CN113450935A - 海上浮动核电站及其取水排水控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种海上浮动核电站及其取水排水控制方法。海上浮动核电站包括核电供应系统、海水淡化系统以及取水排水系统。核电供应系统包括汽轮发电机以及冷却循环三回路；海水淡化系统用于对海水进行处理而得到淡水；取水排水系统包括取水机构、换热器和排水机构；取水机构取水口和输送口，输送口与冷却循环三回路连接而将海水输送至冷却循环三回路内；排水机构具有排水口和输入口，输入口与海水淡化系统连接以向外排放浓盐水；换热器具有能进行热交换的热源通道和冷源通道，冷却循环三回路的出口所输送的冷却水与海水原水进行热交换，进而使升温后的海水原水进入海水淡化系统，降温后的冷却水经排水口排向大海。

Description

海上浮动核电站及其取水排水控制方法

技术领域

本发明涉及海洋装备技术领域，特别涉及一种海上浮动核电站及其取水排水控制方法。

背景技术

海上浮动核电站是船舶工程和核工程有机结合的产物，是指利用浮动平台(如船舶)建造的可移动的核电站，可用在没有电网、人烟罕至，靠近海的地方(包括在南极和北极地区)，也能用在不需要建造大型电网系统的边远地区及能源密集型的海水淡化领域。

海上浮动核电站包括一回路、二回路和三回路。其中，二回路和三回路的冷却用水量较大，外排的冷却水温度略高(15℃～40℃)、排放量也比较大。但是，上述冷却水直接排到海里会导致附近海域的水温升高，进而可能产生微生物、海藻、鱼类等海洋环境连锁反应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种向外排放较低温度的核电冷却水的海上浮动核电站以及其取水排水控制方法，以解决现有技术中的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种海上浮动核电站，包括：

核电供应系统，包括汽轮发电机以及与所述汽轮发电机连接用于冷却所述汽轮发电机的冷却循环三回路；

海水淡化系统，用于对海水进行处理而得到淡水；

取水排水系统，包括取水机构、换热器和排水机构；所述取水机构具有与大海相通的取水口，以及输送口，所述输送口与所述冷却循环三回路连接而将海水输送至所述冷却循环三回路内；所述排水机构具有与大海相通的排水口，以及输入口，所述输入口与所述海水淡化系统连接以向外排放浓盐水；所述换热器具有能进行热交换的热源通道和冷源通道，所述热源通道的两端分别连接所述冷却循环三回路的出口和所述输入口，所述冷源通道的两端分别连接所述输送口和所述海水淡化系统的入口，使所述冷却循环三回路的出口所输送的冷却水与海水原水进行热交换，进而使升温后的海水原水进入所述海水淡化系统，降温后的冷却水经所述排水口排向大海。

在其中一实施方式中，所述排水机构包括：

连接管，其一端与所述换热器的热源通道连接，另一端延伸至海面以下；

埋管，位于海床下，其一端与所述连接管连接；

排放管，具有第一端和第二端；所述第一端与所述埋管相对于所述连接管的另一端连接，所述第二端向上超出海床，并位于海面以下，所述第二端端口构成所述排水口。

在其中一实施方式中，所述排放管包括一主排放管和多个备用排放管；所述主排放管上设有主排水口，所述备用排放管上设有备用排水口，多个所述备用排水口处设有堵塞件，在所述主排水口的压力大于所述堵塞件所能承受的压力阈值时，所述堵塞件破损，而使所述备用排水口与外界相通。

