核能供电船的制作方法

本发明涉及船舶装备，尤其涉及一种核能供电船。

背景技术：

1、现有技术中，岛屿等偏远地区的供电大都利用岛屿上建立的发电站。岛屿上建立发电站，需要占用宝贵的岛屿空间，同时岛屿上发电站发电的方式主要利用太阳能、风能、燃油和lng等化石能源发电。太阳能和风能发电具有能量密度低，发电场占地面积大以及电力输出不稳定的缺点。燃油和lng等化石能源发电则具有成本高，燃料消耗量大，环境污染大的特点，并需要较大的运输设备将燃料运输到岛屿。其次，由于岛屿电力供应缺乏，也无法给途经或往返偏远岛屿的电动船舶提供换电业务。

2、另外，甲醇燃料大都由化石燃料转化而来，在甲醇燃料的生产和使用过程中，温室气体排放量大。相关技术也有利用风电或太阳能电力电解水产生氢气，将氢气和二氧化碳合成甲醇燃料的技术，但是面临风电或太阳能发电能量密度低，电力输出不稳定的缺点。

3、因此，亟需一种核能供电船，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种核能供电船，旨在解决现有技术中发电站的电力输出不稳定、能量密度低、对环境污染大的问题，该核能供电船无需占用岛屿空间，且核反应装置能量密度高，基本不会排放污染物，电力输出稳定。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种核能供电船，包括：

4、船体；

5、主甲板，设置于所述船体上；

6、核反应装置，设置于所述船体上且位于所述主甲板的下方，所述核反应装置包括核反应堆和核反应舱，所述核反应堆设于所述核反应舱内，所述核反应堆能将裂变的能量转化为蒸汽热能；

7、汽轮发电装置，设置于所述核反应装置的一侧且位于所述主甲板的下方，所述汽轮发电装置位于机舱内，所述汽轮发电装置包括安装于所述机舱内的汽轮发电机组，所述蒸汽热能能推动所述汽轮发电机组的汽轮机转动，使得所述汽轮机带动所述汽轮发电机组的发电机发电；

8、电池箱，设置于所述主甲板上，所述电池箱包括对外供电箱和动力电池箱，所述对外供电箱和所述动力电池箱均与所述汽轮发电机组通过电缆连接，所述对外供电箱用于对外供电，所述动力电池箱用于存储电能；

9、甲醇生产装置，设置于所述主甲板上，所述甲醇生产装置包括制氢机构、碳捕捉机构和甲醇合成机构，所述制氢机构、所述碳捕捉机构和所述甲醇合成机构均与所述汽轮发电机组通过电缆连接，所述制氢机构能够将海水电解制氢，所述碳捕捉机构能够捕捉空气中的二氧化碳，所述甲醇合成机构用于使所述制氢机构制成的氢气和所述碳捕捉机构捕捉的二氧化碳发生反应以生成甲醇；所述碳捕捉机构包括二氧化碳储存罐，所述主甲板上还设置有通过连通管与所述二氧化碳储存罐连通的接收外部二氧化碳集管，用于将从外部船舶捕捉的二氧化碳注入二氧化碳储存罐。

10、可选地，所述机舱内还设置有柴油或甲醇发电机组，用于船舶控制或核反应堆冷却后的应急供电。

11、可选地，所述核反应舱的一侧设置有乏燃料储存区，用于存放所述核反应堆更换下的使用过的核燃料。

12、可选地，所述甲醇合成机构包括氢气压缩机、二氧化碳压缩机、甲醇合成塔和甲醇储存舱，所述氢气压缩机的一端与所述制氢机构的氢气储存罐连通，另一端与所述甲醇合成塔连通，所述二氧化碳压缩机的一端与所述二氧化碳储存罐连通，另一端与所述甲醇合成塔连通，所述甲醇储存舱与所述甲醇合成塔连通，所述甲醇合成机构与所述汽轮发电机组通过电缆连接。

13、可选地，所述制氢机构包括依次连通的造水机单元、电解水制氢箱、氢气压缩液化单元和所述氢气储存罐，所述电解水制氢箱与所述汽轮发电机组通过电缆连接，所述造水机单元用于海水淡化处理，所述氢气压缩液化单元用于将所述电解水制氢箱生产的氢气液化，所述氢气储存罐用于将液化后的氢气储存，所述氢气储存罐与所述氢气压缩机连通。可选地，所述碳捕捉机构包括依次连通的空气中捕捉二氧化碳集装箱、二氧化碳压缩液化单元和二氧化碳储存罐，所述碳捕捉机构与所述汽轮发电机组通过电缆连接，所述二氧化碳压缩液化单元用于将所述空气中捕捉二氧化碳集装箱捕捉的二氧化碳液化，所述二氧化碳储存罐用于将液化后的二氧化碳储存，所述二氧化碳储存罐与所述二氧化碳压缩机连通。

