Устройство атомного ледокола на примере а/л "Ямал"
Тип ледокола – атомный с турбоэлектрической установкой, четырьмя палубами, двумя платформами, пятиярусной средней надстройкой и двумя мачтами.
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕДОКОЛА- Длина наибольшая-150 м
- Ширина наибольшая-30 м
- Высота корпуса, м-17, 2
- Осадка, м-11,0
- Водоизмещение полное-23000 т
- Толщина корпуса-от 32мм до 48мм по ледовому поясу
- Скорость во льду, -2,25м-при скорости 2 узла
- Скорость в чистой воде, узлов-20,8
- Скорость во льду-от 2 до 20,8 узлов
- Мощность главной установки-75000 л.с.
Ледокол обладает хорошей управляемостью и маневренностью, имеет плавную качку.
Непотопляемость ледокола удовлетворяет требованиям Правил Регистра при затоплении двух любых отсеков. Корпус ледокола разделен 8 переборками на 9 водонепроницаемых отсеков. По всей длине помещений энергетической установки (ЭУ) установлены продольные водонепроницаемые переборки, образующие второй борт. Отдельные наиболее важные помещения ледокола выделены в самостоятельные водонепроницаемые контуры.
Корпус ледокола выполнен из специальных легированных сталей, для защиты корпуса от коррозии наружная поверхность подводной части покрыта специальной краской "Инерта-160".
Противопожарная защита ледокола выполнена в соответствии с Правилами Регистра и обеспечивается конструктивными мероприятиями по разделению ледокола на четыре вертикальные зоны, а также применением негорючих и трудносгораемых материалов, установкой автоматической пожарной сигнализации, оборудованием комплекса противопожарных систем – водяной, химической, пенотушения и необходимого противопожарного имущества.
Помещения ледокола, относящиеся к категории взрывоопасных (хранилища авиатоплива, ангар, пост выдачи топлива, аккумуляторные, помещения зарядных преобразователей, электрогазосварочных работ) оборудованы взрывобезопасной электроарматурой, системой пожарной сигнализации, средствами пожаротушения и вентиляцией.
Для удовлетворения требований по защите окружающей среды на ледоколе установлены- установка для сжигания судовых отходов СП-50 производительностью 50 кг/ч по мусору и 50 кг/ч по нефтеотходам;
- пять автоматизированных установок для очистки и обеззараживания сточных вод типа ЭОС-5 производительностью по 5 куб.м/сутки и шесть автоматизированных установок типа ЭОС-15 производительностью 15 куб.м/сутки в системе сточных вод;
- два автоматизированных сепаратора отстойного типа и два сепаратора трюмных вод с предвключенными механическими фильтрами в осушительной системе.
В качестве спасательных средств на ледоколе используются две закрытые спасательные пластмассовые моторные шлюпки и надувные спасательные плоты ПСН-10МК, имеется также рабочий буксирный катер "Орлан". Имеется комплекс систем и устройств, включая ангар, обеспечивающий эксплуатацию вертолета.
Для размещения штатного экипажа ледокола предусмотрены 155 кают, в том числе: 11 блок-кают для старшего комсостава, 123 одноместных кают, 17 двухместных кают и 4 шестиместных кают, всего на 189 человек. Кроме того, для питания, отдыха и проведения досуга экипажа предусмотрены столовая на 84 чел., кают-компания на 88-90 чел., клуб на 108 чел. и три салона для отдыха.
Обитаемость экипажа обеспечивается системами кондиционирования воздуха, пресной и забортной воды, вентиляции, сточно-фановой, рефрижерации.
На ледоколе установлены новейшие средства радиосвязи и электрорадионавигации: спутниковые радиотелеграфная и радиотелеграфнотелефонная установки средних, коротких, промежуточных и ультракоротких волн, станция коллективного приема телевидения "Экран-М1", комплекс телевещательной аппаратуры "Глобус-4", РЛС, средство автоматической радиолокационной прокладки, гирокомпас, радиопеленгатор, эхолот, электрический лаг, переносные шлюпочные радиостанции и др. приборы связи.
Ядерная энергетическая установка
Ядерная энергетическая установка (ЯЭУ) атомного судна состоит из одной или двух автономных атомных паро-производящих установок (АППУ), паротурбинной (ПТУ) и гребной электрической установок (ГЭУ), двух судовых электростанций, вспомогательных механизмов, обслуживающих систем, судовых устройств и оборудования.