在其中一实施方式中，所述连接管采用软管；

所述排水机构还包括：

滑轮，设置于所述海上浮动核电站的船体的侧部；所述连接管绕设于所述滑轮上，经所述滑轮转换方向而向所述海面下延伸；

浮球，具有浮力而能够漂浮于所述海面上；所述浮球与所述连接管连接而托举所述连接管；

牵引车，设置于所述船体上，并与所述浮球连接进而调节所述浮球与海床之间的距离。

在其中一实施方式中，所述排水口与所述海上浮动核电站的船体之间的距离大于等于1000米。

在其中一实施方式中，所述排水机构的数量为两个；两所述排水机构关于所述海上浮动核电站的船体对称设置。

在其中一实施方式中，所述取水机构包括：

海底阀箱，其底部位于海面以下，并位于海床以上；所述海底阀箱的底部即构成所述取水口；

过滤网，可拆卸地设置于所述取水口处，用于过滤进入所述海底阀箱的海水；

取水泵，设置于所述海底阀箱的顶部，用于泵水；所述取水泵的出口构成所述输送口。

在其中一实施方式中，所述海底阀箱的底部设有沿竖向延伸的轨道；

所述过滤网呈框架型，其外周设有能够沿所述轨道滑行的滑块，而使所述过滤网能够相对于所述海底阀箱升降；

所述取水机构还包括限位件，以限制所述过滤网与所述海底阀箱之间沿竖向的相对移动。

在其中一实施方式中，所述取水口与所述排水口之间的距离大于等于1000米。

在其中一实施方式中，所述取水机构的数量为多个；

多个所述取水机构分为分列于所述海上浮动核电站的船体横向的两侧的两组，且两组所述取水机构相连通；

每组所述取水机构包括沿所述船体的纵向间隔设置的多个取水机构，多个所述取水机构相连接。

在其中一实施方式中，所述排放机构还包括设置于所述连接管路上游的汇合管路，所述换热器的热源通道的出口以及所述海水淡化系统的排放口均与所述汇合管路连通，以使所述浓盐水与所述热源通道排放的水混合后再输送至所述连接管路。

在其中一实施方式中，所述排放机构还包括一用水管路；所述用水管路连接所述海水淡化系统的出口和所述冷却循环三回路，以将浓盐水输送至所述冷却循环三回路，用于冷却所述汽轮发电机。

在其中一实施方式中，所述取水排水系统还包括控制装置；所述控制装置包括：

水温检测器，设置于所述冷却循环三回路的出口端处，以检测所述核电供应系统排放的冷却水的实时水温；

控制器，同时与所述水温检测器、所述取水机构以及所述海水淡化系统电连接；所述控制器接收所述水温检测器所检测的实时水温，并依据该实时水温而控制所述取水泵和所述海水淡化系统开启。

在其中一实施方式中，所述控制装置还包括设置于排水口处的排水压力检测器；

所述排水压力检测器检测所述排水口处的排水压力值，在所述排水压力值大于第一预设排水压力值时，所述控制器发送报警信号。

在其中一实施方式中，所述排水口包括一主排水口和多个备用排水口；在所述排水压力值大于或小于第二预设排水压力值时，所述控制器控制所述备用排水口开启；

其中，所述第二预设排水压力值小于所述第一预设排水压力值。

在其中一实施方式中，所述排水口包括一主排水口和多个备用排水口；所述控制装置还包括设置于所述主排水口的流量检测器；

所述流量检测器检测所述主排水口处的流量值，在所述流量值大于预设流量值时，所述控制器控制所述备用排水口开启。

在其中一实施方式中，所述控制装置还包括设置于所述取水口处的取水压力检测器；

在任一所述取水压力检测器检测所述取水口处的取水压力值，在所述取水压力值大于取水预设压力值时，所述控制器发送报警信号。

在其中一实施方式中，所述控制装置还包括检测水质状况的水质检测器；所述取水机构的取水口、所述冷源通道的进口和出口、所述热源通道的进口和出口以及所述海水淡化系统的出口端均设有所述水质检测器；

在所述水质检测器所检测到的水质不满足预设要求时，所述控制器发送报警信号。

在其中一实施方式中，所述核电供应系统的冷却循环二回路与所述海水淡化系统的淡水出口连接，以接收所述海水淡化系统的淡水。

本发明还提供一种海上浮动核电站的取水排水控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

启动核电供应系统；

检测核电供应系统的冷却循环三回路所排放的冷却水的实时水温；

在所述实时水温到达预设水温时，控制取水机构开启、控制海水淡化系统开启；

所述取水机构泵取的海水与所述冷却水在换热器内进行热量交换，吸取热量后的海水进入海水淡化系统，降低温度后的冷却水排放至大海。

在其中一实施方式中，所述控制方法还包括以下步骤:

检测排水口处的实时压力值；

在所述实时压力值大于第一预设排水压力值时，所述控制器发送报警信号。

在其中一实施方式中，所述控制方法还包括以下步骤:

检测排水口处的实时压力值；

在所述实时压力值大于第二预设排水压力值时，控制排水机构的备用排水口开启；

其中，所述第二预设排水压力值小于所述第一预设排水压力值。

在其中一实施方式中，所述控制方法还包括以下步骤:

检测排水口处的流量值；

在所述流量值大于预设流量值时，控制排水机构的备用排水口开启。

在其中一实施方式中，所述控制方法还包括以下步骤:

检测所述核电供应系统的实时压力、实时流量以及水质；

在所述实时压力大于或小于压力预设值，在所述实时流量大于或小于流量预设值，在所述水质不满足预设要求时，输出警报信息或者关闭所述核电供应系统。

在其中一实施方式中，所述控制方法还包括以下步骤:

检测所述海水淡化系统的实时压力、实时流量以及水质；

在所述实时压力大于或小于压力预设值，在所述实时流量大于或小于流量预设值，在所述水质不满足预设要求时，输出警报信息或者关闭所述海水淡化系统。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明的海山浮动核电站，包括核电供应系统、海水淡化系统和取水排水系统。取水排水系统包括换热器，核电供应系统向外排放冷却水时，其先与海水原水在换热器内进行热量交换，通过海水原水降低核电供应系统排放的冷却水的温度，进而使排放至大海的水温较低。同时吸取热量后的海水原水进入海水淡化系统，从而提高了海水淡化的生产效率。

附图说明

图1是本发明海上浮动核电站其中一实施例的结构示意图。

图2是本发明图1中的局部结构示意图。

图3是本发明海上浮动核电站其中一实施例的俯视图。

图4是本发明图3中的局部结构示意图。

图5是本发明中取水排水系统的取水和排水的原理示意图。

附图标记说明如下：1、海上浮动核电站；11、船体；12、核电供应系统；121、核反应堆；122、汽轮发电机；123、二回路；124、冷却循环三回路；13、海水淡化系统；141、取水机构；1411、海底阀箱；1412、过滤网；142、换热器；143、排水机构；1431、连接管路；1432、埋管；1433、排放管；1434、主排水口；1435、备用排水口；1436、滑轮；1437、浮球；1438、牵引车；1439、支撑架；

2、大海；21、海床。

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。

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

参阅图1-图4，本发明提供一种海上浮动核电站1，其包括船体11，以及设置于船体11上的核电供应系统12、海水淡化系统13和取水排水系统。核电供应系统12向外排放冷却水时，其先与海水原水进行热量交换，通过海水原水降低核电供应系统12排放的冷却水的温度，进而使排放至大海2的水温较低。同时吸取热量后的海水原水进入海水淡化系统13，从而提高了海水淡化的生产效率。

核电供应系统12包括核反应堆121、一回路、二回路123、冷却循环三回路124和汽轮发电机122。

核反应堆121用于将原子能转化为电能。

一回路是核电站的热源，通过核裂变产生热能，并能将热能传送给二回路123。

二回路123通过汽轮发电机122将从一回路获得的热能转化为电能。

冷却循环三回路124是核电站的最终热阱，排出一回路和二回路123的热量，确保一回路和二回路123安全运行，并冷却二回路123的冷端使得二回路123成为一个循环。

本申请不对核反应堆121、一回路、二回路123以及冷却循环三回路124的结构进行改性，其具体结构参照相关技术，在此不一一赘述。

海水淡化系统13包括预处理机构、超滤机构和反渗透机构。

预处理机构用于预处理海水而得到清洁海水。

超滤机构与预处理机构连接并将清洁海水进行超滤处理得到超滤水。具体地，超滤机构包括UF超滤膜。

反渗透机构与超滤机构连接并将超滤水进行高压反渗透处理得到所需的淡水以及浓盐水，浓盐水继续排放至大海2。

具体地，反渗透机构包括一级RO(Reverse Osmosis)反渗透模组和二级RO(Reverse Osmosis)反渗透模组。

本申请不对预处理机构、超滤机构和反渗透机构的结构进行改性，其具体结构参照相关技术，在此不一一赘述。

海水淡化系统13的淡水输出口与汽轮发电机122连接，即海水淡化系统13处理后的淡水由汽轮发电机122处进入至二回路123，进行循环冷却，并进入核反应堆121，核反应堆121所产生的蒸汽供汽轮发电机122发电。

取水排水系统用于泵取大海2中的海水并供应至核电供应系统12和海水淡化系统13，以及用于将核电供应系统12所需排放的冷却水和海水淡化系统13所排放的浓盐水排放至大海2中。

结合图1和图3，本实施例中，船体11上设置有两核电供应系统12、两海水淡化系统13以及两取水排水系统。其中，两海水淡化系统13间隔布置，两核电供应系统12位于两海水淡化系统13之间，且两海水淡化系统13与两核电供应系统12一一对应设置。取水排水系统设置于海水淡化系统13相对于核电供应系同的另一侧。具体地，沿船体11的纵向依次设置取水排水系统、海水淡化系统13、核电供应系统12、核电供应系统12、海水淡化系统13以及取水排水系统。

具体地，取水排水系统包括取水机构141、换热器142和排水机构143。

本实施例中，各取水排水系统的取水机构141的数量为两个，两取水机构141沿横向间隔设置，且两取水机构141相连通。其他实施例中，各取水排水系统的取水机构141的数量还可以为三个、四个或其他数量。具体可以依据实际需要而设置。

