JP2010064649A - Taut mooring float and method for towing and installing taut mooring float - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、風力発電装置等の台座として使用される緊張係留浮体の曳航時及び設置時における静的復元性能を向上すると共に、設置後において、緊張係留索の固定及び長さ調整を水面より上方で行うことにより作業性を向上することができる緊張係留浮体と緊張係留浮体の曳航及び設置方法に関する。 The present invention improves static restoration performance during towing and installation of a tension mooring floating body used as a pedestal for a wind power generator or the like, and after installation, the tension mooring cable is fixed and adjusted in length above the water surface. It is related with the towing and installation method of a tension mooring floating body and the tension mooring floating body which can improve workability | operativity by carrying out by.
風力発電に関して海岸の大陸棚に緊張係留浮体(TLP:テンション・レグ・プラットホーム)を設けて、この緊張係留浮体に風力発電装置等の機器を搭載する提案がなされ始めている。例えば、図6に示すように、この風力発電装置の台座11を搭載する浮体12は、この浮体12に取り付けられた1本又は複数本(図6では4本)のテンドンと呼ばれる緊張係留索13で海底や湖底や川底等の水底2に設けられたアンカー14に係留されている。
With regard to wind power generation, proposals have been made to install a tension mooring floating body (TLP: tension leg platform) on the continental shelf on the coast and to mount a device such as a wind power generator on the tension mooring floating body. For example, as shown in FIG. 6, the
風力発電装置に限らず、一般的に、図6に示すような緊張係留浮体1Xの設置は、浮体12のバラストタンクにバラスト水を注入したり、バラストを積んだりして、浮体12の浮力を設置状態の時よりも小さくして沈めた状態で、予め設定水域に設置されたアンカー14の上に移動する。移動後、緊張係留索13の上端を浮体12の上側係留部12cに結合し、緊張係留索13の下端をアンカー14の下側係留部14cに結合する。
In general, the tension mooring floating
結合後、上部構造物11を搭載している浮体12の傾斜に注意しながら、バラスト水を排出したり、バラストを取り除いたりして、浮体12の浮力を予め設定された浮力とする。更に、緊張係留索13の長さを変更して上部構造物11の傾斜と各々の緊張係留索13の張力の大きさを調整する。この設置では、緊張係留浮体1Xが波浪中においても上下動揺や横傾斜や縦傾斜をしないように、また、水平方向に移動可能な範囲も許容範囲に入るように、緊張係留索13に予め設定した初期張力を付与して係留する(例えば、特許文献1、2参照)。
After the coupling, the buoyancy of the floating
また、上部構造物の搭載に広い面積を必要としない、風力発電装置を搭載するような場合には、図7に示すような、水面を貫通する柱状体(センターコラム)12aと、この柱状体12aの下部に接続する水没浮力体(ポンツーン)12bとを有する浮体12に、複数本の緊張係留索13の上端側を固定し、この緊張係留索13の下端側を水底2に設置されたアンカー14の下側係留部14cに連結して、緊張係留索13に張力を作用させて緊張係留浮体1Yを位置保持することが提案されている(例えば、特許文献3及び4参照)。
Further, in the case of mounting a wind power generator that does not require a large area for mounting the superstructure, a columnar body (center column) 12a penetrating the water surface as shown in FIG. The upper end side of a plurality of
水面を貫通する柱状体12aと、この柱状体12aに接続する水没浮力体12bとを有する浮体12で構成される「ミニ・テンション・レグ・プラットホーム(ミニTLP)」と呼ばれる緊張係留浮体1Yでは、緊張係留索13は水深Dの水没浮力体12bの上側係留部12cに係留されている。この緊張係留浮体1Yは、設置後は、水面を貫通する部分は柱状体12aのみとなるので、潮位変動や波による水面の上下による緊張係留索13の張力への影響が少なくなる。
In a tension mooring floating
しかしながら、緊張係留浮体1Yの曳航時や設置時等の緊張係留索13が取り付けられていない状態では、水面を貫通する部分が柱状体12aしかないため静的復元力が著しく小さく、緊張係留浮体の安定性能が非常に悪いという問題がある。そのため、曳航時及び設置時には、緊張係留浮体1Yの姿勢を保持するために、クレーンの使用が不可欠となる。
However, when the tension mooring floating
この場合に、風力発電装置を搭載するような「ミニTLP」でも、重量で千トンを越えるので、使用するクレーンは、大型洋上クレーンとならざるを得ない。この大型洋上クレーンは、市場での保有隻数が少ない上に、曳航時から設置完了時まで必要になるため、大型洋上クレーンの使用期間が長くなる。そのため、曳航及び設置工事の日程調整が難しい上に、コストが嵩むという問題がある。 In this case, even a “mini TLP” equipped with a wind turbine generator has a weight exceeding 1,000 tons, and the crane to be used must be a large offshore crane. This large offshore crane has a small number of ships in the market and is necessary from the time of towing until the completion of installation, so that the period of use of the large offshore crane becomes long. Therefore, it is difficult to adjust the schedule of towing and installation work, and there is a problem that costs increase.
