JP2018016302A - Offshore wind power generation facility and installation method of the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable lifting and fixing of a tower to be easily and safely performed in a spar-type offshore wind power generation facility in which the tower is housed in a floating body and is lifted and fixed by a tower lifting facility during installation at sea.SOLUTION: An offshore wind power generation facility comprises: a floating body 2; mooring cables 4, 4 ...; a tower 5; and a nacelle 6 and multiple wind turbine blades 7, 7 ... which are installed at a top part of the tower 5. The floating body 2 has a bottomed hollow part opening at an upper end part. An entire part or a large part of the lower end side of the tower 5 may be housed in the floating body, and the tower 5 may be lifted by a tower lifting facility. The offshore wind power generation facility integrally includes a shaft structure 8 continuing into a lower end of the tower 5. Vertical movement of the shaft structure 8 is guided by a guide member provided in the floating body.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、浮体内部にタワーが収容され、海上での施工時にタワー昇降設備によってタワーを引上げ、固定するようにしたスパー型の洋上風力発電設備及びその施工方法に関する。   The present invention relates to a spar-type offshore wind power generation facility in which a tower is accommodated inside a floating body, and the tower is lifted and fixed by a tower lifting / lowering facility at the time of construction at sea, and a construction method thereof.

従来より、主として水力、火力及び原子力発電等の発電方式が採用されてきたが、近年は環境や自然エネルギーの有効活用の点から自然風を利用して発電を行う風力発電が注目されている。この風力発電設備には、陸上設置式と、水上(主として海上)設置式とがあるが、沿岸域から後背に山岳地形をかかえる我が国の場合は、沿岸域に安定した風が見込める平野が少ない状況にある。一方、日本は四方を海で囲まれており、海上は発電に適した風が容易に得られるとともに、設置の制約が少ないなどの利点を有する。そこで、近年は洋上風力発電設備が多く提案されている。   Conventionally, power generation methods such as hydropower, thermal power, and nuclear power generation have been mainly employed, but in recent years, wind power generation that generates power using natural wind has attracted attention from the viewpoint of effective use of the environment and natural energy. There are two types of wind power generation facilities: land-based and water-based (mainly sea-based). In Japan, where mountainous landforms are located behind the coast, there are few plains where stable wind can be expected in the coast. It is in. On the other hand, Japan is surrounded on all sides by the sea, and it has the advantage that the wind suitable for power generation can be easily obtained and there are few restrictions on installation. In recent years, therefore, many offshore wind power generation facilities have been proposed.

本出願人においても、下記特許文献1において、スパー型の洋上風力発電設備及びその施工方法を提案した。具体的には、浮体はコンクリート製のプレキャスト筒状体を高さ方向に複数段積み上げ、各プレキャスト筒状体をPC鋼材により緊結し一体化を図った下側コンクリート製浮体構造部と、この下側コンクリート浮体構造部の上側に連設された上側鋼製浮体構造部とからなるとともに、上端部を開口させた有底中空部を有するスパー型の浮体構造とし、少なくとも施工時に前記タワーは前記デッキ上に設けたタワー昇降設備によって昇降自在とされ、前記浮体内部に収容可能とされる洋上風力発電設備を提案した。また、その施工方法として、浮体内部にタワーを収容させた状態で海上に横向きで浮かべ、洋上設置場所まで曳航する第1手順と、洋上設置場所において、バラストを投入することによって浮体を直立状態に起立させる第2手順と、前記タワー昇降設備によってタワーを任意の高さ位置まで引き上げた状態で、前記ナセルを設置するとともに、風車ブレードを設置する第3手順と、タワーを正規の高さ位置まで引き上げ固定する第4手順とからなる洋上風力発電設備の施工方法を提案した。   The present applicant has also proposed a spar-type offshore wind power generation facility and its construction method in Patent Document 1 below. Specifically, the floating body is composed of a plurality of concrete precast cylindrical bodies stacked in the height direction, and each precast cylindrical body is fastened and integrated with PC steel to form a lower concrete floating body structure. A spar type floating body structure having a bottomed hollow part having an upper end opened, and the tower at least during the construction. We proposed an offshore wind power generation facility that can be moved up and down by a tower lifting device provided on the top and can be accommodated inside the floating body. In addition, as a construction method, the first procedure is to float sideways on the sea with the tower inside the floating body and tow to the offshore installation location, and to put the floating body upright by throwing ballast at the offshore installation location. The second step of standing up, the third step of installing the nacelle and the wind turbine blade in a state where the tower is raised to an arbitrary height position by the tower elevating equipment, and the tower to the normal height position The construction method of the offshore wind power generation equipment which consists of the 4th procedure to raise and fix was proposed.

特開2010−223114号公報JP 2010-223114 A

前記特許文献1に係る洋上風力発電設備では、タワーを下降させた状態でナセルや風車ブレードの取付けができるようになり高所作業が減って安全に施工できるようになる。また、供用後のメンテナンス時にタワーを下降させることにより安全に作業が行えるようになるとともに、強風や波浪時にも、タワーを下降させることにより安定性が増し損傷のおそれも少なくなるなどの効果が期待できるようになる。   In the offshore wind power generation facility according to Patent Document 1, the nacelle and the windmill blade can be attached in a state where the tower is lowered, so that the work at a high place is reduced and the construction can be safely performed. In addition, it is possible to work safely by lowering the tower during maintenance after operation, and in the event of strong winds and waves, lowering the tower will increase the stability and reduce the risk of damage. become able to.

しかしながら、前記特許文献1記載の発明では、タワーの下端に直接PC鋼材を取付け、浮体上部までジャッキアップする機構であるため、タワーの引上げが不安定になり易いなどの問題があるとともに、タワーを浮体から完全に引き上げた状態で、タワーを浮体に固定用金具を用いて固定するものであるため、波で揺れる浮体上でのタワーの固定作業が危険を伴う作業となるなどの問題があった。更に、大規模修繕や強風・波浪時などにタワーを下降させる際にも、波で揺れる浮体上でのタワーの固定解除や下降作業が危険を伴う作業となるなどの問題もあった。   However, in the invention described in Patent Document 1, since the PC steel material is directly attached to the lower end of the tower and jacks up to the upper part of the floating body, there is a problem that the tower tends to be unstable, and the tower is Since the tower is fixed to the floating body with a fixing bracket in the state that it is completely pulled up from the floating body, there is a problem that the fixing work of the tower on the floating body that is shaken by the wave becomes a dangerous work. . Furthermore, when the tower is lowered during large-scale repairs, strong winds, or waves, there is a problem that the unlocking of the tower or the lowering work on the floating body swaying by the waves is dangerous work.

そこで本発明の主たる課題は、浮体内部にタワーが収容され、海上での施工時にタワー昇降設備によってタワーを引上げ、固定するようにしたスパー型洋上風力発電設備において、前記タワーの引上げ及び固定作業や前記タワーの固定解除及び下降作業を容易かつ安全に行えるようにしたスパー型洋上風力発電設備及びその施工方法を提供することにある。   Therefore, the main problem of the present invention is that in the spar type offshore wind power generation facility in which the tower is accommodated inside the floating body, and the tower is lifted and fixed by the tower lifting equipment at the time of construction on the sea, the tower is lifted and fixed. An object of the present invention is to provide a spar-type offshore wind power generation facility and a method for constructing the same that can easily and safely perform the unlocking and lowering operations of the tower.

