一种无人零碳排放养殖网箱的制作方法

1.本实用新型属于海洋工程技术领域，具体涉及一种无人零碳排放养殖网箱。


背景技术：

2.养殖网箱内的鱼群需要定时饲喂，同时需要时刻监控鱼群状态，防止养殖鱼群出现疾病或死亡现象。因此，除距岸较近的简易网箱外，目前在役的海上养殖网箱均有人值守。然而养殖网箱往往距岸边较远，且工作枯燥，对值守人员心理方面要求较高。同时，海上值守人工成本也较高。
3.同时，我国目前正在努力实现碳达峰和碳中和的宏伟目标。而养殖网箱往往需配置发电机等燃油设备，产生二氧化碳排放，不利于我国目前控制碳排放的发展方向。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本实用新型提供一种无人零碳排放养殖网箱，利用风电平台周围水域，依附风电平台建设，包括网箱主体，所述网箱主体通过栈桥与风电平台连接并保持信息传输，风电平台和岸基之间保持信息传输；所述网箱主体包括框架结构、网衣和主甲板，所述主甲板上设有甲板室和甲板吊机，所述甲板室包括饲料存储舱和控制室，所述饲料存储舱包括1号饲料存储舱和2号饲料存储舱，所述1号饲料存储舱内设有投铒设备，所述控制室内设有监测设备和控制设备；所述栈桥包括电缆通道，电缆通道包括动力电缆和信号电缆，动力电缆将电力从风电平台传输到网箱主体控制室内的主配电盘，再由主配电盘供至用电设备，信号电缆将网箱主体上的监控数据传输至风电平台，再由风电平台将数据传输至岸基，岸基根据监控数据，做出控制指令，传输至风电平台，再由风电平台通过栈桥上的信号电缆传输至控制设备，控制设备对养殖网箱上的设备(如投饵设备、照明设备、消防设备等)发出指令，实现养殖网箱无人值守的远程遥控。
5.所述栈桥为钢制或铝合金制，两端分别固定在网箱主体和风电平台上。栈桥两端都设有电缆接线盒，方便电缆连接。
6.框架结构由管材或型材焊接而成，具有刚度和强度，能够抵抗养殖作业海域的环境条件。框架结构包括立柱、上部环梁、下部环梁、辅助结构(如撑管、肘板等局部加强结构)和桩基。立柱为从上至下贯穿整个框架结构的主要垂向强度构件；上部环梁为多边形框架结构，为水平方向强度构件；下部环梁为多边形框架结构，为水平方向强度构件；辅助结构设置在框架结构受力较大的位置，起到增加结构强度与刚度的作用；桩基通过打桩的方式，将框架结构固定在海底。
7.网衣安装在框架结构的侧面、顶面和底面上，与框架结构一起形成封闭的养殖空间，即养殖水体。网衣分为内外两层，内层网眼较小，防止养殖的鱼类逃跑；外层网眼较大，并具有一定强度，防止鲨鱼等掠食性鱼类的袭击。
8.所述用电设备包括投饵设备、甲板吊机和照明设备。
9.所述监测设备监测网箱状态，包括监测养殖水体监控画面，饲料存储舱内饲料(鱼
饵)的湿度、温度和余量，关键结构件应力和甲板室内监控画面，即监控数据。
10.所述栈桥还包括人行通道，净宽不小于700mm，两侧带有栏杆，栏杆需满足载重线公约要求，通道上铺设绝缘层，风电平台的维护人员可通过栈桥进入养殖网箱的网箱主体，进行检查、保养或维护等作业。
11.所述人行通道位于栈桥上层，电缆通道位于栈桥下层。
12.网箱主体艏、艉分别设置收鱼船泊位和供应船泊位。泊位由护弦、导缆孔及带缆桩和通海直梯组成。护弦安装在网箱主体的艏部和艉部，用以减缓供应船、收鱼船等靠泊时产生的冲击力，避免损坏网箱结构。导缆孔及带缆桩设置在主甲板上，并位于网箱主体的艏部和艉部，分别供收鱼船和供应船系泊使用。其数量及安全作业载荷应根据收鱼船和供应船的波浪载荷分别确定。通海直梯为钢制直梯从主甲板直通海面，设置在网箱主体的艏部和艉部。其主要作为网箱主体的紧急撤离通道，当栈桥因失火或其他故障无法使用时供网箱主体上的人员应急逃生使用。其次，通海直梯也可以作为次要的登程通道，作业人员可通过通海直梯从供应船或收鱼船上登程至网箱主体上。
