浮动核电站通过潜水电缆向军舰上的电磁炮的供电装置 |
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| 申请号 | CN201710200085.1 | 申请日 | 2017-03-30 | 公开(公告)号 | CN106875991A | 公开(公告)日 | 2017-06-20 |
| 申请人 | 崇川区同春工业设计服务部; | 发明人 | 赵毓媛; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及浮动核电站通过潜 水 电 缆向军舰上的电磁炮的供电装置，属于新 能源 应用技术领域。在海面上漂浮有浮动核电站、潜水 电缆 提吊装置和军舰，潜水电缆的一头连接浮动核电站上的右 变压器 ，另一头连接军舰内的储电设备，潜水电缆穿过二只提吊感应圆环，二只提吊感应圆环内安装有重量 传感器 和 电流 传感器，用于输送电流过程的信息化管理。从核电装置输出的电流通过右变压器、潜水电缆和储电设备输入升压电源。从升压电源输出的电流通过导电线分别输入高速 开关 和 加速 装置。军舰 电子 计算机设备根据获得的信息发出战斗指令，战斗指令通过信息传输线启动高速开关和加速装置给长直 导轨 上的炮弹加速，高速炮弹沿长直导轨发射出去击毁远处的敌舰。 | ||||||
| 权利要求 | 1.浮动核电站通过潜水电缆向军舰上的电磁炮的供电装置,其特征是,由浮动核电站(1)、核电装置(2)、无线通信设备甲(3)、导电线(4)、右变压器(5)、左变压器(6)、驳船(7)、潜水电缆提吊装置(9)、浮箱(10)、提吊感应圆环(11)、无线通信设备乙(12)、信息传输线(13)、潜水电缆(14)、军舰(15)、储电设备(16)、军舰电子计算机设备(17)、电磁炮(18)、升压电源(19)、高速开关(20)、加速装置(21)、炮弹(22)、长直导轨(23)共同组成； |
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| 说明书全文 | 浮动核电站通过潜水电缆向军舰上的电磁炮的供电装置技术领域背景技术[0002] 2016年俄罗斯建造的世界上第一座海上浮动核电站进入下海测试阶段，2017年完成测试后正式投入使用。该浮动核电站装备两座KLT-40型核反应堆，可输出70兆瓦电功率或300兆瓦热功率，供20万人使用。船上的海水淡化设备则可为居民提供每天24万立方米的淡水。 [0003] 浮动核电站是利用海上浮动平台建造的可移动的核电站。 [0004] 同时，中国已在陆地上试射成功电磁炮。电磁炮是利用电磁发射技术制成的、用电磁力(洛伦兹力)沿导轨发射炮弹的动能武器。2016年，中国电磁炮有两项关键性技术取得突破。一是‘强迫储能装置’，为电磁轨道炮提供了充足的电能保证，可以使电磁轨道炮拥有所需的强大电容量，还能在45秒内再次蓄积第二次发射所需的电容量；二是‘大面积双面高温超导薄膜’，这是电磁轨道炮上关键的加速装置中的核心部件。舰载电磁炮已开始研发，目前还没有取代将火药燃气压力作用于炮弹的传统大炮。在军舰上安装电磁炮需要海上有可移动的、强大的、稳定的电力供应。海上风力发电由于海风忽大忽小，发出的电流量不够稳定；海上光伏发电，由于天空中有时晴、有时阴，发出的电流量也不够稳定；海上柴油机发电，排放大量有害气体，经济上多用钱。某个外国在军舰上安装了电磁炮，但供电不足、不稳，没能形成战斗力。 发明内容[0005] 本发明的目的在于克服上述不足之处，采用浮动核电站通过潜水电缆向军舰上的电磁炮的供电装置。 [0006] 本发明涉及安装在军舰上的电磁炮需要在海上有可移动的、强大的、稳定的电力供应，才能充分保障电磁炮的战斗力。浮动核电站是一个基荷能源，可以稳定发电，中国目前在建的陆上最大核电站的装机容量是600万千瓦，中小型海上浮动核电站的装机容量可达10-200万千瓦，能够满足威力强大的电磁炮的用电需求。用浮动核电站向军舰上的电磁炮供电，保障电磁炮发射高速、远程炮弹时对电能的大量需求。 [0007] 从浮动核电站的核电装置输出的电流通过导电线输入右变压器进行变压，从右变压器输出的电流通过潜水电缆输入军舰的舰舱内的储电设备，从储电设备输出的电流通过导电线输入军舰电子计算机设备，安装在军舰电子计算机设备上方的无线通信天线同时收发电流信息和军情信息，根据电流信息和军情信息的运算结果通过信息传输线向高速开关发出指令信息，高速开关的指令信息通过信息传输线传送到加速装置给炮弹加速，加速的炮弹沿着长直导轨发射出去。从储电设备输出的电流通过导电线输入升压电源，从升压电源输出的电流通过导电线输入高速开关，从升压电源输出的电流通过导电线输入加速装置，提供强大的、稳定的电力供应，用电磁力将炮弹沿着长直导轨发射出去。 [0008] 由于浮水电缆全部漂浮在水面上容易暴露目标，沉水电缆沉到海底往往会发生磨损，用潜水电缆提吊装置将潜水电缆提吊在海面下数米深至数十米深的浅层海水里，不仅隐蔽性好，而且节省从浮动核电站连接到军舰的电缆的总用量。潜水电缆穿过潜水电缆提吊装置下部的浮箱的下方的二只提吊感应圆环而悬浮在浅层海水里，如果潜水电缆的长度很长，可以沿潜水电缆设置二个、三个甚至多个潜水电缆提吊装置来提吊潜水电缆。在二只提吊感应圆环的内部各设置有重量传感器和电流传感器，当潜水电缆穿过二只提吊感应圆环时，安装在二只提吊感应圆环内的重量传感器将潜水电缆的重量信息变换为可测量的电信号进行传输，可测量的电信号通过信息传输线传输给无线通信设备乙，由安装在无线通信设备乙上的无线通信天线将信息分别发送给军舰电子计算机设备、无线通信设备甲和指挥舰船，使有关人员随时掌握潜水电缆各段的重量的变化，以便调配潜水电缆提吊装置在潜水电缆上的分布，安全使用潜水电缆，确保从浮动核电站输电到军舰的缆线的安全。当电流通过潜水电缆时，安装在二只提吊感应圆环内的电流传感器能感应到电流的信息，并能将感应到的电流信息变换成电信号，电信号通过信息传输线传输到无线通信设备乙，由安装在无线通信设备乙上的无线通信天线将信息分别发送给军舰电子计算机设备、无线通信设备甲和指挥舰船，使有关人员随时掌握潜水电缆各段中输送的电流量的变化，进行电流的合理调度和配送，确保输电电路的安全。 [0009] 为了解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的： [0010] 由浮动核电站1、核电装置2、无线通信设备甲3、导电线4、右变压器5、左变压器6、驳船7、潜水电缆提吊装置9、浮箱10、提吊感应圆环11、无线通信设备乙12、信息传输线13、潜水电缆14、军舰15、储电设备16、军舰电子计算机设备17、电磁炮18、升压电源19、高速开关20、加速装置21、炮弹22、长直导轨23共同组成； [0011] 浮动核电站1漂浮在左方的海面8上,浮动核电站1的下部是驳船7，在驳船7的船面上的中部安装核电装置2，在核电装置2的上面安装无线通信设备甲3，在驳船7的船面上的右侧安装右变压器5，在驳船7的船面上的左侧安装左变压器6，在浮动核电站1与军舰15之间的海面8上漂浮潜水电缆提吊装置9，在潜水电缆提吊装置9的下部安装浮箱10，在浮箱10的下方安装二只提吊感应圆环11，在潜水电缆提吊装置9的上部安装无线通信设备乙12，在无线通信设备乙12的上面安装无线通信天线，军舰15漂浮在右方的海面8上，在军舰15的舰舱的内部安装储电设备16和导电线4，在军舰15的舱面甲板上的中部安装电磁炮18，在电磁炮18的下部安装升压电源19，在电磁炮18的上部内安装高速开关20和加速装置21，高速开关20位于加速装置21的后方，在电磁炮18的前部安装长直导轨23，在长直导轨23上放置炮弹22，炮弹22的底面紧贴加速装置21的前面； [0012] 核电装置2通过导电线4与左变压器6连接，左变压器6通过导电线4与民间用电设备连接，核电装置2通过导电线4与右变压器5连接，浮动核电站1上的右变压器5通过潜水电缆14与军舰15内的储电设备16连接，潜水电缆14的潜水部分穿过潜水电缆提吊装置9下部的浮箱10的下方的二只提吊感应圆环11，二只提吊感应圆环11分别通过信息传输线13与无线通信设备乙12连接，军舰15内的储电设备16通过导电线4与军舰电子计算机设备17连接，储电设备16通过导电线4与升压电源19连接，升压电源19通过导电线4与高速开关20连接，升压电源19通过导电线4与加速装置21连接，军舰电子计算机设备17通过信息传输线13与高速开关20连接，高速开关20通过信息传输线13与加速装置21连接。 [0013] 高速开关20是1–9毫秒内能将500千安–100兆安电流引进加速器中的高速开关。 [0014] 电磁炮18的射程达到150–600公里。 [0015] 电磁炮18的炮口动能达到9–160兆焦耳。 [0016] 加速装置21是使炮弹出膛速度达到7–12倍音速的加速装置。 [0017] 储电设备16是蓄存8–200兆焦耳能量的储电设备。 [0018] 核电装置2的装机容量是10–200万千瓦的核电装置。 [0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.浮动核电站通过潜水电缆向军舰上的电磁炮供应大量的、稳定的电能，满足军舰上的电磁炮对电能的大量需求。解决了舰载电磁炮在海上供电不足的难题。2.潜水电缆提吊装置的应用实现了从浮动核电站向军舰输送电流的过程的信息化管理。3.不排放温室气体，有利于保护地球上的生态环境。附图说明 [0020] 图1为本发明的结构示意图。 具体实施方式[0021] 海上浮动核电站可分为核反应堆和海上浮动平台两个部分。海上浮动核电站是升级海洋经济，用减少二氧化碳排放的新能源取代向大气中排放大量二氧化碳的化石能源的重器。浮动核电站的半潜式深吃水的设计可以下伸到驳船内，充分利用海水作为最终热阱并提供天然的辐射屏蔽，充分保证核反应堆的安全，实质消除放射性物质的释放，比陆基核电站安全。由于海洋中的浮动核电站远离陆地上的城市，在发电过程中不向空气中排放二氧化碳、二氧化硫等有害气体，发电量大，电价适中，所以沿海地区人民盼望海洋上早日出现多座浮动核电站。在军用领域，浮动核电站是向舰载电磁炮供电的理想电源。 [0022] 下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述： [0023] 浮动核电站通过潜水电缆向军舰上的电磁炮的供电装置主要包括浮动核电站、潜水电缆提吊装置、潜水电缆、舰载电磁炮和军舰五个组成部分，潜水电缆的一头连接浮动核电站上的右变压器，另一头连接军舰的舰舱内的储电设备，潜水电缆穿过潜水电缆提吊装置下部的浮箱的下方的二只提吊感应圆环。浮动核电站上的核电装置目前是基于大型压水堆成熟经验的小型化设计，依托成熟核级设备供应链。由于驳船的船面上面积有限，核电装置的设计采用紧凑型布置，反应堆压力容器与蒸汽发生器之间采用短套管连接，基本消除大破口事故发生，安全性上超过了三代核电安全标准。安装在核电装置上面的无线通信设备甲，汇集核电装置的发电量信息和安全运行信息，通过安装在无线通信设备甲上面的无线通信天线，将信息分别发送给军舰电子计算机设备、无线通信设备乙和指挥舰船，使有关人员随时掌握核电装置的安全运行信息和发电量信息。军舰电子计算机设备、无线通信设备乙、无线通信设备甲和指挥舰船上分别安装有无线通信天线，可以用来收发信息。从核电装置输出的电流通过导电线输入左变压器进行变压，从左变压器输出的电流的电压必须符合民间用电设备的用电要求。从核电装置输出的电流通过导电线进入右变压器进行变压，从右变压器输出的电流的电压必须符合军舰内的储电设备的用电要求。 [0024] 由于浮动核电站和军舰之间的潜水电缆的长度比较长，潜水电缆的本身有一定的重量，潜水电缆的大部分浸泡在浅层海水里，会受到洋流、波浪、水压的影响，靠近浮动核电站和军舰的露出海面的电缆会受到海风的风力的影响。本专利中创新设计的潜水电缆提吊装置的下部的浮箱的下方有二只提吊感应圆环，在二只提吊感应圆环内部安装有重量传感器和电流传感器，潜水电缆穿过二只提吊感应圆环。潜水电缆提吊装置有二个作用：一是靠下部的浮箱的浮力将潜水电缆提吊到海面下的浅层海水里，并根据二只提吊感应圆环内分别安装的重量传感器输出的重量电信号来安排整根潜水电缆的各段上要安装多少个潜水电缆提吊装置，才能在海水中将潜水电缆提吊到海面下一定的深度，并确保潜水电缆在海水中的安全使用，不会下沉海底或上浮海面。