RU2375219C1 - Nuclear gas turbine locomotive and its power plant - Google Patents

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: proposed nuclear gas turbine locomotive comprises nuclear and gas turbine sections that have running gear and body with sidewalls and roof mounted on wheel pairs. Aforesaid nuclear section houses nuclear reactor, while gas turbine section accommodates gas turbine drive coupled, via shaft, with traction generator connected with drive electric motors. Sections communicate via second-loop circulation pipelines. Gas turbine section accommodate two air intakes communicating, via air ducts, with gas turbine drive air intake. Shutter is arranged between power plant combustion chamber and compressor. Stirling engine with working and expansion cylinders is fitted on shaft behind the turbine. Note here that shutter chambers and those ahead of working cylinders communicate via bypass lines with second-loop heat exchanger. Expansion cylinders are fitted behind the fan.

EFFECT: higher efficiency.

3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам - локомотивам, и двигателестроению, в том числе к газотурбинным двигателям ГТД с ядерным реактором.The invention relates to rail vehicles - locomotives, and engine building, including gas turbine engines of a gas turbine engine with a nuclear reactor.

Известен ядерный синтезный двигатель по заявке РФ на изобретение №94036369, опубл. 10.07.1996 г. Этот двигатель содержит компрессор, турбину, ядерный реактор и теплообменник вместо камеры сгорания, соединенный с ядерным реактором.Known nuclear synthesis engine according to the application of the Russian Federation for invention No. 94036369, publ. July 10, 1996. This engine contains a compressor, a turbine, a nuclear reactor, and a heat exchanger instead of a combustion chamber connected to a nuclear reactor.

Недостатки: длительное время запуска двигателя и плохая приемистость на переходных режимах, которая объясняется инерционностью теплообменника, контура рециркуляции теплоносителя и самого ядерного реактора.Disadvantages: long engine start-up time and poor transient response, which is explained by the inertia of the heat exchanger, the coolant recirculation loop, and the nuclear reactor itself.

Известен авиационный комбинированный двигатель по заявке РФ на изобретение №2002115896, содержащий ГТД и ракетный двигатель.Known aircraft combined engine according to the application of the Russian Federation for invention No. 2002115896, containing a gas turbine engine and a rocket engine.

Недостаток: очень большой расход топлива, потребляемый ракетным двигателем.Disadvantage: very high fuel consumption consumed by a rocket engine.

Известен авиационный ГТД по патенту РФ №2211935, прототип, содержащий компрессор, камеру сгорания, турбину и реактивное сопло.Known aviation gas turbine engine according to the patent of Russian Federation No. 2211935, a prototype containing a compressor, a combustion chamber, a turbine and a jet nozzle.

Недостатки: повышенный расход топлива, плохая приемистость на переходных режимах и низкая надежностьDisadvantages: increased fuel consumption, poor throttle response and low reliability

Задачи создания изобретения: увеличение мощности и КПД газотурбовоза (локомотива) и повышение КПД и надежности двигателя для газотурбовоза.Objectives of the invention: increasing the power and efficiency of a gas turbo locomotive (locomotive) and increasing the efficiency and reliability of an engine for a gas turbo locomotive.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что атомный газотурбовоз, содержащий атомную и газотурбинную секции, содержащие установленные на колесных парах шасси корпуса с боковыми стенками и крышей, при этом в атомной секции установлен ядерный реактор, а в газотурбинной секции - газотурбинный привод, соединенный валом с тяговым генератором, соединенным электрическими связями с приводными электродвигателями, отличается тем, что секции соединены трубопроводами рециркуляции второго контура, а на газотурбинной секции установлены два воздухозаборника, соединенных воздухопроводами с воздухозаборником газотурбинного привода.The solution to these problems was achieved due to the fact that an atomic gas turbine locomotive containing an atomic and gas turbine sections, containing mounted on the wheelsets of the chassis chassis with side walls and a roof, while a nuclear reactor is installed in the atomic section, and a gas turbine drive connected to the shaft in the gas turbine section with a traction generator, connected by electrical connections to drive motors, characterized in that the sections are connected by secondary recirculation pipelines, and two are installed on the gas turbine section and an air intake connected by air ducts to the air intake of the gas turbine drive.