两取水排水系统的取水机构141之间相互连通。本实施例中，位于同一纵向的两取水机构141相连通。

因此，船体11上的四个取水机构141，两两相通，而能够两两相互备用。

各取水机构141均包括海底阀箱1411、过滤网1412和取水泵。

海底阀箱1411的底部位于海面以下海床21以上，即海底阀箱1411的底部与海水相通。海底阀箱1411的顶部向上延伸至位于海面以上，并位于船体11上。

海底阀箱1411的底部即构成取水口。

过滤网1412可拆卸地设置于取水口处，用于过滤进入海底阀箱1411的海水。其中，过滤网1412采用不锈钢防腐网。

过滤网1412与海底阀箱1411之间采用可拆卸连接，因此，在过滤网1412部分被藻类或污染物封堵甚至全部被封堵时，海底阀箱1411内的压力增大，直至该压力足够大而使过滤网1412与海底阀箱1411底部破损，进而使取水口依然可以持续进水。破损的过滤网1412可在后期进行更换。

过滤网1412呈框架结构，即过滤网1412具有一定高度。过滤网1412具体包括一底壁和四个侧壁，底壁和四个侧壁上均开设有多个开孔，进而允许海水进入海底阀箱1411。采用框架型的过滤网1412，使得海水可以由底部和侧部同时进入海底阀箱1411。

进一步地，过滤网1412可相对于海底阀箱1411进行升降，以调节进入海底阀箱1411的海水的流量。本实施例中，海底阀箱1411的内周壁开设有竖向延伸的滑槽。过滤网1412的外周设有滑块，滑块能够沿滑槽上下移动，进而使过滤网1412能够沿海底阀箱1411升降。

过滤网1412和海底阀箱1411之间通过限位件进行限位，即在过滤网1412的高度调节后通过限位件限制两者之间的移动。示例性地，海底阀箱1411上开设有限位孔，限位件与过滤网1412连接并能够插入限位孔内而限制两者之间的移动。

取水泵设置于海底阀箱1411的顶部，为泵入海水提供动力。取水泵的出口构成输送口。该输送口与冷却循环三回路124连接，从而提供用于冷却汽轮发电机122的海水原水。

取水泵的输送口处设有压力检测器、水温检测器和流量检测器以对取水泵的输送口处的压力、水温和流量进行检测。

换热器142具有能进行热交换的热源通道和冷源通道，即冷源通道内的冷源与热源通道内的介质进行热量交换，而使冷源通道内的冷源冷却热源通道内的介质。

冷源通道的进口端与取水泵的输送口连接，而使海水原水作为冷源。热源通道的进口端与冷却循环三回路124的出口连接，即冷却汽轮发电机122后的冷却水进入热源通道。利用海水原水作为冷源，降低冷却水的温度。

热源通道的出口端与大海2连通，进而使排放至大海2中的冷却水的温度较低。

冷源通道的出口端与海水淡化系统13连通，进而向海水淡化系统13提供水源。进入海水淡化系统13的海水先经过换热器142而吸收了冷却水的温度，温度较高，进而提高了海水淡化的生产效率。本实施例中，冷源通道的出口端所输送的海水原水温度提高至25℃左右，进而达到海水淡化系统13生产淡水的最优状态。

热源通道的进口端和出口端以及冷源通道的进口端和出口端均设有压力检测器、水温检测器和流量检测器以检测压力、水温和流量。

排水机构143用于将核电供应系统12中冷却循环三回路124中的冷却水以及海水淡化系统13的浓盐水排向大海2。本实施例中，各取水排水系统包括一个排水机构143。即该海上浮动核电站1包括两个排水机构143，且两排水机构143沿船体11的纵向间隔。具体地，两排水机构143关于船体11对称设置。

参阅图2，各排水机构143均包括连接管、埋管1432、排放管1433、支撑架1439和顶部支撑件。

连接管具有第一端和第二端。第一端与换热器142的热源通道的出口端连接，第二端延伸至海面以下。具体地，连接管具有柔韧性而能够弯曲。本实施例中，连接管采用软管。

埋管1432位于海床21下，其两端分别连接连接管和排放管1433。具体地，埋管1432的材质为不锈钢。

支撑架1439竖立于海床21上，并位于埋管1432靠近连接管的端部处，用于支撑靠近埋管1432的连接管。本实施例中，支撑架1439采用三脚架结构。

排放管1433具有第一端和第二端。排放管1433的第一端与埋管1432相对于连接管的另一端连接。排放管1433的第二端向上超出海床21，并位于海面以下，且第二端构成排放机构的排水口。即核电供应系统12以及海水淡化系统13均通过排水口将所需排放的水排放至大海2。

