Атомная энергетика. Ядерные реакторы АЭС. Атомный флот. Ядерное оружие

РБМК-1000
Гражданский суда
Авиация

Суда с ядерными энергетическими установками в России

Атомные ледоколы были построены с целью обеспечения проводки судов вдоль Арктического побережья. Ледоколы используются при перевозке различных грузов, в основном железной руды из Норильска на Кольский полуостров, где руда переправляется на обогатительные предприятия Мурманской области. Протяженность этого маршрута составляет около 3000 км.

Первым в мире гражданским судном с ядерной энергетической установкой был спущенный на воду в 1957 году ледокол "Ленин". "Ленин" находился в эксплуатации 30 лет - с 1959 по 1989 г.г.

Водоизмещение "Ленина" 16 тыс. тонн, длина 134 м, осадка 9.2 м.

Основываясь на опыте создания и эксплуатации первого атомохода, в 1975 году введен строй еще более мощный корабль - "Арктика". Этот ледокол первым из надводных судов 17 мая 1977 года достиг в свободном плавании Северного полюса. "Арктика" - 3-х вальный турбоэлектороход с 4 палубами, баком и 5-ти ярусной средней надстройкой, корпус разделен на 8 водонепроницаемых отсеков. Атомная водо-водяная паропроизводящая установка состоит из 2-х блоков по 1 реактору и четырех парогенераторов в каждом. Гребная электрическая установка переменно-постоянного тока выполнена по схеме "генератор переменного тока - кремниевый выпрямитель - электродвигатель постоянного тока", 3 гребных электродвигателя мощностью по 17.6 МВт. Водоизмещение - 23 460 т, длина 148 м, ширина 30 м, осадка 11 м, высота борта 17 м, мощность атомной паропроизводящей установки - 55.1 МВт.

Всего построено 6 ледоколов типа "Арктика".

  • "Арктика";
  • "Сибирь";
  • "Россия";
  • "Советский Союз";
  • "Ямал";
  • "50 Лет Победы".

Кроме того, в конце восьмидесятых годов в Финлядии были построены 2 ледокола: "Таймыр" и "Вайгач", оснащенных одним реактором и способных заходить в устья крупных рек. Их длина - 151 м, ширина - 29 м, мощность реактора 35 МВт.

Лихтеровоз "Севморпуть" построен на Керченском судостроительном заводе «Залив» им. Б.Е. Бутомы в период с 01.06.82 - 31.12.88. Судно предназначено для перевозки: лихтеров типа ЛЭШ (до 450 т) в трюмах, в специально оборудованных ячейках и на верхней палубе с погрузкой и выгрузкой их судовым лихтерным краном; контейнеров международного стандарта ИСО (до 30 т) в трюмах и на верхней палубе без специального переоборудования судна, погрузка-выгрузка контейнеров должна осуществляться береговыми средствами. Ограниченные партии могут быть погружены и выгружены контейнерными приставками лихтерного крана.

Длина судна - 260 м, ширина - 32 м, мощность энергетической установки - 32.5 МВт. Всего судно может взять на борт 74 лихтера грузоподъемностью по 300 т или 1328 двадцатифутовых контейнеров. Корабль способен самостоятельно идти в ледовом поле толщиной до 1 м.

Компоновки судовых ЯППУ

Для судовых ЯЭУ компоновка оборудования реакторной части имеет определяющее значение, поскольку многие характеристики, в том числе оптимальность решения вопросов безопасности, массогабаритные показатели, конструкция основного оборудования, его ремонтопригодность, в значительной степени зависят от вида компоновки [3]. Чаще используются петлевые и блочные компоновки оборудования реакторной части ЯЭУ (рис. 3, 4). У каждой из них свои достоинства и недостатки, которые проявляются на стадии изготовления оборудования, монтажа и эксплуатации.

Петлевая компоновка оборудования первого контурасудовой ядерной энергетической установки

Рис. 1. Петлевая компоновка оборудования первого контурасудовой ядерной энергетической установки:

1 – корпус реактора; 2 – активная зона; 3 – парогенератор; 4 – главный

циркулярный насос; 5 – исполнительные механизмы управления; 6 – трубопровод питательной воды; 7 – трубопровод пара; КД – компенсатор давления.

Наиболее перспективной ныне считается интегральная компоновка оборудования реакторной части судовой ЯЭУ (рис. 4). Ее достоинства обусловлены тем, что весь объем теплоносителя первого контура реакторной установки локализуется в одном корпусе, все оборудование первого контура также размещается в этом корпусе, исключаются неотсекаемые участки первого контура на случай разгерметизации, резко уменьшается число корпусных конструкций, арматуры, снимается опасность достижения критического значения флюенса нейтронов на корпус реактора. Однако следует иметь в виду, что в интегральной компоновке применяется только отработанное высоконадежное насыщающее оборудование, поскольку по ремонтопригодности она заметно уступает и петлевой, и блочной компоновкам.Блочная компоновка оборудования судовой ядернойэнергетической установки

Рис. 2. Блочная компоновка оборудования судовой ядернойэнергетической установки:

1 – корпус ректора; 2 – активная зона; 3 – парогенератор; 4 – исполнительные механизмы управления; 5 – главный циркулярный насос; 6 – вход питательной воды; 7 – выход пара; КД – компенсатор давления.

Блочная компоновка оборудования судовой ядернойэнергетической установки

Рис. 3. Интегральная компоновка оборудования с естественной циркуляцией в первом контуре судовой ядерной энергетической установки:

1 - корпус интегрального реактора; 2 - активная зона; 3 – парогенератор; 4 - исполнительные механизмы управления; 5 - компенсатор давления; 6 - патрубок трубопровода питательной воды; 7 - патрубок трубопровода

Дальнейшее повышение ресурсных характеристик судовых ЯЭУ - необходимое условие совершенствования технико-экономических эксплуатационных показателей. Поиск соответствующих технических решений проводится по двум существенно различным направлениям:

• повышение назначенного ресурса оборудования и обеспечивающих систем ЯЭУ за счет совершенствования конструкции, отработки и других технических мероприятий на стадии проектирования;

• внедрение систем мониторинга для оперативного эксплуатационного контроля расхода назначенного ресурса по всем видам оборудования, лимитирующим ресурс ЯЭУ в целом, с оценкой остаточного ресурса.

Многолетний опыт эксплуатации судовых ядерных энергетических установок и перспектив дальнейшего улучшения их технико-экономических показателей дает основание считать, что в ближайшие десятилетия развитие судовой ядерной энергетики будет определяться качественным совершенствованием интегральных реакторных установок с водой в качестве теплоносителя-замедлителя, а также систем управления. При предельной минимизации габаритных характеристик предпочтительной может оказаться блочная компоновка оборудования, поэтому эволюция блочных реакторных установок будет продолжаться. Нельзя также исключать, что поиск принципиально новых проектных решений с использованием других теплоносителей вместо воды приведет к прорывным решениям, обеспечивающим новые потребительские качества, которые будут дополнительно стимулировать строительство судов разных типов с ядерными энергетическими установками.

На главную