4. Автономный турбогенератор. Эта штукенция распространена давно и довольно широко. Собственно, автономным его называют из-за наличия собственной турбины, с отдельной системой регулирования. Ничего впечатляющего и нового нет. Традиционное решение. Основное отличие от установок ОК-650, это наличие на последних навешенного питательного насоса. Более современные АТГ, кроме прочего имеют систему регулирования частоты вращения НПН, через гидромуфту, заполнение которой позволяет увеличивать или снижать частоту вращение НПН и соответственно напор и подачу насоса. Часто такие насосы выполняются с промежуточным отбором после 2-1 или 3-й ступенью, для использования воды в системах регулирования и системе охлаждения третьего контура.
1 – турбина ТГ, 2 – электрогенератор, 3 – навешенный питательный насос, 4 – водяной подшипник турбины (передний), 5 – гидромуфта, 6 – трубопровод подачи воды от конденсатного насоса, 7 – опорно-упорный подшипник НПН, 8 – клапан подачи воды от системы РВР, 9 – патрубок отбора НПН, 10 – напорный патрубок НПН, 11 – опорный подшипник НПН, 12 – , 13 – блок масляного регулирования, 14 – ,15 – масляный подшипник турбина (задний), 16 – масляный подшипник генератора (передний), 17 – масляный подшипник генератора (задний), 18 – сигнализатор остановки, 19 – датчик частоты вращения, 20 – клапан подачи воды охлаждения от СОГ.
Использование питательного насоса навешенного на привод ТГ, исключает из схемы минимум два электродвигателя большой мощности с соответствующей системой регулирования, питанием и пр.
Оба эти пункта ничем особым не отличаются. В Советском флоте использовались ОП для двустороннего преобразования постоянного тока в переменный 50 гц и мотор генераторы типа “Дельфин” для преобразования постоянного тока в переменный 400 гц.
О выборе принципиальной схемы и об основных агрегатах корабельной установки.
Первоначальная задача стояла поглядеть, в первом приближении, из каких основных компонентов состоит АЭУ современного корабля. Правда, корабли этого типа уже довольно долго находятся в эксплуатации, но воззрения, за это время поменялись незначительно. Значительно поменялись технологии.
Итак, мы имеем по схеме (см. пост 7.2):
- Насос 1К. Это значит, что установка как минимум имела принудительную циркуляцию и видимо на повышенных режимах мощности.
- Система КД паровая с электроподогревом.
- Парогенератор МПЦ.
1. Сравним с установкой используемой на Советской/Российской ПЛА “симметричного ответа”. На современной установке типа KO-650 с реактором ВМ-5, установлены 2 двухскоростных ЦНПК. Они позволяют обеспечивать 4 основных “ступенчатых” мощностных режима для реактора:
- оба насоса на высокой скорости
- один насос на высокой скорости
- оба насоса на низкой скорости
- один насос на низкой скорости.
Кроме того, установка обеспечивает возможность работы на ЕЦ, в диапазоне мощности до 25%. То есть в режимах малошумного хода. В отличие от Американских, на Советских ПЛА обычно устанавливались 2 ГЭУ. Проблема надежности оборудования существовала в разных аспектах. Хотя, следует признать, что если эксплуатация организована правильно, аварии и отказы случались довольно редко. Но, тем не менее, мы говорим здесь о концепциях. Надежность, одна из причин наличия 2-х насосов на реакторе ВМ-5.
Кроме того, 20-30 лет назад, проблема использования частотного регулирования (изменение скорости вращения путем изменения частоты питающего тока) еще не была решена. А значит, применение 2-х скоростей на ЦНПК оправдано. То есть, скорее всего, Американцы применяли насос для ухода от проблем нестабильностей возникающих в первом контуре и, что целесообразно, на повышенных мощностях. Советские специалисты применяли 2 насоса скорее для обеспечения надежности, да и проблема ЕЦ еще не была детально изучена. С проведением испытаний на стенде КВ-1, стало понятно, что обеспечить надежное управление реактором во всем диапазоне мощностей возможно. Появились новые материалы и конструкции АЗ, новые конструкции ПГ. Был сделан следующий шаг.
2. Паровая система компенсации объема и давления. Довольно ретроградное решение. Оно частично оправдано при применении неинтегральной, а блочной схемы. Но, при наличии в реакторе источника тепла огромной мощности, зачем туда засовывать электрические подогреватели? Отверстия, провода, надежность? Смысл какой? На мой взгляд, система КОД с ГВД работает вполне себе нормально и надежно. Хотя если сравнивать массо-габаритные показатели, разветвленность трубопроводов, сравнение не в пользу ГВД. Можно привести много за и против обоих решений.
3. Парогенератор с многократно-принудительной циркуляцией. Это ретро из паро-котельных установок? Да, качество пара выше, работа турбины получше. Особенно если учесть варианты с экспериментами по применению на кораблях флота США турбин, скажем прямо огромных размеров. По известным данным, для того, чтобы понизить шум ГТЗА, на ПЛА “Нарвал” была применена однокорпусная турбина длиной 9 метров и диаметром более 3.5 метров. Это огромные размеры для ПЛ.
Действительно, степень сухости пара в установках с МПЦ выше. В них также применяются иные законы регулирования. По моему мнению, прямоточный (once-through) ПГ куда более технологичен и удобен. Надо признать, что в прошлом технологические проблемы были серьезным препятствием к использованию, но сегодня эти проблемы практически решены. А прямотрубные, кассетные ПГ или ПГ с цилиндрической навивкой высокоэффективны и успешно эксплуатируются на ПЛА и НК, в том числе и в АтомФлоте.
На фото момент исполнения операции №2. Замена парогенератора в аппаратной выгородке, на одной из установок атомного ледокола.
(Продолжение в сообщении 10.3)
Интересно поговорить о схеме попавшей мне на глаза. Это учебная картинка тепловой схемы корабельной энергетической установки с реактором S8G. Первая ПЛА с такой установкой была ПЛАРБ “Огайо”, оснащенная баллистическим ракетным комплексом “Трайдент”. В принципе, примерно в то же самое время в СССР ставился на боевое дежурство комплекс “Тайфун” и лодки 941 проекта с установками типа ОК-650 и последующими их модификациями.
Эта схема, конечно не самый достоверный и точный документ, но… именно по таким примитивным схемам и учат морячков. А значит, схемы делаются простыми, наглядными и доходчиво объясняют, как все устроено, а также, включают все основное оборудование и принципы его действия.
Вспоминая подобные схемы у нас, и с высокой степенью уверенности могу заявить, что по ним также можно сделать множество выводов о реальной конструкции АЭУ. Правда, может это и “деза”.
Итак:
- Что мы явно здесь видим, так это насос 1К. Это значит, что установка как минимум имела принудительную циркуляцию и видимо на повышенных режимах мощности.
- Систама КД паровая.
- Парогенератор МПЦ.
- Автономный турбогенератор.
- ГТЗА и электромотор постоянного тока на гребном валу (для работы в режиме малошумного хода?).
- Два раздельных конденсатора (что в общем-то странно).
- Циркнасосы на контуре забортной воды.
- Электрическая система с обратимым преобразователем (мотор-генератор).
- Батарея.
(Продолжение следует)