13.主甲板距离水面有足够的气隙防止上浪。主甲板上露天区域均铺设钢格栅或玻璃钢格栅，防止积水腐蚀。主甲板边缘设置栏杆。主甲板为工作人员提供充足的作业、通行和维护空间。
14.所述投饵设备为电力驱动，电力通过栈桥由风电平台提供。投饵设备定时开启，投饵量由岸基控制，经由风电平台和控制室传输至投饵设备。
15.1号饲料存储舱和2号饲料存储舱为漏斗形结构，内部均设空气干燥机，防止饲料受潮变质。同时设置饲料湿度、温度、余量监测装置，将检测数据通过栈桥反馈至风电平台，继而反馈至岸基控制中心。当饲料存储舱内饲料余量不足时，进行饲料运送作业。饲料存储舱顶部设有饲料临时存放区，包括饲料吊杆、割袋机及设置在割袋机下部的舱口盖。饲料通过甲板吊机从供应船吊运至饲料存储舱顶部的饲料临时存放区，饲料吊杆将饲料运送到割袋机上，割袋机将饲料袋割开，饲料直接通过割袋机底部的舱口落至饲料存储舱内。
16.甲板吊机的作业半径能够覆盖饲料供应船和饲料临时存放区，其安全作业载荷根据饲料的重量和存储量确定。甲板吊机为电力驱动，电力通过栈桥由风电平台提供。
17.所述甲板室还包括蓄电池室，内设蓄电池，为应急电源。当栈桥动力电缆供电故障时，蓄电池自动开启。蓄电池仅向控制室和养殖网箱照明系统供电，不向投饵设备和甲板吊机供电。蓄电池自动开启时，通过栈桥的通信电缆向风电平台传输蓄电池开启信号，使岸基知悉。蓄电池应能够稳定供电至少24小时。
18.所述甲板室还包括仓库，仓库用来存放杂物，内部设有搁架。
19.海上风电平台常年无人值守，与岸基之间通过海底电缆传输数据实现远程监控。
20.本实用新型一种无人零碳排放养殖网箱，其优点如下：
21.1.养殖网箱的网箱主体通过摄像头、湿度监测装置、应力监测装置等监测其状态，并通过栈桥的信号电缆将监测数据传输至风电平台，进而传递至岸基进行监控，同时岸基通过风电平台和栈桥的信号电缆对养殖网箱下达控制指令，实现养殖网箱无人值守，节省人工成本；
22.2.养殖网箱的所有设备均为手动或电动，电力通过栈桥上的动力电缆由风电平台提供，所有作业环节均无碳排放产生。
附图说明
23.图1一种无人零碳排放养殖网箱示意图(俯视图)。
24.图2网箱主体的侧视图。
25.图3网箱主体的俯视图。
26.图4栈桥的电力及信号传输示意图。
27.其中1为网箱主体，1-1为框架结构，1-2为网衣，1-3为护弦，1-4为主甲板，1-5-1为1号饲料存储舱，1-5-2为2号饲料存储舱，1-6为甲板吊机，1-7为控制室，1-8-1为仓库，1-8-2为蓄电池室，1-9为导缆孔及带缆桩，1-10为通海直梯，2为栈桥，2-1为动力电缆，2-2为信号电缆，3为风电平台，4为岸基，5为海底，6为吃水。
具体实施方式
28.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。
29.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
30.实施例1
