يستمر تطوير القاطرات النووية
وقائع المشروع
تذكر أن الهدف من المشروع هو إنشاء قاعدة دفع قوة ، وعلى أساسها ، مركبات فضائية جديدة ذات نسبة عالية من القوة إلى الوزن لتنفيذ برامج طموحة لدراسة الفضاء الخارجي واستكشافه. تتيح هذه الأموال تنفيذ رحلات الفضاء السحيق ، وزيادة الكفاءة الاقتصادية لعمليات النقل الفضائي بأكثر من 20 ضعفًا وزيادة الطاقة الكهربائية على متن المركبة الفضائية بأكثر من 10 أضعاف.
أساس محطة الطاقة النووية هو مفاعل نووي مع محول توربيني طويل العمر. يتم تنفيذ تطوير TEM بأمر من رئيس روسيا بتاريخ 22 يونيو 2010 برقم 419-rp. ويتوخى إنشاءها من خلال برنامج الدولة "الأنشطة الفضائية لروسيا للفترة 2013-2020" ، والبرنامج الرئاسي لتحديث الاقتصاد. يتم تمويل الأعمال بموجب العقد من الميزانية الفيدرالية في إطار البرنامج الخاص "تنفيذ مشاريع اللجنة تحت إشراف رئيس الاتحاد الروسي لتحديث الاقتصاد الروسي وتطويره التكنولوجي" *.
تم تخصيص أكثر من 2010 مليار روبل لتنفيذ هذا المشروع المتطور في الفترة من 2018 إلى 17. التوزيع الدقيق للأموال على النحو التالي: 7.245 مليار روبل مخصصة لشركة روساتوم الحكومية لتطوير المفاعل ، و 3.955 مليار روبل - لمركز أبحاث إم في كيلديش لإنشاء محطات الطاقة النووية ، وحوالي 5.8 مليار روبل - شركة RSC Energia لتصنيع TEM. المؤسسة الرئيسية المسؤولة عن تطوير المفاعل النووي نفسه هي معهد البحث والتصميم لتقنيات الطاقة (NIKIET) ، وهو جزء من نظام Rosatom. يشمل التعاون أيضًا معهد بودولسك للأبحاث التكنولوجية ، ومركز الأبحاث الروسي "معهد كورشاتوف" ، ومعهد الفيزياء وهندسة الطاقة في أوبنينسك ، ومعهد أبحاث NPO "Luch" ، ومعهد أبحاث المفاعلات النووية (RIAR) وعدد من الشركات والمنظمات الأخرى. قام مركز Keldysh ومكتب تصميم الهندسة الكيميائية ومكتب تصميم الأتمتة الكيميائية بعمل الكثير في دائرة دوران سائل العمل. يشارك معهد الكهروميكانيكا في تطوير المولد.
لأول مرة ، يطبق المشروع تقنيات مبتكرة ليس لها نظائر في العالم في كثير من النواحي:
دائرة تحويل عالية الكفاءة ؛
مفاعل نيوتروني سريع مضغوط عالي الحرارة مع أنظمة تبريد الغاز ، مما يضمن السلامة النووية والإشعاعية في جميع مراحل التشغيل ؛
عناصر الوقود على أساس وقود عالي الكثافة ؛
نظام الدفع المسير على أساس كتلة من محركات الصواريخ الكهربائية القوية عالية الأداء (EP) ؛
توربينات عالية الحرارة ومبادلات حرارية مدمجة بموارد تقديرية لمدة عشر سنوات ؛
محولات المولدات الكهربائية عالية السرعة ذات الطاقة العالية ؛
نشر الهياكل الكبيرة في الفضاء ، إلخ.
في المخطط المقترح ، يقوم المفاعل النووي بتوليد الكهرباء: يقوم المبرد الغازي ، الذي يتم دفعه عبر القلب ، بتشغيل التوربين ، والذي يقوم بتدوير المولد والضاغط ، الذي يقوم بتدوير سائل العمل في حلقة مغلقة. المادة من المفاعل لا تدخل البيئة ، أي يتم استبعاد التلوث الإشعاعي. يتم إنفاق الكهرباء على تشغيل محرك الدفع الكهربائي ، والذي يعتبر ، من حيث استهلاك سائل العمل ، أكثر اقتصادا بأكثر من 20 مرة من نظائره الكيميائية. يجب أن تضمن كتلة وأبعاد العناصر الأساسية لمحطات الطاقة النووية وضعها في الرؤوس الحربية الفضائية لمركبات الإطلاق الروسية الحالية والمستقبلية من طراز بروتون وأنجارا.
