CN111483561B - 一种模块化可分离式供热船 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模块化可分离式供热船，其包括：船体，所述船体包括外环舱和二环舱，所述二环舱设有蒸汽转换装置用于将蒸汽转换后输出，所述船体设有第一连接装置；反应堆舱模块，包括反应堆舱，其用于将核动力转化为蒸汽，所述反应堆舱模块设有与所述第一连接装置相连接的第二连接装置；通过在所述船体上设置所述第一连接装置，在所述反应堆舱模块上设置所述第二连接装置，在需要换料或大修时将所述反应堆舱模块从所述船体中分离出来，换上新的反应堆舱模块，实现快速切换供热，缩短停堆断供热时间，减少建造成本。

Description

一种模块化可分离式供热船

技术领域

本发明涉及一种新型供热船舶，特别涉及一种模块化可分离式供热船。

背景技术

目前，对于沿海城市一些化学工业企业园对蒸汽和电力的需求大，如果在附近建陆上核电站会受到地震的影响，还涉及到区域大量人员搬迁的问题，一般会在港区附近海域通过核动力船舶输出高温高压的热蒸汽与电能供给化学工业企业园。

相关技术中，一种核动力船舶，其包括筒形船体、连接装置、预安装的系泊系统；所述筒形船体由底部圆形平台和设置在该圆形平台上的筒体构成，内设有反应堆，所述圆形平台边缘延伸至所述筒体外侧形成延伸部，位于该延伸部上设置有所述连接装置；所述筒形船体底部通过所述连接装置与所述系泊系统连接，通过所述系泊系统进行定位，在船舶需要进行换料、大修或弃置时则与系泊系统解脱，湿拖回陆地进行。

但是，由于核动力船舶需要在一定的周期后进行换料，换料时需要将船舶与系泊系统解脱拖回陆地，这时核动力船舶就会停堆，中断供热时间长，工业企业园生产需要停工；如果不中断供热就需要建造至少两条船舶，并且需要两个场址、两套供热管道，增加建造成本，大大增加海域用地面积。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种模块化可分离式供热船，以解决相关技术中中断供热时间长，以及建造成本大的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种模块化可分离式供热船，其包括：船体，所述船体包括外环舱和二环舱，所述二环舱设有蒸汽转换装置用于将蒸汽转换后输出，所述船体设有第一连接装置；反应堆舱模块，包括反应堆舱，其用于将核动力转化为蒸汽，所述反应堆舱模块设有与所述第一连接装置相连接的第二连接装置。

一些实施例中，所述第一连接装置和所述第二连接装置均设有液压连接装置，通过所述液压连接装置驱动所述反应堆舱模块与所述船体分离。

一些实施例中，所述第一连接装置和所述第二连接装置均设有相互对接的管道，用于供蒸汽通过。

一些实施例中，所述船体具有开口朝下的腔体，所述反应堆舱模块位于所述腔体内，所述第一连接装置设于所述腔体的顶面，所述第二连接装置设于所述反应堆舱模块的顶面。

一些实施例中，所述反应堆舱模块与所述船体之间设有空档，所述空档内充满海水。

一些实施例中，所述反应堆舱模块的外侧设有压载舱，用于当所述压载舱内注满海水时，所述反应堆舱模块下沉至所述船体的下部。

一些实施例中，所述反应堆舱模块设有与所述压载舱连通的压载系统和压缩空气吹除系统，通过所述压载系统或所述压缩空气吹除系统排出所述压载舱内的海水使所述反应堆舱模块上浮至水面。

一些实施例中，所述反应堆舱模块内设有推进装置和拖曳装置，通过所述推进装置或所述拖曳装置将所述反应堆舱模块移出至所述船体的尺寸范围外。

一些实施例中，所述船体为圆筒型，采用多点系泊系统。

一些实施例中，所述船体的底面与所述反应堆舱模块的底面位于同一水平面。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种模块化可分离式供热船，由于在所述船体上设置了所述第一连接装置，在所述反应堆舱模块上设置了所述第二连接装置，使所述船体与所述反应堆舱模块既可以通过所述第一连接装置连接在一起，也可以相互分离开来，因此，在需要供热时，所述反应堆舱模块与所述船体连接，在需要换料或大修时将所述反应堆舱模块从所述船体中分离出来，将所述反应堆舱模块拖进专业换料场址进行换料，同时将新的反应堆舱模块与所述船体连接，实现快速切换供热，缩短停堆断供热时间，并且不需要建造两条供热船来替换，减少建造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种模块化可分离式供热船的剖视示意图；

