CN112606965A - 一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台及其方法 - Google Patents
一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台及其方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112606965A CN112606965A CN202110012409.5A CN202110012409A CN112606965A CN 112606965 A CN112606965 A CN 112606965A CN 202110012409 A CN202110012409 A CN 202110012409A CN 112606965 A CN112606965 A CN 112606965A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- platform
- seawater
- fresh water
- upper deck
- upright post
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000007667 floating Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 3
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims abstract description 98
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 47
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 claims description 22
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 15
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 10
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 7
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 5
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 claims description 4
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 3
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 claims description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
- B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
- B63B21/50—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
- B63B35/50—Vessels or floating structures for aircraft
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
- C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
- C02F1/06—Flash evaporation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/381—Dispersed generators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/32—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from a charging set comprising a non-electric prime mover rotating at constant speed
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N11/00—Generators or motors not provided for elsewhere; Alleged perpetua mobilia obtained by electric or magnetic means
- H02N11/002—Generators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
- B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
- B63B2035/4433—Floating structures carrying electric power plants
- B63B2035/446—Floating structures carrying electric power plants for converting wind energy into electric energy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/009—Apparatus with independent power supply, e.g. solar cells, windpower, fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/138—Water desalination using renewable energy
- Y02A20/141—Wind power
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/727—Offshore wind turbines
Abstract
本发明涉及一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台，包括平台主体，平台主体包括上部甲板及平面视角与其仿形的浮箱，上部甲板包括一中心区域及由中心区域向四周延伸的三个等角度设置的延展部位，延展部位的下部与浮箱通过角立柱固定连接；平台主体位于上部甲板与浮箱之间的中心部位设置一用于存储液态海洋资源和增大水线面积的中心立柱；上部甲板上方的中心区域设置温差能发电装置；温差能发电装置与若干深层海水取水管、表层海水取水管以及混合海水排水管相连接，深层海水取水管、表层海水取水管、混合海水排水管穿过上部甲板向下延伸至海水内。本发明结构设计巧妙，布局效率高，将简化平台的结构与减小平台的垂荡运动响应进行了良好的兼顾。
Description
技术领域
本发明涉及一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台，属于海洋平台技术领域。
背景技术
在各种海洋能之中，海洋温差能属于海洋热能，其能量的主要来源是蕴藏在海洋中的太阳辐射能。海洋温差能具有储量巨大以及随时间变化相对稳定的特点，因此，利用海洋温差能发电有望提供大规模的、稳定的电力。温差能发电技术，是以海洋受太阳能加热的表层海水(25℃～28℃)作高温热源，而以500米～l000米深处的深层海水(4℃～7℃)作低温热源，用热机组成的热力循环系统进行发电的技术。从高温热源到低温热源，可能获得总温差15℃～20℃左右的有效能量。最终可能获得具有工程意义的11℃温差的能量。目前温差能发电热力循环系统分为开式循环、闭式循环和混合式循环，其中开式循环和混合式循环均能够产出淡水作为副产品。温差能发电装置也存在不足，其能量转换效率仅为5％～10％，相比之下，常规火电效率超过40％，大型水电机组效率更是高达90％。低效、低装机容量和相对较高的成本使得海洋温差能在近海浅水地区缺乏与传统的火电和水电竞争的能力。但是，海洋温差能在深海远洋工程中有着较大发展潜力：一方面，在远离陆地的浮式海洋平台上，传统能源鞭长莫及；另一方面，远海发电装置产出的电能输送回大陆成本高、难度大，可行性较低。因此，在深海远洋工程中“就地取能、海能海用”是未来海洋温差能发展的主要方向。
常规的浮式海洋平台一般由大型柴油发电机提供日常生产生活所需的电能，会消耗大量不可再生的化石能源且会对海洋环境造成污染；浮式海洋平台的工作海域往往在远离大陆的深远海域，附近没有可以获得的淡水资源，平台日常生产生活所需淡水需要运输船定期补给，淡水运输成本高昂。
现有的浮式海洋平台存在以下问题：
1)消耗大量能源且有污染：常规浮式海洋平台日常生产、生活所需电能一般由大型柴油发电机组提供，会消耗大量不可再生的石油等化石能源，且排放物会对海洋环境造成污染。
2)淡水获取成本高昂：浮式海洋平台的工作海域往往在远离大陆的深远海海域，附近没有可以获得的淡水资源，平台日常生产生活所需淡水往往需要运输船定期补给，淡水运输成本高昂。
3)现有技术也有利用波浪能发电、洋流发电和太阳能发电等方式为海上平台供能，但此类发电方式存在单机发电功率小的缺点，且发电功率受海况影响较大。
4)现有技术也有利用波浪驱动温差能发电，或将波浪能发电和风能发电结合起来，但都只是单一的发电平台，并无其他生产作业功能。
5)现有技术也有依托养殖工船设计了冷水团的取水系统，但仅适用于黄海水深较浅的海域，取水深度小于50米。
本发明采取以下技术方案：
一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台，包括平台主体，所述平台主体包括上部甲板1及平面视角与其仿形的浮箱4，所述上部甲板1包括一中心区域及由中心区域向四周延伸的三个等角度设置的延展部位，所述延展部位的下部与所述浮箱4通过角立柱2固定连接；所述平台主体位于所述上部甲板1与浮箱4之间的中心部位设置一用于存储液态海洋资源和增大水线面积的中心立柱3；所述上部甲板1上方各延展部位的端部分别设置起重机6、风力发电机5、人员生活住所7；所述上部甲板1上方的所述中心区域设置温差能发电装置8；所述温差能发电装置8与若干深层海水取水管9、表层海水取水管10以及混合海水排水管11相连接，所述深层海水取水管9、表层海水取水管10、混合海水排水管11穿过上部甲板1向下延伸至海水内；所述平台主体的各延展部位的端部固定设置锚链13，所述锚链13延伸至海底。
