KR20230027619A - 부유식 해상구조물의 걸리 시스템 - Google Patents

부유식 해상구조물의 걸리 시스템 Download PDF

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KR20230027619A
KR20230027619A KR1020210109614A KR20210109614A KR20230027619A KR 20230027619 A KR20230027619 A KR 20230027619A KR 1020210109614 A KR1020210109614 A KR 1020210109614A KR 20210109614 A KR20210109614 A KR 20210109614A KR 20230027619 A KR20230027619 A KR 20230027619A
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grating
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김연호
박수한
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삼성중공업 주식회사
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    • B63B13/00—Conduits for emptying or ballasting; Self-bailing equipment; Scuppers

Abstract

부유식 해상구조물의 걸리 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 해상구조물의 걸리 시스템은 부유식 해상구조물의 설비에서 누출된 극저온 액체(Cryogenic Liquid)를 저장할 수 있게 상부가 개방되게 마련되는 거터 박스(Gutter Box); 거터 박스의 상부 개구 영역에 배치되되 복수 개의 통공을 구비하는 그레이팅(Grating); 및 거터 박스 내에 마련되며, 화재 발생 시 그레이팅의 하부 공간을 밀폐해서 거터 박스 내의 극저온 액체로 그레이팅의 통공을 통한 공기 공급이 자동으로 차단되게 하는 공기 공급 자동 차단부를 포함한다.

Description

부유식 해상구조물의 걸리 시스템{Gully System For A Ship}
본 발명은, 부유식 해상구조물의 걸리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 화재 발생 시 누출된 극저온 액체가 자동 연소되게 함으로써 추가적인 화재 위험을 제거할 수 있는 부유식 해상구조물의 걸리 시스템에 관한 것이다.
LNG(Liquefied Natural Gas) 시추선 등의 부유식 해상구조물에는 액화된 천연가스를 저장하기 위한 LNG 저장탱크가 설치된다. 그리고, 상부 갑판 상에 해저를 시추하여 천연가스를 생산한 후 액화시키거나 액화된 천연가스를 재기화시키는데 필요한 각종 설비가 설치된다.
한편, 각종 설비가 탑재된 부유식 해상구조물 상에서 천연가스를 액화시키거나 액화천연가스를 재기화시킬 때, 액화된 액화천연가스가 설비들로부터 누출될 수 있는 위험이 존재한다.
만일, 액화천연가스가 누출되고 누출된 액화천연가스가 설비를 이루는 구조물에 직접 접촉하는 경우, 극저온 상태인 액화천연가스(이하, 극저온 액체라 함)로 인하여 해당 구조물의 온도가 급격히 떨어지게 되는 등 구조물에 저온 취성 문제가 발생할 수 있다.
이처럼 구조물에 저온 취성 문제가 발생하면 부유식 해상구조물에 마련되는 지지 구조물, 설비 구조물 등의 구조물 전체에 대한 안정성에 심각한 영향을 줄 수 있다. 때문에, 이를 방지하기 위해 극저온 액체를 빠르게 모아 배출하는 시스템으로서 걸리 시스템(Gully System)이 부유식 해상구조물에 마련된다. 극저온 액체을 배수한다는 점에서 걸리 시스템을 극저온 액체 드레인 시스템(Cryogenic Liquid Drain Gully System)이라고도 한다.
하지만, 극저온 액체 역시 발화위험물이라서 화재가 발생하면 이를 소화하려는 방안이 없다. 따라서, 불가피하지만 지금은 누출된 극저온 액체를 빠르게 유출(배수)시켜 발화원을 제거하는 방식을 취하고 있는데, 환경적인 측면에서 바람직하지 않다는 점을 고려해볼 때, 이를 해결하기 위한 기술 개발이 필요한 실정이다.
