Reaktory jądrowe atomowych okrętów podwodnych. Podwodne reaktory jądrowe docierają na brzeg. Najdłuższa łódź
Nowoczesne atomowe okręty podwodne mają zespoły wytwarzające parę składające się z jednego lub dwóch reaktorów jądrowych z wodą pod ciśnieniem w obwodzie pierwotnym. Para obiegu wtórnego, która jest bezpośrednio dostarczana do turbiny głównej i turbogeneratorów, wytwarzana jest w kilku wytwornicach pary w wyniku wymiany ciepła z wodą obiegu pierwotnego. Parametry chłodziwa pierwotnego na wlocie do wytwornicy pary zazwyczaj mieszczą się w zakresie: 320-330°C, 150-180 kg/cm²; Parametry pary obiegu wtórnego na wlocie do turbiny: 280-290°C, 30-32 kg/cm2. Produkcja pary w nowoczesnych atomowych reaktorach podwodnych przy pełnej mocy osiąga 200 lub więcej ton pary na godzinę. Ładunek paliwa jądrowego, którym jest zwykle wzbogacony uran-235, wynosi kilka kilogramów. Wiadomo na przykład, że atomowy okręt podwodny Nautilus przed pierwszym ładowaniem zużył 3,6 kg uranu, pokonując około 60 tysięcy mil.
Przepływ wody w obiegu pierwotnym odbywa się przy pracy instalacji przy małej mocy ze względu na naturalną cyrkulację chłodziwa, różnicę temperatur na wlocie i wylocie reaktora oraz umieszczenie wytwornic pary nad reaktorem. rdzeń; przy średnich i dużych mocach - za pomocą pomp obiegowych obwodu pierwotnego. W trosce o zmniejszenie hałasu i uproszczenie sterowania reaktorem istnieje tendencja do zwiększania górnej granicy mocy podczas pracy w trybie naturalnego obiegu. Amerykański atomowy okręt podwodny Narwhal miał reaktor o znacznie wyższym poziomie naturalnego obiegu niż inne atomowe okręty podwodne - być może do 100% mocy. Jednak z wielu powodów, przede wszystkim ze względu na zwiększoną wysokość w porównaniu z reaktorami konwencjonalnymi, reaktor ten nie został wprowadzony do produkcji. Kampania (szacowany czas pracy reaktora na pełnej mocy) w przypadku nowoczesnych atomowych okrętów podwodnych sięga 10-15 tys. godzin, co pozwala (ze względu na pracę reaktora przez większość czasu z mocą znacznie niższą od pełnej) ograniczyć żywotność atomowego okrętu podwodnego przy jednym lub dwóch ładowaniach rdzenia. Moc zespołów turbin parowych, gdy atomowy okręt podwodny porusza się z pełną prędkością, sięga 30–60 tysięcy litrów. Z. (20-45 tys. kW).
Konstrukcyjnie zespoły turbin parowych wykonywane są w postaci pojedynczego zespołu, składającego się zwykle z dwóch turbin pracujących równolegle na jedno- lub dwustopniowej przekładni, która redukuje prędkość turbiny do prędkości optymalnej dla śmigła. Aby ograniczyć drgania przenoszone na obudowę, zespół turbiny parowej mocuje się do niej za pomocą amortyzatorów. W tym samym celu tzw. bezpodporowe połączenia bloku z obudową i pozostałymi urządzeniami (rurociągi szybowe, parowe, wodne, naftowe) posiadają stosunkowo elastyczne wkładki, które również zapobiegają przenoszeniu drgań z bloku.
Para odprowadzana jest z turbiny do skraplacza chłodzonego wodą morską przepływającą rurami zaprojektowanymi na pełne ciśnienie morskie. Pompowanie wody morskiej odbywa się za pomocą pompy samoprzepływowej lub obiegowej. Kondensat powstający po schłodzeniu pary jest pompowany do wytwornicy pary za pomocą specjalnych pomp. Instalacja wytwornicy pary i turbin parowych jest monitorowana i sterowana za pomocą specjalnego systemu automatyki (w razie potrzeby z interwencją operatora). Zarządzanie odbywa się ze specjalnego stanowiska. Przeniesienie mocy ze skrzyni biegów na śmigło odbywa się za pomocą linii wałów wyposażonej w podporę i główne łożysko oporowe (GUP), które przenosi ciąg wytwarzany przez śmigło na obudowę. Zazwyczaj GUP jest konstrukcyjnie połączony z jedną z grodzi poprzecznych, a w niektórych ALL jest wyposażony w specjalny system redukujący poziom drgań przenoszonych z linii wałów na obudowę. Do odłączenia wału napędowego od przekładni turbiny służy specjalne sprzęgło. Na większości atomowych okrętów podwodnych elektryczny silnik śmigłowy (PEM) jest montowany za jednostką główną, współosiowo z linią wałów, zapewniając obrót wału, gdy turbiny są wyłączone i, jeśli to konieczne, zatrzymane. Moc śmigła wynosi zwykle kilkaset kilowatów i jest wystarczająca do napędzania nuklearnego okrętu podwodnego z prędkością 4-6 węzłów. Energia do pracy silnika napędowego dostarczana jest z turbogeneratorów lub w razie wypadku z akumulatora, a podczas poruszania się na powierzchni z generatora diesla.
Specyficzna masa i wymiary elektrowni różnią się znacznie poszczególne typy atomowy okręt podwodny Ich średnie wartości (ogółem instalacji wytwarzających parę i turbin parowych) dla nowoczesnych atomowych okrętów podwodnych: 0,03-0,04 t/kW, 0,005-0,006 m³/kW.
Rozważana elektrownia, składająca się z turboprzekładni i śmigła małej mocy zamontowanego na wale, jest stosowana w zdecydowanej większości atomowych okrętów podwodnych, ale nie jest jedyną, która znalazła praktyczne zastosowanie. Począwszy od połowy lat 60. XX w. na atomowych okrętach podwodnych podejmowano próby stosowania innych instalacji, przede wszystkim turboelektrycznych, zapewniających w pełni elektryczny napęd, o czym wspomniano już w części poświęconej rozważaniom na temat etapów rozwoju okrętów podwodnych.
Powszechne wprowadzenie w pełni elektrycznego napędu na atomowe okręty podwodne utrudniają, jak zwykle wskazuje się, znacznie większe masy i gabaryty instalacji elektrycznych w porównaniu z turbinami o podobnej mocy. Prace nad udoskonaleniem instalacji turboelektrycznych trwają, a ich powodzenie wiąże się z wykorzystaniem efektu nadprzewodnictwa, szczególnie w tzw. temperaturach „pokojowych” (do -130°C), co ma radykalnie zmniejszyć charakterystykę masy i wymiarów silniki elektryczne i generatory.
System zasilania elektrycznego (EPS) nowoczesnych atomowych okrętów podwodnych obejmuje kilka (zwykle dwa) autonomicznych turbogeneratorów prądu przemiennego (ATG) wykorzystujących parę z reaktora oraz akumulator (AB) jako zapasowe źródło energii, gdy ATG nie pracują, jak a także silnikowe lub statyczne przetwornice prądu elektrycznego (do ładowania akumulatora z ATG i zasilania urządzeń zasilanych prądem przemiennym z akumulatora), urządzenia monitorujące, regulujące i zabezpieczające, a także układ łączeniowy - rozdzielnice i trasy kablowe. Generator diesla służy jako awaryjne źródło energii podczas poruszania się po powierzchni.
Moc ATG na nowoczesnych atomowych okrętach podwodnych sięga kilku tysięcy kilowatów. Odbiorcami energii elektrycznej są przede wszystkim mechanizmy pomocnicze samej elektrowni jądrowej, broń hydroakustyczna, środki nawigacji, łączności, radar, systemy obsługi uzbrojenia, systemy podtrzymywania życia, napęd mocy przy wykorzystaniu trybu napędu elektrycznego itp. wykorzystuje elektrownia prąd przemienny częstotliwość przemysłowa 50-60 Hz, napięcie 220-380 V, a do zasilania niektórych odbiorców - prąd przemienny wysokiej częstotliwości i prąd stały.
Wysokie nasycenie energią nowoczesnych atomowych okrętów podwodnych, zapewniające możliwość użycia energochłonnych rodzajów broni i broni, a także wysoki poziom komfort personelu ma, jak już wskazano, negatywne konsekwencje - stosunkowo wysoki poziom hałasu ze względu na dużą liczbę jednocześnie działających maszyn i mechanizmów, nawet gdy atomowy okręt podwodny porusza się ze stosunkowo małą prędkością.