其中，排水口与船体11之间的距离大于等于1000米。

排放管1433的材质为不锈钢。

参阅图4，排放管1433包括一主排放管1433和多个备用排放管1433。多个备用排放管1433围绕主排放管1433设置。主排放管1433上设有主排水口1434，备用排放管1433上设有备用排水口1435。本实施例中，备用排放管1433的数量为三个。其他实施例中，备用排放管1433的数量还可以依据实际需要而设置。

各备用排水口1435处均设有堵塞件，在主排水口1434的压力大于堵塞件所能承受的压力阈值时，堵塞件破损，而使备用排水口1435与外界相通。因此，在主排水出现故障或者受堵压力变化时，备用排水口1435的堵塞件能够被破坏而持续排水。

进一步地，三个备用排放管1433处的堵塞件所能承受的压力阈值不同，从而使得多个堵塞件能够依据压力大小而依次破坏进而实现海上浮动核电站1的持续排水。

顶部支撑件包括滑轮1436、牵引车1438和浮球1437。

滑轮1436设置于船体11的侧部。连接管绕设于滑轮1436上，其由船体11向外延伸时经该滑轮1436转换方向而向海面下延伸。具体地，滑轮1436为定滑轮1436。

浮球1437具有浮力而能够漂浮于海面上。浮球1437与连接管连接。通过浮球1437托举连接管，以支撑连接管。

牵引车1438设置于船体11上，并与浮球1437连接。通过牵引车1438的收放，而能够调节浮球1437与海床21之间的距离，使浮球1437始终浮于海面上，而能够托举连接管。

进一步地，位于船体11上的连接管还与绞车连接，而能够通过绞车实现对位于船体11外的连接管的收放，即以定滑轮1436为分界线，使位于船体11外的连接管刚好由定滑轮1436向下延伸至埋管1432处，从而使该排水机构143能够适应不同的海面与海底之间的距离的情况。

排放机构还包括设置于连接管路1431上游的汇合管路，换热器142的热源通道的出口以及海水淡化系统13的排放口均与汇合管路连通，以使浓盐水与热源通道排放的水混合后再输送至连接管路1431。即，通过浓盐水对热源通道所排放的冷却水进行二次降温后再通过连接管向外排放。

排放机构还包括一用水管路。用水管路连接海水淡化系统13的出口和冷却循环三回路124，以将浓盐水输送至冷却循环三回路124，通过浓盐水冷却汽轮发电机122。

参阅图5，取水排水系统的取水以及排水原理如下：

取水机构141通过取水泵抽取海水，其中一路管线的海水进入三回路冷却循环系统，用于冷却汽轮发电机122，另一路管线的海水进入换热器142的冷源通道。进入三回路冷却循环系统中的海水吸取了汽轮发电机122的热量后温度升高，并进入换热器142的热源通道，此海水用于冷却汽轮发电机122，因此称为冷却水。冷却水与海水在换热器142处进行热量交换，即冷却水将热量传递至海水，降低温度，然后排向大海2。吸入热量后的海水输送至海水淡化系统13，以进行处理而得到淡水。海水淡化系统13的浓盐水以及换热器142的热源通道的冷却水均由排水机构143排向大海2。

其中，海水淡化系统13所产生的淡水输送至汽轮发电机122处，为二回路123的冷却提供纯水。

取水排水系统还包括控制装置，以对取水和排水进行控制。

控制装置包括水温检测器、压力检测器、流量检测器、水质检测器和控制器。

水温检测器包括设置于冷却循环三回路124的的出口端处的水温检测器，以检测核电供应系统12排放的冷却水的实时水温。海水淡化系统、冷源通道的进口和出口出、取水机构以及排水机构各处均还依据实际情况设有水温检测器。

压力检测器包括设置于排水口处的排水压力检测器和设置于取水口处的取水压力检测器。排水压力检测器检测排水口处的排水压力值，取水压力检测器检测取水口处的取水压力值。

流量检测器包括设置于主排放口的流量检测器、设置于取水口处的流量检测器、设置于核电供应系统12各处的流量检测器以及设置于海水淡化系统13各处的流量检测器。

水质检测器包括设置于取水口处的水质检测器，设置于冷源通道的进口和出口出的水质检测器、设置于热源通道的进口和出口的水质检测器，以及设置于海水淡化系统13的出口端的水质检测器。

控制器同时与上述水温检测器、压力检测器、流量检测器、水质检测器、取水泵、海水淡化系统13和核电供应系统12电连接。

控制器接收水温检测器所检测的实时水温，并依据该实时水温而控制取水泵和海水淡化系统13开启。具体地，控制器内预设有一水温值，在实时水温到达该预设水温时，取水泵和海水淡化系统13开启，进而泵取海水进入冷却循环三回路124以及换热器142内。

控制器接收排水口处的排水压力值，在排水压力值大于第一预设排水压力值时，控制器发送报警信号甚至关闭海水淡化系统13和核电供应系统12。

在排水压力值大于或小于第二预设排水压力值时，控制器控制备用排水口1435开启。其中，所述第二预设压力值小于所述第一预设排水压力值。

控制器接收排放口的流量检测器的流量值，在流量值大于预设流量值时，控制器控制备用排水口1435开启。

控制器接收取水口处的取水压力值，在取水压力值大于取水预设压力值时，控制器发送报警信号甚至关闭海水淡化系统13和核电供应系统12。

控制器接收取水口处的水质检测器，冷源通道的进口和出口出的水质检测器、热源通道的进口和出口的水质检测器，以及海水淡化系统13的出口端的水质检测器的水质状况，并在任一水质检测器所检测到的水质不满足预设要求时，控制器发送报警信号甚至关闭海水淡化系统13和核电供应系统12。

控制器还接收海水淡化系统13的压力检测数据、水温检测数据以及流量检测数据，在上述任一检测数据与预设数据不符时，控制器均发送报警信号甚至关闭海水淡化系统13。

控制器还接收核电供应系统12的压力检测数据、水温检测数据以及流量检测数据，在上述任一检测数据与预设数据不符时，控制器均发送报警信号甚至关闭核电供应系统12。

该海上浮动核电站1的取水排水控制方法包括以下步骤：

S1、控制器接收各处的压力检测器、水温检测器、流量检测器和水质检测器的数据正常时，控制核电供应系统12工作。

具体地，核电供应系统12的冷却循环三回路124所需用水可以通过取水排水系统的取水泵进行取水，也可以通过核电供应系统12单独配备的取水泵进行取水。在采用本申请中的取水排水系统中的取水泵进行取水时，此时，海水仅允许进入冷却循环三回路124，而不进入换热器142。

S2、检测核电供应系统12的冷却循环三回路124所排放的冷却水的实时水温。

具体地，控制器接收设置于冷却循环三回路124的出口端的水温检测器所检测的实时水温，并与预设水温进行比较。

S3、在实时水温到达预设水温时，控制取水机构141开启、控制海水淡化系统13开启。

其中，预设水温依据实际而预设于控制器内。

此时，取水机构141的开启允许海水进入换热器142内。

S4、取水机构141泵取的海水与冷却水在换热器142内进行热量交换，吸取热量后的海水进入海水淡化系统13，降低温度后的冷却水排放至大海2。

S5、检测排水口处的实时压力值；

具体地，在核电供应系统12、海水淡化系统13以及取水机构141、排水机构143工作过程中，实时检测排水口处的压力值，以保证运行的安全。

在实时压力值大于第一预设排水压力值时，控制器发送报警信号。

在实时压力值大于第二预设排水压力值时，控制排水机构143的备用排水口1435开启。其中，第二预设排水压力值小于第一预设排水压力值。

即，在压力值到达第二预设压力值时，控制器控制备用排水口1435开启，而保证排水机构143继续排水。在压力值继续升高到达第一预设压力值时，控制器发送报警信号，甚至关闭核电供应系统12和海水淡化系统13。

S6、检测排水口处的流量值。

具体地，在核电供应系统12、海水淡化系统13以及取水机构141、排水机构143工作过程中，实时检测排水口处的流量值，以保证运行的安全。

在流量值大于预设流量值时，控制排水机构143的备用排水口1435开启。

S7、检测核电供应系统12的实时压力、实时流量以及水质。

具体地，在核电供应系统12、海水淡化系统13以及取水机构141、排水机构143工作过程中，实时检测核电供应系统12各项数据，以保证运行的安全。

在实时压力大于或小于压力预设值，在实时流量大于或小于流量预设值，在水质不满足预设要求时，输出警报信息或者关闭核电供应系统12。

S8、检测海水淡化系统13的实时压力、实时流量以及水质。

具体地，在核电供应系统12、海水淡化系统13以及取水机构141、排水机构143工作过程中，实时检测海水淡化系统13各项数据，以保证运行的安全。

在实时压力大于或小于压力预设值，在实时流量大于或小于流量预设值，在水质不满足预设要求时，输出警报信息或者关闭所述海水淡化系统13。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明的海山浮动核电站，包括核电供应系统、海水淡化系统和取水排水系统。取水排水系统包括换热器，核电供应系统向外排放冷却水时，其先与海水原水在换热器内进行热量交换，通过海水原水降低核电供应系统排放的冷却水的温度，进而使排放至大海的水温较低。同时吸取热量后的海水原水进入海水淡化系统，从而提高了海水淡化的生产效率。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (25)

