Тепловая схема ПТУ ледокола

Специфические условия работы ледокола (часто и резко меняющаяся мощность) определяют для установки электрическую передачу на движитель. Также в связи с этими условиями отсутствует регенеративный отбор пара Тепловая схема ПТУ ледокола представлена на рис. 1.

Паротурбинная установка атомного ледокола включает в себя главный турбогенератор и вспомогательный турбогенератор.

Главный турбогенератор состоит из турбины, главного конденсатора с дроссельным увлажнительным устройством и обслуживающих вспомогательных механизмов: главного турбоциркуляционного насоса, главного электроконденсатного насоса, главного эжектора и вспомогательного эжектора. Пар к турбине подается через маневровое устройство (МУ), состоящее из ходового клапана (ХК) и клапана травления (КТ).

Турбина вращает синхронный генератор переменного тока. Соединение турбины с генератором – безредукторное.

Электроэнергия передается от генераторов к главным гребным электродвигателям постоянного тока через выпрямительные установки.

При открытом ХК свежий пар поступает в турбину, в которой потенциальная энергия пара преобразуется в механическую, передаваемую электрогенераторам. Отработавший в турбине пар поступает в ГК, где конденсируется. Образовавшийся в конденсаторе конденсат забирается ГЭКН и подается через холодильники ГЭЖ и ВЭЖ в деаэратор.

Клапан травления предназначен для перепуска избытков свежего пара через ДУУ в конденсатор с целью поддержания постоянного давления перед ХК.

ДУУ служит для снижения давления и температуры пара, поступающего через КТ в главный конденсатор. Давление снижается до 0,098МПа последовательным дросселированием пара в нескольких плоских решётках с отверстиями (дроссельные решётки.). Температура пара снижается до 100⁰С за счёт впрыска в пар через форсунки конденсата, подаваемого от напорного трубопровода ГЭКН через регулирующий клапан. Согласование расходов пара и конденсата происходит за счёт связанного регулирования КТ и регулирующего клапана.

Турбина ГТГ – однокорпусная. Проточная часть турбины выполнена двухпоточной с расходящимися потоками пара.

Главный конденсатор выполнен двухходовым, двухпоточным по охлаждающей воде. Для обеспечения необходимой плотности, конденсатор снабжён двойными трубными досками, в которых развальцованы утолщённые мельхиоровые трубки. В горловину конденсатора встроено ДУУ. Конструкция конденсатора позволяет осуществить быстрый прием через ДУУ до 150% номинального расхода пара.

Ледоколу приходится часто стоять в ожидании сопровождаемого судна и поэтому у него имеется стояночный конденсатор для сброса на него пара во время стоянки с введенной ППУ.

Циркуляционные насосы – вертикальные, осевого типа. Насос приводится в действие через двухступенчатый редуктор от собственной противодавленческой турбины.

Главные конденсатные насосы – вертикальные центробежные с электроприводом, служат для откачки конденсата из конденсатора в деаэратор.

В установке применена КПС закрытого типа с деаэратором. Конденсат из ГК подаётся в деаэратор главным электроконденсатным насосом.

Для снижения солености и содержания продуктов коррозии и эрозии в питательной воде весь поток конденсатора пропускается через механические и ионообменные фильтры. Очистка конденсатора от кислорода и других газов осуществляется в термомеханическом деаэраторе. Вода в деаэраторе подогревается до температуры кипения паром, отработавшим в трубопроводах главного циркуляционного насоса и главного питательного насоса.

Подача воды из деаэратора в ПГ на основных режимах работы установки осуществляется главными питательными насосами. В режимах выведения на мощность или остановки ЯЭУ может использоваться резервный питательный электронасос, который включен в питательную магистраль параллельно основному. Необходимый расход воды в ПГ поддерживается питательным клапаном (ПК). Линейная зависимость расхода воды от проходного сечения ПК обеспечивается за счет поддержания на нем постоянного перепада давлений дроссельным клапаном (ДК). Для снижения термических напряжений в конструкциях ПГ и реакторе скорость изменения расхода питательной воды ограничивается. Конденсат из конденсатора АТГ подается ЭКН или в конденсатную систему или в ГК. Уровень воды в конденсаторе поддерживается регулятором уровня в конденсаторе (РУК).

Для обеспечения общесудовых потребителей влажным паром, имеется парогенератор низкого давления.

На ледоколе применена многоступенчатая, работающая по принципу самоиспарения ВОУ с испарителем – конденсатором, имеющем четыре камеры. Камеры сообщаются между собой через гидравлические запоры по дистилляту и рассолу. Кроме того, в состав ОУ входят паровой подогреватель питательной воды и насосы забортной воды, рассола, а также дистиллята со сборником дистиллята.

1- главный турбогенератор (ГТГ); 2- вспомогательный турбогенератор (ВТГ);

3- главный конденсатор (ГК); 4- дроссельно-увлажнительное устройство (ДУУ); 5- стояночный конденсатор; 6- ходовой клапан ГТГ; 7- клапан травления ГТГ; 8- главный электроконденсатный насос (ГЭКН); 9- главный эжектор ГТГ (ГЭЖ); 10- вспомогательный эжектор ГТГ (ВЭЖ); 11- главный турбоциркуляционный насос (ГТЦН); 12- конденсатор ВТГ; 13- ходовой клапан ВТГ; 14- электроконденсатный насос ВТГ; 15- главный эжектор ВТГ;

16- вспомогательный эжектор ВТГ; 17- электроциркуляционный насос ВТГ;

18- ледовый ящик; 19- теплый ящик; 20- аварийный питательный насос;

21- дроссельный клапан; 22- байпасный клапан; 23- питательный клапан;

24- фильтр тонкой очистки питательной воды; 25- деаэратор;

26- турбопитательный насос; 27- резервный питательный насос;

28- парогенератор низкого давления (ПГНД); 29- подогреватель питательной воды; 30- конденсатоотводчик; 31- воздухоотделитель; 32- питательный насос ПГНД; 33- теплый ящик ПГНД; 34- электроконденсатный насос стояночного конденсатора; 35- водоопреснительная установка (ВОУ); 36- эжектор ВОУ;

37- подогреватель забортной воды ВОУ; 38- насос забортной воды; 39- насос откачки рассола; 40- сборник дистиллята; 41- насос откачки дистиллята;

42- сточно-циркуляционная цистерна; 43- масляный фильтр низкого давления; 44- главный масляный насос; 45- масляный фильтр высокого давления;

46- маслоохладитель; 47- аварийный масляный насос; 48- напорная масляная цистерна; 49- маслоподогреватель; 50- маслоперекачивающий насос;

51- сепаратор масла; 52- цистерна грязного масла; 53- цистерна судового запаса масла; 54- регулятор системы укупорки концевых уплотнений ГТГ;

55- регулятор системы укупорки концевых уплотнений ВТГ.

.

Рис. 1. Тепловая схема ПТУ ледокола.