KR20240042777A - 해양구조물용 풍하중 저감 구조물 및 이를 포함하는 해양구조물의 풍하중 저감 시스템 - Google Patents

Abstract

해양구조물용 풍하중 저감 구조물 및 이를 포함하는 해양구조물의 풍하중 저감 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 해양구조물과 이격된 해상에 배치되는 해양구조물용 풍하중 저감 구조물에 있어서, 하부 구조체; 및 상기 하부 구조체의 상부에 결합되는 방풍 펜스를 포함하고, 상기 하부 구조체는 상기 풍하중 저감 구조물이 해수면 상의 소정 위치에 배치되도록 해저 면에 고정된 지지부에 의해 지지되는 해양구조물용 풍하중 저감 구조물이 제공될 수 있다.

Description

해양구조물용 풍하중 저감 구조물 및 이를 포함하는 해양구조물의 풍하중 저감 시스템{WIND LOAD REDUCTION STRUCTURE FOR OFFSHORE STRUCTURE AND SYSTEM FOR REDUCING WIND LOAD OF OFFSHORE STRUCTURE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 해양구조물용 풍하중 저감 구조물 및 이를 포함하는 해양구조물의 풍하중 저감 시스템에 관한 것이다.

해양구조물은 운용 시 특정 해역에서 장기간 머물기 때문에 운용 해역에서 해양구조물에 영향을 주는 다양한 환경하중을 고려하여야 한다. 그 중에서 바람에 의한 환경하중, 즉 풍하중은 운용 해역에 따라 해양구조물에 큰 영향을 미칠 수도 있다.

예를 들어, 과도한 풍하중은 해양구조물의 설계에 제약을 초래하고, 해양구조물의 위치유지시스템에 과도한 부담을 줄 수 있다.

이에 따라, 해양구조물에 큰 영향을 미치는 풍하중을 저감시킬 수 있는 방안 수립에 대한 요구가 있고, 이와 관련된 연구와 검토가 지속적으로 이루어지고 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0145323호(2015.12.30, 선박 및 해양구조물의 위치제어 보조시스템)

본 발명의 실시 예는 해양구조물에 큰 영향을 미칠 수 있는 풍하중을 저감시킬 수 있는 해양구조물용 풍하중 저감 구조물 및 이를 포함하는 해양구조물의 풍하중 저감 시스템을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 해양구조물과 이격된 해상에 배치되는 해양구조물용 풍하중 저감 구조물에 있어서, 하부 구조체; 및 상기 하부 구조체의 상부에 결합되는 방풍 펜스를 포함하고, 상기 하부 구조체는 상기 풍하중 저감 구조물이 해수면 상의 소정 위치에 배치되도록 해저 면에 고정된 지지부에 의해 지지되는 해양구조물용 풍하중 저감 구조물이 제공될 수 있다.

상기 방풍 펜스는 메쉬 망을 포함할 수 있다.

상기 하부 구조체는 상기 풍하중 저감 구조물이 해상에 부유하도록 부력을 생성하고, 상기 지지부는 복수의 계류 라인을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 해양구조물; 및 상기 해양구조물과 이격된 해상에 배치되는 복수의 풍하중 저감 구조물을 포함하고, 상기 풍하중 저감 구조물은, 하부 구조체; 및 상기 하부 구조체의 상부에 결합되는 방풍 펜스를 포함하고, 상기 하부 구조체는 상기 풍하중 저감 구조물이 해상에 부유하도록 부력을 생성하고, 상기 복수의 풍하중 저감 구조물은 상기 해양구조물의 좌현 또는 우현과 마주보게 일렬 배치되고, 상기 복수의 풍하중 저감 구조물은 연결 라인을 통해 상호간에 연결되고, 상기 복수의 풍하중 저감 구조물 중 양단에 배치되는 한 쌍의 풍하중 저감 구조물의 하부 구조체에는 각각 다른 풍하중 저감 구조물의 하부 구조체와 마주보지 않는 길이 방향의 단부에 복수의 제1 계류 라인이 연결되는 해양구조물의 풍하중 저감 시스템이 제공될 수 있다.