また、従来技術の「ミニTLP」では、緊張係留索13の上側係留部12cが水中にあるため、緊張係留索13の取り付け作業や張力調整作業及び保守点検作業等が水中での作業となる。そのため、作業性が悪く作業時間が長くなるので、これらの作業におけるコストが嵩む。また、設置後に下側係留部が地震等より不等沈下した場合に、この不等沈下に対して緊張係留索13の長さを調整する必要が生じるが、この場合にも上側係留部12cが没水しているので、水中での作業が必要になるという問題がある。
Further, in the “mini TLP” of the prior art, the
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、緊張係留浮体の曳航時と設置時における緊張係留浮体の静的復元力を増大して安定性を確保できて、これにより必要となる大型洋上クレーンの能力や使用頻度を減少でき、また、水域の気象・海象状態によっては不要にすることができ、しかも、設置時及び設置後において、緊張係留索の取り付け作業及び長さ調整作業を水面より上方で行うことができる緊張係留浮体と緊張係留浮体の曳航及び設置方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above situation, and the purpose of the present invention is to increase the static restoring force of the tension mooring floating body during towing and installation of the tension mooring floating body, thereby ensuring stability. Can reduce the capacity and frequency of use of large offshore cranes that are required, and can be made unnecessary depending on the weather and sea conditions of the water area. An object of the present invention is to provide a tension mooring floating body and a towing and installation method of the tension mooring floating body capable of performing the height adjustment work above the water surface.
上記の目的を達成するための緊張係留浮体は、水面を貫通する柱状体と、該柱状体に接続する水没浮力体とを有する浮体に複数本の緊張係留索の上端側を固定し、この緊張係留索の下端側を水底に設置された下側係留部に連結して、前記緊張係留索に張力を作用させて位置保持する緊張係留浮体において、水面を貫通する水面貫通浮力部分を有する係留用部材を前記水没浮力体に接続して設けると共に、前記緊張係留索の上端側を前記係留用部材の水面より上方に設けた上側係留部に固定して構成される。 The tension mooring floating body for achieving the above-mentioned object is achieved by fixing the upper ends of a plurality of tension mooring lines to a floating body having a columnar body penetrating the water surface and a submerged buoyant body connected to the columnar body. For a mooring floating body that connects the lower end side of the mooring line to a lower mooring part installed on the bottom of the water and holds the position by applying tension to the tensioning mooring line, for mooring having a water surface penetrating buoyancy portion that penetrates the water surface A member is provided connected to the submerged buoyancy body, and the upper end side of the tension mooring line is fixed to an upper mooring portion provided above the water surface of the mooring member.
この構成によれば、緊張係留浮体が係留されていない時、即ち、曳航時や設置時において、柱状体(センターコラム)とは別に設けた水面貫通浮力部分により、係留浮体の横傾斜や縦傾斜に対する復元力を発生できるので、転覆の危険性を減少し安定した状態で曳航することができる。また、設置工事時においても安定した状態を維持できる。 According to this configuration, when the tension mooring floating body is not moored, that is, during towing or installation, the mooring floating body is inclined horizontally or vertically by the water surface penetrating buoyancy portion separately from the columnar body (center column). Because of this, it is possible to tow in a stable state with reduced risk of rollover. In addition, a stable state can be maintained even during installation work.
つまり、水没浮力体の緊張係留索の係留部材を、水面を貫通する水面貫通浮力部分を有して形成することにより、新たに水面貫通浮力部分の浮力による復元力が加わり、緊張係留浮体の静的復元力が増加する。これにより、曳航時や設置時の設置完了前の緊張係留索が取り付けられていない状態においても、緊張係留浮体の横傾斜や縦傾斜に関しての安定性が著しく改善され、設置工事が容易となる。 In other words, by forming the mooring member of the tension mooring line of the submerged buoyancy body with the water surface buoyancy part penetrating the water surface, a restoring force due to the buoyancy of the water surface buoyancy part is newly added, and the tension mooring floating body Restoring power increases. Thereby, even in the state where the tension mooring cable before the completion of installation at the time of towing or installation is not attached, the stability of the tension mooring floating body with respect to the horizontal inclination and the vertical inclination is remarkably improved, and the installation work is facilitated.
