CN103492262A - 用于产生能量的漂浮单元 - Google Patents

Abstract

一种用于产生能量的漂浮单元包括：至少一个船体，其在内部设置有用于产生电能的装置（8）；两个或更多个管（10、11），其用于分别供给和排出空气，从船体（2）的上表面（5）露出，用于将所述用于产生电能的装置（8）连接到外部环境；以及船体（2）的流体静力平衡装置（13），其用于将船体在浸入状态与漂浮状态之间定位，在浸入状态下，其可完全停留在水面之下，在漂浮状态下，其部分地露出且其相应上表面（5）处于水面之上；在船体（2）的浸入状态下，所述对的管（10、11）部分地露出在水面之上。

Description

用于产生能量的漂浮单元

技术领域

本发明涉及一种用于产生能量尤其是电能的漂浮单元，即漂浮动力设备。

背景技术

已知晓的是，存在用来产生和分配电能到来自陆地（例如平台，开放海域中操作的舰船，或者离岸布置的其他结构）的电力几乎无法抵达的海洋环境的船舶和舰船。这些船舶可进一步用在海岸区域附近，以满足在干燥陆地上的特定区域中临时或永久的电能需求，在该处已经存在于供能场所的可能基础设施并不适于满足需求。

用于产生能量的船舶通常包括具有在甲板上安装的发电机组的水运工具，其能通过例如水下电缆而适当地连接到用户基地。

使得船舶靠近用户基地，其通过已知的锚固系统在海中被固定并且被提供动力。船舶可进一步通过水下导管而被连接到陆地上的燃料分配器，从而能够给同样远离船舶的发电机组提供动力。

因此，这些船舶好像是非常多样化的，因为他们可易于运到任何海洋场所或者大湖，并且能够立即将电能供给到需要电能的用户基地。

然而，上述已知的船舶具有与他们的大环境影响相关的重要缺陷。

实际上，可以考虑，为了使得适当的动力被提供给所要供能的用户基地（通常为工业用户基地和/或建筑物多的区域），使用大功率的发电机组。因此，使用非常大的船舶，它们能够支撑大尺寸的电流发生器。

所以港区或开放海域中的这些船舶的存在导致了显著的环境影响，尤其是就风景和/或噪音污染而言，噪音通常是由位于甲板上的机器所产生的，并且通常不符合关于环境保护的有效国际公约。

发明内容

因此，本发明的技术任务是提供一种用于产生能量的漂浮单元，其能够克服上述的缺陷。

尤其是，本发明的一个目的是获得一种用于产生能量的漂浮单元，其能够尽量减少环境影响，与此同时产生并且分配电能到开放海域中和陆地上所布置的任何用户基地。

所提及的技术任务以及所指定的目的基本上通过一种用于产生能量的漂浮单元实现，即一种用于产生或者协作产生能量的漂浮动力设备，该设备包括在所附的权利要求中一个或多个中所列出的技术特征。

附图说明

本发明的更多特征和优点将从以下描述变得更加明显，该描述是通过用于产生能量的漂浮单元的优选但并非排他性的实施方式的非限制性实例所给出的，如附图中所示例说明的那样，其中：

图1是根据本发明的用于产生能量的漂浮单元的局部剖视的透视图；

图2a是处于相应漂浮状态的图1中所示的漂浮单元的侧视图；

图2b是处于所控制的恒定纵倾的相应状态的图1中所示的漂浮单元的侧视图；

图3是图1中所示的船舶的辅助船体的侧视图；以及

图4是图3中所示的辅助船体的横向剖视图。

具体实施方式

根据附图，根据本发明的用于产生能量的漂浮单元总体上采用附图标记1所标识。

用于产生能量的漂浮单元包括至少一个船体2，其优选包括漂浮单元3。尤其是，漂浮单元3具有带有基本上平的底壁6的外围矩形延伸部，并且优选地具有可在竖直截面中所看到的基本上梯形的横截面。

更详细地说，漂浮单元3具有周壁4，该周壁沿着船体的整个外围延伸部进行延伸，以便将底壁连接到向上朝向的主甲板5。

另外需要说明的是，至少在船体的上部中（作为例示而言该上部在船体总高度的至少50%上延伸），周壁4具有倾斜方向，以便使船体具有向上渐窄的构型。

尤其是参照图1，漂浮单元3在内限定了舱间（hold）7，在其中在主甲板5下面，容放着一个或多个发动机驱动型发电机组8或者用于产生电能的其他装置，所述装置因属于已知类型，仅仅概略地示出。与发动机驱动型发电机组8相关的能量供给装置包括一个和多个电缆，这些电缆是介质和/或高压电线的一部分，这些能量供给装置适于连接到用于在漂浮单元1上所产生的能量的陆上分配线路。