대한민국특허청 출원번호 제10-2011-0027668호
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 화재 발생 시 누출된 극저온 액체가 자동 연소되게 함으로써 추가적인 화재 위험을 제거할 수 있으며, 나아가 극저온 액체의 해양 방류로 인한 환경적인 측면을 개선할 수 있는 부유식 해상구조물의 걸리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 부유식 해상구조물의 설비에서 누출된 극저온 액체(Cryogenic Liquid)를 저장할 수 있게 상부가 개방되게 마련되는 거터 박스(Gutter Box); 상기 거터 박스의 상부 개구 영역에 배치되되 복수 개의 통공을 구비하는 그레이팅(Grating); 및 상기 거터 박스 내에 마련되며, 화재 발생 시 상기 그레이팅의 하부 공간을 밀폐해서 상기 거터 박스 내의 극저온 액체로 상기 그레이팅의 통공을 통한 공기 공급이 자동으로 차단되게 하는 공기 공급 자동 차단부를 포함하는 부유식 해상구조물의 걸리 시스템이 제공될 수 있다.
상기 공기 공급 자동 차단부는, 상기 거터 박스 내에 회전 가능하게 배치되며, 평상시에는 세워진 상태를 유지해서 상기 그레이팅의 통공을 통한 공기 공급을 허용하고 화재 발생 시에는 가로로 누워 이웃한 것끼리 포개짐으로써 밀폐를 구현하여 상기 그레이팅의 통공을 통한 공기 공급을 차단시키는 복수 개의 공기 공급 차단판; 상기 공기 공급 차단판의 중심부에 각각 마련되고 상기 공기 공급 차단판의 회전축심을 형성하는 복수 개의 회전축; 상기 거터 박스의 외벽에 마련되고 상기 회전축에 연결되며, 상기 공기 공급 차단판이 가로로 눕는 방향이 되게 탄성바이어스하는 탄성부재; 및 상기 회전축의 단부와 상기 탄성부재 영역의 커버링하는 커버 하우징을 포함할 수 있다.
상기 공기 공급 자동 차단부는, 상기 거터 박스 내에 배치되며, 상기 공기 공급 차단판이 세워진 상태를 유지하게 상기 공기 공급 차단판들을 지지하되 화재 발생에 의해 상기 거터 박스 내의 온도가 미리 설정된 온도값보다 높을 때, 자동으로 끊어지면서 상기 공기 공급 차단판들을 지지 해제하는 온도 감응형 텐션 와이어(Tension Wire)를 더 포함할 수 있다.
상기 거터 박스의 내벽에는 세워진 상기 공기 공급 차단판이 회전되면서 가로로 누울 때 상기 공기 공급 차단판의 회전을 제한하는 스토퍼가 마련될 수 있다.
상기 공기 공급 차단판의 단부 영역에는 밀폐력을 배가시키는 밀폐력 배가용 고무 글러브가 결합할 수 있다.
본 발명에 따르면, 화재 발생 시 누출된 극저온 액체가 자동 연소되게 함으로써 추가적인 화재 위험을 제거할 수 있으며, 나아가 극저온 액체의 해양 방류로 인한 환경적인 측면을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 걸리 시스템이 적용된 부유식 해상구조물로서의 선박에 대한 구조도이다.
도 2는 도 1의 선박에 적용된 걸리 시스템의 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A선에 따른 대략적인 부분 단면 구조도이다.
도 4는 도 3의 분해도이다.
도 5는 도 2의 B-B에 따른 대략적인 부분 단면 구조도이다.
도 6은 공기 공급 자동 차단부의 작용을 위한 도면으로서 평상시 공기 공급 차단판의 배치도이다.