优选的，所述风力发电机5的旁设有配点间14，人员生活处所7之上设有直升机停机坪21；温差能发电装置8与四根大型圆柱形水管相连，其中两根为深层海水取水管9，一根为表层海水取水管10，一根为混合海水排水管11；温差能发电装置8下布置有小规模海水淡化装置。
进一步的，所述上部甲板1的三个延展部位的端部设有系泊绞车12，系泊绞车12与所述锚链13连接。
进一步的，所述上部甲板1呈由正三角形演化而来的三边等长的Y字形；角立柱2、中心立柱3和浮箱4同时用于为平台提供所需的浮力，其中，角立柱2和其下的浮箱4中设有压载水舱，可调整平台浮态；中心立柱3中空，其内布置有大型储罐；中心立柱3的顶部布置有小规模海水淡化装置，为平台工作人员提供所需的饮用水。
进一步的，所述风力发电机4由风机塔15、风机机舱16和风机叶片17三部分组成；其中，风机塔15中空，通过内部的梯子维修人员可以到达风机机舱16处进行检查和维修；风力发电机5在风的作用下发电，经过配电间14变压，为平台上各处所供电；同时，配电间14内布置有大型动力电池组，可以将风机发出的多余电能储存其中。
进一步的，温差能发电装置8布置于平台上部甲板1中央，位于中心立柱3的正上方，整个装置采用混合式循环，包括闪蒸器23、蒸发器24、汽轮机25、冷凝器26和工质泵27等设备；由表层海水取水管10抽取的表层海水进入闪蒸器，闪蒸出来的低压蒸汽加热低沸点工质，低压蒸汽放热液化后产出淡水；由深层海水取水管9抽取的深层海水在冷凝器中与工质流体进行热交换，使低沸点工质遇冷液化，如此循环；闪蒸器中排出的表层海水和经过冷凝器后的深层海水混合后从混合海水排水管11中排出；在蒸发器中产出的淡水大部分直接进入平台生活用水供给系统，小部分进入中心立柱3中的海水淡化装置，淡化后得到较高品质的可饮用淡水。
进一步的，所述起重机6由起重机立柱18、起重机吊臂19和起重机吊钩20组成。
进一步的，角立柱2为直四棱柱，中心立柱3为底面为正六边形的直六棱柱，且中心立柱3的体积大于角立柱2，为角立柱2的3-4倍。
进一步的，温差能发电装置8中，温差能发电装置的取水泵所需的能量来源于风力发电机5发出的电能，温差能发电装置发出的电能通过配电间14并入平台电网。
进一步的，混合海水废水排水管11长度大于100米，通入海平面以下接近100米处，以减小混合海水对海洋表层生态系统的影响；中心立柱3中的小规模海水淡化装置10采用反渗透海水淡化装置。
本发明的有益效果在于：
1)大底面积中心立柱的设计，使得平台中能够贮存如石油、液化天然气等液态海洋资源，在实现平台功能的同时不会引起平台浮态的改变，而且能够有效减小平台的垂荡运动响应。
2)在浮式海洋平台上布置大型风力发电机、混合式循环温差能发电装置和海水淡化装置，使工作于深远海的浮式海洋平台实现能源淡水自给，这将减少平台所需补给的物资，大大减少平台日常的运营成本，同时减少碳排放和大气污染，实现绿色可持续发展。
3)平台上使用温差能发电装置，能够利用平台所在深海海域丰富的深层海水资源，同时能够弥补风力发电机发电受天气变化影响、输出功率和电压不稳定的不足。
4)平台可作为海上无人船的充电站，为过往使用电力推进的船只充电供能，增加无人运输船的续驶航程，也可增大海上巡逻无人船的作业范围。
5)将简化平台的结构与增大水线面积(以增大平台垂向粘性阻尼，从而有效减小平台的垂荡运动响应)进行了良好的兼顾。
附图说明
图1为本发明的能源淡水自给的新型浮式海洋平台的总体结构示意图。
图2为本发明的能源淡水自给的新型浮式海洋平台的主要结构示意图。
图3为本发明的能源淡水自给的新型浮式海洋平台另一视角下的结构示意图。
图4为本发明的混合式循环温差能发电装置原理示意图。
图5为本发明的平台能量传递路线示意图。
图中，1-上部甲板；2-角立柱；3-中心立柱；4-浮箱；5-风力发电机；6-起重机；7-人员生活处所；8-温差能发电装置；9-深层海水取水管；10-表层海水取水管；11-混合海水排水管；12-系泊绞车；13-锚链；14-配电间；15-风机塔；16-风机机舱；17-风机叶片；18-起重机立柱；19-起重机吊臂；20-起重机吊钩；21-直升机停机坪；22-直升机；23-闪蒸器；24-蒸发器；25-汽轮机；26-冷凝器；27-工质泵。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
参见图1-图5，一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台，其结构与常规半潜式平台不同，平台主体的形状由正三角形演化而来，三个顶点处各设有一根角立柱2，中心处设有一根中心立柱3，立柱连接上部甲板1与浮箱4；风力发电机5、起重机6、人员生活处所7和温差能发电装置8置于上部甲板1上，风力发电机5、起重机6和人员生活处所7分置于上部甲板1的三个顶点，温差能发电装置8置于上部甲板1的中央；风机旁设有配电间14，人员生活处所7之上设有直升机停机坪21；温差能发电装置8与四根大型圆柱形水管相连，其中两根为深层海水取水管9，一根为表层海水取水管10，一根为混合海水排水管11；温差能发电装置8下布置有小规模海水淡化装置；此外，平台的三个顶点处均设有系泊绞车12和锚链13，用于平台的系泊定位。
参见图1-图3，上部甲板1呈由正三角形演化而来的三边等长的Y字形，用于布置上层建筑和甲板设施，提供人员活动的场所；角立柱2、中心立柱3和浮箱4用于为平台提供所需的浮力，其中，角立柱2和其下的浮箱4中设有压载水舱，可调整平台浮态；中心立柱3中空，其内布置有大型储罐，能够大量贮存石油、液化天然气或其他液态深海资源，为平台多样化功能的实现提供保障；中心立柱3的顶部布置有小规模海水淡化装置，为平台工作人员提供所需的饮用水；中心立柱3上接上部甲板1上方的温差能发电装置8。
参见图2，上部甲板1的一个顶点处布置有风力发电机4，其主要结构由风机塔15、风机机舱16和风机叶片17三部分组成；其中，风机塔15中空，通过内部的梯子维修人员可以到达风机机舱16处进行检查和维修；风力发电机5在风的作用下发电，经过配电间14变压，为平台上各处所供电；同时，配电间14内布置有大型动力电池组，可以将风机发出的多余电能储存其中。
参见图2-3，温差能发电装置8布置于平台上部甲板1中央，位于中心立柱3的正上方，整个装置采用混合式循环，主要由闪蒸器23、蒸发器24、汽轮机25、冷凝器26和工质泵27等设备组成。由表层海水取水管10抽取的表层海水进入闪蒸器，闪蒸出来的低压蒸汽加热低沸点工质，低压蒸汽放热液化后产出淡水；由深层海水取水管9抽取的深层海水在冷凝器中与工质流体进行热交换，使低沸点工质遇冷液化，如此循环。闪蒸器中排出的表层海水和经过冷凝器后的深层海水混合后从混合海水排水管11中排出。在蒸发器中产出的淡水大部分直接进入平台生活用水供给系统，小部分进入中心立柱3中的海水淡化装置，淡化后得到较高品质的可饮用淡水。
参见图2，平台上设有人员生活处所7，布置于上部甲板1的一个顶点处，人员生活处所7顶部设有直升机停机坪21；平台上还设有起重机6，主要由起重机立柱18、起重机吊臂19和起重机吊钩20组成，也布置于上部甲板1的一个顶点处。平台上设有系泊绞车12，平台通过连接到海底的锚链13系泊固定。角立柱2为直四棱柱，中心立柱3为底面为正六边形的直六棱柱，且中心立柱3的体积大于角立柱2，为单根角立柱2的3-4倍。温差能发电装置8中，温差能发电装置的取水泵所需的能量来源于风力发电机5发出的电能，温差能发电装置发出的电能通过配电间14并入平台电网。
在此实施例中，混合海水废水排水管11长度大于100米，通入海平面以下约100米处，以减小混合海水对海洋表层生态系统的影响。
在此实施例中，中心立柱3中的小规模海水淡化装置10采用反渗透海水淡化装置。
下面进一步举例说明：
如图1、3所示，一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台，其主体包括平台的上部甲板1，三根小水线面角立柱2，一根水线面面积较大的中心立柱3以及连接中心立柱和角立柱的浮箱4。
结合图1-3，可以看到，为保证能源淡水自给的新型浮式海洋平台的正常工作及功能实现，该海洋平台主要包括风力发电、海水抽取、温差发电、海水淡化、生活办公、系泊定位、起重吊运等一系列功能模块。
风力发电模块：该浮式海洋平台配置一台额定功率为1MW的风力发电机，风机主体由风机塔、风机机舱和3个风机叶片组成，风机叶轮直径约50米。风机与配电间相连，使得风机发出的电能通过变压可以为平台上各处所使用，多余的电能可储存在配电间下的动力电池组中。
海水抽取模块：该模块主要包括两条深层海水取水管、一条表层海水取水管、一条混合海水排水管以及安装在平台上的4台大功率离心水泵。深层海水取水管抽取水深800米左右的深层海水作为冷源、表层海水取水管抽取表层海水作为热源用于温差能发电，混合海水排水管伸入海平面100米以下，以防止排放的混合海水改变浅层海水环境，对海洋生态系统产生不利影响。
温差发电模块：该模块主要包括工质泵、汽轮机和两个热交换器以及一个闪蒸器，热交换器分为蒸发器和冷凝器，其原理如图4所示。表层温海水通过闪蒸器得到低压蒸汽，低压蒸汽在蒸发器中使低沸点工质受热汽化膨胀，推动汽轮机做功发电，冷凝器利用低温深层海水使工质冷凝液化，工质泵推动工质如此循环往复。低压蒸汽在蒸发器中放热液化后可以得到初步淡化的淡水。
海水淡化模块：该模块规模较小，采用反渗透膜海水淡化装置，将混合式循环温差能发电装置中产出的小部分淡水进一步淡化精制，使其达到饮用水的标准，供平台上工作人员日常饮用。
生活办公模块：该模块包括一栋6层的生活办公楼以及其上的直升机停机坪，楼内设有员工宿舍、办公室、餐厅、健身房等处所，可容纳至少40人生活工作。
系泊定位模块：该模块包括6台系泊绞车以及相应的锚链，用于平台的系泊定位。
起重吊运模块：该平台配置起重机一台，主要结构由起重机立柱、起重机吊臂和起重机吊钩组成，最大起重量为150吨，用于装卸货物，可从补给船上将生活物资吊运至平台上，也可在将平台生产的深海资源通过特定容器吊运至运输船上。
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，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的范围之内。
Claims (10)
1.一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台，其特征在于：
包括平台主体，所述平台主体包括上部甲板(1)及与平面视角与其仿形的浮箱(4)，所述上部甲板(1)包括一中心区域及由中心区域向四周延伸的三个等角度设置的延展部位，所述延展部位的下部与所述浮箱(4)通过角立柱(2)固定连接；
所述平台主体位于所述上部甲板(1)与浮箱(4)之间的中心部位设置一用于存储液态海洋资源和增大水线面积的中心立柱(3)；
所述上部甲板(1)上方各延展部位的端部分别设置起重机(6)、风力发电机(5)、人员生活住所(7)；
所述上部甲板(1)上方的所述中心区域设置温差能发电装置(8)；所述温差能发电装置(8)与若干深层海水取水管(9)、表层海水取水管(10)以及混合海水排水管(11)相连接，所述深层海水取水管(9)、表层海水取水管(10)、混合海水排水管(11)穿过上部甲板(1)向下延伸至海水内；
所述平台主体的各延展部位的端部固定设置锚链(13)，所述锚链(13)延伸至海底。
2.如权利要求1所述的能源淡水自给的新型浮式海洋平台，其特征在于：所述风力发电机(5)的旁设有配点间(14)，人员生活处所(7)之上设有直升机停机坪(21)；温差能发电装置(8)与4根大型圆柱形水管相连，其中两根为深层海水取水管(9)，一根为表层海水取水管(10)，一根为混合海水排水管(11)；温差能发电装置(8)下布置有小规模海水淡化装置。
3.如权利要求2所述的能源淡水自给的新型浮式海洋平台，其特征在于：所述上部甲板(1)的三个延展部位的端部设有系泊绞车(12)，系泊绞车(12)与所述锚链(13)连接。
4.如权利要求2所述的能源淡水自给的新型浮式海洋平台，其特征在于：所述上部甲板(1)呈由正三角形演化而来的三边等长的Y字形；角立柱(2)、中心立柱(3)和浮箱(4)同时用于为平台提供所需的浮力，其中，角立柱(2)和其下的浮箱(4)中设有压载水舱，可调整平台浮态；中心立柱(3)中空，其内布置有大型储罐；中心立柱(3)的顶部布置有小规模海水淡化装置，为平台工作人员提供所需的饮用水。
5.如权利要求2所述的能源淡水自给的新型浮式海洋平台，其特征在于：所述风力发电机(4)由风机塔(15)、风机机舱(16)和风机叶片(17)三部分组成；其中，风机塔(15)中空，通过内部的梯子维修人员可以到达风机机舱(16)处进行检查和维修；风力发电机(5)在风的作用下发电，经过配电间(14)变压，为平台上各处所供电；同时，配电间(14)内布置有大型动力电池组，可以将风机发出的多余电能储存其中。
6.如权利要求2所述的能源淡水自给的新型浮式海洋平台，其特征在于：
温差能发电装置(8)布置于平台上部甲板(1)中央，位于中心立柱(3)的正上方，整个装置采用混合式循环，包括闪蒸器(23)、蒸发器(24)、汽轮机(25)、冷凝器(26)和工质泵(27)；
由表层海水取水管(10)抽取的表层海水进入闪蒸器，闪蒸出来的低压蒸汽加热低沸点工质，低压蒸汽放热液化后产出淡水；由深层海水取水管(9)抽取的深层海水在冷凝器中与工质流体进行热交换，使低沸点工质遇冷液化，如此循环；
闪蒸器中排出的表层海水和经过冷凝器后的深层海水混合后从混合海水排水管(11)中排出；在蒸发器中产出的淡水大部分直接进入平台生活用水供给系统，小部分进入中心立柱(3)中的海水淡化装置，淡化后得到较高品质的可饮用淡水。
7.如权利要求2所述的能源淡水自给的新型浮式海洋平台，其特征在于：所述起重机(6)由起重机立柱(18)、起重机吊臂(19)和起重机吊钩(20)组成。
8.如权利要求2所述的能源淡水自给的新型浮式海洋平台，其特征在于：角立柱(2)为直四棱柱，中心立柱(3)为底面为正六边形的直六棱柱，且中心立柱(3)的体积大于角立柱(2)，为角立柱(2)的3-4倍。
9.如权利要求2所述的能源淡水自给的新型浮式海洋平台，其特征在于：温差能发电装置(8)中，温差能发电装置的取水泵所需的能量来源于风力发电机(5)发出的电能，温差能发电装置发出的电能通过配电间(14)并入平台电网。
10.如权利要求2所述的能源淡水自给的新型浮式海洋平台，其特征在于：混合海水废水排水管(11)长度大于100米，通入海平面以下接近100米处，以减小混合海水对海洋表层生态系统的影响；中心立柱(3)中的小规模海水淡化装置(10)采用反渗透海水淡化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110012409.5A CN112606965A (zh) | 2021-01-06 | 2021-01-06 | 一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台及其方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110012409.5A CN112606965A (zh) | 2021-01-06 | 2021-01-06 | 一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台及其方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112606965A true CN112606965A (zh) | 2021-04-06 |
Family
ID=75254070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110012409.5A Pending CN112606965A (zh) | 2021-01-06 | 2021-01-06 | 一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台及其方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112606965A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114013587A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-02-08 | 海南大学 | 一种温差能发电冷却水综合利用装置 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204267210U (zh) * | 2014-07-28 | 2015-04-15 | 刁鸣功 | 一种平台集成式浮体海浪发电装置和系统 |
| CN105151241A (zh) * | 2015-07-30 | 2015-12-16 | 中国海洋石油总公司 | 一种筒形浮箱多立柱半潜式平台 |
| CN106114774A (zh) * | 2016-08-04 | 2016-11-16 | 中国海洋石油总公司 | 一种高有效载荷比轻型半潜式生产平台 |
| KR20160139311A (ko) * | 2015-05-27 | 2016-12-07 | 대우조선해양 주식회사 | Ｆｌｎｇ의 해수 온도 차 발전시스템 및 발전방법 |
| JP2018039475A (ja) * | 2016-09-09 | 2018-03-15 | 清水建設株式会社 | 係留索の継ぎ足し方法、浮体構造物の係留方法および浮体式洋上風力発電施設の施工方法 |
| CN108583795A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-09-28 | 重庆大学 | 一种半潜式海上风机平台 |
| JP2018203195A (ja) * | 2017-06-09 | 2018-12-27 | 三井Ｅ＆Ｓ造船株式会社 | 洋上施工用浮体 |
| CN209586604U (zh) * | 2018-11-16 | 2019-11-05 | 江苏海上龙源风力发电有限公司 | 一种配置混合循环海洋温差发电系统的海上升压站平台 |
| CN110417298A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-11-05 | 金安君 | 多能互补海洋温差能发电系统 |
| CN110775214A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-02-11 | 上海惠生海洋工程有限公司 | 一种新能源综合利用平台 |
| CN110945234A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-03-31 | 中山大学 | 海上能源岛装置 |
| KR102144423B1 (ko) * | 2020-03-11 | 2020-08-12 | (주)삼원밀레니어 | 반잠수식 풍력발전기 및 이의 설치 및 해체 방법 |
| CN214607975U (zh) * | 2021-01-06 | 2021-11-05 | 上海交通大学 | 一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台 |
-
2021
- 2021-01-06 CN CN202110012409.5A patent/CN112606965A/zh active Pending
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204267210U (zh) * | 2014-07-28 | 2015-04-15 | 刁鸣功 | 一种平台集成式浮体海浪发电装置和系统 |
| KR20160139311A (ko) * | 2015-05-27 | 2016-12-07 | 대우조선해양 주식회사 | Ｆｌｎｇ의 해수 온도 차 발전시스템 및 발전방법 |
| CN105151241A (zh) * | 2015-07-30 | 2015-12-16 | 中国海洋石油总公司 | 一种筒形浮箱多立柱半潜式平台 |
| CN106114774A (zh) * | 2016-08-04 | 2016-11-16 | 中国海洋石油总公司 | 一种高有效载荷比轻型半潜式生产平台 |
| JP2018039475A (ja) * | 2016-09-09 | 2018-03-15 | 清水建設株式会社 | 係留索の継ぎ足し方法、浮体構造物の係留方法および浮体式洋上風力発電施設の施工方法 |
| JP2018203195A (ja) * | 2017-06-09 | 2018-12-27 | 三井Ｅ＆Ｓ造船株式会社 | 洋上施工用浮体 |
| CN108583795A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-09-28 | 重庆大学 | 一种半潜式海上风机平台 |
| CN209586604U (zh) * | 2018-11-16 | 2019-11-05 | 江苏海上龙源风力发电有限公司 | 一种配置混合循环海洋温差发电系统的海上升压站平台 |
| CN110417298A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-11-05 | 金安君 | 多能互补海洋温差能发电系统 |
