KR20160000269A - Gravity offshore structure and installation method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 중력식 해양 구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 바람, 파도, 조류 및 지진 등의 극심한 해양환경에서도 강건한 구조를 가지는 중력식 해양 구조물 및 그 설치 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gravity type offshore structure, and more particularly, to a gravity type offshore structure having a strong structure even in extreme marine environments such as wind, waves, tides, and earthquakes, and a method of installing the structure.
일반적으로 급속한 경제성장과 고도의 산업화에 따라 각종 산업시설의 증설이 계속되고 있으나, 육상의 공간 부족 및 지역 주민들의 반대 등 각종 난제로 인하여 육상에서의 산업시설의 입지확보가 어려운 실정이다.In general, the expansion of various industrial facilities is continuing due to rapid economic growth and high industrialization, but it is difficult to secure the position of industrial facilities on the land due to various problems such as lack of space on the land and opposition of local residents.
이러한 입지확보의 문제를 해결할 뿐 아니라, 풍부한 광물자원이 존재하는 해양을 좀더 적극적으로 활용하기 위한 해양 구조물의 건설이 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 구조물의 예로써, 연안에 건조되는 소각장, 발전소 및 해상플랜트 등이 있다. 이중에서도 해상 플랜트는 석유 및 가스 등의 해양 자원을 발굴, 시추, 생산 및 저장하는 활동에 필요한 시설을 의미한다.In addition to solving the problem of securing such a site, construction of offshore structure is being actively carried out in order to more actively utilize the oceans where rich mineral resources exist. Examples of such structures include incinerators, power plants, and offshore plants that are built on the coast. Among them, the offshore plant refers to the facilities necessary for the activities of excavation, drilling, production and storage of marine resources such as oil and gas.
특히, 해상 플랜트 중 하나인 중력식 구조물(Gravity Based Structure, GBS)은 해저에 자체 무게로 고정되어 액화석유가스(LNG) 및 원유 등을 적재 또는 하역하는 데 사용될 수 있다. 예컨대, 한국공개특허 제2013-0031032호에는 중력기반 해양구조물의 일 례가 개시되어 있다.In particular, the Gravity Based Structure (GBS), one of the offshore plants, can be used to load or unload liquefied petroleum gas (LNG), crude oil, etc., with its own weight fixed on the seafloor. For example, Korean Patent Publication No. 2013-0031032 discloses an example of a gravity based offshore structure.
이러한, 종래의 중력기반 해양구조물은 대개 콘크리트 및 철골 등을 포함하는 구조로 건조되어 얕은 해상에 중력의 힘을 이용하여 해저면(Seabed)에 고정된다.Such conventional gravity-based offshore structures are usually constructed to include structures such as concrete and steel frame, and are fixed to the seabed by utilizing the force of gravity on the shallow sea.
그러나 시시각각 변하는 파랑 및 불규칙적인 지진 등과 같은 충격이 콘크리트 구조에 지속적으로 가해지면, 콘크리트 구조는 국부적으로 파괴되며 쉽게 균열이 나는 문제점이 있다. 또한, 콘크리트 구조는 공사기간이 길고 공사비용이 많이 들며 파손 시 유지보수가 어려울 뿐만 아니라 자중이 커 구조물을 운반하거나 고정위치까지 이동시키는 것이 어려운 문제점이 있다.However, if impacts such as suddenly changing waves and irregular earthquakes are constantly applied to the concrete structure, the concrete structure is locally destroyed and easily cracked. In addition, the concrete structure has a problem that the construction period is long, the construction cost is high, maintenance is difficult in case of breakage, and it is difficult to transport the structure or move it to the fixed position due to its large weight.
본 발명의 실시 예는 중량체를 하부에 수용하여 고정되는 해저면에 가해지는 압력을 분산시킴으로써 외부의 극심한(Extreme) 해양환경에 구조적으로 안전하고 중량체의 압력에 의한 구조물의 변형을 방지할 수 있는 중력식 해양 구조물 및 그 설치 방법을 제공하고자 한다. The embodiment of the present invention is structurally safe in an extreme marine environment by preventing the deformation of the structure due to the pressure of the heavy body by dispersing the pressure applied to the seabed surface, Gravity type offshore structure and its installation method.
본 발명의 일 측면에 따르면, 중력식 해양 구조물은, 금속재를 이용한 이중 선체 구조로 형성되어 해저면과 접하는 저면부, 상기 저면부의 모서리로부터 수직으로 형성된 복수의 측벽부, 상기 측벽부의 상부를 서로 연결하는 갑판부를 포함하며, 상기 저면부 물보다 비중이 높은 입자성 중량체를 수용하여 고정위치에 고정되는 선체; 및 상기 선체의 내부에 고정 설치되는 적어도 하나의 화물창을 포함하되, 상기 저면부는 하부에 수평 방향의 격자형태로 배치되어 외부로부터 이송관을 통해 주입되는 상기 입자성 중량체를 수용하는 복수의 격실이 형성된다.According to one aspect of the present invention, a gravity type offshore structure includes a bottom portion formed in a double hull structure using a metallic material and in contact with a bottom surface, a plurality of side wall portions vertically formed from the edges of the bottom portion, A hull comprising a deck portion and receiving a particulate mass having a specific gravity higher than that of the bottom portion and being fixed at a fixed position; And at least one cargo hold fixedly installed in the inside of the hull, wherein the bottom part has a plurality of compartments arranged in a horizontal lattice form at a lower part thereof for receiving the particulate weight injected from outside through a conveyance pipe, .
