A MAKS -2013 folyamán a Roscosmos és a Rosatom struktúráiból származó hazai cégek együttműködése bemutatta a közlekedési és energiamodul (TEM) frissített modelljét egy megawattos osztályú (NK No. 10, 2013, 4. o.). Ezt a projektet pontosan négy évvel ezelőtt, 2009 októberében mutatták be nyilvánosan (2009. évi 12. adótörvény, 40. o.). Mi változott ez idő alatt?
A projekt krónikája
Emlékezzünk vissza, hogy a projekt célja egy energiameghajtó bázis és annak alapján új, nagy teljesítmény / tömeg arányú űrjárművek létrehozása a világűr tanulmányozására és feltárására irányuló ambiciózus programok végrehajtásához. Ezek az eszközök lehetővé teszik a mély űrbe irányuló expedíciók megvalósítását, az űrszállítási műveletek gazdasági hatékonyságának több mint 20-szorosát, és az űrhajó fedélzeti elektromos teljesítményének több mint 10-szeresét.
Az atomerőmű atomreaktoron alapul, hosszú élettartamú turbógép-átalakítóval. A TEM fejlesztését az orosz elnök 2010. június 22-i 419-rp. Létrehozását az „Oroszország űrkutatási tevékenységei 2013–2020” című állami program, valamint az elnöknek a gazdaság modernizálására vonatkozó programja tervezi. A szerződés keretében végzett munkát a szövetségi költségvetésből finanszírozzák, „Az Orosz Föderáció elnöke alatt a Bizottság projektjeinek megvalósítása az orosz gazdaság modernizálása és technológiai fejlesztése” című különleges program keretében *.
Ennek a fejlett projektnek a végrehajtására 2010 és 2018 között több mint 17 milliárd rubelt különítenek el. A pénzeszközök pontos elosztása a következő: 7,245 milliárd rubelt különítenek el a Rosatom állami vállalatnak a reaktor fejlesztésére, 3,955 milliárd rubelt - az MV Keldysh Kutatóközpont számára atomerőmű létrehozására, és körülbelül 5,8 milliárd rubelt. - az RSC Energia esetében a TEM gyártásához. Az atomreaktor fejlesztéséért felelős vezető szervezet az Energiatechnológiai Kutató és Fejlesztő Intézet (NIKIET), amely a Rosatom rendszer része. Az együttműködés magában foglalja a Podolszki Tudományos Kutatási Technológiai Intézetet, az RRC "Kurchatov Institute", az Obninski Fizikai és Energetikai Intézetet, a "Luch" Tudományos Kutatóintézet NPO -t, az Atomreaktorok Tudományos Kutatóintézetét (NIIAR) és számos más vállalkozások és szervezetek. A Keldysh Központ, a Vegyészmérnöki Tervező Iroda és a Vegyiautomatizálási Tervező Iroda sokat tett a munkafolyadék -körben. A generátor fejlesztéséhez kapcsolódott az Elektromechanikai Intézet.
A projekt először valósít meg olyan innovatív technológiákat, amelyeknek sok tekintetben nincs analógja a világon:
rendkívül hatékony átalakító áramkör;
magas hőmérsékletű kompakt gyors neutronreaktor gázhűtő rendszerekkel, biztosítva a nukleáris és sugárbiztonságot az üzem minden szakaszában;
nagy sűrűségű üzemanyag-alapú üzemanyag-elemek;
nagy sebességű, nagy teljesítményű elektromos rakétahajtóművek (EJE) blokkján alapuló hajóhajtómű;
magas hőmérsékletű turbinák és kompakt hőcserélők, tíz éves tervezési élettartammal;
nagy teljesítményű nagy sebességű elektromos generátorok-átalakítók;
nagyméretű szerkezetek telepítése az űrben stb.
A javasolt rendszerben egy nukleáris reaktor villamos energiát termel: a magon keresztül vezetett gázhűtőfolyadék turbinát forgat, amely elektromos generátort és kompresszort forgat, amely a munkafolyadékot zárt hurokban keringeti. A reaktorból származó anyag nem kerül ki a környezetbe, vagyis a radioaktív szennyeződés kizárt. Az elektromos meghajtású motor működtetéséhez villamos energiát fogyasztanak, amely a munkafolyadék fogyasztását tekintve több mint 20 -szor gazdaságosabb, mint a kémiai analógok. Az atomerőmű alapelemeinek tömegének és méreteinek biztosítania kell a meglévő és leendő orosz „Proton” és „Angara” hordozórakéták űrrobbanófejekben való elhelyezését.
A projekt krónikája a modern idők gyors fejlődését mutatja. 2010. április 30 -án a Rosatom Állami Atomenergia Vállalat főigazgató -helyettese, az IM Kamenskikh Nukleáris Fegyverkomplexum Igazgatóságának igazgatója jóváhagyta a reaktor -létesítmény és a TEM fejlesztésének feladatkörét a „Létrehozás egy megawattos atomerőműre épülő szállító- és energiamodul”. A dokumentumot a Roskosmos elfogadta és jóváhagyta. 2010. június 22 -én Dmitrij A. Medvegyev orosz elnök parancsot írt alá a projekt egyedüli vállalkozóinak meghatározásáról.
2011. február 9 -én Moszkvában a Keldysh Center alapján videokonferenciát tartottak a vállalkozások - TEM fejlesztők számára. A konferencián részt vett a Roscosmos vezetője, A. N. Perminov, az Energia elnöke és általános tervezője (RSC) V. A. Lopota, a Keldysh Center igazgatója, A. S. Koroteev, a NIKIET ** tervező igazgatója, Yu. G. Dragunov és Smetannikov, alelnök. növények a NIKIET -nél. Különös figyelmet fordítottak arra, hogy létre kell hozni egy "Erőforrás" állványt a reaktorok energiakonverziós egységgel történő teszteléséhez.
A Roscosmos 2011. április 25 -én nyílt pályázatot hirdetett egy atomerőmű, a geostacionárius pályán lévő multifunkcionális platform és a bolygóközi űrhajók fejlesztésére. A verseny eredményeként (amelynek nyertese ugyanezen év május 25 -én a NIKIET volt), 2015 -ig érvényes állami szerződést írtak alá 805 millió rubel értékben a létesítmény padmintájának elkészítésére.
A szerződés a következők kidolgozását írja elő: műszaki javaslat egy atomerőmű padjának (egy atomreaktor hőszimulátorával) minta létrehozására; tervezettervezete; tervezés és technológiai dokumentáció egy padtermék alkatrészeinek prototípusaihoz és az atomerőmű alapvető elemeihez; technológiai folyamatok, valamint a termelés előkészítése a padtermék alkotóelemeinek prototípusainak és a berendezés alapvető elemeinek gyártásához; padmintát készít és kísérleti fejlesztését végzi.
Az atomerőmű padmodelljének összetételének tartalmaznia kell egy szabványos létesítmény alapelemeit, amelyek célja, hogy moduláris elv alapján biztosítsák a különböző kapacitású létesítmények későbbi létrehozását. A próbapadnak egy adott teljesítményt kell előállítania - termikus és elektromos, valamint olyan tolóerő -impulzusokat kell létrehoznia, amelyek az űrhajó részeként az atomerőmű működésének minden szakaszára jellemzőek. A projekthez egy magas hőmérsékletű, gázhűtéses gyors neutronreaktort választottak ki, amelynek hőteljesítménye legfeljebb 4 MW.
2012. augusztus 23 -án a Rosatom és a Roscosmos képviselőinek találkozóját tartották, amelynek célja a TEM projekt végrehajtásához szükséges tartóssági tesztek tesztelési komplexumának létrehozásával kapcsolatos munka megszervezése volt. A Szentpétervár melletti Sosnovy Borban, az A. P. Aleksandrov Tudományos Kutatási Technológiai Intézetben került sor, ahol a tervezett komplexum létrehozását tervezik.
A TEM előzetes tervezése idén márciusban fejeződött be. A kapott eredmények lehetővé tették, hogy 2013 -ban az önálló tesztekhez szükséges berendezések és minták részletes tervezésének és gyártásának szakaszába lépjenek. A hűtőfolyadék-technológiák tesztelése és fejlesztése az idén kezdődött a MIR kutatóreaktorában, a NIIAR-ban (Dimitrovgrad), ahol hurkot építettek be a hélium-xenon hűtőfolyadék 1000 ° C feletti hőmérsékleten történő tesztelésére.
A tervek szerint 2015-re létre kell hozni a reaktor földi prototípusát, 2018-ra pedig az atomerőmű-meghajtó rendszer befejezésére szolgáló reaktorgyárat kell gyártani, és a vizsgálatokat Sosnovy Borban kell megkezdeni. A repülési tesztek első TEM -je 2020 -ra jelenhet meg.
A projekt következő találkozóját 2013. szeptember 10 -én tartották a Rosatom állami vállalatnál. Yu. G. Dragunov, a NIKIET vezetője tájékoztatást adott a munka állapotáról és a program végrehajtásának fő problémáiról. Hangsúlyozta, hogy jelenleg az intézet szakemberei dolgozták ki az atomerőmű műszaki tervének dokumentációját, azonosították a főbb tervezési megoldásokat, és a projekt "ütemtervének" megfelelően végzik el a munkát. A találkozót követően a Rosatom vállalat vezetője, S. V. Kirienko utasította a NIKIET -et, hogy készítsen javaslatokat az ütemterv optimalizálására.
Az atomerőmű kialakításának és tervezési jellemzőinek egyes részleteit a MAKS-2013 légibemutatón a Keldysh Központ képviselőivel folytatott beszélgetés során fedezték fel. Különösen a fejlesztők számoltak be arról, hogy a telepítést azonnal, teljes méretű verzió, anélkül, hogy csökkentett prototípust készítene.
Az atomerőmű rendkívül magas (típusához képest) jellemzőkkel rendelkezik: a reaktor 4 MW hőteljesítményével a generátor elektromos teljesítménye 1 MW lesz, azaz a hatásfok eléri a 25%-ot, ami nagyon jó mutató.
A turbógép átalakító kétkörös. Az első körben lemezes hőcserélőt használnak - rekuperátort és csőszerű hőcserélőt -hűtőt. Ez utóbbi választja el a fő (első) hőelvezető kört és a második hővisszanyerő kört.
Ami a projekt keretében kidolgozott egyik legérdekesebb megoldást (a második kör hűtőszekrény-radiátor típusának megválasztását) illeti, azt a választ kapták, hogy a csepegtető és a panel hőcserélőket is fontolóra veszik, és eddig választás nem történt. A bemutatott maketten és plakátokon az előnyben részesített lehetőséget csepegtető hűtő-radiátorral mutatták be. Ezzel párhuzamosan folynak a munkálatok a panel hőcserélőn. Ne feledje, hogy a TEM teljes szerkezete átalakítható: indításkor a modul az LV fejburkolat alá illeszkedik, és a pályán „széttárja szárnyait” - a rudak kitágulnak, és nagy távolságra szétterítik a reaktort, a motorokat és a hasznos terhet.
A TEM egy csomó továbbfejlesztett, rendkívül erőteljes EPE -t fog használni - négy "szirmot" hat főmotorból, 500 mm átmérőjű, valamint nyolc kisebb motort a gördülésszabályozáshoz és a pálya korrekciójához. A MAKS-2013 bemutatóteremben egy működő motort mutattak be, amely már tesztelés alatt áll (eddig részleges tolóerő mellett, legfeljebb 5 kW elektromos teljesítménnyel). Az EJE -k a xenonon dolgoznak. Ez a legjobb, de a legdrágább munkafolyadék is. Más lehetőségeket is figyelembe vettek: különösen a fémeket - lítiumot és nátriumot. Az ilyen munkaközegre épülő motorok azonban kevésbé gazdaságosak, és nagyon nehéz földi vizsgálatokat végezni az ilyen EJE -ken.
A projektben szereplő atomerőmű becsült erőforrása tíz év. Az erőforrás -vizsgálatokat közvetlenül a teljes telepítésen kell elvégezni, és az egységeket autonóm módon működtetik az együttműködő vállalkozások próbapadján. Különösen a KBHM -nél kifejlesztett turbófeltöltőt már gyártották és tesztelik a Keldysh Center vákuumkamrájában. Készült egy 1 MW teljesítményű reaktor termikus szimulátora is.
