KR20240057051A - Thruster arrangement structure for WTIV hull form and Method for controlling the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일면에 의하면 해상풍력발전기 설치선(WTIV) 선형의 스러스터 배치구조에 있어서: WTIV 선체(10)에서 잭업레그(15)의 외측으로 선수에 배치되는 3개의 스러스터를 구비하는 선수추진부재(20); WTIV 선체(10)에서 잭업레그(15)의 외측으로 선미에 배치되는 4개의 스러스터를 구비하는 선미추진부재(30); 및 상기 WTIV 선체(10)의 운전모드에 대응하여 선수추진부재(20)와 선미추진부재(30)를 제어하는 제어기(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 해상풍력발전기 설치선에서 스러스터를 잭업레그의 외측 영역으로 배치하고 스러스터 사이에서 추력의 간섭을 방지하므로 추진 효율을 증대하여 에너지를 절감하는 효과가 있다.
According to one aspect of the present invention, in the thruster arrangement structure of the offshore wind turbine installation vessel (WTIV): bow propulsion having three thrusters disposed at the bow outside the jack-up leg (15) in the WTIV hull (10) absence (20); A stern propulsion member (30) having four thrusters disposed at the stern outside the jack-up leg (15) in the WTIV hull (10); And a controller 40 that controls the bow propulsion member 20 and the stern propulsion member 30 in response to the operation mode of the WTIV hull 10.
Accordingly, in the offshore wind power generator installation line, the thrusters are placed in the outer area of the jack-up leg and interference of thrust between thrusters is prevented, thereby increasing propulsion efficiency and saving energy.

Figure P1020220137306
Figure P1020220137306

Description

WTIV 선형의 스러스터 배치구조 및 그 제어방법 {Thruster arrangement structure for WTIV hull form and Method for controlling the same}WTIV hull form and method for controlling the same {Thruster arrangement structure for WTIV hull form and Method for controlling the same}

본 발명은 WTIV 선형의 스러스터 배치와 제어에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 해상풍력발전기 설치선의 3가지 운전모드에 적합한 WTIV 선형의 스러스터 배치구조 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to the thruster arrangement and control of the WTIV vessel, and more specifically, to the thruster arrangement structure and control method of the WTIV vessel suitable for the three operation modes of the offshore wind turbine installation vessel.

해상풍력발전기 설치선(Wind Turbine Installation Vessel: WTIV)은 육상 포트에서 해상풍력단지 건설에 필요한 자재(지지구조물 또는 발전기)를 선박의 데크에 적재하고 육상과 해상풍력단지 사이를 빈번히 왕복 운항한다. 따라서 항해가 가능한 동시에 설치를 위한 위치에 잭킹(Jacking)이 완료되기 이전까지 원하는 위치로 DP(Dynamic Positioning) 운전이 가능해야 한다. WTIV의 목적에 부합하도록 잦은 운항과 동시에 DP가 가능한 스러스터의 설계가 중요하다.Wind Turbine Installation Vessel (WTIV) loads materials (support structures or generators) required for the construction of an offshore wind farm at an onshore port onto the ship's deck and makes frequent round trips between onshore and offshore wind farms. Therefore, while navigation is possible, DP (Dynamic Positioning) operation to the desired location must be possible until jacking is completed at the location for installation. It is important to design a thruster capable of frequent operation and DP to meet the purpose of WTIV.

이와 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 공개특허공보 제2009-0099367호(선행문헌 1), 한국 공개특허공보 제2021-0130565호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.In this regard, Korean Patent Publication No. 2009-0099367 (Priority Document 1) and Korean Patent Publication No. 2021-0130565 (Priority Document 2) are known as prior art documents that can be referred to.

선행문헌 1은 해상에서 운항 및 계류될 수 있으며, 선미측 바닥에 선회 가능하게 부착되는 복수의 추진장치를 가지는 부유식 구조물로서, 부유식 구조물의 선미측 바닥에 서로 대각선 방향으로 비스듬히 배치되어 작동시 서로 간섭되지 않는 복수의 추진장치를 포함한다. 이에, 추진장치의 설치 대수 감소로 비용을 절감하고 제어를 단순화하는 효과를 기대한다.Prior Document 1 is a floating structure that can be operated and moored at sea and has a plurality of propulsion devices rotatably attached to the bottom of the stern side. When operating, they are arranged at an angle diagonally to each other on the bottom of the stern side of the floating structure. It includes multiple propulsion devices that do not interfere with each other. Accordingly, the effect of reducing costs and simplifying control is expected by reducing the number of installed propulsion devices.

