Введение

Реактор S5G был прототипом военно-морского реактора, разработанным для ВМС США для обеспечения выработки электроэнергии и движения подводных лодок. Обозначение S5G расшифровывается следующим образом:

S = Подводная лодка (платформа)
5 = Ядро пятого поколения, разработанное подрядчиком
G = General Electric – компания-разработчик по контракту.

Дизайн

S5G был водоводным реактором с двумя контурами теплоносителя и двумя парогенераторами. Его конструкция предусматривала размещение реакторного сосуда в нижней части лодки, а парогенераторов – в верхней, для обеспечения и поддержания естественной циркуляции первичного теплоносителя. Насосы первичного теплоносителя реактора являются одним из основных источников шума подводных лодок, и исключение насосов теплоносителя и сопутствующего оборудования позволило бы снизить механическую сложность и габариты двигательной установки. Реактор S5G был оснащен насосами первичного теплоносителя, но они требовались только на очень высоких скоростях. Кроме того, поскольку активная зона реактора была спроектирована с очень гладкими каналами для теплоносителя, насосы были меньше и тише, чем те, что использовались в конкурирующей активной зоне S5W. Их также было меньше по количеству. В большинстве случаев подводная лодка могла функционировать без использования насосов теплоносителя вообще. Тихая конструкция привела к увеличению диаметра корпуса, но потребовала более крупных трубопроводов первичного контура теплоносителя, чем у реактора S5W. Из-за больших размеров S5G не применялся в последующих ударных подводных лодках, но стал предшественником конструкции реактора S8G, используемого на более крупных подводных лодках.

Для дальнейшего снижения шума двигательной установки стандартная схема с двумя паровыми турбинами, приводящими винт через редуктор, была заменена на одну большую двигательную турбину без редукторов. Это устранило шум от главных редукторов, но потребовало создания огромной главной двигательной турбины. Турбина имела цилиндрическую форму, около 3,6 метра в диаметре и около 9 метров в длину. Такой большой размер был необходим для обеспечения достаточно медленного вращения, чтобы непосредственно приводить в движение винт с приемлемой эффективностью. Такая же двигательная установка использовалась как на USS Narwhal, так и на наземном прототипе. Концепция установки естественной циркуляции была относительно новой, когда ВМС запросили эту конструкцию. Поэтому прототипная установка в Айдахо прошла тщательную проверку на производительность, чтобы определить, будет ли такая конструкция работоспособна для ВМС США. В целом, это был успех, хотя эта конструкция больше не была использована в качестве основы для других быстроходных ударных подводных лодок, кроме Narwhal. Прототипные испытания включали в себя имитацию практически всего машинного отделения ударной подводной лодки. Размещение установки в большом бассейне позволило вращать прототип вокруг продольной оси для имитации резкого поворота, который достигался за счет создания момента вращения большими гироскопами, установленными в передней части реакторного отсека. Это было необходимо для определения, сохранится ли естественная циркуляция даже при резких поворотах, поскольку естественная циркуляция зависит от силы тяжести, а подводные лодки способны маневрировать под различными углами.

История

Этот ядерный реактор был установлен как на наземном прототипе, первоначально использованном для испытания концепции и впоследствии для подготовки тысяч операторов ВМФ, на Военно-морском реакторном комплексе Национальной лаборатории Айдахо возле Арко, штат Айдахо, так и на подводной лодке USS Narwhal (SSN 671); оба объекта выведены из эксплуатации. Он предназначался для оценки потенциального вклада технологии естественной циркуляции в снижение шумности подводных лодок. Прототип S5G, построенный в начале 1960-х годов, был окончательно остановлен в мае 1995 года.