KR20160112621A - Ｆｌｎｇ의 경사 데크 구조 - Google Patents

Ｆｌｎｇ의 경사 데크 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 FLNG의 경사 데크 구조에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 이중데크나 그 주변에 대한 보강을 최소화하면서도 선체의 종방향 강도를 증대시킬 수 있고, 이로 인해 이중데크에 작용하는 응력 및 처짐을 최소화할 수 있으며, 저장탱크의 설치 공간과 용량 감소를 초래하지 않도록 하는 FLNG의 경사 데크 구조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 FLNG의 경사 데크 구조는 선체 내에 독립형의 저장탱크가 설치되는 FLNG의 데크 구조에 있어서, 상기 독립형 탱크의 상측에 이중데크구조물이 마련되고, 상기 이중데크구조물이 중심부로부터 횡방향 양측으로 하향 경사지게 형성된다.

Description

ＦＬＮＧ의 경사 데크 구조{Slope deck structure of floating LNG}
본 발명은 FLNG의 경사 데크 구조에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 이중데크나 그 주변에 대한 보강을 최소화하면서도 선체의 종방향 강도를 증대시킬 수 있도록 구성된 FLNG의 경사 데크 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 부유식 천연가스 생산 저장 하역 설비(Floating LNG, 이하 'FLNG'라 함)는 해양 플랜트(Offshore plant)나 드릴쉽(Drillship)에 의해 해저에서 시추 또는 생산된 LNG가 LNG 운반선으로 하역하기 전에 보관되는 구조물로서, LNG의 수요와 그 효용성 등으로 인해 수요가 점차 증가하고 있다.
FLNG는 LNG의 저장을 위한 저장탱크가 마련되는데, 이에 대해서 한국공개특허 제10-2012-0136353호의 탄화수소 프로세싱 베슬 및 방법이 있다. 이는 탄화수소 프로세싱 베슬 로서, 길이방향 측면들, 상기 측면들 사이에 뻗어있는 기저부, 선체 꼭대기 그리고 상기 측면들 사이에 위치되는 데크, 및 상기 길이방향 측면들 사이의 길이방향 중간 평면을 포함하는 기다란 선체; 상기 길이방향 중간 평면의 우현(starboard) 측에 배치되는 다수의 제 1 저장 탱크들; 상기 다수의 제 1 저장 탱크들과 대칭으로 평행한 배치로 상기 길이방향 중간 평면의 좌현(port) 측에 배치되는 다수의 제 2 저장 탱크들; 및 상기 중간 평면을 따라 뻗어있고 인접한 상기 제 1 및 제 2 저장 탱크들 사이에 위치되는 적어도 하나의 길이방향 벌크헤드를 포함한다.
이와 같은 종래의 FLNG에 구비된 저장탱크 사이의 중앙에는 종격벽(길이방향 벌크헤드)이 설치되는데, 이는 저장탱크가 멤브레인형 탱크일 경우에 가능하다. 즉 멤브레인형 탱크는 선체 내벽에 단열박스를 설치하여 LNG를 적재하므로, 슬로싱(Sloshing)으로 인한 하중에 의해 단열박스가 손상되기 쉬워지기 때문에, 중앙 종격벽의 설치에 의해 슬로싱으로 인한 하중을 분산 및 저하시키고, 갑판 강성이 유지되도록 한다. 그러나, 멤브레인형 탱크와는 달리, IMO 타입-B 탱크와 같이 독립형 탱크인 경우에는 중앙 종격벽의 설치를 어렵게 하는데, 이에 대해서 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술에 따른 독립형 탱크가 설치된 FLNG를 도시한 정단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 독립형 탱크가 설치된 FLNG(10)는 선체(11)의 내부에 LNG의 저장을 위한 저장탱크(12)가 설치되고, 저장탱크(12)의 상측에 이중데크(13)가 설치된다. 저장탱크(12)는 독립형 탱크로서 하부지지부(14)에 의해 선체(11) 내의 바닥으로부터 이격되도록 설치되고, 상부지지부(15)에 의해 이중데크(13)를 지지한다.
이와 같은 종래의 기술에 따른 독립형 탱크가 설치된 FLNG(10)는 저장탱크(12)가 독립형 탱크로 이루어지는 경우, 중앙 종격벽이 없는 형태의 선체(11) 구조를 가지게 된다. 이는 독립형 탱크가 적용되는 선체(11)에 중앙 종격벽을 설치시 배관, 전기 등의 의장품이 중앙 종격벽이 없는 경우에 비하여 2배 이상 소요되어 가격 상승을 초래하기 때문이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 독립형 탱크가 설치된 FLNG(10)는 중앙 종격벽을 가지지 않게 됨으로써 상부의 탑사이드모듈(Topside module; 16)과 선체(11)의 운동에 따른 하중을 이중데크(13)가 단독으로 지지하게 된다.
그러므로, 이중데크(13)에 과도한 응력 및 처짐(d1)이 발생하고, 이중데크(13)를 통해서 저장탱크(12)에도 하중이 전달되어 저장탱크(12)의 변형을 초래할 뿐만 아니라, 탑사이드모듈(16)과 그 지지구조물(17)의 처짐(d2,d3), 그리고 탑사이드모듈(16)의 수평 변위를 유발하게 되며, 이로 인해 탑사이드모듈(16)과 이중데크(13)나 그 주변에 대한 과도한 추가 보강이 요구된다. 이러한 추가 보강 요구에 따라 선체(11)에 대한 부족한 종강도를 만회하기 위하여, 이중데크(13)의 두께를 상방향으로 증가시킬 경우, 선체(11)의 중량 증가가 과도해질 뿐만 아니라, 선체(11)의 높이가 증가되어, 롤링(Rolling) 등과 같은 선체(11)의 운동에 대한 안정성과 복원성을 크게 해치게 된다. 또한 선체(11)에 대한 부족한 종강도의 만회를 위하여, 이중데크(13)의 두께를 하방향으로 증가시킬 경우, 선체(11)의 높이를 유지할 수 있으나, 선체(11)의 내부 공간이 감소하여 이에 설치되는 저장탱크(12)의 용량이 줄어들어, 화물량의 적재 감소를 야기하는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 이중데크나 그 주변에 대한 보강을 최소화하면서도 선체의 종방향 강도를 증대시키고, 저장탱크의 설치 공간과 용량 감소를 초래하지 않도록 하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 선체 내에 독립형의 저장탱크가 설치되는 FLNG의 데크 구조에 있어서, 상기 독립형 탱크의 상측에 이중데크구조물이 마련되고, 상기 이중데크구조물이 중심부로부터 횡방향 양측으로 하향 경사지게 형성되는 FLNG의 경사 데크 구조가 제공된다.
상기 이중데크구조물은, 상하로 이격되는 상부플레이트와 하부플레이트의 이중 구조로 이루어지고, 상기 상부플레이트의 경사각이 상기 하부플레이트의 경사각보다 작게 형성될 수 있다.
상기 이중데크구조물은, 상부면을 기준으로 6~8°의 경사각을 가질 수 있다.
상기 이중데크구조물은, 중심부의 두께가 양측의 두께에 비하여 작게 형성될 수 있다.
상기 이중데크구조물은, 중심부로부터 하방으로 돌출되어 상기 선체의 종방향으로 마련되는 종방향부재가 상기 저장탱크의 상부 중심에 설치되는 상부지지부재 상에 위치할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, FLNG의 데크 구조에 있어서, 선체 상부의 이중데크구조물이 중심부로부터 횡방향 양측으로 하향 경사지게 형성되는 FLNG의 경사 데크 구조가 제공된다.
본 발명에 따르면, 이중데크나 그 주변에 대한 보강을 최소화하면서도 선체의 종방향 강도를 증대시킬 수 있고, 이로 인해 이중데크에 작용하는 응력 및 처짐을 최소화할 수 있으며, 저장탱크의 설치 공간과 용량 감소를 초래하지 않도록 한다.
도 1은 종래의 기술에 따른 독립형 탱크를 가지는 FLNG를 도시한 정단면도이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 독립형 탱크를 가지는 FLNG의 문제점을 설명하기 위한 정단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 FLNG의 경사 데크 구조를 도시한 정단면도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시례에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 하기 실시례는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 FLNG의 경사 데크 구조를 도시한 정단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시례에 따른 FLNG의 경사 데크 구조(100)는 선체(110) 상부의 이중데크구조물(130)이 중심부로부터 횡방향 양측으로 하향 경사지게 형성될 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시례에 따른 FLNG의 경사 데크 구조(100)는 선체(110) 내에 LNG의 저장을 위해 설치되는 저장탱크(120)가 예컨대 독립형 탱크로 이루어질 수 있다.
본 실시례에서, FLNG(Floating LNG)는 부유식 천연가스 생산 저장 하역 설비로서, 해양 플랜트(Offshore plant)나 드릴쉽(Drillship) 등에 의해 해저에서 시추 또는 생산된 LNG가 LNG 운반선으로 하역하기 전에 보관되는 구조물이며, LNG-FPSO(Liquefied Natural Gas - Floating Production Storage and Off-loading) 및 LNG-FSRU(Liquefied Natural Gas - Floating Storage and Regasification Unit) 등이 포함될 수 있다. 여기서 LNG-FPSO는 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 저장탱크 내에 저장하고, 필요시에 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 운반선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해양 구조물이다. 또한, LNG-FSRU는 육상으로부터 멀리 떨어진 해상에서 LNG 운반선으로부터 하역되는 LNG를 저장탱크에 저장한 후에 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상의 필요한 곳으로 공급하는 부유식 해양 구조물이다.
선체(110)는 내부에 예컨대 독립형의 저장탱크(120) 설치를 위한 설치공간(111)이 형성되는데, 이중데크구조물(130)의 역처짐 구조에 의해 보강됨으로써 설치공간(111)의 증대를 가능하도록 한다.
저장탱크(120)는 독립형 탱크로 이루어지는 경우, 하부가 설치공간(111)의 바닥면으로부터 이격되도록 지지되기 위하여, 하부에서 중심부와 그 양측이 설치공간(111)의 바닥면에 설치되는 하부지지부재(121,122)에 의해 지지될 수 있다. 또한 저장탱크(120)는 상측의 이중데크구조물(130)을 지지하도록 상부에서 중심부와 그 양측에 상부지지부재(123,124)가 설치될 수 있다.
이중데크구조물(130)은 상하로 이격되는 상부플레이트(131)와 하부플레이트(132)의 이중 구조로 이루어질 수 있고, 상부플레이트(131)와 하부플레이트(132)가 연결플레이트(133)에 의해 서로 연결될 수 있으며, 상부플레이트(131)의 경사각(α1)이 하부플레이트(132)의 경사각(α2)보다 작게 형성될 수 있다. 여기서 상부플레이트(131)의 경사각(α1)과 하부플레이트(132)의 경사각(α2) 차이는 0.1~3°일 수 있는데, 경사각(α1,α2) 간의 차이는 반드시 이러한 각도범위에 한정하지 않고, 이중데크구조물(130)의 폭, 두께, 경사각 등에 따라 처짐 방지와 보강에 효과적인 각도 차이일 수 있다. 상부플레이트(131)와 하부플레이트(132) 각각은 구간마다 상이한 경사각을 가지는 경우, 위의 경사각(α1,α2)은 일례로 평균경사각일 수 있다. 또한 경사각은 그 대상물과 수평면이 이루는 각도일 수 있다.
이중데크구조물(130)은 6~8°의 경사각을 가질 수 있는데, 이러한 경사각은 이중데크구조물(130)이 상부플레이트(131)과 하부플레이트(132)로 이루어짐을 고려하여, 상부면, 즉 상부플레이트(131)를 기준으로 할 수 있으며, 이 경우 'α1'이 해당될 수 있다. 여기서 이중데크구조물(130)의 경사각이 6°미만인 경우, FLNG의 상부 구조물 등의 하중을 고려하여 처짐에 저항하기 위한 강도를 구현하기 어렵고, 8°초과인 경우 이중데크구조물(130)의 제작에 어려움이 따를 뿐만 아니라 비경제적이고, 특히 이중데크구조물(130)의 상부에 설치되는 구조물의 레벨링을 위해 많은 시간과 비용이 소요될 수 있다.
이중데크구조물(130)은 상기한 바와 같은 경사각을 가짐으로써 기존의 갑판에 우수 배출을 위하여 1° 미만으로 형성되는 경사와는 구별된다. 즉 종래의 갑판에서 우수 배출을 위한 경사 구조는 갑판의 상면에만 부분적으로 적용될 뿐만 아니라, 처짐 방지나 보강에 도움을 주지 못하며, 그 경사각 역시 미비하다는 점에서, 본 발명의 이중데크구조물(130) 전체의 경사와 그 경사각, 그리고 구조 및 작용 면에서 큰 차이를 가진다.
이중데크구조물(130)은 본 실시례에서처럼 중심부의 두께(t1)가 양측의 두께(t2)에 비하여 작게 형성될 수 있다. 따라서 이중데크구조물(130)은 중심부로 갈수록 자중이 감소되는 효과를 가짐으로써, 자중에 의한 중심부의 처짐 내지 변위를 감소시키는데 기여할 수 있다.
이중데크구조물(130)은 중심부로부터 하방으로 돌출되어 선체(110)의 종방향으로 마련되는 종방향부재(140)가 저장탱크(120)의 상부 중심에 설치되는 상부지지부재(123) 상에 위치할 수 있다. 이러한 종방향부재(140)는 이중데크구조물(130)과 일체를 이루도록 형성될 수 있고, 이중데크구조물(130) 구조물의 종방향 변위를 감소시키는 보강 역할을 할 수도 있으며, 저장탱크(120)의 상부면이 수평되게 형성되는 점을 감안하여, 상부지지부재(123)와 이중데크구조물(130) 간의 갭(gap)을 줄이는 역할을 할 수 있다. 또한 이중데크구조물(130)은 상면에 탑사이드모듈 등과 같은 상부구조물의 설치를 위하여 지지구조물(150)이 설치될 수 있다. 이러한 지지구조물(150)은 지지대상물인 상부구조물의 자중과 크기 등에 따라 그 개수 및 구조가 정해질 수 있으며, 이중데크구조물(130)이 경사되게 형성되는 점을 고려하여 상부구조물의 레벨링을 위하여, 이중데크구조물(130)의 폭방향으로 배열되는 각각이 서로 상이한 높이를 가짐으로써 각각의 끝단이 수평을 이루도록 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 FLNG의 경사 데크 구조에 따르면, 이중데크구조물(130)이나 그 주변에 대한 보강을 최소화하면서도 선체(110)의 종방향 강도를 증대시킬 수 있다. 따라서 이러한 경사를 가진 이중데크구조물(130)에 작용하는 응력 및 처짐을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 독립형의 저장탱크(120)를 설치하기 위한 공간(111)과 저장탱크(120)의 용량 감소를 초래하지 않도록 한다.
본 발명은 상기 실시례에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
110 : 선체 111 : 설치공간
120 : 저장탱크 121,122 : 하부지지부재
123,124 : 상부지지부재 130 : 이중데크구조물
131 : 상부플레이트 132 : 하부플레이트
133 : 연결플레이트 140 : 종방향부재
150 : 지지구조물

Claims (7)

  1. 선체 내에 독립형의 저장탱크가 설치되는 FLNG의 데크 구조에 있어서,
    상기 독립형 탱크의 상측에 이중데크구조물이 마련되고, 상기 이중데크구조물이 중심부로부터 횡방향 양측으로 하향 경사지게 형성되는 FLNG의 경사 데크 구조,
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이중데크구조물은,
    상하로 이격되는 상부플레이트와 하부플레이트의 이중 구조로 이루어지고, 상기 상부플레이트의 경사각이 상기 하부플레이트의 경사각보다 작게 형성되는 FLNG의 경사 데크 구조.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 이중데크구조물은,
    상부면을 기준으로 6~8°의 경사각을 가지는 FLNG의 경사 데크 구조.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 이중데크구조물은,
    중심부의 두께가 양측의 두께에 비하여 작게 형성되는 FLNG의 경사 데크 구조.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 이중데크구조물은,
    중심부로부터 하방으로 돌출되어 상기 선체의 종방향으로 마련되는 종방향부재가 상기 저장탱크의 상부 중심에 설치되는 상부지지부재 상에 위치하는 FLNG의 경사 데크 구조.
  6. FLNG의 데크 구조에 있어서,
    선체 상부의 이중데크구조물이 중심부로부터 횡방향 양측으로 하향 경사지게 형성되는 FLNG의 경사 데크 구조.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 이중데크구조물은,
    상부면을 기준으로 6~8°의 경사각을 가지는 FLNG의 경사 데크 구조.
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