Атомная электрическая станция Российский патент 2023 года по МПК G21D5/00 

Изобретение относится к атомным электрическим станциям, содержащим ядерные силовые установки с реактором, в которых тепло, выделяющееся в реакторе, преобразуется в механическую энергию, которая в дальнейшем преобразуется генератором в электрическую.

Аналогом заявляемого изобретения является известное техническое решение (Главные циркуляционные насосы АЭС / Ф.М. Митенков, Э.Г. Новинский. В.М. Будов; Под общ ред. Ф.М. Митенкова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - С. 6, рис. В.1). Оно включает в себя: реактор, компенсатор объема, паровую турбину, электрический генератор, конденсатный насос, пароструйный инжектор, циркуляционный насос. Циркуляционный насос приводится в действие от электричества, вырабатываемого электрическим генератором, либо питанием от других внешних источников.

Недостатком аналога является низкая надежность и безопасность эксплуатации. В случае даже временного обесточивания циркуляционного насоса во время работы реактора происходит его разрушение.

Другим аналогом заявляемого технического решения является известная атомная электростанция (Маргулова Т.Х. Атомные электрические станции: Учебник для вузов - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1978. - С. 22-23, рис. II.1,б). Она включает в себя: реактор, компенсатор объема, парогенератор, паровую турбину, электрический генератор, конденсатор, питательный насос, циркуляционный насос. В такой атомной электрической станции циркуляционный насос приводится в действие от электричества, вырабатываемого электрическим генератором, либо питанием от других внешних источников.

Недостатком такого технического решения в атомной электрической станции является низкая надежность и безопасность эксплуатации. Как и у предыдущего аналога, в случае даже временного обесточивания циркуляционного насоса во время работы реактора происходит его разрушение.

Прототипом заявляемого изобретения является известная атомная электрическая станция (Лещенко В.В. Атомная электрическая станция / Патент №2638304 Российская Федерация, МПК G21D 5/00 (2006.01). Заявка №2016152733: заявл. 30.12.2016: опубл. 13.12.2017; Бюл. №35) в структуру которой введены: насосная турбина, подключенная своим входом через редуктор к выходу парогенератора, а выходом к конденсатору, подключенный к выходному валу насосной турбины циркуляционный насос, который подключен своим входом к выходу парогенератора, а своим выходом к входу реактора, подключенный к выходному валу насосной турбины питательный насос, который подключен своим входом к выходу конденсатора, а выходом к входу парогенератора. При таком техническом решении в прототипе изобретения атомная электрическая станция включает в себя реактор, компенсатор объема, парогенератор, паровую турбину, электрический генератор, конденсатор, питательный насос, подключенный к валу электродвигателя, циркуляционный насос, подключенный к валу другого электродвигателя. Она, кроме того, содержит насосную турбину, подключенную своим входом через редуктор к выходу парогенератора, а выходом к конденсатору. К выходному валу насосной турбины подключен циркуляционный насос, подключенный своим входом к выходу парогенератора, а выходом к входу реактора. Также к выходному валу насосной турбины подключен питательный насос, который подключен своим входом к выходу конденсатора, а своим выходом к входу парогенератора.

При отключении электроснабжения атомной электрической станции, когда оказываются обесточены как электродвигатель, вращающий циркуляционный насос, так и электродвигатель, вращающий питательный насос, оба насоса, подключенные к валу насосной турбины, вращаемой под действием пара, подаваемого с выхода парогенератора на вход насосной турбины, продолжают вращать циркуляционный и питательный насосы, обеспечивая отвод тепловой энергии из реактора.

При возрастании мощности в реакторе усиливается работа циркуляционного и питательного насосов. Соответственно, увеличивается подача теплоносителя в реактор, предохраняя его от взрыва с последующим разрушением и загрязнением окружающей среды радиоактивными элементами.

Целью заявляемого изобретения является дальнейшее повышение надежности и безопасности эксплуатации атомной электрической станции.

Поставленная цель достигается тем, что в структуру атомной электрической станции введены циркуляционный инжекторный насос и питательный инжекторный насос. Циркуляционный инжекторный насос подключен своим первым входом через редуктор к первому выходу парогенератора и своим вторым входом к второму выходу парогенератора, а своим выходом к входу реактора. Питательный инжекторный насос подключен своим первым входом через редуктор к первому выходу парогенератора и своим вторым входом к выходу конденсатора, а своим выходом ко второму входу парогенератора.

На чертеже на фиг. 1 дана схема атомной электрической станции.

Перечень элементов на прилагаемых чертежах:

1 - реактор;

2 - паровая турбина;

3 - электрический генератор;

4 - конденсатор;

5 - циркуляционный инжекторный насос;

6 - питательный инжекторный насос;

7 - парогенератор;

8 - компенсатор объема;

9 - редуктор.

Атомная электрическая станция включает в себя (см. фиг. 1): реактор 1, подключенный своим выходом к компенсатору объема 8 и первому входу парогенератора 7; паровую турбину 2, подключенную своим входом к первому выходу парогенератора 7, подключенному к входу редуктора 9; выход паровой турбины 2 подключен к входу конденсатора 4; электрический генератор 3, соединенный своим валом с валом паровой турбины 2; второй выход парогенератора 7 подключен к первому входу циркуляционного инжекторного насоса 5, который своим выходом подключен к входу реактора 1; второй вход циркуляционного инжекторного насоса 5 подключен к выходу редуктора 9; выход конденсатора 4 подключен к первому входу питательного инжекторного насоса 6, выход которого подключен ко второму входу парогенератора 7; второй вход питательного инжекторного насоса 6 подключен к выходу редуктора 9.

Суть предлагаемого технического решения состоит в том, что включенные в схему атомной электрической станции циркуляционный инжекторный насоса 5 и питательный инжекторный насос 6, приводимые в действие энергией пара поступающего через редуктор 9 от парогенератора 7, не нуждаются в энергоснабжении. Причем при возрастании мощности в реакторе 1 увеличивается мощность работы циркуляционного инжекторного насоса 5 и питательного инжекторного насоса 6. Соответственно, увеличивается подача теплоносителя в реактор 1, предохраняя его от взрыва с последующим разрушением и загрязнением окружающей среды радиоактивными элементами. Таким образом, обеспечивается дальнейшее повышение надежности и безопасности работы атомной электрической станции, так как простота конструкции насосов инжекторного типа обеспечивает их исключительную надежность.

Изобретение относится к атомным электрическим станциям (АЭС), содержащим ядерные силовые установки с реактором, в которых тепло, выделяющееся в реакторе, преобразуется в механическую энергию с дальнейшим ее преобразованием электрогенератором в электрическую. АЭС включает в себя реактор, компенсатор объема, парогенератор, паровую турбину, электрический генератор, конденсатор, циркуляционный инжекторный насос и питательный инжекторный насос. Циркуляционный инжекторный насос подключен своим первым входом ко второму выходу парогенератора, своим вторым входом через редуктор к первому выходу парогенератора, а выходом к входу реактора. Питательный инжекторный насос подключен своим первым входом к выходу конденсатора, вторым входом через редуктор к первому выходу парогенератора, а выходом ко второму входу парогенератора. Техническим результатом является повышение надежности и безопасности эксплуатации атомной электростанции. 1 ил.

Атомная электрическая станция, содержащая реактор, компенсатор объема, парогенератор, паровую турбину, электрический генератор, конденсатор, отличающаяся тем, что содержит циркуляционный инжекторный насос, подключенный своим первым входом ко второму выходу парогенератора, своим вторым входом через редуктор к первому выходу парогенератора, а выходом к реактору, питательный инжекторный насос, подключенный своим первым входом к выходу конденсатора, вторым входом через редуктор к первому выходу парогенератора, а выходом ко второму входу парогенератора.