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 первый и второй инжекторы. Первый инжектор подключен своим первым входом через редуктор к выходу парогенератора и своим вторым входом к выходу парогенератора, а своим выходом к входу реактора. Второй инжектор подключен своим первым входом через редуктор к выходу парогенератора и своим вторым входом к выходу конденсатора, а своим выходом к 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 - питательный насос;

6 - циркуляционный насос:

7 - парогенератор;

8 - компенсатор объема;

9 - редуктор;

10 - первый инжектор;

11 - второй инжектор.

Атомная электрическая станция включает в себя (см. фиг. 1): реактор 1, подключенный своим выходом к компенсатору объема 8 и входу парогенератора 7; паровую турбину 2, подключенную своим входом к первому выходу парогенератора 7, к которому подключен вход 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, подключенный к входу циркуляционного насоса 6, приводимого в действие от электродвигателя, подключен также к первому входу первого инжектора 10, который своим выходом подключен к входу реактора 1; второй вход первого инжектора 10 подключен к выходу редуктора 9; выход циркуляционного насоса 6 подключен к входу реактора 1; выход конденсатора 4 подключен к входу питательного насоса 5, приводимого в действие от другого электродвигателя; выход питательного насоса 5 подключен к второму входу парогенератора 7; первый вход второго инжектора 11 подключен к выходу конденсатора 4; второй вход второго инжектора 11 подключен к выходу редуктора 9; выход второго инжектора 11 подключен к второму входу парогенератора 7.

Суть предлагаемого технического решения состоит в том, что включенные в схему атомной электрической станции первый инжектор 10 и второй инжектор 11, приводимые в действие энергией пара поступающего через редуктор 9 от парогенератора 7, выполняющие функции насосов, позволяют атомной электрической станции работать при отключении энергоснабжения электроприводов циркуляционного насоса 6 и питательного насоса 5. Причем при возрастании мощности в реакторе 1 усиливается работа первого инжектора 10 и второго инжектора 11. Соответственно, увеличивается подача теплоносителя в реактор 1, предохраняя его от взрыва с последующим разрушением и загрязнением окружающей среды радиоактивными элементами. Таким образом, обеспечивается 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 реактор, компенсатор объема, парогенератор, паровую турбину, электрический генератор, конденсатор, питательный насос, подключенный к валу электродвигателя, циркуляционный насос, подключенный к валу другого электродвигателя, первый инжектор и второй инжектор. Первый инжектор подключен своим первым входом через редуктор к первому выходу парогенератора, своим вторым входом ко второму выходу парогенератора и входу питательного насоса, а своим выходом к входу реактора. Второй инжектор подключен своим первым входом через редуктор к первому выходу парогенератора, своим вторым входом к выходу конденсатора и входу питательного насоса, а своим выходом к 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, питательный насос, подключенный к валу электродвигателя, циркуляционный насос, подключенный к валу другого электродвигателя, отличающаяся тем, что содержит первый инжектор, подключенный своим первым входом через редуктор к первому выходу парогенератора, своим вторым входом ко второму выходу парогенератора и входу питательного насоса, а своим выходом к входу реактора, второй инжектор, подключенный своим первым входом через редуктор к первому выходу парогенератора, своим вторым входом к выходу конденсатора и входу питательного насоса, а выходом ко второму входу парогенератора.