图2为图1的分区示意图；

图3为本发明实施例提供的一种模块化可分离式供热船的俯视示意图；

图4为图3沿A-A的剖视示意图；

图5为图3沿B-B的剖视示意图；

图6为图3沿C-C的剖视示意图。

图中：1-反应堆舱，2-压载舱，3-空档，4-二环舱，5-外环舱，6-第一连接装置，7-第二连接装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种模块化可分离式供热船，其能解决相关技术中中断供热时间长，以及建造成本大的问题。

参见图1所示，本发明实施例提供的一种模块化可分离式供热船，其包括：船体，以及与所述船体相连接的反应堆舱模块，用于提供核动力。

参见图1及图2所示，在一些实施例中，所述船体为圆筒型，且所述船体可以包括外环舱5和二环舱4，所述外环舱5可以位于所述二环舱4的外围，所述外环舱5可以为舷侧空舱，也可以在所述外环舱5设置管隧舱，其中，上管隧为电缆管隧，下管隧为液体管隧，即所述上管隧走电缆，所述下管隧走液体管道。

参见图1、图2及图3所示，在一些可选的实施例中，所述二环舱4可以布置有各种功能模块、操控室、机械舱室等，其中，所述功能模块可以包括两个换热舱，两个放置蓄电池的舱室，以及两个备用柴油机舱，两个所述换热舱可以用于放置两套蒸汽转换装置，所述蒸汽转换装置用于将具有放射性的蒸汽转换为无放射性的蒸汽，所述操控室可以包括核控室、核辅助控制室等，用于控制反应堆及其安全设备；所述机械舱室包括机修间等，用于当供热船内的部件发生故障时人工进行维修；所述二环舱4可以在所述换热舱的上方设置能源输送装置，所述能源输送装置可以通过管道与所述蒸汽转换装置相连接用于将蒸汽直接对外输送至化学工业企业园；且考虑到生活区跟生产区难以进行有效的分离，所述二环舱4中不设置生活模块。

参见图4、图5及图6所示，在一些实施例中，所述船体的中下方可以设有开口朝下的腔体，所述腔体呈圆柱状，且俯视所述船体时，所述腔体可以位于所述船体的中心，所述船体可以设有第一连接装置6，且可以设于所述腔体的顶面，所述第一连接装置6可以包括人工通道、管道、电缆接口及液压连接装置等，所述人工通道用于供人员或者一些小设备通过进行检修或安装等工作，所述管道用于供蒸汽通过；所述二环舱4在所述第一连接装置6的上方还设有核应急柴油机舱，用于当突然断电时，对所述反应堆舱模块进行降热；所述二环舱4的底部设有多个压载舱，用于确保所述船体保持平浮状态。

参见图1及图4所示，在一些可选的实施例中，所述反应堆舱模块也可以为圆柱状，且可以位于所述腔体的正中心，所述反应堆舱模块的顶面可以设有第二连接装置7，所述第二连接装置7与所述第一连接装置6可以通过铰链或者卡槽相连接，从而使所述反应堆舱模块与所述船体连接在一起，所述第二连接装置7也可以包括人工通道、管道、电缆接口及液压连接装置，分别对应与所述第一连接装置6的人工通道、管道、电缆接口及液压连接装置对接，通过所述液压连接装置可以驱动所述反应堆舱模块与所述船体分离，所述第二连接装置7的管道与所述第一连接装置6的管道对接，从而使所述反应堆舱模块内的蒸汽传输至所述船体；所述反应堆舱模块可以包括反应堆舱1，所述反应堆舱1具体可以包括安全壳和一回路辅助设备，所述安全壳内设有反应堆和蒸发器，所述反应堆采用核动力作为能源，通过核反应产生大量的热再将热量传输至流动的水，流动的水通过管道传输至所述蒸发器中将水蒸发为水蒸气，从所述蒸发器中出来的蒸汽还是具有放射性的，再通过管道将有放射性的蒸汽从蒸发器传输到所述蒸汽转换装置中，由于本发明采用核动力作为能源，不需要燃烧柴油来作为动力，所以在生产过程中不会产生较多的二氧化碳，较常规的船舶更加环保；所述反应堆舱模块还可以包括压载舱2位于所述反应堆舱模块的底部和外侧四周，可用于控制所述反应堆舱模块的上浮与下沉，当需要将所述反应堆舱模块与所述船体分离时，将所述第一连接装置6与所述第二连接装置7分开，且在所述压载舱2内注满海水，所述反应堆舱模块会下沉至所述船体的下部；所述压载舱2可以兼做隔离舱，不仅可以将所述反应堆舱模块与所述船体隔离开来，防止所述反应堆舱模块内的放射性物质对所述船体内的舱段产生辐射，还可以起到使所述反应堆舱模块防火防爆的作用。

参见图1及图5所示，在一些实施例中，所述反应堆舱模块可以设有推进装置和拖曳装置，在所述反应堆舱模块下沉至所述船体的下部之后，可以通过所述推进装置自动驶出所述船体下方的区域，从而在竖直方向所述反应堆舱模块不会被所述船体遮挡，即移出所述船体的尺寸范围之外，也可以将所述拖曳装置连接在所述反应堆舱模块的外部，在水下用拖缆连接所述拖曳装置，然后再用拖船带动所述拖曳装置将所述反应堆舱模块移出至所述船体的尺寸范围外；所述反应堆舱模块还可以设有压载系统和压缩空气吹除系统，所述压载系统和所述压缩空气吹除系统均可以通过管道与所述压载舱2连通，通过所述压载系统中的压载泵或所述压缩空气吹除系统可以排出所述压载舱2内的海水，进而使所述反应堆舱模块上浮至水面。

参见图1及图6所示，在一些可选的实施例中，当所述反应堆舱模块与所述船体安装连接后所述船体的底面与所述反应堆舱模块的底面可以位于同一水平面，使所述船体与所述反应堆舱模块的吃水相等，有利于所述第一连接装置6和所述第二连接装置7的结构受力；在一些实施例中，所述船体可以通过系泊装置定位，所述系泊装置可以采用多点系泊系统，所述多点系泊系统是传统系泊系统的主体，浮体上有多个系泊连接点，没有风向标的效应，不需要安装旋转接头，可解决高温高压蒸汽的输送问题，系统部件绝大部分采用船舶工业的常规技术和装备，适用于长宽尺寸相近或圆形的浮体或海洋环境条件较好或环境力方向性比较单一的情况，由于所述船体采用圆柱型外形，由上往下俯视呈圆形，且其在圆周上是对称的，对环境力是全方向的，可以采用低成本的多点系泊系统，既不需要系泊塔盘，也不需要输送电能与流体的旋转接头，使得设计和建造成本大幅降低，多点系泊系统的适用水深范围较广，30m～2000m范围内均可使用多点系泊，并且对海底地质基本没有要求，能很好地满足海岛区域、海上生产平台、极地或偏远地区对核能供热、电、水等多样性需求；所述系泊装置位于所述船体的顶棚甲板上，可采用锚链或系泊索进行系泊。

参见图1及图4所示，在一些实施例中，所述反应堆舱模块与所述船体之间可以设有空档3，所述空档3为与大气连通的自由空间，且其内充满海水，可作为所述反应堆舱1的天然防辐射屏蔽，减少所述反应堆舱1的固体屏蔽，降低建造成本，提高经济性，同时更便于所述反应堆舱模块与所述船体进行分离与连接；所述船体的内侧以及所述反应堆舱模块的外侧可以分别设有护舷保护装置，以便于所述反应堆舱模块与所述船体进行连接，防止连接时所述反应堆舱模块与所述船体之间发生碰撞。

