MAKS -2013 m., Bendradarbiaujant vietinėms „Roscosmos“ir „Rosatom“struktūroms, buvo pristatytas atnaujintas transporto ir energetikos modulio (TEM) modelis su megavatų klasės kosminiu branduolinės jėgos agregatu (AE) (NK Nr. 2013, p. 4). Šis projektas buvo viešai pristatytas lygiai prieš ketverius metus, 2009 metų spalį (2009 m. Mokesčių kodeksas Nr. 12, p. 40). Kas pasikeitė per šį laiką?
Projekto kronika
Primename, kad projekto tikslas yra sukurti energijos varomąją bazę ir jos pagrindu sukurti naujas erdvines transporto priemones, turinčias didelį galios ir svorio santykį, kad būtų įgyvendintos plataus užmojo erdvės tyrimo ir tyrimo programos. Šios priemonės leidžia įgyvendinti ekspedicijas į gilią erdvę, daugiau nei 20 kartų padidinti ekonominį kosminio transporto operacijų efektyvumą ir daugiau nei 10 kartų padidinti elektros galią erdvėlaivyje.
Branduolinė elektrinė yra pagrįsta branduoliniu reaktoriumi su ilgaamžiu turbokompresoriaus keitikliu. TEM plėtra vykdoma Rusijos prezidento 2010 m. Birželio 22 d. Įsakymu Nr. 419-rp. Jos sukūrimą numato valstybinė programa „Rusijos kosmoso veikla 2013–2020 m.“Ir Prezidentės ekonomikos modernizavimo programa. Darbas pagal sutartį finansuojamas iš federalinio biudžeto pagal specialią programą „Komisijos prie Rusijos Federacijos prezidento projektų įgyvendinimas, skirtas Rusijos ekonomikos modernizavimui ir technologinei plėtrai“*.
Šiam išplėstiniam projektui įgyvendinti 2010–2018 m. Skirta daugiau nei 17 milijardų rublių. Tikslus lėšų paskirstymas yra toks: valstybinei korporacijai „Rosatom“reaktoriaus plėtrai skirta 7,245 mlrd. Rublių, 3,955 mlrd. Rublių - MV Keldysh tyrimų centrui atominei elektrinei sukurti ir apie 5,8 mlrd. Rublių. - „RSC Energia“, skirta TEM gamybai. Pagrindinė organizacija, atsakinga už branduolinio reaktoriaus plėtrą, yra Energetikos technologijų tyrimų ir plėtros institutas (NIKIET), kuris yra „Rosatom“sistemos dalis. Bendradarbiaujant taip pat dalyvauja Podolsko mokslinių tyrimų technologinis institutas, RRC „Kurchatovo institutas“, Fizikos ir energetikos institutas Obninske, Mokslinių tyrimų institutas NPO „Luch“, atominių reaktorių mokslinių tyrimų institutas (NIIAR) ir keletas kitos įmonės ir organizacijos. Keldišo centras, Chemijos inžinerijos projektavimo biuras ir Cheminės automatikos projektavimo biuras daug nuveikė darbinio skysčio grandinėje. Prie generatoriaus kūrimo buvo prijungtas Elektromechanikos institutas.
Pirmą kartą projekte diegiamos naujoviškos technologijos, kurios daugeliu atžvilgių neturi analogų pasaulyje:
labai efektyvi konversijos grandinė;
aukštos temperatūros kompaktiškas greitas neutronų reaktorius su dujų aušinimo sistemomis, užtikrinantis branduolinę ir radiacinę saugą visuose eksploatacijos etapuose;
didelio tankio kuro elementai;
kruizinė varomoji sistema, pagrįsta galingų didelio našumo elektrinių raketų variklių bloku (EJE);
aukštos temperatūros turbinos ir kompaktiški šilumokaičiai, kurių konstrukcinis tarnavimo laikas yra dešimt metų;
didelės spartos elektros generatoriai-keitikliai;
didelių konstrukcijų dislokavimas erdvėje ir kt.
Siūlomoje schemoje branduolinis reaktorius gamina elektros energiją: dujinis aušinimo skystis, varomas per šerdį, sukioja turbiną, kuri sukioja elektros generatorių ir kompresorių, kuris cirkuliuoja darbinį skystį uždarame cikle. Medžiaga iš reaktoriaus nepatenka į aplinką, tai yra, radioaktyvusis užteršimas neįtraukiamas. Elektra varoma elektrinio variklio veikimui, o tai yra daugiau nei 20 kartų ekonomiškiau nei cheminiai analogai, atsižvelgiant į darbinio skysčio suvartojimą. Pagrindinių atominės elektrinės elementų masė ir matmenys turėtų užtikrinti, kad jie būtų išdėstyti esamų ir būsimų Rusijos raketų „Proton“ir „Angara“kosminėse galvutėse.
Projekto kronika rodo greitą jo raidą šiais laikais. 2010 m. Balandžio 30 d. Valstybinės atominės energijos korporacijos „Rosatom“generalinio direktoriaus pavaduotojas, Branduolinių ginklų komplekso direktoriaus direktorius IM Kamenskikh patvirtino reaktoriaus įrenginio ir TEM plėtros įgaliojimus pagal projektą „Sukūrimas transporto ir galios modulio, kurio pagrindą sudaro megavatinė atominė elektrinė “. Dokumentas buvo suderintas ir patvirtintas „Roskosmos“. 2010 m. Birželio 22 d. Rusijos prezidentas Dmitrijus A. Medvedevas pasirašė įsakymą dėl vienintelių projekto rangovų nustatymo.
2011 m. Vasario 9 d. Maskvoje, remiantis Keldyšo centru, įvyko įmonių - TEM kūrėjų vaizdo konferencija. Jame dalyvavo „Roscosmos“vadovas A. N. Perminovas, prezidentas ir generalinis dizaineris (RSC) „Energia“V. A. Lopota, Keldišo centro direktorius A. S. Korotejevas, generalinis direktorius NIKIET ** Yu. G. Dragunovas ir vyriausiasis viceprezidentas Smetannikovas, kosmoso galios dizaineris. augalai NIKIET. Ypatingas dėmesys buvo skirtas poreikiui sukurti „išteklių“stendą, skirtą reaktoriaus įrenginiui su energijos konversijos įtaisu išbandyti.
2011 m. Balandžio 25 d. „Roscosmos“paskelbė atvirą konkursą atominės elektrinės, daugiafunkcinės platformos geostacionarinėje orbitoje ir tarpplanetinių erdvėlaivių kūrimui. Dėl konkurso (kurio nugalėtojas tų pačių metų gegužės 25 d. Buvo NIKIET) buvo pasirašyta iki 2015 m. Galiojanti valstybės sutartis, kurios vertė 805 milijonai rublių, kad būtų sukurtas stendo pavyzdys.
Sutartyje numatyta parengti: techninį pasiūlymą sukurti atominės elektrinės stendo (su branduolinio reaktoriaus šiluminiu simuliatoriumi) pavyzdį; jo projekto projektas; stendinio gaminio komponentų ir pagrindinių atominės elektrinės elementų prototipų projektavimas ir technologinė dokumentacija; technologiniai procesai, taip pat produkcijos paruošimas gaminant suoliuko gaminio komponentų ir pagrindinių įrenginio elementų prototipus; imti stendo mėginį ir vykdyti jo eksperimentinį kūrimą.
Atominės elektrinės stendo modelio sudėtis turėtų apimti pagrindinius standartinio įrenginio elementus, skirtus užtikrinti tolesnį įvairių pajėgumų įrenginių sukūrimą remiantis moduliniu principu. Stendo mėginys turėtų generuoti tam tikrą galią - šiluminę ir elektrinę, taip pat sukurti traukos impulsus, būdingus visiems atominės elektrinės, kaip erdvėlaivio, eksploatacijos etapams. Projektui buvo pasirinktas aukštos temperatūros dujomis aušinamas greitas neutronų reaktorius, kurio šiluminė galia iki 4 MW.
2012 m. Rugpjūčio 23 d. Įvyko „Rosatom“ir „Roscosmos“atstovų susitikimas, skirtas organizuoti darbą kuriant bandymų kompleksą, skirtą ištvermės testams, reikalingiems TEM projektui įgyvendinti. Jis vyko A. P. Aleksandrovo mokslinių tyrimų technologiniame institute Sosnovy Bor netoli Sankt Peterburgo, kur planuojama sukurti nurodytą kompleksą.
Preliminarus TEM projektas buvo baigtas šių metų kovą. Gauti rezultatai leido 2013 m. Pereiti prie išsamaus įrangos ir pavyzdžių, skirtų savarankiškiems bandymams, projektavimo ir gamybos etapo. Šiemet prasidėjo aušinimo skysčio technologijų bandymai ir plėtra MII tyrimų reaktoriuje NIIAR (Dimitrovgradas), kur buvo sumontuota kilpa, skirta helio-ksenono aušinimo skysčiui, esant aukštesnei nei 1000 ° C temperatūrai, išbandyti.
Antžeminį reaktoriaus elektrinės prototipą planuojama sukurti iki 2015 m., O iki 2018 m. Turėtų būti pagaminta branduolinės jėgainės sistemos užbaigimo reaktorinė ir pradėti jos bandymai Sosnovy Bor. Pirmasis TEM skrydžio bandymams gali pasirodyti iki 2020 m.
Kitas projekto susitikimas įvyko 2013 m. Rugsėjo 10 d. Valstybinėje korporacijoje „Rosatom“. NIKIET vadovas Y. G. Dragunovas pristatė informaciją apie darbo būklę ir pagrindines programos įgyvendinimo problemas. Jis pabrėžė, kad šiuo metu instituto specialistai yra parengę atominės elektrinės techninio projekto dokumentaciją, nustatę pagrindinius projektinius sprendimus ir darbus vykdo pagal projekto „planą“. Po susitikimo korporacijos „Rosatom“vadovas S. V. Kirienko nurodė NIKIET parengti pasiūlymus dėl kelių plano optimizavimo.
Kai kurios atominės elektrinės konstrukcijos ir konstrukcijos ypatybės buvo išsiaiškintos per pokalbį su Keldysh centro atstovais oro parodoje MAKS-2013. Visų pirma kūrėjai pranešė, kad įrengimas bus atliktas nedelsiant. dydžio versija, nesukuriant sumažinto prototipo.
Atominė elektrinė pasižymi itin didelėmis (pagal jos rūšį) charakteristikomis: esant 4 MW reaktoriaus šiluminei galiai, generatoriaus elektros galia bus 1 MW, tai yra, efektyvumas sieks 25%, o tai laikoma labai geras rodiklis.
Turbokompresoriaus keitiklis yra dviejų grandinių. Pirmoje grandinėje naudojamas plokštelinis šilumokaitis - rekuperatorius ir vamzdinis šilumokaitis -šaldytuvas. Pastarasis atskiria pagrindinį (pirmąjį) šilumos šalinimo kontūrą ir antrąjį šilumos grąžinimo kontūrą.
Kalbant apie vieną įdomiausių projekto metu kuriamų sprendimų (antros grandinės šaldytuvų-radiatorių tipo pasirinkimą), buvo atsakyta, kad svarstomi ir lašinamieji, ir skydiniai šilumokaičiai, o kol kas pasirinkimas nebuvo padarytas. Demonstruotame makete ir plakatuose pageidaujamas variantas buvo pateiktas su lašinamu šaldytuvu-radiatoriumi. Lygiagrečiai vyksta skydinio šilumokaičio darbai. Atkreipkite dėmesį, kad visa TEM struktūra yra transformuojama: paleidimo metu modulis telpa po LV galvos apvalkalu, o orbitoje jis „išskleidžia sparnus“- strypai plečiasi, paskleisdami reaktorių, variklius ir naudingąją apkrovą dideliu atstumu.
TEM bus naudojama visa krūva patobulintų itin galingų EPE - keturi „žiedlapiai“iš šešių pagrindinių variklių, kurių skersmuo yra 500 mm, ir aštuoni mažesni varikliai, skirti sukimosi kontrolei ir kurso korekcijai. „MAKS-2013“salone buvo parodytas veikiantis variklis, kuris jau bandomas (kol kas esant dalinei traukai, kurio elektros galia iki 5 kW). EJE dirba su ksenonu. Tai geriausias, bet ir brangiausias darbinis skystis. Buvo svarstomos kitos galimybės: visų pirma metalai - ličio ir natrio. Tačiau varikliai, pagrįsti tokia darbo terpe, yra mažiau ekonomiški, todėl labai sunku atlikti tokių EJE antžeminius bandymus.
Apskaičiuotas atominės elektrinės išteklius, įtrauktas į projektą, yra dešimt metų. Išteklių bandymai turėtų būti atliekami tiesiogiai visuose įrenginiuose, o įrenginiai bus autonomiškai valdomi bendradarbiaujančių įmonių stende. Visų pirma, KBHM sukurtas turbokompresorius jau buvo pagamintas ir bandomas vakuuminėje kameroje Keldiso centre. Taip pat buvo pagamintas 1 MW galios reaktoriaus terminis simuliatorius.