Urządzenie i zasada działania opierają się na inicjalizacji i sterowaniu samopodtrzymującą się reakcją jądrową. Jest używany jako narzędzie badawcze, do produkcji izotopów promieniotwórczych i jako źródło energii elektrownie jądrowe.
zasada działania (w skrócie)
Wykorzystuje proces, w którym ciężkie jądro rozpada się na dwa mniejsze fragmenty. Fragmenty te są w stanie silnie wzbudzonym i emitują neutrony, inne cząstki subatomowe i fotony. Neutrony mogą powodować nowe rozszczepienia, powodując emisję większej ich liczby i tak dalej. Taka ciągła, samopodtrzymująca się seria rozszczepień nazywana jest reakcją łańcuchową. Powoduje to uwolnienie dużej ilości energii, której produkcja ma na celu wykorzystanie elektrowni jądrowych.
Zasada działania reaktora jądrowego jest taka, że około 85% energii rozszczepienia jest uwalniane w bardzo krótkim czasie po rozpoczęciu reakcji. Pozostała część powstaje w wyniku rozpadu radioaktywnego produktów rozszczepienia po wyemitowaniu przez nie neutronów. Rozpad promieniotwórczy to proces, w którym atom osiąga bardziej stabilny stan. Kontynuuje się po zakończeniu podziału.
W bombie atomowej reakcja łańcuchowa nasila się, aż do rozszczepienia większości materiału. Dzieje się to bardzo szybko, powodując niezwykle potężne eksplozje typowe dla takich bomb. Konstrukcja i zasada działania reaktora jądrowego opierają się na utrzymaniu reakcji łańcuchowej na kontrolowanym, niemal stałym poziomie. Został zaprojektowany w taki sposób, że nie może eksplodować jak bomba atomowa.
Reakcja łańcuchowa i krytyczność
Fizyka reaktora rozszczepienia jądrowego polega na tym, że reakcja łańcuchowa zależy od prawdopodobieństwa rozszczepienia jądra po wyemitowaniu neutronów. Jeśli populacja tych ostatnich zmniejszy się, wówczas stopień podziału ostatecznie spadnie do zera. W takim przypadku reaktor będzie w stanie podkrytycznym. Jeżeli populacja neutronów utrzyma się na stałym poziomie, wówczas tempo rozszczepienia pozostanie stabilne. Reaktor będzie w stanie krytycznym. Wreszcie, jeśli populacja neutronów będzie rosła z czasem, tempo rozszczepienia i moc wzrosną. Stan rdzenia stanie się nadkrytyczny.
Zasada działania reaktora jądrowego jest następująca. Przed wystrzeleniem populacja neutronów jest bliska zeru. Następnie operatorzy usuwają pręty sterujące z rdzenia, zwiększając rozszczepienie jądrowe, co tymczasowo wprowadza reaktor w stan nadkrytyczny. Po osiągnięciu mocy znamionowej operatorzy częściowo zwracają pręty sterujące, regulując liczbę neutronów. Następnie reaktor utrzymuje się w stanie krytycznym. Kiedy trzeba go zatrzymać, operatorzy wsuwają pręty do końca. To tłumi rozszczepienie i przenosi rdzeń do stanu podkrytycznego.
Typy reaktorów
Większość elektrowni jądrowych na świecie to elektrownie wytwarzające ciepło potrzebne do wirowania turbin napędzających generatory energii elektrycznej. Istnieje również wiele reaktorów badawczych, a niektóre kraje mają łodzie podwodne lub statki nawodne zasilane energią atomową.
Instalacje energetyczne
Istnieje kilka typów reaktorów tego typu, ale szeroko stosowana jest konstrukcja lekkowodna. Z kolei może używać wody pod ciśnieniem lub wrzącej wody. W pierwszym przypadku ciecz pod wysokie ciśnienie jest podgrzewany ciepłem strefy aktywnej i wchodzi do wytwornicy pary. Tam ciepło z obiegu pierwotnego przekazywane jest do obiegu wtórnego, w którym również znajduje się woda. Ostatecznie wytworzona para służy jako płyn roboczy w obiegu turbiny parowej.
Reaktor wrzącej wody działa na zasadzie bezpośredniego obiegu energii. Wodę przechodzącą przez rdzeń doprowadza się do wrzenia pod średnim ciśnieniem. Para nasycona przechodzi przez szereg separatorów i suszarek znajdujących się w zbiorniku reaktora, co powoduje jej przegrzanie. Przegrzana para wodna jest następnie wykorzystywana jako płyn roboczy do obracania turbiny.
Chłodzony gazem o wysokiej temperaturze
Wysokotemperaturowy reaktor chłodzony gazem (HTGR) to reaktor jądrowy, którego zasada działania opiera się na wykorzystaniu jako paliwa mieszaniny grafitu i mikrosfer paliwowych. Istnieją dwa konkurencyjne projekty:
- niemiecki system „fill” wykorzystujący kuliste elementy paliwowe o średnicy 60 mm, będące mieszaniną grafitu i paliwa w grafitowej powłoce;
- wersja amerykańska w postaci grafitowych sześciokątnych pryzmatów, które zazębiają się tworząc rdzeń.
W obu przypadkach chłodziwo składa się z helu pod ciśnieniem około 100 atmosfer. W systemie niemieckim hel przepływa przez szczeliny w warstwie sferycznych elementów paliwowych, natomiast w systemie amerykańskim hel przechodzi przez otwory w grafitowych pryzmatach rozmieszczonych wzdłuż osi centralnej strefy reaktora. Obie opcje mogą pracować w bardzo wysokich temperaturach, ponieważ grafit ma wyjątkowo wysoką temperaturę sublimacji, a hel jest całkowicie obojętny chemicznie. Gorący hel można zastosować bezpośrednio jako płyn roboczy w turbinie gazowej w wysokiej temperaturze lub jego ciepło można wykorzystać do wytworzenia pary w obiegu wodnym.
Ciekły metal i zasada działania
W latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych XX wieku wiele uwagi poświęcono reaktorom prędkim chłodzonym sodem. Wydawało się wówczas, że ich zdolności hodowlane wkrótce będą potrzebne do produkcji paliwa dla szybko rozwijającego się przemysłu nuklearnego. Kiedy w latach 80. stało się jasne, że oczekiwania te są nierealne, entuzjazm opadł. Jednak szereg reaktorów tego typu zbudowano w USA, Rosji, Francji, Wielkiej Brytanii, Japonii i Niemczech. Większość z nich wykorzystuje dwutlenek uranu lub jego mieszaninę z dwutlenkiem plutonu. Jednak w Stanach Zjednoczonych największy sukces osiągnięto w przypadku paliw metalicznych.
CANDU
Kanada koncentruje swoje wysiłki na reaktorach wykorzystujących uran naturalny. Eliminuje to konieczność uciekania się do usług innych krajów w celu jego wzbogacenia. Rezultatem tej polityki był reaktor deuterowo-uranowy (CANDU). Jest kontrolowany i chłodzony ciężką wodą. Konstrukcja i zasada działania reaktora jądrowego polega na wykorzystaniu zbiornika zimnego D 2 O pod ciśnieniem atmosferycznym. Rdzeń przebity jest rurkami wykonanymi ze stopu cyrkonu zawierającego naturalne paliwo uranowe, przez które krąży ciężka woda chłodząca go. Energia elektryczna jest wytwarzana poprzez przenoszenie ciepła rozszczepienia w ciężkiej wodzie do chłodziwa, które krąży w wytwornicy pary. Para w obwodzie wtórnym przechodzi następnie przez konwencjonalny cykl turbiny.
Ośrodki badawcze
Do badań naukowych najczęściej wykorzystuje się reaktor jądrowy, którego zasada działania polega na zastosowaniu chłodzenia wodnego i uranowych elementów paliwowych w kształcie płyt w postaci zespołów. Możliwość pracy w szerokim zakresie poziomów mocy, od kilku kilowatów do setek megawatów. Ponieważ wytwarzanie energii nie jest głównym celem reaktorów badawczych, charakteryzują się one wytwarzaną energią cieplną, gęstością i energią nominalną neutronów rdzenia. To właśnie te parametry pomagają ilościowo określić zdolność reaktora badawczego do prowadzenia określonych badań. Systemy małej mocy są zwykle spotykane na uniwersytetach i wykorzystywane do celów dydaktycznych, natomiast systemy dużej mocy są potrzebne w laboratoriach badawczych do testowania materiałów i wydajności oraz badań ogólnych.
