록 이동시, 부유 구조물의 선회 동작에 의한 접근으로 인해 수송선의 사전 배치에 어려움이 따르는 문제가 있었다.

또한, 연결 구조물의 선회를 매개로 부유 구조물과 수송선이 함께 해양 구조물에 인접하도록 이동시, 연결 구조물에 대한 응력 집중으로 인해 보강 구조의 채용 및 개선을 필요로 할 뿐만 아니라, 넓은 선회 반경을 확보해야만 하는 부담을 안고 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수면에 부유하는 플로터(floater)를 매개로 하여 부유식 해양 구조물에 선박, 예컨대 셔틀 탱커(shuttle tanker)를 계류함으로써 해상 조건에 상관없이 계류 후 안정적인 오프 로딩(offloading)이 가능하도록 하고, 해상 조건에 의해 시스템에 가해지는 손상을 최소화하도록 하며, 계류를 위한 선박의 사전 배치 및 계류 영역의 확보가 용이하도록 하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치에 있어서, 선박이 측부에 계류되도록 수면에 부유되는 플로터; 상기 플로터를 해양 구조물에 연결시키도록 하는 계류 라인; 및 상기 계류 라인을 감아서 상기 플로터가 상기 해양 구조물의 측부에 계류되도록 상기 해양 구조물 또는 상기 플로터에 설치되는 계류 윈치를 포함하는 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치가 제공된다.

상기 플로터는 터그보트에 의해 이동하는 무동력 부유체로 이루어질 수 있다.

상기 플로터는 자체의 추진력에 의해 이동할 수 있다.

상기 플로터는 부유하는 위치를 유지하도록 하는 다이나믹 위치 제어 시스템(dynamic positioning system)이 마련될 수 있다.

상기 플로터는 상기 해양 구조물에 측부에 나란한 형태를 가지고, 양쪽 측부에 충격 완화를 위한 펜더가 간격을 두고서 다수로 각각 설치될 수 있다.

상기 계류 윈치는 상기 해양 구조물에서 상기 플로터의 선미와 후미에 각각 대응되는 위치에 설치되고, 상기 플로터의 선미와 후미에 각각 연결되는 상기 계류 라인을 각각 감거나 풀도록 할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치에 있어서, 선박이 측부에 계류되도록 수면에 부유하는 플로터를 포함하고, 상기 해양 구조물에 상기 플로터를 매개로 상기 선박을 계류시키도록 계류 라인과 계류 윈치에 의해 상기 플로터를 상기 해양 구조물에 계류시키는 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치가 제공된다.

상기 계류 윈치는 상기 플로터의 선미와 후미에 각각 연결되는 상기 계류 라인을 각각 감거나 풀도록 상기 해양 구조물의 선미와 후미에 각각 설치될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 방법에 있어서, 해양 구조물에 계류 라인으로 연결되어 수면에 부유하는 플로터를 상기 해양 구조물의 측부로부터 이격시키는 단계; 상기 플로터의 측부에 선박을 계류시키는 단계; 및 상기 해양 구조물에 상기 플로터를 사이에 두고 상기 선박이 계류되도록 상기 계류 라인을 감아서 상기 해양 구조물의 측부에 상기 플로터를 계류시키는 단계를 포함하는 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 방법이 제공된다.

상기 플로터를 이격시키는 단계는 상기 플로터가 다이나믹 위치 제어 기능에 의해 상기 선박이 접근할 수 있는 위치에 도달하도록 할 수 있다.

상기 플로터를 계류시키는 단계는 상기 해양 구조물의 선미와 후미에 각각 위치하는 계류 윈치가 상기 플로터의 선미와 후미에 각각 연결되는 계류 라인을 감아서 상기 플로터를 계류시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 수면에 부유하는 플로터(floater)를 매개로 하여 부유식 해양 구조물에 선박, 예컨대 셔틀 탱커(shuttle tanker)를 계류함으로써 해상 조건에 상관없이 계류 후 안정적인 오프 로딩(offloading)이 가능하도록 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 플로터의 사용으로 인해 오프 로딩을 위한 호스를 플로터의 상부에 설치할 수 있으므로 호스의 수중 설치에 따른 해상 오염의 가능성을 배제할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 해상 조건에 의해 시스템에 가해지는 손상을 최소화하도록 하고, 계류를 위한 선박의 사전 배치 및 계류 영역의 확보가 용이하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치를 도시한 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 방법을 도시한 흐름도.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 방법에 따른 계류 과정을 설명하기 위한 평면도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치를 도시한 평면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치(100)는 플로터(floater; 110), 계류 라인(mooring line; 120), 그리고 계류 윈치(mooring winch; 130)를 포함할 수 있으며, 플로터(110)를 매개로 하여 해양 구조물(10)에 선박(20)이 병렬 계류되도록 할 수 있다.

