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CN101740152A - 半潜小水线面移动平台式海上核电站 - Google Patents

半潜小水线面移动平台式海上核电站 Download PDF

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Abstract

半潜小水线面移动平台式海上核电站，属于海洋工程设备技术领域。包括：甲板、小水线面立柱、沉垫壳体、横撑、锚链、核发电装置外围护体、输电线塔、输电线、转环、锚、核反应堆、变电站。八根小水线面立柱的一端分别垂直安装在两只沉淀壳体上，另一端与甲板底面固接。四根横撑的两端分别与两个沉垫壳体的侧面固接。核发电装置安装在甲板上。本发明可以固定在某海区长期工作，也可以由拖轮牵引任意迁徙，改变工作场所。本发明发电量大，寿命长，安全性高，节省燃料，拖航时阻力小、稳性高、能经受恶劣海况。本发明具有重大的科学研究价值，也具有重大的产业应用前景和重大的军事国防价值，有明显的经济效益和社会效益。

Description

半潜小水线面移动平台式海上核电站
技术领域
本发明涉及一种移动式海上核电站，特别是一种半潜小水线面移动平台式海上核电站，属于海洋工程设备技术领域。
背景技术
远离大陆的海洋，广阔而又深邃，岛礁散布。那里有丰富的资源，包括海产品、深海矿产品、海底矿藏、野生植物资源等，应有常住居民生活、劳作于此类地区，从事工作、考察和军事防卫。
远海区域岛礁散布，多数岛礁的露水面积狭小，随着海潮升降，岛礁时隐时现，无法作为电源生产和输变场所。为此，有必要在远海区域建设核电站，使之成为不需维修、不需经常装填燃料、运转稳定的电力供应源，为附近的居住地、栖息地、工作基地、考察基地和军事基地提供方便可用的能源。
已有技术中，美国最先开始研究海底核电站。美国原子能委员会提出过发电容量为3000干瓦的海底核电站的设计方案。这座海底核电站包括反应堆、发电机、主管道、废热交换器、沉箱等五大部分。它采用的是一种安全性非常好的铀氢化锆反应堆。但是，海底核电站的各个零、部件要能承受住几百米深的海水所施加的巨大压力，要求所有设备滴水不漏，密封性好，并能耐海水腐蚀。因此，海底核电站的要求和造价都是很高的，是不经济的。
2007年4月，在俄罗斯阿尔汉格尔斯克州北德文斯克举行了世界首座漂浮式核电站奠基仪式。俄罗斯国家核能造船企业开始建造微型漂浮式核电站。该漂浮式核电站约占3万平方米至5万平方米的水域面积，由一艘原子动力船装载。当船舶航行或停泊在海面上时，会经常受到海风和浪的袭击和侵扰。特别到了风大浪急的季节，更是缺乏必要的安全保障。
发明内容
为了克服已有技术的不足，本发明提供一种半潜小水线面移动平台式海上核电站。该核电站可以固定在某海区长期工作，也可以由拖轮牵引任意迁徙，改变工作场所。该核电站在海风和海浪的作用下有很好的稳定性，始终处于安全状态。同时，它本身又与人员的居住点或海洋工作平台或军事设施隔海远距离相望，不会因为本身的运转事故或核泄漏而威胁周边的安全和环境。同时，在附近目标受到军事打击或自然力的破坏时，本发明提供的核电站也不受任何侵扰。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下。本发明包括：甲板、小水线面立柱、沉垫壳体、横撑、锚链、核发电装置外围护体、输电线塔、输电线、转环、锚、核发电装置、变电站。
甲板是由钢板和钢质桁梁焊接组成的正方形板型结构体；小水线面立柱为钢质柱形空心圆管；沉垫壳体是钢板与钢质框架焊接成船形结构的空心浮体。八根小水线面立柱等分成两组，其一端分别垂直安装在两只沉淀壳体上，另一端与甲板底面固接。四根横撑的两端分别与两个沉垫壳体的侧面固接。
甲板、小水线面立柱、横撑和沉垫壳体组成海上移动平台，四只转环分别固接在每个沉垫壳体的两端。每个转环均与两根锚链的一端相接，锚链另一端与锚相连。当八个锚都沉入海底时，每根锚链将被沉入海底的锚牵引拉紧，海上移动平台锚泊定位后，半潜小水线面移动平台式海上核电站即可正常投入运转。
核发电装置安装在甲板上，核发电装置外围护体置于核发电装置外。核发电装置由核反应堆本体、一回路系统、二回路系统、汽轮机和发电机部分组成。变电站安装在甲板上，核发电装置的输出端与变电站的输入端连接，变电站的输出端通过输电线塔与输电线电连接，变电站将核发电装置发出的电力转变成为500kV的高压电，500kV高压电通过输电线输送到附近的居住地、栖息地、工作基地、考察基地和军事基地。输电线由是海底输电电缆组成，该海底输电电缆采用自容式充油电缆，这种电缆适用于高达750kV的直流电或交流电线路，可以顺利地敷设于水深达500m的海域。
本发明所提供的半潜小水线面移动平台式海上核电站所涉及的移动平台，是一种可移动的小水线面立柱稳定式平台，具有拖航时阻力小、稳性高、能经受恶劣海况的特点。该核电站既能坐稳10-30米深的海底，以固定状态工作，又能在30-200米深的海区以漂浮状态工作。该海上核电站所涉及的移动平台具有小水线面，而且该平台的主要浮体集中于水下一定深度，受波浪的影响很小。同时，由于波浪的周期性，浮体上的惯性力和波浪的压力始终反向，利于达到相互抵消的结果。
本发明的有益效果：半潜小水线面移动平台式海上核电站的发电量，能完全保障10万人的居民集居地的电力需求。如果用于海水淡化处理，该海上核电站每天能完成24万立方米的淡水处理，每年可节约20万吨煤炭和10万吨燃油。其预期使用寿命不少于40年至50年。每运行10年至12年后将会送到特定的检修站维护检修，加入新的核燃料，在它原来工作的地方将会有其他的海上核电站替代其继续工作。此外，半潜小水线面移动平台式海上核电站可以设置多个级别的安全保护装置，因此，它的安全性可以达到非常高的级别，比陆地的核电站更加安全。本发明具有重大的科学研究价值，也具有重大的产业应用前景和重大的军事国防价值，有明显的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明海上核电站的立体示意图。
图2是本发明海上核电站的俯视示意图。
图中，1是甲板，2是小水线面立柱，3是沉垫壳体，4是横撑，5是锚链，6是核发电装置外围护体，7是输电线塔，8是输电线，9是转环，10是锚，11是核发电装置，12是变电站。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步描述。
如图1、图2所示，本发明包括：甲板1、小水线面立柱2、沉垫壳体3、横撑4、锚链5、核发电装置外围护体6、输电线塔7、输电线8、转环9、锚10、核发电装置11、变电站12。甲板1是由钢板和钢质桁梁焊接组成的正方形板型结构体，表面尺寸为175*175米，厚度为10米；小水线面立柱2为钢质柱形空心圆管，直径10米，壁厚50毫米，长度40米；沉垫壳体3是钢板与钢质框架焊接成船形结构的空心浮体，长200米，宽25米，高10米。八根小水线面立柱2等分成两组，其一端分别垂直安装在两只沉淀壳体3上，另一端与甲板1底面固接。四根横撑4的两端分别与两个沉垫壳体3的侧面固接，横撑4是直径1米的无缝钢管。
甲板1、小水线面立柱2、横撑4和沉垫壳体3组成海上移动平台，四只转环9分别固接在每个沉垫壳体3的两端。每个转环9均与两根锚链5的一端相接，锚链5另一端与锚10相连。当八个锚10都沉入海底时，每根锚链5将被沉入海底的锚10牵引拉紧，海上移动平台锚泊定位后，半潜小水线面移动平台式海上核电站即可正常投入运转。
核发电装置11安装在甲板1上，核发电装置外围护体6置于核发电装置11外。核发电装置11由核反应堆本体、一回路系统、二回路系统、汽轮机和发电机部分组成。核发电装置11中的核反应堆为压水堆型，功率为30万千瓦，冷却剂压力为13.86～16.31Mpa。变电站12安装在甲板1上，核发电装置11的输出端与变电站12的输入端连接，变电站12的输出端通过输电线塔7与输电线8电连接，变电站12将核发电装置11发出的电力转变成为500kV的高压电，500kV高压电通过输电线8输送到附近的居住地、栖息地、工作基地、考察基地和军事基地。输电线8由是海底输电电缆组成，该海底输电电缆采用自容式充油电缆，这种电缆适用于高达750kV的直流电或交流电线路，可以顺利地敷设于水深达500m的海域。
本发明所提供的半潜小水线面移动平台式海上核电站所涉及的移动平台，是一种可移动的小水线面立柱稳定式平台，具有拖航时阻力小、稳性高、能经受恶劣海况的特点。该核电站既能坐稳10-30米深的海底，以固定状态工作，又能在30-200米深的海区以漂浮状态工作。该海上核电站所涉及的移动平台具有小水线面，而且该平台的主要浮体集中于水下一定深度，受波浪的影响很小。同时，由于波浪的周期性，浮体上的惯性力和波浪的压力始终反向，利于达到相互抵消的结果。

Claims (3)

1.一种半潜小水线面移动平台式海上核电站，包括：甲板(1)、小水线面立柱(2)、沉垫壳体(3)、横撑(4)、锚链(5)、核发电装置外围护体(6)、输电线塔(7)、输电线(8)、转环(9)、锚(10)、核发电装置(11)、变电站(12)；其特征在于，甲板(1)是由钢板和钢质桁梁焊接组成的正方形板型结构体，小水线面立柱(2)是钢质柱形空心圆管，沉垫壳体(3)是钢板与钢质框架焊接成船形结构的空心浮体，八根小水线面立柱(2)等分成两组，其一端分别垂直安装在两只沉淀壳体(3)上，另一端与甲板(1)底面固接。四根横撑(4)的两端分别与两个沉垫壳体(3)的侧面固接，四只转环(9)分别固接在每个沉垫壳体(3)的两端，每个转环(9)均与两根锚链(5)的一端相接，锚链(5)另一端与锚(10)相连；核发电装置(11)安装在甲板(1)上，核发电装置外围护体(6)置于核发电装置(11)外；变电站(12)安装在甲板(1)上，核发电装置(11)的输出端与变电站(12)的输入端连接，变电站(12)的输出端通过输电线塔(7)与输电线(8)电连接，输电线(8)是由海底输电电缆组成，海底输电电缆采用自容式充油电缆。
2.根据权利要求1所述的半潜小水线面移动平台式海上核电站，其特征是所述的甲板(1)表面尺寸为175*175米，厚度为10米；小水线面立柱(2)直径10米，壁厚50毫米，长度为40米；沉垫壳体(3)长200米，宽25米，高10米；横撑(4)采用直径1米的无缝钢管。
3.根据权利要求1所述的半潜小水线面移动平台式海上核电站，其特征是所述的核发电装置(11)功率的30万千瓦，冷却剂压力为13.86～16.31Mpa；变电站(12)输出的高压电电压为500kV。
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