Наша страна обладает единственным атомным ледокольным флотом в мире, задачей которого является обеспечение судоходства по северным морям и освоение арктического шельфа. Атомные ледоколы могут длительно находиться на трассах Севморпути, не нуждаясь в заправке. В настоящее время в состав действующего флота входят атомоходы «Россия», «Советский Союз», «Ямал», «50 лет Победы», «Таймыр» и «Вайгач», а также атомный лихтеровоз-контейнеровоз «Севморпуть». Их эксплуатацией и обслуживанием занимается «Росатомфлот», находящийся в Мурманске.
Атомный ледокол — морское судно с ядерной силовой установкой, построенное специально для использования в водах, круглогодично покрытых льдом. Атомные ледоколы намного мощнее дизельных. В СССР они были разработаны для обеспечения судоходства в холодных водах Арктики.
За период 1959–1991 гг. в Советском Союзе было построено 8 атомных ледоколов и 1 атомный лихтеровоз – контейнеровоз.
В России за период с 1991 года и по настоящее время построены еще два атомных ледокола: «Ямал» (1993 г.) и «50 лет Победы» (2007 г.).
Сейчас ведется строительство еще трех атомных ледоколов водоизмещением более 33 тыс тонн, ледопроходимостьью — почти три метра. Первый из них будет готов к 2017 году.
Всего на атомных ледоколах и кораблях, находящихся на базе атомного флота Атомфлот работает более 1100 человек.
«Советский Союз» (атомный ледокол класса «Арктика»)
Ледоколы класса «Арктика» — основа российского атомного ледокольного флота: 6 из 10 атомных ледоколов относятся к этому классу. Суда имеют двойной корпус, могут ломать лёд, двигаясь как вперёд, так и назад. Эти корабли спроектированы для работы в холодных арктических водах, что усложняет эксплуатацию ядерной установки в тёплых морях. Отчасти поэтому пересечение тропиков для работы у берегов Антарктиды в число их задач не входит.
Водоизмещение ледокола — 21 120 тонн, осадка – 11,0 м, максимальная скорость хода на чистой воде — 20,8 узлов.
Особенность конструкции ледокола «Советский Союз» состоит в том, что в любой момент времени его можно дооборудовать в боевой крейсер. Изначально судно использовалось для арктического туризма. Совершая трансполярный круиз, с его борта удалось установить метеорологические ледовые станции, работающие в автоматическом режиме, а также американский метеорологический буй.
Отделение ГТГ (главных турбогенераторов)
Атомный реактор нагревает воду, которая превращается в пар, который раскручивает турбины, которые возбуждают генераторы, которые вырабатывают электричество, которое поступает в электромоторы, которые крутят гребные винты.
ЦПУ (Центральный пост управления)
Управление ледоколом сосредоточено в двух основных командных постах: ходовой рубке и центральном посту управления энергетической установкой (ЦПУ). Из ходовой рубки производят общее руководство работой ледокола, а из ЦПУ — управление работой энергетической установки, механизмов и систем и контроль за их работой.
Надежность атомоходов класса «Арктика» проверена и доказана временем, за более чем 30-летнюю историю атомоходов этого класса не было ни единой аварии, связанной с ядерной энергетической установкой.
Кают-компания для питания командного состава. Столовая для рядового состава расположена палубой ниже. Рацион состоит из полноценного четырехразового питания.
«Советский Союз» введен в эксплуатацию в в 1989 году, при установленном сроке службы в 25 лет. В 2008 году Балтийский завод поставил для ледокола оборудование, которое позволяет продлить срок эксплуатации судна. В настоящее время ледокол планируется к восстановлению, но только после того, как будет определён конкретный заказчик или пока не будет увеличен транзит по Севморпути, и не появятся новые участки работ.
Атомный ледокол «Арктика»
Спущен на воду в 1975 году и считался крупнейшим из всех существующих на тот период времени: его ширина составляла 30 метров, длина — 148 метров, а высота борта — более 17 метров. На судне были созданы все условия, позволяющие базироваться летному составу и вертолету. «Арктика» была способна проламывать лед, толщина которого составляла пять метров, а также передвигаться на скорости в 18 узлов. Явным отличием считалась и необычная окраска судна (ярко-рыжая), которая олицетворяла собой новую мореплавательскую эпоху.
Атомный ледокол «Арктика» прославился тем, что он был первым судном, которому удалось достичь Северного полюса. В настоящее время выведен из эксплуатации и ожидается решение по его утилизации.
«Вайгач»
Мелкосидящий атомный ледокол проекта «Таймыр». Отличительная черта данного проекта ледоколов — уменьшенная осадка, позволяющая обслуживать суда следующие по Северному Морскому Пути с заходом в устья сибирских рек.
Капитанский мостик
Пульты дистанционного управления тремя гребными электродвиггателями, также на пульте расположены приборы контроля и за буксирным устройством, панель управления камерой наблюдения за буксиром, индикаторы лага, эхолотов,репитер гирокомпаса, УКВ-радиостанции, пульт управления стеклоочистительными щетками и прочее джойстик управления ксеноновым прожектиором 6 кВт.
Машинные телеграфы
Основное применение «Вайгача» — сопровождение кораблей с металлом из Норильска и судов с лесом и рудой от Игарки до Диксона.
Главная силовая установка ледокола состоит из двух турбогенераторов, которые обеспечат на валах максимальную длительную мощность около 50 000 л. с., что позволит форсировать лед толщиной до двух метров. При толщине льда в 1,77 метров скорость ледокола составляет 2 узла.
Помещение среднего гребного вала.
