Передвижная атомная электростанция

От передвижной АЭС до ядерного разведчика «Ладога»

Авария на японской атомной электростанции «Фукусима-1» вновь заставила говорить о проблемах безопасности при эксплуатации АЭС во всем мире. Кажется закономерным, что пока нет реальной альтернативы ядерной энергетике, никакие техногенные коллизии не остановят ее развитие.

Передвижная АЭС
Почти полвека назад родилась первая в мире передвижная крупноблочная атомная электростанция ТЭС-3 малой мощности, которую по праву можно считать шедевром машиностроения. В 1957 г. КБ Кировского завода в Санкт-Петербурге (ныне — ОАО «Спецмаш») получило заказ от Министерства среднего машиностроения (так по соображения секретности именовалось тогда Министерство атомной промышленности) на создание шасси и других систем опытной передвижной АЭС, предназначенной для снабжения электроэнергией отдаленных районов, расположенных далеко от систем электропитания (Дальнего Востока, Севера и Сибири). Разумеется, можно и в этих районах создавать энергетические установки, работающие как на жидком, так и на твердом топливах, но доставка этих энергоносителей представляет собой серьезную проблему.
Передвижная электростанция получила обозначение ТЭС-3 (транспортабельная атомная электростанция), а в КБ она именовалась «Объект 27». Поскольку установленные сроки разработки были чрезвычайно сжаты, требовалось найти технические решения, уже освоенные на практике. Предполагалось, что электростанция будет передвигаться и по бездорожью, и по дорогам с обычным покрытием.
Главный конструктор КБ Ж.Я. Котин применил в качестве базы танк Т-10, чрезвычайно надежный и широко применяемый в войсках, но его ходовая часть подверглась существенным изменениям в связи со спецификой нового объекта. Учитывая, что масса ТЭС-3 теперь значительно превышала массу базовой машины (напомню, что Т-10, созданный под руководством заместителя главного конструктора, лауреата государственных премий А.С. Ермолаева, имел боевую массу 51,5 т), была разработана специальная уширенная гусеничная лента, а ходовая часть включала увеличенное число пар опорных катков (десять против семи). Прямоугольный кузов напоминал чем-то громоздкий железнодорожный вагон. Ведущим конструктором машины Ж.Я. Котин назначил П.С. Торопатина — опытного создателя тяжелых танков.
Сложной инженерной задачей стало конструирование и отработка рамы под тяжелые и громоздкие узлы. Эту работу доверили Б.П. Богданову, а изготовление поручили Ижорскому заводу. Удалось создать легкую и прочную раму в форме моста. Впоследствии Борис Петрович вспоминал: «Я еще молодой специалист, после окончания Политеха был прикреплен к группе, проектирующей корпус электростанции. Работали напряженно. Зачастую к нам заходил главный конструктор, показывал, советовал. Было непросто разместить это оборудование, но и очень хотелось выполнить эту задачу. Кстати, итогом моей работы стала первая награда -бронзовая медаль ВДНХ».
Моторно-силовая установка была спроектирована старейшинами КБ — Глебом Никоновым и Федором Маришкиным. Они применили тогда самый мощный дизель В12-6. Плодотворно трудился молодой специалист А. Страхаль. Он разрабатывал утолщенные защитные экраны. Установка изготавливались при участии большого числа проектно-конструкторских и научных организаций. Работы велись под руководством и при активном участии талантливого инженера, заслуженного кировца Н.М. Синева.

Об этом человеке можно сказать, что он был творцом атомного века. Доктор технических наук, профессор и ученый связал свою жизнь с Кировским заводом. После окончания в 1932 г. МВТУ им. Н.Э. Баумана в течение 30 лет он работал на Кировском заводе, прошел путь от инженера-конструктора до главного конструктора. Еще в предвоенные годы в специальном конструкторском бюро завода, которое он возглавлял, приступили к созданию первых в стране воздушно-реактивных двигателей для авиации. В годы Великой Отечественной войны Николай Михайлович трудился заместителем Ж.Я. Котина, разрабатывал тяжелые танки KB и ИС. В августе 1943 г. он выполнил ответственное поручение танкостроителей танкограда — по приказу Ставки доставил в Москву для показа Верховному Главнокомандующему созданные ими образцы бронетанковой техники.

Машины комплекса ТЭС-3. На фото справа: машина комплекса ТЭС-3 на Камчатке. 1988 г
В 1947 г. Н.М. Синев вновь активно включился в работу по созданию новой техники в Ленинграде. Николай Михайлович — один из крупных талантливых конструкторов оригинального отечественного оборудования для ядерной энергетики, автор изобретений, нашедших широкое применение на практике. Многие его разработки по технико-экономическим показателям превосходят зарубежные аналоги. В1953—1961 гг. под руководством Н.М. Синева были созданы главные турбозубчатые агрегаты и герметичные циркуляционные насосы для первого контура атомных судовых установок. Особая его заслуга в разработке комплексной турбинной установки атомохода «Ленин» и первой передвижной атомной электростанции ТЭС-3 в качестве главного конструктора.
Передвижной комплекс ТЭС-3 монтировался на четырех гусеничных шасси с использованием, как уже говорилось, узлов тяжелого танка Т-10. На первой машине был установлен ядерный реактор с обслуживающими работу системами, на второй — парогенераторы, компенсатор объема и циркуляционные насосы для подпитки первого контура, на третьей — турбогенератор, на четвертой — центральный пульт управления АЭС. Особенность ТЭС-3 заключалась и в том, что для ее эксплуатации не было необходимости строить специальные здания и другую инфраструктуру.
Энергетическая часть была создана в Физико-техническом институте им. А.И. Лейкунского (г. Обнинск, ныне — ФГУП «ГНЦ РФ — ФЭИ»), В начале 1960-х гг. были изготовлены две таких АЭС. Сам реактор представлял из себя цилиндр высотой 600 и диаметром 650 мм, в котором размещалось 74 тепловыделяющих сборки с высокообогащенным ураном.
Для защиты от облучения вокруг двух первых машин ТЭС-3 на месте эксплуатации должна была сооружаться земляная защита. Реакторная машина оснащалась транспортируемой биологической защитой, позволяющей производить монтажные и демонтажные работы уже через несколько часов после остановки реактора, а также перевозить реактор с частично или полностью выгоревшей активной зоной. При транспортировке охлаждение реактора осуществлялось с помощью воздушного радиатора, обеспечивающего съем до 0,3% номинальной мощности установки.
В 1961 г. в Физико-энергетический институт им. А.И. Лейкунского ввели в эксплуатацию ТЭС-3 с водо-водяным корпусным реактором. Эта установка успешно отработала весь цикл, исчерпав проектный ресурс. В 1965 г. ТЭС-3 остановили и вывели из эксплуатации. В последующем она должна была послужить основой для разработки электростанций подобного типа.
После опытной эксплуатации в Обнинске две самые «опасные» машины законсервировали, однако через несколько лет потребовалась отправить их для экспериментальных исследований на Камчатку (к термальным паровым гейзерам). С этой целью в Обнинск командировали инженера-испытателя КБ ЛКЗ Л. Захарова и заместителя начальника отдела испытаний СИ. Лукашева с механиками-водителями. На Камчатку был направлен инженер Ванин.
Следует особо подчеркнуть, что этой передвижной АЭС были не страшны самые сильные землетрясения: танковая подвеска и не такое выдерживает при выстреле.
Технические характеристики передвижной ТЭС-3
Общая масса, т……………………………….Более 300
Масса оборудования, т…………………….Около 200
Мощность двигателя, л.с……………………………750
Тепловая мощность, кВт………………………8,8 тыс.
Электрическая мощность
турбогенератора, кВт……………………………….1500
Расход воды для охлаждения
в первом контуре, т/ч…………………………………320
Давление воды, атм…………130, при температуре
охладителя 270’С (на входе) и 300*С (на выходе);
Давление пара………20 атм с температурой 280″С
Продолжительность работы
(кампании)……………………………..Около 250 суток
(при неполной загрузке элементов — до одного года)
ВТС «Ладога»

Высокозащищенное транспортное средство «Ладога»
Высокозащищенное транспортное средство (ВТС) «Ладога» родилось почти через 20 лет после создания передвижной АЭС. Среди гусеничных энергонасыщенных машин, созданных специально для работы в чрезвычайных ситуациях, оно занимает особое место.
Задание на разработку высокозащищенного транспортного средства в КБ-3 Кировского завода получили в конце 1970-х гг. Требования к новой машине были крайне жесткие и трудновыполнимые. ВТС должно было обладать хорошей подвижностью, высокой защищенностью и способностью длительное время работать в автономном режиме. Важнейшим требованием являлось наличие надежной защиты экипажа от радиационного, химического и бактериологического воздействий, при этом для людей должен был быть обеспечен максимальный комфорт. Разумеется, учитывая предполагаемые сложные условия эксплуатации изделия, повышенное внимание уделялось средствам связи. Кроме того, ВТС следовало подготовить в сжатые сроки, при этом по возможности унифицировав его с другими машинами завода.

