Сердце пламенный мотор

Атомэнергомаш изготовит реакторную установку РИТМ-400 для ледокола «Лидер»

Владивосток, 6 сен — ИА Neftegaz.RU. Дальневосточный Центр судостроения и судоремонта (ДЦСС) и машиностроительный дивизион Росатома- Атомэнергомаш заключили меморандум о взаимопонимании. Подписание состоялось в рамках Восточного экономического форума (ВЭФ) в г. Владивосток.
Об этом сообщил Атомэнергомаш.
Документ предусматривает развитие сотрудничества в целях организации производства и поставки оборудования и судовых систем для проектов ДЦСС.
В частности, речь идет о проектировании и производстве реакторной установки (РУ) РИТМ-400 для ледоколов «Лидер».
Тезисы председателя совета директоров ДЦСС, вице-президента по энергетике, локализации и инновациям Роснефти А. Шишкина:

  • данный меморандум — практический̆ шаг в реализации задачи, поставленной̆ президентом РФ, по развитию отечественного судостроительного комплекса;
  • обеспечение судов, строящихся СК Звезда, современным качественным оборудованием, изготовленным российскими производителями является приоритетом в деятельности ДЦСС.

Тезисы гендиректора Атомэнергомаша А. Никипелова:

  • вместе с нашими партнерами мы нацелены на развитие многопрофильного комплексного сотрудничества, как в рамках строительства принципиально нового ледокола «Лидер», так и по другим проектам в сфере судостроения.
  • уверен, что наша совместная работа внесет существенный вклад в дальнейшее развитие Арктики и всего Дальневосточного региона.

В соответствии с документом, стороны рассмотрят организацию производства и поставку для ДЦСС:

  • РУ РИТМ-400;
  • оборудования силовых установок;
  • теплообменных аппаратов;
  • систем дозиметрического и радиационного контроля;
  • насосного оборудования;
  • отливок;
  • паковок;
  • а также другого оборудования.

Конкретные направления будут определены в ходе работы координационной группы, куда войдут представители обеих компаний. К концу 2019 г. компании планируют заключить 1е соглашение на поставку необходимых компонентов.
Ранее Атомэнергомаш обеспечил своевременное производство и поставку РУ РИТМ-200 для новейших универсальных атомных ледоколов ЛК-60Я проекта 22220: «Арктика», «Сибирь» и «Урал».
Всего было изготовлено 6 реакторов, всё производство — от проектирования до отгрузки — было организовано на предприятиях дивизиона.

В настоящее время главным разработчиком всех РУ для атомного ледокольного флота — ОКБМ Африкантов — создан технический проект реакторной установки РИТМ-400 для ледокола «Лидер».
Она в 2 раза мощнее предыдущей РУ, за счет чего будущий атомоход будет иметь повышенные эксплуатационные характеристики. В частности, он сможет пробивать лёд толщиной до 4,3 м и прокладывать канал шириной до 50 метров.
В результате будет обеспечена круглогодичная навигация по Северному морскому пути (СМП), в т. ч. для крупнотоннажных судов.
Ледокол проекта 10510 «Лидер» станет самым мощным ледоколом в мире.
Как ожидается, предельная толщина льда, преодолеваемого универсальным атомным ледоколом непрерывным ходом с минимально-устойчивой скоростью 1,5-2 узла должна составлять более 4 м.

«Лидер» сможет проводить в 2-метровом льду суда массой до 170 тыс. т со скоростью до 12 узлов.
Мощность ледокола составит 120 МВт.
Первоначально проект ледокола «Лидер» оценивался в 70 млрд руб.
Однако его стоимость последовательно выросла сначала до 100 млрд руб., а затем до 120 млрд руб.
Строить ледокол «Лидер» будет СК Звезда, создаваемая на Дальнем Востоке консорциумом во главе с Роснефтью.

17 октября 2018

«Любой главный конструктор — консерватор»

В сентябре было объявлено, что серию мощнейших атомных ледоколов «Лидер» будет строить дальневосточный завод «Звезда». «СР» пообщалась с главным конструктором судна — заместителем гендиректора по проектированию ЦКБ «Айсберг» Владимиром Воробьевым. Он рассказал о своей работе и о том, почему в ледоколе нужно поменьше инноваций.

