專利名稱：一種利用熱液噴淋單元消減海洋工程結(jié)構(gòu)物冰荷載的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱液噴淋裝置，特別是一種利用熱液噴淋單元消減海洋工程結(jié)構(gòu)物冰荷載的裝置。
背景技術(shù)：
在寒冷地區(qū)，冰荷載對海洋工程結(jié)構(gòu)物的危害是極其嚴重的。1969年3月我國的渤海老二號平臺、1977年渤海四號平臺組中的火炬平臺以及1964年美國阿拉斯加庫克灣的兩座石油平臺等在冰荷載的作用下倒塌。2000年I月28日，JZ20-2中南平臺發(fā)生劇烈振動，造成8號井排空管線疲勞斷裂，天然氣泄漏。隨著我國海上油氣資源、海洋可再生能源的進一步開發(fā)利用，如何消減冰荷載對海工結(jié)構(gòu)物的危害顯得越來越重要。 目前，國內(nèi)眾多專家學(xué)者對冰本身的結(jié)構(gòu)特性、強度特性、動力特性以及冰激振動、冰的溫度膨脹力等破壞形式進行了深入細致的研究，但由于冰荷載的影響因素眾多，動冰力模型試驗方法、動冰力模型相似律、冰載荷的消減措施等尚待進一步研究，目前還沒有消減海洋工程結(jié)構(gòu)物冰荷載的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種利用熱液噴淋單元消減海洋工程結(jié)構(gòu)物冰荷載的裝置，融化凍結(jié)在結(jié)構(gòu)物迎水面上的海冰，使海冰脫離結(jié)構(gòu)物，從而消除或減小冰荷載，降低海冰對結(jié)構(gòu)物的危害。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種利用熱液噴淋單元消減海洋工程結(jié)構(gòu)物冰荷載的裝置，包括熱液噴淋單元、升降機構(gòu)、支承端、液體儲存容器；液體儲存容器通過加熱加壓裝置、循環(huán)管路與熱液噴淋單元連接，熱液噴淋單元通過連接件固定在升降機構(gòu)上，支承端一端與升降機構(gòu)連接，另一端通過錨固基座固定在海洋工程結(jié)構(gòu)物上，錨固基座與海洋工程結(jié)構(gòu)物的連接處高于海平面；熱液噴淋單元上設(shè)置有噴口。在需要保護的結(jié)構(gòu)物上安裝或預(yù)埋一錨固基座，該錨固基座與支承端相匹配，通過支承端與錨固基座的連接將所述的裝置安裝在結(jié)構(gòu)物的迎水面上；在升降機構(gòu)的驅(qū)動下，熱液噴淋單元能夠下降至海冰冰層的底面，且能夠提升至海冰冰層的頂面；加熱加壓裝置通過循環(huán)管路向熱液噴淋單元提供熱液，并使熱液通過熱液噴淋單元的噴口噴出；升降機構(gòu)驅(qū)動熱液噴淋單元上升或下降，利用熱液噴淋單元噴出的熱液融化海冰，使得凍結(jié)在結(jié)構(gòu)物迎水面上的海冰脫離結(jié)構(gòu)物，從而消減冰荷載。當涉水結(jié)構(gòu)物為圓柱結(jié)構(gòu)時，迎水面為環(huán)形，熱液噴淋單元可拼裝成環(huán)形，形成三組或多組獨立的熱液噴淋單元，并由三組或多組升降機構(gòu)共同驅(qū)動；
當涉水結(jié)構(gòu)物為方柱結(jié)構(gòu)時，迎水面為矩形，熱液噴淋單元可拼裝成矩形，形成四組或多組獨立的熱液噴淋單元，并由四組或多組升降機構(gòu)共同驅(qū)動。本發(fā)明能有效地融化凍結(jié)在結(jié)構(gòu)物迎水面上的海冰，使海冰脫離結(jié)構(gòu)物，消除或減小冰荷載，降低海冰對結(jié)構(gòu)物的危害。本發(fā)明適用于寒冷地區(qū)的海洋鉆井平臺導(dǎo)管架基礎(chǔ)、海上風(fēng)力發(fā)電機組基礎(chǔ)、潮流發(fā)電機組塔架及海中固定式結(jié)構(gòu)物、防波堤和護岸等各類涉水結(jié)構(gòu)物。


圖I為本發(fā)明一實施例結(jié)構(gòu)示意 其中
1:熱液噴淋單元；2 :循環(huán)管路；3 :連接件；4 :升降機構(gòu)；5 :支承端；6 :錨固基座；7 :海洋工程結(jié)構(gòu)物；8 :加熱加壓裝置；9 :液體儲存容器；10 :熱液噴淋單元的噴口。
具體實施例方式如圖I所示，本發(fā)明一實施例包括熱液噴淋單元I、升降機構(gòu)4、支承端5、液體儲存容器9。液體儲存容器9通過加熱加壓裝置8、循環(huán)管路2與熱液噴淋單元I連接，熱液噴淋單元I通過連接件3固定在升降機構(gòu)4上，支承端5 —端與升降機構(gòu)4連接，另一端通過錨固基座6固定在海洋工程結(jié)構(gòu)物7上，錨固基座6與海洋工程結(jié)構(gòu)物7的連接處高于海平面；熱液噴淋單元7上設(shè)置有噴口 10。熱液噴淋單元I是由連通的散熱片或散熱管構(gòu)成的裝置，散熱片或散熱管上設(shè)置有噴口 10，熱液噴淋單元I與循環(huán)管路2連通。根據(jù)我國渤海海域一般海冰厚度20cm^30cm,最厚達到60cm的特點，熱液噴淋單元的高度宜控制在60cm以內(nèi)，厚度宜控制在20cm以內(nèi)，寬度根據(jù)結(jié)構(gòu)物尺寸確定。加熱加壓裝置8通過循環(huán)管路2向熱液噴淋單元I提供熱液，并使熱液通過熱液噴淋單元的噴口 10噴出；加熱加壓裝置可采用功率10千瓦的法蘭式(插入式)電加熱器和揚程40米、功率750W的變頻恒壓水泵，電加熱器與恒壓水泵連接；循環(huán)管路2連通熱液循環(huán)單元I的進口和出口，內(nèi)徑為IOcm;噴口 10直徑為I. OcnTl. 5cm，均勻布置；液體儲存容器9的容積為I. Om3。連接件3用于連接熱液噴淋單元I和升降機構(gòu)4，可用銷釘或其他型式的扣件固定；升降機構(gòu)4可采用液壓驅(qū)動或機械傳動，最小行程應(yīng)大于當?shù)刈畲蠛１穸?，并確保熱液噴淋單元I能夠下降至海冰冰層底面高程，且能夠提升至海冰冰層頂面高程；支承端5與錨固基座6連接，將裝置整體安裝在海洋工程結(jié)構(gòu)物7的迎水面上，錨固連接處應(yīng)高于海平面且便于安裝。利用熱液噴淋單元消減海洋工程結(jié)構(gòu)物冰荷載的步驟如下
O在冰期到來之前，或者在海冰生長初期，將裝置安裝在海洋工程結(jié)構(gòu)物的迎水面
上；
2)液體加熱加壓裝置通過循環(huán)管路向熱液噴淋單元提供熱液，并使熱液通過熱液噴淋單元的噴口噴出；
3)升降機構(gòu)驅(qū)動熱液噴淋單元上升或下降，利用熱液噴淋單元噴出的熱液融化海冰，使得凍結(jié)在結(jié)構(gòu)物迎水面上的海冰脫離結(jié)構(gòu)物，從而消減冰荷載。
權(quán)利要求
1.一種利用熱液噴淋單元消減海洋工程結(jié)構(gòu)物冰荷載的裝置，包括熱液噴淋單元、升降機構(gòu)、支承端、液體儲存容器，其特征在于，液體儲存容器通過加熱加壓裝置、循環(huán)管路與熱液噴淋單元連接，熱液噴淋單元通過連接件固定在升降機構(gòu)上，支承端一端與升降機構(gòu)連接，另一端通過錨固基座固定在海洋工程結(jié)構(gòu)物上，錨固基座與海洋工程結(jié)構(gòu)物的連接處高于海平面；熱液噴淋單元上設(shè)置有噴口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用熱液噴淋單元消減海洋工程結(jié)構(gòu)物冰荷載的裝置，其特征在于，所述熱液噴淋單元由散熱片或散熱管構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用熱液噴淋單元消減海洋工程結(jié)構(gòu)物冰荷載的裝置，其特征在于，所述加熱加壓裝置由法蘭式電加熱器和變頻恒壓水泵連接構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用熱液噴淋單元消減海洋工程結(jié)構(gòu)物冰荷載的裝置，其特征在于，所述升降機構(gòu)采用液壓驅(qū)動或者機械傳動。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用熱液噴淋單元消減海洋工程結(jié)構(gòu)物冰荷載的裝置，其特征在于，當所述海洋工程結(jié)構(gòu)物迎水面為環(huán)形時，熱液噴淋單元為三組以上；當所述海洋工程結(jié)構(gòu)物迎水面為矩形時，熱液噴淋單元為四組以上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用熱液噴淋單元消減海洋工程結(jié)構(gòu)物冰荷載的裝置，包括熱液噴淋單元、升降機構(gòu)、支承端、液體儲存容器；液體儲存容器通過加熱加壓裝置、循環(huán)管路與熱液噴淋單元連接，熱液噴淋單元通過連接件固定在升降機構(gòu)上，支承端一端與升降機構(gòu)連接，另一端通過錨固基座固定在海洋工程結(jié)構(gòu)物上，錨固基座與海洋工程結(jié)構(gòu)物的連接處高于海平面；熱液噴淋單元上設(shè)置有噴口。本發(fā)明能有效地融化凍結(jié)在結(jié)構(gòu)物迎水面上的海冰，使海冰脫離結(jié)構(gòu)物，消除或減小冰荷載，降低海冰對結(jié)構(gòu)物的危害。
文檔編號E02D31/00GK102619239SQ20121011417
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月18日
發(fā)明者戴曉兵 申請人:中國水電顧問集團中南勘測設(shè)計研究院