CN104810070B - 一种适用于海上浮动核电站的维修保障基地及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种适用于海上浮动核电站的维修保障基地及实现方法，包括浮动平台、通过锚链固定在海床上，在浮动平台上设置有动力定位系统，两个浮动平台的顶部通过高位平台连接，高位平台与两个浮动平台之间构成通道，该通道的一端封闭，另一端设置有一个活动的封闭隔板，在浮动平台的底部设置有可以滑动的底部隔板，两个底部隔板伸出后拼合成整体。本发明尽可能的压缩常规能源的使用时间，将浮动电站的维修保障基地平台靠近平台布置，节省了浮动电站换料和大修的时间，能在相对较短的时间完成浮动核电站的大修和换料，提高了浮动核电站的核能的利用率和经济性。

Description

一种适用于海上浮动核电站的维修保障基地及实现方法

技术领域

本发明涉及核电站松脱部件监测系统的调试和役期在线检测工具，具体是一种适用于海上浮动核电站的维修保障基地及实现方法。

背景技术

浮动核电站可用于发电、海水淡化、采暖，能满足海上区域供电供热、海上石油开采、化工、极地或偏远地区、孤岛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，推广浮动核电站将有重要的价值和意义。但浮动式核电站远离陆地，每次需要大修和换料时都需要由专用拖船，拖至岸边陆上专用的维修保障基地进行，大大的降低了浮动电站的经济性。

通过查新检索，目前只有俄罗斯正在进行浮动核电站相关技术研究，他们采用的都是基于近岸固定船式浮动核电站的技术方案和船上换料检修，这对船身的稳定性有很高的要求，要求在静止水面中进行，为此KLT-40S浮动核电站除了靠岸固定外，需要修建配套的大型防波提，不仅限制了其应用范围，而且提高了造价，浮动核电站船舶在大修期间需回该基地来进行，增加了大修时间，降低了浮动电站的经济性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于海上浮动核电站的维修保障基地及实现方法，解决目前的维修基地存在的成本高昂、能源容易中断的问题，满足浮动核电站现场换料和检修的应用需求，同时又可避免油气开采时能源中断问题，能在相对较短的时间完成浮动核电站的大修和换料，提高了浮动核电站的核能的利用率和经济性。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种适用于海上浮动核电站的维修保障基地，包括两个相互平行的浮动平台，浮动平台的底部设置有多个悬挂板，悬挂板通过锚链固定在海床上，在浮动平台上设置有动力定位系统，两个浮动平台的顶部通过高位平台连接，高位平台与两个浮动平台之间构成通道，该通道的一端封闭，另一端设置有一个活动的封闭隔板，在浮动平台的底部设置有可以滑动的底部隔板，两个底部隔板伸出后拼合成整体。本发明采用两个浮动平台与一个高位平台搭建成“品”字形结构的维修基地，通过在浮动平台的两个端面设置活动的封闭隔板，在浮动平台的底部设置底部隔板的形式，可以形成一个相对较为封闭的空间，通过动力控制系统保持浮动平台的相对静止，就可以保持维修基地中的浮动核电站船体的相对稳定，从而可以进行维修、换料等工作，相对于传统的固定式维修基地，可以将维修基地牵引放置到任何所需的位置，满足浮动核电站需要靠近钻井平台，尽可能的压缩常规能源的使用时间，将浮动电站的维修保障基地平台靠近平台布置，节省了浮动电站换料和大修的时间，能在相对较短的时间完成浮动核电站的大修和换料，提高了浮动核电站的核能的利用率和经济性。

在所述封闭隔板和底部隔板上设置有均匀分布的通孔。为了减小海面风浪对维修基地的影响，采用在封闭隔板和底部隔板上设置有均匀分布的通孔的方式，可以减小风浪流的影响，主要可以减缓海上浪流的冲击，同时又能保证海水的缓慢通过，利用基地里面海水的浮力来抵消浮动核电站船舶的重力。

所述的封闭隔板和底部隔板均采用厚度为30mm的不锈钢钢板制成，通孔的孔径为10mm，孔距为50mm。

在浮动平台的内侧设置有多个强磁性凹槽，还包括连接浮动平台的内侧强磁性凹槽与浮动核电站船体的磁性锚杆。通过设置强磁性凹槽，可以快速地将浮动核电站船体与维修基地进行连接，形成较为快速的固定，而且，也便于拆卸，大大缩短了固定和拆卸的时间。

