[发明专利]一种冰区核电平台

说明书

本发明属于冰区海洋工程领域，涉及一种冰区核电平台，为冰区的海洋开发工作提供充足连续的电力；其中；核堆平台浮于环境载荷平台包围的水域内，采用张力腿方式系泊；环境载荷平台设计为锥形结构，采用多点锚泊系统进行定位；核堆支撑平台与环境载荷平台分离，二者之间通过弹簧和液压阻尼器相连，允许发生相对运动。本发明针对海洋冰区核电支撑平台的环境条件和自身作业要求，平台结构能够很好地抵抗冰载荷，其核堆支撑平台与环境承载平台分离又能进一步减弱外部环境对核堆支撑平台的影响，极大提高了安全性。本发明能够应用于冰区海洋环境，为冰区海洋的开发提供连续电力。

技术领域

本发明属于冰区海洋工程领域，涉及一种冰区核电平台。

技术背景

美国国家冰雪数据中心的报告显示，北极地区海冰面积正以每十年3.5％的速度递减。北极地区拥有大量资源，其中未勘探的石油资源占全球未勘探石油资源25％。与此同时，北极地区海冰面积的缩小为极区的开发以及船舶运输新航线的开辟提供了非常有利的条件。冰区海洋的开发和利用是目前研究的热点。为保障冰区海洋开发工作的持续性，为冰区的海洋开发工作提供连续的电力，提出此发明。

冰区核电平台的性能要求包括两类。第一类是在静水中的浮性、稳性、抗沉性；第二类是在海风、海浪、海流、海冰、地震等环境载荷作用下的运动性能和结构强度性能。冰区核电平台的设计，要在保证以上性能安全的前提下进行。

现有的核电站绝大多数建于陆地上，仅有一艘阿卡德米克·罗蒙诺索夫号船型浮动式核电站(使用冷战时期潜艇与核动力破冰船技术)准备建在俄罗斯近海，为沿海城市供电。而传统型海洋平台多用于石油钻采，很少在冰区工作。能够在冰区长时间作业的海洋平台主要为导管架型固定式平台，其作业水深和抗冰能力都有限。

这些传统的设计理念存在如下局限与不足：

(1)内陆核电站建在陆地上，依靠地基支撑整个系统，主要考虑风载荷和地震载荷。而在冰区海洋环境下，结构需承受静水浮力、波浪、海流、海冰、海风、地震等环境载荷的作用，因此内陆核电平台的设计方式不能直接用于冰区。

(2)传统冰区海洋平台设计为直立型固定式平台，海冰与其相互作用发生的破坏为挤压破坏。在这样的破坏方式下，冰载荷较大且其破坏周期往往与平台的固有周期接近，从而引发共振，导致结构失效。我国渤海的海二井平台就曾因海冰挤压破坏力过大发生被海冰推倒的事故，渤海JZ20-2SW平台也由于严重的冰激振动影响到人员工作和设备运转。

(3)传统的海洋平台主要用于油气钻采，环境承载系统与工作系统没有分离，外部环境因素会对其内部工作系统产生直接影响。而核电平台对安全性要求极高，这种环境承载系统与工作系统未分离的设计会成为安全隐患。

发明内容

为解决现有技术存在的上述性能局限，本发明依据海洋冰区核电支撑平台的作业环境和要求，提出一种适用于冰区环境的核电平台，能够为冰区的海洋开发工作提供充足连续的电力。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种冰区核电平台，为冰区的海洋开发工作提供充足连续的电力，包括核堆支撑平台1及其张力腿系泊系统4、环境载荷平台2及其多点系泊系统3、连接机构；所述的连接机构包括弹簧6和液压阻尼器5。

所述的核堆支撑平台1提供核能发电，其形状根据总布置要求进行调整设计(目前为圆柱形结构)，采用张力腿系泊系统4，核堆支撑平台1所受浮力远大于自身重力，能够漂浮在海面上，为半顺应半刚性结构。核堆支撑平台1内部布置，采用模块化组装的方式，根据需要定期更换模块，保证能源的持续供应。张力腿系泊方式使得平台水平面外的运动(垂荡、横摇、纵摇)为刚性，位移很小；水平面内的运动(纵荡、横荡、艏摇)为顺应式，允许发生比较大的偏移。