Управление направления движения ледокола осуществляется с помощью электрогидравлической рулевой машины.
Бывший кинозал
Сейчас на ледоколе в каждой каюте есть телевизор с разводкой для трансляции судового видеоканала и спутникового телевидения. А кинозал используется для общесудовых собраний и культурно-массовых мероприятий.
Рабочий кабинет блочной каюты второго старпома. Длительность нахождения атомоходов в море зависит от количества запланированных работ, в среднем это составляет 2-3 месяца. Экипаж ледокола «Вайгач» состоит из 100 человек.
Атомный ледокол «Таймыр»
Ледокол идентичен «Вайгачу». Был построен в конце 1980-х годов в Финляндии на судоверфи Wärtsilä («Вяртсиля Морская Техника») в Хельсинки по заказу Советского Союза. Однако оборудование (силовая установка и т др.) на судне было установлено советское, использовалась сталь советского производства. Установка атомного оборудования производилась в Ленинграде, куда корпус ледокола был отбуксирован в 1988 году.
«Таймыр» в доке судоремонтного завода
«Таймыр» ломает лед классически: мощный корпус наваливается на препятствие из замерзшей воды, разрушая ее собственным весом. За ледоколом образуется канал, по которому могут двигаться обычные морские суда.
Для улучшения ледопроходимости «Таймыр» оборудован системой пневмообмыва, которая препятствует облипанию корпуса битым льдом и снегом. Если прокладка канала тормозится из-за толстого льда, в дело вступают дифферентная и креновая системы, которые состоят из цистерн и насосов. Благодаря этим системам ледокол может крениться то на один борт, то на другой, поднимать выше нос или корму. От подобных движений корпуса окружающее ледокол ледовое поле дробится, позволяя двигаться дальше.
Для окраски наружных конструкций, палуб и переборок используются импортные двухкомпонентные эмали на акрилловой основе повышенной стойкости к атмосферным воздействиям, устойчивые к истиранию и ударным нагрузкам. Краска кладется на три слоя: один слой грунта и два слоя эмали.
Скорость хода такого ледокола составляет 18,5 узлов (33,3 км/ч)
Ремонт винто-рулевого комплекса
Установка лопасти
Болты крепления лопасти к ступице гребного винта, каждая из четырех лопасть крепится девятью болтами.
Практически все суда ледокольного флота России оснащены гребными винтами, изготовленными на заводе «Звездочка».
Атомный ледокол «Ленин»
Этот ледокол, спущенный на воду 5 декабря 1957, стал первым в мире судном, оснащенным ядерной силовой установкой. Самыми главными его отличиями высокий уровень автономности и мощность. На протяжении первых шести лет использования атомный ледокол преодолел более 82 000 морских миль, проведя свыше 400 судов. Позже «Ленин» первым из всех судов окажется севернее Северной Земли.
Ледокол «Ленин» проработал 31 год и в 1990 году был выведен из эксплуатации и поставлен на вечную стоянку в Мурманске. Сейчас на ледоколе действует музей, ведутся работы по расширению экспозиции.
Отсек в котором находились две атомные установки. Внутрь заходили двое дозиметристов, измерявших уровень радиации и контролировавших работу реактора.
Существует мнение, что именно благодаря «Ленину» закрепилось выражение «мирный атом». Ледокол строился в самый разгар «холодной войны», но имел абсолютно мирные цели — развитие Северного морского пути и провод гражданских судов.
Ходовая рубка
Парадная лестница
Одни из капитанов АЛ «Ленин», Павел Акимович Пономарев, ранее был капитаном «Ермака» (1928-1932) — первого в мире ледокола арктического класса.
В качестве бонуса пара фотографий Мурманска…
Мурманск
Крупнейший в мире город, расположенный за Северным полярным кругом. Он находится на скалистом восточном побережье Кольского залива Баренцева моря.
Основой экономики города является Мурманский морской порт — один из крупнейших незамерзающих портов в России. Мурманский порт является портом приписки барка «Седов», самого большого парусника в мире.
Благодарю ФГУП «Атомфлот» за организацию фотосъемки!
Россия обладает единственным в мире атомным ледокольным флотом, призванным на основе применения передовых ядерных достижений решать задачи обеспечения национального присутствия в Арктике. С его появлением началось настоящее освоение Крайнего Севера . Это обусловлена тем, что все северные границы государства — морские и проходят они по водам Северного Ледовитого океана, моря которого почти весь год покрыты льдами , за исключением части Баренцева моря.
Для России во все времена Северный морской путь, проходящий вдоль северного побережья страны, являлся стратегической магистралью , по которой можно перевозить грузы, перегонять суда и военные корабли с запада на восток страны и обратно. Это самый короткий путь из Европы в Японию и Китай.
До 1960-х годов навигация в Северном Ледовитом океане была три — три с половиной месяца. Небольшая мощность энергетических установок не позволяла судам форсировать тяжелые льды ранней весной и поздней осенью. Поэтому было решено начать строительство ледоколов с атомными реакторами, которые смогли бы осуществлять круглогодичную ледовую проводку в Арктике .
С 1971 по 1992 годы на Балтийском заводе в Ленинграде были построены атомные ледоколы второго поколения «Арктика», «Сибирь», «Россия», «Советский Союз» и «Ямал». С 1982 по 1988 год на Керченском судостроительном заводе «Залив» был создан лихтеровоз-контейнеровоз «Севморпуть». Атомные ледоколы «Таймыр» и «Вайгач» строились по заказу СССР на судостроительной верфи компании «Вяртсиля» (Wartsila) в Финляндии с 1985 по 1989 год. При этом использовались советские оборудование (силовая установка) и сталь. «Таймыр» был принят в эксплуатацию 30 июня 1989 года, а «Вайгач» — 25 июля 1990 года. Благодаря уменьшенной осадке они могли обслуживать суда, следующие по Северному морскому пути с заходом в устья сибирских рек .
