Об опыте жидкометаллических реакторов на советских атомных подводных лодках мы беседуем с В.В.Наумовым,
контр-адмиралом в отставке, бывшим штурманом атомной подводной лодки
«К-27» во втором экипаже, командиром АПЛ «К-104» 675 проекта, командиром
головного ракетного подводного крейсера стратегического назначения
«К-182» проекта 667 БД.
Лодка «К27» была серийная, уже имевшая опыт эксплуатации?
– Нет. Эта лодка была опытовой. Уникальность этой лодки 645
проекта состояла в том, что ее главная энергетическая установка была
сконструирована на базе реактора с жидкометаллическим теплоносителем
(ЖМТ).
Работы над созданием реакторов с ЖМТ у нас в стране были начаты
в 1950х гг. одновременно с работами по созданию водо-водяных реакторов
для подводных лодок. Этой проблемой занимались ОКБ «Гидропресс», ОКБ в
Горьком, позднее ФЭИ им. акад. А.И.Лейпунского, ГНИПКИИ
«Атомэнергопроект», СПМБМ «Малахит», НПО «Аврора».
В 1963 г. подводная лодка «К27» с ЖМТ-реактором на промежуточных
нейтронах была принята в состав ВМФ. Ей предстояло совершить длительный
для того времени поход – 60 суток под водой в Средиземном море.
– Как вам – штурману «К27» – показались тактико-технические характеристики опытного корабля?
– Конечно, я оценил преимущества, которыми наделяла лодку
атомная энергоустановка с ЖМТ-реактором: высокая скорость, более высокая
маневренность, высокий уровень безопасности в связи с низким давлением в
первом контуре реактора.
Наш командир П.Леонов, абсолютно убежденный в безопасности
реактора, любил усаживать новичков и гостей «К27» на крышку работающего
реактора, дабы передохнуть в процессе знакомства с кораблем.
Впоследствии эта уверенность в полной безопасности реактора, переросшая в
привычку, сыграет злую шутку с экипажем корабля.
– Но какие-то отрицательные моменты у ЖМТ-реактора были выявлены при сдаче и эксплуатации лодки?
– Отсутствие потенциальной опасности жесткого гамма-излучения
притупляло бдительность экипажа и позволяло несколько небрежно
относиться к работам с реактором. На первом контуре действующего
реактора при отсутствии давления постоянно велись какие-то работы без
боязни появления течи теплоносителя. Небольшая альфа-радиоактивность
подводников не пугала. От альфа-частиц защищает даже газета, а
дезактивацию одежды и обуви можно произвести мокрой тряпкой.
Главная неприятность состояла в том, что жидкометаллический
теплоноситель – эвтектический свинцово-висмутовый сплав надо было
постоянно поддерживать в расплавленном состоянии. То есть, даже находясь
в базе, реактор должен был работать на минимальной мощности для
обогрева сплава. Значит, нужна была постоянная вахта, а также наличие
постоянного источника пара на берегу на период ремонтных работ с ЯЭУ.
Очень слабо были изучены свойства свинцово-висмутового сплава,
процессов образования в нем окислов и шлаков. Не было достоверного
прогноза возможных из-за этой причины аварий, и не были определены
порядок и периодичность регенерации сплава для борьбы со шлаками и
окислами.
То, что реактор постоянно работал в базе, всех нервировало. Один экипаж с
постоянной вахтой не справлялся. Привлекался второй экипаж. Главную
энергетическую установку обслуживала двойная команда операторов.
– Владлен Васильевич, на каждой лодке было по два экипажа?
– На каждую лодку должно быть два экипажа, как в ВМС США. В
1975 году в состав ВМФ вошло сразу четыре подводных ракетоносца 667 БД
проекта, а вторых экипажей из экономии сформировали только три. Два
экипажа на одном корабле создают возможность одновременной и
качественной подготовки экипажей для своевременного взаимообеспечения
послепоходового отдыха, очередного отпуска, межпоходовой подготовки в
учебном центре. Они имеют возможность передавать корабль друг другу без
постороннего вмешательства, всячески помогать один другому и являются
настоящим коллективным рачительным хозяином корабля. Так было на «К182»,
где я был командиром первого экипажа. И корабль платил нам надежной
службой. На корабле с одним экипажем периодически «хозяин» передает
корабль «варягам» и, как правило, разным, которые заботятся о нем
кратковременно, что губительно сказывается на состоянии материальной
части, инструмента, запчастей и расходного материала.
– При обсуждении перспективности использования
ЖМТ-реакторов неоднократно поднимался вопрос об активном полонии.
Насколько он опасен для обслуживающего персонала лодки?