상기 방풍 펜스는 메쉬 망을 포함할 수 있다.

상기 복수의 풍하중 저감 구조물에 있어서, 상기 풍하중 저감 구조물의 하부 구조체에는 다른 풍하중 저감 구조물의 하부 구조체와 마주보는 길이 방향의 단부에 제2 계류 라인이 각각 연결되고, 상기 제2 계류 라인은 상기 풍하중 저감 구조물에서 상기 해양구조물로부터 멀어지는 방향으로 연장될 수 있다.

상기 풍하중 저감 구조물은 상기 하부 구조체의 상기 해양구조물과 마주보는 면에 결합되는 펜더를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 해양구조물을 향해 불어오는 바람은 해상에 배치되는 방풍 펜스를 통과하면서 일부 또는 전부가 소실되고, 이를 통해 해양구조물에 큰 영향을 미칠 수 있는 풍하중을 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 해양구조물용 풍하중 저감 구조물의 도면이고,
도 2는 도 1의 설치 예이고,
도 3 내지 도 5는 도 2의 변형 예이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 해양구조물의 풍하중 저감 시스템의 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어는, 명백히 다른 의미로 정의되어 있지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 단지 특정 실시 예를 설명하기 위한 것으로 볼 것이지 본 발명을 제한하고자 하는 의도가 있는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 특별한 기재가 없는 한 복수형도 포함하는 것으로 볼 것이다.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 기재된 경우, 해당 부분은 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미한다.

또한, 어떤 구성요소 "상"으로 기재된 경우, 해당 구성요소의 위 또는 아래를 의미하고, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결" 또는 "결합"된다고 기재된 경우, 해당 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합되는 경우뿐만 아니라, 해당 구성요소가 또 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결 또는 결합되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 어떤 구성요소를 설명하는데 있어서 제1, 제2 등의 용어를 사용할 수 있지만, 이러한 용어는 해당 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등을 한정하고자 하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 해양구조물용 풍하중 저감 구조물의 도면이고, 도 2는 도 1의 설치 예이고, 도 3 내지 도 5는 도 2의 변형 예이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 해양구조물용 풍하중 저감 구조물(20)은 하부 구조체(100) 및 방풍 펜스(200)를 포함할 수 있고, 지지부(300)에 의해 해수면 상의 소정 위치, 예를 들어 해양구조물과 이격된 해상에 배치될 수 있다.

하부 구조체(100)는 풍하중 저감 구조물(20)이 해상에 부유하도록 부력을 생성할 수 있다.

예를 들어, 하부 구조체(100)는 부력체 또는 밸러스트 탱크를 구비할 수도 있다.

또한, 하부 구조체(100)는 풍하중 저감 구조물(20)의 무게중심을 낮춰 풍하중 저감 구조물(20)의 복원성을 향상시킬 수도 있다.

하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 지지부(300)가 후술하는 것처럼 재킷 구조물 또는 콘크리트 구조물로 이루어진 경우에는 하부 구조체(100)는 부력을 생성할 필요가 없고 풍하중 저감 구조물(20)의 무게중심을 낮출 필요도 없다.

방풍 펜스(200)는 하부 구조체(100)의 상부에 직립된 상태가 되도록 결합될 수 있다.

방풍 펜스(200)는 바람이 통과할 수 있도록 메쉬 망을 포함할 수 있고, 방풍 펜스(200)의 공극률은 풍하중 저감 구조물(20)에 과도한 풍하중이 적용되지 않도록 설계될 수 있다.

지지부(300)는 해저 면에 고정되어 하부 구조체(100)를 지지함으로써 풍하중 저감 구조물(20)이 해수면 상의 소정 위치에 배치되어 이탈하지 않게 할 수 있다.

즉, 풍하중 저감 구조물(20)은 해양구조물에 결합되지 않은 별개의 구조물일 수 있다.

