一种用于分离式冰区核电平台连接的横摇纵摇垂荡解耦连接机构的制作方法

本发明属于冰区海洋工程领域,尤其涉及一种用于分离式冰区核电平台连接的横摇纵摇垂荡解耦连接机构。

背景技术：

随着全球气候变暖，北极海冰加速融化，夏季出现可常规通航水域。在经济全球化、区域一体化不断深入发展的背景下，北极在战略、经济、科研、环保、航道、资源等方面的价值不断提升，北极航道和资源的开发利用能够对中国能源战略和经济发展产生巨大影响。冰区核电平台作为极区开发基础和重要的能源供应工程装备，能提供充足稳定的能源，对环境影响极小、安全性极高，具有很大的应用前景，其相关问题将成为国内外研究热点。而核反应堆的安全问题，是冰区核电平台亟待解决的重要问题，为保障核堆支撑平台的安全，提出此发明。

核堆支撑平台的性能要求包括两类。第一类是保证在静水中的浮性、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保证运动性能和结构强度性能。冰区核电平台连接机构的设计,要在保证以上性能安全的前提下进行。

为使核反应堆安全工作，需要提供非常稳定的工作条件，即对核堆支撑平台的稳性及运动性能有非常苛刻的要求。在恶劣环境载荷作用下，包括浪、风、流联合作用及冰、风、流联合作用，核堆支撑平台六自由度运动响应均需很小，才能保障核堆安全，而现有系泊系统无法满足如此苛刻的要求。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的上述问题,本发明依据海洋冰区核堆支撑平台的作业环境和要求,提出一种用于分离式冰区核电平台连接的横摇纵摇垂荡解耦连接机构,能够保障核堆支撑平台的安全。

为了达到上述目的,本发明的技术方案为：

一种用于分离式冰区核电平台连接的横摇纵摇垂荡解耦连接机构,该横摇纵摇垂荡解耦连接机构包括水平环1、旋转轴2、套筒3、滑轮4、滑道5、滚动轴承6、轴承锁定套7、滚动轴承制动器8、滑轮制动器9、辅助装置，所述的滚动轴承制动器8为闭锁装置，所述的滑轮制动器9为制动装置，所述的辅助装置包括护舷10与系泊缆11。

所述的横摇纵摇垂荡解耦连接机构能使相互分离的核堆支撑平台12与环境承载平台13相连，所述核堆支撑平台12采用张力腿系泊，使得平台水平面外的运动(垂荡、横摇、纵摇)较小，环境承载平台13采用四点系泊形式，主要用来约束水平面内(纵荡、横荡、艏摇)的运动。

所述核堆支撑平台12为圆柱形，在其圆柱面中间处对称布置两个滚动轴承6；所述水平环1内外侧安装四个旋转轴2，间隔90°分布，旋转轴2的轴向与水平环1的径向重合，其中位于同一直径上的两个旋转轴2安装在水平环1内侧；另两个旋转轴2安装在水平环1外侧。所述水平环1上每个旋转轴2安装点的另一侧安装有护舷10。所述核堆支撑平台12上两个滚动轴承6通过轴承锁定套7安装在水平环1内侧的旋转轴2上，与这两个旋转轴2对应安装的护舷10支撑在套筒3内表面；所述系泊缆11为柔性缆绳，共有四组，四组间隔90°安装，每组包括四根系泊缆11，每组的四根系泊缆11一端等间距的安装在核堆支撑平台12圆柱面外表面的同一高线上，另一端等间距的安装在套筒3内表面的同一高线上，防止外部平台在极限条件下带动核堆支撑平台12摇摆幅度过大，从而撞击核堆支撑平台12；所述套筒3内表面中间处对称安装有两个滚动轴承6，滚动轴承6通过轴承锁定套7安装在水平环1外侧的旋转轴2上，与这两个旋转轴2对应安装的护舷10支撑在核堆支撑平台12上；所述四个滚动轴承6每个都配置有滚动轴承制动器8，用于拖航时对滚动轴承6的制动；所述套筒3外侧对称安装有四组滑轮系统，每个滑轮系统包括5个滑轮4；所述滑轮制动器9安装在滑轮4的支杆上，用于拖航时对滑轮4的制动；所述环境承载平台13的内侧对称布置四条滑道5；所述滑轮4安装在滑道5内。

所述横摇纵摇垂荡解耦连接机构传递水平面内的运动，使得外部平台限制内部平台水平面内三自由度的运动。

所述所述横摇纵摇垂荡解耦连接机构不传递横摇、纵摇、垂荡运动，即外部平台横摇、纵摇、垂荡运动不影响内部平台。

所述横摇纵摇垂荡解耦连接机构使得内外平台横摇、纵摇、垂荡运动分离，允许发生一定程度的相对运动，削弱环境承载平台13运动对核堆支撑平台12的冲击。

所述的闭锁装置能在拖航时通过滚动轴承制动器8限制滚动轴承6的作用，所述的制动装置能在拖航时通过滑轮制动器9限制滑轮4的作用，从而将内外平台固定，解决在实际拖航过程中内部平台未安装张力腿系泊时的稳性问题。

所述的辅助装置通过布置四个护舷10和四组共十六根系泊缆11使内部平台与套筒3连接，从而与外部平台连接，防止外部平台在极限条件下带动套筒3摇摆幅度过大，从而撞击内部平台，增加系统的安全性。

