RU2804924C1 - Double-circuit nuclear power plant for nuclear-powered ships - Google Patents

Double-circuit nuclear power plant for nuclear-powered ships Download PDF

Info

Publication number
RU2804924C1
RU2804924C1 RU2022130208A RU2022130208A RU2804924C1 RU 2804924 C1 RU2804924 C1 RU 2804924C1 RU 2022130208 A RU2022130208 A RU 2022130208A RU 2022130208 A RU2022130208 A RU 2022130208A RU 2804924 C1 RU2804924 C1 RU 2804924C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steam
circuit
nuclear
turbine
working fluid
Prior art date
Application number
RU2022130208A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Геннадьевич Кириллов
Original Assignee
Николай Геннадьевич Кириллов
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Геннадьевич Кириллов filed Critical Николай Геннадьевич Кириллов
Application granted granted Critical
Publication of RU2804924C1 publication Critical patent/RU2804924C1/en

Links

Abstract

FIELD: nuclear power plants.
SUBSTANCE: invention relates to a nuclear power plant for nuclear-powered ships. The installation consists of nuclear reactor 2, liquid circuit 3 with diathermic oil as a working fluid and steam circuit 5 with pentane as a working fluid, located inside the hull of nuclear-powered ship 1. In nuclear reactor 2, thermal energy is generated, which is converted through liquid circuit 3 and steam circuit 5 into a high pressure of pentane vapor, which is activated in steam turbine 7, in which, due to the rotation of turbine 7, the rotation of electric generator 8 is ensured and the generation of useful electrical energy for propulsion electric motors 14 and other power consumers 15 of the nuclear-powered ship connected to electric generator 8. If it is necessary to sharply dump the load and reduce the power of turbine 7, followed by repeated acceleration, the steam generated by steam generator 6 is discharged using bypass line 11 directly from steam cavity 20 of steam generator 6 into steam cavity 22 of condenser 9, bypassing turbine 7. Regulation of the reduction or increase in power of turbine 7 is ensured by the degree of “closing-opening” of control valve 24 and pickling control valve 12.
EFFECT: increasing the energy efficiency and reliability of the operation of a nuclear power plant, as well as increasing the efficiency of regulation during shunting operating modes of a steam turbine of a nuclear power plant.
1 cl, 1 dwg

Description

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.The invention relates to the field of ship nuclear power and can be used in the construction of nuclear icebreakers, nuclear submarines, civilian ships and warships with nuclear power plants, floating nuclear thermal power plants (FNPP), etc.

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).It is known to design underwater nuclear thermal power plants for uninterrupted power supply of mining technological complexes in fields in ice-hazardous zones of the Arctic and/or Far Eastern seas, based on the use of experience accumulated in underwater shipbuilding and Arctic under-ice voyages of nuclear submarines (RF Patent No. 2399104, publ. from 09/10/2010, Bulletin No. 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).It is known that in nuclear power plants with double-circuit water-cooled reactors of the VVER type, which include an interconnected reactor, liquid and steam circuits, while the working fluid of the liquid circuit passes through the reactor and is intended for reliable and constant cooling of the core reactor, high-pressure water is used, and the working fluid of the steam circuit is water and steam produced by the heat generated in the reactor and used in a steam turbine to produce electricity (RF Patent No. 2742730, published on 02/10/2021, Bull. No. 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.A disadvantage of water-cooled nuclear reactors of the VVER type (reactors with pressurized water) is the operation of the steam circuit (steam-producing plant) when the liquid circuit coolant in the form of high-pressure water is pumped through its steam generators, which imposes special requirements on the design and operation of the liquid circuit for the operation of vessels under pressure. high pressure.

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).It is known that the main disadvantage of nuclear power plants based on pressurized water reactors (pressurized water reactors) with steam turbine units is the low steam parameters of the steam circuit at the outlet of the steam generators: pressure about 3.0-3.7 MPa and temperature 285- 300°C, which is caused by limiting the temperature of the coolant of the liquid circuit - water to maintain it in the liquid phase. As a result, the efficiency of such installations is about 20%. Due to the low initial steam parameters of the steam circuit, the flow part of the steam turbine operates in the wet steam region. In addition to the low cycle efficiency, at low initial steam parameters, due to high humidity, the internal efficiency decreases and intense drop-impact erosion of turbine unit blades occurs (RF Patent No. 2757737, published on October 21, 2021, Bulletin No. 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.To eliminate these disadvantages, it is necessary to use intermediate separation and intermediate superheating of steam, which leads to a significant complication of the design of nuclear power plants based on pressurized water reactors and requires the use of additional volumetric equipment.

