CN114051962A - 一种集自潜式养殖网箱与浮式风电机组为一体的平台 - Google Patents

一种集自潜式养殖网箱与浮式风电机组为一体的平台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种集自潜式养殖网箱与浮式风电机组为一体的平台，涉及海上养殖领域，包括浮式船体结构形成的中空空间内设置养殖网箱；浮式船体结构内的浮力支柱内侧设升降导向结构，养殖网箱被水平限位于升降导向结构内升降滑动；每个浮力支柱的内侧上下部均设置有伸缩式锁定销；每个养殖网箱的外侧壁上下部还开设有与伸缩式锁定销对应的锁定销孔；船体主平台与养殖网箱之间连接有用于升降养殖网箱的网箱升降系统；船体主平台上设置有风电机组。本发明将自潜式养殖网箱与浮式风电机组合为一体，节约了空间、可发电且可抵御台风和赤潮等自然灾害。

Description

一种集自潜式养殖网箱与浮式风电机组为一体的平台
技术领域
本发明涉及海上养殖领域，更具体地说，涉及一种集自潜式养殖网箱与浮 式风电机组为一体的平台。
背景技术
多年来近海渔业养殖造成国内沿海严重污染，如何降低海上养殖对海洋污 染的相关问题已经上升到国家层面。农业农村部等十部委联合印发的《关于加 快推进水产养殖业绿色发展的若干意见》中明确提出：“支持发展深进海绿色养 殖，鼓励深进海大型智能化养殖渔场建设”；“鼓励深进海大型养殖装备研发和 推广应用”。渔业养殖将走向距岸15海里以外的深远海；
如果海上风机与海洋养殖各自独立设置，各自分别占用有限的海域，必然 会造成海上风电与海洋养殖二者间在海域使用上的冲突，同时也会造成海洋资 源使用上的浪费。
海洋养殖需要的是装备所能提供的有效水体，即水下部分，而海上风电海 上风力发电作业需求的是水上空间。二者虽在作业海域的使用上是同一地点， 但在作业模式或空间上却是相对独立的同时，如果可以开发一种装备可将两种 装备功能相结合，这将会大大降低了两种装备的制作材料，降低了二者的建造 成本。
因此，发明一种可以同时满足海上风力发电和海上养殖需要的海上风电平 台及养殖网箱装备，对于综合开发利用海洋资源，降低装备综合成本，提高运 行效率非常有必要。
目前国际上常规浮式养殖网箱平台的网衣被直接安装在浮式船体结构上， 这种浮式养殖网箱平台在台风等恶劣海况下，因该类型平台在海上运动性非常 好，大的海浪几乎对其影响很小，但这种情况会造成养殖网箱内的养殖水体因 大波浪的影响而减少，或造成养殖网箱内的水体有较大波动，这种波动非常不 利于海洋养殖，甚于会造成养殖鱼类的死亡。
另外，当养殖海域发生赤潮灾害时，海面的藻类会占据常规养殖网箱内的 水体，造成养殖网箱内的水体减少及水体内的含氧量，从而造成养殖网箱内的 养殖鱼类的死亡。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种集自潜式养殖网箱与浮式风电机组为 一体的平台，该型式的带自潜式养殖网箱的浮式风电机组平台在满足有限海域 内布置海上风电场及相关风电装备的需要的同时，也解决了深海养殖对养殖海 域及养殖装备的需要。二者结合后，装备的综合成本将远低于二者单独设置的 费用，解决各自装备配置费用过高的难题。
为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种集自潜式养殖网箱与浮式风电机组为一体的平台，包括浮式船体结构， 浮式船体结构包括水平的船体主平台，以及多个竖直支撑设置于船体主平台下 方的用于提供浮力的浮力支柱，多个浮力支柱围成一个中空空间，在中空空间 内设置有位于船体主平台下方的养殖网箱；
每个浮力支柱的内侧均连接有升降导向结构，养殖网箱被水平限位于升降 导向结构内升降滑动；
每个浮力支柱的内侧还设置有伸缩式锁定销，包括位于浮力支柱上部的上 伸缩式锁定销和位于浮力支柱下部的下伸缩式锁定销；
每个养殖网箱的外侧壁还开设有与伸缩式锁定销对应的锁定销孔，包括位 于养殖网箱上部的上锁定销孔与位于养殖网箱下部的下锁定销孔；
船体主平台与养殖网箱之间连接有用于升降养殖网箱的网箱升降系统；
船体主平台上设置有风电机组，风电机组的电力输出于船体主平台上的用 电设施以及岸上的用电设施；
船体主平台上设置有用于检测风速、浪高、流速、海水水质的海洋环境监 测系统；
船体主平台上设置有用于控制网箱升降系统、伸缩式锁定销和风电机组的 自动控制系统；
海洋环境监测系统连接于自动控制系统。
浮力支柱的外侧面还连接于系泊定位系统。
伸缩式锁定销连接于伸缩油缸。
网箱升降系统包括固定于养殖网箱顶面的起吊眼板、连接于起吊眼板的起 吊链条，以及连接于起吊链条的电动葫芦。
电动葫芦设置于船体主平台底面。
浮力支柱设置有三个，且三个浮力支柱围成一个正三角形。
更具体地说：
本发明制作时，先将浮式船体结构制作完毕，同时将系泊点等相关设施安 装到浮式船体结构上；
将养殖网箱制作完毕；养殖网箱为框架式养殖网箱。
将升降导向结构制作完毕；
将养殖网箱放置到浮式船体结构内的中空部分，并按最终安装位置定好位；
将升降导向结构安装到浮式船体结构上的浮力支柱之间的区域，安装过程 需注意与养殖网箱的配合，调整好养殖网箱与升降导向结构的安装间隙，确保 养殖网箱被径向限位，当可以沿竖竖直方向自由移动；
将网箱升降系统安装到养殖网箱的上方，将养殖网箱起吊眼板安装到养殖 网箱上，然后将提升系统的起吊链条或者钢缆连到养殖网箱起吊眼板上。调整 并调试好网箱升降系统；
将伸缩式锁定销安装到养殖网箱下潜或升降导向结构上，在网箱升降系统 的配合下，调整好伸缩式锁定销与养殖网箱上的锁定销孔间的配合，确保伸缩 式锁定销可以自由插入到养殖网箱上的锁定销孔中。将所有的伸缩式锁定销插 入到养殖网箱上对应的锁定销孔中，将养殖网箱固定到浮式船体结构框架内。 起初，可以将上伸缩式锁定销嵌入到上锁定销孔，将下伸缩式锁定销嵌入到下 锁定销孔。
将风电机组安装到浮式船体结构上。
将安装好养殖网箱及风电机组的浮式风电机组平台拖移到目标作业海域 后，将系泊定位系统的系泊索一端与安装在浮式船体结构上的系泊点连接，另 一端与海上的锚泊点连接，从而将带自潜式养殖网箱的浮式风电机组平台通过 系泊定位系统固定到海上；
调整好浮式船体结构的吃水，保证养殖网箱内水体满足正常渔业养殖作业 要求，同时平台的稳性满足风电机组的海上发电作业要求；
本发明便可进行正常的海上渔业养殖作业和海上风力发电作业；
为避免恶劣海况对风电机组和养殖网箱造成损害，当台风到来时，浮式船 体结构上设置的海洋环境监测系统会将实时的风速、浪高和流速相关信号发送 到网箱升降系统的自动控制系统，自动控制系统根据预先控制设置，先将带自 潜式养殖网箱的浮式风电机组平台上的风电机组停机；
将养殖网箱下潜或升降导向结构下部锁定销从养殖网箱下部的锁定销孔中 拔出；
启动网箱升降系统，将养殖网箱的重量从导向结构上转移到网箱升降系统 上；然后将导向结构上部的锁定销从养殖网箱的上部锁定销孔中拔出；
养殖网箱则完全通过网箱升降系统被悬挂到浮式船体结构上；启动网箱升 降系统将养殖网箱沿着导向结构向水下下放，直到养殖网箱的上部锁定销孔与 导向结构下部的锁定销对齐，停止网箱的下放，将导向结构下部的锁定销插入 到养殖网箱上部的锁销孔中，从而将养殖网箱固定到浮式船体结构下部的导向 结构上，从而使得养殖网箱不会受到恶劣海况下的风浪影响，确保了养殖网箱 的结构安全，同时避免了风浪造成养殖网箱内水体较大变化而影响到养殖鱼类 的生存。
当天气转好，根据作业需要，海洋环境监测系统会将实时的风速、浪高和 流速相关信号发送到网箱升降系统的自动控制系统，自动控制系统根据预先控 制设置，可再次将风电机组启动进行海上风力发电；同时在网箱升降系统与安 装在导向结构上的锁定销间的配合，可通过网箱升降系统将养殖网箱从水下拉 至水面。
当养殖海域发生赤潮灾害时，海洋环境监测系统会将实时的海水水质信号 发送到网箱升降系统的自动控制系统，自动控制系统根据预先控制设置，将养 殖网箱自动下放到水下赤潮影响不到的位置。
当赤潮灾害消失时，海洋环境监测系统会将实时的海水水质信号再次发送 到网箱升降系统的自动控制系统，自动控制系统根据预先控制设置，将养殖网 箱自动从水下提升到的正常养殖位置。
本发明的优点在于，发明一种可以同时满足海上风力发电和海上养殖需要 的海上风电平台及养殖网箱装备，对于综合开发利用海洋资源，降低装备综合 成本，提高运行效率非常有必要。避免了海上风机与海洋养殖各自独立设置从 而各自分别占用有限的海域造成海上风电与海洋养殖二者间在海域使用上的冲 突并造成海洋资源使用上的浪费。传统结构里海浪来了整个平台都要下降，但 是风机无法下降，所以是技术难点。本发明只让网箱下降，浮式结构可以保证 风机在海面上方，解决了这个技术问题。
本发明的优点还在于，发明一种可以同时满足海上风力发电和海上养殖需 要的海上风电平台及养殖网箱装备，本方案为一个浮式电机组平台的浮式船体 结构框架上设置了一个可以自潜的养殖网箱，当台风或恶劣海况条件下，养殖 网箱可以下潜到风浪影响最小的水下位置，以降低风浪在养殖网箱上产生较大 波浪载荷，使得养殖网箱内的养殖水体始终完整，避免波浪造成养殖网箱内的 养殖水体减少而造成鱼类死亡的问题发生。当海上发生赤潮灾害时，养殖网箱 可自动下潜到水下到赤潮对养殖网箱影响最小的位置，增大养殖网箱的养殖水 体及养殖水体的含氧量，提高养殖网箱内鱼类的生活环境。
附图说明
图1是本发明养殖网箱位于上部的示意图；
图2是本发明养殖网箱下潜的示意图；
图3是本发明平台俯视图；
图4是本发明养殖网箱锁定示意图；
图5是本发明网箱升降系统示意图。
1、船体主平台，2、养殖网箱，3、风电机组，4、系泊定位系统，5、网箱 升降系统，6、升降导向结构，7、伸缩式锁定销，8、浮力支柱，9、起吊链条， 10、电动葫芦，11、起吊眼板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作描述。
如图1至图5所示，本发明一种集自潜式养殖网箱与浮式风电机组为一体 的平台，包括浮式船体结构，浮式船体结构包括水平的船体主平台1，以及多个 竖直支撑设置于船体主平台1下方的用于提供浮力的浮力支柱8，多个浮力支柱 8围成一个中空空间，在中空空间内设置有位于船体主平台1下方的养殖网箱2；
每个浮力支柱8的内侧均连接有升降导向结构6，养殖网箱2被水平限位于 升降导向结构6内升降滑动；
每个浮力支柱8的内侧还设置有伸缩式锁定销7，包括位于浮力支柱8上部 的上伸缩式锁定销和位于浮力支柱8下部的下伸缩式锁定销；
每个养殖网箱2的外侧壁还开设有与伸缩式锁定销7对应的锁定销孔，包 括位于养殖网箱2上部的上锁定销孔与位于养殖网箱2下部的下锁定销孔；
船体主平台1与养殖网箱2之间连接有用于升降养殖网箱2的网箱升降系 统5；
船体主平台1上设置有风电机组3，风电机组3的电力输出于船体主平台1 上的用电设施以及岸上的用电设施；
船体主平台1上设置有用于检测风速、浪高、流速、海水水质的海洋环境 监测系统；
船体主平台1上设置有用于控制网箱升降系统5、伸缩式锁定销7和风电机 组3的自动控制系统；
海洋环境监测系统连接于自动控制系统。
浮力支柱8的外侧面还连接于系泊定位系统4。
伸缩式锁定销7连接于伸缩油缸。
网箱升降系统5包括固定于养殖网箱2顶面的起吊眼板11、连接于起吊眼 板11的起吊链条9，以及连接于起吊链条9的电动葫芦10。
电动葫芦10设置于船体主平台1底面。
浮力支柱8设置有三个，且三个浮力支柱8围成一个正三角形。
