ในช่วง MAKS -2013 ความร่วมมือของ บริษัท ในประเทศจากโครงสร้างของ Roscosmos และ Rosatom ได้นำเสนอโมเดลการขนส่งและพลังงาน (TEM) ที่ได้รับการปรับปรุงด้วยหน่วยขับเคลื่อนพลังงานนิวเคลียร์ในอวกาศ (NPP) ระดับเมกะวัตต์ (NK No. 10, 2556 หน้า 4). โครงการนี้ถูกนำเสนอต่อสาธารณะเมื่อสี่ปีที่แล้วในเดือนตุลาคม 2552 (รหัสภาษีหมายเลข 12, 2009, หน้า 40) สิ่งที่เปลี่ยนแปลงไปในช่วงเวลานี้?
พงศาวดารของโครงการ
โปรดจำไว้ว่าเป้าหมายของโครงการคือการสร้างฐานขับเคลื่อนพลังงานและบนพื้นฐานดังกล่าว ยานอวกาศใหม่ที่มีอัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนักสูงสำหรับการดำเนินการตามโปรแกรมที่มีความทะเยอทะยานสำหรับการศึกษาและการสำรวจอวกาศ วิธีการเหล่านี้ทำให้สามารถดำเนินการสำรวจไปยังห้วงอวกาศได้ เพิ่มประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจของการดำเนินการขนส่งทางอวกาศมากกว่า 20 เท่า และพลังงานไฟฟ้าบนยานอวกาศเพิ่มขึ้นมากกว่า 10 เท่า
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีพื้นฐานมาจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่มีเครื่องแปลงสภาพแบบ turbomachine converter ที่มีอายุการใช้งานยาวนาน การพัฒนา TEM ดำเนินการตามคำสั่งของประธานาธิบดีรัสเซียลงวันที่ 22 มิถุนายน 2553 ฉบับที่ 419-rp การสร้างนั้นถูกมองเห็นโดยโครงการของรัฐ "กิจกรรมอวกาศของรัสเซียในปี 2556 - 2563" และโครงการของประธานาธิบดีเพื่อความทันสมัยของเศรษฐกิจ งานภายใต้สัญญาได้รับทุนจากงบประมาณของรัฐบาลกลางภายใต้กรอบของโครงการพิเศษ "การดำเนินการตามโครงการของคณะกรรมาธิการภายใต้ประธานาธิบดีแห่งสหพันธรัฐรัสเซียเพื่อความทันสมัยและการพัฒนาเทคโนโลยีของเศรษฐกิจรัสเซีย" *
มีการจัดสรรรูเบิลมากกว่า 17 พันล้านรูเบิลสำหรับการดำเนินโครงการขั้นสูงนี้ในช่วงปี 2553 ถึง 2561 การกระจายเงินทุนที่แน่นอนมีดังนี้: 7.245 พันล้านรูเบิลถูกจัดสรรให้กับ บริษัท ของรัฐ Rosatom สำหรับการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์ 3.955 พันล้านรูเบิล - สำหรับศูนย์วิจัย MV Keldysh สำหรับการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และประมาณ 5.8 พันล้านรูเบิล - สำหรับ RSC Energia สำหรับการผลิต TEM องค์กรหลักที่รับผิดชอบในการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์คือสถาบันวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีพลังงาน (NIKIET) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบ Rosatom ความร่วมมือยังรวมถึงสถาบันเทคโนโลยีการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ Podolsk, RRC "Kurchatov Institute", สถาบันฟิสิกส์และวิศวกรรมพลังงานใน Obninsk, สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์ NPO "Luch", สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์ของเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู (NIIAR) และอีกหลายแห่ง องค์กรและองค์กรอื่นๆ Keldysh Center, Design Bureau for Chemical Engineering และ Design Bureau for Chemical Automation ได้ดำเนินการหลายอย่างในวงจรของไหลทำงาน สถาบัน Electromechanics เชื่อมต่อกับการพัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