ВТС «Ладога», работавшее в районе ЧАЭС. 1986 г
Без преувеличения можно сказать, что благодаря накопленному опыту, мощным производственной и испытательной базам ленинградским конструкторам удалось создать уникальную гусеничную машину, не имеющую мировых аналогов.
Работы по «Ладоге» возглавил В.И. Миронов, талантливый инженер и прекрасный организатор. За 45 лет своей трудовой деятельности он прошел путь от инженера-конструктора — до заместителя генерального конструктора, начальника специального бюро. В 1959 г., сразу после окончания Ленинрадского Политехнического института (по специальности гусеничные машины), он до ухода на заслуженный отдых активно участвовал практически во всех работах КБ Кировского завода. Неоднократно был награжден, а за особые заслуги в создании специальных машин трижды удостоен звания Лауреата Государственной премии.

В конструкторском бюро было сформировано специальное конструкторское подразделение — КБ-А. С 1982 г. оно приступило к выполнению поставленной задачи. Активное участие в создании новой машины принимали начальник лаборатории Н.И. Буренков, главные конструкторы проекта A.M. Константинов и А.В. Васин, ведущие специалисты В.И. Русанов, Д.Д Блохин, Э.К. Фененко, В.А. Тимофеев, А.В. Алдохин, В.А. Галкин, Г.Б. Жук и другие.
Компоновочные работы, один из сложнейших этапов конструирования, выполнил А.Г. Янсон.
В ходе проектирования оригинальных систем и узлов, обеспечивающих высокую компактность и надежность машины, проявился конструкторский талант потомственного конструктора КБ O.K. Ильина (кстати, его отец, К.Н. Ильин, участвовал еще в разработке первых тяжелых танков и артсистем под руководством Н.Л. Духова). Можно с уверенностью сказать, что вклад Олега Константиновича в создание этой революционной машины необычайно высок.
Базой для ВТС «Ладога» послужило отработанное и хорошо зарекомендовавшее себя в войсках шасси основного танка Т-80. На нем установили корпус оригинальной конструкции с салоном, в котором разместили комфортабельные кресла, индивидуальное освещение, системы кондиционирования и жизнеобеспечения, средства связи, приборы наблюдения и измерения различных параметров внешней среды. Это позволило обеспечить нормальные условия работы в полностью герметизированном объеме салона. Аналог подобной системы жизнеобеспечения можно найти, пожалуй, только в космонавтике.
Видеокамера
В качестве силовой установки выбрали газотурбинный двигатель ГТД-1250 мощностью 1250 л.с, разработанный в НПО им. В. Я. Климова. Предусмотрена система сдува пыли сжатым воздухом с направляющих лопаток соплового аппарата турбины, что позволяет быстро и эффективно производить дезактивацию. Сзади над левой надгусеничной полкой расположен газотурбинный энергоагрегат мощностью 18 кВт, обеспечивающий электроэнергией все системы «Ладоги» на стоянках.
Предусмотрена возможность обеспечить экипаж воздухом не через фильтровентиляционную установку, а из баллона, закрепленного на задней стенке корпуса. На внутренней поверхности корпуса крепятся элементы подбоя — противонейтронной защиты. Помимо перископов и приборов ночного видения, на «Ладоге» имеются две видеокамеры.
В начале 1980-х гг. ВТС «Ладога» прошло сложные испытания в пустыне Кара-Кум, горах Копет-Даг и Тянь-Шаня и в районах Крайнего Севера. Однако полностью продемонстрировать свои возможности «Ладога» смогла в ходе работ по ликвидации последствий катастрофы на Чернобыльской атомной электростанции (ЧАЭС), произошедшей 26 апреля 1986 г. В результате разрушения четвертого энергоблока в окружающую среду было выброшено большое количество радиоактивных веществ. В такой обстановке было приняло решение задействовать «Ладогу» — для рекогносцировки и оценки обстановки непосредственно у реактора.
Рабочее место механика-водителя и интерьер салона ВТС «Ладога»
В районе ЧАЭС «Ладога» прошла более 4000 км, выполнив целый ряд исследований
Кировцы в Чернобыле, второй слева — Г.Б. Жук. Июнь 1986 г
3 мая машину (бортовой номер 317) спецавиарейсом из Ленинграда доставили в Киев. На девятый день после аварии она своим ходом прибыла в район ЧАЭС. От КБ Кировского завода работу возглавили заместитель главного конструктора по научной работе Б.А. Добряков и ведущий испытатель В.А. Галкин. Был создан особый отряд, в который вошли экипаж машины, службы дозиметрии, санобработки, служба питания и медицины. В состав экипажей, выезжающих на объект, входили председатель правительственной комиссии И.С. Силаев, начальник химической службы Министерства обороны В.К. Пикалов, академик Е.П. Велихов, представитель Министерства среднего машиностроения Е.П. Славский и другие.
Б.А. Добряков особенно интересовался техническими параметрами, степенью зараженности, результатами обработки, оценкой эксплуатационных возможностей систем «Ладоги». Он же совместно с Г.М. Гаджибалавым выполнил сложнейшие расчеты по защищенности.
Участвующий в работах на ЧАЭС инженер-испытатель Г.Б. Жук позднее рассказывал: «Поражала опустошенность поселков, заросшие бурьяном огороды, но главное — это масштаб разрушений: крыши блока нет, стен нет, один угол здания обвалился до самого фундамента. Над всем клубился пар и — полное безлюдье вокруг. Находясь в машине, все наблюдали через смотровые приборы и телекамеры».
Отработав с мая по август 1986 г., «Ладога» прошла более 4 тыс. км, преодолевая участки со сверхповышенным фоном радиоактивности, проводя при этом разведку местности, делая видеозаписи и выполняя целый ряд других исследований, в том числе в машинном зале ЧАЭС.
За неполные четыре месяца работ с применением «Ладоги» в районе ЧАЭС побывали 29 специалистов конструкторского бюро Кировского завода. Хотелось бы вспомнить активных участников чернобыльской экспедиции: начальников лабораторий О.Е. Герчикова и Б.В. Кожухова, инженеров-испытателей А.П. Пичугина, а также Ю.П. Андреева, Ф.К. Шмакова, В.Н. Прозорова, B.C. Чанякова, Н.М. Мосалова.
Больший интерес представляют записи в «бортовом журнале», которые вели специалисты, эксплуатирующие «Ладогу». Вот несколько фрагментов за май-сентябрь 1986 г.:
Инженер-испытатель В.А. Галкин (командировка с 9 по 24 мая 1986 г.):
«…5.05.86 г., первый выезд в зону АЭС для разведки, показания спидометра 427 км, счетчика моточасов двигателя 42,7 м/ч. Уровень радиации около 1000 р/ч, дезактивация. Замечаний по машине нет.
… 16.05.86 г. Выезд в зону АЭС с членами комиссии. Наработка за выезд: 46 км, 5,5 м/ч. Уровень радиации около 2500 р/ч, показания спидометра 1044 км, 85,1 м/ч. Замечаний по машине нет. Дезактивация. Технические показатели оформлены актом».
Инженер-испытатель А.П. Пичугин:
«…6.06.86г. Выход в район АЭС 16-00, возвращение 18-10. Цель — ознакомление т. Маслюкова с районом аварии. Показания спидометра 2048 км, счетчик моточасов 146,7 м/ч. За выезд пройдено 40 км, 2,2 м/ч., температура +24°С, уровень радиации около 2500 р/ч, замечаний нет, дезактивация проведена. Остальные показатели актированы.
… 11.06.86 г. Выезд в зону АЭС с т. Александровым. Температура окружающего воздуха +33°С, уточнение района заражения.
Показания приборов: 2298 км, 162,1 м/ч. За выезд 47 км, 4,4 м/ч. Замечаний нет. Дезактивация».
Ведущий инженер С.К. Курбатов:
«…27.07.86 г. Выезд в зону АЭС с Председателем Гос. комиссии, показания приборов 3988 км, 290,5 м/ч, наработка вспомогательного двигателя ГТД5Т — 48,9 м/ч. Уровни радиации до 1500 р/ч. Проведение киносъемок, записей шумов и виброускорений при скорости машины 30-50 км/ч. За выезд: 53 км, 5,0 м/ч, 0,8 м/ч на вспомогательном.
Проведено натяжение гусеничных лент, погнут правый кронштейн, сорван фонарь. Дефекты устранены. Дезактивация. Остальные параметры в акте».
Ведущий инженер В.И. Прозоров:
«… 19.08.86 г., 9-30 — 14-35, выезд начальника гарнизона и начальника химической службы. Пройдено 45 км, 4,5м/ч, 0,6 м/ч вспомогательный агрегат(всего 56,8 м/ч). Замечаний нет, уборка отделения управления и салона, слив около 100 г конденсата из испарителя системы кондиционирования. Проверен подпор — в норме, уровень масла: двигатель 29,5л, трансмиссия 31 л, щетки генератора ГС-18- 23 мм. Другие параметры в акте».
Инженер-испытатель А.Б. Петров:
«… 6.09.86 г. — выезд в зону АЭС, определение влияния ионизирующего излучения на ионный состав воздуха. Состав: Маслов, Пикалов. Показания 4704 км, 354 м/ч. За выезд 46 км, 3,1 м/ч, 3,3 м/ч вспомогательного двигателя (всего 60,3 м/ч). Составлен протокол.
…8.09.86 г. выезд в зону деревни Пелев (4719км, 355,6 м/ч) за выезд 15км/1,6м/ч. Дезактивация. Параметры в акте».
14 сентября «Ладогу» отгрузили на завод, предварительно тщательно дезактивировав снаружи и внутри. В дальнейшем ее использовали в исследовательских работах в КБ на площадке №4 (под Тихвином).
Подводя некоторые итоги, можно сказать, что созданием ВТС «Ладога» конструкторское бюро кировцев предвосхитило необходимость в высокозащищенном транспортном средстве для Министерства по чрезвычайным ситуациям. В мировой практике найдется не так много примеров, когда проверка свойств и возможностей подобной специальной техники шла бы в реальных условиях. Создатели «Ладоги» приобрели бесценный опыт работы в экстремальных условиях. И сегодня эта машина не знает себе равных по продолжительности эксплуатации в условиях повышенной радиационной опасности.
Хочется выразить надежду, что техника, подобная описанной выше, все же окажется востребованной, особенно в условиях все более частых природных и техногенных катастроф.
Технические характеристики ВТС «Ладога»
Масса, т…………………………………………………….42
Экипаж, чел………………………………………………….2
Вместимость салона, чел……………………………….4
Двигатель, тип………………………………….ГТД-1250
Автономность работы, ч……………………………….48
Запас хода, км………………………………………….350
Удельная мощность, л.с.Д………………….Около 30
Скорость, км/ч……………………………………………70
Дополнительный энергоагрегат,
тип, мощность………………………………..ГТД, 18 кВт
Литература и источники

