CN105857532B - 通用海上平台及其浮力调节方法和稳定发电方法 - Google Patents

通用海上平台及其浮力调节方法和稳定发电方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种通用海上平台,其特征在于:它包括构成平台的支撑体系的桁架主体;所述桁架主体由下而上分布有水下层、水面层和水上层三层结构;它还包括固设于水下层中且为平台的漂浮提供90%以上浮力的第一浮体组件以及设于水面层中且通过减振结构连接于桁架主体上与第一浮体组件配合保证平台漂浮的第二浮体组件。本发明的目的之一在于提供一种通用海上平台,它可独立使用,也可作为超大规模海上基地、海上城市的组成单元,它受海浪运动的不利影响小,其结构主体在各种不同的海况下,内部应力变化不大或可控制。

Description

通用海上平台及其浮力调节方法和稳定发电方法
技术领域
本发明涉及一种通用海上平台及其浮力调节方法和稳定发电方法。
背景技术
长期以来,人类在海上的活动依赖于船舶,或与船舶类似的各类平台,它们获得浮力的排水空间通常为一连续的刚性整体,且排水体积很大部分就在海浪活动区。海浪运动通过主动改变排水体的实际排水量使船体得到的浮力处于动态变化之中,迫使船体不断上、下起伏运动,船的体积越大,船体承受的应力荷载变化越大,极端天气条件下,这种有害的应力荷载变化更是呈几何级增大,所以船舶的设计、制造对船舶的排水体形成的密闭空间要求极高,不得有缺陷、弱点,且应有足够的强度,船体的很大部分结构材料是为了应对风浪、保证船体结构强度而增加的,但是增加的材料在加强结构强度的同时也加大了自重,继而需要更大的排水体积,形成恶性循环,以致传统的船舶或各类船舶式的平台,制造技术要求高,材料用量多,形成有效可利用的空间昂贵。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种通用海上平台,它可独立使用,也可作为超大规模海上基地、海上城市的组成单元,它受海浪运动的不利影响小,其结构主体在各种不同的海况下,内部应力变化不大或可控制。
本发明的目的之一在于提供一种基于通用海上平台的浮力调节方法,通过各结构的相互关联配合调节,根据平台承受的载荷变化,灵活调整浮力配置,充分保证平台的稳定。
本发明的目的之一在于提供一种基于通用海上平台的稳定发电系统,充分利用海浪的能量发电,极大降低通用海上平台平常使用的成本。
本发明的目的通过如下技术方案实现:
一种通用海上平台,其特征在于:它包括构成平台的支撑体系的桁架主体;所述桁架主体由下而上分布有水下层、水面层和水上层三层结构;它还包括固设于水下层中且为平台的漂浮提供90%以上浮力的第一浮体组件以及设于水面层中且通过减振结构连接于桁架主体上与第一浮体组件配合保证平台漂浮的第二浮体组件。
一种通用海上平台的浮力调节方法,各第一单浮体的第一耐压罐体罐内都储存有水,公共高压水管道将各第一耐压罐体相互连通,高压气源通过公共高压空气管道向各第一耐压罐体充入高压空气并平衡相互间的压力,使各第一耐压罐体罐内部储存的水量相同以获得的浮力平衡;
在保持固定于水下层的第一单浮体数量不变时,如需要增加浮力,则调用零星单浮体作为储水罐使用,从第一耐压罐体内的水接引入储水罐中,随着进入储水罐的水量不断增加,逐渐下放储水罐至水中以获得浮力平衡储水罐的重力;如需要减少浮力,则利用高压空气将储水罐的水压往公共低压水管道,同时减少水轮发电机的发电功率,则储水罐的水被引入第一耐压罐体中,随着储水罐内的水量不断减少,逐渐上提储水罐直至返回至水上层恢复为零星单浮体;
在需要改变固定于水下层的第一单浮体数量时,若为增加浮力,则调用零星单浮体作为增设第一单浮体使用,将增设第一单浮体储水后下放至水下层并固定在与第一单浮体的第一耐压罐体同一水平高度上,然后向增设第一单浮体的增设第一耐压罐体通入高压空气以减少水量,直至增设第一耐压罐体达到所需浮力即停止减少水量,并调节增设第一耐压罐体内的空气压力与各第一耐压罐体的空气压力相平衡后相互连通;若为减少浮力,则将选定的第一单浮体先减压加水后解除与水下层的连接使之成为储水罐,再通入高压空气将该储水罐的水压往公共低压水管道直至罐体提升至水上层成为零星单浮体。
一种通用海上平台的稳定发电方法,通过第一浮体组件及公共高压空气管道内高压空气的压力值确定减振结构的最小输出压力值,控制并保持第一浮体组件及公共高压空气管道内高压空气压力的稳定,根据减振结构向公共高压水管道或公共高压空气管道泵送的水流量或气流量开启相应数量和功率的水轮发电机或气体膨胀发电机/螺杆膨胀发电机发电,让发电用的水流量或气流量与减振结构压入的水流量或气流量相匹配,并同时保证公共高压水管道和公共低压水管道的水流循环流量平衡,保证第一浮体组件内及公共高压空气管道内的高压空气压力稳定于设定值。
较之现有技术而言,本发明的优点在于:
(1)通过设置于不同位置的浮体组件,使海浪运动无法主动改变平台的排水体积,极大减少平台受到海浪运动的影响,平台在海上较平稳,其承受的应力载荷变化小;
(2)利用第一浮体组件内的空气压力,调节第一浮体组件内的水位,使得平台能根据载荷的不同很方便地调节第一浮体组件提供的浮力;
(3)合理利用减振结构,将波浪能量进行有效的收集、转化;
(4)设置零星单浮体作为后备结构,为储水和增加第一单浮体数量提供便利;
(5)利用发电机有效利用收集的波浪能量,同时保护设备在压力转换时不被损坏;
(6)通过锚定组件使平台稳定设置于浅海区,并根据潮涨潮落及时调整锚链长度,令平台更好的收集波浪能量;
(7)基于通用海上平台的浮力调节方法,通过各结构的相互关联配合调节,根据平台承受的不同载荷,灵活调整浮力配置,充分保证平台的稳定;
(8)基于通用海上平台的稳定发电系统,充分利用海浪的能量发电,极大降低通用海上平台平常使用的成本。
附图说明
图1是本发明一种实施例的结构简图。
图2是图1实施例中第一浮体组件与储气组件的一种连接示意图。
图3是本发明另一种实施例的结构简图。
图4是第一单浮体的一种实施例的剖切简图。
图5是图4的俯视图。
图6是第二浮体组件的一种实施例的结构简图。
图7是图6中I局部简图。
图8是零星单浮体的一种实施例的结构简图。
图9是图3所示实施例的连接结构简图。
图10是图3中的A-A水平投影图。
图11是图3中的B-B水平投影图。
图12是图3中的C-C水平投影图。
