海岛风能海水淡化组合体系研究

利用风能作为海水淡化的动力能源是目前较新颖的研究课题,国际上报道的还不多.根据东南沿海丰富的海岛风能资源和海岛缺淡水的现状,就如何利用洁净能源--风能和从降低海水淡化成本的角度出发,研究如何将风力发电与海水淡化装置进行组合.通过对不同功率的离网型和并网型风力发电机技术特征的分析,设计了风能发电与不同规模海水淡化装置的组合,研究表明,30 t/d以下的海水淡化装置可以利用储能电池把风能聚集起来,作为海水淡化的动力能源,大于30 t/d的海水淡化装置必需并网.该研究还以宁波市象山县高塘岛为实例,在测得该岛风能效益时间表的基础上,设计了以不同功率的离网型风力发电机与300 t/d和500 t/d的海水淡化装置相配套,并对制水成本进行了分析.研究表明,如果不计投资利息,500 t/d的海水淡化装置产水的单位成本为2.77元/t,间隙性生产(单纯的风力发电制水)产水的单位成本为1.43元/t,有望低于市政供水价格.     

河北省海水淡化水源地选划评价指标和选划体系研究

文章基于2016年对河北省沿海海水淡化项目的调查研究,通过对海洋自然环境现状和海水淡化工艺进行系统综合分析,建立河北省海水淡化水源地选划体系。研究发现,海水淡化水源地选划的评价指标内容可分为3个方面,即水量、水质和经济性。其中水质指标需根据海水淡化工艺进行相应评价。研究表明,水深和底质类型是进行海水淡化水源地选划的关键因素,水源地的离岸距离直接影响项目建设的资金投入。海水淡化水源地选划的大致评价步骤为:对土地利用方式和海洋功能区划进行符合性分析,对水源地离岸距离进行分析,对水深和海洋底质类型进行评价,进行水质分析,最终给出适宜性评价结果。该评价体系可为河北省海水淡化水源地的开发利用提供技术参考。     

高浓度苦咸水压汽蒸馏淡化装置

高浓度苦咸水压汽蒸馏淡化装置是受新疆塔里木石油勘探开发指挥部委托、由国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所设计制造的高浓度苦咸水压汽式蒸馏淡化装置。 该装置1991年4月开始运行造水。运行实践表明,该淡化装置设合理,结构紧凑,自动     

ZYD—30型压汽蒸馏海水淡化装置

ZYD-30型压汽蒸馏海水淡化装置,由国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所研制。 该装置经多次运行试验表明,设备工艺流程先进,结构设计合理,布置紧凑,自控水平高,保护装置完善,操作简单,淡化水水质优     

海水淡化工程对环境的影响及其应对

为促进我国海水淡化产业的可持续发展,文章分析海水淡化工程对环境的影响,重点分析浓海水对海洋生态环境的影响,并提出应对措施。研究结果表明:海水淡化工程在能耗、排污、用地、取水和噪音等方面对环境产生影响,尤其是海水淡化产生的浓海水,在温度、盐度、有机物和营养盐、重金属、酸度、余氯、溶解氧以及机械卷载效应等方面严重影响海洋生态环境和海洋生物,亟须高度关注和深入研究;随着我国海水淡化产能的增加,应完善海水淡化技术、优化浓海水排放和加快浓海水综合利用,同时健全相关法律法规和标准规范。     

海流作用下潜标-系留系统耦合动力响应试验研究

针对海流作用下,某潜标系统动力响应过大导致所载测试装置无法进行正常工作的问题,在分析该潜标系统所载装置前期海试数据基础上,采用现场测试和深水水池试验等方法,对现有潜标-系留系统耦合动力特性及系统的减振优化进行研究,得到了海流作用下,潜标系统耦合动力特性,提出了减振优化措施。     

海水淡化产业的用海管理研究

海水淡化是国家重点支持发展的战略性海洋新兴产业,国家和沿海各地区出台了大量政策,海水淡化产业未来发展空间广阔。文章介绍了海水淡化的国内外发展情况以及我国的海水淡化政策,分析了海水淡化的用海特点,并提出了关于海水淡化的用海管理政策建议。     

基于潮流能直驱式海水淡化系统的建模与仿真

提出使用捕能系统捕获潮流能带动低压海水泵把低压海水转换为高压海水进行海水淡化,并对海水淡化过程中的浓海水进行能量回收。潮流能海水淡化关键在于提高效率和进入海水淡化系统时的海水压力的稳定。潮流能海水淡化系统采用直驱方式和能量回收系统提高了潮流能转换效率,而且系统中的高、低压蓄能器对海水淡化过程中海水压力起着稳定的作用。基于线性流体力学理论,推导出潮流能直驱式海水淡化系统的数学模型,模型考虑了水液压系统内部件的滑动摩擦力和泄露量。并对数学模型在系统压力、产水量和产水比能耗等方面进行仿真。仿真结果达到系统压力稳定、产水比能耗低。     

多点吸收式波浪能海水淡化技术分析及其结构设计

从波浪能和海水淡化技术的研究现状出发,指出了波浪能海水淡化技术未来发展的趋势。提出并设计了多点吸收式波浪能海水淡化装置,讨论了该装置的结构组成与运行原理,指出该种波浪能海水淡化技术能够大规模捕获波浪能,减少波浪能转化环节,提高波浪能的采集效率和淡化水产量。     

海水资源开发利用产业化的可持续发展─论我国海水资源开发利用产业化的历史、现状和对策

海水资源开发利用产业化的可持续发展─论我国海水资源开发利用产业化的历史、现状和对策徐梅生（国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所）１序水是不可替代的资源。随着海洋高技术的不断进步和球陆地资源的日趋减少，围绕海洋的国际竞争已比历史任何时期更加激烈。海洋...     

某岛筏式液压波浪发电装置系留系统动力学分析

为研究某波浪发电装置系留设备的系泊性能,参考某岛筏式液压波浪发电项目规划和该系留系统的布局设计,利用OrcaFlex建立了系留系统简化模型。通过调节不同海况下的浪流参数,实现了对该系留系统的动力学分析,对比了不同工况下锚泊系统有效张力的变化,结合改变辅缆上端链与浮筏主体的连接位置,给出了该系留系统的优化设计方案。结果表明,不同系泊缆索上的系泊张力分布情况及风载荷对系留系统的影响很微弱。     

非通航孔桥墩自适应拦截网防撞装置实船拦截试验与水动力计算

针对非通航孔桥墩,研发了一种自适应拦截网防船舶撞击装置,主要由系泊大浮体、系泊锚链和固定锚、自适应小浮筒、拦截网、恒阻力缆绳以及触发钢索所组成。阐述了该防撞装置设计原理,即偏航船舶撞击该防撞装置,小浮筒会带动拦截网自适应地从水平状态竖起展开,包裹住来撞船首,再通过相连浮体的运动阻力和恒阻力缆绳来吸收船舶动能,拦截住船舶,保护非通航孔桥墩安全。随后介绍在福建平潭海峡大桥引桥附近海域实施的实船撞击自适应拦截网防撞装置的大型试验,试验结果显示:自适应拦截网成功升起,船舶被安全拦截,从而实验证实了设计原理与设计方案的可行性和可靠性。最后,采用大型水动力分析软件AQWA对防撞装置拦截船舶过程进行数值模拟,模拟结果与实验结果基本一致,说明了数值仿真具有较好的计算精度和可靠性,能够为该防撞装置的结构设计与优化提供重要的参考。     

Investigation on the hydrodynamic performance of an ultra deep turret-moored FLNG system

Hydrodynamic performance of an ultra deep turret-moored Floating Liquefied Natural Gas(FLNG) system is investigated.Hydrodynamic modeling of a turret-moored FLNG system,in consideration of the coupling effects of the vessel and its mooring lines,has been addressed in details.Based on the boundary element method,a 3-D panel model of the FLNG vessel and the related free water surface model are established,and the first-order and second-order mean-drift wave loads and other hydrodynamic coefficients are calculated.A systematic model test program consisting of the white noise wave test,offset test and irregular wave test combined with current and wind,etc.is performed to verify the numerical model.Owing to the depth limit of the water basin,the model test is carried out for the hydrodynamics of the FLNG coupled with only the truncated mooring system.The numerical simulation model features well the hydrodynamic performance of the FLNG system obtained from the model tests.The hydrodynamic characteristics presented in both the numerical simulations and the physical model tests would serve as the guidance for the ongoing project of FLNG system.     

Experimental investigation on the dynamic response of a moored wave energy device under regular sea waves

This paper attempts to provide a better understanding of the hydrodynamic behaviour of a floating multi-resonant oscillating column wave energy device which combines the concept of a floating breakwater and a wave energy device. Experiments were conducted on a 1:20 scale model of the floating wave energy device moored by six mooring lines to study the dynamics of the device under regular waves for various scopes. The effect of non-dimensionalized wave frequency parameter on the motion response and mooring force are reported and discussed in detail in this paper.     

半潜式平台运动及系泊系统特性研究

针对深海半潜式平台及其系泊系统的水动力特性,运用时域耦合的分析方法,对一座水深为1 000 m的半潜式平台,及其悬链线式系泊系统的水动力性能进行探索,获得频域和时域响应结果。同时阐述了平台系泊系统的设计流程,并通过系泊系统参数的变化,研究其特性寻找影响系泊系统作用的一般规律,为平台及其系泊系统设计提供参考。     

一种新型Semi-Spar式海上风机平台系泊系统优化分析

参考英国的Kincardine风机采用的新式的Semi-Spar概念,结合spar式基础和半潜式基础的特点,提出了一种新式海上浮式风机平台模型,并基于三维势流理论,利用AQWA软件进行水动力计算,验证新式平台可靠性。分析了在风、浪、流荷载联合作用下,锚链竖向夹角、系缆数量对风机浮式平台运动性能和系泊张力的影响,对系泊系统进行优化,并验证极端工况下的可靠性。结果证明风机平台水平运动和纵摇运动幅值较小,但垂荡幅值略大,而通过减小锚链竖向夹角可以控制平台运动响应幅值,增加系缆数量可以同时减小系泊张力大小。计算结果证明了新型Semi-Spar式海上风机平台可行性,为浮式风机平台及系泊系统的设计提供参考。     

内孤立波下深水半潜式平台系统动力响应研究

我国南海海域海洋环境条件复杂且海水密度垂直层化现象显著,内孤立波活动频繁,因内孤立波而造成海洋开采平台破坏的案例屡见不鲜。依托水动力计算软件AQWA二次开发功能,采用Kdv方程,借助Fortran语言将深水半潜式平台立柱、浮箱、系泊系统3部分的内孤立波作用力叠加到外力项中,联合求解半潜式平台的6自由度动力响应特性。数值模拟结果表明,在内孤立波作用下,半潜式平台的运动及系泊线张力均受到了显著的影响。在不考虑系泊系统受内孤立波作用时,平台在纵荡和横荡方向上产生较大的漂移运动,最大偏移量较无内孤立波情况下增加了8倍;系泊线最大张力提高了17%,增加了系泊线断裂的风险。在考虑系泊系统受内孤立波作用时,平台的纵荡和横荡运动响应在原响应基础上继续提高15%,但是系泊线张力变化不大。内孤立波不同浪向下的平台纵荡和横荡响应相差也很明显;系泊系统合力在不同方向上的大小决定了平台不同方向上运动的大小。     

深水半潜式平台系泊系统动力特性研究

探讨张紧式系泊系统的基本特征,比较张紧式和悬链线式系泊半潜平台运动和动力响应特性,分析拖曳力系数变化对张紧式和悬链线式系泊动力效应的影响,以及张紧式和悬链线式系泊缆节点运动特点,从而为改善半潜平台系泊系统动力效应提供参考.     

Experimental Research of Resistance on Deep Sea Buoys and Mooring Systems

- In this paper a series of model experiments of resistance on buoys and mooring system components are described. The experiments include: experiments of hydrodynamic resistance on buoys and mooring system components, and experiment of air resistance on buoys in wind tunnel. The results are compared with the Beto's results (1980) and some analyses are conducted. The experimental results provide a reliable basis and some parameters for the design of deep sea mooring systems.     

Coupled dynamics of tethered buoy systems

The three-dimensional coupled behavior during the interaction of buoys with their mooring systems is numerically analyzed. A time-domain model was developed to predict the response of a tethered buoy subject to hydrodynamic loadings. External loadings include hydrodynamic forces, tethers tensions, wind loadings and weight. System nonlinearities include large rotational and translational motions, and non-conservative fluid loadings. The mooring problem is formulated as a combined nonlinear initial-value and two-point-boundary-value problem which is directly integrated both in time and space. Buoy equations of motion are derived using small Eulerian angles. Coupling between rotational and translational degrees of freedom is included and coupling between the buoy and cable is effected by adopting the buoy equations of motion as boundary conditions at one end for the mooring problem. Numerical examples are provided to validate the formulation and solution technique; predicted responses of three types of buoy (sphere, spar, and disc) are compared with experimental results.