선행문헌2는 해상에서 운항 및 계류될 수 있으며, 선미측 바닥에 선회 가능하게 부착되는 복수의 추진장치로 선수각 및 추진을 제어하는 장치로서, 복수의 추진장치는 선미 내부 터릿의 중심축으로부터 동일 거리만큼 떨어져 배치되는 한 쌍의 쓰러스터를 포함한다. 이에, 진행 방향의 기울어짐을 방지하고 제어의 수학적 모델을 동일화하는 효과를 기대한다.Prior Document 2 is a device that can be operated and moored at sea and controls heading angle and propulsion with a plurality of propulsion devices rotatably attached to the bottom of the stern, and the plurality of propulsion devices are identical from the central axis of the turret inside the stern. It includes a pair of thrusters placed a distance apart. Accordingly, the effect of preventing tilt in the direction of progress and equalizing the mathematical model of control is expected.

다만, 상기한 선행문헌에 의하면 WTIV 선형에 대한 고려가 미흡하므로 스러스터의 수가 증가하는 경우 간섭 운전을 유발할 우려가 있다.However, according to the above-mentioned prior literature, due to insufficient consideration of the WTIV linearity, there is a risk of interference operation when the number of thrusters increases.

한국 공개특허공보 제2009-0099367호 "추진 및 선수각 제어를 위한 추진장치를 구비한 부유식구조물 및 … 제어방법" (공개일자 : 2009.09.22.)Korean Patent Publication No. 2009-0099367 “Floating structure equipped with a propulsion device for propulsion and heading angle control and… control method” (Publication date: 2009.09.22.) 한국 공개특허공보 제2021-0130565호 "부유식 해양 플랜트의 선수각 및 추진 제어장치 및 방법" (공개일자 : 2021.11.01.)Korean Patent Publication No. 2021-0130565 “Heading angle and propulsion control device and method for floating marine plant” (Publication date: 2021.11.01.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 해상풍력발전기 설치선에서 스러스터를 잭업레그의 외측 영역으로 배치하고 스러스터 사이에서 추력의 간섭을 방지하기 위한 WTIV 선형의 스러스터 배치구조 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.The purpose of the present invention to improve the above-described conventional problems is to place the thrusters in the outer area of the jack-up leg in the offshore wind power generator installation line and to place the thrusters in the WTIV line to prevent interference of thrust between the thrusters. The goal is to provide a structure and its control method.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일면에 의하면 해상풍력발전기 설치선 선형의 스러스터 배치구조에 있어서: WTIV 선체에서 잭업레그의 외측으로 선수에 배치되는 3개의 스러스터를 구비하는 선수추진부재; WTIV 선체에서 잭업레그의 외측으로 선미에 배치되는 4개의 스러스터를 구비하는 선미추진부재; 및 상기 WTIV 선체의 운전모드에 대응하여 선수추진부재와 선미추진부재를 제어하는 제어기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, in the thruster arrangement structure of the offshore wind turbine installation ship: a bow propulsion member having three thrusters disposed at the bow outside the jack-up leg in the WTIV hull; A stern propulsion member having four thrusters disposed at the stern outside the jack-up leg in the WTIV hull; And a controller that controls the bow propulsion member and the stern propulsion member in response to the operation mode of the WTIV hull.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 선수추진부재는 제1스러스터에 터널형 구조를 적용하는 동시에 제2스러스터와 제3스러스터에 리트랙터블 아지무스 구조를 적용하는 것을 특징으로 한다.According to the detailed configuration of the present invention, the bow propulsion member is characterized in that a tunnel-type structure is applied to the first thruster and a retractable azimuth structure is applied to the second thruster and the third thruster.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 선미추진부재는 제4스러스터, 제5스러스터, 제6스러스터, 제7스러스터에 아지무스 구조를 적용하는 것을 특징으로 한다.According to the detailed configuration of the present invention, the stern propulsion member is characterized by applying an azimuth structure to the fourth thruster, fifth thruster, sixth thruster, and seventh thruster.

