NO332863B1

NO332863B1 - Support structure for installation on a seabed

Info

Publication number: NO332863B1
Application number: NO20110888A
Authority: NO
Inventors: Sigurd Ramslie
Original assignee: Seatower As
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2013-01-28
Also published as: WO2012175547A2; NO20110888A1; WO2012175547A3

Abstract

En understøttelseskonstruksjon for installasjon på en havbunn, omfattende et fundament (2), og en søyle (1) festet til og strekkende seg opp fra fundamentet og i stand til å understøtte minst en utstyrsenhet, der fundamentet (2') omfatter et omkretsmessig skjørt (7) som strekker seg nedover og derved definerer minst ett kammer under fundamentet (2). Skjørtet omfatter et korrugert materiale, og er fortrinnsvis utformet av korrigerte stålplater.A support structure for installation on a seabed, comprising a foundation (2), and a column (1) attached to and extending from the foundation and capable of supporting at least one equipment unit, the foundation (2 ') comprising a circumferential skirt ( 7) extending downwardly thereby defining at least one chamber below the foundation (2). The skirt comprises a corrugated material and is preferably formed of corrected steel sheets.

Description

Oppfinnelsen angår konstruksjoner til understøttelse av havbaserte vindturbiner og liknende utstyr. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en The invention relates to constructions to support sea-based wind turbines and similar equipment. More specifically, the invention relates to a

understøttelseskonstruksjon til bruk i vindmølleparker til havs, som angitt i innledningen til det selvstendige krav 1. support structure for use in offshore wind farms, as stated in the introduction to the independent requirement 1.

Den økende etterspørselen etter utnyttelse av fornybare energikilder øker etterspørselen etter generering av vindkraft til havs, der vindforholdene er mer gunstige enn på land og miljøkonsekvensene er mindre. Det er et økende behov for konstruksjoner som kan understøtte tunge vindturbiner i en betydelig høyde over havflaten. Understøttelseskonstruksjonen består av skaft/tårn innfestet i havbunnen enten direkte ved hjelp av et fundament, eller ved at konstruksjonen flyter og forbindes med havbunnen ved hjelp av et ankersystem. Oppfinnelse angår den førstnevnte type, det vil si understøttelseskonstruksjoner som, de installert og i drift, er bunnfaste. The increasing demand for the utilization of renewable energy sources increases the demand for the generation of wind power at sea, where the wind conditions are more favorable than on land and the environmental consequences are smaller. There is a growing need for structures that can support heavy wind turbines at a considerable height above sea level. The support structure consists of shafts/towers attached to the seabed either directly by means of a foundation, or by the construction floating and connected to the seabed by means of an anchor system. The invention relates to the first-mentioned type, i.e. support structures which, when installed and in operation, are fixed to the bottom.

De typiske bunnfaste understøttelseskonstruksjoner for vindturbiner i praktisk bruk, planlagt brukt og beskrevet i offentlig tilgjengelige kilder har, generelt sett, følgende egenskaper: 1. Krevende installasjonsprosedyre der tårnet påsettes på stedet på et på forhånd installert fundament 2. Fundamentet festes til havbunnen ved borede/drillede eller rammede pæler WO 2009/154472 A2 beskriver en understøttelseskonstruksjon til bruk i havmøllesektoren, omfattende et fundament til installasjon på en bunn under en vannmasse og et tårn som er forbundet med og strekker seg opp fra fundamentet og som er i stand til å understøtte minst en utstyrsenhet. Fundamentet omfatter et bunnplate-element og en vegg som strekker seg opp fra bunnplate-elementet, og derved definerer et første hulrom som kan romme ballast og gi oppdrift under uttauing og installasjon. Fundamentet har omkretsskjørt som strekker seg ned fra bunnplate-elementet, og derved definerer minst ett kammer under fundamentet. Kammeret kan være inndelt i ytterligere kamre ved hjelp av skjørt som strekker seg ned fra bunnplate-elementet og fortrinnsvis strekker seg radialt fra et sentralt parti på bunnplate-elementet til respektive områder på omkretsskjørtet. The typical bottom-fixed support structures for wind turbines in practical use, planned to be used and described in publicly available sources have, generally speaking, the following characteristics: 1. Demanding installation procedure where the tower is attached on site to a pre-installed foundation 2. The foundation is attached to the seabed by drilled/ drilled or rammed piles WO 2009/154472 A2 describes a support structure for use in the offshore wind sector, comprising a foundation for installation on a bottom beneath a body of water and a tower connected to and extending up from the foundation and capable of supporting at least an equipment unit. The foundation comprises a bottom plate element and a wall which extends up from the bottom plate element, thereby defining a first cavity which can accommodate ballast and provide buoyancy during unmooring and installation. The foundation has circumferential skirts extending down from the base plate member, thereby defining at least one chamber beneath the foundation. The chamber can be divided into further chambers by means of skirts which extend down from the bottom plate element and preferably extend radially from a central part of the bottom plate element to respective areas on the peripheral skirt.

