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KR102521885B1 - Offshore wind farm structure installed by jacking method and its construction method - Google Patents

Offshore wind farm structure installed by jacking method and its construction method Download PDF

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KR102521885B1
KR102521885B1 KR1020210077486A KR20210077486A KR102521885B1 KR 102521885 B1 KR102521885 B1 KR 102521885B1 KR 1020210077486 A KR1020210077486 A KR 1020210077486A KR 20210077486 A KR20210077486 A KR 20210077486A KR 102521885 B1 KR102521885 B1 KR 102521885B1
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leg
main body
offshore wind
wind power
jacking
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유영호
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주식회사 콤스
콥스 주식회사
김현국
유영호
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Abstract

본 발명은 밸러스트 탱크를 구비하며 부유식 이동 가능한 본체 상측으로 발전용 터빈 및 타워를 부두에서 미리 조립한 상태로 예인선을 통해 해상 이동시키되 임시설치된 잭업 장치를 사용하여 레그를 내려 해저 암반층 상에 설치 및 레벨링 작업이 이루어지는 해상풍력발전 구조체 및 이의 시공방법에 관한 것이다.The present invention has a ballast tank and moves the power generation turbine and tower to the upper side of the floating movable body through a tugboat in a pre-assembled state at the pier, but uses a temporarily installed jack-up device to lower the leg and install on the seabed rock layer and It relates to an offshore wind power structure in which a leveling operation is performed and a construction method thereof.

Description

잭킹 방식으로 설치가 이루어지는 해상풍력발전 구조체 및 이의 시공방법 {Offshore wind farm structure installed by jacking method and its construction method}Offshore wind farm structure installed by jacking method and its construction method {Offshore wind farm structure installed by jacking method and its construction method}

본 발명은 해상풍력발전 구조체에 관한 것으로, 자세하게는 밸러스트 탱크를 구비하며 부유식 이동 가능한 본체 상측으로 발전용 터빈 및 타워를 부두에서 미리 조립한 상태로 예인선을 통해 해상 이동시키되 임시설치된 잭업 장치를 사용하여 레그를 내려 해저 암반층 상에 설치 및 레벨링 작업이 이루어지는 해상풍력발전 구조체 및 이의 시공방법에 관한 것이다.The present invention relates to an offshore wind power generation structure, and more specifically, to a floating movable body having a ballast tank and moving a turbine and a tower for power generation pre-assembled at a pier to the sea using a tugboat and using a temporarily installed jack-up device It relates to an offshore wind power generation structure and a construction method thereof, in which installation and leveling work are performed on a seabed rock layer by lowering a leg.

최근 화석연료로 인한 환경오염문제가 심각해짐에 따라 친환경 재생에너지에 관한 많은 연구·개발이 이루어지고 있는 가운데, 풍력발전은 수직으로 설치된 타워에 바람을 통해 회전하는 대형 블레이드와 이를 통해 전력을 생산하는 발전기와 부속장비를 타워 상부에 설치하는 구조물을 통해 전력을 생산한다.Recently, as the environmental pollution problem caused by fossil fuels has become serious, a lot of research and development on eco-friendly renewable energy is being conducted. Electric power is produced through a structure that installs generators and auxiliary equipment on top of the tower.

이러한 풍력발전장치는 기본적으로 대형의 블레이드가 외부에 노출됨에 따라 비교적 넓은 설치 공간이 요구되며 특히 원하는 양의 전력생산을 위해 다수의 풍력발전기가 일정거리를 유지하여 설치되어야 하므로 설치장소 확보에 제약이 따르게 된다.These wind power generators basically require a relatively large installation space as large blades are exposed to the outside, and in particular, to produce a desired amount of power, a number of wind turbines must be installed at a certain distance, so there are restrictions on securing an installation place. will follow

특히 대형 블레이드의 고속 회전시 발생하는 소음 및 발전기 가동 소음이 주변 민원 발생요인이 됨에 따라 도심에서 떨어진 외곽에 설치할 수밖에 없는 실정으로 해상에 풍력발전 구조물을 시공함으로 이러한 문제를 해결하고자 하는 사업이 검토되고 있다.In particular, as the noise generated during high-speed rotation of large blades and generator operation noise become a cause of civil complaints, it is inevitable to install them on the outskirts away from the city center. A project to solve these problems by constructing a wind power generation structure on the sea is being reviewed. there is.

해상풍력발전 구조물은 기본적으로 바람을 비롯하여 풍랑, 조수의 움직임에도 견고한 고정이 선행되어야 함에 따라, 과거에는 콘크리트를 타설하여 지지대를 만들어 상부의 타워를 지지하는 방식을 사용하기도 했으나, 근래에는 더 많은 전력확보를 위해 해양 터빈의 크기도 커지고, 더 깊은 해저면에 설치가 요구되는 어려움이 있다.As the offshore wind power generation structure basically needs to be fixed firmly against the movement of wind, storm and tide, in the past, a method of supporting the tower by pouring concrete to create a support was used, but in recent years more power To secure it, the size of the offshore turbine also increases, and there is a difficulty in requiring installation on the deeper seabed.

이에, 상당한 높이의 구조물이 다방향에서 가해지는 하중을 견딜 수 있도록, 오일, 가스 채취를 위한 해상구조물에 주로 사용되는 방식으로 해저면의 암반층을 굴착 후 파일을 막는 파일링이 많이 고려되었다.Therefore, a lot of consideration has been given to piling to block piles after excavating rock layers on the seabed in a way that is mainly used for offshore structures for oil and gas extraction so that structures of considerable height can withstand loads applied from multiple directions.

하지만, 개별 터빈의 발전 능력에 한계로 인해 원하는 전력을 얻기 위해서는 수십 내지 수백 대의 풍력발전구조체가 필요한 상황에서 각 구조체가 모두 파일링 작업시 지반구조에 악영향을 줄 뿐 아니라 설치비 또한 과다하게 투입되어 실질적으로 경제성이 낮아지는 결과를 초래하였다.However, in a situation where dozens or hundreds of wind power generation structures are required to obtain the desired power due to limitations in the generation capacity of individual turbines, each structure not only adversely affects the ground structure during piling work, but also requires excessive installation costs, which is practically This resulted in lower economic efficiency.

대한민국 등록특허 제10-1189681호(2012.10.04)Republic of Korea Patent No. 10-1189681 (2012.10.04)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 부두에서 부유식 이동 가능한 본체에 발전용 터빈 및 타워를 미리 설치한 상태로 해상 이동 후 임시설치된 잭업장치를 사용하여 레그를 해저면 암반층에 설치함으로 환경을 보호하고 시공 편의성을 개선하고 비용을 절감할 수 있는 잭킹 방식으로 설치가 이루어지는 해상풍력발전 구조체 및 이의 시공방법을 제공하는 것이다.The present invention was created to solve the above problems, and an object of the present invention is to use a jack-up device temporarily installed after moving to the sea in a state in which a turbine and a tower for power generation are previously installed in a floating movable body at a pier To provide an offshore wind power structure and its construction method, which are installed in a jacking method that can protect the environment, improve construction convenience, and reduce costs by installing on the seabed rock layer.