本发明使用的时候，本发明通过系泊定位系统4系泊在海上，船体主平台1 位于海面上方，养殖网箱2位于海面下方。海洋环境监测系统实时监测海面上 的风速、浪高、海水质量等信息，并输送到自动控制系统。如果海面上风浪小 或者水质较好的情况下，可以采取正常养殖模式，自动控制系统控制网箱升降 系统5将养殖网箱2移动到较高的位置，上伸缩式锁定销嵌入于上锁定销孔， 下伸缩式锁定销嵌入于下锁定销孔，自动控制系统控制风电机组3工作，为平 台以及岸上提供电力，岸上的电力供应可以通过电缆连接。当海洋环境监测系 统检测到风浪过大或者水质较差，比如台风或赤潮灾害来时，自动控制系统控 制伸缩式锁定销7收回，控制升降系统下降，使得上锁定销孔与下伸缩式锁定 销对应并锁定，养殖网箱2便处于海面下方一定距离位置，受风浪、赤潮影响 较小。在风浪大的情况下，自动控制系统在控制养殖网箱2下潜前会先控制风 电机组3停止工作，防止过大的风浪对于工作的风电机组3造成伤害，这是风 电机组3规范要求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本 发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护 范围之内。

Claims (9)

1.一种集自潜式养殖网箱与浮式风电机组为一体的平台，其特征在于，包括浮式船体结构，所述浮式船体结构包括水平的船体主平台(1)，以及多个竖直支撑设置于所述船体主平台(1)下方的用于提供浮力的浮力支柱(8)，多个所述浮力支柱(8)围成一个中空空间，在所述中空空间内设置有位于所述船体主平台(1)下方的养殖网箱(2)；
每个所述浮力支柱(8)的内侧均连接有升降导向结构(6)，所述养殖网箱(2)被水平限位于所述升降导向结构(6)内升降滑动；
每个所述浮力支柱(8)的内侧还设置有伸缩式锁定销(7)，包括位于所述浮力支柱(8)上部的上伸缩式锁定销和位于所述浮力支柱(8)下部的下伸缩式锁定销；
每个所述养殖网箱(2)的外侧壁还开设有与所述伸缩式锁定销(7)对应的锁定销孔，包括位于所述养殖网箱(2)上部的上锁定销孔与位于所述养殖网箱(2)下部的下锁定销孔；
所述船体主平台(1)与所述养殖网箱(2)之间连接有用于升降所述养殖网箱(2)的网箱升降系统(5)；
所述船体主平台(1)上设置有风电机组(3)，所述风电机组(3)的电力输出于所述船体主平台(1)上的用电设施以及岸上的用电设施。
2.根据权利要求1所述集自潜式养殖网箱与浮式风电机组为一体的平台，其特征在于，所述浮力支柱(8)的外侧面还连接于系泊定位系统(4)。
3.根据权利要求1所述集自潜式养殖网箱与浮式风电机组为一体的平台，其特征在于，所述伸缩式锁定销(7)连接于伸缩油缸。
4.根据权利要求1所述集自潜式养殖网箱与浮式风电机组为一体的平台，其特征在于，所述网箱升降系统(5)包括固定于所述养殖网箱(2)顶面的起吊眼板(11)、连接于所述起吊眼板(11)的起吊链条(9)，以及连接于所述起吊链条(9)的电动葫芦(10)。
5.根据权利要求4所述集自潜式养殖网箱与浮式风电机组为一体的平台，其特征在于，所述电动葫芦(10)设置于所述船体主平台(1)底面。
6.根据权利要求1所述集自潜式养殖网箱与浮式风电机组为一体的平台，其特征在于，所述船体主平台(1)上设置有用于检测风速、浪高、流速、海水水质的海洋环境监测系统。
7.根据权利要求6所述集自潜式养殖网箱与浮式风电机组为一体的平台，其特征在于，所述船体主平台(1)上设置有用于控制所述网箱升降系统(5)、所述伸缩式锁定销(7)和所述风电机组(3)的自动控制系统。
8.根据权利要求7所述集自潜式养殖网箱与浮式风电机组为一体的平台，其特征在于，所述海洋环境监测系统连接于所述自动控制系统。
9.根据权利要求1所述集自潜式养殖网箱与浮式风电机组为一体的平台，其特征在于，所述浮力支柱(8)设置有三个，且三个所述浮力支柱(8)围成一个正三角形。
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