เป็นครั้งแรกที่โครงการนำเทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมมาใช้ในหลาย ๆ ด้านไม่มีความคล้ายคลึงกันในโลก:
วงจรแปลงที่มีประสิทธิภาพสูง
เครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนความเร็วสูงขนาดกะทัดรัดที่อุณหภูมิสูงพร้อมระบบระบายความร้อนด้วยแก๊ส ทำให้มั่นใจในความปลอดภัยของนิวเคลียร์และการแผ่รังสีในทุกขั้นตอนการทำงาน
องค์ประกอบเชื้อเพลิงที่ใช้เชื้อเพลิงความหนาแน่นสูง
ระบบขับเคลื่อนแบบครูซโดยอิงจากบล็อกของเครื่องยนต์จรวดไฟฟ้าประสิทธิภาพสูง (EJE) อันทรงพลัง
เทอร์ไบน์อุณหภูมิสูงและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนขนาดกะทัดรัดพร้อมอายุการออกแบบสิบปี
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าความเร็วสูง - ตัวแปลงกำลังสูง
การปรับใช้โครงสร้างขนาดใหญ่ในอวกาศ ฯลฯ
ในรูปแบบที่เสนอ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สร้างกระแสไฟฟ้า: แก๊สหล่อเย็นที่ขับเคลื่อนผ่านแกนกลาง จะเปลี่ยนกังหัน ซึ่งหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและคอมเพรสเซอร์ ซึ่งจะหมุนเวียนของไหลทำงานเป็นวงปิด สารจากเครื่องปฏิกรณ์ไม่ออกไปสู่สิ่งแวดล้อมนั่นคือไม่รวมการปนเปื้อนกัมมันตภาพรังสี ไฟฟ้าถูกใช้สำหรับการทำงานของเครื่องยนต์ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า ซึ่งประหยัดกว่าอุปกรณ์แอนะล็อกเคมีถึง 20 เท่าในแง่ของปริมาณการใช้ของไหลทำงาน มวลและขนาดขององค์ประกอบพื้นฐานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการจัดวางในหัวรบอวกาศของยานยิงจรวดรัสเซีย "Proton" และ "Angara" ที่มีอยู่และในอนาคต
พงศาวดารของโครงการแสดงให้เห็นถึงการพัฒนาอย่างรวดเร็วในยุคปัจจุบัน เมื่อวันที่ 30 เมษายน 2010 รองผู้อำนวยการทั่วไปของ State Atomic Energy Corporation Rosatom ผู้อำนวยการผู้อำนวยการศูนย์อาวุธนิวเคลียร์ IM Kamenskikh อนุมัติเงื่อนไขการอ้างอิงสำหรับการพัฒนาโรงงานเครื่องปฏิกรณ์และ TEM ภายในกรอบของโครงการ การสร้าง ของโมดูลการขนส่งและพลังงานที่ใช้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เมกะวัตต์” เอกสารดังกล่าวได้รับการตกลงและอนุมัติโดย Roskosmos เมื่อวันที่ 22 มิถุนายน 2010 ประธานาธิบดีรัสเซีย Dmitry A. Medvedev ได้ลงนามในคำสั่งเกี่ยวกับการกำหนดผู้รับเหมารายเดียวสำหรับโครงการ
เมื่อวันที่ 9 กุมภาพันธ์ 2554 ที่กรุงมอสโกบนพื้นฐานของ Keldysh Center การประชุมทางวิดีโอขององค์กร - นักพัฒนา TEM ได้จัดขึ้น มีผู้เข้าร่วมโดยหัวหน้า Roscosmos A. N. Perminov ประธานและผู้ออกแบบทั่วไป (RSC) Energia V. A. Lopota ผู้อำนวยการศูนย์ Keldysh A. S. Kooteev ผู้อำนวยการผู้ออกแบบทั่วไป NIKIET ** Yu. G. Dragunov และหัวหน้า VP Smetannikov ผู้ออกแบบด้านพลังงานอวกาศ พืชที่ NIKIET ให้ความสนใจเป็นพิเศษกับความจำเป็นในการสร้างฐาน "ทรัพยากร" สำหรับการทดสอบการติดตั้งเครื่องปฏิกรณ์ด้วยหน่วยแปลงพลังงาน
เมื่อวันที่ 25 เมษายน 2011 Roscosmos ได้ประกาศการประกวดราคาแบบเปิดสำหรับการพัฒนาโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มมัลติฟังก์ชั่นในวงโคจรค้างฟ้าและยานอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ อันเป็นผลมาจากการแข่งขัน (ผู้ชนะคือ NIKIET เมื่อวันที่ 25 พฤษภาคมของปีเดียวกัน) สัญญาของรัฐได้รับการลงนามที่ถูกต้องจนถึงปี 2015 มูลค่า 805 ล้านรูเบิลสำหรับการสร้างตัวอย่างม้านั่งของการติดตั้ง
สัญญากำหนดไว้สำหรับการพัฒนา: ข้อเสนอทางเทคนิคสำหรับการสร้างม้านั่ง (พร้อมเครื่องจำลองความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์) ตัวอย่างของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ การออกแบบร่างของเขา เอกสารการออกแบบและเทคโนโลยีสำหรับต้นแบบของส่วนประกอบของผลิตภัณฑ์ตั้งโต๊ะและองค์ประกอบพื้นฐานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ กระบวนการทางเทคโนโลยีตลอดจนการเตรียมการผลิตสำหรับการผลิตต้นแบบส่วนประกอบของผลิตภัณฑ์ตั้งโต๊ะและองค์ประกอบพื้นฐานของการติดตั้ง ทำม้านั่งตัวอย่างและดำเนินการพัฒนาเชิงทดลอง
องค์ประกอบของแบบจำลองม้านั่งของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ควรมีองค์ประกอบพื้นฐานของการติดตั้งมาตรฐาน ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แน่ใจว่าการสร้างการติดตั้งความจุต่างๆ ในภายหลังบนพื้นฐานของหลักการแบบแยกส่วน ตัวอย่างม้านั่งควรสร้างพลังงานที่กำหนด - ความร้อนและไฟฟ้า รวมทั้งสร้างแรงกระตุ้นที่เป็นเรื่องปกติสำหรับทุกขั้นตอนของการดำเนินงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของยานอวกาศ โครงการนี้เลือกใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนเร็วที่ระบายความร้อนด้วยแก๊สอุณหภูมิสูงถึง 4 เมกะวัตต์
เมื่อวันที่ 23 สิงหาคม 2555 ได้มีการจัดประชุมตัวแทนของ Rosatom และ Roscosmos ซึ่งอุทิศให้กับองค์กรของงานในการสร้างศูนย์ทดสอบสำหรับการทดสอบความทนทานที่จำเป็นสำหรับการดำเนินโครงการ TEM จัดขึ้นที่สถาบันเทคโนโลยีวิจัยวิทยาศาสตร์ A. P. Aleksandrov ใน Sosnovy Bor ใกล้เซนต์ปีเตอร์สเบิร์กซึ่งมีแผนที่จะสร้างคอมเพล็กซ์ที่ระบุ
การออกแบบเบื้องต้นของ TEM เสร็จสมบูรณ์ในเดือนมีนาคมปีนี้ ผลลัพธ์ที่ได้ทำให้สามารถย้ายในปี 2556 ไปสู่ขั้นตอนของการออกแบบโดยละเอียดและการผลิตอุปกรณ์และตัวอย่างสำหรับการทดสอบอัตโนมัติการทดสอบและการพัฒนาเทคโนโลยีน้ำหล่อเย็นเริ่มต้นขึ้นในปีนี้ที่เครื่องปฏิกรณ์วิจัย MIR ที่ NIIAR (Dimitrovgrad) ซึ่งมีการติดตั้งลูปสำหรับการทดสอบสารหล่อเย็นฮีเลียม-ซีนอนที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,000 ° C
ต้นแบบบนพื้นดินของโรงงานเครื่องปฏิกรณ์มีการวางแผนที่จะสร้างภายในปี 2015 และภายในปี 2018 โรงงานเครื่องปฏิกรณ์สำหรับทำระบบขับเคลื่อนพลังงานนิวเคลียร์ให้เสร็จสมบูรณ์ควรได้รับการผลิตและการทดสอบเริ่มต้นขึ้นใน Sosnovy Bor TEM แรกสำหรับการทดสอบการบินอาจปรากฏขึ้นภายในปี 2020
การประชุมครั้งต่อไปในโครงการจัดขึ้นเมื่อวันที่ 10 กันยายน 2556 ที่ Rosatom บริษัท ของรัฐ หัวหน้า NIKIET Yu. G. Dragunov นำเสนอข้อมูลเกี่ยวกับสถานะการทำงานและปัญหาหลักในการใช้งานโปรแกรม เขาเน้นว่าในปัจจุบัน ผู้เชี่ยวชาญของสถาบันได้พัฒนาเอกสารเกี่ยวกับการออกแบบทางเทคนิคของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ระบุแนวทางแก้ไขปัญหาการออกแบบหลัก และดำเนินการตาม "แผนงาน" ของโครงการ หลังการประชุม หัวหน้าบริษัท Rosatom S. V. Kirienko ได้สั่งให้ NIKIET เตรียมข้อเสนอสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพแผนที่ถนน
รายละเอียดบางประการของคุณสมบัติการออกแบบและการออกแบบของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์พบได้ในระหว่างการสนทนากับตัวแทนของศูนย์ Keldysh ที่งานแสดงทางอากาศ MAKS-2013 โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นักพัฒนารายงานว่าการติดตั้งจะเสร็จสิ้นทันทีโดยสมบูรณ์- รุ่นขนาดโดยไม่ต้องสร้างต้นแบบที่ลดลง
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีลักษณะที่สูงมาก (สำหรับประเภท): ด้วยพลังงานความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์ 4 MW พลังงานไฟฟ้าบนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเป็น 1 MW นั่นคือประสิทธิภาพจะสูงถึง 25% ซึ่งถือว่าเป็น ตัวบ่งชี้ที่ดีมาก
ตัวแปลงเครื่องเทอร์โบเป็นแบบสองวงจร ในวงจรแรกจะใช้แผ่นแลกเปลี่ยนความร้อน - ตัวกู้คืนและตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อ - ตู้เย็น หลังแยกวงจรระบายความร้อนหลัก (แรก) และวงจรความร้อนกลับที่สอง
เกี่ยวกับหนึ่งในโซลูชั่นที่น่าสนใจที่สุดที่พัฒนาขึ้นภายในกรอบของโครงการ (การเลือกประเภทของตู้เย็น - หม้อน้ำของวงจรที่สอง) คำตอบคือกำลังพิจารณาทั้งเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหยดและแบบแผงและจนถึงขณะนี้ ยังไม่ได้ทำการเลือก ในภาพจำลองและโปสเตอร์ที่สาธิต ตัวเลือกที่ต้องการคือหม้อน้ำตู้เย็นแบบหยด ควบคู่ไปกับงานบนแผงแลกเปลี่ยนความร้อน โปรดทราบว่าโครงสร้าง TEM ทั้งหมดสามารถเปลี่ยนแปลงได้: เมื่อเปิดตัว โมดูลจะพอดีกับแฟริ่งส่วนหัวของ LV และในวงโคจร มันจะ "กางปีกออก" - แท่งจะขยายตัว กระจายเครื่องปฏิกรณ์ เครื่องยนต์ และน้ำหนักบรรทุกในระยะทางไกล
TEM จะใช้ EPE ที่ทรงพลังอย่างยิ่งที่ได้รับการปรับปรุงใหม่ทั้งหมด - "กลีบดอก" สี่ตัวจากเครื่องยนต์หลัก 6 ตัวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 500 มม. และเครื่องยนต์ขนาดเล็กกว่าแปดตัวสำหรับการควบคุมการหมุนตัวและการแก้ไขเส้นทาง ที่โชว์รูม MAKS-2013 มีการแสดงเครื่องยนต์ที่ใช้งานได้ซึ่งอยู่ระหว่างการทดสอบแล้ว (จนถึงแรงขับบางส่วนที่มีกำลังไฟฟ้าสูงถึง 5 กิโลวัตต์) EJE ทำงานบนซีนอน นี่คือของเหลวทำงานที่ดีที่สุด แต่ก็แพงที่สุดเช่นกัน มีการพิจารณาตัวเลือกอื่น ๆ โดยเฉพาะโลหะ - ลิเธียมและโซเดียม อย่างไรก็ตาม เครื่องยนต์ที่ใช้สื่อการทำงานดังกล่าวจะประหยัดน้อยกว่า และเป็นการยากมากที่จะทำการทดสอบภาคพื้นดินกับ EJE ดังกล่าว
ทรัพยากรโดยประมาณของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่รวมอยู่ในโครงการคือสิบปี การทดสอบทรัพยากรควรทำโดยตรงในการติดตั้งที่สมบูรณ์ และหน่วยงานต่างๆ จะดำเนินการด้วยตนเองบนฐานรองขององค์กรความร่วมมือ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เทอร์โบชาร์จเจอร์ที่พัฒนาขึ้นที่ KBHM ได้รับการผลิตแล้วและกำลังทดสอบในห้องสุญญากาศที่ Keldysh Center เครื่องจำลองความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์พลังงานไฟฟ้าขนาด 1 เมกะวัตต์ก็ถูกสร้างขึ้นเช่นกัน