| CN110945234A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-03-31 | 中山大学 | 海上能源岛装置 |
| CN110775214A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-02-11 | 上海惠生海洋工程有限公司 | 一种新能源综合利用平台 |
| KR102144423B1 (ko) * | 2020-03-11 | 2020-08-12 | (주)삼원밀레니어 | 반잠수식 풍력발전기 및 이의 설치 및 해체 방법 |
| CN214607975U (zh) * | 2021-01-06 | 2021-11-05 | 上海交通大学 | 一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114013587A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-02-08 | 海南大学 | 一种温差能发电冷却水综合利用装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8664795B2 (en) | Structure and method for capturing and converting wind energy at sea | |
| US8866320B2 (en) | Integrated generator device for producing energy from zero-emission renewable alternative sources respecting and preserving the environment | |
| Charlier et al. | Ocean energies: environmental, economic and technological aspects of alternative power sources | |
| US7178337B2 (en) | Power plant system for utilizing the heat energy of geothermal reservoirs | |
| CN214607975U (zh) | 一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台 | |
| CN111926852B (zh) | 一种近海制氢平台 | |
| CN109737009A (zh) | 基于海上浮式平台的风能—波浪能联合发电装置及发电方法 | |
| WO2009005383A1 (en) | Joint system for convertion of eolic, solar, sea waves and marine current energies | |
| JP2001059472A (ja) | エネルギー生産装置 | |
| CN101844606B (zh) | 浅海风电施工系统、浅海风电平台及浅海风电施工方法 | |
| CN112606965A (zh) | 一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台及其方法 | |
| CN106143825B (zh) | 海上浮式水电联产平台 | |
| DK180902B1 (en) | An offshore jack-up installation and method | |
| CN218892677U (zh) | 一种半漂浮式海上风机制氢平台 | |
| CN102797616B (zh) | 综合利用多种自然能实现全天候稳定供电的多功能独立电站 | |
| CN205396472U (zh) | 一种深海科考与补给保障海洋平台 | |
| CN214930475U (zh) | 一种深层海水取水开发与综合利用海洋平台 | |
| RU2567484C1 (ru) | Способ получения вторичного энергоносителя - водорода посредством преобразования энергии ветра | |
| CN208364303U (zh) | 一种光伏与风机联合发电的海上半潜式平台发电系统 | |
| CN112722177A (zh) | 一种深层海水取水开发与综合利用海洋平台及其方法 | |
| CN112941544A (zh) | 一种近海制氢设施 | |
| CN202030557U (zh) | 一种自流喷雾蒸发系统 | |
| CN105134474A (zh) | 一种抽水蓄能电站 | |
| EP2961979A2 (en) | Modular floating pier and integrated multipurpose generator of energy from renewable sources | |
| CN214176975U (zh) | 一种海上制氢设施 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |