KR20170039184A - 해상 부체 구조물 - Google Patents

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Abstract

해상 부체 구조물은 설치 해역까지 이동 가능하며, 설치 해역에서는 계류 고정되어 가동한다. 길이 방향의 중앙부는 직육면체 형상을 갖는다. 중앙부에 연속해서 설치된 후방부(13)의 상갑판(25)은 중앙부의 상갑판과 동등한 폭인 직사각형상을 갖는다. 후방부(13)의 이동시에서의 끽수선보다도 하방 부분이 후방으로 향하여 오므라지는 유선형을 나타낸다.

Description

해상 부체 구조물 {OCEAN FLOAT STRUCTURE}
본 발명은, 해상에서 예를 들어 원유 등을 생산하여 저장하는 해상 부체 구조물에 관한 것이다.
종래, 설치 해역까지 이동 가능하고, 설치 해역에서 계류(係留) 고정되어, 기름층 유체를 퍼올려서 원유를 정제하여 저장하는 해상 부체 구조물이 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 1). 이러한 해상 부체 구조물은 원유 저장 탱크를 구비하고, 상갑판에는 정화 처리 시설 등의 다양한 시설이 배치되기 때문에, 전체적으로 상자형 형상으로 성형되어 있는 것이 있다. 또한, 이러한 상자형 형상 부체의 배 수미(首尾) 부분에서는 바닥부 및 양 측벽부가 비스듬하게 컷트되어 경사면이 형성되어 있는 경우가 많다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 특개2001-260982호
상술한 바와 같이 해상 부체 구조물은, 그 기능상의 이유에 의해 상자형 형상을 갖는 것이 이상적이지만, 해상을 이동하기 위해 일정한 추진 저항 성능을 갖추는 것이 바람직하고, 이들 조건을 모두 충족하는 것은 곤란하였다.
본 발명은 전체적으로 상자형 형상을 가지는 동시에, 이동시의 저항 성능이 우수한 해상 부체 구조물을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은, 설치 해역까지 이동 가능하고, 설치 해역에서는 계류 고정되어 가동하는 해상 부체 구조물로서, 길이 방향의 중앙부가 직육면체 형상을 갖고, 중앙부에 연속해서 설치된 후방부의 상갑판이 중앙부의 상갑판과 동등한 폭인 직사각형상을 갖고, 후방부의 이동시에서의 끽수선(喫水線:선박이 수면과 만나는 선)보다도 하방 부분이 후방으로 향하여 오므라지는 유선형을 나타내는 것을 특징으로 하고 있다.
바람직하게는, 후방부의 외표면이 상갑판의 가장자리부로부터 수직 하방으로 연장되는 측벽에 접속된 상부 영역과, 바닥부에 접속된 하부 영역과, 상부 영역과 하부 영역 사이에 형성된 중간 영역을 갖고, 중간 영역의 경사 각도는 상부 영역 및 하부 영역보다도 작다. 이 구성에 있어서, 중간 영역은 예를 들어 선직면(線織面; ruled surface)으로 구성된다. 중간 영역은 후단부에 가까운 부분이 전개 가능면으로 구성되고, 중앙부에 가까운 부분이 뒤틀린 면으로 구성되어있다.
바람직하게는 상부 영역은 후단부로 가까워질수록 경사 각도가 작아지는 경사면을 갖는다. 이 경우, 상부 영역은 예를 들어 선직면으로 구성된다.
중앙부의 길이는, 예를 들어 해상 부체 구조물의 전체 길이의 50 내지 70%에 이르기까지 자유롭게 설정할 수 있는 것으로 하는 한편, 폭은 전 세계의 수선 도크의 수용 사이즈에 적합한 범용적인 사이즈로 고정하여, 예를 들어 폭 49 내지 63m로 한다. 이와 함께, 전방부의 길이는 폭과 개략 동등(약 90 내지 110%)으로 하고, 후방부의 길이는 폭의 약 120 내지 140%로 한다. 이로써 능파성(凌波性; 파도를 타고 넘는 능력, sea kindness))과 보침성(保針性; 침로 안전 성능, course-keeping ability)을 확보할 수 있다.
중앙부에 연속해서 설치된 전방부의 외표면은 예를 들어, 상갑판의 가장자리부에 접속되고, 상갑판에 대해 예각을 이루도록 경사진 상부 영역과, 이 상부 영역으로부터 수직 하방으로 연장되는 하부 영역을 갖고, 이 하부 영역은 전개 가능면으로 구성되어도 좋다.
