Судовая система электродвижения атомного судна

 

Полезная модель относится к судостроению, в частности к судовым энергетическим установкам атомных судов. Судовая система электродвижения атомного судна, содержащая гребную электрическую установку, состоящую из паровых турбин, синхронных генераторов и гребных электродвигателей, и резервные источники электродвижения, снабжена управляемыми гидродинамическими муфтами, резервные источники электродвижения выполнены в виде газотурбинных двигателей, турбины которых соединены с синхронными генераторами гребной электрической установки при помощи управляемых гидродинамических муфт. Система дополнительно оснащена утилизационными котлами, предназначенными для сброса выхлопных газов газотурбинных двигателей для генерации пара, поступающего на паровые турбины гребной электрической установки. В результате использования полезной модели повышается безопасность эксплуатации атомных судов за счет обеспечения резервного хода судна при срабатывании аварийной защиты атомной установки.

Полезная модель относится к судостроению, в частности к судовым энергетическим установкам атомных судов.

В настоящее время на однореакторных атомных судах для обеспечения резервного хода в случае остановки атомной паро-производящей установки используют резервные источники электродвижения, дизель генераторы. Однако мощности дизель генераторов для продолжения движения атомного судна в ледовых условиях, а также в случае отказа одного из них, недостаточно. На двух реакторных атомных судах резервных источников электродвижения вообще нет. Поэтому в случае срабатывания аварийной защиты на двух реакторах атомное судно лишается какой-либо возможности движения, что чрезвычайно опасно в ледовых условиях движения судна.

Известна судовая система электродвижения атомного судна, содержащая гребную электрическую установку, состоящую из паровых турбин, синхронных генераторов и гребных электродвигателей, и резервные источники электродвижения, выполненные в виде дизель генераторов и подключенные в аварийной ситуации к шинам электродвижения (см. кн.: А.С.Быков, В.В.Башаев, В.А.Малышев, В.В.Романовский. Гребные электрические установки атомных ледоколов. - Санкт-Петербург: Элмор, 2004, глава 3. ГЭУ атомных ледоколов типа «Таймыр», стр.149-154. - прототип).

Недостатком данной системы является недостаточная для продолжения в ледовых условиях движения мощность резервных источников, дизель генераторов, в случае срабатывания аварийной защиты атомной установки, а также в случае отказа одного из резервных дизель генераторов. В результате чего ледокол лишается возможности движения, что чрезвычайно опасно не только в ледовых условиях, но особенно в условиях ограничения пространства для движения (порт и т.п.).

Заявляемая в качестве полезной модели судовая система электродвижения атомного судна позволяет достичь нового технического результата - повышение безопасной эксплуатации атомных судов за счет обеспечения резервного хода судна при срабатывании аварийной защиты атомной установки.

Следующая совокупность существенных признаков характеризует сущность предложенной полезной модели и способствует достижению нового технического результата.

Судовая система электродвижения атомного судна, содержащая гребную электрическую установку, состоящую из паровых турбин, синхронных генераторов и гребных электродвигателей, и резервные источники электродвижения, отличающаяся тем, что она снабжена управляемыми гидродинамическими муфтами, резервные источники электродвижения выполнены в виде газотурбинных двигателей, турбины которых соединены с синхронными генераторами гребной электрической установки при помощи управляемых гидродинамических муфт.

Достижению технического результата способствует и то, что система дополнительно оснащена утилизационными котлами.

Итак, анализ выявленной информации о существующем уровне техники в данной области и сущность предложенной полезной модели показал, что последняя отвечает критерию патентоспособности «новизна».

Снабжение судовой системы управляемыми гидродинамическими муфтами и выполнение резервных источников электродвижения в виде газотурбинных двигателей, турбины которых соединены с синхронными генераторами гребной электрической установки при помощи управляемых гидродинамических муфт, обеспечивает в случае срабатывания аварийной защиты атомной паро-производящей установки запуск газотурбинных двигателей без нагрузки, используя энергию «выбега» массы вращающихся генераторов и паровых турбин. Тем самым атомное судно в случае срабатывания аварийной защиты атомной установки продолжает нормальное движение за счет создания резервного хода.

Дополнительное оснащение системы утилизационными котлами позволяет использовать энергию выхлопных газов газотурбинных двигателей с температурой 400°-450°С для генерации пара через утилизационные котлы, который направляют на паровые турбины. Это позволит повысить мощность резервного хода до 30% по отношению к мощности газотурбинного двигателя, что также способствует достижению технического результата.

В результате применения полезной модели достигается поставленный новый технический результат - повышение безопасной эксплуатации атомных судов за счет обеспечения резервного хода судна при срабатывании аварийной защиты атомной установки.

Следовательно, заявляемая совокупность существенных признаков полезной модели обеспечивает получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Предлагаемая полезная модель поясняется с помощью чертежей, где:

на фиг.1 изображена судовая система электродвижения атомного судна, генераторная часть.

