采用循環水技術的大型養殖工船總體設計探討

李志雨 童 波 邵武豪

（中國船舶及海洋工程設計研究院 上海 200011）

0 引 言

我國是漁業生產大國，水產養殖產量占漁業總產量的70%以上，其中魚類養殖產量90%以上來自以池塘養殖為主的內陸淡水養殖，而廣闊的海洋卻未被充分利用，故海水魚養殖發展空間巨大。近年來，隨著內陸和近岸養殖水域水體惡化、養殖空間受限和水產品安全等問題日益突出，發展深遠海養殖的呼聲越來越高、實踐越來越多，我國深遠海養殖產業鏈正在不斷探索中構建和發展[1]。發展深遠海養殖拓展養殖新空間，關鍵是安全可靠的設施裝備，前提是養殖品種與生產系統的經濟性，途徑是規模化生產與工業化管理[1-2]。安全、經濟、可靠的深遠海養殖裝備，必定是現代化、工業化養殖技術與海洋工程裝備技術深度融合的產物，需要漁業領域和裝備領域跨學科深入合作，開展不同路線的深遠海養殖裝備研究，對于發展適合我國國情的深遠海養殖產業具有積極的意義。

本文在分析深遠海養殖裝備發展技術路線的基礎上，針對采用循環水養殖技術的大型養殖工船技術路線，分析總結船型總體設計思路，并對船型設計中的關鍵點（如循環水養殖系統構建、深水取水系統設計等問題）進行深入探討，為將來該種船型設計開發提供借鑒。

1 深遠海養殖裝備技術路線

水產養殖領域在深遠海的定義與海上油氣領域有非常大的差別，這主要受到裝備發展經濟性和技術水平的限制。根據水產養殖行業的認識，深遠海養殖定義的主要特點為：離大陸岸線3 km 以上，處于開放水域；水深20 m 以上，具有大洋性浪流特征；規模化設施，具有一定的自動投喂、遠程監控和系統管理等能力。相比遮蔽水域和近岸養殖，深遠海養殖面臨離岸距離遠、環境惡劣以及前期投入大等挑戰。

目前國內外深遠海養殖裝備發展的技術路線主要有兩大類：一是深遠海養殖網箱，二是養殖工船。深遠海養殖網箱與傳統近岸網箱不同，一般是指采用大型浮體和/或桁架組成的框架式結構以及網衣系統組成的養殖設施，采用漂浮或坐底等作業方式，網箱內部養殖水體和外部自然海域可自由交換。養殖工船是指具有船型、排水型的結構型式，依托船體結構構建養殖水艙，具備自航能力，在漂浮狀態下采用定位系統進行養殖作業的漁業養殖設施。不同的技術路線下又發展出不同的裝備型式[3]。

1.1 深遠海養殖網箱裝備技術路線

深遠海環境條件較為惡劣，對網箱養殖的安全性提出了高要求。最初試水深遠海的是HDPE 框架重力式網箱，后經不斷改良，可滿足20 m 水深養殖需求。此種網箱單位造價成本較低，但抗風浪性能較差，單個網箱養殖產量相對較小。

挪威是發展深遠海大型網箱的代表。為鼓勵大型養殖企業走向深海，挪威政府推行“發展許可證”，鼓勵養殖企業采用新型養殖裝備走出峽灣；當這些養殖裝備投產并達到預定養殖產量后，可免費獲得該養殖海域使用權，這對養殖企業極具吸引力。2017年，挪威SalMar 海洋集團投資的全球首個半潛式養殖網箱“Ocean Fram 1”（見圖1）投產，養殖水體達25 萬m3，預計年產量8 000 t。該網箱于2020年通過了挪威漁業局的驗收，發展許可證成功轉換為永久養殖許可證。目前，SalMar 海洋集團“Ocean Fram 2”項目正在積極推進中。2021年，挪威Nordlaks 公司投資的“Havfram 1” 船形網箱交付，該裝備包含6 座深水網箱，采用外轉塔單點系泊系統進行定位，養殖水體超過40 萬m3，可實現魚苗自動輸送、飼料自動投喂、水下監測、水下增氧以及死魚回收和成魚自動搜捕等功能[4]。

