CN111994218A - 一种耦合深海养殖网箱的海上浮式风电装备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耦合深海养殖网箱的海上浮式风电装备。目的在于克服上述不足，提供一种经济实用的耦合深海养殖网箱的海上浮式风电装备。为此，本发明的解决要点是：具体包括浮式风电机组、浮式风电平台、养殖网箱、锚固系泊系统和联接系泊系统；其连接关系是：浮式风电机组和浮式风电平台固定连接到一起，形成浮式风电装备；养殖网箱通过联接系泊系统连接于浮式风电装备月池下方，浮式风电装备通过锚固系泊系统固定于海底。本发明能浮式风电装备发的电能直接供给养殖网箱结构，具有操作方便、节省成本、运动幅值小、有效抗台，空间利用率高等优点。

Description

一种耦合深海养殖网箱的海上浮式风电装备
技术领域
本发明涉及一种耦合深海养殖网箱的海上浮式风电装备，属于海上浮式风电装备和深海养殖装备的结合。
背景技术
风电已成为我国除火电和水电外的第三大能源。近年来，随着国家工信部、发改委和国家能源局对浮式风电的重视以及相关政策的支持，海上风电将迎来高速发展期，预计在2020 年底，海上风电将达到全球风电10％左右。
现阶段国内海上风电都采用固定式基础，仅适用于水深不超过50m的近海海域，超过该水深后，机组施工成本将急剧增加。而相比于近海，深海风资源更为丰富，要想更经济地获取深海风能，必须采用浮式风电装备。
传统的养殖网箱，大多分布在20米水深以内的近海海域。但是由于近些年的过度开发导致近海养殖环境变差，深海海域养殖是自然成为海洋养殖的一个主攻方向。深远海养殖的海洋风浪流相对较大，相应的浮式养殖网箱的系泊系统成本将成为这个装置的主要成本支出。如何降低成本，保证收益将成为深远海养殖的一个主要研究方向与关键技术。
目前，国内有学者提出将浮式风电装备和养殖网箱结合在一起的概念，其主要设计思想是将浮式风电装备的平台部分改装成深海养殖网箱结构，浮式风电机组以深海养殖网箱为基础平台，深海养殖网箱与浮式风电装备公用海上锚泊定位系统，以此达到将两种装置结合的目的。
该设计的缺点一是：深海养殖网箱作为浮式风电机组的基础平台，将大大增加基础平台的尺寸，在深远海中水线面处的面积越大遭受的海洋环境载荷也将随之增大，这将导致整套浮式风电系泊系统需要重新设计计算，系泊锚链尺寸和数量都要有所增加，系泊系统成本急剧增加。二是：养殖网箱作为基础平台，由于养殖的需要以及尺寸和空间的限制，必将导致海上浮式风电机组的维修变得困难；三是：作为浮式风电装备基础平台，会根据需要对养殖网箱的布置进行修改，增加了养殖网箱鱼的捕捞难度。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种经济实用的耦合深海养殖网箱的海上浮式风电装备。本发明的原则是，在进行海上浮式风电装备和深海养殖网箱的设计上采用成熟的方案，对其整体方案的改变尽量少。
本发明目的是通过下列技术方案实现的：
一种耦合深海养殖网箱的海上浮式风电装备具体包括：浮式风电机组、浮式风电平台、养殖网箱、锚固系泊系统和联接系泊系统；其连接关系是：浮式风电机组和浮式风电平台固定连接到一起，形成浮式风电装备；养殖网箱通过联接系泊系统连接于浮式风电装备月池下方，浮式风电装备通过锚固系泊系统固定于海底。
由于采取上述技术方案使本发明具有如下优点及效果：
1.浮式风电装备发的电能直接供给养殖网箱结构；
2.养殖网箱可以充分运用浮式风电的回形结构，其存在不会对浮式风电装备的操作维修带来任何不便之处；
3.养殖网箱可以充分利用浮式风电装备的系泊系统，节省系泊成本；
4.养殖网箱在操作工况下通过控制联接系统恢复刚度，可有效消除浮式风电的运动幅值；
5.风暴工况养殖网箱可以调整压载潜于水底，进行有效抗台，台风过后通过锚绞车和压载系统迅速调整到正常作业工况；
6.整个装备的两个主要部分可以独立设计、建造，不存在相互干扰；
7.增加海域的空间利用率。
附图说明
图1为本装备的侧视图。
图2为浮式风电平台主甲板视图。
图3浮式风电平台中间甲板视图。
图4网箱主甲板视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
一种耦合深海养殖网箱的海上浮式风电装备如图1、2、3、4所示具体包括：浮式风电机组2、浮式风电平台4、养殖网箱9、锚固系泊系统7和联接系泊系统6；其连接关系是：浮式风电机组2和浮式风电平台4固定连接到一起，形成浮式风电装备10；养殖网箱9通过联接系泊系统6连接于浮式风电装备的月池11下方，浮式风电装备10通过锚固系泊系统7固定于海底；其特征是：
所述海上浮式风电装备10，如图1、3所示，其平台结构采用回型的阻尼池结构；中间的月池11区域既能够保障原有的抑制平台运动的功能，又能够为养殖网箱9提供足够的捕捞布置空间；回型结构环形区域12能够布置浮式风电机组2的维修设备、通道以及养殖网箱9 的捕捞以及维护空间；
所述养殖网箱9如图1、4所示，可以直接采用成熟的箱型结构物，整体结构形式不需要做任何改动；
所述锚固系泊系统7和联接系泊系统6如图1所示，浮式风电装备10的系泊系统保持原来设计不变，养殖网箱9与浮式风电平台4之间通过缆绳连接，通过调整连接缆绳的刚度，使得养殖网箱9与浮式风电平台4的系统回复刚度产生反向相位差，并形成系泊重物效果，进一步减小浮式风电装备的动力响应。
其工作过程描述如下：
在风电平台作业工况下，如图1所示，养殖网箱9深潜于水中，有效避免表面的波浪能，浮式风电装备10按照常规的操作方式漂浮于水面；当平台需要维修时候，可以按照常规风电平台，通过运维船直接登录浮式风电平台4进行维修操作；当需要进行养殖网箱捕捞鱼时候，运用锚绞车将养殖网箱9提升到浮式风电装备10的回型空槽内进行作业。
在风电平台风暴自存工况时，风机叶片1停止转动并锁死，养殖网箱9通过调整压载系统5，将养殖网箱9沉于水底，放松锚绞车绳索，避免养殖网箱9丢失。

