KR101643232B1 - 해상풍력발전기의 부유식 운송방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일종의 해상풍력발전기의 부유식 운송방법에 관한 것이며, 운송 설치선의 갑판에 테두리구조를 설치하고, 트랜지션피스가 연결되는 지지구조물을 미리 제조하며, 상기 트랜지션피스는 상기 테두리구조를 관통하여 돌출되고, 상기 지지구조물과 상기 테두리구조를 일시적으로 고정시키며, 차례로 풍력발전기의 타워, 낫셀, 블레이드를 리프팅하여 설치하고, 풍력발전기를 설치장소로 운송한다. 본 발명에 의하면, 풍력발전기를 한꺼번에 운송할 수 있으며, 동작하기 용이하고, 설치 및 운송 성공률이 높으며, 대형 기중설비 및 운송선 없이 운송가능하므로 종래의 운송방법에 비하여 원가를 대폭으로 낮출 수 있다. 또한, 지지구조물, 풍력발전기의 타워, 낫셀 및 블레이드는 제조부터 운송까지 같은 자세로 유지될 수 있으므로, 상기 풍력발전기의 각 부위의 파손을 최소화시킬 수 있으며, 각 구조의 파손 방지 효과를 최대화하여 작업수요를 만족시킬 수 있다.

Description

해상풍력발전기의 부유식 운송방법 {FLOATING TYPE SHIPPING METHOD FOR SEA WIND GENERATOR}
본 발명은 일종의 해상 운송방법에 관한 것이며, 더 자세하게는 해상풍력발전기의 부유식 운송방법에 관한 것이다.
현재, 해상풍력발전공정에 있어서, 해상풍력발전기는 일반적으로 지지구조물, 풍력발전기의 타워, 낫셀 및 블레이드 등 4개의 부분으로 이루어진다. 운송선으로 해상설치 위치까지 운송하고, 부분별로 각각 시공하고 설치하여 풍력발전기의 설치 및 시운전을 완성한다.
공정 중에서, 해상풍력발전기의 지지구조물은 통상적으로 말뚝식 구조물, 모노파일식 구조물, 케이슨식 구조물 및 자켓식 구조물로 나누어지며, 설치방식은 부분 리프팅, 전체 리프팅 등의 방식이 있고, 시운전은 해상 시운전방식으로 한다. 따라서, 이러한 해상풍력발전기의 운송 및 설치는 한꺼번에 진행할 수 없고, 운송 및 설치의 맞춤작업이 쉽지 않으며, 천수시공이 어렵고, 해상풍력발전기의 지지구조물의 투자비용은 육상설비보다 대폭으로 증가되어 해상풍력발전기술의 발전의 발목을 잡게 된다.
(특허문헌 1) CN103161174 A
(특허문헌 2) CN104480961 A
(특허문헌 3) CN104389318 A
(특허문헌 4) CN103523175 A
(특허문헌 5) CN103539020 A
(특허문헌 6) CN201990370 U
상술한 기술문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 풍력발전기를 한꺼번에 운송할 수 있으며, 작동을 용이하게 하고, 설치 및 운송 성공률이 높으며, 원가를 대폭으로 낮출 수 있는 해상풍력발전기의 부유식 운송방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 해상풍력발전기의 부유식 운송방법은 아래와 같은 단계를 포함한다.
단계 1: 운송 설치선의 갑판에 직사각형 형상의 테두리구조를 설치하고, 상기 테두리구조에는 상기 테두리구조가 상기 갑판으로부터 돌출되거나 위치복원되도록 하는 유압장치를 연결하며, 상기 테두리구조의 테두리에는 상기 테두리 구조를 관통하는 위치고정홀을 형성하고;
지지구조물을 육상에서 미리 제조하며, 상기 지지구조물은 저부가 개구된 반밀폐 원통형 구조를 갖고, 상기 지지구조물의 최상부 덮개의 직경은 상기 테두리구조의 가장 짧은 변의 길이와 동일하며, 상기 지지구조물의 최상부 덮개에는 리프팅부를 균일하게 설치하고, 상기 리프팅부의 위치와 상기 테두리구조의 위치고정홀의 위치를 대응시켜 상기 지지구조물이 상기 테두리 구조를 지지하도록 하고, 상기 지지구조물의 최상부 덮개에는 환기홀을 형성하고;
상기 지지구조물의 최상부에는 중공구조로 이루어지는 트랜지션피스를 고정연결하며, 상기 트랜지션 피스는 원뿔대 구조이고, 상기 트랜지션피스의 최대 직경은 상기 테두리구조의 가장 짧은 변의 길이보다 작고, 상기 트랜지션피스가 상기 테두리구조를 관통하게 하여 상기 지지구조물이 상기 테두리구조에 끼워질 수 있도록 하는 단계.