Najpopularniejszym jest badawczy reaktor jądrowy, którego budowa i zasada działania jest następująca. Jego rdzeń znajduje się na dnie dużego, głębokiego basenu wodnego. Upraszcza to obserwację i rozmieszczenie kanałów, przez które można kierować wiązki neutronów. Przy niskich poziomach mocy nie ma potrzeby pompowania chłodziwa, ponieważ naturalna konwekcja chłodziwa zapewnia wystarczające odprowadzanie ciepła, aby utrzymać bezpieczne warunki pracy. Wymiennik ciepła zwykle znajduje się na powierzchni lub na górze basenu, gdzie gromadzi się gorąca woda.
Instalacje okrętowe
Pierwotnym i głównym zastosowaniem reaktorów jądrowych jest ich zastosowanie w okrętach podwodnych. Ich główną zaletą jest to, że w przeciwieństwie do systemów spalania paliw kopalnych, nie wymagają powietrza do wytworzenia energii elektrycznej. Dlatego atomowy okręt podwodny może pozostawać zanurzony przez długi czas, podczas gdy konwencjonalny okręt podwodny z silnikiem Diesla musi okresowo wynurzać się na powierzchnię, aby uruchomić swoje silniki w powietrzu. daje przewagę strategiczną Statki Marynarki Wojennej. Dzięki niemu nie ma konieczności tankowania w zagranicznych portach czy z łatwo podatnych na ataki tankowców.
Zasada działania reaktora jądrowego na łodzi podwodnej jest sklasyfikowana. Wiadomo jednak, że w USA wykorzystuje się wysoko wzbogacony uran, a spowalnia się go i chłodzi lekką wodą. Na projekt pierwszego atomowego reaktora podwodnego, USS Nautilus, duży wpływ miały potężne ośrodki badawcze. Jego cechy szczególne to bardzo duża rezerwa reaktywności, zapewniająca długi okres pracy bez tankowania i możliwość ponownego uruchomienia po postoju. Elektrownia na łodziach podwodnych musi być bardzo cicha, aby uniknąć wykrycia. Aby sprostać specyficznym potrzebom różnych klas okrętów podwodnych, stworzono różne modele elektrowni.
Lotniskowce Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych korzystają z reaktora jądrowego, którego zasadę działania uważa się za zapożyczoną z największych okrętów podwodnych. Szczegóły ich konstrukcji również nie zostały opublikowane.
Oprócz Stanów Zjednoczonych nuklearne okręty podwodne mają Wielka Brytania, Francja, Rosja, Chiny i Indie. W każdym przypadku projekt nie został ujawniony, ale uważa się, że wszystkie są bardzo podobne - jest to konsekwencja tych samych wymagań wobec nich Specyfikacja techniczna. Rosja ma również małą flotę, która wykorzystuje te same reaktory, co radzieckie okręty podwodne.
Instalacje przemysłowe
Do celów produkcyjnych wykorzystuje się reaktor jądrowy, którego zasadą działania jest wysoka wydajność przy niskim poziomie produkcji energii. Dzieje się tak dlatego, że długi pobyt plutonu w rdzeniu prowadzi do nagromadzenia się niepożądanych 240 Pu.
Produkcja trytu
Obecnie głównym materiałem wytwarzanym przez takie systemy jest tryt (3H lub T) – ładunek plutonu-239 ma długi okres półtrwania wynoszący 24 100 lat, więc w krajach posiadających arsenały broni nuklearnej wykorzystującej ten pierwiastek zwykle jest go więcej niż to konieczne. W przeciwieństwie do 239 Pu, okres półtrwania trytu wynosi około 12 lat. Zatem, aby utrzymać niezbędne zapasy, ten radioaktywny izotop wodoru musi być wytwarzany w sposób ciągły. Na przykład w Stanach Zjednoczonych w Savannah River (Karolina Południowa) działa kilka reaktorów ciężkowodnych produkujących tryt.
Pływające jednostki napędowe
Stworzono reaktory jądrowe, które mogą dostarczać energię elektryczną i ogrzewanie parowe do odległych, odizolowanych obszarów. Na przykład w Rosji zastosowanie znalazły małe elektrownie zaprojektowane specjalnie do obsługi Arktyki. osady. W Chinach elektrownia HTR-10 o mocy 10 MW zapewnia ciepło i energię instytutowi badawczemu, w którym się znajduje. W Szwecji i Kanadzie trwają prace nad małymi, automatycznie sterowanymi reaktorami o podobnych możliwościach. W latach 1960–1972 armia amerykańska wykorzystywała kompaktowe reaktory wodne do zasilania odległych baz na Grenlandii i Antarktydzie. Zastąpiły je elektrownie opalane ropą.
Podbój kosmosu
Ponadto opracowano reaktory do zasilania i poruszania się w przestrzeni kosmicznej. W latach 1967–1988 Związek Radziecki zainstalował na swoich satelitach serii Cosmos małe jednostki jądrowe do zasilania sprzętu i telemetrii, ale polityka ta stała się celem krytyki. Co najmniej jeden z tych satelitów wszedł w atmosferę ziemską, powodując skażenie radioaktywne w odległych obszarach Kanady. W 1965 roku Stany Zjednoczone wystrzeliły tylko jednego satelitę o napędzie atomowym. Wciąż jednak rozwijane są projekty ich wykorzystania w długodystansowych lotach kosmicznych, załogowych eksploracjach innych planet czy w stałej bazie księżycowej. Będzie to koniecznie reaktor jądrowy chłodzony gazem lub reaktor jądrowy z ciekłym metalem, którego zasady fizyczne zapewnią najwyższą możliwą temperaturę niezbędną do zminimalizowania rozmiaru grzejnika. Ponadto reaktor do technologii kosmicznej musi być jak najbardziej kompaktowy, aby zminimalizować ilość materiału użytego do osłony i zmniejszyć wagę podczas startu i lotu kosmicznego. Dopływ paliwa zapewni pracę reaktora przez cały okres lotu kosmicznego.
Daleko na północy miasto Siewierodwińsk, położone w europejskiej części Rosji, znane jest jako kolebka rosyjskiego przemysłu stoczniowego nuklearnego. W przedsiębiorstwie Sevmash, które znajduje się w kontynentalnej części miasta, około 165 łodzie podwodne. Spośród nich 128 ma charakter nuklearny.
Wiele z tych łodzi podwodnych zakończyło życie tutaj, w Siewierodwińsku. W sąsiadującym z Sevmaszem przedsiębiorstwie Zvezdochka zdemontowano 44 atomowe okręty podwodne. Operacja demontażu atomowych okrętów podwodnych i statków nawodnych o sercu nuklearnym jest odrębną, złożoną operacją z inżynierskiego punktu widzenia.
Pochodzi z kuleshovoleg
w O utylizacji statków nuklearnych - z pierwszej ręki
W kraju nie ma zbyt wielu przedsiębiorstw, które są w stanie podjąć się tego typu prac. Poprosiliśmy Siergieja Dobrowenkę, kierownika działu technologii napraw konstrukcji kadłuba i powłok w Biurze Badań Naukowo-Technologicznych „Onega” (NIPTB „Onega”), aby opowiedział nam, jak to się dzieje i dlaczego statki potrzebują tej procedury.
2. Siergiej Dobrovenko / NIPTB „Onega”
Siergiej Wiaczesławowicz, opowiedz nam o sobie. Jak długo zajmujesz się budową statków? Czym się zajmujesz w NIPTB „Onega”?
Z przemysłem stoczniowym związany od czasów Sevmaszwtuza (obecnie ISMART SAFU). Studiowałem tam i jednocześnie pracowałem w systemie „szkolno-fabrycznie-technicznym” w przedsiębiorstwie naprawy statków Zvyozdochka jako monter metalowych kadłubów statków w warsztacie nr 15. Po ukończeniu studiów, w 1996 roku, dostałem pracę w Onedze Instytut Badawczo-Produkcyjny. Zacząłem jako inżynier procesu. Obecnie pełnię funkcję kierownika działu technologii napraw konstrukcji i powłok kadłuba.
Nasz dział opracowuje technologie napraw kadłubów, konstrukcji kadłubowych i powłok. Ponadto jedną z działalności NIPTB „Onega” jest rozwój technologii utylizacji atomowych okrętów podwodnych, statków nawodnych z elektrownią jądrową, a także statków o napędzie atomowym. pomoc techniczna. Zasadniczo są to prace związane z rozcięciem konstrukcji kadłuba oraz demontażem systemów i urządzeń.
Opracowujemy wszelkiego rodzaju technologie wycinania skrzynek, konstrukcje metalowe, proces demontażu konstrukcji kadłuba, formowania bloków przedziałów reaktora.
3. Kabina atomowego okrętu podwodnego Projektu 667AT zainstalowana jako pomnik
- Wspomniałeś o pracy w Zvezdochce. W jakiej kolejności zacząłeś pracować? Że tak powiem - twój pierwszy statek
Jeśli mówimy o pierwszym statku, na którym pracowałem, był to Grusha, projekt 667AT. Pracowałem nad niszami rakietowymi. A jeśli mówimy o cięciu, pierwszym statkiem, w którego demontażu brałem udział, był Azukha - atomowy okręt podwodny Projektu 667A.
4. Jądrowy okręt podwodny K-222 (Projekt 661 „Kotwica”) przed utylizacją / Centrum Remontów Statków Zvezdochka
- Przejdźmy do głównego pytania. Na czym polega proces recyklingu?
Demontaż nuklearnego okrętu podwodnego i demontaż statku nawodnego różnią się od siebie, ale istota jest jednak ta sama. Na początek opracowywany jest tzw. komplet dokumentacji projektowo-organizacyjnej demontażu statku, który zawiera pewną ilość dokumentów niezbędnych i wystarczających do doprowadzenia łodzi do bezpiecznego stanu i uformowania przedziału reaktora. Dokumenty te są koordynowane z właściwymi organami nadzorczymi i zainteresowanymi organizacjami.
Proces recyklingu rozpoczyna się od wycofania statku z eksploatacji. Marynarka wojenna przekazuje statek przemysłowi. Zestaw dokumentów jest opracowywany, uzgadniany, zatwierdzany, odbierany ekspertyzy organom nadzorczym, a dopiero potem rozpoczyna się procedura fizycznej sprzedaży. Statek dociera do firmy, która przeprowadzi prace demontażowe. Stoi pod ścianą nabrzeża. Jeśli zawiera wypalone paliwo jądrowe (SNF), jest ono rozładowywane w lądowych kompleksach rozładunku SNF. Reaktor zostaje doprowadzony do stanu bezpiecznego.
5. Proces demontażu atomowego okrętu podwodnego „Borisoglebsk” (Projekt 667BDR) / Centrum Remontów Statków Zvezdochka
Po wyładunku SNF rozpoczyna się fizyczny demontaż statku. Częściowo konstrukcje są demontowane na wodzie w celu rozładunku ciężaru doku zamówienia, a także przyspieszenia procesu utylizacji. Po wyładunku statek ustawiany jest na solidnym fundamencie: w doku pływającym, komorze dokowej lub pochylni. Po zadokowaniu statku rozpoczyna się proces demontażu konstrukcji kadłuba, systemów i wyposażenia. Wypalone paliwo jest rozładowywane, a następnie wysyłane specjalnym pociągiem do zakładów utylizacji takich jak Mayak. Odpady radioaktywne wytworzone w tym przypadku pozostają w przedsiębiorstwie i podlegają przetworzeniu lub czasowemu składowaniu.
6. Proces demontażu atomowego okrętu podwodnego „Borysoglebsk” (projekt 667BDR)
Pierwszym krokiem jest demontaż konstrukcji kadłuba, np. nadbudówki statku czy pokładówki łodzi podwodnej. Z zamówienia wyładowywane są w dużych odcinkach, następnie cięte na sekcje transportowe, po czym przewożone są na tereny rozbioru złomu i sprzętu, skąd ten złom wymiarowy trafia do zakładów hutniczych.
7. Proces demontażu atomowego okrętu podwodnego / Centrum Remontów Statków Zvezdochka
Podczas procesu recyklingu cały sprzęt jest wyładowywany ze statku, który jest również demontowany w wyspecjalizowanych miejscach lub wyspecjalizowane przedsiębiorstwa zabierają go do rozbioru. Złom dzielony jest na różne gatunki, a także dostarczany do zakładów przetwórczych.
8. Metal pozostały po demontażu atomowego okrętu podwodnego jest następnie wysyłany do recyklingu / Centrum Remontów Statków Zvezdochka
Ponadto podczas recyklingu powstaje duża ilość różnych toksycznych odpadów przemysłowych: pozostałości farb, gumy i innych powłok, dekoracji pomieszczeń statków itp., Które podlegają recyklingowi lub trafiają na składowisko.
9. Utworzenie trzyprzedziałowego bloku atomowego okrętu podwodnego K-222 (Projekt 661 „Kotwica”) / Centrum Remontów Statków Zvezdochka
Po utylizacji i recyklingu bloków dziobowych i rufowych atomowego okrętu podwodnego rozpoczyna się tworzenie bloków reaktora. W przedsiębiorstwach stoczniowych formuje się je w trzyprzedziałowe bloki - przedział reaktora i dwa dodatkowe przedziały po bokach, tzw. pływaki, które zapewniają dodatnią pływalność tego bloku. Po uformowaniu bloki są holowane do punktów długoterminowe przechowywanie przedziały reaktora, gdzie przedziały pływakowe są odcinane, a przedział z reaktorem pozostawiany do przechowywania.
10. Blok trójprzedziałowy atomowego okrętu podwodnego podczas transportu do miejsca długotrwałego przechowywania przedziałów reaktora / ROSATOM
11. Obiekt długoterminowego przechowywania przedziałów reaktorów / ROSATOM
Mówił pan o recyklingu łodzi podwodnych. A co z utylizacją statków wielkopowierzchniowych, takich jak SSV-33 „Ural”, których kadłub nie został jeszcze złomowany, ale wycięto całą nadbudówkę. Jakieś trudności?
Prace nad demontażem Uralu nadal trwają. Ich prace rozwijają się powoli ze względu na brak środków finansowych. Długo opracowywano także projekt demontażu tego statku i przez długi czas rozwiązano kwestię możliwości uformowania przedziału reaktora.
Ponieważ takie statki mają znacznie wyższą masę i wymiary niż atomowe okręty podwodne przyjęto taką opcję utylizacji – konstrukcje nadbudówki demontuje się aż do górnego pokładu, a następnie reaktor zostaje wyładowany z przedziału reaktora i umieszczony w specjalnym opakowaniu. W razie potrzeby statek jest dzielony na dwie części, aby można go było postawić na solidnym fundamencie.
12. Duży statek rozpoznania nuklearnego SSV-33 „Ural” / Wikipedia.
- Kiedy rozpocznie się demontaż Kirowa?
Dziś NIPTB Onega opracowuje komplet dokumentów do swojej dyspozycji. Zgodzimy się na to i wtedy, o ile wiem, prace będą finansowane ze środków Korporacji Państwowej Rosatom. Termin nie jest znany, wszystko zależy od przetargu, ale najprawdopodobniej recykling rozpocznie się w przyszłym roku.
13. Ciężki krążownik rakietowy „Kirow”.
Wiosną na portalu zamówień rządowych pojawił się wpis o przetargu na demontaż pokryw wałów atomowego okrętu podwodnego TK-17 Archangielsk (projekt 941). Z informacji wynikało, że prace rozpoczną się w sierpniu tego roku. Czy rozpoczęły się jakiekolwiek prace w tym kierunku?
Szczerze mówiąc nie mam takich informacji. Ale pewnie niedługo zaczną. Jeśli mówimy o demontażu osłon, to będzie to tzw. procedura w ramach traktatu START - demontaż osłon i zabezpieczenie wyrzutni. Wierzę, że ta praca nie jest trudna i zostanie wykonana szybko.
14. Atomowe okręty podwodne projektu 941 oczekujące na utylizację.
A co z demontażem statków Atomflot i statków wsparcia technicznego? Czym różni się to od recyklingu łodzi podwodnych i statków? Słyszałem, że były pewne trudności z Lepse.
Utylizacja Lepse to złożony projekt. Opracowaliśmy do tego komplet dokumentów, byłem bezpośrednio zaangażowany w opracowanie technologii utylizacji konstrukcji kadłuba i formowania pakietów blokowych, w które zwinięte zostaną najbardziej niebezpieczne dla promieniowania bloki statku. Części te zostaną spakowane i przesłane do długoterminowego magazynu przedziałów reaktorów w zatoce Saida.
Trudności występują zawsze i wszędzie, zwłaszcza na statkach takich jak Lepse, które zawierają odpady wysokoaktywne, w przypadku których nie można było zrobić nic innego, jak tylko pozostawić je w części statku w celu dalszego długoterminowego przechowywania.
(Lepse to tankowiec z paliwem nuklearnym flota lodołamaczy Rosja. Należy do FSUE Atomflot. W 1988 roku jednostka została wycofana z eksploatacji, a w 1990 roku przeniesiona do kategorii jednostek zębatkowych. W kanistrach i kesonach do przechowywania wypalonego paliwa jądrowego (SNF) znajdujących się na statku znajduje się 639 zespołów wypalonego paliwa jądrowego (SFA), z których część jest uszkodzona. - Około. wyd.)
Kwestie bezpieczeństwa były bardzo poważne i zostały dokładnie rozważone, aby zapobiec sytuacjom awaryjnym i nadmiernemu narażeniu ludzi.
15. „Lepse” to statek do tankowania rosyjskiej floty lodołamaczy nuklearnych.
- Która kolejność w Twojej pracy była szczególnie trudna?
W praktyce istniało wiele skomplikowanych statków. Z Kurskiem były trudności. Opracowaliśmy do tego projekty dokumentów. Problemy z Lepse były tylko ze względu na jego stan. Również „Złota Rybka” (atomowa łódź podwodna projektu 661 „Kotwica”) była złożona – tytanowy statek w złym stanie.
Ale najbardziej skomplikowane były nuklearne okręty podwodne, na których się znajdowały Daleki Wschód, tzw. „Chażemskie”. Dwa awaryjne okręty podwodne kierownika projektu 675. Nr 175 i kierownik projektu 671. Nr 610 ze zwiększonym promieniowaniem tła. Przez wiele lat składowano je w Zatoce Pawłowskiej, a następnie składowano w komorze dokowej Stoczni Zvezda. Aby je utylizować, na nabrzeżu wykonano specjalne palety dla całej bazy, aby nie rozrzucać zanieczyszczonych elementów. Na tych statkach panowała bardzo duża aktywność, co stwarzało duże trudności.
Dokumenty opracowano w taki sposób, aby demontaż konstrukcji, systemów i urządzeń przeprowadzono z jak najmniejszą szkodą dla ludzi, gdyż wewnątrz mogły znajdować się pozostałości ciekłych odpadów promieniotwórczych.
- Co sądzisz o demontażu okrętów podwodnych pierwszej i drugiej generacji na dużą skalę w latach 90. i 2000. XX wieku?
Musimy zrozumieć, że wszystkie te statki wyczerpały swój okres użytkowania, zwłaszcza pierwsza i druga generacja. Zmienia się geopolityka i zadania państwa, rozwijają się nowe technologie. Jednak statki te uległy całkowitemu zużyciu i dalsza eksploatacja była całkowicie niewłaściwa; wiele z nich było w złym stanie. Uważam, że bardziej słuszne jest budowanie nowych grup bardziej nowoczesnych statków, niż moralne wspieranie przestarzałych. Ponadto istniało zagrożenie bezpieczeństwa środowiska. Doszli do takiego stanu, że szczelność ciała świetlistego była praktycznie całkowicie nieobecna. Istniało także zagrożenie powodziowe, które spowodowałoby jeszcze więcej problemów.
Konieczna jest terminowa utylizacja - jest to racjonalne. Wszystko trzeba zbudować na czas i na czas zutylizować. Jeśli masz samochód, nie będziesz nim jeździł przez sto lat i ciągle go naprawiał - z jazdy nim będzie więcej problemów niż przyjemności.
Czy masz informacje na temat wydobywania łodzi podwodnych i reaktorów zatopionych w morzach? Ostatnio w mediach często pojawiały się informacje o ich odzyskiwaniu i unieszkodliwianiu, lecz nie podjęto żadnych działań.
Na dzień dzisiejszy to tylko rozmowa. Podnoszenie takich łodzi jest bardzo kosztownym przedsięwzięciem. Niektóre z nich są włączone wielkie głębiny. Kiedyś podnieśli Kursk, leżał on na płytkiej głębokości, a ten sam Komsomolec leży na głębokości około półtora tysiąca metrów, wyniesienie go na powierzchnię stanowi duży problem.
Mówienie o podnoszeniu tych łodzi często słychać na różnych konferencjach i spotkaniach, ale jak dotąd nie słyszałem o realnych perspektywach podniesienia zatopionych atomowych okrętów podwodnych.
- Od łodzi do rodziny. Czy masz jakieś dzieci? Jeśli tak, czy poszedłeś w swoje ślady?
Mój syn skończył już szkołę i wstąpił do Archangielska Uniwersytet medyczny. Rozpocznie tam naukę 1 września. Nie poszedł w moje ślady.
- Czy masz ulubioną łódź podwodną? Dla piękna, jakiejś jakości czy czegoś innego?
Bardzo podoba mi się „Sharks”, projekt 941. Oprócz nas nikt nie byłby w stanie zbudować tak potężnego i dużego statku. W nowoczesne warunki może nie są konieczne, ale to jest arcydzieło.
Kliknij przycisk, aby zasubskrybować „Jak to jest zrobione”!
Jeśli masz produkcję lub usługę, o której chcesz opowiedzieć naszym czytelnikom, napisz do Aslana ( [e-mail chroniony] ) i sporządzimy najlepszy raport, który zobaczą nie tylko czytelnicy społeczności, ale także serwisu Jak to jest zrobione
Zapisz się także do naszych grup w Facebook, VKontakte,koledzy z klasy i w Google+plus, gdzie będą publikowane najciekawsze rzeczy ze społeczności, a także materiały, których tu nie ma oraz filmy o tym, jak wszystko działa w naszym świecie.
Kliknij na ikonkę i subskrybuj!
9 września 1952 r. Podpisany przez I.V. Uchwała Stalina Rady Ministrów ZSRR w sprawie stworzenia nuklearnego okrętu podwodnego (SSN). Ogólne kierownictwo prac badawczo-projektowych powierzono PGU w ramach Rady Ministrów ZSRR (B.L. Vannikov, A.P. Zavenyagin, I.V. Kurchatov), a budowę i rozwój części statku oraz uzbrojenia powierzono Ministerstwu Przemysłu Stoczniowego Przemysł (V.A. Malyshev, B.G. Chilikin). A.P. został mianowany opiekunem naukowym prac nad budową zintegrowanej elektrowni jądrowej (EJ). Aleksandrow, główny projektant elektrowni jądrowej - N.A. Dollezhal, główny projektant łodzi - V.N. Peregudow.
Aby nadzorować prace i rozpatrywać kwestie naukowo-projektowe związane z budową łodzi podwodnej, przy Radzie Naukowo-Technicznej PSU, na której czele stoi V.A. Malyshev. Realizację głównych prac nad elektrowniami jądrowymi wraz z Instytutem Kurczatowa powierzono Laboratorium „B”, a jego dyrektorowi D.I. Błochincew został zastępcą opiekun naukowy. Dekretem Rady Ministrów Laboratorium „B” powierzono wykonanie prac teoretycznych i teoretycznych, opracowanie prętów paliwowych, budowę i przetestowanie doświadczalnego reaktora podwodnego.
Pierwszym i najważniejszym zadaniem był wybór rodzaju reaktora jako głównego źródła energii, a także ogólny wygląd elektrowni. Początkowo były to reaktory na bazie moderatorów grafitowych i berylowych, z rurami paliwowymi przenoszącymi ciśnienie, podobne typem do budowanej wówczas Pierwszej Elektrowni Jądrowej. Nieco później pojawiły się instalacje, w których moderatorem była ciężka woda. I dopiero wtedy (i w takim tempie był to miesiąc!) pojawił się ciśnieniowy reaktor wodny.
Dlatego od samego początku Laboratorium „B” rozważało dwie opcje elektrowni jądrowych dla okrętów podwodnych: z chłodziwem wodnym i płynnym chłodziwem metalicznym ołowiowo-bizmutowym. Z inicjatywy A.I. Leypunsky’ego prace nad stworzeniem transportowych instalacji nuklearnych rozpoczęły się w Laboratorium „B” już w 1949 roku.
Już wtedy było wiadomo, że w Stanach Zjednoczonych trwają prace nad dwoma typami instalacji: termicznymi reaktorami neutronowymi z wodą pod ciśnieniem oraz pośrednimi reaktorami neutronowymi z chłodziwem sodowym. Dlatego prace nad stworzeniem elektrowni dla atomowych okrętów podwodnych rozwinęły się w dwóch kierunkach: reaktory chłodzone wodą i reaktory z chłodziwem ciekłym metalem.
Wyboru eutektycznego stopu ołowiu i bizmutu jako chłodziwa reaktorów jądrowych dokonał A.I. Leypunsky'ego jeszcze przed rozpoczęciem prac nad atomowymi okrętami podwodnymi w ZSRR. Jak wspomina główny projektant elektrowni jądrowej N.A. Dollezhal: „Ta opcja była szczególnie wspierana przez D.I. Błochincewa, ówczesnego dyrektora Laboratorium „B” w Obnińsku, gdzie akademik Aleksander Iljicz Lejpunski pracował nad wykorzystaniem technologii prędkich neutronów. Jego pomysł polegał na tym, że można zbudować elektrownię jądrową dla łodzi podwodnej, której reaktor będzie wykorzystywał jako chłodziwo ciekły metal (na przykład stop ołowiu i bizmutu) i będzie mógł nagrzewać się do wystarczająco wysokiej temperatury. temperatura. wysoka temperatura bez tworzenia presji. sztuczna inteligencja Leypunsky był wybitnym naukowcem i nie było powodu wątpić w powagę jego propozycji.
