专利名称：一种利用热液循环单元消减海洋工程结构物冰荷载的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种热液循环装置，特别是一种利用热液循环单元消减海洋工程结构物冰荷载的装置。
背景技术：
在寒冷地区，冰荷载对海洋工程结构物的危害是极其严重的。1969年3月我国的渤海老二号平台、1977年渤海四号平台组中的火炬平台以及1964年美国阿拉斯加库克湾的两座石油平台等在冰荷载的作用下倒塌。2000年I月28日，JZ20-2中南平台发生剧烈振动，造成8号井排空管线疲劳断裂，天然气泄漏。随着我国海上油气资源、海洋可再生能源的进一步开发利用，如何消减冰荷载对海工结构物的危害显得越来越重要。目前，国内众多专家学者对冰本身的结构特性、强度特性、动力特性以及冰激振 动、冰的温度膨胀力等破坏形式进行了深入细致的研究，但由于冰荷载的影响因素众多，动冰力模型试验方法、动冰力模型相似律、冰载荷的消减措施等尚待进一步研究，目前还没有消减海洋工程结构物冰荷载的装置。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种利用热液循环单元消减海洋工程结构物冰荷载的装置，融化冻结在结构物迎水面上的海冰，使海冰脱离结构物，从而消除或减小冰荷载，降低海冰对结构物的危害。为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是一种利用热液循环单元消减海洋工程结构物冰荷载的装置，包括热液循环单元、升降机构、支承端、液体储存容器；液体储存容器通过加热加压装置、循环管路与热液循环单元连接，热液循环单元通过连接件固定在升降机构上，支承端一端与升降机构连接，另一端通过锚固基座固定在海洋工程结构物上，锚固基座与海洋工程结构物的连接处高于海平面。在需要保护的结构物上安装或预埋一锚固基座，该锚固基座与支承端相匹配，通过支承端与锚固基座的连接将所述的装置安装在结构物的迎水面上；在升降机构的驱动下，热液循环单元能够下降至海冰冰层的底面，且能够提升至海冰冰层的顶面；加热加压装置通过循环管路向热液循环单元提供热液，使热液循环单元发热；升降机构驱动热液循环单元上升或下降，利用热液循环单元发出的热量融化海冰，使得冻结在结构物迎水面上的海冰脱离结构物，从而消减冰荷载。当涉水结构物为圆柱结构时，迎水面为环形，热液循环单元可拼装成环形，形成三组或多组独立的热液循环单元，并由三组或多组升降机构共同驱动；当涉水结构物为方柱结构时，迎水面为矩形，热液循环单元可拼装成矩形，形成四组或多组独立的热液循环单元，并由四组或多组升降机构共同驱动。本实用新型能有效地融化冻结在结构物迎水面上的海冰，使海冰脱离结构物，消除或减小冰荷载，降低海冰对结构物的危害，本实用新型适用于寒冷地区的海洋钻井平台导管架基础、海上风力发电机组基础、潮流发电机组塔架及海中固定式结构物、防波堤和护
岸等各类涉水结构物。
图I为本实用新型一实施例结构示意图；其中I :热液循环单元；2 :循环管路；3 :连接件；4 :升降机构；5 :支承端；6 :锚固基座；7 :海洋工程结构物；8 :加热加压装置；9 :液体储存容器。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型一实施例包括热液循环单元I、升降机构4、支承端5、液体储存容器9，液体储存容器9通过加热加压装置8、循环管路2与热液循环单元I连接，热液循环单元I通过连接件3固定在升降机构4上，支承端5 —端与升降机构4连接，另一端通过锚固基座6固定在海洋工程结构物上，锚固基座6与海洋工程结构物7的连接处高于海平面。热液循环单元I是由连通的散热片或散热管构成的装置，热液循环单元I与循环管路2连通。根据我国渤海海域一般海冰厚度20cnT30Cm，最厚达到60cm的特点，热液循环单元的高度宜控制在60cm以内，厚度宜控制在20cm以内，宽度根据结构物尺寸确定。加热加压装置8通过循环管路2向热液循环单元I提供热液，使热液循环单元发热；加热加压装置可采用功率10千瓦的法兰式(插入式)电加热器和扬程40米、功率750W的变频恒压水泵，电加热器与恒压水泵连接；循环管路2连通热液循环单元I的进口和出口，内径为IOcm ;液体储存容器9的容积为I. Om3。连接件3用于连接热液循环单元I和升降机构4，可用销钉或其他型式的扣件固定；升降机构4可采用液压驱动或机械传动，最小行程应大于当地最大海冰厚度，并确保热液循环单元I能够下降至海冰冰层底面高程，且能够提升至海冰冰层顶面高程；支承端5与锚固基座6连接，将装置整体安装在海洋工程结构物7的迎水面上，锚固连接处应高于海平面且便于安装。利用热液循环单元消减海洋工程结构物冰荷载的步骤如下I)在冰期到来之前，或者在海冰生长初期，将装置安装在海洋工程结构物的迎水面上；2)加热加压装置通过循环管路向热液循环单元提供热液，使热液循环单元发热；3)升降机构驱动热液循环单元上升或下降，利用热液循环单元喷出的热液融化海冰，使得冻结在结构物迎水面上的海冰脱离结构物，从而消减冰荷载。
权利要求1.一种利用热液循环单元消减海洋工程结构物冰荷载的装置，包括热液循环单元、升降机构、支承端、液体储存容器，其特征在于，液体储存容器通过加热加压装置、循环管路与热液循环单元连接，热液循环单元通过连接件固定在升降机构上，支承端一端与升降机构连接，另一端通过锚固基座固定在海洋工程结构物上，锚固基座与海洋工程结构物的连接处高于海平面。
2.根据权利要求I所述的利用热液循环单元消减海洋工程结构物冰荷载的装置，其特征在于，所述热液循环单元由散热片或散热管构成。
3.根据权利要求I所述的利用热液循环单元消减海洋工程结构物冰荷载的装置，其特征在于，所述加热加压装置由法兰式电加热器和变频恒压水泵连接构成。
4.根据权利要求I所述的利用热液循环单元消减海洋工程结构物冰荷载的装置，其特征在于，所述升降机构采用液压驱动或者机械传动。
5.根据权利要求I所述的利用热液循环单元消减海洋工程结构物冰荷载的装置，其特征在于，当所述海洋工程结构物迎水面为环形时，热液循环单元为三组以上；当所述海洋工程结构物迎水面为矩形时，热液循环单元为四组以上。
专利摘要本实用新型公开了一种利用热液循环单元消减海洋工程结构物冰荷载的装置，包括热液循环单元、升降机构、支承端、液体储存容器；液体储存容器通过加热加压装置、循环管路与热液循环单元连接，热液循环单元通过连接件固定在升降机构上，支承端一端与升降机构连接，另一端通过锚固基座固定在海洋工程结构物上，锚固基座与海洋工程结构物的连接处高于海平面。本实用新型能有效地融化冻结在结构物迎水面上的海冰，使海冰脱离结构物，消除或减小冰荷载，降低海冰对结构物的危害。
文档编号E02D31/00GK202543977SQ20122016474
公开日2012年11月21日 申请日期2012年4月18日 优先权日2012年4月18日
发明者戴晓兵 申请人:中国水电顾问集团中南勘测设计研究院