KR101510539B1 - Lower structure offshore wind energy turbine plant and construction method - Google Patents

Lower structure offshore wind energy turbine plant and construction method Download PDF

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KR101510539B1
KR101510539B1 KR20130122565A KR20130122565A KR101510539B1 KR 101510539 B1 KR101510539 B1 KR 101510539B1 KR 20130122565 A KR20130122565 A KR 20130122565A KR 20130122565 A KR20130122565 A KR 20130122565A KR 101510539 B1 KR101510539 B1 KR 101510539B1
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Abstract

The present invention provides a lower structure of a marine wind power plant, comprising: a monopile wherein a wind power generation structure is installed in an upper portion and a lower portion is penetrated and installed on the seabed; an anchorage unit arranged close to the seabed when the monopile is penetrated into the seabed, wherein the monopile is installed on the outer peripheral surface in the circumferential direction; and a sacrificial anode unit fixated on the settlement unit and forming a protection current near the seabed of the monopile. The anchorage unit includes at least one anchorage spaced and arranged near the seabed of a lower portion of the monopile in the circumferential direction. The anchorage comprises: a fixing board holding the sacrificial anode unit; and an elastic bearing plate provided between the monopile and the fixing board to pressurize the sacrificial anode unit.

Description

해상풍력발전 하부구조물 및 시공방법{LOWER STRUCTURE OFFSHORE WIND ENERGY TURBINE PLANT AND CONSTRUCTION METHOD}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an offshore wind power substructure,

본 발명은 해상풍력발전 하부구조물 및 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모노파일의 해중부에 설치되는 희생양극부를 활용하여 풍력발전 하부구조물의 부식을 방지하고, 모노파일에 희생양극부가 용이하게 설치 가능한 해상풍력발전 하부구조물 및 시공방법에 관한 것이다. The present invention relates to an offshore wind power substructure and a method of constructing the offshore wind power substructure, and more particularly, to a method for preventing corrosion of a wind power substructure by using a sacrificial anode portion installed in the sea of a monofilament, To an installable offshore wind power substructure and a construction method thereof.

풍력을 이용한 발전 시스템은 매우 오래 전부터 양수용 등의 목적을 위해 다양하게 사용되어 왔다. 최근에는 지구온난화에 따른 환경규제와 화석연료의 수급불안 등의 문제점이 대두됨으로서 신재생 에너지 생산시스템으로서의 풍력발전시스템이 각광을 받고 있다.Wind power generation systems have been used for a long time for various purposes such as pumping water. In recent years, problems such as environmental regulation due to global warming and anxiety of supply and demand of fossil fuels have arisen, and a wind power generation system as a new and renewable energy production system is getting popular.

최근에는 풍력자원량, 미관, 장소의 제약 등의 문제로 인해 해상에 대규모의 풍력단지를 건설하는 추세이다. 그러나, 해상에 안전하게 풍력발전구조물을 건설하기 위해서는 높은 위치에 설치될 블레이드 및 타워를 안정적으로 지지하기 위한 구조가 요구된다.In recent years, there has been a tendency to construct large-scale wind farms on the sea due to problems such as the amount of wind resources, aesthetics, and restrictions on places. However, in order to construct a wind power generation structure safely at sea, a structure for stably supporting a blade and a tower to be installed at a high position is required.

종래 해상에 풍력발전설비를 구축하기 위한 구조로, 케이슨(caisson)식이나 조항식 등의 여러 기초 구조가 개발되었다. 이 중 해저 지반의 침하나 파력에 의한 영향을 크게 받지 않으며 비교적 저렴하게 구축할 수 있는 파일(pile)식 기초 구조물이 주목받고 있다.Conventionally, several basic structures such as caisson type and provisional type have been developed for constructing wind power generation facilities at sea. Among them, a pile-type foundation structure which can be constructed at a relatively low cost without being greatly influenced by the seepage or wave of the seabed ground is attracting attention.

모노파일을 이용한 기초 구조물은 직경 4 ~ 6m 인 대구경의 강관 파일을 사용하여 해저 지반에 항타하거나, 천공후 매입하여 설치하는 구조로 되어 있다. 이러한 구조는 수심 20m 이하인 일반적인 토사 지반에서 가장 경제성이 우수한 기초 구조로 알려져 있다.The monolithic foundation structure is constructed by using a large-diameter steel pipe file with a diameter of 4 to 6 m and hitting the bottom of the seabed or piercing it and installing it. This structure is known as the most economical foundation structure in general soil subsurface with a depth of 20m or less.

상기 모노파일을 이용한 기초 구조물은 전형적인 수평하중을 지지하는 단일 말뚝으로써, 파일에 발생하는 응력뿐만 아니라 해저 지반의 수평지지력과 수평변위 등에 의하여 파일의 직경 및 두께 등 단면 제원이 결정된다. The basic structure using the mono file is a single pile supporting a typical horizontal load, and the sectional specifications such as the diameter and the thickness of the pile are determined by not only the stress generated in the pile but also the horizontal support force and horizontal displacement of the seabed ground.

그리고, 해양에 설치되는 모노파일의 부식을 방지하기 위하여, 풍력발전 하부구조물에 사용되는 모노파일에는 희생양극이 설치될 수 있다.In addition, a sacrificial anode may be installed in the monofilaments used in the wind power substructure to prevent corrosion of mono files installed in the ocean.

