proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2017 год
  Агентство  ПРоАтом. 20 ЛЕТ с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Обсудим?!
На ГХК открытые бассейны с РАО засыпают грунтом. Ваше отношение?
Поддерживаю такой способ изоляции
Допускаю при научном обосновании
Нужно РАО извлекать, в емкости и в хранилище

Результаты
Другие опросы
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
Вышла в свет книга воспоминаний Михаила Владимировича Шавлова. Авторитет инженера, технического специалиста был в то время в стране на самом достойном уровне, поэтому и страна развивалась высочайшими темпами.
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. Информация: (812) 438-32-77, E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
PRo Рекламу

[18/04/2018]     Морским судам быть. Атомная надводная эпопея


В.А. Зимин, капитан 2 ранга в отставке, к.т.н., доцент каф. ЯЭУ ВМПИ ВУНЦ ВМФ «ВМА»


Н.Я. Щербина, капитан 1 ранга в отставке, д.т.н., проф. кафедры ЯЭУ ВМПИ ВУНЦ ВМФ «ВМА», представитель первого набора факультета ЯЭУ 1957 г.

Большинство из тех, кто что-либо знает об атомном надводном флоте, обычно называет один-два проекта таких кораблей. На самом деле история создания надводных кораблей с ядерной энергетической установкой (ЯЭУ) насчитывает около шести десятков лет и более десятка таких проектов.



Хронология этих событий берёт начало с открытия в 1896 г. ядерной энергии и её дальнейшего освоения. Новый источник энергии огромной мощности сулил богатейшие перспективы. Процесс создания и развития корабельной ядерной энергетики принципиально отличался от создания энергетических установок на органическом топливе. Освоение ядерной энергии потребовало от науки фундаментального изучения. Чтобы создать ядерные реакторы с управляемой цепной реакцией деления учёным потребовалось более пятидесяти лет. Прежде чем использовать атомную энергию на кораблях и судах, она использовалась в стационарных исследовательских и промышленных установках.

Правительственное решение о проведении научно-исследовательских и проектных работ по созданию морских ядерных энергетических установок в СССР было принято в 1947 г. В конце 1949 г. для проработок было предложено три варианта морских реакторов: с графитовым замедлителем и гелиевым охлаждением; с бериллиевым замедлителем и гелиевым охлаждением; с графитовым замедлителем и водяным охлаждением.

Комплекс этих установок под индексом В-10 предполагалось построить на территории Физико-энергетического института в г. Обнинске в 1951 г., но в связи с отвлечением сил и средств на создание промышленных реакторов эти работы были приостановлены. Только в 1952 г. на базе предложения академиков Курчатова И.В., Александрова А.П. и профессора Доллежаля Н.А. вышло Постановление Совета Министров СССР за подписью И.В. Сталина о развёртывании работ по созданию опытной атомной подводной лодки.

Первая отечественная атомная подводная лодка проекта 627 была заложена на Северном машиностроительном предприятии в г. Северодвинске 24 сентября 1955 г., а 1 июля 1958 г. она уже вышла в море. В состав ЯЭУ входили два ядерных водо-водяных реактора мощностью по 70 МВт, каждый из которых отдавал тепло четырем прямоточным трубчатым парогенераторам. Циркуляцию теплоносителя - воды высокой чистоты обеспечивали главный и вспомогательный циркуляционные насосы первого контура. Функционирование паропроизводящей установки (ППУ) обеспечивали системы газа высокого давления, третьего и четвёртого контуров, подпитки и аварийной проливки первого контура, воздухоудаления и отбора проб. В каждой из двух паротурбинных установок предусматривался главный турбозубчатый агрегат с мощностью турбин по 15,5 МВт и системами с традиционным составом оборудования. Коэффициент полезного действия (эффективный) такой установки составлял около 22%.

Совершенствование ядерных энергетических установок подводных лодок продолжается и до настоящего времени. Флот пополняют корабли с ЯЭУ 4-го поколения и создаются уже ПЛА 5-го поколения. Процесс создания ЯЭУ с жидкометаллическим теплоносителем (ЖМТ) свинец-висмут оказался более сложным, но на трёх проектах подводных лодок эти реакторы  прошли опытную эксплуатацию.

В 1959 г. был построен первый в мире атомный арктический ледокол «Ленин». Энергетическая установка ледокола представляла собой трёхвальную ядерную турбоэлектрическую установку с суммарной мощностью 32,4 МВт. Полный ход 19,4 узла обеспечивали два реактора, третий находился в резерве. Позже были построены ЯЭУ для ледоколов типа «Арктика» и для лихтеровоза «Севморпуть». В США были построены три судна с ЯЭУ, но из-за низкой эффективности использования они были выведены из состава флота.

