Двухконтурная ядерная энергетическая установка для атомоходов Российский патент 2023 года по МПК B63H21/18 G21D1/00 

Изобретение относится к области судовой ядерной энергетики и может быть использовано при строительстве атомных ледоколов, атомных подводных лодок, гражданских судов и военных кораблей с ядерными энергетическими установками, плавучих атомных теплоэлектростанций (ПАТЭС) и др.

Известно устройство подводных атомных теплоэлектростанций для бесперебойного энергообеспечения добывающих технологических комплексов на месторождениях в ледово-опасных зонах арктических и/или дальневосточных морей, основанных на использовании опыта, накопленного в подводном судостроении и арктических подледных плаваний атомных подводных лодок (Патент РФ №2399104, опубл. от 10.09.2010, Бюл. №25).

Известно, что в ядерных энергетических установках с двухконтурными водо-водяными реакторами типа ВВЭР, включающих в себя связанные между собой реактор, жидкостной и паровой контуры, при этом в качестве рабочего тела жидкостного контура, проходящего через реактор и предназначенного для надежного и постоянного охлаждение активной зоны реактора, используется вода под высоким давлением, а в качестве рабочего тела парового контура вода и пар, производимый за счет тепла, получаемого в реакторе и используемого в паровой турбине для производства электроэнергии (Патент РФ №2742730, опубл. от 10.02.2021, Бюл. №4).

Недостатком водо-водяных ядерных реакторов типа ВВЭР (реакторами с водой под давлением) является работа парового контура (паропроизводящей установки) при прокачке через ее парогенераторы теплоносителя жидкостного контура в виде воды высокого давления, что предъявляет к конструкции и эксплуатации жидкостного контура особые требования работы сосудов под высоким давлением.

Известно, что основной недостаток ядерных энергетических установках на основе водо-водяных реакторов (реакторов с водой под давлением) с паротурбинными установками заключается в низких параметрах пара парового контура на выходе из парогенераторов: давление около 3,0-3,7 МПа и температура 285-300°С, что вызвано ограничением температуры теплоносителя жидкостного контура - воды для сохранения ее в жидкой фазе. В результате КПД таких установок составляет около 20%. Из-за низких начальных параметров пара парового контура проточная часть паровой турбины работает в области влажного пара. Кроме низкого КПД цикла, при низких начальных параметрах пара из-за высокой влажности снижается внутренний КПД и возникает интенсивная капельно-ударная эрозия лопаток турбоагрегатов (Патент РФ №2757737, опубл. от 21.10.2021, Бюл. №30).

Для устранения перечисленных недостатков необходимо применять промежуточную сепарацию и промежуточный перегрев пара, что приводит к значительному усложнению схемы ядерных энергетических установок на основе водо-водяными реакторов и требует применения дополнительного объемного оборудования.

Известен способ эксплуатации ядерного реактора с органическим теплоносителем установки АРБУС (арктическая блочная установка), который предусматривает организацию прокачки органического рабочего тела (теплоносителя) по замкнутому контуру через активную зону ядерного реактора, вывод реактора на мощность и работу на мощности с отводом вырабатываемой энергии теплоносителем замкнутого контура (Алексенко Ю.Н., Гаврилин А.И., Гатауллин Н.Г. и др. Опыт эксплуатации реакторной установки АРБУС. // Сб. докл. семинара «Перспективы использования ядерных реакторов для теплоснабжения городов и промышленных предприятий». Димитровград, НИИАР, 1978, с. 24-44). К органическим рабочим телам относятся жидкости, содержащие в своей структуре углерод. В качестве органического рабочего тела (теплоносителя) в замкнутом контуре реактора могут быть использованы различные виды органических жидкостей, например, гидростабилизированный газойль, гидротерфинил и др.

