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Title:
OFFSHORE INSTALLATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/224223
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an offshore installation, comprising an underwater foundation structure, a construction placed onto the foundation structure, a docking device for a boat, and a device for cathodic corrosion protection for the underwater foundation structure, said device having at least two anodes (2), which are arranged at a distance from each other and are each fastened to a jib (4) or a support of the foundation structure, the extension arms or the supports being connected directly to the foundation structure below the waterline.

Inventors:
MATLOCK BENJAMIN (DE)
ZIPFEL BERNADETTE (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/061548
Publication Date:
December 13, 2018
Filing Date:
May 04, 2018
Export Citation:
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Assignee:
INNOGY SE (DE)
International Classes:
E02B17/00; E02D27/52
Foreign References:
EP3064648A12016-09-07
US4415293A1983-11-15
US4629366A1986-12-16
EP3064648A12016-09-07
Attorney, Agent or Firm:
RICHLY & RITSCHEL PATENTANWÄLTE PARTG MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Offshore Anlage umfassend eine Unterwasser-Gründungsstruk- tur, ein auf die Gründungsstruktur aufgesetztes Bauwerk und eine Anlegeeinrichtung für ein Boot sowie eine Einrichtung zum kathodischen Korrosionsschutz für die Unterwasser-Gründungsstruktur, mit wenigstens zwei in einem Abstand zueinander angeordneten Anoden (2), die jeweils an einem Ausleger (4) oder einer Konsole der Gründungsstruktur befestigt sind, wobei die Ausleger oder die Konsole unterhalb der Wasserlinie jeweils unmittelbar an die Gründungsstruktur angeschlossen sind.

2. Offshore Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterwasser-Gründungsstruktur als Monopile-Gründung ausgebildet ist und dass die Ausleger (4) oder die Konsole un¬ mittelbar an der Außenwand des Monopile (1) befestigt sind.

3. Offshore Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Anoden (2) bezogen auf den Umfang des Mo¬ nopile (1) sich in einem Winkelabstand größer oder gleich 90° zueinander erstrecken.

4. Offshore Anlage nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich wenigstens zwei Anoden (2) bezogen auf den Umfang des Monopile (1)) an diametral gegenüberliegen¬ den Stellen des Monopile 81) erstrecken.

5. Offshore Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleger (4) oder die Konsole mit ei¬ ner Stützkonstruktion jeweils gegen den Monopile (1) abgestützt sind.

6. Offshore Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkonstruktion diagonale Stützstreben (6,7) um- fasst, die sich jeweils zwischen der Außenwand (3) des Mono- pile (1) und den Auslegern (4) oder der Konsole erstrecken.

7. Offshore Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anoden (2) jeweils als Stäbe oder Rohre ausgebildet sind, die sich etwa parallel zur Längsachse der Gründungsstruktur erstrecken.

8. Offshore Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anoden (2) jeweils als Scheibe ausge¬ bildet sind. 9. Offshore Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anoden (2) jeweils mit Fremdstrom be¬ aufschlagt sind.

10. Verfahren zur Errichtung einer Offshore Anlage mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem zunächst ein Monopile (1) als Unterwasser-Gründungstruktur mit wenigstens zwei Auslegern (4) und daran befestigten Anoden (4) vorgerüstet wird, sodann der Monopile (1) mit den daran

befestigten Anoden (2) in den Meeresuntergrund eingetrieben wird und anschließend das zu errichtende Bauwerk montiert und komplettiert wird.

Description:
Offshore Anlage

Die Erfindung betrifft eine Offshore Anlage umfassend eine Un ¬ terwasser-Gründungsstruktur, ein auf die Gründungsstruktur aufgesetztes Bauwerk und eine Anlegeeinrichtung für ein Boot sowie eine Einrichtung zum kathodischen Korrosionsschutz für die Unterwasser-Gründungsstruktur, mit wenigstens zwei in einem Abstand zueinander angeordneten Anoden. Eine solche Offshore Anlage ist beispielsweise aus der EP 3 064 648 AI bekannt. Die Offshore Anlage gemäß Stand der Tech ¬ nik umfasst einen Bootsanleger sowie ein Verfahren zum Montieren des Bootsanlegers. An dem Bootsanleger ist eine

Korrosionsschutzeinrichtung als ein aktiver kathodischer Kor- rosionsschutz mit Fremdstrom (ICCP) vorgesehen. Die Korrosionsschutzeinrichtung ist an einem freien Ende eines Auslegers angeordnet, der an dem Bootsanleger befestigt ist.

