El desarrollo del remolcador nuclear continúa
Proyecto cronica
Recordemos que el objetivo del proyecto es crear una base basada en la energía y, sobre su base, nuevos recursos espaciales equipados con alta energía para la implementación de programas ambiciosos para el estudio y la exploración del espacio exterior. Estos fondos permiten realizar expediciones al espacio profundo, más que el aumento de 20-fold en la eficiencia económica de las operaciones de transporte espacial y más del aumento de 10-veces en la energía eléctrica a bordo de la nave espacial.
La planta de energía nuclear se basa en un reactor nuclear con un convertidor de turbomáquina de alta durabilidad. El desarrollo de TEM se lleva a cabo por orden del Presidente de Rusia de 22 June 2010, No. 419-rp. Su creación está prevista por el programa estatal "La actividad espacial de Rusia en los años 2013 - 2020" y el programa presidencial sobre la modernización de la economía. Las obras en virtud del contrato se financian con cargo al presupuesto federal en el marco del programa especial "Aplicación de los proyectos de la Comisión bajo el presidente de la Federación de Rusia sobre modernización y desarrollo tecnológico de la economía rusa" *.
Para la implementación de este proyecto avanzado en el período de 2010 a 2018, se asignan más de 17 mil millones de rublos para el año. La distribución exacta de los fondos es la siguiente: 7.245 mil millones de rublos están destinados a que Rosatom State Corporation desarrolle el reactor, 3.955 mil millones de rublos al M. Keldysh Research Center para la creación de una unidad de energía nuclear, y unos 5.8 mil millones de rublos a RSC Energia para la producción de un TEM. La organización responsable del desarrollo del reactor nuclear en sí es el Instituto de Investigación y Diseño de Tecnologías Energéticas (NIKIET), que forma parte del sistema Rosatom. La cooperación también incluyó el Instituto Tecnológico de Investigación Científica Podolsk, el Instituto Rurch Kurchatov, el Instituto de Física y Poder de Obninsk, el Instituto de Investigación Científica de la Asociación de Producción Científica Luch, el Instituto de Investigación Científica de Reactores Atómicos y varias otras empresas y organizaciones. El Centro Keldysh, la oficina de diseño de ingeniería química y la oficina de diseño de automatización química han hecho mucho a lo largo del contorno de circulación del medio de trabajo. El Instituto de Electromecánica está conectado al desarrollo del generador.
El proyecto implementa tecnologías innovadoras por primera vez, en muchos aspectos al no tener análogos mundiales:
esquema de conversión altamente eficiente;
reactor compacto de alta temperatura de neutrones rápidos con sistemas de enfriamiento por gas, que garantiza la seguridad nuclear y radiológica en todas las etapas de operación;
elementos combustibles basados en combustibles de alta densidad;
unidad de propulsión basada en un bloque de potentes motores de propulsión eléctrica de alto rendimiento (ERE);
turbinas de alta temperatura e intercambiadores de calor compactos con un recurso estimado de diez años;
Generadores eléctricos de alta velocidad de alta potencia;
Despliegue de grandes estructuras en el espacio, etc.
En el esquema propuesto, un reactor nuclear genera electricidad: el refrigerante de gas, impulsado a través del núcleo, hace girar la turbina, hace girar el generador y el compresor, que hace circular el fluido de trabajo en un circuito cerrado. La sustancia del reactor no entra en el medio ambiente, es decir, se excluye la contaminación radiactiva. La electricidad se gasta en el trabajo de propulsión eléctrica, que es más económico que los análogos químicos en términos del consumo de fluido de trabajo en 20. La masa y las dimensiones de los elementos básicos de una unidad de energía nuclear deben proporcionarse para su colocación en las partes de la cabeza del espacio de los actuales y futuros vehículos de lanzamiento Proton y Angara de Rusia.
La crónica del proyecto muestra su rápido desarrollo en los tiempos modernos. 30 en abril 2010, Director General Adjunto de la Corporación Estatal de Energía Atómica Rosatom, Director de la Dirección de Complejo de Armas Nucleares, I. I. Kamenskikh aprobó los términos de referencia para el desarrollo de la instalación del reactor y TEM en el marco del proyecto "Creación de una unidad de energía nuclear de clase megawatt". El documento fue acordado y aprobado por Roskosmos. 22 de junio 2010, el presidente ruso D. A. Medvedev firmó una orden sobre la determinación de los ejecutores únicos del proyecto.
9 de febrero 2011 se celebró en Moscú sobre la base del Centro Keldysh, una videoconferencia de empresas, desarrolladores de TEM. Asistieron el jefe de Roscosmos A. N. Perminov, presidente y diseñador general (RSC) "Energy" V. A. Lopota, director del Centro Keldysh A. S. Koroteev, director y diseñador general de NIKIET ** Yu. G. Dragunov y jefe diseñador de plantas de energía espacial NIKIET V.P. Smetannikov. Se prestó especial atención a la necesidad de crear un stand de "Recursos" para probar una instalación de reactor con una unidad de conversión de energía.
25 Abril 2011. Roscosmos anunció una competencia abierta para la implementación de trabajos experimentales y de diseño en el marco de la creación de una central nuclear, una plataforma multifuncional en órbita geoestacionaria y naves espaciales interplanetarias. De acuerdo con los resultados de la competencia (el ganador de los cuales 25 en mayo del mismo año fue NIKIET), se concluyó un contrato estatal con un período de validez de hasta 2015 por un valor de 805 millones de rublos para la creación de una instalación de muestra de banco.