Решение указанных задач достигнуто в двигательной установке атомного газотурбовоза, содержащей газотурбинный привод и ядерный реактор, соединенный с газотурбинным приводом трубопроводами циркуляции теплоносителя с теплообменником, который соединен трубопроводами циркуляции второго контура с теплообменником второго контура, который перепускными трубопроводами соединен с газотурбинным приводом, содержащим первый и второй контуры, вал, вентилятор, компрессор, камеру сгорания и турбину, отличающейся тем, что между компрессором и камерой сгорания выполнена заслонка, за турбиной на валу установлен двигатель Стирлинга, содержащий рабочие и расширительные цилиндры, при этом полости заслонки и перед рабочими цилиндрами соединены перепускными трубопроводами с теплообменником второго контура. Расширительные цилиндры установлены за вентилятором.The solution of these problems was achieved in a propulsion system of an atomic gas turbine locomotive containing a gas turbine drive and a nuclear reactor connected to a gas turbine drive by heat carrier circulation pipelines with a heat exchanger, which is connected by a secondary circuit circulation pipelines to a second circuit heat exchanger, which is connected to bypass pipelines to a gas turbine drive containing the first and second circuits, shaft, fan, compressor, combustion chamber and turbine, characterized in that between the compressor and the chamber A flap of combustion was performed; a Stirling engine was installed on the shaft behind the turbine, containing working and expansion cylinders, while the cavity of the flap and in front of the working cylinders were connected by bypass pipelines to the heat exchanger of the second circuit. Expansion cylinders are installed behind the fan.

Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью, что подтверждается проведенными патентными исследованиями. Для реализации изобретения достаточно применения известных узлов и деталей, ранее разработанных и реализованных в конструкции газотурбинных двигателей и в машиностроении.The proposed technical solution has novelty, inventive step and industrial applicability, as evidenced by patent research. To implement the invention, it is sufficient to use the known components and parts previously developed and implemented in the design of gas turbine engines and in mechanical engineering.

Сущность изобретения поясняется фиг.1…6, где:The invention is illustrated in figure 1 ... 6, where:

на фиг.1 приведена схема газотурбовоза,figure 1 shows a diagram of a gas turbine locomotive,

на фиг.2 приведен вид газотурбовоза спереди со стороны газотурбинной секции,figure 2 shows a front view of a gas turbine locomotive from a gas turbine section,

на фиг.3 и 4 приведена схема двигательной установки,figure 3 and 4 shows a diagram of a propulsion system,

на фиг.5 приведена схема двигателя Стирлинга,figure 5 shows a diagram of a Stirling engine,

на фиг.6 приведен разрез А-А.Fig.6 shows a section aa.

Предложенное техническое решение по схемной компоновке газотурбовоза (фиг.1 и 2) содержит реакторную секцию 1, газотурбинную секцию 2 с кабинами машиниста 3, соединенные последовательно и обращенные кабинами машиниста 3 в противоположные стороны. Каждая секция содержит шасси 4, колесные пары 5 и корпус 6 с боковыми стенками 7 и с крышей 8.The proposed technical solution for the circuit layout of a gas turbine locomotive (Figs. 1 and 2) comprises a reactor section 1, a gas turbine section 2 with driver cabs 3 connected in series and facing the driver cabs 3 in opposite directions. Each section contains a chassis 4, wheelsets 5 and a housing 6 with side walls 7 and with a roof 8.

Внутри реакторной секции 1 расположен ядерный реактор 9 с трубопроводами рециркуляции жидкометаллического теплоносителя 10 и 11, насосом рециркуляции 12 и теплообменником 13. Кабина машинистов 3 отделена от ядерного реактора 9 защитной стеной 14.Inside the reactor section 1 there is a nuclear reactor 9 with liquid metal coolant recirculation pipelines 10 and 11, a recirculation pump 12 and a heat exchanger 13. The driver’s cabin 3 is separated from the nuclear reactor 9 by a protective wall 14.

В газотурбинной секции 2 смонтирован газотурбинный привод 15, соединенный валом 16 привода с тяговым генератором 17. С обеих сторон газотурбинной секции 2 выполнены воздухозаборники 18, которые воздухоподводящими каналами 19 соединены с входом в газотурбинный привод 15. На газотурбинной секции 2 на ее крыше 8 установлена выхлопная труба 20. Колесные пары 5 соединены валами 21 с электродвигателями 22. Тяговый генератор соединен электрическими связями 23 с тяговыми электродвигателями 22. Секции 1 и 2 соединены трубопроводами рециркуляции второго контура 27 и 28, в одном из которых установлен насос 29 с теплообменником второго контура 30. Теплообменник второго контура 30 соединен трубопроводами перепуска воздуха 31 и 32 с газотурбинным приводом 17.In the gas-turbine section 2, a gas-turbine drive 15 is mounted, connected by a drive shaft 16 to the traction generator 17. On both sides of the gas-turbine section 2 there are air intakes 18, which are connected to the inlet of the gas-turbine drive 15 by air supply ducts 19. On the gas-turbine section 2 on the roof 8 there is an exhaust pipe 20. Wheel pairs 5 are connected by shafts 21 to electric motors 22. The traction generator is connected by electrical connections 23 to the traction motors 22. Sections 1 and 2 are connected by recycling pipelines of the second circuit and 27 and 28, one of which is mounted a pump 29 to a heat exchanger 30. The heat exchanger of the second circuit of the second circuit 30 is connected to conduits 31 and bypass air 32 with the turbine 17-driven.

Предложенное техническое решение по двигательной установке (фиг.3) содержит газотурбинный привод 15 с двумя контурами: первым 33 и вторым 34. Газотурбинный привод 15 содержит воздухозаборник 35 с входным обтекателем 36, компрессор 37, камеру сгорания 38 и турбину 39. Турбина 39 может содержать одну или несколько ступеней. Далее конструкция двигателя описывается на примере одноступенчатой турбины. Турбина 39 содержит сопловой аппарат 40 и рабочее колесо 41. Между компрессором 37 и камерой сгорания 38 выполнена заслонка 43, которая может перекрывать воздушный поток и направлять его по трубопроводам перепуска 44 через теплообменник второго контура 30 в полость за турбиной 39. На входе второго контура 34 установлен вентилятор 46, далее установлены реактивное сопло, выходной обтекатель 47, смеситель 48 и выхлопное устройство 49, к которому подсоединена выхлопная труба 20.The proposed technical solution for a propulsion system (figure 3) contains a gas turbine drive 15 with two circuits: the first 33 and second 34. The gas turbine drive 15 contains an air intake 35 with an inlet fairing 36, a compressor 37, a combustion chamber 38, and a turbine 39. The turbine 39 may comprise one or more steps. Further, the engine design is described by the example of a single-stage turbine. The turbine 39 includes a nozzle apparatus 40 and an impeller 41. A shutter 43 is made between the compressor 37 and the combustion chamber 38, which can block the air flow and direct it through the bypass pipelines 44 through the heat exchanger of the second circuit 30 into the cavity behind the turbine 39. At the inlet of the second circuit 34 a fan 46 is installed, then a jet nozzle, an outlet fairing 47, a mixer 48, and an exhaust device 49 are connected to which an exhaust pipe 20 is connected.

Компрессор 37 содержит ротор 50 компрессора, установленные на валу 16 привода, на котором также установлено рабочее колесо 41 турбины 39. Вал 16 привода установлен на подшипниковых опорах 51.The compressor 37 comprises a compressor rotor 50 mounted on the drive shaft 16, on which the impeller 41 of the turbine 39 is also mounted. The drive shaft 16 is mounted on the bearing bearings 51.

