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CN106035169B - 基于散杂货船改装的离岸养殖设施 - Google Patents

基于散杂货船改装的离岸养殖设施 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于散杂货船改装的离岸养殖设施，把散杂货船改装为海上浮式离岸设施，甲板下方分布有若干养殖舱，甲板上设有可移动吊装系统，养殖舱设有换水系统，离岸养殖设施侧壁与养殖舱外侧壁之间密封有为养殖设施提供浮力的空腔，甲板上设有辅助养殖舱室和设备间，辅助养殖舱室内设有水体监控系统，所述离岸养殖设施前部设有系泊装置。本发明的有益效果是：适于在黄海北部或其他适合三文鱼养殖的海域，离岸可达100‑200海里，辅以特殊设计的系泊装置后，可抗区域内可能出现的最强台风，确保可以在任何海况下连续10年在固定海域作业。

Description

基于散杂货船改装的离岸养殖设施
技术领域
本发明涉及一种离岸养鱼系统，属于渔业设备技术领域。
背景技术
养鱼设施包括近岸养殖和远海养殖两种；其中近岸养鱼应用广泛，但其缺点明显：一是污染严重，甚至频遭赤潮，养鱼存活率不高；二是受到恶劣天气搅扰严重，比如中国近海每年频发的台风和热带风暴常常大规模破坏沿海养鱼网箱。远海设施养鱼技术目前主要应用在挪威近海，但因其造价和运营成本太高，只适合养高价值鱼种，如三文鱼。散杂货船，如好望角型散货船的结构、型深(25米)和容积(最高可达达20万m3)非常适合改装为养鱼水舱，并在中国沿海运营。但面临的技术难点在于：1.散货船货舱内不可以存有液态货物；2.长时间固定系泊于公海的话，尚无性价比合理的系泊设备可选；3.对于中国近海频发的台风、热带风暴等造成的极端恶劣海况，其强度、稳性、抗疲劳等性能尚须寻求技术解决方案；4.中国北方水域的水温在全国范围内是最适合养三文鱼的，但夏季表层水温高达25摄氏度以上，冬季表层水温则低至0摄氏度，每年有4个月不适合三文鱼生长甚至威胁其生存。养鱼工船的系泊方式有多种可选方案，但如果需要长期将养鱼工船固定于某海域并且具备足够的抗台能力，从安全和可操作性角度考虑，则需要参考现有海洋油气行业的海上系泊方式。但其缺点是：现有设计造价极其昂贵，且很多针对油气行业的特别设计不适用于离岸养殖行业。离岸养鱼行业将需要大批辅助船协助，如：活鱼运输船、饲料补给船、冷冻冷藏船等，因我国远海养殖产业尚在起步阶段，辅助船队建设则更加滞后。
发明内容
为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种基于散杂货船改装的离岸养殖设施，适合我国沿海运营特点的，价格合理，有助于解决散货运输行业的产能过剩问题。
本发明的技术方案是：基于散杂货船改装的离岸养殖设施，把散杂货船改装为海上浮式离岸设施，甲板上设有可移动吊装系统，所述甲板下方分布有若干养殖舱，养殖舱设有换水系统，离岸养殖设施侧壁与养殖舱外侧壁之间密封有为养殖设施提供浮力的空腔，甲板上设有辅助养殖舱室和设备间，辅助养殖舱室内设有水体监控系统，所述离岸养殖设施前部设有系泊装置。
所述养殖舱上设有吸鱼收集口，养殖舱周向设有若干换水孔，所述换水孔与养殖设施侧壁的通海开孔连通，养殖舱的底部设有压载泵换水口和与死鱼收集处理设备间连接的死鱼收集口，养殖舱侧壁设有增氧设备，增氧设备的增氧出口位于养殖舱的底部。
所述可移动吊装系统包括可移动甲板吊车和移动小车，可移动甲板吊车和移动小车通过设置在甲板上的轨道移动，所述可移动甲板吊车用于吊运重型物品和收集网箱。
所述甲板上设有风力发电装置，驱动装置位于船体尾部，辅助养殖舱室顶部设有太阳能电池板。
所述辅助养殖舱室包括，饵料储藏室、产品加工间、冷藏室，投喂饲料系统和养鱼管理系统室、增氧系统控制室，所述水体监控系统位于投喂饲料系统和养鱼管理系统室内。
所述设备间包括，吸鱼泵设备间、蓄电池间、饵料投放设备间、水下监控设备间、水下机器人设备间、死鱼收集处理设备间。
