АТОМНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ
NUCLEAR POWER PLANT

Изобретение относится к энергетике.
Широко известны /1/ электростанции с асинхронизированными электрогенераторами. Такие генераторы способны работать с переменной частотой вращения, используемые на ветровых и тепловых электростанциях. В обоих случаях они обеспечивают устойчивую работу в статических и динамических режима. Однако они не используются в режимах выбега-торможения. Прототипом предложения являются атомная электростанция /2/, содержащая реактор с контуром многократной принудительной циркуляции с турбиной, на валу которой имеется сетевой генератор, снабженный системой возбуждения, выход этого генератора через трансформатор связан с сетью, шины собственных нужд, к которым присоединены резервный дизель генератор и потребители электростанции, обеспечивающие ее работу. Недостаток такой схемы - низкая надежность при останове генератора, что продемонстрировала Чернобыльская авария, на которой в режиме свободного (неуправляемого) выбега генератора отказали источники электропитания. Техническая задача решаемая предложением состоит в повышении надежности. Техническая задача решается за счет того, что он снабжен вторым генератором-собственных нужд выполнен асинхронизированным, а система возбуждения второго генератора выполнена в виде преобразователя частоты, выход второго генератора и вход преобразователя частоты подключены к шинам собственных нужд.
Сочетание двух известных принципов в одном обеспечивает повышение надежности атомной электростанции.
На чертеже приведена схема атомной электростанции. Обозначено: 1 - реактор, 2 - контур многократной принудительной циркуляции, 3 - турбина,4 - сетевой генератор, 5 - трансформаторы, 6 - электросеть, 7 - шины собственных нужд станции, 8 - система возбуждения генератора 4, 9 - потребители станции, 10 - резервный дизель-генератор, 11 - выключатели, 12 - асинхронизированный генератор собственных нужд, 13 - преобразователь частоты-система возбуждения второго генератора.
Электростанция работает следующим образом. В реакторе 1 происходит подогрев теплоносителя, который циркулирует по контуру 2 многократной принудительной циркуляции, при этом приводится во вращение с постоянной частотой турбина 3 и генератор 4,кторый через трансформатор 5 отдает энергию в сеть 6, а второй генератор - на шины 7 собственных нужд, от которой питается системы 8, 13 возбуждения (управляемый выпрямитель), другие потребители 9 и. В случае максимальной аварии отключается сеть 6 и глушится реактор 1. Турбина 3 с генераторами 4, 12 переходят в режим выбега, длящийся несколько минут. При этом система возбуждения 13, выполненная в виде регулируемого преобразователя частоты, создает в генераторе 12 вращающееся магнитное поле, которое компенсирует падение частоты вращения генераторов 4, 12, обеспечивая тем самым постоянство частоты и напряжения на выходе генератора 12, которые необходимы для работы потребителей 9, включающих в себя главные и питательные центробежные насосы, клапаны и задвижки. Происходит запуск дизель-генератора 10, который длится 30-45 секунд. Но в течение указанного времени потребители 9, обеспечивающие безопасность станции получают энергию за счет маховых масс генераторов 4, 12 и турбины 3. Таким образом обеспечивается высокая степень безопасности, ранее не достигаемая без использования данного предложения. Использование машины двойного питания (асинхронизированного генератора) позволяет также осуществить рекуперацию энергии в режимах нормального останова. В режиме же наладки турбины 3 можно осуществить ее прокрутку: нужно закоротить статорные обмотки генератора 12, а в ротор подать переменный ток от системы возбуждения. Использование второго, относительно сложного генератора 12 удешевляет и упрощает электростанцию, поскольку он выполняется на мощность в несколько раз ниже мощности (0,5-1,5 ГВт) сетевого генератора 4.
Источники информации:
1. Полезная модель РФ №66635.
2. Рожкова Л.Д., Добродеев Е.Д. Электрооборудовние тепловых и атомных электростанций. М: Энергоатомиздат, 1986, стр. 24, рис. 1.3, стр. 52, рис. 2.6.