KR20120047740A

KR20120047740A - 갑판승강식작업대선 및 이를 이용한 해상풍력발전시설의 시공방법

Info

Publication number: KR20120047740A
Application number: KR1020110032015A
Authority: KR
Inventors: 마사후미 이소노; 히데오 이소노; 도시유키 오가타; 히데오 나카무라; ?스케 하야시; 나가타다 야마다
Original assignee: 다이이찌 겐세쯔 끼꼬우 가부시키 가이샤; 웅진개발 주식회사
Priority date: 2010-10-01
Filing date: 2011-04-07
Publication date: 2012-05-14
Also published as: CN102442409A; TW201215538A; JP2012076622A; JP5264853B2

Abstract

외양의 험한 해상, 기상조건 하에서 모노파일 또는 타워 일체식 풍차 등의 해상풍력발전시설을 탑재, 운송, 경사진 골조의 수직도의 수정을 가능하게 하고, 작업효율 및 안전성이 우수한 갑판승강식작업대선을 제공한다.
작업대선본체(2)와 유압잭업시스템에 의해 작업대선본체(2)를 승강할 수 있게 이동시키는 복수의 레그(3)를 구비하며, 모노파일 및 타워 일체식 풍차(4)를 눕혀놓은 상태 또는 비스듬하게 눕혀놓은 상태로 작업대선본체(2)의 갑판 위를 이동할 수 있게 유지하면서 눕혀놓은 상태 및 비스듬하게 눕혀놓은 상태에서 설치할 수 있는 설치장치(5)를 작업대선본체(2)의 갑판 위에 설치한 갑판승강식작업대선(1)을 제공한다.
상기 설치장치(5)는 작업대선본체(2)의 갑판 위에 부설한 가이드레일(11) 위를 주행가능한 베이스프레임(12)과 상기 베이스프레임(12)에 세울 수 있게 지지되며, 상기 모노파일 또는 타워 일체식 풍차(4)를 탈부착 할 수 있게 유지하는 지지리더프레임(12)을 구비하고 있다.

Description

갑판승강식작업대선 및 이를 이용한 해상풍력발전시설의 시공방법{DECK ASCENT AND DESCENT TYPE WORKTABLE SHIP AND CONSTRUCTION METHOD OF SHORE WIND POWER GENERATION FACILITY USING THE SAME}

본 발명은 외양(육지에서 멀리 떨어진 바다)의 험한 해상, 기상조건 하에서 모노파일 또는 타워 일체식 풍차 등의 해상풍력발전시설을 탑재하고, 운송하며, 경사진 골조의 수직도의 수정을 가능하도록 하고, 작업효율과 안정성이 우수한 갑판승강식작업대선 및 이를 이용한 해상풍력발전시설의 시공방법에 관한 것이다.

풍력발전은 석유대체에너지원으로 뛰어나며, 또한 지구온난화방지 등의 환경대책에 효과적인 에너지원이다.

풍력발전 시설의 설치장소로는 육상과 해상 모두 가능하지만, 다음과 같은 점에서 볼 때 해상이 육상보다도 풍력발전에 유리한 조건을 갖추고 있다.

(1) 일반적으로 해상은 육상과 비교해 풍속이 강하고 양호하며 안정된 바람이 분다.

(2) 해상에서는 장해물이 적고 소음, 전파장애도 적다.

(3) 대형화되고 있는 풍차의 기재를 운반설치하는 시공비용의 절감을 도모할 수 있다.

(4) 대규모의 전력소비지대는 연안구역에 집중하고 있어서 그 외의 전력계설비도 연안부에 정비되어 있는 경향이 있기 때문에 해상에 설치하는 것이 송전비용 등이 저렴하다.

이와 같이 해상은 육상보다도 풍력발전에 유리한 조건을 갖추고 있다. 해상풍력발전시설은 많은 나라에서 채용되고 있고, 일반적으로 연안에서 수백미터 내지 수천킬로미터 거리의 장소에 설치되고 있다.

본 발명의 선행문헌으로는 예를들어 특허문헌이 있다.

특허문헌에는 육상에서 상자형의 떠있는 물체 위에 기둥모양의 풍차기초부를 설치하여 해상에 임시로 매어놓고 풍차기초부에 풍차본체를 탑재하여 해상풍력발전장치를 형성한 후 해상풍력발전장치를 견인선으로 설치해역에 예항하여 해상풍력발전장치를 기중기선으로 지지하면서 떠있는 물체 안에 밸러스트를 주입해 해상풍력발전장치를 기중기선으로 매달아 기초본체를 해저지반에 고정시키는 얕은수심을 위한 착저식 해상풍력발전장치의 설치방법이 게재되어 있다.

