KR101449691B1 - 가이드 파일을 이용한 해상플랫폼 및 그의 설치방법 - Google Patents

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Abstract

가이드 파일을 이용한 해상플랫폼 및 그의 설치방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 해상플랫폼은, 해상에 부유되는 플랫폼; 상기 플랫폼에 수직 방향으로 장착되어, 해상에 부유된 상기 플랫폼의 수직 방향 운동을 가이드하는 하나 이상의 가이드 파일; 및 해저면에 설치되어 상기 가이드 파일이 고정되는 베이스 구조물;을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 측면에 따른 해상플랫폼의 설치방법은, 하나 이상의 가이드 파일을 구비하고 해상에 부유되는 플랫폼을 설치위치로 예인하는 단계; 상기 가이드 파일을 하강시키고, 상기 가이드 파일을 해저면에 설치된 베이스 구조물에 고정시키는 단계; 및 상기 플랫폼을 상기 가이드 파일에 대해 수직 방향으로 자유롭게 운동하도록 하여, 해상에 부유된 상기 플랫폼이 상기 베이스 구조물에 고정된 상기 가이드 파일을 따라 수직 방향으로 자유롭게 운동되도록 하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

가이드 파일을 이용한 해상플랫폼 및 그의 설치방법 {OFFSHORE PLATFORM USING GUIDE PILE AND METHOD OF INSTALLING THE SAME}
본 발명은 액화가스, 다양한 유체의 저장이나, 다양한 기능을 위한 가이드 파일을 이용한 해상플랫폼 및 그의 설치방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 해상에 설치되어 액화천연가스 등의 액화가스를 저장, 공급 및 수급 가능한 해상플랫폼 및 그의 설치방법에 관한 것이다.
유가의 폭등 및 각종 환경문제로 인하여 액화천연가스와 같은 액화가스가 대체 연료로 많은 주목을 받고 있다. 일반적으로 천연가스는 지질상(geological), 지하 유층 등으로부터 순수 가스 형태 또는 오일(oil)에 따라 제공되는 관련 가스를 통해 얻어지게 된다. 최근에 천연가스는 셰일(shale) 퇴적층으로부터도 제공되고 있다. 가스는 파이프라인 또는 압력 용기(pressure vessels) 내에서 가압 상태로 이송될 수 있다. 그러나, 가장 범용적인 방법은 액화된 형태로 선박, 레일 또는 로드(road)로 이송하는 것이다. 대기압 하에서 액화는 대략 -163℃ 이하로의 냉각을 요구하게 된다. 일반적으로 처리 및 액화 공정은 특별한 육상 터미널뿐만 아니라 최근에 개발된 부유식 액화 터미널(LNG-FPSO)에서도 수행될 수 있다. 이송된 LNG는 이를 수급하는 육상 터미널 또는 부유식(FSRU) 또는 고정된 해상 터미널에서 "재기화(re-gasified)" 된다.
액화천연가스의 수송은 송출(export)뿐만 아니라 송입(import) 터미널에서도 저장이 요구되게 된다. 여러가지 이유로 대형 수송 터미널을 해상에 구축하는 추세에 있다. 또한, 향후에는 선박 엔진의 청정 연료로서 LNG를 선단에 공급할 수 있는 특별한 터미널이 요구될 수 있다. 이는 주요 항구 및 셔틀 연료 탱크 등에서 각 선박에 LNG 연료를 공급할 수 있는 LNG 공급 터미널로서 완전히 새로운 인프라를 필요로 할 수 있다. 안전 및 다른 이점들을 위해, 연료 터미널은 상기와 같은 항구 밖의 해상에 배치되는 것이 장점이 있을 수 있다.
현재까지 해상 LNG 터미널은 주로 GBS 구조(Gravity Based Structure, 중력 고정식 구조)로 제작되어 왔다. 명칭상 나타나듯이 상기와 같은 구조는 해저면에서 안착되어 자중에 의해 떠오르지 않게 된다. 가스는 가벼운 화물인 관계로, GBS 구조는 통상 무거운 콘크리트로 제작되고 추가적으로 떠오르지 않기 위해 발라스트(ballasted) 또는 파일링(piled) 등을 가질 수 있다. 이러한 방식은 조수(tides) 변화에 따라 부력이 크게 변화하기 때문에 조수(tides)가 큰 연안 지역에서 특히 문제가 발생되게 된다. 다른 문제는 수심이 증가함에 따라 GBS 구조의 단가가 급격히 증가한다는 점이다. 또한 깊은 수심 및 조수 변화는 설치 작업도 보다 어렵게 한다. 따라서 이러한 문제에 대한 다른 기술적 해결책이 필요함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명은 계류식 부유 터미널과 고정식 터미널의 기술적 이점을 모두 가지는 가이드 파일을 이용한 해상플랫폼 및 그의 설치방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 해상에 부유되는 플랫폼; 상기 플랫폼에 수직 방향으로 장착되어, 해상에 부유된 상기 플랫폼의 수직 방향 운동을 가이드하는 하나 이상의 가이드 파일; 및 해저면에 설치되어, 상기 가이드 파일이 고정되는 베이스 구조물;을 포함하는 해상플랫폼이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 하나 이상의 가이드 파일을 구비하고 해상에 부유되는 플랫폼을 설치위치로 예인하는 단계; 상기 가이드 파일을 하강시키고, 상기 가이드 파일을 해저면에 설치된 베이스 구조물에 고정시키는 단계; 및 상기 플랫폼을 상기 가이드 파일에 대해 수직 방향으로 자유롭게 운동하도록 하여, 해상에 부유된 상기 플랫폼이 상기 베이스 구조물에 고정된 상기 가이드 파일을 따라 수직 방향으로 자유롭게 운동되도록 하는 단계;를 포함하는 해상플랫폼의 설치방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 해상플랫폼 및 그의 설치방법은, 해상에 부유되는 플랫폼과 베이스 구조물에 고정 설치된 가이드 파일을 통해, 부유식 터미널과 고정식 터미널의 기술적 이점을 모두 제공할 수 있다.
즉, 부유식 터미널의 기술적 이점으로, 이동 및 설치가 간편하고 조류 변화가 큰 지역에서도 해상플랫폼의 사용이 가능하다. 쓰나미가 발생될 수 있는 지역에서는, 해상플랫폼을 위해 파랑 감쇄 방벽 등의 특별한 보호 수단이 제공될 수 있으며, 또는 분리 및 안전 지역으로의 이동이 가능하다. 덧붙여, 설치가 상대적으로 용이하고, 해상플랫폼이 수평 방향으로 이동되지 않기 때문에 운송선이나 셔틀선이 해상플랫폼에 안전하고 편리하게 접안할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상플랫폼을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상플랫폼을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 구조를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 베이스 구조를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상플랫폼의 제작을 보여주는 작동도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상플랫폼의 드라이 도크의 침수를 통한 진수 및 예인을 보여주는 작동도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상플랫폼의 파일 고정(pile-fixing)을 보여주는 작동도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상플랫폼의 릴리싱(releasing)을 보여주는 작동도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상플랫폼의 설치 완료 및 사용 상태를 보여주는 작동도이다.
이하, 도면을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 해상플랫폼에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상플랫폼을 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상플랫폼을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 해상플랫폼(100)은, 플랫폼(110) 및 가이드 파일(130)을 포함할 수 있다.
플랫폼(110)은 해상플랫폼(100)의 전체적인 외관을 형성할 수 있다. 플랫폼(110)에는 후술할 액화가스 저장탱크(120) 및 가이드 파일(130)이 구비될 수 있다. 또한, 도시되지 않았으나, 플랫폼(110)에는 액화가스 운송선박 등을 접안시키기 위한 설비나, 액화가스의 운송을 위한 가스공급설비 등이 구비될 수 있다.
플랫폼에는 액화가스 또는 원유(crude oil)와 같은 탄화수소(hydrocarbon)의 저장, 로딩(loading) 또는 처리(processing) 시스템이 구비될 수 있다. 이와 같은 경우, 해상플랫폼은 LNG 벙커링 터미널(LNG bunkering terminal), LNG-FSRU, FPSO 등으로 사용될 수 있다. 또한 플랫폼에는 담수화 시스템이 구비될 수 있다. 이와 같은 경우, 해상플랫폼은 해수 담수화 설비로 사용될 수 있다. 또한, 플랫폼에는 화물의 저장 또는 로딩 시스템이 구비될 수 있다. 이와 같은 경우, 해상플랫폼은 모바일 하버(mobile harbor)로 사용될 수 있다. 상기 예시한 바 이외에도, 플랫폼에는 그 용도에 따라 다양한 종류의 시스템이 구비될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 플랫폼에 액화가스 저장탱크 구비되고 해상플랫폼이 LNG 벙커링 터미널로 사용되는 경우를 예시하여 설명하도록 한다.
한편, 플랫폼(110)는 해상에 부유될 수 있도록 형성된다. 즉, 본 실시예에 따른 해상플랫폼(100)은 플랫폼(110)가 해상에 부유되어 예인선 등에 의해 이동 가능한 타입의 터미널로 형성될 수 있다.
이때, 플랫폼(110)는 스틸, 고강도 콘크리트 및 수밀 코팅된 경량성 콘크리트 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 수밀 코팅된 경량성 콘크리트는 경량성 콘크리트의 양측을 수밀 코팅하여 샌드위치 판넬의 구조로 형성될 수 있다. 또는 상기의 샌드위치 판넬은 스틸과 같은 재료로 외측 스킨(outer skins)을 제작하고 상기의 스킨 내로 콘크리트를 캐스팅(casting)하여 형성될 수 있다. 이와 같은 경우 상기의 스킨은 콘크리트의 구조적 보강재뿐만 아니라 수밀 방벽(barrier)으로도 기능할 수 있다. 또한, 상기의 수밀 코팅은 경량성 콘크리트의 내외측을 에폭시 등의 폴리머로 코팅한 폴리머 코팅을 포함할 수 있다.
액화가스 저장탱크(120)는 플랫폼(110)에 장착될 수 있다. 액화가스 저장탱크(120)는 플랫폼(110)와 함께 제작되거나, 플랫폼(110)과 별도로 제작되어 플랫폼(110)에 장착될 수 있다. 또한 복수의 액화가스 저장탱크(120)가 플랫폼(110)에 장착될 수 있다. 본 실시예의 경우 총 5 개의 액화가스 저장탱크(120)가 플랫폼(110)에 장착된 경우를 예시하였다. 다만, 탑재되는 액화가스 저장탱크(120)의 개수나 용량은 필요에 따라 변경될 수 있으며, 상기 예시한 경우에 한정되지 않는다.
액화가스는 단열 처리된 액화가스 저장탱크(120) 내에 저장될 수 있다. 이때, 저장되는 액화가스는 액화천연가스(LNG), 액화석유가스(LPG) 및 천연가스액(NGL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 저장되는 액화가스가 극저온의 액화가스일 경우, 액화가스 저장탱크(120)에는 단열수단이 구비될 수 있다. 예를 들면, 액화천연가스가 저장되는 경우, 액화가스 저장탱크(120)에는 단열수단으로 인바(INVAR)나 스테인리스 스틸로 형성된 방벽, 합판이나 폴리우레탄 폼으로 이루어진 단열재 등이 구비될 수 있다.
가이드 파일(130)은 플랫폼(110)에 장착되어 플랫폼(110)의 수직(vertical) 운동을 가이드할 수 있다. 보다 구체적으로, 가이드 파일(130)은 수직 방향으로 연장 형성될 수 있으며 플랫폼(110)에 수직 방향으로 장착될 수 있다. 가이드 파일(130)의 하단은 해저면에 파일링(piled)될 수 있다. 또는, 가이드 파일(130)의 하단은 후술할 베이스 구조물(140)을 통해 해저면에 고정될 수 있다. 해저면의 베이스 구조물(140)는 신속하고 안전한 설치를 가능하게 하고, 파랑(waves)이나 해류(current)에 따라 선체에 작용되는 장기적인 수평 하중에 대하여 증강된 강도 및 안정성을 제공하기 위함이다. 가이드 파일(130)은 하단이 해저면 또는 베이스 구조물(140)에 고정된 상태로, 해상에 부유되는 플랫폼(110)의 수직 운동을 가이드하게 된다.
한편, 복수개의 가이드 파일(130)이 플랫폼(110)에 장착될 수 있다. 본 실시예의 경우, 플랫폼(110)의 양측에 총 12개의 가이드 파일(130)이 장착된 경우를 예시하였다. 다만, 가이드 파일(130)의 개수는 필요에 따라 증감 변동될 수 있으며, 상기 예시한 경우에 한정되지는 않는다.
복수개의 가이드 파일(130)은 플랫폼(110)의 길이방향을 따라 소정간격 이격되도록 배치될 수 있다. 또한, 복수개의 가이드 파일(130)은 플랫폼(110)의 양측에 서로 대응되도록 배치될 수 있다. 본 실시예의 경우, 플랫폼(110)의 양측에 각각 6개씩의 가이드 파일(130)이 배치된 경우를 예시하였다.
복수개의 가이드 파일(130)은 플랫폼(110)의 길이 방향을 따라 기 설정된 간격으로 배치될 수 있다. 또한, 복수개의 가이드 파일(130)은 플랫폼(110)의 양측에 상호 대향하도록 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 플랫폼(120)의 양측에 각각 6개씩의 가이드 파일(130)이 장착된 경우를 예시하였다.
또한, 가이드 파일(130)의 장착을 위하여 파일 슬라이딩부(111)가 플랫폼(110)에 형성될 수 있다. 복수개의 파일 슬라이딩부(111)가 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 가이드 파일(130)에 대응되도록, 6개의 파일 슬라이딩부(111)가 플랫폼(110)의 양 측에 각각 돌출 형성된 경우를 예시하였다.
플랫폼(110)에 고정되어 플랫폼(110) 외측에 배치된 파일 슬라이딩부(111)는, 수평면 상에서 플랫폼(110)을 가이드 파일(130)에 대해 홀딩(holding)하는 기능을 수행할 수 있다. 동시에 파일 슬라이딩부(111)는 조류나 파랑에 따른 수직 운동은 허용할 수 있다. 파일 슬라이딩부(110)가 플랫폼(110)의 외측에 장착된 것은 노후되거나 손상된 부분에 대한 교체를 용이하게 한다. 또한 이러한 설계는 야드(yard)에서의 수리나 쓰나미(tsunamis)와 같은 상황에서의 긴급 분리시 전체 플랫폼(110)의 완전한 분리를 가능하게 할 수 있다.
다만 다른 실시예로서 파일 슬라이딩부(111)는 플랫폼(110) 내에 배치될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 구조를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3 및 4를 참고하면, 베이스 구조물(140)은 플랫폼(110)이 설치위치로 이동되기 전에 해저면에 설치될 수 있다. 로컬 지역의 해저면 토양은 평탄화 작업에 의해 준비될 필요가 있다. 베이스 구조물(140)은 설치위치로 하강된 후에, 고정파일(141)을 박아(ramming down) 해저면에 고정될 수 있다. 또한 고정파일(141)은 박혀진 이후 클램핑 디바이스(141a)에 의해 베이스 구조물(140)에 고정(clamped)될 수 있다. 고정파일(141)은 베이스 구조물(140)이 이동되지 않도록 하고 충분한 강도 및 수평 방향 지지력을 확보할 수 있도록 한다.
고정파일(141)을 통한 베이스 구조물(140)의 고정 과정 후, 베이스 구조물(140)과 해저면 사이 및 베이스 구조물(140) 주변은 암석 덮개(cover stones) 층이나 굵은 자갈 층(10)을 주변 및 상부에 투하하여 보호될 수 있다. 암석 덮개 층 또는 굵은 자갈 층은 베이스 구조물(140)이나 표토(surface soil)를 포함하는 기초(foundations)를 국지 유동(local flow conditions), 해류, 대형 파랑 등에 의해 야기되는 부식으로부터 보호할 수 있다. 암석 덮개나 자갈 층(10) 내 각 암석이나 자갈의 크기 및 중량은 유동 드래그(fluid drag)나 양력에 의한 이탈에 충분히 저항할 수 있어야 한다.
가이드 파일(130)은 베이스 구조물(140)의 대응되는 개구(opening)로 하강된 후, 파일 장착부(142)에 의해 베이스 구조물(140)에 고정될 수 있다. 파일 장착부(142)는 베이스 구조물(140)에 고정을 위해 형성될 수 있다. 파일 장착부(142)는 보강 가이드 튜브(stiff guide tubes, 142)를 포함할 수 있다. 보강 가이드 튜브(142)는 수직 방향으로 연장 형성될 수 있다. 가이드 파일(130)은 하단이 보강 가이드 튜브(142)에 삽입되고, 하단이 베이스 구조물(140)에 설치 및 고정되어 베이스 구조물(140)에 고정될 수 있다. 또한, 복수의 보강 가이드 튜브(142)가 형성될 수 있다. 복수의 보강 가이드 튜브(142)는 플랫폼(110)에 장착된 복수의 가이드 파일(130)에 대응되도록 형성될 수 있다.