图13是本发明一种平台的水平投影简图。
图14是本发明一种直线往复式水泵的结构简图。
图15是图15的D-D、E-E、F-F、G-G的剖视简图。
图16是图15所示结构的应用简图。
图17是本发明一种锚定组件的结构简图。
图18是本发明一种实施例的连接结构简图。
图19是本发明一种实施例的连接结构简图。
标号说明:01桁架主体、011水下层、012水面层、013水上层、014连通杆件、015平面连接杆件、016斜面连接杆件、017柱状空腔A、018柱状空腔B、02第一浮体组件、021第一单浮体、0211第一耐压罐体、0212第一进出水管道、0213第一进出空气管道、0214第一水位传感器、0215第一空气压力传感器、0216结构连接杆件、0217外连接座、02171接头、0218固定绳或链、022导轮、03第二浮体组件、031第二单浮体、0311排水浮体、0312连接头、03121连接件、03122连接盘、03123万向节、0313定滑轮、0314钢绳构件、04公共高压空气管道、05控制阀门、06泄压阀门、07减振结构、071直线往复式双用泵、0711三通控制阀A、0712三通控制阀B、072直线往复式水泵、073直线往复式气泵、08公共高压水管道、09公共低压水管道、10零星单浮体、101零星耐压罐体、102升降设备、103零星进出水管道、104零星进出空气管道、105零星水位传感器、106零星空气压力传感器、11水轮发电机、12气体膨胀发电机或者螺杆膨胀发电机、131海底桩、132卷扬机、133锚链、14储气组件、141储气罐、142空气压缩机、143空气管道、144储气压力传感器、15生活居住舱或重要设备货物舱、1601活塞杆、1602弹簧罩、1603复位弹簧、1604弹簧座、1605活塞杆定位导轮、1606拉杆座、1607拉杆、1608活塞、1609压缩缸体、1610进出水管道、1611滑轮、1612圆盘、1613受力轮轴、1614外部桁架连通杆件、1615活塞杆定位座框、1616缸体安装座连通杆件、1617拉杆接头、1618电动液压泵、1619弹簧升降塞、1620液压升降杆、1621连接杆件、1622连接板、1624单向阀门、1625高压出水管道、1626低压进水管道、1627上平面板、1628下平面板、(1605+1615+1621)活塞杆定位座、(1612+1616)缸体安装座、(1618+1619+1620)弹簧控制器。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本发明内容进行详细说明:
实施例1:
如图1和图2所示为本发明提供的一种通用海上平台的实施例示意图。
一种通用海上平台,它包括构成平台的支撑体系的桁架主体(01);所述桁架主体(01)由下而上分布有水下层(011)、水面层(012)和水上层(013)三层结构;所述水下层指桁架主体始终处于水下的部分,所述水面层指桁架主体处于水面海浪活动区域的部分,所述水上层指桁架主体处于水面海浪活动区域之上的部分;它还包括固设于水下层(011)中且为平台的漂浮提供90%以上浮力的第一浮体组件(02)以及设于水面层(012)中且通过减振结构07连接于桁架主体(01)上与第一浮体组件(02)配合保证平台漂浮的第二浮体组件(03)。
在一优选方案中,如图2所示,所述通用海上平台还包括储气组件14,所述储气组件包括若干个储气罐141以及与储气罐141相连的一个以上空气压缩机142;储气罐进气口通过带阀门的空气管道143与空气压缩机142的压缩空气出口相连。所述储气组件设于水上层中。储气罐间可通过带阀门的空气管道进行直接连通,储气罐通过带阀门的空气管道与其他气源和/或需气设备相连。
所述通用海上平台还包括公共高压空气管道(04),所述公共高压空气管道(04)与高压气源通过控制阀门(05)相连,所述公共高压空气管道(04)设有泄压阀门(06);所述第一浮体组件(02)包括若干个位于水下层(011)同一水平高度的第一单浮体(021);所述第一单浮体(021)包括第一耐压罐体(0211)、与第一耐压罐体(0211)罐内底部连通的第一进出水管道(0212)、与第一耐压罐体(0211)罐内顶部连通的第一进出空气管道(0213)、设于第一耐压罐体(0211)内的第一水位传感器(0214)以及设于第一耐压罐体(0211)顶部的第一空气压力传感器(0215),所述第一进出水管道(0212)与水源通过控制阀门(05)相连,所述第一进出空气管道(0212)与公共高压空气管道(04)通过控制阀门(05)相连。
本实施例中,利用公共高压空气管道和泄压阀门对第一耐压罐体进行空气加压或空气减压以改变第一耐压罐体的罐内压力与第一耐压罐体的罐外水压的压力差,从而增减第一耐压罐体的罐内水量,使第一耐压罐体对平台提供的浮力改变。
实施例2:
如图1至图17所示为本发明提供的一种通用海上平台的实施例示意图。
一种通用海上平台,它包括构成平台的支撑体系的桁架主体(01);所述桁架主体(01)由下而上分布有水下层(011)、水面层(012)和水上层(013)三层结构;它还包括固设于水下层(011)中且为平台的漂浮提供90%以上浮力的第一浮体组件(02)以及设于水面层(012)中且通过减振结构连接于桁架主体(01)上与第一浮体组件(02)配合保证平台漂浮的第二浮体组件(03)。
如图10至图12所示,所述桁架主体(01)是主要由长条形杆件连接而成的三维稳定刚性支撑体,所述桁架主体(01)的水平投影呈以正三角形网格为壁厚的正六边形蜂窝结构;所述桁架主体(01)包括竖向设置且水平投影构成正三角形网格的各个节点的连通杆件(014)、水平设置且水平投影构成正三角形网格的各个边的平面连接杆件(015)以及斜向连接于两连通杆件(014)之间的斜面连接杆件(016),所述平面连接杆件(015)构成多层正三角形网格;所述水面层(012)的水平投影由以正三角形网格分隔出两种尺寸规格不同的正六边形构成,每个大尺寸正六边形隔着正三角形网格与多个小尺寸正六边形相邻;小尺寸正六边形的边长与正三角形的边长相等,大尺寸正六边形的边长为正三角形的边长的两倍;小尺寸正六角形为柱状空腔A(017)的水平投影,柱状空腔A(017)由水下层(011)底部连通至水上层(013);大尺寸正六角形为柱状空腔B(018)的水平投影。