所述饵料储藏室为三个，分别设置在甲板的前、中、后部，饵料储藏室的体积为1500-2000m3。
所述冷藏室温度0-3℃。
所述系泊装置为单点系泊装置，包括系泊钢臂，所述系泊钢臂通过转动轴结构连接于离岸养殖设施前部，系泊钢臂通过万向节连接单点浮筒，所述单点浮筒包括转台结构，转台结构中心转动连接转盘轴承，转台结构底部连接筒体，筒体内装有系泊锚链，筒体底部周向均布六个出链孔，系泊锚链通过出链孔延伸至筒体外，所述出链孔上设有控制出链长度的止链器。
所述系泊钢臂直径1m，筒体底部至转台结构上表面的高度为6.5m，筒体直径12m，六条系泊锚链端部分别固定在六个锚点上，所述锚点位于同一圆周上，圆周的半径为550m。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种三文鱼和其他高价值鱼类品种的离岸养殖设施，适于在黄海北部或其他适合三文鱼养殖的海域，离岸可达100-200海里，作业水深最低为50米，最高可以适应1000-3000米深水海域，总养鱼水体体积可达17万m3，散杂货船的货舱结构非常适合鱼类养殖；船舷侧单侧通海开孔达90个，截面积达280㎡，如果按照洋流与船之间有平均0.2m/s的速度来算，每小时自然换水量可达20万m3，每天自然换水次数可达28次；如果加装尾侧推，使用风力发电所得电力推动，可以主动强力换水，可达每天30次以上；采用深海换水的方式确保冬夏两季舱内水温也能符合三文鱼生存生长需要；船体设计依照DNVGL/CCS或其他权威机构国际海洋工程标准，辅以特殊设计的单点系泊后，可抗区域内可能出现的最强台风，确保可以在任何海况下连续10年在固定海域作业，单点系泊的新设计相对于目前海洋石油行业大大简化，但加强了针对于抗台能力的设计和便于频繁连接和脱离的考量，价格低廉，实用性好；采用风力发电，可以持续解决船舶供电问题；配备三文鱼养殖基本设备，如：饲料投放设备、吸鱼泵设备、水下监控、水下机器人、死鱼收集处理设备等；必要时可以恢复动力，实现自航转场，航速可达10-15节。
附图说明
本发明共有附图9幅。
图1为本发明的结构侧视图；
图2为本发明的俯视图；
图3为养殖舱排布俯视图；
图4为养殖舱的结构图；
图5为增氧设备结构安装图；
图6为系泊装置工作示意图；
图7为图6俯视图；
图8为图6局部放大图；
图9为图8的俯视图。
图中附图标记如下：1、甲板，2、养殖舱，2.1、换水孔，2.2、死鱼收集口，2.3、增氧设备，2.4、压载泵换水口，2.5、吸鱼收集口，3、饵料储藏室，4、系泊装置，4.1、系泊钢臂，4.2、转动轴结构，4.3、万向节，4.4、单点浮筒，4.5、转台结构，4.6、转盘轴承，4.7、筒体，4.8、系泊锚链，4.9、止链器，5、产品加工间，6、冷藏室，7、可移动甲板吊车，8、风力发电装置，9、太阳能电池板，10、驱动装置，11、增氧系统控制室，12、投喂饲料系统和养鱼管理系统室，13、吸鱼泵设备间，14、蓄电池间，15、饵料投放设备间，16、通海开孔。
具体实施方式
下面结合附图1-9对本发明做进一步说明：
基于散杂货船改装的离岸养殖设施，把散杂货船改装为海上浮式离岸设施，甲板1上设有可移动吊装系统，所述甲板1下方分布有若干养殖舱2，养殖舱2上设有换水系统，离岸养殖设施侧壁与养殖舱2外侧壁之间密封有为养殖设施提供浮力的空腔，甲板1上设有辅助养殖舱室和设备间，辅助养殖舱室内设有水体监控系统，所述离岸养殖设施前部设有系泊装置4。
所述养殖舱2上设有吸鱼收集口2.5，养殖舱2周向设有若干换水孔2.1，所述换水孔2.1与养殖设施侧壁的通海开孔16连通，养殖舱2的底部设有压载泵换水口2.4和与死鱼收集处理设备间连接的死鱼收集口2.2，养殖舱2侧壁设有增氧设备2.3，增氧设备2.3的增氧出口位于养殖舱2的底部。
