KR20220013578A

KR20220013578A - 보조 부유 시스템을 이용하는 풍력 터빈 타워의 유지 보수를 위한 방법

Info

Publication number: KR20220013578A
Application number: KR1020217043269A
Authority: KR
Inventors: 가르시아-콘데 호세 살루스티아노 세르나; 아콘 카를로스 가르시아
Original assignee: 에스테이코 에스.에이.
Priority date: 2019-05-31
Filing date: 2020-06-01
Publication date: 2022-02-04
Also published as: US20220227465A1; JP2022534752A; WO2020240068A1; EP3978750A4; ES2796978A1; BR112021023587A2; CN114127415A; EP3978750A1; ES2796978B2

Abstract

본 발명은 해양 구조물(2)의 유지 보수를 위한 방법에 관한 것으로, 그 구조물(2)은 풍력 터빈(20)과 적어도 하나의 본질적으로 수직인 축(4)을 포함한다. 본 방법은 보조 부유 시스템(1)의 사용을 포함하며, 이 보조 부유 시스템은, 해양 구조물(2)을 유지시키는 과정 전체에 걸쳐 반잠수 상태로 유지되는 적어도 하나의 부유 요소(5); 시스템(1)을 부유 구조물(2)에 연결하는 적어도 하나의 연결 구조물(7); 및 접촉 요소(9')와 조임 요소(9)를 포함하고, 접촉 요소 및 조임 요소는 연결 구조물(7)에 고정되며 시스템(1)을 축(4)에 견고하게 연결하도록 되어 있다. 유리하게, 이 견고한 연결에 의해, 해양 구조물(2)의 유지 보수를 위한 작업은, 효율적이고 또한 유지 보수 작업자 및 그 작업에 관여되는 시스템에 안전한 방식으로 수행될 수 있다.

Description

보조 부유 시스템을 이용하는 풍력 터빈 타워의 유지 보수를 위한 방법

본 발명은 주로, 해양 타워의 유지 보수를 위한, 예컨대 근해 풍력 터빈 타워의 유지 보수를 위한 보조 부유 시스템을 사용하는 방법에 관한 것이다. 그러므로, 본 발명의 주 적용 분야는, 환경 친화적인 또는 재생(더 구체적으로는 해양 풍력 에너지) 산업과 함께, 토목 건설 산업, 및 특히 타워 및/또는 기초 건설 및 유지 보수 산업이다.

해양 풍력 에너지 분야에서, 풍력 터빈 유지 보수 작업(통상적으로 "대형 교정" 유지 보수로 알려져 있음)은 큰 경제적 영향 및 중요성을 가지고 있으며, 대략 100 미터 이상의 큰 높이에 위치되는 풍력 터빈의 무거운 구성품을 들어올리거나 내려 보내기 위한 크레인을 필요로 한다.

당분간, 해양 풍력 터빈을 위한 그 "대형 교정" 작업은 거의 잭업(jack-up) 선박을 이용해서만 수행되었으며, 그 잭업 선박은 선박의 선체를 들어올리기 위해 해저에 지지될 수 있는 다리를 구비하는 보트이다. 그러므로, 실제 선박에 포함되어 있는 크레인이 작동할 수 있고 바다의 운동에 거의 영향을 받지 않는다. 그러나, 이들 선박은 매우 부족하고 비싸며 결과적으로 해양 풍력 기지의 유지 보수 비용을 크게 불리하게 한다.

해양 건설에서 크레인을 작동시키기 위한 당업계에 알려져 있는 훨씬 더 비용 효과적인 방안은, 바지(barge) 또는 폰툰(pontoon)에서 통상적인 육지 크레인의 사용에 기반하는 방안이다. 그러나, 이 선택안은 해양 풍력 터빈의 경우에는 가능하지 않다. 작업 높이가 매우 높기 때문에, 크레인을 지지하는 바지의 운동은 풍력 터빈의 어떤 높이에서 작동해야 하는 붐의 단부에서 배가되는데, 이는 심지어 바다의 상태에 관한 매우 호의적인 조건에서도 크레인의 작동을 실행 불가능하게 만든다. 앞에서 언급된 문제는 풍력 터빈의 지지 구조물이 고정되어 있지 않고 오히려 부유할 때 훨씬 더 크게 된다.

본 발명은 신규한 보조 부유 시스템 및 대응하는 그의 대응하는 사용 방법을 이용하여, 해양 구조물의 유지 보수를 위한 작업 동안에 공지된 시스템의 이들 한계와 단점을 극복하기 위한 것이며, 그 신규한 보조 부유 시스템 및 대응하는 그의 대응하는 사용 방법은 유지 보수 크레인을 지지하는 부유 요소와 유지 보수가 수행될 풍력 터빈을 지지하는 해양 구조물 사이의 상대 운동을 상쇄시킬 수 있다.

전술한 종래 기술의 단점을 극복하기 위해, 본 발명의 목적은, 풍력 터빈 타워와 같은 해양 구조물의 유지 보수를 위한 보조 부유 시스템의 사용 방법을 제공하는 것이며, 그 해양 구조물은 부유하거나 그렇지 않으며, 그 시스템은 언급된 유지 보수 작업이 공지된 시스템에 대해 최적화될 수 있게 해준다.

위의 목적은, 해양 구조물에 지지되는 풍력 터빈의 유지 보수를 위한 방법으로 달성되며, 그 해양 구조물은 부유하거나 해저에 고정될 수 있고, 축 및/또는 기초를 포함한다. 본 발명은 바람직하게는 크레인 작업으로 큰 높이에서 구성품에 대한 유지 보수를 위한 작업에 특히 적합하다. 본 발명은 또한 공지된 바지 또는 부유 크레인 시스템의 운동 자유가 단점이 되거나 심지어 권유될 수 없는 작업에서, 예컨대 풍력 터빈의 유지 보수를 위한 작업의 경우에 그 공지된 바지 또는 부유 크레인 시스템의 한계를 극복할 수 있다.

유리하게, 본 발명의 방법은 보조 부유 시스템의 사용을 포함하며, 이 보조 부유 시스템은,

- 하나 이상의 부유 요소;

- 부유 요소 중의 적어도 하나에 위치되는 적어도 하나의 크레인;

- 풍력 터빈 및/또는 해양 구조물의 구성품의 보관 및/또는 수리를 위한 적어도 하나의 작업 영역;

- 해양 구조물에의 연결을 위한 적어도 하나의 연결 구조물을 포함하고,

연결 구조물은,

- 해양 구조물, 바람직하게는 축 또는 타워의 요소를 둘러싸면서 폐쇄되기에 적합한 관절 연결식 폐쇄 링(하지만, 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 기초의 다른 요소 상에 폐쇄될 수도 있음);

- 연결 구조물과 해양 구조물 사이의 복수의 접촉 요소(바람직한 실시 형태에서, 적어도 3개의 접촉 요소는 더 높은 레벨에 배치되고 적어도 3개의 다른 접촉 요소는 더 낮은 레벨에 배치되며, 그래서 위쪽 레벨의 요소의 반작용과 아래쪽 레벨의 요소의 반작용 사이에 토크가 발생되며, 그리하여, 연결 구조물과 이것이 연결되는 해양 구조물의 요소 사이의 운동의 전달이 촉진됨); 및

- 접촉 요소의 위치가 조절될 수 있게 해주고, 그 접촉 요소를 통해 조임력을 해양 구조물에 가하기에 적합한 하나 이상의 조임 요소

를 포함한다.

바람직하게는, 해양 구조물에의 연결을 위한 연결 구조물은 적어도 3개의 구성, 즉

- 폐쇄 링이 개방되는 개방 구성;

- 폐쇄 링이 폐쇄되는 폐쇄 구성; 및

- 폐쇄 링이 폐쇄되고, 조임 요소가 조임력을 해양 구조물에 가하면서 배치되는 조임 구성

을 취할 수 있고,

추가적으로, 본 발명의 방법은 다음과 같은 단계, 즉

a) 보조 부유 시스템을 부유 상태로 해양 구조물의 위치로 운반시키는 단계;

b) 연결 구조물이 개방 구성으로 있는 상태에서 보조 부유 시스템을 해양 구조물에 접근시키는 단계;

c) 폐쇄 링이 해양 구조물의 요소를 완전히 둘러싸도록 연결 구조물을 폐쇄 구성으로 배치하는 단계;

d) 해양 구조물과 보조 부유 시스템이 6개의 운동 자유도(융기, 서지(surge), 흔들림, 요(yaw), 피치 및 롤)로 견고하게 연결되도록 연결 구조물을 조임 구성으로 배치하기 위해 조임 요소에 제어 방식으로 작용하는 단계;

e) 크레인을 사용하여 풍력 터빈 및/또는 해양 구조물에 대한 유지 보수 작업을 수행하는 단계;

f) 풍력 터빈 및/또는 해양 구조물의 구성품을 보관 및/또는 수리하기 위해 보조 부유 시스템의 작업 영역을 사용하는 단계; 및

g) 해양 구조물로부터 보조 부유 시스템을 분리시켜 연결 구조물을 개방 구성으로 배치하는 단계

를 기술적으로 가능한 임의의 순서로 수행하는 것을 포함한다.

본 발명의 방법의 바람직한 실시 형태에서, 보조 부유 시스템은 서로에 그리고/또는 연결 구조물에 연결되는 복수의 부유 요소를 포함한다.

본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 보조 부유 시스템은 바지(barge) 형태의 단일 부유 요소를 포함하며, 이에는 크레인과 작업 영역 둘 모두가 배치되며, 바지는 단일 본체 또는 서로에 연결되는 여러 개의 모듈의 부착으로 형성된다. 이 두 번째의 경우에, 바지는 임시 모듈로 형성될 수 있으며, 이 임시 모듈은, 요구되는 면적을 갖는 바지를 완성하기 위해 연결 구조물을 포함하도록 특별히 설계되며, 이에는 통상적인 또는 상용화된 바지 모듈이 연결된다. 그리하여, 시스템을 위한 특정 요소의 수가 최소화됨에 따라 비용 경제성이 얻어지며, 당업계에 알려져 있는 바지를 위한 표준 모듈의 보충적인 사용이 허용된다.

본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 크레인은 신축자재식(telescopic) 및/또는 접이식 크레인이고, 크레인은 단계 d) 후에 전개되고 단계 g) 전에 다시 접히게 된다. 이러한 가능성은, 부유 시스템이 부유해 있고 풀릴 때(즉, 해양 구조물에 연결되어 있지 않을 때) 부유 시스템의 안정성을 촉진 및/또는 증가시키기 때문에 유리하다.

본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 작업 영역은 적어도 부분적으로 크레인의 최소 작용 반경 보다 큰 거리로 크레인으로부터 떨어져 위치된다. 크레인의 작용 반경은, 너무 멀리 떨어져 있는 경우 뿐만 아니라, 너무 가깝다면(이 두번째 경우는 어떤 구성에서 처럼 가장 제한적인 경우이며, 크레인은 크레인에 너무 가까운 요소로 작동할 수 없음) 제한을 두며, 이에 의해 바지에 대한 최소 치수가 주어진다. 이로 인해 바지가 매우 크게 되는 것을 방지하기 위해(그러한 바지의 운동은 피하기가 더 어려움), 본 발명은 "자유로운" 작업 영역의 사용을 고려하며, 이는 예컨대 헬리콥터 발착장이 선박 또는 근해 구조물에서 가질 수 있는 구성과 유사한 구성을 가지며, 이는 결과적으로 바지 및 그의 수선면의 크기를 증가시킴이 없이 크레인으로부터 멀어지게 움직일 수 있다. 작업 영역은 부유 요소에 대해 적어도 부분적으로 자유롭고, 그래서 작업 영역의 영역 중의 적어도 일부분은 부유 요소의 갑판에 위치되지 않는다. 자유로운 플랫폼의 이점은, 이 자유로운 플랫폼의 사용으로, 결과적으로 부유 요소의 영역을 불필요하게 증가시킴이 없이 크레인의 작업 영역이 그의 최소 작업 반경 밖에 있도록 그 작업 영역을 멀어지게 이동시킬 수 있다는 것이다. 그 영역을 제한함으로써, 전체 시스템과 해양 구조물 사이의 연결 동안에 그 전체 시스템과 해양 구조물 자체에 대한 스트레스가 제한될 수 있다.

본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 단계 a) 및/또는 b)는 보조 부유 시스템을 견인하여 수행되며, 이로써 보조 시스템의 비용을 줄일 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 보조 부유 시스템은 자기 추진될 수 있으며, 이 경우에는 보조 부유 시스템의 작동을 위해 예인선을 사용할 필요가 없다.

본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 부유 요소는 수력학적 감쇠 판을 포함한다. 이 감쇠 판의 이점은, 주로, 특히 연결 및 분리 단계 b), c) 및 g) 동안에 부유 운동을 제한할 수 있다는 것이다.

본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 부유 요소는 중심 또는 편심 방식으로 밸러스팅(ballasting)될 수 있다. 편심 밸러스팅의 이점은 본질적으로, 크레인이 편심적인 방식으로 배치되는 바람직한 경우에 그 크레인의 중량을 상쇄시키는 것이며, 이로써, 연결 구조물과의 간섭의 방지가 용이하게 되며 또한 크레인의 작업 영역이 크레인의 최소 작업 반경 밖에 있도록 그 작업 영역을 멀어지게 적절히 이동시킬 수 있다. 편심 밸러스트 시스템은 연결 구조물의 존재와 같은 다른 편심 중량체의 존재를 상쇄시킬 수 있다.

본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 본 방법은,

단계 d) 후에, 조수(tide)의 상승을 상쇄시키기 위해 적어도 하나의 부유 요소를 밸러스팅하고 그리고/또는 조수의 하강을 상쇄시키기 위해 적어도 하나의 부유 요소를 언밸러스팅하는 단계 j)를 포함한다. 그리하여, 연결 구조물과 해양 구조물의 견고한 연결을 유지하기 위해 연결 구조물을 통해 전달되어야 할 힘이 감소된다. 이러한 이점은 고정식 해양 구조물의 경우에만 해당되고, 부유 구조물에는 해당되지 않는데, 왜냐하면, 유지 보수가 수행될 해양 구조물이 부유하고 있다면, 조수는 해양 구조물과 보조 부유 시스템에 동등하게 영향을 미치기 때문이다. 대안적으로, 크레인이 단계 e)에서 작동하고 있는 중에만 연결 구조물은 융기 동안에 조임 구성으로 유지될 수 있고 또한 견고하게 연결될 수 있다. 반대로, 크레인이 작동하고 있지 않을 때, 연결 구조물은 융기 동안에 조임력을 느슨하게 하여 운동을 자유롭게 하고, 그래서 조수의 변화에 적응하도록 융기 동안에 보조 부유 시스템과 해양 구조물 사이의 상대 운동이 허용된다.

본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 보조 부유 시스템의 프리보드(freeboard)는 조수 범위와 적합하고, 그래서, 보조 부유 시스템이 고정식 해양 구조물에 연결된 상태로 있는 동안에, 조수의 변화는 프리보드를 10 cm 미만으로 감소시키지 않는다.

본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 보조 부유 시스템은 시스템과 해양 구조물 사이에서 하나 이상의 접근 또는 고정 케이블을 구비하고, 케이블의 길이는 접근 단계 b) 동안에 조절된다. 이들 케이블은 통상적으로 윈치로 작동될 것이며, 이로써, 보조 부유 시스템을 해양 구조물에 접근시키는 작업 동안에 더 큰 제어가 가능하다는 이점이 얻어진다. 바람직한 실시 형태에서, 케이블은 한 단부에서 해양 구조물에 고정되며, 그의 길이는 보조 부유 시스템으로부터 윈치에 의해 조절된다. 케이블은 또한 예컨대 해양 구조물의 축을 부분적으로 둘러싸고, 보조 부유 시스템에 고정되는 양 단부를 갖는다.

본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 폐쇄 링은 보트 랜딩 구조를 포함하는 해양 구조물의 일 영역에 연결되기에 충분한 내부 공간을 유지한다. 그리하여, 시스템을 해양 구조물에 연결하거나 그로부터 분리하는 작업 동안에 보트 랜딩과 간섭이 일어나는 것이 방지된다.

본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 조임 요소는,

- 레버가 회전할 수 있는 관절 연결 점에서 고정되는 레버;

- 레버의 일 점에 연결되는 접촉 요소; 및

- 레버의 다른 점에 연결되는 연장 가능한 그리고/또는 접이식 유압 실린더를 포함하고,

유압 실린더를 작동시켜 그 유압 실린더를 연장시키고 그리고/또는 접어, 레버가 회전되고, 그리하여 접촉 요소에 의해 가해지는 위치 및/또는 힘이 조절된다.

본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 유압 실린더의 작용선과 관절 연결 점 사이의 거리는 접촉 요소의 작용선과 관절 연결 점 사이의 거리 보다 크며, 그래서 레버 효과에 의해, 유압 실린더의 힘(F)은 F 보다 큰 힘(F')을 접촉 요소에 발생시킨다.

본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 본 방법은,

단계 c) 전에, 해양 구조물이 보조 부유 시스템에 의해 그 해양 구조물에 도입될 수 있는 힘을 접촉 요소를 통해 견딜 수 있도록, 연결 구조물이 연결되는 해양 구조물의 요소에 보강 수단을 가하는 단계 k)를 포함한다.

그러므로, 시스템은 시스템의 사용을 위해 사전에 설계된 해양 구조물 뿐만 아니라, 그 시스템의 사용을 위해 사전에 설계되지 않고 보조 부유 시스템의 연결 구조물이 전달할 수 있는 힘을 견디도록 적절히 보강된 구조물에도 적용 가능하다.

다른 바람직한 실시 형태에서, 해양 구조물은 모노파일 구조물이고, 보강 수단은 모노파일의 내부가 콘크리트로 완전히 또는 부분적으로 충전하는 것을 포함한다. 이 충전은 바람직하게는 해양 구조물과 접촉 요소의 지지 영역에서 수행되고, 연결 구조물의 접촉 요소의 두 레벨과 일치하는 두 레벨에서 모노파일 내부의 완전한 또는 환형 충전일 수 있다. 모노파일과 풍력 터빈 타워 사이의 천이부를 갖는 모노파일의 경우에, 보강 수단은 유사한 방식으로 천이부에 적용될 수 있다. 이러한 종류의 보강은, 타워에 대한 접근 도어 또는 다른 적절한 통로를 통해 콘크리트를 단순히 모노파일 또는 천이부 안으로 주입하여, 보조 부유 시스템의 연결을 위해 제공되는 영역에서 매우 튼튼한 보강을 간단하고 비용 효과적인 방식으로 발생시킴으로써, 이미 존재하는 구조물에서 실행하기가 매우 쉽다는 이점을 갖는다. 다른 실시 형태에서, 당업계에 알려져 있는 다른 보강 수단(금속 또는 다른 종류일 수 있음)이, 결과적으로 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 사용될 수 있다.

본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 보조 부유 시스템은, 조임 요소의 조임력 및/또는 위치를 제어 및/또는 모니터링하기 위한 수단; 및/또는 폐쇄 링을 개방하고 폐쇄하기 위한 수단을 포함한다. 링을 개방하고 폐쇄하기 위한 수단은, 예컨대, 한 단부가 링의 중심 부분에 고정되고 다른 단부는 그 링의 측방 부분에 고정되는 유압 액츄에이터를 포함할 수 있고, 그래서, 유압 액츄에이터는, 연장되면, 링을 점진적으로 폐쇄하기 위해 측방 부분을 밀고, 안으로 끌어 당겨지면, 링을 개방하기 위해 반대의 효과를 발생시킨다.

본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 보조 부유 시스템은 능동 조임 요소와 피동 요소의 조합을 포함한다. 본 발명의 범위에서, 피동 요소는 조임 수단이 없는 접촉 요소로 이해되는데, 하지만 피동 요소는 반작용으로 피동적인 방식으로 해양 구조물에 힘을 가하게 된다. 능동 요소의 사용은 연결 구조물의 조임력을 조절할 수 있기 위해 필수적이지만, 일부 피동 요소와의 조합은 필요한 능동 요소의 수를 줄일 수 있고 또한 결과적으로 시스템의 비용도 줄일 수 있다.

본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 접촉 요소는 해양 구조물과 접촉하는 지지 판을 포함하고, 이 지지 판의 마찰 계수는 3% 보다 크며, 그래서 접촉 요소를 해양 구조물에 조일 때, 해양 구조물과 보조 부유 시스템 사이의 견고한 연결을 발생시키는 데에 기여하는 마찰력이 발생된다. 특히, 폐쇄 링이 해양 구조물의 축 또는 그 해양 구조물의 다른 수직 요소를 둘러싸는 경우, 그 마찰은, 수직력을 전달하고 융기 동안에 견고한 연결을 가능하게 하는 데에 유리할 것이다. 그러므로, 크레인이 작동하고 있는 방법의 단계 e) 동안에, 조임 요소를 이용하여, 접촉 요소와 해양 구조물 사이에 높은 힘이 가해지고, 그래서, 상대 수직 운동을 방지하기에 충분한 마찰력이 발생된다. 반대로, 크레인이 작동하고 있지 않을 때, 그 힘은 감소되거나 완화될 수 있고, 그래서 마찰력이 감소되고 상대 수직 운동이 가능하게 되어 조수에 적응할 수 있다(이는 고정식 해양 구조물에만 해당되고, 부유 해양 구조물에서는 필요하지 않은데, 왜냐하면, 조수는 해양 구조물과 보조 부유 시스템에 동등하게 영향을 미치기 때문이다).

본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 보조 부유 시스템의 폐쇄 링은 가드(guard)를 포함하고, 이 가드의 위치는, 단계 b) 및/또는 c) 동안에, 접촉 요소가 해양 구조물에 접촉하기 전에 가드가 해양 구조물에 접촉하도록 정해져 있다. 이와 관련하여, 그 가드는 예컨대 두 선박 사이의 또는 선박과 고정된 요소 사이의 충돌을 감쇠시키기 위한 가요성 요소로 이해된다.

본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 크레인은 무한궤도 또는 바퀴를 갖는 이동식 육지 크레인이고, 이 크레인은 적어도 하나의 부유 요소에 지지된다. 일반적으로 해양 풍력 터빈의 유지 보수에 사용되는 해양 크레인 대신에 육지 크레인을 사용할 수 있으므로 해서, 상당한 비용 경제성이 나타난다.

본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시 형태에서, 크레인은, 적어도 하나의 붐(boom), 카운터웨이트, 및 크레인을 작동시키기 위한 장비를 포함하는 상측 본체; 바퀴 및/또는 무한궤도로 크레인을 이동시키기 위한 수단을 포함하는 하측 본체를 포함하는 이동식 육지 크레인이며, 보조 부유 시스템은 크레인의 상측 본체만 포함한다. 그리하여 크레인의 중량이 감소된다. 더욱이, 본 발명의 방법 동안에 크레인이 움직일 필요가 없다면, 하측 본체는 없어도 된다. 이 실시 형태에서, 보조 부유 시스템은 크레인의 상측 본체의 연결을 위한 앵커링 수단을 포함해야 한다.

전술한 그리고 다른 특징과 이점은 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 상세한 설명 및 바람직한 실시 형태로부터 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 해양 구조물과 함께 보조 부유 시스템의 상면도를 도시한다.
도 2a-2b는 본 발명의 보조 부유 시스템의 조임 요소의 2개의 상세도를 나타내며, 도 2a에서 그 조임 요소는 아직 해양 구조물에 고정되어 있지 않고 다른 도 2b에서는 해양 구조물에 고정되어 있으며, 부유 시스템은 해양 구조물에 견고하게 고정되어 있다.
도 3a-3b는 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 개방 위치(도 3a)와 폐쇄 위치(도 3b)에 있는 본 발명의 시스템의 폐쇄 링의 상이한 도를 나타낸다.
도 4는 신축자재식 풍력 터빈 타워의 유지 보수에 적용되는 본 발명의 시스템의 제 1 바람직한 실시 형태를 나타낸다.
도 5-7은 본 발명의 제 2 바람직한 실시 형태의 상이한 도를 도시하고, 그의 부유 요소는 바지의 형태로 구성되어 있다.
도 8은 본 발명의 제 3 바람직한 실시 형태를 나타내며, 해양 구조물은 모노파일 구조물이고, 바람직하게는, 그 모노파일의 내부의 완전한 또는 부분적인 충전에서 보강 수단을 포함한다.
도 9-10은 도 5-7에 대응하는 본 발명의 시스템의 제 2 바람직한 실시 형태의 상이한 도를 도시하고, 그 시스템의 부유 요소는 바지의 형태로 구성되어 있다.

여기서 도 1 - 10에 근거하여 본 발명의 상이한 바람직한 실시 형태를 참조하는 본 발명의 상세한 설명이 아래에 주어져 있다. 그 설명은 청구된 발명을 예시하기 위해 제공되며 그 발명을 한정하지 않는다.

도 1은 풍력 터빈(20)을 지지하는 해양 구조물(2)과 함께 본 발명의 보조 부유 시스템(1)의 상면도(평면도)를 도시하며, 그 해양 구조물(2)은 기초(3)와 타워 또는 축(4)을 포함한다. 이 실시 형태에서, 보조 부유 시스템(1)은 적어도 하나의 부유 요소(5)(즉, 도 1의 예에서는 그 요소(5) 중의 3개가 나타나 있음)를 포함한다. 보조 부유 시스템(1)은 바람직하게는 해양 구조물의 유지 보수를 위한 작업 동안에 그 해양 구조물(2)에 연결된다(하지만, 본 발명의 어떤 특정한 실시 형태에서는 다른 방법에서 그의 사용(예컨대, 해양 구조물(1)의 설치 또는 그의 결정된 근해 위치로의 운반)도 가능함).

시스템(1)의 부유 요소(5)는 연결 요소(6)(예컨대, 트러스 또는 격자 지브)에 의해 연결 구조물(7)에 연결되며, 이 연결 구조물은 예컨대 축(4) 주위에 배치되어 바람직하게는 해양 구조물(2)의 적어도 하나의 요소를 둘러싸도록 되어 있어, 연결 구조물(7)과의 접촉 지점 또는 영역은 해양 구조물(2)에 대한 견고한 고정을 위한 수단을 제공하며, 그래서 부유 시스템(1)은 언급된 작업 동안에 그의 위치를 유지한다. 바람직하게는, 연결 구조물(7)은 축(4) 주위의 폐쇄 링(8)을 형성하고, 이 링은 원형일 수 있거나 다른 폐쇄형의 기하학적 구조를 가질 수 있으며 예컨대 만곡되어 있거나 다각형일 수 있다.

연결 구조물(7)과 해양 구조물(2) 사이의 접촉 지점 또는 영역과 관련하여, 본 발명의 시스템은 하나 이상의 조임 요(9)를 구비하며, 이 접촉 및 조임 요소는 연결 구조물(7)에 고정되고 바람직하게는 폐쇄 링(8)을 따라 배치될 수 있다. 조임 요소(9)는 바람직하게는 예컨대 유압 실린더와 같은 능동 액츄에이터를 포함하고, 시스템(1)이 연결 구조물(7)에 의해 해양 구조물(2)에 연결되면, 그 액츄에이터는 조임력이 해양 구조물에 발생될 수 있게 하고 그리하여 시스템(1)의 위치가 해양 구조물(2)과 견고하게 또는 준(quasi) 견고하게 고정될 수 있게 해준다. 연결 구조물(7)과 해양 구조물(2) 사이의 견고한 부착에 의해 양 구조물 사이의 상대 운동이 제거되거나 충분히 제한될 수 있다. 이와 관련하여, 재료의 탄성 변형과 같은 어떤 점은 작은 상대 운동을 야기할 수 있지만 이는 결과적으로 본 발명의 범위에서 벗어나지 않음을 이해해야 한다. 어떤 경우에도, 연결 구조물(7)과 해양 구조물(2) 사이의 견고한 부착은 항상 상대 병진 운동이 50 cm 미만으로 제한될 수 있게 해주고 또한 상대 회전 운동은 롤 또는 피치시에 2도 미만으로 그리고 요(yaw)시에는 5도 미만으로 제한될 수 있게 해준다.

바닥 고정 기초(3)에서, 해양 구조물(2)의 운동은 실질적으로 없고, 그래서, 연결이 견고하거나 준 견고하다는 것은, 해양 구조물(2)과 연결 구조물(7) 둘 모두에 대해 그 운동이 실제로 없는 것으로 해석된다. 그러나, 부유 해양 구조물(2)에서는 이것이 일어나지 않는데, 일반적으로 부유 해양 구조물에서는 운동이 있기 때문이다. 이 경우에, 준 견고한 또한 견고한 연결은, 실제로 해양 구조물(2)과 연결 구조물(7) 사이에 상대 운동이 없는 것으로 이해될 것이다.

조임 요소(9)는 전형적으로 능동 요소, 예컨대, 전기 기계적, 유압, 공압 또는 유사한 시스템으로 전개될 수 있는 아암을 포함하고, 이는 접촉 요소(9')의 위치가 해양 구조물에 접촉할 때까지 조절되어 그 해양 구조물(2)에 접근할 수 있게 해준다. 그리하여 조임 요소(9)는, 폐쇄 링(8)에 대한 상대 위치를 변하지 않게 유지시키면서, 부유 시스템(1)에 대한 해양 구조물(2)의 운동을 제한하거나 억제하는 스탑으로 구성된 피동 요소를 또한 포함할 수 있다.

선택적으로, 본 발명의 시스템(1)은, 조임 요소(9)가 해양 구조물(2)에 완전히 고정되기 전의 단계 동안에 사용되기에 적합한 접촉 요소(9')를 또한 포함할 수 있다. 그 접촉 요소(9')는 조임 요소(9) 자체에 포함될 수 있거나 그렇지 않을 수 있으며, 바람직하게 축(4)과의 자유로운 슬라이딩 접촉을 제공하기에 적합하다. 그리하여 접촉 요소(9')는 조임 요소(9)가 해양 구조물(2)에 견고하게 부착되기 전의 단계에서 축(4)과 보조 부유 시스템(1) 사이의 상대 수직 운동을 가능하게 해준다. 그리하여, 연결 구조물(7)은, 접촉 요소(9')에 의해, 해양 구조물(2)의 수평 위치의 변화를 억제하는 물리적 스탑을 제공하며, 또한 그 구조물이 지속할 수 있는 가능한 경사(예컨대, 바람, 파도 등으로 인한)를 제한하고 또한 바람직하게 슬라이딩하는 접촉자(실질적으로 수직인 축선을 따른 구조물의 자유로운 운동을 허용함)로 구조물(2)이 그의 안정성을 유지하는 것을 도와 준다. 해양 구조물(2)의 언급된 자유로운 운동은 슬라이딩, 롤링, 무한궤도로, 또는 축(4)의 표면을 가로지르는 접촉 요소(9') 사이의 독립적인 충분한 자유로운 상대 운동을 허용하는 공지된 기술로 수행될 수 있다.

그러므로 접촉 요소(9')는, 상대 수평 운동(바람직하게는 1 m 미만), 롤 및/또는 피치 동안의 상대 회전(바람직하게는 10도 미만) 및 요(yaw) 동안의 상대 회전(바람직하게는 20도 미만)인지에 관계 없이, 보조 부유 시스템(1)과 축(4) 사이의 다른 상대 운동을 억제하며 그리고/또는 제한한다.

그러나, 본 발명의 신규한 방식으로, 조임 요소(9)가 유지 보수 작업 동안에 해양 구조물(2)과 부유 시스템(1) 사이의 상대 수직 운동을 억제하거나 제한하는 임무를 맡고 있다.

마찬가지로, 해양 구조물(2)이 보트 랜딩부를 갖는 본 발명의 실시 형태에서, 폐쇄 링(8)의 기하학적 구조에 의해, 그 보트 랜딩부와의 간섭이 방지될 수 있다. 그러므로, 그 기하학적 구조는 해양 구조물에 시스템(1)을 고정시켜 유지 보수 작업을 개선하는 것을 좋게 해주기 위해 해양 구조물(2)의 형상 특성에 적합하게 될 수 있다.

도 2a-2b는 조임 요소(9)의 가능한 실시 형태를 나타내며, 이 조임 요소는 레버(10)에 연결되는 적어도 하나의 접촉 요소(9')를 포함하고, 레버는 유압 실린더(11)에 의해 작동될 수 있다. 이 실시 형태에서, 연결 구조물(7)이 축(4) 상에 폐쇄되면, 레버(10)는 축(4)에 접촉할 때까지 작동되며, 부유 시스템(1)이 해양 구조물(2)에 견고하게 연결될 때까지 레버(10)의 언급된 작동과 전개를 유지시킨다. 이 예에서, 모든 조임 요소(9)는 능동 구성(유압 실린더(11)를 통해 상호 반대의 힘을 가하는 레버(10)의 형태임)을 취할 수 있고, 또는 레버(10)와 피동 요소의 조합이 사용될 수 있으며, 그 레버(10)는 축(4)을 통해 피동 요소에 힘을 가할 것이다. 본 발명의 상이한 실시 형태에서 레버(10)의 작동은 원 위치에서 또는 원격 제어 수단을 통해 수행될 수 있다. 마찬가지로, 레버(10)와 유압 실린더(11) 사이의 연결은 하나 이상의 관절 연결 점(14)에 의해 이루어질 수 있다.

본 발명의 가능한 실시 형태에서, 적어도 3개의 접촉 요소(9')가 연결 구조물(7)에서 제 1 높이에 사용되며, 적어도 3개의 접촉 요소(9')는 연결 구조물(7)에서 제 2 높이에 사용된다. 그리하여 폐쇄 링(8)은 2개의 지지 레벨을 가지고 구성되며, 이는 해양 구조물(2)과 보조 부유 시스템(1) 사이의 상대 경사에 의해 생기는 운동을 흡수할 수 있는 능력을 개선한다. 마찬가지로, 링(8)은 핀, 상호 협력하는 부착물, 전기 기계적 시스템 또는 다른 공지된 수단을 통해 해양 구조물(2) 주위의 그의 위치를 폐쇄하거나 유지하기 위한 상이한 기구를 가질 수 있다.

도 3a-3b의 예에서, 연결 구조물(7)은 금속 격자 구조물로 형성된다. 더욱이, 그 연결 구조물(7)은 해양 구조물(2)에 대한 그의 배치 및/또는 제거를 용이하게 해주는 개방 및/또는 폐쇄 서브 시스템(도에는 나타나 있지 않음), 및 해양 구조물(2)에서 시스템(1)을 접고 그리고/또는 전개하기 위한 선택적인 하나 이상의 액츄에이터를 포함한다. 그 액츄에이터는 원격으로 작동되거나 그렇지 않을 수 있고, 상이한 실시 형태에서, 액츄에이터는 길어지거나 짧아질 때 힘을 가할 수 있는 유압 신축자재식 실린더를 포함할 수 있다. 대안적으로, 액츄에이터는 로프, 윈치 등으로 작동되는 로프를 끌어당기는 당업계에 알려져 있는 다른 종류의 수단, 예컨대, 기계적, 공압 또는 유압 액츄에이터를 또한 포함할 수 있다. 링(8)을 개방하고 폐쇄하기 위한 수단은, 예컨대, 링(8)의 중심부에 고정되는 한 단부 및 그의 측방 부분에 고정되는 다른 단부를 갖는 유압 액츄에이터로 이루어질 수 있고, 그래서, 연장될 때, 액츄에이터는 링(8)을 폐쇄하기 위해 측방 부분을 밀고 안으로 끌어 당겨지면 링을 개방하기 위해 반대의 효과를 발생시킨다.