従って、曳航時と設置時に必要となる大型洋上クレーンの能力や使用頻度を減少でき、また、曳航や設置の水域の気象・海象状態によっては大型洋上クレーンを不要にできる。その結果、曳航及び設置工事におけるコストの削減を図ることができる。 Therefore, the capacity and frequency of use of the large offshore crane required for towing and installation can be reduced, and the large offshore crane can be eliminated depending on the weather and sea conditions of the towed and installed water area. As a result, costs for towing and installation work can be reduced.
更に、緊張係留索の上端部を取り付けるための上側係留部を、係留部材の水面より上方の部位に設けているため、緊張係留索の取り付け作業や張力調整作業を水面より上方で行うことができるようになる。そのため、従来技術における水中作業に比べて作業性が改善されるので、設置工事や保守点検作業の作業効率を向上でき、コストを低減できる。 Furthermore, since the upper mooring part for attaching the upper end part of a tension mooring line is provided in the site | part above the water surface of a mooring member, the attachment work and tension | tensile_strength adjustment work of a tension mooring line can be performed above the water surface. It becomes like this. Therefore, since workability is improved as compared with the underwater work in the prior art, the work efficiency of the installation work and the maintenance inspection work can be improved, and the cost can be reduced.
なお、柱状浮力体は、柱状体(センターコラム)から離間して水面を貫通するように設けられ、この離間距離が大きい程、モーメントレバーが大きくなるので、同じ水面面積で大きな復元力が得られる。しかしながら、離間距離を大きくするのには限度があるので、水没浮力体の端部に接続して、この端部の上方に、この柱状浮力体を設けるのが好ましい。 The columnar buoyancy body is provided so as to penetrate the water surface away from the columnar body (center column), and the greater the separation distance, the larger the moment lever, so that a large restoring force can be obtained with the same water surface area. . However, since there is a limit to increasing the separation distance, it is preferable to connect the end portion of the submerged buoyant body and provide the columnar buoyancy body above the end portion.
上記の緊張係留浮体において、中空部を有する柱状浮力体で前記係留用部材を形成し、前記緊張係留索の上側部分を前記中空部に通して、前記緊張係留索の上端側を前記柱状浮力体の水面より上方の部位に設けた上側係留部に取り付けるように構成する。 In the above-described tension mooring body, the anchoring member is formed by a columnar buoyancy body having a hollow portion, the upper portion of the tension mooring line is passed through the hollow portion, and the upper end side of the tension mooring line is the columnar buoyancy body. It attaches to the upper mooring part provided in the site | part above the water surface.
この構成によれば、水没浮力体に接続して、水面を貫通する柱状浮力体(コーナーコラム)を係留部材として設けることにより、柱状浮力体の水面部分の浮力による復元力が新たに加わり、静的復元力が増加する。また、上側係留部を、柱状浮力体の水面より上方に設けるため、緊張係留索の取り付け作業や張力調整作業を水面より上方の部位で行うことができ、作業性が向上する。その上、緊張係留索を柱状浮力体の中空部を挿通させているので、緊張係留索と柱状浮力体との衝突や絡み合いを回避することができる。 According to this configuration, the columnar buoyancy body (corner column) penetrating the water surface is provided as a mooring member by connecting to the submerged buoyancy body, thereby newly adding a restoring force due to the buoyancy of the water surface portion of the columnar buoyancy body. Restoring power increases. Further, since the upper mooring portion is provided above the water surface of the columnar buoyant body, the attachment work of the tension mooring line and the tension adjustment operation can be performed at a site above the water surface, and workability is improved. In addition, since the tension mooring line is inserted through the hollow portion of the columnar buoyancy body, collision and entanglement between the tension mooring line and the columnar buoyancy body can be avoided.
上記の緊張係留浮体において、該緊張係留浮体の設置後に、前記係留用部材の前記水面貫通浮力部分の一部又は全部を取り外しできるように設けて構成する。 In the above-described tension mooring floating body, after the tension mooring floating body is installed, a part or all of the water surface penetration buoyancy portion of the mooring member is provided so as to be removable.
