KR20120112373A - 조력 발전 장치 및 그의 건조 방법 - Google Patents

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볼프강 마이에르
알렉산더 사우어
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보이트 파텐트 게엠베하
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Abstract

본 발명은 조력 발전 장치에 관한 것이다. 조력 발전 장치는 나셀 하우징을 갖는 기계 나셀, 및 회전 유닛의 한 부분인 수력 터빈을 포함한다. 회전 유닛은 나셀 하우징 상에서 복수개의 베어링 부재들을 갖는 베어링에 의해 지지된다. 나셀 하우징은 적어도 하나의 하중 지지 콘크리트 부재를 포함한다. 베어링은 콘크리트 부재 또는 콘크리트 부재 내로 캐스트된 베어링 지지 부재에 조정 가능하게 체결된다.

Description

조력 발전 장치 및 그의 건조 방법{TIDAL POWER PLANT AND METHOD FOR THE CONSTRUCTION THEREOF}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 포함된 특징들을 갖는 조력 발전 장치, 및 그의 건조 방법에 관한 것이다.
조력 발전 장치는 고립된 유닛으로서 작동수(running water) 또는 조류(tidal flow)로부터 역학 에너지를 발생시키는 것으로 알려져 있다. 한 가지 가능한 구조는 프로펠러 형태로 배치된 수력 터빈(water turbine)으로서, 수력 터빈은 수평 회전축을 포함하여 기계 나셀(machine nacelle) 상을 중심으로 회전한다. 배럴(barrel) 형상의 나셀 하우징 상의 외측면에 반경 방향을 따라 장착된 수력 터빈에는 지지 구조물이 제공된다. 또는, 터빈축이 수력 터빈에 장착되어, 베어링들이 나셀 하우징 내에 수용될 수 있다. 일반적으로, 축 베어링이 축 방향을 따라 이격된 래디얼 베어링들 사이에서 독립적으로 배열되어서, 양측들 상에서 수력 터빈의 유입이 가능한 구조가 된다. 베어링이 터빈축 상의 스러스트 칼라(thrust collar)의 양측들 상에 제공될 수도 있다.
회전 유닛(revolving unit)의 베어링들에 의해 도입된 힘들에 부가하여, 조력 발전 장치의 나셀 하우징은 수력 터빈에 의해 구동된 발전기의 물리력 작용을 흡수한다. 이러한 경우, 기계 나셀은 수력 몸체(water body)의 지면(ground)까지 닿아있는 지지 구조물에 의해 지지된다.
수 개의 부품들로 이루어진 나셀 하우징은 스크류로 체결되어 적층된 강철 링 세그먼트(steel ring segment)들을 제공한다. 이러한 구조는 전체적으로 큰 크기로 인해서 높은 재료비와 생산비를 초래하게 되므로, 대량 생산을 위해서는 대체 물질들이 고려된다. WO 03/025385 A2에 외부 흐름 하우징(external flow housing)을 수행하는 물질로서 파이버 합성물질(fiber composite)과 방수 콘크리트가 폐쇄된 수력 터빈의 설비로 사용되는 강철에 부가하여 제안되었다. 외부 흐름 하우징은 수력 터빈의 외부에 반경 방향을 따라 배치된 발전기 부품들을 수용하는 플로우 가이드(flow guide)와 함께 사용된다. 정확하게 배열된 수력 터빈의 베어링은 외부 흐름 하우징에 적용되지 않는다. 대신에, 수력 터빈은 플로우 채널 내의 중앙 요수(central element) 상에 위치한 터빈 축 베어링을 매개로 지지된다.
또한, EP 2 108 817 A2는 콘트리트 재질의 풍력 발전 장치의 기계 나셀의 하우징 격리 구조물(housing enclosure)를 개시하고 있다. 풍력 로터와 구동 트레인으로부터 촉발된 하중과 발전기의 물리력 작용이 풍력 발생 장치의 타워(tower) 상에 직접 안치된 독립적인 지지 프레임에 수용되므로, 하우징 격리 구조물의 두께는 1㎝ 내지 10㎝ 정도의 얇은 범위 이내에서 선택된다. 결과적으로, 터빈축에 인가된 외력은 콘크리트 하우징에 의해 분산되지 않고, 대신에 방음 기능(noise protection function)이 제공된다.
