KR20110100570A - 갑판승강식 작업대선 및 이를 이용한 해상 풍력발전 시설의 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 작업효율, 안정성 및 안전성이 우수한 갑판승강식 작업대선 및 이를 이용한 해상 풍력발전 시설의 시공방법을 제공한다.
이러한 본 발명에 의하면, 평면 사각형상의 대선본체(2)와, 대선본체(2)의 네 모서리에 연직방향으로 길게 설치되며, 유압 잭업 시스템에 의해 대선본체(2)를 승강 이동시키는 레그(3)와, 상기 대선본체(2)의 갑판 종축 방향으로 부설된 주행레일(4)과, 상기 주행레일(4) 위를 주행하는 주행대(5)와, 상기 주행대(5) 위에 대선본체(2)의 갑판 횡축 방향으로 부설된 이동레일(6) 위를 이동하는 이동작업대차 (7)와, 상기 이동작업대차(7) 위에 선회하도록 설치되는 붐 선회대(8)와, 상기 붐 선회대(8) 위에 설치되어 두개의 좌우 붐(9)(10)으로 이루어진 트윈 붐(11)을 구비한 갑판승강식 작업대선(1)을 제공한다.
이러한 본 발명에 의하면, 평면 사각형상의 대선본체(2)와, 대선본체(2)의 네 모서리에 연직방향으로 길게 설치되며, 유압 잭업 시스템에 의해 대선본체(2)를 승강 이동시키는 레그(3)와, 상기 대선본체(2)의 갑판 종축 방향으로 부설된 주행레일(4)과, 상기 주행레일(4) 위를 주행하는 주행대(5)와, 상기 주행대(5) 위에 대선본체(2)의 갑판 횡축 방향으로 부설된 이동레일(6) 위를 이동하는 이동작업대차 (7)와, 상기 이동작업대차(7) 위에 선회하도록 설치되는 붐 선회대(8)와, 상기 붐 선회대(8) 위에 설치되어 두개의 좌우 붐(9)(10)으로 이루어진 트윈 붐(11)을 구비한 갑판승강식 작업대선(1)을 제공한다.
Description
본 발명은, 작업효율, 안정성 및 안전성이 우수한 갑판승강식 작업대선 및 이 갑판승강식 작업대선을 이용하여 작업효율, 안정성 및 안전성이 우수한 시공을 가능하게 하는 해상 풍력발전 시설의 시공방법에 관한 것이다.
풍력발전은 석유대체 에너지원으로서 우수하며, 또한 지구온난화 방지 등 환경대책에 유효한 에너지원이다.
풍력발전의 발전시설 설치장소로는, 육상과 해상 모두 가능하지만, 다음과 같은 점으로 해상은 육상보다도 풍력발전에 유리한 조건을 갖추고 있다.
(1)해상에서는 일반적으로 육상과 비교해 풍속이 강하고 양호하며 안정적인 바람이 분다.
(2)해상에는 장해물이 적으며, 잡음, 전파장애도 적다.
(3)대형화되고 있는 풍차의 기자재를 운반 설치하는 시공비용도 해상이 육상보다 적다.
(4)대규모 전력소비 지대는 연안구역에 집중해 있으며, 그 밖의 전력설비도 연안부 쪽으로 정비되어 있는 경향이 있기 때문에, 해상 쪽이 송전비용 등이 저렴해진다.
본원 출원인은, 풍력발전에 관하여 특허문헌 "해상 풍력발전 시설의 시공방법"을 일본국에서 출원한 바 있다.
특허문헌에는, 타워를 타워 운반용 SEP(Self Elevating Platform 자기승강식 작업대선)에 적재하여 현장에 운반, 모노파일식 기초 위에 설치함과 동시에, 나셀, 허브 및 브레이드를 미리 풍차 형상으로 일체화시켜, 이것을 풍차 운반용 SEP에 적재하여 현장에 운반하고, 타워 위에 풍차를 설치하는 해상 풍력발전 시설의 시공방법이 게재되어 있다.
특허문헌에는, 타워를 모노파일식 기초 위에 설치할 때 타워 운반용 SEP에 탑재한 클로라 크레인을 사용하여 설치하고, 타워 위에 풍차를 설치할 때는 풍차 운반용 SEP에 탑재한 클로라 크레인을 사용하여 설치하고 있다.
상술한 바와 같이, 특허문헌에서는, 타워를 모노파일식 기초 위에 설치할 때 타워 운반용 SEP에 탑재한 클로라 크레인을 사용하여 설치하고, 타워 위에 풍차를 설치할 때 풍차 운반용 SEP에 탑재한 클로라 크레인을 사용하여 설치한다.
그러나, 타워 운반용 SEP, 풍차 운반용 SEP에 클로라 크레인을 적재함으로써 SEP 위의 적재공간을 좁혀 적재량을 적게 만드는 문제가 있으며, SEP 위에서 타워나 풍차의 방향을 바꾸거나 이동시킬 경우, 클로라 크레인을 구동시키지만, 클로라 크레인으로는 작업능률이나 작업의 정확성 등에 있어서 작업효율을 저하시키며, 타워나 풍차를 클로라 크레인의 싱글붐으로 끌어 올리고 있기 때문에, 타워나 풍차가 흔들려 작업하기 어렵다는 문제가 있다.