A.I. został mianowany kierownikiem naukowym prac nad stworzeniem reaktorów z chłodziwem ciekłym metalem. Leypunsky’ego, a po jego śmierci w 1972 roku – B.F. Gromow. Projekty instalacji reaktorów seryjnych dla okrętów podwodnych opracowały firmy OKB Gidropress (Podolsk) i OKBM (Niżny Nowogród), a projekty samych statków opracowało Morskie Biuro Inżynierii Mechanicznej w Sankt Petersburgu (SPMBM) Malachite.
W przeciwieństwie do Amerykanów A.I. Leypunsky zaproponował i uzasadnił eutektyczny stop ołowiu i bizmutu jako chłodziwa, pomimo jego gorszych właściwości termofizycznych w porównaniu z sodem. Późniejsze doświadczenia z rozwoju tych konkurencyjnych obszarów potwierdziły słuszność dokonanego przez niego wyboru. (Po kilku wypadkach na naziemnym stanowisku do testowania prototypów i eksperymentalnej łodzi podwodnej prace w tym rejonie w Stanach Zjednoczonych zostały wstrzymane.)
Jeden z pierwszych problemów pojawił się już na początku pracy przy uzasadnianiu charakterystyki neutronowej reaktora o pośrednim widmie neutronów, jakie powstało w rdzeniu, ze względu na duży wyciek neutronów spowodowany niewielkimi rozmiarami reaktora i zastosowanie moderatora berylowego. A.I. Leypunsky postawiony przed V.A. Zadaniem Kuzniecowa było stworzenie krytycznego zestawu, na którym można by przetestować metody i stałe do obliczania reaktora pośredniego. Takie krytyczne zgromadzenie powstało w 1954 roku. Jednak 11 marca 1954 roku, podczas gromadzenia masy krytycznej, natychmiastowy reaktor neutronowy przyspieszył. sztuczna inteligencja Leypunsky i wszyscy fizycy zaangażowani w eksperyment zostali pilnie hospitalizowani w Moskwie.
Problem mógłby zostać rozwiązany jedynie w przypadku istnienia wielkoskalowych stanowisk doświadczalnych, na których testowanoby sprzęt w warunkach zbliżonych do pełnej skali. Dlatego też w 1953 roku na bazie Laboratorium „B” rozpoczęto budowę pełnowymiarowych prototypowych stanowisk dla elektrowni jądrowych z chłodzeniem wodnym (stanowisko 27/VM) i ciekłym metalem (stanowisko 27/VT), które zostały umieszczone do użytku odpowiednio w 1956 i 1959 roku. Stanowiska te reprezentowały przedziały reaktorów i turbin atomowych okrętów podwodnych. Na długi czas stały się główną bazą eksperymentalną IPPE i Instytutu Kurczatowa do testowania nowych typów reaktorów, a także bazą Centrum Szkolenia Marynarki Wojennej w Obnińsku do szkolenia załóg łodzi podwodnych.
Jądrowy okręt podwodny krążownik K-27 (projekt 645)
Pierwszy radziecki atomowy okręt podwodny K-27 (Projekt 645) z elektrownią jądrową chłodzoną ciekłym metalem pomyślnie przeszedł testy państwowe w 1963 roku. W 1964 roku odbył długi rejs na równikowy Atlantyk, podczas którego (po raz pierwszy w radzieckiej marynarce wojennej) przepłynął bez wynurzania 22 278 mil w 1240 godzin żeglugi (51 dni). Do dowódcy łodzi I.I. Gulyaev otrzymał tytuł Bohatera Związku Radzieckiego. Żeglarze chwalili elektrownię atomową. Z Laboratorium „B” jeden z twórców elektrowni jądrowej, Główny inżynier stoisko 27/VT K.I. Karikh. W 1965 roku K-27 odbył drugi rejs, stając się pierwszym radzieckim atomowym okrętem podwodnym, który potajemnie przedostał się do Morza Śródziemnego.
W tym czasie rozpoczęto tworzenie serii łodzi drugiej generacji z elektrowniami jądrowymi wykorzystującymi ciekły metal jako chłodziwo ołowiowo-bizmutowe. Na początku lat sześćdziesiątych, w związku z utworzeniem i wypuszczeniem na patrole bojowe na oceanie amerykańskich okrętów podwodnych rakietowców, które w świecie zachodnim nazywano „zabójcami miast” (ze względu na rodzaj wyboru celu - ich rakiety były wycelowane w nasze miasta), ZSRR podjął decyzję o utworzeniu specjalnych przeciw okrętom podwodnym. Jednym z punktów programu było zadanie zbudowania małej, szybkiej, zautomatyzowanej łodzi – niszczyciela łodzi podwodnych, czyli tzw. bojownik „zabójców miast”.
Projektowanie atomowego okrętu podwodnego Projektu 705 (sowiecki kod „Lyra”) rozpoczęło się po wydaniu uchwały Komitetu Centralnego KPZR i Rady Ministrów ZSRR latem 1960 r. główne zadanie– stworzenie wysoce zwrotnego, szybkiego okrętu podwodnego o małej wyporności z elektrownią jądrową, z tytanowym kadłubem, przy radykalnym zmniejszeniu liczebności załogi, wraz z wprowadzeniem nowych rodzajów uzbrojenia i środków technicznych.
Najważniejszym elementem instalacji wytwarzania pary nowej łodzi był reaktor jądrowy z chłodziwem ołowiowo-bizmutowym, opracowany pod kierunkiem naukowym IPPE. Ciężka ochrona biologiczna i niskie parametry pary elektrowni jądrowej z reaktorem wodno-ciśnieniowym (wówczas) spowodowały wysoki ciężar właściwy instalacji reaktora. Nowy reaktor z chłodziwem ciekłym metalem pozwolił zmniejszyć wyporność, średnicę kadłuba ciśnieniowego i długość łodzi podwodnej oraz zwiększyć prędkość podwodną. Z tego powodu podstawowymi różnicami nowej wytwórni pary były jej zwartość, modułowy układ, wysoki stopień automatyzacji i zwrotności, dobre wskaźniki ekonomiczne i gabarytowe.
Atomowy okręt podwodny projektu 705
Szczególne miejsce w rozwoju reaktorów z chłodziwem ołowiowo-bizmutowym zajmowała problematyka technologii tego chłodziwa. Zwrot ten odnosi się do metod monitorowania i utrzymywania wymaganej jakości chłodziwa oraz czystości obwodu pierwotnego podczas pracy reaktora. Z wagi tego problemu zdano sobie sprawę po awarii reaktora na łodzi K-27 w maju 1968 roku. Odpowiednie metody i urządzenia do utrzymania jakości chłodziwa opracowano po zakończeniu budowy planowanej serii okrętów podwodnych projektów 705 i 705K.
Pierwszy rejsowy okręt podwodny nowego typu K-64 został przyjęty do służby w grudniu 1971 roku operacja próbna. I chociaż we flocie służyło tylko sześć okrętów tego typu, pojawienie się w oceanie nowego radzieckiego okrętu podwodnego przeciw okrętom podwodnym wywołało wiele hałasu i stało się nieprzyjemną niespodzianką dla Marynarki Wojennej USA. Amerykańskie okręty podwodne z rakietami strategicznymi znalazły się w trudnej pozycji taktycznej. Niewielkie rozmiary okrętów podwodnych Projektu 705, znaczny zakres głębokości nurkowania i duża prędkość pełna pozwoliły mu manewrować na maksymalna prędkość, niemożliwe dla wszystkich innych typów okrętów podwodnych, a nawet uniknąć torped przeciw okrętom podwodnym. Statki tego projektu zostały wpisane do Księgi Rekordów Guinnessa ze względu na ich prędkość i zwrotność.
„Teraz, patrząc wstecz”, pisze główny projektant Malachite SPMBM (gdzie opracowano projekt łodzi) R.A. Szmakowa – trzeba przyznać, że ta łódź była projektem XXI wieku. Wyprzedziła swoją epokę o kilkadziesiąt lat. Nic więc dziwnego, że dla wielu specjalistów, testerów i personelu Marynarki Wojennej okazało się to zbyt trudne do opanowania i obsługi.