Использование органических жидкостей в качестве теплоносителя в ядерных реакторах основано на том, что эти жидкости обладают рядом преимуществ по сравнению с другими видами теплоносителей. В частности:

- низкая активация теплоносителя позволяет обслуживать контур с теплоносителем даже во время работы реактора;

- высокая температура кипения органического теплоносителя при атмосферном давлении позволяет избегать его вскипания при случайной потере давления в контуре;

- низкое рабочее давление в замкнутом жидкостном контуре ядерной энергетической установки существенно снижает вероятность разрыва оборудования и трубопроводов;

- коррозионная пассивность теплоносителя к конструкционным материалам позволяет использовать в качестве последних дешевые алюминиевые сплавы и углеродистые стали, применять в составе первого контура серийное нефтяное оборудование и арматуру без предъявления к ним специальных требований;

- сравнительная простота обслуживания, ремонта и управления реактором позволяет максимально автоматизировать установку, снизить требования к квалификации обслуживающего персонала и ограничить его количество.

Все вместе это дает уникальные возможности по обеспечению ядерной и радиационной безопасности, простоте эксплуатации и снижению капитальных затрат на сооружение, что особенно привлекательно при использовании в отдаленных районах.

Известен способ эксплуатации ядерного реактора с органическим рабочим телом (теплоносителем) энергетической установки АТУ-15×2, предусматривающий охлаждение активной зоны реактора за счет циркуляции органического теплоносителя (дитолилметан) по замкнутому контуру (Токарев Ю.И., Цыканов В.А., Рюмин В.П. и др. АТУ-15×2 - атомная станция теплоснабжения для отдаленных районов. // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика и техника ядерных реакторов. 1978. Вып. 1/21, ч. 1, с 112-116).

Недостатком данного технического решения является использование в качестве органического теплоносителя в замкнутом контуре реактора дитолилметана, молекулы которого под действием длительного ионизирующего излучения и температуры могут распадаться, образуя легкие, средние и тяжелые фракции. Последние, взаимодействуя между собой, образуют сверхтяжелые молекулы, которые осаждаются на теплопередающих поверхностях в виде отложений (эффект фаулинга), что приводит к ухудшению охлаждения твэлов, их очистки и требуют замены теплоносителя.

Известно, что в последние годы в эксплуатации появились новые типы органических жидкостей - диатермических масел (масел-теплоносителей), представляющие собой обычные нефтяные дистиллятные масла селективной очистки - это продукт глубокой переработки нефти с последующей дистилляцией, которые обладают низкой коррозионной агрессивностью и способностью вызывать образование различных отложений внутри циркуляционной системы. В настоящее время на отечественном рынке представлены как российские, так и импортные диатермические масла (масла-теплоносители), например, ЛУКОЙЛ ТЕРМО ОЙЛ, Mobiltherm, ShellHeatTransferoilS2, Башнефть АМТ-300, Газпромнефть МТ-300 и др. Температурный диапазон использования различных диатермических масел как теплоносителей варьируется от -115°С до 410°С. Масла-теплоносители используются в закрытых циркуляционных системах (Стахив В.И. Обзор и сравнительная характеристика масел-теплоносителей, применяемых в России / В.И. Стахив, Л.Н. Багдасаров, В.И. Стахив // Молодой ученый. - 2016. - №2 (106). - С. 73-76).

Использование органической жидкости - диатермического масла в качестве теплоносителя (рабочего тела) для подвода тепловой энергии в различных технологических процессах в промышленности является более предпочтительным нагреву паром, так как позволяет получить высокие температуры при низких давлениях, что удешевляет стоимость основного оборудования. Вследствие высокой гибкости таких систем многие промышленные технологии, разработанные в последнее десятилетие (производство полиэфирных смол, синтетических смол, термопластических материалов и т.д.) используют масло при температурах до 340°С.

Известна энергетическая система, представляющей собой паровой замкнутый контур с органическим рабочим телом, содержащим турбину на валу с электрогенератором и систему охлаждения с теплообменником и циркуляционным насосом, при этом система снабжена источником тепловой энергии для нагрева рабочего тела парового контура для счет сжигания попутного газа (Патент РФ №2573541, опубл. от 20.01.2016, Бюл. №2).

