РИТМ-200

Пер­вый тре­тьего поко­ле­ния

Тех­ни­че­ский про­ект атомо­хода про­екта 22220 раз­ра­бо­тан ЦКБ «Айс­берг» в 2009 году. Корабль был задуман как уни­вер­саль­ный с возмож­но­стью исполь­зо­ва­ния как на глу­бо­кой воде, так и в рус­лах рек, тем самым замещая собой сразу два ледо­кола клас­сов «Арк­тика» и «Таймыр» соот­вет­ственно. Дву­хо­са­доч­ность судна достига­ется за счет бал­ласт­ных цистерн: для работы в каче­стве тяжё­лого ледо­кола в цистерны наби­рают воду, и судно уве­ли­чи­вает свою осадку на два метра, а для работы в устье реки бал­ласт­ную воду сли­вают, судно под­всплы­вает и рабо­тает как мел­ко­си­дящий ледо­кол.

Тех­за­да­ние на ледо­кол преду­смат­ри­вало, что корабль непре­рыв­ным ходом на пол­ной мощ­но­сти на глу­бо­кой воде должен пре­одо­ле­вать со ско­ро­стью 1,5-2 узла сплош­ной ров­ный при­пай­ный лед с пре­дель­ной толщи­ной 2,8 м. Заяв­лен­ные высо­кие потре­би­тельские каче­ства уни­вер­саль­ного атом­ного ледо­кола (УАЛ) потре­бо­вали созда­ния новой ядер­ной энерге­ти­че­ской уста­новки (ЯЭУ), кото­рой стала уста­новка РИТМ-200, раз­ра­бо­тан­ная ОКБМ Афри­кан­тов.

Реак­тор­ная уста­новка (РУ) «РИТМ-200» мощ­но­стью 175 МВт — принци­пи­ально новый шаг в раз­ви­тии ледо­коль­ного флота. РУ имеет уни­каль­ную энергоэффек­тив­ную интеграль­ную компо­новку, кото­рая обес­пе­чи­вает размеще­ние основ­ного обо­ру­до­ва­ния непо­сред­ственно внутри корпуса паро­ге­не­ри­рующего блока. Это поз­во­ляет отне­сти реак­тор РИТМ-200 к 3-му поко­ле­нию реак­тор­ных уста­но­вок граж­дан­ского судо­вого класса. В отли­чие от 2-го поко­ле­ния реак­тор­ных уста­но­вок (ОК-900 и КЛТ-40) в 3-м поко­ле­нии осуществ­лен пере­ход от блоч­ной компо­новки к интеграль­ной.

Новые инже­нер­ные реше­ния поз­во­лили реа­ли­зо­вать заложен­ные в тех­за­да­нии жест­кие огра­ни­че­ния по мас­сога­ба­рит­ным харак­те­ри­сти­кам. Благо­даря интеграль­ной компо­новке реак­тор РИТМ-200 полу­чился в два раза легче, в пол­тора раза компакт­нее и на 25 МВт мощ­нее реак­тор­ных уста­но­вок КЛТ-40. Вес реак­тора состав­ляет 147,5 тонн, высота — 7,3 метра, диаметр — 3,3 м.

Паро­ге­не­ри­рующий блок надёжно рабо­тает при воз­действии бор­то­вой качки корабля с ампли­ту­дой коле­ба­ний ±45º и киле­вой качки с ампли­ту­дой ±15º, а также при дли­тель­ном крене до 30º.

Атом­ная энерге­ти­че­ская уста­новка РИТМ-200 спо­собна обес­пе­чить более эко­номич­ную экс­плу­а­тацию нового атом­ного ледо­кола по срав­не­нию с действующими при повышен­ной надеж­но­сти и без­опас­но­сти. Совершен­ство­ва­ние РУ шло по сле­дующим направ­ле­ниям:

• уменьше­ние состава обо­ру­до­ва­ния и его мас­сога­ба­рит­ных харак­те­ри­стик;
• повыше­ние манев­рен­но­сти;
• уве­ли­че­ние ресурса обо­ру­до­ва­ния;
• сниже­ние соб­ствен­ного энергопо­треб­ле­ния.

В РУ РИТМ-200 размеще­ние основ­ного цир­ку­ляци­он­ного тракта теп­ло­но­си­теля пер­вого кон­тура с актив­ной зоной и паро­ге­не­ра­то­рами в интегри­ро­ван­ном корпусе при­вело к уменьше­нию коли­че­ства корпу­сов обо­ру­до­ва­ния, нахо­дящихся под дав­ле­нием, а также исклю­чило замы­кающие свар­ные швы между ними, в результате чего повы­си­лись тех­но­логич­ность корпуса, сокра­ти­лись сроки и сто­и­мость его изго­тов­ле­ния. Понижен­ное гид­рав­ли­че­ское сопро­тив­ле­ние кон­тура цир­ку­ляции при­вело к сниже­нию мак­сималь­ной мощ­но­сти цир­ку­ляци­он­ного насоса пер­вого кон­тура (ЦНПК) и обес­пе­чило высо­кий уро­вень есте­ствен­ной цир­ку­ляции. Кроме того, интеграль­ное испол­не­ние паро­ге­не­ра­тор­ного блока (ПГБ) поз­во­лило разме­стить в нем актив­ную зону доста­точно больших разме­ров, а сниже­ние флю­енса нейтро­нов за счет уве­ли­че­ния диаметра корпуса реак­тора дало при­бав­ле­ние ресурса работы реак­тора. Про­ект­ный срок экс­плу­а­тации РИТМ-200 состав­ляет 40 лет

В реак­торе размещена актив­ная зона кас­сет­ного типа, содержащая 199 теп­ло­вы­де­ляющих сбо­рок с метал­ло­ке­рами­че­ским топ­ли­вом из обогащён­ного до 20 % урана-235. В каче­стве мате­ри­ала обо­лочки теп­ло­вы­де­ляющих элемен­тов при­ме­нен хро­мо­ни­ке­ле­вый сплав, обла­дающий более высо­кой кор­ро­зи­он­ной стой­ко­стью и устой­чи­во­стью к нару­ше­нию водно-хими­че­ского режима, чем тра­дици­он­ный цир­ко­ни­е­вый сплав. Срок экс­плу­а­тации актив­ной зоны — 7 лет.

В паро­ге­не­ра­тор­ном блоке при­нята кол­лек­тор­ная схема с при­ну­ди­тель­ной цир­ку­ляцией теп­ло­но­си­теля при нормаль­ной работе и есте­ствен­ной его цир­ку­ляцией при ава­рий­ном рас­хо­лажи­ва­нии. Кол­лек­тор­ная схема поз­во­ляет повы­сить живу­честь ПГБ при отка­зах паро­ге­не­ра­тора и ЦНПК, так как исклю­ча­ется недо­ста­ток пет­ле­вой схемы — необ­хо­димость отклю­че­ния исправ­ного обо­ру­до­ва­ния, рас­по­ложен­ного в одной петле с неис­прав­ным. В реак­тор­ной уста­новке при­ме­нен высо­коэффек­тив­ный прямот­руб­ный паро­ге­не­ра­тор, удель­ная паро­про­из­во­ди­тель­ность кото­рого прак­ти­че­ски вдвое выше экс­плу­а­ти­рующихся зме­е­ви­ко­вых.

Рас­по­ложе­ние РУ преду­смот­рено в инди­ви­ду­аль­ных защит­ных обо­лоч­ках из стали, воды и бетона, пол­но­стью раз­де­лен­ных физи­че­ски и про­стран­ственно. Рас­чет­ная дозо­вая нагрузка на экипаж атом­ного ледо­кола при нормаль­ной работе и про­ект­ных ава­риях не пре­вышает 0,01 % при­род­ного фона. Доза облу­че­ния даже при запро­ект­ной ава­рии с тяжё­лым повре­жде­нием актив­ной зоны ниже зна­че­ний, при кото­рых тре­бу­ется реа­ли­за­ция защит­ных меропри­я­тий.

Без­опас­ность РУ РИТМ-200 бази­ру­ется на сле­дующих принци­пах: высо­кая теп­ло­ак­куму­ли­рующая спо­соб­ность ПГБ интеграль­ного типа, обес­пе­че­ние уровня есте­ствен­ной цир­ку­ляции теп­ло­но­си­теля пер­вого кон­тура, доста­точ­ного для работы уста­новки на мощ­но­сти до 30 % номи­наль­ной и надеж­ного рас­хо­лажи­ва­ния реак­тора, минималь­ная про­тяжен­ность тру­бопро­во­дов пер­вого кон­тура, при­ме­не­ние огра­ни­чи­те­лей исте­че­ния в малых патруб­ках. Для огра­ни­че­ния неблагопри­ят­ного вли­я­ния отка­зов внеш­них систем и источ­ни­ков энергии, а также оши­бок пер­со­нала в про­екте исполь­зуются устройства и системы пас­сив­ного принципа действия, функци­о­ни­рующие на основе есте­ствен­ных процес­сов, не тре­бующих энергии извне. Так, для обес­пе­че­ния высо­кого уровня без­опас­но­сти при множе­ствен­ных отка­зах в аппа­ра­туре управ­ле­ния и без­действии пер­со­нала в про­екте при­ме­нены устройства, сра­ба­ты­вающие от непо­сред­ствен­ного действия дав­ле­ния пер­вого кон­тура и осуществ­ляющие сброс ава­рий­ной защиты, а также пере­вод реак­тор­ной уста­новки в режим рас­хо­лажи­ва­ния с помощью пас­сив­ных кана­лов.

Голов­ной ледо­кол про­екта 22220, полу­чивший назва­ние «Арк­тика», был заложен 5 ноября 2013 года на стапеле «А» Бал­тийского завода. Его длина состав­ляет 173,3 метра, ширина 34 метра, осадка по кон­струк­тив­ной ватер­ли­нии 10,5 метра, минималь­ная рабо­чая осадка 8,55 метра. Водо­измеще­ние корабля — 33,54 тысяч тонн.

Архи­тек­турно-кон­струк­тив­ный тип ледо­кола: трехпа­луб­ный, с удли­нён­ным баком, избыточ­ным над­вод­ным бор­том, много­ярус­ной над­стройкой и рас­по­ложе­нием отсе­ков энерге­ти­че­ской уста­новки по длине корпуса. В составе глав­ной энерге­ти­че­ской уста­новки преду­смот­рены две реак­тор­ные уста­новки, паро­тур­бин­ная уста­новка с двумя глав­ными тур­бо­ге­не­ра­то­рами, три греб­ных элек­тро­двига­теля, рабо­тающих на греб­ные винты фик­си­ро­ван­ного шага.

Атомо­ход про­екта 22220 явля­ется самым большим и мощ­ным в мире, а за счет уве­ли­чен­ной ширины (34 м вме­сто 30 м на атомо­хо­дах типа «Арк­тика») спо­со­бен один про­во­дить в Арк­тике тан­керы водо­измеще­нием до 100 тыс. тонн.

Пер­вый атом­ный ледо­кол нового поко­ле­ния «Арк­тика» был спущен на воду 16 июня 2016 года. Этим же месяцем пер­вая энерге­ти­че­ская уста­новка с двумя реак­то­рами для голов­ного ледо­кола ЛК-60Я, изго­тов­лен­ными на заводе «ЗиО-Подольск», достав­лена на стро­и­тель­ную площадку ледо­кола.

Помимо голов­ного ледо­кола «Арк­тика» Бал­тийский завод строит еще два серий­ных ледо­кола про­екта 22220 — «Сибирь» и «Урал». Спуск на воду атомо­хода «Сибирь» состо­ялся 22 сен­тября 2017 года.

---

Фотогалерея‍3