Автор: Борис Плавник
Поговорим о передвижных атомных электростанциях чуть более подробно?
Зачем вообще нужная такая штука? Энергообеспечение удалённых объектов: военных и промышленных. В случае внезапного отключение обычной электростанции (природный катаклизм ли, или техногенная катастрофа) – можно быстро перебросить на место передвижную – и ей «заткнуть» проблему, пока нормальная электросеть не будет восстановлена.
Атомная отрасль являлась весьма новой, и практически всё создавалось с нуля. Тем не менее, в 1957 году был спущен на воду атомный ледокол «Ленин», на опыт которого можно было в некоторой степени опереться. Так что в 1960-м в Обнинском физико-энергетическом институте стартовала программа ТЭС-3.
Одно дело – огроменный корабль, и чуть другое – сухопутное шасси. Выбор пал на гусеничный ход. Впрочем, самой большой платформы, тяжёлого танка Т-10, всё равно не хватило – его пришлось удлинить с 7 до 10 катков. Даже в таком виде электростанция находилась на четырёх энергосамоходах. На первом находился реактор (двухконтурный водно-водяной), на втором – парогенератор, на третьем – электрогенератор, а на четвёртом размещался пункт управления этим делом.
Габариты были ограничены возможностью стандартных ж/д перевозок, и именно этим требованием и обусловлен внешний вид машин. И именно поэтому их мрачно прозвали «гробами». Саму установку разработали и построили меньше чем за год, что, согласитесь, весьма недурно для столь новых проектов.
По прибытии на место машины расставлялись в нужном порядке, соединялись между собой – и реактор готов к работе. Выходная мощность составляет 1,5 МВт электрических, что не так уж и мало, плюс требует топлива много меньше дизель- генераторов: длительность кампании составляла 250 дней.
Испытания установки проводились до 1965 года, на их основании была подтверждена жизнеспособность идей передвижных АЭС. Тем не менее, для хозяйственных нужд конкретно ТЭС-3 было признана непригодной. Параллельно разрабатывался и проект плавучей АЭС, но военные от него отказались.
Но это не всё. В 1963 году прошёл своего рода тендер на проекты передвижной АЭС. Также по военному заказу. В проекте предполагалась меньшая мощность (500-800 кВт), но другие требования были пожёстче: температурный режим от -50 до +35 °C, работа при высокой влажности, возможность помимо вагона влезть и в габариты самолётной кабины. Для этого дела свои проекты предоставили ИЯЭ АН БССР (Минск), ФЭИ (Обнинск), ИАЭ им. Кручатова (Москва) и ОКБМ (Нижний Новгород). Предпочтение было отдано первому проекту, но какое-то движение началось лишь через 10 лет – только тогда было создано специальное КБ с опытным производством. И ещё больше 10 лет пришлось ждать создание прототипа, который получил имя «Памир-630Д».
Основной «фишкой» одноконтурного реактора стало использование тетраоксида азота (N₂O₄) в качестве теплоносителя и рабочего тела.
Во-первых, это позволило сократить размеры и массу установки, во-вторых – сильно снижало потребление воды, что так же было прописано в тех.задании. Вроде как круто, но вещество крайне агрессивное, особенно в точках фазовых переходов. Частично проблема была решена добавлением моноокиси азота, но только в реакторной зоне. «Коктейль» получил название нитрин. Но у него оставался ещё один нюанс: при реакции с водой N204 превращается в азотную кислоту, со всеми вытекающими… во всех смыслах этого слова. При нормальных условиях этот тетраоксид имеет форму оранжевого пара. Однажды во время испытаний произошла небольшая утечка, и один из сотрудников КБ ненамеренно вдохнул сей газ… который прореагировал с влагой в лёгких. С летальным исходом.
Тем не менее, использование нитрина позволило впихнуть реакторную установку в полуприцеп с общей массой 65 тонн. Во втором таком же прицепе размещался генераторный блок, тягачом для них выступал МАЗ-537. Ещё на трёх КРАЗах располагалось системы управления реактором и резервная энергоустановка. По сравнению с ТЭС-3 тут использовалось несколько меньше уникальных транспортных средств. Мощность данной АЭС составило 630 кВт, что отраженно в названии.
Работа само собой была возможна только в стационарном режиме. По прибытии на место полуприцепы ставились на домкраты, с них снимались колёса (зачем?) и они (полуприцепы) соединялись между собой. Остальные машины парковались не ближе 150 метров от реактора. Сама установка управлялась двумя ЭВМ с третьей в горячем резерве.
