CN104299663A - 一种可潜式动力定位海上核电站 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种可潜式动力定位海上核电站，包括双层壳体船，在的双层壳体船上安装有反应堆舱、保护壳、反应堆装置、发电机舱、发电机组、电力推进装置舱、电力推进器，电力推进器带动浆舵舱内的主推进装置；双层壳体船的客体之间形成加载水舱。本发明可部署在浅海区域、深海和孤岛附近，并特别适用于海况较为恶劣的深海地区，利用核能为海洋油气开发、孤岛开发等提供能源，由于利用动力方式进行定位，又可通过下潜方式规避极端气候条件，在深海地区适应力强，可根据能源需求采用不同的单元机组数配置，对海洋资源开发具有重要的推动作用，该浮动电站可用于军事基地或者军民两用大型综合补给基地能源供给，具有较好的军事应用前景。

Description

一种可潜式动力定位海上核电站

技术领域

本发明涉及海上核电领域，具体是一种可潜式动力定位海上核电站。

背景技术

浮动核电站可用于发电、淡化海水、采暖，能满足区域供电、区域供热、海上石油开采、化工、极地或偏远地区、孤岛等的特殊需要。对我国国内而言，浮动核电站可以满足远离大陆的海岛、石油钻井平台等对能源的较大规模需求，为我国沿海海岛开发、深海油气开发在电力供应、海水淡化等方面提供充沛的能源，也可作为军用小型核电源在军事基地和海岛上应用。中国南沙海域含油气面积几十万平方公里，南海能源储备巨大，至少蕴藏有367.8亿吨石油，7.5万亿立方米天然气，我国南海油气资源的开发将具有巨大的电力能源需求。另一方面，在渤海地区，目前采用的伴生气发电方式已无法满足电力需求，并且发电成本昂贵。开发浮动核电站可满足上述能源需求，在热、电、水方面提供能源。

浮动式核电站根据海洋环境和布置海域特点可采用不同部署型式，在浅海地区可考虑采用固定平台式、单点系泊的浮船式等类型。而在诸如南海等水深较深的海域，上述部署方式将无法解决浮动核电站位置相对固定问题；在多台风和易发生海啸区域，极端天气对于核电站具有毁灭性打击的可能。

发明内容

本发明的目的在于提供应用于一种可潜式动力定位海上核电站，解决目前没有设备可以用于燃料组件定位格架勾挂试验研究的问题，实现两个格架之间的勾挂试验。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种可潜式动力定位海上核电站，包括双层壳体船，在所述的双层壳体船上安装有反应堆装置、以及与反应堆装置连接的发电机组，在双层壳体船内还安装有电力推进器，电力推进器带动浆舵舱内的主推进装置；所述的双层壳体船的客体之间形成加载水舱。

在所述的双层壳体船上设置有安装反应堆装置的反应堆舱、保护壳、以及发电机舱，与反应堆装置连接的发电机组安装在发电机舱内，在双层壳体船内还设置有安装电力推进器的电力推进装置舱。

本发明是针对深海区域的结构特点而设计的海上核电站，采用双层壳体船作为核电站的基础，在双层壳体船上设置反应堆舱，反应堆舱设置在双层壳体船的中部，在其中安装有反应堆装置，反应堆装置的蒸汽输入给发电机舱内的发电机组，产生电能，形成完善的发电系统，反应堆装置处于海平面以下，保证事故后海水做为最终热阱；在电力推进装置舱内安装有电力推进器，电力推进器带动浆舵舱内的主推进装置，主推进装置位于双层壳体船的两端，可以设置多个，通过两端的多个主推进装置之间的协调配合，可以实现双层壳体船的动力定位，不需要使用锚杆或者锚具来固定双层壳体船的位置，解决了船体的位置固定困难的问题，适用于深海地区，而且，双层壳体船的两层壳体之间形成加载水舱，在极端天气情况下，加载水舱下部通海，平时可用于辅助调节船体平衡；加载水舱最主要的作用是在发生台风、海啸等极端天气情况时，通过调节船体重量实现船体整体下沉至海平面以下一定深度，在此过程中浮动核电站仍可保证一定能量供应，在外界不需要能量时反应堆降功率运行满足自身电力需要，在天气好转后再次通过加载水舱的重量调节实现船体的上浮，使核电站以正常运行方式运行。

所述双层壳体船内还设置有主控制室，在主控制室内安装有控制台盘，控制台盘控制反应堆装置、发电机组、电力推进器。具体的讲，主控制室内的控制台盘作为整个船体的运行控制核心；核动力装置正常运行操纵在主控制室中的控制台盘上进行，当主控制室不可用时，转至应急控制室中实现核动力装置反应堆停堆和余热导出。

