KR20140107406A

KR20140107406A - 수력 터빈 시스템을 수송하는 방법

Info

Publication number: KR20140107406A
Application number: KR1020147018904A
Authority: KR
Inventors: 폴 던; 제임스 아이브스
Original assignee: 오픈하이드로 아이피 리미티드
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2014-09-04
Also published as: AU2012357798A1; NZ626624A; RU2610746C2; JP2015504127A; PH12014501317A1; SG11201403166VA; RU2014124914A; JP6138149B2; CA2858945A1; WO2013092676A1; US20140352592A1; CN103998336A; CL2014001611A1; US9611013B2; AU2012357798B2; CN103998336B; EP2607225B1; EP2607225A1; PH12014501317B1

Abstract

본 발명은 수력 터빈 시스템을 수송하는 방법 및 상기 방법을 수행하는데 사용하기 적합한 선박에 관한 것으로서, 상기 선박은 들어 올려지거나 들어 올려질 수 있는 섹션을 포함하고, 상기 섹션은 상기 선박이 수력 터빈 시스템에서 베이스의 일부의 상부를 통과하게 하고, 드라이 독에 배치되었을 때, 상기 베이스의 일부는 독 내의 수선 위로 돌출된다.

Description

수력 터빈 시스템을 수송하는 방법{A METHOD OF TRANSPORTING A HYDROELECTRIC TURBINE SYSTEM}

본 발명은 수력 터빈 시스템을 수송하는 방법 및 상기 방법을 수행하는데 사용하기 적합한 선박에 관한 것이다.

재생 가능한 형태의 에너지 이용은 세계적으로 인정되는 다양한 환경적 요인으로 인해 현재 전례가 없는 활황을 누리고 있다. 하지만, 세계적인 에너지 소비에 큰 영향을 미치기 위해서는, 재생 가능한 에너지의 배치 규모에 있어서 매우 큰 증가가 요구될 것이다.

보다 확립된 형태의 재생 가능한 에너지, 즉 바람과 태양 에너지를 이용하는 것은 산업상 효율적으로 사용할 수준에 도달하였지만, 조석 에너지에 대한 최근 연구는 비교적 새로운 활동 분야이다. 새로운 장치에 있어서, 산업상 효율적으로 사용할 수준에 도달하기 전에 발상을 증명하고 작은 규모 및 실물 규모의 프로토타입(prototype)으로 시험하는 것이 필수적이다. 또한, 이러한 새로운 장치의 비용 및 복잡성이 감소 되어야 산업상 실용화될 수 있다. 조류(tidal flows)로부터 에너지를 뽑아내는 것은 장치가 바다에 배치됨으로써 배치 과정에 복잡한 단계가 추가되기 때문에 특히 문제가 발생할 수 있는 분야이다. 따라서 원하는 결과를 얻기 위해서는 상당한 수준의 중공업 분야의 공학기술이 요구된다. 그 결과, 배치 과정의 이러한 단계의 비용과 복잡성을 감소시키는 것이 바람직하다.

본 발명은 상술한 문제에 역점을 두어 다루는데 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 수력 터빈 시스템의 베이스에서 적어도 일부가 수면 위로 돌출되도록 상기 베이스를 수역(a body of water)에 배치하는 단계; 선박이 상기 베이스에서 수면 위로 돌출된 부분을 적어도 부분적으로 에워싸도록 상기 선박을 상기 베이스 상부로 전진시키는 단계; 및 상기 베이스를 수송하기 위해 상기 선박에 고정하는 단계를 포함하는 수력 터빈 시스템을 수송하는 방법이 제공된다.

