Схемы атомных судовых установок делятся на одноконтурные и двухконтурные. Главным элементом атомной энергетической установки является реактор, в котором происходит цепная реакция с выделением большого количества тепла, используемого в газотурбинной (или паротурбинной) установке.
На рисунке выше дана принципиальная схема одноконтурной установки с газовым охладителем. Использование в качестве охладителей и одновременно теплоносителей гелия, углекислого газа или азота, которые лишь в ничтожной степени приобретают радиоактивность, не требует биологической защиты атомной установки. Принцип действия одноконтурной атомной газотурбинной установки (АГТУ) заключается в следующем. Газ с высокой температурой выходит из реактора 3 и поступает в газовую турбину 4, где расширяется и совершает работу. Из турбины отработавший газ направляется в регенератор 2 и через охладитель 5 в компрессор 1. Здесь газ снова сжимается и через регенератор направляется в реактор. Таким образом совершается замкнутый цикл в одноконтурной схеме АГТУ. Такие схемы пока не применяются, однако они считаются очень перспективными из-за своей простоты.
В настоящее время судовые атомные установки выполнены по двухконтурной схеме с использованием воды в качестве охладителя реактора и рабочего тела. Схема такой установки дана на рисунке:
Горячая вода под высоким давлением выходит из реактора 1 и поступает в теплообменный аппарат (парогенератор) 2, а из него насосом 6 снова подается в реактор. За счет теплоты, отдаваемой водой первого контура, в парогенераторе получают пар, который поступает в турбину 3, расширяется в ней и производит работу. Отработавший пар из турбины направляется в конденсатор 4, где превращается в воду, которая насосом 5 подается в парогенератор.
К преимуществам двухконтурной схемы ядерной силовой установки следует отнести то, что турбина, конденсатор и обслуживающие их механизмы доступны во время эксплуатации.
Однако давление во втором контуре всегда значительно меньше, чем в первом (из-за необходимости обеспечения температурного перепада в парогенераторе); кроме того, пар второго контура может быть перегрет лишь в незначительной степени. И то и другое являются недостатками двухконтурной схемы.
Сравнивая обе схемы, можно сделать вывод, что одноконтурная значительно проще в конструктивном отношении, а двух-контурная упрощает решение вопросов биологической защиты.
Использование атомной силовой установки на судах позволяет обеспечить практически неограниченную дальность плавания без пополнения топливных запасов. Суточный расход ядерного топлива на судах исчисляется десятками граммов, поэтому тепловыделяющие элементы в реакторах заменяются один раз в два-три года.
Учитывая то, что на судах с атомными силовыми установками отсутствуют запасы топлива, их масса вместе с биологической защитой всегда меньше массы обычных судовых силовых установок с запасами топлива, что позволяет увеличить полезную грузоподъемность судов.
На рисунке выше дана принципиальная схема одноконтурной установки с газовым охладителем. Использование в качестве охладителей и одновременно теплоносителей гелия, углекислого газа или азота, которые лишь в ничтожной степени приобретают радиоактивность, не требует биологической защиты атомной установки. Принцип действия одноконтурной атомной газотурбинной установки (АГТУ) заключается в следующем. Газ с высокой температурой выходит из реактора 3 и поступает в газовую турбину 4, где расширяется и совершает работу. Из турбины отработавший газ направляется в регенератор 2 и через охладитель 5 в компрессор 1. Здесь газ снова сжимается и через регенератор направляется в реактор. Таким образом совершается замкнутый цикл в одноконтурной схеме АГТУ. Такие схемы пока не применяются, однако они считаются очень перспективными из-за своей простоты.
В настоящее время судовые атомные установки выполнены по двухконтурной схеме с использованием воды в качестве охладителя реактора и рабочего тела. Схема такой установки дана на рисунке:
Горячая вода под высоким давлением выходит из реактора 1 и поступает в теплообменный аппарат (парогенератор) 2, а из него насосом 6 снова подается в реактор. За счет теплоты, отдаваемой водой первого контура, в парогенераторе получают пар, который поступает в турбину 3, расширяется в ней и производит работу. Отработавший пар из турбины направляется в конденсатор 4, где превращается в воду, которая насосом 5 подается в парогенератор.
К преимуществам двухконтурной схемы ядерной силовой установки следует отнести то, что турбина, конденсатор и обслуживающие их механизмы доступны во время эксплуатации.
Однако давление во втором контуре всегда значительно меньше, чем в первом (из-за необходимости обеспечения температурного перепада в парогенераторе); кроме того, пар второго контура может быть перегрет лишь в незначительной степени. И то и другое являются недостатками двухконтурной схемы.
Сравнивая обе схемы, можно сделать вывод, что одноконтурная значительно проще в конструктивном отношении, а двух-контурная упрощает решение вопросов биологической защиты.
Использование атомной силовой установки на судах позволяет обеспечить практически неограниченную дальность плавания без пополнения топливных запасов. Суточный расход ядерного топлива на судах исчисляется десятками граммов, поэтому тепловыделяющие элементы в реакторах заменяются один раз в два-три года.
Учитывая то, что на судах с атомными силовыми установками отсутствуют запасы топлива, их масса вместе с биологической защитой всегда меньше массы обычных судовых силовых установок с запасами топлива, что позволяет увеличить полезную грузоподъемность судов.
Комментариев нет:
Отправить комментарий
Примечание. Отправлять комментарии могут только участники этого блога.