[发明专利]一种基于绿色能源的圆筒形海洋平台运动抑制系统

说明书

本发明公开了一种基于绿色能源的圆筒形海洋平台运动抑制系统，其特征在于，包括智能控制中心、波浪能发电系统、温差能发电系统以及全回转运动抑制推进器，其中：通过波浪能发电系统和温差能发电系统将绿色能源转化为电能，智能控制中心将电能有效分配给全回转运动抑制推进器，并根据圆筒形海洋平台的运动状态控制全回转运动抑制推进器的推力和方向以抑制圆筒形海洋平台的运动。本发明通过设置多种机构，克服了现有方法都难以满足平台在恶劣海洋环境下使用的问题，提供了一种新的基于绿色能源的圆筒形海洋平台运动抑制系统。

技术领域

本发明涉及海洋工程的技术领域，具体是涉及一种基于绿色能源的圆筒形海洋平台运动抑制系统。

背景技术

浮式海洋平台主要有半潜式、张力腿式、SPAR式等多种形式。其中，圆形截面的圆筒形平台，对称的截面形式使其能够抵抗风、浪、流等复杂海洋环境时，不需要考虑作用方向的敏感性；同时，规则的圆筒形结构大大降低了其设计、建造和使用维护难度。因此，圆筒形平台被广泛应用于长期定位于海上固定作业的生产类海洋平台。

圆筒形海洋平台需要长期定位于海上作业，对平台的定位能力要求很高。目前圆筒形海洋平台通常采用锚泊定位为主，动力定位为辅：锚泊定位能够很好的控制平台的水平方向运动。但对于平台的扭转、垂荡、涡激运动难以有效的抑制；动力定位的推进器通常安装于底部，仅能实现水平方向辅助定位，不能提供垂向定位，且能耗非常大，同时由于安装在底部抗扭转力臂较短，难以提供足够的扭转力矩以抑制平台的扭转。因此，圆筒形平台的水平定位可以通过锚泊定位控制，存在的主要问题在于抑制垂荡、涡激运动和水平扭转的能力较差，尤其是较大的垂荡运动及涡激运动会降低立管顶部的疲劳寿命，威胁平台的作业安全性。针对这些问题常用的方法是：圆筒底部安装环形垂荡板，通过增加垂向阻尼以抑制垂荡运动；圆筒平台外壁安装螺旋形列板，通过改变流场以抑制平台水平方向的涡激运动。但这些方法会在平台外部增加连续附体结构，对平台锚链和立管的布置和安装带来很多困难；且无法解决水平扭转的问题；同时螺旋列板鳍高是固定的，在抑制涡激运动的同时会大幅增加平台拖曳力。因此，这些方法都难以满足平台在恶劣海洋环境下的使用。

发明内容

本发明的目的是：提出一种新的基于绿色能源的圆筒形海洋平台运动抑制系统。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种基于绿色能源的圆筒形海洋平台运动抑制系统，其特征在于，包括智能控制中心、波浪能发电系统、温差能发电系统以及全回转运动抑制推进器，其中：

通过波浪能发电系统和温差能发电系统将绿色能源转化为电能，智能控制中心将电能有效分配给全回转运动抑制推进器，并根据圆筒形海洋平台的运动状态控制全回转运动抑制推进器的推力和方向以抑制圆筒形海洋平台的运动。

优选地，共布置有8套所述波浪能发电系统，沿所述圆筒形海洋平台外板水平均布。

优选地，每套所述波浪能发电系统由浮筒、蓄电池、发电装置组成，由浮筒收集波浪能，发电装置基于波浪能产生电能，发电装置所产生的电能存储于蓄电池内。

优选地，所述浮筒布置于水面处，所述浮筒在波浪中上下运动带动发电装置内的齿轮旋转来发电。

优选地，每套所述波浪能发电系统配置两个所述浮筒，所述浮筒截面为T型，上大下小。

优选地，所述浮筒与连杆一端铰接，连杆另一端连接所述发电装置内的旋转齿轮，整套运动机构的水平方向运动约束、垂向运动放开。

优选地，所述温差能发电系统由温差发电装置、取水管以及蓄电池组成，通过取水管抽取水面下约200米的海水，温差发电装置利用其与表面海水的温度差发电，基于温差能产生的电能存储于蓄电池内。

优选地，所述全回转运动抑制推进器共配置4套，沿圆筒形海洋平台外板水平均布，其垂向高度位于平台重心高度处，能够在垂向360°旋转；所述全回转运动抑制推进器推力和角度由所述智能控制中心控制。