또한, 본 발명의 출원인은 [갑판승강식작업대선 및 이를 이용한 해상풍력발전시설의 시공방법](대한민국 특허출원 제2010-048051호)을 출원한 바 있다.

본 발명은 작업대선본체와 작업대선본체갑판 상에 부설되어 있는 주행레일 위를 주행가능한 주행보와 주행보 위에 부설되어 있는 이동레일 위를 이동할 수 있는 이동작업대차와 이동작업대차 위를 회전할 수 있게 적재되어 있는 회전대와 붐회전대 위에 설치된 트윈붐(twin boom)를 갖춘 갑판승강식작업대선에 의해 해상풍력발전시설의 작업효율 및 안전성이 우수한 시공을 가능하게 하는 것이다.

일본국 특허공개 제2005-69025호 공보

본 발명은 다음과 같은 과제를 가지고 있다.

(1) 시공조건이 험한 외양해역의 진출과 시설대형화를 수반해 공사시설비가 증가한다. 이 때문에 비용절감을 도모하는 것이 요구된다.

(2) 모노파일기초는 대구경화(지름0.5m이상), 중량화(500톤이상), 길이를 길게(60m이상)하는 경향이 있다. 그 때문에 구조물시공의 안정, 안전성 확보 및 해상운반의 안전화, 신속한 설치가 요구된다.

(3) 작업가능한 시기(3월~10월)내 목표수량만큼 시공되어야 한다.

(4) 해상에서의 건축에 있어서 수직정밀도의 확보가 필요하다.

(5) 초대형 항타기계(pile driver)의 받침대(210톤) 타설을 위한 중형SEP(Self Everating Platform : 갑판승강식작업대선)에 탑재 가능한(1,100톤 이내) 크롤러크레인(crawler crane) 선정이 필요하다.

(6) SEP탑재하중(1,100톤) 이내의 작업장치 개발이 요구된다.

(7) 풍차조립시의 풍속에 의한 작업한계를 끌어올려(10m/초 이하에서 15m/초 이하로 끌어올림) 조립일수의 단축화를 도모하고자 한다.

이상의 현상태에 비추어볼 때, 본 발명은 외양의 험한 해상, 기상조건 하에서 모노파일 및 타워 일체식 풍차 등의 해상풍력발전시설을 탑재하고, 운송하며, 경사진 골조의 수직도의 수정을 가능하게 하고, 작업효율, 안전성 및 비용절감이 우수한 갑판승강식작업대선 및 이를 이용한 해상풍력발전시설의 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결할 수 있도록 본 발명은 다음의 구성을 제공한다.

청구항1에 관한 발명은 작업대선본체와 상기 작업대선본체의 모퉁이에 끼울 수 있게 수직방향으로 연이어 설치된 유압잭업시스템(jack up system)에 의해 상기 작업대선본체를 승강할 수 있게 이동시키는 여러 개의 레그(leg)를 가진 갑판승강식작업대선에 있어서, 모노파일 및 타워 일체식 풍차를 눕혀놓은 상태 또는 비스듬하게 눕혀놓은 상태로 상기 작업대선본체의 갑판 위를 이동할 수 있게 유지하면서, 상기 모노파일 및 타워 일체식 풍차를 눕혀놓은 상태 또는 비스듬하게 눕혀놓은 상태에서 설치할 수 있는 설치장치를 상기 작업대선본체의 갑판 상에 설치한 것을 특징으로 하는 갑판승강식작업대선을 제공하는 것이다.

청구항2에 관한 발명은 상기 작업대선본체의 갑판 위에 상기 타워 일체식 풍차의 톱타워(top tower)를 받치는 이동가능한 풍차이동식수대를 가진 것을 특징으로 하는 청구항1에 기재되어 있는 갑판승강식작업대선을 제공하는 것이다.

청구항3에 관한 발명은 상기 설치 장치는 상기 작업대선본체의 갑판 위에 부설된 가이드레일 위를 주행가능한 베이스프레임(base frame)과 브래킷(bracket) 사이에 상기 베이스프레임에 세울 수 있게 지지되며, 상기 모노파일 또는 타워 일체식 풍차를 탈부착할 수 있게 유지하는 지지리더프레임를 갖춘 것을 특징으로 하는 청구항1 또는 청구항2에 기재된 갑판승강식작업대선을 제공하는 것이다.

청구항4에 관한 발명은 상기 베이스프레임과 상기 리더프레임 사이에 상기 지지리더프레임을 세울 수 있는 기동유압실린더가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항3에 기재되어 있는 갑판승강식작업대선을 제공하는 것이다.

청구항5에 관한 발명은 상기 베이스프레임의 후부에 상기 베이스프레임을 밀어내어 빼낼 수 있게 인출유압실린더가 설치되며, 상기 베이스프레임의 후부 하부에 상기 베이스프레임이 상기 가이드레일에서 떠오르는 것을 방지하는 떠오름방지장치가 설치되고, 상기 베이스프레임의 하부에 상기 베이스프레임을 이동할 수 있게 지지하는 이동궤도차가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항3 또는 청구항4에 기재되어 있는 갑판승강식작업대선을 제공하는 것이다.

청구항6에 관한 발명은 상기 지지리더프레임에 상기 모노파일 또는 타워 일체식 풍차의 하부를 유지할 수 있는 하부유지장치와 상기 모노파일 또는 타워 일체식 풍차의 상부가 소정자세를 벗어나 넘어지지 않도록 지지하는 상부쓰러짐방지장치를 갖춘 것을 특징으로 하는 청구항3 내지 청구항5 중 어느 한 항에 기재되어 있는 갑판승강식작업대선을 제공하는 것이다.

청구항7에 관한 발명은 상기 작업대선본체의 갑판 전단부에 상기 모노파일의 하단부를 매달 수 있는 자재인 잭장치를 갖춘 것을 특징으로 하는 청구항1 내지 청구항6 중 어느 한 항에 기재되어 있는 갑판승강식작업대선을 제공하는 것이다.

청구항8에 관한 발명은 작업대선본체에 설치되며, 작업대선본체 상에 모노파일 또는 타워 일체식 풍차를 지지할 수 있고, 이동할 수 있으며, 설치할 수 있는 설치장치를 사용하여, 상기 모노파일 또는 타워 일체식 풍차를 눕혀놓은 상태 또는 비스듬하게 눕혀놓은 상태로 작업대선본체 위에 유지하고, 상기 작업대선본체에 의해 상기 모노파일 또는 타워 일체식 풍차를 눕혀놓은 상태 또는 비스듬하게 눕혀놓은 상태로 시공현장까지 운송하며, 시공현장에서 상기 설치장치를 사용하여 상기 모노파일 또는 타워 일체형 풍차를 눕혀놓은 상태 또는 비스듬하게 눕혀놓은 상태로 상기 작업대선본체 위를 소정위치까지 이동시켜, 상기 설치장치를 사용하여 상기 모노파일 또는 타워 일체식 풍차를 눕혀놓은 상태 또는 비스듬하게 눕혀놓은 상태로부터 연직상태로 세우고, 세운 상기 모노파일 또는 타워 일체형 풍차를 상기 설치장치 및 잭장치를 사용하여 소정위치까지 하강시키는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전시설의 시공방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 청구항1에 기재되어 있는 발명에 의하면 외양의 험한 해상, 기상조건 하에서 모노파일 또는 타워 일체식 풍차 등의 해상풍력발전시설을 탑재하고, 운송하며, 경사진 골조의 수직도를 수정가능하게 한 작업효율, 안전성 및 비용절감이 우수한 갑판승강식작업대선을 제공하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 갑판승강식작업대선은 풍차조립 시의 풍속에 의한 작업한계를 높이는 것이 가능하여 조립일수의 단축화를 도모하는 것이 가능하다.

본 발명의 청구항2에 기재되어 있는 발명에 의하면 청구항1에 기재되어 있는 발명의 효과에 덧붙여 풍차이동식수대에 의해 타워 일체형 풍차의 톱타워를 이동시킬 수 있게 하는 것이 가능하다.

본 발명의 청구항3에 기재되어 있는 발명에 의하면 청구항1 또는 청구항2에 기재되어 있는 발명의 효과와 더불어 베이스프레임에 의해 모노파일 또는 타워 일체식 풍차를 이동시키는 것이 가능하여 지지리더프레임에 의해 모노파일 또는 타워 일체식풍차를 지지하면서 설치하는 것이 가능하다.

본 발명의 청구항4에 기재되어 있는 발명에 의하면 청구항3에 기재되어 있는 발명의 효과와 더불어 설치유압실린더에 의해 지지리더프레임을 설치하는 것이 가능하다.

본 발명의 청구항5에 기재되어 있는 발명에 의하면 청구항3 또는 청구항4에 기재되어 있는 발명의 효과와 더불어 인출유압실린더에 의해 베이스프레임을 밀어내어 끌어내는 것이 가능하게 되어 떠오름방지장치에 의해 베이스프레임의 가이드레일에서의 떠오름을 방지하는 것이 가능하게 되어 이동탱크에 의해 베이스프레임을 원활히 이동할 수 있도록 지지하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 청구항6에 기재되어 있는 발명에 의하면 청구항3 내지 청구항5 중 어느 한 항에 기재되어 있는 발명의 효과와 더불어 하부유지장치에 의해 모노파일 또는 타워 일체식 풍차의 하부를 유지하는 것이 가능하게 되며, 상부쓰러짐방지장치에 의해 모노파일 또는 타워 일체식 풍차의 상부가 소정자세를 벗어나 쓰러지지 않도록 지지하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 청구항7에 기재되어 있는 발명에 의하면 청구항1 내지 청구항6 중 어느 한 항에 기재된 발명의 효과와 더불어 잭장치에 의해 모노파일의 하단부를 매다는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 청구항8에 기재되어 있는 발명에 의하면 외양의 험한 해상, 기상조건 하에서 모노파일 또는 타워 일체식 풍차 등의 해상풍력발전시설을 탑재, 운송, 설치하고 소정위치까지 하강시키는 것을 가능하게 한 작업효율, 안전성 및 비용절감이 우수한 해상풍력발전시설의 시공방법을 제공하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 해상풍력발전시설의 시공방법에 의하면 풍차조립 시의 풍속에 의한 작업한계를 극복하는 것이 가능하여 조립일수의 단축화를 도모하는 것이 가능하다.

도 1a는 본 발명에 관한 갑판승강식작업대선에 타워 일체식 풍차를 탑재한 상태를 나타내는 정면도이고, 도 1b는 본 발명에 관한 갑판승강식작업대선에 타워 일체식 풍차를 탑재한 상태를 나타내는 평면도이며, 도 1c는 본 발명에 관한 갑판승강식작업대선과 풍차이동식수대의 측면도이다.
도 2a는 본 발명에 관한 베이스프레임의 일부확대정면도이고, 도 2b는 도 2a의 B-B선 단면도이며, 도 2c는 도 2a의 C-C선 단면도이다.
도 3a는 본 발명에 관한 지지리더프레임의 정면도이고, 도 3b는 본 발명에 관한 지지리더프레임의 평면도이며, 도 3c는 본 발명에 관한 지지리더프레임의 도리의 단면도이고, 도 3d는 도 3a를 C방향에서 본 도면이며, 도 3e는 도 3a를 A방향에서 본 도면이고, 도 3f는 도 3a를 B방향에서 본 도면이다.
도 4a는 본 발명에 관한 하부유지장치의 측면도이고, 도 4b는 본 발명에 관한 하부유지장치의 정면도이며, 도 4c는 본 발명에 관한 하부유지장치의 평면도이다.
도 5a는 본 발명에 관한 상부쓰러짐방지장치의 측면도이고, 도 5b는 본 발명에 관한 상부쓰러짐방지장치의 정면도이다.
도 6a는 본 발명에 관한 갑판승강식작업대선에 모노파일을 탑재하고 모노파일을 예항할 때의 짐의 모습을 나타내는 정면도이고, 도 6b는 본 발명에 관한 갑판승강식작업대선에 탑재한 모노파일을 전방으로 이동시킨 상태를 나타내는 정면도이며, 도 6c는 본 발명에 관한 갑판승강식작업대선에 탑재한 모노파일을 45°세운 상태를 나타내는 정면도이고, 도 6d는 본 발명에 관한 갑판승강식작업대선에 탑재한 모노파일을 90°세운 상태를 나타내는 정면도이다.
도 7a는 본 발명에 관한 갑판승강식작업대선에 탑재한 모노파일을 하강시키기 직전 상태를 나타내는 정면도이고, 도 7b는 본 발명에 관한 갑판승강식작업대선에 탑재한 모노파일을 하강시키기 직전 상태를 나타내는 평면도이며, 도 7c는 본 발명에 관한 갑판승강식작업대선에 탑재한 모노파일을 하강시키기 직전 상태를 나타내는 측면도이고, 도 7d는 본 발명에 관한 갑판승강식작업대선에 탑재한 설치장치를 후퇴시킨 상태를 나타내는 일부평면도이다.
도 8은 본 발명에 관한 갑판승강식작업대선에 탑재한 타워 일체식 풍차를 설치한 상태를 나타내는 정면도이다.
도 9는 본 발명에 관한 갑판승강식작업대선에서 모노파일 위에 타워 일체식 풍차를 접속한 상태를 나타내는 정면도이다.

