세계 최대 규모의 파즈플로FPSO(PAZ FLOR FPSO) 인도

FPSO(Floating Production Storage & Offloading Unit; 부유식 원유 생산·저장·하역 설비)는 거대한 원유저장용 선박 위에 해상 유전에서 원유를 뽑아올릴 수 있는 원유생산 설비와 거친 파도속에서도 생산한 원유를 안전하게 원유운반선으로 이송하는 하역설비를 한꺼번에 갖춘 설비입니다. 200m 이하의 대륙붕 지역 유전이 고갈되면서 점차 심해저 유전개발에 관심을 돌리면서 나타난 신개념의 해양플랜트입니다.
대우조선해양에서 일괄수주계약으로 건조한 파즈플로FPSO는 현재까지 전 세계에서 건조된 FPSO 중 가장 큰 규모이며,총 건조금액만 2조 6천억 원에 달하는 이 시설은 길이 325m, 폭 61m, 높이 32m에 자체 무게만 12만 톤 규모에 이릅니다.
설계와 생산이 분리되는 예가 흔한 해양공사에서 일괄수주 계약(EPCI; Engineering, Procurement, Commissioning and offshore Installation) 수행방식으로 단일 조선소가 기본, 상세, 생산 설계를 자체적으로 수행하고 기자재 조달, 시운전, 설치까지도 일괄 수행한 최초의 초대형 FPSO 프로젝트입니다.
하루 최대 22만 배럴의 원유와 440만 입방미터(㎥)의 천연가스를 생산할 수 있으며, 우리나라 일일 석유 사용량과 맞먹는 190만 배럴(약 26만 톤)의 원유를 저장할 수 있으며두 개의 유정에서 동시에 원유를 생산할 수 있습니다.

신개념 LNG-FPSO와 LNG-FSRU

LNG-FPSO(Floating Production Storage and Offloading)는 천연가스의 생산 및 액화, 저장, 하역 기능을 모두 갖춘 신개념 해양플랜트입니다. 해상에서 천연가스를 생산해 육상에서 액화 후 저장, 다시 LNG선에 싣는 기존 방식에 비해 비용과 시간을 크게 줄여주는 장점이 있습니다.
해상 부유식 LNG 터미널인 LNG-FSRU (Floating Storage & Regasification Unit)는 해상 부유식 LNG 저장 및 재기화(再氣化)설비로 육상 LNG터미널을 해상으로 옮겨 부지 비용 절감, 수요에 대한 빠른 공급, 폭발을 우려하는 인근 민원을 해결해 주는 장점이 있습니다.
대우조선해양은 이 분야에서 가장 많은 특허를 출원했습니다.

꿈을 현실로…

천연가스를 액화된 상태로 실어 나르기만 하던 기존의 LNG선 위에 대규모 저장기지의 LNG 재기화 설비를 탑재해 해상에 정박한 채 액화천연가스를 공급 할 수 있는 선박입니다.
배 위에 탑재된 재기화 설비를 이용해 싣고 온 액체 상태의 LNG를 육상에서 바로 쓸 수 있도록 기화한 다음, 해상에 설치된 터미널에 연결하여 육상으로 바로 공급할 수 있습니다. LNG RV 의 건조를 위해서는 선박건조자(대우조선해양), 선주(엑스마사), 운영회사(엑셀러레이트 에너지)가 있으며, LNG선의 건조와 LNG터미널의 건설, 정유, 가스 FPSO, 원유 셔틀탱크의 정박 및 하역기술 등 다양한 관련기술이 사용됐습니다.

LNG-RV의 탄생배경

막대한 육상 LNG 기지 투자비용과 기간, 환경파괴를 없애기 위해

LNG를 이용하기 위해서는 수 백만평(기지규모에 따라 틀림) 규모의 LNG선을 접안하여 하역 할 수 있는 LNG터미널과 하역된 LNG를 저장할 수 있는 대규모 육상저장기지가 필요한데 여기에는 천문학적인 규모의 투자비가 필요합니다.
LNG-RV를 처음으로 발주, 이용하고 있는 미국의 경우 이 같은 대규모 건설을 위해서는 엄청난 환경파괴가 일어나게 되는데 이에 대한 환경파괴 반대로 LNG공급기지 건설이 현실적으로 매우 어려워 지고 있어 이에 대한 대체설비로 LNG-RV를 고안해 내게 됐습니다.

소규모 공급 지역에 대한 필요성

LNG를 대규모로 공급하지 않고 소규모로 적은 지역에 적은 투자비용으로 공급코자 할 때 매우 유용한 대체 수단이 될 수 있습니다.

육상 LNG 기지의 위험도 회피

육상에 있는 LNG 기지는 외부의 테러 위협으로부터 노출되어 있으며, 많은 인구가 살고 있는 육상지역에서 이로 인한 사고 발생시 엄청난 재앙으로 연결될 수 있습니다.
LNG-RV는 육지에서 100여마일 떨어진 해상 터미널에 선박을 접안하여 별다른 중간장치 없이 기화된 천연가스를 바로 공급하기 때문에 이 같은 위협으로부터 안전합니다.

LNG기지 건설 기간 단축

육상 LNG 기지의 가능성 조사, 환경단체 설득, 통관 절차 허가, 기획, 실제 건조 등에 5~7년이 걸리므로 건설기간과 비용, 여론 등을 동시에 해결 할 수 있습니다.

LNG-RV의 재기화(再氣化 ; Regasification) 과정

STL시스템(Submerged Turret Loading System)

선박의 선수쪽에 설치된 터렛과 해저 터미널을 연결하고, 이를 이송하는 과정을 유지시켜주는 STL시스템.

해저터미널과 연결되는 선수 터렛의 실제 모습

LNG-RV의 선수부분에 설치된 재기화 설비

• LNG RV에는 선체 앞부분에 여섯 세트의 고압 펌프와 기화기가 설치되어 있습니다. 보통 재기화 용량은 500 mmscfd (기화기 한 개 당 약 100 mmscfd, million standard cubic feet per day)이며, 따라서 선상의 138,000 cubic meters LNG는 5~6일내에 고압의 천연가스로 전환될 수 있습니다.
• 물 가열 시스템 : LNG는 바닷물로부터 공급된 열에 의해 기화됩니다. 대부분의 경우 바닷물은 open mode라고 불리는 선체 바닥을 통해 바다로 배출됩니다.

세계 최초의 극지형 아틱드릴쉽 개발

외부 온도 -40도, 설계온도 -50도인 최초의 아틱드릴쉽을 개발하여 혹독한 환경에서도 시추작업이 가능한 해양구조물입니다.
모노코크 형상의 선체 형상과 더불어 이를 바탕으로 구성된 밀폐형 데릭을 가지는 구조로 최소한의 에너지로 선박과 작업자들이 이상 없이 작업할 수 있도록 설계된 해양 시추 선박입니다.

지구 온난화로 북극해 얼음 두께가 얇아지면서 자원개발이 다소 용이해지자 극한(極寒)의 상황에서도 시추작업이 가능한 해양구조물을 개발한 것입니다.

DSME 표준형 해상풍력발전기 설치선

플랫폼 형태의 차세대 해상풍력발전기 설치선을 대우조선해양만의 독자 모델로 개발을 완료. 기존 설치선에 비해 한단계 진화한 개념으로 육상 건조한 해상풍력발전기를 운송·설치함으로써 작업 효율을 높이고 비용을 줄여 해상 풍력단지 개발분야에서 큰 활약을 할 것으로 기대됩니다. 이 설치선은 독일 RWEI로부터 수주한 것과 같은 형태이나 규모가 훨씬 큰 길이 145m, 폭 45m에 달하며, 5MW급 해상풍력발전기 5기를 싣고 최대 11노트(시속 20km) 속력으로 운항할 수 있습니다.
특히 DSME형 설치선 개발은 선주가 요구하는 스펙에 따라 건조하는 것이 아니라, 경쟁력 있는 모델을 먼저 제시할 수 있어 이 분야의 시장을 선도할 수 있어 그 의의가 깊습니다.

해상풍력발전기 설치 작업 순서도

세계최초의 부유식 해상 건조 공법 성공

Dry도크에서 건조하던 방식에서 벗어나 부양식 도크(플로팅도크)를 이용해 선박을 건조하는 공법을 말합니다.
부양식 도크는 단면이 凹자 모양인 강철제 상자로, 내부에 많은 탱크를 가지고 있습니다. 여기에 물을 넣어 가라앉히고, 배를 상자의 오목한 부분에 끌어넣은 다음 펌프로 배수하면 도크는 배를 실은 채 떠오릅니다. 부양식 도크는 드라이 도크의 설치가 적합하지 않은 장소에 설치할 수 있습니다. 그러나 가라앉을 때나 떠오를 때의 안정문제를 고려해야 하고, 비용도 많이 듭니다. 또 드라이 도크에 비해서 수명이 짧고 수리도 해야 하는 등의 단점이 있습니다.

부족한 도크를 해소하기 위해 대우조선해양에서는 당시 건조 예정중이던 VLCC와 Bulk선의 건조를 플로팅도크에서의 건조를 시도하였습니다. Dry 도크에서 선박을 선수부와 선미부로 나누어 건조/진수하여 플로팅도크에 탑재하여 선박을 완성하는 공법과 플로팅 도크에서 해상크레인을 이용하여 블록을 인양/탑재하여 선박의 일부를 건조하는 공법을 적용하였습니다.

2000년 MOTERSHIP에 소개된 대우조선해양의 3차원 측정공법 플로팅 도크에서 선박건조에 있어서 주문주의 우려와 강력한 반대를 부딪쳤으나, 대우조선해양에서 플로팅도크의 안정성과 1995년 개발한 3차원 측정공법을 통해 정도의 전 공정을 통해 정확성 입증하여 성공적으로 선박을 건조할 수 있었습니다.
새롭게 적용된 공법에서 해상크레인의 사용이 활성화됨은 자연히 블록의 대형화를 이루어졌으며, 2001년 대우조선해양에서는 링 공법을 적용하여 하여 1000톤이상의 대형블록을 제작하여 Dry Dock와 플로팅 도크 블록을 탑재하기 시작 하였습니다. 해상크레인의 크기 역시 1800톤에서 3600톤으로 늘어났으며 4000톤이상 인양능력을 가진 크레인도 건조되었다. 또한 한 대의 해상크레인이 아닌 복수 대의 크레인을 사용하여 블록을 탑재하는 공법도 개발 적용하고 있습니다.

이후 플로팅 도크를 이용한 선박 건조가 활성화되었고, 한국 선박건조에 있어서 빠질 수 없는 공법이 되었습니다. 대우조선해양에서는 2009년까지 4기의 플로팅도크를 이용해 선박건조에 활용하고 있습니다.
이렇게 선박을 건조하는데 있어서 기존의 도크에 뿐만 아니라 육상의 블록건조장과 해상의 도크에서 선박을 건조함으로써 생산력을 상당히 올릴 수 있었습니다.

원자력을 추진동력으로 활용하는 차세대 선박

기존의 화석 연료를 대체하여 원자력을 추진 동력으로 활용하는 선박입니다. Ice breaker, Arctic tanker, Container ship 다양한 선박의 화석연료 엔진을 대체 할 수 있어 그 적용범위는 대단히 넓다하겠으며 Mining vessel, Subsea plant 등에서도 동력으로 활용 가능합니다.

특징

• 친환경 선박 (CO2 등의 오염 물질 배출 저감, 화석 연료 대체 등)
• 연료의 재보충 없이 장기간 운행 가능 (연료 교체 주기 5년 이상)

발전플랜트를 설치하여 전기를 생산하는 발전설비

BMPP(Barge Mounted Power Plant)는 세계 제일의 조선/해양 기술을 기반으로 설계/제작된 발전 설비로써, 일반 육상 발전소 대비 최적화된 Layout 및 설치 지형적 제약에서 자유롭습니다.
석탄, 가스, 원자력등 다양한 원료를 기반으로 한 발전 설비를 탑재할 수 있으며, 조선소 내 건조를 통해 품질 향상은 물론 공사 기간을 단축 시킬 수 있는 큰 장점을 보유하고 있습니다.

BMPP는 설치 지형에 따라 탄력적인 설치 방법이 가능합니다. 대표적으로 Off-shore와 On-shore 방법으로 구분되며, Off-shore 설치 방법은 전력이 필요한 해안가에 접안 하여 운용 또는 원근해에 Floating 조건으로 운용되는 방법으로 현지 토목 작업, 지역 주민 반발 효과를 절감할 수 있는 장점이 있습니다.
On-shore 설치 방법은 BMPP 제작 후, 육상에 기 시공된 Dock 설비에 안착시키는 방법으로써, 극한의 해양 환경 조건에 대비해 안정적인 전력 공급을 할 수 있는 기대 효과가 있습니다.
대우조선해양이 보유한 모델은 PFBC(Pressurized Fluidized Bed Combustion), CFBC(Circulating Fluidized Bed Combustion) 보일러를 탑재한 Coal Fired BMPP와 Natural Gas를 이용한 SC(Simple Cycle) BMPP, CC(Combined Cycle) BMPP, 혼합 연료 사용이 가능한 DFE(Dual Fuel Engine) BMPP가 있습니다.
또한 CCS(Carbon Capture & Storage) 기술을 각 발전 타입 별 모델에 접목하여 미래 환경 보존에 대응할 수 있는 친환경 발전 설비 구축이 가능합니다.
각 BMPP 타입은 주문주가 요구하는 용량에 따라 맞춤 설계/제작이 가능하며, 다양한 용량 별 타입 모델에 대해 개발 완료하였습니다.

Vision 2020, 고성능 로봇의 상용화 추진

소형/경량의 강인한 기구설계, 지능형 센서시스템, 실시간 제어, 시스템 통합운영 등의 핵심기술력을 바탕으로 Vision 2020 전략의 4대분야(조선,해양,플랜트,에너지) 생산성 향상에 필요한 고성능 로봇 및 전문서비스로봇, 해양로봇 등과 같은 New Business 로봇의 개발적용과 상용화를 추진하고 있습니다.

조선·해양·플랜트 생산자동화 로봇시스템 개발

- 절단/조립/도장/의장용 로봇

- 수중청소로봇, 수중작업로봇(AUV, ROV)

Smart 용접로봇 개발

- 포터블 용접로봇

- 전자세 파이프 용접로봇

- OLP(Off-Line Programming)

- 용접DB

산업용 착용로봇 개발

- 근력증강용 하반신형/전신형 착용로봇

- 근력보조용 국부형 착용로봇

- 사용자 의도파악 및 HRI 기술

로봇 요소기술 개발

- 소형/경량화 로봇 설계

- 실시간 고정밀 로봇 제어

- 지능형 센서시스템(LVS, Stereo Vision)

- 간편 로봇교시

착용로봇