상기와 같은 목적을 위한 본 발명 잭킹 방식으로 설치가 이루어지는 해상풍력발전 구조체는 해상에 풍력발전 터빈 및 상기 터빈을 지지하는 타워를 설치하기 위한 해상풍력발전 구조체에 있어서, 수상에 부유 가능한 구조물로서, 테두리 측으로 설정된 간격을 두고 상하방향으로 관통된 복수의 레그지지부가 형성되고, 중앙 상측으로 타워 및 풍력발전 터빈이 설치되는 본체; 상기 레그지지부에 삽입되어 상하방향으로 슬라이드 이동 가능한 봉 형상의 구조물로서, 하단에 반경이 커졌다가 점차 작아지는 원뿔형태의 스퍼드가 형성되며, 상기 스퍼드가 해저 암반층에 안착된 상태에서 해상에 위치한 상기 본체가 지지될 수 있는 높이로 제작되는 복수의 레그; 상기 레그지지부에 탈착 가능하며 상기 레그 외측 일부 또는 전체를 감싸도록 임시 설치되어 상기 레그를 하강 또는 상승시키는 구조물로서, 상기 레그를 상하방향으로 움직이도록 허용하거나 고정하도록 동작하는 고정부와, 상기 고정부의 상측 또는 하측으로 이격되어 설정된 범위 내에서 상하방향으로 움직이되 상기 레그와 임시적인 결합 및 해체가 이루어지는 이동부와, 상기 이동부를 상하측으로 움직이는 액추에이터로 구성되는 잭킹수단; 상기 레그지지부에 설치되어, 상기 잭킹수단 탈거 상태에서 레그가 움직이지 않도록 고정하는 고정수단; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.The offshore wind power structure installed by the jacking method of the present invention for the above purpose is an offshore wind power structure for installing a wind turbine and a tower supporting the turbine on the sea, as a floating structure on the water, A main body having a plurality of leg supports penetrating in the vertical direction at intervals set to the side and having a tower and a wind turbine installed in the upper center; As a rod-shaped structure inserted into the leg support and capable of sliding in the vertical direction, a cone-shaped spud having a larger radius and then gradually smaller is formed at the lower end, and the main body located on the sea in a state where the spud is seated on the seabed rock layer. A plurality of legs manufactured to a height that can be supported; A structure that is detachable from the leg support part and is temporarily installed to cover some or all of the outside of the leg to lower or raise the leg, a fixing part that operates to allow or fix the leg to move in a vertical direction, and the fixing part A jacking means composed of a moving part that is spaced apart from the upper or lower side and moves in the vertical direction within a set range, and the leg and temporary coupling and disassembly are made, and an actuator that moves the moving part up and down; a fixing means installed in the leg support part and fixing the leg so that the leg does not move in a state in which the jacking means is removed; It is characterized in that it includes.

이때 상기 본체는, 수평도를 측정하는 수평감지부와, 내부에 설정된 구획의 격실 형태로 구성된 밸러스트 탱크와, 상기 밸러스트 탱크에 해수를 주입하거나 상기 밸러스트 탱크에 수용된 해수를 배출시키는 펌프부를 더 포함할 수 있다.At this time, the main body may further include a level sensor for measuring horizontality, a ballast tank configured in the form of a compartment of a compartment set therein, and a pump unit for injecting seawater into the ballast tank or discharging seawater contained in the ballast tank. can

또한, 상기 잭킹수단은, 상기 레그를 하측으로 이동시키는 상태에서 상기 액추에이터 구동에 소요되는 구동 소스를 감시하며 상기 스퍼드의 위치를 퇴적점토층과 퇴적모래층과 풍화토와 풍화암으로 구분하여 판단하는 암반감지부를 더 포함할 수 있다.In addition, the jacking means monitors the drive source required for driving the actuator in a state in which the leg is moved downward, and the rock detection unit for determining the location of the spud by classifying it into a sedimentary clay layer, a sedimentary sand layer, weathered soil, and weathered rock can include more.

또한, 상기 본체는, 연결수단을 통해 연결되어 해저면에 설치되는 복수의 인공어초와, 상기 연결수단에 가해지는 장력을 측정하는 장력감지부와, 상기 터빈을 통해 생산된 전력을 통해 해수를 흡입 후 분해하여 수소를 생산하는 수전해수단과, 생산된 수소를 임시저장 및 이송하는 수소공급부를 더 포함할 수 있다.In addition, the main body includes a plurality of artificial reefs connected through connection means and installed on the sea floor, a tension sensor for measuring tension applied to the connection means, and power generated through the turbine to suck seawater It may further include a water electrolysis means for producing hydrogen by decomposition after the decomposition, and a hydrogen supply unit for temporarily storing and transporting the produced hydrogen.

또한, 상기 스퍼드를 외측으로 감싸며 상측으로 형성되되 하측이 개방된 원통형의 흡입관과, 상기 흡입관 내부를 감압시키는 감압부를 구비하여, 하측으로 토사가 흡입되며 레그가 토사층을 뚫고 하측으로 이동하는 것을 돕는 석션수단; 을 더 포함할 수 있다.In addition, a cylindrical suction pipe formed on the upper side while surrounding the spud and having an open lower side, and a pressure reducing unit for decompressing the inside of the suction pipe are provided, so that the soil is sucked into the lower side and the leg penetrates the soil layer to help move downward. suction means; may further include.

또한, 상기와 같은 목적을 위한 본 발명 잭킹 방식으로 설치가 이루어지는 해상풍력발전 구조체의 시공방법은 육상에서 본체 중앙 상측으로 타워 및 풍력발전 터빈을 조립하고, 각 레그지지부에 레그를 삽입 및 고정하는 준비 단계; 준비된 본체를 해상에 띄워 설치장소로 이동하는 단계; 레그지지부에 잭킹수단을 결합하여 레그를 하강시키며 암반층에 안착시키는 잭킹 단계; 구비된 레그를 개별적으로 승하강시키며 본체의 수평을 조절하는 레벨링 단계; 본체 수평 조절에 따라 각 레그지지부에 삽입된 레그를 고정 후 잭킹수단을 탈거하는 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the construction method of the offshore wind power generation structure, which is installed by the jacking method of the present invention for the above purpose, prepares to assemble a tower and a wind turbine to the upper center of the main body on land, and insert and fix the leg to each leg support. step; Floating the prepared main body on the sea and moving it to the installation site; A jacking step of lowering the leg by coupling the jacking means to the leg support and seating it on the bedrock layer; A leveling step of individually raising and lowering the provided legs and adjusting the level of the main body; Removing the jacking means after fixing the legs inserted into each leg support according to the horizontal adjustment of the main body; It is characterized by consisting of.

본 발명은 밸러스트 기능을 갖는 본체에 발전용 터빈 및 타워를 미리 설치한 상태로 해상 이동 후 임시설치된 잭업 장치를 사용하여 레그를 해저면 암반층에 설치함에 따라 별도의 설치 선단이 필요하지 않고, 개별 잭업 방식으로 레그가 설치 및 조절됨에 따라 굴곡이 많고 지반이 약한 해저면에도 안정적인 설치가 가능하다.The present invention does not require a separate installation tip and individual jack-up As the legs are installed and adjusted in this way, stable installation is possible even on the seabed with many curves and weak ground.

특히 잭업을 위한 고가의 유압설비를 포터블 타입(Portable type)으로 사용함으로 1세트로도 다수의 설치작업 및 레벨링 작업이 이루어질 수 있다.In particular, by using expensive hydraulic equipment for jack-up as a portable type, multiple installation and leveling operations can be performed with one set.

또한, 전통적으로 해상구조체에 적용되던 헤머링을 통해 지반을 뚫어 삽입하는 자켓(Jacket) 방식에 비해 잭업 방식으로 레그의 하단이 암반층에 안착됨으로 지반이나 해저 환경에 대한 악영향 및 시공 소음이 없다.In addition, compared to the jacket method, which is inserted by drilling the ground through hammering, which was traditionally applied to offshore structures, the bottom of the leg is seated in the rock layer in the jack-up method, so there is no adverse effect on the ground or seabed environment and construction noise.