В настоящее время в состав атомного ледокольного флота входят: два атомных ледокола с двухреакторной ядерной энергетической установкой мощностью 75 тысяч лошадиных сил («Ямал», «50 лет Победы»), два ледокола с однореакторной установкой мощностью около 50 тысяч лошадиных сил («Таймыр», «Вайгач»), атомный лихтеровоз-контейнеровоз «Севморпуть» и пять судов технологического обслуживания.
Остальные атомоходы выработали свой технический ресурс и выведены из эксплуатации («Ленин» в 1989 году, «Сибирь» в 1992 году , «Арктика» в 2008 году , «Россия» ). В 2017 году было принято решение утилизировать атомоход «Советский Союз», хотя ранее .
У действующих российских атомных ледоколов были выполнены работы по продлению срока эксплуатации реакторных установок. Эксплуатацию атомохода «Вайгач» намечено завершить на рубеже 2023-2024 годов, «Таймыра» — в 2025-2026 годов, «Ямала» — 2027-2028 годов. Завершение эксплуатации атомного ледокола «50 лет Победы» отнесено за 2035 год.
Вместо выбывающих атомных ледоколов в строй войдут строящиеся сейчас более совершенные, проекта 22220 «Арктика», «Сибирь» и «Урал».
Ледоколы проекта 22220 имеют, кроме ядерной установки, электродвигательные системы, что значительно удешевляет его эксплуатацию и облегчает работу экипажа. Реакторы работают не только на паровые турбины, которые в свою очередь вращают гребные валы, они выступают в роли электростанций, подающие ток всем потребителям судна, в том числе и двигателям. И этим они . Ледоколы проекта 22220 смогут проводить караваны судов в арктических условиях, пробивая по ходу движения лед толщиной до трех метров. Новые корабли , перевозящих углеводородное сырье с месторождений Ямальского и Гыданского полуостровов, шельфа Карского моря на рынки стран Азиатско-Тихоокеанского региона. Двухосадочная конструкция судна с регулируемой глубиной погружения позволяет использовать его как в арктических водах, так и в устьях полярных рек.
«Арктика» и «Сибирь» уже спущены на воду, а «Урал» . «Арктику» планируется сдать в первой половине 2019 года, «Сибирь» и «Урал» — .
Кроме того, готовится проект нового, еще более мощного российского атомного ледокола 10510 «Лидер» мощностью 120 мегаватт. Основными задачами новых атомоходов-лидеров должны стать обеспечение круглогодичной навигации по Северному морскому пути и .
Без современных ледоколов невозможно решение многих социально-экономических задач, которые стоят перед Россией в Арктике. Это включает в себя развитие Крайнего Севера, реализацию нефтегазового потенциала арктического шельфа России, проведение геолого-разведочных работ по исследованию арктических шельфовых районов, обустройство месторождений и всей обслуживающей инфраструктуры, а также эффективную эксплуатацию и вывоз добытой продукции.
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
Андрей Акатов
Юрий Коряковский
ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)», кафедра инженерной радиоэкологии и радиохимической технологии
Аннотация
Освоение Северного морского пути немыслимо без развития атомного ледокольного флота. Первенство в создании надводного судна с атомным двигателем также принадлежит нашей стране. В статье приводятся интересные факты, связанные с созданием и эксплуатацией атомоходов, их устройство и принципы работы. Рассматриваются новые требования, предъявляемые к ледокольному флоту в современных условиях, и перспективы его развития. Приведено описание новых проектов атомных ледоколов и плавучих энергоблоков.
Арктика покоряется только людям с сильной волей, которые способны независимо от обстоятельств идти к намеченной цели. Такими же должны быть и их корабли: мощными, автономными, способными к длительным изнуряющим переходам в условиях сложной ледовой обстановки. Мы поговорим именно о таких судах, составляющих гордость России, — об атомных ледоколах.
Атомные ледоколы обеспечивают проводку танкеров и других судов по Северному морскому пути, эвакуацию полярных станций с дрейфующих льдин, ставших непригодными для работы и опасными для жизни полярников, а также осуществляют спасение застрявших во льдах судов и проведение научных исследований.
Атомные ледоколы отличается от обычных (дизель-электрических), которые не могут долго находиться в плавании без захода в порты. Запас топлива составляет у них до трети массы судна, но его хватает всего лишь примерно на месяц. Бывали случаи, когда караваны судов застревали во льдах только потому, что на ледоколах раньше времени заканчивалось горючее.
Атомный ледокол значительно мощнее и обладает большей автономностью, т. е. способен более длительное время выполнять ледовые задачи, не заходя в порты. Это многофункциональное судно — чудо инженерной мысли, которым россияне вправе гордиться. Тем более что российский атомный ледокольный флот — единственный в мире, и таких судов больше ни у кого нет. Да и первенство в создании надводного судна с атомным двигателем также принадлежит нашей стране. Случилось это в 50-х гг. прошлого столетия.
Ледовый «Ленин»
Успехи ученых и инженеров в овладении атомной энергией привели к мысли об использовании атомного реактора в качестве корабельного двигателя. Новые судовые установки обещали невиданные преимущества по мощности и автономности кораблей, однако путь к получению заветных технических характеристик был тернист. Еще никто в мире не разрабатывал подобные проекты. Необходимо было создать не просто атомный реактор, а мощную, компактную и в то же время достаточно легкую ядерную энергетическую установку, которая удобно размещалась бы в корпусе.
Помнили разработчики и о том, что их детище будет испытывать качку, ударные нагрузки и вибрации. Не забыли и о безопасности персонала: защита от радиации на корабле значительно сложнее, чем на атомной станции, ведь здесь нельзя применять громоздкое и тяжелое защитное оборудование.
Первый спроектированный атомный ледокол обладал высокой мощностью и был в два раза мощнее крупнейшего в мире американского ледокола «Глетчер», что предъявляло особые требования к прочности корпуса, форме носовой и кормовой оконечности, а также живучести корабля. Перед конструкторами, инженерами и строителями стояла принципиально новая техническая задача, и они решили ее в кратчайшие сроки!
Пока страна запускала первую в мире атомную электростанцию (1954), спускала на воду первую советскую атомную подводную лодку (1957), в Ленинграде создавалось и строилось первое в мире атомное надводное судно. В 1953–1956 гг. коллективом ЦКБ-15 (ныне «Айсберг») под руководством главного конструктора В. И. Неганова был разработан проект, реализация которого началась в 1956 г. на ленинградском судостроительном заводе им. Андре Марти. Проектирование атомной установки велось под руководством И. И. Африкантова, а корпусная сталь была специально разработана в институте «Прометей». Ленинградские заводы снабдили ледокол турбинами (Кировский завод) и гребными электродвигателями («Электросила»). Ни одной иностранной детали! 75 км трубопроводов разного диаметра. Длина сварных швов — как расстояние от Мурманска до Владивостока! Сложнейшая техническая задача была решена в кратчайшие сроки.
Спуск на воду состоялся 5 декабря 1957 г., а 12 сентября 1959 г. атомный ледокол «Ленин» под командованием П. А. Пономарёва с верфи Адмиралтейского завода (переименованного судостроительного завода им. А. Марти) отправился на ходовые испытания. Он стал первым в мире надводным атомным кораблем, поскольку первый атомоход зарубежного производства (атомный ракетный крейсер «Лонг Бич», США) был введен в строй намного позже — 9 сентября 1961 г.,- а первое торговое судно с ядерной энергетической установкой «Саванна» (тоже американское) отправилось в плавание лишь 22 августа 1962 г. Путь из Ленинграда в Мурманск был запоминающимся.
Ледокол «Арктика»
Пока судно шло вокруг Скандинавии, его сопровождали самолеты и корабли НАТО. Катера отбирали пробы воды у борта, чтобы убедиться в радиационной безопасности ледокола. Все их опасения оказались напрасными — ведь даже в соседних с реакторным отсеком каютах радиационный фон был нормальным.
Эксплуатация атомного ледокола «Ленин» позволила увеличить период навигации. За время эксплуатации атомоход прошел 1,2 млн км и провел через льды 3741 судно. Про первый атомоход можно привести немало интересных фактов. Например, он потреблял всего 45 г ядерного топлива (меньше спичечного коробка) в день.
Ледокол «Сибирь»
Он мог быть переоборудован в арктический военный крейсер. Помимо всего прочего, ледокол выполнял функции маскировки для советских атомных подводных лодок: судно шло заданным курсом, выводя АПЛ, скользившие в глубине под его корпусом, в заданный высокоширотный район.
Достойно проработав 30 лет, в 1989 г. атомный ледокол «Ленин» был выведен из эксплуатации и сейчас находится на месте вечной стоянки в Мурманске. На борту атомохода создан музей, действует информационный центр атомной отрасли. Но и сегодня дата 3 декабря (день подъема государственного флага на первом в мире атомоходе) отмечается как день рождения российского атомного ледокольного флота.
От «Арктики» до наших дней
Атомный ледокол «Арктика» (1975) — первое в мире судно, достигшее Северного полюса в надводном плавании. До этого исторического плавания ни один ледокол не решался идти на полюс. Вершину мира покоряли пешком, на самолете, на подводной лодке. Но не на ледоколе.
Экспериментальный научно-практический рейс отправился из Мурманска по дуге через Баренцево и Карское моря в море Лаптевых и затем повернул на север к полюсу, встречаясь на своем пути с многолетними льдами в несколько метров толщиной. 17 августа 1977 г., преодолев мощный ледяной покров Центрального полярного бассейна, атомоход достиг Северного полюса, тем самым открыв новую эпоху в изучении Арктики. А 25 мая 1987 г. «наверху планеты» побывал другой атомоход класса «Арктика» — «Сибирь» (1977). На сегодняшний день оба судна выведены из эксплуатации.
В настоящее время в составе атомного ледокольного флота эксплуатируется четыре судна.
Два ледокола класса «Таймыр» — «Таймыр» (1989) и «Вайгач» (1990) — мелкоосадочные, что позволяет им входить в устья крупных рек и ломать лед толщиной до 1,8 м. Действительно, ледокольные суда класса «Арктика» из-за их большой осадки не способны заходить в мелководные северные заливы и реки, равно как и дизель-электрические ледоколы (последние — из-за малой мощности и зависимости от снабжения топливом). Решить задачу удалось в рамках совместного советско-финского проекта: специалисты из СССР проектировали атомную силовую установку, а финны — ледокол в целом.
