핵 잡아 당김 개발 계속
MAKS-2013 기간 동안 Roscosmos와 Rosatom 구조의 국내 기업 협력은 메가와트급 우주 원자력 발전소(NPP)와 함께 운송 및 에너지 모듈(TEM)의 업데이트된 모델을 제시했습니다(NK No. 10, 2013, p. 4). 이 프로젝트는 정확히 2009년 전인 12년 2009월에 공개되었습니다(NC No. 40, XNUMX, p. XNUMX). 그동안 어떤 변화가 있었나요?
프로젝트 크로니클
이 프로젝트의 목표는 우주 연구 및 탐사를 위한 야심 찬 프로그램을 구현하기 위해 동력 대 중량 비율이 높은 새로운 우주선을 기반으로 동력 추진 기지를 만드는 것임을 상기하십시오. 이 기금을 통해 심우주 탐사, 우주 운송 작업의 경제적 효율성이 20배 이상 증가하고 우주선에 탑재된 전력이 10배 이상 증가할 수 있습니다.
원자력 발전소의 기초는 수명이 긴 터보 기계 변환기가 있는 원자로입니다. TEM의 개발은 22년 2010월 419일 No. 2013-rp 일자 러시아 대통령의 명령에 따라 수행됩니다. 그것의 생성은 "2020-XNUMX 년 러시아의 우주 활동"국가 프로그램과 경제 현대화를위한 대통령 프로그램에 의해 구상됩니다. 계약에 따른 작업은 "러시아 경제의 현대화 및 기술 개발을 위한 러시아 연방 대통령 산하 위원회 프로젝트 구현"* 특별 프로그램의 틀 내에서 연방 예산에서 자금을 조달합니다.
2010년부터 2018년까지 이 최첨단 프로젝트의 구현을 위해 17억 루블 이상이 할당되었습니다. 자금의 정확한 분포는 다음과 같습니다. 7.245억 3.955만 루블은 원자로 개발을 위한 국영 기업인 Rosatom, 5.8억 XNUMX만 루블은 원자력 발전소 건설을 위한 MV Keldysh 연구 센터, TEM 제조를 위한 RSC Energia는 약 XNUMX억 루블입니다. 원자로 자체의 개발을 담당하는 수석 조직은 Rosatom 시스템의 일부인 에너지 기술 연구 및 설계 연구소(NIKIET)입니다. 이 협력에는 Podolsk Research Technological Institute, 러시아 연구 센터 "Kurchatov Institute", Obninsk의 물리학 및 전력 공학 연구소, NPO "Luch" 연구소, RIAR(Research Institute of Nuclear Reactors) 및 기타 여러 기업 및 조직도 포함됩니다. Keldysh 센터, 화학 공학 설계국 및 화학 자동화 설계국은 작동 유체의 순환 회로에 대해 많은 작업을 수행했습니다. Institute of Electromechanics는 발전기 개발에 참여하고 있습니다.
처음으로 이 프로젝트는 여러 측면에서 세계에 아날로그가 없는 혁신적인 기술을 구현합니다.
고효율 변환 회로;
모든 작동 단계에서 핵 및 방사선 안전을 보장하는 가스 냉각 시스템을 갖춘 고온 소형 고속 중성자 원자로;
고밀도 연료 기반 연료 요소;
강력한 고성능 전기 로켓 엔진(EP) 블록을 기반으로 하는 행진 추진 시스템;
예상 자원이 XNUMX년인 고온 터빈 및 소형 열교환기;
고속 발전기-고출력 변환기;
우주에 대형 구조물 배치 등
제안 된 계획에서 원자로는 전기를 생성합니다. 코어를 통해 구동되는 가스 냉각제는 발전기를 회전시키는 터빈과 폐쇄 루프에서 작동 유체를 순환시키는 압축기를 회전시킵니다. 반응기의 물질은 환경에 유입되지 않습니다. 즉, 방사능 오염이 제외됩니다. 작동 유체의 소비 측면에서 화학적 아날로그보다 20 배 이상 경제적 인 전기 추진 엔진의 작동에 전기가 소비됩니다. 원자력 발전소의 기본 요소의 질량과 치수는 기존 및 미래의 러시아 Proton 및 Angara 발사체의 우주 탄두에 배치되어야 합니다.
