KR101415932B1 - 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선 - Google Patents

해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선 Download PDF

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조병호
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    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

본 발명은 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선에 관한 것이다.
본 발명은 선박본체; 및 상기 선박본체에 구비되어 적어도 하나의 기초구조물이 적재되도록 하며, 적재된 상태의 기초구조물을 슬라이딩 이동시켜 해상에 기립되도록 설치하는 구조물설치부;를 포함하는 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선을 제공한다.

Description

해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선{Foundation Structure Installing Ship For Sea Wind Power Generator}
본 발명은 선박에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해상에 설치되는 해상 풍력발전기, 해상파일, 자켓 등을 함께 적재하여 이동한 후 해상에서 설치할 수 있는 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선에 관한 것이다.
일반적으로 풍력발전기는 바람을 이용하여 전기를 생산하는 발전기를 말한다. 풍력발전기는 설치되는 장소에 따라 육상에 설치되는 육상 풍력발전기와, 해상에 설치되는 해상 풍력발전기로 분류될 수 있다.
해상 풍력발전기는 선박을 이용하여 설치될 장소로 운반된 후 시공이 이루어진다. 해상 풍력발전기는 크게 지주, 발전기몸체, 프로펠러의 3부분으로 이루어질 수 있는데, 해상 풍력발전기의 크기 및 적재 안정성에 따라서 부품들이 조립되거나 분리된 상태로 해상으로 운반되어 설치가 이루어진다.
한편, 해상 풍력발전기를 해저에서 지탱하기 위해서는 기초구조물이 사용될 수 있다. 해상 풍력발전기의 설치 위치, 발전용량 등에 따라 기초구조물의 종류와 시공방법이 달라진다. 예를 들어 해상 풍력발전기의 기초구조물은 모노파일(Monoplie), 자켓(Jacket) 등이 사용될 수 있다.
그 중에 자켓은 해상 풍력발전기의 지주와 결합되는 기초구조물로서, 특허문헌 1에 기술된 바와 같이 강재로 된 레그와 수평 브레이스 및 경사 브레이스를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 자켓은 육상에서 미리 조립된 후 작업선을 통해 설치 장소까지 이송된 후 해저의 지반에 말뚝으로 고정함으로써 설치될 수 있다.
한국 공개특허공보 제10-2012-0059661호 (2012.06.08. 공개)
그러나 해상 풍력발전기의 기초구조물인 자켓은 해상 풍력발전기를 탑재한 선박이 아닌 다른 바지선, 작업선박 및 장비 등에 탑재되어 이동 후 설치해야 하기 때문에 해상풍력 발전기의 시공장소에 많은 선박들이 운집함으로써 시공이 번거롭고 복잡해지며 많은 설치 비용이 드는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 해상 풍력발전기, 해상파일 등과 자켓(jacket), 트라이파일(tripile), 프라이팟(tripot)을 함께 선박에 탑재하여 해상으로 운반 후 바로 시공할 수 있는 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선을 제공하고자 한다.
본 발명은 선박본체; 및 상기 선박본체에 구비되어 적어도 하나의 기초구조물이 적재되도록 하며, 적재된 상태의 기초구조물을 슬라이딩 이동시켜 해상에 기립되도록 설치하는 구조물설치부;를 포함하는 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선을 제공한다.
상기 구조물설치부는 기초구조물을 탑재하고 설치할 수 있는 적어도 하나의 설치유닛을 포함할 수 있다.
상기 구조물설치부는 다수개의 설치유닛으로 이루어지며, 각 설치유닛은 기초구조물이 탑재되는 적재판; 및 상기 적재판에 인접하는 상기 선박본체의 외측에 위치하며 상기 기초구조물이 슬라이딩되도록 하는 슬라이딩판;을 포함할 수 있다.
상기 슬라이딩판은 상부에서 외측 하부를 향해 라운드지게 형성될 수 있다.
상기 설치유닛은 서로 이격되도록 상기 적재판에 배치되는 한 쌍의 세로레일; 및 기초구조물의 다리를 지지하며 상기 한 쌍의 세로레일에 각각 이동가능하게 설치되는 한 쌍의 지지블록;을 더 포함할 수 있다.
상기 한 쌍의 세로레일은 각각이 2열로 배치될 수 있다.
상기 한 쌍의 세로레일에 각각 배치되는 지지블록은 각각 다수개로 이루어지며, 다수개의 지지블록은 상기 다리의 상부 영역을 지지하는 제1지지블록; 및 상기 제1지지블록과 이격배치되며 상기 다리의 하부 영역을 지지하는 제2지지블록;을 포함할 수 있다.
여기서 적어도 어느 하나의 설치유닛의 한 쌍의 세로레일은 상기 적재판으로부터 상기 슬라이딩판까지 연장되게 형성될 수 있다.
상기 구조물설치부는 상기 지지블록들의 하부에 배치되어 상기 지지블록들을 상기 적재판들의 가로방향을 따라 이동가능하도록 상기 다수개의 설치유닛의 적재판들을 서로 연장하도록 형성되는 적어도 하나의 가로레일을 더 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 가로레일은 상기 적재판들의 경계구역이 절단되어 있을 수 있다.
상기 적어도 하나의 가로레일은 다수개로 이루어지며, 상기 다수개의 가로레일은 상기 제1지지블록이 위치하는 제1가로레일; 및 상기 제2지지블록이 위치하는 제2가로레일;을 포함할 수 있다.
상기 다수개의 설치유닛 중 적어도 어느 하나는 상기 적재판을 선택적으로 승하강시켜 상기 기초구조물이 상기 슬라이딩판으로 이동하도록 하는 승하강부;를 더 포함할 수 있다.
상기 승하강부는 상기 적재판으로부터 상기 슬라이딩판까지 연장되게 형성되는 상기 한 쌍의 세로레일을 구비하는 설치유닛의 상기 적재판 하부에 위치하는 승하강블록을 포함할 수 있다.
상기 구조물설치부는 상기 기초구조물의 머리부를 지지하며 상기 기초구조물의 위치를 다른 상기 설치유닛으로 이동시킬 수 있는 구조물이동부를 더 포함할 수 있다.
상기 구조물이동부는 상기 선박본체에 구비되는 이동레일; 및 상기 기초구조물의 머리부가 놓여지며 상기 이동레일을 따라 이동가능하게 장착되는 적어도 하나의 이동블록;을 포함할 수 있다.
상기 이동레일은 상기 선박본체에 함몰형성될 수 있다.
따라서 본 발명의 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선에 의하면 해상 풍력발전기와 해상파일, 자켓, 트라이파일, 트라이포드 등 기초구조물을 함께 선박에 탑재하여 해상으로 운반 후 바로 시공할 수 있기 때문에 해상 풍력발전기의 시공장소에 많은 선박들이 운집하지 않아도 되므로 시공이 간편하고 빠르며 시공비용을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 대한민국 정부는 2019년까지 서남해 인근에 2.5 GW 발전용량의 해상 풍력발전 단지를 구축하는 해상 풍력발전 종합추진 계획을 발표하여 추진하고 있는데, 본 발명은 정부 정책에 발맞추어 해상 풍력발전기 시설 일체를 저비용으로 정확하고, 안전하고, 빠른 설치가 가능하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 자켓이 탑재된 구조물설치부 영역을 확대한 사시도이다.
도 3은 도 2의 자켓이 생략된 구조물설치부를 보여주는 도면으로서 다른 방향에서 바라본 사시도이다.
도 4는 도 3의 측단면도이다.
도 5는 도 4의 동작도로서, 승하강블록에 의해 적재판이 상승하는 동작을 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5의 동작도로서, 슬라이딩판에 의해 자켓이 기립하는 동작을 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예에 따른 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선은 다양한 용량의 해상 풍력발전기, 해상파일 등을 해상에서 부품별로 조립하면서 세울 수 있고, 세워진 상태로 설치장소까지 이동한 후 기초파일에 시공할 수 있다.
예를 들어 본 실시예의 작업선은 5 MW 이상 용량, 즉 높이 117m, 무게 1200 ton이 되는 7 MW 해상 풍력발전기를 해상에서 조립, 운반, 시공 등 일련의 과정을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선의 개략적인 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선(1)은 크게 선박본체(100), 플로팅레그부(200), 사이드부(300), 탑재부(400), 리프트부(350), 앙카부(600) 및 구조물설치부(500)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 사이드부(300), 탑재부(400), 리프트부(350)는 해상 풍력발전기(10), 해상파일(미도시) 등을 선박본체(100)에 세워서 조립 및 고정시킬 수 있는 고정유닛을 구성한다.