Ледокол «Таймыр»
Другие два из оставшихся в строю атомных ледоколов относятся к классу «Арктика»; они способны с устойчивой скоростью колоть лед до 2,8 м:
- «Ямал» (1993) — на носу атомохода нарисована улыбающаяся акулья пасть, которая появилась в 1994 г., когда он в рамках одной из гуманитарных программ возил детей из разных стран мира на Северный полюс; с тех пор акулья пасть стала его брендом;
- «50 лет Победы» (2007) — крупнейший в мире ледокол; на судне создан экологический отсек, оснащенный новейшим оборудованием для сбора и утилизации всех продуктов жизнедеятельности судна.
Как уже говорилось, атомные ледоколы способны длительное время находиться в плавании, не заходя в порты. Та же «Арктика» наглядно продемонстрировала это преимущество, отработав без единой поломки и без захода в порт приписки (Мурманск) ровно год — с 4 мая 1999-го по 4 мая 2000 г. Надежность атомоходов также доказана «Арктикой»: 24 августа 2005 г. судно прошло миллионную милю, что ранее не удавалось ни одному судну подобного класса. Много это или мало? Миллион морских миль в известных нам масштабах — это 46 оборотов вокруг экватора или 5 путешествий до Луны. Вот такая 30-летняя арктическая одиссея!
Кроме проводок арктических караванов в северных морях с 1990 г. атомные ледоколы («Советский Союз», «Ямал», «50 лет Победы») также используются и для организации туристических поездок на Северный полюс. Круиз отправляется из Мурманска и, минуя острова Земли Франца-Иосифа, Новосибирские острова, Северный полюс, возвращается на материк. С борта на острова и льдины туристы высаживаются на вертолете; на всех ледоколах класса «Арктика» оборудованы две вертолетные площадки. Сами же суда окрашены в красный цвет, который хорошо заметен с воздуха.
Отдельно стоит упомянуть и о «Севморпути». Это уникальное транспортное судно (лихтеровоз) с атомной силовой установкой и ледокольным носом также приписано к порту Мурманска. Лихтеровозом его называют потому, что «Севморпуть» может нести на себе так называемые лихтеры — несамоходные морские суда, предназначенные для перевозки грузов и обеспечивающие их обработку. Если на берегу отсутствуют причалы или гавань обладает недостаточной глубиной, то лихтеры сгружаются с судна и буксируются к берегу, что очень удобно, особенно в условиях северного побережья. При помощи специальных захватов грузоподъемное средство жестко фиксирует лихтеры и быстро опускает их на воду через кормовую часть судна. Разгрузка контейнеров также может производиться в движении, что использовалось в особых случаях.
Ледоколы «Севморпуть» и «Советский Союз» у причала ФГУП «Атомфлот» в Мурманске
Отметим, что вплоть до недавнего времени будущее единственного в своем роде атомного лихтеровоза представлялось в весьма черном цвете: много лет судно простояло без дела, а в августе 2012 г. «Севморпуть» вообще был исключен из регистровой книги судов и ожидал начала работ по выводу из эксплуатации. Однако в 2013 г. решили, что корабль подобного класса еще пригодится флоту: был подписан приказ о восстановлении атомохода. Ресурс ядерной установки будет продлен, возвращение судна в строй ожидается в ближайшие годы.
Итак, мы познакомились с представителями семейства атомных ледоколов. Теперь настало время разобраться в их устройстве.
Как устроен и работает атомный ледокол?
Принципиально все атомные ледоколы устроены почти одинаково, поэтому давайте возьмем в качестве примера новейший из атомоходов России — «50 лет Победы». Самое первое, что о нём можно сказать, — это крупнейший ледокол в мире.
Внутри атомного ледокола находится два атомных реактора, заключенных в прочные корпуса. Зачем сразу два? Конечно, для обеспечения его беспрерывной 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 (на самый крайний случай).
При эксплуатации атомного реактора в нём 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.
Вода первого контура разогревается выше 300 оС, 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 закачивается в реактор циркуляционными насосами. Для предотвращения разрыва трубопроводов при скачках давления в первом контуре предусмотрен специальный модуль, который так и называется — компенсатор давления. Сам реактор расположен в кожухе, заполненном чистой водой (третий контур). Никакой утечки радиоактивной воды из первого контура не происходит — она циркулирует по замкнутому контуру.
Пар, образовавшийся из воды второго контура, вращает вал турбины. Последний, в свою очередь, крутит ротор электрогенератора, в котором вырабатывается электрический ток. Ток подают на три мощных электродвигателя, вращающих три гребных винта усиленной прочности (масса винта — 50 т). 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). Реактор не приспособлен к такой работе (его задача — производить электричество), а электродвигатель легко можно переключить на обратный ход.
Пар второго контура, отработав на турбине, поступает в конденсатор. Там он охлаждается забортной водой (четвертый контур) и конденсируется, то есть превращается обратно в воду. Эта вода прокачивается через обессоливающую установку с целью очистки от коррозионно-опасных солей, а затем — через деэаратор, в котором происходит удаление из воды коррозионно-опасных газов (углекислого газа и кислорода). Затем из бака деаэратора питательная вода второго контура насосом закачивается в парогенератор — цикл замыкается.
Отдельно нужно сказать об устройстве реактора, который называют «водо-водяным», поскольку вода в нём выполняет две функции — замедлителя нейтронов и теплоносителя. Подобная конструкция хорошо зарекомендовала себя на атомных подводных лодках и позднее была выведена на сушу: наземные реакторы типа 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 биологической защитой из бетона, стали и воды. 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. Для этих целей ледоколу придана специальная бочкообразная форма, а носовая оконечность имеет относительно острые (клинообразные) 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, и 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 как бы вползает на него и проламывает лед за счет вертикального усилия. 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 скорости набегает на нее, т. е. производит рубку льда 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 или несколько судов (караван). Если ледовая обстановка сложная или транспортное судно шире ледокола, то для проводки может использоваться два или несколько ледоколов. В особо сложных льдах ледокол берёт проводимое судно на буксир: корма атомохода имеет V-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. Иными словами, 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 — всё это обеспечивает непрерывную эксплуатацию российского атомного ледокольного флота. Но лет через десять большинство атомных ледоколов будут выведены из эксплуатации, а практика показала, что без них нам в Арктике делать нечего. Как же будет развиваться атомное ледоколостроение?