Атомный газотурбинный двигатель содержит систему топливоподачи 52 с топливопроводом низкого давления 53, подключенным к входу в топливный насос 54, имеющий привод 55, топливопровод высокого давления 56, вход которого соединен с топливным насосом 54, а выход соединен с регулятором 57, имеющим привод 58 и далее с кольцевым коллектором 59; кольцевой коллектор 59 соединен с форсунками 42 камеры сгорания. Двигательная установка содержит блок управления 60, который электрическими связями 23 соединен с приводами 55 и 58 и с коммутатором 61.A nuclear gas turbine engine comprises a fuel supply system 52 with a low pressure fuel line 53 connected to an inlet of a fuel pump 54 having an actuator 55, a high pressure fuel line 56, the inlet of which is connected to a fuel pump 54, and the output is connected to a regulator 57 having an actuator 58 and further with an annular collector 59; the annular manifold 59 is connected to the nozzles 42 of the combustion chamber. The propulsion system comprises a control unit 60, which is electrically connected 23 to the actuators 55 and 58 and to the switch 61.

За турбиной 39 на валу 16 привода установлен двигатель Стирлинга 62. Двигатель Стирлинга 62 установлен между опорами 63 и 64. Двигатель Стирлинга 62 состоит из двух частей: группы рабочих цилиндров 65 и группы вытеснительных цилиндров 66, которые соединены трубопроводами 67. Группа вытеснительных цилиндров 66 установлена за вентилятором 46, что значительно повышает эффективность его работы и КПД. Число рабочих цилиндров 65 равно числу вытеснительных цилиндров 66. По объему вытеснительные цилиндры 66 больше, чем рабочие цилиндры 65. От работы вытеснительных цилиндров в значительной степени зависит КПД двигателя Стирлинга.Behind the turbine 39, the Stirling engine 62 is mounted on the drive shaft 16. The Stirling engine 62 is installed between the bearings 63 and 64. The Stirling engine 62 consists of two parts: a group of working cylinders 65 and a group of displacement cylinders 66, which are connected by pipelines 67. A group of displacement cylinders 66 is installed for the fan 46, which significantly increases its efficiency and efficiency. The number of working cylinders 65 is equal to the number of displacement cylinders 66. The volume of displacement cylinders 66 is greater than the working cylinders 65. The efficiency of the Stirling engine depends to a large extent on the operation of the displacement cylinders.

На фиг.4 и 5 приведена схема одного из вариантов исполнения двигателя Стирлинга 62, который содержит группу рабочих цилиндров 65, имеющих оребрение и заключенных в рабочие кожухи 35, имеющие наружное оребрение 69, с образованием между ними полости нагрева «Г», заполненной теплоносителем. Внутри каждого рабочего цилиндра 65 установлен рабочий поршень 70, который шатуном 71 соединен с внутренним валом двигателя 3. Между рабочим цилиндром 65 и рабочим поршнем 70 образуется рабочая полость «Д», заполненная рабочим телом, например гелием.Figures 4 and 5 show a diagram of one embodiment of the Stirling engine 62, which contains a group of working cylinders 65 having fins and enclosed in working casings 35 having external fins 69, with the formation of a heating cavity “G” between them, filled with coolant. Inside each working cylinder 65, a working piston 70 is installed, which is connected by a connecting rod 71 to the internal shaft of the engine 3. A working cavity "D" is formed between the working cylinder 65 and the working piston 70, filled with a working fluid, for example helium.

Также двигатель Стирлинга 62 содержит группу вытеснительных цилиндров 66, которые могут быть установлены в кожухи охлаждения 72 или установлены без них во втором контуре 2 двигателя (фиг.5 и 6). Между кожухом охлаждения 72 и вытеснительным цилиндром 66 образуется полость охлаждения «Е». При установке вытеснительных цилиндров 66 во втором контуре 34 кожух охлаждения не нужен.Also, the Stirling engine 62 contains a group of displacement cylinders 66, which can be installed in the cooling casings 72 or installed without them in the second circuit 2 of the engine (Fig.5 and 6). Between the cooling casing 72 and the displacement cylinder 66, a cooling cavity “E” is formed. When installing the displacement cylinders 66 in the second circuit 34, the cooling casing is not needed.

