一种海冰资源综合利用系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种海冰资源综合利用技术，特别涉及一种海冰自动化采集系统，输运系统，分室模块储存设计以及冷量、淡水资源综合梯级利用系统。
【背景技术】
[0002]近年来，我国大力投入推进新型可再生能源的开发利用工作。太阳能、风能、地热能等新型能源的利用研宄在各地如火如荼地展开，但是把海冰作为一种资源加以利用的研宄在国内还并不多见。在查得的已有关于海冰的研宄项目如国家863计划项目“渤海海冰资源开发与农业综合利用技术研宄”(2004AA2Z4020)，国家863计划项目“海冰资源淡化与利用技术”(2006AA100206)，以及十一五国家科技支撑计划项目“渤海海冰资源开发利用关键技术及试验示范研宄”等课题中，主要是对于海冰成冰脱盐机理、海冰资源量测算、海冰采集淡化技术以及海冰淡化水农业应用技术等方面开展了一系列科研工作。目前还没有查到有关对于海冰进行冷量、淡水量等综合利用的课题研宄。
[0003]据有关文献，我国北方沿海结冰地区的冰温一般在_4°C左右，冰期在100天左右。海冰较海水的含盐量低很多，渤海海冰盐度平均值在2%。-13%。，新形成海冰的盐度多在海水盐度的1/6?1/4。海冰资源量巨大，据有关文献，渤海地区每年可开采海冰资源总量至少为400亿m3，如果将这些海冰全部利用，等于又发现了一条新黄河。
【实用新型内容】
[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种海冰资源综合利用系统，克服现有技术中海冰资源冷量、淡水量等未达到综合利用的问题。
[0005]本实用新型的技术方案是:
[0006]一种海冰资源综合利用系统，由海冰采集系统、海冰输运系统、储冰系统、海冰应用转化系统四个系统组成，海冰由海冰采集系统采集上来，通过海冰输运系统运送至储冰系统进行存储，再由海冰应用转化系统进行冷量、淡水资源梯级利用，实现海冰资源的最大化利用。
[0007]海冰采集系统具体包括船体、驾驶操控室、动力装置、带孔铲斗、主动力杆、副动力杆、顶杆、破冰锤、固定杆、动力杆等部件。其中，主动力杆与带孔铲斗铰接，具体由主动力支架、主动力主杆、主动力支杆组成；主动力支杆可以在主动力主杆内滑动伸缩，支架一端与主动力主杆铰接，另一端固定在船体上，起支撑作用。副动力杆分别与主动力杆、带孔铲斗铰接，具体由副动力主杆、副动力支杆组成；副动力支杆可以在副动力主杆内滑动伸缩。顶杆由顶杆主杆、顶杆支杆组成；顶杆支杆可以在顶杆主杆内滑动伸缩，顶杆主杆与船体铰接，顶杆支杆与主动力主杆铰接，对其起支撑作用。破冰锤与固定杆和动力杆铰接，动力杆由动力主杆、动力支杆组成；固定杆固定在船体上，动力支杆可以在动力主杆内滑动伸缩，动力杆一端与破冰锤铰接，另一端与船体铰接。
[0008]海冰输运系统具体由卸料斗、挡板输冰带、犁式输冰带组成。挡板输冰带包括挡板输冰带主体、输冰带挡板、第一侧边挡板；挡板输冰带采用耐磨材料制成，挡板输冰带主体上带有小孔，使输运的海冰中的水分流出输冰带。犁式输冰带由犁式输冰带主体、犁式输冰板、第二侧边挡板、斜坡滑道、滑道挡板、支架组成。挡板输冰带一端深入海中，另一端与犁式输冰带相互配合；输冰带挡板的作用是防止斜坡向上输运海冰时，海冰从输冰带主体上滑落。犁式输冰带一端与挡板输冰带相互配合，另一端深入储冰车间内部。储冰车间内沿传送带传送方向两侧设有并联的多个储冰室主体模块，根据犁式输冰带两侧储冰室主体与海岸的距离不同，犁式输冰带在不同位置的储冰室主体处设置犁式输冰板，当在某一位置的储冰室主体卸下海冰时，通过斜坡滑道将海冰运送至各储冰室主体中。冬季，由海冰采集系统将海冰运送到卸料斗，通过挡板输冰带将海冰运送到海岸上，再通过犁式输冰带传送作用将海冰运往储冰车间，在挡板输冰带、犁式输冰带两侧分别设置侧边挡板以防海冰掉落。当犁式输冰带将海冰传递到不同的储冰室主体处时，将犁式输冰板放下，如图6a所示，(当该处海冰已经卸满时，将犁式输冰板抬起，如图6b所示)，海冰在重力作用下从传送带掉落，顺着斜坡滑道通过储冰室主体的预留口进入储冰室主体中，此时活动盖板处于打开状态。在斜坡滑道两侧设计有滑道挡板，以防海冰散落于斜坡滑道之外。另外，设计有支架支撑挡板输冰带、犁式输冰带和斜坡滑道。通过海冰输运系统，可以实现海冰从海冰采集后自动传送到储冰室内，实现自动化操作。所述犁式输冰带一侧设置有多个并联的储冰室主体。犁式输冰带在储冰车间中设置多条。
