KR20130128929A - Suction pile substructure - Google Patents

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KR20130128929A
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Abstract

A suction pile substructure which includes a tower on which marine facilities are mounted; a suction pile which is installed on the lower side of the tower to support the tower and which penetrates into the seabed; and a floating body which is installed on the suction pile and which makes the suction pile float. The suction pile substructure enables a transfer of the suction pile on the sea by using a tugboat without a large barge by applying a self floating function by installing the floating body on the top of the suction pile.

Description

석션파일 하부구조물{SUCTION PILE SUBSTRUCTURE}Suction pile substructure {SUCTION PILE SUBSTRUCTURE}

본 발명은 해상풍력발전기 등과 같은 해상시설물을 해저 지반에 고정하는 하부구조물에 관한 것으로서, 특히 자체 부유가 가능한 석션파일 하부구조물에 관한 것이다.The present invention relates to a substructure for fixing offshore facilities such as offshore wind power generators, etc., and particularly relates to a suction pile substructure capable of self-floating.

최근 지구온난화에 따른 환경규제와 화석연료의 수급불안 등의 문제점이 대두됨으로써 신재생 에너지 생산시스템으로서의 풍력발전이 각광을 받고 있다.Recently, due to the problems of environmental regulation and fossil fuel supply and demand due to global warming, the wind power generation as a renewable energy production system is in the spotlight.

일반적으로 풍력발전기는 주로 육상에 설치되어 왔으나, 점차적으로 해상 설치가 증가하고 있다. 풍력발전을 위해 해상은 육상에 비해 바람의 질이 대체로 좋은 편이며, 날개 소음 문제에 있어서도 보다 쉽게 대응할 수 있는 장점이 있다. 특히, 경제성 확보를 위해서는 대규모의 단지 확보가 요망되는데 육상에는 이러한 단지를 구비하기 어려워, 연안이나 근해의 해상이 대단위 해상풍력단지로 떠오르고 있다. 이러한 해상풍력발전기를 해상에 설치하기 위해서는 풍력발전기를 해저 지반에 고정하는 하부구조물이 필요하다.In general, wind power generators have been installed mainly on land, but the installation of the sea gradually increases. For the wind power generation, the quality of the wind is generally better than that of the land, and there is an advantage that it can respond to the blade noise problem more easily. In particular, it is necessary to secure large-scale complexes in order to secure economic feasibility, and it is difficult to equip such complexes on land, and offshore and offshore seas are emerging as large offshore wind farms. In order to install these offshore wind turbines offshore, it is necessary to have a substructure for fixing the wind turbines to the seabed.

종래의 해상풍력발전기 고정용 하부구조물(10)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 풍력발전부(11)가 탑재되는 타워(13)의 하부에 석션파일(15)이 결합되며, 석션파일(15)을 침수시켜 해저 지반(1)에 관입한다. In the conventional offshore wind turbine fixed structure 10, as shown in Figure 1, the suction pile 15 is coupled to the lower portion of the tower 13 on which the wind power generator 11 is mounted, the suction pile ( 15) is immersed and penetrated the seabed (1).

이러한 종래의 하부구조물(10)은 자체 부유 기능이 없기 때문에 바지선(미도시)에 실어서 설치 위치까지 운반한 후 해상 크레인(미도시)으로 바지선에서 들어 올린 후 설치 위치에 가라 앉혀서 해저 지반(1)에 고정시킨다. 최근 해상풍력터빈이 대용량화됨에 따라 하부구조물(10)도 대용량화되어 중량이 무거워지기 때문에 이러한 방식으로 해상에서 설치하기 위해서는 고가의 대용량 바지선이나 크레인이 필요하다.Since the conventional substructure 10 does not have its own floating function, it is loaded on a barge (not shown) and transported to an installation location, and then lifted from the barge by a marine crane (not shown), and then sinks to an installation location. ). Recently, as the offshore wind turbine becomes larger, the lower structure 10 also becomes large in size and heavy in weight, so in order to install at sea in this way, a large-capacity barge or crane is required.

또한, 석션파일(15)은 침수시켜 지반(1)에 관입된 후에는 해상풍력 터빈에 의하여 전달되는 수평력 및 모멘트에 저항하게 되는데, 이를 위해 석션파일(15)과 타워(13)의 연결부에는 리브 보강재(16)를 부착하여 보강하므로 공사비가 상승하며 공정이 복잡하여 공기가 오래 걸리는 단점이 있다.In addition, the suction pile 15 is submerged in the ground (1) after being submerged to resist the horizontal force and the moment transmitted by the offshore wind turbine, for this purpose, the connection between the suction pile 15 and the tower 13 ribs Since the reinforcement 16 is attached to the reinforcement, the construction cost is increased, and the process is complicated, and air takes a long time.

본 발명은 자체 부유 기능을 부여하여 해상 운반과정에서 부유체로 활용할 수 있도록 하는 석션파일 하부구조물을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a suction pile substructure that can be used as a floating body in the sea transport process by giving its own floating function.

또한, 본 발명은 석션파일의 지지력 보강 및 해상풍력 터빈에 의하여 전달되는 수평력 및 모멘트에 저항할 수 있도록 하는 석션파일 하부구조물을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a suction pile substructure that can support the bearing capacity of the suction pile and resist the horizontal force and the moment transmitted by the offshore wind turbine.

본 발명은 해상시설물이 탑재되는 타워; 상기 타워를 지지하도록 상기 타워의 하부에 설치되며, 해저 지반에 관입되는 석션파일; 및 상기 석션파일에 설치되며, 상기 석션파일을 부유시키는 부유체를 포함하는 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물을 개시한다.The present invention is a tower on which maritime facilities are mounted; A suction pile installed at a lower portion of the tower to support the tower and inserted into the seabed; And installed in the suction pile, and discloses a suction pile substructure comprising a floating body for floating the suction pile.

또한, 상기 부유체는 상기 석션파일의 상부에 결합되는 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물을 개시한다.In addition, the floating body discloses a suction pile substructure, characterized in that coupled to the upper portion of the suction pile.

또한, 상기 부유체는 상면이 개방된 통형상을 가지는 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물을 개시한다.In addition, the floating body discloses a suction pile substructure, characterized in that the upper surface has an open cylindrical shape.

또한, 상기 부유체는 하중물을 충진하여 상재하중을 가할 수 있도록 하중물 충진공간이 내부에 마련되는 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물을 개시한다.In addition, the floating body discloses a suction pile substructure, characterized in that the load filling space is provided inside so that the load can be applied to the load.

또한, 상기 부유체는 상기 하중물 충진공간 내에 적어도 하나의 격벽이 구비되는 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물을 개시한다.In addition, the floating body discloses a suction pile substructure, characterized in that at least one partition is provided in the load filling space.

또한, 상기 격벽의 양단부는 상기 타워의 외측과 상기 부유체의 내측에 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물을 개시한다.In addition, both ends of the partition discloses a suction pile substructure, characterized in that coupled to the outside of the tower and the inside of the floating body, respectively.

또한, 상기 석션파일은 한 개로 구성되는 모노 석션파일인 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물을 개시한다.In addition, the suction file discloses a suction pile substructure, characterized in that the mono suction file consisting of one.

또한, 상기 석션파일은 복수 개로 구성되는 멀티 석션파일인 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물을 개시한다.In addition, the suction file discloses a suction pile substructure, characterized in that the multi-suction file consisting of a plurality.

또한, 상기 부유체는 복수 개의 상기 석션파일들을 연결하는 다각형의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물을 개시한다.In addition, the floating body discloses a suction pile substructure having a polygonal cross section connecting a plurality of the suction pile.

또한, 본 발명은, 상기 타워에 설치되며, 상기 석션파일 내부의 물을 외부로 배출시키는 배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물을 개시한다.In addition, the present invention is installed in the tower, and discloses a suction pile substructure further comprising a discharge portion for discharging the water inside the suction pile to the outside.

또한, 상기 배출부는, 상기 타워에 설치되며, 상기 석션파일과 연통되도록 형성되는 배출관; 및 상기 타워에 설치되며, 상기 배출관을 통해 상기 석션파일 내부의 물을 외부로 배출시키도록 상기 배출관에 흡입력을 제공하는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물을 개시한다.In addition, the discharge unit, the discharge pipe is installed in the tower, is formed to communicate with the suction pile; And a pump installed in the tower, the pump providing a suction force to the discharge pipe to discharge the water inside the suction file to the outside through the discharge pipe.

본 발명에 따른 석션파일 하부구조물은 다음과 같은 효과를 갖는다.The suction pile substructure according to the present invention has the following effects.

(1) 본 발명은 석션파일의 상부에 부유체를 설치하여 자체 부유 기능을 부여함으로써, 대형 바지선이 필요없이 예인선만 있으면 석션파일을 해상에서 운반이 가능하다는 효과를 갖는다.(1) The present invention is provided by the floating body on the upper portion of the suction pile to give its own floating function, there is an effect that the suction pile can be transported at sea as long as there is no need for a large barge barge.

(2) 본 발명은 부유체를 상면이 개방된 통형상으로 제작함으로써 콘크리트나 사석 등과 같은 하중물을 부유체의 상부 개방면을 통해 내부에 충진하는 작업이 용이하여 시공속도가 빠르고 재료비를 절감할 수 있다는 효과를 갖는다.(2) The present invention is easy to fill the load through the upper open surface of the floating body such as concrete or sandstone by making the floating body in a cylindrical shape with an open upper surface, the construction speed is fast and material cost can be reduced Has the effect that it can.

(3) 본 발명은 석션파일을 해저 지반에 관입시킨 후 부유체의 격벽 사이에 콘크리트나 사석 등과 같은 하중물을 충진하여 상재하중을 가하게 됨으로써, 석션파일의 지지력을 보강함과 아울러 하중물의 중력으로서 해상풍력 터빈에 의하여 전달되는 수평력 및 모멘트에 저항하도록 효율적인 지지 구조를 갖는다.(3) The present invention is to penetrate the suction pile into the seabed ground and to fill the load between the bulkheads of the floating body and load the load, thereby reinforcing the support capacity of the suction pile and as a gravity of the load It has an efficient support structure to resist the horizontal forces and moments transmitted by the offshore wind turbine.

(4) 본 발명은 타워에 설치되는 펌프 및 배출관을 이용하여 석션파일 내부의 물을 외부로 배출시켜 석션파일의 압력 재하 기능을 구현함으로써, 석션파일을 지반에 용이하게 관입시킬 수 있다. 또한, 하나의 대용량 펌프를 활용하므로 석션파일을 지반에 관입시킨 후 석션파일을 회수하는 작업이 용이하다는 효과를 갖는다.(4) The present invention implements the pressure loading function of the suction pile by discharging water inside the suction pile to the outside by using a pump and a discharge pipe installed in the tower, so that the suction pile can be easily introduced into the ground. In addition, since one large-capacity pump is utilized, the suction file may be easily recovered after injecting the suction file into the ground.

(5) 본 발명은 해상에서는 대형장비의 임대료가 매우 높은데 이와 같이 자체 부유 기능이 있으면 대형 바지선이나 대형 크레인을 사용하지 않고 해저 지반에 신속히 설치할 수 있으므로 해상 설치 공사비를 절감할 수 있다는 효과를 갖는다.(5) The present invention has a very high rent of large equipment in the sea, but if it has its own floating function, it can be quickly installed on the seabed without using a large barge or a large crane, and thus has an effect of reducing the cost of installing the sea.

도 1은 종래의 해상풍력발전기 고정용 하부구조물을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 석션파일 하부구조물을 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2의 평면도이다.
도 4는 도 3의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 석션파일 하부구조물에 배출부가 추가되는 구성을 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 석션파일 하부구조물을 도시하는 사시도이다.
도 7은 도 6의 평면도이다.
도 8은 도 7의 B-B선에 따른 단면도이다.
도 9는 본 발명의 석션파일 하부구조물의 시공 작업을 순차적으로 도시하는 도면이다.1 is a view showing a substructure for fixing a conventional offshore wind power generator.
Figure 2 is a perspective view showing a suction pile substructure according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view of Fig.
4 is a cross-sectional view taken along line AA in Fig.
Figure 5 is a cross-sectional view showing a configuration in which the discharge portion is added to the suction pile substructure of the present invention.
Figure 6 is a perspective view showing a suction pile substructure according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view of FIG. 6.
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 7.
9 is a view sequentially showing the construction work of the suction pile substructure of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명의 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 석션파일 하부구조물은 해상풍력발전기를 해저 지반에 고정하는 하부구조물에 적용하는 것을 예시하였으나, 해상풍력발전기뿐만 아니라 해상시설물에는 모두 적용될 수 있음을 미리 밝혀둔다. Prior to the description of the present invention, the suction pile substructure described below has been exemplified by the application of the offshore wind turbine to the substructure that is fixed to the undersea ground, but it is noted that it can be applied to both offshore wind turbines as well as offshore facilities. .

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 석션파일 하부구조물을 도시하는 사시도이고, 도 3은 도 2의 평면도이며, 도 4는 도 3의 A-A선에 따른 단면도이다.Figure 2 is a perspective view showing a suction pile substructure according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a plan view of Figure 2, Figure 4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 석션파일 하부구조물(100)은 타워(110), 석션파일(120) 및 부유체(130)를 포함한다.As shown in FIGS. 2 to 4, the suction pile substructure 100 according to the preferred embodiment of the present invention includes a tower 110, a suction pile 120, and a floating body 130.

타워(110)는 원기둥 형태로 제작되며, 상단부에 해상시설물, 예를 들어 해상풍력발전부(11, 도 1 참조)가 탑재된다. 여기서, 풍력발전부(11)는 타워(110)에 플랜지(미도시) 등으로 연결되는 상부타워, 로터 및 상부타워에 결합되어 로터를 회전가능하게 지지하는 나셀(nacelle) 등을 포함한다. 또한, 풍력발전부(11)는 발전장치나 축전장치 또는 송전장치를 더 구비할 수 있다. 이러한 풍력발전부(11)는 공지된 기술로 이해 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.The tower 110 is manufactured in a cylindrical shape, and is equipped with an offshore facility, for example, an offshore wind power generator 11 (see FIG. 1) at an upper end thereof. Here, the wind power generator 11 includes an upper tower connected to the tower 110 by a flange (not shown), a nacelle that is coupled to the rotor and the upper tower to rotatably support the rotor, and the like. In addition, the wind power generator 11 may further include a power generator, a power storage device, or a power transmission device. Since the wind power generator 11 can be understood by known techniques, detailed description thereof will be omitted.

석션파일(Suction Pile)(120)은 타워(110)를 지지하도록 타워(110)의 하부에 결합되며, 침수되어 해저 지반(1, 도 9 참조)에 관입된다. 석션파일(120)은 상면이 밀폐되고 하면이 개방된 원형 또는 다각형의 통형상으로 이루어질 수 있다. 석션파일(120)은 다양한 형태로 제작될 수 있으며, 본 실시예에서는 원통형의 석션파일(120)이 한 개로 구성되는 모노 석션파일을 예시하였다.The suction pile 120 is coupled to the lower portion of the tower 110 to support the tower 110 and is flooded and introduced into the sea bed 1 (see FIG. 9). The suction pile 120 may have a cylindrical shape of a circular or polygonal shape in which the upper surface is sealed and the lower surface is opened. The suction pile 120 may be manufactured in various forms. In the present embodiment, a single suction pile 120 having a cylindrical suction pile 120 is illustrated.

또한, 석션파일(120)은 강재 또는 콘크리트로 제작할 수 있으나, 석션파일(120)을 부유시켜 해상 운반 시 중량 감소를 위하여 강재나 강합성 부재로 제작하는 것이 바람직하다.In addition, the suction pile 120 may be made of steel or concrete, but it is preferable to make the suction pile 120 to be made of steel or a steel composite member for weight reduction during sea transport.

부유체(130)는 석션파일(120)을 부유시킬 수 있도록 석션파일(120)의 상부에 설치된다. 예를 들어, 부유체(130)는 석션파일(120)을 먼저 제작한 후 석션파일(120)의 상부에 용접하거나 볼트로 체결하여 결합할 수 있다. 여기서, 부유체(130)를 석션파일(120)에 볼트로 체결하는 경우에는 석션파일(120)와 부유체(130)의 연결부에는 고무패킹 등과 같은 실링부재(미도시)를 삽입하여 물이 새는 것을 방지하는 것이 바람직하다.The floating body 130 is installed on the upper portion of the suction pile 120 to float the suction pile 120. For example, the floating body 130 may be manufactured by first manufacturing the suction pile 120 and then welding or bolting the upper portion of the suction pile 120. Here, when the floating body 130 is fastened to the suction pile 120 with a bolt, a sealing member (not shown) such as rubber packing is inserted into the connection portion of the suction pile 120 and the floating body 130 to leak water. It is desirable to prevent that.

또한, 부유체(130)는 상면이 개방된 통형상으로 이루어진다. 여기서, 부유체(130)는 상면이 개방된 구조이므로 후술할 하중물(3, 도 9 참조)을 부유체(130)의 상부 개방면을 통해 내부에 충진하는 작업이 용이하여 시공속도가 빠르고 재료비를 절감할 수 있는 장점이 있다. 부유체(130)는 석션파일(120)과 동일한 단면으로 제작되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 실시예에서는 원통형상으로 제작된 석션파일(120)과 동일한 원형 단면을 가지도록 부유체(130)를 원통형으로 제작하는 구성을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 석션파일(120)을 사각형 등과 같은 다각형으로 제작할 경우 부유체(130)를 다각형으로 제작할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 부유체를 석션파일과 동일한 단면을 가지는 형태로 제작하는 구성을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 부유체를 석션파일과 상이한 단면을 가지는 형태로 제작하는 것도 가능하다.In addition, the floating body 130 has a cylindrical shape with an open top surface. Here, since the floating body 130 has an open top surface, it is easy to fill the load (3, FIG. 9) to be described later through the upper opening of the floating body 130, so that the construction speed is high and the material cost is high. There is an advantage to reduce. Floating body 130 is preferably made of the same cross-section with the suction pile (120). For example, in the present exemplary embodiment, a configuration in which the floating body 130 is formed in a cylindrical shape so as to have the same circular cross section as the suction pile 120 manufactured in a cylindrical shape is not limited thereto, and the suction pile 120 is not limited thereto. In the case of manufacturing a polygon such as a quadrangle, the floating body 130 may be manufactured as a polygon. In addition, in the present embodiment, the configuration of manufacturing the floating body in the form having the same cross-section as the suction pile, but is not limited to this, it is also possible to produce the floating body in the form having a different cross section than the suction pile.