二是实现潜水电缆输送电流过程的信息化管理。从浮动核电站通过潜水电缆输往军舰的电流，在经过每一个潜水电缆提吊装置时，二只提吊感应圆环内分别安装的电流传感器能感应到潜水电缆内的电流量的大小的变化。二只提吊感应圆环内重量传感器感知到的潜水电缆的重量变化信息和电流传感器感应到的潜水电缆内的电流量变化信息分别通过两根信息传输线输入无线通信设备乙，这种无线通信设备乙同时具有整理、运算并储存信息的功能，整理后的信息通过安装在无线通信设备乙上的无线通信天线发送给无线通信设备甲、军舰电子计算机设备和指挥舰船，以便在潜水电缆上合理配置潜水电缆提吊装置，对输送电流的全部过程实行信息化管理，确保安全、顺利输电。 [0025] 舰载电磁炮相对利用火药燃气压力发射炮弹的舰载传统火炮的射程远，威力大。电磁炮根据法拉弟电磁感应原理，利用电磁系统中电磁场的作用力来提高炮弹的速度和射程。电磁炮主要由电源、高速开关、加速装置和炮弹四个部分组成，本专利中的舰载电磁炮是舰载电磁轨道炮。电磁轨道炮的长直导轨由两条平行的长直导轨组成，炮弹位于两条长直导轨之间，利用两条长直导轨电流间相互作用的安培力把炮弹发射出去。从浮动核电站通过潜水电缆输入军舰的储电设备内的强大的、稳定的电流可以在储电设备内储存备用，储电设备可以采用大容量的磷酸铁锂正极材料的动力锂离子电池，储电设备是可以蓄存8- 200兆焦耳能量的储电设备，从储电设备输出的电流通过导电线输入升压电源，提高电流的电压伏数。从升压电源输出的电流通过导电线输入高速开关，使高速开关在1-9毫秒内能将 500千安-100兆安电流引进加速器中，这种高速开关是大容量高速开关。从升压电源输出的电流通过导电线输入加速装置，加速装置能使炮弹出膛速度达到7-12倍音速。在储电设备、升压电源、高速开关和加速装置的协同作用下，电磁炮的炮口动能达到9-160兆焦耳能量，电磁炮的射程达到150-600公里。 [0026] 只有将浮动核电站、军舰、舰载电磁炮、潜水电缆提吊装置和潜水电缆一起进行配套设计，才能制造出浮动核电站通过潜水电缆向军舰上的电磁炮的供电装置。 [0027] 现举出实施例如下： [0028] 实施例一：在海面上漂浮有浮动核电站、潜水电缆提吊装置和军舰，潜水电缆的一头与浮动核电站连接，另一头与军舰连接，潜水电缆穿过潜水电缆提吊装置下部的浮箱的下方的二只提吊感应圆环，安装在二只提吊感应圆环内的重量传感器感知潜水电缆在海水中的重量变化信息，安装在二只提吊感应圆环内的电流传感器感应潜水电缆内的电流变化信息，重量变化信息和电流变化信息通过信息传输线输入无线通信设备乙，并通过无线通信设备乙上的无线通信天线，将信息分别发给无线通信设备甲、军舰电子计算机设备和指挥舰船，对潜水电缆的输电过程实行信息化管理。从核电装置输出的电流经过右变压器和潜水电缆输入军舰内的储电设备，从储电设备输出的电流通过导电线输入升压电源，从升压电源输出的电流通过导电线分别输入高速开关和加速装置。军舰电子计算机设备根据获取的供电信息和军情信息的运算结果发出战斗指令，战斗指令通过信息传输线启动高速开关在8毫秒内将1兆安电流引进加速装置，给长直导轨上的炮弹加速，以7 倍音速的出膛速度发射炮弹击毁100公里远海面上的敌登陆舰，打得胜仗。 [0029] 实施例二：浮动核电站的核电装置的装机容量是20万千瓦，从核电装置输出的强大的、稳定的电流通过导电线输入右变压器进行变压，变压后的电流通过潜水电缆输入军舰上的储电设备，从储电设备输出的电流通过导电线输入升压电源，从升压电源输出的电流通过导电线分别输入高速开关和加速装置。军舰电子计算机设备根据获取的供电信息和军情信息的运算结果发出战斗指令，战斗指令通过信息传输线驱动高速开关在6毫秒内将2兆安电流引进加速装置，给长直导轨上的炮弹加速，以9倍音速的出膛速度发射炮弹，击毁170公里远的海面上的敌护卫舰，打得胜仗。 |
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