Возможность применения технологии скользящего давления пара при маневрировании ядерной энергетической установкой для снижения перерасхода ядерного топлива на атомных ледоколах

В работе предлагается возможный вариант снижения перерасхода ядерного топлива на маневрирование за счет использования технологии скользящего давления пара. Отмечается, что с начала эксплуатации атомных ледоколов в Арктике существует значительный перерасход ядерного топлива на маневрирование ядерной энергетической установкой и актуальной целью является поиск решений для его снижения. Предлагается (кратковременный переход на скользящее давление пара в главном паропроводе по инициативе судоводителя, который осуществляет маневрирование ледоколом, имея возможность управлять мощностью только гребной электрической установки. В настоящее время судоводитель самостоятельно не имеет возможности увеличивать мощность реактора даже если это требуется по условиям безопасного судовождения. Отмечается, что на всех проектах атомных ледоколов предусмотрено ограничение мощности гребной электрической установки, которое устанавливается из центрального по ста управления оператором ядерной паропроизводящей установки, и судоводитель не может самостоятельно увеличить мощность реактора для экстренного маневра. Обращается внимание на то, что если судоводитель все же задает мощность гребной электрической установки больше заданного ограничения мощности, то нагрузка с главных турбогенераторов автоматически списывается и восстанавливается прежнее ограничение мощности. Предлагается модернизация, при которой судоводитель без запроса нового увеличения мощности реактора в центральный пост управления имеет возможность самостоятельно увеличить мощность реактора в период выполнения экстренного маневра. Это позволяет существенно снизить величину ограничения мощности гребной электрической установки и соответствующую мощность реакторов при выполнении работ в Арктике на конкретном участке пути без ущерба безопасности судовождения. Отмечается, что данное решение обеспечивает экономию ядерного топлива и увеличивает кампанию активной зоны. Выполненные в работе оценки показывают существенную экономию ядерного топлива при использовании технологии скользящего давления для преодоления кратковременных маловероятных препятствий, возникающих в сложных ледовых условиях Арктики.

1. 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 им. адмирала С. О. Макарова. — 2022. — Т. 14. — № 5. — С. 645–655. DOI: 10.21821/2309-5180-2022-14-5-645-655. — EDN RMHDVO.

2. Королев В. И. Особенности маневренных режимов эксплуатации реакторных установок атомных ледоколов при работе в условиях Арктики / В. И. Королев // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. — 2023. — Т. 15. — № 1. — С. 109–125. DOI: 10.21821/2309-5180-2023-15-1-109-125. — EDN ZWQYSB.

3. 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. — EDN RSMWQG.

4. Саркисов А. А. Перспективы использования атомных энергетических технологий в Арктике / А. А. Саркисов, Д. О. Смоленцев, С. В. Антипов [и др.] // Арктика: экология и экономика. — 2022. — Т. 12. — № 3. — С. 349–358. DOI: 10.25283/2223-4594-2022-3-349-358. — EDN CENAAX.

5. Королев В. И. Применение скользящего давления пара в главном паропроводе атомного ледокола для уменьшения выгорания ядерного топлива / В. И. Королев, А. С. Лисина // Морское образование: традиции, реалии и перспективы: материалы науч.-практ. конф., Санкт-Петербург, 31 марта 2015 г. — СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2015. —С. 103–109.

6. Королев В. И. Статистические модели режимов работы ГЭУ и РУ атомного ледокола при эксплуатации в Арктике / В. И. Королев, А. С. Лисина // Сборник тезисов докладов национальной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова, Санкт-Петербург, 10 сентября — 20 октября 2018 года. — СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2018. — С. 100–103.

7. Повышение эффективности использования ядерного топлива судовых активных зон за счет применения различных технологий управления мощностью РУ [Текст]: отчет о НИОКР № 214092350007 ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»; руковод. А. Ю. Ластовцев. — СПб., 2014. — 52 с.

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

9. Королев В. И. В. И. Маневренность и экономичность ядерных энергетических установок атомных ледоколов / В. И. Королев, А. Ю. Ластовцев // Материалы научно-практическая конференция, посвященная 150-летию со дня рождения академика А. Н. Крылова. — СПб.: СПбГМТУ, 2013. — С. 150–153.

10. Королев В. И. Использование скользящего давления пара в главном паропроводе для повышения экономических показателей энергетической установки атомных ледоколов / В. И. Королев, А. И. Лебедев // Вестник Астраханского государственного технического университета. — Серия: Морская техника и технология. — 2025. № 1. — С. 70–80. — EDN XWYUFG.