본 발명의 다른 일면에 의하면 청구항 1의 제어기를 기반으로 스러스터를 제어하는 방법에 있어서: 상기 제어기는 포트 운전모드에서 제2스러스터와 제3스러스터를 선택적으로 하강시켜 가동하고, 항해 운전모드에서 제2스러스터와 제3스러스터를 상승시켜 대기하고, DP 운전모드에서 7개의 스러스터를 모두 가동하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, in the method of controlling a thruster based on the controller of claim 1: the controller operates by selectively lowering the second thruster and the third thruster in the port operation mode, and operates the second thruster and the third thruster in the sailing operation mode. The second and third thrusters are raised and standby, and all seven thrusters are operated in DP operation mode.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 제어기는 좌회전의 경우 선미추진부재에서 가장 좌측의 스러스터부터 우측으로 단계적으로 하나씩 증가시키면서 가동하고, 우회전의 경우 선미추진부재에서 가장 우측의 스러스터부터 좌측으로 단계적으로 하나씩 증가시키면서 가동하는 것을 특징으로 한다.According to the detailed configuration of the present invention, in the case of a left turn, the controller operates by increasing step by step from the leftmost thruster in the stern propulsion member to the right, and in the case of a right turn, the controller operates step by step from the rightmost thruster in the stern propulsion member to the left. It is characterized in that it operates while increasing one by one.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 해상풍력발전기 설치선에서 스러스터를 잭업레그의 외측 영역으로 배치하고 스러스터 사이에서 추력의 간섭을 방지하므로 추진 효율을 증대하여 에너지를 절감하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the thruster is placed in the outer area of the jack-up leg in the offshore wind power generator installation line and interference of thrust between thrusters is prevented, thereby increasing propulsion efficiency and saving energy.

도 1은 본 발명에 따른 구조가 적용된 WTIV의 모식도
도 2는 본 발명에 따른 구조의 주요부를 나타내는 모식도
도 3은 본 발명에 따른 방법의 일예를 나타내는 모식도
Figure 1 is a schematic diagram of WTIV to which the structure according to the present invention is applied.
Figure 2 is a schematic diagram showing the main parts of the structure according to the present invention
Figure 3 is a schematic diagram showing an example of the method according to the present invention

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the attached drawings.

본 발명의 일면에 의하면 해상풍력발전기 설치선(WTIV) 선형의 스러스터 배치구조에 관하여 제안한다. 육상 포트와 해상풍력단지 사이에서 관련 자재를 운반하며 설치하는 WTIV 선체(10)의 선형을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. WTIV 선체(10)는 해저면에 위치를 고정하기 위한 4개의 잭업레그(15)를 갖추고 있다.According to one aspect of the present invention, a thruster arrangement structure for an offshore wind turbine installation vessel (WTIV) is proposed. The target is the alignment of the WTIV hull (10), which transports and installs related materials between land ports and offshore wind farms, but is not necessarily limited to this. The WTIV hull (10) is equipped with four jack-up legs (15) to secure its position on the sea floor.

본 발명에 따른 선수추진부재(20)는 WTIV 선체(10)에서 잭업레그(15)의 외측으로 선수에 배치되는 3개의 스러스터를 구비하는 구조를 이루고 있다.The bow propulsion member 20 according to the present invention has a structure including three thrusters disposed at the bow outside the jack-up leg 15 of the WTIV hull 10.