Однако данное техническое решение не может быть применено при использовании в качестве источника тепловой энергии ядерного реактора.

Известно устройство конденсатора пара, применяемого на кораблях и судах с атомной энергетической установкой и состоящий из корпуса (емкости), в верхней части которого размещена паровая полость с входной патрубок для отработанного пара, а в нижней части - жидкостная полость в виде конденсатосборника, при этом внутри корпуса конденсатора пара установлен теплообменник для прокачивания через него охлаждающей среды, например, забортной воды (Патент РФ №2697073, опубл. от 12.08.2019, Бюл. №23).

Известен способ управления ядерной энергетической установкой, заключающийся в отслеживании изменений внешней нагрузки системой регулирования турбины при помощи регулирующего клапана, изменяющего расход пара на турбину по сигналу на поддержание частоты вращения турбины, и регулировании давления пара изменением положения клапана питательной воды парогенератора по сигналу отклонения давления пара от заданного значения (Юркевич Г.П. "Системы управления ядерными реакторами. Принципы работы и создания", М., 2009, стр. 331, рис. 5.12).

Известна двухконтурная ядерная энергетическая установка для атомоходов, состоящая из размещенных внутри корпуса атомохода водо-водяного ядерного реактора и два замкнутых контуров, первый из которых является жидкостным контуром, содержащим теплообменник и циркуляционный насос, а второй, паровым контуром, включающим в себя парогенератор, маневровую паровую турбину с электрогенератором на одном валу, конденсатор и жидкостной насос, при этом жидкостной контур проходит через ядерный реактор и парогенератор парового контура, электрогенератор соединен с гребными электродвигателями и другими электропотребителями атомохода, а паровой контур снабжен байпасной линией для маневрирования турбиной, содержащей регулирующий клапан травления и дроссельное устройство и соединяющей участок парового контура между парогенератором и турбиной с конденсатором парового контура (Энергетика атомных судов / А.Н. Дядик, С.Н. Сурин. - СПб: Судостроение, 2014. - 477 с.: ил., стр. 165-170).

Основными недостатками данного технического решения является использование в качестве рабочих тел жидкостного и парового контуров ядерной энергетической установки воды и как следствие этого необходимость создания высокого давления воды в жидкостном контуре, отбирающего тепло от активной зоны реактора, для исключения парообразования воды в активной зоны реактора, что приводит к увеличению массогабаритных характеристик ядерного реактора и трубопроводов жидкостного контура и повышению вероятности разрушения трубопроводов жидкостного контура, при этом использование воды в паровом контуре приводит к интенсивной коррозии лопаток паровой турбины и низкому кпд из-за небольшого давления пара при выходе из парогенератора, а также низкая эффективность регулирования (маневрирования) работы паровой турбины вследствие инерциональности работы турбины из-за возможности регулирования подачи пара только регулирующим клапаном травления байпасной линии, соединяющей участок парового контура между парогенератором и турбиной с конденсатором парового контура, что не обеспечивает быстрое снижение пропуска пара через турбину.

Технический результат, который может быть получен при реализации изобретения, заключается в повышения энергетической эффективности ядерной энергетической установки, повышения надежности работы и снижение массогабаритных характеристик ядерного реактора и трубопроводов жидкостного контура энергетической установки, повышения надежности работы и снижения аварийности паровой турбины, а также повышения эффективности регулирования при маневровых режимах работы паровой турбины ядерной энергетической установки.