この構成によれば、静的復元力が必要な曳航時と設置時には取り外し可能な水面貫通浮力部分を取り付けて安定した状態にすることができ、静的復元力が不要な設置後にこの取り外し可能な水面貫通浮力部分を外すことにより、設置後の水面を貫通する係留部材の水面面積を減少できる。これにより設置後においては、水面面積が減少するので、水位変動による浮力の増減量が減少する。そのため、潮位変化や波による緊張係留索の張力の変動量を少なくすることができる。 According to this configuration, it is possible to attach a removable surface-buoyant buoyancy part at the time of towing and installation where static restoring force is required and to make it stable, and this removable after installation that does not require static restoring force. By removing the water surface penetrating buoyancy portion, the water surface area of the mooring member penetrating the water surface after installation can be reduced. As a result, after installation, the water surface area decreases, so the amount of increase or decrease in buoyancy due to water level fluctuations decreases. Therefore, the amount of fluctuation in the tension of the tension mooring line due to tide level changes and waves can be reduced.
また、設置後に取り外した水面貫通浮力部分を、別の緊張係留浮体の曳航時及び設置時に使用することができるので、この水面貫通浮力部分は繰り返し使用できる。その結果、多数の緊張係留浮体を製造、曳航、設置する場合に、全体としての鋼材重量を低減でき、大幅なコスト削減を図ることができる。 Moreover, since the water surface penetration buoyancy part removed after installation can be used at the time of towing and installation of another tension mooring floating body, this water surface penetration buoyancy part can be used repeatedly. As a result, when a large number of tension moorings are manufactured, towed, and installed, the overall steel weight can be reduced and a significant cost reduction can be achieved.
上記の緊張係留浮体において、前記係留用部材を骨組み構造体で形成し、該緊張係留浮体の曳航時と設置時においては、前記骨組み構造体に前記水面貫通浮力部分を取り付け、該緊張係留浮体の設置後においては前記水面貫通部分を取り外すように構成する。 In the above-described tension mooring floating body, the mooring member is formed of a frame structure, and when the tension mooring floating body is towed and installed, the water surface penetrating buoyancy portion is attached to the frame structure, After installation, the water surface penetrating portion is removed.
この構成によれば、係留用部材を骨組み構造体とすることで、著しく鋼材重量を減少できる上に、設置後において、係留用部材に作用する潮位や波による力を著しく減少できる。 According to this configuration, since the mooring member is a frame structure, the weight of the steel material can be remarkably reduced, and the force due to the tide level and the waves acting on the mooring member after installation can be remarkably reduced.
そして、上記の目的を達成するための緊張係留浮体の曳航及び設置方法は、水面を貫通する柱状体と、該柱状体に接続する水没浮力体とを有する浮体に複数本の緊張係留索の上端側を固定し、この緊張係留索の下端側を水底に設置された下側係留部に連結して、前記緊張係留索に張力を作用させて位置保持する緊張係留浮体の曳航及び設置方法において、前記水没浮力体に接続して設けられ、かつ、水面を貫通する係留用部材に、水面貫通浮力部分を設けて曳航時及び設置工事時の静的復元力を増加すると共に、前記緊張係留索を取り付ける上側係留部を前記係留用部材の水面より上方に設けて、前記緊張係留索の上端側の係留作業を水面より上方で行うようにしたことを特徴とする方法である。 And the towing and installation method of the tension mooring floating body for achieving the above object is the upper end of a plurality of tension mooring lines in the floating body having a columnar body penetrating the water surface and a submerged buoyancy body connected to the columnar body. In the towing and installation method of the tension mooring floating body that fixes the side, connects the lower end side of the tension mooring line to the lower mooring part installed on the bottom of the water, and holds the position by applying tension to the tension mooring line. A mooring member provided in connection with the submerged buoyant body and penetrating the water surface is provided with a water surface penetrating buoyancy part to increase static restoring force during towing and installation work, and the tension mooring cable The upper mooring portion to be attached is provided above the water surface of the mooring member, and the mooring operation on the upper end side of the tension mooring line is performed above the water surface.