이상의 현상을 바탕으로, 본 발명은 작업효율, 안정성 및 안전성이 우수한 갑판승강식 작업대선을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 갑판승강식 작업대선을 사용하여 해상 풍력발전 시설의 작업효율, 안정성 및 안전성이 우수한 시공을 가능하게 하는 해상 풍력발전 시설의 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위의 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 제공한다.
청구항 1 의 발명은, 대선본체와, 상기 대선본체의 모서리에 연직방향으로 길게 설치되어 있으며, 유압 잭업 시스템으로 상기 대선본체를 승강 이동시키는 레그; 상기 대선본체의 갑판 종축 방향으로 부설된 주행레일 위를 주행하는 주행대; 상기 주행대에 상기 대선본체 갑판 횡축 방향으로 부설된 이동레일 위를 이동하는 이동작업대차; 상기 이동작업대차 위에 선회되도록 설치되는 붐 선회대; 및 상기 붐 선회대 위에 설치되는 붐을 포함하는 것을 특징으로 하는 갑판승강식 작업대선을 제공하는 것이다.
청구항 2의 발명은, 상기 붐은 각각의 훅을 갖춘 2개의 붐으로 된 트윈 붐인 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 갑판승강식 작업대선을 제공하는 것이다.
청구항 3의 발명은, 상기 붐은 톱타워의 하부 마스트를 유지하는 하부 마스트 유지장치와 톱타워의 중간 마스트를 유지하는 중간 마스트 유지장치를 구비한 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 2 기재의 갑판승강식 작업대선을 제공하는 것이다.
청구항 4의 발명은, 수직벽에 접근한 운반용 갑판승강식 작업대선을 레그를 이용한 유압 잭업 시스템으로 해면상의 소정높이로 상승시키는 공정; 미리 육상에서 나셀을 편입시킨 톱타워를 육상의 클로라 크레인으로 상기 운반용 갑판승강식 작업대선에 쌓아 올리는 공정; 미리 육상에서 허브에 설치한 브레이드를 육상의 클로라 크레인으로 상기 톱타워에 설치하는 공정; 육상의 클로라 크레인으로 상기 운반용 갑판승강식 작업대선에 미들타워와 버텀타워를 쌓는 공정; 레그를 이용한 유압 잭업 시스템으로, 상기 운반용 갑판승강식 작업대선을 해면에 내려놓고 해상 풍력발전 시설 설치 장소 지점까지 자력 또는 예인으로 이동시키는 공정; 해상 풍력발전 시설 설치 장소 지점에서 시공용 갑판승강식 작업대선으로 미리 모노파일, 자켓 또는 케이슨 중 어느 하나의 기초를 시공하여 상기 기초 상단에 트랜지션 피스를 설치하는 공정; 상기 운반용 갑판승강식 작업대선을 상기 시공용 갑판승강식 작업대선 근방에 고정하는 공정; 상기 운반용 갑판승강식 작업대선을 레그를 이용한 유압 잭업 시스템으로 해면상의 소정높이로 상승시키는 공정; 상기 시공용 갑판승강식 작업대선에 구비한 각각의 훅을 구비한 두개의 붐으로 이루어진 트윈 붐으로 상기 버텀타워를 끌어 올리는 공정; 상기 트윈 붐이 설치된 붐 선회대를 선회시킴으로써, 상기 버텀타워의 방향을 바꾸는 공정; 상기 붐 선회대가 설치되는 이동작업대차가 주행대 위에 상기 시공용 갑판승강식 작업대선의 갑판 횡축 방향에 부설된 이동레일 위를 이동함으로써, 상기 버텀타워를 같은 방향으로 이동시키는 공정; 상기 주행대가 상기 대선본체 갑판 종축 방향으로 부설된 주행레일 위를 주행함으로써, 상기 버텀타워를 같은 방향으로 이동시키는 공정; 상기 버텀타워의 하단부를 상기 트랜지션 피스에 설치하는 공정; 상기 미들타워를 상기 버텀타워와 같이 이동시켜 상기 버텀타워의 상단에 쌓아 올리듯이 설치하는 공정; 상기 운반용 갑판승강식 작업대선을 레그를 이용한 유압 잭업 시스템으로 인하여 소정높이로 상승시킨 상태로, 상기 톱타워의 하부 마스트와 중간 마스트를 상기 트윈 붐에 구비한 마스트 유지장치로 유지하듯이 각각 유지함과 동시에 상기 트윈 붐에 구비한 훅으로 상기 톱타워를 끌어올리는 공정; 상기 시공용 갑판승강식 작업대선을 레그를 이용한 유압 잭업 시스템으로 더욱 상승시켜 상기 톱타워를 더욱 높이 끌어올리는 공정; 상기 트윈 붐이 설치된 붐 선회대를 선회시킴으로써, 상기 톱타워의 방향을 바꾸는 공정; 상기 붐 선회대가 설치되는 이동작업대차가 주행대 위에 상기 시공용 갑판승강식 작업대선의 갑판 횡축 방향으로 부설된 이동레일 위를 이동함으로써, 상기 톱타워를 같은 방향으로 이동시키는 공정; 상기 주행대가 상기 대선본체 갑판 종축 방향으로 부설된 주행레일 위를 주행함으로써, 상기 톱타워를 같은 방향으로 이동시키는 공정; 및 상기 톱타워의 하단부를 상기 미들타워의 상단에 쌓아 올리듯이 설치하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전 시설의 시공방법을 제공한다.
청구항 5의 발명은, 상기 모노파일, 자켓 및 케이슨의 기초시공, 또한, 상기 자켓 및 케이슨의 핀파일의 설치 작업은 상기 시공용 갑판승강식 작업대선에 구비된 상기 트윈 붐을 사용하여 시공되며, 상기 트윈 붐을 사용한 시공 및 작업으로 인하여 상기 모노파일, 자켓 및 케이슨의 기초시공, 핀파일의 설치 작업을 신속하고 안정적이며 정확하게 이행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 청구항 4 에 기재된 해상 풍력발전 시설의 시공방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 작업효율, 안정성 및 안전성이 우수하고 저렴한 갑판승강식 작업대선을 제공할 수 있다.
특히, 주행대와 이동작업대차로 인하여 붐이 대선본체 갑판 위에서 갑판 종축 방향과 갑판 횡축 방향 어느 쪽이든 신속, 원활, 정확하게 이동할 수 있음으로 해상 풍력발전 시설의 타워 및 풍차의 효율적이고 신속한 시공이 가능하다.
청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1에 기재된 발명 효과와 더불어, 붐은 각각의 훅을 장치한 두개의 붐으로 된 트윈 붐이므로, 기자재를 각각의 훅을 장치한 두개의 붐으로 된 트윈 붐으로 인하여 안정적이고 신속, 정확하게 끌어올리고 이동시킬 수가 있다.
청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 청구항 1 또는 2에 기재된 발명 효과와 더불어, 붐은 톱타워의 하부 마스트를 유지하는 하부 마스트 유지장치와 톱타워의 중간 마스트를 유지하는 중간 마스트 유지장치를 갖추고 있음으로, 톱타워가 넘어지거나 기울어지는 것을 방지하여 톱타워를 안정적으로 유지시킬 수 있다.
청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 해상 풍력발전 시설 시공의 작업효율을 높이고 안정적이며 안전하게 이행할 수 있도록 하는 해상 풍력발전 시설 시공방법을 제공한다.
특히, 주행대와 이동작업대차에 의하여, 붐이 대선본체 갑판 위에서 갑판 종축 방향과 갑판 횡축 방향 어느 쪽이든 신속, 원활, 정확하게 이동할 수 있으므로 타워 및 풍차의 효율적이고 신속한 시공이 가능하다.
또한, 운반용 갑판승강식 작업대선에 클로라 크레인을 쌓아 올릴 필요가 없기 때문에 운반성이 효율적으로 향상된다.
청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 청구항 4 에 기재된 발명 효과와 더불어, 상기 모노파일, 자켓 및 케이슨의 기초시공, 상기 자켓 및 케이슨의 핀파일의 설치 작업은 상기 시공용 갑판승강식 작업대선에 구비된 상기 트윈 붐을 사용하여 시공함으로써, 트윈 붐을 사용한 시공 및 작업으로 인하여 모노파일, 자켓 및 케이슨의 기초시공, 핀파일의 설치 작업을 신속하고 정확하게 이행함과 아울러 안정적이면서도 안전하게 이행할 수 있다.
도 1(a)는 본 발명의 갑판승강식 작업대선을 나타내는 정면도이고, 도 1(b)는 본 발명의 갑판승강식 작업대선을 나타내는 정면도이다.
도 2(a)는 본 발명의 해상 풍력발전 시설의 시공방법으로, 운반용 갑판승강식 작업대선에 톱타워를 설치 완료한 상태를 나타내는 정면도이고, 도 2(b)는 운반용 갑판승강식 작업대선에 톱타워를 설치 완료한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 3(a)는 미들타워를 설치하는 작업상태를 나타내는 정면도이고, 도 3(b)는 미들타워를 설치하는 작업상태를 나타내는 평면도이다.
도 4는 운반용 갑판승강식 작업대선의 반전 상황을 나타내는 평면도이다.
도 5(a)는 운반용 갑판승강식 작업대선의 반전 완료 상태를 나타내는 정면도이고, 도 5(b)는 운반용 갑판승강식 작업대선의 반전 완료 상태를 나타내는 평면도이다.
도 6(a)는 제2세트의 톱타워를 설치하는 작업상태를 나타내는 정면도이고, 도 6(b)는 제2세트의 톱타워를 설치하는 작업상태를 나타내는 평면도이다.
도 7(a)는 운반용 갑판승강식 작업대선을 예인하는 상태를 나타내는 정면도이고, 도 7(b)는 운반용 갑판승강식 작업대선을 예인하는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 8(a)는 기초로써 모노파일을 시공한 상태를 나타내는 정면도이고, 도 8(b)는 기초로써 자켓을 시공한 상태를 나타내는 정면도이며, 도 8(c)는 기초로써 케이슨을 시공한 상태를 나타내는 정면도이고, 도 8(d)는 기초로써 모노파일을 시공한 상태를 나타내는 측면도이며, 도 8(e)는 기초로써 자켓을 시공한 상태를 나타내는 측면도이고, 도 8(f)는 기초로써 케이슨을 시공한 상태를 나타내는 측면도이다.
도 9는 트랜지션 피스를 설치한 상태를 나타내는 측면도이다.
