В одноконтурных ядерных установках с газоохлаждаемыми реакторами приемлема лишь схема ГТУ (газотурбинная установка), работающей по замкнутому циклу, так как при реализации открытой схемы ГТУ пришлось бы выбрасывать в атмосферу газ с наведенной осколочной радиоактивностью. Схема одноконтурной ЯГТУ (ядерная газотурбинная установка) с высокотемпературным газоохлаждаемым реактором показана на рис. 37.
В качестве теплоносителя в рассматриваемой установке используется гелий. Нагретый в активной зоне ВТГР (высокотемпературный газоохлаждаемый реактор) газ поступает в турбину высокого давления, являющуюся приводной для компрессоров низкого, среднего и высокого давления. Параметры теплоносителя в основных точках цикла показаны на рисунке. После расширения в ТВД (турбина высокого давления) газ через дроссельный клапан поступает в проточную часть ТНД, которая является пропульсивной и передает часть мощности на вращение валогенератора. Байпасный и дроссельный клапаны регулируют расход теплоносителя через проточную часть ТНД. Рассматриваемая ЯГТУ реализует термодинамический цикл газотурбинной установки с регенерацией в совокупности со ступенчатым сжатием газа и промежуточным его охлаждением. После ТНД газ поступает в регенератор, где передает часть теплоты на подогрев газа, поступающего в активную зону реактора. Охлажденный газ последовательно проходит через охладители газа, в которых его температура снижается до 20 °C, и ступени сжатия в компрессорах. Прокачка охладителей осуществляется забортной водой. Сжатый в компрессорах газ поступает в регенератор, и в подогретом виде – в активную зону реактора.
Кроме основного контура в состав установки входит система очистки и аккумулирования газа, состоящая из клапанов сброса и добавки газа, фильтра, аккумуляторов высокого и низкого давления и подкачивающего компрессора. С помощью этой системы производится очистка газа и изменение расхода теплоносителя в контуре установки. Ввод установки в действие начинается с раскрутки турбокомпрессорной группы пусковым электродвигателем, присоединенным к валу турбокомпрессора через планетарный редуктор и муфту.
Реактор и турбокомпрессорная группа размещаются на судне вертикально в одном помещении. Рядом с ними расположены регенератор, охладители газа и оборудование системы очистки и аккумулирования газа. Пропульсивная ТНД установлена горизонтально в соседнем (машинном) отделении судна.
Литература
Судовые энергетические установки. Комбинированные и ядерные установки. Болдырев О.Н. [2007]
