KR20140034818A - 수중 발전기를 전개하는 장치 및 방법 - Google Patents

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드류 블랙스랜드
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Abstract

전개 장치가 기술된다. 본 전개 장치는 전력 생산 메인 바디를 구비하는 수중 발전기를 수역의 표면에 배치된 전개 선박으로부터 상기 수역의 베드에 배치된 파일론으로 전개하기 위한 것이고, 본 전개 장치는, 프레임의 베이스 영역에 배치된 하나 이상의 커넥터를 구비하는 프레임으로서, 상기 커넥터는 상기 전력 생산 메인 바디의 상부 영역에 배치된 캐치에 해제가능하게 연결하기 위한 것이고, 상기 커넥터는 상기 커넥터가 상기 캐치와 맞물리는 연결된 위치 및 상기 커넥터가 상기 캐치로부터 맞물림 해제된 분리된 위치 사이에서 원격으로 동작가능한, 프레임; 및 상기 프레임에 배치되어, 시각적 가이드를 상기 파일론에 대해 상기 수중 발전기의 위치의 선박에 제공하는 하나 이상의 카메라를 포함한다. 상기 수중 발전기를 전개하는 방법이 또한 기술된다.

Description

수중 발전기를 전개하는 장치 및 방법{DEPLOYMENT APPARATUS AND METHOD OF DEPLOYING AN UNDERWATER POWER GENERATOR}
본 발명은 일반적으로 수중 발전기를 전개하는 장치 및 수중 발전기를 전개하는 방법에 관한 것이다.
수중 발전기는 흐르는 해양 및 수류(water current)의 에너지를 사용가능한 전력, 일반적으로 전기 전력으로 변환한다. 이러한 발전기는 가치 있는 위치에서는 해양 흐름이 항상 또는 대체로 강하게 흐르기 때문에 일반적으로 이러한 가치 있는 위치에 설치하는 것이 곤란하다.
일반적으로 말하면, 수류에 의해 생성된 힘은 매우 강하여 전개 성분(deployment component)에 응력을 증가시키고 중량을 증가시킨다. 이것은 터빈의 전개 및 설치를 방해한다.
나아가, 수중 발전기는, 전개될 때, 수면에서 적어도 10m 아래에 위치하여 수중 발전기의 전개를 곤란하게 하고 비싸게 한다. 전개에 사용하기 위한 주요 장비 대부분이 수역(body of water)의 베드(bed)로부터 상당히 먼, 이 수역의 표면 위에 있을 때, 다른 발전기 성분에 대해 및 우세한 조류에 대해 수중 발전기를 정확히 설치하거나 위치지정이 곤란하다.
본 발명은 알려진 전개 장치 및 방법에 사용가능한 대안을 제공한다.
본 명세서에서, 문헌, 동작 또는 지식 항목이 언급되거나 설명되는 경우, 이 언급 또는 설명은, 이 문헌, 동작 또는 지식 항목 또는 이들의 임의의 조합이 우선일에
(a) 주지관용기술의 일부라거나; 또는
(b) 본 명세서와 관련된 임의의 문제를 해결하려는 시도와 관련된 것으로 알려진 것이라는 것을 인정하는 것은 아니다.
본 발명의 제 1 측면에 따라 전력 생산 메인 바디(main body)를 구비하는 수중 발전기를 수역의 표면에 있는 전개 선박으로부터 수역의 베드에 있는 파일론(pylon)으로 전개하는 전개 장치가 제공되고, 이 전개 장치는,
프레임의 베이스 영역에 배치된 하나 이상의 커넥터를 구비하는 프레임으로서, 상기 커넥터는 상기 전력 생산 메인 바디의 상부 영역에 배치된 각 캐치(catch)에 해제가능하게 연결하기 위한 것이며, 상기 커넥터는 상기 커넥터가 각 캐치와 맞물린 연결된 위치 및 상기 커넥터가 각 캐치로부터 맞물림 해제된 분리된 위치 사이에서 원격으로 동작가능한, 프레임; 및
상기 프레임에 배치되고, 시각적 가이드를 상기 파일론에 대해 상기 수중 발전기의 위치의 전개 선박으로 제공하기 위한 하나 이상의 카메라를 포함한다.
바람직하게는, 프레임은 층계형 출입구(stile) 및 가로대(rung)의 형태로 서로 이격 배치되고 서로 대향하는 사다리 프레임 배열을 형성하는 구조 요소(structural element)를 포함한다. 이 사다리 프레임은 전력 생산 메인 바디의 위치를 지정한다.
바람직하게는, 프레임은 프레임에 배치되어 사용시 파일론의 베이스 영역에 연결된 가이드 케이블을 수용하는 가이드를 포함하여 사용시 프레임이 가이드 케이블을 선택된 위치로 하강될 수 있게 한다. 바람직하게는, 가이드는 사용시에 가이드 케이블이 연장하는 하나 이상의 개구를 포함한다.
바람직하게는, 커넥터는 부하 지지부(load bearing)이다. 바람직하게는, 커넥터는 캐치에 수용가능한 커넥터 핀을 포함한다. 바람직하게는, 캐치는 리프팅 패드아이(lifting padeye)를 포함한다. 바람직하게는, 각 커넥터 핀은 프레임에 배치된 제 1 패드아이로부터, 전력 생산 메인 바디의 상부 영역에 있는 중간 캐치 패드아이를 통해, 핀이 연결된 위치에 있을 때 제 1 패드아이로부터 이격된 로케이션에서 프레임에 배치된 제 2 패드아이로 연장한다.
바람직하게는, 커넥터 핀은 수역의 표면에 있는 전개 선박으로부터 프레임으로 연장하는 유압 라인(hydraulic line)에 의해 전달되는 압력을 받는 유압 유체에 의해 작동된다. 바람직하게는, 프레임은 유압 유체를 프레임의 여러 부품(part)으로 분배하는 매니폴드를 포함한다.
바람직하게는, 프레임은 유압 라인을 전력 생산 메인 바디에 연결하는 핫 스태브 연결부(hot stab connection)를 포함하여 전개 선박이 예를 들어 전력 생산 메인 바디 및 해변에 있는 전기 회로망 사이에 전기 서비스(electrical service)를 연결하는 습식 결합 디바이스(wet mating device)의 연장 및 수축을 제공하는 유압 회로와 같은, 수중 발전기에 있는 다른 서비스에 전력을 공급할 수 있게 한다.
바람직하게는, 전력 생산 메인 바디에 카메라가 제공되고 이들 카메라는 유압 라인을 따라 동작하는 전기 서비스에 의해 전력이 공급되고 프레임에 있는 핫 스태브 및 전력 생산 메인 바디를 통해 연결된다. 카메라는 다른 각도로부터 다른 시각적 정보를 제공하는 것이다.
바람직하게는, 프레임은 전력 생산 메인 바디의 회수(recovery) 동안 전력 생산 메인 바디와 프레임을 정렬하는 정렬 디바이스를 포함한다. 하나의 바람직한 형태에서 정렬 디바이스는 전력 생산 메인 바디에 있는 보스(boss)를 수용하는 적어도 하나의 일반적으로 원추형의 수용기를 프레임에 포함한다. 대안적인 실시예는 보스가 프레임에 있고 일반적으로 원추형 수용기가 전력 생산 메인 바디에 있는 역전 배열(reverse arrangement)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 정렬 디바이스는 프레임의 중심 영역에 배치된 단일 일반적으로 원추형 수용기를 포함하지만 2개의 수용기가 사용될 수 있고 각 수용기는 프레임의 대향하는 단부에 배치될 수 있는 것으로 고려된다. 정렬 디바이스는 사용시 수역의 베드로부터 회수의 제 1 단계로서 프레임을 전력 생산 메인 바디에 재부착하는 동안 수용기와 커넥터를 신속하고 정확히 정렬하는 것이다. 정렬 디바이스는 또한 핫 스태브와의 정확한 연결을 제공한다. 바람직하게는, 정렬 디바이스는 프레임의 상부 부분에 배치된다.
바람직하게는, 전단 핀(shear pin)이 제공되고, 이 전단 핀은 더 약한 물질로 구성되는 것에 의해 또는 약화된 구역(zone)을 구비하는 것에 의해 사용시 잠금 핀(locking pin)보다 더 작은 전단력으로 전단되도록 의도된다. 사용시, 전단 핀은 잠금 핀 대신에 패드아이를 통해 삽입될 수 있다. 그리하여, 잠금 핀이 패드아이로부터 수축될 수 없다면, 전단 핀은 패드아이 내로 삽입되고 이후 프레임은 위쪽으로 견인되어 발전기로부터 전단 핀이 분리되게 한다. 이 분리 공정 동안, 전단 핀은 파국적으로 파괴되어 프레임은 감아올려지지만 발전기는 파일론에 유지되도록 의도된다.