圖1 “Ocean Fram 1”養殖網箱

圖2 “Havfram 1”養殖網箱

經過多年發展，我國在深遠海大型養殖網箱裝備方面已經取得不小的成績，積累了豐富的設計、建造經驗，但從單個裝備的養殖體量上看，與挪威仍有一定差距。國內建成投產的典型裝備代表包括“深藍1 號”桁架式坐底網箱，養殖水體5 萬m3，經過多年的實踐，成功驗證了黃海冷水團鮭科魚類養殖技術路線[5]；“德海1 號”船形半潛桁架網箱，養殖水體5 萬m3，養殖大黃魚、軍曹魚等；“長鯨 1 號”坐底式網箱，養殖水體6 萬m3，養殖黑魚、黃魚；“振漁1 號”橄欖球形桁架網箱，養殖水體 1.3 萬m3，網箱可繞旋轉軸轉動，可有效解決網衣海生物附著問題；“澎湖號”半潛式波浪能網箱，養殖水體1.5 萬m3，利用海洋波浪能和風能為養殖生產提供必需的電力。2021年，煙臺海洋牧場“百箱計劃”首座網箱“經海001號”在山東長島海域安裝。該網箱為坐底式網箱，養殖水體約7萬m3，養殖黑鲪。國內目前發展的深遠海網箱多以3 萬至10 萬m3養殖水體的經濟型網箱為主，部分省份（如山東、福建等）都制定了規模化發展深遠海網箱養殖的規劃。

養殖網箱內部水體完全與外部相通，依托天然的海水資源養殖當地適養的魚種，根據裝備的實際需求配置自動化投飼設備、增氧設備、網衣清洗設備與水下監控等設備，總體來講養殖成本相對較低。但網箱養殖面臨海洋水溫、水質等變化導致的養殖失敗、海洋哺乳動物破損網衣導致魚類逃跑等風險、網衣與桁架結構連接處在海流作用下產生疲勞損害且海上安裝施工要求較高，這些相關問題還需要進一步解決。

1.2 養殖工船裝備技術路線

上世紀80 至90年代，發達國家提出發展大型養殖工船的理念并進行實踐，但始終未形成主體產業，生產規模有限。我國在養殖工船裝備技術路線上進行了非常多研究。上世紀70年代末，雷霽霖院士繪制了“未來海洋農牧場”建設藍圖，展示了建造養殖工船的初步設想；2017年國內首艘養殖工船試驗船“魯嵐漁養 61699”的開航標志著我國發展養殖工船的設想進入了實質性的階段[6]。近幾年，國內對深遠海大型養殖工船的研究越來越系統和深入，就船載養殖系統技術來劃分，目前養殖工船裝備大致形成船體舷側開孔、封閉式全流水技術養殖工船以及封閉式循環水養殖工船三種技術方向。

1.2.1 船體舷側開孔

該方案將養殖艙與海水直接連通，典型代表為“明德號”養殖工船 （見下頁圖3）。該船于2020年由散貨船改裝而成，養殖水體約 6 200 m3，以養殖黃條為主。該種方案養殖艙內外水位高度相同，考慮到船型養殖裝備航行和作業干舷，養殖艙上部空間利用率較低；由于船體舷側開孔面積有限，完全依靠水體自然交換導致其養殖水體交換能力相對較差。該種船型雖然初始投資相對較低，但在養殖效率和防止病害方面具有明顯的劣勢，不具備裝備大型化和單個裝備規模化養殖發展的基礎。

圖3 “明德號”通海型養殖工船

1.2.2 封閉式全流水技術養殖工船

該船型采用封閉式養殖艙結構，使用艙內水泵不斷從一定深度抽取海水注入養殖艙內，并通過舷外排孔排出，使得養殖艙內水體具有適合養殖的流場和水體環境。該種方案養殖水體交換量大，一定程度上也受到養殖海域水溫水質條件的影響。典型代表為“國信1 號”（見圖4）。該船由青島國信發展 （集團）有限責任公司投資建造，2022年5月交付，設有15 個養殖艙，養殖水體接近9 萬m3，主要開展大黃魚養殖，設計年產量約3 700 t。

圖4 “國信1 號”養殖工船

國信集團在發展以養殖工船為核心的深遠海養殖船隊方面展示了不小的雄心，計劃在未來5至10年陸續投資建造50 艘養殖工船，配以13 艘補給船、油料加注船、綜合試驗船，形成總噸位超過1 000 萬t 的12 支國際領先的標準示范船隊。

1.2.3 封閉式循環水養殖工船

該船型采用封閉式養殖艙結構，利用船載循環水處理系統去除養殖水體中的雜質并增氧，保證最適宜的養殖水體水質；配置變水層取水系統，根據需求抽取適宜溫度的海水并注入養殖水艙，維持養殖需要的水體溫度。該方案系統復雜、耗能較大，但能夠營造最適宜的養殖水體環境，且所需注入的外界海水量相對小，養殖產量高，可適用廣泛的海域，并可養殖不適合當地養殖的高附加值魚種（如大西洋鮭）。