1. Козишкурт В.К. «Ладога» у ядерного кратера //Современное машиностроение. — 2005, №2;
2. Ефремов А.С. Танк предельных параметров — мечта или реальность?// Техника и вооружение. -2011, №5.
3. Материалы Интернет-сайта ФГУП «ГНЦ РФ — ФЭИ-.

ТЭС-3. Атомная электростанция на гусеничном ходу

Решение о создании первой в мире передвижной атомной электростанции было принято в СССР в середине 1950-х. То время было эпохой ядерного романтизма, так сказать, на мирный атом возлагались большие надежды, а по стране, особенно в северных, труднодоступных районах было разбросано немало объектов, требующих постоянного и стабильного электропитания.

В основном это были военные объекты, работавшие на дизель-электростанциях. Стоимость доставки солярки к ним превышала стоимость самого топлива на порядки. Компактная АЭС могла стать палочкой – выручалочкой для таких объектов, как военных, так и гражданских.

Конкретного заказа на разработку этой установки не было, работы начались в инициативном порядке, благодаря Министру среднего машиностроения Ефиму Славскому, стороннику развития атомной энергетики в СССР.

(с) в качестве иллюстраций взяты фото из открытых источников, и старых газет

В 1957 году был готов ряд чертежей и в целом проект будущей электростанции, еще два года понадобилось на изготовление реактора и части энергогенерирующего оборудования. В 1960 году оборудование смонтировали на самоходные транспортёры, за основу которых взяли шасси от танка Т-10, удлинив его до необходимых размеров.

Комплекс мог транспортироваться на платформах, по железной дороге до конечной её точки, а дальше уже передвигаться своим ходом до пункта назначения.

(с) в качестве иллюстраций взяты фото из открытых источников, и старых газет

Всего в состав комплекса входили 4 самоходных компонента. В первом был размещен реактор, представлявший собой цилиндр диаметром 660 мм, высотой 600 мм, внутри которого находились 74 тепловыделяющие сборки. Это был двухконтурный водо-водяной реактор, то есть, вырабатываемое им тепло передавалось водой к теплообменнику, от которого тоже водой (паром) передавалось на паровую турбину. В первом контуре вода находилась под давлением 130 атмосфер, на выходе из реактора её температура была 300 градусов по Цельсию.

(с) в качестве иллюстраций взяты фото из открытых источников, и старых газет

Сам реактор, точнее, его активная зона, находилась в массивном свинцовом стакане, который в свою очередь размещался в баке. В рабочем положении бак был залит водой, в транспортировочном воду из бака сливали.

Второй транспортёр нес на себе парогенератор, циркуляционные насосы и другое оборудование, задействованное в работе реакторной установки.

Электроэнергия вырабатывалась на третьей машине комплекса, именно там стоял паротурбинный агрегат мощностью 1.5 МВт, а четвёртая несла на себе пульт управления и контроля, а так же вспомогательную аварийную дизель-генераторную установку и аккумуляторы.

(с) в качестве иллюстраций взяты фото из открытых источников, и старых газет

В рабочем положении все четыре машины были соединены в определенной последовательности трубопроводами, проводами, кабелями управления, причем реакторная и парогенераторная часть устанавливались в отдалении от электрической и управляющей, к тому же, с целью дополнительной защиты, по бокам от них отсыпали земляные отвалы и делали дополнительную защиту из бетона.

(с) в качестве иллюстраций взяты фото из открытых источников, и старых газет

Испытания ТЭС-3 проходила в Физико-энергетическом институте в Обнинске, начались они в 1960 году. В 1961-м станция на испытаниях была запущена в рабочий режим и так проработала до 1965 года, пока не потребовалась замена тепловых сборок.

(с) в качестве иллюстраций взяты фото из открытых источников, и старых газет

В начале 1967 года военное ведомство отказалось от использования концепции таких электростанций, от гражданских ведомств интереса к ней тоже не было, работы над ТЭС-3 приостановились.

Впоследствии рассматривали вариант использования реакторного блока для создания большого объема горячей воды, которая требовалась на некоторых нефтепромыслах для поднятия нефти ближе к поверхности, но эта идея реализована не была, и в 1969 году уникальную самоходную АЭС законсервировали навсегда.

Возможно, вам так же будет интересно почитать о вездеходе Teracruzer MM-1 и Пожарных машинах на базе ЗИЛ-157

Как это было: самоходные АЭС Советского Союза

Развитие атомной энергетики в Советском Союзе было едва ли не главным стратегическим направлением. Атомные станции, как грибы, появлялись то в одной, то в другой республике, укрепляя энергетический баланс страны.
Там, где по каким-то причинам полномасштабную АЭС построить было невозможно, на службу энергетикам приходили мобильные атомные электростанции.
Идея создания передвижной АЭС пришла советским инженерам и физикам в середине 50-х годов. Прежде всего, данная затея была связана с необходимостью снабжать электроэнергией гражданские и военные объекты, расположенные в труднодоступных районах Крайнего Севера. Со временем к данной цели добавилась еще военно-стратегическая.

За недолгую историю существования энергосамоходы претерпели ряд значительных изменений. За эволюцией мобильных АЭС проследила редакция ЕnergoВelarus.by.

