해양플랜트공학(Offshore Plant Engineering)

광의의 해양플랜트는 석유나 가스 개발용 플랜트뿐만 아니라 해양에너지(조력, 파력, 풍력에너지 등)발전시설, 대형선박 안전 시설, 해양관측 시설, 심해자원 개발 플랜트, 심층수 개발용 해양설비, 해양레저시설을 포함한다. 하지만 일반적으로 해양플랜트란 석유나 천연가스의 채굴, 생산, 수송에 사용되는 해양설비를 지칭한다.이러한 해양플랜트는 사용되는 용도에 따라 시추용(Drillship, Semi-submergible, Jack-up 등)과 생산용(Fixed Platform, FPSO 등)으로 구분할 수 있으며, 해양플랜트의 형태에 따라서는 고성식(GBS, Jack-up 등)과 부유식(Spar, TLP, Semi-submersible, FPSO 등)으로 구분할 수 있다.

해양구조물 종류

해양구조물 종류

기존의 조선산업에서는 선박을 건조할 때에 과거에 건조했던 모선(parent ship)을 참고하여 설계를 하는 특징이 있지만, 해양플랜트는 선주가 요구하는 spec, field의 특징 등에 따라 각기 다른 설계를 해야 하는 특징이 있다. 따라서 선박에 비해 수 배 이상의 인력을 필요로 한다.

해양플랜트 Topside Process는 설계 과정에서 육상플랜트와는 다르게 공간적 제약, 구조물의 움직임과 같은 제한적인 조건을 가지게 된다. 해양플랜트는 육상에서 멀리 떨어진 곳에 설치되어 독립적으로 작업하므로 좁은 Topside 공간에 작업에 필요한 모든 장비들이 설치, 적재되어야 한다. 따라서 최적화된 위치에 장비들을 배치하는 것이 무엇보다도 중요하다. 또한 해상 환경에 존재하는 파랑(wave), 해류(current), 바람(wind) 등을 고려하여야 하며 태풍과 같은 극한 환경에 대비하는 설계를 해야 한다. 이러한 제한조건을 고려한 설계는 공정의 효율 증가뿐만 아니라 안전한 작업환경을 보장할 수 있으므로 매우 중요하다.

  • 유정기반 Topside Process 기본 설계
  • 공정 분석 및 최적화 기법(Liquefaction process, Flaring system 등)
  • Topside process 3D 모델링 기술
  • Main Processing System 설계 (Separator, Compressor, Column 등)
  • Topside Process 위험도 평가

Topside 공정 모델링

Topside 공정 모델링

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Topside Process 3D 모델링 (Totaland Technology)

기본적으로 해양플랜트의 Hullside애 대한 해석은 조선사업에서 수행하였던 선박에 대한 해석과 크게 다르지 않다. 해상환경에서 작용하는 파랑(wave), 해류(current), 바람(wind) 등이 해양플랜트의 Hullside에 작용하는 영향을 여러 가지 이론과 프로그램을 이용하여 분석하고 이 결과를 설계과정에 반영한다. 뿐만 아니라 LNG Carrier를 비롯하여 저장 설비를 갖춘 FLNG의 화물창에서 발생하는 슬로싱 현상에 대한 연구도 활발하게 일어나고 있다.

  • 부유식 해양플랜트의 파랑기진 운동 및 하중 분석
  • FLNG, LNG Carrier의 화물창에서 발생하는 슬로싱(Sloshing) 분석
  • 해양플랜트의 위험도 기반 구조강도 평가
  • 해상풍력 발전 시스템의 설계 기술개발
  • 화물창 최적 배치 기술
  • 위치유지 시스템 개발 및 최적화

해양플랜트 운동해석 (서울대학교 해양유체역학 연구실)

해양플랜트 운동해석 (서울대학교 해양유체역학 연구실)

High-Filling & Low-Filling Sloshing 분석 (ABS)

High-Fi0lling & Low-Filling Sloshing 분석 (ABS)
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