CN107215435A - 一种适用于深水的海上核电平台 - Google Patents

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谭越
周晓东
刘聪
兰志刚
王春升
王艳红
王国栋
尚超
平朝春
陈国龙
石云
冯玮
马强
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Abstract

本发明涉及一种适用于深水的海上核电平台，其特征在于：它包括下部船体、甲板、压载水舱、核反应舱和安全壳；所述下部船体采用圆柱型结构，所述下部船体顶部设置有所述甲板；位于所述下部船体的外圆周内设置有若干所述压载水舱，所述下部船体内部中心位置处设置有所述核反应舱，所述核反应舱内设置有核反应堆，所述核反应舱外侧设置有所述安全壳。本发明能降低成本，保护海洋环境，可以广泛在海洋深水油气田开发领域中应用。

Description

一种适用于深水的海上核电平台
技术领域
本发明涉及一种浮式平台，特别是关于一种应用海洋深水油气田开发领域的适用于深水的海上核电平台。
背景技术
南海蕴藏着丰富的油气资源，随着国内石油供需缺口的增大，南海油气资源的开发利用在中国石油安全中的地位和作用越来越重要。对于我国来说，近年来南海勘探开发活动的情况表明，油气资源较为丰富的海域处于500米至3000米的水深范围，且远离我国大陆。
海洋电力网络是南海深水油气田开发重要基础环节，即离岸浮动型独立电网，因此一个浮式电力平台是必要的。而传统的原油、柴油或天然气发电机的形式，由于巨大的燃料成本，很难为这样一个电网提供电力供应。相比较而言，建设浮式海上核电站具有更大的优势。核能属于清洁能源，核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，运输与储存都很方便。核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济形势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种适用于深水的海上核电平台，可降低成本，保护海洋环境，满足南海深水环境作业要求，可为油田群提供电力。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种适用于深水的海上核电平台，其特征在于：它包括下部船体、甲板、压载水舱、核反应舱和安全壳；所述下部船体采用圆柱型结构，所述下部船体顶部设置有所述甲板；位于所述下部船体的外圆周内设置有若干所述压载水舱，所述下部船体内部中心位置处设置有所述核反应舱，所述核反应舱内设置有核反应堆，所述核反应舱外侧设置有所述安全壳。
进一步，在所述安全壳与所述压载水舱之间，在所述核反应舱周边通过线缆连接有蒸汽机厂房、应急设备及主控、监测设备、净化冷却和废物收集，且所述监测设备通过线缆分别与所述蒸汽机厂房、所述净化冷却和所述废物收集连接，所述监测设备将监测到的结果传输至所述应急设备及主控，由所述应急设备及主控实现对所述核反应舱、所述蒸汽机厂房、所述净化冷却和所述废物收集的应急处理和控制。
进一步，所述核反应堆顶部低于外部海平面最低潮位。
进一步，所述下部船体内设置有海水管路，并在所述下部船体侧壁上设置有多个阀门；所述海水管路一端与所述核反应舱连接，另一端与所述下部船体侧壁上的所述阀门连接。
进一步，所述下部船体采用混凝土或钢结构。
进一步，所述下部船体内能安装多个中、小型核反应堆。
进一步，所述下部船体顶部还设置有平台设备，所述平台设备包括主变压器间和应急开关间。
进一步，所述甲板为钢质空间刚架结构，所述甲板上设置有生活楼、直升机甲板、月池和换料机械系统；所述甲板中心位置处开设有所述月池，所述月池与所述核反应舱呈对应设置；在所述甲板上靠近所述月池一侧设置有所述换料机械系统。
进一步，所述月池中心位置处设置有滑动式舱口盖，所述滑动式舱口盖与所述核反应舱呈对应设置。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明的核能属于清洁能源，核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，运输与储存都很方便。2、本发明由于在下部船体内设置有核反应舱，并在核反应舱内设置核反应堆进行核能发电，其燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济形势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。3、本发明采用海上核电站供电，不会产生碳化物和硫化物等有害气体，保护海洋生态环境，符合国家促进节能减排，实现低碳经济的要求，可降低海洋油气开发成本。4、本发明由于采用在下部船体上方设置有甲板，并在甲板上设置有生活楼、直升机甲板及换料机械系统等，该海上核电平台的建造和安装都采用常规的海洋工程技术，技术成熟，安全性高。5、本发明可以通过调整压载水系统改变吃水，使得海上核电平台可以适用于不同水深。6、本发明采用海上核电平台，弃置简单，费用低。7、本发明的下部船体具有足够的空间，可安装多个中、小型堆，其内部的设备布置较为容易。8、本发明的甲板上设有月池和换料机械装置，可实现海上换料。9、本发明可以通过调整下部船体内的压载水系统改变吃水，使下部船体顶部露出水面，方便人员进入船体内部舱室进行维修。10、本发明将核反应舱置于水面下，并设置与海水联通的阀门，紧急情况时海水将进入船体，大大提高了应急工况的安全性。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明的下部船体内部俯视图；
图4是本发明应用方案示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。本发明并不限于以下实施例。
如图1～图3所示，本发明提供一种适用于深水的海上核电平台，其包括下部船体1、甲板2、压载水舱3、核反应舱4、安全壳5、蒸汽机厂房6、应急设备及主控7、监测设备8、净化冷却9和废物收集10。
下部船体1采用圆柱型结构，下部船体1顶部设置有甲板2。位于下部船体1的外圆周内设置有若干压载水舱3，下部船体1内部中心位置处设置有核反应舱4，核反应舱4内设置有核反应堆，核反应舱4外侧设置有安全壳5。在安全壳5与压载水舱3之间，在核反应舱4周边还通过线缆分别连接有蒸汽机厂房6、应急设备及主控7、监测设备8、净化冷却9和废物收集10，且监测设备8通过线缆分别与蒸汽机厂房6、净化冷却9和废物收集10连接，监测设备8将监测到的结果传输至应急设备及主控7，由应急设备及主控7实现对核反应舱4、蒸汽机厂房6、净化冷却9和废物收集10的应急处理和控制。
上述各实施例中，在下部船体1内还设置有海水管路(图中未示出)，并在下部船体1侧壁上设置有多个阀门11；该海水管路一端与核反应舱4连接，另一端与下部船体1侧壁上的阀门11连接。紧急情况时将阀门11打开通过海水管路使海水进入核反应舱4内。
上述各实施例中，下部船体1采用混凝土或钢结构，其为大直径、大吃水的圆柱型结构，具有足够的空间，可安装多个中、小型核反应堆，采用分布式系泊系统定位，可通过调整压载水舱3改变吃水调整海上核电平台的固有周期，从而避开南海波浪的主能量周期。针对南海特殊的海洋环境条件，预先设定打开或关闭相应的压载水舱3，使得海上核电平台稳定性得到保障。本发明采用的下部船体1为非自航，还具有制淡水和制热等能力。上述各实施例中，甲板2为钢质空间刚架结构，可提供100人的生活和居住条件。甲板2上设置有生活楼12、直升机甲板13、月池14和换料机械系统15。甲板2中心位置处开设有月池14，月池14与核反应舱4呈对应设置。在甲板2上靠近月池14一侧设置有换料机械系统15。
上述各实施例中，月池14中心位置处设置有滑动式舱口盖16，滑动式舱口盖16与核反应舱4呈对应设置。换料期间可打开滑动式舱口盖16，通过换料机械系统15完成海上换料，可减少建造陆上基地的投资。
上述各实施例中，在下部船体1顶部还设置有平台设备17；平台设备17包括主变压器间和应急开关间。
上述各实施例中，如图4所示，本发明的海上核电平台18通过电缆19与多个水下生产系统20连接，为水下生产系统供电。
综上所述，本发明在使用时，将核反应堆预先安装在下部船体1内部，并位于水面下，核反应堆顶部低于外部海平面最低潮位，并通过阀门11在紧急情况时讲海水引入下部船体内设置的海水管路中，进而进入核反应舱4内，增加了安全性。进行维修时，通过调整压载水舱3使下部船体2顶部露出水面。
上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (9)

