CN112112184A - 一种单桩式风机和张紧式网箱结构的综合开发装置 - Google Patents

一种单桩式风机和张紧式网箱结构的综合开发装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单桩式风机和张紧式网箱结构的综合开发装置，包括单桩基础、风机塔筒、上部风机，还包括：若干环绕单桩基础外围布置的养殖网箱；若干环绕单桩基础的滑轨，滑轨沿单桩基础的高度方向竖直延伸；若干滑动设置于滑轨上的系缆板，每个养殖网箱通过海工锚缆连接对应的系缆板；组合式张紧系泊系统，包括若干根定位锚缆，以及若干与定位锚缆一一对应的锚固基础；其中，每个养殖网箱均配置有数根定位锚缆，所述定位锚缆下端与锚固基础固定连接，所述定位锚缆上端连接养殖网箱。通过有效利用单桩式风机以及周围水域进行渔业养殖活动，实现高效地开发风能资源并协同进行渔业养殖，提高了单桩风机的利用率。

Description

一种单桩式风机和张紧式网箱结构的综合开发装置
技术领域
本发明涉及海上新能源装备与渔业养殖装备交叉技术领域，具体来说，是一种单桩式风机和张紧式网箱结构的综合开发装置。
背景技术
风能作为一种绿色能源，其主要利用形式是风力发电。目前全球陆上风电和海上风电开发均有了一定的规模。与陆上风能相比，海上风能具有优质、稳定及受干扰程度低的优势。然而因海洋环境的特殊性，海上风电的发展速度和规模相比陆上风电仍存在一定的差距。目前海上风电开发主要集中在水深小于50m的浅水近岸区域，其风机多采用固定式风机基础，如重力式，单桩和导管架等基础。其中，近75％的海上风电采用单桩基础。风机的单桩基础一般为大直径钢管桩结构，基础结构简单易于运输和安装，通常直径为6-8m，长30-40m。随着风机的大规模化发展，单桩的直径和长度也逐渐增加，目前仍为全球海上风机的主流基础类型。
除了丰富的风能资源外，海洋水域也是最好的天然渔场。随着近岸渔业养殖受到环境污染和人类活动的影响，成本逐渐增加。然而随着养殖网箱技术的逐渐成熟，如何有效利用现有海上能源开发装备实现海洋资源综合开发，高效利用海洋装备提高装备利用率，减小海洋开发成本，已经逐步成为海洋装备开发和渔业养殖活动中的主要关注点。
发明内容
本发明的目的是提供一种单桩式风机和张紧式网箱结构的综合开发装置，简而言之，降低了养殖网箱的系泊成本以及养殖网箱自身的建造成本。
本发明的目的是这样实现的：一种单桩式风机和张紧式网箱结构的综合开发装置，包括竖直插入海床中的单桩基础，以及设于单桩基础上端的风机塔筒，以及设于风机塔筒上端的上部风机，还包括：
若干环绕单桩基础外围布置的养殖网箱；
若干环绕单桩基础的、且固定在单桩基础侧壁上的滑轨，所述滑轨沿单桩基础的高度方向竖直延伸；
若干系缆板，每个滑轨均至少对应一个系缆板，所述系缆板滑动设置于滑轨上，每个养殖网箱通过海工锚缆连接对应的系缆板；
组合式张紧系泊系统，包括若干根定位锚缆，以及若干与定位锚缆一一对应的、埋设于海床中的锚固基础；
其中，每个养殖网箱均配置有数根定位锚缆，所述定位锚缆下端与锚固基础固定连接，所述定位锚缆上端连接养殖网箱。
进一步地，所述养殖网箱包括构成其底部的钢制框架，以及安装在钢制框架之上的浮箱组合构件，所述养殖网箱配置有包覆自身的网衣。
进一步地，所述养殖网箱的浮箱组合构件包括至少两个周向浮箱体，所述周向浮箱体构成养殖网箱的侧部。
进一步地，所述养殖网箱的浮箱组合构件还包括一顶部浮箱体，所述顶部浮箱体构成养殖网箱的顶部。