El contrato prevé el desarrollo de: una propuesta técnica para la creación de una muestra de una unidad de energía nuclear (con un simulador térmico de reactor nuclear); su proyecto de diseño; diseño y documentación tecnológica para prototipos de los componentes del banco y los elementos básicos de la central nuclear; Procesos tecnológicos, así como la preproducción para la fabricación de prototipos de componentes del banco y los elementos básicos de la instalación. Fabricación de la muestra de banco y sus ensayos experimentales.
La composición del modelo de banco de la NPSA debe incluir elementos básicos de la instalación estándar, diseñada para garantizar la creación posterior de instalaciones de diferentes capacidades basadas en el principio modular. La muestra de banco debe generar una potencia predeterminada: térmica y eléctrica, así como crear impulsos de empuje característicos de todas las etapas del funcionamiento de una central nuclear como parte de una nave espacial. Para el proyecto se seleccionó un reactor de neutrones rápidos de alta temperatura, refrigerado por gas con una capacidad térmica de hasta 4 MW.
23 Agosto 2012 se llevó a cabo una reunión de representantes de Rosatom y Roskosmos, dedicada a la organización del trabajo sobre la creación de un complejo de pruebas para las pruebas de vida necesarias para la implementación del proyecto TEM. Se llevó a cabo en el Instituto Tecnológico de Investigación Científica Aleksandrov de AP en Sosnovy Bor, cerca de San Petersburgo, donde se planea crear el complejo especificado.
Diseño de croquis TEM terminado en marzo de este año. Los resultados obtenidos permitieron llegar a 2013 en la etapa del diseño detallado y fabricación de equipos y muestras para pruebas autónomas. Las pruebas y el desarrollo de tecnologías de refrigerante comenzaron este año en el reactor de investigación MIR en NIIAR (Dimitrovgrad), donde se instaló un circuito para probar el refrigerante de helio-xenón a temperaturas superiores a 1000 ° С.
El prototipo en tierra de la instalación del reactor está programado para ser creado por 2015, y para 2018, se debe hacer una instalación de reactor para completar el NEDD y sus pruebas comenzaron en Sosnovy Bor. El primer TEM para pruebas de vuelo puede aparecer por 2020.
La próxima reunión del proyecto se llevó a cabo en 10 en septiembre 2013 en la corporación estatal Rosatom. La información sobre el estado del trabajo y los principales problemas durante la implementación del programa fue presentada por el jefe de NIKIET Yu, G. Dragunov. Destacó que, en la actualidad, los expertos del instituto han desarrollado la documentación del diseño técnico de la central nuclear, determinaron las principales soluciones de diseño y realizaron el trabajo de acuerdo con la hoja de ruta del proyecto. Después de la reunión, el director de Rosatom Corporation S.V. Kiriyenko ordenó a NIKIET que preparara propuestas para optimizar el "mapa de ruta".
Algunos detalles del diseño y las características del proyecto YaEDU se descubrieron durante una conversación con representantes del Centro Keldysh en la exhibición aérea MAKS - 2013. En particular, los desarrolladores informaron que la instalación se realizará de inmediato en una versión de tamaño completo, sin hacer un prototipo reducido.
El NRADU tiene características extremadamente altas (por su tipo): con la potencia térmica del reactor 4 MW, la potencia eléctrica en el generador será 1 MW, es decir, la eficiencia alcanzará 25%, lo que se considera un indicador muy bueno.
Turbomáquina convertidor - circuito dual. En el primer circuito, se utiliza un intercambiador de calor de placas: un intercambiador de calor y un intercambiador de calor-enfriador tubular. Este último separa el (principal) contorno principal de eliminación de calor y el segundo contorno de liberación de calor.
Con respecto a una de las decisiones más interesantes que se están desarrollando dentro del proyecto (selección del tipo de emisores de refrigerante del segundo circuito), se respondió que se están considerando intercambiadores de calor tanto de caída como de panel, y hasta ahora no se ha hecho ninguna elección. En la maqueta y los carteles mostrados, se presentó una variante con un emisor de refrigeración preferido. En paralelo, se está trabajando en el intercambiador de calor del panel. Tenga en cuenta que todo el diseño del TEM se puede transformar: en la puesta en marcha, el módulo encaja debajo del carenado del cabezal PH, y en órbita "extiende sus alas": las varillas se separan, lo que lleva el reactor, los motores y la carga útil en largas distancias.
El TEM utilizará una gran cantidad de avanzada y extremadamente potente propulsión eléctrica (cuatro “pétalos” de seis motores sostenibles con un diámetro de 500 mm, más ocho motores más pequeños) para el control de balanceo y el ajuste del rumbo. En el salón MAKS - 2013, se mostró un motor en funcionamiento, que ya está en fase de prueba (en un empuje incompleto, con potencia eléctrica de hasta 5 kW). ERE trabajar en xenón. Este es el mejor, pero también el cuerpo de trabajo más caro. Se consideraron otras opciones: en particular, metales - litio y sodio. Sin embargo, los motores en tal cuerpo de trabajo son menos económicos, y es muy difícil llevar a cabo pruebas de tierra en tal propulsión eléctrica.
La vida útil estimada de una central nuclear incorporada al proyecto es de diez años. Las pruebas de recursos se deben realizar directamente en la instalación completa, y las unidades deben trabajar de manera autónoma en la base de trabajo de las empresas de cooperación. En particular, el turbocompresor desarrollado en KBHM ya se ha fabricado y probado en la cámara de vacío del Centro Keldysh. También se realizó un simulador térmico del reactor para 1 MW de potencia eléctrica.
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