KR20230004804A - 세장형 물체를 들어올리기 위한 리프팅 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

선박의 데크로부터 세장형 물체를 들어올리는 리프팅 시스템이 설명된다. 리프팅 시스템은 데크에 연결되고 세장형 물체가 부착될 수 있는 테이크업 프레임이 매달려 있는 크레인 암을 가지고 있다. 또한 윈치 셋업 및 제어 라인들이 존재하며 이에 연결되고 이 물체가 데크에서 들어올려질 때 세장형 물체의 이동을 제어하도록 구성된다. 제어 라인들은 테이크업 프레임에서 윈치 셋업까지 이어진다. 윈치 셋업은 데크에서 높이까지 연장하는 지지 구조체의 일부를 형성하며 데크에서 들어올려지는 동안 물체에 작용하는 힘을 흡수할 수 있도록 고안되었다. 또한 선박의 데크로부터 세장형 물체를 들어올리는 방법이 기술되어 있다.

Description

세장형 물체를 들어올리기 위한 리프팅 시스템 및 방법

본 발명은 세장형(elongate) 물체, 예를 들어 모노파일(monopile), 풍력 터빈 블레이드와 같은 풍력 터빈의 컴포넌트, 탑사이드(topside) 및 기타 세장형 물체를 선박(vessel)의 데크(deck)로부터 들어올리는(take up) 리프팅(lifting) 시스템에 관한 것이다. 이러한 물체들은 일반적으로 선박의 데크에서 실질적으로 수평 위치로 운송된다. 마찬가지로 본 발명은 리프팅 시스템을 사용하여 세장형 물체를 들어올리는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 해상 풍력 터빈을 참조하여 설명될 것이다. 그러나 이 참조는 본 발명이 이에 제한된다는 것을 의미하지 않으며, 리프팅 시스템 및 대응하는 방법은 임의의 지면에 임의의 다른 세장형 물체를 배치하기 위해 동일하게 잘 적용될 수 있다. 따라서 예를 들어 본 발명을 다른 해상 파운데이션(foundation) 구조체들, 방파제(jetty)들, 레이더 및 기타 타워들의 배치와 관련하여 및 육상 응용 분야에 적용하는 것이 가능하다.

해상 풍력 터빈의 파운데이션들은 파일(pile) 파운데이션들 및 재킷(jacket) 파운데이션들을 포함하여 다양한 변형이 있다. 파일 파운데이션은 일반적으로 상대적으로 제한된 수심에 적용되는 반면, 재킷 파운데이션은 더 깊은 수심에 적합하다. 대부분의 경우 모노파일 파운데이션은 80 m 이상의 길이, 8 m 이상의 직경 및 1000톤 이상의 무게를 가질 수 있는 속이 빈 관 모양의 강철 물체들로 구성된다. 재킷 파운데이션들은 종종 훨씬 더 큰 치수를 가진다. 또한 풍력 터빈이 지속적으로 확장되고 있기 때문에 풍력 터빈들의 파운데이션들은 점점 더 무거워지고 있다. 파운데이션들 또한 점점 더 규모가 커지고 있기 때문에 다루기가 점점 더 어려워지고 있다.

수중 바닥 상에 파운데이션 파일 또는 파운데이션 재킷을 배치하는 알려진 방법은, 리프팅 크레인으로 선박으로부터 파운데이션 파일 또는 재킷을 들어올리고, 선택적으로 세우는(upend) 디바이스를 통해 파운데이션 파일 또는 재킷을 수중 바닥 위로 또는 내부로 내리는(lower) 것을 포함한다. 그런 다음 파운데이션이 리프팅 크레인으로부터 커플링 해제된다.

선박의 데크로부터 파운데이션 파일과 같은 세장형 물체를 들어올려 실질적으로 수평 위치로 물체를 이동시키는 것은 물체가 여기에서 쉽게 손상될 수 있기 때문에 무엇보다도 섬세한 작업이다. 리프팅 크레인에 매달려 있고 파운데이션의 크기를 가진 물체는, 데크와 수직으로 움직이는 축을 중심으로 회전할 때 리프팅 크레인 자체와 같이, 물체에 가해지는 파동, 바람 및 기타 힘의 결과로 스윙(swinging) 동작들을 겪는다. 이러한 스윙 움직임들은 선박의 데크에 있는 사람에게 위험을 초래할 수 있고 손상을 유발할 수 있기 때문에 바람직하지 않다.