본 발명의 목적은 연속 제조에 적합한 조력 발전 장치를 제공한다. 이러한 목적은 해수 환경에서 영구적으로 부식이 방지되는 설비로 귀결되고, 또한 용이하게 건조 및 제작이 가능하다.
본 발명의 목적은 독립항들의 특징들에 의해 달성된다. 유리한 실시예들은 종속항들에 의해 제공된다.
본 발명에 따른 조력 발전 장치는 하중 지지 콘크리트 부재인 기계 나셀의 나셀 하우징을 포함한다. 수력 터빈을 갖는 회전 유닛은 복수개의 베어링 부재들을 포함하는 미끄럼 베어링에 의해 콘크리트 나셀 하우징 상에 지지된다. 베어링 부재들은 콘크리트 부재 또는 콘크리트 부재 내로 캐스트된 베어링 지지 부재에 조정 가능하게 고정된다.
나셀 하우징의 콘크리트 부재는 어떠한 정확한 형상을 요구함이 없이 넓은 영역 상부에 배치될 수 있다. 본 발명에 따르면, 오직 회전 유닛의 베어링용 유효 면들만이 정확한 형상을 갖도록 배치된다. 이러한 목적을 위해서, 나셀 하우징의 콘크리트 부재가 우선 성형된다. 콘크리트 부재는 통합적 방식, 특히 모노코크(monocoque) 방식으로 배치되거나 또는 서로 인장된 수 개의 콘크리트부들을 포함할 수 있다. 결과적으로, 콘크리트 부재 및/또는 콘크리트 부재 내로 캐스트된 베어링 지지 부재 상의 미끄럼 베어링용 베어링 지지 위치들이 상대 위치에 대해 측정된다. 유리한 실시예의 목적을 위해서, 콘크리트 부재 및/또는 캐스트된 베어링 지지 부재들 상에 직접적으로 위치한 베어링 지지 위치들의 영역 내에서 나셀 하우징을 보수하는 중간 단계를 수행한 이후, 새로이 측정하는 단계가 이어진다. 이어서, 조정 가능한 베어링 부재들이 베어링 지지 위치들에 고정된 이후, 각 콘크리트 부재의 측정 데이터를 근거로 셋업된다.
따라서, 나셀 하우징의 정확한 형상을 위해 3가지 단계들이 요구된다. 콘크리트 부재의 기본 윤곽은 제 1 단계에서 상대적으로 부정확한 방식을 통해서 성형될 수 있다. 특히, 형상의 편차들은 콘크리트부들을 결합시키고 인장시키는 도중에 발생할 수 있다. 형상의 편차들은 단순히 유효면들과 관련된다. 나셀 하우징 상에서의 베어링 지지 위치들은 적어도 회전 유닛의 미끄럼 베어링용 개별 베어링 부재들을 위해 결정된 후 일반적인 방식으로 보수됨으로써, 이러한 유효면들 내에서 평균 정확도가 달성된다. 이것은 나셀 하우징 상의 독립적 지지 위치들에 베어링 부재들을 미세 조정하는 것에 의해서 형상의 정확도를 수행하는 제 3 단계를 가능하게 한다.
방해수 콘크리트가 나셀 하우징의 형상에 따라 좌우되는 콘크리트 부재의 제작에 사용되어, 강화된 사전-스트레스된 콘크리트 부재, 사전-스트레스된 부재들을 갖는 수 개의 합성 콘크리트부들 또는 모노코크 형상으로 배치될 것이다. 파이버-강화 콘크리트가 사용될 수 있다. 콘크리트 부재는 밀봉 내부식 물질로 코팅될 수 있다. 또한, 콘크리트 부재를 인장 상태로 유지시키는 인장 부재들은 해수 환경으로부터 콘크리트 부재를 보호한다. 내측에 배치된 도관들이 콘크리트 부재 내에 대체되어 제공되거나 또는 부가적으로 제공될 수 있다. 도관들은 인장 부재들을 건조 방식으로 배치하는 것에 의해서 인장된 이후 밀봉되거나 또는 캐스트된다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 터빈축이 콘크리트 부재로서 배치될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 미끄럼 베어링 표면들을 형성하는 터빈축의 베어링 요소들은 콘크리트 부재의 아모링이 한 부분을 형성하는 강철 프레임을 매개로 서로 연결될 수 있다. 정해진 위치에 고정된 베어링 요소들은 거푸집 내로 도입되어 콘크리트로 캐스트된다. 따라서, 콘크리트의 아모링은 부식으로부터 보호받게 된다. 또한, 섬유로된 골재들이 방수 콘크리트에 부가될 수 있다.
또한, 미끄럼 베어링을 배치하기 위해서, 터빈축의 콘크리트부는 회전 유닛의 중력 중심에 대해서 상승력과 상승 지점의 선택된 설정을 유도하도록 배치된다. 특히, 터빈축은 부유하도록 배치되어, 콘크리트 부재가 밀봉됨으로써, 부유 물질로 채워진 콘크리트 부재 내로 수분의 침투가 방지된다.
터빈축의 콘크리트 부재에 대한 실시예에서, 구동 트레인의 인접 부품들을 계면들에서 제작한 이후, 측정이 수행되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 터빈측 연결편 및/또는 발전기측 연결편을 터빈축에 대해서 조정하는 것이 가능하다. 또는, 콘크리트 터빈축 상의 연결면들을 보수할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 조력 발전 장치는 서로 인장된 수 개의 콘크리트부들을 포함한다. 결과적으로, 콘크리트부들이 개별적으로 처리될 수 있다. 또한, 콘크리트부들은 마운트된 상태로 동축 방향을 따라 배치되어, 터빈축 상에 스러스트 칼라를 수용하는 공간을 형성하는 환형 그루브가 콘크리트부들 내에 형성된다. 다른 실시예에 따라, 환형 그루브는 콘크리트된 나셀 하우징의 내벽 또는 콘크리트로 캐스트된 지지 부재들에 고정된 하나 또는 수 개의 경계 부재들에 의해 형성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 나셀을 갖는 조력 발전 장치를 나타낸 부분 단면도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따라 수 개의 콘크리트부들을 갖는 콘크리트 부품 형태로 배열된 나셀 하우징의 마운트 구조를 나타낸 축 방향 부분 단면도들이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 콘크리트로 캐스팅하기 전에 강철 프레임에 연결된 슬라이딩 영역 요소들을 갖는 터빈축을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 콘크리트된 나셀을 나타낸 축 방향 단면도이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기계 나셀(1)을 갖는 조력 발전 장치를 나타낸 부분 단면도이다. 도 1을 참조하면, 조력 발전 장치는 하중 지지 나셀 하우징(load-bearing nacelle housing)(2)을 포함한다. 수력 터빈(3), 후드(hood)(16), 허브(5) 및 터빈축(7)이 비틀림 방지 방식으로 하중 지지 나셀 하우징(2)에 연결되어 회전 유닛(4)을 구성한다. 회전 유닛(4)은 미끄럼 베어링에 의해 나셀 하우징(2) 내에 배치된다. 다른 실시예에 따라, 상세하게 도시되지는 않았지만, 터빈축(7)은 생략될 수 있고, 대신에 나셀 하우징(2)의 외면 상에 반경 방향을 따라 배치된 지지링과 함께 외부 로터가 수력 터빈(3)에 구비될 수 있다.
본 실시예에서, 미끄럼 베어링은 제 1 래디얼 베어링(9), 제 2 래디얼 베어링(10), 제 1 축 베어링(11) 및 제 2 축 베어링(12)을 포함한다. 각 베어링들은 대향하는 미끄럼 영역들이 구비된 베어링 부재들(8.1, 8.2, 8.3, 8.4)들을 포함한다. 제 1 래디얼 베어링(9)은 터빈축(7) 상의 미끄럼 영역 부재(14.1)를 갖는다. 제 2 래디얼 베어링(10)은 다른 미끄럼 영역 부재(14.2)를 갖는다. 다른 미끄럼 영역 부재(14.2)는 미끄럼 영역 부재(14.1)로부터 축 방향을 따라 이격된다. 또한, 제 1 및 제 2 축 베어링(11, 12)들의 베어링 부재(8.3, 8.4)들은 스러스트 칼라(13) 상에 미끄럼 가능하게 결합되어, 회전축(30)과 평행한 축 방향을 따른 인장력과 압축력이 수력 터빈(3) 상에서의 양방향 유입이 될 수 있다.
본 발명에 따르면, 나셀 하우징(2)의 하중 지지부는 콘크리트 부재(31)이다. 베어링 부재(8.1, 8.2, 8.3, 8.4)들은 콘크리트 부재(31)에 고정된다. 다른 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 베어링 부재(8.1, 8.2, 8.3, 8.4)들은 콘크리트 부재(31)로 캐스팅된 베어링 지지부재(44.1, 44.2, 44.3, 44.4)들에 고정될 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면, 나셀 하우징의 콘크리트 부재(31)는 인장된 콘크리트부(6.1, 6.2, 6.3, 6.4)들을 포함한다. 전체적으로 넓은 나셀 하우징(2)을 이러한 복수개의 콘크리트부(6.1, 6.2, 6.3, 6.4)들로 구성하는 것은 취급이 용이하면서 개별 보수가 가능해진다. 또한, 도 2a 내지 도 2c를 참조로 후술하겠지만, 스러스트 칼라(13)를 수용하기 위한 공간을 형성하는 것도 구현될 수 있다. 아울러, 기계 나셀(1)을 지지 구조물(38)에 고정하기 위한 타워 어댑터(tower adapter)(15)가 도 1에 도시된 바람직하게 배치된 콘크리트 부재로서 배치될 수 있다. 타워 어댑터(15)는 나셀 하우징(2)의 콘크리트부(6.2)의 부분이 되는 것이 특히 바람직하다.
도 2a는 도 1의 실시예의 나셀 하우징을 형성하는 사전 마운트된 상태의 콘크리트부(6.1, 6.2, 6.3, 6.4)들을 개별적으로 나타낸 단면도이다. 콘크리트부(6.2)는 커플링 장치(37)를 갖는 타워 어댑터(15)가 일체로 형성된 중간부이다. 콘크리트부(6.1, 6.2, 6.3, 6.4)들 각각은 서로 결합되는 접촉면들을 갖는다. 콘크리트부(6.1, 6.2)들 상의 칼라(33.1, 33.2)들 영역 내에 있는 접촉면(34.1, 34.4)들은 예시적으로 이러한 목적을 위해 설계된다. 더욱이, 굴곡부를 평탄하게 하는 탄성 부재(미도시)가 인접한 접촉면(34.1, 34.4)들 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상호 인접한 콘크리트부(6.1, 6.2, 6.3)들의 인장 로드들용인 채널(35.1, 35.2, 35.3)들이 상호 정렬된다. 도면들에 상세하게 도시되지는 않았지만, 칼라(33.1, 33.2, 33.3, 33.4)들 또는 인장 로드(18.1, 18.2)들 상에 배치된 플랜지 연결부들이 콘크리트부(6.1, 6.2, 6.3)들을 연결시키기 위해 사용될 수 있다.
부가적으로, 콘크리트부(6.4)는 스러스트 칼라를 수용하는 공간 형성을 위해 콘크리트부(6.1)에 축 방향을 따라 수용된다. 따라서, 콘크리트부(6.1) 상의 반경 방향으로의 내측 접촉면(34.2)과 콘크리트부(6.4) 상의 반경 방향으로의 외측 접촉면(34.3)은 서로 접촉하여 고정될 수 있는 상태가 되도록 설계된다. 다른 실시예로서, 비록 도면들에 도시하지는 않았지만, 콘크리트부(6.1) 내로 콘크리트부(6.4)의 삽입을 용이하게 하면서, 접촉면(34.2, 34.3)들의 탄성 변형에 의한 굴곡을 보상하는 중간 부재가 사용될 수도 있다.
이러한 적극적 연결 방식에 부가하여, 콘크리트부(6.1, 6.4)들 사이에 도 1에 도시된 체결 부재(22.1, 22.2, 22.3, 22.4, 22.5)들에 의한 비적극적인 마찰 연결 방식이 있을 수도 있다. 체결 부재들은 외부로부터 반경 방향을 따라 콘크리트부(6.1)를 통해서 콘크리트부(6.4)까지 연장된다. 이러한 목적을 위해 보어들이 콘크리트부(6.1) 내에 형성된다. 이러한 보어들 중 하나는 도면부호 32로 표시된다.
도 2b에 도시된 제 1 조립 단계에서, 나셀 하우징(2)의 기본 형상을 결정하는 콘크리트부(6.1, 6.2, 6.3)들을 연결시킨다. 본 실시예에서, 인장 로드(18.1, 18.2)들이 칼라 고정 부재(19.1, 19.2)들과 함께 제공된다. 인장 로드(18.1, 18.2)들은 콘크리트부(6.1, 6.3)들의 축방향 단부 표면들에 위치한 2개의 커버 링(21.1, 21.2) 사이에서 3개의 콘크리트부(6.1, 6.2, 6.3)들을 인장시킨다. 콘크리트부(6.1) 상의 인장 로드(18.1, 18.2)들은 커버 링(21.1)보다 약간 돌출되어, 체결 부재(22.1, 22.2)들을 매개로 콘크리트부(6.4)에 연결된 링 플랜지(20)가 상기 인장 로드(18.1, 18.2)들의 돌출된 부분들에 고정된다.
미끄럼 베어링 배치를 위한 베어링 지지 위치 측정은 나셀 하우징용 하중 지지 콘크리트 부재(31)를 제작한 이후 수행된다. 본 실시예에서, 복수개의 부품들로 이루어진 콘크리트 부재(31)를 결합시키고 인장시킨 이후, 상기 측정이 수행될 수 있다. 이러한 측정 상태가 도 2c에 도시되어 있다. 도 2b와 비교해보면, 콘크리트부(6.4)가 이미 인장된 콘크리트부(6.1, 6.2, 6.3)들에 추가적으로 체결되어, 내측에 위치한 환형 그루브(45)가 스러스트 칼라(13)용으로 형성된다. 콘크리트부(6.1, 64)들 상의 접촉면(34.2, 34.3)들에 대한 재보수는 콘크리트부(6.1, 6.2, 6.3)들을 인장시킨 이후 획득한 측정 데이터를 근거로 수행될 수 있다.
또한, 베어링 지지 위치(36.1, 36.2, 36.3, 36.4)들은 상대적인 위치들에 대해 측정되어 선택적으로 보수될 수 있다. 이를 위해서는, 나셀 하우징(2)을 개개의 부품들로 분해한 후, 새롭게 인장시킨 다음 추가적인 측정 단계를 수행하는 것이 요구된다. 베어링 부재(8.1, 8.2, 8.3)들을 고정시키고 셋업하는 것은 베어링 지지 위치(36.1, 36.2, 36.3, 36.4)들에 대해 수행될 수 있다. 제 2 래디얼 베어링(10)에 구비된 베어링 부재(8.2)가 베어링 지지 위치(36.4) 상에 위치한 구조가 예시적으로 도시되어 있다.
