Особенности маневренных режимов эксплуатации реакторных установок атомных ледоколов при работе в условиях Арктики

В работе отмечается, что требования, предъявляемые к реакторным установкам новых атомных ледоколов пр. 22220, 10510, 10570, предполагают повышение безопасности (надежности), экономичности и маневренности. При этом маневренность реакторных установок по специфическим особенностям ограничена и не имеет однозначной связи с маневренностью ядерной энергетической установки в целом и гребных электродвигателей в частности. С этой целью в проектах атомных ледоколов реализуется раздельный принцип управления реакторной и паротурбинной установки. Указывается, что при разработке новых проектов атомных ледоколов с повышенными потребительскими свойствами требуется обработка статистической информации по результатам эксплуатации атомных ледоколов, реализованных в пр. 10520, 10521, 10580 с различными сроками ввода и продолжительностью эксплуатации в Арктике, что позволяет обеспечить выработку обоснованного подхода при определении модели эксплуатации атомных ледоколов. Отмечается, что для сопоставления маневренных режимов эксплуатации реакторных установок отдельных ледоколов и разработки обобщающих характеристик необходима информация, получаемая с конкретных ледоколов. Сбор статистических данных организован на всех атомных ледоколах и сгруппированные материалы ежегодно поступают для обработки и обобщения в «ОКБМ Африкантов». Проведены оценочные расчеты на основе имеющейся статистической информации 1975–2000 гг. по количеству и глубине изменения мощности реакторов при работе в условиях Арктики. В статье предложен новый подход к учету количества эквивалентных циклов при маневрировании реакторной установкой. В отличие от существующего подхода с определением приведенного числа циклов новый подход учитывает значимость поддиапазона по воздействию на надежность активной зоны. Показано, что такой подход дает более адекватную оценку расходования ресурса активной зоны в течение кампании. Предложена также оценка плотности циклов изменения мощности реакторной установки за отчетный период времени. Показано, что в маневренной эксплуатации отдельных ледоколов наблюдается индивидуальный характер и повышенная маневренная нагрузка однореакторных ледоколов по отношению к двухреакторным. 

1. Пустошный А. В. Проблемы, связанные с увеличением скорости круглогодичной работы крупнотоннажных транспортных судов в Арктике / А. В. Пустошный, К. Е. Сазонов // Арктика: экология и экономика. — 2017. — № 3 (27). — С. 103–110. DOI: 10.25283/2223-4594-2017-3-103-110.

2. Добродеев А. А. Проводка крупнотоннажных судов ледоколами с увеличенной скоростью: исследования в ледовом бассейне / А. А. Добродеев., К. Е. Сазонов // Арктика: экология и экономика. — 2018. — № 3 (31). — С. 76–83. DOI: 10.25283/2223-4594-2018-3-76-83.

3. Добродеев А. А. Экспериментальные исследования возможности проводки ледоколом крупнотоннажных судов при буксировке вплотную / А. А. Добродеев, К. Е. Сазонов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2022. — Т. 14. — № 5. — С. 645–655. DOI: 10.21821/2309-5180-2022-14-5-645-655.

4. Королёв В. И. Повышение экономических показателей эксплуатации атомных ледоколов при проводке судов в Арктике / В. И. Королёв // Арктика: экология и экономика. — 2021. — Т. 11. — № 2. — С. 244–253. DOI: 10.25283/2223-4594-2021-2-244-253.

5. Зверев Д. Л. Реакторные установки для атомных ледоколов. Опыт создания и современное состояние/ Д. Л. Зверев, Ю. П. Фадеев, А. Н. Пахомов [и др.] // Атомная энергия. — 2020. — Т. 129. — № 1. — С. 29–37.

6. Зверев Д. Л. Опыт создания и перспективы развития ядерных энергетических установок для ледокольного флота и энергообеспечения/ Д. Л. Зверев, Ю. П. Фадеев, А. Н. Пахомов, В. И. Полуничев // Атомная энергия. — 2018. — Т. 125. — № 6. — С. 318–322.

7. Королёв В. И. Основы эксплуатации и ремонта реакторных установок плавучих объектов с ядерной энергетической установкой: учеб. пособие: в 2 ч. / В. И. Королев. — СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2019. — Ч. I. — 312 с.

8. Королёв В. И. Обеспечение надежности ядерных реакторов плавучих объектов при проектировании и эксплуатации: монография / В. И. Королёв, А. Ю. Ластовцев. — СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2017. — 204 с.

9. Кириллов П. Л. Справочник по теплоэнергетическим расчетам: (Ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы) / П. Л. Кириллов, Ю. С. Юрьев, В. П. Бобков; Под общ. ред. П. Л. Кириллова. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — 296 с.

10. ПНАЭ Г 7-002-87. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок / Госатомэнергонадзор СССР. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 527 с.

11. Макаров В. И. Опыт создания и эксплуатации реакторных установок гражданских судов / В. И. Макаров, Б. Г. Пологих, Н. С. Хлопкин [и др.] // Атомная энергия. — 2000. — Т. 89. — № 3. — С. 179–189.

12. Кудинович И. В. Ядерные энергетические установки перспективных объектов морской техники гражданского назначения / И. В. Кудинович, А. Ж. Сутеева, В. Г. Хорошев // Труды Крыловского государственного научного центра. — 2018. — № 4 (386). — С. 95–106. DOI: 10.24937/2542-2324-2018- 4-386-95-106.