WO2021182355A1 - 浮体構造物及び洋上施設 - Google Patents

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WO2021182355A1
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hull
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facility
lower hull
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治樹 吉本
謙 神澤
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ジャパンマリンユナイテッド株式会社
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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/727—Offshore wind turbines

Definitions

  • the present invention relates to a floating structure and an offshore facility, and more particularly to a semi-sub (semi-submersible) type floating structure and an offshore facility.
  • a floating structure is required to install power generation equipment at sea.
  • floating structures used in offshore wind power generation facilities are generally classified into semi-sub type, spar type, and TLP (tension leg platform) type.
  • the semi-sub type floating structure is a catenary mooring of a floating body having a multi-column structure in which the water surface penetrating portion is formed.
  • the spar-type floating structure is a catenary mooring of a floating body having a water surface penetration portion composed of a single prism.
  • the TLP-type floating structure is a box-shaped floating body that is tension-moored on the seabed.
  • the floating structure described in Patent Document 1 includes a mooring mechanism such as a turret mooring device arranged on a side surface of the floating body, and a submarine cable is connected to the floating body via a turret.
  • the present invention has been devised in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a floating structure and an offshore facility capable of reducing the load applied to a cable thrown into the sea.
  • a lower hull constituting a buoyant body while submerged in water, a plurality of columns erected on the lower hull, an upper hull arranged on the plurality of columns, the lower hull and the upper
  • the lower hull is provided with a protective pipe supported at both ends by a hull and capable of inserting a linear structure inside, and the lower hull includes a central portion and a plurality of columnar bodies radially extending from the central portion.
  • the protective pipe is provided on the central portion or on the side surface of the columnar body close to the central portion.
  • the lower hull may have a support surface on which the protective pipe is arranged on the side surface of the central portion.
  • the linear structure may be a power transmission cable, a communication cable, or a fluid transport hose.
  • the column may have a widening portion at the water surface penetrating portion.
  • the column may have an inclined portion whose upper part is inclined toward the center.
  • the offshore facility provided with the floating structure having any of the above-described configurations, and the superstructure arranged in the upper hull is a power generation facility, a substation facility, a power storage facility, and the like.
  • Offshore facilities are provided that are either oil / gas production facilities, carbon dioxide capture / storage facilities, or observation facilities.
  • the protective piping for the linear structure is arranged near the center of the floating structure, the cable or the like is located in a place where there is little vertical fluctuation due to shaking.
  • the linear structure of the above can be arranged, and the load applied to the linear structure thrown into the sea can be reduced. Further, by supporting both ends of the protective pipe with the lower hull and the upper hull, the strength of the protective pipe can be improved.
  • FIG. 1 shows the 1st modification example of the floating structure shown in FIG.
  • FIG. 1 shows the other modification of the floating structure shown in FIG. 1, (A) is the second modification, (B) is the third modification, (C) is the fourth modification, (D) is The fifth modification example is shown.
  • FIG. 1 is a side view showing an offshore facility provided with a floating structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the offshore facility shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of the floating structure shown in FIG.
  • the offshore facility 1 includes a lower hull 2 that constitutes a buoyant body while submerged in water, four columns 3 erected on the lower hull 2, and four columns 3.
  • a floating structure 11 having an upper hull 4 arranged on four columns 3, a protective pipe 5 supported at both ends by the lower hull 2 and the upper hull 4, and an upper structure arranged on the upper hull 4. 6 and a mooring line 7 for mooring the floating structure 11 to the sea floor are provided.
  • the lower hull 2 is composed of, for example, a central portion 21 and four columnar bodies 22 extending radially from the central portion 21.
  • the central portion 21 and the columnar body 22 may have a cavity inside, and may be configured so that ballast water can be injected and drained as needed.
  • the central portion 21 is a columnar body having an axial center in a substantially vertical direction, and may have a substantially prismatic shape or a substantially cylindrical shape. In the present embodiment, the central portion 21 has an octagonal column shape.
  • the four columnar bodies 22 have substantially the same shape, and are arranged at equal intervals (90 ° intervals) around the central portion 21.
  • the columnar body 22 is a columnar body having an axial center in a substantially horizontal direction, and may have a substantially prismatic shape or a substantially cylindrical shape.
  • the lower hull 2 may be provided with a support surface 23 for arranging the protective pipe 5 on the side surface of the central portion 21.
  • the support surface 23 has, for example, a planar shape, but may have a convex or concave curved surface.
  • the column 3 is installed at each of the ends of the four columnar bodies 22 constituting the lower hull 2 on the opposite side to the central portion 21.
  • the column 3 may have a substantially prismatic shape or a substantially cylindrical shape. Further, the column 3 has a cavity inside, and may communicate with or be separated from the cavity of the columnar body 22. Further, the column 3 may be configured so that ballast water can be injected and drained as needed.