يظهر تاريخ المشروع تطوره السريع في العصر الحديث. في 30 أبريل 2010 ، وافق نائب المدير العام لشركة Rosatom الحكومية ، مدير مديرية مجمع الأسلحة النووية I.M. Kamenskikh على اختصاصات تطوير محطة مفاعل و TEM في إطار مشروع "إنشاء وحدة نقل وطاقة تعتمد على محطة طاقة نووية من فئة ميغاواط ". تمت الموافقة على الوثيقة والموافقة عليها من قبل Roscosmos. في 22 يونيو 2010 ، وقع الرئيس الروسي د. ميدفيديف على مرسوم بشأن تحديد المقاولين الوحيدين لتنفيذ المشروع.
في 9 فبراير 2011 في موسكو على أساس مركز Keldysh ، تم عقد مؤتمر عبر الفيديو للشركات - تم عقد مطوري TEM. حضر الحفل رئيس Roskosmos A.N. بيرمينوف ، الرئيس والمصمم العام (RKK) Energia V. A. Lopota ، مدير Keldysh Center A. S. سميتانيكوف. تم إيلاء اهتمام خاص للحاجة إلى إنشاء منصة Resurs لاختبار محطة مفاعل مع وحدة تحويل الطاقة.
في 25 أبريل 2011 ، أعلنت روسكوزموس عن مسابقة مفتوحة لأعمال التطوير في إطار إنشاء محطة للطاقة النووية ، ومنصة متعددة الوظائف في المدار الثابت بالنسبة للأرض والمركبات الفضائية بين الكواكب. نتيجة للمنافسة (التي فازت بها NIKIET في 25 مايو من نفس العام) ، تم إبرام عقد حكومي صالح حتى عام 2015 بقيمة 805 مليون روبل لإنشاء نموذج مقاعد البدلاء للتثبيت.
ينص العقد على تطوير: اقتراح تقني لإنشاء عينة من محطة طاقة نووية (مع محاكاة حرارية لمفاعل نووي) ؛ مشروع تصميمه التصميم والتوثيق التكنولوجي لنماذج أولية لمكونات منتج مقاعد البدلاء والعناصر الأساسية لمحطة الطاقة النووية ؛ العمليات التكنولوجية ، وكذلك إعداد الإنتاج لتصنيع النماذج الأولية لمكونات منتج مقاعد البدلاء والعناصر الأساسية للتركيب ؛ إنتاج عينة من مقاعد البدلاء واختبارها التجريبي.
يجب أن يتضمن تكوين عينة مقاعد البدلاء لمحطات الطاقة النووية العناصر الأساسية للتركيب القياسي ، المصمم لضمان الإنشاء اللاحق للمنشآت ذات القدرات المختلفة بناءً على المبدأ المعياري. يجب أن تولد عينة المقعد الطاقة المحددة - الحرارية والكهربائية ، بالإضافة إلى إنشاء نبضات دفع مميزة لجميع مراحل تشغيل محطة الطاقة النووية كجزء من المركبة الفضائية. تم اختيار مفاعل نيوتروني سريع عالي الحرارة مبرد بالغاز بطاقة حرارية تصل إلى 4 ميغاواط للمشروع.
في 23 أغسطس 2012 ، عُقد اجتماع لممثلي Rosatom و Roscosmos ، مكرسًا لتنظيم العمل على إنشاء مجمع اختبار لاختبارات الحياة اللازمة لتنفيذ مشروع TEM. تم عقده في معهد A.P. Alexandrov Research التكنولوجي في Sosnovy Bor بالقرب من سانت بطرسبرغ ، حيث تم التخطيط لإنشاء المجمع المحدد.
تم الانتهاء من التصميم الأولي لل TEM في مارس من هذا العام. أتاحت النتائج التي تم الحصول عليها المضي قدمًا في عام 2013 إلى مرحلة التصميم التفصيلي وتصنيع المعدات والعينات للاختبار المستقل. بدأ اختبار وتطوير تقنيات المبرد هذا العام في مفاعل أبحاث MIR في RIAR (ديميتروفغراد) ، حيث تم تركيب حلقة لاختبار مبرد الهيليوم - زينون عند درجات حرارة أعلى من 1000 درجة مئوية.
