Китайские инженеры впервые успешно запустили мегаваттную турбину, работающую исключительно на чистом гелии. Проект реализован специалистами компании CNNC Huaxing, являющейся подразделением Китайской национальной ядерной корпорации (CNNC). Успешные испытания стали ключевым этапом в развитии технологий для высокотемпературных газоохлаждаемых ядерных реакторов нового поколения.
Это первый случай в КНР, когда турбина мощностью в мегаватт успешно функционирует на гелии в качестве основного рабочего тела. До этого этапа специалисты ограничивались проверкой отдельных компонентов, однако сейчас система перешла к полноценному циклу генерации электричества.
Преимущества замкнутого цикла на гелии
В традиционных энергетических установках турбины обычно приводятся в действие водяным паром или работают на открытом газовом цикле. Новая разработка CNNC использует закрытую схему: гелий циркулирует внутри абсолютно герметичного контура, не покидая систему. Такой подход позволяет минимизировать тепловые потери, поддерживать стабильные показатели давления и значительно повысить КПД станции.
Выбор гелия обусловлен его физико-химическими свойствами. Являясь инертным газом, он не вступает в реакции с конструкционными материалами даже при экстремально высоких температурах. Кроме того, гелий обладает высокой эффективностью при отводе тепла от активной зоны реактора. При нагреве газ интенсивно расширяется, вращая лопатки турбины с минимальными потерями энергии.
Инженерные вызовы
Основной сложностью при создании установки стала герметизация контура. Из-за крайне малого размера атомов гелий способен просачиваться сквозь микроскопические дефекты и поры материалов. Чтобы предотвратить утечки при высоком рабочем давлении, инженерам пришлось проектировать специальные уплотнения и трубопроводы повышенной надежности.
Дополнительной задачей стала калибровка высокоскоростной турбины. Конструкторы добились микронной точности при сборке узлов, так как даже незначительные отклонения в балансировке могли спровоцировать разрушительные вибрации и разгерметизацию всей системы.
Представители CNNC подчеркнули, что полученные в ходе испытаний данные станут фундаментом для дальнейшего проектирования реакторов малой атомной энергетики, которые рассматриваются как одно из самых перспективных направлений в мировой индустрии.