„Pomysł stworzenia takiej łodzi, jaką stał się okręt podwodny Projektu 705” – zauważa zastępca głównego projektanta projektu B.V. Grigoriewa” mogło zostać zrealizowane dopiero w latach 60. XX w., kiedy społeczeństwo radzieckie rozrastało się, otwierały się nowe obszary badań naukowych i rozwoju, a obronność kraju była najważniejszym priorytetem państwa”. „Atomowy okręt podwodny projektu 705” – zgodnie z definicją Sekretarza Komitetu Centralnego KPZR i Ministra Obrony ZSRR D.F. Ustinova „stała się zadaniem narodowym, próbą dokonania przełomu w celu osiągnięcia przewagi wojskowo-technicznej nad blokiem zachodnim”.
Dowódcy i oficerowie okrętów podwodnych wyposażonych w instalacje reaktorów opracowane w IPPE bardzo wysoko ocenili samą łódź i jej elektrownię jądrową, nazywając ją „cudowną łodzią”, która znacznie wyprzedzała swoje czasy.
Dziś można uznać za ogólnie przyjęte, że w IPPE pod przewodnictwem A.I. Leypunsky położył podwaliny pod nowy kierunek w energetyce jądrowej, a także zademonstrował unikalną na skalę przemysłową technologię reaktorową. Pozwoliło to zapewnić zwartość instalacji reaktora, co jest ważne przy tworzeniu okrętów podwodnych o ograniczonej wyporności, zapewnić wysoką manewrowość oraz zwiększyć niezawodność i bezpieczeństwo instalacji reaktora.
AA wniosło ogromny wkład w rozwój tego kierunku. Bakulevsky, B.F. Gromov, K.I. Karikh, VA Kuzniecow, I.M. Kurbatow, V.A. Malykh, G.I. Marchuk, D.M. Owieczkin, Yu.I. Orłow, D.V. Pankratow, Yu.A. Prochorow, V.N. Stiepanow, V.I. Subbotin, G.I. Toszynski, A.P. Trifonow, V.V. Czekunow i wielu innych.
Ciężkie okręty podwodne z rakietami strategicznymi projektu 941 Akula można śmiało uznać za jeden z największych nuklearnych okrętów podwodnych na świecie. Klasyfikacja NATO - SSBN „Tajfun”. W 1972 roku, po otrzymaniu zadania, TsKMBMT „Rubin” rozpoczął opracowywanie tego projektu.
Historia stworzenia
W grudniu 1972 r. taktyczny zadanie techniczne za projekt, S.N. Kovalev został mianowany głównym projektantem projektu. Opracowanie i stworzenie nowego typu krążownika podwodnego było odpowiedzią na budowę SSBN klasy Ohio w Stanach Zjednoczonych. Planowano zastosować trójstopniowe międzykontynentalne rakiety balistyczne na paliwo stałe R-39 (RSM-52), wymiary tych rakiet determinowały wielkość nowego statku. W porównaniu z rakietami Trident-I, które są wyposażone w SSBN klasy Ohio, rakieta R-39 ma znacznie lepszy zasięg lotu, masę wyrzutu i ma 10 bloków, podczas gdy Trident ma 8 takich bloków czasie R-39 jest znacznie większy, jest prawie dwukrotnie dłuższy i ma masę trzykrotnie większą od swojego amerykańskiego odpowiednika. Układ SSBN według standardowego schematu nie nadawał się do rozmieszczania rakiet tzw duży rozmiar. Decyzja o rozpoczęciu prac nad budową i projektowaniem nowej generacji strategicznych lotniskowców rakietowych zapadła 19 grudnia 1973 roku.
W czerwcu 1976 r. w przedsiębiorstwie Sevmash, które zwodowano 23 września 1980 r., położono pierwszą łódź tego typu, TK-208 (skrót TK oznacza „ciężki krążownik”). Wizerunek rekina namalowano na dziobie, poniżej linii wodnej, zanim łódź została spuszczona do wody, później na mundurze załogi pojawiły się paski z rekinem. 4 lipca 1981 roku wiodący krążownik wszedł do prób morskich, miesiąc wcześniej niż amerykański SSBN Ohio, którego projekt został uruchomiony wcześniej. 12 grudnia 1981 roku do służby wszedł TK-208. W latach 1981-1989 do użytku i zwodowano 6 łodzi typu Akula. Stępkę siódmego statku z tej serii nigdy nie położono.
Ponad 1000 przedsiębiorstw byłej Unii zapewniło budowę tego typu okrętów podwodnych. 1219 pracowników „Sevmash”, którzy brali udział w tworzeniu statku, otrzymało nagrody rządowe.
Zapowiedź powstania łodzi serii Akula została ogłoszona na XXVI Kongresie KPZR przez Breżniewa, który stwierdził: Mamy system Typhoon, podobny do nowego amerykańskiego okrętu podwodnego Ohio, uzbrojony w rakiety Trident-I. Nowa łódź „Akula” została celowo nazwana „Tajfun”; w tym czasie zimna wojna jeszcze się nie skończyła, więc używano nazwy „Tajfun”, aby zmylić wroga.
W 1986 roku zbudowano spalinowo-elektryczny nośnik rakiet transportowych o wyporności 16 000 ton, a liczba rakiet przyjętych na pokład wyniosła 16 SLBM. Transport nosił nazwę „Aleksander Brykin” i miał służyć do przeładunku rakiet i torped.
Długą podróż na duże szerokości geograficzne do Arktyki odbyła się w 1987 roku łodzią TK-17 Simbirsk. Podczas tej podróży załogi zmieniały się kilkakrotnie.
Na TK-17 Archangielsk podczas startu szkoleniowego rakieta szkoleniowa eksplodowała i spłonęła w silosie; starty przeprowadzono na Morzu Białym 27 września 1991 r. Eksplozja rozerwała osłonę silosu rakietowego i wyrzuciła głowicę rakietową do morza. Po tym incydencie łódź przeszła drobne naprawy; załoga nie odniosła obrażeń w wyniku eksplozji.
„Jednoczesne” wystrzelenie 20 rakiet R-39 odbyło się podczas testów Floty Północnej w 1998 roku.
Funkcje projektowe
Elektrownia na łodziach tego typu wykonana jest w postaci dwóch niezależnych szczebli, które są umieszczone w trwałych kadłubach, te kadłuby są różne. Do monitorowania stanu reaktorów stosuje się urządzenia impulsowe; w przypadku zaniku zasilania reaktory są wyposażone w system automatycznego gaszenia.
Już na etapie projektowania zakres zadań zawierał klauzulę o konieczności zapewnienia bezpiecznego promienia, w związku z tym opracowano i przeprowadzono szereg eksperymentów w przedziałach doświadczalnych dotyczących metod obliczania wytrzymałości dynamicznej najbardziej skomplikowanych; elementy kadłuba (moduły mocujące, komory i pojemniki wynurzane, połączenia międzykadłubowe).
Ponieważ standardowe warsztaty nie nadawały się do budowy łodzi typu Akula, trzeba było zbudować nowy warsztat pod numerem 55 w Sevmash, który jest obecnie jedną z największych krytych hangarów dla łodzi na świecie.
Okręty podwodne klasy Shark mają dość dużą rezerwę pływalności wynoszącą 40%. Ze względu na fakt, że połowa wyporności łodzi tego typu przypada na wodę balastową, otrzymały one we flocie nieoficjalną nazwę - „przewoźnik wodny”, kolejna nieoficjalna nazwa „zwycięstwo technologii nad zdrowy rozsądek„został przydzielony do łodzi w konkurencyjnym biurze projektowym Malachite. Istotnym powodem, który wpłynął na tę decyzję, był wymóg zapewnienia najmniejszego zanurzenia statku. Ten wymóg uzyskanie możliwości wykorzystania już istniejących baz naprawczych i pomostów było w pełni uzasadnione.
To właśnie duża rezerwa wyporu w połączeniu z dość mocną nadbudówką umożliwia przebicie się przez lód o grubości dochodzącej do 2,5 metra, co pozwala na prowadzenie działań bojowych na północnych szerokościach geograficznych niemal do bieguna północnego.
Rama
Jedną z cech konstrukcyjnych łodzi jest obecność pięciu trwałych, nadających się do zamieszkania kadłubów wewnątrz lekkiego kadłuba. Dwa z nich, główne, których największa średnica wynosi 10 metrów, są rozmieszczone na zasadzie katamaranu - równolegle do siebie. Silosy rakietowe z zestawami rakietowymi D-19 znajdują się w przedniej części statku, pomiędzy głównymi kadłubami ciśnieniowymi.