Прототип был готов к концу 1985 года и начал проходить различные испытания. Но в конце апреля следующего года случилась авария на ЧЭАС. Резко усилился градус радиофобии, и начали задаваться неудобные вопросы из серии «А что это делает ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ АТОМНЫЙ РЕАКТОР под боком столицы советской республики?». Так что на волне всего этого в 1988 году проект был закрыт, а единственная установка – утилизирована.
На этом заканчивается история передвижных атомных электростанций на «сухопутном» ходу. Оно и понятно – при некоторых плюсах, автомобильный транспорт имеет жёсткие массогабаритные рамки, в которые впихнуть всё очень затруднительно, как и гарантировать безопасность, приемлемую для атомных проектов.
Впрочем, на воде передвижные АЭС не умерли – два с половиной года назад Ростехнадзор выдал лицензию на эксплуатацию плавучего энергоблока «Академик Ломоносов», 22 мая 2020 г. он введен в промышленную эксплуатацию и с 30 июня подает тепло в ГТС г. Певека.
Автор: Борис Плавник
Комментарии (41)
ss-nopol
24.08.2022 16:27+1Саму установку разработали и построили меньше чем за год, что, согласитесь, весьма недурно для столь новых проектов.
А кто руководил проектом? Главный конструктор?
JamboJet
24.08.2022 17:17+10При создании ТЭС-3 (Транспортабельная ЭлектроСтанция, 3-й вариант, такой индекс получил проект) конструкторы и проектировщики максимально использовали оборудование и технологические решения, принятые при создании реакторов типа ВМ и ледокола «Ленин».
ВМ — серия советских водо-водяных ядерных реакторов на тепловых нейтронах, размещаемых на подводных лодках.
По сути - поставили проверенную морскую установку на четыре передвижные платформы. От этого же и врожденные недостатки: при 8.8 МВт тепловой мощности 1.5 МВт электрической, нужно возить с собой раствор борной кислоты который сливается перед/после транспортировки, обваловывать реакторный модуль, обеспечивать подачу и отвод огромного количества воды как теплоносителя что тянет за собой "градирню"... короче говоря, "мобильность" у неё очень сомнительная. Как у часов в Ералаше: "погоди, батарейки забыл!"
Не уверен даже, что легкосборное здание (металлокаркас обшитый панелями) внутри которого ставятся агрегаты привезённые какой-нибудь платформой, был бы менее "мобильным", дешевым и технологичным вариантом.
AlexanderS
24.08.2022 18:24+5По прибытии на место полуприцепы ставились на домкраты, с них снимались колёса (зачем?)
Без колёс оно понадёжнее будет — уж точно не покатится никуда, да и угнать будет проблематично)
Denev
25.08.2022 15:07А резина не может как-нибудь хитро себя вести в потоке нейтронов? Например, не может быть, что резина при этом деградирует?
MechanicusJr
24.08.2022 19:23+5ээээ ссылка на вк 2019 года, на пикабу статья 1:1 того же автора 2019 года, не дописаны причины снятия - там все сложно с азотом,
http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=8173
но пойдет
хотя содержимое не дотягивает до заметки 2009 года
и до заметки 2004 в отраслевом журнале
http://elib.biblioatom.ru/text/istoriya-atomnoy-energetiki_v5_2004/go,121/
Вдогон:
https://habr.com/ru/company/vk/blog/370363/
. По прибытии на место полуприцепы ставились на домкраты, с них снимались колёса (зачем?)
Резина деградирует - ректор то без нормальной био защиты
T-minus
24.08.2022 19:42А в чем преимущества тетраоксида азота перед остальными теплоносителями?
MechanicusJr
24.08.2022 21:09+4А в чем преимущества тетраоксида азота перед остальными теплоносителями?
Тетраоксись азота была выбрана, естественно, не случайно, так как это соединение обладает весьма интересными термодинамическими свойствами, такими как высокая теплопроводность и теплоемкость, а также низкая температура испарения. Его переход из жидкого в газообразное состояние сопровождается химической реакцией диссоциации, когда молекула тетраокиси азота распадается сначала на две молекулы диокиси азота (2NO2), а затем на две молекулы окиси азота и одну молекулу кислорода (2NO+O2). При увеличении количества молекул объем газа или его давление резко возрастают.
В реакторе, таким образом, стало возможным реализовать замкнутый газожидкостный цикл, который давал реактору преимущества в эффективности и компактности.
За счет малой теплоты испарения (в 5,5 раз меньше, чем у воды) и высокой теплоты химических реакций упрощалась схема регенерации тепла
http://elib.biblioatom.ru/text/istoriya-atomnoy-energetiki_v5_2004/go,124/
Prous
24.08.2022 20:01+4При нормальных условиях этот тетраоксид имеет форму оранжевого пара.
Известное дело с давних времён. На многих химзаводах выброс паров азотной кислоты был виден издали и имел кличку "лисий хвост".
MechanicusJr
24.08.2022 21:13НДМГ+АТ, это знает всякий. А ТГ-02 и АК-20Ф / АК-27 - не всякий, но тоже очень полезная.
Germanjon
25.08.2022 09:51+1Интересно, почему не изучалась возможность мини-АЭС на железнодорожном ходу? Разместить на состав можно больше вагонов (в нужном порядке), при необходимости добавить несколько вагонов - вообще не проблема. Железнодорожная инфраструктура, конечно, менее развита, но тоже вполне нормальна для крупных военных объектов и больших населённых пунктов. В крайнем случае, отсыпать насыпь и установить рельсы можно почти везде.
Osnovjansky
25.08.2022 13:30Возможно, решили, что там где есть ЖД, проще и безопасней построить обычную электростанцию и возить к ней уголь, мазут или дизельное топливо
RTFM13
25.08.2022 14:35+1Она и есть на ЖД ходу. Гусеницы это чтобы отъехать от ЖД на пару километров, а то там такой фон, что с проезжающих мимо вагонов краска облезает.
Или вы думаете на какую дистанцию он передвигается при максимальной скорости 15 км/ч (реальная еще меньше)?
При чем эти пару километров надо подготавливать. Там хоть и гусеницы, но не любой грунт выдержит. И совсем не любой мост. Даже ЖД не любая подходит.
Это разработка времен проведения учений с применением ядерного оружия, когда ядерный загар был символом красоты и здоровья.
MechanicusJr
25.08.2022 22:30
Sfinx88
Сегодня такие устройства были бы чертовски перспективны
nzamb1
Сомневаюсь. С ними много проблем таких как ограниченные запасы топлива, безопасность, необходимость утилизации отходов и самой станции.
Куда проще поставить ветрогенератор. Современные ветрогенераторы по мощности до 10 МВт.
KbRadar
У них КИУМ значительно меньше.
Rinat111
Мобильный ветрогенератор на 10МВт? Мне кажется что он будет весить куда больше чем передвижная АЭС(ветрогенератор + батареи).
EvgeniyNuAfanasievich
и если нет ветра то... ? современный солнечный генератор? а если ночь настанет, а ветра так и нетуть?
linuxoid
аккумуляторные установки? Солнечная энергетика, ветряная энергетика, приливная энергетика развиваются и в коммерческой эксплуатации.
А ваше ехидное замечание очень похожее на "ну вот когда на Марс улетят, тогда и приходите". Не надо так.
Popadanec
Нет пока и не предвидится мобильных аккумуляторов такой ёмкости.
Да и СЭС на пол мегаватта(~2-5тыс кв метров) не особо то мобильна.
EvgeniyNuAfanasievich
Развиваются развиваются. Пока дотации прут от государства.
BlackSCORPION
И высотой 200 метров. Чтобы такую построить нужны месяцы и специализированная техника. Одну строить смысла мало, так как ветер не постоянный. Одну можно строить если тупо отдавать электричество в сеть, и пусть она сама балансирует. А если автономность нужна то нужно где то запасать энергию, и для 10 мВт это не литий будет, а что то более энергоемкое и дешёвое.
Это не 4 повозки пригнать и установить за 1 день. Например в случае ЧП, или для армии
MechanicusJr
неа. не нужны - слишком сложно регулировать, слишком долго разгоняются - остывают. В США с десятк проектов было "мини реактор для города"
https://habr.com/ru/company/selectel/blog/517806/
https://habr.com/ru/company/selectel/blog/579084/
vectorplus
В Канаде вовсю проектируют малые модульные реакторы и считают это дело очень перспективным. Собираются уже через несколько лет ввести первые в эксплуатацию. Но они не мобильные, конечно.
Rinat111
Когда инженеры думают, они обычно такие вещи учитывают. Есть нагрузка для питания которой нет нужды регулировать выходную мощность АЭС, наоборот важно постоянство. А лишнее тепло, в крайнем случае, всегда можно скинуть. Пример промышленные объекты с графиком 24/7, сталелитейной производство, да и современные полностью автоматизирлванные заводы.
sanbernar
Тока не было а есть , с идеей скорого введения в эксплуатацию… https://www.govtech.com/products/military-developing-transportable-micro-reactor-generator?_amp=true