KR20230130625A - 에너지 저장 플랜트를 위한 용이한 배치, 용이한 유지 보수 및 개선된 비틀림 강성을 갖는 수중 유압 조립체, 상기 수중 유압 조립체를 포함하는 에너지 저장 플랜트, 에너지 저장 플랜트에 대한 유지 보수 동작들을 수행하기 위한 방법 및 에너지 저장 플랜트를 조립/분해하기 위한 방법 - Google Patents
에너지 저장 플랜트를 위한 용이한 배치, 용이한 유지 보수 및 개선된 비틀림 강성을 갖는 수중 유압 조립체, 상기 수중 유압 조립체를 포함하는 에너지 저장 플랜트, 에너지 저장 플랜트에 대한 유지 보수 동작들을 수행하기 위한 방법 및 에너지 저장 플랜트를 조립/분해하기 위한 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230130625A KR20230130625A KR1020237020831A KR20237020831A KR20230130625A KR 20230130625 A KR20230130625 A KR 20230130625A KR 1020237020831 A KR1020237020831 A KR 1020237020831A KR 20237020831 A KR20237020831 A KR 20237020831A KR 20230130625 A KR20230130625 A KR 20230130625A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- hydraulic
- energy storage
- storage plant
- hydraulic assembly
- buoyancy
- Prior art date
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 37
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 27
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 27
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 8
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 5
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 5
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 4
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003094 perturbing effect Effects 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/06—Stations or aggregates of water-storage type, e.g. comprising a turbine and a pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/10—Submerged units incorporating electric generators or motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B17/00—Other machines or engines
- F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
- F03B3/10—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto characterised by having means for functioning alternatively as pumps or turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2230/00—Manufacture
- F05B2230/60—Assembly methods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2230/00—Manufacture
- F05B2230/70—Disassembly methods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2230/00—Manufacture
- F05B2230/80—Repairing, retrofitting or upgrading methods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
- F05B2240/97—Mounting on supporting structures or systems on a submerged structure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/42—Storage of energy
- F05B2260/422—Storage of energy in the form of potential energy, e.g. pressurized or pumped fluid
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
Abstract
에너지 저장 플랜트(1)를 위한 수중(submersible) 유압 조립체(6)는 적어도 하나의 유압 기계(12), 및 적어도 하나의 제1 부력 요소(47, 51, 64)로 채워진 적어도 하나의 제1 부력 챔버(46, 50, 63)를 포함하며, 적어도 하나의 제1 부력 챔버(46, 50, 63)는 환경 액체에 잠길 때 유압 기계(12)가 실질적으로 중성 부력(neutrally buoyant)이 되도록 구성된다. 본 발명은 또한 에너지 저장 플랜트(1), 에너지 저장 플랜트(1)에 대한 유지 보수 동작들을 수행하기 위한 방법 및 에너지 저장 플랜트(1)를 조립/분해하기 위한 방법에 관한 것이다.
Description
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 특허 출원은 2020년 11월 20일 출원된 이탈리아 특허 출원 번호 제102020000027921호로부터의 우선권을 주장하며, 그 전체 개시내용이 본 명세서에 참고로 포함된다.
기술 분야
본 발명은 에너지 저장 플랜트를 위한 수중 유압 조립체 및 상기 수중 유압 조립체를 포함하는 에너지 저장 플랜트에 관한 것이다. 본 발명은 또한 에너지 저장 플랜트에 대한 유지 보수 동작들을 수행하기 위한 방법 및 에너지 저장 플랜트를 조립/분해하기 위한 방법에 관한 것이다.
알려진 바와 같이, 에너지 저장 플랜트들은 간헐적 에너지원들(예컨대, 태양열, 풍력 발전 플랜트) 및 기타 재생 에너지에 의해 생산된 과잉 에너지, 또는 연속 기저 부하(base-load) 에너지원(예컨대, 석탄 또는 원자력)에 의해 생산된 과잉 에너지를 저장하는 데 있어서 필수적이다. 실제로, 에너지 저장 플랜트들은 수요가 높은 기간들을 위해 에너지를 절약하는 데 사용된다.
에너지 저장 플랜트들의 가장 일반적인 종류 중 하나는 수력 에너지 저장 플랜트이다.
수력 에너지 저장 플랜트들은 낮은 고도의 저장조로부터 높은 고도(일반적으로, 역시 저장조)로 펌핑되는 작동 유체(일반적으로, 물)의 중력 위치 에너지 형태로 에너지를 저장한다.
사용시, 잉여 전력은 작동 유체를 저장하기 위해 펌핑 시스템을 실행하는 데 사용되는 한편, 전기 수요가 높은 기간들 동안, 저장된 물은 방출되고 터빈 발전 시스템이 전력을 생산한다.
일반적으로, 이러한 수력 저장 플랜트들은 산이나 언덕의 고도 차이를 이용하여 육지에 배치된다. 최근에는 바다/해양 또는 호수에서 양수력(pumped-hydro) 에너지 저장 개념의 근해적(off-shore) 채택이 고려되고 있다.
물론, 이 새로운 종류의 근해 저장 플랜트들에 대한 배치, 유지 보수 및 서비스 운영은 대부분의 구성 요소들이 물 속에 잠겨 있기 때문에 간단하지 않다.
플랜트의 한 구성 요소를 확인하거나 수리하기 위해서는 무겁고 큰 조립체들을 수역 밖으로 이동시키고, 이어서 유지 보수 동작들을 수행하기 위해 이들을 특정 장소로 이동시켜야 하는 경우가 많다.
다시 말해, 문제가 단일 구성 요소에 있더라도 최소한 플랜트의 상당 부분이 분해되고 이동되어야 한다. 또한, 근해 유지 보수 동작들은 비용이 많이 들 수 있으며 짧은 유지 보수 간격은 피해야 한다.
따라서 본 발명의 목적은 설명된 단점들을 피하거나 적어도 완화할 수 있는, 에너지 저장 플랜트를 위한 수중(submersible) 유압 조립체를 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 유지 보수 동작들을 단순화하고, 그의 관련된 비용을 줄이며, 유지 보수 간격을 연장하는, 에너지 저장 플랜트를 위한 수중 유압 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 에너지 저장 플랜트를 위한 수중 유압 조립체가 제공되며, 수중 유압 조립체는,
적어도 하나의 유압 기계,
적어도 하나의 제1 부력 요소로 채워진 적어도 하나의 제1 부력 챔버를 포함하며, 제1 부력 챔버는 환경 액체에 잠길 때 유압 기계가 실질적으로 중성 부력(neutrally buoyant)이 되도록 구성된다.
본 발명의 추가의 목적은 유지 보수 동작들을 제한 및 단순화하고 그의 관련된 비용을 줄이도록 구성된 에너지 저장 플랜트를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 제16항에 청구된 바와 같은 에너지 저장 플랜트가 제공된다.
