KR20170030200A - 해양구조물 설치선박 - Google Patents

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Abstract

해양구조물 설치선박을 개시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 해양구조물 설치선박은 재킹시스템을 구비하며 해상구조물 설치작업을 수행하는 작업유닛; 작업유닛을 탑재해 운송하거나 분리할 수 있는 탑재부를 갖춘 선체; 및 탑재부와 작업유닛을 결합하는 결속장치를 포함한다.

Description

해양구조물 설치선박{Offshore structure installation vessel}
본 발명은 해양구조물 설치선박에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 재킹시스템을 갖춘 작업유닛을 분리해 운용할 수 있는 해양구조물 설치선박에 관한 것이다.
풍력터빈과 같은 구조물을 해상에 설치할 때는 육상에서 제작된 구조물을 선박에 실어 해상의 작업위치로 옮기고, 해상의 작업위치에 도착하여 구조물의 설치작업을 수행한다.
대한민국 공개특허공보 10-2014-0015961호(2014,.02.07. 공개)는 해상에서 풍력터빈을 운송 및 설치를 수행하는 설치선박의 예를 제시하고 있다. 이 설치선박은 풍력터빈의 부품들을 적재한 상태로 해상 작업위치로 이동한다. 작업위치로 이동한 후에는 잭킹시스템의 다리를 해저에 내려 선체를 해수면으로부터 상승시킨 상태에서 설치작업을 수행한다.
그러나 이러한 설치선박은 설치작업을 하는 과정에서 재킹시스템을 이용해 선체 전체를 들어 올려야 하기 때문에 대형 재킹시스템을 채용해야 할 뿐 아니라, 재킹시스템에 큰 부하가 작용하여 고장이나 수명저하를 초래할 수 있었다. 또 작업 시마다 선체 뿐아니라 선적된 많은 해양구조물을 함께 들어 올려야 하기 때문에 현장에서 설치 준비를 위한 작업이 오래 걸려 설치작업이 비효율적이었다.
대한민국 공개특허공보 10-2014-0015961호(2014,.02.07. 공개)
본 발명의 실시 예는 설치작업을 수행하는 작업유닛과 이를 운송하는 선체를 분리할 수 있어 장비의 운용효율을 향상시킬 수 있는 해양구조물 설치선박을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 재킹시스템을 구비하며 해상구조물 설치작업을 수행하는 작업유닛; 상기 작업유닛을 탑재해 운송하거나 분리할 수 있는 탑재부를 갖춘 선체; 및 상기 탑재부와 상기 작업유닛을 결합하는 결속장치를 포함하는 해상구조물 설치선박이 제공될 수 있다.
상기 재킹시스템은 상기 작업유닛의 데크부에 상호 이격되게 설치된 복수의 재킹유닛과, 상기 각 재킹유닛에 설치되어 상기 데크부를 지지하며 상기 재킹유닛의 동작에 의해 승강하는 복수의 다리를 포함할 수 있다.
상기 탑재부는 상기 데크부의 하면을 지지하는 탑재면이 상기 선체의 갑판보다 낮은 높이로 마련되고, 상기 선체의 좌-우현 방향 폭이 상기 작업유닛의 상호 인접하는 다리 사이 폭보다 작게 마련될 수 있다.
상기 탑재부는 상기 선체의 선미 쪽에 마련될 수 있다.
상기 탑재부는 상기 작업유닛을 복수로 탑재할 수 있다.
상기 결속장치는 상기 작업유닛과 상기 탑재부 중 적어도 하나에 마련된 결속돌출부와, 상기 결속돌출부가 진입하여 걸리도록 상기 작업유닛과 상기 탑재부 중 적어도 하나에 마련된 결속홈부를 포함할 수 있다.