Bei Offshore Anlagen der in der EP 3 064 648 AI beschriebenen Art werden häufig Korrosionsschutzeinrichtungen entweder an den Bootsanleger oder an dem Übergangsstück (Transition Piece) von der Gründungsstruktur zu dem Bauwerk befestigt. Die Montage erfolgt nach Einbau der Gründungsstruktur. Die Befestigung der Korrosionsschutzeinrichtungen an dem Übergangsstück oder beispielsweise an einem Bootsanleger hat den Nachteil, dass die für den Korrosionsschutz erforderlichen Anoden häufig nicht in einem günstigen Winkel zu dem zu schüt ¬ zenden Bauteil angeordnet sind. Wenn beispielsweise die Grün ¬ dungsstruktur eine Stahlkonstruktion umfasst, die zu schützen ist, ist es erforderlich, die hierfür vorgesehenen Anoden mit einem Abstand so zu der Gründungsstruktur zu platzieren, dass die Anoden alle zu schützenden Flächen der Gründungsstruktur abdecken. Bei einer ungünstigen Anordnung der Anoden bezüglich der zu schützenden Struktur muss die Größe der Anoden entsprechend gewählt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Offshore Anlage der eingangs genannten Art mit einem kathodischen Korrosionsschutz bereitzustellen, der so angeordnet ist, dass er bei vertretbarer Größe der Anoden einen möglichst großflächi- gen Schutz für die Gründungsstruktur bewirkt.

Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung ist eine Offshore An ¬ lage umfassend eine Unterwasser-Gründungsstruktur vorgesehen, die ein auf die Gründungsstruktur aufgesetztes Bauwerk und eine Anlegeeinrichtung für ein Boot sowie eine Einrichtung zum kathodischen Korrosionsschutz für die Unterwasser-Gründungsstruktur umfasst, mit wenigstens zwei in einem Abstand zuei ¬ nander angeordneten Anoden, die jeweils an einem Ausleger oder einer Konsole der Gründungsstruktur befestigt sind, wobei die Ausleger oder die Konsole unterhalb der Wasserlinie jeweils unmittelbar an die Gründungsstruktur angeschlossen sind.

Dadurch lassen sich eine oder mehrere Anoden relativ zu der Gründungsstruktur unterhalb der Wasserlinie verhältnismäßig günstig platzieren. Im Gegensatz zu den bisherigen Lösungen ist erfindungsgemäß vorgesehen, Befestigungsmittel für die Anoden in Form von Auslegern oder Konsolen direkt an der Gründungsstruktur zu befestigen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, diese Befestigungsmittel ausschließlich an der Gründungsstruktur zu befestigen.

Dabei ist es besonders günstig, wenn die Unterwasser-Grün ¬ dungsstruktur als Monopile-Gründung ausgebildet ist. In diesem Fall können die Ausleger oder die Konsole unmittelbar an der Außenwand des Monopile befestigt sein. Die Ausleger oder die Konsole können beispielsweise mit der Außenwand des Monopile verschweißt, verschraubt oder vernietet sein.

Insbesondere wenn mehrere Anoden über den Umfang des Monopile verteilt angeordnet sind, ist es möglich, die Anoden und die Befestigungsmittel für diese in Form der Ausleger oder der Konsole verhältnismäßig klein zu halten, sodass der Monopile vor seiner Installation in den Meeresuntergrund mit dem erfindungsgemäßen kathodischen Korrosionsschutz vorgerüstet sein kann. Die beim Einbringen des Monopile in den Meeresuntergrund auf die Anoden einwirkenden Kräfte bzw. dynamischen Lasten bedingt durch Einrammen und/oder Einvibrieren sind bedingt durch die erfindungsgemäße Konstruktion beherrschbar.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Offshore Anlage gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens zwei Ano ¬ den bezogen auf den Umfang des Monopile sich in einem Winkelabstand von größer oder gleich 90° zueinander erstrecken. Wie vorstehend erwähnt, können mehr als zwei Anoden über den Umfang des Monopile verteilt angeordnet sein.

Bevorzugt erstrecken sich wenigstens zwei Anoden bezogen auf den Umfang des Monopile an diametral gegenüberliegenden Stellen des Monopile bzw. an diametral gegenüberliegenden Stellen der Außenwand des Monopile, sodass die Anoden den gesamten Um- fang des Monopile abdecken. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Anoden in der zuvor beschriebenen Art und Weise auf mehreren Niveaus des Monopile unterhalb der Wasserlinie ange ¬ ordnet sind. Bei einer besonders bevorzugten Variante der Offshore Anlage gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausleger oder die Konsole mit einer Stützkonstruktion jeweils gegen den Monopile abgestützt sind. Die Stützkonstruktion kann beispielsweise in Form eines oder mehrerer mit der Außenwand des Monopile ver- schweißter Rahmen ausgebildet sein.

Bei einer zweckmäßigen Variante der Offshore Anlage gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stützkonstruktion diagonale Stützstreben umfasst, die sich jeweils zwischen der Außenwand des Monopile und den Auslegern oder der Konsole erstrecken.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Stützkonstruktion Knotenbleche umfasst, die sich jeweils zwischen der Außenwand des Monopile und den Auslegern oder der Konsole erstrecken.

Die Stützstreben können beispielsweise als Rohre oder Winkel ¬ profile aus Stahl ausgebildet sein, die sich jeweils unterhalb und/oder oberhalb der Ausleger oder der Konsole erstrecken, beispielsweise jeweils in einem 45° Winkel zu dem betreffenden Ausleger oder zu der Konsole, die sich etwa rechtwinklig zu der Längserstreckung des Monopile erstrecken können.

Die Anoden können beispielsweise jeweils als Stäbe oder Rohre ausgebildet sein, die sich parallel zur Längsachse der Grün- dungsstruktur bzw. parallel zur Längsachse des Monopile er ¬ strecken .

Alternativ können die Anoden jeweils als Scheibe ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise sind die Anoden mit Fremdstrom beauf- schlagt. Eine Stromversorgung bzw. Stromkabel zu den Anoden können innerhalb des Monopile und durch die Ausleger verlegt sein. Die Ausleger können beispielsweise als Hohlprofile ausgebildet sein, die im Bereich von Durchbrüchen in der Außenwand der

Gründungsstruktur bzw. in der Außenwand des Monopile an diese angeschlossen sind. Zweckmäßigerweise sind die Ausleger in diesem Bereich gegen die Außenwand der Gründungsstruktur bzw. gegen die Außenwand des Monopile abgedichtet.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Errichtung einer Offshore Anlage mit einem oder mehreren der vorstehend erwähnten Merkmale. Das Verfahren umfasst zunächst das Vor ¬ rüsten eines Monopile als Unterwasser-Gründungsstruktur mit wenigstens zwei Auslegern oder wenigstens einer Konsole und daran befestigten Anoden. Der so vorbereitete Monopile wird mit den daran befestigten Anoden in den Meeresuntergrund eingetrieben, beispielsweise durch Rammen und/oder Vibrieren. Nach der Einbringung der Gründungsstruktur kann dieser ent- sprechend komplettiert werden, d.h. beispielsweise mit einem Übergangsstück und einem Bootsanleger sowie mit einem Bauwerk versehen werden.

Das Bauwerk kann als Turmbauwerk einer Windkraftanlage ausge- führt sein. Das Bauwerk kann allerdings auch als Plattform zur Aufnahme elektrischer Installation oder auch als Plattform für eine Erdöl- oder Erdgas - Förderanlage oder eine Erdöl- oder Erdgas - Explorationsanlage ausgebildet sein. Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert:

Es zeigen: Figur 1 eine schematische Ansicht eines Teils der Unter ¬ wasser-Gründungsstruktur gemäß der Erfindung und

Figur 2 eine Draufsicht auf die Gründungsstruktur gemäß

Figur 1.

Die Offshore-Anlage gemäß der Erfindung umfasst eine Unterwas ¬ ser-Gründungsstruktur in Form eines Monopile 1, der beispielsweise durch Vibrationsrammen, Rammen oder Vibrieren in den Meeresuntergrund eingetrieben wurde. Der Monopile 1 ist bei ¬ spielsweise als zylindrisches Stahlrohr mit einem Durchmesser von ca. 7 m ausgebildet, das beispielsweise bis zu 30 m in den Meeresuntergrund eingetrieben worden sein kann. Der Monopile 1 umfasst einen nicht dargestellten Flansch, auf den ein Über- gangsstück (Transition Piece) aufgesetzt wird. Das Übergangs ¬ stück nimmt wiederum ein Bauwerk auf, beispielsweise eine Plattform für eine Umspanneinrichtung oder für eine Förderoder Explorationseinrichtung oder einen Turm für einen Wind- kraftgenerator .

Die Offshore-Anlage gemäß der Erfindung kann weiterhin einen Bootsanleger umfassen, der beispielsweise als Stahlrohrkonstruktion sowohl an dem Übergangsstück als auch an dem Monopile 1 befestigt sein kann.

Die Offshore-Anlage umfasst weiterhin eine Einrichtung zum ka ¬ thodischen Korrosionsschutz, die mit Fremdstrom betrieben wird (ICCP). Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel umfasst die Korrosionsschutzeinrichtung zwei Anoden 2, die an diametral gegenüberliegenden Stellen des Monopile 1 auf dessen Außenwand 3 befestigt sind. Die Anoden 2 sind jeweils als rohrförmige Elemente ausgebildet, die an Auslegern 4 an dem Monopile 1 be ¬ festigt sind. Die Anoden erstrecken sich etwa parallel zur Längsachse des Monopile 1. Diese können sich auch in einem Winkel zur Längsachse des Monopile 1 erstrecken. Wie vorste ¬ hend bereits ausgeführt, können die Anoden auch scheibenförmig ausgebildet sein. Grundsätzlich können mehr als 2 Anoden über dem Umfang des Monopile 1 verteilt angeordnet sein.

Die Ausleger 4 sind als Stahlträger ausgebildet, die mit der Außenwand 3 des Monopile 1 verschweißt sind.

Die Ausleger 4 sind als Hohlprofile ausgebildet, durch die ein Stromkabel 5 verlegt ist. Das Stromkabel 5 ist an die Anode 2 angeschlossen und ist durch einen Durchbruch 8 in der Außenwand 3 des Monopile 1 hindurch zu einer nicht dargestellten Spannungsquelle geführt. Der Ausleger 4 ist abgedichtet an die Außenwand 3 des Monopile 1 angeschlossen, sodass kein Seewas- ser in den Monopile 1 eindringen kann.

Der Ausleger 4 ist mittels einer Stützkonstruktion an der Außenwand 3 des Monopile 1 abgestützt. Die Stützkonstruktion um- fasst eine erste untere Stützstrebe 6 und eine zweite obere Stützstrebe 7.

Die erste untere Stützstrebe 6 erstreckt sich diagonal zwi ¬ schen dem Ausleger 4 und der Außenwand 3 des Monopile 1. Diese ist an einem Ende an der Unterseite des Auslegers 4 und an dem anderen Ende an der Außenwand 3 des Monopile 1 verschweißt.

Die zweite obere Stützstreben 7 erstreckt sich diagonal zwi ¬ schen dem Ausleger 4 und der Außenwand 3 des Monopile 1. Diese ist an einem Ende an der Oberseite des Auslegers 4 und an dem anderen Ende an der Außenwand 3 des Monopile verschweißt.

Die erste untere Stützstrebe 6 und auch die zweite obere

Stützstrebe 7 können als Winkelprofile, als Stäbe, oder als Rohre ausgebildet sein. Diese können als Vollprofile oder als Hohlprofile ausgebildet sein. Der jeweils zwischen den Stützstreben 6, 7 gebildete Zwickel kann ausgefüllt sein. Beispielsweise kann in diesen ein Kno ¬ tenblech eingesetzt sein.

Grundsätzlich müssen die Ausleger 4 und die Stützstreben 6, 7 nicht aus Metall ausgebildet sein, diese können beispielsweise alternativ aus einem faserverstärkten Kunststoff, aus Kohlefaser oder einem anderen leichten Kunststoff ausgebildet sein. In diesem Fall können die Ausleger und die Stützstreben 6, 7 mit der Außenwand 3 des Monopile 1 verschraubt sein.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Anoden 2 bzw. die Ausleger 4 jeweils in einem Winkelabstand von 180° zueinander auf der Außenwand 3 des Monopile. Erfin ¬ dungsgemäß kann der Winkel zwischen den Anoden 2 bzw. Auslegern 4 größer gleich 90° und kleiner gleich 180° betragen, wenn nur zwei Anoden 2 vorgesehen sind. Wenn mehr als zwei Anoden 2 vorgesehen sind, kann der Winkel zwischen den einzel- nen Anoden 2 kleiner gleich 90° betragen.

Bezugs zeichenliste Monopile

Anode

Außenwand des Monopile

Ausleger

Stromkabel

erste untere Stützstrebe

zweite obere Stützstrebe

Durchbruch