또한, 본체의 하부 공간을 활용하여 수소 생산, 저장 장치 및 고층 인공어초 등을 설치하는 등 친환경 설계 여건이 조성되며 지역 어민 수용성을 대폭 강화할 수 있다.In addition, eco-friendly design conditions are created by utilizing the lower space of the main body to install hydrogen production and storage devices and high-rise artificial reefs, and it can greatly enhance the acceptance of local fishermen.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 외형 구조를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 설치 구조를 나타낸 측면도,
도 3은 본 발명에 적용되는 잭킹수단의 예시를 나타낸 작동상태도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 내부 구조를 나타낸 투시도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 설치모습을 나타낸 측면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 조립, 운송, 설치 방법을 나타낸 공정도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 조립, 운송, 설치 방법을 나타낸 순서도이다.
1 is a perspective view showing an external structure according to an embodiment of the present invention;
2 is a side view showing an installation structure according to an embodiment of the present invention;
3 is an operating state diagram showing an example of a jacking means applied to the present invention;
4 is a perspective view showing an internal structure according to another embodiment of the present invention;
5 is a side view showing an installation state according to another embodiment of the present invention;
6 is a process diagram showing an assembly, transportation, and installation method according to an embodiment of the present invention;
7 is a flowchart illustrating an assembly, transport, and installation method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 잭킹 방식으로 설치가 이루어지는 해상풍력발전 구조체 및 이의 시공방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, an offshore wind power generation structure and its construction method, which are installed by the jacking method of the present invention, will be described in detail.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 외형 구조를 나타낸 사시도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 설치 구조를 나타낸 측면도로서, 본 발명은 해상에 풍력발전 터빈 및 상기 터빈을 지지하는 타워를 설치하기 위한 해상풍력발전 구조체로서, 기본적으로 수상에 부유 가능한 구조물인 본체(110)를 활용한다.1 is a perspective view showing an external structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view showing an installation structure according to an embodiment of the present invention, in which a wind turbine and a tower supporting the turbine are installed on the sea. As an offshore wind power structure for doing so, the main body 110, which is basically a floating structure on the water, is utilized.

상기 본체(110)는 중앙 상측으로 타워 및 풍력발전 터빈이 설치되는 납작한 형태를 갖게 되며, 해상에 부유하여 이동 가능한 구조로 이루어짐에 따라 육상에서 타워(102) 및 풍력발전 터빈(101)을 본체에 미리 조립 및 시운전을 완료한 상태로 해상이동함에 따라 종래와 같이 해상에서 무거운 구성품을 조립하기 위한 대형해상크레인 및 이의 이동과 운용을 위한 선단이 필요치 않다.The main body 110 has a flat shape in which a tower and a wind turbine are installed in the upper center, and as it is made of a structure that can float and move on the sea, the tower 102 and the wind turbine 101 are installed on the main body As it is moved by sea with pre-assembly and commissioning completed, it does not require a large offshore crane for assembling heavy components at sea and a fleet for its movement and operation as in the prior art.

이를 위해 상기 본체(110)는 상부에 타워(102) 및 풍력발전 터빈(101)이 설치된 상태에서도 부력을 유지하며 전후좌우 측에서 바람이나 파도가 가해지더라도 쉽게 전복되지 않도록 적정한 면적을 갖도록 하되 적당한 복원성을 유지하고 흘수와 트림을 조절하기 위해 밸러스트를 구비할 수 있다.To this end, the body 110 maintains buoyancy even when the tower 102 and the wind turbine 101 are installed on the top, and has an appropriate area so that it does not easily overturn even when wind or waves are applied from the front, rear, left, and right sides, but has appropriate stability. It may be provided with ballast to maintain and adjust draft and trim.

다양한 형태로 제작이 될 수 있으나 본 발명의 실시예에서는 육상에서 해상에 걸친 이동성을 비롯하여 해상설치에 따른 안정성 및 경제성을 고려하여 평면이 삼각형 형상을 하도록 본체를 구성하고 있다.It can be manufactured in various forms, but in the embodiment of the present invention, the main body is configured so that the plane has a triangular shape in consideration of stability and economic feasibility according to sea installation as well as mobility from land to sea.

이때 상기 본체(110) 테두리 측으로는 설정된 간격을 두고 상하방향으로 관통된 복수의 레그지지부(111)가 형성된다. 본 발명의 실시예에서는 상기 본체(110)가 삼각형 형상으로 이루어짐에 따라 각각의 꼭짓점 부분마다 총 3개의 레그지지부(111)가 형성된 모습을 도시하고 있으며, 만약 상기 본체가 4각형 형상일 경우 4개의 레그지지부가 형성되는 등 본체의 형상에 대응하여 추후 해저면에 안정적으로 레그를 안착시킬 수 있도록 적정한 수의 레그지지부가 구비될 수 있다.At this time, a plurality of leg support parts 111 penetrating in the vertical direction at set intervals are formed on the edge side of the main body 110. In the embodiment of the present invention, as the main body 110 is formed in a triangular shape, a total of three leg support portions 111 are formed for each vertex portion, and if the main body has a quadrangular shape, four An appropriate number of leg supports may be provided so that the legs can be stably seated on the sea floor later in correspondence with the shape of the main body, such as the formation of leg supports.

상기 레그지지부(111)에는 상하방향으로 슬라이드 이동 가능하도록 삽입되는 봉 형상의 구조물인 레그(130)가 각각 설치된다. 마찬가지로 상기 레그(130)는 육상에서 본체에 끼워진 상태로 본체(110)가 설치장소로 예인된 후 하측으로 내려져 본체(110)가 해저면에 안정적으로 지지될 수 있도록 한다.Legs 130, which are rod-shaped structures inserted to be slidable in the vertical direction, are installed in the leg support part 111, respectively. Likewise, the leg 130 is lowered downward after the body 110 is towed to the installation site in a state of being fitted into the body on land, so that the body 110 can be stably supported on the sea floor.

이를 위해 상기 레그(130) 하단에는 하단에 반경이 커졌다가 점차 작아지는 원뿔형태의 스퍼드(131)가 형성되어 하강중 해저면의 퇴적 점토층, 퇴적 모래층, 풍화토와 같이 약한 부분을 뚫고 내려가되 역방향으로 빠지기는 상대적으로 어렵게 구성된다. 또한, 상기 레그(130)는 상기 스퍼드(131)가 해저 암반층, 즉 풍화암 상측면에 안착된 상태에서 해상에 위치한 상기 본체(110)가 견고하게 지지될 수 있는 높이를 갖도록 제작된다.To this end, at the bottom of the leg 130, a cone-shaped spud 131 whose radius increases and then gradually decreases is formed to penetrate weak parts such as the sedimentary clay layer, the sedimentary sand layer, and weathered soil on the sea floor during descent, while descending in the reverse direction. It is composed of relatively difficult to fall into. In addition, the leg 130 is manufactured to have a height at which the main body 110 located on the sea can be firmly supported in a state in which the spud 131 is seated on the seabed rock layer, that is, the upper side of the weathered rock.

즉 설치장소의 사전조사를 통해 레그(130)의 하단이 해저 암반측에 안착된 상태에서 상단은 상기 레그지지부(111) 상측으로 설정된 길이만큼 돌출될 수 있도록 충분한 길이(높이)를 갖도록 세팅된다.That is, the upper end of the leg 130 is set to have a sufficient length (height) so that it can protrude as much as the set length to the upper side of the leg support 111 in a state where the lower end of the leg 130 is seated on the seabed rock through a preliminary investigation of the installation location.

또한, 첨부된 도면에서는 바람직한 실시예로 단면이 원형인 형태의 레그를 도시하고 있으나, 필요에 따라 사각형, 오각형 등등 다양한 단면을 갖도록 레그를 구성할 수 있다.In addition, although the accompanying drawings show a leg having a circular cross-section as a preferred embodiment, the leg may be configured to have various cross-sections, such as a rectangle or a pentagon, if necessary.

