JP6360060B2 - 浮上式プラットフォームの移動及び設置用船体、およびその船体を用いた浮上式プラットフォームの移動及び設置方法 - Google Patents

Description

本発明は、洋上構築物の技術的分野に含まれるものである。特に、本発明の目的は、浮上式プラットフォームの移動及び設置用船体、及びその船体を用いた浮上式プラットフォームの移動及び設置の方法に関するものである。

洋上風力エネルギー利用施設を実用化する浮上式プラットフォームのうちのいくつかは、水面下に沈められて、下部から複数のポンツーンが外側に延びるセンター部材と、テンドンにより固定され好ましくは杭が海底に打ち込まれて並ぶアンカー部材と、で形成された張力係留式プラットフォーム（Ｔｅｎｓｉｏｎ Ｌｅｇ Ｐｌａｔｆｏｒｍ，“ＴＬＰ”とも称される）である。センター部材及び／又はポンツーンには水槽があり、プラットフォームの外側にあるポンプ手段と一体になって、センター部材及び／又はポンツーンが所望の深さに達する迄、要求によりバラスト水の注入及び排出ができる。

前述の浮上式プラットフォームの設置方法は、次のステップからなっている。
−水中に、所望の安定状態でプラットフォームを配置する。このステップは、浮揚ステップと言われる。
−水中にあるプラットフォームを、設置場所に移動させる。
−プラットフォームを、テンドン又は係留索に繋いで海底に固定し、次いで、その操業を始める。

ＴＬＰタイプの浮上式プラットフォームの設置は、例えば、プラットフォームの過剰浮力、不安定性、及び設置場所迄の移動（運搬又は牽引）の必要性など、かなりの困難を伴うものである。本発明の目的は、上記した不利な点を解決する浮上式プラットフォームの設置方法を記述することにある。

特許文献１〜３は、請求項１の前文にある浮上式プラットフォームの移動及び設置用船体について開示している。

米国特許出願公開第２０１３／１８３３５９号明細書 国際公開第０３／０５５７４１号パンフレット 欧州特許出願公開第２４９５１６２号明細書

本発明の第１の課題は、ＴＬＰ（張力係留式プラットフォーム）タイプの浮上式プラットフォームを移動及び設置するための船体の技術的問題を解くことであり、第２の課題は、この船体を用いて張力係留式プラットフォームを設置する方法である。

この船体は、緊張係留式プラットフォームの設置に使用されることを意図している。緊張係留式プラットフォームは、細長いセンター部材を有し、その下部から複数のポンツーンが外側に延び、テンドンにより海底に並ぶアンカー部材に固定される。アンカー部材は、好ましくは、少なくとも部分的に海底に打ち込まれた杭である。

この目的を達成するために、船体は、デッキから船底にかけて延び、船首の一部を開口とした細長い貫通溝部と、底部にある凹部を有している。ここで、溝部と凹部は、ポンツーン及び任意にセンター部材の少なくとも一部と合致した形状と大きさで、そのポンツーン及び任意にセンター部材の少なくとも一部が凹部に挿入されて、プラットフォームが、ボート又は船体との接触面積を広くなるようにして船体に取付けできる。

本発明の方法は、次のステップからなっている。
−プラットフォームを、水中に所望の安定状態で配置する。このステップは、浮揚ステップと言われる。
−上述した船体をプラットフォーム近くにもってきて、溝部がセンター部材を囲むようにする。

−ポンツーンを凹部に挿入して、プラットフォームを船体に固定する。この作業は、浮上式プラットフォームに備えられた水槽でのバラスト水注入と排出手段で行う。この２つのステップで、プラットフォームは、船体に連結されて、船体と一緒に移動できる。

さらに、船体は、複数の可浸区画と、船体のバラスト水を注入及び排出できるポンプを有して、要求により異なった喫水とすることができる。
−水中に置かれたプラットフォームを、上記の船体を用いて設置場所迄牽引する。
−船体とプラットフォームの結合体を、所定の喫水になる迄バラスト水を注入する。
−係留索で浮上式プラットフォームをその場所に係留し、必要な又は予定した作業をスタートさせる。

任意に、船体は、さらに、プラットフォームを設定場所に移動する間の安定性を改善するために、プラットフォームを船体に連結する追加の安全手段を加えてもよい。

さらに、任意に、船体は、浮上式プラットフォームを固定し、かつ垂直方向に可動な固定手段をデッキ上に設け、移動及び設置作業中の安全性を高めることができる。固定手段は、好ましくは、ケーブルであり、一端をウィンチと繋ぎ、設置作業中にプラットフォームと風力タービンを組み合わせて下降制御できるようにする。

船体は自力推進でもよいが、好ましくは、複雑にしないために自力推進としないで、タグボートを使用して、対象のプラットフォームと一緒に船体を牽引するのがよい。

好ましくは、船体は、デッキ上に置かれ、そのデッキから垂直上方に突出する中空の可浸浮揚体を設ける。

所望の喫水に到達させるのに必要な場合、必要により、船体のコンパートメントと追加の浮揚体を浸水させることによって、船体デッキを水中に浸し、同時に浮揚体の先端部を水面から上に突出すようにすることができる。浮揚体は、設置作業中の喫水を高くすることができるように、細長い形状であるのが好ましい。浮揚体は、プリズム形状（底辺が三角形又は四角形など）、又は円筒状（底辺が円形又は楕円形など）であるのが好ましい。

同様に、浮揚体は、好ましくは４つで、重心に対して浮揚での動きを出来るだけ小さくするためにデッキの端部近くに（従って、船体の重心からできるだけ離れて）設置し、設置作業中のプラットフォームと船体との結合体の安定性を良くする。浮揚体を採用することは、同様に、上記の浮上式プラットフォームを設置方法に関して特別に意義のあることである。特に、船体は、浮揚体の存在により、バラストを積んで喫水を高くし、その後、船体をプラットフォームの近くに移動させて、溝部でセンター部材を囲み、及び／又はポンツーンを凹部に挿入して、プラットフォームを船体に取付けるステップを行う。

プラットフォームと船体との結合体を牽引するとき、及び設置場所に達してからプラットフォームを係留するときに加え、設置作業中でも、浮揚体によりプラットフォームと船体との結合体の安定性（設置中のプラットフォームと船体との結合体の重心を低くすることで、浮揚及び移動での動きが小さくなることによる安定性）を増すことができる。

浮上式プラットフォームが係留されたら、船体を、適切な喫水となる迄浮揚体、及び必要ならコンパートメントからバラスト水を抜いて空にし、次いで上記したタグボートを使用して船体を引き抜く。

同様に、船体に浮揚体がある実施形態で、同じ船体を、異なる形態と異なる大きさの浮上式プラットフォームに引き続いて使用する可能性もあり得ることに注意すべきである。

明細書の記載を実行するため、また本発明の特徴、をより良く理解するために、明細書の一部として好ましい実施形態による図面を添付する。図面は、説明のためであり、限定するものではない。

本発明の船体に取付けられたプラットフォーム、及び補助の固定手段を上から見た斜視図である。 プラットフォームを取付けてない船体の底を下から見た斜視図である。 プラットフォームを取付た船体の底を下から見た斜視図である。 プラットフォーム−船体結合体を牽引するボートの斜視図である。 船体デッキ上に４つの浮揚体が垂直上方に突出した船体の実施形態を説明する斜視図である。

以下、図１〜４を参照しつつ、本発明の好ましい実施形態を詳細に記載する。
図１に見られるように、本発明に記載した船体及び設置方法を用いて、ＴＬＰタイプの浮上式プラットフォームを設置することができる。ＴＬＰタイプの浮上式プラットフォームは、細長いセンター部材（１）と、センター部材（１）の下部から外側に延びる複数のポンツーン（２）を有し、ポンツーン（２）を、テンドン（図示していない）によって海底に打ち込まれた杭（図示していない）に固定する。

好ましくは、限定するものではないが、本発明は、ここに記載したような浮上式プラットフォームで、さらに、センター部材（１）の上部に風力タービン（３）の支持面をもつ浮上式プラットフォームを設置することを意図している。

また、好ましくは、プラットフォームは、潮力エネルギーを電気に変換する発電機を有することができる。この発電機は、例えば、水面に浮くように配置され、ガイド手段によってプラットフォームのセンター部材（１）に連結される。

本発明は、浮上式プラットフォームを設置するための船体に関する。ここで、船体は、自力推進でなく、船体のデッキ（１２）から船底にかけて縦方向に貫通した溝部（４）がある。この溝部（４）は、船幅（すなわち、左舷−右舷を横切る線）に対して中央に位置し、かつ、この場合溝部（４）が中心にあるので船首（５）の中央部で開口になっている。

また船体は、ポンツーンとセンター部材が少なくとも部分的に凹部に挿入されてプラットフォームを船体に取り付けるような方法で、溝部（４）と協力してポンツーンとセンター部材を収容する大きさと形の適合した凹部（６、７）を備える船底を有する。

図２ａ及び図２ｂには、この好ましい実施形態をより明確に示しており、船体は、
センター部材（１）の周囲に等角度で４つのポンツーン（２）を有するプラットフォームに使用するように意図していて、凹部（６、７）は、次のようになっている。
−第１の凹部（６）は、船体の幅方向、すなわち左舷から右舷への方向で、幅方向に貫通した凹部であることができる。これにより、ポンツーン（２）は、左舷と右舷で船幅から突き出ることができる。
−第２の凹部（７）は、縦方向、すなわち、溝部（４）が延びるように溝部（４）の最奥から船尾の方向に貫通した凹部であることができる。これにより、対応するポンツーン（２）が舶尾から突き出ることができる。

本発明の方法は、次のステップでからなっている。
−プラットフォームを水中に所望の安定状態で配置する。
−船体をプラットフォームの近くに寄せ、溝部（４）がセンター部材（１）を囲むことができるようにする。
−ポンツーン（２）を凹部（６、７）に挿入してプラットフォームを船体に固定する。
−船体を使用して、水中に置かれたプラットフォームを所定場所まで牽引する。
−バラスト水を注入して、プラットフォームと船体との結合体を所望の喫水にする。
−係留索を用いて浮上式プラットフォームをその場所に係留し、この後、必要によりまたは予定した作業をスタートさせる。

図３に示すように、船体は、設置場所への移動中でのプラットフォームの安定性を改善できるようにプラットフォームのいくつかの箇所を船体に固定する追加の固定手段（図示しない）を有することができる。

特に、固定手段は、ポンツーン（２）を凹部（６、７）に嵌めた後に、溝部（４）内の船体後部域に置かれるストッパー（８）をもつストッパーシステムがある。ストッパー（８）は、格子構造（９）で船体上に設置する垂直構築物であることができる。

船体は自力推進でないことを意図している。従って、図４に見られるように、船体をプラットフォームと一緒にして最終位置迄牽引するためにタグボート（１０）が使用される。

船体は、さらに、船体を分割して可浸区画（図示してない）を作り、バラストの増減を容易にできる。

図４は、さらに、船体デッキ（１２）上で、デッキ（１２）から垂直上方に突出した複数の中空の可浸浮揚体（１１）を有する好ましい実施形態を示している。
プラットフォームと船体との結合体が所定場所にくると、先ず、船体のコンパートメントに浸水させ、次いで必要により浮揚体（１１）に浸水させ、船体を喫水まで潜水させる。このとき、デッキ（１２）は水面下に潜るが、浮揚体（１１）の端部（１３）は水面上に出る。図４は、デッキ（１２）に、断面が正方形の細長いプリズム形状の浮揚体（１１）４つを対称に並べた状態を示している。

Claims (16)

1. 風力タービン用張力係留式プラットフォームの移動及び設置用船体であって、
   前記張力係留式プラットフォームは、
   下部から複数のポンツーン（２）が外側に突出した細長いセンター部材（１）と、
   前記ポンツーンがテンドンにより海底に並ぶアンカー部材に固定されるタイプであり、
   ここで前記船体は、
   デッキから船底にかけて延び、船首（５）の一部で開口となっている縦方向に貫通した溝部（４）と、
   更に底部に複数の凹部（６、７）とを有することを特徴とし、
   前記溝部（４）と前記凹部（６、７）が、
   前記ポンツーン（２）の少なくとも一部と合致した大きさと形状に形成され、
   前記ポンツーン（２）の少なくとも一部が前記凹部（６、７）に挿入されて、前記プラットフォームが前記船体に取付けられることを特徴とする風力タービン用張力係留式プラットフォームの移動及び設置用船体。
2. 複数の前記ポンツーン（２）を前記凹部（６、７）と前記溝部（４）に挿入して船体をセンター部材に取り付けることができるように、前記凹部（６、７）と前記溝部（４）の大きさと形状の両方が設定されたことを特徴とする請求項１に記載の風力タービン用張力係留式プラットフォームの移動及び設置用船体。
3. 前記凹部（６、７）が、
   −船体の左舷から右舷に延びる第１凹部（６）と、
   −前記溝部（４）の延長で、前記溝部（４）の最奥から船尾に向う縦方向に延びる第２凹部（７）と、
   からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の風力タービン用張力係留式プラットフォームの移動及び設置用船体。
4. 前記第１凹部（６）が、左舷から右舷までの貫通凹部であり、及び／又は第２凹部（７）が、船首に向う貫通凹部で、対応するポンツーン（２）が左舷、右舷、及び／又は船首で突出することができることを特徴とする請求項３に記載の風力タービン用張力係留式プラットフォームの移動及び設置用船体。
5. さらに、前記プラットフォームを前記船体に固定する固定手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の風力タービン用張力係留式プラットフォームの移動及び設置用船体。
6. 前記固定手段は、溝部（４）内の船体後部域に配置されるストッパー（８）を有するストッパーシステムであることを特徴とする請求項５に記載の風力タービン用張力係留式プラットフォームの移動及び設置用船体。
7. 前記ストッパー（８）が、格子構造（９）の手段で船体上に支持される垂直構築物であることを特徴とする請求項６に記載の風力タービン用張力係留式プラットフォームの移動及び設置用船体。
8. 前記船体が自力推進でないことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の風力タービン用張力係留式プラットフォームの移動及び設置用船体。
9. さらに、船体デッキ（１２）に置かれ、前記デッキ（１２）から垂直上方に突出して、船体が所定の喫水になる迄バラストを積み、前記喫水でその一部が水面から上に出るようにされた複数の可浸浮揚体（１１）を含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の風力タービン用張力係留式プラットフォームの移動及び設置用船体。
10. 前記浮揚体が（１１）が、細長い形状であることを特徴とする請求項９に記載の風力タービン用張力係留式プラットフォームの移動及び設置用船体。
11. 前記浮揚体（１１）は、設置条件下で、前記浮揚体に関係付けられた浮揚部位が、組み立てプラットフォームと船体との結合体の浮揚面の重心の浮揚に関して十分な慣性を提供し、設置プロセスの間は、組み立て浮揚プラットフォームと船体との結合体が、安定性を保つように設定されて設置されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の風力タービン用張力係留式プラットフォームの移動及び設置用船体。
12. デッキ（１２）端部に、４つの浮揚体（１１）が設置されることを特徴とする請求項１１に記載の風力タービン用張力係留式プラットフォームの移動及び設置用船体。
13. 風力タービン用張力係留式プラットフォームの移動及び設置方法であって、
    −所望のバラスト条件（安定性を保証するため）を備えたドック、波止場あるいは構築／組立て場にプラットフォームを置き、風力タービンを組立てる、
    −請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の船体をプラットフォーム近くにもっていき、溝部（４）がセンター部材（１）を囲むようにする、
    −ポンツーン（２）を、凹部（６、７）に挿入してプラットフォームを船体に固定する、
    −タグボート（１０）を使用して、張力係留式プラットフォームと、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の船体を一緒に所定場所迄牽引する、
    −前記所定場所で、係船索を海底に予め設けられたアンカー部材に連結してプラットフォームを設置する、
    −バラストを抜いて船体をプラットフォームから離す、
    のステップで行うことを特徴とする風力タービン用張力係留式プラットフォームの移動及び設置方法。
14. さらに、船体をプラットフォーム近くにもっていくのに先立って、
    −船体の浮揚体（１１）を浸水させて、その先端部（１３）が水面から上に出るようにした所定の喫水である第１喫水線になる迄バラストを積む、
    のステップを有することを特徴とする請求項１３に記載の風力タービン用張力係留式プラットフォームの移動及び設置方法。
15. 船体は、所定の喫水となる迄バラストを積んだとき、デッキ（１２）が潜水していることを特徴とする請求項１４に記載の風力タービン用張力係留式プラットフォームの動及び設置方法。
16. さらに、
    −浮上式プラットフォームを係留した後、浮揚体（１１）から水を放出して、所定の第２喫水線となる迄バラストを減らすステップ、と
    を有することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の風力タービン用張力係留式プラットフォームの移動及び設置方法。

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