本文結合某型養殖工船（下文簡稱“目標船”）開發情況，就采用循環水技術的養殖工船總體設計進行探討。該船以大西洋鮭為養殖對象，采用封閉式循環水養殖系統，配備深水變水層取水設備，有效養殖水體達8 萬m3，設計年產成魚6 000 t。

2 總體設計思路

養殖工船是一種新興的海上工程裝備，由于其首要目標是保證海上養殖魚類的成長，其設計理念和方法與常規工程船和海上油氣裝備不同，在保證安全的前提下，尤其注重裝備的經濟性。采用循環水技術的養殖工船相比其他養殖工船系統更加復雜，對船體和輔助系統的要求更高，對總體設計提出了更高的挑戰。

循環水養殖系統是海上養殖大西洋鮭最直接的保障，也是養殖工船的核心，船型總體設計需要緊緊圍繞該系統和功能需求展開，參見圖5。

圖5 以循環水養殖系統為核心的養殖工船總體設計思路

首先，根據大西洋鮭人工養殖的特性，制定海上養殖流程，包括循環水養殖、船載加工、魚苗補給、飼料補給存儲投喂、油水補給與成品魚轉運等，梳理養殖工船不同系統功能模塊之間的聯系。

然后，制定海上循環水養殖工藝，構建循環水養殖系統，明確養殖系統對于船舶及系統設計的各項需求。大西洋鮭為冷水性魚類，最適宜養殖水溫為12～15 ℃，水溫若超過18 ℃就有可能發生死亡。我國尚無天然的長年滿足大西洋鮭生長的自然海域，故養殖工船從深層抽取冷海水維持封閉養殖艙內水溫是一種較好的解決方案。其他主要設計需求如下：

（1）養殖艙容量和數量需求，需要結合養殖密度和產量確定；

（2）養殖艙艙型需求，便于形成穩定的環形流場，進出水量設計保證流場流速適宜魚類生長；

（3）養殖艙結構設計需求，內部盡量不能有突出的結構物、便于集污、人員巡檢通道等；

（4）循環水系統設備和管路重量、養殖艙及循環水處理系統內部水體重量等對排水量的需求；

（5）各養殖水艙、循環水處理系統、管路、通風以及趕魚通道等對總體布置的需求；

（6）包含養殖水艙進出水管、溢流管及循環水管等的循環水管路設計需求；

（7）循環水養殖系統在不同養殖階段和工況下對電力的需求；

（8）為維持養殖艙水溫和水量，進行取水補水水量的需求；

（9）循環水處理系統中的生物濾池曝氣、二氧化碳除氣等對大量新風的需求。

針對上述需求，結合用于保障養殖系統的取水系統、動力系統、推進系統、系泊系統與投飼系統管控系統設計，以及用于成魚收獲后的加工系統、存儲系統、冷藏系統與轉運系統設計，論證養殖工船船型尺度參數，開展功能區劃分及總體布置，使得各系統設計相互協調匹配。最后，以養殖可靠性和經濟性為目標，對養殖工船總體布置、結構設計以及系統配置等進行綜合優化，得到可靠的船型總體方案。

2.1 船型主尺度

養殖工船既屬于排水型船舶，又屬于布置型船舶。從船舶載重量角度講，養殖水體質量占絕大部分。為保證8 萬m3養殖水體，結合循環水處理系統及管路等水體、成魚暫養艙水體等需求，總的養殖水需求不小于9 萬t；再考慮滿足海上養殖需求的燃油、淡水、飼料、加工產品、取水管及壓載水等質量，目標船載質量需求約為10.2 萬t。從船舶布置角度來講，循環水養殖系統對布置空間的需求也占了主船體內部的大部分空間，不僅滿足養殖艙水體空間需求，還需要滿足養殖艙巡檢及設備維護空間要求。船型主尺度的確定還需要滿足干舷、快速性、穩性、耐波性等性能，綜合考慮布置、浮態、總體性能等因素，確定目標船船長約250 m、船寬約44 m、型深23.8 m、滿載吃水14 m。