도 7은 공기 공급 자동 차단부의 작용을 위한 도면으로서 화재 발생 시 공기 공급 차단판의 배치도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 해상구조물의 걸리 시스템의 부분 단면 구조도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 걸리 시스템이 적용된 부유식 해상구조물로서의 선박에 대한 구조도이고, 도 2는 도 1의 선박에 적용된 걸리 시스템의 개략적인 사시도이며, 도 3은 도 2의 A-A선에 따른 대략적인 부분 단면 구조도이고, 도 4는 도 3의 분해도이며, 도 5는 도 2의 B-B에 따른 대략적인 부분 단면 구조도이고, 도 6은 공기 공급 자동 차단부의 작용을 위한 도면으로서 평상시 공기 공급 차단판의 배치도이며, 도 7은 공기 공급 자동 차단부의 작용을 위한 도면으로서 화재 발생 시 공기 공급 차단판의 배치도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 걸리 시스템(120)이 적용될 경우, 화재 발생 시 누출된 극저온 액체(Cryogenic Liquid)가 자동 연소되게 함으로써 추가적인 화재 위험을 제거할 수 있으며, 나아가 극저온 액체의 해양 방류로 인한 환경적인 측면을 개선할 수 있다. 즉 화재 발생 시 도 7처럼 공기 공급 자동 차단부(150)에 의해 발화위험물인 극저온 액체 쪽으로의 공기(air) 공급이 차단되기 때문에 설사 극저온 액체에 화재가 발생했더라도 자연적으로 소화될 수 있다.
이러한 효과를 제공할 수 있는 본 실시예에 따른 걸리 시스템(120)은 부유식 해상구조물에 적용될 수 있다. 부유식 해상구조물은 다양한 형태가 될 수 있는데, 본 실시예에서는 부유식 해상구조물을 도 1의 선박(100)으로 설명한다.
참고로, 도 1에 도시된 선박(100)은 상선, 군함, 어선, 운반선, 드릴쉽, 쇄빙선 및 특수 작업선, 해상 구조물 등 어떠한 것이 될 수 있다. 따라서, 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.
도 1의 선박(100)에 대해 간략하게 알아본다. 선체(110)의 갑판 일측에는 거주구(111)가 마련된다. 그리고, 선체(110)의 타측면에는 스러스터(112, thruster)가 마련된다.
모든 종류의 선박에 스러스터(112)가 마련되는 것은 아니지만, 본 실시예처럼 스러스터(112)가 마련되면 선박(100)의 정지 또는 항해 시 조정 성능을 향상시키고 선박(100)의 오퍼레이션(operation)을 용이하게 한다.
도 1처럼 선체(110)의 일측, 특히 선수부(113)에 마련되는 스러스터(112)를 바우 스러스터(bow thruster)라 부르기도 한다. 물론, 스러스터(112)가 반드시 적용되어야 하는 것은 아니므로, 스러스터(112)가 없는 선박에도 본 발명의 권리범위가 적용될 수 있다.
선체(110)의 후미에는 모터(motor)로 회전하면서 선체(110)에 추진력을 발생 시키는 프로펠러(115)가 갖춰진다. 프로펠러(115)는 실질적인 선체(110)에 추진력을 발생시킨다. 프로펠러(115)의 주변에는 선체(110)의 방향을 조정하는 러더(116)가 마련된다.
한편, 선체(110)의 일측에 본 실시예에 따른 걸리 시스템(120)이 탑재될 수 있다. 참고로, 도 1에는 선체(110)의 일측에만 국부적으로 걸리 시스템(120)이 적용된 것처럼 도시되었지만, 본 실시예에 따른 걸리 시스템(120)은 선체(110)의 갑판 전체 영역에 설치되는 대형 구조물 시스템일 수 있다.
걸리 시스템(120)은 거터 박스(130, Gutter Box), 그레이팅(140, Grating) 및 공기 공급 자동 차단부(150)를 포함할 수 있다.
거터 박스(130)는 선체(110)에 마련되는 다양한 설비에서 누출된 극저온 액체를 저장하는 역할을 한다. 저장된 극저온 액체는 방류될 수도 있고 혹은 재활용될 수도 있다.
선체(110)의 갑판 위로 떨어지거나 누수되는 극저온 액체가 모일 수 있게 거터 박스(130)는 상부가 개방된 박스(Box) 구조를 이룰 수 있다.