进一步地，所述养殖网箱的浮箱组合构件还包括数个布置在养殖网箱侧部的侧向支撑杆，所述侧向支撑杆固定在钢制框架上并支撑顶部浮箱体。
进一步地，所述顶部浮箱体为平置的、外轮廓为四边形的浮箱结构，所述养殖网箱的整体为矩形箱体结构。
进一步地，每个养殖网箱均配置有两根分别连接养殖网箱两侧的定位锚缆。
进一步地，所述滑轨、系缆板浸没在海水中。
进一步地，所述锚固基础布置在养殖网箱的外围区域。
本发明的有益效果在于：
1、降低了养殖网箱的系泊成本，适用于近海多种水深的环境，有效利用风机周围水域和风机电能，增加了海上风电装备的功能性和渔业养殖多样性；
2、养殖网箱模块化设置，结构简单，易于建造，便于海上安装；
3、通过有效利用单桩式风机以及周围水域进行渔业养殖活动，实现高效地开发风能资源并协同进行渔业养殖，提高了单桩风机的利用率，有效解决近海风机装备利用率低，渔业养殖装备缺乏，海洋开发成本较高的问题。
附图说明
图1是本发明的侧视图。
图2是本发明的俯视图。
图中，1.单桩基础，2.风机塔筒，3.上部风机，4.养殖网箱，5.组合式张紧系泊系统，6.锚固基础，7.系缆板，8.滑轨，9.定位锚缆，10.顶部浮箱体，11.周向浮箱体，12.钢制框架，13.侧向支撑杆，14.网衣。
具体实施方式
下面结合附图1-2和具体实施例对本发明进一步说明。
如图1-2所示，一种单桩式风机和张紧式网箱结构的综合开发装置，包括竖直插入海床中的单桩基础1，以及竖直对接于单桩基础1上端的风机塔筒2，以及设于风机塔筒2上端的、处于海面之上的上部风机3。
该装置还包括：
若干间隔地环绕单桩基础1外围布置的养殖网箱4，若干养殖网箱4的大小可以相同，也可以不同，在其内部可以养殖海产品，上部风机3可以通过海缆给养殖网箱4提供养殖过程所需的电能；
若干环绕单桩基础1的、且固定在单桩基础1侧壁上的滑轨8，滑轨8沿单桩基础1的高度方向竖直延伸；
若干系缆板7，每个滑轨8均至少对应一个系缆板7，系缆板7滑动设置于滑轨8上，系缆板7可以沿着滑轨8进行上下滑动调节，每个养殖网箱4通过海工锚缆连接对应的系缆板7；
组合式张紧系泊系统5，包括若干根定位锚缆9，以及若干与定位锚缆9一一对应的、埋设于海床中的锚固基础6，锚固基础6布置在养殖网箱4的外围区域，锚固基础6为各类海工锚基础。
其中，定位锚缆9下端与锚固基础6固定连接，定位锚缆9上端连接养殖网箱4，每个养殖网箱4均配置有两根分别连接养殖网箱4两侧的定位锚缆9，在对养殖网箱4进行定位的同时使得养殖网箱4不会撞击单桩基础1，养殖网箱4可以漂浮在海面上，也可以整体潜入海水中；滑轨8、系缆板7浸没在海水中。
在使用过程中，系缆板7位于滑轨8的不同位置，并可以沿滑轨8移动，确定位置后可将系缆板7锁紧在滑轨8上，然后使得对应的养殖网箱4通过海工锚缆连接对应的系缆板7；在特殊风浪情况下，可以调整系缆点位置，进而调整养殖网箱4的运动位置，保持养殖网箱4的最佳工作状态。
上述养殖网箱4包括构成其底部的钢制框架12，以及安装在钢制框架12之上的浮箱组合构件，养殖网箱4配置有包覆自身的网衣14。
上述养殖网箱4的浮箱组合构件包括至少两个周向浮箱体11，周向浮箱体11构成养殖网箱4的侧部；养殖网箱4的浮箱组合构件还包括一顶部浮箱体10，顶部浮箱体10构成养殖网箱4的顶部。顶部浮箱体10和周向浮箱体11中设置浮舱和可调压载舱，用以在极端风浪环境下调整养殖网箱4的漂浮状态。