所述通用海上平台还包括公共高压空气管道(04),所述公共高压空气管道(04)与高压气源通过控制阀门(05)相连,所述公共高压空气管道(04)设有泄压阀门(06);所述第一浮体组件(02)包括若干个位于水下层(011)同一水平高度的第一单浮体(021);所述第一单浮体(021)包括第一耐压罐体(0211)、与第一耐压罐体(0211)罐内底部连通的第一进出水管道(0212)、与第一耐压罐体(0211)罐内顶部连通的第一进出空气管道(0213)、设于第一耐压罐体(0211)内的第一水位传感器(0214)以及设于第一耐压罐体(0211)顶部的第一空气压力传感器(0215),所述第一进出水管道(0212)与水源通过控制阀门(05)相连,所述第一进出空气管道(0212)与公共高压空气管道(04)通过控制阀门(05)相连。
所述第一单浮体(021)分置于柱状空腔A(017)内;所述第一单浮体(021)还包括结构连接杆件(0216)和外连接座(0217);所述第一进出水管道(0212)和第一进出空气管道(0213)从第一耐压罐体(0211)顶部竖直穿入且延伸至第一耐压罐体(0211)底部;第一进出水管道(0212)、第一进出空气管道(0213)以及结构连接杆件(0216)在第一耐压罐体(0211)内构成加强第一耐压罐体(0211)结构强度的支架,所述支架与第一耐压罐体(0211)罐壁固定连接;第一耐压罐体(0211)外壁上设置外连接座(0217),每个外连接座(0217)连接有与桁架主体(01)相连接且分别向上和向下延伸的一对固定绳或链(0218),所述外连接座(0217)设有能与固定绳或链(0218)连接的接头(02171)。
所述支架的主体的水平投影为外轮廓呈正六边形且内部被等分为六个正三角形,位于不同水平面的多根结构连接杆件构成支架主体的两层以上水平连接结构,每层水平连接结构通过水平设置且外端头固定有增强板的结构连接杆件与第一耐压罐体内壁相接触顶靠,增强板与外连接座通过穿设于第一耐压罐体上的螺纹连接结构进行固定密闭连接。
在一优选方案中,如图4和图5所示,所述第一耐压罐体为密闭的有耐压能力的长条圆柱形容器;构成支架水平投影中的七个节点的是七条有足够强度及耐压能力的穿入管道,由顶部(端部)导入第一耐压罐体中,并与第一耐压罐体底部内壁相固定;其中六条穿入管道为第一进出水管道,构成正六角形的六个节点,第一进出水管道通至第一耐压罐体底部(另一端部)内开口,余下一条穿入管道为进出空气管道,位于正六角形布局的中心,也通达第一耐压罐体的底部,且位于第一耐压罐体内的上部开有多个通气小孔;构成支架水平投影中的各条边的是十二条水平延伸且与穿入管道对应相连的结构连接杆件,每十二条结构连接杆件构成支架主体中的一层水平连接结构,根据支架主体的高度设有两层以上水平连接结构。每层水平连接结构通过水平设置且外端头固定有增强板的结构连接杆件与第一耐压罐体内壁相接触顶靠,与第一耐压罐体形成六接触点;增强板设螺栓孔,用连接螺栓与外连接座连接,并夹紧圆柱形外壳的壳体,连接螺栓上设有防漏措施。每个第一耐压罐体至少设有两层即十二个外连接座;各第一耐压罐体由每个外连接座引两条钢链,一条斜向上,一条斜向下,分别对应与桁架主体连通杆件上设置的连接座连接。伸出第一耐压罐体外的穿入管道部分依然设置有几层水平连接结构,以保证伸出部分的结构稳定。六条进出水管道连通为一条后与公共高压水管道连接;中心的进出空气管道与公共高压空气管道连接;由第一水位传感器和第一空气压力传感器监测得到第一耐压罐体内的水位和空气压力,根据荷载需要调节第一耐压罐体内的水位,改变第一耐压罐体向桁架主体提供的浮力。
在构成柱状空腔A的桁架主体上设有沿竖向方向间隔设置的多个导轮组;每个导轮组包括环第一耐压罐体均匀间隔布设且轮道与第一耐压罐体外轮廓相吻合的多个导轮022。在一优选方案中,在构成柱状空腔A的桁架主体上,每层平面连接杆件中部设有导轮022。
所述减振结构为由第二浮体组件(03)拉动工作的直线往复式水泵(072);当设有直线往复式水泵(072)时,所述水源经由直线往复式水泵(072)与第一进出水管道(0212)相连。
所述海上通用平台还包括公共高压水管道(08)以及公共低压水管道(09),所述公共高压水管道(08)与公共低压水管道(09)通过控制阀门(05)相连,所述公共低压水管道(09)与大气相通,与第一进出水管道相连的水源优选采用淡水,所述水源来自于公共低压水管道(09);当设有直线往复式水泵(072)时,所述直线往复式水泵(072)的进水口与公共低压水管道(09)相连,所述直线往复式水泵(072)的出水口通过公共高压水管道(08)与第一进出水管道(0212)相连;当设有直线往复式双用泵(071)时,所述三通控制阀A(0711)的第一入口与公共低压水管道(09)相连,所述三通控制阀B(0712)的第一出口通过公共高压水管道(08)与第一进出水管道(0212)相连。
所述通用海上平台还包括空罐时悬挂于水上层(013)且贮液时不断下放于水中的若干零星单浮体(10),所述零星单浮体(10)能固设于水下层(011)中。
所述零星单浮体(10)包括零星耐压罐体(101)、控制零星耐压罐体(101)升降的升降设备(102)、与零星耐压罐体(101)罐内底部连通的零星进出水管道(103)、与零星耐压罐体(101)罐内顶部连通的零星进出空气管道(104)、设于零星耐压罐体(101)内的零星水位传感器(105)以及设于零星耐压罐体(101)顶部的零星空气压力传感器(106),所述零星进出水管道(103)与公共低压水管道(09)通过控制阀门(05)相连和/或与公共高压水管道(08)通过控制阀门(05)相连,所述零星进出空气管道(104)与公共高压空气管道(04)通过控制阀门(05)相连。
在一优选方案中,所述零星单浮体的结构与第一单浮体的结构基本相同,其未使用时始终吊装固定于柱状空腔A的上部,不与水相接触。零星单浮体既可在部分第一单浮体无法使用或恶劣天气下为平台提供后备安全浮力,又可以作为储水罐用于储存水。作为储水罐储水时,零星进出水管道及零星进出空气管道连接上可伸缩的耐压软管,利用升降设备控制零星耐压罐体的升降;随着装入水让零星耐压罐体不断下沉以获得浮力平衡自身重量,直至圆柱形外壳沉入水中只留零星进出水管道及零星进出空气管道于上,用水时通入高压空气压出淡水;随着用水让零星耐压罐体不断上升直至吊出水面,最后复升至水上层固定。如此,零星单浮体作为储水罐使用时,不会让通用海上平台的整体荷载有大的变化。
