漂浮式动力定位养殖网箱型工船

技术领域

本发明涉及水产养殖技术领域，具体涉及一种漂浮式动力定位养殖网箱型工船。

背景技术

随着我国水产养殖行业的迅速发展，渔场养殖规模日渐增大。养殖网箱可在养殖水体中构筑封闭的养殖空间，已在渔业养殖领域得到广泛应用并展现出良好的经济社会效益。

然而，目前的养殖网箱需要借助拖船拖曳至指定位置，且只能系泊定位于近海浅水海域，无法在深远海海域应用，如此便制约了水产养殖行业往深远海发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种漂浮式动力定位养殖网箱型工船，旨在解决目前的养殖网箱需要借助拖船拖曳至指定位置，且只能系泊定位于近海浅水海域，无法在深远海海域应用，严重制约了水产养殖行业往深远海发展的技术问题。

本发明为达到其目的，所采用的技术方案如下：

一种漂浮式动力定位养殖网箱型工船，所述漂浮式动力定位养殖网箱型工船包括：

船体，所述船体具有桁架结构，所述桁架结构镂空设置并形成养殖区域，所述养殖区域用于与外部海水连通；

养殖网箱型中体，设置于所述养殖区域中，所述养殖网箱型中体用于与外部海水进行水体交换；

推进装置，设置于所述船体上；

动力定位系统，所述动力定位系统与所述推进装置电连接；所述动力定位系统用于驱动所述推进装置，以控制所述船体按预设轨迹航行。

进一步地，所述桁架结构设置于所述船体的舯部，所述船体的艏部与所述桁架结构之间设有第一水密舱壁，所述船体的艉部与所述桁架结构之间设有第二水密舱壁。

进一步地，所述桁架结构通过焊接形成；所述桁架结构包括纵向箱梁、横向箱梁和立柱；所述纵向箱梁的两端分别连接所述第一水密舱壁和所述第二水密舱壁，所述立柱的上端与位于上方的所述纵向箱梁连接，所述立柱的下端与位于下方的所述纵向箱梁连接，所述横向箱梁的两端分别与所述船体的两个舷侧连接。

进一步地，所述桁架结构的中空区域形成第三压载水舱，所述第三压载水舱通过第三水密舱壁至少分隔为第三压载区域和两个第四压载区域；两个所述第四压载区域分别位于所述船体的两个舷侧处，所述第三压载区域位于两个所述第四压载区域之间；

所述第四压载区域的顶面和底面水平设置，所述第四压载区域外侧的转折部分采用圆弧形状进行过渡，所述第四压载区域内侧的转折部分采用折线形状进行过渡；所述第三压载区域的顶面和底面水平设置，所述第三压载区域分别朝向两个所述第四压载区域的两侧的转折部分均采用折线形状进行过渡。

进一步地，所述船体的艏部设有第一压载水舱，所述第一压载水舱通过压载环形总管上设置的隔离阀分隔为至少两个第一压载区域。

进一步地，所述船体的艉部设有第二压载水舱，所述第二压载水舱通过压载环形总管上设置的隔离阀分隔为至少两个第二压载区域。

进一步地，所述养殖网箱型中体的顶部设有活口通道，所述活口通道与所述船体的甲板连通。

进一步地，所述养殖网箱型中体的侧部设有活动网片，所述活动网片通过捕捞通道与所述船体的甲板连通。

进一步地，所述船体的艏部设有艏楼，所述艏楼的顶部设有驾驶室，所述驾驶室的侧壁沿自下而上的方向向外倾斜设置。

进一步地，所述船体的甲板上设置有饲料存储容器，所述船体的舯部设有投喂通道，所述投喂通道的一端与所述饲料存储容器连通，所述投喂通道的另一端与所述养殖网箱型中体连通；所述投喂通道中设置有阀门组件。

进一步地，所述船体的甲板上设置有舯岛，所述舯岛位于所述船体的舯部；所述舯岛的前端呈圆弧状设置，且所述舯岛的前端沿自下而上的方向向内倾斜设置，所述舯岛的后端的转折部分采用圆弧形状进行过渡。

进一步地，所述船体设置有直升机停放区、风力发电设备、太阳能光伏板中的任意一个或多个。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出的漂浮式动力定位养殖网箱型工船将养殖工船与养殖网箱进行结合，兼具养殖网箱和养殖工船两者的优点；首先，通过设置动力定位系统，可使该漂浮式动力定位养殖网箱型工船具备自航能力，无需通过其它拖船辅助拖航即可实现养殖转场、紧急避险、提前规避恶劣海况及台风的功能，提高了其灵活性和机动性，可实现全海域就位养殖，解决了深远海环境下系泊难度大的问题；而由于深远海域具备较强的水体自净能力，因此本申请在船体上设置镂空的桁架结构，以在船体内部形成养殖区域，设置于养殖区域中的养殖网箱型中体可通过镂空部分直接与外部海水连通，如此可充分利用海水自然交换优势，无需搭载全封闭的水循环系统，从而降低了能耗，减少了制造及运维成本；基于上述改进，该漂浮式动力定位养殖网箱型工船可在深远海域进行养殖作业，从而可利用深远海丰富的高品质渔业资源提高综合养殖经济性及养殖生态环境容量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明漂浮式动力定位养殖网箱型工船一实施例的整体结构示意图；

图2为本发明漂浮式动力定位养殖网箱型工船一实施例的艏部结构示意图；

图3为本发明漂浮式动力定位养殖网箱型工船一实施例的艉部结构示意图；

图4为本发明漂浮式动力定位养殖网箱型工船一实施例的船体结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本申请研发人员经过对其它养殖装备的深入研究后发现，养殖工船作为一种具备自航能力的养殖装备，其可在定位系统的指引下航行至深远海海域进行养殖操作，但养殖工船采用全封闭的水循环系统，无法与海水进行自然交换，且水循环系统的制作及运维成本较高；而养殖网箱虽然需要借助拖船拖曳至指定位置，且只能系泊定位于近海浅水海域，但养殖网箱可直接与海水进行自然交换。基于上述发现，本申请研发人员尝试将养殖工船与养殖网箱进行结合，研发出一种兼具了养殖网箱和养殖工船两者的优点的新型养殖装备，以解决目前的养殖网箱需要借助拖船拖曳至指定位置，且只能系泊定位于近海浅水海域，无法在深远海海域应用，严重制约了水产养殖行业往深远海发展的技术问题。

具体地，本发明实施例提供一种漂浮式动力定位养殖网箱型工船，请参阅图1，该漂浮式动力定位养殖网箱型工船包括船体1、养殖网箱型中体、推进装置2和动力定位系统；其中：

船体1具有桁架结构123，桁架结构123镂空设置并形成养殖区域121，养殖区域121用于与外部海水连通；具体地，桁架结构123将船体1的内部分隔为多个养殖区域121，桁架结构123的底部镂空(即船体1的底部镂空)，当该漂浮式动力定位养殖网箱型工船下海后，养殖区域121可通过镂空部分与海水连通。

养殖网箱型中体设置于养殖区域121中，养殖网箱型中体用于与外部海水进行水体交换；具体地，养殖网箱型中体为用于养殖的网体结构。

推进装置2设置于船体1上；推进装置2可包括多个用于全向推进和/或侧向推进的推进器，具体地，对于全向推进，可在船体1艉部13的推进器舱内安装两台可360°旋转的全回转推进器21，由船用推进电机驱动，采用变频控制方式，船用推进电机和变频器采用海水冷却，保证推进器可在船体1最高吃水状态下和船体1最低吃水状态下均能正常工作；对于侧向推进，可在船体1艏部11的推进器舱内安装两台螺旋桨，由船用推进电机驱动，采用变频控制方式，保证推进器可在船体1最高吃水状态下和船体1最低吃水状态下均能正常工作。

动力定位系统与推进装置2电连接；动力定位系统用于驱动推进装置2，以控制船体1按预设轨迹航行。具体地，动力定位系统(DP，Dynamic Positioning System)具有独立的控制系统、Joystick系统、运动传感器和报警打印机，对于艏向、风速风向、位置信息、推进器、电站等信号，均由相同的底层设备提供。其中：