Для достижения данного технического результата предлагаемая двухконтурная ядерная энергетическая установка для атомоходов, состоящая из размещенных внутри корпуса атомохода ядерного реактора и двух замкнутых контуров, первый из которых является жидкостным контуром, содержащим теплообменник и циркуляционный насос, а второй, паровым контуром, включающим в себя парогенератор, маневровую паровую турбину с электрогенератором на одном валу, конденсатор и жидкостной насос, при этом жидкостной контур проходит через ядерный реактор и парогенератор парового контура, электрогенератор соединен с гребными электродвигателями и другими электропотребителями атомохода, а паровой контур снабжен байпасной линией для маневрирования турбиной, содержащей регулирующий клапан травления и дроссельное устройство и обеспечивающей подачу пара в конденсатор парового контура минуя паровую турбину, отличающаяся тем что, снабжена в качестве рабочих тел жидкостного и парового контуров органическими рабочими телами, парогенератором и конденсатором парового контура, выполненными в виде емкостей, разделенных на паровые и жидкостные полости, замкнутым контуром охлаждения с циркуляционным насосом, содержащим теплообменник-охладитель, размещенный в паровой полости конденсатора, и теплообменник сброса тепловой энергии, через который проходит линия забортной холодной воды с циркуляционным насосом, при этом байпасная линия соединяет паровые полости парогенератора и конденсатора, а между парогенератором и турбиной установлен регулирующий вентиль парового контура.

В качестве рабочего тела жидкостного контура используется органическое рабочее тело в виде диатермического масла.

В качестве рабочего тела парового контура используется органическое рабочее тело в виде пентана.

Введение в состав двухконтурной ядерной энергетической установки для атомоходов органических рабочих тел в качестве рабочих тел жидкостного и парового контуров, парогенератора и конденсатора парового контура, выполненных в виде емкостей, разделенных на паровые и жидкостные полости, замкнутого контура охлаждения с циркуляционным насосом, содержащего теплообменник-охладитель, размещенного в паровой полости конденсатора, и теплообменник сброса тепловой энергии, через который проходит линия забортной холодной воды с циркуляционным насосом, при этом байпасная линия соединяет паровые полости парогенератора и конденсатора, а на паровом контуре между парогенератором и турбиной установлен регулирующий вентиль, позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности повышения энергетической эффективности ядерной энергетической установки за счет повышения температуры рабочего тела жидкостного контура без парообразования рабочего тела в активной зоны реактора, а соответственно, и повышение температуры и давления пара в паровом контуре при выходе его выходе из парогенератора вследствие замены рабочего тела жидкостного контура с применения воды на использование органического рабочего тела в виде органической жидкости диатермического масла, и замены рабочего тела парового контура с применения воды на использование органического рабочего тела пентана, повышения надежности работы и снижение массогабаритных характеристик ядерного реактора и трубопроводов жидкостного контура энергетической установки за счет снижения давления в ядерном реакторе и жидкостном контуре энергетической установки вследствие применения в качестве рабочего тела жидкостного контура органического рабочего тела в виде диатермического масла, а также, повышения надежности работы и снижения аварийности паровой турбины за счет применения в паровом контуре ядерной энергетической установки органического рабочего тела (пентана) вместо воды, что исключает работу проточной части паровой турбины в области влажного пара и приводит к уменьшению коррозии лопаток паровой турбины, а также повышения эффективности регулирования при маневровых режимах работы паровой турбины ядерной энергетической установки за счет комбинированного и одновременного использования процесса «открытия-закрытия» регулирующего вентиля на паровом контуре, установленного между парогенератором и турбиной, и регулирующего клапана травления байпасной линии, непосредственно соединяющей паровые полости парогенератора и конденсатора парового контура, минуя паровую турбину.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема двухконтурная ядерная энергетическая установка для атомоходов, где:

1 - корпус атомохода (атомного ледокола, атомной подводной лодки, гражданского суда или военного корабля с ядерной энергетической установкой);

2 - ядерный реактор;

3 - жидкостной контур;

4 - циркуляционный насос жидкостного контура;

5 - паровой контур;

6 - парогенератор;

7 - паровая турбина;

8 - электрогенератор;

9 - конденсатор парового контура;

10- циркуляционный насос парового контура;

11 - байпасная линия для маневрирования турбины;

12 - регулирующий клапан травления байпасной линии;

13 - дроссельное устройство байпасной линии;

14 - гребные электродвигатели;

15 - другие электропотребители атомохода;

16 - замкнутый контур охлаждения;

17 - теплообменник-охладитель замкнутого контура охлаждения;

18 - циркуляционный насос замкнутого контура охлаждения;

19 - теплообменник сброса тепловой энергии замкнутого контура охлаждения;

20 - паровая полость парогенератора;

21 - жидкостная полость парогенератора;

22 - паровая полость конденсатора;

23 - жидкостная полость конденсатора;

24 - регулирующий вентиль парового контура;

25 - линия забортной холодной воды;

26 - циркуляционный насос линии забортной холодной воды;

27 - теплообменник жидкостного контура.

Предлагаемая двухконтурная ядерная энергетическая установка для атомоходов функционирует следующим образом.

Для работы предлагаемой ядерной энергетической установки для атомоходов используется двухконтурная ядерная установка, состоящая из ядерного реактора 2, жидкостного контура 3 и парового контура 5, расположенных внутри корпуса атомохода 1.

В ядерном реакторе 2 за счет реакции деления ядерного топлива выделяется тепловая энергия и передается органическому рабочему телу в виде диатермического масла жидкостного контура 3, что приводит к нагреву диатермического масла до высокой температуры. Циркуляция органического рабочего тела жидкостного контура 3 обеспечивается за счет работы циркуляционного насоса 4. При этом органическое рабочее тело - диатермическое масло контура 3 свое агрегатное состояние в процессе циркуляции по контуру 3 не меняет и постоянно остается в жидком состоянии.

Нагретое до высокой температуры диатермическое масло контура 3 передает тепловую энергию органическому рабочему телу (в виде пентана) парового контура 5 в парогенераторе 6 через теплообменник 27 жидкостного контура 3. После теплопередачи, охлажденное диатермическое масло контура 3 из теплообменника 27 вновь поступает в ядерный реактор 2 с помощью циркуляционного насоса 4.

При передаче тепловой энергии в парогенераторе 6, органическое рабочее тело парового контура 5 (пентан) за счет тепловой энергии первоначально нагревается в жидкостной полости 21 парогенератора 6, переходит в пар и затем перегревается в паровой полости 20 парогенератора 6 до высокой температуры и давления.

Из паровой полости 20 парогенератора 6 парового контура 5 перегретый пар органического рабочего тела (пентана) под высоким давлением через открытый регулирующий вентиль 24 поступает в паровую турбину 7 с электрогенератором 8 на одном валу. При этом регулирующий клапан травления 12 байпасной линии 11 закрыт.

Высокое давление паров пентана срабатывается в паровой турбине 7, в которой за счет вращения турбины 7 обеспечивается вращение электрогенератора 8 и выработка полезной электрической энергия для гребных электродвигателей 14 и других электропотребителей 15 атомохода, связанных с электрогенератором 8.

Следует отметить, что применение в качестве рабочего тела контура 5 органического рабочего тела - пентана, позволяет уменьшить массогабаритные характеристики паровой турбины 7 и снизить коррозию лопаток паровой турбины 7.

При этом происходит повышение энергетической эффективности ядерной энергетической установки за счет повышения температуры рабочего тела жидкостного контура 3 до 400°С без парообразования диатермического масла в активной зоны реактора, а соответственно, и повышение температуры и давления пара пентана в паровом контуре 5 при выходе его выходе из парогенератора 6 и входе в паровую турбину 7.

Проходя паровую турбину 7, пары органического рабочего тела снижают давления и поступают в газовую полость 22 конденсатора 9 парового контура 5, где конденсируются за счет охлаждения при теплообмене с охлаждающей средой, проходящей через теплообменник-охладитель 17 замкнутого контура охлаждения 16, при этом теплообменник-охладитель 17 размещен в газовой полости 22 конденсатора 9.