도 1을 참조하면, 선미추진부재(30)를 구성하는 제1스러스터(21), 제2스러스터(22), 제3스러스터(23)가 나타난다. 중앙의 제1스러스터(21), 좌현의 제2스러스터(22), 우현의 제3스러스터(23)는 모두 잭업레그 영역의 외측에서 선수측으로 배치된다. 잭업레그 영역은 4개의 잭업레그(15)를 포함하는 최소한의 4각형 영역으로 정의된다. 종래의 바지 선형 WTIV의 경우 스러스터가 잭업레그 영역의 내측에 배치되어 추력간의 간섭이 발생하기 쉽다.Referring to Figure 1, the first thruster (21), second thruster (22), and third thruster (23) constituting the stern propulsion member (30) are shown. The first thruster (21) in the center, the second thruster (22) on the port side, and the third thruster (23) on the starboard side are all arranged toward the bow outside the jack-up leg area. The jack-up leg area is defined as a minimal rectangular area containing four jack-up legs (15). In the case of a conventional barge-linear WTIV, the thruster is placed inside the jack-up leg area, so interference between thrust forces is likely to occur.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 선수추진부재(20)는 제1스러스터(21)에 터널형 구조를 적용하는 동시에 제2스러스터(22)와 제3스러스터(23)에 리트랙터블 아지무스 구조를 적용하는 것을 특징으로 한다.According to the detailed configuration of the present invention, the bow propulsion member 20 applies a tunnel-type structure to the first thruster 21 and is retractable to the second thruster 22 and the third thruster 23. It is characterized by applying an azimuth structure.

도 2(a)(b)를 참조하면, 제1스러스터(21), 제2스러스터(22), 제3스러스터(23)의 구조가 나타난다. 제1스러스터(21)는 추진 저항을 줄이기 위한 선수 구조 때문에 선체 내부 공간이 부족하여 리트랙터블(Retractable) 구조보다는 터널(Tunnel) 구조가 선호된다. 제1스러스터(21)는 좌/우 추력을 발생시켜 헤딩 제어(Heading control)에 기여한다. 제2스러스터(22)와 제3스러스터(23)는 운항 저항 감소를 위해 상하운동 가능한 리트랙터블 구조로 적용하고, 상승된 상태에서는 좌/우 추력을 발생시켜 헤딩 제어에 기여한다.Referring to Figure 2(a)(b), the structures of the first thruster 21, the second thruster 22, and the third thruster 23 are shown. The first thruster (21) lacks space inside the hull due to the bow structure to reduce propulsion resistance, so a tunnel structure is preferred over a retractable structure. The first thruster 21 contributes to heading control by generating left and right thrust. The second thruster (22) and third thruster (23) have a retractable structure capable of moving up and down to reduce navigation resistance, and contribute to heading control by generating left and right thrust when raised.

제1스러스터(21)의 고장 시 제2스러스터(22)와 제3스러스터(23)가 제1스러스터(21)의 역할을 대신한다. 또한, 운항 중 급선회가 요구되는 경우 제2스러스터(22)와 제3스러스터(23)를 하강시켜 저항 역할을 하여 제동 기능을 더함과 동시에 회전하고자 하는 방향으로 스러스터 추력을 더하여 회전력을 증가시켜 긴급 상황에 대응이 가능하다. 이런 운전 형태는 일반 운전 상황이 아닌 긴급 상황 발생시 사용하는 것이 바람직하다.When the first thruster (21) fails, the second thruster (22) and third thruster (23) take over the role of the first thruster (21). In addition, when a sharp turn is required during navigation, the second thruster (22) and third thruster (23) are lowered to act as resistance to add a braking function, and at the same time, the rotational force is increased by adding thruster thrust in the direction of rotation. It is possible to respond to emergency situations. It is advisable to use this driving mode in emergency situations rather than in normal driving situations.

또한, 본 발명에 따르면 선미추진부재(30)가 WTIV 선체(10)에서 잭업레그(15)의 외측으로 선미에 배치되는 4개의 스러스터를 구비하는 구조이다.In addition, according to the present invention, the stern propulsion member 30 is structured to include four thrusters disposed at the stern outside the jack-up leg 15 in the WTIV hull 10.

도 1에서, 선미추진부재(30)를 구성하는 제4스러스터(31), 제5스러스터(32), 제6스러스터(33), 제7스러스터(34)가 나타난다. 좌현의 제1스러스터(21)의 제4스러스터(31)와 우현의 제7스러스터(34) 사이에 제5스러스터(32)와 제6스러스터(33)가 배치된다. 제5스러스터(32)와 제6스러스터(33)는 제4스러스터(31)와 제7스러스터(34)보다 선미측으로 이격된다. 선수추진부재(20)와 마찬가지로 선미추진부재(30)의 스러스터는 모두 잭업레그 영역의 외측에서 선미측으로 배치된다. 스러스터가 잭업레그(15)의 사각형 영역의 내측에 배치되는 경우 간섭에 의한 추진 효율 저하로 에너지 소모가 증가된다.In Figure 1, the fourth thruster (31), the fifth thruster (32), the sixth thruster (33), and the seventh thruster (34) constituting the stern propulsion member (30) are shown. The fifth thruster (32) and the sixth thruster (33) are disposed between the fourth thruster (31) of the first thruster (21) on the port side and the seventh thruster (34) on the starboard side. The fifth thruster (32) and sixth thruster (33) are spaced apart from the fourth thruster (31) and seventh thruster (34) toward the stern. Like the bow propulsion member 20, the thrusters of the stern propulsion member 30 are all arranged from the outside of the jack-up leg area toward the stern. If the thruster is placed inside the rectangular area of the jack-up leg 15, energy consumption increases due to reduced propulsion efficiency due to interference.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 선미추진부재(30)는 제4스러스터(31), 제5스러스터(32), 제6스러스터(33), 제7스러스터(34)에 아지무스 구조를 적용하는 것을 특징으로 한다.According to the detailed configuration of the present invention, the stern propulsion member 30 is azimuth to the fourth thruster (31), the fifth thruster (32), the sixth thruster (33), and the seventh thruster (34). It is characterized by applying a structure.

도 2(c)를 참조하면, 제4스러스터(31), 제5스러스터(32), 제6스러스터(33), 제7스러스터(34)가 아지무스 구조를 이룬다. 선미 4개의 스러스터는 모든 운전모드에서 사용된다. 선미 4개의 스러스터는 선체 바닥보다 높게 배치함으로써 스러스터가 바닥 아래로 돌출되어 발생할 수 있는 저항을 최소화한다. 아지무스 구조의 스러스터는 360˚ 회전이 가능하지만 제4스러스터(31), 제5스러스터(32), 제6스러스터(33), 제7스러스터(34)의 실제 회전 각도는 차등화 가능하다.Referring to FIG. 2(c), the fourth thruster 31, the fifth thruster 32, the sixth thruster 33, and the seventh thruster 34 form an azimuth structure. The four stern thrusters are used in all operating modes. The four thrusters at the stern are placed higher than the bottom of the hull to minimize resistance that may occur due to the thrusters protruding below the bottom. The thruster of the azimuth structure can rotate 360°, but the actual rotation angles of the 4th thruster (31), 5th thruster (32), 6th thruster (33), and 7th thruster (34) are differentiated. possible.

또한, 본 발명에 따르면 제어기(40)가 상기 WTIV 선체(10)의 운전모드에 대응하여 선수추진부재(20)와 선미추진부재(30)를 제어하는 구조이다.In addition, according to the present invention, the controller 40 controls the bow propulsion member 20 and the stern propulsion member 30 in response to the operation mode of the WTIV hull 10.

도 1에서, 제어기(40)는 WTIV 선체(10)에 탑재되고 선수추진부재(20), 선미추진부재(30) 등과 연계된다. 제어기(40)는 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 탑재한 마이컴 회로를 기반으로 한다. 운전모드는 포트 운전모드, 항해 운전모드, DP 운전모드로 대별할 수 있다. 포트 운전모드는 육상으로부터 해상풍력단지로 출항할 때 또는 반대로 입항할 때 사용한다. 항해 운전모드는 포트에서 해상풍력단지의 특정 지점까지 왕복 중에 사용한다. DP 운전모드는 해상풍력단지의 특정 지점에서 풍력구조물 또는 발전기를 설치하는 과정에 사용한다.In Figure 1, the controller 40 is mounted on the WTIV hull 10 and is connected to the bow propulsion member 20, the stern propulsion member 30, etc. The controller 40 is based on a microcomputer circuit equipped with a microprocessor, memory, and input/output interface. Operation modes can be roughly divided into port operation mode, navigation operation mode, and DP operation mode. Port operation mode is used when departing from land to an offshore wind farm or, conversely, entering port. The sailing operation mode is used during round trips from the port to a specific point in the offshore wind farm. DP operation mode is used in the process of installing a wind structure or generator at a specific point in an offshore wind farm.

