Ядерная электродвигательная установка

[космофан]

Тема для обсуждения любых вариантов ядерной электродвигательной установки(ЯЭДУ).

Я предалагаю такую схему:

реактор 4МВт, 1МВт электрической мощности.
двухконтурный цикл Ренкина, с двумя турбинами
первый контур: рабочее тело реактора цезий(95%)-рубидий(5%),
второй контур: вода


ЭРД: 33 двигателя СПД-290 на ксеноне, 49,5 Н тяги, в будущем перевод СПД-290 на цезий для увеличения тяги в 2-3 раза.

[космофан]

vlad7308,             

«технического проекта нет»

технический проект как раз есть
 

«конструкторской документации нет»

конструкторской документации нет в открытом доступе, а вообще при наличии технического проекта есть и документация.

«эскизный проект - слабенькое доказательство»

эскизный проект это часть проекта, которую выпустили в открытый доступ.

«а эскизный проект, в котором в качестве базовых используется несколько совсем неапробированных или малоапробированных технологий - еще более слабенькое доказательство»

скорее всего существует несколько вариантов ЯЭДУ, как на имеющихся технологиях, так и на новых.
Для создания ЯЭДУ достаточно даже имеющихся технологий.
 

«я вот счас вам скажу, что возможна установка на гигаватт и весом в одну тонну
а вы потом тоже будете другим говорить "сказали, что возможно"?»

в предложенном проекте 4,5 МВт и 1 МВт электрической мощности, при массе 20 тонн, что здесь невероятного?
В Ту-119 тепловая мощность реактора была 120 МВт, при массе реактора в 39 тонн и это в 1961 году.

[космофан]

naunau

«Проблема только в отработке, нужны эксперименты в космосе, а это дорого.»
 

все элементы ЯЭДУ отрабатываются на земле.

 
 

«Физика не запрещает создать капельный холодильник. При этом возможны вариации в концепциях и материалах. Если возникнет острая необходимость, то его создадут. Тем более кой какие эксперименты уже были, на том же МИРе.»

его уже создали и реакторы уже работают, осталось сделать подобное для космоса.

 
 

«Оптимизм в области ЯЭДУ вполне обоснован.»

вполне

[vlad7308]

космофан пишет:
В Ту-119 тепловая мощность реактора была 120 МВт, при массе реактора в 39 тонн и это в 1961 году.

в РД-0410 было ~200МВт при массе ~2т
один из тестовых экземпляров по программе ROVER имел мощность ~4ГВт при массе ~10т
какое это имеет отношение к ЯЭДУ? никакого

[vlad7308]

космофан пишет:
технический проект как раз есть

доказательство?

[naunau]

космофан пишет:
все элементы ЯЭДУ отрабатываются на земле.

Капельный холодильник (КХ) отрабатывать на земле проблематично, капли должны двигаться без ускорения, возможно по неск минут от генератора капель до уловителя. В случае земной отработки капли падая вниз будут сильно разгоняться и разбиваться(разбрызгиваться) об уловитель. Несколько секунд невесомости можно получить на самолёте, но этого мало.

космофан пишет:
его уже создали и реакторы уже работают, осталось сделать подобное для космоса.

КХ ещё не создали, земным реакторам КХ не нужен. На МИРе отрабатывали только генератор капель.
Главная проблема КХ в том, что в нём нет острой надобности, даже для ЯЭДУ мегаваттного класса. Когда возникнет потребность создать ЯЭДУ мощностью 5-20МВт тогда 100% возьмуться и за КХ.

[космофан]

vlad7308 пишет:

космофан пишет:
технический проект как раз есть

доказательство?

Ранее сообщалось, что к 2017 году Научно-исследовательский и конструкторский институт энергетических технологий (НИКИЭТ, структура «Росатома») планирует построить ядерный реактор для будущего двигателя. Головной организацией по созданию самой энергодвигательной установки является ФГУП «Центр Келдыша». А транспортный модуль собиралась строить РКК «Энергия».

В 2010 году проект создания ядерного двигателя (ЯЭДУ) для космического аппарата был одобрен комиссией при президенте по модернизации и технологическому развитию экономики — проект называется «Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса». На проект тогда выделили 17 млрд рублей из федерального бюджета. В 2012 году Владимир Поповкин, возглавлявший в то время Роскосмос..