Сконденсировавшиеся пары пентана стекают в жидкостную полость 23 конденсатора 9. Затем, из жидкостной полости 23 конденсатора 9 сконденсировавшиеся пары пентан подаются в жидкостную полость 21 парогенератора 6 с помощью циркуляционного насоса 10.

В случае необходимости резкого сброса нагрузки и необходимости уменьшения мощности турбины 7, что происходит при полной остановке или замедления хода атомохода (например, атомного ледокола или военного корабля с ядерной энергетической установкой) в тяжелых льдах или других маневрах, а затем необходимостью последующего повторного разгона, избыток пара, вырабатываемый парогенератором 6, сбрасывался с помощью байпасной линии 11 напрямую из паровой полости 20 парогенератора 6 в паровую полость 22 конденсатора 9, минуя турбину 7. Этим обеспечивается маневрирование турбиной 7, путем открытия регулирующего клапан травления 12 и прохождения пара через дроссельное устройство 13 байпасной линии 11 напрямую из паровой полости 20 парогенератора 6 в паровую полость 22 конденсатора 9, минуя турбину 7, а также закрытием регулирующего вентиля 24 на паровом контуре 5, установленного между парогенератором 6 и турбиной 7. Регулирование уменьшения или увеличения мощности турбины 7 обеспечивается степенью «закрытия-открытия» регулирующего вентиля 24 и регулирующего клапан травления 12.

Вышеописанный процесс позволяет значительно повысить эффективность регулирования при маневровых режимах работы паровой турбины 7 ядерной энергетической установки за счет комбинированного и одновременного использования, с одной стороны, процесса «открытия-закрытия» регулирующего вентиля 24 на паровом контуре 5, установленного между парогенератором 6 и турбиной 7, и регулирующего клапана травления 12 байпасной линии 11, а с другой стороны, непосредственно соединения напрямую паровой полости 20 парогенератора 6 и паровой полости 22 конденсатора 9 парового контура 5, минуя паровую турбину 7.

Как отмечалось выше, для охлаждения и конденсации паров пентана (органического рабочего тела) парового контура 5 в газовой полости 22 конденсатора 9 размещен теплообменник-охладитель 17 замкнутого контура охлаждения 16, по которому циркулирует охлаждающая среда (например, вода) с помощью циркуляционного насоса 18 замкнутого контура охлаждения 16. При теплообмене через стенки теплообменника-охладителя 17 пары пентана конденсируются, а охлаждающая среда нагревается.

Нагретая охлаждающая среда замкнутого контура охлаждения 16 с помощью циркуляционного насоса 18 подается в теплообменник сброса тепловой энергии 19 замкнутого контура охлаждения 16, где нагретая охлаждающая среда охлаждается до температуры забортной воды за счет теплообмена с забортной холодной водой, подаваемой по линия забортной холодной воды 25 с помощью циркуляционного насоса 26.

Затем охлажденная до температуры окружающей забортной холодной воды охлаждающая среда замкнутого контура охлаждения 16 с помощью циркуляционного насоса 18 вновь подается в газовую полость 22 конденсатора 9 для теплообмена, охлаждения и конденсации паров органического рабочего тела (пентана) парового контура 5.

При этом контур охлаждения 16 замыкается, что позволяет создать замкнутый контур охлаждения 16 для обеспечения охлаждения и работы парового контура, а также выработки полезной электрической энергия для гребных электродвигателей 14 и других электропотребителей 15 атомохода.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:

1. Патент РФ №2399104, опубл. от 10.09.2010, Бюл. №25.

2. Патент РФ №2742730, опубл. от 10.02.2021, Бюл. №4.

3. Патент РФ №2757737, опубл. от 21.10.2021, Бюл. №30.

4. Алексенко Ю.Н., Гаврилин А.И., Гатауллин Н.Г. и др. Опыт эксплуатации реакторной установки АРБУС.// Сб. докл. семинара «Перспективы использования ядерных реакторов для теплоснабжения городов и промышленных предприятий». Димитровград, НИИАР, 1978, с. 24-44

5. Токарев Ю.И., Цыканов В.А., Рюмин В.П. и др. АТУ-15×2 - атомная станция теплоснабжения для отдаленных районов. // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика и техника ядерных реакторов. 1978. Вып. 1/21, ч. 1, с 112-116.

