KR20250160349A

KR20250160349A - 수직으로 배열된 계류 시스템을 포함하는 부유 플랫폼

Info

Publication number: KR20250160349A
Application number: KR1020257033154A
Authority: KR
Inventors: 치 쉬우; 치 링; 앤드루 코스타 키리아키디스
Original assignee: 모덱 인터내셔널 인코퍼레이티드
Priority date: 2023-03-07
Filing date: 2024-03-06
Publication date: 2025-11-12
Also published as: WO2024186911A1

Abstract

해상 부유 플랫폼 시스템 및 계류를 위한 프로세스. 일부 실시예에서, 상기 해상 부유 플랫폼 시스템은 수역의 표면 상에 부유하도록 구성된 선체 구조물, 해저에 고정되도록 구성된 하나 이상의 앵커 및 제1 단부에서 상기 선체 구조물 그리고 제2 단부에서 앵커에 연결되도록 구성된 하나 이상의 계류 라인을 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 앵커가 상기 해저에 고정되고 상기 하나 이상의 계류 라인이 상기 선체 구조물 및 대응하는 앵커에 연결될 때, 상기 계류 라인은 실질적으로 수직일 수 있으며, 피치 또는 롤 방향의 해상 부유 플랫폼 시스템의 피크 응답 주기는 상기 수역의 표면 상의 파도 스펙트럼의 피크 스펙트럼 주기보다 클 수 있다.

Description

수직으로 배열된 계류 시스템을 포함하는 부유 플랫폼

설명된 실시예는 일반적으로 해상 부유 플랫폼 시스템과 관련된다. 보다 구체적으로, 이러한 실시예는 수직으로 배열된 계류 시스템을 포함하는 해상 위치, 예를 들어, 해상 풍력 발전 단지 또는 시추 현장에 계류되는 부유 플랫폼에 관한 것이다.

해상 재생 가능 산업, 예를 들어 해상 부유 풍력 산업에서는 수직으로 배열된 계류 시스템이 있는 플랫폼을 계류하는 것이 필요하거나 바람직한 경우가 많다. 수직으로 배열된 계류 시스템은 일반적으로 기존의 확산 계류 시스템보다 설치 공간(footprint)이 더 작다. 텐션 레그 플랫폼(Tension Leg Platform)(TLP)과 같은 특정 플랫폼 구성을 사용할 수 있으며 석유 및 가스 응용 분야에 사용되다. 이러한 시스템은 일반적으로 상기 플랫폼을 해저에 계류하기 위해 수직으로 배열된 관형 강 텐던을 이용한다. 이러한 시스템은 비용이 많이 소요되고 설치하기 어려울 수 있다.

따라서, 해상 위치에서 부유 플랫폼을 위한 개선된 수직으로 배열된 계류 시스템이 필요하다.

해상 부유 플랫폼 시스템 및 해양 플랫폼을 계류하기 위한 프로세스가 제공된다. 일부 실시예에서, 상기 해상 부유 플랫폼 시스템은 수역의 표면 상에 부유하도록 구성된 선체 구조물, 해저에 고정되도록 구성된 앵커 및 제1 단부에서 상기 선체 구조물에 그리고 제2 단부에서 상기 앵커에 연결되도록 구성된 계류 라인을 포함할 수 있다. 상기 앵커가 해저에 상기 고정되고 상기 계류 라인이 상기 선체 구조물과 상기 앵커에 연결될 때, 상기 계류 라인은 실질적으로 수직일 수 있으며, 피치 또는 롤 방향에서의 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 피크 응답 주기는 상기 수역의 표면 상의 파도 스펙트럼의 피크 스펙트럼 주기보다 클 수 있다.

일부 실시예에서, 해양 플랫폼을 계류하기 위한 프로세스는 수역의 표면 상에 부유하도록 구성된 선체 구조물, 해저에 고정되도록 구성된 앵커 및 상기 선체 구조물과 상기 앵커에 연결되도록 구성된 계류 라인을 포함하는 해상 부유 플랫폼을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 프로세스는 또한 상기 앵커를 상기 해저에 고정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 프로세스는 또한 상기 계류 라인의 제1 단부를 상기 선체 구조물에 그리고 상기 계류 라인의 제2 단부를 상기 앵커에 연결하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 앵커가 해저에 고정되고 상기 계류 라인이 선체 구조물과 상기 앵커에 연결될 때, 상기 계류 라인은 실질적으로 수직일 수 있고, 피치 또는 롤 방향에서의 해상 부유 플랫폼 시스템의 피크 응답 주기는 상기 수역의 표면 상의 파도 스펙트럼의 피크 스펙트럼 주기보다 클 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예의 다양한 양태 및 이점은 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면을 고려하여 읽혀질 때 본 발명의 다음의 상세한 설명의 이해에 따라 당업자에게 명백해질 것이다.
도 1은 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 선체 구조물 및 수직으로 배열된 계류 시스템을 포함하는 예시적인 해상 부유 플랫폼 시스템의 정면도를 도시한다.
도 2는 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 삼각형 선체 구조물 및 수직으로 배열된 계류 시스템을 포함하는 다른 예시적인 해상 부유 플랫폼 시스템의 정면도를 도시한다.
도 3은 도 2에 도시된 예시적인 해상 부유 플랫폼 시스템의 평면도를 도시한다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 예시적인 해상 부유 플랫폼 시스템의 등각 투상도를 도시한다.
도 5는 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 해상 부유 플랫폼 시스템의 상하 방향에서의 RAO(response amplitude operator, 응답 진폭 연산자) 및 해상 부유 플랫폼 시스템의 피치 또는 롤 방향에서의 RAO 및 수역의 표면 상의 파도 스펙트럼을 포함하는 예시적인 곡선 세트를 그래픽으로 도시한다.
도 6은 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 다른 해상 부유 플랫폼 시스템의 상하 방향에서의 RAO 및 피치 또는 롤 방향에서의 RAO 및 수역의 표면 상의 파동 스펙트럼을 포함하는 다른 예시적인 곡선 세트를 그래픽으로 도시한다.
도 7은 설명된 하나 이상의 실시예에 따른, 선체 구조물 상에 배치된 선택적인 풍력 터빈 발전기 시스템을 더 포함하는 도 2 내지 도 4에 도시된 것과 유사한 예시적인 해상 부유 플랫폼 시스템의 등각 투상도를 도시한다.

상세한 설명이 이제 제공될 것이다. 첨부된 청구항들 각각은 별개의 발명을 정의하고, 이것은 청구항들에 명시된 다양한 요소들 또는 제한들에 대한 등가물들을 포함하는 것으로서 침해의 목적들을 위해 인식된다. 문맥에 의존하여, "발명"에 대한 모든 참조들은, 일부 경우들에서, 단지 특정한 특정한 또는 바람직한 실시예들을 지칭한다. 다른 경우들에서, "발명"에 대한 참조들은 청구항들 중 하나 이상에 인용된 주제를 지칭하지만, 반드시 전부는 아니다. 다음의 개시내용은 본 발명의 상이한 특징, 구조 또는 기능을 구현하기 위한 몇몇 예시적인 실시예들을 설명한다는 것이 이해되어야 한다. 구성요소, 배열 및 구성의 예시적인 실시예들은 본 개시내용을 단순화하기 위해 아래에서 설명되지만; 이들 예시적인 실시예들은 단지 예들로서 제공되고, 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 부가적으로, 본 개시내용은 다양한 예시적인 실시예들에서 그리고 본원에서 제공된 도면에 걸쳐 참조 번호 및/또는 문자들을 반복할 수 있다. 이러한 반복은 단순성 및 명료성을 위한 것이고, 그 자체로 도면들에서 논의된 다양한 예시적인 실시예들 및/또는 구성들 사이의 관계를 지시하지 않는다. 더욱이, 다음의 설명에서 제2특징 위에 또는 제2특징 위에 제1특징의 형성은 제1 및 제2특징이 직접 접촉하여 형성되는 실시예들을 포함하고, 또한 제1 및 제2 특징이 직접 접촉하지 않도록 제1 및 제2특징을 개재하여 부가적인 특징이 형성되는 실시예들을 포함한다. 아래에 제시된 예시적인 실시예들은 임의의 방식의 조합으로 결합될 수 있고, 즉, 하나의 예시적인 실시예로부터의 임의의 요소는 본 개시내용의 범위로부터 벗어남 없이, 임의의 다른 예시적인 실시예에서 사용될 수 있다. 도면들은 반드시 축척대로 그려진 것은 아니고, 도면들의 특정한 특징 및 특정한 보기는 명료성 및/또는 간결성을 위해 축척대로 또는 개략적으로 과장되어 도시될 수 있다.

