KR20180048610A - 해상 부체 구조물 - Google Patents

Abstract

해상 부체 구조물에 있어서, 선수부 모듈(100)과 선미부 모듈(300) 사이에 복수의 탱크부 모듈(200)을 마련한다. 각 탱크부 모듈(200)의 상갑판의 위에는 생산 설비가 설치 가능하다. 선수부 모듈(100)과 선미부 모듈(300)과 복수의 탱크부 모듈(200)에 있어서, 폭과 깊이는 공통이다. 선수부 모듈(100)과 선미부 모듈(300)과 복수의 탱크부 모듈(200)은 개별로 설계되고, 조합되어 구성된다.

Description

해상 부체 구조물

본 발명은, FPSO(부체식 생산 저장 적출 설비)의 선체 부분인 해상 부체 구조물에 관한 것이다.

FPSO는, 해상에서 석유·가스를 생산하는 동시에, 생산한 원유를 탱크에 저장하여 유조선(TANKER)으로 실어 보낼 수 있는 설비로, 유조선과는 달리, 원유를 저류하는 탱크가 마련될 뿐만 아니라, 상갑판 위에는 생산 설비가 탑재된다. 이 생산 설비는, 가스 분리 설비, 탈수 설비, 계량 설비, 발전 설비 등의 다양한 기기를 구비하고, 유정의 특성에 맞춰 설계되어, 선체가 제조된 후에 탑재되므로, 선체의 설계시에는 상세가 정해져 있지 않은 경우가 많다. 따라서, 프로젝트마다의 생산 설비의 요건이 확정되는 것을 기다려 선체의 설계를 행하면, 결과적으로 선체의 제조가 생산 설비의 탑재에 시간을 맞출 수 없어, FPSO의 전체 건조 기간이 길어진다는 문제가 생긴다.

한편, 특허문헌 1에는, 선체를 선수부와 선체 중앙부와 선미부로 분할하여 따로따로 건조하고, 서로 접합하여 선체를 완성시키는 건조 방법이 제안되어 있다. 이 방법을 FPSO에 적용하면, 생산 설비가 탑재되는 선체 중앙부의 설계, 건조에 앞서, 선수부와 선미부의 건조를 진행할 수 있다. 즉, 구조가 복잡한 선미부의 건조를 선행함으로써, 선체 중앙부의 건조 개시 시기가 늦어졌다고 해도 FPSO의 전체의 설계·건조 기간을 오래 끄는 것이 방지된다. 하지만 상갑판 위의 영역의 크기에 따라 탑재할 수 있는 기기가 제한되므로, 생산 설비의 사양이 설계 단계의 도중에 변경되어 생산 설비를 확대하는 것이 요구된 경우, 이 요구에 응하는 것은 곤란하다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 특개2014-121920호

본 발명은, 설계 기간을 포함하는 건조 기간을 단축할 수 있고, 게다가, 설계 단계의 도중이라도 설계 변경이 용이한 해상 부체 구조물을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 따른 해상 부체 구조물은, 선수부 모듈과, 선미부 모듈과, 선수부 모듈과 선미부 모듈 사이에 마련되고, 상갑판 위에 생산 설비가 설치 가능한 복수의 탱크부 모듈을 구비하고, 선수부 모듈과 선미부 모듈과 복수의 탱크부 모듈에 있어서, 폭과 깊이가 공통이고, 선수부 모듈과 선미부 모듈과 복수의 탱크부 모듈이 조합되어 구성되는 것을 특징으로 하고 있다.

복수의 탱크부 모듈의 개수는 변경 가능한 것이 바람직하다. 선수부 모듈, 선미부 모듈, 및 탱크부 모듈에 포함되는 카고 탱크의 배 길이 방향을 따른 개수는 예를 들어 4 이상이고 8 이하이다. 탱크부 모듈의 길이는 예를 들어, 탱크부 모듈이 4장의 종통(縱通) 격벽을 갖고 있는 경우에는 폭의 87% 이하인 것이 바람직하고, 탱크부 모듈이 3장의 종통 격벽을 갖고 있는 경우에는 폭의 68% 이하인 것이 바람직하다. 복수의 탱크부 모듈 중 하나가 터렛(turret)을 장비 가능하게 구성되어도 좋다. 또한, 이 범위 내이면 개개의 탱크부 모듈의 길이는 반드시 통일되어있을 필요는 없다. 이로써, 탱크 수의 변경에 의한 탱크 용적, 생산 설비의 요구로는 다 응할 수 없는, 보다 세밀한 요구에 대응할 수 있다.

선미부 모듈의 상갑판 위에는, 예를 들어 거주구가 마련된다.

선수부 모듈은 외부(外付) 터렛을 장착하기 위한 지지 구조를 구비하고 있어도 좋다.

