JP6138149B2 - 水力発電タービンシステムを運搬する方法 - Google Patents

Description

本発明は、水力発電タービンシステムを運搬する方法と、その方法の実施に用いられるのに適した船に関する。

様々な、世界的に認識されている環境上の懸念のために、再生可能な形態のエネルギーの使用は、現在、前例のない活況を呈している。しかしながら、世界的なエネルギー消費に顕著な影響を与えるためには、再生可能エネルギープロジェクトの展開の規模が、大きく増加することが必要である。

より確立した形態の再生可能エネルギー、すなわち風力及び太陽光エネルギー、の開発は商業化段階に達している一方で、より最近の潮力発電の探求は、比較的新しい努力分野である。すべての新しい技術と同様に、コンセプトの立証から、小規模さらにフルスケールの試作品での実験を経なければ、商品化レベルの開発を達成することはできない。さらに、その技術を商業的に実施可能にするには、これらの新技術のコストと複雑さを低減する必要がある。潮流からエネルギーを取り出すことは、特に課題のある領域である。その技術を海で展開する必要があるため、より一層の複雑さが開発工程に加わるからである。したがって、望ましい結果を達成するためには、高度かつ多大なエンジニアリング作業が要求される。したがって、開発工程のこの段階のコスト及び複雑さを低減することが望ましい。

したがって、本発明の課題は、上記問題に対処することである。

本発明の第１の側面は、水力発電タービンシステムを運搬する方法であって、該システムのベースの少なくとも一部が水面上に突出するように該ベースを水中に設置するステップと、前記ベース又はタービンの上方に突出する部分より上に高くなっているか、又は高くすることが可能な、構造部分を船に提供するステップと、前記水面上に突出している前記ベースの部分を少なくとも部分的に囲むように、該ベースの上方に前記船を進めるステップと、運搬するために前記ベースを前記船に固定するステップとを含む方法を提供する。

好ましくは、前記システムは前記ベースと、該ベースに接続可能な水力発電タービンとを含み、前記方法は、前記船を前記ベースの上方の位置へ進める前に、前記ベースを前記タービンに固定するステップを含む。

好ましくは、前記のシステムは前記ベースと、該ベースに接続可能な水力発電タービンとを含み、前記方法は、前記ベースを前記船に固定した後に、前記タービンを前記ベースに固定するステップを含む。

好ましくは、前記方法は、前記ベースを前記船に固定するステップが、前記ベースを前記船まで引き上げ、該船に固定することを含む。

好ましくは、前記方法は、前記構造部分を、前記船の進行の障害が形成される第１の位置から、前記船が前記船の上方の位置へ移動可能な第２の位置へ引き上げるステップと、前記船を前記船の上方の位置へ進めるステップと、前記構造部分を前記第２の位置から前記第１の位置へ降下させるステップとを含む。

好ましくは、前記方法は、前記ベースをドライドックに設置するステップと、前記ドライドックに注水し、前記ベースを部分的に水没させた後に、前記船を前記ベースの上方の位置に進めるステップとを含む。

好ましくは、前記方法は、前記システムを、設置場所へ運搬するステップと、前記ベースを前記船の下から解放するステップと、前記タービンをポータル（portal）を通過して降下させるステップとを含む。

本発明の第２の側面は、内部にポータルを画成する本体を含み、前記本体の少なくとも一部は、水面より高い、又は、高くすることが可能なもので、それにより、タービンシステムのベース又はタービンの一部が前記本体の下を通過し、前記ポータル内に設置できるように構成され、前記本体は、間隔をあけて互いに分離し、その間にポータルを画成するように互いに接続された１対のハル（hull）と、前記ハルの間に延在し前記船体の高い又は高くすることが可能な部分を形成する少なくとも１つのクロス部材とを含む、水力発電タービン運搬船を提供する。

好ましくは、前記少なくとも１つのクロス部材は、関節型結合部を介して前記ハルのうちの１つに固定され、それにより前記クロス部材が、前記ポータルを横切って対向するハルまで延在する第１の位置と、前記船の外側から前記ポータルへのアクセスを許容する第２の高く持ち上げられた位置との間で移動できるようになっている。

好ましくは、前記船は、前記ベースが該船から解放されて降下する、及び／又は引き上げられて船の下側に接続されることを許容するように構成される。

好ましくは、前記ベースは、該ベースが前記船の下側に接続されたとき、前記ポータルを通って上方に突出する支持部を含む。

好ましくは、前記ポータルは、前記支持部に取り付けられたタービンが下方向へと通ることができる大きさを有する。

本発明に係る方法に用いられる運搬船の実施形態を示す斜視図である。 図１の運搬船を示す正面図である。 本発明に係る方法の実施に用いられる運搬船の他の実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る方法の実施に用いられる運搬船のさらに他の実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る方法が実施されうる場所の１例としてのドックを示す斜視図である。

添付図面のうち、特に図１及び図２は、水力発電タービンシステム１２を運搬する本発明に係る方法を実施するための運搬船を示し、その船全体を１０で示す。この運搬船１０は、後に詳述するように、前記タービンシステム１２を、注水ドライドックなどのドックＤから引き上げて設置場所へ運搬する際の複雑さを低減し、かつ、それにより作業スピードを増加する設計がなされている。商業的に成功するためには一般的に複数のタービンシステム１２を複数個所に設置することが必要になるので、タービンシステム１２をそのようなドックＤから設置場所Ｂへ運搬する際の時間と複雑さを低減することが望ましい。

タービンシステム１２は、従来技術のように、海中のベース１６上に据え付けられている水力発電タービン１４を含む。このタービン１４は、ベース１６からほぼ垂直に突出し上方に延びる１対のポスト１８を介して固定されることが好ましい。タービン１４は、そして前記ポスト１８の間に固定され、使用される。

タービンシステム１２が運搬船１０で設置場所まで運搬できるようにするために、まず、ベース１６を前記船１０の下面に固定する必要があり、そして、タービン１４を前記１対のポスト１８に取付けることができる。したがって、ベース１６をドックＤ内に設置する必要があり、それにより、運搬船１０をベース１６の上方の位置へと浮かべることができ、ベース１６はウインチにより船１０の下面へと引き上げられ、そこへ固定される。このため、ベース１６と運搬船１０との接続の前に、これらの間の慎重な位置合わせが必要である。商業化レベルの生産のためには、多数のベース１６をドライドックＤで生産し、完成後ドックＤに注水して、船１０がドックＤに入って、各ベースの上方の位置に浮くようにし、そのベースを引き上げて、海に搬出して要求される設置場所へ搬送するものと予想される。ドックＤに注水した後の各ベースの設置及び位置合わせは、ドックＤ内の水面の線Ｌが前記１対のポスト１８の僅かに下になるようにドックＤに注水することで、改善される。この方法により、ポストが見えるため、これらをマーカーとして用いることができ、それにより船１０はさらに素早くベース１６に位置合わせすることができる。しかし、ポスト１８が水面の線Ｌの上に突出しているので、船１０が近づくときに危険である。

このように、図１及び２を参照すると、運搬船１０は、間隔をあけて分離しており、後側クロスビーム２２と前側クロスビーム２４とを介して互いに連結された１対の平底船（pontoon）２０を含む。後側クロスビーム２２は好ましくは、１対の平底船２０の間にまっすぐに伸びる一方、前側クロスビーム２４は１対の縦部材（uprights）２６を含むが、これらの縦部材２６は各平底船２０から上方に伸びクロス部材２８で接続されることが望ましい。このように、このクロス部材２８は、後側クロスビーム２２と水面の線Ｌと、特に突出したポスト１８とに対し、相対的に持ち上げられた位置にある。それにより、船１０は、前側クロスビーム２４を先にして、すなわち船１０の進行方向前側の位置にして、ドックＤに沿ってベース１６まで進むことができる。船１０がベース１６に近づいてそれを通過し始めるとき、前記クロス部材２８が持ち上げられているので、水面の線Ｌから突出している１対のポスト１８がクロス部材２８の下を通過することができる。１対のポスト１８が、２つの平底船２０と後側及び前側クロスビーム２２，２４とにより画成されるポータル３０内に位置するようになると、船１０をその位置に維持する。水面の線Ｌの上に明瞭に見える１対のポスト１８は、ベース１６の上方にある船１０の位置合わせ工程を著しく改善する。この場所において、ベース１６は幾本かの綱（図示省略）でウインチ（図示省略）に接続することができ、ベース１６はウインチで船１０の直下の位置へ引き上げられ、その位置に固定される。そして、タービン１４を、両方のポスト１８を介してベース１６に据え付けることができ、その後、浮上している船１０をドックＤから出して所要の設置場所へ運搬することができる。

船１０がベース１２の上方の位置に進入する前に、タービン１４をベース１２に固定しても良いと思われる。そのような手順を採用する場合、船１０と、特に前側クロスビーム２４の形状及び寸法とを変更して、その下をベース１２に取り付けられたタービン１４が通過できるようにする必要がある。

図３は、本発明に係る水力発電タービンシステム１１２を運搬する方法に使用するように構成される運搬船の他の実施形態を示し、その船全体を１１０で示す。該他の実施形態では、同様の構成要素には同様の参照符号を付し、特記しない限り同様の機能を発揮する。

運搬船１１０は、前記同様に、後側クロスビーム（見えない）と前側クロスビーム１２４とで接続された１対の平底船１２０を含む。しかし、前の実施形態とは異なり、前側クロスビーム１２４は２つの平底船１２０間を直線的に伸びている。しかし、クロスビーム１２４の一端と対応する平底船１２０との間に蝶番３０が設けられている。この蝶番３０があるので、前側クロスビーム１２４を、両方の平底船１２０間をほぼ水平に伸びている第１の位置と、図３に示した第２の位置、すなわち持ち上げられた位置との間で変位させることができる。運搬船１１０は、前側クロスビーム１２４が引き上げられた位置と下降している位置との間で変位できるように、適切な機械・油圧装置（図示省略）を備えていることが好ましい。しかし当然のことながら、この変位は、ドックＤに設置されたクレーン（図示省略）などの外部駆動源により行うこともできる。

このように、船１１０は、ベース１１６に向かって進むことができ、その進む時に、前側クロスビーム１２４を第１の位置から第２の、すなわち上昇した位置に上げることができる。この位置において、上昇したクロスビーム１２４は、ポスト１１８がこれを通過して、２つの平底船１２０とクロスビーム１２４とで画成されるポータル１３０内へ入るのを許容するので、船１１０はベース１１６の上を進むことができる。この位置において、クロスビーム１２４を、下降位置に戻るように変位させ、蝶番３０とは反対側の端部を対応する平底船１２０に固定して、船との構造的一体性を得ることができる。以前に述べたように、ベース１１６をその後引き上げて船１１０の直下の位置に固定し、タービン１１４をそこでベース１１６に固定し、所望の設置場所に運搬することができる。

本発明の第１の実施形態と同様に、船１１０がベース１１６上方の位置に移動する前に、タービン１１４をベース１１６に固定してもよいと思われる。

図４は、水力発電タービンシステム２１２を設置場所まで運搬するため運搬船のさらに他の実施形態を示し、その船全体を２１０で示す。このさらに他の実施形態では、同様の構成要素には同様の参照符号を付し、特記しない限り同様の機能を発揮する。

運搬線２１０は、後側クロスビーム（見えない）と前側クロスビーム２２４とで接続された１対の平底船２２０を含む。船２１０がベース（図示省略）の垂直に伸びているポスト（図示省略）の上方を通過できるように、クロス部材２２４に適切な寸法と位置を有する１対のチャネル４０をカットするなどの方法で形成する。これらのチャネル４０は、適切な挿入物又はパネル４２で閉じられるようにしても良い。このように、船２１０が垂直に伸びているポスト（図示省略）に向かって進行すると、パネル４２が入っていれば、それらを取り除いてチャネル４０を露出させる。その後、ポストがチャネル４０を通過して平底船２２０とクロスビームにより画成されたポータル（図示省略）に進入するように、船２１０を進めることができる。パネル４２はその後、元の位置に戻し、これによりクロスビーム２２４の構造性と一体性を高めることができる。