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.There is a known method of operating a nuclear reactor with an organic coolant of the ARBUS installation (Arctic block plant), which involves organizing the pumping of an organic working fluid (coolant) in a closed loop through the core of a nuclear reactor, bringing the reactor to power and operating at power with removal of the generated energy by a closed-loop coolant (Aleksenko Yu.N., Gavrilin A.I., Gataullin N.G. and others. Experience in operating the ARBUS reactor plant. // Collection of reports of the seminar “Prospects for the use of nuclear reactors for heat supply of cities and industrial enterprises.” Dimitrovgrad, RIAR , 1978, pp. 24-44). Organic working fluids include liquids containing carbon in their structure. Various types of organic liquids, for example, hydrostabilized gas oil, hydroterfinyl, etc., can be used as an organic working fluid (coolant) in a closed reactor circuit.

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:The use of organic liquids as coolants in nuclear reactors is based on the fact that these liquids have a number of advantages compared to other types of coolants. In particular:

- низкая активация теплоносителя позволяет обслуживать контур с теплоносителем даже во время работы реактора;- low coolant activation allows servicing the coolant circuit even during reactor operation;

- высокая температура кипения органического теплоносителя при атмосферном давлении позволяет избегать его вскипания при случайной потере давления в контуре;- the high boiling point of the organic coolant at atmospheric pressure makes it possible to avoid its boiling in the event of an accidental loss of pressure in the circuit;

- низкое рабочее давление в замкнутом жидкостном контуре ядерной энергетической установки существенно снижает вероятность разрыва оборудования и трубопроводов;- low operating pressure in a closed liquid circuit of a nuclear power plant significantly reduces the likelihood of rupture of equipment and pipelines;

- 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;- the corrosive passivity of the coolant to structural materials allows the use of cheap aluminum alloys and carbon steels as the latter, and the use of serial oil equipment and fittings as part of the primary circuit without imposing special requirements on them;

- сравнительная простота обслуживания, ремонта и управления реактором позволяет максимально автоматизировать установку, снизить требования к квалификации обслуживающего персонала и ограничить его количество.- the comparative simplicity of maintenance, repair and control of the reactor makes it possible to automate the installation as much as possible, reduce the requirements for the qualifications of operating personnel and limit their number.

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.All together, this provides unique opportunities to ensure nuclear and radiation safety, ease of operation and reduction of capital costs for construction, which is especially attractive when used in remote areas.

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).There is a known method of operating a nuclear reactor with an organic working fluid (coolant) of the ATU-15×2 power plant, which involves cooling the reactor core by circulating the organic coolant (ditolylmethane) in a closed loop (Tokarev Yu.I., Tsykanov V.A., Ryumin V.P. et al. ATU-15×2 - nuclear heat supply station for remote areas. // Questions of atomic science and technology. Ser. Physics and technology of nuclear reactors. 1978. Issue 1/21, part 1, p. 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.The disadvantage of this technical solution is the use of ditolylmethane as an organic coolant in a closed loop reactor, whose molecules under the influence of prolonged ionizing radiation and temperature can disintegrate, forming light, medium and heavy fractions. The latter, interacting with each other, form super-heavy molecules that are deposited on heat transfer surfaces in the form of deposits (fowling effect), which leads to deterioration in the cooling of fuel rods, their cleaning and requires replacement of the coolant.