Claims (2)

1.一种耦合深海养殖网箱的海上浮式风电装备，具体包括：浮式风电机组(2)、浮式风电平台(4)、养殖网箱(9)、锚固系泊系统(7)和联接系泊系统(6)；其连接关系是：浮式风电机组(2)和浮式风电平台(4)固定连接到一起，形成浮式风电装备(10)；养殖网箱(9)通过联接系泊系统(6)连接于浮式风电装备的月池(11)下方，浮式风电装备(10)通过锚固系泊系统(7)固定于海底；所述海上浮式风电装备(10)其平台结构采用回型的阻尼池结构。
2.根据权利要求1所述一种耦合深海养殖网箱的海上浮式风电装备，其特征还在于：在风电平台作业工况下，养殖网箱(9)深潜于水中，浮式风电装备(10)按照常规的操作方式漂浮于水面；当平台需要维修时候，按照常规风电平台，通过运维船直接登录浮式风电平台(4)进行维修操作；当需要进行养殖网箱捕捞鱼时候，运用锚绞车将养殖网箱(9)提升到浮式风电装备的回型结构环形区域回型结构环形区域(12)内进行作业；在风电平台风暴自存工况时，风机叶片(1)停止转动并锁死，养殖网箱(9)通过调整压载系统(5)，将养殖网箱(9)沉于水底，放松锚绞车绳索。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113187662A (zh) * 2021-06-17 2021-07-30 山东省渔业技术推广站 一种用于深水养殖网箱的海上风力发电装置
CN113367090A (zh) * 2021-06-29 2021-09-10 大连理工大学 一种利用海上风电导管架基础的可调节深海网箱养殖系统
CN113911273A (zh) * 2021-08-27 2022-01-11 大连理工大学 一种海上驳船式风力机加装网箱的深海发电养殖系统

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