– Определенная проблема при эксплуатации реакторов со
свинцово-висмутовым теплоносителем существует из-за наличия висмута в
теплоносителе. При его облучении нейтронами образуется в небольших
количествах радиоактивный газ полоний210, который является источником
альфа-частиц. Это создает определенную радиационную опасность на судне. С
учетом накопленного опыта эксплуатации эта задача технически доработана
и решена.
Созданы практически безопасные реакторы на быстрых нейтронах с
внутренней самозащищенностью СВБР 75/100 (свинцово-висмутовый быстрый
реактор с электрической мощностью 100 МВт), конструкция и технология
которых практически исключают возможность аварийных ситуаций, создающих
угрозу обслуживающему персоналу со стороны полония-210. Кстати, в
аварийных ситуациях на подводных лодках 645, 705 и 705К проекта
выделялся полоний-210, но при этом переоблучения и превышения допустимых
доз у личного состава не было.
– Владлен Васильевич, как долго вы служили на этой лодке?
– Через три года я перешел на атомную подводную лодку «К-104» 675 проекта и перебрался в Западную Лицу.
А «К-27» с первым экипажем сходила в 60-дневный поход в
Средиземное море – один из длительных походов того времени. Их встретили
как героев. Серьезных проблем с реактором в походе не было. Возникшую
непроходимость в одной из труб одного борта устранили прямо в походе, не
выводя установку из строя. Разрезали трубу, паяльной лампой разогрели
непроходимость и восстановили систему. Доложили наверх о хорошей
ремонтопригодности установки.
В середине 1965 г. АПЛ «К-27» под командованием П.Леонова (он стал уже
командиром первого экипажа, И.И.Гуляев ушел на повышение) вышла во
второй поход в Средиземное море. БЧ-5 руководил А.А.Иванов. Установка с
ЖМТ отработала без аварий. После очередного ремонта, при котором
вскрывался первый контур, и модернизации части корабельного
оборудования, по мнению проектировщиков установки возникла необходимость
очередной регенерации сплава теплоносителя.
– Существовала какая-то определенная периодичность регенерации сплава?
– Нет, на тот момент определенной инструкции разработано еще не
было. Проектанты из ФЭИ и «Гидропресса» из физических соображений
считали, что пора бы СВТ «почистить». Делать это можно было только при
их участии. Что-то у проектантов по времени не сложилось, а лодке по
графику нужно было выходить на боевую службу, предварительно совершив
контрольный выход для проверки готовности экипажа. С согласия
проектантов решили регенерацию ЖМТ произвести после контрольного выхода
по прибытии представителей из ФЭИ.
Командир БЧ-5 А.А.Иванов высказывал пожелания провести
регенерацию до выхода. Но юридических оснований, препятствующих выходу в
море, не было. Материальная часть всех боевых частей была в строю,
подготовленным личным составом корабль был полностью укомплектован. Все
разрешения были подписаны. И лодка вышла в море.
В этом контрольном выходе на лодке находилось 127 человек. 24
мая в 11 часов 35 минут мощность реактора левого борта резко упала. И
хотя истинную причину и характер развития аварии точно установить
возможно только после вскрытия аварийного реактора, которое из-за
высокой радиации не проводилось, наиболее вероятный ход аварии, по
мнению проектантов, был следующий. Шлак или окислы теплоносителя
закупорили каналы реактора. От температурного перегрева сгорело часть
каналов реактора. И разносимый теплоносителем по первому контуру
высокоактивный уран вызвал выброс радиации в реакторном и
парогенераторном отсеке.
Получив доклад о снижении скорости из-за падения мощности, Леонов, не
будучи специалистом в эксплуатации реактора, отдал приказ увеличить
мощность. Операторы на ГЭУ стали ее поднимать, не выяснив причину
падения. Потом дозиметрист доложил, что зашкалило приборы. Пока
разбирались, что произошло, всплыли в надводное положение, продули
отсеки. Но радиационная опасность объявлена не была из-за уверенности
командира в отсутствии возможной гамма-активности на ЖМТ-реакторе.
Объявили большую приборку и обед.
В результате переоблучился весь экипаж, но смертельную дозу
получили только те, кто работал в аварийной зоне – в реакторном отсеке.
После швартовки у пирса командир «К-27» доложил командиру
дивизии М.Г.Проскунову, что по походу замечаний нет, только у механиков
какие-то проблемы с мощностью реактора левого борта. Но начальник
медслужбы Б.И.Ефремов был иного мнения (обстановка на подводной лодке
была явно ненормальная).
У подошедшего специалиста береговой службы по радиационной
безопасности зашкалило прибор. Объявили боевую тревогу. Вывели лодки с
соседних причалов.
На самой лодке оставили несколько человек, которые должны были
произвести расхолаживание энергоустановки. Пятнадцать человек экипажа,
наиболее тяжелых, отвезли в дивизионную санчасть. С остальными работали
корабельные врачи. 27 мая в Гремиху приехали А.П.Александров и
А.И.Лейпунский – разработчик установки, представители Минсудпрома,
командования ВМФ.
Весь экипаж был отправлен в госпиталь ВМФ в Ленинград. В
течение месяца умерло пять человек. Остальные были признаны годными для
дальнейшего прохождения службы на АПЛ.
Проработавшая более месяца комиссия приняла решение оставить лодку в
Гремихе, усилив свинцовой дробью биологическую защиту реактора. На ней
проводили технические эксперименты, и с реактором правого борта, в том
числе. В сентябре 1982 г. лодку отбуксировали в Карское море и затопили
на глубине чуть больше 30 метров. Проводил ее в последний путь командир
БЧ-5 Алексей Иванов, содержавший лодку в образцовом порядке все эти
двадцать лет.
– А где вы дальше проходили службу, на каких лодках?
– Я перешел помощником командира на «К-104», лодку проекта 675 с
крылатыми ракетами. Там был реактор ВВР. Потом старпомом на АПЛ «К125»,
и снова уже в должности командира вернулся на «К-104». На АПЛ «К-104»
был хороший, сплаванный экипаж. И когда в 1973 году меня забрали на
новую стратегическую лодку 667 БД проекта, жалко было расставаться и с
лодкой, и с экипажем.
Сформированный экипаж новой лодки уже обучался в г.Палдиски. Там был
создан прекрасный учебный центр с АЭУ для лодки 675 проекта.
Уже в 1980-х годах 667 проект был модернизирован. Пятой
модернизацией проекта стали лодки проекта 667 БДРМ. Это не корабли, а
сказка! Было построено семь таких кораблей. Именно они сейчас и плавают.
На этом проекте производится запуск ракет с любого положения. При
всплытии в высоких северных широтах проламывают лед до 1,5 метров
толщиной.
– Владлен Васильевич, вы плавали на лодках и с
ЖМТ-реактором, и с ВВР. Не могли бы вы их сравнить с точки зрения
технических характеристик, безопасности эксплуатации?
– Я убедился в более высокой маневренности, меньшей
энергонапряженности, более высокой радиоактивной безопасности, меньших
габаритах АППУ с ЖМТ-реактором. Современные разработки реакторов с
теплоносителем свинец-висмут лишены недостатков и недоработок, имевших
место у реакторов на атомных лодках 645, 705 и 705К проектов.
Реактор СВБР-75/100 на быстрых нейтронах – унифицированная
интегральная АЭУ со свинцово-висмутовым теплоносителем, обладает
внутренней самозащищенностью, компактностью, высокой маневренностью и
наивысшим КПД. Допускает режим многократного замораживания и
размораживания теплоносителя, что в сочетании с компактностью делает эти
ядерные энергоблоки транспортабельными в полном снаряжении и готовности
к работе. В связи с низким давлением в первом контуре вплоть до
атмосферного, изготовление реакторной установки не требует уникального
машиностроительного оборудования в отличие от ВВР с их давлением в
двести атмосфер при 3150С.
В целом эти установки отличаются от АППУ с ВВР в лучшую сторону по
ядерной и радиационной безопасности, по маневренности и КПД, по
стоимости эксплуатации от создания до утилизации и захоронения.
При управлении кораблем особенно важно иметь преимущества в
маневренности. Реакторная установка должна обеспечить быстрейшее
изменение скорости корабля до максимальной или до заднего хода, крайне
необходимых для уклонения от оружия противника, предотвращения
столкновений с плавсредствами, кораблями и навигационными опасностями,
для обеспечения быстрого всплытия аварийной подводной лодки. Для этого
ППУ должна быстро наращивать мощность для обеспечения паром
увеличивающих мощности турбин или турбогенераторов (на атомных
ледоколах). На установках с ВВР допускается изменение мощности реактора
не более 1% в секунду, а в последние годы, для повышения надежности
активных зон рекомендовано изменение 0,1% в секунду.
Командуя атомоходами с ВВР, при проходе узкости, при швартовке,
при выполнении сложных маневров, я вынужденно давал команду иметь запас
мощности 20%. Это приводило к перерасходу ядерного горючего (20%
вырабатываемого пара, минуя турбины, шли в конденсатор). На АПЛ такой
перерасход мощности кратковременен. А вот на атомных ледоколах, которые
при проводке судов во льдах производят до 60 реверсов в час, и бывает
сутками вынуждены держать запас мощности 20%, такой перерасход
значителен.
Подводные лодки «К-27» и последующие АПЛ-705 и 705К проекта с
реакторами на промежуточных нейтронах и со свинец-висмутовым
теплоносителем за счет возможности в 4 раза быстрей повышать мощность
реакторов и большого запаса (по температуре) перегретого пара, в
создании запаса мощности не нуждались. А маневренность реактора
позволяла оставлять за кормой выпущенные по лодкам торпеды за счет почти
мгновенного развития большой скорости. Остро нуждаясь в строительстве
атомных ледоколов для спасения Северного морского пути, Минтранс до сих
пор не заказал проработку СВБР-75/100 для ледокольных судовых
энергоустановок.
– Какие организации сегодня занимаются работами по ЖМТ-реакторам?
– Учитывая опыт эксплуатации АЭУ с ЖМТ на АПЛ «К27» 645
проекта, АПЛ-705 и 705А проектов ряд организаций, в том числе ФЭИ им.
акад. А.И.Лейпунского, ОКБ «Гидропресс», ГНИПКИИ «Атомэнергопроект», НПО
«Аврора», Калужский турбинный завод, СПМБМ «Малахит» разработали
концептуальный проект модульной АЭС с двумя блоками на базе модульных
АППУ с многоцелевыми свинцово-висмутовыми реакторами на быстрых
нейтронах (СВБР-75/100).
Этот проект заинтересовал Союз российских судовладельцев с целью его
использования при освоении арктического шельфа и реализации Морской
доктрины РФ на Северном морском пути.
Создание атомных станций ограниченной мощности на реакторах ЖМТ для
обеспечения электроэнергией и теплом северного и восточного побережья
России позволит выполнить требования по экономичности, ядерной,
радиационной и экологической безопасности, благодаря свойствам
внутренней самозащищенности этих реакторов.
Они обеспечиваются меньшим оперативным запасом реактивности,
применением химически пассивного по отношению к воздуху и воде
теплоносителя, исключающего кризис теплоотвода и высокое давление в
контуре, интегральной компоновкой, исключающей возможность потери
теплоносителя, отсутствием жидких радиоактивных отходов, высокой
надежностью активной зоны и т.д.
В июне 2006 г. НТС № 1 высоко оценил работу по созданию
многоцелевого СВБР-75/100, подчеркнув монопольное владение Россией
реакторной свинцово-висмутовой технологией. Было высказано опасение, что
работы в этой области Японии, США, Кореи и Европы могут привести к
утрате нашего приоритета.
Но, одобряя работу ФГУП ОКБ «Гидропресс», ФГУП ГНЦ РФФЭИ и ФГУП
«Атомэнергопроект» по этому проекту, решение НТС свелось к предложению
продолжить в 2007 году проработки опытно-промышленного энергоблока с РУ
СВБР-75/100 с привязкой к конкретной площадке и рекомендации Росатому
разработать технические требования к атомным энергоблокам регионального
энергоснабжения.
Начало практического воплощения разработок в металл опять
откладывается. Уникальный опыт 80 реакторолет эксплуатации РУ с
теплоносителем свинец-висмут на АПЛ признается не в полной мере
референтным, так как он отличается от режима эксплуатации и требований
по ресурсу и безопасности в гражданской атомной энергетике. В результате
потери еще 5–7 лет приоритет России в этой области будет безвозвратно
утерян.
– Как известно, с декларации об окончании «холодной войны»
началось резкое сокращение нашего Военно-морского флота и, в первую
очередь, подводного. Но подводные лодки могут использоваться не только
для боевого дежурства, но выполнять и мирные функции?
– Да, и уже выполняют. В 1978 году атомный ракетоносец 667 БДР
проекта «К-441» совершил поход подо льдами по периметру Северного
Ледовитого океана, совмещая боевую задачу с гидрологическим
исследованием океана по маршруту перехода.
В 1995 году с «К-44» с помощью баллистической ракеты за полчаса
с Баренцева моря на Камчатку доставлены научная аппаратура и почта. В
1998 году с «К-407» из подводного положения запущен искусственный
спутник Земли «ТурбасатН».
Используя опыт АПЛ в плавании подо льдами, всплытии в разводьях
и с продавливанием льда, подводные атомные транспорты и танкеры
специальной постройки могут обеспечивать экономную и эффективную
доставку полярных экспедиций (со всем оборудованием) в точки их
базирования, осуществлять трансарктическую транспортировку грузов между
странами западного и восточного полушария.
Огромный опыт, наработанный за время создания и эксплуатации
российского подводного флота, по многим своим технологиям опередившего
научную и техническую мысль западных специалистов, должен работать на
благо своей страны и в XXI веке.
Подготовила Тамара Девятова
(Журнал «Атомная стратегия» № 26, ноябрь 2006 г.)
Немає коментарів:
Дописати коментар