1.一种适用于深水的海上核电平台，其特征在于：它包括下部船体、甲板、压载水舱、核反应舱和安全壳；所述下部船体采用圆柱型结构，所述下部船体顶部设置有所述甲板；位于所述下部船体的外圆周内设置有若干所述压载水舱，所述下部船体内部中心位置处设置有所述核反应舱，所述核反应舱内设置有核反应堆，所述核反应舱外侧设置有所述安全壳。
2.如权利要求1所述的一种适用于深水的海上核电平台，其特征在于：在所述安全壳与所述压载水舱之间，在所述核反应舱周边通过线缆连接有蒸汽机厂房、应急设备及主控、监测设备、净化冷却和废物收集，且所述监测设备通过线缆分别与所述蒸汽机厂房、所述净化冷却和所述废物收集连接，所述监测设备将监测到的结果传输至所述应急设备及主控，由所述应急设备及主控实现对所述核反应舱、所述蒸汽机厂房、所述净化冷却和所述废物收集的应急处理和控制。
3.如权利要求1所述的一种适用于深水的海上核电平台，其特征在于：所述核反应堆顶部低于外部海平面最低潮位。
4.如权利要求1所述的一种适用于深水的海上核电平台，其特征在于：所述下部船体内设置有海水管路，并在所述下部船体侧壁上设置有多个阀门；所述海水管路一端与所述核反应舱连接，另一端与所述下部船体侧壁上的所述阀门连接。
5.如权利要求1所述的一种适用于深水的海上核电平台，其特征在于：所述下部船体采用混凝土或钢结构。
6.如权利要求1所述的一种适用于深水的海上核电平台，其特征在于：所述下部船体内能安装多个中、小型核反应堆。
7.如权利要求1所述的一种适用于深水的海上核电平台，其特征在于：所述下部船体顶部还设置有平台设备，所述平台设备包括主变压器间和应急开关间。
8.如权利要求1所述的一种适用于深水的海上核电平台，其特征在于：所述甲板为钢质空间刚架结构，所述甲板上设置有生活楼、直升机甲板、月池和换料机械系统；所述甲板中心位置处开设有所述月池，所述月池与所述核反应舱呈对应设置；在所述甲板上靠近所述月池一侧设置有所述换料机械系统。
9.如权利要求8所述的一种适用于深水的海上核电平台，其特征在于：所述月池中心位置处设置有滑动式舱口盖，所述滑动式舱口盖与所述核反应舱呈对应设置。
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