CN211523091U - 一种适用于人工岛并带有发电系统的浮式防波堤 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于港口、海岸及近海工程和可再生能源利用领域，涉及一种适用于人工岛并带有发电系统的浮式防波堤。单桩式风力机安装在岛屿周围，通过电路与人工岛连接，提供岛上需要的能源；生态珊瑚礁培育系统中的一部分球形礁基由锚缆锚固在海底，一部分依靠于单桩式风力机与锚缆锚固在海底；通过培育连接装置和单桩式风力机将多个球形礁基相连，为珊瑚附着形成稳定的人工礁体提供快速繁育的场所；随着后续珊瑚生长，通过人工控制锚缆将球形礁基升起至海平面，最后漂浮于海面上，形成大范围的珊瑚礁与浮式防波堤。

Description

一种适用于人工岛并带有发电系统的浮式防波堤
技术领域
本实用新型属于港口、海岸及近海工程和可再生能源利用领域，涉及一种适用于人工岛并带有发电系统的浮式防波堤。
背景技术
随着海洋中各类工程的开发，各类工程对人工岛的需求日益增多，使得人工岛的建造正如火如荼的进行，大量的人工岛的建成造成了原有的海洋地貌发生改变，对海洋生态环境造成了巨大的影响。大面积的围填海活动给海洋环境带来了一系列严重问题，主要表现在近岸海域渔业资源衰退、近岸海域生态系统破坏、珍稀海洋生物的觅食地、栖息地、产卵场等受到占用和毁坏。但同时伴随着海浪对人工岛不断的侵蚀，人工岛也遭受着巨大的威胁。
随着能源危机的到来，化石燃料的日益枯竭以及其燃烧产生的温室效应对我们地球造成了巨大的影响，开发利用可再生能源成为世界各国能源战略的重要途径及实施可持续发展战略的重要方向。相对于生物质能“太阳能”、“波浪能”、“潮汐能”、“洋流能”等可再生能源，风电技术较成熟，成本较低，尤其是海上具有风能资源丰富，因而海上风电产业发展受到众多沿海国家的青睐。现阶段海上风电技术逐渐成熟，我国陆续出台了一系列有关政策和规划，加大了对海上风电技术的研究力度，极大的推进了海上风电技术的发展进程。
实用新型内容
为了改善人工岛的能源供应、生态以及海浪侵蚀问题，本实用新型提供一种适用于人工岛并带有发电系统的浮式防波堤。
本实用新型的技术方案：
一种适用于人工岛并带有发电系统的浮式防波堤，包括风力供电系统1006 和生态珊瑚礁培育系统1005；
所述的风力供电系统1006，包括电流转化站1001和多根单桩式风力机 2001；单桩式风力机2001的底部固定海底上；电流转化站1001位于岸上，通过电流转化站1001将单桩式风力机2001产生的电能输送至所需要区域；
所述的生态珊瑚礁培育系统1005位于海底，包括多个球形礁基2002、培育连接装置2003和珊瑚2004；所述的球形礁基2002包括礁基本体3000和珊瑚礁；礁基本体3000包括礁体锚固罩3002和连接件3001，礁体锚固罩3002为上窄下宽且内中空的球台形，作为珊瑚礁移植基座，其顶部和底部对称设有一个安装孔，侧面开有多个孔，珊瑚礁放置在礁体锚固罩3002内；所述的连接件3001 包括连接柱4001和连接环4002，连接柱4001垂直固定在礁基本体3000顶部的表面，连接环4002焊接在连接柱4001顶端；单桩式风力机2001的底部套装有球形礁基2002，相邻单桩式风力机2001之间还布置有多个球形礁基2002，所有球形礁基2002均通过锚缆固定在海底；所述的培育连接装置2003为杆状结构，通过连接环4002固定在套装在单桩式风力机2001上的球形礁基2002上，将套装在单桩式风力机2001上的球形礁基2002连接为一体，形成网状结构，且相邻的四个单桩式风力机2001之间的空隙中放有珊瑚2004；
珊瑚礁培育初期，球形礁基2002全部固定在海底，培育完成后，放松锚缆，使球形礁基2002浮在于海面上，形成浮式防波堤。
