АТОМНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована на атомных электрических станциях.
Известна атомная электрическая станция (Маргулова Т.Х. Атомные электрические станции: Изд. 2-е, перераб. и дополн. Учебник для вузов. – М.: Высшая школа», 1974. - 359 с.: ил.), состоящая из ядерного реактора, главного циркуляционного насоса, парогенератора, цилиндра высокого давления паровой турбины, сепаратора-пароперегревателя, цилиндров низкого давления паровой турбины, турбогенератора, а также конденсатора паровой турбины, конденсатного насоса, теплофикационной установки, состоящей из сетевых подогревателей, подогревателей низкого давления, деаэратора, питательного насоса и подогревателей высокого давления.
Недостатком данной атомной электрической станции является ее пониженная эффективность вследствие потерь тепловой энергии в конденсаторе паровой турбины.
За прототип принята атомная электрическая станция [Патент RU №147663, опубликованном 10.11.2014, МПК F01K 13/00], состоящая из ядерного реактора, главного циркуляционного насоса, парогенератора, цилиндра высокого давления паровой турбины, цилиндров низкого давления паровой турбины, сепаратора-пароперегревателя, турбогенератора, конденсатора паровой турбины, конденсатного насоса, подогревателей низкого давления, деаэратора, питательного насоса, подогревателей высокого давления, абсорбционного теплового насоса, состоящего из теплообменника-конденсатора абсорбционного теплового насоса (входит в конструкцию теплового насоса), генератора абсорбционного теплового насоса (входит в конструкцию теплового насоса), абсорбера абсорбционного теплового насоса (входит в конструкцию теплового насоса), теплообменника-испарителя абсорбционного теплового насоса.
Недостатком прототипа является усложнение конструкции цилиндра низкого давления паровой турбины из-за расположения в нем конденсационного контура теплового насоса.
Технической задачей полезной модели является повышение КПД атомной электрической станции за счет поддержания оптимального значения вакуума в паровом пространстве конденсатора паровой турбины, снижения расходов энергии электростанции на собственные нужды, снижения теплового загрязнения окружающей среды и уменьшения расхода пара из турбины на теплофикационную установку за счет использования низкопотенциальной теплоты циркуляционной воды конденсатора паровой турбины.
Технический результат достигается за счет того, что атомная электрическая станция содержит ядерный реактор, главный циркуляционный насос, парогенератор, цилиндр высокого давления паровой турбины, цилиндры низкого давления паровой турбины, сепаратор-пароперегреватель, турбогенератор, конденсатор паровой турбины, конденсатный насос, подогреватели низкого давления, деаэратор, питательный насос, подогреватели высокого давления, абсорбционный тепловой насос, состоящий из абсорбера абсорбционного теплового насоса, генератора абсорбционного теплового насоса, теплообменника-испарителя абсорбционного теплового насоса и теплообменника-конденсатора абсорбционного теплового насоса, при этом теплообменник-испаритель абсорбционного теплового насоса подключен через байпасный трубопровод к подающим и отводящим трубопроводам циркуляционной воды конденсатора паровой турбины, а теплообменник-конденсатор абсорбционного теплового насоса расположен в едином корпусе с сетевым подогревателем теплофикационной установки.
На чертеже представлена схема атомной электрической станции.
Атомная электрическая станция (см. чертеж) состоит из ядерного реактора 1, главного циркуляционного насоса 2, парогенератора 3, цилиндра высокого давления паровой турбины 4, сепаратора-пароперегревателя 5, цилиндров низкого давления паровой турбины 6, турбогенератора 7, конденсатора паровой турбины 8, абсорбционного теплового насоса (на чертеже не обозначен), состоящего из теплообменника-испарителя абсорбционного теплового насоса 9, абсорбера абсорбционного теплового насоса 10, генератора абсорбционного теплового насоса 11, теплообменника-конденсатора абсорбционного теплового насоса 12, а также теплофикационной установки 13, включающей сетевые подогреватели (на чертеже не обозначено), конденсатного насоса 14, подогревателей низкого давления 15, деаэратора 16, питательного насоса 17, подогревателей высокого давления 18.
Рассмотрим пример осуществления работы полезной модели атомной электрической станции.
Пример реализации работы атомной электрической станции (см. чертеж). Тепловую энергию, отбираемую теплоносителем в активной зоне ядерного реактора 1 главным циркуляционным насосом 2, направляют в парогенератор 3, при этом вырабатываемый в парогенераторе 3 насыщенный пар поступает в цилиндр высокого давления паровой турбины 4 и далее направляется в сепаратор-пароперегреватель 5, а затем перегретый пар подводится в цилиндры низкого давления паровой турбины 6, при этом механическую энергию вращения вала паровой турбины (на чертеже не обозначено) передают ротору турбогенератора (на чертеже не обозначено), в турбогенераторе 7 механическая энергия преобразуется в электрическую энергию, при этом отработавший в цилиндрах низкого давления паровой турбины 6 пар поступает в конденсатор паровой турбины 8, где происходит его полная конденсация при температуре охлаждающей циркуляционной воды, частично задаваемой теплообменником-испарителем абсорбционного теплового насоса 9, подключенного через байпасный трубопровод к подающим трубопроводам циркуляционной воды конденсатора паровой турбины (на чертеже не обозначено). Затем конденсат пара, конденсатным насосом 14, подается в систему регенерации к подогревателям низкого давления 15, а часть нагретой циркуляционной воды, проходя через теплообменник-испаритель абсорбционного теплового насоса 9, подключенный через байпасный трубопровод к отводящим трубопроводам циркуляционной воды конденсатора паровой турбины (на чертеже не обозначено), частично охлаждается и сбрасывается обратно в систему технического водоснабжения. Полученная в теплообменнике-испарителе абсорбционного теплового насоса 9 низкопотенциальная тепловая энергия направляется в абсорбер теплового насоса 10, где между абсорбером теплового насоса 10 и генератором теплового насоса 11 происходит тепломассообмен и преобразование энергий низкокипящего теплоносителя, и далее через теплообменник-конденсатор абсорбционного теплового насоса 12 подается к сетевому подогревателю теплофикационной установки 13. Образовавшийся конденсат из конденсатора паровой турбины 8 перекачивается конденсатным насосом 14 через подогреватели низкого давления 15 в деаэратор 16, а затем питательным насосом 17 подается в подогреватели высокого давления 18 и далее в парогенератор 3.
Подключение теплообменника-испарителя абсорбционного теплового насоса 9 через байпасный трубопровод к подающим трубопроводам циркуляционной воды конденсатора паровой турбины позволит поддерживать оптимальное значение вакуума в паровом пространстве конденсатора паровой турбины, снизить расходы энергии электростанции на собственные нужды при обслуживании циркуляционной системы, повысить КПД всей атомной электрической станции. Подключение теплообменника-испарителя абсорбционного теплового насоса 9, подключенного через байпасный трубопровод к отводящим трубопроводам циркуляционной воды конденсатора паровой турбины, позволит уменьшить тепловое загрязнение окружающей среды в районе расположения электростанции. Подключение теплообменника-конденсатора абсорбционного теплового насоса 12 в едином корпусе с сетевым подогревателем теплофикационной установки 13 позволит уменьшить расход пара из турбины на теплофикационную установку, что увеличит конденсационный пропуск пара в конденсатор, выработку электрической энергии, повысит КПД всей атомной электрической станции.