단계 2: 상기 지지구조물을 물위에 리프팅시키고, 상기 운송설치선까지 물에 띄어서 운송하며, 상기 트랜지션피스를 상기 테두리구조 속에 끼우는 단계.
단계 3: 상기 운송설치선에는 상기 지지구조물의 최상부 덮개의 리프팅부와 대응하는 개수의 권양장치를 설치하고, 상기 각 권양장치의 금속케이블은 상기 테두리구조의 위치고정홀을 관통하여, 상기 지지구조물의 최상부 덮개에 설치된 리프팅부와 연결되는 단계.
단계 4: 상기 지지구조물의 최상부 덮개에 형성되는 환기홀을 통해, 상기 지지구조물의 최상부 덮개와 상기 테두리구조의 하부가 밀접될 때까지, 상기 지지구조물의 내부로 공기를 주입시키는 단계.
단계 5: 상기 권양장치에 의하여, 상기 금속케이블을 권취하며, 상기 지지구조물과 상기 테두리구조를 일시적으로 고정시키는 단계.
단계 6: 차례로 풍력발전기의 타워, 낫셀 및 블레이드를 리프팅하여 설치하고, 풍력발전기를 조립하는 단계.
단계 7: 상기 타워 상부에는 상기 타워의 외부를 에워싸고 상기 풍력발전기를 지지할 수 있는 연성 보조지지구조를 설치하며, 상기 풍력발전기를 설치장소로 운송하는 단계.
상기 단계 1에 있어서, 상기 테두리구조의 수량은 1 내지 10개이다.
상기 단계 1에 있어서, 상기 테두리구조의 변의 길이는 10m 내지 50m이다.
상기 단계 1에 있어서, 상기 지지구조물의 리프팅부의 수량 및 상기 테두리구조의 위치고정홀의 수량은 모두 3 내지 10개이다.
상기 단계 1에 있어서, 상기 지지구조물의 원통형 구조의 직경은 10m 내지 50m이며, 높이는 4m 내지 15m이다.
상기 단계 1에 있어서, 상기 지지구조물의 환기홀의 수량범위는 1 내지 20개이다.
상기 단계 1에 있어서, 상기 트랜지션피스의 상부개구의 직경은 4m 내지 10m이며, 하부개구의 직경은 15m 내지 40m이고, 높이는 10m 내지 60m이다.
본 발명의 효과는 아래와 같다.
본 발명에 의하면, 풍력발전기를 한꺼번에 운송할 수 있으며, 동작하기 용이하고, 설치 및 운송 성공률이 높으며, 대형 기중설비 및 운송선 없이 운송가능하므로 종래의 운송방법에 비하여 원가를 대폭으로 낮출 수 있다. 또한, 지지구조물, 풍력발전기의 타워, 낫셀 및 블레이드는 제조부터 운송까지 같은 자세로 유지될 수 있으므로, 상기 풍력발전기의 각 부위의 파손을 최소화시킬 수 있으며, 각 구조의 파손 방지 효과를 최대화하여 작업수요를 만족시킬 수 있고, 제조원가를 한층 더 낮출 수 있다.
도 1은 풍력발전기를 운송할 때의 시공상태도;
도 2는 도 1의 평면도.
본 발명의 기술방안, 기술특징 및 효과를 설명하기 위하여, 아래와 같이, 첨부도면 및 실시예를 통하여 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명은 일종의 해상풍력발전기의 부유식 운송방법에 관한 것이며, 본 방법은 아래와 같은 단계를 포함한다.
운송설치선(1)의 갑판에는 4개의 테두리구조(2)를 설치하고, 테두리구조(2)는 테두리구조(2)가 갑판으로부터 돌출되거나 위치복원되는 것을 제어하는 유압장치와 연결될 수 있다. 테두리구조(2)의 수량은 일반적으로 1 내지 10개이며, 테두리구조(2)의 수량은 운송설치선의 크기, 적재량 및 지지구조물(3)의 크기에 따라 정해진다. 테두리구조(2)의 형상은 직사각형이고, 변의 길이는 25m이고, 변의 길이 범위는 통상적으로 10m 내지 50m이다. 테두리구조(2)의 테두리에는 4개의 위치고정홀을 형성하고, 상기 위치고정홀은 상기 테두리구조(2)를 관통할 수 있다. 상기 4개의 위치고정홀로 각각 권양장치(8)의 금속 케이블(9)을 통과시킬 수 있다. 위치고정홀의 수량은 일반적으로 3 내지 10개이다.