Гусеничная вездеходная версия ПАЭС

За основу данной версии передвижной АЭС разработчики взяли проект ядерного реактора для ледоколов. В установке ТЭС-3 использовали схему малогабаритного двухконтурного водо-водяного реактора, активна зона (АЗ) которого была выполнена в виде небольшого цилиндра с 74 тепловыделяющими сборками. Когда все оборудование было укомплектовано и собрано в единую систему, инженеры решили поместить готовую конструкцию на гусеничное шасси от тяжелого танка Т-10, добавив к семи каткам еще три. Однако удлиненное шасси не единственное ноу-хау советских разработчиков, ведь изначально мобильная АЭС не была такой уж мобильной: цельная платформа попросту не выдерживала нагрузки оборудования. По этой причине было принято решение разбить конструкцию на четыре соединенные межу собой самоходные части: вагон №1 – реактор с биозащитой и специальный воздушный радиатор для снятия остаточного охлаждения, вагон №2 – парогенераторы, компенсатор объема и циркуляционные насосы для подпитки первого контура, вагон №3 – турбогенератор. Гусеничная вездеходная ПАЭС могла работать только при наличии последовательного подключения всех составных частей.

Вид на энергосамоходы с пультом управления и турбогенератором

Гусеницы энергосамоходов закрыты для утепления

Общий вид ТЭС-3

Мощность реактора: в 1961-м году образец ТЭС (транспортабельной АЭС) вырабатывал 1,5 МВт.
Безопасность: перед началом работы реактора вся установка окружалась специальными боксами из земли и бетона, что, по мнению специалистов, не только придавало установке надежности, но и в некотором смысле защищала персонал от нежелательного излучения.

Колесная версия АЭС

До конца 80-х годов в институте «Сосны» занимались созданием передвижной транспортабельной установки и параллельно работали над проектами реакторов – опытно-промышленного и большого энергетического. В результате многолетней работы при поддержке более 150 организаций и предприятий СССР была создана и запущена в 1985 году первая в мире передвижная атомная электростанция «Памир-630 Д» тепловой мощностью 10 МВт, а электрической – 630 кВт. Установка была оснащена диссоциирующим теплоносителем и рабочим телом «нитрин» на основе N2O4.

После Чернобыльской катастрофы по понятным причинам данные проекты закрыли, а институт практически сразу включили в решение таких задач, как определение уровней радиоактивного загрязнения территории Беларуси радиоактивными изотопами и уровней облучения населения пострадавших регионов, проведение контроля радиоактивного загрязнения продуктов питания, произведенных в стране и др.

Воплощенную в металле конструкцию пометили на тягач МАЗ-537. В состав «Памира» входили реакторный и турбогенераторный блоки, а также система управления и оборудованные жилые помещения для персонала. К слову, контроль и управление атомной установкой осуществлялось при помощи бортовых ЭВМ. Общий вес установки составлял более 60 тонн.

Владимир Рак, НАН Беларуси

«Всего в институте было создано два экземпляра передвижной АЭС. Один из них проработал более 8000 часов (почти год непрерывной эксплуатации). Уровень автоматизации позволял управлять реактором даже солдатам, специалисты ядерщики не требовались. Второй экземпляр самоходной электростанции в работу не пускали. А когда программу по развитию данного направления атомной энергетики закрыли, корпус разрезали, а крышка реактора и по сей день стоит во внутреннем дворе института энергетических и ядерных исследований «Сосны» как памятник», – рассказывает Владимир Рак, заведующий сектором «Экономика энергетики» лаборатории «Энергобезопасность» Института энергетики НАН Беларуси.

Общий вид ТЭС-3

«Некоторое время назад МАГАТЭ продумывало такую стратегию: все перейдут на плавучие АЭС, от строительства наземных откажутся вовсе. Мобильные станции будут строится на нескольких заводах под контролем МАГАТЭ. Все созданные энергетические объекты, а также ядерное топливо и отработанные ресурсы будут подотчетны агентству по атомной энергии. Принцип работы при таком алгоритме действий таков: та или иная страна дает заявку – МАГАТЭ пригоняет на берег АЭС, подключает ее к сети – вводит в местную энергосистему», – продолжает Владимир.

Макет реактора передвижной АЭС «Памир-630 Д»

Кувшинов Вячеслав Иванович, ГНУ «ОИЭЯИ-Сосны» НАН Беларуси

«Дело в том, что до сих пор нет таких электростанций. И, тем не менее, потребность в них очень большая. Для чего? В частности, для золотодобычи, алмазодобычи, нефти. В те районы, где их добывают, протянуть энергетические линии попросту нельзя», – поясняет Кувшинов Вячеслав Иванович, профессор, доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией в ГНУ «Объединенный институт энергетических и ядерных исследований «Сосны».

Мощность реактора: 5 МВт.
Безопасность: передвижная станция отвечала всем требованиям безопасности и была рассчитана на эксплуатацию в неблагоприятных климатических условиях – от +35 до ˗50 °C; была реализована пассивная система аварийного охлаждения реактора, которая позволяла в случае необходимости, например обесточивания, эффективно отводить тепло от реактора и не допускать разогрева активной зоны; в качестве материала конструкции был выбран гидрид циркония, он при аварийном повышении температуры активной зоны разлагается, прекращая реакцию деления.

Плавучая атомная электростанция

Впервые проект плавучей АЭС был представлен в 60-х годах прошлого столетия в Обнинске. Им стала плавучая АЭС «Север», предположительной задачей которой было обеспечение электроэнергией военных объектов, а также объектов, расположенных в удаленных местах нефтедобычи.

К сожалению, в 1969 году по воли Министерства обороны СССР проект плавучей АЭС был заморожен ввиду нецелесообразности его дальнейшей реализации. Подобные проекты в то время также были остановлены в Германии и США. Хотя с 1966-го по 1976 год первые плавучие реакторы гражданского назначения использовались в США для обеспечения энергией Панамского канала и американской исследовательской базы в Антарктике.
Недавно появилась информация о том, что МО РФ решила возобновить работу над созданием мобильных АЭС. В конце 2016 – начале 2017 года, по словам директора Балтзавода А. Вознесенского, Росатом получит рабочую ПАТЭС – «Академик Ломоносов». Предполагается, что судно будет обеспечивать электроэнергией труднодоступные районы на Крайнем Севере. Сроки начала эксплуатации ПАТЭС зависят в том числе и от создания необходимой береговой инфраструктуры в регионе.

Источник фото: m-atom.ru

Особенность «Академика Ломоносова» заключается в отсутствии собственной силовой установки. К месту назначения ПАТЭС будут доставлять буксиры, а для контроля работы атомных реакторов на борту предусматривается персонал в количестве 60 человек. Энергоблок рассчитан на 40 лет эксплуатации, по истечению которых будет направлен на специализированное технологическое предприятие для утилизации.

Источник фото: topwar.ru

Плавучая электростанция способна снабжать электричеством и теплом город с населением до 200 тыс. человек. К тому же, при возникновении потребности ПАТЭС можно будет использовать в качестве гигантского опреснителя морской воды. Максимальная (расчетная) производительность «Академика Ломоносова» – 240 тыс. кубометров пресной воды в час.

Мощность: мобильная версия сможет вырабатывать до 70 МВт электроэнергии и 300 МВт тепла.
Безопасность: плавучая атомная станция проектировалась с «запасом прочности», которая превышает предельно возможные нагрузки в данной местности использования.

Недостатки передвижных атомных электростанций

Как бы ученые не старались изобрести идеальные системы безопасности для мобильных АЭС, данный вопрос всегда оставался актуальным: передвижные установки не застрахованы ни в условиях войны, пиратства и терроризма, ни в условиях неблагоприятных природных явлений. В случае захвата автономных атомных электростанций может возникнуть серьезная угроза для окружающей среды и человека.

ВТС «Ладога». Специальный транспорт для особых задач

Риск массированного ракетно-ядерного удара вероятного противника предъявлял особые требования к организации управления войсками и гражданскими структурами. Требовались защищенные командные пункты и особые командно-штабные машины. Интересный вариант специальной техники для командиров и руководителей был создан в рамках проекта ВТС «Ладога».

Одна из построенных машин «Ладога». Фото Alternathistory.com

Особое задание

Заказ на разработку перспективного высокозащищенного транспортного средства (ВТС) появился в самом конце семидесятых годов. Разработку ВТС поручили КБ-3 Ленинградского Кировского завода. Руководителем проекта стал заместитель генерального конструктора КБ-3 В.И. Миронов. В 1982 г. для продолжения работ по ВТС в составе КБ-3 создали специальное конструкторское подразделение – КБ-А.
К новой машине предъявлялись особые требования. Она должна была основываться на существующих комплектующих и иметь максимальную унификацию с серийной техникой. При этом требовалось обеспечить высокий уровень защиты и возможность работы в условиях радиационного, химического и биологического заражения. Заказчик требовал организовать эргономичный и комфортный обитаемый отсек с развитым набором средств связи. По сути, речь шла о командно-штабной машине с рядом характерных особенностей для командования высшего уровня.
Перспективный образец получил обозначение ВТС «Ладога». За основу для такой машины взяли отработанное серийное шасси основного танка Т-80. Часть агрегатов танка заимствовалась в исходном виде, тогда как прочие узлы пришлось разрабатывать заново. В рамках проекта «Ладога» предложили и реализовали целый ряд конструкторских решений, ранее не использовавшихся при создании отечественных бронемашин, что позволило получить желаемые результаты.

