2. 기술 동향
2.1. 부유식 해양구조물 종류
☐ 고정식 해상 구조물은 해저면에 고정되어 유리한 조업조건을 제공하지만, 수심이 점차 깊어지면 구조물의 크기가 너무 비대해지면서 경제성을 잃어버리고, 또한 피로에 의한 파괴의 위험성을 피하기가 어려워짐.
☐ 이에 대한 대안으로 수심의 영향을 직접적으로 받지 않는 부유식 구조물을 생각 할 수 있으나, 부유식 구조물은 바람, 조류, 파도에 의해 발생되는 6자유도 운동 과 특히 비선형 표류운동을 하므로 별도의 장치를 이용하여 이러한 운동에 대하 여 억제 혹은 보상하여 안전성을 확보해야 함. (대한조선공학회, 2002).
☐ 부유식 플랫폼의 위치 형태를 유지하는 안정성 측면에서 부유식 해상 구조물의 종류는 하부구조물인 부력체가 외력을 받을 경우에 이에 대항하여 위치 형태를 유지하는 복원성의 발생에 따라 분류됨.
[그림 2.1] 해양 구조물의 종류 (Pedro Gomes, 2014)
☐ 인장각 플랫폼 (Tension Leg Platform: TLP)
◦ TLP는 아래에서 소개할 반잠수식과 유사하나, 텐던(tendon)이라는 특수 계류선의 인
장력과 구조물의 부력을 이용하여 해저면에 연결시켜 일정위치에서 벗어나지 못하게 만든 구조임.
[그림 2.2] TLP (www.rigzone.com)
☐ 원통부이형 (SPAR)
◦ SPAR는 반잠수식과 유사하며, 원통형의 긴 실린더 모양의 하부구조로 되어있는 구
조물의 상부에 플랫폼을 건설하고, 하부에 방사형으로 계류선을 배치한 형식의 부유 식 구조물
[그림 2.3] 원통부이형 (Pedro Gomes, 2014)
☐ 반잠수식 (semi-submersible)
◦ 부유체로는 초기에 선박이 주로 이용되었으나, 운동성능이 우수한 반잠수식 (semi-submersible)이 출현하면서 이를 대체함.
◦ 선박에 비해 수선면적이 작아 파랑과의 공진을 피하기에 유리하며, 큰 배수량의 하 부구조가 물속에 잠겨 있어서 수직운동이 줄어드는 장점이 있음.
◦ 하지만 적재중량이 크게 제한되어있으며 가격이 비싼 것이 단점임.
[그림 2.4] 반잠수식 구조물 (www.offshore-mag.com)
☐ Floating Production Storage and Off-loading (FPSO)
◦ FPSO는 선박으로 생산하면서 저장과 하역을 겸하는 부유식 복합생산 시스템임.
◦ 저항을 작게 받아 예인선의 도움 없이 자체의 추진기를 이용하여 목적지에 도달이 가능하며, 배수량이 커서 시자재와 생산되는 기름 또는 액화LNG와 같은 자원을 저 장할 수 있는 장점이 있음.
[그림 2.5] LNG-FPSO의 주요장비 (www.gasnews.com)
☐ 부유식 해양 구조물에 대한 특징은 다음의 표와 같이 정리할 수 있음.
TLP SPAR Semi-submersible FPSO
깊이 (m) 120-1500 500-3000m 150-2000 Up to 3000
이동성 자유로움 제한 자유로움 자유로움
복원성 좋음 좋음 낮음 중간
유전 접근성 높음 높음 낮음 불가능
갑판적재능력 제한 제한 제한 가능
저장공간 없음 제한 제한 높음
특징
• Tension legs 에 피로 발생
• 인장각식 계류 시스템 채용
• Riser 수의 한계성
• 방사형의 taut mooring, VLA 채 용
• 구조적 피로 발생
• Riser의 높은 비용
• 위치유지에 계류시스 템 사용
• 피로하중 대부분 노출
• 해상에서 생산 및 하역 가능
• Riser의 높은 비용
• Riser 수의 한계성
• 육상에 비해 생산비용 저렴 [표 2.1] 부유식 해상 구조물의 특징 (www.essie.ufl.edu)