KR20220151780A - 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템 - Google Patents
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Abstract
부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템은, 주변 부유체와의 연결되는 무어링 체인(mooring chain)을 가지는 복수의 부유체를 포함하되, 3개 이상의 상기 무어링 체인이 연결된 경우 해당 부유체를 슬레이브 부유체로 설정하고, 2개 이하의 상기 무어링 체인이 연결된 경우 해당 부유체를 제1 마스터 부유체로 설정하며, 상기 제1 마스터 부유체에 대해서는 상기 2개의 무어링 체인에 의한 합산 장력에 반대되는 방향으로 해저와 직접 연결되는 해저 무어링 라인이 연결되게 할 수 있다.
Description
본 발명은 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템에 관한 것이다.
부유식 해상 풍력설비의 경우 다수의 부유식 구조물이 해상에서 계류되어야 한다. 계류를 위해서는 한 부유체마다 최소 3개의 해저와 연결된 무어링 라인(mooring line)이 필요하다.
해저 무어링 라인을 위한 앵커(anchor) 설치 및 무어링 라인 연결은 해저(subsea) 작업으로, 높은 비용이 요구된다. 따라서, 전체 원가에서 많은 비중을 차지하게 된다.
또한, 무어링 라인 간 간섭을 피하기 위해 부유식 구조물간 간격이 어느 정도 필요하여 부유식 구조물의 실제 크기 대비 더 넓은 해역 면적이 요구된다(도 1 및 도 2 참조).
도 1은 종래 부유식 구조물에 대한 계류 모습의 평면도이고, 도 2는 종래 부유식 구조물에 대한 계류 모습의 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 부유식 구조물(F1~F5)마다 최소 3개씩의 해저 무어링 라인(ML)이 연결되어 있음을 볼 수 있다. 그리고 서로 이웃하는 부유식 구조물(F1~F5)에 연결된 해저 무어링 라인(ML) 간의 간섭을 방지하기 위해 부유식 구조물(F1~F5) 간의 간격이 상당히 필요함을 확인할 수 있다.
본 발명은 복수의 부유식 구조물을 무어링 체인으로 묶어 하나의 부유체처럼 구성하고, 일부 부유식 구조물에 대해서만 해저와 연결되는 해저 무어링 라인을 연결해도 충분히 계류가 가능하여 해저 작업 최소화 및 원가 절감이 가능한 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템으로서, 하나 이상의 무어링 라인이 해저와 직접 연결된 부유체인 마스터 부유체; 및 해저와 직접 연결되는 무어링 라인이 없고, 상기 마스터 부유체와 연결되어 계류하는 부유체인 슬레이브 부유체를 포함하며, 상기 마스터 부유체는 부유체 군집의 경계선과 중심축에 위치하고, 상기 슬레이브 부유체는 상기 부유체 군집의 경계선 안쪽에 위치하는, 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템이 제공된다.
한편 본 발명의 다른 측면에 따르면, 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템으로서, 주변 부유체와의 연결되는 무어링 체인(mooring chain)을 가지는 복수의 부유체를 포함하되, 3개 이상의 상기 무어링 체인이 연결된 경우 해당 부유체를 슬레이브 부유체로 설정하고, 2개 이하의 상기 무어링 체인이 연결된 경우 해당 부유체를 제1 마스터 부유체로 설정하며, 상기 제1 마스터 부유체에 대해서는 상기 2개의 무어링 체인에 의한 합산 장력에 반대되는 방향으로 해저와 직접 연결되는 해저 무어링 라인이 연결되게 하는, 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템이 제공된다.
상기 슬레이브 부유체 중 상기 마스터 슬레이브 계류 시스템의 중심축에 위치하는 부유체를 제2 마스터 부유체로 변경 설정하고, 상기 제2 마스터 부유체에 대해서는 3개의 해저 무어링 라인이 연결되게 할 수 있다.
상기 복수의 부유체로 만들어지는 평면 상의 다각형 중 중심에 위치하는 다각형의 꼭지점 중 일부에 위치하는 상기 슬레이브 부유체를 제2 마스터 부유체로 변경 설정하고, 상기 제2 마스터 부유체에 대해서는 3개의 해저 무어링 라인이 연결되게 할 수 있다.
