Utviklingen av kjernefartøyer fortsetter

Innholdsfortegnelse:

Utviklingen av kjernefartøyer fortsetter
Utviklingen av kjernefartøyer fortsetter

Video: Utviklingen av kjernefartøyer fortsetter

Video: Utviklingen av kjernefartøyer fortsetter
Video: Как работает интегрированная система противовоздушной обороны (IADS) 2024, Mars
Anonim

I løpet av MAKS -2013 presenterte samarbeidet mellom innenlandske firmaer fra strukturene i Roscosmos og Rosatom en oppdatert modell av en transport- og energimodul (TEM) med en romkjernekraftdriftsenhet (NPP) i en megawatt -klasse (NK nr. 10, 2013, s. 4). Dette prosjektet ble presentert offentlig for nøyaktig fire år siden, i oktober 2009 (skattekodeks nr. 12, 2009, s. 40). Hva har endret seg i løpet av denne tiden?

Utviklingen av kjernefartøyer fortsetter
Utviklingen av kjernefartøyer fortsetter

Kronikk av prosjektet

Bilde
Bilde

Husk at målet med prosjektet er å skape en energipropulsjonbase og på grunnlag av nye romfartøyer med et høyt forhold mellom kraft og vekt for implementering av ambisiøse programmer for studier og utforskning av verdensrommet. Disse midlene gjør det mulig å implementere ekspedisjoner til dyp plass, mer enn 20 ganger økning i den økonomiske effektiviteten til romtransportoperasjoner og mer enn 10 ganger økning i elektrisk kraft ombord på romfartøyet.

Atomkraftverket er basert på en atomreaktor med en turbomaskinomformer med lang levetid. Utviklingen av TEM utføres etter ordre fra Russlands president datert 22. juni 2010 nr. 419-rp. Opprettelsen er planlagt av det statlige programmet "Space activities of Russia for 2013 - 2020", og presidentens program for modernisering av økonomien. Arbeidet under kontrakten finansieres over det føderale budsjettet innenfor rammen av spesialprogrammet "Implementering av prosjekter fra Kommisjonen under presidenten i Den russiske føderasjonen for modernisering og teknologisk utvikling av den russiske økonomien" *.

Mer enn 17 milliarder rubler er bevilget til implementering av dette avanserte prosjektet i perioden 2010 til 2018. Den eksakte fordelingen av midler er som følger: 7,245 milliarder rubler er tildelt statsselskapet Rosatom for utviklingen av reaktoren, 3,955 milliarder rubler - for MV Keldysh Research Center for opprettelsen av et atomkraftverk, og omtrent 5,8 milliarder rubler - for RSC Energia for produksjon av TEM. Hovedorganisasjonen som er ansvarlig for utviklingen av selve atomreaktoren er Research and Development Institute of Energy Technologies (NIKIET), som er en del av Rosatom -systemet. Samarbeidet inkluderer også Podolsk Scientific Research Technological Institute, RRC "Kurchatov Institute", Physics and Power Engineering Institute i Obninsk, Scientific Research Institute NPO "Luch", Scientific Research Institute of Atomic Reactors (NIIAR) og en rekke andre virksomheter og organisasjoner. Keldysh -senteret, Design Bureau for Chemical Engineering og Design Bureau for Chemical Automation har gjort mye på arbeidsvæskekretsen. Institute of Electromechanics var koblet til utviklingen av generatoren.

For første gang implementerer prosjektet nyskapende teknologi som på mange måter ikke har noen analoger i verden:

svært effektiv konverteringskrets;

høy temperatur kompakt rask nøytronreaktor med gasskjølesystemer, som sikrer kjernefysisk sikkerhet og strålesikkerhet i alle driftstrinn;

drivstoffbaserte drivstoffelementer med høy tetthet;

cruise-fremdriftssystem basert på en blokk med kraftige høyytelses elektriske rakettmotorer (EJE);

høytemperatur-turbiner og kompakte varmevekslere med ti års levetid;

høyhastighets elektriske generatorer-omformere av høy effekt;

distribusjon av store strukturer i verdensrommet, etc.

I den foreslåtte ordningen genererer en atomreaktor elektrisitet: et gasskjølevæske, drevet gjennom kjernen, snur en turbin som roterer en elektrisk generator og en kompressor, som sirkulerer arbeidsvæsken i en lukket sløyfe. Stoffet fra reaktoren går ikke ut i miljøet, det vil si at radioaktiv forurensning er utelukket. Strøm forbrukes for drift av en elektrisk fremdriftsmotor, som er mer enn 20 ganger mer økonomisk enn kjemiske analoger når det gjelder forbruket av arbeidsvæsken. Massen og dimensjonene til de grunnleggende elementene i atomkraftverket bør sikre deres plassering i romstridshoder til de eksisterende og potensielle russiske oppskytingsbiler "Proton" og "Angara".

Kronikken til prosjektet viser den raske utviklingen i moderne tid. 30. april 2010 godkjente visedirektør for State Atomic Energy Corporation Rosatom, direktør for direktoratet for atomvåpenkomplekset IM Kamenskikh mandatet for utvikling av et reaktoranlegg og TEM innenfor rammen av prosjektet “Creation av en transport- og kraftmodul basert på et megawatt atomkraftverk”. Dokumentet ble avtalt og godkjent av Roskosmos. 22. juni 2010 signerte Russlands president Dmitrij A. Medvedev et pålegg om fastsettelse av de eneste entreprenørene for prosjektet.

9. februar 2011 i Moskva på grunnlag av Keldysh -senteret, ble det holdt en videokonferanse med bedrifter - TEM -utviklere. Den deltok av sjefen for Roscosmos A. N. Perminov, president og generaldesigner (RSC) Energia V. A. Lopota, direktør for Keldysh Center A. S. Koroteev, generaldirektør NIKIET ** Yu. G. Dragunov og sjef VP Smetannikov, designer for romkraft planter på NIKIET. Spesiell oppmerksomhet ble viet behovet for å lage et "ressurs" -stativ for testing av en reaktorinstallasjon med en energiomdanningsenhet.

25. april 2011 kunngjorde Roscosmos et åpent anbud for utvikling av et atomkraftverk, en multifunksjonell plattform i geostasjonær bane og interplanetære romfartøyer. Som et resultat av konkurransen (vinneren av denne var NIKIET 25. mai samme år), ble en statskontrakt signert gyldig frem til 2015 til en verdi av 805 millioner rubler for opprettelse av en benkeprøve av installasjonen.

Kontrakten gir utvikling av: et teknisk forslag for opprettelse av en benk (med en termisk simulator av en atomreaktor) prøve av et atomkraftverk; hans utkast design; design og teknologisk dokumentasjon for prototyper av komponenter i et benkprodukt og grunnelementer i et atomkraftverk; teknologiske prosesser, samt forberedelse av produksjon for fremstilling av prototyper av komponentene i benkproduktet og grunnelementene i installasjonen; lage en benkeprøve og gjennomføre den eksperimentelle utviklingen.

Sammensetningen av benkemodellen til atomkraftverket bør inneholde grunnelementene i en standardinstallasjon, designet for å sikre påfølgende opprettelse av installasjoner med forskjellige kapasiteter på grunnlag av et modulært prinsipp. Benkeprøven skal generere en gitt kraft - termisk og elektrisk, samt skape trykkimpulser som er typiske for alle stadier av driften av atomkraftverket som en del av romfartøyet. En høytemperatur gassavkjølt rask nøytronreaktor med en termisk effekt på opptil 4 MW ble valgt for prosjektet.

23. august 2012 ble det holdt et møte med representanter for Rosatom og Roscosmos, dedikert til organisering av arbeidet med å lage et testkompleks for utholdenhetstester som kreves for gjennomføringen av TEM -prosjektet. Det fant sted ved A. P. Aleksandrov Scientific Research Technological Institute i Sosnovy Bor nær St. Petersburg, hvor det er planlagt å lage det angitte komplekset.

Den foreløpige utformingen av TEM ble fullført i mars i år. Resultatene som ble oppnådd gjorde det mulig å flytte i 2013 til fasen med detaljert design og produksjon av utstyr og prøver for autonome tester. Testing og utvikling av kjølevæsketeknologier begynte i år ved MIR-forskningsreaktoren ved NIIAR (Dimitrovgrad), hvor en sløyfe for testing av helium-xenon-kjølevæsken ved temperaturer over 1000 ° C ble installert.

Det er planlagt å lage en bakkebasert prototype av reaktoranlegget innen 2015, og innen 2018 bør det produseres et reaktoranlegg for å fullføre kjernekraftfremdrivningssystemet og testene starte i Sosnovy Bor. Den første TEM for flytester kan vises innen 2020.

Det neste møtet om prosjektet ble holdt 10. september 2013 i det statlige selskapet Rosatom. Lederen for NIKIET Yu. G. Dragunov presenterte informasjon om tilstanden til arbeidet og hovedproblemene i implementeringen av programmet. Han understreket at instituttets spesialister for tiden har utviklet dokumentasjonen for den tekniske utformingen av atomkraftverket, identifisert de viktigste designløsningene og utført arbeidet i samsvar med "veikartet" for prosjektet. Etter møtet instruerte sjefen for Rosatom -selskapet S. V. Kirienko NIKIET om å utarbeide forslag for optimalisering av veikartet.

Noen detaljer om design- og designfunksjonene til atomkraftverket ble funnet ut under en samtale med representanter for Keldysh-senteret på flyshowet MAKS-2013. Spesielt rapporterte utviklerne at installasjonen vil bli utført umiddelbart i en fullstendig størrelse, uten å lage en redusert prototype.

Atomkraftverket har ekstremt høye (for sin type) egenskaper: med en termisk effekt i reaktoren på 4 MW vil elektrisk kraft på generatoren være 1 MW, det vil si at effektiviteten når 25%, noe som regnes som en veldig god indikator.

Turbomaskinomformeren er en to-krets. I den første kretsen brukes en platevarmeveksler - en recuperator og et rørformet varmeveksler -kjøleskap. Sistnevnte skiller den viktigste (første) varmefjerningskretsen og den andre varmereturkretsen.

Når det gjelder en av de mest interessante løsningene som ble utviklet innenfor rammen av prosjektet (valg av type kjøleskap-radiatorer i den andre kretsen), ble svaret gitt at både drypp- og panelvarmevekslere vurderes, og så langt er valget er ikke tatt. På demonstrert mock-up og plakater ble det foretrukne alternativet presentert med en drypp kjøleskap-radiator. Parallelt pågår arbeidet med panelvarmeveksleren. Vær oppmerksom på at hele strukturen til TEM er transformerbar: ved lansering passer modulen under LV -hodedekselet, og i bane "spres vingene" - stengene ekspanderer, spreder reaktoren, motorene og nyttelasten over en lang avstand.

TEM vil bruke en hel haug med forbedrede ekstremt kraftige EPE -er - fire "kronblad" på seks hovedmotorer med en diameter på 500 mm, pluss åtte mindre motorer for rullestyring og kurskorreksjon. På MAKS-2013 showroom ble det vist en fungerende motor, som allerede er under testing (så langt med delvis skyvekraft, med en elektrisk effekt på opptil 5 kW). EJEs jobber med xenon. Dette er den beste, men også den dyreste arbeidsvæsken. Andre alternativer ble vurdert: spesielt metaller - litium og natrium. Imidlertid er motorer basert på et slikt arbeidsmedium mindre økonomiske, og det er veldig vanskelig å utføre bakketester på slike EJE -er.

Den estimerte ressursen til atomkraftverket, inkludert i prosjektet, er ti år. Ressurstester skal utføres direkte på den komplette installasjonen, og enhetene skal drives autonomt på benkbasen til samarbeidsforetak. Spesielt er turboladeren utviklet ved KBHM allerede produsert og testes i et vakuumkammer ved Keldysh Center. En termisk simulator for en 1 MW elektrisk kraftreaktor ble også laget.

Anbefalt: