Wakati wa MAKS -2013, ushirikiano wa kampuni za ndani kutoka kwa miundo ya Roscosmos na Rosatom iliwasilisha modeli iliyosasishwa ya moduli ya uchukuzi na nishati (TEM) na kitengo cha nafasi ya nguvu ya nyuklia (NPP) ya darasa la megawatt (NK No. 10, 2013, ukurasa wa 4). Mradi huu uliwasilishwa hadharani haswa miaka minne iliyopita, mnamo Oktoba 2009 (Nambari ya Ushuru Na. 12, 2009, p. 40). Ni nini kimebadilika wakati huu?
Mambo ya nyakati ya mradi huo
Kumbuka kwamba lengo la mradi huo ni kuunda msingi wa kusukuma nishati na, kwa msingi wake, magari mapya ya nafasi na uwiano mkubwa wa nguvu-kwa-uzani kwa utekelezaji wa mipango kabambe ya utafiti na uchunguzi wa anga za juu. Njia hizi hufanya iwezekane kutekeleza safari kwenda angani, kuongezeka zaidi ya mara 20 kwa ufanisi wa uchumi wa shughuli za usafirishaji wa angani na kuongezeka zaidi ya mara 10 ya nguvu ya umeme kwenye chombo cha angani.
Kiwanda cha nguvu za nyuklia kinategemea mtambo wa nyuklia na kibadilishaji cha turbomachine ya maisha marefu. Ukuzaji wa TEM unafanywa kwa agizo la Rais wa Urusi mnamo Juni 22, 2010 Na. 419-rp. Uundaji wake unatarajiwa na mpango wa serikali "shughuli za nafasi za Urusi kwa 2013 - 2020", na mpango wa Rais wa kisasa wa uchumi. Kazi chini ya mkataba inafadhiliwa kutoka bajeti ya shirikisho ndani ya mfumo wa mpango maalum "Utekelezaji wa miradi ya Tume chini ya Rais wa Shirikisho la Urusi kwa maendeleo ya kisasa na kiteknolojia ya uchumi wa Urusi" *.
Zaidi ya rubles bilioni 17 zimetengwa kwa utekelezaji wa mradi huu wa hali ya juu katika kipindi cha kuanzia 2010 hadi 2018. Usambazaji halisi wa fedha ni kama ifuatavyo: Rubles bilioni 7.245 zimetengwa kwa shirika la serikali Rosatom kwa maendeleo ya mtambo, rubles bilioni 3.955 - kwa Kituo cha Utafiti cha MV Keldysh kwa uundaji wa kiwanda cha nguvu za nyuklia, na karibu rubles bilioni 5.8 - kwa RSC Energia kwa utengenezaji wa TEM. Shirika kuu linalohusika na utengenezaji wa nyuklia yenyewe ni Taasisi ya Utafiti na Maendeleo ya Teknolojia ya Nishati (NIKIET), ambayo ni sehemu ya mfumo wa Rosatom. Ushirikiano pia ni pamoja na Taasisi ya Teknolojia ya Sayansi ya Podolsk, RRC "Taasisi ya Kurchatov", Taasisi ya Fizikia na Uhandisi wa Nguvu huko Obninsk, Taasisi ya Utafiti wa Sayansi NPO "Luch", Taasisi ya Utafiti wa Sayansi ya Reactors Atomic (NIIAR) na idadi ya mashirika mengine na mashirika. Kituo cha Keldysh, Ofisi ya Ubunifu wa Uhandisi wa Kemikali na Ofisi ya Kubuni ya Utengenezaji wa Kemikali imefanya mengi kwenye mzunguko wa maji ya kufanya kazi. Taasisi ya Electromechanics iliunganishwa na ukuzaji wa jenereta.
Kwa mara ya kwanza, mradi unatumia teknolojia za ubunifu ambazo kwa njia nyingi hazina milinganisho ulimwenguni:
mzunguko mzuri wa uongofu;
mtambo wa joto wa juu wenye joto la juu na mifumo ya baridi ya gesi, kuhakikisha usalama wa nyuklia na mionzi katika hatua zote za operesheni;
vipengee vya mafuta vyenye msongamano mkubwa;
mfumo wa utaftaji wa baharini kulingana na kizuizi cha injini zenye nguvu za juu za utendaji wa roketi (EJE);
mitambo ya joto kali na ubadilishaji joto wa joto na maisha ya kubuni ya miaka kumi;
jenereta za umeme za kasi za kasi za nguvu kubwa;
kupelekwa kwa miundo ya ukubwa katika nafasi, nk.
Katika mpango uliopendekezwa, mtambo wa nyuklia hutengeneza umeme: kifaa cha kupoza gesi, kinachoendeshwa kupitia msingi, hugeuza turbine, ambayo inazunguka jenereta ya umeme na kontrakta, ambayo huzunguka giligili inayofanya kazi kwa kitanzi kilichofungwa. Dutu kutoka kwa mtambo haiendi kwenye mazingira, ambayo ni kwamba, uchafuzi wa mionzi haujatengwa. Umeme hutumiwa kwa operesheni ya injini ya umeme, ambayo ni zaidi ya mara 20 ya kiuchumi kuliko milinganisho ya kemikali kwa matumizi ya giligili inayofanya kazi. Uzito na vipimo vya vitu vya kimsingi vya mmea wa nguvu ya nyuklia vinapaswa kuhakikisha kuwekwa kwao kwenye vichwa vya angani vya gari zilizopo na zinazotarajiwa za uzinduzi wa Urusi "Proton" na "Angara".
Mambo ya nyakati ya mradi huo yanaonyesha maendeleo yake ya haraka katika nyakati za kisasa. Mnamo Aprili 30, 2010, Naibu Mkurugenzi Mkuu wa Shirika la Nishati ya Atomiki ya Jimbo Rosatom, Mkurugenzi wa Kurugenzi ya Silaha ya Silaha za Nyuklia IM Kamenskikh aliidhinisha hadidu za rejeleo kwa ukuzaji wa kituo cha umeme na TEM ndani ya mfumo wa mradi Uumbaji moduli ya uchukuzi na umeme kulingana na mtambo wa umeme wa megawati”. Hati hiyo ilikubaliwa na kupitishwa na Roskosmos. Mnamo Juni 22, 2010, Rais wa Urusi Dmitry A. Medvedev alisaini Agizo juu ya uamuzi wa wakandarasi pekee wa mradi huo.
Mnamo Februari 9, 2011 huko Moscow kwa msingi wa Kituo cha Keldysh mkutano wa video wa biashara - watengenezaji wa TEM ulifanyika. Ilihudhuriwa na mkuu wa Roscosmos A. N. Perminov, Rais na Mbuni Mkuu (RSC) Energia V. A. Lopota, Mkurugenzi wa Kituo cha Keldysh A. S. Koroteev, Mkurugenzi Mkuu Mbuni NIKIET ** Yu. G. Dragunov na Chief VP Smetannikov, mbuni wa nguvu za anga. mimea katika NIKIET. Uangalifu haswa ulilipwa kwa hitaji la kuunda stendi ya "Rasilimali" ya kupima usakinishaji wa mtambo na kitengo cha ubadilishaji wa nishati.
Mnamo Aprili 25, 2011, Roscosmos ilitangaza zabuni wazi ya ukuzaji wa kiwanda cha nguvu za nyuklia, jukwaa la kazi nyingi katika obiti ya geostationary na chombo cha angani. Kama matokeo ya mashindano (mshindi wake alikuwa NIKIET mnamo Mei 25 ya mwaka huo huo), kandarasi ya serikali ilisainiwa halali hadi 2015 yenye thamani ya rubles milioni 805 kwa uundaji wa sampuli ya benchi ya ufungaji.
Mkataba hutoa maendeleo ya: pendekezo la kiufundi la kuundwa kwa benchi (na simulator ya joto ya mtambo wa nyuklia) sampuli ya mmea wa nyuklia; muundo wake wa rasimu; muundo na nyaraka za kiteknolojia kwa prototypes za vifaa vya bidhaa ya benchi na vitu vya msingi vya mmea wa nyuklia; michakato ya kiteknolojia, pamoja na utayarishaji wa uzalishaji wa utengenezaji wa prototypes ya vifaa vya benchi na vitu vya msingi vya ufungaji; kufanya sampuli ya benchi na kutekeleza maendeleo yake ya majaribio.
Muundo wa mfano wa benchi ya mmea wa nguvu ya nyuklia inapaswa kujumuisha vitu vya msingi vya usanidi wa kawaida, iliyoundwa ili kuhakikisha uundaji unaofuata wa mitambo ya uwezo anuwai kwa msingi wa kanuni ya kawaida. Sampuli ya benchi inapaswa kutoa nguvu iliyopewa - ya joto na umeme, na vile vile itengeneze msukumo ambao ni kawaida kwa hatua zote za utendaji wa mmea wa nyuklia kama sehemu ya chombo cha angani. Kiwanda cha joto cha juu kilichopozwa na gesi chenye joto kali na nguvu ya joto ya hadi 4 MW ilichaguliwa kwa mradi huo.
Mnamo Agosti 23, 2012, mkutano wa wawakilishi wa Rosatom na Roscosmos ulifanyika, uliowekwa wakfu kwa shirika la kazi juu ya uundaji wa tata ya majaribio ya vipimo vya uvumilivu vinavyohitajika kwa utekelezaji wa mradi wa TEM. Ilifanyika katika Taasisi ya Teknolojia ya Utafiti wa Sayansi ya A. P Aleksandrov huko Sosnovy Bor karibu na St Petersburg, ambapo imepangwa kuunda tata hiyo.
Ubunifu wa awali wa TEM ulikamilishwa mnamo Machi mwaka huu. Matokeo yaliyopatikana yalifanya iweze kuhamia mnamo 2013 hadi hatua ya muundo wa kina na utengenezaji wa vifaa na sampuli za vipimo vya uhuru. Upimaji na ukuzaji wa teknolojia za kupoza ulianza mwaka huu kwa mtambo wa utafiti wa MIR huko NIIAR (Dimitrovgrad), ambapo kitanzi cha kupima heliamu-xenon baridi kwenye joto zaidi ya 1000 ° C kiliwekwa.
Mfano wa msingi wa mmea wa reactor umepangwa kuundwa ifikapo mwaka 2015, na ifikapo mwaka 2018 mmea wa mtambo wa kukamilisha mfumo wa kusukuma umeme wa nyuklia unapaswa kutengenezwa na majaribio yake yakaanza huko Sosnovy Bor. TEM ya kwanza ya majaribio ya kukimbia inaweza kuonekana ifikapo 2020.
Mkutano uliofuata wa mradi huo ulifanyika mnamo Septemba 10, 2013 katika shirika la serikali Rosatom. Mkuu wa NIKIET Yu. G. Dragunov aliwasilisha habari juu ya hali ya kazi na shida kuu katika utekelezaji wa programu hiyo. Alisisitiza kuwa kwa sasa wataalam wa Taasisi wameandaa nyaraka za muundo wa kiufundi wa mmea wa nyuklia, wamegundua suluhisho kuu za muundo na kutekeleza kazi hiyo kulingana na "ramani ya barabara" ya mradi huo. Kufuatia mkutano huo, mkuu wa shirika la Rosatom S. V. Kirienko aliagiza NIKIET kuandaa mapendekezo ya kuboresha ramani ya barabara.
Maelezo kadhaa ya muundo na muundo wa mmea wa nguvu za nyuklia ulipatikana wakati wa mazungumzo na wawakilishi wa Kituo cha Keldysh kwenye onyesho la hewani la MAKS-2013. Hasa, watengenezaji waliripoti kuwa usanikishaji utafanywa mara moja kwa kamili- toleo la saizi, bila kutengeneza mfano uliopunguzwa.
Kiwanda cha nguvu za nyuklia kina sifa kubwa sana (kwa aina yake): na nguvu ya joto ya mtambo wa MW 4, nguvu ya umeme kwenye jenereta itakuwa 1 MW, ambayo ni, ufanisi utafikia 25%, ambayo inachukuliwa kuwa kiashiria kizuri sana.
Kigeuzi cha turbomachine ni mzunguko-mbili. Katika mzunguko wa kwanza, mchanganyiko wa joto wa sahani hutumiwa - recuperator na joto tubular exchanger-friji. Mwisho hutenganisha mzunguko kuu (wa kwanza) wa kuondoa joto na mzunguko wa pili wa kurudi joto.
Kuhusu moja wapo ya suluhisho la kupendeza linalotengenezwa ndani ya mfumo wa mradi (chaguo la aina ya jokofu-radiator za mzunguko wa pili), jibu lilipewa kuwa njia zote mbili za ubadilishaji joto na jopo zinazingatiwa, na hadi sasa uchaguzi haujafanywa. Kwenye onyesho la kejeli na mabango, chaguo lililopendekezwa liliwasilishwa na radiator ya friji. Sambamba, kazi inaendelea kwenye mchanganyiko wa joto wa jopo. Kumbuka kuwa muundo wote wa TEM unaweza kubadilika: wakati wa uzinduzi, moduli hiyo inafaa chini ya kichwa cha LV, na kwa njia ya obiti "hutandaza mabawa yake" - viboko hupanua, hueneza mtambo, injini na mzigo wa malipo kwa umbali mrefu.
TEM itatumia rundo zima la kuboreshwa kwa nguvu za EPEs - "petals" nne za injini kuu sita zilizo na kipenyo cha 500 mm, pamoja na injini nane ndogo za kudhibiti roll na marekebisho ya kozi. Kwenye chumba cha maonyesho cha MAKS-2013, injini inayofanya kazi ilionyeshwa, ambayo tayari inafanyiwa upimaji (hadi sasa kwa nguvu ndogo, na nguvu ya umeme ya hadi 5 kW). EJEs hufanya kazi kwenye xenon. Hii ndio bora zaidi, lakini pia giligili inayofanya kazi ghali zaidi. Chaguzi zingine zilizingatiwa: haswa, metali - lithiamu na sodiamu. Walakini, injini zinazotegemea njia kama hiyo ya kufanya kazi hazina uchumi, na ni ngumu sana kufanya majaribio ya ardhini kwenye EJEs kama hizo.
Rasilimali inayokadiriwa ya mmea wa nyuklia, iliyojumuishwa katika mradi huo, ni miaka kumi. Vipimo vya rasilimali vinatakiwa kufanywa moja kwa moja kwenye usakinishaji kamili, na vitengo vitaendeshwa kwa uhuru kwenye msingi wa benchi wa mashirika ya ushirikiano. Hasa, turbocharger iliyotengenezwa katika KBHM tayari imetengenezwa na inajaribiwa katika chumba cha utupu katika Kituo cha Keldysh. Simulator ya joto ya umeme wa umeme wa 1 MW pia ilitengenezwa.