바람직하게는, 프레임은 침수가능한 원격으로 동작하는 차량(remotely operated vehicle: ROV)을 독킹(docking)하기 위한 독(dock)을 포함한다.
바람직하게는, 프레임은 수직축에 대해 프레임의 하나의 부분을 다른 부분에 대해 회전시키는 회전 수단을 포함한다. 바람직하게는, 회전 수단은 프레임 패드아이에 연결된 하나 이상의 위치지정 케이블을 포함한다.
바람직하게는, 하나 이상의 카메라는 비디오 카메라이다.
하나 이상의 카메라, 바람직하게는, 비디오 카메라는 가로대의 외부를 향하는 부분 상에 가로대에 배치되어 접근하는 전력 생산 메인 바디 및 파일론에 넓은 시야(field of view)를 제공할 수 있다. 바람직하게는, 카메라는 전개 선박으로부터 프레임으로 연장하는 전기 케이블에 의해 전개 선박에 전기적으로 연결되어 전개 선박으로 이미지를 송신할 수 있게 한다.
본 발명의 제 2 측면에 따라 수중 발전기를 전개 선박으로부터 파일론으로 전개하는 방법이 제공되며, 본 방법은,
본 발명의 제 1 측면에 따른 전개 장치의 프레임의 하부 영역을 전력 생산 메인 바디의 상부 영역으로 해제가능하게 연결하는 단계;
프레임 및 전력 생산 메인 바디를 수중 전력 생산 메인 바디 지지부 상으로 하강시키는 단계;
전력 생산 메인 바디 및 파일론의 상대적인 위치지정의 이미지를 중계하여 하강 단계 과정에서 피드백을 제공하는 단계;
전력 생산 메인 바디로부터 프레임을 원격으로 해제하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따라 수중 발전기를 전개 선박으로부터 파일론으로 전개하는 방법이 제공되며, 본 방법은,
프레임의 하부 영역을 전력 생산 메인 바디의 상부 영역으로 해제가능하게 연결하는 단계;
프레임 및 전력 생산 메인 바디를 수중 전력 생산 메인 바디 지지부 상으로 하강시키는 단계;
전력 생산 메인 바디 및 파일론의 상대적인 위치지정의 이미지를 중계하여 하강 단계의 과정에서 피드백을 제공하는 단계;
전력 생산 메인 바디로부터 프레임을 원격으로 해제하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 전개 선박은 앵커의 사용 없이 전개 선박의 정확한 위치지정을 제공하는 동적 위치지정 시스템을 포함한다.
바람직하게는, 전개 선박은 프레임 및 전력 생산 메인 바디를 하강시키는 크레인을 포함한다. 바람직하게는, 본 방법은 프레임 및 전력 생산 메인 바디를 크레인에 의해 하강시키는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 이 크레인은 크레인이 동적 위치지정 선박의 데크(deck)를 따라 선회(slew)하여 파일론에 대해 전력 생산 메인 바디의 위치를 변경시킬 수 있는 선회 특징을 포함한다.
이해를 돕기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예는 이제 첨부 도면을 참조하여 더 잘 설명되고 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 발전기 메인 바디 및 지지 구조의 측면도, 여기서 도 1은 발전기 메인 바디를 지지 구조 파일론 상의 장착된 위치로 전개하는 동안 2개의 구조의 배열을 도시한다;
도 2는 메인 바디 및 지지 구조 파일론이 결합 위치를 채용하기 직전에 전개되는 터빈 및 스태브 커넥터의 단부 측면도;
도 3은 케이블 가이드 라인, 와이어 및 리프팅 케이블과 연관된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 설치 프레임의 측면도;
도 4는 연관된 케이블 가이드 라인, 와이어 및 리프팅 케이블을 또한 도시하는 도 3의 설치 프레임의 평면도;
도 5는 연관된 케이블 가이드 라인, 와이어 및 리프팅 케이블을 구비하는 도 3의 설치 프레임의 일측 사시도;
도 6은 리프팅 케이블 및 다른 부수물에 대한 연결점 및 도 3의 설치 프레임의 다른 사시도;
도 7은 잠금부가 잠금 위치에 도시된 도 3의 설치 프레임과 연관된 기계적 잠금 메커니즘의 상세 측면도;
도 8은 잠금부가 잠금 해제 위치에 도시된 도 7의 기계적 잠금 메커니즘의 상세 측면도;
도 9는 잠금부가 잠금 위치에 도시된 발전기 메인 바디를 지지 파일론으로 잠그기 위한 보조 잠금부의 단부 개략 측면도;
도 10은 잠금부가 잠금 해제 위치에 도시된 도 9의 보조 잠금부의 단부 개략 측면도;
도 11은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 전개 장치의 사시도;
도 12는 도 11의 전개 장치의 평면도;
도 13은 전개 프레임에 배치되고 수중 발전기의 유압 서비스와 전개 선박의 유압 부분을 연결하는 핫 스태브 시스템의 상세 사시도;
도 14는 전개 선박의 유압 시스템에 의해 함께 구동되는 결합 시스템의 성분 부품을 도시하는 수중 발전기 상의 습식 결합 시스템의 측면도. 선박은 유압 동력을 프레임 매니폴드에 제공하고, 프레임 매니폴드는 발전기의 전기 시스템을 해변에 있는 전기 회로망과 결합한다.
