CN111758638A - 一种海上综合利用装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上综合利用装置，包括风力发电机、固定式基础支撑平台、养殖网箱、系泊系统、海底电缆和自动投喂系统；固定式基础支撑平台通过打桩固定于海床，风力发电机安装于固定式基础支撑平台上，养殖网箱有若干个分布于固定式基础支撑平台两侧的海域，预留固定式基础支撑平台另外两侧的海域为风力发电机提供运维通航空间，每个养殖网箱通过系泊系统固定在海床上，养殖网箱通过海底电缆与风力发电机电连接，所述自动投喂系统安装于固定式基础支撑平台上，并与风力发电机电连接，用于养殖网箱饵料自动投喂。本发明通过集约用海、综合开发的形式，将风能资源和深海养殖在空间进行融合，可提升海域使用效率和降低设备分摊成本。

Description

一种海上综合利用装置

技术领域

本发明涉及海上风力发电和深海养殖的技术领域，尤其是指一种将海上风力发电与深海养殖相结合的海上综合利用装置。

背景技术

随着近年来海上风电场的大规模开发和技术发展的日趋成熟，海上风电开发从粗放型向集约型转变，各种影响因素使单一海上风电开发模式的经济效益与可持续发展受到极大制约。而目前海上养殖主要集中在近浅海，空间资源有限且对近海水质环境污染日益严重，诸多沿海地区已陆续开始限制或缩减近海养殖规模，目前急需拓展海上渔业养殖新空间，渔业养殖走向深远海将是未来发展趋势，但深远海渔业养殖面临离岸远、供电难、环境条件恶劣等难题，对养殖网箱装备的可靠性及自动化程度要求较高。

因此，面对目前单一海洋资源开发的局面，将海上风电场与深海养殖网箱结合进行综合开发将是大势所趋，二者结合可降低海上资源开发成本，提高海洋资源开发集约化程度，提升海上风电场整体收益。

发明内容

本发明目的在于降低海洋资源开发成本，提升海上风电场的整体经济效益，提出了一种海上综合利用装置，将风力发电机与养殖网箱结合起来，二者共用同一片海域，同时养殖所需的自动化设备与风力发电机共用一套基础支撑平台，有效降低了海洋资源开发成本，提升海上风电场的整体收益，实现资源的合理利用与融合发展。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种海上综合利用装置，包括风力发电机、固定式基础支撑平台、养殖网箱、系泊系统、海底电缆和自动投喂系统；所述固定式基础支撑平台通过打桩固定于海床，所述风力发电机安装于固定式基础支撑平台上，所述养殖网箱有若干个分布于固定式基础支撑平台两侧的海域，预留固定式基础支撑平台另外两侧的海域为风力发电机提供运维通航空间，每个养殖网箱通过系泊系统固定在海床上，所述养殖网箱通过海底电缆与风力发电机电连接，由风力发电机供电，所述自动投喂系统安装于固定式基础支撑平台上，并与风力发电机电连接，由风力发电机供电，用于固定式基础支撑平台两侧海域的养殖网箱饵料自动投喂。

进一步，还包括电力储能装置；所述电力储能装置安装于固定式基础支撑平台上，并分别与风力发电机和所有养殖网箱电连接，由风力发电机对其进行充电，作为所有养殖网箱和风力发电机的后备电源使用。

进一步，还包括监测监控系统；所述监测监控系统与风力发电机电连接，由风力发电机供电，其包括网箱监测设备和监控室，所述网箱监测设备安装在养殖网箱上，用于养殖监控和水质监测，监测数据实时反馈至监控室，所述监控室设置在固定式基础支撑平台上，用于固定式基础支撑平台两侧海域的养殖网箱的日常养殖监控和生活办公。