1.一种海上浮动核电站，特征在于，包括：

核电供应系统，包括汽轮发电机以及与所述汽轮发电机连接用于冷却所述汽轮发电机的冷却循环三回路；

海水淡化系统，用于对海水进行处理而得到淡水；

取水排水系统，包括取水机构、换热器和排水机构；所述取水机构具有与大海相通的取水口，以及输送口，所述输送口与所述冷却循环三回路连接而将海水输送至所述冷却循环三回路内；所述排水机构具有与大海相通的排水口，以及输入口，所述输入口与所述海水淡化系统连接以向外排放浓盐水；所述换热器具有能进行热交换的热源通道和冷源通道，所述热源通道的两端分别连接所述冷却循环三回路的出口和所述输入口，所述冷源通道的两端分别连接所述输送口和所述海水淡化系统的入口，使所述冷却循环三回路的出口所输送的冷却水与海水原水进行热交换，进而使升温后的海水原水进入所述海水淡化系统，降温后的冷却水经所述排水口排向大海。

2.根据权利要求1所述的海上浮动核电站，其特征在于，所述排水机构包括：

连接管，其一端与所述换热器的热源通道连接，另一端延伸至海面以下；

埋管，位于海床下，其一端与所述连接管连接；

排放管，具有第一端和第二端；所述第一端与所述埋管相对于所述连接管的另一端连接，所述第二端向上超出海床，并位于海面以下，所述第二端端口构成所述排水口。

3.根据权利要求2所述的海上浮动核电站，其特征在于，所述排放管包括一主排放管和多个备用排放管；所述主排放管上设有主排水口，所述备用排放管上设有备用排水口，多个所述备用排水口处设有堵塞件，在所述主排水口的压力大于所述堵塞件所能承受的压力阈值时，所述堵塞件破损，而使所述备用排水口与外界相通。

4.根据权利要求2所述的海上浮动核电站，其特征在于，所述连接管采用软管；

所述排水机构还包括：

滑轮，设置于所述海上浮动核电站的船体的侧部；所述连接管绕设于所述滑轮上，经所述滑轮转换方向而向所述海面下延伸；

浮球，具有浮力而能够漂浮于所述海面上；所述浮球与所述连接管连接而托举所述连接管；

牵引车，设置于所述船体上，并与所述浮球连接进而调节所述浮球与海床之间的距离。

5.根据权利要求1所述的海上浮动核电站，其特征在于，所述排水口与所述海上浮动核电站的船体之间的距离大于等于1000米。

6.根据权利要求1所述的海上浮动核电站，其特征在于，所述排水机构的数量为两个；两所述排水机构关于所述海上浮动核电站的船体对称设置。

7.根据权利要求1所述的海上浮动核电站，其特征在于，所述取水机构包括：

海底阀箱，其底部位于海面以下，并位于海床以上；所述海底阀箱的底部即构成所述取水口；

过滤网，可拆卸地设置于所述取水口处，用于过滤进入所述海底阀箱的海水；

取水泵，设置于所述海底阀箱的顶部，用于泵水；所述取水泵的出口构成所述输送口。

8.根据权利要求7所述的海上浮动核电站，其特征在于，所述海底阀箱的底部设有沿竖向延伸的轨道；

所述过滤网呈框架型，其外周设有能够沿所述轨道滑行的滑块，而使所述过滤网能够相对于所述海底阀箱升降；

所述取水机构还包括限位件，以限制所述过滤网与所述海底阀箱之间沿竖向的相对移动。

9.根据权利要求1所述的海上浮动核电站，其特征在于，所述取水口与所述排水口之间的距离大于等于1000米。

10.根据权利要求1所述的海上浮动核电站，其特征在于，所述取水机构的数量为多个；

多个所述取水机构分为分列于所述海上浮动核电站的船体横向的两侧的两组，且两组所述取水机构相连通；

每组所述取水机构包括沿所述船体的纵向间隔设置的多个取水机构，多个所述取水机构相连接。

11.根据权利要求1所述的海上浮动核电站，其特征在于，所述排放机构还包括设置于所述连接管路上游的汇合管路，所述换热器的热源通道的出口以及所述海水淡化系统的排放口均与所述汇合管路连通，以使所述浓盐水与所述热源通道排放的水混合后再输送至所述连接管路。

12.根据权利要求1所述的海上浮动核电站，其特征在于，所述排放机构还包括一用水管路；所述用水管路连接所述海水淡化系统的出口和所述冷却循环三回路，以将浓盐水输送至所述冷却循环三回路，用于冷却所述汽轮发电机。

13.根据权利要求1所述的海上浮动核电站，其特征在于，所述取水排水系统还包括控制装置；所述控制装置包括：

水温检测器，设置于所述冷却循环三回路的出口端处，以检测所述核电供应系统排放的冷却水的实时水温；

控制器，同时与所述水温检测器、所述取水机构以及所述海水淡化系统电连接；所述控制器接收所述水温检测器所检测的实时水温，并依据该实时水温而控制所述取水泵和所述海水淡化系统开启。

14.根据权利要求13所述的海上浮动核电站，其特征在于，所述控制装置还包括设置于排水口处的排水压力检测器；

所述排水压力检测器检测所述排水口处的排水压力值，在所述排水压力值大于第一预设排水压力值时，所述控制器发送报警信号。

15.根据权利要求14所述的海上浮动核电站，其特征在于，所述排水口包括一主排水口和多个备用排水口；在所述排水压力值大于或小于第二预设排水压力值时，所述控制器控制所述备用排水口开启；

其中，所述第二预设排水压力值小于所述第一预设排水压力值。

16.根据权利要求14所述的海上浮动核电站，其特征在于，所述排水口包括一主排水口和多个备用排水口；所述控制装置还包括设置于所述主排水口的流量检测器；

所述流量检测器检测所述主排水口处的流量值，在所述流量值大于预设流量值时，所述控制器控制所述备用排水口开启。

17.根据权利要求13所述的海上浮动核电站，其特征在于，所述控制装置还包括设置于所述取水口处的取水压力检测器；

在所述取水压力检测器检测所述取水口处的取水压力值，在所述取水压力值大于取水预设压力值时，所述控制器发送报警信号。

18.根据权利要求13所述的海上浮动核电站，其特征在于，所述控制装置还包括检测水质状况的水质检测器；所述取水机构的取水口、所述冷源通道的进口和出口、所述热源通道的进口和出口以及所述海水淡化系统的出口端均设有所述水质检测器；

在任一所述水质检测器所检测到的水质不满足预设要求时，所述控制器发送报警信号。

19.根据权利要求1所述的海上浮动核电站，其特征在于，所述核电供应系统的冷却循环二回路与所述海水淡化系统的淡水出口连接，以接收所述海水淡化系统的淡水。

20.一种海上浮动核电站的取水排水控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

启动核电供应系统；

检测核电供应系统的冷却循环三回路所排放的冷却水的实时水温；

在所述实时水温到达预设水温时，控制取水机构开启、控制海水淡化系统开启；

所述取水机构泵取的海水与所述冷却水在换热器内进行热量交换，吸取热量后的海水进入海水淡化系统，降低温度后的冷却水排放至大海。

21.根据权利要求20所述的海上浮动核电站的取水排水控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括以下步骤:

检测排水口处的实时压力值；

在所述实时压力值大于第一预设排水压力值时，所述控制器发送报警信号。

22.根据权利要求21所述的海上浮动核电站的取水排水控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括以下步骤:

检测排水口处的实时压力值；

在所述实时压力值大于第二预设排水压力值时，控制排水机构的备用排水口开启；

其中，所述第二预设排水压力值小于所述第一预设排水压力值。

23.根据权利要求21所述的海上浮动核电站的取水排水控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括以下步骤:

检测排水口处的流量值；

在所述流量值大于预设流量值时，控制排水机构的备用排水口开启。

24.根据权利要求20所述的海上浮动核电站的取水排水控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括以下步骤:

检测所述核电供应系统的实时压力、实时流量以及水质；

在所述实时压力大于或小于压力预设值，在所述实时流量大于或小于流量预设值，在所述水质不满足预设要求时，输出警报信息或者关闭所述核电供应系统。

25.根据权利要求20所述的海上浮动核电站的取水排水控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括以下步骤:

检测所述海水淡化系统的实时压力、实时流量以及水质；

在所述实时压力大于或小于压力预设值，在所述实时流量大于或小于流量预设值，在所述水质不满足预设要求时，输出警报信息或者关闭所述海水淡化系统。

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