도 10은 운반용 갑판승강식 작업대선을 시공용 갑판승강식 작업대선의 근방에 고정시킨 상태를 나타내는 평면도이다.
도 11(a)는 시공용 갑판승강식 작업대선에 버텀타워를 거두는 상태를 나타내는 정면도이고, 도 11(b)는 시공용 갑판승강식 작업대선에 버텀타워를 거두는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 12(a)는 버텀타워를 설치하는 상태를 나타내는 정면도이고, 도 12(b)는 버텀타워를 설치하는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 13(a)는 미들타워를 설치하는 상태를 나타내는 정면도이고, 도 13(b)는 미들타워를 설치하는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 14(a)는 시공용 갑판승강식 작업대선에 톱타워를 거두는 상태를 나타내는 정면도이고, 도 14(b)는 시공용 갑판승강식 작업대선에 톱타워를 거두는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 15(a)는 시공용 갑판승강식 작업대선을 상승시킨 상태를 나타내는 정면도이고, 도 15(b)는 시공용 갑판승강식 작업대선을 상승시킨 상태를 나타내는 평면도이다.
도 16(a)는 톱타워를 설치하는 상태를 나타내는 정면도이고, 도 16(b)는 톱타워를 설치하는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 17은 톱타워의 설치완료상태를 나타내는 측면도이다.
도 18은 톱타워의 유지상태를 나타내는 평면도이다.
도 2(a)는 본 발명의 해상 풍력발전 시설의 시공방법으로, 운반용 갑판승강식 작업대선에 톱타워를 설치 완료한 상태를 나타내는 정면도이고, 도 2(b)는 운반용 갑판승강식 작업대선에 톱타워를 설치 완료한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 3(a)는 미들타워를 설치하는 작업상태를 나타내는 정면도이고, 도 3(b)는 미들타워를 설치하는 작업상태를 나타내는 평면도이다.
도 4는 운반용 갑판승강식 작업대선의 반전 상황을 나타내는 평면도이다.
도 5(a)는 운반용 갑판승강식 작업대선의 반전 완료 상태를 나타내는 정면도이고, 도 5(b)는 운반용 갑판승강식 작업대선의 반전 완료 상태를 나타내는 평면도이다.
도 6(a)는 제2세트의 톱타워를 설치하는 작업상태를 나타내는 정면도이고, 도 6(b)는 제2세트의 톱타워를 설치하는 작업상태를 나타내는 평면도이다.
도 7(a)는 운반용 갑판승강식 작업대선을 예인하는 상태를 나타내는 정면도이고, 도 7(b)는 운반용 갑판승강식 작업대선을 예인하는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 8(a)는 기초로써 모노파일을 시공한 상태를 나타내는 정면도이고, 도 8(b)는 기초로써 자켓을 시공한 상태를 나타내는 정면도이며, 도 8(c)는 기초로써 케이슨을 시공한 상태를 나타내는 정면도이고, 도 8(d)는 기초로써 모노파일을 시공한 상태를 나타내는 측면도이며, 도 8(e)는 기초로써 자켓을 시공한 상태를 나타내는 측면도이고, 도 8(f)는 기초로써 케이슨을 시공한 상태를 나타내는 측면도이다.
도 9는 트랜지션 피스를 설치한 상태를 나타내는 측면도이다.
도 10은 운반용 갑판승강식 작업대선을 시공용 갑판승강식 작업대선의 근방에 고정시킨 상태를 나타내는 평면도이다.
도 11(a)는 시공용 갑판승강식 작업대선에 버텀타워를 거두는 상태를 나타내는 정면도이고, 도 11(b)는 시공용 갑판승강식 작업대선에 버텀타워를 거두는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 12(a)는 버텀타워를 설치하는 상태를 나타내는 정면도이고, 도 12(b)는 버텀타워를 설치하는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 13(a)는 미들타워를 설치하는 상태를 나타내는 정면도이고, 도 13(b)는 미들타워를 설치하는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 14(a)는 시공용 갑판승강식 작업대선에 톱타워를 거두는 상태를 나타내는 정면도이고, 도 14(b)는 시공용 갑판승강식 작업대선에 톱타워를 거두는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 15(a)는 시공용 갑판승강식 작업대선을 상승시킨 상태를 나타내는 정면도이고, 도 15(b)는 시공용 갑판승강식 작업대선을 상승시킨 상태를 나타내는 평면도이다.
도 16(a)는 톱타워를 설치하는 상태를 나타내는 정면도이고, 도 16(b)는 톱타워를 설치하는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 17은 톱타워의 설치완료상태를 나타내는 측면도이다.
도 18은 톱타워의 유지상태를 나타내는 평면도이다.
이하, 실시예에서 나타난 도면을 참고로 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
도 1에 있어서 (1)은, 주로 해상 풍력발전 시설의 시공에 사용되는 본 발명 제 1 실시 상태의 갑판승강식 작업대선을 가리키며, 상기 갑판승강식 작업대선(1)은 평면 사각 형상의 대선본체(2)와, 대선본체(2)의 네 모서리에 연직방향으로 길게 설치되어 있으며, 유압 잭업 시스템(미도시)에 의해 대선본체(2)를 승강 이동시키는 레그(3)와, 상기 대선본체(2) 갑판 종축 방향(길이 방향)에 부설된 주행레일(4)과, 상기 주행레일(4) 위를 주행하는 주행대(5)와, 상기 주행대(5) 위에 대선본체(2)의 갑판 횡축 방향 (폭방향)으로 부설된 이동레일(6) 위를 이동하는 이동작업대차(7)와, 상기 이동작업대차(7) 위에 선회되도록 설치되는 붐 선회대(8)와, 상기 붐 선회대(8) 위에 설치된 두개의 좌우 붐(9)(10)으로 이루어진 트윈 붐(11)을 구비하고 있다.