Особенности конструкции

Базовое танковое шасси сохранило основные детали корпуса, но лишилось подбашенного листа и внутренних агрегатов боевого отделения. Вместо них смонтировали надстройку-рубку для размещения новой аппаратуры и рабочих мест экипажа. Надстройка изготавливалась из броневой стали и обеспечивала определенную защиту. Изнутри обитаемый отсек имел противонейтронный подбой.

ВТС «Ладога» с другого ракурса. Фото журнала «Техника и вооружение»
На «Ладоге» использовался газотурбинный двигатель ГТД-1250 мощностью 1250 л.с. Двигатель комплектовался системой сдува пыли с лопаток, что упрощало его эксплуатацию на зараженной местности и последующую дезактивацию. Трансмиссия осталась прежней. На левой надгусеничной полке поместили электроагрегат в виде компактного ГТД и генератора мощностью 18 кВт. Это изделие должно было обеспечивать энергоснабжение систем на стоянке.
Конструкция ходовой части не изменялась и полностью заимствовалась у Т-80. Шестикатковое шасси с торсионной подвеской показывало высокие характеристики подвижности и не нуждалось в улучшении.
Обитаемый отсек разделялся стенкой на два отделения. В носовой части корпуса располагалось отделение управления с двумя рабочими местами, в т.ч. с постом водителя. Доступ в отделение обеспечивался двумя люками в крыше и лазом в основной отсек. Люки комплектовались набором смотровых приборов для вождения днем и ночью.
Интерьер обитаемого отсека, левое переднее рабочее место. Фото Twitter.com/skylancer7441
Основная часть обитаемого отсека, помещенная внутри надстройки, предназначалась для пассажиров в лице представителей высшего командования. Для них предназначалось несколько комфортных кресел, столики и т.д. Посадка в машину выполнялась через люк в задней части левого борта надстройки. Он имел крупную откидную створку и опускаемую аппарель со ступеньками.
В распоряжении пассажиров имелись развитые средства связи разного назначения. По некоторым данным, оборудование «Ладоги» обеспечивало даже управление стратегическими ядерными силами. Также экипаж получил развитые средства наблюдения за обстановкой. Как минимум, один образец ВТС получил мачту с видеокамерами для кругового обзора. Это устройство помещалось на крыше надстройки, а видеосигнал передавался на внутренние мониторы.
Определенный интерес представляли штатные средства внутренней связи. Экипаж ВТС и командование использовали танковое переговорное устройство и шлемофоны. Однако вместо массовых матерчатых шлемофонов использовались специально разработанные, выполненные из хорошей кожи. Они предназначались как для экипажа, так и для перевозимого командования.
Шлемофон для экипажа и пассажиров ВТС. Фото Yaplakal.com
Большое внимание уделялось коллективной защите от оружия массового поражения. Помимо стандартных решений, характерных для отечественной бронетехники, использовались некоторые новые идеи. Так, в зависимости от обстановки, подача воздуха могла осуществляться от фильтровентиляционной установки или из отдельного баллона, установленного на корме надстройки. Внутри и снаружи корпуса устанавливались различные средства для контроля за обстановкой и проведения измерений. В защищенном отсеке имелся запас воды и продовольствия. С его помощью экипаж мог продержаться 48 ч.
По своим габаритам ВТС «Ладога» почти не отличалось от базового основного танка, но масса сократилась до 42 т. Ходовые характеристики остались на том же уровне. Специальная бронемашина могла передвигаться по дорогам и пересеченной местности и преодолевать препятствия. Предусматривалась ли установка оборудования для подводного вождения – неизвестно.

«Ладога» на испытаниях

В первой половине восьмидесятых на ЛКЗ построили первый образец ВТС «Ладога» и вывели его на испытания. Технику проверяли на разных местностях и в разных условиях. Полигонами для техники стали пустыня Каракум, горные массивы Копетдаг и Тянь-Шань, а также некоторые районы Крайнего Севера. Опытная машина успешно преодолевала назначенные трассы и поддерживала требуемые условия внутри защищенного объема.
«Ладога» с б/н 317 в Чернобыле. Фото журнала «Техника и вооружение»
Новый этап испытаний и проверки техники в самых сложных условиях начался весной 1986 г. и был связан с аварией на Чернобыльской АЭС. В первых числах мая «Ладогу» с бортовым номером «317» перебросили из Ленинграда в Киев. Далее машина отправилась к месту аварии. Высокозащищенному транспортному средству и его экипажу предстояло проводить разведку местности, а также показывать возможности техники в условиях радиационного загрязнения.
Эксплуатация ВТС «Ладога» в зоне аварии осуществлялась особым отрядом, включавшим экипаж машины, службы санобработки и дозиметрии, а также врачей и специалистов обеспечения. В некоторых рейсах ВТС к экипажу присоединялись представители руководящих органов.
«Ладога» выполняла достаточно сложные работы. Ей приходилось обследовать различные участки местности, проводя наблюдения и выполняя замеры. Осуществлялась видеосъемка объектов, упрощавшая планирование работ. ВТС действовала как на удалении от ЧАЭС, так и непосредственно на ней, в т.ч. в разрушенном машинном зале.

«Ладога» на площадке парка «Патриот». Фото Парк-отель «Патриот» / vk.com/sssr_hotel
Подобная эксплуатация ВТС «Ладога» продолжалась до начала осени. Затем машина прошла тщательную дезактивацию, и 14 сентября ее отправили обратно в Ленинград. В дальнейшем «Ладога» №317 использовалась в качестве платформы для проведения различных исследований и опытов. После эксплуатации в зоне аварии бронемашина сохраняла хорошее техническое состояние, хотя работа на зараженной местности оставила свои следы.

Малой серией

По разным данным, изделие «Ладога» строилось малой серией. В течение восьмидесятых годов ЛКЗ выпустил не более 4-5 подобных машин, включая опытный образец для испытаний в разных районах страны. К сожалению, подробные сведения о строительстве и эксплуатации такой техники – за исключением борта «317» – пока отсутствуют.
По всей видимости, к дефициту информации привела роль ВТС. «Ладоги» предназначались для обслуживания высшего военного и политического руководства страны, а подобная работа не позволяет публиковать слишком много информации. Время от времени появляются разные отрывочные сведения об эксплуатации или базировании такой техники, но полную картину составить не удается.
К радости любителей военной техники, недавно одно из выпущенных ВТС «Ладога» теперь является общедоступным музейным экспонатом. В конце июля бронемашина с бортовыми номерами «104 / 180» прибыла в филиал парка «Патриот» в г. Каменск-Шахтинский (Ростовская обл.) и вошла в состав его экспозиции.
По тем или иным причинам, музейная «Ладога» на данный момент имеет неудовлетворительное состояние. Отсутствуют некоторые агрегаты, снято внутреннее оснащение обитаемого отсека, имеются многочисленные повреждения как краски, так и самой конструкции. Остается надеяться, что новые хозяева уделят уникальной машине достаточно внимания, и в будущем она будет выглядеть так же, как после выхода из сборочного цеха.
Точные сведения о состоянии и принадлежности прочих выпущенных ВТС «Ладога» пока отсутствуют. Возможно, они появятся в будущем. Также нельзя исключать, что оставшиеся образцы со временем станут музейными экспонатами – как уже выставленная машина «104 / 180».

masterok

… или сказание о бродячем реакторе.
Советские мобильные атомные электростанции предназначались прежде всего для работы в отдаленных районах Крайнего Севера, где отсутствуют железные дороги и линии электропередач

В тусклом свете заполярного дня по заснеженной тундре пунктирной линией ползет колонна гусеничного транспорта: бронетранспортеры охраны, вездеходы с персоналом, цистерны с топливом и… четыре загадочные машины внушительных размеров, похожие на могучие железные гробы. Наверное, так или почти так выглядело бы путешествие мобильной атомной электростанции к Н-скому военному объекту, который стережет страну от вероятного противника в самом сердце ледяной пустыни…

Корни этой истории уходят, разумеется, в эпоху атомной романтики – в середину 1950-х. В 1955 году Ефим Павлович Славский – один из корифеев атомной промышленности СССР, будущий глава Минсредмаша, прослуживший на этом посту от Никиты Сергеевича до Михаила Сергеевича, – посетил ленинградский Кировский завод. Именно в беседе с директором ЛКЗ И.М. Синевым впервые прозвучало предложение о разработке мобильной атомной электростанции, которая могла бы питать электроэнергией гражданские и военные объекты, расположенные в отдаленных районах Крайнего Севера и Сибири.