控制系统应包括控制器单元、操作台、UPS电源及外围设备，采用模块化和通用组件，系统的控制计算机应能控制两台全向推进器和两台侧向推进器22，控制计算机应能独立对需求的功率进行实时计算，接受并核实环境传感器的信号、位置信号、运动参考系统信号、推进速度控制反馈信号及电站管理系统反馈信号，以确定DP-1系统是否可靠地运行；另外，控制系统应能自动诊断、切断和隔离故障。Joystick系统包括Joystick控制器单元及独立的Joystick系统操纵面板。传感器至少包括以下用于获取船舶航向、船舶运动和风速风向的传感器：电罗经一套(应满足DP要求)、风向风速仪一套(应满足DP要求)、运动传感器一套、报警打印机一套。动力定位系统的计算输入条件参考蒲氏6级风(含6级)、海流2节以下的环境工况保持平台定位能力。

关于动力定位系统(DP，Dynamic Positioning System)的具体控制原理及工作流程，可参考现有技术，此处不作赘述。

本申请提出的漂浮式动力定位养殖网箱型工船将养殖工船与养殖网箱进行结合，兼具养殖网箱和养殖工船两者的优点；首先，通过设置动力定位系统，可使该漂浮式动力定位养殖网箱型工船具备自航能力，无需通过其它拖船辅助拖航即可实现养殖转场、紧急避险、提前规避恶劣海况及台风的功能，提高了其灵活性和机动性，可实现全海域就位养殖，解决了深远海环境下系泊难度大的问题；而由于深远海域具备较强的水体自净能力，因此本申请在船体1上设置镂空的桁架结构123，以在船体1内部形成养殖区域121，设置于养殖区域121中的养殖网箱型中体可通过镂空部分直接与外部海水连通，如此可充分利用海水自然交换优势，无需搭载全封闭的水循环系统，从而降低了能耗，减少了制造及运维成本；基于上述改进，该漂浮式动力定位养殖网箱型工船可在深远海域进行养殖作业，从而可利用深远海丰富的高品质渔业资源提高综合养殖经济性及养殖生态环境容量。

可选地，参照图1至图4，桁架结构123设置于船体1的舯部12，船体1的艏部11与桁架结构123之间设有第一水密舱壁，船体1的艉部13与桁架结构123之间设有第二水密舱壁。

可选地，参照图1至图4，桁架结构123通过焊接形成；桁架结构123包括纵向箱梁1231、横向箱梁1232和立柱1233；纵向箱梁1231的两端分别连接第一水密舱壁和第二水密舱壁，立柱1233的上端与位于上方的纵向箱梁1231连接，立柱1233的下端与位于下方的纵向箱梁1231连接，横向箱梁1232的两端分别与船体1的两个舷侧连接。

可选地，参照图1至图4，桁架结构123的中空区域还形成第三压载水舱，第三压载水舱通过第三水密舱壁至少分隔为第三压载区域和两个第四压载区域；两个第四压载区域分别位于船体1的两个舷侧处，第三压载区域位于两个第四压载区域之间；

第四压载区域的顶面和底面水平设置，第四压载区域外侧的转折部分采用圆弧形状进行过渡，第四压载区域内侧的转折部分采用折线形状进行过渡；第三压载区域的顶面和底面水平设置，第三压载区域分别朝向两个第四压载区域的两侧的转折部分均采用折线形状进行过渡。

可选地，参照图1至图4，船体1的艏部11设有第一压载水舱112，第一压载水舱112通过压载环形总管上设置的隔离阀分隔为至少两个第一压载区域。

可选地，参照图1至图4，船体1的艉部13设有第二压载水舱，第二压载水舱通过压载环形总管上设置的隔离阀分隔为至少两个第二压载区域。

可选地，参照图1至图4，养殖网箱型中体的顶部设有活口通道，活口通道与船体1的甲板连通。

可选地，参照图1至图4，养殖网箱型中体的侧部设有活动网片，活动网片通过捕捞通道与船体1的甲板连通。

可选地，参照图1至图4，船体1的艏部11设有艏楼111，艏楼111的顶部设有驾驶室，驾驶室的侧壁沿自下而上的方向向外倾斜设置。

可选地，参照图1至图4，船体1的甲板上设置有饲料存储容器，船体1的舯部12设有投喂通道，投喂通道的一端与饲料存储容器连通，投喂通道的另一端与养殖网箱型中体连通；投喂通道中设置有阀门组件。

可选地，参照图1至图4，船体1的甲板上设置有舯岛122，舯岛122位于船体1的舯部12；舯岛122的前端呈圆弧状设置，且舯岛122的前端沿自下而上的方向向内倾斜设置，舯岛122的后端的转折部分采用圆弧形状进行过渡。

可选地，参照图1至图4，船体1设置有直升机停放区131、风力发电设备、太阳能光伏板中的任意一个或多个。

具体地，本申请提出的漂浮式动力定位养殖网箱型工船为柱稳式桁架网箱和船型艏艉相结合的海上养殖装备；船体1采用全焊接形式，船体1包括流线型艏部11、舯部12桁架结构、方形艉部13、艏楼111、驾驶室、生活楼等；艏部11和艉部13为推进区及操作区，舯部12为养殖区及居住生活区，舯部12中养殖区长度占养殖网箱型中体长度的70％～90％。

其中，艏部11为侧向推进的推进器安装区及电气系统操作区，艏部11采用流线型船艏的形式，在保证流线型的前提下提供较大的甲板面积及布置空间，以兼顾快速性及总体布置的需求。艏部11的后端壁为第一水密舱壁，可在工船航行过程中避免水流从艏部11快速流入舯部12的养殖区域121而对养殖网箱型中体中的鱼类造成伤害。艏部11的底部安装有两台侧向推进器22，可对养殖网箱型中体进行艏向方位上的调节。同时，艏部11还设置有各种电气设备、轮机设备及消防设备，以保证侧向推进器22的安全运行。艏部11的甲板上设置有艏楼111，艏楼111的结构与艏部11的主体结构之间采用流线型设计进行过渡连接，位于艏楼111顶部的驾驶室的四周侧壁设计为沿自下而上的方向向外倾斜设置，以形成横截面积自下而上逐渐增大的结构，如此更便于在驾驶室侧壁上布置大型窗体，从而可扩大驾驶室的视野，避免驾驶室的玻璃反光，在该漂浮式动力定位养殖网箱型工船夜间航行时提供更清晰的视野。更具体地，艏楼111可设置为两层，第一层用于设置饲料储藏间、电气设备间、消防间和蓄电池间，第二层用于设置驾驶室及翼桥。

艏部11还可设置测深仪舱、计程仪舱、锚链舱113等；其中，借助锚链舱113中的临时锚链，可在工船航行至近海海域时采用锚泊定位方式。

舯部12为养殖区及居住生活区，采用桁架结构123焊接而成，桁架结构123包括纵向箱梁1231、横向箱梁1232、立柱1233和撑杆；其中，舯部12的底部及顶部均匀对称分布纵向箱梁1231，纵向箱梁1231的两端分别与艏部11和艉部13连接，位于底部的纵向箱梁1231和位于顶部的纵向箱梁1231之间采用对称均匀分布的方形立柱1233进行连接，同时在舯部12的底部及顶部分别采用横向箱梁1232加固，以提高结构稳定性；两个第四压载区域的顶面和底面为平底，第四压载区域外侧的转折部分采用圆弧形状进行过渡，该处圆弧形状的弧度与艏部11和艉部13的结构型线相匹配，第四压载区域内侧的转折部分采用折线形状进行过渡；第三压载区域的顶面和底面为平底，第三压载区域分别朝向两个第四压载区域的两侧的转折部分均采用折线形状进行过渡；第四压载区域顶部的纵向箱梁1231和横向箱梁1232的截面形状与油船的顶边舱形状一致，以提供宽敞的甲板安装面积，而第三压载区域顶部的纵向箱梁1231和横向箱梁1232的截面形状可采用矩形。