所述的磁性锚杆包括铰杆，在铰杆的两端分别设置有一个空腔，在空腔内安装有橡胶阻尼体、以及活动杆，活动杆端部安装有强磁吸附头，在强磁吸附头与铰杆之间的活动杆上套装有弹簧。通过橡胶阻尼体与弹簧的共同作用，可以抵消波浪的影响，保持浮动核电站船体与维修基地之间的相对静止；将风浪流造成的振动影响降低到最低，实现船体与基地浮筏的同步运动。

所述的两个浮动平台被分隔成多个单元，其中一个形成常规能源发电机组房、工具和装备存储室、乏燃料存储水池、换料通道；另外一个浮动平台上形成常规能源发电机组房、工具和装备存储室、新燃料存储水池、三废处理厂、以及动态定位系统。

在高位平台上还设置有紧急撤离区域、以及基地人员工作区和生活区。通过合理的空间分配，可以合理地利用有限的空间，形成安全的维修基地，保持人员安全的同时，提高了维修基地的经济效益。

一种适用于海上浮动核电站的维修保障基地的实现方法，包括以下步骤：

（a）通过锚链将浮动平台固定在海床上，通过调节浮动平台的吃水量来确定其吃水深度；

（b）将浮动核电站驶入或拖入维修基地，关闭封闭隔板和底部隔板，启动动力定位控制系统，保证基地的相对稳定；

（c）通过上下两层磁性锚杆连接浮动核电站与维修基地，使得浮动核电站（18）与维修基地相对静止；

（d）调节浮动平台的上下高度，使得浮动核电站核岛处于水平面以下，完成换料操作。

本发明浮动平台可调节吃水深度，满足不同大小尺寸浮动电站进站，底部装有动力定位控制系统装置，并装有多根锚链装置，平时利用铁索和钢钎与海底基岩固定，在浮动核电站平台被拖入维修船坞中后，关闭封闭隔板，启动动力定位控制系统，保证基地的相对稳定，利用锚杆将浮动核电站四周与维修基地的凸台刚性连接，以实现平台与船坞之间没有相对位移，保证换料时对平台平稳性的特殊要求；动力定位控制系统装置需要的能源由维修基地自身带的常规能源发电机提供，为了减少柴油发电机工作时对整体船坞的振动影响，柴油发电机采用浮筏与船坞连接，配备有两套常规能源机组，其中一套为钻井平台提供能源需求，确保浮动电站换料和大修期间的钻井平台的能源需求。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1本发明一种适用于海上浮动核电站的维修保障基地及实现方法，采用两个浮动平台与一个高位平台搭建成“品”字形结构的维修基地，通过在浮动平台的两个端面设置活动的封闭隔板，在浮动平台的底部设置底部隔板的形式，可以形成一个相对较为封闭的空间，通过动力控制系统保持浮动平台的相对静止，就可以保持维修基地中的浮动核电站船体的相对稳定，从而可以进行维修、换料等工作，相对于传统的固定式维修基地，可以将维修基地牵引放置到任何所需的位置，满足浮动核电站需要靠近钻井平台，尽可能的压缩常规能源的使用时间，将浮动电站的维修保障基地平台靠近平台布置，节省了浮动电站换料和大修的时间，能在相对较短的时间完成浮动核电站的大修和换料，提高了浮动核电站的核能的利用率和经济性；

2本发明一种适用于海上浮动核电站的维修保障基地及实现方法，采用在封闭隔板和底部隔板上设置有均匀分布的通孔的方式，可以减小风浪流的影响，主要可以减缓海上浪流的冲击，同时又能保证海水的缓慢通过，利用基地里面海水的浮力来抵消浮动核电站船舶的重力；

3本发明一种适用于海上浮动核电站的维修保障基地及实现方法，浮动平台可调节吃水深度，满足不同大小尺寸浮动电站进站，底部装有动力定位控制系统装置，并装有多根锚链装置，平时利用铁索和钢钎与海底基岩固定，在浮动核电站平台被拖入维修船坞中后，关闭封闭隔板，启动动力定位控制系统，保证基地的相对稳定，利用锚杆将浮动核电站四周与维修基地的凸台刚性连接，以实现平台与船坞之间没有相对位移，保证换料时对平台平稳性的特殊要求；动力定位控制系统装置需要的能源由维修基地自身带的常规能源发电机提供，为了减少柴油发电机工作时对整体船坞的振动影响，柴油发电机采用浮筏与船坞连接，配备有两套常规能源机组，其中一套为钻井平台提供能源需求，确保浮动电站换料和大修期间的钻井平台的能源需求。