发动机驱动型发电机组8中的每一个可例如包括吸热发动机，其可操作地与发电机联接，以便通过燃料燃烧来产生电能，该燃料优选地从可再生资源或气体所获得。发动机驱动型发电机组8根据需要来便利地确定尺寸，并且可设置为例如产生大约60MW的动力。

换热单元15也可容纳在舱间7内部，所述单元可操作地连接到至少一个供水单元，该供水单元供给水，水优选地在进行适当的脱盐之后从海中抽取，或者从其他安装漂浮单元1的水域供给。换热单元15沿着源自发动机驱动型发电机组8的至少一个排出管操作，以从由发动机驱动型发电机组8所产生的排出气体吸热，并且将热传送到水。因而水可被转换为蒸汽，该蒸汽用来供给辅助的涡轮发动机驱动型发电机组15a，涡轮发动机驱动型发电机组优选地也布置在舱间7内部。

在附图中并未示出的供水单元可有益地包括至少一个脱盐单元，以使得将要传送到换热单元15和辅助发动机驱动型发电机组的水脱盐。

用于将燃料供给到发动机驱动型发电机组8的装置也与漂浮单元1相关联。该供给装置优选地包括用于容放燃料的至少一个隔间9，其在舱间7周围沿着船体2的周壁4延伸。

在需要的情况下，在保持隔间9中可限定一个或多个不透油的隔室，用于容纳润滑油或者用于发动机驱动型发电机组8和/或辅助发动机驱动型发电机运行所需的其他液体产品。

漂浮单元1还设置有从主甲板5露出的至少一个或多个供气管10，用于将发动机驱动型发电机组8连接到外部环境，直接地或者通过舱间7。一个或多个排出管11，优选地也从主甲板5露出，使得发动机驱动型发电机组与外界环境相连接，直接地或通过换热单元15和/或用来净化排出气体的用于排出气体的其他处理系统。

正如在的附图中所示的优选实施方式中示出那样，用于直升机的降落场12可有益地安装在主甲板5上。

有益地，可以计算舱间7的尺寸和/或船体2的其他部分的尺寸以便使得当在水中时，至少在用来产生能量的正常静止操作期间，船体自身具有的吃水高度H1至少达在水位和主甲板5之间所测量的舷墙高度H2的40%。更特别地，舷墙高度H2优选地小于吃水高度H1的一半。

在需要的情况下，船体可设置为浸在水中直到主甲板5，条件是供气管11以及优选的排出管11也至少部分地露出在水面之上。

为了促进对船体浸入程度的控制，以便使船体2具有恒定纵倾，而无论从隔间9抽吸的燃料渐进消耗如何则对于，可设置用于船体的流体静力平衡的装置13。例如，在需要的情况下，流体静力平衡装置13可干预船体纵倾，以用于将所述船体2定位在最大浸入状态（图2b）与最大漂浮状态（图2a）之间，该最大浸入状态用于用来产生能量的正常静止操作期间，该最大漂浮状态在传送航行期间采用。

流体静力平衡装置13包括至少一个可浸空间14和水分配单元，水分配单元用于将水引入/抽入到所述空间中以及从其引出或抽出。更特别地，并未示出的水分配单元可例如包括泵，该泵由浮子或者水位传感器所控制，以在空间14与船舶操作所处水域之间传送水，以便控制船体2的浸入程度。

优选地，空间14形成在船体2的底壁6和/或侧壁4中，在图1中以剖视图更好地示例说明。

有益地，设置多个可浸空间14，其彼此流体联通并且分布在整个侧壁4以及底壁6的整个延伸部上。

按照本发明的一种可能变型，作为保持隔间9的替代或者除了保持隔间9之外，燃料供应装置可还包括来自设置在陆上的燃料库或者来自至少一个辅助船体16的至少一个连接管，如图3和4中所示，辅助船体适于包含供给燃料。并未示出的该连接管从陆地或者辅助船体16延伸到漂浮单元3，以将燃料供给到发动机驱动型发电机组8，直接或者通过保持隔间9。

辅助船体16也可具有相应的流体静力平衡装置17，其类似于关于船体2所述的上述装置，用以将辅助船体定位并且将其保持在恒定纵倾状态，在该状态中其优选地浸入在水中达其总高度的至少三分之一。

更详细而言，流体静力平衡装置17优选地用于将辅助船体16定位在浸入状态与漂浮状态之间，在该浸入状态下该装置完全或者几乎整个处于水面之下，而在漂浮状态下其部分地从水表面露出。

根据本发明的船舶1有益地使得其自身适于在开放海域中或者沿着海岸被拖拉，优选地在最大漂浮状态下，直到靠近需要能量供给的场所。

一旦已经达到所期望的场所，可使用已知的锚固系统来稳定漂浮单元1和辅助船体16（如果存在的话）的定位，所述锚固系统例如有用于码头中结构的铰接的半刚性间隔件、链和用于大约150m深度的锚，或者用于更深水域的牵引支架。