도면을 참조하면, 전력 생산 메인 바디(1)를 구비하는 수중 발전기를 전개하는 전개 장치(50)가 도시된다. 전력 생산 메인 바디(1)는, 전개될 때, 수역의 베드에 배치된 파일론(12)에 배치된다. 전력 생산 메인 바디(1)는 예를 들어 회전자, 샤프트, 지지부, 기어박스, 전기 발전기, 가변 속도 드라이브(variable speed drive: VSD), 모니터링 장비, 센서 및 인버터/컨버터와 같은 전력 생산 장비를 수용하는 밀봉된 나셀(sealed nacelle)(51) 형태이다. 전개 장치(50)는 전력 생산 메인 바디(1)에 해제가능하게 연결하도록 적응된 프레임(6)을 포함하고, 이 단부에 프레임(6)은 전력 생산 메인 바디(1)에 해제가능하게 연결하는 하나 이상의 커넥터(60)를 포함한다.
커넥터(60)는 프레임의 베이스 영역(75)에 배치되고, 전개 선박으로부터 프레임(6)으로 연장하는 유압 라인(16)에 연결된 유압 램(ram) 및 유압 유체를 램 및 커넥터(60)에 분배하는 매니폴드(93)에 의하여 맞물린 위치 및 맞물림 해제된 위치 사이에서 원격으로 동작가능하다. 커넥터(60)는 스테인리스 스틸 또는 다른 강한 내구성 있고 녹 방지 물질로 구성되고, 부하 지지되어 사용시 커넥터 핀(15)이 맞물린 위치에 있을 때 전개 또는 회수 동안 전력 생산 메인 바디(1)의 부하를 지지하도록 한다.
전력 생산 메인 바디(1)는 사용시 커넥터(60)가 연결되는 리프팅 패드아이(89)를 상부면에 포함한다. 즉, 연결 핀(15)은 패드아이(66 및 89)를 통해 후술되는 방식으로 연장한다.
그래서, 커넥터(60)는 사용시 맞물림 해제된 위치(도 8) 및 맞물림 위치(도 7)를 채용하는 잠금부(65) 형태이다. 잠금부(65)는 수용기(66)에 수용가능한 커넥터 핀(15)을 포함한다. 수용기(66)는 리프팅 패드아이(67)를 포함한다. 각 커넥터 핀(15)은 프레임(6)에 배치된 제 1 패드아이(68)로부터 전력 생산 메인 바디의 상부 영역에 있는 리프팅 패드아이(89)를 통해 핀(15)이 맞물린 위치에 있을 때 제 1 패드아이(68)로부터 이격된 로케이션에서 프레임(6)에 배치된 제 2 패드아이(69)로 연장한다. 이런 방식으로, 핀(15)은 전개 또는 회수(하강 또는 상승) 동안 전력 생산 메인 바디(1)의 전단 부하를 지지한다.
커넥터 핀(15)은 수역(미도시)의 표면에 있는 전개 선박(미도시)으로부터 연장하는 유압 라인(16)으로부터 압력을 받는 유압 유체에 의해 구동되는 유압 램에 의해 연장되거나 수축된다.
전단 핀(99)은 커넥터 핀(15)보다 전단력이 더 약하도록 나일론으로 구성된 것으로 제공된다. 사용시, 커넥터 핀(15)이 일부 이유 때문에 제 위치에서 고정(frozen)되면, 전단 핀(99)이 유압 동력을 받아 유압 램에 의해 커넥터 핀(15) 단부로부터 패드아이(67)를 통해 삽입되어 커넥터 핀(15)을 수용기(66)로부터 밖으로 푸시하게 한다. 이후, 프레임(6)은 전개 선박에 의해 상승되고 전단 핀(99)은 파국적으로 파괴되어, 프레임(6)으로 하여금 나셀(51)로부터 분리되어 다른 전개 또는 회수에 사용될 수 있게 한다. 전단 핀(99)은 이후 교체되고, 이것은 볼 수 있는 바와 같이 전체 프레임(6)을 교체하는 것보다 더 값싼 옵션이고, 많은 시간을 절약한다.
프레임(6)은 층계형 출입구 및 가로대(41, 42) 형태로 서로 이격되어 배치되고 대향하는 구조 요소(40)를 포함하여 사다리-스타일의 프레임을 형성한다. 사다리 프레임의 레이아웃은 전력 생산 메인 바디(1)의 상승 및 위치지정을 제공하는데 그 이유는 가로대(41, 42)의 단부에서 (본질적으로 프레임(6)의 코너에서) 프레임(6)에 연결된 위치지정 케이블(10)이 프레임(6)을 선택된 각도 및 병진이동된 위치로 보다 용이하게 회전 및 병진이동시킬 수 있기 때문이다.
프레임(6)은 리프팅(전개 및 회수) 케이블(7)에 연결하도록 적응된 패드아이(70)를 포함한다. 패드아이(70)는 케이블(7)의 단부에 배치된 고리(71)를 수용한다. 패드아이(70)는 층계형 출입구(41)에서 서로 이격 배치되어 전력 생산 메인 바디(1)의 안정적인 위치지정을 제공한다.
프레임(6)은 하나 이상의 가이드 케이블(9)에 의해 가이드를 수용하고 제공하는 가이드(90)를 포함한다. 가이드(90)는 사용시 가이드 케이블(9)이 연장하는 하나 이상의 개구(91)를 포함한다.
프레임(6)은 원격으로 동작하는 차량 또는 ROV(미도시)를 독킹하기 위한 독(14)을 포함한다. ROV가 독킹할 수 있는 핫 스태브(98)가 또한 제공되고 그리하여 핀(15) 및 전단 핀(99)의 연장 및 수축을 제어함은 물론, 전력 생산 메인 바디(51)에 탑재된 다른 기능, 및 프레임이 제어할 수 있는, 연장 및 수축(전기 케이블을 해변에 결합하고 분리하는)을 포함하는 습식 결합 전기 서비스(도 14)와 같은 연관된 시스템을 제어한다.
프레임(6)은 수직축에 대해 프레임의 하나의 부분을 다른 부분에 대해 회전시키는 회전 수단을 포함할 수 있다. 도시된 배열에서, 이 목적을 위하여 위치지정 케이블(10)이 프레임 패드아이(70)에 연결되어 제공된다.
프레임(6)은 가로대 및 층계형 출입구(41, 42) 사이에 프레임(6)의 중심 로케이션에서 지지되는 일반적으로 원추형 수용기(87)를 구비하는 정렬 디바이스(88)를 포함한다. 정렬 디바이스는 나셀(51)의 상부 표면에 보스(미도시)를 수용하도록 적응되어 패드아이(66)는 패드아이(89)와 정렬되고 커넥터 핀(15)은 패드아이(66)를 통해 용이하게 연장하고 나셀(51)의 상부에 용이하게 연결될 수 있다. 이 디바이스는 특히 회수 동안, 프레임이 전력 생산 메인 바디로 하강될 때, 사용가능한 것으로 볼 수 있다.
도시된 프레임(6)은 프레임을 회전시키거나 및/또는 핀(15)을 연장 및 수축시키도록 작동될 수 있는 주 작동 시스템을 포함한다. 나아가, 주 작동 시스템은 유압식이고, 호스(16)에 의해 작동되고 제어되며, 표면 위 전개 선박으로부터 또는 프레임에 인접한 원격으로 동작하는 차량으로부터 작동된다. 작동 시스템은, 또한 생성된 전기 전력을 해변에 있는 전기 회로망에 전달하는 케이블 및 전기 서비스를 위한 습식 결합 시스템(도 14)과 연관된 매니폴드 및 유압 시스템에 부착된 핫 스태브 독(97)을 포함한다. 핫 스태브 독(97)은 유리하게는 감아올리는/회수 동안 발전기에 있는 전기 서비스를 위한 습식 결합 시스템의 수축을 제공한다.
전개 선박은 GPS, 및 여러 프로펠러를 제어하여 수류에 상관없이 선택된 지리적 위치를 유지하는 복잡한 위치지정 시스템을 포함하는 동적 위치지정 선박이다. 나아가 크레인은 동적 위치지정 선박의 데크를 따라 선회함은 물론 회전할 수도 있어서 파일론(12)에 대해 전력 생산 메인 바디(1)에 작은 위치지정 조절이 이루어질 수 있게 한다.
전개를 위해 프레임(6)은 패드아이(66)를 통해 잠금 패드아이(69) 내로 연장하는 커넥터 핀(15)에 의해 수중 발전기 메인 바디에 연결된다. 따라서, 프레임(6)은 전력 생산 메인 바디(1)에 해제가능하게 연결되고, 전력 생산 메인 바디의 중량은 핀(15)에 의해 지지되며 전력 생산 메인 바디는 이 핀에 매달려 있다. 프레임(6)은, 또한 습식 결합 시스템(72)으로 가는 핫 스태브(97)에 연결된다. 이후, 프레임은 케이블(7)에 의해 하강되지만, 암(arm)에 의해 하강될 수 있다. ROV 또는 프레임에 배치된 시각적 수단 또는 수중 음파 탐지 수단, 또는 전개 암은, 파일론(12)의 헤드(5) 상에 전력 생산 메인 바디(1)의 위치지정을 제공한다. 이런 점에서, 카메라(96 및 95)는 프레임 상에 배치되고, 사다리 가로대(42)의 외부면에 배치되어 카메라에 부여되는 시야를 증가시킨다. 유압 케이블(16)을 따라 배치된 전기 케이블은 이미지를 전개 선박의 데크에 있는 오퍼레이터에 전송한다. 전력 생산 메인 바디(1)가 파일론(12)에 대해 타깃에서 벗어나면 오퍼레이터는 비디오 스크린을 통해 차이를 보고 케이블(10)에 의해 위치를 적절히 조절하거나 또는, 전개 선박의 데크를 따라 크레인을 선회시키는 것에 의해, 또는 전개 선박 그 자체의 위치를 전진시키거나 후진시키는 것에 의해 위치를 조절한다. 카메라(94)는, 또한 전력 생산 메인 바디(1)에 제공되어 다른 각도들이 정렬 동안 사용될 수 있게 한다. 이들 카메라에의 연결은 유압 라인(16)을 따라 연장하는 라인 및 핫 스태브(97)에 의해 가능하게 이루어진다.
케이블(10)은 우세한 해양 흐름에 대해 전력 생산 메인 바디(1)의 정확한 위치지정을 위해 수직축에 대해 프레임을 회전시킨다. 유압 시스템은 스태브(72)를 원격으로 연장시켜 전력 생산 메인 바디가 해변에 연결되어 회로망에 전기를 전달할 수 있게 한다. 이후 전개 선박에 있는 오퍼레이터는 프레임(6)이 커넥터 핀을 맞물림 해제된 위치로 해제하게 하고, 프레임(6)은 전력 생산 메인 바디(1)로부터 해제되어 수면에서 대기하는 전개 선박으로 견인되게 한다.
또한, 하부 단부에서 지지 구조(12, 13)에 연결된 가이드 케이블(9)을 따라 프레임(6)을 전개하는 것이 유리할 수 있다. 케이블을 하부 단부에 부착하기 위해, ROV는 전개되고 이후 케이블이 조여진다. 지지 구조는 일반적으로 1200톤 정도의 중량이어서 중실 베이스(solid base)를 형성한다. 이런 종류의 케이블 전개는 특정 상황에서 위치지정을 제공하고 시각적 또는 수중 음파 탐지 위치의 필요성을 개선할 수 있다. 사용시 가이드 케이블(9)은 복잡한 앵커 점에 의해 파일론(12)의 베이스에 고정되고 이는 선택된 정격 힘을 받을 때 간단히 해제된다. 그리하여, 케이블(9)은 이 힘이 극복될 때까지 단순히 어렵게 수축되어, 지지 구조(12)에 있는 앵커 점이 간단히 해제되게 한다.
