KR20150032422A - 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법 및 이를 실행하기 위한 핸들링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LNG-FPSO와 같은 부유식 해상구조물에서 카고펌프 취급용 설비를 이용하여 리퀴드돔 구역의 밸브장치도 핸들링할 수 있도록 하고, 이에 따라 리퀴드돔 구역의 밸브장치 전용 핸들링 장치/장비들을 현저히 감소시킬 수 있어 탑사이드 모듈의 자재 절감, 작업 감소, 설계 자유도의 증대를 도모할 수 있는 LNG 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법 및 이를 실행하기 위한 핸들링 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 카고펌프를 핸들링하는 설비를 갖춘 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치를 핸들링하기 위한 방법에 있어서, 리퀴드돔 구역에 설치되는 밸브장치를 분리하고, 분리된 밸브장치를 리프팅(lifting) 하는 밸브장치 리프팅 단계; 및 상기 카고펌프 핸들링용 설비를 구성하는 이동장치를 통해 상기 밸브장치를 레이다운 존(lay down zone)으로 이동시키는 이동 단계를 포함하는 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법이 제공된다.

Description

부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법 및 이를 실행하기 위한 핸들링 시스템{VALVE DEVICE HANDLING METHOD OF LIQUID DOME AREA FOR LNG- FPSO AND HANDING SYSTEM FOR PERFORMING THE METHOD}

본 발명은 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LNG-FPSO와 같은 부유식 해상구조물에서 카고펌프 취급용 설비를 이용하여 리퀴드돔 구역의 밸브장치도 핸들링할 수 있도록 하고, 이에 따라 리퀴드돔 구역의 밸브장치 전용 핸들링 장치/장비들을 현저히 감소시킬 수 있어 탑사이드 모듈의 자재 절감, 작업 감소, 설계 자유도의 증대를 도모할 수 있는 LNG 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법 및 이를 실행하기 위한 핸들링 시스템에 관한 것이다.

해저 채굴 기술의 발달과 더불어 군소의 한계 유전(marginal field)이나 심해 유전의 개발에 적합한 시추설비를 구비한 시추시설이 개발되어 있다.

해저에 매장된 천연가스와 석유가스를 생산하고 운반하는 데는 해상 시추 생산시설과 액화 천연가스 운반선(liquefied natural gas carrier, LNGC), 액화천연가스-부유식 생산저장설비(LNG-Floating Production Storage and Offloading, LNG-FPSO) 및 액화 천연가스-부유식 저장 및 재기화 설비(LNG-Floating Storage and regasification unit, LNG-FSRU) 등이 이용된다.

액화 천연 가스 운반선(LNGC)은 말 그대로 극저온(영하 163도)의 상태로 액화된 천연 가스를 담아 운반하는 특수선박을 말하며, 액화천연가스-부유식 생산저장설비(LNG-FPSO)는 기존의 가스생산을 위한 해상구조물에다 그 생산된 가스를 해상에서 바로 액화 저장시킬 수 있는 설비를 결합시킨 복합기능 선박을 말한다.

기존에는 해상 가스전에서 가스가 생산되면 이 생산된 가스를 육상의 액화저장설비까지 파이프라인으로 운반한 다음 그 육상 액화저장설비에서 가스를 액화 저장하고 나서 운반선에 선적해야만 했었기 때문에, 육상의 액화저장설비를 건설하는 비용과 파이프라인 건설비용이 많이 들어 대규모의 가스전일 경우에만 경제성이 있었다. 그러나, 상기 액화천연가스-부유식 생산저장설비(LNG-FPSO)를 이용하면 해상의 가스생산현장에서 곧바로 가스를 액화 저장하고 가스운반선에 선적시킬 수 있게 되므로, 육상 액화저장설비와 파이프라인 건설비용이 들지 않아 생산설비의 건설비용을 크게 낮출 수 있고 그 결과 중소규모의 가스전 개발에도 경제성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

이러한 LNG-FPSO와 같은 해상구조물에는 LNG가 액체 상태로 저장되는 탱크인 리퀴드 돔(liquid dome) 구역이 형성되어 있으며, 이들 리퀴드 돔 및 카고파이프에는 유체의 개폐 및 통과량 제어 등을 위한 여러 종류의 밸브장치가 설치되어 있다.

현재 LNG-FPSO의 경우, 일반적으로 밸브장치를 핸들링하는데, 하나의 밸브장치를 핸들링하기 위해서는 각 상황에 맞게 핸들링 컨셉(handling concept)을 달리해야 하기 때문에 작업 운용상에 어려움이 따르는 문제점이 있다.

또한, 종래에는 밸브장치의 핸들링을 위하여 사용되는 각종 장치 및 장비들(예를 들면, 둘 이상의 리프팅 러그(lifting lug), 크레인(crane), 트롤리(trolley), 체인 블록(chain block))와 같은 다양한 장치/장비들을 필요로 하며, FPSO의 특성상 상부 데크의 상부 공간이 협소하여 작업성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 종래에는 하나의 밸브를 핸들링하기 위해서는 2개 리프팅 러그가 설치되어야 했고, 이 리프팅 러그는 통상 탑사이드 모듈 하부에 취부되기 때문에 그만큼 용접 작업이 증가하는 문제점이 있다.

종래에는 LNG-FPSO의 갑판에 설비된 다른 장비들을 이용하여 밸브장치를 핸들링할 수 있는 방법은 없었으며, LNG-FPSO에서 밸브장치의 기존 핸들링 장치/장비들을 감소시킬 수 있는 대안에 대한 연구와 이에 대한 대안이 필요한 실정이다.

본 발명은 LNG-FPSO의 갑판에 설비된 다른 장비를 채용한 방법으로, 본 발명과 관련된 다른 장비에 대한 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 2011-0133922에 개시되어 있다.

이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, LNG-FPSO와 같은 부유식 해상구조물에서 카고펌프 취급용 설비를 이용하여 리퀴드돔 구역의 밸브장치도 핸들링할 수 있도록 하고, 이에 따라 리퀴드돔 구역의 밸브장치 전용 핸들링 장치/장비들을 현저히 감소시킬 수 있어 탑사이드 모듈의 자재 절감, 작업 감소, 설계 자유도의 증대를 도모할 수 있는 LNG 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법 및 이를 실행하기 위한 핸들링 시스템을 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 카고펌프를 핸들링하는 설비를 갖춘 LNG-FPSO의 리퀴드돔 구역의 밸브장치를 핸들링하기 위한 방법에 있어서, 리퀴드돔 구역에 설치되는 밸브장치를 분리하고, 분리된 밸브장치를 리프팅(lifting) 하는 밸브장치 리프팅 단계; 및 상기 카고펌프 핸들링용 설비를 구성하는 이동장치를 통해 상기 밸브장치를 레이다운 존(lay down zone)으로 이동시키는 이동 단계를 포함하는 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법이 제공된다.

상기 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법에서, 상기 밸브장치를 분리하기 전에 선체의 탑사이드 모듈에 설치된 리프팅 러그에 체인 블록을 설치한 후, 상기 체인 블록의 후크(hook)를 건 상태에서 분리하는 것이 바람직하다.

상기 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법에서, 상기 카고펌프 핸들링용 설비를 구성하는 이동식 체인블록의 후크를 이용하여 리프팅된 밸브장치를 고정하고, 상기 밸브장치 리프팅 단계에서 상기 밸브장치를 리프팅시킨 상기 체인 블록의 체인을 느슨하게 함과 동시에 상기 이동식 체인블록의 체인을 끌어당겨 상기 밸브장치가 상기 카고펌프 핸들링용 설비를 구성하는 모노레일의 직하부로 이동시키며, 상기 모노레일의 직하부로 이동된 상기 밸브장치는 상기 모노레일에 설치된 호이스트(hoist)를 통해 레이다운 존으로 이동시키는 것을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기한 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법을 실행하도로 구성되는 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 시스템이 제공된다.

