KR20160014358A - 고정식 해양구조물 및 그 설치방법 - Google Patents

Abstract

고정식 해양구조물 및 그 설치방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 고정식 해양구조물은, 해저면에 안착되는 기초부와, 기초부와 연결되는 가이딩 라인에 연결됨으로써 해수면에 고정되는 부유체와, 부유체와 가이딩 라인이 통과하도록 삽입홀이 구비되어, 삽입홀을 통과하는 부유체와 가이딩 라인을 통해 기초부 상에 적층되는 단위블록체를 포함한다.

Description

고정식 해양구조물 및 그 설치방법{FIXED OFFSHORE-STRUCTURE AND INSTALLATION METHOD OF THE SAME}

본 발명은 고정식 해양구조물 및 그 설치방법에 관한 것이다.

육상 자원이 고갈되고 해양 자원에 대한 관심이 고조됨에 따라, 해양 자원을 개발하기 위해 다양한 고정식 해양구조물에 대한 연구가 진행되고 있다. 고정식 해양구조물로는 고정식 플랫폼, 해상 풍력발전기 지지구조물 등이 포함될 수 있다.

이러한 고정식 해양구조물은 해상에서 안정적이고 정밀한 작업이 가능하도록 해상에 안정적으로 고정되는 것이 중요하고, 특히 바람이나 파고 등 해상 조건이 좋지 않을 경우에도 이러한 외력에 견딜 수 있어야 한다.

이를 위해 최근에는 고정식 해양구조물의 크기 및 무게가 점점 커지고 있으나, 이 경우 고정식 해양구조물을 제작하여 운반하는데 많은 비용과 노력이 소요될 뿐만 아니라 해양구조물을 해양에 설치하는데도 어려움이 많다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-1985-0002426호(1985. 05. 13, 조립식 해양구조물의 해양수송 시스템)에 개시되어 있다.

본 발명의 실시예들은, 해저면에 고정되는 고정식 해양구조물의 설치가 용이한 고정식 해양구조물을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 해저면에 안착되는 기초부; 상기 기초부와 연결되는 가이딩 라인에 연결됨으로써 해수면에 고정되는 부유체; 및 상기 부유체와 상기 가이딩 라인이 통과하도록 삽입홀이 구비되어, 상기 삽입홀을 통과하는 상기 부유체와 상기 가이딩 라인을 통해 상기 기초부 상에 적층되는 단위블록체를 포함하는 고정식 해양구조물이 제공된다.

상기 부유체는 상기 가이딩 라인의 직경에 상응하는 직경을 가질 수 있으며, 상기 삽입홀은 상기 부유체와 상기 가이딩 라인이 통과할 수 있는 내경을 가질 수 있다.

상기 부유체는 길이방향으로 연장되는 막대형상으로 이루어질 수 있다.

상기 단위블록체는, 상기 부유체와 상기 가이딩 라인을 통해 상기 기초부 측으로 가이드되어 상기 기초부의 상부에 적층되는 제1 블록체; 및 상기 부유체와 상기 가이딩 라인을 통해 상기 제1 블록체 측으로 가이드되어 상기 제1 블록체의 상부에 적층되는 제2 블록체를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 해저면에 기초부를 안착시키는 단계; 상기 기초부와 연결되는 가이딩 라인에 부유체를 연결시켜 상기 부유체를 해수면에 고정시키는 단계; 상기 부유체를 단위블록체의 삽입홀에 삽입시켜, 상기 삽입홀을 통과하는 상기 부유체와 상기 가이딩 라인을 통해 상기 단위블록체를 상기 기초부 측으로 하강시키는 단계; 및 상기 단위블록체를 상기 기초부에 고정시키는 단계를 포함하는, 부유식 가이딩 라인을 이용한 고정식 해양구조물의 설치방법이 제공된다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 고정식 해양구조물을 블럭화하여 제작함으로써 구조물을 경량화할 수 있고, 부유식 가이딩 라인을 이용하여 단위블록체의 적층을 가이드함으로써 고정식 해양구조물의 제작과 운반 및 설치를 용이하게 구현할 수 있다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정식 해양구조물 및 그 설치방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정식 해양구조물의 설치방법을 나타낸 순서도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 고정식 해양구조물의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정식 해양구조물(1000) 및 그 설치방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고정식 해양구조물(1000)은 기초부(100), 가이딩 라인(200), 부유체(300) 및 단위블록체(400)를 포함한다.

