ПИШ атомного машиностроения решает приоритетные задачи развития Росатома

Атомная энергетика будущего: ВТГР-реактор для промышленного производства дешевого водорода

ПИШ атомного машиностроения решает приоритетные задачи развития Росатома

Передовая инженерная школа (ПИШ) атомного машиностроения и систем высокой плотности энергии, созданная в 2022 году, работает над решением приоритетных задач стратегии развития Госкорпорации «Росатом». Направления деятельности ПИШ соответствуют задачам национального проекта «Новые атомные и энергетические технологии», а система управления ПИШ глубоко интегрирована в деятельность партнеров, среди которых наиболее тесное взаимодействие установлено с АО «ОКБМ Африкантов».

Высокотемпературный газоохлаждаемый реактор нового поколения

В интересах АО «ОКБМ Африкантов» молодыми учеными ПИШ исследованы характеристики тепло- и массообменных процессов в ключевых элементах активной зоны высокотемпературного газоохлаждаемого реактора (ВТГР) – реактора нового поколения. Он охлаждается не водой, а гелием и дает высокопотенциальное тепло. Реактор такого типа позволяет освоить перспективную технологию получения относительно дешевого водорода в промышленных масштабах с уменьшенным углеродным следом.

Разработка новых решений в ПИШ НГТУ

Именно в ПИШ НГТУ ведется разработка новых решений по ВТГР. Повышение эффективности реактора, обеспечение его физической и кибербезопасности, совершенствование систем управления – все это задачи ПИШ. Первые результаты уже получены, материалы исследований ПИШ вошли в состав технического проекта ВТГР, одобрены научно-техническим советом АО «Концерн Росэнергоатом», утверждены научно-техническим советом Госкорпорации «Росатом».

Перспективы строительства и масштабы проекта

Предполагается, что строительство атомной станции с ВТГР начнется через несколько лет, и новый объект атомной энергетики будет обладать целым рядом отличительных особенностей. Ожидается, что суммарные инвестиции в данный проект превысят 300 млрд. руб.; производственная мощность достигнет 400 тыс. тонн водорода в год.

Современные лаборатории и научно-образовательные пространства

Реализация исследований по теме ВТГР стала возможной благодаря созданным и запущенным в работу совершенно новых научно-образовательных пространств (лабораторий) по широкому спектру направлений, востребованных в атомном машиностроении:

Гидро- и газодинамика
Ионизирующее излучение
Оценка свойств жаропрочных материалов и другие

На организацию таких условий направлено более 70% предоставленных бюджетных средств. Для большинства магистрантов ПИШ новые лаборатории являются основным местом учебы и работы, где на занятиях студенты изучают базовые навыки работы с оборудованием и программным обеспечением, а после учебы участвуют в реализации научных проектов, которые университет выполняет по заказу индустриальных партнеров.

Лаборатория моделирования газодинамики ВТГР

Одной из таких лабораторий является «Моделирование газодинамики высокотемпературных газовых реакторов». Здесь проходят обучение магистранты, осваивающие образовательную программу высшего образования 14.04.01 Ядерная энергетика и теплофизика, направленности «Высокотемпературные газовые ядерные реакторные установки».

Также здесь проводятся НИОКР по направлению «Исследования гидродинамики и теплообмена в активных зонах и основном оборудовании высокотемпературных ядерных реакторов с газовым теплоносителем». Созданы и введены в эксплуатацию уникальный экспериментальный исследовательский аэродинамический стенд, позволяющий моделировать процессы газодинамики рабочей среды в модели нижнего собирающего коллектора ВТГР. Полученные результаты стали основой для ряда новых инженерных решений, вошедших в технический проект ВТГР нового поколения.

Точка роста для талантливой молодежи

Директор ПИШ, Тумасов Антон Владимирович, так комментирует текущую работу: «ПИШ – точка роста талантливой молодежи, место притяжения самых смелых идей и перспективных проектов. Например, студентами получены совершенно новые знания о теплогидравлических характеристиках элементов высокотемпературного газоохлаждаемого реактора, что позволило партнерам из АО «ОКБМ Африкантов» успешно защитить технический проект реакторной установки нового поколения на соответствующем Совете ГК «Росатом».

При этом, результаты исследований ПИШ являются основой для содержательной части нескольких новых образовательных программ магистратуры. Таким образом, ПИШ работает на опережение – готовит высококлассных инженеров, ориентированных на разработку и создание новейших объектов атомного машиностроения, не имеющих мировых аналогов».