この方法によれば、緊張係留浮体の曳航時や設置時において、水面貫通浮力部分により、緊張係留浮体の横傾斜や縦傾斜に対する復元力を発生できるので、転覆の危険性が少なくなり安定した状態で曳航することができる。また、設置時においても安定させることができる。そのため、大型洋上クレーンによる緊張係留浮体の吊り下げの頻度を減少でき、また、曳航や設置の水域の気象・海象状態によっては大型洋上クレーンによる吊り下げを不要にすることができるので、曳航作業及び設置作業が容易となり、コスト削減を図ることができる。 According to this method, when the tension mooring floating body is towed or installed, the water penetration buoyancy part can generate a restoring force against the horizontal or vertical inclination of the tension mooring floating body, so that the risk of overturning is reduced and stable. Can be towed at. It can also be stabilized during installation. Therefore, the frequency of suspension of tension mooring floating bodies by large offshore cranes can be reduced, and depending on weather and sea conditions of towing and installation water areas, suspension by large offshore cranes can be made unnecessary. Installation work is facilitated and cost reduction can be achieved.
また、緊張係留索の緊張係留浮体への上側係留部を、係留部材の水面より上方に設けるため、緊張係留索の取り付け作業や張力の調整作業を水面より上方で行うことができる。そのため、従来技術の水中作業に比べて作業性がよくなり、設置工事や保守点検作業の費用を低減できる。 Moreover, since the upper mooring part to the tension mooring floating body of the tension mooring line is provided above the water surface of the mooring member, the tension mooring line can be attached and the tension can be adjusted above the water surface. Therefore, workability is improved as compared with the conventional underwater work, and the cost of installation work and maintenance inspection work can be reduced.
上記の緊張係留浮体の曳航及び設置方法において、該緊張係留浮体の設置後に、前記水面貫通浮力部分を取り外す。この方法によれば、設置後に取り外した水面貫通浮力部分を、別の緊張係留浮体の曳航時及び設置時に使用することができ、水面貫通浮力部分を繰り返し使用できる。従って、多数の緊張係留浮体を製造、曳航、設置する場合に、全体としての鋼材重量を低減でき、大幅なコスト削減を図ることができる。 In the towing and installation method of the tension mooring floating body described above, the water surface penetrating buoyancy portion is removed after the tension mooring floating body is installed. According to this method, the water surface through buoyancy portion removed after installation can be used when towing and installing another tension mooring floating body, and the water surface through buoyancy portion can be used repeatedly. Therefore, when many tension mooring floating bodies are manufactured, towed, and installed, the steel material weight as a whole can be reduced, and a significant cost reduction can be achieved.
また、上記の緊張係留浮体と緊張係留浮体の曳航及び設置方法において、緊張係留浮体が風力発電装置を搭載する場合には、風力発電装置は、曳航時や設置時においても、風力の作用点が水面から著しく高くなるので転倒しやすく、傾斜による転倒の虞が大きいので、本発明の効果がより大きくなる。 Further, in the above-described towing and installation method of the tension mooring floating body and the tension mooring floating body, when the tension mooring floating body is equipped with a wind power generator, the wind power generation apparatus has an action point of wind power at the time of towing and installation. Since it becomes extremely high from the surface of the water, it is easy to tip over, and there is a high risk of tipping over due to the inclination, so the effect of the present invention is further increased.
本発明の緊張係留浮体と緊張係留浮体の曳航及び設置方法によれば、緊張係留浮体の曳航時や設置時において、水面貫通浮力部分により、緊張係留浮体の横傾斜や縦傾斜に対する復元力を発生できるので、転覆の危険性が少なくなり安定した状態で曳航することができ、また、設置時においても安定している。そのため、大型洋上クレーンによる緊張係留浮体の吊り下げの頻度を減少でき、また、水域の気象・海象状態によっては大型洋上クレーンによる吊り下げを不要にすることができるので、曳航作業及び設置作業が容易となり、コスト削減を図ることができる。 According to the towing and installation method of the tension mooring floating body and the tension mooring floating body according to the present invention, when the tension mooring floating body is towed or installed, a restoring force against the horizontal inclination and the vertical inclination of the tension mooring floating body is generated by the water surface penetrating buoyancy part. As a result, the risk of rollover is reduced, and the tow can be carried out in a stable state, and is also stable during installation. Therefore, the frequency of suspension of tension mooring floating bodies by large offshore cranes can be reduced, and depending on weather and sea conditions in the water area, suspension by large offshore cranes can be made unnecessary, so towing and installation work is easy. Thus, cost reduction can be achieved.
また、緊張係留索の上端部を取り付ける上側係留部を、係留部材の水面より上方に設けるため、緊張係留索の取り付け作業や張力の調整作業を水面より上方の部位で行うことができる。そのため、従来技術の水中作業に比べて作業性が向上し、設置工事や保守点検作業の費用を低減できる。 Moreover, since the upper mooring part which attaches the upper end part of a tension mooring line is provided above the water surface of a mooring member, the attachment work of a tension mooring line and the tension | tensile_strength adjustment work can be performed in the site | part above a water surface. Therefore, workability is improved as compared with the conventional underwater work, and the cost of installation work and maintenance inspection work can be reduced.
以下、図面を参照して本発明に係る緊張係留浮体と緊張係留浮体の曳航及び設置方法ついて説明する。ここでは、特に浮体が支持する上部構造物に風力発電装置を搭載した緊張係留浮体を例にして説明するが、本発明は風力発電装置に限定されず、上部構造物に、油井掘削装置、その他のプラントや計測装置等を搭載する緊張係留浮体にも適用することができる。 Hereinafter, the towing and installation method of the tension mooring floating body and the tension mooring floating body according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, in particular, a tension mooring floating body in which a wind power generator is mounted on an upper structure supported by the floating body will be described as an example. However, the present invention is not limited to the wind power generator, and the upper structure includes an oil well drilling device, and the like. The present invention can also be applied to a tension mooring floating body equipped with a plant or a measuring device.
図1に示すように、本発明に係る第1の実施の形態の緊張係留浮体(ミニ・テンション・レグ・プラットホーム)1は、風力発電装置10を搭載した上部構造物11と、この上部構造物11を支持するための浮体12と、この浮体12を係留するためのテンドンと呼ばれる複数本(図1では2本ずつ3ヶ所で計6本)の緊張係留索13と、この緊張係留索13を海底や湖底や河底などの水底2に固定するためのアンカー14とを備えて構成される。
As shown in FIG. 1, a tension mooring floating body (mini tension leg platform) 1 according to a first embodiment of the present invention includes an
この浮体12は、上部構造物11の重量を浮力で支持して、上部構造物11を水上の予め設定した高さに維持するものである。この浮体12は、上部構造物11を支持するための円柱や多角柱で形成される筒状体12aと、この筒状体12aの下部から放射状に水平方向に伸びる3本以上(図1では3本)の柱状体で形成される水没浮力体(下部浮力体)12bとからなる。この筒状体12aはセンターコラムと呼ばれ、水没浮力体はポンツーンと呼ばれる。この筒状体12aと水没浮力体12bは中空構造とし、鋼やプレストレスコンクリート(PC)等で浮力を生じるように構成される。
The floating
本発明では、この水没浮力体12bの筒状体12aと反対の端部に、水面貫通浮力部分を有する係留部材15を接続して配置する。この水面貫通浮力部分はその上部の一部が水面3の上に突出するように設けられる。図1及び図2に示すように、係留部材15を中空部15hを有する柱状浮力体で形成すると共に、緊張係留索13の上側部分を中空部15hに通して、緊張係留索13の上端部を柱状浮力体15の水面より上方の部位に設けた上側係留部15cに取り付けて固定支持する。
In the present invention, the anchoring
なお、係留部材15を円柱形状又は円錐形状に形成して中空部を設けずに、柱形状や円錐形状に形成し、緊張係留索13をこの係留部材15の外側で水面の上方に導いてもよいが、この場合には、緊張係留索13が係留部材15に衝突して互いに損傷する危険性や、浮遊物が緊張係留索13に衝突して緊張係留索13が損傷する危険性や、緊張係留索13が係留部材15に絡む危険性が生じる。従って、図1及び図2に示すような中空部15hを挿通させるような構成が好ましい。
The
この上側係留部15cが、平面視で柱状体12aから離間することにより、上部構造物11の傾斜に関するモーメントレバーが大きくなるので、浮体12と上部構造物11に作用する転倒モーメントによって生じる緊張係留索13の張力の変化量が少なくなる。
Since the
この構成によれば、水没浮力体12bの上に接続して、水面を貫通して水面より上方まで達する柱状浮力体(コーナーコラム)を係留部材15として設けることにより、新たにこの柱状浮力体(係留部材)15の水面部分の浮力による復元力が加わり、静的復元力が増加する。これにより曳航時や設置前の緊張係留索13が取り付けられていない状態においても、緊張係留浮体13の横傾斜や縦傾斜に関する安定性が改善され、設置工事が行い易くなる。
According to this configuration, the columnar buoyancy body (corner column) that connects to the submerged
なお、柱状浮力体15は、柱状体12bから離間して水面を貫通するように設けられ、この離間距離が大きい程、モーメントレバーが大きくなるので、同じ水面面積で大きな復元力が得られる。逆に言えば、同じ復元力を得るのに小さい水面面積で済む。しかしながら、離間距離を大きくするのには限度があるので、水没浮力体12bの端部に接続して、この端部の上方に、この柱状浮力体15を設けるのが好ましい。
The
なお、風力発電装置10を搭載する場合には、曳航時や設置時においても、風力の作用点が水面から著しく高くなるので転倒しやすく、傾斜による転倒の虞が大きいので、この静的復元力の増加の効果は重要となる。
When the
また、緊張係留索13の緊張係留浮体12への上側係留部15cを、柱状浮力体15の水面より上方の部位に設けているため、緊張係留索13の取り付け作業や張力調整作業を水面より上方で行うことができ、作業性が向上する。従って、設置工事や点検保守作業が容易となり、これらのコストを低減できる。
Further, since the
この緊張係留索13は、鋼製の鎖(チェーン)やケーブルおよびロープ等で形成され、その上端部を上側経由部15cに、その下端部をテンプレート14の下側係留部14cに取り付けられる。係留時には、緊張係留索13の長さを調整して、この緊張係留索13に常時張力(テンション)が加わっている状態にして、浮体12の浮力に抗して、浮体12を水中に引き込むように構成する。
The
テンプレート14はスチールやコンクリート等で形成される錘であり、水底2に沈められ自重により固定される重力式のアンカーとして使用される。なお、水底2の地盤に固定されるパイリング(杭)をアンカーとして使用してもよい。このテンプレート14は、下側係留部14cと緊張係留索13と上側係留部15cを介して浮体12を予め設定された位置に係留するためのものであり、緊張係留索13の下端部が下側係留部14cに固定される。
The
この緊張係留浮体1の大きさは、例えば、発電量が2MWを想定した場合で、かつ、大陸棚の水深100mから200m程度の所に設置される場合には、風車10aの回転直径が80m程度で、風車10aの回転軸10bは水面3の上が75m程度となり、浮体12の筒状体12aの直径は6m程度で高さは35m程度であり、3つのアンカー14の中心を通る円の直径は60m程度である。
The size of the tension mooring floating body 1 is, for example, when the power generation amount is assumed to be 2 MW, and the
この緊張係留浮体1の曳航は、バラスト水を注入したり、バラストを積んだりして曳航に適した浮力の状態にして、曳船等で曳航して、予め設定水域に設置されたテンプレート14の上に移動する。この曳航に際しては、緊張係留浮体1において、水面貫通浮力部分により横傾斜や縦傾斜に関する安定性が向上されているので、必要となる大型洋上クレーンの能力を減少したり、大型洋上クレーンによる緊張係留浮体の吊り下げの頻度を減少したり、また、曳航や設置の水域の気象・海象状態によっては大型洋上クレーンによる吊り下げを不要にしたりすることができる。
The towing of the tension mooring floating body 1 is carried out by injecting ballast water or placing the ballast into a state of buoyancy suitable for towing, towing with a tugboat or the like, and on a
緊張係留浮体1の移動後、小型洋上クレーンや係留部材15に設けた仮設クレーン等を使用して、緊張係留索13の上端を係留部材15の上側係留部15cに取り付けて、水中作業により、下端をテンプレート14の下側係留部14cに取り付ける。あるいは、下端を予めテンプレート14の下側係留部14cに取り付けておき、その後テンプレート14を沈める。この緊張係留索13の上端の取り付け作業に際しては、上側係留部15cが水面より上方に配置されており、水中での作業ではないため、作業効率が良い状態で取り付け作業を行うことができる。
After the tension mooring floating body 1 is moved, the upper end of the
緊張係留索13の取り付け後、上部構造物11とこれを搭載した浮体12の傾斜に注意しながら、必要に応じてバラスト水を注排水したり、バラストを降ろしたりして、浮体12の浮力を予め設定された浮力の状態にして、緊張係留索13の長さの調整により、上部構造物11の傾斜と各々の緊張係留索13の張力を調整する。
After attaching the
この設置では、緊張係留浮体1は波浪中においても上下動揺や横傾斜や縦傾斜をしないように緊張係留索13に予め設定した初期張力を付与して係留する。この初期張力は浮力と重量の差となるが、緊張係留索13の張力は予め設定された張力になるように、浮力と緊張係留索13の長さを調整して設定される。また、水平方向の移動可能な範囲も許容範囲に入るように初期張力は設定される。
In this installation, the tension mooring floating body 1 is moored by applying a preset initial tension to the
