本实用新型专利技术涉及一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台，包括平台主体，平台主体包括上部甲板及平面视角与其仿形的浮箱，上部甲板包括一中心区域及由中心区域向四周延伸的三个等角度设置的延展部位，延展部位的下部与浮箱通过角立柱固定连接；平台主体位于上部甲板与浮箱之间的中心部位设置一用于存储液态海洋资源和增大水线面积的中心立柱；上部甲板上方的中心区域设置温差能发电装置；温差能发电装置与若干深层海水取水管、表层海水取水管以及混合海水排水管相连接，深层海水取水管、表层海水取水管、混合海水排水管穿过上部甲板向下延伸至海水内。本实用新型专利技术结构设计巧妙，布局效率高，将简化平台的结构与减小平台的垂荡运动响应进行了良好的兼顾。动响应进行了良好的兼顾。动响应进行了良好的兼顾。
【技术实现步骤摘要】
一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台
[0001]本技术涉及一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台，属于海洋平台
技术介绍
[0002]在各种海洋能之中，海洋温差能属于海洋热能，其能量的主要来源是蕴藏在海洋中的太阳辐射能。海洋温差能具有储量巨大以及随时间变化相对稳定的特点，因此，利用海洋温差能发电有望提供大规模的、稳定的电力。温差能发电技术，是以海洋受太阳能加热的表层海水(25℃～28℃) 作高温热源，而以500米～l000米深处的深层海水(4℃～7℃)作低温热源，用热机组成的热力循环系统进行发电的技术。从高温热源到低温热源，可能获得总温差15℃～20℃左右的有效能量。最终可能获得具有工程意义的11℃温差的能量。目前温差能发电热力循环系统分为开式循环、闭式循环和混合式循环，其中开式循环和混合式循环均能够产出淡水作为副产品。温差能发电装置也存在不足，其能量转换效率仅为5％～10％，相比之下，常规火电效率超过40％，大型水电机组效率更是高达90％。低效、低装机容量和相对较高的成本使得海洋温差能在近海浅水地区缺乏与传统的火电和水电竞争的能力。但是，海洋温差能在深海远洋工程中有着较大发展潜力：一方面，在远离陆地的浮式海洋平台上，传统能源鞭长莫及；另一方面，远海发电装置产出的电能输送回大陆成本高、难度大，可行性较低。因此，在深海远洋工程中“就地取能、海能海用”是未来海洋温差能发展的主要方向。
[0003]常规的浮式海洋平台一般由大型柴油发电机提供日常生产生活所需的电能，会消耗大量不可再生的化石能源且会对海洋环境造成污染；浮式海洋平台的工作海域往往在远离大陆的深远海域，附近没有可以获得的淡水资源，平台日常生产生活所需淡水需要运输船定期补给，淡水运输成本高昂。
[0004]现有的浮式海洋平台存在以下问题：
[0005]1)消耗大量能源且有污染：常规浮式海洋平台日常生产、生活所需电能一般由大型柴油发电机组提供，会消耗大量不可再生的石油等化石能源，且排放物会对海洋环境造成污染。
[0006]2)淡水获取成本高昂：浮式海洋平台的工作海域往往在远离大陆的深远海海域，附近没有可以获得的淡水资源，平台日常生产生活所需淡水往往需要运输船定期补给，淡水运输成本高昂。
[0007]3)现有技术也有利用波浪能发电、洋流发电和太阳能发电等方式为海上平台供能，但此类发电方式存在单机发电功率小的缺点，且发电功率受海况影响较大。
[0008]4)现有技术也有利用波浪驱动温差能发电，或将波浪能发电和风能发电结合起来，但都只是单一的发电平台，并无其他生产作业功能。
[0009]5)现有技术也有依托养殖工船设计了冷水团的取水系统，但仅适用于黄海水深较浅的海域，取水深度小于50米。
技术实现思路
[0010]本技术采取以下技术方案：
[0011]一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台，包括平台主体，所述平台主体包括上部甲板1及平面视角与其仿形的浮箱4，所述上部甲板1包括一中心区域及由中心区域向四周延伸的三个等角度设置的延展部位，所述延展部位的下部与所述浮箱4通过角立柱2固定连接；所述平台主体位于所述上部甲板1与浮箱4之间的中心部位设置一用于存储液态海洋资源和增大水线面积的中心立柱3；所述上部甲板1上方各延展部位的端部分别设置起重机6、风力发电机5、人员生活处所7；所述上部甲板1上方的所述中心区域设置温差能发电装置8；所述温差能发电装置8与若干深层海水取水管 9、表层海水取水管10以及混合海水排水管11相连接，所述深层海水取水管9、表层海水取水管10、混合海水排水管11穿过上部甲板1向下延伸至海水内；所述平台主体的各延展部位的端部固定设置锚链13，所述锚链13 延伸至海底。
[0012]优选的，所述风力发电机5的旁设有配电间14，人员生活处所7之上设有直升机停机坪21；温差能发电装置8与四根大型圆柱形水管相连，其中两根为深层海水取水管9，一根为表层海水取水管10，一根为混合海水排水管11；温差能发电装置8下布置有小规模海水淡化装置。
[0013]进一步的，所述上部甲板1的三个延展部位的端部设有系泊绞车12，系泊绞车12与所述锚链13连接。