前述の実施形態と同様に、ベース（図示省略）は、それに固定された水力発電タービン（図示省略）とともに、その後ウインチにより船２１０の真下の位置に引き上げられ、設置場所へ運搬される。当然のことながら、本発明の方法と船１０、１１０及び２１０は、設置場所への運搬のため水力発電タービンシステムを船１０，１１０及び２１０に据え付けるのに要する、所要時間と複雑さを著しく低減する。このことは、例えば、水力発電タービンのファームを設立する場合に必要な多数のタービンシステムを設置する場合に、特に有利である。

Claims (12)

1. 水力発電タービンシステムを運搬する方法であって、
   該システムのベースの少なくとも一部が水面上に突出するように該ベースを水中に設置するステップと、
   前記ベース又はタービンの上方に突出する部分より上に高くなっているか、又は高くすることが可能な構造部分を船に提供するステップと、
   前記水面上に突出している前記ベースの部分を少なくとも部分的に囲むように、該ベースの上方に前記船を進めるステップと、
   運搬するために前記ベースを前記船に固定するステップと
   を含む方法。
2. 前記システムは前記ベースと、該ベースに接続可能な水力発電タービンとを含み、前記船を前記ベースの上方の位置へ進める前に、前記タービンを前記ベースに固定するステップを含む請求項１に記載の方法。
3. 前記システムは前記ベースと、該ベースに接続可能な水力発電タービンとを含み、前記ベースを前記船に固定した後に、前記タービンを前記ベースに固定するステップを含む請求項１に記載の方法。
4. 前記ベースを前記船に固定するステップが、前記ベースを前記船まで引き上げ、該船に固定することを含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記構造部分を、前記船の進行の障害が形成される第１の位置から、前記船が前記船の上方の位置へ移動可能な第２の位置へと引き上げるステップと、
   前記船を前記船の上方の位置へ進めるステップと、
   前記構造部分を前記第２の位置から前記第１の位置へ降下させるステップと
   を含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記ベースをドライドックに設置するステップと、
   前記ドライドックに注水し、前記ベースを部分的に水没させた後に、前記船を前記ベースの上方の位置に進めるステップと
   を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記システムを、設置場所へ運搬するステップと、
   前記ベースを前記船の下から解放するステップと、
   前記タービンをポータルを通過して降下させるステップと
   を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 内部にポータルを画成する本体を含み、前記本体の少なくとも一部は、水面より高い又は高くすることが可能なもので、それにより、タービンシステムのベース又はタービンの一部が前記本体の下を通過し、前記ポータル内に設置できるように構成され、
   前記本体は、間隔をあけて互いに分離し、その間にポータルを画成するように互いに接続された１対のハルと、前記ハルの間に延在し前記船体の高い又は高くすることが可能な部分を形成する少なくとも１つのクロス部材とを含む、水力発電タービン運搬船。
9. 前記少なくとも１つのクロス部材は、関節型結合部を介して前記ハルのうちの１つに固定され、それにより前記クロス部材が、前記ポータルを横切って対向するハルまで延在する第１の位置と、前記船の外側から前記ポータルへのアクセスを許容する第２の高く持ち上げられた位置との間で移動できるようになっている、請求項８に記載の運搬船。
10. 前記船は、前記ベースが該船から解放されて降下できる、及び／又は引き上げられて該船の下側に接続できるように構成される、請求項８又は９に記載の運搬船。
11. 前記ベースは、該ベースが前記船の下側に接続されたとき、前記ポータルを通って上方に突出する支持部を含む、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の運搬船。
12. 前記ポータルは、前記支持部に取り付けられたタービンが下方向へと通ることができる大きさを有する、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の運搬船。