고정유닛은 해상 풍력발전기(10)를 세워서 고정함과 동시에 설치장소까지 운반할 수 있도록 해상 풍력발전기(10)를 안정적으로 지지하며, 설치장소에 해상 풍력발전기(10)를 설치하는 작업을 복합적으로 수행할 수 있다.
해상 풍력발전기(10)는 크게 지주(11), 발전기몸체(12), 프로펠러(13)의 3부분으로 이루어질 수 있다. 지주(11)는 원기둥 형상으로 길게 이루어져 해상에 설치되며, 발전기몸체(12)는 지주(11)의 상부에 설치된다. 프로펠러(13)는 바람에 의해 회전하면서 발전기몸체(12)가 전기를 발생시킬 수 있도록 한다.
지주(11)에는 운반과 설치에 사용되는 후크고리(11a)가 다수개 부착될 수 있다. 예를 들어 후크고리(11a)는 후크가 걸리어질 수 있도록 링 형상으로 이루어지면서 해상 풍력발전기(10)의 무게 중심을 고려한 위치인 지주(11)의 상부 영역에 4개가 부착될 수 있다. 후크고리(11a)는 러그, 연결고리 등 다양한 명칭을 가질 수 있으며, 후크고리(11a)의 개수, 크기, 형상은 다양하게 변형실시 가능하다.
해상 풍력발전기(10)는 선박에 지주(11)가 수직방향으로 세워진 상태로 조립 탑재할 수 있고, 설치장소까지 운반하여 바로 시공할 수 있다.
선박본체(100)는 주된 몸체를 이루는 부분으로 선박몸체, 바지선본체, 리그선본체, 작업선본체, 선체 등으로 호칭될 수 있다. 선박본체(100)는 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 예를 들어 전체적으로는 사각형 형상으로 이루어지되, 네 모서리 가장자리가 완만하게 절단된 형상을 가질 수 있다.
선박본체(100)에는 기초파일, 해상 풍력발전기(10), 자켓(20) 등이 설치되도록 하는 설치홀(110)이 관통 형성될 수 있다. 예를 들어 설치홀(110)은 선박본체(100)의 진행방향의 전방 영역이 내측으로 일정한 길이만큼 함몰된 형상을 가질 수 있다. 물론, 설치홀(110)은 선박의 진행방향 반대쪽이나 측면에 위치할 수도 있으며, 선박본체(100)의 내측으로 함몰되지 않고 선박본체(100)의 일면에 인접 배치된 공간을 의미할 수도 있다.
플로팅레그부(200)는 선박본체(100)에 승하강되도록 설치된다. 플로팅레그부(200)는 선박본체(100)가 해상에서 수직방향으로 부유할 수 있도록 선박본체(100)의 해상에서의 위치를 고정하는 역할을 한다. 즉, 플로팅레그부(200)는 선박을 해수면 상에서 부유하는 상태로 그 위치가 고정되도록 하므로, 종래 선박을 해수면 위로 상승시켜 고정하는 잭업레그와는 구별된다.
잭업타입의 잭업레그는 선박을 수면위에서 일정 높이 상승시킨 상태에서 선박 자체의 하중을 지지해야 하기 때문에 선박의 규모가 커지는 경우에는 잭업레그를 사용하기 어려운 경우가 발생한다. 예를 들어 7 MW 급 정도의 해상 풍력발전기를 설치하는 작업선처럼, 선박의 규모가 매우 커지는 상황에서는 잭업레그만으로 선박의 하중을 온전하게 지지하는 것은 매우 어려운 문제가 있다.
플로팅레그부(200)는 선박의 하중을 해수와 나누어 부담할 수 있기 때문에 작업선의 규모가 매우 커지는 상황에서도 효율적으로 선박의 위치를 고정하면서 해상 풍력발전기를 설치할 수 있는 장점이 있다.
