Атомные электростанции, способные самостоятельно добираться до отдаленных городов: с 1960-х годов советские ученые и инженеры разработали по меньшей мере три проекта самоходных атомных электростанций, два из которых были реализованы. Как ученые пытаются совместить космические и земные технологии — в материалах «Энергии+».
ТЭС-3: самая первая
Идея создания мобильной атомной электростанции возникла в середине 1950-х годов. Впервые такое предложение высказал министр среднего машиностроения (Минсредмаш) Ефим Славский, который во время посещения Кировского завода предложил разработать мобильную атомную электростанцию, которая могла бы обеспечивать электроэнергией военные и гражданские объекты в районах Крайнего Севера и Сибири.
Вариантов много: атомные электростанции на гусеничном ходу, атомные электростанции на пневматических шинах, атомные электростанции на железнодорожных платформах. В конце концов они остановились на концепции гусеничной установки на усиленном шасси танка Т-10, на котором хотели установить водоохлаждаемый реактор, вырабатывающий 1,5 мегаватта электроэнергии. Такого количества электроэнергии достаточно для обеспечения электроэнергией небольшого города из тысячи домов.
Устройство получило название ТЭС-3. К июню 1959 года всё было готово. ТЭС-3 состоит из четырех гусеничных самоходных орудий: два несут реактор, третье — паровую турбину, а четвертое — пульт управления и вспомогательные системы. Особое внимание уделяется радиационной безопасности. Инженеры спроектировали реакторные модули по принципу матрешки. Внутри них находится бак, заполненный раствором борной кислоты, который препятствует распространению радиации наружу. Внутри бака находится герметичный свинцовый «стакан», в котором находится сам реактор.
Советские инженеры у турбоагрегата самоходной атомной электростанции ТЭС-3. Фото из профиля Дмитрия Зорина
В августе 1959 года ТЭС-3 была доставлена на площадку рядом с Обнинской АЭС в Московской области. Испытание прошло успешно – самоходная электростанция успешно эксплуатировалась в опытном режиме в системе «Мосэнерго». Эксперты наметили пути его усовершенствования, но работа над проектом была заморожена в 1964 году. После консервации реактора блок был демонтирован, а часть с паровой турбиной отправлена на Камчатку.
«Предполагалось, что турбина станет частью геотермальной электростанции, проектируемой на территории Мутновских парогидротермальных источников», — вспоминает генеральный директор «Энергозащиты» Дмитрий Зорин, которому довелось работать с ТЭС-3. — К сожалению, оказывается, что турбины, рассчитанные на чистый пар от ядерных реакторов, плохо подходят для природного пара.
Обратите внимание: Японские ученые осваивают технологии создания детей из клеток кожи.
Ее лопатки быстро наполнились солью.
Вид на Верхне-Мутновскую геотермальную электростанцию. Фото: wikipedia.org
«Памир»: самая инновационная
Идеи и концепции, заложенные в ТЭС-3, были развиты в установке «Памир» (сокращение от «Мобильный малый ядерный исследовательский реактор»). Она стала сильнее. Шасси танка заменили на белорусскую платформу ракетного тягача МАЗ-537 длиной почти 9 метров и массой 21 тонну.
— На «Памире» используется не водоохлаждаемый реактор, а реактор на основе четырехокиси азота (N₂O₄). В разных состояниях он поглощает и выделяет тепло, попеременно выступая в роли теплоносителя и охладителя. «Благодаря этому реактор не только мощный, но и сравнительно простой и компактный», — рассказал бывший главный конструктор НИИ энергетического машиностроения «Долежал» Владимир Сметанников. — Тетроксид азота очень едкий и может вызвать сильную коррозию; эту проблему можно смягчить, спроектировав активную зону с несколькими запасами прочности.
Перевозка паротурбинных установок и специального оборудования для самоходных атомных электростанций. Фото из профиля Дмитрия Зорина
В отличие от ТЭС-3, оборудование «Памира» разделено на три модуля: в одном модуле находится реактор, во втором — блок системы управления, в третьем — вспомогательное оборудование. Шасси ракетного тягача отличается повышенной проходимостью: агрегат может эксплуатироваться даже в горной местности.
Для «Памира» были разработаны специальные погрузочно-разгрузочные устройства — модифицированные автокраны для выгрузки отработанного топлива и загрузки нового. Благодаря им реактор удалось «перезарядить» на месте всего за полдня.
Владимир Сметанников, бывший главный конструктор Научно-исследовательского и проектно-конструкторского института энергетического машиностроения «Долежал
Испытания устройства прошли успешно, однако в 1986 году катастрофа на Чернобыльской АЭС заставила приостановить многие проекты, в том числе и «Памир».
ГРЭМ: самая секретная
В начале 2010-х годов появился новый проект — маломощная мобильная атомная электростанция ГРЭМ на базе ракетного тягача «Ураган». В Трудах РАН за 2011 год опубликован доклад об атомных электростанциях малой мощности. Говорят, что GREM — это попытка применить космические технологии для нужд Земли. «В устройстве должен использоваться реактор на смеси ксенона и гелия. Это классическая смесь инертных газов, применяемая в космических ядерных энергетических установках, первостепенная задача которых — обеспечение минимальных массогабаритных характеристик, — рассказал в интервью порталу Atominfo заместитель директора НИИЭМ имени Долежаля Владимир Емельянов. — Гелий обеспечивает максимальный теплосъем с твэлов газоохлаждаемого реактора [АР1], а ксенон (тяжелый инертный газ) позволяет использовать одноступенчатую турбину с наименьшими габаритами».
Так может выглядеть маломощная мобильная атомная электростанция ГРЭМ. Это изображение было создано нейронной сетью
Планируется, что ГРЭМ будет работать без дозаправки не менее 20 лет, вырабатывать 1 мегаватт электроэнергии и не будет нуждаться в воде для охлаждения. Блок состоит из четырех модулей: реактора, электрооборудования, системы управления и «мастерской» с комплектом трубопроводов и запасных частей.
В 2011 году ГРЭМ находился на стадии концептуального проектирования. В отчете говорится, что на создание устройства от технических спецификаций до запуска потребуется от шести до семи лет.
[Моя] Энергетика (Производство энергии) Инженер Промышленное производство Ученый История России История (Наука) Длинный пост 5Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Ходячие АЭС: как советские и российские ученые разработали ядерные «энергоходы».