본 발명에 의하면, 전체적으로 상자형 형상을 갖고, 또한, 이동시에 수면 아래가 되는 하부 영역의 저항 성능이 우수한 해상 부체 구조물을 얻을 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태를 적용한 해상 부체 구조물을 나타내는 측면도이다.
도 2는, 해상 부체 구조물의 전방부를 비스듬히 하방에서 본 사시도이다.
도 3은, 해상 부체 구조물의 전방부의 정면선도이다.
도 4는, 해상 부체 구조물의 후방부를 비스듬히 하방에서 본 사시도이다.
도 5는, 해상 부체 구조물의 후방부의 정면선도이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태인 해상 부체 구조물을, 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 실시형태를 적용한 해상 부체 구조물을 개략적으로 나타내고 있다. 이 해상 부체 구조물은 설치 해역까지 예항(曳航)되거나, 또는 자항(自航)해서 이동 가능하며, 설치 해역에서 계류 고정되어 가동한다. 본체(10)는 전방부(11)와 중앙부(12)와 후방부(13)로 구분된다. 본체(10)의 전 폭은, 전 세계의 수선 도크의 수용 사이즈에 적합한 범용적인 사이즈로 고정하고, 예를 들어 49 내지 63m이다. 전방부(11)의 길이는 전체 폭의 약 90 내지 110%이고, 후방부(13)의 길이는 전체 폭의 약 120 내지 140%이다. 또한 중앙부(12)의 길이는 해상 부체 구조물의 전체 길이의 약 50 내지 70%에 이르기까지 자유롭게 설정할 수 있는 직육면체 형상을 갖는다. 또한 부호 L은 이동시에서의 끽수선을 나타내고, 끽수는 본체(10)의 깊이의 약 3분의 1이다.
중앙부(12)의 상갑판(25)에 설치되는 생산 설비(21)는, 기름 처리 설비, 가스 처리 설비, 물 처리 설비, 발전 설비 등을 포함한다. 생산 설비(21)의 전방에는 수반 가스 연소 장치(22)가 설치되고, 생산 설비(21)의 주위에는 크레인(23)이 설치된다. 후방부(13)의 상갑판(25)에는 거주구 설비(24)가 설치된다.
도 2는 전방부(11)를 비스듬히 하방에서 본 사시도, 도 3은 전방부(11)의 정면선도이다. 전방부(11)는 중앙부(12)에 연속해서 형성되고, 그 외표면은 상부 영역(31)과 하부 영역(32)과 바닥부(33)로 구획된다. 상부 영역(31)은 상갑판(25)의 가장자리부에 접속되고, 상갑판(25)에 대해 예각을 이루도록 경사진다. 하부 영역(32)은 상부 영역(31)으로부터 수직 하방으로 연장된다. 하부 영역(32)은 도 3으로부터 이해되는 바와 같이, 빌지(bilge; 배 밑바닥의 만곡부)부(34)를 제외하고, 연직 방향으로 연장되는 선분만으로 형성되고, 또한 수평면 형상은 전단부에 가까워 질수록 폭이 좁아지는 곡선을 이룬다. 즉 하부 영역(32)은 전개 가능면으로 구성되어, 평면으로 전개할 수 있다. 바닥부(33)는 평면이다. 또한 도 2, 3에서 부호 F1 내지 F4는 서로 대응하는 위치에서의 외형선을 나타낸다.
중앙부(12)의 횡단면 형상은 대략 구형이며, 빌지부(34)(도 3 참조)를 제외하고 중앙부(12)의 측벽은 평판이다. 즉 중앙부(12)의 양 측벽은 실질적으로 평행인 평판이며, 중앙부(12)에는 원유 등의 저장 탱크가 형성된다.
도 4는 후방부(13)를 비스듬히 하방에서 본 사시도, 도 5는 후방부(13)의 정면선도이다. 후방부(13)는 중앙부(12)에 연속해서 형성되고, 상갑판(25)은 중앙부 (12)와 동등한 폭이며, 이상적으로는, 후방부(13)의 상갑판(25)을 상방에서 보면 직사각형을 나타낸다. 하지만 실제로는, 후방부(13)의 평면 형상은 모서리에 모따기(chamfering)가 실시되고, 혹은 둥그스름하게 만들어지는 경우도 포함하는 직사각형상이다. 또한, 후방부(13)는 이동시에서의 끽수선(L)(도 1 참조)보다도 하방 부분이 후방으로 향하여 오므라지는 유선형을 나타낸다. 후방부(13)의 외표면은 측벽(42)과 상부 영역(43)과 중간 영역(44)과 하부 영역(45)과 바닥부(46)로 구분된다. 또한 도 4, 5에서 부호 A0 내지 A2는 서로 대응하는 위치에서의 외형선을 나타낸다.