본 발명의 추가의 목적은 유지 보수 동작들을 단순화하고 관련된 비용을 줄일 수 있는 에너지 저장 플랜트에 대한 유지 보수 동작들을 수행하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 제20항에 따른 에너지 저장 플랜트에 대한 유지 보수 동작들을 수행하기 위한 방법이 제공된다.
마지막으로, 본 발명의 추가의 목적은 조립/분해 작업들을 단순화하고 그의 관련된 비용을 줄일 수 있는 에너지 저장 플랜트를 조립/분해하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 제21항에 따른 에너지 저장 플랜트를 조립/분해하기 위한 방법이 제공된다.
이제 본 발명은 일부 비제한적 실시예를 도시하는 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 명료성을 위해 부품들이 제거된, 본 발명에 따른 방전 동작 모드에 있는 에너지 저장 플랜트의 개략도이다.
도 2는 명료성을 위해 부품들이 제거된, 충전 동작 모드에 있는 본 발명에 따른 에너지 저장 플랜트의 개략도이다.
도 3은 명료성을 위해 부품들이 제거된, 본 발명에 따른 에너지 저장 플랜트를 위한 수중 유압 조립체의 개략적 사시도이다.
도 4는 명료성을 위해 부품들이 제거된, 본 발명에 따른 수중 유압 조립체들 사이의 가능한 연결을 도시한 에너지 저장 플랜트의 제1 세부 사항의 개략적 사시도이다.
도 5는 명료성을 위해 부품들이 제거된 도 3의 수중 유압 조립체의 단면도이다.
도 6은 명료성을 위해 부품들이 제거된 도 3의 수중 유압 조립체의 분해도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 에너지 저장 플랜트에 대한 유지 보수 동작들을 수행하기 위한 방법의 상이한 단계들을 나타낸다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 에너지 저장 플랜트를 조립/분해하기 위한 방법의 상이한 단계들을 나타낸다.
도 1은 명료성을 위해 부품들이 제거된, 본 발명에 따른 방전 동작 모드에 있는 에너지 저장 플랜트의 개략도이다.
도 2는 명료성을 위해 부품들이 제거된, 충전 동작 모드에 있는 본 발명에 따른 에너지 저장 플랜트의 개략도이다.
도 3은 명료성을 위해 부품들이 제거된, 본 발명에 따른 에너지 저장 플랜트를 위한 수중 유압 조립체의 개략적 사시도이다.
도 4는 명료성을 위해 부품들이 제거된, 본 발명에 따른 수중 유압 조립체들 사이의 가능한 연결을 도시한 에너지 저장 플랜트의 제1 세부 사항의 개략적 사시도이다.
도 5는 명료성을 위해 부품들이 제거된 도 3의 수중 유압 조립체의 단면도이다.
도 6은 명료성을 위해 부품들이 제거된 도 3의 수중 유압 조립체의 분해도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 에너지 저장 플랜트에 대한 유지 보수 동작들을 수행하기 위한 방법의 상이한 단계들을 나타낸다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 에너지 저장 플랜트를 조립/분해하기 위한 방법의 상이한 단계들을 나타낸다.
도 1 및 도 2에서 참조 번호 1은 본 발명에 따른 에너지 저장 플랜트를 나타낸다.
에너지 저장 플랜트(1)는 적어도 하나의 상부(head) 저장조(2), 적어도 하나의 하부(bottom) 저장조(3), 상부 저장조(2)와 하부 저장조(3)를 유체적으로 연결하는 적어도 하나의 연결 도관(4), 및 연결 도관(4)을 따라 배열된 적어도 하나의 수중 유압 조립체(6)를 포함한다.
상부 저장조(2) 및 하부 저장조(3)는 작동 액체를 저장하도록 구성된다.
상부 저장조(2)는 제1 높이에 배열되고 하부 저장조(3)는 제1 높이보다 낮은 제2 높이에 배열된다.
하부 저장조(3)는 환경 액체에, 일반적으로는 해양/천연 유역(해수 또는 호수 물)의 물에 잠긴다. 이하에서는 환경 액체를 수역(body of water)으로 정의한다.
본 명세서에 개시되고 도시된 비제한적인 예에서, 하부 저장조(3)는 수역의 바닥(bed)에 놓인다.
상부 저장조(2)는 부력이 있을 수 있거나 해안에 고정될 수 있거나 잠길 수도 있다. 바람직하게는, 상부 저장조(2)는 수역으로 인한, 또는 하중의 변화로 인한 움직임을 보상하기 위해 수역의 바닥 또는 임의의 다른 고정된 구조체(자연 또는 인공)에 결합된 케이블들(첨부된 도면들에는 도시되지 않음)에 연결된다.
본 명세서에 개시되고 도시된 비제한적인 예에서, 작동 액체는 수역의 물보다 밀도가 더 높다. 도시되지 않은 변형에 따르면 작동 액체는 수역의 물보다 밀도가 낮을 수 있다.
바람직하게는, 상부 저장조(2)와 하부 저장조(3) 내에 배열된 액체는 주변 환경 중 하나에 매우 근접한 압력을 갖는다. 이는, 예를 들어, 압력 변화들을 보상하기 위해 액체를 유입시키거나 배출함으로써 달성될 수 있다. 이렇게 하여, 사용될 저장조들의 재료들 및 구조들의 선택 측면에서 이점들이 분명하다.
상부 저장조(2) 및 하부 저장조(3) 둘 모두는 바람직하게는 그 내부 압력을 조절하기 위해 수역과 선택적으로 연결될 수 있다.
상부 저장조(2)에는 연결 도관(4)에 연결된 하나의 개구부(8), 및 바람직하게는 작동 유체의 유동을 조절하기 위해 개구부(8)에 배열된 하나의 밸브(10)가 제공된다.
하부 저장조(3)에는 연결 도관(4)에 연결된 하나의 개구부(11)가 제공된다. 연결 도관(4)에서, 작동 액체는 적어도 하나의 유압 조립체(6)를 통해 위아래로 유동한다.
본 명세서에 개시되고 도시된 비제한적인 예에서, 에너지 저장 플랜트(1)는 연결 도관(4)을 따라 직렬로 배열된 복수의 유압 조립체들(6)을 포함한다.
도 3을 참조하면, 각각의 유압 조립체(6)는 적어도 하나의 유압 기계(12)(이후 도면들에서 더 잘 볼 수 있음) 및 유압 기계(12)를 수용하도록 구성된 프레임(13)을 포함한다.
바람직하게는, 유압 조립체(6)는 또한 기계적 에너지를 선택적으로 공급하거나(모터 모드), 기계적 에너지를 전기로 변환하도록(발전기 모드) 구성된 모터/발전기(17)(자세히 도시되지 않음)를 포함한다.
