本发明涉及核动力船舶重要厂用水系统供水领域，特别是涉及一种核动力船舶重要厂用水系统的应急供水方法。
背景技术
重要厂用水系统是与核安全相关的重要系统，其以海水作为冷却介质，用于向设备冷却水系统提供加氯过滤后的海水，经热交换器带走设备冷取水系统中高温除盐水的热量，以作为设备冷却水系统的冷源。而设备冷却水系统则用于为核反应堆中各用户提供冷却后的除盐水，经热交换器带走各用户的热量。由于核反应堆在正常运行和事故运行下均需持续地进行热量导出，以确保核安全，因此，重要厂用水系统的正常运行显得尤为重要。
为确保重要厂用水系统的正常运行，就需持续为重要厂用水系统提供满足要求的海水。
就陆上核电站而言，一般采用循环水过滤系统为其重要厂用水系统供水，且为确保循环水过滤系统正常供水失效时重要厂用水系统的正常运行，epr三代核电机组机组的重要厂用水系统设有连接原有排水口和水泵入口的管道，在正常取水失效时可通过打开管道上的阀门，从原有排水口处倒取水，经引水渠，将加热后的海水排入原有取水口。
而核动力船舶则通过在船体上设置独立的海底门作为取水口，经该海底门取海水，并加药杀死海生物，再经设置于海底门下游的海水滤器过滤海水后，为其重要厂用水系统提供满足要求的海水。当正常供水失效时，若采用陆上核电站的倒取/排水方式为重要厂用水系统用水供水，则难以实现倒取海水的加药及精细过滤，因而无法确保海水水质；若通过增设应急取水口来作为重要厂用水系统的取水途径，如前述可知，实现此过程所需设备复杂、所占空间大、建造及维护成本高，而核动力船舶空间有限，增设额外的取水口就需占用额外的空间，增加成本，而且亦存在取水口共因失效（比如冬季海面浮冰堵塞取水口，海生物密度过高导致所有海水滤器堵塞等）的风险。
因此，如何于正常供水失效的情况下利用核动力船舶现有系统，为其重要厂用水系统提供符合用水要求的海水是目前有待解决的问题。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供一种能够利用核动力船舶的现有系统为重要厂用水系统应急供水的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种核动力船舶重要厂用水系统的应急供水方法，包括下列步骤：
（1）设置接口于所述核动力船舶的压载水系统的压载水总管上，并将该接口管道连接于所述重要厂用水系统的进水管；
（2）接通所述接口与所述重要厂用水系统的进水管，使得所述压载水系统经其压载水总管与所述接口为所述重要厂用水系统供水。
较佳地，所述压载水系统包括海底门、海水滤器及压载泵；在所述步骤（2）中，所述压载水系统由其海底门取海水，加药杀死海生物，并将所取海水经所述海水滤器过滤，再由所述压载泵升压，泵入所述压载水总管，经所述接口送入所述重要厂用水系统的进水管。
较佳地，所述压载水系统包括至少两个海底门，所述至少两个海底门之间于所述压载水总管上设有取水阀门；在所述步骤（2）中，通过控制所述取水阀门的开启或关闭，所述压载水系统选择由所述至少两个海底门之一取海水。
较佳地，所述压载水系统包括多个压载舱；在所述步骤（2）中，所述压载水系统将所述多个压载舱中的一压载舱中的海水经所述压载水总管与所述接口送入所述重要厂用水系统的进水管。
较佳地，各压载舱设有连接至所述压载水总管的阀门；在所述步骤（2）中，通过控制所述多个压载舱的所述阀门的开启或关闭，所述压载水系统在所述多个压载舱中切换，以在多个压载舱中的一压载舱中的海水均被送至所述重要厂用水系统后，将多个压载舱中的另一压载舱中的海水经所述压载水总管与所述接口送入该重要厂用水系统的进水管。
较佳地，所述方法在所述步骤（2）之后还包括：所述重要厂用水系统将其使用过的海水经该重要厂用水系统的排水口排出。
较佳地，所述步骤（1）还包括：设置另一接口于所述核动力船舶的压载水系统的压载水总管上，并将该另一接口管道连接于所述重要厂用水系统的出水管；所述方法在所述步骤（2）之后还包括：所述重要厂用水系统所使用过的海水由该出水管送出，经所述另一接口、所述压载水总管排入所述压载水系统的一空载的压载舱。
较佳地，所述接口包括第一接口与第二接口；所述步骤（1）包括：设置所述第一接口于所述压载水总管的上管段处，设置所述第二接口于所述压载水总管的下管段处，并将该第一接口与该第二接口由交叉设置管道连接至所述重要厂用水系统的进水管与出水管；在所述步骤（2）中接通所述第一接口与所述第二接口中之一与所述重要厂用水系统的进水管，接通所述第一接口与所述第二接口中的另一接口与所述重要厂用水系统的出水管；所述方法在所述步骤（2）之后还包括：所述重要厂用水系统所使用过的海水由该出水管送出，经所述另一接口、所述压载水总管排入所述压载水系统的一空载的压载舱。
较佳地，所述接口包括第一接口与第二接口；所述步骤（1）包括：设置所述第一接口于所述压载水总管的上管段处，设置所述第二接口于所述压载水总管的下管段处，并将该第一接口与该第二接口由交叉设置管道连接至所述重要厂用水系统的进水管与出水管；在所述步骤（2）中接通所述第一接口与所述第二接口中之一与所述重要厂用水系统的进水管。
较佳地，所述交叉设置管道包括四条管路，各管路上设有多个阀门，且该四条管路中的第一管路的两端分别连接所述第一接口与所述进水管，第二管路的两端分别连接所述第一接口与所述出水管，第三管路的两端分别连接所述第二接口与所述进水管，第四管路的两端分别连接所述第二接口与所述出水管；在所述步骤（2）中，通过控制所述多个阀门的开启或关闭而接通所述第一接口与所述第二接口中之一与所述重要厂用水系统的进水管，而所述第一接口与所述第二接口中的另一接口与所述重要厂用水系统的出水管接通或不接通。
本发明核动力船舶重要厂用水系统的应急供水方法，能够在重要厂用水系统正常取水手段失效的情况下，利用核动力船舶本身具有的系统即压载水系统，为重要厂用水系统长期地或短期地提供符合用水要求的海水，以确保核动力船舶的重要厂用水系统继续执行其安全功能，降低机组丧失最终冷源的概率，防止事故进一步恶化，提高了机组的安全性。本发明无需额外增设大型设备，节约布置空间，降低建造及维护成本，且能够确保应急情况下供水的水质。此外，本发明利用压载水系统的压载舱为重要厂用水系统供水时，亦能避免船舶通过海底门取水存在取水口共因失效的风险。
附图说明
图1是本发明核动力船舶重要厂用水系统的应急供水方法的流程图。
图2是本发明的交叉设置管道的连接结构示意图。
图3是本发明核动力船舶重要厂用水系统的应急供水方法的实施概念示意图。
图4是本发明的核动力船舶的压载水系统的部分结构示意图。
具体实施方式
本发明核动力船舶重要厂用水系统的应急供水方法，利用核动力船舶的压载水系统作为应急供水系统，在核动力船舶的重要厂用水系统的正常取水手段失效时，为重要厂用水系统供水。
在核动力船舶中，压载水系统用于根据船舶营运的需要，对其分布于全船的压载舱进行注入或排出，以达到调整船舶的吃水和船体纵、横向的平稳及安全的稳心高度，减小船体变形，以免引起过大的弯曲力矩与剪切力，降低船体振动，改善空舱适航性的目的。压载水系统设有独立的海底门、海水滤器、压载泵、压载水管路、压载舱及相关阀门。海水由海底门进入核动力船舶的压载水系统，经加药杀死其中的海生物，由海水滤器过滤，再由压载泵升压，泵入压载水管路中的压载水总管，由压载水总管送入分布于全船的压载舱。
本发明核动力船舶重要厂用水系统的应急供水方法，如图1所示，先设置接口于核动力船舶的压载水系统的压载水总管上，并将该接口管道连接于重要厂用水系统的进水管；在重要厂用水系统的正常取水手段失效而需应急供水时，接通所述接口与重要厂用水系统的进水管，使得压载水系统得以经压载水总管与该接口为重要厂用水系统供水。
上述接口可以包括第一接口和第二接口，该第一接口和第二接口经交叉设置管道连接至重要厂用水系统的进水管与出水管，通过控制交叉设置管道上的阀门选择第一接口和第二接口之一与进水管接通，其中的另一接口则根据需要选择与出水管接通或不接通。在另一实施例中，直接于压载水系统的压载水总管上设置另一接口，并将该另一接口管道连接于重要厂用水系统的出水管。这两种情况下，均可根据需求选择接通或不接通重要厂用水系统的出水管，例如在重要厂用水系统需排水进入压载水系统的情况下接通出水管，若重要厂用水系统通过其排水口排水则无需接通出水管。
在压载水总管上设置第一接口和第二接口并通过交叉设置管道将其连接至重要厂用水系统的进水管与出水管时，可选择在压载水总管的上管段处设置第一接口，在压载水总管的下管段处设置第二接口，再利用交叉设置管道将该第一接口、第二接口与重要厂用水系统的进水管、出水管相连接。如图2所示，本实施例中交叉设置管道10设有四条管路，每一管路上设有多个阀门以控制该管路的通断，该四条管路的两端分别连接第一接口31与进水管21、第一接口31与出水管22、第二接口32与进水管21、第二接口32与出水管22，通过对每一管路上的阀门的控制可以实现第一接口31、第二接口32与重要厂用水系统的进水管21、出水管22之间任意组合的连通。
具体而言，第一管路连接第一接口31与进水管21，其上依次设有第五阀门5和第七阀门7，开启第五阀门5和第七阀门7便可使第一接口31与进水管21连通；第二管路连接第一接口31与出水管22，其上依次设有第三阀门3、第二阀门2和第八阀门8，开启第三阀门3、第二阀门2、第八阀门8便可使第一接口31与出水管22连通；第三管路连接第二接口32与进水管21，其上依次设有第四阀门4、第一阀门1和第七阀门7，开启第四阀门4、第一阀门1、第七阀门7可使第二接口32与进水管21连通；第四管路连接第二接口32与出水管22，其上依次设有第六阀门6和第八阀门8，开启第六阀门6和第八阀门8可使第二接口32与出水管22连通。具体阀门的开关控制及相应连通的接口如下表一所示：
表一
注：“\”表示开关均可。
经过如上设置后，即可将核动力船舶的压载水系统的压载水总管与重要厂用水系统连接。如图3所示，重要厂用水系统20经其进水管21与出水管22、交叉设置管道10、第一接口31与第二接口32与压载水系统40的压载水总管41连接。当重要厂用水系统20的正常取水手段失效时，开启交叉设置管道10，使得压载水总管41与重要厂用水系统20的进水管21连通，即可由压载水系统40为重要厂用水系统20供水。其中，压载水系统40可以通过其海底门取海水处理后提供予重要厂用水系统20，亦可将其压载舱中的海水直接提供予重要厂用水系统20，两种方式均可提供符合用水要求的海水。
若选择由压载水系统40通过其海底门取海水，提供予重要厂用水系统20，则可选择接通第一接口31或第二接口32之一与重要厂用水系统20的进水管21（按表一中序号1或3控制交叉设置管道10中的阀门），压载水系统40则先由其海底门取海水，并将所取海水加药杀死海生物，经海水滤器过滤，再由压载泵升压，泵入压载水总管41，经接通的接口与进水管21，向重要厂用水系统20提供符合用水要求的海水。重要厂用水系统20使用过的海水则可由其排水口直接排出。
若选择由压载水系统40将其压载舱中的海水直接提供予重要厂用水系统20，特别是在某些情况下，丧失所有取水口（如取水口共因失效，例如冬季海面浮冰堵塞取水口，海生物密度过高导致所有海水滤器堵塞等），本发明可由压载水系统40将其压载舱中的海水提供予重要厂用水系统20。此时，通过控制交叉设置管道10的阀门，接通第一接口31与第二接口32中之一与重要厂用水系统20的进水管21，而第一接口31与第二接口32中的另一接口与重要厂用水系统20的出水管22接通。压载水系统40将其一压载舱中的水经压载水总管41送入重要厂用水系统20的进水管21；重要厂用水系统则可将其使用过的海水经其出水管22经压载水总管41排入压载水系统40的另一压载舱。
待被取水的压载舱中的海水被耗尽，压载水系统40还可通过阀门切换其他压载舱继续为重要厂用水系统20提供海水，而空载的压载舱则可被切换用来承载重要厂用水系统排出的海水。
上述过程中，可以根据需要控制压载水系统40和交叉设置管道10中的相关阀门的开启和关闭，以确保水流的顺畅。
由此，本发明能够在重要厂用水系统正常取水手段失效的情况下，长期地或短期地为其提供符合用水要求的海水，确保其仍然执行其全部或部分安全功能。
以下举两个具体实施例以对本发明进一步说明。
实施例一
利用压载水系统的取水过滤装置，从外界抽取海水供重要厂用水系统使用。
如图4所示，为核动力船舶的压载水系统40的部分结构示意图。该压载水系统40设有独立的海底门420及相应的海水滤器421和压载泵422、压载水管路（仅标注压载水总管41）、多个压载舱a1、b1、c1、a2、b2、c2及多个阀门。
首先，设置第一接口31在压载水管总段41的上管段处，设置第二接口32于压载水总管41的下管段处，并将第一接口31与第二接口32由交叉设置管道10连接至重要厂用水系统20的进水管21与出水管22，如图2所示。
初始状态下，压载水系统40及交叉设置管道10中的所有阀门均视为关闭。
当重要厂用水系统20正常取水手段失效时，开启压载水系统40中的阀门423、424、425、426，开启压载泵422及相关设备，按照表一中的序号1所示方式开启交叉设置管道10中的相关阀门使得第一接口31与重要厂用水系统20的进水管21连通（参见图2）。
于是，压载水系统40由其海底门420从外界取海水，将所取海水加药杀死海生物，经海水滤器421过滤，再由压载泵422升压，泵入压载水管路中的压载水总管41，再经第一接口31、交叉设置管道10（其第一管路）送入重要厂用水系统20的进水管21。由此，压载水系统40得以为重要厂用水系统20提供符合用水要求的海水。
重要厂用水系统20使用过的海水则由其排水口排出。
上述过程中亦可选择连通或者通过交叉设置管道10的切换连通第二接口32与重要厂用水系统20的进水管21，同样可以实现由压载水系统40为重要长用水系统20供水。
此外，本发明亦可于压载水系统40的多个海底门之间切换，选择其一为重要厂用水系统20供水。如图4中，压载水系统40还设有独立的海底门420’及相应的海水滤器421’和压载泵422’，并在两压载泵422和422’之间于压载水总管41上设有取水阀门427。在压载水系统40通过海底门420取水、经第一接口31为重要厂用水系统供水的过程中，若需切换至从海底门420’取水，则先开启海底门420’、阀门423’、424’、425’、426’、开启海水滤器421’及压载泵422’，然后开启取水阀门427，再关闭海底门420，即可实现用于取水的海底门420’与420的切换，由海底门420’取水。此过程前后，均可利用交叉设置管道10的切换，实现通过第二接口32为重要厂用水系统供水。
实施例二
从压载水系统分布于全船的压载舱取海水供重要厂用水系统使用。
本发明可以通过压载水系统的压载舱为重要厂用水系统供水，特别是在丧失所有取水口（如冬季海面浮冰过多而堵塞所有取水口）的情况。
如图4所示，压载水系统40设有多个压载舱a1、a2、b1、b2、c1、c2及相应的多个阀门，各压载舱中设有主吸口43和扫舱吸口44，以连接于压载总管41。
首先，设置第一接口31在压载水管总段41的上管段处，设置第二接口32于压载水总管41的下管段处，并将第一接口31与第二接口32由交叉设置管道10连接至重要厂用水系统20的进水管21与出水管22，如图2所示。
初始状态下，压载水系统40及交叉设置管道10中的所有阀门均视为关闭，所有压载舱均视为满载。
当重要厂用水系统20正常取水手段失效时，开启压载水系统40中连接于压载舱a1的主吸口43和扫舱吸口44的阀门428、429，并按照表一中的序号1所示方式开启交叉设置管道10中的相关阀门使得第一接口31与重要厂用水系统20的进水管21连通（参见图2）。于是，压载水系统40将其压载舱a1中的海水经压载水总管41、第一接口31、交叉设置管道10（其第一管路）送入重要厂用水系统20的进水管21。由此，压载水系统40得以为重要厂用水系统20提供符合用水要求的海水。重要厂用水系统20使用过的海水则由其排水口排出。
