ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к области атомной энергетики, в частности к транспортным ядерным энергетическим установкам и может быть использована при разработке и создании двигателей наземного, водного и воздушного транспорта, а также как источник электроэнергии.
Известна ядерная энергетическая установка, содержащая реактор, теплообменник первого контура, системы и устройства, обеспечивающие ее работу, и тепловой двигатель (Шеинцев Е.А. «Электроэнергетические системы атомных судов», СПб.: Агентство «Игрек», 1993, с.5-7).
Известен атомный газотурбинный локомотив, на который выдан патент РФ на изобретение №2284932 (опубликовано 10.10.2006 г.бюллетень №28), в котором энергетическая установка включает в себя атомный реактор с активной зоной, регулирующие барабаны с электроприводами, теплообменники первого и второго контуров, газотурбинный двигатель.
В качестве прототипа заявляемого технического решения выбрана энергетическая установка, на которую выдан патент РФ на изобретение №2122248 (опубликовано 20.11.1998 г. бюллетень №32), содержащая реактор, теплообменник первого контура, системы и устройства, обеспечивающие ее работу, и тепловой двигатель. Тепловой двигатель выполнен в виде двух барабанов, расположенных один над другим и кинематически соединенных мартенситной лентой, причем валы барабанов выполнены полыми для прохода теплоносителя второго контура. Внутри барабанов валы выполнены утолщенными и имеют радиальные отверстия, соединяющие полость вала с круговым зазором, образованным цилиндрической поверхностью барабана и утолщением вала.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание компактной ядерной энергетической установки транспортного средства.
Поставленная задача решается за счет того, что в ядерной энергетической установке транспортного средства ядерный реактор, регулирующий орган и тепловой двигатель объединены в единый агрегат.
На фиг.1 показана общая схема ядерной энергетической установки транспортного средства.
На фиг.2 показан разрез теплового двигателя с реактором.
На фиг.3 показано сечение 1-1 на фиг.2.
Ядерная энергетическая установка транспортного средства включает в себя тепловой двигатель с ядерным реактором 1, заключенный в защитный кожух 2, конденсатор 3, циркуляционный насос 4, орган управления ядерной реакцией 5.
Тепловой двигатель и ядерный реактор выполнены как единый агрегат, состоящий из корпуса 6, представляющего собой чередующиеся цилиндрические участки меньшего диаметра - впадины 7 и цилиндрические участки большего диаметра - выступы 8, внутри корпуса расположен полый вал 9, выходной конец которого закрыт заглушкой 10, которая соединена с выходным валом 11. На участках полого вала, расположенных напротив выступов 8 корпуса 6 насажены диски 12, изготовленные из сплава молибдена с ураном. В дисках выполнены радиально направленные каналы 13 в виде архимедовой спирали, причем число радиальных каналов в дисках и их расположение совпадает с числом и расположением отверстий перфорации 14 полого вала 9. На выходных концах каналов 13 установлены сопла 19. В цилиндрической поверхности выступов 8 корпуса по осям расположения на полом валу дисков 12 выполнены отверстия 15, в которые вмонтированы отводные трубопроводы 16, соединяющие корпус с конденсатором 3.
Снаружи корпуса 6, на участках впадин 7, установлены отражатели 17, выполненные по типу ирисовых диафрагм, и связанные с органом управления ядерной реакцией 5. Отражатели изготовлены из материала с большим атомным весом и устойчивым атомным ядром.
Ядерная энергетическая установка транспортного средства работает следующим образом.
В начальной стадии работы полый вал 9 с насаженными на него дисками 12 приводится во вращение принудительно посредством электрического или пневматического стартера (не показан). По мере нарастания скорости вращения дисков в его радиально направленных каналах 13 под действием центробежных сил возникает поток холодного теплоносителя (воды). В этот момент, по команде с органа управления ядерной реакцией 5, начинают расходиться лепестки диафрагм отражателей 17, что приводит к возникновению управляемой цепной реакции деления ядер Урана 235 с выделением тепла. При этом происходит разогрев дисков 12 и соответственно теплоносителя (воды) в радиальных каналах 13 до парообразного состояния. Вырываясь через сопла 19 в промежуток между внутренней поверхностью корпуса 6 и цилиндрической поверхностью дисков 12 струи пара создают реактивную тягу, приводящую к вращению дисков, а соответственно и полого вала с выходным валом 11 с большой скоростью. Пар из промежутка между внутренней поверхностью корпуса и цилиндрической поверхностью дисков через выпускные отверстия 15 по отводным трубопроводам 16 поступает в конденсатор 3, где переходит в жидкое состояние и циркуляционным насосом 4 через специальную муфту 18 опять поступает в полый вал 6.
Крутящий момент с выходного вала 11 передается либо на генератор, от которого электрической энергией снабжаются электродвигатели или иные электрические потребители, либо через редуктор непосредственно на исполнительный орган транспортного средства.
Прекращение работы установки осуществляется путем схождения лепестков диафрагм отражателей 17, что приводит к прекращению ядерной реакции и, соответственно, прекращению вращения дисков и вала.