一种集救援、自主监测和消波防浪为一体的多功能浮式防波堤制造技术

技术编号：40842217 阅读：4 留言：0更新日期：2024-04-01 15:09

本发明专利技术公开了一种集救援、自主监测和消波防浪为一体的多功能浮式防波堤，包括双浮箱、边箱、振子组、空气压缩机组、高压储气罐组、膨胀发电机组、压力控制继电器、监测设备、储能电池组和活动平台，双浮箱上层设高压储气罐组，中间为月池空腔，两端设边箱，顶部设活动平台；振子组设在双浮箱迎波面侧和月池空腔中，空气压缩机组将压缩的高压气体输入高压储气罐组，压力控制继电器控制出气管道内的压力稳定，经膨胀发电机组转化为电能存储或为其他设备供电，储能电池组为压力控制继电器供电；监测设备用于监测海洋环境和防波堤自身结构特性。本发明专利技术集救援、自主监测和消波防浪为一体，将随机波浪能量转化为电能，同时提高了浮式防波堤的消波效率。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋环境监测、海上救援与消波防浪技术，具体涉及一种集救援、自主监测和消波防浪为一体的多功能浮式防波堤。

技术介绍

1、我国海洋资源广阔，如何有效的提高海洋环境监测、海洋维权与海上救援活动等，需要大力发展海上浮式平台技术。目前，海上浮式平台面临的最突出的问题包括浮式平台的安全稳定、供电保障以及自主生存能力等多方面。随着近年来浮式防波堤技术的创新与发展，海上浮式平台的安全稳定问题已经得到了有力的解决。由于，海上浮式平台远离陆地，其稳定可靠的供电保障能力制约着浮式平台的应用与发展。波浪能、漂浮式光伏等技术逐步由理论走向实践，为浮式平台的供电系统建设与发展提供了有利的条件。

2、波浪能受海洋环境条件影响显著，具有随机性特征，而光伏电站受昼夜环境约束，由波浪能、太阳能直接转化的电力供应性能并不稳定。因此，波浪能转化电能的稳定过渡装备成为制约浮式平台自主供电保障能力所面临的主要问题。目前，已应用的储能技术主要包括抽水蓄能电站、压缩空气储能、液流电池、蓄电池、超导磁能、飞轮和电容/超级电容等。由于受能量密度、容量、效率、储能周期、运行费用、寿命等问题所限，仅抽水蓄能和压缩空气两种物理储能方式在大规模商业系统中已经逐步得到广泛应用。因此，综合浮式防波堤技术与物理储能技术，将波浪能转变为稳定的电力供应是浮式平台发展与应用过程中的重要组成部分。

技术实现思路

1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种集救援、自主监测和消波防浪为一体的多功能浮式防波堤，可兼做浮式平台使用。</p>

2、技术方案：本专利技术的一种集救援、自主监测和消波防浪为一体的多功能浮式防波堤，包括双浮箱、边箱、振子组、空气压缩机组、高压储气罐组、膨胀发电机组、压力控制继电器、监测设备、储能电池组和活动平台，双浮箱分为上下两层，下层为密封空腔，高压储气罐组设置在上层，双浮箱中间为月池空腔，边箱设置在双浮箱两端；振子组为两套，分别设置在双浮箱的迎波面侧和月池空腔中，振子组通过动力传递装置保证空气压缩机组正常工作，将周围环境中的常压空气压缩为高压气体输入高压储气罐组，高压储气罐组中的各高压储气罐之间通过管道连通，通过压力控制继电器控制高压储气罐组出气管道内的压力稳定，将稳定的高压气体经膨胀发电机组后转化为稳定的电能存储至储能电池组或为其他设备供电；储能电池组为压力控制继电器供电；监测设备用于监测海洋环境和浮式防波堤自身动力特性，并把监测数据上传至陆地控制中心，同时接收控制中心指令控制膨胀发电机组运行；双浮箱顶部设置活动平台，提供振子组检修和海上救援活动需要的场地。