도 4를 참조하면, 각각의 프레임(13)에는 적어도 2개의 대향 단부들(18)이 제공되며, 각각은 적어도 하나의 케이블 또는 체인(19)에 의해 인접한 유압 조립체(6)의 각각의 프레임(13)에, 또는 상부 저장조(2) 또는 하부 저장조(3)에 연결되거나, 상부 저장조(2) 또는 하부 저장조(3)에 결합된 중간 구조체 또는 다른 지지체 또는 계류 구조체에 연결된다. 케이블 또는 체인(19)은 일반적으로 연결 도관(4) 및 유압 조립체들(6)로 구성된 구조체에 강성을 제공하기 위해 장력이 가해진다. 연결 도관(4)은 실질적으로 종축(A)을 따라 연장된다. 종축(A)은 바람직하게는 수직으로 배열된다. 그러나, 예를 들어 연결 도관(4)이 잠겨 있는 수역의 파동 운동으로 인해 종축이 수직 위치로부터 이동할 수 있다는 것은 명백하다.
비틀림 강성은 에너지 저장 플랜트의 안전하고 신뢰할 수 있는 동작을 위해 가장 중요하다. 사실, 유압 조립체들(6)은 내부 섭동력(예컨대, 과도 동작 동안 유체 유동과의 상호 작용으로 인함) 또는 외부 섭동력(예컨대, 해류로 인함)을 받을 수 있다. 유압 조립체들(6)의 수직 변위 및 수평 변위는 케이블들 또는 체인들(19)의 장력에 의해 쉽게 상쇄된다. 유압 조립체들(6)의 단순한 수직 연결들의 경우에, 유압 조립체들(6)의 상당한 회전이 도달될 때까지 비틀림 복원력은 생성되지 않는다. 이로 인해 플랜트의 신뢰성에 해로운 영향을 미치는 주기적인 진동 운동을 발생시킬 수 있다.
따라서, 비틀림 운동을 억제하기 위해, 각각의 케이블 또는 체인(19)의 단부들은 서로에 대해 축방향으로 정렬되지 않은 인접한 구조체들(즉, 프레임들(13) 또는 상부 저장조(2) 또는 하부 저장조(3) 또는 상부 저장조(2) 또는 하부 저장조(3)에 결합된 중간 구조체 또는 기타 지지체 또는 계류 구조체들)의 각자의 고정점(anchoring point)들(20)에 연결된다.
다시 말해, 도 4에 도시된 바와 같이, 케이블 또는 체인(19)의 일단은 제1 프레임(13)의 제1 고정점(20a)에 연결되고, 케이블 또는 체인(19)의 타단은 제1 프레임(13)에 인접한 제2 프레임(13)의 제2 고정점(20b)에 축방향으로(예컨대, 수직으로) 연결된다. 제2 고정점(20b) 및 제1 고정점(20a)은 종축(A)을 따라 정렬되지 않고 서로 이동된다.
바람직하게는, 고정점들(20a, 20b)은 프레임들(13) 중 임의의 것에 비틀림이 인가될 때 복원 토크를 보장하기 위해, 축방향으로 인접한 2개의 프레임들(13)(즉, 동일한 연결 도관(4)을 따라 인접한 프레임들(13))을 연결하는 적어도 2개의 케이블들 또는 체인들(19)이 상이한 기울기들을 갖도록 선택된다. 보다 바람직하게는, 프레임(13)의 동일한 단부(18) 상의 인접한 고정점들(20)에 연결된 적어도 2개의 케이블들 또는 체인들(19)은 서로 상이한 기울기들을 갖는다. "인접한 고정점들"이라는 표현은 프레임(13)의 크기에 비해 거리가 작은 고정점들(20), 예를 들어 종축(A)에 직교하는 방향을 따라 거리가 프레임(13) 치수의 20%(바람직하게는 10%) 미만인 고정점들(20)을 의미한다.
이러한 방식으로, 공칭 조건에서, 프레임(13)에 대한 비수직 기계적 하중은 인접한 고정점들(20)에 대한 반대의 측방향 하중들로 인해 제한된다. 보다 바람직하게는, 동일한 단부(18)의 인접한 고정점들(20)에 연결된 적어도 2개의 케이블들 또는 체인들(19)의 기울기는, 비틀림이 프레임들(13) 중 임의의 것에 적용될 때 복원 토크를 보장하면서 정지 상태에서 실질적으로 0의 순 토크를 생성하기 위해 실질적으로 반대이다. 또한, 이러한 방식으로, 공칭 조건에서, 프레임(13)의 구조체들은 주로 수직 하중을 받고, 비틀림 안정성에 필요한 측면 하중은 프레임(13)의 단부(18) 영역의 작은 부분으로 제한된다. 더 바람직하게는, 축방향으로(예컨대, 수직 방향으로) 인접한 2개의 유압 조립체들(6)을 연결하는 각각의 케이블 또는 체인(19)은 (예컨대, 수평 방향으로) 그의 측면에 배열된 다른 케이블 또는 체인(19)의 기울기와 실질적으로 반대인 기울기를 갖는다.
바람직하게는, 유압 조립체들(6)의 프레임들(13)은 축방향으로 인접한 프레임들(13)에 대해 30° 내지 100°, 바람직하게는 실질적으로 60°의 각도로 회전된다.
축방향으로(예컨대, 수직으로) 인접한 유압 조립체들(6)의 프레임들(13) 사이의 선택된 회전 각도 범위는, 달성된 비틀림 동적 응답, 동작 시 케이블들 또는 체인들(19)이 연결 도관(4)과 교차하지 않도록 하는 고정점들(20) 사이의 최소 반경 방향 거리, 및 케이블 또는 체인(19)에 가해지는 최대 장력 사이의 최적 절충점을 나타낸다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 프레임(13)은 바람직하게는 회전 대칭을 갖는 구조를 갖는다.
본 명세서에 개시되고 도시된 비제한적인 예에서, 프레임(13)은 120°의 회전 대칭을 갖는 구조를 갖는다.
도시되지 않은 변형에 따르면, 회전 대칭은 180° 또는 90°일 수 있다.
프레임(13)은 그를 통해 유압 기계(12)가 빼내어질 수 있는 적어도 하나의 창(22)을 정의하도록 구성된다.
본 명세서에 개시되고 도시된 비제한적인 예에서, 프레임(13)은 120°로 배열된 3개의 창들(22)을 포함한다.
다시 말해, 프레임(13)은 유압 기계(12)에 대한 용이한 접근을 허용하는 동시에 유압 기계(12)에 대한 지지 구조를 정의하도록 설계된다.
프레임(13)의 120° 회전 대칭은 유압 기계(12)를 인출하기 위해 적어도 하나의 창(22)을 확보는 데 필요한 구조 크기와 구조 비틀림 강성 사이의 최적 절충점을 나타낸다.