본 발명의 다른 일면에 의하면 청구항 1의 제어기를 기반으로 스러스터를 제어하는 방법에 관하여 제안한다. 전술한 WTIV 선체(10), 선수추진부재(20), 선미추진부재(30), 제어기(40)는 동일성을 유지한다.According to another aspect of the present invention, a method for controlling a thruster based on the controller of claim 1 is proposed. The above-described WTIV hull 10, bow propulsion member 20, stern propulsion member 30, and controller 40 maintain the same identity.

상기 제어기(40)는 포트 운전모드에서 제2스러스터(22)와 제3스러스터(23)를 선택적으로 하강시켜 가동하고, 항해 운전모드에서 제2스러스터(22)와 제3스러스터(23)를 상승시켜 대기하고, DP 운전모드에서 7개의 스러스터를 모두 가동하는 것을 특징으로 한다.The controller 40 operates by selectively lowering the second thruster 22 and the third thruster 23 in the port operation mode, and operates the second thruster 22 and the third thruster (23) in the sailing operation mode. 23) is raised to standby, and all seven thrusters are operated in DP operation mode.

포트 운전모드에서 제1스러스터(21)와 선미추진부재(30)의 4개의 스러스터를 기본으로 사용하되, 헤딩 제어를 위한 추가적인 추력이 요구되는 경우 제2스러스터(22)와 제3스러스터(23)를 개별로 또는 동시에 가동한다. 제2스러스터(22)와 제3스러스터(23)는 상승된 상태에서도 가동이 가능하다. 항해 운전모드에서 포트와 이격되어 안전이 확보된 상태이므로 선미추진부재(30)의 4개의 스러스트만 가동하여 최대 속도로 운항한다. 제2스러스터(22)와 제3스러스터(23)는 상승된 상태에서 돌출되지 않으므로 추진 저항을 줄여 에너지 효율 증대에 기여한다. DP 운전모드에서 잭킹을 위한 사전 준비를 위해 저속으로 높은 추력이 필요하므로 7개의 스러스터를 모두 사용한다. 제2스러스터(22)와 제3스러스터(23)도 하강시킨 상태에서 360˚ 회전을 구현할 수 있다.In port operation mode, four thrusters, including the first thruster (21) and the stern propulsion member (30), are used as standard, but if additional thrust for heading control is required, the second thruster (22) and the third thruster are used. Operate the studs (23) individually or simultaneously. The second thruster 22 and the third thruster 23 can be operated even in an elevated state. In the sailing operation mode, since safety is secured by being separated from the port, only the four thrusts of the stern propulsion member (30) are operated to operate at maximum speed. Since the second thruster 22 and the third thruster 23 do not protrude in an elevated state, they contribute to increasing energy efficiency by reducing propulsion resistance. In DP operation mode, all seven thrusters are used because high thrust is required at low speed to prepare for jacking. A 360° rotation can be implemented with the second thruster (22) and third thruster (23) also lowered.

한편, 제어기(40)의 3가지 운전모드에 대응한 알고리즘은 이에 한정되지 않고 관리자의 수동입력(인터럽트)에 의한 일시적 변동이 가능하다. 예컨대 포트에 인접할 때 주변 충돌 위험이 많고 특별한 운전 주의가 요구되는 경우에는 DP 운전모드를 사용할 수도 있다.Meanwhile, the algorithm corresponding to the three operation modes of the controller 40 is not limited to this and can be temporarily changed by a manager's manual input (interrupt). For example, if there is a high risk of collision near a port and special driving caution is required, the DP driving mode can be used.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 제어기(40)는 좌회전의 경우 선미추진부재(30)에서 가장 좌측의 스러스터부터 우측으로 단계적으로 하나씩 증가시키면서 가동하고, 우회전의 경우 선미추진부재(30)에서 가장 우측의 스러스터부터 좌측으로 단계적으로 하나씩 증가시키면서 가동하는 것을 특징으로 한다.According to the detailed configuration of the present invention, the controller 40 operates by gradually increasing the thruster from the leftmost thruster in the stern propulsion member 30 to the right in the case of a left turn, and in the case of a right turn, the controller 40 operates in a stepwise manner in the stern propulsion member 30. It is characterized in that it operates by increasing step by step from the rightmost thruster to the left.

도 3을 참조하면, WTIV 선체(10)의 좌회전 헤딩 제어 상태를 4가지 유형으로 나타낸다. 선미추진부재(30)의 죄회전이 가능한 스러스터 가동 유형은 15가지이지만 4가지로 알고리즘을 단순화하는 것이 바람직하다. 도 3(a)에서 하나의 스러스터만 필요한 경우 4가지 유형중에 제4스러스터(31)만 가동한다. 도 3(b)에서 2개의 스러스터가 필요한 경우 제4스러스터(31)와 제5스러스터(32)만 가동한다. 도 3(c)에서 3개의 스러스터가 필요한 경우 제4스러스터(31), 제5스러스터(32), 제6스러스터(33)를 가동한다. 도 3(d)에서 4개의 스러스터가 필요한 경우 모두 가동한다. 도시하지 않으나 WTIV 선체(10)의 우회전 헤딩 제어도 이와 동일한 방식으로 4가지 유형으로 구현된다.Referring to FIG. 3, four types of left turn heading control states of the WTIV hull 10 are shown. There are 15 types of thruster operation that allow downward rotation of the stern propulsion member 30, but it is desirable to simplify the algorithm to 4. In Figure 3(a), when only one thruster is needed, only the fourth thruster (31) among the four types is operated. In Figure 3(b), when two thrusters are needed, only the fourth thruster (31) and the fifth thruster (32) are operated. In Figure 3(c), if three thrusters are needed, the fourth thruster (31), fifth thruster (32), and sixth thruster (33) are operated. In Figure 3(d), all four thrusters are operational when needed. Although not shown, right turn heading control of the WTIV hull 10 is also implemented in four types in the same manner.

아지무스 구조의 선미추진부재(30)로 WTIV 선체(10)의 헤딩을 제어하는 과정에서 2개 스러스터만 필요한 경우 최대 회전력을 얻기 위해 15˚의 각도를 유지해야 한다면, 4개의 스러스터가 모두 필요한 경우에는 5˚의 각도를 유지함으로써 동일한 회전력을 얻을 수 있다.In the process of controlling the heading of the WTIV hull (10) with the azimuth structure stern propulsion member (30), if only two thrusters are required and an angle of 15° must be maintained to obtain maximum rotational force, all four thrusters are required. If necessary, the same rotational force can be obtained by maintaining an angle of 5 degrees.

한편, WTIV 선체(10)의 급격한 헤딩 제어시 제1스러스터(21)만 있는 경우에는 좌/우 상호간 추력을 전환함에 있어서 시간이 소요되거나 이미 사용된 힘을 역회전하는데 더 큰 힘이 필요하여 불필요한 에너지 소모가 있다. 좌측 추력 발생 중 급히 우측 추력이 필요한 경우에 제2스러스터(22)와 제3스러스터(23)가 있음으로 해서 에너지 소모를 줄일 수 있다. 예컨대 제1스러스터(21)가 좌측 추력 발생 중 긴급히 우측 추력이 필요한 경우 1번 스러스터의 동작을 멈추고 제3스러스터(23)로 우측 추력을 공급하면 된다.On the other hand, when there is only the first thruster (21) when controlling the rapid heading of the WTIV hull (10), it takes time to switch the thrust between left and right, or a greater force is required to reverse the power already used. There is unnecessary energy consumption. When right thrust is urgently needed while left thrust is being generated, energy consumption can be reduced by having the second thruster (22) and third thruster (23). For example, if right thrust is urgently needed while the first thruster (21) is generating left thrust, the operation of the first thruster can be stopped and right thrust can be supplied to the third thruster (23).

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.The present invention is not limited to the described embodiments, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, it should be said that such variations or modifications fall within the scope of the patent claims of the present invention.

