СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИЕЙ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ В ЗАКРЫВАЕМЫХ ЛЬДАМИ АКВАТОРИЯХ ШЕЛЬФА И ПОДВОДНАЯ АТОМНАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК G21D1/00 G21C1/00 B63B35/44 

Настоящее предполагаемое изобретение относится к области гражданского атомного судостроения, а конкретно - к области плавучих атомных электростанций.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известны проекты, в том числе реализуемые, плавучих атомных теплоэлектростанций (ПАТЭС) [1], [2]. Их главным недостатком является то, что, находясь на поверхности моря, они подвергаются угрозе внешних экстремальных природно-климатических воздействий (ураганы, дрейфующие ледовые образования и др.), противостоять некоторым из них, например, айсбергам, без разрушений практически невозможно. Из-за этих обстоятельств использование плавучих электростанций (тепловых и/или атомных) в открытом море для бесперебойного энергообеспечения добывающих технологических комплексов на месторождениях в ледово-опасных зонах арктических и/или дальневосточных морей крайне ограничено.

При этом, как правило, технологический процесс добычи углеводородного сырья обладает значительной энергоемкостью, например, на Штокмановском газоконденсатном месторождении в Баренцевом море на удалении 600 км от побережья Кольского полуострова потребная мощность для технологического комплекса промысла составляет не менее 150 МВт.

Для гарантированного энергоснабжения мощных энергопотребителей в удаленных ледово-опасных районах шельфа целесообразно использовать опыт, накопленный в подводном судостроении и арктических подледных плаваний атомных подводных лодок [3].

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В данном предполагаемом изобретении решается задача надежного круглогодичного энергоснабжения потребителей в ледово-опасных регионах арктического шельфа. Это достигается за счет увода электростанции с поверхности моря под воду на безопасную (ниже килей айсбергов) глубину и ее исполнением.

Для решения задачи в районе потребления энергии создают подтопленную заякоренную платформу, способную принимать подводные атомные энергетические модули, осуществляют стыковку энергетических модулей с платформой и производят периодические циклы всплытия-погружения платформы для ее обслуживания.

Для упрощения стыковки с атомными энергетическими модулями на притопленной заякоренной платформе оборудуют посадочные места для энергетических модулей с направляющими кранцами и ловильно-стыковочными устройствами.

Подводная атомная электростанция представляет собой стабилизированную на заданной глубине платформу с приемно-распределительными электрическими устройствами и выкидными кабельными линиями, с пришвартованными и состыкованными с ней сменными атомными энергомодулями. Сменность атомных энергомодулей позволяет все операции с ядерным топливом и ремонт производить в условиях специализированных заводов по ремонту атомных подводных лодок, а ротацию энергомодулей (замену «отработавшего» энергомодуля на «свежий») производить в море непосредственно на позиции подводной атомной электростанции.

Подводные атомные энергомодули являются автономными, способными, как подводные лодки, самостоятельно совершать подводно-подледное плавание, осуществлять маневры по наведению, швартовке и стыковке с платформой подводной атомной электростанции.

ВОЗМОЖНОСТЬ РЕАЛИЗАЦИИ

На фиг.1 представлен пример платформы 1 подводной атомной электростанции с 3-мя пристыкованными атомными энергомодулями 2 и швартующимся четвертым атомным энергомодулем 3. Для упрощения процесса наведения и стыковки установлены направляющие кранцы 4 и ловильно-стыковочное устройство 5 для подтягивания пришвартовавшегося энергомодуля. На платформе располагаются прочные отсеки 6 в форме прямого перекрестия, образуя по углам платформы посадочные места для швартовки модулей.

На фиг.2 представлен пример стабилизации платформы 1 на заданной рабочей глубине с помощью якорной системы 7. Якорная система 7 и выкидные кабельные линии 8 позволяют электростанции без перерыва в передаче потребителям электроэнергии всплывать и удерживаться на позиции в надводном положении для осуществления смены экипажа, монтажных операций с кабелями, грузовых операций по пополнению расходуемых запасов, инструмента и других грузов с надводного судна-снабженца.

Возможности отечественных судостроительных заводов ограничены предельным диаметром изготавливаемых прочных цилиндрических корпусов подводных лодок. Это ограничение позволяет разместить в прочном корпусе подводного атомного энергомодуля однореакторную и турбогенераторную установки сравнительно небольшой электрической мощностью, например, 35÷38 МВт, разработанные для строящейся плавучей атомной теплоэлектростанции [1]. Подводные атомные энергомодули и прочные корпуса платформы могут быть построены по классической технологии строительства атомных подводных лодок, а сборка несущей стабилизированной платформы - блочно-модульным способом на плаву в акватории судостроительного завода.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Атомные теплоэлектростанции малой мощности на базе плавучего энергоблока с реакторными установками КЛТ-40С. Журнал «Судостроение», № 3, 2007 (Материал предоставлен ФГУП Концерн «РОСЭНЕРГОАТОМ»).

2. Плавучие атомные электростанции, Еженедельник «Красный Сормович», № 5, 2006 г.

3. Вакс А.И., Мурадян В.А., Сагайдаков Ф.Р. Подводные лодки. Издательство «Судостроение», 1998.

Изобретение относится к области гражданского атомного судостроения. Способ обеспечения электрической энергией потребителей в закрываемых льдами акваториях шельфа заключается в доставке в район потребления энергии плавучей атомной электрической станции и соединении её кабелем с потребителем. Заякоренную плавучую платформу подтапливают на недоступную для льдов глубину. Осуществляют доставку подводных атомных энергетических модулей и их стыковку с платформой. В процессе эксплуатации производят периодические циклы всплытия-погружения платформы для ее обслуживания. Благодаря возможности ротации атомных энергетических модулей их ремонт и перезарядку ядерного топлива осуществляют в условиях береговых специализированных предприятий. Подводная атомная электростанция содержит подводные атомные энергетические модули, которые состыкованы с притопленной заякоренной платформой, содержащей посадочные места для энергетических модулей, направляющие кранцы и ловильно-стыковочные устройства. Обеспечивается надёжное круглогодичное энергоснабжение потребителей в ледово-опасных регионах арктического шельфа. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ обеспечения электрической энергией потребителей в закрываемых льдами акваториях шельфа, заключающийся в доставке в район потребления энергии плавучей атомной электростанции и соединении ее кабелем с потребителем, отличающийся тем, что в районе потребления энергии заякоренную плавучую платформу с приемно-распределительными электрическими устройствами и выкидными кабельными линиями подтапливают на недоступную для льдов глубину, осуществляют доставку атомных энергетических модулей и стыковку их с платформой, а в процессе эксплуатации производят периодические циклы всплытия-погружения платформы для ее обслуживания.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на подводной атомной электростанции периодически осуществляют ротацию атомных энергетических модулей для выполнения их ремонтов и перезарядки ядерного топлива в условиях береговых специализированных предприятий.

3. Подводная атомная электростанция для осуществления способа по п.1 или 2, отличающаяся тем, что источники электрической энергии - подводные атомные энергетические модули состыкованы с притопленной заякоренной платформой, содержащей посадочные места для энергетических модулей, направляющие кранцы и ловильно-стыковочные устройства.