프레임(13)의 120° 회전 대칭과 조합하여, 축방향으로 인접한 프레임들(13)에 대한 하나의 프레임(13)의 60° 회전 각도는, 달성된 비틀림 동적 응답, 동작 시 케이블들 또는 체인들(19)이 연결 도관(4)과 교차하지 않도록 하는 고정점들(20) 사이의 반경 방향 거리, 및 케이블들 또는 체인들(19)에 가해지는 최대 장력 사이의 절충점의 추가 개선을 나타낸다.
바람직하게는, 프레임(13)은, 사용시 축방향으로 배열되는 3개의 직립부들(25) 및 프레임(13)의 단부들(18)에 실질적으로 배열되고 바람직하게는 직립부들(25)에 직교하는 2개의 가로대들(26)을 포함한다. 직립부들(25) 및 가로대들(26)은 창들(22)을 정의하도록 배열된다.
각각의 직립부(25)에는 각각의 단부(18)에 2개의 고정점들(20)이 제공된다. 따라서, 본 명세서에 개시되고 도시된 비제한적인 예에서, 프레임(13)에는 프레임(13)의 각각의 단부(18)에 6개의 고정점들(20)이 제공된다.
각각의 고정점(20)은 각자의 케이블 또는 체인(19)에 연결된다.
가로대들(26)은 바람직하게는 프레임(13)의 전체 반경 치수를 제한하면서 연결 도관(4)의 삽입 및 연결을 허용하도록 볼록하다.
비제한적인 예에서, 가로대들(26)은 축(A)에 직교하는 평면에서 뢸로(Reuleaux) 삼각형을 실질적으로 정의하도록 배열된다.
본 명세서에 개시되고 도시된 비제한적인 예에서, 프레임(13)은 또한 적어도 부분적으로 연결 도관(4)을 수용하도록 치수 설정된다. 특히, 유압 기계(12)에 결합되는 연결 도관(4)의 결합부들(28)은 바람직하게는 연결 도관(4)의 무게(또는 부력)을 지지하고, 연결 도관(4)으로부터 프레임(13)을 통한 체인들 또는 케이블들(19)로의 축방향 하중의 전달을 보장하기 위해 프레임(13)에 수용된다.
도시되지 않은 변형에 따르면, 프레임(13)은 프레임 자체에 결합된 부력체들에 의해 정의되거나, 또는 예를 들어, 직립부들 또는 가로대들과 같은 중공 구조들에서 얻어지는 공동들에 의해 정의되는 부력 챔버들을 포함한다.
유압 기계(12)는 바람직하게는 예를 들어, 금속판들(첨부된 도면들에는 도시되지 않음)에 의해 프레임(13)에 고정된다. 바람직하게는, 금속판들은 직립부들(25)의 내부 부분을 유압 기계(12)에 연결한다.
유압 조립체(6)의 유압 기계(12)는 펌프, 터빈, 가역 펌프/터빈을 포함하는 그룹에서 선택될 수 있다.
본 명세서에 개시되고 도시된 예에서, 유압 기계(12)는 가역 펌프/터빈이다. 다시 말해, 유압 기계(12)는 펌프로서, 또는 대안적으로 터빈으로서 작용할 수 있다.
바람직하게는, 유압 기계(12)는 모터/발전기(17)에 직접 연결된 가역 축류(axial flow) 펌프/터빈이다. 유리하게는, 축류 펌프/터빈은 유동 편차 없이 연결 도관(4)을 따라 직접 배열될 수 있다.
유압 기계(12)는 사용시 종축(A)과 실질적으로 일치하는 축(B)을 따라 연장된다.
본 명세서에 개시되고 도시된 비제한적인 예에서, 축(B)은 또한 유압 기계(12)의 회전축이다.
펌프/터빈(12)은 바람직하게는 림 구동(rim-driven) 유형이고 샤프트가 없다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 유압 기계(12)는 2개의 분배기들(30) 및 분배기들(30) 사이에 배열된 임펠러(31)를 포함한다. 분배기들(30) 및 임펠러(31)는 동축으로 배열된다.
바람직하게는, 유압 기계(12)의 각각의 분배기(30)는 커넥터(33)에 의해 연결 도관(4)의 각자의 결합 부분(28)에 연결된다. 본 명세서에 개시되고 도시된 커넥터들(33)은 또한 분배기(30)를 향하여 작동 액체의 유동을 안내하는 기능을 수행한다. 특히, 각각의 커넥터(33)에는 중공 중앙 몸체(34), 중공 중앙 몸체(34)을 중심으로 환형으로 배열된 바람직하게는 오자이브 형상(ogive-shape)의 고정 스트럿들(35), 및 연결 도관(4)의 결합부(28)를 클램핑하도록 구성된 적어도 2개(본 명세서에 설명된 예에서, 3개)의 외부 플랜지들(36)이 제공된다.
중공 중앙 몸체(34)는 부력 요소(32b)로 채워질 수 있는 부력 챔버(32a)를 정의한다. 본 명세서에 개시되고 도시된 비제한적인 예에서, 부력 챔버(32a) 내의 부력 요소(32b)는 폴리머 발포체, 바람직하게는 폴리우레탄 발포체이다.
바람직하게는, 각각의 커넥터(33)에는 또한 각각의 외부 부력체들(39b)(도 6에서는 하나만 볼 수 있음)을 수용할 수 있는 복수의 외부 시트들(39a)이 제공된다. 외부 시트들(39a)은 바람직하게는 외부 플랜지(36)의 외부면에 정의된다. 각각의 외부 부력체(39b)는 부력 요소(39d)(잘 보이지 않음)로 채워질 수 있는 커넥터 부력 챔버(39c)를 정의할 수 있다.
본 명세서에 개시되고 도시된 예에서, 하나의 외부 부력체(39b)만이 외부 시트(39a) 중 하나에 수용된다.
본 명세서에 개시되고 도시된 비제한적인 예에서, 외부 부력체들(39b)은 수밀 부력 구획들에 의해 정의된다. 부력 요소(39d)는 바람직하게는 폴리우레탄 발포체이다.
외부 부력체들(39b)은 바람직하게는 수중에서 큰 압력을 지지할 수 있는 재료로 제조된다. 바람직하게는, 외부 부력체들(39b)은 폴리에틸렌으로 제조된다.
임펠러(31)는 축(B)에 대해 반경 방향으로 배열된 복수의 블레이드들(37)을 포함한다.
임펠러(31)는 바람직하게는 샤프트가 없고, 임펠러(31)의 중심에 배치되는 중공 허브(hub)(38)를 포함한다.
특히, 임펠러(31)는 외부 표면(41) 및 내부 표면(42)이 제공된 환형 케이싱(40)을 포함한다. 블레이드들(37)은 환형 케이싱(40)의 내부 표면(42)으로부터 반경 방향으로 돌출한다. 블레이드들(37)은 환형 케이싱(40)에 견고하게 결합된 하나의 단부(43) 및 하나의 반경 방향 대향 단부(44)를 갖는다. 본 명세서에 도시된 예에서, 반경 방향 대향 단부(44)는 중공 허브(38)에 결합된다.
중공 허브(38)는 부력 요소(47)로 채워질 수 있는 부력 챔버(46)를 정의한다.
본 명세서에 개시되고 도시된 비제한적인 예에서, 부력 요소(47)는 폴리머 발포체, 바람직하게는 폴리우레탄 발포체이다.
본 명세서에 개시되고 도시된 비제한적인 예에서, 중공 허브(38)는 또한, 분배기들(30)의 각자의 중앙 고정 몸체들(49)과 대면하는, 중공 허브(38)의 대향 축방향 단부들에 배열되는 2개의 환형 스러스트 베어링들(48)을 수용한다.
추가 베어링들(도시되지 않음)이 반경 방향으로 배열된다.
각각의 분배기(30)에는 부력 요소(51)로 채워질 수 있는 부력 챔버(50)를 정의하기 위해 바람직하게는 중공인 각자의 중앙 고정 몸체(49)가 제공된다. 본 명세서에 개시되고 도시된 비제한적인 예에서, 부력 요소(51)는 폴리머 발포체, 바람직하게는 폴리우레탄 발포체이다.
분배기(30)에는 환형 채널에 배열되고 임펠러(31)를 향한 작동 액체 흐름에 필요한 방향을 제공하도록 적절하게 배향된 가이드 베인들(52)(바람직하게는, 조절 베인들)이 제공된다. 분배기들(30)에는 또한 고정된 반경 방향 지지부들(53)이 제공되며, 이는 나중에 자세히 설명될 것이다.
유리하게는, 중공 허브(38)에 의해 정의된 부력 챔버(46)는 공칭 동작 조건에서 유압 기계(12)의 베어링들(도시되지 않음)에 작용하는 축방향 하중을 감소시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 모터/발전기(17)는 임펠러(31)를 중심으로 배열된다.
특히, 모터/발전기(17)는 임펠러(31)에 결합된 회전자(55) 및 회전자(55)를 중심으로 일정 거리를 두고 배열된 환형 고정자(56)를 포함한다.
회전자(55)는 복수의 영구 자석들(57)을 포함하는 한편, 고정자(56)는 복수의 코일들(도시되지 않음)을 포함한다.
임펠러(31)의 외부 표면(41)에는 영구 자석들(57)이 배열되어 있다. 특히, 영구 자석들(57)은 외부 표면(41)을 따라 균일하게 분포되고 서로 평행하다.
바람직하게는, 영구 자석들(57)은 유압 기계(12)의 축(B)에 대해 축방향으로 배열된다.
도 3, 도 5 및 도 6을 참조하면, 유압 조립체(6)는 또한 각자의 부력체들(61)을 수용할 수 있는 복수의 시트(seat)들(60)을 포함한다.
각각의 부력체(61)는 부력 요소(64)로 채워질 수 있는 부력 챔버(63)를 정의할 수 있다.
본 명세서에 개시되고 도시된 예에서, 일부 부력체들(61)만이 시트들(60)에 수용된다.
바람직하게는 시트들(60)은 분배기(30) 중 적어도 하나를 중심으로, 또한 바람직하게는, 커넥터들(33) 중 적어도 하나를 중심으로 배열된다.
시트들(60)은 바람직하게는 분배기들(30) 및/또는 커넥터들(33)의 외부면들로부터 반경 방향으로 돌출하는 축방향 벽들(65)에 의해 정의된다.
분배기들(30)을 중심으로 배열된 축방향 벽들(65)중 일부는 고정된 반경 방향 지지부들(53)의 연장부로서 위치된다.
시트들(60) 및 부력체들(61)은, 수역에 잠길 때 유압 기계(12)가 실질적으로 중성 부력이 되도록, 부력 요소(64)의 전체 체적을 수용하도록 치수 설정된 부력 챔버들(63)을 정의하도록 설계된다. 이 효과는 아래에 상세히 설명될 수 있는 바와 같이 유압 기계(12)에 대한 유지 보수 동작들을 개선할 수 있다.
본 명세서에 개시되고 도시된 비제한적인 예에서, 또한 유압 기계(12) 내부의 중공체들(38, 49)은 부력 챔버들(46, 50)을 정의하고, 부력체들(61)의 치수 설정은 또한 부력 챔버들(46, 50)의 체적들을 고려한다.
유사하게, 외부 시트들(39a) 및 외부 부력체들(39b)은, 수역에 잠길 때 유압 조립체(6)가 실질적으로 중성 부력이 되도록, 부력 요소(39d)의 전체 체적을 수용하도록 치수 설정된 부력 챔버들(39c)을 정의하도록 설계된다. 본 명세서에 개시되고 도시된 비제한적인 예에서, 또한 커넥터들(33)의 중공체들(32)은 부력 챔버들(32a)을 정의하고, 외부 부력체들(39b)의 치수 설정은 또한 부력 챔버들(32a)의 체적을 고려한다.
이 효과는 아래에 자세히 설명될 수 있는 바와 같이, 플랜트(1)의 조립/분해 작업들을 개선할 수 있다.
"실질적으로 중성 부력"이라는 표현은 유압 기계(12) 및/또는 유압 조립체(6)가 유압 기계(12) 및/또는 유압 조립체(6)가 잠겨 있는 수역의 밀도와 실질적으로 동일한 평균 밀도를 갖는 조건을 의미한다. 이러한 방식으로, 부력은 그렇지 않으면 (유압 기계(12) 및/또는 유압 조립체(6)의 밀도가 그것이 잠겨 있는 수역의 밀도보다 큰 경우) 물체가 가라앉게 하거나, (그보다 작은 경우) 상승하게 하는 중력의 힘과 실질적으로 균형을 이룬다.
"유압 기계(12) 및/또는 유압 조립체(6)가 잠겨 있는 수역의 밀도와 실질적으로 동일하다"는 표현은 유압 기계(12) 및/또는 유압 조립체(6)의 전체 평균 밀도가 수역 밀도의 ±10% 범위(즉, 10%의 오차 한계)에 포함되는 것으로 의도된다.
본 명세서에 개시되고 도시된 비제한적인 예에서, 부력체들(61)은 수밀 부력 구획들에 의해 정의된다. 부력 요소(64)는 바람직하게는 폴리우레탄 발포체이다.
부력체들(61)은 바람직하게는 수중에서 큰 압력을 지지할 수 있는 재료로 제조된다. 바람직하게는, 부력체들(61)은 폴리에틸렌으로 제조된다.
