در طول MAKS -2013 ، همکاری شرکت های داخلی از ساختارهای Roscosmos و Rosatom یک مدل به روز شده از یک واحد حمل و نقل و انرژی (TEM) با یک واحد نیروی محرکه هسته ای فضایی (NPP) از کلاس مگاوات (NK شماره 10 ، ارائه داد. 2013 ، ص 4). این پروژه دقیقاً چهار سال پیش ، در اکتبر 2009 (کد مالیاتی شماره 12 ، 2009 ، ص 40) به صورت عمومی ارائه شد. در این مدت چه چیزی تغییر کرده است؟
وقایع نگاری پروژه
به یاد بیاورید که هدف پروژه ایجاد پایگاه پیشران انرژی و بر اساس آن ، وسایل نقلیه فضایی جدید با نسبت قدرت به وزن بالا برای اجرای برنامه های بلندپروازانه برای مطالعه و اکتشاف فضایی است. این ابزارها امکان اعزام به اعماق فضا ، افزایش بیش از 20 برابر بازده اقتصادی عملیات حمل و نقل فضایی و افزایش بیش از 10 برابر قدرت الکتریکی در فضاپیما را فراهم می کند.
نیروگاه هسته ای بر مبنای راکتور هسته ای با مبدل توربو ماشینی با عمر طولانی ساخته شده است. توسعه TEM به دستور رئیس جمهور روسیه در تاریخ 22 ژوئن 2010 شماره 419-rp انجام می شود. ایجاد آن توسط برنامه دولتی "فعالیتهای فضایی روسیه برای 2013 - 2020" و برنامه رئیس جمهور برای نوسازی اقتصاد پیش بینی شده است. کار تحت قرارداد از بودجه فدرال در چارچوب برنامه ویژه "اجرای پروژه های کمیسیون تحت رئیس جمهور فدراسیون روسیه برای نوسازی و توسعه فناوری اقتصاد روسیه" تأمین می شود *.
بیش از 17 میلیارد روبل برای اجرای این پروژه پیشرفته در بازه زمانی 2010 تا 2018 اختصاص داده شده است. توزیع دقیق بودجه به شرح زیر است: 7.245 میلیارد روبل برای توسعه راکتور به شرکت دولتی Rosatom اختصاص داده شده است ، 3.955 میلیارد روبل - برای مرکز تحقیقات MV Keldysh برای ایجاد نیروگاه هسته ای و حدود 5.8 میلیارد روبل - برای RSC Energia برای تولید TEM. سرپرست سازمان مسئول توسعه راکتور هسته ای خود موسسه تحقیق و توسعه فناوری های انرژی (NIKIET) است که بخشی از سیستم روزاتوم است. این همکاری همچنین شامل موسسه فناوری تحقیقاتی پودولسک ، RRC "موسسه کورچاتوف" ، م Instituteسسه مهندسی فیزیک و نیرو در اوبنینسک ، م Researchسسه تحقیقات علمی NPO "Luch" ، م Researchسسه تحقیقات علمی راکتورهای اتمی (NIIAR) و تعدادی از بنگاهها و سازمانهای دیگر مرکز کلدیش ، دفتر طراحی مهندسی شیمی و دفتر طراحی اتوماسیون شیمیایی کارهای زیادی روی مدار سیال کار کرده اند. موسسه الکترومکانیک به توسعه ژنراتور متصل شد.
برای اولین بار ، این پروژه فن آوری های نوآورانه ای را اجرا می کند که از بسیاری جهات هیچ مشابهی در جهان ندارند:
مدار تبدیل بسیار کارآمد ؛
راکتور نوترونی فشرده با دمای بالا با سیستم های خنک کننده گازی ، اطمینان از ایمنی هسته ای و تابش در تمام مراحل کار ؛
عناصر سوخت با چگالی بالا بر اساس سوخت ؛
سیستم محرکه کروز بر اساس بلوک موتورهای قدرتمند موشک الکتریکی (EJE).
توربین های با دمای بالا و مبدل های حرارتی جمع و جور با عمر طراحی ده ساله ؛
ژنراتورهای الکتریکی با سرعت بالا-مبدل های قدرت بالا ؛
استقرار ساختارهای بزرگ در فضا و غیره
در طرح پیشنهادی ، یک راکتور هسته ای الکتریسیته تولید می کند: یک مایع خنک کننده گاز ، از طریق هسته حرکت می کند ، یک توربین را می چرخاند ، که یک ژنراتور الکتریکی و یک کمپرسور را می چرخاند ، که سیال کار را در یک حلقه بسته به گردش در می آورد. ماده از راکتور به محیط خارج نمی شود ، یعنی آلودگی رادیواکتیو حذف می شود. برق برای عملکرد موتور محرکه الکتریکی مصرف می شود که از نظر مصرف سیال کار بیش از 20 برابر مقرون به صرفه تر از آنالوگهای شیمیایی است. جرم و ابعاد عناصر اساسی نیروگاه هسته ای باید از استقرار آنها در کلاهک های فضایی خودروهای پرتاب کننده موجود و آینده روسیه "پروتون" و "آنگارا" اطمینان حاصل کند.