예를 들어 고정식 플랫폼이나 해상 풍력발전기 지지구조물과 같은 고정식 해양구조물의 경우, 해상에서 안정적이고 정밀한 작업이 가능하도록 해상에 안정적으로 고정되는 것이 중요하고, 특히 바람이나 파고 등 해상 조건이 좋지 않을 경우에도 이러한 외력에 견딜 수 있어야 한다. 이를 위해 최근에는 고정식 해양구조물의 크기를 대형화하거나 그 무게를 늘리는 쪽으로 개발되고 있다.

그러나, 고정식 해양구조물의 크기 및 무게를 대형화, 중량화할수록 완성된 구조물을 운반하는데 많은 비용과 노력이 소요될 뿐만 아니라 거대한 구조물을 해양에 설치하는데도 많은 어려움이 따른다.

본 실시예에 따르면, 해저면(10)에 고정되는 고정식 해양구조물(1000)을 블록으로 제작 가능한 단위블록체(400)를 통해 블럭화하여 제작함으로써, 구조물을 경량화할 수 있어 운반 및 설치를 간편하면서 동시에 구조물의 안정성을 향상시킬 수 있다.

본 실시예에 따르면, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 가이딩 라인(200)과 부유체(300)를 포함하는 부유식 가이딩 라인을 이용하여 복수의 단위블록체(400)의 적층을 가이드함으로써, 해상 상태나 수중 상태에 상관 없이 보다 신속하고 용이하게 단위블록체(400)를 기초부(100) 상에 적층시킬 수 있어, 그 결과 고정식 해양구조물(1000)의 제작과 운반 및 설치를 용이하게 구현할 수 있다.

이하 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 실시예에 따른 고정식 해양구조물(1000)의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

기초부(100)는 그 상부에 탑재되는 단위블록체(400)을 지지하기 위한 구성으로, 도 1에 도시된 바와 같이 해저면(10)에 고정될 수 있다.

기초부(100)는 블록 형태의 콘크리트로 제작될 수 있다. 이외에도, 기초부(100)는 강관으로 이루어진 트러스(truss) 구조물로 제작될 수 있으며, 그 형태는 다양하게 변형될 수 있다.

구체적으로, 기초부(100)는 부력부(미도시)에 의해 부력 조절이 가능하여 수면 상에 부유하거나 수면 아래로 잠수할 수 있다. 이 경우, 부력부는 밸러스트 탱크를 포함할 수 있으며, 이러한 밸러스트 탱크는 기초부(100)의 내부에 구비될 수 있다.

가이딩 라인(200)은 예를 들어 밧줄이나 체인과 같은 연결부재일 수 있다.

부유체(300)는 물에 부상할 수 있는 재질로 이루어질 수 있다.

구체적으로, 부유체(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 길이방향으로 연장되는 막대형상으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 부유체(300)는 그 길이방향을 따라 동일한 직경을 갖는 원기둥 형상일 수 있다.

이때, 부유체(300)는 가이딩 라인(200)의 직경에 상응하는 직경을 가질 수 있다.

또한, 후술할 단위블록체(400)에는 도면을 기준으로 상하방향으로 삽입홀(미도시)이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 삽입홀은 부유체(300)와 가이딩 라인(200)이 통과할 수 있는 내경(내측 지름)을 가질 수 있다.

따라서, 도 1에 도시된 바와 같이 서로 연결되어 일체화된 부유체(300)와 가이딩 라인(200)이, 후술할 단위블록체(400)의 삽입홀(미도시)에 용이하게 삽입될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 기초부(100)의 상측에는 가이딩 라인(200)의 일단부가 연결될 수 있으며, 가이딩 라인(200)의 타단부에는 부유체(300)가 연결될 수 있다.

따라서, 부력을 갖는 부유체(300)가 가이딩 라인(200)에 의해 해저의 기초부(100)에 지지됨으로써, 수면으로 부상하려는 부유체(300)와 해저에 고정된 기초부(100)를 연결하는 가이딩 라인(200)에는 인장력(즉, 서로를 끌어당기는 힘)이 작용할 수 있다.