이하 실시예를 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 설명한다.

도 1에 있어서, (1)은 본 발명의 갑판승강식작업대선이고, 갑판승강식작업대선(1)은 평면직사각형의 작업대선본체(2)와 작업대선본체(2)의 각 모퉁이에 끼울 수 있게 직선방향으로 연이어 설치되어 유압잭업시스템(미도시)에 의해 작업대선본체(2)를 승강할 수 있게 이동시키는 복수의 레그(3)을 구비하며, 모노파일(미도시) 및 타워 일체식 풍차{타워(톱타워, 미들타워 및 버틈타워)에 너셀, 허브 및 블레이드를 붙인 것}(4)를 눕혀놓은 상태 또는 비스듬하게 눕혀놓은 상태로 작업대선본체(2)의 갑판 위를 이동할 수 있도록 유지하면서 모노파일 또는 타워 일체식 풍차(4)를 눕혀놓은 상태 또는 비스듬하게 눕혀놓은 상태에서 설치할 수 있는 설치장치(5)를 작업대선본체(2)의 갑판 위에 설치한 것이다.

상기 설치장치(5)는 작업대선본체(2)의 갑판 위에 부설된 가이드레일(11) 위를 주행할 수 있는 베이스프레임(12)과 브래킷(13)을 사이에 두고 베이스프레임(12)에 설치할 수 있게 사용되어 모노파일 또는 타워 일체식 풍차(4)를 탈부착할 수 있게 유지하는 지지리더프레임(14)을 구비하고 있다.

그리고, 상기 베이스프레임(12)과 브래킷(13)에 지지리더프레임(14)을 세울 수 있는 기동유압실린더(15)가 설치되어 있다.

또한, 상기 갑판승강식작업대선(1)은 작업대선본체(2)의 갑판 위에 타워 일체식 풍차(4)를 비스듬하게 눕혀놓은 상태로 유지할 때에 타워 일체식 풍차(4)의 톱타워(16) 부분을 받혀 이동할 수 있는 풍차이동식수대(17)를 구비하고 있다.

상기 풍차이동식수대(17)는 수대용유압실린더(18)에 의해 밀고 당겨져 가이드레일(11) 위를 주행할 수 있게 구성되어 있다.

또한, 작업대선본체(2)의 갑판의 전단부{도면1(b)의 우단부}에는 설치장치(5)의 양쪽에 모노파일의 하단부를 내려놓을 수 있는 잭장치(19)를 구비하고 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 베이스프레임(12)의 후부에는 베이스프레임(12)을 밀고 당길 수 있는 인출유압실린더(21)가 설치되며, 베이스프레임(12)의 후부 하부에 베이스프레임(12)이 가이드레일(11)로부터 떠오르는 것을 방지하는 떠오름방지장치(22)가 설치되고, 베이스프레임(12)의 하부에는 베이스프레임(12)을 이동할 수 있게 지지하기 위한 이동궤도차(23)가 설치되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 지지리더프레임(14)에는 지지리더프레임(14)의 후단부(도 3a의 좌단부)에 모노파일 또는 타워일체식풍차의 상부가 소정자세를 벗어나 넘어지지 않도록 지지하는 상부쓰러짐방지장치(32)가 구비되며, 지지리더프레임(14)의 중간부분에 모노파일 또는 타워일체식풍차의 중간부를 지지하는 지지대(33)가 구비되어 있다.

도 4는 상기 하부유지장치(31)를 도시한 것인데, 상기 하부유지장치(31)는 지지리더프레임(14)의 전단부양측부에 세워서 설치한 입설부(34)의 상단부에서 개폐할 수 있게 하며, 눕혀놓은 상태 또는 비스듬하게 눕혀놓은 상태의 모노파일 또는 타워 일체식 풍차의 좌우하부를 지지하는 원호상태의 좌우하부유지팔(35)과, 상기 좌우하부유지팔(35)을 조이는 좌우하부유지팔조임실린더(36)와, 입설부(34)의 상단부에서 개폐할 수 있게 하고 눕혀놓은 상태 또는 비스듬하게 눕혀놓은 상태의 모노파일 또는 타워 일체식 풍차의 좌우상측을 잡아주는 원호상태의 좌우상부유지팔(37)과, 상기 좌우상부유지팔(37)의 각각의 상단에 뚫린 구멍(37a)을 위치를 맞추어 핀(37b)을 끼워서 좌우상부유지팔(37)을 조이는 상부유지팔조임실린더(38)를 구비하고 있다.