在所述的双层壳体船内还设置有应急发电舱、以及应急控制室，在应急发电舱内安装有应急发电机组，应急控制室控制应急发电机组的状态。通过应急发电舱和应急发电机组的设置，可以在发电机组出现故障、停机的时候启动发电，提供电能，也可以在反应堆装置运行之前为整个船体提供能源。

在所述的双层壳体船的底部还设置有放射性废物存储舱、以及放射性废物处理舱。为完成一定周期内的放射性物质处理和暂存，还设置放射性废物处理舱室、放射性废物储存舱室，放射性废物的存储和处理在船的下部进行，可以有利于分离、减少辐射。

在所述的双层壳体船上还设置有能量外输舱室，在能量外输舱室内安装有能量输出控制设备，在双层壳体船上设置有贯穿通道，能量输送管系穿过贯穿通道向外输送能量。发电机组产生的电能供全船生产生活用电，并与其它需要外输的蒸汽、淡水等通过能量外输舱室中能量输出控制设备进行处理后，经两端密封的船体贯穿通道后，由能量输送管系送至终端用户。

在所述双层壳体船上还设置有多个生活舱室、以及机舱集中控制室，在机舱集中控制室内安装有机舱控制设备。测量系统测量船舶的船位、艏向、纵倾横倾角等船舶状态，以及风向、风力、流速等环境条件，通过接口输入到机舱控制设备，机舱控制设备根据人工输入的船位和艏向，对测量系统提供的数据进行分析和运算，给出推力器的控制指令，完成船的动力定位。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1本发明一种可潜式动力定位海上核电站，在电力推进装置舱内安装有电力推进器，电力推进器带动浆舵舱内的主推进装置，主推进装置位于双层壳体船的两端，可以设置多个，通过两端的多个主推进装置之间的协调配合，可以实现双层壳体船的动力定位，不需要使用锚杆或者锚具来固定双层壳体船的位置，解决了船体的位置固定困难的问题，适用于深海地区，而且，双层壳体船的两层壳体之间形成加载水舱，在极端天气情况下，加载水舱下部通海，平时可用于辅助调节船体平衡；加载水舱最主要的作用是在发生台风、海啸等极端天气情况时，通过调节船体重量实现船体整体下沉至海平面以下一定深度，在此过程中浮动核电站仍可保证一定能量供应，在外界不需要能量时反应堆降功率运行满足自身电力需要，在天气好转后再次通过加载水舱的重量调节实现船体的上浮，使核电站以正常运行方式运行；

2本发明一种可潜式动力定位海上核电站，可部署在浅海区域、深海和孤岛附近，并特别适用于海况较为恶劣的深海地区，利用核能为海洋油气开发、孤岛开发等提供能源，由于利用动力方式进行定位，又可通过下潜方式规避极端气候条件，在深海地区适应力强，可根据能源需求采用不同的单元机组数配置，对海洋资源开发具有重要的推动作用，该浮动电站可用于军事基地或者军民两用大型综合补给基地能源供给，具有较好的军事应用前景。

附图说明

图1为本发明沿双层壳体船轴线的半剖结构示意图；

图2为本发明图1的俯视图。

附图中标记及相应的零部件名称：

1—双层壳体船，2—反应堆舱，3—保护壳，4—发电机舱，5—发电机组，6—主控制室，7—应急发电舱，8—应急发电机组，9—生活舱室，10—应急控制室，11—放射性废物处理舱，12—放射性废物存储舱，13—电力推进装置舱，14—机舱集中控制室，15—能量输出控制设备，16—能量外输舱室，17—浆舵舱，18—主推进装置，19—能量输送管系，20—机舱控制设备，21—反应堆装置，22—电力推进器，23—加载水舱，24—控制台盘，25—贯穿通道。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1至2所示的原理图，一种可潜式动力定位海上核电站，包括双层壳体船，船体长81.5m，最大船宽18.4m，最大高度18.4m，满载吃水12m，使反应堆装置21处于海平面以下，保证事故后海水做为最终热阱。电站船体满载排水量约9000吨，下潜排水量13000吨；在的双层壳体船上安装有反应堆舱2、以及保护壳3，反应堆舱2内安装有反应堆装置21，反应堆装置21的热功率为310MW，反应堆堆芯共装载57组燃料组件，活性段长度约为2.15m，堆芯以轻水作为冷却剂和慢化剂，由控制棒和固体可燃毒物进行反应性控制。堆芯上部外围环腔布置直流式蒸汽发生器，反应堆堆芯、直流蒸汽发生器由反应堆压力容器包容和支撑，组成一体化反应堆；在的双层壳体船1内设置有发电机舱4，在发电机舱4内安装有与反应堆装置21连接的台功率为100MW的汽轮式发电机组5，发电机组5产生的电能除供全船生产生活用电外，其余电能通过能量外输舱室16中能量输出控制设备15转为35kV电压等级后，再经过无功补偿，通过电缆经两端密封的船体电气贯穿件25后，由海底电缆19送至终端用户；在双层壳体船1内还设置有电力推进装置舱13，在电力推进装置舱13内安装有电力推进器22，电力推进器22带动浆舵舱17内的主推进装置18，主推进装置18采用全方位电力推力器，在船体自航行模式下兼作航行推力器；在进行动力定位时，由机舱控制设备20上的动力定位控制系统控制设备测量得到船位、艏向、纵倾横倾角等船舶状态，以及风向、风力、流速等环境条件，这些条件作为控制参数输入到控制器，给出全方位推力器的控制指令，完成动力定位；双层壳体船1的客体之间形成加载水舱23；随船体重量增加，船体下沉至海面以下，下沉深度根据天气条件而定；在天气好转后再次通过加载水舱的重量调节实现船体的上浮，使核电站以正常运行方式运行；双层壳体船1内还设置有主控制室6，在主控制室6内安装有控制台盘24，控制台盘24控制反应堆装置21、发电机组5、电力推进器22；在双层壳体船1内还设置有应急发电舱7、以及应急控制室10，在应急发电舱7内安装有应急发电机组8，应急控制室10控制应急发电机组8的状态；在双层壳体船1的底部还设置有放射性废物存储舱12、以及放射性废物处理舱11；在双层壳体船1上还设置有能量外输舱室16，在能量外输舱室16内安装有能量输出控制设备15，在双层壳体船1上设置有贯穿通道25，能量输送管系19穿过贯穿通道25向外输送能量；在双层壳体船1上还设置有多个生活舱室9、以及机舱集中控制室14，在机舱集中控制室14内安装有机舱控制设备20。