또한, 부유체(130)는 석션파일(120)을 침수시켜 해저 지반(1)에 관입한 후에 콘크리트나 사석과 같은 하중물(3, 도 9 참조)을 충진하여 상재하중을 가할 수 있도록 상면이 개방되고 내부에 하중물 충진공간(131)이 마련된다.In addition, the floating body 130 is submerged in the suction pile 120, the infiltration into the seabed ground (1) after filling the load (3, see Fig. 9), such as concrete or sandstone, the upper surface to apply the load Open and the load filling space 131 is provided therein.

또한, 부유체(130)는 하중물 충진공간(131) 내에 적어도 하나의 격벽(133)이 구비된다. 격벽(133)은 하중물 충진공간(131) 내에서 격벽(133)의 양단부가 부유체(130)의 내측면과 타워(110)의 외측면에 각각 용접하여 결합되어 타워(110)에 대한 석션파일(120)의 지지력을 보강하는 역할을 한다. 본 실시예에서는 부유체(130)의 하중물 충진공간(131)에 4개의 격벽(133)이 방사형으로 구비되는 구성을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 1개의 격벽 또는 2개, 3개, 5개 등 복수 개의 격벽을 구비할 수 있다. In addition, the floating body 130 is provided with at least one partition 133 in the load filling space 131. The partition wall 133 is coupled to each other by welding both ends of the partition wall 133 to the inner surface of the floating body 130 and the outer surface of the tower 110 in the load filling space 131 to suction the tower 110. It serves to reinforce the bearing capacity of the pile (120). In this embodiment, the configuration in which the four partitions 133 are radially provided in the load filling space 131 of the floating body 130, but is not limited to this one partition or two, three, five A plurality of partition walls may be provided.

도 5는 본 발명의 석션파일 하부구조물에 배출부가 추가되는 구성을 도시하는 단면도이다.Figure 5 is a cross-sectional view showing a configuration in which the discharge portion is added to the suction pile substructure of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 석션파일 하부구조물(100)은 석션파일(120)의 압력 재하를 위해 석션파일(120) 내부의 물을 외부로 배출시키는 배출부(140)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 배출부(140)는 배출관(141) 및 펌프(143)로 구성된다. As shown in Figure 5, the suction pile substructure 100 of the present invention further includes a discharge unit 140 for discharging the water inside the suction pile 120 to the outside for the pressure load of the suction pile 120 can do. Here, the discharge unit 140 is composed of a discharge pipe 141 and the pump 143.

배출관(141)은 타워(110)의 내부에 길이방향으로 설치되며, 배출관(141)의 하단부가 석션파일(120)의 상단면과 연통되고, 상단부가 타워(110)의 상단을 통해 외부와 연통되도록 연결되어 석션파일(120)의 내부는 배출관(141)을 통해 외부로 연결된다. 본 실시예에서는 배출관(141)이 타워(110)의 내부에 설치되는 구성을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 배출관(141)이 타워(110)의 외부에 설치되는 구성도 가능하다.Discharge pipe 141 is installed in the longitudinal direction inside the tower 110, the lower end of the discharge pipe 141 is in communication with the top surface of the suction pile 120, the upper end is in communication with the outside through the top of the tower 110. Is connected to the inside of the suction pile 120 is connected to the outside through the discharge pipe 141. In the present exemplary embodiment, the discharge pipe 141 is illustrated in the interior of the tower 110, but the configuration is not limited thereto, and the discharge pipe 141 may be installed outside the tower 110.

펌프(143)는 타워(141)에 설치되며, 배출관(141)을 통해 석션파일(120) 내부의 물을 외부로 배출시키도록 배출관(141)에 흡입력을 제공한다.The pump 143 is installed in the tower 141, and provides a suction force to the discharge pipe 141 to discharge the water inside the suction pile 120 to the outside through the discharge pipe 141.

이를 통해 석션파일(120)의 하부가 해저면에 착저되면 배출관(141) 및 펌프(143)를 이용하여 석션파일(120)의 내부에서 물을 외부로 뽑아내면서 발생하는 (-)수압, 즉 음압을 이용하여 석션파일(120)을 지반(1)에 관입시킨다. 또한, 하나의 대용량 펌프(143)를 활용하므로 석션파일(120)을 지반(1)에 관입시킨 후 석션파일(120)을 회수하는 작업이 용이하다.Through this, when the lower portion of the suction pile 120 lands on the bottom of the sea, negative pressure, that is, negative pressure generated while extracting water from the inside of the suction pile 120 to the outside using the discharge pipe 141 and the pump 143. Inject the suction pile 120 into the ground (1). In addition, since one large-capacity pump 143 is utilized, the suction pile 120 may be easily inserted into the ground 1 and the suction pile 120 may be recovered.

도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 석션파일 하부구조물을 도시하는 사시도이고, 도 7은 도 6의 평면도이며, 도 8은 도 7의 B-B선에 따른 단면도이다.6 is a perspective view illustrating a suction pile substructure according to another exemplary embodiment of the present invention, FIG. 7 is a plan view of FIG. 6, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 7.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 석션파일 하부구조물(200)은 타워(210), 석션파일(220) 및 부유체(230)를 포함한다. 여기서, 본 발명의 다른 실시예는 상기 일 실시예의 모노 석션파일과 달리 석션파일을 복수 개로 구성하는 멀티 석션파일을 포함한다.6 to 8, the suction pile substructure 200 according to another exemplary embodiment of the present invention includes a tower 210, a suction pile 220, and a floating body 230. Here, another embodiment of the present invention, unlike the mono suction file of the above embodiment includes a multi-suction file consisting of a plurality of suction files.

본 실시예에서는 석션파일(220)을 세 개(221, 222, 223)로 구성하고, 석션파일들(221, 222, 223)이 타워(210)를 중심으로 삼각형으로 배치되는 트라이 석션파일을 예시하였다. 따라서, 본 실시예는 상술한 일 실시예와 동일한 기능을 수행하는 타워(210) 및 석션파일(220)의 구성 및 작동 등에 대해서는 반복적인 설명을 생략하기로 한다. 이하에서는, 상술한 일 실시예와 상이한 부유체(230)에 대해 설명하기로 한다.In the present exemplary embodiment, the suction pile 220 includes three pieces 221, 222, and 223, and the suction piles 221, 222, and 223 are arranged in a triangle around the tower 210. It was. Therefore, the present embodiment will not be repeated description of the configuration and operation of the tower 210 and the suction pile 220 performing the same function as the above-described embodiment. Hereinafter, the floating body 230 different from the above-described embodiment will be described.

부유체(230)는 석션파일(220)을 부유시킬 수 있도록 석션파일(220)의 상부에 설치된다. The floating body 230 is installed on the upper portion of the suction pile 220 to float the suction pile 220.

또한, 부유체(230)는 통형상으로 이루이지고, 세 개의 석션파일(221, 222, 223)을 연결하는 삼각형상의 단면을 가진다. In addition, the floating body 230 is formed in a cylindrical shape and has a triangular cross section connecting three suction piles 221, 222, and 223.

또한, 부유체(230)는 석션파일(220)을 침수시켜 해저 지반(1)에 관입한 후에 콘크리트나 사석과 같은 하중물(3)을 충진하여 상재하중을 가할 수 있도록 상면이 개방되고 내부에 하중물 충진공간(231)이 마련된다.In addition, the floating body 230 is immersed in the suction pile 220 to penetrate the seabed ground (1), and then the upper surface is opened and filled inside so that it can be loaded with a load (3), such as concrete or sandstone A load filling space 231 is provided.

또한, 부유체(230)는 하중물 충진공간(231) 내에 적어도 하나의 격벽(233)이 구비된다. 격벽(233)은 하중물 충진공간(231) 내에서 격벽(233)의 양단부가 부유체(230)의 내측면과 타워(210)의 외측면에 각각 용접하여 결합되어 타워(210)에 대한 석션파일(220)의 지지력을 보강하는 역할을 한다.In addition, the floating body 230 is provided with at least one partition wall 233 in the load filling space 231. The partition wall 233 is coupled to each other by welding both ends of the partition wall 233 to the inner surface of the floating body 230 and the outer surface of the tower 210 in the load filling space 231, so as to suction the tower 210. It serves to reinforce the bearing capacity of the pile (220).

상술한 본 발명의 다른 실시예에서는 석션파일(220)이 세 개(221, 222, 223)로 구성되는 트라이 석션파일을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 석션파일(220)이 두 개, 네 개, 다섯 개 등 복수 개로 구성되는 멀티 석션파일을 포함하고, 부유체(230)가 복수 개의 석션파일들을 연결하는 다각형의 단면을 가지는 형태로 구성하는 것도 가능하다.In another embodiment of the present invention described above, the suction file 220 is illustrated a tri-suction file consisting of three (221, 222, 223), but is not limited to two, four, four, It includes a multi-suction file consisting of a plurality, such as five, it is also possible to configure the floating body 230 has a polygonal cross section connecting a plurality of suction files.

도 9는 본 발명의 석션파일 하부구조물의 시공 작업을 순차적으로 도시하는 도면이다.9 is a view sequentially showing the construction work of the suction pile substructure of the present invention.

도 9에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 석션파일 하부구조물(100)의 시공 작업을 예시하였으나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 석션파일 하부구조물(200)의 시공 작업도 일 실시예와 동일하다.9 illustrates the construction work of the suction pile substructure 100 according to an embodiment of the present invention, the construction work of the suction pile substructure 200 according to another embodiment of the present invention is also the same as the embodiment. .

먼저, 도 9(a)에 도시된 바와 같이, 드라이도크(미도시)에서 제작된 석션파일 하부구조물(100)을 해상에 진수시킨다. 이때, 석션파일(120)의 상부에 설치된 부유체(130)를 이용하여 석션파일(120)을 해상에 띄운다. 이를 통해 석션파일(120)에 자체 부유 기능을 부여함으로써, 대형 바지선(미도시)이 필요없이 예인선(미도시)만 있으면 석션파일(120)을 해상에서 운반이 가능하다.First, as shown in Figure 9 (a), the suction pile substructure 100 manufactured in a dry dock (not shown) is launched to the sea. At this time, by using the floating body 130 installed on the upper portion of the suction pile 120, the suction pile 120 is floated on the sea. By providing the self-floating function to the suction pile 120 through this, it is possible to transport the suction pile 120 at sea if there is no tug (not shown) without a large barge (not shown).

다음으로, 도 9(b)에 도시된 바와 같이, 석션파일(120)을 해상에 부유시켜 원하는 위치까지 운반한 후 부유체(130)에 물을 주입하여 석션파일(120)을 침수시켜 해저 지반(1)에 관입시킨다.Next, as shown in Figure 9 (b), the suction pile 120 is floated on the sea and transported to a desired position, and then water is injected into the floating body 130 to immerse the suction pile 120 to submarine ground Intrude in (1).

다음으로, 도 9(c)에 도시된 바와 같이, 석션파일(120)의 지반 관입이 완료되면 부유체(130)의 하중물 충진공간(131)에 콘크리트나 사석 등과 같은 하중물(3)을 채워 넣어 상재하중을 가한다. 이를 통해, 석션파일(120)의 지지력을 보강함과 아울러 하중물(3)의 중력으로서 해상풍력 터빈에 의하여 전달되는 수평력 및 모멘트에 저항하도록 효율적인 지지 구조를 갖게 된다.Next, as shown in Figure 9 (c), when the ground penetration of the suction pile 120 is completed, the load (3), such as concrete or sandstone in the load filling space 131 of the floating body 130 Fill in and apply load. Through this, it has an effective support structure to reinforce the supporting force of the suction pile 120 and to resist the horizontal force and the moment transmitted by the offshore wind turbine as the gravity of the load 3.

마지막으로, 하부구조물(100)의 타워(110)에 플랜지(미도시) 등을 이용하여 풍력발전부(11, 도 1 참조)의 상부타워를 연결한다.Finally, the upper tower of the wind power generator 11 (see FIG. 1) is connected to the tower 110 of the lower structure 100 using a flange (not shown).

본 발명의 석션파일 하부구조물(100, 200)에 따르면, 석션파일(120, 220)의 상부에 부유체(130, 230)를 설치하여 자체 부유 기능을 부여함으로써, 대형 바지선이 필요없이 예인선만 있으면 석션파일(120, 220)을 해상에서 운반이 가능하다. 또한, 석션파일(120, 220)을 해저 지반(1)에 관입시킨 후 부유체(130, 230)의 격벽(133, 233) 사이에 콘크리트나 사석 등과 같은 하중물(3)을 충진하여 상재하중을 가하게 됨으로써, 석션파일(120, 220)의 지지력을 보강함과 아울러 하중물(3)의 중력으로서 해상풍력 터빈에 의하여 전달되는 수평력 및 모멘트에 저항하도록 효율적인 지지 구조를 갖는다. 또한, 해상에서는 대형장비의 임대료가 매우 높은데 이와 같이 자체 부유 기능이 있으면 대형 바지선이나 대형 크레인을 사용하지 않고 해저 지반(1)에 신속히 설치할 수 있으므로 해상 설치 공사비를 절감할 수 있다.According to the suction pile lower structure (100, 200) of the present invention, by installing the floating body (130, 230) on the upper portion of the suction pile (120, 220) to give its own floating function, if there is no need for a large barge, The suction piles 120 and 220 can be transported at sea. In addition, the suction piles (120, 220) are introduced into the seabed (1), and the load (3), such as concrete or sandstone, is filled between the partitions (133, 233) of the floating body (130, 230) by By applying a, it has an effective support structure to reinforce the supporting force of the suction pile (120, 220) and to resist the horizontal force and the moment transmitted by the offshore wind turbine as the gravity of the load (3). In addition, the rent of large equipment is very high in the sea, but if there is a self-floating function can be quickly installed on the seabed ground (1) without using a large barge or a large crane, it is possible to reduce the cost of installing the sea installation.

이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다. 또한, 특허청구범위의 기재 중 괄호 내의 기재는 기재의 불명료함을 방지하기 위한 것이며, 특허청구범위의 권리범위는 괄호 내의 기재를 모두 포함하여 해석되어야 한다.While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various changes may be made without departing from the scope of the present invention. In addition, the description in parentheses in the description of the claims is intended to prevent obscuration of the description, and the scope of the claims of the claims should be construed to include all the items in parentheses.

100, 200 : 석션파일 하부구조물
110, 210 : 타워
120, 220 : 석션파일
130, 230 : 부유체
131, 231 : 하중물 충진공간
133, 233 : 격벽
140 : 배출부
141 : 배출관
143 : 펌프100, 200: Suction pile substructure
110, 210: Tower
120, 220: Suction pile
130, 230: floating body
131, 231: filling space
133, 233: bulkhead
140: discharge part
141: discharge pipe
143: Pump

Claims (11)

해상시설물이 탑재되는 타워;
상기 타워를 지지하도록 상기 타워의 하부에 설치되며, 해저 지반에 관입되는 석션파일; 및
상기 석션파일에 설치되며, 상기 석션파일을 부유시키는 부유체를 포함하는 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물.A tower on which maritime facilities are mounted;
A suction pile installed at a lower portion of the tower to support the tower and inserted into the seabed; And
The suction pile substructure is installed on the suction pile and comprises a floating body floating the suction pile. 제 1 항에 있어서, 상기 부유체는 상기 석션파일의 상부에 결합되는 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물.The suction pile substructure of claim 1, wherein the floating body is coupled to an upper portion of the suction pile. 제 1 항에 있어서, 상기 부유체는 상면이 개방된 통형상을 가지는 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물.The suction pile substructure of claim 1, wherein the floating body has a tubular shape with an open top surface. 제 1 항에 있어서, 상기 부유체는 하중물을 충진하여 상재하중을 가할 수 있도록 하중물 충진공간이 내부에 마련되는 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물.The suction pile substructure according to claim 1, wherein the floating body is provided with a load filling space therein so as to fill the load and apply a load thereon. 제 4 항에 있어서, 상기 부유체는 상기 하중물 충진공간 내에 적어도 하나의 격벽이 구비되는 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물.The suction pile substructure of claim 4, wherein the floating body includes at least one partition wall in the load filling space. 제 5 항에 있어서, 상기 격벽의 양단부는 상기 타워의 외측과 상기 부유체의 내측에 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물.6. The suction pile substructure of claim 5, wherein both ends of the partition wall are respectively coupled to an outer side of the tower and an inner side of the floating body. 제 1 항에 있어서, 상기 석션파일은 한 개로 구성되는 모노 석션파일인 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물.The suction pile substructure according to claim 1, wherein the suction pile is a mono suction pile. 제 1 항에 있어서, 상기 석션파일은 복수 개로 구성되는 멀티 석션파일인 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물.The suction pile substructure of claim 1, wherein the suction pile is a multi suction pile. 제 8 항에 있어서, 상기 부유체는 복수 개의 상기 석션파일들을 연결하는 다각형의 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물.The suction pile substructure of claim 8, wherein the floating body has a polygonal cross section connecting a plurality of the suction piles. 제 1 항에 있어서, 상기 석션파일 하부구조물은,
상기 타워에 설치되며, 상기 석션파일 내부의 물을 외부로 배출시키는 배출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물.The method of claim 1, wherein the suction pile substructure,
Suction pile substructure is installed in the tower, further comprising a discharge portion for discharging the water inside the suction pile to the outside. 제 10 항에 있어서, 상기 배출부는,
상기 타워에 설치되며, 상기 석션파일과 연통되도록 형성되는 배출관; 및
상기 타워에 설치되며, 상기 배출관을 통해 상기 석션파일 내부의 물을 외부로 배출시키도록 상기 배출관에 흡입력을 제공하는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 석션파일 하부구조물.The method of claim 10, wherein the discharge unit,
A discharge pipe installed in the tower and formed to communicate with the suction pile; And
Suction pile substructure is installed in the tower, including a pump for providing a suction force to the discharge pipe to discharge the water inside the suction pile to the outside through the discharge pipe.
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