Внутри каждого вытеснительного цилиндра в полости «Ж» установлен вытеснительный поршень 73. Вытеснительный поршень соединен шатуном 74 с валом 16 привода. Трубопровод(ы) 67 соединяет(ют) полости «Д» и «Ж» для перетекания рабочего тела из рабочих цилиндров 65 в вытеснительные цилиндры 66. К полости «Г» подсоединен трубопровод перепуска 44.Inside each displacement cylinder, a displacement piston 73 is installed in the cavity “G”. The displacement piston is connected by a connecting rod 74 to the drive shaft 16. The pipeline (s) 67 connects (s) the cavity "D" and "G" for the flow of the working fluid from the working cylinders 65 to the displacement cylinders 66. To the cavity "G" is connected bypass pipe 44.

При работе ГТД осуществляют его запуск стартером (не показан). Потом включают привод 55 топливного насоса и топливный насос 54 подает топливо в камеру сгорания 38 к форсункам 39, где оно воспламеняется при помощи электрозапальника (не показано). В результате продукты сгорания проходят через рабочее колесо 42 турбины и раскручивают его и вал 16 привода, а также ротор компрессора. Через 5…7 мин тепло выхлопных газов прогревает рабочие цилиндры 65 двигателя Стирлинга 62. Двигатель Стирлинга 62 приводится в действие и через внутренний вал 16 привода снимается мощность. Подогретое рабочее тело расширяется в расширительных цилиндрах 66. В результате двигатель Стирлинга запущен, работает на углеводородном топливе и готов к работе на ядерном реакторе 9.When the gas turbine engine runs, it is started by a starter (not shown). Then turn on the drive 55 of the fuel pump and the fuel pump 54 delivers fuel to the combustion chamber 38 to the nozzles 39, where it is ignited using an electric igniter (not shown). As a result, the combustion products pass through the impeller 42 of the turbine and untwist it and the drive shaft 16, as well as the compressor rotor. After 5 ... 7 min, the heat of the exhaust gases warms up the working cylinders 65 of the Stirling engine 62. The Stirling engine 62 is driven and power is removed through the internal shaft 16 of the drive. The heated working fluid expands in the expansion cylinders 66. As a result, the Stirling engine is started, runs on hydrocarbon fuel, and is ready for operation on a nuclear reactor 9.

Для работы на ядерном горючем запускают ядерный реактор 9 и насосы 12 и 29. Тепло передается последовательно в теплообменник 13 и далее в теплообменник второго контура 30. Заслонкой 43 перекрывают осевой канал и открывают радиальный канал, т.е. подачу воздуха в камеру сгорания 38 прекращают, а сжатый воздух по трубопроводу перепуска 44 подают в теплообменник второго контура и далее по трубопроводу перепуска 45 - в полость за камерой сгорания 38, в результате двигатель Стирлинга 62 и турбина 40 будут работать на тепловой энергии, вырабатываемой в ядерном реакторе 9. Подачу углеводородного топлива прекращают, выключив привод 55 топливного насоса 54. Отключение двигательной установки производится в обратном порядке. Управление двигательной установкой по режимам не отличается от управления традиционными ГТД.To operate on nuclear fuel, a nuclear reactor 9 and pumps 12 and 29 are started. Heat is transferred sequentially to the heat exchanger 13 and then to the heat exchanger of the second circuit 30. The axial channel is closed with the shutter 43 and the radial channel is opened, i.e. the air supply to the combustion chamber 38 is stopped, and compressed air is supplied through the bypass pipe 44 to the heat exchanger of the second circuit and then through the bypass pipe 45 to the cavity behind the combustion chamber 38, as a result, the Stirling engine 62 and turbine 40 will run on thermal energy generated in nuclear reactor 9. The supply of hydrocarbon fuel is stopped by turning off the drive 55 of the fuel pump 54. The engine is switched off in the reverse order. The control of the propulsion system by modes does not differ from the control of traditional gas-turbine engines.

При работе двигателя по его контурам температуры распределяются следующим образом:When the engine is running, temperatures are distributed along its contours as follows:

- Т₀ - температура воздуха на входе в двигатель,- T ₀ - air temperature at the inlet to the engine,

- T₁ - температура воздуха во втором контуре,- T ₁ - air temperature in the second circuit,

- Т₂ - температура воздуха во втором контуре после вытеснительных цилиндров,- T ₂ - air temperature in the second circuit after the displacement cylinders,

- Т₃ - температура продуктов сгорания на выходе из камеры сгорания,- T ₃ - temperature of the combustion products at the outlet of the combustion chamber,

- Т₄ - температура продуктов сгорания на выходе из теплообменника,- T ₄ - temperature of the combustion products at the outlet of the heat exchanger,

- Т₅ - температура продуктов сгорания на выходе из двигателя Стирлинга,- T ₅ - temperature of the combustion products at the exit of the Stirling engine,

- Т₆ - температура смеси на выходе из реактивного сопла.- T ₆ - temperature of the mixture at the outlet of the jet nozzle.