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).It is known that in recent years new types of organic liquids have appeared in operation - diathermic oils (heat-transfer oils), which are conventional petroleum distillate oils of selective purification - this is a product of deep oil refining followed by distillation, which have low corrosiveness and the ability to cause the formation of various deposits inside the circulation system. Currently, both Russian and imported diathermic oils (heat-transfer oils) are presented on the domestic market, for example, LUKOIL TERMO OIL, Mobiltherm, ShellHeatTransferoilS2, Bashneft AMT-300, Gazpromneft MT-300, etc. Temperature range of use of various diathermic oils as coolants vary from -115°C to 410°C. Heat-transfer oils are used in closed circulation systems (V.I. Stakhiv. Review and comparative characteristics of heat-transfer oils used in Russia / V.I. Stakhiv, L.N. Bagdasarov, V.I. Stakhiv // Young scientist. - 2016 - No. 2 (106). - P. 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.The use of an organic liquid - diathermic oil as a coolant (working fluid) for supplying thermal energy in various technological processes in industry is preferable to steam heating, as it allows one to obtain high temperatures at low pressures, which reduces the cost of basic equipment. Due to the high flexibility of such systems, many industrial technologies developed in the last decade (production of polyester resins, synthetic resins, thermoplastic materials, etc.) use oil at temperatures up to 340°C.

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).A known energy system is a closed steam circuit with an organic working fluid containing a turbine on a shaft with an electric generator and a cooling system with a heat exchanger and a circulation pump, while the system is equipped with a source of thermal energy for heating the working fluid of the steam circuit for combustion of associated gas (RF Patent No. 2573541, published on January 20, 2016, Bulletin No. 2).

Однако данное техническое решение не может быть применено при использовании в качестве источника тепловой энергии ядерного реактора.However, this technical solution cannot be applied when using a nuclear reactor as a source of thermal energy.

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).The device of a steam condenser is known, used on ships and vessels with a nuclear power plant and consisting of a housing (tank), in the upper part of which there is a steam cavity with an inlet pipe for waste steam, and in the lower part there is a liquid cavity in the form of a condensate collector, while inside In the housing of the steam condenser, a heat exchanger is installed to pump a cooling medium through it, for example, sea water (RF Patent No. 2697073, published on August 12, 2019, Bulletin No. 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).There is a known method for controlling a nuclear power plant, which consists in monitoring changes in the external load by a turbine control system using a control valve that changes the steam flow to the turbine based on a signal to maintain the turbine speed, and regulating the steam pressure by changing the position of the steam generator feedwater valve based on a signal that the steam pressure deviates from given value (Yurkevich G.P. "Control systems for nuclear reactors. Principles of operation and creation", M., 2009, p. 331, Fig. 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).A double-circuit nuclear power plant for nuclear-powered ships is known, consisting of a pressurized water nuclear reactor located inside the hull of a nuclear-powered ship and two closed circuits, the first of which is a liquid circuit containing a heat exchanger and a circulation pump, and the second is a steam circuit, including a steam generator, a steam shunting a turbine with an electric generator on the same shaft, a condenser and a liquid pump, wherein the liquid circuit passes through the nuclear reactor and the steam generator of the steam circuit, the electric generator is connected to the propeller electric motors and other electrical consumers of the nuclear-powered ship, and the steam circuit is equipped with a bypass line for maneuvering the turbine, containing a pickling control valve and throttle device and connecting the section of the steam circuit between the steam generator and the turbine with the steam circuit condenser (Energy of nuclear ships / A.N. Dyadik, S.N. Surin. - St. Petersburg: Shipbuilding, 2014. - 477 p.: ill., p. 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.The main disadvantages of this technical solution is the use of water as working fluids in the liquid and steam circuits of a nuclear power plant and, as a consequence, the need to create high water pressure in the liquid circuit, which removes heat from the reactor core, to prevent water vaporization in the reactor core, which leads to to an increase in the weight and size characteristics of the nuclear reactor and liquid circuit pipelines and an increase in the likelihood of destruction of the liquid circuit pipelines, while the use of water in the steam circuit leads to intense corrosion of steam turbine blades and low efficiency due to low steam pressure at the outlet of the steam generator, as well as low efficiency regulation (maneuvering) of the operation of the steam turbine due to the inertia of the turbine operation due to the possibility of regulating the steam supply only by the pickling control valve of the bypass line connecting the section of the steam circuit between the steam generator and the turbine with the steam circuit condenser, which does not ensure a rapid reduction in steam flow through the turbine.

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.The technical result that can be obtained by implementing the invention is to increase the energy efficiency of a nuclear power plant, increase the reliability of operation and reduce the weight and size characteristics of the nuclear reactor and the pipelines of the liquid circuit of the power plant, increase the reliability of operation and reduce the accident rate of the steam turbine, as well as increase the efficiency of regulation during shunting operating modes of a steam turbine of a nuclear power plant.

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.To achieve this technical result, the proposed double-circuit nuclear power plant for nuclear-powered ships, consisting of a nuclear reactor located inside the hull of a nuclear-powered ship and two closed circuits, the first of which is a liquid circuit containing a heat exchanger and a circulation pump, and the second, a steam circuit including a steam generator, a shunting steam turbine with an electric generator on the same shaft, a condenser and a liquid pump, wherein the liquid circuit passes through the nuclear reactor and the steam generator of the steam circuit, the electric generator is connected to the propeller electric motors and other electrical consumers of the nuclear-powered ship, and the steam circuit is equipped with a bypass line for maneuvering the turbine containing a control valve etching and throttling device and providing steam supply to the steam circuit condenser bypassing the steam turbine, characterized in that it is equipped as working fluids of the liquid and steam circuits with organic working fluids, a steam generator and a steam circuit condenser, made in the form of containers divided into steam and liquid cavities , a closed cooling circuit with a circulation pump containing a heat exchanger-cooler located in the steam cavity of the condenser, and a thermal energy discharge heat exchanger through which the sea cold water line passes with the circulation pump, while the bypass line connects the steam cavities of the steam generator and the condenser, and between the steam generator and the turbine is equipped with a control valve for the steam circuit.

В качестве рабочего тела жидкостного контура используется органическое рабочее тело в виде диатермического масла.An organic working fluid in the form of diathermic oil is used as the working fluid of the liquid circuit.

В качестве рабочего тела парового контура используется органическое рабочее тело в виде пентана.An organic working fluid in the form of pentane is used as the working fluid of the steam circuit.

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.Introduction into the composition of a double-circuit nuclear power plant for nuclear powered ships of organic working fluids as working fluids of the liquid and steam circuits, a steam generator and a steam circuit condenser, made in the form of containers divided into steam and liquid cavities, a closed cooling circuit with a circulation pump containing a heat exchanger-cooler , located in the steam cavity of the condenser, and a heat exchanger for releasing thermal energy, through which a line of sea cold water passes with a circulation pump, while the bypass line connects the steam cavities of the steam generator and condenser, and a control valve is installed on the steam circuit between the steam generator and the turbine, allowing to obtain a new a property that consists in the possibility of increasing the energy efficiency of a nuclear power plant by increasing the temperature of the working fluid of the liquid circuit without vaporization of the working fluid in the reactor core, and, accordingly, increasing the temperature and pressure of steam in the steam circuit when it leaves the steam generator due to replacement of the working fluid liquid circuit from the use of water to the use of an organic working fluid in the form of an organic liquid of diathermic oil, and replacing the working fluid of a steam circuit from the use of water to the use of an organic working fluid of pentane, increasing operational reliability and reducing the weight and size characteristics of a nuclear reactor and pipelines of the liquid circuit of a power plant due to reducing pressure in a nuclear reactor and the liquid circuit of a power plant due to the use of an organic working fluid in the form of diathermic oil as a working fluid, as well as increasing the reliability of operation and reducing the accident rate of a steam turbine due to the use of an organic working fluid in the steam circuit of a nuclear power plant ( pentane) instead of water, which eliminates the operation of the steam turbine flow path in the area of wet steam and leads to a decrease in corrosion of steam turbine blades, as well as an increase in the efficiency of regulation during shunting operating modes of a steam turbine of a nuclear power plant due to the combined and simultaneous use of the “opening-closing” process » a control valve on the steam circuit, installed between the steam generator and the turbine, and a control valve for the pickling of the bypass line, directly connecting the steam cavities of the steam generator and the condenser of the steam circuit, bypassing the steam turbine.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема двухконтурная ядерная энергетическая установка для атомоходов, где:In fig. 1 shows a schematic diagram of a double-circuit nuclear power plant for nuclear-powered ships, where:

1 - корпус атомохода (атомного ледокола, атомной подводной лодки, гражданского суда или военного корабля с ядерной энергетической установкой);1 - hull of a nuclear-powered ship (nuclear-powered icebreaker, nuclear-powered submarine, civilian ship or warship with a nuclear power plant);

2 - ядерный реактор;2 - nuclear reactor;

3 - жидкостной контур;3 - liquid circuit;

4 - циркуляционный насос жидкостного контура;4 - liquid circuit circulation pump;

5 - паровой контур;5 - steam circuit;

6 - парогенератор;6 - steam generator;

7 - паровая турбина;7 - steam turbine;

8 - электрогенератор;8 - electric generator;

9 - конденсатор парового контура;9 - steam circuit condenser;

10- циркуляционный насос парового контура;10- steam circuit circulation pump;

11 - байпасная линия для маневрирования турбины;11 - bypass line for maneuvering the turbine;

12 - регулирующий клапан травления байпасной линии;12 - bypass line etching control valve;

13 - дроссельное устройство байпасной линии;13 - bypass line throttle device;

14 - гребные электродвигатели;14 - rowing electric motors;

15 - другие электропотребители атомохода;15 - other power consumers of the nuclear-powered ship;

16 - замкнутый контур охлаждения;16 - closed cooling circuit;

17 - теплообменник-охладитель замкнутого контура охлаждения;17 - heat exchanger-cooler of a closed cooling circuit;

18 - циркуляционный насос замкнутого контура охлаждения;18 - circulation pump of a closed cooling circuit;

19 - теплообменник сброса тепловой энергии замкнутого контура охлаждения;19 - heat exchanger for discharging thermal energy of a closed cooling circuit;

20 - паровая полость парогенератора;20 - steam cavity of the steam generator;

21 - жидкостная полость парогенератора;21 - liquid cavity of the steam generator;

22 - паровая полость конденсатора;22 - steam cavity of the condenser;

23 - жидкостная полость конденсатора;23 - liquid cavity of the condenser;

24 - регулирующий вентиль парового контура;24 - steam circuit control valve;

25 - линия забортной холодной воды;25 - sea cold water line;

26 - циркуляционный насос линии забортной холодной воды;26 - circulation pump of the sea cold water line;

27 - теплообменник жидкостного контура.27 - liquid circuit heat exchanger.

Предлагаемая двухконтурная ядерная энергетическая установка для атомоходов функционирует следующим образом.The proposed double-circuit nuclear power plant for nuclear-powered ships operates as follows.

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.To operate the proposed nuclear power plant for nuclear-powered ships, a double-circuit nuclear installation is used, consisting of a nuclear reactor 2, a liquid circuit 3 and a steam circuit 5, located inside the hull of the nuclear-powered ship 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.In nuclear reactor 2, due to the fission reaction of nuclear fuel, thermal energy is released and transferred to the organic working fluid in the form of diathermic oil in liquid circuit 3, which leads to heating of the diathermic oil to a high temperature. The circulation of the organic working fluid of the liquid circuit 3 is ensured by the operation of the circulation pump 4. In this case, the organic working fluid - diathermic oil of circuit 3 does not change its state of aggregation during circulation through circuit 3 and constantly remains in a liquid state.

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.The diathermic oil of circuit 3, heated to a high temperature, transfers thermal energy to the organic working fluid (in the form of pentane) of the steam circuit 5 in the steam generator 6 through the heat exchanger 27 of the liquid circuit 3. After heat transfer, the cooled diathermic oil of circuit 3 from the heat exchanger 27 again enters the nuclear reactor 2 with using a circulation pump 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.When transferring thermal energy in the steam generator 6, the organic working fluid of the steam circuit 5 (pentane), due to thermal energy, is initially heated in the liquid cavity 21 of the steam generator 6, turns into steam and then is overheated in the steam cavity 20 of the steam generator 6 to high temperature and pressure.

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.From the steam cavity 20 of the steam generator 6 of the steam circuit 5, superheated steam of the organic working fluid (pentane) under high pressure through an open control valve 24 enters the steam turbine 7 with an electric generator 8 on the same shaft. In this case, the pickling control valve 12 of the bypass line 11 is closed.

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.The high pressure of pentane vapor is activated in the steam turbine 7, in which, due to the rotation of the turbine 7, the rotation of the electric generator 8 is ensured and useful electrical energy is generated for the propulsion electric motors 14 and other electrical consumers 15 of the nuclear-powered ship connected to the electric generator 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.It should be noted that the use of an organic working fluid - pentane - as the working fluid of circuit 5, makes it possible to reduce the weight and size characteristics of the steam turbine 7 and reduce the corrosion of the blades of the steam turbine 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.In this case, the energy efficiency of the nuclear power plant increases due to an increase in the temperature of the working fluid of the liquid circuit 3 to 400°C without vaporization of diathermic oil in the reactor core, and, accordingly, an increase in the temperature and pressure of pentane vapor in the steam circuit 5 when it exits steam generator 6 and the inlet to the steam turbine 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.Passing the steam turbine 7, vapors of the organic working fluid reduce pressure and enter the gas cavity 22 of the condenser 9 of the steam circuit 5, where they are condensed due to cooling during heat exchange with the cooling medium passing through the heat exchanger-cooler 17 of the closed cooling circuit 16, while the heat exchanger-cooler 17 is placed in the gas cavity 22 of the capacitor 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.The condensed pentane vapor flows into the liquid cavity 23 of the condenser 9. Then, from the liquid cavity 23 of the condenser 9, the condensed pentane vapor is supplied to the liquid cavity 21 of the steam generator 6 using a circulation pump 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.If there is a need for a sharp load shedding and the need to reduce the power of turbine 7, which occurs when a nuclear-powered ship (for example, a nuclear-powered icebreaker or a warship with a nuclear power plant) is completely stopped or slowed down in heavy ice or other maneuvers, and then the need for subsequent re-acceleration, excess The steam generated by the steam generator 6 was discharged using the bypass line 11 directly from the steam cavity 20 of the steam generator 6 into the steam cavity 22 of the condenser 9, bypassing the turbine 7. This ensures maneuvering of the turbine 7 by opening the pickling control valve 12 and passing the steam through the bypass throttle device 13 line 11 directly from the steam cavity 20 of the steam generator 6 to the steam cavity 22 of the condenser 9, bypassing the turbine 7, as well as by closing the control valve 24 on the steam circuit 5 installed between the steam generator 6 and the turbine 7. Regulation of the decrease or increase in power of the turbine 7 is ensured by the degree of “closure” - opening the control valve 24 and the pickling control valve 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.The above-described process makes it possible to significantly increase the efficiency of regulation during shunting operating modes of the steam turbine 7 of a nuclear power plant due to the combined and simultaneous use, on the one hand, of the “opening-closing” process of the control valve 24 on the steam circuit 5, installed between the steam generator 6 and the turbine 7, and the pickling control valve 12 of the bypass line 11, and on the other hand, directly connecting the steam cavity 20 of the steam generator 6 and the steam cavity 22 of the condenser 9 of the steam circuit 5, bypassing the steam turbine 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.As noted above, for cooling and condensation of pentane vapor (organic working fluid) of the steam circuit 5, a heat exchanger-cooler 17 of a closed cooling circuit 16 is placed in the gas cavity 22 of the condenser 9, through which a cooling medium (for example, water) circulates using a closed circulation pump 18 cooling circuit 16. During heat exchange through the walls of the heat exchanger-cooler 17, pentane vapor condenses, and the cooling medium heats up.

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.The heated cooling medium of the closed cooling circuit 16, using a circulation pump 18, is supplied to the thermal energy discharge heat exchanger 19 of the closed cooling circuit 16, where the heated cooling medium is cooled to the temperature of the sea water due to heat exchange with the sea cold water supplied through the sea cold water line 25 using circulation pump 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.Then, the cooling medium of the closed cooling circuit 16, cooled to the temperature of the ambient cold water, is again supplied to the gas cavity 22 of the condenser 9 using the circulation pump 18 for heat exchange, cooling and condensation of vapors of the organic working fluid (pentane) of the steam circuit 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.In this case, the cooling circuit 16 is closed, which makes it possible to create a closed cooling circuit 16 to ensure cooling and operation of the steam circuit, as well as the generation of useful electrical energy for the propulsion motors 14 and other electrical consumers 15 of the nuclear-powered ship.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:Sources of information taken into account when preparing the application:

1. Патент РФ №2399104, опубл. от 10.09.2010, Бюл. №25.1. RF Patent No. 2399104, publ. dated 10.09.2010, Bulletin. No. 25.

2. Патент РФ №2742730, опубл. от 10.02.2021, Бюл. №4.2. RF Patent No. 2742730, publ. dated 02/10/2021, Bulletin. No. 4.

3. Патент РФ №2757737, опубл. от 21.10.2021, Бюл. №30.3. RF Patent No. 2757737, publ. dated 10/21/2021, Bulletin. No. 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. 24-444. Aleksenko Yu.N., Gavrilin A.I., Gataullin N.G. and others. Experience in operating the ARBUS reactor plant.// Coll. report seminar “Prospects for the use of nuclear reactors for heat supply to cities and industrial enterprises.” Dimitrovgrad, RIAR, 1978, p. 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 112-116.5. Tokarev Yu.I., Tsykanov V.A., Ryumin V.P. etc. ATU-15×2 - nuclear heat supply station for remote areas. // Issues of atomic science and technology. Ser. Physics and technology of nuclear reactors. 1978. Vol. 1/21, part 1, pp. 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. 73-76.6. Stakhiv V.I. Review and comparative characteristics of heat transfer oils used in Russia / V.I. Stakhiv, L.N. Bagdasarov, V.I. Stakhiv // Young scientist. - 2016. - No. 2 (106). - pp. 73-76.

7. Патент РФ №2573541, опубл. от 20.01.2016, Бюл. №2.7. RF Patent No. 2573541, publ. dated January 20, 2016, Bulletin. No. 2.

8. Патент РФ №2697073, опубл. от 12.08.2019, Бюл. №23.8. RF Patent No. 2697073, publ. dated 08/12/2019, Bulletin. No. 23.

9. Юркевич Т.П. "Системы управления ядерными реакторами. Принципы работы и создания", М., 2009, стр. 331, рис. 5.12.9. Yurkevich T.P. "Nuclear reactor control systems. Principles of operation and creation", M., 2009, p. 331, fig. 5.12.

10. Энергетика атомных судов / А.Н. Дядик, С.Н. Сурин. - СПб: Судостроение, 2014. - 477 с: ил., стр. 165-170 - прототип.10. Energy of nuclear ships / A.N. Dyadik, S.N. Surin. - St. Petersburg: Shipbuilding, 2014. - 477 p.: ill., pp. 165-170 - prototype.

Claims (1)

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.A double-circuit nuclear power plant for nuclear-powered ships, consisting of a nuclear reactor located inside the hull of a nuclear-powered ship and two closed circuits, the first of which is a liquid circuit containing a heat exchanger and a circulation pump, and the second is a steam circuit, including a steam generator, a shunting steam turbine with an electric generator on one shaft, a capacitor and a liquid pump, while the liquid circuit passes through the nuclear reactor and the steam generator of the steam circuit, the electric generator is connected to the propeller motors and other electrical consumers of the nuclear-powered ship, and the steam circuit is equipped with a bypass line for maneuvering the turbine, containing a pickling control valve and a throttling device and providing supply of steam to the condenser of the steam circuit bypassing the steam turbine, characterized in that it is equipped as a working fluid of the liquid circuit with an organic working fluid in the form of diathermic oil, as a working fluid of the primary circuit with an organic working fluid in the form of pentane, a steam generator and a steam circuit condenser, made in in the form of containers divided into steam and liquid cavities, a closed cooling circuit with a circulation pump containing a heat exchanger-cooler located in the steam cavity of the condenser, and a thermal energy discharge heat exchanger through which the sea cold water line passes with the circulation pump, while the bypass line connects steam cavities of the steam generator and condenser, and a steam circuit control valve is installed between the steam generator and the turbine.
RU2022130208A 2022-11-21 Double-circuit nuclear power plant for nuclear-powered ships RU2804924C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2804924C1 true RU2804924C1 (en) 2023-10-09

Family

ID=

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4398484A (en) * 1979-02-07 1983-08-16 Ateliers Et Chantiers De Bretagne-Acb Arrangement for installing a nuclear reactor block in a vessel
RU2487815C2 (en) * 2011-10-20 2013-07-20 Открытое акционерное общество "Центральное Конструкторское Бюро "Айсберг" Nuclear ice breaker
RU2573540C1 (en) * 2014-07-02 2016-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Санкт-Петербургская электротехническая компания" Steam power plant for underwater technical facility
RU2615027C2 (en) * 2015-08-11 2017-04-03 Виктор Николаевич Иванюк Power plant of nuclear-powered ship
RU2616510C2 (en) * 2015-09-14 2017-04-17 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Nuclear-power icebreaker
RU2654291C1 (en) * 2017-07-26 2018-05-17 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Underwater nuclear gas pumping station
CN210258739U (en) * 2019-03-08 2020-04-07 中广核研究院有限公司 Electrical arrangement structure of nuclear power ship
CN211519815U (en) * 2019-11-11 2020-09-18 中广核研究院有限公司 Arrangement structure of main control room of nuclear power ship
RU2757737C1 (en) * 2021-03-24 2021-10-21 Дмитрий Александрович Шатровский Ship nuclear power plant

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4398484A (en) * 1979-02-07 1983-08-16 Ateliers Et Chantiers De Bretagne-Acb Arrangement for installing a nuclear reactor block in a vessel
RU2487815C2 (en) * 2011-10-20 2013-07-20 Открытое акционерное общество "Центральное Конструкторское Бюро "Айсберг" Nuclear ice breaker
RU2573540C1 (en) * 2014-07-02 2016-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Санкт-Петербургская электротехническая компания" Steam power plant for underwater technical facility
RU2615027C2 (en) * 2015-08-11 2017-04-03 Виктор Николаевич Иванюк Power plant of nuclear-powered ship
RU2616510C2 (en) * 2015-09-14 2017-04-17 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Nuclear-power icebreaker
RU2654291C1 (en) * 2017-07-26 2018-05-17 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Underwater nuclear gas pumping station
CN210258739U (en) * 2019-03-08 2020-04-07 中广核研究院有限公司 Electrical arrangement structure of nuclear power ship
CN211519815U (en) * 2019-11-11 2020-09-18 中广核研究院有限公司 Arrangement structure of main control room of nuclear power ship
RU2757737C1 (en) * 2021-03-24 2021-10-21 Дмитрий Александрович Шатровский Ship nuclear power plant

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Беляев В.М. и др. Опыт создания первой в мире плавучей АЭС. Направления дальнейшего развития. Атомная энергия, т. 129, вып. 1, июль 2020, с. 37-43. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102221433B1 (en) Power generating method using lng carrier
EP1252100B1 (en) Water distillation system
JP2012047096A (en) Marine denitration system, marine vessel comprising the same, and control method for marine denitration system
Pacheco et al. Overview of recent results of the solar two test and evaluations program
CN109942137A (en) The co-feeding system of waste heat driving ammonia absorption type cooling couple film distilling seawater desalination peculiar to vessel
CN104992730A (en) Molten-salt nuclear reactor and airborne power system based on same
RU2804924C1 (en) Double-circuit nuclear power plant for nuclear-powered ships
US20070137205A1 (en) Refrigerant cooled main steam condenser
CN103775152A (en) Engine waste heat and residual heat power system for naval aircraft carrier, naval ship and naval submarine
Gumus sCO2 power cycle/reverse osmosis distillation system for water-electricity cogeneration in nuclear powered ships and submarines
RU2805458C1 (en) Nuclear power unit for nuclear-powered ships
RU2805457C1 (en) Double-circuit nuclear energy system with hydrogen-containing working fluids in each circuit
KR20160026229A (en) Emergency cooling apparatus for marine nuclear reactor based on ESS
KR101397809B1 (en) A fuel gas supply system of liquefied natural gas
KR101628854B1 (en) Power plant using lng carrier
Kutbi et al. Selection for desalination processes for dual-purpose nuclear plants
KR20190080365A (en) Cold Heat Recovery System and Method of Floating Storage Power Plant
Makarov et al. Experience in building and operating reactor systems for civilian ships
CN220989679U (en) Marine methanol residual liquid recovery device
PL145334B1 (en) Method of cooling a coal gasification reactor and cooled coal gasification reactor as such
Mattson Shipboard Energy Savings with the RACER System
Wang et al. Simulation and analysis of an ORC-desalination combined system driven by the waste heat of charge air at variable operation conditions
RU2796032C1 (en) Energy refrigeration system for operation of an underground facility
CN201973448U (en) Chlorine cold energy recovering device
CN117599434A (en) Marine methanol residual liquid recovery device