海洋温差能冷水管系统底部固定装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种海洋温差能冷水管系统底部固定装置及方法，该装置用于设置在海洋底面；海洋温差能冷水管系统包括，冷水管、设置在海面的上部平台，该装置包括：与所述冷水管的下端相连接的配重块；浮筒装置，所述浮筒装置通过传动机构与所述配重块相连接，且所述浮筒装置的运动方向与所述配重块的运动方向相反；检测装置，用于检测所述冷水管的位移变化；控制装置，所述控制装置具有输入端和输出端，所述输入端与所述检测装置电性连接，所述输出端和所述浮筒装置电性连接，所述浮筒装置能根据所述检测装置检测到的所述冷水管的位移变化调整浮力。本发明专利技术能使冷水管自动调整至垂直竖立的状态。

【技术实现步骤摘要】
海洋温差能冷水管系统底部固定装置及方法
本专利技术涉及海洋能源开发作业设备
，特别涉及一种海洋温差能冷水管系统底部固定装置及方法。
技术介绍
随着全球碳排放量达到近80万年来的峰值，如何减少全球的碳排放，控制全球变暖等气候问题已经成为全人类面临的共同难题。温差能作为海洋可再生能源的重要来源之一，其合理开发对于改善能源结构、控制气候变化和解决环境污染问题具有重要的意义。我国温差能开发主战场是位于南海海域，温差能开发作业范围较大，环境条件恶劣，频繁发生的台风/飓风会严重影响温差能开发作业。在台风/飓风条件下，使得温差能上部开发平台会产生平移运动和上下浮动。这将导致下部冷水管系统不能保持垂直竖立状态，严重时将会导致冷水管系统与上部平台脱离，产生重大事故，影响温差能开发作业。在此背景下，现有技术中提出了一种海洋温差能冷水管系统底部固定装置，以使恶劣条件下冷水管系统不能保持垂直竖立的问题迎刃而解，增加冷水管系统的安全稳定性，提高整体装置使用寿命和冷海水的利用率。在上部平台发生运动时，冷水管系统底部固定装置可以根据平台的运动而做出相应的反应，使得冷水管与上部平台保持相对安全稳定的位置。冷水管系统底部固定装置的核心部件为浮力可调节浮筒和配重块，其工作原理如下：通过调节浮筒的浮力进而改变配重块对冷水管的作用力，从而使得冷水管保持垂直竖立的状态。目前冷水管系统底部固定装置有两种，一种是悬挂配重块5(如图1所示)，悬挂配重块5不与海底1直接接触；第二种是悬挂配重块5，然后系泊至海底1(如图2所示)。第一种方案当上部平台随波浪向上动荡，冷水管系统因只悬挂配重块5很可能导致冷水管之间的连接部位断裂。第二种方案是悬挂配重块5系泊至海底1，当上部平台随波浪左右晃动时，此种方案便不能够使冷水管系统保持垂直竖立状态。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术实施例所要解决的技术问题是提供了一种海洋温差能冷水管系统底部固定装置及方法，能够对冷水管系统的底部实现更加安全可靠的固定，即使在各种复杂恶劣的工况下，也能够使得冷水管自动调整至垂直竖立的状态。为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种海洋温差能冷水管系统底部固定装置，所述海洋温差能冷水管系统底部固定装置用于设置在海洋底面；所述海洋温差能冷水管系统包括，冷水管、设置在海面的上部平台，所述海洋温差能冷水管系统底部固定装置包括：与所述冷水管的下端相连接的配重块；浮筒装置，所述浮筒装置通过传动机构与所述配重块相连接，且所述浮筒装置的运动方向与所述配重块的运动方向相反；检测装置，用于检测所述冷水管的位移变化；控制装置，所述控制装置具有输入端和输出端，所述输入端与所述检测装置电性连接，所述输出端和所述浮筒装置电性连接，所述浮筒装置能根据所述检测装置检测到的所述冷水管的位移变化调整浮力。在一个优选的实施方式中，所述检测装置包括：用于检测所述冷水管上下浮动的移动检测件和用于检测所述冷水管左右浮动的角度检测件。在一个优选的实施方式中，所述传动机构包括：连接所述配重块和浮筒装置的钢绳，用于驱动和牵引所述钢绳的卷筒。在一个优选的实施方式中，所述配重块和所述浮筒装置通过所述钢绳绕过所述卷筒相连接，当所述配重块在海水压力和所述冷水管的作用力下逐步向上或向下移动时，所述浮筒装置向下或向上位移的距离等于所述配重块向上或向下位移的距离。在一个优选的实施方式中，还包括固定支架，所述卷筒安装在所述固定支架上，所述固定支架连接至海底。在一个优选的实施方式中，所述角度检测件设置在所述配重块上，当所述角度检测件检测到的角度大于5°时，所述控制装置启动所述浮筒装置。在一个优选的实施方式中，所述浮筒装置包括：可变型的腔体、用于调节所述腔体容积的调节机构，与所述控制装置电性连接的通信机构。在一个优选的实施方式中，所述海洋温差能冷水管系统还包括：设置在所述上部平台上的滑轮组块和张紧装置；所述张紧装置与所述冷水管的上端相连接，能在所述滑轮组块的作用下对所述上部平台进行位移补偿。一种基于上述海洋温差能冷水管系统底部固定装置的海洋温差能冷水管系统底部固定方法，所述控制装置中存储有所述配重块的位移阈值，所述方法包括：通过检测装置检测配重块的位移；当检测到的所述配重块的位移超过所述位移阈值时，所述控制装置在接收到所述检测装置将检测到的位移信号后，控制所述浮筒装置开始调节浮力，所述配重块在所述浮筒装置的带动下运动；当所述检测装置检测到所述配重块重新复位至所述位移阈值以内时，所述控制装置控制所述浮筒装置停止调节浮力。在一个优选的实施方式中，所述位移阈值包括深度阈值和角度阈值。本专利技术的技术方案具有以下显著有益效果：本申请提供了一种海洋温差能冷水管系统底部固定装置，使用时，可以利用检测装置对冷水管的位置进行实时检测，当控制装置判断出需要对冷水管进行调节时，控制装置控制浮筒装置的浮力进行适应性调节，改变配重块的位置，从而使得冷水管能够始终保持垂直竖立状态。参照后文的说明和附图，详细公开了本专利技术的特定实施方式，指明了本专利技术的原理可以被采用的方式。应该理解，本专利技术的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本专利技术的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。附图说明在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本专利技术公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本专利技术的理解，并不是具体限定本专利技术各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本专利技术的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本专利技术。图1为现有技术中一种海洋温差能冷水管系统底部固定装置的结构示意图；图2为现有技术中另一种海洋温差能冷水管系统底部固定装置的结构示意图；图3为本专利技术实施方式中提出的一种海洋温差能冷水管系统底部固定装置的结构示意图；图4为图3中海洋温差能冷水管系统底部固定装置的局部放大图。以上附图的附图标记：1、海底；2、固定支架；3、卷筒；4、钢绳；5、配重块；6、浮筒装置；7、冷水管；8、系泊缆；9、张紧装置；10、上部平台；11、检测装置；12、控制装置；13、滑轮组块。具体实施方式下面将结合附图和具体实施例，对本专利技术的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海洋温差能冷水管系统底部固定装置，其特征在于，所述海洋温差能冷水管系统底部固定装置用于设置在海洋底面；所述海洋温差能冷水管系统包括，冷水管、设置在海面的上部平台，所述海洋温差能冷水管系统底部固定装置包括：与所述冷水管的下端相连接的配重块；/n浮筒装置，所述浮筒装置通过传动机构与所述配重块相连接，且所述浮筒装置的运动方向与所述配重块的运动方向相反；/n检测装置，用于检测所述冷水管的位移变化；/n控制装置，所述控制装置具有输入端和输出端，所述输入端与所述检测装置电性连接，所述输出端和所述浮筒装置电性连接，所述浮筒装置能根据所述检测装置检测到的所述冷水管的位移变化调整浮力。/n

【技术特征摘要】
1.一种海洋温差能冷水管系统底部固定装置，其特征在于，所述海洋温差能冷水管系统底部固定装置用于设置在海洋底面；所述海洋温差能冷水管系统包括，冷水管、设置在海面的上部平台，所述海洋温差能冷水管系统底部固定装置包括：与所述冷水管的下端相连接的配重块；
浮筒装置，所述浮筒装置通过传动机构与所述配重块相连接，且所述浮筒装置的运动方向与所述配重块的运动方向相反；
检测装置，用于检测所述冷水管的位移变化；
控制装置，所述控制装置具有输入端和输出端，所述输入端与所述检测装置电性连接，所述输出端和所述浮筒装置电性连接，所述浮筒装置能根据所述检测装置检测到的所述冷水管的位移变化调整浮力。


2.如权利要求1所述的海洋温差能冷水管系统底部固定装置，其特征在于，所述检测装置包括：用于检测所述冷水管上下浮动的移动检测件和用于检测所述冷水管左右浮动的角度检测件。


3.如权利要求2所述的海洋温差能冷水管系统底部固定装置，其特征在于，所述传动机构包括：连接所述配重块和浮筒装置的钢绳，用于驱动和牵引所述钢绳的卷筒。


4.如权利要求3所述的海洋温差能冷水管系统底部固定装置，其特征在于，所述配重块和所述浮筒装置通过所述钢绳绕过所述卷筒相连接，当所述配重块在海水压力和所述冷水管的作用力下逐步向上或向下移动时，所述浮筒装置向下或向上位移的距离等于所述配重块向上或向下位移的距离。


5.如权利要求4所述的海洋温差能冷水管系统底部固定装置，其特征在于，还包括固定支架，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张理，谭健，张超飞，段青峰，张玉龙，徐进，雷琦玉，段梦兰，黄世苗，
申请(专利权)人：南方海洋科学与工程广东省实验室湛江，中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：广东;44