附图说明

图1为本发明结构原理示意图；

图2为本发明强磁性凹槽的结构示意图；

图3为本发明磁性锚杆的半剖结构示意图；

图4为本发明维修过程示意图；

图5为本发明俯视方向分区图。

附图中标记及相应的零部件名称：

1—浮动平台，2—高位平台，3—封闭隔板，4—底部隔板，5—悬挂板，6—锚链，7-动力定位系统，8-强磁性凹槽，9-浮动核电站船体，10-磁性锚杆，11-常规能源发电机组房，12-工具和装备存储室，13-乏燃料存储水池，14-换料通道，15-新燃料存储水池，16-三废处理厂，17-紧急撤离区域，18-基地人员工作区和生活区，101-铰杆，102-橡胶阻尼体，103-强磁吸附头，104-弹簧，105-活动杆。

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5所示的原理图，本发明的包括两个相互平行的浮动平台1，浮动平台1的底部设置有多个悬挂板5，悬挂板5通过锚链6固定在海床上，在浮动平台1上设置有动力定位系统7，两个浮动平台7的顶部通过高位平台2连接，高位平台2与两个浮动平台1之间构成通道，该通道的一端封闭，另一端设置有一个活动的封闭隔板3，在浮动平台1的底部设置有可以滑动的底部隔板4，两个底部隔板4伸出后拼合成整体，为了减小海面风浪对维修基地的影响，采用在封闭隔板3和底部隔板4上设置有均匀分布的通孔的方式，封闭隔板3和底部隔板4均采用厚度为30mm的不锈钢钢板制成，通孔的孔径为10mm，孔距为50mm，可以减小风浪流的影响，主要可以减缓海上浪流的冲击，同时又能保证海水的缓慢通过，利用基地里面海水的浮力来抵消浮动核电站船舶的重力；在浮动平台1的内侧设置有多个强磁性凹槽8，还包括连接浮动平台的内侧强磁性凹槽与浮动核电站船体9的磁性锚杆10，磁性锚杆10包括铰杆101，在铰杆101的两端分别设置有一个空腔，在空腔内安装有橡胶阻尼体102、以及活动杆105，活动杆105端部安装有强磁吸附头103，在强磁吸附头103与铰杆101之间的活动杆上套装有弹簧104，通过橡胶阻尼,102与弹簧104的共同作用，可以抵消波浪的影响，保持浮动核电站船体与维修基地之间的相对静止；将风浪流造成的振动影响降低到最低，实现船体与基地浮筏的同步运动通过设置强磁性凹槽，可以快速地将浮动核电站船体与维修基地进行连接，形成较为快速的固定，而且，也便于拆卸，大大缩短了固定和拆卸的时间；两个浮动平台1被分隔成多个单元，其中一个形成常规能源发电机组房11、工具和装备存储室12、乏燃料存储水池13、换料通道14；另外一个浮动平台上形成常规能源发电机组房11、工具和装备存储室12、新燃料存储水池15、三废处理16厂、以及动态定位系统7；在高位平台2上还设置有紧急撤离区域17、以及基地人员工作区和生活区18，通过合理的空间分配，可以合理地利用有限的空间，形成安全的维修基地，保持人员安全的同时，提高了维修基地的经济效益。左右两个浮动平台1主要功能为作为平台控制浮筏，其里面设置有各类隔断密封室，可以作为乏燃料水池贮存室、换料和大修时必备的工具和装备存储室、常规能源安放室、动态定位装置设置、三废处理车间等所用。整个筏体下部采用锚链固定在海底，同时设置有动态定位装置，在浮动核电站船舶乏燃料更换和新燃料组件入堆安装时提供更加精准的定位。

一种适用于海上浮动核电站的维修保障基地的实现方法，包括以下步骤：

（a）通过锚链将浮动平台固定在海床上，通过调节浮动平台的吃水量来确定其吃水深度；

（b）将浮动核电站驶入或拖入维修基地，关闭封闭隔板和底部隔板，启动动力定位控制系统，保证基地的相对稳定；

（c）通过上下两层磁性锚杆连接浮动核电站与维修基地，使得浮动核电站（18）与维修基地相对静止；

（d）调节浮动平台的上下高度，使得浮动核电站核岛处于水平面以下，完成换料操作。

平台可调节吃水深度，满足不同大小尺寸浮动电站进站，底部装有动力定位控制系统装置，并装有多根锚链装置，平时利用铁索和钢钎与海底基岩固定，在浮动核电站平台被拖入维修船坞中后，关闭隔板，启动动力定位控制系统，保证基地的相对稳定。利用锚杆将浮动核电站四周与船坞的凸台刚性连接，以实现平台与船坞之间没有相对位移，保证换料时对平台平稳性的特殊要求。动力定位控制系统装置需要的能源由维修基地自身带的常规能源发电机提供，为了减少柴油发电机工作时对整体船坞的振动影响，柴油发电机采用浮筏与船坞连接。配备有两套常规能源机组，其中一套为钻井平台提供能源需求，确保浮动电站换料和大修期间的钻井平台的能源需求。当换料过程中，技术人员在上方的密封操作室进行换料和维修操作，实现人工智能操作换料，同时操作室、应急区和人员活动室设置有铅屏蔽墙和铅玻璃隔离，作为最后一道屏障保证人员不会受到辐射影响。

维修基地上部甲板以上区域与下部功能区严格实体隔离。确保平台上可以实现人员常驻，其工作安全、生活舒适，确保职业辐照剂量远低于GB 18871-2002中规定的限值。当维修保障基地与浮动核电站相对固定后，启动动力定位，调节基地的上下高度，使浮动核电站核岛处于水平面之下，便可以进行换料操作了。为了安全起见，安排在水下换料，在安全壳内进行，严格遵守相关民用法规标准，换料维修基地设置有放射性废液收集、储存、处理和排放系统，保障周围环境安全，在维修基地楼顶天台设置有人员紧急撤离区域，可启停直升飞机，并制定合理可行的应急计划，对重要部位设置有局部强化，并考虑恐怖袭击，配置立体的自我防卫体系，设置防鲨网、雷达等设备。换料过程中，核动力系统相关舱室完全沉入水下，确保反应堆停堆后的安全。海水不仅提供了有效的放射性屏蔽，而且也为事故情况下的余热排出提供了稳定、可靠的无限热阱。因维修基地可以实现陆上换料和维修的环境工况，可以采用核电厂成熟装换料工艺，装换料整个过程始终在水下，确保临界安全、生物屏蔽、乏燃料冷却，降低职业剂量。

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 (6)

1.一种适用于海上浮动核电站的维修保障基地，其特征在于：包括两个相互平行的浮动平台(1)，浮动平台(1)的底部设置有多个悬挂板(5)，悬挂板(5)通过锚链(6)固定在海床上，在浮动平台(1)上设置有动力定位系统(7)，两个浮动平台(1)的顶部通过高位平台(2)连接，高位平台(2)与两个浮动平台(1)之间构成通道，该通道的一端封闭，另一端设置有一个活动的封闭隔板(3)，在浮动平台(1)的底部设置有可以滑动的底部隔板(4)，两个底部隔板(4)伸出后拼合成整体；

在所述封闭隔板(3)和底部隔板(4)上设置有均匀分布的通孔；

在浮动平台(1)的内侧设置有多个强磁性凹槽(8)，还包括连接浮动平台(1)的内侧强磁性凹槽与浮动核电站船体(9)的磁性锚杆(10)。

2.根据权利要求1所述的一种适用于海上浮动核电站的维修保障基地，其特征在于：所述的封闭隔板(3)和底部隔板(4)均采用厚度为30mm的不锈钢钢板制成，通孔的孔径为10mm，孔距为50mm。

3.根据权利要求1所述的一种适用于海上浮动核电站的维修保障基地，其特征在于：所述的磁性锚杆(10)包括铰杆(101)，在铰杆(101)的两端分别设置有一个空腔，在空腔内安装有橡胶阻尼体(102)、以及活动杆(105)，活动杆(105)端部安装有强磁吸附头(103)，在强磁吸附头(103)与铰杆(101)之间的活动杆(105)上套装有弹簧(104)。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种适用于海上浮动核电站的维修保障基地，其特征在于：所述的两个浮动平台(1)被分隔成多个单元，其中一个形成常规能源发电机组房(11)、工具和装备存储室(12)、乏燃料存储水池(13)、换料通道(14)；另外一个浮动平台(1)上形成常规能源发电机组房(11)、工具和装备存储室(12)、新燃料存储水池(15)、三废处理厂(16)、以及动态定位系统(7)。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种适用于海上浮动核电站的维修保障基地，其特征在于：在高位平台(2)上还设置有紧急撤离区域(17)、以及基地人员工作区和生活区(18)。

6.一种适用于海上浮动核电站的维修保障基地的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：

(a)通过锚链(6)将浮动平台(1)固定在海床上，通过调节浮动平台的吃水量来确定其吃水深度；

(b)将浮动核电站(18)驶入或拖入维修基地，关闭封闭隔板(3)和底部隔板(4)，启动动力定位控制系统，保证基地的相对稳定；

(c)通过上下两层磁性锚杆连接浮动核电站与维修基地，使得浮动核电站(18)与维修基地相对静止；

(d)调节浮动平台的上下高度，使得浮动核电站核岛处于水平面以下，完成换料操作。