КАК УСТРОЕН И РАБОТАЕТ АТОМНЫЙ ЛЕДОКОЛ?

Автор: 29.04.2013

«...Но неутомимо сердце исполина, атомное сердце корабля». А.Н. Романова, из «Песни об атомном ледоколе». Принципиально все атомные ледоколы устроены почти одинаково, поэтому давайте возьмем в качестве примера новейший из атомоходов России — «50 лет Победы». Самое первое, что о нем можно сказать, — это крупнейший ледокол в мире.
Внутри атомного ледокола находятся два атомных реактора, заключенных в прочные корпуса. Зачем сразу два? Конечно, для обеспечения его бес¬прерывной работы, ведь атомоходу выпадают самые сложные испытания, с которыми иногда не в силах справиться его дизельные собратья. Даже если один из реакторов исчерпает свой ресурс или остановится по иной причине, судно может идти на другом. При обычном плавании реакторы работают совместно. Предусмотрены и резервные дизельные двигатели — ну, на самый крайний случай.
При эксплуатации атомного реактора в нем идет цепная реакция деления ядер урана (а точнее его изотопа уран-235), в результате ядерное топливо нагревается. Это тепло через оболочку тепловыделяющего элемента, выполняющую роль защитного покрытия, передается воде первого контура. Защитная оболочка необходима, чтобы радионуклиды, содержащиеся в топливе, не попали в теплоноситель — воду первого контура.
Вода разогревается выше зоо градусов, но не вскипает, поскольку находится под большим давлением. Затем она поступает в парогенераторы (у каждого реактора их по четыре), пронизанные трубками, по которым циркулирует, превращаясь в пар, вода второго контура. Пар направляется на турбинную установку (на судне установлены две турбины), а слегка охладившийся теплоноситель первого контура снова поступает в реактор. Никакой утечки радиоактивной воды не происходит — она циркулирует по замкнутому контуру. Вращая вал турбины, пар теряет энергию, конденсируется и возвращается в парогенератор — то есть во втором контуре мы также наблюдаем замкнутый цикл.
Вал турбины крутит ротор электрогенератора, в котором вырабатывается электрический ток. Ток подают на три мощных электродвигателя, вращающих три гребных винта усиленной прочности (масса винта 50 тонн). Электродвигатели обеспечивают очень быструю смену направления вращения винтов и скорости при работе реактора на постоянной мощности. Действительно, ледоколу иногда приходится резко менять направление движения (например, иногда он рубит лед, отходя назад, разгоняясь и ударяя по льдине).
Отдельно нужно сказать об устройстве реактора, который называют «во- до-водяным», поскольку вода в нем выполняет две функции — замедлителя нейтронов и теплоносителя. Подобная конструкция хорошо зарекомендовала себя на атомных подводных лодках и позднее была выведена на сушу: наземные реакторы ВВЭР, которые уже работают и будут установлены на новых российских атомных энергоблоках, являются наследниками лодочных. Ледокольные атомные силовые установки также получили отличную аттестацию: ни одной аварии с выходом радиоактивных веществ в окружающую среду за всю пятидесятилетнюю историю.
Реактор не представляет вреда для экипажа и окружающей среды, поскольку его прочный корпус окружен защитой из бетона, стали и воды (она называется биологической). В любой аварийной ситуации, при полном отключении электропитания и даже при оверкиле (переворачивании судна вверх днищем) реактор будет заглушен — так спроектирована система активной защиты.
Основная работа ледокола — разрушение ледяного покрова. Но было бы ошибкой считать, что атомоходы занимаются этим постоянно. Помните, в стихотворении С. В. Михалкова: «Умный в гору не пойдет, умный гору обойдет»? Так и ледокол ищет чистую воду или дробленый лед, обходя толстые льдины. Маршрут следования выбирается на основе данных спутникового наблюдения, а также авиационной разведки (ей занимается вертолет, находящийся непосредственно на ледоколе). Но льды находятся в постоянном движении, поэтому очень часто капитану приходится полагаться только на свой опыт, различая льдины по цвету, торосистости и другим качествам. Мелкий плавучий лед (шуга) серого цвета, толстый лед уже белый, а наиболее прочными оказываются прозрачные льдины с зеленоватым и синеватым оттенком.