当压载舱a1中的海水耗尽后，开启压载水系统40中连接于压载舱a2的主吸口43’和扫舱吸口44’的阀门428’、429’，并切换交叉设置管道10，即按照表一中的序号2和3所示方式开启交叉设置管道10中的相关阀门使得第一接口31与重要厂用水系统20的出水管22连通，而第二接口32与重要厂用水系统20的进水管21连通（参见图2）。于是，压载水系统40将其压载舱a2中的海水经压载水总管41、第二接口32、交叉设置管道10（其第三管路）送入重要厂用水系统20的进水管21。由此，压载水系统40继续为重要厂用水系统20提供符合用水要求的海水，而重要厂用水系统20将使用过的海水经第一接口31排入压载舱a1，待压载舱a1中的海水达到存水量要求时，关闭阀门428、429。
以此类推，当所抽取的压载舱中的海水耗尽时，可切换至其他压载舱，使得压载水系统40可以持续由压载舱为重要厂用水系统20提供符合用水要求的海水。
上述实施例是在初始状态下所有压载舱均视为满载的情况下进行的，此时，重要厂用水系统20需先将抽取的第一个压载舱中的海水排出外界，从而产生一个空载的压载舱。若初始状态下压载水系统40即存在空载的压载舱，则可同时接通第一接口31与重要厂用水系统20的进水管21以及第二接口32与重要厂用水系统20的出水管22，直接将重要厂用水系统20使用过的海水排入空载的压载舱。
需要注意的是，通过以上方法依次抽取压载舱中的海水供重要厂用水系统20使用时，应注意抽取、排水用的压载舱存水量应相近，以避免抽取的压载舱储水大于排水用的空载压载舱的容量。
此外，本发明还可在压载舱中设置温度测量装置，在冬季运行时，利用船体冷却重要厂用水系统20使用后排入压载舱的热海水，当压载舱内的海水降低到重要厂用水系统20的允许使用温度范围后，还可被重复抽取使用，以便在应急情况下长期或短期地为重要厂用水系统供水。
本发明亦可在上述实施例一和实施例二的两种供水方式中进行切换，来为核动力船舶重要厂用水系统供水，这两种供水方式均可为其提供符合用水要求的海水。此外，本发明的供水方式亦可不限于为重要厂用水系统提供应急供水，亦可为核动力船舶的其他用水系统，如中央冷却系统、水灭火系统等，提供应急供水。
由以上说明可知，本发明核动力船舶重要厂用水系统的应急供水方法，能够在重要厂用水系统正常取水手段失效的情况下，利用核动力船舶本身具有的系统即压载水系统，为重要厂用水系统长期地或短期地提供符合用水要求的海水，以确保核动力船舶的重要厂用水系统继续执行其安全功能，降低机组丧失最终冷源的概率，防止事故进一步恶化，提高了机组的安全性。具体而言，本发明还具有以下有益效果：
1、本发明利用核动力船舶上现有的压载水系统为重要厂用水系统供水，无需额外增设大型设备，节约布置空间，降低建造及维护成本，同时亦实现功能合并，提高设备利用度；
2、本发明通过压载水系统取水，利用压载水系统的过滤及加药装置，可保证应急情况下供水的水质；
3、本发明采用压载水系统为核动力船舶的重要厂用水系统供水，通过交叉设置管道的设置和压载水系统中阀门的控制，可以在两种供水方式中切换，以根据核动力船舶所处的不同情形选择适用的方式，此方法简单可靠，且除了连接压载水系统与重要厂用水系统的阀门（如图2中的第七阀门7、第八阀门8）为核级设备外，其他均为非核级（如图2中除第七阀门7、第八阀门8外的其他阀门），大大降低设备成本；
4、本发明利用压载水系统由其海底门取水并利用压载泵吸水为重要厂用水系统供水，提高了重要厂用水系统入口处的海水压强，避免由于压载水总管过长导致冷链吸入口流阻过大而降低海水泵的有效汽蚀余量，保证海水泵在事故下仍能正常运行，免遭汽蚀影响；
5、本发明利用压载水系统抽取存储在压载舱的海水提供给重要厂用水系统，且将重要厂用水系统使用后的海水排入压载舱，能够在应急情况下长期或短期地为重要厂用水系统供水，保证供水水质，且能避免船舶通过海底门取水存在取水口共因失效（比如冬季海面浮冰堵塞取水口，海生物密度过高导致所有海水滤器堵塞等）的风险，有效降低了应急取水手段与常规取水手段共因失效的频率，是纵深防御的一种体现，提高了机组应对事故的能力。