선미부 모듈의 흘수선보다도 아래쪽 부분이 뒤쪽으로 향하여 오므라지는 유선형을 나타내는 것이 바람직하다. 선미부 모듈의 외표면의 형상으로서, 상갑판의 가장자리부로부터 수직 아래쪽으로 연장되는 측벽에 접속된 상부 영역과, 바닥부에 접속된 하부 영역과, 상부 영역과 하부 영역 사이에 형성된 중간 영역을 갖고, 중간 영역의 경사 각도가 상부 영역 및 하부 영역보다도 작은 것이 바람직하다. 중간 영역은 예를 들어 선직면(線織面)으로 구성된다. 중간 영역은, 후단부에 가까운 부분이 가전면(可展面)으로 구성되고, 중앙부에 가까운 부분이 뒤틀림면으로 구성되어도 좋다. 상부 영역은 후단부로 가까이 갈수록 경사 각도가 작아지는 경사면을 갖도록 구성되어도 좋다. 또한 상부 영역은 예를 들어 선직면으로 구성된다. 하부 영역은, 빌지(bilge)부를 제외하고 선직면으로 구성되어도 좋다.

본 발명에 의하면, 건조 기간을 단축할 수 있고, 게다가, 설계 단계의 도중이라도 설계 변경이 용이한 해상 부체 구조물을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태인 해상 부체 구조물의 각 모듈의 배치를 나타내는 측면도.
도 2는 도 1에 나타내는 해상 부체 구조물의 각 모듈의 배치를 나타내는 평면도.
도 3은 탱크부 모듈의 횡단면도.
도 4는 카고 탱크의 배 길이 방향의 수를 7로 한 경우에 해상 부체 구조물에 작용하는 세로 굽힘 모멘트 분포를 나타내는 도면.
도 5는 카고 탱크의 배 길이 방향의 수를 4로 한 경우에 해상 부체 구조물에 작용하는 세로 굽힘 모멘트 분포를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시형태인 해상 부체 구조물을 적용한 FPSO의 일례를 나타내는 측면도.
도 7은 도 6에 나타내는 FPSO의 평면도.
도 8은 본 발명의 일 실시형태인 해상 부체 구조물을 적용한 FPSO의 다른 예를 나타내는 측면도.
도 9는 도 8에 나타내는 FPSO의 평면도.
도 10은 해상 부체 구조물의 전방부를 비스듬히 아래쪽에서 본 사시도.
도 11은 해상 부체 구조물의 전방부의 정면선도.
도 12는 해상 부체 구조물의 후방부를 비스듬히 아래쪽에서 본 사시도.
도 13은 해상 부체 구조물의 후방부의 정면선도.

이하, 도시된 실시형태를 참조하여 본 발명에 따른 해상 부체 구조물의 구성을 설명한다.

도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 해상 부체 구조물의 선체는 선수부 모듈(100)과 복수의 탱크부 모듈(200)과 선미부 모듈(300)과 거주구(400)를 갖는다. 탱크부 모듈(200)은 선수부 모듈(100)과 선미부 모듈(300) 사이에 마련되고, 선수부 모듈(100)과 선미부 모듈(300)과 탱크부 모듈(200)이 조합되어 구성된다. 탱크부 모듈(200)의 수는 변경 가능하며, 도 1(a)와 도 2(a)에서는 5, 도 1(b)와 도 2(b)에서는 4, 도 1(c)와 도 2(c)에서는 3, 도 1(d)와 도 2(d)에서는 2이다. 또한 선수부 모듈(100)과 선미부 모듈(300)과 탱크부 모듈(200)은 각각 개별적으로 설계되어, 예를 들어 선수부 모듈(100)과 선미부 모듈(300)의 설계가 선행하여 행해지며, 탱크부 모듈(200)의 설계는, 선수부 모듈(100)과 선미부 모듈(300)의 건조가 개시된 후에도 완성되어 있지 않아도 된다.

선수부 모듈(100)은 선수부(110)와 선수 탱크(120)를 갖고, 이것들은 격벽(130)에 의해 구획된다. 선수 탱크(120)는 배 길이 방향으로 연장되는 4장의 종통 격벽(121)에 의해 구획된다. 즉 선수 탱크(120)의 중앙부에는 센터 카고 탱크(122)가 마련되고, 그 양측에는 윙 카고 탱크(123)가 마련된다. 이들 카고 탱크(122, 123)는 원유를 저류하기 위해 마련된다. 윙 카고 탱크(123)의 외측에는, 사이드 탱크(124)가 마련된다.

선미부 모듈(300)은 선미부(310)와 선미 탱크(320)를 갖고, 이것들은 격벽(330)에 의해 구획된다. 선미 탱크(320)는 배 길이 방향으로 연장되는 종통 격벽(321)에 의해 구획된다. 즉 선미 탱크(320)의 중앙부에는 센터 카고 탱크(322)가 마련되고, 그 양측에는 윙 카고 탱크(323)와 슬롭 탱크(324)가 마련된다. 카고 탱크(322, 323)는 원유를 저류할 뿐만 아니라, 후술하는 생산 설비 모듈(500)로부터 배출되는 액체를 저류하는 등에도 사용된다. 슬롭 탱크(324)는 카고 탱크의 세정에 의해 생기는 유탁액이나 상갑판 및 톱사이드(topside) 영역으로부터의 드레인(drain) 및 빌지(bilge)를 저류하기 위해 마련된다. 센터 카고 탱크(322)와 슬롭 탱크(324)의 뒤쪽에는 펌프실(340)이 마련된다. 윙 카고 탱크(323)와 슬롭 탱크(324)의 외측에는 사이드 탱크(325)가 마련된다.

