KR101865512B1 - 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법에 있어서, 하단 자켓레그와 상단 자켓레그와 데크레그가 하나의 유닛으로 제작되는 복수의 일체형 자켓레그와, 상기 복수의 일체형 자켓레그 간에 연결되어 트러스 구조를 형성하는 다수의 자켓 브레이스 부재와, 복수의 일체형 자켓레그 상단 내측에 결합되는 데크와, 하단부가 상기 데크의 하측으로 돌출되며 상단 브레이스를 통해 상단부 일측과 상기 일체형 자켓레그 상단에 결합되고 하단 브레이스를 통해 하단부 일측과 상기 일체형 자켓 레그 일측에 결합되는 타워기초를 포함하여, 하단 자켓부와, 상단자켓부와, 트렌지션 피스를 일체로 하여 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물을 제작하는 단계; 제작된 적어도 하나의 상기 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물을 인양시스템을 이용하여 운송바지선에 선적하는 단계; 상기 운송바지선을 통해 상기 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물을 시공 위치로 운송하는 단계; 인양시스템을 통해 상기 해상풍력 자켓 지지구조물을 안착시키는 단계; 및 상기 일체형 자켓레그 각각의 내부로 자켓 파일을 삽입, 항타하여 시공을 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 상단 자켓부와 하단 자켓부와 프랜지션피스가 모두 일체로 제작되는 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 해상 구조물은 해저에 고정되는 기초를 가지고 해상에 설치될 수 있는 다양한 구조물을 말하며, 대표적으로는 해상 석유시추 플랫폼 및 해상 풍력발전 장치가 있다.
그리고 해상 구조물은 해저에 고정되는 해상풍력 지지구조물을 포함하며, 이러한 해상 구조물 및 해상풍력 지지구조물은 동일 개념의 용어로 사용되기도 하며, 따라서 이하에서 기재되는 해상풍력 지지구조물은 이러한 관점을 밑바탕에 두고 있음을 밝혀 둔다.
해상풍력 지지구조물은 통상 해저에 고정되어 기초 구조를 형성하는 하부구조물 및 이러한 하부구조물의 상단에 상부구조물을 설치하기 위한 데크 그리고 데크 상에 설치되는 상부구조물로 구성된다.
그리고 하부구조물은 그 형상에 따라 모노파일(monopile)형, 트라이포드(tripod)형, 돌핀(dolphin)형, 자켓(jacket)형, 부유식 구조 등으로 구분된다.
이 중에서 돌핀형과 자켓형은 하부구조물에 수평으로 작용하는 파력에 대해 비교적 안정적인 구조를 가져 선호도가 높은 형식에 해당된다.
일반적인 자켓형 하부구조물이 적용된 해상풍력 지지구조물은 강관으로 구성된 레그를 해저면에 세우고, 레그와 레그 사이에 브레이스 부재를 설치하여 입체 트러스 구조를 형성하며, 레그를 해저에 고정하기 위해 파일이 추가로 설치되는 형태이다.
종래 2단 분리형 지지구조물에서, 자켓식 하부구조물(하단 자켓부)은 해저면에 안착되고, 4개의 자켓 파일이 자켓 레그 안에 설치된 상태에서 자켓식 하부구조물의 수평이 맞지 않을 경우 해당 해상풍력 지지구조물의 상부구조물은 비스듬하게 설치된다. 이에 따라 자켓식 하부구조물을 포함한 해상풍력 지지구조물 전체에는 설계하중과는 다르게 중력하중 말고도 수평하중이 더 작용하게 되고, 이는 해상풍력 지지구조물이 전체적으로 불안정한 설치 상태를 유지하는 원인이 된다.
또한 기존의 해상풍력 지지구조물에서는 트랜지션 피스가 데크의 상부에 설치되는 타워 기초(Tower Foundation)로 정의되는 상황이고, 이에 따라 데크의 하부 쪽은 상부 데크 레그를 자켓 파일에 바로 설치하는 것이 일반화되어 있는바, 자켓 파일과 데크의 상면 사이에 트랜지션 피스(Transition Piece)를 설치하여 데크의 수평을 유지시키려는 시도가 이루어지지 못하였다.
결과적으로, 자켓 레그에 4개의 자켓 파일을 항타한 상태가 수평이 되지 못할 경우 데크도 수평이 되지 못하므로 자켓식 하부구조물을 포함한 해상풍력 지지구조물 전체가 기울어진 상태가 된다. 다시 말해, 트랜지션 피스를 데크의 상부에 위치시킨 상태에서 레벨을 맞춘 후 타워와 연결하는 방식은 해당 해상풍력 지지구조물을 운용하는 과정에서 작은 사고는 물론 대형 사고의 원인이 될 수 있다.
또한 기존의 자켓식 하부구조물은 해저면 위에서의 자켓 레그와 자켓 파일의 결속 그리고 해저면 아래에서의 자켓 파일과 토사의 결속을 위해 통상 그라우팅(Grouting) 방식을 사용하며, 이러한 그라우팅 방식의 경우 해상 작업을 수반하는데 따른 해양 오염 및 그에 기인한 민원 제기의 발생 소지가 있고, 또한 해상 조건이 양호할 때만 작업이 가능하므로 해당 자켓식 하부구조물을 설치하는 공사 기간이 늘어나는 원인이 되기도 한다.
도 1은 종래 2단 분리형 해상풍력 자켓 지지구조물(1)의 시공사진을 도시한 것이다. 도 1에 도시된 종래 2단 분리형 해상풍력 자켓 지지구조물(1)은 하단 자켓부(3)를 먼저 해저면에 안착 시공한 후에, 해상작업 플랫폼(8)을 통해 상단 자켓부(2)를 하단 자켓부(3)에 연결, 설치해야 하므로 공사기간 및 공사비 과다로 경제성 및 효율성이 좋지 못하며 현장용접 작업을 위한 별도 플랫폼이 필요한 단점이 존재한다. 또한, 현장 용접부 품질확보가 어렵고 피로 건전성확보도 불리한 문제점이 존재한다.