추가적으로, 특정 용어는 특정 구성요소를 지칭하기 위해 다음의 설명 및 청구항 전반에 걸쳐 사용된다. 당업자가 인식할 바와 같이, 다양한 실체는 상이한 명칭에 의해 동일한 구성요소를 지칭할 수도 있고, 이와 같이, 본원에서 설명된 요소에 대한 명명 규칙은, 본원에서 달리 구체적으로 정의되지 않는 한, 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 또한, 본원에서 사용되는 명명 규칙은 명칭이 상이하지만 기능은 아닌 구성요소들 사이를 구별하도록 의도되지 않는다. 또한, 다음의 논의 및 청구항들에서, 용어들 "포함하는" 과 "포함하고" 는 개방형 방식으로 사용되고, 따라서 "포함하지만 이에 제한되지 않는" 을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.

본 개시에서 모든 수치 값은 달리 구체적으로 언급되지 않는 한 정확한 또는 근사치 값("약") 이다. 따라서, 본 개시의 다양한 실시형태들은 의도된 범위로부터 벗어나지 않으면서 본원에서 개시된 수, 값 및 범위로부터 벗어날 수도 있다.

또한, 용어 "또는"은 배타적 경우와 포괄적 경우를 모두 포함하도록 의도되며, 즉, "A 또는 B"는 본 명세서에 달리 명시되지 않는 한 "A 및 B 중 적어도 하나"와 동의어가 되도록 의도된다. 부정관사 "a"와 "an"은 문맥에서 명확하게 달리 지시하지 않는 한 단수 형태(즉, "하나")와 복수 지시 대상(즉, 하나 이상)을 모두 나타낸다. 본 명세서에서 사용되는"상(up)"와 "하(down)" ; "상향(upward)" 과 "하향(downward)"; "상부(upper)" 와 "하부(lower)"; "위측으로(upwardly)" 와 "아래측으로(downwardly)"; "위(above)" 와 "아래(below)"; 등의 용어는 서로에 대한 상대적인 위치를 지칭하며, 동일한 것을 사용하기 위한 장치 및 프로세스가 다양한 각도 또는 배향에서 동일하게 효과적일 수 있기 때문에 특정한 공간 배향을 나타내도록 의도되지 않는다.

"공진(resonance)" 과 "공명(resonate)" 이라는 용어는 적용된 주기적 힘(또는 그 푸리에 성분)의 주기가 작용하는 해상 부유 플랫폼 시스템의 고유 주기와 같거나 가까울 때 발생하는 진폭 증가 현상을 설명한다. 동적 해상 부유 플랫폼 시스템의 공명 주기에 진동력이 가해지면, 상기 시스템은 동적 해상 부유 플랫폼 시스템의 다른 비공명 주기에 동일한 힘이 가해질 때보다 더 높은 진폭으로 진동한다. 응답 진폭 연산자가 최대인 주기는 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 공명 주기 또는 공진 주기라고도 한다. 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 공명 주기에 가까운 작은 주기적 힘은 진동 에너지의 저장으로 인하여 상기 시스템에 큰 진폭 진동을 생성할 수 있다.

용어 "응답 진폭 연산자(Response Amplitude Operator)" 또는 "RAO"는 부유 상태에서 해상 부유 플랫폼 시스템의 움직임 거동을 결정하는데 사용되는 파라미터 또는 파라미터 세트이다. 따라서, RAO는 입사 파동이 해상 부유 플랫폼 시스템의 움직임에 미치는 영향을 결정하는데 사용되는 전달 함수이다. 해양 공학에서, RAO는 입사 파동의 주기에 대해 플롯된 특정 자유도에 대한 해상 부유 플랫폼 시스템의 움직임 응답으로서 그래픽 형태로 표현될 수 있다. 진동하는 해상 부유 플랫폼 시스템의 RAO의 최고 값은 피크 응답 주기(peak response period)로 정의될 수 있으며, 이는 상기 시스템의 고유 주기 또는 상기 시스템의 공명 주기로도 지칭될 수 있다.

"기상-해양(met-ocean) 조건"이라는 용어는 해상 부유 플랫폼 시스템이 위치하는 현장에서의 조건을 지칭한다. 기상-해양 조건은 해상 부유 플랫폼 시스템에 힘을 가할 수 있는 바람, 파도, 너울, 해류, 돌풍, 열대성 폭풍 및 폭풍 해일 조건의 조합이 포함될 수 있다.

"피크 스펙트럼 에너지 주기" 및 "피크 스펙트럼 주기"라는 용어는 수역의 표면 상의 파도 스펙트럼에서 가장 에너지가 강한 파도와 관련된 파도 주기를 지칭한다.

"상쇄 주기(cancellation period)"라는 용어는 해상 부유 플랫폼 시스템의 폰툰에 작용하는 파력과 해상 부유 플랫폼 시스템의 컬럼에 작용하는 파력의 균형을 맞추어 해상 부유 플랫폼 시스템의 상하 움직임(heave motion)이 최소화되는 주기를 지칭한다. 해상 부유 플랫폼 시스템의 폰툰(들)에 작용하는 파력은 실질적으로 물 입자 가속에 의해 야기될 수 있고, 따라서 입사 파동의 반대 위상에 있을 수 있는 반면, 해상 부유 플랫폼 시스템의 컬럼(들)에 작용하는 파력은 실질적으로 파압(Froude-Krylov force)에 의해 야기될 수 있고, 따라서 입사파와 실질적으로 동위상일 수 있다. 이러한 이유로, 해상 부유 플랫폼 시스템의 상하 움직임은 상쇄 주기에서 최소화될 수 있다.

도 1은 하나 이상의 실시예에 따른, 선체 구조물(110)과 수직으로 배열된 계류 시스템(120)을 포함하는 예시적인 해상 부유 플랫폼 시스템(100)의 정면도를 도시한다. 일부 실시예에서, 상기 선체 구조물(110)은 수역(101)의 표면(103) 상에 부유하도록 구성될 수 있고, 상기 부유 플랫폼 시스템(100)이 그에 응답하여 이동하게 할 수 있는 바람, 해류 및 파도과 같은 기상-해양 조건에 노출될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 선체 구조물(110)은 반잠수식 형상의 선체, 바지선 형상의 선체, 스파 형상의 선체, 선박 형상의 선체 또는 임의의 다른 유형의 선체 구성을 포함하는 임의의 유형의 구조물일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 선체 구조물은 콘크리트 구조물, 제조된 금속, 예를 들어, 강철, 구조물 또는 이들의 조합일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 선체 구조물(110)은 적어도 하나의 컬럼(도 1에 2개가 도시/보임)(111,112), 적어도 하나의 폰툰(도 1에 하나가 도시/보임)(114) 및 상기 컬럼(들)(111,112)에 의해 지지될 수 있는 데크 구조물(115)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 선체 구조물(110)은 3개의 컬럼 및 3개의 폰툰을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 선체 구조물(110)은 4개의 컬럼 및 4개의 폰툰을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 선체 구조물(110)은 4개 이상의 컬럼 및 4개 이상의 폰툰을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 수직으로 배열된 계류 시스템(120)은, 상기 해상 부유 플랫폼 시스템(100)이 기상 해양 조건에 노출될 때, 측면 방향으로, 즉 서지 및/또는 스웨이(sway) 및/또는 요(yaw) 방향으로 지정된 허용 오차 내에서 상기 선체 구조물(110)을 유지하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 수직으로 배열된 계류 시스템(120)은 하나 이상의 계류 라인(131) 및 하나 이상의 앵커(121)를 포함할 수 있다. 상기 계류 라인(131)의 제1 단부는 상기 선체 구조물(110)에 연결되도록 구성될 수 있고, 상기 계류 라인(131)의 제2 단부는 상기 앵커(121)에 연결되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 수직으로 배열된 계류 시스템(120)은 복수의 계류 라인(131), 예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12개 이상을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 수직으로 배열된 계류 시스템(120)은 부유 플랫폼 시스템(100)이 중립 상태 또는 위치에 있을 때 상기 계류 라인(들)(131)이 수직 또는 실질적으로 수직일 수 있도록 구성된다. 상기 중립 상태 또는 위치는 상기 부유 플랫폼 시스템(100)이 임의의 기상-해양 조건에 노출되지 않을 때의 상기 부유 플랫폼 시스템(100)의 위치를 지칭한다. 용어 "실질적으로 수직" 은 상기 계류 라인(들)(131)이 지구에 대해 수직인 축의 0.5도, 1도, 3도, 5도, 7도, 9도, 11도, 13도, 15도, 17도 또는 20도 내에서 배향될 수 있음을 의미한다. 일부 실시예에서, 상기 계류 라인(들)이 실질적으로 수직일 때, 상기 계류 라인(들)(131)은 지구에 대해 수직인 축의 ≤20도, ≤18도, ≤16도, ≤14도, ≤12도, ≤10도, ≤8도, ≤6도, ≤4도 또는 ≤2도 내에서 배향될 수 있다.

일부 실시예에서, 계류 라인(들)(131)은 합성 로프로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 합성 로프는 합성 중합체 로프일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 합성 중합체 로프를 구성하는 합성 중합체는 폴리에스테르, 나일론, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나 이를 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지 않는다. 다른 실시예에서, 상기 계류 라인(들)(131)의 적어도 일부는 합성 로프로 형성될 수 있고, 상기 계류 라인(들)(131)의 적어도 일부는 와이어 로프 및/또는 체인 및/또는 다른 세장형 부재로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 계류 라인(131)은 폴리에스테르 로프, 예컨대 Bexco에 의해 시판되는 DEEPROPE® 폴리에스테르 로프 또는 Bridon에 의해 시판되는 MOORLINE® 폴리에스테르 로프 또는 Lankhorst에 의해 시판되는 CABRAL 512® 폴리에스테르 로프 또는 DSM에 의해 시판되는 DYNEEMA® UHMWPE 로프 또는 적합한 특성을 갖는 임의의 다른 합성 로프의 하나 이상의 세그먼트로 구성될 수 있다.

상기 하나 이상의 앵커(121)는 해저(105)에 고정되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 앵커(121)는 상기 계류 라인(131)으로부터 상기 해저(105)로 양력(uplift force), 횡력(lateral force) 또는 이들의 조합을 전달하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 앵커(121)는 석션 파일, 구동 파일, 중력 앵커 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 앵커(121)의 특정 구성은 상기 계류 라인(131)을 통해 상기 선체 구조물(110)에 연결될 때 상기 앵커(121)에 가해질 것으로 예상되는 부하 및 현장에서 상기 해저(105)의 유형, 예를 들어 토양 조건에 적어도 부분적으로 근거할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 선체 구조물(110)과 하나 이상의 앵커(121)가 상기 하나 이상의 계류 라인(131)을 통해 서로 연결될 때. 상기 계류 라인(들)(131)은 상기 시스템(100)이 상기 기상-해양 조건에 노출되는 경우 상기 선체 구조물(110)이 이동함에 따라 상기 계류 라인(들)(131)이 항상 장력을 받을 수 있도록 예비 장력을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 예비 장력은 상기 계류 라인(들)(131)의 스냅 부하(snap loading)을 피하도록 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 예비 장력은 약 50 톤, 약 100 톤, 약 150 톤, 약 200 톤, 약 225 톤, 약 250 톤, 약 300 톤, 약 350 톤, 또는 약 400 톤 내지 약 450 톤, 약 500 톤, 약 550 톤, 또는 그 이상일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 예비 장력은 약 225 톤 내지 약 300 톤, 약 300 톤 내지 약 450 톤, 또는 약 450 톤 내지 약 550 톤일 수 있다. 상기 계류 라인(들)(131)의 예비 장력의 선택은 적어도 부분적으로 현장에서 예상되는 상기 기상-해양 조건, 물 깊이, 상기 계류 라인(들)(131)의 특성, 상기 선체 구조물(110)의 치수 또는 이들의 임의의 조합에 근거할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 계류 라인(들)(131)의 길이는 상기 선체 구조물(110)과 상기 앵커(121)에 연결될 때 원하는 예비 장력이 제공될 수 있도록 결정될 수 있다. 다른 실시예에서, 와이어 로프 또는 체인의 세그먼트는 상기 계류 라인(131)의 제1 단부를 상기 선체 구조물(110)에 연결하고/거나 상기 계류 라인(131)의 제2 단부를 상기 앵커(121)에 연결하는데 사용될 수 있다. 그러한 실시예에서, 와이어 로프 또는 체인의 세그먼트는 상기 계류 라인(131)에서 예비 장력을 가하는데 사용될 수 있다. 그러한 실시예에서, 와이어 로프 또는 체인의 세그먼트는 또한 상기 계류 라인(131)에서 예비 장력을 조정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 시간이 지남에 따라 상기 예비 장력은 상기 합성 로프의 신장으로 인해 그리고 특정 시간 기간 후에 감소될 수 있고, 상기 합성 로프와 앵커(121) 및/또는 상기 합성 로프와 선체 구조물(110) 사이의 와이어 로프 및/또는 체인의 길이는 상기 예비 장력을 증가시키도록 감소될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 계류 라인(들)(131)은 길이 조정 커넥터를 통해 상기 앵커(121) 및/또는 상기 선체 구조물(110)에 연결될 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 수역(101)의 표면(103)과 상기 해저(105) 사이의 수직 거리를 수심으로 지칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 수심은 약 100 미터, 약 200 미터, 약 300 미터, 약 400 미터 또는 약 500 미터 내지 약 600 미터, 약 700 미터, 약 800 미터, 약 900 미터, 약 1,000 미터, 약 1,200 미터, 약 1,400 미터, 또는 그 이상일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 수심은 약 200 내지 약 300 미터, 약 300 미터 내지 약 500 미터, 또는 약 500 미터 내지 약 1,000 미터, 또는 1,000 미터 이상일 수 있다.

도 2, 3 및 도 4는 하나 이상의 실시예에 따라 반잠수형, 삼각형 형상 선체 구조물(210) 및 수직으로 배열된 계류 시스템(220)을 포함하는 예시적 해상 부유 플랫폼 시스템(200)의 입면도, 평면도 및 등각투영도를 각각 나타낸 것이다. 일부 실시예에서, 상기 선체 구조물(210)은 상기 수역(201)의 표면(203)에 부유할 수 있고, 상기 부유 플랫폼 시스템(200)에 힘을 전달할 수 있는 기상-해양 조건에 노출될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 선체 구조물(210)은 제1 컬럼(211), 제2 컬럼(212) 및 제3 컬럼(213)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제1, 제2 및 제3 컬럼(211,212,213)은 제작된 철골 구조물, 철근 콘크리트 구조물 또는 이들의 조합일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제1 컬럼(211), 제2 컬럼(212) 및 제3 컬럼(213)은 평면도로 볼 때 삼각형 배열로 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 선체 구조물(210)은 제1 폰툰(214), 제2 폰툰(215) 및 제3 폰툰(216)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제1 컬럼(211)은 제1 폰툰(214)을 통해 상기 제2 컬럼(212)에 연결될 수 있고, 상기 제2 컬럼(212)은 제2 폰툰(215)을 통해 상기 제3 컬럼(213)에 연결될 수 있으며, 상기 제3 컬럼(213)은 제3 폰툰(216)을 통해 제1 컬럼(211)에 연결될 수 있다. 상기 제1, 제2 및 제3 폰툰(214,215,216)은 상기 컬럼(211,212,213)의 제1 또는 하부 단부에서 또는 이를 향하여 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제1 폰툰(214), 제2 폰툰(215) 및 제3 폰툰(216)은 적어도 부분적으로 상기 수역(201)의 표면 아래에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제1, 제2 및 제3 폰툰(214,215,216)은 제조된 철골 구조물, 철근 콘크리트 구조물 또는 이들의 조합일 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 제1 컬럼(211), 제2 컬럼(212) 및 제3 컬럼(213)은 구조 프레임(217)을 통해 서로 강성 또는 고정적으로 연결될 수 있다. 상기 구조 프레임(217)은 컬럼(211,212,213)의 제2 또는 상부 단부에서 또는 이를 향하여 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 구조 프레임(217)은 상기 수역(201)의 표면(203) 위에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 구조 프레임(217)은 제조된 철골 구조물, 철근 콘크리트 구조물 또는 이들의 조합일 수 있다.

상기 선체 구조물(210)은 상기 수직 계류 시스템(220)에 연결되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제1 컬럼(211), 상기 제2 컬럼(212) 및 제3 컬럼(213)은 각각 하나 이상의 대응하는 계류 라인에 연결되도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 제1 폰툰(214), 제2 폰툰(215) 및 제3 폰툰(216)은 각각 하나 이상의 대응하는 계류 라인에 연결되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제1 컬럼(211), 제2 컬럼(212) 및 제3 컬럼(213)은 각각 하나의 대응하는 계류 라인, 2개의 대응하는 계류 라인, 3개의 대응하는 계류 라인, 또는 그 이상에 연결되도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 폰툰(214), 제2 폰툰(215) 및 제3 폰툰(216)은 각각 하나의 대응하는 계류 라인, 2개의 대응하는 계류 라인, 3개의 대응하는 계류 라인 또는 그 이상에 연결되도록 구성될 수 있다. 상기 수직으로 배열된 계류 시스템(220)은 상기 해상 부유 플랫폼 시스템(200)이 기상-해양 조건에 노출될 때 측면 방향, 즉 서지 및/또는 스웨이 및/또는 요 방향으로, 상기 선체 구조물(210)을 지정된 허용 오차 내에서 유지하도록 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 수직으로 배열된 계류 시스템(220)은 제1 앵커(221), 제2 앵커(222) 및 제3 앵커(223)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제1 앵커(221), 상기 제2 앵커(222) 및 제3 앵커(223)는 각각 석션 파일, 구동 파일, 중력 앵커 또는 이들의 조합일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제1 앵커(221), 제2 앵커(222) 및 제3 앵커(223)는 각각 상기 해저(205)에 고정되도록 구성될 수 있으며, 하나 이상의 계류 라인에 연결하거나 수용하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 제1 앵커(221), 상기 제2 앵커(222) 및 제3 앵커(223)는 각각 2개의 계류 라인, 3개의 계류 라인 또는 그 이상에 연결하거나 수용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제1 앵커(221), 상기 제2 앵커(222) 및 상기 제3 앵커(223)는 각각 대응하는 계류 라인(231,232,233)에서 상기 해저(205)로 양력 또는 휭력 또는 이들의 조합을 전달하도록 설계될 수 있다. 상기 앵커(221, 222, 223)의 특정 구성은 적어도 부분적으로 현장에서의 해저(205)의 유형(예를 들어 토양 조건) 및 상기 계류 라인을 통해 상기 선체 구조물(210)에 연결될 때 상기 앵커(221, 222, 223)에 가해질 것으로 예상되는 부하에 근거할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 수직으로 배열된 계류 시스템(220)은 제1 계류 라인(231), 제2 계류 라인(232) 및 제3 계류 라인(233)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제1 계류 라인(231)은 제1 단부에서 상기 제1 컬럼(211)에 및 제2 단부에서 제1 앵커(221)에 연결되도록 구성될 수 있고, 상기 제2 계류 라인(232)은 제1 단부에서 상기 제2 컬럼(212)에 및 제2 단부에서 상기 제2 앵커(222)에 연결되도록 구성될 수 있고, 상기 제3 계류 라인(233)은 제1 단부에서 제3 컬럼(213)에 및 제2 단부에서 상기 제3 앵커(223)에 연결되도록 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 제1 계류 라인(231), 상기 제2 계류 라인(232) 및 상기 제3 계류 라인(233)은 각각 합성 로프로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 제1, 제2 및 제3 계류 라인(231,232 및 233)의 적어도 일부는 합성 로프로 형성될 수 있고, 상기 제1, 제2 및 제3 계류 라인(231,232,233)의 적어도 일부는 와이어 로프 및/또는 체인 및/또는 다른 세장형 부재로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 합성 로프는 합성 중합체로 형성될 수 있거나 그렇지 않으면 합성 중합체를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 합성 중합체는 폴리에스테르, 나일론, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나 이를 포함할 수 있지만, 이로 제한되지 않는다. 일부 실시예에서, 상기 합성 중합체 로프는 예컨대 Bexco로부터 입수가능한 DEEPROPE® 폴리에스테르 로프 또는 Bridon으로부터 입수가능한 MOORLINE® 폴리에스테르 로프 또는 Lankhorst로부터 입수가능한 CABRAL 512® 폴리에스테르 로프 또는 DSM으로부터 입수가능한 DYNEEMA® UHMWPE 로프 또는 적합한 특성을 갖는 임의의 다른 합성 중합체 로프와 같은 합성 중합체 로프이거나 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 제1 계류 라인(231), 제2 계류 라인(232) 및 제3 계류 라인(233)은 각각 상기 해상 부유 플랫폼 시스템(200)이 기상-해양 조건에 노출될 때 상기 선체 구조물(210)이 이동함에 따라 상기 제1 계류 라인(231), 제2 계류 라인(232) 및 제3 계류 라인(233)이 항상 장력을 받을 수 있도록 예비 장력을 갖도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 예비 장력은 제1 계류 라인(231), 제2 계류 라인(232) 및/또는 제3 계류 라인(233) 상의 스냅 또는 충격 부하를 회피하도록 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 예비 장력은 약 50 톤, 약 100 톤, 약 150 톤, 약 200 톤, 약 225 톤, 약 250 톤, 약 300 톤, 약 350 톤 또는 약 400 톤 내지 약 450 톤, 약 500 톤, 약 550 톤 또는 그 이상일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 예비 장력은 약 225 톤 내지 약 300 톤, 약 300 톤 내지 약 450 톤, 또는 약 450 톤 내지 약 550 톤, 또는 그 이상일 수 있다. 상기 제1 계류 라인(221), 상기 제2 계류 라인(222) 및 상기 제3 계류 라인(223)의 예비 장력의 선택은, 현장, 수심, 상기 계류 라인(231,232,233)의 특성, 상기 선체 구조물(210)의 치수 또는 이들의 임의의 조합에서 예상되는 기상-해양 조건에 적어도 부분적으로 근거할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 제1 앵커(221), 상기 제2 앵커(222) 및 상기 제3 앵커(223)는 상기 제1 계류 라인(231), 제2 계류 라인(232) 및 제3 계류 라인(233)이 각각 지구에 대해 수직 또는 실질적으로 수직으로 배향될 수 있도록 상기 해저(205) 상에 위치하거나 상기 해저(205)에 고정될 수 있다. 이와 같이, 상기 제1 계류 라인(231), 상기 제2 계류 라인(232) 및 상기 제3 계류 라인(233)은 지구에 대해 수직인 축의 0.5도, 1도, 3도, 5도, 7도, 9도, 11도, 13도, 15도, 17도 또는 20도 이내로 배향될 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 수직으로 배열된 계류 시스템(220)은 상기 해상 부유 플랫폼 시스템(200)이 기상-해양 조건에 노출될 때, 상기 제1 계류 라인(231)의 평균 또는 평균 장력(mean or average tension), 상기 제2 계류 라인(232)의 평균 또는 평균 장력 및 상기 제3 계류 라인(233)의 평균 또는 평균 장력은 상기 해상 부유 플랫폼 시스템(200)의 선체 구조물(210)이 측면으로, 즉 서지 및/또는 스웨이 및/또는 요 방향으로 이동함에 따라 서로 실질적으로 동등하게 유지될 수 있도록 구성될 수 있다. 평균 또는 평균 장력에 대해 "실질적으로 동등하게"라는 용어는, 상기 제1 계류 라인(231)에서의 평균 또는 평균 장력, 상기 제2 계류 라인(232)에서의 평균 또는 평균 장력 및 제3 계류 라인(233)에서의 평균 또는 평균 장력이, 상기 선체 구조물(210)이 측방향으로 이동함에 따라 모두 서로의 20% 이내, 서로의 15% 이내, 서로의 10% 이내 또는 서로의 5% 이내임을 의미한다.

일부 실시예에서, 상기 수직으로 배열된 계류 시스템(220)은 제4 계류 라인(234), 제5 계류 라인(235) 및 제6 계류 라인(236)을 더 포함할 수 있다. 상기 제4 계류 라인(234)은 제1 단부에서 상기 제1 컬럼(211)에 및 제2 단부에서 상기 제1 앵커(221)에 연결될 수 있고, 상기 제5 계류 라인(235)은 제1 단부에서 상기 제2 컬럼(212)에 및 제2 단부에서 상기 제2 앵커(222)에 연결될 수 있고, 상기 제6 계류 라인(236)은 제1 단부에서 상기 제3 컬럼(213)에 및 제2 단부에서 상기 제3 앵커(223)에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제4 계류 라인(234), 상기 제5 계류 라인(235) 및 상기 제6 계류 라인(236)은 각각 합성 로프로 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 제4, 제5 및/또는 제6 계류 라인(234,235 및 236)의 적어도 일부는 합성 로프로 형성될 수 있고, 상기 제1, 제2 및/또는 제3 계류 라인(234,235,236)의 적어도 일부는 와이어 로프 및/또는 체인 및/또는 다른 세장형 부재로 형성될 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 합성 로프는 합성 중합체로 형성될 수 있거나 또는 그렇지 않으면 합성 중합체를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 합성 중합체는 폴리에스테르, 나일론, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있지만, 이로 한정되지 않는다. 일부 실시예에서, 상기 합성 중합체 로프는 예를 들어, Bexco로부터 입수가능한 DEEPROPE® 폴리에스테르 로프 또는 Bridon으로부터 입수가능한 MOORLINE® 폴리에스테르 로프 또는 Lankhorst로부터 입수가능한 CABRAL 512® 폴리에스테르 로프 또는 DSM으로부터 입수가능한 DYNEEMA® UHMWPE 로프 또는 적합한 특성을 갖는 임의의 다른 합성 중합체 로프와 같은 합성 중합체 로프일 수 있거나 또는 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 제4 계류 라인(234), 상기 제5 계류 라인(235) 및 상기 제6 계류 라인(236)은 각각, 상기 시스템(200)이 기상-해양 조건에 노출될 때 상기 선체 구조물(210)이 이동함에 따라 상기 제4 계류 라인(234), 상기 제5 계류 라인(235) 및 상기 제6 계류 라인(236)이 항상 장력을 받을 수 있도록 예비 장력을 갖도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 예비 장력은 제4 계류 라인(234), 제5 계류 라인(235) 및/또는 제6 계류 라인(236)의 스냅 또는 충격 부하를 회피하도록 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 예비 장력은 약 50 톤, 약 100 톤, 약 150 톤, 약 200 톤, 약 225 톤, 약 250 톤, 약 300 톤, 약 350 톤 또는 약 400 톤 내지 약 450 톤, 약 500 톤, 약 550 톤 또는 그 이상일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 예비 장력은 약 225 톤 내지 약 300 톤, 약 300 톤 내지 약 450 톤, 또는 약 450 톤 내지 약 550 톤, 또는 그 이상일 수 있다. 상기 제4 계류 라인(234), 상기 제5 계류 라인(235) 및 상기 제6 계류 라인(236)의 예비 장력의 선택은, 현장에서 예상되는 기상-해양 조건, 수심, 상기 계류 라인(234,235,236)의 특성, 상기 선체 구조물(210)의 치수 또는 이들의 임의의 조합에 적어도 부분적으로 근거할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 수직으로 배열된 계류 시스템(220)은 도시된 바와 같이 상기 제4, 제5, 제6 계류 라인(234,235,236)이 각각 연결될 수 있는 제4 앵커(224), 제5 앵커(225) 및 제6 앵커(226)를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 상기 제4 계류 라인(234)은 제1 단부에서 상기 제1 컬럼(211)에 및 제2 단부에서 상기 제4 앵커(224)에 연결될 수 있고, 상기 제5 계류 라인(235)은 제1 단부에서 상기 제2 컬럼(212)에 및 제2 단부에서 상기 제5 앵커(225)에 연결될 수 있고, 상기 제6 계류 라인(236)은 제1 단부에서 상기 제3 컬럼(213)에 그리고 제2 단부에서 상기 제6 앵커(223)에 연결될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 제4, 제5, 및 제6 계류 라인(234,235 및 236)은 제1 단부에서 상기 선체 구조물(210)에 및 상기 제1, 제2, 및 제3 앵커(221,222,223)에 각각 연결될 수 있다(미도시).

일부 실시예에서, 상기 제4 앵커(224), 상기 제5 앵커(225) 및 상기 제6 앵커(226)는 각각 대응하는 계류 라인(234,245,236)으로부터 상기 해저(205)로 양력, 횡력 또는 이들의 조합을 전달하도록 설계될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제4 앵커(224), 상기 제5 앵커(225) 및 상기 제6 앵커(226)는 각각 석션 파일, 구동 파일 또는 중력 앵커로 구성될 수 있다. 상기 앵커(224,225,226)의 특정 구성은 적어도 부분적으로 현장에서의 해저(205)의 유형(예를 들어, 토양 조건) 및 상기 계류 라인을 통해 상기 선체 구조물(210)에 연결될 때 상기 앵커(224,225,226)에 가해질 것으로 예상되는 및 부하에 기초할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 제4 앵커(224), 상기 제5 앵커(225) 및 상기 제6 앵커(226)는 상기 제4 계류 라인(234), 상기 제5 계류 라인(235) 및 제6 계류 라인(236)이 각각 지구에 대해 수직 또는 실질적으로 수직으로 배향될 수 있도록 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 제4 앵커(224), 상기 제5 앵커(225) 및 상기 제6 앵커(226)는 상기 제4 계류 라인(231), 상기 제5 계류 라인(232) 및 상기 제6 계류 라인이 각각 실질적으로 수직이 될 수 있도록 상기 해저(205) 상에 위치하거나 상기 해저(205)에 고정될 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 수직으로 배열된 계류 시스템(220)은 상기 제1 계류 라인(231)의 평균 또는 평균 장력, 상기 제2 계류 라인(232)의 평균 또는 평균 장력, 상기 제3 계류 라인(233)의 평균 또는 평균 장력, 그리고 존재하는 경우 상기 제4 계류 라인(234)의 평균 또는 평균 장력, 상기 제5 계류 라인(235)의 평균 또는 평균 장력 및/또는 상기 제6 계류 라인(236)의 평균 또는 평균 장력이 상기 해상 부유 플랫폼 시스템(200)이 기상-해양 조건에 노출될 때 상기 해상 부유 플랫폼 시스템(200)의 선체 구조물(210)이 측면 또는 서지 또는 스웨이 방향으로 이동함에 따라 실질적으로 서로 동등하게 유지될 수 있도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 서로 실질적으로 동등하다는 것은, 상기 제1 계류 라인(231)에서의 평균 또는 평균 장력, 상기 제2 계류 라인(232)에서의 평균 또는 평균 장력, 제3 계류 라인(233)에서의 평균 또는 평균 장력 및 존재하는 경우, 상기 제4 계류 라인(234)에서의 평균 또는 평균 장력, 상기 제5 계류 라인(235)에서의 평균 또는 평균 장력 및/또는 상기 제6 계류 라인(235)에서의 평균 또는 평균 장력이, 상기 선체 구조물(210)이 측방 또는 서지 또는 스웨이 방향으로 이동함에 따라 모두 서로 20% 이내이거나 모두 서로 15% 이내이거나 모두 서로 10% 이내이거나 모두 서로 5% 이내라는 것을 의미한다.

일부 실시예에서, 상기 계류 시스템(220)은 3개의 앵커 및 3개의 계류 라인을 포함할 수 있으며, 각각의 계류 라인은 상기 선체 구조물(210) 및 대응하는 앵커에 연결되도록 구성된다는 것이 이해되어야 한다. 다시 말해서, 일부 실시예에서, 상기 수직으로 배열된 계류 시스템(220)은 상기 제1 앵커(221), 상기 제2 앵커(222) 및 상기 제3 앵커(223)와, 상기 제1 계류 라인(231), 제2 계류 라인(232) 및 제3 계류 라인(233)을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 수역(201)의 표면(203)과 상기 해저(205) 사이의 수직 거리를 수심으로 지칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 수심은 약 100 미터, 약 200 미터, 약 300 미터, 약 400 미터, 또는 약 500 미터 내지 약 600 미터, 약 700 미터, 약 800 미터, 약 900 미터, 약 1,000 미터, 약 1,200 미터, 약 1,400 미터 또는 그 이상일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 수심은 약 200 내지 약 300 미터, 약 300 미터 내지 약 500 미터, 또는 약 500 미터 내지 약 1,000 미터, 또는 1,000 미터 이상일 수 있다.

예시적인 예는 수직으로 배열된 계류 시스템을 통해 해저에 계류되는 선체 구조물을 포함하는 2개의 해상 부유 플랫폼 시스템의 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 수행된다. 상기 선체 구조물은 삼각형 구성으로 컬럼을 서로 연결하는 3개의 컬럼 및 3개의 폰툰을 포함한다. 상기 수직으로 배열된 계류 시스템은 상기 선체 구조물을 상기 해저에 계류하기 위한 6개의 계류 라인을 포함한다. 각각의 계류 라인은 1,208 톤의 최소 파단 부하를 갖는 190 mm 직경의 폴리에스테르 로프를 포함한다. 각각의 계류 라인은 대응하는 앵커와 폴리에스테르 로프 사이에 위치된 짧은 길이의 체인(약 20 미터)을 포함한다. 각각의 계류 라인의 제1 단부는 대응하는 유니-조인트를 통해 대응하는 컬럼에 고정된다. 각각의 계류 라인의 제2 단부, 즉 짧은 길이의 체인은 유니-조인트를 통해 대응하는 앵커에 연결된다. 400 톤의 예비장력이 각각의 계류 라인에 가해진다. 수심은 1,000 미터이다. 제1 예시적인 예에서, 상기 선체 구조물은 하기 표에 나타낸 하기 파라미터로 구성된다.

파라미터	값
컬럼 직경(m)	17.0
컬럼 간격(m)	66.0
흘수(m)	21.0
건현 (m)	13.0
폰툰 폭(m)	8.0
폰툰 높이(m)	7.2
폰툰 길이(m)	49.0
배수량(톤)	23,398

도 5는 하나 이상의 실시예에 따른, 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 상하 (heave)방향에서의 응답 진폭 연산자(RAO)(510), 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 피치(pitch) 및/또는 롤(roll) 방향에서의 RAO(520) 및 상기 수역의 표면 상의 파도 스펙트럼(530)을 포함하는 상기 표에 따라 구성될 때 상기 해저에 계류되는 선체 구조물에 대한 예시적인 곡선 세트를 그래픽으로 도시한다. 상기 수역의 표면 상의 파도 스펙트럼(530)은 피크 스펙트럼 주기(531)를 가질 수 있다. 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 상하 방향에서의 RAO(510)는 피크 응답 주기(511) 및 상쇄 주기(512)를 가질 수 있다. 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 피치 및/또는 롤 방향에서의 RAO(520)는 피크 응답 주기(521)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 상하 방향에서의 피크 응답 주기(511)는 상기 파도 스펙트럼(530)의 피크 스펙트럼 주기(531)보다 작을 수 있고, 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 피치 및/또는 롤 방향에서의 피크 응답 주기(521)는 상기 수역의 표면 상의 파동 스펙트럼(530)의 피크 스펙트럼 주기(531)보다 클 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 선체 구조물의 치수, 상기 선체 구조물의 질량 특성, 예를 들어, 질량 및 회전 반경, 상기 계류 라인(들)의 축 강성 및/또는 상기 수직 계류 시스템의 예비 장력은 상기 상하 방향 및 피치 및/또는 롤 방향에서의 상기 해양 플로팅 플랫폼 시스템의 움직임이 상기 상하 방향의 공진 및/또는 피치 및/또는 롤 방향의 공진을 감소시키거나 제거할 수 있도록 선택될 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 상쇄 주기(512)는 상기 피크 스펙트럼 주기(531)와 실질적으로 유사할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 상쇄 주기(512)와 상기 피크 스펙트럼 주기(531)를 비교할 때 실질적으로 유사하다는 것은, 상기 상쇄 주기(512)가 상기 피크 스펙트럼 주기(531)의 +/- 2.5초 이내, +/- 2초 이내, +/- 1.5초 이내, +/- 1초 이내, +/- 0.5초 이내 또는 0.25초 이내일 수 있다는 것을 의미한다. 일부 실시예에서, 상기 선체 구조물의 치수(제1 컬럼, 제2 컬럼, 제3 컬럼, 제1 폰툰, 제2 폰툰 및 제3 폰툰의 치수를 포함함)는 상기 상쇄 주기(512)가 상기 피크 스펙트럼 주기(531)와 실질적으로 유사하도록 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 선체 구조물의 치수, 상기 계류 라인(들)의 축방향 강성 및/또는 상기 수직 계류 시스템의 예비-장력은 상기 상쇄 주기(512)가 상기 부유 해양 플랫폼 시스템의 피크 스펙트럼 주기(531)와 실질적으로 유사하도록 선택될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 상하 방향에서의 RAO(510)는 약 12초의 피크 응답 주기(511)와 약 14초의 상쇄 주기(512)를 가질 수 있고, 상기 수역의 표면 상의 파도 스펙트럼(530)의 피크 스펙트럼 주기(531)는 약 14초일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 피치 및/또는 롤 방향에서의 RAO(520)의 피크 응답 주기(521)는 약 21초일 수 있고, 상기 수역의 표면 상의 파도 스펙트럼(530)의 피크 스펙트럼 주기(531)는 약 14초일 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 해양 플로팅 플랫폼 시스템은 장비, 예를 들어 선체 구조물 상의 해상 풍력 터빈을 지지하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 상기 선체 구조물의 치수, 상기 선체 구조물의 질량 특성, 예를 들어, 질량 및 회전반경, 상기 계류 라인의 축 강성 및/또는 상기 수직 계류 시스템에서 상기 계류 라인의 예비 장력은 상기 해상 부유 플랫폼의 움직임이 장비의 허용 가능한 설계 파라미터와 호환되도록 선택될 수 있다.