희생양극은 희생양극과 모노파일 사이에 충분한 방식전류가 흘러서 모노파일의 강재 대신 희생양극의 아연 또는 알루미늄이 먼저 부식되도록 함으로써, 모노파일의 부식을 방지하는 장치이다. 이와 같이, 희생양극의 아연이나 알루미늄이 모노파일의 강재보다 먼저 부식되는 것은 희생양극의 아연이나 알루미늄의 전위가 모노파일의 강재보다 높기 때문이다.  The sacrificial anode is a device that prevents corrosion of the mono-filament by allowing sufficient current to flow between the sacrificial anode and the mono-filament to cause the zinc or aluminum of the sacrificial anode to first corrode instead of the mono-filamentary steel. Thus, the zinc or aluminum of the sacrificial anode is corroded earlier than the monofilament steel because the zinc or aluminum potential of the sacrificial anode is higher than that of the monofilaments.

종래에는 모노파일의 해중부에 직접적으로 희생양극을 부착하지 않고 모노파일 위에 설치되는 트랜지션 피스(Transition Piece) 하부에 희생양극이 집중적으로 부착하는 경우가 있었다. 이 경우, 희생양극에서 발생하는 방식전류가 서로 간섭을 일으켜 모노파일의 해저지반의 인접한 부분에는 충분한 방식전류가 전달되지 않아 모노파일의 해저지반의 인접한 부분에 집중적으로 부식이 발생하는 문제점이 있었다.There has been a case where a sacrificial anode is intensively attached to a lower portion of a transition piece provided on a mono-file without attaching a sacrificial anode directly to the underside of the mono-file. In this case, there is a problem that the method currents generated in the sacrificial anode cause mutual interference, so that a sufficient current is not transmitted to adjacent portions of the seabed of the monofilaments, thereby causing corrosion intensively in the adjacent portions of the seabed ground of the monofilaments.

또한, 종래에는 수중부의 모노파일 하단부에 부식방지를 위해 모노파일의 해저지반의 인접한 부분에 희생양극을 설치하는 경우가 있었다. 다만, 이 경우에도 모노파일을 해저지반에 근입시켜 고정시킨 후 잠수부가 수중에서 모노파일에 희생양극을 용접하는 방식으로 시공이 이루어지는 경우가 많은데, 풍력발전기는 방파제 밖에 위치하는 경우가 많아서 잠수부를 투입하여 작업할 수 있는 기간이 제한적이므로 원활한 작업이 이루어지지 않는 문제점이 있다.
본 발명의 종래기술로는 "공개특허공보 제10-2012-0100950호, 발명의 명칭: 해상 풍력발전소 기초 파이프의 음극 부식방지 장치용 양극 리테이너, 해상 풍력발전소의 기초 파이프와 기초 파이프들 간의 연결구조, 해상 풍력발전소의 기초 파이프용 음극 부식방지 장치 및 해상 풍력발전소, 공개일: 2012.09.12.)가 있다.In addition, conventionally, in order to prevent corrosion at the lower end portion of the monofilament in the middle of the water, a sacrificial anode is provided in the adjacent portion of the seabed ground of the monofilaments. In this case, however, the mono-file is fixed to the bottom of the seabed, and the diver then welds the sacrificial anode to the mono-file in the water. In many cases, the wind generator is located outside the breakwater, There is a problem in that a smooth operation can not be performed because the period of time in which the work can be performed is limited.
In the prior art of the present invention, as disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-2012-0100950, entitled "Anode Retainer for Cathodic Corrosion Protection Device of Offshore Wind Power Plant Base Pipe", connection structure between base pipes and base pipes of an offshore wind power plant , Cathodic corrosion prevention device for marine wind power plant base pipe and offshore wind power plant, release date: 2012.12.12).

본 발명은 상기와 같은 종래의 해상풍력발전 하부구조물 및 시공방법에서 발생되는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.The present invention is realized by recognizing at least any one of the requirements or problems generated in the above conventional offshore wind power substructure and the construction method.

본 발명은 일 측면으로서, 해상풍력발전 하부구조물 모노파일의 해저지반에 인접한 부분의 해중부 부식을 효과적으로 억제할 수 있는 해상풍력발전 하부구조물을 제공하고자 한다.In one aspect, the present invention provides an offshore wind power substructure capable of effectively suppressing submarine erosion of a portion of an offshore wind power substructure monofilament adjacent to a seabed ground.

본 발명은 일 측면으로서, 해상풍력발전 하부구조물 모노파일의 해저지반의 인접한 부분에 희생양극부를 직접적으로 설치할 수 있어, 모노파일의 해중부의 부식을 효율적으로 방지할 수 있는 해상풍력발전 하부구조물을 제공하고자 한다.As one aspect, the present invention provides an offshore wind power substructure capable of directly installing a sacrificial anode portion in an adjacent portion of a seabed ground of a mono-file of an offshore wind power substructure, thereby effectively preventing corrosion of the sea portion of a mono-file I want to.

본 발명은 일 측면으로서, 희생양극부를 모노파일의 해저지반에 인접하는 부분에 희생양극부를 설치시 인력의 소모를 저감시키고, 작업시간을 단축시킬 수 있는 해상풍력발전 하부구조물을 제공하고자 한다.As one aspect of the present invention, there is provided an offshore wind power substructure capable of reducing the consumption of gravity and shortening the working time when the sacrificial anode portion is provided in a portion adjacent to the seabed ground of the monofilament as the sacrificial anode portion.

본 발명은 일 측면으로서, 설치된 희생양극부가 조류에 의해 용이하게 움직이거나 이탈되는 것을 방지하고, 제공된 지압력에 의해 모노파일과 희생양극부와의 접지력을 향상시켜 희생양극부에서 모노파일로 충분한 방식전류의 전달을 가능하도록 하여 모노파일의 해저지반의 인접한 부분의 부식을 방지할 수 있는 해상풍력발전 하부구조물을 제공하고자 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system including: a fuel tank; a fuel tank; a fuel tank; And to provide an offshore wind power substructure capable of preventing the corrosion of adjacent portions of the seabed of the monofilaments.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 상부에는 풍력발전구조물이 설치되고, 하부는 해저지반에 근입되어 설치되는 모노파일; 상기 모노파일이 해저지반에 근입시 해저지반의 인접한 부분에 배치되고, 상기 모노파일의 외주면에 둘레방향으로 설치되는 정착부; 및 상기 정착부에 고정되고, 상기 모노파일의 해저지반 인접부분에 방식전류를 형성하는 희생양극부;를 포함하고, 상기 정착부는 상기 모노파일 하단부의 해저지반 인접부분의 둘레방향으로 이격하여 배치되는 적어도 하나 이상의 정착구를 포함하며, 상기 정착구는, 상기 희생양극부를 거치하는 고정대와, 상기 모노파일과 상기 고정대 사이에 제공되어, 상기 희생양극부를 지압하는 탄성지압판을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전 하부구조물을 제공한다.In accordance with one aspect of the present invention, there is provided a wind power generator, comprising: a mono file having a wind power generation structure installed at an upper portion thereof; A fusing unit in which the mono file is disposed on an adjacent portion of the seabed sole upon close to the seabed ground and is installed on an outer circumferential surface of the mono file in a circumferential direction; And a sacrificial anode fixed to the fusing unit, the sacrificial anodic portion forming a method current at a portion adjacent to the bottom of the mono-filament, wherein the fusing unit is disposed in a circumferential direction of the sub- Wherein the fixation port comprises at least one fixation port, the fixation port including a fixture for mounting the sacrificial anode part, and an elastic pressure plate provided between the monofile and the fixture for pressing the sacrificial anode part, Thereby providing a substructure.

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바람직하게, 정착구는 상기 희생양극부를 거치하는 고정대와, 상기 모노파일과 상기 고정대 사이에 제공되어, 상기 희생양극부를 지압하는 탄성지압판을 포함할 수 있다.Preferably, the fixation port includes a fixture for mounting the sacrificial anode part, and an elastic pressure plate provided between the monofile and the fixture for shaking the sacrificial anode part.

바람직하게, 고정대는, 상기 모노파일의 외주면으로부터 연장되는 수평판과, 상기 수평판으로부터 상향절곡되는 수직판을 포함하고, 상기 탄성지압판은 상기 모노파일의 상기 수평판의 상측의 상기 모노파일의 외주면에 형성되는 탄성체와, 상기 탄성체 연결되어 상기 희생양극부에 지압력을 제공하는 가동지압판을 포함할 수 있다.Preferably, the fixing table includes a horizontal plate extending from the outer circumferential surface of the mono-pile and a vertical plate bent upward from the horizontal plate, wherein the elastic plied plate is disposed on the outer peripheral surface of the mono-pile on the upper side of the horizontal plate of the mono- And a movable platen connected to the elastic body to provide a ground pressure to the sacrificial anode part.

바람직하게, 정착부는 상기 모노파일의 둘레방향에 설치되는 정착링과, 상기 정착링의 외주면에 이격하여 설치되는 복수의 정착구를 포함할 수 있다.Preferably, the fusing unit may include a fusing ring installed in a circumferential direction of the mono-pile, and a plurality of fusing apertures spaced from an outer circumferential surface of the fusing ring.

바람직하게, 희생양극부는 상기 모노파일의 직경보다 크게 구비되어, 상기 모노파일의 상부를 통하여 하강되어 상기 정착부에 정착될 수 있다.Preferably, the sacrificial anode portion is larger than the diameter of the mono-filament, and may be lowered through the upper portion of the mono-filament and fixed to the fixing portion.

바람직하게, 희생양극부는 상기 모노파일의 직경보다 크게 구비되어, 상기 모노파일의 상하방향으로 관통 가능하게 구비되는 희생양극링과, 상기 희생양극링의 둘레방향에 제공되어 상기 모노파일에 방식전류를 형성하는 복수의 희생양극을 포함할 수 있다.Preferably, the sacrificial anode portion is provided larger than the diameter of the mono-filament and is provided so as to be penetrable in the up-and-down direction of the monofilament, and a sacrificial anode ring provided in the circumferential direction of the sacrificial anode ring, And may include a plurality of sacrificial anodes to be formed.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 일측면으로서, 본 발명은 해저지반에 모노파일이 항타되어 설치시, 항타된 상기 모노파일의 해저지반 인접부분에 정착부가 위치하도록 상기 정착부가 설치된 모노파일을 제작하는 제1 단계와, 해저지반의 인접부분에 상기 정착부가 위치하도록 상기 모노파일을 해저지반에 근입시키는 제2 단계와, 해저지반에 근입된 상기 모노파일의 상부를 통하여 희생양극부를 하강시켜 상기 정착부에 정착시키는 제3 단계;를 포함하는 해상풍력발전 하부구조물의 시공방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a mono-file having a fusing unit installed on a seabed ground so that the fusing unit is positioned adjacent to a submarine ground of the mono-file when the mono- A second step of inserting the monofilaments into the seabed so that the fusing section is positioned adjacent to the seabed ground; a second step of lowering the sacrificial anode section through the upper part of the monofilament inserted into the seabed ground, And a third step of fixing the wind power generation substructure to the wind power generation substructure.

이상에서와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 모노파일이 해저지반에 근입시 해저지반의 인접한 부분에 배치되고, 상기 모노파일의 외주면에 둘레방향으로 이격하여 배치되는 정착부와, 상기 정착부에 고정되고, 상기 모노파일의 해저지반 인접부분에 방식전류를 형성하는 희생양극부의 구성에 의해, 해상풍력발전 하부구조물 모노파일의 해저지반에 인접한 해중부의 부식을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention as described above, a mono-file is disposed at an adjacent portion of the seabed ground at the time of close to the seabed ground, and is disposed at an outer peripheral surface of the mono-file in the circumferential direction, And the structure of the sacrificial anode portion that forms the method current at the portion adjacent to the seabed ground of the monofilaments effectively prevents the corrosion of the sea portion adjacent to the seabed ground of the offshore wind power generation substructure monofilaments.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 모노파일의 해저지반의 인접한 부분에 희생양극부를 직접적으로 설치함으로써, 희생양극부에서 발생되는 방식전류의 간섭현상으로 인한 방식전류의 저감을 방지하여 모노파일 하단부의 부식을 효율적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, by providing the sacrificial anode portion directly on the adjacent portion of the seabed ground of the mono-filament, it is possible to prevent reduction of the method current due to the phenomenon of the method current generated in the sacrificial anode portion, It is possible to effectively prevent corrosion.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 희생양극부는 상기 모노파일의 직경보다 크게 구비되고, 상기 모노파일의 상부를 통하여 하강되어 상기 정착부에 정착되는 구성을 포함함으로써, 해중부에 배치되는 희생양극부의 설치시 잠수부의 투입없이 케이블 등을 활용하여 희생양극부를 정착부에 정착시킬 수 있어 희생양극부의 설치에 과도한 인력 및 시간이 소모되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, the sacrificial anode portion is provided larger than the diameter of the mono-filament, and is lowered through the upper portion of the mono-filament and fixed to the fusing portion, The sacrificial anode part can be fixed to the fixing part by using a cable or the like without putting the diver part in the installation part, and it is possible to prevent excessive manpower and time from being consumed for installing the sacrificial anode part.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 정착부의 정착구에 설치되는 고정대와 탄성지압판의 구성을 포함함으로써, 희생양극부가 케이블에 의해 모노파일의 외주면을 따라 상부에서 하부로 하강시 희생양극부가 자중에 의해 고정대와 탄성지압판 사이의 공간에 용이하게 안착될 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, by including the configuration of the fixing plate and the elastic pressure plate provided in the fixing port of the fixing unit, when the sacrificial anode portion is lowered from the upper portion to the lower portion along the outer peripheral surface of the monofilament by the cable, So that it can be easily seated in the space between the elastic pressure plate and the elastic pressure plate.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 희생양극부를 지압하는 탄성지압판의 구성을 포함함으로써, 조류에 의해 희생양극부가 움직이거나 이탈되는 것을 방지하고, 제공된 지압력에 의해 모노파일과 희생양극부와의 접지력을 향상시켜, 희생양극부에서 모노파일로 충분한 방식전류를 전달하여 모노파일의 해저지반의 인접한 부분의 부식을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to one embodiment of the present invention, by including the configuration of the elastic pressure plate that presses the sacrificial anode portion, it is possible to prevent the sacrificial anode portion from moving or being separated by the algae, So that corrosion of the adjacent portions of the seabed ground of the monofilaments can be prevented by transmitting a sufficient current to the monofilaments in the sacrificial anode portion.

도 1은 모노파일의 상부를 통하여 희생양극부가 정착부로 정착되기 전의 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 모노파일의 상부를 통하여 희생양극부가 정착부로 정착된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 모노파일에 형성된 정착부(탄성지압판 미도시)의 배치를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 희생양극부를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 3의 정착부에 희생양극부가 정착된 상태를 도시한 평면도이다.
도 6a 및 도 6b는 탄성지압판이 형성된 정착부에 희생양극부가 설치되는 과정의 부분확대도 도면이다.
도 7은 모노파일의 정착부에 희생양극부가 정착된 상태를 도시한 도면이다.1 is a view showing a state before a sacrificial anode is fixed to a fixing unit through an upper portion of a mono-pile.
FIG. 2 is a view showing a state where the sacrificial anode is fixed to the fixing unit through the upper part of the mono-pile.
3 is a perspective view showing the arrangement of a fixing unit (not shown) formed in a mono file.
4 is a perspective view showing the sacrificial anode portion of the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing a state where a sacrificial anode is fixed to the fixing unit of FIG. 3;
6A and 6B are partially enlarged views of a process in which a sacrificial anode is provided in a fixing unit having an elastic pressure plate.
7 is a view showing a state in which a sacrificial anode is fixed to a fixing unit of a mono-file.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 해상풍력발전 하부구조물에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
Hereinafter, a marine wind power substructure according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해상풍력발전 하부구조물(10)은 모노파일(100), 정착부(200), 희생양극부(300)를 포함할 수 있다.
1 to 7, an offshore wind power substructure 10 according to an embodiment of the present invention may include a mono-file 100, a fusing unit 200, and a sacrificial anode unit 300.

도 1 및 도 2를 참조하면, 해상풍력발전 하부구조물(10)은 상부에는 풍력발전구조물이 설치되고, 하부는 해저지반(Seabed,S.B.)에 근입되어 설치되는 모노파일(100)과, 상기 모노파일(100)이 해저지반(S.B.)에 근입시 해저지반(S.B.)의 인접한 부분에 배치되고, 상기 모노파일(100)의 외주면에 둘레방향으로 설치되는 정착부(200)와, 상기 정착부(200)에 고정되고, 상기 모노파일(100)의 해저지반(S.B.) 인접부분에 방식전류를 형성하는 희생양극부(300)를 포함할 수 있다.
1 and 2, the offshore wind power substructure 10 includes a mono pile 100 having a wind power generation structure installed on the upper part thereof and a seabed SB installed on the lower part thereof, A fusing unit 200 disposed on an outer peripheral surface of the monofilament 100 and disposed in an adjacent portion of the seabed ground SB when the file 100 is sandwiched by the seabed ground SB; And a sacrificial anode part 300 fixed to the bottom part 200 of the monofilament 100 and forming a method current in the vicinity of the seabed ground SB of the monofilament 100.

도 1에 도시된 바와 같이, 모노파일(100)은 해상풍력발전구조물에 가해지는 수평하중 및 상부구조물의 하중을 지지하는 부재로서, 모노파일(100)의 하부는 해저지반(S.B.)에 근입될 수 있다. 모노파일(100)은 항타설비에 의해 항타되어 해저지반(S.B.)에 근입될 수 있다.As shown in FIG. 1, the mono-file 100 is a member for supporting the horizontal load applied to the offshore wind power generating structure and the load of the upper structure. The lower portion of the mono-pile 100 is inserted into the seabed ground SB . The mono file 100 can be hovered by a hovering device and incorporated in the submarine ground S.B.

모노파일(100)은 전형적인 수평하중을 지지하는 단일 말뚝으로써, 파일에 발생하는 응력 뿐만 아니라 해저 지반의 수평지지력과 수평변위 등에 의하여 파일의 직경 및 두께 등이 결정될 수 있다.The mono-pile 100 is a single pile that supports a typical horizontal load. The diameter and thickness of the pile can be determined not only by the stress generated in the pile but also by the horizontal support force and the horizontal displacement of the seabed ground.

모노파일(100)은 직경 4 ~ 6m 인 대구경의 강관 파일이 이용될 수 있고, 이러한 구조는 수심 20m 이하인 일반적인 토사 지반에서 가장 경제성이 우수한 기초 구조로 알려져 있다.
The monofilament 100 can be a large-diameter steel pipe file having a diameter of 4 to 6 m, and this structure is known as the most economical foundation structure in a general soil foundation having a depth of 20 m or less.

도 3에 도시된 바와 같이, 정착부(200)는 희생양극부(300)가 설치되는 부분으로, 정착부(200)는 모노파일(100)의 외주면의 둘레방향으로 설치될 수 있다. 3, the fusing unit 200 is a portion where the sacrificial anode unit 300 is installed, and the fusing unit 200 may be installed in the circumferential direction of the outer circumferential surface of the mono-pile 100.

정착부(200)에 케이블(C) 등에 의해 희생양극부(300)가 모노파일(100)의 상부를 통해서 하부로 하강하여, 모노파일(100)의 둘레방향으로 용접 등에 의해 설치된 정착부(200)에 의해 정착될 수 있다.
The sacrificial anode part 300 is lowered to the lower part through the upper part of the mono-pile 100 by a cable C or the like to the fixing part 200 so that the fixing part 200 ). ≪ / RTI >

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 정착부(200)는 상기 모노파일(100) 하단부의 해저지반(S.B.) 인접부분의 둘레방향으로 이격하여 배치되는 적어도 하나 이상의 정착구(210)를 포함할 수 있다. 즉, 정착부(200)는 모노파일(100)의 외주면의 둘레방향으로 형성되는 복수의 정착구(210)로 구성될 수 있다.1 and 2, the fusing unit 200 includes at least one fusing unit 210 disposed at a lower end portion of the mono-pile 100 in the circumferential direction of the adjacent portion of the seabed ground SB . That is, the fixing unit 200 may include a plurality of fixing holes 210 formed in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the mono-pile 100.

도 3에는 모노파일(100)의 둘레방향으로 120도의 각도로 3개의 정착구(210)가 배치되는 형태가 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 3개 이상의 정착구(210)가 배치되는 것도 가능하다.
3 illustrates that the three fixing holes 210 are disposed at an angle of 120 degrees in the circumferential direction of the mono-pile 100, but the present invention is not limited thereto and three or more fixing holes 210 may be disposed.

도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 정착구(210)는 고정대(211)와 탄성지압판(215)을 포함할 수 있다.6A and 6B, the fixture 210 may include a fixing table 211 and an elastic pliers 215. As shown in FIGS.

고정대(211)는 정착대를 거치하는 부분으로, 상기 모노파일(100)의 외주면으로부터 연장되는 수평판(212)과, 상기 수평판(212)으로부터 상향절곡되는 수직판(213)을 포함할 수 있다. The fixing table 211 may include a horizontal plate 212 extending from an outer circumferential surface of the mono-pile 100 and a vertical plate 213 bent upward from the horizontal plate 212, have.

탄성지압판(215)은 상기 모노파일(100)과 상기 고정대(211) 사이에 제공되어, 상기 희생양극부(300)를 지압하는 부분으로, 탄성지압판(215)은 모노파일(100)의 상기 수평판(212)의 상측의 상기 모노파일(100)의 외주면에 형성되는 탄성체(216)와, 상기 탄성체(216) 연결되어 상기 희생양극부(300)에 지압력을 제공하는 가동지압판(217)을 포함할 수 있다.The elastic pliers 215 are provided between the mono-pile 100 and the fixing table 211 to press the sacrificial anode part 300. The elastic pliers 215 are provided on the upper side of the monofile 100, An elastic body 216 formed on an outer circumferential surface of the mono-pile 100 on the upper side of the flat plate 212 and a movable platen 217 connected to the elastic body 216 to provide a ground pressure to the sacrificial anode part 300 .

이러한 고정대(211)와 탄성지압판(215)에 의해, 모노파일(100)에 희생양극부(300)를 설치시, 희생양극부(300)가 자중에 의해 고정대(211)와 탄성지압판(215) 사이의 공간에 용이하게 안착될 수 있고, 조류에 의해 희생양극부(300)가 움직이거나 이탈되는 것을 방지될 수 있다.When the sacrificial anode part 300 is installed in the mono-pile 100 by the fixing table 211 and the elastic pressure plate 215, the sacrificial anode part 300 is fixed to the fixing table 211 and the elastic pressure- The sacrificial anode part 300 can be prevented from moving or being separated by the current.

또한, 고정대(211)와 탄성지압판(215)에 의해 제공된 지압력에 의해 모노파일(100)과 희생양극부(300)와의 접지력이 향상될 수 있고, 이에 따라, 희생양극부(300)에서 모노파일(100)로 충분한 방식전류가 전달될 수 있어 모노파일(100)의 해저지반(S.B.)의 인접한 부분의 부식이 효과적으로 방지될 수 있다.The grounding force between the monopile 100 and the sacrificial anode part 300 can be improved by the ground pressure provided by the fixing table 211 and the elastic pressure plate 215, A sufficient bending current can be transmitted to the file 100 so that corrosion of an adjacent portion of the seabed SB of the mono-file 100 can be effectively prevented.

도면에 도시되지 않았으나, 정착부(200)는 상기한 바와 같이, 모노파일(100)의 둘레방향에 설치되는 복수의 정착구(210)로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 모노파일(100)의 둘레방향에 설치되는 정착링과, 상기 정착링의 외주면에 이격하여 설치되는 복수의 정착구(210)를 포함할 수 있으며, 이외에도 모노파일(100)의 둘레방향으로 복수개의 정착구(210)를 설치하는 다양한 형태의 변형 실시가 가능하다.
Although not shown in the drawings, the fusing unit 200 may include a plurality of fixing holes 210 installed in the circumferential direction of the mono-pile 100, but the present invention is not limited thereto, And a plurality of fixing holes 210 provided in a circumferential direction of the mono-pile 100. The plurality of fixing holes 210 may be formed in a circumferential direction of the mono-pile 100, It is possible to implement various modifications.

희생양극부(300)는 해양에 설치되는 모노파일(100)의 부식을 방지하기 위해서 설치되는 부재이다.The sacrificial anode part 300 is a member provided to prevent corrosion of the monofilaments 100 installed in the ocean.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 희생양극부(300)는 해중부에 위치하는 모노파일(100)의 부식을 방지하도록 방식전류를 흘려보내는 적어도 하나 이상의 희생양극(320)을 포함할 수 있다.4 and 5, the sacrificial anode portion 300 may include at least one sacrificial anode 320 flowing a current in a manner to prevent corrosion of the monofilament 100 located in the sea zone. have.

이러한, 희생양극(320)은 희생양극(320)과 모노파일(100) 사이에 충분한 방식전류가 흘러서 모노파일(100)의 강재 대신 희생양극(320)의 아연 또는 알루미늄이 먼저 부식되도록 함으로써, 모노파일(100)의 부식을 방지하는 장치이다. 이와 같이, 희생양극(320)의 아연이나 알루미늄이 모노파일(100)의 강재보다 먼저 부식되는 것은 희생양극(320)의 아연이나 알루미늄의 전위가 모노파일(100)의 강재보다 높기 때문이다.This sacrificial anode 320 may be formed by allowing sufficient current to flow between the sacrificial anode 320 and the monofilament 100 to cause the zinc or aluminum of the sacrificial anode 320 to first corrode instead of the steel of the monofilament 100, Is a device for preventing corrosion of the file (100). This is because the zinc or aluminum of the sacrificial anode 320 is corroded earlier than the steel of the monofilament 100 because the zinc or aluminum potential of the sacrificial anode 320 is higher than that of the monofilament 100.

도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 희생양극부(300)는 상기 모노파일(100)의 직경보다 크게 구비되어, 상기 모노파일(100)의 상부를 통하여 하강되어 상기 정착부(200)에 정착될 수 있다.1 and 2, the sacrificial anode part 300 is larger than the diameter of the mono-pile 100 and is lowered through the upper part of the mono-pile 100, Can be settled.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 희생양극부(300)는 상기 모노파일(100)의 직경보다 크게 구비되어, 상기 모노파일(100)의 상하방향으로 관통 가능하게 구비되는 희생양극링(310)과, 상기 희생양극링(310)의 둘레방향에 제공되어 상기 모노파일(100)에 방식전류를 형성하는 복수의 희생양극(320)을 포함할 수 있다.5, the sacrificial anode part 300 is larger than the diameter of the mono-filament 100 and is connected to the sacrificial anode ring 310, which is provided so as to pass through the monofilament 100 in a vertical direction, And a plurality of sacrificial anodes 320 provided in a circumferential direction of the sacrificial anode ring 310 to form a method current in the monofilaments 100.

구체적으로, 희생양극링(310)는 모노파일(100)에 끼워질 수 있도록 희생양극부(300)의 직경은 모노파일(100)보다 크게 구성될 수 있다. 희생양극링(310)은 모노파일(100)의 직경보다 100mm 정도 크게 제작되어 모노파일(100)의 외면을 따라 상부에서 하부로 하강되도록 구성될 수 있다.Specifically, the diameter of the sacrificial anode part 300 may be larger than that of the monofilament 100 so that the sacrificial anode ring 310 can be fitted into the monofilament 100. The sacrificial anode ring 310 may be constructed to be about 100 mm larger than the diameter of the mono-pile 100 and lowered from top to bottom along the outer surface of the mono-pile 100.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 희생양극(320)은 희생양극링(310)으로부터 100mm 정도 이격되어, 희생양극링(310)의 둘레방향으로 복수개가 설치될 수 있는데, 희생양극링(310)의 외주면에 설치되는 설치판에 희생양극(320)이 설치될 수 있다.
4, the sacrificial anode 320 may be spaced about 100 mm from the sacrificial anode ring 310, and a plurality of sacrificial anodes 320 may be provided in the circumferential direction of the sacrificial anode ring 310, A sacrificial anode 320 may be provided on the mounting plate.

다음으로, 도 1 및 도 2를 참조하여 해상풍력발전 하부구조물(10)의 시공방법에 관하여 구체적으로 설명하기로 한다.
Next, the construction method of the offshore wind power generation substructure 10 will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해상풍력발전 하부구조물(10)의 시공방법은 모노파일(100)을 제작하는 제1 단계, 모노파일(100)을 해저지반(S.B.)에 근입시키는 제2 단계, 희생양극부(300)를 정착부(200)에 정착시키는 제3 단계를 포함할 수 있다.
1 and 2, a method for constructing a marine wind power substructure 10 according to an embodiment of the present invention includes a first step of manufacturing a mono-file 100, a first step of manufacturing a mono-file 100, SB), and a third step of fixing the sacrificial anode part 300 to the fusing part 200.

도 1 및 도 2를 참조하면, 해상풍력발전 하부구조물(10)의 시공방법은 해저지반(S.B.)에 모노파일(100)이 항타되어 설치시, 항타된 상기 모노파일(100)의 해저지반(S.B.) 인접부분에 정착부(200)가 위치하도록 상기 정착부(200)가 설치된 모노파일(100)을 제작하는 제1 단계와, 해저지반(S.B.)의 인접부분에 상기 정착부(200)가 위치하도록 상기 모노파일(100)을 해저지반(S.B.)에 근입시키는 제2 단계와, 해저지반(S.B.)에 근입된 상기 모노파일(100)의 상부를 통하여 희생양극부(300)를 하강시켜 상기 정착부(200)에 정착시키는 제3 단계를 포함할 수 있다.
Referring to FIGS. 1 and 2, a method for constructing an offshore wind power substructure 10 includes disposing a mono-file 100 on a seabed ground SB, A first step of preparing a mono pile 100 provided with the fusing unit 200 so that the fusing unit 200 is positioned adjacent to the fusing unit SB; (100) to the bottom of the ground (SB) so that the monofilaments (100) are located on the bottom of the seabed SB; and a second step of lowering the sacrificial anode part And fixing the toner image on the fixing unit 200.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 단계는 공장 등에서 사전에 모노파일(100)의 둘레방향으로 정착부(200)를 이격하여 설치하는 단계이다. As shown in FIG. 3, the first step is to install the fusing unit 200 in a circumferential direction of the mono-file 100 in advance at a factory or the like.

정착부(200)의 설치위치는 모노파일(100)이 근입되는 해저지반(S.B.)의 수평지지력과, 해상풍력발전 구조물에 가해지는 하중 및 응력 등을 고려한 모노파일(100)의 근입깊이에 따라 결정될 수 있다.The installation position of the fusing unit 200 depends on the horizontal supporting force of the seabed ground SB into which the mono-pile 100 is inserted and the depth of penetration of the mono-pile 100 considering the load and stress applied to the off- Can be determined.

정착부(200)는 항타된 모노파일(100)의 해저지반(S.B.)의 인접부분에 배치되어, 해중부의 하단부에 위치하는 모노파일(100)에 배치된 정착부(200)에 희생양극부(300)가 설치될 수 있도록 할 수 있다.The fusing unit 200 is disposed in the vicinity of the seabed ground SB of the inspected monofilament 100 so as to sandwich the sacrificial anode unit 200 in the fusing unit 200 disposed in the monofilament 100 located at the lower end of the seafloor 300 can be installed.

도 1에 도시된 바와 같이, 제2 단계는 정착부(200)가 해저지반(S.B.)의 인접한 부분에 배치되도록 모노파일(100)을 항타하는 단계이다.As shown in FIG. 1, the second step is to mount the mono-file 100 so that the fusing unit 200 is disposed on an adjacent portion of the seabed ground S.B.

모노파일(100)의 근입깊이는 상기 제1 단계인 모노파일(100)의 제작단계에서부터 결정될 수 있고, 사전에 결정된 근입깊이까지 모노파일(100)을 항타시 정착부(200)가 해저지반(S.B.)의 인접한 부분에 설치될 수 있다.The depth of penetration of the mono file 100 can be determined from the manufacturing step of the mono file 100 in the first step and the mono file 100 can be fixed to the bottom of the sea floor SB. ≪ / RTI >

도 2에 도시된 바와 같이, 제3 단계는 모노파일(100)이 근입된 상태에서 케이블(C)에 희생양극부(300)를 연결하고, 모노파일(100)의 상부를 통해 하부로 하강시켜 희생양극부(300)를 정착부(200)에 정착시키는 단계이다. 희생양극부(300)는 모노파일(100)의 직경보다 100mm 정도 크게 제작되어 모노파일(100)의 외면을 따라 상부에서 하부로 하강될 수 있다.2, in the third step, the sacrificial anode part 300 is connected to the cable C in a state where the mono-file 100 is inserted, and the sacrificial anode part 300 is lowered through the upper part of the mono-pile 100 And fixing the sacrificial anode part 300 to the fusing part 200. The sacrificial anode part 300 may be made 100 mm larger than the diameter of the mono-pile 100 and may be lowered from the upper part to the lower part along the outer surface of the mono-pile 100.

이러한, 해상풍력발전 하부구조물(10)의 시공방법은 앞서 설명한 해상풍력발전 하부구조물(10)의 모노파일(100), 정착부(200), 희생양극부(300)의 구성을 모두 활용하여 시공될 수 있다.
The method for constructing the offshore wind power generation substructure 10 may be performed by utilizing all the configurations of the monofilament 100, the fusing unit 200, and the sacrificial anode unit 300 of the offshore wind power substructure 10 described above, .