지지구조물(3)을 육상에서 미리 제조하며, 지지구조물(3)은 저부가 개구된 반밀폐 원통형 구조를 갖고, 지지구조물(3)의 최상부 덮개의 직경은 상기 지지구조물(3)이 테두리구조(2)로 끼워질 수 있도록 테두리구조(2)의 가장 짧은 변의 길이와 동일하다. 원통형 구조의 직경은 30m이고, 높이는 6m이다. 일반적으로, 원통형 구조의 직경범위는 10m 내지 50m이고, 높이범위는 4m 내지 15m이다.
지지구조물(3)의 최상부 덮개에는 4개의 리프팅부를 균일하게 분포 및 설치하고, 리프팅부의 위치와 테두리구조(2)의 위치고정홀의 위치는 서로 대응되므로, 리프팅부의 수량은 3 내지 10개이며, 리브팅부의 분포방식은 지지구조물(3)을 안정하게 리프팅할 수 있는 것을 원칙으로 한다. 지지구조물(3)의 최상부 덮개에는 7개의 환기홀을 형성하고, 환기홀의 수량은 1 내지 20개이다.
지지구조물(3)을 미리 제조하는 동시에, 지지구조물(3)의 최상부에는 중공구조로 이루어지는 트랜지션피스(4)를 고정연결하며, 트랜지션피스(4)의 최대 직경은 테두리구조(2)의 가장 짧은 변의 길이보다 작고, 트랜지션피스(4)는 테두리구조(2)를 관통하게 하며, 트랜지션피스(4)의 상부 개구는 타워(6)와 연결한다.
트랜지션피스(4)는 상부 개구의 직경이 4m이며, 하부 개구의 직경이 20m이고, 높이는 16m인 원뿔대 구조를 가질 수 있다. 일반적으로, 트랜지션피스(4)의 상부 개구의 직경범위는 4m 내지 10m이며, 하부 개구의 직경범위는 15m 내지 40m이고, 높이범위는 10m 내지 60m이다.
트랜지션피스(4)가 연결되는 지지구조물(3)을 물위에 리프팅시키고, 상기 지지구조물(3)의 원통형 구조가 배수 시에 제공되는 부력을 받으며, 운송설치선(1)까지 물에 띄워 운송한다. 또한, 트랜지션피스(4)를 운송설치선(1)의 갑판으로부터 돌출된 테두리구조(2)의 아래에서 위로 뻗어 나오게 하는 동시에, 지지구조물(3)을 테두리구조(2)의 하부에 끼워지도록 한다.
지지구조물(3)의 최상부 덮개에 설치된 리프팅부의 수량에 따라, 운송설치선(1)에는 4개의 권양장치(8)가 설치된다. 각각의 권양장치(8)의 금속 케이블(9)은 테두리구조(2)의 위치고정홀을 관통하여, 지지구조물(3)의 최상부 덮개에 설치된 리프팅부와 연결된다.
지지구조물(3)의 최상부 덮개에 형성되는 환기홀을 통해, 지지구조물(3)의 최상부 덮개와 테두리구조(2)의 하부가 밀접될 때까지, 지지구조물(3)의 내부로 공기를 주입한다.
권양장치(8)에 의하여, 금속케이블(9)을 권취하며, 지지구조물(3)과 테두리구조(2)를 일시적으로 고정시키며, 고정방식은 나선고정, 끼움고정 및 버클고정 등이 있다.
차례로 풍력발전기의 타워(5), 낫셀(6) 및 블레이드(7)를 리프팅하여 설치하고, 풍력발전기를 조립한다.
타워(5)의 상부에는 연성 보조지지구조(flexible auxiliary retention mechanism)를 설치하며, 풍력발전기를 설치장소로 운송한다. 연성 보조지지구조는 외부를 에워쌀 수 있는 구조이며, 해상풍력발전기의 운송과정 중에, 풍력발전기를 지지할 수 있다. 예를 들어, 상기 연성 보조지지구조의 최하단에는 운송선에 고정될 수 있는 금속프레임을 설치할 수 있고, 상기 금속프레임의 헤드부는 타워(5)를 에워쌀 수 있는 개폐구조가 구비되며, 상기 금속프레임과 타워(5)의 사이에는 타워(5)가 이동하는 것을 제한하는 쿠션이나 고무 등의 연성재료를 설치한다.