눕혀놓은 상태 또는 비스듬하게 눕혀놓은 상태의 모노파일 또는 타워 일체식 풍차는 좌우하부유지팔(35)과 좌우상부유지팔(37)에 의해 하부측과 상부측이 유지되어 하부유지팔조임실린더(36)와 상부유지팔조임실린더(38)에 의해 소정의 힘으로 조여진다.

도 5는 상부쓰러짐방지장치(32)를 도시한 것으로, 상부쓰러짐방지장치(32)는 지지리더프레임(14)의 후단부에 설치되어 눕혀놓은 상태 또는 비스듬하게 눕혀놓은 상태의 모노파일 또는 타워 일체식 풍차의 하측을 그 원호상태의 형상에 따라 지지하는 지지대(39)와 상기 지지대(39)의 좌우상단부에 개폐할 수 있게 사용되어 눕혀놓은 상태 또는 비스듬하게 눕혀놓은 상태의 모노파일 또는 타워 일체식 풍차의 좌우상층을 잡아주는 원호상태의 좌우상부유지팔(40)과 좌우상부유지팔(40)을 각각 조일 수 있도록 개폐되는 좌우상부유지팔개폐실린더(41)를 구비하고 있다.

이하에서는 상기 갑판승강식작업대선(1)을 사용한 해상풍력발전시설의 시공방법에 대해 설명한다.

우선 해상풍력발전시설의 기초가 되는 모노파일의 시공방법에 대해 도 6에 따라 설명한다.

도 6a는 모노파일 예항 시의 짐의 외견을 나타낸다.

구체적으로는 육상의 암벽에 운송된 모노파일(51)을 육상에 배치한 크레인 등(미도시)으로 내려뜨려 레그(3)를 작동시켜 상승시킨 작업대선본체(2) 위의 설치장치(5) 위에 내려뜨리고, 모노파일(51)을 설치장치(5)에 유지시킨 후 레그(3)를 작동시켜 대선본체(2)를 하강시켜 해상에 뜬 상태를 도 6a에 나타내고 있다.

모노파일(51)을 설치장치(5)에 유지시킬 때에 설치장치(5)는 베이스프레임(12)이 인출유압실린더(21)에 의해 후방측(도 6a의 좌측)에 끌려온 위치에 있어 지지리더프레임(14)은 수평상태의 자세이며 열린상태의 하부유지장치(31)와 열린상태의 상부쓰러짐방지장치(32)와 지지대(33) 위에 모노파일(51)이 눕혀놓은 상태로 놓이면 모노파일(51)은 하부유지장치(31)에 의해 조여지고 상부 쓰러짐방지장치(32)에 의해 쓰러지지 않도록 보호되어 모노파일(51) 전체가 설치장치(5)에 의해 유지된다.

다음으로, 갑판승강식작업대선(1)은 모노파일(51)을 눕혀놓은 상태로 시공현장까지 운송한다.

시공현장에 도착하면 도 6b에서 보는 바와 같이, 레그(3)를 하강시켜 갑판승강식작업대선(1)을 소정의 높이에 고정하고 인출유압실린더(21)에 의해 베이스프레임(12)를 전방으로 밀어낸 후, 도 6c에서 보는 바와 같이, 설치유압실린더(15)에 의해 지지리더프레임(14)을 세우면 모노파일(51)은 도 6d에서 보는 바와 같이 설치된다.

도 7a 내지 도 7c는 모노파일(51)을 세운 후 모노파일(51)을 하강시키기 직전의 모습을 나타낸 것이다.

모노파일(51)을 하강시키기 전에 도 7a 내지 도 7b에서 보는 바와 같이, 모노파일(51)의 하단부에 잭장치(19)의 와이어로프(52)를 걸고 하부유지장치(31)와 상부쓰러짐방지장치(32)의 조임을 풀어 잭장치(19)에 의해 모노파일(51)을 하강시킨다.

모노파일(51)을 하강하면서 갑판승강식작업대선(1)에 탑재한 위치결정유지장치(미도시)에 의해 위치를 결정하여 말뚝(미도시)을 박는 장치에 의해 말뚝이 박힌다.

또한, 말뚝이 박힌 모노파일(51)의 상단부에는 타워 일체식 풍차(4)의 하단부를 접속시키기 위한 슬리브(53)가 사전에 설치되어 있다.

다음으로, 해상풍력발전시설의 주요부분이 되는 타워 일체식 풍차의 시공방법에 대하여 설명한다.

도 1은 타워 일체식 풍차의 예항 시의 짐의 모습을 도시한 것이다.

구체적으로는 육상의 암벽에 운송된 타워 일체식 풍차(4)를 육상에 배치한 크레인(미도시) 등으로 하강시켜 레그(3)를 작동시켜 상승시킨 작업대선본체(2) 위의 설치장치(5)에 내려 타워 일체식 풍차(4)를 설치장치(5)에 유지시킨 후 레그(3)를 작동시켜 작업대선본체(2)를 하강시켜 해상에 뜬 상태를 도 1에 나타내고 있다.

타워 일체식 풍차(4)를 설치장치(5)에 유지시킬 때에 설치장치(5)는 베이스프레임(12)이 인출유압실린더(21)에 의해 전방측(도 1a의 우측)에 소정길이로 배출된 위치이고 지지리더프레임(14)은 설치유압실린더(15)에 의해 경사진 상태의 자세가 되며 하부유지장치(31)에 의해 조여져 있고 중간부는 상부쓰러짐방지장치(32)에 의해 지지되고 설치장치(5)로 지지되며 상부는 풍차이동식수대(17) 위에 지지된다.

다음으로, 갑판승강식작업대선(1)은 타워 일체식 풍차(4)를 비스듬하게 눕혀놓은 상태로 시공현장까지 운송한다.

시공현장에 도착하면 레그(3)를 하강시켜 갑판승강식작업대선(1)을 소정의 높이에 고정하고, 도 8에서 보는 바와 같이, 예항 시 짐의 상태에서 또는 인출유압실린더(21)에 의해 베이스프레임(12)을 전방으로 밀어낸 후, 도 8에 실선으로 표시한 것과 같이, 설치유압실린더(15)에 의해 지지리더프레임(14)을 세워서 타워 일체식 풍차(4)를 설치한다.

다음으로, 도 9에서 보는 바와 같이, 먼저, 말뚝이 박힌 모노파일(51)의 상부 슬리브[도 7의 (53)]에 타워 일체식 풍차(4)의 하단부를 접합시켜 해상풍력발전시설을 완성한다.

본 발명의 갑판승강식작업대선 및 이를 이용한 해상풍력발전시설의 시공방법에 의해 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

(1) 설치장치에 의해 크롤러크레인 없이도 모노파일을 설치할 수 있게 된다.

(2) 말뚝을 세우는 장치가 전후에 슬라이드 이동방식으로 있기 때문에 말뚝을 박는 장치의 정밀도를 높일 수 있다.

(3) 지지리더프레임에 따라 설치된 상부쓰러짐방지장치 및 하부유지장치에 의해 수직정밀도를 유지할 수 있다.

(4) 해상풍력발전시설부재를 암벽에서 설치장치로 이동시켜 단단하게 묶을 수 있기 때문에 해상풍력발전시설부재를 해상에서 안정되고 안전하게 운반할 수 있다.

(5) SEP탑재 크롤러크레인의 선정은 매달 수 있는 최대하중이 210톤이 되어 800톤 크롤러크레인이면 된다.

(6) 사전에 SEP에 설비한 설치장치에 모노파일이 장착되어 있기 때문에 작업의 흐름이 SEP고정-파일설치-항타햄머세트-파일타설과 같이 매우 원활하다.

(7) 타워, 곤돌라, 허브, 블레이드 등의 풍차 부품의 일체화, 조립, 설치장치의 경사(비스듬하게 눕혀놓은 상태)에서 장치를 단단하게 고정, 해상운반, 설치장소에서 설치, 기초파일슬리브에 장착 등 작업이 연속적으로 이루어질 수 있다.

(8) 설치장치의 개발에 의해 모노파일(500톤)을 매다는데 초대형크레인의 필요성이 없어졌고, 따라서, 대형SEP를 채용할 필요가 없어져 큰 폭의 비용절감을 할 수 있게 된다

(9) 풍속에 의한 작업제한이 15m/sec이하로 되어 작업효율이 향상된다.

(10) 풍차조립 시에 작업인원을 줄일 수 있다.(예를들면, 10명에서 6명으로 줄이는 것이 가능하다.)

