🗊Презентация Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса

Государственная корпорация «Росатом»

Задачи радиационной защиты при проектировании ТЭМ Выбор оптимального облика (оптимальной компоновки подсистем) космического аппарата, обеспечивающего минимальные массогабаритные характеристики ТЭМ и приемлемые радиационные нагрузки на защищаемых объектах. Выбор оптимального конструктивного облика блока радиационной защиты, обеспечивающего рабочие температурные режимы материалов защиты; заданные уровни излучения на защищаемых объектах; минимальные массогабаритные характеристики радиационной защиты и реакторной установки в целом. Сравнение и выбор реакторной установки с лучшими массогабаритными параметрами. Параметры сравнения – топливо (карбонитрид или диоксид урана), регулирование (стержни или барабаны), способ организации тракта теплоносителя и пр.

В 2010 году рассмотрены следующие варианты ТЭМ в различных сочетаниях Три компоновки реакторной установки (реактор + блок РЗ). №1 Топливо-карбонитрид, проводка теплоносителя над боковым отражателем. №2 Топливо-карбонитрид, проводка теплоносителя между аз и боковым отражателем. №3 Топливо-диоксид, проводка теплоносителя над боковым отражателем. Две компоновки турбоотсека №1 и №2. Три компоновки ТЭМ. С капельным холодильником-излучателем 2 варианта. С панельным холодильником излучателем 1 вариант.

Выбран облик блока радиационной защиты, учитывающий специфику высокотемпературного газоохлаждаемого реактора Выбран оптимальный способ проводки труб с горячим теплоносителем через блок РЗ Исследован выход n,γ -излучения из блока радиационной защиты Выполнено профилирование локальной защиты блока приводов и турбинной системы

Найдены и обоснованы технические решения по проводке труб теплоносителей через РЗ

Массогабаритные характеристики БРЗ

Исследование закономерностей переноса реакторного излучения в пространстве ТЭМ Изучались закономерности ослабления и рассеяния излучения на подсистемах ТЭМ. Рассчитывались распределения функционалов излучения (флюенс нейтронов и поглощенная доза фотонов). Проводилась частичная оптимизация и прогнозировались массы БРЗ.

Компоновка ТЭМ с капельным холодильником-излучателем

Компоновка ТЭМ с панельным холодильником-излучателем

Для всех подсистем ТЭМ разработаны расчетные трехмерные геометрические модели, в том числе Турбинный преобразователь: турбогенератор-компрессор, теплообменник-рекуператор, промежуточный теплообменник, баллоны с рабочим телом, баллоны измерения давления, элементы несущей фермы. Вспомогательный и панельный ХИ: коллекторы, трубы, излучающая поверхность. Капельный ХИ: генератор и приемник капель, капельная пелена. ЭРДУ: ЭРД (ИД-60) на вспомогательной ферме. Панели солнечных батарей. Несущая продольная ферма ТЭМ.

Пример перекомпоновки ТЭМ с капельным ХИ

Текущие достижения школы ГНЦ РФ-ФЭИ по РЗ в мегапроекте Проведенные исследования закономерностей переноса реакторного излучения в пространстве ТЭМ дают информацию для дальнейших работ по выбору оптимального облика ТЭМ и компоновки электронного оборудования и организации локальных защит в ПАО. При проведении расчетно-конструкторской оптимизации компоновки РУ, БРЗ, ЯЭДУ и ТЭМ в целом возможно достижение массы БРЗ в 700-800 кг. При жестких ограничениях на радиационную стойкость изоляции приводов ОР и изоляции турбогенератора (108 рад) необходимо введение локального экрана (обедненный уран, вольфрам) массой 150-200 кг. В целом можно прогнозировать, что при проведении расчетно-конструкторской оптимизации масса радиационной защиты не превысит 1 т, а масса РУ уложится в отведенный лимит 2.7 т.

Направления дальнейших исследований системы радиационной защиты Составить и согласовать базу исходных данных по компоновкам подсистем, их материальному наполнению, радиационной стойкости и местоположению чувствительных объектов. Пополнять этот набор по мере изменения с обязательной информацией участников работ по радиационной защите. Разработать программу облучательных экспериментов для восполнения данных по радиационной стойкости элементов ЯЭДУ и ТЭМ. Продолжить расчеты и оптимизацию системы радиационной защиты в части компоновки холодильников-излучателей, турбинного отсека, профилирования блока РЗ и локальных экранов.

Энергоблок в вакуумной камере, размещенной в бетонном колодце испытательного комплекса

Основные задачи радиационной защиты и безопасности при размещении энергоустановки в колодце испытательного комплекса зд.224А

Требуется разработка отсутствующих для КЯЭУ обязательных нормативных документов (НД) Правила ядерной безопасности(ПБЯ); Общие положения обеспечения безопасности (ОПБ); Санитарные Правила (СП); * * * Выпуск тома обеспечения безопасности (ТОБ)

Статус разрабатываемых НД В связи с тем, что надзор за проведением работ осуществляется УГН ЯРБ МО, решено предполагаемые к разработке документы отнести к разряду межведомственных с возможным поднятием их статуса до федерального.

Рабочая группа определила исполнителей ОПБ и ТОБ – НИЦ «Курчатовский институт». ПБЯ –ГНЦ РФ-ФЭИ с участием НИЦ «Курчатовский институт». СП – ФГУП «Красная Звезда».

Текущие представления о статусе НД До разработки соответствующих ПБЯ и ОПБ возможно ориентироваться на федеральные нормы и правила, в том числе на НП-033-01 (Общие положения обеспечения безопасности исследовательских ядерных установок) и НП-009-04 (Правила ядерной безопасности исследовательских ядерных установок).

Что даёт ГНЦ РФ-ФЭИ участие в мегапроекте? Обновление высокотехнологичной экспериментальной и уникальной испытательной базы с современным оборудованием. Возможность стать международным центром по космической ядерной энергетике. Создание новых рабочих мест для высококвалифицированных специалистов и рабочих. Увеличение бюджетного финансирования. Сохранение международного приоритета в области космической ядерной энергетики. Подготовка кадров через высшие образовательные учреждения города для выполнения проекта в целом. Развитие научной школы по космической ядерной энергетике.

Прогноз массы БРЗ после учета ослабления конструкциями и оптимизации компоновки ТЭМ