KR20150107445A - 터렛이 탑재된 선박 - Google Patents

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Abstract

선체 변형의 영향을 최소화할 수 있는 터렛이 탑재된 선박이 소개된다.
이 터렛이 탑재된 선박은 문풀을 포함하는 선체와, 문풀에 설치되는 터렛과, 터렛의 외경방향으로 돌출되는 터렛 지지부와, 터렛 지지부와 상하방향으로 대향되도록 문풀에서 돌출되는 수직 지지부와, 터렛의 축하중을 지지하도록 수직 지지부에 장착되는 수직 베어링을 포함할 수 있다.

Description

터렛이 탑재된 선박{VESSEL HAVING TURRET}
본 발명은 터렛이 탑재된 선박에 관한 것으로, 선체의 중심부에 터렛 지지부를 배치하여, 터렛이 선체에서 안정적으로 지지될 수 있도록 하는 터렛이 탑재된 선박에 관한 것이다.
일반적으로, 시추선이나 FPSO(부유식 원유생산 하역 저장설비)와 같은 부유식 해양구조물은, 해저 파이프에서부터 올라오는 석유, 천연 가스등과 같은 프로덕션(production)을 터렛(turret)을 통해 올려 받아 저장할 수 있다.
터렛은 체인 등에 의해 해저의 광구 플랫폼(subsea well platform)에 고정되어 부유식 해양구조물을 계류할 수 있다. 이때, 부유식 해양구조물은 터렛을 중심축으로 하여 상대적으로 회전될 수 있다.
예컨대, 원유 또는 가스를 시추하거나 채굴하는 경우, 해상의 선박이 바람, 파도 또는 조류에 의해 선체가 유동하더라도, 선박은 터렛을 중심축으로 하여 자유롭게 회전할 수 있으므로, 원유 또는 가스를 터렛 내부의 튜브 등을 통하여 안정적으로 공급받을 수 있다.
터렛은 보통 선박의 한쪽 선단부, 통상 선수부에 마련된 수직 개구부 또는 문풀(moon pool)에 장착될 수 있다. 그리고 터렛은 선체와 베어링을 통한 미끄럼 접촉에 의해 회전될 수 있다. 일 예로, 터렛은 문풀의 상측에 설치되는 상부 수직 베어링(Upper vertical bearing) 및 상부 수평 베어링(Upper horizontal bearing)과, 문풀의 하측에 설치되는 하부 수평 베어링(Lower horizontal bearing)에 의해 지지될 수 있다.
그런데, 터렛의 축하중이 문풀(선체)의 상부에서 지지되는 경우, 선체에 외력(굽힘 모멘트나 비틀림 모멘트)이 발생되게 되면, 이들 굽힘 모멘트나 비틀림 모멘트는 선체 중심부의 상측과 하측을 인장시키거나 압축시켜 선체에 많은 변형을 야기시킬 수 있다.
결국, 외력에 의해 발생된 선체 변형은 선체의 상측에서 지지되는 터렛에 많은 영향을 미칠 수 있다.
특허문헌: 미국공개특허 US2003/0205188 (2003.06.11. 공개)
본 발명의 실시예들은 선체 변형의 영향을 최소화할 수 있는 터렛이 탑재된 선박을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 문풀을 포함하는 선체; 상기 문풀에 설치되는 터렛; 상기 터렛의 외경방향으로 돌출되는 터렛 지지부; 상기 터렛 지지부와 상하방향으로 대향되도록 상기 문풀에서 돌출되는 수직 지지부; 및 상기 터렛의 축하중을 지지하도록 상기 수직 지지부에 장착되는 수직 베어링을 포함할 수 있다.
이때, 상기 터렛 지지부는 상기 선체의 중심부에 위치하고, 상기 수직 지지부는 문풀의 중심부에 설치될 수 있다.
또한, 상기 터렛 지지부는 상기 선체의 선수의 상단 및 선미의 하단 사이를 연결한 제 1 연장선과, 상기 선체의 선수의 하단 및 선미의 상단 사이를 연결한 제 2 연장선의 제 1 교차위치에서, 수평방향으로 연장되는 제 1 수평 연장선상에 위치될 수 있다.
또한, 상기 터렛 지지부는 상기 선체의 선수의 상단 및 선미의 하단 사이를 연결한 제 1 연장선과, 상기 선체의 선수의 하단 및 후방 최고위치 사이를 연결한 제 3 연장선의 제 2 교차위치에서 수평방향으로 연장하는 제 2 수평 연장선을 포함할 수 있다.
또한, 상기 터렛 지지부는 제 1 수평 연장선과 제 2 수평 연장선 사이 범위를 포함하고, 상기 제 1 수평 연장선은 선체의 선수의 상단 및 선미의 하단 사이를 연결한 제 1 연장선과, 상기 선체의 선수의 하단 및 선미의 상단 사이를 연결한 제 2 연장선의 제 1 교차위치에서, 수평방향으로 연장되고, 상기 제 2 수평 연장선은 선체의 선수의 상단 및 선미의 하단 사이를 연결한 제 1 연장선과, 상기 선체의 선수의 하단(L1) 및 상기 선체의 후방 최고위치) 사이를 연결한 제 3 연장선(S3)의 제 2 교차위치에서 수평방향으로 연장될 수 있다.
또한, 상기 문풀은 상기 제 1 교차위치를 포함하는 제 1 수직위치가 상기 터렛의 회전축이 되는 선체 위치에 마련될 수 있다.
또한, 상기 문풀은 상기 제 2 교차위치를 포함하는 제 2 수직위치가 상기 터렛의 회전축이 되는 선체 위치에 마련될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 터렛 지지부를 선체의 중심부에 배치하여 터렛 지지부가 선체의 중심부에서 안정적으로 지지됨으로써, 터렛에 대한 선체의 변형 영향을 최소화할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 선체의 일반적인 구조 강도뿐만 아니라, 선체의 기하학적 형태를 고려하여 선체의 중심부를 결정함으로써, 터렛의 안정적인 지지구조를 선체에서 확보할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 터렛이 탑재된 선박을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 터렛이 탑재된 선박에서 베어링에 지지되는 터렛을 구체화하여 도시한 상세도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터렛이 탑재된 선박에서, 터렛의 터렛 지지부가 제 1 수평 연장선(A1)에 배치된 상태를 나타낸 상태도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터렛이 탑재된 선박에서, 터렛의 터렛 지지부가 제 2 수평 연장선(A2)에 배치된 상태를 나타낸 상태도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 터렛이 탑재된 선박에서, 터렛의 터렛 지지부가 배치되는 제 1 수평 연장선(A1)과 제 2 수평 연장선(A2) 사이의 범위를 나타낸 상태도이다.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
그리고 이하의 실시예들에서 적용된 터렛(Turret)은 부유식 해양구조물과 라이저를 서로 연결하는 구조물로 정의될 수 있고, 부유식 해양구조물은 시추선이나 FPSO(Floating Production, Storage, and Offloading Unit)과 같이 터렛을 구비한 선체를 포함할 수 있다.
본 실시예가 사용되는 터렛은 시추선이나 FPSO과 같은 특수선에 적용될 수 있지만, 부유식 해상구조물이 선박의 범위를 포함한다는 점을 고려할 때, 터렛은 특수선 외의 다른 종류의 선박에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 터렛이 탑재된 선박을 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 터렛이 탑재된 선박에서 베어링에 지지되는 터렛을 구체화하여 도시한 상세도이며, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터렛이 탑재된 선박에서, 터렛의 터렛 지지부가 제 1 수평 연장선(A1)에 배치된 상태를 나타낸 상태도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터렛이 탑재된 선박은, 선체의 중심부에서 터렛(20)의 축하중이 지지됨으로써, 터렛(20)에 대한 선체의 변형 영향이 최소화될 수 있다.
이를 구현하기 위해, 터렛이 탑재된 선박은, 터렛 지지부(200), 수직 지지부(100) 및 수직 베어링(310)을 포함할 수 있다.
여기서, 터렛(20)은 해저의 광구 플랫폼(미도시)과 체인을 통해 연결되어 선체를 계류할 수 있고, 선체(10)의 문풀(11, moon pool)에 베어링 구조에 의해 지지될 수 있다. 이에 따라, 외력 발생시 선체는 터렛(20)을 회전축으로 하여 상대 회전할 수 있다.
예컨대, 터렛(20)을 지지하는 선체(10)에는, 터렛(20) 및 선체(10)의 유동에 의한 축하중과 수평하중이 동시에 인가되는데, 이 축하중과 수평하중을 지지하기 위해, 선체(10)에는 상부 수평 베어링(320), 수직 베어링(310) 및 하부 수평 베어링(330)이 마련될 수 있다. 상부 수평 베어링(320)은 터렛(20)의 상측 수평하중을 지지하기 위해 문풀(11)의 상부에 설치될 수 있고, 수직 베어링(310)은 터렛(20)의 축하중을 지지하기 위해 문풀(11)의 중심부에 설치될 수 있으며, 하부 수평 베어링(330)은 터렛(20)의 하측 수평하중을 지지하기 위해 문풀(11)의 하부에 설치될 수 있다.
특히, 본 실시예에 따른 수직 베어링(310)은, 문풀(11)의 수직 지지부(100)에 장착되어, 터렛(20)의 터렛 지지부(200)를 축방향으로 지지할 수 있다. 이때, 수직 베어링(310)은 터렛 지지부(200)를 따라 원형으로 배치되는 다수개로 제공될 수 있다. 그리고 수직 베어링(310)은 수직 지지부(100)의 레일을 지지하는 베어링 휠(미도시)과, 베어링 휠이 회전가능하게 장착되는 서포터(미도시)를 포함할 수 있다. 이들 베어링 휠 및 서포터는 통상의 베어링 장치와 대동소이하므로 이들 구성에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
터렛 지지부(200)는 선체(10)의 중심부에 위치하되, 터렛(20)의 외경방향으로 돌출되는 테두리부로 구성될 수 있다. 수직 지지부(100)는 터렛 지지부(200)와 하측에 대향되도록 문풀(11)에서 돌출되며, 수직 베어링(310)을 통해 터렛 지지부(200)를 축방향으로 지지할 수 있다. 본 실시예에서, 선체(10)의 중심부는 제 1 교차위치(M1)가 수평방향으로 연장되는 제 1 수평 연장선(A1)을 포함하므로, 터렛 지지부(200)는 제 1 수평 연장선(A1) 상에 위치될 수 있다.
여기서, 제 1 교차위치(M1)는 선수의 상단(H1) 및 선미의 하단(L2) 사이를 연결한 제 1 연장선(S1)과, 선수의 하단(L1) 및 선미의 상단(H2) 사이를 연결한 제 2 연장선(S2)의 교차위치로 정의될 수 있다. 또한, 제 1 수평 연장선(A1)는 제 1 교차 위치(M1)을 포함하도록 제 1 교차 위치(M1)에서 수평방향으로 연장되는 수평선으로 정의될 수 있다.
본 실시예에서, 문풀(11)은 제 1 교차위치(M1)을 포함하는 제 1 수직위치(Y1)가 문풀(11)의 중심축이 되는 선체에 위치될 수 있다. 이때, 문풀(11)에 장착되는 터렛(20)의 회전축은 제 1 수직위치(Y1)와 매칭될 수 있다.
선체의 일반적인 구조 강도를 고려한 본 실시예에 따라, 터렛(20)의 터렛 지지부(200)를 선체(10)의 중심부에 배치하면, 터렛 지지부(200)는 선체(10)에서 외력(굽힘 모멘트나 비틀림 모멘트)이 발생되더라도, 선체(10)의 중심부에서 안정적으로 유지될 수 있다. 왜냐하면, 선체(10)에서 굽힘 모멘트나 비틀림 모멘트가 발생되는 경우, 이들 굽힘 모멘트나 비틀림 모멘트는 선체(10)의 중심부를 기준으로, 선체(10)의 상,하부에서 인장력 또는 압축력에 의한 변형으로 작용될 수 있는 바, 이로 인해, 선체 중심부의 상측과 하측에서는 선체 중심부보다 많은 변형이 발생될 수 있기 때문이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터렛이 탑재된 선박에서, 터렛의 터렛 지지부가 제 2 수평 연장선(A2)에 배치된 상태를 나타내는 상태도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 실시예에 따른 터렛이 탑재된 선박에서, 터렛 지지부(200)는 제 2 교차위치(M2)에서 수평방향으로 연장하는 제 2 수평 연장선(A2)을 포함할 수 있다.
여기서, 터렛 지지부(200)을 제외한 수직 지지부(100) 및 수직 베어링(310)의 구성은, 제 1 실시예에서 설명한 수직 지지부(100) 및 수직 베어링(310)의 구성과 실질적으로 대응되므로, 기 설명된 구성 및 작용에 대한 설명은 생략될 수 있고, 유사 구성에 대하여 유사한 도면부호가 부여될 수 있다.
다만, 제 2 교차위치(M2)는 선수의 상단(H1) 및 선미의 하단(L2) 사이를 연결한 제 1 연장선(S1)과, 선수의 하단(L1) 및 선체(10)의 후방 최고위치(H3) 사이를 연결한 제 3 연장선(S3)의 교차위치로 정의될 수 있다. 그리고 제 2 수평 연장선(A2)은 제 2 교차위치(M2)를 포함하도록 제 2 교차위치(M2)에서 수평방향으로 연장되는 수평선으로 정의될 수 있다. 이때, 문풀(11)은 제 2 교차위치(M2)을 포함하는 제 2 수직위치(Y2)가 문풀(11)의 중심축이 되는 선체(10)에 위치될 수 있으며, 터렛(20)의 회전축은 제 2 수직위치(Y2)와 동일 선상에 위치에 마련될 수 있다.
선체의 기하학적 형태를 고려한 본 실시예에 따라, 터렛(20)의 터렛 지지부(200)를 선체(10)의 중심부에 배치하면, 선체(10)에서 외력(굽힘 모멘트나 비틀림 변형)이 발생되더라도, 굽힘 모멘트나 비틀림 모멘트는 선체 중심부의 상측과 하측에서 중심부보다 많은 변형이 발생될 수 있기 때문에, 터렛 지지부(200)는 선체의 중심부에서 안정적으로 유지될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 터렛이 탑재된 선박에서, 터렛의 터렛 지지부가 배치되는 제 1 수평 연장선(A1)과 제 2 수평 연장선(A2) 사이의 범위를 나타낸 상태도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제 3 실시예에 따른 터렛이 탑재된 선박에서, 선체(10)의 중심부(B)는 선체(10)의 높이방향으로 제 1 수평 연장선(A1)과 제 2 수평 연장선(A2) 사이 범위와, 선체(10)의 길이방향으로 제 1 수직위치(Y1)와 제 2 수직위치(Y2) 사이 범위를 동시에 만족할 수 있다.
이때, 제 1 수평 연장선(A1)은 선수의 상단(H1) 및 선미의 하단(L2) 사이를 연결한 제 1 연장선(S1)과, 선수의 하단(L1) 및 선미의 상단(H2) 사이를 연결한 제 2 연장선(S2)이 교차된 제 1 교차위치(M)를 수평방향으로 연장한 연장선으로 정의될 수 있다.
그리고 제 2 수평 연장선(A2)은 선수의 상단(H1) 및 선미의 하단(L2) 사이를 연결한 제 1 연장선(S1)과, 선수의 하단(L1) 및 선체(10)의 후방 최고위치(H3) 사이를 연결한 제 3 연장선(S3)이 교차된 제 2 교차위치(M2)를 수평방향으로 연장한 연장선으로 정의될 수 있다.
아울러, 제 1 수직위치(Y1)는 제 1 교차위치(M1)을 수직방향으로 연장한 수직위치로 정의될 수 있고, 제 2 수직위치(Y2)는 제 2 교차위치(M2)을 수직방향으로 연장한 수직위치로 정의될 수 있다.
선체의 일반적인 구조 강도와 기하학적 형태를 모두 고려한 본 실시예와 같이, 터렛(20)의 터렛 지지부(200)를 선체(10)의 중심부(B)에 배치하면, 터렛 지지부(200)는 선체(10)에서 굽힘 모멘트나 비틀림 모멘트가 발생되더라도, 선체(10)의 중심부(B)에서 안정적으로 유지될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 선체의 일반적인 구조 강도와 기하학적 형태를 고려한 선체의 중심부에 터렛 지지부를 배치하여, 터렛 지지부가 선체의 중심부에서 안정적으로 지지되므로, 터렛에 대한 선체의 변형 영향을 최소화할 수 있는 우수한 장점을 갖는다.
상기에서 본 발명을 실시 예를 통해 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
100 :수직 지지부 200 :터렛 지지부
310 :수직 베어링 320 :상부 수평 베어링
320 :하부 수평 베어링

Claims (7)

  1. 문풀을 포함하는 선체;
    상기 문풀에 설치되는 터렛;
    상기 터렛의 외경방향으로 돌출되는 터렛 지지부;
    상기 터렛 지지부와 상하방향으로 대향되도록 상기 문풀에서 돌출되는 수직 지지부; 및
    상기 터렛의 축하중을 지지하도록 상기 수직 지지부에 장착되는 수직 베어링을 포함하는 터렛이 탑재된 선박.
  2. 제 1 항에 있어서,상기 터렛 지지부는 상기 선체의 중심부에 위치하고, 상기 수직 지지부는 문풀의 중심부에 설치되는,
    터렛이 탑재된 선박.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 터렛 지지부는,
    상기 선체의 선수의 상단 및 선미의 하단 사이를 연결한 제 1 연장선과, 상기 선체의 선수의 하단 및 선미의 상단 사이를 연결한 제 2 연장선의 제 1 교차위치에서, 수평방향으로 연장되는 제 1 수평 연장선 상에 위치하는 터렛이 탑재된 선박.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 터렛 지지부는,
    상기 선체의 선수의 상단 및 선미의 하단 사이를 연결한 제 1 연장선과, 상기 선체의 선수의 하단 및 후방 최고위치 사이를 연결한 제 3 연장선의 제 2 교차위치에서 수평방향으로 연장되는 제 2 수평 연장선 상에 위치하는 터렛이 탑재된 선박.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 터렛 지지부는
    제 1 수평 연장선과 제 2 수평 연장선 사이 범위를 포함하고,
    상기 제 1 수평 연장선은 상기 선체의 선수의 상단 및 선미의 하단 사이를 연결한 제 1 연장선과, 상기 선체의 선수의 하단 및 선미의 상단 사이를 연결한 제 2 연장선의 제 1 교차위치에서, 수평방향으로 연장되고,
    상기 제 2 수평 연장선은 상기 선체의 선수의 상단 및 선미의 하단 사이를 연결한 제 1 연장선과, 상기 선체의 선수의 하단 및 상기 선체의 후방 최고위치 사이를 연결한 제 3 연장선의 제 2 교차위치에서 수평방향으로 연장되는 터렛이 탑재된 선박.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 문풀은
    상기 제 1 교차위치를 포함하는 제 1 수직위치가 상기 터렛의 회전축이 되는 선체 위치에 마련되는 터렛이 탑재된 선박.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 문풀은
    상기 제 2 교차위치를 포함하는 제 2 수직위치가 상기 터렛의 회전축이 되는 선체 위치에 마련되는 터렛이 탑재된 선박.
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