01.海洋工程环境学 船舶和海洋结构物.ppt

* 海上储油基地俯瞰图 * 自主水下航行器 Autonomous Underwater Vehicle (AUV) 遥控潜水器 Remotely Operated Vehicle (ROV) * 海洋环境保护 * * 海洋开发领域 海洋油气开发 海洋矿产开发 海洋能源 海洋空间利用 海洋观测，通讯等 * 海底的矿产资源物 * 方兴未艾的海洋油气开发 中国南海 南大西洋 里海 西非 世界探明的四大海洋油气区分别是波斯湾、加勒比海的帕里亚湾和委内瑞拉湾、北海和墨西哥湾。其中波斯湾是目前海洋石油资源最丰富的地区，面积约150×104km2，已探明储量120多亿吨，约占世界海洋石油探明储量的50%。 新兴区域 ： * 1 * * * * 海洋油气勘探 钻井 * 海洋油气勘探 采油 * 海洋油气勘探 管道铺设 * 0.2 海洋结构物 天然气水合物的开发 海底天然气水合物是一种由碳氢气体与水分子组成的白色结晶状固态物质，外形如冰雪，普遍存在于世界各大洋沉积层空隙中。根据国际天然气潜力委员会的初步统计，世界各大洋天然气水合物的总量换算成甲烷气体约为1.8~2.11016m3，大约相当于全世界煤、石油和天然气等总储量的两倍，被认为是一种潜力很大的、提供21世纪开发的新型能源。 * 0.2 海洋结构物 海底金属结核开发 1. 多金属结核的定义 2. 多金属结核形成的奥秘 3. 多金属结核的资源量评价和计算 4. 附着在五千多米大洋底的多金属结核的开采 5. 多金属结核资源的利用指日可待 * 0.2 海洋结构物 多金属结核的定义 多金属结核(亦称锰结核、铁锰结核、锰矿球)是一种富含多种金属元素、主要由铁锰氧化物和氢氧化物组成的“球状”沉积物。 锰结核又称“锰矿瘤”,主要由铁锰氧化物和盐类等矿物组成的不规则的黑色到棕色的结核。结核是外形像土豆的黑色团块,其形态各异,大小不同,切开来是一圈圈的纹理,好似树木的年轮,甚至可以一层层的剥开来,直径为几厘米至几十厘米。结核中除有铁和锰外,还含有铜、镍、钴等30多种金属元素、稀土元素和放射性元素。其中最有价值的是铜、镍、钴、锰。这四种金属资源仅在太平洋底的储量就分别是全球陆地贮量的50倍、600倍、3000倍和200倍,其经济价值是巨大的。 * 0.2 海洋结构物 多金属结核的颜色由浅灰色、浅棕色到深褐色、黑色,其颜色的深浅与化学成分有关,凡富锰者,色调较深,富铁者色调偏浅。多金属结核的形状千姿百态,主要有球状、椭球状、菜花状、杨梅状、葡萄状、碎屑状和连生体状等,多数形态不对称 左：菜花状多金属结核 右：瘤状多金属结核 * 0.2 海洋结构物 世界各大洋含钴锰结壳分布图 * 0.2 海洋结构物 多金属结核采矿系统 * 0.2 海洋结构物 海洋能源开发 潮汐发电 波能发电 温差发电 盐度差发电 海流发电 风力发电 * 0.2 海洋结构物 潮汐发电 潮汐能是涨落的潮水中蕴藏的动能。潮汐是指海水在月球和太阳等天体引力作用下所产生的周期性的自然涨落现象。据理论计算,月亮的引潮力可使海面升高0.563m,太阳的引潮力可使海面升高0.246m,两者合计,即潮汐的最大幅度约为0.8m。因此,一般海面的潮汐现象并不显著。然而,在某些地狭浅的海峡、海湾和河口地带,由于地形等因素的影响,潮汐往往十分发达,潮差可达7-8m甚至十几米。如我国著名的钱溏潮,最大潮差可达8.9m,加拿大芬地湾蒙克顿港的最大潮差达19m。 * 据科学家估算,全世界海洋的潮汐能约有30亿千瓦。若用来发电,年发电量可达1.2万亿度。我国潮汐能蕴藏量丰富,约1.1亿千瓦,年发电量近900亿度,相当于7个葛洲坝水电站的电力。 潮汐发电为把海洋中的潮汐能转变为电能的一种发电方式。其原理和水力发电相似,也是利用水的力量,通过水轮机变成机械能,再由水轮带动发电机变成电能。 * * 波能发电 起伏的波浪所蕴藏的势能和动能称为波浪能。波浪是由海面上风的吹动以及大气压力的变化和海底地壳的活动(如地震、火山爆发等)引起的。 一般海面上的波高为2-4m,周期9-10s,所以波能的能级约在20-80kw之间。 1911年世界第一座波浪发电装置建成,但结果不甚理想;1964年,日本制造成世界上第一盏用海浪发电的航标灯。尽管这台海浪发电机发出的电仅够一盏60w灯使用,但却给各国提供了可靠的佐证和启迪。 我国的波能资源也相当丰富,大约在5亿千瓦以上。我国近海受季风控制,冬季浪大,夏季浪小,特别是冬季在强烈的偏北风的吹刮下,从黄海至南海形成一条东北——西南走向的大浪带,波浪具有波高而周期小的特点,有利于波能发电。 * 波能发电机的原理 固定空气透平式 液动式波能发电 海上风力发电 * 海上风力发电 * 海上风