本發(fā)明涉及浮動核電站通過潛水電纜向軍艦上的電磁炮的供電裝置，屬于新能源應用技術領域。
背景技術：
2016年俄羅斯建造的世界上第一座海上浮動核電站進入下海測試階段，2017年完成測試后正式投入使用。該浮動核電站裝備兩座KLT-40型核反應堆，可輸出70兆瓦電功率或300兆瓦熱功率，供20萬人使用。船上的海水淡化設備則可為居民提供每天24萬立方米的淡水。
浮動核電站是利用海上浮動平臺建造的可移動的核電站。
同時，中國已在陸地上試射成功電磁炮。電磁炮是利用電磁發(fā)射技術制成的、用電磁力(洛倫茲力)沿導軌發(fā)射炮彈的動能武器。2016年，中國電磁炮有兩項關鍵性技術取得突破。一是‘強迫儲能裝置’，為電磁軌道炮提供了充足的電能保證，可以使電磁軌道炮擁有所需的強大電容量，還能在45秒內再次蓄積第二次發(fā)射所需的電容量；二是‘大面積雙面高溫超導薄膜’，這是電磁軌道炮上關鍵的加速裝置中的核心部件。艦載電磁炮已開始研發(fā)，目前還沒有取代將火藥燃氣壓力作用于炮彈的傳統(tǒng)大炮。在軍艦上安裝電磁炮需要海上有可移動的、強大的、穩(wěn)定的電力供應。海上風力發(fā)電由于海風忽大忽小，發(fā)出的電流量不夠穩(wěn)定；海上光伏發(fā)電，由于天空中有時晴、有時陰，發(fā)出的電流量也不夠穩(wěn)定；海上柴油機發(fā)電，排放大量有害氣體，經(jīng)濟上多用錢。某個外國在軍艦上安裝了電磁炮，但供電不足、不穩(wěn)，沒能形成戰(zhàn)斗力。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，采用浮動核電站通過潛水電纜向軍艦上的電磁炮的供電裝置。
本發(fā)明涉及安裝在軍艦上的電磁炮需要在海上有可移動的、強大的、穩(wěn)定的電力供應，才能充分保障電磁炮的戰(zhàn)斗力。浮動核電站是一個基荷能源，可以穩(wěn)定發(fā)電，中國目前在建的陸上最大核電站的裝機容量是600萬千瓦，中小型海上浮動核電站的裝機容量可達10-200萬千瓦，能夠滿足威力強大的電磁炮的用電需求。用浮動核電站向軍艦上的電磁炮供電，保障電磁炮發(fā)射高速、遠程炮彈時對電能的大量需求。
從浮動核電站的核電裝置輸出的電流通過導電線輸入右變壓器進行變壓，從右變壓器輸出的電流通過潛水電纜輸入軍艦的艦艙內的儲電設備，從儲電設備輸出的電流通過導電線輸入軍艦電子計算機設備，安裝在軍艦電子計算機設備上方的無線通信天線同時收發(fā)電流信息和軍情信息，根據(jù)電流信息和軍情信息的運算結果通過信息傳輸線向高速開關發(fā)出指令信息，高速開關的指令信息通過信息傳輸線傳送到加速裝置給炮彈加速，加速的炮彈沿著長直導軌發(fā)射出去。從儲電設備輸出的電流通過導電線輸入升壓電源，從升壓電源輸出的電流通過導電線輸入高速開關，從升壓電源輸出的電流通過導電線輸入加速裝置，提供強大的、穩(wěn)定的電力供應，用電磁力將炮彈沿著長直導軌發(fā)射出去。
由于浮水電纜全部漂浮在水面上容易暴露目標，沉水電纜沉到海底往往會發(fā)生磨損，用潛水電纜提吊裝置將潛水電纜提吊在海面下數(shù)米深至數(shù)十米深的淺層海水里，不僅隱蔽性好，而且節(jié)省從浮動核電站連接到軍艦的電纜的總用量。潛水電纜穿過潛水電纜提吊裝置下部的浮箱的下方的二只提吊感應圓環(huán)而懸浮在淺層海水里，如果潛水電纜的長度很長，可以沿潛水電纜設置二個、三個甚至多個潛水電纜提吊裝置來提吊潛水電纜。