KR20110132153A - Wind turbine installation vessel - Google Patents

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KR20110132153A
KR20110132153A KR1020100052003A KR20100052003A KR20110132153A KR 20110132153 A KR20110132153 A KR 20110132153A KR 1020100052003 A KR1020100052003 A KR 1020100052003A KR 20100052003 A KR20100052003 A KR 20100052003A KR 20110132153 A KR20110132153 A KR 20110132153A
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송지수
홍춘범
김진수
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삼성중공업 주식회사
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/727—Offshore wind turbines

Abstract

PURPOSE: A wind turbine installation vessel is provided to effectively decrease vortex shedding around a leg by alternately forming the large and small diameter units of the leg. CONSTITUTION: A wind turbine installation vessel comprises hull(10) and a plurality of legs(30). The leg is liftably installed on the hull vertically and the large and small diameter units of the leg are alternately formed in a length direction. A plurality of leg paths(12) are formed on the hull. The leg path is vertically extended and supplies a path for lifting each leg. The cross section of each leg path is the same that of the large diameter unit of each leg.

Description

풍력 발전기 설치작업 선박{Wind Turbine Installation Vessel}Wind Turbine Installation Vessel

본 발명은 풍력 발전기 설치작업 선박에 관한 것이다. The present invention relates to a wind generator installation work vessel.

풍력 발전기 설치작업 선박(WTIV : Wind Turbine Installation Vessel)은 해상에서 풍력 발전기를 설치하기 위한 선박으로서, 선체에 승강 가능하게 설치된 레그(Leg)를 하강하여 지반에 고정시키고 선체를 수면위로 부상시킨 상태에서 풍력 발전기를 해상에 설치하는 작업을 수행한다.Wind Turbine Installation Vessel (WTIV) is a vessel for installing wind generators at sea, and the legs installed on the hull are lowered to fix the ground and lift the hull to the surface. Perform wind turbines offshore.

종래의 풍력 발전기 설치작업 선박에 포함된 레그는 길이방향으로 동일한 횡단면을 갖는 원형 기둥 또는 사각 기둥 형상을 가진다. 이와 같은 종래 기술에 따르면 레그를 지반에 고정시키기 위해서 레그를 수면 아래로 하강시킬 때 레그 주위에 와류 흘림(Vortex shedding)이 과도하게 발생하고 이로 인해 레그에 걸리는 저항이 증가하였다.Legs included in the conventional wind generator installation vessel has a circular column or square column shape having the same cross-section in the longitudinal direction. According to this prior art, excessive vortex shedding occurs around the leg when the leg is lowered below the surface to fix the leg to the ground, thereby increasing resistance to the leg.

풍력 발전기를 해상의 정확한 지점에 설치하기 위해서는 풍력 발전기 설치작업 선박의 위치 제어가 매우 중요하다. 그러나 종래 기술에 따르면 레그를 하강시키는 과정에서 와류 흘림에 의한 저항 증가로 인해 풍력 발전기 설치작업 선박의 위치 제어를 어렵게 만드는 문제가 있었다.
In order to install the wind generator at the exact point of the sea, the position control of the wind generator installation vessel is very important. However, according to the prior art, there is a problem that it is difficult to control the position of the wind generator installation work vessel due to the increase in resistance caused by the vortex flow in the process of lowering the leg.

본 발명의 실시예들은 와류 흘림에 의해 레그에 걸리는 저항을 효과적으로 저감하여 위치 제어가 용이하도록 구성된 풍력 발전기 설치작업 선박을 제공하고자 한다.
Embodiments of the present invention are to provide a wind generator installation work vessel configured to effectively reduce the resistance applied to the leg by the vortex flow to facilitate position control.

본 발명의 일 측면에 따르면, 풍력 발전기를 설치하는 작업을 수행하는 선박에 있어서, 선체; 및 상기 선체에 상하방향으로 승강 가능하게 설치되고, 길이방향으로 대경부와 소경부가 교번적으로 형성된 복수의 레그(Leg)를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기 설치작업 선박이 제공된다.According to an aspect of the present invention, a ship for performing a task for installing a wind generator, the hull; And a plurality of legs (Leg) installed on the hull so as to be lifted up and down and alternately formed in a longitudinal direction with a large diameter portion and a small diameter portion.

상기 선체에는 상하 방향으로 연장되고 상기 각 레그의 승강을 위한 통로를 제공하는 복수의 레그 통로부가 형성되고, 상기 각 레그 통로부의 횡단면은 상기 각 레그의 대경부의 횡단면과 동일할 수 있다.The hull may be formed with a plurality of leg passages extending in the vertical direction and providing passages for the lifting of each leg, and the cross section of each leg passage portion may be the same as the cross section of the large diameter portion of each leg.

상기 소경부의 지름은 상기 대경부의 지름의 50% 이상일 수 있다.The diameter of the small diameter portion may be 50% or more of the diameter of the large diameter portion.

상기 각 레그를 승강시키기 위한 복수의 승강 구동부를 더 포함할 수 있다.It may further include a plurality of lifting drive for lifting each leg.

상기 각 승강 구동부는 한 쌍의 구동 로봇을 포함하고, 상기 각 구동 로봇은 교번적으로 상기 각 레그를 클램핑하여 승강시키도록 작동할 수 있다.
Each lifting drive unit includes a pair of driving robots, and each driving robot may alternately operate to clamp and lift the legs.

본 발명의 실시예들에 따르면, 레그는 길이방향으로 대경부와 소경부가 교번적으로 형성됨으로써, 레그 주위에 발생되는 와류 흘림(Vortex shedding)이 효과적으로 감소되고 레그에 걸리는 저항이 효과적으로 감소되고, 풍력 발전기 설치작업 선박의 위치 제어가 용이해진다.According to the embodiments of the present invention, the leg is formed by alternating the large diameter portion and the small diameter portion in the longitudinal direction, thereby effectively reducing the vortex shedding generated around the leg and effectively reducing the resistance to the leg, wind power Generator installation work Vessel position control becomes easy.

또한, 레그 통로부는 레그의 대경부의 횡단면과 동일한 횡단면을 가짐으로써, 레그 통로부와 각 레그 사이의 간극이 최소화 되고, 레그를 승강시키는 과정에서 레그의 외측면이 레그 통로부의 내벽을 충격하여 레그 통로부 및 선체를 손상시키는 것을 방지할 수 있고, 레그를 선체의 바닥부에서 노출시키지 않은 상태로 항해하는 과정에서 레그와 레그 통로부 사이로 물이 다량 유입되어 선체의 저항을 증가시키는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
In addition, since the leg passage portion has the same cross section as the cross section of the large diameter portion of the leg, the gap between the leg passage portion and each leg is minimized, and the leg outer side impacts the inner wall of the leg passage portion in the process of elevating the leg. It can prevent damage to the hull and the hull, and effectively prevent a large amount of water from flowing between the leg and the leg passage in the course of voyage without exposing the leg from the bottom of the hull, thereby increasing the hull resistance. have.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기 설치작업 선박의 개략적인 측면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기 설치작업 선박의 개략적인 평면도이고,
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 승강 구동부의 작동 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a schematic side view of a wind generator installation work vessel according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a schematic plan view of a wind generator installation work vessel according to an embodiment of the present invention,
3 to 6 is a view schematically showing the operating state of the lifting drive unit according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일하거나 대응하는 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the same or corresponding parts throughout the several views, Is omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기 설치작업 선박의 개략적인 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 발전기 설치작업 선박의 개략적인 평면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 풍력 발전기 설치작업 선박(1)은 선체(10)와 선체(10)에 설치된 복수의 레그(30)를 포함하여 구성될 수 있다.1 is a schematic side view of a wind generator installation work ship according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic plan view of a wind generator installation work ship according to an embodiment of the present invention. 1 and 2, the wind generator installation work vessel 1 of the present invention may include a hull 10 and a plurality of legs 30 installed on the hull 10.

선체(10)에는 각 레그(30)가 상하방향으로 승강 가능하게 설치된다. 선체(10)가 풍력 발전기를 설치할 해상에 위치하면, 레그(30)가 하강하여 수면 아래 지반(5)에 지지된다. 이에 따라, 선체(10)는 지반에 지지되어 정확한 위치를 유지할 수 있다.Each leg 30 is installed in the hull 10 so that the legs can be lifted up and down. When the hull 10 is located at the sea where the wind generator is to be installed, the leg 30 descends and is supported by the ground 5 below the water surface. Accordingly, the hull 10 is supported on the ground to maintain the correct position.

본 실시예에 따르면, 각 레그(30)는 길이방향으로 대경부(31)와 소경부(32)가 교번적으로 형성된다. 이와 같은 형상으로 이루어진 레그(30)의 경우, 길이방향으로 동일한 횡단면을 갖는 종래의 레그에 비해, 수면 아래에서 레그(30) 주위에 발생되는 와류 흘림(Vortex shedding)이 효과적으로 감소되고 레그(30)에 걸리는 저항이 효과적으로 감소된다. 이와 같은 본 실시예에 따르면, 레그(30)를 수면 아래로 하강하는 과정에서 와류 흘림(Vortex shedding)에 의해 레그(30)에 걸리는 저항이 감소됨으로써, 풍력 발전기 설치작업 선박(1)의 위치 제어가 용이해진다.According to the present embodiment, each leg 30 is alternately formed with a large diameter portion 31 and a small diameter portion 32 in the longitudinal direction. In the case of the leg 30 having such a shape, compared to the conventional leg having the same cross section in the longitudinal direction, the vortex shedding generated around the leg 30 under the water surface is effectively reduced and the leg 30 is reduced. The resistance to the is effectively reduced. According to the present embodiment as described above, in the process of lowering the leg 30 below the water surface, the resistance applied to the leg 30 by the vortex shedding (Vortex shedding) is reduced, thereby controlling the position of the wind generator installation work vessel 1 Becomes easy.

선체(10)에는 상하방향으로 연장된 복수의 레그 통로부(12)가 형성된다. 각 레그 통로부(12)는 각 레그(30)의 승강을 위한 통로를 제공한다. 각 레그(30)는 레그 통로부(12)를 통해 선체(10)에 대해 상하방향으로 이동할 수 있다.The hull 10 is formed with a plurality of leg passage portion 12 extending in the vertical direction. Each leg passage portion 12 provides a passage for elevating each leg 30. Each leg 30 may move up and down with respect to the hull 10 through the leg passage portion 12.

각 레그 통로부(12)의 횡단면은 각 레그(30)의 대경부(31)의 횡단면과 동일한 것이 바람직하다. 여기서, 동일하다 함은 물리적으로 완전히 동일한 경우뿐만 아니라 제작 공차가 존재하는 실질적으로 동일한 경우를 포함한다. 이 경우, 각 레그 통로부(12)와 각 레그(30) 사이의 간극이 최소화 될 수 있다. 이에 따라, 레그(30)를 승강시키는 과정에서 레그(30)의 외측면이 레그 통로부(12)의 내벽을 충격하여 레그 통로부(12) 및 선체(10)를 손상시키는 것을 방지할 수 있다.It is preferable that the cross section of each leg passage part 12 is the same as the cross section of the large diameter part 31 of each leg 30. As shown in FIG. Here, the same is intended to include not only physically identical cases but also substantially identical cases where manufacturing tolerances exist. In this case, the gap between each leg passage portion 12 and each leg 30 can be minimized. Accordingly, it is possible to prevent the outer surface of the leg 30 from impacting the inner wall of the leg passage portion 12 to damage the leg passage portion 12 and the hull 10 in the process of raising and lowering the leg 30. .

또한, 레그 통로부(12)의 횡단면과 레그(30)의 대경부(31)의 횡단면을 동일하게 하여 레그 통로부(12)와 레그(30) 사이의 간극을 최소화 함으로써, 레그(30)를 선체(10)의 바닥부에서 노출시키지 않은 상태로 항해하는 과정에서 레그(30)와 레그 통로부(12) 사이로 물이 다량 유입되어 선체(10)의 저항이 증가하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.In addition, the leg 30 is minimized by minimizing the gap between the leg passage portion 12 and the leg 30 by making the cross section of the leg passage portion 12 and the large diameter portion 31 of the leg 30 the same. In the process of sailing without being exposed at the bottom of the hull 10, a large amount of water flows between the leg 30 and the leg passage portion 12 can be effectively prevented from increasing the resistance of the hull 10.

레그 통로부(12)의 횡단면이 레그(30)의 대경부(31)의 횡단면과 동일한 경우, 레그(30)가 레그 통로부(12)를 따라 원활하게 이동할 수 있도록 레그 통로부(12)와 각 레그(30) 사이에 윤활제가 적용될 수 있다.When the cross section of the leg passage portion 12 is the same as the cross section of the large diameter portion 31 of the leg 30, the leg passage portion 12 and the leg passage portion 12 so as to smoothly move along the leg passage portion 12. Lubricant may be applied between each leg 30.