本发明的有益效果为：本发明针对海洋冰区核堆支撑平台12的环境条件和自身作业要求。本发明设计的横摇纵摇垂荡解耦连接机构能够很好地约束核堆支撑平台12三自由度的运动，保证核堆的安全，提高冰区核电平台在极端海况下的适应能力。本发明能够应用于冰区海洋环境,保障核堆支撑12平台的安全运行。

附图说明

图1为本发明的安装效果图

图2为本发明的安装效果俯视图；

图3为水平环三维图；

图4为套筒三维图；

图5为核堆支撑平台三维图；

图6为环境承载平台三维图；

图7为辅助装置三维图；

图中，1水平环；2旋转轴；3套筒；4滑轮；5滑道；6滚动轴承；7轴承锁定套；8滚动轴承制动器；9滑轮制动器；10护舷；11系泊缆；核堆支撑平台12；环境承载平台13。

具体实施方式

以下结合附图和具体实例对本发明做进一步说明。

如图1、图2所示，本发明一种用于分离式冰区核电平台连接的横摇纵摇垂荡解耦连接机构，用于冰区核电平台(中国发明专利，专利号：zl201710906994.7)，该横摇纵摇垂荡解耦连接机构包括水平环1、旋转轴2、套筒3、滑轮4、滑道5、滚动轴承6、轴承锁定套7、滚动轴承制动器8、护舷10和系泊缆11。所述横摇纵摇垂荡解耦连接机构能使相互分离的核堆支撑平台12与环境承载平台13相连，核堆支撑平台12采用张力腿系泊，使得平台水平面外的运动(垂荡、横摇、纵摇)较小，环境承载平台13采用四点系泊形式，主要用来约束水平面内(纵荡、横荡、艏摇)的运动。

如图5所示，核堆支撑平台12为圆柱形，在其圆柱面中间处对称布置两个滚动轴承6；

如图3所示，所述水平环1内外侧安装四个旋转轴2，间隔90°分布，旋转轴2的轴向与水平环1的径向重合，其中位于同一直径上的两个旋转轴2安装在水平环1内侧；另两个旋转轴2安装在水平环1外侧；所述水平环1上每个旋转轴2安装点的另一侧安装有护舷10；所述在核堆支撑平台12上两个滚动轴承6通过轴承锁定套7安装在水平环1内侧的旋转轴2上，与这两个旋转轴2对应安装的护舷10支撑在套筒3内表面；

如图7所示，所述系泊缆11为柔性缆绳，共有四组，四组间隔90°安装，每组包括四根系泊缆11，每组的四根系泊缆11一端等间距的安装在核堆支撑平台12圆柱面外表面的同一高线上，另一端等间距的安装在套筒3内表面的同一高线上，防止外部平台在极限条件下带动套筒3摇摆幅度过大，从而撞击内部平台；

如图4所示，所述套筒3内表面中间对称安装有两个滚动轴承6，滚动轴承6通过轴承锁定套7安装在水平环1外侧的旋转轴2上，与这两个旋转轴2对应安装的护舷10支撑在核堆支撑平台12上；所述四个滚动轴承6每个都配置有滚动轴承制动器8，用于拖航时对滚动轴承6的制动；所述套筒3外侧对称安装有四组滑轮系统，每个滑轮系统包括5个滑轮4；所述滑轮制动器9安装在滑轮4的支杆上，用于拖航时对滑轮4的制动；

如图6所示，所述环境承载平台13的内侧对称布置四条滑道5；所述滑轮4安装在滑道5内；所述横摇纵摇垂荡解耦连接机构传递水平面内的运动，使得外部平台限制内部平台水平面内三自由度的运动；横摇纵摇垂荡解耦连接机构不传递横摇、纵摇、垂荡运动，即外部平台横摇、纵摇、垂荡运动不影响内部平台。横摇纵摇垂荡解耦连接机构使得内外平台横摇、纵摇、垂荡运动分离，允许发生一定程度的相对运动，削弱环境承载平台13运动对核堆支撑平台12的冲击。

所述横摇纵摇垂荡解耦连接机构针对海洋冰区核堆支撑平台的环境条件和自身作业要求，能够很好地约束核堆支撑平台六自由度的运动，保证核堆的安全，提高冰区核电平台在极端海况下的适应能力。

本发明涉及一种冰区核电平台横摇纵摇垂荡解耦连接机构。这种分离式冰区核电平台能为冰区开发提供充足稳定的能源，横摇纵摇垂荡解耦连接机构能削弱环境承载平台运动对核堆支撑平台的冲击，使得核堆支撑平台具有良好的水动力性能，以保证核堆的安全。核堆支撑平台与环境承载平台分别采用张力腿方式、多点锚泊系泊。核堆支撑平台与环境承载平台二者分离，并通过连接机构相连,连接机构使得内外平台横摇、纵摇、垂荡运动分离，允许发生一定程度的相对运动，削弱环境承载平台运动对核堆支撑平台的冲击；横摇纵摇垂荡解耦连接机构设置闭锁装置与制动装置，拖航时将内外平台固定，提高平台拖航性能；横摇纵摇垂荡解耦连接机构设置辅助装置，增加系统的安全性。本发明针对海洋冰区核电平台的环境条件和自身作业要求进行设计,平台结构能够很好地抵抗冰载荷,系泊系统与连接机构的设计，能巧妙的约束核堆支撑平台六自由度的运动，使其具有良好的稳性和水动力性能，保证核堆的安全，提高冰区核电平台在极端海况下的适应能力。本发明能够应用于冰区海洋环境,保障核堆支撑平台的安全。

以上所述实施例仅表达本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。