이와 같이 상기 레그지지부(111)에 레그(130)를 삽입하여 암반층에 안착시켜 본체(110)의 고정이 이루어지도록 함에 있어, 해저면의 굴곡 등의 요인에도 본체(110)가 수평을 유지하도록 개별 레그(130)를 승하강시키고 레그(130)의 하단, 즉 상기 스퍼드(131)가 퇴적된 점토, 모래, 풍화토 등을 뚫고 들어갈 수 있도록 함과 더불어 시공된 레그(130)가 움직이지 않고 고정시키기 위한 잭킹수단(140)과, 고정수단(150)이 구비된다.In this way, in fixing the main body 110 by inserting the leg 130 into the leg support 111 and seating it on the bedrock layer, the main body 110 is maintained horizontally even in factors such as the curvature of the sea floor. The leg 130 is raised and lowered, and the lower end of the leg 130, that is, the spud 131 penetrates the accumulated clay, sand, weathered soil, etc., and the constructed leg 130 is fixed without moving. A jacking means 140 and a fixing means 150 are provided for doing so.

상기 잭킹수단(140)은 상기 본체(110)의 레그지지부(111)에 임시 고정되며 삽입된 레그(130)를 상측 또는 하측으로 움직이도록 하는 구조물로서, 종래 해상구조물의 시공을 위한 용도로도 일부 검토되었으며, 대표적인 예로 풍력발전기를 설치하기 위한 특수선에 렉앤피니언 방식이나 실린더앤핀 방식의 잭킹수단이 구비되기도 하였다.The jacking means 140 is a structure that is temporarily fixed to the leg support 111 of the main body 110 and moves the inserted leg 130 upward or downward, and is also partially used for construction of conventional offshore structures. It has been reviewed, and as a representative example, jacking means of rack-and-pinion method or cylinder-and-pin method have been provided in a special ship for installing a wind power generator.

본 발명에서는 이러한 특수선의 도움없이 풍력발전 구조체의 시공이 가능하도록, 상기 잭킹수단(140)은 본체에 고정설치되는 것이 아닌 상기 레그지지부(111)에 탈부착 가능한 형태로 구비되는 것으로, 상기 레그(130) 외측 일부 또는 전체를 감싸도록 임시 설치되어 상기 레그(130)를 하강 또는 상승시키도록 구성된다.In the present invention, the jacking means 140 is provided in a detachable form to the leg support 111 rather than being fixed to the main body so that the construction of the wind power generation structure is possible without the help of such a special wire, the leg 130 ) It is temporarily installed to cover part or all of the outer side and is configured to lower or raise the leg 130.

현재 풍력발전 터빈의 전력생산 능력에 한계가 있으므로 예를 들어 1기가 와트 수준의 전력생산이 요구되는 풍력발전단지 조성시, 5메가와트의 전력생산능력을 갖는 풍력발전 터빈이 200개가 필요하므로, 적게는 수십 많게는 수백 단위의 풍력발전 구조체마다 고가의 잭킹수단을 모두 구비하기에는 현실적인 어려움이 있다.Currently, the power generation capacity of wind turbines is limited. For example, when creating a wind farm that requires power generation of 1 gigawatt, 200 wind turbines with a power generation capacity of 5 megawatts are required. There is a practical difficulty in providing all the expensive jacking means for every tens to hundreds of units of wind power generation structures.

따라서 본 발명에서는 본체(110)에 레그(130)만 구비한 상태에서 시공 및 레벨링 작업에만 한시적으로 사용되는 상기 잭킹수단(140)을 임시설치하여 사용하도록 구성됨에 따라 소수, 3대가 1개 세트로 구성되는 잭킹수단(140)을 통해서도 다수의 풍력발전 구조체의 시공이 가능하여 상당한 비용절감이 이루어질 수 있다.Therefore, in the present invention, as the jacking means 140, which is temporarily used only for construction and leveling work, is configured to be temporarily installed and used in a state in which only the legs 130 are provided in the main body 110, a small number of three units are set as one set. Even through the configured jacking means 140, it is possible to construct a plurality of wind power generation structures, so that significant cost reduction can be achieved.

상기 잭킹수단(140)은 구체적으로 고정부(141) 및 이동부(142)와 액추에이터(143)를 구비한다.The jacking means 140 specifically includes a fixing part 141 and a moving part 142 and an actuator 143.

상기 고정부(141)는 위치 고정된 상태에서 상기 레그(130)를 상하방향으로 움직이도록 허용하거나 고정하도록 동작한다. 즉 상기 레그(130) 외측에 위치 고정되어 레그(130)에 접촉됨으로 레그(130)가 움직이지 않도록 고정하는 제1동작과 레그(130)와의 접촉이 해제됨으로 레그(130)가 상측 또는 하측으로 이동 가능하도록 허용하는 제2동작을 선택적으로 수행하는 것으로, 대표적인 방식으로는 바이스와 같이 레그(130) 외측을 잡아 고정할 수 있도록 구성하여 레그(130)의 움직임을 제한하거나 허용할 수 있다.The fixing part 141 operates to allow or fix the leg 130 to move in the vertical direction in a fixed position state. That is, the first operation of fixing the leg 130 so that it does not move by being fixed on the outside of the leg 130 and contacting the leg 130 and the contact with the leg 130 being released, the leg 130 moves upward or downward. By selectively performing the second operation allowing the movement to be possible, as a representative method, the movement of the leg 130 can be restricted or allowed by configuring it to grab and fix the outside of the leg 130 like a vise.

상기 이동부(142)는 상기 고정부(141)의 상측 또는 하측으로 이격되어 위치하되, 설정된 범위 내에서 상하방향으로 움직일 수 있도록 설치되며, 상기 고정부(141)와 동일한 원리를 통해 상기 레그(130)와 임시적인 결합 및 해체가 이루어지도록 구성된다.The moving part 142 is located apart from the upper or lower side of the fixing part 141, but is installed so as to be movable up and down within a set range, and through the same principle as the fixing part 141, the leg ( 130) and temporary coupling and disassembly.

상기 액추에이터(143)는 상기 이동부(142)를 상측 또는 하측으로 움직이도록 구성되며, 전동, 공압, 유압 등 다양한 방식으로 길이 조절되는 실린더 형태로 구성될 수 있다.The actuator 143 is configured to move the moving unit 142 upward or downward, and may be configured in a cylinder shape whose length is adjusted in various ways such as electric, pneumatic, or hydraulic pressure.

도 3은 본 발명에 적용되는 잭킹수단의 예시를 나타낸 작동상태도로서, 상측에 고정부(141) 하측에 이동부(142)가 각각 위치하고, 상기 고정부(141) 및 이동부(142)와 액추에이터(143)의 유기적인 동작을 통해 레그(130)가 하측으로 이동되는 모습을 도시하고 있다.Figure 3 is an operating state diagram showing an example of the jacking means applied to the present invention, the moving part 142 is located on the lower side of the fixing part 141 on the upper side, respectively, the fixing part 141 and the moving part 142 and the actuator Through the organic operation of (143), it shows how the leg 130 is moved to the lower side.

레그(130)를 하측으로 내리는 동작을 기준으로, 먼저 상기 고정부(141)는 레그(130)를 고정하고 상기 이동부(142)는 고정이 해제된 상태로 상기 액추에이터(143)의 기동을 통해 레그(130)가 고정된 상태에서 이동부(142)가 상승한다. 이후 상기 이동부(142)는 레그(130)에 고정되고 상기 고정부(141)는 고정을 해제하며 상기 엑추에이터(143)의 기동을 통해 이동부(142) 및 이에 고정된 레그(130)의 하강이 이루어진다. 이후 상기 고정부(141)는 레그(130)를 고정하고 상기 이동부(142)는 고정을 해제하여 초기상태가 되며, 이러한 절차가 반복되며 레그(130)의 하강이 이루어진다. 레그(130)의 상승은 동일한 구성을 통해 당연히 이의 반대 절차에 따라 이루어지게 된다.Based on the operation of lowering the leg 130 downward, first, the fixing part 141 fixes the leg 130 and the moving part 142 activates the actuator 143 in a state in which the fixation is released. In a state where the leg 130 is fixed, the moving part 142 rises. Thereafter, the moving part 142 is fixed to the leg 130, the fixing part 141 is released, and the actuator 143 is activated to lower the moving part 142 and the leg 130 fixed thereto. this is done Thereafter, the fixing part 141 fixes the leg 130 and the moving part 142 releases the fixing to return to an initial state. This procedure is repeated and the leg 130 is lowered. The rise of the leg 130 is naturally made according to the opposite procedure through the same configuration.

