KR20220005763A - 컬럼 내부의 튜브형 관통 구조를 가지는 반잠수식 플로터 - Google Patents

컬럼 내부의 튜브형 관통 구조를 가지는 반잠수식 플로터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 컬럼과 해저라인을 구비하는 반잠수식 플로터에 있어서: 상기 컬럼(15)의 내부에는 해저라인(20)을 수용하는 공간을 형성하도록 수직채널부재(30)가 설치되고, 상기 수직채널부재(30)는 공간상의 파랑하중을 감쇄하도록 유동저감부재(40)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 반잠수식 플로터의 컬럼에 튜브형 관통 구조를 형성하여 주요 해저라인 들의 지지, 방호 및 안전한 작업 공간을 확보하고 해저라인을 선체 내부로 통합 배치가 가능하여 파랑외력에 의한 피해를 줄이는 효과가 있다.

Description

컬럼 내부의 튜브형 관통 구조를 가지는 반잠수식 플로터 {Semi-submersible floaters with tube-type penetration structure inside the column}
본 발명은 반잠수식 플로터에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반잠수식 플로터에 설치되는 해저 라인(Subsea Line)을 지지할 수 있는 컬럼 내부의 튜브형 관통 구조를 가지는 반잠수식 플로터에 관한 것이다.
통상적으로 반잠수식 플로터(Semi-Rig, FPU, TLP) 등에 적용하고 있는 주요 해저 라인인 라이저/ 엄빌리컬/ 케이슨(Riser/ Umbilical/ Caisson) 등이 컬럼/폰툰 외부측(Column/Pontoon outside)에 별도로 배치되기 때문에 이를 지지하는 중 구조의 파운데이션(Foundation) 및 내/외부 보강이 필요하다.
따라서 풍력, 파력, 슬래밍(slamming) 등의 환경 하중과 낙하, 충돌 등의 우발적 하중에 노출될 수밖에 없으며, 검사, 유지, 보수 등을 위한 중 구조의 액세스 플랫폼(access platform) 등을 추가로 설치해야 한다. 또한 라이저 견인 포치(Riser pull-in porch)가 분산 배치되는 경우 파운데이션 보강량이 많아진다.
이와 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로 한국 등록특허공보 제1627662호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제1613216호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.
선행문헌 1은 폰툰 내부에 설치되는 폰툰 밸러스트 탱크와, 컬럼 내부에 설치되는 컬럼 밸러스트 탱크와, 갑판 상부에서 선외의 해수 펌프와 연결되며 컬럼 밸러스트 탱크를 거쳐 폰툰 밸러스트 탱크로 이어지는 해수 이송관을 포함한다. 이에, 선체 보강 물량을 상당량 줄일 수 있으므로 반잠수식 해양 구조물의 중량 및 원가 절감을 기대한다.
선행문헌2는 컬럼 외측에 장착되는 체인 로커; 체인 로커에 수납되거나 인출되는 앵커 체인; 앵커 체인에 연결되어 해저 또는 폰툰에 고정되는 앵커; 및 컬럼의 상부에 설치되어 앵커 체인을 중개하는 윈들라스를 포함한다. 이에, 반잠수식 해양 구조물의 컬럼 내부 공간 활용을 극대화하며, 안정성이 향상되고 예비 부력을 확보하는 효과를 기대한다.
다만, 상기한 선행문헌에 의하면 반잠수식 플로터의 라이저, 엄빌리컬, 케이슨을 대상으로 하기에 미흡하여 개선의 여지를 보이고 있다.
한국 등록특허공보 제1627662호 "반잠수식 해양 구조물의 밸러스트 시스템" (공개일자 : 2015.10.02.) 한국 등록특허공보 제1613216호 "반잠수식 해양 구조물의 앵커링 시스템" (공개일자 : 2016.01.07.)
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 컬럼의 상부에서 하부에 이르는 영역에 튜브형 관통 구조를 형성하여 주요 해저라인 들의 지지, 방호 및 안전한 작업 공간 확보를 위한 컬럼 내부의 튜브형 관통 구조를 가지는 반잠수식 플로터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 해저라인을 선체 내부로 통합 배치가 가능하므로 파랑외력에 의한 피해를 줄일 수 있어 중구조의 유지보수용 컬럼 외부 플랫폼을 배제하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 컬럼과 해저라인을 구비하는 반잠수식 플로터에 있어서: 상기 컬럼의 내부에는 해저라인을 수용하는 공간을 형성하도록 수직채널부재가 설치되고, 상기 수직채널부재는 공간상의 파랑하중을 감쇄하도록 유동저감부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 수직채널부재는 컬럼의 상하부에서 모든 코너에 라운드부를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 수직채널부재는 지지부를 개재하여 라이저, 엄빌리컬, 케이슨을 인접하게 연결하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 수직채널부재는 지지부의 보강 및 유지보수용 공간 확보를 위해 스트링거를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 유동저감부재는 다수의 통공을 형성한 통공부를 갖춘 고정판재에 탄성부를 개재하여 가동판재를 요동운동 가능하게 연결하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
1) 컬럼 상부 작업영역(Column Top working Area)에서 직접 탑사이드 장비와 연결하거나 공통 작업영역(Common Working Area)의 구성이 가능하므로 연계적인 인터페이스 작업이 용이하고 구조물 내부로 안전 통로가 확보된다.
2) 추가적인 사이드 플랫폼(Side Platform)이 필요 없으며, 해저로 내려가는 각종 라인 등을 선체 내부로 통합 배치가 가능함으로써 외력에 의한 피해를 줄일 수 있다.
3) 유지보수 측면에서 용이하고, 서포트 등 추가적인 중 구조 보강을 절감할 수 있다.