상기 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 시스템은 LNG-FPSO의 리퀴드돔 구역 상부 측에 설치되는 탑사이드 모듈, 상기 탑사이드 모듈에 설치되는 리프팅 러그, 상기 리프팅 러그에 탈착가능하게 구비되는 체인 블록 및 상기 LNG-FPSO의 카고펌프를 핸들링하기 위한 핸들링 장치를 포함하며, 상기 부유식 해상구조물의 카고펌프 핸들링 장치는, 카고 펌프의 상부 측에 설치되는 모노레일과, 상기 모노레일에 이동가능하게 구비되는 호이스트 및 상기 호이스트에 설치되는 이동식 체인 블록을 포함하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, LNG 해상구조물의 탑사이드 모듈 상의 다른 핸들링 설비를 이용하여 리퀴드돔 구역의 여러 밸브장치들을 핸들링함으로써 리퀴드돔 구역의 밸브장치들에 대한 전용 핸들링 장치나 장비를 감소시키거나 필요로 하지 않고, 이에 따른 자재 절감, 탑사이드 모듈의 활용과 설계 자유도 향상을 도모할 수 있는 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법 및 이를 실행하기 위한 핸들링 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 기존에는 각 밸브장치에 대한 복수의 리프팅 러그 설치 시 각 리프팅 러그가 구조에 미치는 영향을 고려해야 하는데, 즉 구조 강도 계산이 별도로 이루어져야 하는데, 본 발명의 핸들링 방법을 통해 리프팅 러그의 수량이 감소 또는 생략됨에 따라 구조 강도 계산 작업량이 감소하는 이점이 있으며, 특히 작업자가 안전하고 용이하게 리퀴드돔 주변의 밸브장치들을 핸들링할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법을 실행하기 위한 일 예의 핸들링 시스템을 개략적으로 도시한 모식도,
도 2는 본 발명에 따른 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법의 플로차트이다.

이하에서 설명되는 본 발명에 따른 LNG-FPSO에서 선체에 설비되는 특정 핸들링 설비를 이용하여 리퀴드돔 구역에 위치되는 각종 밸브장치들을 핸들링할 수 있는 방법으로서, 선체의 상갑판에서 한 종의 핸들링 설비를 이용하여 이종의 장비나 장치를 핸들링할 수 있는 핸들링 방법에 적용되는 것으로, 예를 들어 LNG-FPSO(액화천연가스-부유식 생산·저장설비: Liquefied Natural Gas-Floating Production Storage Offloading)와 같은 해상구조물의 카고펌프 핸들링 설비를 이용하여 리퀴드돔 구역의 각종 밸브장치를 핸들링하는데 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법은 LNG 해상구조물의 탑사이드 모듈에서 다른 핸들링 설비를 이용하여 리퀴드돔 구역의 여러 밸브장치들을 핸들링함으로써 리퀴드돔 구역의 밸브장치들에 대한 전용 핸들링 장치나 장비를 감소시키거나 필요로 하지 않고, 이에 따른 자재 절감, 탑사이드 모듈의 활용과 설계 자유도 향상을 도모할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의하면, 기존에는 각 밸브장치에 대한 복수의 리프팅 러그 설치 시 각 리프팅 러그가 구조에 미치는 영향을 고려해야 하는데, 즉 구조 강도 계산이 별도로 이루어져야 하는데, 본 발명의 핸들링 방법을 통해 리프팅 러그의 수량이 감소 또는 생략됨에 따라 구조 강도 계산 작업량이 감소하는 이점이 있으며, 특히 작업자가 안전하고 용이하게 리퀴드돔 주변의 밸브장치들을 핸들링할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 설명에서는 카고펌프를 핸들링하는 핸들링 설비를 이용하여 리퀴드돔 구역의 각종 밸브장치들을 핸들링하는 것을 예를 들어 설명하며, 이에 한정되는 것은 아니고 이러한 개념의 핸들링 방법이라면 본 발명에 균등한 것으로 해석할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법을 실행하기 위한 일 예의 핸들링 시스템을 개략적으로 도시한 모식도이고, 도 2는 본 발명에 따른 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법의 플로차트이다.

본 발명에 따른 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법은, 카고펌프를 핸들링하는 설비를 갖춘 LNG-FPSO의 리퀴드돔 구역의 밸브장치를 핸들링하기 위한 방법에 있어서, 도 1에서와 같이 리퀴드돔 구역의 펌프/밸브 수용 장착구(10) 및 카고 파이프(20) 등에 설치되는 각각의 밸브장치(30)를 분리하고(S100), 분리된 밸브장치(30)를 리프팅하는 밸브장치 리프팅 단계(S200); 상기 카고펌프 핸들링용 설비를 구성하는 이동장치인 체인블록(미도시) 및 모노레일(50)을 통해 밸브장치(30)를 레이다운 존(lay down zone, 60)으로 이동시키는 이동 단계(S300(S310, S320)); 및 이동되어 온 밸브장치(30)를 운반하는 운반 단계(S400)를 포함한다. 여기에서 상기 운반 단계(S400)는 후속 과정을 설명하기 위한 과정으로 설명한 것이며, 본 발명의 밸브장치 핸들링 방법에 필수적인 과정은 아니다.

상기 밸브장치를 분리하는 과정(S100)은 공지의 방법과 공지의 도구를 이용하여 각각 펌프/밸브 수용 장착구(10)와 카고 파이프(20)로부터 분리시킨다.

여기에서, 밸브장치를 분리하기 전에 선체의 탑사이드 모듈에 설치된 리프팅 러그(5)에 체인 블록(6)을 설치한 후, 체인 블록(6)의 후크(hook)를 건 상태에서 분리하고, 분리된 밸브장치(10)는 후크로 건 체인 블록(6)을 이용하여 리프팅시킨다(S200).

그런 다음, 카고펌프 핸들링용 설비를 구성하는 이동식 체인블록의 후크를 이용하여 이전 과정에서 들어올린 밸브장치(30)를 별도로 고정시킨다.

계속해서, 밸브장치 리프팅 단계(S200)에서 밸브장치(30)를 리프팅시킨 체인 블록(6)의 체인을 느슨하게 함과 동시에 카고펌프 핸들링용 이동식 체인블록의 체인을 끌어당김으로써 밸브장치(30)는 카고펌프 핸들링용 설비를 구성하는 모노레일(50)의 직하부로 이동된다(S310).

상기 모노레일(50)의 직하부로 이동된 밸브장치(30)는 모노레일(50)에 설치되는 호이스트(미도시)를 통해 레이다운 존(60)으로 이동시키고(S320), 레이다운 존(60)에 대기 중인 운반수단인 트롤리(trolley)에 내려 놓고 운반한다(S400).

상기한 카고 펌프에 있어서는, 액화 천연 가스 운반선(LNGC)이나 액화천연가스-부유식 생산 저장 설비(LNG-FPSO) 또는 액화천연가스 저장 및 재기화 설비(LNG-FSRU) 등과 같이 액화상태의 천연가스/석유가스를 다루는 특수 선박들에서 가스를 간편하게 액화 저장하고 운반하기 위한 용도로 분리형의 극저온 카고 펌프(retractable cryogenic cargo pump)가 사용될 수 있으며, 상기한 카고펌프용 핸들링 설비는 이러한 카고 펌프를 핸들링하기 위한 설비로서 구성될 수 있다.

다시 말해서, 본 발명의 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법은 LNG-FPSO와 같은 부유식 해상구조물에서 선체에 설비되는 특정 핸들링 설비(상기 설명에서는 카고펌프용 핸들링 설비)를 이용하여 리퀴드돔 구역에 위치되는 각종 밸브장치들을 핸들링할 수 있는 방법으로서, 선체의 상갑판(탑사이드 모듈)에서 한 종의 핸들링 설비를 이용하여 이종의 장비나 장치를 핸들링할 수 있는 핸들링 방법에 적용되는 것이다. 이러한 본 발명의 핸들링 방법은 LNG-FPSO(액화천연가스-부유식 생산·저장설비: Liquefied Natural Gas-Floating Production Storage Offloading)와 같은 해상구조물의 카고펌프 핸들링 설비를 이용하여 리퀴드돔 구역의 각종 밸브장치를 핸들링하는데 채용될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법은, 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법은 LNG 해상구조물의 탑사이드 모듈에서 다른 핸들링 설비를 이용하여 리퀴드돔 구역의 여러 밸브장치들을 핸들링함으로써 리퀴드돔 구역의 밸브장치들에 대한 전용 핸들링 장치나 장비를 감소시키거나 필요로 하지 않고, 이에 따른 자재 절감, 탑사이드 모듈의 활용과 설계 자유도 향상을 도모할 수 있는 이점이 있다.

또한, 기존에는 각 밸브장치에 대한 복수의 리프팅 러그 설치 시 각 리프팅 러그가 구조에 미치는 영향(별도의 구조 강도 계산)을 고려해야 하는데, 본 발명의 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법을 통해 리프팅 러그의 수량이 감소 또는 생략됨에 따라 구조 강도 계산 작업량이 감소하는 이점이 있으며, 특히 작업자가 안전하고 용이하게 리퀴드돔 주변의 밸브장치들을 핸들링할 수 있는 이점이 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법 및 이를 실행하기 위한 핸들링 시스템은, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시 예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

5: 탑사이드 모듈의 리프팅 러그
6: 밸브장치 리프트용 체인 블록
10: 펌프/밸브 장착구
20: 카고 파이프
30: 밸브 장치
50: 모노레일
60: 레이다운 존
S100: 밸브장치 분리 단계
S200: 밸브장치 리프팅 단계
S300(S310, S320): 밸브장치 이동 단계
S400: 밸브장치 운반 단계

Claims (5)

1. 카고펌프를 핸들링하는 설비를 갖춘 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치를 핸들링하기 위한 방법에 있어서,
   리퀴드돔 구역에 설치되는 밸브장치를 분리하고, 분리된 밸브장치를 리프팅(lifting) 하는 밸브장치 리프팅 단계; 및
   상기 카고펌프 핸들링용 설비를 구성하는 이동장치를 통해 상기 밸브장치를 레이다운 존(lay down zone)으로 이동시키는 이동 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 밸브장치를 분리하기 전에 선체의 탑사이드 모듈에 설치된 리프팅 러그에 체인 블록을 설치한 후, 상기 체인 블록의 후크(hook)를 건 상태에서 분리하는 것을 특징으로 하는 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 카고펌프 핸들링용 설비를 구성하는 이동식 체인블록의 후크를 이용하여 리프팅된 밸브장치는 고정되고,
   상기 밸브장치 리프팅 단계에서 상기 밸브장치를 리프팅시킨 상기 체인 블록의 체인을 느슨하게 함과 동시에 상기 이동식 체인블록의 체인을 끌어당겨 상기 밸브장치가 상기 카고펌프 핸들링용 설비를 구성하는 모노레일의 직하부로 이동시키며,
   상기 모노레일의 직하부로 이동된 상기 밸브장치는 상기 모노레일에 설치된 호이스트(hoist)를 통해 레이다운 존으로 이동시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법.
4. 청구항 1 내지 청구항 3중 어느 한 항에 따른 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 방법을 실행하도로 구성되는 것을 특징으로 하는 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 시스템.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 시스템은
   부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역 상부 측에 설치되는 탑사이드 모듈;
   상기 탑사이드 모듈에 설치되는 리프팅 러그;
   상기 리프팅 러그에 탈착가능하게 구비되는 체인 블록; 및
   상기 부유식 해상구조물의 카고펌프를 핸들링하기 위한 핸들링 장치를 포함하며,
   상기 부유식 해상구조물의 카고펌프 핸들링 장치는, 카고 펌프의 상부 측에 설치되는 모노레일과, 상기 모노레일에 이동가능하게 구비되는 호이스트 및 상기 호이스트에 설치되는 이동식 체인 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 해상구조물의 리퀴드돔 구역의 밸브장치 핸들링 시스템.

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