KR20150011078A - Fpso 호스 비상 릴리스에 대비한 위험방지기구 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상부연결관(20)과 하부연결관(30)을 통하여 FPSO의 오일과 가스를 하역하는 과정에서 호스의 비상 릴리스에 대비한 위험을 방지하는 기구에 있어서: 상기 하부연결관(30) 상에서 호스(35)의 말단을 감싸도록 QCDC(32)에 보호케이지(40)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, FPSO로부터 오일/가스를 하역하는 과정에서 셔틀 탱커의 호스가 FPSO로부터 긴급하게 분리될 때 충돌ㆍ충격에 의한 FPSO 선미 외판의 구조적 손상이나 화재/폭발의 우려가 배제되도록 하는 효과가 있다.

Description

FPSO 호스 비상 릴리스에 대비한 위험방지기구{Damage protection device against FPSO hose emergent release}
본 발명은 FPSO 호스 비상 릴리스에 대비한 위험방지기구에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 자연재해 및 위험요인 발생시 셔틀 탱커의 호스가 FPSO로부터 안전하고 손상없이 분리되도록 하는 FPSO 호스 비상 릴리스에 대비한 위험방지기구에 관한 것이다.
거친 해상 상태에서 오일/가스를 하역하기 위하여 FPSO 탠덤 오프로딩(Tandem 0ffloading) 방식이 선호되고 있다. 이 경우 일렬로 접안되는 셔틀 탱커는 긴 하역 호스를 사용하며, 통상 호스의 끝단은 FPSO의 선미 외판에 고정된다. FPSO와 셔틀 탱커의 배관 연결부분에는 탈부착이 용이하도록 QCDC(Quick connect disconnect coupler)가 사용된다.
그런데, 이러한 방식으로 하역하는 도중에 자연재해 및 위험요인 발견/발생 시에 정해진 매뉴얼에 따라 QCDC 분리부에서 강제 탈착(분리)이 이루어지면서 셔틀 탱커의 호스가 FPSO 선미의 오프로딩 호스(off-loading hose)로부터 긴급하게 릴리스(release)되는 상황이 발생한다.
이때 강제 분리에 따른 호스 끝단의 QCDC 구조물과 FPSO 선미 외판과의 충돌로 충격이 발생된다. 이로 인하여 QCDC 구조물 및 선미 외판에 심각한 구조적 손상을 초래할뿐더러 충격에 의한 스파크는 오일과 가스에 대한 화재 및 폭발의 점화원이 될 수 있어 위험요소에 대한 관리 및 안전설계가 요구된다.
이와 관련되어 참조할 수 있는 선행기술 문헌으로서 한국 공개특허공보 제2011-0060012호, 한국 공개실용신안공보 제2012-0003582호 등이 알려져 있다.
전자의 선행문헌은 급수부와 연통되어 유체를 공급하는 유체공급부와; 유체공급부를 감거나 풀도록 동작되는 호스릴부와; 유체공급부의 감김을 구속하는 감김억제부; 및 유체공급부에 연동되어 감김억제부를 동작시키는 터치버부를 포함한다. 이에 따라, 유체공급부가 호스릴부 상에서 계속 회전하면서 호스릴부와 충돌하여 파손되는 것을 방지함으로써, 유체공급부의 파손으로 인해 소요되는 부품비용과 정비시간을 절감하는 효과를 기대한다.
후자의 선행문헌은 리지드 케이슨에 해수의 흡입을 위해 설치되는 커넥터와, 커넥터에 착탈 가능하게 연결되어 하방으로 연장되도록 설치되는 해수 흡입호스와, 해수 흡입호스를 라이저에 간격을 유지하도록 연결시키는 스페이서를 포함한다. 이에 따라, 해수 흡입호스와 라이저간의 물리적 간섭을 제거함으로써 해수 흡입호스와 라이저가 충돌에 의해 손상되는 것을 방지하는 효과를 기대한다.
그러나, 상기의 선행문헌에 의하면 거친 해상에서 오일/가스를 하역하는 도중에 비상 분리되는 호스의 고충격을 감당하기 미흡하여 FPSO의 위험요소에 대한 관리 및 안전설계 요구를 만족하기에 한계성을 보인다.
1. 한국 공개특허공보 제2011-0060012호 "유체공급부의 파손 방지 장치"(공개일자 : 2011. 6. 8.) 2. 한국 공개실용신안공보 제2012-0003582호 "부유식 해상 구조물"(공개일자 : 2012. 5. 23.)
