CN115530109A - 基于海上风电的海洋牧场养殖系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于海上风电的海洋牧场养殖系统及方法。该系统包括风力发电机组，海洋牧场养殖系统还包括依海岸线建立、位于风力发电机组内侧的围堰。围堰体上铺设有若干进水管路和出水管路。海洋牧场养殖系统还包括设置在第一围堰体上的若干换水处理系统，换水处理系统包括固体蓄热装置，进水管路与固体蓄热装置相连接；固体蓄热装置与风力发电机组通过输电网络相连接，用于将风电转换成为进水管路中海水提高温度的热能。本发明可以将海上风电机组的电能直接作为海洋牧场养殖水温调节的能源，提高风电的利用率，同时减少牧场工业用电的消耗，降低成本。

Description

基于海上风电的海洋牧场养殖系统及方法
技术领域
本发明涉及一种海洋牧场养殖系统，还涉及海洋牧场所采用的养殖方法。
背景技术
近几年，海洋牧场与海上风电产业发展迅速。但传统的海洋牧场与海上风电是相互独立的，并不能有效利用有限的海域，发挥海域资源效益。
针对海洋牧场与海上风电产业的结合，现有技术中已经提出了许多较为成熟的解决方案。例如授权公告号为CN215333250U的中国实用新型专利所公开的方案：一种海上风电与海洋牧场相结合的综合利用装置，包括风电机组、浮体基础、桩腿和养殖网箱；其中，风电机组有两台安装在浮体基础的顶部，浮体基础的中间部位形成有用于放置养殖网箱的中空区域，养殖网箱固定在该中空区域处，用于海洋牧场养殖，浮体基础通过多根桩腿固定在海床上。该方案将风电机组与养殖网箱结合起来，二者共用同一片海域和一套浮体基础，整体抗倾覆性能较好，适应海上作业时间窗口短的特点，从而提高用海效率，降低后期运维管理成本，提高经济效益。
但是，以上述方案为代表的现有技术仅仅是两套系统在空间上的机械连接，并没有实现海洋牧场与海上风电的真正融合，海上风电和海洋牧场各自存在的问题仍没有得到解决：比如，海上风电发电质量不稳定，电压波动大，不能直接作为民用电或工业用电，利用率低；另一方面，海产品养殖对水温比较敏感，尤其在冬季，可能需要耗费大量的电能来调整水温，耗电量大。显然，当前的海洋牧场与海上风电并没有形成真正的优势互补，海域资源不能得到有效、充分的利用。
发明内容
本发明提出了一种基于海上风电的海洋牧场养殖系统及方法，其目的是：将海上风电机组的电能直接作为海洋牧场养殖水温调节的能源，提高风电的利用率，同时减少牧场工业用电的消耗，降低成本。
本发明技术方案如下：
一种基于海上风电的海洋牧场养殖系统，包括风力发电机组，所述风力发电机组沿海岸线设置；
所述海洋牧场养殖系统还包括依海岸线建立、位于风力发电机组内侧的围堰，所述围堰包括与海岸线平行的第一围堰体，还包括若干相互平行的、一端与第一围堰体垂直相连、另一端与海岸线垂直相连的第二围堰体，所述第一围堰体、第二围堰体和海岸线围成若干养殖区域，所述养殖区域内投放有养殖礁石；
所述第一围堰体上铺设有若干进水管路和出水管路，所述进水管路用于将围堰外的海水引入到养殖区域中，出水管路用于将养殖区域的海水排到围堰外；
所述海洋牧场养殖系统还包括设置在第一围堰体上的若干换水处理系统，所述换水处理系统包括固体蓄热装置，所述进水管路与所述固体蓄热装置相连接；固体蓄热装置与所述风力发电机组通过输电网络相连接，用于将风电转换成为进水管路中海水提高温度的热能。
作为所述养殖系统的进一步改进：所述第一围堰体的外侧还设置有浮筏。
作为所述养殖系统的进一步改进：所述固体蓄热装置包括机体，所述机体上设置有保温层，所述机体内部放置有蓄热砖和第一加热丝。
作为所述养殖系统的进一步改进：所述固体蓄热装置还包括导热油管和循环泵；
所述导热油管盘设在保温层内部，导热油管输出端与位于保温层外部的循环泵的输入端相连接。
作为所述养殖系统的进一步改进：所述出水管路的入口端设有第七阀门，出口端沿水流方向依次设有第一水泵和第一阀门。
作为所述养殖系统的进一步改进：所述进水管路的入口端沿水流方向依次设有过滤器、第四阀门和第二水泵，出口端设有第八阀门。
作为所述养殖系统的进一步改进：所述固体蓄热装置包括机体，所述机体上设置有保温层，所述机体内部放置有蓄热砖和第一加热丝；固体蓄热装置还包括导热油管和循环泵；所述导热油管盘设在保温层内部，导热油管输出端与位于保温层外部的循环泵的输入端相连接；
所述出水管路的入口端设有第七阀门，出口端沿水流方向依次设有第一水泵和第一阀门；所述进水管路的入口端沿水流方向依次设有过滤器、第四阀门和第二水泵，出口端设有第八阀门；
所述换水处理系统还包括第一换热管、第二换热管、换热罐、储存罐、U型管、冷却管路、蒸发罐、转动臂、第一换热器和第二换热器；
所述第一换热管和第二换热管均放置在换热罐内且二者不接触，换热罐内盛放有导热油；第二换热管的一端与循环泵的输出端相连接、另一端与导热油管的输入端相连接；
所述换热罐的底部与储存罐的底部通过U型管相连通；所述储存罐高于换热罐，储存罐内放置有活塞盖，所述活塞盖与储存罐的内壁滑动配合且密封接触；
所述转动臂的一端与换水处理系统的机架部分转动连接，另一端通过牵引机构与所述活塞盖相连接；
所述蒸发罐内盛放有蒸发介质，蒸发罐内还设有与第一加热丝并联的第二加热丝，蒸发罐上端安装有活塞杆，活塞杆的上端与所述转动臂的中部相接触；所述冷却管路设置在蒸发罐的外侧，其输入端通过第六阀门与第二水泵的输出端相连接，输出端通过第三阀门与第一水泵的输入端相连接；
所述第二水泵的输出端还依次通过第五阀门及第一换热器的冷侧与第一换热管的输入端相连接，第一换热管的输出端依次通过第一换热器的热侧及第二换热器的热侧与第八阀门相连接；
第七阀门依次通过第二换热器的冷侧及第二阀门与所述第一水泵的输入端相连接。
作为所述养殖系统的进一步改进：位于第一围堰体和第二围堰体交叉处的换水处理系统具有两组第一换热管，并对应两组进水管路和出水管路。
本发明还公开了一种基于上述养殖系统的养殖方法。
将换水处理系统设置于等待模式下：关闭第一水泵、第二水泵和循环泵，关闭第一加热丝和第二加热丝，关闭第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门和第八阀门，并实时监测固体蓄热装置内部的温度和养殖区域的水温；
当固体蓄热装置内部的温度低于预设温度时，将换水处理系统切换至加热模式：启动第一加热丝和第二加热丝，启动循环泵，此时，第二加热丝为蒸发介质加热，高压高温的气态蒸发介质顶起蒸发罐的活塞杆，转动臂拉起活塞盖，换热罐内的导热油被吸入储存罐，降低第一换热管与第二换热管之间的换热效率，同时第一加热丝为蓄热砖加热，导热油管内的导热油在循环泵的作用下开始循环，待固体蓄热装置内部的温度达到预设值Tmax后，启动复位时间tr的计时，关闭第一加热丝和第二加热丝，关闭循环泵，然后启动第一水泵和第二水泵，打开第四阀门、第六阀门、第三阀门和第一阀门，围堰外的海水依次经过过滤器、冷却管路后，从出水管路的出水端排出，在此过程中，蒸发罐内的温度下降，蒸发介质从气态变为液态，活塞杆下降，解除转动臂对活塞盖的拉力，同时储存罐内的导热油在高度差的作用下逐渐通过U型管回到换热罐中；当复位时间tr>=(Tout+30°C)*1h/40°C时，切换回等待模式，其中tr单位为小时，Tout为当前围堰外海水的温度；
当养殖区域的水温低于预设温度、并决定启动当前换水处理系统时，将换水处理系统切换至放热模式：启动第一水泵、第二水泵和循环泵，打开第一阀门、第二阀门、第四阀门、第五阀门、第七阀门和第八阀门，此时养殖区域的海水沿出水管路输出，输出过程中经过第二换热器的冷侧被加热，同时围堰外的海水依次经过过滤器、第二水泵到达第一换热器的冷侧，与位于第一换热器热侧中的加热过的高温海水进行换热，然后到达第一换热管中与第二换热管中的导热油换热，再到达第一换热器的热侧，为第一换热器的冷侧中的低温海水预热，再到达第二换热器的热侧与将要排出的海水换热，最后到达养殖区域内；当养殖区域内的海水温度到达指定值后，换水处理系统切换至等待模式。