所述第二浮体组件(03)包括分置于各柱状空腔B(018)内的多个第二单浮体(031),所述第二单浮体(031)包括排水浮体(0311)以及固定于排水浮体(0311)下端的连接头(0312),每个排水浮体(0311)拉动三个以上减振结构,减振结构设于排水浮体(0311)上方且以柱状空腔B(018)的竖向中轴线为圆心均匀环绕布设,所述第二单浮体(031)包括固设于排水浮体(0311)下方的桁架主体(01)上且与减振结构对应设置的三个以上定滑轮(0313)以及对应连接于连接头(0312)和减振结构之间且由定滑轮(0313)换向的三组以上钢绳构件(0314)。定滑轮与桁架主体的连接为可拆卸式,必要时可吊升出水面维修、保养。
由于每个第二单浮体的排水浮体同时受三组以上钢绳构件的三个以上方向的约束,所以不管海浪如何变化,排水浮体将顺着约束力的合力方向工作,每个第二单浮体的排水浮体可以单独的对海浪的运动作出反应,在对桁架主体提供浮力的同时,吸收海浪的能量,而排水浮体的体积决定了其无论于何种海况下的最大受力,这就从根本上防止了海浪运动对平台的破坏。在一优选方案中,每个排水浮体配备有三个安置于水上层柱状空腔B旁侧的正三角形空腔里的直线往复式水泵,每个直线往复式水泵由一组钢绳构件拉动;所述排水浮体设置于水面层底部,所述排水浮体上部分为圆柱体球形顶且其下部分为倒置圆锥体,上下部分为一整体。
所述连接头(0312)包括与排水浮体(0311)固定连接的连接件(03121)、设于连接件(03121)下方的连接盘(03122)以及连接于连接件(03121)与连接盘(03122)之间的万向节(03123)或钢环链;所述连接盘(03122)底面上设有与减振结构相配对设置的三个以上钢绳接口。所述万向节为二轴十字交错结构,所述钢环链含三节以上依次连接的钢环。设于连接盘底面上的多个钢绳接口以连接盘的中点为中心,等分间隔,环绕排列。每个钢绳接口可以连接由多条钢绳构成的一组钢绳构件,多条钢绳也视为一条工作,每组钢绳构件经桁架主体水下层的各自对应设置的定滑轮导向,定滑轮的滑道数对应钢绳数,最终拉动各自对应的直线往复式水泵作功。
所述公共高压水管道(08)和公共低压水管道(09)之间连接有若干分支水管道,所述分支水管道上设有水轮发电机(11)。
所述通用海上平台还包括设于水上层的生活居住舱,所述生活居住舱为用轻质板材锁定于水上层杆件上形成的可供生活居住使用空间,所述轻质板材为具有足够强度、密度小于水且不吸水的材料。
所述通用海上平台还包括设于水上层的重要设备货物舱,所述重要设备货物舱采用水密舱结构并设置通气管道。在一实施例中,重要设备货物舱设有外连接座结构,以通过钢链与桁架主体连接。
如图17所示,所述通用海上平台还包括一个以上锚定组件,所述锚定组件包括固定于浅海海底的海底桩(131)、固设于水上层(013)上的卷扬机(132)以及连接于海底桩(131)与卷扬机(132)之间且由卷扬机(132)控制收放的锚链(133)。在一优选方案中,当平台固定锚泊于浅海区时,设置锚定系统可以提高第二浮体组件吸收海浪能量的效率;根据潮涨、潮落来放松、收紧锚链,使通用海上平台能随时处于最佳浮力状态,又能有固定的高度参照点,提高第二浮体组件做功效率。
当通用海上平台为活动型且于深海区时,增加储水罐数量,且于储满水后与桁架主体固定连接,加大通用海上平台整体质量,也可以提高第二浮体组件对海浪能量的吸收效率。
所述通用海上平台还包括实时显示平台工作状态并能进行相应设备的工作控制的浮力控制装置(141)、监测桁架主体(01)吃水深度的一个以上浸没水位传感器(142);所述控制阀门(05)和泄压阀门(06)为自动控制阀门;浮力控制装置(141)与各水位传感器、各压力传感器、各自动控制阀门分别对应相连,根据桁架主体(01)吃水深度、各第一耐压罐体(0211)和零星耐压罐体(101)内的空气压力和水位的状况,实现各第一耐压罐体(0211)间以及零星耐压罐体(101)的状态调节以及桁架主体(01)的浮力均衡调节。
所述通用海上平台的浮力调节方法,它包括以下具体内容:
各第一单浮体(021)的第一耐压罐体(0211)罐内都储存有水,公共高压水管道(08)将各第一耐压罐体(0211)相互连通,高压气源通过公共高压空气管道(04)向各第一耐压罐体(0211)充入高压空气并平衡相互间的压力,使各第一耐压罐体(0211)罐内部储存的水量相同以获得的浮力平衡;
在保持固定于水下层(011)的第一单浮体(021)数量不变时,如需要增加浮力,则调用零星单浮体(10)作为储水罐使用,从第一耐压罐体(0211)内的水接引入储水罐中,随着进入储水罐的水量不断增加,逐渐下放储水罐至水中以获得浮力平衡储水罐的重力;如需要减少浮力,则利用高压空气将储水罐的水压往公共低压水管道(09),同时减少水轮发电机(11)的发电功率,则储水罐的水被引入第一耐压罐体(0211)中,随着储水罐内的水量不断减少,逐渐上提储水罐直至返回至水上层(013)恢复为零星单浮体(10);
在需要改变固定于水下层的第一单浮体数量时,若为增加浮力,则调用零星单浮体(10)作为增设第一单浮体使用,将增设第一单浮体储水后下放至水下层并固定在与第一单浮体(021)的第一耐压罐体(0211)同一水平高度上,然后向增设第一单浮体的增设第一耐压罐体通入高压空气以减少水量,直至增设第一耐压罐体达到所需浮力即停止减少水量,并调节增设第一耐压罐体内的空气压力与各第一耐压罐体(0211)的空气压力相平衡后相互连通;若为减少浮力,则将选定的第一单浮体(021)先减压加水后解除与水下层(011)的连接使之成为储水罐,再通入高压空气将该储水罐的水压往公共低压水管道(09)直至罐体提升至水上层(013)成为零星单浮体。
所述通用海上平台的稳定发电方法,它包括以下具体内容:
通过第一浮体组件(02)及公共高压空气管道(04)内高压空气的压力值确定减振结构的最小输出压力值,控制并保持第一浮体组件(02)及公共高压空气管道(04)内高压空气压力的稳定,根据减振结构向公共高压水管道(08)或公共高压空气管道(04)泵送的水流量或气流量开启相应数量和功率的水轮发电机(11)或气体膨胀发电机/螺杆膨胀发电机(12)发电,让发电用的水流量或气流量与减振结构压入的水流量或气流量相匹配,并同时保证公共高压水管道(08)和公共低压水管道(09)的水流循环流量平衡,保证第一浮体组件(02)内及公共高压空气管道(04)内的高压空气压力稳定于设定值。
