Атомовоз для перевозки людей и грузов по железной дороге



Атомовоз для перевозки людей и грузов по железной дороге
Атомовоз для перевозки людей и грузов по железной дороге
Атомовоз для перевозки людей и грузов по железной дороге

 


Владельцы патента RU 2623358:

Рыжов Иван Геннадьевич (RU)
Рыжов Геннадий Иванович (RU)
Зиновьев Александр Прокопьевич (RU)
Зиновьев Сергей Александрович (RU)

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к атомовозам. Атомовоз состоит из двух вагонов. В первом вагоне размещены блок контроля за управлением движения атомовоза и за аварийной ситуацией, два вертикальных, цилиндрической формы атомных энергоблока с водяными рубашками для охлаждения стенок атомных энергоблоков и получения водяного пара, полочный скруббер для сбора вредных выбросов в случае аварии атомных энергоблоков с системой дезактивации водным раствором 0,5% серной кислоты, сепаратор водяного пара для отделения капелек воды из потока водяного пара, паровая турбина с генератором и трансформатором электрического тока для движения атомовоза с электродвигателем и шкивом для клиноременной передачи на переднюю ведущую пару колес. Во втором вагоне размещены емкость с водным раствором щелочи, соединенная с пропеллерным насосом, и далее с горизонтальным контактором с U-образными трубками внутри для перемешивания и нейтрализации кислых комплексных урановых соединений из нижней части полочного скруббера. Выход контактора соединен с барабанным вакуум-фильтром для отделения твердой фазы гидроокиси урана U(OH)4. Достигается повышение безопасности и надежности в работе. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области применения атомной энергии в мирных целях, а именно для железнодорожного транспорта, к устройствам из двух ж/д вагонов для силовой или тяговой части железнодорожного транспорта для перевозки людей и грузов по железной дороге на большие расстояния без подпитки электроэнергией из внешней электросистемы.

Прототипом изобретения является атомный газотурбовоз и двигательная установка атомного газотурбовоза (см. Патент на изобретение RU 2375219 С1. Заявка: 2008141789/11, 21.10.2008. Опубликовано: 10.12.2009. Бюл. №34), содержащие газотурбинный привод и атомный реактор, соединенные трубопроводами через теплообменник и через второй контур, что позволяет иметь высокую тепловую напряженность и сэкономить топливо на локомотиве, что особенно важно в условиях Севера и Сибири.

Однако данное изобретение имеет недостаток - сложность работы двух разных систем в одном локомотиве, что не обеспечивает надежность ее работы.

Задачей предлагаемого изобретения является надежность, простота и эффективность работы атомовоза при перевозках грузов и людей по железной дороге независимо от внешней электросистемы.

Указанная задача решается тем, что в атомовозе для перевозки людей и грузов по железной дороге, состоящем из двух железнодорожных вагонов согласно изобретению в первом вагоне размещены: блок контроля за управлением движения атомовоза и за аварийной ситуацией, два вертикальных, цилиндрической формы атомных энергоблока с водяными рубашками для охлаждения стенок атомных энергоблоков и получения водяного пара; полочный скруббер для сбора вредных выбросов в случае аварии атомных энергоблоков с системой дезактивации водным раствором 0,5% серной кислоты; сепаратор водяного пара - емкость для сбора водяного пара и отделения капелек воды из потока водяного пара, после сепаратора водяного пара находится паровая турбина с генератором и трансформатором электрического тока для движения атомовоза с электродвигателем и шкивом для клиноременной передачи на переднюю ведущую пару колес; во втором вагоне размещены: емкость с водным раствором щелочи NaOH, соединенная с пропеллерным насосом, и далее с горизонтальным контактором с U-образными трубками внутри для перемешивания и нейтрализации кислых комплексных урановых соединений из нижней части полочного скруббера, при этом выход контактора соединен с барабанным вакуум-фильтром для отделения твердой фазы гидроокиси урана U(OH)4.

Водяная рубашка атомного энергоблока представляет собой вертикальную цилиндрическую емкость диаметром на 15-20 мм больше диаметра самого атомного энергоблока, на торцевых сторонах которой имеются приваренные торцевые фланцы с прокладками для болтового соединения к ним торцевых (глухих) фланцев для предотвращения утечки воды снизу водяной рубашки и водяного пара сверху водяной рубашки. Первоначально вода подается по трубопроводу с муфтовым соединением в рубашку через верхний штуцер сброса водяного пара в сепаратор водяного пара, пока в водяной рубашке отсутствует пар. Уровень в водяной рубашке фиксируется уровнемером со стеклами Клинкера. Далее в процессе работы вода в рубашку подается из нижней части сепаратора водяного пара насосом через регулирующий клапан и штуцер в стенке рубашки.

В случае аварии атомных энергоблоков имеется линия сброса через предохранительные клапана в полочный скруббер для сбора вредных выбросов с системой дезактивации раствором 0,5% серной кислоты.

У атомовоза имеется задний ход движения, который осуществляется специальным электродвигателем заднего хода движения со шкивом клиноременной передачи на шкив последних колес второго вагона.

