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公開番号2024064177
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-14
出願番号2022172574
出願日2022-10-27
発明の名称スパー型浮体を備えた洋上風力発電設備の浮体建造方法
出願人戸田建設株式会社
代理人個人
主分類B63B 75/00 20200101AFI20240507BHJP(船舶またはその他の水上浮揚構造物;関連艤装品)
要約【課題】スパー型浮体を備えた洋上風力発電設備の浮体建造方法であって、コンクリートリングの補強を行うことなく、コンクリートリングのクラック発生や破損を防止する。
【解決手段】浮体グリッパー機構34及びクレーン33を備えた2基のジャッキアップ型作業構台30、30を設置する第1ステップと、最下段側から複数段のコンクリートリング15を組み立てたコンクリートリングユニット11を海上に浮かべ、浮体グリッパー機構34によって保持させる第2ステップと、コンクリートリングユニット11の上側に、クレーン33を用いて、順にコンクリートリング15を積み上げるとともに、PC鋼材19で緊結して一体化を図る手順によりコンクリート製浮体部4Aを完成させる第3ステップと、クレーン33を用いて、鋼製浮体部4Bをコンクリート製浮体部4Aの上部側に連結して浮体4を完成させる第4ステップとからなる。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
コンクリートリングを複数段積み上げ、各コンクリートリングをＰＣ鋼材により緊結し一体化を図ったコンクリート製浮体部と、複数の鋼製リングを溶接によって連結し、前記コンクリート製浮体部の上側に連設された鋼製浮体部とからなるスパー型浮体を備えた洋上風力発電設備の浮体建造方法であって、
クレーンを備えた１又は２基のジャッキアップ型作業構台を浮体建造を行う洋上場所に設置するとともに、前記ジャッキアップ型作業構台に建造中の浮体を保持するための浮体グリッパー機構を設ける第１ステップと、
最下段側から複数段のコンクリートリングを組み立てたコンクリートリングユニットを海上に浮かべ、前記浮体グリッパー機構によって保持させる第２ステップと、
前記コンクリートリングユニットの上側に、前記ジャッキアップ型作業構台のクレーンを用いて、順にコンクリートリングを積み上げるとともに、ＰＣ鋼材で緊結して一体化を図る手順によりコンクリート製浮体部を完成させる第３ステップと、
前記ジャッキアップ型作業構台のクレーンを用いて、鋼製浮体部を前記コンクリート製浮体部の上部側に連結して浮体を完成させる第４ステップとからなることを特徴とするスパー型浮体を備えた洋上風力発電設備の浮体建造方法。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
コンクリートリングを複数段積み上げ、各コンクリートリングをＰＣ鋼材により緊結し一体化を図ったコンクリート製浮体部からなるスパー型浮体を備えた洋上風力発電設備の浮体建造方法であって、
クレーンを備えた１又は２基のジャッキアップ型作業構台を浮体建造を行う洋上場所に設置するとともに、前記ジャッキアップ型作業構台に建造中の浮体を保持するための浮体グリッパー機構を設ける第１ステップと、
最下段側から複数段のコンクリートリングを組み立てたコンクリートリングユニットを海上に浮かべ、前記浮体グリッパー機構によって保持させる第２ステップと、
前記コンクリートリングユニットの上側に、前記ジャッキアップ型作業構台のクレーンを用いて、順にコンクリートリングを積み上げるとともに、ＰＣ鋼材で緊結して一体化を図る手順により浮体を完成させる第３ステップとからなることを特徴とするスパー型浮体を備えた洋上風力発電設備の浮体建造方法。
【請求項３】
各ステップの任意の時期に、浮体内にバラストを投入又は排出して吃水調整を行う請求項１、２いずれかに記載のスパー型浮体を備えた洋上風力発電設備の浮体建造方法。
【請求項４】
前記浮体グリッパ機構は、前記ジャッキアップ型作業構台が１基の場合は、単独で浮体を保持できる浮体グリッパ構造とし、前記ジャッキアップ型作業構台が２基の場合は、それぞれのジャッキアップ型作業構台に分割型浮体グリッパが設けられ、これら一対の分割型浮体グリッパで正規の浮体グリッパ機構を構成する請求項１、２いずれかに記載のスパー型浮体を備えた洋上風力発電設備の浮体建造方法。
【請求項５】
前記浮体建造を行う洋上場所として、浮体を浮かばせ得る水深以上の静穏域を選定する請求項１、２いずれかに記載のスパー型浮体を備えた洋上風力発電設備の浮体建造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートリングを高さ方法に複数段積み上げ、各コンクリートリングをＰＣ鋼材により緊結し一体化を図ったコンクリート製浮体部と、複数の鋼製リングを溶接によって連結するとともに、前記コンクリート製浮体部の上側に連設された鋼製浮体部とからなるスパー型浮体を備えた洋上風力発電設備の浮体建造方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、主として水力、火力及び原子力発電等の発電方式が採用されてきたが、近年は環境や自然エネルギーの有効活用の点から自然風を利用して発電を行う風力発電が注目されている。この風力発電設備には、陸上設置式と、水上（主として海上）設置式とがあるが、沿岸域から後背に山岳地形をかかえる我が国の場合は、沿岸域に安定した風が見込める平野が少ない状況にある。一方、日本は四方を海で囲まれており、海上には発電に適した風が容易に得られるとともに、設置の制約が少ないなどの利点を有する。そのため近年は、各種形式の洋上風力発電設備及び浮体構造が多く提案されている。