— Все работы по созданию ЯЭДУ идут в соответствии с запланированными сроками. Мы можем с большой долей уверенности говорить, что работы будут сданы в срок, предусмотренный целевой программой, — говорит руководитель проекта департамента коммуникаций госкорпорации «Росатом» Андрей Иванов. — За последнее время в рамках проекта пройдено два важных этапа: создана уникальная конструкция тепловыделяющего элемента, обеспечивающая работоспособность в условиях высоких температур, больших градиентов температур, высокодозного облучения. Также успешно завершены технологические испытания корпуса реактора будущего космического энергоблока. В рамках этих испытаний корпус подвергали избыточному давлению и проводили 3D-измерения в зонах основного металла, кольцевого сварного соединения и конического перехода.
http://izvestia.ru/news/601815

[naunau]

vlad7308 пишет:

naunau пишет:
Оптимизм в области ЯЭДУ вполне обоснован.

есть огромная дистанция между оптимизмом (в смысле теоретической возможности создания) и утверждением "оно уже есть" или "сделать это нам как два байта переслать"

Согласен. Просто у некоторых оптимизм слишком сильный

[космофан]

naunau пишет:

космофан пишет:
все элементы ЯЭДУ отрабатываются на земле.

Капельный холодильник (КХ) отрабатывать на земле проблематично, капли должны двигаться без ускорения, возможно по неск минут от генератора капель до уловителя. В случае земной отработки капли падая вниз будут сильно разгоняться и разбиваться(разбрызгиваться) об уловитель. Несколько секунд невесомости можно получить на самолёте, но этого мало.

никаких проблем с капельным холодильником нет, капли конденсируются за турбиной и насосом низкого давления отправляются в холодильник радиатор вместе с остатками газа, где происходит доконденсация остатков и дальше обратно в реактор.

naunau пишет:

космофан пишет:
его уже создали и реакторы уже работают, осталось сделать подобное для космоса.

КХ ещё не создали, земным реакторам КХ не нужен. На МИРе отрабатывали только генератор капель.
Главная проблема КХ в том, что в нём нет острой надобности, даже для ЯЭДУ мегаваттного класса. Когда возникнет потребность создать ЯЭДУ мощностью 5-20МВт тогда 100% возьмуться и за КХ.

конечно острой необходимости в КХ нет, т.к. есть и польностью газовый цикл, КХ автоматически получится при использовании цезия в качестве рабочего тела, в сниженной температуре цикла при том же КПД.

[naunau]

космофан пишет:

naunau пишет:

космофан пишет:
все элементы ЯЭДУ отрабатываются на земле.

Капельный холодильник (КХ) отрабатывать на земле проблематично, капли должны двигаться без ускорения, возможно по неск минут от генератора капель до уловителя. В случае земной отработки капли падая вниз будут сильно разгоняться и разбиваться(разбрызгиваться) об уловитель. Несколько секунд невесомости можно получить на самолёте, но этого мало.

никаких проблем с капельным холодильником нет, капли конденсируются за турбиной и насосом низкого давления отправляются в холодильник радиатор вместе с остатками газа, где происходит доконденсация остатков и дальше обратно в реактор.

naunau пишет:

космофан пишет:
его уже создали и реакторы уже работают, осталось сделать подобное для космоса.

КХ ещё не создали, земным реакторам КХ не нужен. На МИРе отрабатывали только генератор капель.
Главная проблема КХ в том, что в нём нет острой надобности, даже для ЯЭДУ мегаваттного класса. Когда возникнет потребность создать ЯЭДУ мощностью 5-20МВт тогда 100% возьмуться и за КХ.

конечно острой необходимости в КХ нет, т.к. есть и польностью газовый цикл, КХ автоматически получится при использовании цезия в качестве рабочего тела, в сниженной температуре цикла при том же КПД.

Кажется вы не совсем в курсе как выглядит капельный холодильник.
http://kerc.msk.ru/ipg/development/cooler/cooler.shtml

[космофан]

naunau пишет:

космофан пишет:

naunau пишет:

космофан пишет:
все элементы ЯЭДУ отрабатываются на земле.

Капельный холодильник (КХ) отрабатывать на земле проблематично, капли должны двигаться без ускорения, возможно по неск минут от генератора капель до уловителя. В случае земной отработки капли падая вниз будут сильно разгоняться и разбиваться(разбрызгиваться) об уловитель. Несколько секунд невесомости можно получить на самолёте, но этого мало.

никаких проблем с капельным холодильником нет, капли конденсируются за турбиной и насосом низкого давления отправляются в холодильник радиатор вместе с остатками газа, где происходит доконденсация остатков и дальше обратно в реактор.

naunau пишет:

космофан пишет:
его уже создали и реакторы уже работают, осталось сделать подобное для космоса.

КХ ещё не создали, земным реакторам КХ не нужен. На МИРе отрабатывали только генератор капель.
Главная проблема КХ в том, что в нём нет острой надобности, даже для ЯЭДУ мегаваттного класса. Когда возникнет потребность создать ЯЭДУ мощностью 5-20МВт тогда 100% возьмуться и за КХ.

конечно острой необходимости в КХ нет, т.к. есть и польностью газовый цикл, КХ автоматически получится при использовании цезия в качестве рабочего тела, в сниженной температуре цикла при том же КПД.

Кажется вы не совсем в курсе как выглядит капельный холодильник.
 http://kerc.msk.ru/ipg/development/cooler/cooler.shtml
   

нет, Вы не совсем поняли о чём эта работа, в Келдеше просто хотят улучишь показатели холодильника и исследывали работу газотурбины в невесомости, эта работа идёт НИРом рядом с проектом, но КХ там вполне обычный радиатор в который закачивается полукондесированное рабочее тело, в котором происходит полная конденсация и излучение во вне.
Есть и полностью газовые циклы, вообще без конденсации рабочего тела.

[naunau]

космофан пишет:
нет, Вы не совесем поняли о чём эта работа, в Келдеше просто хотят улучишь показатели холодильника и исследывали работу газотубины в невесомости, эта работа идёт НИРом рядом с проектом, но КХ там впорне обычный радиатор в который закачивается полукондесированное рабочее тело, в котором происходит полная конденсация и излучение во вне.
Есть и полностью газовые циклы, вообще без конденсации рабочего тела.

КХИ это не обычный радиатор. Капли КХ летают в ОТКРЫТОМ космосе, в этом и заключается вся прелесть уменьшающая массу холодильника, а также устойчивость к микрометеоритам и т.д.
Обычный радиатор это фольга которая снимает тепло с трубок с теплоносителем, которые на ней(в ней) закреплены. 

[космофан]

naunau,
по вашей логике получается, что работа полностью газового цикла в космосе невозможна. Что неверно.

naunau пишет:
КХИ это не обычный радиатор. Капли КХ летают в ОТКРЫТОМ космосе, в этом и заключается вся прелесть уменьшающая массу холодильника, а также устойчивость к микрометеоритам и т.д.

если такой КХИ уже есть и считается что он намого эффективней обычного радиатора, то в чём проблема?
если же его нет, то тогда о чём разговор? делается обычный модульный радиатор, с датчиками давления, на случай пробоя.

[naunau]

Посмотрите ещё раз внимательно на картинку. Там есть теплообменник, газ охлаждающий реактор отдаёт тепло рабочему телу КХИ через теплообменник. Холодильная установка ЯЭДУ будет многоконтурной (2,3 ?)


Рабочее тело КХ вообще не будет испаряться и конденсироваться. Фазового перехода не будет.
Такой холодильник ещё не создан, но когда создадут тогда можно будет рассматривать такую картинку:


Тут показан генератор капель, там где боковая балка - уловитель капель. Капли летят в открытом пространстве.

[космофан]

naunau пишет:
Посмотрите ещё раз внимательно на картинку. Там есть теплообменник, газ охлаждающий реактор отдаёт тепло рабочему телу КХИ через теплообменник. Холодильная установка ЯЭДУ будет многоконтурной (2,3 ?)
 
Рабочее тело КХ вообще не будет испаряться и конденсироваться. Фазового перехода не будет.
Такой холодильник ещё не создан, но когда создадут тогда можно будет рассматривать такую картинку:

Тут показан генератор капель, там где боковая балка - уловитель капель. Капли летят в открытом пространстве.

это двухконтурный газохлождаемый реактор, я же говорил про охлождение реактора цезием, который потом идёт на турбину и теплообменники. площадь радиатора менее 100 м2 при температуре 700С на выходе из реактора, вполне хватит для КПД 25% энергоустановки.