측벽(42)은 상갑판(25)의 가장자리부로부터 수직 하방으로 연장된다. 상부 영역(43)은 측벽(42)에 접속되고, 도 5의 외형선 A0 내지 A2에 의해 나타나는 바와 같이, 후단부로 가까워질수록 경사 각도가 작아지는 경사면을 갖는 뒤틀린 면이다. 즉 상부 영역(43)은 선분만으로 구성 가능한 선직면(전개 가능면 또는 뒤틀린 면, 및 이것들의 조합)이 된다. 한편, 하부 영역(45)은 바닥부(46)에 접속되고, 바닥부(46)와의 접속 부분 즉 빌지부(47)는 원호에 가까운 3차원 곡면이지만, 빌지부(47) 이외에는 선직면이다.
중간 영역(44)은 상부 영역(43)과 하부 영역(45) 사이에 형성되고, 중간 영역(44)의 위 가장자리부는 상부 영역(43)에 접속되고, 중간 영역(44)의 아래 가장자리부는 하부 영역(45)에 접속된다. 중간 영역(44)의 경사 각도는 상부 영역(43) 및 하부 영역(45)보다도 작다. 또한, 중간 영역(44)은, 후단부에 가까운 부분(도 5의 부호 A1 내지 부호 A2 사이 및 그 근방)이 전개 가능면으로 구성되고, 중앙부(12)에 가까운 부분(도 5의 부호 A2보다 전방)이 뒤틀린 면으로 구성된다. 즉 중간 영역(44)은 선분의 궤적으로서 나타내어지고, 선직면으로 구성된다.
상부 영역(43)과 중간 영역(44)의 경계인 각부(51)는, 도 5에 나타낸 바와 같이 볼록형상으로 구부러져 있다. 한편, 중간 영역(44)과 하부 영역(45)의 경계인 각부(52)는 도 5에 나타낸 바와 같이 오목형상으로 구부러져 있다.
상술한 바와 같이 본 실시형태에 있어서, 전방부(11)는 빌지부(34)를 제외하고, 바닥부(33)가 평면으로 이루어지고, 측벽의 하부 영역(32)이 전개 가능면으로서 구성되고, 전단부에 가까워질수록 폭이 좁아져 있다. 즉 전방부(11)의 형상은 단순하여, 건조(建造) 비용을 억제할 수 있고, 또한 이동시에서의 저항을 저감할 수 있다. 또한, 상부 영역(31)이 플레어(flare) 형상을 가지므로, 상갑판(25)의 면적이 확대되어, 생산 설비, 저장 설비, 계류 설비 등을 배치하기 위한 공간을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 이동시 혹은 가동시에 있어서 능파성을 향상시킬 수 있다.
중앙부(12)에 관하여, 본체(10)의 전체 길이(끽수선 길이)의 약 50 내지 70%를 차지하여, 일반 선박보다 길게 할 수 있다. 이와 같이 중앙부(12)를 길게 취하면, 해상 부체 구조물로서의 구성이 전체적으로 단순해지므로, 건조가 용이해진다. 또한 양 측벽이 평행인 부분이 길어지므로, 해저의 원유 등과 저장 설비를 연결하는 수직관(riser pipe) 등의 배관 등을 설치하기 위한 공간을 증가시킬 수 있다.
후방부(13)에서, 이동시에서의 끽수선(L)보다도 하방은 선형(船型)에 가까운 형상을 갖는다. 따라서, 상자형 형상을 갖는 해상 부체 구조물과 비교하여, 이동시의 저항을 감소시킬 수 있다. 저항이 감소함으로써, 추진 장치를 소형화할 수 있고, 이로써 기관실을 작게 할 수 있으므로, 이만큼 저장 공간을 확대할 수 있다. 또한 이동시의 연료 소비량을 억제할 수 있으므로, 환경 부하를 저감하고, 이동 비용을 저감시킬 수 있다. 또한 후방부(13)의 형상에 의하면, 해상 부체 구조물이 예항형이라도, 자주형(自走型)이라도, 보침성이 향상된다.
