KR20100133700A - 개선된 상부갑판 구조를 갖는 선박형 부유식 해상 구조물 - Google Patents

Abstract

극저온 상태로 적재되는 액체 화물을 저장하는 저장탱크를 가지면서 유동이 발생하는 해상에서 부유된 채 사용되는 선박형 부유식 해상 구조물로서, 상기 저장탱크의 상부에 형성되는 상부갑판의 양단부가 상기 선박형 부유식 해상 구조물의 선체의 최대폭까지 평판 구조로 확장된 것을 특징으로 하는 선박형 부유식 해상 구조물이 개시된다.

선박형 부유식 해상 구조물, 저장탱크, 상부갑판, 평판 구조

Description

개선된 상부갑판 구조를 갖는 선박형 부유식 해상 구조물 {SHIP TYPE FLOATING OCEAN STRUCTURE HAVING IMPROVED FLAT UPPER DECK STRUCTURE}

본 발명은 선박형 부유식 해상 구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 개선된 상부갑판 구조를 갖는 선박형 부유식 해상 구조물에 관한 것이다.

천연가스는, 육상 또는 해상의 가스배관을 통해 가스 상태로 운반되거나, 또는 액화된 액화천연가스(LNG)의 상태로 LNG 수송선에 저장된 채 원거리의 소비처로 운반된다. 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃)으로 냉각하여 얻어지는 것으로 가스 상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들므로 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.

본 명세서에서 선박형 부유식 해상 구조물이란, LNG와 같이 극저온 상태로 적재되는 액체 화물을 저장하는 저장탱크를 가지면서 유동이 발생하는 해상에서 부유된 채 사용되는 구조물을 모두 포함하는 개념으로, 예를 들어 LNG FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 해상 구조물을 포함하는 것이다.

LNG FPSO는, 대수심의 해상에서 해저를 시추하여 천연가스를 생산하고, 이 생산된 천연가스를 해상에서 직접 액화시켜 LNG 저장탱크 내에 저장하고, 필요시 이 저장탱크 내에 저장된 LNG를 LNG 수송선으로 옮겨싣기 위해 사용되는 부유식 해상 구조물이다. 또한, LNG FSRU는 연안의 해상에서 LNG 수송선으로부터 하역되는 LNG를 LNG 저장탱크에 저장한 후 필요에 따라 LNG를 기화시켜 육상 수요처에 공급하는 부유식 해상 구조물이다. 최근에는 LNG FPSO와 LNG FSRU가 이동성의 향상을 위해 선박형으로 만들어지는 추세이다.

파도나 바람은 해상에 부유되어 있는 선박형 부유식 해상 구조물의 선체를 동요시킨다. 선체의 동요에는 롤링(Rolling), 피칭(Pitching) 및 히빙(Heaving)이 있다. 특히, 선박형의 부유식 해상 구조물은 선체의 폭이 선체의 길이에 비해 상당히 작아 롤링이 많이 발생하게 된다.

최근에는 LNG 저장탱크로서 독립형 탱크보다 제작 비용이 적게 드는 멤브레인(Membrane)형 탱크가 많이 사용된다.

상술한 멤브레인형의 액화천연가스 저장탱크는 독립형에 비해 구조 특성상 강성이 약하기 때문에 슬로싱(sloshing) 문제에 보다 취약할 수밖에 없다. 슬로싱이란, 선박형 부유식 해상 구조물이 다양한 해상 상태에서 운동할 때 저장탱크 내에 수용된 액체 상태의 물질, 즉 LNG가 유동하는 현상을 말하는 것으로, 슬로싱에 의해 저장탱크의 벽면은 심한 충격을 받게 된다.

이러한 슬로싱 현상은 선박형 부유식 해상 구조물이 해상에 있는 동안에 필연적으로 발생하므로, 슬로싱에 의한 충격력을 견디기 위해 충분한 강도를 가지도록 저장탱크 구조를 설계할 필요가 있다.

도 1은 종래의 선박형 부유식 해상 구조물의 개략 단면도이다. 도 1에서 선박형 부유식 해상 구조물(1)의 선체(10) 내에는 LNG를 저장하는 LNG 저장탱크(20)가 설치되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, LNG의 슬로싱 충격력, 특히 좌우측 방향으로의 슬로싱 충격력을 감소시키고자 LNG 저장탱크(20)의 측면 상부 및 하부에는 약 45 도의 각도로 경사진 상부 및 하부 챔퍼(chamfer)(21, 22)가 형성되어 있다. 저장탱크(20)의 상부 및 하부에 챔퍼(21, 22)를 형성함으로써 어느 정도 슬로싱 현상으로 인한 문제를 해소할 수 있다.

그러나, 이렇게 저장탱크(20)의 상부에 챔퍼(21)를 형성하기 위해 저장탱크(10)의 상부 모서리를 모따기 하게 되면, 선체 구조도 이에 따라 선체(10)의 상부 모서리가 모따기된 형상을 가지게 된다.

도 1의 LNG FPSO 및 LNG FSRU와 같은 선박형 부유식 해상 구조물(1)은 선체(10)의 상부갑판(30)에 LNG 처리설비(40)가 설치된다. LNG FPSO 및 LNG FSRU와 같은 선박형 부유식 해상 구조물(1)의 상부갑판(30)은 LNG 처리설비(40)의 최적 배치를 위해 넓은 면적이 요구되는데, 종래의 선박형 부유식 해상 구조물(1)에서는 선체(10)의 상부 모서리가 모따기되어 있으므로, 모따기된 만큼 상부갑판(30)의 면적이 줄어들게 되는 문제점이 있다.

또한, LNG FPSO나 LNG FSRU 등의 선박형 부유식 해상 구조물(1)에 LNG 수송선(2) 등이 접안해서 LNG의 선하적 작업을 할 때, 종래의 선박형 부유식 해상 구조물(1)은 선체(10)의 상부 모서리가 모따기되어 있으므로, 안전상의 문제점이 있다.

이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 선박형 부유식 해상 구조물에서 상부갑판에 LNG 처리설비를 최적 배치하기 위한 공간을 최대한 확보함과 동시에 선박형 부유식 해상 구조물에 접안해서 작업하는 LNG 수송선 등의 안전을 도모하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 극저온 상태로 적재되는 액체 화물을 저장하는 저장탱크를 가지면서 유동이 발생하는 해상에서 부유된 채 사용되는 선박형 부유식 해상 구조물로서, 상기 저장탱크의 상부에 형성되는 상부갑판의 양단부가 상기 선박형 부유식 해상 구조물의 선체의 최대폭까지 평판 구조로 확장된 것을 특징으로 하는 선박형 부유식 해상 구조물이 제공된다.

상기 상부갑판은 상기 선체의 좌우 양측면의 길이방향 전체 구간에 대해 그 양단부가 상기 선박형 부유식 해상 구조물의 선체의 최대폭까지 평판 구조로 확장된 것이 바람직하다.

상기 상부갑판은 상기 선체의 좌우 양측면의 길이방향 일부 구간에 대해 그 양단부가 상기 선박형 부유식 해상 구조물의 선체의 최대폭까지 평판 구조로 확장된 것이 바람직하다.

상기 확장된 상부갑판과 상기 선체 사이의 공간에는 밸러스트 탱크, 작업실 또는 기계장치 수납실이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 확장된 상부갑판과 상기 선체 사이의 공간에 밸러스트 탱크, 작업실 또는 기계장치 수납실이 형성되는 경우, 상기 상부갑판의 양단부와 상기 선체의 측면을 잇는 부분에는 밀폐형 격벽이 설치되는 것이 바람직하다.

상기 확장된 상부갑판과 상기 선체 사이의 공간에는 임시적인 작업실 또는 외측개방형 공간이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 확장된 상부갑판과 상기 선체 사이의 공간에 임시적인 작업실 또는 외측개방형 공간이 형성되는 경우, 상기 상부갑판의 양단부와 상기 선체의 측면을 잇는 부분에는 개방형 기둥이 설치되는 것이 바람직하다.

상기 확장된 상부갑판과 상기 선체 사이의 공간에는 작업실 또는 기계장치 수납실이 형성되고, 상기 작업실 또는 기계장치 수납실의 상부에 위치하는 상기 상부갑판에는 맨홀이 설치되고, 상기 작업실 또는 기계장치 수납실에는 상기 맨홀과 연결되는 계단이 설치된다.

상기 확장된 상부갑판과 상기 선체 사이의 공간에 외측개방형 공간이 형성되고, 상기 공간 중 선실에 인접한 외측개방형 공간에는 구명 보트가 설치되고, 상기 구명 보트의 상부에 위치하는 상기 상부갑판에는 맨홀이 설치되고, 외측개방형 공간에는 상기 맨홀과 연결되는 계단이 설치된다.

상기 저장탱크는 멤브레인형 탱크이고, 상기 선체에는 상기 멤브레인형 탱크가 상기 선체의 길이방향을 향해 적어도 1열로 배치된 것이 바람직하다.

상기 선박형 부유식 해상 구조물은 선박형의 LNG FPSO 또는 선박형의 LNG FSRU인 것이 바람직하다.

상기 저장탱크는 멤브레인형 탱크 또는 독립형 탱크인 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 극저온 상태로 적재되는 액체 화물을 저장하는 저장탱크를 가지면서 유동이 발생하는 해상에서 부유된 채 사용되는 선박형 부유식 해상 구조물로서, 상기 선박형 부유식 해상 구조물의 선체의 상부 모서리를 모따기하지 않고 평탄하게 형성한 것을 특징으로 하는 선박형 부유식 해상 구조물이 제공된다.

상술한 바와 같은 위치유지장치를 갖는 본 발명의 선박형 부유식 해상 구조물에 따르면, 상부갑판의 양단부를 선체의 최대폭까지 평판 구조로 확장함으로써 상부갑판의 면적이 증가하게 되어 상부갑판 위에 설치되는 LNG 처리설비의 배치를 위한 공간을 최대한 확보할 수 있을 뿐만 아니라 LNG 수송선 등이 본 발명의 선박형 부유식 해상 구조물에 접안해서 LNG의 선하적 작업을 할 때 안전한 작업을 할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 확장된 상부갑판과 선체 사이의 공간에 밸러스트 탱크, 작업실 또는 기계장치 수납실을 형성함으로써, 공간 활용도를 더욱 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 확장된 상부갑판과 선체 사이의 공간에 구명 보트를 설치함으로써, 비상시 승무원을 안전하게 대피시킬 수 있을 뿐만 아니라 구명 보트와 해수면과의 낙차높이를 줄일 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 개선된 위치유지장치를 갖는 선박형 부유식 해상 구조물을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 선박형 부유식 해상 구조물의 개략 단면도이다. 본 발명에서 종래 기술과 동일한 구성요소에 대해서는 종래 기술과 동일한 부재번호를 사용하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 선박형 부유식 해상 구조물은, LNG와 같이 극저온 상태로 적재되는 액체 화물을 저장하는 저장탱크를 가지면서 유동이 발생하는 해상에서 부유된 채 사용되는 선박형의 부유식 해상 구조물로서, 선박형의 LNG FPSO나 선박형의 LNG FSRU와 같은 해상 구조물을 포함한다.

도 2의 본 발명의 실시예에 따른 선박형 부유식 해상 구조물(100)은 LNG FPSO로서 선체(10) 내에 LNG를 저장하는 LNG 저장탱크(20)를 가진다. 본 실시예에서 LNG 저장탱크(20)는 멤브레인형 탱크이다.

본 발명의 실시예에 따른 선박형 부유식 해상 구조물(100)은 LNG 저장탱크(20)의 상부에 형성되는 상부갑판(130)의 양단부가 선체(10)의 최대폭까지 평판 구조로 확장되어 있다.

이 상부갑판(130)은, 선체(10)의 좌우 양측면의 길이방향 전체 구간에 대해 그 양단부가 선체(10)의 최대폭까지 평판 구조로 확장될 수도 있고, 선체(10)의 좌우 양측면의 길이방향 일부 구간에 대해 그 양단부가 선체(10)의 최대폭까지 평판 구조로 확장될 수도 있다.

이렇게 본 발명은 상부갑판의 양단부를 선체의 최대폭까지 평판 구조로 확장 함으로써 상부갑판의 면적이 증가하게 되어 상부갑판 위에 설치되는 LNG 처리설비(40)의 배치를 위한 공간을 최대한 확보할 수 있을 뿐만 아니라 LNG 수송선(2) 등이 본 발명의 선박형 부유식 해상 구조물(100)에 접안해서 LNG의 선하적 작업을 할 때 안전한 작업을 할 수 있게 된다.

확장된 상부갑판(130)과 선체(10) 사이의 공간(150)에는 밸러스트 탱크, 작업실 또는 기계장치 수납실이 형성될 수 있다. 이 경우, 상부갑판(130)의 양단부와 선체(10)의 측면을 잇는 부분에는 밀폐형 격벽(151)이 설치되어 공간(150)을 밀폐한다.

도 2는 확장된 상부갑판(130)과 선체(10) 사이의 공간(150)에 밸러스트 탱크가 형성된 경우를 도시하고 있다.

도 3은 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 선박형 부유식 해상 구조물의 개략 단면 일부 확대도로서, 도 3은 확장된 상부갑판(130)과 선체(10) 사이의 공간(150)에 작업실 또는 기계장치 수납실이 형성된 경우를 도시하고 있다. 이렇게 확장된 상부갑판(130)과 선체(10) 사이의 공간(150)에 작업실 또는 기계장치 수납실이 형성된 경우, 작업실 또는 기계장치 수납실의 상부에 위치하는 상부갑판(130)에는 맨홀(131)이 설치되고, 작업실 또는 기계장치 수납실에는 맨홀(131)과 연결되는 계단(153)이 설치된다. 기계장치 수납실에 설치되는 기계장치는 선측 또는 선저로 연결되는 장치인 것이 바람직하다.

도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 본 발명은 확장된 상부갑판과 선체 사이의 공간에 밸러스트 탱크, 작업실 또는 기계장치 수납실을 형성함으로써, 공간 활 용도를 더욱 높일 수 있다.

한편, 확장된 상부갑판(130)과 선체(10) 사이의 공간(150)에는 임시적인 작업실 또는 외측개방형 공간이 형성될 수도 있다. 도 4는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 선박형 부유식 해상 구조물의 개략 단면 일부 확대도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 확장된 상부갑판(130)과 선체(10) 사이의 공간(150)에는 외측개방형 공간이 형성되어 있다. 이 경우, 상부갑판(130)의 양단부와 선체(10)의 측면을 잇는 부분에는 개방형 기둥(155)이 설치되어 확장된 상부갑판(130)과 선체(10) 사이의 공간(150)을 선외측으로 개방시킨다. 도면 상에는 개방형 기둥(155)의 구성이 상세하게 나타나 있지 않지만, 개방형 기둥(155)은 선체(10)의 측면을 따라 길이방향으로 일정한 간격으로 이격된 복수의 기둥들임을 알 수 있을 것이다. 이렇게 상부갑판(130)의 양단부와 선체(10)의 측면을 잇는 부분에 개방형 기둥(155)이 설치된 외측개방형 공간 중 선실에 인접한 곳에는 구명 보트(160)가 설치될 수 있다. 그리고, 구명 보트(160)가 설치된 상부갑판(130)에는 승무원의 이동을 위한 맨홀(131)이 설치되고, 맨홀(131)의 아래에도 승무원의 이동을 위한 계단(151)이 설치된다. 선택적으로, 구명 보트(160)의 상부 공간은 상부갑판의 평판 구조의 확장을 생략할 수도 있다.

이렇게 확장된 상부갑판과 선체 사이의 공간에 구명 보트를 설치함으로써, 비상시 승무원을 안전하게 대피시킬 수 있을 뿐만 아니라 구명 보트와 해수면과의 낙차높이를 줄일 수 있다.

또한, 선박형 부유식 해상 구조물의 내부의 저장탱크(20)에서 슬로싱 현상을 더욱 감소시키기 위해서, 본 발명의 실시예에 따른 저장탱크(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 그 내부 공간을 종방향으로 분할하는 중앙 격벽(25)을 포함하여 부유식 해상 구조물 내에 2열로 배치되어 있다.

저장탱크(20)를 2열로 배치함으로써 저장탱크에 가해지는 슬로싱에 의한 충격력은 급격히 감소될 수 있다. 수치해석결과를 고려할 때 크게 다음과 같은 두 가지 이유에서 슬로싱 충격력이 줄어드는 것으로 이해할 수 있다. 첫째로 하나의 저장탱크에 저장되는 화물, 즉 LNG의 양이 줄어듦으로써 슬로싱에 의한 충격력이 감소하게 된다. 둘째로 저장탱크의 폭이 반 이상으로 감소됨에 따라 액체화물, 즉 LNG의 운동 고유주기가 부유식 해상 구조물의 고유주기와 멀어지게 됨으로써 액체화물의 운동의 크기가 작아지게 된다.

선택적으로 저장탱크는 독립형 탱크이고, 선체에는 독립형 탱크가 선체의 길이방향을 향해 복수열로 배치될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 개선된 위치유지장치를 갖는 선박형 부유식 해상 구조물을, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

도 1은 종래의 선박형 부유식 해상 구조물의 개략 단면도이다.

도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 선박형 부유식 해상 구조물의 개략 단면도이다.

도 3은 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 선박형 부유식 해상 구조물의 개략 단면 일부 확대도이다.

도 4는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 선박형 부유식 해상 구조물의 개략 단면 일부 확대도이다.

Claims (13)

1. 극저온 상태로 적재되는 액체 화물을 저장하는 저장탱크를 가지면서 유동이 발생하는 해상에서 부유된 채 사용되는 선박형 부유식 해상 구조물로서,

   상기 저장탱크의 상부에 형성되는 상부갑판의 양단부가 상기 선박형 부유식 해상 구조물의 선체의 최대폭까지 평판 구조로 확장된 것을 특징으로 하는 선박형 부유식 해상 구조물.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 상부갑판은 상기 선체의 좌우 양측면의 길이방향 전체 구간에 대해 그 양단부가 상기 선박형 부유식 해상 구조물의 선체의 최대폭까지 평판 구조로 확장된 것을 특징으로 하는 선박형 부유식 해상 구조물.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 상부갑판은 상기 선체의 좌우 양측면의 길이방향 일부 구간에 대해 그 양단부가 상기 선박형 부유식 해상 구조물의 선체의 최대폭까지 평판 구조로 확장된 것을 특징으로 하는 선박형 부유식 해상 구조물.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 확장된 상부갑판과 상기 선체 사이의 공간에는 밸러스트 탱크, 작업실 또는 기계장치 수납실이 형성되는 것을 특징으로 하는 선박형 부유식 해상 구조물.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 확장된 상부갑판과 상기 선체 사이의 공간에는 임시적인 작업실 또는 외측개방형 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 선박형 부유식 해상 구조물.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 확장된 상부갑판과 상기 선체 사이의 공간에 밸러스트 탱크, 작업실 또는 기계장치 수납실이 형성되는 경우, 상기 상부갑판의 양단부와 상기 선체의 측면을 잇는 부분에는 밀폐형 격벽이 설치되는 것을 특징으로 하는 선박형 부유식 해상 구조물.
7. 청구항 5에 있어서,

   상기 확장된 상부갑판과 상기 선체 사이의 공간에 임시적인 작업실 또는 외측개방형 공간이 형성되는 경우, 상기 상부갑판의 양단부와 상기 선체의 측면을 잇는 부분에는 개방형 기둥이 설치되는 것을 특징으로 하는 선박형 부유식 해상 구조물.
8. 청구항 6에 있어서,

   상기 확장된 상부갑판과 상기 선체 사이의 공간에는 작업실 또는 기계장치 수납실이 형성되고, 상기 작업실 또는 기계장치 수납실의 상부에 위치하는 상기 상부갑판에는 맨홀이 설치되고, 상기 작업실 또는 기계장치 수납실에는 상기 맨홀과 연결되는 계단이 설치된 것을 특징으로 하는 선박형 부유식 해상 구조물.
9. 청구항 7에 있어서,

   상기 확장된 상부갑판과 상기 선체 사이의 공간에 외측개방형 공간이 형성되고, 상기 공간 중 선실에 인접한 외측개방형 공간에는 구명 보트가 설치되고, 상기 구명 보트의 상부에 위치하는 상기 상부갑판에는 맨홀이 설치되고, 외측개방형 공간에는 상기 맨홀과 연결되는 계단이 설치된 을 특징으로 하는 선박형 부유식 해상 구조물.
10. 청구항 1에 있어서,

    상기 저장탱크는 멤브레인형 탱크이고,

    상기 선체에는 상기 멤브레인형 탱크가 상기 선체의 길이방향을 향해 적어도 1열로 배치된 것을 특징으로 하는 선박형 부유식 해상 구조물.
11. 청구항 1에 있어서,

    상기 선박형 부유식 해상 구조물은 선박형의 LNG FPSO 또는 선박형의 LNG FSRU인 것을 특징으로 하는 선박형 부유식 해상 구조물.
12. 청구항 1에 있어서,

    상기 저장탱크는 멤브레인형 탱크 또는 독립형 탱크인 것을 특징으로 하는 선박형 부유식 해상 구조물.
13. 극저온 상태로 적재되는 액체 화물을 저장하는 저장탱크를 가지면서 유동이 발생하는 해상에서 부유된 채 사용되는 선박형 부유식 해상 구조물로서,

    상기 선박형 부유식 해상 구조물의 선체의 상부 모서리를 모따기하지 않고 평탄하게 형성한 것을 특징으로 하는 선박형 부유식 해상 구조물.

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