CN109677568B - 核发电船 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种核发电船，包括主船体、安全壳、上层建筑和吊装设备；主船体内设有用于容置核反应堆的堆舱，堆舱的开口朝上；安全壳包括安全壳主体和向上伸出安全壳主体的燃料通道；安全壳主体安装于堆舱内，包围核反应堆；燃料通道向上超出主船体的主甲板，与核反应堆的燃料棒相对；上层建筑布置于主船体的主甲板上，包括第一上建区和第二上建区；第一上建区与堆舱在沿主船体纵向上前后布置；第二上建区位于堆舱正上方，并围绕在安全壳的周侧；第二上建区的顶板低于第一上建区的顶甲板；燃料通道的顶部暴露于第二上建区的顶板上；吊装设备安装于第一上建区的顶甲板上，吊装范围覆盖第二上建区。本发明可以缩短建造周期，提高安全性。
Description
技术领域
本发明涉及发电船技术领域，特别涉及一种核发电船。
背景技术
浮动式核发电站可以布局在沿海、沿江的城市，可实现供电、供热、海水淡化等单一或集成的功能。浮动式核发电站的主要构思是将小型的核反应堆安装到船体上，工作在水上，具有运行灵活、可利用水资源丰富、不占用陆地资源、远离人口居住区等优点，是目前核电研究发展的一个方向。
然而，鉴于在泄露的情况下存在核辐射的问题，考虑到使用时安全性的问题，相关的一些涉及核发电船的技术方案中，核反应堆被封装在核发电船的船体结构中，这样在核发电船建造时，核反应堆需要与船体一体建造，建造过程可能存在核泄漏的风险，影响建造安全性，同时建造周期也较长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核发电船，解决现有技术中核发电船建造周期较长的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种核发电船，包括主船体、安全壳、上层建筑和吊装设备；主船体内设有用于容置核反应堆的堆舱，所述堆舱的开口朝上；安全壳包括安全壳主体和向上突伸出所述安全壳主体的燃料通道；所述安全壳主体安装于所述堆舱内，将核反应堆包围于其内；所述燃料通道向上超出所述主船体的主甲板，所述燃料通道与核反应堆的燃料棒相对；上层建筑布置于所述主船体的主甲板上，包括第一上建区和第二上建区；所述第一上建区与所述堆舱在沿所述主船体纵向上前后布置；所述第二上建区位于所述堆舱正上方，并围绕在所述安全壳的周侧；所述第二上建区的顶板低于所述第一上建区的顶甲板；所述燃料通道的顶部暴露于所述第二上建区的顶甲板上；吊装设备安装于所述第一上建区的顶甲板上，所述吊装设备的吊装范围覆盖所述第二上建区。
其中，所述堆舱位于所述主船体纵向上的中部区域；在所述堆舱的前方和后方各设置有一所述第一上建区；所述吊装设备数量至少为两台，分列于所述堆舱前方和后方的所述第一上建区上。
其中，所述吊装设备数量为两台，分别靠近所述主船体的左舷和右舷布置，从而相对于所述堆舱呈对角布置。
其中，所述堆舱数量为两个，在所述主船体纵向上前后相邻布置；两堆舱之间设有隔离舱。
其中，两所述第一上建区分别与相近的所述堆舱前后相邻布置，所述第二上建区与两所述第一上建区前后连为一体。
其中，所述主船体内于所述堆舱前方和后方各布置有一组发电机组，所述发电机组与较近的所述堆舱中的核反应堆通过管道相连；两组发电机组对称布置，分别位于两所述第一上建区的下方。
其中，所述燃料通道的截面小于所述安全壳主体的截面，所述燃料通道与所述安全壳主体构成台阶状结构；所述安全壳主体的顶面为平面。
其中，所述燃料通道的顶部与所述第二上建区的顶甲板面平齐。
其中，所述堆舱在所述主船体横向上居中布置；所述堆舱与所述主船体的舷侧板之间在沿主船体横向上布置有多个舱室，其中，位于主船体横向最外侧且沿主船体整个高度方向上布置的所述舱室为压载舱。
其中，所述堆舱的底部位于所述主船体的吃水线以下，所述堆舱的底部与所述主船体的底板之间设置为压载舱。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明中，主船体的堆舱的开口朝上，可以便于将核反应堆和安全壳吊装到堆舱中安装，并可以直接通过安装于上层建筑上的吊装设备实现吊装。该核发电船在建造时，主船体、上层建筑及核反应堆的建造可以分开并同步进行，主船体完成建造后，再将核反应堆吊装到主船体上，总体建造周期约可缩短12个月。核反应堆的燃料棒可以由吊装设备经安全壳的燃料通道进行装填及后续的更换，装拆更为方便。另外，在事故工况下，还可将燃料棒经燃料通道取出由直升机快速吊走，对核反应堆进行快速维修，提高核发电船的安全性。同时，建造过程中可以规避核反应堆可能出现的核辐射风险对主船体建造造成的影响，提高建造的安全性。此外，本发明中，吊装设备的安装位置高于第二上建区的高度，在将载荷吊装至或吊离第二上建区时，可以降低吊装高度，提高吊装安全性。
附图说明
图1是本发明核发电船一实施例的侧向剖视图。
图2是图1中A-A处剖视图。
图3是核发电船顶甲板上的布置结构示意图。
图中：1、主船体；11、堆舱；12、隔离舱；13、机舱；14、压载舱；15、主甲板；16、底板；17、底甲板；18、舷侧板；19、舱室；2、安全壳；21、安全壳主体；211、顶面；22、燃料通道；221、封盖；3、上层建筑；31、第一上建区；311、顶甲板；32、第二上建区；321、顶板；33、生活区；4、吊装设备；5、核反应堆；6、发电机组；61、汽轮机；62、发电机。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
参阅图1至图3，本实施例提供一种核发电船，大致地包括主船体1、布置于主船体1上的上层建筑3、安装于上层建筑3上的吊装设备4、安装于主船体1内的核反应堆5、包围核反应堆5并被上层建筑3所包围的安全壳2、安装于主船体1中与核反应堆5通过管道相连的发电机组6等。
该核发电船中，通过核反应堆5的热量使配套的蒸汽发生器产生蒸汽，发电机组6的汽轮机61由蒸汽驱动工作，带动发电机62发电。发电机组6发的电可通过主船体1上配备的变压站、配电站等设备接入陆上电网。该核发电船中，还可配备热水设备而同时提供热水。或者，还可配备海水淡化装置而同时实现海水淡化功能。其中，热水设备和海水淡水装置所需的热能也可由核反应堆5提供。
为便于表述，本文中定义核发电船的长度方向（一般也为船的航行方向）为纵向，纵向上的相应方位表述为“前”、“后”；相对地，核发电船的宽度方向为横向，横向上的相应方位表述为“左”、“右”。
参阅图1，本实施例中，主船体1内在其纵向的中部区域处设置有前后相邻的两个堆舱11，两个堆舱11之间设置有隔离舱12从而实现隔离。
各堆舱11均用于容置核反应堆5，本实施例中，每一堆舱11内安装有一个核反应堆5。各堆舱11的开口朝上贯通主船体1的主甲板15，可以便于核反应堆5在主船体1基本完成建造后再安装到主船体1中。堆舱11的底部接近主船体1的底板16并低于主船体1的吃水线S，便于在危险情况下使外部海水或江水进入主船体1内对核反应堆5进行冷却，起到更好的冷却效果，提高安全性。
主船体1内于该堆舱11所在区域的前方和后方各设置有一个机舱13，两个机舱13相对于该两个堆舱11对称布置。其中，堆舱11与机舱13之间通过舱室19相隔离，这些舱室可以被设置为隔离舱、去离子水舱、通道等。机舱13可用于布置发电机组6的汽轮机61和发电机62，以及其他一些相关的配套设备或管件等。较佳，两组发电机组6相对于两个堆舱11对称布置。
在主船体1的前端或后端还可进一步配备淡水舱、备用机舱、压载舱等，根据实际功能需求而设置。
参阅图2，在高度方向上，主船体1具有多层甲板。本实施例中，主船体1在由底板16至主甲板15的方向还依次具有一层底甲板17和两层中间甲板，使得主船体1在高度方向上分隔构成四层结构。
堆舱11在高度方向上由主船体1的底甲板17向上贯通至主甲板15，也就是说，堆舱11的底部即为主船体1的底甲板17。该底甲板17与底板16之间设置为压载舱14（即用于盛装压载水而实现压载功能的舱室）。在一些实施例中，底甲板17与底板16之间还可留有供管路走管用的管隧。