먼저, 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. And will be apparent to those skilled in the art.

10: 해상풍력발전 하부구조물 100: 모노파일
200: 정착부 210: 정착구
211: 고정대 212: 수평판
213: 수직판 215: 탄성지압판
216: 탄성체 217: 가동지압판
300: 희생양극부 310: 희생양극링
320: 희생양극 C: 케이블
S.B.: 해저지반10: offshore wind power substructure 100: mono file
200: fusing unit 210:
211: fixing table 212: horizontal plate
213: Vertical plate 215: Elastic plate
216: elastic body 217: movable plate
300: sacrificial anode part 310: sacrificial anode ring
320: Sacrificial anode C: Cable
SB: Submarine ground

Claims (8)

상부에는 풍력발전구조물이 설치되고, 하부는 해저지반에 근입되어 설치되는 모노파일;
상기 모노파일이 해저지반에 근입시 해저지반의 인접한 부분에 배치되고, 상기 모노파일의 외주면에 둘레방향으로 설치되는 정착부; 및
상기 정착부에 고정되고, 상기 모노파일의 해저지반 인접부분에 방식전류를 형성하는 희생양극부;를 포함하고,
상기 정착부는 상기 모노파일 하단부의 해저지반 인접부분의 둘레방향으로 이격하여 배치되는 적어도 하나 이상의 정착구를 포함하며,
상기 정착구는,
상기 희생양극부를 거치하는 고정대와, 상기 모노파일과 상기 고정대 사이에 제공되어, 상기 희생양극부를 지압하는 탄성지압판을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전 하부구조물.A wind power generation structure is installed at the upper part, and a mono file installed at the lower part is installed in the seabed ground;
A fusing unit in which the mono file is disposed on an adjacent portion of the seabed sole upon close to the seabed ground and is installed on an outer circumferential surface of the mono file in a circumferential direction; And
And a sacrificial anode portion fixed to the fusing portion and forming a method current in a portion adjacent to the bottom of the seabed of the mono file,
Wherein the fusing unit includes at least one fusing unit disposed at a lower end portion of the monofilm in a circumferential direction of the fusing unit,
[0027]
And a resilient cushion provided between the mono-file and the fixing table for pressing the sacrificial anode part. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 고정대는, 상기 모노파일의 외주면으로부터 연장되는 수평판과, 상기 수평판으로부터 상향절곡되는 수직판을 포함하고,
상기 탄성지압판은, 상기 모노파일의 상기 수평판의 상측의 상기 모노파일의 외주면에 형성되는 탄성체와, 상기 탄성체 연결되어 상기 희생양극부에 지압력을 제공하는 가동지압판을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전 하부구조물.The method according to claim 1,
Wherein the fixing base includes a horizontal plate extending from an outer circumferential surface of the mono-pile, and a vertical plate bent upward from the horizontal plate,
Characterized in that the elastic pressure plate comprises an elastic body formed on an outer circumferential surface of the mono-pile on the upper side of the horizontal plate of the mono-pile, and a movable platen connected to the sacrificial anode portion, Wind power substructure. 제1항에 있어서, 상기 정착부는,
상기 모노파일의 둘레방향에 설치되는 정착링과, 상기 정착링의 외주면에 이격하여 설치되는 복수의 정착구를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전 하부구조물.The image forming apparatus according to claim 1,
A fixing ring installed in a circumferential direction of the mono-filament, and a plurality of fixing holes spaced apart from an outer circumferential surface of the fixing ring. 제1항에 있어서,
상기 희생양극부는 상기 모노파일의 직경보다 크게 구비되어, 상기 모노파일의 상부를 통하여 하강되어 상기 정착부에 정착되는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전 하부구조물.The method according to claim 1,
Wherein the sacrificial anode portion is provided larger than the diameter of the mono-filament, and is lowered through the upper portion of the mono-filament and fixed to the fixing portion. 제6항에 있어서, 상기 희생양극부는,
상기 모노파일의 직경보다 크게 구비되어, 상기 모노파일의 상하방향으로 관통 가능하게 구비되는 희생양극링과,
상기 희생양극링의 둘레방향에 제공되어 상기 모노파일에 방식전류를 형성하는 복수의 희생양극을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전 하부구조물.The lithium secondary battery according to claim 6,
A sacrificial anode ring provided so as to be larger than the diameter of the mono-filament,
And a plurality of sacrificial anodes provided in a circumferential direction of the sacrificial anode ring to form a method current in the monofilaments. 해저지반에 모노파일이 항타되어 설치시, 항타된 상기 모노파일의 해저지반 인접부분에 정착부가 위치하도록 상기 정착부가 설치된 모노파일을 제작하는 제1 단계;
해저지반의 인접부분에 상기 정착부가 위치하도록 상기 모노파일을 해저지반에 근입시키는 제2 단계;
해저지반에 근입된 상기 모노파일의 상부를 통하여 희생양극부를 하강시켜 상기 정착부에 정착시키는 제3 단계;를 포함하는,
제1항 및, 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 해상풍력발전 하부구조물의 시공방법.A first step of fabricating a mono file in which the fusing unit is installed such that the fusing unit is positioned adjacent to the bottom of the seabed of the monofilaments when the mono file is mounted on the seabed ground;
A second step of inserting the mono-filament into the seabed so that the fusing section is positioned adjacent to the seabed ground;
And a third step of lowering the sacrificial anode section and fixing the sacrificial anode section to the fusing section through an upper portion of the mono-filament inserted into the seabed ground.
A method of constructing the offshore wind power substructure according to any one of claims 1 to 7.
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