من المقرر إنشاء النموذج الأولي الأرضي لمصنع المفاعل بحلول عام 2015 ، وبحلول عام 2018 يجب تصنيع مصنع المفاعل لاستكمال NEP وبدء اختباره في Sosnovy Bor. قد تظهر أول TEM لاختبارات الطيران بحلول عام 2020.
عقد الاجتماع التالي حول المشروع في 10 سبتمبر 2013 في شركة روساتوم الحكومية. قدم يو جي دراغونوف ، رئيس NIKIET ، معلومات عن حالة العمل والمشكلات الرئيسية في تنفيذ البرنامج. وأكد أنه في الوقت الحالي ، طور اختصاصيو المعهد وثائق التصميم الفني لمحطة الطاقة النووية ، وحددوا حلول التصميم الرئيسية ، ويقومون بالعمل وفقًا لخريطة طريق المشروع. بعد الاجتماع ، أصدر رئيس شركة روساتوم ، إس في كيرينكو ، تعليمات إلى شركة نيكيت بإعداد مقترحات لتحسين خارطة الطريق.
تم العثور على بعض تفاصيل تصميم وميزات مشروع محطة الطاقة النووية خلال محادثة مع ممثلي مركز Keldysh في معرض MAKS-2013 الجوي. نسخة بالحجم ، دون عمل نموذج أولي مخفض.
تتميز محطة الطاقة النووية بخصائص عالية (لنوعها) بشكل استثنائي: مع طاقة حرارية للمفاعل تبلغ 4 ميغاواط ، ستكون الطاقة الكهربائية في المولد 1 ميغاواط ، أي ستصل الكفاءة إلى 25٪ ، وهي تعتبر نسبة جيدة جدًا مؤشر.
محول التوربينات هو دائرة مزدوجة. في الدائرة الأولية ، يتم استخدام مبادل حراري للوحة - ثلاجة ومبادل حراري أنبوبي. هذا الأخير يفصل بين دائرة إزالة الحرارة الرئيسية (الأولى) ودائرة تفريغ الحرارة الثانية.
فيما يتعلق بأحد أكثر الحلول إثارة للاهتمام التي يتم تطويرها في إطار المشروع (اختيار نوع المبردات - مشعات الدائرة الثانية) ، تم تقديم الإجابة بأنه يتم النظر في كل من المبادلات الحرارية بالتنقيط واللوحة ، وحتى الآن لم يتم الاختيار. على التصميم والملصقات الموضحة ، تم تقديم متغير مع مبرد - باعث بالتنقيط ، وهو المفضل. في موازاة ذلك ، يجري العمل على المبادل الحراري للوحة. وتجدر الإشارة إلى أن التصميم الكامل لـ TEM قابل للتحويل: عند الإطلاق ، يتم تركيب الوحدة تحت غطاء الرأس لمركبة الإطلاق ، وفي المدار "تنتشر جناحيها" - تتحرك القضبان بعيدًا ، وتنشر المفاعل والمحركات و الحمولة على مسافة طويلة.
سيستخدم محرك TEM مجموعة كاملة من محركات الدفع الكهربائية المحسّنة بشكل استثنائي - أربع "بتلات" من ستة محركات معززة بقطر 500 مم ، بالإضافة إلى ثمانية محركات أخرى أصغر - للتحكم في الانقلاب وتصحيح المسار. في صالون MAKS-2013 ، تم عرض محرك عامل ، والذي يتم اختباره بالفعل (لا يزال في اتجاه جزئي ، بقوة كهربائية تصل إلى 5 كيلو واط). تعمل EREs على زينون. هذا هو أفضل سائل عمل ولكنه أيضًا أغلى. كما تم النظر في خيارات أخرى: على وجه الخصوص ، المعادن - الليثيوم والصوديوم. ومع ذلك ، فإن المحركات الموجودة في مثل هذا السائل العامل أقل اقتصادا ، ومن الصعب للغاية إجراء اختبارات أرضية على مثل هذا السائل EJ.
الموارد التقديرية لمحطة الطاقة النووية المدرجة في المشروع هي عشر سنوات. من المفترض أن يتم إجراء اختبارات العمر مباشرةً عند التثبيت الكامل ، وسيتم اختبار الوحدات بشكل مستقل في قاعدة مقاعد الشركات التعاونية. على وجه الخصوص ، تم بالفعل تصنيع الشاحن التوربيني الذي تم تطويره في KBKhM ويتم اختباره في غرفة التفريغ في مركز Keldysh. كما تم صنع جهاز محاكاة مفاعل حراري بقدرة 1 ميغاواط من الطاقة الكهربائية.
معلومات