作为上述养殖方法的进一步改进：在位于第一围堰体和第二围堰体交叉处的换水处理系统中设置两组第一换热管，并对应两组进水管路和出水管路；
当某个养殖区域的水温低于预设温度时，通过以下方式决定换水处理系统的投入顺序：
S1、将所有与该养殖区域所连接的进水管路和出水管路相连接的换水处理系统组成集合A；
S2、遍历集合A，剔除所有处于加热模式或放热模式的换水处理系统；
S3、再次遍历集合A，获取各换水处理系统对应的第一等待时间t1和第二等待时间t2，第一等待时间t1是指从上一次加热模式回到等待模式、至今等待的时间，第二等待时间t2是指从上一次放热模式回到等待模式、至今等待的时间；
S4、计算各换水处理系统的相对时间值：k=t2/(t1+C)；其中C是与围堰外海水温度相关的调节参数，取值范围为0-0.5小时，围堰外海水温度越低，C值越小；
S5、按各换水处理系统的相对时间值k从高到低排序，优先投入k值较高的换水处理系统。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明将海上风电机组发出的电能转换为热能存放在固体蓄热装置中，再利用蓄热调节养殖区域的水温，提高了风电的利用率，减少了牧场用电的消耗，降低了成本。
（2）针对风电输出电压存在波动、影响蓄热效果的问题，本发明使用导热油管代替传统的热风系统，利用导热油的循环，均化蓄热砖的加热效果，保证蓄热温度的稳定。
（3）针对固体蓄热砖加热过程中，导热油中的温度可能会跟随电压波动而出现变化，进而导致第一换热管中的海水在温度波动过程中更易结垢的问题，本发明进一步增加了储存罐、蒸发罐等机构，加热模式下的前半段利用蒸汽和虹吸作用将导热油临时吸入到储存罐中，减少导热油对第一换热管内海水的影响，待加热完成、温度稳定后，再释放活塞盖，恢复第一换热管和第二换热管的热传递，从而解决了风电与水温调节相融合时海水易结垢的难题。
（4）进入的海水、输出的海水以及循环的导热油通过换热管、第一换热器和第三换热器三组换热设备进行换热，新进的海水先进入第一换热器进行预热，避免直接与导热油换热而结垢，在被导热油加热、高温杀菌后，又与后面新进的海水进行换热，一方面实现了海水的预热，另一方面也快速的降低了温度，为后面在第二换热器内与养殖区域内的海水进行换热、将新进海水温度准确的下调到略高于养殖区域内海水的温度奠定基础，同时第二换热器还可以起到热量回收的作用，适当提高输出的海水的温度，有助于外侧浮筏内海产品的生长。本套换热系统还可以省去具体的流量、温度调整机构，简化了温度调整过程。
（5）确定换水处理系统的投入顺序时，综合考虑各系统距离上一次加热和放热的时间，优先选择放热时间较久、刚加热时间不长的固体蓄热装置，既保证了各组设备均匀投入，降低故障率，同时也充分利用了热量，减少能量的浪费。
（6）本发明在确定加热模式回到等待模式的复位时间和投入顺序时，均考虑了外部温度的影响，进一步提高了系统的稳定性。
附图说明
图1为本发明养殖系统的整体结构示意图；
图2为进水管路、出水管路和换水处理系统的连接关系示意图；
图3为加热模式下，蒸发罐、储存罐、换热管以及转动臂部分的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的技术方案：
如图1，一种基于海上风电的海洋牧场养殖系统，包括若干沿海岸线设置的风力发电机组1，还包括依海岸线建立、位于风力发电机组1内侧的围堰。
所述围堰包括与海岸线平行的第一围堰体3，还包括若干相互平行的、一端与第一围堰体3垂直相连、另一端与海岸线垂直相连的第二围堰体4，所述第一围堰体3、第二围堰体4和海岸线围成若干养殖区域，所述养殖区域内投放有养殖礁石，用于养殖海参等海珍品。所述第一围堰体3的外侧还设置有浮筏2，可以养殖贝壳类和虾类。
所述第一围堰体3上铺设有若干进水管路和出水管路，所述进水管路用于将围堰外的海水引入到养殖区域中，出水管路用于将养殖区域的海水排到围堰外。
所述海洋牧场养殖系统还包括设置在第一围堰体3上的若干换水处理系统5，所述换水处理系统5包括固体蓄热装置，所述进水管路与所述固体蓄热装置相连接。固体蓄热装置与所述风力发电机组1通过输电网络相连接，用于将风电转换成为进水管路中海水提高温度的热能。
本实施例中，位于第一围堰体3和第二围堰体4交叉处的换水处理系统5具有两组第一换热管516，并对应两组与不同的养殖区域相连通的进水管路和出水管路。因此，一个养殖区域对应多组进水管路、出水管路和换水处理系统5，而一组换水处理系统5对应一到两个养殖区域。
进一步的，如图2，所述固体蓄热装置包括机体，所述机体上设置有保温层519，所述机体内部放置有蓄热砖522和第一加热丝521。所述第一加热丝521由风力发电机组1供电。
所述固体蓄热装置还包括导热油管520和循环泵518。所述导热油管520盘设在保温层519内部，导热油管520输出端与位于保温层519外部的循环泵518的输入端相连接。循环泵518带动导热油循环，将蓄热砖522存储的热量带到外部进行热量交换。
进一步的，所述出水管路的入口端设有第七阀门524，出口端沿水流方向依次设有第一水泵502和第一阀门501；所述进水管路的入口端沿水流方向依次设有过滤器505、第四阀门506和第二水泵528，出口端设有第八阀门523。
所述换水处理系统5还包括第一换热管516、第二换热管517、换热罐515、储存罐513、U型管514、冷却管路511、蒸发罐509、转动臂508、第一换热器526和第二换热器525。
所述第一换热管516和第二换热管517均为盘管、放置在换热罐515内且二者不接触。换热罐515内盛放有导热油。第二换热管517的一端与循环泵518的输出端相连接、另一端与导热油管520的输入端相连接。
所述换热罐515的底部与储存罐513的底部通过U型管514相连通。所述储存罐513高于换热罐515，储存罐513内放置有活塞盖512，所述活塞盖512与储存罐513的内壁滑动配合且密封接触。初始状态下，活塞盖512位于接近储存罐513底部的位置，大部分导热油位于换热罐515中。
所述转动臂508的一端与换水处理系统5的机架部分转动连接，另一端则通过牵引绳与所述活塞盖512相连接。
所述蒸发罐509内盛放有蒸发介质（一般为水），蒸发罐509内还设有与第一加热丝521并联的第二加热丝510，蒸发罐509上端安装有活塞杆，活塞杆的上端圆弧部分与所述转动臂508的中部相接触。所述冷却管路511设置在蒸发罐509的外侧，用于为蒸发介质冷却，其输入端通过第六阀门507与第二水泵528的输出端相连接，输出端通过第三阀门504与第一水泵502的输入端相连接。
所述第二水泵528的输出端还依次通过第五阀门527及第一换热器526的冷侧与第一换热管516的输入端相连接，第一换热管516的输出端依次通过第一换热器526的热侧及第二换热器525的热侧与第八阀门523相连接。
第七阀门524依次通过第二换热器525的冷侧及第二阀门503与所述第一水泵502的输入端相连接。
上述系统在养殖时，按如下方式运行：
初始时，将换水处理系统5设置于等待模式下：关闭第一水泵502、第二水泵528和循环泵518，关闭第一加热丝521和第二加热丝510，关闭第一阀门501、第二阀门503、第三阀门504、第四阀门506、第五阀门527、第六阀门507、第七阀门524和第八阀门523，并实时监测固体蓄热装置内部的温度和养殖区域的水温。