그 결과, 수면으로 부상하려는 부유체(300)가 가이딩 라인(200)을 통해 해저의 기초부(100)에 지지될 수 있어, 도 1에 도시된 바와 같이 부유체(300)가 해수면의 소정 위치에 고정될 수 있다.

도 1을 참조하면, 기초부(100) 상에는 복수의 가이딩 라인(200)이 설치될 수 있으며, 상기 복수의 가이딩 라인(200)에 상응하여 복수의 부유체(300)가 수면 상에 위치할 수 있다.

이때, 복수의 부유체(300) 간에는 도 2에 도시된 바와 같이 후술할 제1 블록체(410)의 크기에 상응하여 소정의 간격이 유지될 필요가 있는데, 앞서 설명한 바와 같이 가이딩 라인(200)에 인장력이 작용함에 따라 각각의 부유체(300)의 움직임이 고정될 수 있어, 이들 복수의 부유체(300) 간의 간격이 큰 변화 없이 유지될 수 있다.

따라서, 복수의 블록체(410, 420, 430)를 포함하는 단위블록체(400)가 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 별도의 수중로봇이나 기타 가이딩 장비 없이도 가이딩 라인(200)과 부유체(300)를 포함하는 부유식 가이딩 라인을 통해 기초부(100) 상에 용이하게 적층될 수 있다.

단위블록체(400)는 일체화된 부유체(300)와 가이딩 라인(200)이 통과할 수 있는 내경을 갖는 삽입홀(미도시)을 구비할 수 있다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 단위블록체(400)는 제1 블록체(410)와 제2 블록체(420) 및 제3 블록체(430)를 포함할 수 있다.

본 실시예의 경우, 제1 블록체(410)와 제2 블록체(420) 및 제3 블록체(430)는 트러스 구조물로 이루어질 수 있다.

제1 블록체(410)는 도 2에 도시된 바와 같이 일체화된 부유체(300)와 가이딩 라인(200)을 통해 기초부(100) 측으로 가이드될 수 있어, 기초부(100)의 상부에 신속하고 용이하게 적층될 수 있다.

마찬가지로, 제2 블록체(420)는 도 3에 도시된 바와 같이 일체화된 부유체(300)와 가이딩 라인(200)을 통해 제1 블록체(410) 측으로 가이드될 수 있어, 제1 블록체(410)의 상부에 신속하고 용이하게 적층될 수 있다.

마찬가지로, 제3 블록체(430)는 도 4에 도시된 바와 같이 일체화된 부유체(300)와 가이딩 라인(200)을 통해 제2 블록체(420) 측으로 가이드될 수 있어, 제2 블록체(420)의 상부에 신속하고 용이하게 적층될 수 있다.

이 경우, 복수의 부유체(300) 간의 간격은 단위블록체(400)의 각각의 블록체(410, 420, 430)의 크기에 상응하여 자동적으로 가변될 수 있다.

따라서, 복수의 블록체(410, 420, 430)를 포함하는 단위블록체(400)가, 별도의 수중로봇이나 기타 가이딩 장비 없이도 가이딩 라인(200)과 부유체(300)를 포함하는 부유식 가이딩 라인을 통해 기초부(100) 상에 신속하고 용이하게 적층될 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따르면, 해저면(10)에 고정되는 고정식 해양구조물(1000)을 블록으로 제작 가능한 단위블록체(400)를 통해 블럭화하여 제작함으로써, 구조물을 경량화할 수 있어 운반 및 설치를 간편하면서 동시에 구조물의 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한 본 실시예에 따르면, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 가이딩 라인(200)과 부유체(300)를 포함하는 부유식 가이딩 라인을 이용하여 복수의 단위블록체(400)의 적층을 가이드함으로써, 해상 상태나 수중 상태에 상관 없이 보다 신속하고 용이하게 단위블록체(400)를 기초부(100) 상에 적층시킬 수 있어, 고정식 해양구조물(1000)의 제작과 운반 및 설치를 용이하게 구현할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 3개의 블록체로 이루어진 단위블록체(400)를 도시하고 있으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 블록체의 개수는 변형될 수 있다.