도 2d는 터빈축(7)을 나셀 하우징(2)에 삽입하는 마운트 공정을 나타낸다. 본 실시예에서, 터빈축(7)은 스러스트 칼라(13)를 포함하고 있으므로, 터빈축(7)을 삽입하기 전에, 축 방향으로 내측에 위치한 콘크리트부(6.4)를 먼저 제거하는 것이 필요하다. 다른 콘크리트부(6.1, 6.2, 63)들이 커버 링(21.1, 21.2)들 사이의 인장 로드(18.1, 18.2)들과 칼라 고정 부재(19.1, 19.2)들에 의해 인장 상태로 있는 것은 그대로 유지된다. 도 2d는 다시 인장된 콘크리트부(6.4)를 나타내고 있다. 또한, 제 1 축 베어링(11)의 베어링부(8.2)는 제 2 축 베어링(12)의 베어링부(8.4) 상의 반대면에 이미 배치된 스러스트 칼라(13)와 대향하는 일측 상에 가이드되어 있다.
상세하게 도시되지 않은 후속 단계에서, 발전기 고정자(26)가 선택적으로 보수될 수 있는 접촉면(34.5)의 측정을 근거로 콘크리트부(6.3) 상에 배치된다. 또는, 전기 발전기 전체가 콘크리트부(6.3) 내에 사전-마운트된 유닛 형태로 도입되어 콘크리트부(6.3)의 내벽에 고정될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 터빈축(7)은 나셀 하우징(2)에 부가되는 콘크리트 부재로서 배치된다. 도 3을 참조하면, 상대적으로 정확하게 위치된 제 1 및 제 2 래디얼 베어링(9, 10)들의 부품, 특히 미끄럼 영역부(14.1, 14.2)들과 스러스트 칼라(13)가 외장(armoring)의 한 부품을 형성하는 강철 프레임(39)을 매개로 연결된다. 이들은 후속 단계에서 콘크리트로 캐스트된다. 특히 바람직하게는, 강철 프레임(39)의 단부(40.1, 40.2)들이 2개의 축 방향 정면들에서 터빈축(7)보다 돌출된다. 단부(40.1, 40.2)들에는 나사선들이 형성되어, 도 1에 도시된 바와 같이, 터빈축(7)과 대향하는 허브(5)의 축방향 면인 터빈측 상의 연결편(23)과, 발전기 회전자(25)를 지지하는 용도로 사용되는 발전기측 상의 연결편(24)에 삽입되어 체결된다. 바람직하게는, 이러한 제작 이후 존재하는 말단(40.1, 40.2)들 상에 연결 부재들의 모델 조정이 있을 수도 있다. 마운트를 위해서는, 로터의 면 상에 위치한 연결편(24) 상의 접근 개구부(42.1, 42.2)들을 통한 체결이 있을 수도 있다. 따라서, 개별적으로 조정된 발전기 면 상의 연결편(24)은 도 1에 도시된 마운트된 이후 밀봉된 접근 개구부를 통해 도 1의 커버(41)에 도달할 수 있다. 최종적으로, 발전기 면의 후드(17)가 삽입된다.
터빈축(7)의 내면은 최종 마운트 상태에서 방수 처리되어, 미끄럼 베어링 배치를 완화시킬 수 있도록 부유(floatable)되는 것이 바람직하다. 이를 위해서, 비록 도면들에 도시되지는 않았지만, 밀봉 부재가 터빈측 상의 연결편(23) 영역과 발전기측 상의 연결편(23) 영역 내에 제공될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 나셀 하우징을 나타낸다. 전술된 실시예들과는 달리, 칼라(33.1, 33.2)들은 각 콘크리트부(6.1, 6.2, 6.3, 6.4)들 내에 캐스트되어 강철 링 형태로 배열된 플랜지 부재(43.1, 43.2, 43.3, 43.4)들에 의해 형성된다. 또한, 내부식성 강철로 만들어진 베어링 지지부재(44.1, 44.2, 44.3, 44.4)들이 있다. 이들은 콘크리트부(6.2, 6.4)들로 캐스트되어, 본 발며으이 방법에 따라 콘크리트 부재 제작 이후 측정되고 선택적으로 보수된다. 캐스트 베어링 지지 부재(44.1, 44.2, 44.3, 44.4)들은 우수한 공정 품질과 결합하여 재보수 작업을 간단하게 한다. 또한, 베어링 부재(8.1, 8.2, 8.3, 8.4)들의 체결 위치들 상에서의 국부적인 하중들은 보상될 수 있다.