도 3a는 개방 구성으로 있는 폐쇄 링(8)의 상면도 또는 평면도를 나타낸다. 폐쇄 링은 중심 부분 및 2개의 측방 부분을 가지며, 측방 부분은 각각의 관절 연결 점에서 중심 부분에 연결된다. 도 3b에 나타나 있는 바와 같이, 관절 연결 점에서 측방 부분을 회전시키면, 링은 폐쇄 구성으로 배치될 수 있다.

언급한 바와 같이, 연결 구조물(7)은 바람직하게 모듈형이거나 조절 가능하여, 해양 구조물(2)을 사전에 변경하거나 추가적인 수단 또는 하부 구조물을 제공할 필요 없이, 상이한 치수 및/또는 특성의 해양 구조물(2) 및/또는 축(4)에 적합하게 될 수 있다. 예컨대, 연결 구조물의 길이를 조절하고 그래서 연결 구조물과 축(4) 사이의 거리를 조절하여 축(4) 자체를 변경해야 하는 것을 방지하기 위해 모듈이 연결 구조물(7)의 격자 지브에 추가되거나 그로부터 제거될 수 있다. 대안적으로 또는 보충적으로, 조임 요소(9) 및/또는 접촉 요소(9')의 위치 및/또는 치수가 변화 또는 조절될 수 있어, 상이한 직경의 축(4) 또는 가변적인 직경 또는 상이한 단면(예컨대, 육각형 또는 원형) 및 상이한 치수(예컨대, 상이한 변심 거리 또는 직경)의 축(4)을 갖는 해양 구조물(2)의 유지 보수에 사용될 수 있다.

도 1 및 도 4의 프로파일도에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 시스템(1)의 바람직한 실시 형태에서, 이 시스템은 바람직하게는 그 시스템의 작업 영역(13)에 배치되는 유지 보수 작업 크레인(12)을 포함하고, 그의 위치는 부유 요소(5) 자체에 있거나 그 목적으로 설치된 부속 구조물에 있을 수 있다. 작업 영역(13)은 마찬가지로 그리고 바람직하게는 해양 구조물(2)의 구성품(예컨대, 터빈의 구성품 또는 풍력 터빈(20)의 블레이드의 구성품)의 보관 및/또는 수리에 사용될 것이다(예컨대, 본 발명의 상이한 실시 형태에서, 그 작업 영역(13)은 부유 요소(5)에 대해 상승된 영역 및/또는 자유로운 영역일 수 있다.

바람직하게는, 해양 크레인 보다 더 비용 효과적인 육지 크레인(통상적으로 육지에서 건설 작업에 사용되는 이동식 상용 크레인 또는 무한 궤도 크레인으로 이해됨)이 사용될 수 있고, 이는, 예컨대 풍력 터빈(20)의 유지 보수를 위한 작업시에 일어는 것처럼, 해양 구조물(2)에 대한 부유 시스템(1)의 견고한 연결이 심지어 큰 높이에서의 작업을 위해 유지 보수 작업 동안에 시스템의 운동을 제한하고 또한 크레인의 작동을 용이하게 해준다는 사실의 결과로 가능하다. 상이한 실시 형태에서, 크레인(12)은 접이식 및/또는 신축자재식 크레인일 수 있고, 부유 시스템(1)과 해양 구조물(2) 사이의 견고한 연결(도 5) 전의 단계에서 바람직하게 접힌 상태로 유지될 것이다. 일단 그 연결이 수행되었으면, 언급된 크레인이 안전한 방식으로 전개될 수 있고, 그리하여 어떤 높이에서의 유지 보수 일이 안전한 방식으로 수행될 수 있다.

도 5-7은 본 발명의 제 2 바람직한 실시 형태를 나타내는데, 여기서, 보조 부유 시스템(1)의 부유 시스템(5)은 바지(barge) 형태의 단일 지지 블럭을 통합하고 있고, 크레인(12)과 작업 영역(13) 둘 모두가 배치되어 있다. 도 5 및 6은 크레인(12)이 접혀 있는 신축자재식 붐을 갖는 상황의 입면도와 평면도를 나타낸다. 이 상황은 보조 부유 시스템(1)이 해양 구조물(2)로부터 독립적으로 그리고 분리되어 부유하는 단계에 바람직하다(예컨대, 단계 a)에서). 이 단계 동안에, 크레인(12)의 붐과 훅크는, 떠 있을 때 보조 부유 시스템(1)의 운동의 가능한 영향을 완화시키기 위해 그 보조 부유 시스템(1)의 고정된 요소에 고정되는 임시 요소를 가질 수 있다.

마찬가지로, 본 발명의 상이한 실시 형태에서, 부유 요소(5)는 파도에 의한 바람직하지 않은 운동을 줄이고 감쇠시키기 위해 수력학적 감쇠 판, 예컨대 히브(heave) 판을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 시스템(1)의 언급된 부유 요소(5)는 그의 부력을 제어하기 위한 추가적인 수단을 제공하고 또한 결과적으로 해양 구조물(2)의 안정성을 제공하기 위해 밸러스팅될 수 있다. 그리하여 부유 요소(5)는 부유 요소(5)의 내부와 이것이 부유하는 물 사이의 물 유동을 허용 및/또는 제어하기 위해 그의 수중체(즉, 물과 접촉하면서 잠수되는 부유체의 일부분)에 위치되는 하나 이상의 밸러스팅 조절 수단을 포함할 수 있다. 이로써, 그의 거동이 조절될 수 있고, 해양 구조물(2)에 운반되는 단계에서 어셈블리의 감쇠 및 고유 진동수가 변경될 수 있다. 그리고 유지 보수 작업 동안에, 그것은 부유 시스템(1)과 해양 구조물(2) 어셈블리에 대한 조수(tide)의 영향을 제한한다. 이 능력은, 시스템(1)이 무거운 장비(예컨대, 교체될 풍력 터빈(20)의 블레이드)를 편심적으로 유지하는 작업에서 특히 유리하며, 이 무거운 장비는 시스템의 수평을 변화시킬 것이다. 부유 요소(5)의 편심 밸러스팅의 결과로, 시스템은 유지 보수 작업 동안에, 심지어 시스템(1)을 해양 구조물(2)의 근해 장소에 운반하는 이전 단계에서도 장비의 탈안정화 효과를 상쇄시킬 수 있다. 마찬가지로, 밸러스팅 수단은 조수 상쇄 수단으로서 사용될 수 있어, 물이 부유 요소(5)에 도입되거나 그로부터 배출될 수 있게 해준다. 이 밸러스트는, 예컨대 고정된 풍력 터빈(20)의 유지 보수시에 시스템(1)이 해양 구조물(2)에 연결되어 있는 동안에 조수의 작용을 상쇄시키기 위해 사용될 수 있다.

밸러스팅 조절 수단은 바람직하게는 조절 및/또는 원격으로 작동될 수 있는 개구를 갖는 게이트, 및/또는 물을 제거 또는 도입하기 위한 펌프를 포함한다. 조절 게이트의 개구는 시스템의 부유 요소(5)의 충전 레벨 및/또는 물 입구/출구 레벨이 성립될 수 있게 해주며, 이는 실제로 유효 수선면 면적 및/또는 흘수(draft)를 조절하는 것에 상당한다. 그리하여, 해양 구조물(2)과 형성하는 부유 요소(5) 및/또는 어셈블리의 진동 주기가 해양 구조물(2)의 운반 또는 유지 보수를 위한 작업의 다른 단계에서 있을 것을 또한 간접적으로 제어할 수 있다.

그리고, 부유 요소(5)는 당업계에 알려져 있는 다른 재료, 바람직하게는 콘크리트 및/또는 금속 재료를 사용하여 제조될 수 있다. 혼합 구성도 사용될 수 있어, 부유 요소(5)의 하측 부분을 콘크리트로 만들고 그의 나머지 부분을 강으로 만들 수 있다. 사전 제조 탱크의 건조를 위해 일반적으로 사용되는 것과 유사한 사전 제조 콘크리트 기술이 또한 사용될 수 있다.

부유 요소(5)의 구성은 또한 그의 전체 크기를 조절하기 위해 모듈형일 수 있다. 부유 요소(5)를 형성하기 사용될 수 있는 부품 또는 모듈은 다양한 형상을 취할 수 있고, 그러므로, 그것들이 그의 운반과 재사용을 용이하게 하기 위해 컨테이너(표준 컨테이너의 치수를 초과하지 않음) 안에 배치될 수 있도록 치수가 바람직하게 정해진다. 그 모듈들은 서로에 부착되어 기부와 높이 모두에서 부유 요소(5)를 형성할 수 있다.

바람직하게는, 부유 요소(5) 및 해양 구조물(2)에의 연결을 위한 연결 구조물(7)로 형성되는 어셈블리는 수력학적으로 자기 지지적이고(self-supporting), 그래서 부유 요소(5)와 연결 구조물(7)의 질량 분포 및 그의 대응하는 부력 중심은, 개방 및/또는 폐쇄 서브시스템(10)이 개방되어 있을 때(즉, 시스템(1)이 해양 구조물(2)로부터 분리되어 있은 상태에서) 직립 위치에서 균형 잡히도록 되어 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에서, 유지 보수를 위한 방법은, 연결 구조물(7)이 연결되는 해양 구조물(2)의 요소에 보강 수단(15)이 가해지는 추가적인 단계를 포함할 수 있고, 그래서 그 해양 구조물(2)은, 보조 부유 시스템(1)에 의해 해양 구조물에 도입될 수 있는 힘을 접촉 요소(9')를 통해 견딜 수 있다.

도 8은 모노파일 해양 구조물(2)을 나타내고, 그에 있는 보강 수단(15)은 바람직하게는 그 모노파일의 내부를 콘크리트로 완전히 또는 부분적으로 충전하여 이루어진다. 이 충전은 바람직하게는 접촉 요소(9')의 영역에서 수행되고, 연결 구조물(7)의 접촉 요소(9')의 두 레벨과 일치하는 두 레벨에서 모노파일 내부의 완전한, 부분적인 또는 환형 충전일 수 있다. 모노파일과 해양 구조물(2) 사이의 천이 부분을 구비하는 모노파일의 경우에, 보강 수단은 유사한 방식으로 천이 부분에 가해질 수 있다. 다른 실시 형태에서, 당업계에 알려져 있는 다른 보강 수단(금속이거나 다른 종류일 수 있음)이 결과적으로 본 발명의 범위에서 벗어남이 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에서, 크레인(12)은 적어도 하나의 붐, 카운터웨이트, 및 크레인을 작동시키기 위한 장비를 구비하는 이동식 육지 크레인이며, 하측 본체는 바퀴 및/또는 무한궤도로 크레인을 이동시키기 위한 수단을 포함하고, 보조 부유 시스템(1)은 크레인(12)의 상측 본체만 포함한다(그래서 그의 중량이 감소됨). 더욱이, 유지 보수를 위한 방법 동안에 크레인(12)이 이동할 필요가 없으면, 하측 본체는 없어도 된다. 이 실시 형태에서, 보조 부유 시스템(1)은 크레인(12)의 상측 본체의 연결을 위한 앵커링 수단을 포함해야 한다. 그 실시 형태의 일 예가 도 4에 나타나 있는데, 여기서, 예컨대 도 5-7의 예(양 본체(바퀴를 갖는 하측 본체를 포함함)를 갖는 육지 크레인이 사용됨)와 대조적으로, 크레인의 상측 본체만 사용됨을 알 수 있다.

마지막으로, 도 9-10은 도 5-7에 대응하는 본 발명의 보조 부유 시스템(1)의 바람직한 실시 형태의 상이한 도를 실례로 나타내며, 여기서 부유 요소(5)는 바지(barge)의 형태로 구성되어 있다.

1 보조 부유 시스템
2 해양 구조물
3 기초
4 축
5 부유 요소
6 연결 요소
7 연결 구조물
8 연결 구조물의 폐쇄 링
9 조임 요소
9' 접촉 요소
10 레버
11 유압 실린더
12 작업 크레인
13 작업 영역
14 관절 연결 점
15 보강 수단
20 풍력 터빈

