CN112189605A - 一种结合Spar型浮式风机和可移位的养殖网箱的深远海开发平台 - Google Patents

一种结合Spar型浮式风机和可移位的养殖网箱的深远海开发平台 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种结合Spar型浮式风机和可移位的养殖网箱的深远海开发平台，其特征在于：在Spar型浮式平台上安装养殖网箱和风机，Spar型浮式平台浮动在海中；其中，养殖网箱设在海面下，风机设在海面上，Spar型浮式平台包括甲板、筒式浮体硬舱、中段桁架、垂荡板模块和底层软舱；养殖网箱与横向设置的支撑部件的第一端连接，滑道沿着筒式浮体硬舱的轴向安装在筒式浮体硬舱的外壁上，支撑部件的另一端可通过连接装置沿滑道的轴向滑动到某一位置后固定，滑道沿着所述筒式浮体硬舱的外壁均匀分布。主要有益效果是提供了一种深远海风能开发和渔业养殖联合开发的浮式装备设计。提高了Spar浮式风机的利用率和经济效益；适用于深远海多种水深。

Description

一种结合Spar型浮式风机和可移位的养殖网箱的深远海开发 平台
技术领域：
本发明涉及一种海上新能源装备与渔业养殖装备技术的领域，尤其涉及一种带网箱结构的的Spar型浮式平台。
背景技术：
海洋中蕴藏了丰富的海洋能源和渔业资源，目前海洋能源的开发主要为风能，且开发技术已逐步积累、开发规模逐步增加。与陆上风能相比，海上风能具有优质、稳定及受干扰程度小的优势。目前的海上风能开发多集中在近海浅水区域，风机多采用固定式基础。尽管随着人们对深远海风能的开发探索，已有浮式风机装备的尝试，但面对比近海海洋环境更为复杂的深远海，深远海风能的开发仍需要考虑浮式装备的抗风浪能力及装备成本问题。同时，随着近海渔业养殖条件逐渐有限，利润逐渐降低，渔业养殖正开始向深远海发展。如何有效利用广阔且水源较好的深远海水域作为养殖基地，已经成为渔业养殖的主要发展方向。同时，随着各类养殖网箱技术的发展，结合深远海风电开发装备的优势，实现有效利用深远海海域的良好水域和风资源特点，综合开发其它资源及渔业资源，提高深远海风电装备的利用率及抗风浪性能，发展装备的多功能性进而降低开发成本，是目前发展深远海资源开发装备的主要关注点。
Spar浮式风机是目前浮式风机中的一类适用于深远海的浮式风电开发装备，其具有良好的稳定性和较好的运动性能。同时，Spar也具有较好的经济性，造价不会随着水深增加急剧增加，是非常具有前景的深远海资源开发装备。目前的Spar浮式装备均基于海上风能或油气能源的开发而设计，未有对海洋渔业养殖开发的考虑。
发明内容：
为了克服现有技术中存在的Spar浮式风机利用率低、深远海开发成本高、深远海渔业养殖装备缺乏等多个问题。本发明结合了Spar和深远海养殖网箱的开发装备优势的综合型浮式开发平台，对实现深远海风能开发和渔业养殖大型化和智能化，高效开发深远海能源具有重要的意义。
本发明的技术方案如下：一种带网箱结构的Spar型浮式平台，其特征在于：在Spar型浮式平台上安装养殖网箱和风机，Spar型浮式平台浮动在海中；其中，养殖网箱设在海面下，风机设在海面上，Spar型浮式平台包括甲板、筒式浮体硬舱、中段桁架、垂荡板模块和底层软舱；养殖网箱与横向设置的支撑部件的第一端连接，滑道沿着所述筒式浮体硬舱的轴向安装在所述筒式浮体硬舱的外壁上，所述支撑部件的第二端可通过连接装置沿滑道的轴向滑动到某一位置后固定，滑道沿着所述筒式浮体硬舱的外壁均匀分布。
进一步地，所述支撑部件以所述连接装置为支点，沿滑道的环向可调节的角度范围为10゜到20゜。
进一步地，所述养殖网箱的分布数量与所述支撑部件的数量一致。
进一步地，所述养殖网箱的横截面为矩形，且所述养殖网箱由四边形的框架结构和网衣组成，网衣安装在四边形的框架结构上。
进一步地，所述养殖网箱可为一层或沿所述滑道长度方向的多层，其同一层所述的养殖网箱可沿所述滑道的长度方向间隔布置。
进一步地，当所述支撑部件通过所述连接装置沿所述滑道滑动道某一位置，由锁紧装置锁紧固定。
进一步地，所述滑道的长度小于所述筒式浮体硬舱的长度，同一层的所述养殖网箱相同，不同层的所述养殖网箱的尺寸相同或不同。
进一步地，在同层所述养殖网箱中，所述养殖网箱到所述筒式浮体硬舱的距离相等。
进一步地，所述甲板的上方安装风机，在所述甲板的下方依次安装所述筒式浮体硬舱、中段桁架、垂荡板模块和底层软舱；其中，
所述筒式浮体硬舱的内部设置固定浮舱、可变压载舱和控制系统的电缆通道，在所述底部软舱中设置固定压载舱和储能舱，在所述Spar型浮式平台的中部还设有中央井口连接海底电缆，实现电能输送，其系泊系统可以采用悬链线系泊或张紧系泊，通过所述浮体硬舱的外壁上所设的锚泊点与锚线连接；在张紧系泊中，锚泊点为软舱底部的锚泊点。
进一步地，所述甲板的上部可根据所述Spar型浮式平台的规模以匹配的方式安装一台或多台所述风机，所述风机通过风机塔筒与所述甲板连接，风机塔筒的高度与获得的风能资源相匹配，在所述甲板上还设有控制系统单元，控制系统单元对所述风机和所述养殖网箱进行智能化控制。
本发明的主要有益效果是：
1)提供了一种深远海风能开发和渔业养殖联合开发的浮式装备设计。
2)提高了Spar浮式风机的利用率和经济效益；适用于深远海多种水深。
3)可根据海况调整网箱位置，提高了深远海浮式网箱的抗风浪能力。
4)网箱分层布置，不同层网箱大小不同间隔分布，竖向和环向位置可调，提高了水域的利用率。
5)模块化设计建造，所搭载网箱结构简单，易于建造便于海上安装。
6)实现了深海渔业养殖的智能化和大型化。
附图说明：
本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1揭示了本发明一实施例中，一种Spar型浮式风机和可移位的养殖网箱的深远海开发平台的主视图；
图2揭示了本发明一实施例中，一种综合Spar型浮式风机和可移位的养殖网箱的深远海开发平台的俯视图；
图3揭示了本发明一实施例中，不同大小网箱交错布置的俯视图。
参考图1并结合图2-图3，在本发明的实施例中的一种带网箱结构的Spar型浮式平台，在Spar型浮式平台1上安装养殖网箱2和风机3，Spar型浮式平台浮动在海中；其中，养殖网箱2设在海面下，风机3设在海面上，Spar型浮式平台包括甲板11、筒式浮体硬舱12、中段桁架13、垂荡板模块14和底层软舱15；养殖网箱2与横向设置的支撑部件41的第一端连接。滑道42沿着筒式浮体硬舱的轴向安装在筒式浮体硬舱12的外壁上，支撑部件41的第二端可通过连接装置43沿滑道的轴向滑动到某一位置后固定，滑道42沿着筒式浮体硬舱12的外壁均匀分布。
作为一个优选项，支撑部件41以连接装置43为支点，沿滑道42的环向可调节的角度范围为10゜到20゜。
作为一个优选项，养殖网箱2的分布数量与支撑部件41的数量一致。
作为一个优选项，养殖网箱2的横截面为矩形，且养殖网箱由四边形的框架结构21和网衣22组成，网衣22安装在四边形的框架结构21上。
作为一个优选项，养殖网箱2可为一层或沿所述滑道42长度方向的多层，其同一层的养殖网箱2可沿滑道42的长度方向间隔布置。
作为一个优选项，当支撑部件41通过所述连接装置43沿着滑道42滑动道某一位置，由锁紧装置锁紧固定(图中未标注)。
作为一个优选项，滑道42的长度小于筒式浮体硬舱12的长度，同一层的养殖网箱2相同，不同层的养殖网箱2的尺寸相同或不同。
作为一个优选项，在同层养殖网箱2中，养殖网箱2到筒式浮体硬舱12的距离相等。
作为一个优选项，甲板11的上方安装风机3，在所述甲板11的下方依次安装所述筒式浮体硬舱12、中段桁架13、垂荡板模块14和底层软舱15；其中，所述筒式浮体硬舱12的内部设置固定浮舱121、可变压载舱122和控制系统的电缆通道(图中未标注)，在底部软舱15中设置固定151和储能舱152，在Spar型浮式平台的中部还设有中央井口连接海底电缆5，实现电能输送，其系泊系统可以采用悬链线系泊或张紧系泊，通过浮体硬舱的外壁上所设的锚泊点51与锚线52连接；在张紧系泊中，锚泊点51可以为软舱底部的锚泊点。
作为一个优选项，甲板的上部可根据所述Spar型浮式平台的规模以匹配的方式安装一台或多台所述风机3，风机3通过风机塔筒6与甲板11连接，风机塔筒6的高度与获得的风能资源相匹配，在甲板11上还设有控制系统单元7，控制系统单元7对风机3和养殖网箱2进行智能化控制。