그리고, 도 2는 종래 2단 분리형 해상풍력 자켓 지지구조물(1)의 하단 자켓부(3)와 상단 자켓부(2)를 운송바지선(6)에 선적한 상태의 사진을 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상/하단 연결부 존재로 구조안정성(피로 및 부식)에 취약하고, 상/하단 연결 해상작업을 위한 임시 작업플랫폼(8)이 필요하며, 상단 자켓부와 하단 자켓부를 제작하는데 약 180일 정도가 소요된다.
도 3은 종래 2단 분리형 해상풍력 자켓 지지구조물(1)의 하단 자켓부(3)와 상단 자켓부(2)를 선적한 운송바지선(6)으로 운송하는 사진을 도시한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상/하단 자켓부 선전 시간증가 및 개별 인양시스템 설계가 필요하며 운송바지선 적재공간 활용에 불리하여 대량선적이 불가하며 적재공간 부족으로 고박장치(5) 배치한 문제점이 존재한다. 또한, 총 운송일수는 약 10일정도가 소요된다.
도 4a는 종래 2단 분리형 해상풍력 자켓 지지구조물(1)의 하단 자켓부(3)를 설치하는 사진을 도시한 것이고, 도 4b는 종래 2단 분리형 해상풍력 자켓 지지구조물(1)의 상단 자켓부(2)를 설치하는 사진을 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 종래 하단 자켓부(3) 설치를 위한 자켓 파일 항타 및 그라우팅 작업 후 상단 자켓부(2)를 설치해야 하므로 설치시간이 증가하고 해상상태에 취약하며, 상/하단 자켓부 연결을 위한 해상작업 플랫폼(8)이 필요한 단점이 존재한다. 또한, 상/하단 자켓부 현장 용접 결합으로 용접 및 도장 품질이 저하되며 총 설치 일수는 약 50일(하단 30일+상단 20일)정도가 소요된다.
결국 종래 2단 분리형 해상풍력 자켓 지지구조물(1)은 하단 자켓부(3)를 먼저 해저면에 안착 시공한 후에, 해상작업 플랫폼(8)을 통해 상단 자켓부(2)를 하단 자켓부(3)에 연결, 설치해야 하므로 공사기간 및 공사비 과다로 경제성 및 효율성이 좋지 못하며 현장용접 작업을 위한 별도 플랫폼이 필요한 문제점이 존재하였다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 종래 2단 분리형 해상풍력 자켓 지지구조물과 대비하여, 자켓 외의 부수적인 시설물(플랫폼)이 불필요하고, 공기단축 및 공사비가 절감되며 구조물 건전도 및 도장품질을 확보할 수 있으며 작업인력 사고 리스크(연결 및 도장 현장인력 불필요)를 감소시킬 수 있는 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 제작과정에서 상/하단 연결부가 없으므로 구조안전성이 증대되며 자켓 외의 부수적인 해상작업용 시설물 제작이 불필요하며 기존 2단 분리형과 대비하여 제작일수를 약 17%(약 150일 소요)감소시킬 수 있는 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 운송공정에서 일체형이므로 선적시간 단축이 가능하며 운송바지선의 적재공간을 효율적으로 활용할 수 있어 대량선적이 가능하며 기존 2단 분리형과 대비하여 운송 일수를 약 50%(약 5일소요)정도 감소시킬 수 있는 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 설치공정에서 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물을 일괄설치하므로 설치시간이 단축되며 해상상태에 대처가 가능하고 자켓 연결을 위한 해상작업이 불필요하므로 구조안정성(피로 및 용접 등)이 양호하며 기존 2단 분리형과 대비하여 설치일수를 약 30%(약 35일 소요)정도 감소시킬 수 있는 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 설치 과정에서 그라우팅 작업의 생략을 가능케 하여 기존 그라우팅 작업으로 인해 수반되던 해양 오염 및 공사 기간의 장기화 현상이 방지될 수 있는 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 조류, 파력 등의 횡력으로부터 해상풍력 지지구조물이 슬라이딩 현상의 방지와 함께 안정적이고 견고한 지지상태를 유지할 수 있도록 하는 기초플레이트가 해당 해상풍력 지지구조물에 대한 영구적인 부속 구조의 기능을 할 수 있도록 하는 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 목적은, 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법에 있어서, 하단 자켓레그와 상단 자켓레그와 데크레그가 하나의 유닛으로 제작되는 복수의 일체형 자켓레그와, 상기 복수의 일체형 자켓레그 간에 연결되어 트러스 구조를 형성하는 다수의 자켓 브레이스 부재와, 복수의 일체형 자켓레그 상단 내측에 결합되는 데크와, 하단부가 상기 데크의 하측으로 돌출되며 상단 브레이스를 통해 상단부 일측과 상기 일체형 자켓레그 상단에 결합되고 하단 브레이스를 통해 하단부 일측과 상기 일체형 자켓 레그 일측에 결합되는 타워기초를 포함하여, 하단 자켓부와, 상단자켓부와, 트렌지션 피스를 일체로 하여 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물을 제작하는 단계; 제작된 적어도 하나의 상기 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물을 인양시스템을 이용하여 운송바지선에 선적하는 단계; 상기 운송바지선을 통해 상기 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물을 시공 위치로 운송하는 단계; 인양시스템을 통해 상기 해상풍력 자켓 지지구조물을 안착시키는 단계; 및 상기 일체형 자켓레그 각각의 내부로 자켓 파일을 삽입, 항타하여 시공을 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법으로서 달성될 수 있다.