在船厂完成船体制造和反应堆装置安装后，浮动核电站采用自航行方式进行部署，利用布置于应急发电舱7中的应急发电机组8产生电能后，电能相邻一侧的电力推进装置舱13中的电力推进器22驱动船艉主推进装置18，以一定航速航行至既定海域；在此过程中，反应堆装置21处于停堆状态；浮动核电站船体到达既定海域后，利用应急发电机组8产生电能启动反应堆装置21，反应堆产生的热量由反应堆冷却剂载热传递给直流蒸汽发生器二次侧给水，二次侧给水转变为蒸汽后推动汽轮发电机组5做功，做功后的乏汽进入凝汽器冷凝为水后，经回热系统加热后再次回到蒸汽发生器，形成闭式循环；在极端天气情况下，增加船体加载水舱23中水装量，随船体重量增加，船体下沉至海面以下，下沉深度根据天气条件而定，在天气好转后再次通过加载水舱的重量调节实现船体的上浮，使核电站以正常运行方式运行。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。 

Claims (7)

1.一种可潜式动力定位海上核电站，包括双层壳体船（1），其特征在于： 在所述的双层壳体船（1）上安装有反应堆装置（21）、以及与反应堆装置（21）连接的发电机组（5），在双层壳体船（1）内还安装有电力推进器（22），电力推进器（22）带动浆舵舱（17）内的主推进装置（18）；所述的双层壳体船（1）的客体之间形成加载水舱（23）。

2.根据权利要求1所述的一种可潜式动力定位海上核电站，其特征在于：在所述的双层壳体船（1）上设置有安装反应堆装置（21）的反应堆舱（2）、保护壳（3）、以及发电机舱（4），与反应堆装置（21）连接的发电机组（5）安装在发电机舱（4）内，在双层壳体船（1）内还设置有安装电力推进器（22）的电力推进装置舱（13）。

3.根据权利要求1所述的一种可潜式动力定位海上核电站，其特征在于：所述双层壳体船（1）内还设置有主控制室（6），在主控制室（6）内安装有控制台盘（24），控制台盘（24）控制反应堆装置（21）、发电机组（5）、电力推进器（22）。

4.根据权利要求1所述的一种可潜式动力定位海上核电站，其特征在于：在所述的双层壳体船（1）内还设置有应急发电舱（7）、以及应急控制室（10），在应急发电舱（7）内安装有应急发电机组（8），应急控制室（10）控制应急发电机组（8）的状态。

5.根据权利要求1所述的一种可潜式动力定位海上核电站，其特征在于：在所述的双层壳体船（1）的底部还设置有放射性废物存储舱（12）、以及放射性废物处理舱（11）。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种可潜式动力定位海上核电站，其特征在于：在所述的双层壳体船（1）上还设置有能量外输舱室（16），在能量外输舱室（16）内安装有能量输出控制设备（15），在双层壳体船（1）上设置有贯穿通道（25），能量输送管系（19）穿过贯穿通道（25）向外输送能量。

7.根据权利要求6所述的一种可潜式动力定位海上核电站，其特征在于：在所述双层壳体船（1）上还设置有多个生活舱室（9）、以及机舱集中控制室（14），在机舱集中控制室（14）内安装有机舱控制设备（20）。