На фиг. 1 представлена принципиальная технологическая схема атомовоза.

На фиг. 2 представлена схема расположения оборудования атомовоза в вагонах.

Атомовоз содержит следующие основные блоки и аппараты: блок 1 контроля за аварийной ситуацией атомного энергоблока 2 с датчиками температуры и давления и за управлением движения атомовоза; два атомных энергоблока 2 с водяными рубашками 3 для снятия тепла реакции через стенки атомного энергоблока 2, где вода омывает стенки атомного энергоблока 2, и получается одновременно водяной пар; полочный скруббер 4 для сбора вредных выбросов в случае аварии атомного энергоблока 2 с системой дезактивации водным раствором 0,5% серной кислоты, подаваемой насосом 5 из специальной емкости 6; сепаратор 7 водяного пара для отделения капелек воды из потока водяного пара; паровая турбина 8 генератора 9 электрического тока; электродвигатель маховика для клиноременной передачи (условно не обозначен); горизонтальный контактор 10 для нейтрализации кислых комплексных урановых соединений из нижней части полочного скруббера 4; барабанный вакуум-фильтр 11 для отделения твердой фазы гидроокиси урана U(OH)4 со шнеком 12 загрузки ее в герметичные просвинцованные резиновые мешки 13.

Атомовоз работает следующим образом. После подачи воды насосом 14 через регулирующий клапан 15 и штуцер 16 в водяную рубашку 3 вода омывает стенки атомного энергоблока 2, снимает тепло реакции, а при достижении температуры воды 100°C в водяной рубашке образовавшийся водяной пар сбрасывается через верхний штуцер 17 и регулирующий клапан 18 в сепаратор 7 водяного пара тарельчатого типа и далее поступает на лопасти паровой турбины 8 генератора 9 электрического тока. Происходит распределение электроэнергии на трансформаторы для дальнейшего использования ее для тяговой части транспорта с последующей подачей электроэнергии на электродвигатель с маховиком для клиноременной передачи и на ведущую пару колес устройства со шкивом (на схеме условно не показано) для движения атомовоза по ж/д рельсам.

Атомовоз имеет высокую атомную безопасность, которая обеспечивается тем, что он имеет: 1) систему с полочным скруббером 4 и с подачей дезактивирующей жидкости 0,5% водного раствора серной кислоты в верхнюю часть полочного скруббера 4 насосом для улавливания урановых соединений; 2) атомные энергоблоки 2 в случае аварии имеют систему сброса после предохранительных клапанов 19 в нижнюю часть полочного скруббера 4; 3) систему нейтрализации кислых комплексных урановых соединений типа [UO2(SO4)3]4- из нижней части полочного скруббера 4 в горизонтальный контактор 10, где реакционная смесь перемешивается пропеллерным насосом 20 с водным раствором щелочи NaOH, подаваемой из специальной емкости 21, тепло реакции снимается водой, поступающей в U-образные трубки 22 диаметром 25 мм, расположенные внутри контактора 10. В результате реакции образуется гидроокись урана U(OH)4, которая поступает насосом 23 для отделения твердой фазы на барабанный вакуум-фильтр 11, где происходит сушка, концентрирование и отделение ее ножом-пластиной 24 с поверхности барабана, загрузка шнеком 12 в просвинцованные резиновые мешки 13 и отправка их после герметичной упаковки на производство элементов урана за пределы устройства.

Применение предложенного атомовоза позволит безопасное использование атомной энергии в мирных целях для тяговой силы железнодорожного транспорта и высокую надежность работы. Особенно перспективной она является для северной железной дороги по маршруту Санкт-Петербург, Воркута, Надым-Анадырь (Чукотка) и далее Аляска (Россия).

1. Атомовоз для перевозки людей и грузов по железной дороге, состоящий из двух ж/д вагонов, в первом вагоне размещены: блок контроля за управлением движения атомовоза и за аварийной ситуацией, два вертикальных, цилиндрической формы атомных энергоблока с водяными рубашками для охлаждения стенок атомных энергоблоков и получения водяного пара; полочный скруббер для сбора вредных выбросов в случае аварии атомных энергоблоков с системой дезактивации водным раствором 0,5% серной кислоты; сепаратор водяного пара для отделения капелек воды из потока водяного пара, паровая турбина с генератором и трансформатором электрического тока для движения атомовоза с электродвигателем и шкивом для клиноременной передачи на переднюю ведущую пару колес; во втором вагоне размещены: емкость с водным раствором щелочи, соединенная с пропеллерным насосом, и далее с горизонтальным контактором с U-образными трубками внутри для перемешивания и нейтрализации кислых комплексных урановых соединений из нижней части полочного скруббера, при этом выход контактора соединен с барабанным вакуум-фильтром для отделения твердой фазы гидроокиси урана U(OH)4.

2. Атомовоз по п. 1, отличающийся тем, что имеет задний ход движения, который осуществляется специальным электродвигателем заднего хода движения со шкивом клиноременной передачи на шкив последних колес второго вагона.



 

Наверх