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해상풍력발전기 설치선박의 스퍼드캔 구조강도 예측법
Estimation of Structural Strength for Spudcan in the Wind Turbine Installation Vessel 원문보기

海洋環境安全學會誌 = Journal of the Korean society of marine environment & safety, v.28 no.1, 2022년, pp.141 - 152  

박주신 (삼성중공업 조선해양연구소) ,  이동훈 (삼성중공업 조선해양연구소) ,  서정관 (부산대학교 조선해양공학과)

초록
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친환경 에너지원 개발에 관한 관심이 증가하면서, 해상풍력발전기 시장은 매년 높은 증가율을 보이면서 성장하고 있다. 이와 맞물려 대용량 해상풍력발전기를 설치할 수 있는 설치선의 수요 또한 급증하고 있다. 풍력발전기 설치 선박(Wind Turbine Installation Vessel)은 설치 및 해체를 위하여 레그(Leg)와 스퍼드캔(Spudcan)을 해저면에 관입시켜서 고정하며, 이때 스퍼드캔 구조 강도 안전성에 대한 검토는 전체 시스템과 연관된 중요한 문제이다. 본 연구에서는 현재 선급에서 제시하고 있는 절차서를 분석하고, 실제 발생할 수 있는 하중 시나리오를 반영한 새로운 절차서를 제안하였으며, 유한요소해석을 통한 검증을 하였다. 기존 방식은 해저면의 기울기와 레그에 발생하는 휨모멘트 그리고 형상에 따른 영향을 검토하지 않기 때문에, 허용응력보다 작은 최대 응력 값을 보이지만, 신규 절차에 따른 결과는 대부분 구조보강이 발생하였다. 이러한 현상은 해상풍력발전기의 크기가 커지면 커질수록 차이가 크게 나타나며, 실제 관입(Pre-load) 조건을 고려하면 상당수의 부재에서 구조적 문제가 발생할 가능성이 있다. 따라서 본 연구에서는 더욱 실제적인 작업조건을 고려한 절차서를 제안하였고, 적용 시 문제점들에 대해서 구조해석을 통한 검증을 수행하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

As interest increases related to the development of eco-friendly energy, the offshore wind turbine market is growing at an increasing rate every year. In line with this, the demand for an installation vessel with large scaled capacity is also increasing rapidly. The wind turbine installation vessel ...

주제어

#해상풍력발전기 설치 선박   #스퍼드캔   #구조 강도 평가   #관입 조건   #구조 안전성  

참고문헌 (9)

  1. Cho, T. M., J. S. Park, Y. S. Ha, B. J. Kim, and K. B. Jang(2014), Global In-Place Analysis of WTIV Leg for Korean West-South Offshore Wind Zone, Proceedings of the Twenty-fourth (2014) ISOPE Conference, Busan, Korea, pp. 376-382. 

  2. DNV(DET NORSKE VERITAS)(2008), Structural Design of Offshore Units (WSD Method)-Offshore Standard DNV-OSC201, Chapter 2, Section 11. 

  3. GWEC(Global Wind Energy Council)(2020), World Energy Outlook 2020, Flagship Report, Chapter 14, Outlook for Offshore Wind, pp. 613-620. 

  4. Jin, H. B., B. S. Jang, J. H. Choi, J. Zhao, and S. W. Kang(2015), Comparison of Analysis Methods for Designed Spudcan Bearing Capacity and Penetration Behavior for Southwest Sea Soil, Journal of Ocean Engineering and Technology, Vol. 29, pp. 175-185. 

    원문보기 상세보기 crossref

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  6. Park, J. S., Y. S. Ha, K. B. Jang, and Radha(2017), Structure & Installation engineering for offshore jack-up rigs, Journal of the Naval Architecture, Vol. 54, No. 4, pp. 39-46. 

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  8. Yu, L., H. Zang, J. Li, and X. Wang(2019), Finite Element Analysis and Parametric Study of Spudcan Footing Geometries Penetrating Clay Near Existing Footprints, Journal of Marine Science and Engineering, Vol. 7, No. 175, pp. 1-19. 

    상세보기 crossref

  9. Zhang, P., X. Yu, and H. Ding(2011), Spudcan Bearing Capacity Calculation of the Offshore Jack-up Drilling Platform during the Preloading Process, Petroleum Exploration and Development, Vol. 38, No. 5, pp. 613-619. 

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