3、可选的，双浮箱包括两个平行设置的浮筒，两个浮筒之间形成月池空腔；浮筒上层各高压储气罐之间设置隔断。

4、可选的，振子组中的振子数量，空气压缩机组中空气压缩机数量以及高压储气罐组中高压储气罐数量一一对应。

5、可选的，振子组侧壁与双浮箱外壁活动连接，用于对振子组的运动进行限位。

6、可选的，高压储气罐组中各高压储气罐之间通过高压管道串联连接，各高压储气罐间设置压力控制阀。

7、可选的，监测设备包括监测系统装置和信号收发器，监测系统装置通过信号收发器实现与压力控制继电器和控制中心之间的信号传输。

8、可选的，活动平台为可拆卸式结构。

9、可选的，该多功能浮式防波堤还包括海水电解淡化装置，海水电解淡化装置利用膨胀发电机组产生的多余的电能进行海水电解淡化处理，并将淡水存储以备救援和补给。

10、可选的，膨胀发电机组产生的稳定电力，输出配送优先级依次为：储能电池组>监测设备>海水电解淡化装置。

11、可选的，浮式防波堤通过系泊缆固接于海底锚点。

12、有益效果：与现有技术相比，本专利技术的优点为：

13、(1)所述的多功能浮式防波堤可作为海上浮式平台的一种形式，利用空气压缩储能方式将捕获的随机波浪能量转变为稳定可靠的电力输出形式，为浮式防波堤结构自身与海洋环境监测提供的电力来源，保证各电子元器件的正常运行，不需要通过电缆从外部接入电力，多余电能可实现海水电解淡化。多功能浮式防波堤具备自主储能、供电与海水淡化等功能，有利于深远海区域的深海环境监测，可为海上救援平台提供淡水补给；

14、(2)所述的多功能浮式防波堤提供了随机波浪能量的转移方式，将防波堤迎波面和月池内捕获的波浪能转变为电能，提高了浮式防波堤的消波效率，有力的保护其掩护工程免受波浪的作用。

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【技术保护点】

1.一种集救援、自主监测和消波防浪为一体的多功能浮式防波堤，其特征在于，包括双浮箱、边箱、振子组、空气压缩机组、高压储气罐组、膨胀发电机组、压力控制继电器、监测设备、储能电池组和活动平台，双浮箱分为上下两层，下层为密封空腔，高压储气罐组设置在上层，双浮箱中间为月池空腔，边箱设置在双浮箱两端；振子组为两套，分别设置在双浮箱的迎波面侧和月池空腔中，振子组通过动力传递装置保证空气压缩机组正常工作，将周围环境中的常压空气压缩为高压气体输入高压储气罐组，高压储气罐组中的各高压储气罐之间通过管道连通，通过压力控制继电器控制高压储气罐组出气管道内的压力稳定，将稳定的高压气体经膨胀发电机组后转化为稳定的电能存储至储能电池组或为其他设备供电；储能电池组为压力控制继电器供电；监测设备用于监测海洋环境和浮式防波堤自身动力特性，并把监测数据上传至陆地控制中心，同时接收控制中心指令控制膨胀发电机组运行；双浮箱顶部设置活动平台，提供振子组检修和海上救援活动需要的场地。

2.根据权利要求1所述的一种集救援、自主监测和消波防浪为一体的多功能浮式防波堤，其特征在于，双浮箱包括两个平行设置的浮筒，两个浮

3.根据权利要求1所述的一种集救援、自主监测和消波防浪为一体的多功能浮式防波堤，其特征在于，振子组中的振子数量，空气压缩机组中空气压缩机数量以及高压储气罐组中高压储气罐数量一一对应。

4.根据权利要求1所述的一种集救援、自主监测和消波防浪为一体的多功能浮式防波堤，其特征在于，振子组侧壁与双浮箱外壁活动连接，用于对振子组的运动进行限位。

5.根据权利要求1所述的一种集救援、自主监测和消波防浪为一体的多功能浮式防波堤，其特征在于，高压储气罐组中各高压储气罐之间通过高压管道串联连接，各高压储气罐间设置压力控制阀。

6.根据权利要求1所述的一种集救援、自主监测和消波防浪为一体的多功能浮式防波堤，其特征在于，监测设备包括监测系统装置和信号收发器，陆地控制中心通过信号收发器接收监测系统装置的数据，并根据实际情况，实时指令控制压力控制继电器的工作状态。

7.根据权利要求1所述的一种集救援、自主监测和消波防浪为一体的多功能浮式防波堤，其特征在于，活动平台为可拆卸式结构。

8.根据权利要求1所述的一种集救援、自主监测和消波防浪为一体的多功能浮式防波堤，其特征在于，该多功能浮式防波堤还包括海水电解淡化装置，海水电解淡化装置利用膨胀发电机组产生的多余的电能进行海水电解淡化处理，并将淡水存储以备救援和补给。

9.根据权利要求8所述的一种集救援、自主监测和消波防浪为一体的多功能浮式防波堤，其特征在于，膨胀发电机组产生的稳定电力，输出配送优先级依次为：储能电池组>监测设备>海水电解淡化装置。

10.根据权利要求1所述的一种集救援、自主监测和消波防浪为一体的多功能浮式防波堤，其特征在于，浮式防波堤通过系泊缆固接于海底锚点。

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【技术特征摘要】

2.根据权利要求1所述的一种集救援、自主监测和消波防浪为一体的多功能浮式防波堤，其特征在于，双浮箱包括两个平行设置的浮筒，两个浮筒之间形成月池空腔；浮筒上层各高压储气罐之间设置隔断。

4.根据权利要求1所述的一种集...

【专利技术属性】
技术研发人员：王延召，嵇春艳，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：

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