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