В 1957 г. в состав ВМС США вошла вторая атомная подводная лодка «Си-вульф». Ее принципиальное отличие от «Наутилуса» заключалось в ядерной силовой установке, где применялся реактор на промежуточных нейтронах и с натрием в качестве теплоносителя. Теоретически это должно было снизить удельную массу установки за счет снижения веса биологической защиты, а главное — повышения параметров пара.
На фотографиях..Слева."Сивульф" США(1957). Справа-апл К-27.СССР. (1963)
Температура плавления натрия, составляющая всего 98°С, и высокая температура кипения — более 800°С, а также отличная теплопроводность, в которой натрий уступает только серебру, меди, золоту и алюминию, делает его очень привлекательным для использования в качестве теплоносителя. Нагревая жидкий натрий в реакторе до высокой температуры, при относительно небольшом давлении в первом контуре — порядка 6 атмосфер, во втором контуре получали пар давлением 40—48 атмосфер с температурой перегрева 410—420°С.
В ядерной энергетической установке «Сивульф», в отличие от установки «Наутилуса», применили трехконтурную тепловую схему. Расплавленный натрий первого контура прокачивается жидкометаллическим насосом через реактор, нагревается в нем и поступает в теплообменник промежуточного контура с циркулирующим в нем сплавом натрия с калием, которому отдает теплоту. Давление в промежуточном контуре выше, чем в первом, что исключает в случае аварийной течи трубок парогенератора попадание радиоактивного натрия первого контура во второй контур, а через него и в турбинную часть энергетической установки. Теплоноситель промежуточного контура поступает в парогенератор, в пароперегревательной и испарительной секциях которого последовательно отдает теплоту третьему контуру, обеспечивая перегретым паром турбинную часть установки.
На корабле с ядерной установкой подобного типа, чтобы сохранить натрий в расплавленном состоянии, в том числе и в период бездействия установки, необходимо иметь специальную постоянно действующую систему подогрева жидкометаллического теплоносителя и обеспечения его циркуляции. В противном случае натрий и сплав промежуточного контура «замерзнут» и энергетическая установка будет выведена из строя. Указанная специфика является существенным недостатком установок с жидкометаллическим теплоносителем, но, как выяснилось, не единственным. В ходе эксплуатации «Сивульфа» обнаружилось, что жидкий натрий химически чрезмерно агрессивен, в результате чего трубопроводы первого контура и парогенератор быстро коррозировали, вплоть до появления свищей. А это очень опасно, так как натрий или его сплав с калием бурно реагируют с водой вплоть до теплового взрыва. Утечка радиоактивного натрия из контура вынудила сначала отключить пароперегревательные секции парогенератора, что привело к снижению мощности установки до 80 %, а потом, через год с небольшим после вступления в строй, и вообще вывести корабль из состава флота.
Казалось, опыт «Сивульфа» навсегда похоронил идею ядерной силовой установки с жидкометаллическим носителем. Однако подобный опыт проводят в Советском Союзе, где в 1963 г. вступает в строй подводная лодка проекта 645.
Итог оказался близким к американскому, но советские конструкторы смогли из отрицательного результата извлечь положительный опыт. В 1970-е гг. отечественный военно-морской флот получил семь уникальных подводных лодок проекта 705 с ядерной силовой установкой на жидкометал-лическим носителе. Эта установка обеспечивала скорость подводного хода 41 узел, причем имела такие динамические характеристики, что когда обнаруживали шум атакующей торпеды, то просто ложились на курс, обратный пеленгу на торпеду, и в считанные секунды развивали самый полный ход — ни одна торпеда мира просто не могла догнать эту подлодку. Титановый корпус обеспечил ей глубину погружения 700 м. Корабли получились шумными, но такое сочетание глубины погружения и скорости хода сразу обесценило почти все противолодочное оружие НАТО и вынудило их создавать новое поколение средств поражения подводных лодок.
Немає коментарів:
Дописати коментар