一种核电站冷源水下多层流速测量浮标

摘要

本发明提供一种核电站冷源水下多层流速测量浮标，包括供电单元、数据采集单元、通信单元；所述数据采集单元包括水深测量模块、水温测量模块及流速测量模块；所述数据采集单元通过所述通信单元与控制终端相连；其中，所述供电单元，连接所述数据采集单元、所述通信单元并提供工作所需电压；所述水深测量模块，对所述核电厂冷源海域进行海域水深监测和收集；所述水温测量模块，对进行海域水温监测和收集；所述流速测量模块，对所述核电厂冷源海域进行海域多层流速监测和收集；所述通信单元，连接所述数据采集模块，将所述数据采集模块收集的信息进行发送。本发明采集海域多层流速、水温及水深多个参数数据，对异常环境数据情况进行及时预警。

说明书

技术领域

本发明涉及核电技术领域，特别是涉及一种核电站冷源水下多层流速测量浮标。

背景技术

核电站冷却系统对于核电站的正常工作具有无可替代的作用，若冷却系统不能正常工作，会造成发电机组停机、核反应堆停堆现象时有发生，给核电厂冷源海域海生物及对核电厂生产安全造成潜在危害。而冷却系统的取水口在冷却系统中的重要性同样无可替代，但取水口受极端天气影响，通过风浪流的作用，可能将取水口海域远处的海洋生物或异物送到取水口附近，造成冷源安全风险。同时，取水口流速异常会直接影响取水效率，进而影响冷却效率，如果将探测器布防在取水口周围，虽然可以探测到并预警，但是留给核电厂的反应时间非常少，威胁到核电厂的安全运行。因此需要考虑将探测方位向取水口远处延伸，这就涉及到将探测设备进行固定、供电和通讯等问题，因此需要有很好的搭载设备，进行远距离布防，为核电厂提供充足的反应时间，实现纵深防御目标。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种核电站冷源水下多层流速测量浮标，解决如何远程测量取水口海域远处流量流速参数的技术问题。

本发明的一方面，提供一种核电站冷源水下多层流速测量浮标，设于核电厂冷源海域，包括：供电单元、数据采集单元、通信单元；所述数据采集单元包括水深测量模块、水温测量模块及流速测量模块；所述数据采集单元通过所述通信单元与控制终端相连；其中，

所述供电单元，分别连接所述水深测量模块、所述水温测量模块、所述流速测量模块、所述通信单元并为其提供工作所需电压；

所述水深测量模块，对所述核电厂冷源海域进行海域水深监测和收集；

所述水温测量模块，对所述核电厂冷源海域进行海域水温监测和收集；

所述流速测量模块，对所述核电厂冷源海域进行海域多层流速监测和收集；

所述通信单元，分别连接所述水深测量模块、所述水温测量模块及所述流速测量模块，将所述水深测量模块、所述水温测量模块及所述流速测量模块收集的信息进行发送；

所述控制终端，接收所述通信单元发出的信息并进行处理。

优选地，还包括：监控单元，分别连接所述数据采集单元、所述通信单元及供电单元；对所述数据采集单元、所述通信单元、所述供电单元以及自身的用电进行监测并对所述浮标自身工作状态进行感知。

优选地，还包括：浮动底盘，所述浮动底盘为圆饼状的金属壳体；所述浮动底盘中部设置用于固定所述数据采集单元的通孔；所述浮动底盘内部设置所述通信模块和供电模块。

优选地，所述浮标至少包括1个搭载有所述数据采集单元、所述通信单元、所述供电单元和所述监控单元的所述浮动底盘。

优选地，所述水深测量模块包括单波束超声波探头，发出高频的脉冲声波并接收经反射后的部分回波；所述单波束超声波探头通过所述通信单元与控制终端相连。

优选地，所述水温测量模块包括度铂电阻温度计，通过所述通信单元与控制终端相连。

优选地，所述流速测量模块包括相互连接的声波处理芯片及波束换能器；所述波束换能器发出声波并接收反射后的回波，所述声波处理芯片通过所述通信单元与控制终端相连。

优选地，所述供电单元包括太阳能发电模块、电池组；所述太阳能发明模块设置于所述浮动底盘顶部，并连接设置于所述浮动底盘内部的电池组。

优选地，所述通信单元采用WIFI和5G相结合的传输方式与所述控制终端连接。

优选地，所述监控单元包括浮标进水感应器、浮标舱门开启感应器、浮标内部温湿度传感器、以及用以监测电压电流的监测器。

综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：

本发明提供的核电站冷源水下多层流速测量浮标，可在距离取水口较远的位置进行布防，同时采集海域多层流速、水温及水深多个参数数据，对异常环境数据情况进行及时预警，从而提高预警反应时间，为决策支撑提供充足时间，确保核电运行安全，减少经济损。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明实施例中一种核电站冷源水下多层流速测量浮标的示意图。

图2为本发明实施例中浮动底盘的俯视示意图。

图3为本发明实施例中浮动底盘的侧视示意图。

图4为本发明实施例中水深测量模块的示意图。

图5为本发明实施例中流速测量模块的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示，为本发明提供的一种核电站冷源水下多层流速测量浮标的一个实施例的示意图。在该实施例中，所述浮标设于核电厂冷源海域，包括：

供电单元、数据采集单元、通信单元；所述数据采集单元包括水深测量模块、水温测量模块及流速测量模块；所述数据采集单元通过所述通信单元与控制终端相连；其中，

所述供电单元，分别连接所述水深测量模块、所述水温测量模块、所述流速测量模块、所述通信单元并为其提供工作所需电压；具体地，所述供电单元包括太阳能发电模块、电池组；所述太阳能发电模块设置于所述浮动底盘顶部，并连接设置于所述浮动底盘内部的电池组，所述太阳能发电模块对电池组进行充电。

如图4所示，所述水深测量模块，对所述核电厂冷源海域进行海域水深监测和收集；具体地，所述水深测量模块包括单波束超声波探头，采用单波束超声波测量方式，发出高频的脉冲声波并接收经反射后的部分回波；所述单波束超声波探头通过所述通信单元与控制终端相连。超声波探头(即换能器)发出高频的脉冲声波遇到被测液体的表面，经反射后部分回波被同一个换能器接收转换成电信号，得到一个反馈时间T，从而测定出探头到液面的距离S与声速C之间的关系，即：S＝C×T/2。

所述水温测量模块，对所述核电厂冷源海域进行海域水温监测和收集；具体地，所述水温测量模块包括度铂电阻温度计，通过所述通信单元与控制终端相连。

如图5所示，所述流速测量模块，对所述核电厂冷源海域进行海域多层流速监测和收集；具体地，所述流速测量模块包括相互连接的声波处理芯片及波束换能器；所述波束换能器发出声波并接收反射后的回波，所述声波处理芯片通过所述通信单元与控制终端相连。采用声纳多普勒原理,可以精确测量水下5层剖面流速,实时输出观测数据。仪器使用高速多普勒DSP芯片及高性能波束换能器,运用智能表面回波分析算法进行析处理,有效排除与液体速度无关的反射干扰信号，高精密数字化输出海流速度、等专业观测数据。

所述通信单元，分别连接所述水深测量模块、所述水温测量模块及所述流速测量模块，将所述水深测量模块、所述水温测量模块及所述流速测量模块收集的信息进行发送；具体地，所述通信单元采用WIFI和5G相结合的传输方式与所述控制终端连接；还设置有GPS/北斗二代双模定位模块。

所述控制终端，接收所述通信单元发出的信息并进行处理并存入数据库并对接收的信息进行数据融合，通过显示装置显示监测信息或将监测信息提供至电脑客户端和APP移动终端。还具有管理用户权限、历史信息查询、打印报表、对数据采集频率进行远程/本地设置等功能。。

监控单元，分别连接所述数据采集单元、所述通信单元及供电单元；对所述数据采集单元、所述通信单元、所述供电单元以及自身的用电进行监测并对所述浮标自身工作状态进行感知。具体地，所述监控单元包括浮标进水感应器、浮标舱门开启感应器、浮标内部温湿度传感器、以及用以监测电压电流的监测器，对浮标各模块的工作状态进行监控，但某一部分出现异常使及时报警，通知维护人员进行更换和维护。

如图2和图3所示，浮动底盘，所述浮动底盘为圆饼状的金属壳体；所述浮动底盘中部设置用于固定所述数据采集单元的通孔；所述浮动底盘内部设置所述通信模块和供电模块。具体的，所述浮标至少包括1个搭载有所述数据采集单元、所述通信单元、所述供电单元和所述监控单元的所述浮动底盘。通过浮动底盘保持浮标浮在水面并作为承载平台。

综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：

本发明提供的核电站冷源水下多层流速测量浮标，可在距离取水口较远的位置进行布防，同时采集海域多层流速、水温及水深多个参数数据，对异常环境数据情况进行及时预警，从而提高预警反应时间，为决策支撑提供充足时间，确保核电运行安全，减少经济损。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。