바람직하게는, 상기 수력 터빈 시스템은 상기 베이스 및 상기 베이스에 연결될 수 있는 수력 터빈을 포함하고, 상기 수력 터빈 시스템을 수송하는 방법은 상기 선박을 상기 베이스 상부로 전진시키기 전에 상기 수력 터빈을 상기 베이스에 고정하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 수력 터빈 시스템은 상기 베이스 및 상기 베이스에 연결될 수 있는 수력 터빈을 포함하고, 상기 수력 터빈 시스템을 수송하는 방법은 상기 베이스가 상기 선박에 고정된 후 상기 수력 터빈을 상기 베이스에 고정하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 수력 터빈 시스템을 수송하는 방법은 상기 베이스를 상기 선박에 고정하는 단계에서 상기 베이스를 상기 선박을 향해 들어올려 상기 베이스를 상기 선박에 고정하는 것을 포함한다.

바람직하게는, 상기 수력 터빈 시스템을 수송하는 방법은 상기 선박에 상기 베이스에서 상향 돌출된 부분 또는 수력 터빈 위로 들어올려지거나 들어올려질 수 있는 구조물(structural portion)을 제공하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 수력 터빈 시스템을 수송하는 방법은 상기 구조물을 상기 선박이 상기 베이스 상부로 전진하는데 있어 장애물을 형성하는 제1 위치로부터 상기 선박이 상기 베이스 상부로 전진되도록 허용하는 제2 위치까지 들어올리는 단계; 상기 선박을 상기 베이스 상부로 전진시키는 단계; 및 상기 구조물을 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치까지 낮추는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 수력 터빈 시스템을 수송하는 방법은 상기 베이스를 드라이 독(dry dock)에 배치하는 단계; 및 상기 선박을 상기 베이스 상부로 전진시키기 전에 상기 베이스가 부분적으로 잠기도록 상기 드라이 독에 물을 채우는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 수력 터빈 시스템을 수송하는 방법은 상기 수력 터빈 시스템을 배치 사이트(deployment site)로 수송하는 단계; 상기 베이스를 상기 선박 아래로 방출하는 단계; 및 상기 수력 터빈이 아래 쪽으로 포탈(portal)을 통과하도록 허용하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 내부에 포탈(portal)을 구획하는 몸체(body)를 포함하고, 상기 몸체의 적어도 일부는 수력 터빈 시스템의 수력 터빈 또는 베이스의 일부가 상기 몸체 아래로 통과하여 상기 포탈 내에 배치되도록 수선(waterline) 위로 들어올려지거나 들어올려질 수 있는 것을 특징으로 하는 수력 터빈 시스템 수송 선박이 제공된다.

바람직하게는, 상기 몸체는 상호간에 이격된 상태로 연결되어 그들 사이에 상기 포탈을 구획하는 한 쌍의 선체, 및 상기 한 쌍의 선체 사이에서 연장되어 상기 몸체의 들어올려지거나 들어올려질 수 있는 일부를 형성하는 적어도 하나의 크로스 멤버(cross member)를 포함한다.

바람직하게는, 상기 적어도 하나의 크로스 멤버는 관절식 마운팅(articulated mounting)을 통해 상기 한 쌍의 선체 중 하나에 고정되고, 상기 관절식 마운팅은 상기 크로스 멤버가 상기 포탈을 가로질러 연장되어 반대 측 선체에 연결되는 제1 위치와 선박의 외부로부터 상기 포탈로 접근할 수 있도록 들어올려진 제2 위치 사이에서 움직이도록 허용한다.

바람직하게는, 상기 베이스가 상기 선박으로부터 방출되거나 내려지고/내려지거나 상기 선박 아래에서 들어올려져 상기 선박에 결합된다.

바람직하게는, 상기 베이스는 상기 베이스가 상기 선박 아래에 결합되었을 때 상기 포탈을 통해 상향 돌출되는 서포트(support)를 포함한다.

바람직하게는, 상기 포탈은 상기 서포트에 탑재된 수력 터빈이 상기 포탈을 통해 아래로 통과하도록 허용하는 크기로 이루어진다.

본 발명의 방법 및 선박은 수력 터빈 시스템을 배치 사이트까지 수송하기 위해 선박에 탑재하는데 소요되는 시간과 복잡성을 크게 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 방법을 수행하는데 사용되는 수송 선박의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 수송 선박을 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법을 수행하는데 사용되는 수송 선박의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 방법을 수행하는데 사용되는 수송 선박의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 방법이 수행될 수 있는 장소의 일 예시로서 독(dock)을 나타낸 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 수력 터빈 시스템(12)을 수송하는 방법을 수행하기 위한 수송 선박(10)이 도시되어 있다. 이하에서 상세히 설명하는 것처럼, 수송 선박(10)은 배치 사이트(deployment site)로 수송하기 위해 독(D), 예를 들어 물이 찬 드라이 독(dry dock) 등에서 터빈 시스템(12)을 회수하는 복잡성을 감소시켜 속도의 증가를 가져오도록 설계된다. 산업상 실용화되기 위해서는 일반적으로 터빈 시스템(12) 단지를 조성하는 것이 필수적이기 때문에, 터빈 시스템(12)을 독(D)에서 배치 사이트(B)로 수송하는데 소요되는 시간과 복잡성을 줄일 필요가 있다.

당해 기술분야에서 알려진 것처럼, 터빈 시스템(12)은 해저 베이스(16)에 탑재되는 수력 터빈(14)을 포함한다. 터빈(14)은 베이스(16)로부터 상향 연장되어 거의 연직 방향으로 돌출되는 한 쌍의 포스트(18)를 거쳐 베이스(16)에 고정될 수 있다. 터빈(14)은 한 쌍의 포스트(18) 사이에 고정되어 사용된다.

터빈 시스템(12)이 수송 선박(10)에 의해 배치 사이트까지 이송되기 위하여, 베이스(16)를 선박(10)의 밑바닥에 고정하는 것이 선행되어야 하고, 그 다음에 터빈(14)은 한 쌍의 포스트(18)에 탑재될 수 있다. 따라서 베이스(16)를 독(D) 내에 배치하여야 하고, 수송 선박(10)이 베이스(16) 상부로 이동하도록 허용함으로써, 베이스(16)가 선박(10)의 밑바닥을 향해 윈치로 들어 올려져 고정될 수 있다. 베이스(16)와 수송 선박(10) 사이에 결합이 이루어지기 전에 그 둘 사이의 정렬이 조심스럽게 이루어져야 한다. 산업적 생산 수준에서는 다수의 베이스(16)가 드라이 독(D)에서 제조되고, 선박(10)이 회수 및 바다를 통한 배치 사이트까지의 수송을 위하여 독(D) 내로 이동하여 각각의 베이스(16) 상부로 배치될 수 있도록 독(D)에 물이 채워질 것이다. 독(D)에 물이 채워지면, 독(D) 내의 수선(waterline)(L)이 한 쌍의 포스트(18) 바로 아래에 배치되도록 독(D)에 물을 채움으로써 각각의 베이스(16)의 배치 및 정렬이 개선된다. 이러한 방식으로 포스트(18)는 눈에 보일 수 있고 선박(10)이 베이스(16)와 보다 빠르게 정렬하는데 위치 표지로 사용될 수 있다. 하지만, 포스트(18)는 수선(L) 위로 돌출됨으로써 선박(10)이 접근할 때 위험을 야기한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 수송 선박(10)은 후방 크로스 빔(22) 및 전방 크로스 빔(24)에 의해 상호간에 연결되는 상호간에 이격된 한 쌍의 폰툰(20)을 포함한다. 후방 크로스 빔(22)은 바람직하게는 한 쌍의 폰툰(20) 사이에서 일직선으로 연장되는 반면, 전방 크로스 빔(24)은 크로스 멤버(28)에 의해 연결되는 한 쌍의 직립부(26)를 포함하고, 하나의 직립부(26)는 개별적인 폰툰(20)으로부터 상향 연장된다. 따라서, 상기 크로스 멤버(28)는 후방 크로스 빔(22), 수선(L) 및 보다 상세하게는 돌출된 포스트(18)와 비교하여 높은 위치에 놓이게 된다. 선박(10)은 전방 크로스 빔(24)이 이동 방향에 대해 선박(10)의 정면에 배치된 상태로 독(D)을 따라 베이스(16) 쪽으로 나아갈 수 있다. 선박(10)이 베이스(16)에 도달하여 그 상부를 통과하게 되면, 높은 위치의 크로스 멤버(28)는 수선(L) 위로 돌출된 한 쌍의 포스트(18)가 크로스 멤버(28) 아래로 통과하도록 허용할 것이다. 한 쌍의 포스트(18)가 한 쌍의 폰툰(20)과 후방 및 전방 크로스 빔(22, 24) 사이에 형성된 포탈(30) 내에 배치되면, 선박(10)은 멈춰지게 된다. 수선(L) 위로 명확히 식별할 수 있는 한 쌍의 포스트(18)는 선박(10)을 베이스(16) 상부에 정렬하는 과정을 크게 개선한다. 그 시점에서 베이스(16)는 선박(10)에 배치된 윈치(미도시)에 다수의 라인(미도시)을 통해 연결될 수 있고, 베이스(16)는 선박(10) 바로 아래까지 윈치로 들어올려져 고정될 수 있다. 그 다음에 터빈(14)은 포스트(18)를 통해 베이스(16)에 탑재될 수 있고, 선박(10)은 독(D) 밖으로 나와 원하는 배치 사이트까지 이동될 수 있다.

터빈(14)은 선박(10)이 베이스(12) 상부로 전진하기 전에 베이스(12)에 고정될 수도 있다. 이러한 순서가 선박(10)에 적용이 된다면, 특히 전방 크로스 빔(24)은 베이스(12)에 탑재된 터빈(14)이 그 아래로 통과할 수 있도록 형상과 크기에서 수정되어야 할 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 수력 터빈 시스템(112)을 수송하는 방법을 수행하는데 사용되는 수송 선박의 다른 실시예가 도면 부호 110으로 표시되어 도시된다. 본 다른 실시예에서, 유사한 도면부호를 가지는 유사한 구성요소는, 다른 기재가 없는 한, 유사한 기능을 수행하는 것으로 간주한다.

수송 선박(110)은 후방 크로스 빔(미도시) 및 전방 크로스 빔(124)에 의해 연결된 한 쌍의 폰툰(120)을 포함한다. 하지만, 이전 실시예와 다르게, 전방 크로스 빔(124)은 한 쌍의 폰툰(120) 사이에서 똑바로 연장된다. 다만, 크로스 빔(124)의 일단과 개별적인 폰툰(120) 사이에 힌지(30)가 제공된다. 상기 힌지(30)는 크로스 빔(124)이 한 쌍의 폰툰(120) 사이에서 수평으로 연장되는 제1 위치와 도 3에 도시된 것과 같은 제2 또는 들어 올려진 위치 사이에서 전방 크로스 빔(124)이 이동하도록 허용한다. 들어 올려진 위치와 낮춰진 위치 사이에서 전방 크로스 빔(124)의 이동을 초래하기 위하여 수송 선박(110)에는 적절한 기계/유압 장치(미도시)가 구비될 수 있다. 하지만, 이러한 이동은 독(D)에 배치된 크레인(미도시) 등과 같은 외부 장치에 의해 이루어질 수도 있을 것이다.