상기 제1 마스터 부유체는 상기 복수의 부유체로 이루어진 부유체 군집의 경계선에 위치하고, 상기 슬레이브 부유체는 상기 부유체 군집의 경계선 안쪽에 위치할 수 있다.
상기 다각형이 육각형일 경우 서로 이웃하지 않는 3개의 꼭지점이 상기 제2 마스터 부유체로 변경 설정될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 부유식 구조물을 무어링 체인으로 묶어 하나의 부유체처럼 구성하고, 일부 부유식 구조물에 대해서만 해저와 연결되는 해저 무어링 라인을 연결해도 충분히 계류가 가능하여 해저 작업 최소화 및 원가 절감이 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래 부유식 구조물에 대한 계류 모습의 평면도,
도 2는 종래 부유식 구조물에 대한 계류 모습의 측면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템에 따른 계류 모습의 평면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템에 따른 계류 모습의 측면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템의 계류 모습을 나타낸 평면도.
도 2는 종래 부유식 구조물에 대한 계류 모습의 측면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템에 따른 계류 모습의 평면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템에 따른 계류 모습의 측면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템의 계류 모습을 나타낸 평면도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템에 따른 계류 모습의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템에 따른 계류 모습의 측면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템(100)은 부유식 해상 구조물(예를 들어, 부유식 해상 풍력발전기 등)을 무어링 체인으로 묶어 규모가 큰 하나의 부유체처럼 구성함으로써, 모든 부유식 해상 구조물에 대해 해저 무어링 라인을 연결하지 않더라도 안정적인 지지가 가능하게 한 것을 특징으로 한다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템(100)은 하나 이상의 마스터 부유체(MF)와 하나 이상의 슬레이브 부유체(SF)를 포함하는 부유체 군집이다.
마스터 부유체(MF)는 하나 이상의 무어링 라인(ML)이 해저와 직접 연결된 부유체(floater)이다.
슬레이브 부유체(SF)는 해저와 직접 연결되는 무어링 라인이 없고, 마스터 부유체(MF)와 연결되어 계류하는 부유체이다.
마스터 부유체(MF)와 해저 간에 연결된 해저 무어링 라인(ML)은 마스터 부유체(MF)의 계류에 필요한 하중과 슬레이브 부유체(SF)에서 발생하는 하중을 합한 합산 하중까지 견디도록 설계될 수 있다.
도면에서 실선은 해저 무어링 라인(mooring line)을 나타내고, 점선은 부유체 간의 무어링 체인(mooring chain)을 나타낸다.
부유체는 기본적으로 3개 이상의 연결 라인(해저 무어링 라인(ML) 혹은 무어링 체인(mc))이 연결된다. 예를 들어, 첫번째 마스터 부유체(MF1)의 경우 하나의 해저 무어링 라인(ML1)과 2개의 무어링 체인(mc1, mc12)이 연결된다.
임의의 부유체가 근접한 주변 부유체와의 관계에서 3개의 연결 라인이 연결되는 경우, 그 자체로 안정적 지지가 가능한 바 해저와의 연결라인(해저 무어링 라인)이 불필요하므로 슬레이브 부유체(SF)로 설정될 수 있다(SF1~SF3 참조).
만약 임의의 부유체가 주변 부유체와의 관계에서 2개 이하의 연결 라인이 만들어지면 제1 마스터 부유체(MF)로 설정하고, 해저와 연결되는 해저 무어링 라인을 추가해 줄 수 있다(MF1~MF9 참조). 해저 무어링 라인(ML1~ML9)은 제1 마스터 부유체(MF)에 대해 2개의 무어링 체인에 의한 합산 장력에 반대되는 방향, 즉 부유체 군집의 경계선에서 외측을 향하는 방향으로 연장되며, 해저와 연결되는 무어링 라인일 수 있다.
그리고 슬레이브 부유체 중에서 부유체 군집의 중심에 위치하는 부유체는 제2 마스터 부유체로 변경(MF10 참조)하고, 3개의 해저 무어링 라인(ML11~ML13)을 추가 연결함으로써, 부유체 군집에서 중심 위치를 견고히 잡아주게 할 수 있다.
마스터 부유체(MF)는 부유체 군집의 경계선(제1 마스터 부유체(MF1~MF9))과 중심축(제2 마스터 부유체(MF10))에 위치하며, 부유체 군집의 위치를 고정시키는 역할을 수행한다.
마스터 부유체(MF)는 슬레이브 부유체(SF)와 직접 연결되거나 한단계 건너뛰어 연결되어 위치를 지지할 수 있다.
슬레이브 부유체(SF)는 부유체 군집의 경계선 안쪽에 위치하며, 마스터 부유체(MF)와 직접 연결되거나 한단계 건너뛰어 연결될 수 있다. 마스터 부유체(MF) 또는 마스터 부유체(MF)와 직접 연결된 슬레이브 부유체(SF)에 의해 위치가 지지될 수 있다.
마스터 부유체(MF)와 슬레이브 부유체(SF)의 위치는 평면도 상에서 육각형, 사각형, 삼각형 등 다각형의 꼭지점이 될 수 있으며, 도면에서는 육각형 배치가 예시되어 있다.
이러한 배치를 통해 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템(100)은 해저 작업이 최소화되고, 원가 절감이 가능하게 된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템의 계류 모습을 나타낸 평면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템(200)에서는 중심축 위치에 부유체가 존재하지 않는 경우에 관한 것이다.
마스터 부유체(MF)와 슬레이브 부유체(SF)로 만들어지는 다수의 다각형 형상(P1~P7) 중 중심에 위치하는 다각형 형상(P4)에 대해, 해당 다각형 형상(P4)의 꼭지점에 배치된 부유체 중 일부를 슬레이브 부유체에서 마스터 부유체로 변경 설정할 수 있다.
도면에서는 다각형 형상이 육각형인 경우가 도시되어 있으며, 이 경우 서로 이웃하지 않는 3개의 부유체가 슬레이브 부유체에서 마스터 부유체(MF)로 변경 설정되고, 주변 부유체와의 연결 라인인 무어링 체인 이외에 추가적으로 해저와 직접 연결되는 3개의 해저 무어링 라인(ML)이 설치된다.
따라서, 경계선에 위치하는 마스터 부유체(MF21~MF32) 이외에 중심에 위치하는 마스터 부유체(MF41~MF43)에 의해 부유체 군집 전체가 안정적으로 위치 지지되게 할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 200: 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템
ML : 해저 무어링 라인 mc : 무어링 체인
MF : 마스터 부유체 SF : 슬레이브 부유체
ML : 해저 무어링 라인 mc : 무어링 체인
MF : 마스터 부유체 SF : 슬레이브 부유체
Claims (4)
- 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템으로서,
주변 부유체와의 연결되는 무어링 체인(mooring chain)을 가지는 복수의 부유체를 포함하되,
3개 이상의 상기 무어링 체인이 연결된 경우 해당 부유체를 슬레이브 부유체로 설정하고,
2개 이하의 상기 무어링 체인이 연결된 경우 해당 부유체를 제1 마스터 부유체로 설정하며, 상기 제1 마스터 부유체에 대해서는 상기 2개의 무어링 체인에 의한 합산 장력에 반대되는 방향으로 해저와 직접 연결되는 해저 무어링 라인이 연결되게 하는, 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 슬레이브 부유체 중 상기 마스터 슬레이브 계류 시스템의 중심축에 위치하는 부유체를 제2 마스터 부유체로 변경 설정하고, 상기 제2 마스터 부유체에 대해서는 3개의 해저 무어링 라인이 연결되게 하는, 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 부유체로 만들어지는 평면 상의 다각형 중 중심에 위치하는 다각형의 꼭지점 중 일부에 위치하는 상기 슬레이브 부유체를 제2 마스터 부유체로 변경 설정하고, 상기 제2 마스터 부유체에 대해서는 3개의 해저 무어링 라인이 연결되게 하는, 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제1 마스터 부유체는 상기 복수의 부유체로 이루어진 부유체 군집의 경계선에 위치하고, 상기 슬레이브 부유체는 상기 부유체 군집의 경계선 안쪽에 위치하는, 부유식 해상 구조물용 마스터 슬레이브 계류 시스템.
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| CN117508460A (zh) * | 2023-11-24 | 2024-02-06 | 天津大学 | 一种一锚多链的锚泊系统 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20180108194A (ko) | 2017-03-24 | 2018-10-04 | 마스텍중공업 주식회사 | 해상 부유체 계류장치 |
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2021
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