그리고, 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법은, 상기 시공하는 단계 후에, 크라운 플레이트를 상기 자켓 파일 외측으로 삽입시켜 상기 일체형 자켓레그 상단에 위치시킨 후, 용접하여 상기 일체형 자켓레그와 상기 자켓 파일을 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법은, 상기 크라운 플레이트는 상기 자켓파일의 길이방향을 기준으로 상측에 삼각구조의 요철부가 형성되며, 상기 요철부와 상기 자켓파일 사이 및 상기 크라운 플레이트의 하면과 상기 일체형 자켓레그 사이를 용접하여 일체화하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법은, 상기 시공을 하는 단계에서, 상기 일체형 자켓 레그의 내면에 다수의 스페이서가 상기 일체형 자켓 레그의 길이방향을 따라 구비되어, 상기 자켓 파일의 삽입 시, 상기 자켓 파일이 중앙에서 지지된 상태를 유지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법에서, 상기 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물은, 상기 복수의 일체형 자켓레그들의 하단을 통과시키는 형태로 상기 복수의 일체형 자켓레그 하단에 결합되는 기초플레이트를 포함하며, 상기 안착시키는 단계에서, 상기 기초 플레이프의 하단면에 구비된 복수의 관입용 스커트가 시공시 해저면에 관입되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법은,상기 시공하는 단계 후에, 상기 자켓파일의 삽입 후, 상기 일체형 자켓레그의 상부로 돌출된 상기 자켓파일과, 상기 일체형 자켓레그 상단 사이에 연직도 조절수단을 설치하여, 상기 연직도 조절수단을 통해 상기 자켓파일에 대하여 상기 타워기초를 상대변위시켜 상기 타워기초의 연직도를 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법은, 상기 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물을 제작하는 단계에서, 상기 일체형 자켓레그과 브레이스 부재의 연결부위에 장착되는 브레이스 연결구를 통해 상기 일체형 자켓레그과 상기 브레이스부재를 결합시키며, 상기 브레이스 연결부는 상기 일체형 자켓레그의 외주면을 둘레방향으로 일부 감싸는 안착부와, 상기 안착부의 외측면에 일체로 형성되며 상기 브레이스 부재의 단부가 삽입되는 소켓으로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 종래 2단 분리형 해상풍력 자켓 지지구조물과 대비하여, 자켓 외의 부수적인 시설물(플랫폼)이 불필요하고, 공기단축 및 공사비가 절감되며 구조물 건전도 및 도장품질을 확보할 수 있으며 작업인력 사고 리스크(연결 및 도장 현장인력 불필요)를 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 제작과정에서 상/하단 연결부가 없으므로 구조안전성이 증대되며 자켓 외의 부수적인 해상작업용 시설물 제작이 불필요하며 기존 2단 분리형과 대비하여 제작일수를 약 17%(약 150일 소요)감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.
그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 운송공정에서 일체형이므로 선적시간 단축이 가능하며 운송바지선의 적재공간을 효율적으로 활용할 수 있어 대량선적이 가능하며 기존 2단 분리형과 대비하여 운송 일수를 약 50%(약 5일소요)정도 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 설치공정에서 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물을 일괄설치하므로 설치시간이 단축되며 해상상태에 대처가 가능하고 자켓 연결을 위한 해상작업이 불필요하므로 구조안정성(피로 및 용접 등)이 양호하며 기존 2단 분리형과 대비하여 설치일수를 약 30%(약 35일 소요)정도 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 설치 과정에서 그라우팅 작업의 생략을 가능케 하여 기존 그라우팅 작업으로 인해 수반되던 해양 오염 및 공사 기간의 장기화 현상이 방지될 수 있는 효과를 갖는다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 조류, 파력 등의 횡력으로부터 해상풍력 지지구조물이 슬라이딩 현상의 방지와 함께 안정적이고 견고한 지지상태를 유지할 수 있도록 하는 기초플레이트가 해당 해상풍력 지지구조물에 대한 영구적인 부속 구조의 기능을 할 수 있는 효과를 갖는다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 종래 2단 분리형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공사진,
도 2는 종래 2단 분리형 해상풍력 자켓 지지구조물의 하단 자켓부와 상단 자켓부를 운송바지선에 선적한 상태의 사진,
도 3은 종래 2단 분리형 해상풍력 자켓 지지구조물의 하단 자켓부와 상단 자켓부를 선적한 운송바지선으로 운송하는 사진,
도 4a는 종래 2단 분리형 해상풍력 자켓 지지구조물의 하단 자켓부를 설치하는 사진,
도 4b는 종래 2단 분리형 해상풍력 자켓 지지구조물의 상단 자켓부를 설치하는 사진,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 사시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물 상부측의 부분 단면도,
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 자켓 파일과 일체형 자켓 레그 사이에 크라운 플레이트가 설치된 부분의 사시도,
도 7b는 도 6의 A-A단면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기초플레이트가 구비된 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 사시도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 자켓부의 평단면도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 브레이스 연결구의 사시도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 십자 연결부의 사시도,
도 12a는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 사시도,
도 12b는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물을 선적준비하는 단계를 나타낸 도면,
도 12c는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물을 운송바지선에 선적하는 상태를 나타낸 도면,
도 12d는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물을 선적한 운송바지선을 통해 해상운송하는 상태를 나타낸 도면,
도 12e는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물을 해상에 설치하는 상태를 나타낸 도면,
도 12f는 일체형 자켓레그 각각에 자켓파일을 삽입하는 상태를 나타낸 도면.
도 13a는 종래 주 자켓 파일과 핀자켓파일을 삽입하고 그라우팅한 경우의 해저면 단면도,
도 13b는 본 발명의 실시예에 따라 자켓파일을 삽입한 상태의 단면도,
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 크라운 플레이트를 통해 일체형 자켓레그와 자켓파일을 연결하는 상태의 도면,
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 연직도 조절수단을 통해 연직도를 조절하는 상태를 나타낸 도면,
도 16은 본 발명의 실시예에 따라 시공된 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 사시도를 도시한 것이다.
도 1은 종래 2단 분리형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공사진,
도 2는 종래 2단 분리형 해상풍력 자켓 지지구조물의 하단 자켓부와 상단 자켓부를 운송바지선에 선적한 상태의 사진,
도 3은 종래 2단 분리형 해상풍력 자켓 지지구조물의 하단 자켓부와 상단 자켓부를 선적한 운송바지선으로 운송하는 사진,
도 4a는 종래 2단 분리형 해상풍력 자켓 지지구조물의 하단 자켓부를 설치하는 사진,
도 4b는 종래 2단 분리형 해상풍력 자켓 지지구조물의 상단 자켓부를 설치하는 사진,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 사시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물 상부측의 부분 단면도,
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 자켓 파일과 일체형 자켓 레그 사이에 크라운 플레이트가 설치된 부분의 사시도,
도 7b는 도 6의 A-A단면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기초플레이트가 구비된 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 사시도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 자켓부의 평단면도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 브레이스 연결구의 사시도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 십자 연결부의 사시도,
도 12a는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 사시도,
도 12b는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물을 선적준비하는 단계를 나타낸 도면,
도 12c는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물을 운송바지선에 선적하는 상태를 나타낸 도면,
도 12d는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물을 선적한 운송바지선을 통해 해상운송하는 상태를 나타낸 도면,
도 12e는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물을 해상에 설치하는 상태를 나타낸 도면,
도 12f는 일체형 자켓레그 각각에 자켓파일을 삽입하는 상태를 나타낸 도면.
도 13a는 종래 주 자켓 파일과 핀자켓파일을 삽입하고 그라우팅한 경우의 해저면 단면도,
도 13b는 본 발명의 실시예에 따라 자켓파일을 삽입한 상태의 단면도,
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 크라운 플레이트를 통해 일체형 자켓레그와 자켓파일을 연결하는 상태의 도면,
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 연직도 조절수단을 통해 연직도를 조절하는 상태를 나타낸 도면,
도 16은 본 발명의 실시예에 따라 시공된 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 사시도를 도시한 것이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)의 사시도를 도시한 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)은 하단 자켓부, 상단 자켓부, 트랜지션 피스 각각이 제작되는 것이 아닌 하단 자켓부, 상단 자켓부, 트랜지션 피스가 일체형으로 구성되게 됨을 알 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)은 복수의 일체형 자켓레그(10), 브레이스 부재(20), 데크(51), 상단 브레이스(53), 하단 브레이스(54), 타워기초(52)를 포함하며 이러한 구성이 모두 일체형으로 제작된다.
본 발명의 일체형 자켓레그(10)는 도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 하단 자켓레그와 상단 자켓레그와 데크레그가 하나의 유닛으로 제작되게 됨을 알 수 있다. 그리고, 이러한 복수의 일체형 자켓레그(10) 간에 자켓 브레이스 부재(20)가 연결되어 트러스 구조를 형성하게 된다. 이러한 브레이스 부재(20)는 수평방향으로 복수의 일체형 자켓레그(10) 사이에 결합되는 수평 브레이스부재(21)와, 십자 형태로 결합되는 다수의 경사 브레이스부재(22)를 포함하여 구성된다.
또한, 트랜지션 피스 역시 현장에서 연결, 시공되는 것이 아닌 제작시 일체형으로 제작되게 된다. 즉, 본 발명의 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)은 복수의 일체형 자켓레그(10) 상단 내측에 데크(51)가 결합되어 구성되고, 타워기초(52)는 하단부가 데크(51)의 하측으로 일출 돌출되도록 자켓레그(10) 상단 내측에 연결되어 구성된다. 이러한 타워기초(52)는 상단 브레이스(53)를 통해 타워기초(52) 상단부 일측과 일체형 자켓레그(10) 상단에 결합되고, 하단 브레이스를 통해 타워 기초(52) 하단부 일측과 상기 일체형 자켓 레그(10) 일측에 결합되게 된다. 따라서 종래 하단 자켓부와, 상단자켓부와, 트렌지션 피스가 일체로 제작되어 현장으로 운송되어 설치되게 된다.
도 6은 시공된 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100) 상부측의 부분 단면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 자켓 파일(40)과 일체형 자켓 레그(10) 사이에 크라운 플레이트(30)가 설치된 부분의 사시도를 도시한 것이며, 도 7b는 도 6의 A-A단면도를 도시한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)은 시공시, 일체형 자켓레그(10)를 해수면에 안착시킨 후, 일체형 자켓레그(10) 각각의 내부로 자켓 파일(40)이 삽입되어 자켓 파일(40) 하단 일부가 해저지반에 관입되어 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)을 지지하게 된다.
또한, 도 6 및 도 7a에 도시된 바와 같이, 자켓파일(40) 외측으로 크라운 플레이트(30) 삽입되어 상기 일체형 자켓레그(10) 상단에 위치시킨 후, 용접되어 일체형 자켓레그(10)와 자켓 파일(40)을 일체화시키게 된다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 크라운 플레이트(30)는 도 6 및 도 7a에 도시된 바와 같이, 자켓파일(40)의 길이방향을 기준으로 상측에 삼각구조의 요철부(31)가 형성되며, 요철부(31)와 자켓파일(40) 사이 및 크라운 플레이트(30)의 하면과 상기 일체형 자켓레그(10) 사이를 용접부(32)로 하여 일체화시키게 된다.
또한, 도 7b에 도시된 바와 같이, 일체형 자켓 레그(10)의 내면에 길이방향을 따라 서로 소정 간격 이격되도록 복수의 스페이서(11)가 배치되어 이에 따라, 자켓 레그(10)의 내측 중앙에 자켓 파일(40)이 위치한 상태에서 해당 자켓 파일(40)을 항타하여 자켓 파일(40)을 설치하며, 해상풍력 자켓 지지구조물(100)의 횡력은 스페이서(11)를 통해 자켓 파일(40)에서 자켓 레그(10)를 포함한 자켓 지지구조물(100) 전체로 전달된다.
크라운 플레이트(30)를 포함한 상술한 구성에 의해서, 데크(51) 및 데크(51)의 상부에서 발생되는 모든 힘이 크라운 플레이트(30) 및 자켓 레그(10)와 자켓 파일(40) 간 용접 부위를 중심으로 자켓 레그(10)들 및 자켓 파일(40)들을 포함한 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100) 전체로 전달된다. 이를 통해 기존의 해상풍력 지지구조물(100)에서 사용되던 그라우팅 방식이 생략될 수 있게 되고, 결과적으로 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)의 설치 과정에서 기존 그라우팅 작업으로 인해 수반되던 해양 오염이 근본적으로 방지되는 동시에 해상 조건에 별다른 제약을 받지 않게 되어 해당 해상풍력 지지구조물(100)을 설치하는 공사 기간이 단축될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기초플레이트(60)가 구비된 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)의 사시도를 도시한 것이다. 도 8에 도시된 바와 같이 복수의 일체형 자켓레그(10)들의 하단을 통과시키는 형태로 복수의 일체형 자켓레그(10) 하단에 결합되는 기초플레이트(60)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한 기초플레이트(60) 하단면에 다수의 관입용 스커트(61)가 구비되며 시공시 해저면에 관입되게 된다.
이때, 관용용 스커트(61)는 해저면에 대한 관입용의 뾰족한 부위를 포함하는 형태일 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 이러한 관입용 스커트(61)가 기초플레이트(60)의 하면과 수직을 이루는 방향으로 하향 연장되는 제1측면(62) 및 기초플레이트(60)의 하면으로부터 제1측면(62)의 방향으로 경사지게 하향 연장되는 제2측면(63)을 포함하여 하단부가 첨단을 이루는 형태로 구성될 수 있다.
기초플레이트(60)는 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)이 해저면에 안착 시 해저 지반의 압력을 지지하여 자켓 레그(10)를 포함한 지지구조물(100)이 해저면으로 관입되는 현상을 방지하는 기능을 한다. 또한 관입용 스커트(61)는 일체형 해상풍력 자켓지지구조물(100)이 해저면에 안착된 상태에서 조류나 파력에 의해 횡방향으로 거동하는 것을 방지하는 기능을 한다.
부연 설명하면, 관입용 스커트(61)는 일체형 해상풍력 자켓지지구조물(100)의 설치를 위해 해저면에 안착 시 해당 해저면에 관입되어 조류, 파력 등의 해양 외력으로 인한 횡력에 대해 저항하여 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)의 슬라이딩 현상에 대한 안전성을 향상시키는 기능을 한다.
결과적으로 관입용 스커트(61)의 미설치 시와 비교하여 보다 높은 파고에도 횡력에 대한 큰 저항성을 바탕으로 해상작업 가능 일수를 늘리고, 이에 따라 해상작업 대기 시간이 최소화되면서 해당 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)의 공사 기간이 단축될 수 있어 경제적인 측면에서도 우수성을 나타내게 된다.
또한 해상풍력 자켓 지지구조물(100)은 해저면으로부터 약 150m 내외의 높이에서 발생되는 횡력과 수직력 등을 받으면서 지지되어야 하는 구조물인바 횡 변위가 상당히 크게 발생되며, 따라서 기초 플레이트(60)를 이에 대응 가능한 적합한 넓이로 확장 형성시켜 횡력에 대한 해상풍력 자켓 지지구조물(100)의 변위를 개선시키는 영구적인 부속 구조가 되도록 한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 자켓부의 평단면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 브레이스 연결구(23)의 사시도를 도시한 것이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 일체형 자켓레그(10)과 브레이스 부재(20)의 연결부위에 브레이스 연결구(23)가 장착되어 일체형 자켓레그(10)과 브레이스 부재(20)를 결합시키며, 이러한 브레이스 연결구(23)는 일체형 자켓레그(10)의 외주면을 둘레방향으로 일부 감싸는 안착부(24)와, 안착부(24)의 외측면에 일체로 형성되며 브레이스 부재(20)의 단부가 삽입되는 소켓(25)으로 구성됨을 알 수 있다.
이러한 브레이스 연결구(23)는 자켓레그(10)와 브레이스 부재(20)의 결합부위를 간단한 구조로 변형시킬 수 있어 자켓레그(10)와 브레이스 부재(20)의 조립을 용이하게 하는 장점이 있다.
다시 말해, 브레이스 연결구(23) 없이 자켓레그(10)와 브레이스 부재(20)를 결합하는 경우에는, 자켓레그(10)의 외주면과 브레이스 부재(20)의 단부가 용접결합되어야 하므로 브레이스 부재(20)의 단부를 자켓레그(10)의 외주면에 대응하는 형상으로 절단해야 하므로 제작이 어려우며, 공장 용접 및 현장 용접이 모두 어려워 균일한 구조성능이 확보되지 않아 용접부위가 구조적으로 약해지는 단점이 있는데, 본 발명의 실시예에 의한 경우에는 브레이스 연결구(23)를 통해 자켓레그(10)와 브레이스 부재(20)의 결합부위를 단순화 및 구조적으로 안정화시킬 수 있다.