한편, 해양 구조물(10)은 FPSO(Floating Production Storage and Offloading), LNG-FPSO, FSO(Floation Storage Offloading Unit), FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)뿐만 아니라, 선박(20)의 계류가 필요한 모든 부유식 구조물이 포함될 수 있다. 또한, 선박(20)은 LNG를 비롯한 액화가스의 셔틀 탱커(shuttle tanker)를 비롯하여 다양한 용도의 수송선뿐만 아니라, 해양 구조물(10)에 대한 계류가 필요한 모든 선박이 포함될 수 있다.

플로터(110)는 선박(20)이 측부에 계류되고, 수면에 부유되기 위한 부력을 가진 부력 구조체로 이루어지며, 일례로 터그보트(tugboat)에 의해 이동하는 무동력 부유체, 예컨대 무동력 바지선으로 이루어질 수 있고, 다른 예로서, 자체의 추진력, 예컨대 프로펠러 추진기나 스러스터에 의해 이동하는 동력선으로 이루어질 수 있다.

플로터(110)는 동력선으로 이루어지는 경우, 부유하는 위치를 유지하도록 하는 다이나믹 위치 제어 시스템(dynamic positioning system)이 마련될 수 있다. 여기서, 다이나믹 위치 제어 시스템은 예컨대 플로터(110)의 위치 및 자세 유지에 필요한 각종 정보를 계측하여 감지신호로 출력하는 계측부와, 계측부의 감지신호를 수신받아 플로터(110)가 설정된 위치에 설정된 자세로 정지하기 위한 추력 및 이의 방향 등을 산출하여 제어신호를 출력하는 제어부와, 제어부의 제어신호를 수신받아 플로터(110)의 정해진 위치 및 자세 제어에 필요한 추력을 발생시키는 추진부를 포함할 수 있다. 여기서, 계측부는 풍력센서, 조류센서, GPS, 자이로센서의 조합과 이 밖에 플로터(110)의 위치 및 자세 유지에 필요한 계측 센서를 더 포함할 수 있다. 또한, 추진부로는 방향타 및 프로펠러 추진기를 포함하거나, 이를 대신하여 다수의 스러스터(111)를 포함할 수 있다.

플로터(110)는 해양 구조물(10)에 선박(20)을 병렬 계류시키기에 최적인 형상을 가지도록 해양 구조물(10)에 측부에 나란한 형태의 유선형 선체 구조 또는 직사각형 선체 구조 등을 가질 수 있다. 또한 플로터(110)는 양쪽 측부에 계류시 선박(20)과 해양 구조물(10)에 의한 충격을 완화하기 위하여, 합성수지재나 고무재 등의 충격 흡수 재질이나 충격 흡수 구조를 가진 펜더(fender; 112)가 간격을 두고서 다수로 각각 설치될 수 있다.

플로터(110)는 측부에 선박(20)이 계류 장치에 의해 병렬 계류될 수 있는데, 이에 사용되는 계류 장치로는 선박(20)의 선수와 선미에 각각 연결되어 선수와 선미에 고정되는 계류색(mooring rope; 21, 도 4에 도시)이 포함될 수 있고, 나아가서, 계류색(21)을 감거나 풀도록 플로터(110)나 선박(20) 중 어느 하나에 설치되는 윈치(winch)와, 계류색(21)을 연결시키도록 플로터(110)와 선박(20) 중 다른 하나에 설치되는 볼라드(ballad) 등을 포함할 수 있다..

계류 라인(120)은 플로터(110)를 해양 구조물(10)에 연결시키도록 하는데, 일례로 본 실시예에서처럼, 플로터(110)에 일단이 고정되어 해양 구조물(10)에 설치된 계류 윈치(130)에 연결되거나, 다른 예로서, 해양 구조물(10)에 일단이 고정되어 플로터(110)에 설치된 계류 윈치(130)에 연결될 수 있으며, 이로 인해 플로터(110)와 해양 구조물(10)을 서로 연결시킬 수 있다. 또한, 계류 라인(120)은 체인을 비롯하여 계류를 위한 강도 유지 및 권선이 가능한 와이어로 이루어질 수 있다.