Предложение Славского стало руководством к действию, и уже вскоре ЛКЗ в кооперации с Ярославским паровозостроительным заводом подготовил проекты атомного энергопоезда – передвижной АЭС (ПАЭС) небольшой мощности для транспортировки по железной дороге. Предусматривались два варианта – одноконтурная схема c газотурбинной установкой и схема с использованием паротурбинной уста-новки самого локомотива. Вслед за этим к разработке идеи подключились и другие предприятия. По итогам обсуждения зеленый свет был дан проекту Ю.А. Сергеева и Д.Л. Бродера из обнинского Физико-энергетического института (ныне ФГУП «ГНЦ РФ – ФЭИ»). Видимо посчитав, что рельсовый вариант ограничит ареал действия ПАЭС лишь территориями, охваченными железнодорожной сетью, ученые предложили поставить свою электростанцию на гусеницы, сделав ее практически вездеходной.
Эскизный проект станции появился в 1957 году, а уже два года спустя было произведено специальное оборудование для постройки опытных образцов ТЭС-3 (транспортируемой электростанции).

В те времена практически все в атомной индустрии приходилось делать «с нуля», однако опыт создания ядерных реакторов для транс-порт-ных нужд (например, для ледокола «Ленин») уже существовал, и на него можно было бы опереться.

ТЭС-3 — транспортабельная атомная электростанция, перевозимая на четырёх самоходных гусеничных шасси, созданных на базе тяжёлого танка Т-10. ТЭС-3 вступила в опытную эксплуатацию в 1961 году. Впоследствии программа была свёрнута. В 80-х годах дальнейшее развитие идея транспортабельных крупноблочных атомных электростанций небольшой мощности получила в виде ТЭС-7 и ТЭС-8.

Одним из главных факторов, которые приходилось учитывать авторам проекта при выборе тех или иных инженерных решений, была, разумеется, безопасность. С этой точки зрения оптимальной была признана схема малогабаритного двухконтурного водо-водяного реактора. Вырабатываемое реактором тепло отбиралось водой под давлением 130 атм при температуре на входе в реактор 275°С и на выходе – 300°С. Через теплообменник тепло передавалось рабочему телу, в качестве которого также выступала вода. Образовавшийся пар приводил в движение турбину генератора.
Активная зона реактора была спроектирована в виде цилиндра высотой 600 и диаметром 660 мм. Внутри помещались 74 тепловыделяющие сборки. В качестве топливной композиции решили применить интерметаллид (химическое соединение металлов) UAl3, залитый силумином (SiAl). Сборки представляли собой два коаксиальных кольца с этой топливной композицией. Подобная схема была разработана специально для ТЭС-3.

В 1960 году созданное энергетическое оборудование смонтировали на гусеничном шасси, позаимствованном у последнего советского тяжелого танка Т-10, который производился с середины 1950-х до середины 1960-х годов. Правда, для ПАЭС базу пришлось удлинить, так что энергосамоход (так стали называть вездеходы, перевозящие атомную электростанцию) имел десять катков против семи у танка.
Но даже при такой модернизации разместить всю энергоустановку на одной машине было невозможно. ТЭС-3 представляла собой комплекс из четырех энергосамоходов.
Первый энергосамоход нес на себе ядерный реактор с транспортируемой биозащитой и специальный воздушный радиатор для снятия остаточного охлаждения. На второй машине монтировались парогенераторы, компенсатор объема, а также циркуляционные насосы для подпитки первого контура. Собственно выработка электроэнергии была функцией третьего энергосамохода, где размещался турбогенератор с оборудованием конденсатно-питательного тракта. Четвертая машина играла роль пункта управления ПАЭС, а также имела резервное энергетическое оборудование. Здесь находились пульт и главный щит со средствами пуска, пусковой дизель-генератор и блок аккумуляторных батарей.

В дизайне энергосамоходов первую скрипку играли лапидарность и прагматизм. Поскольку ТЭС-3 предполагалось эксплуатировать преимущественно в районах Крайнего Севера, оборудование помещалось внутрь утепленных кузовов так называемого вагонного типа. В поперечном сечении они представляли собой шестиугольник неправильной формы, который можно описать как трапецию, поставленную на прямоугольник, что невольно вызывает ассоциацию с гробом.
ПАЭС предназначалась для функционирования только в стационарном режиме, работать «на ходу» она не могла. Чтобы запустить станцию, требовалось расставить энергосамоходы в нужном порядке и соединить их трубопроводами для теплоносителя и рабочего тела, а также электрическими кабелями. И именно на стационарный режим работы была спроектирована биозащита ПАЭС.
Система биозащиты состояла из двух частей: транспортируемой и стационарной. Транспортируемая биозащита перевозилась вместе с реактором. Активная зона реактора помещалась в своего рода свинцовый «стакан», который находился внутри бака. Когда ТЭС-3 работала, бак заливался водой. Слой воды резко снижал активацию нейтронами стенок бака биозащиты, кузова, рамы и прочих металлических частей энергосамохода. После окончания кампании (периода работы электростанции на одной заправке) воду сливали и транспортировка осуществлялась при пустом баке.
Под стационарной биозащитой понимались своего рода боксы из земли или бетона, которые перед пуском ПАЭС требовалось возводить вокруг энергосамоходов, несущих на себе реактор и парогенераторы.
Общий вид АЭС «ТЭС-3»
В августе 1960 года собранную ПАЭС доставили в Обнинск, на испытательную площадку Физико-энергетического института. Меньше чем через год, 7 июня 1961 года, реактор достиг критичности, а 13 октября состоялся энергетический пуск станции. Испытания продолжались до 1965 года, когда реактор отработал свою первую кампанию. Однако на этом история советской мобильной АЭС фактически закончилась. Дело в том, что параллельно знаменитый обнинский институт разрабатывал еще один проект в области малой атомной энергетики. Им стала плавучая АЭС «Север» с аналогичным реактором. Как и ТЭС-3, «Север» проектировался преимущественно для нужд энергообеспечения военных объектов. И вот в начале 1967 года Министерство обороны СССР решило отказаться от плавучей атомной станции. Заодно были остановлены работы и по наземной мобильной энергоустановке: ПАЭС была переведена в стояночный режим. В конце 1960-х появилась надежда на то, что детищу обнинских ученых все-таки найдется практическое применение. Предполагалось, что атомная станция могла бы использоваться в нефтедобыче в тех случаях, когда в нефтеносные слои требуется закачать большое количество горячей воды, чтобы поднять ископаемое сырье ближе к поверхности. Рассматривали, к примеру, возможность такого использования ПАЭС на скважинах в районе города Грозного. Но даже послужить кипятильником для нужд чеченских нефтяников станции не удалось. Хозяйственная эксплуатация ТЭС-3 была признана нецелесообразной, и в 1969 году энергоустановку пол-ностью законсервировали. Навсегда.

Для экстремальных условий
Как это ни удивительно, но с кончиной обнинской ПАЭС история советских мобильных атомных электростанций не прекратилась. Другой проект, о котором несомненно стоит рассказать, представляет собой весьма курьезный пример советского энергетического долгостроя. Начало ему было положено еще в начале 1960-х, но некий осязаемый результат он принес лишь в горбачевскую эпоху и вскоре был «убит» резко усилившейся после чернобыльской катастрофы радиофобией. Речь идет о белорусском проекте «Памир 630Д».

Комплекс передвижной АЭС «Памир-630Д» базировался на четырех грузовых автомобилях, представлявших собой связку «прицеп–тягач»

В определенном смысле можно сказать, что ТЭС-3 и «Памир» соединяют родственные связи. Ведь одним из основателей белорусской ядерной энергетики стал А.К. Красин – бывший директор ФЭИ, принимавший непо-средственное участие в проектировании первой в мире АЭС в Обнинске, Белоярской АЭС и ТЭС-3. В 1960 году его пригласили в Минск, где ученый вскоре был избран академиком АН БССР и назначен директором отделения атомной энергетики Энергетического института белорусской Академии наук. В 1965 году отделение было преобразовано в Институт ядерной энергетики (ныне Объединенный институт энергетических и ядерных исследований «Сосны» НАН).
В одну из поездок в Москву Красин узнал о существовании государственного заказа на проектирование передвижной атомной электростанции мощностью 500–800 кВт. Наибольший интерес к такого рода энергоустановке проявляли военные: им требовался компактный и автономный источник электричества для объектов, находящихся в отдаленных и отличающихся суровым климатом районах страны – там, где нет ни железных дорог, ни ЛЭП и куда довольно сложно доставить большое количество обычного топлива. Речь могла идти об электропитании радиолокаторных станций или пусковых установок ракет.
С учетом предстоящего использования в экстремальных климатических условиях к проекту предъявлялись особые требования. Станция должна была работать при большом разбросе температур (от –50 до +35°С), а также при высокой влажности. Заказчик требовал, чтобы управление энергоустановкой было максимально автоматизировано. При этом станция должна была вписываться в железнодорожные габариты О-2Т и в габариты грузовых кабин самолетов и вертолетов с размерами 30х4,4х4,4 м. Продолжительность кампании АЭС определялась в не менее чем 10 000 часов при времени непрерывной работы не более 2000 часов. Время развертывания станции должно было составлять не более шести часов, а демонтаж необходимо было уложить в 30 часов.
Реактор «ТЭС-3»
Кроме того, проектировщикам следовало придумать, как снизить расходование воды, которая в условиях тундры ненамного доступнее солярки. Именно это последнее требование, практически исключавшее применение водяного реактора, во многом определило судьбу «Памира-630Д».
Оранжевый дым
Генеральным конструктором и главным идейным вдохновителем проекта стал В.Б. Нестеренко, ныне член-корреспондент белорусской Национальной академии наук. Именно ему принадлежит идея использовать в реакторе для «Памира» не воду или расплавленный натрий, а жидкую тетраокись азота (N2O4) – причем одновременно в качестве теплоносителя и рабочего тела, так как реактор мыслился одноконтурным, без теплообменника.
Тетраоксись азота была выбрана, естественно, не случайно, так как это соединение обладает весьма интересными термодинамическими свойствами, такими как высокая теплопроводность и теплоемкость, а также низкая температура испарения. Его переход из жидкого в газообразное состояние сопровождается химической реакцией диссоциации, когда молекула тетраокиси азота распадается сначала на две молекулы диокиси азота (2NO2), а затем на две молекулы окиси азота и одну молекулу кислорода (2NO+O2). При увеличении количества молекул объем газа или его давление резко возрастают.
Кликабельно
В реакторе, таким образом, стало возможным реализовать замкнутый газожидкостный цикл, который давал реактору преимущества в эффективности и компактности.
Осенью 1963 года белорусские ученые представили свой проект мобильной атомной станции на рассмотрение научно-технического совета Государственного комитета по использованию атомной энергии СССР. Тогда же на суд членов НТС были вынесены аналогичные проекты ФЭИ, ИАЭ им. Курчатова и ОКБМ (Горький). Предпочтение отдали белорусскому проекту, однако лишь десять лет спустя, в 1973 году, в ИЯЭ АН БССР было создано специальное конструкторское бюро с опытным производством, которое приступило к конструированию и стендовым испытаниям узлов будущего реактора.
Одной из самых главных инженерных задач, которую предстояло решать создателям «Памира-630Д», стала отработка устойчивого термодинамического цикла с участием теплоносителя и рабочего тела нетрадиционного типа. Для этого применялся, например, стенд «Вихрь-2», представлявший собой фактически турбогенераторный блок будущей станции. В нем нагрев тетраоксида азота производился с помощью турбореактивного авиадвигателя ВК-1 с форсажной камерой.
Отдельную проблему представляла собой высокая коррозионная агрессивность тетраоксида азота, особенно в местах фазовых переходов – кипения и конденсации. Если же в контур турбогенератора попала бы вода, N2O4, прореагировав с ней, немедленно дала бы азотную кислоту со всеми ее известными свойствами. Противники проекта так и говорили порой, что, дескать, белорусские ядерщики намерены растворить в кислоте активную зону реактора. Частично проблема высокой агрессивности тетраоксида азота была решена добавлением в теплоноситель 10% обычной моноокиси азота. Этот раствор получил название «нитрин».
Тем не менее применение тетраоксида азота увеличивало опасность использования всего ядерного реактора, особенно если вспомнить, что речь идет о мобильном варианте АЭС. Подтверждением тому стала гибель одного из сотрудников КБ. Во время опыта из разорвавшегося трубопровода вырвалось оранжевое облачко. Находившийся поблизости человек ненамеренно вдохнул ядовитый газ, который, прореагировав с водой в легких, превратился в азотную кислоту. Спасти несчастного не удалось.
ПАЭС «Памир-630Д»
Зачем снимать колеса?
Впрочем, проектировщики «Памира-630Д» внедрили в свой проект ряд конструктивных решений, которые были призваны повысить безопасность всей системы. Во-первых, все процессы внутри установки, начиная от пуска реактора, управлялись и контролировались с помощью бортовых ЭВМ. Два компьютера работали параллельно, а третий находился в «горячем» резерве. Во-вторых, была реализована система аварийного охлаждения реактора за счет пассивного перетекания пара через реактор из части высокого давления в часть конденсатора. Наличие большого количества жидкого теплоносителя в технологическом контуре позволяло в случае, например, обесточивания эффективно отводить тепло от реактора. В-третьих, важным «страховочным» элементом конструкции стал материал замедлителя, в качестве которого был выбран гидрид циркония. При аварийном повышении температуры гидрид циркония разлагается, и выделяемый водород переводит реактор в глубоко подкритичное состояние. Реакция деления прекращается.
За экспериментами и испытаниями шли годы, и те, кто задумывал «Памир» в начале 1960-х годов, смогли увидеть свое детище в металле лишь в первой половине 1980-х. Как и в случае с ТЭС-3, белорусским конструкторам понадобилось несколько машин для размещения на них своей ПАЭС. Реакторный блок монтировался на трехосном полуприцепе МАЗ-9994 грузоподъемностью 65 т, в роли тягача для которого выступал МАЗ-796. Кроме реактора с биозащитой в этом блоке размещались система аварийного расхолаживания, шкаф распределительного устройства собственных нужд и два автономных дизель-генератора по 16 кВт. Такая же связка МАЗ-767 – МАЗ-994 везла на себе и турбогенераторный блок с оборудованием электростанции.
Дополнительно в кузовах КРАЗов передвигались элементы системы автоматизированного управления защиты и контроля. Еще один такой грузовик перевозил вспомогательный энергоблок с двумя стокиловаттными дизель-генераторами. Итого пять машин.
«Памир-630Д», как и ТЭС-3, был рассчитан на стационарную работу. По прибытии на место дислокации монтажные бригады устанавливали рядом реакторный и турбогенераторный блоки и соединяли их трубопроводами с герметичными сочленениями. Блоки управления и резервная энергоустановка ставились не ближе 150 м от реактора, чтобы обеспечить радиационную безопасность персонала. С реакторного и турбогенераторного блока снимали колеса (прицепы устанавливались на домкратах) и отвозили их в безопасную зону. Все это, конечно, в проекте, ибо реальность оказалась иной.

Макет первой белорусской и одновременно единственной в мире передвижной АЭС «Памир», которая была сделана в Минске
Электрический пуск первого реактора состоялся 24 ноября 1985 года, а спустя пять месяцев случился Чернобыль. Нет, проект не был немедленно закрыт, и в общей сложности экспериментальный образец ПАЭС отработал на разных режимах нагрузки 2975 часов. Однако, когда на волне охватившей страну и мир радиофобии вдруг стало известно, что в 6 км от Минска стоит ядерный реактор экспериментальной конструкции, случился масштабный скандал. Совмин СССР тут же создал комиссию, которой предстояло изучить вопрос о целесообразности дальнейших работ по «Памиру-630Д». В том же 1986 году Горбачевым был отправлен в отставку легендарный глава Средмаша 88-летний Е.П. Славский, покровительствовавший проектам мобильных АЭС. И нет ничего удивительного в том, что в феврале 1988 года согласно решению Совмина СССР и АН БССР проект «Памир-630Д» прекратил свое существование. Одним из главных мотивов, как значилось в документе, стала «недостаточная научная обоснованность выбора теплоносителя».