프로젝트의 연대기는 현대의 급속한 발전을 보여줍니다. 30년 2010월 22일, 핵무기 복합단지 I. M. Kamenskikh 국장인 Rosatom 국영 기업 부국장은 "메가와트급 원자력 발전소를 기반으로 한 운송 및 에너지 모듈 생성" 프로젝트의 틀 내에서 원자로 플랜트 및 TEM 개발을 위한 참조 조건을 승인했습니다. 이 문서는 Roscosmos의 동의 및 승인을 받았습니다. 2010년 XNUMX월 XNUMX일, D. A. Medvedev 러시아 대통령은 프로젝트 수행을 위한 단독 계약자 결정에 관한 법령에 서명했습니다.
9년 2011월 XNUMX일 모스크바에서 Keldysh Center를 기반으로 TEM 개발자 기업의 화상 회의가 열렸습니다. Roskosmos A. N. Perminov의 책임자, Energia V. A. Lopota의 사장 겸 일반 디자이너(RKK), Keldysh Center A. S. Koroteev의 이사, NIKIET ** Yu. G. Dragunov의 이사 겸 일반 디자이너, NIKIET 우주 발전소 V. P. Smetannikov의 수석 디자이너가 참석했습니다. 에너지 변환 장치가 있는 원자로 플랜트를 테스트하기 위한 Resurs 스탠드를 만들어야 할 필요성에 특별한 주의를 기울였습니다.
25년 2011월 25일 Roskosmos는 원자력 발전소, 정지 궤도 및 행성 간 우주선의 다기능 플랫폼을 만드는 틀 내에서 개발 작업을 위한 공개 경쟁을 발표했습니다. 경쟁의 결과 (같은 해 2015 월 805 일에 NIKIET가 우승했습니다) 설치의 벤치 모델 생성을 위해 XNUMX 년까지 XNUMX 억 XNUMX 만 루블 상당의 주 계약이 체결되었습니다.
계약은 다음의 개발을 제공합니다. 원자력 발전소의 벤치(원자로의 열 시뮬레이터 포함) 샘플 생성을 위한 기술 제안; 그의 초안 디자인; 벤치 제품 구성 요소의 프로토타입과 원자력 발전소의 기본 요소에 대한 설계 및 기술 문서; 벤치 제품의 구성 요소 및 설치의 기본 요소의 프로토 타입 제조를 위한 생산 준비뿐만 아니라 기술 프로세스; 벤치 샘플 생산 및 실험 테스트.
원자력 발전소 벤치 샘플의 구성에는 표준 설비의 기본 요소가 포함되어야 하며, 모듈 원리에 따라 다양한 용량의 설비를 차후에 생성할 수 있도록 설계되었습니다. 벤치 샘플은 지정된 전력(열 및 전기)을 생성하고 우주선의 일부로 원자력 발전소 작동의 모든 단계에 특징적인 추력 임펄스를 생성해야 합니다. 프로젝트를 위해 최대 4MW의 화력을 가진 고온 가스 냉각식 고속 중성자로가 선택되었습니다.
23년 2012월 XNUMX일, Rosatom과 Roscosmos의 대표 회의가 열렸으며, TEM 프로젝트 구현에 필요한 수명 테스트를 위한 테스트 단지 생성 작업을 조직하는 데 전념했습니다. 지정된 단지를 만들 계획 인 상트 페테르부르크 근처 Sosnovy Bor에있는 A.P. Alexandrov Research Technological Institute에서 열렸습니다.
TEM의 예비 설계는 올해 2013월에 완료되었습니다. 그 결과 1000년에는 자율시험을 위한 장비 및 시료의 상세 설계 및 제작 단계까지 진행할 수 있게 되었습니다. 냉각수 기술의 테스트 및 개발은 올해 XNUMX°C 이상의 온도에서 헬륨-크세논 냉각수를 테스트하기 위한 루프가 설치된 RIAR(Dimitrovgrad)의 MIR 연구 원자로에서 시작되었습니다.