Судовая система электродвижения атомного судна (см. фиг.1) состоит из гребной электрической установки и резервных источников электродвижения. Гребная электрическая установка содержит паровые турбины 1, синхронные генераторы 2, подключенные к щиту 3 электродвижения, и гребные электродвигатели (на черт. не показаны). Резервные источники электродвижения выполнены в виде газотурбинных двигателей 4, каждый их которых состоит из компрессора 5 и турбины 6. Последняя каждого газотурбинного двигателя 4 соединена с синхронным генератором 2 при помощи управляемой гидродинамической муфты 7, включающей турбинные и насосные колеса (на черт. не показаны).

Судовая система электродвижения дополнительно оснащена утилизационными котлами 8, например, двумя для каждой паровой турбины 1 гребной электрической установки. Котел 8 предназначен для сброса выхлопных газов каждого газотурбинного двигателя 4 для генерации пара, поступающего на паровые турбины 1 гребной электрической установки.

Контур каждого утилизационного котла 8 включает конденсатор 9 с конденсатным насосом 10 и питательный насос 11. Контуры утилизационных котлов 8 содержат один деаэратор 12, сообщенный с котлами 8 питательными насосами 11, а с конденсаторами 9 конденсатными насосами 10.

Судовая система электродвижения атомного судна работает следующим образом.

В нормальных эксплуатационных условиях пар от атомной паро-производящей установки (АППУ) (на черт. не показана) поступает на паровые турбины 1, вращающие синхронные генераторы 2 для выработки электроэнергии на привод гребных электродвигателей и на прочие судовые нужды в случае применения единой электроэнергетической системы на судне.

В случае срабатывания аварийной защиты атомной паро-производящей установки запускают газотурбинные двигатели 4. При этом запуск можно осуществить от судовой сети или от аккумуляторов, после чего газотурбинные двигатели 4 подключают на генераторы 2 при помощи гидродинамических муфт 7.

При работе паровых турбин 1 производят безстартерный запуск газотурбинных двигателей 4, используя энергию «выбега» массы вращающихся паровых турбин 1 и синхронных генераторов 2. Для этого подают рабочую жидкость в гидродинамические муфты 7. В этом случае турбинные колеса гидродинамических муфт 7 работают как насосные колеса, а насосные колеса выполняет функции турбинных, то есть работают на раскрутку газотурбинных двигателей 4.

После выхода газотурбинных двигателей 4 на номинальные обороты, последние начинают работать на привод генераторов 2, обеспечивая тем самым резервный ход судна в аварийной ситуации.

Для обеспечения резервного хода судна в аварийной ситуации мощность газотурбинных двигателей 4 должна быть не ниже 25% номинальной мощности паровых турбин 1.

Образованные при работе газотурбинных двигателей 4 выхлопные газы с температурой 400-450°С поступают в утилизационные котлы 8. Пар из утилизационных котлов 8 поступает на паровые турбины 1. Благодаря чему КПД и мощность судовой установки электродвижения повышается на 30%.

Паровые турбины 1 работают по конденсатному циклу. Отработанный пар поступает в конденсаторы 9. Из последних конденсат откачивается конденсатными насосами 10 в деаэратор 12. Из последнего питательная вода питательными насосами 11 подается в утилизационные котлы 8.

Таким образом, в результате применения предлагаемой судовой системы обеспечивается достижение нового технического результата - повышение безопасной эксплуатации атомных судов за счет обеспечения резервного хода судна при срабатывании аварийной защиты атомной установки.

Таким образом, предлагаемая полезная модель соответствует критерию патентоспособности «промышленная применимость».

В Мурманском морском пароходстве разработано техническое задание на предлагаемую систему для использования при строительстве новых атомных ледоколов.

1. Судовая система электродвижения атомного судна, содержащая гребную электрическую установку, состоящую из паровых турбин, синхронных генераторов и гребных электродвигателей, и резервные источники электродвижения, отличающаяся тем, что она снабжена управляемыми гидродинамическими муфтами, резервные источники электродвижения выполнены в виде газотурбинных двигателей, турбины которых соединены с синхронными генераторами гребной электрической установки при помощи управляемых гидродинамических муфт.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно оснащена утилизационными котлами.



 

Похожие патенты:

Нагрузочное устройство представляет собой испытательный стенд, подающий нагрузку на дизель-генераторную установку, имитируя ее рабочий процесс. При этом, мощность от источника энергии на выходе преобразуется либо рассеивается. Резистивные нагрузочные устройства применяются для имитирования работы передвижных дизель-генераторных установок контейнерного исполнения (дгу) wilson, cummins, sdmo при максимальной нагрузке и мощности. Имитируемая нагрузка, при этом, отличается от реальной автономностью, подконтрольностью и направленностью, исключая поломки, а лишь диагностируя огрехи в работе дизель-генераторной установки.

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, преимущественно к транспортным средствам типа амфибия, а именно представляет собой беспилотный ледокол-шнекоход и предназначена для сквозного разрушения ледяного покрова рек, озер, различных водоемов, с целью снижения угрозы наводнения при половодье.

Изобретение относится к надбандажным уплотнениям паровых турбин

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для торможения синхронных гребных электродвигателей гребных электрических паро - и газотурбинных установок переменно-переменного тока, преимущественно на судах ледового плавания с единой электростанцией
Наверх