在主甲板5之下设置发动机驱动型发电机组以及封闭于舱间7内的其他附件设备使得在船舶所露出部分的高度方面的庞大程度能大大地减小。水中的大吃水高度以及降低的舷墙高度在风景方面使得环境影响能显著降低。

实际上，即使在距离海岸较短的距离处，漂浮单元适于完全被藏起，或者在任何情况下其几乎都不可见，从而其在风景方面并不产生太多的问题。另外，吃水高度降低或者其缺失使得漂浮单元对于风作用力的灵敏性降低，从而使得其稳定的锚固更加简单。另外，船体2上部的渐窄外形使得船舶对波浪作用并不非常敏感，即使是在强海洋风暴期间。

有益地，由于可浸空间14的存在，漂浮单元1的浸入程度可根据需要而被调整。尤其是，可浸空间14可在航行期间有益地被排空，以获得最大漂浮状态，并且在静止阶段期间被装载，以根据需要调整船舶的纵倾。

另外，通过将封闭在舱间7中的发动机驱动型发电机8定位为充分或者完全地处于水位以下，使得运行期间船舶外面所产生噪音的显著减弱，从而了与噪音污染相关的问题，尤其是在船舶用在靠近海岸的区域中时消除。

此外，因为在浸入期间产生能量，由发动机驱动型发电机8所产生的热可易于被散除，从而并不需要使舱间7强制性通风，或者，无论如何，对舱间内部环境的调节被大幅简化。

Claims (12)

1.一种用于产生能量的漂浮单元，其包括：

至少一个船体（2），其限定了在其上部上通过主甲板（5）所封闭的至少一个舱间（7）；

至少一个发动机驱动型发电机组（8），用于通过燃料燃烧而产生能量，

能量供给装置，所述能量供给装置与发动机驱动型发电机组相关联并且能连接到陆地上的分配线路；

用于将燃料供给到发动机驱动型发电机组的燃料供给装置（9）；以及

其中，所述发动机驱动型发动机组（8）在主甲板（5）下面的位置处容纳在舱间（7）中，并且通过至少一个供气管（10）和优选地通过从主甲板（5）露出的排出管（11）而连接到外部环境。

2.如权利要求1所述的漂浮单元，其中，水中的船体具有的吃水高度至少达在水位与主甲板（5）之间所测量的舷墙高度的40%，所述舷墙高度优选地少于吃水高度的1/2。

3.如前述权利要求中的一个或多个所述的漂浮单元，其中，船体浸入到水中直到主甲板（5），所述至少一个供气管（10）至少部分地从水面露出。

4.如前述权利要求中的一个或多个所述的漂浮单元，还包括船体（2）的流体静力平衡装置（13），所述流体静力平衡装置用于在水中将船体（2）定位和保持于恒定纵倾状态。

5.如前一权利要求所述的漂浮单元，其中船体（2）的所述流体静力平衡装置（13）包括至少一个可浸空间（14）以及水分配单元，所述水分配单元用于将水引入/抽吸到所述空间（14）中和从所述空间引出/抽出。

6.如前一权利要求所述的漂浮单元，其特征在于，所述可浸空间（14）形成在所述船体（2）的底壁（6）和/或周壁（4）中。

7.如权利要求5或6所述的漂浮单元，其中所述流体静力平衡装置（13）包括彼此流体连通的多个可浸空间（14）。

8.如前述权利要求中的一个或多个所述的漂浮单元，其中所述燃料供给装置包括用于保持燃料的至少一个隔间（9），所述至少一个隔间围绕舱间（7）沿着船体的周壁（4）延伸。

9.如前述权利要求中的一个或多个所述的漂浮单元，其中所述船体（2）具有基本上为平的底壁（6）并且优选地具有向上渐窄的基本上梯形的横截面。

10.如前述权利要求中的一个或多个所述的漂浮单元，其还包括：

用于供水的至少一个供水单元，其中水优选地从船舶所安装在的水域中抽取；

换热单元（15），所述换热单元操作地连接到供水单元并且沿着来自发动机驱动型发电机组的至少一个排出管操作，用于从发动机驱动型发电机组的排出气体吸热，并且将热传送到水；

辅助涡轮发动机驱动型发电机组，来自换热单元的蒸汽被供至所述辅助涡轮发动机驱动型发电机组；

所述换热单元（15）和辅助发动机驱动型发电机组中的至少一个优选地布置在舱间（7）内部。

11.如前述权利要求中的任一个所述的漂浮单元，其中所述燃料供给装置包括包含燃料的辅助船体（16），所述辅助船体（16）具有至少一个管，用于与所述发动机驱动型发电机组（8）连接（直接或通过箱连接）。

12.如前一权利要求中所述的漂浮单元，其特征在于，所述辅助船体（16）包括相应的流体静力平衡装置（17），用于将辅助船体（16）定位且保持到恒定纵倾状态，在所述恒定纵倾状态中，所述辅助船体优选地浸入到水中达船体自身总高度的至少1/3。

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