进一步，所述自动投喂系统有两个，且一个自动投喂系统对应于固定式基础支撑平台一侧海域的养殖网箱，所述自动投喂系统包括投喂管道、饵料储存罐和自动投喂机，所述饵料储存罐配套于自动投喂机，为自动投喂机提供饵料，所述投喂管道为柔性管道，其一端与自动投喂机的投喂出口进行可脱离式连接，在极限台风工况下能够与自动投喂机进行脱离，其另一端与养殖网箱连接，通过高压流通空气将饵料储存罐中的饵料输送至各养殖网箱中。

进一步，所述自动投喂机设有多个投喂出口，用于实现多管道同步投喂功能。

进一步，所述投喂管道分布于海平面。

进一步，所述养殖网箱包括网箱框架、网衣和压载浮筒，所述压载浮筒设置在网箱框架的底部，其内部设有压载舱及压载系统，用于控制养殖网箱的下潜与上浮，所述网衣固定于网箱框架的内部。

进一步，所述养殖网箱设有三个吃水工况，分别为晒网吃水、正常养殖吃水和风暴吃水，晒网吃水浅，通过排空压载浮筒的压载舱内大部分压载水，使网箱主体浮出水面，实现自动晒网功能；正常养殖吃水深，压载浮筒的压载舱内含有大量压载水，网箱大部分主体潜入水体；风暴吃水为全潜吃水，通过打满压载浮筒的压载舱，使网箱主体全部潜入水中，以减小恶劣台风海况对养殖网箱的影响。

进一步，所述养殖网箱为六边形设计的半潜式钢制桁架结构；所述压载浮筒为钢质板壳结构，并附加肋骨和肋板进行加强；所述网箱框架为钢质圆管结构。

进一步，所述固定式基础支撑平台上安装有一台起重机，用于日常养殖饵料及其他物品的吊运。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、本发明将海上风力发电与养殖网箱结合，二者共用同一片海域，形成海洋资源立体空间开发模式，提高海洋资源集约化开发程度，降低资源开发成本，提升发电场整体收益。

2、本发明中养殖所需的自动投喂系统及监控室集中布置于固定式基础支撑平台上，与风力发电机共用一套基础支撑平台，大幅降低了养殖网箱的结构用料及建造成本，同时提高了海上渔业养殖的自动化水平，降低渔业养殖难度。

3、本发明的风力发电机为所有养殖网箱提供日常养殖所需电能，养殖网箱的压载系统和监控系统由风力发电机通过海底电缆传输供电，同时固定式基础支撑平台上的自动投喂系统及监控室设备亦由风力发电机直接供电，有效解决了深远海养殖供电难的问题。

4、本发明配备的电力储能装置能够利用风力发电机所发电能进行蓄能，在风力发电机停机工况下给养殖设备供电，同时在恶劣台风状态下亦能够作为风力发电机的备用电源，解决风力发电机脱离电网无法自动偏航对风的问题，可一定程度上降低风力发电机极限载荷，节约风力发电机设备重量和成本。

5、本发明的养殖网箱采用半潜式结构，其底部设置的压载浮筒内设有压载舱和压载系统，可控制养殖网箱的下潜与上浮，通过排压载操作使网箱主体浮出水面，实现自动晒网功能，也可通过打压载操作使网箱主体潜入水中，以减小恶劣台风海况下对养殖网箱的损坏。

附图说明

图1为海上综合利用装置的立体图。

图2为海上综合利用装置的主视图。

图3为海上综合利用装置的侧视图。

图4为海上综合利用装置的俯视图。

图5为固定式基础支撑平台上的设备布置示意图。

图6为养殖网箱结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

参见图1至图6所示，本实施例所提供的海上综合利用装置，包括风力发电机1、固定式基础支撑平台2、养殖网箱4、系泊系统5、海底电缆6、自动投喂系统、监测监控系统和电力储能装置11。

固定式基础支撑平台2通过打桩固定于海床，风力发电机1安装于固定式基础支撑平台2上，养殖网箱4有若干个分布于固定式基础支撑平台2两侧的海域，预留固定式基础支撑平台2另外两侧的海域为风力发电机1提供运维通航空间，每个养殖网箱4通过系泊系统5固定在海床上，且养殖网箱4通过海底电缆6与风力发电机1电连接，由风力发电机1供电，自动投喂系统有两个安装于固定式基础支撑平台2上，并分别与风力发电机1电连接，由风力发电机1供电，分别用于固定式基础支撑平台2两侧海域的养殖网箱4饵料自动投喂，且一个自动投喂系统对应于固定式基础支撑平台2一侧海域的养殖网箱4。

每套自动化投喂系统包括饵料储存罐8、自动投喂机9和投喂管道7；其中，每台自动投喂机9配置两个饵料储存罐8，以满足多台养殖网箱4的日常投喂需求；自动投喂机9设有多个投喂出口，可实现多管道同步投喂功能；投喂管道7为软质塑料管道，其一端与自动投喂机9的投喂出口进行可脱离式连接，在极限台风工况下能够与自动投喂机9进行脱离，防止恶劣海况引起的管道张紧损坏或破断，其另一端与养殖网箱4连接，通过高压流通空气将饵料储存罐8中的饵料输送至各养殖网箱4中，另外，投喂管道7分布于海平面处，其长度及布置考虑养殖网箱4的运动位移要求。

监测监控系统包括监控室10和网箱监测设备16；监控室10有两个布置于固定式基础支撑平台2上，用于日常养殖监控及生活办公；网箱监测设备16安装在各个养殖网箱4上，用于养殖监控和水质监测，网箱监测设备16包括监控影像设备、水质监测、溶氧量监测等养殖所需监测设备，其监测数据能够实时反馈至监控室10进行处理与分析。

电力储能装置11布置在固定式基础支撑平台2上，并分别与风力发电机1和所有养殖网箱4电连接，由风力发电机1对其进行充电，在风力发电机1处于停机工况下作为风力发电机1、养殖网箱4、监测监控系统、自动投喂系统以及日常照明所需的电力负载的备用电源。此外，固定式基础支撑平台2上还设有一台起重机12，用于日常养殖饵料及其它物品的吊运。

养殖网箱4为六边形设计的半潜式钢制桁架结构，包括网箱框架13、网衣14和压载浮筒15，结构简单轻便，既保证了一定的抗风浪能力和使用寿命，又减少了结构用料和建造成本；其中，网箱框架13为钢质圆管结构，网衣14采用高分子量聚乙烯材质，具有较优的寿命和可靠性；压载浮筒15为钢质板壳结构，并附加肋骨和肋板进行加强，其内设有压载舱和压载系统，用于实现养殖网箱4的上浮与下潜功能，养殖网箱4工作时设有三个吃水工况，分别为晒网吃水、正常养殖吃水和风暴吃水，其中，晒网吃水工况的吃水较浅，通过排空压载浮筒15的压载舱内的大部分压载水，使养殖网箱4浮出水面，以实现自动晒网功能；正常养殖吃水工况的吃水量较深，压载浮筒15的压载舱内含有较多压载水，使养殖网箱4大部分潜入水体中；风暴吃水工况为全潜吃水，通过加满压载浮筒15的压载舱，使养殖网箱4全部潜入水中，以减小恶劣台风海况对养殖网箱4的影响。

综上所述，本发明通过集约用海、综合开发的形式，提供了一种海上综合利用置，将风能资源和深海养殖在空间进行融合，能够有效提升海域使用效率和降低设备分摊成本，为海洋资源开发提供了一种新方案，值得推广。