上記課題を解決するために請求項1に係る本発明として、浮体と、係留索と、タワーと、タワーの頂部に設備されるナセル及び複数の風車ブレードとからなり、前記浮体は、上端部を開口させた有底中空部を有するスパー型の浮体構造とし、前記タワーは全部又は下端側の大部分が前記浮体内部に収容可能とされるとともに、前記タワーがタワー昇降設備によって昇降自在とされた洋上風力発電設備において、
前記タワーの下端に連続してシャフト構造体を一体的に備えるとともに、前記シャフト構造体は、浮体内部に設けられたガイド部材によって鉛直方向の移動が案内されていることを特徴とする洋上風力発電設備が提供される。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to claim 1 includes a floating body, a mooring line, a tower, a nacelle and a plurality of windmill blades installed at the top of the tower, and the floating body has an upper end portion. A spar type floating body structure having an open bottomed hollow portion, and the tower can be accommodated in the floating body entirely or most of the lower end side, and the tower can be moved up and down by tower lifting equipment. In offshore wind power generation facilities,
Offshore wind power generation characterized in that a shaft structure is integrally provided continuously at the lower end of the tower, and the shaft structure is guided in vertical movement by a guide member provided inside the floating body. Facilities are provided.

上記請求項1記載の発明では、前記タワーの下端に連続してシャフト構造体を一体的に備えるとともに、前記シャフト構造体は、浮体内部に設けられたガイド部材によって鉛直方向の移動が案内されている構造としている。   In the first aspect of the present invention, the shaft structure is integrally provided continuously to the lower end of the tower, and the shaft structure is guided in the vertical movement by the guide member provided inside the floating body. It has a structure.

従って、タワーの下端から連続して設けられたシャフト構造体の鉛直方向の移動がガイド部材によってしっかりと案内されていることにより、タワーを昇降設備によって引き上げる際、安定的に引き上げることができる。また、引上げ後に、タワーの下端を浮体の上部と連結する際にも、タワー下端から延びたシャフト構造体の鉛直方向の移動が浮体の内部に安定的に案内されていることにより、波に揺れる洋上であっても、タワーの挙動と浮体の挙動とが一体的となるため、タワーの固定作業が容易かつ安全に行えるようになる。更に、大規模修繕や強風・波浪時等にタワーを下降させる場合も、タワー下端から延びたシャフト構造体の鉛直方向の移動が浮体の内部に安定的に案内されていることにより、タワーの固定解除及び下降作業を容易かつ安全に行えるようになる。   Therefore, when the vertical movement of the shaft structure continuously provided from the lower end of the tower is firmly guided by the guide member, the tower can be stably pulled up when the tower is pulled up by the lifting equipment. In addition, when the lower end of the tower is connected to the upper part of the floating body after pulling up, the vertical movement of the shaft structure extending from the lower end of the tower is stably guided to the inside of the floating body, so that it shakes in the waves. Even on the ocean, the behavior of the tower and the behavior of the floating body are integrated, so that the tower can be fixed easily and safely. Furthermore, even when the tower is lowered during large-scale repairs, strong winds, or waves, the vertical movement of the shaft structure extending from the bottom of the tower is stably guided inside the floating body, so that the tower is fixed. Release and lowering operations can be performed easily and safely.

請求項2に係る本発明として、前記シャフト構造体は、骨組構造体又は管状構造体からなる請求項1記載の洋上風力発電設備が提供される。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the offshore wind power generation facility according to the first aspect, wherein the shaft structure is a frame structure or a tubular structure.

上記請求項2記載の発明は、前記シャフト構造体の具体的構造例を示したものである。前記シャフト構造体としては、骨組構造体又は管状構造体とするのが望ましい。重量を軽減できる点では、骨組構造体とするのが望ましい。   The invention according to claim 2 shows a specific structural example of the shaft structure. The shaft structure is preferably a frame structure or a tubular structure. In terms of reducing the weight, it is desirable to use a framework structure.

請求項3に係る本発明として、前記タワーの下端と前記浮体の上端との接合部は、リング状部材によって接合されている請求項1、2いずれかに記載の洋上風力発電設備が提供される。   As a third aspect of the present invention, there is provided the offshore wind power generation facility according to any one of the first and second aspects, wherein a joint between the lower end of the tower and the upper end of the floating body is joined by a ring-shaped member. .

上記請求項3記載の発明は、本発明ではタワーは浮体内に収納可能とされるため、タワーの下端外径は前記浮体の上端内径よりも小さくなる。従って、タワーの下端と前記浮体の上端との間にリング状部材を介在させることによって両者を接合するようにしている。前記リング状部材を設けることにより、タワーに作用した外力は前記シャフト構造体に伝達されるのではなく、前記浮体に直接的に伝達されるようになる。   In the invention according to the third aspect, since the tower can be stored in the floating body in the present invention, the lower end outer diameter of the tower is smaller than the upper end inner diameter of the floating body. Therefore, a ring-shaped member is interposed between the lower end of the tower and the upper end of the floating body so as to join them together. By providing the ring-shaped member, the external force acting on the tower is not transmitted to the shaft structure but directly to the floating body.

請求項4に係る本発明として、前記リング状部材は、周方向に分割可能とされている請求項3記載の洋上風力発電設備が提供される。   The present invention according to claim 4 provides the offshore wind power generation facility according to claim 3, wherein the ring-shaped member is separable in the circumferential direction.

上記請求項4記載の発明では、前記リング状部材として周方向に分割可能としたものを用いるようにしている。前記タワーの下端から連続してシャフト構造体が設けられているため、前記リング状部材を周方向に分割可能とした部材を用いることによりシャフト構造体があっても支障なくリング状部材をタワーと浮体との間に設置することが可能となる。   In the invention described in claim 4, the ring-shaped member that can be divided in the circumferential direction is used. Since the shaft structure is continuously provided from the lower end of the tower, the ring-shaped member can be used as a tower without any trouble even if the shaft structure is present by using a member that can divide the ring-shaped member in the circumferential direction. It becomes possible to install between floating bodies.

請求項5に係る本発明として、前記浮体内部に電気設備を備えるとともに、前記電気設備は前記タワー及びシャフト構造体が配置される中央部を避けて周囲に配置されている請求項1〜4いずれかに記載の洋上風力発電設備が提供される。   As this invention which concerns on Claim 5, while providing the electrical equipment inside the said floating body, the said electrical equipment is arrange | positioned around the center part where the said tower and a shaft structure are arrange | positioned. An offshore wind power generation facility as described above is provided.

上記請求項5記載の発明では、通常、浮体内部に配設される電気設備をタワーとシャフト構造体が中央部を通過できるように、中央部を避けて周囲に配置するようにしている。また、従来は浮体の上部に電気設備を設置していたが、浮体内部に配置することにより、浮体の重心を下げることができ、浮体の安定度は増すようになる。   In the invention according to the fifth aspect, usually, the electrical equipment disposed inside the floating body is arranged around the center so that the tower and the shaft structure can pass through the center. Conventionally, electrical equipment has been installed above the floating body. However, by placing the electrical equipment inside the floating body, the center of gravity of the floating body can be lowered, and the stability of the floating body is increased.

請求項6に係る本発明として、前記タワー昇降設備は、浮体上部に設けられたデッキ上に、周方向に均等配置された複数のジャッキと、前記シャフト構造体の下端に一端が連結され、他端が前記ジャッキに接続されたPCケーブルとからなる請求項1〜5いずれかに記載の洋上風力発電設備が提供される。   As for this invention which concerns on Claim 6, the said tower raising / lowering equipment is connected to the lower end of the shaft structure by several jacks equally arranged in the circumferential direction on the deck provided in the floating body upper part, The offshore wind power generation facility according to any one of claims 1 to 5, wherein an end of the PC cable is connected to the jack.

上記請求項6記載の発明は、タワー昇降設備の具体的構造例を示したものである。タワー昇降設備としては、浮体上部に設けられたデッキ上に、周方向に均等配置された複数のジャッキと、前記シャフト構造体の下端に一端が連結され、他端が前記ジャッキに接続されたPCケーブルとから構成するのが望ましい。前記PCケーブルの一端をシャフト構造体の下端に連結することにより、タワーの構造をシンプルにできる。   The invention described in claim 6 shows a specific structural example of the tower lifting equipment. As tower lifting equipment, a plurality of jacks equally arranged in the circumferential direction on a deck provided on the upper part of the floating body, and one end connected to the lower end of the shaft structure and the other end connected to the jack It is desirable to make up with cables. The tower structure can be simplified by connecting one end of the PC cable to the lower end of the shaft structure.

請求項7に係る本発明として、請求項1〜6いずれかに記載の洋上風力発電設備を洋上に設置するための施工方法であって、
洋上にて、浮体を直立に起立させた状態とし、浮体内部に前記シャフト構造体を収容するとともに、このシャフト構造体の上部に前記タワーを連結し、かつ該タワーの上部を前記浮体の上端よりも突出させた状態とする第1手順と、
起重機船により前記タワーの頂部に少なくともナセルを設置する第2手順と、
前記タワー昇降設備によって前記タワーを正規の高さ位置まで引き上げ、タワーの下端と前記浮体の上端とを結合する第3手順とを含むことを特徴とする洋上風力発電設備の施工方法が提供される。
As this invention which concerns on Claim 7, it is the construction method for installing the offshore wind power generation equipment in any one of Claims 1-6 on the sea,
On the ocean, the floating body is in an upright state, the shaft structure is accommodated inside the floating body, the tower is connected to the upper portion of the shaft structure, and the upper portion of the tower is connected to the upper end of the floating body. And a first procedure that also projects
A second procedure of installing at least a nacelle at the top of the tower by a hoist ship;
There is provided a method for constructing an offshore wind power generation facility, which includes a third step of lifting the tower to a normal height position by the tower lifting and lowering unit and joining the lower end of the tower and the upper end of the floating body. .

上記請求項7記載の発明は、本洋上風力発電設備の施工方法を示したものである。タワーを下降させた状態でナセルや風車ブレードの取付けができるようになり、高所作業が減って安全に作業ができるようになる。   The invention according to claim 7 shows a construction method of the offshore wind power generation facility. The nacelle and wind turbine blades can be attached while the tower is lowered, and the work at high places is reduced and the work can be performed safely.

請求項8に係る本発明として、風車ブレードの取付けは、前記第2手順から前記第3手順を終えた後までの期間内に段階的又は一括で行うようにする請求項7記載の洋上風力発電設備の施工方法が提供される。   The wind turbine generator according to claim 8, wherein the wind turbine blade is attached stepwise or in a lump within a period from the second procedure to after the completion of the third procedure. A facility construction method is provided.

上記請求項8記載の発明は、風車ブレードの取付け時期について規定したものである。風車ブレードは、具体的には前記第2手順から前記第3手順を終えた後までの期間内に段階的又は一括で行うようすることができる。すなわち、施工手順や施工条件などに合わせて、風車ブレードの取付けは所定の期間内に段階的又は一括で行うようにすればよい。   The invention according to claim 8 defines the installation timing of the wind turbine blade. Specifically, the wind turbine blade can be performed stepwise or in a lump within a period from the second procedure to the end of the third procedure. That is, the wind turbine blades may be attached step by step or in a batch within a predetermined period in accordance with the construction procedure and construction conditions.

以上詳説のとおり本発明によれば、浮体内部にタワーが収容され、海上での施工時にタワー昇降設備によってタワーを引上げ、固定するようにしたスパー型洋上風力発電設備において、前記タワーの引上げ作業及び固定作業や前記タワーの固定解除及び下降作業を容易かつ安全に設置が行えるようになる。   As described above in detail, according to the present invention, in the spar type offshore wind power generation facility in which the tower is accommodated inside the floating body, and the tower is lifted and fixed by the tower lifting equipment at the time of construction on the sea, the tower lifting operation and It is possible to easily and safely perform the fixing work and the unlocking and lowering work of the tower.

本発明に係る洋上風力発電設備1の全体概略図である。1 is an overall schematic diagram of an offshore wind power generation facility 1 according to the present invention. プレキャスト筒状体12(13)を示す、(A)は縦断面図、(B)は平面図(B-B線矢視図)、(C)は底面図(C-C線矢視図)である。The precast cylindrical body 12 (13) is shown, (A) is a longitudinal sectional view, (B) is a plan view (a view taken along the line B-B), and (C) is a bottom view (a view taken along the line C-C). プレキャスト筒状体12(13)同士の緊結要領図(A)(B)である。FIG. 3 is a schematic diagram (A) and (B) of tight-bonding between precast cylindrical bodies 12 (13). 上側鋼製浮体構造部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an upper steel floating body structure part. 洋上風力発電設備1の要部拡大縦断面図である。1 is an enlarged longitudinal sectional view of a main part of an offshore wind power generation facility 1. 更にその拡大縦断面図である。Furthermore, it is the expanded longitudinal cross-sectional view. デッキ部3の平面図(図6のVII−VII線矢視図)である。It is a top view (the VII-VII line arrow view of FIG. 6) of the deck part 3. FIG. 浮体2の横断面図(図6のVIII−VIII線矢視図)である。It is a cross-sectional view of the floating body 2 (a view taken along line VIII-VIII in FIG. 6). 洋上風力発電設備1の施工手順図(その1)である。It is construction procedure figure (the 1) of offshore wind power generation equipment. 洋上風力発電設備1の施工手順図(その2)である。It is construction procedure figure (the 2) of offshore wind power generation equipment. 洋上風力発電設備1の施工手順図(その3)である。It is construction procedure figure (the 3) of offshore wind power generation equipment. 洋上風力発電設備1の施工手順図(その4)である。It is construction procedure figure (the 4) of offshore wind power generation equipment. 洋上風力発電設備1の施工手順図(その5)である。It is construction procedure figure (the 5) of offshore wind power generation equipment. 洋上風力発電設備1の施工手順図(その6)である。It is construction procedure figure (the 6) of offshore wind power generation equipment. タワー5の下端と浮体2の上端との接合要領を示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which shows the joining procedure of the lower end of the tower 5, and the upper end of the floating body 2. FIG.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1に示されるように、洋上風力発電設備1は、浮体2と、この浮体2の上部に設置されたデッキ3と、前記浮体2に繋がれた係留索4、4…と、前記浮体2の上端部に立設されたタワー5と、このタワー5の頂部に設備されたナセル6及び複数の風車ブレード7,7…とからなるものであり、本発明では特に、前記タワー5の下端に連続してシャフト構造体8を一体的に備えるとともに、前記シャフト構造体8は、浮体2内部に設けられたガイド部材によって鉛直方向の移動が案内されているものである。   As shown in FIG. 1, the offshore wind power generation facility 1 includes a floating body 2, a deck 3 installed on the top of the floating body 2, mooring lines 4, 4... Connected to the floating body 2, and the floating body 2. Of the tower 5, a nacelle 6 installed at the top of the tower 5, and a plurality of windmill blades 7, 7... The shaft structure 8 is integrally provided continuously, and the shaft structure 8 is guided in vertical movement by a guide member provided inside the floating body 2.

以下、更に具体的に詳述する。   This will be described in more detail below.

前記浮体2は、上端部を開口させた有底中空部を有するスパー型の浮体構造とし、コンクリート製のプレキャスト筒状体12〜13を高さ方向に複数段積み上げ、各プレキャスト筒状体12〜13をPC鋼材により緊結し一体化を図った下側コンクリート製浮体構造部2Aと、この下側コンクリート浮体構造部2Aの上側に連設された上側鋼製浮体構造部2Bとからなるとともに、下側コンクリート浮体構造部2Aと上側鋼製浮体構造部2Bとの境界部に合成プレキャスト部材13が介在され、両者が接合されている。前記上側鋼製浮体構造部2Bは、高さ方向に段階的に外径寸法が縮小される変断面形状としてある。   The floating body 2 has a spar type floating body structure having a bottomed hollow portion with an open upper end, and a plurality of precast cylindrical bodies 12 to 13 made of concrete are stacked in the height direction, and each precast cylindrical body 12 to 13 is composed of a lower concrete floating structure 2A, which is tightly coupled with PC steel, and an upper steel floating structure 2B connected to the upper side of the lower concrete floating structure 2A. A synthetic precast member 13 is interposed at the boundary between the side concrete floating structure 2A and the upper steel floating structure 2B, and both are joined. The upper steel floating body structure portion 2B has a variable cross-sectional shape in which the outer diameter dimension is gradually reduced in the height direction.

前記下側コンクリート浮体構造部2Aは、コンクリート製のプレキャスト筒状体12…と、前記合成プレキャスト部材13の下半部分とで構成されている。前記プレキャスト筒状体12は、図2に示されるように、軸方向に同一断面とされる円形筒状のプレキャスト部材であり、それぞれが同一の型枠を用いて製作されるか、遠心成形により製造された中空プレキャスト部材が用いられる。   The lower concrete floating structure 2A is composed of a precast cylindrical body 12 made of concrete and a lower half portion of the synthetic precast member 13. As shown in FIG. 2, the precast cylindrical body 12 is a circular cylindrical precast member having the same cross section in the axial direction, and each is manufactured using the same mold or by centrifugal molding. The manufactured hollow precast member is used.

壁面内には鉄筋20の他、周方向に適宜の間隔でPC鋼棒19を挿通するためのシース21、21…が埋設されている。このシース21、21…の下端部にはPC鋼棒19同士を連結するためのカップラーを挿入可能とするためにシース拡径部21aが形成されているとともに、上部には定着用アンカープレートを嵌設するための箱抜き部22が形成されている。また、上面には吊り金具23が複数設けられている。   In addition to the reinforcing bars 20, sheaths 21, 21... For inserting the PC steel bars 19 are embedded in the wall surface at appropriate intervals in the circumferential direction. A sheath widened portion 21a is formed at the lower end of the sheaths 21, 21... So that a coupler for connecting the PC steel bars 19 can be inserted, and a fixing anchor plate is fitted on the upper portion. A box opening portion 22 is provided for installation. In addition, a plurality of suspension fittings 23 are provided on the upper surface.

プレキャスト筒状体12同士の緊結は、図3(A)に示されるように、下段側プレキャスト筒状体12から上方に延長されたPC鋼棒19、19…をシース21、21…に挿通させながらプレキャスト筒状体12,12を積み重ねたならば、アンカープレート24を箱抜き部22に嵌設し、ナット部材25によりPC鋼棒19に張力を導入し一体化を図る。また、グラウト注入孔27からグラウト材をシース21内に注入する。なお、前記アンカープレート24に形成された孔24aはグラウト注入確認孔であり、該確認孔からグラウト材が吐出されたことをもってグラウト材の充填を終了する。   As shown in FIG. 3 (A), the precast cylindrical bodies 12 are tightened by inserting the PC steel rods 19, 19... Extending upward from the lower-stage precast cylindrical body 12 into the sheaths 21, 21. However, if the precast cylindrical bodies 12 and 12 are stacked, the anchor plate 24 is fitted into the box opening portion 22, and tension is introduced into the PC steel bar 19 by the nut member 25 to achieve integration. A grout material is injected into the sheath 21 from the grout injection hole 27. The hole 24a formed in the anchor plate 24 is a grout injection confirmation hole, and the filling of the grout material is completed when the grout material is discharged from the confirmation hole.

次に、図3(B)に示されるように、PC鋼棒19の突出部に対してカップラー26を螺合し、上段側のPC鋼棒19、19…を連結したならば、上段となるプレキャスト筒状体12のシース21、21…に前記PC鋼棒19、19…を挿通させながら積み重ね、前記要領によりPC鋼棒19の定着を図る手順を順次繰り返すことにより高さ方向に積み上げられる。この際、下段側プレキャスト筒状体12と上段側プレキャスト筒状体12との接合面には止水性確保及び合わせ面の接合のためにエポキシ樹脂系などの接着剤28やシール材が塗布される。   Next, as shown in FIG. 3 (B), when the coupler 26 is screwed into the protruding portion of the PC steel bar 19, and the upper PC steel bars 19, 19,. The PC steel rods 19, 19 are stacked while being inserted through the sheaths 21, 21 ... of the precast cylindrical body 12, and the procedure for fixing the PC steel rod 19 is sequentially repeated according to the above procedure. At this time, an adhesive 28 such as an epoxy resin or a sealing material is applied to the joint surface between the lower-stage precast tubular body 12 and the upper-stage precast tubular body 12 in order to ensure waterproofness and join the mating surfaces. .

次いで、前記合成プレキャスト部材13は、図4に示されるように、コンクリート製のプレキャスト筒状体16と鋼製筒状体17との合成構造である。これらは一体的に製作される。前記プレキャスト筒状体16は、前記鋼製筒状体17の肉厚分の厚さを減じた外径寸法とされ、この外周に前記鋼製筒状体17の下半部分が外嵌された構造とし、前記プレキャスト筒状体16の上端面がPC鋼棒19の締結面とされる。   Next, as shown in FIG. 4, the synthetic precast member 13 has a composite structure of a concrete precast tubular body 16 and a steel tubular body 17. These are manufactured integrally. The precast tubular body 16 has an outer diameter dimension obtained by reducing the thickness of the steel tubular body 17, and the lower half portion of the steel tubular body 17 is fitted on the outer periphery. The upper end surface of the precast cylindrical body 16 is a fastening surface of the PC steel rod 19.

前記上側鋼製浮体構造部2Bは、同図4に示されるように、前記合成プレキャスト部材13の上半部分と、鋼製筒状体14,15とで構成されている。下段側の鋼製筒状体14は、合成プレキャスト部材13と同一の外径寸法とされ、合成プレキャスト部材13に対して、ボルト又は溶接等(図示例はボルト締結)によって連結される。上段側の鋼製筒状体15は、前記下段側の鋼製筒状体14よりも外径寸法が縮小され、変断面形状とされ、下段側の鋼製筒状体14に対してボルト又は溶接等によって連結される。前記上段側鋼製筒状体15の上端は開口のままとされるとともに、前記上段側鋼製筒状体15及び下段側鋼製筒状体14との境界部及び下段側鋼製筒状体14と鋼製筒状体17との境界部は空間が仕切られておらず、浮体2内部にはタワー5を収容するための中空部が形成されている。   As shown in FIG. 4, the upper steel floating body structure portion 2 </ b> B includes an upper half portion of the synthetic precast member 13 and steel tubular bodies 14 and 15. The lower-stage steel tubular body 14 has the same outer diameter as that of the synthetic precast member 13 and is connected to the synthetic precast member 13 by bolts, welding, or the like (in the illustrated example, bolt fastening). The upper-stage steel tubular body 15 has an outer diameter smaller than that of the lower-stage steel tubular body 14 and has a variable cross-sectional shape. Connected by welding or the like. The upper end of the upper steel tubular body 15 is left open, the boundary between the upper steel tubular body 15 and the lower steel tubular body 14 and the lower steel tubular body. A space is not partitioned at the boundary between 14 and the steel tubular body 17, and a hollow portion for accommodating the tower 5 is formed inside the floating body 2.

一方、前記タワー5は少なくとも施工時(洋上での組立時)に前記デッキ3上に設けたタワー昇降設備9,9…によって昇降自在とされ、全部又は下端側の大部分が前記浮体2内部に収容可能となっている。前記浮体2の吃水Lは、例えば2MW級発電設備の場合、概ね60m以上に設定される。   On the other hand, the tower 5 can be moved up and down by tower elevating equipment 9, 9... Provided on the deck 3 at least during construction (at the time of assembly on the ocean), and most or most of the lower end side is inside the floating body 2. It can be accommodated. For example, in the case of a 2 MW class power generation facility, the flooded water L of the floating body 2 is set to approximately 60 m or more.

前記タワー5の全部が浮体2内部に収容可能とは、予め浮体2の内部にタワー5を収容して曳航する場合を想定するものであり、前記タワー5の下端側の大部分が浮体2内部に収容可能とは、後述のように、浮体2の起立場所でタワー5を浮体2の上端開口から挿入設置する場合を想定するものである。   The fact that the entire tower 5 can be accommodated inside the floating body 2 assumes that the tower 5 is previously accommodated in the floating body 2 and towed, and most of the lower end side of the tower 5 is inside the floating body 2. “To be accommodated” assumes that the tower 5 is inserted and installed from the upper end opening of the floating body 2 at the standing position of the floating body 2 as described later.

前記タワー5は、鋼材、コンクリート又はPRC(プレストレスト鉄筋コンクリート)から構成されるものが使用されるが、好ましいのは総重量が小さくなるように鋼材によって製作されたものを用いるのが望ましい。また、前記ナセル6は、風車の回転を電気に変換する発電機やブレードの角度を自動的に変えることができる制御器などが搭載された装置である。   The tower 5 is made of steel, concrete, or PRC (prestressed reinforced concrete), but is preferably made of steel so as to reduce the total weight. The nacelle 6 is a device equipped with a generator that converts the rotation of the windmill into electricity, a controller that can automatically change the angle of the blade, and the like.

前記シャフト構造体8は、詳細には図5及び図6に示されるように、軽量化を図るために、H形鋼や角型形鋼などの形材を組み合わせて構成された骨組構造体とされている。図示例のシャフト構造体8は、図8の横断面図に示されるように、平面視が正六角形状を成す複数のフレーム体8A、8A…を、各隅部に配設された鉛直方向材8B、8B…によって鉛直方向に所定の間隔で連結した構造とされている。前記シャフト構造体8は、供用後も残置されるものであり、かつタワー5の下端位置、すなわち水面近傍ないしそれから数十mの範囲に存在するものであり、浮体2を合わせた全体構造の中では中間乃至それよりも上部側に位置するため、浮体2とタワー5と合わせた構造体の重心を上側に移行させるため、出来る限り軽量化を図り、重心が上側に移動するのを防止するのが望ましい。   As shown in detail in FIGS. 5 and 6, the shaft structure 8 includes a frame structure configured by combining shapes such as H-shaped steel and square-shaped steel in order to reduce weight. Has been. As shown in the cross-sectional view of FIG. 8, the shaft structure 8 of the illustrated example includes a plurality of frame bodies 8A, 8A,. 8B, 8B... Are connected at a predetermined interval in the vertical direction. The shaft structure 8 is left after service, and is located at the lower end of the tower 5, that is, in the vicinity of the water surface or in the range of several tens of meters therefrom. Since the center of gravity of the structure combined with the floating body 2 and the tower 5 is shifted to the upper side because it is located in the middle or above the upper side, the weight is reduced as much as possible to prevent the center of gravity from moving upward. Is desirable.

前記タワー5との連結は、図6に示されるように、タワー5の本体5Aの下端に連続して鋼製リング状のタワー側接続部材5aが設けられ、前記シャフト構造体8の最上部のフレーム体8A及び上端に設けられた延出部材8aが前記継手部材5aの内面に溶接又はボルト・ナットなどの連結手段により連結され一体化されている。   As shown in FIG. 6, the tower 5 is connected with a tower-side connecting member 5 a in the form of a steel ring continuously at the lower end of the main body 5 </ b> A of the tower 5. The frame member 8A and the extending member 8a provided at the upper end are connected and integrated with the inner surface of the joint member 5a by connecting means such as welding or bolts and nuts.

前記シャフト構造体8は、浮体2の内部に設けられたガイド部材によって鉛直方向の移動が案内されている。具体的には、図6に示されるように、浮体2内部に鉛直方向に沿って複数本の、図示例では3本のガイドレール30が配設されている。これらのガイドレール30、30…は、タワー5の内面に高さ方向に適宜の間隔で周方向に沿って設けられた横T字断面の周方向補強材39によって支持されている。   The shaft structure 8 is guided to move in the vertical direction by a guide member provided inside the floating body 2. Specifically, as shown in FIG. 6, a plurality of guide rails 30 in the illustrated example are arranged along the vertical direction inside the floating body 2. These guide rails 30 are supported on the inner surface of the tower 5 by a circumferential reinforcing member 39 having a transverse T-shaped cross section provided along the circumferential direction at an appropriate interval in the height direction.

そして、前記シャフト構造体8の角部から水平方向に突出して設けられたブラケット31の先端部が前記ガイドレール30に沿って摺動することにより、シャフト構造体8の鉛直方向の移動が横ブレすることなく円滑に行われるように案内されている。   Then, the tip end portion of the bracket 31 protruding in the horizontal direction from the corner portion of the shaft structure 8 slides along the guide rail 30, so that the vertical movement of the shaft structure 8 is laterally blurred. It is guided so that it can be done smoothly.

なお、本形態例では、前記シャフト構造体8を骨組構造により構成したが、鋼管などによって構成された管状構造体とすることも可能である。   In the present embodiment, the shaft structure 8 is constituted by a frame structure, but it may be a tubular structure constituted by a steel pipe or the like.

前記タワー昇降設備9は、図7に示されるように、前記デッキ3上に、周方向に均等配置された複数のセンターホールジャッキ32,32と、前記シャフト構造体8の下端に一端が連結され、他端が前記センターホールジャッキ32に接続されたPCケーブル33とからなる。前記デッキ3上には、センターホールジャッキを駆動するための電動ポンプユニット34が複数配置されている。なお、前記センターホールジャッキに代えてダブルツインジャッキ等を用いてもよい。   As shown in FIG. 7, the tower elevating equipment 9 has one end connected to a plurality of center hole jacks 32, 32 arranged on the deck 3 in the circumferential direction and the lower end of the shaft structure 8. The other end is composed of a PC cable 33 connected to the center hole jack 32. A plurality of electric pump units 34 for driving the center hole jack are arranged on the deck 3. A double twin jack or the like may be used instead of the center hole jack.

本洋上風力発電設備1では、前記PCケーブル33の一端をタワー5に連結するのではなく、前記シャフト構造体8に連結するため、タワー構造をシンプルな構造とすることができる。   In the offshore wind power generation facility 1, one end of the PC cable 33 is not connected to the tower 5, but is connected to the shaft structure 8, so that the tower structure can be made simple.

また、浮体2には、種々の電気設備35が配設されるが、本発明では、浮体2内部にタワー5及びシャフト構造体8が収容され、鉛直方向に移動可能とされているため、前記電気設備35は、図5に示されるように、前記タワー5及びシャフト構造体8が配置される中央部を避けて周囲に配置されている。すなわち、前記上側鋼製浮体構造部2Bは、高さ方向に段階的に外径寸法が縮小される変断面形状としてあり、前記電気設備35は、相対的に外径寸法の大きな部位であって、前記シャフト構造体8が通過する中央範囲を避けた空間内に収まる寸法とし、周方向に分散して配置されている。   In the floating body 2, various electrical equipments 35 are disposed. In the present invention, the tower 5 and the shaft structure 8 are accommodated in the floating body 2 and are movable in the vertical direction. As shown in FIG. 5, the electrical equipment 35 is disposed around the center portion where the tower 5 and the shaft structure 8 are disposed. That is, the upper steel floating body structure 2B has a variable cross-sectional shape in which the outer diameter dimension is gradually reduced in the height direction, and the electric equipment 35 is a portion having a relatively large outer diameter dimension. The shaft structure 8 has a size that fits in a space that avoids the central range through which the shaft structure 8 passes, and is distributed in the circumferential direction.

一方、前記タワー5の下端と、浮体2の上部との接合部は、図6に示されるように、上端部の直径が下端部の直径よりも小さい截頭円錐形状のリング状部材であって周方向に分割可能とされた接合部材36によって接合されている。すなわち、タワー5の下端に設けられたタワー側接続部材5aの外径は、浮体2の内部に収容されるため、浮体2の上端部の内径よりも小さく構成されている。そのため、前記接合部材36は、上端部の直径が下端部の直径よりも小さい截頭円錐形状のリング状部材とされている。また、タワー5を引き上げた状態で、浮体2の上部との接合を可能とするため、前記接合部材36は、周方向に分割可能、好ましくは図示例のように、周方向に2分割構造とされている。従って、後述するように、タワー5を引き上げた状態とし、側方から2分割構造の接合部材36をそれぞれ嵌め込んで、周方向に連結するとともに、タワー5の下端とボルト接合し、かつ浮体2の上端とボルト接合する構造となっている。図示例では、前記接合部材36と、タワー5及び浮体2との接続は、内側に向けたフランジ継手が採用されている。前記接合部材36を設けることにより、タワー5に作用した外力は前記シャフト構造体8に伝達されるのではなく、前記浮体2に直接的に伝達されるようになる。   On the other hand, as shown in FIG. 6, the joint between the lower end of the tower 5 and the upper part of the floating body 2 is a frustoconical ring-shaped member in which the diameter of the upper end is smaller than the diameter of the lower end. It is joined by a joining member 36 that can be divided in the circumferential direction. That is, the outer diameter of the tower-side connecting member 5 a provided at the lower end of the tower 5 is accommodated inside the floating body 2, and thus is configured to be smaller than the inner diameter of the upper end portion of the floating body 2. Therefore, the joining member 36 is a frustoconical ring-shaped member whose upper end diameter is smaller than the lower end diameter. In addition, in order to enable joining with the upper part of the floating body 2 in a state where the tower 5 is pulled up, the joining member 36 can be divided in the circumferential direction, and preferably in a circumferentially divided manner as shown in the example. Has been. Therefore, as will be described later, the tower 5 is in a state of being pulled up, and the joining members 36 having a two-divided structure are respectively fitted from the side, are connected in the circumferential direction, are bolted to the lower end of the tower 5, and the floating body 2 It is structured to be bolted to the upper end of the bolt. In the illustrated example, the joint member 36 is connected to the tower 5 and the floating body 2 by a flange joint facing inward. By providing the joining member 36, the external force acting on the tower 5 is not transmitted to the shaft structure 8 but directly to the floating body 2.

また、浮体2の海面上には、接舷施設37及び通路デッキ38が設けられ、施工時やメンテナンス時に作業員等が洋上風力発電設備1へ乗り入れできるようになっている。   Further, on the sea surface of the floating body 2, a welcoming facility 37 and a passage deck 38 are provided so that workers and the like can enter the offshore wind power generation facility 1 during construction and maintenance.

〔施工手順〕
以下、図9〜図15に基づいて、前記洋上風力発電設備1の施工手順について詳述する。
[Construction procedure]
Hereinafter, the construction procedure of the offshore wind power generation facility 1 will be described in detail with reference to FIGS.

(第1手順)
製作ヤードに隣接した洋上において、図9に示されるように、浮体2を海上に横向きで浮かべ、曳航船18により起立場所まで曳航する。前記浮体2の内部には予め、前記シャフト構造体8が収納されている。
(First procedure)
On the ocean adjacent to the production yard, as shown in FIG. 9, the floating body 2 is floated sideways on the sea, and is towed to a standing place by a tow ship 18. The shaft structure 8 is accommodated in the floating body 2 in advance.

浮体2の下側コンクリート浮体構造部2Aと、上側鋼製浮体構造部2Bとでは、下側コンクリート浮体構造部2A側の方が重いため、バランス調整用浮体42を浮かべるとともに、この浮体上に設置したウインチ43から繰り出されたワイヤの一端を下側コンクリート浮体構造部2Aの端部に連結し、浮体2が水平になるように調整することが望ましい。前記上段側鋼製筒状体15の上端開口は塞がれている。また、浮体2は、海上に横向きで浮かべた状態でバラスト水(水又は海水)を注水し、吃水を調整するようにしてもよい。前記起立場所とは、所定のバラストを投入し浮体2を起立状態とする洋上場所のことである。   In the lower concrete floating structure 2A and the upper steel floating structure 2B of the floating body 2, the lower concrete floating structure 2A side is heavier, so that the balance adjustment floating body 42 is floated and installed on this floating body. It is desirable that one end of the wire drawn out from the winch 43 is connected to the end of the lower concrete floating body structure portion 2A and adjusted so that the floating body 2 is horizontal. The upper end opening of the upper-stage steel tubular body 15 is closed. Further, the floating body 2 may be adjusted by pouring ballast water (water or seawater) in a state where it floats sideways on the sea to adjust the flooding. The standing place is an offshore place where a predetermined ballast is introduced to bring the floating body 2 up.

前記曳航船18により曳航する方法に代えて、図示しないが、浮体2を台船に搭載して洋上設置場所まで運搬し、洋上設置場所にてクレーンで洋上に浮かべるようにしてもよい。この場合、浮体2内にはバラスト水やバラスト材を投入しないことが好ましい。   In place of the method of towing by the towed ship 18, although not shown, the floating body 2 may be mounted on a carriage and transported to an offshore installation location and floated on the ocean with a crane at the offshore installation location. In this case, it is preferable not to put ballast water or ballast material into the floating body 2.

図10に示されるように、起立場所に到着したならば、浮体2の内部にバラスト41(水又は海水、バラスト材)を投入するとともに、前記バランス調整用浮体42上のウインチ43からワイヤを徐々に繰り出すことにより、ゆっくりと浮体2を直立状態に起立させる。   As shown in FIG. 10, when arriving at the standing place, the ballast 41 (water, seawater, ballast material) is introduced into the floating body 2, and the wire is gradually fed from the winch 43 on the balance-adjusting floating body 42. The floating body 2 is slowly erected in an upright state.

前記バラスト材としては、水より高比重である粉粒状のものが使用され、具体的には、砂、砂利、重晶石を含む鉱物類及び鉄、鉛等の金属粉、金属粒を含む金属類のうち一種または複数種の組み合わせからなるものとすることが好ましい。また、適宜モルタルを混合することもできる。   As the ballast material, a powdery granular material having a specific gravity higher than that of water is used. Specifically, minerals including sand, gravel, barite, metal powder such as iron and lead, and metal including metal particles It is preferable that it consists of 1 type or multiple types of combination among classes. Moreover, mortar can also be mixed suitably.

図11に示されるように、バラスト41を注入することによって浮体2を海底に着底させる。   As shown in FIG. 11, the floating body 2 is landed on the seabed by injecting ballast 41.

前記デッキ3上にタワー昇降設備9を設置し、さらに起重機船44によってタワー5を浮体2内部に吊り降ろし、予め浮体2内部に収納されている前記シャフト構造体8と連結し、一体化を図る。この状態で、タワー5の上部は浮体2の上端より突出させた状態となっている。なお、前記タワー5の突出量は、前記デッキ3上にタワー昇降設備9等が設けられるため、後段の第2手順において、ナセル6の設置作業に支障が出ない程度とする。   A tower lifting / lowering equipment 9 is installed on the deck 3, and the tower 5 is suspended inside the floating body 2 by a hoist ship 44, and is connected to the shaft structure 8 previously stored in the floating body 2 for integration. . In this state, the upper portion of the tower 5 is protruded from the upper end of the floating body 2. Note that the amount of protrusion of the tower 5 is such that the tower elevating equipment 9 and the like are provided on the deck 3 so that the installation work of the nacelle 6 is not hindered in the second step of the latter stage.

以上、第1手順についての代表的例を示したが、種々の変更が可能である。具体的に述べると、
(1)上記第1手順では、浮体2を海上に横向きで浮かべ、曳航船18により起立場所まで曳航する際、前記浮体2の内部には前記シャフト構造体8のみを収納するようにしたが、タワー5も浮体2内部に収納して、曳航するようにしてもよい。
As mentioned above, although the typical example about the 1st procedure was shown, various changes are possible. Specifically,
(1) In the first procedure, when the floating body 2 is floated sideways on the sea and towed to a standing place by the tow ship 18, only the shaft structure 8 is stored inside the floating body 2. The tower 5 may be housed in the floating body 2 and towed.