스윙 움직임들을 방지하기 위해 종래 기술에서 다른 조치가 취해질 수 있다. 따라서 조용한 조건에서만 작업을 수행할 수 있다. 그러나 이렇게 하면 작업을 수행할 수 있는 작동 시간이 줄어든다.

또 다른 옵션은 선박이 가능한 한 적게 움직이도록 들어오는 파도와 그 방향에 대해 선박의 방향을 맞추는 것과 관련이 있다. 그러나 이 조치가 항상 가능한 것은 아니다. 따라서 예를 들어 재킷 파운데이션과 같이 해저에 배치된 개체는 일반적으로 북쪽에 대해 고정된 방향을 갖는다. 파도가 북쪽을 기준으로 어떤 방향이나 방향을 가질 수 있다는 것은 명백할 것이다. 따라서 상대적으로 차분한 조건에서 작업을 수행하는 것으로 대체해야 하는 경우가 많다.

또 다른 옵션은 소위 터거(tugger) 라인들을 사용하여 리프팅 크레인에 매달린 물체의 제어를 유지하는 것과 관련이 있다. 이러한 터거 라인들은, 예를 들어 데크 상에 있는 사람의 개입으로, 외부 단부에서 물체에 연결되고 다른 외부 단부에서 선박의 데크에 연결되는 케이블을 포함하다. 터거 라인을 사용하면 적어도 상대적으로 평온한 조건에 의존하지 않을 때, 이 작업이 종종 사람과 손상의 위험이 있지만 개체의 스윙 움직임이 어느 정도 감쇠될 수 있다.

따라서 전술한 종래 기술의 결점을 적어도 부분적으로 제거할 수 있는 리프팅 시스템 및 상응하는 방법이 필요하다.

따라서 본 발명의 목적은 고요한 것보다 더 거친 조건에서 적용될 수 있는 리프팅 시스템 및 리프팅 시스템으로 수행되는 방법을 제공하는 것이다. 이러한 리프팅 시스템 및 방법은 작동 작업 시간을 상당히 증가시킬 수 있다.

이들 및 다른 목적은 청구항 1에 따른 리프팅 시스템 및 청구항 6에 따른 방법을 제공함으로써 달성된다. 본 발명 선박의 데크에서 세장형 물체를 들어올리기 위한 리프팅 시스템에 있어서, 크레인 암을 포함하고, 크레인 암은 데크에 연결되고, 세장형 물체가 부착될 수 있는 테이크업 프레임은 크레인 암으로부터 매달리고, 리프팅 시스템은 윈치(winch) 셋업(setup) 및 윈치 셋업에 연결된 제어 라인들을 더 포함하고, 제어 라인들은 이 물체가 데크 밖으로 리프팅될 때 세장형 물체의 움직임을 제어하도록 구성되고, 제어 라인들은 테이크업 프레임으로부터 윈치 셋업으로 이어지고, 크레인 암과 상이한 지지 구조체는 데크로부터 일 높이로 연장하고, 지지 구조체는 물체가 데크 밖으로 리프팅되는 동안 물체에 작용하는 힘을 흡수할 수 있도록 구성되고, 데크는 윈치 셋업을 포함할 수 있다.

제어는 물체의 움직임을 관리하고 감쇠시키는 것으로 구성될 수도 있다.

테이크업(take-up) 프레임을 통해 세장형 물체를 지지 구조체 상에 있는 윈치 셋업에 연결하는 제어 라인들을 사용하여 물체 방향이 크레인 암으로 들어올리는 동안 실질적으로 수평으로 유지되도록 물체 이동을 제어할 수 있다. 물체의 스윙 움직임도 감쇠될 수 있다. 테이크업 프레임은 물체 중량을 운반하기 위해 적어도 하나의 운반 호이스팅(hoisting) 케이블에 매달려 있다. 호이스팅 케이블은 크레인 암에 움직일 수 있게 연결된다.

제어 라인들은 바람직하게는 수직 방향으로 진행하지 않고 수직 방향에 대해 0이 아닌 각도로 진행하다. 세장형 물체의 이동은 이에 의해 수직 방향 및 수평 방향 모두로 제어될 수 있다.

