Tydens MAKS -2013 het die samewerking van huishoudelike ondernemings uit die strukture van Roscosmos en Rosatom 'n bygewerkte model van 'n vervoer- en energiemodule (TEM) aangebied met 'n ruimte -kernkragaangedrewe -eenheid (NPP) van 'n megawatt -klas (NK nr. 10, 2013, bl. 4). Hierdie projek is presies vier jaar gelede, in Oktober 2009, in die openbaar aangebied (belastingkode nr. 12, 2009, p. 40). Wat het gedurende hierdie tyd verander?
Kroniek van die projek
Onthou dat die doel van die projek is om 'n energie-voortstuwingsbasis te skep en op grond daarvan nuwe ruimtevoertuie met 'n hoë krag-gewig-verhouding vir die implementering van ambisieuse programme vir die studie en verkenning van die ruimte. Hierdie middele maak dit moontlik om ekspedisies na die diep ruimte te implementeer, 'n meer as 20-voudige toename in die ekonomiese doeltreffendheid van ruimtetransportbedrywighede en meer as 10-voudige toename in elektriese krag aan boord van die ruimtetuig.
Die kernkragsentrale is gebaseer op 'n kernreaktor met 'n turbomasjienomskakelaar met 'n lang lewensduur. Die ontwikkeling van TEM word uitgevoer op bevel van die president van Rusland gedateer 22 Junie 2010 nr. 419-rp. Die stigting daarvan word beoog deur die staatsprogram "Ruimte -aktiwiteite van Rusland vir 2013 - 2020", en die president se program vir die modernisering van die ekonomie. Die werk ingevolge die kontrak word gefinansier uit die federale begroting in die kader van die spesiale program "Implementering van die projekte van die Kommissie onder die president van die Russiese Federasie vir die modernisering en tegnologiese ontwikkeling van die Russiese ekonomie" *.
Meer as 17 miljard roebels word toegewys vir die implementering van hierdie gevorderde projek in die periode 2010 tot 2018. Die presiese verdeling van fondse is soos volg: 7,245 miljard roebels word toegewys aan die staatskorporasie Rosatom vir die ontwikkeling van die reaktor, 3,955 miljard roebels - vir die MV Keldysh -navorsingsentrum vir die oprigting van 'n kernkragsentrale en ongeveer 5,8 miljard roebels - vir RSC Energia vir die vervaardiging van TEM. Die hooforganisasie wat verantwoordelik is vir die ontwikkeling van die kernreaktor self, is die Research and Development Institute of Energy Technologies (NIKIET), wat deel uitmaak van die Rosatom -stelsel. Die samewerking sluit ook die Podolsk Wetenskaplike Navorsingstegnologiese Instituut, die RRC "Kurchatov Institute", die Instituut vir Fisika en Kragingenieurswese in Obninsk, die Wetenskaplike Navorsingsinstituut NPO "Luch", die Scientific Research Institute of Atomic Reactors (NIIAR) en 'n aantal ander ondernemings en organisasies. Die Keldysh -sentrum, die ontwerpburo vir chemiese ingenieurswese en die ontwerpburo vir chemiese outomatisering het baie gedoen aan die werkvloeikring. Die Instituut vir Elektromeganika was verbind met die ontwikkeling van die kragopwekker.
Vir die eerste keer implementeer die projek innoverende tegnologieë wat in baie opsigte geen analoë in die wêreld het nie:
hoogs doeltreffende omskakelingskring;
hoë temperatuur kompakte vinnige neutronreaktor met gasverkoelingstelsels, wat kern- en stralingsveiligheid in alle stadiums van die operasie verseker;
brandstofelemente met 'n hoë digtheid op brandstof;
cruise-aandrywingstelsel gebaseer op 'n blok kragtige hoëprestasie-elektriese vuurpylenjins (EJE);
hoë temperatuur turbines en kompakte hitte-uitruilers met 'n lewensduur van tien jaar;
hoëspoed elektriese kragopwekkers-omsetters van hoë krag;
ontplooiing van groot strukture in die ruimte, ens.