31.如图1-4所示，一种无人零碳排放养殖网箱，包括网箱主体1，所述网箱主体1通过栈桥2与风电平台3连接并保持信息传输，风电平台3和岸基4之间保持信息传输；所述网箱主体1包括框架结构1-1、网衣1-2和主甲板1-4，所述主甲板1-4上设有甲板室和甲板吊机1-6；所述甲板室包括饲料存储舱、控制室1-7、仓库1-8-1和蓄电池室1-8-2，所述饲料存储舱包括1号饲料存储舱1-5-1和2号饲料存储舱1-5-2，所述投饵设备置于1号饲料存储舱1-5-1内，所述控制室1-7内设有监测设备和控制设备，所述监测设备监测网箱状态，包括养殖水体监控画面，饲料存储舱内饲料(鱼饵)的湿度、温度和余量，关键结构件应力和甲板室内监控画面；所述栈桥2包括电缆通道，栈桥2两端都设有电缆接线盒，方便电缆连接，电缆通道包括动力电缆2-1和信号电缆2-2，动力电缆2-1将电力从风电平台3传输到网箱主体1的控制室1-7内的主配电盘，再由主配电盘传输至用电设备，包括投饵设备、甲板吊机以及照明设备，信号电缆2-2将网箱主体1上的监测设备提供的监控数据，传输至风电平台3，再由风电平台3将数据通过信号电缆2-2传输至岸基4，岸基4根据监控数据，做出控制指令，再通过信号电缆2-2传输至风电平台3，再由风电平台3通过栈桥2上的信号电缆2-2传输至控制设备，控制设备对养殖网箱上的设备(如投饵设备、照明设备、消防设备等)，发出指令，实现养殖网箱无人值守的远程遥控。
32.所述栈桥2为风电平台和养殖网箱1的连接部件，为钢制或铝合金制，分为两层：上层为人行通道，净宽不小于700mm，两侧带有栏杆，栏杆需满足载重线公约要求，通道上铺设绝缘层，为人员往返风电平台和网箱主体1的通道；下层为电缆通道。
33.网箱主体1的框架结构1-1为钢制箱型结构，六面体形，由四根立柱、上环梁、下环梁、辅助结构以及桩基组成。框架结构1-1具有刚度和强度，能够抵抗养殖作业海域的环境条件。立柱为从上至下贯穿整个框架结构的主要垂向强度构件；上部环梁为多边形框架结
构，为水平方向强度构件；下部环梁为多边形框架结构，为水平方向强度构件；辅助结构设置在框架结构1-1受力较大的位置，起到增加结构强度与刚度的作用；桩基通过打桩的方式，将框架结构1-1固定在海底。所述辅助结构包括撑管、肘板等。
34.网衣1-2安装在框架结构1-1的六个面上，与框架结构1-1一同形成了封闭的养殖水体。网衣分为内外两层，内层网眼较小，防止养殖的鱼类逃跑；外层网眼较大，并具有一定强度，防止鲨鱼等掠食性鱼类的袭击。
35.主甲板1-4为功能舱室和人员活动提供场所，其距离水面有足够的气隙防止上浪破坏功能舱室或伤到作业人员。主甲板露天区域均铺设钢格栅或玻璃钢格栅，防止积水腐蚀。主甲板边缘设置栏杆，防止工作人员坠海。
36.所述投饵设备，为电力驱动，电力通过栈桥2由风电平台提供。投饵设备定时开启，投饵量由岸基4控制，经由风电平台3和控制室传输至投饵设备。1号饲料存储舱1-5-1及2号饲料存储舱1-5-2为漏斗形结构，内部均设空气干燥机，防止饲料受潮变质。同时设置饲料湿度、温度、余量监测装置，将检测数据通过栈桥2反馈至风电平台3，继而反馈至岸基4控制中心。当饲料存储舱内饲料余量不足时，进行饲料运送作业。饲料存储舱顶部设有饲料临时存放区，饲料吊杆、割袋机及设置在割袋机下部的舱口盖。饲料通过甲板吊机1-6从供应船吊运至饲料存储舱顶部的饲料临时存放区，饲料吊杆将饲料运送到割袋机上，割袋机将饲料袋割开，饲料直接通过舱口落至饲料存储舱内。
37.甲板吊机1-6的作业半径能够覆盖饲料供应船和饲料临时存放区，其安全作业载荷根据饲料的重量和存储量确定。甲板吊机1-6为电力驱动，电力通过栈桥由风电平台3提供。
38.仓库1-8-1用来存放杂物，内部设有搁架。
39.蓄电池室1-8-2内设蓄电池，为应急电源。当栈桥2动力电缆供电故障时，蓄电池自动开启。蓄电池仅向控制室和养殖网箱照明系统供电，保证养殖网箱与风机平台的信息传递与养殖网箱的照明，不向投饵设备和甲板吊机供电。蓄电池自动开启时，通过栈桥2的通信电缆2-2向风电平台传输蓄电池开启信号，使岸基知悉。蓄电池应能够稳定供电至少24小时。
40.网箱主体1艏艉分别设置收鱼船泊位和供应船泊位。泊位由护弦1-3、导缆孔及带缆桩1-9和通海直梯1-10组成。护弦1-3安装在网箱主体1的艏部和艉部，用以减缓供应船靠泊时产生的冲击力，避免损坏网箱结构。导缆孔及带缆桩1-9设置在主甲板上并位于网箱主体1的艏部和艉部，分别供收鱼船和供应船系泊使用。其数量及安全作业载荷应根据收鱼船和供应船的波浪载荷分别确定。通海直梯1-10为钢制直梯从主甲板1-4直通海面，设置在网箱主体1的艏部和艉部。其主要作为网箱主体1的紧急撤离通道，当栈桥2因失火或其他故障无法使用时供网箱主体1上的人员应急逃生使用。其次，通海直梯1-10也可以作为次要的登程通道，作业人员可通过通海直梯1-10从供应船或收鱼船上登程至网箱主体1上。
41.无人零碳排放养殖网箱的安装：养殖网箱在船厂建造完毕，并用半潜船将其运送至指定海域后，首先使用海吊将网箱主体1吊起并放置在作业位置，通过打桩机将框架结构1-1上的桩基打入海底，从而将养殖网箱的网箱主体1部分固定在海底。然后使用海吊将栈桥2吊起并安装到风电平台和养殖网箱之间，安装完毕后将网箱主体1和风电平台3的相关电缆与栈桥2上的接线盒连接。至此养殖网箱海上安装完毕。
42.无人零碳排放养殖网箱的动作过程：
43.使用供应船将鱼苗运送至网箱主体1艉部泊位，系泊完毕后，使用甲板吊机1-6辅助将鱼苗投入网箱主体1的网衣1-2内，开始海上养殖作业。
44.使用供应船将饲料运送至网箱主体1艉部泊位，系泊完毕后，使用甲板吊机1-6将饲料吊运至饲料存储舱顶部的饲料临时存放区，饲料吊杆将饲料运送到割袋机上，割袋机将饲料袋割开，饲料直接通过割袋机下部的舱口落至饲料存储舱内存储。饲料存储舱具有充足的存储空间，饲料供应周期约为30天左右。
45.投饵设备定时开启，投饵量由岸基4控制，经由风电平台3和控制室1-7传输至投饵设备。
46.鱼类养殖过程中，养殖网箱的状态(如养殖水体监控画面、饲料存储舱湿度、关键结构件应力、甲板室内监控画面等)由控制室1-7通过摄像头、检测仪、传感器等设备监测，监测画面或数据通过信号电缆2-2传输至风电平台进而传输至岸基4，岸基4基于监测数据作出指令，通过信号电缆2-2传达回养殖网箱。
47.养殖鱼类达到捕捞标准时，收鱼船靠泊在网箱主体1的艉部泊位，采用撒网的形式捕获成鱼，捕获完毕后将鱼运走，完成一个养殖周期。
48.在整个养殖周期内，养殖平台无需人员值守，工作人员仅需输送鱼苗、按时运送饲料、根据监测情况适时进行维护和进行收鱼作业，大大节省了人工成本。
49.同时，由于养殖网箱所有设备均为手动或电动，电能来自于风电平台，因此在整个养殖周期内，养殖网箱无碳排放。
50.本实用新型提供了一种无人零碳排放的养殖网箱，具有节省人工成本和无碳排放的优点，同时可以有效利用风电平台周围海域，提高海洋利用率。
51.以上内容是结合具体的较佳的实施例对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。