CN117204383A - 一种单桩式风机基础与网箱群组相结合装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单桩式风机基础与网箱群组相结合装置，包括网箱群组和海上风机基础；所述网箱群组包括围绕所述海上风机基础设置的四个独立网箱；所述独立网箱通过锚绳与所述海上风机基础连接；相邻两个所述独立网箱之间通过锚链连接；所述独立网箱包括网箱框架、网衣和气囊装置。本发明实现了“海上发电、海下养鱼”，海上风电与海洋牧场成功实现“跨界”合作，海域空间的立体开发能帮助节省用海成本。这类融合开发项目能够集约使用有限的海洋空间，统筹海洋渔业资源开发，也能帮助二者可持续发展。

Description

一种单桩式风机基础与网箱群组相结合装置

技术领域

本发明涉及海洋工程和水产养殖工程技术领域，具体而言是一种单桩式风机基础与网箱群组相结合装置。

背景技术

我国海岸线漫长辽阔，海洋资源丰富。民以食为天，随着人民生活水平的日益提高，海洋水产品的生产量已经不能满足当下人们的需求量。单个网箱的养殖规模小，无法有效达到现在所需要的海洋牧场规模化养殖。因此利用网箱群组进行海产品养殖已经成为人工牧场化养殖的主要方式，但是近年来由于近海网箱养殖发展迅速，一些近海养殖的弊端也逐步暴露出来，由于投放的网箱密度越来越大，网箱群组化海洋牧场走向深远海已成大势所趋。深海网箱群组养殖面临的主要问题为风浪过大导致网箱群组结构受损。大部分鱼类的生长需要阳光和空气，因此网箱有时需要浮上海面；但当台风来临时，网箱又需要下沉以避免海产品和自身结构受到损伤。另外诸如海参、生蚝等底栖类海生物需要在海床附近进行养殖。

近些年来，海上风力发电的发展迅速。2021年，全球海上风电新增装机容量21.1吉瓦，同比增长两倍，在全球新增风电装机的比重达22.5％，创历史最大增幅。截至2021年底，全球海上风电累计装机容量达57吉瓦，同比增长58％，海上风电在全球风电总装机中的占比上升到7％。发展海上风电不仅有助于能源低碳转型，还将加强能源供应安全。随着技术的进步，海上风力发电在水深和离岸距离方面也有了突破，选址已经向远海深海发展。目前海上风机基础形式有单桩式、重力式、吸力式和导管架式。其中单桩式相较于其他种类具有结构简单，施工快捷，造价相对较低的优点。目前，海上风力发电场的海域只用来进行海上风力发电，随着近年来海洋资源的逐渐开发，高效利用海洋资源已成大势所趋，理想海域只用作海上风力发电的单一用途，实在可惜；对于海洋养殖的网箱来说，由于风浪影响，经常造成网箱位置发生移动的困扰，限制了海上养殖行业的发展。开发一种单桩式风机基础与网箱群组相结合装置，具有极大的潜力和实际应用价值。

发明内容

根据上述技术问题，而提供一种单桩式风机基础与网箱群组相结合装置。

本发明采用的技术手段如下：

一种单桩式风机基础与网箱群组相结合装置，包括网箱群组和海上风机基础；

所述网箱群组包括围绕所述海上风机基础设置的四个独立网箱；所述独立网箱通过锚绳与所述海上风机基础连接；相邻两个所述独立网箱之间通过锚链连接；

所述独立网箱包括网箱框架、网衣和气囊装置；所述网衣安装于所述网箱框架表面，所述气囊装置安装于所述网箱框架底部；所述气囊装置包括气囊、联通导管和阀门；所述气囊包裹所述网箱框架的底部，且四周向上***；相邻两个所述气囊之间通过所述联通导管连通，且所述联通导管上设置有所述阀门。

优选地，所述海上风机基础的底部固定于海床，其顶部固定有风机塔筒，所述风机塔筒用于连接风机主机和叶片。

优选地，所述网箱框架包括多个竖直设置的配重立柱和多个水平设置的浮管。

优选地，所述浮管分为四组，每组所述浮管呈矩形布置，四组所述浮管分别为底部浮管、中部浮管、顶部浮管和踏板浮管；每组所述浮管可以采用四根独立的浮管依次固定拼成矩形。所述配重立柱的数量为8根，其中四根分别位于所述底部浮管的四角处，另外四根分别位于底部浮管的边的中点处，且所述配重立柱的底部与所述底部浮管固定连接，中部与所述中部浮管固定连接，顶部与所述顶部浮管固定连接；所述踏板浮管位于所述顶部浮管外侧，并通过踏板与所述顶部浮管固定连接。

优选地，所述网箱框架还包括踏板结构，所述踏板结构包括扶手立管、扶手管、所述踏板浮管和所述踏板；所述扶手管呈矩形设置于所述顶部浮管上方，并通过多个所述扶手立管与所述顶部浮管固定连接。

优选地，所述配重立柱包括管体和位于所述管体内的混凝土。

优选地，相邻两个所述气囊之间通过两个所述联通导管连通，且每个所述联通导管上均设置有所述阀门。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、网箱群组升降过程操作简单。仅需在每次升降过程开始前将外接导管与安装在联通导管上的阀门连接并将阀门打开，即可实现对气囊的充排气，从而实现网箱群组的自由升降。

2、网箱群组升降过程较为平稳。本产品设计有8个阀门，8根联通导管，均匀的连接四个网箱，充排气过程8个阀门同时打开与关闭，这种均匀分布同时充排气能使整个气囊装置的体积平稳扩张与收缩，从而实现网箱群组的平稳升降。

3、网箱群组升降过程不影响海产品活性。与传统重力式网箱群组相比，气囊充排气过程安静自然，不会在水中产生声波，因此本发明网箱装置的升降对海产品的正常生长影响较小。

4、网箱群组通过连接锚绳连接到风机基础，使得网箱群组在升降过程中不会发生相对平移，“海上发电、海下养鱼”，海上风电与海洋牧场成功实现“跨界”合作，海域空间的立体开发能帮助节省用海成本。这类融合开发项目能够集约使用有限的海洋空间，统筹海洋渔业资源开发，也能帮助二者可持续发展。

基于上述理由本发明可在海洋工程和水产养殖工程等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式中一种单桩式风机基础与网箱群组相结合装置结构示意图。

图2为图1中A部放大图。

图3为图1中B部放大图。

图4为图1中C部放大图。

图中：1、海上风机基础；11、风机塔筒；2、锚链；3、独立网箱；31、扶手管；32、扶手立管；33、踏板；34、网衣；35、配重立柱；36气囊；37、浮管；4、联通导管；41、阀门；5、锚绳。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1～4所示，一种单桩式风机基础与网箱群组相结合装置，包括网箱群组和海上风机基础1；

所述网箱群组包括围绕所述海上风机基础1设置的四个独立网箱3；所述独立网箱通过锚绳5与所述海上风机基础1连接，网箱群组浮起时，锚绳5可充当网箱锚绳的作用，网箱坐底时海上风机基础1和锚绳5可固定网箱群组不在海底发生位移，从而较好的保证网箱群组位置不变。相邻两个所述独立网箱之间通过锚链2和连接；所述海上风机基础1直径较粗，其底部固定于海床，其顶部固定有直径较细的风机塔筒11，所述风机塔筒用于连接风机主机和叶片。

所述独立网箱3包括网箱框架、网衣34和气囊装置；所述网衣34安装于所述网箱框架表面，所述网衣34采用聚乙烯材料，所述气囊装置安装于所述网箱框架底部；

所述网箱框架包括浮管37和配重立柱35；浮管37和配重立柱35均采用HDPE管材，且配重立柱的管体内具有用于配重的混凝土。所述浮管37分为四组，每组所述浮管37呈矩形布置，四组所述浮管37分别为底部浮管、中部浮管、顶部浮管和踏板浮管；每组所述浮管37可以采用四根独立的浮管依次固定拼成矩形。所述配重立柱35的数量为8根，其中四根分别位于所述底部浮管的四角处，另外四根分别位于底部浮管的边的中点处，且所述配重立柱35的底部与所述底部浮管固定连接，中部与所述中部浮管固定连接，顶部与所述顶部浮管固定连接；所述踏板浮管位于所述顶部浮管外侧，并通过踏板33与所述顶部浮管固定连接。所述网箱框架还包括踏板结构，是工作人员的工作区，可站在上面捕捞水产品以及对网箱结构进行维护。所述踏板结构包括扶手立管32、扶手管31、所述踏板浮管和所述踏板33；所述扶手管31呈矩形排布设置于所述顶部浮管上方，并通过多个所述扶手立管32与所述顶部浮管固定连接。

所述气囊装置包括气囊36、联通导管4和阀门41；所述气囊36包裹所述网箱框架的底部，且四周向上***；相邻两个所述气囊36之间通过两个所述联通导管42连通，且每个所述联通导管4上设置有所述阀门41。

网箱群组上浮过程操作步骤：

步骤一，由潜水员携带外接导管下潜至网箱群组所在位置，将外接导管连接至阀门42；

步骤二，打开阀门42，通过联通导管41对网箱群组的四个气囊36均匀充气，随着气囊36体积的均匀膨胀，网箱群组所受浮力增大，缓慢上浮；

步骤三，气囊充满气后，关闭充气设施，网箱群组上浮至海面。

网箱群组下沉过程操作步骤：

步骤一，将外接导管连接至位于联通导管41上的阀门42，打开阀门；

步骤二，利用水体的压力，使气囊36中的气体由联通导管41缓慢排出，网箱群组缓慢下沉，直至气体排空。

步骤三，由潜水员关闭阀门，断开充气设施，网箱群组平稳下沉至海床。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种单桩式风机基础与网箱群组相结合装置，其特征在于，包括网箱群组和海上风机基础；

所述网箱群组包括围绕所述海上风机基础设置的四个独立网箱；所述独立网箱通过锚绳与所述海上风机基础连接；相邻两个所述独立网箱之间通过锚链连接；

所述独立网箱包括网箱框架、网衣和气囊装置；所述网衣安装于所述网箱框架表面，所述气囊装置安装于所述网箱框架底部；所述气囊装置包括气囊、联通导管和阀门；所述气囊包裹所述网箱框架的底部，且四周向上***；相邻两个所述气囊之间通过所述联通导管连通，且所述联通导管上设置有所述阀门。

2.根据权利要求1所述的一种单桩式风机基础与网箱群组相结合装置，其特征在于，所述海上风机基础的底部固定于海床，其顶部固定有风机塔筒，所述风机塔筒用于连接风机主机和叶片。

3.根据权利要求1所述的一种单桩式风机基础与网箱群组相结合装置，其特征在于，所述网箱框架包括多个竖直设置的配重立柱和多个水平设置的浮管。

4.根据权利要求3所述的一种单桩式风机基础与网箱群组相结合装置，其特征在于，所述浮管分为四组，每组所述浮管呈矩形布置，四组所述浮管分别为底部浮管、中部浮管、顶部浮管和踏板浮管；所述配重立柱的数量为8根，其中四根分别位于所述底部浮管的四角处，另外四根分别位于底部浮管的边的中点处，且所述配重立柱的底部与所述底部浮管固定连接，中部与所述中部浮管固定连接，顶部与所述顶部浮管固定连接；所述踏板浮管位于所述顶部浮管外侧，并通过踏板与所述顶部浮管固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种单桩式风机基础与网箱群组相结合装置，其特征在于，所述网箱框架还包括踏板结构，所述踏板结构包括扶手立管、扶手管、所述踏板浮管和所述踏板；所述扶手管呈矩形设置于所述顶部浮管上方，并通过多个所述扶手立管与所述顶部浮管固定连接。

6.根据权利要求3所述的一种单桩式风机基础与网箱群组相结合装置，其特征在于，所述配重立柱包括管体和位于所述管体内的混凝土。

7.根据权利要求1所述的一种单桩式风机基础与网箱群组相结合装置，其特征在于，相邻两个所述气囊之间通过两个所述联通导管连通，且每个所述联通导管上均设置有所述阀门。