도 5는 본 실시예에 따른 부유식 가이딩 라인을 이용한 고정식 해양구조물(1000)의 설치방법을 나타낸 순서도이다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 부유식 가이딩 라인을 이용한 해양구조물의 설치방법은, 해저면(10)에 기초부(100)를 안착시키는 단계(S100)와, 기초부(100)와 연결되는 가이딩 라인(200)에 부유체(300)를 연결시켜 부유체(300)를 해수면에 고정시키는 단계(S200)와, 부유체(300)를 단위블록체(400)의 삽입홀(미도시)에 삽입시킴으로써 상기 삽입홀을 통과하는 부유체(300)와 가이딩 라인(200)을 통해 단위블록체(400)를 기초부(100) 측으로 하강시키는 단계(S300)와, 하강된 단위블록체(400)를 기초부(100)에 고정시키는 단계(S400)를 포함할 수 있다.

이에 앞서, 전술한 실시예에서 설명한 복수의 블록체(410, 420, 430)를 포함하는 단위블록체(400)는 육상에서 단위블록들로 제작되어 예인선 등에 의해 해상의 원하는 설치장소로 운반될 수 있다.

기초부(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 예를 들어 해상크레인(20) 등에 의해 원하는 해저면(10)으로 안착될 수 있다.

이때, 기초부(100)에는 가이딩 라인(200)과 부유체(300)가 일체화되어 미리 연결될 수도 있으며, 가이딩 라인(200)이 기초부(100)에 미리 연결된 상태에서 기초부(100)가 해저면에 고정되고, 그 이후에 부유체(300)가 가이딩 라인(200)에 연결될 수도 있다.

이렇게, 기초부(100)가 해저면(10)에 안착된 이후에, 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 부유체(300)가 소정의 간격을 유지하며 해수면의 소정 위치에 고정될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 일체화된 부유체(300)와 가이딩 라인(200)이 해저의 기초부(100)에 의해 지지된 상태에서, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 해상크레인(20)을 이용하여 복수의 블록체(410, 420, 430)를 가이딩 라인(200)과 부유체(300)을 통해 기초부(100) 상에 신속하고 용이하게 적층할 수 있다.

다음으로, 복수의 블록체(410, 420, 430)를 포함하는 단위블록체(400)는 예를 들어 볼트와 너트 등을 이용하여 기초부(100) 상에 고정될 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허등록청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

1000: 고정식 해양구조물
10: 해저면 20: 해상크레인
100: 기초부 200: 가이딩 라인
300: 부유체 400: 단위블록체
410: 제1 블록체 420: 제2 블록체
430: 제3 블록체

Claims (5)

1. 해저면에 안착되는 기초부;
   상기 기초부와 연결되는 가이딩 라인에 연결됨으로써 해수면에 고정되는 부유체; 및
   상기 부유체와 상기 가이딩 라인이 통과하도록 삽입홀이 구비되어, 상기 삽입홀을 통과하는 상기 부유체와 상기 가이딩 라인을 통해 상기 기초부 상에 적층되는 단위블록체를 포함하는 고정식 해양구조물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 부유체는 상기 가이딩 라인의 직경에 상응하는 직경을 가지며,
   상기 삽입홀은 상기 부유체와 상기 가이딩 라인이 통과할 수 있는 내경을 갖는 고정식 해양구조물.
3. 제1항에 있어서,
   상기 부유체는 길이방향으로 연장되는 막대형상으로 이루어지는 고정식 해양구조물.
4. 제1항에 있어서,
   상기 단위블록체는,
   상기 부유체와 상기 가이딩 라인을 통해 상기 기초부 측으로 가이드되어 상기 기초부의 상부에 적층되는 제1 블록체; 및
   상기 부유체와 상기 가이딩 라인을 통해 상기 제1 블록체 측으로 가이드되어 상기 제1 블록체의 상부에 적층되는 제2 블록체를 포함하는 고정식 해양구조물.
5. 해저면에 기초부를 안착시키는 단계;
   상기 기초부와 연결되는 가이딩 라인에 부유체를 연결시켜 상기 부유체를 해수면에 고정시키는 단계;
   상기 부유체를 단위블록체의 삽입홀에 삽입시켜, 상기 삽입홀을 통과하는 상기 부유체와 상기 가이딩 라인을 통해 상기 단위블록체를 상기 기초부 측으로 하강시키는 단계; 및
   상기 단위블록체를 상기 기초부에 고정시키는 단계를 포함하는, 부유식 가이딩 라인을 이용한 고정식 해양구조물의 설치방법.

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