[0009]储冰系统包括保温层、结构层、第一保温密封条、第二保温密封条、活动盖板、储冰室主体、海冰、上层带孔隔断、下层带孔隔断、斜坡、支撑横梁、喷淋水管、分水器、喷头、抽水管等部分。储冰系统为土建结构，其构造主要是保温层和结构层。第一保温密封条用于密封喷淋水管、抽水管与储冰室主体连接处，减小热损失。第二保温密封条用于密封活动盖板与储冰室主体连接处，减小热损失。活动盖板在冬季打开，以使海冰通过斜坡滑道进入储冰室主体中，当储冰室主体中海冰储存量达到设计要求时，活动盖板关闭，进行密封，海冰以备使用。储冰室主体用于储存海冰。储冰室主体下部设有上层带孔隔断和下层带孔隔断。上层带孔隔断的作用是将海冰与渗于底部的水隔断，这样利于抽水管将降温的清水抽出储冰室。由于海冰表面可能有污泥等，这些污物在清水的冲洗以及海冰的融化作用下，会随着水流流到储冰室底部，下层带孔隔断的作用就是将这些污泥挡在储冰室的底部，避免抽水管的抽吸作用将污泥抽入抽水管中，保证所抽水的水质。储冰室的底部设有斜坡，便于污泥顺斜坡堆积到一起，方便过渡季清洗。上层带孔隔断和下层带孔隔断搭在支撑横梁上，过渡季可拆卸下来，由工人进入储冰室主体对其进行卫生清理，最后利用泥浆泵将污水排出。
[0010]海冰应用转化系统包括冷水机组、冷冻水泵、冷冻供水管、冷冻回水管、冷冻供水阀、冷冻回水阀、换热器、用户供水泵、用户冷水供水管、用户冷水回水管、冰水直供供水阀、冰水直供回水阀、冰水间接供水阀、冰水间接回水阀、喷淋水泵、抽水水泵、补水进水口、淡化出水口、淡化水阀、冰室供水阀、冰室回水阀、补水阀、过滤器等部分组成。如图11所示，冷水机组一端与喷淋水管和抽水管相连，在管路上分别设置冰水间接回水阀和冰水间接供水阀；另一端与换热器通过冷冻供水管和冷冻回水管相连，在冷冻供水管和冷冻回水管上分别设置冷冻供水阀和冷冻回水阀，在冷冻供水管上设置冷冻水泵。喷淋水管和抽水管还与换热器直接连接，在相应管路上设置冰水直供回水阀和冰水直供供水阀。在喷淋水管和抽水管与储冰室主体连接出口处，分别设置喷淋水泵和抽水水泵。在喷淋水管一端连接处还设置补水进水口和补水阀。在抽水管上抽水水泵的出口处设置有淡化出水口和淡化水阀。在不同储冰室主体的喷淋水管和抽水管上还设置有冰室回水阀和冰室供水阀，在抽水管上还设置有过滤器。用户冷水供水管和用户冷水回水管与换热器相连接，为用户供冷，在用户冷水供水管上设置有用户供水泵。所述冷水机组、换热器均多台并联。
[0011]本实用新型的有益效果是:本实用新型的海冰资源综合利用系统具有巨大的环保效益以及社会效益。
[0012]以一天津某海边公共建筑为例，该建筑建筑面积约为5.8万m2，年总供冷量为3998632kWh。以常规的制冷机组综合COP按3.0计算，每年需要耗电1332877kWh。如果这些冷量全部用海冰来提供(只考虑将海冰当成冷源直接供冷，暂不考虑应用制冷机组的情况)，需要大约43000m3的海冰。节省的电能相当于534t标准煤，减排烟尘4.5t，SO21.7t，NOx 9.2t0
【附图说明】
[0013]图1为系统总体结构剖面图；
[0014]图2为海冰采集系统平面图；
[0015]图3a为海冰采集系统采集海冰过程立面图；
[0016]图3b为海冰采集系统输运海冰过程立面图；
[0017]图3c为海冰采集系统卸载海冰过程立面图；
[0018]图4a为破冰设备破冰锤凿冰图；
[0019]图4b为破冰设备破冰锤升起图；
[0020]图5为挡板输冰带；
[0021]图6a为犁式输冰带犁式输冰板放下犁冰过程图；
[0022]图6b为犁式输冰带犁式输冰板抬起图；
[0023]图7为储冰车间垂直于传送带方向立面图；
[0024]图8为海冰储存室结构平面图；
[0025]图9为海冰储存室结构轴测图；
[0026]图10为喷淋水管轴测图与主视图；
[0027]图11为海冰冷量、淡水资源综合利用流程图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
[0029]冬季，海冰采集系统100进行采冰。如图2所示船体101在动力装置103驱动下向前运动，海冰进入带孔铲斗104中，如图3a所示。当带孔铲斗104海冰装满时，在主动力杆105、副动力杆106、顶杆107的共同作用下，带孔铲斗104被提起，如图3b所示，此时海水通过带孔铲斗104中的孔洞流出，海冰留在其中。船体101开向卸料斗201，在主动力杆105、副动力杆106、顶杆107的共同作用下，海冰被卸入卸料斗201中，如图3c所示。在船体101两侧还设置有破冰锤108，在动力杆110的作用下，利用撞击破冰原理，可以实现对大块海冰进行破碎处理，如图4a、图4b所示。
[0030]海冰采集系统100将海冰运至卸料斗201处，在挡板输冰带202、犁式输冰带203的共同作用下，将海冰运至储冰车间内各储冰室主体306中，此时储冰室主体306的活动盖板305处于开放状态，海冰在传送作用下被自动送到各储冰室中。当各储冰室达到设计储冰量时，关闭活动盖板305对海冰进行封存，以备使用。
[0031 ] 夏季，梯级利用海冰的冷量及淡水资源，各储冰室主体306内的海冰307模块化使用，即一个储冰室主