所述可移动吊装系统包括可移动甲板吊车7和移动小车，可移动甲板吊车7通过设置在甲板1上的轨道移动，所述可移动甲板吊车7用于移动收集网箱。右侧主甲板上设置两条轨道，一条单轨道安装移动小车，一条双轨道可以安装移动吊车7。移动小车方便移动较轻的物品，吊车可移动比较重的物品。收集网箱放置在甲板特定的位置上，比如舱间甲板处，通过甲板上吊车来移动，利用网箱上比较小的网眼来收集小鱼，尺寸为5m*5m*4m。
所述甲板1上设有风力发电装置8，驱动装置10位于船体尾部，辅助养殖舱室顶部设有太阳能电池板9。
所述辅助养殖舱室包括，饵料储藏室3、设备间、产品加工间5、冷藏室6，投喂饲料系统和养鱼管理系统室12、增氧系统控制室11。通过电脑控制鱼饵的投放，观察鱼的生活情况，监控残饵、死鱼等。根据需求在鱼舱内注入氧气，保证及时有效的供氧，增氧设备将考虑布置在顶边舱或底边舱内。所述水体监控系统位于投喂饲料系统和养鱼管理系统室12内，用于收集、分析各养鱼舱的关键水质指标，如温度、含氧量等；基于该系统，养鱼工人将可以实时监控各水舱的水质状况，便于采取必要措施，并便于定期汇报。该系统可以自动触发一系列必要措施以保障舱内环境适合所养鱼类：1)如关键指标到达警戒水平，自动触发深海换水泵，实施深海换水；2)如深海换水泵在特定时间内的运转仍不能有效改善水质，则自动触发尾侧推，实施强制换水；3)如强制换水在特定时间内仍无法有效改善水质，则自动触发制氧和打氧设备，向舱内提供氧气；4)如仍无法有效改善水质，则触发最高级警报，可将船员从熟睡中唤醒，根据实际情况考虑脱离系泊，转场作业。
所述设备间包括，吸鱼泵设备间13、蓄电池间14、饵料投放设备间15、水下监控设备间、水下机器人设备间、死鱼收集处理设备间。
饵料按照0.5t/m3密度选取，储藏室装满率为85％，1800t饵料需要约4235m3储存空间，考虑到饲料的堆积和存放，分别在首、中、尾设置三个相对小的储藏室，储藏室体积约1600m3。
所述冷藏室6温度0-3℃。
所述系泊装置4为单点系泊装置，包括系泊钢臂4.1，所述系泊钢臂4.1通过转动轴结构4.2连接于离岸养殖设施前部，系泊钢臂4.1通过万向节4.3连接单点浮筒4.4，所述单点浮筒4.4包括转台结构4.5，转台结构4.5中心转动连接转盘轴承4.6，转台结构4.5底部连接筒体4.7，筒体4.7内装有系泊锚链4.8，筒体4.7底部周向均布六个出链孔，系泊锚链4.8通过出链孔延伸至筒体外，所述出链孔上设有控制出链长度的止链器4.9。
所述系泊钢臂4.1直径1m，筒体4.7底部至转台结构上表面的高度为6.5m，筒体4.7直径12m，六条系泊锚链4.8端部分别固定在六个锚点上，所述锚点位于同一圆周上，圆周的半径为550m。
本专利采用现有散货船改装的办法使船体造价大为降低，按同体积养鱼水体计算，降至现有设计的15％-20％左右。船体外部打开180-270个大直径通海孔，把原来的散货船改装为海上浮式结构，使得内外海水相通。满足DNVGL/CCS海工标准，按照国际上最严格的海上浮石平台规范来设计，全面校核强度、稳性、抗疲劳等关键指标并通过其原则认可。船首加装单点系泊结构，在作业海域部署新设计的单点系泊设备，牢固固定养鱼船，固定期可达10年以上，可抗任何恶劣海况；船体与单点之间的连接为易连接、易脱离设计，便于养鱼工船适时转场。待改装散货船型深最多25米，吃水最深22米，满足中国大部分海域，尤其是黄海北部的运营要求。新设计船舷侧深海吸水设备，可从40-50米水深处吸取温度合适的新鲜海水用于置换舱内表层海水，为三文鱼创造良好的生存条件。除船舷侧开通海孔之外，拟设置尾侧推，利用风力发电推动养鱼工船围绕单点系泊转动，实现强制换水，每天可达30次以上；另加装制氧和打氧设备，备不时之需，根据养鱼软件反馈，可随时启动。特设小鱼收集器，用于收小鱼，分仓放养，降低鱼苗死亡率，实现利益最大化。