지지부(300)는 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼 복수의 계류 라인을 포함할 수 있다.

여기서, 복수의 계류 라인은 카테너리 계류(catenary mooring) 방식으로 해저 면에 고정될 수도 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 토트 계류(taut mooring) 방식 또는 세미 토트 계류(semi-taut mooring) 방식으로 해저 면에 고정되거나, 도 3에 도시된 것처럼 TLP(tension leg platform) 방식으로 해저 면에 대하여 수직으로 고정될 수도 있다.

다른 예로, 지지부(300)는 도 4에 도시된 것처럼 재킷 구조물(jacket structure)이거나 도 5에 도시된 것처럼 콘크리트 구조물(concrete structure)일 수도 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 해양구조물의 풍하중 저감 시스템의 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 해양구조물의 풍하중 저감 시스템(1)은 해양구조물(10) 및 복수의 풍하중 저감 구조물(20)을 포함할 수 있다.

해양구조물(10)은 계류 라인(W) 등에 의해 계류되어 특정 해역에 장기간 머물면서 임무를 수행하는 부유식 해양구조물, 예를 들어 FLNG(Floating Liquefied Natural Gas), FPSO(Floating Production Storage and Offloading), 드릴쉽(drillship) 등을 포함할 수 있다.

풍하중 저감 구조물(20)은 하부 구조체(100) 및 방풍 펜스(200)를 포함할 수 있고, 이에 대한 자세한 설명은 상술한 것과 같으므로 생략하기로 한다.

복수의 풍하중 저감 구조물(20)은 해양구조물(10)과 이격된 해상에 배치될 수 있다.

또한, 복수의 풍하중 저감 구조물(20)은 각각 해양구조물(10)의 좌현 또는 우현과 마주보게 배치되되, 상호간에 일렬 배치될 수 있다. 예를 들어, 풍하중 저감 구조물(20)은 해양구조물(10)의 종 방향(X축 방향)으로 연장되게 배치될 수 있다.

이를 위해, 복수의 풍하중 저감 구조물(20)은 연결 라인(400)을 통해 상호간에 연결될 수 있고, 복수의 풍하중 저감 구조물(20) 중 양단에 배치되는 한 쌍의 풍하중 저감 구조물(20)의 하부 구조체(100)에는 다른 풍하중 저감 구조물(20)의 하부 구조체(100)와 마주보지 않는 길이 방향의 단부에 복수의 제1 계류 라인(310)이 연결될 수 있다.

예를 들어, 복수의 풍하중 저감 구조물(20)에 있어서, 풍하중 저감 구조물(20)의 하부 구조체(100)에는 다른 풍하중 저감 구조물(20)의 하부 구조체(100)와 마주보는 길이 방향의 단부에 연결 라인(400)이 연결될 수 있다.

연결 라인(400)은 굽힘 변형이 가능한 유연한 재질의 케이블(flexible cable)일 수 있다.

따라서, 복수의 풍하중 저감 구조물(20)이 서로 분리된 상태로 별개의 계류 라인을 통해 개별적으로 지지되는 경우 발생할 수 있는 계류 라인 간의 간섭을 예방할 수 있다.

또한, 복수의 풍하중 저감 구조물(20)에 있어서, 풍하중 저감 구조물(20)의 하부 구조체(100)에는 다른 풍하중 저감 구조물(20)의 하부 구조체(100)와 마주보는 길이 방향의 단부에 제2 계류 라인(320)이 각각 연결될 수도 있다.

제2 계류 라인(320)은 풍하중 저감 구조물(20)에서부터 해양구조물(10)로부터 멀어지는 방향, 예를 들어 해양구조물(10)의 횡 방향(Y축 방향)으로 연장되어 해저 면에 고정될 수 있다.