【０００３】
前記浮体構造としては、浮体を水面に浮かばせるポンツーン型浮体、浮体を水面下に沈めた状態で浮かばせるセミサブ型、釣り浮きのように起立状態で浮かばせるスパー型とに大別される。
【０００４】
本出願人は、前記スパー型浮体に関して、下記特許文献１において、浮体と、係留索と、タワーと、タワーの頂部に設備されるナセル及び複数の風車ブレードとからなる洋上風力発電設備であって、前記浮体は、コンクリート製のプレキャスト筒状体を高さ方向に複数段積み上げ、各プレキャスト筒状体をＰＣ鋼材により緊結し一体化を図った下側コンクリート製浮体構造部（以下、コンクリート製浮体部という。）と、この下側コンクリート浮体構造部の上側に連設された上側鋼製浮体構造部（以下、鋼製浮体部という。）とからなるスパー型の浮体構造とした洋上風力発電設備（以下、ハイブリッドスパー型浮体式洋上風力発電設備という。）を提案した。
【０００５】
そして、２０１６年に長崎県五島市崎山沖で、全長１７２ｍ、総重量３４００トン、発電規模が２メガワットのハイブリッドスパー型浮体式洋上風力発電設備の実用化を開始した。
【０００６】
ところで、前記ハイブリッドスパー型浮体式洋上風力発電設備の浮体の建造方法としては、図１８に示されるように、造船所において、前記鋼製浮体部を所定重量毎に分割した各鋼製リングの製作を行った後、これら各鋼製リングを溶接によって連結し鋼製浮体部を完成させる。そして、この鋼製浮体部を台船に積み込み、現地製作ヤードまで台船輸送したならば、１３００ｔクラスの大型起重機船を使って岸壁に水切り（陸揚げ）を行うようにし、一方コンクリート製浮体部は、コンクリートメーカーの工場において、１リングをトラック輸送の便宜から周方向に複数に分割した状態で製作し、これら分割リングを現地製作ヤードにトラックで現地製作ヤードまで運び、ここで周方向に結合したならば、さらに各リングをＰＣ鋼材を用いて長手方向に連結してコンクリート製浮体部を完成させるようにし、最後に、前記鋼製浮体部とコンクリート浮体部とを１３００ｔクラスの大型起重機船を使って結合し、浮体を完成させるようにしていた。
【０００７】
本出願人は、更にその後に、前記スパー型の浮体を効率的に建造するための方法として、下記特許文献２に示される方法を提案した。
【０００８】
具体的には、図１９に示されるように、現地製作ヤードに、鋼製リング連結ヤードＡと、コンクリートリング製作ヤードＢと、コンクリートリング連結ヤードＣとを画成して設け、
前記鋼製リング連結ヤードＡに第１橋形クレーン５０を一定方向に走行自在に設けるとともに、第１橋形クレーン走行方向に適宜の間隔で回転機能付架台５２、５２…を設置し、かつ第１橋形クレーン走行方向に移動可能な移動式テント５６を設け、前記コンクリートリング製作ヤードＢに移動式テント５７を設けるとともに、コンクリートリングの製造設備一式を設備し、前記コンクリートリング連結ヤードＣに第２橋形クレーン５５を一定方向に走行自在に設けるとともに、第２橋形クレーン走行方向に移動可能な移動式テント５８を設け、
鋼製リング５１、５１…を、前記第１橋形クレーンを用い順に前記回転機能付架台５２、５２…上に設置するとともに、必要に応じて移動式テント５６で周囲を覆った状態とし、鋼製リング５１、５１…を軸芯回りに回転させながら周方向に溶接を行って連結し、鋼製浮体部５３Ｂを完成させる第１工程と、
前記鋼製浮体部５３Ｂを前記コンクリートリング連結ヤードＣに移動し所定位置に設置したならば、前記コンクリートリング製作ヤードＢで製作されたコンクリートリング５４を順にコンクリートリング連結ヤードＣに運び、必要に応じて移動式テント５８で周囲を覆った状態とし、前記第２橋形クレーン５５を用いコンクリートリング５４を前記鋼製浮体部５３Ｂに連設するとともに、ＰＣ鋼材により緊結し一体化を図ることにより前記浮体５３を完成させる第２工程とからなる浮体式洋上風力発電設備の浮体建造方法を提案した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特許第５２７４３２９号公報
特開２０１８－１７３０１１号公報
特許第６１０８４４５号公報
特開２０２２－３３５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述したスパー型浮体の建造方法の場合は、いずれもコンクリート製浮体部を横置きの状態で、コンクリートリングを順に連結して浮体を建造するものであるが、コンクリートの自重によりコンクリートリングにクラックが入り易いという問題があるとともに、組立作業や運搬作業、浮体の建て起こしの際にコンクリートリングに過大な荷重が作用してクラック（亀裂）が入ることがあるなどの問題があった。この問題に対処するために、上記特許文献３では、それぞれのプレキャスト筒状体（コンクリートリング）の外周面に、緊張力が導入されたアウターケーブルを周方向に沿って巻回することでコンクリートリングを補強することが提案されている。また、前記特許文献４では、図２０に示されるように、円筒形プレキャストコンクリート部材６０（コンクリートリング）の内側において、内接する正多角形状線に沿って緊張ケーブル６１、６１…を張設することにより補強することが提案されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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