  • Column 3 may have an inclined portion 31 whose upper portion is inclined toward the center.
  • the size of the upper hull 4 can be adjusted to the minimum size necessary for the installation of the superstructure 6, and the static load and the reinforcing weight applied to the upper hull 4 can be adjusted. Can be reduced.
  • the inclined portion 31 is formed so as to extend above and below the water surface penetrating portion 12, but the inclined portion 31 may be formed only in a portion above the water surface penetrating portion 12. Further, the column 3 may be formed so as to extend vertically upward by omitting the inclined portion 31.
  • the column 3 may have a widening portion 32 in the water surface penetrating portion 12.
  • the widening portion 32 is an additive that is arranged above and below the working draft on the outer periphery of the column 3. By arranging the widening portion 32, it is possible to suppress the deterioration of the swaying performance in the waves while improving the stability performance of the floating structure 11, and it is also possible to reduce the weight.
  • the widening portion 32 may be omitted if necessary.
  • the upper hull 4 is, for example, a structure that forms a deck on which the superstructure 6 can be installed.
  • the upper hull 4 may have a box shape or a plate shape. As shown in the figure, in the case of the box-shaped upper hull 4, the inside thereof is used, for example, as a space for arranging necessary cables and devices. Further, the inside of the upper hull 4 may be formed in a plurality of layers. Further, a part or all of the superstructure 6 may be housed in the upper hull 4.
  • the bottom of the upper hull 4 is connected to the top ends of the four columns 3.
  • the protection pipe 5 is, for example, a pipe for inserting the power transmission cable 8.
  • the linear structure inserted through the protective pipe 5 is not limited to the power transmission cable 8, and other linear structures that need to be thrown into the sea from the floating structure 11 (for example, a communication cable, etc.) It may be a fluid transfer hose or the like).
  • the linear structure preferably has flexibility.
  • the inner diameter of the protective pipe 5 is designed according to the thickness of the linear structure (for example, the power transmission cable 8) to be inserted.
  • the upper part of the protective pipe 5 may be connected to the upper hull 4 so as to penetrate from the bottom of the upper hull 4 to the deck, for example, as shown in FIG. Further, although not shown, the protective pipe 5 may be connected so as to communicate with the internal space of the upper hull 4 so as to penetrate at least the bottom portion of the upper hull 4. Further, the protective pipe 5 penetrating to the deck and the protective pipe 5 communicating with the internal space of the upper hull 4 may coexist. The portion of the protective pipe 5 penetrating the upper hull 4 is fixed by welding, for example.
  • the lower part of the protective pipe 5 is connected to the support surface 23 formed on the lower hull 2, for example, as shown in FIGS. 1 and 3. That is, the protective pipe 5 is arranged on the side surface of the central portion 21.
  • the protective pipe 5 may be fixed to the support surface 23 by welding, or may be embedded in the outer wall of the central portion 21 constituting the support surface 23.
  • the protective pipe 5 may be configured such that the lower end thereof protrudes downward from the bottom surface 2a of the lower hull 2.
  • the bottom surface 2a of the lower hull 2 corresponds to the bottom surface of the central portion 21 having the support surface 23 on which the protective pipe 5 is arranged.
  • cushioning materials such as elastic materials are arranged in the openings at the upper and lower ends of the protective pipe 5 as necessary to reduce the friction between the power transmission cable 8 and the protective pipe 5. May be good.
  • a reinforcing material such as a stiffener may be arranged in the openings at the upper end and the lower end of the protective pipe 5. Since the cushioning material and the reinforcing material are parts attached to the protective pipe 5 in the present embodiment, the cushioning material and the reinforcing material can be regarded as a part of the protective pipe 5 in the present embodiment.
  • 12 protective pipes 5 are arranged, but it is not always necessary to insert the power transmission cable 8 into all the protective pipes 5 from the beginning.
  • the opening at the upper end may be plugged. Further, by arranging an extra protective pipe 5 in advance, even if the number of power transmission cables 8 is increased later, it can be easily dealt with.
  • the superstructure 6 is, for example, a substation facility.
  • the substation equipment includes, for example, a gas insulation device, a vacuum insulation switchgear, a main transformer, and the like.
  • the offshore substation equipment basically has the same configuration as the onshore substation equipment, but measures against salt damage are taken.
  • the superstructure 6 is a substation facility, a plurality of offshore wind turbine generators are arranged around the floating structure 11, and the electric power generated by these offshore wind turbine generators is the floating structure 11 according to the present embodiment. After being integrated into the superstructure 6 (substation equipment) of the above, power is transmitted to the power receiving equipment on land.
  • the superstructure 6 when the superstructure 6 is a substation facility, a plurality of power transmission cables 8 are connected to the floating structure 11.
  • the floating structure 11 In the conventional semi-sub type floating structure, it is common to put the power transmission cable into the sea from the outer edge of the floating body.
  • the outer edge of the floating body is a part that fluctuates significantly up and down due to rocking, and the load on the power transmission cable is large and it is easily damaged.
  • the power transmission cable 8 is arranged in a place where there is little vertical fluctuation due to rocking. This makes it possible to reduce the load on the power transmission cable 8 that is thrown into the sea.
  • the superstructure 6 is not limited to substation equipment.
  • the superstructure 6 may be a power generation facility equipped with a wind power generation device, a solar power generation device, an ocean thermal energy conversion device, or the like, or a storage battery capable of storing electricity transmitted from a plurality of power generation devices. It may be a power storage facility provided.
  • the superstructure 6 is not limited to electric power equipment, but is not limited to electric power equipment, but is oil / gas production equipment for producing / storing oil / gas at sea, and carbon dioxide capture / storage for artificially containing carbon dioxide. It may be an offshore production facility such as (CCS: Carbon dioxide capture and storage) facility, or it may be an observation facility for acquiring ocean data, wind condition data, and the like.
  • CCS Carbon dioxide capture and storage
  • the mooring line 7 is, for example, a chain for catenary mooring the floating structure 11 on the seabed.
  • the upper end of the mooring line 7 is connected to a stopper 71 arranged at the upper part of the column 3. Further, the intermediate portion of the mooring line 7 is guided by a fair leader 72 arranged on the side surface of the column 3.
  • FIG. 4 is a diagram showing a first modification example of the floating structure shown in FIG. 5A and 5B are views showing other modifications of the floating structure shown in FIG. 1, where FIG. 5A is a second modification, FIG. 5B is a third modification, and FIG. 5C is a fourth modification.
  • (D) shows the fifth modification.
  • Each figure is the same cross-sectional view as the cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 3, and the mooring line 7 and the fair leader 72 are omitted for convenience of explanation.
  • the support surface 23 of the lower hull 2 in the above-described embodiment is omitted.
  • the central portion 21 has a quadrangular prism shape.
  • the protective pipe 5 is arranged on the side surface of the columnar body 22 close to the central portion 21. Specifically, the protective pipe 5 is arranged on a side surface forming a corner portion of a portion connected to the central portion 21 of the columnar body 22. In this way, the protective pipe 5 may be arranged around the portion close to the central portion 21.
  • the number of protective pipes 5 is not limited to the number shown in the figure.
  • the lower hull 2 is composed of the central portion 21 and the three columnar bodies 22.
  • the column 3 is arranged at each vertex of the equilateral triangle.
  • the central portion 21 of the second modification has a hexagonal columnar shape, and a support surface 23 is formed on a side surface located between the columnar bodies 22.
  • the support surface 23 may be omitted.
  • the number of protective pipes 5 is not limited to the number shown in the figure.
  • the lower hull 2 is composed of the central portion 21 and the six columnar bodies 22.
  • the column 3 is arranged at each vertex of the regular hexagon.
  • the central portion 21 of the third modification has a twelve prismatic shape, and a support surface 23 is formed on a side surface located between the columnar bodies 22.
  • the support surface 23 may be omitted.
  • the number of protective pipes 5 is not limited to the number shown in the figure.
  • the lower hull 2 is composed of a central portion 21 and six columnar bodies 22.
  • the column 3 is arranged at the midpoint between each vertex and each long side of the rectangle.
  • the central portion 21 of the fourth modification has the same configuration as that of the third modification.
  • the support surface 23 may be omitted.
  • the number of protective pipes 5 is not limited to the number shown in the figure.
  • the outer shape of the lower hull 2 formed by connecting the center points of the columns 3 is not limited to a regular polygon, but may be a rectangle or any other polygon. You may. Even if the outer shape of the lower hull 2 is not a regular polygon, the central portion 21 is arranged in the center, and the columnar bodies 22 are arranged radially from the central portion 21. The support surface 23 may be omitted. Further, the number of protective pipes 5 is not limited to the number shown in the figure.
  • the columnar body 22 constituting the lower hull 2 may be thinner than the column 3.
  • the columnar body 22 may be thicker than the column 3.
  • the column 3 may have a cylindrical shape.
  • the columnar bodies 22 constituting the lower hull 2 may have different lengths in the horizontal direction.
  • the fifth modification shown in FIG. 5 (D) is a modification of the configuration of the lower hull 2.
  • the lower hull 2 according to the fifth modification is the outer peripheral connecting portion 24 arranged so as to connect the outer end portions adjacent to the columnar body 22 in the circumferential direction in addition to the central portion 21 and the columnar body 22. It has.
  • the outer peripheral connecting portion 24 may have a cavity inside and may be configured so that ballast water can be injected and drained as needed.
  • the outer peripheral connecting portion 24 is formed in an arc shape here, it may have a linear shape.