본 발명은 다른 실시예로서도 구현될 수 있다. 예를 들어서, 나셀 하우징(2)의 특정 부품들이 비콘크리트 부품으로 형성되어, 하중 지지 콘크리트 합성 부품이 제작될 수 있다. 본 발명의 추가적인 실시예들은 하기 청구범위로부터 획득될 수 있다.
1 ; 기계 나셀 2 ; 나셀 하우징
3 ; 수력 터빈 4 ; 회전 유닛
5 ; 허브 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 ; 콘크리트부
7 ; 터빈축 8.1, 8.2, 8.3, 8.4 ; 베어링 부재
9 ; 제 1 래디얼 베어링 10 ; 제 2 래디얼 베어링
11 ; 제 1 축 베어링 12 ; 제 2 축 베어링
13 ; 스러스트 칼라 14.1, 14.2 ; 미끄럼 영역부
15 ; 타워 어댑터 16 ; 로터측 후드
17 ; 발전기측 후드 18.1, 18.2 ; 인장 로드
19.1, 19.2 ; 칼라 고정 부재 20 ; 링 플랜지
21.1, 21.2 ; 커버 링 22.1, 22.2, 22.3, 22.4, 22.5 ; 체결 부재
23 ; 터빈측 연결편 24 ; 발전기측 연결편
25 ; 발전기 회전자 26 ; 발전기 고정자
27 ; 모터의 캔 28.1, 28.2, 28.3 ; 캐스트 베어링 고정 부재
30 ; 회전축 31 ; 콘크리트 부재
32 ; 보어 33.1, 33.2 ; 칼라
34.1, 34.2, 34.3, 34.4, 34.5 ; 접촉면
35.1, 35.2, 35.3 ; 인장 로드용 채널
36.3, 36.4 ; 베어링 지지 위치
37 ; 커플링 장치 38 ; 지지 구조물
39 ; 강철 프레임 40.1, 40.2 ; 접근 개구부
43.1, 43.2, 43.3, 43.4 ; 플랜지 부재
44.1, 44.2, 44.3, 44.4 ; 베어링 지지 부재
45 ; 환형 그루브

Claims (16)

  1. 나셀 하우징(2)을 갖는 기계 나셀(1), 및 회전 유닛(4)의 한 부분인 수력 터빈(3)을 포함하고, 상기 회전 유닛(4)은 복수의 베어링 부재(8.1, 8.2, 8.3, 8.4)들을 포함하는 미끄럼 베어링에 의해 나셀 하우징(2) 상에 배치된 조력 발전 장치에 있어서,
    상기 나셀 하우징(2)은 적어도 하나의 하중 지지 콘크리트 부재(31)를 포함하고, 상기 베어링 부재(8.1, 8.2, 8.3, 8.4)들은 상기 콘크리트 부재(31) 또는 상기 콘크리트 부재(31)에 캐스트된 베어링 지지 부재(44.1, 44.2, 44.3, 44.4)들에 체결된 것을 특징으로하는 조력 발전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 콘크리트 부재(31)는 상기 베어링 지지 부재(44.1, 44.2, 44.3, 44.4)들이 체결된 영역 내에서 보수되는 것을 특징으로 하는 조력 발전 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 베어링 지지 부재(44.1, 44.2, 44.3, 44.4)들은 해수 환경에서 내부식성을 갖는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 조력 발전 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘크리트 부재(31)는 수 개의 콘크리트부(6.1, 6.2, 6.3, 6.4)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 조력 발전 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 콘크리트부(6.1, 6.2, 6.3, 6.4)들을 인장시키는 인장 로드(18.1, 18.2)들이 상기 콘크리트부(6.1, 6.2, 6.3, 6.4)들 내부에 형성된 방수 처리된 채널(35.1, 35.2, 35.3, 35.4)들 내를 따라 연장되고, 및/또는 상기 인장 로드(18.1, 18.2)들은 내부식성 물질로 코팅되고, 및/또는 상기 인장 로드(18.1, 18.2)들은 내부식성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 조력 발전 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나셀 하우징(2)은 동축 방향을 따라 배열된 환형의 콘크리트부(6.1, 6.4)들에 의해 형성된 내측에 배치된 환형 그루브(45), 및 상기 콘크리트된 나셀 하우징 또는 캐스트 지지 부재의 내벽에 체결된 수 개의 경계 부재들을 포함하는 것을 특징으로 하는 조력 발전 장치.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘크리트부(6.1, 6.2, 6.3, 6.4)들 중 적어도 2개는 상호 체결된 캐스트 플랜지 부재(43.1, 43.2, 43.3, 43.4)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 조력 발전 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베어링은 상기 제 1 콘크리트부(6.4) 상의 제 1 래디얼 베어링(9), 및 상기 제 2 콘크리트부(6.3) 상의 제 2 래디얼 베어링(10)을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 콘크리트부(6.3, 6.4)들은 적어도 간접적으로 서로 반대 방향으로 인장된 상태인 것을 특징으로 하는 조력 발전 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘크리트 부재(31)는 방해수(seawater-proof) 콘크리트를 포함하는 것을 특징으로 하는 조력 발전 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘크리트 부재(31)는 파이버 콘크리트를 포함하는 것을 특징으로 하는 조력 발전 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘크리트 부재(31)로서 배치된 상기 회전 유닛(4)의 한 부품인 터빈축(7)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조력 발전 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 터빈축(7)은 상기 콘크리트 부재(31)로 캐스트된 미끄럼 영역부(14.1, 14.2)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 조력 발전 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 미끄럼 영역부(14.1, 14.2)들은 상기 콘크리트된 터빈축(7)의 외형의 한 부분을 형성하는 강철 프레임(39)을 매개로 서로 연결된 것을 특징으로 하는 조력 발전 장치.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터빈축(7)은 물의 침투를 방지하도록 밀봉되어 상기 회전 유닛(4)의 부유 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 조력 발전 장치.
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 조력 발전 장치 내에 구비된 상기 터빈축(7)에 적용된 상기 터빈측 연결편(23) 및/또는 상기 발전기측 연결편(24)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조력 발전 장치.
  16. 나셀 하우징(2) 상에는 복수의 베어링 부재(8.1, 8.2, 8.3, 8.4)들을 포함하는 미끄럼 베어링에 의해 나셀 하우징(2) 상에 수력 터빈(7)과 함께 회전 유닛(4)이 배치된 조력 발전 장치의 나셀 하우징을 제조하는 방법에 있어서,
    콘크리트 부재(31)로서 상기 나셀 하우징(2)의 하중 지지 부재를 제조하는 단계;
    상기 콘크리트 부재(31) 및/또는 상기 콘크리트 부재(31) 내로 캐스트된 적어도 하나의 베어링 지지 부재(44.1, 44.2, 44.3, 44.4)들 상에 위치한 상기 베어링 부재(8.1, 8.2, 8.3, 8.4)들용 베어링 지지 위치(36.1, 36.2, 36.3, 36.4)들을 측정하는 단계; 및
    상기 베어링 지지 위치(36.1, 36.2, 36.3, 36.4)들 상에 조정 가능한 상기 베어링 부재(8.1, 8.2, 8.3, 8.4)들을 고정시키고 셋업시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조력 발전 장치의 나셀 하우징 제조 방법.
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