在二只提吊感應圓環(huán)的內部各設置有重量傳感器和電流傳感器，當潛水電纜穿過二只提吊感應圓環(huán)時，安裝在二只提吊感應圓環(huán)內的重量傳感器將潛水電纜的重量信息變換為可測量的電信號進行傳輸，可測量的電信號通過信息傳輸線傳輸給無線通信設備乙，由安裝在無線通信設備乙上的無線通信天線將信息分別發(fā)送給軍艦電子計算機設備、無線通信設備甲和指揮艦船，使有關人員隨時掌握潛水電纜各段的重量的變化，以便調配潛水電纜提吊裝置在潛水電纜上的分布，安全使用潛水電纜，確保從浮動核電站輸電到軍艦的纜線的安全。當電流通過潛水電纜時，安裝在二只提吊感應圓環(huán)內的電流傳感器能感應到電流的信息，并能將感應到的電流信息變換成電信號，電信號通過信息傳輸線傳輸?shù)綗o線通信設備乙，由安裝在無線通信設備乙上的無線通信天線將信息分別發(fā)送給軍艦電子計算機設備、無線通信設備甲和指揮艦船，使有關人員隨時掌握潛水電纜各段中輸送的電流量的變化，進行電流的合理調度和配送，確保輸電電路的安全。
為了解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：
由浮動核電站1、核電裝置2、無線通信設備甲3、導電線4、右變壓器5、左變壓器6、駁船7、潛水電纜提吊裝置9、浮箱10、提吊感應圓環(huán)11、無線通信設備乙12、信息傳輸線13、潛水電纜14、軍艦15、儲電設備16、軍艦電子計算機設備17、電磁炮18、升壓電源19、高速開關20、加速裝置21、炮彈22、長直導軌23共同組成；
浮動核電站1漂浮在左方的海面8上,浮動核電站1的下部是駁船7，在駁船7的船面上的中部安裝核電裝置2，在核電裝置2的上面安裝無線通信設備甲3，在駁船7的船面上的右側安裝右變壓器5，在駁船7的船面上的左側安裝左變壓器6，在浮動核電站1與軍艦15之間的海面8上漂浮潛水電纜提吊裝置9，在潛水電纜提吊裝置9的下部安裝浮箱10，在浮箱10的下方安裝二只提吊感應圓環(huán)11，在潛水電纜提吊裝置9的上部安裝無線通信設備乙12，在無線通信設備乙12的上面安裝無線通信天線，軍艦15漂浮在右方的海面8上，在軍艦15的艦艙的內部安裝儲電設備16和導電線4，在軍艦15的艙面甲板上的中部安裝電磁炮18，在電磁炮18的下部安裝升壓電源19，在電磁炮18的上部內安裝高速開關20和加速裝置21，高速開關20位于加速裝置21的后方，在電磁炮18的前部安裝長直導軌23，在長直導軌23上放置炮彈22，炮彈22的底面緊貼加速裝置21的前面；
核電裝置2通過導電線4與左變壓器6連接，左變壓器6通過導電線4與民間用電設備連接，核電裝置2通過導電線4與右變壓器5連接，浮動核電站1上的右變壓器5通過潛水電纜14與軍艦15內的儲電設備16連接，潛水電纜14的潛水部分穿過潛水電纜提吊裝置9下部的浮箱10的下方的二只提吊感應圓環(huán)11，二只提吊感應圓環(huán)11分別通過信息傳輸線13與無線通信設備乙12連接，軍艦15內的儲電設備16通過導電線4與軍艦電子計算機設備17連接，儲電設備16通過導電線4與升壓電源19連接，升壓電源19通過導電線4與高速開關20連接，升壓電源19通過導電線4與加速裝置21連接，軍艦電子計算機設備17通過信息傳輸線13與高速開關20連接，高速開關20通過信息傳輸線13與加速裝置21連接。
高速開關20是1–9毫秒內能將500千安–100兆安電流引進加速器中的高速開關。
電磁炮18的射程達到150–600公里。
電磁炮18的炮口動能達到9–160兆焦耳。
加速裝置21是使炮彈出膛速度達到7–12倍音速的加速裝置。
儲電設備16是蓄存8–200兆焦耳能量的儲電設備。