Типы АППУ
С 1959 года на атомных судах эксплуатировались 5 типов атомных паропроизводящих установок: ОК-150, ОК-900, ОК-900А,КЛТ-40 и КЛТ-40М.
Типы АППУ, эксплуатируемые на атомных судах
Тип АППУ,
название судна | ОК-150
"Ленин"
(до 1966г.) | ОК-900
"Ленин" | ОК-900А
"Арктика", "Сибирь",
"Россия" ,"Сов.Союз",
"Ямал", "50-лет Победы" | КЛТ-40
"Севморпуть" | КЛТ-40М
"Таймыр", "Вайгач" |
Номинальная мощность
реактора, ВМт | 3х90 | 2х159 | 2х171 | 1х135 | 1х171 |
Номинальная
паро-производительность, т/ч | 3х120 | 2х220 | 2х240 | 215 | 240 |
| Мощность на винтах, л/с | 44 000 | 44 000 | 75 000 | 40 000 | 50 000 |
Устройство
Компоновка всех установок – блочная. Каждый блок включает в себя реактор водо-водяного типа (т.е. вода является и теплоносителем, и замедлителем нейтронов), четыре циркуляционных насоса и четыре парогенератора, компенсаторы объема, ионообменный фильтр с холодильником и другое оборудование. Реактор, насосы и парогенераторы имеют отдельные корпуса и соединены друг с другом короткими патрубками типа «труба в трубе». Все оборудование расположено вертикально в кессонах бака железоводной защиты и закрыто малогабаритными блоками защиты, что обеспечивает легкую доступность при ремонтных работах.
Реактор
Ядерный реактор – это техническая установка, в которой осуществляется управляемая цепная реакция деления ядер тяжелых элементов с освобождением ядерной энергии. Реактор состоит из активной зоны и отражателя. Активная зона содержит ядерное топливо в защитном покрытии (тепловыделяющие элементы – ТВЭЛы) и замедлитель. ТВЭЛы, имеющие вид тонких стержней, собраны в пучки и заключены в чехлы. Такие конструкции называются тепловыделяющими сборками (ТВС). Активная зона реактора состоит из 241 ТВС.
Корпус реактора с эллиптическим днищем изготовлен из низколегированной теплостойкой стали с антикоррозийной наплавкой на внутренних поверхностях.
Принцип действия АППУ
Тепловая схема ППУ атомного судна состоит из 4-х контуров.
Через активную зону реактора прокачивается теплоноситель I контура (вода высокой степени очистки). Вода нагревается до 317 градусов, но не превращается в пар, поскольку находится под давлением. Из реактора теплоноситель 1 контура поступает в парогенератор, омывая трубы, внутри которых протекает вода II контура, превращающаяся в перегретый пар. Далее теплоноситель I контура циркуляционным насосом снова подается в реактор.
Из парогенератора перегретый пар (теплоноситель II контура) поступает на главные турбины. Параметры пара перед турбиной: давление – 30 кгс/см2 (2,9 МПа), температура – 300 °С. Затем пар конденсируется, вода проходит систему ионообменной очистки и снова поступает в парогенератор. III контур предназначен для охлаждения оборудования АППУ, в качестве теплоносителя используется вода высокой чистоты (дистиллят). Теплоноситель III контура имеет незначительную радиоактивность.
IV контур служит для охлаждения воды в системе III контура, в качестве теплоносителя используется морская вода. Также IV контур используется для охлаждения пара II контура при разводке и расхолаживании установки.
Безопасность
АППУ выполнена и размещена на судне таким образом, чтобы обеспечить защиту экипажа и населения от облучения, а окружающую среду – от загрязнения радиоактивными веществами в пределах допустимых безопасных норм как при нормальной эксплуатации, так и при авариях установки и судна за счет. С этой целью на возможных путях выхода радиоактивных веществ созданы четыре защитных барьера между ядерным топливом и окружающей средой:
- первый – оболочки топливных элементов активной зоны реактора;
- второй – прочные стенки оборудования и трубопроводов первого контура;
- третий – защитная оболочка реакторной установки;
- четвертый – защитное ограждение, границами которого являются продольные и поперечные переборки, второе дно и настил верхней палубы в районе реакторного отсека.
Безопасность АППУ обеспечена устройствами и системами нормальной эксплуатации и системами безопасности, предназначенными для надежного выключения реактора, отвода тепла от активной зоны и ограничения последствий возможных аварий.
