Российские атомные ледоколы класса "Арктика": крупнейшие и мощные суда для проводки кораблей в Арктике и научных экспедиций. История, проекты 10520/10521.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Российский класс атомных ледоколов
Russian class of nuclear powered icebreakers
Класс "Арктика" – российский (ранее советский) класс атомных ледоколов. Также известные под российскими обозначениями проекта 10520 (первые два корабля) и проекта 10521 (с третьего корабля и далее), они были самыми крупными и мощными ледоколами в мире до спуска на воду в 2016 году первого ледокола проекта 22220, также названного "Арктика". Суда класса "Арктика" принадлежат федеральному правительству, но до 2008 года их эксплуатацией занималась Мурманская судоходная компания (МСКО), после чего они были переданы полностью государственной корпорации "Атомфлот". Из десяти гражданских судов с ядерной энергетической установкой, построенных Россией или Советским Союзом, шесть относились к этому классу. Они используются для проводки торговых судов в Северном Ледовитом океане к северу от Сибири, а также для научных и туристических экспедиций в Арктику.
The Arktika class is a Russian (formerly Soviet) class of nuclear powered icebreakers. Also known by their Russian designations Project 10520 (first two ships) and Project 10521 (from third ship onwards), they were the world's largest and most powerful icebreakers until the 2016 launch of the first Project 22220 icebreaker, also named Arktika. Ships of the Arktika class are owned by the federal government, but were operated by the Murmansk Shipping Company (MSCO) until 2008, when they were transferred to the fully state owned corporation Atomflot. Of the ten civilian nuclear powered vessels built by Russia or the Soviet Union, six were of this type. They are used for escorting merchant ships in the Arctic Ocean north of Siberia as well as for scientific and recreational expeditions to the Arctic.
История
3 июля 1971 года на Балтийском судостроительном заводе в Ленинграде началось строительство концептуального проекта более крупного атомного ледокола, получившего название «Арктика». Спустя четыре года, 17 декабря 1975 года, в Москву и Ленинград поступили радиосообщения об успешном завершении морских испытаний. Самый новый и большой на тот момент атомный ледокол был готов к работе в Арктике. «Арктика» стала первым надводным судном, достигшим Северного полюса 17 августа 1977 года. Как головное судно второго поколения российских атомных ледоколов, «Арктика» дала название пяти последующим ледоколам: «Сибирь» (1977), «Россия» (1985), «Советский Союз» (1989), «Ямал» (1992) и «50 лет Победы» (2007). Первый ледокол нового поколения, проекта 22220, был спущен на воду в 2016 году. Также названный «Арктика», он был построен в расчете на уменьшение ледяного покрова и увеличение судоходства.
On July 3, 1971, construction began on a conceptual design of a larger nuclear icebreaker, dubbed Arktika, in the Baltic Shipyard in then Leningrad. Four years later, on December 17, 1975, Moscow and Leningrad received radio messages informing them that sea trials had been completed successfully. The newest and largest nuclear icebreaker at the time was ready for the Arctic. Arktika was the first surface ship to reach the North Pole, on August 17, 1977. As the leading vessel in Russia's second nuclear icebreaker class, Arktika became the classification name for five icebreakers to follow: the Sibir in 1977, Rossiya in 1985, Sovetskiy Soyuz in 1989, the Yamal in 1992 and the 50 Let Pobedy in 2007. The first of new class of nuclear icebreakers, Project 22220, was launched in 2016. Also called Arktika, it was launched in anticipation of decreasing ice and increased traffic.
Реакторы ОК-900А
В период с декабря 1967 года по май 1970 года на ледоколе "Ленин", предшественнике "Арктики" и первом атомном ледоколе, три реактора ОК-150 мощностью 90 МВт каждый были заменены на два реактора ОК-900 мощностью 159 МВт каждый. Ледокол "Арктика" и весь флот ледоколов класса "Арктика" оснащены двумя реакторами ОК-900А, каждый из которых обеспечивает мощность 171 МВт. Каждый реактор размещен в собственном герметичном отсеке и весит 160 тонн. Защита реакторов обеспечивается водой, сталью и высокоплотным бетоном, а радиационный фон на корабле непрерывно контролируется 86 датчиками. Цепная реакция может быть остановлена за 0,6 секунды полным вводом защитных стержней. При прохождении через лед ледокол "Арктика" потребляет до 200 граммов топлива в сутки. В каждом реакторе содержится 500 кг изотопов урана, что обеспечивает работу реакторной установки не менее 13,7 лет между заменами активной зоны. Отработанная активная зона извлекается и заменяется в Мурманске, отработавшее топливо перерабатывается, а радиоактивные отходы утилизируются на специализированном предприятии.
