Gjatë MAKS -2013, bashkëpunimi i firmave vendase nga strukturat e Roscosmos dhe Rosatom paraqiti një model të azhurnuar të një moduli transporti dhe energjie (TEM) me një njësi shtytëse të fuqisë bërthamore hapësinore (NPP) të një klase megavat (NK Nr. 10, 2013, f. 4). Ky projekt u prezantua publikisht saktësisht katër vjet më parë, në Tetor 2009 (Kodi Tatimor Nr. 12, 2009, f. 40). Çfarë ka ndryshuar gjatë kësaj kohe?
Kronikë e projektit
Kujtojmë që qëllimi i projektit është të krijojë një bazë shtytëse energjetike dhe, mbi bazën e tij, automjete të reja hapësinore me një raport të lartë fuqi-peshë për zbatimin e programeve ambicioze për studimin dhe eksplorimin e hapësirës së jashtme. Këto mjete bëjnë të mundur zbatimin e ekspeditave në hapësirën e thellë, një rritje mbi 20-fish të efikasitetit ekonomik të operacioneve të transportit hapësinor dhe një rritje më shumë se 10-fish të fuqisë elektrike në bordin e anijes.
Centrali bërthamor bazohet në një reaktor bërthamor me një konvertues turbomakine me jetë të gjatë. Zhvillimi i TEM kryhet me urdhër të Presidentit të Rusisë të datës 22 qershor 2010 Nr. 419-rp. Krijimi i tij parashikohet nga programi shtetëror "Aktivitetet hapësinore të Rusisë për 2013 - 2020", dhe programi i Presidentit për modernizimin e ekonomisë. Puna sipas kontratës financohet nga buxheti federal në kuadër të programit special "Zbatimi i projekteve të Komisionit nën Presidentin e Federatës Ruse për modernizimin dhe zhvillimin teknologjik të ekonomisë ruse" *.
Më shumë se 17 miliardë rubla janë ndarë për zbatimin e këtij projekti të avancuar në periudhën nga 2010 në 2018. Shpërndarja e saktë e fondeve është si më poshtë: 7.245 miliardë rubla i ndahen korporatës shtetërore Rosatom për zhvillimin e reaktorit, 3.955 miliardë rubla - për Qendrën Kërkimore MV Keldysh për krijimin e një centrali bërthamor, dhe rreth 5.8 miliardë rubla - për RSC Energia për prodhimin e TEM. Organizata kryesore përgjegjëse për zhvillimin e reaktorit bërthamor në vetvete është Instituti i Kërkimit dhe Zhvillimit të Teknologjive të Energjisë (NIKIET), i cili është pjesë e sistemit Rosatom. Bashkëpunimi përfshin gjithashtu Institutin Teknologjik të Kërkimit Shkencor Podolsk, RRC "Instituti Kurchatov", Instituti i Fizikës dhe Inxhinierisë së Energjisë në Obninsk, Instituti i Kërkimeve Shkencore NPO "Luch", Instituti Kërkimor Shkencor i Reaktorëve Atomikë (NIIAR) dhe një numër ndërmarrjeve dhe organizatave të tjera. Qendra Keldysh, Byroja e Dizajnit për Inxhinieri Kimike dhe Byroja e Dizajnit për Automatizimin Kimik kanë bërë shumë në qarkun e lëngut të punës. Instituti i Elektromekanikës ishte i lidhur me zhvillimin e gjeneratorit.
Për herë të parë, projekti zbaton teknologji novatore që në shumë aspekte nuk kanë analoge në botë:
qark konvertimi shumë efikas;
reaktor komponent neutron me temperaturë të lartë me sisteme ftohëse me gaz, duke siguruar siguri bërthamore dhe rrezatimi në të gjitha fazat e funksionimit;
elemente të karburantit me densitet të lartë të bazuar në karburant;
sistemi shtytës i lundrimit i bazuar në një bllok të motorëve të fuqishëm të raketave elektrike me performancë të lartë (EJE);
turbina me temperaturë të lartë dhe shkëmbyes kompakt të nxehtësisë me një jetë projektimi dhjetëvjeçare;
gjeneratorë-konvertues elektrikë me shpejtësi të lartë të fuqisë së lartë;
vendosja e strukturave të mëdha në hapësirë, etj.
Në skemën e propozuar, një reaktor bërthamor gjeneron energji elektrike: një ftohës gazi, i drejtuar përmes bërthamës, kthen një turbinë, e cila rrotullon një gjenerator elektrik dhe një kompresor, i cili qarkullon lëngun e punës në një lak të mbyllur. Substanca nga reaktori nuk del në mjedis, domethënë, kontaminimi radioaktiv përjashtohet. Energjia elektrike konsumohet për funksionimin e një motori shtytës elektrik, i cili është më shumë se 20 herë më ekonomik sesa analogët kimikë për sa i përket konsumit të lëngut të punës. Masa dhe dimensionet e elementeve bazë të termocentralit bërthamor duhet të sigurojnë vendosjen e tyre në kokat luftarake të automjeteve ekzistuese dhe të ardhshme të lëshimit rus "Proton" dhe "Angara".
Kronika e projektit tregon zhvillimin e tij të shpejtë në kohët moderne. Më 30 Prill 2010, Zëvendës Drejtori i Përgjithshëm i Korporatës Shtetërore të Energjisë Atomike Rosatom, Drejtori i Drejtorisë për Kompleksin e Armëve Bërthamore IM Kamenskikh miratoi kushtet e referencës për zhvillimin e një objekti reaktori dhe TEM në kuadër të projektit Krijimi të një moduli transporti dhe energjie të bazuar në një termocentral bërthamor megavat”. Dokumenti u pajtua dhe u miratua nga Roskosmos. Më 22 qershor 2010, Presidenti rus Dmitry A. Medvedev nënshkroi një Urdhër për përcaktimin e kontraktorëve të vetëm për projektin.
Më 9 shkurt 2011 në Moskë, në bazë të Qendrës Keldysh, u mbajt një video konferencë e ndërmarrjeve - zhvilluesit e TEM. Aty morën pjesë kreu i Roscosmos A. N. Perminov, Presidenti dhe Projektuesi i Përgjithshëm (RSC) Energia V. A. Lopota, Drejtori i Qendrës Keldysh A. S. Koroteev, Drejtori i Përgjithshëm Projektuesi NIKIET ** Yu. G. Dragunov dhe Shefi VP Smetannikov, projektuesi i fuqisë hapësinore bimë në NIKIET. Vëmendje e veçantë iu kushtua nevojës për të krijuar një stendë "Burimi" për testimin e instalimit të reaktorit me një njësi konvertimi të energjisë.
Më 25 Prill 2011, Roscosmos shpalli një tender të hapur për zhvillimin e një termocentrali bërthamor, një platformë shumëfunksionale në orbitën gjeostacionare dhe anijet kozmike. Si rezultat i konkursit (fituesi i të cilit ishte NIKIET më 25 maj të të njëjtit vit), u nënshkrua një kontratë shtetërore e vlefshme deri në 2015 me vlerë 805 milion rubla për krijimin e një mostre stol të instalimit.
Kontrata parashikon zhvillimin e: një propozimi teknik për krijimin e një kampioni (me një imitues termik të një reaktori bërthamor) të një centrali bërthamor; hartimi i projektit të tij; projektimi dhe dokumentacioni teknologjik për prototipet e përbërësve të një produkti stol dhe elementët bazë të një centrali bërthamor; proceset teknologjike, si dhe përgatitjen e prodhimit për prodhimin e prototipeve të përbërësve të produktit të stolit dhe elementeve bazë të instalimit; duke bërë një mostër stol dhe duke kryer zhvillimin e tij eksperimental.
Përbërja e modelit të stolit të termocentralit bërthamor duhet të përfshijë elementet bazë të një instalimi standard, të krijuar për të siguruar krijimin e mëvonshëm të instalimeve të kapaciteteve të ndryshme në bazë të një parimi modular. Mostra e stolit duhet të prodhojë një fuqi të caktuar - termike dhe elektrike, si dhe të krijojë impulse shtytëse që janë tipike për të gjitha fazat e funksionimit të termocentralit bërthamor si pjesë e anijes kozmike. Për projektin u zgjodh një reaktor neutron i ftohur me temperaturë të lartë me fuqi termike deri në 4 MW.
Më 23 gusht 2012, u mbajt një takim i përfaqësuesve të Rosatom dhe Roscosmos, kushtuar organizimit të punës për krijimin e një kompleksi testimi për testet e qëndrueshmërisë të nevojshme për zbatimin e projektit TEM. Ajo u zhvillua në Institutin Teknologjik të Kërkimit Shkencor A. P. Aleksandrov në Sosnovy Bor pranë Shën Petersburg, ku është planifikuar të krijojë kompleksin e specifikuar.
Dizajni paraprak i TEM u përfundua në Mars të këtij viti. Rezultatet e marra bënë të mundur kalimin në vitin 2013 në fazën e projektimit dhe prodhimit të detajuar të pajisjeve dhe mostrave për teste autonome. Testimi dhe zhvillimi i teknologjive të ftohësit filloi këtë vit në reaktorin kërkimor MIR në NIIAR (Dimitrovgrad), ku u instalua një lak për testimin e ftohësit helium-ksenon në temperatura mbi 1000 ° C.
Një prototip me bazë tokësore i impiantit të reaktorit është planifikuar të krijohet deri në vitin 2015, dhe deri në vitin 2018 duhet të prodhohet një impiant reaktori për përfundimin e sistemit të fuqisë bërthamore dhe testet e tij të fillojnë në Sosnovy Bor. TEM i parë për testet e fluturimit mund të shfaqet deri në vitin 2020.
Takimi tjetër për projektin u mbajt më 10 shtator 2013 në korporatën shtetërore Rosatom. Kreu i NIKIET Yu G. Dragunov paraqiti informacion mbi gjendjen e punës dhe problemet kryesore në zbatimin e programit. Ai theksoi se aktualisht specialistët e Institutit kanë zhvilluar dokumentacionin e projektimit teknik të termocentralit bërthamor, kanë identifikuar zgjidhjet kryesore të projektimit dhe kryejnë punën në përputhje me "udhërrëfyesin" e projektit. Pas takimit, kreu i korporatës Rosatom S. V. Kirienko udhëzoi NIKIET të përgatisë propozime për optimizimin e hartës së rrugës.
Disa detaje të tipareve të projektimit dhe projektimit të termocentralit bërthamor u zbuluan gjatë një bisede me përfaqësuesit e Qendrës Keldysh në shfaqjen ajrore MAKS-2013. Në veçanti, zhvilluesit raportuan se instalimi do të bëhet menjëherë në mënyrë të plotë. version i madhësisë, pa bërë një prototip të reduktuar.
Centrali bërthamor ka karakteristika jashtëzakonisht të larta (për llojin e tij): me një fuqi termike të reaktorit prej 4 MW, fuqia elektrike në gjenerator do të jetë 1 MW, domethënë efikasiteti do të arrijë 25%, e cila konsiderohet si një tregues shumë i mirë.
Konvertuesi i turbomakinës është një me dy qark. Në qarkun e parë, përdoret një shkëmbyes i nxehtësisë i pllakave - një rikuperues dhe një shkëmbyes tubash i nxehtësisë -frigorifer. Kjo e fundit ndan qarkun kryesor (të parë) të heqjes së nxehtësisë dhe qarkun e dytë të kthimit të nxehtësisë.
Lidhur me njërën nga zgjidhjet më interesante që po zhvillohet në kuadër të projektit (zgjedhja e llojit të frigoriferëve-radiatorëve të qarkut të dytë), u dha përgjigja se si shkëmbyesit e nxehtësisë pikoj ashtu edhe ato të panelit po merren parasysh, dhe deri më tani zgjedhja nuk është bërë. Në modelin e demonstruar dhe posterat, opsioni i preferuar u paraqit me një radiator frigorifer me pikim. Paralelisht, po punohet në shkëmbyesin e nxehtësisë në panel. Vini re se e gjithë struktura e TEM -it është e transformueshme: në nisje, moduli përshtatet nën mbulesën e kokës LV, dhe në orbitë "hap krahët" - shufrat zgjerohen, duke përhapur reaktorin, motorët dhe ngarkesën në një distancë të gjatë.
TEM do të përdorë një bandë të tërë të EPE -ve jashtëzakonisht të fuqishme të përmirësuara - katër "petale" të gjashtë motorëve kryesorë me një diametër prej 500 mm, plus tetë motorë më të vegjël për kontrollin e rrotullimit dhe korrigjimin e kursit. Në sallën e ekspozitës MAKS-2013, u shfaq një motor pune, i cili tashmë po i nënshtrohet testimit (deri më tani në shtytje të pjesshme, me fuqi elektrike deri në 5 kW). EJE -të punojnë në ksenon. Ky është lëngu më i mirë, por edhe më i shtrenjtë i punës. Opsione të tjera u morën parasysh: në veçanti, metale - litium dhe natrium. Sidoqoftë, motorët e bazuar në një medium të tillë pune janë më pak ekonomikë dhe është shumë e vështirë të kryhen teste tokësore në EJE të tilla.
Burimi i vlerësuar i termocentralit bërthamor, i përfshirë në projekt, është dhjetë vjet. Testet e burimeve supozohet të kryhen drejtpërdrejt në instalimin e plotë, dhe njësitë do të operohen në mënyrë autonome në bazën e stolit të ndërmarrjeve të bashkëpunimit. Në veçanti, turbocharger i zhvilluar në KBHM tashmë është prodhuar dhe po testohet në një dhomë vakumi në Qendrën Keldysh. Gjithashtu u bë një imitues termik i një reaktori të energjisë elektrike 1 MW.