Перспективы развития
Еще относительно недавно перспективы российского атомного ледокольного флота были весьма мрачными. Газеты писали, что страна может лишиться уникального флота, а вместе с ним — и Северного морского пути (СМП). Это означало бы не только потерю лидерства, технологий, но и замедление хозяйственного развития Крайнего Севера и арктических регионов Сибири. Ведь транспортной магистрали, в том числе и сухопутной, которая могла бы служить альтернативой СМП, просто не существует.
Имеются вопросы и к существующим атомным ледоколам. Тоннаж судов, проводимых по СМП, постепенно растет — растут и их габариты. Для обеспечения необходимой скорости проводки нужны широкий канал во льду и повышенная мощность. Поэтому следует увеличить и размеры самого ледокола. Но при этом атомный ледокол, не нуждающийся в запасе топлива, начинает всплывать, осадка становится меньше и ледопроходимость падает. Для того чтобы увеличить осадку, защитить винты ото льда, необходимо встроить в корпус судна систему емкостей, заполняемых водой и придающих дополнительный вес.
Таким образом, даже существующие атомоходы не соответствуют новейшим требованиям. Поэтому модернизация и развитие атомного ледокольного флота стали поистине государственной задачей и находятся под пристальным вниманием Правительства РФ.
Проект ледоколов нового типа — ЛК-60Я — уже воплощается в жизнь. Один из них, «Арктика», строится с 2013 г., второй, «Сибирь» был заложен совсем недавно, в мае 2015–го (при этом строящиеся ледоколы унаследовали названия двух первых кораблей «арктической серии»). Всего в ближайших планах — три новых судна, включая упомянутые.
Характеристики атомных ледоколов и судна «Севморпуть» (по данным ФГУП «Атомфлот», 2010 г.)
Каким же будет новый облик атомного ледокола? Конечно, он соединит в себе успешный опыт создания и эксплуатации существующих атомоходов и инновационные подходы. Но главное — новый ледокол будет двухосадочным (универсальным), что позволит ему успешно выполнять операции не только на море, но и в устьях рек. Сейчас приходится использовать два ледокола, один из которых (класса «Арктика») идет по глубоководным местам, а второй (с мелкой осадкой, например класса «Таймыр») проходит через пороги и заходит в устья рек. В новом проекте заложена возможность изменения атомным ледоколом осадки с 10,5 до 8,5 м за счет осушки/заполнения морской водой встроенных цистерн, т. е. один атомоход сможет заменить сразу два старых!
Но двухосадочные атомоходы — не предел конструкторской мысли. Пока строятся ледоколы типа ЛК-60Я, инженеры трудятся уже над следующим проектом, который выведет атомное ледоколостроение на новый виток развития. Речь идет о корабле типа ЛК-110Я (также известного как «Лидер») — крупного судна с мощностью на винтах 110 МВт. По показателям ЛК-110Я будет намного превосходить ледоколы класса «Арктика»: «Лидер» сможет колоть лед толщиной до как минимум 3,7 м (два человеческих роста!). Это позволит обеспечить круглогодичную навигацию по всему СМП (а не только по его западной части, как сейчас). При этом увеличенная ширина ЛК-110Я позволит проводить крупнотоннажные суда. В настоящее время проект находится в стадии разработки конструкторской документации (ожидаемый срок завершения «бумажной» части — 2016 г.).
Существует еще одно направление в атомостроении, о котором нужно сказать. Ледокольные силовые установки КЛТ-40 зарекомендовали себя так хорошо, что было принято решение о включении их в проект плавучей атомной электростанции (ПАТЭС). Она незаменима в малоосвоенных регионах страны, в том числе на арктическом побережье, поскольку практически не нуждается в поставках топлива. Вырубать лес, строить дороги, подвозить строительные материалы для нее не нужно: привезли, поставили у специального причала — и можно пользоваться. Закончился ресурс — прицепили к буксиру и увезли на утилизацию.
Применять ПАТЭС можно и при освоении месторождений на шельфе арктических морей для обеспечения электроэнергией нефтегазовых платформ.
Первый плавучий энергоблок — «Академик Ломоносов» — был спущен на воду 30 июня 2010 г. на Балтийском заводе в Санкт-Петербурге. На данный момент полностью изготовлено энергетическое оборудование станции; реакторные установки и турбогенераторы уже смонтированы, ведутся достроечные работы.
Завершая краткий обзор, нужно сказать следующее: освоение Арктики — необходимое условие развития России как великой морской и арктической державы, а безопасное использование атомной энергии определяет экономический и технологический рост нашего государства. Поэтому есть уверенность: у атомного ледокольного флота — выдающееся будущее и новые достижения!
Советский Союз колол лёд атомными ледоколами и не знал себе равных. Нигде в мире не было судов подобного типа – во льдах у СССР было абсолютное господство. 7 советских атомных ледоколов.