Применение изобретения позволило:The application of the invention allowed:

1. Улучшить запуск и приемистость двигательной установки на переходных режимах за счет применения углеводородного топлива или тепловой энергии, вырабатываемой ядерным реактором.1. To improve the launch and throttle response of the propulsion system in transient conditions through the use of hydrocarbon fuel or thermal energy generated by a nuclear reactor.

2. Повысить надежность двигателя за счет того, что при отказе одной энергетической системы: ядерной или углеводородной, двигатель может продолжать работу, не снижая своей мощности или тяги, что особенно важно в авиации.2. To increase the reliability of the engine due to the fact that in the event of a failure of one energy system: nuclear or hydrocarbon, the engine can continue to operate without reducing its power or thrust, which is especially important in aviation.

3. Повысить КПД двигательной установки за счет более рациональной компоновки двигателя, расположения вытеснительных цилиндров за вентилятором, отсутствия жесткой кинематической связи между двумя валами. Это позволило спроектировать оптимальные компрессор и турбину и двигатель Стирлинга с вентилятором.3. To increase the efficiency of the propulsion system due to a more rational layout of the engine, the location of the displacement cylinders behind the fan, the absence of a rigid kinematic connection between the two shafts. This made it possible to design the optimal compressor and turbine and Stirling engine with fan.

4. Улучшить надежность силовой установки за счет уменьшения числа ступеней турбины до одной ступени и распределения большей части нагрузки на двигатель Стирлинга.4. Improve the reliability of the power plant by reducing the number of turbine stages to one stage and distributing most of the load on the Stirling engine.

5. Создать благоприятные условия для работы вентилятора и двигателя Стирлинга, согласовав их оптимальные расчетные угловые скорости вращения вентилятора.5. Create favorable conditions for the operation of the fan and the Stirling engine by agreeing on their optimal calculated angular rotational speeds of the fan.

6. Обеспечить оптимальную работу двигателя на переходных режимах вследствие того, что основная составляющая тяги на взлете, если двигатель используется в авиации, создается углеводородным топливом, а ядерный реактор вступает в работу на крейсерском режиме и может обеспечить нахождение самолета в воздухе до одного года непрерывно. Несмотря на плохую приемистость двигателя Стирлинга при резком изменении расхода топлива через камеру сгорания суммарная тяга двигателя будет изменяться практически мгновенно за счет реактивной составляющей. Через 5…7 мин мощности, развиваемые винтом и газогенератором, перераспределятся, например, при форсировании основную тяговую нагрузку будет нести вентилятор, имеющий хороший КПД на дозвуковых скоростях, в результате экономичность двигателя на крейсерском режиме полета значительно возрастет.6. Ensure optimal engine operation during transitions due to the fact that the main component of take-off thrust, if the engine is used in aviation, is created by hydrocarbon fuel, and the nuclear reactor enters cruising operation and can ensure the aircraft remains in the air for up to one year continuously. Despite the poor throttle response of the Stirling engine with a sharp change in fuel consumption through the combustion chamber, the total thrust of the engine will change almost instantly due to the reactive component. After 5 ... 7 min, the power developed by the propeller and the gas generator will be redistributed, for example, when forcing, the main traction load will be borne by a fan having good efficiency at subsonic speeds, as a result, the engine's efficiency in cruising flight mode will increase significantly.

7. Значительно уменьшить расход топлива при эксплуатации самолета. Это имеет важное значение в связи с исчерпанием ресурсов углеводородного топлива, его удорожанием и отсутствием альтернативы этому виду топлива. Применение водорода, имеющего стоимость в сотни раз большую, чем керосин, в ближайшие 100 лет бесперспективно, а использование сжиженного природного газа из-за его плохих энергетических характеристик и сложности в эксплуатации криогенной техники пока весьма ограничено.7. Significantly reduce fuel consumption during aircraft operation. This is important in connection with the exhaustion of hydrocarbon fuel resources, its cost and lack of alternatives to this type of fuel. The use of hydrogen, which is hundreds of times more expensive than kerosene, is unpromising in the next 100 years, and the use of liquefied natural gas due to its poor energy characteristics and difficulty in operating cryogenic equipment is still very limited.

8. Уменьшить вес и габариты двигателя и общий вес энергетической установки за счет компактности ядерного топлива.8. To reduce the weight and dimensions of the engine and the total weight of the power plant due to the compactness of nuclear fuel.

9. Снизить стоимость двигателя за счет отказа от дорогостоящих материалов, используемых при изготовлении турбины, и решить проблему охлаждения турбины, во-первых, снизив температуру перед ней, во-вторых, направив весь охлаждающий воздух на охлаждение только одной ступени турбины вместо 4-х…5-ти ступеней, применяемых ранее на мощных газотурбинных двигателях.9. Reduce the cost of the engine due to the rejection of expensive materials used in the manufacture of the turbine, and solve the problem of cooling the turbine, firstly, by lowering the temperature in front of it, and secondly, by directing all the cooling air to cool only one stage of the turbine instead of 4 ... 5 steps previously used on powerful gas turbine engines.

Claims (3)

1. Атомный газотурбовоз, содержащий атомную и газотурбинную секции, содержащие установленные на колесных парах шасси корпус с боковыми стенками и крышей, при этом в атомной секции установлен ядерный реактор, а в газотурбинной секции - газотурбинный привод, соединенный валом с тяговым генератором, соединенным электрическими связями с приводными электродвигателями, отличающийся тем, что секции соединены трубопроводами рециркуляции второго контура, а на газотурбинной секции установлены два воздухозаборника, соединенных воздухопроводами с воздухозаборником газотурбинного привода.1. An atomic gas turbine locomotive containing an atomic and gas turbine sections, comprising a housing with side walls and a roof mounted on the wheelsets of the chassis, with a nuclear reactor installed in the atomic section and a gas turbine drive connected to the traction generator by a shaft connected by electrical connections with drive electric motors, characterized in that the sections are connected by secondary recirculation pipelines, and two air intakes are connected to the gas turbine section, connected by air ducts with air intake of a gas turbine drive. 2. Двигательная установка атомного газотурбовоза, содержащая газотурбинный привод и ядерный реактор, соединенный с газотурбинным приводом трубопроводами циркуляции теплоносителя с теплообменником, который соединен трубопроводами циркуляции второго контура с теплообменником второго контура, который перепускными трубопроводами соединен с газотурбинным приводом, содержащим первый и второй контуры, вал, вентилятор, компрессор, камеру сгорания и турбину, отличающаяся тем, что между компрессором и камерой сгорания выполнена заслонка, за турбиной на валу установлен двигатель Стирлинга, содержащий рабочие и расширительные цилиндры, при этом полости заслонки и перед рабочими цилиндрами соединены перепускными трубопроводами с теплообменником второго контура.2. An atomic gas turbine locomotive engine installation comprising a gas turbine drive and a nuclear reactor connected to a gas turbine drive by coolant circulation pipelines with a heat exchanger, which is connected by a secondary circuit circulation pipelines to a second circuit heat exchanger, which bypass pipelines are connected to a gas turbine drive containing a first and second circuit, a shaft , a fan, a compressor, a combustion chamber and a turbine, characterized in that a damper is made between the compressor and the combustion chamber, for A Stirling engine is installed on the shaft with the turbine, containing working and expansion cylinders, while the cavity of the damper and in front of the working cylinders are connected by bypass pipelines to the heat exchanger of the second circuit. 3. Двигательная установка газотурбовоза по п.2, отличающаяся тем, что расширительные цилиндры установлены за вентилятором. 3. The gas turbine locomotive installation according to claim 2, characterized in that the expansion cylinders are installed behind the fan.

Images