Claims

해양 구조물(2)에 지지되는 풍력 터빈(20)의 유지 보수를 위한 방법으로서, 상기 해양 구조물은 부유하거나 해저에 고정될 수 있고, 축(4) 및/또는 기초(3)를 포함하며,
상기 방법은 보조 부유 시스템(1)의 사용을 포함하며, 이 보조 부유 시스템은,
하나 이상의 부유 요소(5);
상기 부유 요소(5) 중의 적어도 하나에 위치되는 적어도 하나의 크레인(12);
풍력 터빈(20) 및/또는 해양 구조물(2)의 구성품의 보관 및/또는 수리를 위한 적어도 하나의 작업 영역(13);
상기 해양 구조물(2)에의 연결을 위한 적어도 하나의 연결 구조물(7)을 포함하고,
상기 연결 구조물(7)은,
상기 해양 구조물(2)의 요소를 둘러싸면서 폐쇄되기에 적합한 관절 연결식 폐쇄 링(8);
상기 연결 구조물(7)과 해양 구조물(2) 사이의 복수의 접촉 요소(9'); 및
상기 접촉 요소(9')의 위치가 조절될 수 있게 해주고, 상기 접촉 요소(9')를 통해 조임력을 해양 구조물(2)에 가하기에 적합한 하나 이상의 조임 요소(9)를 포함하며,
상기 연결 구조물(7)은 적어도 3개의 구성, 즉
상기 폐쇄 링(8)이 개방되는 개방 구성;
상기 폐쇄 링(8)이 폐쇄되는 폐쇄 구성; 및
상기 폐쇄 링(8)이 폐쇄되고, 조임 요소(9)가 조임력을 해양 구조물(2)에 가하면서 배치되는 조임 구성
을 취할 수 있고,
상기 방법은 다음과 같은 단계, 즉
a) 상기 보조 부유 시스템(1)을 부유 상태로 상기 해양 구조물(2)의 위치로 운반시키는 단계;
b) 상기 연결 구조물(7)이 개방 구성으로 있는 상태에서 상기 보조 부유 시스템(1)을 해양 구조물(2)에 접근시키는 단계;
c) 상기 폐쇄 링(8)이 해양 구조물(2)의 요소를 완전히 둘러싸도록 연결 구조물(7)을 상기 폐쇄 구성으로 배치하는 단계;
d) 상기 해양 구조물(2)과 보조 부유 시스템(1)이 6개의 운동 자유도, 즉 융기, 서지(surge), 흔들림, 요(yaw), 피치 및 롤로 견고하게 연결되도록 상기 연결 구조물(7)을 상기 조임 구성으로 배치하기 위해 상기 조임 요소(9)에 제어 방식으로 작용하는 단계;
e) 상기 크레인(12)을 사용하여 풍력 터빈(20) 및/또는 해양 구조물(2)에 대한 유지 보수 작업을 수행하는 단계;
f) 상기 풍력 터빈(20) 및/또는 해양 구조물(2)의 구성품을 보관 및/또는 수리하기 위해 상기 보조 부유 시스템(1)의 작업 영역(13)을 사용하는 단계; 및
g) 상기 해양 구조물(2)로부터 보조 부유 시스템(1)을 분리시켜 연결 구조물(7)을 개방 구성으로 배치하는 단계
를 기술적으로 가능한 임의의 순서로 수행하는 것을 포함하는, 풍력 터빈의 유지 보수를 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 보조 부유 시스템(1)은 서로에 그리고/또는 상기 연결 구조물(7)에 연결되는 복수의 부유 요소(5)를 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 보조 부유 시스템(1)은 바지(barge) 형태의 단일 부유 요소(5)를 포함하며, 이에는 상기 크레인(12)과 작업 영역(13) 둘 모두가 배치되며, 상기 바지는 단일 본체 또는 서로에 연결되는 여러 개의 모듈의 부착으로 형성되는, 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 크레인(12)은 신축자재식(telescopic) 및/또는 접이식 크레인이고, 크레인(12)은 단계 d) 후에 전개되고 단계 g) 전에 다시 접히는, 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 작업 영역(13)은 적어도 부분적으로 상기 크레인(12)의 최소 작용 반경 보다 큰 거리로 크레인(12)으로부터 떨어져 위치되는, 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 작업 영역(13)은 상기 부유 요소(5)에 대해 적어도 부분적으로 자유롭고, 그래서 작업 영역(13)의 영역 중의 적어도 일부분은 부유 요소(5)의 갑판에 위치되지 않는, 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 a) 및/또는 b)는 상기 보조 부유 시스템(1)을 견인하여 또는 상기 시스템(1)의 자기 추진 운반으로 수행되는, 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부유 요소(5)는 수력학적 감쇠 판을 포함하는, 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부유 요소(5)는 중심 또는 편심 방식으로 밸러스팅(ballasting)될 수 있는, 방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 d) 후에, 조수(tide)의 상승을 상쇄시키기 위해 적어도 하나의 부유 요소(5)를 밸러스팅하고 그리고/또는 조수의 하강을 상쇄시키기 위해 적어도 하나의 부유 요소(5)를 언밸러스팅하는 단계 j)를 포함하는 방법.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보조 부유 시스템(1)의 프리보드(freeboard)는 조수 범위와 적합하고, 그래서, 상기 보조 부유 시스템(1)이 고정식 해양 구조물에 연결된 상태로 있는 동안에, 조수의 변화는 상기 프리보드를 10 cm 미만으로 감소시키지 않는, 방법.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보조 부유 시스템(1)은 상기 시스템(1)과 해양 구조물(2) 사이에서 하나 이상의 접근 또는 고정 케이블을 구비하고, 상기 케이블의 길이는 접근 단계 b) 동안에 조절되는, 방법.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폐쇄 링(8)은 보트 랜딩 구조를 포함하는 해양 구조물(2)의 일 영역에 연결되기에 충분한 내부 공간을 유지하는, 방법.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조임 요소(9)는,
레버가 회전할 수 있는 관절 연결 점(14)에서 고정되는 레버(10);
상기 레버(10)의 일 점에 연결되는 접촉 요소(9'); 및
상기 레버(10)의 다른 점에 연결되는 연장 가능한 그리고/또는 접이식 유압 실린더(11)를 포함하고,
상기 유압 실린더(11)를 작동시켜 그 유압 실린더를 연장시키고 그리고/또는 접어, 상기 레버(10)가 회전되고, 그리하여 상기 접촉 요소(9')에 의해 가해지는 위치 및/또는 힘이 조절되는, 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 유압 실린더(11)의 작용선과 관절 연결 점(14) 사이의 거리는 접촉 요소(9')의 작용선과 관절 연결 점(14) 사이의 거리 보다 크며, 그래서 레버 효과에 의해, 유압 실린더(11)의 힘(F)은 F 보다 큰 힘(F')을 상기 접촉 요소(9')에 발생시키는, 방법.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 c) 전에, 상기 해양 구조물(2)이 상기 보조 부유 시스템(1)에 의해 그 해양 구조물(2)에 도입될 수 있는 힘을 상기 접촉 요소(9')를 통해 견딜 수 있도록, 연결 구조물(7)이 연결되는 해양 구조물(2)의 요소에 보강 수단(15)을 가하는 단계 k)를 더 포함하는 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 해양 구조물(2)은 모노파일 구조물이고, 상기 보강 수단(15)은 모노파일의 내부를 콘크리트로 완전히 또는 부분적으로 충전하는 것을 포함하는, 방법.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보조 부유 시스템(1)은,
상기 조임 요소(9)의 조임력 및/또는 위치를 제어 및/또는 모니터링하기 위한 수단; 및/또는
상기 폐쇄 링(8)을 개방하고 폐쇄하기 위한 수단을 포함하는, 방법.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보조 부유 시스템(1)은 능동 조임 요소(9)와 피동 요소의 조합을 포함하는, 방법.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접촉 요소(9')는 상기 해양 구조물과 접촉하는 지지 판을 포함하고, 이 지지 판의 마찰 계수는 3% 보다 크며, 그래서 상기 접촉 요소(9')를 해양 구조물(2)에 조일 때, 해양 구조물(2)과 보조 부유 시스템(1) 사이의 견고한 연결을 발생시키는 데에 기여하는 마찰력이 발생되는, 방법.
제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폐쇄 링(8)은 가드(guard)를 포함하고, 이 가드의 위치는, 단계 b) 및/또는 c) 동안에, 접촉 요소(9')가 해양 구조물에 접촉하기 전에 상기 가드가 해양 구조물에 접촉하도록 정해져 있는, 방법.
제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 크레인(12)은 무한궤도 또는 바퀴를 갖는 이동식 육지 크레인이고, 이 크레인은 적어도 하나의 부유 요소(5)에 지지되는, 방법.
제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 크레인(12)은,
적어도 하나의 붐(boom), 카운터웨이트, 및 크레인을 작동시키기 위한 장비를 포함하는 상측 본체;
바퀴 및/또는 무한궤도로 상기 크레인을 이동시키기 위한 수단을 포함하는 하측 본체
를 포함하는 이동식 육지 크레인이며,
상기 보조 부유 시스템(1)은 크레인의 상기 상측 본체만 포함하는, 방법.