[发明专利]一种适用于深远海的多模块化牡蛎养殖牧场和筏式波浪能集成装置

说明书

本发明公开了一种适用于深远海的多模块化牡蛎养殖牧场和筏式波浪能集成装置，包括模块化牡蛎养殖框架和筏式波浪能装置，相邻两个模块化牡蛎养殖框架之间设有筏式波浪能装置，在波浪荷载作用下，利用模块化牡蛎养殖框架之间的相对运动推动筏式波浪能装置来捕获波能发电。本发明有效利用波浪作用下养殖框架之间产生的相对运动响应，同时通过筏式波浪能装置吸收能量而降低运动响应，保证结构安全，实现大型现代化海洋牧场运行设备和监测设施等长期稳定高效运行。

技术领域

本发明涉及深远海养殖装备与海洋工程技术领域，具体涉及一种适用于深远海的多模块化牡蛎养殖牧场和筏式波浪能集成装置。

背景技术

随着经济社会的飞速发展，人们对于高端牡蛎的需求越来越大，牡蛎具有食物链短、生长快、产量高、分布广、营养价值高、经济效益好等优点，是我国海洋牧场重要的养殖水产品之一。然而，近海养殖空间紧张使得养殖规模受限，传统渔业水域面积不断减少，近海水域环境污染日趋严重，带来了产业冲突、生态损失、病害风险、质量安全等一系列问题。同时，深远海区域的牡蛎养殖具有水质干净、污染小、空间充足等优点，因此牡蛎养殖由近海向深远海区域拓展是未来牡蛎养殖产业发展的必然选择。

目前海上养殖大多采用单一模块超大型浮式框架结构，体量巨大，导致了制造、运输、安装等方面的困难。养殖模块由于体量巨大会受到中垂、中拱、扭转等外力联合作用而引起的巨大结构应力，不利于牡蛎养殖作业，使养殖模块在极端海况下的生存能力大大降低，极易造成养殖模块结构破坏。

现有技术中深远海养殖牧场普遍存在海上电力资源匮乏的问题，这造成了深远海养殖牧场生产过程中养殖效率低、捕捞效率低、劳动强度大、危险系数高等难题，从而阻碍着现代化海洋牧场的发展。其次，现存的深远海养殖牧场供电由柴油发电机提供，所用柴油需远途供应，运输成本高；受深远海恶劣的海洋环境限制，柴油发电机加油窗口期较短；并且容易出现漏油等故障。一旦柴油发电机供电中断，将导致养殖牧场的养殖设备、资源环境监测设备等无法长期稳定运行。

海洋中常见的可再生能源包括太阳能、风能、波浪能等，但是在深远海养殖牧场中采用太阳能、风能发电时需建立独立的支撑结构，提升了养殖牧场的建造成本，不经济。振荡浮子式波浪能装置由于体积小，俘能功率低，很难满足深远海牡蛎养殖的用电需求，摆式和振荡水柱式波浪能装置主要应用于近海，并固定于岸边或者海底。

发明内容

为解决上述深远海牡蛎养殖存在的生存能力问题与电力供应问题，本发明提出了将超大型单一模块框架结构拆分成多个模块化牡蛎养殖框架，并科学集成和实现多模块化牡蛎养殖牧场与筏式波浪能装置的协同工作，有效利用波浪作用下养殖框架之间产生的相对运动响应，同时通过筏式波浪能装置吸收能量而降低运动响应，保证结构安全。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种适用于深远海的多模块化牡蛎养殖牧场和筏式波浪能集成装置，包括模块化牡蛎养殖框架和筏式波浪能装置，相邻两个模块化牡蛎养殖框架之间设有筏式波浪能装置，在波浪荷载作用下，利用模块化牡蛎养殖框架之间的相对运动推动筏式波浪能装置来捕获波能发电。

进一步的，所述模块化牡蛎养殖框架包括浮箱和牡蛎平台，所述牡蛎平台通过滚珠丝杠与浮箱相连，所述浮箱中安装有电动机械装置用于驱动滚珠丝杠，使牡蛎平台上升或下降；所述牡蛎平台下连接有沉于海中的吊绳和/或吊笼，用于附着牡蛎。

进一步的，所述模块化牡蛎养殖框架中的养殖监测系统包括温度传感器和盐度传感器，其安装在浮箱底部，用于监测海水温度和盐度。

进一步的，所述筏式波浪能装置包括铰链和PTO系统，所述PTO系统通过铰链与两侧的模块化牡蛎养殖框架相连，使模块化牡蛎养殖框架在波浪的作用下与PTO系统之间产生相对运动。

进一步的，所述PTO系统与一侧的模块化牡蛎养殖框架之间的相对运动为左右平动，与另一侧的模块化牡蛎养殖框架之间的相对运动为上下转动，保证相邻两个模块化牡蛎养殖框架之间能同时产生左右平动和上下转动。