وقایع نگاری پروژه توسعه سریع آن را در دوران مدرن نشان می دهد. در 30 آوریل 2010 ، معاون مدیر کل شرکت دولتی انرژی اتمی روزاتوم ، مدیر اداره مجتمع سلاح های هسته ای IM Kamenskikh شرایط مرجع توسعه تاسیسات راکتور و TEM را در چارچوب پروژه ایجاد یک ماژول حمل و نقل و نیرو بر اساس نیروگاه هسته ای مگاواتی ». سند مورد تایید و تأیید Roskosmos قرار گرفت. در 22 ژوئن 2010 ، دیمیتری A. مدودف ، رئیس جمهور روسیه ، دستور تعیین تنها پیمانکاران این پروژه را امضا کرد.
در 9 فوریه 2011 در مسکو ، بر اساس مرکز Keldysh ، یک کنفرانس ویدئویی از شرکت ها - توسعه دهندگان TEM برگزار شد. رئیس Roscosmos A. N. Perminov ، رئیس و طراح عمومی (RSC) Energia V. A. Lopota ، مدیر مرکز Keldysh A. S. Koroteev ، مدیر طراح NIKIET ** یو. G. Dragunov و رئیس VP Smetannikov ، طراح نیروی فضایی حضور داشتند گیاهان در NIKIET توجه ویژه ای به نیاز به ایجاد پایه "منبع" برای آزمایش نصب راکتور با واحد تبدیل انرژی شد.
در 25 آوریل 2011 ، Roscosmos یک مناقصه باز برای توسعه نیروگاه هسته ای ، یک سکوی چند منظوره در مدار زمین ثابت و فضاپیماهای بین سیاره ای اعلام کرد. در نتیجه مسابقه (برنده آن NIKIET در 25 مه همان سال) ، یک قرارداد دولتی معتبر تا سال 2015 به ارزش 805 میلیون روبل برای ایجاد نمونه نیمکت از نصب امضا شد.
این قرارداد توسعه موارد زیر را ارائه می دهد: یک پیشنهاد فنی برای ایجاد یک نیمکت (با شبیه ساز حرارتی یک راکتور هسته ای) نمونه یک نیروگاه هسته ای. طرح پیش نویس او ؛ طراحی و مستندات تکنولوژیکی برای نمونه های اولیه اجزای محصول نیمکت و عناصر اساسی نیروگاه هسته ای ؛ فرآیندهای تکنولوژیکی و همچنین آماده سازی تولید برای ساخت نمونه های اولیه اجزای محصول نیمکت و عناصر اساسی نصب ؛ ساخت نمونه نیمکت و انجام توسعه آزمایشی آن.
ترکیب مدل نیمکت نیروگاه هسته ای باید شامل عناصر اساسی یک نصب استاندارد باشد که برای اطمینان از ایجاد تأسیسات بعدی با ظرفیت های مختلف بر اساس یک اصل مدولار طراحی شده است. نمونه نیمکت باید قدرت معینی - حرارتی و الکتریکی تولید کند و همچنین تکانه های رانشی ایجاد کند که برای همه مراحل کار نیروگاه هسته ای به عنوان بخشی از فضاپیما معمول است. یک راکتور نوترونی سریع با دمای بالا با قدرت حرارتی حداکثر 4 مگاوات برای این پروژه انتخاب شد.
در 23 آگوست 2012 ، نشستی از نمایندگان Rosatom و Roscosmos برگزار شد که به سازماندهی کار در زمینه ایجاد یک مجموعه آزمایش برای آزمایشات استقامتی مورد نیاز برای اجرای پروژه TEM اختصاص داشت. این در م Instituteسسه فناوری تحقیقاتی A. P Aleksandrov در Sosnovy Bor در نزدیکی سن پترزبورگ برگزار شد ، جایی که برنامه ریزی شده است که مجموعه مشخصی ایجاد شود.
طراحی اولیه TEM در مارس امسال به پایان رسید. نتایج بدست آمده امکان حرکت در مرحله طراحی و ساخت دقیق تجهیزات و نمونه ها را برای آزمایشات مستقل در سال 2013 فراهم کرد.آزمایش و توسعه فناوری های خنک کننده امسال در راکتور تحقیقاتی MIR در NIIAR (دیمیترووگراد) آغاز شد ، جایی که حلقه ای برای آزمایش خنک کننده هلیوم زنون در دمای بالای 1000 درجه سانتیگراد نصب شده بود.
قرار است یک نمونه اولیه زمینی از راکتور تا سال 2015 ایجاد شود و تا سال 2018 یک نیروگاه راکتور برای تکمیل سیستم محرکه هسته ای ساخته شده و آزمایشات آن در سوسنوی بور آغاز شده است. اولین TEM برای آزمایش پرواز ممکن است تا سال 2020 ظاهر شود.
جلسه بعدی در مورد این پروژه در 10 سپتامبر 2013 در شرکت دولتی Rosatom برگزار شد. رئیس NIKIET Yu G. G. Dragunov اطلاعاتی در مورد وضعیت کار و مشکلات اصلی در اجرای برنامه ارائه کرد. وی تاکید کرد که در حال حاضر متخصصان موسسه مستندات طراحی فنی نیروگاه هسته ای را توسعه داده اند ، راه حل های اصلی طراحی را شناسایی کرده و کارها را مطابق با "نقشه راه" پروژه انجام می دهند. در پی این جلسه ، رئیس شرکت Rosatom S. V. Kirienko به NIKIET دستور داد تا پیشنهادهایی را برای بهینه سازی نقشه راه تهیه کند.
برخی از جزئیات طراحی و ویژگی های طراحی نیروگاه هسته ای در گفتگو با نمایندگان مرکز Keldysh در نمایشگاه هوایی MAKS-2013 پیدا شد. به ویژه ، توسعه دهندگان گزارش دادند که نصب بلافاصله به طور کامل انجام می شود. نسخه اندازه ، بدون ساخت نمونه اولیه کاهش یافته.
نیروگاه هسته ای دارای ویژگی های فوق العاده بالا (برای نوع خود) است: با قدرت حرارتی راکتور 4 مگاوات ، قدرت الکتریکی ژنراتور 1 مگاوات خواهد بود ، یعنی بازدهی به 25 reach می رسد ، که در نظر گرفته می شود شاخص بسیار خوب
مبدل توربوماشین دو مدار است. در مدار اول ، از یک مبدل حرارتی صفحه ای استفاده می شود - یک بازسازی کننده و یک مبدل حرارتی لوله ای - یخچال. دومی مدار اصلی (اول) حذف گرما و دومین مدار بازگشت گرما را جدا می کند.
در مورد یکی از جالب ترین راه حل هایی که در چارچوب پروژه در حال توسعه است (انتخاب نوع یخچال و شوفاژ مدار دوم) ، پاسخ داده شد که هم مبدل های حرارتی قطره ای و هم پنل در نظر گرفته شده است و تا کنون انتخاب انجام نشده است در ماکت و پوسترهای نشان داده شده ، گزینه ترجیحی با یخچال قطره ای رادیاتور ارائه شد. به طور موازی ، کار بر روی مبدل حرارتی پانل در حال انجام است. توجه داشته باشید که کل ساختار TEM قابل تغییر است: هنگام پرتاب ، ماژول در زیر فری سر LV قرار می گیرد و در مدار "بالهای خود را باز می کند" - میله ها گسترش می یابند ، راکتور ، موتورها و محموله را در مسافت طولانی پخش می کنند.
TEM از مجموعه ای از EPE های بسیار قدرتمند پیشرفته استفاده می کند - چهار "گلبرگ" از شش موتور اصلی با قطر 500 میلی متر ، به علاوه هشت موتور کوچکتر برای کنترل رول و اصلاح دوره. در نمایشگاه MAKS-2013 ، موتور کارکردی نشان داده شد که در حال آزمایش است (تا کنون در نیروی محرکه ، با قدرت الکتریکی حداکثر 5 کیلو وات). EJE ها روی زنون کار می کنند. این بهترین ، اما گران ترین مایع کار است. گزینه های دیگر در نظر گرفته شد: به ویژه فلزات - لیتیوم و سدیم. با این حال ، موتورهای مبتنی بر چنین محیط کاری مقرون به صرفه نیستند و انجام آزمایشات زمینی روی چنین EJE ها بسیار دشوار است.
منابع تخمینی نیروگاه هسته ای ، شامل پروژه ، ده سال است. قرار است آزمایشات منابع مستقیماً بر روی نصب کامل انجام شود و واحدها به طور خودکار بر روی نیمکت شرکت های همکاری کار خواهند کرد. به طور خاص ، توربوشارژر توسعه یافته در KBHM قبلاً ساخته شده است و در محفظه خلاء در مرکز Keldysh آزمایش می شود. شبیه ساز حرارتی راکتور برق 1 مگاواتی نیز ساخته شد.