따라서 선박(110)은 베이스(116)를 향해 접근할 수 있고, 접근 과정에서 전방 크로스 빔(124)은 제1 위치에서 제2 또는 상승 위치로 들어 올려질 수 있다. 그 위치에서 선박(110)은 베이스(116) 상부로 전진할 수 있고, 들어 올려진 크로스 빔(124)은 포스트(118)가 한 쌍의 폰툰(120)과 크로스 빔(124) 사이에 형성된 포탈(130) 내로 이동하는 것을 허용하게 된다. 그 시점에서 전방 크로스 빔(124)은 낮춰진 위치로 되돌아갈 수 있고, 선박(110)에 구조 보전(structural integrity)를 제공하기 위해 힌지(30) 반대쪽 단부에서 개별적인 폰툰(120)에 고정될 수 있다. 앞에서와 같이, 베이스(116)는 선박(110) 바로 아래까지 들어 올려져 고정될 수 있고, 그 다음으로 터빈(114)이 고정되어 원하는 배치 사이트까지 운반될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서와 같이, 터빈(114)은 선박(110)이 베이스(116) 상부로 전진하기 전에 베이스(116)에 고정될 수도 있다.

도 4를 참조하면, 터빈 시스템(212)을 배치 사이트로 수송하기 위한 수송 선박의 또 다른 실시예가 도면부호 210으로 표시되어 도시된다. 본 또 다른 실시예에서, 유사한 구성요소는 유사한 도면부호를 부여하였으며, 다른 기재가 없는 한, 유사한 기능을 수행하는 것으로 간주한다.

선박(210)은 후방 크로스 빔(미도시) 및 전방 크로스 빔(224)에 의해 연결된 한 쌍의 폰툰(220)을 포함한다. 선박(210)이 베이스(미도시)의 상향 연장된 포스트(미도시) 위를 통과할 수 있도록 한 쌍의 채널(40)이 적절한 크기와 위치로 크로스 빔(224)에 잘라 내지거나 또는 다른 방법으로 형성된다. 상기 채널(40)은 적당한 인서트 또는 패널(42)에 의해 폐쇄될 수 있거나 폐쇄되지 않을 수 있다. 따라서 선박(210)이 직립 포스트(미도시)를 향해 전진할 때, 패널(42)이 있다면 채널(40)을 노출시키기 위하여 제거된다. 그 다음으로 선박(210)은 포스트가 채널(40)을 통과하여 한 쌍의 폰툰(220)과 크로스 빔 사이에 형성된 포탈(미도시) 내로 배치되도록 전진할 수 있다. 그 다음으로 패널(42)은 크로스 빔(224)의 구조 보전을 향상시키기 위해 다시 끼워질 수 있다.

이전 실시예들에서와 같이, 베이스(미도시)는 선박(210)의 바로 아래까지 윈치로 들어 올려질 수 있고, 수력 터빈(미도시)이 베이스에 고정되어 배치 사이트까지 운반될 수 있다. 본 발명의 방법 및 선박(10, 110, 210)은 수력 터빈 시스템을 배치 사이트까지 수송하기 위해 선박(10, 110, 210)에 탑재하는데 소요되는 시간과 복잡성을 크게 감소시키는 것을 알 수 있을 것이다. 이는 예를 들어 수력 터빈 단지를 조성할 때 요구되는 것처럼 다수의 터빈 시스템을 배치할 때 특히 유용하다.

10, 110, 210: 선박
20, 120, 220: 폰툰
24, 124, 224: 전방 크로스 빔

Claims

수력 터빈 시스템의 베이스에서 적어도 일부가 수면 위로 돌출되도록 상기 베이스를 수역(a body of water)에 배치하는 단계;
선박이 상기 베이스에서 수면 위로 돌출된 부분을 적어도 부분적으로 에워싸도록 상기 선박을 상기 베이스 상부로 전진시키는 단계; 및
상기 베이스를 수송하기 위해 상기 선박에 고정하는 단계를 포함하는 수력 터빈 시스템을 수송하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 수력 터빈 시스템은 상기 베이스 및 상기 베이스에 연결될 수 있는 수력 터빈을 포함하고,
상기 선박을 상기 베이스 상부로 전진시키기 전에 상기 수력 터빈을 상기 베이스에 고정하는 단계를 포함하는 수력 터빈 시스템을 수송하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 수력 터빈 시스템은 상기 베이스 및 상기 베이스에 연결될 수 있는 수력 터빈을 포함하고,
상기 베이스가 상기 선박에 고정된 후 상기 수력 터빈을 상기 베이스에 고정하는 단계를 포함하는 수력 터빈 시스템을 수송하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스를 상기 선박에 고정하는 단계에서,
상기 베이스를 상기 선박을 향해 들어올려 상기 베이스를 상기 선박에 고정하는 것을 특징으로 하는 수력 터빈 시스템을 수송하는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 선박에 상기 베이스에서 상향 돌출된 부분 또는 수력 터빈 위로 들어 올려지거나 들어 올려질 수 있는 구조물(structural portion)을 제공하는 단계를 포함하는 수력 터빈 시스템을 수송하는 방법.
제5항에 있어서,
상기 구조물을 상기 선박이 상기 베이스 상부로 전진하는데 있어 장애물을 형성하는 제1 위치로부터 상기 선박이 상기 베이스 상부로 전진되도록 허용하는 제2 위치까지 들어올리는 단계;
상기 선박을 상기 베이스 상부로 전진시키는 단계; 및
상기 구조물을 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치까지 낮추는 단계를 포함하는 수력 터빈 시스템을 수송하는 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스를 드라이 독(dry dock)에 배치하는 단계; 및
상기 선박을 상기 베이스 상부로 전진시키기 전에 상기 베이스가 부분적으로 잠기도록 상기 드라이 독에 물을 채우는 단계를 포함하는 수력 터빈 시스템을 수송하는 방법.
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수력 터빈 시스템을 배치 사이트(deployment site)로 수송하는 단계;
상기 베이스를 상기 선박 아래로 방출하는 단계; 및
상기 수력 터빈이 아래 쪽으로 포탈(portal)을 통과하도록 허용하는 단계를 포함하는 수력 터빈 시스템을 수송하는 방법.
내부에 포탈(portal)을 구획하는 몸체를 포함하고,
상기 몸체의 적어도 일부는 수력 터빈 시스템의 수력 터빈 또는 베이스의 일부가 상기 몸체 아래로 통과하여 상기 포탈 내에 배치되도록 수선(waterline) 위로 들어 올려지거나 들어 올려질 수 있는 것을 특징으로 하는 수력 터빈 시스템 수송 선박.
제9항에 있어서,
상기 몸체는 상호간에 이격된 상태로 연결되어 그들 사이에 상기 포탈을 구획하는 한 쌍의 선체, 및 상기 한 쌍의 선체 사이에서 연장되어 상기 몸체의 들어 올려지거나 들어 올려질 수 있는 일부를 형성하는 적어도 하나의 크로스 멤버(cross member)를 포함하는 수력 터빈 시스템 수송 선박.
제10항에 있어서,
상기 적어도 하나의 크로스 멤버는 관절식 마운팅(articulated mounting)을 통해 상기 한 쌍의 선체 중 하나에 고정되고, 상기 관절식 마운팅은 상기 크로스 멤버가 상기 포탈을 가로질러 연장되어 반대 측 선체에 연결되는 제1 위치와 선박의 외부로부터 상기 포탈로 접근할 수 있도록 들어 올려진 제2 위치 사이에서 움직이도록 허용하는 것을 특징으로 하는 수력 터빈 시스템 수송 선박.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스가 상기 선박으로부터 방출되거나 내려지고/내려지거나 상기 선박 아래에서 들어 올려져 상기 선박에 결합되는 것을 특징으로 하는 수력 터빈 시스템 수송 선박.
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스는 상기 베이스가 상기 선박 아래에 결합되었을 때 상기 포탈을 통해 상향 돌출되는 서포트(support)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수력 터빈 시스템 수송 선박.
제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 포탈은 상기 서포트에 탑재된 수력 터빈이 상기 포탈을 통해 아래로 통과하도록 허용하는 크기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수력 터빈 시스템 수송 선박.