[naunau]

космофан пишет:
это двухконтурный газохлождаемый реактор, я же говорил про охлождение реактора цезием, который потом идёт на турбину и теплообменники. площадь радиатора менее 100 м2 при температуре 700С на выходе из реактора, вполне хватит для КПД 25% энергоустановки.

У ЯЭДУ будет ксенон-гелиевая газовая смесь. Цезий там будет только как продукт распада.

[vlad7308]

космофан пишет:

vlad7308 пишет:

космофан пишет:
технический проект как раз есть

доказательство?

Ранее сообщалось, что к 2017 году Научно-исследовательский и конструкторский институт энергетических технологий (НИКИЭТ, структура «Росатома») планирует построить ядерный реактор для будущего двигателя. Головной организацией по созданию самой энергодвигательной установки является ФГУП «Центр Келдыша». А транспортный модуль собиралась строить РКК «Энергия».

 В 2010 году проект создания ядерного двигателя (ЯЭДУ) для космического аппарата был одобрен комиссией при президенте по модернизации и технологическому развитию экономики — проект называется «Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса». На проект тогда выделили 17 млрд рублей из федерального бюджета. В 2012 году Владимир Поповкин, возглавлявший в то время Роскосмос..

— Все работы по созданию ЯЭДУ идут в соответствии с запланированными сроками. Мы можем с большой долей уверенности говорить, что работы будут сданы в срок, предусмотренный целевой программой, — говорит руководитель проекта департамента коммуникаций госкорпорации «Росатом» Андрей Иванов. — За последнее время в рамках проекта пройдено два важных этапа: создана уникальная конструкция тепловыделяющего элемента, обеспечивающая работоспособность в условиях высоких температур, больших градиентов температур, высокодозного облучения. Также успешно завершены технологические испытания корпуса реактора будущего космического энергоблока. В рамках этих испытаний корпус подвергали избыточному давлению и проводили 3D-измерения в зонах основного металла, кольцевого сварного соединения и конического перехода.
 http://izvestia.ru/news/601815

это все?
понятно

[космофан]

naunau пишет:

космофан пишет:
это двухконтурный газохлождаемый реактор, я же говорил про охлождение реактора цезием, который потом идёт на турбину и теплообменники. площадь радиатора менее 100 м2 при температуре 700С на выходе из реактора, вполне хватит для КПД 25% энергоустановки.

У ЯЭДУ будет ксенон-гелиевая газовая смесь. Цезий там будет только как продукт распада.

С чего вдруг там будет ксенон-гелиий если он так зависим от капельного холодильника?
ресурс реактора на том же цезии будет больше, чем на гелий-ксеноне.

[naunau]

космофан пишет:

naunau пишет:

космофан пишет:
это двухконтурный газохлождаемый реактор, я же говорил про охлождение реактора цезием, который потом идёт на турбину и теплообменники. площадь радиатора менее 100 м2 при температуре 700С на выходе из реактора, вполне хватит для КПД 25% энергоустановки.

У ЯЭДУ будет ксенон-гелиевая газовая смесь. Цезий там будет только как продукт распада.

С чего вдруг там будет ксенон-гелиий если он так зависим от капельного холодильника?
ресурс реактора на том же цезии будет больше, чем на гелий-ксеноне.

Вы пишите о каком то другом ЯЭДУ. Росатом сейчас делает ВТГР.

[космофан]

naunau пишет:

космофан пишет:

naunau пишет:

космофан пишет:
это двухконтурный газохлождаемый реактор, я же говорил про охлождение реактора цезием, который потом идёт на турбину и теплообменники. площадь радиатора менее 100 м2 при температуре 700С на выходе из реактора, вполне хватит для КПД 25% энергоустановки.

У ЯЭДУ будет ксенон-гелиевая газовая смесь. Цезий там будет только как продукт распада.

С чего вдруг там будет ксенон-гелиий если он так зависим от капельного холодильника?
ресурс реактора на том же цезии будет больше, чем на гелий-ксеноне.

Вы пишите о каком то другом ЯЭДУ. Росатом сейчас делает ВТГР.

видимо о другом, так как мне не понятна идея использовать маломощный и маложивущий реактор.
кстати на Топаз-1 Топаз-2 был калий-натрий.
На подводных лодках тоже калий-натрий, либо вода.