АТОМНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ

Полезная модель относится к области энергетики, а именно к атомным электрическим станциям.
Известна схема двухконтурной атомной электростанции, состоящая из ядерного реактора, главного циркуляционного насоса, парогенератора, паровой турбины, системы сепарации пара, включающую промежуточный перегрев, конденсатора, системы конденсатных и питательных насосов, регенеративной системы подогревателей низкого и высокого давления, в которых происходит нагрев основного конденсата и питательной воды паром отобранным из регенеративных отборов турбины (см. книгу: Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. 3 изд. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 327 с).
Основными недостатками данной схемы является низкая экономичность электростанции, обусловленная высокими потерями тепловой энергии в конденсаторе паровой турбины и низкой эффективностью работы турбоустановки, в связи с высокой влажностью пара в последних ступенях.
Известно схемное решение по оптимизации тепловой схемы двухконтурной АЭС за счет применения абсорбционной бромистолитиевой холодильной машины в системе технического водоснабжения (см. статью: Анализ эффективности различных типов водоохлаждающих машин на атомных электростанциях. Тяжелое маш. 2010. №4).
Недостатком данного схемного решения является отсутствие возможности повышения экономичности работы цилиндров низкого давления турбины, за счет снижения влажности пара в последних ступенях.
За прототип принята атомная электрическая станция описанная в патенте РФ №2425987, опубликованном 10.08.2011 «Способ работы электростанции» МПК F01K 13/00, состоящая из цилиндра высокого давления паровой турбины, цилиндров низкого давления паровой турбины, сепаратора-пароперегревателя, теплообменника-конденсатора теплового насоса, абсорбционного теплового насоса, генератора теплового насоса (входит в конструкцию теплового насоса), абсорбера теплового насоса (входит в конструкцию теплового насоса), теплообменника-испарителя теплового насоса, конденсатора паровой турбины, конденсатного насоса, подогревателей низкого давления, деаэратора, питательного насоса, подогревателей высокого давления и парогенератора.
Недостатком прототипа является усложнение конструкции конденсатора паровой турбины, из-за расположения в нем испарительного контура теплового насоса.
Задачей полезной модели является повышение КПД атомной электростанции, за счет повышения надежности и эффективности работы паровой турбины при номинальных нагрузках и снижения теплового загрязнения окружающей среды.
Поставленная задача достигается за счет того, что атомная электрическая станция последовательно содержит паровую турбину, сепаратор-пароперегреватель, абсорбционный тепловой насос, теплообменник-конденсатор абсорбционного теплового насоса, теплообменник-испаритель абсорбционного теплового насоса, конденсатор паровой турбины, конденсатный насос, подогреватели низкого давления, деаэратор, питательный насос, подогреватели высокого давления, парогенератор, при этом теплообменник-испаритель абсорбционного теплового насоса расположен на подающих и отводящих трубопроводах охлаждающей воды конденсатора паровой турбины, а теплообменник-конденсатор абсорбционного теплового насоса выполнен в едином корпусе с цилиндром низкого давления паровой турбины.
Отличительной особенностью данной атомной электростанции является использование абсорбционного теплового насоса, с применением теплообменника-испарителя на подающих и отводящих трубопроводах охлаждающей воды конденсатора паровой турбины, что позволит снизить тепловое загрязнение окружающей среды электростанцией.
Применение теплообменника-конденсатора теплового насоса в едином корпусе с цилиндром низкого давления паровой турбины, позволит повысить надежность и эффективность работы паровой турбины при номинальных нагрузках.
Абсорбционный тепловой насос в данном случае обеспечивает вторичный промежуточный перегрев пара в последних ступенях турбины повышая его рабочие параметры и срабатываемый теплоперепад в паровой турбине, что в конечном итоге позволит повысить КПД всей электростанции.
На фиг. 1 показана схема атомной электростанции.
Атомная электрическая станция содержит паровую турбину 1, сепаратор-пароперегреватель 2, абсорбционный тепловой насос 3, теплообменник-конденсатор абсорбционного теплового насоса 4, теплообменник-испаритель абсорбционного теплового насоса 5, конденсатор паровой турбины 6, конденсатный насос 7, подогреватели низкого давления 8, деаэратор 9, питательный насос 10, подогреватели высокого давления 11, парогенератор 12.
Работа предлагаемой полезной модели представлена на примере двухконтурной атомной электростанции. Отработавший в паровой турбине 1 пар поступает в конденсатор 6, где происходит его полная конденсация при температуре охлаждающей воды задаваемой теплообменником-испарителем абсорбционного теплового насоса 5, установленным на подающей линии системы технического водоснабжения. Затем конденсат пара, конденсатным насосом 7, подается в систему регенерации к подогревателям низкого давления 8, а нагретая циркуляционная вода, проходя через теплообменник-испаритель абсорбционного теплового насоса 5, охлаждается и сбрасывается обратно в систему технического водоснабжения. Полученная в теплообменниках-испарителя абсорбционного теплового насоса 5 низкопотенциальная тепловая энергия, преумножается в абсорбционном тепловом насосе 3, и через теплообменник-конденсатор абсорбционного теплового насоса 4 подается к последним ступеням цилиндра низкого давления паровой турбины 1. Конденсат пара, пройдя группу подогревателей низкого давления 8, деаэратор 9, питательным насосом 10 через группу подогревателей высокого давления 11, направляется в парогенератор 12, где вновь превращается в пар и возвращается в паровую турбину 1.
Применение теплообменника-испарителя абсорбционного теплового насоса 5 на подающем трубопроводе охлаждающей воды конденсатора паровой турбины 6 позволит поддерживать оптимальное значение вакуума в паровом пространстве конденсатора, снизить расходы энергии электростанции на собственные нужды при обслуживании циркуляционной системы и обеспечить надежность работы энергетического оборудования при номинальных нагрузках. Применение теплообменника-испарителя абсорбционного теплового насоса 5 на отводящем трубопроводе охлаждающей воды конденсатора паровой турбины 6 позволит уменьшить тепловое загрязнение окружающей среды в районе расположения электростанции. Применение теплообменника-конденсатора абсорбционного теплового насоса 4 в едином корпусе с цилиндром низкого давления паровой турбины 1, позволит повысить надежность и эффективность работы последних ступеней паровой турбины, за счет введения вторичного промежуточного перегрева пара, и повысить КПД всей электростанции.