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Abstract

海中に投入されるケーブルにかかる負荷を軽減することができる、浮体構造物及び洋上施設を提供する。　浮体構造物１１は、水中に潜水した状態で浮力体を構成するロワーハル２と、ロワーハル２に立設された４本のコラム３と、４本のコラム３上に配置されたアッパーハル４と、ロワーハル２及びアッパーハル４によって両端支持された保護配管５と、を備えている。ロワーハル２は、中心部２１と、中心部２１から放射状に延出された４本の柱状体２２と、により構成されている。保護配管５は、アッパーハル４及びロワーハル２の中心部２１によって両端支持されている。

Description

浮体構造物及び洋上施設
　本発明は、浮体構造物及び洋上施設に関し、特に、セミサブ（セミサブマーシブル）型の浮体構造物及び洋上施設に関する。
　現在のわが国では、「海洋再生可能エネルギー発電設備の整備に係る海域の利用の促進に関する法律（再エネ海域利用法）」が施行される等、洋上における再生可能エネルギー発電設備の普及が期待されている。洋上に発電設備を設置するためには浮体構造物が必要になる。例えば、洋上風力発電設備に使用される浮体構造物は、一般に、セミサブ型、スパー型、ＴＬＰ（テンションレグプラットフォーム）型に大別される。
　これらの浮体構造物は何れも広義的には半潜水形式であるが、以下の特徴を有する点で区別される。セミサブ型の浮体構造物は、水面貫通部を多柱構造に構成した浮体をカテナリー係留したものである。スパー型の浮体構造物は、水面貫通部を１本の柱体で構成した浮体をカテナリー係留したものである。ＴＬＰ型の浮体構造物は、箱型の浮体を海底に緊張係留したものである。
　風力発電に限らず、洋上発電設備では、得られた電力を集約又は地上に送電するための送電ケーブルが必要である。例えば、特許文献１に記載された浮体構造物は、浮体の側面部に配置されたターレットムアリング装置等の係留機構を備え、海底ケーブルはターレットを経由して浮体に接続されている。
特表２００５－５０４２０５号公報
　特許文献１に記載された発明のように、浮体の外縁から送電ケーブルを海中に投入した場合、浮体の外縁は揺動による上下変動が激しい部分であり、送電ケーブルにかかる負荷が大きく、損傷しやすいという問題がある。したがって、送電ケーブルの短寿命化及びコストアップを招くこととなる。このことは浮体構造を長期間に渡って継続的に使用したいというニーズにも反する。なお、かかる問題は、送電ケーブル以外の海中に投入される線状構造体（例えば、通信ケーブル、流体搬送ホース等）にも同様のことがいえる。
　本発明はかかる問題点に鑑み創案されたものであり、海中に投入されるケーブルにかかる負荷を軽減することができる、浮体構造物及び洋上施設を提供することを目的とする。
　本発明によれば、水中に潜水した状態で浮力体を構成するロワーハルと、前記ロワーハルに立設された複数のコラムと、前記複数のコラム上に配置されたアッパーハルと、前記ロワーハル及び前記アッパーハルによって両端支持され、内部に線状構造体を挿通可能な保護配管と、を備え、前記ロワーハルは、中心部と、該中心部から放射状に延出された複数の柱状体と、を含む構成を有し、前記保護配管は、前記中心部又は前記中心部に近接した前記柱状体の側面に配置されている、ことを特徴とする浮体構造物が提供される。
　前記ロワーハルは、前記中心部の側面に前記保護配管を配置する支持面を有していてもよい。
　前記線状構造体は、送電ケーブルであってもよいし、通信ケーブルであってもよいし、流体搬送ホースであってもよい。
　前記コラムは、水面貫通部に拡幅部を有していてもよい。
　前記コラムは、上部が中心に向かって傾斜した傾斜部を有していてもよい。
　また、本発明によれば、上述した何れかの構成を有する浮体構造物を備えた洋上施設であって、前記アッパーハルに配置された上部構造物は、発電設備、変電設備、貯電設備、石油・ガス生産設備、二酸化炭素回収・貯留設備又は観測設備の何れかである、ことを特徴とする洋上施設が提供される。
　上述した本発明に係る浮体構造物及び洋上施設によれば、浮体構造物の中心に近い部分に線状構造体用の保護配管を配置したことから、揺動による上下変動が少ない場所にケーブル等の線状構造体を配置することができ、海中に投入される線状構造体にかかる負荷を軽減することができる。また、保護配管をロワーハルとアッパーハルで両端支持したことにより、保護配管の強度を向上させることができる。
本発明の一実施形態に係る浮体構造物を備えた洋上施設を示す側面図である。 図１に示した洋上施設の平面図である。 図１に示した浮体構造物のＡ－Ａ矢視断面図である。 図１に示した浮体構造物の第一変形例を示す図である。 図１に示した浮体構造物の他の変形例を示す図であり、（Ａ）は第二変形例、（Ｂ）は第三変形例、（Ｃ）は第四変形例、（Ｄ）は第五変形例、を示している。
　以下、本発明の実施形態について図１～図５（Ｄ）を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の一実施形態に係る浮体構造物を備えた洋上施設を示す側面図である。図２は、図１に示した洋上施設の平面図である。図３は、図１に示した浮体構造物のＡ－Ａ矢視断面図である。
　本発明の一実施形態に係る洋上施設１は、図１に示したように、水中に潜水した状態で浮力体を構成するロワーハル２と、ロワーハル２に立設された４本のコラム３と、４本のコラム３上に配置されたアッパーハル４と、ロワーハル２及びアッパーハル４によって両端支持された保護配管５と、を備えた浮体構造物１１と、アッパーハル４に配置された上部構造物６と、浮体構造物１１を海底に係留する係留索７と、を備えている。
　ロワーハル２は、例えば、図３に示したように、中心部２１と、中心部２１から放射状に延出された４本の柱状体２２と、により構成されている。中心部２１及び柱状体２２は、内部に空洞を有し、必要に応じてバラスト水を注排水可能に構成されていてもよい。
　中心部２１は、略鉛直方向の軸心を有する柱状体であり、略角柱形状であってもよいし、略円筒形状であってもよい。本実施形態では、中心部２１は八角柱形状を有している。
　４本の柱状体２２は、実質的に同じ形状を有しており、中心部２１の周囲に均等な間隔（９０°間隔）で配置されている。柱状体２２は、略水平方向の軸心を有する柱状体であり、略角柱形状であってもよいし、略円筒形状であってもよい。
　ロワーハル２は、中心部２１の側面に保護配管５を配置する支持面２３を備えていてもよい。支持面２３は、例えば、平面形状であるが、凸形状又は凹形状の曲面であってもよい。
　コラム３は、ロワーハル２を構成する４本の柱状体２２の中心部２１と反対側の端部にそれぞれ設置されている。コラム３は、略角柱形状であってもよいし、略円筒形状であってもよい。また、コラム３は、内部に空洞を有しており、柱状体２２の空洞と連通していてもよいし、区切られていてもよい。また、コラム３は、必要に応じてバラスト水を注排水可能に構成されていてもよい。
　コラム３は、上部が中心に向かって傾斜した傾斜部３１を有していてもよい。かかる傾斜部３１を形成することにより、アッパーハル４の大きさを上部構造物６の設置に必要最小限の大きさに合わせることができるとともに、アッパーハル４に負荷される静的荷重及び補強重量を削減することができる。
　本実施形態では、傾斜部３１が水面貫通部１２の上下に渡るように形成されているが、水面貫通部１２よりも上方の部分にのみ傾斜部３１を形成するようにしてもよい。また、コラム３は、傾斜部３１を省略して鉛直上方に延びるように形成してもよい。
　また、コラム３は、水面貫通部１２に拡幅部３２を有していてもよい。拡幅部３２は、コラム３の外周に稼働喫水の上下に渡って配置される付加物である。かかる拡幅部３２を配置することにより、浮体構造物１１の復原性能を向上させつつ波浪中動揺性能の低下を抑制することができ、重量の削減を図ることもできる。なお、拡幅部３２は、必要に応じて省略してもよい。
　アッパーハル４は、例えば、上部構造物６を設置可能な甲板（デッキ）を形成する構造物である。アッパーハル４は、箱型形状であってもよいし、板形状であってもよい。図示したように、箱型形状のアッパーハル４の場合、その内部は、例えば、必要なケーブルや機器を配置する空間として使用される。また、アッパーハル４の内部は、複数階層に形成されていてもよい。また、上部構造物６の一部又は全部がアッパーハル４内に収容されていてもよい。アッパーハル４の底部は、４本のコラム３の上端部に接続されている。
　保護配管５は、例えば、送電ケーブル８を挿通するための配管である。ただし、保護配管５に挿通される線状構造体は、送電ケーブル８に限定されるものではなく、浮体構造物１１から海中に投入する必要がある他の線状構造体（例えば、通信ケーブル、流体搬送ホース等）であってもよい。なお、線状構造体は可撓性を有していることが好ましい。
　保護配管５の上部はアッパーハル４に接続されており、保護配管５の下部はロワーハル２に接続されていることから、保護配管５は、アッパーハル４及びロワーハル２によって両端支持されている。保護配管５の内径は、挿通される線状構造体（例えば、送電ケーブル８）の太さに応じて設計される。
　保護配管５の上部は、例えば、図１に示したように、アッパーハル４の底部から甲板まで貫通するようにアッパーハル４に接続されていてもよい。また、図示しないが、保護配管５は、アッパーハル４の内部空間と連通するように、少なくともアッパーハル４の底部を貫通した状態に接続されていてもよい。また、甲板まで貫通する保護配管５とアッパーハル４の内部空間に連通する保護配管５とが混在していてもよい。保護配管５のアッパーハル４を貫通する部分は、例えば、溶接によって固定される。
　保護配管５の下部は、例えば、図１及び図３に示したように、ロワーハル２に形成された支持面２３に接続される。すなわち、保護配管５は、中心部２１の側面に配置されている。保護配管５は、溶接によって支持面２３に固定されていてもよいし、支持面２３を構成する中心部２１の外壁に埋め込まれていてもよい。
　また、図１に示したように、保護配管５は、下端がロワーハル２の底面２ａより下方に突出するように構成されていてもよい。本実施形態では、ロワーハル２の底面２ａは、保護配管５を配置する支持面２３を有する中心部２１の底面に相当する。このように、保護配管５をロワーハル２の底面２ａよりも下方に突出させることにより、送電ケーブル８とロワーハル２との接触を抑制することができる。
　また、図示しないが、保護配管５の上端及び下端の開口部には、必要に応じて弾性材等の緩衝材を配置して、送電ケーブル８と保護配管５との摩擦を低減するようにしてもよい。また、保護配管５の上端及び下端の開口部には、必要に応じてスティフナ等の補強材を配置してもよい。なお、本実施形態において、緩衝材や補強材は保護配管５に付随する部品であることから、本実施形態において、緩衝材や補強材を保護配管５の一部とみなすことができる。
　また、本実施形態では、１２本の保護配管５を配置しているが、必ずしも全ての保護配管５に最初から送電ケーブル８を挿通させておかなくてもよい。使用しない保護配管５については、上端の開口部に栓をしておけばよい。また、予め余分に保護配管５を配置しておくことにより、後から送電ケーブル８の本数が増えた場合であっても容易に対応することができる。
　上部構造物６は、例えば、変電設備である。変電設備は、例えば、ガス絶縁装置、真空絶縁開閉装置、主変圧器等を備えている。洋上変電設備は、基本的には陸上の変電設備と同じ構成であるが、塩害対策等が施されている。上部構造物６が変電設備の場合、浮体構造物１１の周囲には複数の洋上風力発電装置が配置されており、これらの洋上風力発電装置で発生した電力が本実施形態に係る浮体構造物１１の上部構造物６（変電設備）に集約された後、陸上の受電設備等に送電される。
　したがって、上部構造物６が変電設備の場合、浮体構造物１１には複数の送電ケーブル８が連結されることになる。従来のセミサブ型の浮体構造物では、浮体の外縁から送電ケーブルを海中に投入することが一般的である。浮体の外縁は揺動による上下変動が激しい部分であり、送電ケーブルにかかる負荷が大きく、損傷しやすい。
　それに対して、本実施形態に係る浮体構造物１１では、浮体構造物１１の中心に近い部分に保護配管５を配置したことから、揺動による上下変動が少ない場所に送電ケーブル８を配置することができ、海中に投入される送電ケーブル８にかかる負荷を軽減することができる。
　なお、上部構造物６は、変電設備に限定されるものではない。例えば、上部構造物６は、風力発電装置・太陽光発電装置・海洋温度差発電装置等を備えた発電設備であってもよいし、複数の発電装置から送電された電気を貯蓄可能な蓄電池を備えた貯電設備であってもよい。
　また、上部構造物６は、電力設備に限定されるものではなく、洋上で石油・ガスを生産・貯蔵するための石油・ガス生産設備、二酸化炭素を人工的に封じ込めるための二酸化炭素回収・貯留（ＣＣＳ：Carbon dioxide capture and storage）設備等の洋上生産設備であってもよいし、海洋データや風況データ等を取得するための観測設備であってもよい。
　係留索７は、例えば、浮体構造物１１を海底にカテナリー係留するためのチェーンである。係留索７の上端は、コラム３の上部に配置されたストッパー７１に接続されている。また、係留索７の中間部は、コラム３の側面に配置されたフェアリーダ７２により案内されている。
　次に、上述した浮体構造物１１の変形例について、図４～図５（Ｄ）を参照しつつ説明する。ここで、図４は、図１に示した浮体構造物の第一変形例を示す図である。図５は、図１に示した浮体構造物の他の変形例を示す図であり、（Ａ）は第二変形例、（Ｂ）は第三変形例、（Ｃ）は第四変形例、（Ｄ）は第五変形例、を示している。各図は、図３に示したＡ－Ａ矢視断面図と同じ断面図であり、説明の便宜上、係留索７及びフェアリーダ７２の図は省略してある。
　図４に示した第一変形例は、上述した実施形態におけるロワーハル２の支持面２３を省略したものである。この第一変形例では、中心部２１は四角柱形状を有している。保護配管５は、中心部２１に近接した柱状体２２の側面に配置されている。具体的には、保護配管５は、柱状体２２の中心部２１に連結された部分の隅部を構成する側面に配置される。このように、保護配管５は、中心部２１に近接した部分の周囲に配置されていてもよい。なお、保護配管５の本数は、図示した本数に限定されるものではない。
　図５（Ａ）に示した第二変形例は、ロワーハル２を中心部２１と３本の柱状体２２により構成したものである。この変形例では、コラム３は、正三角形の各頂点に配置される。第二変形例の中心部２１は、六角柱形状を有しており、柱状体２２の間に位置する側面に支持面２３が形成される。なお、支持面２３は省略してもよい。また、保護配管５の本数は、図示した本数に限定されるものではない。
　図５（Ｂ）に示した第三変形例は、ロワーハル２を中心部２１と６本の柱状体２２により構成したものである。この変形例では、コラム３は、正六角形の各頂点に配置される。第三変形例の中心部２１は、十二角柱形状を有しており、柱状体２２の間に位置する側面に支持面２３が形成される。なお、支持面２３は省略してもよい。また、保護配管５の本数は、図示した本数に限定されるものではない。
　図５（Ｃ）に示した第四変形例は、ロワーハル２を中心部２１と６本の柱状体２２により構成したものである。この変形例では、コラム３は、長方形の各頂点と各長辺の中間点に配置される。第四変形例の中心部２１は、第三変形例と同じ構成を有している。なお、支持面２３は省略してもよい。また、保護配管５の本数は、図示した本数に限定されるものではない。
　かかる第四変形例に示したように、コラム３の中心点を結んで形成されるロワーハル２の外形は、正多角形に限定されず、長方形であってもよいし、その他の多角形であってもよい。ロワーハル２の外形が正多角形でない場合であっても、中央に中心部２１が配置され、中心部２１から放射状に柱状体２２が配置される。なお、支持面２３は省略してもよい。また、保護配管５の本数は、図示した本数に限定されるものではない。
　また、第三変形例及び第四変形例に示したように、本実施形態において、ロワーハル２を構成する柱状体２２は、コラム３よりも細くてもよい。なお、図示しないが、柱状体２２は、コラム３よりも太くてもよい。また、第四変形例に示したように、本実施形態において、コラム３は円筒形状であってもよい。また、第四変形例に示したように、ロワーハル２を構成する柱状体２２は、水平方向の長さが異なっていてもよい。
　図５（Ｄ）に示した第五変形例は、ロワーハル２の構成を変更したものである。具体的には、第五変形例に係るロワーハル２は、中心部２１及び柱状体２２に加えて、柱状体２２の周方向に隣接する外端部を連結するように配置された外周連結部２４を備えている。外周連結部２４は、柱状体２２と同様に、内部に空洞を有し、必要に応じてバラスト水を注排水可能に構成されていてもよい。なお、ここでは、外周連結部２４を円弧形状に形成しているが、直線形状であってもよい。
　本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。
１　洋上施設
２　ロワーハル
２ａ　底面
３　コラム
４　アッパーハル
５　保護配管
６　上部構造物
７　係留索
８　送電ケーブル
１１　浮体構造物
１２　水面貫通部
２１　中心部
２２　柱状体
２３　支持面
２４　外周連結部
３１　傾斜部
３２　拡幅部
７１　ストッパー
７２　フェアリーダ
 

Claims (6)

  1. 　水中に潜水した状態で浮力体を構成するロワーハルと、
    　前記ロワーハルに立設された複数のコラムと、
    　前記複数のコラム上に配置されたアッパーハルと、
    　前記ロワーハル及び前記アッパーハルによって両端支持され、内部に線状構造体を挿通可能な保護配管と、を備え、
    　前記ロワーハルは、中心部と、該中心部から放射状に延出された複数の柱状体と、を含む構成を有し、
    　前記保護配管は、前記中心部又は前記中心部に近接した前記柱状体の側面に配置されている、
    ことを特徴とする浮体構造物。
  2. 　前記ロワーハルは、前記中心部の側面に前記保護配管を配置する支持面を有する、請求項１に記載の浮体構造物。
  3. 　前記線状構造体は、送電ケーブル、通信ケーブル又は流体搬送ホースの何れかである、請求項１に記載の浮体構造物。
  4. 　前記コラムは、水面貫通部に拡幅部を有する、請求項１に記載の浮体構造物。
  5. 　前記コラムは、上部が中心に向かって傾斜した傾斜部を有する、請求項１に記載の浮体構造物。
  6. 　請求項１～５の何れか一項に記載された浮体構造物を備えた洋上施設であって、
    　前記アッパーハルに配置された上部構造物は、発電設備、変電設備、貯電設備、石油・ガス生産設備、二酸化炭素回収・貯留設備又は観測設備の何れかである、ことを特徴とする洋上施設。
     
     
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024134421A1 (en) * 2022-12-23 2024-06-27 Saipem S.P.A. Floating substation and distribution method for managing electrical power generated by an offshore power production plant

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114872860A (zh) * 2022-05-12 2022-08-09 中国海洋石油集团有限公司 一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管的大张力回接装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05597U (ja) * 1991-06-24 1993-01-08 石川島播磨重工業株式会社 浮遊式海洋構造物
US20040240947A1 (en) * 2003-05-30 2004-12-02 Wetch Stephen B. Riser support system for use with an offshore platform
JP2005504205A (ja) 2001-03-08 2005-02-10 石川島播磨重工業株式会社 浮体式洋上風力発電設備
US20070201954A1 (en) * 2006-02-28 2007-08-30 Leverette Steven J Battered column tension leg platform
CN102765466A (zh) * 2012-07-27 2012-11-07 北京金风科创风电设备有限公司 半潜式海上浮动风机基础
CN103291546A (zh) * 2013-06-27 2013-09-11 上海交通大学 调液柱阻尼控制的近海漂浮式风电机
US9446825B1 (en) * 2013-12-10 2016-09-20 Hugh Francis Gallagher Self-propelled, catamaran-type, dual-application, semisubmersible ship with hydrodynamic hulls and columns
JP2017133431A (ja) * 2016-01-28 2017-08-03 三菱重工業株式会社 浮体式風力発電装置及びその操作又はメンテナンス方法
JP2018507135A (ja) * 2015-02-24 2018-03-15 ユニバーシティ オブ メイン システム ボード オブ トラスティズ 浮体式風力タービンプラットフォームの建設、組立、及び進水方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57191188A (en) * 1981-05-21 1982-11-24 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Floating type structure in frozen sea
JPH0739756Y2 (ja) 1987-08-21 1995-09-13 石川島播磨重工業株式会社 浮遊構造物
US5150987A (en) * 1991-05-02 1992-09-29 Conoco Inc. Method for installing riser/tendon for heave-restrained platform
WO2012121247A1 (ja) * 2011-03-07 2012-09-13 株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド スパー型浮体構造物
JP5258924B2 (ja) 2011-04-07 2013-08-07 株式会社新来島どっく ブロック配線用電線管ケーブル固縛金具
JP5750537B1 (ja) * 2014-07-17 2015-07-22 三井海洋開発株式会社 洋上構造物の施工方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05597U (ja) * 1991-06-24 1993-01-08 石川島播磨重工業株式会社 浮遊式海洋構造物
JP2005504205A (ja) 2001-03-08 2005-02-10 石川島播磨重工業株式会社 浮体式洋上風力発電設備
US20040240947A1 (en) * 2003-05-30 2004-12-02 Wetch Stephen B. Riser support system for use with an offshore platform
US20070201954A1 (en) * 2006-02-28 2007-08-30 Leverette Steven J Battered column tension leg platform
CN102765466A (zh) * 2012-07-27 2012-11-07 北京金风科创风电设备有限公司 半潜式海上浮动风机基础
CN103291546A (zh) * 2013-06-27 2013-09-11 上海交通大学 调液柱阻尼控制的近海漂浮式风电机
US9446825B1 (en) * 2013-12-10 2016-09-20 Hugh Francis Gallagher Self-propelled, catamaran-type, dual-application, semisubmersible ship with hydrodynamic hulls and columns
JP2018507135A (ja) * 2015-02-24 2018-03-15 ユニバーシティ オブ メイン システム ボード オブ トラスティズ 浮体式風力タービンプラットフォームの建設、組立、及び進水方法
JP2017133431A (ja) * 2016-01-28 2017-08-03 三菱重工業株式会社 浮体式風力発電装置及びその操作又はメンテナンス方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FUKUMOTO, YUKINARI ET AL.: "Hydraulic model experiment on wave pressure acting on cable protection tube of offshore wind turnbine foundation", JOURNAL OF JAPAN SOCIETY OF CIVIL ENGINEERS, vol. 72, no. 2, 30 August 2016 (2016-08-30), pages 1-670 - 1-675, XP055856700, ISSN: 2185-4688, DOI: 10.2208/jscejoe.72.I_670 *
NAGANAWA, SHIGEMI: "Latest well drilling technology", PETROLEUM DEVELOPMENT TIMES, vol. 4, no. 151, 31 October 2006 (2006-10-31), pages 12 - 19, XP009539218, ISSN: 0288-884X *
See also references of EP4119437A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024134421A1 (en) * 2022-12-23 2024-06-27 Saipem S.P.A. Floating substation and distribution method for managing electrical power generated by an offshore power production plant

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