 

Преимущества надводных кораблей с ЯЭУ

Создание крупных надводных кораблей с ракетно-ядерным и другими видами вооружения настоятельно требовало разработки и внедрения на них ядерных энергетических установок для обеспечения практически неограниченной по энергозапасам дальности плавания. Наряду с увеличением дальности плавания применение ЯЭУ на надводных кораблях позволило:

- поддерживать высокую скорость хода в течение длительного времени;

- исключить затраты времени на пополнение запасов топлива при длительных переходах, а также исключить финансовые затраты на содержание вспомогательных и нефтеналивных судов обеспечения;

- уменьшить размеры надстройки благодаря отсутствию дымовых труб и воздухозаборных шахт;

- обеспечить благоприятные условия для создания взлётно-посадочных полос для палубной авиации;

- высвободить часть ёмкостей котельного топлива для хранения запасов топлива для авиакрыла и возможности размещения авиационного боезапаса.

Для атомного корабля понятие «экономический ход» теряет обычный смысл. Ведь на нём весь запас топлива заключён в активной зоне реактора, которая до перезарядки может эксплуатироваться годами. В 1957 г. в СССР был разработан пр. 63 лёгкого крейсера с ЯЭУ полным водоизмещением 20 500 т и скоростью хода до 32 узлов. Головной корпус планировалось построить в Ленинграде к 1961 г. Особую сложность при проектировании вызвала разработка энергетической установки повышенной мощности, так как ЯЭУ, разработанные для ледокола «Ленин» и атомной подводной лодки, не подходили по мощности для крейсера. Из-за трудностей согласования вопроса о целесообразности создания таких кораблей в марте 1959 г. решением правительства работы по проекту 63 были прекращены. В июне 1959 г. при разработке корабля противовоздушной обороны пр. 1126 водоизмещением 11 000 т и скоростью хода до 35,5 узлов рассматривался вариант использования ЯЭУ в качестве энергетической установки, но в 1961 г. работы над техническим проектом были прекращены с формулировкой «в целях сосредоточения усилий на создание более перспективных кораблей».

 

Предлагаемые проекты НК ВМФ

1 сентября 1969 г. Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР было принято решение о строительстве первого в СССР атомного надводного корабля для ВМФ СССР. 29 сентября 1971 г. секцией НТС Министерства судостроительной промышленности СССР был одобрен технический проект паропроизводящей установки (ППУ) КН-3 для надводного корабля (главный конструктор Ф.М. Митенков; научный руководитель Н.С. Хлопкин). Ядерная установка для надводных кораблей КН-3 (активная зона типа ВМ-16) создавалась с использованием опыта строительства и эксплуатации ЯЭУ ледоколов. По своей конструкции она практически ничем не отличается от атомной установки типа ОК-900 ледоколов класса «Россия», но имела большую мощность.

В июле 1973 г. было принято решение научно-технического совета Министерства судостроительной промышленности и Министерства обороны о создании атомного авианосца проекта 1160 водоизмещением 85 000 т. Но уже осенью 1973 г. аппарат ЦК КПСС предложил в качестве альтернативы авианосца пр. 1160 создать модернизированный проект тяжелого авианесущего крейсера (ТАВКР) пр.11437 с ЯЭУ водоизмещением 75 000 т и скоростью хода до 30 узлов. Для этого не требовалось серьёзно реконструировать производственную базу. Проект разрабатывался Невским проектно-конструкторским бюро (ПКБ) под руководством Л.В. Белова, а затем Ю.М. Варфоломеева. Корабль должен был стать первым отечественным авианосцем с ядерной энергетической установкой. Четыре реактора типа КН-3 с суммарной тепловой мощностью 1220 размещались в одном отсеке по два побортно, при этом они разделялись продольной водонепроницаемой переборкой. В корму от этого отсека находились два машинных отделения с четырьмя ГТЗА с мощностью по 50 000 л. с. Каждый. Два носовых работали на наружные движители (винты фиксированного шага), два кормовых – на внутренние. Первый тяжёлый авианесущий крейсер пр.11437 «Ульяновск» был заложен в 1988 г. на Черноморском судостроительном заводе в г. Николаеве. Но в связи с развалом Советского Союза корабль не был достроен, а корпусные конструкции впоследствии были разобраны.