플로팅레그부(200)는 다수개로 이루어질 수 있다. 예를 들어 플로팅레그부(200)는 선박본체(100)의 가장자리 영역에 4개가 구비될 수 있다. 플로팅레그부(200)는 보다 상세하게는 레그(210), 레그지지대(220), 레그윈치(230)를 포함하여 구성될 수 있다.
레그(210)는 선박본체(100)에 대해 수직 이동가능하게 장착되며 해저면에 삽입되는 부분을 이룬다. 선박본체(100)에는 레그(210)가 삽입될 수 있도록 레그홀(Leg Hall)이 관통형성된다. 레그(210)는 해저면에 삽입될 수 있도록 하부가 뾰족한 형상을 갖는 원기둥 형상으로 이루어질 수 있다.
레그지지대(220)는 레그(210)를 이동가능하게 감싸도록 레그홀에 인접하도록 선박본체(100)에 구비될 수 있다. 예를 들어 레그지지대(220)는 레그(210)의 단면 형상보다 조금 더 큰 형상의 안지름을 갖도록 레그(210)를 동심원상으로 감싸는 형태로 이루어질 수 있다. 레그지지대(220)에 의해 레그(210)는 해수면의 요동방향을 따라 어느 정도는 유동할 수 있게 된다.
레그윈치(230)는 레그(210)를 승하강시키는 역할을 한다. 레그윈치(230)는 레그(210)를 해수면 아래로 내리거나 다시 선박본체(100)로 상승시키도록 레그(210)와 연결될 수 있다. 물론, 레그(210)의 승하강 형태는 레그(210)의 자중, 해수면의 유입 등 다양한 방법이 강구될 수 있다.
물론, 본 발명은 상술한 플로팅레그 방식의 선박 뿐만 아니라 잭업타입, 리그선 등 기타 여러 종류의 선박에 설치하여 사용이 가능할 것이다.
사이드부(300)는 해상 풍력발전기(10)를 탑재하거나 설치홀(110)로 이동시켜 해상에 설치하는 것을 안내하는 역할을 한다. 사이드부(300)는 선박본체(100)에 고정설치될 수 있지만, 설치홀(110)을 향해 이동할 수 있도록 선박본체(100)에 이동가능하게 장착될 수 있다.
탑재부(400)는 해상 풍력발전기(10)의 지주(11)를 고정하면서 해상 풍력발전기(10)를 기립시켜 선박본체(100)에 탑재하도록 한다. 탑재부(400)는 한 쌍의 사이드부(300)를 따라 이동하면서 해상 풍력발전기(10)를 설치홀(110)로 이동시킬 수 있다.
리프트부(350)는 해상 풍력발전기(10)를 탑재부(400)에 조립 장착할 경우에 상황에 따라 지주(11)를 승하강시키면서 해상 풍력발전기(10)가 고정되도록 하거나, 탑재부(400)에 의해 설치홀(110)로 이동한 해상 풍력발전기(10)의 지주(11)를 들어올려 설치홀(110) 하부에 위치한 기초파일에 설치되도록 할 수 있다.
리프트부(350)는 해상 풍력발전기(10)를 승하강시키도록 사이드부(300)에 고정되거나 이동가능하게 장착될 수 있다. 보다 구체적으로 리프트부(350)는 설치홀(110)의 상부 영역에 위치한 사이드부(300)의 상부 영역에 장착될 수 있다. 리프트부(350)는 로프, 후크, 크레인, 갠트리 등 다양한 형태로 실시될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 리프트부(350)는 지주(11)를 고정한 탑재부(400)가 설치홀(110)로 이동하였을 때, 지주(11)에 연결될 수 있다.
리프트부(350)는 설치홀(110)의 상부에 위치한 기초파일의 위치를 일직선상에 오도록 유지시키면서 지주(11)를 내려서 설치홀(110)에 위치한 기초파일에 결합시킴으로 해상 풍력발전기(10)의 설치가 이루어지도록 할 수 있다.
앙카부(600)는 해상 풍력발전기(10)를 기초파일에 시공하기 전에, 플로팅레그부(200)와 함께 선박본체(100)를 안정적으로 정박시키는 역할을 할 수 있다. 앙카부(600)는 선박본체(100)의 가장자리 영역에 장착될 수 있다.
이때 앙카부(600)는 선박본체(100)의 각 모서리마다 2쌍씩, 총 8쌍으로 이루어지며, 앙카부(600)는 해저면에 선박본체(100)가 정박되도록 하는 앙카(610)와, 앙카(610)를 승하강시키는 윈치(620)를 포함할 수 있다.
구조물설치부(500)는 선박본체(100)에 구비되어 적어도 하나의 자켓(20)이 적재되도록 하며, 적재된 상태의 자켓(20)을 슬라이딩 이동시켜 해상에 기립되도록 설치한다.
도 2는 도 1의 자켓이 탑재된 구조물설치부 영역을 확대한 사시도이며, 도 3은 도 2의 자켓이 생략된 구조물설치부를 보여주는 도면이고, 도 4는 도 1의 측단면도이며, 도 5는 도 4의 동작도로서, 승하강블록에 의해 적재판이 상승하는 동작을 보여주는 도면이고, 도 6은 도 5의 동작도로서, 슬라이딩판에 의해 자켓이 기립하는 동작을 보여주는 도면이다.
이하, 상술한 도면들을 참조하면서 구조물설치부(500)에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
구조물설치부(500)는 해상파일, 트라이파일, 트라팟, 자켓(20) 등 기초구조물 중 적어도 어느 하나를 탑재하고 설치할 수 있는 적어도 하나의 설치유닛을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서 설명의 편의상, 본 실시예에서는 기초구조물 중에서 자켓(20)을 예시하였으나 본 발명은 다양한 기초구조물을 설치하는데 사용될 수 있다.
구조물설치부(500)는 하나의 설치유닛 또는 그 이상의 설치유닛을 가질 수 있다. 예를 들어 구조물설치부(500)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 3개의 설치유닛(510, 520, 530)으로 이루어질 수 있다. 설명의 편의상 도 2의 좌측에서 우측으로 제1설치유닛(510), 제2설치유닛(520), 제3설치유닛(530)이라고 칭하기로 한다. 각 설치유닛(510)은 하나의 자켓(20)이 탑재하여 설치장소로 이동할 수 있도록 하며, 탑재된 상태의 자켓(20)을 기립시키면서 해저에 바로 설치되도록 구성될 수 있다.
이를 위해 각각의 설치유닛(510, 520, 530)은 적재판(511, 521, 531)과, 슬라이딩판(512, 522, 532)과, 세로레일(513, 514, 523, 524, 533, 534)과, 지지블록(550, 560)과, 승하강부를 포함하여 구성될 수 있다.
적재판(511, 521, 531)은 자켓(20)이 탑재되는 부분을 이룬다. 예를 들어 적재판(511, 521, 531)은 하나의 자켓(20)이 누워진 상태로 탑재될 수 있는 면적을 갖는 직사각형 형상의 패널로 이루어질 수 있다. 적재판(511, 521, 531)들 중 적어도 어느 하나는 자켓(20)의 머리부(21) 영역에 가까운 부분이 승하강할 수 있도록 선박본체(100)에서 움직일 수 있다.
예를 들어 적재판(511, 521, 531)들은 선박본체(100)에 함몰형성된 설치공간(150)에 인입된 상태로 설치되면서, 도 5에 도시된 바와 같이 자켓(20)을 해저에 설치할 경우 승하강블록(580)에 의해 승하강될 수 있다.
슬라이딩판(512, 522, 532)은 적재판(511, 521, 531)에 인접하는 선박본체(100)의 외측에 위치하며 자켓(20)이 슬라이딩되도록 한다. 예를 들어 슬라이딩판(512, 522, 532)은 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 상부에서 외측 하부를 향해 라운드지게 형성되면서 선박본체(100)의 설치공간(150)에 설치될 수 있다.
세로레일(513, 514, 523, 524, 533, 534)은 서로 이격되도록 적재판(511, 521, 531)에 한 쌍으로 배치될 수 있다. 여기서 각 적재판(511, 521, 531)에 구비되는 한 쌍의 세로레일(513, 514, 523, 524, 533, 534)은 각각이 2열로 배치될 수 있다. 물론, 세로레일(513, 514, 523, 524, 533, 534)은 1열 또는 필요에 따라 그 이상의 열을 가질 수 있다.
세로레일(513, 514, 523, 524, 533, 534)은 각 적재판(511, 521, 531)에 위치한 자켓(20)이 슬라이딩판(512, 522, 532)으로 이동하면서 해저면에 설치될 수 있도록 하는 이동경로를 제공한다.
여기서, 적어도 어느 하나의 설치유닛(510, 520, 530)의 한 쌍의 세로레일(513, 514, 523, 524, 533, 534)은 적재판(511, 521, 531)으로부터 슬라이딩판(512, 522, 532)까지 연장되게 형성될 수 있다.
예를 들어 3개의 설치유닛(510, 520, 530)의 한 쌍의 세로레일(513, 514, 523, 524, 533, 534) 모두가 슬라이딩판(512, 522, 532)까지 연장설치되면서 모든 설치유닛(510, 520, 530)을 통해 자켓(20)이 해저면세 장착되도록 구성될 수 있다.
그러나 본 실시예에서는 가운데 위치한 제2설치유닛(520)의 한 쌍의 세로레일(523, 524)만 슬라이딩판(512, 522, 532)까지 연장설치된다.
이 경우에는 하나의 제2설치유닛(520)을 통해 자켓(20)이 설치되도록 하고 나머지 제1설치유닛(510)과 제3설치유닛(530)은 자켓(20)을 탑재하는 역할만 할 수 있다. 즉, 제1설치유닛(510)과 제3설치유닛(530)에 탑재된 자켓(20)은 후술할 가로레일(540)을 따라 제2설치유닛(520)으로 이동한 후 해저면에 설치될 수 있다.
전술한 한 쌍의 세로레일(513, 514, 523, 524, 533, 534)에는 한 쌍의 지지블록(550, 560)이 각각 장착된다. 여기서 자켓(20)의 머리부(21)에 인접한 순서부터 제1지지블록(550), 제2지지블록(560)이라고 칭하기로 한다.
제1지지블록(550)은 다리부(22)의 상부 영역을 지지하고, 제2지지블록(560)은 제1지지블록(550)과 이격배치되며 다리부(22)의 하부 영역을 지지한다.
이와 같이 지지블록(550, 560)은 자켓(20)의 다리부(22)를 지지하면서 자켓(20)이 각 설치유닛(510, 520, 530)에 안정적으로 탑재되거나 해저면에 설치시 탑재된 위치에서 이동할 수 있도록 한다.
각각의 지지블록(550, 560)은 상술한 세로레일(513, 514, 523, 524, 533, 534) 및 후술할 가로레일(540)을 따라서 이동하면서 자켓(20)의 위치를 변화시킬 수 있다.
한편, 구조물설치부(500)는 가로레일(540)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
가로레일(540)은 지지블록(550, 560)들의 하부에 배치되어 지지블록(550, 560)들을 적재판(511, 521, 531)들의 가로방향을 따라 이동가능하도록 다수개의 설치유닛(510, 520, 530)의 적재판(511, 521, 531)들을 서로 연장하도록 형성된다.
가로레일(540)은 적어도 하나의 개수를 가질 수 있지만, 자켓(20)의 다리부(22)의 상부와 하부 영역을 지지하는 지지블록(550, 560)들을 이동할 수 있도록 2개로 이루어질 수 있다. 즉, 가로레일(540)은 제1지지블록(550)이 위치하는 제1가로레일(541)과, 제2지지블록(560)이 위치하는 제2가로레일(542)로 이루어질 수 있다.
가로레일(540)에 의해 제1설치유닛(510)과 제3설치유닛(530)에 탑재된 자켓(20)은 제2설치유닛(520)으로 이동한 후 해저면에 설치될 수 있다. 물론, 전술한 바와 같이 제1설치유닛(510)과 제3설치유닛(530) 모두가 자켓(20)을 설치되도록 구성된다면 가로레일(540)은 생략이 가능할 것이다.
여기서 가로레일(540)은 상기 적재판(511, 521, 531)들의 경계구역이 절단되도록 구성된다. 이는 자켓(20)을 해저면에 설치할 경우, 적재판(511, 521, 531)이 승하강할 수 있도록 하기 위함이다.
승하강부는 다수개의 설치유닛(510, 520, 530) 중 적어도 어느 하나는 적재판(511, 521, 531)을 선택적으로 승하강시켜 자켓(20)이 슬라이딩판(512, 522, 532)으로 이동하도록 한다.
보다 상세하게 승하강부는 적재판(511, 521, 531)으로부터 슬라이딩판(512, 522, 532)까지 연장되게 형성되는 한 쌍의 세로레일(513, 514, 523, 524, 533, 534)을 구비하는 설치유닛(510, 520, 530)의 적재판(511, 521, 531) 하부에 위치하는 승하강블록(580)을 포함할 수 있다.
즉, 본 실시예에서는 제2설치유닛(520)에만 승하강부가 설치되도록 구성된다. 물론, 제1설치유닛(510) 및 제3설치유닛(530) 모두가 자켓(20)을 해저면에 설치할 수 있도록 구성된다면 제1설치유닛(510) 및 제3설치유닛(530)에도 승하강블록(580)을 포함하는 승하강부가 구비될 수 있다.
승하강블록(580)은 실린더 형태로 구성되어 적재판(511, 521, 531)의 일측을 밀어 올리는 형태로 적재판(511, 521, 531)을 이동킬 수 있다. 물론, 승하강블록(580)은 적재판(511, 521, 531)을 승하강시킬 수 있다면 축회전 타입, 리프트 타입 등 다양한 형태로 변형실시 가능할 것이다.
한편, 구조물설치부(500)는 도 3에 도시된 바와 같이 자켓(20)의 머리부(21)를 지지하며 자켓(20)의 위치를 다른 설치유닛(510, 520, 530)으로 이동시킬 수 있는 구조물이동부(570)를 더 포함할 수 있다.
예를 들어 구조물이동부(570)는 이동레일(571)과 이동블록(572)을 포함할 수 있다. 이동레일(571)은 선박본체(100)에 함몰형성된 설치공간(170)에 설치될 수 있다.
이동블록(572)은 자켓(20)의 머리부(21)가 놓여지며, 머리부(21)를 이동레일(571)을 따라 이동할 수 있다. 머리부(21)가 이동함으로써 다리부(22)를 지지하는 지지블록(550, 560)도 함게 가로레일(540)을 따라 이동하게 되므로 제1설치유닛(510) 또는 제3설치유닛(530)에 위치한 자켓(20)은 제2설치유닛(520)으로 이동할 수 있게 된다.
이와 같이 구성되는 본 실시예의 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선(1)은 자켓(20)을 각 설치유닛(510, 520, 530)에 도 4에 도시된 바와 같이 누워서 탑재시킨 후 이동할 수 있다.
이어서 자켓(20)을 해저면에 설치할 경우에는, 승하강블록(580)을 상승시켜 자켓(20)의 머리부(21)의 위치가 높아지도록 한다. 머리부(21)가 다리부(22) 보다 높아진 자켓(20)은 도 6에 도시된 바와 같이 지지블록(550, 560)이 세로레일(523, 524)을 따라 적재판(521)에서 슬라이딩판(521)을 향해 이동하면서 자켓(20)을 이동시키게 된다.
이때, 제2지지블록(560)은 슬라이딩판(521)의 하부 영역에 이르면 이동을 멈추게 되면서 자켓(20)의 다리부(22)를 회전시킬 수 있는 축으로 작용할 수 있다.
제2지지블록(560)이 슬라이딩판(521)의 하부에 멈추면, 제1지지블록(550)은 자켓(20)의 다리부(22)를 지지하면서 계속 하강하다가 제1지지블록(550)과 접하는 위치까지 자켓(20)을 하강시키게 된다. 여기서 자켓(20)은 제1지지블록(550)과 제2지지블록(560)이 포개진 지점을 따라 회전하면서 기립되면서 해수면(W) 아래로 내려가면서 해저면에 기립되도록 설치가 이루어진다.
이와 같이 본 발명의 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선에 의하면 해상 풍력발전기와 해상파일, 자켓, 트라이파일, 트라이포드 등 기초구조물을 함께 선박에 탑재하여 해상으로 운반 후 바로 시공할 수 있기 때문에 해상 풍력발전기의 시공장소에 많은 선박들이 운집하지 않아도 되므로 시공이 간편하고 빠르며 시공비용은 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 대한민국 정부는 2019년까지 서남해 인근에 2.5 GW 발전용량의 해상 풍력발전 단지를 구축하는 해상 풍력발전 종합추진 계획을 발표하여 추진하고 있는데, 본 발명은 정부 정책에 발맞추어 해상 풍력발전기 시설 일체를 저비용으로 정확하고, 안전하고, 빠른 설치가 가능하도록 할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
전술한 실시예에서는 구조물설치부가 해상 풍력발전기, 해상파일 등을 설치할 수 있는 고정유닛이 구비된 선박에 장착되었지만, 필요에 따라 구조물설치부만 단독으로 선박에 구비하도록 본 발명이 구성될 수도 있을 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 작업선 20 : 자켓
100 : 선박본체 200 : 플로팅레그부
300 : 사이드부 350 : 리프트부
400 : 탑재부 500 : 구조물설치부
510, 520, 530 : 설치유닛 511, 521, 531 : 적재판
512, 522, 532 : 슬라이딩판 513, 514, 523, 524 : 세로레일
540 : 가로레일 541 : 제1가로레일
542 : 제2가로레일 550 : 제1지지블록
560 : 제2지지블록 570 : 구조물이동부
571 : 이동레일 572 : 이동블록
580 : 승하강블록 600 : 앙카부

Claims (16)

  1. 선박본체; 및
    상기 선박본체에 구비되어 적어도 하나의 기초구조물이 적재되도록 하며, 적재된 상태의 기초구조물을 슬라이딩 이동시켜 해상에 기립되도록 설치하는 구조물설치부;를 포함하며,
    상기 구조물설치부는 기초구조물이 탑재되는 적재판과, 상기 적재판에 인접하는 상기 선박본체의 외측에 위치하며 상기 기초구조물이 슬라이딩되도록 하는 슬라이딩판과, 서로 이격되도록 상기 적재판에 배치되는 한 쌍의 세로레일과, 상기 기초구조물의 다리를 지지하며 상기 한 쌍의 세로레일에 각각 이동가능하게 설치되는 한 쌍의 지지블록을 포함하는 적어도 하나의 설치유닛을 포함하는 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 슬라이딩판은 상부에서 외측 하부를 향해 라운드지게 형성된 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 세로레일은 각각이 2열로 배치되는 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 세로레일에 각각 배치되는 지지블록은 각각 다수개로 이루어지며, 다수개의 지지블록은
    상기 다리의 상부 영역을 지지하는 제1지지블록; 및
    상기 제1지지블록과 이격배치되며 상기 다리의 하부 영역을 지지하는 제2지지블록;을 포함하는 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선.
  8. 제7항에 있어서,
    적어도 어느 하나의 설치유닛의 한 쌍의 세로레일은 상기 적재판으로부터 상기 슬라이딩판까지 연장되게 형성되는 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 구조물설치부는 상기 적재판의 가로방향을 따라 형성되어 상기 지지블록이 적재판의 가로방향으로 이동할 수 있도록 하는 가로레일을 더 포함하는 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 가로레일은 다수개로 이루어지며,
    상기 다수개의 가로레일은
    상기 제1지지블록이 위치하는 제1가로레일; 및
    상기 제2지지블록이 위치하는 제2가로레일;을 포함하는 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 다수개의 설치유닛 중 적어도 어느 하나는
    상기 적재판을 선택적으로 승하강시켜 상기 기초구조물이 상기 슬라이딩판으로 이동하도록 하는 승하강부;를 더 포함하는 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 구조물설치부는 상기 기초구조물의 머리부를 지지하며 상기 기초구조물의 위치를 다른 상기 설치유닛으로 이동시킬 수 있는 구조물이동부를 더 포함하는 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 구조물이동부는
    상기 선박본체에 구비되는 이동레일; 및
    상기 기초구조물의 머리부가 놓여지며 상기 이동레일을 따라 이동가능하게 장착되는 적어도 하나의 이동블록;을 포함하는 해상 풍력발전기 기초구조물 설치용 작업선.
  16. 삭제
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