[0014]进一步的，所述上部甲板1呈由正三角形演化而来的三边等长的Y字形；角立柱2、中心立柱3和浮箱4同时用于为平台提供所需的浮力，其中，角立柱2和其下的浮箱4中设有压载水舱，可调整平台浮态；中心立柱3 中空，其内布置有大型储罐；中心立柱3的顶部布置有小规模海水淡化装置，为平台工作人员提供所需的饮用水。
[0015]进一步的，所述风力发电机4由风机塔15、风机机舱16和风机叶片 17三部分组成；其中，风机塔15中空，通过内部的梯子维修人员可以到达风机机舱16处进行检查和维修；风力发电机5在风的作用下发电，经过配电间14变压，为平台上各处所供电；同时，配电间14内布置有大型动力电池组，可以将风机发出的多余电能储存其中。
[0016]进一步的，温差能发电装置8布置于平台上部甲板1中央，位于中心立柱3的正上方，整个装置采用混合式循环，包括闪蒸器23、蒸发器24、汽轮机25、冷凝器26和工质泵27等设备；由表层海水取水管10抽取的表层海水进入闪蒸器，闪蒸出来的低压蒸汽加热低沸点工质，低压蒸汽放热液化后产出淡水；由深层海水取水管9抽取的深层海水在冷凝器中与工质流体进行热交换，使低沸点工质遇冷液化，如此循环；闪蒸器中排出的表层海水和经过冷凝器后的深层海水混合后从混合海水排水管11中排出；在蒸发器中产出的淡水大部分直接进入平台生活用水供给系统，小部分进入中心立柱3中的海水淡化装置，淡化后得到较高品质的可饮用淡水。
[0017]进一步的，所述起重机6由起重机立柱18、起重机吊臂19和起重机吊钩20组成。
[0018]进一步的，角立柱2为直四棱柱，中心立柱3为底面为正六边形的直六棱柱，且中心立柱3的体积大于角立柱2，为角立柱2的3
‑
4倍。
[0019]进一步的，温差能发电装置8中，温差能发电装置的取水泵所需的能量来源于风力发电机5发出的电能，温差能发电装置发出的电能通过配电间14并入平台电网。
[0020]进一步的，混合海水废水排水管11长度大于100米，通入海平面以下接近100米处，以减小混合海水对海洋表层生态系统的影响；中心立柱3 中的小规模海水淡化装置10采用反渗透海水淡化装置。
[0021]本技术的有益效果在于：
[0022]1)大底面积中心立柱的设计，使得平台中能够贮存如石油、液化天然气等液态海洋资源，在实现平台功能的同时不会引起平台浮态的改变，而且能够有效减小平台的垂荡运动响应。
[0023]2)在浮式海洋平台上布置大型风力发电机、混合式循环温差能发电装置和海水淡化装置，使工作于深远海的浮式海洋平台实现能源淡水自给，这将减少平台所需补给的物资，大大减少平台日常的运营成本，同时减少碳排放和大气污染，实现绿色可持续发展。
[0024]3)平台上使用温差能发本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种能源淡水自给的新型浮式海洋平台，其特征在于：包括平台主体，所述平台主体包括上部甲板(1)及与平面视角与其仿形的浮箱(4)，所述上部甲板(1)包括一中心区域及由中心区域向四周延伸的三个等角度设置的延展部位，所述延展部位的下部与所述浮箱(4)通过角立柱(2)固定连接；所述平台主体位于所述上部甲板(1)与浮箱(4)之间的中心部位设置一用于存储液态海洋资源和增大水线面积的中心立柱(3)；所述上部甲板(1)上方各延展部位的端部分别设置起重机(6)、风力发电机(5)、人员生活处所(7)；所述上部甲板(1)上方的所述中心区域设置温差能发电装置(8)；所述温差能发电装置(8)与若干深层海水取水管(9)、表层海水取水管(10)以及混合海水排水管(11)相连接，所述深层海水取水管(9)、表层海水取水管(10)、混合海水排水管(11)穿过上部甲板(1)向下延伸至海水内；所述平台主体的各延展部位的端部固定设置锚链(13)，所述锚链(13)延伸至海底。2.如权利要求1所述的能源淡水自给的新型浮式海洋平台，其特征在于：所述风力发电机(5)的旁设有配电间(14)，人员生活处所(7)之上设有直升机停机坪(21)；温差能发电装置(8)与4根大型圆柱形水管相连，其中两根为深层海水取水管(9)，一根为表层海水取水管(10)，一根为混合海水排水管(11)；温差能发电装置(8)下布置有小规模海水淡化装置。3.如权利要求2所述的能源淡水自给的新型浮式海洋平台，其特征在于：所述上部甲板(1)的三个延展部位的端部设有系泊绞车(12)，系泊绞车(12)与所述锚链(13)连接。4.如权利要求2所述的能源淡水自给的新型浮式海洋平台，其特征在于：所述上部甲板(1)呈由正三角形演化而来的三边等长的Y字形；角立柱(2)、中心立柱(3)和浮箱(4)同时用于为平台提供所需的浮力，其中，角立柱(2)和其下的浮箱(4)中设有压载水舱，可调整平台浮态；中心立柱(3)中空，其内布置有大型储罐；中心立柱(3)的顶部布置有小规模海水淡化装置，为平台工作人员提供所需的饮用水。5.如权利要求2所述的能源淡水自给的新型浮式海洋平台，其特征在于：所述风力发电机由风机塔(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱子扬，赵国成，刘明月，肖龙飞，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：新型
国别省市：
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