6. Стахив В.И. Обзор и сравнительная характеристика масел-теплоносителей, применяемых в России / В.И. Стахив, Л.Н. Багдасаров, В.И. Стахив // Молодой ученый. - 2016. - №2 (106). - С. 73-76.

7. Патент РФ №2573541, опубл. от 20.01.2016, Бюл. №2.

8. Патент РФ №2697073, опубл. от 12.08.2019, Бюл. №23.

9. Юркевич Т.П. "Системы управления ядерными реакторами. Принципы работы и создания", М., 2009, стр. 331, рис. 5.12.

10. Энергетика атомных судов / А.Н. Дядик, С.Н. Сурин. - СПб: Судостроение, 2014. - 477 с: ил., стр. 165-170 - прототип.

Изобретение относится к ядерной энергетической установке для атомоходов. Установка состоит из ядерного реактора 2, жидкостного контура 3 с диатермическим маслом в качестве рабочего тела и парового контура 5 с пентаном в качестве рабочего тела, расположенных внутри корпуса атомохода 1. В ядерном реакторе 2 вырабатывается тепловая энергия, которая через жидкостный контур 3 и паровой контур 5 преобразуется в высокое давление паров пентана, которое срабатывается в паровой турбине 7, в которой за счет вращения турбины 7 обеспечивается вращение электрогенератора 8 и выработка полезной электрической энергии для гребных электродвигателей 14 и других электропотребителей 15 атомохода, связанных с электрогенератором 8. В случае необходимости резкого сброса нагрузки и уменьшения мощности турбины 7, с последующим повторным разгоном, пар, вырабатываемый парогенератором 6, сбрасывается с помощью байпасной линии 11 напрямую из паровой полости 20 парогенератора 6 в паровую полость 22 конденсатора 9, минуя турбину 7. Регулирование уменьшения или увеличения мощности турбины 7 обеспечивается степенью «закрытия-открытия» регулирующего вентиля 24 и регулирующего клапана травления 12. Техническим результатом является повышение энергетической эффективности и надежности работы ядерной установки, а также повышение эффективности регулирования при маневровых режимах работы паровой турбины ядерной энергетической установки. 1 ил.

Двухконтурная ядерная энергетическая установка для атомоходов, состоящая из размещенных внутри корпуса атомохода ядерного реактора и двух замкнутых контуров, первый из которых является жидкостным контуром, содержащим теплообменник и циркуляционный насос, а второй - паровым контуром, включающим в себя парогенератор, маневровую паровую турбину с электрогенератором на одном валу, конденсатор и жидкостный насос, при этом жидкостный контур проходит через ядерный реактор и парогенератор парового контура, электрогенератор соединен с гребными электродвигателями и другими электропотребителями атомохода, а паровой контур снабжен байпасной линией для маневрирования турбиной, содержащей регулирующий клапан травления и дроссельное устройство и обеспечивающей подачу пара в конденсатор парового контура минуя паровую турбину, отличающаяся тем, что снабжена в качестве рабочего тела жидкостного контура органическим рабочим телом в виде диатермического масла, в качестве рабочего тела первого контура органическим рабочим телом в виде пентана, парогенератором и конденсатором парового контура, выполненными в виде емкостей, разделенных на паровые и жидкостные полости, замкнутым контуром охлаждения с циркуляционным насосом, содержащим теплообменник-охладитель, размещенный в паровой полости конденсатора, и теплообменник сброса тепловой энергии, через который проходит линия забортной холодной воды с циркуляционным насосом, при этом байпасная линия соединяет паровые полости парогенератора и конденсатора, а между парогенератором и турбиной установлен регулирующий вентиль парового контура.