상기 결속장치는 상기 결속홈부에 진입한 상기 결속돌출부를 걸어서 구속하는 구속유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 재킹시스템과 설치장비를 갖춘 작업유닛을 선체의 탑재부에 탑재한 상태로 해상구조물 설치영역으로 이동하고, 상기 설치영역에서 상기 재킹시스템을 이용해 상기 작업유닛을 상기 선체의 탑재부로부터 분리시킨 후 상기 선체를 다른 위치로 이동시키고, 상기 설치영역에 내려진 상기 작업유닛을 이용해 해상구조물 설치작업을 수행하는 해상구조물 설치선박의 운용방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 해양구조물 설치선박은 선체에 작업유닛 전용 탑재부를 구비하기 때문에 작업유닛을 탑재해 쉽게 운송할 수 있고, 설치영역에서 선체로부터 작업유닛을 분리한 후 작업유닛 독립적으로 해상구조물의 설치작업을 수행할 수 있으며, 작업유닛을 내린 선체를 이용해 다른 작업유닛을 옮기거나 해양구조물 부품을 운반할 수 있기 때문에 통상적인 설치선박에 비하여 장비의 운용효율을 현저히 높일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 해양구조물 설치선박에서 작업유닛은 해상에 내린 상태에서 설치작업만을 수행할 수 있으면 되기 때문에 데크부 및 재킹시스템의 소형화가 가능하다. 따라서 작업유닛의 제조비용을 줄일 수 있고, 취급이 용이하다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 해양구조물 설치선박의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 해양구조물 설치선박의 탑재부에 작업유닛이 탑재된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 해양구조물 설치선박의 측면도로, 해상 설치영역에서 작업유닛이 선체와 분리되는 상태를 나타낸다.
도 4와 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 해양구조물 설치선박의 작업유닛이 선체로부터 분리된 후 해상구조물의 설치작업을 수행하는 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 해양구조물 설치선박의 작업유닛과 선체의 탑재부를 결속하는 결속장치를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 해양구조물 설치선박의 탑재부를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 해양구조물 설치선박의 다른 실시 예를 나타낸다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 해양구조물 설치선박은 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 해상에서 풍력터빈과 같은 해상구조물의 설치작업을 수행하는 작업유닛(100)과, 작업유닛(100)을 탑재한 상태로 해상 설치영역으로 이동할 수 있고 설치영역에서 작업유닛(100)과 분리될 수 있는 선체(200)를 포함한다.
작업유닛(100)은 도 2와 도 4에 도시한 바와 같이, 사각패널 형태로 마련되며 그 상부에 설치를 위한 해상구조물의 부품들을 적재할 수 있는 데크부(110)와, 데크부(110)의 사방 모서리 쪽에 설치된 재킹시스템(120)과, 설치작업을 위한 크레인(130)을 포함할 수 있다.
재킹시스템(120)은 데크부(110)의 설치된 복수의 재킹유닛(121)과, 각 재킹유닛(121)에 각각 승강 가능하게 설치된 복수의 다리(122)를 구비한다. 재킹유닛(121)은 도면에 상세히 나타내지는 않았지만, 각 다리(122)를 승강시키는 구동장치를 포함한다. 구동장치는 다리(122)에 길이방향으로 마련되는 기어에 치합된 피니언기어와, 이 피니언기어를 회전시켜 다리의 승강을 구현하는 구동모터를 포함할 수 있다.
복수의 다리(122)는 상하방향으로 길이가 긴 트러스형 철골구조물로 마련될 수 있고, 도 4의 예처럼 그 하단이 해저면에 내려진 상태로 데크부(110)를 지지할 수 있다. 데크부(110)는 재킹유닛(121)의 동작에 의해 다리(122)를 따라 승강하여 그 높이가 조절될 수 있다.
작업유닛(100)은 데크부(110) 위에 해상구조물 1기를 설치할 수 있는 분량의 부품들을 탑재할 수 있는 정도의 크기로 마련됨이 바람직하다. 예를 들어, 설치할 해상구조물이 풍력터빈인 경우, 데크부(100)는 풍력터빈 1기의 부품들을 탑재할 수 있는 정도의 크기로 작게 마련되는 것이 좋다. 작업유닛(100)은 선체(200)와 분리된 상태에서 해상구조물의 설치작업을 위해 이용되는 점을 감안할 때, 작업유닛(100)이 과도하게 클 필요가 없다. 너무 크면 운송이 불편할 뿐 아니라 재킹시스템의 크기도 키워야 하기 때문이다.
선체(200)는 작업유닛(100)을 탑재해 운송하거나 분리할 수 있는 탑재부(210)를 구비한다. 탑재부(210)는 도 2, 도 6, 도 7에 도시한 바와 같이, 작업유닛(100)의 탑재와 분리가 용이하도록 선체(200)의 후미 쪽에 마련될 수 있다. 물론 탑재부(210)는 선체(200)의 선수 쪽에 마련될 수도 있다.
탑재부(210)는 작업유닛(100) 데크부(110)의 하면을 지지하는 상측 탑재면(211)이 선체(200)의 갑판(220)보다 낮은 높이로 마련되고, 선체(200)의 좌-우현 방향 폭(W)이 작업유닛(100)의 상호 인접하는 다리(122) 사이 폭보다 작게 마련된다. 따라서 탑재부(210)는 도 3의 예처럼 작업유닛(100)의 데크부(110)가 상승한 상태에서 복수의 다리(122) 사이 공간으로 진입할 수 있고, 작업유닛(100)은 이 상태에서 데크부(110)가 탑재부(210) 위에 내려지는 방식으로 탑재될 수 있다. 물론 작업유닛(100)을 이와 반대의 동작으로 선체(200)로부터 쉽게 내릴 수 있고, 선체(200)는 작업유닛(100)을 내린 후 이동하여 다른 작업유닛을 운송하거나 해상구조물 부품을 운반하는데 이용될 수 있다.
도 6과 도 7을 참조하면, 선체(200)의 탑재부(210)와 작업유닛(100)의 데크부(110) 사이에는 작업유닛(100)의 안정된 운송을 위해 데크부(110)와 탑재부(210)를 상호 결속하는 결속장치(230)가 마련될 수 있다.
결속장치(230)는 작업유닛(100)의 데크부(110) 하면으로부터 하방으로 돌출된 결속돌출부(231)와, 결속돌출부(231)가 진입하여 걸리도록 탑재부(210)의 탑재면(221)에 형성된 결속홈부(232)와, 결속홈부(232)로 진입한 결속돌출부(231)를 걸어서 구속하는 구속유닛(233)을 포함할 수 있다. 구속유닛(233)은 구속 및 구속 해제를 위해 진퇴하는 구속핀(233a)과, 구속핀(233a)을 동작시키는 구동부(233b)로 이루어질 수 있다.
여기서는 작업유닛(100)과 탑재부(210)의 결속을 위한 결속장치(230)의 일 예를 제시한 것일 뿐 결속장치(230)의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 전술한 경우와 반대로 결속돌출부(231)가 탑재부(210)에 마련되고, 결속홈부(232)가 작업유닛(100) 쪽에 마련될 수도 있다. 또 이러한 결속장치(230)가 복수 개소에 마련될 수도 있다.
이처럼 선체(200)의 탑재부(210)에 탑재되는 작업유닛(100)은 결속장치(230)에 의해 견고히 결속될 수 있기 때문에 운송 중 파도에 의해 선체(200)가 흔들리더라도 작업유닛(100)이 탑재부(210)로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
다음은 이러한 해상구조물 설치선박의 운용방법에 대해 설명한다.
설치선박이 작업위치로 이동할 때는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 선체(200)의 탑재부(210)에 작업유닛(100)을 탑재한 상태에서 운항한다. 선체(200)에 탑재된 작업유닛(100)의 데크부(110) 위에는 설치할 해상구조물의 부품들이 적재될 수 있다. 설치대상이 풍력터빈인 경우, 풍력터빈 1기의 설치를 위한 부품들이 데크부(110)에 적재될 수 있다.
설치선박이 작업위치에 도착한 후에는 도 3에 도시한 바와 같이, 결속장치(230)의 결속을 해제하고, 재킹시스템(120)을 동작시켜 작업유닛(100)의 다리(122)를 해저면에 내리고, 데크부(110)를 상승시켜 작업유닛(100)이 선체(200)의 탑재부(210)로부터 이격되도록 한다. 이 상태에서 선체(200)는 작업유닛(100)으로부터 이탈하여 다른 위치로 이동할 수 있다.
작업유닛(100)을 내린 선체(200)는 다른 작업유닛의 운송하거나, 갑판(220) 위에 적재한 해상구조물 부품을 운반할 수 있다.
설치영역에서 선체(200)로부터 분리된 작업유닛(100)은 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 데크부(100)에 설치된 크레인(130)을 이용해 적재된 설치부품 내려 해상구조물의 설치를 수행한다. 해상에 풍력터빈을 설치하는 경우라면, 도 4의 예처럼 해상에 미리 설치된 기초구조물(10) 위에 터워구조물(11)을 적층하는 방식으로 설치하고, 도 5의 예처럼 설치된 타워구조물(11) 위에 나셀(12)과 블레이드(13)를 설치할 수 있다.
작업유닛(100)을 이용해 해상구조물 설치를 마친 후에는 다시 선체(200)의 탑재부(210)에 작업유닛(100)을 탑재한 상태에서 다른 설치장소로 이동할 수 있다. 또 선체(200)에 작업유닛(100)을 탑재한 후, 다음 설치작업을 위해 선체(200)의 갑판(220) 위에 적재된 해상구조물 부품을 작업유닛(100)의 데크부(110)로 옮겨 적재할 수 있다.
이처럼 본 실시 예의 설치선박은 선체(200)에 작업유닛(100) 전용 탑재부(210)를 구비하기 때문에 작업유닛(100)을 탑재해 쉽게 운송할 수 있고, 설치영역에서 선체(200)로부터 작업유닛(100)을 분리한 후 작업유닛(100) 독립적으로 해상구조물의 설치작업을 수행할 수 있으며, 작업유닛(100)을 내린 선체(200)를 이용해 다른 작업유닛을 옮기거나 해양구조물 부품을 운반할 수 있다. 따라서 통상적인 설치선박에 비하여 장비의 운용효율을 현저히 높일 수 있다.
아울러, 작업유닛(100)은 해상에 내린 상태에서 설치작업을 수행할 수 있는 정도이면 되기 때문에 데크부(110) 및 재킹시스템(120)의 소형화가 가능하여 제조비용을 줄일 수 있고 취급도 용이하다.
도 8은 본 발명에 따른 해양구조물 설치선박의 다른 실시 예를 나타낸다. 도 8에 도시한 바와 같이, 선체(300)는 탑재부(310)가 길게 마련됨으로써 탑재부(310)에 복수의 작업유닛(100)을 탑재할 수 있다.
100: 작업유닛, 110: 데크부,
120: 재킹시스템, 121: 재킹유닛,
122: 다리, 130: 크레인,
200: 선체, 210: 탑재부,
211: 탑재면, 220: 갑판,
230: 결속장치.

Claims (7)

  1. 재킹시스템을 구비하며 해상구조물 설치작업을 수행하는 작업유닛;
    상기 작업유닛을 탑재해 운송하거나 분리할 수 있는 탑재부를 갖춘 선체; 및
    상기 탑재부와 상기 작업유닛을 결합하는 결속장치를 포함하는 해상구조물 설치선박.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 재킹시스템은,
    상기 작업유닛의 데크부에 상호 이격되게 설치된 복수의 재킹유닛; 및
    상기 각 재킹유닛에 설치되어 상기 데크부를 지지하며 상기 재킹유닛의 동작에 의해 승강하는 복수의 다리를 포함하는 해상구조물 설치선박.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 탑재부는 상기 데크부의 하면을 지지하는 탑재면이 상기 선체의 갑판보다 낮은 높이로 마련되고, 상기 선체의 좌-우현 방향 폭이 상기 작업유닛의 상호 인접하는 다리 사이 폭보다 작게 마련되는 해상구조물 설치선박.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 탑재부는 상기 선체의 선미 쪽에 마련되는 해상구조물 설치선박.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 탑재부는 상기 작업유닛을 복수로 탑재할 수 있는 해상구조물 설치선박.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결속장치는,
    상기 작업유닛과 상기 탑재부 중 적어도 하나에 마련된 결속돌출부; 및
    상기 결속돌출부가 진입하여 걸리도록 상기 작업유닛과 상기 탑재부 중 적어도 하나에 마련된 결속홈부를 포함하는 해상구조물 설치선박.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 결속장치는 상기 결속홈부에 진입한 상기 결속돌출부를 걸어서 구속하는 구속유닛을 더 포함하는 해상구조물 설치선박.
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