14、可选地，所述主甲板上还设置有与所述甲醇储存舱连通的甲醇燃料对外输送集管，用于将所述甲醇储存舱内储存的甲醇输送至外部船舶。

15、可选地，所述核能供电船的首部设置有居住和甲醇生产控制区，用于船员生活以及甲醇的生产遥控。

16、可选地，所述核能供电船的尾部设置有机舱棚，所述机舱棚安装于所述主甲板上且位于所述机舱的上方，所述机舱棚用于安装所述机舱的进风和排风组件。

17、本发明的有益效果：本发明提供的核能供电船，通过设置核反应装置、汽轮发电装置和电池箱，核反应装置的核反应堆能将裂变的能量转化为蒸汽热能，蒸汽热能能推动汽轮发电机组的汽轮机转动，使得汽轮机带动汽轮发电机组的发电机发电，发电机供给对外供电箱和动力电池箱电能，对外供电箱可用于对外供电(如向偏远岛屿供电)，动力电池箱用于存储电能，可以用于为该核能供电船供电，或者也可将充满电的动力电池箱吊运至其他船舶，给其他船舶供电，与现有技术相比，在船舶上设置核反应装置，无需占用岛屿空间，同时核反应装置能量密度高，占用空间小，且基本不会排放污染物；通过设置甲醇生产装置，制氢机构利用核能供电船上的核反应产生的电能电解海水产生氢气，碳捕捉机构利用核能供电船上的核反应产生的电能捕捉空气中的二氧化碳，甲醇合成机构利用核能供电船上的核反应产生的电能使氢气和二氧化碳发生反应生成甲醇，核反应发电的能量密度高、电力输出稳定，保证了甲醇生产的稳定性和高效率；碳捕捉机构包括二氧化碳储存罐，二氧化碳储存罐用于储存碳捕捉机构捕捉到的空气中的二氧化碳，主甲板上还设置接收外部二氧化碳集管，接收外部二氧化碳集管能够将从外部船舶捕捉的二氧化碳注入二氧化碳储存罐内，空气中的二氧化碳和外部船舶捕捉的二氧化碳均可以作为甲醇生产的原料。

技术特征：

1.核能供电船，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的核能供电船，其特征在于，所述机舱(410)内还设置有柴油或甲醇发电机组(700)，用于船舶控制或核反应堆(310)冷却后的应急供电。

3.根据权利要求1所述的核能供电船，其特征在于，所述核反应舱(320)的一侧设置有乏燃料储存区(330)，用于存放所述核反应堆(310)更换下的使用过的核燃料。

4.根据权利要求1所述的核能供电船，其特征在于，所述甲醇合成机构包括氢气压缩机(531)、二氧化碳压缩机(532)、甲醇合成塔(533)和甲醇储存舱(534)，所述氢气压缩机(531)的一端与所述制氢机构的氢气储存罐(514)连通，另一端与所述甲醇合成塔(533)连通，所述二氧化碳压缩机(532)的一端与所述二氧化碳储存罐(523)连通，另一端与所述甲醇合成塔(533)连通，所述甲醇储存舱(534)与所述甲醇合成塔(533)连通，所述甲醇合成机构与所述汽轮发电机组(420)通过电缆(1100)连接。

5.根据权利要求4所述的核能供电船，其特征在于，所述制氢机构包括依次连通的造水机单元(511)、电解水制氢箱(512)、氢气压缩液化单元(513)和所述氢气储存罐(514)，所述电解水制氢箱(512)与所述汽轮发电机组(420)通过电缆(1100)连接，所述造水机单元(511)用于海水淡化处理，所述氢气压缩液化单元(513)用于将所述电解水制氢箱(512)生产的氢气液化，所述氢气储存罐(514)用于将液化后的氢气储存，所述氢气储存罐(514)与所述氢气压缩机(531)连通。

6.根据权利要求4所述的核能供电船，其特征在于，所述碳捕捉机构包括依次连通的空气中捕捉二氧化碳集装箱(521)、二氧化碳压缩液化单元(522)和二氧化碳储存罐(523)，所述碳捕捉机构与所述汽轮发电机组(420)通过电缆(1100)连接，所述二氧化碳压缩液化单元(522)用于将所述空气中捕捉二氧化碳集装箱(521)捕捉的二氧化碳液化，所述二氧化碳储存罐(523)用于将液化后的二氧化碳储存，所述二氧化碳储存罐(523)与所述二氧化碳压缩机(532)连通。

7.根据权利要求4所述的核能供电船，其特征在于，所述主甲板(200)上还设置有与所述甲醇储存舱(534)连通的甲醇燃料对外输送集管(538)，用于将所述甲醇储存舱(534)内储存的甲醇输送至外部船舶。

8.根据权利要求1所述的核能供电船，其特征在于，所述核能供电船的首部设置有居住和甲醇生产控制区(800)，用于船员生活以及甲醇的生产遥控。

9.根据权利要求1所述的核能供电船，其特征在于，所述核能供电船的尾部设置有机舱棚(900)，所述机舱棚(900)安装于所述主甲板(200)上且位于所述机舱(410)的上方，所述机舱棚(900)用于安装所述机舱(410)的进风和排风组件。

技术总结本发明属于船舶装备技术领域，公开了一种核能供电船。该核能供电船包括船体、主甲板、核反应装置、汽轮发电装置、电池箱和甲醇生产装置。主甲板设置于船体上；核反应装置包括核反应堆和核反应舱，核反应堆设于核反应舱内，核反应堆能将裂变的能量转化为蒸汽热能；汽轮发电装置位于机舱内，包括安装于机舱内的汽轮发电机组，蒸汽热能能推动汽轮发电机组的汽轮机转动，使得汽轮机带动汽轮发电机组的发电机发电；电池箱设置于主甲板上；甲醇生产装置包括制氢机构、碳捕捉机构和甲醇合成机构，甲醇合成机构用于使制氢机构制成的氢气和碳捕捉机构捕捉的二氧化碳发生反应以生成甲醇。本发明提供的核能供电船，能量密度高，电力输出稳定。技术研发人员：黄信男,李俊,任航受保护的技术使用者：上海船舶研究设计院技术研发日：技术公布日：2024/6/18