WO 2010/143966 A2 beskriver en fundamentbasis med en sirkulær plate som har et omkretsmessig skjørt som strekker seg nedover fra platen 5, slik at det derved dannes et hovedrom avgrenset av platen og skjørtet. I like avstander rundt platen er det anordnet et antall ytre rom med separate skjørt og som er innrettet rundt platen med en innbyrdes vinkelavstand på 120° Hovedrommet og de ytre rommene er i virkeligheten "omvendte begre", med skjørt som kan trenge inn i overflaten når fundamentbasisen installeres. WO 2010/143966 A2 describes a foundation base with a circular plate which has a circumferential skirt extending downwards from the plate 5, so that a main space delimited by the plate and the skirt is thereby formed. At equal distances around the plate, there are arranged a number of outer chambers with separate skirts and which are arranged around the plate with a mutual angular distance of 120° The main chamber and the outer chambers are in reality "inverted cups", with skirts that can penetrate the surface when the foundation base is installed.

Både ved installasjon av fundamentet og når anlegget er i drift, vil skjørtene være utsatt for betydelige laster som krever stor materialtykkelse eller et betydelig antall stivere. Stor materialtykkelse og/eller et stort antall stivere, gir redusert penetrasjonsevne og høy fabrikasjonskostnad. Both during installation of the foundation and when the plant is in operation, the skirts will be exposed to significant loads that require a large material thickness or a significant number of stiffeners. Large material thickness and/or a large number of stiffeners result in reduced penetration and high manufacturing costs.

Det er derfor frembrakt en understøttelseskonstruksjon for installasjon på en havbunn, omfattende et fundament, og en søyle festet til og strekkende seg opp fra fundamentet og i stand til å understøtte minst en utstyrsenhet, der fundamentet omfatter et omkretsmessig skjørt som strekker seg nedover og derved definerer minst ett kammer under fundamentet,karakterisert vedat skjørtet omfatter et korrugert materiale. There is therefore provided a support structure for installation on a seabed, comprising a foundation, and a column attached to and extending upward from the foundation and capable of supporting at least one equipment unit, wherein the foundation comprises a circumferential skirt extending downwardly and thereby defining at least one chamber under the foundation, characterized in that the skirt comprises a corrugated material.

I en utførelsesform omfatter understøttelseskonstruksjon et antall ytre delfundamenter tilknyttet fundamentet, og med nedadrettede skjørt, og skjørtene omfatter et korrugert materiale. In one embodiment, the support structure comprises a number of outer sub-foundations connected to the foundation, and with downwardly directed skirts, and the skirts comprise a corrugated material.

Skjørtene er fortrinnsvis utformet av korrugerte stålplater. The skirts are preferably formed from corrugated steel plates.

De korrugerte skjørtene ifølge oppfinnelsen er bedre avstivet og følgelig mindre utsatt for å knekke ved havbunnspenetrering, enn konvensjonelle skjørt er. Man kan derfor holde en tynnere platetykkelse med korrugerte skjørt og allikevel sikre at skjørtet har den nødvendige styrke. Fabrikasjonen av skjørtene er også enklere (og dermed billigere) når det benyttes korrugerte plater. Det er ikke behov for ringstivere, o.l., som er nødvendige avstivningskomponenter ved fabrikasjon av konvensjonelle skjørt. The corrugated skirts according to the invention are better stiffened and consequently less prone to breaking during seabed penetration than conventional skirts are. You can therefore maintain a thinner plate thickness with corrugated skirts and still ensure that the skirt has the required strength. The manufacture of the skirts is also simpler (and thus cheaper) when corrugated sheets are used. There is no need for ring stiffeners, etc., which are necessary stiffening components in the manufacture of conventional skirts.

