KR101552520B1 - Construction method of compressed air storage unit using suction pile - Google Patents

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KR101552520B1 KR1020130105258A KR20130105258A KR101552520B1 KR 101552520 B1 KR101552520 B1 KR 101552520B1 KR 1020130105258 A KR1020130105258 A KR 1020130105258A KR 20130105258 A KR20130105258 A KR 20130105258A KR 101552520 B1 KR101552520 B1 KR 101552520B1
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Abstract

본 발명은 석션 파일을 이용하여 해저 지반에 기초 설치부를 관입 형성한 후 그 관입된 공간에 압축공기 저장구조물을 시공하는 석션 파일을 활용한 압축공기 저장구조물의 시공방법에 관한 것이다. 본 발명은, 분리 가능한 상판부가 구비된 석션 파일을 석션 펌프의 작동에 따른 석션압에 의해 해저 지반에 관입하는 단계와, 상기 석션 파일의 관입 완료 후 석션 파일 내부의 토사를 제거하는 단계와, 상기 토사 제거 완료 후 석션 파일 내부의 바닥에 콘크리트를 타설하고, 타설된 콘크리트 위에 모래 또는 모르타르를 포설하는 단계와, 상기 석션 파일 내부에 압축공기 저장구조물을 설치하는 단계와, 상기 압축공기 저장구조물 주위를 감싸도록 석션 파일 내부에 모래 또는 모르타르를 충진하는 단계와, 신재생에너지 발전장치와 연결되는 배관을 구비한 밀폐 캡을 상기 배관이 압축공기 저장구조물과 연통하는 상태로 석션 파일의 상단부에 설치하는 단계를 포함하여 이루어진 석션 파일을 활용한 압축공기 저장구조물의 시공방법을 제공한다.The present invention relates to a method for constructing a compressed air storage structure utilizing a suction file for penetrating a foundation installation part in a seabed ground using a suction file and constructing a compressed air storage structure in the penetrated space. The present invention relates to a method for manufacturing a vacuum cleaner, comprising the steps of: introducing a suction file having a detachable upper plate part into a bottom of a seabed by a suction pressure according to operation of a suction pump; Placing a concrete on the bottom of the suction pile after the completion of the removal of the soil and installing sand or mortar on the poured concrete; installing a compressed air storage structure in the suction pile; A step of filling sand or mortar in the suction pouch to enclose the suction pouch and a sealing cap provided with a pipe connected to the renewable energy generating device to be installed at the upper end of the suction pouch in such a state that the piping communicates with the compressed air storage structure The present invention provides a method of constructing a compressed air storage structure using a suction file including a suction file.

Description

석션 파일을 활용한 압축공기 저장구조물의 시공방법{Construction method of compressed air storage unit using suction pile}Technical Field [0001] The present invention relates to a method of constructing a compressed air storage structure using a suction file,

본 발명은 압축공기 저장구조물의 시공방법에 관한 것으로서, 특히 석션 파일을 이용하여 해저 지반에 기초 설치부를 관입 형성한 후 그 관입된 공간에 압축공기 저장구조물을 시공하는 석션 파일을 활용한 압축공기 저장구조물의 시공방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of constructing a compressed air storage structure. More particularly, the present invention relates to a method of constructing a compressed air storage structure using a suction file, which uses a suction file to build a compressed air storage structure in a penetrated space, And a method of constructing the structure.

일반적으로 신재생에너지는 기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나, 햇빛, 물, 지열, 바람, 생물유기체 등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지로서, 지속 가능한 에너지 공급체계를 위한 미래 에너지원을 그 특성으로 하고 있다. 또, 신재생에너지는 유가의 불안정과 기후변화협약의 규제 대응 등으로 그 중요성이 커지게 되었다.Generally, renewable energy is the energy that transforms existing fossil fuels or converts renewable energy including sunlight, water, geothermal, wind, and organism organisms, and uses it as a future energy source for sustainable energy supply system. As its characteristics. In addition, renewable energy has become more important due to unstable oil prices and regulatory compliance with the Convention on Climate Change.

그러나, 이러한 신재생에너지(풍력, 태양광, 태양열, 조류, 조력, 파력 등)는 원자력, 화력, 수력 등에 의한 발전에 비하여 전력 발전량이 시간별로 불안정하기 때문에, 신재생에너지 발전량 비율이 전체 발전량의 10%를 초과하는 경우 전체 전력망의 불안정으로 인해 전력품질에 심각한 피해가 우려된다.However, since renewable energy (wind power, solar power, solar heat, algae, tidal power, and wave power) is unstable over time due to generation of nuclear power, thermal power and hydroelectric power, If it exceeds 10%, there will be serious damage to the power quality due to instability of the whole power network.

따라서, 전력품질의 안정화를 위해서는 에너지 저장이 필요한데, 이러한 에너지 저장 시스템은 경부하시 유휴전력을 저장하고 과부하시에는 전력을 사용함으로써 첨두 부하 분산을 통해 발전소 건설비, 송전선 설치비 등의 투자비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 전력 예비율을 높여 여름·겨울철의 전력 피크와 대규모 정전 사고 등에 효과적인 대응이 가능하고, 신재생에너지 확산이라는 부가가치를 창출할 수가 있다.Therefore, energy storage is required to stabilize the power quality. The energy storage system stores idle power at light load and uses power at the time of overload, so that it can reduce investment cost such as power plant construction cost and transmission line installation cost through peak load distribution In addition, by increasing the power reserve ratio, it is possible to effectively cope with power peaks in summer and winter, large-scale power outages, and create added value of new and renewable energy diffusion.

에너지 저장 시스템과 관련한 최근의 기술로는 본 발명의 출원인이 출원한 하기 선행기술문헌의 대한민국 공개특허 제10-2013-0064517호를 들 수 있다. 이 공개특허에 개시된 신재생에너지를 이용한 압축공기 저장 발전 장치는, 해저 지반에 해저 기초구조물을 관입하고, 이 해저 기초구조물 위에 상면이 해수면보다 높은 격실구조의 외부구조물을 고정 설치하되, 외부구조물의 격실 내에는 공기압축기와 압축공기 저장구조물, 재가열기, 터빈 및 발전기 등을 설치한 구성으로 이루어져 있다. 이에 따라, 해상에 설치된 다수의 신재생에너지 발전기(예컨대, 풍력 발전기)에서 생산된 신재생에너지를 외부구조물의 격실 내에 설치된 상기 구성 요소들에 의해 압축공기로 저장한 상태에서 필요시 에너지원으로 효율적으로 활용할 수 있게 된다.
A recent technology related to an energy storage system is Korean Patent Publication No. 10-2013-0064517, which is a prior art document filed by the applicant of the present invention. The compressed air storage and power generation apparatus using the renewable energy disclosed in this patent discloses a structure in which a submarine base structure is penetrated into the seabed ground and an outer structure having a compartment structure whose upper surface is higher than the sea surface is fixedly installed on the submarine foundation structure, In the compartment, an air compressor, a compressed air storage structure, a reheater, a turbine and a generator are installed. As a result, the renewable energy produced by a large number of renewable energy generators (for example, wind turbines) installed on the sea is stored as compressed air by the above-mentioned components installed in the compartments of the external structure, .

[특허문헌 1] 대한민국 공개특허 제10-2013-0064517호(명칭 : 신재생에너지를 이용한 압축공기 저장 발전 장치, 출원인 : 한국해양과학기술원)[Patent Document 1] Korean Patent Publication No. 10-2013-0064517 (name: compressed air storage power generation device using renewable energy, applicant: Korea Ocean Research & Development Institute)

상기 공개특허에서는 해저 지반에 기초구조물을 관입 상태로 구축하고, 이 해저 기초구조물 위에 격실구조의 외부구조물을 고정 설치하여, 해상에 설치된 다수의 신재생에너지 발전기에서 생산된 신재생에너지를 외부구조물의 격실 내에 설치된 저장 수단에 압축공기 형태로 저장하는 특징을 갖고 있다. 그러나, 해저 기초구조물 상에 대형의 외부구조물을 해양에 별도로 설치하여야 함으로 인해 해양 공간을 효율적으로 활용할 수 없을 뿐만 아니라, 구조물 구축에 소요되는 비용이 증가하는 문제가 있다.The above-mentioned patent discloses a structure in which a foundation structure is built in a seabed sole, and an outer structure of a compartment structure is fixedly installed on the foundation structure. The renewable energy produced from a plurality of renewable energy generators And stored in compressed air in storage means provided in the compartment. However, since a large external structure is required to be installed separately on the ocean floor structure, it is not possible to efficiently utilize the ocean space, and there is a problem that the cost for constructing the structure is increased.

본 발명의 상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위해 개발된 것으로, 그 목적은, 해상에 설치된 신재생에너지 발전기에서 생산된 신재생에너지를 압축공기로 저장하고 이를 필요시 에너지원으로 이용하기 위한 구조물들을 구축함에 있어서 해저 기초구조물을 저장공간으로 활용하여 해양 공간을 효율적으로 활용함과 아울러 구조물 구축에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 석션 파일을 활용한 압축공기 저장구조물의 시공방법을 제공하는 데에 있다.
The object of the present invention is to provide a structure for storing new and renewable energy produced by a renewable energy generator installed on the sea as compressed air and using it as an energy source when necessary, The present invention provides a method of constructing a compressed air storage structure using a suction file that can efficiently utilize a marine space by utilizing a submarine base structure as a storage space and reduce the cost of constructing the structure have.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, (a) 분리 가능한 상판부가 구비된 석션 파일을 석션 펌프의 작동에 따른 석션압에 의해 해저 지반에 관입하는 단계와, (b) 상기 석션 파일의 관입 완료 후 상기 상판부를 분리하는 단계와, (c) 상기 석션 파일 내부의 토사를 제거하는 단계와, (d) 상기 토사 제거 완료 후 석션 파일 내부의 바닥에 콘크리트를 타설하고, 타설된 콘크리트 위에 모래 또는 모르타르를 포설하는 단계와, (e) 상기 석션 파일 내부에 압축공기 저장구조물을 설치하는 단계와, (f) 상기 압축공기 저장구조물 주위를 감싸도록 석션 파일 내부에 모래 또는 모르타르를 충진하는 단계와, (g) 재발전 장치와 연결되는 배관을 구비한 밀폐 캡을 상기 배관이 압축공기 저장구조물과 연통하는 상태로 석션 파일의 상단부에 설치하는 단계를 포함하여 이루어진 석션 파일을 활용한 압축공기 저장구조물의 시공방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a suction pump, comprising the steps of: (a) introducing a suction pile having a detachable top plate portion into a bottom of a seabed by a suction pressure according to operation of a suction pump; (b) (C) removing the gravel in the suction pile; (d) placing concrete on the bottom of the suction pile after the completion of the removal of the gravel and sand or mortar on the poured concrete; (E) installing a compressed air storage structure within the suction file; (f) filling sand or mortar with the inside of the suction file to surround the compressed air storage structure; and ) Providing a sealed cap having a piping connected to the regenerator to the upper end of the suction paddle in a state where the piping is in communication with the compressed air storage structure A binary file suction provides a construction method of a compressed air storage structure utilizing.

상기 구성에 있어서, 상기 (c)단계에서는 해상의 바지선에 수압 펌프와 호스로 연결되어 상기 석션 파일 내부로 인입된 워터 제트 분사구로부터 분사되는 워터 제트를 이용하여 석션 파일 내부의 토사를 제거할 수 있다.In the above step (c), the water jet inside the suction pile can be removed by using a water jet injected from a water jet opening connected to the barge along the water barrel by a water pressure pump and hose into the suction pile .

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 (c)단계에서는 크람쉘(Clamshell) 준설법을 이용하여 석션 파일 내부의 토사를 제거할 수도 있다.Also, in the above-described structure, in the step (c), the soil inside the suction file may be removed by Clamshell dredging.

한편, 본 발명은, (h) 분리 가능한 상판부에 워터 제트 분사구가 구비된 석션 파일을 석션 펌프의 작동에 따른 석션압에 의해 해저 지반에 관입하는 단계와, (i) 상기 석션 파일의 관입 완료 후 상기 워터 제트 분사구를 통해 석션 파일 내부에 워터 제트를 분사하여 현탁액화하는 토사를 석션 펌프의 석션압에 의해 석션 파일의 내부로부터 외부로 배수되는 해수와 함께 석션 파일의 외부로 토출시켜 제거하는 단계와, (j) 상기 (i)단계에서 토사의 토출에 따라 점진적으로 자중에 의해 하강하는 상판부를 토사의 제거 완료 후 석션 파일로부터 분리하는 단계와, (k) 상기 석션 파일 내부의 바닥에 콘크리트를 타설하고, 타설된 콘크리트 위에 모래 또는 모르타르를 포설하는 단계와, (l) 상기 석션 파일 내부에 압축공기 저장구조물을 설치하는 단계와, (m) 상기 압축공기 저장구조물의 주위를 감싸도록 석션 파일 내부에 모래 또는 모르타르를 충진하는 단계와, (n) 재발전 장치와 연결되는 배관을 구비한 밀폐 캡을 상기 배관이 압축공기 저장구조물과 연통하는 상태로 석션 파일의 상단부에 설치하는 단계를 포함하여 이루어진 석션 파일을 활용한 압축공기 저장구조물의 시공방법을 제공한다.
(H) introducing a suction file having a water jet opening into a detachable upper plate portion into a seabed ground by a suction pressure according to the operation of a suction pump; (i) after completion of penetration of the suction file Jetting water jets into the suction file through the water jet opening so as to discharge the water to the outside of the suction paddle together with seawater discharged from the inside of the suction paddle to the outside by the suction pressure of the suction pump, (j) separating the top plate, which is gradually lowered by its own weight in accordance with the discharge of the gravel in the step (i), from the suction file after completion of removal of the gravel; and (k) (1) installing a compressed air storage structure in the suction pile, (m) installing a compressed air storage structure in the suction pile, Filling the inside of the suction pile with sand or mortar so as to surround the shaft air storage structure; and (n) a sealing cap provided with piping connected to the re-power generation device, wherein the piping communicates with the compressed air storage structure And a step of installing the compressed air storage structure on the upper end of the suction file.

위와 같이 구성된 본 발명은, 해저 지반에 기초구조물을 관입 상태로 구축한 뒤 이 기초구조물 위에 압축공기를 저장하기 위한 외부구조물을 별도로 설치하는 종래와 달리, 석션 파일을 해저 지반에 관입하여 그 내부의 토사를 제거한 뒤 석션 파일 내부를 그대로 압축공기 저장구조물로 이용하도록 함으로써, 종래에 비해 대형의 저장 구조물을 해양에 설치하지 않게 되어 해양 공간을 효율적으로 활용할 수 있는 효과와 더불어 구조물 구축에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
Unlike the conventional structure in which the foundation structure is installed in the seabed ground and the external structure for storing the compressed air is separately installed on the foundation structure, the suction file is introduced into the bottom of the seabed, By using the inside of the suction file as a compressed air storage structure after removing the soil, the large-sized storage structure is not installed in the ocean, so that it is possible to utilize the ocean space efficiently and the cost for constructing the structure There is an effect that can be saved.

도 1은 본 발명에 따른 시공방법의 제1실시예에 대한 공정도를 예시한 도면이다.
도 2는 도 1의 공정도에서 (a)단계를 묘사한 도면이다.
도 3은 도 1의 공정도에서 (b)단계와 (c)단계의 실시예를 묘사한 도면이다.
도 4는 도 1의 공정도에서 (c)단계에 대한 다른 실시예를 묘사한 도면이다.
도 5는 도 1의 공정도에서 (d)단계를 묘사한 도면이다.
도 6은 도 1의 공정도에서 (e)단계를 묘사한 도면이다.
도 7은 도 1의 공정도에서 (f)단계와 (g)단계를 묘사한 도면이다.
도 8은 본 발명의 시공방법에 따라 구축이 완료된 압축공기 저장구조물과 발전장치를 예시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 시공방법의 제2실시예에 대한 공정도를 예시한 도면이다.
도 10은 도 9의 공정도에서 (i)단계를 묘사한 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view illustrating a process for a first embodiment of a construction method according to the present invention; FIG.
FIG. 2 is a view depicting step (a) in the process diagram of FIG. 1;
FIG. 3 is a view depicting an embodiment of steps (b) and (c) in the process diagram of FIG.
FIG. 4 is a view depicting another embodiment of step (c) in the process flow diagram of FIG. 1. FIG.
5 is a view depicting step (d) in the process diagram of FIG.
FIG. 6 is a view depicting step (e) in the process diagram of FIG. 1;
7 is a diagram depicting step (f) and step (g) in the process diagram of FIG.
FIG. 8 is a view illustrating a compressed air storage structure and a power generation apparatus completed according to the construction method of the present invention.
9 is a view illustrating a process for a second embodiment of the construction method according to the present invention.
10 is a view depicting step (i) in the process diagram of FIG.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it should be understood that the following embodiments are provided so that those skilled in the art can understand the present invention without departing from the scope and spirit of the present invention. It is not.

도 1은 본 발명에 따른 시공방법의 제1실시예에 대한 공정도를 예시한 도면이고, 도 2∼도 7은 도 1의 공정도에서 각 단계를 묘사한 도면이며, 도 8은 본 발명의 시공방법에 따라 구축이 완료된 압축공기 저장구조물과 발전장치를 예시한 도면이다.FIG. 1 is a view illustrating a process of a first embodiment of a construction method according to the present invention, FIGS. 2 to 7 are views depicting each step of the process of FIG. 1, and FIG. FIG. 1 is a view illustrating a compressed air storage structure and a power generation device completed according to FIG. 1; FIG.

상기 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예로 예시된 석션 파일을 활용한 압축공기 저장구조물의 시공방법은 다음의 공정에 따라 이루어진다.As shown in FIGS. 1 to 8, a method of constructing a compressed air storage structure utilizing the suction file exemplified in the first embodiment of the present invention is performed according to the following process.

먼저, 본 발명의 시공방법에 대한 제1실시예의 첫 번째 단계인 (a)단계에서는,석션 파일(suction pile : 10)을 해저 지반(G)에 관입한다(S1). 주지하는 바와 같이, 상기 석션 파일(10)은 파일 내부의 물이나 공기와 같은 유체를 외부로 석션하였을 때 발생하는 석션 파일(10) 내부와 외부의 압력차에 의하여 지반에 설치되는 파일로서, 지반 표층에 자중에 의한 침설 또는 관입시킨 기초 내측의 물을 석션 파일(10) 상단부의 배수구(도시하지 않음)를 통해 펌프로 강제 배수시킴으로써 석션을 발생시킨다. 석션 파일(10)의 형상은 저판이 없는 원통형(반드시 원통형에 한정되지는 않음)과 같은 중공의 케이슨으로서, 석션을 가하기 용이하게 상단부는 밀폐된다. 도 2에 보이는 바와 같이, 본 실시예에서 적용하는 석션 파일(10)의 상단부는 분리 가능한 상판부(11)로 구성되어 있으며, 이 상판부(11)에는 석션 펌프(12)가 구비됨으로써 이 석션 펌프(12)의 작동에 따라 발생하는 석션압에 의해 석션 파일(10)이 해저 지반(G)에 관입이 이루어지게 된다. 또한, 상기 석션 펌프(12)는 호스를 통해 배수구와 연결되어 바지선 등과 같은 해상 부유체에 설치될 수도 있다. 석션 파일(10)은 해상의 바지선(도시되지 않음) 등에 위치하는 크레인에 와이어 또는 체인과 같은 견인줄로 연결되어 견인됨으로써, 관입될 해저 지반(G)이 위치한 수중에 투입이 된다.First, in step (a) of the first embodiment of the construction method of the present invention, a suction pile 10 is introduced into a seabed ground G (S1). As is well known, the suction file 10 is a file installed on the ground due to a pressure difference between the inside and the outside of the suction paddle 10, which occurs when a fluid such as water or air is sucked outside. Suction is generated by forced drainage of water on the surface of the basal inner side by intrusion or intrusion into the surface layer by a pump through a drain port (not shown) at the upper end of the suction paddle 10. The shape of the suction padding 10 is a hollow caisson such as a cylindrical shape (not necessarily cylindrical) that has no bottom plate. As shown in FIG. 2, the upper end of the suction paddle 10 according to the present embodiment is composed of a detachable upper plate portion 11, and the upper plate portion 11 is provided with a suction pump 12, The suction puddle 10 is introduced into the seabed ground G by the suction pressure generated in accordance with the operation of the suction port 12. In addition, the suction pump 12 may be connected to a drain port through a hose and installed in a maritime fluid such as a barge line. The suction file 10 is connected to a crane located on a barge (not shown) on the sea by a pulling line such as a wire or a chain and is pulled, so that the submerged ground G to be intruded is put into the water.

두 번째 단계인 (b)단계에서는, 상기 (a)단계에서 석션 파일(10)의 관입이 완료된 후에 석션 파일(10)의 상단부를 밀폐하고 있는 상판부(11)를 분리한다(S2). 여기서, 분리 전 상판부(11)와 석션 파일(10)의 벽체 상단은 상호 홈과 돌출부에 의해 끼움결합되고 O-링 등으로 밀폐되어 있는 것이 바람직하다. 상판부(11)는 해상의 바지선 등의 크레인에 견인줄로 연결되어 견인됨으로써 석션 파일(10)로부터 해상으로 분리 가능하게 된다.In the second step (b), after the infiltration of the suction file 10 is completed in the step (a), the upper plate 11 closing the upper end of the suction file 10 is separated (S2). Here, it is preferable that the upper ends of the walls of the top plate 11 and the suction pile 10 are fitted to each other by grooves and protrusions, and are sealed by O-rings or the like. The upper plate 11 is connected to a crane such as an overhead barge or the like by a towing line and pulled, so that it can be separated from the suction paddle 10 at sea.

세 번째 단계인 (c)단계에서는, 석션 파일(10)의 해저 지반(G) 관입에 따라 석션 파일(10)의 내부에 채워지게 된 토사를 제거한다(S3). 이때 토사를 제거하는 방법으로는 두 가지 실시예로 수행할 수 있다. 첫째 방법으로는, 도 3의 왼쪽 그림에 도시된 것처럼 해상의 바지선(도시되지 않음)에 수압 펌프(도시되지 않음)와 호스(21)로 연결되어 있는 워터 제트 분사구(22)를 석션 파일(10)의 내부로 인입하고, 이 워터 제트 분사구(22)를 통해 워터 제트를 분사하여 석션 파일(10) 내부의 토사를 제거하는 방법을 들 수 있다. 그리고 둘째 방법으로는, 도 4에 도시된 것처럼 해상의 바지선에 연결되어 제어되는 크람쉘(Clamshell : 23)을 이용하여 석션 파일(10) 내부의 토사를 퍼내는 크람쉘 준설법을 이용하는 방법이다.In the third step (c), the gravel that has been filled in the suction file 10 is removed in accordance with the penetration of the bottom G of the suction file 10 (S3). In this case, the removal of the gravel can be performed by two embodiments. As a first method, a water jet opening 22 connected to a water barge (not shown) by a water pressure pump (not shown) and a hose 21 is connected to a suction file 10 And discharging the water jet through the water jet opening 22 to remove the soil within the suction paddle 10. [ As a second method, a clamshell dredging method is used in which the soil inside the suction paddle 10 is pumped by using a clamshell 23 connected and controlled to the barge as shown in FIG.

네 번째 단계인 (d)단계에서는, 상기 (c)단계에서 석션 파일(10)의 내부로부터 토사 제거가 완료된 후에, 도 5에 보이는 것처럼 석션 파일(10)의 내부 바닥에 콘크리트(31)를 타설하여 양생한다. 그리고, 타설된 콘크리트(31) 위에 완충재로서 모래 또는 모르타르(32)를 포설한다(S4). In the fourth step (d), after the removal of the soil from the suction file 10 is completed in the step (c), the concrete 31 is placed on the inner bottom of the suction file 10 as shown in FIG. And cures. Then, sand or mortar 32 is installed as a buffer material on the poured concrete 31 (S4).

다섯 번째 단계인 (e)단계에서는, 도 6과 같이 석션 파일(10)의 내부에 압축공기 저장구조물(40)을 설치한다(S5). 압축공기 저장구조물(40)은 강재 또는 철근콘크리트재의 용기로서, 전술한 특허문헌 1에 기재된 바와 같이 해상에 설치된 신재생에너지 발전기(예컨대, 풍력 발전기)에서 생산된 신재생에너지를 필요시에 에너지원으로 활용할 수 있도록 압축공기로 저장하게 된다.In the fifth step (e), the compressed air storage structure 40 is installed in the suction file 10 as shown in FIG. 6 (S5). The compressed air storage structure 40 is a container for a steel or a reinforced concrete material. As described in the above-mentioned Patent Document 1, the compressed air storage structure 40 is a container for a new or renewable energy generator (for example, a wind turbine) And the compressed air is stored as compressed air.

여섯 번째 단계인 (f)단계에서는, 도 7에 보이는 바와 같이 석션 파일(10)의 내부에 설치된 압축공기 저장구조물(40)의 주위를 감싸도록 석션 파일(10)의 내부에 모래 또는 모르타르(32)를 충진시킨다(S6).7, sand or mortar 32 (FIG. 7) is inserted into the suction padding 10 to surround the periphery of the compressed air storage structure 40 installed in the suction padding 10, as shown in FIG. 7 (S6).

일곱 번째 단계인 (g)단계에서는, 석션 파일(10)의 상단부에 밀폐 캡(50)을 설치하는데(S7), 이 밀폐 캡(50)은 해상의 재발전 장치(60)와 연결되는 배관(70)을 일체로 구비하고 있다. 밀폐 캡(50)은 석션 파일(10)의 상단부 둘레에 대해 패킹부재의 개재하에서 볼팅 등으로 결합이 될 수 있다. 또, 배관(70)은 석션 파일(10)의 내부에 설치된 압축공기 저장구조물(40)과 연통하도록 작업이 이루어지는데, 예를 들어 압축공기 저장구조물(40)의 제작시 상단부에 배관(70)의 외경에 상응하는 크기로 관통공을 형성하고, 이 관통공을 마개로 임시 밀폐하였다가 밀폐 캡(50)의 설치시 배관(70)의 삽입력에 의해 마개가 탈거되면서 배관(70)의 하단부가 압축공기 저장구조물(40) 안으로 삽입 연통되도록 할 수 있다. 또는, 압축공기 저장구조물(40)의 상단부를 현장에서 천공하여 배관(70)을 삽입할 수도 있다. In the seventh step (g), the sealing cap 50 is installed at the upper end of the suction file 10 (S7). The sealing cap 50 is connected to the pipeline 70 are integrally provided. The sealing cap 50 can be coupled to the upper end of the suction padding 10 by bolting or the like under the interposition of the packing member. The piping 70 is connected to the compressed air storage structure 40 provided inside the suction padding 10. For example, when the compressed air storage structure 40 is manufactured, The through hole is temporarily closed by a cap and the plug is detached by the insertion force of the pipe 70 when the seal cap 50 is installed so that the lower end of the pipe 70 To the interior of the compressed air storage structure (40). Alternatively, the piping 70 may be inserted by perforating the upper end of the compressed air storage structure 40 in the field.

도 8은 위와 같은 본 발명의 실시예에 따라 구축이 완료된 압축공기 저장구조물과 발전장치를 예시한 도면으로서, 해저 지반(G)에 석션 파일(10)의 관입에 의해 압축공기 저장구조물(40)이 설치되어 있고, 이 압축공기 저장구조물(40)의 인근에 신재생에너지 발전기로서 풍력 발전기(80)가 구축되어 있음을 볼 수 있다. 그리고, 압축공기 저장구조물(40)에는 재발전 장치(60)가 배관(70)으로 연결되어 있는데, 이 재발전 장치(60)는 전술한 특허문헌 1에 기재된 바와 같이 공기압축기, 열교환기, 냉각기, 축열기, 레귤레이터, 재가열기, 연소기, 터빈, 발전기 및 제어부 등 발전에 필요에 기기들로 구성되어 있다. 이에 따라, 풍력 발전기(80)에서 생산된 신재생에너지는 압축공기 저장구조물(40)에 압축공기의 형태로 저장이 되며, 필요시에 에너지원인 압축공기가 상기 재발전 장치(60)로 유출되어 재발전 장치(60)에 의해 발전이 이루어지게 된다.
FIG. 8 is a diagram illustrating a compressed air storage structure and a power generation apparatus constructed according to an embodiment of the present invention as described above. The compressed air storage structure 40 is formed by penetrating a suction pile 10 on a seabed ground G, And a wind turbine generator 80 is constructed as a new and renewable energy generator near the compressed air storage structure 40. The regenerator 60 is connected to the compressed air storage structure 40 by a pipe 70. The regenerator 60 is constituted by an air compressor, a heat exchanger, a cooler , Regenerators, reheaters, combustors, turbines, generators, and controls. Accordingly, the renewable energy produced by the wind turbine generator 80 is stored in the form of compressed air in the compressed air storage structure 40, and compressed air, which is an energy source, is discharged to the re- The power is generated by the re-power generation device 60.

다음으로, 도 9는 본 발명에 따른 시공방법의 제2실시예에 대한 공정도를 예시한 도면으로서, 그 각각의 공정은 다음과 같다.Next, Fig. 9 is a process diagram for a second embodiment of the construction method according to the present invention, the respective steps of which are as follows.

먼저, 본 발명의 시공방법에 대한 제2실시예의 첫 번째 단계인 (h)단계에서는, 석션 파일(10)을 해저 지반(G)에 관입한다(S10). 본 실시예에서 적용하는 석션 파일(10)의 구성은 전술한 제1실시예와 동일하게 분리 가능한 상판부(11)를 구비하고, 이 상판부(11)에 석션 펌프(12)가 구비됨으로써 이 석션 펌프(12)의 작동에 따라 발생하는 석션압에 의해 석션 파일(10)이 해저 지반(G)에 관입이 이루어지게 된다. 또한, 상기 석션 펌프(12)는 호스를 통해 배수구와 연결되어 바지선 등과 같은 해상 부유체에 설치될 수도 있다. 특히, 본 실시예에서는 상판부(11)에 워터 제트 분사구(22')가 장착된 상태로 구비되고 워터 제트 분사와 석션 펌프(12)의 작동에 의해 상판부(11)가 아래로 슬라이딩되도록 구성되는데 특징이 있으며, 나머지 구성은 전술한 제1실시예와 동일하다.First, in step (h), which is the first step of the second embodiment of the construction method of the present invention, the suction file 10 is introduced into the seabed ground G (S10). The structure of the suction file 10 applied in the present embodiment is the same as that of the first embodiment described above and includes a separable top plate portion 11. The top plate portion 11 is provided with a suction pump 12, The suction puff 10 is introduced into the seabed ground G by the suction pressure generated in accordance with the operation of the suction pipe 12. In addition, the suction pump 12 may be connected to a drain port through a hose and installed in a maritime fluid such as a barge line. Particularly, in this embodiment, the water jet opening 22 'is mounted on the upper plate 11, and the upper plate 11 is slid down by the operation of the water jet injection and the suction pump 12 And the remaining configuration is the same as that of the first embodiment described above.

두 번째 단계인 (i)단계에서는, 상기 (h)단계에서 석션 파일(10)의 해저 지반(G) 관입에 따라 석션 파일(10)의 내부에 채워지게 된 토사를 제거하는데, 도 10에 도시된 것처럼 상기 워터 제트 분사구(22')를 통해 석션 파일(10)의 내부에 워터 제트를 분사하여 현탁액화하는 토사를 석션 펌프(12)의 석션압에 의해 석션 파일(10)의 내부로부터 외부로 배수되는 해수와 함께 석션 파일(10)의 외부로 토출시켜 제거한다(S20). 이때, 토사의 토출에 따라 상판부(11)는 워터 제트의 분사에 따른 반력에 대한 저항 역할을 하면서 자중에 의해 점진적으로 하강하게 된다.In step (h), which is the second stage, the gravels that are filled in the suction file 10 are removed in accordance with the penetration of the bottom G of the suction file 10 in the step (h) The water jets injecting water jets into the suction paddle 10 through the water jet opening 22 'to make the suspension solidify the water paddle 10 from the inside to the outside of the suction paddle 10 by the suction pressure of the suction pump 12 And discharged together with the discharged seawater to the outside of the suction paddle 10 (S20). At this time, depending on the discharge of the gravels, the top plate 11 is gradually lowered due to its own weight while acting as a resistance against the reaction force due to jetting of the water jet.

세 번째 단계인 (j)단계에서는, 상기 (i)단계에서 토사의 토출에 따라 점진적으로 자중에 의해 하강하는 상판부(11)를 토사의 제거 완료 후 석션 파일(10)로부터 분리한다(S30). 상판부(11)는 해상의 바지선 등의 크레인에 견인줄로 연결되어 견인됨으로써 석션 파일(10)로부터 해상으로 분리할 수 있게 된다.In the third step (j), the top plate 11, which is gradually lowered by its own weight in accordance with the discharge of the gravel in the step (i), is separated from the suction file 10 after the removal of the gravel is finished (S30). The upper plate 11 is connected to a crane such as an overhead barge or the like by a towing line and is towed, so that it can be separated from the suction paddle 10 at sea.

네 번째인 (k)단계에서는, 제1실시예와 마찬가지로 도 5에 보이는 것처럼 석션 파일(10)의 내부 바닥에 콘크리트(31)를 타설하여 양생한다. 그리고, 타설된 콘크리트(31) 위에 완충재로서 모래 또는 모르타르(32)를 포설한다(S40).In the fourth step (k), as shown in FIG. 5, the concrete 31 is cured by placing it on the inner bottom of the suction file 10 as in the first embodiment. Then, sand or mortar 32 is installed as a buffer material on the poured concrete 31 (S40).

다섯 번째인 (l)단계에서는, 도 6과 같이 석션 파일(10)의 내부에 압축공기 저장구조물(40)을 설치한다(S50).In the fifth step (l), the compressed air storage structure 40 is installed in the suction file 10 as shown in FIG. 6 (S50).

여섯 번째인 (m)단계에서는, 도 7에 보이는 바와 같이 석션 파일(10)의 내부에 설치된 압축공기 저장구조물(40)의 주위를 감싸도록 석션 파일(10)의 내부에 모래 또는 모르타르(32)를 충진시킨다(S60).7, sand or mortar 32 is placed inside the suction padding 10 so as to surround the periphery of the compressed air storage structure 40 installed in the suction paddle 10, as shown in FIG. 7, (S60).

일곱 번째인 (n)단계에서는, 재발전 장치(60)와 연결되는 배관(70)을 구비한 밀폐 캡(50)을 배관(70)이 압축공기 저장구조물(40)과 연통하는 상태로 석션 파일(10)의 상단부에 설치한다(S70).In step (n), which is the seventh step, the sealed cap 50 having the pipe 70 connected to the regenerator 60 is connected to the compressed air storage structure 40 in a state in which the pipe 70 is in communication with the compressed air storage structure 40, (S70).

상기 각 단계에서 구체적으로 언급하지 않은 사항들은 전술한 제1실시예와 동일하므로, 중복 설명을 생략하기로 한다.
Since the matters not specifically mentioned in each step are the same as those of the first embodiment, duplicate descriptions will be omitted.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 석션 파일을 활용한 압축공기 저장구조물의 시공방법은, 해저 지반에 기초구조물을 관입 상태로 구축한 뒤 이 기초구조물 위에 압축공기를 저장하기 위한 격실구조의 외부구조물을 별도로 설치하는 종래와 달리, 석션 파일(10)을 해저 지반(G)에 관입하여 그 내부의 토사를 제거한 뒤 석션 파일(10) 내부를 그대로 압축공기 저장구조물로 이용하게 된다. 따라서, 본 발명은 종래에 비해 대형의 저장 구조물을 해양에 설치하지 않고 해저 지중에 설치하게 되므로, 해양 공간을 효율적으로 활용할 수 있음은 물론 구조물 구축에 소요되는 비용을 절감할 수 있게 되며, 파랑이나 해류의 영향을 적게 받게 된다.
The method for constructing the compressed air storage structure using the suction file according to the present invention constructed as described above is a method for constructing a compressed air storage structure using a suction structure in which a foundation structure is built in a seabed ground, Unlike the conventional method in which the suction pile 10 is separately installed, the suction pile 10 is penetrated through the seabed ground G to remove the gravel therein, and the suction pile 10 is directly used as a compressed air storage structure. Accordingly, since the present invention is installed in a submarine ground without installing a large-sized storage structure in a marine environment, it is possible to efficiently utilize a marine space, reduce the cost of constructing a structure, Less affected by currents.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
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, This is possible.

10 : 석션 파일 11 : 상판부
12 : 석션 펌프 21 : 호스
22,22' : 워터 제트 분사구 23 : 크람쉘
31 : 콘크리트 32 : 모래 또는 모르타르
40 : 압축공기 저장구조물 50 : 밀폐 캡
60 : 재발전 장치 70 : 배관
80 : 풍력 발전기 G : 해저 지반
10: Suction file 11: Top plate
12: Suction pump 21: Hose
22, 22 ': Water jet nozzle 23:
31: Concrete 32: Sand or mortar
40: compressed air storage structure 50: sealing cap
60: Re-generating device 70: Piping
80: Wind power generator G: Submarine ground

Claims (4)

(a) 분리 가능한 상판부가 구비된 석션 파일을 석션 펌프의 작동에 따른 석션압에 의해 해저 지반에 관입하는 단계;
(b) 상기 석션 파일의 관입 완료 후 상기 상판부를 분리하는 단계;
(c) 해상의 바지선에 수압 펌프와 호스로 연결되어 상기 석션 파일 내부로 인입된 워터 제트 분사구로부터 분사되는 워터 제트를 이용하거나, 크람쉘(Clamshell) 준설법을 이용하여 상기 석션 파일 내부의 토사를 제거하는 단계;
(d) 상기 토사 제거 완료 후 상기 석션 파일 내부의 바닥에 콘크리트를 타설하고, 타설된 콘크리트 위에 모래 또는 모르타르를 포설하는 단계;
(e) 상기 석션 파일 내부에 압축공기가 저장될 수 있는 압축공기 저장구조물을 설치하는 단계;
(f) 상기 압축공기 저장구조물 주위를 감싸도록 상기 석션 파일 내부에 모래 또는 모르타르를 충진하는 단계;
(g) 재발전 장치와 연결되는 배관을 구비한 밀폐 캡을 상기 배관이 상기 압축공기 저장구조물과 연통하는 상태로 상기 석션 파일의 상단부에 설치하는 단계를 포함하여 이루어져, 석션 파일 내부를 그대로 압축공기 저장구조물의 설치 공간으로 이용할 수 있는, 석션 파일을 활용한 압축공기 저장구조물의 시공방법.
(a) introducing a suction file having a detachable upper plate portion into a seabed ground by a suction pressure according to the operation of a suction pump;
(b) separating the top plate after completion of penetration of the suction pile;
(c) Water jets that are connected to a water barge by a hydraulic pump and a hose so as to be sprayed from a water jet nozzle that is introduced into the suction file, or by using clamshell dredging, Removing;
(d) placing concrete on the bottom of the suction pile after the completion of the removal of the gravel and laying sand or mortar on the poured concrete;
(e) installing a compressed air storage structure in which compressed air can be stored within the suction file;
(f) filling sand or mortar into the suction pile to wrap around the compressed air storage structure;
(g) installing a sealed cap having a piping connected to the regenerator at an upper end of the suction pail in a state where the piping communicates with the compressed air storage structure, A method of constructing a compressed air storage structure utilizing a suction file, which can be used as an installation space for a storage structure.
삭제delete 삭제delete (h) 분리 가능한 상판부에 워터 제트 분사구가 구비된 석션 파일을 석션 펌프의 작동에 따른 석션압에 의해 해저 지반에 관입하는 단계;
(i) 상기 석션 파일의 관입 완료 후, 해상의 바지선에 수압 펌프와 호스로 연결되고 상기 상판부에 장착된 상기 워터 제트 분사구를 통해 상기 석션 파일 내부에 워터 제트를 분사하여 현탁액화하는 토사를, 상기 석션 펌프의 석션압에 의해 상기 상판부가 아래로 슬라이딩되면서, 상기 석션 파일의 내부로부터 외부로 배수되는 해수와 함께 상기 석션 파일의 외부로 토출시켜 제거하는 단계;
(j) 상기 (i)단계에서 상기 토사의 토출에 따라 점진적으로 자중에 의해 하강하고 상기 워터 제트 분사구를 장착한 상기 상판부를 상기 토사의 제거 완료 후 상기 석션 파일로부터 분리하는 단계;
(k) 상기 석션 파일 내부의 바닥에 콘크리트를 타설하고, 타설된 콘크리트 위에 모래 또는 모르타르를 포설하는 단계;
(l) 상기 석션 파일 내부에 압축공기가 저장될 수 있는 압축공기 저장구조물을 설치하는 단계;
(m) 상기 압축공기 저장구조물의 주위를 감싸도록 상기 석션 파일 내부에 모래 또는 모르타르를 충진하는 단계;
(n) 재발전 장치와 연결되는 배관을 구비한 밀폐 캡을 상기 배관이 상기 압축공기 저장구조물과 연통하는 상태로 상기 석션 파일의 상단부에 설치하는 단계를 포함하여 이루어져, 석션 파일 내부를 그대로 압축공기 저장구조물의 설치 공간으로 이용할 수 있는, 석션 파일을 활용한 압축공기 저장구조물의 시공방법.
(h) introducing a suction file having a water jet opening into a detachable upper plate portion into a seabed by a suction pressure according to the operation of a suction pump;
(i) after completion of the penetration of the suction pile, a gravel which is connected to a barge by a water hose by a hydraulic pump and is sprayed with water jets through the water jet nozzle installed in the upper plate to suspend the water, Discharging the sucking pail out of the suction pail together with seawater discharged from the inside of the suction pail to the outside while sliding the upper plate part downward by suction pressure of the suction pump;
(j) separating the upper plate portion, which is gradually lowered by its own weight in accordance with the discharge of the gravel in the step (i), from the suction file after completion of removal of the gravel;
(k) placing concrete on the bottom of the suction file and installing sand or mortar on the poured concrete;
(1) installing a compressed air storage structure capable of storing compressed air in the suction file;
(m) filling sand or mortar inside the suction padding so as to surround the periphery of the compressed air storage structure;
(n) installing a sealed cap having a piping connected to the regenerator at an upper end of the suction pail in a state where the piping communicates with the compressed air storage structure, A method of constructing a compressed air storage structure utilizing a suction file, which can be used as an installation space for a storage structure.
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