一种用于海洋热能转换系统的连续增强冷水管技术方案

一种用于海洋热能转换(OTEC)系统的连续增强冷水管(CWP)，由连续的一系列模制管段形成，所述连续的一系列模制管段由一系列刚性框架部分和可固化材料形成，以形成连续增强CWP。每个模制管段通过以下方式形成，即将一刚性框架部分移动到模具中，将至少一部分刚性框架部分封闭在可固化材料中，并固化可固化材料。当每个模制管段移出模具时，连接到前一个刚性框架部分的下一个连续刚性框架部分，被移动到模具中。并且根据需要重复该循环多次以形成具有期望长度的连续增强CWP。

A Continuously Enhanced Cold Water Pipe for Ocean Thermal Energy Conversion System

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种用于海洋热能转换系统的连续增强冷水管相关申请的交叉引用本申请要求于2016年12月27日提交的题为“一种用于海洋热能转换系统的连续增强冷水管(CONTINUOUSREINFORCEDCOLDWATERPIPEFORANOCEANTHERMALENERGYCONVERSIONSYSTEM)”的美国申请No.15/391,236的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本公开总体涉及一种连续增强管，尤其涉及一种用于海洋热能转换系统的连续增强冷水管。
技术介绍
海洋热能转换(OTEC)技术利用不同深度的海水之间的现有温差来发电。在许多OTEC系统中，蒸发器使用从海洋表面附近抽取的温水来加热工作流体(例如氨)，该工作流体用于驱动涡轮机发电。冷凝器冷却工作流体，该冷凝器使用从深海抽取的冷水来吸收工作流体的热量。然后将冷却的工作流体泵送回蒸发器，并重复该循环。许多OTEC系统使用冷水管(CWP)来收集冷水并将冷水从深海输送到冷凝器，冷凝器可位于海上平台或海洋表面处或附近的其它结构上。CWP的长度可以为1000米或更长，并且直径为4米或更长。通常在浮式平台上沿着竖直方向组装CWP，并且在制造CWP时将其延伸入海洋中。通常在岸上制造CWP的各个部分并且以很高的费用将CWP的各个部分运送到浮式平台。这是因为CWP的大圆柱形部分占据了大量空间并且难以有效地运输。因此，期望降低与制造CWP相关的成本。另外，在组装期间，CWP刚性地连接到浮式海洋平台上并且可能花费长达四个月的时间来组装。CWP必须设计成能够承受制造过程中可能出现的海洋环境极端天气。根据各个CWP的部署时间来选择这些环境设计条件。强劲的海洋环境条件是波浪高度、波浪期、风速和洋流，这些条件会随着季节和其它条件的变化而发生巨大变化。然而，在CWP运行并且在置于水面下的适当位置之后，CWP与平台的连接不再是刚性的，同时CWP将经受的环境力减小。因此，例如，当在飓风区域中构建CWP时，因为构建的时间比较长，所以要求将CWP构建成能承受极端力，其中在运行过程中不会遇到这种极端力。因此，还期望尽可能地减少制造CWP的构建时间。
技术实现思路
本公开总体设涉及一种连续增强管，尤其涉及一种用于海洋热能转换(OTEC)系统的连续增强冷水管(CWP)。在一个实施例中，连续增强CWP由连续的一系列模制管段形成，所述连续的一系列模制管段由一系列刚性框架部分和可固化材料形成，以形成连续增强CWP。每个模制管段通过以下方式形成，即将一刚性框架部分移动到模具中，将至少一部分刚性框架部分封闭在可固化材料中，并固化可固化材料。当每个模制管段移出模具时，连接到前一个刚性框架部分的下一个连续刚性框架部分移动到模具中，并且根据需要多次重复该循环以形成具有所需长度的连续增强CWP。该实施例的一个优点是可以在OTEC平台上现场构造刚性框架部分和模制管段，这降低了与安装CWP相关的运输成本。因为用于刚性框架部分和可固化材料(例如，高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯、聚丁烯、其它高度交联的聚合物或其共混物)的刚性材料(例如，镀锌碳钢、不锈钢、高强度铝合金、钛等)可以散装运输到OTEC平台，与将预制的CWP部分运输至OTEC平台相比，散装运输的运输成本大大降低。该实施例的另一个优点是连续增强CWP的强度-重量比高于常规CWP。因此，与常规CWP相比，连续增强CWP的重量减轻的同时还可在高压差下保持高抗弯性和抗塌陷性，其中在运行期间CWP的内部和外部之间可能存在这种高压差。该实施例的另一个优点是可以在相对短的时间内形成足够长度(例如，500米，1000米或更长)的CWP，这减少了CWP暴露于海洋表面处的极端环境条件的时间。因此，可以减少CWP的环境设计考虑因素，从而进一步降低形成CWP的成本。根据一个实施例，公开了一种形成连续增强管的方法。该方法包括将多个刚性框架部分的特定刚性框架部分移动到一模具中。该方法还包括将至少一部分特定刚性框架部分封闭在可固化材料中。该方法还包括固化可固化材料以形成特定模制管段。该方法还包括将特定模制管段移出模具，同时将连接到特定刚性框架部分的下一个连续刚性框架部分移动到模具中。根据另一个实施例，公开了一种配置成用于OTEC系统的增强CWP。所述增强CWP包括一连续刚性框架，所述连续刚性框架包括一第一材料。增强CWP还包括一连续的涂层基质，该连续的涂层基质包围连续的刚性框架以形成连续的模制管段，所述连续涂层包括一第二材料。连续模制管段构造成向下延伸到至少500米的水体中。在阅读结合附图进行的实施例的具体描述之后，本领域技术人员将理解本公开的范围以及本公开的其它方面。附图说明结合在本说明书中并形成本说明书的一部分的附图示出了本公开的若干方面，并且附图与说明书一起用于解释本公开的原理。图1是根据一个实施例的具有连续增强冷水管(CWP)的海洋热能转换(OTEC)系统的方框图；图2是根据一个实施例的用于形成类似于图1的连续增强CWP的连续增强CWP的机构的示意图；图3是根据一个实施例的形成类似于图1和2的连续增强CWP的连续增强CWP的方法的流程图；图4A和4B是连续增强CWP的一部分的局部剖视图，示出了连续增强CWP中的刚性框架部分；和图5是用于形成类似于图1-4B的连续增强CWP的连续增强CWP的机构的示意图，其中在形成连续增强CWP期间刚性框架部分连续形成为一连续刚性框架单元的部分。具体实施方式以下所述实施例表示使得本领域技术人员能够实践实施例的信息，并且示出了实践实施例的最佳模式。在根据附图阅读以下描述时，本领域技术人员将理解本公开的概念并且将认识到本文未特别提出的这些概念的应用。应该理解，这些概念和应用都在本公开和所附权利要求的范围内。出于说明的目的，必须以某种顺序讨论本文所讨论的任何流程图，但除非另外明确指出，否则实施例不限于任何特定的步骤顺序。除非本文中另有说明，否则本文中所用的与元件一起的序数仅用于区分类似或相同的标签，例如“第一材料”和“第二材料”，并不意味着优先级、类型、重要性或其它属性。如本文和权利要求中所使用的，除非另有明确说明，否则关于元件的冠词“一”和“一个”是指一个或多个元件。本公开总体设涉及一种连续增强管，尤其涉及一种用于海洋热能转换(OTEC)系统的连续增强冷水管(CWP)。在一个实施例中，连续增强CWP由连续的一系列模制管段形成，所述连续的一系列模制管段由一系列刚性框架部分和可固化材料形成，以形成连续增强CWP。每个模制管段通过以下方式形成，即将一刚性框架部分移动到模具中，将至少一部分刚性框架部分封闭在可固化材料中，并固化可固化材料。当每个模制管段移出模具时，连接到前一个刚性框架部分的下一个连续刚性框架部分移动到模具中，并且根据需要重复该循环多次以形成具有所需长度的连续增强CWP。该实施例的一个优点是可以在OTEC平台上现场构造刚性框架部分和模制管段，这降低了与安装CWP相关的运输成本。因为用于刚性框架部分和可固化材料(例如，高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯、聚丁烯、其它高度交联的聚合物或其共混物)的刚性材料(例如，镀锌碳钢、不锈钢、高强度铝合金、钛等)可以散装运输到OTEC平台，与将预制的CWP部分运输至OTEC平台相比，散装运输的运输成本大大降本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成连续增强管的方法，包括：(a)将多个刚性框架部分中的一特定刚性框架部分移动到一模具中；(b)将至少一部分所述特定刚性框架部分封闭在一可固化材料中；(c)固化所述可固化材料以形成一特定模制管段；以及(d)将所述特定模制管段移出所述模具，同时将连接到所述特定刚性框架部分的下一个连续刚性框架部分移动到所述模具中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.27 US 15/391,2361.一种形成连续增强管的方法，包括：(a)将多个刚性框架部分中的一特定刚性框架部分移动到一模具中；(b)将至少一部分所述特定刚性框架部分封闭在一可固化材料中；(c)固化所述可固化材料以形成一特定模制管段；以及(d)将所述特定模制管段移出所述模具，同时将连接到所述特定刚性框架部分的下一个连续刚性框架部分移动到所述模具中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：依次重复(b)-(d)，以形成多个模制管段，作为一连续管的一部分。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将特定模制管段移出所述模具还包括朝向一水体下降所述特定模制管段，从而将向下延伸所述连续管一预定距离，进入所述水体中。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预定距离至少为500米。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预定距离至少为1000米。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个刚性框架部分的每个刚性框架部分包括：多个线性构件，所述多个线性构件基本上平行于所述刚性框架部分的一纵向轴线延伸；和至少一个周边构件，其连接到所述多个线性构件的每个线性构件上，所述多个线性构件和所述至少一个周边构件形成一内部通道。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少一个周边构件是多个圆形构件。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少一个周边构件是至少一个螺旋构件。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述内部通道的内径至少为5米。10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述内部通道的内径至少为10米。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个刚性框架部分包括至少一种以下材料：钢、钛和铝。12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将至少一部分特定框架部分封闭在所述可固化材料中包括：将所述可固化材料置于所述模具中；熔化...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯科特·M·毛瑞尔，尤金·C·詹森，
申请(专利权)人：洛克希德马丁公司，
类型：发明
国别省市：美国,US