원자로 플랜트의 지상 프로토타입은 2015년까지 제작될 예정이며 이미 2018년까지 NEP를 완료하기 위한 원자로 플랜트가 제조되어야 하며 Sosnovy Bor에서 테스트가 시작되어야 합니다. 비행 테스트를 위한 첫 번째 TEM은 2020년까지 나타날 수 있습니다.
프로젝트에 대한 다음 회의는 10년 2013월 XNUMX일 국영 기업인 Rosatom에서 열렸습니다. NIKIET의 책임자인 Yu. G. Dragunov는 작업 상태와 프로그램 구현의 주요 문제에 대한 정보를 발표했습니다. 그는 현재 연구소의 전문가들이 원자력 발전소의 기술 설계를 위한 문서를 개발하고 주요 설계 솔루션을 결정했으며 프로젝트 로드맵에 따라 작업을 수행하고 있다고 강조했습니다. 회의 후 Rosatom Corporation의 책임자인 S. V. Kiriyenko는 NIKIET에 로드맵 최적화를 위한 제안을 준비하도록 지시했습니다.
MAKS-2013 에어쇼에서 Keldysh Center 대표들과의 대화에서 원자력 발전소 프로젝트의 설계 및 기능에 대한 일부 세부 사항이 밝혀졌으며 특히 개발자는 축소 된 프로토 타입을 만들지 않고 풀 사이즈 버전으로 즉시 설치 될 것이라고보고했습니다.
원자력 발전소는 (유형에 따라) 매우 높은 특성을 가지고 있습니다. 원자로 화력이 4MW이면 발전기의 전력이 1MW가됩니다. 즉, 효율이 25 %에 도달하여 매우 좋은 지표로 간주됩니다.
터보 기계 변환기는 이중 회로입니다. XNUMX차 회로에는 복열기 및 관형 열교환기-냉장고와 같은 판형 열교환기가 사용됩니다. 후자는 메인(첫 번째) 열 제거 회로와 두 번째 열 방출 회로를 분리합니다.
프로젝트 프레임워크 내에서 개발되고 있는 가장 흥미로운 솔루션 중 하나(두 번째 회로의 쿨러-라디에이터 유형 선택)와 관련하여 드립 및 패널 열교환기가 모두 고려되고 있으며 지금까지 선택되지 않았다는 답변이 제공되었습니다. 시연된 레이아웃과 포스터에는 드립 쿨러-이미터가 있는 변형이 제시되었으며 이것이 선호됩니다. 동시에 패널 열교환기에 대한 작업이 진행 중입니다. TEM의 전체 설계는 변형 가능하다는 점에 유의해야 합니다. 발사 시 모듈은 발사체의 헤드 페어링 아래에 맞고 궤도에서 "날개를 펼칩니다".
TEM은 롤 제어 및 코스 수정을 위해 직경 500mm의 2013개의 서스테인 엔진과 5개의 더 작은 엔진으로 구성된 XNUMX개의 "꽃잎" 등 매우 강력한 전기 추진 엔진을 사용합니다. MAKS-XNUMX Salon에서 작동하는 엔진이 표시되었으며 이미 테스트 중입니다 (아직 부분 추력, 최대 XNUMXkW 전력). ERE는 크세논에서 실행됩니다. 이것은 최고이지만 가장 비싼 작동 유체이기도 합니다. 다른 옵션도 고려되었습니다. 특히 금속-리튬 및 나트륨. 그러나 이러한 작동 유체를 사용하는 엔진은 경제적이지 않으며 이러한 EJ에서 지상 테스트를 수행하는 것은 매우 어렵습니다.
프로젝트에 포함된 원자력 발전소의 예상 자원은 1년입니다. 수명 테스트는 전체 설비에서 직접 수행해야 하며 단위는 협력 기업의 벤치 베이스에서 자율적으로 테스트됩니다. 특히 KBKhM에서 개발한 터보차저는 이미 제작되어 켈디시 센터의 진공실에서 테스트 중이다. XNUMXMW의 전력에 대한 열 반응기 시뮬레이터도 제작되었습니다.
프로젝트 크로니클
이 프로젝트의 목표는 우주 연구 및 탐사를 위한 야심 찬 프로그램을 구현하기 위해 동력 대 중량 비율이 높은 새로운 우주선을 기반으로 동력 추진 기지를 만드는 것임을 상기하십시오. 이 기금을 통해 심우주 탐사, 우주 운송 작업의 경제적 효율성이 20배 이상 증가하고 우주선에 탑재된 전력이 10배 이상 증가할 수 있습니다.
원자력 발전소의 기초는 수명이 긴 터보 기계 변환기가 있는 원자로입니다. TEM의 개발은 22년 2010월 419일 No. 2013-rp 일자 러시아 대통령의 명령에 따라 수행됩니다. 그것의 생성은 "2020-XNUMX 년 러시아의 우주 활동"국가 프로그램과 경제 현대화를위한 대통령 프로그램에 의해 구상됩니다. 계약에 따른 작업은 "러시아 경제의 현대화 및 기술 개발을 위한 러시아 연방 대통령 산하 위원회 프로젝트 구현"* 특별 프로그램의 틀 내에서 연방 예산에서 자금을 조달합니다.
2010년부터 2018년까지 이 최첨단 프로젝트의 구현을 위해 17억 루블 이상이 할당되었습니다. 자금의 정확한 분포는 다음과 같습니다. 7.245억 3.955만 루블은 원자로 개발을 위한 국영 기업인 Rosatom, 5.8억 XNUMX만 루블은 원자력 발전소 건설을 위한 MV Keldysh 연구 센터, TEM 제조를 위한 RSC Energia는 약 XNUMX억 루블입니다. 원자로 자체의 개발을 담당하는 수석 조직은 Rosatom 시스템의 일부인 에너지 기술 연구 및 설계 연구소(NIKIET)입니다. 이 협력에는 Podolsk Research Technological Institute, 러시아 연구 센터 "Kurchatov Institute", Obninsk의 물리학 및 전력 공학 연구소, NPO "Luch" 연구소, RIAR(Research Institute of Nuclear Reactors) 및 기타 여러 기업 및 조직도 포함됩니다. Keldysh 센터, 화학 공학 설계국 및 화학 자동화 설계국은 작동 유체의 순환 회로에 대해 많은 작업을 수행했습니다. Institute of Electromechanics는 발전기 개발에 참여하고 있습니다.
처음으로 이 프로젝트는 여러 측면에서 세계에 아날로그가 없는 혁신적인 기술을 구현합니다.
고효율 변환 회로;
모든 작동 단계에서 핵 및 방사선 안전을 보장하는 가스 냉각 시스템을 갖춘 고온 소형 고속 중성자 원자로;
고밀도 연료 기반 연료 요소;
강력한 고성능 전기 로켓 엔진(EP) 블록을 기반으로 하는 행진 추진 시스템;
예상 자원이 XNUMX년인 고온 터빈 및 소형 열교환기;
고속 발전기-고출력 변환기;
우주에 대형 구조물 배치 등
제안 된 계획에서 원자로는 전기를 생성합니다. 코어를 통해 구동되는 가스 냉각제는 발전기를 회전시키는 터빈과 폐쇄 루프에서 작동 유체를 순환시키는 압축기를 회전시킵니다. 반응기의 물질은 환경에 유입되지 않습니다. 즉, 방사능 오염이 제외됩니다. 작동 유체의 소비 측면에서 화학적 아날로그보다 20 배 이상 경제적 인 전기 추진 엔진의 작동에 전기가 소비됩니다. 원자력 발전소의 기본 요소의 질량과 치수는 기존 및 미래의 러시아 Proton 및 Angara 발사체의 우주 탄두에 배치되어야 합니다.
