[发明专利]模块化空间桁架结构轻型半潜式悬索深远海网箱

说明书

本发明公开了一种模块化空间桁架结构轻型半潜式悬索深远海网箱，其特征在于：网箱框架由桁架节点和桁架杆件模块化建造和扩展，包括顶面桁架和设置在其上的半潜桁架，以及底面桁架；顶面桁架和底面桁架为内外方向上的多层桁架，包括浮力可调层和浮力不可调层；半潜桁架包括浮力可调层；还包括多组悬索，设置在顶面桁架和底面桁架之间。本发明的网箱框架采用模块化设计建造，多层桁架结构满足强度好安全性要求，极大地摊薄了装备的单位使用成本，为大型化远海养殖铺平了道路；通过浮力可调节点的主动调节，顶面桁架与底面桁架具备主动靠近收拢功能，实现了网衣和养殖空间的快速收缩，配合泵吸实现了快速收鱼或转移，避免了风暴等外部灾害。

技术领域

本发明属于海洋工程装置、特别是深远海养殖装备领域，具体涉及一种模块化空间桁架结构轻型半潜式悬索深远海网箱。

背景技术

我国近岸海水养殖的过度发展已使得资源环境承载能力达到或接近上限，因此近海地区将发展深远海养殖作为构筑现代海洋产业体系的重要手段，但是必须解决好深远海养殖中“抗风浪”和“出效益”这两个突出问题。

在西北太平洋和中国南海每年平均有28次台风发生，其中对我国沿海有影响的台风平均有7次。我国很多湾外海域风大浪高、海水流速较快。在我国海水养殖发展过程中，高密度聚乙烯(HDPE)浮式网箱成为主导装备，但抗风浪问题一直没有得到根本解决。

2018年，青岛武船重工有限公司建造的世界最大的全潜式网箱“深蓝1号”在青岛下水，该网箱周长180米，直径110米，20层楼高，水下部分45米，重达7693吨，养殖水体5万立方米，可一次养殖30万条三文鱼。但是4.2亿人民币的极高造价严重制约了其推广普及，使中小型水产养殖企业难以承受。“深蓝1号”测试期间遭遇重大挫折，经维护改进后再次下水，网箱加装了一条高30米的中心立柱，变成了坐底式的网箱，即便改造耗资400-500万美元，性能也严重受限。

产业链不配套问题成为深远海养殖“走出去”的重大牵绊。我国水产养殖还是以家庭式、小规模的生产方式为主，且没有形成规模效应，装备难以支持深远海养殖的规模化生产方式。

由于深远海养殖成本和风险高，投资方对相关装备的建造投入十分敏感，提高装备的投资收益。是能否全面推广大型化、集约化、自动化、智能化深远海养殖工程的关键所在。

在相对较深的海域(通常为水深20米以上)，开展深水网箱养殖，需要具有较强的抗风、抗浪、抗海流的能力。“抗风浪”是我国发展深远海养殖面临的一个最大难题。在西北太平洋和南海每年平均有28次台风发生，其中对我国沿海有影响的台风平均有7次。同时，我国很多湾外海域风大浪高、海水流速较快。在我国海水养殖发展过程中，高密度聚乙烯(HDPE)浮式网箱成为主导装备，但抗风浪问题一直没有得到根本解决。2011年9月，“纳沙”“尼格”两大台风相继登陆海南，海南省临高县深水养殖网箱几乎全军覆没，根本无法正面抵御超强台风。

在深远海养殖，要将养殖装备固定在某一区域，需要具有较强的抗风浪能力、较强的能源自给能力和自持力，在极端风浪来临前，需能够躲避。

深水网箱受海流产生变形问题不容忽视，普通重力式网箱在水流1米/秒的情况下，网箱体积损失率可高达80％，大大压缩了养殖水体，不利于鱼类生长。

网衣清洗和更换主要依靠人工操作，水下作业难度较高，防污损技术要求高。

水产养殖中鱼类的应激反应问题同样突出，深远海养殖的环境更为复杂，风、气压、水流、温度、光照、盐度等等因素众多且不确定，现有的网箱限制了鱼类为克服应激反应的自然动作，又缺乏对环境适应和调整的技术手段和能力，因此鱼类应激反应危害更严重且不可控，导致鱼类生长发育缓慢、繁殖能力下降、免疫机能低下以致发病率升高、甚至突然死亡等。