레그(30)는 소경부(32)의 지름이 대경부(31)의 지름의 50% 이상이 되도록 형성될 수 있다. 만약 소경부(32)의 지름이 대경부(31)의 지름의 50% 미만인 경우 레그(30)가 적절한 구조 강도를 유지할 수 없다. 따라서, 레그(30)는 소경부(32)의 지름이 대경부(31)의 지름의 50 % 이상이 되도록 형성됨으로써 적절한 구조 강도를 유지할 수 있다.Leg 30 may be formed so that the diameter of the small diameter portion 32 is 50% or more of the diameter of the large diameter portion 31. If the diameter of the small diameter portion 32 is less than 50% of the diameter of the large diameter portion 31, the legs 30 cannot maintain proper structural strength. Therefore, the leg 30 is formed so that the diameter of the small diameter part 32 will be 50% or more of the diameter of the large diameter part 31, and can maintain appropriate structural strength.

본 실시예에 따른 풍력 발전기 설치작업 선박(1)은 각 레그(30)를 승강시키기 위한 복수의 승강 구동부(50)를 더 포함할 수 있다. 승강 구동부(50)는 도 1 및 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 한 쌍의 구동 로봇(51, 52)을 포함할 수 있다. 각 구동 로봇(51, 52)는 교번적으로 각 레그(30)를 클램핑하여 승강시키도록 작동한다.Wind generator installation work vessel 1 according to this embodiment may further include a plurality of lifting drive unit 50 for lifting each leg (30). The lifting driving unit 50 may include a pair of driving robots 51 and 52 as shown in FIGS. 1 and 2. Each of the driving robots 51 and 52 alternately operates to clamp and lift each leg 30.

각 구동 로봇(51, 52)은 도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이 교번적으로 각 레그(30)의 길이방향으로 배열된 소경부(32)를 클램핑하여 레그(30)를 승강시키도록 작동할 수 있다. 또는, 각 구동 로봇(51, 52)은 도시되지 않았으나 교번적으로 각 레그(30)의 길이방향으로 배열된 대경부(31)을 클램핑하여 레크(30)를 승강시키도록 작동할 수 있다. 이와 같은 구동 로봇(51, 52)은 각종 유압 장치 등을 포함할 수 있다.Each of the driving robots 51 and 52 is operated to lift and lower the leg 30 by clamping the small diameter portions 32 alternately arranged in the longitudinal direction of each leg 30 as shown in FIGS. 1 and 2. can do. Alternatively, although not shown, each of the driving robots 51 and 52 may operate to lift and lower the leg 30 by clamping the large diameter portion 31 alternately arranged in the longitudinal direction of each leg 30. Such driving robots 51 and 52 may include various hydraulic devices.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 승강 구동부의 작동 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 승강 구동부(50)의 작동 상태를 설명한다.3 to 6 is a view schematically showing the operating state of the lifting drive unit according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the operating state of the lift driver 50 will be described with reference to FIGS. 3 to 6.

먼저 도 3을 참조하면, 제 1 구동 로봇(51)은 레그(30)의 소경부(32)를 클램핑한다. 이 경우, 제 2 구동 로봇(52)은 레그(30)와 간섭하지 않고 대기 중이다.First, referring to FIG. 3, the first driving robot 51 clamps the small diameter portion 32 of the leg 30. In this case, the second driving robot 52 is waiting without interfering with the leg 30.

이 후, 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 제 1 구동 로봇(51)은 레그(30)의 소경부(32)를 클램핑한 상태로 레그(30)를 하강시킨다. 이 경우, 제 2 구동 로봇(52)은 레그(30)와 간섭하지 않고 다음 작업을 위한 위치로 이동한다.Thereafter, as shown in FIG. 4, the first driving robot 51 lowers the leg 30 while clamping the small diameter portion 32 of the leg 30. In this case, the second driving robot 52 moves to the position for the next work without interfering with the leg 30.

이 후, 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 제 2 구동 로봇(52)이 레그(30)의 다음 소경부(32)를 클램핑한다. 이 경우, 제 1 구동 로봇(51)은 레그(30)와 간섭하지 않고 대기 중이다.Thereafter, as shown in FIG. 5, the second driving robot 52 clamps the next small diameter portion 32 of the leg 30. In this case, the first driving robot 51 is waiting without interfering with the leg 30.

이 후, 도 6에서 알 수 있는 바와 같이 제 2 구동 로봇(52)이 레그(30)의 소경부(32)를 클램핑한 상태로 레그(30)를 하강시킨다. 이 경우, 제 1 구동 로봇(52)은 레그(30)와 간섭하지 않고 다음 작업을 위한 위치로 이동한다.Thereafter, as shown in FIG. 6, the second driving robot 52 lowers the leg 30 while clamping the small diameter portion 32 of the leg 30. In this case, the first driving robot 52 moves to the position for the next work without interfering with the leg 30.