계류 윈치(130)는 계류 라인(120)과 함께 이용되어 플로터(110)를 매개로 하여 해양 구조물(10)에 선박(20)을 계류시키는데, 이를 위해 계류 라인(120)을 감아서 플로터(110)가 해양 구조물(10)의 측부에 계류되도록 해양 구조물(10) 또는 플로터(110)에 설치되고, 일례로 본 실시예에서처럼 해양 구조물(10)에 설치될 수 있다.

계류 윈치(130)는 플로터(110)의 효율적인 병렬 계류를 위하여, 해양 구조물(10)에서 플로터(110)의 선미와 후미에 각각 대응되는 위치, 예컨대 선미와 후미에 설치될 수 있고, 플로터(110)의 선미와 후미에 각각 연결되는 계류 라인(120)을 각각 감거나 풀도록 할 수 있다. 한편, 계류 윈치(130)는 해양 구조물(10)의 선미와 후미에 각각 마련되도록 2개로 이루어질 수 있으나, 이에 한하지 않고, 플로터(110)의 규모와 해상의 기후나 환경 조건에 따라 해양 구조물(10)에서 선수와 선미 사이에 추가로 설치될 수 있다. 이때 계류 라인(120)은 추가되는 계류 윈치(130)에 대응되도록 추가될 수 있음은 물론이다.

도 2는 본 발명에 따른 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 방법을 도시한 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 방법은 플로터를 해양 구조물로부터 이격시키는 단계(S11), 플로터에 선박을 계류시키는 단계(S12), 그리고, 해양 구조물에 플로터를 계류시키는 단계(S13)를 포함할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 플로터를 해양 구조물로부터 이격시키는 단계(S11)에 의하면, 해양 구조물(10)에 계류 라인(120)으로 연결되어 수면에 부유하는 플로터(110)를 해양 구조물(10)의 측부로부터 이격시키도록 한다. 이때, 플로터(110)는 별도의 터그보트나 자신의 추진기, 예컨대 스러스터(111)를 이용하여 이동할 수 있고, 본 실시예에서처럼 다이나믹 위치 제어 시스템에 의해 구현되는 다이나믹 위치 제어 기능에 의해 선박(20)이 접근할 수 있는 위치에 도달하도록 할 수 있다. 또한, 계류 윈치(130)의 동작에 의해 계류 라인(120)을 풀어서 플로터(110)의 이격을 가능하도록 하는데, 플로터(110)는 해양 구조물(10)의 측부에 나란하거나 거의 나란하도록 이격될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 플로터에 선박을 계류시키는 단계(S12)에 의하면, 해양 구조물(10)로부터 이격된 플로터(110)의 측부에 선박(20)이 계류되도록 할 수 있다. 이때, 일례로 선박(20)은 계류색(21) 또는 이를 포함하는 계류 장치에 의해 선수와 선미가 플로터(110)의 선수와 선미에 고정될 수 있으며, 플로터(110)의 측부에 마련된 펜더(112)에 의해 완충 가능하도록 지지될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 해양 구조물에 플로터를 계류시키는 단계(S13)에 의하면, 해양 구조물(10)에 플로터(110)를 사이에 두고 선박(20)이 계류되도록 계류 라인(120)을 감아서 해양 구조물(10)의 측부에 플로터(110)를 계류시킨다. 이를 위해, 해양 구조물(10)의 선미와 후미에 각각 위치하는 계류 윈치(130)가 플로터(110)의 선미와 후미에 각각 연결되는 계류 라인(120)을 감아서 플로터(110)를 해양 구조물(10)의 측부에 계류시키도록 할 수 있다. 이때, 플로터(110)는 측부에 마련된 펜더(112)에 의해 해양 구조물(10)의 측부에 충격이 완화된 상태로 접하게 된다.

해양 구조물(10)에 대한 플로터(110)의 계류를 마치면(S13), 해양 구조물(10), 예컨대 LNG FPSO로부터 선박(20), 예컨대 LNG 셔틀 탱커로의 탠덤 오프로딩(tandem offloading) 작업을 수행할 수 있다. 이때, 오프 로딩을 위한 호스를 플로터(110)의 상부에 설치할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치 및 이를 이용한 계류 방법에 의하면, 수면에 부유하는 플로터(floater)를 매개로 하여 부유식 해양 구조물에 선박, 예컨대 셔틀 탱커(shuttle tanker)를 계류함으로써 해상 조건에 상관없이 계류 후 안정적인 오프 로딩(offloading)이 가능하도록 한다. 또한, 플로터의 사용으로 인해 오프 로딩을 위한 호스를 플로터의 상부에 설치할 수 있으므로 호스의 수중 설치에 따른 해상 오염의 가능성을 배제할 수 있다. 또한, 해상 조건에 의해 시스템에 가해지는 손상을 최소화하도록 하고, 계류를 위한 선박의 사전 배치 및 계류 영역의 확보가 용이하도록 한다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

10 : 해양 구조물 20 : 선박
21 : 계류색 110 : 플로터
111 : 스러스터 112 : 펜더
120 : 계류 라인 130 : 계류 윈치

Claims

부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치에 있어서,
선박(20)이 측부에 계류되도록 수면에 부유되는 플로터(110);
상기 플로터(110)를 해양 구조물(10)에 연결시키도록 하는 계류 라인(120); 및
상기 계류 라인(120)을 감아서 상기 플로터(110)가 상기 해양 구조물(10)의 측부에 계류되도록 상기 해양 구조물(10) 또는 상기 플로터(110)에 설치되는 계류 윈치(130);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 플로터(110)는,
터그보트에 의해 이동하는 무동력 부유체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 플로터(110)는,
자체의 추진력에 의해 이동하는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 플로터(110)는,
부유하는 위치를 유지하도록 하는 다이나믹 위치 제어 시스템(dynamic positioning system)이 마련되는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플로터(110)는,
상기 해양 구조물(10)에 측부에 나란한 형태를 가지고, 양쪽 측부에 충격 완화를 위한 펜더(112)가 간격을 두고서 다수로 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 계류 윈치(130)는,
상기 해양 구조물(10)에서 상기 플로터(110)의 선미와 후미에 각각 대응되는 위치에 설치되고, 상기 플로터(110)의 선미와 후미에 각각 연결되는 상기 계류 라인(120)을 각각 감거나 풀도록 하는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치.
부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치에 있어서,
선박(20)이 측부에 계류되도록 수면에 부유하는 플로터(110)를 포함하고,
상기 해양 구조물(10)에 상기 플로터(110)를 매개로 상기 선박(20)을 계류시키도록 계류 라인(120)과 계류 윈치(130)에 의해 상기 플로터(110)를 상기 해양 구조물(10)에 계류시키는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치.
청구항 7에 있어서, 상기 플로터(110)는,
부유하는 위치를 유지하도록 하는 다이나믹 위치 제어 시스템(dynamic positioning system)이 마련되는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치.
청구항 7에 있어서, 상기 계류 윈치(130)는,
상기 플로터(110)의 선미와 후미에 각각 연결되는 상기 계류 라인(120)을 각각 감거나 풀도록 상기 해양 구조물(10)의 선미와 후미에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 장치.
부유식 해양 구조물의 병렬 계류 방법에 있어서,
해양 구조물(10)에 계류 라인(120)으로 연결되어 수면에 부유하는 플로터(110)를 상기 해양 구조물(10)의 측부로부터 이격시키는 단계;
상기 플로터(110)의 측부에 선박(20)을 계류시키는 단계; 및
상기 해양 구조물(10)에 상기 플로터(110)를 사이에 두고 상기 선박(20)이 계류되도록 상기 계류 라인(120)을 감아서 상기 해양 구조물(10)의 측부에 상기 플로터(110)를 계류시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 방법.
청구항 10에 있어서, 상기 플로터(110)를 이격시키는 단계는,
상기 플로터(110)가 다이나믹 위치 제어 기능에 의해 상기 선박(20)이 접근할 수 있는 위치에 도달하도록 하는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 방법.
청구항 10에 있어서, 상기 플로터(110)를 계류시키는 단계는,
상기 해양 구조물(10)의 선미와 후미에 각각 위치하는 계류 윈치(130)가 상기 플로터(110)의 선미와 후미에 각각 연결되는 계류 라인(120)을 감아서 상기 플로터(110)를 계류시키는 것을 특징으로 하는 부유식 해양 구조물의 병렬 계류 방법.