Олег Макаров

Памир-630Д — мобильная атомная электростанция, размещённая на автомобильном шасси. Была разработана в Институте ядерной энергетики АН БССР
Реакторный и турбогенераторные блоки были размещены на шасси двух автомобильных седельных тягачей МАЗ-537. Пульт управления и помещения для персонала были расположены ещё на двух автомобилях. Всего станцию обслуживало 28 человек. Установка была рассчитана на перевозку железнодорожным, морским и авиационным транспортом — самым тяжёлым компонентом был реакторный автомобиль, весивший 60 тонн, что не превышало грузоподъёмность стандартного железнодорожного вагона.
В 1986 году, после Чернобыльской аварии, безопасность использования данных комплексов была подвергнута критике. По соображениям безопасности оба существовавших на тот момент комплекта «Памира» были уничтожены.
А вот какое развитие эта тема получает сейчас.
ОАО «Атомэнергопром» рассчитывает предложить мировому рынку промышленный образец передвижной АЭС малой мощности порядка 2,5 МВт.
Российский «Атомэнергопром» представил в в 2009 году на международной выставке «Атомэкспо-Беларусь» в Минске проект блочной транспортабельной ядерной установки малой мощности, разработчиком которого является НИКИЭТ им. Доллежаля.
Как сообщил главный конструктор института Владимир Сметанников, блок мощностью 2,4-2,6 МВт способен работать 25 лет без перезагрузки топлива. Предполагается, что его можно будет в готовом виде поставить на площадку, произвести запуск в течение двух суток. Он требует в обслуживании не более 10 человек. Стоимость одного блока оценивается в сумму около 755 млн рублей, но оптимальное размещение — по два блока. Промышленный образец может быть создан через 5 лет, однако на проведение НИОКР потребуется еще около 2,5 млрд рублей

В 2009 году в Санкт-Петербурге была заложена первая мире плавучая атомная электростанция. Росатом на этот проект возлагает большие надежды: в случае его успешной реализации он ожидает массовых зарубежных заказов.

В Росатоме планируют активно экспортировать плавучие АЭС. По словам главы госкорпорации Сергея Кириенко, потенциальные иностранные заказчики уже есть, но они хотят увидеть, как будет реализован пилотный проект.

На руку строителям передвижных АЭС и экономический кризис, он только повышает спрос на их продукцию, — считает аналитик Unicredit Securities Дмитрий Коновалов. «Спрос будет именно потому, что электроэнергия этих станций является одной из наиболее дешевых. Атомные электростанции ближе к гидростанциям по цене за киловатт-час. И поэтому спрос будет как в индустриальных районах, так и в развивающихся регионах. А возможность мобильности и передвижения этих станций делает их еще более ценными, потому что потребности на электроэнергию в разных регионах тоже разные».

Россия первой решила строить плавучие АЭС, хотя в других странах такая идея тоже активно обсуждалась, но от ее реализации решили отказаться. Один из разработчиков Центрального конструкторского бюро «Айсберг» Анатолий Макеев рассказал BFM.ru следующее: «В свое время была идея использования таких станций. По-моему, американская компания ее предложила — она хотела построить 8 плавучих атомных электростанций, но это все провалилось из-за «зеленых». Есть вопросы и к экономической целесообразности. Плавучие электростанции дороже стационарных, да и мощность у них маленькая».
В 2009 году на Балтийском заводе началась сборка первой в мире плавучей атомной электростанции.

Плавучий энергоблок, построенный в Петербурге по заказу ОАО «Концерн Энергоатом», станет мощным источником электричества, тепла и пресной воды для удаленных регионов страны, постоянно испытывающих дефицит энергии.

Станция должна была быть сдана заказчику в 2012 году. После этого завод планирует заключить еще контракты на строительство еще 7-ми таких же станций. Кроме того, проектом плавучей атомной станции уже заинтересовались зарубежные заказчики.

Плавучая атомная станция состоит из гладкопалубного несамоходного судна с двумя реакторными установками. Она может использоваться для получения электрической и тепловой энергии, а также для опреснения морской воды. В сутки она может выдать от 100 до 400 тысяч тонн пресной воды.

Срок эксплуатации станции составит минимум 36 лет: три цикла по 12 лет, между которыми необходимо осуществлять перегрузку реакторных установок.

Согласно проекту, постройка и эксплуатация такой атомной станции намного выгоднее постройки и эксплуатации наземных атомных электростанций.

Экологическая безопасность АТЭС присуща и последней стадии ее жизненного цикла — снятия с эксплуатации. Концепция снятия с эксплуатации предполагает транспортировку станции, отработавшей срок службы к месту проведения ее разделки для утилизации и захоронения, что полностью исключает радиационное воздействие на акваторию региона, где эксплуатируется АТЭС.
Несмотря на столь высокие требования к безопасности, экологи все равно усматривают угрозу в ПАТЭС. Их главным аргументом является статистка аварий и происшествий, произошедших с судами, на которых используются атомные установки. Но все-таки большинство аварий произошло до 90-х годов прошлого века, конкретней, в 60-х годах, то есть еще во время становления атомной энергетики как таковой. Как ни крути, технологии, в том числе безопасности, шагнули далеко вперед. Во-вторых, хоть ПАТЭС и будут строиться на базе технологий, использованных для строительства судов и субмарин, но уровень безопасности их, по заверениям «Росэнергоатома», будет превосходить даже наземные АЭС. И, наконец, эксперты приводят примеры тех же аварий, но при этом отмечают, что даже при крушении судна реактор остается в безопасности.
Учитывая то, что этот проект основан на огромном опыте плавающих объектов – ледоколов, подводных лодок, проект вполне безопасный. Пример, затонувшая подводная лодка «Курск». У нее было огромный взрыв в носу, лодка погибла, а установка ядерная осталась целая. Когда лодку подняли и в док поставили, оказалось, что можно установку запускать», — комментирует Андрей Гагаринский. «Проект плавучей атомной станции прошел все необходимые государственные экспертизы, в том числе, экологическую. Установки такого типа наработали около 7 тыс. реакторо-лет и на сегодняшний день являются, по мнению специалистов, самыми надежными в мире»
Кстати: Эксплуатация ПАТЭС будет производиться вахтовым методом с проживанием обслуживающего персонала на станции. Продолжительность вахты четыре месяца, после чего происходит смена вахты-экипажа. Общая численность основного эксплуатирующего производственного персонала ПАТЭС, включая сменный и резервный составы, составит около 140 человек.
Для создания бытовых условий, соответствующих принятым стандартам, на станции предусмотрены столовая, бассейн, сауна, спортзал, салон отдыха, библиотека, телевидение и т.п. Для размещения персонала на станции имеется 64 одноместных и 10 двухместных кают. Жилой блок максимально удален от реакторных установок и от помещений энергетической установки. Численность привлекаемого постоянного непроизводственного персонала административно-хозяйственной службы, на который не распространяется вахтовый метод обслуживания, составит около 20 человек.
По словам главы «Росатома» Сергея Кириенко, если не развивать атомную энергетику России, то лет через двадцать она вообще может исчезнуть. Согласно поставленной Президентом России задаче, к 2030 году доля атомной энергетики должна увеличиться до 25%. Похоже, ПАТЭС призваны не дать сбыться печальным предположениям первого и решить задачи, поставленные вторым хотя бы отчасти.
Плавучие станции могут стать вообще уникальным российским проектом: в случае изготовления ПАТЭС для других государств, это будет тот же экспорт энергии из России, но уже не углеводородный.
В 2010 году головной энергоблок плавучей атомной теплоэлектростанции (ПАТЭС) «Академик Ломоносов» спущен на воду в среду в Петербурге на ОАО «Балтийский завод»
Однако, на сегодняшний день непростая ситуация, которая сложилась со строительством первой Плавучей атомной теплоэлектростанции (ПАТЭС), кажется, плавно двинулась в сторону разрешения. Генеральный директор концерна «Росэнергоатом» Евгений Романов, в своем блоге сообщил: вопрос с завершением строительства ПАТЭС должен решиться в ближайшие два года.
По данным экспертизы, проведенной в мае 2012 года совместно ОАО «Объединенная судостроительная корпорация» и «Росэнергоатом», работы по строительству плавучей атомной станции в настоящий момент выполнены всего на 35%, полтора года строительство, в сущности, не велось. И это, несмотря на тот факт, что согласно договору между «Балтийским заводом», выполняющим работы по строительству энергоблока и заказчиком ПАТЭС «Росэнергоатом», 24 мая 2012 года должна была состояться поставка готового энергоблока. Непростую ситуацию, сохранявшуюся до последнего момента на «Балтийском заводе», связывают с действиями предыдущего собственника предприятия. 13 января 2012 года на «Балтийском заводе» была введена процедура наблюдения в рамках дела о банкротстве. А обязательства по выполнению действующих контрактов, в том числе и продолжение строительства ПАТЭС, переведены на ООО «Балтийский завод – судостроение».