Если иного пути, кроме как через ледовое поле, нет, приходится его прок-ладывать, раскалывая лед. Для этих целей ледоколу придана специальная боч-кообразная форма, а носовая оконечность имеет относительно острые (клино-образные) образования и наклон (срез) в подводной части под углом к ватерлинии. У ледокола «50 лет Победы» носовая часть имеет форму ложки (этим он отличается от своих предшественников), которая позволяет более эффективно взламывать льды. Кормовая оконечность рассчитана на движение во льдах задним ходом и позволяет защитить гребные винты и руль. Конечно, корпус ледокола значительно прочнее корпусов обычных судов: он двойной, внешний корпус имеет толщину 2-3 см, а в области так называемого ледового пояса (т.е. в местах ломки льда) листы обшивки утолщены до 5 см.
При встрече с ледовым полем ледокол носовой частью наползает на лед и тот проламывается под весом корабля. Затем взломанный лед раздвигается и притапливается бортами, а позади ледокола образуется свободный канал. При этом судно движется непрерывно с постоянной скоростью. Если же льдина обладает особой прочностью, то ледокол отходит назад и на большой скоhости набегает на нее, то есть рубит лёд ударами. В редких случаях ледокол может застрять, например, вползти на прочную льдину и не сломать ее, или быть задавленным льдами. Для выхода из этой тяжелой ситуации между внешним и внутренним корпусами предусмотрены цистерны для воды — в носу, в корме, по левому и правому борту. Перекачивая воду из цистерны в цистерну, экипаж может раскачать ледокол и вытащить его из ледового плена. Можно просто опустошить емкости, тогда судно немного всплывет.
Чтобы носовая часть не покрывалась льдом, на ледоколе применяется турбонаддувочное противобледенительное устройство. Работает оно следующим образом. Сжатый воздух по трубопроводам подается за борт. Всплывающие пузырьки воздуха не позволяют кусочкам льда примерзнуть к корпусу, а также уменьшают его трение об лед. При этом ледокол идет быстрее, а трясет его меньше.
За ледоколом может следовать одно судно или караван из нескольких судов. Если ледовая обстановка сложная, или транспортное судно шире ледокола, то для проводки может использоваться два или несколько ледоколов. В особо сложных льдах ледокол берет проводимое судно на буксир: корма атомохода имеет У-образную выемку, куда лебедкой вплотную затягивается нос транспортного судна.
Из интересных особенностей атомного ледокола «50 лет Победы» можно выделить наличие экологического отсека, в котором находится новейшее оборудование, позволяющее собирать и утилизировать все отходы, производимые при работе судна. То есть в Океан ничего не сбрасывается! На других атомных ледоколах также установлены установки по сжиганию бытовых отходов и очистке сточных вод.
Все атомные ледоколы и лихтеровоз «Севморпуть» переданы под управление предприятия Госкорпорации «Росатом» — ФГУП «Атомфлот», которое осуществляет не только их эксплуатацию, но и техническую поддержку. Береговая инфраструктура, плавучие технические базы, спецтанкер для жидких радиоактивных отходов, судно дозиметрического контроля — все это обеспечивает непрерывную эксплуатацию российского атомного ледокольного флота. Но лет через десять большинство атомных ледоколов будет выведено из эксплуатации, а практика показала, что без них нам в Арктике делать нечего. Как же будет развиваться атомное ледоколостроение?

Деловые встречи, семинары, совещания... , бизнес центр  z plaza готов предоставить помещение для этих, немаловажных событий. Ваши гости будут сидеть на удобных креслах, и в их распоряжении будет суперский буфет. Встреча пройдет на УРА!