또한, 상기 트윈 붐(11)은, 도 15에 나타난 바와 같이, 톱타워(12)의 하부 마스트를 유지하는 하부 마스트 유지장치(13)와, 톱타워(12)의 중간 마스트를 유지하는 중간 마스트 유지장치(14)를 구비하고 있다.
상기 하부 마스트 유지장치(13)는, 도 18에 도시된 바와 같이, 좌우 붐(9)(10)에 가이드레일(15)을 사이에 두고 설치되되, 양단을 접동하도록 유지된 지지기재(16)와, 상기 지지기재(16)에 움직일 수 있도록 부착되어 톱타워(12)를 유지하는 좌우 멜빵 플레이트 (17)(18)와, 상기 좌우 멜빵 플레이트(17)(18)가 지지되도록 움직이는 좌우 유압 실린더(19)(20)를 구비하고 있다.
그리고, 상기 지지기재(16)의 중심부에 톱타워(12)의 하부 마스트의 외주부가 접촉된 상태에서 좌우 유압 실린더(19)(20)를 신장시키면, 좌우 멜빵 플레이트(17)(18)가 서로 닫히는 방향으로 움직여 톱타워(12)의 하부 마스트 외주부를 고정한다.
톱타워(12)의 하부 마스트를 고정상태에서 해지할 때에는, 좌우 유압 실린더 (19)(20)을 축소시키면 좌우 멜빵 플레이트(17)(18)가 고정 방향과 반대 방향으로 이동하여 톱타워(12)의 하부 마스트를 해지시킨다.
도 15에 나타난 중간 마스트 유지장치(14)도 상기 하부 마스트 유지장치(13)와 같이 구성되어 동일하게 작동한다.
도 1에 나타난 바와 같이, 상기 대선본체(2)는 유압 잭업 시스템으로 인하여 레그(3)를 연직방향으로 상승 또는 하강되도록 구성된다.
예를 들면, 상기 대선본체(2)가 해면에 뜬 상태로 레그(3)를 하강시키면 소정 하강 후에 레그(3)의 하단부가 해저에 도달한다. 또한, 더욱 레그(3)를 하강시키면 대선본체(2)가 해면 위로 상승한다. 그 상태에서, 반대로 레그(3)를 상승시키면 대선본체(2)는 하강하고, 소정 하강 후에 해면에 착수하여 해면에 뜬 상태가 된다. 또한, 더욱 레그(3)를 소정 높이로 상승시키면 대선본체(2)의 자력 또는 예인이 가능해진다.
또한, 상기 대선본체(2)는 해상 풍력발전 시설 시공을 위한 기초 시공에 필요한 구성도 갖추지만, 이 구성은 본 발명의 특징이 아니기 때문에 설명을 생략한다.
상기 갑판승강식 작업대선(1)의 작용에 대해서는, 후술하는 도 2 내지 도 18에 나타나는 본 발명에 따른 제2실시상태의 해상 풍력발전 시설의 시공방법에서, 갑판승강식 작업대선(1)과 같은 구성인 시공용 갑판승강식 작업대선(31) 작업에 의해 설명한다.
다음으로, 본 발명의 제2실시상태의 해상 풍력발전 시설의 시공방법을 도 2 내지 도 18에 따라 설명한다.
본 발명의 해상 풍력발전 시설의 시공방법에는, 상기 갑판승강식 작업대선(1)을 해상 풍력발전 시설의 시공을 위한 시공용 갑판승강식 작업대선(31)으로써 사용하는 것이다. 따라서, 시공용 갑판승강식 작업대선(31)은 상기 갑판승강식 작업대선(1)과 같은 구성이다.
설명의 형편상, 전술한 제 1 실시 상태와 동일 구성부분에 대해서는 동일 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
또한, 설명은 후술하지만, 시공용 갑판승강식 작업대선(31)은 해상 풍력발전 시설의 기초를 시공하는 경우에도 사용한다.
먼저, 도 2에 나타나듯이, 수직벽(32)에 접근한 운반용 갑판승강식 작업대선(33)을 레그(34)를 이용한 유압 잭업 시스템(미도시)에 의해 해면 상방의 소정 높이로 상승시킨다.
또한, 상기 운반용 갑판승강식 작업대선(33)은 상기 시공용 갑판승강식 작업대선(31)과는 다른 구성으로써, 해상 운반용에 사용되는 갑판승강식 작업대선이다. 두 세트의 해상 풍력발전 시설의 기자재를 적재가능하도록 구성되며, 운반용 갑판승강식 작업대선(33)의 갑판의 우반부와 좌반부에 각각 한 세트의 해상 풍력발전 시설의 기자재를 쌓을 수 있도록 구성된다.
다음, 미리 육상에서 나셀(35)을 조합한 톱타워(12)를 육상의 클로라 크레인 (36)으로 운반용 갑판승강식 작업대선(33) 위에 쌓아 올린다. 이 때, 운반용 갑판승강식 작업대선(33)의 갑판 위의 좌반부 앞쪽에 설치된 제 1 적재대(37)에, 톱타워(12)를 기립상태로 적재한다.
다음으로, 미리 육상에서 허브(38)에 부착한 브레이드(39)를 육상의 클로라 크레인(36)에 의해 도 3처럼 톱타워(12)의 상단 나셀(35) 앞부분에 조립한다.
또한, 클로라 크레인(36)으로 운반용 갑판승강식 작업대선(33)의 갑판 위 우반부 중부에 설치된 제 2 적재대(40)에 미들타워(41)를 기립상태로 적재하고, 갑판상의 우반부 뒷쪽에 설치된 제 3적재대(42)에 버텀타워(43)를 기립상태로 적재한다.
그리고, 한 세트의 해상 풍력발전 설치 기자재를 적재한 경우는, 갑판위의 우반부에 적재한 하나의 세트를 제1세트로 하고, 또 하나의 세트인 제2세트를 갑판위의 좌반부에 적재한다. 이를 위해, 운반용 갑판승강식 작업대선(33)의 레그(34)끝을 상승시켜 운반용 갑판승강식 작업대선(33)을 해면상에 띄운 다음, 도 4처럼, 운반용 갑판승강식 작업대선(33)을 화살표처럼 180도 반전시켜, 도 5처럼, 운반용 갑판승강식 작업대선(33)의 좌반부측을 수직벽(32)에 접근시킨다. 그리고, 다시 레그(34)를 하강시켜, 운반용 갑판승강식 작업대선(33)을 해면상방의 소정 높이로 상승시킨 후, 운반용 갑판승강식 작업대선(33)의 갑판 위 좌반부에, 제2세트의 해상 풍력발전 시설의 기자재를 제1세트의 해상 풍력발전 시설 기자재와 같이 쌓아 올린다. 이 때, 도 6처럼 운반용 갑판승강식 작업대선(33) 갑판 위 좌반부의 뒷쪽, 중앙부, 앞쪽의 제4적재대(44), 제5적재대(45), 제6적재대(46)에 각각 톱타워(47), 미들타워(48), 버텀타워(49)를 기립상태로 적재하고, 톱타워(12)와 톱타워(47)가 서로 마주하게 함과 동시에 서로 브레이드(39)가 간섭되지 않도록 서로 떨어뜨려 적재한다.
그리고, 레그(34)를 이용한 유압 잭업 시스템에 의해, 운반용 갑판승강식 작업대선(33)을 해면 상에 내리고, 자체 동력 또는 도 7처럼 예인선(61)에 의한 예인으로 해상 풍력발전 시설 설치 장소의 지점까지 이동시킨다.
해상 풍력발전 시설 설치 장소의 지점에서는, 도 8처럼, 미리 시공용 갑판승강식 작업대선(31)으로, 모노파일(62), 자켓(63) 또는 케이슨(64) 중 어느 하나의 기초를 시공해 둔다. 상기 케이슨(64)은 도 8에서 보는 바와 같이 파도의 영향을 최소화하는 깔대기형이 적당하다.
상기 모노파일(62), 자켓(63) 및 케이슨(64)의 기초시공 및 자켓(63), 케이슨(64)의 핀 파일(65)의 설치 작업은, 시공용 갑판승강식 작업대선(31)에 구비된 트윈 붐(11)을 이용하여 이루어진다.
트윈 붐(11)을 이용한 시공 및 작업으로 인하여 모노파일, 자켓 및 케이슨의 기초 시공 내지는 핀 파일의 설치 작업 또한 신속하고 안정적이며 안전하게 정확히 행할 수 있다.
본 발명의 해상 풍력발전 시설의 시공방법에 있어서는, 상기 모노파일(62), 자켓(63) 또는 케이슨(64) 중 어느 기초 위에도 해상 풍력발전 시설의 시공이 가능하지만, 여기서는 모노파일(62)에 시공하는 예에 대해서 설명한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 모노파일(62)은 시공용 갑판승강식 작업대선(31)을 이용하여 시공된다. 모노파일(62)의 시공 시에 모노파일(62)을 끌어 올리는 것은, 두개의 좌우 붐(9)(10)으로 이루어진 트윈 붐(11)에 의해 이루어진다. 또한, 모노파일(62)의 위치결정 작업, 압입작업, 뽑는작업, 예를 들어, 도면은 생략하지만, 시공용 갑판승강식 작업대선(31)에 구비된 파워 케이싱 잭 또는 파워 스윙 잭을 갖춘 위치 결정 유지 장치 등으로 이루어진다. 그리고, 시공된 모노파일(62) 상단에 트랜지션 피스(66)를 설치한다.
다음으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 운반용 갑판승강식 작업대선(33)을 시공용 갑판승강식 작업대선(31)의 근방에 고정한다.
이 때, 도 11에서 보는 바와 같이, 시공용 갑판승강식 작업대선(31)은 레그(3)를 이용한 유압 잭업 시스템에 의해 해면 위 소정 높이로 상승시킨 상태이며, 동시에 운반용 갑판승강식 작업대선(33)을 레그(34)를 이용한 유압 잭업 시스템에 의해 해면 위 소정 높이로 상승시킨다.
다음으로, 시공용 갑판상승식 작업대선(31)에 갖춘 각각의 훅을 구비한 두개의 좌우 붐(9)(10)으로 된 트윈 붐(11)에 의해, 예를 들어, 제1세트의 버텀타워(43)를 끌어 올린다.
그리고, 트윈 붐(11)이 설치된 붐 선회대(8)를 선회시킴으로써 버텀타워(43)의 방향을 변경하고, 주행대(5) 위에 대선본체(2)의 갑판 횡축 방향으로 부설된 이동레일(6) 위로 붐 선회대(8)가 설치된 이동작업대차(7)를 이동시킴으로써 버텀타워(43)를 같은 방향으로 이동되게 하며, 주행대(5)를 대선본체 갑판 종축 방향으로 부설시킨 주행레일(4) 위로 주행시킴으로써 버텀타워(43)를 같은 방향으로 이동되게 하고, 도 12에 도시된 바와 같이, 버텀타워(43)의 하단부를 적층 방식으로 트랜지션 피스(66)에 설치한다.
트랜지션 피스(66)로 버텀타워(43)가 연직방향이 되도록 연직도를 조정하여 모노파일(62)와 버텀타워(43)를 고정시킨다.
다음으로, 도 13에 도시된 바와 같이, 미들타워(41)를 버텀타워(43)와 함께 이동시켜 버텀타워(43) 상단에 적층하여 설치한다.
그리고, 도 14에 도시된 바와 같이, 운반용 갑판승강식 작업대선(33)을 레그(34)를 사용한 유압 잭업 시스템으로 소정 높이로 상승시킨 상태로 톱타워(12)를 도 18에서와 같이 트윈타워(11)에 구비한 하부 마스트 유지장치(13)로 감싸 유지함과 동시에 도 14에서와 같이 중간 마스트 유지장치(14)로 지지하고, 또한, 톱타워(12)의 하단부에 와이어(67)를 걸어 트윈 붐(11)으로 톱타워(12)를 끌어올린다.
하부 마스트 유지장치(13) 및 중간 마스트 유지장치(14)에 의해, 브레이드(39), 나셀(35) 등의 무게로 인한 톱타워(12)의 쓰러짐 또는 기울어짐을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 15에 도시된 바와 같이, 시공용 갑판승강식 작업대선(31)을 레그(3)를 이용한 유압 잭업 시스템에 의해 더욱 상승시켜 미들타워(41) 높이에 맞춰 톱타워(12)를 끌어올린다.
그리고, 트윈 붐(11)이 설치된 붐 선회대(8)를 선회시킴으로써 톱타워(12)의 방향을 변경하고, 주행대(5) 위에 시공용 갑판승강식 작업대선(31)의 갑판 횡축방향으로 부설된 이동레일(6) 위로 붐 선회대(8)가 장착되는 이동작업대차(7)를 이동시킴으로써 톱타워(12)를 같은 방향으로 이동되게 하며, 주행대(5)를 대선본체 갑판 종축 방향으로 부설시킨 주행레일(4) 위로 주행시킴으로써 톱타워(12)를 같은 방향으로 이동되게 하고, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 톱타워(12)의 하단부를 미들타워(43) 상단에 겹쳐 쌓듯이 적층방식으로 설치한다.
해상 풍력발전 시설의 기자재에 제2세트를 시공하는 경우, 운반용 갑판승강식 작업대선(33)을 제2세트를 시공하는 해상 풍력발전 시설 설치 장소 지점까지 이동시켜 제1세트와 같이 시공하면 된다.
1 : 갑판승강식 작업대선
2 : 대선본체
3, 34 : 레그
4 : 주행레일
5 : 주행대
6 : 이동레일
7 : 이동작업대차
8 : 붐 선회대
11 : 트윈 붐
12, 47 : 톱타워
13 : 하부 마스트 유지장치
14 : 중간 마스트 유지장치
31 : 시공용 갑판승강식 작업대선
32 : 수직벽
33 : 운반용 갑판승강식 작업대선
35 : 나셀
36 : 클로라 크레인
38 : 허브
39 : 브레이드
41, 48 : 미들타워
43, 49 : 바텀타워
62 : 모노파일
63 : 자켓
64 : 케이슨
65 : 핀 파일
66 트랜지션 피스
2 : 대선본체
3, 34 : 레그
4 : 주행레일
5 : 주행대
6 : 이동레일
7 : 이동작업대차
8 : 붐 선회대
11 : 트윈 붐
12, 47 : 톱타워
13 : 하부 마스트 유지장치
14 : 중간 마스트 유지장치
31 : 시공용 갑판승강식 작업대선
32 : 수직벽
33 : 운반용 갑판승강식 작업대선
35 : 나셀
36 : 클로라 크레인
38 : 허브
39 : 브레이드
41, 48 : 미들타워
43, 49 : 바텀타워
62 : 모노파일
63 : 자켓
64 : 케이슨
65 : 핀 파일
66 트랜지션 피스
Claims (5)
- 대선본체와, 상기 대선본체 모서리에 연직방향으로 길게 설치되어 있으며 유압 잭업 시스템으로 상기 대선본체를 승강 이동시키는 레그;
상기 대선본체 갑판 종축 방향으로 부설된 주행레일 위를 주행하는 주행대;
상기 주행대 위에 상기 대선본체의 갑판 횡축 방향으로 부설된 이동레일 위를 이동하는 이동작업대차;
상기 이동작업대차 위에 선회하도록 설치되는 붐 선회대; 및
상기 붐 선회대 위에 설치된 붐을 포함하는 것을 특징으로 하는 갑판승강식 작업대선. - 제1항에 있어서,
상기 붐은, 각각의 훅을 갖춘 두개의 붐으로 된 트윈 붐인 것을 특징으로 하는 갑판승강식 작업대선. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 붐은, 톱타워의 하부 마스트를 유지하는 하부 마스트 유지장치와 톱타워 중간 마스트를 유지하는 중간 마스트 유지장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 갑판승강식 작업대선. - 수직벽에 접근한 운반용 갑판승강식 작업대선을 레그를 이용한 유압 잭업 시스템으로 해면의 소정 높이로 상승시키는 공정;
미리 육상에서 나셀을 편입시킨 톱타워를 육상의 클로라 크레인으로 상기 운반용 갑판승강식 작업대선 위에 적재하는 공정;
미리 육상에서 허브에 설치한 브레이드를 육상의 클로라 크레인으로 상기 톱타워에 부착하는 공정;
육상의 클로라 크레인으로 상기 운반용 갑판승강식 작업대선 위에 미들타워와 버텀타워를 적재하는 공정;
레그를 이용한 유압 잭업 시스템으로 상기 운반용 갑판승강식 작업대선을 해면에 내려놓고 해상 풍력발전 시설 설치 장소 지점까지 자력 또는 예인으로 이동시키는 공정;
해상 풍력발전 시설 설치 장소 지점에서 시공용 갑판승강식 작업대선으로 미리 모노파일, 자켓 또는 케이슨 중 어느 하나의 기초를 시공하여 상기 기초 상단에 트랜지션 피스를 설치하는 공정;
상기 운반용 갑판승강식 작업대선을 상기 시공용 갑판승강식 작업대선의 근방에 고정하는 공정;
상기 운반용 갑판승강식 작업대선을 레그를 이용한 유압 잭업 시스템으로 해면의 소정 높이로 상승시키는 공정;
상기 시공용 갑판승강식 작업대선에 구비한 각각의 훅을 갖춘 두개의 붐으로 이루어진 트윈 붐으로 상기 버텀타워를 끌어 올리는 공정;
상기 트윈 붐이 설치된 붐 선회대를 선회시킴으로써, 상기 버텀타워의 방향을 바꾸는 공정;
상기 붐 선회대가 설치되는 이동작업대차가 주행대 위에 상기 시공용 갑판승강식 작업대선의 갑판 횡축 방향으로 부설된 이동레일 위를 이동함으로써, 상기 버텀타워를 같은 방향으로 이동시키는 공정;
상기 주행대가 상기 대선본체 갑판 종축 방향으로 부설된 주행레일 위를 주행함으로써, 상기 버텀타워를 같은 방향으로 이동시키는 공정;
상기 버텀타워의 하단부를 상기 트랜지션 피스에 설치하는 공정;
상기 미들타워를 상기 버텀타워와 같이 이동시켜 상기 버텀타워의 상단에 쌓아 올리듯이 설치하는 공정;
상기 운반용 갑판승강식 작업대선을 레그를 이용한 유압 잭업 시스템으로 소정높이로 상승시킨 상태로 상기 톱타워의 하부 마스트와 중간 마스트를 상기 트윈붐에 구비된 마스트 유지장치로 인하여 유지하듯이 각각 유지함과 동시에 상기 트윈 붐에 구비한 훅으로 상기 톱타워를 끌어올리는 공정;
상기 시공용 갑판승강식 작업대선을 레그를 이용한 유압 잭업 시스템으로 더욱 상승시켜 상기 톱타워를 더욱 높이 끌어올리는 공정;
상기 트윈붐이 부착된 붐 선회대를 선회시킴으로써, 상기 톱타워의 방향을 바꾸는 공정;
상기 붐 선회대가 설치되는 이동작업대차가 주행대 위에 상기 시공용 갑판승강식 작업대선의 갑판 횡축 방향으로 부설된 이동레일 위를 이동함으로써, 상기 톱타워를 같은 방향으로 이동시키는 공정;
상기 주행대가 상기 대선본체 갑판 종축 방향으로 부설된 주행레일 위를 주행함으로써, 상기 톱타워를 같은 방향으로 이동시키는 공정; 및
상기 톱타워의 하단부를 상기 미들타워의 상단에 쌓아 올리듯이 설치하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전 시설의 시공방법. - 제4항에 있어서,
상기 모노파일, 자켓 및 케이슨의 기초시공, 또한 상기 자켓 및 케이슨의 핀파일의 설치 작업은, 상기 시공용 갑판승강식 작업대선에 구비된 상기 트윈 붐을 이용하여 시공되며, 상기 트윈 붐을 이용한 시공 및 작업으로 상기 모노파일, 자켓 및 케이슨의 기초시공, 핀파일의 설치 작업을 신속하고 안정적이며 정확하게 이행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 해상 풍력발전 시설의 시공방법.
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