특히, 브레이스 부재(20)가 원통형 강관으로 구성되는 경우에는, 브레이스 부재(20)의 자켓레그(10)와의 결합부위가 3차원 곡면을 갖는 타원형태가 되므로 제작이 매우 어려운 점이 있으나, 브레이스 부재(20)를 통해 브레이스 부재(20)의 자켓레그(10)와의 결합부위가 2차원 평면을 갖는 원형태가 되므로, 결합부위가 보강될 수 있으며 브레이스 부재(20)의 절단과 결합부위의 용접이 용이하다는 장점이 있다.
이러한 구성을 위해, 실시예에서, 브레이스 연결구(23)는 자켓레그(10)의 외주면을 둘레방향으로 적어도 일부감싸는 안착부(24)와, 안착부(24)의 외측면에 일체로 형성되며 브레이스 부재(20)의 단부가 삽입되는 소켓(25)으로 구성될 수 있다.
한편, 브레이스 부재(20)는 브레이스 연결구(23)의 소켓(25)에 단부가 삽입되고, 소켓(25)의 주둥이 부분이 용접되어 브레이스 부재(20)와 브레이스 연결구(23)가 결합될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 십자 연결부의 사시도를 도시한 것이다. 본 발명의 실시예에 의한 지지구조물(100)에는 경사 브레이스 부재(22)와 경사 브레이스 부재(22) 간의 교차부에 십자 연결구(26)가 추가로 구비될 수 있다. 경사 브레이스 부재(22)는 도 11에 도시된 바와 같이 X자 형태로 두 개의 경사 브레이스 부재(22)가 교차하며 자켓레그(10)에 연결될 수 있는데, 이때, 경사 브레이스 부재(22)의 교차부에는 교차하는 경사 브레이스 부재(22)를 일체로 결합시키도록 경사 브레이스 부재(22)의 교차부의 형상에 대응하는 십자 연결구(26)가 구비될 수 있다. 이러한 십자 연결구(26)에는 도 11에 도시된 바와 같이 4개의 삽입구(27)가 형성될 수 있고, 상기 4개의 삽입구(27)로 경사 브레이스 부재(22)의 단부가 삽입 및 용접결합될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 지지구조물(100)은 이러한 십자 연결를 통해 경사 브레이스 부재(22)의 교차부에서 경사 브레이스 부재(22)를 교차 형태에 맞게 절단하고 용접하는 작업의 어려움을 해소하는 효과를 얻을 수 있다.
이하에서는 앞서 언급한 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)의 시공방법에 대해 설명하도록 한다.
먼저 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)을 제작하게 된다. 도 12a는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)의 사시도를 도시한 것이다. 앞서 언급한 바와 같이, 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)은, 하단 자켓레그와 상단 자켓레그와 데크레그가 하나의 유닛으로 제작되는 복수의 일체형 자켓레그(10)와, 상기 복수의 일체형 자켓레그(10) 간에 연결되어 트러스 구조를 형성하는 다수의 자켓 브레이스 부재(20)와, 복수의 일체형 자켓레그(10) 상단 내측에 결합되는 데크와, 하단부가 상기 데크의 하측으로 돌출되며 상단 브레이스를 통해 상단부 일측과 상기 일체형 자켓레그(10) 상단에 결합되고 하단 브레이스를 통해 하단부 일측과 상기 일체형 자켓 레그(10) 일측에 결합되는 타워기초(52)를 포함하여, 하단 자켓부와, 상단자켓부와, 트렌지션 피스를 일체로 하여 제작되게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)에 따르면, 자켓 외의 부수적인 시설물(플랫폼)이 불필요하고, 공기단축 및 공사비가 절감되며 구조물 건전도 및 도장품질을 확보할 수 있으며 작업인력 사고 리스크(연결 및 도장 현장인력 불필요)를 감소시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)에 따르면, 제작과정에서 상/하단 연결부가 없으므로 구조안전성이 증대되며 자켓 외의 부수적인 해상작업용 시설물 제작이 불필요하며 기존 2단 분리형과 대비하여 제작일수를 약 17%(약 150일 소요)감소시킬 수 있게 된다.
그리고, 제작된 적어도 하나의 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)을 인양시스템을 이용하여 운송바지선에 선적하게 된다. 도 12b는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)을 선적준비하는 단계를 나타낸 도면이다. 도 12c는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)을 운송바지선에 선적하는 상태를 나타낸 도면이다.
그리고, 운송바지선을 통해 상기 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)을 시공 위치로 운송하게 된다. 도 12d는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)을 선적한 운송바지선을 통해 해상운송하는 상태를 나타낸 도면이다.
이러한 본 발명의 실시예에 따르면, 운송공정에서 일체형이므로 선적시간 단축이 가능하며 운송바지선의 적재공강을 효율적으로 활용할 수 있어 대량선적이 가능하며 기존 2단 분리형과 대비하여 운송 일수를 약 50%(약 5일소요)정도 감소시킬 수 있게 된다.
그리고, 인양시스템을 통해 상기 해상풍력 자켓 지지구조물(100)을 안착시키게 된다. 도 12e는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)을 해상에 설치하는 상태를 나타낸 도면이다. 앞서 언급한 바와 같이, 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)은, 복수의 일체형 자켓레그(10)들의 하단을 통과시키는 형태로 상기 복수의 일체형 자켓레그(10) 하단에 결합되는 기초플레이트(60)를 포함하며, 안착시키는 단계에서, 기초 플레이트(60)의 하단면에 구비된 복수의 관입용 스커트(61)가 시공시 해저면에 관입되게 된다.
그리고, 일체형 자켓레그(10) 각각의 내부로 자켓 파일(40)을 삽입, 항타하여 시공하게 된다. 도 12f는 일체형 자켓레그(10) 각각에 자켓파일(40)을 삽입하는 상태를 나타낸 도면이다. 일체형 자켓 레그(10)의 내면에 다수의 스페이서(11)가 상기 일체형 자켓 레그(10)의 길이방향을 따라 구비되어, 상기 자켓 파일(40)의 삽입 시, 상기 자켓 파일(40)이 중앙에서 지지된 상태를 유지할 수 있도록 한다.
도 13a는 종래 주 자켓 파일(41)과 핀자켓파일(42)을 삽입하고 그라우팅한 경우의 해저면 단면도를 도시한 것이다. 또한, 도 13b는 본 발명의 실시예에 따라 자켓파일(40)을 삽입한 상태의 단면도를 도시한 것이다.
도 13a에 도시된 바와 같이, 종래 해상풍력 자켓 지지구조물(100)의 설치, 시공의 경우 자켓레그(10)를 안착시킨 후, 핀파일(42)을 암반층까지 관입시키고, 주파일(41)을 연약층까지 관입시킨 후, 자켓레그(10)와 주파일(41), 그리고 주파일(41)과 핀파일(42) 사이를 그라우팅하나, 본 발명의 시공방법에서는 자켓 파일(40)만을 관입시키고 그라우팅 작업을 생략하게 된다.
그리고, 크라운 플레이트(30)를 상기 자켓 파일(40) 외측으로 삽입시켜 상기 일체형 자켓레그(10) 상단에 위치시킨 후, 용접하여 상기 일체형 자켓레그(10)와 상기 자켓 파일(40)을 연결하게 된다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 크라운 플레이트(30)를 통해 일체형 자켓레그(10)와 자켓파일(40)을 연결하는 상태의 도면이다. 앞서 언급한 바와 같이, 크라운 플레이트(30)는 자켓파일(40)의 길이방향을 기준으로 상측에 삼각구조의 요철부(31)가 형성되며, 요철부(31)와 자켓파일(40) 사이 및 크라운 플레이트(30)의 하면과 상기 일체형 자켓레그(10) 사이를 용접하여 일체화하게 된다.
따라서 이러한 본 발명의 실시예에 따르면 설치 과정에서 그라우팅 작업의 생략을 가능케 하여 기존 그라우팅 작업으로 인해 수반되던 해양 오염 및 공사 기간의 장기화 현상이 방지될 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 크라운 플레이트(30)를 통해 자켓레그(10)와 자켓파일(40)을 일체화하기 전에, 자켓파일(40)의 삽입 후, 상기 일체형 자켓레그(10)의 상부로 돌출된 상기 자켓파일(40)과, 상기 일체형 자켓레그(10) 상단 사이에 연직도 조절수단(70)을 설치하여, 상기 연직도 조절수단(70)을 통해 상기 자켓파일(40)에 대하여 상기 타워기초(52)를 상대변위시켜 상기 타워기초(52)의 연직도를 조정하게 된다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 연직도 조절수단(70)을 통해 연직도를 조절하는 상태를 나타낸 도면를 도시한 것이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 연직도 조절수단(70)에 의해 돌출된 자켓파일(40)의 상단과 자켓레그(10)의 사이에 설치된 유압장치(71)를 통해 자켓파일(40)에 대하여 타워기초(52)를 상대변위시켜 연직도를 조정하고, 유압장치(71)는 제어부에 의해 동시에 제어되어 연직도가 조정되게 된다.
그리고 자켓파일(40)에는 유압장치(71)의 일측이 고정되는 제1 고정부(72)가 설치되고, 자켓레그(10)에는 상기 유압장치(71)의 타측이 고정되는 제2 고정부(73)가 설치되며, 고정부는, 자켓파일(40) 또는 자켓레그(10)의 외주면을 둘러싸도록 구비되는 그립부재(74)나, 자켓파일(40) 또는 자켓레그(10)의 외주면에 축방향으로 제공되는 전단연결재 중에서 택일된 어느 하나로 구비될 수 있다.