4) 안정성 측면에서 튜브 구조 내부로 인입된 유체로 인해 플로터가 힐/롤(Heel/Roll) 되었을 때 상호 카운터 웨이트(Counter-weight) 역할을 함으로써 힐/롤에 의한 수평거동을 수직운동으로 바꿔주는 역할을 하게 되므로 플로터의 거동측면에서도 장점이 있다.
도 1은 종래의 반잠수식 플로터의 주요부를 나타내는 모식도
도 2는 본 발명에 따른 반잠수식 플로터의 컬럼 중간을 나타내는 모식도
도 3은 본 발명에 따른 반잠수식 플로터의 컬럼 상부를 나타내는 모식도
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 컬럼(15)과 해저라인(20)을 구비하는 반잠수식 플로터에 관하여 제안한다. 본 발명의 적용 분야는 Semi-Rig, FPU, TLP 등의 플로터를 대상으로 하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1(a) 및 도 1(b)는 각각 종래의 반잠수식 플로터의 중간 및 상부를 나타낸다. 본 발명의 플로터를 나타내는 도 2는 도 1(a)에 대응하고 도 3은 도 1(b)에 대응한다.
본 발명에 따르면 상기 컬럼(15)의 내부에는 해저라인(20)을 수용하는 공간을 형성하도록 수직채널부재(30)가 설치되는 구조를 이루고 있다. 수직채널부재(30)는 컬럼(15)의 하부에서 상부의 데크(10)에 이르는 길이(높이)에 걸쳐 튜브형 관통 구조의 공간을 형성한다. 도 2에서 수직채널부재(30)의 단면이 장방형으로 나타내지만 타원형 등의 다양한 형태로 적용 가능하다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 수직채널부재(30)는 컬럼(15)의 상하부에서 모든 코너에 라운드부(32)를 형성하는 것을 특징으로 한다. 해상에서 컬럼(15)의 비틀림 등에 의한 거동이 수직채널부재(30)의 코너에서 응력의 집중현상을 유발한다. 이에, 도 3처럼 컬럼(15)의 적어도 일부 영역에서 수직채널부재(30)의 모든 코너에 라운드부(32)를 부가하는 것이 바람직하다. 구조적 안정을 위해 컬럼(15)의 모든 코너, 특히 컬럼(15)의 상부인 데크(10)와 하부인 버텀에서 라운드부(32)가 우선적으로 적용된다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 수직채널부재(30)는 지지부(35)를 개재하여 라이저, 엄빌리컬, 케이슨을 인접하게 연결하는 것을 특징으로 한다. 해저로 내려가는 라이저, 엄빌리컬, 케이슨 등의 해저라인(20)이 스트링거 구조의 지지부(35)를 개재하여 선체 내부인 수직채널부재(30)로 통합 배치되므로 각종 외력에 의한 피해를 줄일 수 있다. 상기 수직채널 하부에 위치한 라이저/엄비리컬 지지부(35)의 경우에 멀티 라이저 행오프(Multi-Riser hang-off) 시스템 적용할 경우, 배치의 단순성과 용이성을 더 높인다.
이와 같이 컬럼(15)의 탑 작업영역(Top working Area)에서 직접 탑사이드(Topside) 장비와 연결하거나 공통 작업영역(Common Working Area) 구성이 가능하므로 인터페이스 작업이 용이하다. 도 2 및 도 3에 나타내듯이 종래에 필수적으로 부가되는 가이드(11), 사이드 플랫폼(12) 등을 배제할 수 있다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 수직채널부재(30)는 지지부(35)의 보강 및 유지보수용 공간 확보를 위해 스트링거(31)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 2에서 컬럼(15)의 중간에서 간헐적 간격으로 설치되는 스트링거(31)를 나타낸다. 해저라인(20)은 스트링거(31)의 내측이나 외측으로 배치될 수 있다. 스트링거(31)를 적용하면 지지부(35)에 소요되는 추가적인 중 구조 보강을 절감할 수 있고, 작업자의 유지보수를 위한 공간이 형성되어 작업성이 향상된다.
또한, 본 발명에 따르면 상기 수직채널부재(30)는 공간상의 파랑하중을 감쇄하도록 유동저감부재(40)를 구비하는 구조를 이루고 있다. 컬럼(15)의 내부에 형성되는 수직채널부재(30)는 플로터 선체의 전체적인 안정성(Stability) 측면에서도 유리하다. 튜브형 구조인 수직채널부재(30)의 내부로 인입된 유체(해수)로 인해 선체가 힐/롤(Heel/Roll) 되었을 때 서로 카운터 웨이트(Counter-weight) 역할을 한다. 즉, 플로터의 힐/롤에 의한 수평거동을 수직운동으로 바꿔주는 역할을 하게 되므로 플로터의 거동측면에서도 장점이 있다. 수직채널부재(30)에 유동저감부재(40)가 부가되면 파랑하중을 감쇄하여 선체의 안정성 유지에 유리하다. 힐/롤에 의한 수평거동이 수직운동으로 변환된 이후에 유동저감부재(40)로 파랑에너지를 어느 정도 소산시킬 수 있다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 유동저감부재(40)는 다수의 통공을 형성한 통공부(43)를 갖춘 고정판재(41)에 탄성부(47)를 개재하여 가동판재(45)를 요동운동 가능하게 연결하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 도 4를 참조하면, 유동저감부재(40)를 구성하는 고정판재(41) 및 가동판재(45)가 다수로 설치된 상태를 나타낸다. 통공부(43)를 갖춘 고정판재(41)는 상하 복렬로 구성될 수 있고, 이 경우 평면으로 볼 때 지그재그로 배치된다. 도 4의 상측 평면도에서 좌측은 일렬의 고정판재(41)만 나타내고 우측은 2열의 고정판재(41)가 지그재그로 배치된 상태를 나타낸다. 가동판재(45)는 고정판재(41)의 단부에 탄성부(47)를 개재하여 상하 회동 가능하게 지지된다. 이에, 수직채널부재(30)의 유체에 의한 파랑하중이 고정판재(41) 및 가동판재(45)를 통하여 감쇄된다.
한편, 본 발명의 스트링거(31)는 유동저감부재(40)의 고정판재(41)처럼 다수의 통공을 형성한 통공부를 갖출 수 있다. 다수의 통공을 형성한 스트링거 구조가 설치되면 상향 파랑하중을 감쇄하여 선체의 안정성에 일조한다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10: 데크 11: 가이드
12: 사이드 플랫폼 15: 컬럼
20: 해저라인 30: 수직채널부재
31: 스트링거 32: 라운드부
35: 지지부 40: 유동저감부재
41: 고정판재 43: 통공부
45: 가동판재 47: 탄성부

Claims (5)

  1. 컬럼과 해저라인을 구비하는 반잠수식 플로터에 있어서:
    상기 컬럼(15)의 내부에는 해저라인(20)을 수용하는 공간을 형성하도록 수직채널부재(30)가 설치되고,
    상기 수직채널부재(30)는 공간상의 파랑하중을 감쇄하도록 유동저감부재(40)를 구비하는 것을 특징으로 하는 컬럼 내부의 튜브형 관통 구조를 가지는 반잠수식 플로터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수직채널부재(30)는 컬럼(15)의 상하부에서 모든 코너에 라운드부(32)를 형성하는 것을 특징으로 하는 컬럼 내부의 튜브형 관통 구조를 가지는 반잠수식 플로터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 수직채널부재(30)는 지지부(35)를 개재하여 라이저, 엄빌리컬, 케이슨을 인접하게 연결하는 것을 특징으로 하는 컬럼 내부의 튜브형 관통 구조를 가지는 반잠수식 플로터.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 수직채널부재(30)는 지지부(35)의 보강 및 유지보수용 공간 확보를 위해 스트링거(31)를 구비하는 것을 특징으로 하는 컬럼 내부의 튜브형 관통 구조를 가지는 반잠수식 플로터.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 유동저감부재(40)는 다수의 통공을 형성한 통공부(43)를 갖춘 고정판재(41)에 탄성부(47)를 개재하여 가동판재(45)를 요동운동 가능하게 연결하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컬럼 내부의 튜브형 관통 구조를 가지는 반잠수식 플로터.
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