Текст: Светлана Зайцева / Фото: Никита Грейдин, «Айсберг»

На 40 лет вперед
— Как продвигается работа над ледоколом нового поколения?
— Технический проект сформирован и утвержден. В него входит больше 700 чертежей и документов. Теперь предстоит разработка отчета по обоснованию безопасности — с полным описанием судна и анализом всех возможных ситуаций при эксплуатации, подробными данными об эксплуатирующей организации и заводу, на котором оно должно строиться. Отчет предоставляется Гостехнадзору для получения лицензии на строительство атомного объекта, то есть ледокола. Работу завершим до конца 2019 года.
В следующем году мы переходим к нулевому этапу рабочего проектирования, в который войдет определение поставщиков основного оборудования, формирование электронной модели корпуса, систем и оборудования, подготовка комплекта рабочих чертежей.
— Чем реакторная установка для «Лидера» РИТМ 400 будет отличаться от своей предшественницы РИТМ 200, которая устанавливается на ЛК 60?
— Основное отличие — это увеличение тепловой мощности в два раза. Компоновочные и схемные решения во многом будут аналогичны решениям на реакторной установке для строящегося ледокола «Арктика» проекта 22220. Благодаря РИТМ 200 и РИТМ 400 у нас появляется мощностной ряд — разные мощности для ледоколов разных модификаций.
Думаю, применение атомных установок в судостроении не ограничится ледоколами. ЯЭУ можно будет ставить и на другие гражданские суда — газовозы и танкеры, если будет доказана экономическая эффективность. Эволюция судовых реакторных установок не остановится, но на ближайшие 40 лет нам достаточно того, что уже создается в настоящее время.
— На какой стадии готовности проект РИТМ 400?
— Готов технический проект. Следующий этап — разработка рабочего проекта и проведение опытно-конструкторских работ.
Для тяжелых условий
— Какие принципиально новые требования были у заказчика к техническим характеристикам «Лидера»?
— Принципиально новая задача для ледокола — не просто прокладка канала при максимальной ледопроходимости, а обеспечение коммерчески обоснованной скорости проводки транспортных судов в тяжелых ледовых условиях. Средняя толщина льда — около 2 м, коммерчески обоснованная скорость доставки грузов газовозами и танкерами — 12–14 узлов. Требование обеспечить эти условия проводки было поставлено в техническом задании на ледокол.

Макет «Лидера». Ледоколы этого проекта преодолеют лед толщиной 4 м

— Как вы решали эту задачу?
— Если упрощенно, то ледопроходимость обеспечивается тремя составляющими — оптимальной формой обвода корпуса, мощностью энергетической установки и правильным подбором параметров пропульсивного комплекса.
Принципы построения обводов корпуса для ледоколов большой мощности были отработаны на проекте 22220 совместно с ЦНИИ им. Крылова. Корпус обеспечивает требуемую ледопроходимость и обладает приемлемыми мореходными качествами. Тот же принцип формирования корпуса принят и для «Лидера».
По пропульсивному комплексу продолжаются работы: ЦНИИ им. Крылова оптимизирует форму лопастей винта и методы расчетов валопроводов для ледоколов с большой единичной мощностью на гребной вал.
Проект ледокола «Лидер» имеет и общие решения с проектом 22220. Например, в прежнем виде останется система пневмообмыва, которая препятствует облипанию и способствует повышению ледопроходимости. Сохраняется двухосадочность. Номинальная осадка с балластом составляет 13 м, а если его сбросить — около 11,5 м. На Северном морском пути есть ограничения по осадке.
«Зачем эти выдумки?»
— Что нового будет на «Лидере»?
— Дизайн новый. Мы рассматривали несколько вариантов, выбрали тот, который подходит с утилитарной точки зрения. Например, у судна закрытая носовая оконечность. Она не засыпается снегом и льдом. Это значит, не обледеневают швартовные лебедки и подъемные устройства для погрузки. Для проведения швартовки есть специальные откидные мостики.
Инновационной можно назвать систему электродвижения. На судне будет четыре турбогенератора, четыре гребных электродвигателя. Единичная мощность электродвигателей 30 МВт — в 1,5 раза больше, чем у «Арктики». Это очень много, аналогов в мире нет. Будет создана вся система регулирования для данного уровня мощностей.
Рассматривается использование двухслойной стали на ледовом поясе ледокола, что должно препятствовать коррозии корпуса, исключить шероховатость и сохранить ледопроходимость на весь срок службы.
— Как раньше справлялись с проблемой истирания обшивки корпуса?
— В советские годы постоянно очищали, пескоструили корпуса и красили их заново. Потом появилась финская краска «Инерта», которой корпуса ледоколов покрываются и сейчас. Она хорошо работает на истирание, но тоже не вечна — раз в два-три года приходится перекрашивать, а эта операция недешевая и небыстрая.
— Что еще нового?
— Само создание ледокола такой мощности и с такими возможностями — технологический шаг вперед. В остальном мы стараемся использовать как можно меньше нового оборудования, потому что это чревато большими сложностями. Может быть непредсказуемый результат. В Арктику нужно уходить на абсолютно надежном судне с проверенным оборудованием.
Нам постоянно предлагают использовать какие-либо изобретения. Некоторые просто абсурдны, некоторые требуют научного обоснования и длительного исследования целесообразности. Например, лазером впереди ледокола лед резать, щипцы для льда к носу судна прицепить, изменить форму носовой оконечности — чтобы ломала лед не сверху, а снизу.

— Но некоторые институты работают в направлении лазерной подводной резки.
— Пусть работают. Но, пока лазер не режет ту часть льда, которая под водой, говорить не о чем. Если нам предложат опробованные качественные решения, мы их рассмотрим. Пока это все на уровне научной фантастики. А с фантастикой не ко мне. Любой главный конструктор — консерватор, и я не исключение. Если задачу можно эффективно решить способами, которые уже апробированы, то зачем эти выдумки? Прогресс нужно искать тогда и там, где мы не можем известными методами эффективно решить задачу либо новизна позволит получить новое качество.

А вместо сердца пламенный мотор!

На прошедшем недавно международном военно-техническом форуме «Армия-2018» демонстрировались разработанные предприятием АО «ОКБМ Африкантов» транспортабельные энергоблоки различных типов с ядерными энергоустановками.

Правительство нашей страны обозначило приоритетное направление по развитию арктических и приполярных регионов России, а для реализации этих планов потребуется огромное количество энергии. Использование же энергоустановок на ископаемом топливе чуть не привело к экологической катастрофе. На протяжении нескольких лет приходится вывозить и утилизировать «остатки хозяйственной деятельности» освоения Севера. В дальнейшем развитии Арктики сделана ставка на ядерную энергетику. Она считается более эффективной и в значительно меньшей степени наносит урон окружающей среде. В нашей стране благодаря работе учёных-ядерщиков реализован полный цикл обращения ядерного топлива. Начиная с добычи, переработки и эксплуатации и заканчивая его обогащением, хранением и утилизацией.
По прогнозу специалистов наиболее востребованными в Арктике будут энергоустановки линейки мощностей от 5 до 100 МВт.
Нижегородским предприятием АО «ОКБМ Африкантов», при тесном взаимодействии с ЦКБ МТ «Рубин», была спроектирована модульная подводная энергоустановка «Айсберг» для современных комплексов подводного бурения, занимающихся геологоразведкой и добычей ископаемых ресурсов. Для такого комплекса подойдёт установка мощностью в пределах от 8 до 25 МВт. В автономном режиме и без обслуживающего персонала она сможет работать более одного года. Расчетный срок службы — 30 лет.

АО «ОКБМ Африкантов» разрабатывает реакторные установки для атомных судов с 1954 г.
На стенде АО «ОКБМ Африкантов» также был представлен проект транспортабельной ядерной энергоустановки мегаваттного класса с высокотемпературным газоохлаждаемым реактором. Она проектировалась для электро- и теплоснабжения в маловодных северных районах страны, где ощущается недостаток воды.
Наиболее технологически перспективными энергоустановками с ядерным реактором РИТМ-200 оснастят серию из трёх ледоколов проекта 22220 «Арктика», «Сибирь» и «Урал», которые сейчас строятся на судостроительном заводе в городе на Неве. Каждый из ледоколов будет оснащаться двухреакторной энергоустановкой общей тепловой мощностью 2х175 МВт.