프로젝트의 연대기는 현대의 급속한 발전을 보여줍니다. 30년 2010월 22일, 핵무기 복합단지 I. M. Kamenskikh 국장인 Rosatom 국영 기업 부국장은 "메가와트급 원자력 발전소를 기반으로 한 운송 및 에너지 모듈 생성" 프로젝트의 틀 내에서 원자로 플랜트 및 TEM 개발을 위한 참조 조건을 승인했습니다. 이 문서는 Roscosmos의 동의 및 승인을 받았습니다. 2010년 XNUMX월 XNUMX일, D. A. Medvedev 러시아 대통령은 프로젝트 수행을 위한 단독 계약자 결정에 관한 법령에 서명했습니다.
9년 2011월 XNUMX일 모스크바에서 Keldysh Center를 기반으로 TEM 개발자 기업의 화상 회의가 열렸습니다. Roskosmos A. N. Perminov의 책임자, Energia V. A. Lopota의 사장 겸 일반 디자이너(RKK), Keldysh Center A. S. Koroteev의 이사, NIKIET ** Yu. G. Dragunov의 이사 겸 일반 디자이너, NIKIET 우주 발전소 V. P. Smetannikov의 수석 디자이너가 참석했습니다. 에너지 변환 장치가 있는 원자로 플랜트를 테스트하기 위한 Resurs 스탠드를 만들어야 할 필요성에 특별한 주의를 기울였습니다.
25년 2011월 25일 Roskosmos는 원자력 발전소, 정지 궤도 및 행성 간 우주선의 다기능 플랫폼을 만드는 틀 내에서 개발 작업을 위한 공개 경쟁을 발표했습니다. 경쟁의 결과 (같은 해 2015 월 805 일에 NIKIET가 우승했습니다) 설치의 벤치 모델 생성을 위해 XNUMX 년까지 XNUMX 억 XNUMX 만 루블 상당의 주 계약이 체결되었습니다.
계약은 다음의 개발을 제공합니다. 원자력 발전소의 벤치(원자로의 열 시뮬레이터 포함) 샘플 생성을 위한 기술 제안; 그의 초안 디자인; 벤치 제품 구성 요소의 프로토타입과 원자력 발전소의 기본 요소에 대한 설계 및 기술 문서; 벤치 제품의 구성 요소 및 설치의 기본 요소의 프로토 타입 제조를 위한 생산 준비뿐만 아니라 기술 프로세스; 벤치 샘플 생산 및 실험 테스트.
원자력 발전소 벤치 샘플의 구성에는 표준 설비의 기본 요소가 포함되어야 하며, 모듈 원리에 따라 다양한 용량의 설비를 차후에 생성할 수 있도록 설계되었습니다. 벤치 샘플은 지정된 전력(열 및 전기)을 생성하고 우주선의 일부로 원자력 발전소 작동의 모든 단계에 특징적인 추력 임펄스를 생성해야 합니다. 프로젝트를 위해 최대 4MW의 화력을 가진 고온 가스 냉각식 고속 중성자로가 선택되었습니다.
23년 2012월 XNUMX일, Rosatom과 Roscosmos의 대표 회의가 열렸으며, TEM 프로젝트 구현에 필요한 수명 테스트를 위한 테스트 단지 생성 작업을 조직하는 데 전념했습니다. 지정된 단지를 만들 계획 인 상트 페테르부르크 근처 Sosnovy Bor에있는 A.P. Alexandrov Research Technological Institute에서 열렸습니다.
TEM의 예비 설계는 올해 2013월에 완료되었습니다. 그 결과 1000년에는 자율시험을 위한 장비 및 시료의 상세 설계 및 제작 단계까지 진행할 수 있게 되었습니다. 냉각수 기술의 테스트 및 개발은 올해 XNUMX°C 이상의 온도에서 헬륨-크세논 냉각수를 테스트하기 위한 루프가 설치된 RIAR(Dimitrovgrad)의 MIR 연구 원자로에서 시작되었습니다.