この場合、施工場所において、タワー昇降設備9によりタワー5の上部が浮体2の上端より突出させた状態となるまで引き上げるようにする。
(2)上記第1手順では、前記浮体2の内部に前記シャフト構造体8を収容した状態で起立場所まで曳航したが、シャフト構造体8は収容しない状態で前記浮体2のみを起立場所まで曳航し、起立させた後、別途輸送したシャフト構造体8を前記浮体2内部に挿入するとともに、このシャフト構造体8の上端部に前記タワー5の下端を連結するようにしてもよい。
(3)上記第1手順では、浮体2を着底させるようにしたが、洋上に浮かべたままで作業するようにすることも可能である。この場合は、前記浮体2に係留索4、4…を繋ぎ、浮体2の安定化を図るようにするのが望ましい。
In this case, the tower lifting / lowering equipment 9 pulls up the tower 5 until the upper part of the tower 5 protrudes from the upper end of the floating body 2 at the construction site.
(2) In the first procedure, the shaft structure 8 was towed to the standing position while the shaft structure 8 was housed inside the floating body 2, but only the floating body 2 was towed to the standing position without housing the shaft structure 8. Then, after standing up, the separately transported shaft structure 8 may be inserted into the floating body 2 and the lower end of the tower 5 may be connected to the upper end of the shaft structure 8.
(3) In the first procedure, the floating body 2 is bottomed, but it is also possible to work while floating on the ocean. In this case, it is desirable to connect the mooring lines 4, 4... To the floating body 2 to stabilize the floating body 2.

いずれにしても、第1手順では、洋上にて、着底の有無を問わず、浮体2を直立に起立させた状態とし、浮体2内部に前記シャフト構造体8を収容するとともに、このシャフト構造体8の上部に前記タワー5を連結し、かつ該タワー5の上部を前記浮体2の上端よりも突出させた状態とするまでの作業を行う。   In any case, in the first procedure, the floating body 2 is erected upright on the ocean regardless of whether or not there is a bottom, and the shaft structure 8 is accommodated in the floating body 2, and the shaft structure The operation is performed until the tower 5 is connected to the upper portion of the body 8 and the upper portion of the tower 5 is protruded from the upper end of the floating body 2.

(第2手順)
次いで、図12に示されるように、起重機船により前記タワー5の頂部に少なくともナセル6を設置する。「少なくともナセル6を設置する」とは、風車ブレード7、7…の内の一部を同時に設置してもよいことを意味する。好ましくは、同図12に示したように、ナセル6とともに、ナセル6よりも上部側に位置させた状態の風車ブレード7(2枚)を含んで設置することが望ましい。
(Second procedure)
Next, as shown in FIG. 12, at least a nacelle 6 is installed on the top of the tower 5 by a hoist ship. “At least the nacelle 6 is installed” means that a part of the wind turbine blades 7, 7... May be installed at the same time. Preferably, as shown in FIG. 12, it is desirable that the wind turbine blades 7 (two) positioned in the upper part of the nacelle 6 are included together with the nacelle 6.

次に、図13に示されるように、タワー昇降設備9により、所定の高さまで引き上げた後、起重機船44により残りの下側に位置させた状態の風車ブレード7を設置し、ナセル6及び風車ブレード7,7…の設置まで作業を完了させる。前記タワー昇降設備9によりタワー5を引き上げる際、本発明ではタワー5の下端から連続して設けられたシャフト構造体8の鉛直方向の移動がガイド部材によってしっかりと案内されていることにより、タワー5を安定的に引き上げることができる。   Next, as shown in FIG. 13, the tower lift 9 raises the wind turbine blade 7 to a predetermined height, and then installs the wind turbine blade 7 positioned below the rest by the hoist ship 44. The operation is completed until the blades 7, 7. When the tower 5 is pulled up by the tower lifting / lowering equipment 9, in the present invention, the vertical movement of the shaft structure 8 continuously provided from the lower end of the tower 5 is firmly guided by the guide member. Can be raised stably.

(第3手順)
図14に示されるように、前記タワー昇降設備9によって前記タワー5を正規の高さ位置まで引き上げ、タワー5の下端と前記浮体2の上端とを結合する。結合は、前述した接合部材36をタワー5の下端と前記浮体2の上端との間に介在させることにより、両者の結合を図る。具体的には、図15に示されるように、タワー5の下端と前記浮体2の上端との間に、接合部材36の高さ分の空間を空けた状態でタワー5を保持し、側方から2分割構造の接合部材36A、36Bをぞれぞれ嵌め込んで、周方向に連結するとともに、タワー5の下端とボルト接合し、かつ浮体2の上端とボルト接合する。本発明では、前記タワー5を浮体2に連結する際にも、前記タワー5の下端から延びたシャフト構造体8が浮体2の内部に安定的に支持されていることにより、波に揺れる洋上であっても、タワー5の挙動と浮体2の挙動とが一体的となるため、タワー5の固定作業が容易かつ安全に行えるようになる。
(Third procedure)
As shown in FIG. 14, the tower 5 is pulled up to a normal height position by the tower lifting equipment 9, and the lower end of the tower 5 and the upper end of the floating body 2 are coupled. The connection is achieved by interposing the above-described joining member 36 between the lower end of the tower 5 and the upper end of the floating body 2. Specifically, as shown in FIG. 15, the tower 5 is held with a space corresponding to the height of the joining member 36 between the lower end of the tower 5 and the upper end of the floating body 2. The joint members 36 </ b> A and 36 </ b> B having a two-divided structure are respectively fitted and connected in the circumferential direction, and are bolted to the lower end of the tower 5 and bolted to the upper end of the floating body 2. In the present invention, when the tower 5 is connected to the floating body 2, the shaft structure 8 extending from the lower end of the tower 5 is stably supported inside the floating body 2, so Even if it exists, since the behavior of the tower 5 and the behavior of the floating body 2 are integrated, the fixing work of the tower 5 can be performed easily and safely.

(第4手順)
バラスト水を浮体から抜いて、浮体2を浮かべたならば、浮体2に係留索4,4…を設置する(図1参照)。
(4th procedure)
When the ballast water is removed from the floating body and the floating body 2 is floated, mooring lines 4, 4... Are installed on the floating body 2 (see FIG. 1).

なお、浮体2を浮かべた状態とした後、設置場所まで曳航し、設置場所で浮体に係留索4,4…を設置するようにしてもよい。   Alternatively, after floating the floating body 2, it may be towed to the installation location, and the mooring lines 4, 4, ... may be installed on the floating body at the installation location.

前記タワー昇降設備9は、そのまま残置しても良いし、撤去してもよい。残置した場合は、将来のメンテナンス補修時等に、残置したタワー昇降設備9によってタワー5を下降させることにより、大規模修繕をより低コストで行うことが可能となる。この際、浮体2内部にはシャフト構造体8が存在しているため、タワー5の下降・上昇を容易かつ安全に行うことが可能である。なお、前記タワー昇降設備9を撤去した場合は、大規模修繕時に再度、前記タワー昇降設備9を設置するようにすればよい。   The tower lifting equipment 9 may be left as it is or may be removed. When left, the large-scale repair can be performed at a lower cost by lowering the tower 5 with the left tower lifting / lowering equipment 9 at the time of future maintenance and repair. At this time, since the shaft structure 8 exists inside the floating body 2, the tower 5 can be lowered and raised easily and safely. In addition, what is necessary is just to make it install the said tower raising / lowering equipment 9 again at the time of large-scale repair when the said tower raising / lowering equipment 9 is removed.

〔他の形態例〕
(1)上記形態例では、前記浮体2の構造を、下側コンクリート製浮体構造部2Aと上側鋼製浮体構造部2Bとからなるハイブリッド構造としたが、すべてがコンクリート製の浮体構造としても良いし、すべてが鋼製の浮体構造としてもよい。
[Other examples]
(1) In the above embodiment, the structure of the floating body 2 is a hybrid structure composed of the lower concrete floating body structure portion 2A and the upper steel floating body structure portion 2B, but all may be a concrete floating body structure. However, all may be a steel floating structure.

(2)上記形態例では、ナセル6及び風車ブレード7,7…の設置をタワー5の引上げる前と引き上げた後で段階的に行うようにしたが、最初にナセル6のみを取付け、タワー5を引き上げた後に3枚の風車ブレードを順に取り付けるようにしてもよいし、タワー5を引き上げた後に、ナセル6と風車ブレード7,7…とを一括で取り付けるようにしてもよい。 (2) In the above embodiment, the nacelle 6 and the wind turbine blades 7, 7... Are installed in stages before and after the tower 5 is pulled up. The three wind turbine blades may be attached in order after pulling up, or the nacelle 6 and the wind turbine blades 7, 7,...

(3)上記形態例では、タワー5の下端と前記浮体2の上端とを結合する第3手順の前に、残りの1枚の風車ブレード7,7…を取付け、すべての風車ブレード7の取付けを完了させるようにしたが、タワー5の下端と前記浮体2の上端とを結合する第3手順の後に、残りの1枚の風車ブレード7を取り付けるようにしてもよい。 (3) In the above embodiment, before the third procedure for joining the lower end of the tower 5 and the upper end of the floating body 2, the remaining one wind turbine blade 7 is attached, and all the wind turbine blades 7 are attached. However, after the third procedure of joining the lower end of the tower 5 and the upper end of the floating body 2, the remaining one wind turbine blade 7 may be attached.

(4)前記形態例では、前記タワー5の下端と、浮体2の上部との接合部は、図6に示されるように、上端部の直径が下端部の直径よりも小さい截頭円錐形状のリング状部材であって周方向に分割可能とされた接合部材36によって接合するようにしたが、平板状のリング状部材によって両者を接合するようにしてもよい。これらのリング状部材は、シャフト構造体8を取り付けた状態のまま、接合部材36の取付けが出来るように周方向に分割可能な構造としたが、タワー5とシャフト構造体8とを分離させるとともに、両者を一旦仮受け支持した状態とし、タワー5と浮体2との間に周方向に連続したリング状部材を挿入し、タワー5と浮体2とを前記周方向に連続したリング状部材を介して接合するようにしてもよい。 (4) In the embodiment, the junction between the lower end of the tower 5 and the upper part of the floating body 2 has a frustoconical shape in which the diameter of the upper end is smaller than the diameter of the lower end as shown in FIG. Although the ring-shaped member is joined by the joining member 36 that can be divided in the circumferential direction, both may be joined by a flat ring-shaped member. These ring-shaped members have a structure that can be divided in the circumferential direction so that the joining member 36 can be attached while the shaft structure 8 is attached, but the tower 5 and the shaft structure 8 are separated from each other. Both are temporarily supported and inserted, a ring-shaped member continuous in the circumferential direction is inserted between the tower 5 and the floating body 2, and the tower 5 and the floating body 2 are inserted through the ring-shaped member continuous in the circumferential direction. May be joined together.

1…洋上風力発電設備、2…浮体、3…デッキ、4…係留索、5…タワー、6…ナセル、7…風車ブレード、8…シャフト構造体、9…タワー昇降設備、30…ガイドレール、31…ブラケット、32…センターホールジャッキ、33…PCケーブル、34…電動ポンプユニット   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Offshore wind power generation equipment, 2 ... Floating body, 3 ... Deck, 4 ... Mooring line, 5 ... Tower, 6 ... Nacelle, 7 ... Windmill blade, 8 ... Shaft structure, 9 ... Tower raising / lowering equipment, 30 ... Guide rail, 31 ... Bracket, 32 ... Center hole jack, 33 ... PC cable, 34 ... Electric pump unit

Claims (8)

浮体と、係留索と、タワーと、タワーの頂部に設備されるナセル及び複数の風車ブレードとからなり、前記浮体は、上端部を開口させた有底中空部を有するスパー型の浮体構造とし、前記タワーは全部又は下端側の大部分が前記浮体内部に収容可能とされるとともに、前記タワーがタワー昇降設備によって昇降自在とされた洋上風力発電設備において、
前記タワーの下端に連続してシャフト構造体を一体的に備えるとともに、前記シャフト構造体は、浮体内部に設けられたガイド部材によって鉛直方向の移動が案内されていることを特徴とする洋上風力発電設備。
It consists of a floating body, a mooring line, a tower, a nacelle and a plurality of wind turbine blades installed at the top of the tower, and the floating body has a spar-type floating body structure having a bottomed hollow portion with an open upper end, In the offshore wind power generation facility in which the tower can be accommodated entirely or most of the lower end side inside the floating body, and the tower can be raised and lowered by the tower lifting equipment,
Offshore wind power generation characterized in that a shaft structure is integrally provided continuously at the lower end of the tower, and the shaft structure is guided in vertical movement by a guide member provided inside the floating body. Facility.
前記シャフト構造体は、骨組構造体又は管状構造体からなる請求項1記載の洋上風力発電設備。   The offshore wind power generation facility according to claim 1, wherein the shaft structure is a frame structure or a tubular structure. 前記タワーの下端と前記浮体の上端との接合部は、リング状部材によって接合されている請求項1、2いずれかに記載の洋上風力発電設備。   The offshore wind power generation facility according to claim 1, wherein a joint portion between the lower end of the tower and the upper end of the floating body is joined by a ring-shaped member. 前記リング状部材は、周方向に分割可能とされている請求項3記載の洋上風力発電設備。   The offshore wind power generation facility according to claim 3, wherein the ring-shaped member is separable in the circumferential direction. 前記浮体内部に電気設備を備えるとともに、前記電気設備は前記タワー及びシャフト構造体が配置される中央部を避けて周囲に配置されている請求項1〜4いずれかに記載の洋上風力発電設備。   The offshore wind power generation facility according to any one of claims 1 to 4, wherein an electrical facility is provided inside the floating body, and the electrical facility is disposed around a center portion where the tower and the shaft structure are disposed. 前記タワー昇降設備は、浮体上部に設けられたデッキ上に、周方向に均等配置された複数のジャッキと、前記シャフト構造体の下端に一端が連結され、他端が前記ジャッキに接続されたPCケーブルとからなる請求項1〜5いずれかに記載の洋上風力発電設備。   The tower lifting and lowering equipment includes a plurality of jacks arranged evenly in a circumferential direction on a deck provided at an upper part of a floating body, and one end connected to the lower end of the shaft structure and the other end connected to the jack. The offshore wind power generation facility according to claim 1, comprising a cable. 請求項1〜6いずれかに記載の洋上風力発電設備を洋上に設置するための施工方法であって、
洋上にて、浮体を直立に起立させた状態とし、浮体内部に前記シャフト構造体を収容するとともに、このシャフト構造体の上部に前記タワーを連結し、かつ該タワーの上部を前記浮体の上端よりも突出させた状態とする第1手順と、
起重機船により前記タワーの頂部に少なくともナセルを設置する第2手順と、
前記タワー昇降設備によって前記タワーを正規の高さ位置まで引き上げ、タワーの下端と前記浮体の上端とを結合する第3手順とを含むことを特徴とする洋上風力発電設備の施工方法。
A construction method for installing the offshore wind power generation facility according to any one of claims 1 to 6,
On the ocean, the floating body is in an upright state, the shaft structure is accommodated inside the floating body, the tower is connected to the upper portion of the shaft structure, and the upper portion of the tower is connected to the upper end of the floating body. And a first procedure that also projects
A second procedure of installing at least a nacelle at the top of the tower by a hoist ship;
The construction method of the offshore wind power generation system characterized by including the 3rd procedure which pulls up the said tower to a regular height position with the said tower raising / lowering equipment, and couple | bonds the lower end of a tower and the upper end of the said floating body.
風車ブレードの取付けは、前記第2手順から前記第3手順を終えた後までの期間内に段階的又は一括で行うようにする請求項7記載の洋上風力発電設備の施工方法。   The construction method of the offshore wind power generation facility according to claim 7, wherein the attachment of the windmill blade is performed stepwise or in a lump within a period from the second procedure to the end of the third procedure.
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