이상과 같이, 도면 및 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 당업자는 본 발명의 개시에 따른 변형, 변환, 치환 등은 모두 본 발명의 보호범위에 속한다.
1: 운송설치선 2: 테두리구조
3: 지지구조물 4: 트랜지션피스
5: 타워 6: 낫셀
7: 블레이드 8: 권양장치
9: 금속 케이블

Claims (7)

  1. 단계 1: 운송 설치선의 갑판에 직사각형 형상의 테두리구조를 설치하고, 상기 테두리구조에는 상기 테두리구조가 상기 갑판으로부터 돌출되거나 위치복원되도록 하는 유압장치를 연결하며, 상기 테두리구조의 테두리에는 상기 테두리 구조를 관통하는 위치고정홀을 형성하고;
    지지구조물을 육상에서 미리 제조하며, 상기 지지구조물은 저부가 개구된 반밀폐 원통형 구조를 갖고, 상기 지지구조물의 원형의 최상부 덮개의 직경은 상기 지지구조물이 상기 테두리구조에 끼워질 수 있도록 상기 테두리구조의 가장 짧은 변의 길이와 동일하며, 상기 지지구조물의 최상부 덮개에는 리프팅부를 균일하게 설치하고, 상기 리프팅부의 위치와 상기 테두리구조의 위치고정홀의 위치를 대응시켜 상기 지지구조물이 상기 테두리 구조를 지지하도록 하고, 상기 지지구조물의 최상부 덮개에는 환기홀을 형성하고;
    상기 지지구조물의 최상부에는 중공구조로 이루어지는 트랜지션피스를 고정연결하며, 상기 트랜지션 피스는 원뿔대 구조이고, 상기 트랜지션피스의 최대 직경은 상기 테두리구조의 가장 짧은 변의 길이보다 작고, 상기 트랜지션피스가 상기 테두리구조를 관통하게 하여 상기 지지구조물이 상기 테두리구조에 끼워질 수 있도록 하는 단계;
    단계 2: 상기 지지구조물을 물위에 리프팅시키고, 상기 운송설치선까지 물에 띄워서 운송하며, 상기 트랜지션피스를 상기 테두리구조 속에 끼우는 단계;
    단계 3: 상기 운송설치선에는 상기 지지구조물의 최상부 덮개의 리프팅부와 대응하는 개수의 권양장치를 설치하고, 상기 각 권양장치의 금속케이블은 상기 테두리구조의 위치고정홀을 관통하여, 상기 지지구조물의 최상부 덮개에 설치된 리프팅부와 연결되는 단계;
    단계 4: 상기 지지구조물의 최상부 덮개에 형성되는 환기홀을 통해, 상기 지지구조물의 최상부 덮개와 상기 테두리구조의 하부가 밀접될 때까지, 상기 지지구조물의 내부로 공기를 주입시키는 단계;
    단계 5: 상기 권양장치에 의하여, 상기 금속케이블을 권취하며, 상기 지지구조물과 상기 테두리구조를 일시적으로 고정시키는 단계;
    단계 6: 풍력발전기를 조립하는 단계;
    단계 7: 풍력발전기의 타워 상부에는 상기 타워의 외부를 에워싸고 상기 풍력발전기를 지지할 수 있는 연성 보조지지구조를 설치하며, 상기 풍력발전기를 설치장소로 운송하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 부유식 운송방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단계 1에 있어서, 상기 테두리구조의 수량은 1 내지 10개인 것을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 부유식 운송방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단계 1에 있어서,
    상기 테두리구조의 변의 길이는 10m 내지 50m인 것을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 부유식 운송방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단계 1에 있어서,
    상기 지지구조물의 리프팅부의 수량 및 상기 테두리구조의 위치고정홀의 수량은 모두 3 내지 10개인 것을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 부유식 운송방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단계 1에 있어서,
    상기 지지구조물의 원통형 구조의 직경은 10m 내지 50m이며, 높이는 4m 내지 15m인 것을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 부유식 운송방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단계 1에 있어서,
    상기 지지구조물의 환기홀의 수량범위는 1 내지 20개인 것을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 부유식 운송방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단계 1에 있어서,
    상기 트랜지션피스의 상부개구의 직경은 4m 내지 10m이며, 하부개구의 직경은 15m 내지 40m이고, 높이는 10m 내지 60m인 것을 특징으로 하는 해상풍력발전기의 부유식 운송방법.
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