4 / 20
Д.И. Андрианов, Л.Э. Захаренков, А.В. Каревский, А.В. Попов, С.А. Попов и др.
4
Инженерный журнал: наука и инновации
# 7
2016
с их созданием и наземной отработкой (необходимость обеспечения
высокого уровня температуры рабочего тела (до 1500 K) на входе
в турбину; большая площадь холодильника-излучателя, требуемая
для снижения температуры рабочего тела на входе в компрессор и
достижения высокого КПД установки, и пр.). Однако повышение
уровня технологий позволяет рассчитывать на успешное практиче-
ское решение указанных проблем. В нашей стране и за рубежом
накоплен большой опыт эксплуатации газотурбинных установок
с открытым циклом, использующихся в авиации и энергетике. Этот
опыт может быть применен и при создании космических систем
с ЗГТУ, удовлетворяющих требованиям надежности, обладающих не-
обходимым ресурсом работы и массогабаритными характеристиками.
В настоящее время ведется работа над инновационным проектом
ЯЭДУ с ЗГТУ «Создание транспортно-энергетического модуля на ос-
нове ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса» [2].
Схема такой установки показана на рис. 3.
Первичным источником тепловой энергии для нагрева рабочего
тела контура (смесь инертных газов) является газоохлаждаемый ядер-
ный реактор. Преобразование тепловой энергии в электрическую осу-
ществляется в замкнутом газотурбинном контуре системы преобразо-
вания энергии. Газообразное рабочее тело контура после нагрева
в активной зоне реакторной установки до максимальной температуры
поступает на вход турбины турбокомпрессора-генератора, в которой
тепловая энергия преобразуется в механическую энергию вращающе-
гося ротора. Избыточная механическая мощность на валу турбоком-
прессора генератора (разность между мощностью, вырабатываемой
турбиной, и мощностью, потребляемой компрессором) преобразуется
генератором переменного тока в электричество.
После турбины рабочее тело направляется в «горячий» тракт теп-
лообменника-рекуператора, где частично охлаждается, отдавая теп-
лоту рабочему телу, поступающему в «холодный» тракт теплообмен-
ника-рекуператора с выхода компрессора. Далее рабочее тело
поступает в теплообменник-холодильник, где охлаждается до мини-
мальной температуры цикла. Охлаждение рабочего тела в теплооб-
меннике-холодильнике осуществляется теплоносителем системы от-
вода теплоты. Этим же теплоносителем может охлаждаться ряд
агрегатов системы преобразования энергии.
Сброс теплоты, не использованной в газотурбинном цикле пре-
образования, в окружающее космическое пространство осуществля-
ется холодильниками-излучателями системы отвода теплоты. После
теплообменника-холодильника рабочее тело поступает в компрессор,
где сжимается до максимального давления в цикле, и затем, после
предварительного подогрева в «холодном» тракте теплообменника-
рекуператора от рабочего тела «горячего» тракта теплообменника-