복수의　탱크부 모듈(200)은 격벽(201)에 의해 구획된다. 각 탱크부 모듈(200) 내에는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 4장의 종통 격벽(202)에 의해 구획된다. 즉 탱크부 모듈(200)의 중앙부에는 센터 카고 탱크(203)가 마련되고, 그 양측에는 윙 카고 탱크(204)가 마련된다. 이들 카고 탱크(203, 204)는 원유를 저류하기 위해 마련된다. 윙 카고 탱크(204)의 외측에는, 사이드 탱크(205)가 형성된다. 상갑판(206) 위에는, 후술하는 바와 같이 생산 설비 모듈(500)(도 6, 도 7 참조)을 올려 놓을 수 있다.

선수부 모듈(100), 탱크부 모듈(200), 및 선미부 모듈(300)에 포함되는 카고 탱크의 해상 부체 구조물의 배 길이 방향을 따른 개수는 8 이하이다. 도 1(a)와 도 2(a)의 예에서는, 선수 탱크(120)의 카고 탱크가 1, 탱크부 모듈(200)의 카고 탱크가 5, 선미 탱크(320)의 카고 탱크가 1이고, 따라서 카고 탱크의 배 길이 방향의 개수는 전부해서 7이다. 카고 탱크의 배 길이 방향의 합계 개수는, 도 1(b)와 도 2(b)의 예에서는 6, 도 1(c)와 도 2(c)의 예에서는 5, 도 1(d)와 도 2(d)의 예에서는 4이다.

카고 탱크의 배 길이 방향의 개수가 3 이하이면, 해상 부체 구조물의 전체에서의 카고 탱크의 개수는 9 이하이므로, 예를 들어 하나의 카고 탱크가 손상되어 기름이 유출된 경우, 해상 부체 구조물 전체의 카고 적재 용적의 약 10% 이상이 유출된 것이 되어, 유출 리스크에 대한 대책으로서는 불충분하다. 따라서 카고 탱크의 배 길이 방향의 개수로서는 4 이상이 바람직하다. 또한 카고 탱크가 손상된 경우에서의 해상 부체 구조물의 복원력을 확보하기 위해서는, 각 카고 탱크의 크기는 작은 편이 바람직하고, 이러한 관점에서 보아도, 카고 탱크의 배 길이 방향의 개수는 4 이상인 것이 바람직하다.

또한, 여기서 말하는 카고 탱크의 배 길이 방향의 개수란, 각각의 탱크부 모듈(200), 선수 탱크(120) 및 선미 탱크(320)에 있어서, 윙 카고 탱크와 센터 카고 탱크 중에서 배 길이 방향의 탱크 개수 중 가장 적은 개수를 해상 부체 구조물의 길이 방향을 따라 센 수를 말한다. 예를 들어 일부의 윙 카고 탱크(204)가, 성분이 다른 액체를 저류하는 등을 위해 도중에 분할하는 칸막이벽(도 2 참조)을 마련하고 있는 것 같은 탱크부 모듈의 경우라도, 배 길이 방향의 개수에는 1을 계상한다.

도 3과 같이 4장의 종통 격벽(202)을 갖는 구조의 경우, 탱크부 모듈(200)의 길이는 폭의 87% 이하인 것이 바람직하다. 예를 들어 폭이 58m의 경우, 길이는 50m 이하인 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해, 일정한 화물 용적을 확보하면서도, 카고 탱크가 손상된 경우에, 저류된 기름이 유출되는 리스크를 억제하는 동시에, 복원 성능을 확보할 수 있다. 또한, 폭의 78% 또는 70% 이하와 같이 보다 작게 하면, 화물유의 유출 리스크를 보다 억제하고, 복원력을 보다 확보할 수 있어, 보다 환경과 안전면에 배려한 선체 구조로 할 수 있다. 또한, 하나의 탱크부 모듈(200)의 용적과 길이가 작으므로, 보다 유연하게 생산 설비의 요망에 따르기 쉬워진다. 또한 도 3과는 달리, 하나의 탱크부 모듈(200)에서의 종통 격벽(202)의 수를 3장으로 하는 것도 가능하며, 이 경우에는, 탱크부 모듈(200)의 길이는 폭의 68% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 폭의 61% 또는 52% 이하와 같이, 보다 작게 하면 상술한 바와 같은 효과를 얻을 수 있다.

한편, 카고 탱크의 개수는 많을수록, 용적, 탑재할 수 있는 생산 설비의 수량, 유출 리스크의 저감의 점에서는 유리하지만, 가늘고 긴 형상이 되므로, 세로 굽힘 모멘트가 커져 강도 성능의 점에서는 바람직하지 않고, 배 길이 방향의 개수는 최대라도 8 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한 도 1(a)의 예에서는 카고 탱크의 개수를 7로 하고 있다.

탱크부 모듈(200)의 횡단면의 형상은 전부 공통이며, 그 폭과 깊이와 단면 형상은 선수부 모듈(100) 및 선미부 모듈(300)의 접합 횡단면과 동일하다. 즉, 선수부 모듈(100)과 선미부 모듈(300)과 복수의 탱크부 모듈(200)의 접합 횡단면에 있어서 폭과 깊이와 단면 형상이 공통이며, 선수부 모듈(100)과 선미부 모듈(300)은 각각, 탱크부 모듈(200)에 간단하게 접합할 수 있고, 또한 탱크부 모듈(200)끼리도 간단하게 접합할 수 있다. 또한, 각 탱크부 모듈(200)의 길이는 공통이라도 좋고, 필요에 따라 다르게 해도 좋다.

해상 부체 구조물에서는 추진 성능은 중시되지 않으므로, 탱크부 모듈의 수가 다르며 선체의 크기가 달랐다고 해도, 유체 역학적으로 최적의 선체 형상을 추구할 필요는 없다. 또한 선수부 모듈(100)과 선미부 모듈(300)에 작용하는 세로 굽힘 모멘트나 전단력 등의 하중 조건은, 해상 부체 구조물의 카고 적재량이나 생산 설비에 의존하지 않고, 도 4 및 도 5를 참조하여 후술하는 바와 같이 대략 일정하다. 따라서, 선수부 모듈(100)과 선미부 모듈(300)에 대해서는, 개개의 해상 부체 구조물마다 설계할 필요는 없고, 범용적으로 사용할 수 있다. 즉 선수부 모듈(100)과 선미부 모듈(300)의 형상 및 주요 구조를 각각으로 공통화할 수 있고, 탱크부 모듈(200)에 대하여, 선행하여 설계하여, 건조를 개시할 수 있다. 특히 선미부 모듈(300)은, 건조에 시간을 요하는 기관실이나 거주구 등의 의장(艤裝) 밀도가 높은 구획을 포함하므로, 선미부 모듈(300)의 건조를 조기에 착수할 수 있는 것은 해상 부체 구조물의 건조 시간의 단축에 효과적이다. 또한, 선수부 모듈(100)과 선미부 모듈(300)을 미리 건조해서 비축(stock)해 두는 것도 가능하며, 이로써 건조 시간의 추가 단축이 가능해진다.

또한 선미부 모듈(300)에는, 자항(自航)용 추진 시스템을 장비해도 좋다. 이러한 구성에 의하면, 생산 현장까지의 이동시의 안전 확보와 이동 시간의 단축을 도모할 수 있고, 해상 부체 구조물을 생산 개시할 수 있을 때까지의 건조 기간을 단축할 수 있다.

도 4와 도 5는 각각, 카고 탱크의 배 길이 방향의 수를 7(탱크부 모듈(200)의 수를 5)로 한 경우와, 카고 탱크의 배 길이 방향의 수를 4(탱크부 모듈(200)의 수를 2)로 한 경우에, 해상 부체 구조물에 작용하는 세로 굽힘 모멘트 분포를 나타내고 있다. 카고 탱크의 수를 7로 한 경우에 탱크부 모듈(200)에 작용하는 세로 굽힘 모멘트(부호 M1)는, 카고 탱크의 수를 4로 한 경우에 탱크부 모듈(200)에 작용하는 세로 굽힘 모멘트(부호 M2)보다도 분명히 크다. 이에 대하여, 카고 탱크의 수를 7로 한 경우의 선수부 모듈(100)에 작용하는 세로 굽힘 모멘트(부호 M3)와, 카고 탱크의 수를 4로 한 경우의 선수부 모듈(100)에 작용하는 세로 굽힘 모멘트(부호 M4)는 대략 일정하다. 또한 카고 탱크의 수를 7로 한 경우의 선미부 모듈(300)에 작용하는 세로 굽힘 모멘트(부호 M5)와, 카고 탱크의 수를 4로 한 경우의 선미부 모듈(300)에 작용하는 세로 굽힘 모멘트(부호 M6)도 대략 일정하다. 따라서, 상술한 바와 같이, 선수부 모듈(100)과 선미부 모듈(300)은 각각, 주요 구조를 공통화할 수 있다.