In die voorgestelde skema genereer 'n kernreaktor elektrisiteit: 'n gaskoelmiddel wat deur die kern gedryf word, draai 'n turbine wat 'n elektriese kragopwekker draai en 'n kompressor wat die werkvloeistof in 'n geslote lus sirkuleer. Die stof uit die reaktor gaan nie in die omgewing uit nie, dit wil sê radioaktiewe besmetting word uitgesluit. Elektrisiteit word verbruik vir die werking van 'n elektriese aandrywingsmotor, wat meer as 20 keer meer ekonomies is as chemiese analoë wat die verbruik van die werkvloeistof betref. Die massa en afmetings van die basiese elemente van die kernkragsentrale moet verseker dat hulle in die ruimte -hoofkoppe van die bestaande en voornemende Russiese lanseervoertuie "Proton" en "Angara" geplaas word.
Die kroniek van die projek toon die vinnige ontwikkeling daarvan in die moderne tyd. Op 30 April 2010 het adjunk -direkteur -generaal van die State Atomic Energy Corporation Rosatom, direkteur van die direktoraat vir die kernwapenkompleks, IM Kamenskikh die opdrag goedgekeur vir die ontwikkeling van 'n reaktorfasiliteit en TEM binne die raamwerk van die projek "Oprigting" van 'n vervoer- en kragmodule gebaseer op 'n megawatt -kernkragsentrale ". Die dokument is ooreengekom en deur Roskosmos goedgekeur. Op 22 Junie 2010 onderteken die Russiese president Dmitri A. Medvedev 'n bevel oor die bepaling van die enigste kontrakteurs vir die projek.
Op 9 Februarie 2011 is 'n videokonferensie van ondernemings in Moskou op die basis van die Keldysh -sentrum gehou - TEM -ontwikkelaars. Dit is bygewoon deur die hoof van Roscosmos A. N. Perminov, president en algemene ontwerper (RSC) Energia V. A. Lopota, direkteur van die Keldysh -sentrum A. S. Koroteev, direkteur -generaalontwerper NIKIET ** Yu. G. Dragunov en hoof -VP Smetannikov, ontwerper van ruimtemag plante by NIKIET. Spesifieke aandag is geskenk aan die behoefte om 'n "hulpbron" -standaard te skep vir die toets van 'n reaktorinstallasie met 'n energie -omskakelingseenheid.
Op 25 April 2011 kondig Roscosmos 'n oop tender aan vir die ontwikkeling van 'n kernkragsentrale, 'n multifunksionele platform in geostasionêre wentelbane en interplanetêre ruimtetuie. As gevolg van die kompetisie (waarvan die wenner NIKIET was op 25 Mei van dieselfde jaar), is 'n staatskontrak onderteken wat geldig was tot 2015 ter waarde van 805 miljoen roebels vir die skep van 'n bankmonster van die installasie.
Die kontrak maak voorsiening vir die ontwikkeling van: 'n tegniese voorstel vir die skep van 'n bankmonster (met 'n termiese simulator van 'n kernreaktor) monster van 'n kernkragsentrale; sy konsepontwerp; ontwerp en tegnologiese dokumentasie vir prototipes van komponente van 'n bankproduk en basiese elemente van 'n kernkragsentrale; tegnologiese prosesse, sowel as voorbereiding van produksie vir die vervaardiging van prototipes van die komponente van die bankproduk en die basiese elemente van die installasie; 'n bankmonster maak en die eksperimentele ontwikkeling daarvan uitvoer.
Die samestelling van die bankmodel van die kernkragaanleg moet die basiese elemente van 'n standaardinstallasie insluit, wat ontwerp is om die daaropvolgende installering van verskillende kapasiteite op grond van 'n modulêre beginsel te verseker. Die bankmonster moet 'n gegewe krag opwek - termies en elektries, sowel as stootimpulse wat tipies is vir alle stadiums van die werking van die kernkragaanleg as deel van die ruimtetuig. 'N Gasgekoelde vinnige neutronreaktor met 'n hoë temperatuur met 'n termiese krag van tot 4 MW is vir die projek gekies.
Op 23 Augustus 2012 is 'n vergadering van verteenwoordigers van Rosatom en Roscosmos gehou, wat toegewy is aan die organisering van werk vir die opstel van 'n toetskompleks vir uithouvermoëstoetse wat nodig is vir die implementering van die TEM -projek. Dit het plaasgevind by die A. P. Aleksandrov Wetenskaplike Navorsingstegnologiese Instituut in Sosnovy Bor naby St. Petersburg, waar beplan word om die gespesifiseerde kompleks te skep.
Die voorlopige ontwerp van die TEM is in Maart vanjaar voltooi. Die resultate het dit moontlik gemaak om in 2013 oor te gaan na die stadium van gedetailleerde ontwerp en vervaardiging van toerusting en monsters vir outonome toetse. Die toets en ontwikkeling van koelmiddeltegnologieë het hierdie jaar begin by die MIR-navorsingsreaktor by NIIAR (Dimitrovgrad), waar 'n lus vir die toets van die helium-xenon-koelmiddel by temperature bo 1000 ° C geïnstalleer is.
'N Grondprototipe van die reaktoraanleg word beplan om teen 2015 opgestel te word, en teen 2018 moet 'n reaktoraanleg vir die voltooiing van die kernkragaangedrewe stelsel vervaardig word en die toetse daarvan in Sosnovy Bor begin. Die eerste TEM vir vlugtoetse kan teen 2020 verskyn.
Die volgende vergadering oor die projek is op 10 September 2013 by die staatskorporasie Rosatom gehou. Die hoof van NIKIET Yu. G. Dragunov het inligting verskaf oor die toestand van die werk en die belangrikste probleme by die implementering van die program. Hy het beklemtoon dat die spesialiste van die instituut tans die dokumentasie van die tegniese ontwerp van die kernkragsentrale ontwikkel het, die belangrikste ontwerpoplossings geïdentifiseer het en die werk uitgevoer het in ooreenstemming met die 'padkaart' van die projek. Na die vergadering het die hoof van die Rosatom -korporasie S. V. Kirienko NIKIET opdrag gegee om voorstelle voor te berei vir die optimalisering van die padkaart.
'N Paar besonderhede van die ontwerp en ontwerpkenmerke van die kernkragsentrale is uitgevind tydens 'n gesprek met verteenwoordigers van die Keldysh-sentrum op die MAKS-2013-lugskou. Veral het die ontwikkelaars berig dat die installasie onmiddellik in 'n volledige grootte weergawe, sonder om 'n verminderde prototipe te maak.
Die kernkragsentrale het uiters hoë (vir sy tipe) eienskappe: met 'n termiese krag van die reaktor van 4 MW sal die elektriese krag op die kragopwekker 1 MW wees, dit wil sê die doeltreffendheid sal 25%bereik, wat beskou word as 'n baie goeie aanwyser.
Die turbomasjienomskakelaar is 'n tweekring-een. In die eerste kring word 'n plaatwarmtewisselaar gebruik - 'n recuperator en 'n buisvormige warmtewisselaar -yskas. Laasgenoemde skei die hoof (eerste) hitteverwyderingskring en die tweede hitte -terugkeerbaan.
Met betrekking tot een van die interessantste oplossings wat binne die raamwerk van die projek ontwikkel word (die keuse van die tipe yskaste-radiators van die tweede stroombaan), is die antwoord gegee dat beide drup- en paneelhitte-uitruilers oorweeg word, en tot dusver keuse is nie gemaak nie. Op die gedemonstreerde mock-up en plakkate is die voorkeuropsie aangebied met 'n yskas-verkoeler. Terselfdertyd word gewerk aan die paneelwarmtewisselaar. Let daarop dat die hele struktuur van die TEM transformeerbaar is: by die bekendstelling pas die module onder die LV -kopskuif, en in 'n wentelbaan sprei dit sy vlerke - die stawe brei uit, versprei die reaktor, enjins en die vrag oor 'n lang afstand.
Die TEM sal 'n hele klomp verbeterde uiters kragtige EPE's gebruik - vier "kroonblare" van ses hoofmotors met 'n deursnee van 500 mm, plus agt kleiner enjins vir rolbeheer en koersregstelling. In die MAKS-2013-vertoonlokaal is 'n werkende enjin gewys wat reeds getoets word (tot dusver met gedeeltelike krag, met 'n elektriese krag van tot 5 kW). EJE's werk op xenon. Dit is die beste, maar ook die duurste werkvloeistof. Ander opsies is oorweeg: veral metale - litium en natrium. Enjins wat op so 'n werkmedium gebaseer is, is egter minder ekonomies, en dit is baie moeilik om grondtoetse op sulke EJE's uit te voer.
Die geskatte hulpbron van die kernkragaanleg, wat by die projek ingesluit is, is tien jaar. Daar word veronderstel dat hulpbrontoetse direk op die volledige installasie uitgevoer word, en die eenhede word outonoom op die bank van samewerkingsondernemings bedryf. Die turbo -aanjaer wat by KBHM ontwikkel is, is veral reeds vervaardig en word getoets in 'n vakuumkamer in die Keldysh -sentrum. 'N Termiese simulator van 'n 1 MW elektriese kragreaktor is ook gemaak.
