国家标准计划《海洋能转换装置锚泊系统评价》由 TC546(全国海洋能转换设备标准化技术委员会)归口 ,主管部门为国家标准委。
主要起草单位 国家海洋标准计量中心 。
| 07 数学、自然科学 |
| 07.060 地质学、气象学、水文学 |
过去几十年来,人们对待海洋能源开发的态度已经发生了重大转变。
政府机构、技术开发人员和制造商们对海洋能转换装置的发展已经产生很大的兴趣。
近年来,许多研究者都试图发明一种利用海洋环境条件的电力转换器。
通常,各种类型的离岸浮式海洋平台都有一个锚泊系统来确保平台的稳定性。
浮式海洋平台在风、浪、流的海洋环境作用下会产生位移,系泊定位系统作为确保浮式海洋平台在允许的范围内工作的重要结构,对海洋平台工作的正常进行起着至关重要的作用。
国际电工委员会2015年发布的国际标准IEC/TS 62600-10:Marine energy - Wave, tidal and other water current converters - Part 10: The assessment of mooring system for marine energy converters规定了浮式海洋能源转换器锚泊系统的设计、安装和维护方面技术要求的规则和评价程序。
该规范除了定义海洋能源转换器系泊系统的安全性和海洋环境要求之外,重点考虑了锚泊系统的强度要求,对锚泊系统的一般要求和考虑因素、设计要求、锚泊分析考虑因素、锚泊安装及维修保养、锚泊硬件以及质量控制方面做了规定。
而国内还没有相关的海洋能标准对海洋能转换装置锚泊系统进行评价。
我国历来十分重视采用国际标准工作,把它作为技术经济政策之一来推行。
《国家标准化法》第四条规定:国家鼓励积极采用国际标准。
由于我国的海洋能技术发展水平与发达国家之间存在着一定的差距,所以采用海洋能国际标准对于我国来说仍然是引进海洋能国际先进技术的一种有效途径,也是提高我国海洋能技术水平和产业竞争力的十份重要的技术经济措施。
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本标准规定了海洋能源转换器锚泊系统的设计、安装和维护方面技术要求的规则和评价程序。 本标准适用于海洋能源转换器锚泊系统的设计、安装以及维护等。 该规范除了规定海洋能源转换器锚泊系统的安全性和海洋环境要求之外,重点考虑了锚泊系统的强度要求,对锚泊系统的一般要求和考虑因素、设计要求、锚泊分析考虑因素、锚泊安装及维修保养、锚泊硬件以及质量控制方面做了规定。 该规范的主要技术内容如下: 1、一般要求和考虑因素 ? 基本要求:确保海洋能源转换器结构、机械、电力和控制系统安全的工程和技术要求。 ? 安全要求:在海洋能源转化器的安装、操作和维护中已经建立的安全程序。 ? 规划要求:在设计和评价之前应该进行定位系统的规划。 ? 检查和维护要求:保持系统的完整性和适用性,做好质量控制、现场监督、运输和安装过程的处理,以及该系统的使用和维护方式。 ? 分析工具:采用已经充分验证和确认的分析程序和计算软件进行描述。 2、设计要求 ? 基本考虑因素:锚泊系统的类型、特点。 ? 设计条件:对最大极限状况、正常使用极限状态和疲劳极限状态的要求。 ? 设计环境要求。 ? 设计的基本问题:锚泊索、锚泊系统、疲劳寿命、防腐问题。 ? 坐标系的规定。 ? 设计环境条件:运行条件、风暴状况、波浪、风、海流、潮汐、温度和冰、海生物、地震等相关要求。 3、设计荷载 ? 静负载和浮力 ? 环境荷载:波浪荷载、海流荷载、风荷载的计算方法。 ? 锚泊荷载。 ? 疲劳荷载。 4、锚泊分析考虑因素 ? 基本因素:锚泊分析应进行各作用效应的极值预测(最大值或最小值,如果适用),例如浮式构筑物的偏移量、索的张力、环境条件下的锚力及其他(立管作用、串联锚泊作用等等)。 ? 动态响应分析:1)动态分析的过程:浅水域锚泊构筑物的动态特性非常复杂。有些锚泊情况下的动力学对设计非常重要。采用锚泊分析程序对锚泊系统进行动态分析,以评价锚泊荷载和构筑物移动的最大峰值。构筑物泊位的初始位置为基于准静态分析方法确定的构筑物泊位的平衡位置。2)浮式海洋能转换器的动态分析:对风和海流方向的不同组合的动态分析采用设计风暴模拟中使用过的风速时程。 ? 强度分析:锚泊设备的设计和安装应保障能够安全地抵御荷载组合的各额定荷载,此处荷载组合定义为不超过锚泊组件允许应力的荷载。需考虑材料的正常磨损、检测方法与频率。考虑到各可变荷载的同时出现的最大值可能性,设计中不可使用折减系数。 ? 疲劳分析:提供了典型的疲劳评价程序。 5、安装及维护 ? 防腐系统:包括应用涂层,用于保护各种材料免受腐蚀的影响。防腐系统应在构筑物放置于现场即开始生效。由海洋环境内的非常规污染物带来的任何特殊腐蚀影响均需予以考虑。 ? 防污系统:设计中要考虑到可预期的海洋生物带来的影响。 6、锚泊硬件 ? 锚泊索组件:钢缆、锚链、连接杆的制造要求。 ? 绞车设备:绞车的设计应符合国际公认的设计标准中规定的条款。锚泊索在导缆器和锁紧设备处要承受高磨损和高应力。 ? 管控设备:锚泊索的张力测量、锚泊索的松出。 7、质量控制 ? 概况:为确保已完成的构筑物的性能与设计过程中假定的性能一致,提出规划、设计、建设和使用构筑物的约束条件。 ? 检验和测试:制造、装载、海上系固、运输、安装、运行、维护各阶段的检验和测试须严格遵照各阶段的方案和技术规范进行。
海洋可再生能源项目“海洋能国际标准研究与基础标准制定” GHME2011ZC01