本发明是一种综合Spar型浮式风机与多层可竖向移位养殖网箱的结合后的深远海开发平台，其安装施工步骤为：
(1)Spar平台，上部风机和系泊系统安装就位；
(2)连接装置和可调支撑部件连接至平台外侧滑道，并调整位置后锁紧；
(3)养殖网箱安装至可调支撑部件；
(4)养殖网箱连接控制单元及风机储能舱和海底电缆，进行输电系统及控制调试。
本发明提供一种适合于联合进行深远海风能开发和渔业养殖活动的浮式开发装备，提高了Spar浮式风机的利用率和经济效益，适用于深远海多种水深，实现经济高效的开发风能资源并协同进行渔业养殖；所搭载网箱结构可根据海况调整其竖向位置和环向位置，以躲避风浪和进行捕捞维护作业，提高了深远海浮式网箱的抗风浪能力和养殖技术；网箱采用多层布置，不同层网箱大小可不同，提高了Spar附近水域的利用率；风机可同时为网箱结构控制和作业供能，实现智能化养殖作业。采用模块化设计建造，所搭载网箱结构简单，易于建造便于海上安装；实现了深海渔业养殖的智能化和大型化。解决目前深远海浮式风机装备在综合资源获取方面应用率低和深远海渔业养殖装备缺乏的问题。
需要说明的是，本发明的保护范围中现有技术部分并不局限于本申请文件所给出的实施例，所有不与本发明的方案相矛盾的现有技术，包括但不局限于在先专利文献、在先公开出版物，在先公开使用等等，都可纳入本发明的保护范围。此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种结合Spar型浮式风机和可移位的养殖网箱的深远海开发平台，其特征在于：在Spar型浮式平台上安装养殖网箱和风机，Spar型浮式平台浮动在海中；其中，养殖网箱设在海面下，风机设在海面上，Spar型浮式平台包括甲板、筒式浮体硬舱、中段桁架、垂荡板模块和底层软舱；养殖网箱与横向设置的支撑部件的第一端连接；滑道沿着筒式浮体硬舱的轴向安装在筒式浮体硬舱的外壁上，支撑部件的第二端可通过连接装置沿滑道的轴向滑动到某一位置后固定，滑道沿着所述筒式浮体硬舱的外壁均匀分布。
2.根据权利要求1所述的深远海开发平台，其特征在于：所述支撑部件以所述连接装置为支点，沿滑道的环向可调节的角度范围为10゜到20゜。
3.根据权利要求2所述的深远海开发平台，其特征在于：所述养殖网箱的分布数量与所述支撑部件的数量一致。
4.根据权利要求1-3中任一所述的深远海开发平台，其特征在于：所述养殖网箱的横截面为矩形，且所述养殖网箱由四边形的框架结构和网衣组成，网衣安装在四边形的框架结构上。
5.根据权利要求4所述的深远海开发平台，其特征在于：所述养殖网箱可为一层或沿所述滑道长度方向的多层，其同一层所述的养殖网箱可沿所述滑道的长度方向间隔布置。
6.根据权利要求5所述的深远海开发平台，其特征在于：当所述支撑部件通过所述连接装置沿所述滑道滑动道某一位置，由锁紧装置锁紧固定。
7.根据权利要求6所述的深远海开发平台，其特征在于：所述滑道的长度小于所述筒式浮体硬舱的长度，同一层的所述养殖网箱相同，不同层的所述养殖网箱的尺寸相同或不同。
8.根据权利要求7所述的深远海开发平台，其特征在于：在同层所述养殖网箱中，所述养殖网箱到所述筒式浮体硬舱的距离相等。
9.根据权利要求8所述的深远海开发平台，其特征在于：所述甲板的上方安装所述风机，在所述甲板的下方依次安装所述筒式浮体硬舱、中段桁架、垂荡板模块和底层软舱；其中，
所述筒式浮体硬舱的内部设置固定浮舱、可变压载舱和控制系统的电缆通道，在所述底部软舱中设置固定压载舱和储能舱，在所述Spar型浮式平台的中部还设有中央井口连接海底电缆，实现电能输送，其系泊系统可以采用悬链线系泊或张紧系泊，通过所述浮体硬舱的外壁上所设的锚泊点与锚线连接；在张紧系泊中，锚泊点为软舱底部的锚泊点。
10.根据权利要求9所述的深远海开发平台，其特征在于：所述甲板的上部可根据所述Spar型浮式平台的规模以匹配的方式安装一台或多台所述风机，所述风机通过风机塔筒与所述甲板连接，风机塔筒的高度与获得的风能资源相匹配，在所述甲板上还设有控制系统单元，控制系统单元对所述风机和所述养殖网箱进行智能化控制。
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