이와 같은 도 3 내지 도 6의 과정을 거쳐 한 쌍의 구동 로봇(51, 52)은 레그(30)를 하강시킨다. 한편, 레그(30)가 상승할 때도 한 쌍의 구동 로봇(51, 52)이 동일한 메커니즘으로 작동하여 레그(30)를 상승시킬 수 있다.3 through 6, the pair of driving robots 51 and 52 lower the leg 30. Meanwhile, even when the leg 30 is raised, the pair of driving robots 51 and 52 may operate by the same mechanism to raise the leg 30.

본 실시예에 따르면, 구동 로봇(51, 52)이 레그(30)를 클램핑한 상태로 레그(30)를 승강시키도록 작동하기 때문에 레그(30)에 별도의 관통홀이 형성될 필요가 없다. 이와 같은 본 실시예에 따르면, 레그를 승강시키기 위한 지지부재가 삽입되는 관통홀이 형성되었던 종래 기술과 달리 레그(30)에는 관통홀에 의한 저항 증가가 발생하지 않는다.According to the present embodiment, since the driving robots 51 and 52 operate to lift and lower the leg 30 while the leg 30 is clamped, a separate through hole does not need to be formed in the leg 30. According to the present embodiment as described above, unlike the related art in which the through hole into which the support member for lifting and lowering the leg is inserted is formed, the leg 30 does not increase the resistance due to the through hole.

구동 로봇(51, 52)은 레그(30)를 클램핑하는 클램핑부와, 클램핑부를 상항방향으로 이동시키는 유압 장치부와 클램핑부를 수평방향으로 이동시키는 유압 장치부 등을 포함하여 구성될 수 있다.The driving robots 51 and 52 may include a clamping part for clamping the leg 30, a hydraulic device part for moving the clamping part in an upward direction, a hydraulic device part for moving the clamping part in a horizontal direction, and the like.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10 : 선체
12 : 레그 통로부
30 : 레그
31 : 대경부
32 : 소경부
50 : 승강 구동부
51 : 제 1 구동 로봇
52 : 제 2 구동 로봇10: hull
12: leg passage portion
30: leg
31: large neck
32: small diameter part
50: lift drive unit
51: the first driving robot
52: second driving robot

Claims (5)

풍력 발전기를 설치하는 작업을 수행하는 선박에 있어서,
선체; 및
상기 선체에 상하방향으로 승강 가능하게 설치되고, 길이방향으로 대경부와 소경부가 교번적으로 형성된 복수의 레그(Leg)를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기 설치작업 선박.
In a ship performing work for installing a wind generator,
hull; And
The wind generator installation work vessel is installed on the hull so as to be capable of lifting up and down, a plurality of legs (Leg) formed alternately in the longitudinal direction and the large diameter portion and the small diameter portion.
제1항에 있어서,
상기 선체에는 상하 방향으로 연장되고 상기 각 레그의 승강을 위한 통로를 제공하는 복수의 레그 통로부가 형성되고,
상기 각 레그 통로부의 횡단면은 상기 각 레그의 대경부의 횡단면과 동일한 것을 특징으로 하는 풍력 발전기 설치작업 선박.
The method of claim 1,
The hull is formed with a plurality of leg passages extending in the vertical direction and providing a passage for the lifting of each leg,
The cross section of each leg passage portion is the same as the cross section of the large diameter portion of each leg wind turbine installation work vessel.
제1항에 있어서,
상기 소경부의 지름은 상기 대경부의 지름의 50% 이상인 것을 특징으로 하는 풍력 발전기 설치작업 선박.
The method of claim 1,
The diameter of the small diameter portion is a wind generator installation work vessel, characterized in that more than 50% of the diameter of the large diameter portion.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각 레그를 승강시키기 위한 복수의 승강 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기 설치작업 선박
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wind generator installation work vessel further comprises a plurality of lifting drive for lifting each leg;
제4항에 있어서,
상기 각 승강 구동부는 한 쌍의 구동 로봇을 포함하고,
상기 각 구동 로봇은 교번적으로 상기 각 레그를 클램핑하여 승강시키도록 작동하는 것을 특징으로 하는 풍력 발전기 설치작업 선박.The method of claim 4, wherein
Each lifting drive unit includes a pair of driving robots,
Said each driving robot alternately operates to lift and lift the legs by clamping each leg.
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