본 실시예의 경우 총 12개의 가이드 파일(130)이 구비된 경우를 예시하였는 바, 이에 대응하여, 베이스 구조물(140)에 총 12개의 보강 가이드 튜브(142)가 구비된 경우를 예시하였다.
한편, 도 5를 참고하면, 다른 실시예로서 베이스 구조물(140)은 추가 보강 구조(143)를 포함할 수 있다. 이 경우, 보강 가이드 튜브(142)는 추가 보강 구조(143)에 의해 지지될 수 있다. 따라서 보강 가이드 튜브(142)의 구조적 강도가 증가될 수 있다. 또한, 심해 환경에서의 적용을 위해, 베이스 구조물(140)은 해저면 위로 충분한 높이로 연장될 수 있다.
추가로, 도시되지 않았으나, 본 실시예에 따른 해상플랫폼(100)은 발라스트 탱크를 더 포함할 수 있다.
발라스트 탱크는 플랫폼(110)의 일측에 형성될 수 있으며, 필요에 따라, 복수의 발라스트 탱크가 형성될 수 있다. 발라스트 탱크는 해수의 유출입을 통해 플랫폼(110)의 균형을 조절할 수 있다. 예를 들면, 발라스트 탱크는 각 액화가스 저장탱크(120)의 저장량이 상이한 경우, 플랫폼(110)의 길이 또는 폭 방향 균형을 유지하는데 사용될 수 있다. 또한, 발라스트 탱크는 해상에 부유된 플랫폼(110)의 흘수(draft)를 조절하여 파랑 등으로 인한 플랫폼(110)의 동요를 저감시키는데 사용될 수 있다.
이하, 도면을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 해상플랫폼의 설치방법에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상플랫폼의 제작을 보여주는 작동도이다.
도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 해상플랫폼의 설치방법은 제작 단계를 포함할 수 있다. 제작 단계에서는, 액화가스 저장탱크(120) 및 가이드 파일(130)이 구비된 플랫폼(110)가 제작될 수 있다. 액화가스 저장탱크(120), 가이드 파일(130) 및 플랫폼(110)에 대하여는 전술한 바 있으므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.
한편, 액화가스 저장탱크(120)는 플랫폼(110)와 함께 제작되거나, 플랫폼(110)와는 별개로 제작된 후 플랫폼(110)에 탑재될 수 있다. 예를 들면, 액화가스 저장탱크(120)로 공지된 모스 타입(Moss type)의 구형 탱크가 적용되는 경우, 액화가스 저장탱크(120)는 플랫폼(110)와 별개로 제작되어, 크레인을 통한 리프팅 방식이나, 스키드 인(skid in) 방식으로 플랫폼(110)에 장착될 수 있다. 반면, 액화가스 저장탱크(120)로 공지된 멤브레인 타입(Membrane type)이 적용되는 경우, 액화가스 저장탱크(120)는 플랫폼(110)의 제작 과정에서 플랫폼(110)와 함께 제작될 수 있다.
한편, 제작 단계는 육상의 드라이 도크(dry dock) 내에서 수행될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 해상플랫폼(100)은 액화가스 저장탱크(120), 플랫폼(110) 및 가이드 파일(130)이 육상의 드라이 도크 내에서 완전히 제작된 후, 후술할 바와 같이 설치 위치로 이동될 수 있다. 따라서 해상 작업이 최소화될 수 있다. 또한, 육상의 드라이 도크 내에서 제작 작업이 수행되므로, 제작이 용이하고 육상 작업의 이점이 최대한 활용될 수 있다.
다만, 필요에 따라, 제작 단계는 해상에서 수행될 수도 있다. 예를 들면, 제작 단계는 해상의 플로팅 도크(floating dock) 내에서 수행될 수도 있으며, 육상의 드라이 도크에 한정되는 것은 아니다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상플랫폼의 드라이 도크의 침수를 통한 진수 및 예인을 보여주는 작동도이다.
도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 해상플랫폼의 설치방법은 진수 단계를 포함할 수 있다. 진수 단계에서는, 제작된 플랫폼(110)이 해상에 띄워진다. 보다 구체적으로, 플랫폼(110)의 의도한 정도로 제작되면, 수문이나 게이트가 개방되고 해수가 도크 내로 유입되게 되며, 이에 따라 플랫폼(110)이 해상에 띄워지게 된다.
한편, 본 실시예에 따른 해상플랫폼의 설치방법은 예인 단계를 포함할 수 있다. 예인단계에서는, 진수 단계 이후에, 플랫폼(110)이 설치 위치로 이동되게 된다. 이 과정에서, 플랫폼(110)은 해상에 부유되어, 하나 또는 그 이상의 예인선(20) 등에 의해 설치위치로 인도되게 된다.
한편, 상기와 같은 진수 및 예인 단계는 가이드 파일(130)이 플랫폼(110)의 상측으로 이동된 상태에서 수행될 수 있다. 바람직하게, 진수 및 예인 단계는 가이드 파일(130)이 플랫폼(110)의 선저면 아래로 돌출되지 않는 상태에서 수행될 수 있다. 이는 플랫폼(110)이 해상이 부유되고 예인선(20) 등에 의해 이동되는 동안, 예인 과정에서 플랫폼(110)의 흘수(draft)를 줄이고 가이드 파일(130)로 인한 바닥 긁음(grounding)을 방지하기 위함이다.
가이드 파일(130)의 수직 방향 이동 또는 고정을 위하여 수직 이동부가 사용될 수 있다. 즉, 가이드 파일(130)은 랙-피니온 시스템(rack and pinion system) 등과 같은 수직 이동부에 의해, 플랫폼(110)으로부터 상측으로 이동될 수 있으며, 플랫폼(110)에 고정되어 상측으로 이동된 상태로 유지될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상플랫폼의 파일 고정(pile-fixing)을 보여주는 작동도이다.
도 8을 참고하면, 본 실시예에 따른 해상플랫폼의 설치방법은 파일 고정 단계를 포함할 수 있다. 파일고정단계에서는, 가이드 파일(130)을 하부 구조물 및 해저면에 고정시키는 작업이 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 플랫폼(110)가 설치 위치까지 인도되면, 가이드 파일(130)이 하강되게 된다. 이 과정에서, 가이드 파일(130)은 전술한 랙-피니온 시스템 등의 수직 이동부를 통해 하강될 수 있다. 가이드 파일(130)이 해저면으로 하강되면, 가이드 파일(130)은 베이스 구조물(140)에 마련된 보강 가이드 튜브(142)로 유도되어 보강 가이드 튜브(142)에 장착되게 된다. 이와 같은 방법으로 가이드 파일(130)의 하단은 베이스 구조물(140)에 고정(fixed or fastened)되게 된다.
이와 같은 경우, 본 실시예에 따른 해상플랫폼의 설치방법은 베이스 구조물(140)을 설치하는 베이스 설치 단계를 더 포함할 수 있다. 베이스 설치 단계에서는, 베이스 구조물(140)이 제작 및 설치될 수 있다. 베이스 설치 단계는 예인 단계와 함께 수행되거나 또는 예인 단계에 선행하여 수행될 수 있다. 보다 바람직하게, 베이스 설치 단계는 가이드 파일(130)을 베이스 구조물(140)에 고정시키는 파일 고정 단계에 선행하여 수행될 수 있다.
베이스 구조물(140)은 육상 또는 해상에서 제작될 수 있으며, 베이스 구조물(140)의 설치는 베이스 구조물(140)의 이동 및 해저면에의 설치를 위한 일련의 작업 과정을 포함할 수 있다. 또한, 베이스 구조물(140)의 설치는 고정 파일(141)을 통해 베이스 구조물(140)을 해저면에 고정시는 일련의 작업과정을 포함할 수 있다.
한편, 상기와 같이 베이스 구조물(140)이 해저면에 기 설치된 경우, 가이드 파일(130)은 베이스 구조물(140)에 체결되어, 해저면에 고정되게 된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 해상플랫폼의 릴리싱(releasing)을 보여주는 작동도이다.
도 9를 참고하면, 본 실시예에 따른 해상플랫폼의 설치방법은 릴리싱 단계를 포함할 수 있다. 가이드 파일(130)이 베이스 구조물(140) 및 해저면에 고정되어 있기 때문에, 통상적인 접근 방식은 외측의 파일 슬라이딩부(111)를 플랫폼(110)으로부터 분리하고, 이후 가이드 파일(130)과의 사이에서 터미널을 당기거나 미는 방식이 될 수 있다.
가이드 파일(130)이 플랫폼(110)으로부터 릴리스되면, 플랫폼(110)은 해상에 부유될 수 있다. 또한, 가이드 파일(130)은 하단이 베이스 구조물(140)에 고정되어, 수직 자세를 유지할 수 있게 된다. 또한, 플랫폼(110)은 가이드 파일(130)을 따라 수직 방향으로 이동될 수 있다. 즉, 해상에 부유된 플랫폼(110)의 상하 동요(Heave motion)가 가이드 파일(130)에 의해 가이드될 수 있다. 또한, 플랫폼(110)의 폭 또는 길이 방향 모션은 기 설정된 정도로 제한될 수 있다.
즉, 길이 방향 축의 왕복운동(Surge) 또는 회전운동(Roll), 폭 방향 축의 왕복운동(Sway) 또는 회전운동(Pitch)은 기 설정된 정도로 제한될 수 있다. 따라서 전체적으로 6 자유도 운동 중 오직 상하 동요(Heave motion)만이 제약되지 않고 남아있게 된다. 수직 방향 축의 회전 운동(Yaw) 또한 기 설정된 정도로 제한될 수 있다. 5개의 자유도에 대한 구속 효과는 가이드 파일(130)과 플랫폼(110) 간의 실제 기하학적 연결 구조나 가이드 파일(130) 자체의 유연성에 따라 달라질 수 있다.
결국, 상기와 같은 경우, 가이드 파일(130)로 인해, 플랫폼(110)은 주로 수직 또는 깊이 방향의 왕복 운동(Heave)만을 반복하게 된다. 특히, 플랫폼(110)은 조류에 따라 자유롭게 상하 이동될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 해상플랫폼(100)은 운송선이나 셔틀선 등의 접안이나 계류(mooring)가 매우 용이하다. 또한, 플랫폼(110)가 수직 방향의 왕복 운동만을 반복하므로, 액화가스 저장탱크(120) 내 슬로싱(sloshing)이 저감될 수 있으며, 이에 따라, 액화가스 저장탱크(120)의 파손이 방지될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상플랫폼의 설치 완료 및 사용 상태를 보여주는 작동도이다.
도 10을 참고하면, 설치된 해상플랫폼(100)은 작동을 위해 기 설정된 위치에 적절히 머무르게 된다. 또한, 공급처에서 액화가스를 운송하는 운송선(30)이나, 수요처로 액화가스를 운송하는 셔틀선(40) 등이 설치된 해상플랫폼(100)에 접안되어, 액화가스의 로딩(loading), 언로딩(unloading), 운송 등이 이뤄지게 된다. 상기에서 설명한 바와 같이, 플랫폼(110)의 동요는 가이드 파일(130)에 의해 강건하게 제한되므로, 본 실시예에 따른 해상플랫폼(100)은 운송선(30)이나 셔틀선(40)의 접안이나 계류가 용이하게 된다.
한편, 운송선(30)이나 셔틀선(40)이 해상플랫폼(100)에 접안된 경우, 해상플랫폼(100)의 플랫폼(110), 운송선(30), 셔틀선(40)은 수직 방향으로 함께 운동되어, 이들이 모두 같은 수평 위치에 결속될 수 있다. 따라서 가이드 파일(130)은 플랫폼(110)나 액화가스 저장탱크(120)의 하중뿐만 아니라, 운송선(30)이나 하나 또는 다수의 셔틀선(40)에 의한 하중 또한 고려하여 설계됨이 바람직하다.
상기 설명한 바, 본 발명의 실시예들에 따른 해상플랫폼 및 그의 설치방법은 해상에 부유되는 플랫폼(110)과 해저면에 고정 설치된 가이드 파일(130)을 통해, 부유식 터미널과 고정식 터미널의 기술적 이점을 모두 제공할 수 있다.
즉, 부유식 터미널의 기술적 이점으로, 이동 및 설치가 간편하며 조류 변화가 큰 지역에서도 적용이 가능하다. 또한, 쓰나미와 같은 위급 상황이 발생되는 경우나 수리가 필요한 경우, 터미널을 설치 위치에서 이동시킬 수 있다. 예를 들면, 본 실시예의 해상플랫폼(100)에서는, 가이드 파일(130)이 체결되는 파일 장착부(111)를 플랫폼(110)에서 분리함으로써, 위급상황 발생나 수리를 위해 플랫폼(110)을 안전 지역으로 이동시킬 수 있다. 한편, 고정식 터미널의 기술적 이점으로, 계류가 용이하며 운송선이나 셔틀선 등이 쉽게 접안할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 해상플랫폼 110: 플랫폼
120: 액화가스 저장탱크 130: 가이드 파일
140: 베이스 구조물

Claims (14)

  1. 해상에 부유되도록 설치되는 플랫폼;
    상기 플랫폼에 수직 방향으로 장착되어, 해상에 부유된 상기 플랫폼의 수직 방향 운동을 가이드하는 복수개의 가이드 파일; 및
    해저면에 설치되어 상기 복수개의 가이드 파일이 고정되는 베이스 구조물;을 포함하되,
    상기 플랫폼은, 상기 복수개의 가이드 파일에 의해 수평 방향 운동이 제한되며, 해수면의 요동에 따라 상기 복수개의 가이드 파일을 따라 수직 방향으로 자율 운동되고, 수밀 코팅된 경량성 콘크리트로 형성되며,
    상기 각 가이드 파일은, 상기 플랫폼에 대해 수직 방향으로 이동 가능하도록 상기 플랫폼에 장착되고,
    상기 베이스 구조물은, 적어도 하나의 고정 파일에 의해 해저면에 고정 설치되고, 상기 가이드 파일이 장착되는 하나 이상의 파일 장착부를 구비하되, 상기 파일 장착부는 보강 가이드 튜브(stiff guide tube)를 포함하는 해상플랫폼.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 플랫폼은,
    액화가스의 저장, 로딩 또는 처리 시스템, 탄화수소의 저장, 로딩 또는 처리 시스템, 화물의 저장 또는 로딩 시스템 중 적어도 하나가 탑재된 해상플랫폼.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 액화가스는,
    액화천연가스(LNG), 액화석유가스(LPG) 및 천연가스액(NGL) 중 적어도 하나를 포함하는 해상플랫폼.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드 파일은 상기 플랫폼의 양측에 서로 대향하도록 장착된 해상플랫폼.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스 구조물은,
    심해 환경 적용시, 해저면 위로 소정 높이 연장되어 수평력에 대한 지지력을 증가시키기 위해 추가적인 보강 구조를 더 포함하는 해상플랫폼.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 플랫폼에 형성되는 하나 이상의 발라스트 탱크;를 더 포함하는 해상플랫폼.
  11. 각각 가이드 파일이 장착되는 복수개의 파일 장착부를 구비하되, 상기 각 파일 장착부에는 보강 가이드 튜브가 마련된 베이스 구조물을, 복수개의 고정 파일을 통해 해저면에 고정 설치하는 단계;
    상기 복수개의 가이드 파일을 구비하고 해상에 부유되며, 수밀 코팅된 경량성 콘크리트로 형성된 플랫폼을 설치위치로 예인하는 단계;
    상기 복수개의 가이드 파일을 하강시키고, 상기 각 가이드 파일을 상기 베이스 구조물에 마련된 상기 각 파일 장착부에 고정시키는 단계; 및
    상기 복수개의 가이드 파일과 상기 플랫폼 간의 구속을 해제하고, 해상에 부유된 상기 플랫폼의 수평 방향 운동을 상기 복수개의 가이드 파일에 의해 제한하는 한편, 해상에 부유된 상기 플랫폼이 상기 복수개의 가이드 파일을 따라 수직 방향으로 자율 운동되도록 하는 단계;를 포함하는 해상플랫폼의 설치방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    해저 부식으로부터 보호 및 방지하기 위해, 상기 베이스 구조물 및 주변 지역을 자갈 또는 암석으로 덮는 단계;를 더 포함하는 해상플랫폼의 설치방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 각 가이드 파일의 점검, 수리 또는 교체를 위해, 상기 복수개의 가이드 파일 중 일부 가이드 파일을 상기 플랫폼 또는 상기 베이스 구조물로부터 해제시키는 단계;를 더 포함하는 해상플랫폼의 설치방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 플랫폼의 이동을 위해, 상기 복수개의 가이드 파일을 모두 상기 플랫폼 또는 상기 베이스 구조물로부터 해제시키는 단계;를 더 포함하는 해상플랫폼의 설치방법.
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