원자로 플랜트의 지상 프로토타입은 2015년까지 제작될 예정이며 이미 2018년까지 NEP를 완료하기 위한 원자로 플랜트가 제조되어야 하며 Sosnovy Bor에서 테스트가 시작되어야 합니다. 비행 테스트를 위한 첫 번째 TEM은 2020년까지 나타날 수 있습니다.
프로젝트에 대한 다음 회의는 10년 2013월 XNUMX일 국영 기업인 Rosatom에서 열렸습니다. NIKIET의 책임자인 Yu. G. Dragunov는 작업 상태와 프로그램 구현의 주요 문제에 대한 정보를 발표했습니다. 그는 현재 연구소의 전문가들이 원자력 발전소의 기술 설계를 위한 문서를 개발하고 주요 설계 솔루션을 결정했으며 프로젝트 로드맵에 따라 작업을 수행하고 있다고 강조했습니다. 회의 후 Rosatom Corporation의 책임자인 S. V. Kiriyenko는 NIKIET에 로드맵 최적화를 위한 제안을 준비하도록 지시했습니다.
MAKS-2013 에어쇼에서 Keldysh Center 대표들과의 대화에서 원자력 발전소 프로젝트의 설계 및 기능에 대한 일부 세부 사항이 밝혀졌으며 특히 개발자는 축소 된 프로토 타입을 만들지 않고 풀 사이즈 버전으로 즉시 설치 될 것이라고보고했습니다.
원자력 발전소는 (유형에 따라) 매우 높은 특성을 가지고 있습니다. 원자로 화력이 4MW이면 발전기의 전력이 1MW가됩니다. 즉, 효율이 25 %에 도달하여 매우 좋은 지표로 간주됩니다.
터보 기계 변환기는 이중 회로입니다. XNUMX차 회로에는 복열기 및 관형 열교환기-냉장고와 같은 판형 열교환기가 사용됩니다. 후자는 메인(첫 번째) 열 제거 회로와 두 번째 열 방출 회로를 분리합니다.
프로젝트 프레임워크 내에서 개발되고 있는 가장 흥미로운 솔루션 중 하나(두 번째 회로의 쿨러-라디에이터 유형 선택)와 관련하여 드립 및 패널 열교환기가 모두 고려되고 있으며 지금까지 선택되지 않았다는 답변이 제공되었습니다. 시연된 레이아웃과 포스터에는 드립 쿨러-이미터가 있는 변형이 제시되었으며 이것이 선호됩니다. 동시에 패널 열교환기에 대한 작업이 진행 중입니다. TEM의 전체 설계는 변형 가능하다는 점에 유의해야 합니다. 발사 시 모듈은 발사체의 헤드 페어링 아래에 맞고 궤도에서 "날개를 펼칩니다".
TEM은 롤 제어 및 코스 수정을 위해 직경 500mm의 2013개의 서스테인 엔진과 5개의 더 작은 엔진으로 구성된 XNUMX개의 "꽃잎" 등 매우 강력한 전기 추진 엔진을 사용합니다. MAKS-XNUMX Salon에서 작동하는 엔진이 표시되었으며 이미 테스트 중입니다 (아직 부분 추력, 최대 XNUMXkW 전력). ERE는 크세논에서 실행됩니다. 이것은 최고이지만 가장 비싼 작동 유체이기도 합니다. 다른 옵션도 고려되었습니다. 특히 금속-리튬 및 나트륨. 그러나 이러한 작동 유체를 사용하는 엔진은 경제적이지 않으며 이러한 EJ에서 지상 테스트를 수행하는 것은 매우 어렵습니다.
프로젝트에 포함된 원자력 발전소의 예상 자원은 1년입니다. 수명 테스트는 전체 설비에서 직접 수행해야 하며 단위는 협력 기업의 벤치 베이스에서 자율적으로 테스트됩니다. 특히 KBKhM에서 개발한 터보차저는 이미 제작되어 켈디시 센터의 진공실에서 테스트 중이다. XNUMXMW의 전력에 대한 열 반응기 시뮬레이터도 제작되었습니다.
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