Over the period December 1967 to May 1970, Lenin, precursor of the Arktika and the first nuclear propelled icebreaker, had its three OK 150 reactors, capable of 90 MW each, replaced with two OK 900 reactors, capable of 159 MW each. Arktika and the entire Arktika class icebreaker fleet are outfitted with two OK 900A reactors, which deliver 171 MW each. Each reactor is contained in its own closed compartment and weighs 160 tonnes. They are shielded by water, steel, and high density concrete, and ambient radiation is monitored throughout the ship by 86 sensors. The chain reaction can be stopped in 0.6 seconds by the full insertion of safety rods. Arktika consumes up to 200 grams of fuel a day when breaking ice. There are 500 kg of uranium isotopes in each reactor, allowing for at least 13.7 years between changing reactor cores. The used cores are extracted and replaced in Murmansk, the spent fuel reprocessed and waste disposed of at a radioactive waste plant.
Двигатель
OK 900A – это реактор с водой под давлением, что означает, что охлаждающая вода непрерывно прокачивается под давлением через реактор для отвода тепла, поддерживая ядра и реактор в охлажденном состоянии. Нагретая вода из реактора поступает в парогенератор (четыре парогенератора на реактор), где передает свое тепло другому объему воды, производя пар с давлением 30 кгс/см2 (2,94 МПа, или приблизительно 1084 psi). Каждый комплект из четырех парогенераторов приводит в движение две паровые турбины, которые вращают три динамо-машины. Затем один киловольт постоянного тока подается на три двухобмоточных двигателя, непосредственно соединенные с гребным винтом, обеспечивая среднюю скорость вращения винта 120–180 об/мин. К установке подключены пять вспомогательных паровых турбин для выработки электроэнергии, вращающих генераторы общей электрической мощностью 10 МВт. Три гребных винта с фиксированным шагом обеспечивают "Арктике" тягу, мощность и маневренность. Бортовой и центральный винты вращаются по часовой стрелке, а левый – против часовой стрелки для компенсации. Каждый винт расположен на конце вала длиной 20 метров и имеет четыре лопасти весом семь тонн, которые прикреплены девятью болтами к ступице диаметром 5,7 метра и весом 50 тонн. На "Арктике" также имеются четыре запасных лопасти вместе с соответствующим водолазным оборудованием и инструментами для ремонта винта в море; операция может занять от одного до четырех дней в зависимости от степени повреждения. Пропеллеры могут обеспечить суммарное тяговое усилие в 480 тонн при мощности 18–43 МВт (25 000 л.с.) [итого: 55,3 МВт (75 000 л.с.)]. Это соответствует максимальной скорости на открытой воде, полной скорости и средней скорости при прохождении сквозь лед толщиной в [данные отсутствуют].
The OK 900A is a pressurized water reactor, meaning that cooling water is continually pumped under pressure through the reactor to remove heat, keeping the cores and the reactor cool. The heated water is pumped from the reactor to a boiler (four boilers per reactor), where it transfers its heat into another body of water, producing steam at a rate of 30 kgf/cm2 (2.94 MPa, or approximately 1,084 psi). Each set of four boilers drives two steam turbines, which turn three dynamos. One kilovolt of direct current is then delivered to three double wound motors directly connected to the propeller, providing an average screw velocity of 120 180 rpm. Five auxiliary steam turbines are tied into the plant to provide electricity, turning generators with a cumulative electric power of 10 MW. Three fixed pitch propellers provide Arktika with its thrust, power, and maneuverability. The starboard and centerline propellers turn clockwise while the port turns counter clockwise to compensate. Each propeller sits at the end of a 20 meter (65.6 ft) shaft and has four blades, which weigh seven tons and are attached by nine bolts to the hub which is 5.7 meters (18.7 ft) in diameter and weighs 50 tonnes. Arktika also carries four spare blades along with the appropriate diving equipment and tools so that propeller repairs may be made at sea; the operation can take anywhere from one to four days depending on the extent of the damage. The propellers can deliver a combined bollard pull of 480 tons with 18 43 MW (25,000 shaft horsepower) [totals: 55.3 MW (75,000 shp)]. This amounts to a maximum speed of on open water, full speed of , and an average speed of while icebreaking thick level ice.