Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ) совершает прорыв в области атомной энергетики, разрабатывая уникальные 3D-печатные перемешивающие решетки для малых модульных ядерных реакторов (ММР). Эта инновационная разработка, не имеющая аналогов в мире, призвана повысить эффективность и снизить стоимость производства электроэнергии, открывая новые перспективы для обеспечения энергетической независимости и доступности энергии в самых отдаленных уголках России.
Проект, реализуемый при поддержке федеральной программы «Приоритет-2030», направлен на создание передовых технологий для атомной отрасли. Малые модульные реакторы, благодаря своим особенностям, обещают стать ключевым элементом будущей энергетической системы страны.
Экономическая привлекательность ММР: энергия для всех
Основное преимущество ММР заключается в их высокой экономической эффективности. Долгий цикл работы, позволяющий реактору функционировать несколько лет на одной загрузке топлива, делает их значительно выгоднее традиционных тепловых электростанций (ТЭЦ) и мазутных станций. Снижение затрат на доставку топлива, особенно в труднодоступные регионы, дополнительно повышает их конкурентоспособность. Это открывает реальную возможность обеспечить дешевой и надежной электроэнергией даже самые отдаленные уголки России, где строительство крупных энергетических объектов нецелесообразно.
Сердце реактора: водо-водяные реакторы и роль перемешивающих решеток
В основе современных ММР лежат водо-водяные реакторы (ВВЭР), наиболее распространенный тип реакторов в атомной энергетике. Принцип их работы основан на нагреве воды под давлением, которая циркулирует вокруг тепловыделяющих сборок. Эти сборки имеют сотовую структуру, а их ключевым компонентом является перемешивающая решетка.
Основная задача перемешивающей решетки – интенсификация перемешивания теплоносителя и снижение неравномерности его теплотехнических характеристик. Это, в свою очередь, способствует более эффективному отводу тепла. Однако, на поверхности тепловыделяющих элементов могут образовываться пузырьки пара, которые способны привести к локальному перегреву и даже кипению. Поэтому, помимо повышения эффективности теплообмена, модернизация перемешивающих решеток направлена на исключение таких нежелательных зон.
Аддитивные технологии: новый уровень проектирования
Уникальность разработки специалистов СПбПУ заключается в том, что они первыми в мире проектируют новое изделие сразу под производство методом 3D-печати. Традиционные методы производства, основанные на обработке цельного металлического листа, достигли своего предела в плане дальнейшего повышения эффективности. Аддитивные технологии, напротив, открывают беспрецедентные возможности для создания деталей со сложной внутренней геометрией.
Оптимизация этой внутренней структуры позволяет существенно улучшить гидродинамические и теплосъемные характеристики решетки. В результате, использование модернизированных перемешивающих решеток, созданных методом 3D-печати, позволит снизить стоимость вырабатываемой электроэнергии на 5%.
Перспективы и государственная поддержка
«Разработка малых модульных ядерных реакторов – это работа на перспективу, на будущее, которую активно поддерживает государство при помощи своих программ», – комментирует актуальность разработки заместитель директора И... (далее следует цитата, которая, к сожалению, не была полностью предоставлена в исходном тексте).
Эта разработка является ярким примером того, как государственная поддержка научных исследований и инноваций способствует достижению технологического лидерства. Национальные проекты, такие как «Новые атомные и энергетические технологии», играют ключевую роль в обеспечении суверенитета страны в атомной сфере и развитии передовых технологий, включая малые модульные реакторы.
Инженеры СПбПУ, работая над этими 3D-печатными решетками, не просто создают новый компонент для ядерных реакторов, но и закладывают основу для будущих поколений энергетических установок. Возможность создавать детали с оптимизированной внутренней структурой, недоступной для традиционных методов производства, открывает путь к дальнейшему повышению безопасности, эффективности и экономической привлекательности атомной энергетики. Это, в свою очередь, имеет прямое влияние на качество жизни граждан, обеспечивая их доступной и экологически чистой энергией.
Таким образом, проект СПбПУ по созданию первых в мире 3D-печатных перемешивающих решеток для ММР является не только научным и инженерным достижением, но и стратегическим шагом на пути к энергетической независимости и устойчивому развитию России. Инновационный подход к проектированию и производству, подкрепленный государственной поддержкой, демонстрирует потенциал отечественной науки и промышленности в решении глобальных энергетических вызовов.
#Росатом #ПростоПроАтом #АтомныеГорода