核電裝置2的裝機容量是10–200萬千瓦的核電裝置。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：1.浮動核電站通過潛水電纜向軍艦上的電磁炮供應大量的、穩(wěn)定的電能，滿足軍艦上的電磁炮對電能的大量需求。解決了艦載電磁炮在海上供電不足的難題。2.潛水電纜提吊裝置的應用實現(xiàn)了從浮動核電站向軍艦輸送電流的過程的信息化管理。3.不排放溫室氣體，有利于保護地球上的生態(tài)環(huán)境。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
具體實施方式
海上浮動核電站可分為核反應堆和海上浮動平臺兩個部分。海上浮動核電站是升級海洋經(jīng)濟，用減少二氧化碳排放的新能源取代向大氣中排放大量二氧化碳的化石能源的重器。浮動核電站的半潛式深吃水的設計可以下伸到駁船內，充分利用海水作為最終熱阱并提供天然的輻射屏蔽，充分保證核反應堆的安全，實質消除放射性物質的釋放，比陸基核電站安全。由于海洋中的浮動核電站遠離陸地上的城市，在發(fā)電過程中不向空氣中排放二氧化碳、二氧化硫等有害氣體，發(fā)電量大，電價適中，所以沿海地區(qū)人民盼望海洋上早日出現(xiàn)多座浮動核電站。在軍用領域，浮動核電站是向艦載電磁炮供電的理想電源。
下面本發(fā)明將結合附圖中的實施例作進一步描述：
浮動核電站通過潛水電纜向軍艦上的電磁炮的供電裝置主要包括浮動核電站、潛水電纜提吊裝置、潛水電纜、艦載電磁炮和軍艦五個組成部分，潛水電纜的一頭連接浮動核電站上的右變壓器，另一頭連接軍艦的艦艙內的儲電設備，潛水電纜穿過潛水電纜提吊裝置下部的浮箱的下方的二只提吊感應圓環(huán)。浮動核電站上的核電裝置目前是基于大型壓水堆成熟經(jīng)驗的小型化設計，依托成熟核級設備供應鏈。由于駁船的船面上面積有限，核電裝置的設計采用緊湊型布置，反應堆壓力容器與蒸汽發(fā)生器之間采用短套管連接，基本消除大破口事故發(fā)生，安全性上超過了三代核電安全標準。安裝在核電裝置上面的無線通信設備甲，匯集核電裝置的發(fā)電量信息和安全運行信息，通過安裝在無線通信設備甲上面的無線通信天線，將信息分別發(fā)送給軍艦電子計算機設備、無線通信設備乙和指揮艦船，使有關人員隨時掌握核電裝置的安全運行信息和發(fā)電量信息。軍艦電子計算機設備、無線通信設備乙、無線通信設備甲和指揮艦船上分別安裝有無線通信天線，可以用來收發(fā)信息。從核電裝置輸出的電流通過導電線輸入左變壓器進行變壓，從左變壓器輸出的電流的電壓必須符合民間用電設備的用電要求。從核電裝置輸出的電流通過導電線進入右變壓器進行變壓，從右變壓器輸出的電流的電壓必須符合軍艦內的儲電設備的用電要求。
由于浮動核電站和軍艦之間的潛水電纜的長度比較長，潛水電纜的本身有一定的重量，潛水電纜的大部分浸泡在淺層海水里，會受到洋流、波浪、水壓的影響，靠近浮動核電站和軍艦的露出海面的電纜會受到海風的風力的影響。本專利中創(chuàng)新設計的潛水電纜提吊裝置的下部的浮箱的下方有二只提吊感應圓環(huán)，在二只提吊感應圓環(huán)內部安裝有重量傳感器和電流傳感器，潛水電纜穿過二只提吊感應圓環(huán)。潛水電纜提吊裝置有二個作用：一是靠下部的浮箱的浮力將潛水電纜提吊到海面下的淺層海水里，并根據(jù)二只提吊感應圓環(huán)內分別安裝的重量傳感器輸出的重量電信號來安排整根潛水電纜的各段上要安裝多少個潛水電纜提吊裝置，才能在海水中將潛水電纜提吊到海面下一定的深度，并確保潛水電纜在海水中的安全使用，不會下沉海底或上浮海面。二是實現(xiàn)潛水電纜輸送電流過程的信息化管理。從浮動核電站通過潛水電纜輸往軍艦的電流，在經(jīng)過每一個潛水電纜提吊裝置時，二只提吊感應圓環(huán)內分別安裝的電流傳感器能感應到潛水電纜內的電流量的大小的變化。二只提吊感應圓環(huán)內重量傳感器感知到的潛水電纜的重量變化信息和電流傳感器感應到的潛水電纜內的電流量變化信息分別通過兩根信息傳輸線輸入無線通信設備乙，這種無線通信設備乙同時具有整理、運算并儲存信息的功能，整理后的信息通過安裝在無線通信設備乙上的無線通信天線發(fā)送給無線通信設備甲、軍艦電子計算機設備和指揮艦船，以便在潛水電纜上合理配置潛水電纜提吊裝置，對輸送電流的全部過程實行信息化管理，確保安全、順利輸電。
艦載電磁炮相對利用火藥燃氣壓力發(fā)射炮彈的艦載傳統(tǒng)火炮的射程遠，威力大。電磁炮根據(jù)法拉弟電磁感應原理，利用電磁系統(tǒng)中電磁場的作用力來提高炮彈的速度和射程。電磁炮主要由電源、高速開關、加速裝置和炮彈四個部分組成，本專利中的艦載電磁炮是艦載電磁軌道炮。電磁軌道炮的長直導軌由兩條平行的長直導軌組成，炮彈位于兩條長直導軌之間，利用兩條長直導軌電流間相互作用的安培力把炮彈發(fā)射出去。從浮動核電站通過潛水電纜輸入軍艦的儲電設備內的強大的、穩(wěn)定的電流可以在儲電設備內儲存?zhèn)溆?，儲電設備可以采用大容量的磷酸鐵鋰正極材料的動力鋰離子電池，儲電設備是可以蓄存8-200兆焦耳能量的儲電設備，從儲電設備輸出的電流通過導電線輸入升壓電源，提高電流的電壓伏數(shù)。從升壓電源輸出的電流通過導電線輸入高速開關，使高速開關在1-9毫秒內能將500千安-100兆安電流引進加速器中，這種高速開關是大容量高速開關。從升壓電源輸出的電流通過導電線輸入加速裝置，加速裝置能使炮彈出膛速度達到7-12倍音速。在儲電設備、升壓電源、高速開關和加速裝置的協(xié)同作用下，電磁炮的炮口動能達到9-160兆焦耳能量，電磁炮的射程達到150-600公里。
只有將浮動核電站、軍艦、艦載電磁炮、潛水電纜提吊裝置和潛水電纜一起進行配套設計，才能制造出浮動核電站通過潛水電纜向軍艦上的電磁炮的供電裝置。
現(xiàn)舉出實施例如下：
實施例一：在海面上漂浮有浮動核電站、潛水電纜提吊裝置和軍艦，潛水電纜的一頭與浮動核電站連接，另一頭與軍艦連接，潛水電纜穿過潛水電纜提吊裝置下部的浮箱的下方的二只提吊感應圓環(huán)，安裝在二只提吊感應圓環(huán)內的重量傳感器感知潛水電纜在海水中的重量變化信息，安裝在二只提吊感應圓環(huán)內的電流傳感器感應潛水電纜內的電流變化信息，重量變化信息和電流變化信息通過信息傳輸線輸入無線通信設備乙，并通過無線通信設備乙上的無線通信天線，將信息分別發(fā)給無線通信設備甲、軍艦電子計算機設備和指揮艦船，對潛水電纜的輸電過程實行信息化管理。從核電裝置輸出的電流經(jīng)過右變壓器和潛水電纜輸入軍艦內的儲電設備，從儲電設備輸出的電流通過導電線輸入升壓電源，從升壓電源輸出的電流通過導電線分別輸入高速開關和加速裝置。軍艦電子計算機設備根據(jù)獲取的供電信息和軍情信息的運算結果發(fā)出戰(zhàn)斗指令，戰(zhàn)斗指令通過信息傳輸線啟動高速開關在8毫秒內將1兆安電流引進加速裝置，給長直導軌上的炮彈加速，以7 倍音速的出膛速度發(fā)射炮彈擊毀100公里遠海面上的敵登陸艦，打得勝仗。
實施例二：浮動核電站的核電裝置的裝機容量是20萬千瓦，從核電裝置輸出的強大的、穩(wěn)定的電流通過導電線輸入右變壓器進行變壓，變壓后的電流通過潛水電纜輸入軍艦上的儲電設備，從儲電設備輸出的電流通過導電線輸入升壓電源，從升壓電源輸出的電流通過導電線分別輸入高速開關和加速裝置。軍艦電子計算機設備根據(jù)獲取的供電信息和軍情信息的運算結果發(fā)出戰(zhàn)斗指令，戰(zhàn)斗指令通過信息傳輸線驅動高速開關在6毫秒內將2兆安電流引進加速裝置，給長直導軌上的炮彈加速，以9倍音速的出膛速度發(fā)射炮彈，擊毀170公里遠的海面上的敵護衛(wèi)艦，打得勝仗。