한편 탱크부 모듈(200)은, 그 길이에 따라, 세로 굽힘 모멘트가 크게 바뀐다. 따라서 탱크부 모듈(200)의 구조의 최적의 설계 방법으로서는, 예를 들어 카고 탱크의 배 길이 방향의 수가 7의 경우를 최대로 하여, 배 길이 방향의 중앙부에서의 탱크부 모듈(200)이 세로 굽힘 모멘트(도 4 참조)에 견딜 수 있도록 설계해 두면 좋다. 이러한 설계에 의하면, 탱크부 모듈(200)의 수를 줄이는 경우에도 충분한 강도 성능을 가지게 되어, 배 길이 방향의 탱크 수가 7 이하의 설계를 행할 때에는, 탱크부 모듈(200)의 설계에 요하는 기간을 최소한으로 억제할 수 있다. 또한 탱크부 모듈(200)을 미리 건조하여 비축하는 것도 가능해져, 해상 부체 구조물의 건조 기간을 단축하는 것이 가능해진다. 이 경우에는, 모든 탱크부 모듈(200)은, 폭과 깊이와 단면 형상이 전부 공통화되어 있을 뿐만 아니라, 주요 구조 부재도 기본적으로 공통화할 수 있으므로, 동일 모듈을 양산화함으로써, 건조 효율의 향상, 및 그 모듈의 전용을 용이하게 행할 수 있다. 따라서, 모듈을 비축하여 두고 필요에 따라 접합하는 등의 건조 효율의 추가적인 향상을 도모할 수 있다.

상술한 바와 같이 7 탱크 베이스로 탱크부 모듈(200)을 설계해 둠으로써 설계 시간의 최소화를 도모할 수 있지만, 보다 바람직하게는, 상정되는 탱크부 모듈(200)의 수에 따라 복수의 굽힘 모멘트에 따른 설계를 준비하고, 그 조합으로 탱크부 모듈(200)을 구성한다. 이로써, 필요한 강도에 있는 구조로 할 수 있고, 선체 구조의 최적화를 도모할 수 있다.

도 6과 도 7을 참조하여 본 실시형태를 FPSO에 적용한 구성의 일례를 설명한다.

선수부 모듈(100)에 있어서, 선수 탱크(120)의 상갑판 위에는 플레어 타워(Flare Tower)(140)가 마련된다. 선수 탱크(120)의 양 측벽의 외면에는, 스프레드 무어링 시스템(Spread Mooring System)을 위한 계류 체인(150)을 끌어들이기 위한 장치가 마련된다. 이 장치는 체인 스토퍼(151)와 페어 리더(fair-leader)(152)로 구성되며, 체인 스토퍼(151)는 측벽 외면의 상갑판의 근방에 마련되고, 페어 리더(152)는 측벽 외면의 하방부에 마련된다. 한편, 선미부 모듈(300)에 있어서, 선미부(310)의 상갑판 위에는 거주구(400)가 마련된다. 거주구(400)는 선미부(310)와는 개별적으로 건조되어, 선미부(310) 위에 올려놓아진다. 선미 탱크(320)의 양 측벽의 외면에는, 선수 탱크(120)와 마찬가지로, 스프레드 무어링 시스템을 위한 계류 체인(350)을 끌어 들이기 위한 체인 스토퍼(351)와 페어 리더(352)가 마련된다.

각 탱크부 모듈(200)의 좌현의 측벽 외면에는, 라이저(riser)를 지지하기 위한 라이저 가이드(230)가 마련된다. 탱크부 모듈(200)과 선수 탱크(120)와 선미 탱크(320)에 있어서, 각 상갑판 위에는 다양한 생산 설비 모듈(500)이 올려놓아진다. 생산 설비 모듈(500)의 예로서는, 가스 분리 설비, 탈수 설비, 계량 설비, 발전 설비 등을 들 수 있다. 이들 생산 설비 모듈(500)의 구조는 개개로 다르며, FPSO가 작업하는 해역의 유정의 특성 등에 따라 적절한 것이 선정된다. 생산 설비 모듈(500)의 대부분은 탱크부 모듈(200) 위에 올려놓아지지만, 일부는 선수 탱크(120)와 선미 탱크(320) 위에 마련되어도 좋다. 또한 일부의 탱크부 모듈(200) 위에는 크레인(600)이 마련된다.

각 생산 설비 모듈(500)은, 상갑판 위에 마련된 제 1 및 제 2 지지 부재(510, 520) 위에 올려 놓아진다. 제 1 지지 부재(510)는 생산 설비 모듈(500)을 고정적으로 지지하는 구성을 가지며, 생산 설비 모듈(500)의 하면은 제 1 지지 부재(510)의 상면에 일체적으로 연결된다. 이에 대하여 제 2 지지 부재(520)는, 생산 설비 모듈(500)의 하면을 가로 방향으로 변위 가능하게 지지하고 있다. 즉 각 생산 설비 모듈(500)은, 제 1 지지 부재(510)에 대하여 변위할 수 없도록 고정되지만, 제 2 지지 부재(520)에 대해서는 슬라이딩 가능하다. 따라서, 화물창으로의 저장 상태나 파랑(波浪)에 의해 해상 부체 구조물에 새깅(sagging) 또는 호깅(hogging)이 발생하더라도, 각 생산 설비 모듈(500)은 제 2 지지 부재(520)에 대하여 슬라이딩하므로, 상갑판의 변형이 각 생산 설비 모듈(500)에 전달되기 어렵다. 또한 도 6에서는, 편의상, 일부의 지지 부재에 대해서는 삼각형으로 나타내고, 제 1 지지 부재(510)는 검게 빈틈없이 칠해져 있다.