«Сибирь»
Этот корабль стал непосредственным продолжением атомных установок типа «Арктика». На момент ввода в строй (1977 год) «Сибирь» имела самую большую ширину (29,9 м) и длину (147,9 м). На судне функционировала спутниковая система связи, отвечающая за факс, телефонную связь и навигацию. Также присутствовали: сауна, бассейн, тренировочный зал, салон отдыха, библиотека и огромная столовая.
В историю атомный ледокол «Сибирь» вошел как первое судно, осуществившее круглогодичную навигацию в направлении Мурманск-Дудинка. Также он стал вторым агрегатом, который достиг вершины планеты, войдя в пределы Северного полюса.
«Ленин»
Этот ледокол, спущенный на воду 5 декабря 1957, стал первым в мире судном, оснащенным ядерной силовой установкой. Самыми главными его отличиями высокий уровень автономности и мощность. Уже в ходе своего первого использования судно продемонстрировало превосходную работоспособность, благодаря чему удалось существенно увеличить период навигации.
На протяжении первых шести лет использования атомный ледокол преодолел более 82 000 морских миль, проведя свыше 400 судов. Позже «Ленин» первым из всех судов окажется севернее Северной Земли.
«Арктика»
Этот атомный ледокол (спущен на воду в 1975 году) считался крупнейшим из всех существующих на тот период времени: его ширина составляла 30 метров, длина — 148 метров, а высота борта — более 17 метров. Агрегат был оснащен медицинским блоком, где присутствовала операционная и стоматологическая установка. На судне были созданы все условия, позволяющие базироваться летному составу и вертолету.
«Арктика» была способна проламывать лед, толщина которого составляла пять метров, а также передвигаться на скорости в 18 узлов. Явным отличием считалась и необычная окраска судна (ярко-рыжая), которая олицетворяла собой новую мореплавательскую эпоху. А славен ледокол был тем, что он был первым судном, которому удалось достичь Северного полюса.
«Россия»
Это непотопляемый ледокол, спущенный на воду в 1985 году), стал первым из серии арктических атомных установок, мощность которого достигает 55,1 МВт (75 тыс. лошадиных сил). В распоряжении экипажа есть: интернет, салон «Природа» с аквариумом и живой растительностью, шахматный зал, кинозал, а также все остальное, что присутствовало на ледоколе «Сибирь».
Основное предназначение установки: охлаждение атомных реакторов и использование в условиях Северного Ледовитого океана. Поскольку судно было вынуждено постоянно находиться в холодной воде, оно не могло преодолеть тропики, чтобы очутиться в Южном полушарии.
Впервые на этом судне был совершен круизный рейс на Северный полюс, специально организованный для иностранных туристов. А в XX веке на атомном ледоколе произвели изучение континентального шельфа на Северном полюсе.
Особенность конструкции ледокола «Советский Союз», введенного в строй в 1990 году, состоит в том, что в любой момент времени его можно дооборудовать в боевой крейсер. Изначально судно использовалось для арктического туризма. Совершая трансполярный круиз, с его борта удалось установить метеорологические ледовые станции, работающие в автоматическом режиме, а также американский метеорологический буй. Позднее ледокол, стоявший около Мурманска, использовался для электроснабжения объектов, расположенных вблизи берега. Также судну нашлось применение в ходе исследования в Арктике воздействия глобального потепления.
«Ямал»
Атомный ледокол «Ямал» был заложен в 1986 году в СССР, а спустили его на воду уже после кончины Советского Союза – в 1993 году. Ямал» стал двенадцатым по счету судном, которое достигло Северного полюса. Всего на его счету 46 рейсов в данном направлении, в том числе и тот, который был специально инициирован для встречи третьего тысячелетия. На судне произошло несколько чрезвычайных ситуаций, среди которых: пожар, гибель туристки, а также столкновение с танкером «Индига». Ледокол в ходе последнего ЧП не пострадал, а вот в танкере образовалась глубокая трещина. Именно «Ямал» помог переправить поврежденное судно на ремонт.
Шесть лет назад ледоход выполнил довольно важную миссию: эвакуировал археологов из архипелага Новая Земля, которые сообщили о собственном бедствии.
«50 лет Победы»
Этот ледокол считается самым современным и большим из всех существующих. В 1989 году его заложили под названием «Урал», но поскольку финансирования не хватило, долгое время (вплоть до 2003 года) он стоял недостроенным. Лишь с 2007 года судно могло подлежать эксплуатации. В ходе первых испытаний атомный ледокол продемонстрировал надежность, маневренность, а также предельную скорость, составляющую 21,4 узла.
В распоряжении пассажиров судна: музыкальный салон, библиотека, бассейн, сауна, спортивный зал, ресторан, а также спутниковое телевидение.
Основная задача, возлагаемая на ледокол — проводка караванов в арктических морях. Но судно также предназначалось и для выполнения арктических круизов.
Начнём с самого названия судна: как видно на фото, оно не переведено на английский, а транслитерировано. Такова практика международного судоходства.
Атомный ледокол «50 лет Победы» (ранее «Урал») является крупнейшим в мире. Его строительство велось на Балтийском заводе г.Ленинграда (ныне Санкт-Петербурга) начиная с 4 октября 1989 г. На воду судно было спущено уже в декабре 1993 г., но в виду сложившейся в стране обстановки, повлекшей приостановку финансирования проекта, строительство на долгие годы было заморожено и возобновлено только в 2003 г. После этого 1 февраля 2007 г. ледокол впервые вышел на ходовые испытания в Финский залив, и 23 марта того же года на нём был поднят флаг. В завершение, 11 апреля 2007 г. судно прибыло в постоянный порт приписки г.Мурманск.