在一优选方案中,所述浮力控制装置为一套计算机系统,它包括主机、显示器等,其能够实时显示平台的水下层、水面层平面图,各个第一单浮体、第二单浮体编号对应于图上显示,实时显示各个第一单浮体内水位、压力状态,显示各个第二单浮体工作状态,显示各控制阀门和泄压阀门的开关状态并可根据需要开关控制阀门和泄压阀门,显示储气罐的压力,显示零星单浮体的状态等。平台由第一浮体组件提供绝大部分所需的浮力,第二浮体组件提供决定通用海上平台能浮于水面的最后的、少量的浮力,零星单浮体提供后备的安全浮力。平台的最优浮力状态为第一浮体组件吃水刚好及顶,第二浮体组件刚获得浮力张紧钢绳;此时桁架主体刚性连接的排水体积,在海浪活动区内的只有桁架主体杆件自身的体积,受海浪运动的不利影响最小。浮力控制装置的控制目的在于及时增减平台获得的浮力以应对各种不同条件引起的荷载变化,使平台始终处于最佳浮力状态:少量的荷载增加,可以直接由第二浮体组件的吃水变化体现出来;稍大量的荷载增加,可以将第一耐压罐体内的水移往零星耐压罐体调用过来的储水罐,第一耐压罐体的内装水量有一定的可调控量,从公共低压水管道引管道将水接至储水罐,同时开启相应的水轮发电机加大发电功率,并同时对第一耐压罐体加入与被转移水等体积高压空气,即完成水的转移,加大了第一单浮体的浮力;更大量的荷载增加可以增加第一耐压罐体的数量,零星耐压罐体储水后下沉至第一单浮体的相同高度位置后将其与桁架主体连接固定,将其零星进出水管道与公共高压水管道连接,对下沉固定好的零星耐压罐体通入高压空气加压,至水位降低到与第一单浮体同时,停止加压,并使压力与其它第一单浮体相同,与此同时用另一零星耐压罐体的零星进出水管道与公共低压水管道连接取水,取出前一个零星耐压罐体多余的水量,则完成将前一个零星耐压罐体变成第一单浮体加入第一浮体组件;反之,通用海上平台大量卸载时应从储水罐往第一浮体组件内加水,或减少第一浮体组件所属的第一单浮体数量。正常工作时公共高压空气管道与第一单浮体是不连通的,第一浮体组件所属的各个第一单浮体内水位相同、空气压力相同,个别第一单浮体的损坏泄漏以及不同第一单浮体密封能力的差异,将引起不同第一单浮体相对的内水位及空气压力的变化,定时的有选择关闭个别第一单浮体与公共高压水管道的连通,单位时间内其内水位、压力应该无变化,或变化在规定的范围内,浮力控制装置可以通过及时监测个别第一单浮体与多数第一单浮体之间的内压力及内水位的差异变化以作出准确调整,使所有第一单浮体内水位一致、空气压力相同,变化同步;单独为个别第一单浮体加压将降低其内部水位。
上述优选方案中,当平台的浮力稳定时,浮力控制装置还可以应用于稳定发电中:所述第一浮体组件所属的第一耐压罐体内有高压空气,其第一进出空气管道经控制阀门与公共高压空气管道连接;所述公共高压空气管道经控制阀门与储气罐连接;第一耐压罐体内盛装淡水,其第一进出水管道经控制阀门与公共高压水管道连接;所述公共高压水管道经控制阀门与所有的直线往复式水泵的出水口连接;所述第二浮体组件所属的各个第二单浮体的排水浮体在海浪作用下同时拉动三个直线往复式水泵不断的压出高压水流,汇聚于公共高压水管道;公共高压水管道聚合所有直线往复式水泵的输出高压水流后,有序分配给各个水轮机发电机发电;所述水轮机发电机包括多台不同功率的机组;水轮发电机出水管道与公共低压水管道连接,公共低压水管道与所有的直线往复式水泵的进水口经控制阀门连接,公共低压水管道还连接有多条支管道通往水上层开口,以利用大气压力;所述高压水管道、低压水管道高压空气管道都设有主管道和支管道,三种管道平行设置;发电系统使用水作为传递能量的介质,循环使用。浮力控制装置可以指挥有关控制阀门和泄压阀开、关,使用泄压阀和/或不同压力的储气罐对第一浮体组件所属的所有第一单浮体内的空气压力进行集体升高或降低,以适应更大浪高或者是提高第二浮体组件的灵敏度;当主动控制改变第一单浮体内空气压力时应在不改变第一单浮体内水位的条件下调整,增减空气压力应当所有第一单浮体同步进行。在没有主动调整第一浮体组件整体内压力的情况下,根据第一浮体组件内空气压力的变化趋势而做出发电功率调整,第一浮体组件内不断持续的压力升高应当增加发电输出功率,反之则应当减少发电输出功率,使发电功率与实际吸收能量的功率匹配,则可以达到稳定高质量的电力输出。系统内的循环水是相对固定的量,因此还可以根据公共低压水管道存水量的变化做出调整,当第二浮体组件吸收海浪能量的总功率大于水轮发电机的即时发电总功率时,将反映于公共低压水管道存水量的减少;当第二浮体组件吸收海浪能量的总功率小于水轮发电机的即时发电功率时,将反映于公共低压水管道存水量的增加;根据上述的水量变化,及时调整发电功率,也可以达到功率平衡,继而得到并输出高质量的电力;通过水轮发电机自身的调整,或者是增、减水发电机组数量可以调整发电总功率。公共低压水管道存水量的减少与第一浮体组件内不断持续的压力升高或公共低压水管道存水量的增加与第一浮体内不断持续的压力降低必定统一,有矛盾时则说明发生泄漏。
本发明构成的不同型号的海上平台(参见图10和图13),其桁架主体的整体外部形状、规模大小由平台设定的功能需求而定,通常的优化结果是海上平台的整体水平投影呈正六边形,其边长大于高度,设定的水面层高度即为该型号通用海上平台的第二单浮体的排水浮体最大上下浮动的行程,该上下浮动行程的大小决定着其所适应的浪高。所述通用海上平台还设有驱动系统,驱动系统包括动力系统以及动力舱,通用海上平台的动力系统可以使用现有成熟的技术,可以备有多种动力系统,但优先使用电力驱动系统,所述动力舱为水密舱式,动力系统安置于动力舱中,通用海上平台设置有多个动力舱。所述通用海上平台还应设置有各种必须的附属设备,例如,海水淡化装置、起重吊装机械、生活环保设备等等。
实施例3:
如图18所示为本发明提供的一种通用海上平台的实施例示意图。
一种通用海上平台,它包括构成平台的支撑体系的桁架主体(01);所述桁架主体(01)由下而上分布有水下层(011)、水面层(012)和水上层(013)三层结构;它还包括固设于水下层(011)中且为平台的漂浮提供90%以上浮力的第一浮体组件(02)以及设于水面层(012)中且通过减振结构连接于桁架主体(01)上与第一浮体组件(02)配合保证平台漂浮的第二浮体组件(03)。