舯部12的桁架结构123的中空区域还形成有淡水舱、灰水舱、黑水舱和空舱，并设有检查通道。

舯部12的甲板上设置有饲料存储容器，若干个饲料存储容器的底部可设置流通阀及相应的阀件开关，如此可通过气力输送方式将浮性颗粒饲料经甲板下方的投喂通道输送至每一养殖网箱型中体中，从而采用水面投喂的方式实现了系统化的精准投喂功能。

位于舯部12的养殖网箱型中体包括顶网、侧网、底网以及内部分隔网；其中，养殖网箱型中体的顶网设有活口通道，洗网机器人及死鱼收集机器人可通过活口通道进入养殖网箱型中体中，以完成网体清洗工作及死鱼收集工作；养殖网箱型中体的侧网设有单片小型活动网片，在开展活鱼集捕工作时，可打开该活动网片，以借助吸鱼泵由捕捞通道实现成鱼捕捞。

舯部12的甲板上设置有舯岛122，舯岛122可分为上、中、下三层，每层结构的前端采用大圆弧形式，每层结构后端的转折部分采用过渡圆弧形式；同时，舯岛122上层和中层的前端舱壁可沿自下而上的方向向内倾斜设置，以使得在前端舱壁上安装窗户后可增加内部舱室的透光度，同时舯岛122前端的横截面积自下而上逐渐减小的构造亦可降低该漂浮式动力定位养殖网箱型工船航行过程中的风阻。

艉部13为机器处所及主推进区域，具体可采用方形船艉形式，如此可增加甲板的有效面积。艉部13的前端壁为第二水密舱壁，艉部13的底部及舷侧可采用流线型结构与舯部12过渡连接。艉部13的底部安装有全回转推进器21，全回转推进器21为工船的主推装置，该全回转推进器21联合艏部11的侧向推进器22，可在动力定位系统(DP，DynamicPositioning System)的控制下实现该漂浮式动力定位养殖网箱型工船的动力定位功能。艉部13的甲板上设置有艉岛，艉岛为方正的上层建筑形式，艉岛可设置救生艇放置区，同时艉岛的甲板可设置为直升机甲板，直升机甲板上为直升机停放区131，以满足直升机起降需求。

船体1的甲板以及艏楼111、舯岛122的顶层区域均可设置风力发电设备和太阳能光伏板，如此可利用海上绿色能源为该漂浮式动力定位养殖网箱型工船的柴油发电机组提供能源，通过多能互补配置优化组合，可保证能源供给的可靠性，适应各种海况下的能源需求，从而满足在各种养殖海况下的长期漂浮式动力定位数据获取及试验要求。

更具体地，艉楼可设置为三层，艉楼设置有垃圾站、油漆间、二氧化碳室、甲板储藏室及应急发电机室。艉楼顶部为直升机甲板，并可同时设置候机室和飞行员休息室，直升机甲板上可设置安全网、着陆网以及系固点。

艉部13的左舷侧可设置一套斜梯作为主脱险通道，艉部13的右舷侧可设置一套直梯作为应急脱险通道，以满足航行安全性要求。

艉部13还可设置污油舱、变频器间、轻柴油储存舱132、机舱、锚链舱113、集控室、机修间、备件间等主要机器处所以及位于全回转推进器21上方的过水贯穿开口133，工船所搭载的电力推进系统及柴油发电机组均可设置在艉岛内。

艏部11、舯部12及艉部13内的第一压载水舱112、第二压载水舱、第三压载水舱和第四压载水舱可通过压载环形总管上设置的隔离阀总共分隔为九个压载区域，如此可在部分压载水舱破损的情况下，保证其它压载水舱仍能提供足够的浮力。各压载水舱可通过压载水调驳在较短时间内完成养殖吃水调载至迁移吃水的变化，满足应急避台作业需求。

需要说明的是，本发明公开的漂浮式动力定位养殖网箱型工船的其它内容可参见现有技术，在此不再赘述。

以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。