따라서, 복수의 풍하중 저감 구조물(20)이 연결 라인(400)을 통해 상호간에 연결됨으로 인해 연결 라인(400)의 변형에 따른 변위가 축적되어 복수의 풍하중 저감 구조물(20) 중 일부, 예를 들어 복수의 풍하중 저감 구조물(20) 중 중앙에 배치되는 풍하중 저감 구조물(20)이 해양구조물(10)에 가깝게 접근할 수도 있는데, 제2 계류 라인(320)은 이러한 접근을 저지할 수 있고, 그 결과 풍하중 저감 구조물(20)이 해양구조물(10)에 가깝게 접근함으로 인해 발생할 수 있는 충돌 사고 가능성을 최소화할 수 있다.

한편, 제1 계류 라인(310) 및/또는 제2 계류 라인(320)은 카테너리 계류(catenary mooring) 방식으로 해저 면에 고정될 수도 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 토트 계류(taut mooring) 방식 또는 세미 토트 계류(semi-taut mooring) 방식으로 해저 면에 고정될 수도 있다.

또한, 풍하중 저감 구조물(20)은 하부 구조체(100)에 결합되는 펜더(500)를 더 포함할 수도 있다.

펜더(500)는 하부 구조체(100)의 해양구조물(10)과 마주보는 면에 배치될 수 있다.

펜더(500)는 예를 들어 고무 등과 같은 완충 재료로 제작될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

따라서, 풍하중 저감 구조물(20)이 해양구조물(10)에 근접 설치된 경우 제2 계류 라인(320)의 분리 또는 끊어짐 등과 같은 예상치 못한 이유로 해양구조물(10)과 충돌하게 되더라도, 그로 인한 해양구조물(10)의 손상을 최소화할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 기술사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 실시 예를 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

1: 풍하중 저감 시스템 10: 해양구조물
20: 풍하중 저감 구조물 100: 하부 구조체
200: 방풍 펜스 300: 지지부
310: 제1 계류 라인 320: 제2 계류 라인
400: 연결 라인 500: 펜더

Claims (4)

1. 해양구조물과 이격된 해상에 배치되는 해양구조물용 풍하중 저감 구조물에 있어서,
   하부 구조체; 및
   상기 하부 구조체의 상부에 결합되는 방풍 펜스를 포함하고,
   상기 하부 구조체는 상기 풍하중 저감 구조물이 해수면 상의 소정 위치에 배치되도록 해저 면에 고정된 지지부에 의해 지지되는 해양구조물용 풍하중 저감 구조물.
2. 해양구조물; 및
   상기 해양구조물과 이격된 해상에 배치되는 복수의 풍하중 저감 구조물을 포함하고,
   상기 풍하중 저감 구조물은,
   하부 구조체; 및
   상기 하부 구조체의 상부에 결합되는 방풍 펜스를 포함하고,
   상기 하부 구조체는 상기 풍하중 저감 구조물이 해상에 부유하도록 부력을 생성하고,
   상기 복수의 풍하중 저감 구조물은 상기 해양구조물의 좌현 또는 우현과 마주보게 일렬 배치되고,
   상기 복수의 풍하중 저감 구조물은 연결 라인을 통해 상호간에 연결되고,
   상기 복수의 풍하중 저감 구조물 중 양단에 배치되는 한 쌍의 풍하중 저감 구조물의 하부 구조체에는 각각 다른 풍하중 저감 구조물의 하부 구조체와 마주보지 않는 길이 방향의 단부에 복수의 제1 계류 라인이 연결되는 해양구조물의 풍하중 저감 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 방풍 펜스는 메쉬 망을 포함하는 해양구조물의 풍하중 저감 시스템.
4. 제2항에 있어서,
   상기 복수의 풍하중 저감 구조물에 있어서, 상기 풍하중 저감 구조물의 하부 구조체에는 다른 풍하중 저감 구조물의 하부 구조체와 마주보는 길이 방향의 단부에 제2 계류 라인이 각각 연결되고,
   상기 제2 계류 라인은 상기 풍하중 저감 구조물에서 상기 해양구조물로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 해양구조물의 풍하중 저감 시스템.

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