또한 후방부(13)의 상갑판(25)은 중앙부(12)와 동등한 폭을 갖고, 선미단을 향해 폭이 축소되는 종래의 해상 부체 구조물과 비교하면, 상갑판(25)은 최대 폭까지 확대되어 있다. 상갑판(25)에는, 생산 설비(21), 거주구 설비(24), 계류 설비, 구명 설비, 헬기 승강 설비 등이 배치되는데, 특히 거주구 설비(24), 헬기 승강 설비, 구명 설비는 안전성의 확보를 위해 위험한 석유 등의 저장 설비로부터 격리하는 것이 바람직하다. 중앙부(12)에 설치되는 저장 설비로부터 떨어진 후방부(13)는 안전성이 높은 장소이므로, 후방부(13)의 상갑판(25)의 면적을 크게 확보함으로써, 거주구 설비(24), 헬기 승강 설비, 구명 설비 등을 후방부(13)에 배치하는 것이 용이해진다.
후방부(13)의 상부 영역(43)에서 후단부는, 부호 A0에 의해 나타내는 바와 같이 경사져 있고, 이 경사 각도는 중앙부(12)에 가까워질수록 커져 있다. 이러한 상부 영역(43)의 경사에 의해, 계류 고정시의 파랑(波浪)에 대한 내파(耐波) 성능이 향상된다. 즉, 계류 고정시(가동시)의 끽수선은 이동시보다도 위쪽에 있고, 예를 들어 부호 A0으로 나타내는 선분의 하단 근방이지만, 상부 영역(43)은 경사져 있으므로, 본체(10)가 뒷질(pitching) 또는 상하로 움직였을 때에도 슬래밍(slamming) 충격을 완화할 수 있다. 또한 상부 영역(43)이 경사져 있음으로써, 가동시에서의 수선면 면적을 크게 하는 효과가 있으므로, 해상 부체 구조물의 경사를 억제할 수 있고, 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한 도 5에 나타낸 바와 같이 후방부(13)의 중간 영역(44)과 하부 영역(45) 사이의 각부(52)는 후단부에 가까워질수록 끽수선(L)(도 1 참조)에 가까워지고 있다. 즉 중간 영역(44)의 하방의 공간은 후단부일수록 커져 있다. 따라서 이동시의 선체 자세 트림을 선미(船尾) 트림으로 하여, 프로펠러의 잠김을 충분히 확보할 수 있다.
또한, 후방부(13)에서 상부 영역(43), 중간 영역(44), 하부 영역(45), 바닥부(46)는 빌지부(47)를 제외하고 평면 또는 선직면(전개 가능면 또는 뒤틀린 면, 및 이것들의 조합)으로 구성되어 있다. 따라서 후방부(13)의 형상은 단순하여, 건조 비용을 억제할 수 있다.
11 전방부
12 중앙부
13 후방부
25 상갑판
42 측벽
43 상부 영역
44 중간 영역
45 하부 영역

Claims (10)

  1. 설치 해역까지 이동 가능하고, 설치 해역에서는 계류 고정되어 가동되는 해상 부체 구조물로서,
    길이 방향의 중앙부가 직육면체 형상을 갖고, 상기 중앙부에 연속해서 설치된 후방부에 상갑판이 상기 중앙부의 상갑판과 동등한 폭인 직사각형상을 갖고, 상기 후방부의 이동시에서의 끽수선보다도 하방 부분이 후방으로 향해 오므라지는 유선형을 나타내는 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 후방부의 외표면이, 상갑판의 가장자리부로부터 수직 하방으로 연장되는 측벽에 접속된 상부 영역과, 바닥부에 접속된 하부 영역과, 상기 상부 영역과 하부 영역 사이에 형성된 중간 영역을 갖고, 상기 중간 영역의 경사 각도는 상기 상부 영역 및 하부 영역보다도 작은 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 중간 영역이 선직면으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 중간 영역이, 후단부에 가까운 부분이 전개 가능면으로 구성되고, 상기 중앙부에 가까운 부분이 뒤틀린 면으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 상부 영역이 후단부로 가까워질수록 경사 각도가 작아지는 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 상부 영역이 선직면으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 하부 영역은, 빌지부(bilge portion)를 제외하고 선직면으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 중앙부의 길이가 해상 부체 구조물의 전체 길이의 50 내지 70%인 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 중앙부에 연속해서 설치된 전방부의 외표면이, 상갑판의 가장자리부에 접속되고, 상기 상갑판에 대해 예각을 이루도록 경사지는 상부 영역과, 이 상부 영역으로부터 수직 하방으로 연장되는 하부 영역을 갖고, 이 하부 영역이 빌지부를 제외하고 전개 가능면으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중앙부와, 상기 중앙부에 연속해서 설치된 전방부와, 상기 후방부의 폭이 49 내지 63m의 범위에 있고, 상기 전방부의 길이는 폭의 90 내지 110%로 하고, 상기 후방부의 길이는 폭 120 내지 140%로 하는 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
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