我国沿海可布置此类养鱼工船的数量可达数千艘，完全是一个蓝海市场，前景广阔，且有利于消化过剩产能；我国目前海鱼养殖量只有120万吨，如果新增优质海鱼养殖量达到700万吨，可以有效改善我国居民膳食结构，加强国家食品安全，还可以进一步走向国际市场；有力推动近岸养殖向远海发展，有助于沿海城市改善旅游资源，提高人民生活品质，创造旅游收入；借用本设计的养鱼船，以实际存在、经济存在的方式囤渔戍边，有利于推动我国与邻国的海域争端的解决；我国如果开建1000多条以上的养鱼工船，将由此产生2000-3000条各类辅助船舶需求，如饲料供应、运鱼船、加工船、冷冻冷藏船等，将对我国船舶和设备制造行业产生良好拉动。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.基于散杂货船改装的离岸养殖设施，其特征在于，甲板(1)上设有可移动吊装系统，所述甲板(1)下方分布有若干养殖舱(2)，养殖舱(2)设有换水系统，离岸养殖设施侧壁与养殖舱(2)外侧壁之间密封有为养殖设施提供浮力的空腔，甲板(1)上设有辅助养殖舱室和设备间，辅助养殖舱室内设有水体监控系统，所述离岸养殖设施前部设有系泊装置(4)，离岸养殖设施尾部设置侧推装置，养殖舱(2)周向设有若干换水孔(2.1)，所述换水孔(2.1)与离岸养殖设施侧壁的通海开孔(16)连通；所述系泊装置(4)为单点系泊装置，包括系泊钢臂(4.1)，所述系泊钢臂(4.1)通过转动轴结构(4.2)连接于离岸养殖设施前部，系泊钢臂(4.1)通过万向节(4.3)连接单点浮筒(4.4)，所述单点浮筒(4.4)包括转台结构(4.5)，转台结构(4.5)中心转动连接转盘轴承(4.6)，转台结构(4.5)底部连接筒体(4.7)，筒体(4.7)内装有系泊锚链(4.8)，筒体(4.7)底部周向均布六个出链孔，系泊锚链(4.8)通过出链孔延伸至筒体外，所述出链孔上设有控制出链长度的止链器(4.9)；所述侧推装置利用风力发电推动所述离岸养殖设施围绕单点系泊转动，实现强制换水。
2.根据权利要求1所述的基于散杂货船改装的离岸养殖设施，其特征在于，所述养殖舱(2)上设有吸鱼收集口(2.5)，养殖舱(2)的底部设有压载泵换水口(2.4)和与死鱼收集处理设备间连接的死鱼收集口(2.2)，养殖舱(2)侧壁设有增氧设备(2.3)，增氧设备(2.3)的增氧出口位于养殖舱(2)的底部。
3.根据权利要求1所述的基于散杂货船改装的离岸养殖设施，其特征在于，所述可移动吊装系统包括可移动甲板吊车(7)和移动小车，可移动甲板吊车(7)和移动小车通过设置在甲板(1)上的轨道移动，所述可移动甲板吊车(7)用于吊运重型物品和收集网箱。
4.根据权利要求1所述的基于散杂货船改装的离岸养殖设施，其特征在于，所述甲板(1)上设有风力发电装置(8)，驱动装置(10)位于船体尾部，辅助养殖舱室顶部设有太阳能电池板(9)。
5.根据权利要求1所述的基于散杂货船改装的离岸养殖设施，其特征在于，所述辅助养殖舱室包括，饵料储藏室(3)、产品加工间(5)、冷藏室(6)，投喂饲料系统和养鱼管理系统室(12)、增氧系统控制室(11)，所述水体监控系统位于投喂饲料系统和养鱼管理系统室(12)内。
6.根据权利要求1所述的基于散杂货船改装的离岸养殖设施，其特征在于，所述设备间包括，吸鱼泵设备间(13)、蓄电池间(14)、饵料投放设备间(15)、水下监控设备间、水下机器人设备间、死鱼收集处理设备间。
7.根据权利要求5所述的基于散杂货船改装的离岸养殖设施，其特征在于，所述饵料储藏室(3)为三个，分别设置在甲板(1)的前、中、后部，每个饵料储藏室(3)的体积为1500-2000m3。
8.根据权利要求5所述的基于散杂货船改装的离岸养殖设施，其特征在于，所述冷藏室(6)温度0-3℃。
9.根据权利要求1所述的基于散杂货船改装的离岸养殖设施，其特征在于，所述系泊钢臂(4.1)直径1m，筒体(4.7)底部至转台结构上表面的高度为6.5m，筒体(4.7)直径12m，六条系泊锚链(4.8)端部分别固定在六个锚点上，所述锚点位于同一圆周上，圆周的半径为550m。
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