Атомные ледоколы проекта 22220 крайне необходимы сейчас для гарантии нашего превосходства в Арктике. Эти универсальные атомоходы будут пользоваться возможностью изменения глубины собственной садки, что даст им преимущество, чтобы проводить работы как в море, так и в неглубоких устьях северных рек. Сейчас для этих задач используются два типа атомных ледоколов — линейные (типа «Арктика») и мелкосидящие ледоколы (типа «Таймыр»). Универсальные ледоколы смогут крушить трёхметровый слой льда и круглогодично проводить караваны судов в сложных реалиях Арктики. Скорее всего, они будут задействованы в районах месторождений Ямала и Гыданского полуострова или на шельфе Карского моря для проведения транспортных судов с сырьём в Азиатско-Тихоокеанский регион.
РИТМ-200 — это двухконтурный ядерный реактор, использующий обычную (лёгкую) воду в качестве замедлителя и теплоносителя. Он разрабатывался для установки на ледоколы и плавучие суда-электростанции.

Серийное производство реакторных установок для атомных ледоколов нового поколения
Главной «изюминкой» этого реактора служат интегрированные в корпусе активной зоны четыре парогенератора. Такое конструкторское решение позволило уменьшить вес и размеры энергоустановки. Если сравнивать с реакторными установками типа КЛТ, установленными на современных ледоколах, то РУ РИТМ-200 будет в два раза легче, в полтора раза компактнее и, главное, мощнее на 25 МВт своих предшественников. Всё это должно улучшить скоростные возможности при прохождении льдов. В новой конструкции снижен риск возможной утечки из первого рабочего контура, а вся конструкция установки значительно упрощает её транспортировку и проведение монтажных и демонтажных работ. Как мы уже говорили, этот реактор с тепловой мощностью 175 МВт будет развивать мощность на валу двигателя до 30 МВт или генерировать до 55 МВт, работая в качестве электростанции. Перезагрузка реактора топливом выполняется один раз в 7 лет, а срок эксплуатации увеличился до 40 лет.

Реакторы трёх поколений
РИТМ-200 — это реакторная энергоустановка гражданского судового класса третьего поколения. Так, по сравнению со вторым поколением (семейство КЛТ-40), в нём реализована идея замены блочной компоновки интегральной.
На базе РИТМ-200 получил развитие новый проект РИТМ-200М (2х50 МВт) для оптимизированного плавучего энергоблока (ОПЭБ). Это будет высокомобильная система, генерирующая электроэнергию и тепло для промышленных нужд или бытового потребления. Также завершено проектирование установки для оффшорного атомного ледокола РИТМ-200Б (на 209 МВт) и установки РИТМ-400 с тепловой мощностью 2х315 МВт для атомного ледокола «Лидер» (проект 10510).
По-прежнему основная задача атомных ледоколов состоит в обеспечении непрерывной навигации караванов крупнотоннажных судов по Северному морскому пути и выполнении экспедиционных походов в Арктику.
Министр обороны России Сергей Шойгу недавно заявил, что Арктика уже сегодня становится важным регионом, в котором пересекаются военно-стратегические и территориальные интересы целой группы стран.

«В настоящее время в северных широтах находятся ледоколы не только России, но и Южной Кореи, Швеции, Германии, США и Китая», — сказал Сергей Шойгу.
Он отметил, что эти условия могут спровоцировать возникновение новых конфликтов. Поэтому для Вооруженных Сил России становятся приоритетными задачи по защите национальных интересов в Арктике для обеспечения её дальнейшего развития.
Пока готовился материал для этой статьи, мне попалась интересная архивная информация о том, что 55 лет назад состоялся запуск атомного реактора, разработанного специально для работы в Антарктиде.

АРБУС – такое смешное название получил прототип атомной реакторной блочной установки, спроектированной в далёком 1965 году для нужд советских научных станций в Антарктиде. В своё время там планировалась большая программа различных научных исследований. Но при первой опытной эксплуатации реактора в НИИАР был обнаружен эффект, из-за которого перегревались ТВЭЛы, что приводило к их разрушению и невозможности продолжения работы реактора без проведения очистки или полной замены топливных элементов. А с такими проблемами отправка энергоустановки в Антарктиду была невозможна.
Но вскоре, после задержки с отправкой реакторной установки, состоялось заключение международного соглашения, запрещающее использование атомной энергии в Антарктиде. Хотя этой идее и не суждено было реализоваться практически, на базе АРБУС сотрудниками НИИАР был получен бесценный опыт по эксплуатации реакторов данного типа, а советская наука обогатилась свежими идеями для развития ядерной энергетики.