上述养殖网箱4的浮箱组合构件还包括数个布置在养殖网箱4侧部的侧向支撑杆13，侧向支撑杆13固定在钢制框架12上并支撑顶部浮箱体10；顶部浮箱体10为平置的、外轮廓为四边形的浮箱结构，顶部浮箱体10可以是矩形边框结构，也可以是矩形平板状的结构，只要是外轮廓为四边形均可，养殖网箱4的整体为矩形箱体结构，便于进行模块化制作；如图2所示，在每个养殖网箱4中，钢制框架12也是矩形结构，钢制框架12的前两个角点分别通过两根海工锚缆与系缆板7连接，钢制框架12的后两个角点分别通过两根定位锚缆9与锚固在海床中的两个锚固基础6连接。
以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，比如变换相关锚缆的数量和/或锚缆连接位置，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种单桩式风机和张紧式网箱结构的综合开发装置，包括竖直插入海床中的单桩基础(1)，以及设于单桩基础(1)上端的风机塔筒(2)，以及设于风机塔筒(2)上端的上部风机(3)，其特征在于，还包括：
若干环绕单桩基础(1)外围布置的养殖网箱(4)；
若干环绕单桩基础(1)的、且固定在单桩基础(1)侧壁上的滑轨(8)，所述滑轨(8)沿单桩基础(1)的高度方向竖直延伸；
若干系缆板(7)，每个滑轨(8)均至少对应一个系缆板(7)，所述系缆板(7)滑动设置于滑轨(8)上，每个养殖网箱(4)通过海工锚缆连接对应的系缆板(7)；
组合式张紧系泊系统(5)，包括若干根定位锚缆(9)，以及若干与定位锚缆(9)一一对应的、埋设于海床中的锚固基础(6)；
其中，每个养殖网箱(4)均配置有数根定位锚缆(9)，所述定位锚缆(9)下端与锚固基础(6)固定连接，所述定位锚缆(9)上端连接养殖网箱(4)。
2.根据权利要求1所述的一种单桩式风机和张紧式网箱结构的综合开发装置，其特征在于：所述养殖网箱(4)包括构成其底部的钢制框架(12)，以及安装在钢制框架(12)之上的浮箱组合构件，所述养殖网箱(4)配置有包覆自身的网衣(14)。
3.根据权利要求2所述的一种单桩式风机和张紧式网箱结构的综合开发装置，其特征在于：所述养殖网箱(4)的浮箱组合构件包括至少两个周向浮箱体(11)，所述周向浮箱体(11)构成养殖网箱(4)的侧部。
4.根据权利要求3所述的一种单桩式风机和张紧式网箱结构的综合开发装置，其特征在于：所述养殖网箱(4)的浮箱组合构件还包括一顶部浮箱体(10)，所述顶部浮箱体(10)构成养殖网箱(4)的顶部。
5.根据权利要求4所述的一种单桩式风机和张紧式网箱结构的综合开发装置，其特征在于：所述养殖网箱(4)的浮箱组合构件还包括数个布置在养殖网箱(4)侧部的侧向支撑杆(13)，所述侧向支撑杆(13)固定在钢制框架(12)上并支撑顶部浮箱体(10)。
6.根据权利要求4所述的一种单桩式风机和张紧式网箱结构的综合开发装置，其特征在于：所述顶部浮箱体(10)为平置的、外轮廓为四边形的浮箱结构，所述养殖网箱(4)的整体为矩形箱体结构。
7.根据权利要求1所述的一种单桩式风机和张紧式网箱结构的综合开发装置，其特征在于：每个养殖网箱(4)均配置有两根分别连接养殖网箱(4)两侧的定位锚缆(9)。
8.根据权利要求1所述的一种单桩式风机和张紧式网箱结构的综合开发装置，其特征在于：所述滑轨(8)、系缆板(7)浸没在海水中。
9.根据权利要求6所述的一种单桩式风机和张紧式网箱结构的综合开发装置，其特征在于：所述锚固基础(6)布置在养殖网箱(4)的外围区域。
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