10: WTIV 선체 15: 잭업레그
20: 선수추진부재 21: 제1스러스터
22: 제2스러스터 23: 제3스러스터
30: 선미추진부재 31: 제4스러스터
32: 제5스러스터 33: 제6스러스터
34: 제7스러스터 40: 제어기
10: WTIV hull 15: Jack-up leg
20: bow propulsion member 21: first thruster
22: 2nd thruster 23: 3rd thruster
30: Stern propulsion member 31: 4th thruster
32: 5th thruster 33: 6th thruster
34: 7th thruster 40: Controller

Claims (5)

해상풍력발전기 설치선(WTIV) 선형의 스러스터 배치구조에 있어서:
WTIV 선체(10)에서 잭업레그(15)의 외측으로 선수에 배치되는 3개의 스러스터를 구비하는 선수추진부재(20);
WTIV 선체(10)에서 잭업레그(15)의 외측으로 선미에 배치되는 4개의 스러스터를 구비하는 선미추진부재(30); 및
상기 WTIV 선체(10)의 운전모드에 대응하여 선수추진부재(20)와 선미추진부재(30)를 제어하는 제어기(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 WTIV 선형의 스러스터 배치구조.
In the thruster arrangement structure of the offshore wind turbine installation vessel (WTIV):
A bow propulsion member (20) having three thrusters disposed at the bow outside the jack-up leg (15) in the WTIV hull (10);
A stern propulsion member (30) having four thrusters disposed at the stern outside the jack-up leg (15) in the WTIV hull (10); and
A thruster arrangement structure of a WTIV ship, characterized in that it includes a controller (40) that controls the bow propulsion member (20) and the stern propulsion member (30) in response to the operation mode of the WTIV hull (10).
청구항 1에 있어서,
상기 선수추진부재(20)는 제1스러스터(21)에 터널형 구조를 적용하는 동시에 제2스러스터(22)와 제3스러스터(23)에 리트랙터블 아지무스 구조를 적용하는 것을 특징으로 하는 WTIV 선형의 스러스터 배치구조.
In claim 1,
The bow propulsion member 20 is characterized by applying a tunnel-type structure to the first thruster 21 and a retractable azimuth structure to the second thruster 22 and the third thruster 23. WTIV linear thruster arrangement structure.
청구항 1에 있어서,
상기 선미추진부재(30)는 제4스러스터(31), 제5스러스터(32), 제6스러스터(33), 제7스러스터(34)에 아지무스 구조를 적용하는 것을 특징으로 하는 WTIV 선형의 스러스터 배치구조.
In claim 1,
The stern propulsion member (30) is characterized in that an azimuth structure is applied to the fourth thruster (31), the fifth thruster (32), the sixth thruster (33), and the seventh thruster (34). WTIV linear thruster arrangement structure.
청구항 1의 제어기를 기반으로 스러스터를 제어하는 방법에 있어서:
상기 제어기(40)는 포트 운전모드에서 제2스러스터(22)와 제3스러스터(23)를 선택적으로 하강시켜 가동하고, 항해 운전모드에서 제2스러스터(22)와 제3스러스터(23)를 상승시켜 대기하고, DP 운전모드에서 7개의 스러스터를 모두 가동하는 것을 특징으로 하는 WTIV 선형의 스러스터 제어방법.
In the method of controlling a thruster based on the controller of claim 1:
The controller 40 operates by selectively lowering the second thruster 22 and the third thruster 23 in the port operation mode, and operates the second thruster 22 and the third thruster (23) in the sailing operation mode. 23) WTIV linear thruster control method characterized by raising and standing by and operating all seven thrusters in DP operation mode.
청구항 4에 있어서,
상기 제어기(40)는 좌회전의 경우 선미추진부재(30)에서 가장 좌측의 스러스터부터 우측으로 단계적으로 하나씩 증가시키면서 가동하고, 우회전의 경우 선미추진부재(30)에서 가장 우측의 스러스터부터 좌측으로 단계적으로 하나씩 증가시키면서 가동하는 것을 특징으로 하는 WTIV 선형의 스러스터 제어방법.
In claim 4,
In case of a left turn, the controller 40 operates by increasing step by step from the leftmost thruster in the stern propulsion member 30 to the right, and in the case of a right turn, from the rightmost thruster in the stern propulsion member 30 to the left. WTIV linear thruster control method, characterized in that it operates while increasing step by step.
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