도 8과 도 9는 본 실시형태를 FPSO에 적용한 다른 예를 나타내고 있다.

이 예에서는, 선수 탱크(120)에 인접하는 탱크부 모듈(200)에 있어서, 사이드 탱크(205)는 마련되어 있지만, 카고 탱크는 마련되지 않고, 문풀(moon pool)(210)이 마련되어 있다. 문풀(210)은, 라이저 파이프(211)나 계류 체인(212)을 지지하는 터렛(213)을 접속하기 위해 마련되고, 탱크부 모듈(200)의 상갑판으로부터 배 바닥까지 연장되는 관통 구멍이다. 이 탱크부 모듈(200)에 있어서, 상갑판의 위에는, 터렛(213)을 끌어올리기 위해 사용되는 노(櫓; 220)가 마련된다. 이와 같이, 모든 탱크부 모듈(200) 중 하나가 터렛을 장비 가능하게 구성되어도 좋다.

또한 터렛은 선수단에 외부 부착으로 하여 선수부 모듈(100)에 마련하는 것도 가능하다. 이 경우, 선수 탱크(120)의 종통 격벽(121)의 선수단 방향으로의 연장 위에 외부 터렛을 장착하기 위한 지지 구조를 마련하면 좋다. 이러한 구성에 의하면, 터렛을 선수부 모듈(100)의 설계 변경을 최소한으로 억제할 수 있다.

이와 같이, 해상 부체 구조물이 FPSO로서 구성되는 경우, 카고 탱크에는 기름이 저장되며, 또한 선수 탱크(120)와 각 탱크부 모듈(200)과 선미 탱크(320)의 상갑판 위에는 여러가지 생산 설비 모듈(500)(도 6, 도 7 참조)이 올려 놓아진다. 카고 탱크의 저장량이나, 생산 설비 모듈(500)의 크기와 수가 FPSO의 설계의 도중에 변경되는 경우가 종종 발생하지만, 상술한 바와 같이, 탱크부 모듈(200)의 폭과 깊이와 단면 형상이 일정하므로, 탱크부 모듈(200)의 수는 간단하게 변경할 수 있어, 설계 변경이 용이하다. 또한, 생산 장소를 이전 설치할 때에 유정의 특징에 따라 선체를 변경하는 요망이 있다. 그때에도 탱크부 모듈(200)의 설계는 이미 있고, 접합면도 동일하므로, 용이하게 선체 개조에 대한 요망에 응답할 수 있다. 탱크부 모듈(200)의 수의 변경은 FPSO의 준공 후라도 가능하다.

상술한 바와 같이 해상 부체 구조물은, 유체 역학적으로 최적의 형상을 갖는 것을 필요로 하지 않는다. 따라서 선수부 모듈(100)과 선미부 모듈(300)의 형상은, 가능한 한 단순하게 하여 건조를 간단히 해서, 건조 비용을 억제할 수 있다. 다음으로 도 10 내지 도 13을 참조하여, 선수부 모듈(100)과 선미부 모듈(300)의 형의 일례를 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 전방부(11)는 선수부 모듈(100)에, 중앙부(12)는 탱크부 모듈(200)에, 후방부(13)는 선미부 모듈(300)에 대응한다.

도 10은 전방부(11)를 비스듬히 아래쪽에서 본 사시도, 도 11은 전방부(11)의 정면선도이다. 전방부(11)는 중앙부(12)에 연속해서 마련되고, 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 대하여 예각을 이루도록 경사진다. 하부 영역(32)은 상부 영역(31)로부터 수직 하방으로 연장된다. 하부 영역(32)은,도 11로부터 이해되는 바와 같이, 빌지부(34)를 제외하고, 연직 방향으로 연장되는 선분만으로 형성되며, 또한 수평면 형상은 전단부에 가까워질수록 폭이 좁아지는 곡선을 이룬다. 즉 하부 영역(32)은 가전면으로 구성되어, 평면으로 전개할 수 있다. 바닥부(33)는 평면이다. 또한 도 10, 도 11에 있어서 부호 F1 내지 F4는 서로 대응하는 위치에서의 외형선을 나타낸다.

도 12는 후방부(13)를 비스듬히 아래쪽에서 본 사시도, 도 13은 후방부(13)의 정면선도이다. 후방부(13)는 중앙부(12)에 연속해서 마련되고, 상갑판(25)은 중앙부(12)와 동등한 폭이며, 이상적으로는, 후방부(13)의 상갑판(25)을 위쪽에서 보면 직사각형을 나타낸다. 하지만 실제로는, 후방부(13)의 평면 형상은, 모서리에 모따기가 실시되고, 또는 둥그스름하게 만들어지는 경우도 포함하는 직사각형상이다. 또한, 후방부(13)는 이동시에 흘수선(L)(도 1(a) 참조)보다도 아래쪽 부분이 뒤쪽으로 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 12, 도 13에 있어서 부호 A0 내지 A2는 서로 대응하는 위치에서의 외형선을 나타낸다.

측벽(42)은 상갑판(25)의 가장자리부에서 수직 하방으로 연장된다. 상부 영역(43)은 측벽(42)에 접속되고, 도 13의 외형선 A0 내지 A2에 의해 나타나는 바와 같이, 후단부로 가까워질수록 경사 각도가 작아지는 경사면을 갖는 뒤틀림면이다. 즉 상부 영역(43)은 선분만으로 구성 가능한 선직면(가전면 또는 뒤틀림면, 및 이것들의 조합)이 된다. 한편, 하부 영역(45)은 바닥부(46)에 접속되어, 바닥부(46)와의 접속 부분 즉 빌지부(47)는 원호에 가까운 3차원 곡면이지만, 빌지부(47) 이외는 선직면이다.

중간 영역(44)은 상부 영역(43)과 하부 영역(45) 사이에 형성되고, 중간 영역(44)의 위쪽 가장자리부는 상부 영역(43)에 접속되고, 중간 영역(44)의 아래쪽 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 13의 부호 A1에서 부호 A2의 사이 및 그 근방)이 가전면으로 구성되고, 중앙부(12)에 가까운 부분(도 13의 부호 A2보다도 전방)이 뒤틀림면으로 구성된다. 즉, 중간 영역(44)은 선분의 궤적으로서 나타내어지고, 선직면으로 구성된다.

상부 영역(43)과 중간 영역(44)의 경계인 모서리부(51)는, 도 13에 나타난 바와 같이 볼록 형상으로 구부러져 있다. 한편, 중간 영역(44)과 하부 영역(45)의 경계인 모서리부(52)는 도 13에 나타난 바와 같이 오목 형상으로 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 가전면으로서 구성되어, 전단부에 가까워질수록 폭이 좁아져 있다. 즉 전방부(11)의 형상은 단순하여, 건조 비용을 억제할 수 있고, 또한 이동시에서의 저항을 저감할 수 있다. 또한, 상부 영역(31)이 플레어 형상을 가지므로, 상갑판(25)의 면적이 확대되게 되어, 생산 설비, 저장 설비, 계류 설비 등을 배치하기 위한 공간을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 이동시 혹은 가동시에 있어서 능파성(凌波性)을 향상시킬 수 있다.

후방부(13)에서, 이동시에서의 흘수선(L)보다도 아래쪽은 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 소비를 억제할 수 있으므로, 환경 부하를 저감하고, 이동 비용을 저감시킬 수 있다. 또한 후방부(13)의 형상에 따르면, 해상 부체 구조물이 예항형이라도, 자주형이라도, 보침성이 향상된다.

또한 후방부(13)의 상갑판(25)은 중앙부(12)와 동등한 폭을 가지며, 선미단을 향해 폭이 축소하는 종래의 해상 부체 구조물과 비교하면, 상갑판(25)은 최대폭까지 확대되어 있다. 상갑판(25)에는, 생산 설비 모듈(500), 거주구(400), 계류 설비, 구명 설비, 헬기 승강 설비 등이 배치되는데, 특히 거주구(400), 헬기 승강 설비, 구명 설비는, 안전성 확보를 위해 위험한 석유 등의 저장 설비로부터 격리된다. 중앙부(12)에 마련되는 저장 설비에서 떨어진 후방부(13)는 안전성이 높은 장소이므로, 후방부(13)의 상갑판(25)의 면적을 크게 확보함으로써, 거주구(400)(도 1), 헬기 승강 설비, 구명 설비 등을 후방부(13)에 배치하는 것이 용이해진다.

후방부(13)의 상부 영역(43)에 있어서 후단부는, 부호 A0에 의해 나타내는 바와 같이 경사져 있고, 이 경사 각도는 중앙부(12)에 가까이 갈수록 커져 있다. 이러한 상부 영역(43)의 경사에 의해, 계류 고정시의 파랑에 대한 내파(耐波) 성능이 향상된다. 즉, 계류 고정시(가동시)의 흘수선은 이동시보다도 윗쪽에 있고, 예를 들어 부호 A0로 나타내는 선분의 하단 근방이지만, 상부 영역(43)은 경사져 있으므로, 해상 부체 구조물의 본체가 앞뒤로 흔들리거나 또는 상하로 움직였을 때에도 슬래밍 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 13에 도시된 바와 같이 후방부(13)의 중간 영역(44)과 하부 영역(45) 사이의 모서리부(52)는 후단부에 가까이 갈수록 흘수선(L)(도 1(a) 참조)에 가까워져 있다. 즉 중간 영역(44)의 아래쪽의 공간은 후단부일수록 커져 있다. 따라서 이동시의 선체 자세 트림을 선미 트림으로 하여, 프로펠러의 몰수도(沒水度)를 충분히 확보할 수 있다.

또한, 후방부(13)에 있어서 상부 영역(43), 중간 영역(44), 하부 영역(45), 바닥부(46)는, 빌지부(47)를 제외하고, 평면 또는 선직면(가전면 또는 뒤틀림면, 및 이것들의 조합)으로 구성되어 있다. 따라서 후방부(13)의 형상은 단순하며, 건조 비용을 억제할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 실시형태에 따르면, 선수부 모듈(100)과 선미부 모듈(300)을 선행하여 제조하고, 탱크부 모듈(200)에 대해서는 해상 부체 구조물의 사양이 확정되고나서 설계, 제조를 행하는 것이 가능해진다. 해상 부체 구조물의 상갑판 위에는 유닛화된 생산 설비 모듈(500)이 올려 놓아지고, 생산 설비 모듈(500)은 유정의 특성에 대응한 것이 필요해진다. 또한 카고 탱크의 저장 용량은 목적에 따라 변화한다. 따라서, 특히 탱크부 모듈(200)의 개수 및 길이가 결정되기까지 시간이 걸리는 경우가 많은데, 본 실시형태에서는, 탱크부 모듈(200)의 개수가 변경 가능하므로 설계의 단계에서 해상 부체 구조물 전체의 사양이 바뀌었다고 해도, 유연하게 대응할 수 있다.

FPSO의 검사·수리는 입거(入渠)하여 행할 수 없고, 해상에서 탱크를 비우고 실시해야 한다. 이 검사·수리에 있어서, 일부의 탱크만을 비움으로써 해상 부체 구조물의 복원성이나 선체에 가해지는 하중이 증가할 우려가 있지만, 본 실시형태에서는, 각 탱크를 아주 작게 했으므로, 이러한 문제를 억제할 수 있다.

상기 실시형태에서는, 선수부 모듈(100)은 선수부(110)와 선수 탱크(120)를 갖고, 선미부 모듈(300)은 선미부(310)와 선미 탱크(320)를 갖고 있었지만, 선수부 모듈(100)이 선수부(110)만으로 이루어지고, 선수 탱크(120)를 포함하지 않고, 또한 선미부 모듈(300)이 선미부(310)만으로 이루어지고, 선미 탱크(320)를 포함하지 않도록 하고 있다. 바꿔 말하면, 선수 탱크(120)와 선미 탱크(320)를 탱크부 모듈(200)에 포함시키고, 선수부(110)와 선미부(310)만을 해상 부체 구조물의 공통 부분으로서 선행하여 건조하도록 해도 좋다.

100 선수부 모듈
200 탱크부 모듈
300 선미부 모듈
400 거주구
500 생산 설비

Claims (15)

1. 선수부 모듈과,
   선미부 모듈과,
   상기 선수부 모듈과 상기 선미부 모듈 사이에 마련되고, 상갑판 위에 생산 설비가 설치 가능한 복수의 탱크부 모듈을 구비하고,
   상기 선수부 모듈과 상기 선미부 모듈과 상기 복수의 탱크부 모듈에서, 폭과 깊이가 공통이며,
   상기 선수부 모듈과 상기 선미부 모듈과 상기 복수의 탱크부 모듈이 조합되어 구성되는 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 탱크부 모듈의 개수가 변경 가능한 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
3. 제 1 항에 있어서,　상기 선수부 모듈, 상기 선미부 모듈, 및 상기 탱크부 모듈에 포함되는 카고 탱크의 배 길이 방향을 따른 개수가 4 이상이고 8 이하인 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 탱크부 모듈이 4장의 종통 격벽을 갖고, 상기 탱크부 모듈의 길이가 폭의 87% 이하인 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 탱크부 모듈이 3장의 종통 격벽을 갖고, 상기 탱크부 모듈의 길이가 폭의 68% 이하인 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 탱크부 모듈 중 하나가 터렛을 장비 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 선수부 모듈이 외부 터렛을 장착하기 위한 지지 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 선미부 모듈의 상갑판 위에 거주구가 마련되는 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 선미부 모듈의 흘수선보다도 아래쪽 부분이 뒤쪽으로 향하여 오므라지는 유선형을 나타내는 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 선미부 모듈의 외표면이, 상갑판의 가장자리부에서 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.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 중간 영역이 선직면으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 중간 영역이, 후단부에 가까운 부분이 가전면(可展面)으로 구성되고, 상기 중앙부에 가까운 부분이 뒤틀림면으로 구성되 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
13. 제 10 항에 있어서, 상기 상부 영역이 후단부로 가까이 갈수록 경사 각도가 작아지는 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 상부 영역이 선직면으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.
15. 제 10 항에 있어서, 상기 하부 영역은, 빌지(bilge)부를 제외하고 선직면으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 해상 부체 구조물.

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