無支撐立柱的半潛式風機和養殖網箱集成系統的製作方法

2023-12-05 05:19:31 1

本發明屬於海上風力發電和海上養殖技術領域，尤其涉及到一種半潛式風機和養殖網箱集成系統。

背景技術：

隨著海上風能在整個能源架構中所佔的比例逐年上升，適合深水的浮式風機基礎的開發也越來越受關注。當前主要的浮式風機基礎有spar式，半潛式和張力腿式等。spar式風機基礎一般吃水和重量較大，建造複雜，因而總成本較高。而張力腿平臺的錨泊裝置成本和安裝費用都較高，並且受海底土質影響較大。相比較spar式和張力腿式風機，半潛式風機基礎的建造工藝相對簡單，安裝費用也相對較低。因而開發總體性能好，綜合成本低的半潛式風機對深海風電的發展具有重要意義。其中，浮式風機的多用途開發是降低綜合成本的一個重要途徑。

技術實現要素：

現有的半潛式風機基礎多採用支撐立柱增加結構強度，導致建造複雜，並容易產生疲勞損傷。本發明提出了一種無支撐立柱的半潛式風機和浮式網箱的集成系統，有效的結合了深海浮式風機系統和養殖裝置。從而達到提高浮式基礎利用率並降低總成本的目的。

本發明的技術方案：

一種無支撐立柱的半潛式風機和養殖網箱集成系統，包括浮筒1、立柱2、風機3、圓形養殖網箱4和錨鏈系統；所述的半潛式風機和養殖網箱集成系統主體由浮筒1、立柱2和底板搭建成的，四個浮筒1垂直固定在底板上，位於正四邊形的四個頂點處；兩根立柱2相互垂直固定在浮筒1上，位於正四邊形的對角線處；風機3固定在底板上，位於正四邊形對角線的交點處；

所述的錨鏈系統包括錨鏈a、錨鏈b和錨鏈c；

四個圓形養殖網箱4對稱分別在底板上，位於正四邊形的四條邊上，圓形養殖網箱4上端通過水平錨鏈a固定在浮筒1和風機3之間，圓形養殖網箱4下端通過帶重量塊的垂直錨鏈b定位，限制其在海流和魚群作用下的運動；

所述的半潛式風機和養殖網箱集成系統通過分布式錨鏈c定位在海底。

通過調節浮筒1和立柱2內部的壓載艙，可以調整整個浮式基礎的吃水，進而調整系統的穩性和波浪中運動性能。

本發明採用無支撐立柱結構，簡化了建造工藝，並且避免了支撐立柱產生的結構疲勞問題。比較傳統的三立柱半潛式風機，本發明的水線面面積增大，因此穩性慣性矩也較大，提高了浮式基礎的整體穩性。養殖網箱增加了整個浮體的重量和垂向運動阻尼，改善了其在波浪中的運動性能。

風機內裝有葉輪、齒輪變速箱、風能調速機構、發電機、偏航控制；葉輪的輸出端通過主軸和齒輪變速箱的輸入端相連，以增大轉速，變速箱的輸出端經調速機構使其輸出的速度均勻，調速機構與發電機相連；風機內有偏航控制系統，用於調節風機的方位使其正對風向，以達到更好的捕能效果。風機產生的電量可以為養殖裝置提供電力。比較單一的海上風機和海上養殖網箱，此浮式基礎提高了單位海域利用率，從而使整個系統的經濟性能提高。每個養殖網箱都可以從側面直接靠近，便於餵食和捕撈等操作。

附圖說明

圖1是本發明的半潛式風機和養殖網箱集成系統的俯視圖。

圖2是本發明的半潛式風機和養殖網箱集成系統的主視圖。

圖中：1浮筒；2立柱；3風機；4圓形養殖網箱；5錨鏈a；6錨鏈b；7錨鏈c。

具體實施方式

以下結合附圖和技術方案，進一步說明本發明的具體實施方式。

圖1和圖2出示了本發明一種無支撐立柱的半潛式風機和養殖網箱的集成系統，包括風機3和圓形養殖網箱4。風機安裝在浮筒1中心，4個圓形養殖網箱分別通過3條錨鏈a5固定在立柱2和風機3之間，每個圓形養殖網箱4底部連接12條帶重量塊的垂直錨鏈b6間隔30度角均勻分布，浮式基礎通過8條分布式錨鏈c7固定在海底，錨鏈c7間隔45度角均勻分布。

該方法為：風機在風力作用下發出電能，部分通過傳輸系統送至電網，供陸地用戶使用，其他部分用來給深海養殖系統提供電力；深海養殖系統可充分提高浮式基礎的利用率，比較單一的深海風力發電和深海養殖，綜合成本大大降低。