이러한 거터 박스(130)를 적용함에 있어서, 거터 박스(130)의 개방된 상부를 그대로 방치하면 곤란하다. 이에, 작업자의 보행은 가능하면서도 선체(110)의 갑판 위로 떨어지거나 누수되는 극저온 액체가 거터 박스(130) 내로 모일 수 있게 거터 박스(130)의 개방된 상부에 그레이팅(140)이 설치된다.
그레이팅(140)은 거터 박스(130)의 상부 개구 영역에 배치되되 복수 개의 통공(141)을 구비한다. 통공(141)을 통해 극저온 액체 또는 공기(air)의 이동이 이루어질 수 있다. 그레이팅(140)을 거터 박스(130)의 상부 개구 영역에 배치할 수 있도록 거터 박스(130)의 상부 개구 영역에는 그레이팅 지지대(131)가 마련된다.
한편, 공기 공급 자동 차단부(150)는 거터 박스(130) 내에 마련되며, 화재 발생 시 도 7처럼 그레이팅(140)의 하부 공간을 밀폐해서 거터 박스(130) 내의 극저온 액체로 그레이팅(140)의 통공(141)을 통한 공기(air) 공급이 자동으로 차단되게 하는 역할을 한다.
특히, 본 실시예에 적용되는 공기 공급 자동 차단부(150)는 모터 등의 동력이 없는 무동력 수단으로 적용되기 때문에, 구조가 간단하며, 동력이 필요치 않은 장점이 있다.
화재 발생 시 도 7처럼 그레이팅(140)의 하부 공간을 밀폐해서 거터 박스(130) 내의 극저온 액체로 그레이팅(140)의 통공(141)을 통한 공기(air) 공급이 자동으로 차단되게 하면, 설사 극저온 액체에 화재가 발생했더라도 자연적으로 소화될 수 있다.
이러한 공기 공급 자동 차단부(150)는 공기 공급 차단판(161), 회전축(163), 탄성부재(164), 커버 하우징(165) 및 온도 감응형 텐션 와이어(166, Tension Wire)를 포함할 수 있다.
공기 공급 차단판(161)은 거터 박스(130) 내에 회전 가능하게 배치되며, 평상시에는 도 6처럼 세워진 상태를 유지해서 그레이팅(140)의 통공(141)을 통한 공기 공급을 허용하고 화재 발생 시에는 도 7처럼 가로로 누워 이웃한 것끼리 포개짐으로써 밀폐를 구현하여 그레이팅(140)의 통공(141)을 통한 공기 공급을 차단시키는 역할을 한다.
공기 공급 차단판(161)이 도 6처럼 세워진 상태에서 도 7처럼 가로로 눕는 상태로 회전할 때, 회전이 과도하게 진행되면 공기 공급 차단판(161)을 통한 밀폐효과가 떨어질 수밖에 없다.
이를 위해, 거터 박스(130)의 내벽에는 도 6처럼 세워진 공기 공급 차단판(161)이 회전하면서 도 7처럼 가로로 누울 때 공기 공급 차단판(161)의 회전을 제한하는 스토퍼(132)가 마련된다.
여러 개의 공기 공급 차단판(161) 중 앞쪽의 공기 공급 차단판(161)이 스토퍼(132)에 걸리면 뒤따라 포개지는 공기 공급 차단판(161)은 그 앞쪽의 공기 공급 차단판(161)에 자연스럽게 지지되어 회전이 제한되는 형태가 된다. 따라서, 스토퍼(132)는 굳이 많이 만들 필요는 없다.
회전축(163)은 공기 공급 차단판(161)의 중심부에 각각 마련되고 공기 공급 차단판(161)의 회전축심을 형성한다. 회전축(163)의 양단부는 거터 박스(130)의 양측 외벽에 또는 외벽 바깥으로 돌출될 수 있다.
탄성부재(164)는 거터 박스(130)의 외벽에 마련되고 회전축(163)에 연결되며, 공기 공급 차단판(161)이 가로로 눕는 방향이 되게 탄성바이어스한다. 탄성부재(164)는 회전축(163)에 마련되는 비틀림 코일 압축스프링일 수 있다.
커버 하우징(165)은 회전축(163)의 단부와 탄성부재(164) 영역의 커버링하는 사출 구조물이다. 물론, 커버 하우징(165)이 반드시 마련되어야 하는 것은 아니지만, 커버 하우징(165)이 마련되면 외관의 미가 좋아진다. 또한, 탄성부재(164) 등의 구조물 이탈 혹은 손상을 예방할 수 있다.
온도 감응형 텐션 와이어(166)는 거터 박스(130) 내에 배치되며, 공기 공급 차단판(161)이 세워진 상태를 유지하게 공기 공급 차단판(161)들을 지지하되 화재 발생에 의해 거터 박스(130) 내의 온도가 미리 설정된 온도값보다 높을 때, 자동으로 끊어지면서 공기 공급 차단판(161)들을 지지 해제하는 역할을 한다.
다시 말해, 온도 감응형 텐션 와이어(166)는 미리 설정된 온도값, 예컨대 100℃에 반응하여 자체적으로 끊어질 수 있다.
이하, 걸리 시스템(120)의 작용을 설명한다.
평상시 도 6처럼 공기 공급 차단판(161)들이 세워진 상태를 취한다. 따라서, 극저온 액체를 포함해서 공기는 그레이팅(140)의 통공(141)을 통해 거터 박스(130) 내로 향할 수 있다. 특히, 그레이팅(140)의 통공(141)을 통해 극저온 액체가 거터 박스(130) 내로 모일 수 있다.
그러다가 선체(110)에 화재가 발생한다. 화재가 발생하면, 미리 설정된 온도값, 예컨대 100℃에 반응한 온도 감응형 텐션 와이어(166)가 자체적으로 끊어진다.
그러면 공기 공급 차단판(161)들을 지지하고 있던 힘이 사라지기 때문에 탄성부재(164)와 회전축(163)의 작용으로 공기 공급 차단판(161)들이 도 7처럼 가로로 누우면서 포개질 수 있으며, 이로 인해 그레이팅(140) 하부 영역에 대한 밀폐 구조를 구현할 수 있다.
이처럼 거터 박스(130)의 내부가 밀폐되면 공기의 공급이 차단되기 때문에 극저온 액체에 화염이 발생하지 않으며, 설사 발생했다 하더라도 금방 소화될 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 구조로 작용을 하는 본 실시예에 따르면, 화재 발생 시 누출된 극저온 액체(Cryogenic Liquid)가 자동 연소되게 함으로써 추가적인 화재 위험을 제거할 수 있으며, 나아가 극저온 액체의 해양 방류로 인한 환경적인 측면을 개선할 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유식 해상구조물의 걸리 시스템의 부분 단면 구조도이다.
이 도면을 참조하면, 본 실시예에 적용되는 걸리 시스템(220) 역시, 거터 박스(130, Gutter Box), 그레이팅(140, Grating) 및 공기 공급 자동 차단부(250)를 포함할 수 있다.
그리고, 공기 공급 자동 차단부(250)는 공기 공급 차단판(261), 회전축(163), 탄성부재(164), 커버 하우징(165) 및 온도 감응형 텐션 와이어(166)를 포함할 수 있다. 이들의 구조와 기능, 역할은 전술한 실시예와 같으므로 중복 설명은 피한다.
한편, 본 실시예에서 공기 공급 차단판(261)은 차단판 본체부(261a)와 밀폐력 배가용 고무 글러브(261b)를 포함한다.
밀폐력 배가용 고무 글러브(261b)는 차단판 본체부(261a)의 단부 영역에 결합해서 밀폐력을 배가시키는 역할을 한다.
다시 말해, 밀폐력 배가용 고무 글러브(261b)가 마련되기 때문에 밀폐력 배가용 고무 글러브(261b)가 거터 박스(130)의 내벽에 접촉하거나 상대편 공기 공급 차단판(261)에 접촉할 때, 갭(gap)을 형성시키지 않아 우수한 밀폐력을 제공하는데 도움이 된다.
밀폐력 배가용 고무 글러브(261b)는 차단판 본체부(261a)의 단부 영역에 착탈 가능하게 결합할 수도 있고, 일체형일 수도 있다.
본 실시예가 적용되더라도 화재 발생 시 누출된 극저온 액체(Cryogenic Liquid)가 자동 연소되게 함으로써 추가적인 화재 위험을 제거할 수 있으며, 나아가 극저온 액체의 해양 방류로 인한 환경적인 측면을 개선할 수 있다.
이처럼 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다고 하여야 할 것이다.
100 : 선박 110 : 선체
120 : 걸리 시스템 130 : 거터 박스
131 : 그레이팅 지지대 132 : 스토퍼
140 : 그레이팅 141 : 통공
150 : 공기 공급 자동 차단부 161 : 공기 공급 차단판
163 : 회전축 164 : 탄성부재
165 : 커버 하우징 166 : 온도 감응형 텐션 와이어

Claims (5)

  1. 부유식 해상구조물의 설비에서 누출된 극저온 액체(Cryogenic Liquid)를 저장할 수 있게 상부가 개방되게 마련되는 거터 박스(Gutter Box);
    상기 거터 박스의 상부 개구 영역에 배치되되 복수 개의 통공을 구비하는 그레이팅(Grating); 및
    상기 거터 박스 내에 마련되며, 화재 발생 시 상기 그레이팅의 하부 공간을 밀폐해서 상기 거터 박스 내의 극저온 액체로 상기 그레이팅의 통공을 통한 공기 공급이 자동으로 차단되게 하는 공기 공급 자동 차단부를 포함하는 부유식 해상구조물의 걸리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기 공급 자동 차단부는,
    상기 거터 박스 내에 회전 가능하게 배치되며, 평상시에는 세워진 상태를 유지해서 상기 그레이팅의 통공을 통한 공기 공급을 허용하고 화재 발생 시에는 가로로 누워 이웃한 것끼리 포개짐으로써 밀폐를 구현하여 상기 그레이팅의 통공을 통한 공기 공급을 차단시키는 복수 개의 공기 공급 차단판;
    상기 공기 공급 차단판의 중심부에 각각 마련되고 상기 공기 공급 차단판의 회전축심을 형성하는 복수 개의 회전축;
    상기 거터 박스의 외벽에 마련되고 상기 회전축에 연결되며, 상기 공기 공급 차단판이 가로로 눕는 방향이 되게 탄성바이어스하는 탄성부재; 및
    상기 회전축의 단부와 상기 탄성부재 영역의 커버링하는 커버 하우징을 포함하는 부유식 해상구조물의 걸리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공기 공급 자동 차단부는,
    상기 거터 박스 내에 배치되며, 상기 공기 공급 차단판이 세워진 상태를 유지하게 상기 공기 공급 차단판들을 지지하되 화재 발생에 의해 상기 거터 박스 내의 온도가 미리 설정된 온도값보다 높을 때, 자동으로 끊어지면서 상기 공기 공급 차단판들을 지지 해제하는 온도 감응형 텐션 와이어(Tension Wire)를 더 포함하는 부유식 해상구조물의 걸리 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 거터 박스의 내벽에는 세워진 상기 공기 공급 차단판이 회전되면서 가로로 누울 때 상기 공기 공급 차단판의 회전을 제한하는 스토퍼가 마련되는 부유식 해상구조물의 걸리 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 공기 공급 차단판의 단부 영역에는 밀폐력을 배가시키는 밀폐력 배가용 고무 글러브가 결합하는 부유식 해상구조물의 걸리 시스템.
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