堆舱11在主船体1横向上居中布置。堆舱11的左右两侧壁与主船体1的舷侧板18之间在沿主船体1横向上布置有多个舱室，位于主船体1横向最外侧且沿主船体1整个高度方向上布置的舱室配置为压载舱14。本实施例中，对应在主船体1的每一层结构中，堆舱11与舷侧板18之间在横向上具有两个舱室；其中，位于外侧而与舷侧板18相邻的舱室则均被配置为压载舱14；位于内侧而与堆舱11相邻的舱室可被配置为与发电功能相关的辅助舱室，例如核辅舱、核岛冷冻水舱、废液泵舱、通风舱等。
仍然参阅图2，安全壳2包括安全壳主体21和向上突伸出安全壳主体21的燃料通道22。安全壳主体21的形状与堆舱11的截面形状相适配，安全壳主体21适配地安装于堆舱11内，将核反应堆5包围于其内。安全壳主体21的上端向上超出主船体1的主甲板15。燃料通道22从安全壳主体21的顶面211进一步向上延伸，燃料通道22的横截面小于安全壳主体21的横截面，燃料通道22与核反应堆5的燃料棒相对，可通过该燃料通道22对核反应堆5进行装填燃料以及更换燃料等。燃料通道22顶部设有可开启的封盖221，该封盖221对燃料通道22进行封堵并在必要时可打开。
本实施例中，安全壳主体21和燃料通道22均呈中空的矩形柱状，安全壳主体21和燃料通道22内部相连通，从图1和图2上看，安全壳2的截面呈“凸”字形。从外形上看，安全壳2构成台阶状结构，安全壳主体21的顶面211为平面，基本与主船体1的主甲板15平行。安全壳主体21的该结构使得可以在其上很方便地设置吊耳，从而方便安全壳2整体的吊装，如，可以将安全壳2整体吊装至主船体1上进行安装。同时，由于燃料通道22的横截面小于安全壳主体21的横截面，可以通过在燃料通道22外围增加上层建筑3的结构而提高船体结构总体强度，而安全壳主体21顶面211的平面结构可以便于上层建筑3的设置。
参阅图1，上层建筑3布置于主船体1的主甲板15之上，本实施例中，上层建筑3包括前后相间隔的两个第一上建区31和位于两第一上建区31之间的第二上建区32，另外，还包括靠近主船体1一端布置的生活区33，该生活区33与第一上建区31之间间隔布置。其中，第一上建区31和第二上建区32主要作为工作区域，而生活区33则作为工作人员生活休息的区域。
两个第一上建区31分别对应地位于主船体1的两个机舱13的正上方，配合发电机组6的工作。较佳，两个第一上建区31也相对于两个堆舱11对称布置，配合机舱13及发电机组6的对称布置方式，提高主船体1的稳定性和安全性。每个第一上建区31在高度上为多层结构，每一层的舱室可设置为所需的功能，例如在一实施例中，第一上建区31在高度方向上为四层结构，由下而上可依次设置为汽轮机辅舱、汽轮机仪表舱、配电室和控制室。
第二上建区32位于主船体1的堆舱11的正上方，第二上建区32在前后方向上与两个第一上建区31连为一体，提高结构强度。第二上建区32在高度上也为多层结构，但层数少于第一上建区31，第二上建区32的顶板321低于第一上建区31的顶甲板311，第二上建区32的顶板321可与第一上建区31的某一层中间甲板齐平。从主船体1纵向上看，第二上建区32相对于两第一上建区31下凹。
第二上建区32同样具有多个舱室，这些舱室围绕在安全壳2的周侧，配合发电功能。例如在安全壳主体21外围，这些舱室可以设置为通风井、废液贮存舱等；在燃料通道22的周侧，这些舱室可以设置为通风空调间、废气处理间、送风机组舱室等。本实施例中，由于安全壳主体21的顶面211为平面，可以使第二上建区32的各个舱室稳定可靠地布置于安全壳主体21上。
第二上建区32的高度与安全壳2超出主甲板15的高度相当，使得燃料通道22的顶部基本与第二上建区32的顶板321面平齐，燃料通道22的顶部即可暴露于第二上建区32的顶板321，便于燃料通道22的开启。在其他实施例中，燃料通道22的顶部也可超出或低于第二上建区32的顶板321，第二上建区32的顶板321不对燃料通道22造成遮挡。
参阅图1和图3，吊装设备4布置为两台，分别安装在两个第一上建区31的顶甲板311上。其中一吊装设备4靠近主船体1的左舷布置，另一吊装设备4靠近主船体1的右舷布置，两吊装设备4相对于堆舱11呈对角布置。