1 : 갑판승강식작업대선 2 : 작업대선본체
3 : 레그 4 : 타워 일체식 풍차
5 : 설치장치 11 : 가이드레일
12 : 베이스프레임 13 : 브래킷
14 : 지지리더프레임 15 : 기동유압실린더
16 : 톱타워(top tower) 17 : 풍차이동식수대
19 : 잭장치 21 : 인출유압실린더
22 : 떠오름방지장치 23 : 이동궤도차
31 : 하부유지장치 32 : 상부쓰러짐방지장치
51 : 모노파일

Claims

작업대선본체와 상기 작업대선본체의 모퉁이에 끼울 수 있게 수직방향으로 연이어 설치된 유압잭업시스템에 의해 상기 작업대선본체를 승강할 수 있게 이동시키는 복수의 레그를 구비한 갑판승강식작업대선에 있어서,
모노파일 및 타워 일체식 풍차를 눕혀놓은 상태 또는 비스듬하게 눕혀놓은 상태로 상기 작업대선본체의 갑판 위를 이동할 수 있게 유지하면서, 상기 모노파일 및 타워 일체식 풍차를 눕혀놓은 상태 또는 비스듬하게 눕혀놓은 상태에서 설치할 수 있는 설치장치를 상기 작업대선본체의 갑판 위에 설치한 것을 특징으로 하는 갑판승강식작업대선.
청구항 1에 있어서,
상기 작업대선본체의 갑판 위에 상기 타워 일체식 풍차의 톱타워를 받치는 이동이 가능한 풍차이동식수대를 구비한 것을 특징으로 하는 갑판승강식작업대선.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 설치장치는 상기 작업대선본체의 갑판 위에 부설된 가이드레일 위를 주행 가능한 베이스프레임과 브래킷 사이에 상기 베이스프레임에 세울 수 있게 지지되며, 상기 모노파일 또는 타워 일체식 풍차를 탈부착 할 수 있게 유지하는 지지리더프레임을 갖춘 것을 특징으로 하는 갑판승강식작업대선.
청구항 3에 있어서,
상기 베이스프레임과 상기 지지리더프레임 사이에 상기 지지리더프레임을 세울 수 있는 기동유압실린더가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 갑판승강식작업대선.
청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
상기 베이스프레임의 후부에 상기 베이스프레임을 밀어내어 빼낼 수 있게 인출유압실린더가 설치되며, 상기 베이스프레임의 후부 하부에 상기 베이스프레임이 상기 가이드레일에서 떠오르는 것을 방지하는 떠오름방지장치가 설치되고, 상기 베이스프레임의 하부에 상기 베이스프레임을 이동할 수 있게 지지하는 이동궤도차가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 갑판승강식작업대선.
청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지리더프레임에 상기 모노파일 또는 타워 일체식 풍차의 하부를 유지할 수 있는 하부유지장치와 상기 모노파일 또는 타워 일체식 풍차의 상부가 소정의 자세를 벗어나 넘어지지 않도록 지지하는 상부쓰러짐방지장치를 갖춘 것을 특징으로 하는 갑판승강식작업대선.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 작업대선본체 갑판의 전단부에 상기 모노파일의 하단부를 매달 수 있는 잭장치를 구비한 것을 특징으로 하는 갑판승강식작업대선.
작업대선본체에 설치되며, 작업대선본체상에 모노파일 또는 타워 일체식 풍차를 지지, 이동, 설치할 수 있는 설치장치를 사용하여, 상기 모노파일 또는 타워 일체식 풍차를 눕혀놓은 상태 또는 비스듬하게 눕혀놓은 상태로 작업대선본체 위에 유지하고,
상기 작업대선본체에 의해 상기 모노파일 또는 타워 일체형 풍차를 눕혀놓은 상태 또는 비스듬하게 눕혀놓은 상태로 시공현장까지 운송하며,
시공현장에서 상기 설치장치를 사용하여 상기 모노파일 또는 타워 일체형 풍차를 눕혀놓은 상태 또는 비스듬하게 눕혀놓은 상태로 상기 작업대선본체위를 소정위치까지 이동시켜,
상기 설치장치를 사용하여 상기 모노파일 또는 타워 일체형 풍차를 눕혀놓은 상태 또는 비스듬하게 눕혀놓은 상태로부터 연직상태로 세우고,
세운 상기 모노파일 또는 타워 일체식 풍차를 상기 설치장치 및 잭장치를 사용하여 소정위치까지 하강시키는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전시설의 시공방법.