따라서 자켓파일(40)을 관입 후, 연직도를 조절한 후, 크라운 플레이트(30)를 통해 자켓레그(10)와 자켓파일(40)을 연결하여 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)을 시공하게 된다. 도 16은 본 발명의 실시예에 따라 시공된 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)의 사시도를 도시한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 설치공정에서 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물(100)을 일괄설치하므로 설치시간이 단축되며 해상상태에 대처가 가능하고 자켓 연결을 위한 해상작업이 불필요하므로 구조안정성(피로 및 용접 등)이 양호하며 기존 2단 분리형과 대비하여 설치일수를 약 30%(약 35일 소요)정도 감소시킬 수 있게 된다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
1:종래 해상풍력 자켓 지지구조물
2:상단자켓부
3:하단자켓부
4:트랜지션 피스
5:고박장치
6:운송바지선
7:인양시스템
8:해상풍력 플랫폼
10:일체형 자켓레그
11:스페이서
20:브레이스 부재
21:수평 브레이스 부재
22:경사 브레이스 부재
23:브레이스 연결구
24:안착부
25:소켓
26:십자 연결구
27:삽입구
30:크라운 플레이트
31:요철부
32:용접부
40:자켓파일
51:데크
52:타워기초
53:상단 브레이스
54:하단 브레이스
60:기초플레이트
61:관입용 스커트
62:제1측면
63:제2측면
70:연직도 조절수단
71:유압장치
72:제1고정부
73:제2고정부
74:그립부재
100:일체형 해상풍력 지지구조물
2:상단자켓부
3:하단자켓부
4:트랜지션 피스
5:고박장치
6:운송바지선
7:인양시스템
8:해상풍력 플랫폼
10:일체형 자켓레그
11:스페이서
20:브레이스 부재
21:수평 브레이스 부재
22:경사 브레이스 부재
23:브레이스 연결구
24:안착부
25:소켓
26:십자 연결구
27:삽입구
30:크라운 플레이트
31:요철부
32:용접부
40:자켓파일
51:데크
52:타워기초
53:상단 브레이스
54:하단 브레이스
60:기초플레이트
61:관입용 스커트
62:제1측면
63:제2측면
70:연직도 조절수단
71:유압장치
72:제1고정부
73:제2고정부
74:그립부재
100:일체형 해상풍력 지지구조물
Claims (7)
- 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법에 있어서,
하단 자켓레그와 상단 자켓레그와 데크레그가 하나의 유닛으로 제작되는 복수의 일체형 자켓레그와, 상기 복수의 일체형 자켓레그 간에 연결되어 트러스 구조를 형성하는 다수의 자켓 경사 브레이스 부재와 수평 브레이스 부재와, 복수의 일체형 자켓레그 상단 내측에 결합되는 데크와, 하단부가 상기 데크의 하측으로 돌출되며 상단 브레이스를 통해 상단부 일측과 상기 일체형 자켓레그 상단에 결합되고 하단 브레이스를 통해 하단부 일측과 상기 일체형 자켓 레그 일측에 결합되는 타워기초를 포함하여, 하단 자켓부와, 상단자켓부와, 트렌지션 피스를 일체로 하여 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물을 제작하는 단계;
제작된 적어도 하나의 상기 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물을 인양시스템을 이용하여 운송바지선에 선적하는 단계;
상기 운송바지선을 통해 상기 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물을 시공 위치로 운송하는 단계;
인양시스템을 통해 상기 해상풍력 자켓 지지구조물을 안착시키는 단계; 및
상기 일체형 자켓레그 각각의 내부로 자켓 파일을 삽입, 항타하여 시공을 하는 단계;를 포함하고,
상기 시공하는 단계 후에, 크라운 플레이트를 상기 자켓 파일 외측으로 삽입시켜 상기 일체형 자켓레그 상단에 위치시킨 후, 용접하여 상기 일체형 자켓레그와 상기 자켓 파일을 연결하며,
상기 크라운 플레이트는 상기 자켓파일의 길이방향을 기준으로 상측에 삼각구조의 요철부가 형성되며, 상기 요철부와 상기 자켓파일 사이 및 상기 크라운 플레이트의 하면과 상기 일체형 자켓레그 사이를 용접하여 일체화하고,
상기 시공을 하는 단계에서, 상기 일체형 자켓 레그의 내면에 다수의 스페이서가 상기 일체형 자켓 레그의 길이방향을 따라 구비되어, 상기 자켓 파일의 삽입 시, 상기 자켓 파일이 중앙에서 지지된 상태를 유지할 수 있도록 하고,
상기 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물은,
상기 복수의 일체형 자켓레그들의 하단을 통과시키는 형태로 상기 복수의 일체형 자켓레그 하단에 결합되는 기초플레이트를 포함하며, 상기 안착시키는 단계에서, 상기 기초 플레이트의 하단면에 구비된 복수의 관입용 스커트가 시공시 해저면에 관입되고,
상기 시공하는 단계 후에, 상기 자켓파일의 삽입 후, 상기 일체형 자켓레그의 상부로 돌출된 상기 자켓파일과, 상기 일체형 자켓레그 상단 사이에 연직도 조절수단을 설치하여, 상기 연직도 조절수단을 통해 상기 자켓파일에 대하여 상기 타워기초를 상대변위시켜 상기 타워기초의 연직도를 조정하며,
상기 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물을 제작하는 단계에서, 일체형 자켓레그와 브레이스 부재의 연결부위에 장착되는 브레이스 연결구를 통해 상기 일체형 자켓레그과 상기 브레이스부재를 결합시키며, 브레이스 연결부는 상기 일체형 자켓레그의 외주면을 둘레방향으로 일부 감싸는 안착부와, 상기 안착부의 외측면에 일체로 형성되며 상기 브레이스 부재의 단부가 삽입되는 소켓으로 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법. - 삭제
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Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170125871A KR101865512B1 (ko) | 2017-09-28 | 2017-09-28 | 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020170125871A KR101865512B1 (ko) | 2017-09-28 | 2017-09-28 | 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101865512B1 true KR101865512B1 (ko) | 2018-07-04 |
Family
ID=62912916
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020170125871A KR101865512B1 (ko) | 2017-09-28 | 2017-09-28 | 일체형 해상풍력 자켓 지지구조물의 시공방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| KR (1) | KR101865512B1 (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR102408978B1 (ko) | 2021-12-10 | 2022-06-24 | 주식회사케이베츠 | 스태빙시스템과 프리파일링 석션기초를 이용한 해양 하부구조물 설치방법 |
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-
2017
- 2017-09-28 KR KR1020170125871A patent/KR101865512B1/ko active IP Right Grant
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| CN115305940B (zh) * | 2022-07-07 | 2024-04-05 | 中交第三航务工程局有限公司 | 一种分体式海上升压站导管架基础施工方法 |
| KR102622212B1 (ko) | 2023-08-08 | 2024-01-05 | 현대스틸산업주식회사 | 가이드 프레임을 이용한 해상풍력 선 천공방법 및 선천공장비 |
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