吊装设备4较优为旋转吊，吊装设备4的吊装范围覆盖第二上建区32，两吊装设备4的总吊重满足核反应堆5的吊装要求。通过该吊装设备4，可以将核反应堆5、安全壳2甚至第二上建区32的组成模块吊装至主船体1上安装，还可以实现后续的维修、燃料更换等功能。由于该吊装设备4安装的位置高于第二上建区32，在吊装载荷至第二上建区32时，可以降低吊装高度，提高吊装安全性。
基于上述描述，本发明的核发电船至少具有如下优点：本发明的核发电船中，主船体的堆舱的开口朝上，可以便于将核反应堆和安全壳吊装到堆舱中安装，并可以直接通过安装于上层建筑上的吊装设备实现吊装。该核发电船在建造时，主船体、上层建筑及核反应堆的建造可以分开并同步进行，主船体完成建造后，再将核反应堆吊装到主船体上，总体建造周期约可缩短12个月。核反应堆的燃料棒可以由吊装设备经安全壳的燃料通道进行装填及后续的更换，装拆更为方便。另外，在事故工况下，还可将燃料棒经燃料通道取出由直升机快速吊走，对核反应堆进行快速维修，提高核发电船的安全性。同时，建造过程中可以规避核反应堆可能出现的核辐射风险对主船体建造造成的影响，提高建造的安全性。此外，本发明中，吊装设备的安装位置高于第二上建区的高度，在将载荷吊装至或吊离第二上建区时，可以降低吊装高度，提高吊装安全性。
Claims (9)
1.一种核发电船，包括主船体，其内设有用于容置核反应堆的堆舱，所述堆舱的开口朝上；其特征在于，还包括：
安全壳，包括安全壳主体和向上突伸出所述安全壳主体的燃料通道；所述安全壳主体安装于所述堆舱内，将核反应堆包围于其内；所述燃料通道向上超出所述主船体的主甲板，所述燃料通道与核反应堆的燃料棒相对；所述燃料通道的截面小于所述安全壳主体的截面，所述燃料通道与所述安全壳主体构成台阶状结构；所述安全壳主体的顶面为平面；
上层建筑，布置于所述主船体的主甲板上，包括第一上建区和第二上建区；所述第一上建区与所述堆舱在沿所述主船体纵向上前后布置；所述第二上建区位于所述堆舱正上方，并围绕在所述安全壳的周侧；所述第二上建区的顶板低于所述第一上建区的顶甲板；所述燃料通道的顶部暴露于所述第二上建区的顶板上；
吊装设备，安装于所述第一上建区的顶甲板上，所述吊装设备为旋转吊，所述吊装设备的吊装范围覆盖所述第二上建区；两吊装设备的总吊重满足核反应堆的吊装要求。
2.根据权利要求1所述的核发电船，其特征在于，所述堆舱位于所述主船体纵向上的中部区域；在所述堆舱的前方和后方各设置有一所述第一上建区；所述吊装设备数量至少为两台，分列于所述堆舱前方和后方的所述第一上建区上。
3.根据权利要求2所述的核发电船，其特征在于，所述吊装设备数量为两台，分别靠近所述主船体的左舷和右舷布置，从而相对于所述堆舱呈对角布置。
4.根据权利要求2所述的核发电船，其特征在于，所述堆舱数量为两个，在所述主船体纵向上前后相邻布置；两堆舱之间设有隔离舱。
5.根据权利要求4所述的核发电船，其特征在于，两所述第一上建区分别与相近的所述堆舱前后相邻布置，所述第二上建区与两所述第一上建区前后连为一体。
6.根据权利要求4所述的核发电船，其特征在于，所述主船体内于所述堆舱前方和后方各布置有一组发电机组，所述发电机组与较近的所述堆舱中的核反应堆通过管道相连；两组发电机组对称布置，分别位于两所述第一上建区的下方。
7.根据权利要求1所述的核发电船，其特征在于，所述燃料通道的顶部与所述第二上建区的顶甲板面平齐。
8.根据权利要求1-6任一项所述的核发电船，其特征在于，所述堆舱在所述主船体横向上居中布置；所述堆舱与所述主船体的舷侧板之间在沿主船体横向上布置有多个舱室，其中，位于主船体横向最外侧且沿主船体整个高度方向上布置的所述舱室为压载舱。
9.根据权利要求1-6任一项所述的核发电船，其特征在于，所述堆舱的底部位于所述主船体的吃水线以下，所述堆舱的底部与所述主船体的底板之间设置为压载舱。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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