以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种海上综合利用装置，其特征在于：包括风力发电机(1)、固定式基础支撑平台(2)、养殖网箱(4)、系泊系统(5)、海底电缆(6)和自动投喂系统；所述固定式基础支撑平台(2)通过打桩固定于海床，所述风力发电机(1)安装于固定式基础支撑平台(2)上，所述养殖网箱(4)有若干个分布于固定式基础支撑平台(2)两侧的海域，预留固定式基础支撑平台(2)另外两侧的海域为风力发电机(1)提供运维通航空间，每个养殖网箱(4)通过系泊系统(5)固定在海床上，所述养殖网箱(4)通过海底电缆(6)与风力发电机(1)电连接，由风力发电机(1)供电，所述自动投喂系统安装于固定式基础支撑平台(2)上，并与风力发电机(1)电连接，由风力发电机(1)供电，用于固定式基础支撑平台(2)两侧海域的养殖网箱(4)饵料自动投喂。

2.根据权利要求1所述的一种海上综合利用装置，其特征在于：还包括电力储能装置(11)；所述电力储能装置(11)安装于固定式基础支撑平台(2)上，并分别与风力发电机(1)和所有养殖网箱(4)电连接，由风力发电机(1)对其进行充电，作为所有养殖网箱(4)和风力发电机(1)的后备电源使用。

3.根据权利要求1所述的一种海上综合利用装置，其特征在于：还包括监测监控系统；所述监测监控系统与风力发电机(1)电连接，由风力发电机(1)供电，其包括网箱监测设备(16)和监控室(10)，所述网箱监测设备(16)安装在养殖网箱(4)上，用于养殖监控和水质监测，监测数据实时反馈至监控室(10)，所述监控室(10)设置在固定式基础支撑平台(2)上，用于固定式基础支撑平台(2)两侧海域的养殖网箱(4)的日常养殖监控和生活办公。

4.根据权利要求1所述的一种海上综合利用装置，其特征在于：所述自动投喂系统有两个，且一个自动投喂系统对应于固定式基础支撑平台(2)一侧海域的养殖网箱(4)，所述自动投喂系统包括投喂管道(7)、饵料储存罐(8)和自动投喂机(9)，所述饵料储存罐(8)配套于自动投喂机(9)，为自动投喂机(9)提供饵料，所述投喂管道(7)为柔性管道，其一端与自动投喂机(9)的投喂出口进行可脱离式连接，在极限台风工况下能够与自动投喂机(9)进行脱离，其另一端与养殖网箱(4)连接，通过高压流通空气将饵料储存罐(8)中的饵料输送至各养殖网箱(4)中。

5.根据权利要求4所述的一种海上综合利用装置，其特征在于：所述自动投喂机(9)设有多个投喂出口，用于实现多管道同步投喂功能。

6.根据权利要求4所述的一种海上综合利用装置，其特征在于：所述投喂管道(7)分布于海平面。

7.根据权利要求1所述的一种海上综合利用装置，其特征在于：所述养殖网箱(4)包括网箱框架(13)、网衣(14)和压载浮筒(15)，所述压载浮筒(15)设置在网箱框架(13)的底部，其内部设有压载舱及压载系统，用于控制养殖网箱(4)的下潜与上浮，所述网衣(14)固定于网箱框架(13)的内部。

8.根据权利要求7所述的一种海上综合利用装置，其特征在于：所述养殖网箱(4)设有三个吃水工况，分别为晒网吃水、正常养殖吃水和风暴吃水，晒网吃水浅，通过排空压载浮筒(15)的压载舱内大部分压载水，使网箱主体浮出水面，实现自动晒网功能；正常养殖吃水深，压载浮筒(15)的压载舱内含有大量压载水，网箱大部分主体潜入水体；风暴吃水为全潜吃水，通过打满压载浮筒(15)的压载舱，使网箱主体全部潜入水中，以减小恶劣台风海况对养殖网箱的影响。

9.根据权利要求7所述的一种海上综合利用装置，其特征在于：所述养殖网箱(4)为六边形设计的半潜式钢制桁架结构；所述压载浮筒(15)为钢质板壳结构，并附加肋骨和肋板进行加强；所述网箱框架(13)为钢质圆管结构。

10.根据权利要求1所述的一种海上综合利用装置，其特征在于：所述固定式基础支撑平台(2)上安装有一台起重机(12)，用于物品的吊运。

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