Дослідження енергетичних характеристик спіралеподібних турбін для систем охолодження ядерних установок

Анотація

В умовах сучасних загроз, особливо за обставин воєнного стану під час війни з росією, безпека атомних електростанцій потребує підвищених заходів захисту та вимог до надійності систем безпеки. Забезпечення безперебійного живлення систем охолодження, вентиляції, аварійного реагування та контролю стану реакторів є критичним для запобігання катастрофічним наслідкам. Однією з ключових проблем є ризик раптового відключення енергопостачання через зовнішні фактори або пошкодження інфраструктури. У таких ситуаціях автономні генератори стають необхідним засобом забезпечення безпеки. У статті розглянуто конструктивні особливості спіралеподібних турбін, аналізуються результати проведених досліджень та можливості їх застосування, зокрема для роботи з водяними потоками низького напору. Для експериментального аналізу використовувалася спеціальна лабораторна установка, яка дозволяє моделювати різні умови водного потоку. Проведено серію експериментів для оцінки таких параметрів, як швидкість обертання турбіни, вихідна напруга та ефективність генерації електроенергії за різних режимів навантаження та рівнів води. Висвітлено перспективи інтеграції спіралеподібних турбін у системи резервного енергопостачання ядерних об’єктів. Завдяки своїм конструктивним особливостям ці турбіни можуть ефективно працювати в потоках із мінімальним напором води, що дозволяє застосовувати їх у замкнених системах циркуляції або для аварійного відведення тепла з активної зони реакторів. Це сприяє підвищенню автономності систем контролю та забезпечує додаткове джерело живлення для критично важливих вузлів, що мінімізує ризики перегрівання ядерного палива в разі відмови основних електричних систем. Таким чином, запропоновані рішення зі спіралеподібними турбінами сприяють підвищенню стійкості ядерних об’єктів до зовнішніх впливів, забезпечують автономність та мінімізують ризики аварійних ситуацій в умовах нестабільного енергопостачання.