用于波力发电的日积电量计

一、引言中国科学院广州能源研究所研制成功的 BD 功101波力发电装置是可以安装在浮体上利用浮体随海浪运动,浮体腔中心管内气流吸入或排出,推动涡轮旋转,带动发电机发电的装置,发出电能可供航标灯使用或作其它用途。为了测出装置发电量,弄清那些海域适合波浪发电,通常在波力发电装置上附装一个累积电量计,测量装置的直流发电量(安时数)。常用的电量计有 E—CELL 电量计和电动机械式电量计。前者内有一个可拆卸探头(实质为—微型精密蓄电池),测电量时对探头充     

深水新型水下立管支撑平台研究

FPSO系统在深海海洋油气资源开发中扮演着重要的角色,而深水FPSO系统水下立管管路较长,立管整体重量较大,立管在水流作用下产生的涡激振动也较强,这些将给FPSO主船体带来严重的稳性、强度及疲劳问题。鉴于此,深海FPSO系统在油气资源开发过程中,须在水下一定深度设置若干水下软管支撑浮体,用以支撑来自深海海底的管线,减轻深水立管对FPSO的负载作用。随着深海资源开发的深入发展,传统水下软管支撑浮体作为FPSO系统的关键装备已经无法满足深海开采的需求,寻求大型化、深海化、生命周期长久化的新型水下立管支撑平台迫在眉睫,设计简便快捷、低风险的安装方法成为其开发过程中的重点和难点。详细描述了水下软管支撑浮体的产生及其发展历程,针对深海开发的需求提出了新型立管支撑平台的新概念,着重对新概念下下水安装更便捷的耐压立管支撑平台设计原理及其下水安装方式展开了分析,最后对水下软管支撑浮体和新型立管支撑平台的关键技术进行了总结,并提出了需进一步解决的问题。     

HO—118小型固状溢油拖网简介

为了回收漂浮在海面上的高凝点固状溢油、吸油材料和固体垃圾,海洋技术研究所研制了HO—118小型固状溢油拖网(如照片所示),它主要由两翼浮体,浮体框架、主体网、回收袋网和其他一些连接件组成。其主要性能和技术要求是: 1.回收高凝原油和固体垃圾。 2.回收油时海水表面温度低于15℃。 3.清扫海面宽度2—20m。     

并联式后弯管波力发电浮体模型性能试验研究

对并联式后弯管波力发电浮体模型的波能转换性能和锚泊力进行了试验研究。结果表明并联式后弯管浮体模型的最佳响应周期基本不变，各单元浮体性能略有差异，位于中间的单元浮体性能略低于两侧的浮体，波能转换性能随浮体数量增加而下降，多点系泊使并联式后弯管装置效率提高。并联式后弯管波力发电装置采用标准化单元设计，灵活组成不同装机容量的装置，将大大降低锚泊系统、海底电缆系统的费用。     

一种海洋潜标适用的新型GPS信标机

本研究设计了一种潜标适用的新型信标机,它集成了GPS模块、数传模块、微处理器和压力开关等部件,可有效提高潜标回收过程中的目标定位能力。该信标机安装于潜标主浮体,通过压力开关控制电源。当主浮体位于海面时,信标机处于工作状态,它可以不断地将GPS位置数据通过无线传输方式向外发送,配套的接收端可以将接收的位置信息直观地显示在...     

基于CFD-FEM的浮式结构水弹性响应数值模拟

开发并验证了一种基于CFD-FEM耦合的弹性浮体水弹性响应计算模拟方法。采用CFD方法建立黏性数值水池模拟非线性波浪,弹性浮板进行有限元离散,并在交界面进行数据交互实现耦合计算;通过与水池试验数据和三维板理论在各种波浪环境下的浮体垂向位移结果对比,证实CFD-FEM耦合方法的有效性。并进一步研究了浮板的厚度、入射波波幅和浮板的三维效应对浮板水弹性响应的影响。结论表明,波幅的增加会加剧弹性浮板的水弹性响应,浮板各点处的垂向位移随波幅的增加而增大;当浮板厚度改变时,不同厚度浮板自由端处的垂向位移差异较小,而在中部等位置处,厚度对浮板的水弹性响应有较大的影响。     

Truss Spar平台在浮卸作业过程中结构强度分析

在桁架式深吃水立柱式平台(Truss Spar)运输作业的浮卸过程中,半潜驳船不断压载下潜直到Truss Spar平台自浮后拖离驳船。针对浮卸作业的双浮体状态,提出Truss Spar平台在与半潜驳船发生接触情况下的载荷计算方案并进行结构应力水平评估。基于三维势流理论及SESAM软件,考虑平台及半潜驳船双浮体之间的水动力相互影响,首先对双浮体系统进行频域下求解,得到波浪诱导载荷;然后在时域下求解波浪中双浮体的运动方程及产生的接触力;最后将这两种载荷下的结构强度分析结果进行线性叠加,得到Truss Spar平台在波浪诱导载荷及接触力联合作用下结构应力水平。对比不同波浪方向及周期下的接触力结果,研究Spar平台结构整体应力水平及高应力区域位置特点,对总体强度水平进行评估。     

59型3重力取样管

海洋沉积物通常用重力取样管来采取，它是依靠自身的重力将取样管打入沉积层取得样品。由于重力取样管结构简单，使用方便，至今还在大量使用。为了改善重力取样管的性能，在管内增加了活塞。当土样压入管内时，它增加了一个向上的吸力，能提高取样率，通常称这种取样管为重力活塞取样管。     

5kW 后弯管波力发电装置的研究

在造波水槽内对后弯管浮体模型进行了波能转换性能的试验研究。通过对比试验,选定了最佳浮体模型——前方后圆浮室后伸型后弯管浮体。波能转换效率达ηＡ＝ ７３．３％ 。给出了该浮体模型的性能曲线及其无因次特性。测定了该模型最大锚泊力Ｆｍａｘ随浮体参数的变化规律。设计制造了５ｋＷ 后弯管波力发电浮体。该机组采用０．８ｍ 直径的对称翼透平和无刷爪极发电机,输出直流电。采用单点锚泊系统,在珠江口桂山岛西南面海域进行海上试验。实测数据表明,海上试验瞬时功率大于５ｋＷ,超过机组设计额定值。     

用直接法分析超大型浮体的水弹性响应

探讨了浮舟桥型超大型浮体结构的水弹性响应分析问题。将超大型浮体结构简化成弹性平板模型,用压力分布法计算流体压力,用直接法计算流体-结构系统,给出了它们的数学计算模型。计算表明本计算方法和程序是正确的,并能保证充分的精度,进而计算了更大尺度的超大型浮体,分析了波长、波向等对响应振幅的影响。     

重力活塞取样管的结构及其使用

随着海洋地质科学的不断发展,迫切要求改进采集海底沉积物柱状样品的仪器。在广泛的海洋调查工作中,取样管是采集沉积物柱状样品的主要工具。当前，各国使用的取样管类型很多,重力活塞取样管是其中较为优越的一种取样工具。 1947年, Kullenberg首先设计了重力活塞取样管。随后Silverman等以及Emery等人又进行了进一步的改进。1956年，Ericson等人发表了经过改进的重力活塞取样管的结构图。目前,这类取样管在不少国家都在广泛使用于海洋调查。 1965年前后,我们开始使用重力活塞取样管,同时对其中的夹板结枸、联接器和船舷安装等方面进行了某些改进,使整个仪器的操作使用进一步简化，并先后在几个海区进行了调查,效果良好。这种取样管的特点有二： 1.有一个活塞。当取样管钻人沉积层时,活塞能对沉积物起抽吸作用。从而提高了取样率并使样品不从管內脱落； 2.有一个抗衡装置。它能使仪器获得较大的冲击力并保证活塞的抽吸作用,从而提高取样长度。 海上实际工作说明,这种取样管的主要优点有:(1)对那些粒度较粗和结构较坚硬的沉积物,如细砂、硬质粘土等,用重力活塞取样管比一般重力取样管的效果为好;(2)取样率比较高,在正常情况下可达到90%以上;(3)仪器结构简单,操作方便,取样时不用抛锚,加快了海上调查工作的速度。它不但适用于深水区,也能用于浅海区。但是,目前我们使用的重力活塞取样管存在的主要缺点是:当取样管未全部钻入沉积层而从其中拔取时,活塞不能停留在原位而必须行至联接器处,致使把一部分搅动了的样品也抽取上来,这是今后需要加以改进的。     

国外深水钢悬链线立管研究发展现状

介绍国外在新型深水立管系统--钢悬链线立管关键技术方面的研究发展现状,论述浮体一、二阶运动对钢悬链线立管疲劳寿命的影响、浮体升沉运动对钢悬链线立管触地点疲劳寿命的影响;钢悬链线立管与海底相互作用机制的实验研究及结果;钢悬链线立管涡致振动与疲劳的研究现状.并简要论述钢悬链线立管触地点问题的研究结论.     

海洋平台浮托安装中横荡护舷限位和缓冲性能分析

浮托安装法,是相对于传统吊装法的一种新型海洋平台安装方法,具有起重能力大、作业周期短、安装费用低、适用范围广、操作安全方便等优点,解决了海上大型平台组块的安装问题。为了研究横荡护舷对浮托安装的影响,首先对海洋平台浮托安装中的护舷装置进行了介绍,然后针对某工程实例应用AQWA软件进行了数值模拟,并进行了模型验证。从时域方面对就位状态下的浮托模型进行了耦合动力分析,研究了横荡护舷参数对驳船运动和撞击力的影响规律。研究表明,横荡护舷可以有效地减小驳船运动和撞击力,其限位和缓冲作用与护舷尺寸及护舷刚度均有关。研究结果可为实际浮托安装工程提供重要的参考。     

顶部浮体激励下钢悬链线立管的动力响应分析

考虑钢悬链线立管大变形的特性以及内流的影响,利用Kane方法和拉格朗日应变理论建立钢悬链线立管的二维动力学模型。将顶部浮体的激励简化为一个沿顺流向的周期作用力施加于立管顶部,采用平均加速度法求解立管的动力响应。探讨顶部浮体不同激励频率下立管的非线性动力响应以及内流流速的大小对管道共振响应幅值的影响。     

浙江省海洋水质监测浮标设计与实现

作为一种高技术监测手段,海洋浮标可实现现场自动监测而不受恶劣海况的影响,近年来得到了广泛的重视和快速发展。文中介绍了浙江近岸海域海洋水质监测浮标的结构设计和自动监测实现。浮标设计为生态浮标、海滨浮标和专项浮标3种类型,由浮体、标架、供电设备、防护设备、锚系、传感器、数据采集传输、电子/电池舱、岸站接收系统等9个部分组成。浮体设计为圆饼形,浮体下方正中安装稳定锤以保证具备足够的稳定性。供电设备由太阳能电池板、大容量蓄电池组成,可保障海上30 d连续阴雨天气、恶劣海况下的不间断供电。浮标经喷防污漆、牺牲阳极保护、裹铜皮、加过滤网和人工清除等5种方法防腐、防污处理后投放入海,采用常规维护、应急维护和年度维护等3种方式保障浮标系统运行稳定。投放后可实现对标浮所在海域水质、气象、生态等参数的连续、实时、自动监测。最后对浮体直径设计和浮标投放点选址提出了建议和要求。该设计可为其它类似区域的水质监控提供良好的参考。     

考虑内流作用的缓波形立管非线性静动力分析

考虑内流的作用,研究缓波形立管在海洋环境荷载作用下的非线性静动力力学性能。采用细长柔性杆理论,建立缓波形立管运动方程,利用有限元法进行离散,运用Newton-Raphson法和Newmark-β法分别对立管进行静动力分析,编制缓波形立管计算分析程序LWRNM,研究缓波形立管在海流、内流、浮体漂移与运动作用下的结构响应。结果表明:随着海流从x负向变成x正向和流速的增大,缓波形立管线形变缓,有效张力增大,弯曲曲率的极值减小;随着内流流速的增加,缓波形立管的固有频率下降;随着顶部浮体从近端向远端漂移,缓波形立管的有效张力增大,弯曲曲率的极值减小;纵荡和垂荡作用下,缓波形立管的顶部有效张力变化周期与浮体激励周期相同,横荡作用下,顶部有效张力变化周期为浮体激励周期的二分之一,垂荡作用下,缓波形立管顶部有效张力变化幅值最大,纵荡作用下次之,横荡作用下最小。     

考虑浮体升沉及张紧环运动深海立管固有振动特性研究

研究深海顶张力立管(TTR)的固有振动特性。通过考虑两种不同的分析模型,研究沿水深变化的轴力以及张紧环运动对于立管固有振动频率和振型的影响。考虑立管顶端动边界条件及立管轴力随水深变化,提出了计算深水顶张力立管固有振动频率的方法,给出考虑浮体升沉及张紧环运动时顶张力立管的固有振动特性。结果表明,考虑变轴力和张紧环的影响是计算立管固有频率需要考虑的;立管浮体的运动,导致立管频率显著变化,从而改变立管的共振特性。     

惠州25-8 DPP组块动力定位浮托安装研究

从动力定位船舶浮托安装研究出发,归纳了动力定位船舶浮托安装的优势,并以"海洋石油278"驳船进行组块浮托安装为例,提出了南中国海大型组块采用动力定位船舶浮托安装的气候窗及动力定位能力分析方法,给出了惠州25-8 DPP组块动力定位浮托安装的关键设计结果。本研究对环境恶劣海况下的大型组块浮托安装具有一定借鉴意义。     

选择大型波力发电灯浮标最佳参数的试验研究

本文根据有关单位提出研制大型波力发电灯浮标的使用要求,经计算,提出两个不同直径的浮体方案,每个方案具有浮体排水量、中心管长度、喷嘴比和气室高度等四个可变参数,共组成162个模型试验方案,在水池中进行规则波的优化试验。模型试验表明,排水量为8吨、浮体直径为3.6米、中心管长度为4米、喷嘴比为200和气室高度为2.5米的方案,具有超过设计要求的输出功率,且满足最佳频响在3秒左右的要求.同时,根据试验结果,也讨论分析了浮标各参数对中心管气室功率的影响,不同的 H/λ比值对浮标气室性能的影响,对今后设计大型波力发电灯浮标有参考作用.     

Study of natural vibration characteristics of deep-water riser considering heave motion of platform and tension-ring's motion

研究深海顶张力立管(TTR)的固有振动特性.通过考虑两种不同的分析模型,研究沿水深变化的轴力以及张紧环运动对于立管固有振动频率和振型的影响.考虑立管顶端动边界条件及立管轴力随水深变化,提出了计算深水顶张力立管固有振动频率的方法,给出考虑浮体升沉及张紧环运动时顶张力立管的固有振动特性.结果表明,考虑变轴力和张紧环的影响是计算立管固有频率需要考虑的;立管浮体的运动,导致立管频率显著变化,从而改变立管的共振特性.