JP2024522021A - 浮体製造装置及び浮体構造物を構築する方法 - Google Patents

Abstract

浮体構造物（１５）を構築するための浮体製造装置。浮体製造装置は、連続するデッキを有する浮体ユニット（１～４）と、浮体ユニット（１～４）に取り付けられた少なくとも一台のクレーン（５、６）と、浮体ユニット（１～４）を水域にて浮いた状態で係留することができる係留装置とを備える。浮体ユニット（１～４）は、デッキが実質的に水平な姿勢で水面上にある状態で浮体ユニット（１～４）が浮かぶ第１の構築位置と、デッキの第１部分が水没し、デッキの第２部分が水面上にある第２の傾斜進水位置との間で、浮体ユニット（１～４）をバラスト処理及び脱バラスト処理することができるバラスト室を有する。浮体構造物を構築する方法も記載する。

Description

本発明は、風力タービンの基礎などの浮体構造物を構築するための浮体製造装置、並びにそのような構造物を構築する方法に関する。

浮体構造物を、海岸でまたは岸壁付近で構築すると都合がよい。構造物を海岸で構築する場合、構造物を水中へと持ち上げることができるクレーンまたは構造物を構築した後に構造物を水中へ進水させるためのスリップのいずれかが必要である。

あるいは、浮いた状態で構造物を構築することができる。これは、乾ドックで行うこともできるし、既に構築された浮体土台の上で行うこともできる。乾ドックを使用する場合、完成した構造物を収容するための十分な大きさが必要である。大型構造物の場合、利用可能なそのようなドックの数には限りがある。

これらの技術は、一般に、構造物が海底に衝突することなく進水できるよう、岸壁の隣に十分な水深を必要とする。唯一の例外は、構造物を乾ドックにて構築する場合であり、それにより、水深が十分な場所までドックを曳航することが可能である。

上記制約があるため、浮体構造物を構築することができる場所には大きな制限がある。その制限は、浮体構造物の規模及び喫水に伴い増大する。

したがって、浮体構造物の構築に適した場所から浮体構造物を配備する場所まで浮体構造物を曳航する必要が往々にしてある。その距離は相当なものであり得る。これは時間がかかるだけでなく、費用がかかる。また、曳航は良好な気象条件のもとで行われなければならないため、リスクを伴う。最後に、とはいえ重要なことではあるが、長距離にわたって構造物を曳航することは環境に非常によくない。特に、炭素排出量を削減することが想定される風力タービンを構築する際には、できるだけ環境に優しい製造を行うことが望ましい。

これに対する明白な解決策は、既存の岸壁付近で海底を掘削するか、岸壁を構築するか、あるいは、既存の岸壁をより深い海域へ拡張することによって水深を深くすることであろう。しかしながら、これは、環境的観点からも、コストが高いという点からも望ましくない。

先行技術文献としては、特許文献１、特許文献２及び特許文献３が挙げられる。これらはいずれも本発明の要件を満たさない。

国際公開第２０１６／１３８０８８号公報 特開昭５５－８３６７８号公報 瑞典国特許第４４３９６２号明細書

そのため、大型の浮体構造物を該浮体構造物が配備される場所に近い既存施設にて構築することを、既存施設付近の水深が浮体構造物を浮かせるには浅すぎる場合であっても可能にする新規解決策への要望が高い。

本発明は、後の請求項１に定義された装置及び後の請求項１１の方法によって上記の問題を解決する。好都合な実施形態は、従属請求項において定義される。

構築現場に曳航されているクレーン付きの一組の艀を示す図である。 構築現場で組み立てられた一組の艀を示す図である。 一組の艀に立設されている構造物を示す図である。 一組の艀上にある完成した構造物を示す図である。 一組の艀から進水されようとしている構造物を示す図である。 進水中の構造物を示す図である。 一組の艀の外側に浮かぶ構造物を示す図である。 一組の艀の解体及び曳航を示す図である。

図１は、構築現場に曳航されている一組の艀１～４を示す。艀は、標準タイプのものであってもよいし、互いに連結することができるように変更された標準の艀であってもよい。図面には４つの艀が示されているが、デッキ面積の大きさ及び必要な浮力に応じて、艀の数はより少なくてもよいし、より多くてもよい。

それぞれの艀１、４の上部に取り付けられた二台のクレーン５、６もある。曳航中、クレーンのブームはそれぞれのブームレスト７、８に載置されている。

艀は、艀１～４間に延伸する曳航索を有する一隻の曳航船９によって曳航することができると都合がよい。ただし、曳航対象の両端に一隻ずつ、少なくとも二隻の曳航船を用いるとより安全であろう。

艀１～４が目的地、すなわち岸壁１０に到達すると、艀は横一列に並べられ、艀１～４の一方の短辺が岸壁側に隣接するように係留される。好ましくは、艀１～４は岸壁１０に接する。艀と岸壁との間に防舷材を配置してもよい。係留は、艀と岸壁との間に延伸する大索を備えてもよい。

艀１～４を備える浮体ユニットは、岸壁からある程度離れた場所や、または、入江や狭湾内などの隔離地に係留されてもよい。

そして、艀１～４は溶接などによって固定的に連結されて、艀が互いに対して移動または屈曲することのできない単一の浮体ユニットを構成する。この工程は、艀が係留される前に行ってもよい。

溶接の代わりに、艀間に取り付けられた器具によって強固に艀を連結してもよい。連結は、艀１～４のデッキが面一であり、デッキの表面上に突出する障害物がないように行うべきである。

艀は、二台のクレーン５、６がそれぞれの外側の艀１及び４上に位置するように、好ましくは、それら艀の外側付近並びに艀１、４の内側端部、すなわち、岸壁１０に隣接する端部付近に位置するように配置される。より小さな浮体構造物の構築には、一台のクレーン５で十分であり得る。

潮の干満差により、艀１～４、すなわち浮体ユニットのデッキは、岸壁１０に対して異なる高度になる。これは、艀のバラストを変えることにより、少なくとも部分的に補償することができる。しかしながら、艀１～４と岸壁１０との間に傾斜路（図示せず）を配置してもよい。傾斜路は、人や小さな手荷物専用の小さな傾斜路でもよいが、車両が横断できるようなより大きな傾斜路でもよい。

また、艀はロープや鎖などの係留索を有してもよく、その一端は岸壁側から遠い側面に取り付けられ、他端は岸壁側から離れた海底に配置されたサクションアンカーなどのアンカーに取り付けられる。

このように艀１～４が係留された状態で土台の構築を開始してもよい。土台を構築するための構成部材は、トラックまたはボートによって岸壁に搬入される。構成部材は、クレーン５、６によって、艀１～４のデッキ上に吊り上げられると都合がよい。

別の実施形態では、浮体ユニットは、艀から組み立てるのではなく、単一または複数の船体構造物として専用に構築してもよい。

図３は、土台の二本の円柱１１、１２が設置され、支柱１３によって相互連結されている状態を示す。連結は、支柱の管状部分を互いに溶接することによって行うと都合がよい。

図４では、三本目の円柱１４が設置され、最初の二本の円柱１１、１２に連結されている。かくして土台１５が完成する。

図５は、進水工程の第１のステップを示す。クレーン５、６のブームは、ブームレスト７、８上に下降されて固定されている。艀は、艀１～４の遠位端にあるバラスト室に水を流入することによってバラスト処理される。このバラスト処理によって、艀１～４の遠位端が水中に沈む。バラスト室への水の流入は、艀１～４の外縁に最も近い二本の円柱１２、１４が部分的に水沈し、好ましくは、艀１～４のデッキから浮き上がるまで続く。

艀１～４が、土台１５がデッキから離れて水中へと摺動するのに十分な傾斜に達すると、土台と艀１～４との間のすべての拘束が解除される。土台が重力により摺動しない場合は、ウインチなどを作動させて、土台をデッキに沿って牽引してもよい。

図６では、土台１５はデッキからほぼ完全に離れて摺動していて、最も内側の円柱１１が浮き始めている。

図７では、土台１５は、艀１～４の外側で浮いている。岸壁側からこの距離では、水深は、土台１５が海底に触れることなく浮くのに十分である。これにより、風力タービンなどの上部構造物の設置に都合のよい近くの場所まで曳航することができる。

土台１５の進水後、バラスト室内の水を汲み出すことによって、艀１～４が脱バラスト処理され、その結果、艀１～４は、デッキが水平面にある状態で浮上する。その後、次の土台の構築を開始することができる。

上記のように、予定された数の土台を構築して進水させると、艀１～４を互いに切り離して、曳航する。あるいは、艀が次に別の場所などで単一ユニットとして使用される場合には、艀１～４を１ユニットとして曳航してもよい。

１～４ 艀、５，６ クレーン、７，８ ブームレスト、９ 曳航船、１０ 岸壁、１１，１２，１４ 円柱、１３ 支柱

Claims (12)

1. 浮体構造物を構築するための浮体製造装置であって、
   連続するデッキを有する浮体ユニットと、
   前記浮体ユニットに取り付けられた少なくとも一台のクレーンと、
   前記浮体ユニットを水域にて浮いた状態で係留することができる係留装置と、
   を備え、
   前記浮体ユニットは、前記デッキが実質的に水平な姿勢で水面上にある状態で前記浮体ユニットが浮かぶ第１の構築位置と、前記デッキの第１部分が水没し、前記デッキの第２部分が水面上にある第２の傾斜進水位置との間で、前記浮体ユニットをバラスト処理及び脱バラスト処理することができるバラスト室を有することを特徴とする、装置。
2. 前記浮体ユニットは、強固に相互連結された複数の艀から組み立てられることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記装置は、岸壁側に隣接して係留されるように適合され、前記デッキの前記第１部分は、前記浮体ユニットの遠位側に隣接しており、すなわち、前記岸壁側とは反対に面しており、前記デッキの前記第２部分は、前記浮体ユニットの近位側に隣接している、すなわち、前記岸壁側に面していることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記艀は、その長辺が対向するように相互連結されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 最も外側の前記艀の前記デッキ上に配置された二台のクレーンを備えることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記艀は、溶接によって互いに連結されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記艀は、前記艀間に取り付けられた器具によって互いに連結されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記岸壁と前記浮体ユニットとの間に延伸する傾斜路を備えることを特徴とする、請求項３から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記係留は、前記浮体ユニットを前記岸壁に取り付ける大索を備えることを特徴とする、請求項３から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記係留は、前記浮体ユニットと海底にある１以上のアンカーとの間に取り付けられた係留索をさらに備えることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. 浮体構造物を構築する方法であって、
    ａ．連続するデッキを有する浮体ユニットを水域にて係留するステップと、
    ｂ．前記浮体構造物を構築するための構成部材を前記浮体構造物に搬入するステップと、
    ｃ．前記構成部材を前記デッキ上に持ち上げ、前記構成部材を相互連結して前記浮体構造物を立設するステップと、
    ｄ．前記浮体ユニットをバラスト処理して傾斜姿勢にし、前記デッキの第１部分を水面下に浸水させるステップと、
    ｅ．前記完成した浮体構造物を前記浮体ユニットから離して水中へと摺動させるステップと、
    ｆ．前記浮体ユニットを脱バラスト処理して、前記デッキを水中から完全に浮上させるステップと、
    を含むことを特徴とする、方法。
12. ａ．複数の艀を強固に相互連結して、連続するデッキを有する単一の浮体ユニットを形成するステップと、
    ｂ．前記ユニットを岸壁に隣接して係留するステップと、
    ｃ．前記浮体構造物を構築するための構成部材を、前記構成部材を前記デッキ上に持ち上げる前に、前記岸壁に搬入するステップと、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。

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