本发明实施例提供的一种模块化可分离式供热船，所述反应堆舱模块与所述船体的分离与连接过程为：

当所述反应堆舱模块需要换料或大修时，先将所述第一连接装置6与所述第二连接装置7的管道从接口处松开，然后再采用所述液压连接装置液压驱动将所述第一连接装置6与所述第二连接装置7契合的部分松开，所述第一连接装置6与所述第二连接装置7解开后，通过在所述反应堆舱模块周围的所述压载舱2内注满海水，使得整个所述反应堆舱模块下沉至所述船体的下部，然后再通过所述推进装置或所述拖曳装置将所述反应堆舱模块移出所述船体的尺寸范围之外，然后通过所述压载系统或所述压缩空气吹除系统排出所述压载舱2内的海水，使所述反应堆舱模块上浮至水面，再拖回港口；新的所述反应堆舱模块的安装过程正好与分离过程相反，先将新的所述反应堆舱模块下沉至所述船体的底面，再定位至所述船体的中心，然后上浮，再把所述第一连接装置6与所述第二连接装置7连接起来。

本发明实施例提供的一种模块化可分离式供热船，其原理为：

由于在所述船体上设置了所述第一连接装置6，在所述反应堆舱模块上设置了所述第二连接装置7，使所述船体与所述反应堆舱模块既可以通过所述第一连接装置6连接在一起，也可以相互分离开来，因此，在需要供热时，所述反应堆舱模块与所述船体连接，在需要换料或大修时将所述反应堆舱模块从所述船体中分离出来，将所述反应堆舱模块拖进专业换料场址进行换料，同时将新的反应堆舱模块与所述船体连接，实现快速切换供热，缩短停堆断供热时间，并且不需要建造两条供热船来替换，减少建造成本；并且由于所述反应堆舱模块的整体尺寸远小于所述船体的尺寸，在回港换料时所需的空间大大减少，可大大降低航道与换料洞库建造成本；由于所述反应堆舱模块与所述船体两个是互相分离的，因此所述反应堆舱模块内的辐射对所述船体上的舱段影响较小，可减少被辐照污染的舱段，大大降低人员退役成本；由于所述反应堆舱模块与所述船体可以分离，当出现恶劣海况时，可仅拆卸所述反应堆舱模块运回港口避风，即可保证核安全，不需将所述船体与所述反应堆舱模块全部运走。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种模块化可分离式供热船，其特征在于，其包括：

船体，所述船体包括外环舱（5）和二环舱（4），所述二环舱（4）设有蒸汽转换装置用于将有放射性的蒸汽转换为无放射性的蒸汽后输出，所述船体设有第一连接装置（6）；

反应堆舱模块，包括反应堆舱（1），其用于将核动力转化为蒸汽，所述反应堆舱模块设有与所述第一连接装置（6）相连接的第二连接装置（7）；

所述反应堆舱模块的外侧设有压载舱(2)，用于当所述压载舱(2)内注满海水时，所述反应堆舱模块下沉至所述船体的下部；

所述反应堆舱模块内设有推进装置和拖曳装置，通过所述推进装置或所述拖曳装置将所述反应堆舱模块移出至所述船体的尺寸范围外；

所述反应堆舱模块设有与所述压载舱(2)连通的压载系统和压缩空气吹除系统，通过所述压载系统或所述压缩空气吹除系统排出所述压载舱(2)内的海水使所述反应堆舱模块上浮至水面。

2.如权利要求1所述的模块化可分离式供热船，其特征在于：

所述第一连接装置（6）和所述第二连接装置（7）均设有液压连接装置，通过所述液压连接装置驱动所述反应堆舱模块与所述船体分离。

3.如权利要求1所述的模块化可分离式供热船，其特征在于：

所述第一连接装置（6）和所述第二连接装置（7）均设有相互对接的管道，用于供蒸汽通过。

4.如权利要求1所述的模块化可分离式供热船，其特征在于：

所述船体具有开口朝下的腔体，所述反应堆舱模块位于所述腔体内，所述第一连接装置（6）设于所述腔体的顶面，所述第二连接装置（7）设于所述反应堆舱模块的顶面。

5.如权利要求1所述的模块化可分离式供热船，其特征在于：

所述反应堆舱模块与所述船体之间设有空档（3），所述空档（3）内充满海水。

6.如权利要求1所述的模块化可分离式供热船，其特征在于：

所述船体为圆筒型，采用多点系泊系统。

7.如权利要求1所述的模块化可分离式供热船，其特征在于：

所述船体的底面与所述反应堆舱模块的底面位于同一水平面。

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