또한, 상기 저면부는, 상기 복수의 격실 상부에 상기 화물창의 하부와 일정 높이 이격된 유지보수 공간부를 형성할 수 있다.In addition, the bottom portion may be formed with maintenance spaces spaced apart from the lower portion of the cargo hold by a predetermined height above the plurality of compartments.
또한, 상기 갑판부는, 상기 중력식 해양 구조물의 고정 시 해상 위로 노출되며, 상기 이송관을 선체내부로 관통시키는 해치를 포함할 수 있다.In addition, the deck part may include a hatch for exposing the gravity type offshore structure to the sea when the gravity type offshore structure is fixed, and for allowing the conveyance pipe to pass through the inside of the hull.
또한, 상기 격실은, 상기 해저면과 접하는 외판과 내측으로 상기 외판과 마주보는 위치에 형성된 내판을 포함하는 이중 선체 사이에 수직방향으로 개재되는 격판을 포함하며, 각 격실의 상면에는 상기 이송관이 관통하는 관통구와 상기 관통구를 덮는 커버가 형성될 수 있다.The compartments include a diaphragm interposed in a vertical direction between an outer shell adjacent to the seabed surface and an inner shell formed at a position opposite to the shell to face the bottom shell, A penetrating through hole and a cover covering the through hole may be formed.
또한, 상기 측벽부는, 상기 저면부의 모서리로부터 수직방향으로 연장된 이중 벽면으로 외벽과 내벽 사이의 공간을 복수의 격벽으로 구획한 발라스트 탱크를 포함할 수 있다.The side wall part may include a ballast tank that divides the space between the outer wall and the inner wall into a plurality of partitions by a double wall surface extending in the vertical direction from the edge of the bottom part.
또한, 상기 측벽부는, 상기 내벽이 선체 내부에 설치된 상기 화물창의 외벽과 일정거리 이격되어 갑판부의 해치를 관통한 상기 이송관이 상기 저면부로 내려지는 공간을 형성할 수 있다.In addition, the side wall may be spaced a certain distance from the outer wall of the cargo hold installed in the inside of the hull so that the conveying pipe passing through the hatch of the deck portion may be formed as a space to be lowered into the bottom portion.
또한, 상기 측벽부의 내부 벽면에는 수평방향의 홈이 형성된 벽면 보강재가 돌출되어 상기 외벽과 내벽을 지지할 수 있다.In addition, a wall surface stiffener having a horizontal groove may protrude from the inner wall surface of the side wall portion to support the outer wall and the inner wall.
한편, 본 발명의 일 측면에 따른, 중력식 해양 구조물 설치 방법은, a) 금속재를 이용한 이중 선체 구조로 형성되어 해저면과 접하는 저면부, 상기 저면부의 모서리로부터 수직으로 형성된 복수의 측벽부, 상기 측벽부의 상부를 서로 연결하는 갑판부를 포함하는 선체구조의 중량식 해양 구조물을 해상에 띄워 설치 사이트까지 이동하는 단계; b) 흡입식 이송관을 통해 상기 저면부의 분할된 일부 격실에 입자성 중량체를 주입하여 토잉 드래프트(Towing draft)를 확보하는 단계; c) 상기 측벽부에 형성된 발라스트 탱크에 해수를 채워 고정 위치의 해저면으로 하강하는 단계; 및 d) 상기 저면부의 나머지 격실에 상기 입자성 중량체를 충전하여 상기 해저면의 고정된 위치를 유지할 수 있도록 중력하중을 증가시키는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for installing a gravity type offshore structure, comprising the steps of: a) forming a double hull structure using a metallic material to form a bottom portion in contact with the sea floor, a plurality of side walls vertically formed from the edge of the bottom portion, Moving a weighted offshore structure having a hull structure including a deck portion connecting the upper portions of the buoys to the installation site; b) injecting a particulate mass into the divided partial compartments of the bottom portion through a suction type transfer tube to secure a towing draft; c) filling the ballast tank formed in the side wall with seawater and descending to the bottom surface of the fixed position; And d) filling the remaining compartments of the bottom portion with the particulate mass to increase the gravity load so as to maintain the fixed position of the bottom.
또한, 상기 b) 단계 및 d) 단계는, 바지선과 중량체 주입 장비를 이용하여 상기 갑판부에 일정 간격으로 배치되는 해치를 통해 상기 이송관을 선체내부로 번갈아 삽입하여 상기 입자성 중량체를 각 격실에 주입하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, in the step b) and the step d), the conveyance pipe is alternately inserted into the hull through the hatch disposed at a predetermined interval on the deck section using the barge and the heavy body injection equipment, Into the compartment.
또한, 상기 d) 단계 이후에, 상기 중력식 해양 구조물을 이동하는 경우, 상기 저면부의 격실내 수용된 입자성 중량체를 상기 이송관을 통해 외부로 추출하고 발라스트 탱크의 해수량을 조절하여 상기 중력식 해양 구조물을 상승시키는 단계를 더 포함할 수 있다.When the gravity type offshore structure is moved after the step d), the particulate weight contained in the bottom portion of the bottom portion is extracted to the outside through the conveyance pipe, and the amount of seawater in the ballast tank is adjusted, The method comprising:
본 발명의 실시 예에 따르면, 금속재 등을 이용한 중력식 해양 구조물을 이중벽체 구조로 견고하게 설계가 가능하며, 이를 통해 선체 저면부의 분할된 격실에 입자성 중량체를 수용함으로써 자중을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 중력하중을 저면부 전체에 분산시킴으로써 극심한 해양 환경에도 용이하게 고정시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, a gravity type marine structure using a metallic material can be rigidly designed as a double wall structure, and its own weight can be maintained by accommodating the granular weight in the divided compartments of the hull bottom portion By dispersing the gravity load on the entire bottom surface portion, it can be easily fixed even in extreme marine environment.
또한, 중력식 해양 구조물의 이동 시 선체 저면부의 격실내 수용된 입자성 중량체를 추출하고 발라스트 탱크의 해수량을 조절함으로써 중력식 해양 구조물의 상승 및 이동을 용이하게 할 수 있다. In addition, when the gravity type offshore structure moves, the gravity type gravity weight contained in the bottom portion of the hull can be extracted and the amount of seawater in the ballast tank can be controlled to facilitate the rising and moving of the gravity type offshore structure.
도 1은 개선된 중량체 수용방식의 중력식 구조물의 내부 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 중력식 해양 구조물을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 중력식 해양 구조물의 내부구조를 나타낸 A-A 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 중력식 해양 구조물의 설치 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 토잉 드래프트 확보를 위해 저면부의 일부 격실에 입자성 중량체를 주입한 상태를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 중력식 해양 구조물을 해저면에 고정하는 과정을 나타낸 동작도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a cross-sectional view showing the internal structure of a gravity type structure of an improved weight receiving system.
2 is a perspective view schematically illustrating a gravity type offshore structure according to an embodiment of the present invention.
3 is an AA sectional view showing the internal structure of a gravity type offshore structure according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of installing a gravity type offshore structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 shows a state in which a particulate weight is injected into a compartment of a bottom part to secure a toe draft according to an embodiment of the present invention.
6 is an operation diagram illustrating a process of fixing a gravity type offshore structure to a sea floor according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise. Also, the terms " part, "" module," and " module ", etc. in the specification mean a unit for processing at least one function or operation and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software have.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 중력식 해양 구조물에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.Now, a gravity type offshore structure according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
전술한 종래의 콘크리트 방식의 중력식 구조물의 문제를 해결하기 위하여 다양한 방식의 중력식 구조물이 개발되고 있으며, 아래의 도 1을 통해 당사에서 개발된 중력식 구조물의 일 예인 LNG 콘덴세이트 터미날(Condensate Terminal)의 구조를 설명한다.Various types of gravity type structures have been developed in order to solve the problem of the conventional concrete type gravity type structure, and a structure of the LNG condensation terminal, which is one example of the gravity type structure developed by the Company, Explain.
도 1은 개선된 중량체 수용방식의 중력식 구조물의 내부 구조를 나타낸 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a cross-sectional view showing the internal structure of an improved gravity type gravity type structure. Fig.
첨부된 도 1을 참조하면, 개선된 중력식 구조물은 스틸(Steel)구조의 이중 선체 구조를 가지며 내부에 LNG 화물창이 설치되고, 선체는 발라스트탱크(Water Ballast Tank, WBT)가 설치되는 바닥부와 양측 날개에 철광석(Iron ore)을 수용하는 측벽부를 포함한다.Referring to FIG. 1, the improved gravity type structure has a double hull structure of a steel structure, and an LNG cargo hold is installed therein. The hull includes a bottom portion on which a water ballast tank (WBT) And a sidewall portion for receiving iron ore in the wing.
개선된 중력식 구조물은 토잉 드래프트(Towing draft) 확보를 위해 측벽부의 철광석 탱크에 일부 철광석을 채우고, 사이트(Site)에서의 초기 포지셔닝을 위해서 하부의 발라스트 탱크를 채워 해저면에 고정된 위치를 유지시킨다.The improved gravity structure fills the iron ore tanks in the sidewall to secure a towing draft and fills the lower ballast tanks for initial positioning at the site to maintain a fixed position on the seafloor.
그리고, 바지선과 컨베이어를 통해 측벽부에 나머지 철광석을 적재함으로써 외부 하중 조건에 대해서도 위치를 유지할 수 있도록 중력하중(Gravity load)를 증가시켜 준다.By loading the remaining iron ore on the side wall through the barge and conveyor, the gravity load is increased so that the position can be maintained even under external load conditions.
하지만, 도 1의 개선된 중력식 해- 구조물은 측벽부의 상부로부터 철광석을 적재하기에 용이하지만 폭이 좁은 양측 날개의 측벽부에 철광석이 집중 배치되므로 일부 해저 지지면에 집중적으로 중력하중이 발생한다. 따라서, 지진 등과 같은 극심한(Extreme) 환경하에서는 지반 침하 등의 다소 구조적으로 불안한 단점이 있다.However, since the improved gravity type solution structure of FIG. 1 is easy to load iron ore from the upper part of the side wall part, iron ore is concentrated on the side wall part of both narrow side wings, so that a gravity load is concentrated on a part of the bottom surface. Therefore, under extreme environments such as earthquakes, there is a disadvantage that it is somewhat structurally unstable, such as subsidence in the ground.
따라서, 중력식 구조물을 설치 전에 중력하중이 집중되는 해저면에 별도의 과도한 보강이 필요한 문제가 있다. 또한 양측 날개의 측벽부의 폭(Breadth)을 넓히는 방안도 고려되고 있으나 폭의 증가는 것은 중량물 운반 시 크레인 암(Crane arm)의 거리나 도크(Dock) 폭 제한 등의 많은 제약조건이 있어 현실적으로 어려운 문제가 있다.Therefore, there is a problem that excessive excessive reinforcement is required on the seabed surface where the gravity load is concentrated before the gravity type structure is installed. In addition, a method of widening the width of the side walls of both wings is considered, but the increase of the width is due to many constraints such as the distance of the crane arm and the width of the dock when transporting heavy objects, .
이에 본 발명의 실시 예에서는 중력식 구조물의 하부에 중량체를 수용하는 중량체 탱크를 설치하여 중력하중을 바닥부 전체로 분산시키고 깊이(Depth)를 증가시켜 외부의 극심한 환경에서도 강건하게 견딜 수 있는 중략식 해양구조물 및 그 설치 방법을 제안한다. Therefore, in the embodiment of the present invention, a gravity tank is disposed under the gravity type structure to accommodate the weight, so that the gravity load is dispersed throughout the bottom portion and the depth is increased, We propose an offshore structure and its installation method.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 중력식 해양 구조물을 개략적으로 나타낸 사시도이다.2 is a perspective view schematically illustrating a gravity type offshore structure according to an embodiment of the present invention.
첨부된 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 중력식 해양 구조물(1)은 금속재를 이용한 이중벽체 구조로 형성되어 하부에 물보다 비중(Specific gravity, SG)이 높은 입자성 중량체(10)를 수용하며, 이를 통해 자중을 유지하고 해저면에 용이하게 고정될 수 있다. 여기서, 상기 입자성 중량체(10)는 일반적으로 철광석(Iron ore)을 이용할 수 있으며, 본 발명의 실시 예에서는 기존에 사용된 철광석(S.G = 5.2) 보다 낮은 비중의 모래를 이용하여 비용 및 환경에 유리하게 적용할 수 있다.2, a gravity type
또한, 입자성 중량체(10)의 압력을 선체 하부의 여러 격실(131)로 분산시켜 특정 격실(131)에 과도한 압력이 가해지지 않도록 함으로써 구조물의 변형을 효과적으로 방지함과 동시에, 일부 해저 지지면에 집중적으로 중력하중이 발생하는 것을 방지하여 지진 등과 같은 극심한(Extreme) 환경하에서도 구조물의 안정성을 크게 향상시킬 수 있는 특징을 가진다.In addition, the pressure of the
이하, 이러한 특징을 갖는 중력식 해양 구조물(1)의 세부 구성을 다음의 도 3을 통해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the detailed structure of the gravity type
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 중력식 해양 구조물의 내부구조를 나타낸 A-A 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of the internal structure of the gravity type offshore structure according to the embodiment of the present invention.
첨부된 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 중력식 해양 구조물(1)은 크게 선체(100)와 선체(100)의 내부에 고정 설치되는 화물창(Cargo hold)(200)을 포함한다.3, a gravity type
선체(100)는 하부의 해저면과 접하는 저면부(130), 저면부(130)의 모서리에 수직으로 형성된 복수의 측벽부(120), 측벽부(120)의 상부를 서로 연결하는 갑판부(110)를 포함한다.The
이러한 선체(100)를 도 3에서는 직육면체 형상으로 도시하였으나 그 형상이 이에 한정되지 않으며, 정육면체를 포함하는 다각형, 일부 유선형을 포함하는 다각형 및 그 외 원통형상 등의 정형화되지 않은 다른 형상으로 설계할 수 있다. 또한, 도 3에서는 화물창(200)을 하나로 구성하였으나 이에 한정되지 않으며 선체(100)내부에 복수의 화물창이 나란히 배치되는 구조로 설계할 수 도 있다.3, the shape of the
갑판부(110)는 선체(100)의 상면을 형성하는 것으로 도시된 바와 같이 선실 등 다양한 각종 장비가 설치 될 수 있다.The
예컨대, 갑판부(110)는 채취된 가스(Gas)나 원유 등을 정제하는 정제시설과 같이 화물창(200)의 내부에 수용되는 화물을 직접 처리 가능한 처리시설이 설치될 수 있다.For example, the
갑판부(110)는 중력식 해양 구조물(1)의 고정시 해상위로 노출되며, 상면에 일정간격으로 배치되는 해치(111)를 포함하여, 도 1과같이 바지선이 접안한 상태에서 입자성 중량체(10)를 선체(100) 내부로 주입하기 위한 이송관(30)이 해치(111)를 관통하여 내부로 삽입된다. 이 때, 이송관(30)은 입자성 중량체(10)를 이송관(30)내로 흡입하는 흡입펌프가 구비된 중량체 주입 장비(20)를 통해 각 해치(111)의 위치까지 안내된다. 중량체 주입 장비(20)는 접이식 또는 절첩식으로 길이 연장이 가능한 크레인으로 구성될 수 있다.The
이송관(30)은 유압식 고무관으로 구성될 수 있으며, 도 1에서와 같이 바지선 측에 선적된 입자성 중량체(10)를 흡입하여 선체(100) 내부의 저면부(130)로 이송한다. 이 때, 저면부(130)로 이송되어 각 격실(131)을 충전하는 입자성 중량체(10)는 기존의 S.G = 약 5.2인 철광석의 생산이 제한적이고 이송관(30)을 통한 주입을 고려하여 기존에 비해 작고 가격이 저렴한 모래(Sand)나 일반적인 규격의 S.G = 2.5 철광석으로 대체 적용할 수 있다. 또한, 입자성 중량체(10)의 재료는 이에 한정되지 않으며 해양환경에서의 외력에 저항하는 중력 방향의 힘을 증가시키기 위해 물보다 비중(S.G)이 높고 중력방향으로 쌓이는 특징을 가지는 재료를 충전할 수 있다.The
측벽부(120)는 저면부(130)의 모서리로부터 수직방향으로 연장된 이중 벽면으로 외벽(121)과 내벽(122) 사이의 공간을 복수의 격벽(123)으로 구획된 발라스트 탱크(124)를 포함한다. 따라서, 측벽부(120)는 도면에서는 생략되었으나 각 발라스트 탱크(124)에 해수를 유입시키거나 방출하여 선체(100)의 평형을 유지시키는 발라스트 펌프를 포함할 수 있다.The
측벽부(120)의 내벽(122)은 선체(100) 내부에 설치된 화물창(200)의 외벽과 일정거리 이격된 공간을 형성하고, 상기 이격된 공간 사이로 갑판부(110)의 해치(111)를 관통한 이송관(30)이 저면부(130)로 내려진다.The
또한, 측벽부(120)의 내부 벽면에는 벽면 보강재(125)가 돌출되어 이중 벽면을 구성하는 외벽(121)과 내벽(122)을 효과적으로 지지할 수 있다.In addition, a
벽면 보강재(125)는 복수개가 서로 연속적으로 연결되어 사다리꼴 단면 형상으로 형성될 수 있다. 이 때, 이웃하는 벽면 보강재(125) 사이에 형성된 홈(Groove, 126)은 선체(100)외부의 바람 및 파랑 등으로부터 가해지는 수평 방향의 외부 충격을 측벽부(120) 전체로 분산시켜 외부 충격에 효과적으로 대응할 수 있다.A plurality of
이 때, 사다리꼴 단면형상의 벽면 보강재(125)는 저면부(130)에 충전되는 입자성 중량체(10)에 의한 중력하중을 더 보강하기 위하여 일부 발라스트 탱크(124)에 입자성 중량체(10)를 주입하는 경우 벽면 보강재(125)와 접촉하면서 자연스럽게 하강하고 발라스트 탱크(124)의 하부로부터 균일하게 적재할 수 있다.At this time, the
다만, 본 발명의 실시 예에서의 벽면 보강재(125)는 사다리꼴 단면형상에 한정되지 않고, 각 벽면을 따라 T자 형태로 배치되는 보강재를 설치할 수도 있다.However, the
저면부(130)는 선체(100)의 하면을 형성하는 것으로 수평방향으로 연장된 판상의 부재로 구성될 수 있으며, 최저층에 격자형태로 배치되어 입자성 중량체(10)를 수용하는 복수의 격실(131)과 그 상층에 형성된 유지보수 공간부(132)를 포함한다. The
저면부(130)는 해저면과 접하면서 선체(100) 전체를 안정적으로 유지시키며, 고강도의 금속재로 이루어져 선체(100)의 하중을 용이하게 지탱할 수 있다. 이 때, 중력식 해양 구조물(1)의 고정 시 저면부(130)와 접하는 해저면에는 선체(100)를 안정적으로 고정시키기 위한 평탄화 작업이 동반된 기초공사가 선행될 수 있다.The
저면부(130)는 바닷물에 의한 부식이나 손상을 최소화한 특수 강철(Steel)로 제작할 수 있으며, 예컨대 내부식력이 강한 몰리브데넘(Molybdenum) 등이 합금된 특수 강철로 제작할 수 있다. 또한, 전술한 갑판부(110) 및 측벽부(120) 역시 이와 동일한 특수 강철로 제작할 수 있다.The
이러한 저면부(130)부의 내부에는 물보다 비중이 높은 입자성 중량체(10)를 충전하여 선체(100) 전체의 자중을 증가시킨다. 따라서, 중력식 해양 구조물(1)을 연안의 고정위치에 용이하게 고정할 뿐 아니라 해상의 강한 파도나, 바람 등에 대해서도 선체(100) 구조를 안정적으로 유지할 수 있다.In the inside of the
또한, 기존의 콘크리트 구조와는 달리 고강도의 내부식성 특수 강철로 이루어짐으로 인해 선체(100)의 균열 등이 생기는 것을 미연에 방지할 수 있다.In addition, unlike the existing concrete structure, it is possible to prevent cracks and the like of the
저면부(130)의 격실(131)은 해저면과 접하는 외판(131-1)과 선체 내부의 마주보는 위치에 형성된 내판(131-2)을 포함하는 이중 선체에 수직방향으로 개재되는 격판(131-3)을 포함한다. 격판(131-3) 사이의 간격은 서로 동일하게 형성할 수 있으나 필요한 경우 그 간격을 변화시켜 격실(131)의 크기를 적절히 조절하되 선체(100)의 중심점(중앙)을 기준으로 좌/우가 대칭된 크기로 할 수 있다. The
각 격실(131)의 상부에 해당되는 내판(131-2)에는 일부면이 개방되는 관통구(131-4)와 커버(131-5)가 형성된다. 따라서, 갑판부(110)의 개방된 해치(111)를 통해 내려지는 이송관(30)이 관통구(131-4)를 관통하여 각 격실(131)에 입자성 중량체(10)를 주입할 수 있다. The inner plate 131-2 corresponding to the upper portion of each
이처럼, 저면부(130)는 이송관(30)을 통해 주입되는 입자성 중량체(10)를 분할된 복수의 격실(131)에 수용함으로써 입자성 중량체(10)에 의한 하중을 선체(100)의 하부에 고르게 분산시킬 수 있다.The
화물창(200)은 LNG(Liquefied Natural Gas)나 원유(Crude Oil) 또는 그 밖의 액체 또는 유체상의 화물을 수용하는 공간이며, 이러한 화물창(200)의 하부와 저면부(130)의 격실(131)들 사이에는 일정 높이 이격된 유지보수 공간부(132)가 형성된다.The
유지보수 공간부(132)는 화물창(200)의 일부 벽면에 출입구(미도시)를 마련하여 작업자가 출입할 수 있으며, 이를 통해 작업자는 격실(131) 및 화물창(200)을 용이하게 유지보수 할 수 있다.The
또한, 유지보수 공간부(132)는 격실(131)뿐 아니라 측벽부(120)와의 사이 공간으로 확장되어 외부로부터 화물창(200)에 전달되는 열을 차단하는 단열 기능 제공함과 동시에 측벽부(120)의 발라스트 탱크에 수용된 물과 격실(131)에 수용된 입자성 중량체(10)의 압력이 화물창(200)에 직접 전달되는 것을 방지하는 일종의 완충기능을 할 수 있다. 이러한 기능을 통하여 화물창(200)에 수용된 LNG 및 원유와 같은 화물의 안전성을 증대시킬 수 있다.The
한편, 화물창(200)의 상부와 하부에는 선체의 중심부에 위치한 격실(131)로 입자성 중량체(10)를 주입시키기 위해 이송관(30)이 관통되는 카고 해치(210)가 형성될 수 있다.The
이 때, 카고 해치(210)는 이송관(30)이 관통되는 구멍을 통해 화물창(200)내부가 오염되는 것을 방지하기 위하여 고무 벨로즈(Bellows)가 설치될 수 있다.At this time, a rubber bellows may be installed in the
한편, 전술한 본 발명의 실시 예에 따른 중력식 해양 구조물(1)의 설치 방법을 아래의 도 4 내지 도 6을 통해 설명한다.Meanwhile, a method of installing the gravity type
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 중력식 해양 구조물의 설치 방법을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of installing a gravity type offshore structure according to an embodiment of the present invention.
첨부된 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 중력식 해양 구조물(1)의 설치 방법은, 건조된 중력식 해양 구조물(1)을 입자성 중량체(10)를 수용하지 않은 상태로 해상에 띄워져 바지선이나 예인선을 통해 설치 사이트(Site)까지 이동한다(S101).Referring to FIG. 4, a method for installing a gravity type
중력식 해양 구조물(1)이 설치 사이트에 도착하면 흡입식 이송관(30)을 통해 선체(100) 저면부(130)의 분할된 일부 격실(131)에 입자성 중량체(10)를 주입하여 토잉 드래프트(Towing draft)를 확보한다(S102).When the gravity type
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 토잉 드래프트 확보를 위해 저면부의 일부 격실에 입자성 중량체를 주입한 상태를 나타낸다.FIG. 5 shows a state in which a particulate weight is injected into a compartment of a bottom part to secure a toe draft according to an embodiment of the present invention.
이 때, 중력식 해양 구조물(1)은 저면부(130)의 중심을 기준으로 대칭을 이루는 일부 격실(131)에만 부분적으로 입자성 중량체(10)를 주입하여 토잉 드래프트를 확보함으로써 선체(100)를 안정화시킬 수 있다. 또한, 이러한 선체 안정화 작업은 예인선을 통해 중력식 해양 구조물(1)을 이동시키는 상기 S101 단계 이전에 미리 수행할 수도 있다.At this time, the gravity type
중력식 해양 구조물(1)은 사이트 내 설치 위치에 도달하면 선체(100) 측벽부(120)의 발라스트 탱크(124)에 해수를 채워 고정 위치의 해저면으로 하강한다(S103). When the gravity type
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 중력식 해양 구조물을 해저면에 고정하는 과정을 나타낸 동작도이다.6 is an operation diagram illustrating a process of fixing a gravity type offshore structure to a sea floor according to an embodiment of the present invention.
첨부된 도 6을 참조하면, 좌측의 (A)의 경우는 양쪽 측벽부(120)의 발라스트 탱크(124)에 해수를 채워 늘어난 하중으로 인해 중력식 해양 구조물(1)이 하강하는 상태를 보여준다. 이 때, 하강된 중력식 해양 구조물(1)은 발라스트 탱크(124)에 채워진 해수만으로도 일반적인 외력 하중에 대항하여 해저면에 고정될 수 있다.6, the left side (A) shows a state in which the gravity type
이후, 중력식 해양 구조물(1)은 우측의 (B)와 같이 저면부(130)의 나머지 격실(131) 전체에 입자성 중량체(10)를 충전하여 극심한 외부 하중 조건에 대해서도 고정된 위치를 유지할 수 있도록 중력하중을 증가시킨다(S104).The gravity type
이때, 도 2 및 도 3에서와 같이, 바지선과 중량체 주입 장비(20)를 통해 이송관(30)을 선체(100) 내부로 번갈아 삽입하여 입자성 중량체(10)를 각 격실(131)에 주입할 수 있다.2 and 3, the
한편, 도 4에서는 생략되었으나, 해저면에 고정된 중력식 해양 구조물(1)을 다른 장소로 이동하는 경우, 도 4의 방법을 역순으로 하여 각 격실(131)내의 입자성 중량체를 이송관(30)을 통해 바지선으로 추출하고, 발라스트 탱크(124)를 비워 선체(100)를 상승시켜 이동할 수 있다.4, when the gravity type
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 금속재 등을 이용한 중력식 해양 구조물을 이중벽체 구조로 견고하게 설계가 가능하며, 이를 통해 선체 저면부의 분할된 격실에 입자성 중량체를 수용함으로써 자중을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 중력하중을 저면부 전체에 분산시킴으로써 극심한 해양 환경에도 용이하게 고정시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to design a gravity type marine structure using a metal material or the like as a double wall structure, and to maintain the weight of the marine structure by accommodating the granular weight in the divided compartments of the hull bottom portion In addition, since the gravity load is distributed over the entire bottom surface, it is possible to fix the gravity load easily even in an extreme marine environment.
또한, 중력식 해양 구조물의 이동 시 선체 저면부의 격실내 수용된 입자성 중량체를 추출하고 발라스트 탱크의 해수량을 조절함으로써 중력식 해양 구조물의 상승을 용이하게 할 수 있다. In addition, when the gravity type offshore structure moves, the gravity type gravity weight contained in the bottom of the hull can be extracted and the gravity type offshore structure can be easily raised by controlling the amount of seawater in the ballast tank.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되는 것은 아니며 그 외의 다양한 변경이 가능하다.Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible.
예컨대, 전술한 본 발명의 실시 예에서는 저면부(130)의 모든 격실(131)에 입자성 중량체(10)를 충전하여 중력하중을 증가시키는 것으로 설명하였으나 이에 한정되지 않으며, 해양조건에 따라 중력하중이 더 필요한 경우 측벽부(120)의 일부 격실(발라스트 탱크)에도 입자성 중량체(10)를 더 충전하여 중력하중을 더욱 높일 수 있다.For example, in the above-described embodiment of the present invention, the
또한, 저면부(130)의 깊이를 늘려 입자성 중량체(10)의 충전량이 늘어나도록 설계함으로써 선체(100) 전체의 중력하중을 더 높일 수 있다.In addition, the gravity load of the
따라서, 일반적으로 15m 이상의 수면이 깊은 사이트에 서의 안정도를 더운 높일 수 있는 이점이 있다.Therefore, there is an advantage that the stability at a site with a deep sleep of 15 m or more in general can be raised to a high level.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.The embodiments of the present invention are not limited to the above-described apparatuses and / or methods, but may be implemented through a program for realizing functions corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention, a recording medium on which the program is recorded And such an embodiment can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.
10: 입자성 중량체 20: 중량체 주입 장비
30: 이송관 1: 중력식 해양 구조물
100: 선체 110: 갑판부
111: 해치 120: 측벽부
121: 외벽 122: 내벽
123: 격벽 124: 발라스트 탱크
125: 보강재 126: 홈
130: 저면부 131: 격실
131-1: 외판 131-2: 내판
131-3: 격판 131-4: 관통구
131-5: 커버 132: 유지보수 공간부
200: 화물창 210: 카고 해치10: Particulate weight 20: Heavy weight injection equipment
30: Transfer pipe 1: Gravity type offshore structure
100: hull 110: deck section
111: Hatch 120: Side wall part
121: outer wall 122: inner wall
123: partition wall 124: ballast tank
125: stiffener 126: groove
130: bottom part 131: compartment
131-1: outer plate 131-2: inner plate
131-3: diaphragm 131-4: through hole
131-5: cover 132: maintenance space part
200: Cargo hold 210: Cargo hatch
Claims (10)
상기 선체의 내부에 고정 설치되는 적어도 하나의 화물창을 포함하되,
상기 저면부는 하부에 수평 방향의 격자형태로 배치되어 외부로부터 이송관을 통해 주입되는 상기 입자성 중량체를 수용하는 복수의 격실이 형성된 중력식 해양 구조물.And a deck portion formed in a double hull structure using a metallic material and contacting the bottom surface, a plurality of side wall portions formed vertically from the edge of the bottom portion, and a deck portion connecting the upper portions of the side wall portions, A hull which holds the particulate weight and is fixed at a fixed position; And
And at least one cargo hold fixedly installed inside the hull,
Wherein the bottom portion has a plurality of compartments arranged in a horizontal lattice shape below the bottom portion to receive the particulate masses injected from the outside through a transfer pipe.
상기 저면부는,
상기 복수의 격실 상부에 상기 화물창의 하부와 일정 높이 이격된 유지보수 공간부를 형성하는 중력식 해양 구조물.The method according to claim 1,
Wherein the bottom portion comprises:
And a maintenance space part spaced apart from the lower part of the cargo hold by a predetermined height is formed in the upper part of the plurality of compartments.
상기 갑판부는,
상기 중력식 해양 구조물의 고정 시 해상 위로 노출되며, 상기 이송관을 선체내부로 관통시키는 해치를 포함하는 중력식 해양 구조물.The method according to claim 1,
The deck portion
A gravity-type offshore structure including a hatch for exposing the gravity type offshore structure to the sea floor when the gravity type structure is fixed and for allowing the conveyance pipe to penetrate into the hull.
상기 격실은,
상기 해저면과 접하는 외판과 내측으로 상기 외판과 마주보는 위치에 형성된 내판을 포함하는 이중 선체 사이에 수직방향으로 개재되는 격판을 포함하며,
각 격실의 상면에는 상기 이송관이 관통하는 관통구와 상기 관통구를 덮는 커버가 형성된 것을 특징으로 하는 중력식 해양 구조물.The method according to claim 1,
Wherein said compartment comprises:
And a diaphragm interposed in a vertical direction between a double sheath including an outer sheath in contact with the seabed surface and an inner sheath formed in a position opposite to the sheath inward,
And a cover covering the through-hole and the through-hole through which the conveyance pipe penetrates is formed on the upper surface of each compartment.
상기 측벽부는,
상기 저면부의 모서리로부터 수직방향으로 연장된 이중 벽면으로 외벽과 내벽 사이의 공간을 복수의 격벽으로 구획한 발라스트 탱크를 포함하는 중력식 해양 구조물.The method according to claim 1,
The side-
And a ballast tank dividing a space between the outer wall and the inner wall into a plurality of partition walls by a double wall surface extending in a vertical direction from a corner of the bottom wall portion.
상기 측벽부는,
이중 벽면의 내벽이 선체 내부에 설치된 상기 화물창의 외벽과 일정거리 이격되어 갑판부의 해치를 관통한 상기 이송관이 상기 저면부로 내려지는 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 중력식 해양 구조물.The method according to claim 1,
The side-
Wherein the inner wall of the double wall surface is spaced apart from the outer wall of the cargo hold provided inside the hull so that the conveyance pipe penetrating the hatch of the deck portion forms a space to be lowered into the bottom portion.
상기 측벽부의 내부 벽면에는 수평방향의 홈이 형성된 벽면 보강재가 돌출되어 상기 외벽과 내벽을 지지하는 중력식 해양 구조물.The method according to claim 6,
And a wall surface reinforcement projecting in a horizontal direction groove protrudes from the inner wall surface of the side wall portion to support the outer wall and the inner wall.
b) 흡입식 이송관을 통해 상기 저면부의 분할된 일부 격실에 입자성 중량체를 주입하여 토잉 드래프트(Towing draft)를 확보하는 단계;
c) 상기 측벽부에 형성된 발라스트 탱크에 해수를 채워 고정 위치의 해저면으로 하강하는 단계; 및
d) 상기 저면부의 나머지 격실에 상기 입자성 중량체를 충전하여 상기 해저면의 고정된 위치를 유지할 수 있도록 중력하중을 증가시키는 단계
를 포함하는 중력식 해양 구조물 설치 방법.a) a hull structural weighted offshore structure including a bottom portion formed in a double hull structure using a metallic material and in contact with the sea bottom surface, a plurality of side wall portions formed vertically from corners of the bottom portion, and a deck portion connecting upper portions of the side wall portions to each other To the installation site;
b) injecting a particulate mass into the divided partial compartments of the bottom portion through a suction type transfer tube to secure a towing draft;
c) filling the ballast tank formed in the side wall with seawater and descending to the bottom surface of the fixed position; And
d) filling the remaining compartments of the bottom portion with the particulate mass to increase the gravity load so as to maintain the fixed position of the bottom of the seabed
The method comprising the steps of:
상기 b) 단계 및 d) 단계는,
바지선과 중량체 주입 장비를 이용하여 상기 갑판부에 일정 간격으로 배치되는 해치를 통해 상기 이송관을 선체내부로 번갈아 삽입하여 상기 입자성 중량체를 각 격실에 주입하는 단계를 포함하는 중력식 해양 구조물 설치 방법.9. The method of claim 8,
The steps b) and d)
And a step of injecting the gravity weight into the compartments by alternately inserting the conveyance pipe into the hull through a hatch disposed at a predetermined interval on the deck section using a barge and a heavy body injecting equipment to install the gravity type offshore structure Way.
상기 d) 단계 이후에,
상기 중력식 해양 구조물을 이동하는 경우, 상기 저면부의 격실내 수용된 입자성 중량체를 상기 이송관을 통해 외부로 추출하고 발라스트 탱크의 해수량을 조절하여 상기 중력식 해양 구조물을 상승시키는 단계를 더 포함하는 중력식 해양 구조물 설치 방법.9. The method of claim 8,
After the step d)
Further comprising the step of raising the gravity type offshore structure by controlling the amount of seawater in the ballast tank by extracting the particulate weight contained in the bottom portion of the gravity type offshore structure through the conveyance pipe, How to Install Offshore Structures.
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