所述通用海上平台还包括公共高压空气管道(04),所述公共高压空气管道(04)与高压气源通过控制阀门(05)相连,所述公共高压空气管道(04)设有泄压阀门(06);所述第一浮体组件(02)包括若干个位于水下层(011)同一水平高度的第一单浮体(021);所述第一单浮体(021)包括第一耐压罐体(0211)、与第一耐压罐体(0211)罐内底部连通的第一进出水管道(0212)、与第一耐压罐体(0211)罐内顶部连通的第一进出空气管道(0213)、设于第一耐压罐体(0211)内的第一水位传感器(0214)以及设于第一耐压罐体(0211)顶部的第一空气压力传感器(0215),所述第一进出水管道(0212)与水源通过控制阀门(05)相连,所述第一进出空气管道(0212)与公共高压空气管道(04)通过控制阀门(05)相连。
所述减振结构为由第二浮体组件(03)拉动工作的直线往复式气泵(073);当设有直线往复式气泵(073)时,所述直线往复式气泵(073)的进气口与低压气源相连,所述直线往复式气泵(073)的出气口与公共高压空气管道(04)相连。
所述通用海上平台还包括公共高压水管道(08)以及公共低压水管道(09),所述公共高压水管道(08)与公共低压水管道(09)通过控制阀门(05)相连,所述公共低压水管道(09)与大气相通,所述水源来自于公共低压水管道(09);当设有直线往复式水泵(072)时,所述直线往复式水泵(072)的进水口与公共低压水管道(09)相连,所述直线往复式水泵(072)的出水口通过公共高压水管道(08)与第一进出水管道(0212)相连;当设有直线往复式双用泵(071)时,所述三通控制阀A(0711)的第一入口与公共低压水管道(09)相连,所述三通控制阀B(0712)的第一出口通过公共高压水管道(08)与第一进出水管道(0212)相连。
所述通用海上平台还包括空罐时悬挂于水上层(013)且贮液时不断下放于水中的若干零星单浮体(10),所述零星单浮体(10)能固设于水下层(011)中。
所述零星单浮体(10)包括零星耐压罐体(101)、控制零星耐压罐体(101)升降的升降设备(102)、与零星耐压罐体(101)罐内底部连通的零星进出水管道(103)、与零星耐压罐体(101)罐内顶部连通的零星进出空气管道(104)、设于零星耐压罐体(101)内的零星水位传感器(105)以及设于零星耐压罐体(101)顶部的零星空气压力传感器(106),所述零星进出水管道(103)与公共低压水管道(09)通过控制阀门(05)相连和/或与公共高压水管道(08)通过控制阀门(05)相连,所述零星进出空气管道(104)与公共高压空气管道(04)通过控制阀门(05)相连。
所述公共高压水管道(08)和公共低压水管道(09)之间连接有若干分支水管道,所述分支水管道上设有水轮发电机(11)。
所述公共高压空气管道(04)连接有若干分支空气管道,所述分支空气管道上设有气体膨胀发电机或者螺杆膨胀发电机(12)。
所述通用海上平台还包括储气组件,所述储气组件包括若干个储气罐以及与储气罐相连的一个以上空气压缩机;所述储气罐进气口通过带阀门的空气管道与空气压缩机的压缩空气出口相连,所述公共高压空气管道与储气罐的出气口通过控制阀门相连,并与第一进出空气管道进行互连互通,实现储气罐对第一浮体组件的高压空气供给。在一优选方案中,储气罐的结构、规格与第一单浮体基本相近,可适当加强耐压能力,其倒置安放于第一单浮体上方的水上层空腔里使管道接口朝下,其相当于第一单浮体的第一进出水管道在此做为进出空气管道与空气压缩机连接,其本身的进出空气管道与公共高压空气管道连接;储气罐与桁架主体水上层固定连接。所述储气组件还可以直接选用多个第一单浮体,被选中的第一单浮体的第一进出水管道与公共高压水管道的连通管道关闭,第一进出空气管道与公共高压空气管道连通,其备用高压空气压力高于正常工作的第一浮体内的空气压力。
实施例4:
如图19所示为本发明提供的一种通用海上平台的实施例示意图。
一种通用海上平台,它包括构成平台的支撑体系的桁架主体(01);所述桁架主体(01)由下而上分布有水下层(011)、水面层(012)和水上层(013)三层结构;它还包括固设于水下层(011)中且为平台的漂浮提供90%以上浮力的第一浮体组件(02)以及设于水面层(012)中且通过减振结构连接于桁架主体(01)上与第一浮体组件(02)配合保证平台漂浮的第二浮体组件(03)。
所述通用海上平台还包括公共高压空气管道(04),所述公共高压空气管道(04)与高压气源通过控制阀门(05)相连,所述公共高压空气管道(04)设有泄压阀门(06);所述第一浮体组件(02)包括若干个位于水下层(011)同一水平高度的第一单浮体(021);所述第一单浮体(021)包括第一耐压罐体(0211)、与第一耐压罐体(0211)罐内底部连通的第一进出水管道(0212)、与第一耐压罐体(0211)罐内顶部连通的第一进出空气管道(0213)、设于第一耐压罐体(0211)内的第一水位传感器(0214)以及设于第一耐压罐体(0211)顶部的第一空气压力传感器(0215),所述第一进出水管道(0212)与水源通过控制阀门(05)相连,所述第一进出空气管道(0212)与公共高压空气管道(04)通过控制阀门(05)相连。
所述减振结构为由第二浮体组件(03)拉动工作的直线往复式双用泵(071);当设有直线往复式双用泵(071)时,所述直线往复式双用泵(071)的出入口分设有三通控制阀B(0712)和三通控制阀A(0711),所述三通控制阀A(0711)的第一入口与水源相连,所述三通控制阀A(0711)的第二入口与低压气源相连,所述三通控制阀A(0711)的出口与直线往复式双用泵(071)的入口相连,所述三通控制阀B(0712)的第一出口与第一进出水管道(0212)相连,所述三通控制阀B(0712)的第二出口与公共高压空气管道(04)相连,所述三通控制阀B(0712)的入口与直线往复式双用泵(071)的出口相连。
所述通用海上平台还包括公共高压水管道(08)以及公共低压水管道(09),所述公共高压水管道(08)与公共低压水管道(09)通过控制阀门(05)相连,所述公共低压水管道(09)与大气相通,所述水源来自于公共低压水管道(09);当设有直线往复式水泵(072)时,所述直线往复式水泵(072)的进水口与公共低压水管道(09)相连,所述直线往复式水泵(072)的出水口通过公共高压水管道(08)与第一进出水管道(0212)相连;当设有直线往复式双用泵(071)时,所述三通控制阀A(0711)的第一入口与公共低压水管道(09)相连,所述三通控制阀B(0712)的第一出口通过公共高压水管道(08)与第一进出水管道(0212)相连。