Disse og andre kjennetegn ved oppfinnelsen vil tydeliggjøres i påfølgende beskrivelse av en foretrukket utførelse, gitt som et ikke begrensende eksempel, med henvisning til de vedlagte tegninger der: Figur 1 viser en utførelsesform av fundamentet ifølge oppfinnelsen sett fra siden, og Figur 2 viser samme utførelsesform som i figur 1, sett ovenfra. Understøttelseskonstruksjonen omfatter en søyle 1, et fundament 2, en mellomliggende kjegleformet struktur 3, og er på figurene vist plassert i en vannmasse W og hviler på en havbunn B via fundamentet 2. Søylen er tilpasset for å bære et tårn og en vindturbin, eller lignende, (ikke vist) montert på toppen av tårnet. Søylen omfatter videre en arbeidsplattform 4, en fortøyningsstasjon for båt, og en leider 5 som fører fra denne opp til arbeidsplattformen. These and other characteristics of the invention will be clarified in the following description of a preferred embodiment, given as a non-limiting example, with reference to the attached drawings where: Figure 1 shows an embodiment of the foundation according to the invention seen from the side, and Figure 2 shows the same embodiment as in Figure 1, seen from above. The support structure comprises a column 1, a foundation 2, an intermediate cone-shaped structure 3, and is shown in the figures placed in a body of water W and resting on a seabed B via the foundation 2. The column is adapted to support a tower and a wind turbine, or the like , (not shown) mounted on top of the tower. The column further comprises a work platform 4, a mooring station for boats, and a leader 5 which leads from this up to the work platform.

Den kjegleformede strukturen 3 omfatter fortrinnsvis en nedre del 3a av betong og en øvre del 3b av stål. The cone-shaped structure 3 preferably comprises a lower part 3a of concrete and an upper part 3b of steel.

Fundamentet 2 omfatter et nedoverrettet skjørt 7 og et antall ytre delfundamenter 6a-c som også har nedadrettede skjørt 8a-c. I den viste utførelsesformen er delfundamentene 6a-c innrettet rundt fundamentet med en innbyrdes vinkelavstand på 120° Skjørtene 7, 8a-c danner respektive kamre (ikke vist) og skjørtene kan slikk trenge ned i havbunnen B når understøttelseskonstruksjonen installeres. The foundation 2 comprises a downwardly directed skirt 7 and a number of outer partial foundations 6a-c which also have downwardly directed skirts 8a-c. In the embodiment shown, the partial foundations 6a-c are arranged around the foundation with a mutual angular distance of 120°. The skirts 7, 8a-c form respective chambers (not shown) and the skirts can thus penetrate into the seabed B when the support structure is installed.

Skjørtene, som fortrinnsvis er laget av stål, er korrugerte. Dette gir økt stivhet og bedre penetrasjonsegenskaper, og følgelig en mer stabil installasjon på havbunnen. The skirts, which are preferably made of steel, are corrugated. This provides increased rigidity and better penetration properties, and consequently a more stable installation on the seabed.

Selv om oppfinnelsen her er beskrevet og vist som en konstruksjon med et sirkulært tverrsnitt i horisontalplanet, skal oppfinnelsen ikke begrenses til slike tverrsnitt, men også omfatte for eksempel rektangulære eller oktogonale tverrsnitt. Although the invention is described and shown here as a construction with a circular cross-section in the horizontal plane, the invention shall not be limited to such cross-sections, but also include, for example, rectangular or octagonal cross-sections.

Claims

1. 1. Support structure for installation on a seabed, comprising a foundation (2), and a column (1) attached to and extending upward from the foundation and capable of supporting at least one equipment unit, wherein the foundation (2) comprises a circumferential skirt (7) which extends downwards and thereby defines at least one chamber under the foundation (2), characterized by the number of outer sub-foundations (6a-c) with downwardly directed skirts (8a-c) connected to the foundation, and the skirts (8a-c) comprise a corrugated material.

2. Support structure according to claim 1, where the skirt (7) comprises a corrugated material.

3. Support construction according to claim 1 or claim 2, where the skirts are formed from corrugated steel plates.