구체적으로 첨부된 도 3은 본 발명의 실시예로 실린더앤핀 방식이 적용된 모습을 도시하고 있다.Specifically, attached FIG. 3 shows a state in which a cylinder-and-pin method is applied as an embodiment of the present invention.

이를 위해 상기 레그(130)에는 설정된 간격을 두고 상하 방향으로 핀홀(132)이 형성되고, 상기 고정부(141) 및 이동부(142)에는 각각 상기 핀홀(132)에 삽입되어 레그(130)의 상하방향 움직임을 제한하는 핀(144)과 상기 핀을 움직여 핀홀(132)에 삽입하거나 핀홀(132)에 삽입된 핀(144)을 빼내도록 구동하는 실린더(145)가 구비되고 있다.To this end, pinholes 132 are formed in the upper and lower directions at set intervals in the leg 130, and each of the fixing part 141 and the moving part 142 is inserted into the pinhole 132 to form the leg 130. A pin 144 that restricts vertical movement and a cylinder 145 that moves the pin to be inserted into the pinhole 132 or driven to extract the pin 144 inserted into the pinhole 132 are provided.

이와 더불어 앞서 언급한 바와 같이 상기 잭킹수단(140)이 각 레그지지부(111)에 임시설치 운용됨에 따라 상기 고정수단(150)은 상기 잭킹수단(140) 탈거 상태에서 레그(130)가 움직이지 않도록 고정하도록 상기 레그지지부(111)에 고정 설치된다.In addition, as mentioned above, as the jacking means 140 is temporarily installed and operated in each leg support part 111, the fixing means 150 prevents the leg 130 from moving in the state where the jacking means 140 is removed. It is fixedly installed to the leg support 111 so as to be fixed.

상기 고정수단(150)은 레그(130)를 고정함에 있어서 다양한 공지의 수단을 적용할 수 있으며, 앞서 언급한 바와 같이 바이스 구조로 레그(130)를 잡아 고정할 수 있도록 구성되거나, 첨부된 도 3을 통해 설명되는 상기 잭킹수단(140)과 동일하게 핀(144)과 실린더(145)를 구성하여 잭킹수단(140)의 탈거시에도 레그(130)가 움직이지 않도록 고정할 수 있다.The fixing means 150 may apply various known means in fixing the leg 130, and as mentioned above, it is configured to hold and fix the leg 130 in a vise structure, or the attached FIG. 3 By configuring the pin 144 and the cylinder 145 in the same manner as the jacking means 140 described through, it is possible to fix the leg 130 so as not to move even when the jacking means 140 is removed.

이때 상기 본체(110)를 해상에 띄워 터그 보트를 통해 이송시켜 해상에서 설치작업이 이루어짐에 있어 본체(110)의 수평유지 및 복원력 향상을 위한 밸러스트 탱크(113)와 더불어 상기 본체의 수평도를 측정하기 위한 수평감지부(112)가 설치되는 것이 바람직하다.At this time, the main body 110 is floated on the sea and transported through a tug boat, and the horizontality of the main body 110 is measured along with the ballast tank 113 for maintaining the horizontality of the main body 110 and improving the restoring force when the installation work is performed at sea It is preferable that the horizontal detection unit 112 is installed to do so.

상기 수평감지부(112)는 다양한 장비의 수평유지장치에 사용되는 수평센서로서, 밸러스트 작업을 비롯하여 상기 레그(130)를 암반층에 안착시킴에 있어 본체(110)의 수평 여부를 확인시켜줌으로 원활한 레벨링 작업이 이루어지도록 한다.The leveling sensor 112 is a leveling sensor used in leveling devices of various equipment, and smooth leveling by confirming whether the main body 110 is level when the leg 130 is seated on the rock layer, including ballast work let the work be done

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 내부 구조를 나타낸 투시로서, 상기 본체(110) 내부에는 설정된 구획의 격실 형태로 구성된 밸러스트 탱크(113)가 형성된다. 이는 본체(110)의 형상에 따라 달라질 수 있으며 본 발명의 실시예에서는 본체(110)가 삼각형 형상을 함에 따라 각 꼭짓점 측으로의 기울기를 조절할 수 있도록 3개의 밸러스트 탱크(113)가 구비된 모습이 제시되고 있다.4 is a perspective view showing an internal structure according to another embodiment of the present invention, and a ballast tank 113 configured in the form of a compartment of a set compartment is formed inside the main body 110. This may vary depending on the shape of the main body 110, and in the embodiment of the present invention, as the main body 110 has a triangular shape, three ballast tanks 113 are provided so that the inclination toward each vertex can be adjusted. It is becoming.

이와 더불어 본체(110) 하측으로 해수와 연통되는 배관을 설치하여 상기 밸러스트 탱크(113)에 해수를 주입하거나, 반대로 상기 밸러스트 탱크(113)에 수용된 해수를 외부로 배출시키는 펌프부(114) 및 밸브를 설치하게 된다.In addition, a pump unit 114 and a valve for injecting seawater into the ballast tank 113 by installing a pipe communicating with seawater to the lower side of the main body 110 or discharging seawater contained in the ballast tank 113 to the outside will install

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 설치모습을 나타낸 측면도이다.5 is a side view showing an installation state according to another embodiment of the present invention.

앞서 언급한 바와 같이 상기 레그(130)를 잭킹수단(140)을 통해 암반층까지 내리는 작업에 있어 사전 환경조사를 통해 암반층, 즉 풍화암 상측에 위치하여 뚫고 내려가야 할 퇴적점토층과 퇴적모래층과 풍화토의 깊이를 측정 후 작업이 이루어지지만 해저면의 바닥 높이가 평탄하지 않으므로 스퍼드의 암반층 도달 여부를 확인할 필요가 있다.As mentioned above, in the operation of lowering the leg 130 to the rock layer through the jacking means 140, the depth of the sedimentary clay layer, the sedimentary sand layer, and the weathered soil to be located on the upper side of the rock layer, that is, the weathered rock, to be penetrated through a preliminary environmental investigation. After measuring , the work is performed, but since the bottom height of the seabed is not flat, it is necessary to check whether the spud reaches the bedrock layer.

이를 위해 상기 잭킹수단(140)은, 상기 레그(130)를 하측으로 이동시키는 상태에서 상기 액추에이터(143) 구동에 소요되는 구동 소스를 감시하며 상기 스퍼드(131)의 위치를 퇴적점토층과 퇴적모래층과 풍화토와 풍화암으로 구분하여 판단하는 암반감지부(146)를 더 포함하는 것이 바람직하다.To this end, the jacking means 140 monitors the driving source required to drive the actuator 143 in a state in which the leg 130 is moved downward, and the location of the spud 131 is deposited in the clay layer and the deposited sand layer. And it is preferable to further include a rock detection unit 146 for determining by classifying into weathered soil and weathered rock.

즉 상기 암반감지부(146)는 액추에이터(143)가 레그(130)를 움직임에 따라 가해지는 부하를 측정하여 레그(130)가 뚫고 내려가는 것이 용이한지 어려운지를 상대적으로 판단하게 된다. 즉 퇴적점토층과 퇴적모래층과 풍화토와 같이 상대적으로 부드러운 토질의 경우 비교적 쉽게 뚫고 내려갈 수 있어 액추에이터(143)에 가해지는 부하는 상대적으로 가볍고 풍화암과 같은 암반층은 레그(130)가 쉽게 뚫을 수 없으므로 액추에이터(143)에 가해지는 부하가 상대적으로 커질 뿐 아니라 레그 하강에 따른 반작용으로 본체(110)가 들려 올려지게 되므로 스퍼드(131)가 암반층에 도달 여부를 상기 암반감지부(146) 및 수평감지부(112)를 통해 해상에서 확인할 수 있다.That is, the rock detection unit 146 measures the load applied as the actuator 143 moves the leg 130 to relatively determine whether it is easy or difficult for the leg 130 to penetrate. That is, in the case of a relatively soft soil such as a sedimentary clay layer, a sedimentary sand layer, and weathered soil, it can be penetrated relatively easily, so the load applied to the actuator 143 is relatively light, and the leg 130 cannot easily penetrate the rock layer such as weathered rock, so the actuator ( 143) is relatively large, and since the main body 110 is lifted up as a reaction to the lowering of the leg, whether or not the spud 131 reaches the rock layer is determined by the rock detecting unit 146 and the horizontal detecting unit ( 112) can be checked at sea.

이와 같이 액추에이터(143)에 가해지는 부하는 전동식 액추에이터의 경우 투입되는 전류값의 변화, 유압이나 공압식 액추에이터의 경우는 가해지는 압력의 변화 등을 통해 인지할 수 있다.In this way, the load applied to the actuator 143 can be recognized through a change in the input current value in the case of an electric actuator or a change in applied pressure in the case of a hydraulic or pneumatic actuator.

이러한 구성은 특히 우리나라의 서해안과 같은 해저면에 굴곡이 많으면서 점토, 모래층이 형성되어 종래의 방식으로 해상구조물을 설치하기 어려운 환경에도 최적화 시공방안을 제시할 수 있다.This configuration can suggest an optimized construction plan even in an environment where it is difficult to install offshore structures in the conventional way because there are many curves on the seabed, such as the west coast of Korea, and clay and sand layers are formed.

또한, 종래방식의 해상 구조물에서는 하측, 해저공간을 활용할 수 없었으나 본 발명에서는 레그(130) 사이 및 주변 공간의 활용이 가능함에 따라, 상기 본체(110)는 연결수단(122)을 통해 연결되어 해저면에 설치되는 복수의 인공어초(121)를 설치할 수 있다.In addition, in the conventional offshore structure, the lower and subsea spaces could not be utilized, but in the present invention, as the space between and around the legs 130 can be utilized, the main body 110 is connected through the connecting means 122 A plurality of artificial reefs 121 installed on the seabed may be installed.

상기 인공어초(121)는 친환경 디자인으로 이루어져 어족자원의 산란, 증식에 도움을 주는 구성으로, 종래 환경파괴 등의 이유로 해상구조물 설치에 따른 인근어민의 피해호소, 반대 등의 문제를 친환경적인 시공방법과 함께 개선하여 바다목장 형성 등을 통해 어민 상생의 효과를 가져다 준다.The artificial fish reef 121 is made of an eco-friendly design and is a configuration that helps spawning and proliferation of fish resources, and is an eco-friendly construction method to solve problems such as complaints and opposition from nearby fishermen due to the installation of offshore structures due to conventional environmental destruction. It brings about the effect of coexistence with fishermen through the formation of sea ranches.

상기 연결수단(122)은 체인이나 와이어 등을 사용하게 되므로 상기 본체에는 이러한 연결수단(122)에 가해지는 장력을 측정하는 장력감지부(123)를 설치하여 인공어초의 유실이나 보수에 사용할 뿐 아니라 레그(130)를 통해 지지되는 본체(110)의 위치유지에도 도움이 되도록 한다.Since the connection means 122 uses a chain or wire, a tension sensor 123 for measuring the tension applied to the connection means 122 is installed in the main body to be used for loss or repair of artificial reefs as well as leg It is also helpful to maintain the position of the main body 110 supported through the 130.

더불어 풍력발전 터빈은 바람이 부는 동안 지속전인 전력을 생산함에도, 육상시설의 보수 등을 비롯한 다양한 목적으로 송전이 중단되어야 할 경우, 또한 육상의 소요부하가 낮은 경우 등등 생산되는 전력이 버려질 수밖에 없는 상황에서 본 발명에서는 이를 해결하기 위해 상기 터빈을 통해 생산된 전력을 통해 해수를 흡입 후 분해하여 수소를 생산하는 수전해수단(124)과, 생산된 수소를 임시저장 및 이송하는 수소공급부(125)를 더 포함할 수 있다.In addition, even though wind turbines produce continuous power while the wind blows, when power transmission has to be stopped for various purposes, such as maintenance of onshore facilities, or when the required load on land is low, the generated power is inevitably discarded. In order to solve this problem, in the present invention, in order to solve this problem, a water electrolysis means 124 for generating hydrogen by sucking and decomposing seawater through the power generated through the turbine, and a hydrogen supply unit 125 for temporarily storing and transporting the produced hydrogen may further include.

즉 잉여 전력과 본체 하측에서 상시 얻을 수 있는 해수를 활용하여 친환경 클린 수소를 생산하는 것으로 음이온 교환막 해수 수전해 기술 등과 같은 해수를 분해하여 수소를 추출하는 공지의 기술을 적용하여 수소를 생산 후, 이를 임시저장할 수 있는 설비를 본체(110)에 설치하게 된다.That is, eco-friendly clean hydrogen is produced by utilizing surplus power and seawater that can be obtained from the lower part of the body at all times. After producing hydrogen by applying a known technology to extract hydrogen by decomposing seawater such as anion exchange membrane seawater electrolysis technology, A temporary storage facility is installed in the main body 110 .

상기 수소공급부(125)는 수소를 저장할 수 있는 탱크와 필요시 육상으로 파이프라인을 통해 연결하여 수소를 공급하거나 수소를 운반할 수 있는 선박에 배관을 연결할 수 있는 설비를 포함할 수 있다.The hydrogen supply unit 125 may include a tank capable of storing hydrogen and, if necessary, a facility capable of supplying hydrogen by connecting it to land through a pipeline or connecting a pipe to a ship capable of transporting hydrogen.

또한, 상기 레그(130)를 토사층을 뚫고 내리는 작업을 용이하도록 압력차를 이용한 석션방식을 접목하여 부드러운 토층을 쉽게 뚫고 내려갈 수 있도록 석션수단(160)을 구비할 수 있다.In addition, a suction means 160 may be provided so that the leg 130 can easily penetrate the soft soil layer by grafting a suction method using a pressure difference to facilitate the work of breaking through the soil layer.

구체적으로 상기 석션수단(160)은 레그(130) 하단으로부터 뚫고 내려갈 토사층의 깊이에 대응하여, 상기 스퍼드(131)를 외측으로 감싸며 상측으로 형성되되 하측이 개방된 원통형의 흡입관(161)과, 상기 흡입관(161) 내부를 감압시키는 감압부(162)를 구비한다.Specifically, the suction means 160 corresponds to the depth of the soil layer to be penetrated from the lower end of the leg 130, and surrounds the spud 131 to the outside and is formed on the upper side but the lower side is open. A cylindrical suction pipe 161, The suction pipe 161 is provided with a decompression part 162 for depressurizing the inside.

즉 상기 흡입관(161)의 사이에 레그(130)가 위치하는 것으로, 상기 감압부(162)는 진공펌프나 이젝터와 같은 감압수단으로 본체 측에 위치하여 배관을 통해 흡입관(161)의 내부와 연통된다.That is, the leg 130 is located between the suction pipe 161, and the pressure reducing unit 162 is located on the main body side as a pressure reducing means such as a vacuum pump or an ejector and communicates with the inside of the suction pipe 161 through the pipe. do.

이를 통해 상기 레그(130)를 하강하여 토사층에 스퍼드(131)와 흡입관(161)이 안착된 상태에서 레그(130)의 하강과 함께 흡입관(161)을 감압함으로, 하측 즉 흡입관(161)과 스퍼드(131) 사이로 토사가 흡입되며 레그(130)가 토사층을 뚫고 하측으로 이동하는 것을 돕게 된다.Through this, the leg 130 is lowered to depressurize the suction pipe 161 together with the lowering of the leg 130 in a state where the spud 131 and the suction pipe 161 are seated in the soil layer, and the lower side, that is, the suction pipe 161 and The soil is sucked between the spuds 131 and helps the legs 130 penetrate the soil layer and move downward.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 조립, 운송, 설치 방법을 나타낸 공정도, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 조립, 운송, 설치 방법을 나타낸 순서도로서, 앞서 설명된 구성 및 구조를 기반으로 본 발명에 따른 해상풍력발전 구조체의 시공방법을 설명한다.6 is a process diagram showing an assembly, transportation, and installation method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a flow chart showing an assembly, transportation, and installation method according to an embodiment of the present invention, based on the configuration and structure described above. The construction method of the offshore wind power structure according to the present invention will be described.

첫 번째 준비 단계(S 110)에서는 육상에서 본체(110) 중앙 상측으로 타워(102) 및 풍력발전 터빈(101)을 조립하고, 각 레그지지부(111)에 레그(130)를 삽입 및 고정한다. 이 작업은 육상의 크레인 또는 부두에 접안한 해상 크레인 등을 사용하게 되므로 종래와 같이 해상에서 조립이 이루어지는 시공방법 대비 큰 비용을 절감할 수 있다.In the first preparation step (S 110), the tower 102 and the wind turbine 101 are assembled in the upper center of the main body 110 on land, and the legs 130 are inserted and fixed to each leg support 111. Since this work uses a crane on land or an offshore crane docked at a pier, it is possible to reduce a large cost compared to the conventional construction method in which assembly is performed at sea.

다음 두 번째 단계(S 120)에서는 준비된 본체(110)를 해상에 띄워 설치장소로 이동하게 된다. 선박을 진수하는 방식으로 슬라이딩 방식으로 타워(102) 및 풍력발전 터빈(101)이 설치된 본체(110)를 경사면을 통해 이동시켜 해상에 띄우거나 도킹 방식으로 도크에 준비된 본체(110)가 위치한 상태에서 해수면과 동일한 수위로 해수를 채워넣어 띄우는 방식을 적용할 수 있다.In the next second step (S 120), the prepared main body 110 is floated on the sea and moved to the installation site. In a state in which the main body 110, in which the tower 102 and the wind turbine 101 are installed, is moved through an inclined surface in a sliding manner as a method of launching a ship, and floated on the sea, or the main body 110 prepared in a dock is located in a docking method It is possible to apply a method of filling the seawater to the same level as the sea level and floating it.

이 단계(S 120)에서 레그(130)는 진수작업에 방해되지 않는 수준으로 본체(110) 하측으로 돌출되는 상태를 유지하게 되며, 띄워진 본체는 예인선을 통해 설치장소로 이동하며, 필요시 밸러스트 탱크(113)에 해수를 주입 또는 배출시키는 밸러스트 작업을 통해 진수 및 이동 중 본체(110)가 수평을 유지할 수 있도록 한다.In this step (S 120), the leg 130 maintains a state of protruding downward from the main body 110 to a level that does not interfere with the launching work, and the floating main body is moved to the installation site through a tugboat, and if necessary, ballast Through a ballast operation of injecting or discharging seawater into the tank 113, the main body 110 can be leveled during launch and movement.

세 번째 잭킹 단계(S 130)에서는 각각의 레그지지부(111)에 잭킹수단(140)을 결합하여 레그(130)를 하강시키며 암반층에 안착시키게 된다. 초기에는 구비된 레그(130)를 동시에 내리며 각 레그의 암반층 도달 여부를 확인하게 된다. 필요시 밸러스트 작업을 통해 본체(110)가 수평을 유지할 수 있도록 한다.In the third jacking step (S 130), the jacking means 140 is coupled to each leg support 111 to lower the legs 130 and seat them on the bedrock layer. Initially, the provided legs 130 are lowered simultaneously to check whether each leg has reached the bedrock layer. If necessary, the main body 110 can be maintained horizontally through ballast work.

네 번째 레벨링 단계(S 140)에서는 구비된 레그(130)를 개별적으로 승하강시키며 본체(110)의 수평을 세부적으로 조절하게 되며, 구비된 모든 레그(130)가 암반층에 안착된 상태에서 본체(110)가 수평을 유지함으로 잭킹작업이 완료된다. 이때 밸러스트 탱크(113)의 해수를 모두 비울 수 있다.In the fourth leveling step (S 140), the provided legs 130 are individually raised and lowered to adjust the level of the body 110 in detail, and the body ( 110) is leveled to complete the jacking operation. At this time, all seawater in the ballast tank 113 may be emptied.

다음 다섯 번째 단계(S 150)에서는 본체(110) 수평 조절에 따라 각 레그지지부(111)에 삽입된 레그(130)를 고정 후 잭킹수단(140)을 탈거함으로 시공작업을 완료한다. 이때 잭킹수단(140)의 탈거에 맞춰 구비된 고정수단(150)을 통해 레그(130)가 더 이상 움직이지 않도록 조치하게 된다.In the next fifth step (S 150), the construction work is completed by removing the jacking means 140 after fixing the leg 130 inserted into each leg support 111 according to the horizontal adjustment of the main body 110. At this time, measures are taken so that the leg 130 does not move any more through the fixing means 150 provided in accordance with the removal of the jacking means 140.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The rights of the present invention are defined by what is described in the claims, not limited to the embodiments described above, and that those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of rights described in the claims. It is self-evident.

101: 터빈 102: 타워
110: 본체 111: 레그지지부
112: 수평감지부 113: 밸러스트 탱크
114: 펌프부 121: 인공어초
122: 연결수단 123: 장력감지부
124: 수전해수단 125: 수소공급부
130: 레그 131: 스퍼드
132: 핀홀 140: 잭킹수단
141: 고정부 142: 이동부
143: 액추에이터 144: 핀
145: 실린더 146: 암반감지부
150: 고정수단 160: 석션수단
161: 흡입관 162: 감압부
101: turbine 102: tower
110: body 111: leg support
112: level detection unit 113: ballast tank
114: pump unit 121: artificial reef
122: connecting means 123: tension sensing unit
124: water electrolysis means 125: hydrogen supply unit
130: leg 131: spud
132: pinhole 140: jacking means
141: fixed part 142: moving part
143: actuator 144: pin
145: cylinder 146: rock detection unit
150: fixing means 160: suction means
161: suction pipe 162: pressure reducing unit

Claims (6)

해상에 풍력발전 터빈(101) 및 상기 터빈(101)을 지지하는 타워(102)를 설치하기 위한 해상풍력발전 구조체에 있어서,
수상에 부유 가능한 구조물로서, 테두리 측으로 설정된 간격을 두고 상하방향으로 관통된 복수의 레그지지부(111)가 형성되고, 중앙 상측으로 타워(102) 및 풍력발전 터빈(101)이 설치되는 본체(110);
상기 레그지지부(111)에 삽입되어 상하방향으로 슬라이드 이동 가능한 봉 형상의 구조물로서, 하단에 반경이 커졌다가 점차 작아지는 원뿔형태의 스퍼드(131)가 형성되며, 상기 스퍼드(131)가 해저 암반층에 안착된 상태에서 해상에 위치한 상기 본체가 지지될 수 있는 높이로 제작되되, 설정된 간격을 두고 상하 방향으로 핀홀(132)이 형성되는 복수의 레그(130);
상기 레그지지부(111)에 탈착 가능하며 상기 레그(130) 외측 일부 또는 전체를 감싸도록 임시 설치되어 상기 레그(130)를 하강 또는 상승시키는 구조물로서, 상기 레그(130)를 상하방향으로 움직이도록 허용하거나 고정하도록 동작하는 고정부(141)와, 상기 고정부(141)의 상측 또는 하측으로 이격되어 설정된 범위 내에서 상하방향으로 움직이되 상기 레그(130)와 임시적인 결합 및 해체가 이루어지는 이동부(142)와, 상기 이동부(142)를 상하측으로 움직이는 액추에이터(143)로 구성되되, 상기 고정부(141) 및 이동부(142)에는 각각 상기 핀홀(132)에 삽입되어 레그(130)의 상하방향 움직임을 제한하는 핀(144)과 상기 핀을 움직여 핀홀(132)에 삽입하거나 핀홀(132)에 삽입된 핀(144)을 빼내도록 구동하는 실린더(145)가 구비되는 잭킹수단(140);
상기 레그지지부(111)에 설치되어, 상기 잭킹수단(140) 탈거 상태에서 레그(130)가 움직이지 않도록 고정하는 고정수단(150); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전 구조체.
In the offshore wind power generation structure for installing a wind turbine 101 and a tower 102 supporting the turbine 101 on the sea,
As a structure that can float on water, a plurality of leg support parts 111 penetrating in the vertical direction at intervals set toward the rim side are formed, and a main body 110 in which a tower 102 and a wind turbine 101 are installed in the upper center ;
It is a rod-shaped structure that is inserted into the leg support part 111 and can slide in the vertical direction. At the lower end, a cone-shaped spud 131 having a larger radius and then gradually smaller is formed. A plurality of legs 130 made to a height capable of supporting the main body located on the sea in a state of being seated on the rock layer, and having pinholes 132 formed in the vertical direction at set intervals;
A structure that is detachable from the leg support 111 and is temporarily installed to cover some or all of the outside of the leg 130 to lower or raise the leg 130, allowing the leg 130 to move in the vertical direction. A fixing part 141 that operates to fix or fix, and a moving part that is spaced apart from the upper or lower side of the fixing part 141 and moves up and down within a set range, but which is temporarily combined with and disassembled from the leg 130. 142 and an actuator 143 that moves the moving part 142 up and down. Jacking means 140 provided with a pin 144 that restricts vertical movement and a cylinder 145 that moves the pin to be inserted into the pin hole 132 or driven to extract the pin 144 inserted into the pin hole 132 ;
A fixing means 150 installed on the leg support part 111 to fix the leg 130 so that it does not move when the jacking means 140 is removed; Offshore wind power structure comprising a.
제1항에 있어서,
상기 본체(110)는,
수평도를 측정하는 수평감지부(112)와, 내부에 설정된 구획의 격실 형태로 구성된 밸러스트 탱크(113)와, 상기 밸러스트 탱크(113)에 해수를 주입하거나 상기 밸러스트 탱크(113)에 수용된 해수를 배출시키는 펌프부(114)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전 구조체.
According to claim 1,
The main body 110,
A level sensor 112 for measuring horizontality, a ballast tank 113 configured in the form of a compartment of a compartment set inside, and seawater injected into the ballast tank 113 or seawater accommodated in the ballast tank 113 Offshore wind power generation structure further comprising a pump unit 114 for discharging.
제2항에 있어서,
상기 잭킹수단(140)은,
상기 레그(130)를 하측으로 이동시키는 상태에서 상기 액추에이터(143) 구동에 소요되는 구동 소스를 감시하며 상기 스퍼드(131)의 위치를 퇴적점토층과 퇴적모래층과 풍화토와 풍화암으로 구분하여 판단하는 암반감지부(146)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전 구조체.
According to claim 2,
The jacking means 140,
An arm that monitors a driving source required to drive the actuator 143 in a state in which the leg 130 moves downward and determines the position of the spud 131 by dividing it into a sedimentary clay layer, a sedimentary sand layer, weathered soil, and weathered rock. Offshore wind power generation structure further comprising a half-sensing unit 146.
제1항에 있어서,
상기 본체(110)는,
연결수단(122)을 통해 연결되어 해저면에 설치되는 복수의 인공어초(121)와, 상기 연결수단(122)에 가해지는 장력을 측정하는 장력감지부(123)와, 상기 터빈(101)을 통해 생산된 전력을 통해 해수를 흡입 후 분해하여 수소를 생산하는 수전해수단(124)과, 생산된 수소를 임시저장 및 이송하는 수소공급부(125)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전 구조체.
According to claim 1,
The main body 110,
A plurality of artificial reefs 121 connected through the connecting means 122 and installed on the sea floor, a tension sensor 123 for measuring the tension applied to the connecting means 122, and the turbine 101 An offshore wind power generation structure characterized in that it further comprises a water electrolysis means (124) for generating hydrogen by inhaling and decomposing seawater through the power produced through, and a hydrogen supply unit (125) for temporarily storing and transporting the produced hydrogen. .
제1항에 있어서,
상기 레그(130)는,
상기 스퍼드(131)를 외측으로 감싸며 상측으로 형성되되 하측이 개방된 원통형의 흡입관(161)과, 상기 흡입관(161) 내부를 감압시키는 감압부(162)를 구비하여, 하측으로 토사가 흡입되며 레그(130)가 토사층을 뚫고 하측으로 이동하는 것을 돕는 석션수단(160); 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전 구조체.
According to claim 1,
The leg 130,
A cylindrical suction pipe 161 wrapped around the spud 131 to the outside and formed on the upper side but having an open lower side, and a pressure reducing unit 162 for depressurizing the inside of the suction pipe 161 are provided, so that soil is sucked into the lower side. a suction means 160 that helps the legs 130 penetrate the soil layer and move downward; Offshore wind power generation structure further comprising a.
제1항에 따른 해상풍력발전 구조체의 시공방법에 있어서,
육상에서 본체(110) 중앙 상측으로 타워(102) 및 풍력발전 터빈(101)을 조립하고, 각 레그지지부(111)에 레그(130)를 삽입 및 고정하는 준비 단계(S 110);
준비된 본체(110)를 해상에 띄워 설치장소로 이동하는 단계(S 120);
레그지지부(111)에 잭킹수단(140)을 결합하여 레그(130)를 하강시키며 암반층에 안착시키는 잭킹 단계(S 130);
구비된 레그(130)를 개별적으로 승하강시키며 본체(110)의 수평을 조절하는 레벨링 단계(S 140);
본체 수평 조절에 따라 각 레그지지부(111)에 삽입된 레그(130)를 고정 후 잭킹수단(140)을 탈거하는 단계(S 150); 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해상풍력발전 구조체의 시공방법.
In the construction method of the offshore wind power structure according to claim 1,
A preparation step of assembling the tower 102 and the wind turbine 101 to the upper center of the main body 110 on land, and inserting and fixing the leg 130 to each leg support 111 (S 110);
Floating the prepared main body 110 on the sea and moving it to an installation site (S 120);
A jacking step of lowering the leg 130 by coupling the jacking means 140 to the leg support 111 and seating it on the rock layer (S 130);
A leveling step of individually raising and lowering the provided legs 130 and adjusting the level of the main body 110 (S 140);
Step of removing the jacking means 140 after fixing the legs 130 inserted into each leg support 111 according to the body leveling (S 150); Construction method of the offshore wind power structure, characterized in that consisting of.
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