본 발명의 또 다른 장점은 물체의 움직임들을 감쇠시키기 위한 리스트 시스템의 사용에 관한 것이다. 그 결과 특히 들어올리는 동안 발생할 수 있는 물체의 스윙 움직임들을 더 잘 제어할 수 있다.

지지 구조체를 통해 물체를 윈치 셋업에 연결하면 크레인 암과 선박의 데크에 대한 물체의 움직임을 제어할 수 있다. 대조적으로, 종래 기술에서 케이블들은 데크에서 사람에 의해 유지되고 물체의 방향이 선택적으로 데크에서 결정된 지점에 대한 스윙 움직임이 제어된다. 크레인 암이 움직일 때, 물체의 방향은 크레인 암을 자동으로 따르지 않다. 지지 구조체는 크레인 암과 다르고 크레인 암이 움직일 수 있어야 하므로, 지지 구조체는 필연적으로 크레인 암과 거리를 두고 위치된다. 제어 라인들이 있는 물체의 수평 방향은 단순화될 수 있으며 움직이는 물체에 대한 더 나은 제어가 이로써 얻어질 수 있다. 또한 제어 라인들을 처리하기 위해 데크에 사람이 상주할 필요가 없기 때문에 물체를 처리하는 데 필요한 인력을 줄일 수 있다.

본 출원의 맥락에서 세장형 물체는 길이 및 가로 치수를 갖는 물체를 의미하는 것으로 이해되며, 여기서 길이는 가로 치수의 적어도 5배, 보다 바람직하게는 가로 치수의 6배 이상, 더욱 더 바람직하게는 7배 이상, 더욱 더 바람직하게는 8배 이상, 더욱 더 바람직하게는 9배 이상, 가장 바람직하게는 10 배 이상에 달한다.

본 발명에 따르면, 지지 구조체는 데크로부터 높이까지 연장하며, 높이는 선박의 데크 위로 5 m 이상, 더 바람직하게는 8 m 이상, 더욱 더 바람직하게는 10 m 이상, 더욱 더 바람직하게는 12 m 이상, 더욱 바람직하게는 15 m 이상, 더욱 바람직하게는 18 m 이상, 더욱 바람직하게는 20 m 이상, 더욱 바람직하게는 25 m 이상, 가장 바람직하게는 30 m 이상이다. 지지 구조체는 선박 데크에 있는 리프팅 크레인과 다르다.

본 발명에 따른 지지 구조체는 물체가 데크에서 들어올려지는 동안 물체에 작용하는 힘을 흡수할 수 있도록 구성되며, 바람직한 실시예에서는 브릿지(bridge)과 같은 선박의 기존 구조체를 포함한다. 이러한 지지 구조체는 위에서 언급한 요구 사항을 충족할 만큼 충분히 강하며 기존 선박 구조체를 사용하다.

본 발명의 장점은 윈치 셋업이 지지 구조체의 상측(upper side)에 위치되어 선박의 데크보다 높은 높이에 위치하는 실시예에서 특히 명백해진다. 이로써 테이크업 프레임과 테이크업 프레임에 들어 있는 물체가 있는 제어 라인들이 이루는 각도가 최적화된다. 그 결과 들어올려진 물체의 움직임을 최적으로 제어하여 거친 바다에서 작업할 수 있다.

동일한 결과가 제어 라인들이 테이크업 프레임에서 풀리(pulley) 셋업으로 이어지고 거기에서 윈치 셋업으로 이어지는 실시예에서 달성될 수 있으며, 여기서 풀리 셋업은 보다 바람직하게는 지지 구조체의 상측에 위치되고 윈치 셋업은 더 낮은 높이에 위치된다. 상대적으로 높은 높이에 위치된 풀리 셋업으로 인해 물체를 들어올리는 동안 제어 라인들이 더 수평 위치를 차지하므로 물체 제어가 더욱 향상된다.

유용한 실시예에서 윈치 셋업은 지지 구조체의 하측(lower side)에 위치된다. 따라서 예를 들어 윈치 셋업에 대한 유지 관리를 보다 쉽게 실현할 수 있다. 이 실시예에서는 비교적 무거운 윈치들을 사용할 수도 있다. 윈치 셋업을 아래쪽에 배치하면 지지 구조체의 다른 부분에 있는 위치에 비해 윈치 셋업의 접근성이 더욱 높아진다.