所述通用海上平台还包括空罐时悬挂于水上层(013)且贮液时不断下放于水中的若干零星单浮体(10),所述零星单浮体(10)能固设于水下层(011)中。
所述零星单浮体(10)包括零星耐压罐体(101)、控制零星耐压罐体(101)升降的升降设备(102)、与零星耐压罐体(101)罐内底部连通的零星进出水管道(103)、与零星耐压罐体(101)罐内顶部连通的零星进出空气管道(104)、设于零星耐压罐体(101)内的零星水位传感器(105)以及设于零星耐压罐体(101)顶部的零星空气压力传感器(106),所述零星进出水管道(103)与公共低压水管道(09)通过控制阀门(05)相连和/或与公共高压水管道(08)通过控制阀门(05)相连,所述零星进出空气管道(104)与公共高压空气管道(04)通过控制阀门(05)相连。
所述公共高压水管道(08)和公共低压水管道(09)之间连接有若干分支水管道,所述分支水管道上设有水轮发电机(11)。
所述公共高压空气管道(04)连接有若干分支空气管道,所述分支空气管道上设有气体膨胀发电机或者螺杆膨胀发电机(12)。

Claims (15)

1.一种通用海上平台,其特征在于:它包括构成平台的支撑体系的桁架主体(01);所述桁架主体(01)由下而上分布有水下层(011)、水面层(012)和水上层(013)三层结构;它还包括固设于水下层(011)中且为平台的漂浮提供90%以上浮力的第一浮体组件(02)以及设于水面层(012)中且通过减振结构连接于桁架主体(01)上与第一浮体组件(02)配合保证平台漂浮的第二浮体组件(03);它还包括空罐时悬挂于水上层(013)的若干零星单浮体(10),所述零星单浮体(10)能在贮液时不断下放于水中,且能固设于水下层(011)中;所述第一浮体组件(02)包括若干个位于水下层(011)的第一单浮体(021);所述第二浮体组件(03)包括多个第二单浮体(031),所述第二单浮体(031)包括排水浮体(0311),每个排水浮体(0311)拉动三个以上减振结构。
2.根据权利要求1所述的通用海上平台,其特征在于:它还包括公共高压空气管道(04),所述公共高压空气管道(04)与高压气源通过控制阀门(05)相连,所述公共高压空气管道(04)设有泄压阀门(06);各个第一单浮体位于同一水平高度;所述第一单浮体(021)包括第一耐压罐体(0211)、与第一耐压罐体(0211)罐内底部连通的第一进出水管道(0212)、与第一耐压罐体(0211)罐内顶部连通的第一进出空气管道(0213)、设于第一耐压罐体(0211)内的第一水位传感器(0214)以及设于第一耐压罐体(0211)顶部的第一空气压力传感器(0215),所述第一进出水管道(0212)与水源通过控制阀门(05)相连,所述第一进出空气管道(0213)与公共高压空气管道(04)通过控制阀门(05)相连。
3.根据权利要求2所述的通用海上平台,其特征在于:所述减振结构为由第二浮体组件(03)拉动工作的直线往复式双用泵(071)、直线往复式水泵(072)、直线往复式气泵(073)中的一种以上;当设有直线往复式水泵(072)时,所述水源经由直线往复式水泵(072)与第一进出水管道(0212)相连;当设有直线往复式气泵(073)时,所述直线往复式气泵(073)的进气口与低压气源相连,所述直线往复式气泵(073)的出气口与公共高压空气管道(04)相连;当设有直线往复式双用泵(071)时,所述直线往复式双用泵(071)的出入口分设有三通控制阀B(0712)和三通控制阀A(0711),所述三通控制阀A(0711)的第一入口与水源相连,所述三通控制阀A(0711)的第二入口与低压气源相连,所述三通控制阀A(0711)的出口与直线往复式双用泵(071)的入口相连,所述三通控制阀B(0712)的第一出口与第一进出水管道(0212)相连,所述三通控制阀B(0712)的第二出口与公共高压空气管道(04)相连,所述三通控制阀B(0712)的入口与直线往复式双用泵(071)的出口相连。
4.根据权利要求3所述的通用海上平台,其特征在于:它还包括公共高压水管道(08)以及公共低压水管道(09),所述公共高压水管道(08)与公共低压水管道(09)通过控制阀门(05)相连,所述公共低压水管道(09)与大气相通,所述水源来自于公共低压水管道(09);当设有直线往复式水泵(072)时,所述直线往复式水泵(072)的进水口与公共低压水管道(09)相连,所述直线往复式水泵(072)的出水口通过公共高压水管道(08)与第一进出水管道(0212)相连;当设有直线往复式双用泵(071)时,所述三通控制阀A(0711)的第一入口与公共低压水管道(09)相连,所述三通控制阀B(0712)的第一出口通过公共高压水管道(08)与第一进出水管道(0212)相连。
5.根据权利要求4所述的通用海上平台,其特征在于:所述零星单浮体(10)包括零星耐压罐体(101)、控制零星耐压罐体(101)升降的升降设备(102)、与零星耐压罐体(101)罐内底部连通的零星进出水管道(103)、与零星耐压罐体(101)罐内顶部连通的零星进出空气管道(104)、设于零星耐压罐体(101)内的零星水位传感器(105)以及设于零星耐压罐体(101)顶部的零星空气压力传感器(106),所述零星进出水管道(103)与公共低压水管道(09)通过控制阀门(05)相连和/或与公共高压水管道(08)通过控制阀门(05)相连,所述零星进出空气管道(104)与公共高压空气管道(04)通过控制阀门(05)相连。
6.根据权利要求5所述的通用海上平台,其特征在于:所述公共高压水管道(08)和公共低压水管道(09)之间连接有若干分支水管道,所述分支水管道上设有水轮发电机(11)。
7.根据权利要求3-6任意一项所述的通用海上平台,其特征在于:所述公共高压空气管道(04)连接有若干分支空气管道,所述分支空气管道上设有气体膨胀发电机或者螺杆膨胀发电机(12)。
8.根据权利要求3-6任意一项所述的通用海上平台,其特征在于:所述桁架主体(01)是主要由长条形杆件连接而成的三维稳定刚性支撑体,所述桁架主体(01)的水平投影呈以正三角形网格为壁厚的正六边形蜂窝结构;所述桁架主体(01)包括竖向设置且水平投影构成正三角形网格的各个节点的连通杆件(014)、水平设置且水平投影构成正三角形网格的各个边的平面连接杆件(015)以及斜向连接于两连通杆件(014)之间的斜面连接杆件(016),所述平面连接杆件(015)构成多层正三角形网格;所述水面层(012)的水平投影由以正三角形网格分隔出两种尺寸规格不同的正六边形构成,每个大尺寸正六边形隔着正三角形网格与多个小尺寸正六边形相邻;小尺寸正六角形为柱状空腔A(017)的水平投影,柱状空腔A(017)由水下层(011)底部连通至水上层(013);大尺寸正六角形为柱状空腔B(018)的水平投影。
9.根据权利要求8所述的通用海上平台,其特征在于:所述第一单浮体(021)分置于柱状空腔A(017)内;所述第一单浮体(021)还包括结构连接杆件(0216)和外连接座(0217);所述第一进出水管道(0212)和第一进出空气管道(0213)从第一耐压罐体(0211)顶部竖直穿入且延伸至第一耐压罐体(0211)底部;第一进出水管道(0212)、第一进出空气管道(0213)以及结构连接杆件(0216)在第一耐压罐体(0211)内构成加强第一耐压罐体(0211)结构强度的支架,所述支架与第一耐压罐体(0211)罐壁固定连接;第一耐压罐体(0211)外壁上设置外连接座(0217),每个外连接座(0217)连接有与桁架主体(01)相连接且分别向上和向下延伸的一对固定绳或链(0218),所述外连接座(0217)设有能与固定绳或链(0218)连接的接头(02171)。
10.根据权利要求8所述的通用海上平台,其特征在于:所述第二浮体组件(03)包括分置于各柱状空腔B(018)内的多个第二单浮体(031),所述第二单浮体(031)包括排水浮体(0311)以及固定于排水浮体(0311)下端的连接头(0312),每个排水浮体(0311)拉动三个以上减振结构,减振结构设于排水浮体(0311)上方且以柱状空腔B(018)的竖向中轴线为圆心均匀环绕布设,所述第二单浮体(031)包括固设于排水浮体(0311)下方的桁架主体(01)上且与减振结构对应设置的三个以上定滑轮(0313)以及对应连接于连接头(0312)和减振结构之间且由定滑轮(0313)换向的三组以上钢绳构件(0314)。
11.根据权利要求10所述的通用海上平台,其特征在于:所述连接头(0312)包括与排水浮体(0311)固定连接的连接件(03121)、设于连接件(03121)下方的连接盘(03122)以及连接于连接件(03121)与连接盘(03122)之间的万向节(03123)或钢环链;所述连接盘(03122)底面上设有与减振结构相配对设置的三个以上钢绳接口。
12.根据权利要求1-6任意一项所述的通用海上平台,其特征在于:它还包括一个以上锚定组件,所述锚定组件包括固定于浅海海底的海底桩(131)、固设于水上层(013)上的卷扬机(132)以及连接于海底桩(131)与卷扬机(132)之间且由卷扬机(132)控制收放的锚链(133)。
13.根据权利要求5-6任意一项所述的通用海上平台,其特征在于:它还包括实时显示平台工作状态并能进行相应设备的工作控制的浮力控制装置(141)、监测桁架主体(01)吃水深度的一个以上浸没水位传感器(142);所述控制阀门(05)和泄压阀门(06)为自动控制阀门;浮力控制装置(141)与各水位传感器、各压力传感器、各自动控制阀门分别对应相连,根据桁架主体(01)承受载荷的变化、各第一耐压罐体(0211)和零星耐压罐体(101)内的空气压力和水位的状况,实现各第一耐压罐体(0211)间以及零星耐压罐体(101)的状态调节以及桁架主体(01)的浮力均衡调节。
14.根据权利要求7所述的通用海上平台的浮力调节方法,其特征在于:它包括以下具体内容:
各第一单浮体(021)的第一耐压罐体(0211)罐内都储存有水,公共高压水管道(08)将各第一耐压罐体(0211)相互连通,高压气源通过公共高压空气管道(04)向各第一耐压罐体(0211)充入高压空气并平衡相互间的压力,使各第一耐压罐体(0211)罐内部储存的水量相同以获得的浮力平衡;
在保持固定于水下层(011)的第一单浮体(021)数量不变时,如需要增加浮力,则调用零星单浮体(10)作为储水罐使用,从第一耐压罐体(0211)内的水接引入储水罐中,随着进入储水罐的水量不断增加,逐渐下放储水罐至水中以获得浮力平衡储水罐的重力;如需要减少浮力,则利用高压空气将储水罐的水压往公共低压水管道(09),同时减少水轮发电机(11)的发电功率,则储水罐的水被引入第一耐压罐体(0211)中,随着储水罐内的水量不断减少,逐渐上提储水罐直至返回至水上层(013)恢复为零星单浮体(10);
在需要改变固定于水下层的第一单浮体数量时,若为增加浮力,则调用零星单浮体(10)作为增设第一单浮体使用,将增设第一单浮体储水后下放至水下层与第一单浮体(021)在同一水平高度上,且和第一单浮体进行同样的固定连接,然后向增设第一单浮体的增设第一耐压罐体通入高压空气以减少水量,直至增设第一耐压罐体达到所需浮力即停止减少水量,并调节增设第一耐压罐体内的空气压力与各第一耐压罐体(0211)的空气压力相平衡后相互连通;若为减少浮力,则将选定的第一单浮体(021)先减压加水后解除与水下层(011)的连接使之成为储水罐,再通入高压空气将该储水罐的水压往公共低压水管道(09)直至罐体提升至水上层(013)成为零星单浮体。
15.根据权利要求7所述的通用海上平台的稳定发电方法,其特征在于:它包括以下具体内容:
通过设定第一浮体组件(02)及公共高压空气管道(04)内高压空气的压力值确定减振结构的最小输出压力值,控制并保持第一浮体组件(02)及公共高压空气管道(04)内高压空气压力的稳定,根据减振结构向公共高压水管道(08)或公共高压空气管道(04)泵送的水流量或气流量开启相应数量和功率的水轮发电机(11)或气体膨胀发电机/螺杆膨胀发电机(12)发电,让发电用的水流量或气流量与减振结构压入的水流量或气流量相匹配,并同时保证公共高压水管道(08)和公共低压水管道(09)的水流循环流量平衡,保证第一浮体组件(02)内及公共高压空气管道(04)内的高压空气压力稳定于设定值。
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