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, FPSO로부터 오일/가스를 하역하는 과정에서 자연재해 및 위험요인 발생시 셔틀 탱커의 호스가 FPSO로부터 안전하고 손상없이 분리되도록 하는 FPSO 호스 비상 릴리스에 대비한 위험방지기구를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상부연결관과 하부연결관을 통하여 FPSO의 오일과 가스를 하역하는 과정에서 호스의 비상 릴리스에 대비한 위험을 방지하는 기구에 있어서: 상기 하부연결관 상에서 호스의 말단을 감싸도록 QCDC에 보호케이지를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 보호케이지는 2~4분할 구조로 형성되어 QCDC에 볼트로 체결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 보호케이지는 상하로 배치된 고정판 상에 체결홈을 구비하고, 상하의 고정판 사이에 호형의 보호대를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 보호케이지의 보호대는 격자형의 프레임으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 보호케이지는 프레임을 적어도 부분적으로 감싸 완충하도록 고무편을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, FPSO로부터 오일/가스를 하역하는 과정에서 셔틀 탱커의 호스가 FPSO로부터 긴급하게 분리될 때 충돌ㆍ충격에 의한 FPSO 선미 외판의 구조적 손상이나 화재/폭발의 우려가 배제되도록 하는 효과가 있다.
또한, 최적화 구조 안전 설계를 통한 구조의 경량화와 동시에 충돌ㆍ충격 하중에 대한 내구성을 확보하여 추가적 재사용이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 기구의 설치 상태를 나타내는 FPSO의 부분확대도
도 2 및 도 3은 도 1의 요부를 확대하여 평면과 정면에서 나타내는 구성도
도 4는 본 발명에 따른 기구의 보호케이지를 분리하여 나타내는 3면 구성도
도 5는 본 발명에 따른 기구의 작동 후 상태를 나타내는 구성도
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 상부연결관(20)과 하부연결관(30)을 통하여 FPSO의 오일과 가스를 하역하는 과정에서 호스의 비상 릴리스에 대비한 위험을 방지하는 기구에 관하여 제안한다. FPSO 선체(10)의 일측에는 하역파이프(11)가 구비되고, 이에 연결되는 셔틀 탱커(도시 생략)의 일측에도 하역파이프(12)가 구비된다. 상측의 하역파이프(11)는 하단에 상부연결관(20)을 구비하고, 하측의 하역파이프(12)는 상단에 하부연결관(30)을 구비한다. 상부연결관(20)과 하부연결관(30)은 릴리스클램프(15)를 개재하여 연결과 해체가 용이하도록 결합된다.
만일 FPSO 선체(10)로부터 셔틀 탱커에 오일/가스를 하역하는 도중에 자연재해 및 위험요인이 발견 또는 발생되는 경우 미리 정해진 매뉴얼에 따라 릴리스클램프(15)를 작동하여 하부연결관(30)의 강제 분리가 이루어진다. 상부연결관(20)과 하부연결관(30)은 각각의 QCDC(22)(32)를 구비하며, 릴리스클램프(15)의 작동은 상하 QCDC(22)(32) 간의 분리를 유발한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 하부연결관(30) 상에서 호스(35)의 말단을 감싸도록 QCDC(32)에 보호케이지(40)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 분리되는 하부연결관(30)은 상단에 호스(35)와 QCDC(32)를 구비한다. QCDC(32)는 원주상으로 다수의 관통공을 형성한 복수의 플랜지를 지닌다. 보호케이지(40)는 이와 같은 금속제 QCDC(32)의 플랜지를 이용하여 결합 고정된다. QCDC(32)는 하부연결관(30)이 긴급 분리되는 순간 FPSO 선체(10)에 가장 강하게 충돌하는 부분으로서 보호케이지(40)로 감싸는 방식으로 충격을 크게 완화할 수 있다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 보호케이지(40)는 2~4분할 구조로 형성되어 QCDC(32)에 볼트로 체결되는 것을 특징으로 한다. 도시에는 2개의 보호케이지(40)를 설치한 상태를 나타내지만 3개 또는 4개로 분할된 보호케이지(40)를 적용할 수도 있다. 분할 구조의 보호케이지(40)는 중량을 줄이고 설치의 용이성을 높이지만, 5개 이상으로 분할되면 구조적으로 약화되고 설치 용이성이 저하된다. 보호케이지(40)의 결합에 볼트를 사용하면 보수하면서 재사용하기 편리하다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 보호케이지(40)는 상하로 배치된 고정판(42) 상에 체결홈(44)을 구비하고, 상하의 고정판(42) 사이에 호형의 보호대(46)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 2와 도 3은 2개의 보호케이지(40) 중에서 하나를 설치한 상태를 나타낸다. 도 2 내지 도 4를 참조하면 보호케이지(40)는 부채꼴의 고정판(42)과, 상하의 고정판(42) 사이에 보호대(46)를 구비한다. 고정판(42)으 내측단에는 다수의 체결홈(44)이 형성된다. 체결홈(44)은 QCDC(32)의 플랜지에 형성된 관통공과 일치되는 규격을 지닌다. 보호대(46)는 고정판(42)에서 외측으로 연장되어 호형의 단면을 이루도록 일체화된다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 보호케이지(40)의 보호대(46)는 격자형의 프레임(52)으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 프레임(52)은 고정판(42)과 더불어 강재를 사용한다. 프레임(52)은 강봉이나 강관을 호형으로 절곡하여 다층의 격자 구조를 이루도록 일체로 결합된다. 보호대(46)의 격자형 구조는 중량 감소와 더불어 풍압 등에 의한 요동 방지에도 유리하다.
한편, 본 발명에 의한 기구의 시뮬레이션한 결과 하부연결관(30)은 수직선에 대하여 25~30˚ 범위의 각도를 유지하면서 분리되는 것으로 나타나며, 주로 격자형 프레임(52)의 상단에서 FPSO 선체(10)와 충돌이 발생한다. 프레임(52) 상에 작용하는 충격력 방향을 다양하게 설정하여 시뮬레이션한 결과에 의하더라도 하부연결관(30)의 분리 낙하시 QCDC(32)와 FPSO 선체(10)의 충돌이 충분하게 방지됨을 확인할 수 있었다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 보호케이지(40)는 프레임(52)을 적어도 부분적으로 감싸 완충하도록 고무편(55)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 고무편(55)은 프레임(52)의 강봉이나 강관을 감싸는 환형 구조를 적용할 수도 있고, 프레임(52)의 외면 전체 또는 부분적으로 감싸는 판형 구조를 적용할 수도 있다. 어느 경우에나 고무편(55)은 내충격성, 내마모성과 함께 내염수성, 내열성, 내한성을 지닌 소재를 사용한다.
도 5를 참조하면, 설정된 조건에 따른 릴리스클램프(15)의 작동으로 하부연결관(30)의 강제 분리가 수행되고, 이때 보호케이지(40)가 하부연결관(30)의 QCDC(32)와 함께 분리됨을 알 수 있다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10: FPSO 선체 11: 12: 하역파이프
15: 릴리스클램프 20: 상부연결관
22: QCDC 25: 호스
30: 하부연결관 32: QCDC
35: 호스 40: 보호케이지
42: 고정판 44: 체결홈
46: 보호대 52: 프레임
55: 고무편

Claims (5)

  1. 상부연결관(20)과 하부연결관(30)을 통하여 FPSO의 오일과 가스를 하역하는 과정에서 호스의 비상 릴리스에 대비한 위험을 방지하는 기구에 있어서:
    상기 하부연결관(30) 상에서 호스(35)의 말단을 감싸도록 QCDC(32)에 보호케이지(40)를 구비하는 것을 특징으로 하는 FPSO 호스 비상 릴리스에 대비한 위험방지기구.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보호케이지(40)는 2~4분할 구조로 형성되어 QCDC(32)에 볼트로 체결되는 것을 특징으로 하는 FPSO 호스 비상 릴리스에 대비한 위험방지기구.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 보호케이지(40)는 상하로 배치된 고정판(42) 상에 체결홈(44)을 구비하고, 상하의 고정판(42) 사이에 호형의 보호대(46)를 구비하는 것을 특징으로 하는 FPSO 호스 비상 릴리스에 대비한 위험방지기구.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 보호케이지(40)의 보호대(46)는 격자형의 프레임(52)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 FPSO 호스 비상 릴리스에 대비한 위험방지기구.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 보호케이지(40)는 프레임(52)을 적어도 부분적으로 감싸 완충하도록 고무편(55)을 구비하는 것을 특징으로 하는 FPSO 호스 비상 릴리스에 대비한 위험방지기구.
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