そして、この第1の実施の形態では、係留部材15は係留後もそのままの状態とされる。この状態では、係留部材15の水面貫通浮力部分による復元力はそのまま維持される。従って、上部構造物11を搭載した浮体12の傾斜に対しては、この復元力と緊張係留索13による張力の両方が作用することになる。
And in this 1st Embodiment, the
次に第2の実施の形態について説明する。図3〜図5に示すように、この第2の実施の形態の緊張係留浮体1Aでは、係留用部材15を中空部15hを有する柱状浮力体で形成する代わりに、係留用部材15を骨組み構造体15aで形成すると共に、この骨組み構造体15aに、水面貫通浮力部分15bを取り付け及び取り外しできるように構成する。
Next, a second embodiment will be described. As shown in FIGS. 3 to 5, in the tension mooring floating body 1 </ b> A according to the second embodiment, the
この緊張係留浮体1Aの曳航時においては図3に示すように、また、設置時においては図4に示すように、骨組み構造体15aに水面貫通浮力部分15bを取り付けた状態とし、緊張係留浮体1Aの設置後においては図5に示すように、水面貫通部分15bを取り外した状態とする。この緊張係留浮体1Aの設置後に、取り外しできる部分は、水面貫通浮力部分の一部でもよく、全部でもよい。
As shown in FIG. 3 at the time of towing the tension
この構成によれば、取り外し可能な水面貫通浮力部分15bを、静的復元力が必要な曳航時と設置時に取り付けて、静的復元力が不要となる設置後に取り外すことにより、設置後の状態において、水面を貫通する係留部材15の水面面積を減少できる。これにより、復元力を発生していた水面面積による浮力の増減量が減少する。そのため、潮位変化や波による緊張係留索13の張力の変動量を少なくすることができる。
According to this configuration, the removable water
また、取り外した水面貫通浮力部分15bを、別の緊張係留浮体1Aの曳航時及び設置時に使用することにより、水面貫通浮力部分15bを繰り返し使用でき、多数の緊張係留浮体1Aを製造、曳航、設置する場合に、全体としての鋼材重量を低減でき、大幅なコスト削減を図ることができる。
Further, by using the removed water surface penetrating
更に、係留用部材15を骨組み構造体15aで形成することで、鋼材重量を減少できる。その上、骨組みなので水面面積を著しく小さくでき、設置後の係留用部材15に作用する潮位や波による力を著しく減少できる。
Furthermore, the steel member weight can be reduced by forming the
上記の第1及び第2の実施の形態の緊張係留浮体1、1Aと緊張係留浮体の曳航及び設置方法によれば、緊張係留された浮体12で支持され、風力発電装置等の設備を支持する台座となる上部構造物11を設けた緊張係留浮体1、1Aにおいて、緊張係留浮体1、1Aが係留されていない時、即ち、曳航時や設置時において、柱状体(センターコラム)12a以外に設けた水面貫通浮力部分15、15bにより、係留浮体12の横傾斜や縦傾斜に対する復元力を発生できるので、転覆の危険性が少なくなり安定して曳航することができる。また、設置時においても安定している。
According to the towing and installation method of the tension
従って、曳航時と設置時に、緊張係留浮体1、1Aを吊り下げる大型洋上クレーンの能力を減少したり、大型洋上クレーンによる緊張係留浮体の吊り下げの頻度を減少したり、また、曳航や設置の水域の気象・海象状態によっては大型洋上クレーンによる吊り下げを不要にすることができる。その結果、曳航及び設置工事が比較的容易となり、コスト削減が可能となる。
Therefore, during towing and installation, the capacity of the large offshore crane that suspends the tension
また、緊張係留索13の上端部を取り付ける上側係留部15cを、係留部材15の水面より上方の部位に設けているため、設置の際や設置後の地震等による水底地盤の不等沈下などに際して、緊張係留索13の取り付け作業や張力調整作業を水面より上方で行うことができるようになる。そのため、従来技術の水中作業に比べて作業性が控除し、設置工事や保守点検作業の費用を低減できる。
In addition, since the
1、1A、1X、1Y 緊張係留浮体
2 水底
3 水面
10 風力発電装置
10a 風車
10b 風車の回転軸
11 上部構造物
12 浮体
12a 筒状体
12b 下部浮体
12c 上側係留部
13 緊張係留索
14 アンカー
14c 下側係留部
15 係留部材(柱状浮力体:水面貫通浮力部分)
15a 骨組部材
15b 水面貫通浮力部分
15c 上側係留部
15d 水面形状
15h 中空部
T1〜T4 緊張係留索の張力
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