Патент на изобретение №2399104

(54) СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИЕЙ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ В ЗАКРЫВАЕМЫХ ЛЬДАМИ АКВАТОРИЯХ ШЕЛЬФА И ПОДВОДНАЯ АТОМНАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области гражданского атомного судостроения. Способ обеспечения электрической энергией потребителей в закрываемых льдами акваториях шельфа заключается в доставке в район потребления энергии плавучей атомной электрической станции и соединении её кабелем с потребителем. Заякоренную плавучую платформу подтапливают на недоступную для льдов глубину. Осуществляют доставку подводных атомных энергетических модулей и их стыковку с платформой. В процессе эксплуатации производят периодические циклы всплытия-погружения платформы для ее обслуживания. Благодаря возможности ротации атомных энергетических модулей их ремонт и перезарядку ядерного топлива осуществляют в условиях береговых специализированных предприятий. Подводная атомная электростанция содержит подводные атомные энергетические модули, которые состыкованы с притопленной заякоренной платформой, содержащей посадочные места для энергетических модулей, направляющие кранцы и ловильно-стыковочные устройства. Обеспечивается надёжное круглогодичное энергоснабжение потребителей в ледово-опасных регионах арктического шельфа. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Настоящее предполагаемое изобретение относится к области гражданского атомного судостроения, а конкретно – к области плавучих атомных электростанций.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известны проекты, в том числе реализуемые, плавучих атомных теплоэлектростанций (ПАТЭС) [1], [2]. Их главным недостатком является то, что, находясь на поверхности моря, они подвергаются угрозе внешних экстремальных природно-климатических воздействий (ураганы, дрейфующие ледовые образования и др.), противостоять некоторым из них, например, айсбергам, без разрушений практически невозможно. Из-за этих обстоятельств использование плавучих электростанций (тепловых и/или атомных) в открытом море для бесперебойного энергообеспечения добывающих технологических комплексов на месторождениях в ледово-опасных зонах арктических и/или дальневосточных морей крайне ограничено.

При этом, как правило, технологический процесс добычи углеводородного сырья обладает значительной энергоемкостью, например, на Штокмановском газоконденсатном месторождении в Баренцевом море на удалении 600 км от побережья Кольского полуострова потребная мощность для технологического комплекса промысла составляет не менее 150 МВт.

Для гарантированного энергоснабжения мощных энергопотребителей в удаленных ледово-опасных районах шельфа целесообразно использовать опыт, накопленный в подводном судостроении и арктических подледных плаваний атомных подводных лодок [3].

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В данном предполагаемом изобретении решается задача надежного круглогодичного энергоснабжения потребителей в ледово-опасных регионах арктического шельфа. Это достигается за счет увода электростанции с поверхности моря под воду на безопасную (ниже килей айсбергов) глубину и ее исполнением.

Для решения задачи в районе потребления энергии создают подтопленную заякоренную платформу, способную принимать подводные атомные энергетические модули, осуществляют стыковку энергетических модулей с платформой и производят периодические циклы всплытия-погружения платформы для ее обслуживания.

Для упрощения стыковки с атомными энергетическими модулями на притопленной заякоренной платформе оборудуют посадочные места для энергетических модулей с направляющими кранцами и ловильно-стыковочными устройствами.

Подводная атомная электростанция представляет собой стабилизированную на заданной глубине платформу с приемно-распределительными электрическими устройствами и выкидными кабельными линиями, с пришвартованными и состыкованными с ней сменными атомными энергомодулями. Сменность атомных энергомодулей позволяет все операции с ядерным топливом и ремонт производить в условиях специализированных заводов по ремонту атомных подводных лодок, а ротацию энергомодулей (замену «отработавшего» энергомодуля на «свежий») производить в море непосредственно на позиции подводной атомной электростанции.

Подводные атомные энергомодули являются автономными, способными, как подводные лодки, самостоятельно совершать подводно-подледное плавание, осуществлять маневры по наведению, швартовке и стыковке с платформой подводной атомной электростанции.

ВОЗМОЖНОСТЬ РЕАЛИЗАЦИИ

На фиг.1 представлен пример платформы 1 подводной атомной электростанции с 3-мя пристыкованными атомными энергомодулями 2 и швартующимся четвертым атомным энергомодулем 3. Для упрощения процесса наведения и стыковки установлены направляющие кранцы 4 и ловильно-стыковочное устройство 5 для подтягивания пришвартовавшегося энергомодуля. На платформе располагаются прочные отсеки 6 в форме прямого перекрестия, образуя по углам платформы посадочные места для швартовки модулей.

На фиг.2 представлен пример стабилизации платформы 1 на заданной рабочей глубине с помощью якорной системы 7. Якорная система 7 и выкидные кабельные линии 8 позволяют электростанции без перерыва в передаче потребителям электроэнергии всплывать и удерживаться на позиции в надводном положении для осуществления смены экипажа, монтажных операций с кабелями, грузовых операций по пополнению расходуемых запасов, инструмента и других грузов с надводного судна-снабженца.

Возможности отечественных судостроительных заводов ограничены предельным диаметром изготавливаемых прочных цилиндрических корпусов подводных лодок. Это ограничение позволяет разместить в прочном корпусе подводного атомного энергомодуля однореакторную и турбогенераторную установки сравнительно небольшой электрической мощностью, например, 35÷38 МВт, разработанные для строящейся плавучей атомной теплоэлектростанции [1]. Подводные атомные энергомодули и прочные корпуса платформы могут быть построены по классической технологии строительства атомных подводных лодок, а сборка несущей стабилизированной платформы – блочно-модульным способом на плаву в акватории судостроительного завода.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Атомные теплоэлектростанции малой мощности на базе плавучего энергоблока с реакторными установками КЛТ-40С. Журнал «Судостроение», 3, 2007 (Материал предоставлен ФГУП Концерн «РОСЭНЕРГОАТОМ»).

2. Плавучие атомные электростанции, Еженедельник «Красный Сормович», 5, 2006 г.

3. Вакс А.И., Мурадян В.А., Сагайдаков Ф.Р. Подводные лодки. Издательство «Судостроение», 1998.

Формула изобретения

1. Способ обеспечения электрической энергией потребителей в закрываемых льдами акваториях шельфа, заключающийся в доставке в район потребления энергии плавучей атомной электростанции и соединении ее кабелем с потребителем, отличающийся тем, что в районе потребления энергии заякоренную плавучую платформу с приемно-распределительными электрическими устройствами и выкидными кабельными линиями подтапливают на недоступную для льдов глубину, осуществляют доставку атомных энергетических модулей и стыковку их с платформой, а в процессе эксплуатации производят периодические циклы всплытия-погружения платформы для ее обслуживания.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на подводной атомной электростанции периодически осуществляют ротацию атомных энергетических модулей для выполнения их ремонтов и перезарядки ядерного топлива в условиях береговых специализированных предприятий.

3. Подводная атомная электростанция для осуществления способа по п.1 или 2, отличающаяся тем, что источники электрической энергии – подводные атомные энергетические модули состыкованы с притопленной заякоренной платформой, содержащей посадочные места для энергетических модулей, направляющие кранцы и ловильно-стыковочные устройства.

РИСУНКИ