연결 도관(4)은 바람직하게는 경량 재료(예를 들어, 고밀도 폴리에틸렌)로 제조되기 때문에, 환경 액체로 채워질 때 연결 도관(4) 또한 실질적으로 중성 부력이 된다.
연결 도관(4) 및 유압 조립체들(6)이 환경 액체 중에 중성 부력인 경우, 연결 도관(4) 및 연결 도관(4)을 따라 배열된 유압 조립체들(6)을 포함하는 전체의 조립된 그룹도 연결 도관(4)이 환경 액체로 채워질 때 중성 부력이 된다.
변형에 따르면, 유압 조립체의 부력 챔버들은 연결 도관(4) 및 연결 도관(4)을 따라 배열된 유압 조립체들(6)을 포함하는 전체의 조립된 그룹이 연결 도관(4)이 환경 액체로 채워질 때 실질적으로 중성 부력이 되도록 치수 설정될 수 있다. 다시 말해, 전체의 조립된 그룹의 부력은 연결 도관의 재료를 독립적으로 형성하는 유압 조립체들의 부력 챔버들의 치수 설정에 의해 구해진다.
도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 사용시, 작동 액체가 환경 액체보다 밀도가 높은 경우에는 작동 액체가 상향으로 펌핑될 때, 또는 환경 액체가 작동 액체보다 밀도가 높은 경우에는 작동 액체가 하향으로 펌핑될 때 에너지가 저장된다.
본 명세서에 개시되고 도시된 비제한적인 예에서, 작동 액체는 수역보다 밀도가 더 높다. 따라서, 작동 액체가 상향으로 펌핑될 때 에너지가 저장되고(도 2에 도시된 바와 같음), 작동 액체가 하향으로 유동할 때 에너지가 방출된다(도 1 에 도시된 바와 같음).
특히, "충전" 단계(도 2의 구성)에서, 연결 도관(4)을 통해 하부 저장조(3)로부터 상부 저장조(2)로 작동 액체를 펌핑하는 적어도 하나의 유압 조립체(6)를 활성화하기 위해 에너지원(66)(개략적으로 도시됨)으로부터 적어도 하나의 모터/발전기(17)로 에너지가 제공된다.
"배출 단계"(도 1의 구성)에서, 작동 액체는 적어도 하나의 유압 조립체(6)를 통해 연결 도관(4)을 따라 상부 저장조(2)로부터 하향으로 유동하고 하부 저장조(3) 내로 축적된다.
유압 조립체(6)를 통과하는 동안 생성된 에너지는 모터/발전기(17)에 의해 변환되고, 그리드(67) 또는 예를 들어, 육지와 같은 다른 저장 장치 또는 전기 부하로 전송된다. 이는 예를 들어, 직접 전기 케이블 연결에 의해 또는 에너지를 먼저 중간 유닛(68)으로 전송하고 이어서 그리드(67)로 전송함으로써 수행될 수 있다. 중간 유닛(68)은 부력 유닛일 수 있다.
전기 케이블 연결은 플로팅(floating) 또는 수중 케이블들(69)에 의해 이루어진다.
에너지 저장 플랜트(1)는 또한 유압 조립체들(6), 밸브(10), 모터/발전기(17) 및 플랜트(1)의 다른 제어 가능한 요소들을 제어하고 조절하도록 구성된 제어 시스템(도시되지 않음)을 포함한다.
선택적으로, 에너지 저장 플랜트(1)는 또한 작동 유체의 온도가 (예컨대, 파이프들 또는 터빈/펌프를 따르는 마찰로 인해) 임계값보다 커질 경우 작동 유체를 냉각하도록 구성된 냉각 시스템을 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 에너지 저장 플랜트(1)에 대한 유지 보수 동작들을 수행하기 위한 방법에 관한 것이다.
특히, 도 7 내지 도 9를 참조하면, 방법은, 유지 보수 동작들을 수행하기 위해, 유압 기계(12)를 유압 조립체(6)로부터 결합 해제(decouple)하는 단계 및 분리된 유압 기계(12)를 유압 조립체들(6)의 나머지 부분(즉, 프레임(13))으로부터 멀리 이동시키는 단계를 포함한다. 일반적으로, 분리된 유압 기계(12)는 수역 외부로 이동된다. 유지 보수 동작들 후, 수리된 유압 기계(12)는 다시 유압 조립체들(6)에 결합된다.
특히, 분리된 유압 기계(12)는 프레임(13)의 창들(22) 중 하나를 통해 이동된다.
본 명세서에 개시되고 도시된 비제한적인 예에서, 임펠러(31)를 중심으로 배열된 모터/발전기(17)도 유압 기계(12)와 함께 이동된다.
따라서, 본 명세서에 개시되고 도시된 비제한적인 예에서, 부력 챔버들(46, 50, 63)은 유압 기계(12) 및 또한 모터/발전기(17)에 대한 중성 부력을 얻기 위해 치수 설정된다.
(모터/발전기(17)가 있거나 없는) 유압 기계(12)가 중성 부력을 갖는다는 점으로 인해, 수역에서 분리 작업 및 분리된 유압 기계(12)의 이동이 안전하고 간단하며 수중 원격 제어 차량(remotely controlled vehicle, ROV)에 의해 수행될 수 있다.
유압 기계(12)가 실질적으로 중성 부력을 갖기 때문에, 원격 제어 수중 차량은 명백한 이점들을 갖는 경량 범주에 속할 수 있다.
본 발명은 또한 에너지 저장 플랜트(1)를 조립/분해하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 방법은 연결 도관(4) 및 연결 도관(4)을 따라 배열된 유압 조립체들(6)을 포함하는(즉, 조립된 구성에 있는) 전체 그룹을 조립/분해하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 조립/분해 동작들은 하부 저장조(3) 및 상부 저장조(2)가 이미/여전히 동작 위치들에 있는 에너지 저장 플랜트들에 대해 수행된다.
다시 말해, 조립 단계에서, 방법은 연결 도관(4) 및 연결 도관(4)에 결합된 유압 조립체들(6)를 포함하는 전체 구조체를 수역 외부로부터 또는 수역 표면으로부터 수역 내로 이동시키는 단계를 포함한다.
이 동작은 일반적으로 크레인 선박 또는 앵커 처리 선박(75)(개략적으로 도시됨)으로 수행될 수 있다.
일단 연결 도관(4)이 위치되면, 연결 도관(4)의 단부들은 이어서 하부 저장조(3) 및 상부 저장조(2)에 결합된다. 이 동작은 원격 제어 수중 차량(도시되지 않음)으로 수행될 수 있다.
분해 단계에서 방법은,
연결 도관(4)에서 작동 액체를 비우고 이것을 환경 액체로 채우는 단계,
하부 저장조(3) 및 상부 저장조(2)로부터 각각 연결 도관(4)의 단부들을 결합 해제하는 단계,
연결 도관(4) 및 연결 도관(4)에 결합된 유압 조립체들(6)을 포함하는 전체 구조체를 수역 외부 또는 수역의 표면으로 이동하는 단계를 포함한다.