도 6은 하나 이상의 실시예에 따른, 해상 부유 플랫폼 시스템의 상하 방향에서의 RAO(610), 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 피치 및/또는 롤 방향에서의 RAO(620) 및 상기 수역의 표면 상의 파도 스펙트럼(630)을 포함하는 수직 계류 시스템을 통해 상기 해저에 계류되는 다른 선체 구조물을 포함하는 다른 해상 부유 플랫폼 시스템에 대한 제2 예시적 예에서의 예시적인 곡선 세트를 도식적으로 도시한다. 상기 선체 구조물은 삼각형 구성으로 서로에 대해 컬럼을 연결하는 3개의 컬럼 및 3개의 폰툰을 포함하지만, 상기 선체 구조물의 파라미터는 상기 제1 예시적 예에서의 상기 선체 구조물과 상이하다. 상기 수직 계류 시스템은 제1 예시적 예에서의 수직 계류 시스템과 동일하다. 상기 수역의 표면 상의 상기 파도 스펙트럼(630)은 피크 스펙트럼 주기(631)를 가질 수 있다. 상기 상하 방향에서의 해상 부유 플랫폼 시스템의 RAO(610)는 피크 응답 주기(611) 및 상쇄 주기(612)를 가질 수 있다. 상기 피치 및/또는 롤 방향에서의 해상 부유 플랫폼 시스템의 RAO(620)는 피크 응답 주기(621)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 상하 방향에서 해상 부유 시스템의 피크 응답 주기(611)와 상기 피치 및/또는 롤 방향에서의 해상 부유 시스템의 피크 응답 주기(621)는 각각 상기 수역의 표면 상의 파도 스펙트럼(630)의 피크 스펙트럼 주기(631)보다 클 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 상하 방향에서 RAO(610)는 약 18초의 피크 응답 주기(611)를 가질 수 있고, 상기 파도 스펙트럼(630)의 피크 스펙트럼 주기(631)는 약 14초일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 상쇄 주기(612)는 상기 파도 스펙트럼(630)의 피크 스펙트럼 주기(631)보다 클 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 선체 구조물의 치수(제1 컬럼, 제2 컬럼, 제3 컬럼, 제1 폰툰, 제2 폰툰 및 제3 폰툰의 치수를 포함), 상기 계류 라인의 축 강성 및/또는 상기 수직으로 배열된 계류 시스템의 예비 장력은 상기 상쇄 주기(612)가 상기 수역의 표면 상의 상기 파도 스펙트럼(630)의 피크 스펙트럼 주기(631)보다 크도록 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 선체 구조물의 치수, 상기 계류 라인의 축 강성 및/또는 상기 수직 계류 시스템의 예비 장력은 상기 상하 방향에서의 상쇄 주기(612)와 상기 피크 응답 주기(611)가 상기 수역의 표면 상의 상기 파도 스펙트럼(630)의 피크 스펙트럼 주기(631)보다 클 수 있도록 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 피치 또는 롤 방향에서의 RAO(620)는 약 24초의 피크 응답 주기(621)를 가질 수 있고, 상기 수역의 표면에서의 상기 파도 스펙트럼(630)의 피크 스펙트럼 주기(631)는 약 14초일 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 선체 구조물의 치수, 상기 선체 구조물의 질량 특성, 예를 들어, 질량 및 회전반경, 상기 계류 라인의 축 방향 강성 및/또는 상기 수직 계류 시스템의 예비 장력은 상하 방향 및/또는 피치 및/또는 롤 방향에서의 해상 부유 플랫폼 시스템의 움직임이 상기 상하 방향에서의 공진, 피치 방향의 공진 및/또는 롤 방향의 공진을 감소시키거나 제거할 수 있도록 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 해상 부유 플랫폼 시스템은 상기 선체 구조물 상에서 장비, 예를 들어, 해상 풍력 터빈을 지지하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 상기 선체 구조물의 치수, 상기 선체 구조물의 질량 특성, 상기 계류 라인의 축방향 강성, 및/또는 상기 수직 계류 시스템에서의 계류 라인의 예비 장력은, 상기 해상 부유 플랫폼의 움직임이 장비의 허용 가능한 설계 파라미터와 호환 가능하도록 선택될 수 있다.

도 7은 선체 구조물(210) 상에 배치된 선택적인 풍력 터빈 발전기 시스템(710)을 포함하는 도 2 내지 도 4에 도시된 것과 유사한 예시적인 해상 부유 플랫폼 시스템(200)의 등각 투상도를 도시한다. 상기 풍력 터빈 발전기 시스템(710)에 더하여, 상기 수직 계류 시스템(220)은 각 컬럼에 연결된 2개의 계류 다리(two mooring legs)가 2개의 계류 라인이 별도의 앵커에 연결되는 대신에 대응하는 앵커(221,222 또는 223)에 연결된다. 상기 풍력 터빈 발전기 시스템(710)은 풍력 터빈 발전기(730)를 지지하도록 구성될 수 있는 선체 구조물(210) 상에 부착되거나 그렇지 않으면 배치된 마스트(720)를 포함할 수 있다. 상기 풍력 터빈 발전기 시스템(710)은 또한 복수의 블레이드(740)를 포함할 수 있으며, 3개가 도시되어 있으며, 이는 입사 또는 다가오는 바람에 반응하여 발전기를 회전시켜 전기를 생산한다.

특정 실시예 및 특징은 일련의 수치적 상한 및 일련의 수치적 하한을 사용하여 설명되었다. 임의의 2개의 값의 조합을 포함하는 범위, 예를 들어, 임의의 하한 값과 임의의 상한 값의 조합, 임의의 2개의 낮은 값의 조합 및/또는 임의의 2개의 상한 값의 조합이 달리 명시되지 않는 한 고려되어야 한다. 특정 하한, 상한 및 범위는 하기 하나 이상의 청구항에 나타난다. 모든 수치는 표시된 값의 "약" 또는 "대략"이며, 당업에 의해서 통상적인 기술을 가진 사람이 예상할 수 있는 실험적 오류 및 변동을 고려한다.

위에서 다양한 용어가 정의되어 있다. 청구항에 사용된 용어가 위에서 정의될 수 없는 한, 적어도 하나의 인쇄된 출판물 또는 발행된 특허에 반영된 바와 같이 관련 기술의 사람이 해당 용어를 부여한 가장 광범위한 정의가 부여되어야 한다. 또한, 본 출원에 인용된 모든 특허, 테스트 절차 및 기타 문서는 그러한 공개가 본 출원과 모순될 수 없는 범위 및 그러한 통합이 허용될 수 있는 모든 관할권에 대해 참조를 통해 완전히 통합된다.

본 발명의 특정 바람직한 실시예들이 상기에서 상세히 예시되고 기술되었지만, 당업 기술분야에서 통상적인 기술을 갖는 자들에게 이들의 수정 및 적응이 일어날 것임이 명백할 수 있다. 따라서 그러한 수정 및 적응은 기본 범위를 벗어나지 않고 고안될 수 있으며 그 범위는 다음 청구항에 의해 결정될 수 있음을 명시적으로 이해해야 한다.