До этого в апреле 1976 г. вышло постановление правительства о строительстве на Черноморском судостроительном заводе двух больших авианесущих крейсеров пр.1153 водоизмещением 70 000 т и скоростью хода до 30 узлов. В качестве энергетической установки предполагалось использовать трёхвальную ЯЭУ с мощностью каждого ГТЗА по 51 520 кВт. Но из-за невозможности прохождения кораблей такого водоизмещения через Черноморские проливы строительство кораблей пр.1153 планировалось перенести на судостроительные заводы Ленинграда, но Госплан СССР отказался выделить дополнительные капиталовложения на подготовку там производственной базы. Поэтому эскизный проект 1153 так и не получил дальнейшего развития.

Первой специально разработанной и реализованной в металле ЯЭУ была энергетическая установка для корабля пр. 1144. На нем была установлена паропроизводящая установка КН-3 с мощностью двух реакторов по 300 МВт и двух ГТЗА-653 мощностью по 51 520 кВт. Проектирование первого корабля этой серии было выполнено Северным ПКБ и длилось почти 10 лет. В 1965 г. Пр. 1144 начал разрабатываться как атомный сторожевой корабль водоизмещением 9 000 т, предназначенный для длительного слежения за подводными лодками противника. В эскизном проекте (1969 г.) корабль классифицировался уже как «атомный большой противолодочный корабль», а при утверждении проекта (1970 г.) - уже как «атомный противолодочный крейсер».

В связи с намечавшимся проектированием второго корабля с ЯЭУ - ракетного крейсера пр.1165 в 1971 г. обе разработки были объединены в одну. В июне 1977 г. корабль пр.1144 был переквалифицирован в тяжёлый атомный ракетный крейсер (ТАРКР). Водоизмещение выросло до 24 000 т.

Рис.1. Командование корабля и офицерский состав электромеханической боевой части и химической службы первого тяжелого атомного ракетного крейсера "Киров"


Реализованные проекты НК с ЯЭУ

Головной ТАРКР «Киров» (с 27.05.1992 г. «Адмирал Ушаков») был заложен 26 марта 1973 г. на Балтийском судостроительном заводе в Ленинграде. Освоение атомной энергетической установки личный состав БЧ-5 сформированного экипажа ТАРКР "Киров" проходил на местах предыдущей службы (на атомных подводных лодках), а специфику надводного корабля постигал в период стажировки на атомном ледоколе "Сибирь". Физический пуск 1-го реактора крейсера был проведен 17 апреля 1980 г.

Рис.2 . ТАРКР "Киров" 28 сентября 1980 г. снялся с якоря рейда Балтийска и начал переход на Северный флот

"Впечатляли и формы, и размеры, и вооружение, во всём чувствовалась сила и мощь" - вспоминает командир БЧ-5 сторожевого корабля Балтийского флота капитан-лейтенант Зимин В.А., которому довелось обеспечивать проведение ходовых испытаний ТАРКР "Киров". 30 декабря 1980 г. первый советский атомный крейсер "Киров" был принят в состав Северного флота.

Последующие корабли строились по улучшенному проекту 11442. ТАРК «Фрунзе» (с 1992 г. «Адмирал Лазарев») был заложен в 1978 г. и передан на Тихоокеанский флот 31 октября 1984 г., третий атомный крейсер - «Калинин» (с 1992 г. «Адмирал Нахимов») был заложен в 1983 г. и передан ВМФ 30 декабря 1988 г. Последний корабль серии «Пётр Великий» (ранее «Юрий Андропов») был заложен в 1986 г., а сдан – в 1996 г. Работы по строительству пятого корабля («Адмирал Флота Советского Союза Кузнецов») были прекращены в октябре 1990 г.

 

Подготовка специалистов по управлению ЯЭУ НК

В связи с созданием серии атомных надводных кораблей в декабре 1987 г.  был решен вопрос о подготовке специалистов по управлению ЯЭУ надводных  кораблей на факультете ядерных энергетических установок ВВМИОЛУ им. Ф.Э. Дзержинского. Первичный отбор  кандидатов из числа подводников для учебы по надводному профилю осуществлялся  при  непосредственным участии первого автора. Всего состоялось более десятка выпусков специалистов по ЯЭУ надводного профиля. Значительных успехов в службе на надводных кораблях достигли инженеры-механики: капитаны 1 ранга С.В. Черванёв, капитаны 2 ранга И.В. Бубякин, Е.В. Михаилов, В.В. Меледин и др.