2.2 總體布置

養殖工船總體布置需要滿足船載養殖、加工、存儲、補給和轉運等各系統功能的實現，同時也需要保證船舶浮態和穩性。根據大西洋鮭船上養殖流程，實現養殖過程的流程化和自動化，規劃主船體內養殖從后向前，從養殖艙至暫養艙，再至主甲板上的加工車間，然后向后至船中的存儲和轉運。目標船功能區劃分如圖6所示。

圖6 養殖工船總體功能區及總布置概況

主船體內艉部為動力功能區，包含發電機組、推進器、舵系、燃油艙壓載艙以及大功率的制氧設備等；主船體中部為養殖功能區，設置養殖艙、循環水處理設備間、暫養艙和壓載艙等；艏部為壓載艙等。主甲板以上自艉部向艏部為生活功能區、變水層取水裝置、加工存儲轉運功能區、錨泊設備區。

船舯養殖功能區設置兩列共16 個養殖艙，每個養殖艙配置一套循環水處理系統,從而形成一個相對獨立的循環水養殖單元。兩列養殖艙之間設置人行通道和趕魚通道，可實現人員和魚、水在不同養殖艙之間的移動；前端設置2 個暫養艙，成魚在收獲之前先在暫養艙養殖一周左右，以去除魚體的腥味。取水裝置抽取的深層冷海水通過總管輸送到每個養殖艙和暫養艙內，通過智能養殖控制系統計算所需水量并進行調節。

生活樓設在艉部能增加艉部受風面積，在艏部單錨定位時能充分利用風標效應保持船位；同時，將取水裝置設在靠艉部區域，避免取水管在水下與錨鏈發生碰撞。船舯兩舷露天甲板上各設置1 臺海工型轉運吊機，覆蓋魚品存儲冷藏貨艙范圍，主要用于冷藏集裝箱和飼料等貨物的海上轉運作業；船中心線上布置3 臺甲板吊機，聯合轉運吊機覆蓋露天甲板上的作業區域，以實現船上普通貨物吊運。

2.3 總體性能

2.3.1 穩 性

養殖工船既具備海上定點養殖的功能，又具備航行調遣的功能，因此需要滿足海上移動平臺和自航船舶對于穩性的具體要求[7]。根據中國船級社《海上漁業養殖設施檢驗指南》[8]的要求，航行工況下需要滿足《鋼制海船入級規范》對于航行船舶的要求，非國際航行船完整和破艙穩性還需滿足主管機關的要求。漂浮定位養殖工況下，完整穩性和破艙穩性需要滿足《海上移動平臺入級規范》對水面式平臺的相關規定。

目標船許用GM曲線如圖7所示，可知穩性的主要限制條件為航行工況破艙穩性。養殖工船航行工況采用三吃水概率法校核破艙穩性，需要將養殖艙當作貨艙設定隨吃水變化的滲透率；由于大量循環水管路設置在雙層底內，需要按照規范要求校核非規則雙層底破損，這也是導致目標船破艙穩性較為緊張的原因。實際上，對于載重主要為海水的養殖工船，養殖艙內部水位一般高于海平面，既使養殖艙發生破損，也不會導致養殖艙內再度進水而使船舶下沉。

圖7 養殖工船穩性許用GM 曲線

2.3.2 作業定位能力

作業定位能力是指養殖工船在零航速漂浮養殖工況下，保證工船限定在一定養殖作業范圍內的能力，需由作業定位系統實現。不同與常規海上油氣定位系統，養殖工船的定位系統需要能夠快速解脫和安裝，且在保證安全的前提下，系統造價和運營成本應盡量低。目前國內發展的養殖工船均采用單錨定位的方式，臺風來臨前可自行快速起錨航行避臺[9]。目標船配置經濟型單錨作業定位系統，可在100 m 作業水深、最大5.8 m 有義波高、風速 20.7 m/s、流速1.5 m/s 的海況條件下實現作業定位。

根據船級社對此種定位方式的要求，系泊索安全系數按照動力分析方法或靜力分析方法選擇比常規海洋工程裝備要求更高的數值，而且目標船配置了作業過程中船位和姿態監控等措施，保證工船在定位失效前啟動推進系統以確保船舶的安全。為有效評估目標船在風、流變換過程中錨鏈與取水管發生纏繞和碰撞的風險，采用模型試驗在海洋工程水池中進行模擬驗證，結果顯示發生上述風險的概率極低，但在實船操作中仍然需要隨時關注船舶位置和錨鏈的狀態。

2.3.3 運動性能

不同于油船和LNG 等液貨船，養殖工船內部有多個非連續的自由液面，養殖艙內水體與船體會發生耦合晃蕩，在某些情況下會加劇船舶的運動響應。此外，在正常養殖作業工況下，養殖工船艏部采用單錨定位的方式，船舶運動響應分析還需要考慮單錨定位和風標效應的影響。養殖工船開發中不僅需要關注養殖水艙的晃蕩，也需要盡量抑制船舶的運動。目標船在養殖艙內部靠近水面的位置可設置晃蕩抑制平臺，也可作為巡檢通道；船舶應設置盡可能大的舭龍骨，以增加船舶橫搖阻尼。

2.3.4 機動航行性能

養殖工船具備自航能力是有別于網箱類非自航裝備的一種顯著特征。具備機動自航能力不僅可使船舶尋找最佳的養殖水源，也可使其能夠航行避臺，這對該種養殖裝備安全性至關重要。較高的避臺航速對裝備安全性有利，但對裝備經濟性有明顯的負面影響，根據臺風路徑預測情況，合理規劃避臺路線的前提下，養殖工船避臺航速一般達到 10～12 kn 即可滿足需求。鑒于長時間在海上漂浮作業，船體外板增加的污物會導致船體阻力增加，并增加波浪中的航行阻力，因此目標船的推進功率應留有一定裕度。

此外，由于目標船養殖過程中需要不間斷抽取冷海水，在避臺航行時取水管的阻力又非常大，同時全速航行取水管受到的載荷也非常大。經過計算分析，目標船可低速帶取水管航行避臺（提前撤離）；或者不帶取水管全速航行避臺，在避臺前通過抽取更冷的海水預先降低養殖艙內水體溫度，待工船航行至安全區域后再下放取水管抽取冷海水。

2.4 結構設計

養殖工船結構設計不僅需要滿足船舶總強度的要求，還需要滿足船體適漁性設計需求，如特殊的養殖艙艙型設計、特殊結構節點的設計、養殖艙走道平臺設計等，且需要不斷優化結構型式和尺寸，盡量優化船體結構重量。目標船中段設計為雙底、雙殼、雙層中縱壁、雙層橫艙壁，養殖艙和暫養艙內部無結構件，避免損傷魚類；養殖艙、暫養艙的四角均設置斜封板，平面呈八角形，利于營造水循環環境；養殖艙、暫養艙的底部（即內底板），做成向心漏斗狀結構，便于清污；雙層中縱壁內設置結構趕魚通道，養殖艙、暫養艙的上部設置艙內走道平臺，便于日常觀察；艙內走道平臺下面設置傾斜封板，避免平臺構件損傷魚類，還利于減小養殖艙晃蕩。

3 關鍵系統設計探討

3.1 循環水養殖系統

如何在有限的船體空間內構建經濟高效的循環水養殖系統是養殖工船開發首先需要考慮的問題。

不同的養殖工藝構建的循環水養殖系統是有較大差異，而系統的構建也受到船體結構型式的約束。養殖工船設置多個養殖水艙，每個養殖水艙與其配套的循環水處理設備等組成一個循環水養殖單元，即一套循環水養殖系統。該系統包含了水、氣的循環與平衡，系統設備多且管路復雜。典型的循環水養殖系統包含了內壁光滑的養殖艙、循環水處理系統、制氧系統、應急氧系統和取水系統等，其中循環水處理系統包含轉鼓式微濾機、紫外線消毒器/臭氧消毒裝置、CO2除氣器、生物濾池、變頻循環泵和氧氣錐等。目標船循環水養殖系統構成如圖8所示。

圖8 循環水養殖系統

循環水養殖系統是養殖工船的“能耗大戶”，最大運行工況下系統耗電可占全船電力消耗的80%以上，且為維持養殖需要的水體環境，循環水系統需不間斷運行，并根據不同養殖階段、養殖密度以及避臺航行工況調整系統的用電負荷。目標船采用變頻循環泵既能滿足循環水量靈活調節的需求，又能達到節能的效果。此外，循環水處理過程中的CO2除氣和生物濾池曝氣過程中需要大量的外界空氣與養殖水體接觸，如外界空氣與內部海水溫差較大，會導致熱量/冷量的大量損失，因此可考慮熱回收裝置對其進、排風進行全熱熱回收。目標船采用轉輪式熱回收裝置回收一部分冷能，轉輪在制冷運行和制熱運行時的綜合總熱回收溫度效率大于80%。

3.2 階段分級養殖

階段分級養殖是根據大西洋鮭生長特性曲線，將不同養殖階段在對應的不同養殖艙內實現，本質上是充分利用水體的容積，是提高循環水大西洋鮭養殖經濟性的有效手段，理論上年產量較傳統單艙養殖可提高30%以上。階段分級養殖還可以實現單船“階段”出漁，較常規單級養殖可有效分散出漁季，避免大批漁獲集中上市沖擊市場。圖9為目標船大西洋鮭船上分級養殖流程。

圖9 大西洋鮭船上養殖流程

階段分級養殖需要將養殖的魚體從一個養殖艙中調撥到其他養殖艙，因此目標船設置了魚群調撥裝置，在調撥的過程中需要防止魚種發生機械損傷。此外，魚群調撥裝置應當充分利用船體結構，且能夠實現魚體自主游動調撥；通過在養殖艙調撥進出口設置計魚器，實時監控進出艙的魚體數量。

3.3 取水系統

采用循環水技術的養殖工船通過從深層取冷海水維持養殖艙內水溫，取水系統是保證養殖艙水溫的關鍵。取水深度越深、取水量越大，系統設計越復雜。目前還未有用于養殖工船深層取水系統的實踐，但疏浚船、浮式液化天然氣船（FLNG）可提供一些解決思路，如：取水深度不深時可考慮舷側采用鋼絲繩絞車下放取水管，配合艙內泵和舷外吸口進行取水；考慮甲板面設置軟管絞車配合水下泵方式取水；考慮桁架式提升塔配合水下泵的型式取水等。

養殖工船取水系統要求能夠快速收放，以便應對臺風來臨前的快速撤離以及臺風過后的迅速就位作業。取水系統的組成大致包含取水泵系統（艙內/水下）和取水管（軟管/硬管）、取水管收放裝置和取水管存儲裝置等，還需考慮取水管管端防海生物裝置，并應保證所取海水溫度、鹽度保持相對穩定。取水深度的考慮應當在調研所需作業的海域后確定，保證所取深層冷海水能夠滿足養殖艙溫度控制的需求。

目標船在養殖功能區靠后位置左右舷各設置一套取水收放裝置，一用一備。采用分節的硬質取水管，通過快速連接接頭將其連接，然后穿過甲板和船底上的結構開孔下放至指定深度，最后下放的管段上設有多個開孔，固定在船體內部的取水緩存艙。取水泵設置在船體機艙內，通過管路抽取緩存艙內的海水，使得艙內海水與外部海水產生較大的壓力差，從而將深層冷海水通過取水管壓入緩存艙內。

3.4 養殖綜合管控系統

養殖綜合管控系統是養殖工船整個生產過程中的管控系統，具備工船自主航行、綜合監控、能效管理、船舶及養殖設備管理和養殖生產管控等功能，該系統主要包括船端信息網絡綜合管理系統、船舶監控管理系統、養殖集中控制系統、船岸通訊系統和岸端數據接收處理系統[10]。

其中，養殖集中控制系統是核心，該系統針對養殖工船的生產和養殖工藝流程，需要監測多個養殖艙內的包括水溫、水質、溶解氧、氨氮，以及養殖魚體數量和狀態等參數，實現水質調節、溶氧控制和自動投喂等功能。該系統監控參數多、邏輯復雜，在工船開發中還需要根據實際的養殖情況不斷積累數據，進行系統的優化和升級。

4 結 語

采用循環水技術的大型養殖工船是目前國內養殖工船發展的技術路線之一。采用工廠化養殖技術與海上浮動裝備有機融合，可提升養殖裝備的適用范圍和工業化水平。循環水養殖系統是本文探討船型的核心，船型總體設計必須厘清目標養殖魚種的海上養殖需求，制定明確的海上養殖流程，以循環水養殖系統為核心開展總體布置、系統設計、結構設計和總體性能分析等工作。循環水養殖系統為養殖魚種提供必需的水環境，能夠實現系統中水、氣的循環與平衡，在系統設計中也要充分考慮船體結構布置、節能設計等。取水系統是采用循環水技術養殖冷水性魚類的重要保障，系統設計應有適當冗余，取水管能夠快速安全可靠地收放，系統能夠在設計海況下長期安全運行。

考慮到我國居民水產品消費結構和市場需求情況，采用循環水技術的養殖工船可以養殖國內自然水域難以大規模養殖的高附加值魚種，未來船型需求前景廣闊，而對于船載循環水養殖系統的研究也會越來越深入。相信不久的將來會有更加節能高效的船載循環水處理系統實現應用，從而顯著降低養殖工船運營成本，推動船型不斷升級。