보조 잠금부(18)가 전력 생산 메인 바디(1)에 제공되어 전력 생산 메인 바디(1) 및 파일론(12)의 헤드 또는 스태브(5) 사이에 연결을 제공한다. 이들 잠금부는 도 9에서 잠금 위치에 도시된다. 프레임(6)은 일부 실시예에서 (핫 스태브(97)를 사용하여) 이들 보조 잠금부(18)를 작동시키거나 및/또는 해제시킬 수 있다. 프레임(6)은 도 10에 도시된 실시예에서 잠금부를 작동시켜 전력 생산 메인 바디(1)를 제거하기 위해 잠금 해제 위치로 이동할 수 있는 것으로 도시된다.
전개 동안, 유압 잠금부가 전개 또는 회수 선박으로부터의 명령을 통해 개방되지 못하면, ROV는 프레임과 독킹되도록 전개되어 독(14) 및 스태브(98)에서 프레임과 독킹하고 유압 시스템과 인터페이싱하는 것에 의해 유압 잠금부를 동작시킬 수 있다. 대안적으로, 전개 선박은 명령을 송신하여 나일론 또는 약화된 전단 핀(99)을 패드아이(66)를 통해 연결 핀(15)의 단부로부터 연장할 수 있어서, 전단 핀이 용이하게 전단되어 나셀(51)로부터 프레임(6)을 분리할 수 있다. 따라서, 유리하게는 해제 시스템에 3개의 리던던시(redundancy)가 형성된다.
전력 생산 메인 바디(1)를 감아올리는 것은 위 절차를 역전시켜 수행될 수 있다. 감아올릴 때, 전력 생산 메인 바디(1)는 방향 또는 화살표(3)로 이동하고, 전개시, 전력 생산 메인 바디(1)는 화살표(2)의 방향으로 이동한다. 따라서, 프레임(6)은 낮은 조류 흐름 시간 동안 하강되고, 카메라는 전력 생산 메인 바디에 대해 프레임의 정렬 상황을 도시한다. 정렬 디바이스(88)는 전력 생산 메인 바디에 정밀한 연결을 제공한다. 핫 스태브(97)는 스태브(72)를 연결하고 나서 수축시켜, 오퍼레이터는 핀(15)을 패드아이(89) 및 프레임 패드아이(66)를 통해 연장하여, 케이블(7)을 수역의 표면 위쪽으로 견인한다.
본 상세한 설명 및 청구범위에 사용된 '포함하는' 이라는 단어 및 '구비하는' 이라는 단어 형태는 임의의 변형예 또는 추가예를 배제하는 것으로 청구된 발명을 제한하지 않는다.
본 발명의 변형 및 개선은 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 용이하게 드러날 것이다. 이러한 변형 및 개선은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (21)

  1. 전력 생산 메인 바디(main body)를 구비하는 수중 발전기를 수역의 표면에 배치된 전개 선박으로부터 수역(body of water)의 베드(bed)에 배치된 파일론 상으로 전개하는 전개 장치로서,
    프레임의 베이스 영역에 배치된 하나 이상의 커넥터와 평면상에 이격된 구조적 요소를 포함하고 사용에 있어서 대체적으로 수평인 평면상에 배열된 프레임으로서, 상기 커넥터는 상기 전력 생산 메인 바디의 상부 영역에 배치된 캐치(catch)에 해제가능하게 연결하기 위한 것이고, 상기 커넥터는 상기 커넥터가 상기 캐치와 맞물리는 연결된 위치 및 상기 커넥터가 상기 캐치로부터 맞물림 해제된 분리된 위치 사이에서 원격으로 동작가능한, 프레임; 및
    상기 프레임에 배치되어, 시각적 가이드를 상기 파일론에 대해 상기 수중 발전기의 위치의 상기 전개 선박으로 제공하는 하나 이상의 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 전개 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은 층계형 출입구(stile) 및 가로대(rung) 형태로 서로 이격 배치되고 서로 대향하는 사다리 프레임을 형성하는 구조 요소를 포함하여 위치지정 케이블에 의하여 상기 전력 생산 메인 바디의 위치를 제공하는 것을 특징으로 하는 전개 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 프레임에 배치되어 사용시 상기 파일론의 베이스 영역에 연결된 가이드 케이블을 수용하는 가이드를 포함하여 사용시 상기 프레임이 상기 가이드 케이블을 선택된 위치로 하강될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 전개 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가이드는 사용시 가이드 케이블이 연장하는 하나 이상의 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 전개 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커넥터는 상기 캐치에 수용가능한 부하 지지 커넥터 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전개 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐치는 리프팅 패드아이(lifting padeye)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전개 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 커넥터핀 또는 각 커넥터 핀은 상기 프레임에 배치된 제 1 패드아이로부터, 상기 핀이 상기 연결된 위치에 있을 때, 상기 제 1 패드아이로부터 이격된 위치에서 상기 프레임에 배치된 제 2 패드아이로 연장하는 것을 특징으로 하는 전개 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커넥터 핀은 상기 수역의 표면에 있는 상기 전개 선박으로부터 상기 프레임으로 연장하는 유압 라인에 의하여 전달되는 압력을 받는 유압 유체에 의해 작동되고, 바람직하게는, 상기 프레임은 상기 유압 유체를 상기 프레임의 여러 부품으로 분배하는 매니폴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전개 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 유압 라인을 상기 전력 생산 메인 바디에 연결하는 핫 스태브 연결(hot stab connection)을 포함하여 상기 전개 선박이 상기 수중 발전기에 있는 다른 서비스에 전력을 공급할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 전개 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 다른 서비스는 습식 결합 디바이스의 연장 및 수축을 제공하는 유압 회로를 포함하여 전기 서비스는 상기 전력 생산 메인 바디 및 해변에 있는 전기 회로망 사이에 연결되게 한 것을 특징으로 하는 전개 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 다른 서비스는 상기 전력 생산 메인 바디에 배치된 카메라를 연결하고 이에 전력을 공급하는 전기 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 전개 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 전력 생산 메인 바디의 회수 동안 상기 전력 생산 메인 바디와 상기 프레임을 정렬하는 정렬 디바이스를 포함하며, 상기 정렬 디바이스는 상기 전력 생산 메인 바디에 있는 보스를 수용하는 적어도 하나의 일반적으로 원추형 수용기를 상기 프레임에 포함하는 것을 특징으로 하는 전개 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 일반적으로 원추형 수용기는 상기 프레임의 중심 영역에 배치된 것을 특징으로 하는 전개 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커넥터 핀은 전단 핀(shear pin)에 의해 맞물린 위치로부터 배출될 수 있고, 사용시 상기 전단 핀은 상기 잠금 핀 대신에 상기 패드아이를 통해 삽입되는 것을 특징으로 하는 전개 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임은 침수가능한 원격으로 동작하는 차량(ROV)을 독킹(docking)하기 위한 독(dock)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전개 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 카메라는 비디오 카메라인 것을 특징으로 하는 전개 장치.
  17. 제2항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 카메라는 비디오 카메라이고, 상기 가로대의 외부를 향하는 부분에서 상기 가로대에 배치되어 상기 전력 생산 메인 바디의 넓은 시야를 제공하는 것을 특징으로 하는 전개 장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 카메라는 상기 전개 선박으로부터 상기 프레임으로 연장하는 전기 케이블에 의해 상기 전개 선박에 전기적으로 연결되어 상기 전개 선박으로 이미지를 송신할 수 있게 하는 것을 제공하는 것을 특징으로 하는 전개 장치.
  19. 수중 발전기를 전개 선박으로부터 수역의 베드에 배치된 파일론 상으로 전개하는 방법으로서,
    제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 전개 장치의 프레임의 하부 영역을 전력 생산 메인 바디의 상부 영역으로 해제가능하게 연결하는 단계;
    상기 프레임 및 전력 생산 메인 바디를 상기 파일론 상으로 하강시키는 단계;
    상기 전력 생산 메인 바디 및 상기 파일론의 상대적 위치지정의 이미지를 중계하여 상기 하강 단계의 과정에서 피드백을 제공하는 단계;
    상기 전력 생산 메인 바디로부터 프레임을 원격으로 해제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    GPS를 이용한 동적 위치지정 시스템을 사용하여 선택된 위치에 상기 전개 선박을 유지하여 앵커를 사용함이 없이 상기 전개 선박을 정확히 위치지정할 수 있는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 동적 위치지정 선박의 데크를 따라 크레인을 선회시켜 상기 파일론에 대해 상기 전력 생산 메인 바디의 위치지정을 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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