제어 라인들은 테이크업 프레임에서 지지 구조체에 위치된 풀리 셋업까지 그리고 거기에서 지지 구조체의 윈치 셋업까지 이어질 수 있다. 본 발명의 실시예는 윈치 셋업이 적어도 2개의 제어 라인들을 위한 적어도 2개의 독립적으로 제어 가능한 윈치들을 포함하는 리프팅 시스템에 관한 것이다. 시너지 방식으로 함께 작용하는 다른 실시예는 풀리 셋업이 적어도 2개의 제어 라인들을 위한 적어도 2개의 독립적인 풀리들을 포함하는 리프팅 시스템이다.

풀리들을 사용하면 제어 라인들의 방향을 쉽게 바꿀 수 있다. 추가 개선된 실시예는 풀리 셋업이 지지 구조체에 대해 이동 가능하고, 바람직하게는 높이 방향으로 지지 구조체에 대해 이동 가능하다는 점을 추가로 특징으로 한다.

지지 구조체의 높이를 따라 풀리들의 위치를 적절하게 선택하면 테이크업 프레임의 안정화 효과를 적절하게 조정할 수 있다. 풀리들이 예를 들어 지지 구조체의 하단에 상대적으로 가깝게 위치되면, 테이크업 프레임에 작용하는 제어 라인들의 안정화력은 물체가 리프팅된 후 리프팅 크레인에 연결된 호이스팅 케이블의 인장력과 반대 방향으로 작용한다. 반면에 풀리들이 지지 구조체의 상단에 가깝게 위치되면, 풀리들과 테이크업 프레임 사이의 거리, 즉 풀리들과 물체 사이의 거리는 물체가 완전히 들어올려진 위치에서 최소화될 수 있다. 이는 물체가 완전히 들어올려진 상태에서 제어 라인들의 제어 성능을 향상시키는 데 도움이 된다. 따라서 풀리들이 지지 구조체의 높이 방향으로 이동 가능하게 배치되는 것이 특히 유리하다. 이로써 풀리들은 리프팅 프로세스를 따를 수 있으며, 여기서 테이크업 프레임에 대한, 즉 물체에 대한 풀리들의 위치는 지속적으로 최적화된다.

다른 실시예에 따르면, 본 발명의 리프팅 시스템은 세장형 물체가 들어올려지는 동안 인장(tension) 하에 제어 라인들을 유지하기 위해 윈치 디바이스 또는 제어 라인들에 작용하는 인장 디바이스를 더 포함할 수 있다. 제어 라인들의 인장 또는 편향으로 인해 물체를 들어올리는 과정에서 특히 안정적으로 유지할 수 있다. 인장 디바이스는 제어 라인들의 인장 정도에 의해 물체의 수평 배향이 제어될 수 있도록 윈치 셋업 또는 제어 라인들에 작용하는 제어 셋업을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태는 다음의 단계를 포함하는 선박의 데크로부터 세장형 물체를 들어올리는 방법에 관한 것이다:

- 데크에 연결된 크레인 암에 매달려 있는 테이크업 프레임에 세장형 물체를 부착하는 단계;

- 크레인 암을 사용하여 데크로부터 물체를 들어올리고 윈치 셋업 및 이에 연결되고 테이크업 프레임에서 윈치 셋업으로 이어지는 제어 라인들로 세장형 물체의 배향을 제어하는 단계;

- 지지 구조체는 물체가 들어올려지는 동안 물체에 작용하는 힘을 흡수하도록 구성되고 데크로부터 높이까지 연장하고 데크는 윈치 셋업을 포함한다.

제어 라인들을 사용하여 리프팅되는 동안에 들어올려진 물체는 실질적으로 수평 위치에 유지되는 것이 바람직하다.

발명된 방법의 실시예는 지지 구조체가 브릿지와 같은 선박의 기존 구조체를 포함한다는 특징을 갖는다.

다른 실시예에서 윈치 셋업이 지지 구조체의 상측 상에 위치되고 및/또는 제어 라인들이 테이크업 프레임에서 풀리 셋업으로 이어지고 거기에서 윈치 셋업으로 이어지는 방법이 제공되고/되거나 여기서 풀리 셋업은 지지 구조체의 상측 상에 위치하고 윈치 셋업은 낮은 높이에 위치하며, 및/또는 윈치 셋업은 지지 구조체의 하측 상에 위치된다.

다른 실시예에 따른 방법은 풀리 셋업이 지지 구조체에 대해 이동되고 바람직하게는 지지 구조체의 높이 방향으로 지지 구조체에 대해 이동된다는 특징을 갖는다.

윈치 셋업은 적어도 2개의 제어 라인들을 위한 적어도 2개의 윈치들을 포함할 수 있으며, 여기서 2개의 윈치들은 원하는 경우 독립적으로 제어된다. 풀리 셋업은 또한 적어도 2개의 제어 라인들을 위한 적어도 2개의 독립적인 풀리들을 포함할 수 있다.

본 발명의 방법의 다른 실시예에서 사용되는 제어 라인들은 세장형 물체가 들어올려질 때 편향 하에 추가로 유지될 수 있다. 제어 라인들을 편향함으로써 물체를 들어올리는 과정에서 특히 안정적으로 유지할 수 있다. 제어 라인들이 지지 구조체에 도달하는 지점보다 더 높게 물체를 들어올리면, 특히 물체의 방향은 호이스팅 케이블과 제어 라인들이 거의 반대 방향으로 물체를 당기기 때문에(테이크업 프레임의 개재(interposing)와 함께) 안전하게 고정될 수 있다. 이 상황에서 한쪽의 호이스팅 케이블과 다른 쪽의 제어 라인들로 인해 물체에 작용하는 힘이 충분히 크다면, 물체는 물체가 부착된 테이크업 프레임의 서로 다른 세 접점들(호이스팅 케이블의 접점 하나와 제어 라인들의 접점들 두 개 이상)에 작용하는 이러한 힘에 의해 안정적으로 유지된다.

인장 디바이스는 물체의 움직임을 감쇠시킨다. 물체가 윈치에서 멀어지면 제어 라인들의 인장이 증가하는 반면, 물체가 윈치쪽으로 이동하면 제어 라인들의 인장이 감소하다.

이런 식으로 에너지가 소산된다.

이 특허 출원에 설명된 발명의 실시예들은 이들 실시예들의 임의의 가능한 조합으로 조합될 수 있고, 각각의 실시예는 개별적으로 분할 특허 출원의 주제를 형성할 수 있다.

본 발명은 달리 제한되지 않고 다음 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들에서:
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리프팅 시스템이 제공된 선박의 개략적인 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 리프팅 시스템이 제공되는 도 1에 도시된 선박의 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지지 구조체의 개략적인 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 지지 구조체의 도 3에 도시된 실시예의 개략적인 사시도이다. 그리고 마지막으로
도 5는 윈치 디바이스에 작용하는 본 발명의 실시예에 따른 인장 디바이스의 출력의 개략도이다.

예시적인 실시예의 설명

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 리프팅 시스템(2, 3, 4)이 제공되는 선박(1)이 도시되어 있다. 선박(1)에는 다수의 모노파일(6)을 위한 스토리지(storage) 랙(rack)(11), 직립 위치에 저장된 다수의 전환 부분(transition piece)(9)들 및 원하는 경우 헬리패드(helipad)(12)이 제공될 수 있다. 모노파일(6) 및 전환 부분(9)과 같은 세장형 물체를 수직 위치로 가져와 수중 바닥(모노파일) 또는 이 위치에 이미 배치된 모노파일(전환 부분)으로 내리기 위해, 선박(1)은 그 측면 가장자리에 파지(grip) 디바이스(13)가 제공될 수 있으며, 이는 원하는 경우 이동 보상된다.

리프팅 시스템(2, 3, 4)은 자율적으로 구동되는 선박(1)의 데크(10)에 배치된 리프팅 크레인(2) 형태의 리프팅 수단을 포함한다. 리프팅 크레인(2)은 데크(10)에 연결된 베이스(20) 및 선박(1)의 데크(10)에 수직으로 연장하는 회전축(22) 주위로 회전될 수 있는 크레인 암(21)을 포함한다. 리프팅 크레인(2)의 크레인 암(21) 위를 달리는 것은 호이스팅 블록(24)이 부착된 다수의 호이스팅 케이블(23)이다.

테이크업 프레임에 매달린 슬링(50)에 의해 모노파일(6)과 같은 세장형 물체가 부착될 수 있는 테이크업 프레임(5)이 크레인 암(21)에 매달려 있다. 리프팅 시스템(2, 3, 4)은 데크(10)에서 높이(30)까지 연장하는 지지 구조체(3)를 더 포함한다. 도시된 실시예에서 지지 구조체(3)는 선박의 기존 구조체, 즉 브릿지에 의해 형성된다. 그러나 지지 구조체(3)는 목적을 위해 별도로 세워진 구조체, 예를 들어 데크(10)에 세워진 격자 구조체를 포함할 수도 있다. 지지 구조체(3)는 데크(10)에서 들어올려지는 동안 모노파일(6) 또는 다른 물체에 작용하는 힘을 흡수할 수 있도록 구성된다.

윈치 셋업(7)은 지지 구조체(3)의 하측 상에 배치된다. 윈치 셋업(7)은 데크(10) 위의 결정된 높이에 위치될 수도 있다. 도시된 실시예에서 윈치 셋업(7)은 2개의 제어 라인들(4)을 작동시키는 2개의 독립적으로 제어 가능한 윈치들(70, 71)을 포함한다. 2개의 제어 라인들(4)을 위한 2개의 독립적인 풀리들(80, 81)을 포함하는 풀리 셋업(8)이 지지 구조체(3)의 상측에 배열된다. 도 3과 4에 명확하게 표시된 윈치 셋업(7)으로부터 제어 라인들(4)은 더 높은 높이에 배치된 풀리 셋업(8) 위로 그리고 거기에서 테이크업 프레임(5)까지 이어진다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제어 라인들(4)은 테이크업 프레임(5)의 외부 단부들뿐만 아니라 중간 부분에도 부착될 수 있다. 서로 독립적으로 윈치들(70, 71)을 작동하면 테이크업 프레임(5)과 그 안에 수용된 모노파일(6)의 방향을 조작할 수 있다. 제어 라인들(4)은 이 모노파일(6)이 데크(10)의 스토리지 랙(11)으로부터 들어올려질 때 모노파일(6)의 방향을 제어하기 위한 것이며, 제어 라인들(4)은 테이크업 프레임(5)에서 윈치 셋업(7)까지 이어진다.

풀리 셋업(8)과, 원한다면 윈치 셋업(7)도 예를 들어 해당 셋업(7, 8)이 레일 가이드에서 작동하도록 함으로써 지지 구조체(3)에 대해 높이 방향(31)으로 이동 가능하게 구현될 수 있다. 본 출원의 맥락에서 이동 가능하다는 것은 문제의 셋업(7, 8)이 높이 방향(31)으로 이동되고 가변 높이 위치에 고정될 수 있음을 의미하는 것으로 이해된다.

실시예에 따르면, 리프팅 시스템(2, 3, 4)은 모노파일(6) 또는 다른 세장형 물체를 들어올리는 동안 인장 하에서 제어 라인들(4)을 유지하기 위해 윈치 디바이스(7) 상에 작용하는 인장 디바이스(73)를 더 포함할 수 있다.

인장 디바이스(73)에 의해 일반적으로 생성되는 인장/속도 다이어그램의 예가 도 5에 도시되어 있다. 감쇠 모드에서 터거 윈치들(70, 71)에 의해 인가되는 인장(15)은 예를 들어 도시된 선형 진행에 따라 제어 라인들(4)의 견인 및 배출 속도(16)에 따라 변할 수 있다. 편향은 일반적으로 예를 들어 15톤과 같이 터거 윈치들(70, 71)에 의해 설정된다. 이 인장은 제어 라인들(4)이 풀릴 때 예를 들어 25톤의 상한까지 증가할 수 있고 제어 라인들(4)이 끌어당겨질 때 예를 들어 5톤의 하한까지 다시 감소할 수 있다. 인장 디바이스(73)의 이러한 설정으로 제어 라인들(4)은 항상 인장 하에서 유지되고 테이크업 프레임(5)의 제어를 향상시킨다.

모노파일(10)의 선회 운동은 인장 디바이스(73)로 감쇠될 수 있다. 모노파일(10)이 터거 윈치들(70, 71)으로부터 멀어지면, 제어 라인들(4)의 인장은 도 5의 선형 진행에 따라 증가하다. 모노파일(10)이 터거 윈치들(70, 71) 쪽으로 이동할 때 제어 라인들(4)의 인장은 도 5의 선형 진행에 따라 감소하다. 이런 식으로 에너지가 소비된다.

발명된 리프팅 시스템(2, 3, 4)을 사용하여 모노파일(6) 또는 다른 세장형 물체를 선박(1)의 데크(10)로부터 유리하게 들어올릴 수 있다. 전형적인 방법은 데크(10)에 연결된 크레인 암(21)에 매달린 테이크업 프레임(5)에 모노파일(6) 또는 다른 세장형 물체를 부착하는 것으로 구성된다. 그런 다음 모노파일(6)은 크레인 암(21)으로 데크(10)에서 들어올려지고 모노파일(6)의 방향은 윈치 셋업(7)과 이에 연결되고 테이크업 프레임(5)에서 윈치 셋업(7)으로 이어지는 제어 라인들(4)으로 제어된다. 제어 라인들은 바람직하게는 테이크업 프레임(5)에서 풀리 셋업(8)을 거쳐 윈치 셋업(7)으로 이어진다. 리프팅하는 동안, 윈치 디바이스(7) 또는 제어 라인들(4) 상에 작용하는 인장 디바이스(73)는 제어 라인들(4)이 모노파일(6)을 들어올리는 동안 인장된 상태를 유지하도록 보장한다.

리프팅 시스템은 데크(10)에 대해 최적의 컨트롤 라인 각도를 허용하다. 들어올려진 모노파일(6)의 움직임을 감쇠시키기 위해 종래 기술에서 때때로 적용되는 크레인 윈치들은 이것을 하지 않는다. 또한 알려진 크레인 윈치들에 감쇠 제어 설정을 통합하는 것이 어려울 수 있다.

상술한 본 발명의 리프팅 시스템(2, 3, 4)의 실시예에 따르면, 세장형 물체, 특히 풍력 터빈의 모노파일(6)은 제어된 방식으로 스토리지 랙(11)으로부터 들어올려질 수 있으며, 파지 디바이스(13)를 통해 원하는 것은 공지된 방법으로 가능한 것보다 더 나쁜 기상 조건에서 지표면, 특히 수중 바닥에 놓일 수 있다. 여기에서 세장형 물체에 대한 손상 위험을 줄일 수 있다.

1 선박
2 리프팅 크레인
3 지지 구조체
4 제어 라인들
5. 테이크업 프레임
6 모노파일
7 윈치 셋업
8 풀리 셋업
9 전환 부분
10 선박의 데크
11 스토리지 랙
12 헬리패드
13 파지 디바이스
20 크레인 베이스
21 크레인 암
22 수직 회전축
23 리프팅 크레인의 호이스팅 케이블들
24 리프팅 크레인의 호이스팅 블록
30 지지 구조체의 높이
31 높이 방향
50 테이크업 프레임의 슬링들
70 독립적으로 제어 가능한 제1 윈치
71 독립적으로 제어 가능한 제2 윈치
73 인장 디바이스
80 독립 제1 풀리
81 독립 제2 풀리

Claims (22)

1. 선박의 데크에서 세장형 물체를 들어올리기 위한 리프팅 시스템에 있어서,
   크레인 암을 포함하고, 상기 크레인 암은 상기 데크에 연결되고, 상기 세장형 물체가 부착될 수 있는 테이크업 프레임은 상기 크레인 암으로부터 매달리고, 상기 리프팅 시스템은 윈치 셋업 및 상기 윈치 셋업에 연결된 제어 라인들을 더 포함하고, 상기 제어 라인들은 이 물체가 상기 데크 밖으로 리프팅될 때 상기 세장형 물체의 움직임을 제어하도록 구성되고, 상기 제어 라인들은 상기 테이크업 프레임으로부터 상기 윈치 셋업으로 이어지고, 상기 크레인 암과 상이한 지지 구조체는 상기 데크로부터 일 높이로 연장하고, 상기 지지 구조체는 상기 물체가 상기 데크 밖으로 리프팅되는 동안 상기 물체에 작용하는 힘을 흡수할 수 있도록 구성되고, 상기 데크는 상기 윈치 셋업을 포함하는, 리프팅 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지 구조체는 상기 브릿지와 같은 상기 선박의 현존 구조체를 포함하는, 리프팅 시스템.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 윈치 셋업은 상기 지지 구조체의 상측에 위치되는, 리프팅 시스템.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어 라인들은 상기 테이크업 프레임으로부터 풀리 셋업으로 그리고 상기 풀리 셋업으로부터 상기 윈치 셋업으로 이어지는, 리프팅 시스템.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 풀리 셋업은 상기 지지 구조체의 상측에 위치되고 상기 윈치 셋업은 더 낮은 높이에 위치되는, 리프팅 시스템.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 윈치 셋업은 상기 지지 구조체의 하측에 위치되는, 리프팅 시스템.
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 풀리 셋업은 상기 지지 구조체에 대해 움직일 수 있는, 리프팅 시스템.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 풀리 셋업은 높이 방향으로 상기 지지 구조체에 대해 움직일 수 있는, 리프팅 시스템.
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 윈치 셋업은 적어도 2개의 제어 라인들을 위한 적어도 2개의 독립적으로 제어 가능한 윈치들을 포함하는, 리프팅 시스템.
   
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 풀리 셋업은 적어도 2개의 제어 라인들을 위한 적어도 2개의 독립적인 풀리들을 포함하는, 리프팅 시스템.
    
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세장형 물체가 들어올려지는 동안, 상기 제어 라인들을 인장 하에서 유지하기 위해, 상기 윈치 디바이스 상에 또는 상기 제어 라인들 상에 작용하는 인장 디바이스를 더 포함하는, 리프팅 시스템.
    
12. 선박의 데크로부터 세장형 물체를 들어올리기 위한 방법에 있어서,
    - 상기 데크에 연결된 크레인 암으로부터 매달린 테이크업 프레임에 상기 세장형 물체를 부착하는 단계; 및
    - 상기 크레인 암을 사용하여 상기 데크 밖으로 상기 물체를 리프팅하고, 윈치 셋업 및 상기 윈치 셋업에 연결된 제어 라인들로 상기 세장형 물체의 움직임을 제어하는 단계로서, 상기 제어 라인들은 상기 테이크업 프레임으로부터 상기 윈치 셋업으로 이어지는, 상기 세장형 물체의 움직임을 제어하는 단계;
    를 포함하고,
    - 상기 크레인 암과 상이한 지지 구조체는 상기 데크로부터 일 높이로 연장하고, 상기 지지 구조체는 상기 물체가 상기 데크 밖으로 리프팅되는 동안 상기 물체에 작용하는 힘을 흡수하도록 구성되고, 상기 데크는 상기 윈치 셋업을 포함하는, 방법.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 지지 구조체는 상기 브릿지와 같은 상기 선박의 현존 구조체를 포함하는, 방법.
    
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 윈치 셋업은 상기 지지 구조체의 상측에 위치되는, 방법.
    
15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 라인들은 상기 테이크업 프레임으로부터 풀리 셋업으로 그리고 상기 풀리 셋업으로부터 상기 윈치 셋업으로 이어지는, 방법.
    
16. 제15항에 있어서,
    상기 풀리 셋업은 상기 지지 구조체의 상측에 위치되고 상기 윈치 셋업은 더 낮은 높이에 위치되는, 방법.
    
17. 제16항에 있어서,
    상기 윈치 셋업은 상기 지지 구조체의 하측에 위치되는, 방법.
    
18. 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 풀리 셋업은 상기 지지 구조체에 대해 움직일 수 있는, 방법.
    
19. 제18항에 있어서,
    상기 풀리 셋업은 높이 방향으로 상기 지지 구조체에 대해 움직일 수 있는, 방법.
    
20. 제12항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 윈치 셋업은 적어도 2개의 제어 라인들을 위한 적어도 2개의 윈치들을 포함하고, 상기 2개의 윈치들은 독립적으로 제어되는, 방법.
    
21. 제12항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 풀리 셋업은 적어도 2개의 제어 라인들을 위한 적어도 2개의 독립적인 풀리들을 포함하는, 방법.
    
22. 제12항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    인장 디바이스는 상기 윈치 디바이스 또는 상기 제어 라인들에 작용하고 상기 세장형 물체가 들어올려지는 동안 상기 제어 라인들을 인장 하에서 유지하는, 방법.
    

Images