Основные характеристики и данные:
Тоннаж: 22,33 / 25,84 тысяч тонн
Длина: 159,6 м
Ширина: 30 м
Высота: 17,2 м (высота борта)
Средняя осадка: 11 м
Силовая установка: 2 ядерных реактора
Винты: 3 винта фиксированного шага с 4 съёмными лопастями
Мощность: 75 000 л. с.
Скорость: макс. 21,4 узлов
Автономность плавания: 7,5 мес. (по провизии)
Экипаж: 138 человек. После ряда сокращений уменьшен до 106 человек
Любой механизм начинается с управления, управление же судна, в частности гребным и рулевым механизмами осуществляется с мостика:
Управляя штурвалом на мостике, рулевой приводит в движение гидравлическую рулевую систему, находящуюся в другом конце судна. На фото изображён вал, поворачивающий руль в соответствии с поворотом штурвала:
Как уже было указано в основных характеристиках, силовой установкой, то есть сердцем ледокола является силовая установка, состоящая из двух ядерных реакторов. На судне было два места, где съёмка запрещена: это пункт наблюдения за самими реакторами и центральный пункт управления.
Если вкратце обрисовать принцип получения энергии с помощью реакторов, то он будет выглядеть следующим образом: в процессе деления урана 235 образуется пар под давлением около 30 кубических метром на квадратный сантиметр, с помощью электрогенератора он преобразуется электричество и подаётся на электродвигатели, вращающие винты.
Электрогенераторы, подающие ток на электродвигатели:
Чтобы ориентироваться во всей системе ледокола, даже для стандартного моряка требуется как минимум 3 года подготовки, поэтому экипаж укомплектовывается выпускниками специализированных вузов, таких как Государственная морская академия им. адмирала С.О. Макарова.
В этом помещении расположены электродвигатели, которые с помощью силы тока приводят в движение оси, соединённые с гребными винтами:
Два электродвигателя боковых винтов расположены в одном помещении, электродвигатель, вращающий центральный винт, находится в соседнем. На фото: электродвигатель одного из боковых винтов.
А это смежная электроустановка:
На ледоколе повсюду встречаются напоминания о том, что необходимо сделать, и что делать нельзя:
Радиорубка:
Нормы приличия соблюдаются строго:
Одного заряда уранового топлива хватает на 5-6 лет непрерывной эксплуатации, т.е. всё это время судно может фактически находиться в море, не возвращаясь в порт…если бы не необходимость в провизии: одной загрузки продовольствия достаточно для 7 месяцев плавания — в любом случае солидный срок. Но как быть с водой?
Для обеспечения пресной водой нужд экипажа и оборудования на судне установлены опреснители морской воды, способные выдавать 120 тонн пресной воды в сутки. Соляной остаток, выделяемый из этой воды, подходит для пищевой продукции, но за ненадобностью сбрасывается за борт.
Стоит отметить, что перемещение по внутренностям ледокола — это своего рода физическое упражнение,т.к. оно сопряжено с постоянными спусками и подъёмами по крутым и узким лестницам:
Если двигательное оборудование ледокола полностью российского производства, то навигационное — всё японское:
Знакомство с бортовым бытом команды я решил оставить на окончание экспедиции, о чём в итоге пришлось сильно пожалеть,потому что именно в конце пути мы попали в сильнейший шторм, который длился более двух суток. Разумеется, в таких условиях было не до съёмки. Всё что у меня осталось на эту тему — фотография столовой для экипажа:
Так выглядят интерьеры в надстройке судна. На фото: главная лестница.
Это кафетерий, где можно поиграть в дартс или кикер, посмотреть DVD или послушать музыку, почитать книгу или журнал, сыграть в какую-нибудь настольную игру или просто посидеть за чашкой кофе или чая:
Литература в кафетерии представлена на разных языках: на английском, русском, немецком и японском. Та же ситуация и с DVD, только вместо японского там преобладает китайский.
По соседству с кафетерием расположен бар, где можно посидеть на диване за бокалом чего-нибудь, любуясь через стекло иллюминатора видами моря:
В корме ледокола находится многофункциональный зал, где проводятся торжественные мероприятия, концерты, лекции и презентации:
Помимо этого, начиная от носа судна до его центральной части поверх ледокольного пояса также установлена дополнительная защита из нержавеющей стали толщиной 7 мм, способствующая снижению трения между корпусом и льдом.
Также ледокол оснащён специальным турбокомпрессором,который соединён с системой труб.По ней под низким давлением подаётся воздух,который выходит наружу через систему отверстий в носовой части судна.За счёт этого достигается дополнительное снижение трения между корпусом и льдом. При работе компрессора вода у носа ледокола выглядит так, словно кипит.
Так как ледокол — ядерный объект, ему необходима сверхпрочная защита, коей он в должной степени обеспечен. В случае если в борт отсека ядерного реактора ледокола на полном ходу врежется аналогичное судно, реактор не получит повреждений и сможет работать дальше. Аналогично и с верхней частью реакторного отсека: падение самолёта не нанесёт ущерба ядерной установке и не вызовет перебоев в работе. Но какие последствия вызовет ракетный удар, неизвестно, потому как судно это мирного назначения, и такие испытания не проводились.
Что касается прокладывания фарватера во льдах, то судно вовсе не режет лёд, как это может показаться, а именно раскалывает его, наседая на него носовой частью. Поэтому при движении через плотное ледовое покрытие раздаётся громкий звук от ударов носа о льдины, а корпус судна сильно вздрагивает.
На этом мой рассказ об устройстве ледокола подошёл к концу. впереди ждут истории об Арктике, Северном полюсе и Земле Франца-Иосифа.
Продолжение следует!