各组成系统的安装方法以及功能如下：单桩式风力机安装在岛屿周围，通过电路与人工岛连接，提供岛上需要的能源；生态珊瑚礁培育系统中的一部分球形礁基由锚缆锚固在海底，一部分依靠于单桩式风力机与锚缆锚固在海底；通过培育连接装置和单桩式风力机将多个球形礁基相连，为珊瑚附着形成稳定的人工礁体提供快速繁育的场所；随着后续珊瑚生长，通过人工控制锚缆将球形礁基升起至海平面，最后漂浮于海面上，形成大范围的珊瑚礁浮式防波堤。
本实用新型的有益效果：本实用新型可使海上人工岛在实现能源自给的同时进行海岛生态系统的修复以防止人工岛的建成对海洋生态环境的破坏。人工岛周围建设的风力发电机将风能转化成电能，实现了人工岛的电力自给，解决了人工岛离网下稳定供应电力的难题；由于在人工岛建立初期会破坏海洋原有的生态环境，在人工岛建立初期利用球形礁基在海底培育珊瑚礁，并以锚缆固定住球形礁，待球形礁成熟后，通过控制锚缆使球形礁浮出水面并围绕在环岛周围。球形礁环绕在浮岛周围，可以消除海浪，为人工岛提供平静的海面停靠船舶，还可以削弱海浪对海岛的冲刷。同时，球形礁基为稳定人工礁体提供固定的珊瑚快速繁育的场所，同时还兼顾人工鱼礁的功能，因此集人工固定礁、珊瑚无性培育、人工鱼礁三个作用于一身；在培育球形礁基的同时建设复式防波堤，复式防波堤集生态和防护于一体，目的就是和球形礁基一起为海港提供一个密封的环境，在球形礁和防波堤的双重作用下，既可以恢复生态环境，又可以防止海浪的侵蚀，特别在受季风影响强烈，台风灾害频发，人为干扰强烈的海域，能削弱人工岛周围受到海浪、风暴潮的侵害，提高生物多样性，恢复生态平衡，有利于该海上人工岛周围生态环境的稳定及可持续发展。
附图说明
图1为人工港岛的平面图；
图2为球形礁基礁体示意图；
图3为培育连接装置连接各球形礁基示意图；
图4为球形礁基上的连接件示意图；
图5为浮式防浪堤初始形态的平面图；
图6为浮式防浪堤最终形态的平面图。
图中：1000人工岛；1001电流转化站；1002海岛制淡水系统；1003飞机场；1004港口；1005生态珊瑚礁培育系统；1006风力供电系统；2001单桩式风力机；2002球形礁基；2003培育连接装置；2004珊瑚；3000礁基本体；3001 连接件；3002礁体锚固罩；4001连接柱；4002连接环。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本实用新型的具体实施方式。
本实用新型提供了一种结合岛屿风机群和人工珊瑚礁的人工岛生态防浪堤。单桩式风力机固定在岛周围海域，通过电路与岛上的电流转化站连接供给各个用电区域。将单桩式风力机与生态珊瑚礁培育系统固定，并在珊瑚礁生长发育完全后，将生态珊瑚礁培育系统中的部分球形礁基上浮形成生态珊瑚礁防浪系统。
如图1所示，本实用新型的系统主要由风力发电场1006和生态珊瑚礁培育系统1005两部分组成，还可以设有海岛制淡水系统1002、港口1004和飞机场 1003。风力发电场1006由陆地风力发电与海上风力发电两部分组成，将海域丰富的风能转化为电能通过电路传送到电流转化站1001，利用电流转化站1001将不稳定的风电输出为稳定可控的电能传输到各个区域，单桩式风力机2001固定在海底。海岛制淡水系统1002利用风力发电场1006产生的电能进行海水净化，通过后期加热海水产生大量的过热蒸汽带动系统内的汽轮机进行发电，输出平稳可控功率电能，实现余热利用，提高能源利用率。
如图2、图3和图4所示，生态珊瑚礁培育系统1005主要由多个球形礁基 2002、培育连接装置2003和珊瑚2004组成。球形礁基2002主要由礁基本体3000 和珊瑚礁组成，礁基本体3000包括礁体锚固罩3002和连接件3001，礁体锚固罩3002为上窄下宽且内中空的球台形，通过中间的安装孔套装在单桩式风力机1002上，珊瑚礁放置在礁体锚固罩3002内；连接件3001包括连接柱4001和连接环4002，将连接柱4001固定在礁基本体3000顶部上，连接环4002焊接在连接柱4001顶端；单桩式风力机2001的底部套装有球形礁基2002，相邻单桩式风力机2001之间还布置有多个球形礁基2002，所有球形礁基2002通过锚缆固定在海底；所述的培育连接装置2003为杆状结构，通过连接环4002固定在套装在单桩式风力机2001上的球形礁基2002上，将套装在单桩式风力机2001上的球形礁基2002连接为一体，形成网状结构，相邻四个单桩式风力机2001之间的空隙中放有珊瑚2004，组成生态珊瑚礁，为珊瑚附着形成稳定的人工礁体提供快速繁育的场所，也能为在人工岛附近遭受人为生态破坏的珊瑚礁群起到修复效果。
如图5所示，以单桩式风力机2001为基础利用锚缆将球形礁基2002锚固在海床底部进行珊瑚礁培育工作。如图6所示当珊瑚礁培育完全后通过控制锚缆使得球形礁基2002升起形成浮式防波堤进行防波。
本实施例的一种适用于人工岛并带有发电系统的浮式防波堤的建设方法如下：
1.在人工岛附近合适的海域建设风力发电场时预留相应的生态珊瑚礁培育系统1005和锚缆。
2.通过施工建设完成风力发电厂、电流转换站1001以及海岛制淡水系统 1002、港口1004和飞机场1003，铺设缆线连接风电场和电流转化站1001，提供电力使海岛制淡水系统1002运转，保障岛上能源供给，从而满足生产生活需要。
3.以单桩式风力机2001为基础，利用连接件3001连接球形礁基2002，为珊瑚提供发育场所，在珊瑚礁发育完全时，预留的锚缆上升，使珊瑚礁出露海面，形成生态防浪堤，同时珊瑚礁群能在海岛的水土保持方面起着重要作用，增强人工岛的稳定性和抗灾性。
本实用新型具有以下优点：
1.通过以单桩式风力机作为支柱搭建生态珊瑚礁，建成的珊瑚礁不仅可以净化周围的海水环境，恢复之前的海洋生态状貌，吸引大量的鱼类增加该岛屿的生态多样性，还可以削弱海浪，风暴潮，减少海岛受到的侵蚀和灾害。
2.在生态珊瑚礁群培育完成后通过将与海床固定的球形礁基解开后，通过锚缆控制，浮于水面形成浮式防波堤，与珊瑚礁群联合削弱人工岛受到海浪的侵蚀。
3.形成的浮式防波堤可为海岛提供宽敞的平面的海面用于停靠船舶。

Claims (1)

1.一种适用于人工岛并带有发电系统的浮式防波堤，其特征在于，所述的适用于人工岛并带有发电系统的浮式防波堤包括风力供电系统(1006)和生态珊瑚礁培育系统(1005)；
所述的风力供电系统(1006)，包括电流转化站(1001)和多根单桩式风力机(2001)；单桩式风力机(2001)的底部固定海底上；电流转化站(1001)位于岸上，通过电流转化站(1001)将单桩式风力机(2001)产生的电能输送至所需要区域；
所述的生态珊瑚礁培育系统(1005)位于海底，包括多个球形礁基(2002)、培育连接装置(2003)和珊瑚(2004)；所述的球形礁基(2002)包括礁基本体(3000)和珊瑚礁；礁基本体(3000)包括礁体锚固罩(3002)和连接件(3001)，礁体锚固罩(3002)为上窄下宽且内中空的球台形，其顶部和底部对称设有一个安装孔，侧面开有多个孔，珊瑚礁放置在礁体锚固罩(3002)内；所述的连接件(3001)包括连接柱(4001)和连接环(4002)，连接柱(4001)垂直固定在礁基本体(3000)顶部的表面，连接环(4002)焊接在连接柱(4001)顶端；单桩式风力机(2001)的底部套装有球形礁基(2002)，相邻单桩式风力机(2001)之间还布置有多个球形礁基(2002)，所有球形礁基(2002)均通过锚缆固定在海底；所述的培育连接装置(2003)为杆状结构，通过连接环(4002)固定在套装在单桩式风力机(2001)上的球形礁基(2002)上，将套装在单桩式风力机(2001)上的球形礁基(2002)连接为一体，形成网状结构，且相邻的四个单桩式风力机(2001)之间的空隙中放有珊瑚(2004)；
珊瑚礁培育初期，球形礁基(2002)全部固定在海底，培育完成后，放松锚缆，使球形礁基(2002)浮在于海面上，形成浮式防波堤。
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