Проектирование ядерной паропроизводящей установки ледокола «Ямал»

Нормативные ссылки………………………………………………………….................6
Определения, обозначения и сокращения……………………………............................7
Введение………………………………………………………………………………….8
1 Проектирование энергетической установки ледокола……………………………...10
1.1 Характеристики ледокольного флота……………………………………....10
1.1.1 Особенности судовых ядерных энергетических установок........11
1.1.2 Атомный ледокольный флот России……………….………........14
1.2 Расчёт потребной мощности ядерной энергетической установки………………………………………………………………………………..16
1.3 Проектирование ЯППУ ледокола «Ямал»…………………...……………..18
2 Тепловой и габаритный расчёт парогенератора ЯППУ………………………….33
2.1 Прямой тепловой расчёт парогенератора ЯППУ………………………….33
2.2 Компоновка проточной части и расчёт скоростей сред……………….42
2.3 Расчёт теплоотдачи, теплопередачи и определение площади поверхности теплообмена…………………………………………………..………….45
2.4 Конструктивное оформление парогенератора…………………….……....53
2.5 Габаритный расчёт реактора………………………………………………..57
3 Разработка тепловой схемы ЯЭУ ледокола……………………………………….61
3.1 Тепловая схема ЯППУ………………………………………………………61
3.1.1 Система очистки теплоносителя первого контура…………………………………………………………………………..………62
3.1.2 Система расхолаживания реактора…………………………....…64
3.1.3 Система охлаждения реактора…………………………………...65
3.1.4 Система подпитки………………………………………………...67
3.1.5 Система компенсации объема……………………………………67
3.1.6 Система вентиляции………………………………………………68
4 Технико-экономическое обоснование проекта………………...……………........69
4.1 Организация работ при монтаже……………………………………………69
4.2 Расчет себестоимости монтажа ПГ…………………………………………70
4.3 Численность комплексной бригады монтажников………………………...72
Заключение……………………………………………………………………………...75
Список использованных источников………………………………………………….76

Весь текст будет доступен после покупки

Тема выпускной квалификационной работы – проектирование ядерной паропроизводящей установки ледокола «Ямал».
Тема работы является актуальной на данный момент, потому что атомный ледокольный флот является национально значимым, выполняет множество функций: ледокольное обеспечение проводки судов в акватории Северного морского пути (СМП) в замерзающие порты РФ; обеспечение проведения высокоширотных научно-исследовательских экспедиций; обеспечение аварийно-спасательных операций во льдах на акватории СМП и неарктических замерзающих морей и другие.
Ледоколы, использующие в качестве главного движителя ядерную силовую установку, имеют неоспоримую автономность по сравнению с ледоколами, использующими в качестве главной энергетические установки другого типа. Одно из главных преимуществ атомного ледокола — нет необходимости в регулярной дозаправке топливом, которое необходимо в плавании во льдах, когда такой возможности нет или дозаправка сильно затруднена. Все атомные ледоколы имеют электрическую передачу мощности на гребные винты.
Все 12 существующих в мире атомных ледоколов были спроектированы в СССР и России. На 2020 год 6 из них были в строю, однако в 2022 году на воду спущен первый серийный атомный ледокол проекта 22220 «ЛК-60Я» «Сибирь». Россия — единственная страна, обладающая подобной техникой, что неоспоримо обеспечивает преимущество в освоении Крайнего Севера, а также в возможности организовывать эффективный торгово-экономический путь через СМП.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ЛЕДОКОЛА
Плавание во льдах предъявляет особые требования к энергетической установке ледокола. От правильного выбора элементов установки в значительной степени зависит экономичная и безаварийная работа ледокола. Для того, чтобы осуществить выбор оптимальной энергетической установки, рассмотрим характеристики ледокольного флота, в том числе требования, предъявляемые к ледоколам.
1.1 Характеристики ледокольного флота
Одно из основных требований, предъявляемых к энергетическим установкам ледокола — необходимость автоматического поддержания постоянства мощности гребной установки во всем диапазоне изменения режимов работы двигателя — от швартовного до хода на свободной воде. Такое требование вытекает из условий работы гребной установки во льдах, когда сопротивление движению ледокола даже за сравнительно небольшой отрезок времени меняется в широком диапазоне, что, в свою очередь, приводит к изменению скорости движения ледокола и к изменению момента сопротивления вращению гребного винта.
Для эффективного преодоления сопротивления тяжелого льда гребная установка ледокола должна развивать полную мощность при работе гребного винта с характеристикой, близкой к швартовной. С другой стороны, для достижения максимальной скорости при ходе на свободной воде и в легких ледовых условиях гребная установка должна также развивать длительно полную мощность при работе гребного винта с характеристикой хода в свободной воде. Поэтому для эффективного использования мощности главных двигателей и увеличения средней скорости движения ледокола необходимо поддерживать постоянной заданную мощность гребной установки. Ручная регулировка при этом практически неосуществима, так как невозможно непрерывно следить за изменением скорости судна и момента сопротивления вращению винта. Выполнение этого требования должно осуществляться автоматически, с помощью системы регулирования гребной установки.
На ледоколах обычно применяются дизель – электрическая или атомная паротурбинная энергетическая установка с электрической передачей. В ходе выполнения выпускной квалификационной работы нас будут интересовать ледоколы с атомными силовыми установками. В настоящее время обеспечением обслуживания и эксплуатации этих судов занимается государственное предприятие "Росатомфлот".
1.1.1 Особенности судовых ядерных энергетических установок
Судовой ядерной энергетической установкой – ЯЭУ называется комплекс оборудования и технических средств, обеспечивающий движение и обитаемость судна, а также выполнение всех технологических операций, обусловленных назначением судна, на основе использования и преобразования ядерной энергии.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Аин, Е.М. Методические указания к курсовому проектированию по дисциплинам “Теоретические основы судовой энергетики” и “Гидрогазодинамика и теплообмен”. Северодвинск: Севмашвтуз, 1998
2. Андреев, П.А. и др., Теплообменные аппараты ядерных энергетических установок. Л.: Судостроение, 1965
3. Ермилов, В.Г. Теплообменные аппараты и конденсационные установки. М.: Транспорт, 1964
4. Кириллин, и др. Техническая термодинамика. М.: Энергоатомиздат, 1983
5. Кириллов, П.Л. и др. Справочник по теплогидравлическим расчётам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы). М.:Энергоатомиздат, 1984
6. Кузнецов, В.А. Судовые ядерные энергетические установки (конструкции и особенности эксплуатации). Л.: Судостроение, 1989
7. Маковеев, И.В. Судовое главное энергетическое оборудование. Паропроизводящие установки. Северодвинск: Севмашвтуз, 2005
8. Олейник, В.Н., Походий, В.И., Бондаренко, В.П. Устройство и оборудование современных судовых ядерных энергетических установок. Л.: Судостроение, 1986
9. Пейч, Н.Н. Тепловой расчёт активной зоны водо-водяного реактора. Л.: ЛКИ, 1981
10. Ривкин, С.Л., Александров, А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. М.:Энергия, 1980

Весь текст будет доступен после покупки