Кроме уже названных НК с ЯЭУ, в июне 1981 г. был заложен надводный корабль проекта 1941 «Урал» шифр «Титан» (по классификации NATO — Kapusta). Он был спущен на воду в 1983 г., 6 января 1989 г. на корабле был поднят Военно-морской флаг СССР. Это был самый большой в мире советский/российский разведывательный корабль, самый большой в стране надводный корабль с ЯЭУ, имеющий в составе ГЭУ  паропроизводящую установку ОК-900Б (2 ядерных реактора с тепловой мощностью по 60 МВт и 2 ГТЗА-688 с агрегатной мощностью по 33 860 кВт). Эта установка была значительно унифицирована по сравнению с установками атомных ледоколов. Кроме ядерной установки, энергию кораблю давали два резервно-вспомогательных котла КВГ-2, работающих на мазуте, в носовом и кормовом машинных отделениях. Они предназначались для использования в местах базирования и якорных стоянок, не имеющих средств энергообеспечения.

Рис.3 Атомный надводный корабль проекта 1941 «Урал»

Данный корабль входил в состав Тихоокеанского флота. В 2001 г. корабль был выведен из состава ВМФ и определён на утилизацию. В настоящее время в составе ВМФ остались 2 корабля проекта 11442 «Адмирал Нахимов» и «Пётр Великий»

 

Незавершённые разработки

Среди незавершённых следует отметить работы 1987 г. по созданию корабля противовоздушной и противолодочной обороны проекта 11990 «Анчар» с ЯЭУ водоизмещением 12 000 т, предназначенного для боевого охранения атомных крейсеров. При его проектировании помимо чисто ядерной установки рассматривался более лёгкий по массе вариант комбинированной ядерно-газотурбинной установки с резервно-форсажной газотурбинной частью. Однако найти приемлемые технические решения по созданию высокоэффективного атомного корабля охранения требуемого водоизмещения не удалось, и работы прекратили.

19 июня 2009 г. была начата разработка атомного эсминца проекта 23560 «Лидер», в которой участвовали Крыловский научный центр и Северное ПКБ. Как и в предыдущем варианте рассматривалось несколько вариантов энергетических установок. Предполагается, что данный проект будет универсальным и серийным. Он придёт на смену эсминцам пр. 956, большим противолодочным кораблям пр. 1155 и ракетным крейсерам пр. 1164. Водоизмещение данного корабля планируется около 18 000 т, скорость до 32 узлов. В качестве энергетической установки предполагается использовать ЯЭУ типа РИТМ-200, аналогичную установкам, используемым на ледоколе «Арктика» с тепловой мощностью реакторов по 17,5 МВт и суммарной мощностью ГТЗА 60 МВт.

Главным препятствием применения ЯЭУ на надводных кораблях являются их большие массогабаритные характеристики. Поэтому основной задачей для развития таких установок является значительное сокращение массогабаритных показателей. Работы учёных по совершенствованию ядерных установок для надводных кораблей продолжаются, но пока не находят реализации в металле.


Литература

1.     История отечественного судостроения. Под ред. ак. И.Д.Спасского. Том 5. СПб:. Судостроение. 1996.  с-542

2.     Костев Г.Г. ВМФ страны 1945-1995. Взлеты и падения. СПб:. Наука.1999. с-622

3.     Кузинец И.М. Адмиралтейская академия. М.: ГУП Издательский дом «Руда и металлы». 1998. с-638

4.     Папковский Б.П. Как создавалась реакторная установка для первой советской атомной подводной лодки. М:. РНЦ "Курчатовский институт", 2009. с-82

5.     Щербина Н.Я., Зимин В.А. 60 лет на «Вы» с ядром 92U235. Журнал "Атомная стратегия" №135 февраль 2018

 

 
Связанные ссылки
· Больше про Атомный флот
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Атомный флот:
Энергетические блоки атомного подводного флота

Рейтинг статьи
Средняя оценка: 5
Ответов: 1


Пожалуйста, проголосуйте за эту статью:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 2 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: Морским судам быть. Атомная надводная эпопея (Всего: 0)
от Гость на 18/04/2018
"В США были построены три судна с ЯЭУ, но из-за низкой эффективности использования они были выведены из состава флота.", вот ведь и тут они нас не догнали! Мы впереди планеты всей! (правда где америкоские авианосцы ?)


[ Ответить на это ]


Re: Морским судам быть. Атомная надводная эпопея (Всего: 0)
от Гость на 19/04/2018
"ЯЭУ типа РИТМ-200, аналогичную установкам, используемым на ледоколе «Арктика» с тепловой мощностью реакторов по 17,5 МВт и суммарной мощностью ГТЗА 60 МВт".Это ошибка, РИТМ-200 мощнее в 10 раз (175 МВт).


[ Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(812)438-3277
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.07 секунды
Рейтинг@Mail.ru