168221. lajstromszámú szabadalom • Atomhajtómű

9 168221 10 -áramnak adja le. A gázt a 19 regenerátorból a 24 kondenzátorba áramoltatjuk, ahol kondenzáljuk és a 25 szivattyúval 110-210 at nyomáson ismét a 19 regenerátorba vezetjük-, A 19 regenerátorban a gázt nagy nyomáson, 250-350 C° hőmérsékletre 5 hevítjük, majd az 1 reaktorba (gyorsreaktorba) vezetjük. Ennél az utóbb leírt szerkezeti elrendezésnél szükséges, hogy a hűtőközeg nyomását az 1 és 2 reaktorokban - a termikus reaktoroknál műszakilag 10 indokolt (40-60 at) közepes nyomásértéken tartsuk, míg a gyorsreaktorokban az inkább alkalmas 100-300 at nyomást válasszuk. A 8. ábrán látható atomhajtóművel lehetővé 15 válik, hogy a reaktorokban az előírt nyomásviszonyokat tartsuk fenn. E berendezés működésének módja a következő: A gázt 150-400 at nyomáson, 250-350 C° 20 hőmérsékleten áramoltatjuk az 1 reaktorba (gyorsreaktor). Ott 400-500 C°-ra melegszik, majd ezután a 26 turbinába vezetjük, ahol térfogata 100-150 at nyomásnak megfelelően terjeszkedik fki. Ezután a 2 reaktorba áramoltatjuk. Ott a gáz 25 600-800 C°-ra hevül, majd a 18 turbinába vezetjük, ahol térfogata 65 at nyomásnak megfelelően nő meg. Ezután a gázt a 19 regenerátorban lehűtjük, a 24 kondenzátorban kondenzáljuk, majd ezután a 30 25 szivattyúval a 19 regenerátorba visszavezetjük, ahol 250-350 C° hőre melegítjük. Ezután az 1 reaktorba (gyorsreaktorba) vezetjük. Ha kéndioxidot használunk, előnyösebb, ha a berendezést úgy alakítjuk ki, hogy kétfokozatú kompresszorral 35 a hűtőközeget először gázfázisban, majd folyadékfázisban komprimáljuk. Az ilyen szerkezeti megoldás lehetővé teszi, hogy a termikus 2 reaktorban kis nyomást (a telítési nyomásnál, azaz 60 at-nál kisebb nyomást) érjünk el, amelynek előnyös volta 40 műszaki okoknál fogva indokolható, de ugyanakkor lehetővé válik, hogy a gyorsreaktor megfelelő (100 at-nál nagyobb) nyomású hűtőközeget kapjon. A 9. ábrán látható atomhajtómű működésének módja az alábbi: 45 A hűtőközegként alkalmazott hélium 70-100 at nyomáson, 300 C° hőmérsékleten (felülről lefelé) áramlik a termikus 2 reaktor központjában levő 27 üregben elhelyezett gyorsreaktorba. A hűtőfolyadék 50 innen 450-500 C° hőfokra melegedve a 29 szekrénybe áramlik, amely szekrény az 1 reaktorból kiáramló gáz gyűjtőszervét és a 2 reaktor bemenetének gyűjtő-elosztó szervét alkotja. 55 Az 1 reaktorból a gáz részben a 2 reaktorba áramlik, amelyben 600-800 C°-ra melegszik. Innen a gázt a 7 hőcserélőbe továbbítjuk, ahol kb. 300 G° hőmérsékletre hűl le. A hőcserélőben a gáz hőjét a munkaközeg egy részének előmelegítésére 60 és túlizzítására hasznosítjuk. Az 1 reaktor (gyorsreaktor) gázának többi része közvetlenül a 29 szekrényből a 3 hőcserélőbe jut, ahol ugyancsak 300 C° hőmérsékletre hűl. A leadott hőt a munkaközeg másik részének előizzítására és elgőzölésére 65 hasznosítjuk. A hideg gázt - amely a 3 és 7 hőcserélőkből áramlik ki - 28 gázkompresszorral juttatjuk az 1 reaktorba. A találmány szerinti atomhajtómű előnye, az ismert hasonló rendszerű atomerőmű berendezésekhez képest abban van, hogy igen korszerű tüzelőanyagok alkalmazásával, valamint a magtüzelőanyagok korszerű feldolgozási technológiájával (a feldolgozási idő kb. fél év) igen nagy tenyésztési tényezőt (1,5) és igen nagy teljesítménysűrűséget (0,7 MW/kg plutónium ciklusonként) érhetünk el, míg a kétszerezési idő 7 évnél kevesebb. A találmány szerinti berendezés igen jó hatásfokú, a hőcserélőrendszer geometriai méretei kicsik, ami viszonylag kis beruházást igényel. Ilyen módon a találmány szerinti atomhajtóműnek atomerőműben való alkalmazása az ismert atomerőművek villamosenergia önköltségéhez képest jelentősen gazdaságosabb. Szabadalmi igénypontok: 1. Atomhajtómű, amely gőzgépegységet és legalább két atomreaktort tartalmaz, amelyek közül az egyik alacsony hőmérsékletű, a másik magas hőmérsékletű kiáramló hűtőközeggel rendelkezik, továbbá hogy az atomreaktorok hűtőköráramai hőcserélőkhöz csatlakoznak, amelyeknek a gőzgépegység munkaközegét áramoltató vezetékei vannak, azzal jellemezve, hogy az alacsony hőmérsékletű kiáramló hűtőközeget befogadó reaktor (1) egy hasadási zónát és egy tenyésztési reakció zónát tartalmazó gyorsreaktor. 2. Az 1. igénypont szerinti atomhajtómű kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a reaktorok (1 és 2) hűtőkörárama (4 és 5) hőcserélőt (3 és 7) tartalmaz, amelyek a gőzgépégység (6) munkaközegének köráramában (8) sorba vannak kapcsolva. 3. Az 1. vagy 2. igénypontok szerinti atomhajtómű kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy hűtőközegként nátrium és lítium anyagok csoportjából választott folyékony fém van alkalmazva. 4. Az 1. igénypont szerinti atomhajtómű kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az alacsony hőmérsékletű kiáramló' hűtőközeget tartalmazó reaktornak (1) fém tüzelőanyaga, a magas hőmérsékletű kiáramló hűtőközeget tartalmazó reaktornak (2) keramikus tüzelőanyaga van. 5. A 2. igénypont szerinti atomhajtómű kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy legalább az egyik reaktor (1) különböző kilépő hőmérsékletű hűtőközeget tartalmazó zónákkal (9 és 10) rendelkezik, amely zónáknak független hűtőközegárama (11 és 12) a gőzgépégység (6) munkaközegének áramához (8) sorosan elrendezett hőcserélők (13 és 14) útján csatlakozik. 6. Az 5. igénypont szerinti atomhajtómű kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az alacsony kilépő hőmérsékletű hűtőközeget tartalmazó zónában (9) fém tüzelőanyag, míg a többi zónában kerámiku^ tüzelőanyag van elhelyezve. 5