当固体蓄热装置内部的温度低于预设温度时，将换水处理系统5切换至加热模式（如果处于加热模式，待加热模式结束后再执行）：启动第一加热丝521和第二加热丝510，启动循环泵518。此时，第二加热丝510为蒸发介质加热，高压高温的气态蒸发介质顶起蒸发罐509的活塞杆，转动臂508拉起活塞盖512，换热罐515内的导热油被吸入储存罐513，降低第一换热管516与第二换热管517之间的换热效率（基本无法换热），避免第一换热管516中残留的海水受到第二换热管517内导热油温度波动的影响出现结构。同时，第一加热丝521为蓄热砖522加热，导热油管520内的导热油在循环泵518的作用下开始循环。待固体蓄热装置内部的温度达到预设值Tmax后，启动复位时间tr的计时，关闭第一加热丝521和第二加热丝510，关闭循环泵518，然后启动第一水泵502和第二水泵528，打开第四阀门506、第六阀门507、第三阀门504和第一阀门501，此时围堰外的海水依次经过过滤器505、冷却管路511后，从出水管路的出水端排出，在此过程中，蒸发罐509内的介质被冷却、温度下降，蒸发介质从气态变为液态，活塞杆下降，解除转动臂508对活塞盖512的拉力，同时储存罐513内的导热油在高度差的作用下逐渐通过U型管514回到换热罐515中。当复位时间tr>=(Tout+30°C)*1h/40°C时，切换回等待模式，其中tr单位为小时，Tout为当前围堰外海水的温度。一般的，外部海水的温度在零下15度至零上30度的范围，+30°C可以将分子修正为正值，再与分母相结合，得到一个理想的等待时间值。
当养殖区域的水温低于预设温度，先通过以下方式决定换水处理系统5的投入顺序：
S1、将所有与该养殖区域所连接的进水管路和出水管路相连接的换水处理系统5组成集合A。
S2、遍历集合A，剔除所有处于加热模式或放热模式的换水处理系统5。
S3、再次遍历集合A，获取各换水处理系统5对应的第一等待时间t1和第二等待时间t2，第一等待时间t1是指从上一次加热模式回到等待模式、至今等待的时间，第二等待时间t2是指从上一次放热模式回到等待模式、至今等待的时间。
S4、计算各换水处理系统5的相对时间值：k=t2/(t1+C)；其中C是与围堰外海水温度相关的调节参数，取值范围为0-0.5小时，围堰外海水温度越低，C值越小。
S5、按各换水处理系统5的相对时间值k从高到低排序，优先投入k值较高的换水处理系统5。
对于确定投入的，将其切换至放热模式：启动第一水泵502、第二水泵528和循环泵518，打开第一阀门501、第二阀门503、第四阀门506、第五阀门527、第七阀门524和第八阀门523，此时养殖区域的海水沿出水管路输出，输出过程中经过第二换热器525的冷侧被加热，然后输出到外侧，可以提高浮筏2区域的温度。同时，围堰外的海水依次经过过滤器505、第二水泵528到达第一换热器526的冷侧，与位于第一换热器526热侧中的加热过的高温海水进行换热、被预热，避免直接与导热油换热而结垢，然后到达第一换热管516中与第二换热管517中的导热油换热，被高温加热杀菌后，再到达第一换热器526的热侧，为第一换热器526的冷侧中的低温海水预热，同时自身温度也降到较为合理的区间（一般为50-60度），再到达第二换热器525的热侧与将要排出的海水换热。因为要排出的海水的温度仅比养殖区域的理想温度略低，因此可以将新进海水的温度拉低到比理想温度略高的区间，既能起到升高温度的作用，也不会过热、影响海珍品的生长。最后新进的海水到达养殖区域内。当养殖区域内的海水温度到达指定值后，换水处理系统5切换至等待模式。

Claims (10)

1.一种基于海上风电的海洋牧场养殖系统，包括风力发电机组（1），其特征在于：所述风力发电机组（1）沿海岸线设置；
所述海洋牧场养殖系统还包括依海岸线建立、位于风力发电机组（1）内侧的围堰，所述围堰包括与海岸线平行的第一围堰体（3），还包括若干相互平行的、一端与第一围堰体（3）垂直相连、另一端与海岸线垂直相连的第二围堰体（4），所述第一围堰体（3）、第二围堰体（4）和海岸线围成若干养殖区域，所述养殖区域内投放有养殖礁石；
所述第一围堰体（3）上铺设有若干进水管路和出水管路，所述进水管路用于将围堰外的海水引入到养殖区域中，出水管路用于将养殖区域的海水排到围堰外；
所述海洋牧场养殖系统还包括设置在第一围堰体（3）上的若干换水处理系统（5），所述换水处理系统（5）包括固体蓄热装置，所述进水管路与所述固体蓄热装置相连接；固体蓄热装置与所述风力发电机组（1）通过输电网络相连接，用于将风电转换成为进水管路中海水提高温度的热能。
2.如权利要求1所述的基于海上风电的海洋牧场养殖系统，其特征在于：所述第一围堰体（3）的外侧还设置有浮筏（2）。
3.如权利要求1所述的基于海上风电的海洋牧场养殖系统，其特征在于：所述固体蓄热装置包括机体，所述机体上设置有保温层（519），所述机体内部放置有蓄热砖（522）和第一加热丝（521）。
4.如权利要求3所述的基于海上风电的海洋牧场养殖系统，其特征在于：所述固体蓄热装置还包括导热油管（520）和循环泵（518）；
所述导热油管（520）盘设在保温层（519）内部，导热油管（520）输出端与位于保温层（519）外部的循环泵（518）的输入端相连接。
5.如权利要求1所述的基于海上风电的海洋牧场养殖系统，其特征在于：所述出水管路的入口端设有第七阀门（524），出口端沿水流方向依次设有第一水泵（502）和第一阀门（501）。
6.如权利要求1所述的基于海上风电的海洋牧场养殖系统，其特征在于：所述进水管路的入口端沿水流方向依次设有过滤器（505）、第四阀门（506）和第二水泵（528），出口端设有第八阀门（523）。
7.如权利要求1所述的基于海上风电的海洋牧场养殖系统，其特征在于：所述固体蓄热装置包括机体，所述机体上设置有保温层（519），所述机体内部放置有蓄热砖（522）和第一加热丝（521）；固体蓄热装置还包括导热油管（520）和循环泵（518）；所述导热油管（520）盘设在保温层（519）内部，导热油管（520）输出端与位于保温层（519）外部的循环泵（518）的输入端相连接；
所述出水管路的入口端设有第七阀门（524），出口端沿水流方向依次设有第一水泵（502）和第一阀门（501）；所述进水管路的入口端沿水流方向依次设有过滤器（505）、第四阀门（506）和第二水泵（528），出口端设有第八阀门（523）；
所述换水处理系统（5）还包括第一换热管（516）、第二换热管（517）、换热罐（515）、储存罐（513）、U型管（514）、冷却管路（511）、蒸发罐（509）、转动臂（508）、第一换热器（526）和第二换热器（525）；
所述第一换热管（516）和第二换热管（517）均放置在换热罐（515）内且二者不接触，换热罐（515）内盛放有导热油；第二换热管（517）的一端与循环泵（518）的输出端相连接、另一端与导热油管（520）的输入端相连接；
所述换热罐（515）的底部与储存罐（513）的底部通过U型管（514）相连通；所述储存罐（513）高于换热罐（515），储存罐（513）内放置有活塞盖（512），所述活塞盖（512）与储存罐（513）的内壁滑动配合且密封接触；
所述转动臂（508）的一端与换水处理系统（5）的机架部分转动连接，另一端通过牵引机构与所述活塞盖（512）相连接；
所述蒸发罐（509）内盛放有蒸发介质，蒸发罐（509）内还设有与第一加热丝（521）并联的第二加热丝（510），蒸发罐（509）上端安装有活塞杆，活塞杆的上端与所述转动臂（508）的中部相接触；所述冷却管路（511）设置在蒸发罐（509）的外侧，其输入端通过第六阀门（507）与第二水泵（528）的输出端相连接，输出端通过第三阀门（504）与第一水泵（502）的输入端相连接；
所述第二水泵（528）的输出端还依次通过第五阀门（527）及第一换热器（526）的冷侧与第一换热管（516）的输入端相连接，第一换热管（516）的输出端依次通过第一换热器（526）的热侧及第二换热器（525）的热侧与第八阀门（523）相连接；
第七阀门（524）依次通过第二换热器（525）的冷侧及第二阀门（503）与所述第一水泵（502）的输入端相连接。
8.如权利要求1所述的基于海上风电的海洋牧场养殖系统，其特征在于：位于第一围堰体（3）和第二围堰体（4）交叉处的换水处理系统（5）具有两组第一换热管（516），并对应两组进水管路和出水管路。
9.基于如权利要求7所述的基于海上风电的海洋牧场养殖系统的养殖方法，其特征在于：
将换水处理系统（5）设置于等待模式下：关闭第一水泵（502）、第二水泵（528）和循环泵（518），关闭第一加热丝（521）和第二加热丝（510），关闭第一阀门（501）、第二阀门（503）、第三阀门（504）、第四阀门（506）、第五阀门（527）、第六阀门（507）、第七阀门（524）和第八阀门（523），并实时监测固体蓄热装置内部的温度和养殖区域的水温；
当固体蓄热装置内部的温度低于预设温度时，将换水处理系统（5）切换至加热模式：启动第一加热丝（521）和第二加热丝（510），启动循环泵（518），此时，第二加热丝（510）为蒸发介质加热，高压高温的气态蒸发介质顶起蒸发罐（509）的活塞杆，转动臂（508）拉起活塞盖（512），换热罐（515）内的导热油被吸入储存罐（513），降低第一换热管（516）与第二换热管（517）之间的换热效率，同时第一加热丝（521）为蓄热砖（522）加热，导热油管（520）内的导热油在循环泵（518）的作用下开始循环，待固体蓄热装置内部的温度达到预设值Tmax后，启动复位时间tr的计时，关闭第一加热丝（521）和第二加热丝（510），关闭循环泵（518），然后启动第一水泵（502）和第二水泵（528），打开第四阀门（506）、第六阀门（507）、第三阀门（504）和第一阀门（501），围堰外的海水依次经过过滤器（505）、冷却管路（511）后，从出水管路的出水端排出，在此过程中，蒸发罐（509）内的温度下降，蒸发介质从气态变为液态，活塞杆下降，解除转动臂（508）对活塞盖（512）的拉力，同时储存罐（513）内的导热油在高度差的作用下逐渐通过U型管（514）回到换热罐（515）中；当复位时间tr>=(Tout+30°C)*1h/40°C时，切换回等待模式，其中tr单位为小时，Tout为当前围堰外海水的温度；
当养殖区域的水温低于预设温度、并决定启动当前换水处理系统（5）时，将换水处理系统（5）切换至放热模式：启动第一水泵（502）、第二水泵（528）和循环泵（518），打开第一阀门（501）、第二阀门（503）、第四阀门（506）、第五阀门（527）、第七阀门（524）和第八阀门（523），此时养殖区域的海水沿出水管路输出，输出过程中经过第二换热器（525）的冷侧被加热，同时围堰外的海水依次经过过滤器（505）、第二水泵（528）到达第一换热器（526）的冷侧，与位于第一换热器（526）热侧中的加热过的高温海水进行换热，然后到达第一换热管（516）中与第二换热管（517）中的导热油换热，再到达第一换热器（526）的热侧，为第一换热器（526）的冷侧中的低温海水预热，再到达第二换热器（525）的热侧与将要排出的海水换热，最后到达养殖区域内；当养殖区域内的海水温度到达指定值后，换水处理系统（5）切换至等待模式。
10.如权利要求9所述的养殖方法，其特征在于：在位于第一围堰体（3）和第二围堰体（4）交叉处的换水处理系统（5）中设置两组第一换热管（516），并对应两组进水管路和出水管路；
当某个养殖区域的水温低于预设温度时，通过以下方式决定换水处理系统（5）的投入顺序：
S1、将所有与该养殖区域所连接的进水管路和出水管路相连接的换水处理系统（5）组成集合A；
S2、遍历集合A，剔除所有处于加热模式或放热模式的换水处理系统（5）；
S3、再次遍历集合A，获取各换水处理系统（5）对应的第一等待时间t1和第二等待时间t2，第一等待时间t1是指从上一次加热模式回到等待模式、至今等待的时间，第二等待时间t2是指从上一次放热模式回到等待模式、至今等待的时间；
S4、计算各换水处理系统（5）的相对时间值：k=t2/(t1+C)；其中C是与围堰外海水温度相关的调节参数，取值范围为0-0.5小时，围堰外海水温度越低，C值越小；
S5、按各换水处理系统（5）的相对时间值k从高到低排序，优先投入k值较高的换水处理系统（5）。
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