vladimirtan (vladimirtan) wrote,
vladimirtan
vladimirtan

Categories:

Сказание о бродячем реакторе: Советская передвижная АЭС



Атом на колесах Советские мобильные атомные электростанции предназначались прежде всего для работы в отдаленных районах Крайнего Севера, где отсутствуют железные дороги и линии электропередач


В тусклом свете заполярного дня по заснеженной тундре пунктирной линией ползет колонна гусеничного транспорта: бронетранспортеры охраны, вездеходы с персоналом, цистерны с топливом и… четыре загадочные машины внушительных размеров, похожие на могучие железные гробы. Наверное, так или почти так выглядело бы путешествие мобильной атомной электростанции к Н-скому военному объекту, который стережет страну от вероятного противника в самом сердце ледяной пустыни…


.
Корни этой истории уходят, разумеется, в эпоху атомной романтики — в середину 1950-х. В 1955 году Ефим Павлович Славский — один из корифеев атомной промышленности СССР, будущий глава Минсредмаша, прослуживший на этом посту от Никиты Сергеевича до Михаила Сергеевича, — посетил ленинградский Кировский завод. Именно в беседе с директором ЛКЗ И.М. Синевым впервые прозвучало предложение о разработке мобильной атомной электростанции, которая могла бы питать электроэнергией гражданские и военные объекты, расположенные в отдаленных районах Крайнего Севера и Сибири.




Эскизный проект станции появился в 1957 году, а уже два года спустя было произведено специальное оборудование для постройки опытных образцов ТЭС-3 (транспортируемой электростанции).




Рельсы и гусеницы
.
Предложение Славского стало руководством к действию, и уже вскоре ЛКЗ в кооперации с Ярославским паровозостроительным заводом подготовил проекты атомного энергопоезда — передвижной АЭС (ПАЭС) небольшой мощности для транспортировки по железной дороге. Предусматривались два варианта — одноконтурная схема c газотурбинной установкой и схема с использованием паротурбинной установки самого локомотива. Вслед за этим к разработке идеи подключились и другие предприятия. По итогам обсуждения зеленый свет был дан проекту Ю.А. Сергеева и Д.Л. Бродера из обнинского Физико-энергетического института (ныне ФГУП «ГНЦ РФ — ФЭИ»). Видимо посчитав, что рельсовый вариант ограничит ареал действия ПАЭС лишь территориями, охваченными железнодорожной сетью, ученые предложили поставить свою электростанцию на гусеницы, сделав ее практически вездеходной.
.
Эскизный проект станции появился в 1957 году, а уже два года спустя было произведено специальное оборудование для постройки опытных образцов ТЭС-3 (транспортируемой электростанции).



Это транспортируемая атомная электростанция ТЭС-З, введенная в эксплуатацию в 1961 г., точнее ее реакторный блок.
Мощность 1,5-2 МВт, срок службы на одной загрузке — до года, вес одного самоходного модуля — 90 т. Всего модулей -4.
Шасси от тяжелого танка Т-10 (ИС-10) удлиненное с увеличеным числом катков и более широкой гусеницей. с
.
В те времена практически все в атомной индустрии приходилось делать «с нуля», однако опыт создания ядерных реакторов для транспортных нужд (например, для ледокола «Ленин») уже существовал, и на него можно было бы опереться.
.
Одним из главных факторов, которые приходилось учитывать авторам проекта при выборе тех или иных инженерных решений, была, разумеется, безопасность. С этой точки зрения оптимальной была признана схема малогабаритного двухконтурного водо-водяного реактора. Вырабатываемое реактором тепло отбиралось водой под давлением 130 атм при температуре на входе в реактор 275 °C и на выходе — 300 °C. Через теплообменник тепло передавалось рабочему телу, в качестве которого также выступала вода. Образовавшийся пар приводил в движение турбину генератора.
.
Активная зона реактора была спроектирована в виде цилиндра высотой 600 и диаметром 660 мм. Внутри помещались 74 тепловыделяющие сборки. В качестве топливной композиции решили применить интерметаллид (химическое соединение металлов) UAl3, залитый силумином (SiAl). Сборки представляли собой два коаксиальных кольца с этой топливной композицией. Подобная схема была разработана специально для ТЭС-3.

.
В 1960 году созданное энергетическое оборудование смонтировали на гусеничном шасси, позаимствованном у последнего советского тяжелого танка Т-10, который производился с середины 1950-х до середины 1960-х годов. Правда, для ПАЭС базу пришлось удлинить, так что энергосамоход (так стали называть вездеходы, перевозящие атомную электростанцию) имел десять катков против семи у танка.


Комплекс ТЭС-3 Передвижной комплекс ТЭС-3 монтировался на четырех гусеничных платформах от тяжелого танка Т-10
.
Мощность турбогенератора станции 1,5 тыс. кВт, однако три ее парогенератора могут давать пар давлением 20 ат и температурой 285°С в количестве, достаточном для получения мощности на валу турбины до 2 тыс. кВт. Конечно же как и любой ядерный реактор — реактор «ТЭС-3» «производил» огромное количество радиоактивного излучения, поэтому во время работы станции вокруг первых двух самоходов сооружался земляной вал, который защищал персонал от излучения.
В августе 1960 года собранную ПАЭС доставили в Обнинск, на испытательную площадку Физико-энергетического института. Меньше чем через год, 7 июня 1961 года, реактор достиг критичности, а 13 октября состоялся энергетический пуск станции.




.
Дела так и не нашлось
.
В августе 1960 года собранную ПАЭС доставили в Обнинск, на испытательную площадку Физико-энергетического института. Меньше чем через год, 7 июня 1961 года, реактор достиг критичности, а 13 октября состоялся энергетический пуск станции. Испытания продолжались до 1965 года, когда реактор отработал свою первую кампанию. Однако на этом история советской мобильной АЭС фактически закончилась. Дело в том, что параллельно знаменитый обнинский институт разрабатывал еще один проект в области малой атомной энергетики. Им стала плавучая АЭС «Север» с аналогичным реактором. Как и ТЭС-3, «Север» проектировался преимущественно для нужд энергообеспечения военных объектов. И вот в начале 1967 года Министерство обороны СССР решило отказаться от плавучей атомной станции. Заодно были остановлены работы и по наземной мобильной энергоустановке: ПАЭС была переведена в стояночный режим. В конце 1960-х появилась надежда на то, что детищу обнинских ученых все-таки найдется практическое применение. Предполагалось, что атомная станция могла бы использоваться в нефтедобыче в тех случаях, когда в нефтеносные слои требуется закачать большое количество горячей воды, чтобы поднять ископаемое сырье ближе к поверхности. Рассматривали, к примеру, возможность такого использования ПАЭС на скважинах в районе города Грозного. Но даже послужить кипятильником для нужд чеченских нефтяников станции не удалось. Хозяйственная эксплуатация ТЭС-3 была признана нецелесообразной, и в 1969 году энергоустановку полностью законсервировали. Навсегда.





.
Для экстремальных условий

Как это ни удивительно, но с кончиной обнинской ПАЭС история советских мобильных атомных электростанций не прекратилась. Другой проект, о котором несомненно стоит рассказать, представляет собой весьма курьезный пример советского энергетического долгостроя. Начало ему было положено еще в начале 1960-х, но некий осязаемый результат он принес лишь в горбачевскую эпоху и вскоре был «убит» резко усилившейся после чернобыльской катастрофы радиофобией. Речь идет о белорусском проекте «Памир 630Д».







.

Мобильная АЭС «Памир» предназначалась для военных нужд — электроснабжения радаров ПВО в условиях, когда штатные системы питания будут уничтожены ракетным нападением. (Впрочем, как и большинство военной продукции, «Памир» имел второе — гражданское — назначение: использование в районах стихийных бедствий).

.
Поэтому при относительно небольшой мощности реактора (0,6 МВт (эл.)) предъявлялись высокие требования к его компактности и — особенно — к надёжной системе охлаждения.

.
После многолетних изысканий конструкторы создали для «Памира» уникальный газоохлаждаемый реактор на основе четырёхокиси азота, работающий по одноконтурной схеме. На одной загрузке топлива он мог работать до пяти лет.

.
За экспериментами и испытаниями шли годы, и те, кто задумывал «Памир» в начале 1960-х годов, смогли увидеть свое детище в металле лишь в первой половине 1980-х.



.
Как и в случае с ТЭС-3, белорусским конструкторам понадобилось несколько машин для размещения на них своей ПАЭС. Реакторный блок монтировался на трехосном полуприцепе МАЗ-9994 грузоподъемностью 65 т, в роли тягача для которого выступал МАЗ-796. Кроме реактора с биозащитой в этом блоке размещались система аварийного расхолаживания, шкаф распределительного устройства собственных нужд и два автономных дизель-генератора по 16 кВт. Такая же связка МАЗ-767 – МАЗ-994 везла на себе и турбогенераторный блок с оборудованием электростанции.


.
Дополнительно в кузовах КРАЗов передвигались элементы системы автоматизированного управления защиты и контроля. Еще один такой грузовик перевозил вспомогательный энергоблок с двумя стокиловаттными дизель-генераторами. Итого пять машин.

.
«Памир-630Д», как и ТЭС-3, был рассчитан на стационарную работу. По прибытии на место дислокации монтажные бригады устанавливали рядом реакторный и турбогенераторный блоки и соединяли их трубопроводами с герметичными сочленениями. Блоки управления и резервная энергоустановка ставились не ближе 150 м от реактора, чтобы обеспечить радиационную безопасность персонала. С реакторного и турбогенераторного блока снимали колеса (прицепы устанавливались на домкратах) и отвозили их в безопасную зону. Все это, конечно, в проекте, ибо реальность оказалась иной.



ПАЭС «Памир-630Д» Комплекс передвижной АЭС «Памир-630Д» базировался на четырех грузовых автомобилях, представлявших собой связку «прицеп-тягач»
.
Станция успешно прошла заводские испытания, и к 1986 году было изготовлено уже две АЭС «Памир». Но они не успели отправиться к местам службы. После Чернобыльской аварии, на волне антиядерных настроений в Белоруссии, проект был закрыт, а все восемь готовых трейлеров с оборудованием пошли «под нож».



В России разрабатывают передвижную АЭС
.
Через пять лет ОАО "Атомэнергопром" рассчитывает предложить мировому рынку промышленный образец передвижной АЭС малой мощности порядка 2,5 МВт. Российский "Атомэнергопром" представил в среду на международной выставке "Атомэкспо-Беларусь" в Минске проект блочной транспортабельной ядерной установки малой мощности, разработчиком которого является НИКИЭТ им. Доллежаля.
Как сообщил главный конструктор института Владимир Сметанников, блок мощностью 2,4-2,6 МВт способен работать 25 лет без перезагрузки топлива. Предполагается, что его можно будет в готовом виде поставить на площадку, произвести запуск в течение двух суток. Он требует в обслуживании не более 10 человек. Стоимость одного блока оценивается в сумму около 755 млн. руб., но оптимальное размещение — по два блока.


.
Промышленный образец может быть создан через 5 лет, однако на проведение НИОКР потребуется еще около 2,5 млрд. руб.,

источник

Tags: атом, технологии
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments