Плавучие мини-АЭС

Как устроены атомные ледоколы и каким будет ледокол нового поколения

Россия — единственная страна в мире, эксплуатирующая суда атомного гражданского флота. «Газета.Ru» рассказывает подробнее об устройстве атомных ледоколов и планах России по созданию ледокола нового поколения.

Россия — единственная страна в мире, эксплуатирующая суда атомного гражданского флота. Преимущества атомных ледоколов перед дизельными стали наиболее очевидны в 50-е годы XX века, когда быстрыми темпами шло освоение ресурсов Сибири, требовавшее круглогодичной навигации по Северному морскому пути. Главное отличие атомных ледоколов от дизельных — высокая энерговооруженность (мощность энергетической установки и ресурс). Атомоход может работать без дозаправки несколько лет. Кроме того, запасы ядерного топлива не занимают на судне много места, что позволяет увеличить полезную нагрузку и подолгу не заходить в порты.

Мощность атомохода позволяет ему преодолевать льды толщиной до трех метров — задача, непосильная лучшим дизельным ледоколам.

Последние полвека «Опытное конструкторское бюро машиностроения имени Африкантова» (Нижний Новгород), ныне входящее в «Росатом», является головным разработчиком всех ядерных установок для Военно-морского флота (корабельных) и всех – для гражданского (судовых). С 1959 года на атомных судах эксплуатировались 5 типов атомных паро-производительных установок. Основным вопросом, возникающим при проектировании и эксплуатации атомных ледоколов, является радиационная безопасность. Проект реакторной установки для первого в мире атомного ледокола «Ленин» был разработан в 1955 году. Этому атомоходу-пионеру и выпала доля проверки конструкторских решений, призванных поставить мирный атом на службу морякам-полярникам.

Всего за годы эксплуатации на ледоколе «Ленин» произошли две серьезные аварии.

В 1965 году из-за обезвоживания была повреждена активная зона реактора, а в 1967 году после перезагрузки ядерного топлива была обнаружена течь в системе охлаждения, ремонт привел реакторную установку в негодность. В результате реакторную установку пришлось буквально вырезать из корпуса судна и затопить в заливе Цивольки вместе с ядерным топливом. Опыт, полученный при эксплуатации «Ленина», дал задел для постройки еще 8 атомных ледоколов класса «Арктика» и «Таймыр». Сегодня все атомные ледоколы имеют одну или две типовые реакторные установки, обеспечивающие электрическую передачу на гребные винты.

Атомные паропроизводящие установки (АППУ), являющиеся по сути плавучими мини-АЭС, состоят из 4 изолированных контуров.

Вода первого контура прокачивается через активную зону и нагревает воду второго контура, превращая ее в перегретый пар. Пар с температурой 3000С подается на главные турбины, вырабатывающие электрический ток для вращения винтов. Третий контур охлаждает оборудование АППУ, его вода имеет незначительную радиоактивность. Четвертый контур охлаждает пар второго контура, в качестве теплоносителя используется забортная вода. Современные АППУ изготовлены так, чтобы защитить экипаж и население от облучения, а окружающую среду — от загрязнения радиоактивными веществами. При этом исключается попадание продуктов деления в теплоноситель, а на возможных путях выхода радиоактивных веществ созданы защитные барьеры между ядерным топливом и окружающей средой.

Серийные активные зоны атомоходов в наши дни обеспечивают их интенсивную эксплуатацию в течение 5-7 лет.

На основе богатого опыта эксплуатации атомных ледоколов «Арктика» и «Таймыр» в настоящее время в России реализуется проект универсального ледокола с реакторной установкой нового поколения. Ледоколу предстоит обеспечивать круглогодичную проводку танкеров, сухогрузов и других транспортных судов к местам добычи углеводородов на арктическом шельфе.