Claims

해상 부유 플랫폼 시스템으로서,
수역(body of water)의 표면 상에 부유하도록 구성된 선체 구조물;
해저에 고정되도록 구성된 앵커; 및
제1 단부에서 상기 선체 구조물에 및 제2 단부에서 상기 앵커에 연결되도록 구성된 계류 라인을 포함하고,
상기 앵커가 상기 해저에 고정되고 상기 계류 라인이 상기 선체 구조물과 상기 앵커에 연결될 때, 상기 계류 라인은 실질적으로 수직이고, 피치 또는 롤 방향에서의 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 피크 응답 주기는 상기 수역의 표면 상의 파도 스펙트럼의 피크 스펙트럼 주기보다 큰, 시스템.
제1항에 있어서,
상하 방향(heave direction)에서의 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 상쇄 주기(cancellation period)는 상기 수역의 표면 상의 상기 파도 스펙트럼의 상기 피크 스펙트럼 주기와 실질적으로 동일한, 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상하 방향에서의 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 피크 응답 주기는 상기 수역의 표면 상의 상기 파도 스펙트럼의 상기 피크 스펙트럼 주기보다 작은, 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상하 방향에서의 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 피크 응답 주기는 상기 수역의 표면 상의 상기 파도 스펙트럼의 상기 피크 스펙트럼 주기보다 큰, 시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 하나에 있어서,
상기 피치 방향 및 상기 롤 방향에서의 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 상기 피크 응답 주기는 상기 수역의 표면 상의 상기 파도 스펙트럼의 상기 피크 스펙트럼 주기보다 큰, 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나에 있어서,
상기 해상 부유 플랫폼 시스템은 상기 선체 구조물에 의해 지지되는 풍력 터빈 발전기 시스템을 더 포함하되,
상기 선체 구조물의 질량, 상기 선체 구조물의 형상 및 상기 계류 라인의 축 강성은 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 상기 상하 방향, 상기 롤 방향 및 상기 피치 방향에서의 움직임이 상기 풍력 터빈 발전기와 호환되도록 선택되는, 시스템.
제1항 내지 제6항 중 어느 하나에 있어서,
상기 수역의 깊이는 200m 이상인, 시스템.
제1항 내지 제7항 중 어느 하나에 있어서,
상기 앵커는 제1 앵커고, 상기 계류 라인은 제1 계류 라인이고, 상기 선체 구조물는 제1 컬럼, 제2 컬럼 및 제3 컬럼을 포함하고,
상기 시스템은:
상기 해저에 고정되도록 구성된 제2 앵커;
상기 해저에 고정되도록 구성된 제3 앵커;
제2 계류 라인; 및
제3 계류 라인;
을 더 포함하되,
상기 제1 계류 라인은 제1 단부에서 상기 제1 컬럼에 및 제2 단부에서 상기 제1 앵커에 연결되도록 구성되며,
상기 제2 계류 라인은 제1 단부에서 상기 제2 컬럼에 및 제2 단부에서 상기 제2 앵커에 연결되도록 구성되고,
상기 제3 계류 라인은 제1 단부에서 상기 제3 컬럼에 및 제2 단부에서 상기 제3 앵커에 연결되도록 구성되며,
상기 제1, 제2 및 제3 앵커가 상기 해저에 고정되고, 상기 제1, 제2 및 제3 계류 라인이 상기 제1, 제2 및 제3 컬럼과 상기 제1, 제2 및 제3 앵커에 각각 연결될 때, 상기 제1, 제2 및 제3 계류 라인은 각각 실질적으로 수직인, 시스템.
제8항에 있어서,
상기 제1 컬럼, 상기 제2 컬럼 및 상기 제3 컬럼은 평면도에서 볼 때 서로에 대해 삼각형 배열로 구성되고,
상기 제1 컬럼, 상기 제2 컬럼 및 상기 제3 컬럼은 구조적 프레임을 통해 서로 연결되는, 시스템.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 제1 계류 라인, 상기 제2 계류 라인 및 상기 제3 계류 라인은 각각 합성 로프 및 선택적으로 와이어 로프의 세그먼트 및/또는 체인의 세그먼트로 형성되는, 시스템.
제10항에 있어서,
상기 합성 로프는 폴리에스테르 로프이되,
상기 제1 계류 라인, 상기 제2 계류 라인 및 상기 제3 계류 라인은 각각 지구에 대해 수직인 축의 20도 이내로 배향되는, 시스템.
제11항에 있어서,
상기 제1 계류 라인에서 평균(mean) 또는 평균 장력(average tension), 상기 제2 계류 라인에서 평균 또는 평균 장력 및 상기 제3 계류 라인에서 평균 또는 평균 장력은 모두 상기 선체 구조물이 측방향(lateral direction), 서지 방향(surge direction) 또는 스웨이 방향(sway direction)으로 이동할 때 서로 실질적으로 동등하게 유지되는, 시스템.
제8항 내지 제12항 중 어느 하나에 있어서,
제4 계류 라인;
제5 계류 라인; 및
제6 계류 라인;
을 더 포함하고,
상기 제4 계류 라인은 제1 단부에서 상기 제1 컬럼에 및 제2 단부에서 상기 제1 앵커에 연결되도록 구성되고,
상기 제5 계류 라인은 제1 단부에서 상기 제2 컬럼에 및 제2 단부에서 상기 제2 앵커에 연결되도록 구성되고,
상기 제6 계류 라인은 제1 단부에서 상기 제3 컬럼에 및 제2 단부에서 상기 제3 앵커에 연결되도록 구성되며,
상기 제1, 제2 및 제3 앵커가 상기 해저에 고정되고 상기 제4, 제5 및 제6 계류 라인이 상기 제1, 제2 및 제3 컬럼과 상기 제1, 제2 및 제3 앵커에 각각 연결될 때, 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 계류 라인은 각각 실질적으로 수직인, 시스템.
제8항 내지 제12항 중 어느 하나에 있어서,
제4 계류 라인;
제5 계류 라인;
제6 계류 라인;
상기 해저에 고정되도록 구성된 제4 앵커;
상기 해저에 고정되도록 구성된 제5 앵커; 및
상기 해저에 고정되도록 구성된 제6 앵커;
를 포함하고,
상기 제4 계류 라인은 제1 단부에서 상기 제1 컬럼에 및 제2 단부에서 상기 제4 앵커에 연결되도록 구성되며,
상기 제5 계류 라인은 제1 단부에서 상기 제2 컬럼에 및 제2 단부에서 상기 제5 앵커에 연결되도록 구성되고,
상기 제6 계류 라인은 제1 단부에서 상기 제3 컬럼에 및 제2 단부에서 상기 제6 앵커에 연결되도록 구성되며,
상기 제4 계류 라인이 상기 제1 컬럼과 상기 제4 앵커에 연결되고, 상기 제5 계류 라인이 상기 제2 컬럼과 상기 제5 앵커에 연결되며, 상기 제6 계류 라인이 상기 제3 컬럼과 상기 제6 앵커에 연결될 때, 상기 제4 계류 라인, 상기 제5 계류 라인 및 상기 제6 계류 라인은 각각 실질적으로 수직인, 시스템.
제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 제4 계류 라인, 상기 제5 계류 라인 및 상기 제6 계류 라인은 각각 합성 로프와 선택적으로 와이어 로프의 세그먼트 및/또는 체인의 세그먼트로 형성되는, 시스템.
제15항에 있어서,
상기 합성 로프는 폴리에스테르 로프이되,
상기 제1 계류 라인, 상기 제2 계류 라인, 상기 제3 계류 라인, 상기 제4 계류 라인, 상기 제5 계류 라인 및 상기 제6 계류 라인은 각각 지구에 대해 수직인 축의 약 20도 이내에 있도록 배향되는, 시스템.
제13항 내지 제16항 중 어느 하나에 있어서,
상기 제4 계류 라인에서의 평균 또는 평균 장력, 상기 제5 계류 라인에서의 평균 또는 평균 장력 및 상기 제6 계류 라인에서의 평균 또는 평균 장력은 모두 상기 선체 구조물이 측방향, 서지 방향 또는 스웨이 방향으로 이동할때 서로 실질적으로 동등하게 유지되는, 시스템.
해양 플랫폼을 계류하는 프로세스로서,
수역의 표면 상에 부유하도록 구성된 선체 구조물, 해저에 고정되도록 구성된 앵커 및 상기 선체 구조물과 상기 앵커에 연결되도록 구성된 계류 라인을 포함하는 해상 부유 플랫폼 시스템을 제공하는 단계 ;
상기 해저에 상기 앵커를 고정하는 단계; 및
상기 계류 라인의 제1 단부를 상기 선체 구조물에 및 상기 계류 라인의 제2 단부를 상기 앵커에 연결하는 단계;
를 포함하고,
상기 앵커가 상기 해저에 고정되고 상기 계류 라인이 상기 선체 구조물과 상기 앵커에 연결될 때, 상기 계류 라인은 실질적으로 수직이며, 피치 또는 롤 방향에서의 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 피크 응답 주기는 상기 수역의 표면 상의 파도 스펙트럼의 피크 스펙트럼 주기보다 큰, 프로세스.
제18항에 있어서,
상하 방향에서의 상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 피크 응답 주기는 상기 수역의 표면 상의 상기 파도 스펙트럼의 상기 피크 스펙트럼 주기보다 작은, 프로세스.
제18항 또는 제19항에 있어서,
상기 해상 부유 플랫폼 시스템의 상쇄 주기는 상기 수역의 표면 상의 상기 파도 스펙트럼의 상기 피크 스펙트럼 주기와 실질적으로 유사한, 프로세스.