Dodatkowo łódź wyposażona jest w trzy szczelne przedziały: przedział torpedowy, przedział modułu sterującego ze słupkiem centralnym oraz rufowy przedział mechaniczny. Takie rozmieszczenie trzech przedziałów pomiędzy głównymi kadłubami łodzi znacznie zwiększa bezpieczeństwo przeciwpożarowe i przeżywalność łodzi. Według opinii Generalnego Projektanta S.N. Kovaleva:
„To, co wydarzyło się na Kursku (Projekt 949A), na okrętach podwodnych Projektu 941, nie mogło prowadzić do tak katastrofalnych konsekwencji. Przedział torpedowy na Akuli został zaprojektowany jako oddzielny moduł. W przypadku eksplozji torpedy nie mogło dojść do zniszczenia kilku głównych przedziałów i śmierci całej załogi.”
Główne budynki połączone są ze sobą trzema przejściami: na dziobie, pośrodku i na rufie. Przejścia przechodzą przez pośrednie przedziały kapsuły. Liczba wodoszczelnych przedziałów na łodzi wynosi 19. Komory ratunkowe zlokalizowane u podstawy sterówki pod chowanym płotem urządzenia pomieszczą całą załogę. Liczba komór ratowniczych -2.
Wytrzymałe obudowy wykonano ze stopów tytanu, lekką obudowę wykonano ze stali i pokryto nierezonansową powłoką antylokacyjną i dźwiękochłonną, której waga wynosiła 800 ton. Amerykańscy eksperci uważają, że wytrzymałe kadłuby łodzi są również wyposażone w powłokę wygłuszającą.
Statek ma rozwinięty ogon rufowy w kształcie krzyża z poziomymi sterami, który znajduje się bezpośrednio za śmigłami. Przednie stery poziome są chowane.
Aby zapewnić możliwość pełnienia służby na północnych szerokościach geograficznych, ogrodzenie sterówki jest bardzo trwałe, posiadające zdolność łamania lodu, którego grubość wynosi od 2 do 2,5 metra (zimą grubość lodu na Oceanie Arktycznym może wynosić od 1,2 do 2 metrów, czasami sięga 2,5 metra). Od dołu powierzchnia lodu składa się z narośli w postaci sopli lub stalaktytów o dość dużych rozmiarach. Podczas wynurzania łodzi stery dziobowe są cofane, a sama łódź dociskana jest do warstwy lodu za pomocą specjalnie przystosowanego do tego celu dziobu i sterówki, po czym następuje gwałtowne przeczyszczenie głównego zbiornika balastowego.
Punkt mocy
Projekt głównej elektrowni jądrowej przeprowadzono zgodnie z zasadą blokową. Instalacja główna składa się z dwóch chłodzonych wodą termicznych reaktorów neutronowych OK-650, których moc cieplna na wale wynosi 2x50 000 KM. a także w obu trwałych kadłubach znajdują się dwa zespoły turbin parowych, co znacznie zwiększa przeżywalność łodzi.
W łodziach projektu Akula zastosowano dwustopniowy pneumatyczny system amortyzacji z gumowymi linkami oraz blokowy system mechanizmów i wyposażenia, który może znacznie poprawić izolację drgań komponentów i zespołów, a tym samym zmniejszyć hałas łodzi.
Jako pędniki zastosowano dwa wolnoobrotowe, ciche, siedmiłopatowe śmigła o stałym skoku. Aby zmniejszyć poziom hałasu, śmigła umieszczono w owiewkach pierścieniowych (fenestronach).
Zapasowy układ napędowy obejmuje dwa silniki elektryczne prądu stałego o mocy 190 kW. Podczas manewrowania w ciasnych warunkach łódź wykorzystuje ster strumieniowy, który składa się z dwóch składanych kolumn z silnikami elektrycznymi o mocy 750 kW i obrotowymi śmigłami. Urządzenia te znajdują się na dziobie i rufie statku.
Zakwaterowanie załogi
Załoga zakwaterowana jest w warunkach o podwyższonym komforcie. Okręty podwodne projektu Shark posiadają salon załogi, basen o wymiarach 4x2 metry i głębokość 2 metrów, basen wypełniony świeżą lub słoną wodą morską z możliwością podgrzewania, siłownię, solarium, saunę, a także a także „strefa mieszkalna”. Personel szeregowy zakwaterowany jest w małych kokpitach, personel dowodzenia w dwu- lub czteroosobowych kabinach wyposażonych w umywalki, telewizory i klimatyzację. Istnieją dwie mesy: jedna dla oficerów, druga dla marynarzy i kadetów. Ze względu na komfortowe warunki panujące na łodzi, wśród żeglarzy nazywano ją „pływającym Hiltonem”.
Uzbrojenie
Głównym uzbrojeniem TK jest 20 trójstopniowych rakiet balistycznych na paliwo stałe R-39 „Variant”. Masa startowa tych rakiet wraz z kontenerem startowym wynosi 90 ton, a ich długość 17,1 m, co stanowi największą masę startową wszystkich wprowadzonych do służby SLBM.
Pociski posiadają głowicę wielokrotną złożoną z 10 głowic z indywidualnym naprowadzaniem, każda zawierająca 100 kiloton trotylu, a zasięg lotu rakiet wynosi 8300 km. Ze względu na to, że R-39 są dość dużych rozmiarów, ich jedynymi przewoźnikami są łodzie Projektu 941 Akula.
Testy kompleks rakietowy D-19 przeprowadzono na specjalnie przerobionym okręcie podwodnym z silnikiem Diesla K-153 (Projekt 619); umieszczono na nim tylko jeden silos na P-39; liczba wystrzeleń manekinów została ograniczona do siedmiu.
wystrzelenie rakiety R-39 z łodzi podwodnej Projektu 941 Akula
Z łodzi projektu Akula cały ładunek amunicji można wystrzelić w jednej salwie; odstęp między wystrzeleniem rakiet jest minimalny. Rakiety można wystrzelić z powierzchni i pod wodą; w przypadku wystrzelenia z pozycji pod wodą głębokość zanurzenia wynosi do 55 metrów, z ograniczeniami warunki pogodowe Nie ma wyrzutni rakiet.
Zastosowanie amortyzującego systemu startu rakiet ARSS umożliwia wystrzelenie rakiety za pomocą akumulatora ciśnienia prochu z suchego wału, co znacznie zmniejsza poziom hałasu przed wystrzeleniem, a także skraca odstęp między startami rakiet. Jedną z cech kompleksu jest zawieszenie rakiet na szyjce silosu za pomocą ARSS. Na etapie projektowania przewidywano rozmieszczenie ładunku amunicji składającego się z 24 rakiet, ale decyzją Naczelnego Dowódcy Marynarki Wojennej ZSRR admirała S.G. Gorszkowa liczbę rakiet zmniejszono do 20.
Prace nad nową, ulepszoną wersją rakiety R-39UTT „Bark” rozpoczęły się po przyjęciu dekretu rządowego w 1986 roku. W nowej modyfikacji rakiety planowano wdrożyć system przenikania przez lód, a także zwiększyć zasięg do 10 000 km. Zgodnie z planem uzbrojenie rakietowców należało dozbrajać przed 2003 rokiem, do czasu wygaśnięcia okresu gwarancji na rakiety R-39. Testy nowych rakiet nie zakończyły się jednak sukcesem, po niepowodzeniu trzeciego wystrzelenia w 1998 roku Ministerstwo Obrony Narodowej podjęło decyzję o wstrzymaniu prac nad kompleksem; do czasu podjęcia takiej decyzji gotowość kompleksu wynosiła 73 lata %. Opracowanie kolejnego SLBM na paliwo stałe, Buławy, powierzono Moskiewskiemu Instytutowi Inżynierii Cieplnej, który opracował lądową międzykontynentalną rakietę balistyczną Topol-M.
Oprócz broni strategicznej łodzie Projektu 941 Akula są wyposażone w 6 wyrzutni torpedowych kalibru 533 mm, które można wykorzystać do układania pól minowych do wystrzeliwania torped rakietowych i torped konwencjonalnych.
System obrony powietrznej zapewnia osiem zestawów MANPADS Igla-1.
Łodzie projektu Akula są wyposażone w następujące rodzaje broni elektronicznej:
- „Omnibus” – bojowy system informacji i kontroli;
- analogowy kompleks hydroakustyczny „Skat-KS” (cyfrowy „Skat-3” jest zainstalowany na TK-208);
- sonarowa stacja wykrywania min MG-519 „Harp”;
- echometr MG-518 „Sever”;
- kompleks radarowy MRKP-58 „Buran”;
- kompleks nawigacyjny „Symfonia”;
- kompleks radiokomunikacyjny „Molniya-L1” z systemem łączności satelitarnej „Tsunami”;
- kompleks telewizyjny MTK-100;
- dwie anteny typu bojowego umożliwiają odbiór komunikatów radiowych, oznaczeń celów i sygnałów nawigacji satelitarnej w przypadku przebywania na głębokości do 150 m i pod lodem.
| Interesujące fakty |
|