이 최종 동작은 일반적으로 크레인 선박 또는 앵커 처리 선박(75)으로 수행될 수 있다.
전체 구조체의 수중 또는 수역의 표면에서의 이동은 추가 밸러스트들(ballasts) 또는 부력 요소들을 사용하여 수행되어 전체 구조체의 부력을 순간적으로 변경할 수 있다.
연결 도관(4) 및 연결 도관(4)을 따라 배열된 유압 조립체들(6)을 포함하는 전체 그룹의 중성 부력으로 인해, 연결 도관(4)이 환경 액체로 채워질 때, 전체 구조체의 수역 내부에서의 움직임이 안전하고 간단하며 덜 복잡하고 저렴한 도구들 및 장비를 필요로 한다.
마지막으로, 첨부된 청구범위에 정의된 바와 같이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 유압 조립체, 에너지 저장 플랜트 및 본 명세서에 기술된 방법들에 대한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 명백하다.
Claims (22)
- 에너지 저장 플랜트(1)를 위한 수중(submersible) 유압 조립체(6)로서,
적어도 하나의 유압 기계(12); 및
적어도 하나의 제1 부력 요소(47, 51, 64)로 채워진 적어도 하나의 제1 부력 챔버(46, 50, 63)를 포함하며, 상기 적어도 하나의 제1 부력 챔버(46, 50, 63)는 환경 액체에 잠길 때 상기 유압 기계(12)가 실질적으로 중성 부력(neutrally buoyant)이 되도록 구성되는, 수중 유압 조립체(6). - 제1항에 있어서,
상기 제1 부력 요소(47, 51, 64)는 폴리머 발포체인, 수중 유압 조립체. - 제1항에 있어서,
상기 제1 부력 요소(47, 51, 64)는 공기인, 수중 유압 조립체. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제1 부력 챔버(63)를 정의하도록 구성된 각자의 부력체(61)를 수용하도록 구성된 적어도 하나의 시트(seat)(60)를 포함하는, 수중 유압 조립체. - 제4항에 있어서,
상기 적어도 하나의 시트(60)는 상기 유압 기계(12)를 중심으로 배치되는, 수중 유압 조립체. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유압 기계(12)는 펌프, 터빈, 가역 펌프/터빈을 포함하는 그룹으로부터 선택되는, 수중 유압 조립체. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유압 기계(12)는 종축(B)을 따라 연장되고 적어도 하나의 임펠러(31)가 제공되는 가역 펌프/터빈을 포함하고, 상기 임펠러(31)는 축(B)에 대해 반경 방향으로 배열된 복수의 블레이드들(37) 및 상기 적어도 하나의 제1 부력 챔버(46)를 정의하는 중앙 중공 허브(hub)(38)를 포함하는, 수중 유압 조립체. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유압 기계(12)는 종축(B)을 따라 연장되고 적어도 하나의 분배기(30) 및 임펠러(31)가 제공되는 가역 펌프/터빈을 포함하고, 상기 적어도 하나의 분배기(30) 및 상기 임펠러(31)는 동축으로 배열되고, 상기 적어도 하나의 분배기(30)에는 상기 적어도 하나의 제1 부력 챔버(50)를 정의하도록 중공인 중앙 고정 몸체(49)가 제공되는, 수중 유압 조립체. - 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 유압 기계(12)는 축류(axial flow) 가역 펌프/터빈을 포함하는, 수중 유압 조립체. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유압 기계(12)를 지지하도록 구성되는 프레임(13)을 포함하는, 수중 유압 조립체. - 제10항에 있어서,
상기 프레임(13)은 회전 대칭을 갖는 구조를 갖는, 수중 유압 조립체. - 제11항에 있어서,
상기 프레임(13)은 120° 회전 대칭을 갖는 구조를 갖는, 수중 유압 조립체. - 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프레임(13)은 상기 유압 기계(12)를 수용하고 상기 유압 기계(12)가 인출될 수 있는 적어도 하나의 창(22)이 제공되는, 수중 유압 조립체. - 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 제2 부력 요소(32b, 39d)로 채워진 적어도 하나의 제2 부력 챔버(32a, 39c)를 포함하며, 상기 적어도 하나의 제2 부력 챔버(32a, 39c)는 환경 액체에 잠길 때 상기 유압 조립체(6)가 실질적으로 중성 부력이 되도록 구성되는, 수중 유압 조립체. - 제14항에 있어서,
상기 유압 조립체(6)의 각자의 단부들에 적어도 2개의 커넥터들(33)이 제공되며, 각각의 커넥터(33)는 상기 유압 기계(12)를 상기 에너지 저장 플랜트(1)의 연결 도관(4)에 연결하도록 구성되고, 상기 커넥터들(33) 중 적어도 하나에는 상기 적어도 하나의 제2 부력 챔버(32a)를 정의하는 중공 중앙 몸체(34)가 제공되는, 수중 유압 조립체. - 에너지 저장 플랜트(1)로서,
작동 유체를 저장하기 위한 적어도 하나의 상부(head) 저장조(2) - 상기 상부 저장조(2)는 제1 높이에 배열됨 -;
상기 작동 유체를 저장하기 위한 적어도 하나의 하부(bottom) 저장조(3) - 상기 하부 저장조(3)는 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이에 배열되고 환경 액체에 잠김 -;
상기 상부 저장조(2)와 상기 하부 저장조(3)를 유체적으로 연결하는 적어도 하나의 연결 도관(4); 및
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 수중 유압 조립체(6)를 포함하며, 상기 수중 유압 조립체(6)는 상기 상부 저장조(2)와 상기 하부 저장조(3) 사이에서 유동하는 상기 작동 유체를 차단하도록 상기 연결 도관(4)을 따라 배치되고, 상기 수중 유압 조립체(6)는 상기 환경 액체에 잠겨 있는, 에너지 저장 플랜트(1). - 제16항에 있어서,
상기 연결 도관(4)을 따라 배열된 복수의 수중 유압 조립체들(6)을 포함하며, 동일한 연결 도관(4)을 따라 인접한 상기 유압 조립체들(6)은 적어도 2개의 케이블들 또는 체인들(19)에 의해 서로 연결되고, 상기 적어도 2개의 케이블들 또는 체인들(19)은 서로 상이한 기울기들을 갖도록 상기 각자의 유압 조립체들(6)에 연결되는, 에너지 저장 플랜트(1). - 제17항에 있어서,
상기 적어도 2개의 케이블들 또는 체인들(19)의 기울기들은 실질적으로 반대인, 에너지 저장 플랜트(1). - 제17항 또는 제18항에 있어서,
동일한 연결 도관(4)을 따라 인접한 상기 유압 조립체들(6)은 복수의 케이블들 또는 체인들(19)에 의해 서로 연결되며, 상기 복수의 케이블들 또는 체인들(19)의 각각의 케이블 또는 체인(19)은 그의 측면에 배열된 상기 케이블 또는 체인(19)의 상기 기울기와 반대의 기울기를 갖는, 에너지 저장 플랜트(1). - 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 에너지 저장 플랜트(1)에 대한 유지 보수 동작들을 수행하기 위한 방법으로서, 상기 방법은,
상기 유압 기계(12)를 상기 유압 조립체(6)로부터 결합 해제(decouple)하는 단계;
상기 유압 기계(12)를 상기 환경 액체 외부로 이동시키는 단계;
상기 유압 기계(12)에 대한 상기 유지 보수 동작들을을 수행하는 단계; 및
상기 수리된 유압 기계(12)를 상기 유압 조립체(6)에 다시 결합하는 단계를 포함하는, 방법. - 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 에너지 저장 플랜트(1)를 조립/분해하기 위한 방법으로서, 상기 수중 유압 조립체(6)는 적어도 하나의 제2 부력 요소(32b, 39d)로 채워진 적어도 하나의 제2 부력 챔버(32a, 39c)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 제2 부력 챔버(32a, 39c)는 환경 액체에 잠길 때 상기 유압 조립체(6)가 실질적으로 중성 부력이 되도록 구성되고, 상기 연결 도관(4)은, 환경 액체로 채워질 때 상기 연결 도관(4)이 실질적으로 중성 부력이 되도록 하는 재료로 제조되고,
상기 방법은 상기 연결 도관(4) 및 상기 연결 도관(4)을 따라 배열된 상기 적어도 하나의 유압 조립체(6)를 포함하는 전체의 조립된 그룹을 조립/분해하는 단계를 포함하는, 방법. - 제21항에 있어서,
상기 연결 도관(4) 및 상기 연결 도관(4)을 따라 배열된 상기 적어도 하나의 유압 조립체(6)를 포함하는 상기 전체 그룹을 조립/분해하는 상기 단계는 에너지 저장 플랜트(1)에 대해 수행되며, 상기 하부 저장조(3) 및 상기 상부 저장조(2)는 이미/여전히 그의 동작 위치들에 위치되어 있는, 방법.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102020000027921 | 2020-11-20 | ||
| IT202000027921 | 2020-11-20 | ||
| PCT/IB2021/060755 WO2022107069A1 (en) | 2020-11-20 | 2021-11-19 | Submersible hydraulic assembly with facilitated deployment, facilitated maintenance and improved torsional stiffness for an energy storage plant, energy storage plant comprising said submersible hydraulic assembly, method for performing maintenance operations on a energy storage plant and method for assembling/disassembling an energy storage plant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230130625A true KR20230130625A (ko) | 2023-09-12 |
Family
ID=74592434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237020831A KR20230130625A (ko) | 2020-11-20 | 2021-11-19 | 에너지 저장 플랜트를 위한 용이한 배치, 용이한 유지 보수 및 개선된 비틀림 강성을 갖는 수중 유압 조립체, 상기 수중 유압 조립체를 포함하는 에너지 저장 플랜트, 에너지 저장 플랜트에 대한 유지 보수 동작들을 수행하기 위한 방법 및 에너지 저장 플랜트를 조립/분해하기 위한 방법 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230407833A1 (ko) |
| EP (1) | EP4248081A1 (ko) |
| KR (1) | KR20230130625A (ko) |
| AU (1) | AU2021381051A1 (ko) |
| WO (1) | WO2022107069A1 (ko) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2347398A1 (en) * | 2000-05-26 | 2001-11-26 | Ocean Power Technologies, Inc. | Wave energy converters utilizing pressure differences |
| CA2467287A1 (en) * | 2004-05-14 | 2005-11-14 | Edward Matt Kubb | Ocean energy accumulator |
| US8653682B2 (en) * | 2010-09-27 | 2014-02-18 | Thomas Rooney | Offshore hydroelectric turbine assembly and method |
| WO2016040731A1 (en) * | 2014-09-11 | 2016-03-17 | Peter Materna | Energy storage by pumped storage based on liquids having different densities |
| GB201621970D0 (en) * | 2016-12-22 | 2017-02-08 | Scotrenewables Tidal Power Ltd | Power generating apparatus |
| BR112019003817A2 (pt) * | 2017-06-29 | 2019-05-21 | K. Obermeyer Henry | instalação melhorada de turbina-bomba reversível |
| GB2578451A (en) * | 2018-10-26 | 2020-05-13 | Subsea 7 Norway As | Generating electrical power underwater |
-
2021
- 2021-11-19 EP EP21811517.8A patent/EP4248081A1/en active Pending
- 2021-11-19 KR KR1020237020831A patent/KR20230130625A/ko unknown
- 2021-11-19 WO PCT/IB2021/060755 patent/WO2022107069A1/en active Application Filing
- 2021-11-19 AU AU2021381051A patent/AU2021381051A1/en active Pending
- 2021-11-19 US US18/037,717 patent/US20230407833A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20230407833A1 (en) | 2023-12-21 |
| AU2021381051A1 (en) | 2023-06-22 |
| EP4248081A1 (en) | 2023-09-27 |
| WO2022107069A1 (en) | 2022-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8766466B2 (en) | Submerged electricity generation plane with marine current-driven rotors | |
| US8698338B2 (en) | Offshore energy harvesting, storage, and power generation system | |
| CA2743656C (en) | Tower segments and method for off-shore wind turbines | |
| EA014378B1 (ru) | Преобразователь энергии волн | |
| KR20200024119A (ko) | 개선된 가역 펌프-터빈 장치 | |
| US11725620B2 (en) | Underwater hydroelectric power generation system including a pelton turbine and perforated tubular penstocks | |
| US20230407833A1 (en) | Submersible Hydraulic Assembly with Facilitated Deployment, Facilitated Maintenance and Improved Torsional Stiffness for an Energy Storage Plant, Energy Storage Plant Comprising Said Submersible Hydraulic Assembly, Method for Performing | |
| EP2994634B1 (en) | Modular tidal power generation system and methods for its use. | |
| GB2478218A (en) | Integrated offshore wind and tidal power system | |
| CN117813446A (zh) | 组合波浪能转换器和电网存储 | |
| US20230417212A1 (en) | Hydroelectric Unit, Submersible Hydraulic Assembly Comprising Said Hydroelectric Unit and Energy Storage Plant Comprising Said Hydroelectric Unit | |
| NO20181381A1 (en) | Generating electrical power underwater | |
| AU2023201718A1 (en) | Hilton Hydroelectric Wave Power Station | |
| GB2546562A (en) | Underwater power generation system |