АТОМНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, и может быть использована на атомных электрических станциях.
Известна атомная электрическая станция (см. книгу: Электрооборудование электрических станций и трансформаторных подстанций // Славин М.И. М.: Государственное энергетическое издательство. 1963. - 522 с.) состоящая из ядерного реактора, главного циркуляционного насоса, парогенератора, паровой турбины, турбогенератора, охладителей обмоток статора, трубопроводов подвода и отвода циркуляционного дистиллята, теплообменника охлаждения дистиллята, конденсатора паровой турбины, конденсатного насоса, системы регенерации включающей подогреватели низкого и высокого давления, деаэратора, питательного насоса.
Недостатком данной атомной электрической станции является ее не высокий КПД и пониженная эффективность вследствие потерь тепловой энергии обмоток статора турбогенератора с охлождающей водой.
Известна атомная электрическая станция [Патент RU №2425987, опубликованном 10.08.2011, МПК F01K 13/00], состоящая из цилиндра высокого давления паровой турбины, цилиндров низкого давления паровой турбины, турбогенератора, охладителей обмоток статора турбогенератора, трубопроводов подвода и отвода циркуляционного дистиллята, конденсатора паровой турбины, конденсатного насоса, подогревателей низкого давления, деаэратора, питательного насоса, подогревателей высокого давления, парогенератора, парокомпрессионного теплового насоса состоящего из теплообменника-конденсатора теплового насоса, компрессора теплового насоса (входит в конструкцию теплового насоса), теплообменника-испарителя теплового насоса.
Недостатком данной атомной электрической станции является ее пониженная эффективность вследствие потерь тепловой энергии обмоток статора турбогенератора с охлождающей водой.
За прототип принята атомная электрическая станция [Патент RU №147663, опубликованном 10.11.2014, МПК F01K 13/00], состоящая из парогенератора, цилиндра высокого давления паровой турбины, цилиндров низкого давления паровой турбины, турбогенератора, охладителей обмоток статора турбогенератора, трубопроводов подвода и отвода циркуляционного дистиллята, конденсатора паровой турбины, конденсатного насоса, подогревателей низкого давления, деаэратора, питательного насоса, подогревателей высокого давления, абсорбционного теплового насоса состоящего из теплообменника-конденсатора теплового насоса, выполненного в едином корпусе с цилиндром низкого давления паровой турбины, генератора теплового насоса (входит в конструкцию теплового насоса), абсорбера теплового насоса (входит в конструкцию теплового насоса), теплообменника-испарителя теплового насоса.
Недостатком прототипа атомной электрической станции является ее пониженная эффективность вследствие потерь тепловой энергии обмоток статора турбогенератора с охлождающей водой.
Задачей полезной модели является повышение КПД атомной электрической станции.
Технический результат, заключается в использовании тепловых потерь обмоток статора турбогенератора для вторичного промежуточного перегрева пара в последних ступенях паровой турбины.
Технический результат достигается за счет того, что атомная электрическая станция, состоящая из парогенератора, цилиндра высокого давления паровой турбины, цилиндров низкого давления паровой турбины, турбогенератора, охладителей обмоток статора турбогенератора, трубопроводов подвода и отвода циркуляционного дистиллята, конденсатора паровой турбины, конденсатного насоса, подогревателей низкого давления, деаэратора, питательного насоса, подогревателей высокого давления, теплового насоса, состоящего из теплообменника-испарителя теплового насоса и теплообменника-конденсатора теплового насоса выполненного в едином корпусе с цилиндром низкого давления паровой турбины при этом в качестве теплового насоса используется парокомпрессионный тепловой насос, включающий компрессор теплового насоса, а теплообменник-испаритель теплового насоса подключен к трубороводам подвода и отвода циркуляционного дистиллята.
Отличительной особенностью данной атомной электростанции является использование парокомпрессионного теплового насоса, с применением теплообменника-испарителя на подающих и отводящих трубопроводах циркуляционнного дистиллята охладителей обмоток статора турбогенератора, что позволит использовать тепловые потери обмоток статора турбогенератора для обеспечения вторичного промежуточного перегрева пара в последних ступенях паровой турбины.
Применение теплообменника-конденсатора теплового насоса в едином корпусе с цилиндром низкого давления паровой турбины, позволит повысить КПД атомной электрической станции.
Парокомпрессионный 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 атомной электрической станции.
На фиг. представлена схема атомной электрической станции.
Атомная электрическая станция (фиг.), состоит из парогенератора 1, цилиндра высокого давления паровой турбины 2, цилиндров низкого давления паровой турбины 3, турбогенератора 4, охладителей обмоток статора 5, трубопроводов подвода 6 и отвода 7 циркуляционного дистиллята, парокомпрессионного теплового насоса (на фиг. не обозначен) состоящего из теплообменника-испарителя теплового насоса 8, компрессора теплового насоса 9, теплообменника-конденсатора теплового насоса 10, а также атомная электрическая станция состоит из конденсатора паровой турбины 11, конденсатного насоса 12, подогревателей низкого давления 13, деаэратора 14, питательного насоса 15, подогревателей высокого давления 16.
Рассмотрим пример осуществления работы атомной электрической станции.
Пример реализации работы атомной электрической станции с использованием парокомпрессионного теплового насоса (фиг.). Вырабатываемый в парогенераторе 1 насыщенный пар поступает в цилиндр высокого давления паровой турбины 2 и далее в цилиндры низкого давления паровой турбины 3, механическую энергию вращения вала паровой турбины (на фиг. не обозначено) передают ротору турбогенератора (на фиг. не обозначено), постоянное охлаждение обмоток статора турбогенератора (на фиг. не обозначено) осуществляют в охладителях обмоток статора 5, путем циркуляции через трубопроводы подвода 6 и отвода 7 циркуляционного дистиллята, циркуляционный дистиллят охлаждают в теплообменнике-испарителе теплового насоса 8, в котором происходит испарение низкокипящего теплоносителя теплового насоса (на фиг. не показано). Испарившийся низкокипящий теплоноситель теплового насоса направляется в компрессор теплового насоса 9, в котором происходит сжатие низкокипящего теплоносителя теплового насоса. Тепловая энергия, выделившаяся при сжатии компрессором теплового насоса 9 низкокипящего теплоносителя теплового насоса (на фиг. не обозначено), подводится через теплообменник-конденсатор теплового насоса 10 к последним ступеням цилиндра низкого давления паровой турбины 3, обеспечивая вторичный промежуточный перегрев пара, тем самым достигается технический результат. Полностью отработавший пар из паровой турбины (на фиг. не обозначено) направляется в конденсатор паровой турбины 11, где он конденсируется при охлаждении его охлаждающей водой. Образовавшийся конденсат из конденсатора паровой турбины 11, проталкивается конденсатным насосом 12 через подогреватели низкого давления 13, деаэрируется в деаэраторе 14, затем питательным насосом 15 подается в подогреватели высокого давления 16 и далее в парогенератор 1.